物流工程專業(yè)導(dǎo)論-基礎(chǔ)理論與專業(yè)教育簡(jiǎn)介

1、物流工程專業(yè)導(dǎo)論-基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)簡(jiǎn)介本講主要內(nèi)容物流系統(tǒng)與物流工程物流工程中的科學(xué)與技術(shù)問題物流工程專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu)物流工程主干課程詳解本講期望回答的問題：物流工程專業(yè)能學(xué)到什么？畢業(yè)后能做什么？1 物流系統(tǒng)與物流工程1.1 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)是指在一定的時(shí)間和空間里，由所需位移的物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運(yùn)機(jī)械、運(yùn)輸工具、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施、人員和通信聯(lián)系等若干相互制約的要素所構(gòu)成的具有特定功能的有機(jī)整體。運(yùn)輸、搬運(yùn)包裝、拆分倉(cāng)儲(chǔ)物流中心物流管理自動(dòng)控制信息處理物流信息基礎(chǔ)層控制層管理層物流系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)物流系統(tǒng)的特點(diǎn) 物流系統(tǒng)是一個(gè)“人機(jī)系統(tǒng)” 物流系統(tǒng)是一個(gè)大跨度系統(tǒng)：時(shí)間，空間 物流系統(tǒng)是一個(gè)可

2、分系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)多目標(biāo)系統(tǒng)1.2 物流工程的概念 實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際的物流系統(tǒng)時(shí)，必然涉及系統(tǒng)規(guī)劃、分析、設(shè)計(jì)、和系統(tǒng)集成等工程行為。這種工程行為就是物流工程的范疇。 物流工程運(yùn)用工程分析與設(shè)計(jì)的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)所要求的物流系統(tǒng)（規(guī)劃、設(shè)計(jì)、設(shè)備、工具等）。2 物流工程中的科學(xué)與技術(shù)問題數(shù)學(xué)（基礎(chǔ)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)）機(jī)械工程（工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造）電工學(xué)與電子技術(shù)（模擬電路、數(shù)字電路）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)信息科學(xué)與技術(shù)控制工程理論管理科學(xué)物流工程是一個(gè)多學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，該領(lǐng)域涉及的科學(xué)與技術(shù)問題主要有：2.1 數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)分析（包括微積分、常微分方程

3、等） 線性代數(shù) 工程數(shù)學(xué)（包括數(shù)學(xué)物理方程、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值分析與計(jì)算方法）有時(shí)將“數(shù)學(xué)分析”和“線性代數(shù)”合并稱為“高等數(shù)學(xué)”，上述數(shù)學(xué)課程是所有工科專業(yè)的基礎(chǔ)工科本科各專業(yè)要學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)課程主要有：2.3 電工學(xué)與電子技術(shù)電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)，相關(guān)的核心課程有：電路原理模擬電路數(shù)字電路2.4 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到人們生活與工作的各個(gè)領(lǐng)域，我們的工作、生活越來(lái)越依賴于計(jì)算機(jī)，因此，每個(gè)大學(xué)生都要掌握一定的計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)和技術(shù)。物流工程專業(yè)的學(xué)生安排了以下計(jì)算機(jī)方面的課程：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.5 信息科學(xué)與技術(shù)物流工程專業(yè)安排的相關(guān)課程如

4、下： 信息科學(xué)與技術(shù)是研究信息的獲取、傳輸和處理的技術(shù)，由計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、微電子技術(shù)結(jié)合而成，有時(shí)也叫做“現(xiàn)代信息技術(shù)”。也就是說(shuō)，信息技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，利用現(xiàn)代電子通信技術(shù)從事信息采集、存儲(chǔ)、加工、利用以及相關(guān)產(chǎn)品制造、技術(shù)開發(fā)、信息服務(wù)的新學(xué)科。測(cè)試技術(shù)與信號(hào)處理自動(dòng)識(shí)別技術(shù)物流信息系統(tǒng)2.6 控制工程與自動(dòng)化技術(shù)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)（自動(dòng)控制原理）機(jī)電傳動(dòng)與控制微機(jī)控制技術(shù)物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)物流設(shè)施與裝備的自動(dòng)運(yùn)行涉及控制理論、控制技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)，相關(guān)的課程有：3 物流工程專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu) 堅(jiān)實(shí)寬廣的理論知識(shí) 數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)分析（微積分、微分方程等） 線性代

5、數(shù) 矩陣論 工程數(shù)學(xué)（包括：數(shù)學(xué)物理方程、數(shù)值計(jì)算） 隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計(jì) 最優(yōu)化方法 知識(shí)體系 堅(jiān)實(shí)寬廣的理論知識(shí) 全面深入的專業(yè)知識(shí) 熟練的專業(yè)技能 知識(shí)結(jié)構(gòu)3 物流工程專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)組成原理 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方法（算法設(shè)計(jì)，語(yǔ)言開發(fā)工具） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 控制理論及自動(dòng)化原理 自動(dòng)控制原理（機(jī)械工程控制基礎(chǔ)） 微機(jī)控制技術(shù) 3 物流工程專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu) 信息科學(xué)基礎(chǔ) 現(xiàn)代測(cè)試技術(shù) 電工學(xué)與電子技術(shù) 模擬電路 數(shù)字電路 機(jī)械工程基礎(chǔ) 工程圖學(xué)及CAD3 物流工程專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu) 全面深入的專業(yè)知識(shí) 機(jī)械工程專業(yè)知識(shí) 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造 計(jì)算機(jī)專業(yè)

6、知識(shí) 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 控制工程與自動(dòng)化專業(yè)知識(shí) 機(jī)電傳動(dòng)與控制 物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)3 物流工程專業(yè)的知識(shí)體系與結(jié)構(gòu) 熟練的專業(yè)技能 運(yùn)用各類計(jì)算機(jī)軟件工具的技能 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)與開發(fā) 單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)技能 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)技能 物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技能 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的技能Matlab 應(yīng)用舉例：例1：p=1-1 0 -1;clf,ezplot x-x,grid,hold,ezplot(x2+4*sin(x)-25)從曲線可以看出，函數(shù)的根（0點(diǎn)）大約在 -4.6和5.2附近得到輸出曲線輸入：x1=fzero(x2+4*sin(x)-25,-4)

7、得到：x1 = -4.5861同理，輸入：x2=fzero(x2+4*sin(x)-25,5)得到：x2 = 5.3186例2：Matlab繪制曲面輸入：x,y,z=peaks;Surf(x,y,z);得到：4.3 電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)主干課程有：4.3.1 電路原理（或電工學(xué)） 電工學(xué)一般研究基本電路的特性和規(guī)律，如：電壓、電流、電阻之間的規(guī)律；電阻、電容、電感的特性及其在電路中的作用；直流電路、交流電路的特點(diǎn)及其基本規(guī)律等。電路模型和電路元件 電源負(fù)載負(fù)載電源開關(guān)實(shí)體電路ISUS+_R0中間環(huán)節(jié)電路模型與實(shí)體電路相對(duì)應(yīng)的電路圖稱為實(shí)體電路的電路模型。RL+ U導(dǎo)線4.3 電子

8、技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)4.3.2 模擬電子技術(shù)（模擬電路） 模擬電子技術(shù)主要涉及模擬電路的基本構(gòu)成，二極管、三極管的基本特性，基本放大電路的構(gòu)成與特性，運(yùn)算放大器的基本原理與特性等。本課程的教學(xué)目的與要求了解半導(dǎo)體的基本概念和特點(diǎn)掌握二極管、三極管的基本結(jié)構(gòu)和基本特性熟悉基本放大電路的組成，掌握其分析方法了解集成運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)，熟悉運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用模擬電子技術(shù)電子元器件二極管三極管集成電路電子電路及其應(yīng)用模擬電子技術(shù)的主要內(nèi)容放大濾波電源基極電源一個(gè)簡(jiǎn)單的三極管放大電路共發(fā)射極電壓放大器雙電源共發(fā)射極單管放大電路ECC2+RCRB+C13DG6ICIBIEEB RL輸入回路輸

9、出回路集電極電阻，約為幾至幾十歐NPN型管耦合電容耦合電容基極電阻，約幾十至幾百千歐集電極電源，約為幾至幾十伏負(fù)載電阻4.3 電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)4.3.3 數(shù)字電路用數(shù)字信號(hào)完成對(duì)數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路稱為數(shù)字電路，或數(shù)字系統(tǒng)。由于它具有邏輯運(yùn)算和邏輯處理功能，所以又稱數(shù)字邏輯電路?，F(xiàn)代的數(shù)字電 路由半導(dǎo)體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造而成。邏輯門是數(shù)字邏輯電路的基本單元。存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)二值數(shù)據(jù)的數(shù)字電路。從整體上看，數(shù)字電路可以分為組 合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩大類。4.3 電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)本課程的教學(xué)目的與要求了解數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的區(qū)別熟悉

10、基本門電路及其特點(diǎn)掌握基本邏輯電路的組成和分析方法熟悉組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法了解觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)和應(yīng)用幾種邏輯電路符號(hào)舉例：“與”門“或”門“非”門“與非”門組合邏輯電路簡(jiǎn)例：輸出：4.3.4 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1) 計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之前，需要了解一些計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，其課程為大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，該門課主要介紹一下計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，如：計(jì)算機(jī)的基本組成，計(jì)算機(jī)的數(shù)制，計(jì)算機(jī)軟件、硬件概念，計(jì)算機(jī)基本工作原理等。2) 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的種類解釋型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：如Basic，Visual Basic，（VB示例）其特點(diǎn)是：程序運(yùn)行之前不進(jìn)行語(yǔ)法檢測(cè)，運(yùn)行中邊檢查

11、邊運(yùn)行。編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：如FORTRAN，PASCAL，C，C+ 。其特點(diǎn)是：程序源代碼要經(jīng)過編輯、編譯（進(jìn)行語(yǔ)法檢查），鏈接，生成可執(zhí)行文件（程序）后才能運(yùn)行。編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言程序調(diào)試基本過程編輯環(huán)境代碼編輯編譯工具代碼編譯源程序目標(biāo)文件鏈接工具代碼鏈接資源庫(kù)EXECOMDLLOCX3) 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基本步驟系統(tǒng)維護(hù)投入運(yùn)行程序調(diào)試編碼設(shè)計(jì)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)程序功能需求分析4) C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)例簡(jiǎn)例1：用迭代法求求平方根的迭代公式為：代碼：#include #include void main(void)float a, Epx;float x, xn,delta;char

12、c;x=0;xn=0;couta;cinEpx;coutxn;dox=xn;xn=(x+a/x)/2;delta=fabs(xn-x);while(deltaEpx);cout the square toot of x =n;coutxnc;簡(jiǎn)例2：用二分法求算法基本思想：abxf0代碼：#include Stdio.h#include Conio.h#includemath.hdouble fun(double x);void main() double x,fa,fb,fx,a=-20,b=20,eps=0.0000001; fa=fun(a); fb=fun(b); if(fa*fb0)

13、 do x=(a+b)/2; fx=fun(x); if(fxeps);printf(The root is:%lfn,x); elseprintf(There are no roots between the given data.n); getch(); double fun(double x)double f;f=x*(x*(2*x-4)+3)+11;return f;4.3.5 控制工程基礎(chǔ) 控制科學(xué)與工程是一門研究自動(dòng)控制的理論、方法、技術(shù)及其工程應(yīng)用的學(xué)科。它是20世紀(jì)最重要的科學(xué)理論和成就之一?？刂乒こ淌且婚T方法論學(xué)科，交叉學(xué)科。 在機(jī)器系統(tǒng)、生命系統(tǒng)甚至社會(huì)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，都存在

14、一個(gè)共同的本質(zhì)的特點(diǎn)：它們都通過信息的傳遞、變換、處理與交換（反饋）來(lái)進(jìn)行控制的。1）控制和控制系統(tǒng)基本概念 控制就是按照預(yù)先給定的目標(biāo)，改變系統(tǒng)行為或性能的方法學(xué)。所謂自動(dòng)控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置(稱控制裝置或控制器)，使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程(統(tǒng)稱被控對(duì)象)的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)(即被控量、輸出)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。 一個(gè)控制系統(tǒng)可以抽象成方框圖的形式描述 控制器：現(xiàn)代控制系統(tǒng)一般采用計(jì)算機(jī)，完成比較、放大、變換等信號(hào)處理工作；輸出控制規(guī)律；比較器就是最簡(jiǎn)單的控制器。執(zhí)行器和受控對(duì)象合稱受控系統(tǒng)，它一般是一個(gè)能量傳動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。 例1 汽車的控制2

15、）控制理論與分析方法控制理論又分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論經(jīng)典控制理論用微分方程描述一個(gè)控制系統(tǒng)，用傳遞函數(shù)，波特圖等對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)和穩(wěn)定性進(jìn)行分析。一般適用于單輸入單輸出問題?，F(xiàn)代控制理論一般采用狀態(tài)方程（矩陣方法）描述一個(gè)控制系統(tǒng)，通過可控性，可觀察性設(shè)計(jì)和分析控制系統(tǒng)。可以解決多輸入多輸出問題。4.3.6 單片機(jī)原理與接口技術(shù)1) 什么是單片機(jī)？單片機(jī)實(shí)際上是一種專用計(jì)算機(jī)，它將CPU，存儲(chǔ)器（ROM和RAM），一些I/O接口電路集成到了一個(gè)芯片之上，構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，故稱單片機(jī)。廣泛應(yīng)用于各類智能電器，家電，工業(yè)控制領(lǐng)域。2) 單片機(jī)的特點(diǎn) 控制性能和可靠性高 實(shí)時(shí)控制功能特別強(qiáng)

16、，其CPU可以對(duì)I/O端口直接進(jìn)行操作，位操作能力更是其它計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。另外，由于CPU、存儲(chǔ)器及I/O接口集成在同一芯片內(nèi)，各部件間的連接緊湊，數(shù)據(jù)在傳送時(shí)受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響，所以單片機(jī)的可靠性非常高。體積小、價(jià)格低、易于產(chǎn)品化 單片機(jī)芯片即是一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī)，對(duì)于批量大的專用場(chǎng)合，一方面可以在眾多的單片機(jī)品種間進(jìn)行匹配選擇；同時(shí)還可以專門進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，使芯片的功能與應(yīng)用具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在單片機(jī)產(chǎn)品的引腳封裝方面，有的單片機(jī)引腳已減少到8個(gè)或更少。從而使應(yīng)用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安裝簡(jiǎn)單方便。3) 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 智能儀器儀表 單片機(jī)用于各種儀器儀

17、表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時(shí)還簡(jiǎn)化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級(jí)換代。如各種智能電氣測(cè)量?jī)x表、智能傳感器等。機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)包裝機(jī)、點(diǎn)鈔機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等。實(shí)時(shí)工業(yè)控制單片機(jī)還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被

18、控對(duì)象的不同特征采用不同的智能算法，實(shí)現(xiàn)期望的控制指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型應(yīng)用如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動(dòng)生產(chǎn)線等 。 分布式系統(tǒng)的前端模塊 在較復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)中，經(jīng)常要采用分布式測(cè)控系統(tǒng)完成大量的分布參數(shù)的采集。在這類系統(tǒng)中，采用單片機(jī)作為分布式系統(tǒng)的前端采集模塊，系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集方便靈活，成本低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)。家用電器家用電器是單片機(jī)的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。 另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。如汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、航天測(cè)控系統(tǒng)、黑匣子等 。4) 單片機(jī)的種類單片機(jī)

19、的種類非常多，不同廠家，不同型號(hào)的單片機(jī)為我們提供了非常寬泛的選擇區(qū)間。一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)主要以其基本單元的二進(jìn)制位來(lái)分，可以分為：8位，16位，32位。32位單片機(jī)為高檔嵌入式控制器。8位單片機(jī)：典型 80C5116位單片機(jī)：典型 MSP43032位單片機(jī)：有ARM系列，DSP系列5) 單片機(jī)的學(xué)習(xí)方法理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐緊密結(jié)合，只有大量實(shí)踐才能學(xué)好單片機(jī)。僅憑自己看書永遠(yuǎn)也無(wú)法掌握單片機(jī)開發(fā)的基本技術(shù)。機(jī)電傳動(dòng)：以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行的系統(tǒng)之總稱。控制設(shè)備Controller電動(dòng)機(jī)Electromotor傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Transmission生產(chǎn)機(jī)械Machine電源Power目的：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)圖Sketch of mechtronics