时间：2023-09-18 17:34:17
论文摘要：文章在介绍虚拟现实技术等相关概念的基础上，探讨虚拟技术的在产品概念设计中的应用，这项技术的使用让设计思路和设计表达更上一个全新的台阶，在产品的开发过程中，保证产品开发的一次性成功。
目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，虚拟现实技术的应用，使设计思路和设计表达如虎添翼。让人多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，大大减少了投放市场的风险性，也为 企业 决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。
一、虚拟现实与虚拟现实技术
（一）虚拟现实（virtual reality，vr）及虚拟设计（virtual design，vd）
虚拟现实（virtual reality，vr）是利用 计算 机省城一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进 自然 交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形，它可以是某特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能对介入者产生各种感官刺激，如听觉、视觉、嗅觉、触觉，给人身临其境的感觉，人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。
虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段”，借助这样的设计手段，设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和萌发新意。
（二）虚拟现实技术
虚拟现实技术是人的想象力和 电子 学等相结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。
二、概念设计的定义及内涵
pahl和beitz在《engineering design》一书中提出“概念设计”这一名词以来，人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理极其组合等，确定出基本求解途径，得到求解方案，这部分设计工作叫做概念设计。
国内的学者也对概念设计进行了大量的研究，其中邓家?在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的，可组织的，有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”
在几十年的时间里，人们对概念设计的研究日益增加、不断深入，使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见，确定方案是概念设计的最终结果，产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法，寻求综合最优方案，同时使设计更具创造性。
概念设计是对产品或部件的构思，目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段，产品的形状和精确尺寸尚未确定，设计人员有一定变更自由，所以尽可能考察设计方案，以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计，往往多是二维交互工具，缺乏三维或者多维的功能，但是产品却是三维的部件，这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸，而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义，这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合，即产品的设计人员和电脑绘图员，产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员，这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解，而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话，由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若，大大分散了设计者的精力，限制了思路。为了克服这样的限制，充分发挥设计人员的创造性，人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计，将虚拟现实技术和概念设计有效结合，利用丰富直观的交互手段，在虚拟环境中进行概念设计，从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间，这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计，即虚拟概念设计。
三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景
（一）概念设计中应注意的两个问题
1. 虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型，将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求，“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。
2. 虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动，必须解决一系列技术问题，形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可 计算 信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用计算机技术为核心的 现代 高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以 自然 的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响，从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。
（二）虚拟现实技术在概念设计中的前景
在虚拟现实环境下，进行产品的概念设计是虚拟现实技术的基本内容。在电脑虚拟现实提供的良好的可视化条件下，对电脑辅助设计建立的三维模型在几何、功能、加工与装配等方面进行交互性的修改，利用虚拟现实给用户提供诸如视听触觉等各种感知交互手段，最大限度地方便用户的操作，从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。相关人员可以对原型的各方面包括视觉效果、部件间比率进行评价。针对不同用户的爱好要求，在不同的虚拟环境中，亲自体验修改模型；选择产品的可选部件，观察设计和修改过程。
概念设计是设计过程的初步阶段，它的目的是获得做够多的有关产品式样和形状的信息，同时它又是设计过程中的重要阶段，因为产品成本的60%～70%是由这个阶段决定的。面对日益加剧的产品市场竞争的挑战，可以预见，基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计必有长足 发展 ，最终将与现有计算机辅助设计系统实现无缝集成。激烈的全球市场竞争，各国投入大量的资金对虚拟现实技术及其在 工业 设计领域中的应用进行深入研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。
参考 文献
[1]周洪玉，王慧君，周岩．虚拟现实及应用的研究[j]．哈尔滨理工大学学报，2005，(5)．
[2]薄瑞峰，李戈．虚拟现实技术在计算机辅助概念设计中的应用[j]．华北工学院学报，2004，(10)．
[关键词] 会计电算化;会计信息化;会计信息化理论;会计信息系统;会计信息系统原理
会计信息化事业的蓬勃发展，造成了百家争鸣的大好局面。但是在从会计电算化到会计信息化的发展过程中，产生了许多不同的术语，除了会计电算化、会计信息化之外，还有电算化会计、会计计算机化、计算机在会计中的应用、计算机会计、会计信息系统等。这在会计界和信息技术界引起了一定程度上的概念混乱，产生了规范并统一这些概念的需要。
一、若干会计信息化的名词与其概念简介
在会计信息化的发展过程中曾经出现过以下名词概念:
1. “会计电算化”，这个词是1982年8月在长春召开的 “财务、会计、成本应用电子计算机专题讨论会”上提出的，是指以电子计算机为核心的信息技术应用到会计实务中的简称，是用电子计算机代替人工记账、算账、报账，以及替代部分由人脑完成的对会计信息的分析和判断的过程。
2. “电算化会计”是对会计工作中全面应用电子计算机技术的界定，是研究以电子计算机技术为工具处理会计工作的方法和规律的。从会计电算化到电算会计的概念转化，反映了传统会计与现代科学理论和科学技术相结合的程度，代表了对会计电算化理论和实务发展的认识。使用电算会计的概念，还表达了需要建立电算会计理论体系的设想。
3. 计算机技术界开始直接称其为“计算机在会计中的应用”，由此出现了“计算机会计”或“计算机化会计”等名词。
4. 比照“管理信息系统”的概念，产生了“会计信息系统”的名词。
5. 近年来比照管理信息化、经济信息化等，又提出了“会计信息化”名词的概
念。
6. 在上述情况下，许多学者提出了建立相应理论的设想。如，会计电算化理论、电算会计学、计算机会计学、会计信息化理论等。
名词之多，令人眼花缭乱，实在有规范并统一的必要。
二、对会计信息化的若干名词概念的分析
在会计信息化的发展过程中曾经出现过的名词概念，可以作以下分析:
1. “会计电算化”是参照机械化、自动化等概念产生的名词，存在着一些局限性。会计电算的“化”字的涵义反映是一种发展与演化的进程与过程，不具有精确的意义，不能说明“化”到何种程度为尽头，缺少一种具体的衡量标准。其特征是注意模拟手工会计处理过程，满足企业内部的需求，忽视信息技术对会计理论的反作用与影响，不能突破传统会计思想，促进会计学科的发展。
2. “会计信息系统”是用会计理论、会计实务为指导思想，用计算机和通讯技术及其所构架的网络为物质基础，以计算机程序软件和数据库为工具的信息技术，以经济活动联系中产生的经济信息为资源，进行会计加工处理的一种经济信息系统(相似的有统计信息系统)。
3. “会计信息系统理论”，受到管理信息系统理论的影响，一般地认为它是应用会计理论，在计算机和通讯技术及其所构架的网络的物质基础上，使用计算机程序软件和数据库为工具的开发信息系统的技术理论。
4. “会计信息化”是相对于“会计电算化”所产生的概念，是由于企业经营与管理信息化、国家经济管理信息化等造成的理念创新。在信息化浪潮的推动下，企业经营、企业管理、生产管理和经济管理等领域，无不在创新中革新，推动这些领域的传统理念在产生变化。它们不再单纯地模仿传统的方式，而要在信息技术支持下突破传统的理念与方式，并改造传统理念与方式，创造适应信息技术下的方式。这些革新也推动了会计界的观念的改革。于是，会计信息系统的开发理念也从会计电算化发展到了会计信息化。初步看来，相对于会计电算化，会计信息化理念有以下发展与创新:
(1)信息处理的物质支撑条件发生了变化，从单纯的计算机技术发展到了以计算机与通讯技术及其构成的网络，作为信息处理的物质基础。
(2)信息处理的软件技术条件发生了变化。第一，从单机或局域网的操作系统发展到局域网和远程网结合的企业网(Intranet)，创造了全球共享信息的条件;第二，开发工具从程序设计语言发展到浏览器等，丰富了软件的开发手段;第三，数据管理从数据文件管理发展到了数据库管理系统，以至数据仓库管理。这些信息处理技术为会计信息的处理提供了前所未有的优异条件，将支持会计信息系统的新发展。
(3)在这种条件的支持下，特别是经济管理各个领域信息化革新理念的影响下，会计信息系统的开发不再是简单模仿手工会计程序处理会计事务，而是强调对会计理论和实务的再创造，密切结合信息化能力条件给予会计信息处理的支持。
(4)会计信息系统从封闭走向了开放。企业内外可能并可以共享的会计信息。
(5)信息时代的知识经济对会计信息提出了新的需求，以及会计实践与理论面临的种种挑战，促使会计理论的新思考，产生了推动会计信息化理论创新的动力。因此可以说，会计信息化的本质是会计与网络化信息技术交叉、综合和融合的发展过程。但是，会计信息化之概念与会计电算化的“化”字基本涵义相同，反映的是一种发展与演化的进程与过程。
5. 会计信息化理论明显的是在会计信息化概念基础上的一种顺理成章的提法。但是这种概念却有了新鲜的意义。简单地说，会计信息化理论，应该是研究以电子计算机技术和通讯技术及其信息技术为基础的，会计信息系统处理会计事物的功能、方法和规律的科学。理论地和系统地说，会计信息化理论是会计理论与以现代“三论”(信息论、控制论、系统论)和新三论(指突变理论、协同学、耗散结构论)等为基础，与以计算机为核心的网络化信息处理技术相结合的产物，同时受到经济学和管理学、经营学为基础的经济管理学、法律等约束与影响，是一门实践性、交叉性和综合性很强的边缘性科学技术。
而且，在当前的特定阶段，研究会计信息化的发展与演化的进程，也有其特定的需要。
三、规范会计信息化的若干名词概念的设想
综合以上分析，笔者对于规范会计信息化的名词概念，有如下的考虑:
1. 虽然目前“信息化”之词颇为流行，但是其“化”字如前所述的模糊性，所造成的缺乏严谨性，(下转13页)(上接23页)使得“会计信息化”不宜作为规范性术语。
2. “会计信息系统”之词既与手工条件下的会计概念相同，又体现了在现代信息技术环境下的会计，只要适当区别，作为规范性术语是比较妥当的。
3. 如前分析的，“会计信息化理论”之词是可取的。
4. “会计信息系统理论”作为一种开发信息系统的技术理论，有其存在的必要性。
但是，这种思想观念存在一定问题。其不仅影响所开发的信息系统功能与效率，而且不能解决相应开发领域所面临的问题，不能充分发挥信息技术优异功能所能产生的优势，特别是不能利用信息技术这种先进工具推动相应开发领域的革新与创新发展。在当前优异的网络信息技术支持下，会计信息系统不能克服信息失真的难题，不能极大地降低信息不对称的问题，就是明显的例证。由此，笔者提出另一个名词概念。
关键词：CAD技术 先进制造技术 研究热点 发展趋势
0 引言
先进工程设计技术是先进制造技术的重要组成部分。产品生产首先从工程设计开始。工程设计包括需求分析、产品规划、方案设计、详细设计、工艺设计等内容。工程设计的结果直接影响产品的功能、性能、质量、制造成本与交货期。随着计算机技术的发展，工程设计技术的范围不断拓宽，工程设计的手段不断改进，并提出了许多新的设计思想和设计方法。计算机辅助设计（CAD）技术在现代制造技术中所扮演的角色越来越重要，已逐步成为影响制造业发展的重要因素。
1 CAD技术的研究热点
目前，关于CAD技术的研究十分活跃，研究领域极为广泛，以下仅列举其中几个热点方面。
1.1 参数化设计 参数化设计方法是将CAD模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。
实现参数化设计的团建是建立参数化模型。参数化模型表示了零件图形的集合约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑关系约束，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。
在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。
参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都有较大的应用价值。目前，参数化设计中的参数化建模方法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方法，前者主要用于平面模型的建立，而后者更适合于三维实体或曲面模型。
1.2 基于特征设计 如前所述，特征设计是用“特征”来取代纯几何元素构建物体模型。特征是构建零件的最基本的要素，它能以较高的抽象级别和不需要解释的方式来标示物体模型。它既表示了零件的几何信息，又反映了零件与制造有关的信息。例如，对孔的设计，实体造型系统常采用圆柱体与某个实体进行逻辑运算来实现，计算机仅仅知道哪些部分没有材料而已，并不能“认识”哪是一个孔。对于特征造型系统，孔是一个特征，具有直径、长度、公差、表面粗糙度、位置等属性，并包含了基准、装配等信息。
每一个特征基本上对应一组加工制造方法。特征的“语义”使设计人员对同一特征有相同的理解。因此，基于特征的设计更适合于CAD/CAM的集成和CIMS中的建模需要。
1.3 计算机辅助概念设计 概念设计是设计过程中最重要的阶段，概念设计的好坏对产品设计质量起着决定性的作用。但由于概念设计的复杂性，及其所涉及的种种设计知识的不确定性，给计算机辅助概念设计带来很大的难度，制约了其发展。概念设计的过程主要是评价和决策的过程，他涉及产品功能、动作和结构等因素，对产品的价格、性能、可靠性、安全性等均有着重要的影响。目前，计算机辅助概念设计的方法可分为两大类，即自动生成设计方案和交互生成设计方案。
1.3.1 自动生成设计方案 目前主要采用人工智能技术。为了使计算机有效地支持概念设计活动，需要解决两大难题，即建模问题和推理问题。前者是对产品的功能、动作和机构及其之间的关系进行描述；后者实质上就是生成和选择合适的方案。
建模的核心问题是模型的表示法。目前已提出各种表示法，如语言、图形、对象、知识模型和图像法等。语言表示法属于一种形式描述方法，他能保证计算机有效地进行推理，称为面向机器的表示法。而图像表示法是一种高度可视化的表示法，它可以提供一种辅助设计人员进行创新的建模环境，称它为面向人的表示法。其它表示法则界于这两者之间。各种表示法往往只支持描述概念设计的某一方面，目前还缺少一种能描述概念设计各种因素的统一模型，这正是下一步的研究目标。
推理问题的重点是在转换过程，即把用户需求映射到实现所给需求集合的一些实际的结构上。难点在于产生和选择合适的映射方法。同样也有很多推理方法支持概念设计活动，如神经网络、基于实例的推理法、基于知识的推理技术、优化、价值工程和定性推理等。但目前也只能设计一些特定领域的例子，离全面应用还有很大差距。
1.3.2 交互生成设计方案 由于概念设计的复杂性，自动地生成设计方案是很困难的，采用交互技术是目前可行和有效的方法。在概念设计阶段可充分利用网络与多媒体技术，如在网上迅速查找与概念设计相关的设计实例，利用协同设计技术，使群体成员易于参与概念设计，并做出积极贡献等。
关键词：机电系统 概念设计 应用特点
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0041-01
机械电子学自从20世纪70年代诞生至今，历经了差不多40个年头，在科学水平的不断发展的同时，人们对于机电产品的需求也随之逐渐增加。在需要企业具有快速创新研发新产品能力的时代大环境下，概念设计技术的应用越来越普遍，不但在汽车等高档奢侈品上得以应用，在机电系统上的概念设计也越来越受到大家的青睐。因此，不仅要清醒地认识到机电系统概念设计技术研究的背景，还要深刻理解机电系统和概念设计技术的具体内容，同时，对机电系统概念设计技术的应用特点进行一定的探析。
1 机电系统概念设计技术与应用的研究背景
就机电系统概念设计技术与应用的研究背景而言，包括技术支持和机电产品需求两个方面。具体来说，一方面，鉴于机械电子技术、传感技术，以及计算机信息技术的持续发展，为机电系统的探索和应用提供了技术方面的大力支持。另外，人们对机电产品的需求和种类日益增多，然而，整个社会对机电产品的实际需求的变化速度无法与其产品的设计速度相适应。因此，机电系统的设计是机电产品的研发进程中的重要环节之一，而机电系统的概念设计更加是极具创造性的重要阶段之一。另一方面，由于当今世界，科学技术日新月异，新产品更新换代的速度明显加快，现代市场的产品竞争日趋激烈，对于机电系统的设计的要求将更加严格，对于机电系统的设计师而言，除了以往常用的适应性设计及变形设计，机电系统的创新性设计的任务已经迫在眉睫。面对严峻的挑战，应当明白机电系统产品创新的关键所在，清晰地认识到机电系统概念设计技术的重要性。
2 机电系统以及概念设计的内涵
2.1 机电系统的内涵
机电系统，也是机电一体化系统，它一般是指几厘米以下，甚至更加小尺寸的小型装置，主要由传感顺、执行器，以及微能源等组成，实际上是一个相对独立的智能系统，在电子和机械等各个领域有着非常广泛的应用。对于机电系统的具体内涵，其实有很多不同版本的理解，有的认为，机电系统是一种将机械设备、电子装置和各种软件等有机结合而组成的应用系统；有的认为，机电系统是一种主要由计算机信息网络协调并控制的，以此来实现机械力、运动和能量流等多动力学任务，同时，将机械和机电的各个部件相联系的系统；有的认为，机电系统是一种将多种不同技术，比如，机械电工、电子光学等组合而成的系统。而在我国普遍将机电系统定义为是机电一体化技术（包括精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术，以及系统总体技术）与机电一体化产品的合称。
2.2 概念设计的内涵
众所周知，产品设计是一项非常复杂的工作，就其具体的过程而言，虽然国际上有诸多论述，众说纷纭，但是无论是哪一种说法，得出的总结就是产品设计涉及到两个重要的设计阶段，也就是概念设计与详细设计。而概念设计的内涵主要包括这样几个方面：首先，功能创新；其次，功能分析和功能结构图设计；再者，工作原理解的搜索和确定；最后，功能载体方案构思和决策。因此，概念设计在产品设计的整个过程中占据着重要地位，发挥着不可替代的作用，如果概念设计做好了，产品设计的整体水平才能达到一定的高度。此外，机电系统的概念设计运用到多个学科范畴的知识，其体现了设计的高度艺术性、创新性，以及综合性。
3 机电系统概念设计技术的应用特点
3.1 创新性
我国一直致力于建设创新型国家，培养创新型高新技术人才，对于“创新”一词的高度重视是当今社会的必然要求，而对于机电系统概念设计技术而言，创新性更是机电系统概念设计技术的精髓和灵魂，如果要适应时展的要求，满足用户对机电产品的日益增长的要求，就要很好地体现机电系统概念设计技术的创新性特点，只有不断地对机电系统进行创新的概念设计，才能够打造出能够让机电产品的用户感到满意并且适用的新产品。因为机电系统本身就是一个相对比较繁杂的综合性系统，所以，机电系统概念设计技术上所体现出来的创新可以是不同层面的，比如，机电系统的结构的完善和更换等等。无论是哪个方面的创新，都直接对机电系统的整体的创新有很大的影响。因此，机电系统概念设计技术的创新性特点是不可忽视的。
3.2 多样性
除了创新性的特点以外，机电系统概念设计的另一个比较重要的特点就是它所体现出来的多样性。无论是机电系统概念设计的手段的多种多样，还是机电系统概念设计的设计方案的丰富多样，都在一定程度上反映了机电系统概念设计在市场需求、工作原理，以及产品形态等多个方面的多样化。不但布局不同会体现多样化，而且设计思路不同也会加强多样化的显现。
4 结语
总而言之，从长远的角度来看，机电系统的快速发展和更新换代都离不开概念设计技术的应用。就目前的情形而言，机电系统概念设计技术的使用早就已经在世界范畴内得到了大家的普遍认可和推崇，作为产品设计的重要环节，概念设计是整个产品设计的过程中最不可或缺的一个阶段。在某种程度来说，概念设计阶段在产品的生命周期里发挥着决定性的作用，产品特征多半通过概念设计阶段的内容来决定，同时，概念设计也是市场及企业间的角逐竞争的关键因素。上述内容通过对机电系统概念设计技术与应用的研究背景的分析，在深入理解相关概念的基础上，对其应用特点等进行探析对该领域的发展具有一定的参考价值。
参考文献
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（烟台大学法学院，山东 烟台 264005）
[摘 要] 基于证据在程序中的重要地位以及证据与社会发展息息相关的紧密关联，要促进程序法在数字时代的发展，首先要研究的便是数字技术对包括民事、行政、刑事证据在内的程序证据制度的影响。使用“计算机证据”、“电子证据”概念并不能科学的归纳出这种证据的内涵，而“数字证据”概念则更符合其之本质特征。在证据类型上，数字证据与书证、视听资料等已有证据类型颇不相同，是一种新的独立的证据类型，并且，在证据规则上，数字证据具有与其数字技术特性相应的新规则。
[关键词] 数字化；数字证据；视听资料；书证 ；数字证据规则
STUDY ON THE DIGITAL EVIDENCE
YU Hai-fang ，JIANG Feng-ge
(Law school of Yantai university, Yantai Shandon, 264005)
Abstract： In order to accelerate the development of the procedural law, we should study the effects of digital technology on the system of evidence. As for the concept, digital evidence should be adopted , instead of computer evidence or electronic evidence; as for the sort of evidence, digital evidence should be a new sort of evidence through the comparison with documentary evidence and audio-visual reference material. As for the rules, there must be some special rules for digital evidence. When do some research on the new problems as a result of hi-technology, we should connect the technological characters of it and the feature of it.
Key words： digitalization; digital evidence; documentary evidence; audio-visual reference material ;rules of evidence
[中图分类号] D 925.1 [文献标识码] A
具有相辅相承关系的自然科学与人文社会科学是人类文明不可分割的整体，自然科学成就以及其所积累起来的大量实证科学知识，为社会科学提供新的思维方式与研究方法，而社会科学不仅要思考具体社会关系中人与人的关系问题，还要回答自然科学发展中出现的一系列制度层面和道德层面的问题。包括法律在内的社会科学往往随着自然科学的发展，在对自然科学所引导的社会关系进行调整的同时获得了自身的进一步发展与完善。从法律纵向发展历史来看，每次重大技术进步都会在刺激生产力飞跃提升的同时促进法律进步，工业革命时代如此，当前以数字技术为主导技术的信息革命时代也是如此。数字技术推促环境迅速发展、改变，使法律不得不正面回答其所提出的问题。在这个过程中，首先进行的一般是实体法的扩展与新创，随之而来的则是程序法的映射修正。但是由于目前研究正处于伊使状态，许多问题并没有得到有效解决。
面对数字技术对法律提出的不同以往的挑战，体现于合同法、知识产权法、行政法的一些程序流程中，我国在一些实体法中已开始逐渐进行解决，但在程序法上却仍未开始这方面的尝试。在当前已经出现的大量技术含量极高的案例中，作为程序的核心——证据制度，①不论是民事，还是刑事、行政证据制度在面对新问题时都处于一种尚付阙如的尴尬境地，这种尴尬在目前沸沸扬扬的新浪与搜狐的诉讼之争中又一次被重演。不仅当前制定证据法的学者们所提出数稿中有的根本就没有此方面的规定，即使作为对以往司法实践的总结与最新的证据规则的《最高人民法院关于民事诉讼证据的若干规定》，对数字技术引发出现的愈来愈多的问题也依然未给予应有的注意。数字技术引发的种种问题现下可谓已渐有燎原之势，却仍不进行解决，可谓欠缺，因此为避免这种脱节，理应在数字技术环境下对括民事、刑事、行政证据制度进行新的研究。
一、数字证据的可采性与可行性分析
数字技术推动出现的社会经济关系提出新的要求，体现于法律之上，在实体法上表现为，要求重新确认这种新技术指示的新类型社会关系当事人间的权利义务关系；在程序法上表现为，当这种社会关系的当事人因权利义务关系发生纠纷时，应当存在与之相适应的相关程序，或者对已有程序进行完善，能够满足这种纠纷不同以往而与其技术特征相适应的要求。而在程序法证据制度上的一个基本表现就是，要求数字化过程中所产生的一些数据资料等能够纳入到证据体系中，得到证据规则的认可，能够被法庭接受成为证明案件事实的证据。
自20世纪90年代起，EDI数据交换方式以其便捷、高效、准确而备受青睐。一些重要的国际组织针对电子商务等进行大量的立法工作，欧美各国在实体上早已承认以数据电文方式订立合同、申报纳税与以信件、电报、传真等传统方式具有相同效力，在程序法上也作了相应的规定。美国《联邦证据规则》通过重申现行判例和成文法的形式肯定了数据电文无论是人工做成的还是计算机自动录入的，都可作为诉讼证据。英国1968年《民事证据法》规定，在任何民事诉讼程序中，文书内容只要符合法庭规则就可被接受成为证明任何事实的证据，而不论文书的形式如何。[8]在1988年修正《治安与刑事证据法》（The Police and Criminal Evidence Act）也作出了类似的规定。加拿大通过R. v. McMullen (Ont. C.A., 1979)一案确立了新证据在普通法上的相关规则。联合国贸法会在《电子商务示范法》中规定，“不得仅仅以某项信息采用数据电文形式为理由而否定其法律效力、有效性和可执行性。”又承认了以数据电文方式订立的合同的有效性，并且认为，在一定情况下数据电文满足了对原件的要求，在诉讼中不得否认其为原件而拒绝接受为证据。这些规定运用功能等同法（functional-equivalent），认为只要与传统方式具有相同的功能，即可认定为具有同等效力。我国也与这一国际立法趋势相靠拢，例如我国新修订的海关法中规定了电子数据报关方式。更为重要的是，我国在合同法中已承认以电子数据交换方式订立的合同的有效性，承认其符合法律对合同书面形式的要求。要使实体法的修改有实际意义，就必须设定相应的程序规则，使在以实体规定为依据在诉讼中寻求救济时具有程序法基础，否则实体法上的修改不啻一纸空文。
虽然数字证据并不单纯只是在电子商务关系中产生，其还可在其他社会关系中产生，①但数字证据问题主要是由于电子商务的飞速发展而提出。由于电子商务交易追求交易的快速便捷、无纸化（paperless trading）流程，在很多交易过程中很少有甚至根本就没有任何纸质文件出现，电子商务交易中所存在的与交易相关的资料可能完全是以数字化形式存在于计算机等存储设备中。一旦产生纠纷，如果在程序法上不承认数字证据的证据力，当事人将没有任何证据来支持自己的权利主张，无法得到法律救济，商人对电子交易就难以产生依赖感，不利于电子商务的发展。
纵观证据法的发展历程，各种证据类型是在随着经济社会的发展中逐渐得到法律承认的，目前作为主要证据形态的纸质文件经历了很长的时间方得到法律认可，视听资料也经历了类似的过程。电子技术在20世纪大行其道，导致证据法上接受了电子资料的证据效力，而数字技术在20世纪末便开始获得了极大进步，对经济与社会有着深远影响，在新世纪之初所取得的发展与对社会发展的促进作用有目共睹。虽然法院尚未正式使用数字技术形成的数字证据，但法院却早已开始使用数字技术方便案件的处理，虽然不能肯定数字技术会否在某一天取代电子技术，但却能肯定数字技术必将抢占电子技术所占据的社会份额，其对社会的影响必将超越电子技术。任何一种技术新出现时都会有其欠缺之处，但正如电子资料最终成为证据法上的证据类型一样，不能因为数字证据在目前所具有的脆弱性等消极因素而拒绝直面技术的发展、社会的进步，对于其之消极方面可以通过立法技术来加以调整，保障其在诉讼中的可采性，从而扬长避短，在程序法上充分发挥数字技术的作用。
并且，承认数字证据在我国法律上也是可行的。在法律上承认数字证据的可行性就在于法律能否将数字证据容纳进去，而与法律的价值理念不相冲突，并可与原有的法律规定相协调，重新建立的规则与原有的体系也并不矛盾。各国在证据立法上有三种模式：一是自由式，原则上不限制所有出示的有关证据；二是开列清单式，明确列举可作为证据的种类，此为我国所采；三是英美判例法证据模式。承认数字证据，在我国诉讼法中并不存在不可逾越的障碍，我国并不存在英美判例法国家由判例中长期以来形成的例如“最佳证据规则”与“传闻规则”的束缚，以至于由于与根本性原则不相符合而使程序法容纳数字证据大费周折。①我国诉讼法对证据采取列举式的规定，只要立法将新的证据类型予以确认，即可使之成为合法的证据，可以在诉讼中有效使用。将原有的一些规则进行重新阐释或者进行规则的另行制定，即可建立起数字证据制度。法律是个不断进化、发展的而不是僵化的封闭体系，在有完善的必要时，或者修改立法，或者在未修改前对这种新证据以司法解释的形式进行扩大解释，予以诉讼上的许可也是合理的，既符合立法者意图，也不违反我国程序法的相关规定，所以在我国法律上是可行的。
二、数字证据概念的比较研究
使用精确的概念，进行内涵的准确界定与外延的清晰延展，对于一个科学体系的建立极具方法论意义，并且也符合社会学方法的规则，因此，建立一个体系首先进行的便应是概念的归纳。同时，一个精确的概念必须能够抽象归纳出所有客体的本质共性所在，必须能够把表现相同性质的所有现象全部容纳进去。对数字证据进行概念归纳，基于其之鲜明的技术特征，在归纳时要回归到数字技术层面，在其所使用的数字技术与存在的社会经济基础的结合中寻找恰当的突破点。
对于所采用的概念，在国际上至今未有定论，如computer evidence（计算机证据）、electronic evidence（电子证据）、digital evidence（数字证据）都有其之使用者。我国采取数字证据概念大多数是IT 业界，法律学者采用的概念主要是：计算机证据与电子证据，进而在这些概念基础上分析证据的性质、效力、类型等。②这些概念以及在此基础上的分析存在一些问题，之所以如此，或者是因为单纯注重对社会经济层面的考查却忽略对技术层面的透彻分析，或者是因为虽进行了技术的分析，但却未深入到进行法律归纳所需要的足够程度。因而有必要从与这些概念、定义的多维比较中分析数字证据概念的内涵与外延。
（一）与计算机证据、电子证据概念相比较
首先必须明确的是，虽各概念所使用的语词虽不同，但在内涵上，计算机证据、电子证据都是针对不同于传统的数字化运算过程中产生的证据，在外延上一般都试图囊括数字化运算中产生的全部信息资料。不过，计算机证据与电子证据这两种概念并不妥贴，不能充分表现该种证据的本质内涵，由此而容易导致概念在外延上不能涵盖该种证据的全部表现。
1、 “计算机证据”概念 有人认为，“计算机证据，是指在计算机或计算机系统运行过程中产生的以其记录的内容来证明案件事实的电磁记录物。”[1]采取“计算机证据”概念来表述数字化过程中形成的证据具有一定合理性，因为计算机及以计算机为主导的网络是数字化运算的主要设备，并且目前数字化信息也大多存储于电磁性介质之中。从数字化所倚靠的设备的角度来归纳此类证据的共性，在外延上能够涵盖绝大多数此类证据。然而，虽然计算机设备是当前数字化处理的主要设备，计算机中存储的资料也是当前此类证据中的主要部分，但是进行数字化运算处理的计算机这一技术设备并不是数字化的唯一设备，例如扫描仪、数码摄像机这些设备均是数字化运算不可或缺的设备，但并不能认为这些也属.于计算机之列。从国外立法来看，没有国家采取computer evidence，采用这种概念的学者在论述中也往往又兼用了其他的概念。
迪尔凯姆认为，研究事物之初，要从事物的外形去观察事物，这样更容易接触事物的本质，但却不可以在研究结束后，仍然用外形观察的结果来解释事物的实质。所以，“计算机证据”概念从事物外形上进行定义具有一定合理性，但是“计算机证据”概念未能归纳出数字化过程中形成的可以作为证明案件事实情况的证据共性，其不仅仅只是能够涵盖当前数字化过程中产生的大多数却不是全部的信息资料，而且在法律上也不能对将来出现的证据类型预留出弹性空间。
2、 “电子证据”概念 目前，采用“电子证据”者甚众，其存在各种各样的定义。有人认为：“电子证据，又称为计算机证据，是指在计算机或计算机系统运行过程中产生的以其记录的内容来证明案件事实的电磁记录物。” [2]有人认为：“电子证据，是指以数字的形式保存在计算机存储器或外部存储介质中，能够证明案件真实情况的数据或信息。” [3] “电子证据是指以储存的电子化信息资料来证明案件真实情况的电子物品或电子记录，它包括视听资料和电子证据。” [4] 加拿大明确采取了电子证据概念，在《统一电子证据法》（Uniform Electronic Evidence Act）的定义条款中规定，“电子证据，指任何记录于或产生于计算机或类似设备中的媒介中的资料，其可以为人或计算机或相关设备所读取或接收。”[5]
综合起来，各种电子证据的定义主要有这样两种：第一，狭义上的电子证据，等同于计算机证据概念，即自计算机或计算机外部系统中所得到的电磁记录物，此种内涵过于狭小，不能涵盖数字化过程中生成的全部证据，不如第二种定义合理。第二，广义上的电子证据，包括视听资料与计算机证据两种证据，在内容上包含了第一种定义，并且还包括我国诉讼法中原有的视听资料。但我们认为，这些定义中不仅所使用的“电子”一词不妥，而且所下定义亦为不妥，理由如下：
第一，将电子证据或者计算机证据定性为电磁记录物未免过于狭隘。虽然数字设备的整个运作过程一般由电子技术操控，各个构件以及构件相互之间以电子运动来进行信息传输，但是仍然不可以认为该种证据即为自电子运动过程中得到的资料。美国《统一电子交易法》2（5）中规定：“电子(electronic)，是指含有电子的、数据的、磁性的、光学的、电磁的或类似性能的相关技术。”扩大解释了电子的语词内涵，使用各种不同的技术载体来表达扩大的电子语义，已经失去了“电子”一词的原义，原本意义上的电子只是其使用的“电子”概念中的一种技术而已，从而能够涵盖大多数此类证据。不过，既然如此，还不如直接使用能够涵盖这些技术特性的“数字”概念，在工具价值方面更有可取之处。加拿大《统一电子证据法》解释中解释之所以采取“电子”，“因为信息为计算机或类似设备所记录或存储”，但这个理由并不充分。并且接下来又承认有些数字信息（digital form）未涵盖于本法，因为有其他的法律进行调整。 第二，电子证据概念不能揭示此类证据的本质特征。电子运动只是数字化运算的手段，而非本质，并且也并不是所有数字设备的运算全都采取电子运动手段。进行数字化运算的计算机设备及其他数字设备的共同之处在于这些设备的运算均采取数字化方式，而非在于均采取电子运动手段。 第三，不论是将视听资料这种已存的证据类型纳于电子证据中，还是将电子证据纳入视听资料中，会致使“电子证据”与我国诉讼法中的“视听资料”相混淆，而此类证据与视听资料证据的本质共性并不相同。视听资料中主要为录音、录像资料，其信息的存储以及传输等也都采取电子运动手段。录音、录像采取模拟信号方式，其波形连续；而在计算机等数字设备中，以不同的二进制数字组合代表不同的脉冲，表达不同信号，信息的存储、传输采取数字信号，其波形离散、不连续。二者的实现、表现、存储、转化都不相同。传统的电话、电视、录音、录像等都采取模拟信号进行通讯，这是视听资料的共性，而计算机与网络信息技术则采取数字化方式通信，这是数字化运算中生成的证据的共性，两者不同，不应混淆。
可见，狭义上的电子证据在外延上只能容纳数字化过程中产生的部分证据，失之过狭；广义上的电子证据确实能够在外延上容纳数字化过程中产生的全部证据，但却失之过宽，如将视听资料与计算机证据这两种差别极大的证据容于同一种证据类型中，将不得不针对两种证据进行规则的制定，从而导致同种证据类型的证据规则不相统一，很难建立起一个和谐有致的体系。
（二）数字证据①概念的内涵与外延
我们认为，数字证据就是信息数字化过程中形成的以数字形式读写的能够证明案件事实情况的资料。
这里使用的“数字”(digital, digits pl.)与日常用语中的“数字”语义并不相同，虽并不如“电子”更为人们熟悉和容易理解，但重要的是根据科学的需要和借助于专门术语的表达，使用科学的概念来清晰的定义相关事物，况且“数字”概念在现今信息时代也并不是一个新概念，早已为人们广泛接受和使用。现代计算机与数字化理论认为，数是对世界真实和完全的反映，是一种客观实在。人类基因组的破译说明，甚至代表人类文明最高成就的人自身也可以数字化。[6]来势汹涌的全球信息化潮流实际上就是对事物的数字化（digitalization）处理过程，区别于纸质信件、电话、传真等传统信息交流方式，这种采用新的信息处理、存储、传输的数字方式在现代社会包括日常交往与商业贸易中逐步建立了其不可替代的地位。毋庸置疑的是，数字技术还会不断的发展，因此在进行法律调整之时就更不能限定所使用的技术与存储的介质，从而在法律上为技术的发展留存一个宽松的空间。
1、数字证据有其数字技术性。信息数字化处理过程中，数字技术设备以“0”与“1”二进制代码进行数值运算与逻辑运算，所有的输入都转换为机器可直接读写而人并不能直接读写的“0”、“1”代码在数字技术设备中进行运算，然后再将运算结果转换为人可读的输出。数字证据以数字化为基础，以数字化作为区别于其他证据类型的根本特征。数字证据具有依赖性，其生成、存储、输出等都需借助于数字化硬件与软件设备；具有精确性，数字证据能准确的再现事实；具有易篡改性，数字化技术特性决定了数字资料可以方便的进行修正、补充，但这优点在数字资料作为证据使用时成为缺点，使其极易被篡改或被销毁，从而降低了数字证据的可靠性，这个特点也决定了在对数字证据进行规则的制定时应当切实保障其之真实性。SWGDE (Scientific Working Group on Digital Evidence)与 IOCE(International Organization on Digital Evidence)在1999年在伦敦举办的旨在为各国提供数字证据交换规则的会议IHCFC (International Hi-Tech Crime and Forensics Conference ) 上提交了一份名为《数字证据：标准与原则》的报告也对数字证据从技术方面进行了定义，“数字证据是指以数字形式存储或传输的信息或资料。”[7]在接下来的规则中则重点阐述了如何对数字证据的真实性进行保障。
Key words： computer；mathematics；relation
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0220-02
0 引言
随着计算机现代智能的高速发展，计算机已经完全融入我们的生活，甚至占据了重要领域，从国家核心科技到每个人生活的小细节，都离不开计算机的覆盖和使用。我们简单的在键盘上操作几个键，打出一系列符号命令，就能使计算机按照人类的要求，高速运行和进展，从而达到人力所不能达到的速度和正确率。
我们从小学习数学，数学是什么呢？数学是利用符号语言研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。数学，作为人类思维的表达形式，反映了人们积极进取的意志、缜密周详的逻辑推理及对完美境界的追求。数学更多的是一种抽象的概念，是一门重要的工具学科。人类利用抽象的概念及一些固定的定律形成理论，而脱离实际应用的概念并不是人类发展学习的初衷，而是利用它们来指导实际，化抽象为实体。而计算机就由此演化。1946年2月15日界上的第一台计算机诞生在宾西法尼亚大学，主要运用于高倍数的数学运算。时至今日，计算机直接能识别的语言仍然是1、0二进制代码。
1 计算机中所需要的数学理论
计算机学科最初是来源于数学学科和电子学学科，计算机硬件制造的基础是电子科学和技术，计算机系统设计、算法设计的基础是数学，所以数学和电子学知识是计算机学科重要的基础知识。计算机学科在基本的定义、公理、定理和证明技巧等很多方面都要依赖数学知识和数学方法。计算机数学基础是计算机应用技术专业必修并且首先要学习的一门课程。它大概可分类为：
1.1 高等数学 高等数学主要包含函数与极限、导数与微分、微分中值定理与导数的应用、不定积分、定积分及应用、空间解析几何与向量代数、多元函数微分法及其应用、重积分、曲线积分与曲面积分、无穷级数、微分方程等。各种微积分的运算正是计算机运算的基础。
1.2 线性代数 线性代数主要包含行列式、矩阵、线性方程组、向量空间与线性变换、特征值与特征向量、二次型等。在计算机广泛应用的今天，计算机图形学、计算机辅助设计、密码学、虚拟现实等技术无不以线性代数为其理论和算法基础的一部分。
1.3 概率论与数理统计 概率统计与数理统计包含随机事件与概率、随机变量的分布和数学特征、随机向量、抽样分布、统计估计、假设检验、回归分析等。概率论与数理统计是研究随机现象客观规律并付诸应用的数学学科，通过学习概率论与数理统计，使我们掌握概率论与数理统计的基本概念和基本理论，初步学会处理随机现象的基本思想和方法，培养解决实际问题的能力。这些都是计算机编程过程中不可或缺的基础理论知识和技能。
2 计算机编程中数学理论的应用
计算机的主要专业知识包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、高级语言程序设计、数据结构、编译原理、数据库原理、软件工程等。计算机程序设计主要包括如：C语言、C++、JAVA、编译语言、汇编语言等编程语言的基本概念、顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构设计、函数、指针、数组、结构、联合以及枚举类型、编译预处理、位运算、文件等内容，掌握利用各种编程语言进行程序设计的基本方法，以及编程技巧。算法是编程的核心，算法的运用离不开数学，数学运算正是编程的基础。
计算机科学是对计算机体系，软件和应用进行探索性、理论性研究的技术科学。由于计算机与数学有其特殊的关系，故计算机科学一直在不断地从数学的概念、方法和理论中吸取营养；反过来，计算机科学的发展也为数学研究提供新的问题、领域、方法和工具。近年来不少人讨论过数学与计算机科学的关系问题，都强调其间的密切联系。同时，人们也都承认，计算机科学仍有其自己的特性，它并非数学的一个分支，而有自身的独立性。正确说法应该是：由于计算机及程序的特殊性，计算机科学是与数学有特殊关系的一门新兴的技术科学。这种特殊关系使得计算机科学与数学之间有一公共的交界领域，它范围相当广，内容相当丰富，很富有生命力。这一领域既是理论计算机科学的一部分，也是应用数学的一部分。
2.1 计算理论是关于计算和计算机械的数学理论。主要内容包括：
①算法：解题过程的精确描述。②算法学：系统的研究算法的设计，分析与验证的学科。③计算复杂性理论：用数学方法研究各类问题的计算复杂性学科。④可计算性理论：研究计算的一般性质的数学理论。⑤自动机理论：以研究离散数字系统的功能和结构以及两者之关系为主要内容的数学理论。⑥形式语言理论：用数学方法研究自然语言和人工语言的语法理论。
2.2 计算几何学是研究几何外形信息的计算机表示，分析和综合的新兴边缘学科，它是计算机辅助几何设计的数学基础。主要内容如：贝塞尔曲线和曲面、B样条曲线和曲面、孔斯曲面。
2.3 并行计算问题是 “同时执行”多个计算问题。他的延伸学科有：并行编译程序、并行程序设计语言、并行处理系统、并行数据库、并行算法。
2.4 形式化方法是建立在严格数学基础上的软件开发方法。软件开发的全过程中，从需求分析，规约，设计，编程，系统集成，测试，文档生成，直至维护各个阶段，凡是采用严格的数学语言，具有精确的数学语义的方法，都称为形式化方法。
2.5 程序设计语言理论是研究书写计算机程序语言的学科。主要内容如：研究语法、语义、语用以及程序设计语言的优劣。
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