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挖掘奖章背后的文化,努力成为优秀的仿真设计师

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在当代社会,工程领域中的科技创新是国家高新科技发展成功的关键因素之一,因为它直接关系到国家的繁荣与安全。国家卓越工程师奖章的设立,不仅是对工程师精神和专业贡献的崇高肯定,也是对国家科技实力的生动见证。这一奖章融入了我国工程技术领域的代表性成果,如高速铁路、5G、港珠澳大桥、杂交水稻等,而且展现了中国在工程领域的雄厚文化底蕴和卓越成就。在这个激烈的工程领域中,仿真工程师作为工程领域的关键角色,更是承载着推动创新、解决复杂问题的责任。那么,作为一名仿真工程师如何融入国家的工程文化底蕴,真正意义上使仿真模拟成为项目实现和产品研发中的重要组成部分呢?

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鉴于此,我们有必要挖掘卓越工程师奖章背后的文化精神和人文情怀,弄清这些细节设计背后劳动人民的智慧和勤劳。因为文化是民族发展的驱动力。所以如果工程师,特别是仿真技术师想要成为优秀的中坚力量,工程师文化和国家战略需求是他们着力追求的核心和服务的第一对象。在这里,小编特意回顾了奖章设计背后的四大中国元素,以此鼓励仿真工程师响应国家重大战略需求,发挥自己的真正价值!

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专业精神:中国高速铁路背后的引擎

在高速铁路等国家工程项目的背后,工程师文化中的专业精神被彰显得淋漓尽致。从19世纪末的京张铁路开创,到1990年代的"复兴号"列车首次亮相,中国铁路的发展历程充满了专业精神的烙印。CRH380-A项目面临的技术困境,尤其是日本退出和关键技术丧失,是对专业精神的巨大考验。然而,中国并没有因此放弃,而是通过自主研发、创新和团队协作克服了重重难关。为此国家成立“226计划”这个特殊团队,旨在解决高铁项目中关键技术问题。正因为如此精神,中国的“复兴号”列车以每小时350公里的速度行驶,创下了全球最快商业列车的纪录。

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这种“中国速度”既是对高速铁路技术深刻理解的产物,也是专业精神的结晶。工程师们不仅在技术上取得了创新,更在实践中体现出对卓越的追求,为国家的高铁事业赢得了国际声誉。此外,在国际合作和技术交流中,中国工程师们展现了专业精神的国际化。参与多个国家的铁路建设项目,不仅促进了国际合作,还在技术、标准、管理等方面积极分享经验,推动了全球铁路事业的共同进步。这种专业精神的传承,使中国工程师在国际工程舞台上独具优势,为世界铁路事业的发展贡献着中国的智慧和力量。

创新精神:5G技术背后的驱动力

5G技术的崛起不仅令国家卓越工程师奖章熠熠生辉,更是对中国在通信创新领域不断迈进的生动写照。然而,5G并非一蹴而就的产物,它蕴含了通信领域经历多次演变的深厚历史。从1G的模拟信号传输,到2G的数字化通信,再到3G、4G的高速数据传输,中国通信技术一直在不断突破,这背后凝聚了工程师们的创新精神。

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5G技术的三大关键特性——低时延、高可靠性和低功耗,为通信技术带来了质的飞跃。这种创新的推动力对实时互动、虚拟现实等关键应用至关重要。低时延意味着通信传输速度达到了前所未有的极致,对于自动驾驶、医疗设备的远程操控等领域具有革命性的影响。高可靠性则使得通信网络更为稳定,适用于关键场景,为社会带来更多安全保障。而低功耗的特性为设备的续航和可持续性提供了关键支持。

5G不仅仅是通信技术的提升,更是连接一切的愿景的实现。通过5G技术,千亿设备可以实现互联,构建起庞大的物联网。这为智能家居、智能城市、工业互联网等领域提供了广阔的发展空间,推动着社会向数字化、智能化的方向迈进。

最后,在5G的发展中,创新精神是至关重要的推动力。因为只有工程师们通过持续的研发和创新,才使得5G技术得以不断进步。所以,创新精神的体现不仅是技术层面的突破,更是对问题的敏锐洞察和解决方案的不断演化。这种创新精神对于构建良好的工程师文化至关重要,它鼓励工程师们超越传统边界,迎接未知挑战,为国家科技事业作出更大的贡献。

工匠精神:港珠澳大桥奇迹的内核

港珠澳大桥的宏伟工程不仅令人惊叹于其跨越海域的壮丽,更在其中彰显了工程师们的卓越工匠精神。这座连接香港、珠海和澳门的桥梁,成为三地之间紧密联系的纽带,背后蕴含着中国工程师智慧与勇气的结晶。

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总长55公里的港珠澳大桥,刷新了世界最长的钢结构跨海大桥记录。设计使用寿命达120年,具备抗击16级台风的能力,被誉为桥梁界的“珠穆朗玛峰”。在建设过程中,工程师们面对诸多困难,如海底20多米淤泥的深埋隧道、频繁的台风高发区,展现了不畏艰险的卓越才华和过硬技术。

特别值得一提的是沉管隧道采用的“半刚性”结构创新,通过反复试验和坚持不懈的努力,成功实现了深埋沉管隧道的建设,成为世界首创的工程手段。这种工匠式的创新表达了工程师对挑战的勇气和对卓越的追求。

港珠澳大桥的管理局副书记、行政总监韦东庆更是在大桥通车后,着眼于大桥的安全运营与科普教育。通过引入智能化运维技术,打造“平安大桥”的初心,同时研发大桥养护机器人,以提高大桥的使用寿命。韦东庆认为,大桥不仅是一座交通建筑,更是能激发孩子们学习兴趣、传播科学和工匠精神的平台。

这座大桥的建设与运营不仅实现了三地之间的紧密连接,更彰显了中国工程师的智慧与勇气。港珠澳大桥的成功不仅是中国工程技术在国际上的旗帜,更是工程师们勇攀科技高峰、不懈探索的生动写照。工匠精神在这一成就的背后扮演着重要的角色,为工程师文化注入了坚韧不拔、追求卓越的品质。

团队精神:杂交水稻薪火的传承

在杂交水稻的历史中,农学家和科技工作者通过创造性的探索,为提高粮食产量勤勉耕耘。袁隆平教授的一粒种子,承载着“愿天下人都有饱饭吃”的朴素心愿,引领科学家们迈向成功之路。

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回溯历史,袁隆平教授在1966年发表的《水稻的雄性不孕性》一文奠定了杂交水稻的基础。雄性不孕性为后来的“三系法”培育提供了理论支持。在1973年,籼型三系杂交水稻的研究成功为大幅提高水稻产量铺平了道路。湖南于1974年开始试种,亩产超过650公斤,显著显示出增产优势。这一伟大创举使籼型三系杂交水稻的全体发明人荣获国家技术发明奖特等奖,标志着这项成就得到国家高度认可。50年来,杂交水稻实现了五轮产量跃升,为我国的超级稻育种攻关目标创造了一系列奇迹。

杂交水稻的成功不仅仅是农业技术的突破,更是科技创新体制的成功实践。因为千余名科技工作者的通力协作造就了现在这个成绩。此外,由于团队协作、联合攻关的合作模式赢得了科研工作的高速度,从而推动了农业科技服务的速度,因此最终展现了科技创新合作的魅力。

袁隆平教授的一粒种子,承载着梦想,改变了世界,也将继续为人类的未来谱写出更美好的篇章。在国家卓越工程师奖章颁发仪式的庄严时刻,我们不仅见证了一代又一代卓越工程师的辛勤付出,更感悟到科技薪火的传承与奉献。

仿真工程师是指利用计算机技术、数学建模和仿真软件等手段,对现实系统进行模拟和仿真的专业人员。其主要通过虚拟的方式还原和模拟实际系统的运行情况,以评估、优化和改进系统的性能,从而在实际应用中提供科学、准确的决策依据。在工程领域中,仿真工程师在产品设计、工艺规划、系统测试等方面发挥着重要作用。在服务国家重大战略时,仿真工程师应融入高速铁路、5G通信、港珠澳大桥、杂交水稻等工程文化,学习专业精神、创新精神、工匠精神和团队精神,努力成为一名胸怀国家战略的优秀仿真工程师。

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内容简介:国家卓越工程师奖章揭示工程领域文化精髓,助力仿真工程师服务国家重大战略!(文献调研不易,多多指教)

材料系统仿真模具创成式设计热设计
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首次发布时间:2024-01-22
最近编辑:10月前
7Andy
博士 探索材料之美,模拟未来之强!
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大数据下仿真技术的特点和新趋势

仿真,这个词最先源自20世纪50年代初的“计算机仿真”,自此之后,科学和产业界进入了一个可以在虚拟世界中模拟现实情境的全新时代。在当今数字化浪潮的冲击下,仿真技术作为一项关键性的工程手段正在经历前所未有的发展变革。随着大数据的崛起,仿真技术在不断融合创新中焕发出新的活力。如图1所示,过去,仿真一直是稀缺而昂贵的资源,正所谓“物以稀为贵”,所以导致其应用范围很窄,仅在大型工程项目中得以应用,然而,如今计算机和仿真领域的迅猛发展使仿真算力成本大大降低,使得仿真技术逐渐成为每个产品设计不可或缺的组成部分。图1.仿真的基本概念和发展历程特别是在大数据和AI时代,仿真不再仅限于验证某个案例,而是深入贯穿整个产品生命周期,从早期概念设计、制造到运营和维护全程环环相扣,特别是在响应国家重大战略需求下,仿真在虚拟样机、飞行器、航空航天和虚拟战场发挥着重要的作用。在这个新材料,新概念、新时代的中国大环境下,仿真正在悄悄迎来蜕变。据文献调查取证,这些变化共同推动着仿真技术变得无处不在,为各行业带来积极的影响,助力产品创新和性能提升,推动企业的营收增长和国家的强盛。其新方向主要在以下三个方面(思维导图见图2):一、简单产品仿真不在是唯一,而是设计整个生产线。一方面,简单的产品只能满足用户的某个点或某个面,无法提供从需求定义到设计,再到运营阶段的全流程定义和维护。在数字革命时代,每个行业都在通过数字仿真实现全流程的产品设计和维护。另一方面,各行业都在经历数字革命,只有通过数字式仿真的所有产品选项,才能获得创新所需的深刻洞察。最重要的是,仿真过程不需要切断现有生产线,最大限度地降低对生产效率的影响,也力求适应这个趋势,不断增加功能以满足广泛的仿真需求。二、仿真技术具备对复杂工况进行深度分析的能力。图1可以看出,过去由于各种约束,工程师只能关注对产品的某些方面或部件进行仿真。然而,随着仿真技术的进步,工程师现在可以研究多物理场并对整体产品性能进行全面评估。仿真不再仅限于验证某个特定案例,而是成为工程师在早期概念设计阶段分析成千上万个案例的工具,以确定最佳解决方案。从需求阶段开始,利用仿真生成设计方案;在设计阶段,利用仿真验证设计;在运营阶段,通过采集数据并利用仿真工具修正运营方案。因此,仿真工程对多物理场的模拟已经成为工程师和运营人员不可或缺的手段。三、仿真技术将在整个产品生命周期中获取利润。在仿真过程中,科学家可以创建产品或设备的数字孪生体,甚至可以建立虚拟传感器。通过远程传感器收集产品工况数据,分析人员创建产品/设备的数字孪生体,并对数字模型相同的物理力和其他环境条件进行实时模拟。此外,数字孪生体可应用于各行各业,而且可以进行假设研究,预测可能的严重故障或维护需求,如对城市中的交通流或行人流进行预测。具有仿真功能的数字孪生体将成为产品设计和运行的内在部分,从而使仿真成为整个产品的内嵌部分。这为产品的全生产周期提供了更加全面和深入的管理和优化。图2.仿真技术的需求导向和发展新趋势综合而言,仿真不仅是技术的发展,更是一种思维方式的变革,为企业带来了更广阔的创新空间和竞争优势。过去,仿真技术主要在控制、管理、计算机、系统工程等学科中发展壮大,并在实际应用中逐渐成熟。然而,仿真学科长期依附于其他学科和应用领域,专门从事仿真学科研究的人员相对较少,对仿真学科自身建设的关注较为有限。也就是,仿真学科的发展仍然面临“分支旺盛,主干不足”的困境,仿真学科自身的建设未能跟上社会需求的步伐。当前关于仿真学科的研究存在三个方面的差距,即在教学的投入、学问的分支和学术的组织方面。这些差距使得仿真学科尚未成为一个成熟独立的学科。为了使仿真学科更好地满足社会需求,有必要在教学、研究分支和学术组织等方面加强相关工作,推动仿真学科的全面发展,以更好地服务于国家科技创新和社会进步。为了突破这一发展瓶颈,仿真学科需要加强自身的学科建设。尽管当前仿真学科积累了大量知识,但在对其进行系统梳理方面,仿真学界仍存在欠缺的问题。由于长期以来应用需求的压力,国内仿真研究主要集中在应用方向,而学科基础理论和知识体系的深入研究相对较少。图3.仿真技术的发展现状和经后的聚焦主题。因此,要推动仿真学科理论与知识体系的建设,需要从分析仿真学科的基本概念出发,深入剖析仿真学科的核心内容及其相互关系,以推动学科的理论和知识体系的深入研究。往后科学家的投入领域包括(见图3):1.推进仿真学科知识系统化:借鉴现代科学和AI模型的数学化特点,仿真学科的知识形式化核心在于采用数学语言表示模型和仿真系统的结构。通过数学化和形式化,可以进行更为深入的数学分析,加速仿真方法从研究到实践的应用过程。2.关注仿真学科的工程教育:仿真学科教育和人才培养直接关系到一个国家在仿真科学领域的竞争实力。借鉴美国将“建模与仿真”纳入高等教育法的做法,关注仿真学科的工程教育,将为深化认识仿真学科提供动力。3.进行“仿真学”的研究:尝试将仿真学科作为研究对象,建立仿真学的理论、内容和架构,以推动仿真学科的发展。这一努力将有助于满足新常态、新业态和新环境下经济社会发展对仿真的需求,使仿真学科产生一次升腾与飞跃的发展。在我看来,大数据对仿真技术的推动,不仅让仿真更智能、全面数字化,也拓展了应用领域。仿真不再是独立的验证工具,而是深度融入产品生命周期,为创新提供了更强大的支持。在这个时代,数据的开放性与协同性将引领仿真技术的未来,促使跨领域的合作,为科技发展创造更广阔的可能性。注:仿真的知识多元和深奥,本人知识有限,请大家多多指教和相互学习,共同为仿真学的进步做出自己的一点贡献。

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