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Mathcad网络研讨会 Mathcad网络研讨会
PTC工程计算解决方案 PTC工程计算解决方案Mathcad 工程计算解决方案Mathcad介绍 Mathcad介绍
张同安 PTC I-Center 2008年5月19日星期一
内容
Mathcad在工程计算中独一无二的价值 Mathcad VS. Excel 客户成功案例 Mathcad基本功能演示
Mathcad 是国际上公认的执行和记录技术计算及应用数学的标准。该软件向广大工程技术人 员、科研工作者提供了一个文字处理、数学运算和图形处理能力的集成工作环境，使他们能 准确、方便、快捷完成工程计算和设计工作。
强大的计算功能 强大的计算管理功能 丰富的行业案例资源 实用的工程库和扩展包
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•不能审计
公式隐藏在单元格之下 把标准数学转化成了专有格式
•错误会在整个计算中传播
不了解单位 不正确的单元格引用 不正确的自动汇总
•有限的重复利用
难以理解和修改其它电子表格
•归档不楚
打印出来的电子表格不会显示工作情况
•精确性值得怀疑
四舍五入错误 数学近似值错误
•不能提供高级数学 •有限的优化 / 编程功能
Mathcad Calculation Server计算服务器
– 基于Web的服务器软件，可以重新计算Mathcad工作 表并使用HTML显示此工作表 – 其他客户端可以通过标准的Web浏览器随时随地进 行访问
计算服务器功能
– 轻松在Web上部署和共享Mathcad内容 – 使用标准Web浏览器查看工作表 – 查看时可以修改参数重新计算工作表 – 支持Mathcad内置函数 – 支持9种语言
⌠ ⌡
10
x dx = 333
2
1 3
⌠ cos ( x) + sin ( x) dx = 2 ⌡
0
π
∑i
i
→
1 4 1 3 1 2 ⋅i − ⋅i + ⋅i 4 2 4
1 s 2 d ( 3s ) + → 18⋅ s + 2 2 ds
S
10
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Mathcad强大的计算管理能力 Mathcad强大的计算管理能力
“问题在于， 问题在于，任何复杂性的方程式均可嵌入Excel 任何复杂性的方程式均可嵌入Excel单元格 Excel单元格 …… 没有方法、 没有方法、假 设、数值和逻辑与其关联。 数值和逻辑与其关联。 …… 如果不， 如果不，[就在Excel 就在Excel中获得方程式 Excel中获得方程式] 中获得方程式]你可能 仍然得到一个结果 – 但是， 但是，你不会知道那是不对的！ 你不会知道那是不对的！
Bechtel，土木结构
由于质量大打折扣， 由于质量大打折扣，“闲置任务”缺乏错误可追溯性/可审计性， 可审计性，没 有柔性的编程解决方案： 有柔性的编程解决方案：- 在全企业范围实施了针对Mathcad“黄 金标准”计算的用途的成本论证过程。 计算的用途的成本论证过程。
英国宇航系统公司， 公司，航空系统
由于满足质量标准和缩短上市时间的要求， 由于满足质量标准和缩短上市时间的要求，500多名英国工 500多名英国工 程师使用Mathcad 程师使用Mathcad， Mathcad，紧张地投入联合攻击战斗机（ 紧张地投入联合攻击战斗机（JSF） JSF）和欧 洲战斗机（ （Eurofighter Eurofighter） ）项目每次分析运行时的捕捉和存 洲战斗机 档工作
Mathcad 强大的计算能力
实时数值和符号计算 超过400 超过400内嵌的函数和求解器 400内嵌的函数和求解器 向量和矩阵计算 2维和3 维和3维图形绘制 单位管理能力 解方程能力 输出各种格式文档形式， 输出各种格式文档形式，如pdf, html, etc. 帮助手册、 帮助手册、培训手册、 培训手册、快速指导等
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劳士莱斯/ 劳士莱斯/拉夫伯勒大学Excel 拉夫伯勒大学Excel 精确性研究： 精确性研究： 曲率半径
Excel法
•计算平方偏差的和 •使用了解算器来查找未知项
Mathcad法
•使用了最小二乘法统计解算器 Proscan
结果
Mathcad Xc Yc r 117.216 50.997 50.168 Excel 117.208 50.989 50.161
Mathcad
捕捉由经验丰富的专业人士开发出来的所有设计 意图和关键计算知识产权 知识可以轻松共享和重复利用 可以提升最佳实践
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洛克希德马丁实例 在联合攻击战斗机的结 构分析中，统一使用 Mathcad取代excel、编程 语言、和其它方法
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Mathcad 的价值定位
自动化计算过程
0 0.5 1 1.5 2 X j , U j , v1 s , 0 , v2 s , 0 2.5 3 3.5 4
0
0.5
1
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内容
Mathcad在工程计算中独一无二的价值 Mathcad VS. Excel 客户成功案例 Mathcad基本功能演示
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在Excel中进行计算的局限 Excel中进行计算的局限
2006 4月 Desktop Engineering pick for Product of the Year ………
- readers
2004 11月 PC Magazine -four-star rating from
2006年4月，PTC持现$63.3M收购整个公司，
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Mathcad 成为工程计算软件标准
直观
易用，白色书写板界面 自然数学符号
综合能力
Mathcad is used to explain the theory of airfoil lift, provides a numerical analysis of the flow over an airfoil (to compute CL) and correlates the experimental results.
给客户带来的好处
– 改善沟通与协调 – 提高个人效率和流程效率
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Mathcad丰富的行业案例资源 Mathcad丰富的行业案例资源
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Mathcad实用的工程库和扩展包 Mathcad实用的工程库和扩展包
Mathcad工程库提供数以百计的标准计算程序、公式和参考表。
引语
•Alan Stevens博士，劳士莱斯的仿真专家
“天才工程师们使用Excel 天才工程师们使用Excel， Excel，得到的却是他们根本没有意识到的严重错误 – 而且， 而且，错误积累非常迅速， 错误积累非常迅速，远比你所想象到的要快。 远比你所想象到的要快。”
•David Chadwick，CAD用户杂志
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Mathcad的竞争定位 Mathcad的竞争定位 计算的类型
复杂 统计 分析 程序设计 复杂方程式
Mathcad
简单方程式 电子表格 数据采集和统计 分析 一次 重复性
使用频率
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Mathcad在工程计算中独一无二的价值 Mathcad VS. Excel 客户成功案例 Mathcad基本功能演示
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使用Excel 使用Excel的确证问题 Excel的确证问题
研究
•夏威夷大学发现，全部电子表格中的20%至40%包含错误。 •普华永道对37,000个电子表格的一项研究发现，所有150行以上的电子表格 中，90% 90% 包含错误。 •Olson & Nilsen发现，电子表格用户的单元格输入出错率高达21%。
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主流企业统一使用Mathcad 主流企业统一使用Mathcad
以前的工具 —书面报告、 书面报告、计算器、 计算器、电子表格、 电子表格、编程解决方 案等
劳士莱斯航海动力
Mathcad被选用于 Mathcad被选用于Trent 被选用于Trent 900喷气式发动机项目的结构计算的执行 900喷气式发动机项目的结构计算的执行 和存档上。 和存档上。
富达麦哲伦总裁J. Gary Burkhead报告说 ：“一名会计删除了13亿美元净资本亏损 前面的一个减号符号， 前面的一个减号符号，因此而犯了错误。 因此而犯了错误。 ……这意味着， 这意味着，股息预算电子表格去掉26 亿美元……，” — 来自风险文摘（ 来自风险文摘（Risks Digest）
– Mathcad土木工程库 – Mathcad电子工程库 – Mathcad机械工程库
Mathcad扩展包在深度与广度上增强了计算能力
– Mathcad数据分析扩展包 – Mathcad图象处理扩展包 – Mathcad信号处理扩展包 – Mathcad小波扩展包
给客户带来的好处
– 利用标准库和扩展包求解工程计算 – 通过电子方式快速访问工程资源 – 可以实时交互处理，工作更轻松更快速
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Mathcad能够应对关键挑战 Mathcad能够应对关键挑战 – 保护知识产权 客户面临的挑战： 客户面临的挑战：
检查困难或缺乏检查 难以追溯设计决策 太多的设计以“拇指规则”为依据 对设计决策没有真正的充分认识 飘忽不定的工程劳动力和全球化 关键设计决策局限在诸如“Excel”产品之类的“本 地桌面”上
⌠ ⌡ p ⋅ cos ( θ ) dA ⌠ ⌡ 0.5 ⋅ ρ ⋅ U ⋅ 1 −