一、新课标对“在线学习”内容模块的要求 新课标中的“素养表现”是教学的起点,“学业质量”是教学的终点,教师研读“学业质量描述”有利于从整体上把握阶段性教学的最终要求。教师在设计新的学习案例时可以从“学业质量描述”开始分析,首先从整体上了解对应学段学生学习完成后需要达到的学业质量要求,然后根据学业质量要求及学校、学生实际确定教学内容,最后根据教学内容及学段目标要求进一步明确案例的活动目标。三年级的课程内容模块之一是“在线学习”,该部分的教学目标是学生“能利用在线方式获取学习资源,使用数字化工具组织数据,合理选择可视化方式呈现数据之间的关系,清晰地表达观——以“绘制校园植物生态地图”教学为例信息科技新课标指引下的跨学科在线学习文|胡登涛赵振红点或者预测结果”(学业质量描述)[1]。笔者认为,学生“利用在线方式获取学习资源”最常用的工具是搜索引擎,“使用数字化工具组织数据”最简单的工具是电子表格,“用可视化方式呈现数据之间的关系”最熟悉的方式是画图。笔者基于此设计主题活动让学生使用搜索引擎、电子表格、画图三种数字化工具参与学习,将新课标要求落实到信息科技课程实施过程中。这三种工具简单实用,笔者以这些工具的应用作为信息科技课程教学的起点,符合三年级学生的认知水平,体现了新课标“科技并重”的理念。新课标提倡以跨学科的方式整合内容模块,“在线学习”对应的跨学科主题为“在线学习小能手”。跨学科主题并不是独立于内容模块存在的,学生参与跨学科主题活动不仅可以完成内容模块的学习,而且可以在其他学科上获得收益,他们从其他学科获取知识和能力,也有助于主题活动的开展。 二、依据新课标设计跨学科学习活动 笔者基于以上分析,结合学校软硬件情况,设计了“绘制校园植物生态地图”跨学科主题学习活动,并按照新课标中“在线学习”内容模块对应的学业质量要求,选择了符合学生特点及生活实际的内容,方便其他教师根据学情替换。笔者设计的案例活动也是对2018泰山版《信息技术小学第1册》第三单元“描绘美丽家园”、第2册第一单元“获取网络信息”和第2册第二单元“管理存储文件”部分章节的整合应用,教材可为跨学科主题教学提供有力支撑。本案例中笔者所述地图并非严格意义上的地图,更接近于分布图的概念,教师在教学中不必过多解释地图定义。笔者开展主题活动,旨在帮助学生利用信息科技手段解决科学课程中对植物的认知问题,让学生习得科学知识和方法以便顺利达成主题活动的最终目标。学生绘制校园植物生态地图大有裨益,不仅可以提升信息科技学科核心素养,而且可以通过地图传递植物信息,解答全校师生对植物认知的疑问,培养热爱校园、热爱生活的情感。 (一)育人价值 通过一、二年级科学学科的学习,学生在认识植物方面积累了一定经验,进入三年级后应对植物的“身体”有更细致、更深入的了解。教师可以借助信息科技的力量,缩短学生学习周期,拓宽学生认知范围,有效解决科学学习和日常生活中对植物的认知问题,培养学生的信息科技学科核心素养。 (二)活动目标 1.能根据实际需求线下或线上获取信息,掌握图片搜索的基本技能(对应素养:信息意识、数字化学习与创新)。2.能从现实生活分类思维迁移到数字生活分类思维,认识到利用树形结构文件夹管理文件的便利性(对应素养:计算思维、数字化学习与创新)。3.能用表格组织数据并用图形展示数据之间的关系,启蒙从模型到视图的转换思维(对应素养:计算思维、数字化学习与创新)。4.体会人工智能给在线学习带来的便利性,增强创新意识(对应素养:信息意识、数字化学习与创新)。5.通过绘制校园植物生态地图,培养并传递热爱校园、保护生态环境的情感(对应素养:信息社会责任)。 (三)实施过程 1.设置认知冲突,明确活动目标笔者引导学生发现暑假后校园的变化,按既定路线观赏并认识校园中的花草树木。因为植物上没有悬挂标志,大部分学生说不出这些植物的名称,此时笔者因势利导:“如何方便大家辨别植物?我们可以绘制一幅校园植物生态地图,将校园里的植物名称、位置等信息都标注清楚。这样也有利于人们认识这些植物。”【设计意图】为引导学生辨认身边的植物,教师将搜索引擎作为获取学习资源的首选工具用于教学,符合三年级学生的认识特点,体现了新课标要求的科学性。新课标倡导真实性学习,在案例活动中笔者通过真实问题驱动,引导学生亲历数字化工具应用过程,提高解决问题的能力。2.遵循认知规律,科学分步实施在明确活动目标的基础上,笔者出示绘制好的校园地图,并引导学生思考:要在电子版的校园地图基础上绘制校园植物生态地图,还需要做些什么呢?学生:要将植物的名称、形态特征、位置等信息记录下来,上机时将它们绘制到校园地图的相应位置上,标注名称。笔者适时引导学生明确任务:搜集植物信息。活动一:通过线下交流的方式搜集植物信息。笔者引导学生继续按既定路线认识校园中有代表性的花草树木,并分组观察、讨论,为后续学习做好准备。在分组认识植物的过程中,对不认识的植物,学生不禁发问:这种植物叫什么名字?在问题驱动下,小组内自发进行信息交流与分享,通过线下交流的方式认识原来不认识的植物。小组互换观察目标,还会增进组间信息交流与分享。笔者根据线下交流情况,引导学生对植物名称、生长位置、形态特征等信息进行记录,对于不知名的留空待查,用简笔画绘制其主要特征以便后期与真实图片比对替换。对学生记录的所有植物,笔者用手机拍照(手机禁止进校园,学生不能自己拍照)留存备查。【设计意图】通过科学课的学习,学生具备初步搜集记录数据的能力,这为该活动的顺利推进提供了保障。为使记录更规范,笔者提前设计好记录单并下发给学生。通过线下交流与分享,学生可以体验信息获取的一般过程,并认识到线下获取信息存在局限性,激发线上获取信息的动力。活动二:对搜集的植物信息进行分类整理。笔者将学生安全有序地引导至信息科技实验室(微机室),将所拍摄的植物图片通过共享文件夹或班级QQ群分享给学生,让他们学会在不同设备间复制文件。笔者引导学生对接收的图片以已知名称进行重命名,并按花、草、树木、蔬菜分类后放到相应文件夹内以便查找使用,最后将数据录入电子表格,对植物信息进行分类汇总(见表1)。文字搜索”功能,搜索植物形态特征、价值等信息,完善表格,对植物的认识由感性上升为理性。笔者引导学生猜想“按图片搜索”功能的实现原理,引出“人工智能”概念,并启发学生思考生活中是否有类似的应用。学生:类似应用有人脸识别、车牌识别、指纹识别、手势识别、文字识别等。学生能说出语音识别、温度及亮度感知等其他非图像识别方式,表明学生有较强的知识迁移能力。笔者适时进行信息安全教育,提醒学生注意人脸、指纹等信息与身份证号、手机号一样都属于个人隐私,不能随意分享。【设计意图】学生通过“做中学”和“用中学”,掌握在线学习的基本技能,并进一步培养规范记录数据的科学态度,感受信息科技给在线学习带来的便利性,凸显学生主体地位。学生通过拓展思考,意识到人工智能时代已经到来,增强了学习信息科技的兴趣,提高了信息安全意识。活动四:绘制校园植物生态地图。笔者引导学生利用搜集到的信息完成校园植物生态地图的绘制。学生可以在教师提供的电子校园地图基础上修改、添加,也可以选用自己擅用的工具重新绘制以便后期优化。基础较差的学生可以先手绘,后期再改成在电子地图上操作。笔者引导学生思考:电子地图有哪些优点?对于地图的绘制,学生可在课余时间或周末完成,在规定时间前完成作品并生成图片或其他格式提交给信息科技教师。【设计意图】将抽象的数据(模型)转换为直观生动的图形(视图)是信息科技展示数据的常见方式,也是计算思维的重要体现。学生通过绘制校园植物生态地图将原本抽象的数据转化为直观的图形,是对前面活动的总结,也是对自身计算思维能力的提升。相较于纸质地图,电子地图更容易修改,可储存的信息量更大,交互性更强。学生通过绘制电子地图,数字化学习与创新能力也会得以提高。表1植物信息分类类别图片名称生长位置形态特征(根、茎、叶、花、果)价值树石榴树教学楼西南小路边干:粗壮直立茎:树干灰褐色叶:长圆形绿色花:红色钟状果:外皮红色观赏食用药用花【设计意图】在获取零散无序的数据后,学生使用电子表格对数据进行分类整理,体验用数字化工具处理信息的便利性,通过表格清晰呈现数据关系,使探究方向更明确。笔者通过上述活动培养学生的计算思维和数字化学习能力。在创建多级文件夹时,笔者对树形目录结构进行拓展讲解,让学生认识到树形结构的目录有利于查找和管理数据,激发学生的计算思维。活动三:通过线上搜索的方式搜集植物信息。学生对植物信息分类整理,梳理出哪些植物还不知道名称,哪些植物虽然已经知道名称但其形态特征、有哪些价值等信息还不清楚。基于前面的活动认知,学生自然而然进行线上搜索。笔者适时介绍百度“按图片搜索”功能,引导学生对未知名植物进行识别;让学生使用“按3.迭代优化设计,实现信息传递信息科技教师搜集学生作品,从科学性、实用性、交互性、信息容量等方面进行评价,及时发现作品闪光点。教师给制作严谨、精美、交互性强的作品作者充分的展示机会,让他们谈制作过程及心得以启发他人,给所有学生再次修改的机会,以实现作品的迭代优化。信息科技教师将学生作品推送给科学教师(可作为科学实践作业),从科学的角度对学生作品进行把关并给出合理建议,让学生继续完善。笔者选取优秀的作品鼓励学生继续优化,通过校内触摸屏等设备进行展示,吸引其他年级师生观摩学习,了解校园内的植物名称、形态特征、地理位置,建立电子地图与现实世界的联系,达到信息传递的目的。【设计意图】作品的迭代优化需要学生不断思考与探索,仅靠课上时间是不够的。学生能主动利用课余时间去优化自己的作品是教师希望看到的。在离开课堂自主优化的过程中,学生学到的东西甚至比课堂上还要多,而他们最大的成就感莫过于自己的作品得到认可。 (四)主题设计思路说明 新课标倡导从真实情境出发,遵循认知规律,以小学生的视角创设情境开展教学。教师在新课标指引下,设计模块3在线学习与生活中的“在线学习”内容,尝试以跨学科的方式组织教学。教师设计活动过程,注重学生体验性,将知识与素养渗透在主题活动中,达到跨学科协同育人的目的。同时,这也是使用现有教材按新课标要求教学的一次有益尝试。由于笔者所在学校三年级学生缺少一、二年级有意识的融合学习过程,因此在实施过程中兼顾了“信息交流与分享”模块。笔者设计四个活动时考虑了三年级学生的认知水平,由易到难循序渐进,兼顾四个学科核心素养的培养要求,既体现了信息科技学科的科学性,又体现了信息科技学科的技术性。此外,笔者结合“植物的身体”课程设计主题活动。学生观察、交流、搜索的信息均明确指向科学课中的实际需求,获取的数据有实际意义和应用价值,体现了跨学科主题学习“需求来源于实际,结果应用于实际”的理念。该主题活动需要6~8节课完成,宜在学生掌握了一定的键盘、鼠标操作技能后开始,时间大约在10月中旬。为了取得更好的科学课教学收益,科学课相关内容的教学宜与该主题活动同步实施。在实施过程中,教师要留给学生充分的时间思考、尝试、体验,及时给予学生指导和点拨,将信息科技新课标的要求落到实处。 三、总结 教师采用新课标附录部分给出的跨学科主题学习案例“在线数字气象站”教学,需要用到传感器、无线发射模块等元器件。不同版本的信息科技教材中也有不少开源硬件、3D打印机、机器人等类似的教学内容。这些对开阔学生视野、培养学生创新精神是有益的,但对很多农村中小学而言仍可望而不可即。笔者设计的主题活动实施起来并不需要学校额外购置软硬件设备,具有普适性。笔者认为,在农村中小学已基本实现“电脑+互联网”标准配置而更高标准配置尚未到位的情况下,如何深入挖掘现有条件下的信息科技育人价值,探索出一条科学的信息科技育人路线,实现面向全体的能体现教育公平的信息科技育人环境是信息科技教育工作者需要深入思考和研究的课题,这也正是新课改所追求和期望的。 参考文献 [1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准:2022年版[S].北京:北京师范大学出版社,2022 作者:胡登涛 赵振红 单位:山东省宁阳县东疏镇第一小学
随着电子技术的飞速发展,当今社会已进入电子时代,电子技术已成为最活跃、最具渗透性的科学技术。同时,社会科学技术的不断进步也带动了国民经济的发展与运转,并使其越来越依赖于电子技术的通信工程领域。伴随电子与通信技术进展步伐的加快与创新,各种电子技术和通信的应用已进入千家万户,成为了现代家庭生活中不可或缺的一部分。 一、电子技术 电子技术是通过对电子器件的研究和相关元器件的应用,进而研发出实现某种特殊功能,帮助人们解决生活中实际问题的一门学科,其核心内容主要是对电子学相关的理论的应用与研究。电子技术又包含信息电子和电力电子技术两大方面,电子技术在人们的日常生活、工作,甚至在军事领域都有着较为广泛的应用。 1、信息电子技术的应用。随着时代的进步人类正全面步入信息时代,信息电子技术日新月异的发展颠覆了人们传统的生活,渗透到了社会的各个层次领域,且在许多方面发挥着极其重要的作用。例如现阶段汽车工业领域、电子计算机领域、信息安全以及通信系统等领域的应用都与其密切相关。众所周知近年来我国经济发展迅速,人们在享受信息时代带来便捷的同时,环境污染问题也随之而来,而在研制开发新型智能汽车的进程中恰当的应用电子信息技术,可很大程度上缓解汽车带来的环境污染与能源浪费。目前信息电子技术在汽车智能化的集成传感器、软件技术、嵌入式微处理机与车载电子网络领域的应用上已经日渐成熟,相信智能汽车在不久的将来将会被大规模推广应用。 2、电力电子技术的应用。电力电子技术是一门应用于电力领域的新兴电子技术学科,其原理是通过对电力电子器件的使用来实现对电能形式的变换和某种程度上的控制,现被广泛的应用于一般工业、交通运输、电力系统和新能源等方面。在目前一般的工业领域中,大多数企业的机电设备都是通过交直流电机提供的动力来有效的工作,同时企业合理的运用电力电子技术可以优化电能使用效果,使电能的利用变得高效而节约,这不仅实现了电能最佳化的使用,而且还提高了工作的效率减少了劳动强度,变相加快了企业的改造与产业的升级。在我们生活中大到飞机轮船小到家用电器无一不是由电力电子技术提供技术支持,为了建立一个可持续发展的低碳环保时代,电子电力技术又被应用于满足这种生态发展理念的新能源上,所以推广应用电子电力技术对节能减污改善工作环境等方面起着至关重要的作用。 二、通信工程 通信工程是一门重点研究通信过程中信息传递与处理间应用和原理的基础学科,其主要应用于网络通信、数字移动通信和光纤通信等领域,给人们的信息接收与传递带来了前所未有的便捷。随着人们对信息需求的不断增大,网络早已充斥于人们的生活,而在网络通信中便对通信工程的传输技术应用有很高的要求,以此来确保信息的传输效率与传输质量。通信工程还被广泛的应用于光纤技术中,光纤技术具有低损耗传输大的特点,因此在铁路通信工程、相关光通信技术以及通信中光弧子技术都能看到其身影,通信工程与其他技术的相互融合推动了信息社会的发展给人们带来了诸多便利。 三、电子技术与通信工程的协同应用 电子技术与通信工程虽然分属两大不同领域,但两者并不是相互孤立,相反两者相互关联协同发展,共同应用于电子信息技术、通信系统、通信网络和电子系统制备等各大领域。两者的紧密结合推动了信息时代的多领域多层次发展,并为社会科学技术的突破做出了重大贡献。 (1)从现代工程技术层面上来看,电子技术与通信工程二者的协同主要体现在个人和移动通信、宽带与卫星通信、光通信与多媒体通信、人工智能、图像通信与处理、集成电路制造、微波技术、光电子学工程、光纤与纳米技术、微电子系统制备,等等。 (2)在通信工程领域中合理的应用电子技术可以有效的缩短信息在交互过程中的复杂性,大幅度提升了信息交互时的广域度与便捷度,从而降低干扰保证信息在传输过程中的完整与准确。在电子技术领域中,应用通信技术的科技成果也会使电子器件种类变得多元化,在功能上更加全面,从而满足了人们高质量的需求,减少了电子产品的磨损,进而降低其维护成本。 四、结语 总之,电子技术与通信工程在各行各业都有广泛的应用,两者之间相互推动,在当今的信息产业发展中具有举足轻重的地位。现如今电子技术与通信工程的协同应用正在不断的研发与探索中,两者的应用发展都有着巨大的挖掘空间。随着时代的进步,两者必然会面临人们需求日益增长的巨大挑战,同时我们也将期待技术的革新与突破带领人类走向新的格局。
高速公路隧道研究篇1 0引言 进入21世纪后,由于经济的飞速发展,以及在技术领域的升级和优化,我国在高速公路建设上取得了突破性的进展,无论是高速公路建设的总里程方面,还是建设技术等方面,都有显著增长和进步。这也意味着在当前时代背景下,对我国高速公路的建设品质提出了更高的要求。在高速公路建设的过程中,隧道工程是一种较为特殊的工程项目。为了充分确保高速公路施工的品质和效益,需要对高速公路的施工监督以及监控量测工作给予较高的关注度,优化相应的管理工作,强化控制和管理。为此,在进行高速公路隧道工程项目的施工建设上,首先是对围岩的稳定性进行精准的评估,同时还要做好支护结构的规划,在充分保障合理性的基础上,按照标准要求推动高速公路隧道工程项目的施工操作。 1高速公路隧道监控量测和无损检测技术的概念及应用价值 1.1高速公路隧道监控量测 高速公路隧道监控量测指的是在高速公路隧道施工建设的过程中,针对隧道施工区域进行周边围岩以及支护结构对应荷载、位移以及应力、应变情况的量测,同时对围岩的自稳能力以及变形情况进行监控,全面了解对应的支护结构内力的动态改变情况,使施工团队能够充分利用围岩的自稳能力,并结合已经获取的相应量测资料进行围岩以及隧道支护结构稳定性的评估和分析。为了实现施工以及设计安全的动态评估和分析,在当前高速公路的隧道工程项目施工建设中,有针对性地引入监控量测工作,对项目施工区域的围岩位移情况及时监测,明确是否有较高的稳定性,以及是否保持可靠的结构,并对可能出现的问题进行预先的评估和分析,为后续合理进行支护设计的调整提供必要的支撑[1]。结合我国高速公路施工建设的现状来说,隧道工程项目建设是数量最多的工程项目。高速公路隧道工程项目一般是较为隐蔽的地下工程,所以高速公路隧道工程项目有较高的复杂性,而且在项目施工建设过程中存在较多不可预见的问题。为了保障施工质量,除了施工团队对自身施工技术以及施工标准的把控外,还需要重视项目建设周边区域的地质以及水文条件等建设施工的干扰。一旦地质和水文条件发生波动,必然会对高速公路隧道工程项目的建设带来干扰,导致出现隧道塌方,或是突水突泥等情况。这些问题的存在不仅不利于高速公路隧道工程项目建设的如期完工,还有可能会引发安全事故。为此,科学合理地进行项目施工前的监控量测工作显得十分关键且必要。由于高速公路隧道一般是在地下隐蔽空间施工,以及在施工过程中存在多种不同条件的约束,传统的勘测技术难以发挥其优势。在这种情况下,若是依然采取传统的支护参数,不仅难以充分了解高速公路隧道工程施工区域的围岩情况,也无法精准进行围岩的划分。在施工的过程中,容易出现施工材料的浪费,甚至会诱发施工事故[2]。 1.2高速公路隧道无损检测技术 在高速公路隧道的施工建设中引入无损检测技术,可以更好地了解隧道工程的结构情况,不会对原来的隧道结构造成破坏,所以监控量测是施工过程中的监测。无损检测技术作为一种先进的隧道检测技术,在应用上,采取的是传统的物理检测方式,能够精准地进行隧道内部围岩结构以及其他情况的测量分析。该技术应用电磁波、地震波、红外线原理等,可以精准了解隧道内部围岩结构是否稳定。无损检测技术的引入,对保障高速公路隧道工程项目施工有积极意义。当前在高速公路隧道无损检测技术的应用上,常见的技术有:第一种是地质雷达检测技术。该技术是通过设备表层搭载的发射天线,完成电磁波的发射,这些电磁波在介质中传播时,若是介质中存在材料不均匀的情况,或是存在其他问题,会导致电磁波发生振幅改变。检测人员就可以通过电磁波三相位变化的情况了解到目标检测介质是否有异常情况出现,在检测岩层内不同深度的围岩结构情况,明确其中是否有缺陷以及异常存在[3]。第二种是红外线现场照相技术。在进行高速公路隧道检测的过程中,可以通过红外线热像仪对隧道内部岩石表面温度辐射进行拍照,在该设备的内部一般会搭载相应的记录装置,确保能够实时捕获信息。若是岩石内部的结构有破损的情况发生,且该破损存在对高速公路隧道工程项目施工带来较大的干扰,则通过红外线现场照相技术,能够发现岩石表面存在温度改变的情况。检测人员可以通过岩石表面温度来评估岩石内部是否有缺陷或是破损情况。在使用该技术进行高速公路隧道情况检测时,一般直接将检测设备固定在自动设备上,由自动设备牵引红外线热像仪完成对整个隧道内部结构的全面扫描。第三种是多谱分析测量技术。该技术是使用六种覆盖比较小的频谱范围的特种滤光镜对隧道表面进行拍照,同一个位置上六种滤光镜拍照的次数最少一次,然后用多谱投影机对拍摄的胶片进行分析,从彩色背景看黑白照片可以看到细小的灰色阴影,将不同的胶片重合,就可以看到细小不同的光色,分析墙体表面的渗水以及病害。 2高速公路隧道监控量测和无损检测技术的目的及项目 在高速公路隧道项目施工中,监控量测以及无损检测都是施工开始前必须重视的内容。高速公路隧道监控量测以及无损检测的目的和项目包括以下内容。结合现状来说,基于上文中对高速公路监控量测的价值和意义评估可知,在高速公路隧道工程项目中引入监控量测的本质是确保施工的安全性。高速公路隧道工程项目对整个高速公路工程的施工安全、经济效益有较为重要的影响。为此在具体的施工中,施工团队在正式施工前,必须要严格按照相应的标准开展高速公路监控量测工作,并及时将监控量测的数据结果反馈给分析人员。由分析人员进行数据结果和信息分析后,在其建议和帮助下方可进行相应隧道工程项目的施工规划,并结合获取的监控量测结果进行相应施工工艺的优化,确保在高速公路隧道工程项目施工建设中施工投入最小,有助于项目施工成本的科学、高效管控。高速公路隧道工程项目监控量测的必测项目:第一,针对围岩内部位移情况进行监测。第二,针对周边位移情况进行监测。在进行周边位移监测时,核心是按照频率及时准确地进行监测,充分了解隧道内部围岩应力的变化情况,结合监控量测获取的数据分析围岩以及层间支护压力。根据这些数据,施工组织和设计人员能够充分了解隧道内部的情况,明确衬砌支护内部压力的相应情况,科学合理地进行相应围岩条件评估,结合评估结果给出针对性的施工方案。为此在高速公路隧道工程项目的具体施工中,监控量测的关键项目之一就是对隧道周边位移情况作出科学合理的评估。周边位移以及层间支护压力的监控量测,可以通过获取的数据信息来进行隧道安全风险评估,完成支护参数设计,可以帮助施工团队以及设计人员对隧道周边位移情况的改变以及洞内、现场施工情况进行深入的了解。第三,在针对该项目进行开挖以及支护作业时,能够结合监控量测数据结果,对已经完成的施工段落定期外观观察,及时发现问题,并第一时间作出应对措施。通过有效地监控量测,也可以确保在高速公路隧道工程项目施工建设中,及时发现容易出现问题的位置,给出处理措施。第四,平整度检测。第五,抗滑性检测。周边位移情况进行监控量测可以确保高速公路隧道工程项目施工的综合效益,同时指导施工,优化设计[4]。 3高速公路隧道监控量测和无损检测技术的流程及方法 随着时代的进步和发展,对当前我国高速公路隧道监控量测以及无损检测工作也提出了更高的要求。无论是进行监控量测,还是进行无损检测,要求检测团队在具体的检测工作中,严格按照相应的标准和流程,掌握先进的科学检测设备和方法。当前,高速公路隧道施工最常见的施工方法是新奥法,监控量测实际上也是新奥法的重要构成部分之一。在高速公路的隧道工程项目施工中,要充分发挥监控量测以及无损检测两种技术的优势,全面进行隧道情况的检测,对于通过不同检测方法获取的数据进行评估和分析,为高速公路隧道工程项目的施工建设提供科学准确的数据支撑,在后续隧道工程项目施工建设上,实现项目施工规划的科学性和安全性。高速公路隧道施工监控量测具体的实现流程是:首先对目标施工区域进行全面的地质勘测,了解当地的地质以及水文资料信息,在完成资料分析后,结合分析结果完成监控量测计划的制订。随后根据审批完成的监控量测方案,有针对性地开展监控量测工作。在监测地表下沉的过程中,最重要的就是要进行基准点的埋设。为了确保测量的准确性且便于进行校核,需要埋设两个基准点,然后通过这两个基准点的测量,以及附近水准点进行联合测量获取原始高程。在监控量测作业过程中,通过相应的参数和数据得到围岩和位移变化,之后传输给技术人员绘制相应的曲线,提供给施工人员作为参考。通过位移—时间变化曲线图进行分析,以及结合初期支护与围岩整体稳定情况判定当前施工是否符合施工安全要求[5]。 4结语 总之,在高速公路隧道工程项目的施工建设中,重视监控量测以及无损检测技术的应用,对保障施工建设的安全性和品质有非常突出的价值和意义。在高速公路隧道工程项目的施工建设中,引入监控量测技术以及无损检测技术,使施工团队明确目标施工区域的基本情况,针对施工过程中可能出现的突发情况做好相应的预警方案,制定预防措施保障项目施工安全。为此,科学组织实施监控量测技术以及无损检测技术,充分保障工程项目施工建设的安全和效益。 作者:李红磊 单位:河北兴沧工程检测技术有限公司 高速公路隧道研究篇2 1工程概述 重庆合川—璧山—江津高速公路,与江泸北线高速(在建)相交,机场改线段预留与成渝高速公路相交条件,项目沿线地形、地质、控制因素等较为复杂,存在较长的软基段落,同时存在顺层边坡、采空区等不良地质条件,多处跨越河道,相交公路、铁路频繁,穿越渝西腹地村庄密集。九峰山挂线段存在危岩落石、岩堆和滑坡等现象,且施工场地极其狭窄,施工难度大。 2技术保证条件 九峰山二号隧道为本项目重点控制性工程,隧道洞身最大埋深290m。其中Ⅲ级围岩512m(占11.48%)、Ⅳ级围岩2174.71m(占48.76%)、Ⅴ级围岩1773.29m(占39.76%)。隧道洞口如图1所示。 2.1技术准备 (1)相关人员必须深入了解设计图纸,明确图纸内容与实际施工不冲突,才能够为以后的隧道施工作业打下良好的基础。(2)需要有专业的人员正确编写安全交底工作内容,同时,在开工的前期安排好交底工作。(3)定期组织人员进行施工规范及验收标准的相关学习,贯彻执行规范及标准[1]。(4)技术资料相关的各种表格要准备齐全。(5)在施工工艺方面,要推行隧道施工工艺标准化,聘请行业专家前来指导,根据实际情况不断完善现场操作流程,使之实施更加有效;集中研讨下一步工作安排,确保现场管理人员能够熟练掌握工作标准,指导施工班组在作业过程中严格执行标准要求;定期通报检查结果并及时解决现场问题[2]。 2.2施工技术交底 必须按照三级技术交底制度标准进行交底,即第一级由高速公路隧道施工的相关总负责人向各阶段重要负责人进行交底,第二级为各阶段重要负责人向每个阶段的关键监管人员进行交底,第三级关键监管人员是向技术人员进行交底。要全面细致地进行三级技术交底,才能最大限度满足关键部分的具体质量要求。需要重视的难点以及事项,技术人员必须谨慎听取交底工作,经反复确认后,再对相关操作班组进行进一步确认、交底。班组长在交底清楚后,必须组织工人进行共同讨论,确保能够按要求安排好施工任务[3]。 3高速公路隧道施工特征 3.1施工难度和风险较大 高速公路工程建设中隧道工程施工难度最大,主要原因是实际的地质条件以及外在施工环境都极为恶劣,施工作业人员在这种情况下没有办法准确地预测隧道工程实际的地质情况。由于隧道工程的建设风险大,且施工作业的难度较高,若相关人员施工作业不谨慎,造成的后果将会影响交通的正常运输,严重时会发生交通事故,甚至对人们的生命安全产生威胁[4]。 3.2施工环境较为恶劣复杂 高速公路隧道进行施工的现场空间受限,通风和照明条件通常也比较差,实际进行的施工工序也较为复杂,其中相关的开挖施工、支护施工以及排水管道交叉施工都因为空间受限而难以深入开展[5]。 3.3工期与成本控制难度大 隧道建设工程的施工工期以及成本控制难度也不小。多数高速公路都将长大隧道列为项目控制性工程,可见其施工周期长,影响项目关键进度指标。隧道施工由于施工条件变化多,施工复杂性较大,且这些工程大部分为地下工程,几乎每位施工人员都属于单一工种,极易产生较严重窝工情况。另外,若想保障隧道施工的质量,那么,相关人员必须控制好混凝土的成本、施工材料以及机械设备的质量,这是确保隧道施工质量以及经济效益的重要举措。所以,要求相关人员必须落实施工方法以及施工各阶段的主要内容,做好控制,才能提高材料的利用率,避免出现因成本问题产生的误工现象[6]。 4高速公路隧道工程施工中存在的安全风险 高速公路隧道工程施工过程中,施工难度以及施工过程存在的风险发生概率较大,主要是因为施工路段长度较长,空间跨度较大,施工人员必须面对不同的环境和地质空间。若施工人员没有对地质条件进行准确的评估,就会导致安全事故频发,造成严重的经济损失甚至出现人员伤亡。高速公路隧道工程项目施工环境较为复杂,因此不确定因素、不可预估安全风险因素较多。例如:①隧道爆破施工,爆破振动及冲击波危害;②隧道通风。若风速及风量不能满足施工要求,通风距离过长,空气中氧气含量下降会有窒息风险;③坍塌。施工作业人员没有进行技术交底,不按设计工法进行开挖。地质条件变化没有及时调整施工方法和支护措施,影响隧道内围岩稳定安全,发生坍塌事故[7]。 5高速公路隧道施工控制方向 隧道施工质量与我国高速公路的可持续发展有密切的关系,所以相关建设单位必须高度重视隧道工程的建设施工,相关专业人员必须根据严格的技术规范进行施工作业,才能从根本上降低隧道安全事故出现的概率[8]。隧道施工流程如图2所示。 5.1合理设计施工图纸和及时的动态设计是安全和进度的保障 在进行高速公路隧道施工之前,必须核对好施工图纸,如果施工图纸与实际建设情况有误差,那么必须进行修改直至符合要求后再运用。如果施工图纸设计存在问题,那么在后期进行施工作业的过程中再进行变更,就会使原定的工期受到影响,且无法保证施工效果,影响整体的经济效益。所以,相关的专业人员在核对图纸的过程中发现问题一定要和设计人员进行核实,及时调整差异大的部分,并探讨存在差异的具体原因,最终设计出科学合理的施工图纸,确保施工后期不受到任何影响,顺利完成隧道的施工建设[9]。同时,随着工程推进,现场揭露的地质情况很可能与设计有一定出入,设计单位必须随时驻守现场,第一时间分析地质变化情况,现场由业主方、建设方、设计方、监理方共同确定最适合的开挖支护参数,保证现场安全稳步推进。 5.2优化设备工装选择,以机械化配套为支撑,提升安全质量水平 遵照“机械化减人、信息化换人”管理理念,在九峰山二号隧道配备了移动液压栈桥、多功能地质钻机、数字化台车、多功能拱架安装台车、全电脑三臂凿岩台车等系列机械,有效提高了隧道施工质量安全管控水平。隧道开挖使用全电脑三臂凿岩台车,减少了实际的作业人数;隧道开挖结束后,通过湿喷机械手对掌子面进行初喷封闭,用三臂凿岩台车实施系统锚杆,拱架的安装需要运用多功能拱架台,且要多台机协同作业,能够最大限度地排除隧道风险隐患,提高作业环境。自主研发的二衬自动浇筑衬砌台车具有主监控、拱顶压力监测、空洞监测、附着式振捣、自动插入式振捣、自动浇筑控制六大系统,实行自动分仓浇筑,能够解决使用一孔灌到底浇筑方式时出现的问题,灌满提醒、带模注浆、信息可视等功能可预防拱顶脱空问题,高频振动、自动插入式振捣装置提高了混凝土密实度。 5.3以智能化建造为引领,探索品质工程升级 相关工作人员可利用互联网、BIM、大数据云平台、三维成像、VR、3D打印等新技术,结合现有设备工装,积极探索智能建造隧道,着力提升隧道施工整体水平。 (1)多运用人工智能技术进行测量。当前,由于隧道内的监控测量主要依靠人工进行数据的具体采集,往往测量的频次较低,需要投入较大人力,且无法及时整理相关具体数据。针对此现象,需要专业人员应用人工智能以及自动检测技术。在监测断面设置无线自动监控量测仪,该设备能够在每15min对被检断面进行自动监测,必须每天完成96次的量测数据采集,且把采集的数据精准上传到监控量测预警云平台,然后通过人工智能技术进行详细分析对比,若出现数据超限,必须及时传送数据至报警设备,进行预警。 (2)探索超前地质预报智能化管理。通过创建超前的地质预报中心,管理好隧道的整体工序,运用项目信息化云平台,实现超前地质预报智能化管理,提高了隧道超前预报工作效率。采用BIM、三维成像、超前地质钻孔、孔内摄影等技术,形成三维地质预报云图结果,直观准确反应前方围岩地质情况,大大降低了地质灾害事故的发生概率。 (3)探索二衬浇筑智能化管控。通过自动控制的浇筑台车,与信息化系统进行科学结合,使浇筑操作更加简单,过程可视明显,且浇筑信息数据具有可追溯性,基本实现了二衬混凝土智能浇筑管控,解决了隧道混凝土人字冷缝、振捣不密实及空洞等质量问题,确保隧道运营安全。 (4)探索养护智能化管理。配置二衬数字化养护台车,通过人机交互操作界面,自动保持和调整养护作业恒温、恒湿状态,减少了外部不稳定因素的干扰,有效提高了混凝土养护质量。同时,通过电脑智能控制系统检测,及时对养护数据进行记录和处理,实现了养护过程的信息化、可视化管理。 6结语 隧道的施工在我国高速公路工程建设中占据重要的地位,其施工作业的过程虽然具有一定难度,但只要遵循科学的开挖施工原则,做好施工质量控制,选择正确合适的技术,由专业人员共同协作,就能够实现隧道施工建设的预定目标,实现高质量的高速公路隧道施工[10]。 作者:李征 单位:重庆铁发双合高速公路有限公司 高速公路隧道研究篇3 高速公路建设是一项周期较长的工程,尤其是在隧道段的施工当中,地质状况、水文条件和气候环境等都会产生不同程度的影响。如果围岩出现失稳状况,则会对施工质量和安全形成威胁。在恶劣天气下也容易发生意外伤害事故,导致施工质量、进度、成本等受到影响。传统施工技术和工艺存在一定局限性,需要根据新时期高速公路建设的标准和要求加以全程控制,从多个角度出发对技术体系予以完善,为高速公路隧道安全投运创造条件。除了应该加强技术创新与改进外,还应该结合隧道的实际情况编制可行性方案,做好施工组织规划工作,确保各项工作有条不紊地推进。针对不同环节的施工技术,制定相应的质量控制措施,体现技术优势。1高速公路隧道施工的特点隧道施工的风险较大,尤其是在施工中会发生地质条件的改变,当出现暴雨天气时容易造成滑坡和泥石流、崩塌等事故,引起施工安全事故,严重时造成人员伤亡。高速公路的建设周期较长且规模较大,因此在隧道施工中的影响因素也呈现出多元化和丰富性的特征,需要综合考量人员、材料、设备和环境等,以消除对施工质量和安全的威胁。施工事故具有突发性的特点,容易在短时间内造成严重的损失[1]。此外,隧道施工中存在大量的隐蔽工程,这也是施工难度加大的主要原因。只有在确保上一道施工达到标准要求后才能开展下一道工序,如果缺乏对隐蔽工程的关注,则容易影响进度和质量。围岩会随着时间的变化而发生改变,因此需要做好实时性的监测工作,针对围岩情况来制定施工方案。尤其是在隧道开挖施工中,需要对围岩进行全面支护,以构建完善的支撑体系,防止出现边坡失稳的情况。土质情况和水文条件的影响较大,恶劣的施工环境和繁杂的工序都对施工人员提出了更高的要求。 2高速公路隧道施工技术的应用措施 2.1明洞及边仰坡开挖技术 明洞及边仰坡开挖是隧道施工的基础内容,开挖效果会影响后续施工作业情况。施工人员应该确保测量放样的精确性,对明洞边坡和仰坡顶线加以确定,防止出现严重的偏差。将截水沟设置在坡顶位置,实现对积水的有效控制,采用分层开挖的方式处理边仰坡,按照由上至下的顺序保障开挖的安全性和高效性[2]。做好现场环境的全面勘察,构建完善的防护体系,防止边仰坡暴露时间过长而对其力学性能造成影响。施工人员要合理调整锚杆的间距,以增强支护的强度和稳定性,此外也可以控制混凝土的喷射厚度和钢筋网密度,提高整体防护效果。在施工前应该对挖掘机的性能状况进行检测,防止在开挖中出现故障和意外伤害事故。为了更加及时地获取边仰坡的情况、沉降量和位移情况等,还需要设置相应的监测点[3]。 2.2钻爆技术 钻爆处理是加快隧道施工进度的关键,由于在施工中会用到大量的炸药,对边坡稳定性造成一定程度的影响,因此施工难度和风险性更高。针对隧道施工的具体要求选择性能可靠的爆破设备。针对施工区域的岩石性质进行分析和评估,制定切实可行的爆破设计方案,在做好测量放线的基础上,保障良好的成孔质量[4]。明确爆破的强度要求,由专业爆破人员对爆破炸药量和爆破点进行设置,加强对施工人员的安全防护,避免落石等造成威胁。做好装药量的计算工作,在严格检查钻孔质量并确保其达到标准要求后进行装药和堵塞[5]。在起爆前应该做好警戒,实现对危险区域的有效划分,完成爆破后应该及时通风。为做好预测及控制工作,还应该通过虚拟试炸的方式获得更加详细的爆破参数,利用计算机进行反复模拟和评估。 2.3锚杆施工技术 锚杆施工技术的应用,可以为支护体系的建设提供可靠保障,有利于改善岩体的力学性能,降低施工中的风险。明确预设点,确保凿岩机的正确就位,清理施工中的杂物,防止对锚杆质量造成影响。为了对孔位偏差加以控制,应该采用先短杆后长杆的方式,借助锚杆钻机和人工钻孔的方式提高施工灵活性,提高钻孔的质量效果。孔径要超过锚杆直径10mm,对各类材料和设备的准备情况进行核查。水泥砂浆强度应该在M20以上,砂子直径不能超过3mm,止浆塞的深度在30cm以上,严格检查注浆泵、锚杆、注浆管的连接情况[6]。在明确工艺流程的基础上,还应该对施工中的各个要点加以把控,孔位偏差不超过50mm,对孔轴方向进行检查,确保锚杆机的良好固定效果。在确定孔深时,其偏差不超过50mm。 2.4混凝土喷射施工技术 混凝土喷射施工也是隧道施工的关键技术工艺,包括潮喷和湿喷两种方式。为创造良好的施工环境,在施工中可以采用潮喷的处理方式,有利于降低施工成本。湿喷施工技术对于黏结性的改善效果较好,能够使围岩承载力得到提升,起到良好的支撑作用。气密剂在喷射用混凝土中应用时,应该确保透气系数不超过10-10cm/s,在模筑用混凝土中应用时,其透气系数应该不超过10-11cm/s。加强对混凝土配合比的严格控制,确保用水量误差在1%以内,气密剂和水泥盘误差在2%以内。砂、水泥和气密剂的搅拌质量会对混凝土的喷射施工质量造成影响,将时间控制在1~1.5min,石子和水加入后的搅拌时间在2min左右[7]。做好混凝土的养护处理,确保养护时间在28d以上。混凝土喷射施工流程如图1所示。 2.5防排水施工技术 积水是影响隧道施工的主要因素,因此还需要构建完善的防排水系统,加强对积水的及时处理。在进洞前,可用混凝土喷射施工工艺做好封闭,针对岩层裂缝问题加以改善,通过水渠的设置对低洼位置的积水排出。为了确保良好的防水效果,在洞口上方设置截水沟,在施工中还应该进行砌筑。针对边坡坡面可以通过防水混凝土加以强化,这对于渗漏水问题的预防作用显著。在初期支护环节也应该构建防水体系,通过压浆法对脱空位置进行强化,应该注重对围岩的有效防护,避免造成巨大的扰动[8]。设置止水带时应该确保良好的平整度,根据施工要求合理设置止水带长度,针对接头位置做好密封处理。 2.6案例分析 在某高速公路隧道施工当中,钻孔时采用自制开挖台架进行配合,保障全断面能够一次成型。在装碴时运用侧翻装载机与挖掘机,运碴时采用自卸汽车。在拱架施工中主要应用工字钢架与格栅钢架,在加工时应该满足施工要求及相关规定。主爆药采用爆炸性能、抗水性能、安全性能较好及环境污染小的2号岩石乳化炸药,规格为ϕ32mm×200mm。周边眼采用直径ϕ25mm×200mm低爆速的光爆药卷。运用混凝土湿喷机开展喷射工作,及时清理其中存在的杂物与粉尘,初喷混凝土厚度值为4~6cm。 3高速公路隧道施工技术控制的关键点 3.1做好技术交底 在施工前应该做好技术交底工作,帮助施工人员了解各项施工技术的应用要点和难点,防止操作不当引发的质量问题。引入先进的VR技术,通过三维立体模型的构建,保障技术交底的可视化,提高施工人员对施工技术的理解程度,有助于提升整体施工水平。比如在光面爆破施工当中,则应该做好超前地质预报工作,帮助施工人员了解地质情况及变化趋势,根据实际情况确定爆破参数,防止存在较大的安全隐患[9]。在钻眼施工中要根据设计图纸进行精准定位,通过复测的方式检查其相关参数,为后续装药及爆破奠定保障。 3.2创新施工技术 先进的施工技术可以起到事半功倍的效果,因此应该加大在先进技术方面的投入力度,在提高工效的基础上,对施工建设成本加以控制。超前地质预报系统在施工中逐步得到应用,能够融合红外线探水仪、地质雷达和TSP超前地质预报系统等,对隧道施工区域的地质情况进行评估,以便在获取多种信息的技术上,为施工人员提供参考,降低意外因素的影响。机械手湿喷混凝土技术的应用效果也较好,能够使作业环境得到优化,而且具有施工效率高的特点,能增强混凝土的强度[10]。水压爆破技术在爆破施工中的应用,能够降低爆破施工的风险,增强围岩的稳定性,炮眼利用率会明显提高。 3.3监督技术操作 在施工现场应该对技术应用及操作过程进行严格监督,这也是提高高速公路隧道施工质量的关键。分部施工技术在实践应用效果较好,可以针对松散软弱地层进行处理,以改善围岩的稳定性。施工中做好超前支护工作,借助锚杆、钢管和钢板等对围岩力学性能加以改善和优化,可以外开挖面施工创造条件。尤其是运用管棚法进行超前支护时,能够预防非粘性砂土层对施工质量造成的威胁。此外,也可以采用超前灌浆技术处理隧道中的松散围岩,应该确保灌浆压力在2MPa左右[11]。引进BIM技术,对施工中的复杂情况进行模拟,在可视化的三维模型中强化技术管控效果。 4结束语 高速公路隧道施工具有复杂性强、风险性高和影响因素众多的特点,这也是引发施工质量及安全事故的主要原因,因此需要通过技术要点的控制,来促进工程项目的顺利实施。在施工实践当中,明确明洞及边仰坡开挖技术、钻爆技术、锚杆施工技术、混凝土喷射施工技术和防排水施工技术的关键点,掌握技术流程及操作规范,在隧道施工中建立完善的技术保证体系。同时通过做好技术交底、创新施工技术和监督技术操作等措施,提高技术质量控制水平,防止技术因素对工程造成的负面影响。 参考文献: [1]柳辉.小西库公路隧道施工技术及控制的关键点探析[J].智能城市,2021,7(5):71-72. 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机械设计论文:机械设计技巧挑战的思考 机械设计的基础 17世纪和18世纪初叶是钟表时代,18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展,出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等,实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能;原煤的化学能经热能转化为机械能;水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中,诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法,并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础,对产品设计进行改进或革新。 1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有:机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法,通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合,得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法,获得新的机构设计。机构的逆向设计,常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数,来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析,常用计算机辅助设计的方法来分析,以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容,也是对产品在较大程度上的革新。 2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件,包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计,其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式,然后选择零件的材料和表面处理技术,以抵抗其失效形式,再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式,最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面,机械零件是物化的产品,其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。 3.机械系统设计。机械产品越来越复杂,组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计,包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后,针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计,并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展,基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成,然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计,仍需要理论和实验的应用基础研究,以获得设计准则和相应的设计方法。 机械设计面临的挑战 我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的,落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此,我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后,国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步,同时也促进了不同学科的技术整合,以新的系统产品提供给消费者。然而,我国的工程教育历史较短,仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前,机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。 1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的制造和使用,人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末,智能材料的发展非常迅速,例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等,机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料,将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师,要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料,已在纳米润滑添加剂方面得到工程应用。另一方面,材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制,为机械产品设计提供了更多的设计选择,也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一,设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程,在较短时间内将其应用于产品设计,为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。 2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始,人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术,作为20世纪的标志性进展,以此为阶梯,人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村,各地信息及时传递与互享共用,改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问,我们已经生活在信息社会里,信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多,例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往,而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心,机床已经是计算机控制的可编程设备,机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见,信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等,也将提供虚拟的生活体验,例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少,而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术,用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。 3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代,生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关,也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品,例如冰箱、空调等,已成为商用产品,而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形,随着信息处理的高度智能化发展,这些 信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期,卡内基-梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期,80年代是其快速发展期,80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。 4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大,对自然资源的消耗日益严重,伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段,保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境,必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期,考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计,是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说,应采用材料种类更少的设计方案;从计算参数设计来看,应提高功能参数与质量之比,更大程度地发挥材料的性能;从结构设计来说,应尽可能地循环利用报废机器的零件,或者通过最低成本的再制造,然后循环利用零部件;在功能设计来说,应尽可能发挥产品的设计构思,提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等,在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念,为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。 小结 机械产品创新设计必需解决新发展的挑战,新材料、信息技术、智能科学与生态环境等带来的将是长期面临的新问题。机械设计的发展是个动态的吐故纳新过程,只要我们睁开眼睛、敞开胸怀,以前期的机械机构设计、结构设计、强度和刚度设计、可靠性设计、优化设计和摩擦学设计等知识为基础,必将在新的世纪中创造出更多更好的新产品。 机械设计论文:机械设计加工问题的研究 0引言 近些年来,我国科技水平不断提高,与此同时对机械加工与设计的要求也相应提高。为了在激烈的市场竞争中获得一席之地,机械的加工与设计不仅需要提高其工作效率,也要在高效率工作下,严格保证其质量。在这种情况下,机械加工与设计人员需要做好严格的生产与检验工作。在机械加工与设计之前做好详细的考虑,保证机械生产与加工每个步骤有序完成。并采用现代技术降低损耗,高质高量的完成生产。在工作中遇到问题,不要恐慌,积极应对,在机械开展工作之前应该做好备案,减少问题发生的概率,努力生产出最优产品。 1中小型机械加工与设计中存在的问题 机械加工与设计中,总会出现各种各样的问题。可能是操作人员的操作问题,有可能是机器的磨损等问题。机械设计师应该对问题进行总结分析,减少问题发生的概率。本文对中小型机械设计与加工中常出现的问题进行了总结。 1.1操作过程中易出现的问题 操作误差:机械加工与设计的整个操作流程关系到产品的质量,因此应该引起关注。在机械加工与设计时不可避免的总会出现实际操作与标准操作之间的差距。这些问题的产生不是人为的原因,而是因为机械的老化或工艺系统受力情况等原因造成的。工作人员为了保证机械设计与加工正常操作,提高产品质量,应该在机械工作之前,做好预估,虽然这样在实际工作之前,还是难免有误差,但是在做好预案的前提下出现的误差会降到最小,机械设计加工数据也会更准确。产品变形:在机械设计与加工时操作过程中还经常出现的一个问题是产品变形的问题。产品的变形是因为机械大小、位置、性质等原因发生的变化。关于产品的变形原因可归结为以下三个方面:一是机械产品加工过程中,会有强大的内力将其吸住进行加工,但是当工作完成之后,卡爪会放下加工后的产品,形成冲力,造成产品的变形;二是机械产品在进行热处理后,因为其物理特性,很容易出现中间高、两边低的情况;三是机械在进行加工操作时,因为其本身的误差造成的产品变形,但是工作人员可以通过提前预案,控制误差,减少可能造成产品变形的因素,如使用高质量的加工器材减少造成产品变形的可能性。 1.2产品质量方面易出现的问题 材料选择上:机械设计与加工材料的选择至关重要。材料选择的好生产出来的产品质量才能过硬。如果材料选择质量较差,那么在机械设计与加工过程中出现问题的概率较大,影响整个加工生产,影响产品的质量。机械设计与加工的材料的选择须注意两个方面,一方面为材料的硬度,另外一方面是材料的耐加工性。如果材料的硬度不够,那么生产出来的产品不耐用,如果材料的耐加工性不强,那么在加工的过程中极容易造成产品的变形。如某加工厂在材料的选择时,没有充分考虑到材料的铸造性能,结果材料在加工中,因为熔点较高,结晶温度过大,造成产品难生产,生产出来的产品不达标,给加工厂造成巨大损失。质量监管上:在机械加工与设计中,应确保零件质量的完好无损,若在机械设计加工之时,零件质量不能保证,不能正常完成工作,那么生产出来的产品可能是无用的,甚至延误整个工期,造成整体系统性能效率的降低,让机械产品的使用年限大大的降低。在机械设计与加工时应注意塑性的材料其产品很容易变形,因此造成切割质量产品表面不够光滑,而硬性材料因为其硬度过于大,因此在切割时容易出现细碎;在机械产品冷却之后进行加工也可能出现组织结构变形的问题,导致生产出来的产品粗糙、不光滑。因此,在在机械加工时应严守质量问题,保证生产出来的产品是光滑的,寿命周期长的。 1.3新技术的开发与应用 市场经济体制下,要想在市场上获得一席之地,就必须不断提高劳动生产率。机械设计与加工市场同样如此,也应不断提高其劳动生产效率,降低生产成本,生产出价格低、质量好的产品,这样才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。机械设计与加工应不断提高机械产品的质量,扭转传统的产品开发模式,加快产品生产速度,从而在市场中因为其独特的优势而被认可。 2中小型机械设计与加工问题解决措施 虽然在中小型机械设计与加工中存在各种各样的问题,但是问题的出现必有其原因,因此工作人员应勤于在机械设计与加工之前做好预案,出现问题时做好总结,以提高机械设计与加工出来的产品质量的保证。 2.1机械设计与加工操作问题具体办法 模拟实验:在进行大批量产品生产之前,可进行试验模拟,观看模拟中可能出现的问题,从而早做打算,提出解决方案。这样在生产过程中才能减少问题发生的概率,提高生产产品的质量,降低损耗。新型的机械产品开发也能够使用这样的模拟实验,强化新型机械的设计理念,提高机械产品的劳动生产率,从而生产出质量更好的产品,通过模拟,找好问题的所在,提高劳动生产率,提高产品质量。设置合理参数:机械设计与加工中,需设置合理的参数,合理的参数的设置能够保证生产出来的产品表面光滑,时间耐用。参数的科学设置直接关系到机械工作中切削的深度、速度、时间等问题,因此在机械开展工作之前,应首先确定好削割的时间、速度、深度等数值,从而保证机械的精细化作业。利用处理工具:机械加工设计中,需科学的使用处理工具,根据生产的产品与机械的工作选择合适的处理工具,加快产品生产的进度与精度。如在机械加工不能触及的地方,可选择小刀等精细工具进行加工,从而保证生产的产品精细,精准。 2.2机械设计与加工产品质量问题解决办法 谨慎选择材料:在机械设计与加工之前,应做好材料的选择,材料选择得好能够提高产品的质量,降低生产的难度,降低生产的消耗,从而提高整个的劳动效率。在材料的选择上应主要从材料的加工性能、切削性能、热处理性能几个方面做重点考虑,并结合实际的生产需要选择不同质地的生产材料,为不同的机器选择不同的材料,这样在保证机械设计与加工正常工作的前提下,生产出来的产品质量是达标的。定期保养设备:机械设计与加工中所使用到的设备应定期保养,保证机械正常作业。如清理机械周围的碎屑,使用中注意机器散热、定期进行维护等。如有部分机械在使用一段时间之后,就会发出声响,运转不顺畅,这种情况下,可使用润滑剂加快机械的运转,保证机械产品的质量,延长其寿命。例如有某工厂的机械设备应使用时间过长,热度极速上升,影响使用寿命,发现这种情况之后,其工作人员使用润滑剂对设备进行了冷却,从而延长了刀具使用的寿命,降低了生产中的损耗。 2.3机械设计与加工致力于提高新技术 着力于提高生产技术:在整个机械设计与加工中,其劳动生产效率的提高是根本,因此厂家应着力于跟上时代的步伐,不断的开拓新的技术理念,加强机械生产效率的监管,致力于在不降低产品质量的情况下提高劳动生产效率,提升市场竞争力,提高市场占有率。可优化整套机械设计与加工设备,大力弘扬机械设计加工工艺的推广,让整个的产品设计符合市场的需要,符合时代的要求。提高设计水平:机械设计与加工是一项高精准化作业,也是一项复杂的劳动,不断的提高其精准度,提高其劳动生产率,降低消耗,提高生产出来的产品是机械设计与加工的主要目标。不断提高机械的设计水平从而让机械根据已设定好的统一标准进行作业,提高整个工程产品的产量与质量。如在开展机械设计加工之前,有固定的组织机构进行商讨,制定出一整套的产品生产 计划,并让机械按照统一的计划进行生产,从而保证生产出来的质量上乘。 3结论 综上所述,可以看出,在中小型机械设计与加工过程中,首先认真对待材料的选择,其次,致力于劳动生产技术的提高,使用新技术、新方法进行生产;再次使用处理工具,处理机械处理不了的问题;设置参数,确定切割深度、切割时间等;定期对设备保养,保证设备的正常运转;进行模拟实验,将可能发生的问题做好预案,减少问题发生的概率。采取以上措施,强化中小型机械设计与加工的精准度与工作效率,促进产品质量的提升。 机械设计论文:机械设计与制造的绿色设计法 1.绿色设计的内涵 在机械产品的设计阶段,就应充分考虑到产品在使用废弃后的回收利用性以及可拆卸性。(2)绿色设计法提出了生产企业与产品设计者应在节约资源和保护环境上主动承担起一定的社会责任。尤其对于大型或大量的机械产品制造,企业在加工生产这些产品的同时,还应在可能的范围内,主动承担产品的回收与再次利用的义务。(3)在人类资源日益枯竭,生存环境不断恶化的新时期背景下,绿色设计法是对传统设计理念和设计方法的创新与改良,体现了人们对环境及资源的重视,以及对整个机械产品设计学科认识的深化。 2.机械设计与制造中绿色设计的主要内容 2.1绿色材料的选择与管理 绿色材料即可回收、可再生,且对环境污染较小、低能耗的材料。因此在机械设计中应首先选用环境兼容性好的材料与零部件,并尽量避免选用有辐射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能够有利于回收、再利用、再制造或易于降解,从而实现机械制造业在资源利用率方面的上升,实现可持续发展。同时,在机械设计与制造中,还应当尽量减少所选用材料的种类,从而降低产品在废弃后的回收成本。例如:模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响,可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法,而改用物理方法实现防腐与脱模;选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬;用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。 2.2拆卸性设计 在传统的设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性,而较少考虑到产品的拆卸性。绿色设计中着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中,产品结构设计评价的一个重要准则,从而使产品在报废以后,能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生,进而达到保护环境和节省资源的目的。拆卸性设计的基本原则主要包括以下几点:第一,应实现产品零件的多功能性,从而降低应拆卸零部件的数目以及拆卸时的工作量;第二,应避免在设计时,对有相互影响的材料进行组合,尽量避免零部件的污损;第三,在机械设计与制造中,应减少零件的多样性,并努力向着零件的标准化、模块化和系列化方向发展。 2.3可回收性设计 可回收性设计是指在设计中,充分考虑到产品各零件回收再利用的可能性,以及相应的回收处理方法和回收费用等问题。可回收性设计一般包括两种途径,即零部件的再利用和原材料的再循环,在当前鉴于材料再循环的困难与高昂的成本,因此较为合理的可回收性设计应重点突出零部件的再利用。可回收性设计的主要措施包括了以下几点:在机械设计与制造中,尽量使用可重新利用的材料;使用对环境影响较小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等;对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。 2.4绿色产品的成本分析 在对机械制造业中绿色产品的成本分析,应与传统的成本分析有所区别,在绿色产品设计的初期,即综合考虑到产品在回收、再利用上的性能。因此在作绿色产品的成本分析时,必须考虑到产品拆卸、污染物替代、特殊产品相应的环境成本以及重复利用成本等等。绿色产品的成本分析应在每一次设计选择时进行,以便于设计出的产品更突出绿色环保性,且成本更低。 2.5绿色产品的设计数据库 绿色产品的设计数据库应详细包括了产品寿命周期中与经济性、环境性等相关的一切数据,如材料成分、各类材料对环境的影响数值、材料的自然降解周期、人工费用以及机械制造中装配、销售和使用所产生的附加数量与环境的影响值等等。因此绿色产品的设计数据库对了机械产品的设计与制造过程都有着举足轻重的影响与作用。 2.6绿色产品的包装设计 对绿色产品的包装设计,应重点突出以下几方面原则:首先应材料最省,即绿色产品的包装在满足销售、保护以及提供充足信息功能的前提下,所适应材料应最少且文明适度的包装;其次,应尽量选用可回收或易于降解,且对人体无毒害性的包装材料,例如使用EPS、聚乙烯产品等在大自然中易于自然分解且不会污染环境的材料;最后,所选用的包装材料应易于再循环和回收利用,通过再循环使用和重复使用的包装,从而提高包装物的生命周期,有效降低包装废弃物的出现。 3.总结 在我国加入WTO以及可利用资源日益枯竭的新时期背景下,机械设计与制造中的绿色设计应重点从节约能源和保护环境的角度出发,并充分体现以自然为本的设计思想,从而在保证产品应有的功能、使用寿命和质量等要求的基础上,近可能的设计出更加简洁、完美和长久的产品。 机械设计论文:设计技术在机械设计中的价值体现 稳健设计和模糊设计 这种设计主要是所设计出来的产品不管是在制造的时候,还是在使用的时候,当结构参数发生变化的时候,或者是在预定的使用期限内发生老化的时候,还能保证产品的性能稳定。 稳健设计的主要作用就是提高设计出来的产品的质量,从而减少损失。伴随着市场竞争越来越激烈,设计和制造出来质量比较好,成本也比较低廉的产品逐渐受到设计人员的关注。稳健设计已经逐渐的成为提高产品质量的一种很好的工程方法。在设计的时候要考虑到参数的随机性能和其他先关性能,采用稳健设计解决一些因素的不稳定性,从而推理出相关运算方法。 并且利用一些能够看得见的动态三维图形等建立系统,通过精确的数据运算,找出稳健设计的最优解。模糊设计主要是在设计中运用模糊数学的方法。随着科学技术的发展,需要设计的机构也在逐渐的变大,设计中出现的变量越来越多,空间关系也越来越复杂。这些变量中存在很大一部分的模糊现象,在很多时候我们并不能精确的描述设计师所设计出来的产品特点。 绿色设计 绿色设计主要是为了提高设计出来的产品的绿色程度,这是其主要的目标。设计出来的产品在满足的环境目标的要求之后,还不能降低其使用性能以及使用寿命。绿色设计一般也可以叫做环境设计,还可以是生态设计。对于传统的机械设计产品而言,设计者主要是根据设计出来的产品的性能,产品的质量以及产品的成本等这些指标进行设计。 很少可以到这些产品后期的维护、拆卸以及回收等,在淘汰一些废弃的产品的时候,要没有顾及到这些产品对于环境方面的影响。这些产品在生产制造出来之后,尤其是利用完毕之后,没有进行必要的合格的拆卸,也没有挖掘其可以回收的性能,这样就导致一些有害物质侵蚀到生态环境中去,严重污染了环境,对周围居民的生活质量产生了影响,与此同时,还造成了资源的巨大浪费。而绿色设计就是针对上述情况所进行的产品设计,遵循保护生态环境的设计理念,从产品的制造到产品的使用,直到产品利用完毕,其中涉及产品的整个生命周期,其中还强调了产品的开发阶段也依据生命周期的观点进行分析。绿色设计的基础是传统设计,在传统设计的基础上进行一定的补充和调整。 就我国目前的状况来看,已经开始实行绿色标志的认证这样一个制度。要求设计出来的产品在不危害生态系统的前提下进行生产运作,这些绿色产品才能保证生态环境不会遭受到破坏,不断减少废弃物的排放数量。 机械设计论文:机械设计教学革新思考与实践 一、前言 机械创新设计是指发挥设计者的创造力,结合现有科技成果,设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动,涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距,这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展,社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此,加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务[1-7]。 二、存在问题探讨与分析 在指导机械设计制造及其自动化专业大学生机械创新设计过程中总结出存在以下几个方面的问题。 1.基础理论知识相对薄弱,创新思维不足。该专业在二年级、三年级主修与机械创新设计相关的基础理论知识,包括机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、工程材料学、机械制造技术基础、机械控制工程基础、液压与气压传动、机电一体化技术、自动控制原理等。扎实掌握并灵活运用这些基础理论知识是大学生创新设计必备的基本条件。但是在实际教学过程中由于课时压缩、实践机会较少以及学生学习主动性较差等多种原因,造成学生掌握的基础理论知识相对薄弱。多数学生学习这些课程主要是应付考试,对这些基础理论进行深入思考并启发自己的创新思维的较少。 2.过度依赖计算机辅助软件,物理样机设计经验欠缺。随着计算机技术的飞速发展,在机械创新设计方面,出现了一系列新技术,主要表现在基于CAD软件的创新设计、虚拟设计[8]。机制专业的学生主要掌握的CAD软件有两类:一类是二维设计软件,如AutoCAD,另一类是以三维建模为基础的大型CAD/CAM软件主要有Pro/E,UG,Solidworks等。一般学生在二年级的时候通过自学和课堂学习等方式基本上掌握了这些软件。但是大部分学生主要精力放在学习虚拟样机相关绘图和建模技巧上,以绘出漂亮的图形为目的。由于对机械设计的理论掌握不够加上没有足够的实践机会去了解物理样机设计过程,在开始接触机械创新设计时,会过度依赖这些软件进行三维建模,不能将虚拟设计与物理样机设计有机结合起来。实际上机械创新设计的本质还应归结到机械本身,以计算机技术为基础的虚拟样机技术只是辅助设计的一个手段,不能完全代替传统的物理样机机械设计。在创新设计中应该坚持虚拟样机与物理样机并重的原则。 3.缺乏实际项目锻炼。参与实际项目锻炼,参加生产实习的核心在于通过某一产品设计、制造、检测、封装入库完整等环节的实习,使学生初步熟悉机械产品生产加工全过程所涉及的知识、技能、工装[9],是学生全面、综合掌握专业知识和技能的重要环节,也是培养学生创新能力的基础。但是现在由于课时压缩等多种原因,本科生多以理论学习为主,其创新能力的锻炼效果不尽如人意,这与创新设计所要求的能力差距还较大。由于没有接触实际的项目锻炼,学生对于机械设计的流程、要求以及机械创新设计的具体需求了解不多,导致学生学到的机械设计理论知识无法完全充分发挥出来,这也是制约机械创新能力发展的重要原因之一。 三、教学改革思考与实践 针对上述问题分析,在教学工作中对创新设计教学改革进行深入思考,结合实际情况提出了几点解决方案,并在教学实践中逐步实施。 1.加强基础理论知识培训激发创新思维。在基础理论知识教学过程中把重点放在理论联系实际方面的讲授,结合机械创新设计案例、机械创新设计新思维、新方法和新成就等多种方式将理论知识与应用技术结合起来,在吸引学生兴趣的同时也加深了学生对基础知识及其应用的理解,并积极引导他们在此基础上进行再思考再创新,为下一步机械创新设计打好坚实的基础。另一方面,开设文献查阅课程,培养学生文献综述能力,通过查阅专业书籍、学术期刊、专利、企业产品手册和网络查询等多种方式,了解国内外对相关技术的研究进展和市场需求。 2.虚拟样机与物理样机研究并重。虚拟样机技术集成和综合了可运行机械设计的环境:包括各种仿真工具、分析工具、控制工具、设备和组织协同工作的方法等[10],可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型,进行虚拟装配,并检查零部件的装配间隙和干涉,应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误,优化结构,可以方便地更改模型,从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想,虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训,同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务,促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训,从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与,并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学,根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程,详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方差分 析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数,修改样机结构,对虚拟样机的设计结果进行验证和修正,直至产品定型。 3.指导学生申请或参与相关项目。在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上,吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目,从基础设计工作做起,逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程,以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目,从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养,首先,要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标;然后,进行团队讨论,根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案;下面进行团队分工,依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计,做出三维模型并进行仿真分析和结构优化,与此同时不断对总体方案进行修正;接着,团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作;最后,完成整个机械创新过程。 4.校企联合培养引导学生理论联系实际。经过参与项目锻炼后,学生对整个设计流程有了切身体会,同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解,具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上,教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会,进行校企联合培养,让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求,并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合,也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨,有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。 四、结语 培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析,通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案,还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施,能切实提高大学生的机械创新能力。 机械设计论文:机械设计材料选择和应用 机械设计需要考虑的问题很多,是一个产品具有先进性、适应性的依据和基础。其材料的选择也是在机械设计环节需要重点考虑的问题之一,本文重点分析了材料选择的重要性,探讨了材料具体选择和应用,提出了经济性、集约性与使用性能的兼顾统一的材料选择建议。 关键词: 机械设计;材料;经济;使用 1引言 机械设备作为现代工业发展的重要标志,不断改变着现代社会,实现人们生活、工作、学习的便利性,效率提升。机械设备的材料直接影响其工作的有效性,使用寿命等,是整个机械设计之初最为关键的问题,选择恰当的机械工程材料,可以实现机械的正常工作。目前,国内标准件在生产和加工工艺上还是存在一定的问题,主要就是因为标准件的材料在热处理等环节还存在一定的技术瓶颈,因此需要有国外的进口,由此可见材料在机械设备中的作用十分重要。在进行相关机械的设计时需要充分考虑一系列的综合因素,实现材料选择科学合理。 2材料选择的重要性 随着我国工业的发展,机械设备向着大型、微型的极限方向发展,其材料的重要性开始越发重要,由于国内的加工工艺的限制,很多机械在向着大型和微型方向发展的时候,出现了很多的问题,这些问题直接影响了机械设备工作性能,当机械材料强度达不到使用要求的时候,一些机械设备的工作范围将大大缩小。同时随着这些人们环境保护意识的不断增强,大家开始更多关注机械设备在使用过程中对环境的影响,一些机械材料在使用的过程中可能对周边环境产出影响,因此在选择机械材料的时候需要进一步构建建材的环保性,降低机械材料对周边操作人员的影响。 3材料具体选择和应用 3.1实用性考虑 在进行机械设计机械材料选择的时候,第一步需要考虑的就是材料的实用性,是否满足机械工作性能的要求,需要更加机械设备需要承受的工作性能进行相应的材料处理,例如在材料的热处理,加工切削,实现其内应力,硬度、韧性、表面粗糙度等方面的处理,以达到材料需要达到的基本要求。同一类零件在安装在不同位置的时候,所承受的外向应力是不同的,需要对其进行的处理也是不同的,在选择相关的材料时需要充分考虑其实用的具体情况。 3.2载荷的考虑 在相关机械设计中,需要对其承受的载荷进行有效计算[1]。这种计算的主要目的就是选择合适承载能力的材料进行加工装配,因为承载能力过强,材料的加工成本较大,选择这一材料所需要付出的成本较大,不利于机械的成本降低,提高设备的价格竞争优势,但是当选择的承载能力相对较弱的时候,材料在机械设备中的使用将大大受到影响,其设备的使用寿命将大大降低,可能经常性的出现一些机械事故,影响机械的正常使用。因此在进行材料载荷的考虑时,需要重点关注相关载荷的估算,选择与估算结论相匹配的材料,这样才能实现经济性和使用性的统一。 3.3环保性的考虑 实现机械设备的环保性是实现相关设备具有长期发展的决定因素,因为现代社会对环境保护的重视程度不断提高,国家也加大对工业企业环保工作的管理力度,因为机械材料的热处理等环节可能对周边的环境产生影响,需要在进行机械设计的时候,删去一些不必要的热处理,这样可以降低企业在进行热处理过程中产生的环境影响,降低企业能耗,这些都是需要在进行机械设计的时候重点关注机械设备在材料上不必要的一些工艺流程,这样可以达到环保性的考虑。 3.4低毒性的考虑 一些机械材料在使用的过程中可能产生一些对人体有害的物质,这样直接影响机械设备操作者的身体健康。因此在进行机械设计的时候需要重点关注选择材料的低毒性,例如镍元素就是一种工业中有毒的金属材料,在选择的过程中需要避免这种金属材料的选择和应用,就算是必须使用这种有毒的金属材料,需要在与人体产生接触的区域进行有效表面处理,降低有毒金属材料对操作人员的人生伤害。 3.5回收性的考虑 随着现代集约化社会的发展,人们开始更加注重材料的可循环使用[2]。金属材料在国内储量相对是有限的,需要我们进行可循环的使用,然而不同金属材料进行混合之后,再进行回收将出现一定的难度,由于现代材料学的研究发现,不同金属元素的混合将出现不同硬度、韧性、耐磨性等特征,所以有更多的材料选择的不同金属元素的混合,以增强其使用性能。这样也给材料的可循环使用带来的麻烦,因此需要在进行材料选择的时候,在没有必须选择混合金属材料的时候,就需要单一金属材料,这样可以保证其今后的回收性。 4材料选择和应用的建议 (1)兼顾经济与使用性能的统一。机械设计的过程中,需要对设计的设备进行有效的估算,对其需要承受的载荷进行充分的推算,这些推算的结论为选择材料的科学性、合理性提供必要的依据。因为材料性能远远超出使用上限的时候,将大大延长机械的使用寿命,造成材料选择的浪费,企业在生产这种材料的时候成本将大大提高,需要考虑其材料的经济性与使用性能的统一,只要满足机械使用要求的材料性能即可,这样可以大大降低材料的经济成本,提高产品的市场竞争力。 (2)兼顾集约性与使用性能的统一。现代社会的集约化发展趋势不断明显,需要企业也实现粗放型发展战略的转变,实现集约化的发展方式,其中的一个重要表现就是材料选择需要体现集约化的要求,不选择那些没有实际应用性的性能,因为这些用不着的性能只能增加材料的加工、处理的成本,这样就需要不断在集约化发展的道路上考虑材料的使用性能保证。只要可以实现材料使用性能的有效保证,可以大大降低材料的加工、处理的集约化发展。省去、兼并多余的加工工艺。 5结语 机械设备已经成为现代社会中不可缺少的重要产品,提高了工作效率,降低了工作强度[3]。在设计环节中,机械材料的选择是其实现其功能的基础,因此在设计的过程中需要兼顾经济性、集约性与使用性能的兼顾统一,实现材料选择和应用的科学性、合理性。 机械设计论文:分析机械设计形式的改革 1、现代设计方法 1.1计算机辅助设计。计算机辅助设计简称cai,利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行的处理,完成设计工作。主要有以下特点:(1)由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。(2)计算机辅助设计与计算机辅助制造(cam)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。(3)还可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。(4)设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案:还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。 1.2模块化设计。模块化设计就是在对一定范围内的不同规格产品或相同功能不同性能的产品进行分析后,划分并设计出一系列的功能模块。然后通过对模块进行组合就可以组成不同产品来满足市场需求。其目的主要是以尽可能少的模块种类和数量构成尽可能多规格的产品。模块化设计不仅有利于产品的更新换代,还有利于提高产品的质量,降低成本,加快新产品的开发速度。 1.3并行设计。并行设计工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的设计产品以及各种制造和支持过程的系统化方法。机械产品的设计采用串行设计的缺点主要在于在产品设计过程中,必须要等到上一环节结束后才能进行后一环节,设计不仅改动量大,而且产品的开发周期长,成本高。采用并行设计的核心在于要打破内部各个单元界限,建立以人际关系为基础的协同工作模式。进一步提高产品质量、缩短产品上市时间等。 1.4机械系统设计。机械系统设计就是一种利用系统的观点进行产品的一系列设计的方法。设计过程包括计划、外部系统设计、内部系统设计以及制造销售阶段。传统设计注重内部系统设计,其重点主要在于改善零件或转自一些子系统的特性,但是很少考虑对于个零件之间或内部与外部之间的相互影响而系统设计要根据系统原则,综合研究内部外部和各个子系统之间的相互关系,协调各予系统之问的相互作用,使整个系统的功能表现为最佳状态。 1.5机械优化设计。优化设计是把设计的实际工程问题的模型转化为相应的模型,然后运用最优化设计理论,选择合适的优化方法,借助计算机进行求解。从而得到最佳设计方法。近年来,优化设计常结合一些其他方法。形成新的优化设计方法。如和模糊化设计结合,形成模糊优化设计:和可靠性设计结合起来形成可靠性优化设计。除此之外,还有可靠性设计、机械动态设计、疲劳设计、反求工程、摩擦学设计以及创造性设计等。随着技术的飞速发展,现代设计方法也在不断改善。 2、现代设计方法翻新研究 2.1创新设计原则。生态效益最好原则要在设计过程中尽量选择污染较低的材料。避免使用有毒有害以及有辐射的材料。这是由于在产品制造和使用过程中,都要求产品对周围环境要满足“零污染”原则。安全可靠性原则机械产品品质的保证要通过产品的安全可靠性来体现。产品在强度,刚度、稳定性、以及耐磨性均要满足设计要求,对于一些重型机械,要保证有一定的自锁和保险装置,确保操作人员的人身安全。 2.2经济效益最好原则。经济最佳性要从设计以及制造两方面考虑,设计上要选用正确的材料,保证合理的原理方案:制造上要保证零件的加工工艺和装配工艺。设计的产品不仅要满足客户的功能要求,还要保证成本低廉。 3、机械创新设计技术 机械创新设计是指充分发挥设计者的创造性思维,利用人类已有的科学技术成果,设计出具有新颖性、实用性以及创造性的机械装置。机械创新设计技术和机械系统设计、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元设计等构成现代设计方法学库,吸收了邻近学科有利的设计思想与设计方法,是有待开发的一门新的设计技术方法。随着人工智能、专家系统、认识科学、思维科学以及人脑研究的发展,机械创新设计日益受到人们的重视。一方面,人工智能、专家系统、认识科学、思维科学、设计方法学等已经为创新设计提供了一定的理论基础:另一方面。创新设计的研究及发展有助于解释人类的创造思维机理,还可以促进一系列科学的发展。实现专家系统及智能工程创新设计要求能为发明创造机械和改善现有机械性能提供有效的理论和方法。创新设计包括两方面的内容,一是要改善生产生活中现有机械产品的性能,包括技术性、可靠性、适用性以及经济型;二是要创造设计出新的产品,以满足生产生活的新需要。创新设计的核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,将机械产品创新设计过程程式化、定量化。 4、结语 总之,企业竞争力的关键在于适应市场的需求,需要企业不断推出新产品,这就需要大力加强创新设计方法的学习和研究,使机械工业快速发展,国家兴旺发达。 机械设计论文:机械设计方法及进展 随着科学技术的进步,机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多,实现同一种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多,因此,现代机械系统设计工作者若使自己设计出的产品能立足市场,除要求机械系统能实现预期的功能外,还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等一系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术,才能设计出性能价格比优良的机械系统。 1机械设计 机械设计(machinedesign),根据使用要求对机械的工作原理,结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 2现代机械设计的特点 现代机械种类很多,结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度上看,它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等,每个系统叉可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点,即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式,物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算,而且还需融通多门科学知识,如创造性工程、美学,仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等,使设计出的产品在市场中具有竞争力。 3计算机辅助机械设计方法 计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称cAD)技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为工程设计及产品设计服务,彻底改变了传统的手工设计绘图方式,极大地提高了产品开发的速度和精度,使得科技人员的{慧和能力得到了延伸。CAD系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础;软件系统是计算机辅助设计技术的核心,它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组合形成了CAD系统。汁算机辅助机械设计的一般过程包括: 1)建立数学模型:一般机械零件基本都有现成的数学模型,但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型; 2)设计程序框图:程序框图根据手工计算的步骤来没计; 3)用高级语言编制程序:根据程序框图来编程; 4)程序调试:程序编好后,先仔细检查源程序,然后将其输入汁算机进行试算,再对程序适用范围的边界、转折点进行试算,要求与手算结果完全吻合。 4系统化机械设计方法 现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求,使机械设计向自系统化、信息化,柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发,机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的眭能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平,甚至使原有的机械产品结构发生变化,所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势,也是用新兴技术改造传统机械][业的有力措施。科学技术的飞速发展,产品功能要求的日益增多,复杂性增:响,寿命期缩短,更新换代速度加快然而,产品的设计,尤其是机械产品方案的设计手段,则显得力不从心,跟不上时展的需要。目前,计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究,并初见成效,而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。系统化设计方法将没计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可循,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是:籽设计看成由若干个设汁要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现没汁系统所需完成的任务。在系统化机械设计过程中,为使设计工作更为科学合理,常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统,可使设计和分析比较简便。根据需要和可能,各予系统还可再分解为更小的子系统,依次分解,直至能进行适宜的殴计和分析。系统分解时就注意以下几点: 分解数和层次应适宜。分解数太少,子系统仍很复杂,不便于模型化和优化工作,分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难;2避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数(联系数)较少和作用较弱的地方;保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换,它们从系统输入到系统输出的过程中,按一定的方向和途径流动,既不可中断,也不可紊流,即使分解成各个子系统,它们的流动途径仍应明确和畅通;了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时,每个系统仍是一个系统,它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起,其结构组成虽稍微简单,但其功能往往还有多项。而功能分解时,是按功能体系进行逐级另懈,直至不能再分解的单元功能。 网络技术的蓬勃发展,异地协同设计与制造,以及从用户对产品的功能需求、设计、加工、装配、成品这一并行工程的实现成为可能。但是,达到这些目标的重要前提条件之一,就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此,不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中,虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案没汁中初露锋芒。 目前,机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进,由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚,目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。因此,机械设计方法的发展趋势是综合运用系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识,以产品方案没计为方向。 机械设计论文:机械设计专业课程体系设计研究 我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计,在教学上以传统的经验型手工设计为目标,老师逐步讲解,学生机械僵硬地模仿,课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式,甚至有的学生一味参看其他的减速器设计,采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢,对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成,这些零部件的参数和形状如何,这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同时,在课程设计期间,往往是很多班级同时或相继展开,造成设计教室、手册紧张,不仅严重影响了设计进程,而且影响了设计效果,甚至有的学生为赶进度,胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应,与当前市场需求也不相适应。知识要更新,设计手段要先进,因此,机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要,机械设计基础课程设计的改革势在必行。 课程体系综合设计研究 将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合,探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案,并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时,考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同,选择适合不同方向的综合设计题目,以设计对象为主线,尝试在综合课程设计中引入机构运动演示,要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性[4],尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验,要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验,验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革,加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一,机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大,同时增加设计时间,激励学生对这类题目产生较大的兴趣,每一位学生都积极思考,差不多每人都提出一到几种运动方案,然后通过小组讨论,挑出最佳方案后,由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动,可大提高学生的创新设计能力,改革课程体系综合设计手段,加强CAD、CAM、CAE等技术应用[5]。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具,让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真,真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段,将给课程设计赋予新的活力。 课程体系综合设计的实践及应用 1改革设计题目,注重学生素质的培养 机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。 2机械传动方案设计,培养学生创新能力 机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。 3引入虚拟样机技术进行机构分析 虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。 4理论联系实际,修改设计对象 在实际工程应用领域中,推荐采用的大多数齿轮减速器都是采用硬齿面。随着工业的发展,新技术新工艺不断涌现,在齿轮行业,特别是随着硬齿面齿轮加工技术的成熟,加工设备的完善,硬齿面齿轮减速器已经成为齿轮减速装置的主流,得到了广泛的实际工程应用,而软齿面齿轮减速装置有被逐步淘汰的趋势。因此,应结合实际,采用硬齿面齿轮减速器设计的题目来进行实践环节的训练。由于硬齿面齿轮减速器的设 计与实际结合紧密,学生的自觉性与积极性得到了很大提高[9]。与此同时,有关硬齿面齿轮设计的资料无法从现有资料中直接利用,这迫使学生主动查找相关资料,询问老师,学生的实际设计能力得到了更大的提高。从改用硬齿面齿轮减速器设计结果来看,整机的重量减轻、体积缩小,使用材料大幅减少,相应的造价也随之下降。这使学生认识到科技的进步给生产实际应用带来的巨大影响。 5学生的模仿型设计转变为思考型设计 以往的课程设计以教授传统的经验型设计为目的,学生总习惯于照搬指导书,一般是教师逐步讲解,学生机械模仿,知其然而不知其所以然。现在的设计中,教师应只给学生以必要的提示,并列出参考书目,鼓励学生去查资料、翻手册,培养他们对信息及数据的归纳和整理能力。在课程设计中,草图设计和装配图设计即机构设计阶段是重点,也是学生感到困难,失误较多的阶段。在《机械设计》课堂上重点讲解的都是基础理论,很少涉及结构方面的知识,而影响结构的因素很多。所以在此阶段,指导教师应悉心指导,多进行正确和错误结构的分析比较,另外要引导学生抓重点,培养学生树立整体设计的概念。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词:创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要:高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮,创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养,接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育,培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才,是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者,更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课,在教学中开展创新教育,是应该的也是必须的。对高职院校而言,仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507/08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革,现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主,教师讲学生听,重视书本知识的“灌输”,忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式,就必须加强理论与实践的联系,倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣,与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1.1接受 接受就是指在处理基本理论教学时,要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果,重视每一个公式、每一个论点的推导,而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学,就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因,以节省课时,然后尽可能多地进行实例分析,讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507/08班试探性教学中,尽可能多的带现有模型和教具,在课堂上分析其运动和特点,并引入与之相应的实用简单机械,分析说明再此处利用该机构的优点,并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1.2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发,通过对各种简易机械进行机构分析,加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上,以作业的形式,要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析: 该表要求学生独立完成,实例分析中若有N名学生的结果完全相同,则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图,并分析该机构用在此处的优点,能否用其它机构代替等。 1.3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析,发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考,发现一些需要解决的问题。在教学中,要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告,从而促使学生养成喜欢观察的好习惯,提高学生分析和思考问题的能力,这是一切创造和革新的前提。 1.4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论,提出改进或设计方案。在实施中,首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论,找出其中适合学生进行改进和设计的方案,然后以自愿的形式自行分组,在老师的指导和帮助下进行分析和研究,并提出改进或设计方案。为了保证教学质量,要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的,大多数是机、光、电一体化,甚至纯电子的设计,应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样,可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力,使本课程的教学效果,上升到一个新的高度。 1.5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性,从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案,以小组成员为主干,全班学生为成员,在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2.1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差,好多学生在初期还能积极配合老师的教学,但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时,就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少,导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标,也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70%,平时成绩占30%的评分标准,就算平时成绩为零分,学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力,提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩,消除惰性因素,促使学生积极配合老师的教学工作。 2.2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高,管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用,并积极寻求其他老师和师傅的帮助,才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后,本班与未实施创新教学模式的机制0505/6班的教学效果对比: 从上表可以看出,虽然因自己能力和精力的问题,没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学,但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合,是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上,保持与每一位成员的联系合作,不管其位于何地,从事怎样的职业,担任什么样的职务,都要以老师为主线,保持畅通的联系与合作。这样,随着时间的流逝,兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高,也会越来越贴近实际,必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时,在学院的帮助与支持下,可以创建与之相适应的相关产业,从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环,促使高职院校发展到一个新的层次。 机械设计论文:基里隆一级电站水力机械设计 摘要:基里隆一级电站是柬埔寨最大水电站,1968年建成,在正常发电20个月后损坏于战乱。根据中柬双方达成的协议,中电技以投资、修复、经营方式,对基里隆一级水电站进行修复。本文对基里隆一级电站修复工程水力机械设计进行了回顾,对主要机组设备、辅助设备的选择及布置作了简要介绍。 关键词:机电设计 水力机械 水力发电设备 辅助设备 水力监测系统 柬埔寨 湄公河 1概述 基里隆一级电站位于柬埔寨王国西南部,湄公河盆地边缘,距离首都金边约120km,距离柬重要港口城市磅逊(西哈努克城)约110km,其厂房及升压站紧邻4号公路。 基里隆一级电站原为南斯拉夫在1968年提供资金和技术建成,水库最大库容980万m3,装机容量2×5.0MW。该电站在正常发电20个月后损坏于战乱。此后近30年里,虽几经努力但一直未能实施修复。目前大坝基本完好,引水钢管局部遭严重破坏,厂房和机电设备完全损坏,厂坝公路年久失修,到金边的110kV输电线路仅存少许塔架。 中国电力技术进出口公司(CETIC)组织专家对基里隆一级电站枢纽工程和输电线路进行了多次实地考察和充分论证。历经近1年的合同谈判,CETIC与柬埔寨工业矿产能源部(MIME)和柬埔寨国家电力公司(EDC)于2000年7月28日在金边正式签署了《实施协议》和《购电协议》。根据协议,CETIC以投资、修复、经营(BOT,Build,Operate,Trans/fer)方式,对基里隆一级电站进行融资、修复、建设、拥有、运营和维护,在电站特许经营期(自电厂商业运营日起30年)结束后,将该电站无偿移交柬埔寨政府。 电站原厂房和机电设备已完全损坏,主厂房里的水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助设备已无修复价值。经研究决定,主厂房在原厂址新建,所有水力发电设备,包括水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助系统的所有设备,都进行重新设计配置。电站主要参数为:装机容量2×6MW,额定水头363.00m,保证出力3.812MW,年发电量0.6419亿kW·h,年利用小时数5349h。 2机组设备简介 2.1水轮机 水轮机选用CJA734-W-136/2×12.5型双喷嘴冲击式水轮机,主要参数为:额定水头363.00m,额定流量1.95m3/s,额定出力6220kW,额定效率89.78%,额定转速600r/min,飞逸转速1080r/min。水轮机为卧轴冲击式,主要特点如下: 1)水轮机转轮装于发电机轴上,依靠摩擦传递扭矩,顺时针旋转(从发电机向水轮机看)。两个直流喷管分别由机壳和机壳小盖支承,喷管前装有Φ450直管并通过Φ650/Φ450分流管与Φ650伸缩节及球阀相连。 2)喷管喷嘴口处装有偏流折向器,通过连杆机构与折向器接力器相连,接力器与调速器油压系统相连。偏流折向器与喷针的位置没有协联关系,在正常运行时不与射流接触,也不参与水轮机小波动调节,始终保持在全开位置,只在事故停机时投入,切断水流。 3)机组正常运行时,各工况的调节是依靠喷针运动来实现的,喷针的调节作用是由喷针接力器油压操作实现的,喷针接力器操作油管与调速器油压系统相连。喷针的开度指示由喷针反馈系统完成,从喷管内引出的恢复杆通过钢丝绳及连杆与调速器电反馈装置相连,电反馈装置向调速器发送位置信号。 4)在机壳上与喷管射流相反方向装设反向制动喷嘴,制动喷嘴由DN80液压操作阀控制,停机时作机组制动用,液压操作阀油源引自调速器油压系统。 2.2水轮发电机 水轮发电机为SFW6000-10/2130型3相凸级同步发电机,采用卧式、密闭自循环空气冷却结构,主要参数为:额定功率6MW,额定容量7.5MVA,额定电压6.3kV,额定电流687.32A,额定转速600r/min,飞逸转速1080r/min。 发电机由定子、转子、主轴、导轴承、飞轮、空气冷却装置、油水管路等部分组成。定子机座为整体卧式结构,发电机轴为转子磁轭与主轴锻造为一体的实心轴结构。水轮发电机组为两支点结构,两个导轴承分别位于定子两侧,轴承瓦为筒式巴氏合金轴瓦。轴承润滑采用外循环方式,在主厂房内每台发电机组上游侧布置有外循环供油装置。空气冷却器两个,布置在发电机下面机坑中,冷却水管为T2铜管穿片结构。 2.3调速器 调速器选用武汉三联水电控制设备公司生产的CJWT2/1-4.0型微机调速器,额定工作油压4.0MPa。 CJWT型调速器是专为多喷嘴冲击式水轮机设计的,其主要特点如下: 1)在总体结构上,调速器为电气柜、机械柜、油压装置三位一体组合式,结构紧凑,便于安装布置及运行维护。 2)从控制原理上看,每个喷针接力器和折向器接力器各采用一套全数字式机械液压系统独立控制,取消了传统的机械协联、凸轮及复杂的连杆机构,结构大幅简化。 3)机械液压系统采用全数字液压技术,以电磁球阀作为电液转换元件,静态无油耗,抗油污能力强。 4)油压装置设自动补气阀组,提高了整机自动化水平。 5)电气部分以可靠性极高的可编程控制器(PLC)为控制核心,所有PLC本体的平均无故障运行时间≥30万h。 6)采用交直流双路电源供电,互为备用,无扰切换。 7)具有电手动调节功能及自动容错功能。 2.4进水阀 为保证水轮机安全可靠运行、机组检修时切断水流及机组调节系统失灵时保护机组,每台水轮机前装设有进水阀。进水阀为双面止水卧式球阀,采用接力器油压操作,球阀型号为QF500-WY-65,公称直径Φ650mm,设计压力5.0MPa。球阀上、下游侧分别设有检修密封和工作密封,活动密封环采用钢管的压力水操作。2套进水阀共用一套HYZ-1.0-4.0油压装置,额定油压为4.0MPa。 3辅助设备 3.1技术供水系统 技术供水系统主要用户是发电机空气冷却器和导轴承油冷却器。供水系统采用水泵集中供水方式,水源取自下游尾水,在主厂房右端水机副厂房下游侧设有取水池,通过联通管与尾水渠相连。设置KQL100-160型供水泵3台,其中1台备用,布置在供水设备室内。水泵出口设有自动滤水器,滤水器有自动排污功能,经过滤后的水由供水总管引至各用户。水泵采用轮换工作制,每台水泵配置1台软启动器,整个系统采用PLC控制。3.2高压气系统高压气系统主要供调速器油压装置和球阀油压装置用气,供气压力4.5MPa。设有2台SF-0.5/45型空压机和1只1m3、4.5MPa储气罐,空压机出口设有气水分离器。储气罐出气管上设有压力控制器,自动控制空压机的启停,整个系统采用PLC控制。 3.3透平油系统 透平油系统主要供机组轴承、调速系统和球阀操作系统用油。设有2只5m3透平油桶、1台KCB-55型齿轮油泵、1台LY-50型压力滤油机和1台ZJCQ-2型透平油过滤机。系统运行为手动操作。 由于本电站机组为小型卧式水轮发电机组,设备用油量较小,同时主厂房仅有一层,油管布置会影响厂房内的交通及美观,因此,主厂房内不设供排油管路。在油处理室设有活接头,机组设备供排油时,用软管与用油设备相连接。 3.4水力监测系统 水力监测系统包括全电站监测和机组段监测两部分。全电站监测项目有水库水位、拦污栅后水位、拦污栅前后压差及电站引用流量。根据购电协议要求,水库水位测量设有2套2311LT型投入式液位变送器,其中1套为主用,1套为备用(冷备)。拦污栅后水位测量设有1套2311LT型投入式液位变送器。在首部值班室设置1台SXJ水位监视仪,水位信号通过串行口通信方式传至电站中控室。电站引用流量监测采用UF-911型超声波流量计。机组段监测项目包括分流管进口压力、喷管压力、尾水位、冷却水压力和示流、水轮机和发电机振动、摆度等。水力监测系统中的主要量测项目均同时设有变送器,并与电站计算机监控系统相连。 3.5起重机 电站最重起吊件发电机转子重24.2t,起吊梁重3.5t。主厂房内设1台起重量32/5t,跨度14m电动双钩桥式起重机供机组安装、检修使用。由于电站主厂房在原厂址新建,利用原电站叉管及支管,机组间距已定。本电站机组为卧式水轮发电机组,容量由原来的5MW增加至6MW,机组设备尺寸加大,机组间距明显偏小,发电机转子抽芯极为困难。为控制大车运行速度和主钩起升速度,确保发电机安装检修的安全,起重机的大车运行机构和主起升机构采用变频调速方式,变频器采用三菱原装进口设备。 4厂房布置 电站主厂房为地面式,在原厂址新建,利用原电站叉管及支管,机组间距维持10.29m不变。主厂房净长32.85m,净宽14m(机组中心距上游柱边9.05m,距上游柱边4.95m)。电站最高尾水位高程?92.00m,据此确定主机间高程?95.00m,机组安装高程(机组中心线)?95.84m。主机间内上游侧布置有调速器、球阀装置和油压装置,下游侧布置机旁盘。左侧为安装场,长约10.4m,主要考虑机组大修时布置发电机转子、定子、水轮机转轮、机壳等。 主厂房右侧水机副厂房内布置有透平油罐室、空压机室、技术供水设备室。电气副厂房布置在主厂房左侧和下游侧,左侧副厂房内布置有中控室、继电保护盘室、通信室、电气试验室、低压配电室等,下游侧副厂房内布置有6kV中压配电盘、励磁变压器、厂用变压器及柴油机室等。 5结束语 基里隆一级电站修复工程是我国第一个B0T项目,2001年4月2日正式开工建设,2002年5月完工并投产发电。基里隆一级电站的修复对促进柬埔寨战后经济发展,增进中柬双方友谊,以及对我国全方位对外贸易格局的形成,都具有重要意义。 机械设计论文:论应用CAD技术的现代机械设计 论文关键词:机械设计;CAD技术 论文摘要:在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。 1 CAD技术的发展 CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写,是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力,辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析,达到理想的目的,并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计(CAD)技术诞生以来,已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域,产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术(Com-puter Aided Manufacturing,CAM)和产品数据管理技术(Product Data Management,PDM)及计算机集成制造系统(Computer Itegrated manufacturing system,CIMS)集于一体。 产品设计是决定产品命运的研究,也是最重要的环节,产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前,CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统(ICAD)(Intelligent CAD)。21世纪,ICAD技术将具备新的特征和发展方向,以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。 以智能CAD(ICAD)为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程,采用单一知识领域的符号推理技术,解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来,尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程,借助计算机的支持,设计效率有了大大地提高。 2 三维CAD技术在机械设计中的优点 通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点: 2.1 零件设计更加方便 使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。 2.2 装配零件更加直观 在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。 2.3 缩短了机械设计周期 采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2.4 提高机械产品的技术含量和质量 由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD CIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。 3 CAD技术在机械设计中的应用 3.1 零件与装配图的实体生成 3.1.1 零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。 对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 3.1.2 实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。 3.2 模具CAD/CAM的集成制造 随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。 一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。 3.3 机械CAE软件的应用 机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。 4 CAD前沿技术与发展趋势 4.1 图形交互技术 CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路,解放大脑,让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能,为设计师提供了方便。此外,笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 4.2 智能CAD技术 CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上,建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员,同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误,回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 4.3 虚拟现实技术 虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。 机械设计论文:关于多媒体教学在机械设计制造课堂的实践 论文摘要:多媒体因其声像并茂,对提高教学效果有很大作用,在课堂教学中越来越普遍,也越来越展示出其强大的生命力。但从目前大学院校多媒体教学环境来看,多媒体机械设计专业教学开展还存在一些问题。本文就相关情况进行了研究,并提出相应的对策。 论文关键词:多媒体教学 专业课 机械设计 对策 对大学院校而言,培养的机械设计与制造的专门人才,就要着眼于培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 随着信息化建设的不断进步,多媒体教学已完全在各种教学中展开。机械设计教学更多注重的是空间、理性、科学和前沿,多媒体在教学中所起的作用已不仅仅是一个辅助工具,传统的教学方法已经不能很好地适应教学内容和教学节奏的需要。以考试成绩来衡量学生水平的终结性评价,不受学生的欢迎,评价机制有待完善。所以我们有必要加强多媒体技术与机械设计课程的整合,使学生从传统教学方法中的视觉单一模式互动向视觉、触觉、听觉等多模态发展,转变为空间概念。真正形成以学生为中心,发挥学生的主体作用,使学生在课堂学习中,朝着个性化和自主学习的方向发展,真正成为学习的丰人。 1多媒体机械设计教学的主要问题 目前,教育在我国无论从数量还是从规模上来讲,都达到了空前。然而,教学质量的高低,直接关系培养人才的质量。客观地讲,当前大学院校机械设计教学其中最突出的教学矛盾就是教学模式、教学方法不够灵活。具体地讲还在在以下问题。 1 1被动接受新技术的应用 因为种种原因,个别老师对多媒体教学缺乏深刻认识,甚至认为多媒体教学费时费力费工不讨好,是花架子,好看不管用,心里不同程度存在排斥心理,导致对多媒体教学模式不愿意做出更多的学习和没有兴趣,不愿意尝试,更不说付出努力和付出辛苦。这种心态,直接导致了多媒体教学质量不高。 1.2变“人灌”为“电灌” 个别授课老师错误地认为:多媒体教学,就是把以前的“黑板加粉笔”变成“电脑加屏幕”,在教学方法上看起来全用了多媒体教学,但在教学手段上仍然沿用了旧的教学模式,没有起到把多媒体手段引入机械设计教学课堂的初衷。这种盲目、机械地多媒体教学手段,不但不能真正起到有效的教学效果,克服传统教学的不足,还会给多媒体教学的发展带来负面的影响,反而影响到教学效果。其实这种现象的根源,在于老师对教学效果的认识不足,是一种“形而上学”的教学。 2实现机械设计课堂多媒体教学的可能性 根据目前我国教育的实际情况,进一步深化机械设计教学改革,推广实施多媒体教学模式,并通过改革全面提高机械设计制造教学水平和广大学生的机械设计实际综合应用能力的条件基本具备,而且也具有实现这一转变的可能。 (1)对机械设计制造教学的重要性各方已达成思想共识。广大院校领导和老师对推进机械设计教学改革的重要性都有深刻的认识和体会,并已尝到甜头,干劲更足。同时,学生普遍要求和接受机械设计课堂更多采用多媒体教学。这些因素,为我们机械设计的多媒体教学改革奠定了良好的思想基础。 (2)随着教育投资的增加,教学信息化设备的硬件设施越来越完善。这些年,随着我国社会经济的发展,国家加大了教学信息化建设,硬件设备得到了普遍加强,有些甚至达到了全球领先水平。大学院校普遍都建设有校园网,多媒体教室等,为计算机和校园网上学习机械设计课程提供了硬件技术条件。 (3)基于计算机和网络的机械设计制造教学软件已逐步配套。经过多年的发展,社会各方投入了相当的精力和技术设计了机械设计课堂教学软件和个人自学辅助软件,为推动以机械设计的多媒体教学改革提供了丰富的软件支持。 3积极应对机械设计多媒体教学的对策 多媒体教学与传统课堂教学,并不是矛盾的,而是互促互长的统一体。对教学来讲,最重要的就是整合。整合是网络信息技术与机械设计课程整合研究的核心问题,整合后网络信息技术将成为整个课程系统的一个有机组成部分,而不是可有可无的辅助工具。对认识上的误区和操作层面的一些问题,必须正确认识并在实践中注意解决。对教学中是否应用,如何合理科学地应用多媒体教学技术,确保教学效果的落实才是最根本。 (1)根据机械设计教学的需要,决定是否使用多媒体。把多媒体教学引入机械设计课堂,从手段上来讲,是为了“活化教材”,创造较为真实的教学环境,如果过多使用甚至会起到相反的效果。教学效果如何,并不是说多媒体手段越多效果越好。多媒体教学,从某个层面来讲,是体现的人机。对话,然而,人与人之间的对话,是最好的沟通手段。如果在教学环节中,授讲老师过多应用多媒体,就会使课堂教学成为老师对电脑的操作和学生观看演示的过程,这样的话,多媒体辅助教学的初衷就会受到了扭曲,这也违背了教学的规律。 (2)适度取材,注重多媒体课堂的“人文关怀”。多媒体本身是作为一种教学辅助工具引入机械设计教学的,其本身不带任何的感情色彩,要使课堂教学生动起来,就需要更多的人文关怀。作为教学的主导方,教师在应用多媒体进行机械设计教学时,面对海量的信息,必须结合各方实际快速作了抉择,通过其他手段表现出更多的亲和力和学生的可接受性,这样才能起到事半功倍的效果。 (3)多媒体模式与传统模式充分交融。多媒体教学是利用现代信息技术带动教学内容、教学方法和教学手段的全面改革,然而,多媒体教学只是一种在效的教学辅助手段,并不能完成取代传统的教学模式。因此,在机械设计教学中,我们不能完全依赖多媒体技术,只能是充分利用并与传统教学模式有机结合,只有这样,才能使做到张弛有度,互促互长,取得更好的教学效果。 4结语 机械设计教学模式的改革是机械设计制造教学改革的重点,机械设计制造教学模式的改革应使机械设计制造朝着个性化学习、主动式学习方向发展,应体现机械设计教学的实用性、趣味性,在技术上应是可操练,可实现和易操作的,应充分强调和发挥教师和学生两方面的积极性。改革的突破口是由以教师为中心的传统课堂教学模式转变为以学生为主的多媒体教学模式。 在多媒体环境下,我们要实事求是,正确对待,结合教学需要,保留吸收传统教学模式中的优良部分,充分发挥新旧两种机型模式的优势,确保教学质量稳定提高,这才是根本。多种教学模式的综合应用不仅是可行的,而且成效十分显著。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词:创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要:高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮,创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养,接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育,培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才,是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者,更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课,在教学中开展创新教育,是应该的也是必须的。对高职院校而言,仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507/08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革,现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主,教师讲学生听,重视书本知识的“灌输”,忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式,就必须加强理论与实践的联系,倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣,与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1.1接受 接受就是指在处理基本理论教学时,要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果,重视每一个公式、每一个论点的推导,而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学,就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因,以节省课时,然后尽可能多地进行实例分析,讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507/08班试探性教学中,尽可能多的带现有模型和教具,在课堂上分析其运动和特点,并引入与之相应的实用简单机械,分析说明再此处利用该机构的优点,并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1.2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发,通过对各种简易机械进行机构分析,加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上,以作业的形式,要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析: 该表要求学生独立完成,实例分析中若有N名学生的结果完全相同,则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图,并分析该机构用在此处的优点,能否用其它机构代替等。 1.3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析,发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考,发现一些需要解决的问题。在教学中,要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告,从而促使学生养成喜欢观察的好习惯,提高学生分析和思考问题的能力,这是一切创造和革新的前提。 1.4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论,提出改进或设计方案。在实施中,首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论,找出其中适合学生进行改进和设计的方案,然后以自愿的形式自行分组,在老师的指导和帮助下进行分析和研究,并提出改进或设计方案。为了保证教学质量,要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的,大多数是机、光、电一体化,甚至纯电子的设计,应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样,可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力,使本课程的教学效果,上升到一个新的高度。 1.5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性,从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案,以小组成员为主干,全班学生为成员,在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2.1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差,好多学生在初期还能积极配合老师的教学,但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时,就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少,导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标,也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70%,平时成绩占30%的评分标准,就算平时成绩为零分,学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力,提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩,消除惰性因素,促使学生积极配合老师的教学工作。 2.2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高,管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用,并积极寻求其他老师和师傅的帮助,才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后,本班与未实施创新教学模式的机制0505/6班的教学效果对比: 从上表可以看出,虽然因自己能力和精力的问题,没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学,但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合,是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上,保持与每一位成员的联系合作,不管其位于何地,从事怎样的职业,担任什么样的职务,都要以老师为主线,保持畅通的联系与合作。这样,随着时间的流逝,兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高,也会越来越贴近实际,必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时,在学院的帮助与支持下,可以创建与之相适应的相关产业,从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环,促使高职院校发展到一个新的层次。
财务会计作为企业市场行为的记录者,经过多年与时俱进的发展,在会计数据的收集、分类、汇总以及分析方法上有了较大改进,但是传统的工作模式现已很难满足企业运营的需要。管理会计从传统财务会计中走来,是会计与管理的结合,作为向企业经营者提供管理信息的重要部门,在商业模式已经改变的前提下,如何实现业财融合;在业务多元化、管理分散的现实面前,如何从海量数据中提取有用信息为企业运营决策提供有力支持,管理会计面临着重大的机遇和挑战。人类所处的时空早已进入信息时代,网络成为信息流通的主要渠道,依托其在信息采集和资源存储方面无可比拟的优势,使信息时代计算机的数据分类、汇总和提取的功能和管理会计对信息的准确性和及时性的要求达成了前所未有的一致。 1管理会计相关理论概述 1.1管理会计的概念 管理会计(ManagementAccounting),又称“分析报告会计”,是一个管理学名词,它利用财务会计提供的资料及其他资料进行加工、整理和报告,通过运用管理会计工具方法,参与单位规划、决策、控制、评价活动并为之提供有用信息,推动单位实现战略目标。 1.2管理会计相关政策解析 财政部于2014年了《关于全面推进管理会计体系建设的指导意见》,为管理会计体系的建设制定了总体规划;2016年了《管理会计基本指引》,从应用环境、会计活动、工具方法以及信息与报告等方面为单位开展管理会计工作给出指导;2017年制定了《管理会计应用指引第100号——战略管理》等首批22项管理会计应用指引,将战略管理、预算管理、成本管理、营运管理、投融资管理、绩效管理、管理会计报告和管理会计信息系统的执行标准进一步细化。 1.3管理会计的重要性 管理会计的最终目的是实现企业的战略目标,一个企业战略制定后,下一步就是战略的实施。企业战略管理的协同原则,要求加强各部门间的协同管理,有效提高资源的使用效率,战略实施过程中需要大量的数据来分析战略路径的对错,及时调整战略偏差,只有在管理会计的协助下,企业才能完整的实施战略规划。因此,企业必须把对管理会计的认识提高到战略高度上来。 2信息时代管理会计应用中存在的问题及原因分析 我国于20世纪70年代末80年代初引进管理会计,经过30多年的引进、学习和改进,管理会计在理论和实践上取得了长足的进步。一些大企业从管理会计的应用中都受益了,如美的集团的供应链管控模式、海尔集团的“人单合一”模式、长安汽车的作业成本法探索实践等。但在大多数企业管理会计的应用不尽如人意,主要原因有以下几个方面。 2.1缺乏高素质专业人才 首先,多年来我国在高校教育和在职会计人员的学习和培训上,注重核算忽视管理,是造成目前管理会计人才缺乏的重要原因;其次,企业管理层对管理会计投入积极性不高,忽视了人才的培养;最后,传统财务处理效率低下、成本高企,存在数据错漏情况,无法形成好的决策分析结果。传统的财务会计部门无法承担起财务风险管控的职能,税收及资金风险居高不下。 2.2企业运营信息化程度低 多数企业信息技术水平有限,不光会计部门,企业的其他部门普遍存在信息化程度低的情况,或者其他部门的数据都是独立运行,会计部门没有为其他部门的数据接入设置端口,而管理会计就是需要通过这些最具价值的数据信息进行分析。其他部门的信息技术水平不完善以及智能化软件的应用不成熟限制了企业管理会计信息化的发展,进而阻碍管理会计的智能化建设,导致企业管理者无法及时获取和利用有价值的信息作出有效决策。 2.3企业管理层对管理会计不重视 由于历史和现实的原因,财务会计在我国会计体系处于主导地位,目前大多数企业重财务轻管理的现象比较突出。同时,设置管理会计部门需要投入一定的物力和人力,比如进行信息采集的计算机硬件和软件、负责数据分析的专业人才等,而管理的效益不能立竿见影,也很难量化,管理层在看不到管理效益的前提下,没有加大对管理会计部门投入的积极性。 2.4理论研究与实践结合度低 从高校财经专业的教材和国家组织的各个等级的会计资格考试来看,我国虽然引进了较为先进的管理会计理论,但理论与实践相结合度较低,理论知识难以落地,无法为管理实践提供有力支撑。如NCF的计算、NPV计算、作业成本的实施等,都是假定企业在理想的经济环境中运营,过程中存在大量的估计,且准确参数的获取要比计算复杂得多。而现实中的企业运营存在大量不确定因素,市场情况也是千变万化,往往一个变量的变化就会导致计算结果和实际情况出现偏差,如果以此来指导决策,往往失之毫厘差之千里。 2.5企业管理者使用信息决策的能力有限 改革的大潮造就了一批敢为人先的优秀企业家,潮头之上风光无限,浪涛之下却是暗流涌动、风险无限。改革的大门刚刚打开,市场监管制度不健全,做企业靠的是敢闯敢做,企业做到一定规模,就要靠管理的规范化和精细化来掌控企业,从而避免企业运营中的各种风险。然而,企业家一路走来,只顾埋头走路,却忽略了沿途的风景,诸多原因造成了他们对规范和制度不重视的现状,也就看不懂在规范和制度基础上加工出来的管理会计信息,不会依据可量化的信息来进行决策。 3信息时代管理会计的发展趋势及应对策略 3.1人才培养 运用和发展管理会计离不开高素质专业人才。首先,高校要改革现有的课程体系,开发管理会计课程,并加大管理会计课程比重,为学生打下管理会计基础,鼓励学生进行管理类学科的学习辅修。其次,改革现有的职业资格考试内容。从国家层面来看,财政部自2010年以来了一系列文件,鼓励财务管理人员积极参加管理会计培训,并向国外学习先进的管理会计经验。我国会计职业资格考试主要有会计专业技术资格考试和注册会计师考试,考试内容应相应增加针对管理会计知识点的考点,倒逼考生在学习时掌握管理会计的工具方法,加强综合分析能力和管理决策能力的考核。 3.2建设高效的企业会计信息系统 信息的时效性要求管理会计在分析数据时要快速、及时地拿到企业运营的第一手资料并从中挖掘出有用的信息。随着信息时代互联网技术的发展,移动技术、人工智能、大数据、云计算等新技术涌现,传统会计怎样借助这些新技术实现转型是现阶段管理会计应该思考的主要问题。第一步,在财务会计的基础端实现人工智能。通过财务机器人的数据识别、语言识别和图像识别功能,逐步替代原来人工进行的基础财务数据采集工作,通过扩展ERP系统功能采集行业信息、市场信息、供应链信息、生产信息;第二步,云计算。通过云计算进行财务数据的分类整合,深度挖掘数据价值,把分散多元的数据加工成可用的管理会计信息;第三步,信息共享。把会计信息存放云端实时共享,实现价值最大化,设置移动互联网接入端口,实现对会计信息的实地共享。 3.3管理会计自身努力和企业加大支持力度 首先,“打铁还需自身硬”。管理会计要从自身做起,更新工作方法,在财务报表体系之外,设置企业经营报表,内容不仅包含传统的资产、负债、利润和现金等指标体系,还要进一步将利润的核算细化到每一种产品上,或分部门核算,将成本、费用和利润等指标落实到每个部门、每个人员。在降低成本费用、调整产品结构、提高资金使用效率、提高核心竞争力和盈利水平上提供建议。其次、企业管理层思想上要重视起来,在资金、人才上给予支持,加大对计算机网络硬件和财务软件的投入力度。通过双方面的努力,使企业在管理会计上的投入和管理效益的显现形成良性互动。 3.4理论创新与实践指导 管理会计的理论和实践还在不断变化中,管理会计只有拥有一个完整的理论体系,才能更好地运用于实践。很多管理会计的实践只是一些基础的浅层分析,在深度挖掘数据价值上缺乏力度。针对这一问题应该采取创新理念,将管理会计理论实际化,建立相应的体系,对于存在无事实支持的理论与有事实支持的理论分割开来,对于无事实支持的理论通过大量的实践以及案例来证实理论的可行性以及理论的科学性,保证管理会计理论在应用过程中能够逐渐的体系化和完善化。 3.5企业家群体自身素质的提高 管理会计的信息最终要汇总到企业管理者的案头,只有企业家群体自身素质调高了,才能在复杂的信息环境中作出正确的决策,科学制定企业发展战略。首先,提高思想政治素质,包括正确的人生观、法律意识、规范管理理念、制度观念等。其次,提高经营管理能力,企业家可定期去国内外知名高校或企业交流学习,他们不一定成为业务方面的专家,但是对科学决策要了解,知道数据的来源和其背后代表的企业运营现状。还可以聘请企业管理方面的专家来企业交流,全方位学习先进管理理念,提高管理水平。 4结语 信息时代背景下,新的商业模式和市场规则造就了新的企业运营方式,企业的内外部环境发生了重大变化。管理会计应需求而生,为企业的发展保驾护航,是企业安全、高效运营的参谋长。管理永无止境,讲求精益求精;会计追求的是精确和平衡,二者的结合具有深远的影响和意义,依据精确会计数据的管理,必定使决策更加精准和有效。 参考文献: [1]曾蔚,张昭焕,刘爱东,同榛.管理会计认知水平对企业供应链管理效率的影响[J].财会月刊,2018(5). [2]郑鹏,孙美霞.新常态下管理会计发展与创新[J].会计之友,2017(5). [3]刘佳庆.青岛广电管理会计的实践和应用[J].财务与会计,2017(7). [4]袁涛.经济新常态下管理会计创新路径及应用[J].中国注册会计师,2018(10). 作者:沈震 单位:山东利尔新材股份有限公司
摘要: 对大数据理论与技术基础课程的线上教学改革实践进行研究。在开课前要进行一系列的准备:对学生进行调查,明确教学目标,制订教学方案,选择教学平台。从调查结果来看,学生前期均学过C语言、统计学等课程,已经具备了一定的数学基础和相关专业知识基础,并且对大数据处理技术具有较高的学习欲望,比较热衷于大数据在各领域的应用。考虑到单独使用一种教学平台或方式可能存在一定局限性,课程组决定采用“录播+直播+研讨”的方式进行线上授课,录播课以千聊为主,直播课以钉钉为主。在教学过程中,要始终围绕课程目标来预设讲授的重点内容框架,选择适合学生的教学方法,结合实际案例形象生动地阐述现有大数据技术、平台及框架。在教学方法的改革过程中,教师要把握好对课程内容的调整力度,加深对课程的探索,不断优化教学方法。 关键词: 大数据理论与技术基础课程;线上教学改革 “互联网+”时代为高等教育的混合式教学发展提供了机遇,线上教学成为了高校教学改革的方向,线上线下融合教学将成为未来高校教学的主流[1-4]。2020年,海军航空大学航空作战勤务学院研究生选修课程大数据理论与技术基础课程组组长负责组织成员进行网络教学平台的培训,要快速适应从传统的线下教学模式到线上教学模式的转变。经过一周的讨论和研究,课程组最终确定了“录播+直播+研讨”的教学模式,并围绕教学内容设计了合理可行的教学方法和手段,积极开展线上教学改革实践,帮助课程组成员对线上教学管理有一个全新的认识[5-9]。 1课程简介 大数据理论与技术基础是一门新兴的交叉学科课程,属于数据科学范畴,授课对象为电子信息专业、信息与通信工程及其他学科专业的硕士研究生;课程地位是专业选修课,是大数据技术的入门课程;先修课程有概率论、编程语言(C语言、JAVA)、数据库基础;后续课程有人工智能、神经网络等。该课程内容涉及广泛,除了编程的相关知识,还涉及数学、通信方面的知识,需要学生具有一定专业背景。目前,大数据专业普遍存在以下问题:(1)部分教师是计算机、电子信息、通信等专业毕业的,对大数据的理论虽然有一定研究,但在实践方面缺乏经验和创新;(2)一些高校对于该领域的人才培养体系还没有一套成熟的规划方案;(3)一些高校缺少可以用于学术研究方面的高品质数据;(4)进行大数据技术研究所需要的资源配置条件较高,需要投入大量的资金和场地,但一些高校在这方面没有投入太多预算。海军航空大学航空作战勤务学院自2017年开设了大数据理论及技术基础这门硕士研究生课程,设立这门课程的基本目标就是为了给同学们搭建起通向大数据知识空间的桥梁和纽带。整个课程在设计和安排上遵循以下原则:构建知识体系、阐明基本原理、引导初级实践、了解相关应用。通过对课程的学习,让学生掌握大数据处理的基础框架和前沿技术,把握大数据技术发展动向,提升数据分析能力。 课程主要内容包括:(1)大数据概述。主要讲大数据的基本概念、主要影响、应用领域、关键技术、计算模式,还有云计算、物联网、人工智能的概念及其与大数据之间的紧密关系;(2)数据采集与预处理。这是大数据分析全流程中的关键一环,直接决定了后续环节分析结果的质量,主要介绍了数据采集方法、数据清洗、数据转换和数据脱敏的方法;(3)大数据计算框架。主要讲Hadoop的发展历史、重要特性、应用现状、项目结构及其各个组件、平台的安装;NoSQL数据库与传统的关系数据库的差异以及NoSQL数据库的四大类型;Spark的基本概念、相比Hadoop的优势、生态系统和设计架构;流计算、图计算、云数据库及可视化技术;(4)大数据挖掘技术。主要讲数据挖掘概述、数据预处理、关联、分类、聚类、神经网络技术、深度学习、深度信念网络等内容;(5)大数据在各个领域中的应用。重点讲大数据在互联网、军事和工业方面的应用。 2开课前的准备 2.1对学生进行调查 课前准备是课堂教学较为重要的环节,课前调研有利于调动学生的学习兴趣,会决定教学效果,要做好课前资料的准备工作。课前阶段,教师以问卷调查的方式对某班次学生的教育背景和研究方向进行了调研,并收集学生对课程教授内容的要求和期望,让学生带着问题进课堂,结合学生的毕业方向在师生之间实现经验共享、多向交流,培养学生的创造性思维。调研结果显示:(1)该班次学生全部是硕士研究生,具有较高的学识基础;(2)该班次学生前期均学过C语言、统计学等课程,已经具备了一定的数学基础和相关专业知识基础,并且对大数据处理技术具有较高的学习欲望,比较热衷于大数据在各领域的应用;(3)对每一个学生的科研方向进行了调研,决定选取几种通用性大数据前沿技术来作为直播授课的内容;(4)学生遵循课程知识体系结构,系统地学习了大数据的基本框架、机理和算法,注重理论与实践,强调在科研中提出问题、分析问题、解决问题的能力。 2.2明确教学目标 理解大数据基本框架结构、数据挖掘的基本概念,掌握大数据挖掘技术中分析问题和解决问题的方法,能够运用聚类、分类、关联等数据挖掘算法解决实际问题,掌握大数据处理的前沿理论和技术,把握大数据技术发展动向,提升数据分析能力。 2.3制订教学方案 开课前,课程组组长组织全体课程组成员通过钉钉平台研讨教学方案和方式,并根据教材内容和教学基本要求,在开课前针对包括教学内容的教案和PPT按照适应网上教学的方式进行了详细整改。考虑到单独使用一种教学平台或方式可能存在一定局限性,而录播和直播混合的授课方式正好可以节省学生时间,学习时间可以由学生自由分配(录播),又能增强学生之间的互动(直播)。因此,课程组决定采用“录播+直播+研讨”的方式进行线上授课,并为课程组成员分配任务,分别完成电子教材的制作、视频资源的录制、文档编辑、课件制作、课后实验素材汇总、教学平台软件筛选等工作。 2.4选择教学平台 课程组对现阶段主流的教学平台进行了考察,包括智慧树、超星、雨课堂、中国大学慕课、钉钉、腾讯视频等,经过反复实验、筛选、对比,发现钉钉平台的空中课堂功能非常多,有强大的技术和资源支持,交互性强,具有很强的扩展能力,最终确定直播课程以钉钉平台为主,并建立钉钉群与学生进行实时交流,为学生答疑解惑。千聊平台由腾讯众创空间孵化,是微信上领先的直播平台,是国内领先的在线知识社区,各领域人才每天直播分享彼此的专业知识和经验,可实时进行互动交流。该平台支持现场在线,可听课,可和学友讨论,可向讲师提问,使用较为方便。它的录播功能简单易操作,学生通过微信就可以随时随地进行学习,因此,课程组选择以千聊和钉钉为在线教学主平台,其中,录播课以千聊为主,直播课以钉钉为主。 3线上教学实施过程 (1)在大数据理论与技术基础课程教学中,始终围绕课程目标来预设讲授的重点内容框架,选择适合学生的教学方法,结合实际案例形象生动地阐述现有大数据技术、平台及框架。课程中部分数据挖掘算法具有基础理论性强、推导过程繁琐等特点,加大了学生的学习难度,教师在讲的同时要将理论知识和实际应用相融合,引导学生尽快步入自主性、学导式学习的轨道,使学生能够用所学方法分析解决实际问题; (2)在替代式教学策略的基础上,教师要将主动参与教学策略和合作教学策略相结合,提倡学生主动思考、主动参与、主动实践,提高学生的搜索能力、自学能力、合作沟通能力。在实践性教学环节学习过程中,要求学生开拓思路,大胆尝试,根据自己的体会写出实验报告,包括实验目的、任务、原理、实现思路、结果分析及感想等内容,帮助学生进一步领会和掌握在课堂上学到的与数据挖掘算法相关的基本概念、基本原理及分析方法,激发学生的好奇心和求知欲,使他们乐于实践并深化理论,为今后智能计算的学习奠定基础; (3)在教学手段上,对于理论性通用性强、没有太大理解难度的内容(如大数据平台基础框架),可通过千聊录播的形式发给学生,学生可以自由选择学习时间和学习内容,大大提高了学习效率;对于互动性较强的内容(如数据挖掘技术、大数据前沿技术),可采用直播课的形式,通过探讨式、启发式的教学方式将理论知识介绍给学生,同时将一些优质的大数据方面的网络视频推送给学生,使学生既掌握了必备的知识和技能,又提高了自身能力和素质; (4)在直播课上,根据每个学生的研究方向与学生进行针对性交流和沟通,激发学生的学习兴趣,提高直播课堂的互动效果,这样能够达到预期的教学目标,顺利完成教学任务; (5)课程组对一系列大数据处理方面的科研项目数据和实验成果进行总结提炼,直接应用于大数据课程的教学中,其中先进的算法能够帮助学生了解现在大数据技术在实际中的应用情况,以最先进的科研成果促进课程建设,提高教学水平和人才培养质量。 4教学总结 课前,对学生的组成、学习兴趣和遇到的困难进行了调研,发现少数学生对与自己研究方向无关的讲授内容兴趣不够,接下来将进一步加强与学生的沟通。通过这次网络授课,让任课教师积累了一定的经验,在发现问题的同时也找到了一些好方法。网络授课比传统线下授课模式更加多样化,方式更加灵活,互动频率更高,可作为线下授课的有益补充,教师也可以借助网络平台不断更新自己的知识体系,提高教学能力。目前,一些网络平台已经上线了一些关于提升教学水平的课程,如比较热门的“逻辑链”“思维链”“高效教学”等新理念教学方法,这些对于教师的专业素养提升具有较大帮助[10]。网络教学平台涉及的领域很广,教师不但可以对各类专业知识进行多次反复学习,还可以通过国内外访学、跟产跟研、专家讲学、高校调研等多项举措及途径来提高自身的能力素质。在线上教学的讨论环节中,由于学生思维的发散性,可能出现一些突发情况,这也对教师的应变能力和对课堂的掌控能力提出了更高要求,教师不仅要对授课内容了如指掌,还要拓展一些课外的知识背景。另外,在教学方法的改革过程中,教师要把握好对课程内容的调整力度,加深对课程的探索,不断优化教学方法。 作者:贾舒宜 王海鹏 毛忠阳 唐田田 单位:海军航空大学航空作战勤务学院 信息融合研究所 通信教研室
智能交通系统论文:解析智能交通系统在我国的发展状况与对策 论文摘要:智能交通技术是一项起源于美国的新兴技术,各个国家在引进的时候都必须考虑本国的实际情况,充分考虑引进技术与本国文化的整合,考虑技术位差。任何新技术如果没有现有技术对之消化吸收就是失败的,所以各个国家在制定本国ITS发展内容时,必须对本国现有技术进行整合,然后再把与现有技术相近的内容作为自己的近期发展目标。本文就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍,对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。 关键词:智能交通运输系统发展状况对策 交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费,加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于车辆速度过慢,尾气排放增加,使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力,尽量的利用现有的资源,使其发挥最大的作用,各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。 交通运输是国民经济的基础产业,对于经济发展和社会进步具有极其重要的作用。公路交通运输以其机动性好、可以实现“门到门”直达运输以及运送速度快的特点,成为我国城市和城间中短途客货运输的主要方式。加快交通基础设施建设,综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等现代高新技术,提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害对加速发展我国公路交通运输事业具有十分重要的意义。这是公路智能交通运输工程需要解决的关键问题。 一、智能交通技术在我国的发展现状 中国是一个发展中国家,交通运输基础设施短缺,需要加快建设,另一方面也存在交通设施利用率低、管理技术落后、交通安全形式严峻等问题。鉴于我国道路在未来20年内仍然处于建设期(根据“五纵七横”公路主骨架的布局框架,建设12条约35000公里以高等级公路组成的国道主干线),而这一期间正是智能交通技术在全世界进入全面实施阶段,中国也需要根据中国公路运输的实际需求探讨在中国公路运输网中应用智能交通技术来提高运输效率、保障安全和保护环境的可能性。2000年,国家交通部、建设部,公安部联合全国各大科研院所和多家高校制定了符合我国国情的《国家ITS体系框架》规定我国ITS发展主要集中在不停车收费、出行者信息服务、城市交通管理、公共交通系统、智能公路系统等9个方面。 我国ITS研究可以追朔于80年代的公路收费系统研制,那时国家科技攻关项目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等级公路上把计算机技术、通信技术和电子技术用于监控和管理系统;进入90年代,我国开始关注国际上ITS的发展。1995年,交通部ITS工程研究中心进行了GPS(卫星定位系统)与导驾系统研究、基于GPS的路政车辆管理系统等一系列项目研究,交通部还与各省厅开展了“网络环境下不停车收费系统”的联合攻关。1999年。由交通部、科技部、建设部等十多个相关部门组成了国家智能交通系统工程技术研究中心,将ITS。未来交通建设和发展的优先领域予以重点支持。由于世界各国把不停车收费系统作为ITS领域最先投入应用的系统开发,以此来扩大道路建设资金来源,缓解收费站交通堵塞,减少环境污染,所以我国也把联网收费、不停车收费系统的开发和应用列为国家ITS领域首先启动的项目。 从1998年初开始,交通部就组织开展了“网络环境下的不停车收费系统研究”,并在4个省市进行了示范工程。1999年1月1日,广州市“一卡通”不停车收费系统投入运行,到目前已开通不停车收费车道40余条。同时,围绕交通监控、汽车智能导航等系统,以及一大批科研成果及技术产品得到实际应用,对提高社会和公交出租车辆通行效率,改善城市整体交通状况都起到了极大的推动作用。 ITS建设投入已经达到40亿50亿元,据了解,预计到2010年,“五纵七横”国道主干网将基本建成,网络将贯穿全国主要大中城市,到2015年国道主干线和公路主枢纽系统将全面建成,构筑起以高速公路为主体的公路运输主骨架。在这个完善的道路网络里,绝大部分已建和所有新建的高速公路都预埋了比较充裕的管道,部分管孔已铺设了光纤,它将是承载智能交通业务的良好基础设施。仅以基础设施建设为例,我国将建设3.5万公里的高等级公路,在高等级公路的建设中。有相当一部分需要建设通信、监控和收费系统,目前这一部分投资一般占总投资的4%~5%。1999年,我国公路建设投资达2000亿元以上,如果其中的1000亿元用于高等级公路建设,那么通信、监控和收费系统方面的投资将达到40亿50亿元,这仅仅是当前通信、监控和收费系统ITS应用的初级水平。如果考虑到城市基础设施的建设以及今后ITS应用水平的提高等诸多因素,我国的ITS市场规模将以百亿元、甚至千亿元计算。随着经济的快速发展,ITS的研发和应用将会越来越新、越来越快,为我国的高新技术产业、众多商家提供了一个巨大的商机和市场,我国即将掀起ITS产业建设的热潮,智能交通将给我们的生活带来极大的变化。 二、发展中国智能运输系统的对策 中国经过改革开放20多年来的建设,交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高,交通运输技术装备得到明显的改善,使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡,已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡,已经从“卖方市场”向“买方市场”过渡,并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比,仍存在着一些差距。和发达国家相比,虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距,但改革开放的政策使我们的发展速度较快,发达国家今天遇到的问题,我们已经或者今后必将会深刻地感受到,为使交通运输业适应21世纪的要求,我们应采取积极的对策,根据国情发展中国的智能运输系统。 1、打好ITS发展基础,特别是应加强ITS基础理论的研究工作。 目前,国际上ITS理论仍不完善,还处于发展时期,我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流,在国际ITS现有发展水平上结合中国特点,深入细致地进行理论研究,尽快接近或达到世界水平,以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者,成为他们不成熟技术的推广试验场。 2、建立ITS协调组织机构。 中国交通运输体制目前仍是条块分割状况,铁路、公路、民航、公安,建设等部门分头管理,现已出现了各自发展自身ITS的势头,这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的,有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织,类似于美国的ITSAmerica,日本的VERTIS及欧洲的ERTICO组织,来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准,特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划,实现ITS技术和产品的通用性,兼容性和互换性,加强政府的宏观调控,以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。 3、注重人才的培养。 随着ITS的进一步发展,21世纪交通运输将会发生重大变化,而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作,派出人员学习培训,走出去、请进来,将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。 4、当前迫切需要解决的问题。 作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目人手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化-ITS中的城市交通管理系统,先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统t先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。 智能交通系统论文:我国智能交通系统发展 一、中国发展ITS的必要性与紧迫性 1.ITS的概念及其意义 ITS(IntelligentTransportationSystem)是以信息通信技术将人、车、路三者紧密协调、和谐统一,而建立起的大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输治理系统。 ITS将有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率、促进社会经济发展、提高人民生活质量,并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视。目前已形成世界二十一世纪的发展方向。 2.发展中国ITS的必要性1)中国是一个经济持续发展的发展中国家,改革开放以来,城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前,城市化水平不足19%,目前已经发展到超过30%,猜测2010年将接近50%;机动车拥有量目前已达6000万辆,并以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到1.3亿多辆; 2)中国城市交通的特点是混合交通,目前自行车拥有量超过1.8亿辆,假如公共交通服务水平不提高,城市交通结构不改善,自行车拥有量将会有增无减; 3)改革开放以来,中国道路交通设施及治理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距,非凡是大多数城市路网结构不合理,道路功能不完善,道路系统不健全。 交通治理设施缺乏,治理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是实现了监视功能,而远没有发挥控制功能的效应; 4)中国城市的大气质量恶化,已逐步由无烟煤污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等,致使在世界十大空气污染最严重的城市中,我国就据之有七。同时,车辆状况差也直接影响到城市交通,并已成为制约我国城市交通的重要因素。以车况较好的北京市为例,平均日故障次数达500次以上,给城市交通带来巨大压力。 二、中国发展ITS的主导思想 从上述必要性与紧迫性分析得到如下结论: 1.中国是一个发展中国家,与发达国家相比,我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距,加上我国特有的混合交通特点,以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善,因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架; 2.中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力,因此也不能重复发达国家走过的老路,一定要立足本国实际,走中国ITS发展之路,以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业; 3.二十一世纪交通治理的发展趋势必将是治理体制的集约化;治理设施现代化;治理手段网络化、信息化、智能化;治理效率高效化;治理方式社会化。因此中国ITS的发展将带来一场交通治理体制与模式的变革,而这种变革将直接影响着ITS的发展。 三、中国发展ITS的目标及基本框架 综上所述,中国ITS的发展框架应逐步实现以下三个阶段目标: (一)前期阶段(5年) 1.目标 缓解交通需求矛盾,提高交通通行能力,减少中心区交通负荷。 2.措施 1)完善道路网系统功能,实施主干道(含快速路)的交通监控; 2)加强交通需求治理(TDM),实施中心主要道路的收费治理,缓解中心区交通压力; 3)减少路口非机动车干扰,实施机动车—非机动车时空分离及对自行车实行IC卡治理; 4)路口渠化。实施信号灯优化配时及多相位信号控制; 5)提高公交服务水平。吸引一部分交通量,实施公交优先道路及优先信号; 6)公交线路网智能调度系统及信息服务系统。该系统运用GPS和计算机技术、信息网络技术实施运行起讫点的调度,运行期间的控制、突发事件的处理,并向乘客提供实时的车辆运营情况,车辆间隔时间等服务信息; 7)建立城市机动车紧急救援系统。机动车突发故障是目前造成我国城市交通拥堵的重要原因,及时、有效地处理故障将大幅度减轻交通堵塞的发生。依靠成熟的GPS定位技术、通信技术、计算机网络技术,并利用城市现有厂、站、救援车辆资源,再加以适当扩充,可以很快形成生产力; 8)严格执法,加强违章处理,实施电子抓拍和电视监视等科技手段; 9)开展动态交通分配理论方法研究,实施集中式交通控制系统软件的开发。 3.目的 该阶段的目的是充分利用现有条件,主要解决中心区交通拥堵,有目的地改进交通控制中心监控系统,改善交通结构,减少交通需求,为ITS创造必要的技术条件和交通环境。 4.阶段任务 该阶段同时要完成以下任务: 1)ITS标准化的制定; 2)ITS相关部门完成本行业ITS发展规划及信息化建设目标; 3)加强宣传、教育,发动有关企业开展ITS开发; 4)加强国际交流,了解国际ITS的动态,消化、吸收国际先进技术,研发我国ITS技术及产品; 5)进行ITS示范工程建设,推广应用ITS技术; (二)发展阶段(10年) 1.目标 在综合信息网络平台下,形成信息治理、信息通信、信息服务子系统,实现交通信息双向交互;实施交通指挥、控制,达到减少堵塞时间、降低交通事故、出行便捷及保护环境的目的。 2.措施 初步建设以下各系统: 1)城市信息治理系统 该系统按城市GIS数据库、信息网络、车辆治理信息等分步建设,不仅为ITS系统提供直接相关的动、静态信息,同时也为未来城市发展提供各项信息服务。 2)道路交通信息通信系统 该系统由信息采集、信息处理及信息三部分组成。 信息采集:实时采集交通拥挤、事故发生、道路施工、气候变化及停车泊位等信息。 信息处理、分析:采集的各项信息经交通信息中心进行处理和分析。 信息:将经过整理的实时信息及分析后的猜测信息通过无线通信、有线广播、电子显示屏、net网,车载器向出行者及驾驶员。 3)微波接入网系统 该系统与交通治理监控系统及交通治理信息系统联网,提供开放式联网支持,通过车载单元(微波标识卡)和路边单元(微波天线及其控制器)有效地采集交通数据,提供信息及交通控制。 4)网络下的电子收费系统 该系统是车路间信息通信系统,通过微波通信技术实行不停车收费。该系统将在全区域内实现收费路网“一卡通”。 5)多式联运治理服务系统 该系统采取计算机网络技术将各交通方式的运费、治理、服务系统联网,为客、货运输提供联运服务,提高效率和治理水平。 3.目的 该阶段的目的是信息通信网络化,建立信息通信平台,实行人、车、路之间相互传递实时、准确信息。 4.阶段任务 该阶段需要同时完成以下任务: 1)ITS相关部门在信息平台建设中,要统一规划,联合攻关; 2)形成产、学、研一体化,推进信息产业的开发和产品研制; 3)加快智能车辆的研制生产,以适应ITS发展对汽车技术提出的要求; 4)有指导性地抓好示范工程; 5)国际间的交流与合作。 (三)成熟阶段(10年) 1.目标 以ITS的发展推动信息化社会的进程,创立新产业,开拓新市场。 2.措施 1)完善交通基础设施,并达到世界发达国家现有水平; 2)在城市综合交通实现规划、治理、运营智能化的基础上,逐步实现全国各交通方式的综合运输规划、治理运营智能化; 3)城市交通结构趋于合理,公交运量占较大比重; 4)完成车间通信系统; 5)成批生产电动汽车、环保车辆及智能车辆; 6)建立社会化信息服务系统; 7)形成ITS新产业。 3.目的 1)建立一种大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的智能化运输综合治理系统; 2)实现科教兴国和社会可持续发展的战略目标; 3)推动人类迈进信息化社会。 四、结语 本文从我国的实际情况出发,提出了我国ITS发展的框架设想,计划用5个5年计划的时间实现ITS的发展目标。设想必定会存在主观臆想或脱离实际,仅作为抛砖引玉,引起大家讨论。设想虽然对其中的技术关键没有过多涉及,但技术问题也非常重要,是一只到达设想彼岸的船。因此,也望相关专业的同行一起讨论,共谋大计。 我们一直认为在技术上,我们国家绝不比其他国家落后,虽然在发展ITS的基础条件上远不如发达国家,但只要坚持“两弹一星”的创业精神,一定会实现工业化的宏伟蓝图。 智能交通系统论文:城市智能交通系统研究论文 1.国外交通信息系统研究现状 许多发达国家近年来投入了大量的人力、物力和财力对先进的交通信息系统进行研究、试验和开发。下面就欧洲、美国及日本等一些国家有代表性的ATIS作一简要介绍。 1.1欧洲的代表性系统 欧洲的代表性系统有:SOCRATES、EUROSCOUT、Trafficmaster。 SOCRATES是一种有效发挥传统的蜂窝无线电话的基础设施(地面站)的作用,使交通指挥中心与行驶中车辆进行双向通信的系统,它的下行线路可通过“广播方式”向行驶在各种地面站的网络内的装有SOCRATES车载装置的车辆提供道路交通状况的详细数字信息。上行线路利用多频存取协议经过基地台向交通指挥中心发送信息。 EUROSCOUT是以红外线信标为媒体的动态路线引导系统。车辆和信标间的红外线通信是双向进行的,汽车就变为一个探头,将旅行时间、排队等候时间及OD信息等交通信息数据传输给中央引导计算机。 Trafficmaster是以伦敦为中心的广范围高速公路使用的系统,采用传呼机网络提供交通信息。收集高速公路交通状况数据的传感器向前后方向发出2条红外线光束,并根据各光速在车上的反射波时间差检测车辆的速度。 1.2美国的代表性系统 美国的代表性系统有:TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC。 TRAVTEK以实时路线引导和服务信息系统实用化为目的,由交通管理中心、信息与服务中心、装有导航装置的车辆组成。交通管理中心进行道路交通信息的收集、管理及提供,同时还进行系统运行所必需的信息管理和提供;信息服务中心收集观光设施、旅馆、饭店等为对象的各种服务信息;车载导航装置由车辆位置测定、路线选择及接口3种功能构成,可显示交通堵塞地段、事故及施工等信息的奥兰多地区的地图、按驾驶员需要进行的路线引导及提供服务的文字信息等。 ADVANCE通过电波的双向通信直接将车载导航装置和交通管制中心连通,导航装置由接触式屏幕、显示器及导航计算机构成。一输入最终目的地便可利用最新交通信息计算最佳路线。路线引导是采用声音合成及用显示器上的符号指示的形式。 FASTTRAC是把先进交通管理系统(ATMS)和先进交通信息系统(ATIS)技术组合在一起的ITS项目,它计划进行使实验车辆与信息控制方式统一的试验,亦即根据车辆测量的等候时间等使信号控制和绿色信号实现最佳化。 1.3日本的代表性系统 日本的代表性系统有VICS和ATIS。 VICS中心通过日本道路交通通信中心汇总交通管理者和道路管理者双方的交通信息。由VICS提供的信息有:交通堵塞信息、所需时间信息、交通障碍信息、交通管制信息和停车场信息5种。 ATIS是先进的交通信息服务系统,它的通信媒体是电话线路(无线、有线)。交通信息利用者通过车上装载的导航装置或自己家及办公室的微机,可按需要接收多媒体的地图信息和文字信息。 2.交通信息系统结构方案 信息系统的本质是通过高新技术的有效应用,使得对各种决策(包括交通战略决策、交通管理决策、交通方式及交通路线选择决策等)起到支持作用的信息和知识在系统中有效流通,提高决策的科学性,引导合理的交通行为,达到最大限度地发挥已有交通设施潜力的目的。 为了实现智能化控制交通的要求,收集相关的实时可靠的交通信息是交通信息系统的前提和基础,然后根据不同交通管理与控制的目的和要求,进一步分析、传递、提供信息。信息流程见图1。 出行者所关注的信息大致包括3个方面:对“出发前”移动计划有效的信息、对“驾驶中”在道路上移动过程中有益的信息以及对“换乘”火车、客车、民航或轮船等提供乘车方便的信息。 依据出行者的信息需求以及交通管理者和物流业者在经营管理方面的需求,结合中国在行政管理方面的实际情况,确定了交通信息系统结构见图2。 城市交通信息系统包括一个中心即交通信息中心,交通管理、电子收费、交通诱导、交通信息服务、地理信息、紧急救援、营运车辆管理、车辆安全辅助驾驶八个子系统以及道路交通管理和车辆管理两个数据库。交通信息系统各子系统功能结构见图3。 交通管理子系统主要由交通指挥中心提供通过采集的路段、交叉口、高架交通以及城市出入口的基础数据组织而成的信息。营运车辆管理子系统包括公交和物流管理,公交管理涵盖出租车和公交车辆的管理,物流管理包含货运和租赁车管理。紧急救援子系统包括一般性的事故报警以及特殊情况的灾害救助。诱导系统含有路径诱导和停车诱导。部分子系统采集的信息将提供给整个系统共享,通过提供历史数据和实时可供预测的信息,用以支持出行决策的制定,系统实时地通过网络查询对公众交通信息,向各种媒体诱导信息。 系统的结构为分布与集中相结合,各子系统分布相对平等,交通信息中心拥有信息整合的共用信息平台。各子系统完成数据采集、局部运行管理、共享信息整合等项任务。 城市交通信息系统的建设可分阶段进行,条件相对成熟的部门可优先发展,建成示范工程,推动其它部门发展。同时,交通信息系统的实用化进程需要各子系统所涉及的各个部门之间通力合作,实现系统的优化建设与运行。系统设计不但要重视系统核心的研究开发,而且要重视与各子系统之间的相互衔接关系,资源共享是交通信息系统的命脉。人类的生活离不开交通,在以人为本的交通规划、管理与设计中,综合运用现代信息与通讯技术等手段提高交通运输的效率是必由之路。交通信息系统在确定了基本结构之后,需要通过进一步的系统设计后,加以实施。 3.交通信息系统的主要媒体和特点 城市交通信息系统中可传递信息的媒体主要特点见表1。 表1交通信息系统利用的主要媒体和特点 4.结论 城市交通信息系统必将在今后真正的高度信息通信社会中占有一席之地,交通信息系统也必将在实现高效舒适的交通社会中发挥重要作用。城市交通信息系统未来的实施,必将在居民出行、事故和灾害救援以及货物流通等方面带来更大的便利,同时,在交通管理方面更加有的放矢、标本兼治,在减少交通出行、降低交通量、减少阻塞、减轻污染、提高服务水平等增加社会和经济效益方面也将起到巨大的作用。 智能交通系统论文:我国智能交通系统发展论文 摘要:智能交通系统是现在交通运输发展的趋势,本文就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍,对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。 关键词:智能交通运输系统发展状况对策 智能运输系统(IntelligentTransportSystem)的主要思想是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体,运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面,使人在驾驶过程中可以随时通过GPS/GIS、广播、信息板等手段了解目前的交通状况,而交通管理部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况,并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息,使整个交通系统的通行能力达到最大。 一、智能交通发展的现状 对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力,并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。 在美国,对ITS的研究虽然起步最晚,但由于投入较多,目前已处于该领域的领先水平。1991年,美国开始对ITS研究进行投资,仅1994~1995年就确定了104项研究项目,并成立了专门组织,着手制定ITS的研究开发计划,到1997年投资近7亿美元;1998年6月9日美国总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案(TransportationEquityActofthe21thCentury)”。该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创纪录的投资。法案跨度为6个财政年度(1998~2003),拨款总金额为2178.9亿美元,其中有相当一部分用于支持ITS的进一步研究与开发。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针,由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究,著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等,其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划,共有12个国家的700多个单位参加,经费达5亿欧元。日本从20世纪70年代就开始了对汽车交通综合控制系统的研究,并成立了全国性的ITS推进组织,是对ITS进行研究最早、实用化程度最高的国家。目前已建立了较为完备的交通控制、信息服务等综合体系,并基本完成了覆盖全国的电子地图的绘制工作,有400万台汽车导航仪在使用,其中120万台可接收信息。 我国在ITS领域的研究起步较晚,但随着全球范围智能交通技术研究的兴起,进入20世纪80年代,我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面,北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统;另一方面,国家加大了自主开发的步伐,如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS,上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等;1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心,代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动,现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外,我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”,并逐步推广到全国100多个城市。 二、智能交通系统建设的意义 交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费,加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于车辆速度过慢,尾气排放增加,使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力,尽量的利用现有的资源,使其发挥最大的作用,各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。 交通运输是国民经济的基础产业,对于经济发展和社会进步具有极其重要的作用。公路交通运输以其机动性好、可以实现“门到门”直达运输以及运送速度快的特点,成为我国城市和城间中短途客货运输的主要方式。加快交通基础设施建设,综合运用检测、通信、计算机、控制、GPS和GIS等现代高新技术,提高交通基础设施和运输装备的利用效率、减少交通公害对加速发展我国公路交通运输事业具有十分重要的意义。这是公路智能交通运输工程需要解决的关键问题。 三、中国发展ITS的主导思想 中国是一个发展中国家,与发达国家相比,我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距,加上我国特有的混合交通特点,以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善,因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架。 中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力,因此也不能重复发达国家走过的老路,一定要立足本国实际,走中国ITS发展之路,以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业。 21世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制集约化;管理设施现代化;管理手段网络化、信息化、智能化;管理效率高效化;管理方式社会化。因此,中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革,而这种变革将直接影响着ITS的发展。 四、发展中国智能运输系统的对策 1、打好ITS发展基础,特别是应加强ITS基础理论的研究工作 目前,国际上ITS理论仍不完善,还处于发展时期,我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流,在国际ITS现有发展水平上结合中国特点,深入细致地进行理论研究,尽快接近或达到世界水平,以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者,成为他们不成熟技术的推广试验场。 2、建立ITS协调组织机构 中国交通运输体制目前仍是条块分割状况,铁路、公路、民航、公安、建设等部门分头管理,现已出现了各自发展自身ITS的势头,这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的,有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织,类似于美国的ITSAmerica,日本的VERTIS及欧州的ERTICO组织,来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准,特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划,实现ITS技术和产品的通用性、兼容性和互换性,加强政府的宏观调控,以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。 3、注重人才的培养 随着ITS的进一步发展,21世纪交通运输将会发生重大变化,而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作,派出人员学习培训,走出去、请进来,将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。 4、当前迫切需要解决的问题 作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目入手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化;ITS中的城市交通管理系统;先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统;先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。 智能交通系统论文:我国智能交通系统研究论文 摘要智能交通系统是现在交通运输发展的趋势,就智能交通体系在国内外的发展状况做了简要的介绍,对中国如何发展智能交通系统提出了自己的看法和建议。 关键词智能交通运输系统 智能运输系统(IntelligentTransportSystem)的主要思想是将传统的交通系统看成是人、车、路的统一体,运用计算机、通信、人工智能、传感器等领域的先进成果来彻底改变目前被动式的交通局面,使人在驾驶过程中可以随时通过GPS/GIS、广播、信息板等手段了解目前的交通状况,而交通管理部门则可通过道路上的车辆传感器、视频摄像机等设备随时了解各个路段的交通情况,并随时对各个交通路口的交通信号进行调整以及对外界进行信息,使整个交通系统的通行能力达到最大。 交通问题是世界各国面临的共同问题。交通拥挤造成了巨大的时间浪费,加大了环境污染。我国大多数城市的平均行车速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于车辆速度过慢,尾气排放增加,使得城市的空气质量进一步恶化。交通问题也造成了巨大的经济损失,据研究报道,美国每年因交通阻塞造成的经济损失约410亿美元,日本东京每年因交通拥挤造成的时间损失相当于 1000多亿美元,欧洲每年因交通事故、交通拥挤和环境污染造成的经济损失分别为500~5000和50~500亿欧元。为了缓解经济发展带来的交通运输发面的压力,尽量的利用现有的资源,使其发挥最大的作用,各国都加大了对智能交通系统的研究和建设的力度。 1智能交通发展的现状 对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力,并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。 在美国,对ITS的研究虽然起步最晚,但由于投入较多,目前已处于该领域的领先水平。1991年,美国开始对ITS研究进行投资,仅1994~1995年就确定了104项研究项目,并成立了专门组织,着手制定ITS的研究开发计划,到1997年投资近7亿美元;1998年6月9日美国总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案(TransportationEquityActofthe21thCentury)”。该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创纪录的投资。法案跨度为6个财政年度(1998~2003),拨款总金额为2178.9亿美元,其中有相当一部分用于支持ITS的进一步研究与开发。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针,由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究,著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等,其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划,共有12个国家的700多个单位参加,经费达5亿欧元。日本从20世纪70年代就开始了对汽车交通综合控制系统的研究,并成立了全国性的ITS推进组织,是对ITS进行研究最早、实用化程度最高的国家。目前已建立了较为完备的交通控制、信息服务等综合体系,并基本完成了覆盖全国的电子地图的绘制工作,有400万台汽车导航仪在使用,其中120万台可接收信息。 我国在ITS领域的研究起步较晚,但随着全球范围智能交通技术研究的兴起,进入20世纪80年代,我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。一方面,北京、上海、沈阳等大城市陆续从国外引进了一些较为先进的城市交通控制、道路监控系统;另一方面,国家加大了自主开发的步伐,如国家计委、科技委组织开发的实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS,上海交通大学与上海市交警总队合作开发的SUATS系统等;1998年交通部正式批准成立了ISO/TC204中国委员会,秘书处设在交通智能运输系统工程研究中心,代表中国参加国际智能运输系统的标准化活动,现在正进行中国智能运输系统标准体系框架的研究。此外,我国将从今年起在全国36个城市实施以实现城市交通智能控制为主要内容的“畅通工程”,并逐步推广到全国100多个城市。 2中国发展智能交通的必要性和紧迫性 中国是一个经济持续发展的发展中国家,改革开放以来,城市化与汽车化发展十分迅猛。改革开放前,城市化水平不足19%,目前已经发展到超过30%,预测2010年将接近50%;机动车拥有量以每年10%以上的速度增长,预计2010年达到13亿多辆。中国城市交通的特点是混合交通,目前自行车拥有量超过1.8亿辆,如果公共交通服务水平不提高,城市交通结构不改善,自行车拥有量将会有增无减。 改革开放以来,中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观,但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距,特别是大多数城市路网结构不合理,道路功能不完善,道路系统不健全。交通管理设施缺乏,管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心,大多只是实现了监视功能,而远没有发挥控制功能的效应。 中国城市的大气质量恶化,已逐步由煤烟型污染转变为机动车尾气污染。其主要原因是交通拥堵、车速下降以及车况差、车辆技术性能低等,致使中国处在世界十大空气污染最严重的城市之中。同时,车辆状况差也直接影响到城市交通,并已成为制约我国城市交通的重要因素。 3中国发展ITS的主导思想 中国是一个发展中国家,与发达国家相比,我国在发展ITS的必要基础条件上还有较大差距,加上我国特有的混合交通特点,以及城市结构、路网结构、交通结构的不完善,因此要结合中国的国情来研究制定我国发展ITS的战略及发展框架。 中国交通运输正面临经济发展与资源制约的双重压力,因此也不能重复发达国家走过的老路,一定要立足本国实际,走中国ITS发展之路,以推动我国信息化进程及培育自己的ITS产业。 21世纪交通管理的发展趋势必将是管理体制集约化;管理设施现代化;管理手段网络化、信息化、智能化;管理效率高效化;管理方式社会化。因此,中国ITS的发展将带来一场交通管理体制与模式的变革,而这种变革将直接影响着ITS的发展。 4发展中国智能运输系统的对策 中国经过改革开放20多年来的建设,交通运输的发展取得了有目共睹的成就。全社会各种运输方式完成的客运量和旅客周转量、货运量和货物周转量有了较大幅度的提高,交通运输技术装备得到明显的改善,使得中国交通运输已从“限制型”向“适应型”过渡,已从满足“量”的需要向满足“质”的需要过渡,已经从“卖方市场”向“买方市场”过渡,并且公路运输发展成为交通运输的主力军。但与发达国家相比,仍存在着一些差距,如交通运输基础设施总量不足的矛盾依然存在;交通运输设施在技术装备、服务质量等方面还很不适应国民经济持续发展的需要,与国际水平相比差距较大;部分地区、部分运输方式和一些运输方向上存在着运力过剩、低水平恶性竞争的现象等。 纵观美国、日本等发达国家的交通运输发展经验,不同经济发展时期,其交通运输发展具有不同的特征,尽管世界各国情况不同,条件也有相当的差异,但这种特征却有着一定程度的共性。和发达国家相比,虽然中国目前经济发展水平尚有较大差距,但改革开放的政策使我们的发展速度较快,发达国家今天遇到的问题,我们已经或者今后必将会深刻地感受到,为使交通运输业适应21世纪的要求,我们应采取积极的对策,根据国情发展中国的智能运输系统。 4.1打好ITS发展基础,特别是应加强ITS基础理论的研究工作 目前,国际上ITS理论仍不完善,还处于发展时期,我们应积极加强与ITS开展较先进国家的交流,在国际ITS现有发展水平上结合中国特点,深入细致地进行理论研究,尽快接近或达到世界水平,以迎接21世纪ITS发展的挑战。否则将成为别国的追随者,成为他们不成熟技术的推广试验场。 4.2建立ITS协调组织机构 中国交通运输体制目前仍是条块分割状况,铁路、公路、民航、公安、建设等部门分头管理,现已出现了各自发展自身ITS的势头,这将造成中国资源上的巨大浪费。为此应尽快成立一个由国家统一领导的,有关部门、学者、企业和研究部门参与的“ITS中国”组织,类似于美国的ITSAmerica,日本的VERTIS及欧州的ERTICO组织,来统一制订中国ITS发展战略、目标、原则和标准,特别是制定有关ITS的技术规范和整体发展规划,实现ITS技术和产品的通用性、兼容性和互换性,加强政府的宏观调控,以减少局部利益的冲突和有限资金的浪费。 4.3注重人才的培养 随着ITS的进一步发展,21世纪交通运输将会发生重大变化,而与之相应的是对不同层次的专业人才需求情况与以往大不相同,为此应加强国内高校及科研单位交通运输领域与国外ITS的交流合作,派出人员学习培训,走出去、请进来,将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中,以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。 4.4当前迫切需要解决的问题 作为资金不足的发展中国家,应根据中国现有条件,以ITS个别项目入手选择恰当的切入点,诸如ITS技术及其产品的标准化;ITS中的城市交通管理系统;先进的公共交通营运系统;车辆控制和安全系统;先进的物流管理系统等。从全国范围内看,由于中国生产力布局、资源分布、经济发展水平等因素不同,交通运输具有明显的区域不平衡性,即某些地区的发展(如东部、东南部),特别是大都市及其附近的交通运输已存在发展智能运输的潜在市场需要。 智能交通系统论文:南昌建智能交通系统让道路引导车辆 摘要:智能交通系统是一种大范围、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。简单来说,ITS最直接的作用就是让道路自己“开口说话”,将各个路口的信息汇集到中心控制系统,并智能地提供信息反馈,自动引导车辆。南昌ITS系统将有望明显缓解道路拥堵并改善高峰时期的交通状况。 关键词:智能交通;交通诱导;车辆控制:绿波交通 几十年来,当人们习惯了蓝色铁皮路牌,再看到会变色的路牌时,也许心情会不一样。本月中旬,南昌街头首次出现了带有电子显示屏的交通诱导牌。正式使用后,将通过红(拥堵)、黄(缓慢)、绿(畅通)三种色灯来显示周边道路的交通状况。 对开车上路的市民来说,在广播和交警手势获取交通信息的基础上,通过智能交通将能真正实现路车互动。而除了电子路牌,一个应用更加广泛的智能交通系统也已研制成功,不久就会在南昌出现。 背景 汽车化社会需要智能交通 工业化国家在市场经济的指导下,大都经历了经济发展促进汽车发展,而汽车产业的发展又刺激经济发展的过程,从而使这些国家尽早实现了汽车化的时代。然而,汽车化社会带来的诸如交通阻塞、交通事故、能源消耗和环境污染等社会问题日趋恶化,造成的经济损失巨大,道路设施十分发达的美国、日本都在尝试ITS(智能交通系统)解决拥堵问题。 该技术在发达国家已经运用了二三十年,EI前世界上应用最为广泛的地区是日本,该国的VICS(道路交通情报通信系统,ITS领域的一套应用产品)已相当完备和成熟,美国、欧洲等地区也普遍应用,征我国的北京、上海等地也已广泛使用。 让道路自己“指挥”交通 智能交通系统(Iritelligent Transport System,ITS)听上去有点陌生,专业地说来,它是一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。通俗而言,以往的交通指挥,交警管理一个路通只能依靠手台呼应邻近的一两个路口,远在两三公里之外的交通信息则不可避免地会出现盲区。而正在南昌市研发ITs的江西凌佳科技有限公司常务副总柯志文说:“ITS最直接的作用就是让道路会‘说话’,它会把各个路口的信息采集到系统,让道路自己‘指挥’交通!” 关注 南昌版lTS引入日本技术 记者了解到,江西凌佳科技有限公司和日本日立公司是合作伙伴,凌佳公司正是依赖日立公司在日本几十年的城市交通运用技术,并准备将该技术带到南昌。该公司为南昌开发的ITS软件成品已在今年2月出炉。不久前,该公司已向南昌的交警、发改委等多个部门提交了一份《关于南昌市智能交通的几点建议》的资料,准备着手启动南昌版ITS商用,并同时在武汉、长沙两个城市一起推进智能化交通系统。 一期工程拟覆盖南昌老城区 记者了解到,南昌版ITS并不依赖政府出资。北到阳明路、南到坛子口、东到彭家桥、西到赣江,这是江西凌佳科技有限公司准备启动的一期工程,投资2亿元人民币,计划5年内收回成本。二期则延伸到红谷滩、瑶湖、八大山人等南昌主城区,两期工程总投资为5亿元人民币。 凌佳公司透露,他们计划在8000辆公有车辆(如公交车、出租车等)上安装信息收集系统,也就是一个不到50厘米的环形天线,用来采集交通信号。同时,该工程还会在南昌大街小巷安装信号接收装置,采集的汽车信号会通过网络送到交通管制中心,中央处理装置会对数据进行实时处理,编制成“拥堵信息”、“所需时问信息”等,然后在公路上设置的电子信息显示板上出现,把交通拥堵等情况及时向驾驶员传递。进城口率先使用交通诱导牌 目前,南昌交警部门正在加紧建设智能化指挥中心,并已完成1个平台、11个子系统的建设,实现对道路交通的智能化监控、诱导和指挥。系统建成后,25块大型交通诱导牌将率先在南昌市进城口启用,城区道路通行情况将一目了然。 车主“一天一元钱”可享受智能交通 除了方便交通部门管理,ITS能给普通市民带来什么?柯志文说,ITS正式开通后,公安车辆、急救车辆、消防车辆将优先试用,还有一些试用的私家车,将会安装一个7寸大小的彩色导航仪。车主到时候可以通过彩色导航仪实时掌握整个南昌城的交通情况。“比如你从高新区开车去红谷滩,如果阳明路发生拥堵,导航仪会自动提醒你从相邻的微循环系统如青山路、三经路、二经路等道路去红谷滩,通俗地说,这好比是一个南昌地方版的GPS卫星导航。车主一年只要掏300多元,平均一天一元钱就可以获取南昌市的智能交通服务。” 声音 ITS类似绿波,交通帮助不会很明显 ITS在日本运营非常成功,日本模式能否成功复制到南昌?对此,江西师大城建学院副院长闵忠荣认为并不乐观。日本很早就使用了智能交通系统,取到了很好的效果;国内一些大城市,如上海、北京等地也使用了智能交通系统,对缓解交通拥堵起到了一定作用。但是,智能交通系统和国外早在推广的绿波交通类似,也就是在某条干道上,协调各个路口的信号灯设置,使一队车在绿灯时间通过一个路口后,将一路通过接下来设置的路口绿灯,而不会遇到红灯。绿波交通只在饱和度50%左右可以运用,而南昌路口饱和度已经达到80%~90%,再推广智能交通系统,帮助可能不会很明显。 智能交通系统论文:智能交通系统中基于TMS320DM642的电子稳像算法实现 摘要:在智能交通系统(ITS)中,摄像机抖动引起图像序列的不稳定,直接影响监控效果。因此,电子稳像技术在智能交通系统中的重要性和必要性越来越显著。在简单分析了基于整像素级搜索的几种电子稳像算法的准确性和实时性后,改进了基于半像素级搜索的电子稳像算法,并且在基于TMS320DM642的嵌入式系统中实现了该算法。 关键词:智能交通系统;电子稳像;半像素级搜索;TMS320DM642 1 引言 随着现代社会的不断发展,人们对交通服务提出越来越高的需求,特别是针对国内交通拥挤混乱的现状。因此在智能交通系统中,计算机视觉和数字图像处理技术已经扮演着越来越重要的角色,可以节省大量的人力,节约大量的时间。 区别于人的视觉,计算机视觉对图像是否稳定更敏感。微小的图像抖动都会对计算机视觉的判断造成影响。当摄像头放置在车内做监控时,道路的不平整会造成严重的摄像头抖动;当摄像头固定在道路两边做道路监控时,恶劣的天气也会造成严重的摄像头抖动。因此,对输入图像先用电子稳像技术[1]进行处理,在智能交通系统中是十分重要和必要的。 准确性和实时性是衡量智能交通系统的两个重要指标。因此,电子稳像算法作为智能交通系统的重要组成部分,必须满足较高的准确性和实时性。基于此,本文首先分析了几种经典的电子稳像算法的性能,然后提出了基于半像素级搜索的快速算法,并与其他算法进行了性能比较,最后在基于TMS320DM642的嵌入式系统上实现了该算法。 2 基于整像素级搜索的经典稳像算法 电子稳像算法主要分为三个步骤(如图1):特征块和搜索范围的确定、全局矢量搜索和图像补偿。其中,全局矢量搜索是整个电子稳像算法中最消耗时间的部分,也是最为关键的一步。目前研究的稳像算法,主要针对的就是全局矢量搜索算法。全局矢量搜索算法可以大致分为两大类:整像素级搜索和半像素级搜索。首先介绍一下三种经典的基于整像素级搜索的稳像算法:全搜索法、三步搜索法、二维对数搜索法。 2.1 全搜索法 全搜索法是指在确定的搜索范围内,对每个像素点都进行匹配准则函数评测,从中找出匹配效果最好的,因此能够得到全局最优矢量。该方法的准确性很高,但是计算量太大。 图1 算法框架 2.2 三步搜索法 三步搜索法是从全搜索法中衍生出来的一种快速的搜索方法。该算法的优点是简单、适应性强且比较准确。三步搜索法的具体步骤如下:(1)指定一个初始长度作为步长,选定一个特征点作为中心点,找到以该点为中心彼此相距步长的八个点,对这九个点(包括中心点)进行匹配准则函数评测,找出其中匹配效果最好的;(2)把在上一步中找到的最佳匹配点作为中心点,且步长缩短一半;(3)重复以上两步,直到步长缩短到小于一个像素为止。 2.3 二维对数搜索法 二维对数搜索法同样是从全搜索法中衍生出来的一种快速搜索方法。与三步搜索法相比,它需要搜索的步数增多了,但是它的准确率更高,特别是当搜索范围比较大的时候。二维对数搜索法的具体步骤如下:(1)指定一个初始步长,选定一个特征点作为初始中心点,找到与该点相距初始步长的四个点,对这五个点(包括中心点)进行匹配准则函数评测,找出其中匹配效果最好的;(2)如果上一步找到的最佳匹配点就是中心点,则步长缩短一半;如果上一步找到的最佳匹配点是其他四个点中的一个,那么把该最佳匹配点作为中心点,重复第1步的处理;(3)当步长变为一个像素时,找到以上一步中最佳匹配点为中心彼此相距一个像素的八个点,对这九个点(包括中心点)进行匹配准则函数评测,找出其中匹配效果最好的,那该点就是我们要找的最匹配点。 3 基于半像素级搜索的快速稳像算法 由于图像像素点之间最好的匹配块有可能不是整像素块,而是存在于各个整像素之间的插值空间上。因此,为了提高搜索的准确性,有必要进行半像素搜索。所谓的半像素级搜索是指在整像素级搜索的基础上,为了寻找更好的匹配而进一步在像素的插值空间上所进行的搜索。 3.1 半像素值的计算 如图2,灰色点为整点像素位置,而深黑色点为半像素点位置。半像素值通过双线性插值得到: 3.2 半像素级全搜索算法 如图3,设D0为是待估计的特征块在整像素级上的最佳匹配块,假设此时的匹配函数计算值记为T0,然后沿D0周围的8个像素点(D1-D8)依次作半像素搜索。这种搜索方法所使用的算法如下: 图2 半像素值计算图3 半像素级搜索模型 (1)新建一个数组data,用来存放插值形成的参考数据块。当搜索到D2或D7时,即与D0在同一列上,则在列方向做均值插值形成参考数据块data。当搜索到D4或D5时,即与D0在同一行上,则在行方向做均值插值形成参考数据块data。当搜索到D1、D3、D6或D8时,即与D0既不在同在一列上又不在同一行,则在行方向和列方向同时做均值插值形成参考数据块data。 (2)用匹配函数计算并记录每次搜索的T值,设为T1-T8。比较T0-T8,其中的最小值者所对应的参考块为最佳匹配块。 3.3 快速的半像素级搜索算法 3.2节中所采用的半像素级搜索方法是一种完全搜索方法,因此相对而言计算量较大。假设在小范围内搜索时,匹配函数计算值是单调的,这种单调性为减少搜索次数提供了可能。考虑到在搜索中对位于对角线“×”上的点(即D1、D3、D6和D8)的计算量要大于位于“+”上的点(即D2、D4、D5和D7)的计算量。根据这一点和上述假设,本文提出了以下3种快速半像素级搜索方法(针对如图3所示的模型)。 方法1:只搜索“+”方向上的4个点(D2、D4、D5和D7),比较相应的T2、T4、T5、T7和T0,并以其中最小值所对应的块为最佳匹配块。该方法节省了对4个对角线“×”方向上点的搜索。 方法2:首先,搜索“+”方向上的4个点(D2、D4、D5和D7),比较相应的T2、T4、T5、T7,得到最小值所对应的点,假设这里的最小值是T2。然后比较与T2所在点位置既不在同一行又不在同一列的2个点的大小:D4和D5。假设D4小于D5,搜索D1比较T2,T1和T0,以其中值最小者所对应的块为最佳匹配块。如果D5小于D4搜索D3,比较T2,T3和T0,以其中值最小者所对应的块为最佳匹配块。该方法节省了对3个对角线“×”方向上点的搜索。 方法3:首先,与方法2相似,搜索“+”方向上的4个点(D2、D4、D5和D7),比较相应的T2、T4、T5、T7,得到其最小值所对应的点,假设这里的最小值是T2。然后比较D2与D2相邻的2个对角线“×”方向上的点(D1和D3)以及D0所对应的值,并以其中值最小者所对应的块为最佳匹配块。该方法节省了对2个对角线“×”方向上点的搜索。 4 仿真结果 首先在PC机上,对以上算法仿真。选用一个100帧,大小为320×240的图像序列,在P4 2.80GHz,内存为512MB的机器上运行仿真,从准确度和实时性两方面来分析算法性能。 4.1 算法准确性分析 算法准确度是评价补偿了摄像机的抖动量后获得图像的稳定程度。如果稳定后的相邻两帧图像间的全局矢量完全补偿了,那么这两帧图像上搜索范围内相对应的每一个像素之间的差值应为零。但是,噪声、算法估计误差等原因会导致偏差。为了更准确的稳定图像,提出用算法的准确度来评价算法。PSNR(peak signal-to-noise ratio)是评价准确度的品质因子,定义为: 其中MSE是两帧图像间搜索范围内每个像素的偏差值。它反映了图像序列变化的快慢和变化量的大小。PSNR越高,图像稳定效果越好,当两幅图像完全相同时PSNR最大。 4.2 算法实时性分析 算法实时性主要是指算法处理图像的快慢,一般以每秒钟处理的帧数来衡量(fps)。算法速度与硬件指标密切相关。仿真结果如表1。 表1 各种算法的准确度和实时性比较 5 基于TMS320DM642的嵌入式实现 5.1 硬件框图 图4 硬件框图 5.2 TMS320DM642 TMS320DM642[4]是TI公司推出的一款针对多媒体处理领域应用的DSP,是目前应用于数字图像处理的主流产品。其主频为600MHz,内含8个处理单元,可并行处理8条指令,并通过软件流水解决了取指令和取数据的瓶颈,其处理能力最高能到达4800MIPS。因此能达到系统要求的高实时性。TMS320DM642带有3个可配置的视频口,内含FIFO。当摄像头采集的图像通过解码芯片后,存储到DM642视频口中的FIFO内,然后当FIFO中存储的数据达到一定阈值时,由TMS320DM642的EDMA负责FIFO与SDRAM之间数据的搬运,而无需占用CPU的资源。 5.3 实验结果 根据在PC机上的仿真结果,选取准确性和实时性相对都比较高的基于半像素级的快速搜索方法2,在嵌入式系统中实现。实验效果图如图5所示。从图(d)中可以看出,经稳像算法后,图像中只剩下零散的白色小斑块,这些斑块可以利用面积条件轻松去除,从而达到最终的稳定。 6 结束语 本文分析了不同的稳像算法的准确性和实时性,并在基于TMS320DM642的嵌入式系统中实现了一种准确性和实时性都比较高的基于半像素级的快速搜索方法。实验结果表明,基于半像素级的快速搜索方法的准确性提高了,但实时性却降低了。因此稳像算法的选择需要根据算法的准确性和实时性进行权衡。 智能交通系统论文:分布式智能交通系统数据管理与处理平台设计 摘要:随着社会经济的不断发展,对于交通系统的需求日益增长,交通拥挤和安全事故频发,已经成为困扰人们的重要问题之一。数据管理作为智能交通系统的一部分,在一定程度上缓解了这些问题,但是如何提高交通管理水平是亟待解决的主要问题。所以分布式智能交通系统数据管理与处理平台在交通系统中显的尤为重要。 关键词:分布式;智能交通;数据管理;设计 一、智能交通系统数据管理与处理现状分析 目前随着智能交通系统的不断发展和增长,在建设的智能交通系统的过程中,主要采用一些现有技术包括来进行实时的监控手段,比如电子检测器、电子视频和电子紧急通话等设施在不同程度上提高了高速公路的安全性,保证了交通监控管理的需要。智能交通系统主要是采用计算机技术和信息处理技术对交通系统进行控制和约束,从而提高交通系统的安全性和可靠性,如果使用智能交通系统就会产生大量的数据和信息,这些数据和信息都必须经过科学有效的处理。如何更加高效的处理这些数据和信息是智能交通系统要解决的重要问题。根据目前的实际情况,目前的智能交通系统并没有完善和良好的数据管理机制,数据还没有得到有效的利用,想要更好的处理原始数据就必须有完善的数据管理与处理平台。主要作用在于收集和提供交通情报信息,针对交通中存在的异常信息和汽车行车情况进行专项的控制,对违反交通规则的情况及时联络相关部门进行处理。同时还对还道路和道路设施及监控系统进行统一的维护和管理。因此,智能交通系统具有较为显著的经济效益和社会效益。高速公路的电子监控系统要严格监控各个路段的路况信息和天气变化信息,并且把这些信息和数据综合整理及时上报给各个路段的监控中心,及时采取防范措施。可以通过电子视频和电话向每个车辆告知紧急情况和提出建议性的方案,保证车辆的安全。如果监控到车辆违规或超速要及时通过合理的方式告知司机,最终做到抑制交通事故的发生。 二、智能交通系统数据管理的作用 智能交通系统数据管理的主要作用就是通过对车辆的数据和信息进行合理的管理同时让车辆在安全快捷和舒适的公司道路是行驶。而给车辆提高安全良好的交通环境也是公路交通部门义不容辞的责任和义务。即使如此,也依然无法避免行车过程中发生的意外事件,而这些交通事故的发生不仅仅是因为车辆自身存在的问题和司机的疏忽大意,更是交通系统对车辆监管不利的结果,还有可能是天气状况和环境情况引起的。而这些因素的不断发生就会导致严重的交通安全隐患,而作为智能交通数据管理系统在这个时候就必须发挥其优势,实时实地的监控那些异常信息和数据并且努力排除这些不安全因素带来的事故隐患。主要可以概括为以下几方面: (一)首先,能够对收集到的信息和数据做出快速准确的判断。 (二)其次,使用电子视频系统监视可以获得车辆的通行状况和车速,检测车辆是否超速,同时保证道路的安全性和可靠性。 (三)再次,可以对突发的交通事故做出快速及时的应急预案,提供救援行动。 (四)最后,通过在数据管理系统中建立交通数据库,为改善道路管理和经营决策提高准确的数据信息。 三、智能交通系统数据管理与处理的设计 分布式智能交通系统数据管理与处理平台主要分为由交通管理中心控制的中心数据管理系统和由区域交通系统控制的区域数据管理系统。中心数据管理系统主要是收集和管理交通控制中的数据和信息,为各个区域交通控制中心提供数据和信息,同时还可以个各个区域交通控制中心进行数据和信息的共享,动态的处理中心的数据和信息。主要是指各地区的高速公路管理局需要对所管辖区域内的高速公路进行统一监控管理。各片区监控中心将各站点的视频信号和相关资料信息有选择性的上传到市级交通管理中心,由市级以上的交通管理中心统一监控和管理。区域数据管理系统主要是收集和管理本地区的数据和信息,同时做好与中心数据管理系统的上报工作,及时的把区域内的数据信息情况上报到中心数据管理系统,进行统一的安排和管理。不管是中心数据管理系统还是区域数据管理系统,一般都包括以下几个方面: (一)数据采集系统。该系统最大的功能就是获取最主要最可靠的交通公路信息的原始数据,这些原始数据主要是指检测设备检测到的每天过往车车辆车速和各种信息数据,同时电子视频系统还可以对违规的车辆进行抓拍和记录。而这些数据资料最终可以上传到交通部门的监控总中心,进行进一步的核准和分析。还有一些天气和气候状况比如,大雾天气和能见度范围都可以及时的通过监控系统监控到,这些信息需要及时并且监控车辆的紧急救援信号。同时还要对本地的视频信号进行监控并且把所管辖区域内的摄像机信号全部引入本地视频监控系统,进行备份数据,再根据具体情况上传中心数据库。 (二)数据控制系统。该系统主要是根据外界检测到的交通状态和天气情况,自动配置出交通指导方案。但是关于具体的控制算法在设计改系统程序的时候由专门的技术人员编写。这些算法常用的有基于稳态交通控制算法和动态的模型推导算法以及模糊的理论算法,这些算法是在平时的实践和应用中不断完善和发展的。一般在高速公路上设置的数据控制系统是针对某一路段的情况进行数据监控和管理,在上传图像和数据以后,中心数据管理了系统分别对图像和相关数据进行识别和分析,对违反交通规则的现象进行统一记录和监控。 (三)外场数据管理系统。为了更好的完成数据的管理和控制功能,我们还需要配置一定较好的外场设备。外场数据管理系统除了管理中心数据库的数据,还包括若干外场数据的管理,主要包括车辆检测装置和可见度检测装置。还有闭路电视监控和紧急电话监听。还有在高速公路上设置指挥车辆安全通行得控制指令和及时向交通部门发出救助的求助指令系统设施等。 (四)计算机网络数据管理系统。该系统主要是通过联网监控,为交通部门及时提供给路段信息和监控数据。各省和各区可以形成网络。在一个站点可以看到所有相关站点的道路信息,由于每个路段都要有专门的负责人来进行本道路情况资料和图片的上传,所以形成了一个大型的网络结构。把每个站点的道路信息及时在网络上,包括每个区域的天气状况和气象信息,以及本路段交通堵塞的信息,在其他站点的工作人员可以及时查询相关信息进行相应的预防措施,还可以及时通告各个部门关于天气和交通的情况,各个部门根据这些数据和信息及时通知车辆是否前行。这样可以有效避免无故造成的交通拥堵,同时也可以保证车辆的行车安全。比如在大雾天气可见度低得情况下,通知车辆缓慢前行,避免不必要的损害。 四、结束语 从以上的分析可知分布式智能交通系统数据管理和处理系统在日常的交通管理中有这重要的意义,使用智能交通系统数据管理和处理系统也以成为交通管理最广泛的应用,由于交通管理的复杂性和多样性,要想实现整个沿线的联网管理和控制是必不可少的。所以在今后的发展中,我们要不断交通系统数据管理的质量和技术,为车辆安全出行提供良好的交通环境。 智能交通系统论文:蚁群算法在智能交通系统中的应用研究 摘要:本文主要以我国的智能交通系统的组成为出发点,结合蚁群算法在我国智能交通系统中的应用现状,分析了其作用意义,对于今后进一步的发展给出了初步的建议和看法。 关键词:蚁群算法;智能交通系统;最佳路径 一、我国智能交通系统的组成 近些年来,随着经济发展,我国的车业发展越来越快,车的数量和种类越来越多,尽管我国的公路和铁路状况得到了较大的改善,但是由于我国人口众多,拥有自家车以及其他用途的车辆数目多,交通仍然很拥挤,智能交通系统的出现很大程度上缓解了交通压力,对于我国交通事业的发展做出了巨大的贡献。智能交通系统大致分为以下几个部分:(一)先进的交通管理系统。该系统通过先进的子系统进行数据信息的监测,收集,处理。并且及时向交通管理部门以及驾驶员提高双向的信息,这些信息主要包括对于交通道路流通量的疏散,突发事件的处理等,该系统向交通管理人员以及广大乘客提供了及时准确的信息,实现了交通路线最优化选择[1],给稳定发展的交通流提供了重要的保障。(二)出行者信息系统。出行者信息系统是用来帮助出行者选择适当的时间,交通方式的系统。主要是通过电子网络指南来收集并向出行者提供各种交通工具设施的静态和动态服务信息,并及时反映当时的交通情况以及道路通畅情况、以便他们根据自己的需要选择合适的出行时间和交通工具。(三)车辆安全系统。安全是交通运输里面一个重要的环节,安全系统主要包括安全预测以及监控调控系统两个部分,主要关于车辆在障碍道路时可以自动识别,自动避开,紧急转弯,绕道而行,车速,车间距的保持等在容易出现交通事故的地方以光或者声音的形式给车辆提出警报,避免事故的发生。特别是在乡村地势崎岖的地方,更加需要安全系统的保障和落实。(四)先进公共运输系统。公共运输系统是一个特殊的系统,该系统面向广大公众,主要包括公共车辆信息,行驶服务系统,电子车票系统等。以全方位的信息给乘客提供最为满意的服务,推动公共交通事业的发展。 二、蚁群算法在智能交通系统中的应用现状 蚁群算法是一种模拟进化法,通过模拟自然界中真实的蚂蚁觅食行为,采用具有记忆的人工蚂蚁,观察个体之间的信息交流和以及相互帮助来找到食物源地最短的路径。蚂蚁在觅食时会释放激素.。后来的蚂蚁会沿着信息浓度高的方向前进。而后来蚂蚁又会在经过的路径上释放信息素,使该路径上的信息素得到加强。这个过程一直循环下去,则有越多蚂蚁经过的路径,它的信息素浓度就越高,在后来的蚂蚁选路中就更容易被选。目前蚁群算法在智能交通系统中的应用现状主要可以归纳为以下几点。(一)交通网的深入研究。蚁群算法建立在遗传算法的基础上,构思了关于奖惩机制的遗传蚁群算法,这种新型结合物在计算精度和计算速度上得到了大大的改善[2]。利用这些优点,蚁群算法已经深入的研究了我国交通网的现状,经过工作人员的细心研究,数据整理,分析,现在已经提出了交通网的表示方法和权重的确定方法。对于交通管理有着重大的突破意义。(二)应用到了车辆路径问题。随着蚁群算法在智能交通系统里面的应用,它已经得到了广泛的推广以及创新改进,现在已经将蚁群算法应用到了车辆路径问题,改进了关于求解车辆路径的蚁群算法,并且通过仿真实验实现了路径的优化。(三)提出了混沌蚁群算法。通过联系实际交通中的混沌现象,结合了混沌理论进一步运用蚁群算法,并且通过实验验证混沌蚁群算法的合理性,目前混沌蚁群算法已经被运用到了智能交通系统,并且取得了很好的效果。 三、未来展望 蚁群算法在我国智能交通系统中已经被广泛的运用了,随着科技的进步,网络的普及,它在技术上还可以有新的突破和创新,来适应未来不断变化的交通环境。(一)利用无线传感器网络优化路径。利用蚁群算法,我国智能交通系统已经在最短路径上实现了最优选择,为了进一步缩减监测时间,可以利用无线传感器网络来优化路径的选择。大量微型传感器部署在监测区域里面,采用节点通过无线通信方式收集信息,进一步处理网络覆盖区域路由相关协议,最终确定选择[3]。(二)信息素区域和更新方式的改进。传统蚁群算法由于正反馈的作用,在搜索过程中出现局部最优解时,接下来的蚂蚁搜索时就会以较高的概率选择局部最优解,随着搜索循环次数的增加,就会使局部最优解路径上的信息素含量远远高于其他路径,进而造成大部分蚂蚁都会选择这一条路径,限制了算法的全局能力,很容易陷入局部最优解。为了防止某一区域信息素累计太多,可以在此区域设定两个临界值,避免过快的形成局部最优解。(三)局部搜索方法的改进。现实交通中,人们的路径具有一定的确定性和方向性,例如,我们不会选择一个背离目的地的路径出发。由于我们无法预料故障会在哪一个地点发生,所以在局部搜索时应该都设立几个储备点,改变原有的确定的储蓄点的方法。 四、结束语 智能交通系统在我国应用较为广泛,在一定程度上缓解了交通运输压力,推动了交通运输业和经济的发展。蚁群算法的融入进一步完善了智能交通系统自身的结构,对于最优路径的选择,信息的收集有了更便捷的方式。今后,智能交通系统在蚁群算法的推动下将会更加显示其生命力,将波及到乡村交通,以及我国经济落后的西部地区,全面带动我国交通运输业的发展,为全面实现小康社会经济发展做出贡献。 [作者简介]朱献文,硕士研究生,研究方向:智能计算,人工生命。 智能交通系统论文:面向未来智能社会的智能交通系统发展策略研究 摘 要:当下,交通行业也需要引进先进的科技和技术,不断地加强智能化交通系统的建设。交通行业为了能够获得全面发展,就必须要加强对车联网、城市智能交通系统集成、交通大稻莸鹊难芯浚然后将这些技术有效地应用到智能交通系统的建设过程当中。文章首先分析了面向未来智能社会的智能交通系统当中主要的交通技术,然后进一步分析了面向未来智能社会的智能交通系统的有效发展策略。 关键词:面向未来;智能社会;智能交通系统 科技的快速发展衍生了一系列的高科技技术,各种人工智能、云计算、大数据、互联网等在社会的各行各业当中发挥了重要的作用,这也就意味着,智能化将成为社会未来的发展趋势。基于此,相关的部门就必须要对当下的交通行业发展情况进行深入的调查和研究,然后充分地利用各种先进的技术构建出更加环保、便捷、安全、高效、公平的智能化交通系统。全面地将智能化交通系统运用到实际的管理过程当中,并且要根据实际情况不断地对智能交通系统进行更新。这不仅能够最大限度地提升交通行业的整体管理水平而且能显著地提升交通行业的整体服务质量。 1 面向未来智能社会的智能交通系统当中的重要智能交通技术 1.1 大数据挖掘 社会的快速发展最大限度地推动交通行业的发展进程,在这样的情况之下,各种先进的多元化集成技术被广泛地运用于交通行业的管理过程当中,从而有效地推动了交通行业的大数据发展。相关的工作人员通过利用计算机设备和大数据技术,能够在海量的信息当中挖掘出所需的重要信息,并且通过科学的预算和分析,快速地掌握数据变化的规律。管理人员通过计算机设备了解到这些大数据分析的结果和规律,然后能快速地对交通进行全面而准确的评估,从而作出正确的决策。另外,相关工作人员通过大数据能够快速地解决各种交通要道拥堵的问题,而用户通过相关的仪器设备访问这些数据,能够根据实际的出行需求选择最优的路线方案,最大限度地提升了出行的便捷性和高效性。相关的管理人员还可以利用大数据技术,全面地建立跨区域的具有较高的立体性和综合性的智能交通系统,从而实现跨区域的交通管理。例如利用全新的先进科学技术检测驾驶行为、完成交通信息诱导、实时地对事故进行处理和监测等。这样不仅有效地提升了大数据技术在交通管理过程当中的实际应用,同时也提升了交通管理的智能化水平。 1.2 无人驾驶 无人驾驶技术是一项全新的车辆自动驾驶技术,通过车辆当中配置的机械电子、自动控制、信息融合、组合导航、计算机视觉、人工智能等技术的配合,从而完成车辆的无人驾驶。无人驾驶中的导航设备可以与全球的导航系统相连,同时能够利用红外线、视觉、激光等多种方法来感知周围的环境和交通的情况。这样不仅能够快速地定位车辆的位置,同时还能够有效地规避行驶过程当中的障碍物和其他车辆。另外,车辆上的高智能计算机能够完成一系列的运算,用户通过向计算机下达指令能够完成转向、速度、启动等的操作。无人驾驶车辆不仅能够最大限度地提升车辆行驶的整体安全性和可靠性,同时还能够有效地缓解驾驶人员长期进行车辆驾驶产生的疲劳感,进而达到最大限度地预防各种交通事故的发生。无人驾驶车辆还能够很好地在极限条件下和恶劣条件的环境当中行驶,车辆的各方面性能远远优于普通车辆。无人驾驶技术可以广泛地使用于无人潜航器、无人艇、无人驾驶飞机、无人驾驶汽车等。无人驾驶设备通过详细的定位,以及利用网络云计算、自动控制、智能规划、自动规避、自动导航、视觉环境感知等技术,能够快速地将车辆信息和周围环境信息形成一个较为完整的整体。智能设备能够在这个整体当中快速地完成各项指令和操作。无人驾驶技术不仅仅是衡量一个国家工业水平和科技水平的重要因素,同时也是面向未来的智能社会发展过程当中智能交通系统构建的必然。 1.3 车联网 在构建车联网的过程当中,必须全面地遵循数据交互标准和通信协议原则,然后在车载移动互联网、车际网、车内网的基础上,构建汽车与互联网、车与行人、车与路、车与车之间的信息交换和无线通信的大网络。在构建车联网时,相关的工作人员需要合理地利用大数据对各种信息进行有效的分析和计算,然后再根据实际的情况和客户的需求,为客户推出一系列定制服务。可以不断地加强智能城市和助力智能交通的建设,也可以不断地完善政府企业车队、车行行业、4s行业、合力保险行业、云计算平台。在构建的过程当中,充分地遵循以人为本的原则,然后有目的性地向用户提供环保监测管理、车管业务、智能交通管理、资讯、增值服务、查询理赔、ubi保费计算等服务。车联网的建设包含了智能化汽车和物联网两个方面的内容,是交通系统当中全面应用物联网技术的典型案例。相关的管理人员通过车联网,能够实时对车辆智能化控制、智能动态信息服务、智能化交通管理进行一体化的管理操作。另外,车联网还会提供一系列的产品捆绑销售,例如车联网电商、车联网保险、无人驾驶技术、声控互联等。这不仅仅是交通行业对于传统的交通网络系统的优化和创新,同时也是交通行业全面地构建智能交通系统,迈向未来智能社会的重要体现。 2 面向未来智能社会的智能交通系统的有效应用措施 2.1 全面地提升智能交通信息服务水平 现阶段,智能交通发展前沿的技术是车路协同技术。因此,中国在进行智能交通系统的构建时,需要全面地加强对车路协同技术的研究,不断地引进先进的车路协同技术来进行智能交通系统的建设。与此同时,为了能够更好地在智能交通和智能交通科技的发展过程当中占据优势,抢占发展的制高点,相关的工作人员还要根据我国的交通分布情况尽快地进行智能交通车路协同布局。相关人员需要加强交通仿真技术和交通信号控制技术的科研力度,不断地对现有的技术进行优化创新,从而尽快地摆脱智能交通核心技术依靠进口的现状。在未来智能社会的发展过程当中,车辆将作为重要的出行工具和移动终端,根据人们的需求汽车甚至还能衍生出比手机更加强大的功能性。因此,相关的部门必须要加强对车联网产业链的研究,不断地将大数据技术应用于车联网当中,全面地提升车联网的整体科技化水平和质量。 例如,智能公交就是通过GIS地理信息技术、通信技术、GPS定位技术,有效地对公交车辆进行全面的监控管理,然后按照实际的运行状况智能化地对公交车进行调度。通过利用车联网技术和大数据技术对出行人群的出行方式、出行路线、出行时间进行预测,然后制定最高效的优化路线,从而能够有效地解决城市当中的车辆调度问题。通过将导航规划技术和百度地图实时路况监测技术融合之后,能够对驾驶员的出行路线、出行习惯、出行方式等行为进行全面的监测,从而全面地完成驾驶人员的科学评估。 2.2 全面地加强对无人驾驶车辆的研发 在面向未来的智能社会发展过程当中,无人驾驶技术主要运用于特殊环境城市、环境高速、公路环境当中,因此,需要根据驾驶环境综合地研究无人驾驶车辆。在高速公路环境当中驾驶,需要完善无人驾驶技术的车辆识别、路线跟踪、道路标志识别功能的开发和研究。在城市环境当中进行驾驶,则需要不断地加强对无人控制系统的控制算法和感知的科研,最大限度地提升无人驾驶的安全性和可靠性。在军事环境和其他某些特定环境下进行驾驶时,需要根据不同的驾驶需求和侧重点来进行无人驾驶车辆该方面性能的研发,全面提升无人驾驶车辆恶劣环境适应性和车辆可靠性等性能。 3 结语 交通行业的发展是社会和经济发展过程当中不可或缺的重要环节,不仅会对人们的出行产生影响,同时也会影响各种物资运输和贸易交流。因此,相关的部门必须对交通行业进行全面的管理和研究,根据实际的交通管理需求引进一系列先进的交通管理技术,加强智能交通系统的有效建设。智能化交通系统不仅仅是交通行业的管理技术的改革和创新,同时也是智能社会发展过程当中交通行业的必然。通过全面的智能化技术运用到电动汽车、无人驾驶、车联网、物联网、出行便捷服务、车路协同系统当中,进而为面向未来智能社会的智能交通系统的全面发展奠定良好的基础。 智能交通系统论文:大数据在智能交通系统中的应用分析 摘 要:随着时代的发展进步以及城市化进程的加快,社会交通在日趋便捷的同时,也产生了许多问题:交通状况更为复杂,交通堵塞更为常见,交通污染更为严重。缓解社会交通问题,改善交通效率,离不开智能交通系统的高效管理,特别是在信息技术与互联网技术日趋成熟的今天。而智能交通系统要实现海量交通数据的快速、准确获取与处理,就离不开大数据的应用和支持。因此,本文将结合两者的现状与特点,分析大数据在智能交通系统中的应用,并探讨相应的技术实现方式。 关键词:大数据 智能交通 交通系统 应用 引言 近年来,城市建设的推进以及生活节奏的加快,极大的加重了人们对交通出行的依赖和高要求。而人口密度的急剧增长,机动化出行的日趋普遍,令交通拥堵以及各类安全事故频繁发生。显然,传统的交通管理方式已经难以适应交通发展的需求,智能交通系统的运用势在必行。与此同时,作为数据挖掘、加工处理、传输预测的重要手段,大数据技术为智能交通系统带来了新的发展空间,无疑会在交通资源配置、交通规划管理、交通安全以及运营服务等方面发挥重要作用。 一、大数据与智能交通系统概述 (1)大数据技术以及智能交通下的大数据特征 大数据技术,是指针对海量且种类繁多的数据信息,利用领先的数据处理技术,进行数据信息的大容量储存和快速处理。相较于传统的交通数据,智能交通下的大数据具有显著的特征:第一,数据信息海量,数据类型多种多样,有多种呈现模态,第二,数据来源非常广泛,数据存储的时间更长,效率更高,第三,由于交通数据自身对实效性的要求,需要借助高精尖的处理技术,实现数据的快速处理,第四,数据有较强的时间性和空间性,为交通管理提供有效的参考依据,第四,凭借计算机技术和传感技术,智能交通大数据的可视化并不困难。 (2)智能交通系统的定义 而智能交通系统,是综合利用先进的计算机技术、通信技术、人工智能技术、电子传感技术等领先科技,建立的基于整个地面交通管理的大规模、全方位、实时高效的综合交通管理系统。 (3)基于大数据的智能交通系统的优势 与传统的智能交通技术不同,基于大数据的智能交通系统首先在硬件设施上更为完善,其次,在大数据处理技术以及其他多种领先技术的支持下,能够对整个交通运输系统进行全方位的数据采集、分析和处理,此外,在各类智能交通技术和设备的综合利用下,不仅能够快速传递和处理海量信息,还能对整个交通运输系统的运作进行综合管理和安全分析,在管理水平和安全把控上有明显的提升。 二、大数据在智能交通系统中的应用 1、大数据在交通信息服务中的应用 智能交通系统的交通信息服务是在信息传感网的基础上,采集车辆、道路、停车场等多种交通信息,而如此海量的数据信息,则需要借助大数据技术中的数据挖掘和云计算来进行采集、传递,才能及时地向各个交通部门提供有效信息和指导,同时也能让车主依据实时交通状况,调整出行实践和路线,避免交通拥堵。此外,大数据技术还能利用海量的信息数据积累,为后期的道路建设和交通规划提供参考。 2、大数据在交通管理方面的应用 在交通信息系统的基础上,智能交通能够凭借大数据技术,第一时间处理不同路段的实时信息,掌握道路交通的现状以及环境情况,及时做出合理的部署与安排。比如,通过对比分析某一交通路段在不同路况下的手机信号密集度,就能了解该路段是否有拥堵或者事故发生,从而及时做出疏导。 3、大数据在车辆控制与安全管理中的应用 通过大数据技术对各类信息进行采集与分析,智能交通系统能够客观总结、反映许多有价值的车辆控制与安全管理规律,比如每年的车祸情况分析,车祸中驾驶员的不同操作习惯总结,各种不良习惯造成的严重后果等等。通过对这些数据信息的分析,能够对安全出行做出警示,对驾驶员的操作习惯做出正确提醒,还能为车辆的安全驾驶系统设计提供重要的参考依据。 三、智能交通系统中的大数据处理技术实现方式 智能交通系统中的大数据处理其实是一个信息采集―多维度数据分析―信息传递与反馈的过程,通过这个过程为交通管理提供信息支持,最终实现智能交通管理。智能交通系统中的大数据处理,包括以下几方面的技术实现方式。 1、信息采集模块的技术实现 在交通信息采集模块,主要有静态、动态两种信息采集方式。静态交通信息采集方式是在固定的位置设置视频监控装置或者感应线圈,然后通过道路路面下的感应线圈来产生相应的电磁感应,实现车辆的相关信息的采集。而动态交通信息采集方式,则是运用磁频、光电、测重传感器等自动收集实时的交通流量、行车速度等交通参数,从而推算时间,预测拥堵情况。 2、交通数据分析模块的技术实现 在交通数据分析模块,首先是统一采集不同渠道,不同模态的交通信息数据,转换形成对应的图像视频后再经由数据平台进行分析,得出有价值的信息数据,其次,对于大范围波动或者间断性缺失的数据,则通过专业的数学模型、数据集成技术以及决策支持理论来实现全面细致的交通分析。此外,在路段车流量以及安全情况的分析中,还需借助数据挖掘技术来完成,并采用神经网络技术和人工智能技术来进行智能计算,从而科学支撑交通数据的分析和管理。 3、交通数据处理模块的技术实现 在交通数据处理模块,一方面是通过分布式数据处理技术来处理、实现决策支持,比如对交通事故的实时探测以及对信号配时的优化。另一方面,通过动态交通数据处理技术,为交通信息管理工作提供交通异常行为分析、交通短时预测等功能,并将采集到的动态数据与数据库中的相关数据做比对,客观分析交通现状,科学制定处理方案。显然,两类数据处理技术均能有效处理看似杂乱无章的交通信息数据,一定程度上也是“智能”交通的体现。 四、结束语 综上所述,智能交通系统是一个借助多元技术,规模庞大的系统管理工程,一旦有效建立并科学运用,将使整个交通系统的运行效率和日常管理水平发生质的改变,从而为广大交通出行者创建良好的交通环境,提供优质的交通服务。而将大数据技术在智能交通系统中有效应用,将更好地实现系统核心部分――数据信息的挖掘与处理,有效解决系统建设中的信息及资源问题。因此,未来还需围绕这个核心,充分利用大数据技术,实现更高效、安全、环保的交通运输管理。 智能交通系统论文:“智能交通系统”课程教学改革探讨 摘 要 本文结合“智能交通系统”课程的学科特点,分析教学中存在的问题,探讨了本课程在教学手段、教学内容和考核方式三方面的改革方法,指出教学手段应多样化,增加师生互动;教学内容应做到与时俱进;考核过程化且科学合理。只有这样才能使学生能够在学中用,在用中学,有效调动学生的积极性和创造性,在提高教学效率的同时加强学生对智能交通系统的研究兴趣。 关键词 智能交通系统 教学内容 教学方法 考核方式 改革 随着信息技术、数据通信技术、计算机技术、控制技术等先进技术的快速发展,智能交通系统已经融入到社会生活之中。但是,我国的智能交通仍然处于初级阶段,创新性的研究相对于发达国家来说较少,因此,我国需要大量的交通人才投身于智能交通系统的研究之中,据此,我院以培养轨道交通专业人才为主的交通运输专业仍将“智能交通系统”课程列为本科培养方案中的一门专业任选课程,目的就是为了满足当今社会交通领域的发展需求,使学生全面了解智能交通系统方面的相关知识,在教学过程中既教授学生智能交通系统相关的概念、体系框架、理论和先进技术等,又要时刻引领学生把握交通领域发展前沿,捕捉智能交通系统研究热点,激发他们的创新意识,从而为社会输送全面发展的交通人才。 1 课程性质和特点 “智能交通系统”课程涉及交通、通信、计算机、控制等学科,是一门多学科交叉、前沿动态教育课程。本课程涉及到的主要内容包括智能交通系统的概念、起源、发展历程、体系框架、基础理论、关键技术以及具有代表性的服务子系统的结构框架、工作原理和基本功能等,可以说该课程将数学模型和实践措施贯穿于整个课程理论框架中,数学模型源于实践,然而又结合实际生活中的交通管理措施解决实际的交通问题[1]。该课程涉及多门学科,理论知识抽象,而实际案例应用及分析少,理解难度较大,所以该课程特点可概括为“概念多、内容多、实`少、理解难”,如果教学过程中没有把握好该课程的这些特点,很难解决“教”与“学”的矛盾。 2 教学问题浅析 目前针对“智能交通系统”课程的教学,以教师系统讲授为主,即:教师提前备课,制作课件,在课堂上以PPT讲解为主,在较短时间内可以向学生传递较为丰富的智能交通系统知识,教师自我感觉上课效率很高。但是,该课程涉及多门学科且实践性较强,教师系统讲授法存在很多缺点,学生根本学不进去,听课很乏味,主要体现在以下几个方面。 (1)教学手段老套。目前的授课方式以老师PPT讲解为主,虽然老师注重知识的传授,但学生常处于被动的地位,无法充分调动师生的教学与学习热情,教与学都显得呆板、被动,不利于学生主动性和独立性的锻炼和提高。主要表现在以下几个方面:教师讲课费心费力,但其教学内容没有吸引力,比较抽象;学生听课很乏味,感觉很枯燥,难以理解,例如学生宁愿在课堂上玩手机也不愿意听老师满堂的灌输。加之该课程涉及到了多个学科,内容上大多都是宏观介绍基本概念、框架体系、相关技术和应用,因此在实际教学中给学生的理解造成了一定的困难,且学生学习兴趣不大,总感觉讲解内容太抽象,无法体会到教学内容的实际意义。 (2)教学内容陈旧。目前,智能交通领域发展迅速,用传统的教学手段和教学内容来向学生讲解智能交通系统知识已无法满足教学的需要,有很多学生反映课堂内容都是现实生活中很熟悉的案例,但是感觉又很遥远、虚幻,听之乏味,无法调动学生的学习积极性、吸引学生的注意力,学生捕捉不到智能交通领域发展前沿热点,不利于学生创新能力的培养,更不利于交通运输专业的发展。 (3)考核方式单调。该课程目前主要对学生进行期末试卷测验,以此考查学生对该课程教学内容的掌握情况,主要考查内容包括:智能交通系统相关概念、体系框架、基础理论的掌握程度,学生在考前对课程热菟兰怯脖常虽然学生能考出高分,但是考完之后学生什么也不记得,走上工作岗位更是感觉该课程没有给他留下印象,学生的创造性受到压制。另外,还有一种考核方式就是学期末让学生提交一篇智能交通系统学术论文,以此来考查学生对教学内容的掌握情况和锻炼他们的写作能力,但是通过考查结果来看,大多数学生都是复制网上资源,浑水摸鱼,敷衍了事,根本无法做到公正公平的考核,这样还导致了不良学术之风。 3 教学方法改革 3.1 教学手段开放互动 “智能交通系统”是一门信息量大、知识面广泛的课程,教师制作出的多媒体课件应具备包含内容多、表现形式丰富、交互性好等特点,在教学过程中教师能够制作出既符合课程教学目标又能够吸引学生乐于学习的课件尤为重要。[1]在教师备课过程中,除了满足智能交通系统课程教学内容的完整性之外,要特别注意如何将激发学生的学习兴趣体现在课件之中,因此,需要针对不同的课程内容给予不同的展示方式。首先,要懂得如何挖掘课程重点和难点而又不失教学内容的完整性和系统性;其次,要针对不同的教学知识点设计不同的展示形式,如有的教学内容以文档和图片相结合的形式展示,有的则配以视频动画讲解,这样才能最终制作出教学内容丰富多彩、吸引学生眼球的PPT课件。 除了制作高质量的多媒体课件之外,课堂讲解可以说是教学过程中最为重要的一环,为了加强课堂气氛,提高学生上课积极性,可以在课堂教学过程中针对不同的教学内容采用不同的教学手段。例如:针对智能交通系统的基本概念、发展历程、体系框架等内容的讲解可以采用系统讲授法,传授的知识量大、内容丰富,可以让学生短时间内快速了解智能交通系统;对于智能交通系统中的基础理论,包括动态交通分配理论、智能协同学理论、动态交通信息预测理论等,可以采用启发引导式教学方法,由现实生活中的交通拥堵问题引出动态交通分配理论、智能协同学理论等在ITS中的应用,引导学生融入课堂教学,提升学生学习乐趣;针对出行者信息系统、交通流诱导系统、先进的公共交通系统、电子收费系统、先进的交通管理系统等ITS子系统的讲解可以采用案例教学法,能帮助学生更好的认识这些ITS子系统的功能、工作原理和基本结构等;对于ITS中的基础技术,如定位技术、通信技术、信息采集和融合技术等可采用研讨式实践教学法,通过GPS、手机导航地图等产品的讲解,启发学生针对知识点提出相关问题,进行讨论,发表见解。 3.2 教学内容与时俱进 科学、前沿的教学内容是良好教学的基础,教学内容要与教学大纲相结合,与教学方法相适应,并能融入新的思想理论与知识。[2]智能交通系统发展迅速,单独依靠教材挖掘该课程的教学内容,势必会影响教师的教学质量,长此以往教学质量每况愈下,因此,为了弥补教材内容滞后性,必须广泛搜集最前沿的智能交通类资料才能保证教学内容的前沿性,让学生及时了解最先进的智能交通理念和发展趋势,紧跟时代步伐,开阔视野,提升兴趣。例如可以通过网站等途径给学生介绍最新的智能交通系统研究成果及应用,如特斯拉开发的智能车辆、ETC系统、智能停车系统、交通流诱导系统等。 除了做好课堂教学之外,更加注重教学过程中理论与实践的有机结合,在增强学生理论学习的基础上更加注重培养学生的实践和创新能力,在该课程中增加三个方面的实践教学:(1)将课程实验有机融入教学过程中,学生到我院交通工程系系交通工程实验室参观,并在老师的指导下试用相关的智能交通综合控制设备,并学习相关的交通仿真软件,通过实际交通问题的仿真再现,培养学生动手能力和解决交通问题的能力;(2)引导学生时常去关注智能交通系统及设备的企业,如安徽科力信息产业有限责任公司、北京四维图新科技股份有限公司、北航车路协同与安全控制北京市重点实验室等。另外,引导学生时刻关注智能交通系统的发展热点,多去浏览相关的智能交通网站,如中国智能交通协会官网等,及时获取最新的智能交通信息与新闻;(3)组织学生多参加我国智能车大赛、交通科技大赛、世界智能交通科技大赛等,以培养学生的创新能力。 3.3 考核方式注重过程 单纯依靠期末考试试卷或提交学术论文的形式考查学生对智能交通系统知识的掌握情况显然存在很大的不合理性,针对该课程教学内容丰富、实践性强的特点,实现该课程考核的过程化可能会收到事半功倍的教学效果,而且更大程度上提高学生的学习积极性。该课程取消期末试卷考试,将考试环节改为课程实验和专业课实践大作业。课程实验要求学生在实验结束后撰写实验报告,而专业大作业由老师拟定智能交通系统相关的主题,如ETC系统、交通流诱导系统、车联网系统等相关系统的设计,学生根据各自的兴趣爱好自由分组,组内人数不限,选举组长一名,进行不同的工作分工,大作业设计完成之后,在课堂上以系统展示或者PPT课件形式进行汇报和讨论,老师和其他小组学生对其设计的系统进行提问,每组队伍之间进行相互点评和打分,以此作为该课程大作业的成绩。实现该课程考核过程化,还要做到考核的科学合理,在成绩分配时也要做到公平公正,于是,成绩设置如下:平时成绩占20%(考查学生的出勤情况)、课程实验占30%,大作业成绩占50%。 4 结论 “智能交通系统”课程涉及多门学科,而且教学内容多、实践性强,通过分析课程性质、特点和教学过程中存在的问题,从教学手段、教学内容和考核方式三方面进行了教学改革的探讨。提出在教学过程中,教师不仅要根据不同的教学内容设计不同展示形式的教学课件,不同的教学知识点采用不同的施教方法,而且要特别强调与学生的互动,注重理论和实践的有机结合,引导学生捕捉智能交通系统发展动态,让学生积极参与该课程,培养学生对该课程的学习兴趣,做到课程考核过程化,培养学生在学术研究中的自主分析问题并解决问题的能力,学生才能真正理解智能交通,才能取得预期的教学效果。
自动控制理论论文:基于控制系统分析的自动控制理论课程建设及实践 [摘要]自动控制理论课是电类专业的基础课程,在课程设置和学生培养中占有重要地位。利用控制理论基本思想,指导该课程的建设过程,分析了教学过程的系统构成特性、制约因素及相应的解决方法。通过多年的教学实践,取得了较好的教学效果。 [关键词]自动控制理论;系统分析;反馈;课程建设 0 引言 深化教学改革,提高教学质量,强化素质教育是当前高等学校教改的重要主题,而更重要的是教育思维模式的更新与变革。 所谓“教有法无定法”,但每位肩负“传道、授业、解惑”职责的教师都希望收到事半功倍的效果。在专业课自动控制理论多年的教学工作中,笔者也在不断理解社会发展变革对其的新要求,调整具体的授课思路与方法,摸索新的教学策略。本文将控制理论恰当地应用到自动控制理论教学之中,采取反馈控制手段,在教学实践中,有效地提高教学质量。 1 课程特点及控制系统结构 自动控制理论课程是电气类、机电类专业的一门理论性很强的专业基础课,在学生培养过程中占有重要的地位,一般都在大学三年级第一学期或第二学期开设。这门课有其自身的特点,如知识系统连接较为紧密、计算性强、作图方法多;课程中知识点多且抽象,而且对数学基础要求较高,涉及到的数学知识包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数等;与工程实际联系较为紧密。在教学中必须要遵循由浅入深、从易到难的规律,对先修课程应有一定程度的理解,并在此基础上以系统的、整体的观念实施教学。 控制系统按照有无反馈可分为开环系统和闭环系统。开环系统输出量对系统的控制量不产生影响,即信息单向流动;而闭环系统中,不仅存在着输入对输出的前向控制作用,输出同时对输入产生反向的影响,即在系统中,信息形成双向闭合回路。反馈控制是一切闭合系统自动控制的精要所在,任何系统只有根据反馈信息才能比较、纠正和调整它发出的控制量,从而实现对被控对象的有效控制,达到预期的目的。 在教学过程中,教师与学生之间的“教”与“学”的过程显然不能用单向信息传递来描述,否则授课与教育的过程变成了被动的接受过程。而一直强调的互动与调研正是信息的双向交流,也就是反馈控制的应用。如何正确地应用反馈控制理论,合理地设置反馈环节和控制环节,以提高课堂效率、提升教学质量,正是要讨论的问题。 2 课程建设中的系统结构分析与对策 下面结合控制系统的一般分析与设计过程和自动控制理论的教学实践来分析教学的各个环节,运用控制理论制定对策,指导教学过程。 2.1 被控对象分析和目标制定 控制系统设计首先是要掌握被控对象的特点,抓住主要矛盾,进而制定明确而又实际的控制目标。过低的目标失去了控制调节的意义,过高的目标又会增加控制成本。作为授课教师,面对的研究对象是自动控制理论课程和学生(称为基本被控对象),目标是合理地利用课上及课余时间让学生在短时间内掌握基础知识,提高应用能力;而作为教学管理者,其研究对象是包括教师和基本控制对象在内的广义被控对象,目标是排除多方面干扰的影响,适应社会发展的需要,合理利用教学资源,培养具有较强竞争力的学生,同时打造具有鲜明特色的专业课程。 由于课程开设在公共基础课之后,大多学生在先修课程中习惯了定量化、精确化的分析方法,而疏于用物理概念进行系统定性分析,特别是如何针对实际系统存在的问题,采取相应的分析和设计更是他们在学习方法上的薄弱之处。自动控制理论课程定性分析与图示解释较多,在传统的教学过程中,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,并且课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,绘制大量的曲线,因此课堂教学往往是索然无味的公式推导、定理证明和手工绘图。在实验教学环节中验证型实验多,设计型实验少,甚至存在“一键式”实验,这样难以锻炼学生的设计能力,对于学生自学能力的培养、设计能力的开发都存在着极大的阻碍作用。 对授课具体内容而言,自动控制理论主要研究的负反馈系统,包括系统的分析和设计两大方面,理论知识学习的目的是系统设计,而系统分析是设计的基础。分析与设计都是围绕稳定性、快速性和准确性三方面展开。分析方法主要是时域分析法、根轨迹法和频域分析法,分别从时域、复域、频域等不同的角度分析同一个控制系统,但最终归结于时域性能分析。 由此就清楚地勾勒出研究对象的轮廓,在这个基本轮廓之下展开教学,根据课程、学生及教师的特点,抓住了课程的关键,用统一的思想将课程内容融会贯通,教、学、辅联成一体,有助于学生加深对学习目的的认识,掌握知识体系,提高学习效率,同时也有利于管理者从整体上把握课程建设。这正是控制理论系绕性观点的体现。 2.2 反馈环节设置 反馈是控制理论的基础和精要所在,任何系统只有通过反馈信息,与预先设计的目标进行比较,利用二者形成的偏差不断调整,才能产生有效的控制,形成一个信息传递的闭合回路。没有反馈信息的非闭合回路或者反馈信息过于粗糙甚至错误的闭环系统,都不可能实现预期控制。 在教学实践中,反馈监测点的设置和反馈信息的提取与处理应遵循点面结合的原则,即既要考虑与多个控制目标(学生培养、教师队伍、课程建设)相关的评价指标的设计,又要兼顾评价、反馈量提取的可行性,同时要重点关注制约控制效果的关键点,并在反馈信息综合中加以不同权重。对于反馈信息的获取主要通过3个方面,如图1所示,并形成三环反馈控制,及时调整教学中出现的各种偏颇。 内环反馈信息来源于课堂教学。教师在充分备课、清晰讲解的基础上,加强和学生的互动与交流,收集学生对该课程的反馈信息,及时对课程教学进行调整。课堂学生反应最能直接地体现教学效果,可以通过观察学生的目光、给出适当的提问、采取启发式与联想式讲解、提供一定的讨论和练习等不同方式来收集学生的反馈信息。根据控制理论,内环反馈控制对于系统的调节最为直接,因此授课教师应采取多种手段,激发学生的学习兴趣和参与意识,给学生创造一个相对轻松的心理环境,以便更多地获取真实反馈信息,使课堂信息由单向传递变成双向传递,形成闭环调节,提高课堂效率。中环反馈信息来源于学生定期的网上评教和教学督导意见。发挥网络平台作用,通过设置学生信息反馈平台和网上评教系统,鼓励学生将自己在学习过程中遇到的问题、对各个教学环节的意见和建议反馈给教研室或者教师本人。同时结合教学督导的意见,对授课过程加以优化。外环反馈信息来源于最终的考试成绩以及课程结束后的教学研讨。尽管考试成绩不能说明一切问题,但通过考试过程及试卷分析,可以发现学生在学习该课程中存在的共性问题;通过教学形势分析和教学方法研讨可以掌握社会知识需求,同时达到取长补短的目的。 2.3 干扰分析 控制系统中,干扰不可避免,并且直接影响控制效果,因此干扰抑制问题是控制系统分析的一个重要内容。在控制理论中通常可以采用预测和补偿的方法削弱其对输出的影响。在这里,需首先分析干扰及不确定因素的产生。在该系统中,人(教师、学生、管理者)是主要的系统组成部分,个人的差异性,必然导致信息传递过程中的不确定性。如,学生基础知识、教师知识结构与研究兴趣、反馈信息的客观表现、管理决策的执行差异等等都是客观存在且随机变化的。应重点关注整体的不确定,并做好相应的“补偿”准备。首先了解学生预备知识的掌握情况,是否需要补偿。课程中涉及到的数学知识很多,如积分变换、拉普拉斯变换、复变函数等等,但所需知识点相对较孤立,因此可以利用较短时间进行“突击培训”。实践证明,适当的“基础知识补偿法”对于课程重点、难点的讲解具有良好的辅助作用,教师和学生都减轻了压力;其次是课堂干扰补偿。课堂上的互动是必要的,既可以调节课堂气氛,又有利于信息的双向沟通。但不能以点带面,让片面的反馈信息占据主导地位。课堂上提问式讲解,教师总是希望得到正确的回应,但不可将个别回应作为学生全面掌握知识的反馈信息。因此要剔除这种期待已久的“特殊喜讯”,注意观察大部分学生的反应和课堂情绪,排除干扰;第三是排除评价干扰。来自学生、督导、同行等方面的评价是系统中重要的反馈信息,为避免个别的不公正评价,需设置信息过滤机制,过滤掉带个人感情成分的“奇异值”,对来自不同方面的反馈信息加权处理。当然这个过程应以学生反馈信息为主,其他方面反馈为辅;最后是执行干扰补偿。在一个完整的教学计划执行过程中,教师是策划者和执行者。但教师水平、教学经验甚至责任心的差异,都可视为一种干扰,都可能影响教学效果。因此适当的教学示范课、教学基本功训练、定期的教研组讨论、教学方法交流都是必要的补偿方法。 2.4 控制调节制定 控制调节主要考虑两方面:一是教师的作用,二是教学管理者的作用。 教师方面。强调信息的双向流动,要达到学生掌握教师传授的知识、方法这一目的,因此教师应该成为驾驭课堂、掌控知识的角色。授课教师要精心设计每堂课,特别是绪论的讲解。作为控制论的入门课程,必须要让学生在首次接触课程的同时,将一个异常开阔的视野展示在他们面前,而不是让其产生这仅仅是公式推导、纯粹理论堆积的错觉,进而刺激学生求知、探索的兴趣和激情。鲜活生动的应用实例,具体的视频展示是冲击和震撼学生这种发散思维的最好手段。需要摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,取而代之的是声情并茂的图文、视频展示,既融入了大量专业信息,又激发学生的兴趣,取得了事半功倍的效果。此外,通过适当的教学经验交流、教学方法讨论,使每位任课教师在熟知教学内容的基础上,培养教师运用适当方法,调控课堂气氛,激发学生热情的课堂应变能力。 管理者方面。教学管理者除关心教学效果外,更要关心如何打造一门精品课程,如何培养一支精干队伍。因此其调控行为相对要宏观,在控制理论课程建设过程中,主要从以下几方面着手调控。 1)教学实验环境改善。作为重要辅助手段的实验教学在课程建设中作用不容忽视,除了更新实验设备之外,更注重实验内容的更新。通过增加开放性实验、设计型实验、自主开发型实验,开阔学生视野,锻炼实践能力。 2)教学计划适时调整。尽管目前学时压缩是个大的趋势,控制理论课程同样受到影响,但对于基础内容、经典方法的学时不能压缩。通过更新教学内容、编写适合自己专业的特色教材,合理使用多媒体教学手段,使教师和学生在教与学的过程中都做到得心应手。 3)建立一定的奖惩激励机制。结合学生评教、教学督导及教研室评价,对课程综合打分,并对教学成绩突出的教师给予一定的物质和精神奖励措施,激发教师的教学投入热情,营造积极向上的竞争气氛。 3 结束语 在多年自动控制理论教学实践中,笔者对“控制理论”学以致用,在充分分析课程特点、考察教学过程的基础上,利用控制理论基本思想,发挥专业优势,分别针对目标制定、反馈设置、干扰抑制、控制手段等方面找到教学活动的对应环节,摸索出适合电类、机电类专业学生学习的教学方法。同时,对其他课程体系建设具有一定的借鉴作用。 自动控制理论论文:自动控制理论有效教学方法探索与实践 摘 要:自动控制理论课程涉及自动控制系统分析与设计的基本理论和基本方法,其特点是概念抽象、术语多、数学成分大、工程实践性强,要求该课程在教学方法上进行探索。研究并探索了该课程基于认识论和方法论的有效教学方法,经过近几年的探索与实践,教学效果良好,可为提高该课程的教学质量和进行有效的课堂教学提供参考。 关键词:自动控制理论;有效教学;探索与实践 自动控制理论课程是支撑我校导航、制导与控制国家重点学科的主干课程,自1959年起即为测控工程专业学员开设,目前已面向全院本科学员,是全院性的专业基础课,选用胡寿松教授主编的《自动控制原理(第五版)》教材。 自动控制理论课程综合性强、知识覆盖面广、基本概念和术语多,数学推导多。它不仅要求学生有扎实的高等数学、工程数学、复变函数、模拟电路、电工技术等课程基础知识,而且还要有较强的计算能力和工程素养。特别是随着控制技术的迅速发展,课程内容不断丰富充实(教材的第一至六章和第八章),讲授对象也日渐广泛,而课程学时却一再压缩(课内60学时),要求也越来越高,并且所选用教材的内容特点往往使学生因缺乏工程实践,缺乏对实际控制系统的感性认识而感到内容比较抽象,知识点分散、公式多、推导多,进而影响学习效果。总之,课程标准和教材内容的特点让学员感到难学,教员感到难教。该课程的改革和建设是全面提高专业课教学质量的基础,促进学科发展的关键。为提高教学效果,促进“指技合一”复合型军事人才培养,我们对该课程的有效教学方法进行了探索实践。 1 基于认识论和方法论的教学方法探索 1.1 从定性到定量、再到定性的分析思路 人类认识自然、了解自然,总是遵循从定性到定量、再到定性的这一规律,这种过程也是认识论所倡导的规律。自动控制理论课程的目的是让学员掌握控制的基本概念,并能够对实际的控制系统进行分析、设计。理解控制的概念比较容易,但要实施恰当的控制则比较难。在课程教学过程中,我们经常强调从定性到定量、再到定性的这一认识过程,帮助学员掌握整个课程的分析、学习思路,从总体上把握教材的内容,取得了较好的效果。 例如,对于一般自动控制系统的控制原理分析是定性分析,但是光知道自动控制的基本概念和原理是远远不够的,一个实际的系统要能够进行工作,必须对它进行定量分析,也就是要分析其稳定性、准确性和快速性指标。为了达到定量分析的目的,必须对系统建立模型,这个模型就是数学模型,包括微分方程、传递函数、结构图和频率特性,正好是教材第二章和第五章的内容。数学模型是实施定量分析的基础,有了模型并能够对其进行求解(拉普拉斯变换和反变换)的基础上,我们就能够对系统进行定量的认识。例如对快速性的认识,是通过对一阶系统和二阶系统的性能分析来建立起动态性能指标;对于稳定性的认识是通过线性系统稳定的充要条件和劳斯—赫尔维茨判据、奈氏判据、对数频率域稳定判据来进行的;对于准确性的认识是通过终值定理和静态(动态)误差系数法求稳态误差来进行的。 学员在学习过程中,喜欢对系统进行定量分析。因为定量分析有公式,计算简单,容易得出结果;而定性的结论,多属定量分析的结果、文字性结论以及相关的描述性结论。为此,我们在教学过程中强调,定量分析比较容易,难的是从定量分析上升到定性的结论和定性分析上去,也就是对这些定量的公式、结果的分析。例如,稳定性与参数之间的定性的关系;动态性能指标与系统参数之间的变化关系;稳态误差随系统参数变化如何变化;稳定性、稳态误差和动态性能指标与系统参数变化之间的关系;高阶系统增加闭环零点和闭环极点对系统有什么影响等。 1.2 从开环系统分析闭环性能的策略 控制的核心思想是反馈,反馈就可使一般的开环系统变成闭环系统。因此,系统的开环与闭环之间存在紧密的联系,一般来说,开环系统容易分析和理解,也容易获得其数学模型,因为开环系统一般是由各种典型环节组成的,可以很方便地求得开环系统的零点和极点。因此,为了分析系统的闭环性能,常常从开环系统传递函数、开环性能出发来研究和分析。 例如,为了分析闭环系统的稳定性,劳斯判据需要知道闭环特征方程,而闭环特征方程正好是1+Gk(s)=0,其中Gk(S)就是系统的开环传递函数;而用奈氏判据直接通过开环幅相特性曲线Gk(jw)就可判别系统的闭环稳定性,也是从开环传递函数出发的。分析系统的稳态误差时,对于型如tm或其线性组合的输入来说,可直接通过对开环传递函数的型别v和开环增益k来得到静态误差系数从而算出稳态误差。绘制根轨迹时,由1+Gk(s)=0可推导出根轨迹方程,最终可直接采用开环传递函数Gk(s)来绘制闭环根轨迹,并根据闭环根轨迹分析系统的动态性能、稳态性能、稳定性等信息。 从开环系统分析闭环性能的策略可以帮助学员掌握各种分析方法的出发基点和分析目的。由于自动控制理论课程概念、术语多,从什么条件出发分析系统的什么性能在学员学习过程中经常引起混淆,往往课程教学已经结束了,学员还不知道用什么传递函数来绘制什么(开环、闭环)系统的根轨迹,用什么传递函数来计算(开环、闭环)系统的稳态误差。诸如此类,不一而足。 1.3 从对控制系统的要求出发整体把握教学内容 自动控制理论课程内容繁杂,基本概念、定义、术语、公式多,学员难以从整体上把握课程的全貌,难以建立课程知识体系之间的内在联系,大部分学员只有靠机械记忆来掌握课程内容。在教学过程中,我们通过从控制系统的一般要求出发,将课程体系有机联系起来,收到较好的效果。 对自动控制系统的一般要求是“稳、准、快”,因此对控制系统进行分析就是对这三个字进行分析,即分析系统的稳定性、准确性(稳态误差)和快速性(动态性能指标)。首先要求知道它们的准确含义,其次要采用合适的分析方法。分析方法最直观的是时域分析法(第三章);其次是在系统参数发生变化的时候,系统的性能如何变化,可采用根轨迹法进行分析(第四章);除此之外,如果系统的输入是正弦波,对系统的分析可采用频域法进行(第五章);如果系统的性能不符合要求,则必须对系统进行校正(第六章)。 当然,对于每一种分析方法,其分析特点和目的也不一样。时域分析可提供时域指标的全部信息;根轨迹法分析具有时域分析的特点,但它可以提供系统参数发生变化时的闭环系统的根的分布情况,从而可以分析系统的时域指标;而频域分析由于方法的特点,可以分析系统的稳定性和稳定裕度,但不能提供直观的时域指标。 1.4 线性叠加的思想 自动控制理论讲授的主要是经典控制理论,研究对象是线性定常系统,其主要特性是叠加性和均匀性。在系统分析过程中,经常采用的策略是叠加。从一般的多输入产生的输出是采用叠加原理,到开环对数幅相特性曲线的绘制也是将幅频特性相乘变成对数幅频特性的相加从而简化运算。对系统进行校正的时候,串联校正采用的是线性叠加,而反馈校正不具有叠加性,但通过进行一定的简化,最后进行反馈校正进行设计时,也是通过近似的线性叠加的办法。因此,叠加的思想在课程中运用得相当普遍。 2 教学实践体会与教学效果 2.1 多从工程的角度进行教学 自动控制的基础是微分方程的求解,但精确求解微分方程却不是本门课程的重点。自动控制理论是从工程实践中发展并提炼出来的。因此,虽然求解微分方程具有逻辑严密性和精确性,但数学特性却不是该课程的主要特性,在教学过程中应该强调的是其工程性。它的工程性主要体现在几个方面。一是近似、简化的方法,例如对非线性系统的小偏差线性化法近似成线性系统,这种近似在工程上是应用得非常多的,也是非常有效的,在一定程度上能够满足工程的需要;再例如在一定条件下将高阶系统简化为一阶或二阶系统。二是大量公式的推导过程应该注重工程背景,而不能从纯数学的角度出发进行推导教学,严密的数学推导并不是本课程的主要目的,即不能将本课程讲成一门纯数学的课程,而应该从工程的角度出发,充分利用简化、近似、适用范围等工程使用条件,对相关知识点进行讲授。 2.2 适当强调控制系统的设计 自动控制理论课程的目标有两个:一是控制系统的分析;二是控制系统的设计。我校所选用的教材是以控制系统的分析方法为主线,在控制系统的分析方面内容比较详尽,各种分析方法都有介绍,知识点成体系,但对控制系统的设计则讲得较少,也就是注重基础知识的讲授,而忽略如何利用分析方法进行控制系统设计。学员学完该课程之后,掌握了许多控制系统分析的方法,但对实际控制系统的设计基本没有思路,总感觉无从下手。 为此,在教学过程中,笔者强调基础分析方法的同时,引入另外一条控制系统设计的主线,以一个导弹控制系统仪器为例,从其控制原理、数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域分析以及频率域校正方法出发,对该仪器系统进行分析与设计,既增加了学员学习相关知识的积极性,又提高了教学效果和学习效果。 此外,原教材的知识内容在控制系统的设计方面虽然篇幅较少,但是涉及相关设计的内容都已经融合在相关知识点中。比如对一阶、二阶系统的参数分析与调节,对系统开环增益的调节作用等,实际上对被控对象或系统增益的调节已经是系统设计的内容了。事实上,自动控制理论的发展在相当长的一段时间内都是对系统的参数进行调节。如果参数调节不起作用,则需要采用校正方法来改善系统的性能。 值得注意的是,过多地强调系统设计的内容会牺牲对基本理论与方法的教学。引入以实际控制系统的设计这条主线,应当处理好基本理论方法与应用之间的关系,注意把握基本理论方法与应用之间的“度”,这个“度”就是在不牺牲课程内容体系、知识体系完整性的前提下,适当增加设计方面的内容。 除此之外,对教学内容进行整合和精选,引入Matlab编制的辅助教学软件等措施,也在教学过程中得到了有益的尝试。 3 结束语 近三年来,在自动控制理论课程的教学过程中,采用基于方法论和认识论的有效教学方法的探索和实践,与以往的教学情况相比取得了明显的教学效果。有学员说,通过这样的教学方法,我们很容易理解课程的内容体系,知道该掌握哪些知识,哪些是重点,哪些是难点,能够从总体上把握经典控制理论的全貌。对于青年教员来说,通过这样的实践,能够让他们尽快地理解掌握课程体系和内容,尽快帮助他们成长为一名合格的自动控制理论课程教员。当然,随着自动化技术的飞速发展,为了能够适应新时期对人才培养的需要,必须加强自动控制理论课程的教学改革和探索,不断地更新和完善教学内容,改进教学方法,将自动控制理论课程的教学推向一个新的高度。 自动控制理论论文:浅谈《自动控制理论》专业基础课程教学改革 [摘要]《自动控制理论》课程为理工科院校电气自动化专业重要的专业基础课,是自动控制系统、过程控制、智能控制等专业课的先修课程。该课程理论性、系统性和综合性都很强,涉及到多学科的交叉。通过理论课程的学习,培养学生分析、设计控制系统的能力。为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。 [关键词]自动控制理论 课程改革 综合实践 《自动控制理论》课程是我院重要的专业基础课,近几年,我们通过课程建设,建立了新的自动控制课程体系,确立以系统分析、系统建模、系统综合为自动控制理论课程的主线,构建由时域分析、复域分析、频域分析、离散系统和非线性系统5个模块构成的知识体系。在教学过程中,把自动控制、计算机技术和电子技术有机地融为一体,使学生对控制系统的组成、分析、设计、综合等各个环节有全面的理解,并通过一系列的实践环节培养学生的综合实践能力。 一、课程体系科学化 《自动控制理论》是一门知识覆盖面广、内容多、更新发展快、理论性和抽象性都很强,具有一定深度和复杂性的课程,教师难教,学生难学。随着本科生教育的继续巩固和研究生教育的不断发展我们对课程体系进行了改革,制定了新的自动控制理论教学大纲,对课程的教学内容进行了调整优化,建立了一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。 1.开发研制了计算机辅助教学课件 自动控制理论CAI课件的设计是一种根据教学大纲的要求,经过教学目标确定教学内容和任务分析的教学媒体,是利用计算机进行教学活动的交互方式。《自动控制理论》课是专业基础课,所以,在教学中应加强“三基础”教学,即基本理论、基本知识和基本技能,既要保证本学科的系统性、完整性,又要考虑专业培养目标对课程的要求。在进行CAI课件的设计时,我们依据以下三点:(一)以教学大纲为依据,充实和更新教学内容;(二)在教学中要做到保证基础教学,加强近代教学,联系实际教学,涉及前沿教学;(三)完善CAI模式,使课程结构体系更趋合理。教学课件以教材为蓝本,含简明、清晰的授课讲义、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加了很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网及安装于学院计算机中心的方式,供学生进行自学和课后复习使用。 2.根据教学目标确定教学方法 在教学中采用启发式教学,注意培养学生的思维方法。如在对自动控制理论的讲授过程中我们始终围绕着系统的建模、分析、综合这条主线展开课程内容,花大气力以一个典型的系统为例进行系统模型的建立,通过采用不同的控制器引出常用的一阶、二阶系统进行典型系统的分析和系统的综合,然后对相关的内容讲思路、讲方法、做比较,这样以点带面举一反三,同时布置适当的习题去强化对主线的认识从而形成科学的思维方法。在课堂教学中注重教与学的互动。教师少讲、精讲,鼓励学生自学。对课程的重点内容进行课堂提问,对带有普遍意义或难点的问题事先布置,积极展开课堂讨论。 二、更新教学理念 1.抓住重点掌握基本概念 《自动控制理论》引入了一系列互相关联的基本概念,如稳定性、准确性、快速性,输入与输出,动态与稳态,反馈与前馈等,这些基本概念形成了本课程的知识要点,是学习理解的重点。要掌握好基本概念,首先应该从这些抽象概念的建立过程中加深对其理解,建立概念与其反映事物间的联系,搞清概念与相关概念之间的联系和区别,然后在实际应用中加深对其的认识。 2.抓住主线建立不同方法间的联系 稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要求,也是系统性能的重要指标。稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终,也是系统综合设计要满足的性能要求。在本课程的学习中,以稳、准、快为主线,建立各种系统分析与设计方法之间的联系,有助于对课程内容的理解和掌握。 3.提高综合分析能力 《自动控制理论》既是专业基础理论课程,又是一门科学方法论。研究的内容既有一定的复杂性,又有一定的普遍性。因此,在学习中不仅要掌握教材中的结论,更要掌握其中体现出来的研究方法,培养系统的观念,提高综合分析问题的能力。 4.学会自学 要善于在学习中提出问题,解决问题,学会探究式学习,广阅参考书,拓宽视野,从更多控制系统的实例分析中,提高分析问题和解决问题的能力。利用提供的网上教学资源深入学习。 5.注重理论和实践相结合 反馈的现象比比皆是,反馈也是控制的精髓。在本课程的学习中,结合生产、生活实际,观察反馈系统的构成,将有利于对反馈的深入理解和认识,并自觉地将反馈应用到各种实际系统中去,学以致用。 6.主动参与教学 对学习中的收获、体会及心得、对教学的意见或建议、在学习中遇到的问题,通过网上的在线区或通过任课教师向课程组反映,课程组教师将随时给予答复。 三、 实验教学多样化 自动控制理论的实验教学既要培养学生分析问题和解决问题的能力还要重视培养学生的思维能力和创新能力。为此我们制订了新的实验教学大纲,重新编制了实验指导书,自动控制理论实验指导书增加了每个实验内容的涵盖量,增加了综合性实验。在实验教学过程中,注意充分发挥学生的主观能动性,注重教与学的互动,尽量只讲基本的操作方法,然后让学生自己发现问题。实验操作课上,每个学生必须独立完成每次实验内容,独立完成实验结果的分析,并且回答老师针对实验细节中的问题的提问,得到自己的结论。保证实验课的质量,全面检查实验操作。这样督促学生认真完成每次的实验操作,起到了很好的效果。 四、科学、有效的教学效果评价 教学评价是教学活动的一个重要组成部分,恰当的教学评价对学生的学习具有引导、激励和改进的作用。我们不是“一卷定乾坤”的评价方式,而是建立了从学习过程、作业练习到期末考试,定性评价与定量评价相结合,多视角、多元化的过程性评价体系。科学有效的教学评价帮助学生克服了应试心理,从重“结果”走向重“过程”,从重“知识”走向重“能力”。注重对学生平时学习状况与效果的考查,增加了实验考核,并将其按比例计入期末总成绩,对考试从内容、形式和管理上改革,使其更加科学、规范、公平。 五、结束语 多年来我们不断对控制理论课程进行探索和改革,做了大量细致而有效的工作,从而保证了教学质量和教学效果。在总结本科教学成果的基础上,我们跟踪国内外控制理论的发展,借鉴兄弟院校在该课程的先进教学经验,对课程体系、知识结构、教学方法和实验手段进行了一系列改革与创新,使“自动控制理论”课程从课程的准确定位、课程体系和教学内容的优化、教学过程的组织实施到教学效果的评价,形成了一套新的、更为有效的教学规范。它不仅提高了本课程的教学质量,同时为后续课程奠定了良好基础、起到了促进作用。 (作者单位:山东建筑大学信电学院 山东济南) 自动控制理论论文:自动控制理论课程教学改革探索 摘要: 为了更好地适应新形势下自动控制理论的教学,本文从课程体系、教学内容、教学方法、教学实践、考核形式等方面进行了改革探索实践,提出了一系列较为行之有效的措施和方法,对自动控制理论的教学起到了良好的效果。 关健词: 自动控制理论 课程教学 教学改革 实践 1.引言 自动控制理论是非常活跃的一个学科,它不仅仅是自动化专业的核心基础课程,还在航天、农业、交通、电气、机械制造等工程学科中都有非常广泛、重要的应用。随着计算机控制技术、通讯技术和网络技术的不断发展,自动控制理论处于一个关键的历史时期,正向着“广度”和“深度”两个方面快速发展和开拓。但是,由于该课程具有概念抽象、涉及的数学知识较多、工程实践性强等特点,因此用传统的教学方法,不少教师感到“难教”,学生也感到“抽象”难学,教学质量难以得到根本的保证。因此,在自动控制理论的教学工作中,针对社会发展变革对其新的要求,针对自动控制原理的课程特点,探索新的教学方法是非常重要和必要的。 2.课程教学改革的思路与实践 2.1坚持课程地位,提高学生学习的兴趣。 自动控制理论是一门理论性很强的课程,学生在学习该课程的时候还未接触过专业课程,因此,在学生刚开始接触这门课程的时候,不能一味地只对其灌输纯粹理论,讲述公式推导。过深的专业术语、过多的数学公式会使他们对这门课程产生畏难思想。兴趣是最好的老师,教师从第一堂课开始就应培养学生对这门课的兴趣,摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,代之以声情并茂的图文、视频展示,如此既能融入大量专业信息,又能激发学生求知、探索的兴趣和激情,让学生真正理解和体会到自动控制理论课程在自动化专业中所处的重要位置。 2.2打破传统课程体系结构的约束。 传统的课程体系是将控制原理中经典控制理论和现代控制理论两大部分内容分割开来,自成体系,独立开课。从教学的效果来看,这样的讲授方式不利于学生建立自动控制学科基础理论和方法的总体框架。因此,我们在对课程的教学中,尽管仍然分为自动控制理论和现代控制理论两门课,但在整个课程的教学体系上已经完全打破了旧体系的约束,将经典与现代控制理论融会贯通进行教学。例如,在讲述控制对象的微分方程模型和传递函数模型的同时引入系统状态空间的概念,继而讲解状态空间和传递函数这两种系统描述之间的相互转换。通过这样一个过程,就可以将经典控制理论与现代控制理论的基本思路有机地结合。实践证明,利用这种教学方式,不仅能够使学生更好地认识控制理论的体系结构,还提高了学生学习的灵活性和主动性。 2.3加强数学知识的学习。 自动控制理论课程涉及较多的数学知识,包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数及矩阵论等数学知识。大量的数学知识常常令学生倍感学习压力,数学基础不好的学生更是顾虑重重,毕竟自动化系的学生是工科学生,不是纯理科学生。但是由于自动控制理论课程其自身的特点决定了学好该门课程必须具备一定的数学基础。所以,在教学过程中,教师应当根据课程的进度,有计划地给学生补习诸如拉普拉斯变换、傅立叶变换、三角变换、积分变换、留数定理、矩阵分析等数学知识,给学生创造一个相对轻松的心理环境。 2.4强化工程意识,培养工程能力。 自动控制理论课程虽然与数学等课程联系紧密,但该课程决不等同于数学课程。在该课程的教学中,我们从理论和工程应用相结合的角度,注意强化学生的工程意识,提高其工程实践能力。例如:在讲解系统的数学模型――微分方程的求解中,详细分析微分方程的解所对应的实际系统中的含义,使学生深刻理解数学意义与物理意义以及实际工程之间的联系。 2.5加强现代教学手段的使用。 随着当今信息技术地发展和网络设施的进一步完善,现代教学越来越多地依托于各种新兴的信息技术和设备。这些技术设备不仅可以有效地丰富教学手段,还可以很好地开展网络远程教育。自动控制理论课程的图形示意、图解分析较多,传统的板书方式很难直观形象地表达出来,因此适当地采用多媒体课件等现代化教学手段有助于学生理解。比如,在讲述动态“过渡过程”的概念时,采用多媒体授课方式可以将系统的过渡过程生动形象地表现出来,给学生提供最形象、直观的教学演示,有利于学生对抽象概念的理解,加深学生对这些知识点的理解,能够取得非常好的教学效果。 2.6注重实践教学,培养学生分析问题和解决问题的能力。 理论知识需要实践性教学的支持,实践性教学对巩固理论知识、培养学生分析解决问题的能力及开发他们的创造力都有重要的作用。而自动控制理论又是一门与实际紧密联系的课程,一般都安排在大学三年级第一学期,是学生接触较早的一门专业课。初学专业课的学生对实际的自动控制系统和常见的控制元件、控制器、执行机构等都没有直观的认识,对于该课程如果仅限于对知识的讲解,那么无论讲得怎么透彻,学生在学习过程中往往还是感到抽象难懂,在具体问题中,也不能够灵活运用课程中学到的知识和方法去解决。因此,引入实验教学,并且在实验过程中把理论知识的讲解和实际运用结合起来,会收到很好的效果,既使学生亲身体验控制理论的具体方法和思想,对解决实际问题能力的提高大有帮助,同时也有助于进一步深化理解所学的理论知识。 2.7考核形式的改革。 科学地运用考试的检查评价、教育激励、反馈调控、培养督导等功能对提高教育质量、推进素质教育会产生不可替代的作用。考试形式及成绩的评定,对于调动学生的积极性及提高学生的素质有重要的作用,为了检验学生的学习效果,可以将考试成绩划分为四个组成部分:平时成绩20%(包括作业、出勤率和平时课堂学习表现)、实验20%(包括实验操作和实验报告)、期中考试20%、期末考试40%。这种考核形式改变了一考定终身的考核制度,而对平时的学习及实践提出了更高的要求。结果表明,这种考核方式不仅使学生对于理论知识有很好的掌握,还充分地调动了学生实验操作的积极性,减轻了学生考试的负担,提高了学生学习的主动性。 3.结语 对自动控制理论课程的教学改革和实践切实提高了教学的灵活性和开放性,提高了学生的工程意识和创新能力。随着控制理论研究的范围进一步扩大,控制理论思想的发展和进步,在教学过程中应该不断发展和更新教学内容。 自动控制理论论文:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 【摘 要】随着科学技术水平的不断提高,自动化技术在我国电力事业中得到了广泛的应用,并且对电力事业的发展起到了一定的促进作用。现阶段,我国对火力发电的研究正在逐渐加深,并且进行了一定的技术改革,火电厂热工自动化技术已经得到了很大的发展。随着高新技术的快速发展,我国机组容量的不断加大,火电厂热工自动化技术得到了一定的发展与完善。 【关键词】自动控制理论;火电厂;热工自动化;应用 现阶段,我国新建火电厂一般采用的都是自动化控制系统,以往常规控制系统也逐渐转变为自动化控制系统。随着自动化控制系统的快速推广,其性价比越来越可观,进而在工业生产与生活中得到了普遍的应用。本文主要对火电厂热工自动化现状进行分析,阐述自动化控制系统作用,介绍自动控制理论在火电厂热工自动化中的实际应用。 1 火电厂热工自动化现状 首先,在火电厂热工自动化领域中,主厂房基本上均使用DCS控制系统,而辅助车间均使用PLC控制系统。其主要原因就是,在早期的时候,DCS控制系统比较昂贵,并且人们认为辅助车间的作业是可以间断的,不需要具备很强的可靠性,要求模拟控制量也相对较少,为了可以有效降低生产成本,一般均是使用PLC控制系统进行生产。而对于发电机、汽机、锅炉等控制系统而言,均需要进行长时间的可靠运行,要求具有较好的模拟控制量,进而从系统性能方面考虑,一定要选择DCS控制系统维持运行。 其次,在锅炉燃烧过程中,一定要加强对AP论域的控制,也就是两个运行周期的锅炉压力变化差论域。对燃烧周期进行自动调整,可以对燃烧速度进行有效的控制。同时锅炉技术性能与煤质均会影响控制效果。因为隶属的函数曲线变化是互相交错重叠的,所以,在进行实际控制的时候,一定要加强对锅炉运行情况分析,保证其具有较强的适应性。 最后,在测量锅炉汽包液位的时候,因为汽包液位系统缺乏平衡能力的被控对象。当供水量出现变化的时候,因为锅炉传递给汽包的热量是一致的,非常容易导致出现液体大量汽化的情况,致使汽包液位测量结果不准确。其主要存在两种情况:一是,当供水量骤减或者出口蒸汽量增加的时候,其测量结果就会相对偏大;二是,当供水量骤增或者出口蒸汽量减少的时候,其测量结果就会相对减小,这也就产生了“汽包虚假液位”的现象。通常,在设计锅炉汽包液位检测回路的时候,经常忽略这一问题,导致影响了锅炉的正常运行。 2 自动化控制系统作用 首先,自动化控制系统主要就是在PLC控制系统与网络的基础上,形成的一种自动化系统,尽管其可以继续向上扩展一些管理信息系统,但是也无法充分发挥其作用。事实上,DCS控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式,其控制器可以使用传统DCS控制器,也可以使用PLC控制器,或者是其它类型的控制器。由此可以看出,PLC控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式。 其次,随着社会的不断发展与进步,出现了很多高级算法模块,比如,NT6000模块,其是一种具有设备极的模块,在一个模块上实现设备的控制与故障报警功能,并且在网络通讯中,也可以实现模块的相互传递。一个设备极模块就好比是0.5K梯形图编辑量,此时,要想让PLC控制系统也具备此项功能,就要进行很多的复杂操作。在运行调试、下载修改、远程诊断等方面,PLC控制系统无法进行有效的作业。而DCS控制系统可以进行有效的处理,并且通过多年的经验积累,其处理方案越来越完善。 最后,随着我国电力事业的快速发展,国家对节能降耗工作越来越重视,火力发电行业也进行一定的调整。在发展火力发电行业的时候,一定要加强火电电源的建设,不断优化资源配置,合理布置电力输送,保证我国所有地区供电的可靠性。并且在自动化控制技术方面投入了更多的研究力量,无论是资金投入,还是人员投入,促进了自动化控制技术的发展,进而在火力发电行业中得到了广泛的应用,促进了火力发电行业的快速发展。 3 自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用 3.1 主蒸汽压力调节 主蒸汽压力指的就是可以保证火电机组能够安全运行的重要监测参数,同时也是调节机组负荷与平衡锅炉汽机能量的重要指标。在调节主蒸汽压力的时候,主要就是利用锅炉燃烧调节系统进行调节。锅炉燃烧调节系统主要包括:引风调节、燃料调节、送风调节。 调节主蒸汽压力的策略就是基于能量平衡调节策略、基于给定值偏差和主蒸汽压力调节策略。本文主要对后者进行分析。此调节策略主要包括两种:单回路调节、双回路调节。单回路调节指的就是在给定值偏差和主蒸汽压力之间的调节,其控制信号就是燃煤量的调节偏差,具有一定的克服扰动能力差等不足,并且具有参数少、整定简单等优势;双回路调节指的就是在单回路调节的基础上,增加对燃煤量的导前信号控制,在此调节过程中,无法有效整定内外回路的参数,并且控制系统操作也比较麻烦,不过其也具有控制速度快、超调小等优势。 在进行导前信号选择的时候,有很多的方法,主要分为两种:一是,传统方法: ,其中,D表示主蒸汽流量信号; 表示锅炉蓄热系数;Pd表示气泡。二是,直接将燃煤量当成是导前信号。 3.2 热工自动化技术 热工自动化技术主要就是利用控制理论、智能仪表、信息技术、计算机技术、热能技术等相关技术,对热力学参数展开一定的控制与检测,进而实现对生产过程对控制、检测、调节、整理、优化,进而达到安全生产,实现生产产量的提高,降低消耗的一种高新技术。其主要就是实现锅炉、汽机、辅助设备运行的自动化,保证机组自动化运行的高效性、可靠性、安全性,并且确保生产运行的经济效益与社会效益。 随着科学技术水平的不断提高,自动化技术的不断进步,促进了热工自动化的全面发展。在生产过程中,利用新技术、新材料、新设备、新原理生产一些新的传感器与变速器等,使得控制系统与控制设备越来越先进,实现了热工生产的全面自动化。同时,随着新控制理论与策略的不断提出,在生产实践中得到了广泛的应用,并且促进了生产的可持续发展。 3.3 节能增效 随着社会经济的快速发展,能源与资源的消耗量越来越大,因此,全世界对能源与资源的消耗问题予以了高度的重视,尤其是在电力事业发展过程中。随着科学技术手段的不断增加,智能化、透明化、无线化、网络化等概念的不断提出,越来越重视自动化控制系统的开发与利用,并且对数据通信、测量、保护、控制等方面的内容也越来越关注。在机组运行过程中,应用了很多的新测量方法与理论,实现了其运行与故障处理的自动化控制,促进了电力事业的可持续发展。 4 结束语 总而言之,在火电厂生产经营管理过程中,加强热工自动化产品的应用,不仅可以增强火电厂生产的安全系数,防止发生一些故障与事故,还可以在一定程度上,增加火电厂生产的经济效益与社会效益。在火电厂热工自动化中应用自动控制理论,可以促进火电厂生产自动化水平的不断提高,达到预期的生产目标,进而实现电力事业的健康、快速发展。 自动控制理论论文:基于LabVIEW的自动控制理论虚拟实验系统开发 摘 要 根据上海开放大学控制工程基础课程的实验要求,利用虚拟仪器软件及其Control Design Toolkit(CDT)开发一个虚拟实验系统,系统包括六个模块:传递函数、控制系统的典型连接、控制系统零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应。该系统作为控制理论基础课程的辅助教学软件,提高了学生掌握知识与技能的效率,达到了将实验环节引入课堂的良好效果。 关键词 虚拟实验 LabVIEW 自动控制系统 传递函数 0 引言 在理工科专业的教学科研过程中,要想紧跟技术的发展,就要不断地更新教学和实验设备。而随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求。因此,虚拟仿真教学和实验室作为一种有效的解决方案应运而生,在各大高校已经获得了广泛的应用,并且成为高等教育实验课程发展的新方向。 虚拟仪器技术自1986年面世以来,已在各工程领域得到广泛的应用,①②在教学实验系统中也得到了应用发展。 在控制理论实验系统开发研究中,许多学校根据自己的需要,利用LabVIEW开发了多种实验系统。②③④⑤⑥ 上海开放大学具有11万注册的在校生,教学与实验的条件受场地、时间、空间和设备的限制,较普通高校更为严峻。网络课程与虚拟实验在开放大学的应用显得尤为重要。 本文根据本校实验要求内容,利用虚拟仪器软件开发虚拟实验系统,从而方便学生进行不定时、不定点地实验。 1 系统总体设计思路 上海开放大学学生多为在职,他们利用晚上和周末进行继续学习,这使得他们具有以下特点:具有比较丰富的工作经验,学习更侧重理解并应用,学生的学习时间受限制。赵教授的实验指导书正是基于学生的特点而编写的。通过实验,加深学生对控制系统传递函数、控制系统构成、控制系统稳定性、典型二阶系统与参数的之间的关系等的理解。根据这些内容,系统设计了一个初始界面和五个功能模块:传递函数建立、典型连接、零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应(如图1)。 控制仿真工具包能够很好地完成上述功能。 2 系统模块设计及展示 2.1 初始界面 系统设计一个初始界面,它通过选项卡和菜单按钮方式进入各功能模块。初始界面显示该实验系统可完成从传递函数构建、系统特性分析到系统运行仿真的整个过程。 2.2 传递函数构建模块和连接典型 LabVIEW提供一个控制仿真工具包。应用此工具包,在传递函数模块,通过输入系统微分方程的分子和分母系统,构建传递函数。如图2所示左端构建函数,右侧进行典型连接,完成各个环节的串联、并联及反馈连接。 2.3 零极点模型模块 此模块用来判断系统的稳定性。根据微分方程得出传递函数,得出系统的零极点图和伯德图,以便于判断其稳定性(如图3)。 2.4 控制系统分析模块 本系统设计了典型的一阶、二阶系统的时域响应。调整其参数,可得到不同的响应曲线,以便进行对比分析。模块运行界面如图4所示。 2.5 二阶瞬态响应模块 此模块专门分析二阶系统的时域响应。影响二阶系统的各个参数都可以进行调节,以便观察系统的响应特性,从而更为清楚地理解系统特性。模块运行界面如图5所示。 3 结语 仿真的实验界面能够加强学生对实验的兴趣,通过调节不同参数,可直接观测到各种实验过程。采用虚拟仪器代替传统实验仪器,有效的降低了硬件配置和实验成本。 实验充分利用了LabVIEW语言的灵活、开放,人机界面友好等特点,使用方便,具有良好的通用性和扩展性。 自动控制理论论文:电力业中自动控制理论的应用效果评估 【摘 要】近年来随着我国经济的飞速发展,我国电力行业也取得了跨越式发展,无论是装机容量还是发电量均取得了较高的增长。随着电力行业的继续发展,电力系统走向智能化已成为大势所趋,而建立一个坚强的智能电网也一直是国家电网的奋斗目标。由于自动控制理论的应用对提高电力系统智能化水平有着极大的推动作用,因而引起了各方越来越多的关注和探讨。本文针对电力行业中自动控制理论的应用及其效果评估进行了分析和研究,并进行了简要的阐述。 【关键词】电力业 自动控制理论 应用效果 一、引言 随着我国电力行业的不断发展与成熟,国外的发展经验告诉我们,走向电网的智能化与自动化已成为必然趋势。而想要提高电网系统的智能化与自动化水平,必须要应用先进的自动控制理论。随着我国不断推进的积极尝试,自动控制理论在电力业中已经有了较为广泛的应用,本文将针对自动控制理论在电力业中的应用及其应用效果展开分析。 二、自动控制理论的简介 自动控制理论作为自动控制科学的核心,走过了漫长的发展阶段,从20世纪初期形成的基于线性代数而发展起来的现代控制理论,到60年代中期综合了人工智能、运筹学等多挣学科并在此基础上发展形成的智能控制理论,自动控制理论不断走向完善与成熟,并得到了越来越多的认可,在电力、机械、采掘等诸多领域均得到了广泛的应用。 三、电力业中自动控制理论的应用 (一)电力系统的自动化 电力系统的自动化是通过运用自动控制理论,对整个电力系统进行实时监控,对电力系统运行中的各项运行数据指标实时进行采集与分析,并根据分析结果对电力系统进行控制,从而使电力系统的运行更加安全稳定,经济效能也得到较大提高,是自动控制理论在电力业中应用的目的。 “十一五”期间省网以上电力自动化投资汇总表 年份 2006 2007 2008 2009 2010 投资额/万元 150000 123000 90000 71000 50000 “十一五”期间电力自动化设备市场需求结构图 (二)电力业中应用到的自动控制理论 随着电力行业的不断发展以及自动控制理论的不断完善,很多先进的自动控制理论与技术逐渐被应用到电力行业中来: 1.神经网络控制。神经网络控制技术是一种综合性的现代控制技术,集合了非线性控制技术以及并行控制控制技术等在内的多种控制技术,自学习能力较强。神经网络控制技术可以将大量的电气设备像神经元一样连接起来,形成一个复杂的神经网络,并且通过自身学习的算法,对整个神经网络中复杂的线性关系和大量数据进行分析处理,在电力行业中有着重要的应用。 2.专家控制技术。专家控制技术能够完成电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急情况下的应急处理等多项任务,对电力系统有着重要的意义。另外,专家控制技术还在电压无功控制以及故障点隔离等方面有着较好的应用效果。由于专业控制技术对电力系统有着较为重要的作用,因而在电力业中得到了较为广泛的应用。 3.最优化线性控制技术。最优化线性控制技术,作为如今自动控制理论中比较重要的一种技术,是线性范围内最好的控制方法,对于电力系统中,远距离输电能力的完善以及改善智能电网动态电能品质方面有着较高的应用价值,对电力系统也有着较高的应用价值。 4.综合智能控制技术。综合智能控制技术,能够吧现代控制技术以及智能控制技术两者有机的结合起来,应用到电力系统中。在实际运行中,可以通过综合运用神经网络控制技术、专家控制技术以及其他控制技术,使其协同工作,共同完成对电力系统的控制。综合智能控制技术作为其他技术的总管,在电力行业中也有着较为广泛的应用。 (三)电力业中自动控制理论的应用效果 自动化是电力行业走向成熟的必经之路,能够推动行业的进一步发展。将自动控制理论应用到电力行业中后,能够促进电力系统的不断完善,取得较好的应用效果。 1.实现电力调度自动化。应用自动控制理论对实现电力调度自动化有着较大的推动作用,实现了对电力系统运行时各项运行数据的实时监控与采集分析,并通过控制系统不断进行调整,从而使电力系统始终运行在最佳状态下,大大提高了电力系统运行的安全与稳定性,并且降低了设备的损耗,提高了经济效益。 2.实现变电站自动化。变电站作为电力系统中较为关键的一个环节,内部结构较为复杂。通过应用自动控制理论,在变电站远动装置控制、信号检测控制以及继电保护控制等多个方面有了较大的优化和提高实现了对变电站运行的实时监控,促进了变电站运行的自动化,从而大大降低了运行成本,提高了输送电能的质量,增加了经济效益。 3.实现配电网自动化。通过运用自动控制理论,实现了对配电网的自动化控制,从而大大降低了配电网过去对人力劳动的依赖,减少了工人的劳动负荷,提高了配电网运行的稳定性与可靠性,对于提高输送电能的质量也有着重要的积极意义。 总而言之,自动控制理论在电力业中的应用,能够提高电力系统运行的稳定可靠性,降低电网系统运行成本,提高经济效益,有着显著的应用效果。 四、结束语 随着我国经济社会的进一步发展,对电力系统提出了更高的要求,走自动化、智能化的道路才能不断满足国家发展对电力行业日益提高的要求。自动控制理论在电力行业中的应用,取得了较好的效果,对推进电力系统的自动化有着重要的积极意义。相信随着相关理论技术的不断完善,我国电力行业必将取得新的进步。 自动控制理论论文:自动控制理论探析 [摘 要]随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 [关键词]自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论―或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:自动控制理论的全英文教学方法实践 摘要:随着留学生人数的逐年增加,全英文专业课程的教学已在中国大学逐步开展。本文主要分析了全英文专业课程《自动控制原理》教学中的问题与挑战。从该课程的特点出发,讨论了保证全英文专业课教学质量的关键措施和经验。 关键词:全英文教学;自动控制原理;教学方法 自动化技术在社会生产和生活中具有广泛的应用,自动化专业教育具有巨大的市场需求。《自动控制原理》课程是自动化专业的主干课程之一,并且此课程是后续自动化专业课程的基础。该课程传授反馈控制系统的最基本概念以及反馈控制系统分析设计最基础的思路方法,是自控专业学生能力培养的基石。随着经济全球化和中国经济的快速发展,外企在中国投资和中国企业走向国际已经成为现实。这种现状使得高科技人力资源在不同国家流动的趋势越来越强。中国大学留学生数目以及中国高校毕业生使用英语在外企和国外工作的数目呈不断上升趋势,中国大学与英语国家的校级交流也越来越多,这些变化都使得中国大学教育对全英文专业课程教学的需求越来越大[1-3]。全英文《自动控制原理》课程就是为了适应这种教育国际化的形式而设置的。目前中国大学教育处于走向国际化的初步阶段,探索并交流适应现阶段形式的全英文课程教学方法提高全英文教学质量是非常必要的。 一、课程特点与教学对象分析 《自动控制原理》课程是一门理论性非常强的专业基础课程,面向电类专业中国本土学生和留学生开设。该课程对学生的数学基础知识要求比较高,课程用全英文开设,还需要学生具有较强的英文听力和阅读理解力,作业和实验报告等需要学生有较强的英语书面表达能力。该课程设有实验环节,在有留学生参与的实验小组进行系统分析与设计的团队工作,不仅需要学生有较强的实验操作能力还需要学生具有良好的专业英语口头沟通能力。《自动控制原理》课程是自控专业的基础课程,在大学三年级上半年开设,是其他自控专业课的基础,只有很好地理解和掌握控制原理的基础知识,才能继续学习好后续的其他专业课。目前我校留学生人数虽然呈上升趋势但绝对数量还不是很多,全英文教学班一般由本土学生和来自非洲、欧洲、美国、亚洲等不同地区的留学生组成。由于学生们的背景不同,学生的数学基础、英语程度、接受能力、思维习惯和特点都具有一定的差异。一般来讲,本土学生的数学基础较好一些,英语阅读能力较强,但因生活环境为中文,英语听力理解能力相对阅读能力弱一些;对于母语不是英语的留学生,因其有限的英语程度,在课程学习和交流中具有一定困难。从已开设的英文课来看,一般留学生的数学基础相对中国学生弱一些。对来自不同背景学生进行自控原理的教学,如何因材施教,具有一定的挑战性。 二、教学组织与方法 面向不同背景的学生来源开展《自动控制原理》的全英文教学,要保证提高教学质量,必须从师资配备、教学对象认识、教学组织、教材选择、教辅资料与软件工具选择、实验安排等方面全方位地合理安排。全英文教学应该从教学对象背景的需求出发,在注重知识传授、能力培养的同时,要特别注意教学交流质量的提高,以达到知识传授、能力培养的目的。 1.教学团队的素质。自控原理的全英文教学,涉及数学及专业知识的传授、使用英语的沟通,在教学对象来源差异较大的情况下,对教学团队的素质要求比较高。(1)教师英语能力基础及保持:全英文授课的教师,一般应具较强的责任心,具有较好的英语口语表达能力。尽管有些老师有海外学习经历,全英文任课老师由于一般工作在中文语境中,也要注意英语听说能力的保持。(2)专业知识及其应用能力:《自动控制原理》课程是一门比较传统和基础的课程,任课老师一般都学习过此门课程。因此老师对相应的知识点都比较熟悉,但对于课程知识的应用还需予以加强。教师应该有课程相关的比较全面系统的知识背景,不仅可以讲述课程的知识点,也能够讲述知识点之间的相互联系以及知识点的应用环境、应用方法及应用工具,使学生不仅获得课程的知识点,还获得关于知识应用方面的技巧。(3)面向教学对象的教学方法:课程教学的效果取决于课程教学的方法。一般教学方法由理论学习和课堂经验积累两种途径获得。教学方法没有绝对的好与不好,关键的是教学方法要适用于教学对象。因此除了一般教学方法的掌握,教师还要在教学实践中注意收集学生对教学的反馈意见,不断积累总结教学方法及其适用对象。(4)教师的组织与沟通能力:主讲教师是课程的负责人,全面负责助教、实验指导老师和学生之间的工作安排和沟通。教师应该在第一节课收集所有学生的联系信息,包括留学生的国籍,并向学生公布课程助教、实验指导老师的联系方式,保证课程参与者的双向沟通。 2.课程教材与辅助材料:(1)课程教材的选择要考虑到教学对象,选择难易适中的教材。在本课程的实践中,为了满足不同层次学生的需要,为学生推荐了一组具有不同特点的教学参考书。在参考书中有相对比较深的教材满足专业和英语基础比较好、好奇心上进心比较强的学生;也有参考书比较深入浅出,易于理解,满足基础相对弱的同学。考虑到中国本土学生将来也有可能在中国企业工作,本课程推荐了具有中文翻译版的英文原版经典教材,便于学生能在课后了解专业词汇的中文表达,也帮助英文程度差但具有一定中文语言能力的学生对课程的理解。另外本课程为学生提供控制原理主要贡献者的生平介绍,帮助学生理解一些控制原理产生的背景,让学生们学习该领域大师的创新精神。(2)教学辅助资料与工具的提供可以帮助学生理解复习课堂教学的内容。本课程为学生提供中英文对照专业词汇,帮助学生对课程的理解和掌握,并能使用英文专业词汇进行作业和实验报告的表达。自控原理是一门对数学要求比较高的课程,可以把一些课程常用的数学公式表,如拉普拉斯变换表等,作为辅助材料提供给学生。本课程还在课程网页上提供全部课程的英文录像,如果学生在上课时没有完全消化,可以在课后自己观看相关课程录像,理解和消化上课的内容。 3.课堂教学方法。课堂教学是课程知识传授的主要环节,直接影响到最后的教学效果。教师在英文课堂教学中,要注重以下环节:(1)任课老师的课堂表达:教师上课应注意循序渐进,深入浅出,板书要整洁明了。语言采用简单明了、易于理解的句型。考虑到班级里有英语听力不太好的学生,上课语速要适中,并配有相应的关键字板书或多媒体演示稿,以补充学生由于听力原因造成的信息损失。发放多媒体演示稿关键部分的纸质打印件,方便学生做课堂笔记。教师上课应该基础部分简单清晰、教学内容应有扩展性,同时注重介绍知识的应用环境,既要照顾到基础较差的学生,也应满足综合能力强的学生的需求。(2)课堂教学的互动与反馈:由于该课程理论性强,对数学基础要求高,大部分学生使用第二语言第一次接触新的概念,如果没有进行足够时间的预习很难在课堂上使用英语主动提出问题。而电类专业的学生学习任务比较繁重,一般没有时间做足够的预习。教师可以围绕课程内容,设计课堂讨论题目,采用分组课堂练习的形式,一般为二到三人一组,学生可以互相讨论,加强对所学概念方法的理解,教师在学生练习时,巡回检查,期间学生可以向老师询问不懂之处。这种形式的全英文互动,既减少了学生的表达压力,又能达到互动反馈教学效果的作用,非常受学生欢迎,教师也能及时发现学生难于理解的知识点。 4.课程实验。课程实验是课程教学的重要环节,学生通过实验可以加深对课堂知识的理解,并掌握理论知识的应用方法。为保证实验质量,首先要向学生提供清晰的实验指导书,在实验分组时应避免将留学生分在一组,而是将中国本土学生与外国学生搭配开来,加强留学生与中国学生相互交流学习,帮助留学生融入本土学习环境,克服由于外国学生对环境的不熟悉造成的工作障碍,顺利完成课程实验任务。实验报告也是课程实验的重要组成部分,要求学生对实验数据进行有效处理,对实验现象运用课程理论知识进行详细分析、解释。 5.课程学习质量的监控与评估。学生课程学习质量的监控分课堂学习评估、课程阶段学习评估和课程学体评估。课堂学习评估主要通过课堂练习来进行。教师通过学生课堂练习的情况,评估学生课堂学习的质量,改善课堂教学效果。课程阶段学习评估主要通过阶段小测验来进行,通过阶段小测验可以测试学生对一个阶段所学知识的综合运用能力。课程学体评估包括学生的课堂表现、作业情况、小测验情况以及实验情况和期末考试,是学生整个课程学习过程的综合评估。期末考试内容应该含概课程基础知识、课程知识灵活应用和课程知识综合运用等层次,以测试不同层次学生掌握课程知识的情况。 现阶段全英文专业课程教学在中国大学尚属于初步发展阶段,本文主要讨论全英文自控原理课程的教学特点与方法。论文分析了全英文课程班的学生组成和特点,阐述了自控原理全英文课程的教学质量保证的关键措施及经验,为中国大学全英文专业课程的发展提供参考。 自动控制理论论文:自动控制理论发展综述 摘 要:综述了自动控制理论的发展情况,指出自动控制理论发展阶段和现代自动控制理论的发展。最后指出,各种控制理论的复合能够取长补短,是控制理论的发展方向。 关键词:自动控制理论;人工智能;智能控制 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展:第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论;第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论;第三代为60年代中期即已萌芽,在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论, 而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点,难以建立精确的数学模型。因此,自动控制专家和学者希望能从要解决间题领域的知识出发,利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力,来实现对上述复杂系统的控制,这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 一、自动控制理论发展概述 自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术,可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作,自动控制显得尤其重要。自动控制理论是与人类社会发展密切联系的一门学科,是自动控制科学的核心。自从19世纪Maxwell对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来,经过20世纪初Nyquist,Bode,evans,Wienner,Nichols等人的杰出贡献,终于形成了经典反馈控制理论基础,并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具,采用频域方法,主要研究“单输入——单输出”线性定常控制系统的分析与设计,但它存在着一定的局限性,即对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。现代控制理论本质上是一种“时域法”,其研究内容非常广泛,主要包括三个基本内容:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。现代控制理论从理论上解决了系统的可控性、可观测性、稳定性以及许多复杂系统的控制问题。但是,随着现代科学技术的迅速发展, 生产系统的规模越来越大,形成了复杂的大系统,导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化,从而导致现代控制理论的成果很少在实际中得到应用。经典控制理论、现代控制理论在应用中遇到了不少难题,影响了它们的实际应用,其主要原因有三:这些控制系统设计和分析都是建立在精确的数学模型的基础上的, 而实际系统由于存在不确定性、不完全性、模糊性、时变性、非线性等因素,一般很难获得精确的数学模型;研究这些系统时,人们必须提出一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不符;为了提高控制性能, 整个控制系统变得极为复杂,这不仅增加了设备投资,也降低了系统的可靠性。 二、现代控制理论的发展及基本内容 经典控制理论虽然具有很大的实用价值,但也有着明显的局限性。其局限性表现在下面二个方面:第一,经典控制理论建立在传递函数和频率特性的基础上,而传递函数和频率特性均属于系统的外部描述(只描述输入量和输出量之间的关系),不能充分反映系统内部的状态;第二,无论是根轨迹法还是频率法,本质上是频域法(或称复域法),都要通过积分变换(包括拉普拉斯变换、傅立叶变换、Z变换),因此原则上只适宜于解决“单输入——单输出” 线性定常系统的问题,对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。 现代控制理论正是为了克服经典控制理论的局限性而在20世纪50、60年代逐步发展起来的。现代控制理论本质上是一种“时域法”。它引入了“状态”的概念,用“状态变量”(系统内部变量)及“状态方程”描述系统,因而更能反映出系统的内在本质与特性。从数学的观点看,现代控制理论中的状态变量法,简单地说就是将描述系统运动的高阶微分方程,改写成一阶联立微分方程组的形式,或者将系统的运动直接用一阶微分方程组表示。这个一阶微分方程组就叫做状态方程。采用状态方程后,最主要的优点是系统的运动方程采用向量、矩阵形式表示,因此形式简单、概念清晰、运算方便,尤其是对于多变量、时变系统更是明显。特别是在Kalman提出的可控性和可观测性概念和极大值理论的基础上,现代控制理论被引向更为深入的研究。现代控制理论研究的主要内容包括三部分:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。由于篇幅所限,有关现代控制理论研究的具体内容请参见有关文献,这里从略。 三、结论 以上我们介绍了自动控制理论的发展情况和现代控制理论,各种控制理论都有其优点、缺点和适用范围,如果能够取长补短,则必然能够扩大其应用的范围,因而是控制理论的发展方向。事实上,现在已经出现了集经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论于一身的各种复合控制理论,如模糊PID复合控制、模糊变结构控制、自适应模糊控制、模糊预测控制、模糊神经网络控制、专家PID控制、专家模糊控制等等。 自动控制理论论文:基于CDIO的“自动控制理论”工程教育研究和实践 摘要:针对“自动控制理论”课程在工程实践教学中的不足,运用CDIO教育理念对该课程的工程教育进行研究和实践,明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式,强化工程实践能力培养,考核方式采用多元化模式。解决了目前该课程工程教育面临的困难,调动了学生学习的积极性,提高了学生的工程实践能力和创新能力。 关键词:自动控制理论;工程教育;CDIO理念 进入21世纪,经济全球化对我国工程技术人才的需求日益增长,对工程教育的发展带来了机遇。但在我国的传统工程教育中,重理论轻实践,过分强调知识的理论深度和系统性,而忽略了各学科知识间的联系,特别是忽视理论知识的应用。“自动控制理论”作为自动化学科各专业的一门重要的专业基础课程,[1]是为培养从事控制领域的科学研究和工程技术人员而设置的。在“自动控制理论”课程中,传统教学多局限于课堂授课,结合线性系统时域分析、根轨迹分析和频率特性分析等基础验证性实验和系统动态、稳态特性分析等分析性实验,而强调工程实践的综合性和创新性内容不足,偏离实际工程应用。 黄山学院(以下简称“本校”)作为一所地方性普通本科高校,与学术性高校“错位竞争”,明确办学定位为应用型。因此,结合本校“自动控制理论”课程教学的实际情况,对“自动控制理论”课程教学提出了改革思路。本文将利用CDIO工程教育模式的理念,[2]明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式、强化工程实践能力培养和考核方式多元化,以提升该课程工程教育的质量和内涵。[3-6] 一、CDIO工程教育理念 CDIO代表构思(conceive),设计(design),实施(implement),运行(operate),是由MIT和瑞典几所大学在Wallenburg基金会的资助下,经过几年的研究、探索和实践于2004年创立的工程教育模式。该教育模式是以产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行全生命周期为背景的教育理念为载体,以CDIO教学大纲和12标准为基础,让学生以主动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习,获取工程能力。 CDIO工程教学模式的主要特色在于它创造了能够深化技术基础和实际能力的学习经验。采用现代教学方法、创新教学模式和新的学习环境为学生提供接近工程实际的学习经验,这些具体的学习经验创建了一个与技术基础相关的学习抽象概念的认知框架,并为学生提供有助于理解和记忆这些抽象概念的实际应用机会,由此提供掌握深厚基础知识的途径。 二、“自动控制理论”课程教学改革 1.重新设计教学模式 根据“自动控制理论”课程特点,运用CDIO工程教育理念,坚持以学生为本,建立知识、能力、素质培养体系,将系统的构思、设计、实施和运行贯穿整个教学过程,对“自动控制理论”的教学目标、课程体系、教学活动及组织形式等进行全方位思考与设计,形成基于CDIO的“自动控制理论”课程教学模式,如表1。 2.强化工程实践能力培养 为了加强“自动控制理论”课程工程实践能力的培养,在传统教学的基础上,融合项目教学、虚拟仿真和案例分析等方法,让学生在模拟工程实践的环境中进行学习。 (1)项目教学。基于项目的教学是建立在具体问题的基础上来寻找解决问题的办法。为了践行CDIO工程教育理念,依托项目以3~5名学生为一组,教师采用点拨方式或共同探究的方式进行指导。具体实施步骤如下: 1)构思(C)。通过加深学生对自动控制系统的使命、需求、功能、技术和构建等概念设计的理解,其主要形式是要求学生对控制系统进行分析、思考,形成对控制系统设计开发的基本感性认识,加深对控制系统基本分析和设计方法的理解。 2)设计(D)。要求学生使用控制方法,完成自动控制系统的需求定位、模型开发、系统分析、系统架构等。通过实践,使学生掌握自动控制系统工程的基本原理、方法、技术、工具,并能够在实际中应用。 3)实现(I)。将设计成果加以实现,着力培养学生的务实精神、工程能力和团队精神。 4)运行(O)。每个小组对所开发的控制系统进行实际应用,并建立相应的应用、营销和服务渠道。实在难以在实际应用的要求建立模拟实际应用环境,实施模拟应用。运行主要目的是让学生了解市场,培养学生的务实精神和实际工作能力。 (2)虚拟仿真。虚拟仿真,就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真技术的引入,将使控制系统设计的手段和思想发生质的飞跃,更加符合现代社会发展的需要。采用虚拟仿真能够使学生在一个比实际情况更安全的环境中提高工程实践能力,可以说在“自动控制理论”课程中应用虚拟仿真技术是可行且必要的。 (3)案例学习。案例学习可以提供很多关于实际工程的具体经验,一个典型案例还可以提供详细的背景内容。通过讨论案例,学生能够亲自体验系统或产品的CDIO过程,并参与疑问的解答,提高了学生的思考和决策能力。 3.考核方式多元化 传统“自动控制理论”课程考核方式笔试偏重理论知识考核,难以考察对实际自动控制系统的设计、分析和建造等工程实践能力。针对本课程注重工程实践性、创新性和应用技能培养的要求,改革单一的考核方式,综合学生在知识、创新、应用等多方面能力,采用笔试、课堂互动、实验操作、项目开发等多元化考核方式。多元化考核方法不仅促使学生重视课堂知识的掌握,还重视知识的工程应用与创新,有效地提高了教学水平和教学质量。 三、总结 CDIO工程教育模式的核心是培养学生的工程素养、工程实践能力。“自动控制理论”课程作为工程背景较强的课程,只有掌握坚实的理论基础,具备严谨的工程推理和解决问题的能力,才能在后续课程中熟练地运用自控理论知识解决工程实际问题,并为往后能在工作岗位上灵活运用所学知识打下扎实的基础。 自动控制理论论文:控制理论在“自动控制元件”课程教学中的应用 摘要:在对“自动控制元件”课程教学改革的实践中,以控制理论思想作为指导,在深入分析课程、学员和教员的实际情况的基础上,建立了课程教学反馈控制系统模型,采取了优质提问教学法等多种反馈方式,取得了较好的教学效果,同时也提高了教员的教学水平。 关键词:控制理论;自动控制元件;反馈控制教学 所谓控制,就是根据系统内外部变化,进行有目的的调整,一次又一次地克服不确定性,纠正偏差,使系统始终处于某种特定状态的一种活动。[1]控制理论认为,任何系统、过程与运动都可以看作一个复杂的控制系统,控制理论思想的应用并不仅仅局限于工业生产或军事设备控制方面,也可以扩展到其他领域。 教学是一种有计划、有目的的活动。教学的目的在于使学生形成一定的心理过程及特性。学生的心理过程是有规律的,因而是可以控制的,问题在于掌握借以控制这种过程的规律。由此认为,控制理论对于教学来说,在原则上也是适用的。因此可以将控制理论的基本原理和方法推广至教学领域,建立教学控制系统,结合教学过程的特点及规律,改革传统教学过程,研究和解决教学过程中的一系列问题,以实现对教学过程的有效控制和全面优化,从而更好地控制教学质量,提升学员的学习积极性,提高教员的教学水平,达到教学相长的目的。 一、反馈控制教学的基本原理 控制系统由被控对象和控制装置组成,控制方式分为开环控制、闭环控制和复合控制,传统的知识注入型教学过程通常为开环控制方式。以学员作为控制对象,以课程教学目标为期望值,以教学效果为控制量,可建立课程教学开环控制系统,如图1所示。 在图1所示的系统中,教员进行课堂授课时,学员扮演的是被动接收知识的角色。从控制理论观点来看,传统的知识注入型教学存在着控制作用的断续性与反馈联系的偶然性问题,因而不是最佳的教学方式。由于缺少有效且连续的反馈信息,教员无法及时掌控教学情况,学员学习主动性差,教员教学水平提高缓慢,往往难以达到预期教学效果。 若在系统中增加前馈补偿和反馈通道,则可建立闭环(反馈)教学控制系统,如图2所示。 由图2可知,由于建立了良好的反馈联系,教员在教学过程中能够及时发现实际教学效果与教学目标的偏差,从而根据反馈控制原理适时改变控制方式(调节教学内容、教学进度、教学方法和教学手段等),以保证:教学过程始终沿着教学目标的固有轨道前进;教学内容、方法和手段适合教学对象,且不断趋于完美;教学研究与教学本身得以同步发展。 在课程教学实践中,应该依据课程、学员和教员等各方面的实际情况,深入分析课程教学控制系统的各个组成部分,细化前馈和反馈环节,建立课程教学控制系统模型,图3为针对“自动控制元件”课程建立的教学反馈控制系统结构图。 由图3可知,在“自动控制元件”教学反馈控制系统中,以自主预习的前馈补偿方式以及自主复习的局部反馈方式促使学员在自控(学员自学)和他控(学员之间的相互学习、交流、激励)方式作用下,初步消化和掌握教员在课堂授课过程中讲授的理论知识。教员在课堂授课过程中,采用有效的课堂提问等方法,及时掌握学员学习动态,实时调整教学过程,以保证教学效果;课后,通过每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践以及学员针对课程提供意见建议等多种反馈方式,获取学员对课程知识的掌握和应用情况以及学习态度、精神状态等,并根据反馈信息适时调整教学过程,从而缩小教学效果与教学目标的偏差。在传授知识和能力的同时,教员的授课能力也可通过自身的总结交流、教学督导组的评价以及学员的意见建议等三个反馈渠道得到及时反映,以促进教学水平的提高。 二、反馈控制教学中需要注意的问题 在教学控制系统中,教学是一种有目的、有计划的实施控制活动的过程。要实现有效控制,首先必须建立较为准确的系统模型,然后根据课程、学员和教员的实际情况制定行之有效的控制方式。既要因“材”施教,也要因“才”施教,“材”指的是课程的教学目标和教学内容,“才”指的是学员和教员。实现因“材”施教和因“才”施教的关键在于构建有效的信息反馈通道。 1.教学控制系统模型的建立 系统模型越准确,控制效果越好。因此在系统建模时,必须深入分析教学反馈控制系统的各部分结构,了解“材”和“才”的实际情况,确定系统期望和反馈信息及其之间的关系。教学控制系统中需要明确的主要信息和组成部分包括: (1)系统期望,即教学目标。严格依照专业人才培养方案和课程标准制定课程的总体教学目标和各章节、每次授课的教学目标。 (2)被控对象,即学员。通过课前召开座谈会、课中答疑以及与学员代表交流沟通等方式全方位了解授课对象。 (3)控制方式,即教学实施方案。制定具体且具有针对性的课程教学改革方案、课程教学设计方案和课堂教学方案。而在课堂教学实施计划开展之前,教员应该进行精心的教学准备,具体工作包括深入理解教学内容、设计具有一定特色的多媒体课件和教案、熟练掌握几种教学方法、开发交互式课程学习网站和建设试题库等。 (4)评价方式,即根据学员的学习情况,把实际值与期望值进行比较,对教学工作做出客观评价。按照教学目标衡量实际成效,最理想的情况是在偏差较小时就有所察觉,并采取措施加以改善。但是,仅凭经验是远远不够的,必须制定客观公正、切实可行的评价方案对学员进行综合评定,才能客观地评价教学效果。 2.反馈控制方式的选择 在教学过程中,课堂授课是知识传递的一个关键环节,在此环节中必须采取有效的反馈方式,以获取足够的反馈信息。在“自动控制元件”课程教学过程中,教学组在课堂授课过程中采用了优质提问教学法(Quality Questioning, QUILT)。QUILT是一种“通过提问、理解促进学习和思考”的教学方法,包括精心准备问题、适时抛出问题、激发学员回答、对学员的回答进行加工以及对提问行为进行反思五个阶段。[2]通过QUILT,可以调动学员的学习积极性,使更多的学员参与思考,更重要的是能够迅速获取学员对知识的理解程度的反馈信息。同时,教学组采取其他方式获取更多反馈信息,主要包括每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践活动(“三性”实验、“三小”活动、数学建模、电子设计、机器人大赛)等,使学员在掌握理论知识的同时,提高动手能力和实际应用能力。 自动控制理论论文:自动控制理论初探 【摘 要】随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 【关键词】自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论—或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:基于CDIO教育理念的自动控制理论精品课教学改革研究与实践 [摘要]CDIO,即构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。本文选用自动化专业的一门主干课“自动控制理论”为研究对象,运用CDIO教育理念对该课程的教与学进行探讨和实践,形成了以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,经过5年的教学实践,取得了很好的教学效果和教改成绩,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高,为创新人才成长搭建了宽广舞台。 [关键词]CDIO;工程教育;自动控制理论;教育理念 1 研究背景 CDIO工程教育培养模式是由教师简洁明了地介绍要学的相关概念后,将学生分成小组,每个小组5~6人。各个小组自己设计实验方案、确定操作流程、选择器材,分工合作完成实验。通过分析实验结果,学生提出其中存在的问题,然后教师开始剖析概念、讲解原理,并和学生一起探讨。该模式可以培养学生分析问题、解决问题的能力,同时能够增强学生的自学能力、沟通协调能力、团队合作能力以及大系统的运作能力并最大地发挥学生的积极性和创造I生。自动控制理论是指导人们在一定工程背景下实现对复杂系统设计与分析的方法论,理论性很强,而CDIO工程教育模式的精髓——CDIO代表的构思、设计、实现和运作正是自动控制理论思想的具体体现,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,旨在培养学生的工程能力,是一种新的高等工科教育模式。它包括个人的工程科学能力和技术知识能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统协调等方面的能力。显然,CDIO的教学目标与应用型高校本科专业的培养目标是一致的,即培养理论与实践相结合、工程技术与市场需求相结合的高级专门人才。以人才培养为目标,以教学改革为指导,以教材创新为核心,以科学研究为基础,对自动控制理论课程进行改革,以适应国内快速发展的工控领域对自动化人才的要求。 2 教学理念的转变 2.1 教学模式改革 “培养什么样的人才、如何培养人才”始终是高等教育的基本问题,“教什么、怎么教,学什么、如何学”始终是教学过程中的一对基本矛盾。很多教师认为“教什么”最重要,至于“怎么教”、“怎么学”全在个人,不重视教学方法的研究,习惯于个人传统方式的延续。认为“怎么教”是教师的事情,“怎么学”是学生的事情,“教”与“学”分离,对教师主导、学生主体、师生互动交流认识不足;对教学大纲的把握、对教学目标的实现认识不足,认为教材、讲义、网上资料师生可以自由使用,殊不知,这是教师不负责任、偷工减料的表现;对课程的规律性与学习能力培养的重要性认识不足,有的教师过分强调讲课面面俱到,“填鸭式”教学方法反而贻误了学生创造思维的训练和培养。为此,提出如下理念。 1)学生的主体性与教师的主导性融合。教师视每次授课为一场表演,既是演员又是导演,学生是观众。这样教师就要在如何演的精彩、如何引人入胜上下功夫,教学过程中教师主导活动和学生主体活动不断融合实现动态转换,随着知识的潜移默化,学生的学习活动自主性逐渐扩大,教师的传教活动制约性逐渐缩小,最后转化为学生能够完全自主学习,真正成为学习的主人。 2)学习的开放性与教学的关键点融合。信息时代提供了众多的知识获取途径,课堂和教师已不再是获得知识的唯一渠道,应该充分利用网络、名师、资料、实验、学科、专业等优质资源环境与学术氛围,把学习的场所从课堂扩展到大型实验室、图书馆、讲坛等。自主研学、拓展训练、思维创造,为学生知识创造和能力建构拓展了更加宽松的环境,这是当前教学模式改革的核心。强化自主性、综合性、设计性实验,重视工程实践、课程设计、项目训练以及大学生生产实习;将学生个体的学习扩展到小组学习、团队学习等合作学习的形式;着力提高各种课外学习活动的覆盖面和参与面,通过研究小组、讨论班、报告会、俱乐部、沙龙、社团等各种载体,让每一个学生都有锻炼施展多方面能力和才华的舞台。教学的关键点是教给学生一种思考问题的思维方法,有些知识问题的具体细节,忘记了可以查书,但思考问题的方式,一旦领悟并加以应用后,具备的是解决更多新问题、领悟更多新知识的能力,这才是教与学的关键。充分利用互联网拓展学生网上学习、教师网上答疑、学生网上作业、教师网上批改的新途径。 3)教学评价的综合性与透明性融合。既然讲课就是表演,演员演得如何观众最有发言权,采取学生匿名网上评议制,对每位授课教师按照统一的评价指标给予教学质量评价,教师可以随时查阅学生评价做到有则改之无则加勉,这种方式有效提高了教师的教研水平。 4)学生成绩评定的多样性与灵滑性融合。采取平时考核(20%)+实验考核(10%)+学期考核(70%)作为学生的最终成绩,这样充分调动了学生学习的自主性与积极性,避免了一考定终生和逃课现象。 2.2 明确精品课程的内涵 精品课程是指具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,省级精品课《自动控制理论》是由自动化系负责开设的院级平台课,是一门理论性和实践性都很强的课程,理论比较枯燥,难以理解,其特点是概念多、抽象,理论分析和数学计算比重大,在课程讲授过程中,若不注重教学模式的改进,就会让学生感觉似乎在学一门“数学”课,跳不出抽象的理论框架,不知道如何把该课程的理论知识应用于工程实践中,那么,这门课程的讲授就是失败的。在课程教学改革实践中,引入CDIO模式,以小型控制课题为导向,引导学生自觉加深理论学习,依次完成控制系统建模、控制器设计、仿真实现,培养了学生的创新能力、动手能力及课题研究能力,激发了学生的学习兴趣。因此,教师要有目的、有计划、有步骤地结合教学的具体内容对学生进行思维方式的引导、指导和训练,使学生理解并掌握诸如典型化、线性化等处理方法和意义,体会到数学作为一种工具处理工程问题的重要性和趣味性,使学生变被动学为主动学,提高学习积极性,既巩固了知识体系,又树立起工程思想。 3 基于CDIO教育理念的教学改革 探索了CDIO理念下的以研究型学习,以实际的物理对象为背景进行控制系统建模、控制器设计、仿真实现的教学模式,并相应地对教学内容、教学手段、考试方式进行了配套改革。 3.1 教材建设 教材是教学理念的载体,是课程体系改革的核心。为了充分贯彻课程改革建设,发挥团队的特色,自2003年开始狠抓教材建设,相继出版了两部理论教材:《现代控制理论》(中国标准出版社2003)、《自动控制原理》(21世纪高等院校优秀教材,国防工业出版社2004);两部与之配套的书籍:《自动控制理论学习指导》(大连理工大学出版社2004),《自动控制理论实验及综合系统设计》(华中科技大学出版社2008);一部用于指导学生进行计算机辅助设计的《控制系统数字仿真及MAT-LAB语言》(电子工业出版社2009)。形成了理论教学、实验教学、学习指导、CAD实现的系列特色教材,为知识的有效传播奠定了基础。 3.2 良好的开端是成功的关键——绪论的重要性 在绪论中重点介绍自动控制理论的发展史,研究的对象、方法及主要内容,自动控制理论的特点和发展趋势以及在工业生产、航空、航天等领域所起的重要作用。为了增强学生学习该课程的兴趣,课程中利用多媒体技术制作了多个视频资料,包括阿波罗登月、我国的神舟七号载人航天飞行、美国NASA的月球车、国际机器人大赛以及人在大脑支配下的行为过程等,并简要介绍了这些系统中用到的自动控制理论知识、课程的重点及学习方法,学生由此对课程产生了浓厚的兴趣及强烈的求知欲望,促进了学生从“要我学”到“我要学”的转变。 3.3 强化实践教学,提升工程实践能力 围绕工程实践和创新精神培养这一目标,实践教学构建三层体系,突出综合性、设计性、研究性训练,加强课内实验、课程设计、毕业设计等实践环节的有序衔接。提出以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,进行了基于“学术探讨、项目研究”的教学改革。将教学分成三个阶段:课堂教学、课程设计、毕业设计。精心设计了一整套与之对应的三级项目体系:以随堂进行的项目为三级项目,促进学生对专业核心课程的学习;以专业课程设计为二级项目,培养学生构建并运用知识模块的能力;以毕业设计为一级项目,培养学生用专业知识开发设计复杂系统和产品的能力。为探索CDIO教学模式,将授课教师从科研项目中提炼出来的基于团队的三级项目与课程实验教学有机融合,让学生在课堂上学习理论知识,课外进行三级项目的研究,使学生自主建立起以确定项目方案、设计和仿真为主要内容的学习体系。三级项目的最后,要求学生以撰写项目报告和制作PPT的形式进行项目研究的汇报,改变了以往以课后习题来巩固学生所学理论知识,类似于“纸上谈兵”的学习方式。结合不同章节内容的特点,教学骨干自行开发了所有课程的多媒体助学课件,如针对根轨迹绘制制作了全动画多媒体课件,受到学生的普遍欢迎。这种教学模式为创新人才成长提供了自主性、研究性、多样性的宽广舞台,促进了学生创新实践能力和综合素质的全面提升。燕山大学学生先后在全国“飞思卡尔杯”智能车大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”创业计划大赛以及全国电子设计竞赛等许多重要赛事中均取得了十分优异的成绩。 3.4 加强网络教学平台与资源共享建设 为培养学生自学能力,自行研发了网络综合教学平台,提供了15个子系统供师生使用,形成了一个集教学、学习、实验、设计、考研辅导、信息交流于一体的自动控制原理在线教学的专业网站,实现了教育资源共享。以图文并茂的形式提供丰富动感的教学内容,利于突出重点、突破难点,优化课堂结构,创造良好的网络教学环境,提供教学讲义、教学视频、课后练习测试、同步训练、在线答疑、提交作业、考研专题等多个栏目,为学生提供了丰富的教学资源。 3.5 开展研究型学习 教学中引入的工程实例倒立摆装置是一个复杂的、不稳定的非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。通过对倒立摆的控制,检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时,其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途,如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。教学中,将倒立摆作为工程实例贯穿整个课程,在各阶段理论教学后,完成倒立摆的系统建模、分析及控制器设计等,提高学生的工程应用能力及学以致用的信心。 研究型学习分三个阶段:(1)引导学生充分利用图书馆和网络,搜集相关资料;(2)学生分成研究小组,在6周的时间内,跟随课程的学习进度依次完成被控对象的建模和性能分析,并完成控制器的设计,然后用Matlab/Simulink建立控制系统的仿真模型,对系统的控制性能进行仿真分析;(3)要求学生以组为单位撰写研究报告,并以小组的形式进行研究汇报,汇报中要求小组成员全员参加,教师和其他组学生同时对研究情况进行打分评价。通过汇报,不仅可以活跃研究氛围,加强各组学生之间的交流,开阔学生的视野,还可以检验每个学生在课题研究中的参与程度。 最后,可以在一、二、三级倒立摆实验平台上,实现学生自行设计的系统验证。在课堂上,教师们也把工程项目的部分内容作为教学案例介绍给学生,注重知识讲授与项目实践有机结合。在课下,教师们带领学生积极参与科研项目研发或专业竞赛活动,培养了一批专业基础扎实、动手能力强的优秀学生。利用好现有的实验室和实习基地,探索出了一条行之有效的工程教育模式,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高。 4 结束语 教学实践表明,基于CDIO教育理念的教学模式可以大大提高学生的学习积极性、主动性,促进学生从“要我学”到“我要学”的转变,有利于培养学生的动手能力、综合应用能力和创新能力。学生反映非常喜欢这种教学模式,并提出了很多很好的建议,加强了学生和教师之间的沟通与交流,起到了教学相长的效果。 作为一种工程教育教学模式,CDIO具有先进的理念和很好的借鉴作用。将这种工程教育思想贯穿于自动化专业人才培养方案改革、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学建设等各个方面,构建理论与实践相结合,技术与市场相结合的应用型人才培养体系,为国家、地方培养合格的高级专门人才,是教育工作者的不懈追求。
机械工程自动化论文:机械工程自动化技术存在的问题及措施 机械自动化指的就是在机械制造的过程中广泛的进行自动化技术的推广和应用,以此达到使加工,加快原材料的加工和流动速度。机械自动化技术的发展与广泛的应用,是机械制造业一个巨大的飞跃,也是机械制造业发展的主象实现连续自动生产的目标,进而实现生产过程和生产效率的优化流趋势。但我国机械自动化的水平依然处在初级阶段。因此,我国的机械自动化技术还需更加快速的发展,更加广泛、科学的应用。 1机械工程自动化技术的现状及问题 1.1 机械工程自动化技术的现状 我国的机械自动化在自动化技术方面,还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化;在机械自动化的生产管理方面,我国的大多数企业依然采用传统的管理模式,而工业发达国家已经实现了计算机管理,并且在工业组织与管理 生产模式方面不断进行着创新和升级;在人才管理方面,没有好的、适宜的人才管理机制,理论人才过多,不够全面性;在机械设计方面,我国还没有做到及时更新,设计水平也没有很大的提升;在工艺水平方面,我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段,在复合加工手段的采用上尚未真正掌握,仍处于追赶阶段。 1.2 机械工程自动化技术存在的问题 自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题,例如缺乏相关技术人才,自动化技术相对落后,自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键,我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术,对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验,不断研究创新,才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步,但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构,必须提高水平,改变落后的状况 我国的自动化技术应用的领域还不够广泛,缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。 2 改善机械工程自动化技术的措施 综上所述,机械自动化水平的发展程度,不仅影响本国机械制造业的整体发展,同时也能直接显示出一个国家的工业发展水平和国民经的提高程度。从近年来我国机械自动化的发展趋势来看,应当采取以下几方面的改善措施: 2.1 充分认识机械自动化的发展方向 通过对机械制造工业发展的整体情况来看,机械自动化的发展是一个由浅入深、由简单到复杂的工程,在这个过程中,人工操作逐渐被自动化的控制器进行控制,生产方式也逐渐由传统的人工方式转变为素质化和自动化,这是人类社会的巨大进步,也是科技发展的重要成果。建国后,国家虽然在机械制造业方面投入了很大的精力,因为缺乏先进的科学技术,原有工业基础也相对薄弱,期间,我国的机械制造行业的发展劲头也大幅度减弱,我国的机械制造业在改革开放前一段时期内始终处于低水平状态。 改革开放以来,我国大力引进国外机械制造技术的引进和学习,国家重视教育行业,科研实力逐步增强,我国的机械制造业逐渐发展起来了。目前我国机械制造行业虽然有了突飞猛进的发展,与发达国家的机械制造业水平相比,我国的机械制造业技术水平还处于较低阶段。针对我国的具体国情,发展机械自动化技术,应该以企业的生产和发展的实际需要以及市场需求为基本导向,以“科技是第一生产力”为指导,大力发展科技创新,加大技术投资,优化产业链为首要任务。在我国,切忌盲目搞自动化、搞自动生产线的做法。以往的经验告诉我们,盲目生产只能造成低效率、低质量的生产,不仅产生不了经济效益,还会浪费大量的人力、物力和财力。做到效率和质量的有机统一,充分考虑市场经济下的物资平衡,才是我们发展机械自动化技术所要达到的目标。 2.2加强机械自动化技术的发展力度 机械制造业作是我国基础工业,对国家经济基础命脉,机械制造业自动化技术的先进程度也决定了国家经济的强弱。我国机械制造业各企业具有大量的通用设备,在发展机械自动化技术时,应将原有设备作为基础,合理调整机床布局,通过添置少量的数控设备,充分发挥电子计算机自动化管理的优势,充分发挥人的创造性,共同创造一个以人为中心、以信息自动化为先导,建立自主的单元化生产系统。我国经济发展很快,问题也相对较多,首先是能源的巨大消耗,和环境的破坏。虽然说我国的能源相对来说比较丰富,用我们13亿人口这个庞大的数字平均一下,就显得非常匮乏。党和国家在新的历史时期提出了经济发展要遵循 “节能减排”的目标,这样就要求我们在产业方面要加大科研创新力度,大力发展节能型产业和经济性产业,利用最少的能源创造最大的利润的同时要注重环境的保护和能源的可持续利用。发展机械自动化技术应该立足于自我研发,然后配套国外先进技术的引进,共同来完成技术的升级和改造,要重视降低能源消耗,并减少污染物的排放,走一条低成本的机械自动化发展之路。 2.3合理地使用机械自动化技术 目前,中国机械制造业同世界先进水准之间存在着阶段性的差距。在这种情况下,普遍应用电子计算机集成制造系统的高度自动化,并不具备相应的基础技术、发展经验和所需资金。因此,应该发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术。目前在我国,在数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中,自动化设备被仍然是以半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零部件加工自动线等为主。在大批量的铸造、锻造、焊接、冲压、热处理以及装配等生产过程中,采用自动单机和自动线则是符合现实的,也是可行的。针对品种较多的成品生产,应该采用可快速重新调整的设备组成成组工段或者流水线 可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元从而实现成组自动化。针对单件小批量生产,应该从推广成组技术人手,适当发展采用数控机应用或加工中心。 2.4 注重自动化技术的发展趋势及前景 坚持走自动化技术的发展道路,对于机械自动化技术的发展至关重要。目前,机械制造自动化技术的发展向朝着数字化、绿色化与智能化方向发展。数字化是先进制造技术发展的核心,是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果,这将是机械自动化技术发展的必由之路。随着人们对人类与环境之间的关系这一问题认识的逐渐加深,实现人类与环境之间的协调、可持续发展是当代经济发展必须遵循的原则。机械自动化技术的发展也同样要遵循这一原则,实现绿色化发展之路。近20年来,制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型,这就需要制造系统不但要具备一定的柔性,同时还要表现出一定的智能,实现在对大量复杂信息处理的同时,能够自主进行选择与处理这既是现代科学技术发展的必然结果,也是人类社会进步的重要标志。 4 结语 总之,机械制造工程的自动化技术是企业不断追求的目标,通过利用自动化技术,企业产品实现集成化、智能化、虚拟化,需要管理、经营、技术进行不断地优化整合,从而达到提高产品的质量、降低产品的成本、提升服务质量等目的。面对全球市场上的激烈竞争和快速进步,机械制造自动化是我国机械制造行业的发展目标 我国的机械自动化必须不断进行借鉴和创新研究,提高我国机械制造的自动化技术能力,促使我国机械制造自动化水平与国际接轨,提高我国机械制造行业的国际竞争力。 机械工程自动化论文:浅谈机械工程及自动化 随着中国经济的不断发展,机械自动化技术对中国工业的发展有着极大的影响和推动作用,随着中国加入wto,重工业产业因为技术与生产力落后的原因,始终没有跟上世界同步水平,导致近年来,中国工业生产水平止步不前,而机械自动技术的产生,可以改变这尴尬的情况,帮助中国工业生产重振雄风,机械工程自动化技术是指在机械制造工业中应用计算机智能自动化生产技术,实现对加工对象的连续自动生产,不断优化自动生产的过程,提高工业生产的效益,加快生产投入物的加工变换,能有效提升生产的流动速度。 一、机械工程自动化的技术 中国作为一个发展中的国家,全部的技术都必须建立在一个基本前提上,那就是是否与我国的基本国情相匹配,是否能够带动我国经济、工业的发展,而不会造成严重的后遗症,所以,针对这些问题,我们看到,我国的当前的国情是,我国是通过不断消化吸收国外的柔性制造系统完成自身工业发展的不断成熟壮大,这是一个最基本的国情,而需要解决的方法就是,根据国外的先进技术,结合当前的实际情况,研制、开发和推广适合我国国情的技术。 我们国家目前应该在消化吸收、融汇贯通国际上的自动化技术理论的基础上,努力做到从我们国家机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究。 针对我国目前的发展的整体情况,相关人士认为应当先发展低成本自动化技术,因为该项技术发展的潜力巨大,前景非常广阔,投资小而且见效迅速,对于目前中国的工业情况而言,是非常实用的技术,有利于提高生产的自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果。 二、机械工程自动化的发展 以微电子技术、软件技术、计算机技术以及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅能深刻地影响着全球的军事、社会、经济和科技的发展,而且也深刻影响着机械自动化的发展趋势。 光机电化方向 机械工程自动化的发展有一个极为重要的发展发展就是光机电化发展方向,因为在这一方向上,我们可以把整个进行有效的组合,在光机电化系统中,整个系统是由传感系统、信息处理系统、动力系统、能源、机械结构等部件组成,最重要系统则是光学感应系统,在机械自动化的发展中,通过引进光学技术,利用光学技术的先天优势,就能有效地改进机械自动化的传感系统、能源系统和信息处理系统。光机电化技术可省过去靠机械传动链连接的各个相关动作部分,改用几台电机分别驱动,或用电力电子器件,或用电子电控装置进行相关动作控制来实现。光机电化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,能以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。 智能化方向 智能制造是20世纪80年展起来的一门新兴学科,具有很重要的前景,智能制造的涵义,有众多说法,可以认为智能制造是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络和遗传基因等人工智能技术应用到控制中,解决多种复杂的决策问题,提高制造系统的水平和实用性,人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺,具有学习工程技术人员实践经验和知识的能力,并能在生产实际中长期发挥作用。 全球信息化方向 随着全球信息化的程度不断加深,机械自动化也在往全球信息化方向发展着,据我们所知,在跨国的并购和国际产业转移的过程当中,全球化的另外两个特征:全球采购与配套、全球设计与制造,相应形成。众所周知,经济全球化的快速发展,拉动了信息化和信息技术的全面发展,信息化、信息技术的发展又推动了全球化的进程,如果没有全球的信息网络做为运行环境的支撑,我们根本无法想象,全球的工业、生产制造业是否还能继续维持下去。全世界的制造与设计,由于有了更广阔的信息与网络,不仅得到实现,并且能在24小时不间断地工作,全球采购与配套,只有借助了信息技术才能有效地进行。 三、机械工程自动化的进步 精密机械 精密机械是高科技制造业的基础,两者互动密切,相辅相成。机密机械工业的推动,可加速高科技产业升级,全面调整经济结构;高科技产业的发展,又可相对扩大对精密机械的市场需求,带动机械成长茁壮。精密机械技术包含了ng工具机,超精密加工技术,纳米加工技术,新精密机械技术等领域。 工具机技术 未来工具机产业将以发展高速切削、硬切削技术为主,而高速切削加工机之主要发展项目应以高速主轴及高速进给技术为主。在进给系统高速化方面,未来线性马达之应用应会普及化,故硬加速协助业者进行高速切削工具机相关技术之研发。 半导体制程设备技术 我国半导体工业在过去十年来蓬勃发展,已为半导体工业相关技术扎根,也带来信息相关产业的进步与发展。而今由于全球通信息产业日正当中,已有多家国内业者投入所需之ⅲ-ⅴ族半导体关键高速及高频元件生制造。目前ⅲ-ⅴ族半导体晶园厂量产技术尚在萌芽阶段,生产制程与设备尚有很大的改善空间。我国湾砷化镓产业已成型,且为全球唯一投入砷化镓晶园代工的地区,依各业者规划的产能计算,不仅可拿下近五成的晶圆制造市场,并有机会延续硅晶圆发展模式,再创另一个半导体产业高峰。 四、总结 当今科技的进步与市场的需求对于机械工程的建设提出了前所未有的挑战,同时又提供了更广阔的发展空间。正是这种挑战与机遇共存成为了机械工程发展的动力,在自身不断完善发展的同时又从各个学科领域中获得新的启示与技术支持提高改进和创新的能力。在广阔的市场需求与人才不断扩充的前提下,我们不仅要加强自身的建设与发展更要积极的向国际最尖端的领域学习借鉴,相信我国的机械工程会引领世界。 机械工程自动化论文:探讨机械工程及自动化创新实践开发 引言:工程的本质在于创造,工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用,创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业,与社会生活中的其他专业有着不同的分工,以创造为自己的使命,这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪,世界将进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才,承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育,必将成为国家创新体系的支柱和基础,寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。 一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义 随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。 二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究 通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。 机械工程及其自动化专业综合创新实验ι 1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验ⅱ 1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。 2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验ⅲ 1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施 系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容,然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容,最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养,更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深,认识问题由感性认识到理性认识过程设计的,它重视了学生综合创新能力的培养,形成了鲜明的特色。 明确培养目标制定具有工程特色的教学计划。随着科技进步,以计算机信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的渗透、融合、应用,使得机械工程学科本身的内涵、外延同传统的观念相比有了质的变化,企业要求该专业的毕业生不仅具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力,还应具备在工业生产第一线从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力,为了适应社会需求,就应在现代教育思想、教育理念的指导下,以培养具有工程素质的应用人才为目标,构建起新时期对该专业人才要求相适应的、与现代高新技术相融合的、与经济发展环境和资源条件相协调的教学计划体系,按照公共教育、专业教育、实践训练的培养策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顾个性培养。公共教育部分要培养学生良好的人文素质, 人文与社会科学与自然科学从来就不是分割的, 很多科学技术中的突破来自于人文知识的灵感, 创新思维和创新精神的培养,也绝不是单纯的专业知识教育问题,通过对学生宽广的通识基础和深厚的自然科学理论基础的塑造,辅以工程哲学的教育,可以为工程素质培养奠定良好的基础。专业教育部分要系统学习专业基础课程和核心课程,重视坚实的专业技能的培养,培养工程师的基本素质。在条件允许的情况下,可以为学生提供专业技能认证课程。实践训练部分则着重进行上手快、后劲足的实践能力与创新能力的训练,任何一个学年均有不同的实践教学环节,保证工程实践训练4年不断线,倡导以科研项目、工程现场、实验室研究为背景,进行系统的动手实践能力和创新能力培养。除了上述共性教育,还要对学生进行个性培养,如鼓励学生参加辅修专业的学习,选修感兴趣的其他专业,通过学习,扩大学生的知识面,以此加强跨专业、跨学科的复合型工程人才的培养。 机械工程自动化论文:机械工程设计及其自动化发展趋势 摘要近几年,我国科学技术水平不断提升,机械行业也取得了重大的突破。在工业生产过程中,机械工程技术是极为重要的,我国机械行业虽然有着较快的发展速度,但是与其他发达国家进行对比还有一定的差距。自动化技术正在被人们所广泛运用,其不仅能够促使机械工程设计的效率不断提升,而且能够在一定程度上确保机械设计作业的安全性、可靠性。文章将详尽阐述机械设计及其自动化的具体设计原则,并结合实际情况来探析机械工程设计及其自动化的发展趋势。 关键词机械工程设计;自动化;发展;趋势 1概述 机械设计制造及自动化以机械技术和电子技术为主体,多门技术学科相互结合的产物[1]。机械设计及其自动化使得机械工业的技术结构、产品结构有所不同,其功能和构成也出现了一定的变化,机械工业的生产管理模式也不再像以前那样,其生产模式的自动化均已实现,产品的质量也越来越好,机械工程设计自动化对于我国工业水平的提升有着重大意义,应该给予一定的重视。 2机械设计及其自动化的设计原则 2.1设备的功能要求得以实现 机械设计及其自动化技术具有着较强的综合性,运用这种技术所制作出来的机械器材的性能与其内部构造之间有着紧密的联系。机械设备的研发主要是想让人们的日常生产环节能够更快更好地完成。每一种机械设备均有着其相应的功用,不同设备的功能是有着一定区别的。机械设计及其自动化最关键的设计原则是要满足人们对于设备功能的要求,只有这样才能确保这些设备能够被正常使用。每一种机械设备均可以处理物质、能量以及信息,然后再将这些输出,故机械设计及自动化也应该具备这种能力。 2.2运用先进技术来不断改进和创新 机械工程及自动化系统有着众多功能,依照它们所具备的功能可以将这些产品细分为3种。1)加工机。该产品是一种自动化形式的机械,往往被用来进行物料的搬运以及加工生产等作业,其能够针对各种类型的东西进行自主加工处理,从而得出更加完善合理的物品。该类型设备常见的有机床、交通运输的器材、食品加工处理的设备、运用于纺织以及印刷的机械等等。2)动力机。这种器材主要运用于输出能量,在把各种信息输入到该设备中之后,将会通过这些信息来得出一种新的系统,比如交通车辆的电动机、内燃机、发动机等等。3)信息机。信息机这种自动化机械设备主要是用来处理各种信息,在工作人员将各种信息输入之后,该设备针对这些信息展开计算和管理,从而得出用户想要的信息数据。 3机械工程设计及其自动化发展趋势 3.1智能化 伴随着社会现代化进程的不断推进以及科学技术水平的不断发展,机械工程设计及其自动化将会不断向智能化方面靠拢。机械设计及其自动化的智能化涉及的内容非常广泛,往往需要运用到诸多学科方面的知识和思想,在未来,机电一体化技术也会朝着这个方向不断发展。通过调查不难发现很多人认为机械智能化设备能够很好地完成人类的各种工作,并且会具备自身独立的思想、能力以及情感,即人工智能状态。这种机械设备具有一些基本的逻辑能力、思维能力、推理能力、判断能力以及情绪活动等[2]。人们通常将这一系列设备命名为智能机器人。在部分人的想象中,智能机器人发展到最后可能会取代人类,然而,这是不现实的,机器人终究属于机械设备,即使它有着很强的工作能力,但它终究是人类制作出来的,其无法取代人。由于机器人可以代替人们完成很多事情,故非常有必要注重机械智能化方面的探究,以此来更深层次解放人的劳动力。 3.2绿色化 现如今,人们居住的环境变得越来越好,生活方面的物资也越来越丰富。然而,人们对于环境的破坏正在持续加重,各种资源的储备量也在急剧降低。针对这种情况,人们非常有必要采取一系列措施来加以处理,使得自然资源能够被很好地保存下来。现如今,为了确保环境保护以及人类健康的要求得以达成,绿色产品出现在人们的视野中,这种产品对于环境的危害非常小,而且能够充分利用资源,绿色化已经成为时展的趋向,机械工程设计及其自动化的发展也会朝着绿色化方向发展着,只有这样才能符合时展的需求。 3.3微型化 最近几年以来,微电子设备技术正在被广泛运用与人们的日常工作和生活中。机械设备在人们的印象中往往是那些比较高大的器材,而机械设计及其自动化正在不断向微型化方面展开探究。机械设计及其自动化的微型化发展突出表现是微创术[3]。微创术很多被运用在医学方面,这种技术对于人们而言是非常新颖的,是一种顶尖科技。该技术在医疗方面具有重大的功用,其通过微型设备来减少手术所带来的危害,患者在手术过程中也不再那么痛苦,并且能够促使手术的安全性有所提升。目前,由于这种设备的加工比较困难,其要求非常严格,急需相关人员来加以处理,从而推进机械自动化设计在微型化方面的拓展运用。 3.4网络化 网络的迅速普及,促使各种网络控制和检测技术的研究得到了长足的进展。而控制所用到的终端设备就是机械设计自动化产品[4]。网络技术的广泛使用让各种家用设备均能与网络连接起来,人们可以通过网络来控制各种设备的运转,故机械设计自动化产品需朝着网络化的方向发展。 4结论 现如今,人们越来越注重机械设计及其自动化的发展,我国虽然在这方面取得了一定的成就,但是这些依然是不够的,要想推动我国社会、经济不断向前发展,就需让机械设计及自动化不断朝着智能化、绿色化方面发展。 作者:廖鑫 单位:郫县第一中学 机械工程自动化论文:机械工程自动化设备安装技术与方法 摘要:我国的科学技术正在不断进步,自动化的新型设备已经生产出来,相关的安装技术也正在不断革新。本文针对机械工程自动化设备的安装技术展开分析,探讨发现的问题,并阐述具体的应用措施。 关键词:机械工程;自动化设备;安装技术 引言 自动化设备的应用主要是用来生产实践的,这也标志着自动化设备正在逐步现代化。在实施安装的过程中,自动化设备中的零部件是安装工作中的重点内容。安装的效果影响结构的精度,安装的时间影响设备的质量,也会影响生产的产品的使用效果。因此,研究安装技术具有重要的现实意义。 1机械工程中自动化设备的安装要点 首先,应该在安装前做好充分准备,牢记安装规则,重视安装中的注意事项。安装技术人员必须背熟安装过程,在实际安装前应该在心里模拟一遍,并且思考安装中可能出现的问题,提前制定解决问题的方案,以便在遇到突发问题时能够尽快解决问题,顺利安装完成。其次,要注意自动化设备的轴承安装和零部件的焊接。在进行这两项安装时,要按照自动化的科学方法进行操作。最后,自动化的设备内部比较精密,零部件的安装需要进行密封处理,如图1所示。即便是安装的交界面,也要进行特别处理。 2安装技术中存在的问题 自动化的安装技术具有一定的理论知识,自动化设备的运行也是依靠数理化知识进行设置的。安装时,如果技术人员能够保障安装质量,将直接提高设备的工作效率。另外,我国的安装技术和方法和国外的先进技术还存在一定差距,计算机处理技术并不能在安装时充分发挥作用。 3安装技术的改进措施 3.1提高安装质量 自动化设备的安装质量由安装人员的技术水平决定。安装人员的专业素质必须过硬,同时要重视这项工作的重要性。平常工作中,要训练安装知识,通过实际操作更加熟练操作流程,以减少安装时的失误。制定安装的监督管理工作,严格规范操作流程,通过激励制度激发员工的工作热情。 3.2学习安装技术和方法 我国的安装技术相对落后,通过学习国外的安装技术可以提高我国安装技术的整体水平。和国外的先进技术人员沟通和交流,以国外的先进技术为基础,不断创新,以不断提高我国的安装水平。 3.3加强人才培养 我国自动化设备的应用越来越广泛,国家应该投入更多科研资金,以加快安装技术的发展。要培训安装人员,选拔优秀的人才,不断提高整体人员的技术水平。 4自动化设备安装技术的具体应用 4.1自动化系统的安装 4.1.1加工系统在我国的工厂中,技术人员长期处在生产工作中,身体受到严重的损害。而自动化技术广泛应用于工厂生产,尤其是加工系统,可以极大程度地降低工作人员的劳动强度,提升工厂的生产速度,提高工厂生产的零件精度,从而获得更多的经济利益。4.1.2组装系统实际生产中,生产的工具多种多样,其中应用广泛的工具就是小元件的组合工具。以往小元件的组装依靠人工,不仅耗费大量人力,也会严重耽误生产进程。自动化系统的加入,明显提高了工厂的生产效率,且不会因为人工安装出现大量的位置错误。在工厂的组装系统中,全面融入自动化技术,可保障元件的生产顺序,降低整体失误率,提高生产效益。 4.2检测系统 由于产品的要求越来越高,产品的精度检测也是工作中的重点。自动化系统的加入,提升了产品的检查速度,保障了产品质量。检测系统可以高精准检查生产的各个环节,极大地增加了产品的生产数量。4.2.1找准安装基点安装设备的过程中,应该找准设备的中心线。基础中心线要求和纵横的中心线统一对齐。实施安装前,可以对标板进行永久式绘制。基准点的位置也应该绘制布置图,以两种图版为基础进行安装。图上应该标明实际的埋设点和基准点,如果设备在安装过程中需要及时做出调整,也会有基准点作为参考。同时,要实施观察设备的沉降情况。当设备进入高速运转时,以减少震动的发生。值得注意的是,基准点的数量一般不能少于四个,检查时可以按照原有的基础规范设立基准点的标准。4.2.2定位设备吊装设备后,需要精准的定位设备。因此,可以设立挂设基准线,按照要求选择钢丝。钢丝的直径应该在0.3~0.75mm。挂设期间的拉紧力应该在钢丝整体承受力的2/5~4/5。水平挂设时,整体的距离不能超过40m,斜跨距离不应该超过40m。对基准线进行挂设,可以帮助线架进行调整。安装期间,线锤必须和基准点对症。经过调整后,才可以锁定螺母。应用基准线时,也不会发生明显的偏移。4.2.3调整标高标高的调整是设备安装工作中的重点内容。应用水准仪对基准点进行设定,然后投射辅助应用的基准线确定设备的标高,不断做出调整直到调整合格为止。比较重要的设备必须应用水准仪,以减少设备安装可能发生的失误。4.2.4调整水平度在以往的安装工作中,基本按照整体设备和分体设备结合参照调整水平度。如今,应用水平仪可以测量设备表面,按照不同的设备选择不同的水平仪,分体的设备找平后分别进行安装,之后进行整体的安装即可。 5结语 机械工程是我国的主要工程之一。应用自动化设备可以提高生产效率和产品质量,进而提高整体的工程竞争力。 作者:王笑 王宏 单位:新疆工程学院 机械工程自动化论文:机械工程自动化设备安装技术与实践 摘要:近年来,在机械生产制造行业中,自动化设备成为重要的构成模块。自动化设备在安装期间,设备的精准度常常受到零部件安装概况的影响。因此,安装技术直接关系到设备在后期的使用情况,要求技术人员端正作业态度,提高综合素养,从而确保自动化设备安装技术质量。 关键词:机械工程;自动化设备;安装技术 社会科技高速发展,传统的机械制造模式难以再顺应时代的潮流。因此,机械制造人员应树立与时俱进的理念,加大创新力度,使机械制造朝自动化方向发展。对于设备安装环节而言,安装人员应保障安装质量,从而提高生产效率,以下笔者展开论述。 1当前机械工程自动化设备安装技术现状 近年来,虽然我国机械化设备安装技术取得了一定成就,但是还存很多不足。相比于西方发达国家,我国自动化设备安装技术中还存在很大的进步空间。西方引入了先进的信息技术,但是我国信息技术发展相对落后,难以发挥计算机的优势,使自动化设备安装期间的信息技术应用效果不佳;我国自动化设备安装技术存在的最主要问题为缺乏资金投入,当专业技术人员综合素质不高时,设备在安装期间出现问题后,技术人员也难以及时处理;当前很多安装技术人员忽视了安装环节的重要性,一旦安装质量未达标后,在后期自动化设备的使用过程中,其性能难以良好发挥,不仅减少了设备的使用时间,而且导致生产环节中存在安全隐患。机械工程自动化技术,即借助机械来执行一系列设备指定动作,使被操控设备能完成自动化任务。机械自动化技术以数字系统理论为基础,借助反馈原理使动态系统能实现自动化操作,从而达到原有的输出值。在当前环境中,很多国家的机械自动化技术较高,同时,正处于不断完善制造技术的过程中,相比于西方发达国家,我国还存在很多不足之处。在很多工厂里,某些工人长期工作会产生疲倦心理,降低了作业效率。当自动化技术引入加工系统后,能从很大程度上减轻工人的作业负担,同时保障加工零件的精确率,为企业带来更多的经济利益。由于某些系统涉及较多的元件,在人工环境中操作会消耗较多的时间与精力,并且难以保障元件的顺序,通过运用机械自动化技术,能提升组装效率,避免人工组装中的错误问题。在当代环境中,人们追求产品的精度率,但是高精度产品的加工与检查需要花费较多的时间,通过运用自动化系统,能在增加产量的基础上保障设备的生产效率。在国际市场竞争日益激烈的趋势下,我国正处于社会转型时期,机械工程自动化制造产业必须充分保障产品质量,从而更好地立足于市场环境中。 2机械工程自动化设备安装技术分析与实践 2.1明确基准点 对于机械设备而言,技术人员需要保障设备的基础中心线与纵横中心线相符,在正式安装设备之前,为永久基准点布置图做良好的铺垫,随后,在图上标注永久基准点、实际埋设点,提高设备安装效率,同时便于技术人员查看设备的沉降状态,防止影响设备的高速运转,避免设备出现不必要的振动影响。值得注意的是,在同一块基础的周围应涵盖几个基准点,保障沉降状况在设计上具备有序性。 2.2提高设备定位准确性 为了保障设备的精确性,技术人员落实好设备的吊装工作后,应结合以前设立的永久中心标板铺设基准线。在铺设期间,需要运用的直径为0.3mm左右,其拉紧力为钢线破断时拉力的2/5左右;当钢线直径是0.75mm时,其拉紧力为4/5,在倾斜挂设期间,其跨距应小于40m。当线架上设立好基准线时,其调整过程较为方便,技术人员借助线锤能使其与中心点一致,避免后期运用过程中出现偏移问题,但是在使用环节里,技术人员还需要落实好定期审核工作。技术人员在调设标高期间,需要将主要工作面作为基准。由于机械设备与永久性基准点存在很多差异,技术人员应尽量使用较为精准的水准仪,遵守永久性基准点原则,调整设备的标高问题,对于比较重要的设备而言,技术人员还需要注重复测环节。设备水平度调整的基本方法包括设备、分体设备,在传统的应用模式中,技术人员主要借助水平仪对整个设备的表面进行测量,由于设备的参数不同,其运用的水平仪也具有差异性,技术人员在分体设备作业期间,还需要结合不同分体部件的实际情况,执行分体设备的安装任务。 2.3提升安装技术人员综合素养 企业通过引入高素质技术人才,虽然能从一定程度上提高自动化机械安装设备效率,但是难以解决根本问题。究其本质为我国缺乏创新人才,因此,国家应注重专业技术人员的培训,增强教育层面上的投资,使越来越多的创新型人才投入于我国的机械自动化发展事业中。当设备的安装过程达标后,其功能优势才能被良好发挥。安装人员应遵守机械化设备的安装顺序进行工作,从根源上保障准确性,期间安装人员应熟练掌握基本技能,在每个步骤执行之前,制定对应的预防预案,防止难以处理突发事故。在焊接作业里,应保障焊接作业的质量,使精准度不断提升,防止出现焊接裂缝等问题。由于机械自动化设备的精密度越来越高,其内部零件应保障较高质量,使密封处的处理技术能落实到位。在安装期间,技术人员应注重监督管理的细化,使技术人员的操作更具有序性。在安装前的准备环节里,企业应锻炼技术人员的安装经验,使其获取更扎实的理论知识与丰富的实践经验,从而保证技术人员具备良好的综合素养。 3结语 综上所述,机械行业在现代化发展背景下,自动化设备的重要性日益凸显。对于机械工程设备而言,安装技术不仅影响设备质量,而且还关系到设备工作效率。因此,在机械自动化生产期间,单位应保障安装质量,从而为单位带来更多的经济效益。 作者:温国伟 单位:汉江集团丹江口电化有限责任公司 机械工程自动化论文:机械工程及自动化发展前景 【摘要】伴随科技发展速度的不断加快,促使机械工程及其自动化发展也随之加快,特别是自动化技术的融入对机械工程的发展来说具有极大的促进作用,提升产品生产效率,改善产品自身的质量,从而促进我国工业化发展速度的不断加快。文章简要阐述了机械工程及自动化的相关内容,并深刻探究其未来发展趋势,以促进机械工程能够取得更好的实施效果。 【关键词】机械工程;自动化;发展前景 1引言 自动化技术在机械工程中的应用取得了良好的实施效果,对于机械工程行业的发展而言能够促进其自身的发展,但是从目前形势分析,机械工程自动化技术的应用还处于初级阶段,还存在诸多需要完善的地方,从而推进机械工程能够实现长久发展。本文中针对机械工程及其自动化发展现状,全面剖析了其自身的发展前景,通过本次研究为之后的研究奠定良好的基础。 2机械工程及其自动化发展的重要性 机械工程及其自动化对我国经济发展能够起到良好的促进作用,这其中培养创新型人才也是非常关键的要素,使其能够具有一定的创新能力。而对于企业发展而言,其最大的竞争优势就是人才的竞争,只有具备高素质的人才,才能推动机械工程自动化技术取得更好的使用效果。而企业需要加强对人才展开培训,并且在实践中积累经验,提升他们的业务素质,更好的服务于机械工程行业。随着世界经济一体化的趋势不断加强,我国逐渐与国际市场接轨,因而机械工程自动化技术的提升是非常重要的元素,这能够提升我国整体实力。而发展机械工程目的非常明确,就是优化生产产品,借助先进的科技技术,从而创造出更多高质量产品,这样能够满足广大人们实际需求。创新与优化机械工程自动化技术,将在最大限度上提升我国国际竞争力。基于知识时代背景前提下,科技创新是最大发展动力,提升机械工程自动化水平是促使其提升自身生产力的直接动力,并且有利于我国企业在世界经济中占据一席之地,从根本上促使其经济及社会效益得到改善。 3机械工程及其自动化发展现状 从当前情况分析,机械工程及其自动化发展还处于初级阶段,基本上是以单自动化为主,同时处于刚性自动化时期,而西方发达国家相较于我国而言发展速度相对较快,他们基本上已经实现柔性化、集成化及智能化。而针对我国大部分机械工程来说,他们的管理模式相对比较落后,发达国家基本上都是以计算机全程监控模式,不仅如此,他们还在机械管理、工业组织,乃至机械生产模式等方面不断创新。而针对我国机械工程及其自动化发展来说,这其中还存在诸多的发展弊端,从而制约其进一步发展。根据研究分析可知,制约因素包含以下方面因素:技术人员匮乏、自动化技术有待于提升、管理水平较低以及资金等问题,这些因素直接导致机械工程及其自动化发展面临严峻的考验,在未来发展过程中需要从以下方面着手展开研究。 4机械工程及其自动化发展前景 4.1强化技术的实用性 机械工程及其自动化对我国经济发展能够起到良好的促进作用,因而强化其发展是当前经济发展非常重要的环节。针对机械工程自动化发展中显现出的问题予以高度重视,并从未来发展角度具体阐述自动化发展需要完善的方面。从发展角度分析,机械工程自动化应用具有极强的实用性,是为了从根本上解决实际问题,所以在组织生产及技术方面时需要考虑到其自身的实用价值,同时还需要兼顾企业生产需求,还有技术需求,从而促进企业自身的生产效率能够得以大幅度提升。因而从整体角度分析,机械工程自动化发展未来主要是以实用性为主。 4.2增强绿色环保 机械工程自动化发展过程中除了要彰显实用性特征之外,还需要重视绿色环保问题,这主要是因为机械工程在实际应用过程中会造成一定的环境的污染,因而这也是值得关注的问题之一。现阶段机械工程自动化发展速度不断递增,促使企业生产效率得以大幅度提升,虽然其自身创造了很多经济价值,但是不可否认的是也造成了一定的负面影响,这其中比较严重的当属环境污染问题,这对于经济的可持续发展是非常不利的因素,因而必须要引起足够的重视。所以从长远经济利益分析,机械工程自动化技术发展过程中要避免资源的浪费情况出现,并且要保障环境不会遭受破坏,并且需要始终贯彻绿色环保理念,创建绿色家园。 4.3彰显技术的经济性 自动化技术对机械工程的发展而言是非常有利的因素,这使得当前工作效率及效能能够得到最大限度的改善,并且优化企业生产效益值,因而发展自动化技术对机械工程来说是非常必要的。然而相较于西方发达国家,我国机械工程自动化水平相对较低,发展模式也比较落后,最关键的是应用范围相对较小,这对于我国企业的长远发展来说是非常不利的因素。针对上述发展弊端必须引起足够的重视,在发展过程中,企业必须要不断完善自身的技术水平,提升企业生产效率,优化其自身的经济效益,从而推进机械工程及其自动化技术能够发挥自身的最大功效。而针对企业来说,在提升其经济效益的同时,也能最大限度推动我国经济效益的长久发展。 5结语 总体来说,机械工程及其自动化发展对我国经济而言具有极大的促进作用,也在某种程度上带动机械工程行业的快速发展,但是从目前形势分析,我国机械工程自动化技术发展还存在诸多限制因素,从而导致企业发展受阻,文章简要阐述了当前机械工程及其自动化发展的现状,并针对于此展望其未来发展前景,优化技术发展水平。 作者:姚靖远 单位:河南省郑州外国语新枫杨学校 机械工程自动化论文:机械工程自动化技术问题及改进方法 摘要:当前形势下机械工程自动化技术实际应用范围的扩大,为我国经济社会快速发展带来了重要的保障作用。针对该技术实践应用中存在的不同问题,应采用科学的改进方法进行处理,满足实际生产活动开展的多样化需求。基于此,本文就机械工程自动化技术存在的问题及改进方法展开论述。 关键词:机械工程;自动化技术;问题;改进方法 为了确保机械工程自动化技术实践应用效果良好性,应在有效的改进方法支持下,对该技术存在问题进行及时处理。因此,需要提升机械工程自动化技术认知水平,灵活运用不同的改进方法处理好该技术的相关问题,发挥该技术优势的同时为社会整体生产力的不断提高提供保障。 一、机械工程自动化技术存在问题分析 (一)人才资源并不充足 随着我国经济发展水平的日益提升,机械工程自动化技术应用中中取得了众多成果。但是,与西方发达国家相比,依然存在着一定的差距。具体表现在:(1)缺乏专业能力突出、实践经验丰富的人才,致使实践生产中所需的管理、经营方式较为落后,影响了机械工程自动化技术实际作用的充分发挥;(2)技术性人才及管理人才数量不足,导致机械工程自动化技术应用难以达到预期效果,加大了该技术实践应用中的问题发生率;(3)机械工程自动化技术实践方面的人才匮乏,既有的技术人员理论知识扎实,但缺乏必要的实践能力,致使该技术使用中遇到实际问题时未能得到科学处理。当前我国机械工程自动化技术发展受到了人才资源不足所造成的较大影响,制约着该技术应用领域的拓宽,需要采取科学的改进方法进行处理。 (二)管理理念较为落后,管理工作缺乏足够的重视 当前我国工业化的生产水平有了较大的提升,为经济发展速度的加快注入了活力。但是,由于机械化整体水平依然有待提升,与之相关的管理理念较为落后、管理工作缺乏足够的重视,影响了机械工程自动化技术的实践应用效果。具体表现在:(1)相关的企业在运用机械工程自动化技术的过程中,对该技术缺乏正确的认识,相关的管理工作未能落到实处,导致其发展速度缓慢;(2)运用机械工程自动化技术提高生产作业效率的过程中,由于既有的管理理念未能达到与时俱进要求,加上相关的管理人员创新意识不足,间接地降低了机械工程自动化技术水平;(3)未能根据机械工程自动化技术实践应用中的要求,加强该技术管理,致使其使用中无法达到生产要求,给机械工程自动化技术推广使用带来了阻碍作用。与此同时,受到投入成本的影响,使得机械自动化技术实践应用中的创新性并不突出,导致其管理缺乏有效性。 (三)发展规划缺乏合理性、配套设施不完善 受到我国基本国情及技术水平影响,我国机械工程自动化技术使用中依然存在问题。其中,该技术的发展规划缺乏合理性、配套设施不完善。具体表现在:(1)由于机械工程自动化技术使用中相关人员对其功能特性及技术优势认识不足,导致其在市场推广中的实际需求下降,给其未来发展带来了较大的挑战;(2)实践过程中有关机械工程自动化技术的长远发展规划制定并不科学,导致有关该技术的投资热情减少,影响着机械工程自动化技术的实践应用效果;(3)机械工程自动化技术应用中未能与实际的生产要求充分地结合起来,致使该技术使用中的潜在价值挖掘不充分,影响着其长远发展目标的顺利实现。 二、处理机械工程自动化技术存在问题的改进方法分析 (一)加大专业人才培养力度,确保人才资源充足性 机械自动化应用的完善和提高既离不开专业的技术人才也离不开自动化管理人才,而人才的培养离不开教育,因此要重视对机械自动化领域相关人才的教育工作。从学校来说,要在理论教育的过程中加强实践教育,注重培养机械自动化专业学生的实践能力。一方面教学内容的选择要与生产实际相结合,要注重研究实际问题,培养学生利用理论知识解决实际问题的能力;另一方面,教学过程中可以和企业合作,为学生提供在企业里实习的机会,帮助学生积累实际工作经验。通过这些举措的灵活使用,有利于增强机械工程自动化技术人才培养有效性,降低该技术实践应用中的问题发生率。 (二)更新管理理念,重视技术管理工作 机械自动化技术实践应用中存在着成本高、管理能力不足的问题,影响着该技术的实践应用效果。因此,为了促进机械工程自动化技术发展,应对其实践应用中的管理理念进行必要的更新,并落实好技术管理工作。具体表现在:(1)应根据机械工程自动化技术的应用概况,运用丰富的实践经验及技术管理方面的理论,确保其管理理念先进性;(2)在运用机械工程自动化技术的过程中,应结合其技术特点及实际的应用效果,给予其必要的重视,将相关的管理工作落到实处,并在管理中引进先进的自动化设备,确保其管理工作高效性。 (三)注重其发展规划的合理制定,完善配套实施 在加快机械工程自动化技术发展速度的过程中,应注重其发展规划的合理制定,并完善配套设施。具体表现在:(1)加强机械工程自动化领域内的形势判断分析,明确战略目标,做好整体的规划部署,确保其整体发展规划制定合理性;(2)加强计算机技术、功能强大的自动化设备等使用,完善分钟基础设施,提高机械工程自动化技术作用下的生产效率;(3)优化自动化作业流程,加大自动化系统装置设置中的投资力度,确保机械工程技术自动化技术应用效果良好性。 结束语: 机械工程自动化技术的高效利用,对于社会生产水平提升机相关领域产业规模扩大至关重要。因此,运用机械工程自动化技术完成相关的生产计划时,应重视其中存在问题处理,加强针对性强的改进方法使用,促使该技术实践应用中能够达到预期效果,为社会的不断进步提供必要的技术支持。 作者:杨春江 单位:中粮生化能源(肇东)有限公司 机械工程自动化论文:机械工程制造及自动化的发展趋势 摘要:在全世界经济快速发展的大背景之下,我国的经济在改革开放以后已经发生了翻天覆地的变化。其中工业发展水平也不断提高,不断增强了我国的综合国力。在工业中,制造业依然是主体部分,传统的机械工程制造方式已经远远不能满足人们的需要,因此在工程制造中结合自动化技术,就会再一次促进整个制造业的发展,从而给工业发展注入新的活力。基于此,本文将对机械工程制造及其自动化的发展趋势做出介绍。 关键词:机械工程制造;自动化;发展趋势 作为一种传统行业,制造业一直是我国很重要的一个产业模式。这也是由我国的基本国情决定的。重视制造业,也是发展工业的必然举措。制造业生产的产品用来满足人们的生产生活需要。只是随着时代的发展,人们生活水平也在不断提高,对产品的性能以及质量不断提出更高的要求。这样一来,传统机械制造工程不仅在产品的多样化以及质量上不能满足市场需要,在生产效率上也面临很大的挑战。因此,将自动化技术进行快速应用,发挥在机械工程制造中的实际作用,已经是一个迫在眉睫的问题。使用自动化技术能够在很大程度上提高产品的质量以及生产效率。这也是市场发展所决定的。由此看来,深入研究机械工程制造以及自动化的发展趋势,对于未来市场的把控以及我国制造业的进一步发展都有很重要的现实意义。 1机械工程制造及其自动化的内涵 机械工程制造及其自动化作为一门新兴学科,涵盖的学科内容很多,比如机械学、电子计算机以及微电子等学科,因此这也是一门综合学科。新兴学科的不断推动也会带来新兴产业的发展契机。在探索以及创新的过程中,风险自然和机遇并存。机械工程制造及其自动化最明显的特点也就是生产制造时的机械自动化。这也是整个工业生产的又一次革命。通过将多种技术进行融合、应用,产生了一种效率更高、效益更好的生产模式。目前国内对这方面的发展已经取得了很大进展,但是跟国外发展水平相比,我们已然处于落后地位。电子计算机的快速发展,也不断促进机械自动化开始进入新的发展阶段。相关软件的出现,使得对具体自动化设备设计的时候,显得更加直观。 2机械工程制造及其自动化的特点以及应用优势 2.1机械工程制造及其自动化的特点 由于机械工程制造及其自动化会涉及到多门学科,它是由多种先进的机械技术结合而来。目标在于完善系统功能,组织优化生产,使整个产业流程达到最优值。跟以往的机械制造方式不同,自动化以及智能化是两者最本质的区别。机械工程制造及其自动化具有高质量、多功能、低损耗、高可靠性的特点,为企业带来了更大的经济效益。 2.2机械工程制造及其自动化的应用优势 满足功能的内在需要是机械技术制造及其自动化的核心。通过完备的功能实现对产品的设计以及生产制造,从而将整个先进技术在具体生产中进行运用。将机械工程制造及其自动化应用于制造业的具体生产中会有很大的优势。2.2.1提升生产效率,减少劳动力的投入在生产制造的过程中,使用机械化生产,运用自动化技术,不仅可以在取代原有生产方式的同时提高产量,还能够降低人员的参与,有效降低出错率,节约一定的人力成本,从一定角度对资源进行有效利用,提高了生产效率。综合下来,提高了企业的经济效益,同时也保证了企业的稳定、可持续、健康发展。2.2.2提升工人的安全度安全隐患在企业的生产中从来都是存在的,尤其是在一些大机器设备工作的环境下,高电压、强电流控制下的重生产设备在对其进行操作时,对工作人员的安全性存在较大威胁。一旦发生事故,不仅对人力造成巨大损失,对企业而言,也会承担相当大的一笔经济赔偿,而使用自动化机械制造设备就会有效改善这种情况。传统的生产模式对工人的依赖性特别高,有效人力直接决定生产数量以及生产效率。使用自动化设备之后,不仅可以保证产量,同时车间具体工作时对人员的需求大大降低,只对高技术人才有一定依赖性,有效减少了劳动力。从而也降低了设备带来的危险性。2.2.3实现机械的调整和维修在传统的机械制造过程中,还有一个对人力要求特别高的方面就是机器的调整以及故障维修,受到时代以及发展水平的限制,这样的工作只能依靠相关的工作人员来完成。由于检修人员的专业技能以及责任心都有所差异,因此在对设备进行调整和检修的时候,很容易由于细微的失误导致严重的损失,使用自动化机器设备之后就可以有效改善这些情况。通过一定的控制程序由设备本身进行检测甚至是维修、排除故障,不管是从及时性上还是从技能方面都比人工维修要好很多,就整体而言,节约了时间,就等于提高了效率,减少了损耗也同时保障了工作人员的人身安全。 3机械工程制造及其自动化的发展趋势 3.1机电一体化 机电一体化是机械工程制造及其自动化的一个主要发展方向之一。所谓机电一体化是以现有的自动化技术为依托,并对其进行有效延续的一种发展模式。机电一体化涉及到多种技术的结合,自然在功能上也会更加强大,更能满足新时代下市场对这个机械制造业的要求,从而有效的推动着我国工业发展的脚步不断向前。 3.2模块化 将机械制造及其自动化技术投入到企业中,对其生产的产品研究也是一个重要的方向。机械自动化的投入使用是产品相比于以前更加的多样化,再加上企业之间的竞争,导致市面上的同类产品质量良莠不齐,这对于科研来说是一个很大的问题,进而对整个行业的进一步发展设下了障碍。因此上到技术下到产品都应该重视模块化的使用,根据不同的方式进行有效的探讨挖掘并且不断改良。在研究时更有针对性,同时还方便对相关设备的有效管理。推动整个自动化的发展。 3.3网络化 计算机网络的快速发展,推动全世界的经济快速向前。计算机的快速普及并投入使用为我国工业的发展带来更大的机遇。将机械制造自动化技术与计算机技术进行有效整合,就会促使机械工程制造及其自动化朝着网络化的方向发展。网络化的普及应用,更方便看到我国跟世界各国在工业方面的发展差距,对有效改善目前的生产销售状况大有裨益。同时,针对机械工程制造及其自动化技术的进一步发展也起到一定的促进作用。以计算机为中心的产业链结构在不断占领全球市场,为了早日跟上世界经济发展的脚步,我国必须重视对计算机网络的普及,这就会促使机械工程制造及其自动化技术必然会朝着网络化的趋势发展。 3.4微型化 电子技术的发展也是推动自动化技术发展的重要技术,微电子技术作为自动化技术中一个重要分支学科,为机械工程制造及其自动化的发展提供了重要的技术支持。集成电路的发展,使电子设备朝着微型化的方向发展,自动化技术对微电子产品的使用也促使机械工程制造及其自动化技术朝着微型化趋势发展。不同于以往的笨重设备,微型化的设备不仅对空间的占用情况大大降低,同时也降低了损耗,节约了能源。当前微型化产业的发展还不够成熟,在对具体设备进行设计制造的时候还会面临较大困难,但是相信在不久的将来,工业化的机械设备都会慢慢被微型化的自动化设备取代。 3.5绿色环保 我国的经济发展不断在转型,越来越多的产业朝着绿色健康、可持续的方向发展,-尤其是工业方面,由于之前不合理的发展方式对环境造成了恶劣影响,加快转型脚步刻不容缓。这也是经济发展的大趋势。在机械制造产业中同样也应该重视绿色环保概念。不仅在生产的同时降低碳的排放量,同时对生产出来的产品也应该不断朝着绿色环保的方向要求。科学技术与环境保护相结合的发展模式,才是适合我国经济发展的模式。机械制造对绿色环保产品的不断开发与完善也一定会促进我国经济的可持续性发展。 3.6人性化 以人为本是我国经济发展的重要发展原则。在企业的生产中也应该重视这一发展原则。在工业自动化生产过程中,应该将人性化元素融入到产品的设计以及使用中去。新时代的形势下,不管是设计工作人员还是产品的使用者,都越来越重视人性化特点。将智能与感情融入到生产的产品之中,会大大提高消费者的用户体验。 3.7智能化 智能化是在自动化基础上的进一步发展,智能化设备和产品不管是从控制角度还是使用角度都会产生重大变革。人机智能就属于这样的优质设备,自动的识别功能以及人性化工作,不仅给企业生产带来很大方便,同时跟智能化设备的结合更容易受到市场的青睐。提高机械工程制造及其自动化技术的智能化发展也是大势所趋。 4结语 研究机械工程制造及其自动化技术的发展趋势对把握我国机械制造业的发展方向有不可估量的作用,也有利于推动我国的自动化工业发展进程。 作者:周震球 单位:江苏兆盛环保股份有限公司 机械工程自动化论文:机械工程及自动化创新实践与发展趋势 摘要:如今国家经济发展带动了各个行业的不断创新,在机械工程领域,自动化技术得到了有效运用,这些技术的实践与开发都极大给人们带来了更多的便利,如今在科技不断发展过程中,机械工程及自动化创新更应该给予高度重视,通过本文进一步分析,也旨在明确相关内容,结合简明阐述,以便提供有效参考,机械工程及自动化的发展也是提高人们生活质量的重要途径,关系生产与生活,相关工作人员更应该积极进行自动化技术创新与开发。 关键词:机械工程;自动化技术;创新;开发 在机械制造业中,其发展离不开自动化技术,所以密切分析并开发有效的机械工程及自动化科技有着重要作用,只有科学技术与实践的不断发展,才能实现有效创新,机械工程与自动化技术相结合是我们一直追求的目标,随着国家经济水平提高,相关部门也开始重视对其有效的实践与开发,开发过程中更离不开创新,创新既是动力也是一种无形的压力,在此要求下,下面具体进行几方面分析: 1机械工程自动化技术内涵 新时期,我国装备制造业实现了突飞猛进的发展,各项技术均致力于同国家基本国情相契合,快速推进经济建设发展,实现传统工业向现代化工业的变革与创新。当然,实践过程中仍旧包含一些不足问题,即装备制造业对人们赖以生存的生态环境形成了一定的负面影响,为此我国应持续的吸纳先进国家柔性制造行业之中的各项精品成果为我所用,使自身装备制造工业能够不断的壮大发展、更加成熟,这恰恰是我国需要面临的基础事实,也是最为重要的问题。实践过程中我国应将世界先进技术作为根本依托,针对自身装备制造行业的现实发展状况,利用不断引进、刻苦学习、全面消化、合理仿制、深人研发、积极改进、全面开发与推广,形成符合我国装备制造行业特色的机械工程自动化技术系统。 2创新实践的重要性分析 2.1提高经济效益与竞争力 自改革开放以来,我国经济一体化发展和经济全球化发展迅速,在面对国外机械制造业的大量侵袭,我国的机械制造业顶着非常大的发展压力。要想在如此大的竞争力下生存,我国机械制造业必须要重整过去的旧装备,在此基础上不断进行完善和创新,开发出新型技术,制造科学、合理、先进的产品。许多机械制造业将自动化技术与机械工程的有效结合,创造出更高质量的产品来满足消费者的需求,提高企业的经济效益,同时提高我国机械制造业的经济发展水平,在国际竞争中拥有一定的竞争能力。在竞争力如此激烈的时代,我国采用自动化技术与机械相结合的方式,为我国机械制造业在国际同行中赢得了不少赞赏。 2.2有利于培养创新型人才 从人才管理方面看,提高创新实践活动效率,必须要与相对应的人才给予支持,这对人才的培养与锻炼是非常重要的,在此过程中要求人才的专业技术知识必须过关,同时也应该勇于创新,发现问题积极学习,不断提高自身水平,相关技术人才要多加练习,进一步提升机械工程及自动化创新实践的有效管理。相关部门也应该积极对该方面人才进行知识培训,不断丰富自身经验,为国家经济发展尽有效力量。 3机械工程及其自动化的发展趋势 机械工程及其自动化技术自兴起以来,经历了较长的发展历程,可以说聚集了各种专业的长处,并进行改革。如今较热的计算机专业、机械制造专业、移动设备专业等都应用机械自动化专业。机械的自动化必然朝着环保持续、具有新科技成分的方向发展。 3.1机械工程的集成化 利用自动化机械加工技术,能够确保企业减少在加工过程中投入的资金。利用自动化机械加工模式,并在整个加工的过程中利用集成化自动化技术,不断完善原有的制造水平,才能为社会提供高品质、高质量的产品。通过在机械制造业使用集成化技术,能够将生产经营与工艺加工流程有效的结合,降低对产品的资金投入,提高企业的收益。在不断为大众提供高质量、高品质的产品与服务时,不断完善企业的制造水平和加工工艺,才能够保证制造业在市场中的持久竞争力,让企业拥有强大的市场。 3.2机械工程的虚拟化 利用计算机仿真虚拟技术,可以模仿机械工程的虚拟工作流程。添加人工智能系统,并利用多媒体进行监控,实现了人员优化的目的,让虚拟化自动化得以更好的应用。虚拟化加工技术的应用,最大限度的缩短了加工时间和生产周期,提高工作效率的同时,避免了人工生产对系统所造成的危害。由于整个加工流程变得更加自动化,省去了大量的人力,进一步节省了企业的资金支出,变向的提高了企业的收益。采取计算机仿真技术,融合先进的机械加工技术,确保整个加工流程自动化的同时,有效降低机械制造的加工成本,让自动化机械生产技术带动同行业迅速发展。 3.3机械工程的柔性化 在进行机械制造和加工的过程中,采取柔性化加工模式,既能达到预期的加工需求,又能保证整体工作流程更加完整统一。在柔性化加工技术中,合理的将原有的自动化加工系统与生产柔性化相结合,满足了对加工时间合理分配的需求,让计算机在处理程序的过程中,避免单一操作模式对系统造成机械损伤。柔性化加工模式被现代诸多企业所应用,这种加工方法能够尽可能保证用户所需,让整个生产过程变得平稳、有序。由于人们对生活必需品的要求日益增高,利用柔性化制造模式,能够为不同阶层的消费人群,提供可靠的物质保障,这也是机械加工柔性化的最终目的。 3.4机械工程的智能化 随着机械制造工艺与加工工艺的完善,在机械制造的过程中,将人工智能技术与传统的加工技术相融合,让整个生产流程变得智能化,取代了原有人为繁琐操作的工作流程。采取智能化机械加工技术,可以有效的保证机械加工的过程更加顺利,减少对人员的使用,降低整个工作流程的危险系数。利用智能化生产技术,能够最大限度的降低人员成本,保证整体的加工质量,提高工作效率;利用智能化加工技术,不断完善加工系统,能够更加方便高层领导对整个企业的管理。智能化加工技术无须投入过多的人力和物力,领导部门在进行管理的过程中,也免去了许多繁琐工作所带来的困扰和麻烦,提高工作效率与产品品质的同时,为企业营造一个良好的口碑,确保企业在同等行业的市场中拥有良好的竞争力,让企业立于不败之地。 结束语 科学技术的进步是在相对宽松的社会环境和科学研究潮流上不断发展的。改革开放以来,我国以科学技术是第一生产力为宗旨,极其重视科学技术的发展。机械自动化水平有了进一步的提高,且正逐步应用于生活实际当中。因此机械制造业非常注重先进科学技术的发明和引用。为在如此竞争激烈的市场中赢得一线生机,企业只有不断的寻找先进的技术,改善原有设备,发明出工作效率更高的技术,对机械工程机自动化技术进行科学合理的创新实践,提高机械制造业整体的竞争能力及经济效益,提高我国机械制造业在国际市场中的综合实力。 作者:赵起超 单位:大唐呼伦贝尔能源开发有限公司 机械工程自动化论文:机械工程自动化设备安装技术论述 摘要:机械工程的自动化安装技术在具体的使用过程中主要是通过利用机械的自动控制来完成机械设备的具体操作的,打破了人工操作的传统安装模式。通过机械控制动作来完成一系列的安装技术,从而使得被控制的机械能够在无人掌控的情况下,按照事先设置好的安装程序进行安装。文章重点分析机械工程的自动化设备安装技术。 关键词:机械工程;自动化设备;安装技术 引言 随着我国科学技术的不断发展,当代所研发的新型自动化设备安装技术已经取代了传统的机械工程设备安装技术。而自动化设备安装技术的研发正是为了满足当代社会不断进行改革创新的发展需求,基于此,机械工程设备的研发工作人员在原有的传统自动化设备安装技术的基础之上,打破了传统的安装技术,进行创新完善,利用自动化设备的安装技术促进了机械工程产业的进一步发展。与此同时,在机械工程的自动化设别安装技术广泛应用于机械工程的安装过程中,为了满足当代机械工程设备安装技术的新要求,对自动设备的安装技术提出了更高的使用要求。因此,通过不断的提高机械工程设备安装工作人员的专业水平,从而在机械工程自动设备安装过程中应该重视自动化设备的安装技术。 1机械工程自动化设备安装技术中的问题及重点 1.1机械工程自动化设备安装技术中的问题 机械自动化设备安装技术是建立在数理化理论知识的基础之上运行的,在运行过程中主要依靠数理化理论知识将安装原理利用数学公式进行系统设置,使得机械工程的系统利用反馈的原理进行安装,从而达到人们的对其要求的预期安装效果,不受其他外在主观因素的影响[1]。近些年来,随着我国的发展,我国的机械工程自动化技术的发展也尤为快速,通过借鉴其他发达国家机械工程自动化设备安装技术对我国的自动化安装技术进行创新,从而使得我国的机械工程自动化设备安装技术给我国的生产发展带来了极大的便利。 1.2机械工程自动化设备的安装重点 机械工程自动化设备只有在安装过程中保证相关设备能够发挥出自身所具备的功能,因此机械工程设备的相关工作人员只有在安装过程中按照机械工程设备的具体安装要求进行操作[2]。在开展自动化安装工作之前,首先要对安装工序的源头进行控制,安装工作人员应该在安装之前针对安装的确切规范要求熟练掌握,并且在安装过程中能够将其运用到安装工序中,明确每一个安装工序所应该注意的事项,提前做好安全事故的预防提案,以便一旦发生安全事故能够及时的进行应对。然后就是在对机械工程的自动化设备安装过程中,针对焊接安装零部件以及轴承时要严格控制好焊接质量,一方面是要在焊接过程中保证安装部位的精准程度,一方面是要保障焊接工序的质量,避免出现明显的裂缝等情况。除此之外,机械工程自动化设施要在具体的安装过程中保证极其精准的程度,因此对机械工程设备的制造过程中也提出了更高的要求,尤其是对机械工程设备的密封处进行处理的时候,更加注意其技术处理效果。 2自动化安装技术在机械工程中的有效应用 2.1加工自动化系统 在我国当前绝大多数的工厂中,很多工作人员由于长期工作导致对身体产生了很大的损害,严重危害了身体健康,因此机械工程自动化技术在工厂生产过程中得以广泛应用。在工厂生产的加工系统中使用机械工程自动化技术,不仅能够缓解工作人员的工作劳动力,更在一定程度上加快了生产的进度,提高了工厂的生产效率。与此同时,还提升了加工零件的精准程度,从而促进了工厂的经济获取效益。 2.2组装自动化系统 在当前工厂生产进程中,由于许多的生产工具都是由多数的小元件组合而成的,那么组装这些小元件如果只是靠人工组装的话,不仅浪费了一定的生产时间,降低了工厂的生产效率,更重要的是在人力生产过程中很容易将生产元件的位置摆放错误。直接对工厂的生产效率产生影响。因此在组装系统中引入机械工程自动化技术不仅在一定程度上加快了工厂的生产效率,更能保障生产元件的正确顺序,避免出现差错率,有效的提高了工厂的生产效益。 2.3检测自动化系统 当今社会,人们对于生产产品的要求越来越高,对于生产精准程度较高的产品人们更加喜爱。但是对于产品的精准程度不论是在生产加工过程中还是对检查质量的工序来说都是一件极其麻烦的事。在进行精准程度检查的过程中,不仅要耗费大量的人力,而且由于检查的工作量过大,导致检查速度过慢,经检查过后的产品质量也不能得到肯定。因此通过在检测系统引入机械工程自动化系统从而使得生产工序的各个环节都能够有效进行,提高了精准程度,加大了机械生产的效率,并且能够使得产品的数量随之增加。 3机械工程自动化设备安装技术质量管控 3.1找准基点避免振动 在进行机械工程自动化设备安装技术过程中,其设备的横向中心线与基准的中心点要求对齐,在进行机械工程的技术安装工序之前,要对基准点进行找量,通过借助中心标板以及基准点布置图来进行,其次在布置图上进行标注,从而埋设永久基准点,为机械工程自动化设备提供了有效的安装工序帮助,与此同时也能够为了观察机械设备的详细状况[3]。除此之外对设备由于高速运转产生的针对进行有效控制。但是在找寻基准点的过程中,应该观察好状况之后进行基准点设置进行观测。从而保证同一块设备的安装规范满足基准点的设置要求。 3.2培养专业水平安装工作人员 在我国的工厂生产过程中,只是单一引进发达国家的机械工程自动化安装技术是不行的,只是能够暂时的解决我国当前机械工程的安装技术漏项,但是不能从根本上加以解决。我国目前急缺相关机械设备自动化安装技术的研发人才,只有大量培养高水平的专业安装工作人员,才能够有效解决我国的机械在自动化水平低下现象。重视对该方面人才的培养,塑造具有创新型安装意识的工作人员用于我国当前的机械设施安装工作中,促进我国的机械化进程持续发展。 4结束语 随着我国社会的飞速发展,越来越多的新型机械工程得以研发,满足了当前社会现代化进程的需求,自动化设备也被越来越广泛的应用于机械工程中。在机械工程中应用自动化设备从而有效的提升了机械工程的运作效率以及一定程度上提高了产品的质量,满足了当代人们的对机械产品的高要求。但是在机械工程中使用自动化设备安装技术使得机械工程科学技术趋向现代化进展的同时,也使得整个机械设备的精准程度受到了一定的影响。自动化设备的安装对机械产品的生产以及工程的后续使用都会造成一定的影响。本文通过阐述当前机械工程自动化设备安装技术的现状以及安装技术要点,分析了机械自动化设备安装技术的应用所在,探讨机械工程自动化安装技术的有效控制措施,以供参考。 作者:马辉 单位:邢台职业技术学院机电工程系 机械工程自动化论文:机械工程设计及自动化发展趋势 摘要:现代工程机械是指在计算机系统的协调下,利用机械是被或者其他电气设备来完成机械运转或其他动力学运动的整套系统。“现代机械”最早是出现在机械一体化当中,两者是互相统一想通的,最早在1984年提出的“现代机械”就是我们现在经常提到的机电一体化。在上个世纪九十年代,国际机械学与国际机构理论学会联合起来给出了“机械一体化”具体的定义,内容如下:机电一体化是精密机械建造工程与整体系统观和电子信息设备结合的产物,为实现某一目标而互相协作、互相配合。从此看来,机电一体化是从工程机械、自动化和系统化思想发展延伸出来成为一个统一的整体,它们之间互相影响互相协调,达到最后的操控目的。 关键词:机械工程设计;机械制造技术;自动化;发展趋势 1.机械工程设计及自动化的设计原则 1.1满足对机械的功能需求 只要是机械新技术的出现必定是为了满足人们某种需求,而人们需求不同设计出来的机械都含有不同种的功能。不同产品之间都有各自的区别与功能,具体来说就是不同种的设备能够将信号、能量和物质处理为不同特性的信号能量和物质,从而达到不同的效果。而机械自动化正是这种类型的产品,通过不同的设计来科学化和自动化实现某一特定操作,然后以某种形式表达出来,而这种形式必定是以满足客户要求为标准的,机械自动化系统不仅仅是包含机电一体化功能,而且还能通过机电一体化的某一种特征,纵向发展而开发出不同种类功能的产品。而这种机电一体化产品不但能够通过不同工艺制造出不同类型的产品,还能根据用户需求实现个性化设计,来满足用户多样化需求。 1.2利用先进技术不断创新 机械工程及自动化系统往往功能丰富,有多种操作特点,在都对其分类时往往是根据其主功能的主要特点。1)加工机;这类机械产品是以物料加工和运输为主要目的的机械产品,通过输入信息、能量和物料,通过信息处理和状态改变后实现用户目的,例如在生活中常常看到的机床、交通运输机械和纺织印刷机械等;2)动力机;这一类型机械主要是以动力输出为主,实现能量的转化,在通过能量输入后,在判断能量来源和成本的基础上转为另一种用户需求的能源,例如电动机、内燃机及发电机等;3)信息机;信息机主要是实现信息处理这一功能,在输入信息后,通过对输入信息进行加工和树立后表达为用户需求的信息,例如在机械设备上的电压力表,用户经常用到的打印机和其他不同类型的终端系统。另外,机械工程与自动化功能丰富多样,其中以构造和检测最为出色。这些功能都是为了满足其他功能而存在的辅助功能,为了使主要功能能够顺利实现,满足用户多样化需求,开发出来的功能设计或者是其他自动化的产品。例如,金属切削机就是在物体相对运动的基础上开发出来的,这种机械开发出来后能够使用户在使用时更加方便和高效。由此可见,机械自动化在未来发展上具有非常广阔的视野,只要我们能够脚踏实地去开拓自己的想象空间,然后将工程机械原理融入到我们的思想中,将具体的机械产品制造出来,就能开发出更加方便人们生活、工作的自动化机械产品。 2.机械工程及自动化系统在化工生产的应用 在每一个产品的生产过程中,都是通过不同种的工艺来实现不同变量之间的转化与控制。这些被控制的工艺变量将直接影响整个生产过程,并对产品产生最为直接的影响,然后通过产品的数量和质量最终表达出来。例如,要实现对精馏塔塔顶温度的控制就必须对塔顶压力进行把控,塔顶压力必须始终保持不变,才能产出符合人们要求的精馏产品,如果压力有变动,塔顶温度会随之改变,精馏产品百分含量也会随之改变,产品质量就达不到人们要求。再比方在工业生产中经常会用到加热炉,加热炉的出口温度对下一道工序产生直接影响,如果出口温度达不到要求,就会使产品质量造成影响。另外,化工工艺中最为关键的是化学反应温度的控制,在工厂开车后要时刻保持化学反应器的反应温度恒定在某一允许范围内,才能使产品的合格率达到要求。在其他辅助工序上,其产品数据也要控制在允许的波动范围,才能确保整个工艺流程能够顺利进行,也是整个工艺过程能够平稳控制的重要保证。 2.1锅炉气包水位控制方面的研究 锅炉汽包设备主要功能是生产蒸汽,在工业生产中有非常重要的作用,而汽包中水位控制对整个生产过程都有非常重要的影响,而如何保持锅炉汽包中的水位保持在一定的范围则需要一定的技术研究。如果锅炉中水位比标准水位要低,会对蒸汽量的产生造成最为直接的影响,如果一直低于某种水平,甚至会出现锅炉中水烧干的现象出现。相反如果水位比标准位要高的话,则会产生过多的蒸汽,而蒸汽质量则降低。由此可见,锅炉汽包中液位的准确与动态控制在工业生产中占有重要地位,为确保锅炉汽包中水位能够合理控制,可以为其做如下机械工程和自动化设计。(1)单冲量控制系统,在这一系统当中,“单冲量”具体指的是锅炉汽包中的液位水平。这类型的控制系统是非常常见的简单控制系统,其具体运行原理如下:在检测器检测到锅炉汽包中蒸汽量增加时,感应器会向调节器发出信号,调节器在接收到信号后就会产生动作,由于蒸汽量增大需要减少锅炉汽包中的水位,所以调节器发出关小阀门的信号,此时阀门关小。(2)双冲量控制系统;双冲量控制系统具有自身优点,能够弥补单冲量系统在反应上过慢的问题,解决锅炉内水位得不到保证的情况。其具体工作原理也有别于单冲量控制系统,它是一个主动控制系统,靠主动扰动来控制蒸汽量的变化。主动扰动系统能够根据系统中蒸汽流量自动对汽包液位高度进行校正,避免因为虚假水位而导致的系统误差。 3.机械工程自动化对生产生活的影响 机械工程及其自动化生产已经经历了长期的发展,伴随这一系统开发与实践,给人类社会带来的许多便利,例如交通得到大大改善,生活空间更加舒适,生产方式更加先进等。机械工程的快速发展提高了人类社会的生产力。机械工程设计已经进入新的发展阶段,其控制灵敏度、准确度和适应性都有了很大程度上的提高,能够对参数、温度和其他客观环境变量得到自动高效控制,让机械产品能够适应多种地域、时间和空间的要求。接卸工程及其自动化技术能够大大节约社会资源,通过对动态环境做出相应变化,来控制其能源输出,并且减少了由于人工操作的不确定性而产生的失误,保证产品的高质量。 4.结语 综上所述,机械工程设计及其自动化发展对我国社会主义现代化事业开拓了更为广阔的视野,其主要以电子技术与机械协作发展为核心,通过不断融合其他专业的电子技术,不断产出各种跨时代的新产品。以其基本特征为依据,从系统整体发展出发,坚持系统的功能和各类功能的优化为目标,融合进其他多种机械技术,让机械系统能够在不同行业中担当不同角色,具有多功能性、高质量型和高可靠性的一项工程技术。 作者:叶懋 单位:中铁十二局第三工程有限公司 机械工程自动化论文:机械工程自动化技术研究 摘要:改革开放以来,我国经济进入了快速推进的发展阶段,社会生产的各个领域都取得了举世瞩目的璀璨成果。在经济基础的强力支持下,我国各项科技事业也进入了发展的黄金时期,机械工程事业也迎来了发展的春天,各种新技术不断在生产领域中得以应用,其中自动化技术是目前现有的科研技术中较为前沿的应用技术。机械工程单位应该充分认识到自动化技术应用的意义,制定行之有效的可有效的操作的自动化技术方案,提高机械工程的自动化水平,更好的为社会生产服务。本文介绍了机械工程自动化技术的基本概念,分析了目前应用过程中出现的问题,给出了较为科学的应用方式,阐明了自动化技术的发展趋势,可为机械工程相关技术人员提供一些参考和指导。 关键词:机械工程;问题;应用 自动化技术是科技含量较高的一种新技术,在机械工程生产领域中,自动化技术的应用更是具有重大的不可替代的现实意义。目前我国机械工程技术相对落后,并且发展也较为迟缓,许多技术瓶颈难以解决。因此有必要针对的机械工程特点,有的放矢的将自动化技术应用进去,使得以前不能解决或者难以解决的效率低下问题迎刃而解。目前我国自动化技术在机械工程中的应用还存在一定局限性,尚有一些问题亟待解决。本文系统分析了这些情况特点,并对机械工程中自动化技术应用措施进行了探讨。 1我国目前自动化技术存在的问题 由于开展较晚基础较差等历史的种种原因,我国机械工程自动化技术水平距离发达国家还有一定的距离。只能实现一些单个操作的简单自动化,并且尚有很多技术漏洞难以解决。除了技术水平低,目前还有一些思想认识上的落后:很多公司企业不重视自动化技术的运用,创新意识也较差,管理措施也做的不是很到位,并且接受新技术能力也较低,很多机械工程相关企业故步自封,技术水平和思想意识一直停滞不前,这些度严重阻碍了我国机械自动化技术水平的发展。由于我国机械工程领域的自动化技术水平和思想意识等方面的整体落后,该技术的实际应用目前存在较多的问题是非常显而易见的,比如人才匮乏、科研资金不足等。具体有以下几条。第一,缺乏技术型人才。人才是技术传承和发展的载体,我国自动化技术人才极度匮乏,机械工程专业的自动化人才更是凤毛麟角。因此一方面我们应该加大人才引进力度,另一方面应该增强宣传,使得更多的人才流入自动化领域,充实人才库。第二,科研资金不足。我国目前不但缺乏自动化人才,技术水平普遍落后,投入技术开发的资金也非常有限,没有经济基础支撑,很多自动化技术难以开展和推进升级。因此,有关部门应该积极协调,加大资金投入。第三,实践经验少。由于资金匮乏、技术落后,很多企业都没有自动化设备,自然也就没有实践经验,这也造成了这些机械工程企业没有直观认识,没有重视自动化技术。要想将机械工程自动化技术发展起来,就必须结合实践和理论,进行试验,不断融入创新的理念,这些问题使得自动化技术的科技成果难以转化为有效的社会生产力,无法适应新时期发展的要求。 2机械工程常用的自动化技术 2.1集成技术集成自动化最大的特点是可以改良原有的信息处理手段,同时还可以将自动化与机械有关的信息接洽在一起,从而拓展机械工程的应用。现代信息技术随着经济发展迅猛,科学技术也在不断进步,与此同时集成自动化技术也在不断进步。集成自动化技术的提出和发展为企业提高机械工程的管理水平、企业的经济效益提供了有效的可靠的帮助。2.2柔性化、智能化柔性化技术是目前世界上现有的自动化技术中较为前沿的技术之一,应用前景非常广泛,智能化是其最大的优势,智能化的应用,使得机械工程自动化技术可以脱离繁重的人工操作,极大的提升生产效率,所以柔性自动化技术在机械工程自动化上的应用可以有效增加机械工程的科学性和智能性,从而提高企业机械工程的生产效率。 3发展趋势 实用绿色是目前几乎所有工艺的发展趋势,机械工程中的自动化技术也是如此,机械生产的最大目的是创造最大的经济效益和社会效益,所以自动化技术的实用性是趋势之一。另外,人类在机械制造过程中,会产生大量的毒害气体,因此绿色自动化技术必然是发展的另一趋势。 4结语 我国经济总量已经从极度落后跃居世界第二,在经济基础的强力支持下,我国各项科技事业也进入了迅猛发展的黄金时期,机械工程事业也迎来了发展的春天,各种各类的新技术不断得以应用,其中自动化技术是目前现有的科技里较为前沿的应用技术。机械工程单位应该充分认识到自动化技术应用的意义,制定行之有效的具有较强操作性的自动化技术方案。本文介绍了机械工程自动化技术的基本概念,分析了目前应用过程中出现的问题,给出了较为科学的应用方式,可为机械工程相关技术人员提供一些参考和指导。随着科学技术的快速发展,我们机械工程领域工作人员的辛苦工作,这些问题都会得到一一的解决。不仅如此,我们还应该吸收发达的国家成功经验,培养创新意识,将实践与理论完美结合,创造出引领世界潮流的新的自动化技术体系。 作者:朱文强 单位:中国人民解放军装甲兵工程学院 机械工程自动化论文:自动化技术与机械工程建设研究 摘要:随着科技的发展,自动化技术已经逐渐应用于社会各行各业之中。其中机械工程作为自动化技术应用最为广泛的行业,应用程度也已经趋于成熟,效果也极为显著。本文从机械工程入手,对自动化技术在机械工程建设的应用现状以及应用发展趋势进行探讨。 关键词:自动化技术;机械工程;应用 在机械工程建设中引入自动化技术,不仅能够大大降低工程建设成本,还能在一定程度上提高工程建设的速度以及精密性。因此,对自动化技术在机械工程建设的应用进行探讨是极具现实意义的。 1机械工程介绍 机械工程,顾名思义是通过机械设备完成大型工程建设进的项目工程。在工程建设中,机械设备是不可或缺的工具,主要有大小型搬运机械、交通运输机械、升降机以及大小型粉碎设备等工程必用设备。就以往的机械工程建设而言,机械工程在进行工作过程中,每一台机械设备都需要专门的人员进行操作、维护,即常说的机械应用系统、机械维护系统。以往这种分工的机械工程工作体系不仅要耗费大量的人力资源,还会在一定程度上降低工程建设速度以及工程建设精密性。 2自动化技术在机械工程应用的意义 在科技发展的不断推动下,机械工程渐渐走入了自动化的行列。由于机械工程工作中,机械设备工作具有一定的连贯性以及合作性,因此自动化技术对提高机械工程建设而言,有着不可言喻的作用。自动化技术在机械工程中应用,不仅大大降低了人力使用的需求,提高人力资源的利用率,还在一定程度上降低了工程建设的容错率,加快工程建设速度[1]。 3自动化技术在机械工程中的应用现状 3.1集成化技术在机械工程应用 集成化技术,是将繁多复杂的机械操作信息融缩在极小的时间空间内,这无疑能够在一定程度上有利于提高工程建设速度、降低工程建设人员需求、提高工程建设精密性。集成化技术在机械工程中的引入,机械作业与繁密的流水线作业不再复杂、不再困难,只需将一系列的生产指令数据输入到指定芯片即可。集成化技术在机械工程中的应用,不仅大大降低了机械工程建设的难度,还在一定程度上降低了工作人员的工作压力,从某种意义来说是对机械工程建设性生产效率的提高[2]。 3.2柔性化技术在机械工程中的应用 柔性化技术作为新型的高科技技术,主要应用于显示器的生产制造中,利用柔性化技术生产制造的显示器,不仅可以进行一定程度的弯折、卷曲,还具有一定的伸缩延展性,在高温下,柔性显示器能够随着温度变化而变化,避免了以往刚性显示器遇热就会发生损坏、崩坏的缺点。柔性化技术在设备制造中的应用,还使得设备在一定程度上具有一定的轻便性,占空间小的特点。因此,柔性化技术一旦应用于机械工程之中,利用柔性化技术生产制造出来的机械设备,不仅轻便易带,还具备良好的耐温性能。因此,柔性化技术的每一步发展都在一定程度上决定着机械工程日后的发展规模。 3.3智能化技术在机械工程中的应用 就当前智能化技术在机械工程中的应用而言,还处在半智能化阶段,仅仅能在特定的机械作业应用,想要大规模的使用,还有待计算机技术更进一步发展。智能化技术是通过构建一定的模拟神经网络系统,并在将人工智能分析融合使用的新型机械操作手段。智能化技术的应用,不仅能够真正实现机械工程作业的自动化,还能在一定程度上对机械工程作业中的安全风险进行规避[3]。因此,在机械工程作业中引入智能化技术,不仅可以在一定程度上降低工程建设困难程度,还能推动机械工程在工程建设中大规模使用的进度。 4自动化技术在机械工程中应用的发展趋势 4.1可持续发展 随着经济的发展,人们对高质量生活水平的需求也越来越高,而工程建设,究其根本就是为了提高人们的生活水平和质量。因此,走可持续发展道路也必定是自动化技术在机械工程中应用的未来趋势之一。走可持续发展道路,是指机械工程作业过程要走绿色健康生态环保的道路,以及自动化技术的发展切实做到在环保的前提下进行。 4.2走高科技化道路 在工程建设中大规模应用机械工程,这无疑在一定程度上要求机械工程具备较高的工程建设速率,以及一定的工程建设准确性,同时还要具备较低的工程建设安全风险。就提高机械工程使用率而言,很多。因此,产品的设计师在进行设计时,就需要对其产品的造型进行协调与统一,避免给人一种自成中心、互相排斥、杂乱无章的感觉。所以,冶金机械设备在进行产品造型设计时,需要突出各个部件之间的个性,加强各零件之间的内在联系,从而保证冶金机械制造设计产品造型的协调统一性。 3结束语 冶金机械制造设计的发展是当今世界产品设计发展的主流方向,且在发展的过程中仍旧面临着许多的困难,因此就需要相关的专业人员对此问题采取及时有效的措施来应对与解决,帮助冶金制造业朝着更好更快的方向发展。 作者:刘海啸 魏富 单位:沈阳理工大学 机械工程自动化论文:谈机械工程自动化技术问题及措施 摘要:在制造业中,机械自动化作业占据主导地位。因此要想提高生产效率和机件加工效率,必须充分了解国内机械工程自动化技术的现状,掌握其特点。不断加强对机械工程自动化技术的改革和创新。 关键词:机械工程;自动化;问题;措施 随着科学技术不断进步、社会不断发展,机械工程在生产和科研领域的应用越来越广泛。这种现状促使我们对怎样提高机械项目的整体水平进行研究。将机械工程和科学技术相结合,不断提高自动化水平,是提高机械项目整体水平的有效方法。鉴于此,本文将着重探讨国内机械工程自动化技术的现状和问题,并提出提升机械工程自动化技术水平的有效措施。 1国内机械工程自动化技术的现状和问题 1.1机械工程自动化技术的现状 虽然我国机械工程的发展已经取得显著成果,但是由于我国经济条件和科学技术条件的限制,导致工程自动化还处于起步阶段的落后状态,应用机械自动化技术的企业还是采用传统、落后的人才管理模式和市场经营模式。在人才管理方面,虽然我国引进了国外的先进理论,但不见得那套理论完全符合我国现状和国内市场,国内企业却不加思考的照搬,导致了只拥有基础理论知识的员工太多而真正掌握核心技术的人才太少。在自动化技术方面,当对一些精密机件进行制造或加工时会有广泛的应用,但是在复合阶段没有充分应用。和西方发达国家相比,我国在智能化与信息化方面非常落后,机械工程也只是刚性自动化,无法满足社会生产、加工的高要求。 1.2机械工程自动化技术存在的问题 (1)设计加工水平低。企业对机械产品的设计水平低、加工水平低。企业机械工程自动化水平低、自动化技术落后。有关机械自动化的新技术不能广泛应用于生产、加工过程。机械工程自动化技术的革新速度缓慢。(2)管理模式落后。国内许多企业仍然选用传统、落后的管理模式,这种管理模式思想落后、效率低下,而且难以与先进的计算机技术、信息化技术和网络技术相融合。因此,在信息化、高效率、高标准的时代,难以满足人们在生产和加工上的要求。也严重阻碍了机械工程自动化技术的发展、更新。(3)人才、技术缺乏。在我国优秀大学内机械工程尤其是比例机械及其自动化是较晚开设的专业,而且不算热门专业行列,所以导致企业极度缺乏机械工程人才,甚至许多企业内从事机械工程自动化的员工只是高职、技校毕业的人,他们只掌握基础理论,而核心技术的掌握和实践应用能力非常弱,导致机械工程自动化的优势难以展现发挥、技术水平难以得到提升。 2提升机械工程自动化技术水平的相关措施 2.1进一步认识机械工程自动化技术 提高人们对机械工程自动化的认识,是提升机械工程自动化技术水平的前提条件。只有让企业的决策人员进一步认识机械工程自动化、充分了解机械自动化的优点,才能促进机械自动化在企业中得到广泛应用。首先,必须解放人们的思想、开拓视野。放眼全球,但凡广泛应用机械工程自动化的企业,生产效率和生产力都得到了提高,而且节约了大量劳动力。既能提高生产效率,又能节约劳动力,保证了企业在市场竞争中占据有利地位。再者要重视将科学技术与机械工程相结合,并且要倡导对自动化技术的创新。最后,必须意识到实现机械工程自动化技术的提高不可能一下就成功,它必须是一个循序渐进的过程,要求企业充分了解市场变化,掌握市场需求变化规律,进而结合国外先进理论,探索适合国内市场的新技术,保证机械自动化健康发展。 2.2不要盲目应用机械工程自动化技术 随着科学技术水平的发展、提高,机械工程在企业中的应用领域变得广泛。但是在实际生产应用中,一定要注意机械工程自动化技术应用的合理性。自动化技术应用离不开网络、计算机,种类很多,而且不同的机械应用到的功能也不同,因此,在确保自动化技术可以满足生产需求的同时也要结合机械生产实际。要鼓励创新技术、研究新技术,但是在推广之前一定要进行充分实验,达到技术娴熟的标准,避免由于技术不成熟而盲目使用造成的损失。 2.3加强对机械自动化生产的管理 科学的生产管理模式是机械工程自动化广泛应用、充分发挥优势的必要条件。企业应该注意在信息化时代将计算机技术、网络技术等应用于生产管理,从而提高机械自动化生产管理水平。在应用和发展机械工程自动化技术时,要注意节能环保问题。不但要做到降低单位产品的能源消耗,也要做到清洁生产、保护环境,这样才能实现机械工程制造业的可持续发展。 2.4建立一支极具竞争力的队伍 人在企业中的影响非常大,特别是优秀人才,在企业中占据核心地位。企业都明白,拥有充足的技术型人才资源,就代表企业拥有无限的发展空间和发展潜力。对于机械制造行业更是如此,企业人才技术水平的高低,不仅决定企业在市场上的地位,也决定国家的综合实力。面对目前专业人才匮乏的市场,企业必须尽快打造一支极具竞争力的人才队伍。而建立人才队伍的方法有很多,如:专门开设课程,培训本公司现有技术人员;引进国外技术人员;与高校合作,定向培养专业人才到指定公司参加工作。 3结语 自动化技术水平的提高,对于机械工程的应用、企业的生产都有十分重要的意义。但是由于我国自动化发展较晚、技术不成熟的原因,导致企业生产难以难以满足现代社会需求,更影响了机械工程在实际生产中的应用效果。因此,我们要进一步认识机械工程自动化技术,不断引进国外先进理论、经验,结合自身实际情况,不断发展、优化机械自动化技术,定向培养专业人才,为我国机械工程发展输入源源不断的动力。 作者:刘卓开 单位:高力威机械有限公司
1引言 近年来,我国加快各地区基础建设,建筑、道路、水利水电、城市现代化规划等诸多行业得以快速发展,使工程施工及相关产业的队伍不断壮大,同时使工程施工质量监管难度不断提升。而我国计算机与信息系统的快速发展,为信息系统在工程施工质量监管与控制中的应用提供了有效的技术支持。在工程施工质量监管与控制中应用智能化信息监管系统,不仅可以大大降低工程施工质量监管与控制的人力成本,还可以提升工程施工质量监管的效率和可靠性,使用信息系统可以有效监控和记录施工人员不易察觉的各个施工流程与角落,提升工程施工管理的有效性、科学性以及工作效率。因此,在工程施工质量管理中应用信息监管系统是工程施工企业效益最大化的有效措施之一。 2信息系统在工程施工质量控制中的应用 随着我国信息化产业的快速发展以及在传统行业中的应用,使传统行业的发展迎来了新的契机,提别是4G通信技术的普及,信息系统在项目管理和项目质量控制方面的作用越来越重要。近些年,信息系统在工程施工质量控制的成果越来越多。 2.1工程施工质量信息管理系统 管理人员通过工程施工质量信息系统可以有效监视和管理工程施工现状,同时,使用工程施工质量信息系统可以更加全面、高效地进行监管,实现远程监控和远程管控施工质量。随着移动数据网络的快速发展,当5G时代到来后,可以真正实现远程移动工程施工质量管控。 2.2工程施工质量信息采集系统 信息采集系统的主要功能是管理人员将各种施工数据及时录入系统,进行有效的存档。其次,管理人员还可以通过信息采集系统及时更改管控数据,实现智能化与人工远程监控。人工远程监控不仅可以降低人力消耗,同时可以有效地监管项目进程和项目质量,使施工质量信息采集客服了时间和空间限制,使项目质量管理真正实现远程化控制,这种信息化管理方式将成为今后项目管理的主要方式。 2.3工程施工质量监控录像系统 该系统是工程施工质量信息系统的核心部件,主要负责视频记录工程施工过程,并将视频记录的数据进行编解码、传递和存储。监控录像是实现远程监控的基础,也是查找工程施工质量问题最可靠的依据。目前,我国建筑工程已经全面实现视频监控,在未来,公路工程、水利水电等工程也将实现了视频监控。录像系统是工程项目施工最权威的现场资料,如果项目施工过程中存在质量问题,可以通过监控录像检查施工过程,找出问题所在。同时,利用监控录像也是对施工人员施工过程的监督,有助于施工人员对自己提出更高的要求。 2.4自动报警系统 随着AI(人工智能技术)的快速发展,各种自动化监控系统应运而生。通过建立有效的模型数据,可以实现对工程施工过程中的危险和不规范操作进行识别,一旦发现有不利于工程施工质量的违规操作,系统就会发出警报,协助管理人员进行有效的施工质量管控。 2.5互联系统 互联系统是通过有线网络和4G移动数据网络实现远程互联,随着移动数据网络的快速发展,工程施工质量信息系统将逐渐实现移动互联。互联系统可以大大提升系统的可应用范围,实现远程管理,降低信息系统应用的局限性。互联系统主要是利用通信模块连接,通过移动通讯技术实现远程通信,最终形成一个完整的施工质量管理的互联系统,提高整体工作效率。 3信息系统在施工质量管理中的重要性 工程项目能否在规定时间内完成项目所有任务,项目管理起到了非常重要的作用。工程施工质量管理中应用现代化信息技术的重要性主要体现在以下方面。 3.1提升工程施工企业的管理水平 在工程施工过程中应用信息系统,可以大大提升工程施工质量的控制效率以及企业的管理水平。信息系统可以进行实时监管和记录,有利于工程施工后期进行质量检查以及数据追踪。同时,信息化监控系统可以监控到施工、管理人员不易察觉的问题。 3.2利用信息系统提升管理效率 随着现代工程规模的不断壮大,单独依靠人力进行质量监管,不仅需要投入大量的人力资本,同时企业工程施工质量管理效率极低。而引入信息管理系统后,建立有效的安全质量管理模型,可以大大提升工程施工效率和质量水平,并减少人力成本,实现开源节流。同时,企业可以根据工程施工的具体情况培养合格的管理人员,建立管理人员的项目信息化管理意识,使每一名质量管控岗位上的工作人员都熟练地掌握计算机与信息管理系统,改善以往项目质量效率不高的现状。 4结语 综上所述,在我国工程施工相关行业快速发展的背景下,企业利用信息化系统进行工程施工质量管理,不仅可以有效降低工程施工质量监管与控制成本,还可以大大提高工程施工质量的监管效率。在如今激烈的行业竞争中,工程施工企业通过应用信息系统可以提升企业施工效率,降低企业发生质量问题的概率,同时也是促进工程施工企业高速发展的重要途径之一。在工程施工质量管理中应用信息系统,是当今工程施工质量管理的主要发展方向,每一名从事工程施工直链管理的人员都需要夯实专业基础的同时,加强现代化信息管理系统的学习,掌握现代化管理方式,让自己的能力时刻适应时展的要求。
物联网技术论文:消防安全管理在物联网技术的信息化应用 【摘要】消防信息化建设是消防安全管理的重要内容,在消防安全管理中,只有通过采用正确、及时的灭火措施,才能最大程度的保障人员的生命财产安全,物联网技术为消防信息化建设提供了新的发展方向。因此,本文通过阐述了物联网技术的定义,联系实际,分析了物联网技术在消防信息化领域中的应用 【关键词】消防安全管理;物联网技术;信息化应用 物联网技术能够实现信息的智能收集与传递,不仅可以降低人为误操作带来的安全隐患,同时也可以提高消防工作效率,阻止火势的蔓延,保障人民群众的生命财产安全,加强消防信息化建设,就要在消防工作中利用物联网实现资源的有效整合与利用。 1物联网技术 物联网技术是在互联网技术之上研发的一种先进的计算机技术,由于我国对物联网技术的研究较早,目前,物联网技术在各行各业中都有着广泛的应用,极大程度的促进了我国现代化建设。物联网技术的技术核心是将网络技术做了延伸和扩展,将移动终端设备与互联网相连接,如全球定位系统、红外感应器、激光扫描仪等,通过移动终端设备实现信息的交换,达到智能监控与管理的目的,运营模式有M2M、SaaS等。物联网以其智能化以及优越性在消防安全管理中有着重要的应用,尤其针对于高层建筑、高铁、地下建筑的消防安全管理有着更大的意义,更大的责任,只有加强消防信息化建设,才能有效的保障社会群众的生命财产安全,物联网在消防信息化中的应用主要表现在感知功能与传输功能上,通过手持机等移动终端设备来实现智能的感知功能,通过无线网络实现信息的传输功能,最终作用于消防系统中,另外,物联网技术还可以应用于消防事业管理,将数据导入到消防档案系统中,实现统一管理与消防的合理调度。 2物联网技术在消防信息化领域中的应用 2.1更新基础数据库 数据是系统的重要组成部分,完善的数据不仅可以帮助系统做出正确、科学的分析,同时也能够提高数据的利用率,但是我国目前的消防信息系统数据过于陈旧,资源利用率不高,在资源共享方面难以提供全面的数据,极大程度的限制了我国消防信息化的进程,因此,将物联网技术应用在消防信息化领域中,能够有效的对数据进行录入与分析,区别于过去数据单独录入存在重复率极高的弊端,物联网能够实现数据的平移,达到资源有效整合的目的,消防信息化领域中,将灭火救援、队伍整改以及后勤保障串联在一起,实现统一管理,利用物联网技术可以将消防指挥中心与客户终端相连,在火灾发生时,能够及时的采取正确的灭火措施,疏散人群,避免造成更大的损失。另外通过为消防人员配置移动终端设备,能够最大程度的提高资源的利用率,促进消防事业的发展。 2.2实现消防车辆智能调度 在灭火过程中,对消防车辆、消防员和灭火药剂的调度有着重要的作用,高效的调度能够帮助消防队员及时的采取灭火措施,在火势尚能控制时降低安全事故的发生几率,保障人民群众的生命财产安全。因此,将物联网技术应用于消防的调度中,通过RFID技术与消防车辆的水泵与发动机相连,能够在灭火过程中,对于消防车的水量以及发动机状态做到实时的了解,便于消防指挥中心的指挥工作,通过物联网技术,将数据进行智能收集与传递,此过程不依赖于人工操作,不仅能够避免在数据收集与传递中的人工误操作,同时也大大节约了沟通的时间,数据可以直接在PDA或消防指挥系统中显示,为消防指挥中心制定出正确的灭火方案赢得了时间。 2.3提高消防工作人员的安全保障 火灾现场情况复杂,尤其是在高层或地下建筑环境中,人员密集,疏散空间狭小,使得消防人员的危险系数增大,特殊的环境也加大了灭火救援的难度,因此,将物联网技术与消防员相连,在消防防护服中安装芯片,如湿度探测器等传感设备将每一名消防员的基本信息通过网络反映到消防指挥系统中,不仅可以使指挥员识别出火灾现场的温度、湿度以及有害气体的浓度,从而及时调整灭火方案,另外移动终端设备还会反映出消防员的身体状况,使指挥员及时下达撤离命令,有效的规避风险,保障消防员的安全。 2.4实现消防设施的动态管理 消防设施主要是指自动化灭火设施、灭火器、消防水源等等。目前我国消防部队尚没有对消防设施采用统一的管理,自动化灭火设施等是阻止火灾蔓延最为有效的途径,尤其在消防救援力量未赶到火灾现场时,自动化灭火设施的合理使用能够最大程度的保障人民群众的生命财产安全。消防水源是灭火救援的基础设施之一,合理的利用可以达到最大的灭火效果,因此,将物联网技术应用到消防信息化领域中,通过在消防设施中安装GPS芯片合一实时了解消防设备的位置,通过安装RFID芯片,能够是实时了解消防设备的使用情况,便于统一管理和调度。 3结语 综上所述,物联网技术在消防信息化领域有着广泛的应用,不仅可以更新基础数据库、实现消防车辆智能调度、提高消防工作人员的安全保障同时也能够实现消防设施的动态管理,不仅最大程度的保障了社会人民群众的生命财产安全,同时也极大促进了我国消防事业的现代化建设。 作者:吴迪 单位:昆明市公安消防支队 物联网技术论文:物联网技术在环境监测中的运用 摘要:详细分析了物联网技术在大气污染、水污染、海洋污染及其他生态环境恶化等环境监测中的作用,着重阐述物联网技术在这些监测中存在的要素不全、技术等级低、监测缺乏统一规划和标准、公众对监测认知程度较低等系列重要问题,并对物联网技术在环境监测中的未来发展前景做出展望。 关键词:环境监测;物联网技术;信息传递 随着改革开放的推进,各种工业不断发展,加剧了对自然资源的需求和生态环境的破坏,人们逐步意识到环境保护的重要性,传统的环境监测是使用人工采取样品进行检测的方式,这种监控方式:(1)无法进行长期的远程实时监控;(2)不能够及时地反应环境变化等信息;(3)由于依靠人力,劳动强度大,这些不足使得传统监测方式无法满足现代监测对于环境的信息化管理要求。随着污染源在线监控系统的开始推广,物联网技术在我国环境监测领域开始了最早的探索和应用,它的出现克服了传统环境监测方法的缺陷,降低了监测成本,也使得环境监测向自动化、信息化、网络化、智能化方向发展,我国目前的环境监测手段还很落后,物联网技术的出现为我国环境监测的发展提供了一个很好的契机,为复杂、多样的环境进行自动实时监测提供了可行的思路和方案。 1物联网 1.1概念 物联网(TheInternetofthings,IOT)是指在互联网的基础上扩展和延伸到物体与物体之间信息交流的一种新型信息技术,物联网的定义是实现物体与物体、人与物体、人与人之间的信息交流。物联网在国内的应用一般是使用定位系统、红外线感应仪、全球定位系统(GPRS)、激光扫描仪和气体感应器等设备间的信息,进行交换和记录,实现检测、定位、监测和扫描的一种信息技术,实现各种设备之间信息的交流,让使用者能够在物联网中得到需要的信息,让监测和管理的信息具有时效性和保证其准确性,达到人工智能化的监控,提高工作效率和生产力,弥补传统工作中的不足。物联网在现代被广泛运用于各个领域中,如医疗健康、道路交通、店铺监控等,它们都体现了物联网的智能化与实用性。随着信息技术、网络技术、自动化技术、芯片技术的不断发展,物联网已经开始应用到生活的各个方面,很多地方的环境监测已经开始广泛使用物联网技术。 1.2组成结构 环境监测物联网主要由采集层、网络层、应用层3大部分组成。其中采集层通过传感器、智能卡、电子标签、识别码、摄像头等感知设备实现环境因子的识别、监测分析等信息的捕获、采集,以达到智能感知的目的;网络层利用无线网、移动网、固定网、互联网、广电网等传输网络实现感知层所采集信息的传输与处理,是整个环境监测物联网的核心组成部分,是将采集层所采集的数据进行大范围的传输与共享,并且实现多方的交互;应用层主要包括环境监测中的特定应用服务以及实现网络层和应用服务间接口和能力调用功能的中间件,用于完成信息的分析处理和决策,以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测,发挥智能作用。 2在环境监测中的应用 2.1大气污染监测 如今我国很多城市存在空气污染现象,空气质量较差,尤其在一些大中城市,由于重工业和城市交通的发展以及人口持续增长,导致了城市大气污染相当严重,其中就有人们熟知的PM2.5。大气污染监测主要包括大气污染物监测、空气质量自动监测和大气降尘监测等几个方面,由于物联网技术所具有的强大沟通等功能,它能够有效地应用到对大气污染监测的整个过程中,如监测空气中可吸入颗粒物的含量,空气中有毒有害物质的含量,甚至能够监测大气中的氧气含量、二氧化碳含量、氮气含量等,可以快速地发现空气中存在的问题,并且通过实时传输功能把监测器上的相关数据传输到气象控制中心,再由气象控制中心传输给电视台新闻中心等告知民众,让民众及时做好自我防护,降低污染的危害,保证身体健康。从中央到地方各级天气气象预报的准确和适时就表明我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。 2.2水污染监测 当今世界水污染现象已到了相当严重的程度,应当引起全人类的重视。由于物联网技术所具有的自动监测功能也被广泛用于对河流河道水质、水库水质、污水处理质量等监测中。通过传感器监测水体中含有的各种固体污染物含量,各种气体含量,其他有毒有害物质含量;而后将数据传送到中央控制系统,再由那里的计算机自动进行对比分析判断水质好坏情况、水质安全情况并提供两种相应系数,所有的数据都会自动进行储存备案,一旦发现问题或异常情况,计算机还能够自动报警,引起人们的警觉。而且物联网技术具有的“物物相联”的特点使得人也能够对系统进行人工干预,人为地进行实时的监测观察,以便为及时整改服务。 2.3海洋污染监测 我国对于海洋污染监测的物联网系统建设还处于初级阶段,而世界很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行着研究,它们的研究成果能够为我们提供借鉴和帮助。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况、污染物情况,能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时做到及时发现,从而为及时处理争取时间。比如在发生核泄露造成核污染时及时发现污染物是否到达国家的近海,为及时有效的防范争取时间;在发生油船原油泄漏时也能够及时地判断原油泄露产生的污染情况并及时地做出处理,有效控制污染的范围和规模,把损失降到最低。 2.4生态环境监测 生态环境的物联网监测系统尽管是一个较为宽泛的系统概念,但也已经逐步地被接受应用,并发生着作用。一般来说,这样的一个监测系统不仅仅包括前面提及的几个已经投入使用的环境监测系统,它还包括视频监控系统和对生态环境中的植物、动物生存情况的监测等一系列的监控,所有的信息、数据等最终汇集到中央控制系统中,由中央控制系统做出反应发出指令。目前生态环境的物联网监测的应用主要是在一些自然保护区、沙漠绿植研究、生态环境恶化监测中,已经体现出了收集、预报等功能和功效。 3存在的问题 3.1监测要素不全 在关于生态环境的物联网技术系统性监测中,监测的对象其实较为简单,很多监测系统的构成也较为单纯,因而离实际需要还有很大距离。比如只能够对海洋中几种特定的污染物进行监测,对空气中特定的污染物进行监测,监测范围非常有限,因而监测的功效也大受影响,这些与对全球整个生态环境的监测需求是极不匹配的,缺乏完善、全面的整体性环境监测势必制约着环境保护与防治,所以监测要素亟待补充和完善,方能担当重要使命。 3.2监测技术还较为初级 世界上物联网环境监测系统建设其实也并不完善,尤其是我国环境监测中的物联网系统建设还处于较初级的阶段,硬件、软件上都还有很多欠缺的地方需要完善和加强,还有很多课题亟待人们去研究和论证,还有很多未知领域等待我们去认知和开拓;不仅仅是完善传感器、传输器、运算器等硬件;更多的是在软件系统的研究控制上要加大力气,加强技术攻关,努力改变监测技术的初级化制约着监测成效的现状。 3.3监测缺乏统一规划和标准 我国在环境监测的物联网系统建设上起步晚,缺乏相关的经验和技术,逐步在摸索中前进,逐步在积累中提高,迄今还没有一个统一的标准和尺度,整个国家的环境监测物联网系统建设也还缺乏统一规划,有着各自为政的特点,因而显得混乱;甚至同一个地方、不同监测系统每天向公众播报的空气污染物种类、污染程度及等级都不相同,这样的环境监测效果确实不尽人意。因此实行监测的统一规划和标准,有利于提升监测效果。 3.4公众的认知度较低 物联网是一种较为新颖的名词概念,其技术应用在我国尚未得到大范围的推广,而且宣传力度也不够,甚至对于已经应用了一定物联网技术的领域也没有对公众进行宣传,由此可见,物联网技术对于普通公众的关注度还不是很高,有隔膜的。这样一来,关注度低自然导致相应的政策无法进行完善,物联网技术应用便不能有效地扩大范围。虽然公众对于这样一项技术是有着巨大的需求前景,但是市场和生产研发之间出现了巨大脱节,这也与技术的宣传力度不足存在着一定的联系。 4未来发展 4.1加大技术研发的力度 对于相关设备技术的研发、生产,国家要不断加大加强政策支持,同时国家也要加强对相关研发企业、生产企业的政策补贴,在提高物联网相关附属设施质量、性能的同时不断地降低成本价格,让物联网技术能够更好地应用到环境监测中,服务国家,服务社会。 4.2加强环境监测物联网建设规划 必须加强环境监测物联网建设的系统规划,统一监测的标准,统一国家层面的系统建设标准。同时对整个环境监测物联网系统的建设进行统一的规划,杜绝地方性差异,与此同时还要不断进行完善,提高质量和水平。 4.3加大宣传,提高民众对于物联网的认知 必须要通过科学教育频道、有关新闻频道、社会活动以及公共产品展示等方式来提高人们对于物联网技术的认识和了解,增加普通民众对于物联网技术研发的支持,因为物联网技术的研发归根到底要惠及民生幸福。 5结语 物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分,随着社会和信息技术的发展,它必然会融入人们日常生活中的方方面面,促进生活的改善和优化,使得人们的生活越来越智能化。尤其对于现代环境监测系统的建设,其建设的物联网监测系统对于节能型社会的发展,新时期环境保护以及国家实行节能减排都有巨大的促进作用,也使得现代经济得到持续、健康、稳定发展。 作者:沈伟 单位:泰州职业技术学院 物联网技术论文:在铁路运输中物联网技术的应用 铁路运输与维护是阻碍铁路发展的巨大隐患之一,运用铁路信息化完全可以这些问题迎刃而解。由此,为了能够适应铁路客运呈现的密度高、客流大的特征,就一定要提高铁路系统运输工作的效率与智能化水平。 一、物联网概述 1.物联网概念 物联网是通过运用物品把它和互联网相结合,从而实施智能化的管理、定位、识别与监控的网络,同时通过激光扫描器、全球定位系统与红外感应器等信息传感设备实现通讯与交换。它的核心是互联网,但是结果却已经扩散到商品之间的互换。 2.物联网的发展历程 在1999年,物联网这个概念第一次被提出。物联网是依靠互联网技术运用无线设备与射频设别技术,从而形成一个能够让全世界的商品在互联网上能够达到实时共享的网路。在2003年,美国的权威杂志《技术评论》表示在未来的生活中物联网将会是改变我们生活习惯的十大技术的第一位。在2005年国际电信联盟就发表了物联网的相关报告,在报告中表示出物联网大时代的到来,在全世界各地的商品都能够通过网上交易平台实现交换。通过依靠互联网技术,物联网也将会成为未来商品交易的主要方式之一。在中国也出现了许多成功运用物联网技术实现人工智能化的典型,例如上海的浦东机场与上海的世博会。 二、物联网关键技术 首先物联网需要运用特定的识别系统对物品的相关属性进行鉴定,其次应该把相关物品的数据信息通过互联网上传的网上,最有通过中央信息处理系统把传输进去的网络信息进行处理与公布,从而实现信息的共享。在当前物联网使用的主要技术包括:智能嵌入、云计算、IPv6、传感技术等。 1.IPv6 因为互联网的不断成熟,互联网的IPv4地址已经达到了顶峰,IPv6必定会在未来取代IPv4。当期IPv4只有32位的地址远远不能够到达当前会联网用户的需求,而孕育而生的IPv6具有128位地址,这样就能够促使世界上的任何一样物品都能够拥有自己的IP。在当前想要快速发展物联网就需要让每一件商品都具有自己的IP地址,因此IPv6的运用必将成为物联网实现迅猛增长的基础。 2.RFID 运用射频识别RFID能够通过无线射频识别出相应的物品信息。射频识别可以识别出很小的物品的相应信息,同时通过对实体的分辨,可以迅速的在没有触摸商品的情况下了解到商品的相关信息。RFID能够大面积的识自动识别商品的相关属性,但是RFID运用的技术也有相应的不同,比如适用领域、技术特点与工作原理都制定出了不同的标准。 3.云计算 云计算被一些专业人士叫做计算资源池,它能够对海量的信息实现快速的处理,它是发展物联网的关键。由于物联网需要随时随地及时的对相关采集的数据进行更新与添加,这样就需要一个能够大量存储信息的平台实现,通过云计算就能够实现海量数据的管理。 4.传感技术 计算机技术、通信技术、传感技术是信息技术的三大核心。传感技术通过传感器、信息的识别与处理对相关物品实现检测与数据录入。同时运用其相关的传感器对一些感官达到信息录入与处理的要求。 5.智能嵌入 把信息处理器嵌于应用系统,运用Internet让整个系统固化。这样就能够节约许多的时间,但能够快速的让信息实现共享。这样就能够让计算机技术与网络技术实现实时同步的进行信息的高速传递。 三、物联网技术在铁路运输中的应用 在铁路运输中实现物联网的全覆盖能够对铁路运输与维护起到高效的作用。它能够在铁路行车调度管理、机车和轮对检修信息管理系统、铁路货运物流信息化系统与智能化检票系统中实现 1.智能化售检票系统 智能化售票系统在中国已经实现了大规模的使用。乘客可以使用自动售票机进行铁路购票。在乘客进站时检票员运用小型识读器识别读取RFID电子标签,以此来识别乘客购买的车票是否与购票信息相符,这样不但能够大大提高铁路人员的工作效率,还能够节省旅客进出车站的时间,从而使车站可以快速运转。 2.铁路机车车辆智能化识别系统 地面独立识别设备、车身或者底部的识别标签、复示设备与数据集中管理这五个部分构成了铁路机车车辆智能化识别系统。地面独立识别设备是由四个部分组成,其设置需要通过各个站点的一系列的处理来实现信息的管理。在货物运输车上安装电子标签就能够迅速的对车辆的相关信息进行识别。这样在物联网时代就能够让货物的信息实现实时的了解与共享。 3.铁路行车调度管理 物联网在铁路行车调度管理中只要是通过对车厢的管理来实现。它能够对铁路的速度检测与信号的升级起到关键的作用。在每一个车厢上安装一个RFID芯片,运用RFID芯片的读写器,不但能够了解到当前铁路运输的速度,还能够检测到当前铁路运输中所出现的安全隐患,从而使相关人员能够及时的排除安全隐患从而使铁路可以安全的到达相应的目的地,防止一些干扰。 4.铁路客运系统 运用物联网,把旅客购票的信息植入到每一张的车票中,同时把读写器安装的客运车厢、候车室、检票口与车站口等地方。当旅客在自动售票机上购买到车票以后进入到进站口就能够自动识别车票信息是否与本人相符,进入到候车大厅以后,收到读写器的识别能够快速分辨出旅客候车地是否正确,以免旅客耽误候车时间。同时还能够及时的对旅客候车的人数进行统计。旅客在登上火车后,也可以通过读写器对某些旅客走错车厢得以及时的纠正,并且对旅客的下一站所达到的信息进行实时传递,一面旅客坐过站的现象出现。在旅客下车以后,系统还可以对相关信息进行处理。 5.机车和轮对检修信息管理系统 运用RFID技术,能够对火车的到达时间与步骤进行精确的统计与计算,进而存储。不但如此,还可以对火车进出车站的次数与相应数据进行快速的采集与录入,这样就可以大大提高列车数据的查询与统计效率,缩减检测工作人员的工作量提高其工作质量与效率。 6.铁路货运物流信息化系统 发展铁路物流,就一定要把集装箱运输实现信息系统化。通过对集装箱信息的采集与统计,对箱号图像识别,这样可以方便摄像头对集装箱对信息的快速读取,从而减少由于天气或集装箱破损的原因导致识别系统出问题的现象的出现。把RFID技术运用到铁路的集装箱上面,不但能够实时了解货物运输情况,还可以减少商品被盗或者破损的情况。同时提高集装箱运输运用的效率得以提高。 四、物联网技术在铁路行业其他业务中的应用及展望 1.物联网在视频监控中的运用 想要达到高质量的要就必须要使用传感器与物联网。比如,能在探头前面连接各种各样的传感器,将激光测距传感器、倾角传感器与云台摄像机连接,利用云台摄像机捕捉画面信息,利用激光测距传感器进行测距。 2.山体滑坡的监控以及提前警报系统 山体滑坡作为一种破坏力极强的地质灾害,它不但可以摧毁大量的铁路基础设施,还可能对铁路运输时对火车上的人员造成极大的伤害,由此看它是一个特别严重的灾害对铁路运输安全是一个极大地隐患。在当前铁路部门可以运用物联网技术,在山体滑坡现象严重的区域安装倾角传感器、液位传感器和前端设备,这样不但能够实时监控这一地区山体情况,还能够对当前的山体的数据进行传输与储存以便于相关人员的分析。同时在发现山体变化的同时及时的发出警告预警,以便于车站人员能够及时的对相应的地质灾害做出反应,进而极大地挽回人员与财产的损失。 五、结束语 物联网技术在我国铁路系统的广泛运用,是当前信息化时代不断进步的必然要求。只有把物联网技术应用到了铁路系统的各个方面才能够提升我国铁路系统的运输效率。目前,我国的物联网在铁路中的使用主要表现在RFID、传感器、数据采集以及二维码等方面,在这些年的运用中能够发现其效果是十分的明显的。互联网的广泛运用,为物联网的发展打下了坚实的基础。未来铁路运输的发展必将会朝着智能化的方向不断的前进,我国铁路系统必将会迎来发展的新契机。 作者:范军 单位:北京铁路局调度所 物联网技术论文:物联网技术单灯控制系统应用 1单灯控制系统组成 莱州市单灯控制系统框图由路灯监控中心、GPRS无线数据通信系统、路灯监控终端和安装于每基路灯灯杆处的单灯控制器组成。该系统利用中国联通烟台有限公司莱州分公司的GPRS网络进行大区组网,将监控中心局域网与联通GPRS核心网络接入平台进行专线链接,为每台监控终端安装移动SIM卡(SIM卡只开启数据传输功能),并且配置监控中心的IP地址后,即可实现监控中心与监控终端的数据传输,达到远程监控的目的。而监控终端通过RS-485接口与单灯集中器连接,采用ISM无线小区组网方式与安装在每基灯杆处的单灯控制器进行通信,并完成与监控中心的通信中转任务。 1.1单灯控制系统组网方式 1.1.1单灯有线方式(电力线载波) 电力线载波通信的发展已有很多年了,它是借助电力线,将高频信号叠加在电力线上进行低速数据传输的技术,广泛应用于自动抄表、智能电网等领域。优点:借助原先路灯电力线进行通信,无需铺设电缆和安装天线,可实现长距离数据通信;网络协议简单;维护方便。缺点:由于路灯线路复杂多变,灯型和阻抗各有不同,单一载波频率很难适应各种线路,通信成功率不到90%;变压器对载波有阻隔作用,电力载波信号只能在一个变压器配电区域使用,无法实现跨越。 1.1.2单灯ISM无线方式(433MHZ) ISM为国际通用的无线频段,433MHz无线网络广泛应用于工业、科学和医学领域,国内在远程抄表、工业控制、电子消费产品和无线传感网中均有成功应用。优点:频率免费使用,穿透性和绕射能力强,传播距离最远可达2000米;发射功率低,接受灵敏度高,稳定可靠;经济适用。缺点:单一的433MHz频点易受干扰,可通过无线模块自身特有的十组频点跳频技术来解决; 1.1.3单灯ISM无线方式(Zigbee) ZigBee是一种无线连接网络,工作在2.4GHz频段,具有最高250kb/s的传输速率,它的传输距离在10-75米的范围内,类似于WIFI技术,多用近距离数据传输。优点:功率低,时延短;协议通用、开放;采用加密算法和避免碰撞机制,安全性高,可切换16个信道。缺点:波长短,只能直线传输,无法绕开障碍物;传输距离短,超过75米需增加中继,可靠性大大降低,中继故障将导致后面链路所有通信中断。 1.2单灯集中器 单灯集中器安装于路灯控制箱处,与监控终端通过RS-485接口对接,主要实现承上启下的作用。一方面,单灯集中器负责集中采集所管辖路段所有路灯的电压、电流、有功、无功、功率因素等参数,向单灯控制器发送开关灯指令;另一方面,单灯集中器与三遥终端进行数据传递,由三遥终端向监控中心实时传输数据。单灯集中器主要技术指标如下:(1)处理器采用Corex-M332位ARM芯片,运行速度快,可靠性高;(2)软件可远程升级;(3)可容纳单灯控制器容量≥256个;(4)内置锂电池,停电后可使用8小时以上;(5)具有自身和单灯控制器参数掉电保存功能;(6)较好的接收灵敏度和抗干扰性能,信道冲突自动检测;(7)单灯集中器自身故障,可根据自带时钟及常闭触点确保路灯正常开关。(8)供电范围:AC220V±20%;(9)工作温度:-40~+70℃;(10)防护等级:IP51;(11)防雷等级4级; 1.3单灯控制器 单灯控制器主要应用于路灯照明,可以实时在线监控每一个灯杆每一盏灯的工作,采用国际上先进的物联网技术,经精心研制而推出的新产品。单灯控制器安装于路灯灯杆底部,防尘、防水设计,达到IP54防护等级,可根据灯杆尺寸和内部空间采用永磁吸附灯杆内壁或内壁悬挂固定。主要技术指标如下:(1)采用军品级MCU处理芯片和电力计量专用芯片,运算速度快,采样数据精度高;(2)采用无线或载波通讯方式与单灯集中器通信,通信距离最远可达2KM;(3)检测回路:2路,可检测电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数;(4)数据采集精度优于1%;(5)采用IP54防护等级,防水、防潮;(6)采用看门口电路、软件优化等方法进行抗干扰设计;(7)可适应高压钠灯、金卤灯、LED灯和节能灯等不同光源;(8)外形尺寸设计小巧,安装方便,采用透明外壳和指示灯,方便现场接线和维护;(9)工作温度:-40~+70℃;防护等级:IP65;(10)输入电压:220±20%VAC;(11)绝缘等级ClassI; 2单灯控制系统主要功能 (1)实现单、双、三头(臂、火)的控制、调光和检测;(2)通过中心站软件或手机APP指令实现片区、街道、间隔和一侧(单、双数)等控制方案,以及主道开灯、辅道开灯、主辅全开、主道调光、辅道调光和主辅调光等控制模式;(3)可实现3路0-10V独立调光输出控制;(4)具有异常开关灯、电压电流超限、灯具故障、灯杆漏电、通信失败等报警功能;(5)可按照周计划、日计划自主独立运行;(6)能够检测各个灯头的电压、电流、有功、无功和功率因素;(7)实现了通过更换通信模块,即可实现433MHZ、Zigbee和电力线载波三种不同得通信方式,确保通信无盲区覆盖。(8)实现白天修灯只开启需要维修的单盏路灯,无需开启整条路段路灯。 3结语 莱州单灯控制系统建成后,只要在监控中心就可掌握全市主要路段每盏路灯的亮灯情况,路灯故障可直接定位,准确及时的维修,大大提高工作效率,同时也为管理者精细化管理奠定了技术基础。另外通过设置各路段每天亮灯方案,隔灯亮、半夜关闭广告灯箱、奇偶日轮换亮灯等方式不仅节约了大量电费还大大延长了灯具的使用寿命。因此该系统的建设获得了很好的社会效益和经济效益。 作者:李宁华 单位:南京理工科技系统有限公司 物联网技术论文:物联网技术铁路运输论文 一、目前物联网技术在铁路运输各方面的应用 近几年来,我国的物联网技术在铁路方面得到了初步的应用,尤其是在设备的客货运输的服务系统以及安全保障系统。各方面的智能化应用给乘客带来了极大的方便,同时也提高了铁路运输的安全以及服务质量。 1.火车票售票和检票的智能化应用 目前,在全球的高速铁路中物联网技术的应用飞速发展,我国的售票和检票系统也已经实现了很高的智能化,给广大乘客取得了很大的便利。而在铁路运输的领域中,所运用的是RFID电子容票,它根据乘客需求,采用自动售票机使得乘客可以自己提取,而且在检票中指定相对应的读写器,解读数据来分析车票是否有效,这给乘客带来了很大的便利,同时也缩短了工作流程。 2.铁路行车时的调度得到有效管理 在铁路行车的调度管理中,物联网的运用能够有效管理火车的各节车厢从而进行铁路速度的监察控制以及信号系统升级改造。它是将电子标签芯片安装在各个车厢里面,这样同时,隔一段距离在铁路的两装上特有的读写器,这样,不仅能够全面掌握全国所有的铁路某个时刻所在的线路位置信息,还能够读出火车的速度,大大的帮助了火车的安全控制、调度以及追踪。 3.铁路上车辆智能化监控识别系统 一般而言,铁路机车车辆智能化识别系统由五个部分所组成,即数据集中管理、复示设备、机车车身底部识别标签、地面自动识别设备(AEI)等,其中,地面自动识别设备包含了防雷设备、天线、读取装置、列车探测装置、远程通信设备、微波射频装置等。将自动识别的仪器装在各种不同的站,通过对国王的车辆分析解读,然后传至信息系统处理,采集包含数量、车次、类型等各种数据的信息,这就实现了车站管理信息的系统对机车进行每个时段的有效跟踪。 4.物联网技术在客运系统的运用 在铁路系统的各个主要地方安装读写器,这样就能识别车票中的芯片,对应相应的乘客。除此之外,这样的系统能够统计等候的乘客人数,如果有乘客不小心进错了检票口,那么就会发出提醒。而且在列车驶出后,这些信息就会自动的传输到下一个车站,而到下一站的时候就会自动提醒,除此之外,乘客下车后系统能对信息写入。 5.物联网在铁路货运物流信息化系统的应用 互联网与现代化技术的迅速发展,人们的生活方式也在潜移默化的改变着。而如今网上购物的便利使得人们购物的方式越来越倾向它,那么货运的稳定、高效成为了人们关注的热点。而相比其他的运输方式而言,铁路有其独特的优势,但是,也经常会出现一些非常重要的漏洞。并且这些情况的发生,不但损失了消费者的利益,同时也给铁路部门带来了许多损失。而将物联网技术的使用,使得在货物上车前就对其进行检测,那么这些信息都能被采集到,组合管理人员能够将货物与单据信息核对。不仅如此,物联网的应用,使得消费者能在网络上看到货物所在地以及到达的时间。 二、物联网技术在铁路运输领域内的未来展望 随着大规模的铁路建设,物联网技术的迅猛发展,铁路运输信息化程度的要求越来越高,那么,基于物联网技术在智能化交通以及现代中的应用,物联网的技术会在一下更多的方面得到更为广泛的应用。 1.物联网应用于站车信息的共享系统 如今铁路的售票系统已经与网络相连,但是车上的补票依旧需要独立的开展,这就导致了车站里面的所留的票以及车上所补的票之间会有所脱节,那么就会有浪费的现象出现。如果利用RFID技术的网络信息共享性,将车站售票系统与车上补票系统联网,车站可以准确掌握无票上车人员的情况,根据实际情况确定车票的预留,车上也可以准确掌握列车预留情况,方便为旅客补票,从而可以充分利用列车资源,同时便于车上进行检票。 2.综合安全预示系统 安装以物联网技术为基础的综合安防预警系统,能够及时有效的感应入侵,包含火灾等各类安全隐患的子系统,实现列车更为安全的运行。 3.仓库管理系统 借助标签我们能使工作人员在不开箱的情况下检查物品,这同时可以防止货物在仓库里面受到损害或者被盗。 三、结语 物联网作为一次技术革命,带动或者是与产业链共同发展,实现了人与物品之间的对话。铁路是我国各方面的重要产业,随着各方面发展的提高以及互联网技术的飞速发展,在不远的将来,铁路交通智能化一定会迎来质的飞跃。 作者:吴鹏单位:内蒙古集通铁路(集团)有限责任公司 物联网技术论文:物联网技术化校园管理论文 1物联网技术在校园教学管理中的应用。 1)提供智能化教学环境。学生时常为找不到自习教室而苦恼,利用物联网技术搭建的信息平台,学生可以通过网络了解到自习室的情况。将摄像头、传感器等设备安装在教室中,并且与教室资源系统连接起来,将实时的学生数量信息传递到资源平台上,学生可以通过进入教学资源系统来查询自习室的占用情况,从而节省了找自习室的时间。 2)智能考勤系统。传统教师点名的考勤方式,浪费了一定的教学时间。使用智能考勤技术,学生上课前通过刷卡进教室,教室的读卡器在接受了学生的刷卡信息后,自动将信息发送到教学管理系统中,并通过计算机将数据更新到考勤数据中去,这样教师就可以通过计算机快速的查询学生的出勤情况,从而节约了教学时间。 3)构建智慧图书馆。智慧图书馆的建设主要为学生借阅图书和学校管理图书提供方便。首先,学校图书馆是供学生查阅资料的场所,外来人员的进入会给图书馆的管理带来了不便,利用RFID标签和学生的一卡通等设备,可实现图书馆安全管理。另外学生借书、还书也依靠一卡通来实现,通过刷卡、扫描图书等方式来实现自助式借书,还书时只需扫描一卡通即可获得书本信息,方便图书的归架。另外,系统在刷卡时能自动识别学生的专业、借阅记录,学生的考试成绩等信息,自动寻找学生的兴趣点,为学生提供推荐服务,方便学生学习。 4)实验室管理。实验室的设备一般造价昂贵,其结构、类别也比较复杂,通过电子标签,对实验设备进行管理,在电子标签上存储设备的信息,通过与网络系统相连接,实现统一控制。学生凭一卡通进出实验室。 2物联网在学生生活方面的应用。 校园生活是智慧校园管理系统中的一项重要内容,校园生活包括学生、教师在校园内消费、住宿、校园安全、车辆管理等方方面面,智慧校园是以智慧技术来实现智慧生活,利用物联网技术来更好的实现智慧校园。具体来谈,有以下几点。 1)消费管理。消费管理是智慧校园的重要组成部分,以物联网技术为核心的消费管理主要包括: ⑴基于RFID技术的一卡通,或有的学校以手机等作为信息存储器,含有学生的基本信息。 ⑵RFID阅读器,即消费场所的刷卡器,读到信息后传至后台的数据库进行查询,读取和扣除金额。 ⑶后台数据库,持卡人的信息统计在数据库中,方便了消费业务的查询。像食堂、商店、浴室等场所的消费管理都可以通过这种方式实现。 2)智能照明控制。利用物联网技术实现智能照明,利用声控装置、加法计数器等设备,根据光线、教室有无人来自动控制照明开关,实现节能效果。 3)校园安防管理。在物联网安防管理平台中,利用射频识别、图像识别、GPS等技术,结合日常监控设备,通过计算机进行信息汇总、处理,适时进行警报或提示,实现校园安防自动化。 作者:张淑坤单位:德州科技职业学院 物联网技术论文:现代农业发展物联网技术问题及建议 摘要:农业物联网是一种新兴农业信息化技术。本文针对物联网技术在我国农业上的具体应用,分析了在应用过程中涉及的数据安全、射频辐射、电子环保、形象工程、国家标准五大问题,并提出了相应的建议和解决方案。 关键词:物联网;射频技术;农业信息化 物联网是当代信息技术发展的又一里程碑,其英文名称是:“TheInternetofthings”。定义可以概括为通过射频识别(RFID)(RFID+互联网)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网相连,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。物联网技术在农业信息化中的应用步骤是首先各种数据感知设备采集各种农业数据,然后建立数据传输和数据格式转换,最后利用各种网络及现代信息传输渠道如4G网络、zigbee、internet,数据决策中心如“吸星大法”般的实现农业广、深数据全方位的大尺度收集;决策中心再将海量农业数据进行分析、挖掘,然后再发出指令数据控制各种智能化终端完成农业各种操作行为,最大限度的免手工作业,进而实现数字农业高效精准目标。物联网和云计算、大数据往往是密不可分的。近年来,物联网在我国农业相关领域开发应用取得了很大的成绩,在农业生产过程精细管理、农产品质量溯源、农产品物流、农业生态环境监测等各个方面如雨后春笋般地出现了各种基于物联网技术的农业数据处理平台。如辽宁省农科院开发的基于zigbee网络传输的设施农业温湿度物联网控制系统;2012年安徽省被列入国家物联网试验区,主要在农作物“四情”大田监测、农业精细化种植管理、加工车间生产管理、畜禽和水产养殖、农产品质量安全追溯等方面应用到了物联网技术。物联网等信息技术确实在由传统农业到现代农业转变的过程中起到了重要作用,但看到成绩的同时,物联网快速爆发式的应用也呈现出了很多问题。如何应对及解决这些问题,是我国农业物联网能否高效、长期、健全稳定发展的关键。 一、数据安全及建议 从物联网的定义上不难看出,RFID使用数字识别技术。(RadioFrequencyIDentification,简称RFID)射频识别技术,是由电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)、阅读器(Reader)与及软件平台三部份所组成,通过射频信号进行数据识别,其工作原理非常简单。农业物联网与其他物联网最大的差别是,农业物联网能够较大程度地保证农产品生产过程中的各类生产信息的公开,而且使用农业物联网进行生产的农产品附加值较高[2]。但是,由于前期大量数据录入及处理需要人工操作,那么,问题来了!从数据安全角度,如果射频标签不加密或机密机制不够严谨,在各个工作流程的环节中,标签中的数据很有可能被删除、盗取或被篡改。农产品的各种种植、加工、性状等数据就有可能被其他竞争者所获取并利用,也就形成了标签数据是真的,但和实际产品对不上的尴尬境地。从网络安全角度,从读写器到后台网络传输如zigbee网络传输,不但面临普通网络中的数据安全问题,而且也要面对无线传输数据截获问题。建议:解决这些问题的方案是所有的RFID读写器在读取数据、zigbee传输数据中都要严格应用数据加密验证机制,同时读写器和后段的系统平台数据传输也需要数据加密,必要时可以采用量子网络进行数据传输。参与平台的管理人员也要有高度的数据安全意识,并且要具有高涵养的科研数据保密素质。 二、射频芯片的电磁辐射影响 在物联网中,无论是信息采集设备、还是无线数据传输设备,包括rfid、zigbee、wifi等先进电子设备,都会或多或少的对周围环境产生电磁辐射。当RFID标签和zigebee相关的电子器件被大量使用的时候,操作者就会陷在充满电磁辐射的有一定危险的空间中,如果功率过高,这就可能会损害人类的身体健康。在农业物联网中,电子器件的电磁辐射及材料释放物对空气、水、植物、动物等的影响甚至会超过对人类健康的影响,本来农业物联网是用来代替人工劳动力来提高农业生产效率的,最后可能因为电磁辐射的影响,却大大降低了农产品的品质,甚至是生产了有毒害的农产品,最终食用农产品的人类还是受害者。这样人类就掉入了自己所设计的高科技电子产品之坑。建议设计人员严格按照国家电磁辐射相关标准规定RFID标签使用的频谱和信号功率,其功率及频谱必须对人体的辐射降低到最低,甚至是零辐射;规定其工作模式是被动还是主动以等重要参数。不要盲目追求传输速率,尽量使用保证人类、环境相对安全的低频段,避开高频段和超高频段,把农业物联网的电子设备的电磁辐射降低到最小。 三、物联网电子设备的环保问题 在大规模的农业物联网中,电子标签和相关电子器件必将是大规模应用的产品,大规模的使用所带来的问题就是环境污染即“绿色环保”的问题。针对电气电子设备报废产生的环境问题,2003年1月27日欧洲议会和欧洲理事会电气电子设备报废指令,电气电子设备报废指令旨在将电气电子设备在其生命周期中和成为废品后对环境产生的影响最小化。它鼓励收集、处理、再循环、再利用电气电子设备报废品,并订立标准,规定制造商负责大部分这类活动的费用(制造商责任)个人用户能够返还报废的电气电子设备而勿需缴纳费用此外。强调采用再利用、再循环以及其它各种形式的废物回收手段,以减少废物排放还寻求改善电气电子设备生命周期中所涉及到的所有人员的环境条件[3]。虽然rfid、zigbee等电子器件及芯片是可以多次反复使用的,但也会有生命周期。因此,做好废弃RFID相关电子器件处理与回收利用的工作,既是对本身的道德要求,又是对社会公众及地球大环境负责任。我国在电子设备绿色环保领域还没有成熟的相关法律法规。建议国家尽快建立物联网相关电子设备的废物回收等绿色环保电子设备法律法规,最好由使用方或者制造方负责回收,并且要创建由政府部门监督、由检测机构或RFID标签制造方来处理的体制,采用“谁获得收益谁付出管理”的原则。即产品制造者在得到RFID标签收益同时,也必须要由有义务回收、处理相关的电子垃圾,或者增缴RFID电子标签及其他电子器件垃圾的环保税。可以依据回收工作的质量进行rfid设备商的资质评级,未达到资质评级的要求强制退出政府采购供应。 四、演示形象工程多,产生实际效益的少 虽然我国农业互联网技术应用发展已有多年,但大多数还是处在演示、形象、政绩工程阶段,真正用到农村农业生产实践中的很少,而能够给农业带来实际经济效益和社会效益的少之又少。类似几年前的互联网泡沫经济,短期出现的大量互联网站在互联网泡沫经济的衰退下也都因为不能创造价值而关闭了。同理,目前物联网有些标准还尚未统一,政府部门及相关科研单位及企业各自为战,在设计研发初期都把关键点放在了如何采用最时髦的信息技术和设备,营造最先进的物联网环境,以达到单位报奖、个人政绩提升之目的。至于设备成本、人工使用成本、使用推广对象、是否适合地域实际情况等问题很少考虑。以致重复投资建设研发出来的形形色色的技术平台只能做花瓶鉴赏,不能真正在农村、农民中推广,不能在农业实际生产时投入使用。或者即使投入实际农业生产,相对高昂的平台软硬件费用投资,产生的社会效益及经济效益也会微乎其微,甚至会是负效益。建议政府、科研部门在设计研发物联网平台时应脚踏实地、立足当地实际的三农需求,根据国家的相关标准,开发出当地农业真正能用得上的、用得起的、真正给当地农业带来实际经济效益的物联网平台。即真正用在田间地头的、用在老百姓家里的、让农民看到收益的物联网平台五、农业物联网技术应用缺乏统一标准近年来,我们国家先后建立了中国物联网标准联合工作组、中国通信标准化协会(CCSA)、电子标签标准工作组、传感器网络标准工作组、泛在网技术工作委员会(TC10)。早期成立的这些科研组织通过积极参与制定国际物联网标准化方面的工作,在物联网技术标准化方面奠定了一定的话语权。但是农业是一个特殊的应用行业,其他行业的物联网技术标准往往不能直接应用于农业方面,需要根据农业行业特点重新进行拟定统一技术标准。所以,在物联网技术农业标准方面,各个国家是处于同一起跑线的。建议国家相关部门专门成立农业物联网标准的制定部门,特别对绿色RFID标签的研究与开发相关标准方面,有待建立完善的农业物联网标准体系。各级科研机构不能各自为战,要尽快统一标准。 五、结束语 在信息技术飞速发展的今天,农业物联网的研究与应用已经引起了世界农业科研机构的高度重视,我国国家农科院、各省农科院也认识到了物联网技术应用对农业数字化管理及精准数字农业的重要意义。如果能在实践中解决以上五个相关问题,并充分和云计算、大数据等信息技术相结合,相信随着政府的高度重视,科研机构的前瞻研究,再和农村生产一线的实践相结合,物联网技术在我国农业上的应用就不会停留在虚空的信息化彩壳之上,亦将会给我国数字农业发展带来革命性的改变。 物联网技术论文:物联网技术在电子商务中的应用 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是信息产业发展的第三个浪潮,被列入国家“十二五”规划专题。电子商务这几年虽发展迅猛,但物流配送、产品质量、假货等问题制约了电子商务的发展,因此研究如何应用物联网技术解决这些问题具有重要的现实意义。 一、物联网简介 1、物联网的定义 物联网是指按约定的协议,通过各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、光纤传感、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,将任何物品与互联网相连接起来,能实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 2、物联网的典型特征 (1)全面感知:通过装置在各类物体上的电子标签(RFID)、传感器等,实现对物体的全面感知。 (2)可靠传输:通过移动通信网、互联网、传感网等多种方式将感知的信息传送到处理中心。 (3)智能处理:强大的计算能力和数据存储能力,智能处理算法和模型。 3、我国物联网发展现状 我国物联网的发展并不比其他国家落后,我国的物联网研究并没有盲目跟从国外,而是根据国家重大战略以及应用需求,积极开展基础标准体系等方面的研究,近年来,我国物联网在车辆管理、调度以及物流的物品运输、仓储、监测和食品药品溯源等方面得到了广泛的应用,形成了以应用为牵引发展特色,并在标准、技术、产业以及服务和应用等方面,已经接近国际水平。我国物联网产业已进入了“百花齐放”的“应用启动”阶段,多地物联网产业发展重点突出“示范应用”。 二、电子商务发展中存在的问题 1、信息不对称问题 电子商务并不是面对面的交易,而是通过商品的标题、图片、宝贝描述来获取商品的信息,买家对于商品的认知取决于卖家的描述,若卖家不诚信,则造成买家对商品的认知产生偏差,卖家甚至可以利用掌握商品信息的主动权误导买家,如经营商虚假商品信息等,使得市场中出现了一些商品信息不对称的问题,网络消费者实际收到的商品往往和网上的商品介绍相去甚远。 2、物流问题 物流是电子商务的最后一公里,是与消费者直接打交道的最接近的环节,物流服务的好坏直接影响电子商务的效果;但由于我国目前物流发展还较落后,没有形成高效的物流体系,多以第三方配送为主,而第三方的服务质量和水平会影响用户对商品的满意度,目前电子商务中投诉最多的是物流配送服务方面。如:配送速度慢,送错地方,丢失货件,送错商品,货件有损坏等问题。 3、电商产品真假问题始终存在 价廉物不美,电商商品真假难辨,近年来越来多的电子商务平台被假货沦陷,淘宝/天猫(C2C集市卖家及品牌卖家)、当当、小米、国美在线、1号店、唯品会、银泰网、华为、好乐买、凡客诚品为“2014年度十大用户体验最差网络零售商”。2011年央视《焦点访谈》曝光了淘宝网售假问题;2013年3月,调查发现,关于乐蜂网售卖假货的投拆在微博、论坛、BBS上比比皆是;2014年CCTV2《经济半小时》曝光当当网、亚马逊中国等电商售卖的化妆品来自“天照天”批发市场,而当当网方面无法提供能证明是“正品”的凭证。所有这些,说明目前电商售假,是老大难问题,同时也是制约电商发展的重要问题。 三、基于物联网的电子商务发展策略 1、应加强支撑平台的建设,积极推进示范工程 (1)建设原则统一规划、统一标准。着力改变电子商务分散建设各自为战的现状,应尽快制定电子商务标准、物联网编码标准以及数据共享和交换等标准规范,并应统一设计电子商务和物联网总体框架。示范引导、分步实施。鼓励感兴趣、并有条件的企业首先在我国电子商务对物联网应用需求比较迫切的地区和领域,开展物联网应用示范基地,总结运行经验,并逐步扩展应用的区域和领域。依托现有、充分整合。依托现有的电子商务、信息基础设施,充分整合各种相关系统,提高效率,尽量避免重复建设。资源共享、业务协同。强调资源共享,包括设备资源共享、信息资源共享和知识经验的共享,通过物联网整合分散的资源,理顺各单位间的业务流程,形成新技术条件下电子商务新的工作机制,逐步实现企业间、部门间的业务协同。政府引导、市场运作。示范工程的建设需要发挥政府与企业的积极性,实现政府引导,市场运作。 (2)支撑平台的建设应由政府建立相关的《产品防伪和质量追溯管理系统》,使用RFID技术对产品从生产到流通直至到消费者的全部信息数据进行精准化和系统化管理,从而达到对产品实行防伪和追溯管理的目的。质量追溯:系统应对所有产品进行统一编码,综合运用加密通信、GPS、RFID等技术,将产品生产、加工、储存、运输等过程的信息全部写入RFID标签,对写入的环节应严格把关,再利用RFID读写设备读取信息,了解每个产品的信息,从而实现从产品的生产到加工、物流配送直至到最终消费的全过程监控,实现产品可追溯,可追溯系统对产品供应链上的所有环节实施监控,能够实现产品的可追溯和信息透明化。防伪:为每个产品设置一个全球唯一标识,并将标识写入电子标签中,成为产品的一部份,用户可通过电子标签识别器对产品进行真假识别验证。 (3)示范工程的建设应开展应用示范工程,可在物流、农产品、食品等方面的电子商务确立一批应用物联网的示范工程,积极探索“物联网+电子商务”的应用模式,如可先建立智能物流、食品追溯物联网示范工程。示范工程应以政企共建模式为佳,由政府牵头整合资源、进行前期引导支持,后续通过企业市场运作保障工程的可持续发展,并在初期对企业给予税收和资金等方面的政策支持。 2、应用物联网技术解决电商产品信息不对称问题 从产品开始生产起,就在产品中嵌入EPC标签,使每件产品都有自己的身份证,将产品从生产到流通整个过程的信息都记录其中,包括:生产厂商名称、原材料、原材料检验人、原材料检验结果、原材料批次、产品批号、成品质检人、成品质检结果、成品分类、出厂日期、出厂顺序等相关信息,为消费者提供商品的真实信息。消费者在进行网上购物时,不再是由卖家单方介绍产品信息,可主动地通过卖家所提供的产品的电子标签EPC,通过溯源系统查询产品从原材料到成品,然后再到销售的真实信息,从而解决电商产品信息不对称问题,使消费者可真实地辨别商品,了解商品的来源,提高网络消费者的满意度。同时,每件商品都有自己的“身份证”,有利于工商等执法部门的公平快速执法,形成网上商家良性竞争形态。 3、应用物联网技术解决防伪问题 应用RFID技术建立基于物联网的产品防伪系统,在生产时为每个产品设置一个全球唯一标识,并且将标识写入电子标签中,写入后是无法修改、无法仿制的,同时在标签读写过程中利用电子签名技术提升标签的保密性和防伪造性,为方便用户的查询,可应用移动技术将移动终端,如:具有RFID读写功能的PDA、开放了开发环境的智能手机和平板电脑与电子标签、防伪系统结合起来,使用户可直接用智能移动终端对产品进防伪验证,系统将防伪验证结果返回给消费者,同时记录验证信息,若验证不正确,应将信息记录到防伪报警子系统中。 4、应用物联网技术优化物流问题 配送速度慢,送错地方,丢失货件,送错商品,货件有损坏等问题,主要是由于企业和消费者对物流过程不能实时监控所造成的,可通过将电子商务物流与物联网有机结合,解决这些问题。 (1)优化配送运输流程应综合运用RFID、GPS、GIS及速度传感器等技术建立智能物流系统。系统可通过优化配送线路和配送方案,加快物流配送速度;并能实时准确获取车辆所处的地理位置、车辆速度、车内湿度、温度以及物品的相关信息等,并可将车辆的各类参数进行实时动态监测,当出现异常情况时应有自动报警功能,并将这些信息传送到智能物流系统,同时车辆应按监控中心的指令工作。 (2)实时追溯货物的行踪,提高配送质量通过对物品进行统一的编码,并在物品中嵌入EPC标签,通过智能物流系统,消费者、企业、物流公司仅需要在网上查找相关商品的EPC信息,就能够实时获取该商品的所有信息,如:商品的运输路线、车辆目前所处位置、车内温度、物品有无破损等。当商品在物流的某个环节出现问题时,可马上采取措施进行补救。通过对商品实现追踪,减少送错地方、丢失货件、送错商品、货件损坏等问题的发生,有效提高整个物流实时效率。 四、结语 近年来电子商务成为了我国经济发展的新的增长点,而物联网是信息产业发展的第三个浪潮,它们是相辅相成的,将物联网与电子商务有机结合,将会解决电子商务目前存在的很多难题,有助于电子商务健康持续发展。 作者:黄燕勤 单位:梧州学院 物联网技术论文:库存管理中物联网技术应用 现如今,大多数的制造型企业在库存管理上都基本实现了自动化,管理信息系统的应用也推动了企业库存管理的发展,诸如MRP、ERP等,而物联网的发展也极大的改善了库存管理的模型。 一、库存管理中物联网技术的有效应用 1、仓储运作流程的优化。 在企业的仓储运作流程当中,包括有三个阶段:其一是入库;其二是出库;其三是盘点。而验货人员的工作就是根据以上的到货记录与接到订货数量的单子进行具体的比对,再决定是否将货物接收入库;而在出库的管理过程中,一般是应用RFID技术来进行扫码,可以将库存量信息准确的进行更新记录,定位货物库位的信息,有利于货物的分拣便捷;对货物进行盘点的时候,可以应用RFID技术来加快盘点的速度,使得定位更加精确,与传统的人工盘点相比,新型盘点技术可以增加效率,缩短时间,更能够提高盘点的准确性。 2、库存成本的降低。 在企业内部的库存管理时,需要对订货的时间和数量做出准确的管理,还要保证货物的安全问题。物联网技术的应用就可以极大的保证在途物资的动态时时查询和跟踪监测,为后来的入库做好充分的准备,还可以科学的安排接下来的生产以及销售。此外,我们还可以对库存内的产品数量进行了解,在掌握原材料的消耗情况之后,为下次的订货做好准备。因此,物联网的应用能够帮助企业进行库存管理,最大化的降低库存成本,使企业保持最佳的库存持有量,减少库存资金在企业资金中所占的比例,从而提高抵抗市场风险的能力。 3、生产成本的精确计算。 在企业的生产管理过程中,只有通过物联网技术的引进才能够准确的把握产品的生产过程,了解消耗的原材料数量和其他加工的产生的见解成本,对不同批号产品的数量和成本都能够更加准确的进行计算。 4、服务质量的提高。 利用物联网技术还可以帮助客户进行产品动态的查询,还可以对整个企业的库存变动情况进行科学的记录,将库存管理行为透明化,只有有迹可循才能够不断提高客户的满意度。并且,企业还可以对产品生产的来源和加工流程进行了解,包括原材料的始发地信息等等,保证企业在产品生产的过程中出现问题时能够准确的查询到原有,同时,还能够利用物联网技术将库存产品动态进行清晰的定位,配合先进的自动化技术将库存管理过程中的设备运行机械化,包括对堆垛机的控制以及出入库和库内管理的运行,提高了企业内部库存管理的有效性。 二、在库存管理中应用物联网的障碍 1、物流管理应用较少。 现代企业对于库存管理已经不单单在企业的内部使用,在与企业相关的各个供应链当中都得到了广泛的应用,而整个应用的环节设计到多个方面,包括对于海关、工商和税务等。由于在现代社会当中,物联网的应用还处于初始阶段,还没有在整个市场企业中得到重视,因此技术使用范围受到的局限性较大,大多是在企业的内部得到推广,却没有在庞大的供应链中体现物联网技术的优势。 2、物联网技术标准不够统一。 物联网技术所涉及的范围包括:传感网技术;TCP/IP寻址技术;RFID技术,第三项技术的技术性较强,在企业中的使用也比较频繁,由于每个RFID标签都具有唯一性,也就是说其中的识别码是独一无二的,因此使用者可以通过使用感应器来将物品中的RFID标签信息读取出来,比较规范而且还具有信息互用性。但是现阶段,RFID产品在国际上并没有正视的标准,倒是每个厂商的相关产品之间不可互通,无法兼容,导致RFID标签产品只能在特定的厂商中得以应用,不利于库存管理中物联网技术的发展,企业的管理也不够便捷。 3、技术产业化问题。 国内对于物联网技术的研究主体一般都是各大高校或者是相关的科研单位,虽然该技术在许多的领域中都取得了专利,但是技术产业化问题仍然困扰着我们,无法进行大规模的产业化应用,只要在智能交通或者家居等方面使用,对于企业供应链这一庞大的应用群体,物联网技术只处于试验时期,还无法将这项费用较高的新兴技术在企业物流管理中得到广泛的应用。总之,本文探究了库存管理中物联网技术的有效应用,面对信息技术的不断快速发展,物联网技术也将会继续深入的进行研究试验,最终成为物流发展的重要核心支撑点,降低库存成本提高企业运营的效率。 作者:徐小敏 单位:重庆西南医院 物联网技术论文:铁路运输中物联网技术的应用 铁路运输与维护是阻碍铁路发展的巨大隐患之一,运用铁路信息化完全可以这些问题迎刃而解。由此,为了能够适应铁路客运呈现的密度高、客流大的特征,就一定要提高铁路系统运输工作的效率与智能化水平。 一、物联网概述 1.物联网概念 物联网是通过运用物品把它和互联网相结合,从而实施智能化的管理、定位、识别与监控的网络,同时通过激光扫描器、全球定位系统与红外感应器等信息传感设备实现通讯与交换。它的核心是互联网,但是结果却已经扩散到商品之间的互换。 2.物联网的发展历程 在1999年,物联网这个概念第一次被提出。物联网是依靠互联网技术运用无线设备与射频设别技术,从而形成一个能够让全世界的商品在互联网上能够达到实时共享的网路。在2003年,美国的权威杂志《技术评论》表示在未来的生活中物联网将会是改变我们生活习惯的十大技术的第一位。在2005年国际电信联盟就发表了物联网的相关报告,在报告中表示出物联网大时代的到来,在全世界各地的商品都能够通过网上交易平台实现交换。通过依靠互联网技术,物联网也将会成为未来商品交易的主要方式之一。在中国也出现了许多成功运用物联网技术实现人工智能化的典型,例如上海的浦东机场与上海的世博会。 二、物联网关键技术 首先物联网需要运用特定的识别系统对物品的相关属性进行鉴定,其次应该把相关物品的数据信息通过互联网上传的网上,最有通过中央信息处理系统把传输进去的网络信息进行处理与公布,从而实现信息的共享。在当前物联网使用的主要技术包括:智能嵌入、云计算、IPv6、传感技术等。 1.IPv6 因为互联网的不断成熟,互联网的IPv4地址已经达到了顶峰,IPv6必定会在未来取代IPv4。当期IPv4只有32位的地址远远不能够到达当前会联网用户的需求,而孕育而生的IPv6具有128位地址,这样就能够促使世界上的任何一样物品都能够拥有自己的IP。在当前想要快速发展物联网就需要让每一件商品都具有自己的IP地址,因此IPv6的运用必将成为物联网实现迅猛增长的基础。 2.RFID 运用射频识别RFID能够通过无线射频识别出相应的物品信息。射频识别可以识别出很小的物品的相应信息,同时通过对实体的分辨,可以迅速的在没有触摸商品的情况下了解到商品的相关信息。RFID能够大面积的识自动识别商品的相关属性,但是RFID运用的技术也有相应的不同,比如适用领域、技术特点与工作原理都制定出了不同的标准。 3.云计算 云计算被一些专业人士叫做计算资源池,它能够对海量的信息实现快速的处理,它是发展物联网的关键。由于物联网需要随时随地及时的对相关采集的数据进行更新与添加,这样就需要一个能够大量存储信息的平台实现,通过云计算就能够实现海量数据的管理。 4.传感技术 计算机技术、通信技术、传感技术是信息技术的三大核心。传感技术通过传感器、信息的识别与处理对相关物品实现检测与数据录入。同时运用其相关的传感器对一些感官达到信息录入与处理的要求。 5.智能嵌入 把信息处理器嵌于应用系统,运用Internet让整个系统固化。这样就能够节约许多的时间,但能够快速的让信息实现共享。这样就能够让计算机技术与网络技术实现实时同步的进行信息的高速传递。 三、物联网技术在铁路运输中的应用 在铁路运输中实现物联网的全覆盖能够对铁路运输与维护起到高效的作用。它能够在铁路行车调度管理、机车和轮对检修信息管理系统、铁路货运物流信息化系统与智能化检票系统中实现 1.智能化售检票系统 智能化售票系统在中国已经实现了大规模的使用。乘客可以使用自动售票机进行铁路购票。在乘客进站时检票员运用小型识读器识别读取RFID电子标签,以此来识别乘客购买的车票是否与购票信息相符,这样不但能够大大提高铁路人员的工作效率,还能够节省旅客进出车站的时间,从而使车站可以快速运转。 2.铁路机车车辆智能化识别系统 地面独立识别设备、车身或者底部的识别标签、复示设备与数据集中管理这五个部分构成了铁路机车车辆智能化识别系统。地面独立识别设备是由四个部分组成,其设置需要通过各个站点的一系列的处理来实现信息的管理。在货物运输车上安装电子标签就能够迅速的对车辆的相关信息进行识别。这样在物联网时代就能够让货物的信息实现实时的了解与共享。 3.铁路行车调度管理 物联网在铁路行车调度管理中只要是通过对车厢的管理来实现。它能够对铁路的速度检测与信号的升级起到关键的作用。在每一个车厢上安装一个RFID芯片,运用RFID芯片的读写器,不但能够了解到当前铁路运输的速度,还能够检测到当前铁路运输中所出现的安全隐患,从而使相关人员能够及时的排除安全隐患从而使铁路可以安全的到达相应的目的地,防止一些干扰。 4.铁路客运系统 运用物联网,把旅客购票的信息植入到每一张的车票中,同时把读写器安装的客运车厢、候车室、检票口与车站口等地方。当旅客在自动售票机上购买到车票以后进入到进站口就能够自动识别车票信息是否与本人相符,进入到候车大厅以后,收到读写器的识别能够快速分辨出旅客候车地是否正确,以免旅客耽误候车时间。同时还能够及时的对旅客候车的人数进行统计。旅客在登上火车后,也可以通过读写器对某些旅客走错车厢得以及时的纠正,并且对旅客的下一站所达到的信息进行实时传递,一面旅客坐过站的现象出现。在旅客下车以后,系统还可以对相关信息进行处理。 5.机车和轮对检修信息管理系统 运用RFID技术,能够对火车的到达时间与步骤进行精确的统计与计算,进而存储。不但如此,还可以对火车进出车站的次数与相应数据进行快速的采集与录入,这样就可以大大提高列车数据的查询与统计效率,缩减检测工作人员的工作量提高其工作质量与效率。 6.铁路货运物流信息化系统发展 铁路物流,就一定要把集装箱运输实现信息系统化。通过对集装箱信息的采集与统计,对箱号图像识别,这样可以方便摄像头对集装箱对信息的快速读取,从而减少由于天气或集装箱破损的原因导致识别系统出问题的现象的出现。把RFID技术运用到铁路的集装箱上面,不但能够实时了解货物运输情况,还可以减少商品被盗或者破损的情况。同时提高集装箱运输运用的效率得以提高。 四、物联网技术在铁路行业其他业务中的应用及展望 1.物联网在视频监控中的运用 想要达到高质量的要就必须要使用传感器与物联网。比如,能在探头前面连接各种各样的传感器,将激光测距传感器、倾角传感器与云台摄像机连接,利用云台摄像机捕捉画面信息,利用激光测距传感器进行测距。 2.山体滑坡的监控以及提前警报系统 山体滑坡作为一种破坏力极强的地质灾害,它不但可以摧毁大量的铁路基础设施,还可能对铁路运输时对火车上的人员造成极大的伤害,由此看它是一个特别严重的灾害对铁路运输安全是一个极大地隐患。在当前铁路部门可以运用物联网技术,在山体滑坡现象严重的区域安装倾角传感器、液位传感器和前端设备,这样不但能够实时监控这一地区山体情况,还能够对当前的山体的数据进行传输与储存以便于相关人员的分析。同时在发现山体变化的同时及时的发出警告预警,以便于车站人员能够及时的对相应的地质灾害做出反应,进而极大地挽回人员与财产的损失。 五、结束语 物联网技术在我国铁路系统的广泛运用,是当前信息化时代不断进步的必然要求。只有把物联网技术应用到了铁路系统的各个方面才能够提升我国铁路系统的运输效率。目前,我国的物联网在铁路中的使用主要表现在RFID、传感器、数据采集以及二维码等方面,在这些年的运用中能够发现其效果是十分的明显的。互联网的广泛运用,为物联网的发展打下了坚实的基础。未来铁路运输的发展必将会朝着智能化的方向不断的前进,我国铁路系统必将会迎来发展的新契机。 作者:范军 单位:北京铁路局调度所 物联网技术论文:物联网技术在建筑节能中的应用 1建筑节能的方向走势 (1)对于建筑节能最常见的概括是,为了提高建筑中的能源利用率,在建筑使用的过程中,对建筑空调热水器的使用、建筑照明以及各个家用电器工作状况等多方面对其进行一定的合理利用。另外,在建筑使用的能耗方面,空调体统、照明以及动力系统的所占比例较高,对于大型的公共建筑而言,楼宇的自动化系统的运用是最常见的,通过对楼宇自动化和控制网络的数据通讯协议以及欧洲设备安装总线的协议这两种主要的技术采用,保证了楼宇自动化系统的建筑内共机电设施的完好运行。尽管楼宇系统自动化的技术运用比较广泛,但仍然存在一些难点,例如:建筑内电气设备存在布线的成本较高并且安装复杂的问题。并且,楼宇系统自动化的其他方面的难点在于,它不能全面的获取建筑在能耗过程的详细数据,因此,无法让建筑的内耗能系统处于最佳的运行状态。所以,另外一种更低成本、更加低耗拥有较大范围的组网,并且更便于管理的网络通信技术应运而生。 (2)物联网技术的低成本,低耗能,并且能够组建大规模的测控网络等许多方面的使物联网技术为建筑的节能技术带来更好的发展前景。在国外,一些能源研究机构经过科学的系统研究,研究出来根据无线传感器网络技术的照明控制实验室的原型系统。在一些研究报告中可以发现,增加采用基于无线传感器网络技术的控制节点的照明系统中,使其对能源的消耗降低30%左右。另一方面,一些小型的公司,已经研发出一整套以无线传感器为基础的网络的照明控制产品,这些产品,通过照明系统的遥控与自控,从而使照明系统的能耗降低。 (3)建筑的能耗多尺度、细粒度以及对多种运行参数的检测都可以通过对物联技术的运用得以实现,另一方面,根据对一些相关数据的进行分析的基础上,继而形成建筑低能耗的运行系统的最优化。 2物联网技术在生活中的应用 (1)温湿度采集器、空调墙空器以及人员位置的采集器是中央空调的调监控子系统的主要组成部分。温湿度采集器主要通过对区域的温度和湿度进行一定的收集,然后将收集到的数据信息发送给空调墙控器,进而,空调墙空器结合当前温度与之前预备设置的温度进行对比,另一方面,人员位置采集器通过向空调墙提供某篇区域的人员所在信息,让空调控制器通过一定的数据分析合适选择其控制模式,因此,这两方面的正常结合运用,使空调得以正常的运行。 (2)照明控子系统是通过将某片区域的光照检测信息传递给照明墙控器然后通过对该区域的安装的人员位置与光照度的采集,在周围环境光照度的基础上,经过该片区域内照明电器的组合控制照明电器开关对照明亮度进行一定的调节。 (3)为实现对处于正常运行状态中电梯进行一定的数据监测与信息控制,电梯控子系统采用电梯数据采集器以此来知晓电梯在运行过程中的消耗。通过对电梯控子系统的智能优化,从而更好的实现节约能源,降低耗能的最终计划。 (4)电能表数据的采集是一个较为复杂的过程,在实际生活中,为更加方便的解决电表数据的采集和传送,使用为电表加入无线通信模块或者是连接无线数据采集器的方式进行远程电表数据的采集工作,并且逐步建立一个电力抄表的系统。 (5)根据实际生活的需要,对建筑能耗系统的测控中,数据采集节点占绝大部分,数据采集节点有被人们称之为系统中的终端节点。终端节点的作用在于在检测环境温度,电量的数据过程中可以一段时间内周期性的采集所需要的检测数据。另一方面,由于电梯的启动与暂停工作的频繁,因此,可以采用中断方式采集数据,而且终端节点在很大程度上处于一种未工作的状态,从而可以采用电池进行对其的供电。 3建筑节能的控制策略 (1)利用物联网技术对能源以及排放的系统设备进行一定改善与约束是跟据我国能源及排放多方位的整理分析得出的。因此,对建筑各个方面的节能控制成了首要的任务。在建筑的通风与空调节能的分项工程中,对水管、风管的保温层的温差进行一定的自动检测并经过一定的数据分析,另外对房间里每个地方的空调用电进行计算与统计并安装自控装置。 (2)在对空调的采暖系统的冷热源这一分项的节能工作中,进行一定的科学实验。在公共建筑的空调节能过程中,以实验区为例。在实验区的区域内采用四管制空调系统用,冷源为冰蓄冷系统,热源为市政蒸汽。一方面采用全空气空系统,空调系统冷热源采用屋顶式空调机组;另一方面,在教育展示中心设置地源热泵,使建筑物内其余的空调区域运用变冷媒流量多联几种中央空调系统,最后利用技术动态的检测记录,进行分布调控。 (3)在进行对电能检测与控制节能的工程分项中: ①对每个电源的分路进行检测、计量;根据的电路所需容量选择合适的智能电表。 ②对于开关容量超过100A,应配置相应的电流互感器,运用带CT接线进行软计量检测,最后,智能电表和智能数据根据网关可采用“总线式”挂换方式。 (4)在可再生能源分项工程、雨水利用分项工程以及污水处理的分项工程中: ①对太阳能热水系统的智能检测和供回水动态监控,同时也对太阳能光伏发变电监测进行智能的记录与监控。 ②在雨水利用分项过程中,对集水池,管道和泵,以及喷灌系统进行记录控制,使雨水在一定程度上能够被最大化的利用。 ③对污水排放的窖井,调节池和反应池以及污水提升管道,进行一定的动态检测,包括,潜污泵、流量计、管道混合器、pH计泵、加药设备以及计量泵。使污水得以被更好的重新利用或者合理的进行排放。 4结束语 在物联网技术应用过程中,建筑节能是一个热点领域,随着市场的发展,将占据未来物联网市场数据中的主要比例。这一技术的兴起,能很好的降低我国建筑领域对能源的需求,提高产品的质量,从而更好的实现企业效益目标,因此,物联网技术的应用是我国工业建筑节能减排中是一个重要的研究对象。 作者:刘浩伟 单位:山东省电子信息产品检验院 物联网技术论文:现代物联网技术设施农业论文 一、物联网技术在设施农业应用概述 据统计,到二十一世纪第一个十年,我国的设施农业种植面积已经位居世界首位,达到了350万hm2。同时伴随着物联网技术应用推广开来,大范围应用于设施农业,会使应用整个体系更加完善。与此同时,物联网凭借其产出增加、成本降低、高效及智能化等优势被人看作是现代农业智能化实现的重要途径。设施农业是结合动植物的特点分析其最佳的生长条件,同时在有关设备和人力的共同调节下控制环境,使动植物不受季节天气的束缚达到每年均衡生产上市的目的。当现代信息技术发展到某个程度进而衍生出物联网技术,实现了技术上的突破,物联网技术是将传感器技术、人工智能、网络与自动化等综合在一起从而实现的聚合性应用。它涉及的技术领域比较广,因此被认为是信息技术第三次革命性的创新。这种技术拥有巨大的潜力,同时世界各国人们对其充满了期待,我国顺应时代潮流,提出了“感知中国”的战略,其重要性可见一斑。把互联网的快速发展应用到设施农业发展中去,实现农业现代化与信息化的完美结合。在智能监控与分析、数据的传输与采集、自动化调控等互联网信息技术的帮助下对农业的生产过程等进行监控管理,对农业生产实现科学的组织与规范的管理,让动植物能够更好生长生产,实现产出最大化。如今,物联网在设施农业中的应用已经形成一套控制闭环的系统,它的实现首先通过传感器来得到温室环境的各种参数(如温度、湿度、酸碱性等),在把得到的数据通过数据的收发网关来发送到信息的处理中心,同时由它来对得到的信息进一步处理并采用一系列的算法等作出决策,然后再经网关把算出的决策传送到设施农业执行机构,触发执行任务后就可以参考标准对现在的环境作出调整。如此循环往复,实现目标。 二、物联网技术在设施农业中的应用 当前,在种植、养殖、农资、农产品加工、农业信息化推送、农业智能化管理等方面,设施物联网技术都取得了一定的应用与发展。物联网技术的应用,可以让植物生长环境更好,可以全面感知家禽牲畜的生长状态,减少弊病。下面就对其应用具体几个方面进行探讨:一、物联网技术可以对农业情况进行实时监测。在整个物联网技术的研究工作中,其终端技术的应用及研究是工作的重点之一。简单地说,物联网终端与各式各样的作用不同的传感器有着密不可分的联系。在传感器的帮助之下,可以全方位的对农作物实时进行监控,依据监控所得数据进一步采取措施,使农作物在合适的环境下生长。其中传感器的种类大致有温度、光、湿度、pH值、二氧化碳、生物等传感器。使用这一终端对在农业生产中出现的各种问题进行合理适度的调整控制,同时还节约了各类资源,如水与人力等。二、对农作物的病虫害具有防治作用。判定农作物是否发生灾害的关键数据是阈值,当阈值到达一定的界限之后,农作物灾害便随之而来。在以往的种植过程中,人们常常需要花费不少的时间、金钱、精力去应对农作物灾害发生,但是往往得到的效果也不尽如人意,同时大量时间、金钱付诸东流。在设施农业中应用物联网技术,可以借助无线传感器对农田进行大规模的同步监测,同时针对观察情况,科学及时地对发现的情况处理,对农作物的灾害防御有很好的作用。在准确判断灾害情况、范围、程度的同时,还可以面对问题给出最合理的方案。根据情况的不同,在整个过程中还可能会用到GPS定位、GIS等先进技术。 三、物联网在设施农业应用中存在的问题 随着国家对物联网发展事业的重视,物联网产业持续升温,很多与设施农业相关的设备工厂开始在设施农业物联网方面大展拳脚,使得产品种类多种多样。在这个过程中,这些公司也出现了很多的问题。一、产品功能单调、没有特色。再次开发前景受限、价格过高等。这些工厂研发制造水平旗鼓相当,在激烈竞争的同时并没有出现领头羊式的企业。再者由于该技术比较新颖,没有一套公认的、合理的、权威的评价标准。面对这一困境,需要国家进行适度干预,从全局上对该产业进行规划、同时明确发展的方向并根据实际情况制定一些计划。要在新产品的研发与新技术上加倍努力,根据不同的地区情况、人员素质情况研发技术,因地制宜。在发展的同时还出现了技术不协调的问题。二、目前我国的农业生产信息化还没有普及,所以物联网中很多的高新技术并不是完全适用于我国当前的市场,这就导致我国的物联网技术在一些关键的技术上一直停滞不前。但是伴随着传感器在各个不同类型农业的发展,其价格也逐渐走低,该技术取得了一定进步。综合上述两种现象,产生了在一个大的技术系统中各类技术发展不均衡。设施农业的发展离不开物联网技术的支持,虽然目前物联网技术取得一定发展,但是总体上水平较低。要是这个问题走出泥潭,首先是对关键技术(无线传输等)进行攻关,取得突破,再是对已经取得的技术成果(传感器等)进一步巩固完善。三、当前,我国农业物联网产业分布分散,没有统一的组织,没有明确的分工,这使得行业内交流较少。出现了对同一技术重复开发,造成资源大量浪费。这需要各个企业共同努力建设一个权威技术平台,围绕该平台,进行交流探讨,避免一些重复开发、资源浪费问题再次发生。 四、就物联网在设施农业发展中的设想 要想使设施农业实现投资少,环保节约的目的就要大力发展精确农业,这种农业类型以效益作为目标,是一种超前性的农业新技术。这种技术把信息智能化与机电一体化结合起来,并取得一定的应用。精确农业凭借其减少不必要投资,同时加强农业管理水平,既保证能源消耗少,又可以使环境影响小等优势值得被引入我国设施农业。自进入二十一世纪以来,食品安全的问题逐渐凸显。要想使食品安全有保证,农产品的生产、传输、出售等各环节必须严格把关,用传统的方式往往会消耗大量的人力物力,但是设施农业的引入可以缓解这个问题。比如通过物联网技术监控动植物生长,监测动植物生长环境的各个指标,真正保证食品安全,实现绿色无公害。当前,传感器应用和比较广泛,但是随着发展很多农户存在完全自动化管理的要求。这对整个设施农业的发展可以起到很好的领导作用。同时要建设一批专业的技术队伍和技术品台,使企业之间、用户之间、企业用户间有一个良性沟通。 五、结语 物联网的应用可以使设施农业有一个大的飞跃。随着社会发展,人们对新的农业技术要求越来越迫切,同时也提出愈发多的高要求,加之国家对物联网的高度重视,使得物联网发展有着很好的发展前景。面对种种任务,我们才刚刚起步,前路漫漫,需要我们更加努力地进行探索研究。 作者:庞春辉 单位:辽宁机电职业技术学院 物联网技术论文:物联网技术电子商务论文 一、物联网与云计算 谷歌已许可用户在Google的云计算上运行大型并行式的应用程序,并公开其教授云计算程序。在国内,中国移动科学院已完成云计算中心的试验,阿里巴巴下属阿软件建立了国内首个“电子商务云计算中心”,世纪互联推出CloudEx产品线,提供个人及企业进行云备份的数据保障服务。由此可见,中国云计算的产业生态链的构建立正在进行中,云计算将得到飞速的发展,其在电子商务上的发展价值巨大。本文对分析云计算在B2C的发展及困难,通过解决方案来探讨云计算在电子商务中的发展方向。 二、基于云计算与物联网技术的B2C电子商务模式 由于云计算平台的物联网的电子商务运营体系,能够对海量的营销数据进行高性能的分析处理与优化,考虑当前的物联网技术处于初步发展阶段,在建立云计算平台的物联网的电子商务运营体系时,采用如下几个方面的经营模式。 1.在物联网的角度作为切入口,协同传感器生产厂商、通讯营运商,将企业自身的无线传输网络,通过传感节点的方式接入互联网。因此,想升级为电子商务模式的企业,可以将物联网系统架设在云计算的基础设施之上。从而实现运资源的虚拟化与动态分配。 2.可以将大型的B2C的企业作为发展的云平台发展的基础,将云平台的网络几点配置以及资源分配进行优化升级,从而达到B2C电子商务企业的高效应用。将大型的B2C企业进行联合,制定云平台的统一标准。 3.当云计算平台的物联网的电子商务运营体系建立完善时,随着B2C电子商务的业务量不断的增长,要努力提升云平台资源的共享服务以及高性能计算的能力。服务能力的提升是伴随云计算平台的物联网的电子商务良性发展的要素。随着B2C电子商务的规模越来越大,云计算平台的物联网的电子商务运营体系的优势就越明显,盈利效应就越好。 三、总结 本文介绍了云计算与物联网的概念及其应用,深入分析了云计算与物联网技术的商业模式,并且对云计算平台的物联网解决方案作了详尽的阐述与深入的探讨。为云计算和物联网技术的B2C电子商务领域的企业提供了有力的理论依据和一定的实践参考价值。 作者:周本海 单位:沈阳工程学院 物联网技术论文:物联网技术用于设施农业论文 1设施农业物联网技术发展趋势 21世纪是信息化科技飞速发展时期,我国农业正处于这个关键的时期,农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力,随着互联网技术的成熟和普及,要想使“电脑上种地”的愿望可以实现,就必须加快网络信息化技术发展的步伐,为现代设施农业发展提供必要的基础。 1.1传感器种类繁多,功能相近,将向细化 其发功能的方向发展目前,应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的,并能够形成简单的系统,但是功能不完整,扩展性和升级能力相对较差,性价比不高,没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展,能否降低构建传感器网络的成本,降低传感器的功耗,延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时,发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位,引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术,提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。 1.2网络传输管理系统建设滞后,无线通信 技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台,设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段,价格昂贵,真正能够大面积推广的产品还很少。此外,如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大,且当节点失效时查询处理过程易被中断,无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用;同时,通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备,用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号,收集设施内生长环境数据进行分析,从而达到远程控制智能调节指定设备,为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。 1.3人才匮乏,技术不完善,应用推广范围较小 农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资,给予资金技术支持;需要国家加强农业物联网专门人才的培养,提高他们的创新能力以及应用能力;需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业,围绕这个平台和标准,开发相应的配套产品设备,不再投入大量精力开发基础的软硬件,可以节省人力、物力,增加设施农业物联网技术的产品种类,加快设施农业物联网综合技术的推广应用。 2结语 设施农业物联网技术作为多种学科技术的综合应用,融合了现代的传感技术、自动化、智能化通讯技术、计算机技术以及植物科学等多种技术,通过物联网技术的应用,把所有的技术联系在一起,从而达到对农作物生长进行精细化管理,有效降低农业成本,提高农业生产效率,加强环境保护,促进农业发展的信息化、标准化、智能化。 作者:李娅娜 单位:扬州商务高等职业学院 物联网技术论文:物联网技术资产管理系统设计论文 1物联网与FRID技术介绍 1.1物联网技术 物联网是一项新的技术,是一种物与物,物与人的连接,通过射频识别、红外感应、激光扫描、通信装置等信息传感设备,按照约定的协议,将物体与互联网相连,进行信息的交换与通信,实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。 1.2FRID技术 射频识别(简称FRID)技术是一种利用射频信号通过交变磁场和电磁场实现非接触式信息传递并通过所传递的信息识别目的的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。通过与物联网技术相结合,能够实现企业资产的定位跟踪与信息的共享。FRID正不断向生产行业的各个方面渗透。FRID在煤炭行业的应用首先是人员定位系统、安全监测系统,然后扩大到资产、物流的各个环节,已显示其在煤炭行业的广阔的应用前景。 2系统需求分析 基于物联网的资产管理系统基本功能应满足公司公司资产的流程管理工作,具体包括资产的录入管理:即采购资产的信息录入、到货信息的补充录入、资产的验收确认、资产信息数据的写入、RFID芯片标签的制作、标签的粘贴与固定;同时实现资产的变动管理:包括资产的转移、维修修和报废管理;资产状态管理:主要是区域内资产分类、资产名称和数量等,而且某个大型设备上安装多个标签可反应一个资产信息,快速盘点资产;资产信息的查询汇总;统计分析报表等功能。要求能够对资产进行全生命周期管理工作,实时掌握设备使用的全过程,从而实现从设备的采购,运行,报废整个过程对资产进行科学合理的管理。是管理工作做到更加精细,精确。 3系统的整体架构设计 资产管理系统的整体架构是按照物联网三层架构的基础上进行设计的,具体包括感知层,网络层,和应用层,感知层采用RFID读写器和RFID标签组成,标签用于记录资产信息,读写器用于读取标签上的信息,实现物联网感知层原始数据的自动采集工作。网络层采用公司的各类可连接的网络连接读写器,在网络机房架设SQLServer2005数据库服务器和应用服务器,将读写器采集到的数据传输到服务器中来完成资产的全程跟踪,实现资产的动态信息化管理。应用层是用户和物联网的接口,是根据公司资产管理流程处理读写器采集到的数据,再将数据显示在用户桌面上,实现资产数据信息的查询、存储、统计与共享工作。 4资产管理系统设计方案 本系统包括资产编码设计、RFID系统设计和资产管理系统设计。 4.1资产编码设计 为了有效控制和管理公司的资产,准确区分公司各类型资产存放状况,将公司资产分为固定资产和其他资产两大类,为了做好编码资产的动态管理,本次资产编码采用RFID植入式芯片无线管理监控,并对编码资产实行门禁系统管理,将公司资产存放位置划分为生活区、工业区、井下、风井工业区四大区域。同时,为了规范资产管理,前期由资产管理部门对所管辖资产进行标签写入、核对及贴签。后期对新增的每一项资产均在验收通过时,写入资产管理系统并现场制做并贴签。 4.2RFID设计 4.2.1RFID标签设计 由于煤矿物资存放的场所不同,体积各异,且井下环境条件恶劣,在对公司物资设备情况进行具体分析后,确定使用超高频860~960MHz,存放公司物资电子标签设计时主要考虑以下内容: 1)防水、防油污、防撕 2)RFID芯片的粘贴或悬挂根据以上要求将RFID标签样式设计为室内标签和室外标签两种,室内标签采用超高频无源RFID标签银行卡大小,封装pvc8.5×5,室外标签采用超高频无源RFID标签,封装pcb,抗金属,规格95×35×10,带外壳,具体根据实际情况分为钢丝栓挂,带胶,带胶且螺丝固定3种类型。 4.2.2RFID读写器设计 RFID读写器是系统的核心设备,通常分为固定式和手持式两种,固定式读写器安装于公司资产存放位置的出入口,用于快速识别资产上绑定的标签出入,进行方便的对资产的管理,并提供报警功能。手持式读写器配合管理人员用于对公司固定资产进行盘点。管理人员拿着手持式读写设备在资产所在区域走一圈,该区域的资产将自动读入手持式读写器,再将读写器连接在互联网上将数据导入资产管理系统中,方便的实现固定资产的盘点工作。 4.3资产管理系统设计 4.3.1系统业务流程 根据公司资产管理的流程分析。管理人员登录到资产管理系统,根据流程图可以看出管理资产的动向和盘点的数据。 4.3.2业务功能设计 根据公司的实际需求,对公司的业务工作流进行分析,设计系统业务功能图。资产管理系统的功能包括资产的新增,领用、借用、处置、调拨等功能。 4.3.3系统开发及运行环境 在项目开发阶段,整个系统开发基于B/S的体系结构,数据统一存放在数据服务器上,采用基于微软的.NET平台VisualStudio2010进行编程,数据库采用SQLServer2005数据库,在客户端运行此系统端无需安装任何软件,通过浏览器就可以访问,在服务器端配置windowsServer2008+IIS(.netFrameWork3.5)即可。 5结束语 张家峁矿业公司基于物联网资产管理系统对未来煤矿行业大规模的物联网发展推广有积极的作用。物联网技术有望成为煤矿行业工业化和信息化融合的切入点。物联网技术的不断发展,使得公司技术创新形态发生着转变,以用户为中心,以人为本的创新形态正在不断的显现,实际应用下的用户体验也是煤矿行业的创新。但物联网的具体应用涉及到信息的采集,传输、处理、控制各个过程,还涉及到研发的各个环节,显然不是单个人后者单个部门能够处理的了的事情,需要在政府部门、企业技人员、和消费者的共同努力下,才可能形成一个良性的物联网发展环境。 作者:韩培强 单位:陕煤集团神木张家峁矿业有限公司
0引言 机械制图是中职机械工程专业的基础课程之一,该课程不仅要求学生具备扎实的机械技术功底,同时还要具备出色的绘图能力、识图能力与读图能力,对学生的抽象思维与空间思维都有较高的要求。传统教学模式中,机械制图课程多以平面展示教学为主,随着现代技术的发展,逐渐演变为多媒体动态演示,仍然无法摆脱课程资源稀缺、理论与实操脱轨等问题。针对以上问题,立足课程改革背景,对机械制图与现代信息技术的融合教学展开分析。 1融合现代信息技术的机械制图教学特征 1.1人机交互———精准投放课程资源 所谓人机交互即指人与设备之间的互动,在生产制造领域中,常常用来表示利用人工智能将详细的工作数据呈现出来,以便于人们了解机器当前的工作状况。而在实际教学过程中,人与设备之间的互动则体现在计算机对学生学习数据的掌握上[1]。一般来说,教师可以在课前将学习资料通过在线学习平台分享给学生,由学生独立观看、学习,并按照课件中的资料提示进行相关操作或是习题演练。而在这一过程中,系统完整采集学生学习数据,包括观看课件时长、测试成果统计、错题资源整合等,以此作为分析学生课前学习情况的数据样本,并自动生成图表资料帮助教师了解学生的学习情况。利用人机交互过程提供的信息,教师可以充分掌握班级真实学情,并以此为基础制定教学计划。在智能系统的辅助下,还能快速在数据库海量信息中索引契合学生需求的多媒体课件、电子教案、集成图形、试题库等数字化资源,并将其打包发送给学生,从而进一步保证教学开展的有效性。 1.2数据集成———统计整理学习生产资料 机械制图课程内容包括制图的基本规定、正投影基础、基本几何体、平面图形、组合体、机件表达方法、零件图、装配图等相关知识[2]。目前,在课程改革背景下,无论是知识的深度还是广度都更契合当前中职学生的学习标准。但目前所使用的教材中,依旧存在着一个较为显著的问题,即知识内容理论性过强,但与现实工作岗位衔接不够紧密,导致教学效果无法达到理想状态。例如,教材给出的一些零件示意图样中,往往会详细标注零件的尺寸、工艺要求、设计方案,却忽略了详细地为学生介绍该零件通常被应用于哪些设备之中,以及其具体的作用,这与学生的实际需求并不相符。而在信息化教学模式下,学习平台收录的资料中不仅有完整的理论内容,同时还能够结合学生的专业特点,系统搜集岗位中的生产资料、工作任务,不仅能够有效拓充学生知识视野,同时还能根据学生自身需求汲取知识养分。这种教学模式不仅能为职业教育改革提供源源不断的动力,同时也为其课程体系建设提供充足的资源保障,真正意义上实现了专业的升级与发展。 1.3机器学习———实现任务引领教学 现代化信息技术强调机器与人一同进步,也就是通过系统平台保留学生的学习数据,通过掌握学生当前的学习进度,结合学生学习特点,自动推送相关的学习资料,以便帮助学生更好地实现自主学习[3]。例如在当前部分项目化课程安排中,教师常会结合真实的企业生产任务,组织学生以小组合作的形式进行专项突破,以此增强学生的实操能力。但因缺少相关的实践经验,学生在进行课后自主学习的过程中往往会遭遇许多障碍,甚至产生无从下手的困惑。此时系统平台能根据学生日常的资料索引记录,自动推送与学习任务相关的资料文献或视频图样,以此有效地对学生进行指引,并提高其自主学习的效率。在智能技术支持下,不仅可以有效降低学生的学习难度,更有助于拓充学生的知识积累,使其创造能力和组织能力都得到相应提高。 2关于课程改革背景下的教材建设思考 2.1依循岗位需求拓充教学资源 当前国家职业教育改革的重要特征之一,便是强调学科全面向职业岗位靠拢。基于这一根本发展目标,目前中职机械制图课程不仅需要重点融合职业技能的知识点和技能点,同时还要关注与学生发展相关的职业素养教育及思想观念教育,进而有效实现复合型人才的培养。在这一背景下,专业教师需要积极发挥信息技术在资源整合方面的特长,配合教材内容适当拓展课外学习资料,如行业发展前景、国内外技术创新、专业领域突破等,以此培养学生良好的发展观念,并增强其对工作岗位的深度了解,助力学生取得更好的发展。 2.2实现教学材料的数字化建设 机械制图课程的主要教学目标是培养学生的识图、读图能力,通过熟练解读图形语言,了解机械配件的设计原理,最终形成熟练制图的能力[4]。而利用数字化的课程资源不仅能够更好地为学生展示图样信息,还能详细为学生分解制图过程,使学生可以深入掌握操作的每一个细节,对提升教学效率具有显著意义。除此之外,在数字化课程资源下,学生可以随时随地对教材中的学习资料进行搜索,并将自身关于知识的一些想法或问题记录下来,有利于灵活地进行自主学习,同时也更契合课程改革的教育特征。因此,教师应当加快教材的数字化建设,以此推进教学改革进程。 2.3依托智能APP与纸质教材互动 通过现代智能APP软件,教师可以推送作业内容、课程订阅、课件视频、资料分享等在线教学数据,更为关键的是能实现移动终端与传统知识教材间的即时互动,使信息技术真正意义上成为辅助学生学习的有力工具。例如通过SolidWorks应用软件,教师可以将教材中的模型图片制作成三维立体模型,并自动生成与之关联的二维码。随后将模型储存在教学平台数据库中,学生在学习过程中想要更为全面地了解模型细节,可通过扫描二维码获得该图片各个方位的三维投影,以及与之相关联的资料拓展或细节剖析等,不仅有效拓展了教材容量,也使信息化教学特征更加明显[5]。 3基于现代信息技术的中职机械制图课程改革 3.1全面调整教学结构 现代化信息技术的鲜明特征,在于能够实现人与机器顺畅互动,这一点对于教学活动来说,既是进步升级的体现,同样也是实现课程改革的契机。但在实践教学过程中,很多教师并没有正确把握这一特点,依旧沿用传统的多媒体教学模式,使信息化教学更加偏向于“展示”,而不能体现其构建、统计、精准的技术优势。因此想要真正实现课程改革,教师不仅要对信息技术的应用进行深入思考,更要关注与之特点相符的配套课程模式,完整地发挥出信息化教学的育人功能,在提高学生学习效率的同时,赋予其全新的发展观念。以“平面切割回转曲面体”教学为例,传统的多媒体教学中,大多通过动态演示为学生呈现不同角度的切割对曲面体三视图及截交线的变化。这样的教学方式虽然直观但是却略显刻板,缺少对学生空间想象思维的培养,不能很好地建立其对图形的感性认知[6]。而在信息化教学模式下,教师可以在课前通过智能教学平台将教学课件分享给学生,学生可以利用SolidWorks等制图软件来调整图片中的模型参数,可以更清晰地把握图形截面与线条之间的变化规律。在此基础上,教师可以确保学生在课前对所学知识的基础内容进行初步了解,通过在线试题测验统计学生的学习情况。在回归线下教学的过程中,教师可围绕学生课前自主学习中体现出来的问题进行针对性讲解,并空余出更多的教学时间来为学生延伸该项技术在现实生产中的应用范围,使教学内容与职业岗位更加贴近,完整地发挥出信息技术优势,更好地引领学生了解专业技术。 3.2联系企业工作岗位 随着职业教育的不断发展,促使职业院校进行改革的不仅是技术设备的升级进步,同时还包括发展理念与市场需求的快速调整。因此对于中职机械制图教师来说,在以就业为导向的课程改革背景下,其教学内容的设置不仅要关注学生个体差异,更要加强对现实工作岗位的深入思考,结合职业发展趋势为学生打造健全的能力体系,确保其获得持续发展的核心动力,并体现出课程改革的实效性。为此,教师可以借助信息技术加强与企业之间的联系,除了持续关注行业发展动态之外,还可以鼓励学生通过合作企业来承接一些相对基础的制图工作项目,帮助学生更加深入地了解未来工作性质与能力标准,有意识地提高其专业技能[7]。除此之外,教师还可以以智能教学平台作为依托,邀请企业中具有丰富操作经验的构图设计师为学生开展线上教学,使学生不断了解新的机械技术,并适时提出一些学习中存在的问题。通过该方式帮助学生掌握关键生产技术,并使其接受一定的职业生涯规划教育。更好地实现素质教育改革理念,确保学生的各项能力围绕企业用人需求和职业实践获取和养成。 3.3设计实训操作项目 课程改革背景下,职业教育的最终目标不仅是帮助学生掌握扎实的基础知识,还包括引领学生的发展观念,使其意识层面逐渐富有创造力、想象力、自驱力,成长为具有鲜明时代特征的进取型优秀人才。为此,教师应基于信息技术构建的网络平台,为学生不断创造实训操作机会,并鼓励学生将一些有关专业的新颖想法大胆表现出来。真正改变传统教学模式,使课堂成为师生共同搭建的智慧交流场所,而非教师单向灌输知识的渠道[8]。在信息技术支持下,教师可以将学生的视野转移至本专业以外的层面。如与数控加工类专业的学生进行在线交流,通过不一样的视角来了解机械制图的原理及生产功能。同时可以通过与其他专业学生交流,使学生从中获得启发来独立开展一些设计尝试,并通过跨专业整合不断提高自身的绘图技巧,不仅能够培养学生的创新意识,也有助于提高学生的操作水平。除此之外,教师还可以引入一些职业技能大赛的竞赛项目,组织学生开展校内的专业比拼活动,使教学内容不再是重复单调的讲解、练习。 4结语 综上所述,在总结了现代信息技术教学特点的基础上,对中职机械制图课程的教材调整与课程模式进行了思考分析。希望能够以此助力学生获得更好的发展。 参考文献: [1]潘美祥,虞国军.基于名师工作室的专创融合专题资源建设研究:以《机械识图与创新》系列课程为例[J].中外交流,2020,27(22):144-145. [2]张立峰,周蕊,丁宁,等.新工科工程教育模式下的机械制图案例教学研究[J].教育现代化,2020,7(105):162-165+169. [3]赵晏,周红.基于信息技术的中职《机械制图》立体化教材建设[J].南方农机,2019,50(11):170+178. [4]顾勇,袁鸿斌,吴小涛.《机械制图》课程信息化教学与研究[J].南方农机,2019,50(19):212-213. [5]王黎光,刘芹.SolidWorks在高职《机械制图》课程教学中的应用研究[J].科技资讯,2019,17(17):60-61+63. [6]王丽萍.信息化教学引入机械制图课堂探析:以《机械制图》中组合体尺寸注法为例[J].职业技术,2018,17(1):32-34. [7]韩超,武立伟.“互联网+”时代机械制图创新教学模式的研究与实践[J].南方农机,2019,50(11):135. [8]马敬累.中职机械制图课程教学改革探讨[J].信息记录材料,2018,19(10):183-185.(03) 作者:张艳玲 单位:盐城机电高等职业技术学校
面对激烈的市场竞争,企业想要从竞争中脱颖而出,不得不加强对自身的控制,通过财务管理推进项目开展。从当前企业发展情况进行分析,企业展开项目管理的时候依然存在很多缺陷,有的从业工作者专业素养不够,还需要进行专业化提升,财务管理是项目开展中不可缺少的环节之一,优化财务管理可以推动项目开展,提升企业的经济效益,对企业未来发展起到重要的借鉴意义。 一、财务管理与项目管理的关联性分析 财务管理与项目管理之间具有相似性,财务管理与项目管理的存在都是为了提高企业的经济效益,实现收益的增加,动态跟踪企业财务管理资金走向,可以发现财务管理与项目管理对工程期限有着一样的要求,都能够提高资金使用效率。而且科学严谨的财务管理有效避免不必要的资金浪费,帮助企业在一定范围内使经济与效益成正比,掌握成本支出,实现效益最大化;财务管理与项目管理之间也是有不同的,财务是财务管理的核心内容,工程建设是项目管理的核心内容,二者之间使用的管理方式自然不同,财务管理主要是掌握项目资金流向,项目管理对工作人员、资金与数据都要进行管理,财务管理耗时比项目管理长,会耗费大量的人力与物力,需要进一步对财务管理内容进行分析与计算。财务管理与项目管理之间是相辅相成的,二者之间具有统一性,一旦项目管理中某个环节出现问题,企业财务就会出现风险,不管是资金运转还是效益负增长,一旦没有在最短时间内有效解决,就会导致企业经营出现问题,甚至企业运作崩溃。如果财务管理存在问题,资金协调不足,数据分析不够合理,也会让企业项目管理变得混乱。因此,财务管理与项目管理的协调统一尤为关键,只有这样才能保证企业经营处于正常发展轨道。 二、财务管理对企业项目开展的重要意义 随着市场经济的发展,企业在扩大生产规模的同时,也面临着机遇和挑战,企业运作中项目开展是其关键,决定着企业未来的收益,做好项目管理尤为重要。项目管理的条款会因为企业性质不同,而受到不同的影响,不同的企业经营模式是不一样的,不同的行业项目管理方式也会存在差距,但是项目管理是不能缺少的,这对企业成本与资金投入的管控有重要意义。对于企业项目管理来说,财务管理必不可少,财务管理是对项目管理中的资金运用进行科学化管理,应用合理的管理方式进行财务管控,企业项目运行中如果需要使用资金,财务管理能够帮助企业实现资金调动,从而实现企业项目的顺利开展。由此可见,企业财务管理是项目管理中关键部分,根据当前企业发展分析,企业在进行项目管理的时候,财务管理依然存在纰漏,需要进一步对财务管理进行完善,针对资金进行合理管控,不断改进资金管控方式,提高项目管理效率。当前很多企业采用项目管理法,生产的各个环节中设立单独的项目,然后将独立的项目产品集合在一起,形成最终的产品。 三、财务管理在项目管理中的实际应用 (一)建立合理评价指标体系 实现财务管理在企业项目管理中的科学应用,首先要建立合理评价指标体系,针对企业项目开展的实际情况先做出固定性评价,项目开展的过程中,针对各个环节进行项目步骤评价,确保评价要合理、合法,项目决策要保证科学,结果也要准确。对项目展开的各个阶段加以划分,对所用的项目资金进行审核与评定,将之前的管理与评价结果结合在一起,减少不必要的资金浪费,降低资金受损程度,让企业财务管理与项目管理统一进行,提高项目收益。除此之外,建议分析项目事实结果,由于项目的实施会涉及很多过程,涉及的内容众多,很多细节都要考虑得当,避免错误出现造成不必要的经济损失。建议财务部门与其他部门加强合作,收集有关信息,分析偏差原因,根据实际情况寻找相应的解决措施,进一步完善管理制度,降低不良影响。对每一家企业来说,人、财、市场都是最为关键的因素,而财务和投资、资本运作、金融等都有千丝万缕的联系。所以,财务作为企业的核心和血液,不管企业大小,财务人员都是企业必备。财务管理能够帮助企业计划、组织和控制企业的血液--资金,使其有效运转,为企业增强活力,提高价值。因此,建议企业招聘财务管理人员,或者对现有财务人员进行培训的时候,着重对基础会计学、财务会计、财务管理、审计学、资产评估、资本运营、投资学、税法、微观经济学、宏观经济学等知识加以重视,从财务管理角度提升整个项目管理的实力。 (二)建立内控机制,加强风险预测 建议企业建立财务预警机制,帮助企业在财务活动中针对财务风险问题进行归纳总结,并作出科学合理的预测,加强企业决策的准确性,降低风险系数。目前,中小企业只有建立完整的检测机制,才能稳定风险结构,预测得到的检测结果是最准确的。建议企业下达项目管理与财务管理有关精灵,采用内部监控的方式提升项目管理力度,完善审计工作,降低不必要的成本支出,提高项目发展给企业到来的经济效益。现代化企业项目管理更加注重以价值为导向,这样有利于转变经济发展形态,不管是项目还是财务的价值都能发挥经济效益,将现代化项目成本管理看作价值管理,实施财务管理的时候跟进项目开展进度,了解所有与项目开展有关的支出与收益情况,减少浪费,实现盈利。建议企业借鉴先进的国外财务管理经验,结合企业实际发展情况,转型管理理念,落实审计监督,建立完整的财务管理评价体系。中国企业财务管理协会推出的企业财务管理师是面向企业财务管理人员,提升从业者财务管理能力和水平的评价体系。企业财务管理五星人才水平评价体系提出以后受到广泛关注,财务管理是企业管理的核心,参加财务管理培训对提升企业财务人员的素质有很大帮助,因此,建议企业对财务管理人员进行专业化培训,鼓励财务人员参与学习和评价,提高自身的专业技术水平,培养责任意识。 (三)跟进项目管理流程,掌握项目详细信息 信息化时代使企业项目管理与财务管理发生变化,信息化推动了信息数据库的建立,互联网中最新信息的出现,也让企业意识到跟进经济动态的重要性,安全的信息可以帮助财务管理人员和项目管理人员了解到当前项目的发展进程,为项目数据信息提供数据支撑,降低财务人员审计失误率,推动全新信息化系统发展,降低企业项目风险存在率,帮助项目管理人员寻找到更加合理的管理对策。人工智能最为惊世骇俗之处在于将“从零开始的自我学习”和“算法”结合起来,并且居然是由非人格化的机器人完成的。财务管理早已融入了几乎所有人类事物,成为人类事务的核心和基石。i财是一款通过人机交互来解决企业经营过程中的财务、会计、税务等问题的人工智能产品。领先智造的i财集会计账务处理,财务状况分析,纳税风险评估,疑难问题解答,视频课程学习等功能于一体。以数据分析为基础,以国家政策,财会法律法规为依据,提供专业、实用、标准化的财务管理方案、财税问题咨询与视频课程学习。 四、结语 综上所述,对于企业来说,要充分重视项目管理工作,以企业正常项目运作为基础,加强企业财务管理,对企业经济效益水平的提升有很大帮助。加强财务管理,对成本的投入严格管控,实现成本投入最低化,帮助企业在激烈的市场竞争中获得最高的生产概率,实现企业经济效益的增长。
1引言 人工智能时代下,培养人类思考如何与机器协同解决问题尤为重要。人工智能在1956年的达特茅斯会议提出后,经历了漫长的发展。近几年,随着大数据、机器学等相关技术的发展,人工智能给人们的生活带来了一定的影响。在这样的时代背景下,机器从未如此像人类,人类也未如此依赖机器,人类与机器的协同合作成为必然[1]。学会形成通过与机器的协作共同解决问题的思维,是协同合作的必要条件。这也正是计算思维(ComputationalThinking)的关注点,培养计算思维有助于人们更好地适应智能时代。对国内外计算思维的相关文献进行分析梳理后发现,计算思维融合在其他学科中的培养存在可行性。但国内对此研究存在较大的空白。因此探究国内计算思维学科融合的可行性十分必要。本文通过对Weintrop等学者建立的计算思维框架进行修改完善,并运用完善后框架对《普通高中数学课程标准(2017版)》(以下简称“课标”)进行内容分析,以期确认当前课标中是否包含计算思维成分,并发现其中包含计算思维的具体成分,从而探究计算思维与数学学科融合可行性。 2计算思维 计算思维是每个人的基本技能,不仅仅是计算机科学家[2]。计算思维作为基本技能之一,如何培养应当受到关注和重视。2011年,美国国际教育技术协会和计算机教师协会(ISTE CSTA)针对K-12计算思维的教育对计算思维进行操作性定义[3]。该操作性定义有利于探究对计算思维进行培养的具体内容,在一定程度上促进了计算思维的研究。随着对计算思维相关研究的深入,有学者提出“计算参与”。“计算参与”作为对计算思维的新解读,在社会以及文化的维度上补充说明了计算思维的内涵[4]。2017年,《普通高中信息技术课程标准》明确将计算思维列为信息技术学科核心素养之一,并指出计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动[5]。课标提出的计算思维有两个核心要点:解决问题的思维和计算科学的思维。综合以上分析不难发现,计算思维是以抽象和自动化为核心要素,在解决问题时,充分考虑人和机器的优势所形成的问题解决方案的思维过程。2013年,Dede等人指出,计算思维与21世纪技能相关,但又区别于其他21世纪技能,应该在课程中融入这项能力[4]。这说明将计算思维融入学科课程培养是计算思维培养的一种可能路径。由于计算思维本身即是动态、普适的思维技能,是可以在不同场景与不同学科背景下进行不固定、不机械的应用[4]。其思维的本质为学科融合培养计算思维提供了可能性。陈国良提出,计算思维要真正融入人类活动的整体中,成为人类解决问题的高效方法,必须与其他学科进行融合[6]。有学者就计算思维在其他学科的融合展开相关研究,Sengupta等人将计算思维与小学科学教育进行整合;Weintrop等人结合数学和科学学科总结了四个实践要素;Settle等人在跨课程计算思维教育项目中,在拉丁语、图形艺术、英语、历史课程融入计算思维的教学[4]。 3研究设计与实施 3.1研究对象 计算思维的思想是跨学科的,可以嵌入小学和中学的其他学科领域,如语言、科学、数学、计算机科学等[7]。但在国内,计算思维通常作为信息技术学科核心素养,而忽略其是能在其他学科中得到培养的。由于研究时间的局限,本文选择数学学科作为研究的对象。课程标准描述了教育体系规定学生在不同学科领域、不同年级阶段理应获得的成绩、展现的行为以及个人发展,其对教学具有一定的指导性,具备一定的代表性和权威性[8]。这使得对课标进行分析的结果,具有一定的说服力。 3.2研究方法 本文主要采用比较内容分析法。内容分析法是针对明显的传播内容,做客观而有系统的量化并加以描述的一种研究方法。它以预先设定的类目表格为依据,以系统、客观和量化的方式,对信息内容加以归类统计,并根据类别项目的统计数字,作出叙述性的说明。本文运用内容分析法对课标进行研究,通过制定的类目表格进行评判分析,确定课程标准中计算思维的具体体现,从而达到探究计算思维在数学学科融合的可行性的研究目的。 3.3研究工具 本文使用的主要工具是计算思维内容分析类目量表。该量表的设计主要参照Weintrop等人在数学、科学的学科背景中,进行相关研究后构建出来的计算思维框架。根据研究需要和学科的特点对其进行适当调整、修改、完善。例如在数学学科中,编程工具选择、开发、调试的维度,在我国的数学学科中较少体现,因此删除。最终形成文中对计算思维维度进行分析的基本框架,如表1所示[9]。 3.4研究实施 3.4.1抽样本文探究计算思维在非信息技术学科融合的现状及可能性。由于时间因素的制约,选取数学学科作为具体的分析科目。课程标准作为规定学科内容目标、实施建议等的指导性文件,从一定程度上代表着学科教学的广泛性。将教育部制定的课标确定为内容分析的样本来源具有一定的权威性和科学性。由于课程标准中的内容涉及该学科的课程性质、课程目标、课程内容、实施建议等多方面,内容复杂多样。结合研究课题,研究对课程标准进行单元抽样。抽取的单元样本包含:学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量三个单元,并对各单元内容进行编码。本文主要参考国外学者Weintrop等人对计算思维的解读,将计算思维划分为数据操作、建模仿真、计算问题的解决、系统性的思考四个基本维度,并在每个维度下面对具体的内容进行详细划分,例如:将数据操作维度划分为数据收集、数据创建、数据操作、数据可视化五个子维度。此外,在对课标进行抽样时,考虑到部分章节并未体现对教学的具体指导,将其排除在样本范围之外,只选取包含教学内容或具有教学指导性的三个章节,分别是学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量,并以此对其进行排序编码,设置为分析单元一、分析单元二、分析单元三。3.4.3评判本文的研究由两名评判者进行内容分析,其中一名研究者的专业为数学(师范类),另一名研究者的专业为教育技术学。两名评判人员先将内容进行科学拆分,并进行编码;结合预先设计类目表格、按照制定的分析单元的顺序,记录各个类目出现的频数并进行统计。在进行评判之前,两位评判者均对计算思维相关文献进行具体研读和整理,从而对计算思维形成具体科学的认识,尤其对学者Weintro等人的文献进行精读和学习,对其中计算思维下属维度的概念展开探究和讨论,为后续的评判工作奠定基础。评判员依据类目表格对课程标准分析单元进行评判。在开始评判工作后,两个评判员未就评判内容展开讨论,从而保证评判的科学性。例如在对课程标准当中“经历从具体情境中抽象出椭圆的过程”这一描述中,评判员A认为其包含抽象元素,但评判员B认为其抽象的内涵不同于分析框架当中的抽象的内涵。诸如此等意见不统一的情况,均不做讨论,按照实际情况由评判员记录进数据记录表中。 4数据分析与结果 在单元一的内容中,主要存在建模与仿真的模型评估、模型设计、模型建设。其中主要涉及课标所要求的数学建模的素养,学生在进行数学建模的过程涵盖了以上计算思维的要素。在单元二的内容中,计算思维的体现丰富,在数据操作维度中主要体现了数据分析和数据可视化的元素。其中数据分析体现为依靠计算机完成对数据的处理分析;数据可视化则主要体现为利用计算机绘制函数图像,呈现函数的变化特点。在建模与仿真维度,课标主要体现了概念理解、测试解决方案、模型评估、模型设计。其中概念理解强调学生利用模型促进对概念的理解学习,例如通过误差模型了解正态分布的随机变量,通过长方体认识空间点、直线、平面等;测试解决方案则聚焦于通过测试假设从而形成解决方案,课标中学生在建立数学模型后对模型进行求解验证的过程中体现了该要素;模型评估强调对模型与生活中存在的现象进行比对,建立二者的联系,本单元中阐述了大量将数学模型与生活现象建立对比联系的例子,例如将乐曲中的高潮与黄金分割相关联,将自由落体现象与二次曲线模型建立关联等;建立模型则主要体现为通过实例建立对应的是数学模型,例如就存款问题建立复利模型等。在计算问题解决维度下,解决方案准备强调学生需要在形成解决方案前对问题进行分解,本单元主要在数学建模过程中对问题的分解体现;解决问题评估考量的是结合效率等其他因素对解决方案进行选择,学生根据实际需要选择函数表示的不同方法中存在评估的过程;抽象指的是对重要内容前景化,无关内容背景化的能力,学生从实际问题中抽象出问题本质正体现该要素。在系统思考中,系统调查强调系统观念的形成,课标指明学生在学习数列时,不仅要有对项的认识,也要形成对数列的认识等内容均体现该要素;关系的理解强调对系统内要素的联系产生思考和认识,课标中学生在对一元二次方程学习中,还应理解根的存在性、实根个数、零点、实根的关系等;沟通聚焦运用合理方式表达对系统的认识,课标中的利用列表、图像、通项公式表达对数列的认识正体现该点;系统管理所强调的系统的边界观与学生在学习集合时对集合并集、交集、集合本身存在一定的相关性。在单元三的内容中,建模与仿真的模型设计主要涉及要求学生能够针对不同问题构造相应的统计模型,模型建设强调学生在原有模型中扩建新模型的能力,这与课标中要求学生在已有命题的基础上拓展新命题存在相关。计算问题的解决维度下,解决方案准备体现为在数学建模初步对问题的描述和分析,抽象则多呈现为要求学生在情境中提炼出教学概念和规则。研究表明,在数学课标中含有计算思维的相关成分,具体占比情况如图2所示。其中,关于建模与仿真维度的体现最明显,建模与仿真主要与数学建模存在较强的关联,例如其中的模型建设、模型设计、解决方案的测试在数学建模过程中建立模型、求解模型、检验结果步骤中得到了充分的体现,此外,模型评估所强调的建立模型与生活现象的联系在课标中的体现最广泛。其强调学生需要将所学习的模型与现实生活的现象产生思考联系,例如与自由落体现象、音乐的高潮低估现象相关联。概念理解维度有利于学生利用模型促进对学科知识的理解,例如在立体几何中,学生利用长方体模型有利于学生理解三维空间中的点、线、面。在系统性的思考维度上,学生对集合、函数等知识点形成的系统观、对例如集合中元素关系形成的对要素的理解,一一映射了计算思维下关于系统的相关要素。在计算问题的解决上,抽象与数学抽象产生了紧密的关联,数学抽象作为学科素养之一,贯穿于数学的教学中;而数学学科需要的对问题进行分析的能力映射出了计算思维中解决方案的准备。最后,在数据操作上,数学学科体现了数据分析以及数据的可视化操作,值得注意的是,在对数据收集、创建、操作上并未体现。这是因为计算思维中的数据收集、创建、操作都强调了对计算机或其他机器的运用,这与数学学科课程标准所体现的数据操作等概念存在显著差异。由于研究采用内容分析法时,设计两位评判人员就内容展开分析。为检测参与内容分析的研究者对类目判断的一致性,在对研究的数据进行统计整理基础上,进行信度分析。其中平均相互同意度0.8;内容分析的信度为0.89。 5研究讨论与启示 研究发现,数学课程标准含有丰富的计算思维元素。在数学课标中含有计算思维不同维度的相关元素,数据操作上以数据分析、数据可视化元素得到充分体现;建模仿真中对模型的评估是计算思维体现在课标中最多的元素,学生需要将模型与生活的现象建立联系,从而培养其对模型的敏锐程度,为此后模型的建立提供基础。此外,数学学科聚焦的数学建模能力,与模型设计、建设产生了紧密关联。计算思维所包含的系统性思考的能力,蕴含在相关数学知识点的学习中。计算问题的解决也在数学学科的课标中得到了充分的体现,其中的抽象元素与数学学科中的数学抽象紧密相关。此外,研究表明,数学学科有利于培养建模能力。在数学课程标准蕴含的计算思维元素中,建模仿真元素最高,达到25.37%。数学学科要求学生将数学的相关模型同生活中的现象建立联系,与计算思维的模型评估形成对应关系,有利于提高学生对模型的敏感度。同时,作为数学学科核心素养的“数学建模”聚焦于培养学生从生活的实际情境中发现、分析问题,建立、求解、验证模型的能力,与计算思维所要求的从问题中经过分析处理形成解决问题的模型一致。因此数学学科对计算思维中建模能力的培养提供了良好的基础和无限的可能。与此同时,数学学科为学生抽象思维的发展提供了基础条件。抽象要素在课程标准中多以数学抽象进行体现。数学抽象是数学学科核心素养之一,通过分析总结,可以发现数学抽象多以三种途径进行:(1)从实物的具体背景中,概括抽象出实物的一般结构、特征。(2)从综合的情境中,分离并抽象出数学问题、数学概念、数学命题。(3)从具体的实物或综合的情境中,抽离形成图形原型或几何图形。可以发现,三种不同的途径的共同点在于都需要从复杂的情况中,对各个要素进行处理,提取核心要素,并形成相关的结果。这与Weintrop等人提出的计算抽象(将想法的重要方面前景化,而将不太重要的特性背景化)是一致的。但数学学科弱化了对数据的相关操作。通过研究结果可以发现,借助计算机进行操作的数据处理上,数学学科停留在简单的数据分析和数据可视化上。数据可视化在课程标准中多体现为利用相关计算工具,绘制函数图像。其中包含希望学生能够运用相关计算工具绘制相关函数的图像,还包含希望教师能充分运用计算机软件向学生演示方程中参数变化对方程所表示曲线的影响。并没有充分挖掘机器对数据进行处理的优势,在关于数据的收集创建、操作甚至没有体现。综上所述,在课标中存在丰富的计算思维要素,因此理论上,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性。 6结语 研究表明,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性,但实验是检验真理的唯一标准。因此,计算思维融合培养的有效性还需要在实践层面对其进行分析验证,为在教育一线开展计算思维的培养作出贡献。一方面可以鼓励学者进行相关实证研究。另一方面,也可以鼓励一线教师就如何在学科中融合培养计算思维,展开尝试性的教学实践,助力计算思维的培养。本文的研究旨在探索计算思维在其他学科进行融合培养的可能性,但由于研究时间有限,仅仅以数学学科为例,进行相关的内容分析研究。本研究仅以数学学科为例,具有一定的典型性,但欠缺相关普适性特征。未来研究可以在本研究的基础上,采用其他合适的分析工具对数学学科的课程标准进行分析,以验证计算思维是否在学数学课具有学科融合从而进行培养的可能性。除了探究计算思维通过学科融合进行培养的可能性进行分析的相关研究,探究学科融合培养计算思维的相关教学模式、教学策略,也是未来的一个研究趋势。 作者:黄贤玲 杨宁 曹琦婷 单位:福建师范大学教育技术系 福建省厦门双十中学漳州校区
1引言 人工智能时代下,培养人类思考如何与机器协同解决问题尤为重要。人工智能在1956年的达特茅斯会议提出后,经历了漫长的发展。近几年,随着大数据、机器学等相关技术的发展,人工智能给人们的生活带来了一定的影响。在这样的时代背景下,机器从未如此像人类,人类也未如此依赖机器,人类与机器的协同合作成为必然[1]。学会形成通过与机器的协作共同解决问题的思维,是协同合作的必要条件。这也正是计算思维(ComputationalThinking)的关注点,培养计算思维有助于人们更好地适应智能时代。对国内外计算思维的相关文献进行分析梳理后发现,计算思维融合在其他学科中的培养存在可行性。但国内对此研究存在较大的空白。因此探究国内计算思维学科融合的可行性十分必要。本文通过对Weintrop等学者建立的计算思维框架进行修改完善,并运用完善后框架对《普通高中数学课程标准(2017版)》(以下简称“课标”)进行内容分析,以期确认当前课标中是否包含计算思维成分,并发现其中包含计算思维的具体成分,从而探究计算思维与数学学科融合可行性。 2计算思维 计算思维是每个人的基本技能,不仅仅是计算机科学家[2]。计算思维作为基本技能之一,如何培养应当受到关注和重视。2011年,美国国际教育技术协会和计算机教师协会(ISTE CSTA)针对K-12计算思维的教育对计算思维进行操作性定义[3]。该操作性定义有利于探究对计算思维进行培养的具体内容,在一定程度上促进了计算思维的研究。随着对计算思维相关研究的深入,有学者提出“计算参与”。“计算参与”作为对计算思维的新解读,在社会以及文化的维度上补充说明了计算思维的内涵[4]。2017年,《普通高中信息技术课程标准》明确将计算思维列为信息技术学科核心素养之一,并指出计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动[5]。课标提出的计算思维有两个核心要点:解决问题的思维和计算科学的思维。综合以上分析不难发现,计算思维是以抽象和自动化为核心要素,在解决问题时,充分考虑人和机器的优势所形成的问题解决方案的思维过程。2013年,Dede等人指出,计算思维与21世纪技能相关,但又区别于其他21世纪技能,应该在课程中融入这项能力[4]。这说明将计算思维融入学科课程培养是计算思维培养的一种可能路径。由于计算思维本身即是动态、普适的思维技能,是可以在不同场景与不同学科背景下进行不固定、不机械的应用[4]。其思维的本质为学科融合培养计算思维提供了可能性。陈国良提出,计算思维要真正融入人类活动的整体中,成为人类解决问题的高效方法,必须与其他学科进行融合[6]。有学者就计算思维在其他学科的融合展开相关研究,Sengupta等人将计算思维与小学科学教育进行整合;Weintrop等人结合数学和科学学科总结了四个实践要素;Settle等人在跨课程计算思维教育项目中,在拉丁语、图形艺术、英语、历史课程融入计算思维的教学[4]。 3研究设计与实施 3.1研究对象 计算思维的思想是跨学科的,可以嵌入小学和中学的其他学科领域,如语言、科学、数学、计算机科学等[7]。但在国内,计算思维通常作为信息技术学科核心素养,而忽略其是能在其他学科中得到培养的。由于研究时间的局限,本文选择数学学科作为研究的对象。课程标准描述了教育体系规定学生在不同学科领域、不同年级阶段理应获得的成绩、展现的行为以及个人发展,其对教学具有一定的指导性,具备一定的代表性和权威性[8]。这使得对课标进行分析的结果,具有一定的说服力。 3.2研究方法 本文主要采用比较内容分析法。内容分析法是针对明显的传播内容,做客观而有系统的量化并加以描述的一种研究方法。它以预先设定的类目表格为依据,以系统、客观和量化的方式,对信息内容加以归类统计,并根据类别项目的统计数字,作出叙述性的说明。本文运用内容分析法对课标进行研究,通过制定的类目表格进行评判分析,确定课程标准中计算思维的具体体现,从而达到探究计算思维在数学学科融合的可行性的研究目的。 3.3研究工具 本文使用的主要工具是计算思维内容分析类目量表。该量表的设计主要参照Weintrop等人在数学、科学的学科背景中,进行相关研究后构建出来的计算思维框架。根据研究需要和学科的特点对其进行适当调整、修改、完善。例如在数学学科中,编程工具选择、开发、调试的维度,在我国的数学学科中较少体现,因此删除。最终形成文中对计算思维维度进行分析的基本框架,如表1所示[9]。 3.4研究实施 3.4.1抽样本文探究计算思维在非信息技术学科融合的现状及可能性。由于时间因素的制约,选取数学学科作为具体的分析科目。课程标准作为规定学科内容目标、实施建议等的指导性文件,从一定程度上代表着学科教学的广泛性。将教育部制定的课标确定为内容分析的样本来源具有一定的权威性和科学性。由于课程标准中的内容涉及该学科的课程性质、课程目标、课程内容、实施建议等多方面,内容复杂多样。结合研究课题,研究对课程标准进行单元抽样。抽取的单元样本包含:学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量三个单元,并对各单元内容进行编码。本文主要参考国外学者Weintrop等人对计算思维的解读,将计算思维划分为数据操作、建模仿真、计算问题的解决、系统性的思考四个基本维度,并在每个维度下面对具体的内容进行详细划分,例如:将数据操作维度划分为数据收集、数据创建、数据操作、数据可视化五个子维度。此外,在对课标进行抽样时,考虑到部分章节并未体现对教学的具体指导,将其排除在样本范围之外,只选取包含教学内容或具有教学指导性的三个章节,分别是学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量,并以此对其进行排序编码,设置为分析单元一、分析单元二、分析单元三。3.4.3评判本文的研究由两名评判者进行内容分析,其中一名研究者的专业为数学(师范类),另一名研究者的专业为教育技术学。两名评判人员先将内容进行科学拆分,并进行编码;结合预先设计类目表格、按照制定的分析单元的顺序,记录各个类目出现的频数并进行统计。在进行评判之前,两位评判者均对计算思维相关文献进行具体研读和整理,从而对计算思维形成具体科学的认识,尤其对学者Weintro等人的文献进行精读和学习,对其中计算思维下属维度的概念展开探究和讨论,为后续的评判工作奠定基础。评判员依据类目表格对课程标准分析单元进行评判。在开始评判工作后,两个评判员未就评判内容展开讨论,从而保证评判的科学性。例如在对课程标准当中“经历从具体情境中抽象出椭圆的过程”这一描述中,评判员A认为其包含抽象元素,但评判员B认为其抽象的内涵不同于分析框架当中的抽象的内涵。诸如此等意见不统一的情况,均不做讨论,按照实际情况由评判员记录进数据记录表中。 4数据分析与结果 在单元一的内容中,主要存在建模与仿真的模型评估、模型设计、模型建设。其中主要涉及课标所要求的数学建模的素养,学生在进行数学建模的过程涵盖了以上计算思维的要素。在单元二的内容中,计算思维的体现丰富,在数据操作维度中主要体现了数据分析和数据可视化的元素。其中数据分析体现为依靠计算机完成对数据的处理分析;数据可视化则主要体现为利用计算机绘制函数图像,呈现函数的变化特点。在建模与仿真维度,课标主要体现了概念理解、测试解决方案、模型评估、模型设计。其中概念理解强调学生利用模型促进对概念的理解学习,例如通过误差模型了解正态分布的随机变量,通过长方体认识空间点、直线、平面等;测试解决方案则聚焦于通过测试假设从而形成解决方案,课标中学生在建立数学模型后对模型进行求解验证的过程中体现了该要素;模型评估强调对模型与生活中存在的现象进行比对,建立二者的联系,本单元中阐述了大量将数学模型与生活现象建立对比联系的例子,例如将乐曲中的高潮与黄金分割相关联,将自由落体现象与二次曲线模型建立关联等;建立模型则主要体现为通过实例建立对应的是数学模型,例如就存款问题建立复利模型等。在计算问题解决维度下,解决方案准备强调学生需要在形成解决方案前对问题进行分解,本单元主要在数学建模过程中对问题的分解体现;解决问题评估考量的是结合效率等其他因素对解决方案进行选择,学生根据实际需要选择函数表示的不同方法中存在评估的过程;抽象指的是对重要内容前景化,无关内容背景化的能力,学生从实际问题中抽象出问题本质正体现该要素。在系统思考中,系统调查强调系统观念的形成,课标指明学生在学习数列时,不仅要有对项的认识,也要形成对数列的认识等内容均体现该要素;关系的理解强调对系统内要素的联系产生思考和认识,课标中学生在对一元二次方程学习中,还应理解根的存在性、实根个数、零点、实根的关系等;沟通聚焦运用合理方式表达对系统的认识,课标中的利用列表、图像、通项公式表达对数列的认识正体现该点;系统管理所强调的系统的边界观与学生在学习集合时对集合并集、交集、集合本身存在一定的相关性。在单元三的内容中,建模与仿真的模型设计主要涉及要求学生能够针对不同问题构造相应的统计模型,模型建设强调学生在原有模型中扩建新模型的能力,这与课标中要求学生在已有命题的基础上拓展新命题存在相关。计算问题的解决维度下,解决方案准备体现为在数学建模初步对问题的描述和分析,抽象则多呈现为要求学生在情境中提炼出教学概念和规则。研究表明,在数学课标中含有计算思维的相关成分,具体占比情况如图2所示。其中,关于建模与仿真维度的体现最明显,建模与仿真主要与数学建模存在较强的关联,例如其中的模型建设、模型设计、解决方案的测试在数学建模过程中建立模型、求解模型、检验结果步骤中得到了充分的体现,此外,模型评估所强调的建立模型与生活现象的联系在课标中的体现最广泛。其强调学生需要将所学习的模型与现实生活的现象产生思考联系,例如与自由落体现象、音乐的高潮低估现象相关联。概念理解维度有利于学生利用模型促进对学科知识的理解,例如在立体几何中,学生利用长方体模型有利于学生理解三维空间中的点、线、面。在系统性的思考维度上,学生对集合、函数等知识点形成的系统观、对例如集合中元素关系形成的对要素的理解,一一映射了计算思维下关于系统的相关要素。在计算问题的解决上,抽象与数学抽象产生了紧密的关联,数学抽象作为学科素养之一,贯穿于数学的教学中;而数学学科需要的对问题进行分析的能力映射出了计算思维中解决方案的准备。最后,在数据操作上,数学学科体现了数据分析以及数据的可视化操作,值得注意的是,在对数据收集、创建、操作上并未体现。这是因为计算思维中的数据收集、创建、操作都强调了对计算机或其他机器的运用,这与数学学科课程标准所体现的数据操作等概念存在显著差异。由于研究采用内容分析法时,设计两位评判人员就内容展开分析。为检测参与内容分析的研究者对类目判断的一致性,在对研究的数据进行统计整理基础上,进行信度分析。其中平均相互同意度0.8;内容分析的信度为0.89。 5研究讨论与启示 研究发现,数学课程标准含有丰富的计算思维元素。在数学课标中含有计算思维不同维度的相关元素,数据操作上以数据分析、数据可视化元素得到充分体现;建模仿真中对模型的评估是计算思维体现在课标中最多的元素,学生需要将模型与生活的现象建立联系,从而培养其对模型的敏锐程度,为此后模型的建立提供基础。此外,数学学科聚焦的数学建模能力,与模型设计、建设产生了紧密关联。计算思维所包含的系统性思考的能力,蕴含在相关数学知识点的学习中。计算问题的解决也在数学学科的课标中得到了充分的体现,其中的抽象元素与数学学科中的数学抽象紧密相关。此外,研究表明,数学学科有利于培养建模能力。在数学课程标准蕴含的计算思维元素中,建模仿真元素最高,达到25.37%。数学学科要求学生将数学的相关模型同生活中的现象建立联系,与计算思维的模型评估形成对应关系,有利于提高学生对模型的敏感度。同时,作为数学学科核心素养的“数学建模”聚焦于培养学生从生活的实际情境中发现、分析问题,建立、求解、验证模型的能力,与计算思维所要求的从问题中经过分析处理形成解决问题的模型一致。因此数学学科对计算思维中建模能力的培养提供了良好的基础和无限的可能。与此同时,数学学科为学生抽象思维的发展提供了基础条件。抽象要素在课程标准中多以数学抽象进行体现。数学抽象是数学学科核心素养之一,通过分析总结,可以发现数学抽象多以三种途径进行:(1)从实物的具体背景中,概括抽象出实物的一般结构、特征。(2)从综合的情境中,分离并抽象出数学问题、数学概念、数学命题。(3)从具体的实物或综合的情境中,抽离形成图形原型或几何图形。可以发现,三种不同的途径的共同点在于都需要从复杂的情况中,对各个要素进行处理,提取核心要素,并形成相关的结果。这与Weintrop等人提出的计算抽象(将想法的重要方面前景化,而将不太重要的特性背景化)是一致的。但数学学科弱化了对数据的相关操作。通过研究结果可以发现,借助计算机进行操作的数据处理上,数学学科停留在简单的数据分析和数据可视化上。数据可视化在课程标准中多体现为利用相关计算工具,绘制函数图像。其中包含希望学生能够运用相关计算工具绘制相关函数的图像,还包含希望教师能充分运用计算机软件向学生演示方程中参数变化对方程所表示曲线的影响。并没有充分挖掘机器对数据进行处理的优势,在关于数据的收集创建、操作甚至没有体现。综上所述,在课标中存在丰富的计算思维要素,因此理论上,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性。 6结语 研究表明,在数学学科中对计算思维进行融合培养具有一定的可行性,但实验是检验真理的唯一标准。因此,计算思维融合培养的有效性还需要在实践层面对其进行分析验证,为在教育一线开展计算思维的培养作出贡献。一方面可以鼓励学者进行相关实证研究。另一方面,也可以鼓励一线教师就如何在学科中融合培养计算思维,展开尝试性的教学实践,助力计算思维的培养。本文的研究旨在探索计算思维在其他学科进行融合培养的可能性,但由于研究时间有限,仅仅以数学学科为例,进行相关的内容分析研究。本研究仅以数学学科为例,具有一定的典型性,但欠缺相关普适性特征。未来研究可以在本研究的基础上,采用其他合适的分析工具对数学学科的课程标准进行分析,以验证计算思维是否在学数学课具有学科融合从而进行培养的可能性。除了探究计算思维通过学科融合进行培养的可能性进行分析的相关研究,探究学科融合培养计算思维的相关教学模式、教学策略,也是未来的一个研究趋势。 作者:黄贤玲 杨宁 曹琦婷 单位:福建师范大学教育技术系 福建省厦门双十中学漳州校区
信息管理论文:网络环境信息管理的论文 1网络环境下威胁学校网络信息安全的主要问题 学校信息管理系统受到来自外部的攻击等恶意行为,部分系统在受到黑客等外部入侵或者攻击后,可能变为黑客利用的工具,然后再次攻击其它计算机。而学校信息系统的内部攻击主要是内部用户的不当行为,内部用户的尝试授权访问、探测预攻击等行为,如Satan扫描等都可能影响到校园网络的正常运行。1.2资源滥用和不良信息的传播校园网中的一些内部用户滥用网络资源,如利用校园网下载商业资料等,这样就让大量校园信息资源被占用。同时一些用户会在有意识或者无意识的情况下,在校园网络中传播不良信息,或者发送垃圾邮件,这些行为都增加了安全隐患。 2学校信息管理系统的安全防护体系模型 学校信息管理系统的安全建设属于一个系统而复杂的工程,需要根据信息系统的实际需求,构建动态的安全防护体系调整策略。信息系统的安全建设过程不属于单纯的技术问题,也并非将技术与产品简单堆砌在一起,而是需要我们积极转变思想观念,综合策略、技术和管理等多方面的因素,进一步形成动态的、可持续发展的过程。学校信息管理系统的主要服务对象是教学和学生,而大学生是网络中十分活跃的群体,因此,构建校园网络信息安全防护体系是十分必要的。本文结合P2DR模型,构建出了一个动态、多层次的校园网络信息安全防护体系模型如图1所示。计算机系统中会出现很多新的漏洞,新的病毒以及黑客攻击手法也不断涌现,同时校园网络自身也是动态变化的,因此,在构建好一个校园网络信息安全防护体系后,网络管理者必须对该防护体系进行实时更新,并定期进行维护,以此保障该防范体系的稳定运行,进而保障校园网络的安全性和有效性。在校园网络信息安全防范体系中,将安全策略作为中心内容,而安全技术为该体系提供支持,安全管理是一种执行手段,并积极开展安全培训,提高用户的网络信息安全意识,以此让安全防范体系得以不断完善。在这个信息安全防范体系中,安全策略是最为基础和核心的部分,它可以在检测、保护等过程中指导和规范文件。可以说该体系中所有活动的开展实施,都是在安全策略的架构下完成的。安全技术为信息安全的实现提供了支撑,其中涵盖了产品、工具和服务等内容。信息系统中常用的安全技术有入侵检测、漏洞扫描和系统防火墙等,这些技术手段是安全防范体系中较为直观的构成部分,也是其中必不可少的内容,缺少了任何一项都有可能引发巨大的威胁。由于学校的资金等条件有限,在构建安全防范体系过程中,对于部分技术无法及时部署,这时候就需要以安全策略作为参考,制定合理的实施方案,让所有的安全技术构成一个有机整体。 3建设校园网络信息安全防护体系的目标与策略 3.1网络信息安全防护体系的建设目标 根据学校信息管理系统中存在的安全问题,综合考虑安全策略、技术和管理等多方面的内容,制定出一个动态的信息安全防范方案,并根据该方案构建安全、稳定、易于管理的数字化校园,保障学校信息管理系统的正常运行,这就是网络信息安全防护体系的建设目标。具体来讲,就是首先提高学校主干网络的稳定性,以此保障校园信息系统的可靠性。其次,不断完善学校网络信息安全管理体制,运用有效的安全防护手段,严格控制访问并核实用户身份,确保信息的保密性和真实性。第三,避免校园网络中内部或者外部的攻击、破坏,维护系统的稳定、安全运行。第四,在保障安全的基础上,防护体系应该尽可能地为系统的各项应用提供便利,全网的身份认证应该统一,并对角色访问进行适当控制。第五,构建稳定、安全和操作性强的网络信息平台,为学校的管理、教学等活动提供支撑。 3.2网络信息安全防护体系的建设策略 结合相关的安全防范体系模型,我们可以从安全策略、技术和管理等方面开展安全防护体系的建设工作。安全策略是建设工作的核心内容,所有的工作都应该以此为参考。在建设过程中,首先应该制定总体的安全防护体系建设方针,然后构建网络信息安全防范体系,并在这个基础上制定相关的网络安全策略,如病毒防护、系统和数据安全等。在这个过程中为了确保安全策略的顺利实施,也需要制定相应的安全管理体制,并给出规范的操作流程。 4校园网络信息安全防护体系的总体架构 4.1划分安全区域 在网络信息安全防护体系的建设过程中,分层和分区防护是其较为基本的原则,要想保障信息安全防护体系的完整性,应该综合考虑安全防护层次和区域这两个方面。根据校园信息管理系统的实际需求,可以把安全防护体系划分为5个安全区域(如下图2),然后根据每一个安全区域的具体特征,制定相关的安全防护策略。在每一个划分的安全区域中,其安全防护也可以分为物理、系统、应用和数据安全这5个层次。 4.2互联网边界和校园骨干网安全区域的架构 为了保障互联网边界和校园骨干网中数据的可靠传输,以及保障各项业务的正常运作,可以根据网络的实际需求,将双核心冗余结构应用于核心交换设备中,让核心交换设备与每一个汇聚交换设备实现双上联。将带宽管理设备、防火墙和链路负载均衡设备设置在互联网边界上,并在防火墙的隔离区设置域名解析和邮件服务等公共服务器。首先将防DDoS设备设置于外部网络中,以此避免校园网络以及内部用户受到外界攻击;将基于端口的地址转换应用于互联网的出口,这样外部用户就得不到真实的内部用户地址;在系统数据中心防火墙的隔离区放置公共服务器。 4.3校园数据中心安全区域的架构 根据学校建设数字化校园的实际情况,以及信息系统各服务器之间的关系,可以将校园数据中心划分为多个安全子区域,如应用服务器外区和内区、公共服务器区和数据库服务区。其中公共服务器中有电子邮件、Web等重要服务器,因此需要配备2台以上档次相同的物理服务器,服务器的高性能主要通过系统的负载均衡设备来体现。在防火墙的隔离区设置校园托管服务器,以避免外部用户的访问。要想将校园数据中心网络和校园网连接起来,需要经过核心交换机中的虚拟防火墙,防火墙隔离区的公共服务器能够为外部网络提供服务,并可以保护网络免受外界攻击。数据中心的服务器可以通过负载均衡设备来均衡负载,以此优化网络服务,并发挥安全冗余的作用;由IPS实现对网络攻击的阻断,防止超文本传输服务器在统一身份认证等过程中外部用户的访问。 5结语 网络信息安全是数字化校园建设中研究的重点课题,在建设学校网络信息安全 防护体系过程中应该做好管理工作。相信随着信息技术的不断发展与进步,以及学校信息系统安全管理水平的不断提高,校园网络信息安全防护体系将得到进一步完善,以此为学校网络信息系统的稳定、安全运行提供有力的保障。 信息管理论文:基于网络的企业人力资源信息管理系统研究 论文关键词:网络 企业人力资源管理系统 论文摘要:随着社会经济的高速发展,互联网技术逐渐得到推广,应用到社会各个领域当中。本文基于网络的企业人力资源信息管理系统进行分析与说明。 随着社会经济的高速发展,互联网技术与商务技术广泛推广应用于社会各个领域当中。新时期的企业构建了一定的网络管理系统,大部分企业充分发挥互联网技术的优势,将企业的特色以及相关信息在网络平台进行。基于网络平台的特点,不仅可以对企业自身的形象进行宣传,提供相关网络服务,而且还能将企业内部的分支机构充分的结合起来,加强了企业人力资源管理的水平与科学性,同时提升了企业人力资源管理的效率。积极采用基于网络的人力资源信息管理系统能让企业在最短的时间内对内部的信息进行优化、沟通、传播,这样的发展模式才能使企业在激烈的市场竞争中得到健康快速的发展。本文对基于网络的企业人力资源信息管理系统进行尝试性的分析与说明。 一、基于网络的人力资源信息管理系统分析 以往几十年社会主义市场经济发展不够快,大部分企业内部招用的人数比较少而且企业的规模也不大,通常会采用客户机与服务器的管理结构来满足企业的各种需要。但是随着社会经济的高速发展,企业经济效益与规模的不断提升,企业员工数量的增多,以往的客户及其服务模式已经不能满足现代企业的需要,更不能适应时代的发展,因此网络资源机构被推上了企业平台。 从目前的实际情况来分析,基于网络的企业人力资源信息管理系统大部分采用的都是服务器与浏览器,针对传统的客户机服务器模式还是具有一定优势的。 第一,利用这种模式能有效地将客户机的数量与规模减少,在客户端的部门计算机参照一定的浏览器软件就能实施服务,而且对于硬件配置来说要求也不需要太高,通常使用一般计算机就能实现。 第二,基于网络的人力资源信息系统维护简单,标准比较统一。浏览服务器结构的主要要求是让企业将网络管理的核心放到服务器上来。因此要下足功夫,对服务器进行研究与开发,这样才能确保客户端稳定运行,将企业相关人才集中到服务器端,而客户端利用浏览器就能获得与执行服务器端的各种应用程序与软件。 第三,基于网络的企业人力资源管理信息系统,针对客户端软件方面是不需要进行开发的。客户端通常需要的软件与程序能直接通过互联平台获得,而且这些程序或者软件对于企业来说是免费的,通过简单的操作就能实现,在一定程度上降低了成本,提升了工作效率。 第四,基于网络的企业人力资源管理信息系统能够实现跨平台、跨服务器的支持。新的系统采用的是国际标准的网络协议,新的服务器与浏览器软件同时对多个平台提供支持,所以企业的内部与外部即使使用没有采用的网络结构,新的模式也能在这些结构中充分运行。 二、基于网络的人力资源信息管理系统的设计分析 1.硬件基础 在科学信息技术高速发展的今天,大部分企业都构建起了能覆盖企业所有地方的局域网,企业内部可以利用自己的服务器对互联网实现链接,这样企业通过自己的主页来建立新的互联网与局域网信息管理系统就成为比较容易实现的事情。在新的形势下,企业新的人力资源系统可以在多个系统与不同型号的计算机上进行工作,并且可以在新的互联网技术支持下,对这种新的结构进行数据上的综合开发。新的技术自然具有新的优势,这些优势的发挥可以帮助服务器在工作过程中顺利运行,并且有效处理各种不同的服务与要求,非常方便用户对企业数据库进行浏览、阅读、查询,而且这种系统还能支持多种语言的转换。 2.软件特点 新系统下的浏览器能有效将用户与企业之间的数据进行转换,而且新的服务器在界面上特别直观形象,操作更为简单,从而方便用户快捷地查询自己所需要的各种数据。新的系统通常是采用统一的国际HTML标准,能支持多种语言的转换,而且能对很多网站开发模式提供支持,在相关语言与命令的实施下,能建立交互的动态网络服务器应用程序。通过这些程序能有效减轻负担,提升服务器与用户之间数据交换的效率。 三、基于网络的企业人力资源信息管理系统的应用 1.网络客户端软件的选择 企业客户端建议安装微软正版Windows 2000以上的操作系统来进行支持,同时在系统上安装浏览器与IP协议相关软件。安装网络服务器 网络服务器可以安装一台具有微软Windows 操作系统中文版的服务器,然后在这个服务器上再进行微软 Windows中文版操作系统的安装。这里需要提醒注意的是,需要在操作系统上安装Server Pack,将32位的ADO驱动程序安装在服务器前,还需要安装一台备份服务器,对重要的数据进行备份,以防万一。数据库解决措施 通过标准的HTML语言SQL命令与ADO驱动程序。通常情况下,脚本的代码会在服务器上进行运作,而不会在浏览器上进行运作。因此,用户端可以不用安装特殊的应用程序,只需要安装IE就可以查询重要的数据了。新的系统具有这样的物理结构特征,通常这样的结构有三层,一般第一层是企业集团与用户的终端,只有企业网络的相关工作人员才能在授权范围内通过浏览对管理系统进行访问。第二层是企业信息中心的网络服务器。此服务器主要针对所有用户的访问请求进行控制,对于允许或者不允许的用户访问,服务器需要将处理结果及时反映给用户。第三次是企业数据服务器。此服务器的主要作用是对各个数据进行分析、处理、储存。核心是网络服务器,一方面服务于用户的查询需求,同时分析实际的需求条件,然后到服务器中获取有关方面的数据,一方面将查询结果进行翻译,如HTML语言或者脚本代码,及时将这些反馈给用户浏览器,另一方面,浏览器也会进行相应的必要的分析与处理。 四、基于网络的企业人力资源信息管理系统功能 一是福利管理。该系统针对企业福利管理提供有利的、客观的依据,同时对这些依据进行计算与统计,提升福利管理的水平。 二是该系统能对企业生产经营过程进行客观的统计与分析、数据收集等等,而且能为生产分析提供有利的数据。 三是考勤机设备与考勤管理程序相结合,该系统可以提前对编办的班次信息进行处理,然后生成简洁的出勤 报告,并将这些报告转化到企业的福利程序中或者薪酬管理中,让福利与薪酬有机结合,这些记录还能储存到服务器上,为企业管理人员提供分析、研究、查阅、统计的帮助。 四是该系统可以有效地处理企业内部人力资源的相关信息,除了保持不变的信息以外还有工作人员的职位变动情况,需要将职务与薪酬挂钩。 五是该系统保密功能很强,可以最大限度地保障相关数据的安全。 总之,时代在不断发展,企业也需要随之对内部管理进行改革,提高人力资源管理水平。新的管理系统为人力资源管理提供了很好的平台,能将企业内部的信息很好集中起来进行分析、管理,为相关决策提供客观的依据,最终才能提升企业的市场竞争能力。 信息管理论文:有关企业会计信息管理系统设计研究 随着科技的发展,现代企业集团创新的信息化管理理念冲击着企业的组织结构,使其由传统的金字塔型转向扁平形、网状型,这种分权式的企业管理模式决定着会计信息管理系统的设计方向,企业集团要想使其组织结构和会计信息管理系统相适应,需要基于公司治理视角对权力进行合理分配,对企业会计信息管理系统进行合理设计。公司治理系统一般由内部监控和外部监控构成,在一定情形下,内部监控是公司治理的主体。内部监控是指企业管理当局根据会计信息系统生成的各项财务报表对企业管理者进行约束和激励,并且当局有义务保证企业的会计信息系统向股东会、董事会、监事会以及外界披露准确、及时、系统的会计信息。 一、企业应用会计信息管理系统的现状 目前多数的企业已经认识到信息化的重要性,在企业的财务管理中普遍使用会计核算软件,然而,会计核算软件不等同于会计信息管理系统,企业在对会计信息管理系统认识和使用上还存在一些问题。 (一)会计信息管理系统的执行环境受限 会计信息管理系统的执行环境受限主要体现在以下方面:一是目前我国的企业普遍存在信息化程度较低的现象,这制约了会计信息管理系统的应用和发展。大型的国有企业具有较为规范的管理制度和管理程序,会计信息管理系统的应用尚算成熟,然而在中小企业中,应用会计信息系统的成本较高,企业的信息化程度也较低,多数企业对会计信息系统敬而远之;二是缺乏专业的管理人才。即使部分企业认识到会计电算化的重要性,不惜花重金配备比较齐全的网络设备,适宜于会计信息管理系统安装和使用,但是却缺乏相应的管理人才,一般聘用外部人员进行维护,这样导致的结果就是所应用的会计信息系统不能与自身企业的组织结构、公司治理系统相协调,更不能对会计信息管理系统根据自身行业和企业的特点进行设计。三是传统的会计信息管理系统内部之间缺乏责任机制,基于公司治理的会计管理信息系统应以责任制为中心,责任中心网络的建立必须由纵向上的各级子公司、分公司及分支机构和横向上的各职能部门组成,在会计管理信息系统责任中心内部实行责、权、利相结合的原则。但是,在现行企业会计信息管理系统的应用实践中,各级职能部门难以全面实现经营管理责任化,从而导致系统内部数据的实时性较差,横向、纵向间的协调性差,会计信息不能及时共享,系统的反馈职能基本空置;此外,还有部分企业管理混乱、管理效率较低,他们期望通过应用会计信息管理系统提高管理水平,人员及制度等执行环境上的缺陷导致了会计信息系统的功能局限性。 (二)会计信息管理系统设计不合理 会计信息管理系统设计往往不能切合企业的实际业务流程,只是简单的将各环节的工作手工的流程应用电脑程序进行模仿和照搬,并未改变会计处理流程的实质;或者只是进行了财务部门的电算化改造,信息分散在不同的部门,部门之间也没有建立起联系通道,由于各部门的统计口径不一致,容易导致信息数据的不规范;或者完善了会计管理系统,但在系统中各个模块间是相对独立,工作人员通过操作各个独立模块进行管理和完成相应的工作,各项工作之间缺乏协调和沟通,即在会计信息管理系统的设计上没有建立会计数据传输和共享通道,这种传统的会计信息系统存在以下弊端:经营活动相关数据和管理信息被分别保存在财会人员和非财会人员手中,这导致信息隔阂及同一数据被多次重复存储和调用,除非查阅原始凭证,否则无法了解经营活动的本来面目;在多数企业应用会计信息系统中,数据通常是在业务发生后采集,而不是实时采集,财务报告经过后台若干加工程序后才能生成并提交到使用者手中,这使得管理者不能及时从会计信息系统中得到所需信息。 此外,会计信息处理分散。会计信息管理系统,本质上是信息系统,为企业计划、控制、决策和业绩评价传递信息数据。目前企业信息收集处理分散,信息数据的表现形式十分繁杂,特别是大型的、涉猎多个行业的企业集团,许多需要录入的基础信息分布在不同的信息生产部门和不同的人员手中,信息收集和查找都比较困难,并且他们数据库操作系统多变,存储数据的格式不同,在传递到不同服务器间交换时产生困难,使得信息处理失灵,甚至产生低质量的数据信息,这将导致会计信息系统出具不真实的报表,误导人们对企业经营状况的评价,并可能引起错误的决策。 二、基于公司治理视角设计和完善会计信息管理系统 基于公司治理视角构建一个完整的会计信息管理系统,对企业制度规范水平、信息化程度、管理人员的专业技能等都有较高的要求。因此,企业建立比较完善的会计信息管理系统应该是一个经过设计、执行检验、反馈、再设计的长期的过程。基于公司治理视角设计和完善会计管理系统应本着可行、安全、相关、信息共享、整体性原则及权衡优化的原则。 (一)创造良好的会计信息管理系统执行环境 创造良好的会计信息管理系统执行环境,要从以下方面入手:第一要从公司治理的角度出发,改 变部分企业管理基础薄弱的局面,具体包括规章制度不健全、信息化程度低、执行力的低下、业务流程的不规范等。这些外部条件影响了会计信息管理系统的应用效果;第二要提高相应管理人员的专业职能,企业上线会计信息系统需要有相关管理人才,不仅要熟练掌握计算机知识,懂得数据库管理、网络技术等;还要具有企业管理知识,能够对系统进行合理选型、维护和二次开发;第三要建立会计信息管理系统内部的责任机制,按照权、责、利相结合的原则建立责任中心网络,加强各职能部门的协调沟通,保障系统内部数据良好的实时性,使得会计信息能够及时共享。 (二)构建完善的会计信息管理系统基本框架 会计信息管理体统设计的关键是要构建系统的基本框架,应该包括各项数据库,如企业会计事项数据库。把企业日常经济活动中所有的信息(包括财务和非财务信息)以原始数据的形式存储在该数据库中,该数据库是多维数据仓库建立的基础;记账凭证库。该数据库对会计事项数据库中的数据经过处理生成的记账凭证信息;数据抽取、转换、装载处理数据库。即根据企业的决策目标,对会计事项数据库和其他业务数据库中的原始数据及外部数据信息加以整理、过滤,然后加载到数据仓库中;数据仓库。该库是集成的、稳定的数据库集合,基于公司治理视角支持决策和权力监管;元数据库。用于管理所有与数据仓库相关的模型、视图和操作策略;此外还要应用数据挖掘处理和联机分析处理的新技术,对数据仓库进行多维分析。 (三)根据业务流程进行会计信息管理系统设计 生产型、商贸型企业都应根据自己的核心业务流程对会计信息管理系统进行设计,一个业务产品、一项业务流程分散在各部门中,在各部门间应该系统地形成一套完整的业务流程管理制度,对会计信息的录入使用统一口径。在具体的业务模块中,如在财务管理模块,应按照会计核算原则,以记账为起点,涵盖算账、结账、编造报表等主要财务流程,使得会计信息能够被充分挖掘,便于管理层的投资决策;在销售模块,应按照不同产品和客户设计多样化业务流程,单独进行核算和售后,并进行横向对比分析;在绩效考核模块,应把企业的业务活动划分为利润中心或成本中心等责任中心,对其编制责任预算,进行分析、考核和实施奖惩,实现质量跟踪和安全控制,同时也可以生成分析预测报告,为全行经营管理提供决策参考。在数据处理方面,要运用先进的数据加工和处理技术,能按照管理需要建立多种对应关系,使数据同出一源,但可以实现在系统内部的及时共享,提高数据相关性。 (四)会计信息管理系统设计应控制风险 基于公司治理视角进行会计信息管理系统的设计应考虑风险因素,在系统内部建立风险管理模块,内部设置预测中心,充分发挥其风险监测的功能,通过管理会计等相关学科的技术方法完成风险识别和风险指标确定,并进而使得会计信息系统内部录入的和生成的数据,自动与风险指标比较,并生成相应的风险评估报告,便于进行风险决策或采取控制措施。然后通过后期的反馈机制,对风险处理方案中实际执行的风险指标与预测的数据进行比较,企业可以更好地了解风险处理方案的实际情况,检验风险处理方案设计的正确程度,并寻找存在的差距的原因,为新风险处理方案的评审提供依据。 三、结论 企业会计信息管理系统是企业管理活动的一部分,也是公司治理结构中不可或缺的组成部分,会计信息管理系统提高了企业会计信息真实性和精确度,企业内部及外部的利益相关者能够根据披露的会计信息掌握和监督企业活动并做出相关决策,对企业会计信息管理系统设计的研究具有重要意义,本文分析了企业应用会计信息管理系统的现状,主要存在会计信息管理系统的执行环境受限和系统设计不合理两个方面的问题,进而提出了基于公司治理视角对会计信息管理体统进行设计的几点建议。 信息管理论文:分析公路安全GIS信息管理系统 1系统开发方式与研究框架 系统选用B/S架构,经过软件系统的需求分析,结合道路交通安全信息管理系统的总体规划,以唐山市道路交通相关数据为系统基础数据,结合国家道路等级划分数据、唐山市遥感影像、唐山市道路划分数据,构建一个适用于唐山市的公路安全信息管理GIS平台。系统的研究框架如图1所示。从唐山市区基础纸质地形图、遥感影像数据出发,结合唐山市行政区、道路、桥梁等城市划分数据以及实地测量数据,经ArcGIS软件平台进行数据处理,建立系统的地理空间数据库与属性数据库。 2公路安全信息管理GIS平台功能 借助于GIS空间数据的检索功能,系统使用者可以查询出需要的公路地理信息,而且可以直观地看到不同等级道路等在整个城市的空间分布信息。空间分析功能可以对道路维修影响及事故快速抢救进行相应的缓冲分析和最短路径分析,为相关部门提供决策支持。根据GIS的公路安全信息管理系统的特点,对其功能和性能进行归纳和分类,可分为以下几个功能模块,见图2。 3系统部分功能实现 1)空间分析功能。基于GIS的唐山市公路安全信息管理系统能够分析不同等级道路维修对周围居民及其他附属设施的影响情况,从而为人们的出行提供选择依据。同时,在道路发生交通事故情况下,能够对交通事故点及事故周边道路影响范围和程度进行缓冲区分析,对道路交通事故伤亡人员进行紧急抢救最短路径分析。出行前,可以通过公路安全信息管理GIS平台掌握所在区域以及目的地区的路网情况,包括城市路段的交通拥堵或路段是否可行等具体信息,也可通过系统平台了解城市中某一路段处于维修状态下对周围路段的影响程度及范围。2)安全评价功能实现。公路交通安全性等级的评价主要综合考虑“公路交通的安全状况”与“路段交通事故的损失情况”两个方面。“公路交通的安全状况”方面,主要的决定性因素包括公路的安全管理水平、路段交通事故的救援指挥能力和人—机动车—公路周边环境条件等。“路段交通事故的损失情况”是公路路段安全性的重要标志之一。针对一段公路路段,假设受到公路运营管理人员的重视,同时,管理该路段的相关职能部门能力较强,该路段的人—机动车—公路周边环境条件随即会不断得到改善,交通事故的发生率以及事故的伤亡程度也就自然降低。反之,假设该路段不受相关公路管理职能部门的关注与重视,即相关的公路安全管理的职能部门形同虚设,那么人—机动车—公路周边环境条件将慢慢恶劣,导致该路段事故频发并带来严重的事故伤亡后果。因此,将相关职能部门的领导安全意识(KL)与部门管理工作能力(KA)、路段驾驶员素质(KR)、车辆的条件(KS)、路段交通安全环境条件(KG)、路段年度交通事故情况(KP)、产业(行业)相对稳定性(λ1)、相对安全系数(λ2)等因素划分为1个~9个等级。在以上模型参数确定的基础上,依据参数评价标准对相关参数进行评价并由安全评价模型进行道路的安全性评价,得到评价结果D,并依据安全性指标进行安全性评定并作出决策(见表3)。道路交通安全信息管理GIS系统平台利用道路信息基础数据库提供的空间数据、属性数据和交通特征数据,结合GIS的空间分析功能以及公路安全等级计算模型(公式(1)),从设计指标、运营管理、基础设施安全现状等方面有针对性地实施安全性评价,并在GIS平台上对各单项评价结果进行图形化展示。系统安全评价首先进行计算模型参数的设置。参数设置成功后,系统依据道路安全评价模型(见公式(1))进行安全等级计算,得到所选道路的安全等级,并依据安全性评价指标做出评价(见表2),为相关行政部门提供决策支持,进行相应的道路维修管理,为人们的日常生活出行提供安全保障。 4结语 GIS技术是现代城市交通安全管理研究的重要手段。依据交通管理目的不同,GIS在交通管理研究领域也有所差异。本文从交通地理信息系统(GIS-T)和公路安全相结合的角度出发,建立了唐山市区域公路基础信息数据库,提高区域公路管理工作的信息化水平。在C#.NET的环境下采用ArcGISEngine组件进行二次开发,构建了唐山市公路安全信息管理GIS平台,实现对公路建设和管理的动态化。为道路交通安全进行宏观管理、分析决策、实时了解路网状况等提供多要素、多层次、多功能的服务,为用户提供全方位、可视化的信息服务,能及时、便捷地更新和反映道路各项信息,分析路网状况,提高了交通部门对道路安全管理的现代化与决策的科学化,对城市公路的管理具有重要的现实意义。 信息管理论文:浅谈检察机关办公办案信息管理系统的基本功能 伴随着全国检察机关科技强检步伐的不断加快,检察机关围绕使用计算机技术所进行的信息化建设也得到了长足进展。作为信息化建设的神经中枢,构建“数字化检察”的核心内容-计算机应用系统,许多检察机关也成功地进行了实践。根据《全国检察机关信息化建设纲要》的划分,检察机关办公自动化系统、检察业务信息管理系统、综合事务管理系统都属于检察机关计算机应用系统的范围。鉴于以上三者只是业务性质不同,但都属于检察机关在办公办案中对信息的管理,因此笔者将它们一并归纳为办公办案的信息管理系统。下面仅就检察机关在建设或购进办公办案的信息管理系统时应注意的问题,提出四点意见。 一、信息管理系统要具有实现办公办案信息流程化管理的功能 信息管理系统的使用,目的在于将检察机关在办公办案中产生的信息输入到计算机中,以计算机为载体记录信息,取代过去的笔写纸记的记录方式,以信息的自动流转和共享,取代过去不同工作或诉讼环节对相同信息的重复书写。因此信息在计算机信息管理系统中要体现出实际工作行为的流程化,体现出对信息的管理行为。因此信息管理系统必须根据工作人员、工作部门的职责、权限和工作特点,设定信息流转的节点,设置相关工作人员的操作权限,明确体现出信息走向,从而体现出相关工作人员的权利与义务。例如有的该类软件在开发时按照工作职能设定了侦查监督、公诉、反贪、渎职侵权检察、监所、民行、控申等业务模块,按照职责权限实现办案人与负责人、办案部门与检察长和相关部门之间信息的自动流转,明确地体现了各个诉讼阶段的对信息的受理、办理、审批、,较好地反映出办案流程,贴近办公实际。因此,网络办公环境真实地再现检察办公办案的流程,才能符合办公办案的法律规定,符合实际工作的需要,才能有广阔的应用前景。 二、信息管理系统建设要实现检察信息的有效共享 检察机关信息化建设的整体目标在于检察系统内部实现互联,实现上级检察机关对下级检察机关信息的有效采集,不同检察机关之间对信息的共享。因此如果没有一个统一的原则、强制性的约束,势必造成一定区域内的检察机关信息不能被采集和共享,产生“信息孤岛”效应,同时也浪费了大量的人力和财力。所以信息管理系统的建设要遵循高检院规定的“五个统一”的原则,即统一规划、统一技术标准、统一应用软件和统一管理。现阶段检察机关在建设信息管理系统软件时,要充分注意到已在普遍使用的司法统计报表软件,只有所建设的办案信息系统能够有效地采集和共享其中的案件信息数据,体现出良好的兼容性,才能避免检察业务中相同案件信息的重复录入,从而提高工作效率,且易于接受和使用。另外为统一规范和标准,笔者强烈建议高检院在全国检察机关内推行使用统一的应用软件,从根本上解决信息采集和共享的问题,避免重复开发和浪费。 三、信息管理系统要实现简便易行的维护功能 由于信息管理系统的开发,涉及到专业的计算机知识,远非一般检察工作人员能力所及。因此如果信息管理系统的使用维护也如开发一样,那在系统出现问题或根据需要进行调整时,将会给检察工作人员带来许多麻烦和问题,难度很大。此外,各个检察院在工作内容上有时也不尽相同,不同时期需要信息管理系统所反映出的工作重点也不尽一致。所以在开发建设信息管理系统时一定要充分考虑到这一实际特点,把对系统的维护、相关项目的调整要以友好的界面、简便易行的操作方式表现出来。笔者所在单位所使用的北京东方清大公司开发的办公信息系统中就充分注意到这一方面,做法非常可取。该系统专门设置了维护的功能选项,对信息页面栏目设置、栏目名称、使用权限以“栏目管理”的形式由管理员根据工作需要进行自由设置。设置的界面简洁明了,“增加”、“删除”、“更改”、“分配权限”四个按钮,让人一看就懂,一看就会操作,方便了管理和维护。 四、信息管理系统要有较强的办案办公辅助功能 检察办公办案信息的微机化管理,不仅在于取代了传统的办公办案模式,也在于借助计算机技术强有力的功能,高效、便捷地完成许多繁琐的工作。例如检索统计办公办案信息功能、相关诉讼环节法律时限预警功能、法律文书自动生成功能、法律法规检索功能等等。可见根据办公办案需要大力拓展办公办案的辅助功能,势必强化信息管理系统的作用。 信息管理论文:计算机系统分析员论文-企业集团的信息管理系统应用 【摘要】 本文以某个IT产品销售公司的信息系统项目的开发为背景,讨论了一个信息系统需求分析的整个过程,其重要特征是:所涉及的项目是原有系统的一个升级替换版本。因此,需求分析过程不同于建立一个全新的系统,大体上可分为三个阶段:(1)实施逆向工程获得对系统的初步了解;(2)在第1步的基础上写出基本需求,交由客户评审补充;(3)在第2步的基础上开发原型,利用原型与客户交流,最终获得基线需求。针对上述三个阶段,本文论述了所使用的分析方法与工具以及所遇到过的一些典型问题和措施,最后对需求分析中使用的工具,谈一些自己的初步体会。 【正文】 我于1998年8月至2000年7月参加了某个大型集团的企业信息系统的开发工作,该大型集团的业务主要涉及到IT类产品的进销存。本人在项目中负责系统分析的工作,该集团企业原先已委托某个电脑公司开发过一套IT类产品管理系统,但是该老系统存在两个主要的问题:(一)系统运行速度非常慢,如商品销售开单时,从确定开单到开单完成有时需要1~2分钟左右的响应时间,让客户无法忍受。(二)系统数据不准确,经常出现实物库存与电脑库存严重不相匹配的情况,使销售数据的统计产生一些混乱,有关财务的数据因此无法有效使用,只能采用人工录入方式补充进行。在这种情况下,该集团的总经理决定参考原有系统重新开发一个系统,以便解决原系统所存在的上述两个难以克服的难题。注;原系统采用PB6.5开发,数据库采用SYBASE,服务器采用Windows2000Server,客户端采用Windows 98,程序架构采用的是传统的C/S结构。 鉴于该集团业务操作复杂,流程多,涉及人员多等特点,以及项目完成时间短,经费有限,人员有限等限制约束条件,再考虑到必须避免前一系统出现过的结构混乱与难于维护等问题,我们决定要对原系统的需求做一个比较彻底的和切实可行的分析,由于原有系统已经开发了近两年,并且客户也有了一定的使用经验,业务基本流程本身也并没有太大的变化,因此,我们把需求分析的过程分为三步:()分析原有系统的结构,主要是数据库结构和程序结构,(2)在获得第(1)步结果的基础上写出基本需求,交由客户评审补充,(3)在第(2)步的基础上开发原型,利用此原型与客户交流,从而获得最终可用的需求结果。下面按上述三步分别加以论述。 第一步是实施逆向工程,获取原有系统的基本需求。 由于原有系统在功能上大体上能基本满足客户的需求,并且在两年多的开发中也积累了不少经验,因此,从中可以获得一些有益的参考,也可以避免多走弯路。在这一阶段,我们采用的主要工具是PB自带的Power Designer和PB Documents;前者主要用来分析数据库结构,后者主要用来分析程序结构,便于开发人员与高级用户理解程序。采用这两个工具的原因是:原系统过于庞大,模块多,数据库模式多,表格量很大,仅靠人工的方法很难从中获得一个比较完整的、明确的系统结构以及整体构成,而且原有系统未能提供一套正确完整有效的设计文档,于是我们只能依靠工具辅助来进行。在使用Power Designer分析数据库,并且用PB Documents分析原程序中的PBL以后,我们对原系统的结构有了一个初步的了解,再结合对原系统的使用,基本明确了功能与流程的需求,并在此基础上用人工录入方式,产生了初步需求的自然语言文档。这里指出,使用Power Designer的一个不足之处是:如果一个表中的字段过多,而且又同时依赖多个表时,输出的表格相关图形很复杂,有很多交叉,且难于调整,不方便阅读及打印。 第二步是在第一步的基础上进行的,即写出系统基本需求,交由客户评审和补充。 通过第一步的逆向工程,我们获得了系统的基本需求。为了充分记录需求的变化及需求之间的依赖关系,我们决定选用Rational公司的Requisite PRO作为我们的需求管理工具,Rational公司有一整套用于需求管理的工具,功能非常强大,包括Requisite Pro、Clear Quest等等,这些需求分析工具可以对需求进行全面的管理,包括记录需求的变化情况,需求之间的依赖关系等等。但是,我们考虑到Rational的一套工具全面实施会非常昂贵与复杂,需要非常强的项目管理能力才能全面实施,因此,我们只采用了其中最简单的一部分功能,那就是记录需求变更,记录需求之间的依赖关系,其他跟RUP有关的功能都给略去了。之所以这样做,主要是考虑到项目的经费、人力以及国内软件开发的实际情况。正如前面所说,我们根据自己的理解并写出基本需求后,交由客户做评审井做适当补充,我们将经过补充整理后的需求作为正式需求记录入Requisite Pro所维护的数据库中,并对各个需求进行分类,设定优先级等,这些工作完成后,就可以从数据库中直观地了解客户到现在为止提出了哪些需求,哪些需求是必须优先考虑的,哪些是难度较大的等等。在这个过程中,我们遇到了一些问题,譬如:用户对我们用自然语言书写的需求文档有许多地方不理解,往往在花了较长时间阅读之后,仍不明白我们所描写的需求过程与他们所完成的业务之间的对应关系;另外是由于首次采用Requisite Pro进行需求管理,在类型划分,属性值的确定上,部分开发人员没有经验,造成了不少反复,对于前者,我们的方法是想办法增加一些示意图,将大的流程分解为小流程,再与客户反复交流与沟通,最终达到双方理解一致的目的。对第二个问题,则参考了一些例子,再结合实际中属性的使用情况,给予取舍或者选择,经过这一阶段的工作,我们建立了基本的需求库,定出了基本需求规格说明。 第三步则是在第二步的基础上建立起原型,利用原型与客户进行更深入的交流,通过交流修改相应的需求。 在这一阶段的工作是在对第二步任务进行报告交流的基础上进行的。我们用PB开发了一个原型系统,就具体的业务流程与客户进行交流与沟通,通过原型,客户发现了许多我们与他们的理解相互不协调的地方,我们在修改需求的同时,也在Requisite Pro需求数据库中记录下修改的历史。事实证明,这种记录历史的作用是很有效的,如曾经有客户在两个不同的时间对同一需求提了相反的需求,我们根据历史记录很快证实了该客户的提法有错误,在事实面前无需再作争论,同时利用Requisite Pro,我们还发现了一些需求相互之间有矛盾。经过这一阶段工作,我们终于获得了经过用户认可的需求基线,即是可用于下一步进行详细设计的基线需求。 在这个项目中,我们利用了Power Designer、PB Documents等逆向工程分析工具和Requisite Pro需求管理工具,这些工具的使用,使我们提高了工作效率,起到了一定的辅助作用。但是,就需求分析工具方面而言。我们觉得国内应用得还是太少了,这一方面是因为对需求分析不够重视,另一方面是因为管理水平还达不到相应的层次。Rational公司的一整套需求分析工具,其功能是非常强大的,国外已在普遍地使用,在国内也逐渐开始普及,特别是那些通过CMM二级以上评审的单位,都必须使用工具对需求进行管理。在本项目中,我们仅仅利用了Requisite Pro功能的一些小方面,已经体会到该工具对于项目管理的诸多好处。如果一个有实力的公司能够全面实施RUP,那么需求管理这个老大难的问题会变得不再那么棘手了,项目的质量也会得到相应的提高。目前国内由于CMM热潮的兴起,已经逐渐重视需求分析,也逐渐使用需求分析工具,这是非常可喜的,当然,更希望在不久的将来,能用上国产的需求分析工具,那时我们的软件产业也许会真正地腾飞了。 评注;采用逆向工具进行再工程的应用很多,本文给出了一个实际的例子。写作有条理,也很实际。合理地界定了需求分析的现实水平。所采用的需求分析的方法与工具相对较合理科学。能在对项目讨论的同时抒发议论、使用体会、爱国心和事业心。深度还可以提高,例子宜更加丰富一些。 信息管理论文:论用计算机信息管理实行建筑工程质量动态监控 论文关键词:建设工程 质量检测 计算机 信息系统 论文摘要:本文指出了监控建筑工程质量工作的特点,分析了传统人工监控的不足,在改进传统流程的基础上,说明了利用计算机信息管理实行建筑工程质量动态监控的特点,并阐述了信息管理监控的功能。 一、引言 我国工程质量事故已经有很多血的教训,除其本质原因外,政府授权的专职机构如建筑工程质量监督站等在行使工程质量监督时具有不可推卸的责任。建筑工程作为系统工程,具有质量指标多、耗工料多、施工周期长、人工控制费时费力、破坏因素多等特点。建筑工程质量检测机构的职能是承担大量政府委托的建筑原材料、预制成品或半成品、竣工后建筑结构等质量监督和检测任务。其项目种类繁多,客户面广,检测费用收取时间和方式也各有不同,所以检测任务相对繁重,收费管理流程复杂,且监督员数量明显不足,给监督管理造成了相当的难度[1]。 当前工程质量监督中存在着一定程度的腐败现象,监督员独自工作,一手遮天,手写记录,没有图像,缺乏监督。为了提高服务质量、办事效率和规范管理,能够及时将大量业务信息在各部门之间进行传递,方便呈报主管部门和与客户联系,有必要利用计算机信息管理对建筑工程质量实行动态监控。 从目前普遍的工程质量现状分析,主要存在以下问题:其一,多数施工企业在实际工作中并未真正落实质量保证标准;其二,在质量评定过程中随意性过强,数据准确性和真实性难以保证,无法进行实时管理和监督;其三,质量评定手段原始,基本依靠技术人员手工操作,信息处理效率低、周期长。现有的监控管理软件多数偏重采集检测数据、形成处理报告等,而忽视了检测机构在管理需求方面的多样性。所以有必要将各部门的信息资源整合起来,使其易于存取和共享,以提高工程质量监督机构的信息管理水平。 二、信息管理的特点 计算机信息管理实行的建筑工程质量动态监控,用于施工过程中各个阶段的质量评定与控制,包括各种报表的生成、各种实测数据的收集,从而对分项工程质量等级加以评判,进而对工程质量提供保证[2]。其特点包括: (一)可以灵活采集、修改、编辑数据 传统方法中数据的收集主要依赖于各种质量评定表,由质量控制人员根据各项要求填写相应的实测数据。应用计算机信息管理实行工程质量动态监控,可以直接依照顺序提供的相关表格,在屏幕上填写对应的数据信息。 (二)系统稳定可靠,共享性强 管理系统可采用三级系统管理制,实现从底层权限到流程权限的多重管理,能够确保系统安全。为每位操作人员设定唯一的登录名和密码,各类权限必须经过管理程序的严格设定。由于该系统的数据均集中在主机端处理,要求其必须具备不间断的可用性和相对高的可靠性。要建立对数据进行多方面统计分析的能力,监控系统资源的运行状况,方便数据备份。信息管理系统还可以充分体现数据共享的优越性,同一条数据信息仅需录入一次,即可供其它部门利用,保证信息的准确性和一致性。系统各模块之间高度结合,可方便地进行各种统计分析,使管理层在任何时候都能方便地调用各种资料,为决策的做出提供有力帮助。 (三)数据结构清晰 利用计算机信息管理实行建筑工程质量动态监控,所需的数据包括基本数据、保证数据、允许偏差的实测数据等。填写时,可设计成首先填写保证数据,如不符合规范要求就不能继续填写,直至改正为止。这样可以保证每道工序都建立在质量合格的基础之上。 (四)可以生成便于长期保存的文本文件 可以设计生成如下表格:质量保证资料检查表、单位工程质量评定表、单位工程观感质量评定表、分部工程质量评定表、屋面分部工程质量检验与评定表、装饰分部工程质量检验与评定表、门窗分部工程质量检验与评定表、地面与楼面分部工程质量检验与评定表、主体分部工程质量检验与评定表、地基与基础分部工程质量检验与评定表等等,其中每项都包含着若干分项工程表。 (五)根据采集的数据,逐级生成质量评定结果 要设计为逐级生成各分项工程、各分部工程、整个工程的质量评定结果和质量等级。这样做可以排除人为因素干扰,使结果具有客观性和说服力。 三、信息管理的功能 利用计算机信息管理实行建筑工程质量动态监控,可以弥补人脑记忆的不足,提高工作效率,减少人为因素的影响,增强质量监督工作的科学性、准确性和公正性。其单位工程可包括主体工程、地基基础、地面楼面、装饰门窗、煤气工程、屋面工程、电气工程、采暖卫生、电梯安装、空调通风等等,采取动态管理模式[3]。 各模块包括收费管理、委托方信息、检测通知、分包合作、系统管理等等。每一项的工作流程均包括数据录入、表格处理、统计查询、打印报表等功能[4]。 委托方信息管理可实现对委托方基本信息的收集存档。收费管理模块其功能为自动计算委托方产生的费用、付款额登记、生成缴费单、各项费用统计查询等等。分包与合作管理模块其功能为录入分包合作项目的委托单。检测通知管理模块包括消息的录入、审核、通知、打印统计报表等功能。系统管理模块可以对数据进行各项统计,生成各类图表便于分析。整个系统采取任务流的方式,当某用户进入系统时,即可看到其已经和将要完成的任务[5]。 四、结束语 由于建筑工程具有时效性、流动性、专业性等特点,利用计算机信息管理实行建筑工程质量动态监控,既提高了工作效率,又减少了人为失误,在确保工程质量、为领导提供决策信息方面都取得了良好的效果。 信息管理论文:网络安全中计算机信息管理技术思考 随着世界科学技术的进步,计算机信息管理已经成为了信息传播和资讯交流的主要方式,它改变了传统的信息传达手段,实现了跨地域、跨时空的交流,在生活和工作中起到了不可替代的作用。然而由于信息传播途径、技术、和设备多样化的影响,使得信息技术在管理中面临很多危险,对人们的利益产生了影响。针对这样的现象,我们一定要从深层次上做好安全防控,完善计算机信息管理技术,提升自我的警惕性,结合目前的网络安全现状,做出合适的管理举动。 一、计算机信息管理技术在网络安全应用中存在的不足 计算机是人类最伟大的发明产品之一,在日常生活和工作中具有十分重要的作用,能够实现资讯和信息的跨地域、跨时间的传达。不过,由于网络黑客的出现以及一些不法分子利用网络漏洞,对信息进行窃取,给网络安全带来了巨大的影响。众所周知,计算机信息管理技术在实际应用中需要关注的内容众多,与地域、IP地址息息相关,加强对此类内容的防护,可以帮助人们更好的遏制网络攻击,避免信息外露问题的出现。在监测信息管理技术安全性保障中,对安全情况进行观测是工作的重点。但是,目前的计算机信息管理技术在网络安全的应用中存在很多缺陷,安全意识不强,技术水平有限,管理能力不足,严重阻碍了网络的安全性,不利于信息的安全传递。 二、计算机信息管理技术在网络安全中的应用 从以上内容中,我们已经能够直观地了解到影响网络安全运行的主要因素,并且明确了计算机信息管理技术在其中具有的重要作用。为了完善网络安全,我们一定要加强计算机信息管理能力,保证网络的安全运行。 (一)增强人们的技术安全防范意识。想要实现计算机信息管理技术在网络安全中的良好应用,就必须要增强相关人员的风险防范意识,从根源上避免不良因素对安全的影响。具体而言,首先要使技术管理人员明确网络安全的重要意义,深层次开展技术探讨,落实安全管理原则,并做好宣传工作,健全技术管理能力,推动网络安全运营。 (二)建立网络安全风险评估机制。我们可以通过建立识别网络安全事故的危害等级、评估危害的风险等级的网络安全风险评估机制,采用风险事前评估、事中评估、事后评估三种方式,达到加强信息管理控制的目的。通过应用网络安全风险评估机制,可以及时地发现网络安全出现的各种问题,规避并防范风险,并对发现的问题级别进行有效评估。然后再结合网络安全的运行情况,采取合适的办法避免损失与风险,调整好网络安全的运行,切实提高网络安全的防御水平。 (三)控制好信息管理技术,制定安全机制。管理技术是预防网络不安全现象的主要手段,也是最有效的对策。控制作为其中的重点,必须要突出其优势,从多种技术管理方式上下功夫,把计算机信息管理纳入体系制度之中,做好研发工作,明确管理分工和责任,确保网络和计算机科学安全的工作。与此同时,建立完善健全的网络安全管理制度,也是计算机信息管理部门需要考虑的重点。对此,可以根据网络的安全实际,制定技术管理方针,通过信息技术控制进行计算机信息技术网络安全管理,并细化管理制度的内容、时间等,做好记录与审查工作,切实分析故障出现的原因,对计算机安装信息防护软件和系统,实现对安全信息的跟踪管理,进一步完善安全管理体系。 三、结束语 总而言之,在我国经济飞速发展的大背景下,计算机和网络已经实现了普及,走进了人们的日常生活和工作。由于近年来发生的网络不安全事故的增多,使得一些信息外泄了出去,严重影响了人们的利益,阻碍了信息的平稳运送。针对这样的情况,我国相关计算机信息管理人员一定要改善技术工作,制定合理的管理体系,强调安全机制的颁布,并建立网络安全评估,做好记录与跟踪,从技术上加以完善,为网络的安全性作基础。 信息管理论文:计算机信息管理在通讯工程规划中的应用探究 论文摘 要 随着信息时代的到来,计算机技术的飞速发展,计算机信息系统在各行业各部门内的运用也逐渐频繁并深入,在医学、教育、工程等很多领域都有涉及,计算机信息管理系统在通信工程领域已经得到了很大的普及和发展,利用计算机信息管理系统庞大的覆盖面、强大的数据分析以及多方面全方面的计算操作系统,实现了通信工程规划中线路的布局、线路的监管及设施的保护等诸多方面的信息管理,提高了城市通信工程规划的工作效率。文章分析并研究了计算机信息管理在通讯工程规划中的应用价值。 在刚刚公布的“十二五”规划中,明确提出了通信工程规划的主要任务:结合城市通信实况和发展趋势,确定规划期内城市通信的发展目标;合理确定邮政、电信、广播、电视等各种通信设施的规模、容量;科学布局各类通信设施和通信线路;制定通信设施综合利用对策与措施,以及通信设施的保护措施。任务包括四个方面:邮政设施规划;城市电话系统规划;城市移动通信规划;城市广播电视设施规划。随着科技的突飞猛进,计算机信息管理已经达到了空前的繁荣,在庞大的信息资源管理和强大的数据检索技术的帮助下,有效的推动了通信工程规划事务的发展,将繁琐变简单,大大提高了通信工程规划的工作效率。现就“十二五”规划明确下达的主要任务针对的四个方面进行论述。 1 邮政设施规划 邮政设施作为城市的一项基础设施建设,在连接城与城、乡与乡、城与乡之间的通信方面起到了至关重要的作用。由于覆盖面积广、事务的繁琐导致信息量庞大,靠旧式的人力式管理已经很难达到要求。如今,计算机信息管理系统在通信工程规划中得到了广泛的应用,在邮政设施方面,计算机信息管理也起到了很大的作用。 1.1 邮政枢纽的设计与完善 在计算机信息管理系统的辅助下,邮政枢纽的设计明显比过去要完善很多,通过计算机信息管理系统,可以很容易的实现“一键化”、“自动化”操作,工作人员将勘测到的现场情况信息输入到信息管理系统中,可以很容易的得到理想的设计方案,不仅方便快捷,枢纽的设计较过去相比也很完善,同时节省了大量的人力物力。 1.2 中心地区与周边地区的连接 在计算机信息管理系统的应用下,城市中心地区和周边地区的通信设施得到了很好的连接。工作人员将周边地区的邮政设施及用户的信息输入到计算机信息管理系统中,信息管理系统就能够快速的计算并设计最理想的连接线路,在保证效率的同时,又提高了安全性。 1.3 邮政设施的保护 工作人员把各邮政点、各邮政设施的信息输入到信息管理系统中,信息管理系统会将这些信息储存,并利用其强大的存储和记忆功能,在邮政设施出现故障时,可以很清晰快速的指出故障地点、原因及解决方案,通信工作不再需要工作人员长途跋涉前往现场,通过计算机信息管理系统可容易很轻松的发现连接中的问题,针对性的提出解决方案,很大的程度上提高了工作效率。 2 城市电话系统规划 在现代通信的发展中,电话系统已经成为一项很重要的基础项目。电话系统的质量和完整,标志着这个城市的整体发展水平。计算机信息管理系统的应用,很大程度上提高了城市电话系统的质量和工作效率。 2.1 固定电话的办理 用户在办理固定电话业务时,提供所需办理电话业务的地点以及用户的身份证明,业务员将用户的基本信息输入到计算机信息管理系统中,信息管理系统就会自动将用户的信息进行储存,并自动生成固定电话号码。用户在以后进行固定电话相关业务操作的时候,只需要携带用户的身份证明以及固定电话号码,便可以办理相关业务。 2.2 固定电话故障维修 在固定电话出现故障的时候,只需要拨打客服电话,提供用户固定电话号码,系统就会自动发出指令,指派相关维修维修人员前往,减少了很多繁琐的步骤,高效可行。 3 城市移动通信 在移动通信发展的今天,我们的生活已经离不开移动通信,因此,保证移动通信的健全畅通,是通信工程规划的一项至关重要的任务。在移动通信中,计算机信息管理系统已经得到了很大的应用,从业务办理、到业务查询、再到问题反馈,计算机信息管理系统都提供着很大的辅助性作用。用户在办理移动通信业务的时候,业务员将用户信息输入到计算机信息管理系统中,计算机信息管理系统将用户的信息进行储存,并提供安全保护,当用户的电话卡出现丢失、损坏等问题的时候,可以持身份证明到业务网点进行办理。信息系统会自动识别用户信息,提交用户问题,记录问题信息,业务员通过计算机信息管理系统进行相关问题处理。 4 城市广播电视设施规划 广播电视设施是城市规划中最基础性的设施,由于覆盖面积广、用户信息量庞大以及易出现故障,因此在通信工程规划工作中,广播电视设施的规划是一项重中之重。在网络系统中,广播和电视的信号利用卫星以及庞大的网络传到每一个用户,在计算机信息管理系统的应用下,数据信息可以及时、便捷、准确地到达每一个用户手中,极快捷的信息处理方式,在业务办理、故障报停、线路维修等方面,为城市广播电视设施规划提供了很大程度的帮助。 5结论 运用计算机信息管理系统使通信工程规划工作逐步走向科学化、系统化、规范化,对通信工程规划的日常工作管理更加及时、准确。 计算机信息管理系统强大的的数据分析和庞大的信息存储,大大减轻了工作人员的工作难度,在保证数据信息的准确安全的同时,大大提高了工作效率,通信部门可以通过计算机网络,即时地清晰地了解到整个城市的通信工程情况,为通信部门提供了准确快捷的消息,也为城市通信工程规划发展提供了真实可靠的依据。 信息管理论文:林业科学发展观心得体会:强化信息管理增加林农收入 通过科学发展观的学习,我更加认识到党的政策在农村产业结构调整中重大作用,特别是退耕还林,不但从根本上起到了生态保护作用,且增加了农民收入,由于信息滞后,给林农经济收入带来了一定的负面影响,我对我县林区进行了调查,情况如下: 一、基本情况 全县从1999年至今已实施了10年退耕还林工程,完成退耕还林面积16.49万亩,其中,退耕地造林10.11万亩,荒山造林4.88万亩,封山育林1.5万亩,工程涉及22个乡镇337个行政村,21362户,受益91857人。通过退耕还林工程的实施,一方面,改善了秦岭北极的生态环境,对调整农林产业结构产生了显著的作用,有力地促进了农村经济快速发展,受到广大农民群众的普遍欢迎,把退耕还林称为政府的“民心工程”,另一方面,林农通过退耕还林工程各项收入明显增加,据统计,截止20__年底,一是政策兑现直接收入5862.35万元,其中粮食补助资金4533.52万元,管所费689.33万元,种苗费639.5万元,户均累计收入2744.3元,平均每户获得收入457.4元,平均人均106元;二是把退耕还林与农业产业结构调整紧密结合,林业产业基地建设规范逐年扩大,并形成了一批绿色特色产业,通过退耕还林工程建设,全县新增核桃面积3.2万亩,板栗面积2.2万亩,花椒面积3.1万元,其它杂果1.2万亩,宝加利亚玫瑰面积0.2万亩,如华胥镇上许村,全村退耕还林20__亩,退耕还林政策兑现,加上花椒,大杏果品收入和林下复合套种的药材,年收入208万元,全村年人均纯收入1891元;三是退耕还林后,土地面积减少,大部分农户有了富余劳力外出打工等也增加收入,同时,生态环境得到改善,一是森林覆盖率大幅度提高,据省2类资源调查显示:全县从实施退耕还林前的36.7提高到现在的50.1,二是有效遏制水土流失。岭区土壤侵蚀模数由退耕前的20__吨/平方公里·年,下降到现在的1800吨/平方公里·年。三是杨沙和浮尘天逐年减少。四是野生动物种类、数量有了明显增长,达到17目39科98种,生态环境改善了,群众高兴的说,退耕还林以后,蓝田的天蓝了,山绿了,水清了。 二、退耕还林对农村经济的负面影响 全县自1999年实施退耕还林工程以来,全县共计有10万亩坡耕地实施了退耕还林,再加上生态移民建房等项目工程占地,对全县粮食产量有一定的影响。在国家补助政策利益的驱动下,有不少地方存在“全户通”和大部分土地退耕的农户,由于退耕还林,耕地面积减少,国家现行补助政策到期,这部分农户依靠土地获取生活保障的机率降低,影响了基本生活。此现象在秦岭山区表现尤为突出,如小寨乡南寨村退耕后人均耕地不到0.5亩。 (一)林业经济效益低下,发展潜力不大 由于信息滞后,广大林农对信息了解不够。林农有盲目种果林的现象,影响了林农本文来源:调研显示,岭区和原区退耕后栽植的桃、杏、花椒等挂果周期短的树种,补助期满后,绝大多数能产生稳定的经济收入,林农生活暂时不用操心,但是随着树木的老化和品种的退化,还需引导农户及时更新树种。在中、高山区退耕后栽植的油松、国槐、侧柏等生态林树种,由于林业生产周期长、见效慢,在短期内只有生态效益,没有经济收入,农户由于经济信息少,只知栽经济林能赚钱出现盲目栽植现象,如葛牌镇石梯沟村史占曹、刘红卫等户退耕后栽植的核桃实生苗,因产地条件差,估计到20__年以后才能初挂果,现在他们在砖厂拉加椰车挣苦力钱维持生活。 (二)信息跟踪服务不够,管护力度不大,影响退耕效益 除桃、杏、花椒、板栗等与产业发展紧密结合的树种外,部分农民从思想上认为“植生态林是为国家栽树给国家植被子”,退耕后长期在外打找工,家中只留老人和小孩,无人从经济信息上多了解多重视,对自己造的林进行抚育、管理、施肥、修剪,任由树苗自生自长。加之没有信息传播机构,退耕办几名兼职干部都把主要精力集中到新任务的实施上,不能及时搞好信息咨询和信息跟踪服务,农户普遍缺少经济信息,致使后期管理不到位,直接限制了工程效益的正常发挥,导致退耕农户难以从还的林中得到回报,对全县靠土地为生的农民来说后期事业来生活上的困难。 三、退耕还林对农村经济负面影响的分析 1、思想认识不统一,行动不一致。不少干部群众对经济信息的深远意义认识不够,对做好退耕还林工作、解决退耕林农长远生计的难度思想准备不足,造成工作措施不力,影响了工程建设质量。 2、信息的宣传力度不够,没有把退耕还林长远利益与短期效益兼顾起来。部分退耕还林组织者没有用市场信息观念、价值观念去分析形势,解决问题缺乏致力于培植新的稳定的经济增长点的本文章共2页,当前在第2页上一页12意识,使退耕还林长远利益与短期效益兼顾不够,给退耕还林成果巩固造成了较大难度。 3、缺乏信息的引导和服务有机的统一。在退耕还林政策宣传方面,林木培育技术,抚育管理知识,退耕地立体开发,林副产品市场培育等方面有机的统一,造成退耕还林成效不显著。 4、部门配合协调机制不健全,对信息宣传重视不够,没有形成活力。各有关乡镇 、各职能部门未能很好地发各自的职能作用,特别是在广泛宣传经济信息方面,没有引起各级政府的高度重视,没有真正发挥经济信息对退耕还林的最大效益。 四、退耕还林成果巩固的对策与建议 通过大量的调查,我们不仅充分肯定了蓝田县在退耕还林工程建设中取得的成就,实事求是地分析了工程建设产生负面影响的原因和因素,并恳切地提出如何加强退耕还林成果巩固的对策与建议,供各级决策者参考。 (一)建立完善农村价格信息服务网络,从县、乡、村组都要有专人负责价格信息的宣传和收集上报,及时将退耕还林中价格高,见效快,适宜当地栽植的经济作物及时传递给林农,增加农民充分利用价格信息,及时调整产业结构,确保林农增收节支,不断提高林农收入。 (二)加大价格监督检查力度。物价局要及时安排物价检查所,定期对退耕还林工程中国家对林农的政策扶持情况及时进行检查,坚决查处那些对林农的扶持政策落实不办不到位和克扣农民钱、粮的人和事,确保农民收入不受损失。 (三)加强信息宣传力度,鼓励林下开发,提倡复合经营 通过及时为农民提供信息服务,帮助农 民提高认识,大力推广林下开发和复合经营,进一步增加林农收入。一是实行林蔬、林果间作。提倡在退耕初期、树木尚小时,在林下种植一些蔬菜、水果等特效经济,实行多配置,立体开发,复合式经营,使林农有一个好的收益期并最终实现效益最大化;二是实行林豆、林瓜间作。豆类作物低矮,且有根瘤菌,种植后根瘤菌反而对树起到施肥作用,促进树木生长,并可种植如西瓜、南瓜等一些藤蔓植物,反能保护地表,增加林农短期收入,解决以短养长问题;三是推广林下种草,在退耕地内种植黑麦草,鲁美克斯、百喜草等多年生草本植物,以草养牧,开展舍饲养畜,妥善解决好林牧矛盾,促进养殖业发展;四是推广林药间作。在退耕林下按照市场需求,如种植黄芩、柴胡、丹参等多年生的中药材,长短期效益综合统筹,解决农民生计问题。 (四)坚持信息服务开展林业科技推广服务 一是推广使用林业实用技术,对在工程建设中发展起来的林木加强抚育管护,如对实生毛栗、核桃进行嫁接,引进矮化接穗,逐步改良品种使其迅速产生经济效益;二是采取必要的措施,对一些如桃、杏、花椒等近期虽有部分经济效益的树种进行空间更新改造,以防树木老化、退化给退耕农户带来更大损失;加强培管,使其尽快发挥经济效益;三是积极在退耕区培养农民技术人才,使他们对经济林果懂管理会经营,充分发挥农村“土专家”、“田秀才”的作用,不断推广果树管护的技术,提高农民的收入。 (五)加强信息管理,建立营销网络 鼓励扶持林特产品加工的龙头企业,制定优惠政策,扩大规模,带动林特产品的深加工,如以香椿为原料,加工油辣香椿罐头,以杂果为原料建果脯厂、柿子醋厂等。以核桃为原料兴办各类加工厂,实行龙头带基地,基地带农户的组织、营销网络,搞产业化经营,延伸产业加工链,提高果品经济效益,带动工程区的农民脱贫致富。 信息管理论文:计算机信息管理专业三化人才培养模式的研究 1、 引言 信息化关系到经济、社会、文化、政治和国家安全的全局,已成为未来发展的战略制高点,信息化水平是衡量一个国家和地区的国际竞争力、现代化程度、综合国力和经济成长能力的重要标志。随着我国信息化建设步伐的加快,信息管理工作已越来越受到企事业单位的重视,越来越多的单位开始建立自己的信息管理系统,并逐步将业务放到网络上进行。信息产业的发展,带动的是信息技术专业人才的强劲需求。据上海教育科学研究院的权威专家预测,信息技术人才被列入我国今后几年乃至10年急需八大类人才之一。同时,预计随着以云计算和物联网技术带来的新一轮的信息化浪潮,必将产生计算机信息管理人才的更大需求。 然而,面对持续旺盛的人才需求市场,计算机信息管理专业确遭遇了“滑铁卢”,曾经的热门专业变得“门前冷落”。一时间一些高职院校计算机系为了生存,计算机信息管理专业“被迫”改名、停招、撤销。如此现象令人费解同时,也不得不让人对IT职业教育者不自信乃至不能坚守的深思。其实,稍加分析、稍加调研,便知问题根本不在于专业本身,而在专业人才培养与社会需求之间存在差异,也就是人才的“产销不对路”。贴近所需,加快专业人才培养模式改革,实现人才培养与技能需求同步,则是专业新生的解决之道。本文结合威海海洋职业学院计算机信息管理专业建设实践,构建“三化人才培养模式”。 2、 “三化”人才培养模式内涵 中国的IT产业已进入一个崭新的、以“专注行业应用,提供行业定制服务”为特征的细分市场时代。教育服务无差别化的现状已远远不能满足个人的职业发展以及企业、行业信息化发展的需要,个性化、职业化的培养模式呼之欲出。为适应这一新的变化,在保证学生较为扎实的计算机与信息管理专业基础上,专业坚持“以就业为导向,以质量为中心,产业和教学相结合、认证教育和学历教育相结合”的办学理念,按照“校企合作+订单培养”的专业建设模式制定专业培养方案,构建“岗位化、方向化、个性化”人才培养模式。“三化”人才培养模式的具体内涵如下: 岗位化:也称职业培养岗位化。人才培养以职业化素养、职业化行为规范、职业化技能为要求,实施职业化人才培养,同时将职业资格认证(行业认证)纳入人才培养体系,努力打造人才培养与企业需求的“零距离”。 方向化:也称专业培养方向化。计算机信息管理专业依赖职业岗位群理念,结合专业人才需要,选取“数据库运维与应用开发、网站建设与WEB应用开发、信息管理与信息技术支持”三个职业岗位群,作为专业的学习方向,实施小班授课。 个性化:也称人才培养个性化。依赖于学生兴趣、爱好、特长以及知识积累,有区别加以方向定置选择,达到因材施教和人才培养的个性化。专业方向选择放在第四学期。 3、 计算机信息管理专业“三化”人才培养模式构建 3.1 人才培养目标定位 在对威海及山东半岛蓝色经济区产业结构调整和信息产业细分市场区及人才需求反复调研和充分论证的基础上,对本专业的办学思路、各发展目标以及专业服务面向、专业的人才培养目标、人才就业面向等方面进行了准确的定位。 服务面向定位:立足威海,面向山东半岛蓝色经济区,辐射山东,以服务海洋产业信息化为主,服务于海洋业、商业、工业、农业、金融、政府、通信、教育、医疗和卫生等领域企事业单位信息系统的开发、管理与应用,助力中小企业管理水平、管理效率和综合竞争力的提高。 培养目标定位:立足威海、面向山东半岛蓝色经济区海洋产业IT产业链中的数据库运维与应用、网站建设与WEB应用开发、信息管理与信息技术支持等岗位(群)需求的技术型、高素质技能型人才。信息管理专业的培养目标符合教育部《关于制订高职高专教育专业教学计划的原则意见》,目标定位准确。 职业岗位定位:主要任职于以海洋业、商业、工业、农业、政府、通信、教育、医疗和卫生等领域,从事数据库管理员(DBA)、信息管理系统应用和二次开发程序员、信息管理系统产品销售和技术支持员等岗位的工作。 3.2 面向工作岗位(群)构建课程体系 3.2.1 课程体系的构建 在构建高职课程体系时,我们淡化专业意识,面向相应的职业岗位群,从培养学生全面素质的高度进行必要的整合和重组,把学生应具有的知识、能力、素质结构作为课程整合和重组的原则,组建模块化、专业方向化的课程结构,创造性地构建高职教育的复合型课程体系结构。 针对该专业三类岗位群涉及的核心技术岗位二十几种能力及课程的整体性原则,设计对应能力的课程模块。 3.2.2 教学环节的重构 通过“学训学训”分段递进式教学过程,使得学生专业技能和职业素养逐步提高,形成职业技能的螺旋进阶。纵坐标方向上课程体系表现为从专业基本技能、专业核心技能、专业综合技能到职业素质培养的逐步成长。 3.2.3 专业方向的课程组织 第1、2、3学期,不分专业方向,集中学习“职业基础知识与能力”课程。 从4学期开始,第4、5学期进行专业分方向培养。专业方向的选择依据学生的特长、兴趣爱好进行自主选择并编班,实施数据库应用与开发、WEB应用开发、信息技术支持专业方向小班教学。第6学期是顶岗实习。由校企合作单位安排学生实岗实习,并由企业按企业员工标准进行工作安排与考核。岗位实习尽可能按照专业方向对口实施。 4、 结语 应对行业细分化时代要求,积极开展专业人才培养模式改革,积极探寻专业培养特色,以特色求发展,是专业建设不变的法则。文章正是基于这一思路,对计算机信息管理专业人才培养进行规划与设计,以期寻求专业发展新的突破口。 信息管理论文:探讨从知识管理的角度建立企业信息管理系统 提到企业信息管理系统(Information Management System for Enterprise-EMS),人们就会想到企业资源计划(ERP),客户关系管理(CRM),供给链管理(SCM),产品寿命周期管理(PLM),制造执行系统(MES),产品数据管理(PDM)等管理概念、理论和方法,以及各种各样品牌的应用解决方案和信息管理系统,如用友ERP、海艾迪C-EMS和M-EMS及SAP信息管理系统等等。我们同时也会想到这些信息系统会减少库存占用,降低成本,加快新品上市时间获得更多收益,整合企业业务流程,提高企业运营效率等等,但对信息管理系统能够有效地加强企业的知识管理(KM),减少对企业员工个人知识的过分依靠性等方面的功能却并不很清楚。 众所周知,任何企业都在不同程度上依靠于一定的技术和知识才可以生存和发展,尤其当今已经进入了知识经济和信息经济的时代,现代企业之间的竞争更多的是知识和信息获取或使用能力的竞争。所以对企业的知识资源进行有效的管理,是一个企业能否在激烈的市场竞争中立于不改之地的关键。从事企业管理的人都清楚,企业的人才流失对企业意味着什么。长期以来,企业员工的个人头脑是知识的载体,人才流动实际上是知识在流动。那么如何实现人走而知识却可以继续在企业中留存呢?如何实现知识不仅在某个人头脑中,而在组织的系统中并持续发挥其功能呢?如何使企业的知识可以不断积累并让每个员工快速把握而在工作中加以运用呢?如何使新员工可以迅速在老员工的基础上继续提高工作效率和质量呢? 一、什么是知识管理和企业管理 要弄清以上新问题,首先,我们要从弄清什么是知识管理和企业信息管理入手。美国生产和质量委员会(APQC)对知识管理定义如下摘要:知识管理是组织有意识采取的一种战略,它保证能够在最需要的时间将最需要的知识传送给最需要的人,这样可以帮助人们共享信息,并进而将其通过不同的方式付诸实践,最终达到提高组织业绩的目的。企业知识管理是以信息为基础的活动,通过组织性学习创造隐性和显性知识,并负责如何在适当的时间、适当的地方拥有适当的知识。微软总裁比尔盖茨认为摘要:知识管理并不是从技术开始的,它始于商业目标、过程和对共享信息需要的熟悉。知识管理只不过是管理信息流,把正确的信息传送给需要它的人,以便让他们迅速地以信息为依据采取行动。 中外学者普遍认为,信息是企业发展的一个非常重要的资源,信息作为资源,除了一般的可利用、有价值等特性外,还具备共享性、历史积累性、时效性和多次再生性的特性。而系统则是由若干相互联系、相互制约的独立成分组成的一个有机整体,如管理人员、生产工人、工艺、技术、管理、方法和组织机构、生产设备等,为了一个共同的目标即获取利润生产出社会需要的产品,而组成的一个生产企业就是一个系统。那么,要系统地利用信息这个资源,企业建立信息管理系统是一个非常重要的前提。 企业信息管理系统(EIMS)就是运用现代化的管理思想和方法,采用电子计算机、软件及网络通讯技术,对企业管理决策过程中的信息进行收集、存储、加工、分析,以辅助企业日常的业务处理直到决策方案的制定和优选等工作,以及跟踪、监督、控制、调节整个管理过程的人机系统。 从目前已经大量应用的各种企业信息管理系统来看,普遍具有以下特性摘要: 1.除了通用的管理软件和MRP(物料资源计划)、OA(办公自动化)、WFS(工作流系统)外,大多软件都需要做大量的需求分析,咨询顾问(多数都是行业内的专家)和企业各级员工在认真总结以往经验和企业发展要求的基础上,根据企业实际量身定做或在标准版本的基础上根据企业实际做大量的修改,所以具有行业专家特性及实际应用特性。 2.多数系统是从企业战略的角度出发,在全局和总体考虑的前提下设计企业的信息管理系统,是从企业的人员机构管理、产品管理、系统权限管理、销售管理、采购管理、生产管理、质量管理等系统的角度,考虑战略的实现性和信息之间的关联性、制约性的,具有系统性和整体性。 3.具有历史知识的积累性和共享性。企业的信息管理系统能够将各部门和各员工的日常工作的关键数据,存储在数据库中,并能根据权限方便查阅和调用。 4.具有决策的支持性。所有的各种数据可以经过计算机的处理从不同的角度得到各种分析结果,并通过报警提醒的方式,使决策者在第一时间得到相关信息。 5.动态特性。由于信息的时效性和关联性,当系统中某一信息要素发生变化时,和之相关联的其他信息均发生变化。同时,由于企业的外部环境和内部要素均在动态发生变化,系统也要求能够适应这种变化。 二、企业信息管理系统的功能 从以上对于知识管理和企业信息管理系统的概念及特性等可以看出,企业信息管理系统对于企业知识管理水平的提高具有很大的支持和保障功能,具体表现在摘要: 1.知识,确保组织内的每个成员都能共享。在没有计算机、软件和网络通讯技术的前提下,企业知识的手段通常采用开会、发文件及书籍等手段,除了成本高而外,知识的传播速度、传播量、更新、查阅及查阅权限等等受到极大的制约。而企业信息管理系统则有效地解决了这些新问题,使知识信息交易成本大大降低,交易质量和效率大大提高,有力地发挥了知识在企业中的生产力功能。 2.确保知识获得的及时性。信息管理系统解决了跨地区、跨时间、跨单位、跨部门、跨员工之间的查阅障碍,只要是在有权限的前提下,知识需求者可以迅速通过系统找到自己需要的各种知识。例如目前的企业信息门户(EIP-EnterpriseInformationPortal)可以解决企业之间的信息及知识交流新问题,另外企业信息系统可以和相关的网络连接,并自动按照组织内部成员对信息的需求进行筛选、分类和收集,并按照成员对信息的需求及时传送给需要的人,以解决知识时效性的新问题。 3.提升组织或个人的隐性知识为显性知识,并保证两者之间的有效转换。在企业没有信息系统之前,员工的知识和经验仅存在自己的脑子里,部门的知识也在这个部门里,信息呈现孤岛状态。遗忘、人员流失和成员之间交流不畅导致企业的知识大多是隐性知识,而不能转变为显性知识,组织的知识难以积累。组织随着人员的流动、时间的推移不断 地交学费,企业不能形成经验曲线,生产效率和竞争力也就难以提高。信息管理系统使个人知识得以沉淀,成员之间的知识得到共享和交融,企业对员工的过分依靠性降低,从而避免企业因某些关键岗位人员流失出现不可收拾的局面。 三、如何做好企业的知识管理 首先,我们要抓好企业的信息管理。知识管理着重于显性知识和隐性知识的相互转化,因为企业只有把国内外和自己企业积累的知识和经验即显性知识,通过归类、整理、提炼迅速传递给需要它的员工,即转化为员工个人的知识———隐性知识,并运用到每项工作中去,才能对企业目标发生功能。信息管理主要集中在对已有的如书面化的、电子信息等显性知识的管理,在信息增值链上,要将数据提升为信息,并对其进行采集和选择、组织和程序、压缩和提炼、归类和导航等,对信息外部特征的加工和组织。在信息管理基础上,在根据企业和员工需求,对信息内容进行提炼、比较、挖掘、分析、概括、判定和推论等进行知识管理。 其次,要建立知识共享系统。知识管理是以共享和创新为主要目的,重点解决信息超载而知识匮乏的新问题,重视人和人产生知识过程的管理。知识假如不拿出来和他人共享,将导致摘要:(1)核心信息把握在具体实施人员中,管理失控。(2)企业人员外流导致知识资产流失,大量核心技术被带走。(3)知识孤岛造成协调困难,效率下降。所以,在企业信息系统建设中,要坚持以获取企业内部和外部知识资源为核心;以产品的生产流程为核心;以个人知识和团队知识的相互交流和转化为核心;以正式交流和非正式交流的相互接轨为核心;以解决实际新问题为核心;以价值链的不断增值为核心和以技能培训为核心.最后,把信息化建设作为知识管理的平台。传统的金字塔式组织结构和人际交流模式在很大程度上不适合现代社会对知识的快速组织、整合和共享需要,计算机网络则为知识的获取、组织和共享创造了一个全新的平台。企业在网络平台下,形成一种柔性的和变化的组织和扁平化的信息传递渠道。从知识管理的角度,建立信息管理系统,使人和知识资源有机结合,它将人、知识和现实工作任务整合起来,必将为企业管理带来实效。 信息管理论文:变电站继电保护系统中信息管理技术的应用 摘要 以调度监控计算机网络系统的数据源为中心的继电保护信息管理系统,通过数据仓库技术集成各类继电保护二次系统信息数据源,使用方法库支持各个不同等级客户的分别应用,利用 intranet 实施数据交换,并且开放 MIS 的数据接口。可实现“三遥”数据的实时分析处理,各部门的信息交流,二次设备图形、试验的管理和事故、缺陷记录、运行状况的分析。该系统实用性强,可靠性高,具有开放性和先进性。 随着微机保护装置的应用普及,继电保护二次系统的自动化水平得到不断提高。许多当前由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息,而技术管理人员也有许多用计算机实现的资料和试验记录文档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源有机地结合起来,形成一个专业化的计算机应用系统。通过综合分析数据,对设备实际运行状况加强了解,消灭故障隐患,进一步保障系统安全运行。 1 继电保护信息管理系统的实现 1.1 信息数据源的分布 二次系统所具备的信息来源可大致分为3部分: a)由变电站微机保护装置经 RTU 发送至调度端的实时运行数据; b)继电保护管理端(生技部门和继电保护班组)所存放的设备管理资料、各类试验记录和运行制度等; c)其他系统中需要了解继电保护数据或可以提供继电保护有关数据和参考资料的数据源接口。 1.2 系统结构 怎样有效地将信息数据源联系起来,而对于各级用户都能予以充分利用呢?我们可以考虑以调度监控计算机网络系统的数据源为中心,建立图1系统。 通过数据仓库技术集成各类数据源,使用方法库来支持各个不同等级客户的分别应用,利用网络功能实施数据交换,并且开放 MIS 的数据接口,基本实现对二次保护数据资源的充分利用。 1.3 系统方法与功能 1.3.1 数据仓库和方法库 a)数据仓库是比传统的关系数据库更高一级的数据组织形式,它不仅支持海量数据的处理,而且对于动态存储、应用程序接口、非结构化数据等方面都具有更强的性能。 b)方法库是封装了一系列分析处理方法的规则库,也是应用程序软件功能的集中表现,可通过设置各用户权限来限制其对数据仓库的查询和读、写操作,维护数据的完整性,同时也限定了客户的应用范围。 1.3.2 软件应用功能 a)“三遥”数据的实时分析处理:各类二次信息的查询,和以前定检、定试记录的比较,动作时间和次数的统计,故障、事故等报警事件的指示和响应等。 b)二次设备试验的记录管理、定试预告、定值单管理、材料管理等。主要由继电保护班组人员填写,其他部门共享查询。 c)二次设备图形管理系统具备 GIS 功能,支持图形和数据库相连,直接在图形上查询参数。 d)二次设备事故、缺陷记录分析,各保护装置运行状况分析。主要是继电保护技术专责完成,其他部门共享查询。 e)设立一次设备参数接口。如电流、电压、功率因素和高压设备试验记录等,配合一次主接线图查询,可作为二次系统的辅助分析数据来源。 f)可使用电子函件和新闻公告板方便各部门间的信息交流。 1.3.3 软件开发工具 采用 Microsoft(微软)公司系列工具软件进行开发,在实用性和兼容性上都可以体现应用的先进性及广泛性。 1.3.4 系统建立模式 随着 Internet 的广泛应用,信息资源的利用已成为企业发展的巨大动力。我们在建设继电保护信息管理系统时,也必须充分考虑这一点,要向大的外部空间提供可用的信息数据,也要从外部世界汲取各种综合信息,故考虑采用 intranet 模式。 2 系统特点 2.1 实用性强 针对生产运行中的实际问题,解决了二次部分各类数据源的共享和使用,特别对于继电保护技术工作人员,可以更有效地进行系统分析和数据统计工作,提高保护运行水平。 2.2 可靠性高 易于维护和升级。由于采用数据仓库和方法库。整个信息管理系统运行可靠性不再分散于各级用户之间,而集中于网络中心数据库和规则库,任一客户工作站的突然损坏,也不影响整个系统其他部分的工作性能,而且恢复非常简单。对于软件开发人员而言,升级换代只限于方法库的改变,快捷方便。 2.3 开放性和先进性 数据仓库技术使得数据源的来源更加广泛,使用更加方便,易于和 MIS 等系统接口。系统的构造结合了 Internet/intranet 模式,具有良好的应用前景。 3 结束语 现在各个发供电企业的 MIS 系统建设已普遍考虑采用 Internet/intranet 模式,因此在建设企业内各个专业子信息系统时也应采用这种模式,以统一系统的规划及数据的流动,使企业能充分利用各种信息资源推动自身的发展 。 作者:广州电力工业局 陈菁 信息管理论文:电子商务信息管理的智能化 电子商务档案是电子商务活动过程中各经济主体直接形成的具有保存价值的各种形式的原始记录。电子商务档案与其它类型的纸质档案相比具有明显的虚拟性、复杂性、集成性等数字化特征。随着电子商务时代的来临,智能化的电子商务档案管理是目前电子商务档案管理的必然趋势。对电子商务档案管理的智能化需求主要体现在电子商务档案的检索智能化、应用的智能化。电子商务档案信息检索的智能化发展历程同步于图情信息智能检索技术的发展历程。电子商务档案应用的智能化体现在智能化的商情预测、营销策划及客户关系管理。 1电子商务档案信息检索的智能化需求 电子商务档案信息智能化检索是历史发展的必然结果。电子商务档案信息是众多档案信息的一种,是伴随着电子商务的发展而产生的。从人类社会利用档案信息的历史发展过程来看,档案信息检索大致经历了自然检索、手工检索、计算机辅助检索、计算机智能检索四个发展阶段,电子商务档案信息的检索也不例外。随着计算机智能技术的发展,尤其是图情信息智能检索的最新成果,为电子商务档案信息检索的智能化发展注入了新的活力。电子商务档案信息存储形式多种多样,既有一般固定长度的信息,也有非固定长度的信息,既有用文字、数字表达的信息,也有用图形、图像、声音表达的信息、既有加密信息,也有不加密的信息,既有存储于本地存储设备上的信息,也有存储于异地设备甚至“存储云”上的信息。因此,对电子商务档案信息的智能检索意义重大。所谓“智能检索”,就是以文献和检索词的相关度为基础,综合考查文献的重要性等指标,对检索结果进行排序,以提供更高的检索效率。智能检索的结果排序同时考虑相关性和重要性,相关性采用各字段加权混合索引,相关性分析更准确,重要性指通过对文献来源权威性分析和引用关系分析等实现对文献质量的评价,这样的结果排序更加准确,更能将与用户愿望最相关的文献排到最前面,提高检索效率。由此可见,在电子商务飞速发展的今天,电子商务活动的全球化特征越来越显着,频繁的商务活动遍布世界的每一个角落,由此产生的电子商务档案信息越来越具有商务活动全球性、信息管理系统分布性、交易语言复杂性、交易方式多样性等特点。因此,传统档案信息检索工具已经不能满足用户的需求,智能检索工具的开发和使用必然成为信息时代用户畅游信息海洋的必然选择。同时,科技的进步,人工智能技术的发展,超大型计算机的使用也为电子商务档案信息检索智能化发展提供了技术支撑。未来电子商务档案智能化的发展将借助于人工智能技术的最新成果而更加人性化。将人工智能领域中的计算推理等思维活动渗透到档案管理的智能化应用中,利用人工智能的研究成果开展基于模式识别、物景分析的图形图像检索系统,满足用户对图形图像档案信息的检索需求,利用人工智能关于联想记忆模拟、自动定理证明、专家系统、自然语言处理等基础理论开展电子商务的自动谈判系统、跨越语言障碍的档案信息搜索工具,满足电子商务国际化的需求。例如:模式识别可用于基于图像的检索,而电子商务活动的基础就是建立在对图形、图像的选择上,交易双方首先是根据对被交易商品的图形、图像进行商务洽谈,然后达成交易意向。因此,对被交易商品的图形、图像的保存是电子商务档案信息的一个重要组成部分。再如,专家系统是智能检索实现的基础,而从海量商务信息中筛选出能够进行交易的产品信息离不开人工智能检索系统的应用。从电子商务档案的特征来看,有关电子商务档案智能化管理的需求更加依赖于图形图像智能检索工具的研究和利用,而对于图形图像智能检索工具的研究和利用始于二十世纪七十年代,首先开展的是基于内容的图像智能检索的研究,重点在于采用标注的方法对图像设置检索关键字,并建立文本数据库管理系统,从而实现对图像的智能检索。这种方法的缺点在于当图像数据库中图像数据较大时则检索较难实现,当图像内容复杂时,标注起来较困难,因此,这种检索方法同时还要求图像内容比较单一。而另一种基于内容的图像检索技术逐渐受到业界的关注即基于视觉特征的图像检索技术。由于任何图像都包含物体本身的纹理、形状、颜色、空间关系等特征,因此,基于视觉特征的图像检索技术采用提取图像所包含的纹理、形状、色彩、对象的空间关系等信息建立图像的特征矢量库,并以此特征矢量作为索引关键字。与以往采用人工标注方式对图像内容进行标注的方法不同的是视觉特征的提取是从图像中自动提取的,并且检索的过程采取视觉特征间的匹配。与传统的检索方法相比,基于内容的图像检索融合了图像理解技术,从图像的纹理、形状、色彩、对象的空间关系等维度分析图像的特征,从而可以提供更加有效的检索途径。已经投入运行的基于内容的图像检索系统包括:IBM公司的QBIC系统、Virage公司的VIR工程系统、MIT的Photobook系统、美国伊利诺斯大学的MARS系统等等。国内近年来对于基于图像颜色的检索系统的研究也取得了丰硕成果,例如:PhotoNavigator系统和PhotoEngi-neer系统。而这一发展方向更加符合电子商务的智能化发展需求。可以预计,为适应未来网络化、智能化以及个性化的需要,并行检索、分布式检索、知识的智能检索、知识挖掘、异构信息整合检索和全息检索、自然语言检索、跨语言信息检索、问答系统、概念空间、信息融合技术等检索技术都将在电子商务档案管理领域得以应用。届时用户将获得完整、准确、及时、有效的而且是简洁、明了的商务信息。 2电子商务档案应用的智能化趋势 电子商务档案是企业管理的重要组成部分,是企业从事商务活动中最原始、最可靠的数字化信息。充分利用电子商务档案信息,为企业发展提供商情预测、营销策划、客户关系管理、维护企业或经营者合法权益已经成为电子商务档案应用的一个重要领域。而电子商务档案应用的智能化趋势无疑已经成为电子商务行业的重要研究方向。 2.1客户关系管理的智能化。客户档案毫无疑问将是电子商务档案的一个不可忽视的组成部分。在企业从事电子商务的过程中,电子商务系统将提供一种商家与客户进行交流的新方式,这就要求企业管理 者以全新的思维来看待客户关系管理。客户关系管理源于“以客户为中心”的新型商业模式,是企业树立以客户为中心的发展战略的核心部分。企业通过智能化的客户关系管理系统来加强对客户的服务提高客户满意度和忠诚度,提高企业效率和利润水平。通过客户关系管理系统企业加强与客户的联系、分析客户的需求、研究产品的市场、拓展潜在的利润空间、提高产品的市场竞争能力、改进企业的管理漏洞、吸引更多的优质客户进而达到优化、提升企业管理能力、提高企业利润水平的目的。而这一切的实现都依赖于智能化的客户关系管理系统、智能化的客户数据库的开发与应用。智能化的数据库技术是所有其他技术的基础。 2.2智能化的商情预测。面对浩如烟海的客户及企业营销、销售和服务信息,如果没有一个具有高度商业智能的数据分析和处理系统是不可想象的。智能化的商情预测系统利用数据挖掘的思想、数据仓库的管理技巧、一对一的营销策略、个性化的售后服务、智能化的数据分析和数据处理工具不断满足客户的需求,提高企业的赢利能力、拓展企业的赢利空间。同时,智能化的数据分析和数据处理系统将不仅实现现有的商业实践和商业需求,更将不断地实现向市场、客户的学习过程,不仅仅只是重塑企业商业流程,而是能够为管理者提供智能化的决策分析工具。 2.3智能化的营销策划。借助于智能化的营销策划管理系统,企业将能够更加全面地分析产品及市场信息,制定高效的营销计划,设计切实可行的销售及服务指标,协调产品、服务、物流等渠道的配合关系,实现企业管理的最优目标。 信息管理论文:IT环境下高校财务信息管理的缺陷与应对 【摘要】现实中,“信息孤岛”式财务信息管理系统无法“实现对二级单位财务收支两条线的监控,满足规范化统一管理的需求,控制数据的真实有效性,弥补财务监控的漏洞”。创建“集中融通”式的信息系统,需要完成“系统结构的设计,网络构架的设计和财务软件的设计”;而最后的落实还要“加大政府引领的力度,实施‘一把手’责任制”。 【关键词】信息孤岛 系统结构 网络构架 财务软件 高校财务信息管理的发展趋势是:实现“权力的集中监控、资源的集中配置、信息的集中共享”,而我国目前大部分高校的财务管理信息系统,是相对独立的一个个“信息孤岛”。为此,我们需要创建“集中融通”式的财务信息管理系统以弥补其缺憾,更好地实现高校财务信息管理的现代化。 一、“信息孤岛”式系统引发的缺陷 高校现行的“信息孤岛”的财务管理系统,给学校教育财务管理带来一系列的问题和缺陷,主要表现为以下几个方面。 1、无法实现对二级单位财务收支两条线的监控。在传统的单机和财务部门内部的局域网环境下,各部门的账务系统是孤立封闭的信息系统,各二级单位的财务系统只是整个学校财务的信息孤岛之一,不能满足财务信息集中式管理的要求,更无法实现上级单位对下级单位财务收支两条线的监控。 2、无法满足规范化统一管理的需求。当系统管理环境中缺乏网络通信技术的支撑时,各种管理方法和制度在所属的二级单位中的应用往往都处于一种缺乏规则的随意状态。各个二级单位应用的管理方法和制度的目标通常是满足各自管理的目的或局部的利益,而无法从整个系统的需要出发,满足系统管理的需要。 3、无法控制数据的真实有效性。在传统的单机和内部局域网环境下,财务监控受到时间、空间及人力上的限制。学校财务对二级单位的财务监控只能采取派人深入现场实地考察或上传报表的方式,可是这两种方式的效果却费时、费力、漏洞极大。因此,传统的财务管理信息系统无法控制数据的真实性和有效性,而且存在很大的风险。 4、无法弥补财务监控的漏洞。在传统信息环境下,财务管理系统不仅受到时间、空间及人力上的限制,更为重要的是:它无法实现行之有效的事前或事中控制。事前控制和事中控制通常要求信息通道畅通,信息反馈迅速及时,而这一切在单机或局域网环境下根本无法做到。 二、创建“集中融通”式的信息系统 要创建“集中融通”式的财务信息管理系统,必须完成好以下设计。 1、系统结构的设计。“集中融通”式的信息系统包括三个子系统:财务业务处理子系统、财务管理信息子系统和财务决策支持子系统。 (1)财务业务处理子系统。该子系统包括日常资金的核算与监控子系统、流动资金计划与管理系统、投资和预算决策子系统、资本营运管理子系统、以供应链为基础的价值流管理系统等。各业务子系统主要用于柜台业务和日常事务的处理,它的功能是使财务业务手工处理自动化,具有迅速准确、能大批量处理信息的特点,产生大量的原始的共享信息。 (2)财务管理信息子系统。该子系统一般是以会计信息系统和财务业务子系统为基础的,通过对财务信息的收集、传输、存储、加工,为财务管理部门提供信息服务,为领导者提供辅助决策服务。它具有两种职能:收集和加工处理财务和经营业务数据,以及为财务管理提供各种决策所需的财务信息。 (3)财务决策支持子系统。决策是指人们为了实现预期目标,采用科学的理论与方法,系统地分析主客观条件,提出各种解决问题的方案并加以执行的管理过程。它是以财务管理信息子系统提供的信息为基础,建立有效的财务数据仓库,运用各种预测方法对现状和未来的发展趋势作出分析,为企业筹资、投资和日常营运资金管理决策提供各种支持。 2、网络构架的设计。 (1)信息处理中心建设。借助基于数字化校园的财务业务一体化建设,学校财务信息数据库存放在学校信息中心数据仓中,同学校其他业务信息数据库一样成为校园共享信息,提供授权的共享管理和服务。学校财务处设置两台中心服务器作为学校财务应用服务器和备份应用服务器,财务信息的WEB服务由学校信息中心的WEB服务器统一提供服务,财务处不需考虑。应用服务器采用高可靠性集群并配置磁盘阵列,形成双机热备的效果。每天业务终了,财务数据采取磁带机备份,充分保证数据的安全性及系统的稳定性。 (2)网络及网络体系建设。网络建设包括:财务主干网借助于校园信息数据专网(1000M),为大量数据传递、数据库复制及查询提供足够的带宽;校内财务子网采用100M快速以太网,校外财务子网采用DDN专线。网络体系是基于广域网的B/S(浏览器/服务器)结构。即在应用服务器上安装应用软件--网络财务管理系统,用户端只需安装浏览器的模式。 (3)远程办公设备购置。包括访问服务器及防火墙的移动办公设备。配置远程访问设备,可为领导层及异地分支机构提供安全、快捷的远程查询和操作功能,并提供相应的远程访问控制功能。 3、财务软件的设计。 (1)软件功能需求。高校可以采用网络财务软件(WEB版)作为网络财务管理信息系统的运行软件,来建设自己的财务管理系统。其应用模块包括:系统管理、账务管理、项目管理、现金银行、往来账管理、财务分析、报表系统、工资管理、学费管理、公积金管理、票据管理等。 (2)软件基础设置。首先,集中设置单位套 账。由于高校内部各单位执行的会计制度不同,就需要设置不同的套账。这种设计既保证了学校财务信息的统一完整,同时保持二级单位财务原有的特色,满足不同行业需求。其次,统一设置系统信息。由于财务集中管理,二级单位对财务软件只有使用权,没有控制权,其科目、项目、币种、系统参数等由学校根据统一标准编码设置。这就避免了在分散财务信息系统下,由于信息传递速度低,不准确而导致的学校上下科目设置不一致,校级财务管理和二级财务之间的对比分析和管理困难等问题。第三,远程报表汇总和合并等。 三、“现实保障”系统的先行建立 在中国特有的国情下,要创建“集中融通”式的财务信息管理系统,还要有先行的“现实保障”系统。 1、加大政府引领的力度。积极推进教育财务管理的现代化进程,走出“信息孤岛”式管理系统的误区,创建“集中融通”式的信息系统,还需要加大政府的引领力度。 首先,进一步明确推动教育财务管理信息化的战略意义,将推动系统应用纳入政府发展规划。 其次,政府适当投入,建立并逐步完善支持系统应用的宣传、交流、研究的信息沟通系统。 再者,建立并逐步完善支持先进管理系统应用的培训系统。可以采用选拔、委托,授权中介机构或直接组织等形式,利用社会资源,并需要精心规划和设计。 最后,建设系统应用的示范工程。注意对示范工程的跟踪评价并引入滚动机制,确保示范工程的示范性。 2、实施“一把手”责任制。先进的信息系统在教育管理中的有效应用,直接要求学校在战略、组织、文化等深层面的变革与之相适应;更为重要的是要保证事业责任心强、注重学习、勇于和善于领导变革的领导者走上岗位,并使他们具备推动变革必要的权力和影响力。 教育行政主管对学校在管理现代化方面的投入应给予充分肯定,并将其进一步作为“一把手”业绩考核的重要指标。 此外,必须使我们的管理者充分认识和遵循先进信息化管理系统应用的规律;特别是“一把手”要有高度的责任感和使命感,要积极试点推进学校首席信息执行官制度。
煤矿机电一体化篇1 信息时代的到来,使得社会各行各业相继步入了技术化、智能化、集成化的发展时代。传统的煤炭行业自然也不例外,要想实现新时期的转型突破,必须借助机电一体化技术的力量。利用机电一体化技术实现煤炭资源的高效开采、采矿流程的集成控制和规范管理,可促进整个煤炭行业的可持续发展。本文探讨机电一体化技术在煤矿生产中的应用,详细总结其应用优势与影响,以期引起煤矿实践工作者的进一步重视,进而加快机电一体化技术的应用,使其更快地造福于行业、社会发展。 1机电一体化技术概念及特点 1.1机电一体化技术概念 目前,行业内对机电一体化技术的概念认识较为统一,该技术是大规模集成电路、微电子技术及互联网相结合应用于传统机械工业领域的一门技术[1]。其不仅实现了对多种技术例如信息技术、接口技术、传感测试技术等的融合利用,也需要协同利用系统论、控制论、信息论等理论基础。基于机电一体化技术可研制出相应的机电一体化产品。机电一体化产品所具备的精密控制、精准传输、信息处理、集成管理等功能使得采矿产量和效率稳步提高,解决了生产流程不规范、人员安全隐患、采矿作业智能化程度低等问题。 1.2机电一体化技术特点 1.2.1整体运行最优化 借助机电一体化技术可改变传统采矿流程单一、效果不佳的问题,能整合技术优势、硬件软件等因素实现整体运行的最优化。最明显的一个例子是,机电一体化设备能代替笨重的机械设备,只需要安装轻便的变频调速电子装置即可达到控制的作用。这样可使让生产过程更加高效、节能、可靠、灵活,也能实现机械技术和电子技术的有机结合,达到了系统整体运行的最优化。 1.2.2系统控制智能化 机电一体化技术与传统工业技术一个很大的区别是将更多的科学研究和技术手段与生产过程相结合。借助自动控制、自动检测、自动信息处理、自动诊断、自动显示等功能安排各部门的相关工作。其应用在很大程度上解决了人工在煤矿生产过程中复杂、烦琐的无序操作问题。而且将机电一体化技术应用于煤矿生产过程中还可做到在出现危急情况时及时预警、有效解决。这也体现了机电一体化系统控制的智能化。 1.2.3操作过程简单化机电一体化技术 应用于煤矿生产过程后,可根据系统储存于磁盘中的预设操作进行调控,已有的预设信息会发出指令操作,只需要简单地按下按钮就可以持续运转,对于企业管理者和使用者来讲掌握较为简单,不需要花费太多时间即可提高工作的便利程度[2]。 2煤矿生产中机电一体化技术的具体应用 2.1机电一体化技术在煤矿采煤机中的应用 采煤机在综掘过程中发挥着关键的生产作用,其不但可以提高生产效率,提高经济效益,规范采矿流程管理,而且是综采机械化、智能化程度发展的重要体现。一般来讲,采煤机的组成部分包括截割部、装载部、行走部、电动机、操作控制系统和辅助装置,部件之间的协调运行较为复杂,需要调动机械、电气和液压等多个系统。机电一体化技术在采煤机中的应用使采煤机可在不同煤矿地质条件下发挥其最大的效用。这里详细解释一下原因,应用机电一体化技术的采煤机中与普通的采煤机最大的区别在于是否安装电牵引系统(见图1)。普通的液压牵引系统遇到倾斜角较大的煤层地质条件时,会出现牵引力不足、不能匀速前行的状况。应用机电一体化技术的采煤机则可以解决这类问题,所具有的电牵引系统可实现对电能的自动调控,有效解决行驶速度不均的问题,同时也借助数据分析防止牵引机的倒滑、自动启动制动装置、简化作业流程、保障开采人员的安全等。 2.2机电一体化技术在煤矿运输设备中的应用 煤矿的运输极为关键,要求相应的煤矿运输设备具备高效性、安全性、长距离、连续性、自动化及大容量等特点。常见的煤矿运输设备一般由液压进行驱动,但存在牵引力不足的缺点,严重制约煤矿运输。例如,带式运输机在综采智能化进程中体现出的启动延迟、动态调控不足、运输质量受限制等劣势日益明显。应用机电一体化技术的煤矿运输设备可设置多个驱动点位,更好地适应运载负荷,有效改善煤矿运输设备的灵敏性、安全性等各方面性能。不过就目前来说,中国机电一体化技术在煤矿运输设备中的应用并不成熟,仍需对其进行更加深入的研究和探索。 2.3机电一体化技术在煤矿提升设备中的应用 煤矿开采完成后,需借助煤矿提升设备将煤炭从井下提取出来。目前中国煤矿主要应用的煤矿提升设备有两种,分别为交流提升机和交直流提升机,这两种设备有着具体的适用范围和运载容量的限制。随着机电一体化技术在煤矿提升设备中的应用,出现了内装式全数字化交直流提升机,其借助可编程逻辑控制器(ProgrammableLgicCntrolooer,PLC)技术进行控制电路结构的设计(见图2),更好地实现了煤矿提升过程中滚筒和驱动装置的有效结合,煤矿提升设备系统中信息化技术、电子机械技术的应用性更强,实现了大数据与机械装置的结合。通过数据设定更好地远程操控煤矿提升机在煤矿运输过程中的工作。基于机电一体化技术的特点,中国已成功研发了S7和SIMADYND交流变频提升机并投入煤矿使用,均表现出不俗的提升性能。 2.4机电一体化技术在煤矿安全设备中的应用 生产安全是煤矿生产作业中一直强调的重点。要想提高生产安全性,就需要在煤矿安全监控设备的应用上多下功夫。传统的传感系统存在反应速度慢、监测不到位、传输出现阻碍等一系列问题,运用机电一体化技术的煤矿传感系统(见图3)可通过互联网和数据信息做出及时判断,并通过特定的传输系统将指令反馈到控制台计算机,进而做出下一步的应急处理。在监测到突发紧急情况时,应用机电一体化技术的传感系统会自动报警,煤矿工作者可第一时间做出安全防范,掌握最佳的救援和处理时间,避免不必要的人身伤害[3-4]。液压支架电液控制系统在井下支护中的应用体现了煤矿安全设备中机电一体化技术的成功应用。电液控制系统是计算机技术、通信技术、控制技术、传感技术和液压技术综合一体化的系统(见图4),是实现综合机械化采煤的关键。3影响机电一体化技术应用于开采作业中的因素结合机电一体化技术的应用实践,总结实际应用经验,可得出影响其发挥作用的几个因素。a)需要结合采矿机械作业的地质环境、机器装置特点构建机电一体化技术控制系统。b)相关技术人员的操作规范水平与技能娴熟程度影响着机电一体化技术的应用。c)机电一体化、自动化设备对技术的应用和开采的持续进行起着关键作用。电气设备零件受损、自然电磁波、振动、离心力等都可能会对机电一体化设备产生负面影响。4机电一体化技术在煤矿生产中应用的影响机电一体化技术自从应用于煤矿生产领域,便取得了不俗的成果,主要体现在以下几方面。a)机电一体化技术的应用增强了控制能力,提高了安全生产系数。煤矿开采环境复杂恶劣,地下环境的不确定性和危险性较高,经常出现塌方、瓦斯爆炸等,亟需技术的支撑作为保障工人安全的坚固屏障。通过机电一体化技术的具体应用,可有效减少危险矿井中人力的参与,转变煤矿生产方式,规范开采流程。b)机电一体化技术的应用提高了煤矿开采效率,降低了成本,实现了高效生产。煤矿机电一体化技术的应用使得开采信息更为科学准确,延长了机器设备的使用寿命,优化了资源配置,降低了相关的人力和物力成本消耗,提高了企业的经济效益。而且机电设备一改往日的大体积、大面积,更为精巧,操作更加简单与明朗化,只需要连接外部端口,启动相应的线路程序,即可实现高水平机电布控,为采矿工作的高效率开展奠定基础。将机电一体化技术应用于在煤矿生产中益处颇多,但目前机电一体化技术在中国煤矿生产中并没有实现全面覆盖,技术的成熟度和应用深度都需要进一步提升,其原因体现在以下两方面。a)大规模应用机电一体化技术需要人力、物力等多方面资源的辅助支持,单独的企业无法实现此类目标。b)机电一体化技术在煤矿生产中的应用还不够成熟,需要相关专家和研究人员进行探索,从而指导实践的应用[5]。 3结语 为了更好地迎接技术化、智能化时代,煤矿生产流程中应用机电一体化技术已成为转型发展的必然。许多企业目前已有的探索是将机电一体化技术应用在采煤设备、运输设备、提升设备及安全管理设备中,通过综合利用多种技术优势,构建一体化控制系统,从而实现采煤产量的增加、采煤流程的集中控制、各类设备的规范运行及煤矿职工的安全保障等。机电一体化技术的应用虽然较为广泛,也取得了一些成果,但是仍暴露出许多问题,只有将这些问题逐一击破才有可能完成煤矿生产机电一体化技术的建设。鉴于此,相关研究者应结合煤矿生产实际展开探索,找出制约机电一体化技术应用的各种因素,进而指导实践工作者做出改革与调整。 作者:任永才 单位:山西介休义棠倡源煤业有限公司 煤矿机电一体化篇2 在我国的可利用能源中,煤炭资源的利用非常重要。煤炭资源属于不可再生的一种资源,因此,在利用煤炭资源时,要格外注意资源的浪费问题。就当下的情况来看,煤炭资源的浪费主要出现在煤矿企业对煤炭的开采和运输这两大过程中。随着我国科技的不断进步,有关煤炭资源浪费的问题也得到了一定程度上的解决。本文介绍的在煤矿生产中用到的机电一体化技术就是最好的代表。本文主要是从机电一体化的特点、优势出发,对机电一体化在煤矿生产中的实践应用进行分析介绍。 1机电一体化技术概述 机电一体化技术是一门包含自动控制技术、计算机技术、机械技术等多种技术的综合性技术。机电一体化是当下新型的技术之一,能够利用新兴的信息技术和计算机技术融入机械设备中。机电一体化技术可以优化原本的机械设备,使机械设备更加智能化。随着最近几年我国对煤炭开采设备的要求不断提高,机电一体化技术应用于煤矿开采的机械设备中似乎已经成为一大必然的趋势。 2机电一体化技术在实践应用中的特点以及优势 2.1通过机电一体化技术保证施工的安全 煤矿的开采以及勘察一直是一个危险系数较高的工作,很容易会发生一些安全事故,甚至会造成人员伤亡。在我国本身煤矿资源的分布就是不均匀的,有些煤炭资源分布在一些便于开采的地方,有些煤矿资源分布在一些环境恶劣的地方。我们当然是先从一些便于开采的煤矿入手,以减少开采过程的危险指数,但是,就目前的开采情况来看,我国一些便于开采的煤炭资源已经不多,剩下的更多的是一些处于不便于开采地区的资源,这就更加大了开采过程的难度以及开采过程中工人的安全问题。因此,在当下,有关煤矿开采勘察的安全问题得到了更多的关注,而安全问题的解决离不开新型技术的应用。而机电一体化技术在煤矿开采中的应用,则很好地解决了这一问题。机电一体化技术的出现可以减少人力的使用,对于一些危险系数高、难度较大的操作有更好的帮助,因此,在很大程度上能够有效提高煤矿开采勘探过程的安全性。机电一体化技术的应用在安全性方面有着显著的成果。 2.2利用机电一体化技术能够提高工作效率 根据目前的煤矿开采情况我们可以发现,虽然煤矿的开采量在不断地增大,但是,煤矿的开采质量却越来越低。而机电一体化技术应用在煤矿的开采中可以很好地提高煤矿生产质量的问题。机电一体化技术可以利用现代化的机械设备,并且还能够按照不同煤矿的不同情况作出调整。根据机电一体化技术在煤矿应用的实际情况可以看出,应用了机电一体化技术后,煤矿企业的开采工作效率有了很大的提升。 2.3利用机电一体化技术提高经济效益 传统的煤矿开采离不开人工,甚至有很大一部分是通过人工进行挖掘的。再加上开采环境过于恶劣,导致煤矿的开采过程中安全系数比较低,经常性地会出现一些安全事故。根据调查可以发现,造成煤矿开采过程的安全事故的主要原因之一就是支护技术性差。而机电一体化技术应用其中后,大大减少了人力的应用。工人不再需要直接进行人工挖掘,只需要操控机械设备即可进行煤矿的开采。通过这一手段,煤矿开采过程中的安全性能大大提升,安全事故的出现频率也在减少。这样就能够有效避免大量资金投入的员工的赔偿与医疗费中,从而减少了一些不必要的开支,使得整体的经济效益得到了提高。 3机电一体化技术在煤炭企业生产的实际应用 3.1机电一体化技术在煤炭采掘过程中的应用 机电一体化技术在煤炭采掘过程中的应用主要可以表现在两方面,即掘进机和采煤机。首先,掘进机是出现在煤矿开采的掘进和回采环节中,这是煤矿开采的一个重要的生产环节,目前多采用“采掘并重,掘进先行”的方针。在这个过程中,应用机电一体化技术主要表现在以下三个方面,即负载反馈调速技术、掘进机行走调速技术、离机遥控技术和工况监测及故障诊断技术。所以,目前可以把机电一体化技术在以上三个方面的应用更加深入研究,这样能够使得整个煤矿开采的工作效率更高。其次,机电一体化技术还出现在采煤机中。电牵引采煤机是采煤机应用机电一体化技术的最佳代表。相比普通的采煤机,电牵引采煤机有以下特点:牵引力好,在采煤过程中提供牵引力,当遇到阻力时也能够继续前几。而且当电力出现问题的时候,还能够及时地通过电信号进行反馈。电牵引采煤机的工作性能的可靠性很强,使用的寿命也很长。由此可见,机电一体化技术在采煤机的应用对煤炭开采的作用很大。 3.2机电一体化技术在煤炭运输过程中的应用 在运输过程中,具有代表性的机电一体化技术的应用有带式输送机、煤矿运输提升机、斜井乘人装置这三方面。其中,带式输送机主要应用在井下是输送过程中。主要是利用电液一体化、采用机这两种方式进行优化,这样可以大幅地提高输送机的灵敏度和可靠性。如果想进一步地优化机电一体化技术的应用,可以从在矿井主运煤皮带顺煤流启动的应用研究工作入手。实践已经证明,带式输送机与机电一体化技术结合能够更加有效地提高煤炭输送过程中的效率。煤矿运输提升机是在煤矿运输系统中最令人头疼的系统,因为在整个煤矿运输的过程中,其消耗的电量最大,而且传统模式下的煤矿运输提升机的稳定性也较差,常常因此影响工作的进度。但随着机电一体化技术应用其中,这些问题已经得到了很好的解决,现在的煤矿运输提升机已经广泛应用了数字化技术,并且改良了煤矿运输提升机的稳定性。斜井乘人装置以前最大的问题就是有关动力消耗方面的问题,现如今,应用机电一体化技术不仅降低了动力的消耗量,而且还提高了运行的稳定性以及安全性。 3.3机电一体化技术在其他配套装置方面的应用 本文主要从矿井安全监测控制和支护设备这两个方面进行简单介绍。其中,矿井安全监测控制包括检测和传感技术两个方面,这也是机电一体化技术在矿井安全监测控制的体现。通过这两个技术的配合,能够实现煤矿机械设备运行的无人操作。无人操作能够减少人力的使用,而且对于出现的问题还能够及时地进行反馈,每日都能够实现机械设备的自动故障检查工作。而支护设备在整个煤矿开采中属于一种基础性的工作。在我国,一般采用液压支架设备进行煤矿的开采工作。但随着机电一体化技术的应用,这种技术已经被取代,现如今,多用电液控制装置来替代液压装置。这正是机电一体化技术在支护设备上的典型应用。这种电液控制装置能够更好地保障煤矿开采过程的安全问题。 4结语 煤矿开采过程中,应用机电一体化技术在如今已经不是什么新奇的事情,我们能够从当前的应用情况看到机电一体化技术在煤矿开采过程的优势,这也是当下煤矿开采技术发展的必然趋势。但现在,机电一体化技术在实际的煤矿开采应用中仍然需要继续推进。除此之外,机电一体化技术在煤矿开采的未应用过程仍需要我们做出努力,继续去探索更多的可能性,以实现安全提高煤矿开采的生产率。 作者:李雄伟 单位:延安职业技术学院 煤矿机电一体化篇3 近年来,为了满足煤炭工业发展的需要,生产过程采用了各种先进技术。机电技术是其中最重要的技术之一,该技术的应用有效地降低了能源成本消耗,提高了煤炭生产的效率和工厂的经济效益。目前,该技术的应用价值已得到证明,但该技术的发展前景仍需进一步研究。 1煤矿机电生产设备中机电一体化技术的意义 机电一体化在煤矿机械和电气设备的技术可以有效提高生产率,对于煤炭行业来说是一个重大创新。煤矿工业中采用有效的机械和电气设备,可以大大降低煤矿工人的人数,对提高煤矿工人的待遇水平和促进整个社会的经济发展具有重要作用;煤矿机械和电气设备能够适应潮湿的煤矿环境,可以更有效地增加安全系数,在减轻劳动强度的同时,也可以避免一些安全事故,保障工人的安全。 2机电一体化技术在煤矿生产中的实际应用 2.1矿井上升系统中的技术应用 新时代下煤炭资源开采有更高的质量要求,同时对地表地下装货也有了更高的效率要求。因此,在当前煤炭开采加工、机电一体化、合理应用的全机械和电气线路和交流或直流电源线后,煤矿中的起重设备已不需要单独配备绞车司机,可以借助数字技术和轧辊的结构、使用电脑、自动监控设备,实时监测等技术,在同时运行多个电脑专用特殊条件的前提下,保证设备的高兼容性,使绕组系统的生产率和安全性得到了全面提高。 2.2有关采煤机方面的应用 随着煤炭工业的快速发展,目前生产工作基本以机械化的方式进行。采煤机是最常见的设备,以前主要靠液压牵引。随着机电一体化的出现后,转化为电力牵引,有效地提高了采煤机的效率和工作的便利性,同时进一步优化了传统的结构,使采煤机得到更广泛的应用。例如,在煤矿工作中,内部环境条件随着深度的变化而变化,除了煤层的陡度外,对采煤机性能的各个方面都有着非常严格的要求。在此基础上,矿山企业可以安装防滑制动装置和电气锁等装置,这是解决采煤机滑移问题的唯一途径[1]。 2.3机电一体化技术在煤炭运输过程中的应用 在运输方面,机电一体化技术有三种典型的应用:输送带、煤矿运输升降机和斜井客运设施。其中,带式输送机主要用于地下运输。这基本上是两种机床使用模式下优化的集成,大大提高了输送机的灵敏度和可靠性。为了进一步优化机电一体化技术的应用,可以从煤矿主区煤流的启动开始着手。研究表明,将带式输送机与机械化相结合,可以更有效地提高煤炭运输效率。煤矿运输绞车系统是最笨重的运输系统的煤矿,因为其消耗的功率较高,且煤矿运输绞车往往也表现不佳,从而影响了工作流程,同时在过去斜井客运设施最重要的问题是电力消耗。但随着机电一体化技术的应用,上述问题得到了很好的解决,煤矿运输罩的数字化得到了广泛的应用,提高了煤矿运输的稳定性。今天,机电一体化的应用不仅减少了电力消耗,而且提高了运行的稳定性和安全性。 3现代煤矿机电一体化技术应用效果 3.1可靠性与智能化 机电技术的特点有两个主要方面:高可靠性和高智能性。上述技术的应用可以为煤炭工业的长期发展奠定基础,为提高煤炭工业的竞争力作出贡献。就目前的情况来看,我国煤炭资源的开发是比较重要的。这是因为所有部门的发展都需要电力资源,而热电联产仍然是最可靠的初级生产方式。虽然风能、水能和太阳能的生产方法已经出现并得到应用,但它们的不确定性尚未消除。与上述方法相比,热生产最明显的优点是其可靠性。在上述因素的影响下,煤炭资源应持续合理开发,以确保产业的持续运行,避免资源枯竭。因此,机电技术的应用具有很大的应用价值,其能提高资源的利用率,减少资源的浪费。除上述优点外,机电技术在煤炭工业本身的开发和应用还有两个主要优点:高可靠性和高智能水平。由于上述技术的应用,煤炭工业的发展成本也将降低,效率也将提高[2]。 3.2一体化技术运用达成无人开采目标 为使矿业公司能够在当今激烈的市场竞争前蓬勃发展,提高效率,必须通过技术创新和发展,在生产过程中引进机电一体化技术,取代陈旧的生产技术。在矿山开采和完井期间,通过机电一体化技术使用,人工井在此阶段投入使用。直接使用机械和机电设备,可以在无人的情况开采底部、开采煤。机电一体化下的计算机,可根据矿井底部不同类型的机械设备进行装置的调整或参数的处理,使设备可以投入使用,直到其在固定地点的运营结束,并且无人采矿工作具有很好的针对性。 3.3确保救援工作的顺利进行 安全事故在煤矿行业,无论什么工种都是常见的。对于矿山生产来说,大部分企业都会选择救援机器人的形式,利用机电一体化和人工智能技术分析,根据事故的严重程度和区域范围进行救援。与发达国家相比,我国机器人生产技术还存在较大的不足,机电一体化技术的整体应用相对薄弱,难以大规模推广。当施工环境发生安全事故时,机器人通过自身判断获取重大事故信息,并传递给技术人员。矿业企业在机器人领域的研发方面进行更多改进和创新,顺应当前社会演进的大趋势,有效融合互联网和网络技术、机电一体化,让所有救援行动都能使用智能技术进行,救援行动可以安全地进行。 3.4有关钢丝绳损伤定量检测方面的内容 日常工作将集中在煤矿生产的电缆,例如:井下作业特别需要的工具,电缆质量对工作安全的影响,以及质量是否不理想,可能引起裂纹等问题,这不仅会影响生产力,还会引发安全问题。过去技术人员常根据他们的工作经验通过手动测试来评估电缆的质量,但这种方法的准确性远远不够。要从根本上解决这个问题,就需要对电缆进行定量分析,消除人工控制方式的弊端,提高电缆质量。机电一体化技术的合理应用,可以定期检查电缆,准确判断磨损的位置和程度,确定电缆的使用寿命,及时更换不合格的电缆。 3.5有关矿井提升设备应用方面的问题 煤矿要提高生产效率,必须加紧引进新设备,其中提升设备就是最有效的证明之一。起重设备的发展离不开科学技术的支持,它促进了运输和转运环节的工作效率,提高了工作的效率和精度。随着社会的发展,社会各界加大了对煤炭生产企业的关注,并要求矿工与企业之间进行密切沟通,因此原有的工作模式会受到影响,有必要逐步改善起重设备带来的问题。大多数煤炭公司为其运营选择直流通风柜和集成通风柜。这两种装置的总体结构比较简单,操作方便,可以自动控制,极大地提高劳动生产率[3]。 3.6机电设备的完善与提升 先进的机电设备不但能够提升煤矿安全运营的精确性,还能够提高设备运作的安全系数。对机电设备持续进行完善与提升,提升运作水准与工作效能,预防安全风险,对煤矿的可持续发展而言拥有重大意义。具体做法应当确立以下几个方面:第一,提高对设备资产的资金投入,达到设备提升的要求,以保证全新升级机电设备的资金投入与应用。对不科学的机电设备能够适度的进行更新升级,以提升主设备的运作安全性。要及时对脆化、陈旧机电设备升级,以保证生产的安全性;第二,要掌握《煤矿安全规程》中的重要规定及指标值,对机电设备要进行合理的管理,在达到有关规定规范的状况下,要及时对设备按时的监督与检修,确保设备运作的正常运行;第三,在煤矿购入设备时,还应重视对假冒伪劣产品设备的查验,防止欠佳设备的应用,在根本原因上确保机电设备的高效运作。 3.7加强机电设备在运作中安全系数的管理方法 加强机电设备在运作中安全系数的管理方法,对煤矿发展而言具备重要的作用。企业应当重视对煤矿设备应用的必要性,用正确的观念与意识去管理方法,重视机电专业先进人才,塑造工作人员的专业能力,能够对机电设备进行合理的控制,还能够及时发现问题并处理。除此之外,煤矿在具体管理过程中,还应创建对设备管理方法的技术专业小团队,对设备安全系数问题进行具体管控,进而使机电设备中存在的不足得到处理,提升工作效能,推动煤矿的可持续发展。 4结语 机电一体化在煤矿开采过程中的优势可以通过目前的应用得到体现,这也是煤矿开采技术发展的必然趋势,但实际应用中机电一体化在煤炭行业还有待推广,尚未广泛应用于硬煤开采。因此仍需要不断努力,不断探索实现煤矿安全运行和提高生产效率的可能性。 参考文献: [1]王震.煤矿综合机械化的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济,2020(14):157-158. [2]王润平.煤矿综合机械化的应用探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(18):43-44. [3]王洪波.机电一体化技术及其应用研究[J].中国集体经济,2007(12):174. 作者:李军 单位:内蒙古伊泰京粤酸刺沟有限公司