因矿井作业环境恶劣,矿井内存在大量的易燃易爆气体,这就对矿井的安全生产提出了更高要求。而漏电保护作为矿井的三大保护系统之一,借助其可更好地保护矿井职工生命安全。在矿井日常生产作业中,低压设备故障以及线路漏电故障是引发矿井供电事故的重要原因,同时漏电故障也易给职工安全操作埋下重大安全隐患。受挤压、碰撞等因素的影响,运行中的电气设备以及电缆等也易出现漏电现象,一旦发生漏电现象,便易形成火花,若这些火花突遇甲烷等有害气体后便易爆炸,会严重威胁矿井作业人员人身安全,对此,必须充分了解矿井供电系统漏电原因,并做好漏电保护工作。 1矿井供电系统漏电原因 1.1电气设备及线缆原因 在煤矿生产作业中,因受地理因素以及工作环境等因素的影响,矿井内布设的各种线路易发生严重受潮现象与腐蚀现象,供电线路易出现破损与过早老化现象,供电系统易出现漏电故障。与此同时,供电设备长期运行也易出现严重发热现象,若不能及时处理这种发热,设备长期过热运行,便易出现漏电现象。此外,在复杂工作环境下,电缆及相关电气设备也较难管理,时常会出现因不能及时到位的维修设备及电缆而引发漏电事故的现象。 1.2管理维修原因 借助完善的工程管理可更好地防止供电系统发生漏电故障,在供电系统即将正式投入使用前,工作人员应严格审查系统,并应依据相关使用计划来布线,同时为更好的防治自然环境影响线路或设备运行,应避免酸性井水对设备造成侵蚀。同时受矿井作业环境的影响,如矿井阴暗潮湿、采光不良等因素的影响,也易出现因人为操作不当而出现电缆破损发生漏电的现象。此外,相关检修维护人员维修作业的不及时、不到位,也易引发矿井安全事故。电网在出现故障形成火花的情况下,遇到甲烷等易燃气体便易产生火灾。漏电电流借助路径也会形成电位差,且随电流数值的增大,产生的电位差也会越大,当电管两端与存在电位差的两点发生接触时,便易产生爆炸事故。对此,当电网出现漏电现象后,应及时进行停电处理,谨防发生各种安全事故。 2供电系统漏电保护措施 当前,国内很多煤矿企业低压供电系统所用的漏电保护装置大多为双向保护,在纵向和横向都可实现保护,无论系统中哪个部分出现漏电现象,都易致使低压总开关停止运行,这样一方面会影响矿井正常生产,另一方面也会对矿井安全生产造成影响。当矿井供电系统绝缘电阻值较低时,便易出现漏电故障,这时漏电保护装置应及时发出动作,第一时间把电源馈电开关切断,谨防事故扩大化,同时可让人体触电危险尽量小,并降低接地电流造成的危害。 2.1装设自动复电漏电保护装置 对于选择性漏电保护系统而言,旁直零式保护系统性能最为完善,其不仅可实现纵向选择,而且可进行横向选择,且把漏电保护插件布设于总开关处后,会具有更高的安全性。自动复电漏电保护系统具有可靠性高、可选性好以及动作迅速等优点,自动复电装置不同于自动断电装置,其主要由一次性机构来组成,矿井供电系统装设此系统后,可安全及时的恢复送电。 2.2零序电流方向保护措施 对于矿井供电系统而言,当部分支路出现漏电现象或发生单相漏电情况后,流经故障支路的电流会明显不同于非故障支路,基于此,可借助零序电流方向保护措施来更好地保护矿井供电系统的安全运行。 3预防供电系统漏电的措施 3.1定期检查设备 当矿井供电系统出现漏电现象后,应及时组织相关技术人员深入分析漏电原因,并采取相关措施进行应对。同时在日常生产作业中,矿井作业人员应定期检查相关机电设备,一旦发现问题,应及时安排维修,必要时还应进行相应的改造升级,另外应做好供电线路的维护保养工作,对于一些老化现象较严重,存在漏电现象的线路,应及时进行更换,且应做好供电线路及设备的日常维护保养工作,以确保供电线路的绝缘性能良好,进而更好地保障矿井安全生产。 3.2装设漏电保护装置 受矿井生产环境较恶劣的影响,一方面矿井内很多电气设备的绝缘性能都会大打折扣,另一方面巷道中敷设的低压电缆,还易受到掉落的岩石或煤块的冲击,致使其外层破损,易出现漏电现象,一旦发生漏电现象,若不能及时处理这些故障,这些漏电现象产生的火花突遇甲烷等气体后,便易出现爆炸现象,会严重威胁矿井作业人员的人身财产安全,对此矿井作业人员应在矿井中装设必要的漏电保护装置,且装设的漏电保护装置应具有较好的可靠性,并能很好地检测供电系统的漏电情况。人们常用的检漏装置有选择性检漏继电器与非选择性检漏继电器,这两种继电器均可实现系统漏电停止运行,在实际生产作业中,当电气绝缘情况高于继电器限制额度后,所装设的继电器便可及时把电源切断,让设备停止运行。所装设的捡漏继电器不仅动作灵敏,而且动作迅速,其一方面可及时切断漏电线路,另一方面还可确保其他线路的正常稳定运行,这样可更好地保障矿井安全生产。 4低压馈电开关漏电动作原理及保护方式 4.1漏电动作原理 以基尔霍夫电流定律(流入电路中任何某个节点的电流代数和都为0)为基础,研制出了KBZ系列馈电开关漏电保护装置。当前,低压馈电总开关大多应用了附加直流电源检测式漏电保护装置,让一直流电压U从智能综合保护端输出,让正极与大地相连,负极途经零序电抗器EK与三相电抗器SK最终流入三相电网,而直流电流可借助电网对地绝缘电阻R可形成一通路。 4.2低压馈电开关的漏电保护方式 对于低压馈电分开关的漏电保护方式而言,其属于零序电流式漏电保护,其主要是借助电网的三相电压对称,三相负载相同,它们的电流矢量总和为零,且电流互感器二次侧无电流及电压的特性的特点,通过对电流互感器二次侧实际电流情况进行科学、合理的检测,来判断漏电与否的。当矿井供电系统出现漏电现象后,其三相电压会出现不对称现象,零序电流便不再是零,这时智能综合保护输入端便可测得一电流,同时智能综合保护还可对输入信号进行放大与比较,当输入值比设定值大时,保护装置便可发生动作把故障线路及时切断,并把故障显示出来,实现系统的漏电保护功能。 5低压馈电开关漏电故障的查找方法 因矿井地质条件复杂,施工环境恶劣,加之作业人员施工作业不规范,如电缆接头不达标,线路吊挂混乱等现象都易损坏供电线路,引发漏电故障,会对矿井安全供电造成严重威胁。当矿井供电系统,突发漏电现象时,应第一时间观察线路绝缘情况,当比22kΩ小时,属于绝缘闭锁状态,应把故障线路拆除后,再对线路绝缘值进行详细观察,当开关显示比1MΩ大时,这时低压馈电开关便开始发出送电指令,若送电后不存在异常现象,便可排除此故障掉闸现象不是由开关问题引起的。另外可借助低压摇表来对故障线路绝缘值情况进行遥测,若发现某相绝缘值较低,便可推断出其属于单相接地故障。可从电缆接头处以及存在淋水潮湿处开始查找,应仔细检查这些地方,看这些地方有无破皮、砸伤以及挤压、烧损等现象,如果存在上述现象应及时安排专业人员进行处理,处理好后再测量其绝缘值,若其绝缘值大于等于200kΩ,则可视作故障点已得到顺利排除,若其绝缘值较小,则应继续进行查找。 6结束语 总之,矿井低压供电系统属于保障矿井安全,稳定生产的重要系统,一旦其发生漏电故障,必然会严重影响到矿井正常生产。对此,必须了解矿井供电系统漏电原因,并采取相关保护措施进行保护,只有这样才能确保矿井低压供电系统的安全、连续、可靠运行,才能更好地保障矿井安全生产。 作者简介:沈亚兵,男,1989年生,山西襄汾人,大学本科,助理工程师。研究领域:机械设计制造及其自动化。
硬件设计论文:硬件产品工艺设计论文 1工艺设计流程及内容 工艺设计团队在进行工艺过程的设计时一般先需要如下原始资料:产品装配图和零件图,企业的制造相关信息。产品装配图有助于工艺设计师了解零件在产品上的位置,所起到的作用以及工作的条件情况;零件图则表明了该零件的尺寸和精度要求;了解企业的制造相关信息有利于工艺设计师根据生产厂的生产条件,生产厂现有的设备规格,型号及性能,物资供应状况等信息设计出更加符合本企业的产品工艺设计。这些原始资料是制定工艺设计的基础。根据工艺设计流程和工艺设计相关内容,可以把工艺设计活动分为四个阶段活动。第一阶段:工艺性分析阶段,工艺设计人员从产品详细设计人员处获得新产品的CAD图,对CAD图进行工艺性分析,审查图纸上的视图、尺寸和技术要求是否完整、统一、正确;找出重要的技术要求结合企业的加工能力分析是否能达到要求,分析零件的结构工艺性,是否存在不合理的结构或者可以改进的地方,与产品设计人员协商。只有对零件的结构工艺性进行充分分析,才能清楚零件的结构特点,加工表面与非加工表面、重要表面与非重要表面、技术要求的高低等直接影响零件加工性的因素,才能制定出最合理的工艺设计方案;第二阶段:确定毛坯及其制造方式,通过图纸的审查之后,设计人员开始确定毛坯及其制造方式,毛坯的确定是工艺设计过程中的重要内容,选择不同的毛坯就会有不同的加工工艺,采用的设备,工装也不同从,从而对生成率和成本有影响。因此必须正确的选择毛坯类型和制造方法,确定毛坯精度及余量,之后绘制毛坯图;第三阶段:拟定产品的工艺路线,工艺路线是指用各种方法将毛坯加工成零件的整个加工路线。在毛坯确定后,根据零件的技术要求、表面形状、已知的各种机床加工工艺范围、刀具的用途,就可以初步拟定零件表面的加工方法,工序的先后顺序,工序的集中还是分散。工艺路线的拟定不但影响加工质量和生产效率,而且影响工人的劳动强度,影响设备投资,车间面积,生产成本等,因此拟定工艺路线是工艺设计过程中的关键阶段;第四阶段:进行工序详细设计,工艺路线拟定之后确定各工序的具体内容。包括确定各工序加工余量、计算各工序尺寸及公差,选择各工序使用的机床与工艺设备,确定各工序的切削用量及时间定额。工序设计应该是在保证质量的前提下,提高生产效率,这个阶段最终形成加工工序卡片。当过程流程图,加工工序卡片都通过审核之后形成将文件,整理文件保存,整个产品开发设计过程中的工艺设计到此结束。之后将文件下发,指导一线工人进行生产。 2工艺设计过程的要素模型 质量管理体系国际标准将过程定义为:一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动[7]。过程方法是指组织内各过程的系统的应用,连同这些过程的识别和相互作用及其管理。过程构成要素模型,如图2所示。根据过程定义并结合图2过程构建要素模型可知:一个过程包括输入、输出、相关转换活动、所需资源、过程所处的环境以及检测评价等六要素。其中输入是实施过程的开始,而输出是完成过程的结果,通过使用合理的资源和科学的管理,来对处于一定的环境的过程进行增值转换活动。为了确保过程的结果质量,对输入过程的要素、环境要求和输出的结果(有形的或者无形的)以及在过程中的适当阶段应进行必要的监控和评价。工艺设计过程中的转化活动是由一系列按照时序要求展开的活动,首先是包括审查图纸、产品结构及技术分析、工艺性评价的工艺性分析活动,之后是选择毛坯精度确定余量、绘制毛坯图的确定毛坯及其制造方式活动,然后是划分加工阶段及确定工序顺序的拟定产品的工艺路线活动,最后是确定工序余量计算工序尺寸及公差,选择切削用量,计算时间额定,选择加工设备及工艺装备的详细的工序设计活动。 3工艺设计过程影响因素分析 工艺设计过程是指工艺设计相关的一切活动,信息,数据,资源的总和。它是由一系列子过程工艺设计活动组成。由于每个过程活动的任务和目标不一样,如表1所示。使得不同阶段的活动所需的资源,输入输出,环境等要素也不同。在产品结构性工艺审查,毛坯的选择,工艺方案设计与评价,工装设计,材料与工时定额等活动时要综合考虑企业自身条件,生产设备,生产能力,生产环境,工艺相关经验,工具相关信息,设备相关参数,加工人员技术水平信息等影响因素,还要结合所处的环境和资源等因素,如环保规则,加工生产条件,安全条件,经济性等方面。最后输出最经济,最可行,最合理的工艺设计方案等文件内容指导企业生产制造。 4工艺设计缺陷因素结构模型的构建 为了更好的表达缺陷因素与工艺设计过程的关系,避免工艺设计缺陷的产生,并参考多数企业的工艺设计流程,采用过程方法构建的工艺缺陷因素结构关系模型,如图3所示。从图3可以看出硬件产品工艺设计过程是一个多层次,多步骤和分阶段的设计过程。整个工艺设计过程涉及的影响因素因不同阶段而不同,分布于产品工艺设计过程各个阶段的活动中。工艺缺陷影响因素结构关系模型不仅表达出工艺设计过程中各设计阶段间的逻辑顺序关系,理顺了工艺设计阶段的各个活动的输入、输出,而且还清晰地呈现出设计资源、环境等缺陷因素与工艺设计过程的关系,为以后的工艺设计缺陷的预防和控制提供了理论基础。然而,从整个模型可以看出,影响工艺缺陷的因素比较多,在具体的工艺设计活动中,往往是由于模型中缺陷因素不能合理有效的控制这些因素,增加了工艺设计缺陷的风险。因此,需要进一步定量掌握工艺设计阶段的影响因素对工艺设计活动的影响程度,以及因素之间的互相影响关系,以便更好的,有针对性地采取措施来优化工艺设计过程,提高工艺设计质量。 5工艺缺陷影响因素定量化分析 5.1基于DEMATEL方法的工艺设计缺陷因素分析 DEMATEL(decisionmakingtrialandevaluationlaboratory)决策实验室分析法,是20世纪70年代出现的运用图论与矩阵论原理进行系统因素分析的方法,它通过系统中各因素之间的逻辑关系构建直接影响矩阵,计算各因素对其他因素的影响度以及被影响度,从而计算各因素的中心度和原因度,然后,根据因素所对应的中心度和原因度,得出该因素所属的种类(原因性因素还是结果性因素)。DEMATEL方法关注的不仅是因素之间的两两直接影响关系,还考虑了所有因素之间的间接影响关系,从而获取众多因素中的关键因素。采用DEMATEL方法对影响工艺设计缺陷因素进行量化分析,分析过程直观、明晰,其结果不仅可以表达各缺陷因素之间的量化因果关系,还能根据量化结果对影响因素集进行因果分类和重要程度排序,为缺陷因素控制管理以及识别提供科学依据。 5.2基于DEMATEL方法的工艺设计缺陷因素分析步 骤如下(1)构建各因素间的直接影响矩阵。工艺设计缺陷影响因素表示为Tx,其中x=1,2,3……n,如果因素Ti对因素Tj有影响,则表示为tij。设定影响关系评价标度(如根据较强,强,一般,弱,无五个等级分别赋值),定义:当i=j时,tij=0表示因素自身对自己无影响;当因素Ti对因素Tj影响很弱时,tij=1;当因素Ti对因素Tj影响一般时,tij=2;当因素Ti对因素Tj影响较强时,tij=3;当因素Ti对因素Tj影响很强时,tij=4。构造因素间的影响矩阵G。影响度Hi为综合影响矩阵D中i行的行和,表示因素Ti对其他所有元素的综合影响值。被影响度Lj为综合影响矩阵T中j列的列和,表示Tj受其他所有因素的综合影响值。中心度Mi为综合影响矩阵T中第i行的行和与第i列的列和之和,表示该因素在系统中的重要性程度。原因度Ui为综合影响矩阵T中的第i行之和与第i列之和的差,表示该因素与其他因素的因果逻辑关系程度,若为正,表示该因素对其他因素的影响大,称为原因因素;若为负,则表示该因素受其他因素的影响大,称为结果因素。(5)根据第四步计算的结果,以Ui为纵轴,Mi为横轴,绘制因素的原因—结果图,得出各缺陷因素的影响度和被影响度排序。 5.3举例分析 以某雨弹发射架的工艺设计为例,影响雨弹发射架工艺设计缺陷的因素众多、关系复杂。按上述方法,从与工艺设计有关过程活动的角度来考虑,同时考虑输入输出类、资源类、环境类以及监测评价四大类工艺缺陷影响因影响因素体系,构建了雨弹发射架工艺设计缺陷因素表以及按DEMATEL方法步骤计算出综合数据,如表2所示。(1)缺陷因素的原因—结果图根据综合影响关系表,以Ui为纵轴,Mi为横轴,绘制因素的原因—结果图,得出各缺陷因素的影响度和被影响度排序。应用SPSS软件将各雨弹发射架工艺设计影响因素标注在坐标系上,如图4所示。(2)分析结果由以上结果从整体所有因素可以看到:(1)雨弹发射架工艺设计的原因因素有24个位于0线以上,依次f1、f2、f3、f4、f5、f7、f8、f10、f11、f13、f14、f15、f17、f21、f23、f24、f25、f28、f30、f32、f35、f37、f39、f40,它们是导致雨弹发射架工艺设计缺陷的主导因素。根据20/80原则,影响度大小排序前五位为f10(工艺流程图)、f13(工序操作指导卡片)、f5(现有生产能力资料)、f7(毛坯方案)、f2(组件明细)、所以,必须采取针对性的措施。(2)结果因素有16个位于0线以下,依次为f6、f9、f12、f16、f18、f19、f20、f22、f26、f27、f29、f31、f33、f34、f36、f38,这些因素受其他因素影响比较大。按被影响度大小排序前三位为f38(成本约束)、f22(毛坯的相关经验)、f12(工序卡片),它们极易受到其他因素的影响,必须加以重视。(3)从工艺设计缺陷因素原因—结果图中也可以分别按类中的因素比较,如输入输出类缺陷因素(正方形表示)中的f10(工艺流程图)、f13(工序操作指导卡片)、f5(现有生产能力资料)中心度值较大,是输入输出类最可能导致工艺设计缺陷的致因因素;从图4可以看出输入输出类因素相对其他类因素大部分都在0线以上,这说明此类因素中原因因素较多,应该给予一定控制。资源类缺陷因素(圆圈表示)中f22(毛坯的相关经验)原因度第二小,说明受其他因素影响最大。环境类缺陷因素(正三角形表示)中f38(成本约束)原因度最小,中心度第三大,说明成本约束不仅受其他因素影响大外,自身影响其他因素也大,应给予控制。监测评价类成本约束(倒三角形表示)f39,f40,都在0线以上,说明此类缺陷因素影响其他因素较多。(4)从整体来看缺陷因素f5(现有生产能力资料)、f10(工艺流程图)、f12(工序卡片)、f13(工序操作指导卡片)、f22(毛坯的相关经验)、f38(成本约束)相对离散,应重点控制监测。以上结果只是针对雨弹发射架工艺设计,对其他硬件产品工艺设计缺陷因素分析可参照此方法,但分析结果因产品而异。 6结论 采用过程方法,分析了影响硬件产品工艺缺陷的设计各个阶段影响因素。从输入、输出、所需资源、所处环境、增值转化活动及监测评价过程六要素全面系统地构建了工艺缺陷的结构关系模型,弥补了以往产品设计过程中对工艺设计缺陷影响因素关注的不足,直观展现了影响因素、工艺设计阶段与工艺缺陷之间的作用关系。在此基础上,利用DEMATEL法对工艺缺陷活动的影响因素之间定量化分析,得出各因素的影响大小和因素之间的因果关系,以此来针对性的控制。最后在雨弹发射架工艺设计中得到应用。研究成果对其他企业预防和控制硬件产品工艺设计缺陷起到重要指导意义。 作者:刘卫东 余为锋 郑慧萌 肖承地 单位:南昌大学 硬件设计论文:四旋翼飞行器硬件系统设计论文 近年来,随着微电子技术、传感器技术、信号处理技术的迅速发展,以及新能源、新材料的广泛应用,使四旋翼无人飞行器的控制算法与工程应用得到了优化与创新。国防科技大学、上海交通大学等学者提出了基于Backstepping方法、自抗扰控制、滑膜技术的控制[1,2]。斯坦福大学的STARMAC工程研发的四旋翼飞行器系统具有可靠完全自主航点跟踪的能力,具备多飞行器协同飞行水平[3]。麻省理工学院无人机集群健康管理计划实现了通过地面操作实现多个无人机对动态环境感知、重建并规划飞行[4]。考虑到四旋翼飞行器具有非线性、多变量、强耦合等特点,要通过无刷电调控制4个无刷电机的转速来实现由4个输入量,6个自由度的欠驱动系统的控制[5]。在四旋收稿日期:2014—06—05*基金项目:浙江省科技厅公益项目(2012C21082)翼飞行器控制系统设计的过程中对飞行原理进行定性定量的分析,可以减少飞行实验平台的搭建时间,也可为电源模块、飞行控制模块的设计提供理论基础。为实现四旋翼飞行器的自稳控制,通过陀螺仪、大气压力传感器、三轴加速度传感器采集到的数据对飞行姿态进行解析,但是飞行时所产生的机体震动、温漂、零漂所带来的误差以及外界环境的干扰[6],使位置姿态的估计与飞行高度的保持产生了较大的困难。对此,本文在飞行控制系统设计中对加速度传感器与陀螺仪融合使用,解析姿态数据的过程中使用卡尔曼滤波算法,不但有效地减弱了陀螺仪的温漂、零漂现象,还使得多传感器间的优缺点互补,提高了四旋翼飞行器的控制精度。 1飞行原理与机械结构 四旋翼飞行器的旋翼对称地安装在呈十字交叉的支架顶端,位置相邻的旋翼旋转方向相反,同一对角线上的旋翼旋转方向相同,以此确保了飞行系统的扭矩平衡[7],如图1所示。四旋翼飞行器旋翼的旋转切角是固定值,因此,要通过调节每个电机的转速来实现六自由度的飞行姿态控制。增大或减少4个电机的转速来完成垂直方向上的升降运动,调节1,3旋翼的转速差来控制仰俯速率和进退运动,调节2,4旋翼的转速差来控制横滚速率和倾飞运动,调节2个顺时针旋转电机和2个逆时针旋转电机的相对速率来控制偏航运动。通过对飞行原理的分析,把可行性、低成本、易维护作为主要考虑因素,设计的样机如图2所示。机臂由镂空工程塑料材料PA66和30%玻璃纤维制成,质量相对较轻,强度大,对称电机轴距55cm,为保证水平起飞与平稳着陆,四旋翼飞行器底部安装起落架。电机旋翼等具体参数为:机体质量为857g;最大负载约为300g;机身高度为31cm;飞行时间约为8min。在整机安装过程中尽量保证重心在机械机构的对称中心,实际飞行实验证明了系统动力设备与机械结构的可行性。 2总体结构设计 四旋翼飞行器的硬件系统设计以飞控板为优秀,搭载动力设备、电源模块与遥控模块。图3描述了以ATMEGA644P—AU为优秀芯片搭载多传感器的飞行控制系统总体结构框图,整体系统利用11.1V锂电池供电,飞控与无刷电调以I2C总线数据传输来调节4个电机的转速;在遥控模块中,2.4MHz的控制信号通过PPM解码板与飞控板进行数据传输;在多传感器系统中,大气压力感器用于飞行高度检测,陀螺仪与加速度计的融合使用用于姿态解算。 3电源模块 四旋翼飞行器由2200MAh,11.1V,持续放电倍率30C锂电池供电,通过稳压电路的设计对不同电路进行供电,确保各模块正常稳定的工作。控制系统设计需要5,3V两种电平供电,电压转换电路如图4所示。由锂电池提供的11.1电压经两块7805稳压芯片后转为5V电压,一部分用于飞控板供电,一部分向预留的外部接口供电。经7805输出的5V电压经过2个MCP1700T稳压芯片输出3V电压,一部分供给控制系统的数字电路,一部分供给控制系统的模拟电路。330μF/25V电解电容器,10nF/16V钽电容器,贴片电容器的并联使用起到了防止电压抖动与滤波的作用。 4多传感器控制模块 为了准确地控制四旋翼飞行器的飞行姿态,需要在控制系统中加入不同的传感器,加速度传感器与三个陀螺仪来测量三轴加速度与角速度,大气压力传感器通过测量起始位置与飞行位置的气压差对飞行高度控制,为自主导航功能提供支持。大气压力传感器选择的是Freescale公司的MPX4250A,在该集成传感器芯片上,除具有压阻式压力传感器外,还有用作温度补偿的薄膜电阻网络,测压范围为20~250kPa,输出电压为0.2~4.9V,工作温度范围为-40~+125℃。电路如图5所示,可以根据压力的大小,通过控制P_1和P_2选择不同的放大倍数,提高采样的精度。LIS344ALH是一种低功耗、高性能、高精度的三轴加速度传感器,通过模拟输出为外部电路提供直接测量信号,加速度传感器的工作电压为2.2~3.6V,检测量程可以在±2gn或±4gn间选择。其中,VREF为通过稳压芯片MCP1700T转换为3V的稳定电压输入。应用电路如图6所示,选择100nF的贴片电容器作为VCC端的解耦电容,在输出端使用1μF的滤波电容减小噪声。考虑到振动误差无法通过加速度传感器进行补偿,因此,陀螺仪选型的过程中把机械性能作为重要的考虑因素,选择了可以在单芯片上实现完整单轴角速度响应的ADXRS610陀螺仪传感器。3个ADXRS610陀螺仪分别安装于垂直于机体坐标系的XYZ轴来实现系统三轴角速度的测量。 5实验与仿真 四旋翼飞行器在姿态解算时,陀螺仪传感器直接测量的是角速度,在积分得到角度的过程中随着时间的增长会产生累计积分误差,积分误差产生的原因一方面是积分时间,另一方面,由于自身的机械特性会产生零漂温漂等现象[8]。在陀螺仪的使用过程中融合加速度传感器,不仅为陀螺仪提供了绝对参考系,而且使加速度传感器优秀的静态性能与陀螺仪良好的动态性能相结合[9],较好地抑制了外界干扰。数据经卡尔曼滤波算法处理后,可有效地降低数据噪声。图8为加速度传感器采样数据与卡尔曼滤波后的数据比较,可以明显地看到噪声信号减小了,但是仍有少量的扰动存在。图9的曲线表明了陀螺仪采集角速度数据存在零漂、温漂现象,当确定零漂为0.05°,静态输出电压为2.63V时,从波形图中可以观察到通过卡尔曼滤波处理后的积分数据平滑收敛,不但对零点漂移进行了补偿,而且对累计积-10-5051015角度/(°)012345时间/s卡尔曼滤波后的数据加速度计采集数据图8加速度计采样数据经卡尔曼滤波后的数据图Fig8DatadiagramofsamplingdatasofaccelerometerprocessedbyKalmanfiltering分误差,温漂有较好的抑制作用。-10-5051015角度/(°)012345时间/s卡尔曼滤波后的陀螺仪数据陀螺仪积分数据采集角速度数据。 6结论 本文从四旋翼飞行器的飞行原理入手,整合各个功能模块并通过对主要传感器的选型完成四旋翼飞行器控制系统的硬件电路设计,实现了飞行实验平台的搭建,多次飞行实验证明了硬件系统的可行性,达到了预期设计目标。在加速度传感器与陀螺仪的融合使用过程中,通过卡尔曼滤波算法对数据进行处理,有效地抑制了在硬件电路设计中无法避免的零漂、温漂等干扰因素,仿真结果证明了该方法的有效性。 作者:李运堂 单位: 中国计量学院机电工程学院 硬件设计论文:静止无功发生器硬件电路设计论文 一、静止无功发生器的工作原理与基本结构 静止无功发生器硬件电路主要包括:整流电路、逆变电路、智能功率模块IPM的驱动电路、过零检测电路,电流调理电路,锁相环电路。逆变电路采用了IPM,该芯片内含驱动电路,报警电路等独特结构,一方面提高了系统的可靠性;另一方面也避免了保护电路的另外设计,简化了硬件装置的设计。主电路主要由整流部分和逆变部分组成。整流部分通过三相不可控整流桥将三相交流电压转换为三相直流电压,在经过电容滤波后得到稳定的直流电压。逆变部分采用SPWM控制技术来控制IPM内部IGBT的开断从而获得所需的补偿电流。将整流输出的直流电逆变转化为交流电回馈到电网。IPM内含保护电路,当发生故障时,IPM的自保能力使得IGBT的损坏率较低,提高了系统的可靠性。 二、SVG各硬件电路组成 (一)整流电路。整流电路采用三相不可控整流桥,输出的三相直流电通过电容稳压、滤波获得稳定的直流电压。根据以往的经验,直流侧电容取用4个2200μF/450V的电解电容,两并两串接进电路。电路组成如图2所示。为了避免大电流烧坏整流装置,电容需要通过一个充电电阻对不可控整流桥的输出端进行充电,直到充满在直接接到不可控整流桥的输出端。另外,为避免故障发生,在不使用整流电路时要对滤波电容进行放电。根据计算的电压、电流,选用二极管整流模块6RI30G-160G-120即(30A,1200V)。 (二)IPM及其外围驱动电路。通过计算智能功率模块(IPM)参数,选用型号为PM25CLA120的IPM(25A,1200V),内部有IGBT,内含驱动电路。通过资料得知IPM驱动电路的控制电源电压范围为13.5V~16.5V,本文选用4路隔离的l5V直流电源。利用DSP发出PWM信号经光耦器件隔离后作为驱动信号对IPM进行控制。 (三)电流调理电路。该电路可将18A的电网电流相量转换成0~3Vpp的电压信号并实现过零点检测功能。该电路与电压调理电路的组成基本一致,不同之处在于互感器TVA1421-01用作电流互感器,采样电阻取59Ω。若一次侧电流为18A,二次侧输出(-0.5~+0.5)V的正弦波;经放大电路,输出电压(-1.5~+1.5)V的正弦波;最后经过加法电路输出(0V~3.00V)的电压信号。同时大于50Hz的正弦信号被滤除。过零比较电路在正弦波的过零时刻输出下降沿跳变。 (四)锁相环电路。本文采用了由TI公司生产的CD7H4C4046型锁相环芯片对电网频率进行跟踪,避免了利用固定频率采样时产生的误差。本系统中,锁相环的输出信号有两大作用:一是作为ADC模块的转换触发信号;二是作为事件管理器A(EVA)的时钟输入信号。通过锁相环电路使其产生跟随电网频率变化的SP-WM波,从而精确控制后级逆变器。 三、结语 本文论述了静止无功发生器的基本原理,实现了SVG的硬件电路设计,主要包括:逆变电路、整流电路的设计及储能电容的选择、电流调理电路、锁相环电路、IPM及其外围驱动电路,并通过实验验证,各级电路的输出符合实验要求。 作者:崔玮玮韦钰陈宇晨王凯刘昱彤单位:上海工程技术大学 硬件电路设计论文 AD9883A是高性能的三通道视频ADC可以同时实现对RGB三色信号的实时采样。系统采用32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据,能实时完成伽玛校正、时基校正,图像优化等处理,且满足了系统的各项性能需求。ADSP-21160有6个独立的高速8位并行链路口,分别连接ADSP-21160前端的模数转换芯片AD9883A和后端的数模转换芯片ADV7125。ADSP-21160具有超级哈佛结构,支持单指令多操作数(SIMD)模式,采用高效的汇编语言编程能实现对视频信号的实时处理,不会因为处理数据时间长而出现延迟。 系统硬件原理框图如图1所示。系统采用不同的链路口完成输入和输出,可以避免采用总线可能产生的通道冲突。模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。AD9883A是个三通道的ADC,因此系统可以完成单色的视频信号处理,也可以完成彩色的视频信号处理。采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160,完成处理后由不同的链路口输出到ADV7125,完成数模转换。ADV7125是三通道的DAC,同样也可以用于处理彩色信号。输出视频信号到灰度电压产生电路,得到驱动液晶屏所需要的驱动电压。ADSP-21160还有通用可编程I/O标志脚,可用于接受外部控制信号,给系统及其模块发送控制信息,以使整个系统稳定有序地工作。例如,ADSP-21160为灰度电压产生电路和液晶屏提供必要的控制信号。另外,系统还设置了一些LED灯,用于直观的指示系统硬件及DSP内部程序各模块的工作状态。 本设计采用从闪存引导的方式加载DSP的程序文件,闪存具有很高的性价比,体积小,功耗低。由于本系统中的闪 存既要存储DSP程序,又要保存对应于不同的伽玛值的查找表数据以及部分预设的显示数据,故选择ST公司的容量较大的M29W641DL,既能保存程序代码,又能保存必要的数据信息。 图2为DSP与闪存的接口电路。因为采用8位闪存引导方式,所以ADSP-21160地址线应使用A20-A0,数据线为D39—32,读、写和片选信号分别接到闪存相应引脚上。 系统功能及实现 本设计采用ADSP-21160完成伽玛校正、时基校正、时钟发生2S、图像优化和控制信号的产生等功能。 1伽玛校正原理 在LCD中,驱动IC/LSI的DAC图像数据信号线性变化,而液晶的电光特性是非线性,所以要调节对液晶所加的外加电压,使其满足液晶显示亮度的线性,即伽玛(Y)校正。Y校正是一个实现图像能够尽可能真实地反映原物体或原图像视觉信息的重要过程。利用查找表来补偿液晶电光特性的Y校正方法能使液晶显示系统具有理想的传输函数。未校正时液晶显示系统的输入输出曲线呈S形。伽玛表的作用就是通过对ADC进来的信号进行反S形的非线性变换,最终使液晶显示系统的输入输出曲线满足实际要求。 LCD的Y校正图形如图3所示,左图是LCD的电光特性曲线图,右图是LCD亮度特性曲线和电压的模数转换图。 2伽玛校正的实现 本文采用较科学的Y校正处理技术,对数字三基色视频信号分别进行数字Y校正(也可以对模拟三基色视频信号分别进行Y校正)。在完成v校正的同时,并不损失灰度层次,使全彩色显示屏图像更鲜艳,更逼真,更清晰。 某单色光Y调整过程如图4所示,其他二色与此相同。以单色光v调整为例:ADSP-21160首先根据外部提供的一组控制信号,进行第一次查表,得到Y调整系数(Y值)。然后根据该Y值和输入的显示数据进行第二次查表,得到经校正后的显示数据。第一次查表的Y值是通过外部的控制信号输入到控制模块进行第一次查表得到的。8位显示数据信号可查表数字0~255种灰度级显示数据(Y校正后)。 3图像优化 为了提高图像质量,ADSP-21160内部还设计了图像效果优化及特技模块,许多在模拟处理中无法进行的工作可以在数字处理中进行,例如,二维数字滤波、轮廓校正,细节补偿频率微调、准确的彩色矩阵(线性矩阵电路),黑斑校正、g校正、孔阑校正、增益调整、黑电平控制及杂散光补偿、对比度调节等,这些处理都提高了图像质量。 数字特技是对视频信号本身进行尺寸、位置变化和亮,色信号变化的数字化处理,它能使图像变成各种形状,在屏幕上任意放缩,旋转等,这些是模拟特技无法实现的。还可以设计滤波器来滤除一些干扰信号和噪声信号等,使图像的清晰度更高,更好地再现原始图像。所有的信号和数据都是存储在DSP内部,由它内部产生的时钟模块和控制模块实现的。 4时基校正及系统控制 由于ADSP-21160内部各个模块的功能和处理时间不同,各模块之间存在一定延时,故需要进行数字时基校正,使存储器最终输出的数据能严格对齐,而不会出现信息的重叠或不连续。数字时基校正主要用于校正视频信号中的行,场同步信号的时基误差。首先,将被校正的信号以它的时基信号为基准写入存储器,然后,以TFT-LCD的时基信号为基准读出,即可得到时基误差较小的视频信号。同时它还附加了其他功能,可以对视频信号的色度、亮度、饱和度进行调节,同时对行、场相位、负载波相位进行调节,并具有时钟台标的功能。 控制模块主要负责控制时序驱动逻辑电路以管理和操作各功能模块,如显示数据存储器的管理和操作,负责将显示数据和指令参数传输到位,负责将参数寄存器的内容转换成相应的显示功能逻辑。内部的信号发生器产生控制信号及地址,根据水平和垂直显示及消隐计数器的值产生控制信号。此外,它还可以接收外部控制信号,以实现人机交互,从而使该电路的功能更加强大,更加灵活。此外,ADSP21160的内部还设计了I2C总线控制模块,模拟FC总线的工作,为外部的具有I2C接口的器件提供SCLK(串行时钟信号)和SDA(双向串行数据信号)。模拟I2C工作状态如图5和图6所示。 系统软件实现 在软件设计如图7所示,采用Matlab软件计算出校正值,并以查找表的文件形式存储,供时序的调用。系统上电 开始,首先要完成ADSP-21160的一系列寄存器的设置,以使DSP能正确有效地工作。当ADSP-21160接收到有效的视频信号以后,根据外部控制信息确定Y值。为适应不同TFT-LCD屏对视频信号的显示,系统可以通过调整Y值,以调节显示效果到最佳。再如图4所示,对先前预存的文件进行查表,得到所需的矫正后的值,然后暂存等待下一步处理。系统还可以根据视频信号特点和用户需要完成一些图像的优化和特技,如二维数字滤波、轮廓校正、增益调整、对比度调节等。这些操作可由用户需求选择性使用。利用ADSP-21160还可以实现图像翻转、停滞等特技。最后进行数字时基校正,主要用于校正视频信号中的行、场同步信号的时基误差,使存储器最终输出的数据能严格对齐,而不会出现信息的重叠或不连续。除了以上所述的主要功能以外,ADSP-21160还根据时序控制信号,为灰度电压产生电路和TFT-LCD屏提供必要的控制信号。另外,ADSP-21160还能设置驱动通用I/O脚配置的LED灯,显示系统工作状态。 结束语 本文介绍了基于ADSP-21160的液晶驱动电路设计。该驱动电路能完成伽马校正、图像优化及时基校正等功能,并能提供具有足够驱动能力的时序和逻辑控制信号,能驱动大部分的TFT—LCD。用ADSP-21160设计驱动电路实时性好、通用性强、速度快且高效,而且还能在ADSP-21160中嵌入其他功能模块控制,增强系统的功能。这样不仅充分利用了ADSP-21160资源,又节省了外部资源,简化了硬件电路的设计。作者将SONY的LCX029CPT显示屏应用在本文所设计的驱动电路上,显示出质量很高的图像,因此该设计满足驱动液晶显示器的要求。 硬件设计论文:变压器冷却控制系统控制器硬件设计论文 摘要:变压器的冷却装置是将变压器在运行中由损耗所产生的热量散发出去,以保证变压器可以安全正常的运行。本文所进行的主要优秀部分就是对控制模块进行的设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。 关键词:变压器;冷却控制系统;硬件 1变压器冷却控制系统控制模块的设计总体思想 本文所进行的就是对变压器冷却控制系统控制器模块进行设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。在传统控制方式中,风扇投切的温度限制值是不能改变的,此外,风扇电机的启动和停止温度有一余量,不像传统的控制方式中是一个定值,避免了频繁启动的缺陷,此外还有运行、故障保护及报警等信号的显示及其与控制中心或调度中心的通讯,上传这些信息,如变压器油温、风扇运行状态有无故障等。至于风扇的分组投切设置是为了节约电能,具有一定的经济意义,但这个分组数不宜过多,以免控制复杂,且散热效果不佳。 控制器主要由AT89CS1单片机、A/D转换器、键盘控制芯片,输出模块、通讯模块以及自动复位电路等组成,其中单片机是控制器的优秀,AID转换器是把输入信号转换为数字信号。 2变压器风扇控制系统的硬件接线 基于以上的要求,我们设计的风扇控制器的硬件线路图如下页图1所示。变压器风扇控制中对控制模块进行改进是本文研究的重点,其中包括主要芯片的选用以及一些抗干扰元件的使用。所以在本章节中,我们重点将要介绍变压器风扇冷却控制模块中的主要硬件芯片的作用、选用以及它们之间的连接力一法。 (1)单片机AT89C51(如图1)。 AT89C51是Atmel公司生产的一种低功耗,高性能的8位单片机,具有8k的flash可编程只读存储器,它采用Atmel公司的高密度不易丢失的存储器技术,并且和工业标准的80c51和80c52的指令集合插脚引线兼容,其集成的flash允许可编程存储器可以在系统或者通用的非易失性的存储器编程中进行重新编程。AT89C51集成了一个8位的CPU,8K的flash。256字节的EDAM,32位的I/0总线。三个16字节的定时器/计数器,两级六中段结构,一个全双工的串行口,振荡器及时钟电路。AT89C51是完成系统的数据处理和系统控制的优秀,所有其它器件都受其控制或为其服务。 在本文中,经过TLC1543A/D转换器后输出的数字量输入到AT89C51单片机中,同时在进行了温度参数的设置以后,进行它的输出控制,其中包括了变压器的温度显示、状态显示、以及声音报警设备等等,也就是我们所研究的变压器冷却控制系统的优秀部分。 (2)变压器的温度采集及温度处理模块。在变压器的风扇冷却自动控制系统中,第一步进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作。变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的,其中包括铂电极、传感器以及变送器。经过温度控制器输出的信号进入变送器,变送器送出一个4一20毫安的电流信号,然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换,转换后的电压是在0.4一2(伏特)之间,然后将此电压信号输入到TLC1543数模转换器,进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种,考虑到变压器安装的位置(室外)距本控制装置(室内)有一定的距离,电流信号不易损失,故选择了4一20毫安的电流信号。(3)11通道10位串行A/D转换器丁LC1543。 TLC1543A/D转换器是美国TI公司生产的众多串行A/D转换器中的一种,它具有输入通道多、转换精度高、传输速度快、使用灵活和价格低廉等优点,是一种高性价的模数转换器。TLC1543是CMOS,10位开关电容逐次逼近模数转换器。它有三个输入端和一个3态输出端:片选(CS),输入/输出时钟(I/0CLOCK),地址输入和数据输出(DATAOUT)。这样通过一个直接的四线接口与卞处理器或外围的串行口通讯。片内还有14通道多路选择器可以选择11个输入中的任何一个三个内部自测试(self-test)电压中的一个。 (4)BC7281128段LED显示及64键键盘控制芯片。 BC7281是16位LED数码管显示器键盘接口专用控制芯片,通过外接移位寄存器(典型芯片如74HC164,74LS595等),最多可以控制16位数码管显示或128支独立的LED。BC7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控,从而可以和各种外部电路配合,适用于任何尺寸的数码管。 BC7281各位可独立按不同的译码方式译码或不译码显示,译码方式显示时小数点不受译码影响,使用方便;BC7281内部还有一闪烁速度控制寄存器,使用者可随时改变闪烁速度。 BC7281芯片可以连接最多64键C8*8)的键盘矩阵,内部具有去抖动功能。它的键盘具有两种工作模式,BC7281内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊(控制)寄存器,所有的操作均通过对这26个寄存器的访问完成。 BC7281采用高速二线接口与MCU进行通讯,只占用很少的I/O资源和主机时间。 BC7281在本系统中主要用于驱动变压器温度显示的LED以及显示风扇运行状态的指示灯。 前已提及,BC7281芯片内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊功能寄存器,共用一段连续的地址,其地址范围是OOH-19H,其中OOH-OFH为显示寄存器,其余为特殊寄存器。 (5)使用MAX232实现与PC机的通讯。 ①MAX232芯片简介 MAX232芯片是1VIAX工M公司生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器,适用于各种E工A-232E和V.28;V.24的通信接口,1VIAX232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5V电源变换成RS-2320输出电平所需±10V电压,所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V电源就可以。 我们的设计电路中选用其中一路发送/接收,RlOUT接MCS一51的RXD,T1工N接MCS一51的TXD,TlOUT接PC机的RD,Rl工N接PC机的TD1。因为MAX232具有驱动能力,所以不需要外加驱动电路。 系统中使用了此技术之后就实现了变压器风扇冷却系统的远程控制,工作人员可以在控制室对冷却系统进行控制,可以达到方便、准确、快捷的日的,这也是我们对传统的风扇冷却控制系统而做的一个重要的改进。 ②串行通讯 在此实现中,我们必须要对MCS-51串行接日和PC机串行接日的串行通讯要有一定的了解,串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上,以每次一个二进制位移动的,它的优点是只需一对传输线进行传送信息,囚此其成本低,适用于远即离通信;它的缺点是传送速度低;串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方一式,同步通信适用于传送速度高的情况,其硬件复杂;而异步通信应用于传送速度在50到19200波特之间,是比较常用的传送方式,本文中使用的就是异步通讯方式。 (6)“看门狗”电路DS1232 在系统运行的过程中,为了避免因干扰或其他意外出现的运行中的死机的情况,“看门狗电路”DS1232会自动进行复位,并且能够重读EEPROM中的设置,以保证系统可以安全正常的运行。 美国Dallas公司生产的“看门狗”(WATCHDOG)集成电路DS1232具有性能可靠、使用简单、价格低廉的特点,应用在单片机产品中能够很好的提高硬件的抗干扰能力。 DS1232具有以下特点: ①具有8脚DIP封装和16脚SOIC贴片封装两种形式,可以满足不同设计要求; ②在微处理器失控状态卜可以停止和重新启动微处理器; ③微处理器掉电或电源电压瞬变时可自动复位微处理器; ④精确的5%或10%电源供电监视; 在本变压器冷却控制系统中,DS1232作为一定时器来起到自动复位的作用,在DS1232内部集成有看门狗定时器,当DS1232的ST端在设置的周期时间内没有有效信号到来时,DS1232的RSR端将产生复位信号以强迫微处理器复位。这一功能对于防止由于干扰等原因造成的微处理器死机是非常有效的,因为看门狗定时器的定时时间由DS1232的TD引脚确定,在本设计中,我们将其TD引脚与地相接,所以定时时间一般取为150ms。 3结论 本装置实现了通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并能精确监测变压器的油温和冷却器的各种运行、故障状态,显示了比传统的控制模式的优越性。(1)能够对变压器油温进行监测与控制;(2)实现了变压器冷却器依据不同油温的分组投切,延长了冷却器的使用寿命,有较好的经济意义;(3)实现了冷却系统的各种状况,如油温、风扇投切和故障等信息的上传,便于值班员、调度员随时掌握情况。 由于固态继电器实现了变压器的无触点控制,解决了传统的控制回路的弊端,同时此控制装置具有电机回路断相与过载的保护功能。由于使用了单片机,因而具有一定的智能特征,实现了油温、风扇的投入、退出和故障等信号的显示以及上传等。通过实际运行表明,该装置的研制是比较成功的。但今后,我们还应该对固态继电器本身的保护进行一些研究,以免主回路因电流过大而造成固态继电器的损坏,以使变压器风扇冷却控制回路更加完善。 硬件设计论文:PCI加密卡硬件设计分析论文 摘要:介绍基于PCI总线加密卡的硬件组成部分。该加密卡汲取了现代先进的加密思想,实现了高强度加密功能。 关键词:加密卡PCI总线PCI9052ISP单片机 加密是对软件进行保护的一种有效手段。从加密技术的发展历程及发展趋势来看,加密可大体划分为软加密和硬加密两种。硬加密的典型产品是使用并口的软件狗,它的缺点是端口地址固定,容易被逻辑分析仪或仿真软件跟踪,并且还占用了有限的并口资源。笔者设计的基于PCI总线的加密卡具有以下几个优点:第一,PCI总线是当今计算机使用的主流标准总线,具有丰富的硬件资源,因此不易受资源环境限制;第二,PCI设备配置空间采用自动配置方式,反跟踪能力强;第三,在PCI扩展卡上易于实现先进的加密算法。 1总体设计方案 基于PCI总线的加密卡插在计算机的PCI总线插槽上(5V32Bit连接器),主处理器通过与加密卡通信,获取密钥及其它数据。加密卡的工作过程和工作原理是:系统动态分配给加密卡4字节I/O空间,被加密软件通过驱动程序访问该I/O空间;加密卡收到访问命令后,通过PCI专用接口芯片,把PCI总线访问时序转化为本地总线访问时序;本地总线信号经过转换处理后,与单片机相连,按约定的通信协议与单片机通信。上述过程实现了主处理器对加密卡的访问操作。 图1硬件总体设计方案 下面以主处理器对加密卡进行写操作为例,阐述具体的实现方法。加密卡采用PLX公司的PCI9052作为PCI总线周期与本地总线周期进行转换的接口芯片。PCI9052作为PCI总线从设备,又充当了本地总线主设备,对其配置可通过EEPROM93LC46B实现。主处理器对加密卡进行写操作,PCI9052把PCI总线时序转化为8位本地数据总线写操作。这8位本地数据总线通过Lattice公司的ispLSI2064与单片机AT89C51的P0口相连,2064完成PCI9052本地总线与AT89C51之间的数据传输、握手信号转换控制等功能。2064对8位本地数据总线写操作进行处理,产生中断信号。该中断信号与AT89C51的INT0#相连,使AT89C51产生中断。AT89C51产生中断后,检测与其P2口相连的本地读写信号WR#、RD#、LW/R#。当WR#为低电平、LW/R#为高电平时,AT89C51判断目前的操作是否为写操作。确认是写操作后,AT89C51把P0口上的8位数据取下来,然后用RDY51#(经2064转换后)通知PCI9052的LRDYi#,表明自己已经把当前的8位数据取走,可以继续下面的工作。PCI9052收到LRDYi#有效后,结束当前的8位数据写操作。PCI总线的一次32位数据写操作,PCI9052本地总线需要四次8位数据写操作,通过字节使能LBE1#、LBE0#区分当前的8位数据是第几个字节有效。 加密卡硬件总体设计方案如图1所示。 2硬件各组成部分说明 2.1PCI9052部分 PCI9052是PCI总线专用接口芯片,采用CMOS工艺,160引脚PQFP封装,符合PCI总线标准2.1版。其总线接口信号与PCI总线信号位置对应,因此可直接相连,易于PCB实现。PCI9052的最大数据传输速率可达132MB/s;本地时钟最高可至40MHz,且无需与PCI时钟同步;可通过两个本地中断输入或软件设置产生PCI中断。它支持三种本地总线工作模式,实际设计采用地址和数据线非复用、8位本地数据总线、非ISA模式。 PCI9052内部有一个64字节PCI配置空间,一个84字节本地配置寄存器组。对PCI9052的配置可由主机或符合3线协议的串行EEPROM完成(注:ISA模式必须由串行EEPROM完成配置)。实际设计采用Microchip公司的93LC46B存放配置信息。系统初始化时,自动将配置信息装入PCI9052,约需780μs。如果EEPROM不存在或检测到空设备,则PCI9052设置为默认值。 在设计中,EEPROM用到的配置项目有:设备ID:9050;厂商ID:10B5;分类代码:0780;子系统ID:9050;子系统厂商ID:10B5;支持INTA#中断,PCI3C:0100;分配4字节本地I/O空间:(例LAS0RR)0FFFFFFD;其它本地地址空间未使用:00000000;4字节本地I/O空间基地址(模4对齐):(LAS0BA)01200001(仅为示例);4字节本地I/O空间描述符:(LAS0BRD)00000022(非猝发、LRDYi#输入使能、BTERM#输入不使能、不预取、各内部等待状态数均为0、8位本地数据总线宽度、小Endian模式);中断控制/状态,Local4C:00000143(LINTi1使能、LINTi1边沿触发中断选择使能、LINTi2不使能、PCI中断使能、非软件中断、ISA接口模式不使能);UserI/O、从设备应答、串行EEPROM、初始化控制,Local50:00024492。有两点要注意:一是设计中采用PLX公司推荐使用的串行EEPROM93LC46B按字(16bit)为单位组织;二是EEPROM开发器编辑输入与手工书写的顺序对应关系,以厂商ID:10B5为例,在开发器编辑输入的是b510,而不是10B5。 PCI9052本地信号的含义是:LAD[7..0]:本地8位数据总线;WR#:写有效;RD#:读有效;LW/R#:数据传输方向,高电平为写操作,低电平为读操作;LBE1#和LBE0#:字节使能,表明当前LAD[7..0]上的数据是第几个字节(0到3);BLAST#:PCI9052写数据准备好或读数据已取走;LRDYi#:外部设备(此设计指单片机)已把PCI9052写操作数据取走或读操作数据准备好;LINTi1:外部设备通过LINTi1向主机发送INTA#中断,当单片机验证密钥正确,向主处理器发送请求,表明可以开始从中读取相关数据。 需注意的是,PCI9052在使用时,某些引脚要加阻值为1kΩ~10kΩ的下拉或上拉电阻。因此在实现时,给MODE、LHOLD、LINTi1引脚加下拉电阻,CHRDY、EEDO、LRDYi#引脚加上拉电阻。 图2PCI9052本地写时序 以主处理器向单片机写数据为例,图2给出了PCI9052的本地写时序。 2.2ispLSI2064部分 为降低数据被解析的风险,应尽量减少使用分离元件。因此在设计中选用了Lattice公司的CPLDispLSI2064。该芯片采用EECMOS技术,100引脚TQFP封装,拥有2000个PLD门,64个I/O引脚另加4个专用输入,64个寄存器,3个全局时钟,TTL兼容的输入输出信号。2064具有在系统可编程ISP(In-SystemProgrammable)功能,可方便实现硬件重构,易于升级,降低了设计风险,并且安全性能高。PCI9052与单片机之间的8位数据线进行双向数据传输,不能简单地直接相连,需要进行传输方向控制和数据隔离。故用2064作为PCI9052本地信号与单片机信号进行信号传递的接口,图3给出了8位数据信号双向传输的原理图。2064的开发软件ispDesignExpert8.2版支持VHDL、VerilogHDL、Abel等语言及原理图输入,且通过专用下载电缆可把最终生成的JEDEC文件写入2064,实现编程。在设计时采用了原理图输入的方法。 原理图中用到的BI18的功能描述为:当OE=1时,XB为输出,A为输入,即XB=A;当OE=0时,XB为输入,Z为输出,即Z=XB。FD28的功能描述为:8位D触发器(带异步清除)。结合PCI9052本地读写时序,可以分析得出,在进行读写操作时,图3实现了LAD[7..0]与D[7..0]之间正常的数据传输;在非读写时,双方数据处于正常隔离状态。 2.3单片机AT89C51部分 单片机采用ATMEL公司的AT89C51。这是一个8位微处理器,采用CMOS工艺,40引脚DIP封装。它含有4K字节Flash和128字节RAM,且自身具有加密保护功能。单片机不进行外部存储器和RAM的扩展,程序存储和运行均在片内完成,有效地保证了加密强度。 单片机的P0口接图3的D[7..0],并加10kΩ的上拉排阻。WR#、RD#、W/R#、BE1#、BE0#作为单片机输入信号接P2口。PCI9052写数据准备好或读数据已取走信号REQ9052#作为单片机输入信号接P3.2(INT0#);写数据单片机已取走或读数据单片机准备好信号RDY51#作为单片机输出信号接P1.0;接P1.1的OVER51#作为单片机输出信号,经2064接PCI9052的LINTi1,通过LINTi1向主机发送INTA#中断请求。 基于PCI总线的加密卡,依照PCI总线标准2.1版,通过动态分配4字节I/O空间,实现主处理器与卡上单片机之间的握手通信。被加密软件通过访问加密卡,获取软件正常执行的相关权限。在加密卡不存在的情况下,被加密软件因得不到相关授权而无法运行,从而实现了加密功能。在单片机的存储器里,除了存放密钥之外,设计者还可以把被加密软件的部分程序、算法或常数写入单片机的存储器,在加密卡不存在的情况下,被加密软件的功能是不完整的,从根本上防止了软件破解。 硬件设计论文:压缩卡软硬件设计管理论文 摘要:随着计算机技术、多媒体和数据通信技术的发展,计算机视频的应用越来越广。但视频通常由于数据量巨大,应用受到不少限制。为解决视频数据的存储和传输,唯一途径就是对视频数据进行压缩。结合目前实际需求,给出了一种基于PCI总线的MPEG-I压缩卡的软件、硬件实现方案。 关键词:PCI总线WDM驱动MPEG-1压缩卡 随着计算机技术、多媒体和数据通信技术的高速发展,人们生活水平的提高,对计算机视频的需求和应用越来越多,如视频监控、视频会议、计算机视觉等。计算机视频提供给人的信息很多,但是视频的数据量很大,不利于传输和存储,使其应用受到不少限制。为解决视频数据的存储和传输,唯一途径就是对视频数据进行压缩。 目前常见的视频压缩方法有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263等。考虑压缩技术的成熟度和该压缩卡的主要用途,本文采用MPEG-1作为压缩标准,研制了基于PCI总线的MPEG-I压缩卡。该卡适用于视频监控、视频会议等多种应用场合。该卡加上一台主机、摄像头和软件可构成一个完整的视频采集压缩系统。 1系统特点 (1)支持BNC、RCA、S-VIDEO视频接口; (2)支持PAL和NTSC制式; (3)可对视频实时预览,最大分辨率可达720×576×32; (4)可对声音进行同步监听; (5)可对音、视频信号进行MPEG-I压缩,生成MPEG文件和VCD文件; (6)用户可编程MPEG-1编码设置,可支持CBR和VBR; (7)可一机多卡同时工作; (8)可从动态影像中捕获单帧,生成JPG和BMP文件; (9)支持Win98/Win2000。 2系统硬件设计 2.1系统组成 该系统主要由视频解码、音频解码、压缩优秀和PCI接口等组成,其总体框图如图1所示。 2.2视频解码设计 视频解码部分主要完成模拟视频到数字视频的处理,以供后面预览、压缩用。视频解码芯片常用的有SAA7110、SAA7113和SAA7114等。本方案中采用Philips公司的SAA7114。SAA7114有六路模拟输入,内置模拟源选择器可构成6×CVBS、2×Y/C2×CVBS、1×Y/C和4×CVBS;两路模拟预处理通道,内有抗混迭滤波器;CVBS或Y/C通道含完全可编程静态增益控制或自动增益控制功能,对CVBS、Y/C通道可进行自动钳位控制;能自动检测50Hz/60Hz场频,并可自动在PAL和NTSC制式进行切换;能将PAL、NTSC和SECAM信号解码及模数变换得到符合ITU-601/ITU-656的数字电视信号。该芯片是目前视频解码芯片中接收视频源的宽容性及视频解码图像质量最好的一种。其通过I2C接口,进行初始化设置。 本系统采用ImagePort作为数字视频输出端口,数字视频格式采用ITU-656AI11(PIN20)作为BNC/RCA输入脚,AI12、AI22作为S-VIDEO输入脚。 图2SAA7146A方框图 2.3音频解码设计 音频解码的数据一部分提供给SAA7146A作声音监听用,另一部分用于压缩。考虑到成本,本系统采用BURR-BROWN公司的PCM1800E。该芯片是双声道单片ΔΣ型20位ADC单+5V电源供电,信噪比为95dB(典型值),动态范围95dB(典型值),内嵌高通滤波器,支持四种接口方式和四种数据格式。其采样频率为32kHz、44.1kHz和48kHz可选。 本系统采用从模式,20位I2S数据格式。主时钟由SAA7114提供。 2.4MPEG-1压缩部分设计 本系统中MPEG-I压缩芯片选用ZAPEX公司的SZ1510。该芯片基于TI的TMS320C54xDSP内核,能对ITU-601/ITU-656数字电视信号和PCM音频流进行MPEG-1实时压缩,可生成多种流,如音频基本流、视频基本流、音视频复合流等。 该芯片外接27MHz晶振,可支持多种主机接口,可工作在复用或非复用、Intel或Motorola类型总线。通过输入管脚HCONFIG1:0和SysConfig寄存器可设置成六种总线接口类型:Intel8051类型的数据/地址复用的8位总线、Motorola类型的数据/地址复用的8位总线、Intel8051类型的非复用的8位数据总线、Motorola类型的非复用的8位数据总线、Intel8051类型的非复用的16位数据总线和Motorola类型的非复用的16位数据总线。支持I2S声音接口。 本系统中采用Intel8051类型的非复用的16位数据总线。 2.5PCI接口部分设计 本系统中PCI接口芯片选用SAA7146A,该芯片并不是通用的PCI接口芯片,而是一个多媒体桥(MultimediaBridge)。方框图如图2。该芯片符合PCI2.1规范。它有八个DMA通道,三个视频,四个音频,一个DEBI(DataExpansionBusInterface)。还具有两路视频通道,可对视频数据进行缩放,一路可无级缩放HPS(HighPerformaceScaler,其纵向可达1:1024、横向可达1:256;另一路有级缩放BRS(BinaryRatioScaler支持CIF和QCIF格式。 音频接口以I2S为基础,通过编程控制以支持MSB-FIRST的不同格式及不同的时序格式。 本系统中该部分主要实现功能如下: (1)通过DEBI接收SZ1510产生的MPEG-1数据,传输到内存; (2)通过视频接口,接收SAA7114输出的视频解码信号,并进行亮度、色度、饱和度的控制,并实现无级缩放功能实现视频预览功能; (3)通过音频接口,接收PCM1800E输出的PCM编码信号,传输到内存,实现声音监听功能; (4)提供符合PCI2.1规范的接口,将板上数据传输到主机内存。 3软件设计 软件设计主要包括驱动程序设计和应用层的API设计。驱动程序主要负责与硬件打交道,应用层API主要负责与驱动程序接口。由于设计了应用层的API,应用程序可很容易在上面进行开发。 3.1驱动程序设计 为了支持Windows2000和Windows98采用WDMWindowsDriverModel驱动程序。WDM作为微软的最新驱动程序模型与传统的Win3.x和Win95使用的VxD驱动完全不同。WDM可支持电源管理、自动配置和热插拔等。WDM驱动的设计可以采用DriverStudioDS、Windriver、DDKDriverDeviceKit等。本系统驱动采用Windows2000DDK借助VC6.0设计。 3.1.1MPEG-I压缩部分 在驱动中,重置SZ1510后,就可以装载相应工作模式的微码;根据需要,设置好相应寄存值后就可以启动SZ1510对视频数据进行MPEG-1编码。每当产生的压缩数据超过SZ1510内部的FIFO门限后,SZ1510产生相应中断,内核调用中断例程,在中断例程中调用中断延迟例程DPC,在中断延迟例程中接收产生的压缩数据。SZ1510提供两种方式提取数据,一种用I2C总线接口方式,另一种用DEBI方式。 在本系统中,采用DEBI进行压缩数据的传输。考虑到压缩数据产生的速度,本系统开了32页大小的缓冲区,在中断延迟例程中填充该缓冲区。每当填满8页大小后,产生一个事件通知应用层进行数据读取。通过这种方式,可以避免压缩数据的丢失。 其流程图如图3所示。 在驱动中,压缩数据的提取方式将极大地影响生成MPEG文件的质量。如果处理不当,将导致马赛克、跳帧等现象。 3.1.2驱动程序中用户缓冲区的访问 驱动程序访问用户内存主要通过缓冲I/O和直接I/O。缓冲I/OI/O管理器创建一个内核模式拷贝缓冲区,并把用户缓冲区的内容拷贝到该缓冲区中,并在IRP首部的AssociateIrp.SystemBuffer域中存储该非分页内存地址。驱动程序可简单地读写该块内存。直接I/O,I/O管理器为输入数据提供一个内核模式拷贝缓冲区,对输出数据提供一个内存描述符(MDL)。为了使用缓冲I/O或直接I/O在创建设备时,必须设置设备对象的Flags域中的DO_BUFFERED_IO标志位来使用缓冲I/O或设置DO_DIRECT_IO标志位来使用直接I/O。 在本驱动中由于缓冲I/O和直接I/O都被使用,DO_BUFFERED_IO标志位和DO_DIRECT_IO标志位都被设置。 在定义IOCTL码中,对缓冲I/O使用METHOD_BUFFEERED对直接I/O使用METHOD_OUT_DIRECT。 3.2应用层API设计 应用层对驱动程序的访问通过调用Win32I/O函数(如ReadFile、WriteFile和DeviceIoControl)访问。当应用层调用Win32I/O函数以请求I/O后,该请求由内核的I/O系统服务接收,I/O管理器对该请求构造合适的IRP包,并将其传给驱动程序栈,IRP在栈中进行传递,传到驱动程序进行处理,并将结果返回给应用程序。 通过应用层API,在其上面可进一步开发各类应用程序。 本系统达到了预期的要求,能够在音视频采集过程中对视频、音频进行实时预览、监听。压缩生成的文件可在标准媒体播放器上播放,并可对生成的VCD文件进行刻录,然后由VCD机播放. 硬件设计论文:硬件地址识别设计分析论文 摘要:在通信和控制系统中,常使用异步串行通信控制器(UART)实现系统辅助信息的传输。为实现多点通信,通常用软件识别发往本站点或其它站点的数据,这会加大CPU的开销。介绍了一种基于FPGA的UARTIP,由硬件实现多点通信时的数据过滤功能,降低了CPU的负担,提高了系统性能。 关键词:UART多点通信FPGA知识产权 在通信和控制系统中,常使用异步串行通信实现多块单板之间的辅助通信,各个单板通过总线方式连接。为了实现点对点通信,需要由软件定义一套较复杂的通信协议,过滤往来的数据,消耗了CPU较多的时间。89C51单片机有一种九位通信方式,采用一位地址位来实现通信对象的选择,只对发往本地址的地址发生中断进而接收数据。通用的UART芯片如16C550和89C51等构成总线式的通信系统时,需要由CPU通过软件处理接收到的地址和产生九位的数据。本文介绍的UART采用VerilogHDL硬件描述语言设计,可以用FPGA实现,可应用于SoC设计中。其主要特性如下: ·全硬件地址识别,过滤数据不需要CPU的介入;支持一个特殊地址,可用于监听和广播。 ·支持查询和中断两种工作方式,中断可编程。 ·接收和发送通路分别有128ByteFIFO,每个接收字节附带状态信息。 ·设计采用VerilogHDL语言,全同步接口,可移植性好。 ·支持自环测试功能。 ·波特率可以编程,支持八位或者九位两种数据格式。 设计的UART的九位串行数据格式如图1所示。在空闲状态,数据线处于高电平状态。总线由高到低跳变,宽度为一个波特率时间的负脉冲为开始位,然后是8bit的数据位。数据位后面是lbit的地址信息位。如果此位是1,表示发送的字节是地址信息;如果此位是0,传输的是正常数据信息。地址指示位后是串行数据的停止位。 1UART设计 UART采用模块化、层次化的设计思想,全部设计都采用VerilogHDL实现,其组成框图如图2所示。整个UARTIP由串行数据发送模块、串行数据接收模块、接收地址识别模块、接收和发送HIFO、总线接口逻辑、寄存器和控制逻辑构成。串行发送模块和接收完成并/串及串/并的转换,接收地址的识别由接收地址识别模块完成。发送和接收HIFO用于缓存发送和接收的数据。总线接口逻辑用于连接UARTIP内部总线和HOST接口。寄存器和控制逻辑实现UARTIP内部所有数据的收发、控制和状态寄存器、内部中断的控制及波特率信号的产生。以下详细说明主要部分的设计原理。 1.1串行数据发送模块 串行数据发送模块将数据或地址码由并行转换为串行,并从串行总线输出。设计采用有限状态机实现,分为空闲、取数、发送三个状态。其状态迁移如图3所示。各个状态说明如下: 空闲状态:状态机不断检测发送使能位、UART使能位和发送FIFO空/满标志位,如果使能位为高、UART使能打开且FIFO空标志位为低,串行发送进入取数状态。 取数状态:在此状态,分两个周期从发送FIFO中取出待发送的数据或者地址,然后进入发送状态。 发送状态:在此状态,状态机按照九位串行数据的格式依次发送开始位、数据位、地址指示位。待停止位发送完毕后,返回空闲状态。一个字节的数据发送完毕后,进行下一个字节数据的发送流程。 1.2串行数据接收模块 串行数据接收模块用于检测串行数据的开始位,将串行总线上的串行数据转换成并行数据并输出。接收逻辑也采用有限状态机实现,分为空闲状态、寻找开始位、接收数据和保存数据四个状态。其状态迁移图如图4所示。各个状态说明如下: 空闲状态:在此状态,不断检测接收使能、UART使能和串行输入信号的状态。如果串行输入信号出现由高到低的电平变化且UART使能和接收使能都为高,则将采样计数器复位,并进入寻找开始位状态。 寻找开始位:在此状态,状态机等待半个波特率的时间,然后重新检测串行输入的电平。如果为低,则判断收到的开始位有效,进入接收数据状态;否则认为数据总线上出现干扰,开始位无效,重新返回空闲状态。 接收数据:在此状态,依次接收串行数据线上的数据位、地址指示位和停止位,结束后进入保存数据状态。 保存数据:此状态将收到的串行数据以并行方式从接口的并行总线输出,然后返回空闲状态,准备进行下一个字节数据的搜索和接收。 为提高对串行输入上突发干扰的抵抗能力,对于接收数据,在脉冲的中间位置连续采样三次,较多的电平作为接收的有效数据。所有接收数据的采样频率为接收波特率的16倍。 1.3硬件地址识别模块 硬件地址识别模块用于从接收到的数据中判断出地址和数据,在地址识别功能打开时,选择数据通过或者丢弃;而该功能关闭时,所有数据都会通过。地址识别模块是一个有两个状态的有限状态机,分为地址和数据两个状态。其状态迁移图如图5所示。状态说明如下: 地址状态:在此状态时,判断接收到的数据以及地址识别使能位。如果地址识别功能没有打开,对于接收的任何地址,都进入数据状态。如果地址识别功能打开,则将收到的地址和本地地址比较,如果相等,则保存此地址,进入数据状态;否则继续在此状态接收数据和地址,将收到的数据忽略。 数据状态:将接收到的数据输出,直到收到地址位时,返回地址状态,处理地址。 为实现监听和广播功能,将地址255作为特殊地址,它可以和任何地址匹配。若本站的地址为255,此站点可以接收任何地址的数据,此功能可以用于监听总线上的数据;若发送数据的目的地址为255,则任何站点都会接收到此数据,此功能可以用于发送广播数据。 1.4FIFO设计 FIFO由控制逻辑和双口RAM组成,控制逻辑用来实现将一个双口RAM转换成两个FIFO的功能,这两个FIFO分别用于发送和接收数据缓存;中断控制用于在中断工作方式时管理UART内部的中断状态和控制信息。 为减少所需块RAM的数量,接收和发送FIFO使用同一个块RAM实现,使用仲裁机制保证两个FIFO的四个端口,在同一时刻最多只有两个操作,不影响对FIFO的读写。 1.5总线接口 UART采用同步接口,所有信号都在系统时钟的上升沿采样,设备的握手用一位应答信号完成。 数据总线宽度采用8+2的方式。和16位或者32位宽度的数据总线连接时,可以一次读取接收数据的数据和地址指示位,减少总线操作次数;若和8位系统连接,可以只连接低8位数据线,接收数据的地址信息可以通过内部的状态寄存器读取。 1.6寄存器和控制逻辑 寄存器部分实现UART内部所有数据的收发、控制和状态寄存,用于设置UART的数据格式、收发波特率、FIFO控制、本地地址、地址识别、中断控制和状态寄存,实现对UART工作的控制。 控制逻辑产生所需的所有波特率信号及对应的上升和下降沿指示信号,并根据实际工作所选择的波特率输出与系统时钟同步的对应信号。波特率产生逻辑的组成框图如图6所示。 2功能和时序仿真 首先结合功能仿真设计系统的仿真平台。仿真平台如图7所示。系统仿真平台和仿真激励采用VerilogHDL语言设计,可同时用于功能仿真和时序仿真,不能用于二者的综合。寄存器级模型为用于UARTIP设计的RTL描述,全部采用可以综合的VerilogHDL语句编写。仿真使用的软件为ModelSim。 功能仿真包括以下几个方面: (1)基本模块连线时序的仿真。首先用描述方式设计UART的接口模型,利用仿真激励进行简单的读写操作,设计出仿真激励信号和系统仿真平台。然后结合仿真激励信号逐步完成UART的各个子模块的设计。仿真时,需要逐步观察UART接口信号的波形、UART内部模块的接口信号波形、各种状态机的状态迁移和数据指针的值以及状态位的值,逐步完成寄存器传输级的UART设计。 (2)UART的工作仿真。完成RTL的寄存器传输级模型后,根据系统软件工作的模式,用HDL设计出数据收发的仿真激励,打开自环功能,进行数据的发送和接收。仿真可以分为仿真查询和中断两种工作方式。对于中断工作方式,需要用HDL语言模拟软件的中断机制, 进行中断工作方式的仿真。最后打开地址识别功能,发送不同目的地址的数据,观察UART的硬件地址识别情况。 完成功能仿真后,将设计进行布局布线,生成Ver-ilogHDL形式的时序仿真模型和标准时延文件,利用与功能仿真相同的仿真平台进行时序仿真。时序仿真只需要仿真工作方式。功能仿真和时序仿真使用相同的仿真平台和激励向量,这样便于比较二者的差异,发现设计代码存在的问题。 3综合和测试结果 本设计用Synplicity公司的SynplifyPro作为综合工具,用XilinxISE5.2作为布局布线工具,采用器件为XC2S100IIE-7。综合结果显示,该UARTIP占用资源情况为:SLICE275个、内部块RAM1个、I/O24个,HOST总线可以达到的频率为73.2MHz。 测试程序参考仿真激励的生成,用C语言在vxWorks操作系统下设计。测试所用方法和工作仿真完全相同,只是仿真激励对应测试程序,而RTL模型对应实际的FP-GA器件。 多点测试使用了五块单板,采用半双工总线方式,定义简单的数据包格式,用于检测数据错误并返回数据。数据包的格式为地址开头,后面是最大255Byte的数据;数据部分包括发送方的地址、数据校验和及包的长度。另外,还定义简单的驱动程序格式,完成基本数据的收发和控制,然后在上层加载多点通信协议。其中的一块加载主设备程序,其它单板加载从设备程序。主设备周期性地向其它从设备发送测试数据,并在规定的时间内等待接收目标单板的数据。从设备软件只接收发给本单板的数据,如果校验正确,将收到的数据发给主设备;如果有错误,则不进行任何操作。主设备若在规定时间内无法接收从设备的数据或者接收数据错误,则判断通信异常,进行下一个设备的测试。 测试时,数据包长为240Byte,波特率为115200。常温和高低温环境下的测试结果表明,UARTIP工作稳定可靠,达到了设计要求。 本UARTIP全部采用VerilogHDL设计,可以在采用FPGA实现的通讯和控制系统中作为系统多点通讯控制器,也可以用于片上系统(SoC)的设计。用于多点通信时,可以有效降低CPU的额外负担,提高CPU系统的利用率。由于采用语言描述,移植性强,可以用于不同厂家、不同型号的FPGA芯片中,提高了系统的设计速度和效率。 硬件设计论文:路由器硬件设计研究论文 摘要:介绍了VoIP语音卡在路由器中的应用,详细描述了一款应用于路由器的语音卡的硬件结构及其工作方式。 关键词:VoIPPCIFXS路由器语音压缩 1VoIP在路由器中的应用 近年来,VoIP(VoiceoverInternetProtocol)给通信市场带来了强大的冲击。IP语音业务推出后,由于其在通话费用上比传统电话具有突出的优势,因而受到了广泛欢迎。VoIP技术在路由器中应用,可以大大节省有多个部门在不同地方办公的企业或机构的电话费用。图1为一个VoIP路由器在公安分局与派出所间应用的方案。 派出所网点的路由器DCR-2501V和DCR-2509V使用FR(帧中继)或DDN线路同分局的DCR-3660实现互连,各网点的计算机可通过路由器连接分局的局域网或Internet,实现数据通信;同时,DCR-2501V或DCR-2509V通过FXS语音端口连接普通电话机,分局路由器通过E&M接口和PBX连接,这样既可以实现内部各部门间的数据通信,同时还可进行零费用的语音通话。 VoIP在费用上呈现巨大优势的原因在于其利用了计算机通讯的分组化、数字化传输技术,先对语音数据按照一定的语音压缩标准进行压缩编码处理,然后把这些数据按IP相关协议打包,再将数据包通过IP网络传输到接收端,接收端将这些以不同顺序到达的数据包按其本身顺序串起来,并经过解码解压恢复出原来的语音信号。与传统的语音业务相比,VoIP在时间延迟、话音质量等方面存在缺陷。可以采用一些先进的协议如资源预留协议(RSVP)和不同类型服务(Diffserv)等方案来尽可能的优化语音数据包的传输,以减少传输延迟和拥塞。 目前,VoIP的标准主要有国际电信联盟技术部(ITU-T)建议的H.323系统和IETF建议的会话发起协议(SessionInitiationProtocol,SIP)系统两种。前者主要在电信网络上实现多媒体业务制订,技术已趋成熟。后者基于动态的Internet模式建网,是基于软交换技术的面向网络会议和电话的简单信令协议。在我国,主要选用H.323技术标准来实现VoIP,在H.323系列标准中,音频压缩编码标准有G.711、G.722、G.723和G729等。 本文将介绍一种已经应用于路由器产品中的VoIP语音卡的硬件设计和工作原理。 2VoIP语音卡硬件结构 该语音卡基于AudioCodes公司的VoPP(VoiceOverPacketProcessor,即语音包处理器)AC48302设计,采用PCI接口界面,可提供两个FXS(ForeignExchangeStation)语音/传真接口,可以方便灵活地应用于本公司开发的系列路由器中,实现VoIP功能。其硬件结构框图如图2所示,以下介绍各部分硬件的原理和作用。 2.1PCI接口 路由器主板与语音卡之间通过PCI总线连接,便于通用。采用了PCI接口芯片PLX9030实现语音卡本地总线(HPI)与PCI总线之间的转换。由于语音卡上数据流量不大,不需要利用如DMA方式主动向路由器主板上的Memory空间传递数据。因此,语音卡工作于PCI的从模式方式,AC48302通过中断方式接收或发送语音数据,PCI总线的数据宽度和速度为32位/33MHz。 2.2CPLD部分 AC48302采用8位并行的主处理器接口HPI与外部CPU(即路由器CPU)进行数据交换。在本设计中,HPI接口与PLX9030的本地总线接口时序稍有差别,经过CPLD进行调整。另外,路由器CPU还可通过CPLD控制CODEC和SLIC芯片。 2.3AC48302芯片 AC48302是AudioCodes公司推出的一款低功耗、低价格的双通道语音包处理器,其内部集成了一个DSP内核。该芯片的主要特性如下: ·支持两个通道的语音压缩编码,语音压缩标准包括G.729A、G.723.1、G.727、G.726、G.711。 ·兼容T.38或FRF.11传真中继(2.4~14.4kbps)。 ·呼叫ID产生和检测,呼叫进程和用户定义语音的检测和产生。 ·兼容G.168的25ms回声消除。 ·高性能的有效语音检测(VAD)和舒适噪声产生(CNG)。 ·DTMF检测和产生。 ·A律/μ律可选的Codec接口,具有输入输出增益控制。 ·PCMHighway接口。 ·并行的主处理器接口(HPI)。 AC48302各部分硬件接口如图3所示。 图4AC48302HPI存储器的映射关系 2.3.1语音接口(VoiceInterface) 语音接口提供未压缩的语音、传真数据的输入输出通道。语音接口对外提供四根信号线构成PCM总线,直接连接外部CODEC芯片的PCMHighway。这四根信号线为PCMIN、PCMOUT、PCMCLK、PCMFS。PCMIN输入从CODEC送来的PCM信号,AC48302内部的DSP按照相应标准(如G.729)压缩后从HPI给路由器CPU转发。PCMOUT则相反,AC48302将路由器CPU送来的语音数据按照合适的标准解压缩,然后从PCMOUT口送到外部CODEC,CODEC经过数/模转换后恢复成语音信号?熏通过用户接口送给用户端。PCMCLK提供2.048MHz的比特同步时钟,而PCMFS提供8kHz的帧同步时钟。 2.3.2HPI接口 在本设计中,路由器CPU与AC48302通过HPI口进行通信。路由器CPU和DSP通过AC48302的片内共享的双口存储器实现数据交互。片内共享存储器的映射关系见图4。 HPI接口包括1根8位数据总线和几根控制总线。路由器CPU通过三个寄存器(HPIC、HPIA和HPID)控制AC48302及访问片内存储空间。HPIC为控制寄存器,用来选择AC48302的高低字节顺序、产生和接收中断。HPIA为地址寄存器,用来寻址片内的2K存储空间。HPID为数据寄存器,用来缓存每次读写的两个字节数据,外部CPU可以单个Word或块数据方式访问HPID,当以块数据方式访问时,HPIA寄存器自动累加,这样可以减少外部CPU写HPIA寄存器的开销。AC48302的内部寄存器和存储器为16位宽度,因此外部CPU每次访问AC48302必须以两个字节为基本单位,信号线HI/LO用来选择高低字节,信号HRS1、HRS0指示当前访问的是哪个寄存器。 除了以上两个重要的接口外,AC48302内部还包含一个PCM时钟发生器、一个用于测试的JTAG接口以及一个用于访问外部SRAM及处理信道辅助信令的Memory&I/O接口。 2.4CODEC接口芯片 CODEC芯片负责对DSP解压缩后送来的PCM数据进行解码,并将滤波后的模拟语音信号送到用户线接口芯片SLIC,SLIC对其进行2-4线转换后送给用户端;同时,CODEC还负责将SLIC送来的模拟语音信号进行PCM编码,然后送到DSP芯片进行压缩处理。 本设计中,CODEC芯片采用IDT公司的4通道PCM编解码芯片IDT821034。该芯片具有可编程增益设置、主时钟可选(2.048MHz、4.096MHz和8.192MHz)、最大可支持128个可编程时隙、A律/μ律可选、内置数字滤波器、串行控制接口、低功耗等特点。本设计中选用主时钟为2.048MHz(E1帧模式),可划分为32个相等的时隙(Slot0~Slot31),4个通道的接收和发送时隙可通过向串行控制口写入控制字进行动态选择。各时隙的位置都以8kHz的帧同步时钟信号为参考,在IDT821034中,时隙0相对帧同步脉冲的位置有延迟模式和非延迟模式(图6即为非延迟模式)。 PCM主时钟(BCLK)、帧同步时钟(FS)、接收数据(DR)和发送数据(DX)一起构成PCMHighway信号,与AC48302进行连接。BCLK与FS分别对应AC48302的PCMCLK和PCMFS,这两个时钟信号都由AC48302产生;DR和DX分别对应AC48302的PCMOUT和PCMIN。PCMHighway信号时序以及时隙与帧同步信号的关系分别如图5、图6所示。为了CODEC与DSP芯片间正确收发数据,一般选择CODEC芯片在BCLK的上升沿发送数据DX,下降沿采样数据DR,而在另一端的AC48302,则在时钟下降沿采样PCMIN,上升沿发送PCMOUT。 2.5用户线接口(SLIC)芯片 设计中为了使语音卡能够提供FXS接口功能,采用了爱立信公司的新型SLIC芯片PBL83710连接用户接口。在该芯片内部能够产生高电压铃流信号及提供自动电池馈电切换,具有环流振铃和地键检测功能及2-4线转换功能。该芯片将许多传统的振铃继电器、铃流发生器等器件集成在一个片内,节省了印制板空间和成本。 3VoIP语音卡硬件驱动流程 硬件驱动程序主要完成以下功能: (1)初始化PLX9030芯片,配置相关寄存器,选择本地总线工作方式。 (2)初始化AC48302芯片,启动AC48302内部的DSP内核到正常工作状态。AC48302的启动步骤按顺序分为以下几步:核代码(Kernel)下载;程序代码(Program)下载;初始化模式;启动运行。 (3)驱动语音卡的正常操作。接收处理摘挂机中断,将SLIC置于正确状态;配置CODEC芯片的各通道收发数据时隙以及CODEC芯片的增益控制;接收处理AC48302数据包处理中断,AC48302每处理完一个语音数据包就通过中断方式通知路由器CPU读取当前Buffer中的数据或向Buffer写入下一个数据包。 本文采用的是FXS接口,只要对CODEC后面部分电路稍加改动即可实现FXO或E&M接口功能。目前,该语音卡方案在路由器产品中已获广泛采用。 硬件设计论文:高速单片机硬件关键参数设计概述 摘要:随着目前新技术、新工艺的不断出现,高速单片机的应用越来越广,对硬件的可靠性问题便提出更高的要求。本文将从硬件的可靠性角度描述高速单片机设计的关键点。 关键词:高速单片机 可靠性 特性阻抗 SI PI EMC 热设计 引 言 随着单片机的频率和集成度、单位面积的功率及数字信号速度的不断提高,而信号的幅度却不断降低,原先设计好的、使用很稳定的单片机系统,现在可能出现莫名其妙的错误,分析原因,又找不出问题所在。另外,由于市场的需求,产品需要采用高速单片机来实现,设计人员如何快速掌握高速设计呢? 硬件设计包括逻辑设计和可靠性的设计。逻辑设计实现功能。硬件设计工程师可以直接通过验证功能是否实现,来判定是否满足需求。这方面的资料相当多,这里就不叙述了。硬件可靠性设计,主要表现在电气、热等关键参数上。我将这些归纳为特性阻抗、SI、PI、EMC、热设计等5个部分。 1 特性阻抗 近年来,在数字信号速度日渐增快的情况下,在印制板的布线时,还应考虑电磁波和有关方波传播的问题。这样,原来简单的导线,逐渐转变成高频与高速类的复杂传输线了。 在高频情况下,印制板(PCB)上传输信号的铜导线可被视为由一连串等效电阻及一并联电感所组合而成的传导线路,如图1所示。只考虑杂散分布的串联电感和并联电容的效应,会得到以下公式: 式中Z0即特性阻抗,单位为Ω。 PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。影响PCB走线特性阻抗的因素主要有:铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。 在PCB的特性阻抗设计中,微带线结构是最受欢迎的,因而得到最广泛的推广与应用。最常使用的微带线结构有4种:表面微带线(surface microstrip)、嵌入式微带线(embedded microstrip)、带状线(stripline)、双带线(dual-stripline)。下面只说明表面微带线结构,其它几种可参考相关资料。表面微带线模型结构如图2所示。 Z0的计算公式如下: 对于差分信号,其特性阻抗Zdiff修正公式如下: 公式中: ——PCB基材的介电常数; b——PCB传输导线线宽; d1——PCB传输导线线厚; d2——PCB介质层厚度; D——差分线对线边沿之间的线距。 从公式中可以看出,特性阻抗主要由、b、d1、d2决定。通过控制以上4个参数,可以得到相应的特性阻抗。 2 信号完整性(SI) SI是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中的信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC,则该电路具有较好的信号完整性。反之,当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。从广义上讲,信号完整性问题主要表现为5个方面:延迟、反射、串扰、同步切换噪声和电磁兼容性。 延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输,信号从发送端发出到达接收端,其间存在一个传输延迟。信号的延迟会对系统的时序产生影响。在高速数字系统中,传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。 当PCB板上导线(高速数字系统中称为传输线)的特征阻抗与负载阻抗不匹配时,信号到达接收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去,使信号波形发生畸变,甚至出现信号的过冲和下冲。如果信号在传输线上来回反射,就会产生振铃和环绕振荡。 由于PCB板上的任何两个器件或导线之间都存在互容和互感,因此,当一个器件或一根导线上的信号发生变化时,其变化会通过互容和互感影响其它器件或导线,即串扰。串扰的强度取决于器件及导线的几何尺寸和相互距离。 信号质量表现为几个方面。对于大家熟知的频率、周期、占空比、过冲、振铃、上升时间、下降时间等,在此就不作详细介绍了。下面主要介绍几个重要概念。 ①高电平时间(high time),指在一个正脉冲中高于Vih_min部分的时间。 ②低电平时间(low time),指在一个负脉冲中低于Vil_max部分的时间,如图3所示。 ③建立时间(setup time),指一个输入信号(input signal)在参考信号(reference signal)到达指定的转换前必须保持稳定的最短时间。 ④保持时间(hold time),是数据在参考引脚经过指定的转换后,必须稳定的最短时间,如图4所示。 ⑤建立时间裕量(setup argin),指所设计系统的建立时间与接收端芯片所要求的最小建立时间的差值。 ⑥保持时间裕量(hold argin),指所设计系统的保持时间与接收端芯片所要求的最小保持时间之间的差值。 ⑦时钟偏移(clock skew),指不同的接收设备接收到同一时钟驱动输出之间的时间差。 ⑧Tco(time clock to output,时钟延迟),是一个定义包括一切设备延迟的参数,即Tco=内部逻辑延迟 (internal logic delay) + 缓冲器延迟(buffer delay)。 ⑨最大经历时间(Tflightmax),即final switch delay,指在上升沿,到达高阈值电压的时间,并保持高电平之上,减去驱动所需的缓冲延迟。 ⑩最小经历时间(Tflightmin),即first settle delay,指在上升沿,到达低阈值电压的时间,减去驱动所需的缓冲延迟。 时钟抖动(clock jitter),是由每个时钟周期之间不稳定性抖动而引起的。一般由于PLL在时钟驱动时的不稳定性引起,同时,时钟抖动引起了有效时钟周期的减小。 串扰(crosstalk)。邻近的两根信号线,当其中的一根信号线上的电流变化时(称为aggressor,攻击者),由于感应电流的影响,另外一根信号线上的电流也将引起变化(称为victim,受害者)。 SI是个系统问题,必须用系统观点来看。以下是将问题的分解。 端接技术等 3 电源完整性PI PI的提出,源于当不考虑电源的影响下基于布线和器件模型而进行SI分析时所带来的巨大误差,相关概念如下。 电子噪声,指电子线路中某些元器件产生的随机起伏的电信号。 地弹噪声。当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等),由于电源线和地线上存在阻抗,会产生同步切换噪声,在地线上还会出现地平面反弹噪声 (简称地弹)。SSN和地弹的强度也取决于集成电路的I/O特性、PCB板电源层和地平面层的阻抗以及高速器件在PCB板上的布局和布线方式。负载电容的增大、负载电阻的减小、地电感的增大、同时开关器件数目的增加均会导致地弹的增大。 回流噪声。只有构成回路才有电流的流动,整个电路才能工作。这样,每条信号线上的电流势必要找一个路径,以从末端回到源端。一般会选择与之相近的平面。由于地电平面(包括电源和地)分割,例如地层被分割为数字地、模拟地、屏蔽地等,当数字信号走到模拟地线区域时,就会产生地平面回流噪声。 断点,是信号线上阻抗突然改变的点。如用过孔(via)将信号输送到板子的另一侧,板间的垂直金属部分是不可控阻抗,这样的部分越多,线上不可控阻抗的总量就越大。这会增大反射。还有,从水平方向变为垂直方向的90°的拐点是一个断点,会产生反射。如果这样的过孔不能避免,那么尽量减少它的出现。 在一定程度上,我们只能减弱因电源不完整带来的系列不良结果,一般会从降低信号线的串绕、加去耦电容、尽量提供完整的接地层等措施着手。 4 EMC EMC包括电磁干扰和电磁抗干扰两个部分。 一般数字电路EMS能力较强,但是EMI较大。电磁兼容技术的控制干扰,在策略上采用了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针。 主要的EMC设计规则有: ① 20H规则。PowerPlane(电源平面)板边缘小于其与GroundPlane(地平面)间距的20倍。 ② 接地面处理。接地平面具有电磁学上映象平面(ImagePlane) 的作用。若信号线平行相邻于接地面,可产生映像电流抵消信号电流所造成的辐射场。PCB上的信号线会与相邻的接地平面形成微波工程中常见的Micro-strip Line(微带线)或Strip Line(带状线)结构,电磁场会集中在PCB的介质层中,减低电磁辐射。 因为,Strip Line的EMI性能要比Micro-strip Line的性能好。所以,一些辐射较大的走线,如时钟线等,最好走成Strip Line结构。 ③ 混合信号PCB的分区设计。第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线;而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线。对于实在必须跨区的情况,需要通过,在两区之间加连接高频电容等技术。 ④ 通过PCB分层堆叠设计控制EMI辐射。PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用和设计技巧,通过合适的叠层也可以降低EMI。 从信号走线来看,好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层,这些层紧挨着电源层或接地层。对于电源,好的分层策略应该是电源层与接地层相邻,且电源层与接地层的距离尽可能小,这就是我们所讲的“分层"策略。 ⑤ 降低EMI的机箱设计。实际的机箱屏蔽体由于制造、装配、维修、散热及观察要求,其上一般都开有形状各异、尺寸不同的孔缝,必须采取措施来抑制孔缝的电磁泄漏。一般来说,孔缝泄漏量的大小主要取决于孔的面积、孔截面上的最大线性尺寸、频率及孔的深度。 ⑥ 其它技术。在IC的电源引脚附近合理地安置适当容量的电容,可使IC输出电压的跳变来得更快。然而,问题并非到此为止。由于电容呈有限频率响应的特性,这使得电容无法在全频带上生成干净地驱动IC输出所需要的谐波功率。除此之外,电源汇流排上形成的瞬态电压在去耦路径的电感两端会形成电压降,这些瞬态电压就是主要的共模EMI干扰源。为了控制共模EMI,电源层要有助於去耦和具有足够低的电感,这个电源层必须是一个设计相当好的电源层的配对。问题的答案取决于电源的分层、层间的材料以及工作频率(即IC上升时间的函数)。通常,电源分层的间距是0.5mm(6mil),夹层是FR4材料,则每平方英寸电源层的等效电容约为75pF。显然,层间距越小电容越大。 5 热设计 电子元件密度比以前高了很多,同时功率密度也相应有了增加。由于电子元器件的性能会随温度发生变化,温度越高其电气性能会越低。 (1)数字电路散热原理 半导体器件产生的热量来源于芯片的功耗,热量的累积必定导致半导体结点温度的升高。随着结点温度的提高,半导体器件性能将会下降,因此芯片厂家都规定了半导体器件的结点温度。在高速电路中,芯片的功耗较大,在正常条件下的散热不能保证芯片的结点温度不超过允许工作温度,因此需要考虑芯片的散热问题。 在通常条件下,热量的传递通过传导、对流、辐射3种方式进行。 散热时需要考虑3种传热方式。例如使用导热率好的材料,如铜、铝及其合金做导热材料,通过增加风扇来加强对流,通过材料处理来增强辐射能力等。 简单热量传递模型: 热量分析中引入一个热阻参数,类似于电路中的电阻。如果电路中的电阻计算公式为R=ΔE/I,则对应的热阻对应公式为R=Δt/P(P表示功耗,单位W;Δt表示温差,单位℃)。热阻的单位为℃/W,表示功率增加1W时所引起的温升。考虑集成芯片的热量传递,可以使用图5描述的温度计算模型。 也就是说,当Tc实测值小于根据数据手册所提供数据计算出的最大值时,芯片可正常工作。 (2)散热处理 为了保证芯片能够正常工作,必须使Tj不超过芯片厂家提供的允许温度。根据Tj=Ta+P×R可知,如果环境温度降低,或者功耗减少、热阻降低等都能够使Tj降低。实际使用中,对环境温度的要求可能比较苛刻,功耗降低只能依靠芯片厂家技术,所以为了保证芯片的正常工作,设计人员只能在降低热阻方面考虑。 如图5所示,可变的热阻由芯片外壳与散热器间的热阻(接触热阻)、散热器到环境的热阻组成。这就要求设计人员减少接触热阻,比如选用接触热阻小的导热胶,考虑大的接触面积等。散热器方面还要选择热传导率高的散热器材,考虑使用风冷、水冷等对流散热措施,增强辐射能力,扩展散热面积等措施。 结 语 以上提到的高速单片机设计思想和方法,目前已经在国外的公司得到实践和发展,但是国内这方面的研究和实践还很少。该设计思想在我们公司实践、摸索,提高了产品可靠性。在这里推荐给各位同行,期望共同探讨。 硬件设计论文:新型数字式高压保护装置硬件平台设计 摘要:随着现场对高压微机保护装置性能要求的不断提高,以及软、硬件技术发展的自身需要,在总结和继承微机保护装置成功经验的基础上,设计开发了运算DSP加逻辑MPU控制单元的新型硬件平台系统。该系统充分发挥了DSP运算能力强和MPU逻辑功能强、外围资源丰富等各自优点,且采用大容量外围存储芯片,从而保证了高压保护装置实现高速采样、实时并行计算、程序面向对象模块化编程、故障处理报告详细全程跟踪、采用复杂先进保护原理等功能,并且具有足够的硬件资源冗余度。本文详细介绍了该硬件平台的系统设计思想、技术特点和工作原理,最后介绍了基于此硬件平台实现高压微机线路保护的应用实例。 关键词:微机保护;硬件平台 中图分类号: 1 引言 目前,微机保护产品在继承常规保护成熟的技术原理的基础上,其智能化的特点日益突出,这不仅更好地满足了电力系统对可靠性和安全性的要求,而且为保护的测试试验和现场维护带来了更多的便利,因此,智能化微机保护产品在电力系统中得到了广泛的应用。按照文献[4]的划分,微机保护装置经历了三代的发展,许多传统保护中无法实现的新技术在目前的数字保护装置中得以成功的应用。尽管如此,随着电力系统对微机保护装置性能的要求不断提高、保护原理和算法的研究和发展、硬件产品技术的进步,以及微机保护运行环境的更为复杂和严酷,研究设计新型的、高可靠的硬件平台系统成为当务之急;硬件平台系统作为保护原理的载体和实现继电保护全部功能的基础,其研制和开发必将推动继电保护领域整体技术水平的提高,从而为国家电力系统智能化建设作出重要贡献。 我们在分析和吸收国内外同行厂家微机保护装置先进技术和经验的基础上,研制开发了一套适用于高压保护装置的硬件平台系统,该系统采用DSP (TMS320C32)+MPU(MC68332)系统结构,两者通过双口RAM来交互协同工作。本文将系统地阐述此平台的设计思想、整体结构、组织原理,并介绍了所选运算DSP和逻辑MPU芯片的特点。最后通过实例:基于此硬件平台开发的高压线路保护装置的试验及动模情况,说明了此平台的先进性。 2 硬件平台总体设计 2.1 整体平台系统结构 高压保护装置一般都采用多保护板加通讯处理板模式,通过内部通讯网来联系各板信息。随着时代、技术等方面的不断发展,保护功能要求越来越高,保护原理越来越完善,同时为便于事故后分析,报告、故障电量等信息要求越来越详细,以求确切地感知不同阶段保护中各模块的响应行为。上述种种原因决定了目前各有功能倾向的单CPU结构不能很好地满足实际需求,鉴于此我们设计了双CPU(DSP+MPU)结构,系统图如图1所示。 硬件平台系统主要包括两部分:基于TMS320C32的运算处理单元和基于MC68332的逻辑控制单元。运算处理单元任务定位于模拟量数据采集、数据处理、功能模块运算等功能;逻辑控制单元定位于保护逻辑判断、开入量检测、开出控制,以及监控等功能。采用这种MPU+DSP结构,充分利用了DSP适于数据处理优点的同时,也充分发挥了MPU丰富的I/O引脚、较强的逻辑处理能力,以及强大的通讯处理功能。 2.1.1 运算单元区设计方案 运算单元区主要由TMS320C32、RAM、FLASH、A/D、EPLD等器件构成。此区优秀器件TMS320C32芯片为TMS320C3X系列中的一款,是TI公司1995年推出的32位浮点型DSP。该芯片内部采用哈佛结构、流水线操作、特殊的并行指令、专用的硬件乘法器等适宜于数据运算的设计,这种特殊的硬件结构使得TMS320C32的处理能力达到60MFLOPS/30MIPS(每秒60兆次浮点运算或30兆条指令)。它采用增强型存储器接口,并具有灵活的数据/地址总线,可充分利用存储空间,增加了设计的灵活性,简化了电路设计。 运算单元区的模数转换部分采用MAXIM公司生产的14位逐次逼近型、2×4通道、带采样保持器的A/D芯片。改变了原来的多路开关切换的方式,减小了各模拟量之间不同步性。此单元区的译码、AD定时转换启动等功能完全由可编程逻辑器件EPM7128实现,这样既简化了印制版的设计,提高了电路设计的灵活性,又简化了程序软件的逻辑设计。从而在保证采样高可靠性的同时,节省了DSP的处理时间。 2.1.2 逻辑控制单元区设计方案 逻辑控制单元区主要由MC68332、RAM、FLASH、EEPROM、EPLD、秒脉冲对钟电路、标准232维护口、开入开出电路,以及通信电路构成。此区优秀器件MC68332是由MOTOROLA公司生产的32位微处理器,它采用HCMOS技术和精简的指令系统计算机(RISC)技术,数据处理能力达32位,因而具有较高的执行速度、较高的稳定性和很强的逻辑处理能力。软件看门狗、丰富的I/O口、可掉电保持的2K片上RAM、QSPI等丰富的控制功能使MC68332是一款非常适合控制领域的高性能芯片。 逻辑控制单元区的开出电路由EPLD和光电隔离器构成。通信电路由UART芯片及EPLD硬件设计的HDL协议构成的FDK_BUS(本公司自主开发的一种局域总线)板间通信网络。秒脉冲对钟电路利用TPU口检测秒脉冲的触发沿获得GPS秒脉冲,保证了板级对钟精度,为系统的故障分析提供了统一的时钟。FLASH用于保存程序代码,EEPROM用于保存定值、程序的CRC校验码、故障报告、扰动数据和装置的事件记录等。标准232维护口为程序调试提供了方便。 2.2 系统实现原理 采用这种DSP+MPU的平台系统结构,按照设计的功能分工:DSP来完成数据处理运算,如:数字滤波、相量计算、故障分量提取等,以及保护功能相对独立模块的处理,如:六个阻抗的计算、各序量方向元件计算、各阻抗区域判别等;而MPU来完成电力系统的状态检测,根据不同的状态,按照保护逻辑方案来组织运算单元的计算结果以及开入量等,最终根据逻辑结果作相应控制,另外此单元区还实现所有的监控功能。两CPU相对独立,同时两者相互监视是否正常运行;两者之间唯一的联络方式通过双口RAM来完成。由此有机地组成一个功能分布、协同运行的整体系统。 系统具体的组织方式为:运算单元区A/D所有通道转换完成后以中断方式激发DSP采样中断,DSP响应外部中断用DMA的方式读走原始采样数据;DSP在获得采样数据后,将采样数据精加工,并利用最新数据运算所有的功能模块,然后将采样数据、加工后数据,以及各模块接口信息放到双端口RAM中;运算处理单元通过邮箱机制,使双端口RAM在对侧产生一个中断电平通知逻辑控制单元;逻辑控制单元在响应外部中断电平后,将双端口RAM中信息读出,置于自身数据区域中;最后逻辑控制单元采用最新数据执行所有的逻辑控制。 通过这样的平台设计和任务分配,在大幅度提高采样频率的同时,能够保证保护软件功能在一个采样间隔执行一遍,从而真正实现了电力系统状态的实时检测,最终提高了保护装置的整体性能。 3 平台在高压线路保护中的应用 此硬件平台系统丰富的硬件资源和冗余设计符合当今各保护装置硬件平台统一的设计思想,满足于各种高压保护产品开发。为检测此平台系统的可行性,以及其各方面的性能指标,我们以高压线路保护装置(DF3621)的实际开发经历来加以说明。 DF3621适用于220kV~500kV输电线路,包括纵联距离构成的全线速动主保护,三段式相间距离和接地距离及四段灵敏段和两段不灵敏段的零序方向保护构成的后备保护,并可配备综合自动重合闸功能。在硬件分配上具有创新特色: 整套装置保护采用两块完全一样的保护插件I和II双重配置,即主、后备保护集成于一体。重合闸采用单独保护插件III来实现。这样配置既保证了现有高压线路保护装置中的启动采用三取二方式的优点,又能够保证最大程度上的热备用,即使插件I和II之一因故退出后,仍具备完整的保护功能。 由于硬件平台运算能力的极大提高,以及外围存储器件空间的富裕,DF3621采用面向对象模块化编程,对各功能子模块实行封装,逻辑控制MPU仅能访问模块的接口信息,确保了整体可靠性。为提高装置对系统状态实时检测能力,以及满足某些智能算法和逻辑控制的要求,装置模拟通道采用2000Hz的采样速率。另外,为了便于分析保护的动作行为,保护故障处理程序采用透明化报告机制,能够实现各功能模块的状态跟踪,为故障后保护动作行为分析提供了有利信息。 此线路保护装置已经顺利通过电磁兼容测试,RTDS数字动模和传统动模测试,表明此硬件平台系统的各项指标能够满足于高压保护装置的要求。 4 结语 本文提出了一套适合于高压保护装置的新型的运算单元加逻辑控制单元的硬件平台系统,该系统既充分发挥了DSP适于各种数据处理的功能,又充分发挥MPU丰富的I/O引脚和强大逻辑控制能力的特点,为保护产品模块化设计、采用高级语言,以及引入实时操作系统提供了必要的硬件基础。本文就此平台系统的设计思想、各功能区部件的选择和实现,以及整体组织方式给予了详细阐述,并在此基础上给出了此平台的应用实例。 总结微机保护装置开发、设计的成功经验,我们深刻感受到,适应时代、技术等方面不断发展的需求,在继承传统产品优点的基础上,研制和开发新型的硬件平台系统是必要的。在保证可靠性、快速性、稳定性等原则的前提下,提供更丰富的硬件资源,使保护装置开发中的先进保护原理以及更高要求的实现不再受硬件条件的限制、满足各种保护装置的开发、为维护和升级提供了极大便利。 硬件设计论文:嵌入式GSM短信息接口的软硬件设计 摘要:SMS短信息服务作为GSM网络的一种基本业务已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视,以GSM网络作为数据无线传输网络,可以开发出多种前景极其乐观的各类应用。本文给出一个小型的嵌入式SMS中/英文短信息接口的设计,并详细讨论PDU模式的短信息格式和中文短信息软件解码的设计。 关键词:GSM SMS UTF-8 GB-2312 无线通信 无线数传 遥控 中文编码 引 言 SMS(Short Message Service)短信息服务是GSM(Global System for Mobile Communication)系统中提供的一种GSM终端(手机)之间,通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的应用服务,其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务,已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视,基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。以GSM网络作为数据无线传输网络,可以开发出多种前景极其乐观的各类应用,如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。典型的应用有:变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报;远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭;车队交通管理和控制指挥系统;控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等等。 由于GSM网络在全国范围内实现了联网和漫游,具有网络能力强的特点,用户无需另外组网,在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时,它对用户的数量也没有限制,克服了传统的专网通信系统投资成本大,维护费用高,且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势,加上GSM的SMS本身具备的数据传送功能,都使得这些应用得到迅速的普及。利用GSM短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能,性能稳定,为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。 1 SMS短信息的无线数传监视和控制 通常情况,基于SMS短信息服务的无线数传监视和控制系统为一个点到多点的远程无线双向数据通信和控制系统,如图1所示。系统的中心点为数据或监控指挥中心,由计算机网络、数据库、电子地图和GSM通信接口组成。监控中心主要完成各种信息和数据的收发和整理:一方面,接收各个监控点上传的信息和数据,并把它们放入相应的数据库和分发给相应的监控计算机,以实现对各个监控点的监控和管理;另一个方面,监控中心响应监控计算机发出的对各个监控点的控制信息,并且把这些信息下发到相应的监控点上,从而达到对监控点设备进行控制的目的。 2 GSM无线通信控制终端 GSM无线通信控制终端为一个MC3的嵌入式系统,具有如图2所示的测量、数据采集、控制、无线通信功能。GSM无线通信控制终端通过GSM网络和监控中心进行双向的信息传输。它将测量和采集到的数据信息传送到监控中心,同时接收监控中心的控制数据,对设备实施相应的控制。 3 GSM通信接口的硬件实现 GSM无线通信控制终端的通信接口一般采用目前在市场上提供的可供二次开发的标准的GSM模块,如TC35、FALCOM、WISMO3等。这些通信模块都具备GSM无线通信的全部功能,并提供标准的UART串行接口,支持GSM 07.05所定义的AT命令集的指令。因此,MCU能非常方便地通过UART接口与GSM模块连接,并直接使用AT命令就可以方便简洁地实现短信息的收发、查寻和管理。 在我们设计的GSM无线通信控制终端中,采用的GSM通信模块为FALCOM A2D,MCU使用的是Atmel公司的高速8位微控制器ATmage128。ATmega128芯片为64个引脚,内部集成了4K字节的RAM、4K字节的EEPROM、128K字节的Flash以及2个UART串行接口等。由于采用了高性能的MCU,省掉了大量的外围器件,如外扩RAM、ROM存储器等,使硬件结构大大简化,提高了系统的可靠性。系统的硬件框图如图3所示。 4 基于GSM通信的软件接口 市场上提供的可供二次开发的标准的GSM模块都支持GSM 07.05所定义的AT命令集的指令。因此,MCU通过UART串行接口直接向GSM模块下发AT命令,就可以方便简洁地实现基于GSM的短信息SMS的收发、查寻和管理。表1列出了与SMS相关的一些常用的GSM AT指令。 表1 与SMS相关的常用GSM AT命令 AT指令功 能 AT+CMGD删除一条保存在SIM卡内的短信息AT+CMGF选择短信息格式:0为PDU方式:1为文本方式AT+CMGL列出SIM卡中的保存短信息AT+CMGR读取SIM卡中指定一条短信息的内容AT+CMGS发送一条短信息AT+CSCA设置短信息服务中心地址 根据GSM 07.05的定义,SMS短信息的发送和接收模式共有三种:Block模式、基于AT命令的Text模式和基于AT命令的PDU模式。使用Block模式需要模块生产厂家提供驱动支持;而用于中英文短信息传送应使用PDU模式,只传送英文短信息(纯文本格式)使用Text模式。Text模式的短信息发送和接收比较简单,如不需要传送中文则最好采用Text模式发送和接收短信息。 5.1 PDU数据包格式 PDU数据包由两部分构成,短信息服务中心地址(SMSC address)和TPDU,表2为PDU数据包的格式,其中一个数据单元为一个字节。 其中短信息服务中心号码、发送源号码、日期以及时间采用压缩BCD码表示,低位在前,高位在后。在本文的网络补充版中给出了通过读取短信息的AT命令(AT+CMGR=1)从GSM模块读到的一条PDU模式的短信息,并给出常见的数值与解释。 5.2 PDU模式的纯英文短信息解码 PDU模式的纯英文短信息编码使用GSM字符集的7位编码,此时TP-DCS的值为00。如短信息内容为英文字符“Hi”,首先将各个字符转换为7位的标准二进制ASCII码,然后要将后面字符的低位逐位调整到前面,补齐前面的差别。例如:“H”的二进制ASCII码为1001000,“i” 二进制ASCII码为1101001;显然H的二进制编码不足八位,那么就将后面字符i的最后一位补足到H的前面,就成了11001000(C8),i剩下六位110100,前面再补两个0,变成00110100(34),于是“Hi”就变成了两个八进制数 C834。由于PDU模式的纯英文短信息采用7位编码,解码不方便,因此对于只需发送和接收纯英文字符和数字符号的应用,最好采用Text模式发送和接收短信息。 5.3 中文短信息的解码 由于中文字的编码是采用2个字节的编码,因此发送和接收中文或中英文混合的短信息只能采用PDU模式。但在GSM标准中,中文编码采用UTF-8的编码,不是目前国内常用的GB-2312编码,故还需要进行中文编码的转换,才能与采用GB-2313汉字库相配合显示汉字字型。 由于UTF-8和GB-2312编码之间不存在一一对应的线性关系,因此只能采用查表的方式进行转换。下面给出一个由UTF-8到GB-2312编码转换的算法。 ① 建立UTF-8和GB-2312两个中文编码表,表中数据项为2个字节长度的十六进制的数,代表一个中文编码。两个表的长度分别为14 890字节(2×7445)。UTF-8编码表按数据项值从小到大排序,而在GB-2312编码表中,与UTF-8相同位置处为相同汉字的GB-2312码字,如图4所示。 ② 软件解码过程为:每次从PDU模式SMS数据包的TP-UD中取出两个字节,采用二分法快速数据查找算法,在UTF-8编码表中找到其所在位置,然后在GB-2312表的相同位置处读取相对应的GB-2312编码。解码流程如图5所示。 ③ 二分法的最坏查找次数为lg2(n+1),UTF-8表的长度n为7445,固最坏查找次数为13次,就是说一个中文编码由UTF-8到GB-2312的转换最多经过13次比较查找就可完成。 这比采用简单的顺序查表要快的多,大大减少了查表所花费的时间,非常适合在一般的嵌入式系统中使用。 ④ 尽管两个汉字编码表要占用近30 KB(如还需要GB-2312到UTF-8的转换,则还要增加两个表,共占60 KB),但由于采用了ATmega128单片机,其片内有128KB的程序存储器,因此可将程序与表格放在一起。去掉60 KB的表格,仍有近70 KB的容量用于系统程序,因此完全不用外部扩充存储器(汉字字库除外),大大简化了硬件的结构和设计。 结 语 本文的设计方案已应用在我们研发的产品“车船载GPS-GSM卫星定位无线通信移动终端”上,经过多年的运行和使用,证明系统工作稳定可靠。2001年10月,在美国著名计算机应用杂志《CIRCUIT CELLAR》举办的世界性电子设计竞赛“Design Logic 2001 Contest”中,该产品获得三等奖。 硬件设计论文:嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计 摘要:在医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域,短程无线通信工程设备设备应用日益广泛,并呈现强的增长势头。本文较为详细地从元器件选择、原理图设计、PCB板设计、接口吸系统传输距离等方面介绍嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计。 关键词:短程无线通信工程 MAX1472 MAX1473 接口 通信距离 引言 在短程无线通信工程系统中,常见的有基于802.11的无线局域网WLAN、蓝牙(blueTooth)、HomeRF及欧洲的HiperLAN(高性能无线局域网)。但其硬件设计、接口方式、通信协议及软件堆栈复杂,需专门的开发系统,开发成本高、周期长,最终产品成本也高。因此,这些技术在嵌入式系统中并未得到广泛应用相反,普通RF产品就不存在这些问题,加之短距离无线数据传输技术成熟,功能简单、携带方便,使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛应用,如医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域。这些产品一般均工作在无执照(Unlicensed)无线接入频段,如出一辙15/433/868/915MHz频段。本文讨论的嵌入式短程无线通信系统,一般包括无线射频RF前端、微控制器(MCU)、I/O接口电路及其它外围设备等。 1 元器件选择 (1)微控制器的选择 嵌入式系统选择处理器时主要需要考虑以下几个方面:处理器性能,所支持的开发工具,所支持的操作系统,过去的开发经验,处理器成本、功耗、代码兼容性及算法复杂性等。 (2) 射频芯片的选择 通常,射频芯片的功能框图如图形卡所示。随着无线技术的发展,无线收发芯片的集成度、性能都大幅度提供,芯片性能也各有特色。因而,无线收发芯片的选择在设计中是至关重要的。正确的选择可以减小开发难度、缩短开发周期、降低成本、更快地将产品推向市场。目前,生产此类芯片的厂家主要有Nordic、XEMICS、Chipcon、TI、Maxim等。选择无线收发芯片时,应考虑以下几个因素:功耗、发射功率、接收灵敏度、传输速度、从待机模式到工作模式的唤醒时间、收发芯片所需的外围元件数量、芯片成本等;同时还须注意当地的无线电管理规定。 (3) 分立元件的选择 所有的RF芯片制造商都在努力提高芯片的集成度但仍然有一些元件很难或者根本无法集成到芯片中去。常将这些分立元件安放在芯片外部,如晶振、PLL环路滤波器、VCO的电感等。在射频电路中,电磁波的波长已可以与分立元件的尺寸相比拟,普通应用于DC和低频集总参数系统的基尔霍夫类型的电流、电压定律已不再适用,须考虑这些分立元件的高频特性及其分布参数。因此,在详细设计时,应多参考所选用芯片资料及相关元件的数据手册。 2 系统原理图设计 嵌入式短程无线通信系统硬件的关键在于其射频电路。这里采用Maxim公司的MAX1472和MAX1473芯片进行射频电路设计。图2是发射器射频电路,图3是接收器射频电路。 MAX1472是一微型3mm×3mm的引脚SOT-23封装的VHF/UHF基于锁相环ASK发射机。当工作电压降至2.1V的脱离节锂电池工作,待机模式时仅耗电100nA。在发射过程中,MAX1472发射功率为-10dBm~+10dBm。工作电压3.3V;发射功率+10dbm时,工作电流仅9.1mA。最高数据速率达100kbps。 MAX1473是一个300~450MHz,采用28引脚,SSOP封装的超外差ASK接收机;具有-114dBm的高灵敏度,高于50dB的用户可选择中心频率镜像抑制并可选择3.3V或5V电源工作电压。在关断模式下电流低于1.5mA,接收时电流为5.2mA;数据速率达100kbps;从关断模式到有效数据输出的过渡时间小于250μs 。 MAX1473包含一个一级自动增益控制(AGC)电路,在射频输入信号功率大于-57dBm时,可降低低哭声放大器(LNA)35dB的增益。接收机使用带有接收信号强度指示(RSSI)的10.7MHz中频滤波器,内置片上集成的锁相环与VCO、基带数据恢复电路。 在原理图设计时,为提高系统的灵敏度,要特别注意天线、低哭声放大器(LNA)和晶振的适配,如图3中标有1、2、3的三处。 3 PCB板设计 高频信号很容易由于幅射而产生干扰,导致振铃(ringing)、反射(reflection)串扰(crosstalk)等;而RF电路对此又特别敏感,因此在PCB板设计时,必须加以重视。为此电源设计时,应在条件许可下采用多层板,提供专用的电源层和地线层。如采用电源总线方式,应尽可能地加粗电源线和地线;尽量减少板上的通孔(包括插件元件的引脚、过孔等);多增加一些地线;分开模拟电源与数字电源;隔离敏感元件;在信号线边上可放置电源线,以最小化信号环路面积,减少环路数量。传输互布线应尽量满足以下规则:避免传输线阻抗不连续(阻抗不连续点是传输先突变点,如直拐角、过孔等,它将产生信号的反射。为此,布线时应避免走线的直拐角,可采用45°角或弧线走线,尽可能地少用孔);不要用桩线。其次,要减少串扰。串扰是信号间产生的耦合,分容性串扰和感性串扰两种,通常感性串扰远大于容性串扰。串扰可通过一些简单的办法抑制:①由于容性串扰和感性串扰的大小随负载阻抗的增大而增大,所以应对串扰引起的干扰敏感信号进行适当的端接。②增大信号线间的距离,以减小容性串扰。③为减小容性串扰,可在相邻信号线间插入1根地线;但须注意,此地线每1/4波长要接入线层。④对感性串扰,应尽量减小环路面积,如允许,应消除次环路。⑤避免信号共用回路。最后,随着电路速度的提高,电磁干扰(EMI)越发严重,还须减小EMI。减小EMI的途径通常有:屏蔽、滤波、消除电流环路和尽量降低器件速度。滤波通常有三种选择:去耦电容、EMI滤波器、磁性元件。最常见的是去耦电容,去耦电容用于电源线路滤波。通常在电源接入电路板处放置一个1μF~10μF的去耦电容,以滤除低频噪声;在板上每个源器件的电源引脚处放置0.01μF~0.1μF的去耦电容,以滤除高频噪声。对去耦电容,要注意其放置位置。 4 RF芯片与MCU接口 通过RF芯片实现数据传输。接收端MCU采集RF芯片输出信号通常有三种办法:重复采样(over sampling)、脉冲边沿检测(edge detection)、使用MCU的通用串行通信口(UART)。 重复采样时,用一个三倍于比特率的速率对RF芯 片输出信号复复采样,采用采样加权表。对噪音有抑制作用的,适合适应于距离要求较长、可靠性要求较高的场合;但时序要求严格,软件实现时较为复杂。RF芯片与MCU接口可采用MCU的输入输出口。脉冲边沿检测使用数字信号脉冲实现同步,用RF芯片输出信号作为MCU的中断请求信号。中断程序计算每一比特的采样时间,可处理各种速率的数据流;但每比特仅采样一次,对噪音较敏感,实现算法比重复采样方式更复杂。RF芯片与MCU接口可采用MCU的中断系统及输入输出口。 为简化设计,可使用MCU的通用串行通信接口(UART)。UART对噪声较敏感,但可在软件设计中加以解决,因此通常采用这种接口形式。 5 系统传输距离 (1) 无线通信距离计算 这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法。所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,是理想传播条件。电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。 自由空间下电波传播的损耗: Los=32.44+20lgd+20lgf Los—传播损耗,单位dB;d—距离,单位km;f—工作频率,单位MHz。 如一个工作频率为433。92MHz,发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离:①由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBm,得Los=115dB。②由Los、f计算得出d=31km。 这是理想状况下的传输距离,实际应用中会低于该值。这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响,如大气、阻挡物、多径等造成的损耗。将上述损耗的参考值计入上式中,即可计算出近似通信距离。假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB,可以计算得出通信距离为:d=1.7km。 (2) 增加无线通信距离 在工作频率固定的情况下,影响通信距离的主要因素有:发射功率、接收/发射天线增益、传播损耗、接收机灵敏度等。对设计者而言,有的因素是无法选择、改变的,如传播损耗、多径损耗、路径损耗、周围环境吸收等;而有的因素是设计者可以控制的,如发射功率、接收/发射天线增益、接收机灵敏度等。通过调整这些因素,可增加无线通信系统的传输距离。为增加传输距离,设计者常会想到增加发射功率。但增加发射功率会带来一些不利因素。如:由于功率放大器的转换效率低,增加发射功率会大大增加系统的功耗,这对嵌入式系统来说是很不利的;加大发射功率会产生较大的谐波干扰和噪声,并对通信信道产生其它影响,有时反而会影响通信距离。因此,在嵌入式系统中并不提倡采用增加发射功率的办法来增加传输距离。增加传输距离的比较好的办法是,增加接收/发射天线增益一般是选用高增益天线。采用高增益天线具有集成天线、体积小、成本低,实现简单,无需增加额外功耗和元器件等优点。 结语 对一完整的无线系统而言,还有天线设计、MCU及外围电路设计等。此外,由于射频链路的可靠性、误码率(BER,Bit Error Rate)等都比常规有线系统高几个数量级,因此,嵌入式短程无线通信系统一定要加强系统测试,特别是系统误码率(BER)的测试。要把赞成过多误码的背景哭声点找出来,提高系统的性能。限于篇幅,本文不过夜此类问题。 硬件设计论文:智能网络设备开发中的硬件设计 摘要:从理解产品要求和设计局限出发,讲述智能网络设备的通信部件和协议。通过全盘考虑存储器执行访问速度、网络、重启各种因素对整个设计的影响,提高产品的设计成功率。 关键词:嵌入式系统 100Base-T MBPS RTOS 引言 嵌入式系统设计带来了与传统系统设计全然不同的挑占。其中包括从处理器和存储器的选择到产品环境的考虑。在理解产品设计的许多复杂方面和影响后,呵以直接提高产品设计成功的几率,对于设计者,仅仅了解需要什么部件来完成一个设计是不够的,还要考虑部件之间如何交互、何种要素会带来影响和设计的产品将在何种环境中运行等问题。 本文试图用合适的视角来盾待这些问题,为设计工程师们提供指导和帮助,从所有的层面上帮助它们为今后的设计项目做更好的准备。 1 理解产品要求和设计局限 在创造一个智能的网络化设备时,第一步是要理解这个嵌入式产品本身内含的规格要求,大同小异不仅仅是产品的功能要求。基本的元素,如处理器类型,会对吞吐量、可裁剪性和开发周期的长短产生广泛的影响。这一点一定在事先就了然于胸。同样重要的成本,因为多数嵌入式产品对成本是敏感的。因此,材料清单的成本需要比传统设计低很多。典型的具有以太网能力的嵌入式产品生产的材料清单的花费为$45~$100元。这些限制要求对性价比做很好的分析。 对于串口、USB、I2C接口的设计决定也会对性价比产生影响。找到带集成接口的处理器并不难,比如带以太网口、串口、USB及其它接口。在合适的价位找到这样的处理器,并且还能提供产品的可裁剪性,就不那么容易了。 还有2个重要的事项有时会被忽略,就是电源要求和温度涠。如果产品是电池供电,要考虑系统所有部件的电流消耗;如果产品本身要求满足工业级温度要求,那么这个盒子中的所有部件都要是工业级的。最后一点,由于本文的焦点在硬件,需要记住,产品可裁剪性取决于软件。 除了辨别一个产品的功能要求外,对于该产品功能环境的理解也同样重要。这个产品将在何处度过它的整个生命周期,那里的环境是否有特殊性?这样的问题,设计者可以利用环境的先天优势,同时为最坏的情形做打算。如考虑暴露情况、环境污梁情况、温度极限和更多的将影响性能和潜在的生命周期的情况。 人机交互同样是重要因素。如程序改动的频繁度、产品可能维护计划等。一定要关注技术环境。比如,如果一个智能网络设备接到一个局域网上,相关的信息流量会如何影响周围的设备?如果该产品是一个串口到以太网的网关,只负责从串口得到数据然后将它转换成以太网包,反之亦然,那么不仅要考虑最大的数据延时允许网包,还要考虑有多少数据要传送。虽然延时对许多应用不是一个主要考虑因素(如当一个产品只是不时地收集数据,定期地被取走),但在一些应用中,延时是以太网拓扑中的限制因素。在需要对紧急情况作出立即反应的地址,如工厂地面上的阀门控制、通信和反应,一定要真正实时地完成。 2 通信、部件和协议 在基于以太网网络中有2个常用术语是10BaseT和100BaseT。为了高效地设计一个产品,理解这些术语的含义是很必要的。10BadeT和100BaseT是线速度。线速度和能占用的持续速度是不同的。通常意义上讲,10BaseT线速度是10Mbit/s,100BaseT线速度是100Mbit/s。作为一个共享的资源,所有局域网上的设备都要能互相通信。因此,设备没有能力百分之百地拥有全部的带宽。如果真的存在这种情况,其它设备就不能进行任何通信了。由此可知,在100BaseT的连接中,设备可以用100BaseT的解码机制进行通信,而不是维持100Mbit/s的速度。总吞吐量可以被视作理论吞吐量,而净吞吐量可以视为实际的流量。 许多应用在设计时遵循所谓的“30%规则”。简单讲,在有其它设备共享网络的环境中,一个设备应被设计为能使用30%的带宽。在一个100BaseT的网络中,这意味着30Mbit/s。很明显,智能化设备网络意味着设计一个嵌入式产品应用到一个已存在的网络中。在这里,设计得必须面对此设计要素,即必须估计在这个水平上,将不得不在什么条件下进行工作。 网络的布线费用通常是网络中比较贵的部分。由于这个费用,许多其它介质和协议,尤其是无线,正在被研究用于承载通信。802.11和蓝牙是2个无线的协议。 网络设备本身的价格在不断地下落。由于这个原因,许多应用着眼于现存的线路来保持以太网布线。这在楼宇控制应用系统中是很常见的。因为数公里长的485或422的线路已经存在,这些线路通常保留。因为要和楼宇控制外设进行通信。因此,应用系统作为网关,用软件来桥接遗留的串口协议和以太网之间的通信。 如今,在许多建筑的物理布线中通常包含标准的、屏蔽或非蔽的双绞线。不管屏蔽的还是非屏蔽的,双绞线在抗电磁干扰上是很有效的。基本的差别在于(不比较成本)屏蔽的双绞线能提供更好的噪音保护。除了从设施中现有部件产生的噪音外,比如电力线、变压器和发电机等,线路自身的数据传输也会产生噪音。这一情况使得安装和调试一个新硬件成为一种挑战。在最坏情况下的可能影响,包括从传输灯亮时网络的不稳定,到高速传输数据时的数据错误。 一种特殊级别的双绞线名叫5类电缆,可以用于许多普通双绞线难于应付的情况。5类线支持100Mbit/s数据传输,而出错概率很低。光纤线路也在以太网络中得到应用,特别是在电磁干扰敏感的环境中,光纤是抗电磁干扰的,没有辐射,防窃听,完全适合极高速率的数据传输。 需要强调的是,以太网拓扑与其它网络拓扑相比是非常不一样的。拓扑选择将影响布线的费用。以太网不是基于多跳的网络,比如10Base-2的雏菊链网。以太网拓扑组成的是星状的配置。星上的每一个设备在物理上要么连在一个集线器上,要么连在一个交换机上。在以太网上,一个设备与另一个设备的通信起处于发送设备端,然后到它连接的集成器或交换机。 以太网有2种基于类型:平面式和多层结构式。在一个平面式的以太网,连接在一个集线路上的所有设备可以看到这个集线器接角到的所有数据包。这还包括相互连接在一起的集线器上的所有设备。在多层结构式以太网中,由于集线路之间由交换机连接,只有连接在一个集一器上的设备可以看到那些包,此外,交换机还能决定哪些设备可以看到包,而哪些不能。 值得注意的是,不管是平面式还是多层结构式,以太网一个共同的好处是不会受故障设备所牵连;而在雏菊链网络中,一旦1个网络设备贪婪工作,其它网上设备的通信就无法进行了。在以太网的多层结构网中,数据冲突被最小化了。但它的最大不足就是线路总量和安装总费用增加了。3 存储器的考虑 对一个系统来讲,选择RAM是设计的一个很重要的方面,它会影响到产品的使用环境以及产品的全面的功能需求。应用本身往往会确定使用何种存储器。其它因素和成本、实性、产品稳定性也会影响RAM的选择。静态RAM以使用方便和速度快而著称。例如,SRAM的脉冲,通常由1个2-1-1-1的周期组成,意味着它要用2个时钟周期来取第1个长字,然后每1个时钟周期取1个。在设计中,SRAM也易于实现。受限制的因素包括低密度的封装以及较高的价格。 EDORAM和DRAM在老一点的设计中径常见到。但由于这些类型的RAM曼慢被淘汰,现在很少能见到了。而且,EDORAM很难找到适合嵌入式设计的通用密度(1、2或8MB)。 SDRAM是今天的智能网络设备中最常见的RAM。SDRAM可用性很好,与SRAM相比,每兆字节的成本比也不错。处理器易于和SDRAM交互,而且SDRAM也能提高效率。SDRAM的脉冲周期如果为3-1-1-1,但SDRAM第1个指令获取之后,每下一个获取必须与时钟的上升沿步。DRAM在信号产生上有很地址和列地址之分。行地址和列地址在DRAM类型中都要给出来定位一个存储器地址。DRAM还有刷新周期,SDRAM有列地址延迟的值,以及需要存储器控制器控制的其它信号。在处理器中集成一个SRAM、DRAM和SDRAM的控制器在做嵌入式设计时绝对会让你受益非浅。 许多处理器需要一个负责内存遇像保存和程序执行的外部存储器子系统。对于映像存储,许多设备使用Flash。Flash有2个大的供应商AMD和Intel。Flash本身与RAM来讲是相对较慢的,因此,多数应用中,程序在Flash中的执行效率不高——特别是在实时应用中。在大多数的设计中,16位的Flash用来降低成本,而通过在RAM中执行映像文件,这种结构被采用后可以不影响产品的运行。 另一种非易失内存为电可擦除可编程只读存储器。EEPROM在许多应用中被用于为设备保存配置信息。这些参数通常至少包括MAC地址和IP地址。其它参数可包括子网掩码、序列号、网关、波特率或其它板级参数。EEPROM可以作为一个简单静态RAM类型设备来被设置和访问。虽然EEPROM通常很慢,但它一般不会影响到嵌入式设备,因为它的主要用途是在启动时提供参数。为了高效地选取Flash适应产品,Flash的密度要决定好。决定一个系统中Flash的大小,实际上就决定了设备的材料消耗费(BOM)。在Flash的问题上界限要很好地划定:太少,则限制了软件角度上的可裁剪性;太多,则为产品带来了成本上不必要的增加。 4 增加价值的特性 许多工程开始就有一些限定的要求——使一个产品更快地投放市场和保持一个合理的成本。当产品经受住市场的考验时,产品修正需要从现存的硬件得到支持。这包括了在保证了附加软件的设计中,能增加价值的特性。 录找一个TCP/IP层内存需求罗小的操作系统,有助于将材料成本保持在一个较低的价位,因为它对内存的需求减少了。比如,使用NetSilicon的NET+OS集成的硬件和软件解决方案,操作系统和栈基本上只占用240 KB的内存。加上Web服务器和FTP服务器,整个系统只需310KB就可以启动了。 当有嵌入式Web服务器的时候,对于Web页面的构建需要仔细考虑。普通的页面设计,用来控制和监视,350KB以内的Flash仍能满足使用。但当动态的GIF文件、复杂的徽标和JPEG文件被引进时,内存的需求会急剧增加。许多设计带FTP、HTTP和Email功能,加上客户的应用,0.5MB甚至更少的Flash仍然放得下。放1MB的Flash在板子上可以在板子不用重新设计布线的情况下增加有意义的特性。 RAM用来执行指令和数据储存。因此,最小的RAM也要是Flash的大小加上数据内存和以太缓冲区的大小。有其它能影响RAM大小的考虑,比如,产品要不要在线升级。在有的机制中,比如NetSilicon公司的Net+Works方案提供的FTP可升级特性,RAM的大小需要是程序映像大小的2倍。比如,刚提到的FTP实现需要的一个保存新程序的缓冲区。这个缓冲区会通过网络接收1个新的映像文件,然后将它保存在RAM的1个区里。升级例程然后会将新映像烧到Flash中。因此,在这个例子中,内存需求的增加包括可执行代码的大小、另外增加的用于暂时保存升级程序的缓冲区以及为数据和网络缓冲区增加的空间。 最后,堆的大小一定要考虑,堆的大小会有很多职能,如对每一个Socket连接分配内存。具体的例子,如NET+OS中,每一个Socket连接需要大约400字节。在这种情况下,通常用将执行文件大小加倍的方案来确定RAM的大小。 5 执行、访问和速度 在Flash中执行,对许多低端应用来说并不坏。如一个简单的串口到以太网的网关设备,在Flash中运行通常不需要性能上的补偿。有一些处理器,如NET+ARM,可以利用内部产生的与Flash相关的信号来获得效率。例如,对于一个16位的AMD Fash设备,Flash的片选可以接地,从而在100%的时间内,它都是活动的。当电源可以承担这样的消耗,此特性可以提高Flash的效率。写使能和输出使能信号可以直接从处理器得到。例如,NET+ARM处理器有5个可用的片选。一个普通的写使能和输出使能存在于内存外设中。片选0通常用于Flash。我们不将NET+ARM的片选0接到Flash上,也就是不用NET+ARM的片选0的输出使能和写使能。与此对应,将Flash上的片选使能接地,而同时写使能和输出使能用NET+ARM的26、27地址线来驱动。这样,数据有效是依赖输出使能而不是片选使能。从而,就可以绕过与Flash设备相关的几个慢速访问周期。 除了理解不同的类型和内存需求,找到正确的内存大小依赖于内存允许的访问时间。内存速度直接影响传输率性能,而传输率直接影响到处理器能处理多少数据。内存慢导致取指令慢,接着就降低了整个产品效率。理解这些产品需求中的依赖性对建造一个嵌入式产品是必不可少的。要理解内存速度的需求,需要对NET+ARM了解得更详细一些。NET+ARM的系统周期在它的总线主控制者之间共享。也就是说,系统时钟周期在ARM7内核和内部10通道的DMA控制器之间分享。在这样的设计中,ARM内核每得到一个时钟周期,DMA也同样得到一个时钟周期,在将总线交回下一个控制者之间,总线主控制者被允许可以突发至4个长字。 下一个较关键的性能是时钟速度。NET+ARM通常使用33MHz的时钟。这样就给它的处理时间差据周期的单位数,将结果乘上30ns,再将所得结果乘2,就得到了整个系统时钟周期的时间。请注意每一个总线控制者都可以突发至4个字长或16个字节。整个系统周期基本上是ARM、DMA1、ARM、DMA2,依次类推。我们看一下DMA通道1(以太网接收通道),可以简单地将每个系统周期移动16个字节转换成每秒多少兆字节。 除了Flash,附加的NVRAM有时会被忽略。许多RTOS广商推荐使用一些如EEPROM的小型NVRAM设备来存储配置信息。为了增强易用性,NetSilicon推荐用EEPROM来保存如MAC地址、序列号、IP地址一类的设备配置。当产品的IP地址或配置设定被改动时,程序可以简单地将新的值写到EEPROM中,而不需要保 存配置信息的Flash的该扇区重新擦写。由于需要的EEPROM的容量通常较小,使用的NVRAM设备也是小设备。在NetSilicon公司的NET+ARM开发包中,有针对MAC地址、IP配置、序列号的程序。利用这些工具可以大大地节省时间和开发精力。板级部件之间的通信有一个通用的机制是内存映射。处理器通常有一个系统总线,由地址和数据总线组成,它们都会被用来与外设进行通信。内存,如Flash和SDRAM,一般会驻留在处理器的系统总线上。其它的外围部件,如FPGA、LCD显示、编码器、其它类型的设备等,也会需要添加到这个总线上。 这一类型的实现通常有2个原因:效率和易用性。与许多其它类型的接口比较,系统总线上的效率是非常重要的。需要慎重考虑的是,究竟是何种其它外设是通过系统总线进行通信的。如果有许多高带宽的部件要进行通信,那么总线争用就会出现。从易用性角度出发,所有系统总线上的设备基本上类似于内存。使用智能的内存处理器,可以使得应用的硬件之间的通信容易得如同访问一内存区。 缓存的概念,就是检查每一次内存访问,看它是否在缓冲区中。如果不是,一个常规的内存访问会进行。如果该地址出现在在缓冲区中,指令或数据会直接在缓存中存取,而不需要尝试总线来进行外部的访问。这样一来,DMA控制器就可以继续使用总线而ARM内核直接从缓存控制器中取得指令。 6 其它网络因素 以太网通信所需的包含MAC、PHY、1个电压转换器和1个连接器。选择一个集成了MAC的处理器是非常有益处的,因为许多设计部件减少了。 在有外部MAC的情况下,有时附加的内存是需要的。通过集成MAC,系统的成本也会跟着降低。MAC的主要任务包括处理以太网上的冲突情况。当侦测到一个冲突时,MAC会将包放入发送单元,一直到将包发送出去为止。 许多应用为了与其它外设进行通信,既需要内部接口,也需要外部接口。内部接口通常是部件之间通信板级接口。许多情况下,处理器的系统总线会用来为外设做内存映射,比如USB、LCD、FPGA、MPEG编码器等。GPIO(通用I/O)可以用来构造像串行EEPROM的接口设备。除了外部设备(如硬盘或相机)的接口,还可以用来做部件通信相关设备(如Modem、CODEC)接口。 对于很多类型的产品和部件,串行接口是常见的。串行拓扑,如RS232、422、485,在与外部设备通信时经常用到。用到485的有2个主要市场:工业自动化和楼宇控制。而现在以太网成了很多应用的常见连接方式,就像过去串行、并行连接一样。无线以太网又增添了远程的应用和功能,使得以太网可以延伸到那些不可能布线或布线成本太高的地点。802.11和蓝牙技术正在被不断地改进。 7 重启 重启也是设计中的关键因素。理解什么类型的重启可用,它们将对系统产生保种影响,以帮助设计者利用特定的情况。在NET+ARM芯片中,有5种重启可以使用:加电重启、通过RESET引脚的硬重启、看门狗重启、ENI重启和软件重启。 ENI重启允许NET+ARM被一个外部处理器重启。这是在NET+ARM作为一个协处理器负责网络通信的情况下使用的。加电重启、硬重启和看门狗重启都会导致NET+ARM内部模块重启。但ENI重启却不会影响到NET+ARM的内存控制器和ENI模块本身。软件重启不会影响ARM处理器、ENI和内存模块。通过了解可用的重启类型,就可以在得启个别部分时无须影响到整个系统。 有2点本文没有讨论,分别是电源的稳定性和设备失效后的恢复。当系统中只有一闪存设备时(在成本敏感的设计中往往如此),如果电源失效,闪存就会瘫痪。这种情况如果发生,就得被迫用另外的方式来访问处理器。在NET+ARM的设计中,可选的方式包括JTAG连接,它允许编程者获得处理器的控制来纠正闪存中映像。 8 结论 最有效的系统设计一定要看到未来的发展并有所计划。近年来的半导体发展就反映了这个趋势。1μm的半导体处理技术被分别由0.8、0.5、0.35、0.25和0.18μm处理技术代替。每一次处理尺寸的缩小,就带来相关价格的降低和实现性能的提高。例如,早期的NET+ARM设计使用NET+12,现在就可以被NET+40或NET+50所代替。 如果设计得当,了解产品发展的未来路线和得到NetSilicon公司为客户所做的硬件设计检查,使用NET+ARM做设计时如果保证了这三点因素,客户就可以选择不同的NET+ARM产品而使用相同的板子。另外,额外的内存和部件的布局设计也可以增加,确保整个系统的设计更通用、能坚持更长的使用时间。通过了解产品需求、理解产品环境、精心选择部件、利用集成的方案、在为今天的需求设计产品时能为明天的改进计划出相应的路线,聪明的设计者可以最大限度地发挥产品的功效。这些因素会帮助你的设计和产品获得成功。 硬件设计论文:高速单片机硬件关键参数设计的概述 引 言 随着单片机的频率和集成度、单位面积的功率及数字信号速度的不断提高,而信号的幅度却不断降低,原先设计好的、使用很稳定的单片机系统,现在可能出现莫名其妙的错误,分析原因,又找不出问题所在。另外,由于市场的需求,产品需要采用高速单片机来实现,设计人员如何快速掌握高速设计呢? 硬件设计包括逻辑设计和可靠性的设计。逻辑设计实现功能。硬件设计工程师可以直接通过验证功能是否实现,来判定是否满足需求。这方面的资料相当多,这里就不叙述了。硬件可靠性设计,主要表现在电气、热等关键参数上。我将这些归纳为特性阻抗、SI、PI、EMC、热设计等5个部分。 1 特性阻抗 近年来,在数字信号速度日渐增快的情况下,在印制板的布线时,还应考虑电磁波和有关方波传播的问题。这样,原来简单的导线,逐渐转变成高频与高速类的复杂传输线了。 在高频情况下,印制板(PCB)上传输信号的铜导线可被视为由一连串等效电阻及一并联电感所组合而成的传导线路,如图1所示。只考虑杂散分布的串联电感和并联电容的效应,会得到以下公式: 式中Z0即特性阻抗,单位为Ω。 PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。影响PCB走线特性阻抗的因素主要有:铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。 在PCB的特性阻抗设计中,微带线结构是最受欢迎的,因而得到最广泛的推广与应用。最常使用的微带线结构有4种:表面微带线(surface microstrip)、嵌入式微带线(embedded microstrip)、带状线(stripline)、双带线(dual-stripline)。下面只说明表面微带线结构,其它几种可参考相关资料。表面微带线模型结构如图2所示。 Z0的计算公式如下: 对于差分信号,其特性阻抗Zdiff修正公式如下: 公式中: ——PCB基材的介电常数; b——PCB传输导线线宽; d1——PCB传输导线线厚; d2——PCB介质层厚度; D——差分线对线边沿之间的线距。 从公式中可以看出,特性阻抗主要由、b、d1、d2决定。通过控制以上4个参数,可以得到相应的特性阻抗。 2 信号完整性(SI) SI是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中的信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC,则该电路具有较好的信号完整性。反之,当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。从广义上讲,信号完整性问题主要表现为5个方面:延迟、反射、串扰、同步切换噪声和电磁兼容性。 延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输,信号从发送端发出到达接收端,其间存在一个传输延迟。信号的延迟会对系统的时序产生影响。在高速数字系统中,传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。 当PCB板上导线(高速数字系统中称为传输线)的特征阻抗与负载阻抗不匹配时,信号到达接收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去,使信号波形发生畸变,甚至出现信号的过冲和下冲。如果信号在传输线上来回反射,就会产生振铃和环绕振荡。 由于PCB板上的任何两个器件或导线之间都存在互容和互感,因此,当一个器件或一根导线上的信号发生变化时,其变化会通过互容和互感影响其它器件或导线,即串扰。串扰的强度取决于器件及导线的几何尺寸和相互距离。 信号质量表现为几个方面。对于大家熟知的频率、周期、占空比、过冲、振铃、上升时间、下降时间等,在此就不作详细介绍了。下面主要介绍几个重要概念。 ①高电平时间(high time),指在一个正脉冲中高于Vih_min部分的时间。 ②低电平时间(low time),指在一个负脉冲中低于Vil_max部分的时间,如图3所示。 ③建立时间,指一个输入信号(input signal)在参考信号(reference signal)到达指定的转换前必须保持稳定的最短时间。 ④保持时间(hold time),是数据在参考引脚经过指定的转换后,必须稳定的最短时间,如图4所示。 ⑤建立时间裕量,指所设计系统的建立时间与接收端芯片所要求的最小建立时间的差值。 ⑥保持时间裕量(hold argin),指所设计系统的保持时间与接收端芯片所要求的最小保持时间之间的差值。 ⑦时钟偏移(clock skew),指不同的接收设备接收到同一时钟驱动输出之间的时间差。 ⑧Tco(time clock to output,时钟延迟),是一个定义包括一切设备延迟的参数,即Tco=内部逻辑延迟 (internal logic delay) + 缓冲器延迟(buffer delay)。 ⑨最大经历时间(Tflightmax),即final switch delay,指在上升沿,到达高阈值电压的时间,并保持高电平之上,减去驱动所需的缓冲延迟。 ⑩最小经历时间(Tflightmin),即first settle delay,指在上升沿,到达低阈值电压的时间,减去驱动所需的缓冲延迟。 时钟抖动(clock jitter),是由每个时钟周期之间不稳定性抖动而引起的。一般由于PLL在时钟驱动时的不稳定性引起,同时,时钟抖动引起了有效时钟周期的减小。 串扰(crosstalk)。邻近的两根信号线,当其中的一根信号线上的电流变化时(称为aggressor,攻击者),由于感应电流的影响,另外一根信号线上的电流也将引起变化(称为victim,受害者)。 SI是个系统问题,必须用系统观点来看。以下是将问题的分解。 传输线效应分析:阻抗、损耗、回流…… 反射分析:过冲、振铃…… 时序分析:延时、抖动、SKEW…… 串扰分析 噪声分析:SSN、地弹、电源下陷…… PI设计:确定如何选择电容、电容如何放置、PCB合适叠层方式…… PCB、器件的寄生参数影响分析 端接技术等 3 电源完整性PI PI的提出,源于当不考虑电源的影响下基于布线和器件模型而进行SI分析时所带来的巨大误差,相关概念如下。 电子噪声,指电子线路中某些元器件产生的随机起伏的电信号。 硬件设计论文:变压器冷却控制系统控制器的硬件设计 摘要:变压器的冷却装置是将变压器在运行中由损耗所产生的热量散发出去,以保证变压器可以安全正常的运行。本文所进行的主要优秀部分就是对控制模块进行的设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。 关键词:变压器;冷却控制系统;硬件 1变压器冷却控制系统控制模块的设计总体思想 本文所进行的就是对变压器冷却控制系统控制器模块进行设计,其中包括了可以对主变压器风扇投入与切除的温度范围进行自行设定,也可以按照用户的要求而变化。在传统控制方式中,风扇投切的温度限制值是不能改变的,此外,风扇电机的启动和停止温度有一余量,不像传统的控制方式中是一个定值,避免了频繁启动的缺陷,此外还有运行、故障保护及报警等信号的显示及其与控制中心或调度中心的通讯,上传这些信息,如变压器油温、风扇运行状态有无故障等。至于风扇的分组投切设置是为了节约电能,具有一定的经济意义,但这个分组数不宜过多,以免控制复杂,且散热效果不佳。 控制器主要由at89cs1单片机、a/d转换器、键盘控制芯片,输出模块、通讯模块以及自动复位电路等组成,其中单片机是控制器的优秀,aid转换器是把输入信号转换为数字信号。 2变压器风扇控制系统的硬件接线 基于以上的要求,我们设计的风扇控制器的硬件线路图如下页图1所示。变压器风扇控制中对控制模块进行改进是本文研究的重点,其中包括主要芯片的选用以及一些抗干扰元件的使用。所以在本章节中,我们重点将要介绍变压器风扇冷却控制模块中的主要硬件芯片的作用、选用以及它们之间的连接力一法。 (1)单片机at89c51(如图1)。 at89c51是atmel公司生产的一种低功耗,高性能的8位单片机,具有8k的flash可编程只读存储器,它采用atmel公司的高密度不易丢失的存储器技术,并且和工业标准的80c51和80c52的指令集合插脚引线兼容,其集成的flash允许可编程存储器可以在系统或者通用的非易失性的存储器编程中进行重新编程。at89c51集成了一个8位的cpu, 8k的flash。256字节的edam, 32位的i/0总线。三个16字节的定时器/计数器,两级六中段结构,一个全双工的串行口,振荡器及时钟电路。at89c51是完成系统的数据处理和系统控制的优秀,所有其它器件都受其控制或为其服务。 在本文中,经过tlc 1543 a/d转换器后输出的数字量输入到at89c51单片机中,同时在进行了温度参数的设置以后,进行它的输出控制,其中包括了变压器的温度显示、状态显示、以及声音报警设备等等,也就是我们所研究的变压器冷却控制系统的优秀部分。 (2)变压器的温度采集及温度处理模块。在变压器的风扇冷却自动控制系统中,第一步进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作。变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的,其中包括铂电极、传感器以及变送器。经过温度控制器输出的信号进入变送器,变送器送出一个4一20毫安的电流信号,然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换,转换后的电压是在0.4一2(伏特)之间,然后将此电压信号输入到tlc 1543数模转换器,进行信号处理。变送器输出信号有电流和电压信号两种,考虑到变压器安装的位置(室外)距本控制装置(室内)有一定的距离,电流信号不易损失,故选择了4一20毫安的电流信号。 (3)11通道10位串行a/d转换器丁lc1543。 tlc1543 a/d转换器是美国ti公司生产的众多串行a/d转换器中的一种,它具有输入通道多、转换精度高、传输速度快、使用灵活和价格低廉等优点,是一种高性价的模数转换器。tlc 1543是cmos,10位开关电容逐次逼近模数转换器。它有三个输入端和一个3态输出端:片选(cs),输入/输出时钟(i/0 clock),地址输入和数据输出(dataout)。这样通过一个直接的四线接口与卞处理器或外围的串行口通讯。片内还有14通道多路选择器可以选择11个输入中的任何一个三个内部自测试(self-test)电压中的一个。 (4)bc7281 128段led显示及64键键盘控制芯片。 bc7281是16位led数码管显示器键盘接口专用控制芯片,通过外接移位寄存器(典型芯片如74hc164, 74ls595等),最多可以控制16位数码管显示或128支独立的led。 bc7281的驱动输出极性及输出时序均为软件可控,从而可以和各种外部电路配合,适用于任何尺寸的数码管。 bc7281各位可独立按不同的译码方式译码或不译码显示,译码方式显示时小数点不受译码影响,使用方便;bc7281内部还有一闪烁速度控制寄存器,使用者可随时改变闪烁速度。 bc7281芯片可以连接最多64键c8*8)的键盘矩阵,内部具有去抖动功能。它的键盘具有两种工作模式,bc7281内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊(控制)寄存器,所有的操作均通过对这26个寄存器的访问完成。 bc7281采用高速二线接口与mcu进行通讯,只占用很少的i/o资源和主机时间。 bc7281在本系统中主要用于驱动变压器温度显示的led以及显示风扇运行状态的指示灯。 前已提及,bc7281芯片内部共有26个寄存器,包括16个显示寄存器和10个特殊功能寄存器,共用一段连续的地址,其地址范围是ooh-19h,其中ooh-ofh为显示寄存器,其余为特殊寄存器。 (5)使用max232实现与pc机的通讯。 ①max232芯片简介 max232芯片是1viax工m公司生产的低功耗、单电源双rs232发送/接收器,适用于各种e工a-232e和v.28; v.24的通信接口,1viax232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5v电源变换成rs-2320输出电平所需±10v电压,所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5v电源就可以。 我们的设计电路中选用其中一路发送/接收,rlou t接mcs一51的rxd , t 1工n接mcs一51的txd, tlout接pc机的rd,rl工n接pc机的td1。因为max232具有驱动能力,所以不需要外加驱动电路。 系统中使用了此技术之后就实现了变压器风扇冷却系统的远程控制,工作人员可以在控制室对冷却系统进行控制,可以达到方便、准确、快捷的日的,这也是我们对传统的风扇冷却控制系统而做的一个重要的改进。 ②串行通讯 在此实现中,我们必须要对mcs-51串行接日和pc机串行接日的串行通讯要有一定的了解,串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上,以每次一个二进制位移动的,它的优点是只需一对传输线进行传送信息,囚此其成本低,适用于远即离通信;它的缺点是传送速度低;串行通信有异步通信和同步通信两种基本通信方一式,同步通信适用于传送速度高的情况,其硬件复杂;而异步通信应用于传送速度在50到19200波特之间,是比较常用的传送方式,本文中使用的就是异步通讯方式。 (6)“看门狗”电路ds1232 在系统运行的过程中,为了避免因干扰或其他意外出现的运行中的死机的情况,“看门狗电路”ds1232会自动进行复位,并且能够重读eeprom中的设置,以保证系统可以安全正常的运行。 美国dallas公司生产的“看门狗”(watchdog)集成电路ds1232具有性能可靠、使用简单、价格低廉的特点,应用在单片机产品中能够很好的提高硬件的抗干扰能力。 ds1232具有以下特点: ①具有8脚dip封装和16脚soic贴片封装两种形式,可以满足不同设计要求; ②在微处理器失控状态卜可以停止和重新启动微处理器; ③微处理器掉电或电源电压瞬变时可自动复位微处理器; ④精确的5%或10%电源供电监视; 在本变压器冷却控制系统中,ds1232作为一定时器来起到自动复位的作用,在ds1232内部集成有看门狗定时器,当ds1232的st端在设置的周期时间内没有有效信号到来时,ds1232的rsr端将产生复位信号以强迫微处理器复位。这一功能对于防止由于干扰等原因造成的微处理器死机是非常有效的,因为看门狗定时器的定时时间由ds1232的td引脚确定,在本设计中,我们将其td引脚与地相接,所以定时时间一般取为150ms。 3结论 本装置实现了通过单片机自动控制冷却器的各种运行状态并能精确监测变压器的油温和冷却器的各种运行、故障状态,显示了比传统的控制模式的优越性。(1)能够对变压器油温进行监测与控制;(2)实现了变压器冷却器依据不同油温的分组投切,延长了冷却器的使用寿命,有较好的经济意义; (3)实现了冷却系统的各种状况,如油温、风扇投切和故障等信息的上传,便于值班员、调度员随时掌握情况。 由于固态继电器实现了变压器的无触点控制,解决了传统的控制回路的弊端,同时此控制装置具有电机回路断相与过载的保护功能。由于使用了单片机,因而具有一定的智能特征,实现了油温、风扇的投入、退出和故障等信号的显示以及上传等。通过实际运行表明,该装置的研制是比较成功的。但今后,我们还应该对固态继电器本身的保护进行一些研究,以免主回路因电流过大而造成固态继电器的损坏,以使变压器风扇冷却控制回路更加完善。 硬件设计论文:图像处理系统硬件设计 【摘 要】采用ti公司的tms320dm642型号dsp作为图像处理的算法实现平台,选用xilinx公司的xc95144作为图像采集的时序分配控制器件,在此硬件基础上扩充了sdram实现了图像的存储,从而实现了图像时实处理。实际应用证明,此方法达到了高速、实时、识别率高的要求。 【关键词】tms320dm642;图像采集系统;vport接口;dsp 图像采集系统在日常生活、军事、工业生产、科研中的作用越来越大.而纸币清分、目标跟踪、干线交通监视等应用也极大地促进了实时图像处理技术的发展。tms320系列为代表的高性能dsp在实时图像处理中也获得了广泛应用[1],由于图像处理的数据量大,数据处理相关性高,并且具有严格的帧、场时间限制, 如果能通过对dsp和cpld进行软件编程来控制数据采集频率,充分发挥其性能就成为提高整个系统性能的关键。本文介绍的是基于tms320dm642的一种图像采集方法[2]。 1 硬件设计整体结构 纸币图像识别需要依赖于一个稳定可靠、实时性高、抗干扰能力强的硬件系统,这样才能够减轻识别算法的负担,更好的实现整个系统的性能。纸币图像识别的整个系统硬件结构框图如图1: 从图中可以看到:接口电路以上的部分为纸币图像识别系统,以下部分为主控部分。纸币图像采集系统又分成图像采集和dsp其它外设模块部分。其中图像采集包括光源、cis传感器、偏值电路、放大电路、a/d变换、cpld,它所实现的功能是将纸币通过传感器。 采样、量化后将数据传给dsp的vport接口。dsp的其它模块包括emif接口上的flash和sdram,用来实现程序和数据的存储;i2c接口上的eeprom,用来实现参数的存储;mcbsp接口与uart通信,这样可以与pc机进行通信,实现实时监测;emu接口在开发过程中实现了在线仿真、调试功能。 2 图像采集系统工作原理 图2给出了图像采集接线图, 通过cis图像传感器采集出物体模拟图像信号,并将其转换为电信号,然后将放大的模拟信号经过模数转换器ad9822转换成为标准的数字信号, 送入cpld缓存,最后通过edma通道输入到dsp的ram中,在dsp中进行图像处理和识别[3]。 cpld是图像采集的优秀,它控制了整个采集过程的时序。当主机检测到物体后会向cpld发送一个帧同步信号syn,在此同时物体会在传感器的垂直方向上发生移动,主机检测到这个移动量并发送给cpld[4],这个信号就为物体的行同步plu。 根据控制相应管脚的低电平来控制光源。sp为cis传感器的行同步信号,cp为每个像素的时钟同步,sig是采样后的模拟量输出。每当sp发生从高到低的变化,cis传感器会检测到这个变化,重新计算cp的个数,每收到一个cp时钟信号,就会把相应的传感器件采样得到的电平通过sig管脚发送出去。 实际应用中,我们选用ad9822作为 cis图像传感器进行信号处理的a/d变换芯片。采用三通道运行方式,转换频率可以达到15msps。dsp在上电后初始化期间需要来配置a/d变换器来选择工作模式,对ad9822内部寄存器配置采用3线制串行通信接口,当cpld检测到了syn信号后准备进行图像采集工作,当检测到第一个plu信号开始采集,通过正确控制cis传感器的sp、cp的时序可以输出每一个像素的模拟量sig, 然后再正确控制a/d变换器的clk、adck就可以输出实际像素的数字量用8位数据线输出为d 0-d7,最后控制dsp的vport接口的vctl、vclk时序,把数据读到了dsp内部[5-6]。 3 总结 本文通过分析tms320dm642和ad9822工作的特点,提出了一种新的数据采集时序设计,从而针对不同的信号能够根据实际情况对dsp和cpld进行软件编程来控制数据采集频率,提高了系统实时性和稳定性。本系统应该在干线交通监视方面取得了良好的效果。本文作者创新点:本文首先分析了ad工作的时序,通过对 dsp和 cpld进行软件编程来控制ad9822的采集速度,从而达到可以根据实际情况灵活地改变ad9822的数据采集频率,提出了一种新的数据采集时序设计。
自动化控制论文:人工智能技术电气自动化控制论文 1人工智能技术的特点和优势 人工智能技术是人类科学技术不断发展进步的必然结果,也是工业发展过程中,促进工业自动化科学化发展的重要推动力量。在人工智能技术的发展中,科技的发展和工业技术的进步会促进人工智能技术的发展;反之,人工智能技术的进步,可以完成那些人类自身无法办到、技术条件效果不好的生产技术操作。当前的人工智能主要是计算机技术的发展结果,随着计算机技术的飞速发展,通过对计算机信息特点和操作性能的了解和设计,使计算机操作系统具有更多更先进的人工化反应,并在实际的信息技术处理过程中,通过其系统内部的人工化、智能化识别和处理系统,对电气自动化控制和其他工业技术领域在运行中的问题进行自主解决。如今,人工智能技术已经取得了较大的进步,其研究发展项目也越来越多,越来越先进,实用性越来越强。人工智能技术已经广泛运用与工业自动化、过程控制和电子信息处理等先进的技术领域。人工智能技术通过模糊理论算法、遗传算法和模糊神经算法等方式,可以在电气自动化控制中,采取更灵活多变的控制方式,对电气自动化设备运行中的不稳定因素和动态变化进行自主的调整,从而保障其运行的准确和高效,减少出错率。人工智能技术的运用,可以大大减少在电气自动化控制等领域的人力成本,并且能够解决一些工作人员无法有效监控和解决的问题,做到及时有效。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1人工智能控制实现了数据的采集及处理功能 在电气设备的运行过程中,数据的采集和处理是了解电气设备自动化控制情况,发现运行过程中的问题和提出解决办法的重要依据。在传统的自动化控制中,由于技术水平和实际运行中的动态变化,数据的采集和传输无法做到准确和稳定,保存数据容易出现丢失的情况。人工智能技术的使用,可以保障电气自动化运行过程中对动态信息的及时收集和稳定传输,对相关数据的保存工作也更安全,这就提高了电气自动化的控制水平,充分保障了电气运行中的安全性和稳定性。 2.2人工智能控制实现了系统运行监视机报警功能 电气自动化控制是用电气的可编程控制器,控制继电器,带动执行机构,完成预期设计动作的过程。在此过程中,系统内部各部分之间的运行都要严格按照设计模型和函数计算的基础上进行,如果系统中的一点出现问题,就会造成整个自动控制系统的故障。在以往的自动化控制系统运行中,对系统内部各部分之间的运行数据和运行状态进行实时监测,对运行中的特殊情况进行及时的报警处理,帮助自动化系统及时处理可能出现的故障,提醒电气管理人员加强对电气系统的管理。 2.3人工智能控制实现了操作控制功能 电气自动化控制的主要特征之一就是通过计算机的一键操作,就可以实现对电气系统的整体控制,保障电气自动化运行符合现实的需要。传统的自动化系统的操作,需要靠人工对系统各个环节进行人工操作,从而促进自动化系统内部的协调和配合,这种方式既降低了自动化运行的效率,也增加了自动化系统的故障发生频率。人工智能技术对电气自动化系统的控制,是通过各种先进的算法,按照电气自动化的需求,对自动化系统进行自动化和智能化设计,从而实现对电气自动化控制系统的同时操作,大大提高了自动化控制的效率,减少了单独指令操作中容易出现的不协调情况的发生。 3人工智能技术在电气自动化控制中的控制方式 3.1模糊控制 模糊控制以模糊推理和模糊语言变量等为理论基础,并以专家经验作为模糊控制的规则。模糊控制就是在被控制的对象的模糊模型的基础之上,运用模糊控制器,实现对电气控制系统的控制。在实际控制设计过程中,通过对计算机控制系统的使用,使电气自动化系统形成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统,从而达到对电气自动化系统的科学控制。 3.2专家控制 专家控制是指在进行电气自动化控制过程中,利用相关的系统控制理论和控制技术的结合,通过对以往控制经验的模拟和学习,实现电气自动化控制中智能控制技术的实施。这种控制方式具有很强的灵活性,在实际运行中,面对控制要求和系统运行情况,专家控制可以自觉选取控制率,并通过自我调整,强化对工作环境的适应。 3.3网络神经控制 网络神经控制的原理就是基于对人脑神经元的活动模拟,以逼近原理为依据的网络建模。神经控制是有学习能力的,属于学习控制,对电气自动化控制中出现的新问题可以及时提出有效的解决办法,并通过对相关技术问题的分析解决,提高自身的人工智能水平。 4结语 人工智能技术是科技发展到一定程度的必然结果,也是促进科技继续发展和工业自动化技术更加进步的重要推动力量。电气自动化控制的操作要求使人工智能在电气自动化中的运用越来越广,随着人工智能技术的发展,电气自动化控制技术也将逐渐提高,系统运行效率也会不断增强。 作者:姜关胜 单位:75240部队 自动化控制论文:智能技术电气自动化控制论文 一、智能技术的优势 与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。 二、人工智能技术应用 基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的优秀技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。 (一)智能化设计分析 人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。 (二)PLC技术应用 随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。 (三)智能诊断和CAD技术应用 智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。 (四)神经网络技术应用 神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。 三、总结 随着科技的不断发展,电气自动化控制系统逐渐实现了数字化和智能化。智能技术的使用提高了自动化控制的效率,基于人工智能理论的智能技术是电力企业发展的必然。智能技术不仅是计算机技术的重要组成部分,也对计算机技术具有一定的依附性。但目前,智能技术的应用尚存在一定的缺陷,甚至存在一定的错误。基于此,应提高操作人员对智能控制化技术的认识,以保证智能化技术的可持续发展。 作者:许武文 单位:海南师范大学 自动化控制论文:智能化技术下电气工程自动化控制论文 1智能化技术的理论基础 从20世纪50年代开始,一直到现在的几十年探索中,人工智能化已经可以像人一样进行感应与行动,凭借着高效率、高精度以及高协调性等特点超越来传统的控制技术。随着计算机技术的不断发展,对人的思维能力进行模拟的构想现在已经得到了实现,后来在程序语言编制上,智能化模拟的可实施性也得到而来增加。随着电气工程自动化控制技术的不断发展,智能化技术的市场得到不断拓宽,这种技术的应用不仅可以使电气工程的工作速度得到提高,同时还在电气工程中节约了大量的人力与物力[1]。智能化技术在整个电气自动化控制行业中主要是利用不断实践来进行的,其中包含的内容十分广泛并复杂。智能化技术属于计算机高端技术的一种,因此要想很好的掌握其应用,那么必须要具备专业性计算机理论知识。智能化技术不仅有效有提升了电气自动化控制的工作效率,同时也也很大程度上降低了工作人员的压力,优化了资源配置,促进了电气工程自动化系统的稳定运作。 2智能化技术的主要特点分析 对于很多人来说,智能化技术是一个陌生的词汇,然而它却与我们的生活息息相关,下面我们就对它的主要特点进行阐述,帮助大家深入理解智能化技术。作为电力系统中的关键环节,电气工程自动化控制对电力系统的正常运行存在着决定性的作用,为了保证电气工程的顺利发展,从而有效提升恒业的整体水平,对智能化技术进行应用是大势所趋。 2.1高精度与高效率 在电气工程自动化控制中,精度与效率是两项重要指标,在智能化技术指导留下,对多个CPU与高速CPU芯片进行使用,电气工程控制工作效率与精度得到了显著的提高。 2.2多系统控制 智能化技术的应用可以有效减少相关工序,同时还能使工作效率得到显著提高,目前该项技术在电气工程自动化控制中的实际应用正朝着系统控制的方向发展着。 2.3科学计算的可见性 在电气工程自动化控制中,智能化技术的应用可以对数据进行有效的处理,不仅可以通过文字和语言进行信息交流,同时还能利用图形与动画实现信息交流,这在很大程度上提升了工作的效率。 3智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 在电气工程自动化控制系统中应用智能化技术,有效提升了系统的工作效率,降低了工作人员的压力,对于电气工程自动化控制中智能化技术的应用主要体现在三个方面:(1)怎样将智能化技术应用到电气工程中对病因的诊断与维修之中;(2)如何对电气产品与设备进行优化设计;(3)通过怎样的形式对电气工程智能化控制进行实现。 3.1对电气工程自动化控制中的病因进行诊断 利用传统的人工方式对电气工程系统中的病因进行诊断是非常复杂的,同时对工作人员的要求也非常高,而且也不能对病因进行准确的诊断。在电气工程自动化控制中难免会发生一些设备和数据问题,依靠人工诊断方式往往不能对病因进行及时的诊断与处理。而智能化技术的应用不仅可以使病因诊断的效率得到明显提高,同时还可以使定时检测与诊断得到实现,在这一过程中很多问题的出现都会得到避免。 3.2对电气工程设计进行优化 在传统电气工程设计中,往往需要通过工作人员在工作过程中进行反复的实验才能完成。在这一过程中工作人员很有可能不会考虑到一些具体情况。如果真的出现复杂性的问题,也不能对其进行及时的解决,在这种情况下,工作人员不仅要掌握大量的专业设计知识,同时还要很好的将自己已经掌握的理论知识运用到实际应用中。智能化技术得到应用以后,设计人员就可以利用计算机网络和相应的软件对电气工程自动化控制进行设计,这样一来,设计数据的准确性得到而来增加,同时设计样式也非常丰富,另外,还能对一些复杂问题进行及时的处理,电气工程自动化控制的顺利运行就得到而来有效的保证。 3.3对整个电气工程进行自动化控制 电气工程控制系统中存在着很多控制环节,智能化技术的应用正好可以使对整个电气工程的自动化控制得到实现。智能化技术在应用过程中通过神经网络与模糊控制等方式实现对电气工程的自动化控制。其中,神经网络控制的应用是非常关键的,它可以进行反向的算法,同时具有多层次的结构。在神经网络控制的子系统中,其中的一个子系统可以结合系统参数对转子的速度进行调控与判断,而另一个子系统就可以按照以上参数对转子的速度进行判断与控制。目前神经网络控制已经在识别模式以及信号处理等方面得到了广泛的应用。智能化手段的应用使电气工程的远距离与无人操控自动化控制得到了实现,通过公司局域网的帮助,智能化技术的应用使得对电气系统各环节的实际运行情况进行了详细的反馈分析。 4结语 综上所述,电气工程自动化领域中智能化技术的应用已经取得了显著的成就,同时智能化技术还会逐渐在其他各领域中得到广泛应用。在目前激烈的市场环境中,对电气自动化控制的要求逐渐升高,在这种情况下,需要相关工作人员在目前理论研究的基础上进行深入的分析和研究,不断增强电气工程中自动化控制的性能,只有这样,才能使电气系统的工作效率得到进一步提高,进而使人们的各种需求得到满足,最终促进企业的市场地位得到显著的提升。 作者:张华平 单位:泰州机电高等职业技术学校 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:1992lxm工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现 摘要:本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理,具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法,以及变频器在锅炉改造中的应用,提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。 关键词:工业蒸汽锅炉 炉膛负压 蒸汽压力 变频控制 水位三冲量 一、引言 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势: 1.直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象,减少观察的疲劳和失误; 2.可以按需要随时打印或定时打印,能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象; 3.在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值,并修改系统的控制参数; 4.减少了显示仪表,还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元,(例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等),从而减少了投资也减少了故障率; 5.提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元; 6.锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%; 7.锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象,诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时,所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便; 8.锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统,可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的; 9.作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中,有十分周到的安全机制,可以设置多点声光报警,和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。 综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。 二、锅炉控制系统的一般结构与工作原理 常见的工业锅炉系统如图1所示。首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀,通过给水调节阀进入省煤器,冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成温水进入汽包,在汽包内加热至沸腾产生蒸汽,为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置,蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器,在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成热空气进入炉膛。煤经过煤斗落在炉排上,在炉排的缓慢转动下煤进入炉膛被前面的火点燃,在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水,同时产生热烟气。在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器,把预热传导给进入锅炉的水和空气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘,去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、PLC、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分,手动控制时由操作人员手动控制,用操作器控制变频器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,以免锅炉发生重大事故。 微机控制系统由工控机、显示器、打印机、PLC、手操器、报警装置等组成,能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制,使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上,以保证锅炉的安全运行,平稳操作,达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的,同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明,还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警,发出声光信号,还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表,有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。 锅炉控制系统的硬件配置,目前有几种,功能较好首推可编程序控制器PLC,适合于多台大型锅炉控制,由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能,所以抗干扰能力强,能置于环境恶劣的工业现场中,故障率低。PLC编程简单,易于通信和联网,多台PLC进行链接及与计算机进行链接,实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络,另外使用PLC加上位机的控制系统具有很好的扩容性,如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可,为以后的控制系统升级改造和其他功能的添加打下良好基础,也为以后一机多炉控制系统等其他工厂级自动化网络打下良好基础。虽然,从短期的角度看价格稍高,如果从长远观点看,其寿命长,故障率低,易于维修,值得选用。 三、锅炉控制系统中各控制回路的介绍 锅炉控制系统,一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。 3.1 锅炉给水控制回路 给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。在控制回路中被调参数是汽包水位(H),调节机构是给水调解阀,调节量是给水流量(W)。 对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量D、炉膛热负荷(燃料量M),给水量(W)。 ① 蒸发量D扰动作用下水位对象的动态特性 当给水流量不变,蒸发量忽然增加D时,如果只从物质不平衡角度来看,则反映曲线如图2(a)中的H1(t)所示,但由于蒸发量增加时,汽包容积增加,水位将上升,水位的反映曲线如图2(a)中的H2(t) 所示。H1(t)和H2(t)相结合,实际的水位阶跃反应曲线如图2(a)中的H(t)所示。 ② 炉膛负荷扰动(燃料量M扰动)时水位对象的动态特性 燃料量增加M时,蒸发量大于给水量,水位下降。但开始是由于有虚假水位存在,水位线上升,然后再下降。如图2(b)中所示。 ③ 给水流量(W)扰动时的水位对象的动态特性 当蒸发量不变,而给水量阶跃扰动时。汽包水位如图2(c)所示。在开始阶段。由于刚进入得水水温较低。使汽水混合物中的汽泡吞量减少。水位下降,如图2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物质不平衡引起的水位变化,H1(t)和H2(t)相加得到了总的给水量扰动的阶跃反应曲线H(t)。 由于给水调节对象没有自平衡能力,又存在滞后。因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。具体调节过程方框图如图3所示。 先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数,通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G,那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G=0的关系式存在。其中Dk为蒸汽流量系数 Wk为给水流量系数。如果再设定时,保证在稳态下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此时调节器的输出就与符合对应,给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化,平衡状态被破坏,PI调节模块的输出必将发生变化。当水位升高了,则调节模块的输出信号就减小,使得给水调节阀关小。反之,当水位降低时,调节模块的输出值增大,使给水阀开大。实践证明三冲量给水单极自动调节系统能保持水位稳定,且给水调节阀动作平稳。 锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉补水必须提供更高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压,具体实现方式是: 系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行,系统检测给水管的水压,当变频器频率上升到工频时,如水压未达到设定的压力值,系统自动将第一台电机切换至工频直供电,并由变频器拖动第二台水泵运行,如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电,再由变频器拖动第三台运行,依次类推,直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少,变频控制系统可自动降低变频器的运行频率,如变频器的频率到零仍不能满足要求,则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行,依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是:始终利用一台变频器自动调整水泵的转速,切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定,同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水,所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。 除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制,除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧,这是一个单闭环控制回路,输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉,这是一个单闭环控制回路输入参数,是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。 3.2 锅炉燃烧调节系统 燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳起来,燃烧过程自动调节系统有三大任务: ① 维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。 ② 保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性。 ③ 调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛压力不变。 燃烧调节系统一般有三个被调参数,汽压p、烟气含氧量a和炉膛负压pt。一般有3个调节量,他们是燃料量M,送风量F和引风量Y。燃烧调节系统的调节对象对于燃料量,根据燃料种类的不同可能是炉排电机,也可能是燃料阀。对于送风量和引风量一般是挡板执行机构或变频器。 燃烧调节系统是一个多参数变量调节系统。这种调节系统通常把它简化成互相联系,密切配合但又相对独立的3个单变量系统来实现。为便于分析,下面我们按3个系统来分别分析。这三个系统分别是以燃料量维持锅炉压力恒定的蒸汽压力调节系统,以送风量维持锅炉经济燃烧的送风调节系统,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 3.2.1 蒸汽压力调节对象的特性 引起蒸汽压力变化的主要原因是燃料量和用汽负荷发生变化。其动态特性如下。 ① 燃料量扰动下的汽压变化特性 在用汽负荷不变的情况下,如锅炉燃料量(B)发生B的阶跃扰动,此时汽压的飞升曲线如图4(a)所示。此时对象没有自平衡能力,具有较大的迟滞和惯性。但如果锅炉出口的用汽阀门开度不变,那么由于汽压因燃料量扰动而发生变化时,蒸汽流量也将发生变化。由于汽压变化时,蒸汽流量增大自发地限制了汽压的变化,因此对象有平衡能力。此时汽压的飞升曲线如图4(b)所示。 ② 用汽负荷扰动下的汽压变化特性 负荷阶跃扰动下,汽压变化的动态特性也有下列两种情况:当用汽阀门阶跃扰动时,对象表现出具有自平衡能力,没有延迟,但有较大的惯性,并有一个与阀门变化成比例的启始飞跃,飞升曲线如图4(c)所示;当用汽量阶跃扰动时,其飞升曲线如图4(d)所示,此时对象没有自平衡能力,如果不及时增加进入锅炉的燃料量,那么,汽压将一直下降。 3.2.2 送风自动调节对象的特性 送风调节系统的工作好坏,直接影响炉膛的空气过剩系数的变化也就是排出烟气的含氧量。引起空气过剩系数变化的主要扰动是燃料量和送风量配比。风量扰动下对象的动态特性具有较大的自平衡能力,几乎没有延迟和惯性,近似为一比例环节。而燃料量扰动时,需经过输送和燃烧过程而略有延迟。由于送风系统几乎没有延迟和惯性。所以在燃料充足的情况下送风量的大小将比较直接的反应在锅炉的蒸汽压力上。那么怎样才能保证股风量和燃料量的搭配适宜,这里我们引入了风煤比这个概念。风煤比就是在当前风量下所能燃烧的煤的最大值。在控制作用中风煤比主要是根据当前风量来限制炉排的转速,防止由于风量不够导致煤不能充分燃烧。该参数对节煤和环保都有很大意义。因为如果不能充分燃烧将会导致煤渣的含炭量增高,这样比较浪费煤,同时还会造成烟气含炭量增高影响排放。 3.2.3 炉膛负压自动调节对象的特性 炉膛负压自动调节对象的动态特性较好,但扰动通道的飞升时间很短,飞升速度很快。 根据以上对燃烧系统调节对象的分析,下面我们针对燃烧自动控制系统三个任务对控制采用的方案进行分析。 燃烧过程控制系统一般采用的控制流程图如图5(a)所示,先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号,与设定蒸汽压力进行比较,判断出鼓风PI调节器调节的方向和大小,通过鼓风PI调节单元计算出鼓风变频器的输出大小。同时把该信号输出给风煤比计算单元,相应的算出在当时的风量下炉排的最大输出值。再把蒸汽压力的差值信号送给炉排PI调节器,通过炉排PI调节单元计算出炉排变频器的输出大小。经过风煤比限位,输出给炉排变频器。在实际调试过程中我们往往把鼓风PI调节中的比例系数设的比炉排PI单元的大,这样可以很好的保证鼓风系统对蒸汽压力的敏感度要高于炉排。实践证明通过该方法控制下锅炉的蒸汽压力稳定性好,在蒸汽负荷变化时相应程度高。灰渣含碳量低。 炉膛负压的大小对于节能影响很大。负压大,被烟气带走的热量大,热损失增加,煤耗量增大,理想运行状态应在微负压状态。它能明显增加悬浮煤颗粒在炉膛内的滞留时间,增加沉降,减少飞灰,使煤充分燃烧提高热效率。但由于负荷变化,需要改变给煤量和送风量,随之也要改变引风量,以保证炉膛负压的稳定,但由于系统有一定的滞后时间,为避免鼓风变化而引起炉膛负压的波动,系统中引入鼓风信号作为前馈信号对引风机进行超前调节。炉膛负压控制系统一般采用的控制流程图如图5(b)所示,调节原理比较简单属于单闭环调节系统,它的输入量是炉膛负压输出量是引风变频器,同时引入鼓风量作为前馈信号。 另外系统各回路中都设置了手自动两种操作方式,为了实现无扰动切换,系统引入了各控制对象的反馈值,在手动操作时PLC输出会自动跟踪控制对象的反馈,当切换到自动状态时可以进行无扰动切换,使系统平稳的过渡到自动状态。 四、锅炉控制系统组成结构 上面我们针对锅炉控制系统的各控制回路原理的做了简要分析,依据以上分析,我们知道构建一个可靠的、智能随动的智能控制系统是保证锅炉安全生产的基础。锅炉控制系统是典型的多变量、纯滞后、强耦合的控制系统,如果不能在控制策略和软件实现上很好地解决多变量解偶关系和滞后响应问题,那么,实施智能锅炉控制系统改造后同样也将无法实现预期的目标。 在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动(P—T方案)的集散控制思想,把控制系统分为三层: a) 信息管理层:完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能;主要由上位工控机(IPC)、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成; b) 控制层:主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能;主要由可编程逻辑控制器(PLC)的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、PLC应用程序等组成; c) 设备层:主要接受来自PLC的控制命令,执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。 五、结束语 综上所述,锅炉控制系统改造具有很好的市场发展空间和投资收益前景,值得广泛地推广。它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,总之锅炉的计算机自动化控制是锅炉行业发展的大势所趋,也是一项利国利民的发展方向。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 排泥水处理采用的工艺流程见图1。 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.4 滴灌灌溉制度的拟定 ①灌水定额:是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量,如果用灌水深度表示,可用式(4-8)计算,即 H——计划湿润层深度(米),一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米; p——土壤湿润比,70%-90%。 ②设计灌水周期:滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后,在作物适宜土壤含水率的条件下,保障作物正常生长的可能延续时间T,用式(4-9)计算,即 ③一次灌水延续时间:一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量,在不产生径流的条件下,均匀分布于果园田间所用的灌水时间,用式(4-10)计算,即 i. 轮灌区数目的确定:(a)对于固定式滴灌系统,轮灌区数目可按式(4-11)计算:(b)对于移动式滴灌系统,则有: ii. 一条毛管的控制灌溉面积:(a)对于固定式滴灌系统,毛管固定在一个位置上灌水,控制面积为 f=SeL (4-13) 式中 f——每条毛管控制的灌溉面积(平方米) L——毛管长度(米),移动式滴灌系统中为出流毛管长度。 (b)对于移动式滴灌系统,一条毛管控制的灌溉面积为 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 ②局部阻力hj 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:楼宇自动化控制网络技术的新发展 摘要:简要介绍了楼宇自动化系统,分析了传统集散控制系统和新兴的现场总线控制系统优缺点以及应用,并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明了以太网技术的发展以及在楼宇自控领域中的最新应用情况,对现场总线控制系统和以太网进行了比较 关键词:楼宇自动化控制网络 现场总线控制系统 以太网 楼宇自动化系统 目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation system,缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。 2 现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用 上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed ControlSystem,简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点: (1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难; (2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差; (3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(FCS),FCS克服了DCS的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比,FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点,控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在,FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。 2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线 由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。 (1)LonWorks 美国Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技术,又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点: ①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线; ②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25Mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个; ③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的NEURON C语言,它是ANSI C语言的扩展; ④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器; ⑤开发LonWorks网络节点的时间较短,也易于维护。LonWorks采用的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中,这样可以节省开发LonWorks网络节点的时间,也方便维护。 同其它现场总线一样,LonWorks也有自身的缺点。首先,LonWorks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点,LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以来,LonWorks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。 (2)BACnet BACnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,BAcnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。BACnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,BACnet标准最大的优点是可以与Etherent、LonWorks等网络进行无缝集成。不过BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。BACnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的ISO标准。虽然我国是WTO和ISO成员国,但是BACnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的BACnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化BACnet相关产品。 (3)CAN CAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点: ①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强: ②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点; ③采用无损坏的仲裁技术; 4 CAN芯片不但价格低而且供应商多。 CAN缺点是:CAN总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,CAN总线技术比较简单,CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。 (4)EIB EIB是欧洲安装总线(European Installation Bus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB项目基本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。 3 以太网开始进入楼宇自控领域 以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的IEEE802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3Com、华为、DLINK等公司开始提供符合IEEE802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如ODVA(开放DeviceNet供货商协会)和CI(ContolNet国际组织)的EtherNet/IP标准、FF(现场总线基金会)的HSE(Hig}l Speed Ethemet,高速以太网)、Profibus国际组织的ProfiNet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如MOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet/IP)、北京航天华辉自动化技术有限公司的AnyBus-S IO/100M(支持Ethemet/IP和Modbus/TCP)等。美国VDC(Venture Development Corp.)调查报告指出,Ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。 伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2001IP智能建筑测控系统。ENC-200liP控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过ENC参量控制模块集成到以太网上;带有RS232或RS485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;IP电话以及IP摄像机直接连接到以太网上。 在楼宇自控网络中采用基于现场总线的FCS的优点是: ①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计 图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用CSMA/CD的以太网的时实性好; ②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。 在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。 4 结束语 就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的FCS还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,FCS和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 图2、闸门自动控制程序流程图 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:基于PLC井下主排水泵综合自动化控制的研究 摘 要:智能高效的地排放矿井涌水,对保障煤矿安全生产意义重大。本系统采用plc和组态软件对井下排水系统进行智能控制,中心控制器采用s7-300系列plc,利用传感器对各参数进行采集,通过软件编程等完成了避峰就谷、自动轮换等节能优化排水过程,本系统还具有故障监测和保护功能,主要包括过压、过流、漏电保护、水泵漏水保护、流量、压力保护。上位机使用组态王进行操作,可实现远程监控,实时显示信息,井下排水调试运行证明该系统提高了生产效率,节省能耗,降低了生产成本。 关键词:plc;组态;智能高效;远程控制 引言 现在许多煤矿采用传统的继电器控制方法代替煤矿工作人员的监测的方法是非常复杂的[1-3],并且需要一个相对繁重的人力消耗。为了满足矿井排水系统的需求,采用plc和组态软件结合设计自动化排水系统,通过工业以太网进行远程控制,不仅提高了水泵的运行和使用效率,更重要的是节省能耗,降低生产成本。同时,本系统具有故障监测和保护功能[4]。 1 排水系统的控制 1.1 排水系统的总体控制要求 (1)水泵自动运行原则;(2)“避峰填谷”原则;(3)系统保护原则:a.漏水保护;b.超温保护;c.过电流保护;d.两种工作方式切换;e.系统远程监控原则。 1.2 排水系统的控制策略 水泵房中水泵的运行主要是根据液位传感器提供的液位,结合自动控制程序,在保证安全条件下的水仓水位和水仓所能容纳的最大涌水量做出相应的判断,决定投入运行的水泵数量和运行时间。由于煤矿井下的水位条件非常复杂,无法建立精确的数学模型对涌水量进行准确的定量描述,所以,选择九点控制策略,通过对水位信号的实时采集,根据相邻两次采集的水位变化量和采集的时间间隔得到水位的变化率,并以此作为系统的控制依据水位的变化量和变化率,进而提高了排水系统应对不规则的涌水能力。 九点控制策略的基本原理如图1所示,该控制策略的优秀即为九点控制器。控制系统预先设定被控制量的基准值,此基准设定值与传感器检测的数值比较得到误差 ,此误差作为九点控制器的输入量。 在图1中,r即为系统预先设定的基准值;c为传感器检测的数值即为系统的输出量;e为控制参量的变化量,由系统设定的基准值 r与系统的被控量c之间的差值,即e=r-c。uc为九点控制器的输出量,是根据控制参量的变化量e和控制参量的变化率■的实际状态所决定的。 2 系统的硬件设计 2.1 排水系统的硬件结构 为满足上述基本要求,系统的控制部分硬件是以s7-300可编程控制器为优秀控制芯片。在此plc基础上,又扩展了模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和上位机监控中心。图2为系统硬件整体框图。 图2 控制系统硬件整体框图 2.2 传感器的选择 2.2.1 井下水仓液位检测传感器。本系统采用投入式液位传感器,该传感器是一种测量液位的压力传感器,基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号。 2.2.2 温度传感器。系统选择工业用的红外测温仪实时监测点击的轴温。原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度。 2.3 排水管路系统的阀门选型 本系统所选用的电动闸阀是zb180-24/400型矿用隔爆型电动闸阀,并配有kxbc系列隔爆型控制箱,该控制箱是zb系列电动阀门的专用控制装置,具有短路保护、过载保护、欠压保护等功能,并设置了行程控制、远方/就地控制的切换功能,反馈到plc的到位等信号皆为无源点输出,有较强的抗干扰能力。电动球阀选用了qmb5型隔爆电动球阀,密封性好、动作速度快、动作可靠、故障率低。控制电压为dc24v,可由plc输出继电器直接驱动,采用霍尔传感器检测到位信号,比传统的机械触电更为准确,提高了控制精度。 2.4 水管流量监测 本系统选用lcz-803型超声波时差流量计,该流量计采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术,能够有效地抵抗来自变频设备的干扰、电磁场的干扰和系统流态的干扰。 2.5 真空度检测 r 本系统选用kgy4型负压(压力)传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体的差力压进行连续监测,并实时的显示被测点的差压值。 2.6 水泵出口压力检测 本系统选用kgy7型压力传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体、液体的压力进行连续监测,并实时的显示被测点的表压值。 3 控制系统软件设计 该井下排水系统中的软件设计中要包括:主程序设计、水泵自动运行子程序设计、“避峰填谷”子程序设计、系统保护子程序设计、两种工作方式切换子程序设计和系统初始化子程序设计。系统软件设计框图如图3所示: 在系统开始运行后,首先需要是检查plc是否有故障,设备是否有故障,如果有故障,系统马上停止,等待工作人员检测排除故障。在主程序中,选择系统的运行方式,是手动运行还是自动运行,以及选择那个水泵那个管道记性具体的选择。 4 通信及上位机监控系统的实现 现在使用的是西门子的315-2pn/dp cpu,cpu本身集成了工业以太网接口,可以直接使用网线将现场的plc和工控机连接在一起。在工控机中安装simatic net作为opc服务器,组态软件中opc link作为标准的opc接口,这样上位机组态软件就可以和下位机plc进行数据交换了。 图5 远程监控总体示意图 本系统采用组态软件为“组态王”,该软件开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点明显。根据实际的运行流程,本系统需要按照排水系统的具体要求画出如下操作画面:水泵房需监测的量主要有水位,水泵吸水管真空度,水泵出水口压力,水泵电机轴温度,电机定子温度,出水管流量等。其中总监视画面、手动画面、历史曲线画面如图6-图8所示: 5 结束语 文中针对煤矿井下排水设备自动化程度不高的现状,研究设计了plc 控制与上位机相结合的煤矿井下自动排水系统。系统选用s7-300 系列plc和“组态王”软件编制的自动监测程序,用其监视设备的运行情况及各个运行参数,实现了泵房无人值守、设备安全可靠运行,减少了人力投入,提高了工作效率。 作者简介:王军,本科生,电气工程及其自动化。 自动化控制论文:电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究 【摘 要】随着我国改革开放的不断深入和国民经济的飞速发展,我国的工业化进程也不断地得到推进,而在现代的工业体系和社会发展中。电气自动化控制系统发挥着非常重要的作用。文章简要地介绍了电气自动化控制系统的功能、特点及应用,并对未来的发展趋势进行分析研究。 【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势 电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的优秀领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。 1.电气自动化控制系统的功能及特点 1.1电气自动化控制系统的功能 依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。 1.2电气自动化控制的特点 首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。 2.电气自动化技术的应用 随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。 2.1智能电网技术 智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。 2.2仿真技术 目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。 2.3智能技术 电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。 2.4远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远 程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。 3.未来发展趋势 3.1电气自动化控制系统的统一化 电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。 3.2电气自动化工程的生产将更加的安全 电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。 3.3电气自动化工程控制系统的创新技术 目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。 3.4电气自动化控制系统的标准化接口 由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。 4.结语 电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。 自动化控制论文:自动化控制在水泥工业中的应用分析 摘 要 自动化控制在从最初的单板机发展到单片机再到微型计算机和工业控制机,控制水平有了长足的发展,在水泥工业的应用中,国内的自动化控制有一定程度的滞后。水泥生产中逐步实现了生产全过程的自动化,对生产过程中各项指标进行检测监控,包括生料质量、游离氧化钙、水泥细度以及水泥回转窑筒体温度,促进水泥质量提升。 关键词 自动化;水泥;温度 1 自动化技术的应用状况分析 从20世纪80年代开始,立窑水泥生产中开始运用计算机技术,伴随着该技术的不断发展,其在水泥行业的应用也有了提升。从最开始垄断性质的8位微处理器单板机到单片机为优秀进行配料和成球控制,再到微型计算机以及工业控制机的应用,档次都在不断的提升,自动控制也取得了更佳的效果。相对于国外水泥行业的计算机控制应用情况,国内发展相对较慢,在技术方面相对于产品开发也存在滞后,计算机在水泥行业的推广会加速技术发展以适应需求。 水泥行业的自动化技术应用初期,主要是体现在自动化仪表,重点环节是生产配料,通过检测计量与仪表控制相配合来实现。随着配合预加水成球技术的发展,通过微机来实现对立窑煅烧过程进行自动控制,相对之前的自动控制达到了一个新的高度,但真正实现立窑水泥生产的权限自动控制还是在计算机新技术的应用后,通过集散式控制方式来对生产过程进行控制和监督管理。 对自动控制的发展过程分析可发现,随着技术的发展,控制环节增多、控制算法更高级、技术功能更充实和更全面的应用。早期的自动控制仅仅是实现了对生料和配料过程的控制,后期逐步实现对预加水成球及立窑等工序的控制,再到全程监控。控制的算法则是从单参数的pid控制逐步演变为如模糊逻辑控制等智能、综合控制。技术功能从单纯的显示和监控演变为对生产过程的全面自动控制。而自动控制的范围也发展到分析化验、生产调度和数据管理多个方面的控制网络。 2 生产过程的自动化控制 相对于单片机控制,20世纪90年代后期的可靠性更高的集散控制系统dcs可实现操作人员在总控室对全系统进行控制。工控机上的画面显示包括流程图、分组控制、分组启停、分组趋势记录以及报警等,通过这些画面能了解到全厂的生产情况,对于需要了解的详细内容页可以通过点击获取,鼠标点击就能对整个系统进行操作。水泥企业在产业结构调整中,dcs系统的应用能有效降低人工使用费用,提升设备效率而减少了成本。 集散型控制系统一般由管理命令系统mcs、过程控制单元pcu以及工程师工作站ews三部分组成,通过厂还环路来实现连接。mcs是操作人员调整参数、开停现场设备以及监控工况的系统,其实现主要是通过对pcu的操作来实现。pcu的部件有i/o供电电源、模件供电电源、i/o从端子模件、i/o从模件以及冗余多功能处理器模件mfc等。mfc为一种增强型控制处理器,具有多环路的批处理、模拟和顺序,在系统中,mfc都使用了冗余配置。i/o端子模件和从模件来间接mfc和现场设备之间的通信。模件总线负责pcu内模件之间的通信,总线接口模件和厂环接口模件负责pcu机柜之间的通信。ews主要是实现制作画面图像、设计组态程序以及对pcu主模件进行管理功能和检测系统参数,其组成为计算机接口单元和pc机组成。厂环通讯系统为双环冗余的可靠环路通讯,是无主次封闭系统。厂环实现了mcs、ews和pcu之间的连接以及各点的通讯。 3 检测技术探讨 水泥生产过程中的检测随着精密仪器、光学、粉体技术以及微电子学的发展而逐步提升,加强了再现性和可靠性,这里主要介绍下面5类。 3.1 计量装置与机电一体化 该技术主要是为了实现整体最佳化,初级系统为集成电路来提升机械设备的效率,高级系统则是通过计算机的应用来实现智能化生产,在现今水泥生产中,两类运用都较多。机电一体化系统通常包括五部分:机械装置、变送器和传感器、检测装置、驱动器和执行器、信息处理部分以及接口。常见的计量装置有冲击式流量计、电子皮带秤、天平式定量给料器和转子秤以及空气输送在线流量计等。这类装置都是具有较高的可靠性,能对信息进行检测和反馈到上级控制系统来完成生产过程的自动化。 3.2 生料质量控制系统 对于生料化学成分稳定性的检查收到的影响因 较多,包括人磨原料成分出现的波动、生料粉磨系统的滞后以及原料成分分析的不及时。而该控制系统的应用就能控制实时参数、虚拟校正以及固定批量校正,以此达到对原料配比的实时调控。该系统的组成包括x射线荧光粉成分分析仪、γ射线分析仪以及通讯接口装置,其中,γ射线分析仪主要是对原料成分进行检测,实现超前控制。 3.3 游离氧化钙的在线检测 水泥生产中一个非常重要的环节就是煅烧,以实现从生料到熟料的转变,对熟料的检测监控主要包括单位体积密度和fcao含量。国内的检测为离线检测,其测定是进行取样、粉磨和制样后采取化学分析法或x荧光分析仪来实现。为保证熟料质量,更好的方法是在线检测技术,在线检测仪的应用就是对信号进行测定,通过配套软件来对回转窑的煅烧进行优化控制。 3.4 水泥细度的在线检测 水泥颗粒在0.1 μm到100 μm,但决定其强度的颗粒主要集中在3 μm到30 μm,因此水泥的性能和其颗粒的粒度分布有很大关系。对于水泥细度的在线检测主要是以下几个方面:对水泥细度的测定为实时监控,对相关参数能随时打印,包括平均粒径和水泥比表面积;该技术能在监控水泥细度的基础上诊断粉磨系统的操作状态;在监控反馈信息的基础上,对选粉机操作参数进行调整来提升水泥品质。国内水泥行业在使用该技术上采用激光粒度仪来进行补充分析以保证更好的监控磨机状态。 3.5 水泥回转窑筒体温度检测和保护 窑筒体温度扫描检测系统可对生产情况进行监控,保证回转窑筒体不出现耐火砖烧坏脱落。该系统可对窑筒体温度进行不间断、长时间的监控,操作人员通过观察其反应的窑内状况来进行操作以提高运转率,系统的显示包括窑径向和轴向的温度曲线、温度的最大值和最小值以及温度分布的二、三维色相图。工业电视与比色高温计系统能实现和生产过程控制的系统联网,对窑内的煅烧情况进行电视监控。国内水泥行业在引进该技术后进行二次开发而更好的使用。 4 水泥行业中ethernet网络的应用 ethernet技术的应用更好的实现了现场设备的通讯。ethernet技术有着极高的通信速率,对于同等数据吞吐量,更高的速率则有着更低的网络负荷、更小的延时以及更低几率的网络碰撞。其次,采用星型网络拓扑结构,通过交换机划分网络。ethernet交换机有着存储和转发数据的功能,能实现输入、输出数据帧的缓冲而不出现碰撞,也可对数据传输过程进行过滤,保证在本地网段下进行各网段节点间的传输,这样不会经过主干网而降低网络负荷。而全双工通信保证了端口间双绞线在进行接收和发送时不出现冲突,与交换式集线器的使用减低碰撞几率的同时又不存在冲突域,使得ethernet通信具有更好的实时性和确定性。
采矿技术论文:风险管控技术在某多金属矿采矿系统改扩建工程中的应用 [关键词]风险 管控 采矿 系统 设计 实践 项目管理 改扩建工程 一、项目简介 风险控制技术的四种基本方法是风险回避、损失控制、风险转移和风险保留。通过风险控制技术的有效应用,内蒙古某多金属矿采矿系统改扩建工程得以在安全、速度、效益等方面的全面成功:工期提前4月,节约成本1531万元,新增利润1718.5万元,获得4项专利等知识产权。 风险管控技术的主要创新点,①建立了安全风险控制平台,即建立了以电子安全监察系统为创新点的井下人员定位、关键岗位可视控制调度、违章违规人员禁止下井的信集闭系统;②根据现场实际变更设计,突破设计规范,进行“细节多人次找茬、设计方案优化、创新有奖”设计制度创新;③建立了项目决策辅助系统,即贯穿项目生命全过程的动态指标优化平台; 内蒙古某多金属矿采矿系统改扩建工程是在原有采矿生产能力1500吨/日的基础上,通过提升、运输、通风、供排水、供配电等七大系统的全面优化升级,克服了资源负变、劳动力资源匮乏的自然环境风险,盈利水平低、市场低迷的财务风险,矿岩稳固性恶变、外委施工队伍综合素质低的安全风险等诸多风险因素,通过进行风险评估、实施项目风险管控,通过优化设计节约工程量、变更施工合同等多种手段以降低项目盈利风险,通过实施计划控制、组织劳动竞赛等手段管控项目进度,通过加强现场管理、进行从业人员安全技能培训等手段转嫁管控采矿专业安全风险,多种风险管控技术的组合应用,进而实现了项目提前竣工、盈利能力提高的结果。 采矿工程内容主要包括:主竖井、副井延深、辅助斜坡道、通风井、各中段开拓等井巷工程、矿山供电设施、矿山供水设施等。主要控制性工程有:井巷工程基建工程总量为30.52×104m3,其中开拓18.73×104m3,探矿5.42×104m3,采切工程6.37×104m3。Φ5主井19304 m3/582m、Φ4.2副井延伸6883 m3/445m、辅助斜坡道28288m3/2373m。 改扩建工程总投资47988.4287万元,设计确定本项目建设周期为2.5年,采矿项目工程投资26224.22万元,采矿专业占全部工程的54.6%。 通过风险管控技术的实施,项目建设周期压缩到2.2年,提前4个多月;设计优化节约工程量1175.11m/13958m3,设计节约工程费655.05万元,采矿方法改造节约成本876万元,累计节支1531.87万元。 二、主要科技创新 1、环境与人力资源风险: 由于矿床位于广袤的内蒙古高原,常年多风,气候干寒,地表为天然草场,生态脆弱,气候条件恶劣,大雪封路情况发生,总体自然作业条件及交通条件欠佳,矿区生产生活的环境条件恶劣,生产用工困难,外委施工队伍用工流动性大,从业人员安全素质低,项目建设面临人力资源风险。 对应的风险管控手段科技创新点是:加大安全科技创新投入,推广应用电子监察系统,为解决员工流动性较大,受教育程度又普遍偏低,安全意识淡薄等情况的存在,为了提高员工安全意识和自我防护意识及公司安全管理水平,结合公司实际情况研发公司矿用监察系统,将系统安设于下井入口。 本系统是基于物联网技术,集计算机软硬件技术、信息采集处理技术、无线射频技术、网络数据通讯技术、自动控制技术等多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品。同时集中了已有的丰富的网络设计、施工经验,以及在物联网应用和数据综合传输领域强大的产品优势,特别是针对实际需求和环境的调研,充分满足公司需求。 系统把井下作业人员、工作环境及相关管理制度巧妙地结合起来,通过对井下作业人员进行酒精检测、防护用品的佩戴识别及安全知识的实时培训以及员工升井后的爆破物品监察,从而达到提高员工安全意识的目的,实现井下区域管理安全、优质、高效的目标。同时对井下人员实际工作量进行科学的,规范管理。 该系统填补国内矿山安全管理空白,已获得国家版权局计算机软件著作权。 2、矿产资源负变风险 原初步设计利用资源量328m-848m范围内矿石量1272.20万吨,平均品位(Pb+Zn)4.8%,金属量(Pb+Zn)61.12万吨,可采矿脉120条,因此设计矿山开采年限14年,项目建设规模为3000吨/日,是科学合理的。 考虑到生产消耗因素,按照损失率20%计算,生产期消耗储量180.2万吨,计算可知,资源量负变57.5%,品位负变6.8%,因此推演,项目设计利用资源量负变严重,按照3000吨/日建设项目,矿山服务年限缩减,项目建设资源风险高。 风险管控技术措施:⑴加大生产探矿力度,在生产区域充分利用资料技术分析手段、钻探手段、坑探手段及技术分析手段,结合生产工艺如浅孔钻凿岩爆破需要,实施探边扫盲、矿体多次圈定,实现资源可采储量的增加。⑵根据资源负变规律,推演可采储量分布范围,设计遵循“沿脉探矿先行、探矿-采准-开拓工程综合利用”的原则,确定开拓工程量,避免工程浪费。 3、矿床开采技术条件变化风险。矿体形态变化较大,品位较低,如采矿方法选择不当,采矿工艺不合理,不仅会恶化经济指标,而且会破坏当地脆弱的生态环境。 风险管控技术创新手段:分析矿山开采技术条件、环境地质条件和矿山开采现状,分别实施了多种采矿法组合应用、高分段空场采矿法研究应用、废石充填采矿法研究应用、无底柱空场采矿法研究应用等多项研究,解决了困扰矿山采矿技术多年的采矿损失贫化率高、空场法存窿矿损失大、出矿作业安全风险高的难题。并在天井掘进、破碎带快速安全掘进技术、废石充填-空场采矿法组合应用技术方面取得国家实用新型专利2项、拟申请发明专利1项。 4、矿山设计人员素质责任风险。改扩建工程项目委托设计院设计,由于设计人员对于矿山实际的掌握程度、设计资料的真实性制约,设计脱离实际造成工程浪费风险较高。 风险管控措施:加强沟通,完善设计资料。创新设计市场化管理模式,开展设计多次多人找茬、有偿优化设计方案等活动。“市场化管理手段在矿山设计领域的应用”成果已经中国有色金属协会推广,项目实施2年来,通过Internet Web专业网站等手段,广泛征集设计优化方案,共有19份设计73人次参与设计活动,其中既有公司技术人员、施工单位管理人员,也有网络专业设计达人。设计优化节约工程量1175.11m/13958m3,设计节约工程费655.05万元 5、矿产品市场价格低迷、采矿成本高、资源利用率低、贫化率高、以及其他导致企业盈利的技术-经济-财务风险。(如图3) (1)盈亏平衡分析(2)敏感性分析 分析主要经济因素发生波动时对企业经济效果产生的影响,预测最不利条件下企业经营状况,同时指出企业追求目标。对企业经济效果影响的敏感次序是:价格(回收率、品位)、成本、规模、投资。 采取的风险管控手段科技创新点是: 针对敏感因素,赋予不同权重,建立产品价格-资源品位-盈利目标的多指标动态优化程序,通过计算机程序计算,进行科学辅助决策。 三、第三方评价 贵公司3000吨/日改扩建工程采矿系统项目,是一个与资源条件、社会与自然环境、人文环境、经济环境等多因素相关的巨系统,面临安全、技术、经济、环境多项风险,风险管控技术应用对于项目的成功具有重要意义。 风险管控技术是项目管理的主要组成部分,本成果通过项目风险辨识、风险评估,查找风险因素,采取了市场化运作优化设计资源、合同管理、计划控制、多指标动态优化程序等科技创新措施,并取得了多项专利成果。 科技创新成果显著、成果可复制、可推广,达到国内先进水平。 采矿技术论文:试论采矿充填技术的发展前景 【摘 要】本文主要从新型充填材料、新型充填设施仪器以及新型填充采矿技术三方面对采矿充填技术的发展前景进行了分析与探讨,而这具有非常重要的意义,不仅有助于提高采矿企业的经济效益,还能够进一步促进采矿技术的发展。 【关键词】采矿工程 充填技术 发展前景 一、采矿技术的发展现状 随着时代的发展,传统的采矿技术必将被淘汰,信息化、自动化的现代化采矿技术必将取而代之。当前,在部分发达国家,现代化的采矿技术已经被广泛应用,例如无人矿井、遥控采矿等,现代化采矿技术的应用,不仅极大的提高了矿产资源的回采率、回收率及综合开发利用率,还为采矿企业创造了更好的经济效益。采矿技术实现现代化是必然的趋势。我国矿产资源种类丰富,储量巨大,随着社会经济的发展,对于矿产资源的需求量也在不断增加,这就对采矿技术提出了更高的要求。现代化的采矿技术不仅能带来更高的经济效益,同时也突破了传统采矿技术的局限性和狭隘性,大大拓宽了矿产资源的开采范围。当然,即便采矿技术实现了现代化,但是由于矿产资源地质构造的不尽相同,所以,我们应根据实际情况选取相应的开采技术。例如矿山呈陡坡形式就选用陡坡开采技术;矿体呈分散形式就选用分期开采技术等。根据采矿工程的实际情况选用相应的开采技术,能够不断优化开采,从而获取更好的经济效益。 二、充填采矿技术的分类 (一)干式填充采矿技术。干式填充采矿技术是最早的充填采矿技术之一,该技术的工作原理是利用相应的外界条件对采空区进行充填料补充。随着采矿工程的不断发展和充填技术的不断革新,干式填充采矿技术中越来越多的弊端被逐渐暴露,例如劳动力需求高、作业成本大、充填时间长、矿石贫化率高、开采率低、不能回采等。这些弊端使得干式填充采矿技术无法在满足采矿行业的发展需要,随着时间的推移,干式填充采矿技术应用比例越来越低,但是在一些特殊环境下,仍有少数采矿企业在沿用该采矿技术开采矿产资源。 (二)水砂充填技术。水砂充填技术就是利用砂浆泵与自流方式将充填料输送到采空区。水砂充填技术的充填料包括砂石、碎石、炉渣、尾砂等。随着时间的推移,一些发达国家对水砂充填技术进行革新,以选厂分级尾砂作为基础,利用水力旋流器进行脱泥,利用悬浮液输送固体物料,通过这样的充填工艺初步实现了自动输送以及低浓度泵压的水力填充采矿。 (三)尾砂凝结充填技术。尾砂凝结充填技术的原理是将水泥作为胶结剂,而后将其与尾砂、天然砂、碎石等填充材料进行胶结,以此完成作业。尾砂凝结充填技术具有人工劳动量需求小、工作效率高的优点,直至现今仍然有少数采矿企业在沿用该技术进行采矿作业。 三、充填采矿技术的发展前景 (一)新型充填材料.随着充填采矿技术的发展,充填材料也必然会发生变化,利用骨料与胶结剂相结合而构成的新型充填材料,不仅成本费用较低且所获取的充填效果也更好。新型充填材料中的骨料一般能选择价格低廉的可用物料,例如矿渣水泥、普通硅酸盐水泥等。新型充填材料中的胶结剂主要采用高水速凝材料,且在胶结剂中还应适量掺入石灰、粉煤灰与等物料。 (二)新型充填设施仪器.随着充填采矿技术的发展,传统的充填设施和仪器也必然更新换代。充填设施中的充填料贮仓的作用非常重要,直接影响着充填料的质量,但是在实际当中却常常被忽视。新型的立式充填料贮仓,再采用相应的湿法处理技术对贮存的充填料进行处理,这样能够确保充填料的优质性。应用新型的旋流器对选择的尾砂进行处理,例如油隔离泵、隔膜泵等。还应更新一系列的全尾砂技术、连续脱水技术以及相关脱水设备,以此提升采矿企业的处理能力和过滤效率。 (三)新型填充采矿技术。采矿工程施工中不可避免会对周边的生态环境造成破坏,但是随着环保、节能理念的提出,充填采矿技术的发展中也融入这一理念,人们对环保、节能的填充采矿技术的关注度也越来越高。环保、节能的填充采矿技术,不仅能够改善采矿工程的作业环境,还能够提高劳动生产率与采矿效率。随着采矿工程的不断发展,矿产资源的开采量也在不断加大,因为资源开发利用而造成的环境污染和破坏已经成为全球人类共同关注和热议的话题。在采矿工程中融入工业生态学理论,将矿石废料进行再次合理利用,不仅有助于缓解资源开发利用而造成的环境污染和破坏问题,还有助于降低采矿工程的成本费用,提高采矿企业的经济效益。 (四)展望未来。随着充填技术的发展,其低效率的充填工艺将被逐渐取缔,随着无公害化、生态化现在填充采矿技术的发展,因此井下工人的劳动条件因此得到改善提高,其劳动生产率与生产能力得到大幅度提升,采矿工业在进行原材料提供的时候也会出现一系列的问题,比如自然环境不可避免的被破坏。随着采矿技术的日益完善,对于矿产需求量也极大提升,并且由于资源开发利用而引起的环境破坏与废料排放已经成为国际性的生态问题。参照工业生态学的理论,为了对矿石废料转化为资料的重新利用,需要解决矿石环境的保护问题。这些充填模式主要由三部分组成,即是内循环技术,高经济效益和废料流量,其中第一部分是形成新模式的重要条件,以高效率及高可靠性能,低成本进行一系列填充,这是施工的优秀要素。第二部分是其充分条件,就是在该填充模式下,实现经济平衡以此获取新增效益;第三部分就是表示废料的资源化程度,从长远上看,这样一方面促进矿业发展,另一方面也有效的进行填充技术实施,进行生态化,无公害化发展。 四、结语 综上所述,对采矿充填技术的发展前景进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的采矿技术人员,必须紧密结合时展的需要,致力于自身专业技术水平的提升,结合采矿技术的发展现状,切实掌握各类充填采矿技术,实时掌握国内外有关采矿充填技术的新动态,分析其发展前景,并做好相应的准备,才能始终确保企业的技术实力立以不败之地。 采矿技术论文:井下采矿技术及其方法综述 摘 要:煤矿开采行业是一种传统生产行业,在我国已经有很长的发展历史。一般来讲煤矿开采分为露天开采和井下开采两种形式。本文就主要探讨了井下采矿技术的方法及应用,希望能够为提高我国煤矿井下开采水平提供一些参考。 关键词:井下采矿;技术;方法;应用 引言 我国是一个煤炭资源大国,各地都储存了大量的煤矿,为我国社会生产提供了重要的能源。由于井下采矿所面临的环境较为复杂多样,开采难度较大,因此虽然目前已经有很多较为成熟的开采技术,但仍然需要根据实际情况不断改进和完善开采技术,以保证井下开采的安全、高效。 一、井下采矿技术发展现状及采煤方法综述 1、炮采、普采和综采技术 炮采是一种应用时间较长的井下采矿技术,主要应用在单一走向长壁采煤作业面中,这种井下采煤方法一般是采用爆破的方法将煤层爆破成碎块,再将散落的煤块装车后运走,目前在运煤方面已经基本上实现了机械化运煤。另外,炮采技术在应用的过程中所使用的支护体系较为简单,一般多为单体支护体系。在单一走向长壁采煤作业面中,除了炮采技术以外,还有普采和综采两种井下开采方式。其中普采就是一般的机械化采煤技术,与炮采的工艺基本一样,不同的是普采比炮采的机械化程度更高,能够在煤块散落的同时将其装在运煤机械中,省略了装煤这一步骤,因此开采效率更高。而综采则是现如今最为先进的井下采矿技术,其机械化生产程度更高,已经实现了破、装、运、支、处全过程的机械化生产,生产效率更高,生产成本更低,是未来单一走向长壁采煤作业面中主要的技术发展方向。 2、倾斜分层采煤法 这种井下采煤技术方法主要是针对地下煤层走向较为复杂的情况而言,煤层的地质条件较为复杂,采用一般的井下采矿技术方法很难安全高效的完成采煤作业,而倾斜分层采煤方法则可以根据煤层的倾斜程度和地质状况,合理的设计采煤方案,从而取得较好的采煤作业效果。另外,在倾斜分层走向长壁采煤工作面中,除了倾斜分层采煤技术方法以外,还可以采用顶分层采煤技术方法与倾斜分层下行垮落采煤技术方法。 3、倾斜长壁采煤方法 在井下采煤过程中,如果采空区附近的地下水位较高,在煤矿开采完之后会出现地下水涌向采空区的现象,就会影响工作面的顺利开采。而采用倾斜长壁采煤方法则能够很好的避免这一问题。尤其是在同样的地质条件和采煤作业面的情况下,采用倾斜长壁采煤法要比采用倾斜分层采煤法更安全稳定、高效可靠。 4、放顶煤法 这种采煤方法一般多用在倾角较小的采煤作业面中,并且一般还要求作业面的围岩和支护体系要足够坚固。若能够满足这些条件,则采用放顶煤法进行煤矿开采,能够极大的提高采矿效率,降低采矿成本。 二、井下采矿的几种技术分析 1、井下充填技术 原先井下采矿,一般会应用干式填充技术、分级尾砂胶结技术、全尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶技术等。然而,随着时代的发展,这些井下填充技术已经不再适用。所以,如泵压输送充填采矿技术、高浓度全尾砂自流输送技术、膏体泵送充填技术等一系列新型、先进的技术应运而生。并且,由于信息技术的全面推行,在充填系统中融合现代电子技术,使充填技术慢慢向自动化过度。 2、井下深部开采技术 随着人类对矿产资源需求量的不断加大,煤矿的开采工作也逐渐向着地层深部开展,所以,在井下采矿中应用深部开采技术尤为重要。但是,目前我国在深部开采方面仍处于低级水平,无法应对深部开采的特殊性、复杂性和不确定性。所以,未来采矿发展应倾向于深部开采。 3、井下支护技术与起爆系统 在所有的井下采矿工作中,安全问题一直不可忽视。要保证井下安全工作,就要靠支护技术。目前所应用的支护技术已经相当成熟,采用新型的构造材料,安全可靠。另外,全新的支护技术和起爆系统的有机结合能够有效的避免安全生产事故的发生,进而提高企业效益,是未来采矿工作的发展趋势之一。 4、机械化生产技术 要持续不断的对不同煤层条件下的开采技术进行优化,根据情况的不同,对开采装备、工艺等进行全方位的改造,最大限度的扩大生产技术、生产装备的应用范围,使煤矿开采工作能够保持高度的机械化生产水平。例如,开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代采煤成套技术”主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。 三、先进的井下采矿技术及其发展应用 1、等离子爆破、自动操纵及遥控先进采矿技术及其应用 等离子爆破技术就是将无杂散电流、无干扰的爆破硬岩方法应用于冶金矿山资源开采过程中,在连续采矿机上运用凿岩-爆破-装载集于一体的技术, 能够从根本上改变矿物开采方式。在实际应用过程中,要保证其经济性,这样才能发挥先进采矿技术在提高经济效益方面的作用。 自动操纵技术,为了提高冶金矿山开采作业的安全性和可靠性,很多冶金矿山企业都相继在地下矿山重型设备自动化控制程度方面加大研究力度。该研究方向和思路是地面控制装载机械产生的开端。 将该种机械设备应用于自动控制技术中,可以起到监督管理的作用,而且该技术的最大优点就是在地面控制装载机运行时,操作人员可以同时监测多台矿物装载机,不需要亲临现场,可以有效提高采矿的安全性和可靠性,减少采矿过程中存在的危险。 遥控控制技术,该技术是将地面控制装载机发出的信号传入控制室,然后将信号在相应的视频传输系统中显现出来,并将显现的信息反馈出来。 当前该技术在冶金矿山开采作业中得到广泛应用,而且由该技术延伸出来的其他遥控装置在采矿作业中的应用也越来越频繁,时常可以见到。 2、瑞典冶金矿山采矿技术及其应用 瑞典对于冶金采矿技术方面的研究尤为重视,注重采矿效率的提升。 随着自动化技术在冶金矿山开采作业中的应用越来越普及,其不仅提高了冶金矿山开采作业的生产效率,而且也减少了作业人员的工作量。例如,采用自动钻机进行岩层开凿,作业人员开孔后就能够让钻机自动深入到设定的深度,整个操作流程都是自动化状态。另外,分阶段崩落法、空场法等规模较大的采矿方式均得到广泛应用,对深孔钻岩设备的发展起到了良好的推广作用。 3、生物采矿技术及其应用 生物采矿技术是由澳大利亚生物工业科学研究部门研发出来的,在冶金采矿中的应用主要是利用微生物,将金、银、铜等从矿产资源中提取出来。 生物采矿技术在一些行业领域中已经取得一定的成果,而生物技术在冶金矿山开采作业和冶金工艺中的应用也是冶金矿山采矿技术的一次革新。 当前,生物技术已经在提取金、铜过程中得到应用,为生物领域在采矿技术方面的研究与应用奠定了良好的基础。生物领域的采矿技术是将适合的微生物放入地下,利用这些微生物进行矿产资源的开采,该种技术方法具有成本低、环境污染小及应用广泛等优点,其应用效果与我国现代化建设发展的要求相适应。 生物采矿技术需要寿命长的微生物,因为寿命长的微生物具有极强的适应能力和生命力,可适应高温、高压及高盐度等恶劣的自然环境,而且还可以通过硫磺或相关化合物来维持生命。 结束语 总之,煤矿作为一种不可再生资源和社会重要能源,具有其他能源不可比拟的重要地位,我们在对煤矿进行开采的过程中,一定要不断的提高煤矿开采技术,以降低煤矿开采成本,降低煤矿浪费程度,最大程度的提高煤矿的生产效率。而要实现这一点,就必须要不断的改进井下开采技术,提高井下采矿的技术水平,使其能够在最短的时间内、最少的成本下、最安全的环境中开采出最多的煤。 采矿技术论文:讨论井下采矿矿井通风节能技术 摘要:对所有的矿井来讲,其必须具备的条件和最首要的因素便是通风,通常来讲,矿井进行通风时消耗的能量比较多。因此,本文对井下采矿矿井通风节能技术进行了分析探讨。 关键词:井下采矿;矿井通风;节能技术;降低风阻;通风系统 一、井下采矿矿井通风阻力影响因素及降低风阻的主要途径分析 1、关于井下采矿矿井通风阻力影响因素的分析 来自生产规划方面的影响。就我国采矿业的生产过程而言,不管是矿产所在地的地质条件,还是采矿业的生产规模,都会极大地影响着整个采矿业的生产,而且这些因素的存在和变化也会对井下矿井的通风系统产生直接影响。因此,井下采矿矿井通风系统能否具有良好的通风状态,在很大程度上取决于整个矿井采矿生产的布局规划是否科学合理。 来自巷道断面方面的影响。当前,我国部分矿山巷道在设计及施工过程中因不尽合理而极易产生较小断面,或者由于巷道历经多年而未能及时进行维护致使风路无法通畅运行,这样就明显加大了风阻和风压,伴随着风阻和风压的持续增高,所能供给的风量却呈持续下降趋势,这不仅会使得通风能耗不断增大,而且所供给的风量也不能得到持续提升,最终使得整个通风系统一直以较低的工作效率运行着。 来自地表漏风或者采空区方面的影响。当前,井下采矿矿井促使通过风量增大的有效途径就是充分利用导风板引风或者空气幕隔风等措施。但是,由于以往尚未能对有效压力进行深入研究,致使有关漏风设备这个问题无法得到及时、有效地解决,诸如风量大、口径宽的空气隔幕等设备尚未得到大量生产而无法在生产上得到广泛应用,这样就无法有效控制住地表漏风这种现象的发生,最终导致通风质量的不断下降及通风能耗的不断增多。 来自通风构筑物方面的影响。实践表明,通风构筑物能对风量起到重要的调节作用,而在当前,井下采矿矿井相关管理人员并未能充分重视通风构筑物,而且在进行管理通风构筑物过程中,还相当不规范,这样就无法把通风构筑物所应有的重要作用进行充分发挥,诸如漏风或者串风等问题时而出现,以致井下通风阻力不断提高,最终使得通风系统经常出现极不稳定的运行状态。 2、关于降低井下采矿矿井通风阻力的主要途径探讨 促使井下采矿矿井通风阻力降低,可从以下两方面进行考虑:第一,让所采用断面形状的周长尽可能地小;第二,大力改进断面降阻能力。就井下采矿工程而言,具有比较多的转弯工段;此外,还有一部分转弯工段会直接影响着通风风量的大小;因此,采取有效措施,来促使转弯弯度尽可能地降低下来或者让导风板尽可能地增加,所有这些都可有效地促使风阻大幅度降低下来。 二、关于井下采矿矿井通风节能技术的探讨 有两个目标存在于矿井通风系统的设立与整顿中:首先是改善工作环境,提高技术的应用效果;其次是注意节省通风消耗的能量,进一步提高经济效益,两者之间相辅相成。有两个目标在矿井通风系统的建设与调整应用中应该达到:第一是保证工作环境,提升技术效果;第二是节约通风耗能,进一步提高生产经济效益,这两者之间也是相辅相成,一定要同时考虑周到。 在矿井下的生产工艺中,提高工作环境,节省通风耗能的有效方式重点是:采用多个井口进风,多井向外排风的多路通风体系;按照最优分风的条件合理进行分风;进一步对风量调控方法进行优化.运用多级机站通风的方式;均衡风压、减少漏风.使有效风量率得到提高,井巷断面得到优化、低阻构筑物应被采用,井巷的通风阻力应降低,采用高效节能的井下开采方式。 从扇风机的角度来讲,漏风控制以及其节能功效对矿井漏风的控制方法主要有:提高风门、密闭墙的气密性,安设自动风门于行车繁忙的运输巷道。并对维护管理进行加强;在抽出式通风系统当中,为了使排风系统的严密性得到加强,采取留保护矿柱、充填采空区等方法,隔离层建立在主排风道与上部采空区之间,预防地表的短路造成吸风问题;在压人式通风系统中,除了使井底车场风门管理得以加强,使风门隔断风流的作用有效外,减少漏风的方法可采取使风压均衡。 我们要降低井巷对风流的阻力,在最大阻力路线上的高阻力区段有节能效益,采用加大巷道断面或开凿并联风道的降阻方法,降阻效果很是显著。工程量小的是局部降阻,它易于实现。在风速较高的主要排风道通风构筑物应具备空气动力性能良好,降阻效果也能收到较好的回应。我国已经设计出的流线形扩散塔、、流线形风桥、双曲线形风硐等通风建筑物已渐渐在矿山上得到采用。 正如我们所知,在矿山迅速得到推广的K系列节约能源的扇风机,主要体现在冶金、有色、化工等方面,并取得显著的节能效益。这类的扇风机有如下特点:扇风机性能与矿井通风网路的阻力特性有较好的匹配,是一种运转效率较高的扇风机;扇风机具有良好的空气动力性能,最高全压效率可达60%以上,比原用矿用扇风机性能更优越;结构简单,安装方便,易于检修。对于主扇调速节能技术来说,主扇风机的节能可以从电机中进行调速。采用新型高效的K系列节能扇风机等方面采取的措施,电机调速又可分高压变频调速、可控硅串级调速和可控液体电阻启动调速器调速等几种。在具体的应用时,一般矿山井下作业交接班时间表和井下自然风压的变化规律是其很好的依据,降低主扇的运行能牦可采用电机调速技术来实现。 尽管在矿山交接班、晚班及检验修理期间.井下的需要的风量比正常作业时要少,而矿山的主扇仍就是按正常的参数进行运行,特别是冬季主扇通风从矿井的自然风压得到一定帮助,这无疑造成了部分能源的浪费。我们通过实测主扇的运行,从而得到结果,这一结果表明,排除矿山检修或因故停机外的时间,主扇一般是全天运转,而耗电量约为614kW・h。井下作业采用三班制度,其中在班与班之间的交接时间约两小时,则每年的交接班所用时间约有2000小时。因而,在矿山生产过程中,非常必要和有意义的是积极采取合理的节能措施。对于合理的分风及其节能效益多风路排风的通风系统,各风路的排风量应适应于该风路风阻的大小。 通过以上论述,我们应得知风阻小,多排风使通过能力强的风路时的方式;风阻大,少排风是通过能力弱的风路是的措施。通过这一方法,可减少由于分风量与风阻状况不相适应时,而产生的附加能量损失这一现象。根据以上表明,最优的分风方案使各分支风路的风压相等。也就是,在采用多风路并联排风时,按各分支风路的风阻大小自然分风是最优的分风条件。一般情况下,多级机站调控系统总功耗最低,有效排风量率最高,对系统来讲,其可控性、有效性和经济性是最优越的;主扇与辅扇调控系统紧随其后,总功耗最高的是主扇风窗调控系统,这样能有效的降低风量率。 在复杂的通风网路中,存在一条最大阻力路线,是因为进风口到排风口的诸多风路。当我们采用风窗调控时,想符合该种调控方法的功耗最小原则便要在这条路线的各风道上不再增加风阻。所以,同一个通风网中的多个调控方案在功耗上是等价的。与最大阻力路线相对应的情况,也必然存在一条最小阻力路线。节省通风能耗的重要途径有采用降阻调节的方法。当我们采用辅扇调控时,只在其余风路加设辅扇,这一路线是最小阻力路线。符合该种调控方法的功耗最小原则是调控风量的目的。 在矿山通风节能项目的这一实习经历中说明了,结合通风系统改造工程与节能新型扇风机的试用推广中,既能改善工作环境,又能取得更高的节能利益。综合多种因素构成了节能效益,其中包括:多路排风效益、均压分风效益、调节效益、防漏效益、降阻效益和节能风机效益。举个例子,如金厂峪矿的通风系统改造所采取的重要措施是:原有的2BY型扇风机被K系列节能扇风机替换,这样扇风机的运转效率由以前的0.425升高到0.724;将原来的两翼式的排风体系进一步改为三井并联排风系统;采用了均压分风方案。综合节能效益的预估价方案为通风系统改造工程的决策提供了技术性的依据,同时.选定最有效的改造方案,这一方案根据的是各项改造措施在井下通风中所起作用的地位大小和经济效益的高低。 当我们大约地估计多风路排风体系的节能利益的时候,各排风风路的风阻可以取大约是相等的,均为R,保持不变的是矿井的总风量Q,在各风路中,其排风量是相等的。节能效益在多风路排风系统主要形式表现有:采用多风路排风体系可以明显地降低排风系统的阻力大小,较高的节能效益就能获得;当前排风系统阻力改造时占全系统阻力的比重较大的时候,采用多风路排风体系后,节能效益与以前相比也会得以提高;比值越小时,则所获得的节能利益也会越高,这一比值是前排风井改造后的数目m与后排风井改造后的数目n的比值。 结束语 综上所述,我们应该做好提高矿井通风节能新技术的推广、修订合理的技术规范、对于矿井通风因素要深入了解掌握。矿井通风节能必须合理安排生产布局,优化通风网络结构,降低通风阻力,通过对主要通风机和通风网络的优化改造,使主要通风机与通风网络相匹配,达到主要通风机在高效区运行,这样不仅能为企业带来直接的经济效益,还可减少事故发生,保证人员安全,从而实现通风节能的目的。 采矿技术论文:采矿新技术在煤矿开采中的应用 摘要:我国是煤炭资源大国,现今的能源使用结构仍以煤炭为中心。随着国家经济的发展和人们生活水平的提高,生产生活中对煤炭的需求量越来越大。但由于煤矿资源十分有限,在可开采量逐年减少的背景之下,煤矿开采体系所面临的问题更进一步的凸显出来,并对煤矿安全开采造成了相当严重的威胁。所以,实现煤矿采煤技术的创新和应用已经是大势所趋。 关键词:采矿新技术;煤矿开采;应用 引言 随着我国经济的快速发展,煤矿在能源供应上的地位越来越重要。近年来,我国煤矿采矿技术得到有效的创新,通过不断更新和研发煤矿采矿的新技术与开采方法,有助于提高煤矿采矿效率与质量,实现安全生产,为煤矿企业创造更大的经济价值。文章通过对煤矿开采新技术进行分析和介绍,以期更好的促进我国煤矿开采事业的发展。 一、采矿新技术对煤矿开采的意义分析 首先,采矿新技术的应用与实施能够促进煤矿企业经济效益的提升:有关研究中指出,企业为提高经济效益,主要的实现途径有两个方面,其一为控制生产成本,其二为改进生产技术,扩大利益实现范围,这对于煤矿企业而言同样如此。在当前的煤矿开采领域中,大量的高新技术与设备涌现出来,对于提高煤矿生产效率而言有相当重要的意义。通过推广采矿新技术的方式,企业的产煤量能够得到有效的提升,同时兼顾对人力成本的控制。 其次,采矿新技术的应用与实施能够促进煤矿企业的规范化管理:企业可以根据市场发展动态以及采矿需求,对生产线上存在的落后、陈旧采矿设备或工艺技术进行淘汰,使用新型采矿技术或采矿设备替代。通过推广采矿新技术的方式,能够使煤矿企业的管理更加的标准与规范。在配合采矿新技术推广采矿新设备的过程当中,可以统一展开对相关设备的检修与维护工作,确保设备始终处于稳定、安全的运转状态下。 最后,采矿新技术的应用与实施能够促进煤矿企业事故发生率的降低:从我国当前煤矿生产发展的角度上来说,还存在着一系列的问题,主要围绕在:煤矿分布方面整体呈现出分散性的特点,煤矿规模有所不同,煤矿企业所处区域的经济发展水平参差不齐,煤矿开采技术也有一定的差异化发展趋势,以上因素都导致煤矿开采期间安全事故的发生率长期居高不下。故而,要求煤矿企业充分重视规范化管理的价值,将对新采矿技术的推广作为重要工作内容之一,提高开采的科学性,控制成本,减少资源浪费,促进煤矿开采体系的良性发展,从而达到降低事故发生率的目的。 二、煤矿开采新技术 (一)伪倾斜柔性掩护支架采煤法 伪倾斜柔性掩护支架采煤法主要采用掩护支架与采空区隔离,支架在自重和采空区垮落的矸石垫层重力推动作用下运动下移。经研究分析和现场观察发现,支架因受力总是具有向侧向的水平方向和倾斜方向运动的趋势,因此,在采煤工作中应采取相应措施,借助围岩压力(或阻力)支柱支撑角度调整架间挤压或牵拉等综合作用,改变支架运动轨迹,同时工人在掩护支架下工作应确保操作空间的安全和方便,从而达到安全采煤的目的。 (二)炮采、普采和综采技术 炮采是一种应用时间较长的井下采矿技术,其主要应用在单一走向的长壁采煤作业面中,这种井下采煤方法一般是采用爆破的方法将煤层爆破成碎块,开采人员再将散落的煤块装车后运走,目前在运煤方面已经基本上实现了机械化运煤。另外,炮采这种技术在应用的过程中所使用的支护体系较为简单,一般多为单体支护体系。在单一走向的长壁采煤作业面中,除了炮采的井下开采技术以外,还有普采和综采两种井下开采方式。其中普采就是一般的机械化采煤技术,其与炮采的工艺基本一样,不同的是普采比炮采的机械化程度更高,能够在煤块散落的同时将其装在运煤工具中,省略了开采工人装煤的这一步骤,因此开采效率更高。而综采则是现如今最为先进的井下采矿技术,其机械化生产程度更高,已经实现了从破煤层到处理煤矿的全过程的机械化生产,生产效率更高,生产成本更低,是未来单一走向长壁采煤作业面中主要的井下采矿技术发展方向。 (二)硬顶板及硬顶煤控制技术 硬顶板技术是一项埋深浅、低压小的控制技术。具体操作起来就是依靠倾斜顶板及岩层定向水利压裂等处理速度极快的技术,便于资源开采中随采随冒,提高位于顶层煤矿的资源回收率。而且可以确保顶层煤矿快速破碎,保证生产过程安全可靠。 硬顶煤控制技术,包括顶煤深孔爆破处理技术和高压注水压裂技术。顶煤冒放性差、块度大的综放开采技术的配套设备技术。对于该技术的不断研究和完善,既可以保证顶煤快速破裂,又可以实现对顶板的合理控制,也有利于置放顶煤的新型液压支架。对这些进行合理有序的安排后,再对输送机的作用进行布置。两个硬件条件下放顶煤开采快速推进技术,研究综放开采回采的合适技术,优化升级开采技艺,将放煤时间缩短,从而实现工作效率的提高。 (三)缓倾斜薄煤层开采技术 缓倾斜薄煤层开采技术即研究开发体积小、功率大、高效可靠的煤层开采机和刨煤机,并针对刨煤机研制出用于综采的液压支架,研发薄煤层的总体配套技术和高效开采技术。 缓倾斜厚煤层一次性开发技术。缓倾斜厚煤层一次性开发技术应该进一步加强支架结构和强度研究,强化支架防倒、防滑、防止顶梁焊接技术开裂和四连杆变、防止严重损害千斤顶措施等方面研究,从支架上确保施工的安全性、可靠性。 三、煤矿采矿的开采方法 (一)井下采煤 在煤矿井下采煤时,若出现煤层倾斜角度超过十度的情况,应主要水平开采,首先在开采时注意将每一开采水平工作面划分为多个区段,每当完成一个工作面时,才能继续下一个工作面作业。在实际的煤矿井下采煤中,将整个煤区分为多个工作区段,按照由远及近的工作原则,对周边煤区进行采煤作业,然后再对较远煤区开展采煤作业,若煤层较多,在采煤时应按照由上至下的工作原则,对上面煤层进行采煤作业,然后再对下面煤层开展采煤作业。井下采煤应注意井下情况,根据井下有无水开展水下采煤与旱采,通常情况下,旱采中常使用柱式采煤法与壁式采煤法两种,不仅操作简单,并且易于获得理想的采煤效果。 (二)露天采煤 在露天采煤准备前期,还需对开采情况进行检测,例如地域、地质、自然环境等,对煤层结构有了大致的了解后,将井田划分为多个工作面,并按照由上至下的开采原则,对每一煤层进行采煤作业。在露天采煤的过程中,首先松动煤层表面岩层,将煤层暴露出来后,使用采掘器将煤层采集出来,并输送至安全地带。露天采煤不受工作空间的制约,空气通畅性良好,无需使用通风装置,还能使用采掘设备,易于提高工作效率与生产效率,为煤矿企业创造最佳的经济效益,节省了人力、时间的投入,还能保证安全生产。露天采煤最大的优点在于资源回采率高,实现了资源的有效利用率,在获得理想的采矿效率的同时,还能降低煤矿开采成本,露天采煤的缺点在于占地面积大、对周围环境造成破坏、易于造成环境污染、不利于生态保护等。 结束语 市场经济体制下,煤矿采矿技术水平的提升,对于促进我国经济的可持续发展具有重大影响。我国煤矿采矿技术在实践中的应用,大大提高工人的工作效率,促进煤矿企业经济效率的不断提升。煤矿采煤设备的更新、采煤新技术的应用是促进煤矿采煤事业安全、高效、节能、环保、可持续发展的必然要求,先进的设备加上一流的技术才可以保证经济效益、社会效益及环境生态效益的统一。 采矿技术论文:采矿工程中大采高综采相关技术参数确定研究 摘 要:本文以采矿工程中大采高综采相关技术参数的确定以及存在的问题为研究对象,论文首先探讨了合理采高的确定,工作面长度和推进度的解决方案,而后分析了当前大采高综采中存在的问题及解决措施,最后笔者总结了大采高综采技术的发展思路。全文是笔者从工作实践出发进行的理论探讨,因而各种技术理论的探讨都最终能落到实践中,相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。 关键词:大采高综采 煤炭 支架 我国缓倾斜厚煤层煤炭产量占总产量的40%以上,很多矿区赋存有3.5~5.0 m厚的煤层且均为主采煤层。大采高综采是对3.5~5.0 m厚的煤层一次采全高。对于煤层倾角小于30°的煤炭含矸率低、瓦斯涌出量小等优点;与采高小于3.5 m的分层综采相比,具有采面生产能力大和巷道布置简化、回采工效和煤炭资源回收率高、设备搬家倒面次数少和节约假顶材料等优点。因此,大采高综采是3.5~5.0 m厚煤层综采的主要发展方向之一。 1978年,我国首次从德国引进了G320-20/37型、G320-23/45型等型号的大采高液压支架及相应的采煤运输设备,与此同时我国也开始研制大采高液压支架和采煤机。1984年西山矿务局官地18202工作面的8#煤层使用我国自行研制的第一套大采高综采设备BC520-52/47型支撑掩护式支架、MXA-300/4.5无链牵引采煤机,进行了大采高一次采全厚综采的工业性试验,并通过了鉴定。1986年邢台矿务局东庞矿使用BYA329-23/45型国产掩护式液压支架及与其相配套的大采高综采设备,在2702工作面进行了工业性试验并取得了成功,以后又相继在其他几个回采工作面试用。在以上试验的基础上,东庞煤矿与北京煤机厂合作,进一步研制了最大采高达5.0 m的BY3600-25/50型大采高液压支架,并于1998年8~10月在该矿2101工作面进行了试验,获得了较好的效果。经过十多年的努力,现已取得明显的进展。 我国已进行试验的部分大采高一次采全厚综采工作面的煤层赋存特征及所使用的液压支架的主要技术特征。 1 合理采高的确定 国内外对于厚煤层一次采全厚综采的合理采高进行了大量研究,认为采高并非愈大愈好,采高大小必须与煤层地质条件、目前的综采设备技术水平及采煤工艺各环节的配套能力相适应。对于目前我国的具体条件来说,综采工作面的采高存在着一个合理的取值范围。实践证明,当加大工作面的采高时,工作面顶板压力随之增大,煤壁前方支承应力集中程度亦随之增大,从而加剧工作面煤壁片帮和冒顶。相似材料模拟试验的结果表明:采高越大,工作面开采后上覆岩层运动范围也越大。当采高大于5.5 m后,上覆岩层折断的厚度将超过100 m,岩梁的折断步距、折断岩梁运动的自由空间均较大,此时工作面支架将承受岩梁大规模运动引起的动载荷和较大的偏心载荷,从而影响到支架的稳定性及使支架围岩关系恶化,增加许多困难因素: (1)设备进一步趋向于大型化,复杂化,维护梁和管理难度进一步增加;(2)设备机动性变差,对变化的工作面地质条件适应性低;(3)推进度降低,顶板管理更加困难;(4)煤壁片帮加剧,工作面冒顶的机会增加。定性的说,从综采最低可采高度到最佳采高,产量与采高成正比;从最佳高度到最大采高,产量与采高成反比。据统计,采高3.0~3.5 m是单产最高。采高从3 m左右提高到4.5~5.0 m,几乎等于从最佳采高提高到综采一次采全高的合理可采极限(放顶煤另当别论)。所以,设计采高以小于5.5 m为好。另外,通过实测片帮深度c与采高h之间的回归分析得到两者的定量关系式(c=21.381 nh=17.97,r=0.72,c为片帮深度,cm;h为采高,m)并据此对比分析知,当采高h=3.3~3.85 m时,片帮深度c随采高h增大而增大,h大于3.85 m后片帮深度变化不大。而7趋于稳定,故确定合理采高应大于3.85 m。因此,设计采高应处于3.85~5.5 m之间。 2 工作面长度及推进度 工作面的产量和效率是随着工作面长度的增加而提高。加大工作面长度不仅减少了准备和回采的工程量,而且也相对减少了端头、进刀等辅助作业时间,保证工作面高产高效;而提高工作面推进度,尽量减少搬家倒面次数,为工作面连续稳产高产创造了条件。我国煤矿高产高效综采技术发展趋势:为提高工作面单产,减少搬家次数,有条件的矿井要适当加长工作面长度和采区走向长度。工作面长度应达到200 m,部分条件好的矿井工作面长度可随着工作面输送机铺设长度的增加,逐步达到250~300 m。但工作面长度和推进长度并非越长越好。随着工作面长度的加长,推进度减少,循环率降低,输送机的链条重量也增大,降低了动力效率,故障也会增多;而推进长度的增加,导致运输、巷道维护、通风等费用增加,吨煤成本提高。为此,在确定工作面参数时本着技术上可行,经济上合理的原则,借助计算机进行优化分析,优化结果工作面长度在230~270 m,年推进长度2400左右比较优越。 3 存在问题 3.1 煤壁片帮甚至架前漏顶 3.1.1煤壁片帮的影响因素 (1)煤层节理裂隙等弱面分布及地质破碎带。当总裁工作面推至断层影响带和煤岩松软带时,经常会发生煤壁片帮,因工作面采高大,煤壁对地质构造特别敏感,如遇落差较大的斜交断层,会诱发大面积片帮。特别是倾斜断层危害更大。(2)煤壁处的支承压力。当受上部煤层的煤柱影响和在老顶来压期间都能引起支撑压力增高,进而煤壁片帮成为松塌区,支撑压力载荷向深部转移,支承压力越高,松塌区越宽。(3)综采工作面管理及操作。如支架初撑力和工作阻力过低或采高过大,使支架不能有效接顶;移架不及时,或移架时降柱过多;为发挥护帮作用;工作面工程质量差,支架挤、倒,或间距过大,移不动仍盲目降柱;设备事故频繁,工作面推进过慢,则顶板压力对工作面煤壁作用时间充分,最终导致片帮。(4)此外老顶来压、工作面推进方向、仰俯斜角度、煤壁暴露时间、顶梁接顶程度都对工作面片帮有很大影响。上述因素的交织作用,常导致片帮引起冒顶,片冒交替,形成较为困难的顶板管理局面。 3.1.2 防治煤壁片帮的措施 煤壁片帮及由此引起的冒顶的治理,可以从机械装置及采矿技术两方面采取措施。 (1)改进顶梁端部结构,加装防片帮板。据统计,大采高工作面煤壁片帮程度与是否采用支架护帮板有关。使用护帮板并靠近煤壁时煤壁片帮会减少;没有护帮板支护下的片帮几率约为有支护的3倍。因此要提高护帮板的使用率,在机组割煤移架后,立即打开护帮板护帮。在机组割煤前,提前于采煤机1~2架才将护帮板收起,使工作面煤壁始终在扩帮板支撑下。为了在片帮一发生情况下护帮板仍能支撑柱煤壁,就要改进两端结构,要将护帮装置安设在伸缩梁以至具有二级护帮装置。(2)提高支架的实际初撑力和工作阻力。尽可能提高泵站的供液压力或选择高压泵站32~35MPa的供液系统,安设压力指示器,正确操作移架后升柱;采用初撑力保持阀提高实际初撑力。(3)工作面通过煤岩破碎带或老顶来压时加固煤壁,提高其整体强度。如煤壁成大块状片落,有一定的自稳能力时,可用木锚杆锚固煤壁;当煤岩都很破碎、松软时,应考虑用化学方法加固煤岩。(4)改进回采工艺和操作技术。采用及时移架结构(先拉架后推输送机)的方法,使支架顶梁顶住煤壁,采煤机只采底刀,如留有粘顶煤,可利用支架顶梁铲落;工作面出现局部的片帮和大采高支架歪倒、陷底、挤架等现象,应及时调整。(5)在设计工作面适应避开上覆煤层遗留煤柱对工作面造成集中压力;工作面推进方向上煤层注节理应倾向煤壁;工作面应处于俯斜开采,避免仰斜开采。(6)应注意两端支护技术及三机配套。 3.2 大采高支架的防倒和防滑 我国大采高综采面液压支架稳定性事故率平均高达6%~10%以上,远比采高小于3.5 m的综采面严重,并已制约了大采高综采高产高效潜力的发挥及其推广。可见,大采高液压支架倾倒问题已成为生产实践中迫切需要研究解决的技术难题。采高与支架重心高度是支架倾倒的重要影响因素,而它们的影响程度与底板的倾角直接相关,倾角在10度以内时,5~5.5m采高的倾倒是容易控制的。当倾角在5度以内时,6 m采高的倾倒也是能够控制的。从重心高度对倾倒的影响来考虑,采高4 m支架重心不超过1.8 m,采高5 m时,支架重心不超过2.2 m,采高6 m时,支架重心不超过2.5 m。 (1)大采高排头支架的防倒在工作面推进过程中,下端头排头支架的第一架下侧护板始终紧贴运输巷上帮肩窝,作为支架工作状态的控制标志。排头四架安装防倒千斤顶,使支架顶梁两两相连,千斤顶安装在支架的顶梁上。(2)回采过程中的控制措施采用带压擦顶移架,以防止咬架和纵向倾倒。严格控制好排头架的位置及迎山角,即迎山角始终保持在3~5度的范围内,支架调斜角始终控制在5度以内。掌握好工作面推进时的伪斜角,正常情况下伪倾角(即工作面煤壁与下运输道的夹角)控制在95度左右。(3)移架顺序:移架顺序对支架的倾倒有明显的影响,由上而下移架明显优于由下而上移架,为此,在倾角大的条件下在工艺上可考虑成组移架,组间由下而上,组内由上而下,从而改善支架的稳定性。 4 结语 (1)大采高综采技术的突出难点在于采面开采高度大、机械设备重型化,导致支架-围岩系统控制和综采设备配套问题成为采矿难题之一。(2)加强综合地质水文勘探与顶板矿压测定。(3)矿工作者应十分重视大采高带来的顶板运动和液压支架工作阻力的变化,专门深入的研究大采高综采面液压支架稳定性问题。(4)液压支架是综采工作面主要设备之一,应向两柱式掩护式液压支架方向发展,液压支架技术另一重大突破是控制系统,应用电液控制技术。(5)支架液压信息采集与液压系统故障检测、支架-围岩保障系统及综采装备技术改造是保障大采高综采面高产高效开采的关键技术。 采矿技术论文:充填采矿技术应用发展及存在问题研究 摘 要:矿产资源属于自然资源,具有巨大的利用价值,随着能源危机不断加剧,人们对于矿产资源的关注度也越来越高,因此,对采矿技术的应用发展及存在问题进行研究非常有必要。基于此,本文以《充填采矿技术应用发展及存在问题研究》为题,进行了以下几方面的分析与探讨。 关键词:矿产资源 充填采矿技术 应用与发展 问题 根据矿产资源的实际分布情况,采取相应的开采技术不仅能够保证采矿安全和采矿效率,还有助于提高采矿企业的经济效益。但是,随着采矿技术的应用,由于受到多种因素影响,难免存在一定的不足,所以,作为新时期背景下的采矿企业必须重视采矿技术的应用,针对应用中存在的不足,采取有效的解决方法,这样不仅有助于促进采矿技术的发展,还有助于促进企业的升级与转型。 1 充填采矿技术概述 1.1 充填采矿技术的优势 1.1.1 相较于其他采矿技术 充填采矿技术更加适用于深井矿产的开采作业,通过对深井中的采空区输送填充材料,使其成为填充体,以此加强围岩支撑强度,优秀的避免了围岩出现位移或损坏的情况,进一步提高了采矿质量与效率,确保了采矿安全。 1.1.2 在同一水平线上 充填开采技术所获取的采矿效率要高于其他采矿技术,不仅能够降低采矿区域的贫化率,还能进一步提高采矿企业的经济效益。另外,若是需开采的矿床具有自然倾向,那么采用充填采矿技术,不仅降低或避免火灾的发生机率,还能为采矿人员的人身安全提供可靠的保障。 1.1.3 充填采矿技术是一种机械化要求较高的采矿技术 要求在整个采矿过程中都应是机械化操作,所以,充填采矿技术所需的机械化设备与产品也较多。例如凿岩台车、矿石铲运机、锚杆机等等。机械化的采矿技术在采矿效率上要远高于人工作业的采矿效率,最终获取的经济效益也更加惊人。 1.2 充填采矿技术的发展历史 我国充填采矿技术的发展历史主要能分为三个阶段:第一阶段,20世纪五、六十年代。该阶段的充填采矿技术主要包括水力充填技术和废石干式充填技术两种,其中废石干式充填技术占据着主导地位,但是该技术存在人工劳动量需求大、工作效率低下的情况,随着时代的进步和矿产业的发展,废石干式充填技术不再适应采矿企业的生产要求。第二阶段,20世纪七、八十年代。该阶段的填充采矿技术主要以尾砂凝结充填技术为主,其工作原理是采用水泥作为胶结剂,而后将尾砂和天然砂等填充材料进行胶结,以此完成作业。尾砂凝结充填技术具有人工劳动量需求小、工作效率高的优点,直至现今仍然有少数采矿企业在沿用该技术进行采矿作业。第三阶段,上世纪末至今。在该阶段中,充填采矿技术的发展趋势以可持续发展理念为基础,实现节能、环保、低耗为主的一种对采矿技术进行改革的有效手段。该阶段的充填采矿技术是一种混合充填采矿技术的模式。 2 充填采矿技术应用发展及存在问题研究 2.1 充填采矿技术应用存在问题 充填采矿技术是一种优缺点并存的采矿技术,在实际应用中仍存在一定的不足,主要有以下几点:操作方法复杂、投入成本高、劳动生产力大、采矿技术水平低、充填材料质量较差等问题。这些问题的存在不仅严重影响了充填采矿技术的应用于发展,同时还对采矿企业产生了严重的影响,使得充填采矿技术的采矿效率、采矿质量、采矿安全以及采矿企业的经济效益都缺乏有力的保障。因此,作为新时期背景下的采矿企业必须重视这些问题,通过认真分析与研究,找出问题产生原因,从而采取针对性的解决措施,切实解决问题。 2.2 充填采矿技术应用问题的解决措施 2.2.1 加强提高采矿企业的采矿技术水平 虽然,在我国采矿领域中充填采矿技术的应用已经十分广泛,但是由于多种因素影响,导致充填采矿技术在实际应用中仍存在一定的问题,从而出现了采矿效率低下、采矿质量较差等情况。而造成这些情况出现的主要原因有以下几点:一是采矿企业没有按照相关原则规范和采矿区的实际情况选择采矿技术;二是采矿企业的采矿人员素质能力不高,无法及时有效的解决采矿中遇到的问题,从而给采矿作业产生严重影响。因此,针对这些问题,采矿企业在实际采矿前,应充分收集所开采矿山的详细资料,例如地质地层情况、地势地形情况、水文条件等等,必须充分了解和掌握这些方面的详细数据,并对数据进行全面分析,从而制定科学的矿产开采方案,合理选择采矿技术。 2.2.2 加强填充材料质量控制和研发 填充材料质量的优劣直接影响着采矿质量、采矿效率、采矿安全等方面,因此,加强填充材料质量控制和研发非常有必要。填充材料质量与材料的强度密切相关,所以,采矿企业应加强研发新型高强度填充材料,能够有效提高材料的整体性能,确保材料质量合格达标。当前,在我国矿产开采领域中应用最为普遍的是高水材料,其具有迅速固结充填体、能够无重力排水、减少了井下污染、节省了排水费用等优点。 3 结语 总之,本文对充填采矿技术应用发展及存在的问题进行了分析与探讨,具有十分重要的意义,不仅有助于提高采矿企业的采矿技术水平和经济效益,还能进一步促进我国采矿事业的可持续发展。 采矿技术论文:采矿工程施工中不安全技术因素及对策 摘 要:在进行采矿工程施工过程中,隐藏着很多复杂的、不确定、不安全的技术因素,只有充分考虑到这些因素,并进行分析,找到产生这些安全问题的原因,才能够采取有效的对策,从而不断提高采矿工程施工的安全性。 关键词:煤矿开采 安全技术 应对问题 在进行采矿时,因为面临着诸多安全问题,容易出现坍塌或、爆炸、缺氧、中毒等问题。其中有很多原因是自然的,但是也有很多是人为的,只有通过规范操作,加强采矿安全管理,才能够提高采矿的安全系数。 1 开采工作中存在的安全隐患及应对策略 1.1 在矿道施工容易出现的安全隐患 一方面,在进行井巷施工过程中,具有诸多不安全因素,从而使弯道井巷施工中的曲率半径不当,容易留下严重的安全隐患。一般其曲率半径为12~15 m,但是,在实际操作中,曲率半径仅仅为9 m,甚至是6 m。由于巷道曲率过大,就容易导致严重的磨损。一旦出现这种情况,就会因为绳子断裂而出现伤人的严重后果。同时,因为曲率过大,就无法将巷道爆破后的矸石耙扫干净。巷道坡度大,从而留下严重的安全隐患;另一方面,在进行中部车场井巷设计时,主要有两种巷道起坡轨设计方案,暨双道起坡轨和单道起坡轨。如果在单道起坡轨时,其工程量比较小;假如使用双道起坡,其工程量又会过大。施工企业为了节约成本,就会想方设法地减少施工量。在采用单道起坡的过程中,当重车、材料下放时,为了确保空车顺利通过道岔,需要工作人员站在岔道进行人工助推,从而容易使车轮脱轨甚至飞车而伤及操作人员。因此,应该采用双道起坡的方式。 1.2 双轨间距比较远 一是在进行采矿时,车场双轨之间的安全距离为1.3 m,而在实际操作中,往往只将双轨的安全距离只保留到1.2 m。因为双轨间的间隙过小,从而容易发生操作人员被挤伤。所以,一定要对双轨间隙进行全面、仔细地考虑,且将安全间隙控制为1.4 m。这样就可以减少操作人员受伤,从而使施工隐患尽可能地减少。 二是在巷道进行开拓作业时,因为保墙高度不够,只有1.1 m,其对保墙高度必须保证在1.2 m以上。在巷道架线施工的过程中,使架线高度无法达到要求,从而容易导致触电事故频发。在实际施工中,要对环境进行充分地考量,要必须确保巷道具有足够的高度,以确保架线高度能够符合安全值的范围,以减少安全隐患。 2 不规范操作导致的不安全因素及对策 2.1 开采不规范而引发的因素及对策 在煤层设计方面不合理,切眼的开口没有沿着正倾斜方向设计,或是其长度不到位。因此,必须使其沿着正倾斜方向,且保持足够的长度。同时,煤层与分斜坡开口方向没有成垂直角度。这样就会导致垮帮的现象。从急倾斜煤层来看,其坡度为22°左右,但在实际操作中却只有18°。当主斜坡坡度过小时,就无法使煤炭进行有效的自溜时,就容易发生严重的安全事故。使得他们进入采矿区进行作业,极其容易导致安全事故。因此,必须将坡度设计符合要求,规范开采行为,从而避免因为不规范操作而导致安全事故。 2.2 在挖掘过程中,必须严格规范 选好准确的挖掘角度,如果挖掘角度过大,或是过深时,就容易造成侧滑,从而破坏施工安全。如果开采角度过小,就会出现开采偏差、进度较慢或与矿脉偏离问题,从而使开采效率大大地降低。 2.3 安全管理不到位而引发安全事故 由于采矿施工人员安全意识不强,在采矿施工之前的安全教育培训不到位,缺乏有效的安全防范措施和安全应急处置能力。故此,容易在采矿过程中出现盲目施工、随意施工和违章施工的问题,从而增强了安全事故的发生率。因此,针对这些容易出现的安全问题,应该切实加强安全教育,从根本上增强施工人员的安全意识,提高他们安全防控及应急处理能力。 3 严格按照安全要求做好采矿施工 3.1 严格落实审批制度 严格按照国家安全标准对矿坑开采进行审批,按照不同的标准的进行开采。不能够对矿山矿坑的支撑结构产生破坏,切实做好保护工作。 3.2 是选择合适的开采仪器 必须严格按照有关标准选用合适的开采仪器,确保设备安全质量能够顺利接受验收。作为矿山企业,应该切实做好机电设备的维护,加强防护装置的检查,检修安全检测仪器,以确保安全。 3.3 加强对空气质量的检测 只有确保其合格才能够进行开采,以防出现中毒、窒息等问题针对机械设备、排土场等可能存在的危害,采取积极有效的应对措施,才能够最大可能地提高其安全性。 3.4 完善安全管理机制 采用事前安全控制、事中安全控制和事后安全控制相结合的方式,加强安全日常巡查,一旦发现问题,可以及时有效地处理。实行全员安全控制激励与约束机制,将安全控制与每个施工人员的绩效待遇联系起来,从内心提高施工人员参与采矿施工的积极性和主动性。 4 结语 综上所述,采矿工程施工中存在着诸多不确定、不安全的因素,极易引发各种安全事故,造成严重的经济损失和人员伤亡。因此,我们应该充分认识到采矿工程施工中加强安全管理的重要性和必要性,严格规范施工,加强施工过程安全控制,严防因为不规范施工而导致安全事故的发生。 采矿技术论文:我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述 摘要:随着全球性科学技术的突飞猛进,国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展,为矿山的开采量的提高提供了有利的条件,很大程度上地提高了矿山的开采能力,不仅如此,还提高了开采率和劳动生产率,大大降低了开采过程中出现的损失和贫化指标,因此,矿山采矿技术的研究就显得尤其重要。 关键词:金属矿山;采矿技术;现状;发展方向 1引言 近几年我国的经济发展非常的迅猛,钢铁工业发展的步伐也大大加快,这使得国内的钢铁生产企业需求铁矿石的量大大增加,国内矿石产量不能够满足各钢铁企业的需求,因此我国必须依靠进口矿石资源来确保钢铁企业生产需求得到满足。随着不断对矿山的开采,国内易选的矿石资源的数量逐渐减少,这就需要选矿技术的进步来开发和利用铁矿资源,这有利于国内矿石资源的充分利用,可以使得钢铁企业的矿石自给率增加,有利于使进口铁矿石的压力得到缓解。本文对我国金属矿山选矿技术进展及发展方向进行了论述。 2 我国金属矿山采矿的发展现状 近 20 ~30 年以来,采矿技术突飞猛进的发展,它使矿业开发的运营和投资等理念发生了巨大变化,为提高矿山效益和活力发挥了积极作用,但该模式受传统采矿模式的影响,在我国还处于发展中,加之我国矿产资源赋存一般比较复杂,组织生产、技术管理等还比较复杂、困难,特别是安全生产问题还比较突出。经过笔者调查研究,矿山采矿公司主要存在以下几方面问题: 2.1施工资质挂靠现象多,机械装备水平普遍较差。小型施工队伍基本都是挂靠,其工程施工技术无法到位,现场常有安全隐患,施工队老板仅就派遣监工管理现场民工,既无专业工程技术人员,也无法进行矿山专用设备资本投资,因而一般都缺乏企业管理方法、对资源综合利用与安全生产的考虑。 2.2企业安全生产主体责任落实不到位,现场采掘施工和井建作业安全管理混乱监管失控等问题。由于采矿作业是一个庞大的系统工程,其中包括的很多作业工序都必须协调和平衡,而矿山采矿生产组织作业工序之间的协调难度大,安全生产隐患多。 2.3采矿生产人员流动性大。矿山采矿单位尽管在用工制度上采用灵活的用工制度,如长期合同制、轮换制、短期合同制等,但有一定技能的操作工及工程技术人员流动频繁,大部分工人为附近或边远贫困地区的农民工,安全和职业健康防护意识差。 2.4地下采矿承包商大多缺乏优秀竞争力。地下采矿承包难度相比露天开采大的多,矿山采矿承包商缺少工程技术人员、先进设备和现场管理创新,仅靠低成本人力资源来盈利将会越来越举步维艰。 2.5 合同管理难度大。主要存在合同采矿的进场、日常考核、结算、合同变更及退场等细节问题,业主必须有专业工程团队来管理、指挥调度,实现。如果矿山管理机制、体制、制度不够健全,业务部门之间没有相互制约,合同管理将很是混乱,甚至导致行贿受贿等腐败现象发生。 2.6 超强度、超负荷生产严重。由于矿山采矿是计量结算,井下工人超强度、超负荷生产是普遍存在现象,井下生产交叉影响大,人员、设备、作业点多,潜伏着诸多不安全因素。 3 地下矿山开采技术发展方向 我国金属矿采矿技术总体水平较低,针对我国金属矿采矿技术水平低的现状,在今后采矿技术要朝着大规模机械化、采矿深井化、采矿溶浸化和采矿充填化方向发展,不断的提高采矿的技术水平,从而降低采矿的成本,实现企业的经济效益。 3.1 矿业数字化 ( 1) 数字矿业的概念。矿业中很好的实现数字地球化,以空间信息为基础,实现矿山的信息系统体系是数字矿业的概念。 ( 2) 数字矿业组成。数字矿业是数字矿山的集合,DM 和数字矿业建设有着其复杂性、工程量巨大和长期系统性特点,要实现数字矿山的集合必须分阶段一步一步展开建设。 ( 3) 数字矿山建设的意义和作用。目前中国处于矿产品消耗的高峰期,矿山企业必须抓住机遇,使用信息技术来提升采矿这一产业。发挥数字矿山在技术研讨、人事管理这几个方面的巨大潜能。 3.2 无人化采矿技术 无人化采矿技术,就目前金属矿山而言,可以说是正在形成的技术,虽然已经在选矿得到了广泛应用,但是大多数矿山一直没有认识到它的优点和潜在的效益。目前,仍把注意力放在半自动化和辅助操作控制上,以此作为一种中间缓冲技术。如露天和地下矿钻机的钻头定位、钻进速度、压力和孔深控制; 电铲、轮式装载机和铲运机的挖掘控制等领域已成功地应用了无人化技术。由于GPS、无线电通信以及激光技术的实用化,使得露天矿的测量和钻孔作业也实现了无人化化。 3.3 金属矿山尾砂综合利用技术 施工企业在矿产开采过程中没有很好的考虑到环境保护的问题,以至于在矿山开采后环境遭到了一定程度上的破坏,出现了一系列的问题,给人给社会带来了危害。在矿山资源开采过程中采用全尾砂充填技术可避免地压的危害,避免矿山开采对环境的影响。尾砂充填技术是20 世纪初发展起来的,其作用是作为回采时的工作台。70 年代中叶后,国内外研究发展了一些全尾砂充填技术。 3.4 研制大型、高效和无轨化矿山设备 研制高效率大孔穿爆设备,以及铲运机为主体的装运设备,实现设备运行的自动化和无轨化,在矿山资源开采过程中要合理使用激光测位装置,使凿岩台车的运作实现微机化控制。在大型矿山的开采中要尽可能的使用机械化运作,使用效率高的设备。 3.5 难采矿床开采技术 近期将加强复杂地质条件和难采矿床开采技术研究,如深井开采,老矿山二次资源回采和大涌水量矿床开采等。 3.5.1深部开采 随着浅部易采资源的开发利用,地下金属资源的开发逐步向纵深方向发展。与浅埋矿床相比,由于深部矿岩的地质构造、赋存条件以及地应力等均与浅部矿岩有所不同,其开采技术条件更加复杂,面临着更广泛、更复杂的技术难题,如地压、高温、提升、回采、充填、排水、通风、支护、环境保护等。对于“深部”的界定存在着不同的看法,更为广泛的认识是,以深度为依据,> 800 ~ 1 000 m 的为深部开采。 虽然无废采矿已经取得了一定的进展,但是从长远来看,无论是在我国还是全世界,无废害采矿仍然是21 世纪矿业可持续发展的重要课题之一。 4结 语 综上所述,我国金属矿山采矿正处于快速发展时期,机遇与挑战并存。采矿公司应该抓住可以大有作为的重要战略时期,查找制约快速发展的瓶颈和问题,加快战略转型升级,优化、改进运营管理模式,以期望对我国金属矿产资源的开发利用产生积极的推动作用。 采矿技术论文:浅论煤矿生产技术及采矿工艺的选择 摘 要:目前,我国采矿技术逐渐走向成熟阶段,在采矿作业中运用现代化采矿工艺技术十分常见。根据采矿实践工作,保证采矿工艺和技术应用水平,提高采矿工作效率,应该与大时代背景相结合,从根本上分析煤矿采矿作业工艺与技术。本文对采矿工艺和技术应用常见问题及注意事项进行分析,并及时与同行业进行业务交流,实现绿色采矿工艺技术,从各方面整体推动我国煤矿采矿事业发展。 关键词:煤矿采矿作业工艺技术应用 人们在新时代社会发展进程中,更加注重低碳环保、健康理念和绿色生态,并渗透到各行各业中。对此,我国煤矿采矿作业也坚持这一工作原则,围绕保护环境进行采矿作业,发现问题及时解决。并且,随着采矿事业的稳定发展,需要根据现有技术处理问题和解决问题,根据现有采矿技术工艺加以改造,使得在行业竞争中占有一定的市场地位。对于发展我国煤矿采矿事业来讲,低碳绿色是开采工作的前提,同时也是企业竞争优秀内容,是保证企业竞争的先决条件。因此,煤矿事业工艺技术应用过程中,需要对现有环境问题及时治理,并以此为基础应用高效环保采矿设备和工艺技术,推动我国煤矿事业绿色、稳定、健康的发展。 1 采矿作业中常见工艺与技术 在煤矿采矿作业中,常见工艺技术包括:空场工艺技术;填充工艺技术;崩落工艺技术;溶浸工艺技术。以下内容为采矿工艺技术在煤矿采矿作业中的实际应用: 1.1 采矿作业中应用空场工艺技术 采矿作业中应用空场采矿工艺技术,主要进行矿块分成矿柱、矿房深入回采、采矿柱回采,矿房采矿回采最常见的的应用方式敞空式,利用矿柱和围岩强度保护矿房安全性和稳定性,矿房采矿作业完成后,进行深入回采同时及时清理采矿空区,以及充分利用矿房中的填充料后,进行采矿柱回采,以保证矿柱回采条件。 1.2 采矿作业中应用填充工艺技术 其工作内容主要是推进回采工作面,并逐一利用矿房填充料填充空矿区的一种工艺技术,为加强空矿区,必要时还需结合支架。填充空采矿区的目的是利用成型填充物体管理地压,控制地表下沉和围岩崩塌,保护回采作业环境,避免矿石自燃发生火灾,影响作业现场秩序和人员安全。 1.3 采矿作业中应用崩落工艺技术 此项工艺技术主要将围岩崩落,实现地压管理。煤矿采矿回采工作面深入推进,制定明确计划崩落围岩,填充采矿空区,可以高质量完成地压管理工作。 1.4 采矿作业中应用溶浸工艺技术 溶浸工艺技术应用化学试剂,根据矿产物质的化学和物理特征,在矿层中注入一定量的溶浸液,发生一系列化学反应后,可采出矿石浸出有机成分,在有机成分从固态液化成液态时,回收加工,是一种现代化采矿作业工艺技术。 1.5 加固岩体工艺技术 用锚杆支护岩石表层,按照梅花型排列,锚索深度加深后,可以加固大型岩体。采用锚索加固工艺技术,保证了采矿场顶板、围岩、溜井、大型地下硐室、不稳定岩体的稳定性,为空场法和填充法奠定了坚实的技术基础。如果采用注浆技术加固岩体碎石和流砂,可以顺利作业井巷。 2 采矿作业注意事项 2.1 处理煤矿采空区 在煤矿采矿空场采矿作业时,不能立即处理采空区,需要实现稳固矿石和围岩,保证采空区周围物体稳定性;由于崩落工艺技术常用于塌陷地表矿体和崩落围岩中,如果采矿区采用崩落工艺技术,首先要加固采空区,并相应的采取二次回采方式;填充方式包括单层、向上/向下层、水力、胶结、干式等,合理选择出最符合实际情况的填充方式,需要结合回采工作面和矿块结构扩展采矿作业;在使用溶浸工艺技术采矿时,首先要选择出浸入地点和方式,分析地表、原地或破碎后溶浸浸出方式可行性。 2.2 保证采矿作业安全质量 煤矿采矿作业中,无论选择哪种工艺技术,前提都是保证采矿安全性,坚持“生态绿色、低碳环保”理念,注重环境保护,并坚持合理性、高效性使用采矿工艺技术,确保企业经济效益的同时,提高采矿作业质量。煤矿采矿作业与建筑施工有异曲同工之处,加强作业管理工作,保证安全质量基础上,采取现代化采矿技术、机械设备等,降低现场安全事故与人员伤亡。例如:开采矿井过程中,由于现场地质条件和开采环境影响,需要设置一定数量的竖井,人员作业常经过溜井和天井,如果现场天井梯子没有固定好、天井支架不牢固、溜井周围没有设置警示标志等,会增加事故发生率,引发坠井事件。另外,如果溜矿井、放矿漏斗堵塞或卡矿没有经过特别处理,会形成机器卷扬、采矿人员因矿石挤压和深埋,引发安全事故等。所以,安全管理工作对于采矿作业非常重要。 3 煤矿采矿安全事故预防技术 3.1 采矿场冒顶片预防技术 现场勘查矿区矿床地质,选择适宜的采场布置和采矿技术,漏斗和天井应该将其设置在矿床下盘,避免损伤片帮和上盘,从上至下、由远到近计划性开采,减少矿区顶板暴露时间,缩短回采周期,提高开采效率。如果采矿区存在岩石松动现象,需要预先支护,附近作业点放炮后,检查采矿支护设施安全性,避免空顶作业。尤其是预先采用采矿勘测技术,观测顶板冒落,一般情况下,顶板冒落前会有迹象,例如:顶板岩石松动或下沉、支架出现折断或爆炸声、顶板岩石出现撞击或破裂声、岩石碎块发生掉落、淋水等,及时发现问题,应保证支护工艺稳定性和安全性,一旦发生危险,立即疏散作业人员。 3.2 防止发生坠井事故 判断岩石稳定性,在其周围应该架设固定支架。如果岩石稳定,可以保证矿柱稳定性;岩石不稳定,需要用方框进行支架保护。提升间和梯子间中间设置隔板,;由于天井高度自身限制,可以采用设置“扒钉”把手,并设置保险绳。 3.3 采矿作业塌陷的预防 形成坍塌的主要原因有:第一,矿体盘围岩出现节理发育和断层,在回采作业中生成大量块状矿岩;第二,矿体湿度较大,粘土和粉状矿体量大,形成黏块;第三,采矿场长时间搁置或回采时间长,没有妥善进行放矿;第四,漏斗间距大;第五,矿房部分堵塞,成空洞。对其预防措施如下: (1)合理选择爆破参数,避免出现大量粉矿大块矿体,维持盘围岩稳定性。 (2)在平整采矿场过程中,认真进行矿石二次破碎作业。 (3)针对第三项原因,需要使用小间距漏斗,预留不规则矿柱,并在安全要点下均匀放矿。进行放矿时,要实时观察漏斗矿石堆体表面下降量和放矿量协调程度,防止出现空洞。 4 煤矿采矿技术发展前景 我国煤矿开采技术日渐成熟,应用绿色采矿工艺技术是我国未来煤矿事业重要发展方向。我国煤矿事业应用最广泛的是绿色开采工艺技术,例如:保水开采、洁净煤技术、瓦斯和煤炭共采技术、煤炭地下气技术等,而大型煤矿区使用最为频繁,但是由于发展过程中仍然存在一些问题,仍需相关技术人员深入研究。 根据我国煤矿事业发展趋势,结合绿色环保和法治的开采工艺技术目前还不成熟,在实施保护政策的同时,还要加大相关部门执法力度,严惩私采、滥采企业或个人,保证绿色煤矿开采工艺技术受到法律保护,并引进“国际中薪金”绿色开采机械设备和工艺技术,加强开采技术培训工作,推动我国煤矿开采事业可持续发展。 5 结束语 煤矿开采作业工艺技术对于保证我国矿业稳定发展有积极的导向作用,在科学技术大时代背景下,煤矿企业开采作业应该始终坚持“低碳环保、绿色生态”原则,以及可持续发展观。根据国外先进工艺技术,国内相关工作经验,开发和使用绿色开采工艺技术,保证煤矿采矿作业效率与质量的同时,提高采矿工艺技术水平,从根本上推动我国煤矿事业发展。 采矿技术论文:加强矿山采矿安全技术管理工作的探讨 【摘要】在矿山开采过程中,正确合理的开采技术和安全生产工作意识是矿产安全事故预防和处理的基础。近年来,虽然我国采矿安全事故的发生率得到了明显的下降,但是,煤矿安全事故仍时有发生。因此,人们应该充分认识到采矿事故分析和安全管理的重要性和必要性,从根本上提高采矿安全系数。基于此,笔者将本文命名为《采矿事故分析及安全管理措施探讨》。首先对采矿事故发生原因进行了分析;其次提出了煤矿采矿事故的有效防范措施;最后对全文进行了简单的总结。旨在与同行进行业务交流,提高采矿工程安全管控水平的提升,以不断促进采矿工程建设的安全性和有效性,从而确保企业的战略发展目标得以有效的实现。 【关键词】矿山采矿;安全技术;管理工作 1 引言 现如今,在采矿工程施工中,矿山采矿安全技术管理化是非常重要的一部分,一定要在施工的过程中规范化、在要求上严格。作为新时期背景下的采矿企业,必须在采矿工程中切实加强安全管理,切实针对采矿事故进行深入细致的分析,可以从中找到原因,从而为做好采矿安全管理提供可靠的参考依据,故此,人们应该高度重视采矿事故分析及安全管理工作,才能确保安全高效的采矿。基于此,笔者结合自身工作实践,就如何做好采矿分析及安全管理工作进行如下探析。 2 矿山采矿技术事故产生的原因 2.1 缺乏对相关矿山采矿安全规定的重视 对于采矿行业的安全生产工作,我国已相继出台了众多法律法规,包括《矿山开采法》、《矿山采矿安全规程》等等。但是在实际的采矿过程中,很多企业无视这些规定。对于落后的安全管理方法,不予改进和提高,依然我行我素,导致重大安全隐患不能得到及时有效的排除。 2.2 对于安全责任落实不到位 在矿山开采企业安全管理过程中,对采矿安全监督流于形式,走过场,对于安全责任落实不到位,不能对事故原因进行及时的分析,在发生了安全事故之后,相关责任不明,特别容易造成互相推诿的情况。同时,相关的监管部门也没有发挥监督管理的职能。 2.3 缺乏专业和先进的安全技术、设备 很多企业往往重视自身的收益,缺乏对矿产开采专业和先进的设备的资金投入,因此相比欧美发达国家,我国的矿山采矿技术还比较落后。这种是重视收益,却忽视对安全技术的更新换代,对于矿山的安全生产非常不利。对于矿山采矿安全设备要及时检修和保养,对于先进的安全措施和技术,要采取主动学习,积极引进的态度。 2.4 矿山采矿人员专业素质较低 参与矿山开采的人员专业素质不能适应采矿安全生产工作要求,文化程度较低,初中以下文化程度人员高达80%左右。很多采矿人员对矿山本身缺乏基本的了解,在实际开采过程中,由于缺乏专业的知识,个人操作缺乏专业人士的指导,很容易因操作不当而引发矿区安全事故。矿山采矿工作环境差,劳动强度高,工作危险程度也很大,因此很多专业技术人才不愿留在矿区工作,出现了大量专业技术人才外流的现象。高素质的专业人才和低素质的一线采矿人员之间没有形成良性的互动,两者之间无论是在技术水平上,还是专业素质上都存在着较大的差距。这也是导致矿山采矿技术事故频发的主要原因之一。 3 明确相关技术的管理任务 目前我国矿山采矿的安全技术管理中的主要任务就是严格贯彻落实国家指定的相关法规、政策及方针;制定完善相应的安全规章制度并实施,从而尽量减少安全隐患现象的发生,降低因安全事故引起的经济损失,为提高国家经济效益创造良好环境;另外,还应加强研究生产活动中的客观规律,制定各项合理的安全措施,营造良好的生产环境。可以根据以下内容开展:(1)制定完善矿山采矿过程中的安全生产责任制及规章制度,并认真贯彻落实到位。(2)建立矿山企业的安全技术管理部门,并组织相关人员定期对其进行安全生产检查。(3)组织工作人员学习有关安全生产的相关方针、法令、规程及政策。(4)制定实施安全技术的措施计划,改善生产条件,提高生产设备和技术的整体水平,为提高经济效益打下坚实的基础。(5)建立起安全生产及技术管理的资料档案。 4 煤矿采矿事故的有效防范措施 通过上述分析,人们对采矿事故发生的原因有了一个基本的认识,因而在做好采矿事故分析的基础上,必须采取有效的安全管理措施予以应对,具体措施如下: 4.1 高度重视采矿安全工作 煤矿管理者首先要充分重视采矿安全工作的意义,应该充分认识到安全管理的重要性和必要性,在此基础上,正确地认识到煤矿安全管理的重要性和必要性,还要考虑到经济效益。不仅要立足当前利益,而且还要考虑到长远利益。故此,在进行煤矿生产过程中,要统筹考虑,全盘安排,将安全排在第一位,在确保安全管理到位的前提下,才能够追求经济效益。切实加大安全管理方面的投入,做好采矿安全防护和应急措施,不仅要做好安全的应急处理,还要做好预防,以确保采矿安全管理到位。 4.2 不断完善安全生产管理机制 加强安全监察,确保煤矿企业得到监督与处理。首先,在进行安全生产时,要严格按照规定获得安全许可证。安全监察部门必须切实做好调查摸底,全面摸清调查情况,做好煤矿企业安全等级鉴定,从而做好对安全许可的审批管理。其次,实行全程安全管理,坚持以事前安全控制与事中安全控制为主,并与事后安全控制相结合,便于在平时巡查中,可以尽早及时发现问题,有效地解决问题,及时有效地消除安全问题,将安全隐患扼杀在萌芽状态,从根本上降低安全隐患。第三,实行全员的安全管理。将安全管理与全体员工绩效联系起来,实行责任、权利相互捆绑。对于采矿安全管理绩效中成绩突出的人员,应该使其享受到更高的绩效工资待遇,给予更多的奖金;对于安全管理绩效中绩效比较差的人员,甚至是因此而造成重大的损失,就只能够让其享受到比较低的待遇。对于失责者,应该严肃追究责任。通过这样的方式,就能够充分调动全体员工的积极性和主动性,以增强员工的责任。 4.3 加强安全预防控制及队伍建设 从采矿事故安全预防交付,进行安全预防控制与事故处理队伍建设。首先,做好采矿安全设计,全方位、多角度、尽可能地考虑到可能出现的危险因素,制定预防措施。其次,加强安全应对控制。启动采矿安全应急措施,一旦发生安全事故就能够在第一时间采用积极有效的应对措施,从而将损失降到最低。最后,加强采矿安全管理队伍建设。广泛招纳人才,将采矿安全管理方面的专业人才招募进来,提高待遇,留住人才。同时,应不断健全和完善培训机制,采用长期培训与短期培训相结合、工作与培训相结合的方式,发挥以老中青的“传”、“帮”、“带”作用,从而不断提高员工的安全素质。 5 结束语 综上所述,人们高度重视采矿安全工作,不断完善安全生产管理机制,加强安全预防控制及队伍建设,才能够从中找到事故发生的真正原因,从而从中吸收教训,总结经验,为今后做好采矿安全管理提高可靠的参考依据。因此,要正确处理好安全生产与经济利益的关系,不断完善安全生产管理机制,严格遵循安全管理要求,加强安全预防控制及队伍建设,积极创新采矿安全管理方法,从而不断提高采矿的安全管理水平。 采矿技术论文:采矿工程的采矿技术与施工安全的研究与探讨 摘 要:随着时代的进步和社会经济的发展,我国采矿事业也得到了迅速的发展,矿产资源是人类赖以生存和发展的基础,也是工业发展的动力。但井下采矿会受到诸多不良因素的影响,这就需要引起人们的高度重视,做好安全管理工作,降低安全事故的发生率,保证井下采矿安全。 关键词:井下采矿;采矿技术;施工安全;工程 引 言:矿井的共性是构造复杂、多变,特别是目前许多矿井正处于进一步的老化中,主采煤层局部块段经常会发生储量断失的现象。因此,积极寻找包括伴生煤层在内的薄煤层作为配采煤层是势在必行的,同时具有经济、施工和技术上的可行性,这是缓和接替、延长矿井服务年限,确保资源不丢失的重要途径。 1 采矿工程的采矿技术特点 随着时代的发展,近年来,人们在开采矿产资源的过程中逐渐意识到有很多危险存在其中。因此,相关部门制订了一系列的制度和规范,严格执行采矿资源开发要求,保证矿产资源生产的安全性和可靠性,从而更好地推动矿产行业的经济发展。但是,通过调查研究发现,我国很多矿产企业在开采矿产资源的过程中还存有诸多局限性,导致有诸多不安全因素存在于井下采矿工作中。因此,在矿产行业发展的过程中,需要充分考虑矿产市场的实际情况,采取有针对性的开采技术。具体来讲,井下采矿技术的特点主要有以下几点。 1.1 井下采矿技术较多 目前,有很多种井下采矿技术,在不同的矿产开采中,不同采矿技术的应用方式和适用程度也不同。例如,长壁开采技术作为最常见的井下采矿技术,通常在煤矿开采中应用,但在金属矿产开采中却没有较好的适用性,因为金属矿在储量和矿层厚度方面不同于煤矿,这时就需要结合矿产的不同,采取差异化的采矿技术。 1.2 井下采矿工艺技术复杂程度较高 相比于露天采矿工艺技术来说,井下采矿技术在安全性和生产效率方面都存在很多差异。通常在应用井下采矿技术时,需要投入大量的资金,以保证开采的安全性;同时,由于受到诸多因素的限制,比如场地较小等,相比于露天采矿,井下采矿技术的工作效率较低。因此,在应用井下采矿技术时,需要做好准备工作,在保证安全的基础上,改善工艺技术,强化科学管理,使井下采矿的安全性和高效性得以有效提高。 1.3 井下采矿技术更新换代速度较快 随着市场经济体制的确立和完善,企业在发展过程中面临的竞争日趋激烈,要想获得更大的发展,就需要结合具体情况,加大投资成本,引进先进的工艺设备和专业化人才,增强自身竞争实力。 2 采矿技术的应用发展前景 2.1 采场围岩的控制技术 相关的技术研究人员需要充分结合煤矿采场的具体情况,比如地质围岩结构压力等,对采场围岩控制方面的理论进行完善。对那些难采煤层进行有针对性的分析,比如不太稳定、倾斜度较高和地质构造复杂等。研究在较恶劣的环境中,支架围岩同放顶煤开采岩层之间的作用机理,对支护质量技术和顶板动态监测技术进行研发和完善。此外,还需要研发其他一些岩层控制技术,比如如何有效地预测和防治冲击地压等,提高煤矿开采的效率,保证煤矿开采的质量。 2.2 深矿井的开采技术发展前景 冲击矿压防治、煤层开采的矿压控制、井巷布置、瓦斯和热害处理等是深矿井中进行煤炭开采关键性技术的几个方面。针对深矿井开采的现状,目前急需大力研究和发展的有:深井作业场所的工作环境的变化;深井围岩状态和应力场分布状态;深井冲击矿压的监测、监控和防治技术;深井的高产高效开采的相关配套技术等。 3 采矿工程施工安全措施 首先,要构建科学的井下生产责任制度,明确规定各个工种岗位的操作流程,以便顺利实施安全生产管理制度。具体来说,就是要分层、分解井下安全生产目标,将责任严格落实到具体的人员和工作上,促使每一个人都有义务和责任保证生产的安全。强化安全工作,还需要加大检查力度和处罚力度,并坚持和落实每周的安全例会制度。 其次,要大力检查安全责任,及时消除井下采矿中可能存在的安全隐患,并综合应用多种方法,例如日常监测、专业检测和大规模检测等。如果有重大的安全隐患存在检查过程中,需要责令相关责任人在规定的时间内完成整改任务,并以书面的形式向上级汇报,避免出现问题。 再次,要结合矿山的具体情况,在科学地制订灾害应急方案时,要将灾难事故作为重点考虑的内容;提高采矿人员的自救、互救能力,培养紧急情况下处置事情的意识,并完善和健全灾难应对体制;强化救助演练,结合具体情况,对灾难逃生和救援方案进行科学的制订;应用高科技的救援和检测设备,以保证矿区的生产安全,使人们的生命财产安全得到有效的保护。 最后,为了避免因通风不畅而导致的窒息灾难,对矿区来讲,构建通风管理制度是非常必要的,有助于进一步完善通风系统。除了要强化通风管理外,还需要构建检测风量、风质和风速的台账,促使其与相关要求相符。此外,还需要落实基层班组建设,在班组建设中加入安全管理规划内容,不能只重视生产,还需要重视安全;构建班组考核等级制度,给班组提供一个更加规范和科学的平台,鼓励班组自查自纠,促使安全管理工作更好的开展;班组要做好安全监察工作,保证采矿工作中的各项法律法规和方针政策严格贯彻和落实;在煤矿采矿安全管理工作中,要以班组建设为优秀内容,重视标准和考核,进行安全质量管理体系的构建工作。 4 结束语 井下采矿生产是一项非常复杂的系统工程,需要综合考虑诸多方面的因素,在提高工作效率的同时,还需要保证井下采矿生产的安全。因此,对于现代矿产企业而言,需要采取一系列的措施,以提升自身井下采矿技术水平;同时,结合时展要求,积极引进先进技术和专业化人才,增强自身综合竞争力,在提升企业经济效益的基础上,促进我国矿山事业的更好发展。 我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述 摘 要:近年来,我国在金属矿的开采上进行了各种现代化采矿技术和工艺的全面研究。我们必须提高采矿技术水平,我国才能由矿业大国真正成为矿业强国。 一、我国金属矿山采矿的发展现状 近 20 ~30 年以来,采矿技术突飞猛进的发展,它使矿业开发的运营和投资等理念发生了巨大变化,为提高矿山效益和活力发挥了积极作用,但该模式受传统采矿模式的影响,在我国还处于发展中,加之我国矿产资源赋存一般比较复杂,组织生产、技术管理等还比较复杂、困难,特别是安全生产问题还比较突出。经过笔者调查研究,矿山采矿公司主要存在以下几方面问题: ( 1) 施工资质挂靠现象多,机械装备水平普遍较差。小型施工队伍基本都是挂靠,其工程施工技术无法到位,现场常有安全隐患,施工队老板仅就派遣监工管理现场民工,既无专业工程技术人员,也无法进行矿山专用设备资本投资,因而一般都缺乏企业管理方法、对资源综合利用与安全生产的考虑。 ( 2) 企业安全生产主体责任落实不到位,现场采掘施工和井建作业安全管理混乱监管失控等问题。由于采矿作业是一个庞大的系统工程,其中包括的很多作业工序都必须协调和平衡,而矿山采矿生产组织作业工序之间的协调难度大,安全生产隐患多。 ( 3) 采矿生产人员流动性大。矿山采矿单位尽管在用工制度上采用灵活的用工制度,如长期合同制、轮换制、短期合同制等,但有一定技能的操作工及工程技术人员流动频繁,大部分工人为附近或边远贫困地区的农民工,安全和职业健康防护意识差。 ( 4) 地下采矿承包商大多缺乏优秀竞争力。地下采矿承包难度相比露天开采大的多,矿山采矿承包商缺少工程技术人员、先进设备和现场管理创新,仅靠低成本人力资源来盈利将会越来越举步维艰。 ( 5) 合同管理难度大。主要存在合同采矿的进场、日常考核、结算、合同变更及退场等细节问题,业主必须有专业工程团队来管理、指挥调度,实现。如果矿山管理机制、体制、制度不够健全,业务部门之间没有相互制约,合同管理将很是混乱,甚至导致行贿受贿等腐败现象发生。 ( 6) 超强度、超负荷生产严重。由于矿山采矿是计量结算,井下工人超强度、超负荷生产是普遍存在现象,井下生产交叉影响大,人员、设备、作业点多,潜伏着诸多不安全因素。 二、当前采用的主要采矿技术 (1)陡帮的开采。这种开采技术在初期时的剥离量比较小,基建的工程量也比较少,最终边坡的暴露时间以及建设周期都十分短。所以,很早以前我国就将陡帮的开采纳入到国家科技攻关项目中,在露天矿中进行了大规模工业试验的开展,这给大中型露天矿技术的新建、改造以及扩建提供了相关的实践经验。 (2)铲运机和松土机所进行的露天开采。这种开采技术主要适用于对铝土矿进行开采,其主要技术特点为采用松土机对矿岩进行松散和破碎,从而来代替凿岩爆破方式,而铲运机则主要进行运输、装载、卸载。这种采矿工艺十分简单,能够实现一机多用的效果,通过进行分层铲装来实现分层排土、分层开采,最终达到排土和复垦一体化的效果。 (3)间断和连续相结合的开采技术。这种采矿技术是指在工作面上用电铲对矿石加以装载,经过破碎机破碎和汽车运输以后,将矿石通过胶带运输机运出采场。这种采矿工艺能够使得胶带机和汽车的优点得到充分发挥,使用于开采那些深凹的露天矿。 (4)地下金属采矿的连续化。连续开采地下金属矿山主要是指:连续回采矿房、连续开采矿体(床)、连续运送矿石以及连续的全工艺过程。也就是说在开采的过程中实现一步到位;在回采的过程中实现出矿、落矿、搬运矿石工艺的连续性作业;实现井下矿石的运输、转载、提升等环节的连续化;落矿、掘进、运搬、出矿、运输等工艺过程连续化。 (5)无底柱的分段崩落方法。我国当前的无底柱分段崩落采矿技术面临着怎样对结构参数进行加大和优化的问题。优化结构参数的主要方向为使得进路间距不断增大。通过进路间距的增大能够实现采掘工程量的大幅减少,此外还能使得一次崩矿量增大,从而使得采矿强度得以增加,降低矿石的成本,大大提高矿山经济和社会效益。 (6)自然崩落的技术和方法。自然崩落的技术和方法主要是指通过岩石自然应力的应用实现落矿的技术,其具有采矿成本低、生产能力大等方面的优点,尤其适用于那些矿化均匀、矿体厚大、易于自然崩落的矿床开采过程。 三、我国地下金属矿山采掘技术的发展现状 空场采矿法,充填采矿法和崩落采矿法是现阶段主要的地下金属矿山采掘方法。崩落采矿法是地下铁矿的主要采掘方法,充填采矿法和空场采矿法是黄金矿山的主要采掘方法,以下是介绍了几种主要的金属矿山的采掘方法:深孔,阶段出矿,空场,大孔和大采场是如今地下空场采矿法的主要的发展特点,地下空场采矿法提高了地下金属矿山的采掘效率,减少了地下金属矿山的采掘成本;崩落采矿法这种金属矿山采掘方法是十分安全的,而且这种采掘的采掘效率非常的高;设备大型化和各工序实现机械化是充填采矿法的主要的发展特点,充填采矿法这种采掘方法不仅安全,采掘成本低而且采掘的效率较高;原地溶浸采矿法,原地溶浸采矿是把冶,采和选这三个技术结合在一起的一种开采工艺,原地溶浸采矿法的特点是可以直接从地下提取金属。 四、我国地下金属矿山采掘技术的发展趋势 (1)深井开采。随着浅部资源的逐渐消耗和枯竭,我国已开始向地下深部获取资源,预计在今后10~20 a内,我国矿山将进入1000~2000 m深度开采。20世纪60~70年代建设的部分矿山相继进入深部开采,一些新建矿山采矿深度也很大。 (2)大型极深露天矿采矿技术。目前,我国已有部分矿山进入大型极深露天矿山开采。随着开采深度的增加,采场空间作业尺寸逐渐缩小,开拓运输和新水平准备困难增加,采矿强度降低,运输距离增长,重车上坡长距离运行,设备效率降低,生产能力下降。目前我国已形成了较为成熟的系统研究方法,初步形成了大型极深露天矿开采的工艺、设备配套工艺、爆破控制技术、防灾变控制和环境控制等。 (3)露天矿境界外驻留矿开采技术。我国许多大型冶金露天矿山逐渐步入晚期开采,但由于受技术经济条件约束,露天矿境界外遗留大量矿产资源。如果扩大境界,可能造成矿山经济指标的恶化,并且征用大量土地,破坏生态环境。这些储量已无法通过扩大露天境界回收。为了减少损失我国已通过对蚀变岩型矿岩特性的研究,采用灰色系统方法选择采矿方法,控制了复杂条件下的采场顶板;运用声发射与地压、位移监测相结合的方法,掌握非煤矿山矿岩体的地压活动特征。初步形成了驻留矿体开采与原开采的耦合方法、矿山开采对矿岩层损伤的数值分析方法、顶板岩层变形监测措施、岩层变形监测及预报方法、低扰动爆破技术等。 (4)复杂富水矿床开采技术。今后应在复杂水体矿床安全高效采矿方法、全尾砂浓缩充填材料、工艺设备及自控技术研究以及水患和地压突变规律及监测预报控制技术方面开展研究工作。特别是复杂水体矿床突水机理及防治技术,井下充填的新型廉价尾砂胶结材料,微细粒尾砂高效浓缩泵送充填及自控技术,岩层变形―应力―渗流三场耦合分析技术,低能耗沉密脱水卧式仓造浆工艺与技术方面重点开展研究工作。 (5)复杂难采地下残留矿体开采技术。我国地下金属矿山长时间的开采,由于当时技术水平的制约以及乱采乱挖的影响,采区内仍残留有大量的矿石资源。这些残留矿石资源回采技术复杂,安全条件差,遗留的大量空区和矿柱长期不能得到有效处理。回收这些残留资源的主要难点是复杂空区残留资源探测技术、大参数大步距整体崩落技术、残留资源开采条件再造技术、复杂充填体下矿柱回收技术以及复杂残留矿体安全回采监测预警等技术。这些技术难题的解决,必将对提高矿产资源利用水平、推进我国采矿技术进步具有重要意义。 (6)无人采矿、自动采矿、数字矿山。随着无人采矿技术、可视化技术、3S(RS,GPS,GIS)技术和虚拟现实技术的发展,系统数字化势如破竹,把矿山及其他相关信息、计算技术和工业控制技术进行整合,优化设计矿床开采方案、合理配置资源、最佳控制工艺及其支撑系统,已成为全面、动态、准确地掌握我国矿产资源的存量及变化、进而科学合理地开发利用和保护资源、实现矿产资源可持续发展提供手段。 (7)无废开采。无废开采与可持续发展有着密不可分的关系。一方面在矿区开发和发展过程中往往聚集和形成了相当数量人口的社区或一定规模的城市,其环境保护有着重要的意义;另一方面,如果忽视无废开采,不注重环境与资源的利用和保护,过早地开采完资源,势必会对矿山与国民经济造成很大的损失。所以,必须从长远的眼光来规划矿山的开采,确保矿山长期可持续发展。 结束语: 随着世界经济水平的提高和科学技术的发展,智能化,信息化,自动化和高效化金属矿山的采掘设备,环保化和合理化金属金属矿山已经成为我国地下金属矿山采掘技术的发展趋势。 采矿技术论文:试论井下采矿技术及井下采矿的发展前景 摘要:随着我国采矿行业的快速发展,井下采矿技术也得到了一定的发展,在井下采矿中应用了很多的新技术、新工艺、新设备,有效促进了井下采矿效率与质量的提高,保证了井下采矿的安全性与经济性。为了有效提高采矿企业的优秀竞争力,一定要重视对井下采矿技术的研究,明确采矿技术的应用,分析井下采矿技术与采矿行业的发展趋势。 关键词:井下采矿;技术;发展前景 井下采矿作业是一项非常复杂而危险的工作,非常容易受到外界因素的干扰,发生一些安全事故。在某种程度上而言,井下采矿安全事故的发生与井下采矿技术的应用有着紧密的关系,所以,在井下采矿作业中,一定要充分了解井下采矿作业的实际情况,采用合理的采矿技术,保证采矿生产的高效进行,同时降低发生安全事故的几率,保证采矿生产的安全性与经济性。 一、采矿技术的应用 采矿学科的发展目标就是不断完善与提高采矿方式与工艺,进而促进采矿环节的改革。为了保证采矿工艺可以实现高效生产,一定要重视采矿技术和现代高新技术的结合,研发一些先进的智能化采矿设备,完善生产监控体系,保证采矿生产的安全、有序。 (一)采矿工艺 现阶段,单一走向的长壁采矿作业面上主要适合应用以下采矿工艺:爆破采矿工艺、普通机械化采矿工艺、综合机械化采矿工艺。爆破采矿工艺中主要就是利用爆破实现开采目标,并且进行人工装运,具有一定的机械化,通常均是利用单体支柱支护顶板开展作业;普通机械化采矿工艺和爆破采矿工艺有着一定的相似性,主要体现在运输、采压处理、顶板支护等方面,而普通机械化采矿工艺可以利用机械设备同时进行开采与装运,有效缩短了开采时间;综合机械化采矿工艺是一种较为先进的采矿技术,其在破、装、运、支、处这五个环节中基本达到了机械化,有效提高了生产效率。 倾斜分层走向长壁下行垮落采矿法在当前的环境中也比较适用,其主要分为以下几种:倾斜分层采矿法、倾斜分层下行垮落采矿法、顶分层采矿法。其中,倾斜分层采矿法的应用更加广泛。和走向长壁采矿法相较而言,倾斜长壁采矿法主要应用在特定地质环境开采中,具有很好的技术效益。并且,在进行倾斜开采的时候,可以确保水向采空区流,不会出现积水的情况;同时,还可以提高采矿设备运行的稳定性,实现了采矿的安全、高效。 放顶煤采矿工艺比较适合应用在倾角不大的煤层中,并且要求采矿坚固性系数不低于3。通过此项采矿工艺的运用,可以有效实现降低生产成本的目的,促进生产效率的提高。 (二)井下采矿技术的结合 在采矿生产中,需要根据其硬度的不同采取不同的采矿技术。硬顶板控制技术主要就是研究埋深浅、地压小的硬后顶板的控制技术;硬厚顶煤控制技术主要是硬厚顶煤的快速处理技术。在此环境下,加强放顶煤采矿技术与宽煤巷锚杆支护技术的应用,可以有效提高采矿生产效率。 针对缓倾斜薄煤层长壁开采而言,需要加强总配套技术与开采技术的结合,促进生产效率的提高。在实际开采中,需要对支架结构与强度进行不断的完善,保证支架具有很好的抗滑防倒性能。 支护与放顶煤开采工艺的结合。首先,全面分析放顶煤开采工艺的原理与支护理论;其次,根据有关采矿技术研发新的支护设备,尽可能减少采矿过程中发生的安全事故,保证采矿的安全、高效。 二、井下采矿技术的发展趋势 (一)井下充填技术 在井下采矿过程中,先后应用的井下采矿技术主要包括干式充填技术、分级尾砂胶结技术、全尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶结技术等。随着社会的不断发展,科技水平的不断提高,这些井下采矿技术已经不再适合现在井下采矿的需求,需要对相应的井下采矿技术进行改进,保证其与时俱进,符合现在井下采矿的需求,提高井下采矿效率。 随着社会的不断发展与进步,传统井下充填技术正在向高尾砂、高浓度方向发展,在一定程度上减少了胶结材料的应用,无论是在改善井下作业环境,还是降低生产成本方面,均发挥着至关重要的作用,特别是降低生产对环境的破坏与污染方面,发挥的作用非常大,正在向大型化、机械化方向转变。与此同时,针对胶结充填技术而言,已经由以往的分级尾砂胶结充填工艺转变为全尾砂、高浓度的采矿工艺。 (二)井下深部采矿技术 随着矿产资源需求量的逐渐增加,矿储量的不断减少,在井下采矿中深部采矿技术得到了广泛的应用,其不仅可以满足矿产资源的需求,提高企业经济效益,还可以促进矿业的转型与升级,实现矿业的可持续发展。现阶段,我国对井下深部采矿技术的研究还处在初级阶段,其具有的不确定性、复杂性、特殊性等特点,导致在实际采矿中经常遇到一些困难,需要加强对其技术的研究,提出有效的解决措施,保证生产的正常进行。通常情况下,在运用井下深部采矿技术的时候,经常出现地压冲击、矿震、爆炸等灾害事故,所以,一定要对井下深部采矿技术进行深入的分析与研究,明确其作业环境与要求,保证其可以进行良好的运用,提高采矿效率。 (三)井下支护技术 井下采矿作业具有一定的危险性,因此,井下支护技术是一项不可缺少的组成部分。在进行井下采矿的时候,一定要进行有计划、有顺序的开采,进而保证井下采矿的安全性。随着井下采矿技术的不断发展,井下支护技术也得到了相应的发展,现阶段,锚杆桁架是一种新型的井下支护技术。其主要就是由高强度的钢杆与两个涨壳式锚杆组合而成,此项支护技术在井下采矿中得到了广泛的应用,并且取得了良好的成果。在井下采矿作业中,运用此项支护技术,不仅可以保证采矿生产的安全性,避免发生安全事故,还可以提高采矿效率,进而提高采矿企业的社会效益与经济效益。 三、井下采矿的发展前景 随着社会的快速发展与进步,在未来井下采矿生产中,无论是采矿技术还是采矿设备均会发生很大的变化,得到了很大的提升。首先,针对采矿技术而言,在未来的发展中,高科技化、绿色化、低碳化将会成为采矿技术的主要发展方向,工艺技术将越来越成熟,并且技术含量会得到很大的提升,特别是在提高采矿生产安全性与降低采矿贫化率方面,将会得到很大的改善。其次,针对采矿设备而言,在未来的发展中,智能化、自动化、机械化、现代化将会成为采矿设备的主要发展方向,并且各类采矿设备的性能将会得到很大的提升,特别是在生产效率与安全性方面,将会得到了很大的改善,有效促进了采矿作业的有序进行,实现了采矿作业的经济效益与社会效益。由此可以看出,在采矿作业中,一定要重视采矿技术、采矿设备的研究,不断改进与完善其内容与方式,有效促进采矿生产效率的提高,进而提高矿业的优秀竞争力,实现矿业的可持续发展。 结束语: 总而言之,井下采矿作业是一项非常复杂而系统的工程,在保证生产质量与效率的同时,一定要确保井下生产的安全性,为此,一定要结合井下作业的实际情况,选用合理的采矿技术。并且深入了解采矿生产中存在的不足,根据作业的具体情况,提出有效的解决办法,促进采矿生产效率的提高,实现矿业的可持续发展。 采矿技术论文:采矿工程技术的发展及应用 【摘 要】在采矿工程中,要想提高采矿效果和矿石采收率,就要对采矿工程技术引起足够的重视,不但要努力发展现有成熟的采矿工程技术,同时还要对采矿工程技术进行积极的探索,并在采矿领域积极应用新型采矿工程技术,为采矿工程提供有力的支撑。从这一点来看,对采矿工程技术的发展及应用进行深入研究是十分必要的。通过对采矿工程技术的了解,做到有效掌握采矿工程技术,对促进采矿工程发展,推动采矿工程技术进步具有重要的促进作用。为此,我们应对采矿工程技术引起足够的重视,并深入研究采矿工程技术的发展及应用。 【关键词】采矿工程技术;技术创新;发展及应用 0.前言 随着我国采矿工程的快速发展,为了提高采矿工程的工作效率,并保证采矿工程的安全性,采矿工程技术得到了长足的发展。从当前采矿工程技术来看,主要可以分为四大类,即:爆破技术、绿色开采技术、计算机技术和虚拟现实技术。这几种技术的运用,不但提高了采矿工程的整体采收率,同时也保障了采矿工程的安全性,使采矿工程能够满足实际生产需要,为采矿工程提供有力的技术支持。从这一点来看,我们应深入分析采矿工程技术的发展及应用,并掌握采矿工程技术要点,做到积极利用采矿工程技术,更好的为采矿工程服务。 1.采矿工程中爆破技术的发展及应用 在采矿工程中,由于工程的特性,往往都是需要进行地下开采,因此爆破技术的重要性就不言而喻了。目前在我国主要有以下几种爆破技术:等离子爆破技术、低引燃性矿用炸药、定向爆破炸药和激光和光纤起爆系统。每一种爆破技术都有自身的特点和适应的地理环境。目前来看,爆破技术的发展及应用主要表现在以下几个方面: 1.1爆破技术正朝着定向爆破和激光引爆方向发展 从爆破技术的发展方向来看,传统的爆破技术由于安全性差,爆破效果不理想,已经逐渐被定向爆破和激光引爆技术所取代。从采矿的实际过程来看,定向爆破和激光引爆将成为未来爆破技术的重要发展方向。 1.2爆破技术在矿石开采中扮演着重要角色 通过采用爆破技术,能够对大块的矿石进行爆破,同时,对于掘进过程中遇到的困难,也都可以通过爆破的方式解决。所以,爆破技术已经成为矿石开采中必须具备的技术,对矿石开采而言具有重要作用。 1.3爆破技术对提高矿石开采效率具有重要作用 在矿石开采中,遇到大块的矿石单纯使用掘进设备和破碎设备施工效率低,破碎效果不理想。爆破技术的应用,不但解决了矿石开采中的破碎难题,还有效提高了开采效率,满足了矿石开采的实际需要。 2.采矿工程中绿色开采技术的发展及应用 根据国家环保政策要求,矿业开采过程中应积极采用绿色开采技术以替代原有的采矿技术,实现技术的升级和对环境的保护。基于采矿工程的现实需要,绿色开采技术得到了长足的发展,并且在矿业开采中得到了重要应用。从当前绿色开采技术的运用来看,绿色开采技术的发展及应用主要表现在以下几个方面: 2.1煤炭与瓦斯共采技术 煤炭与瓦斯共采技术是采集之前的抽采技术,在开采煤炭之前,如果能够有效地将瓦斯气体从煤层中抽出,那么就能够充分的提升煤炭开采过程中的安全性。 在煤矿开采中,瓦斯的危害性极大。但是由于瓦斯是煤矿生产中的重要伴生气,要想全面消除难度很大。采用煤炭与瓦斯共同开采的技术,不但解决了瓦斯问题,同时也提高了煤矿生产的安全性。 2.2矸石的处理 矸石是煤矿生产中的副产品,如何处理矸石是摆在煤矿生产面前的重要难题。为了做好矸石处理,提高煤矿开采的环保效果,对矸石进行加工处理成为了解决矸石问题的有效途径。 2.3保水开采技术 在煤矿开采中,如果处理不当,会在矿井中发生透水事故,危害井下作业人员和矿井的安全。为了做到有效控制矿井中的水,保水开采技术得到了重要应用,并起到了良好的应用效果。 3.采矿工程中计算机技术的发展及应用 随着采矿工程自动化程度的提高,计算机技术的发展和应用成为了采矿工程技术的重要内容。从当前采矿工程计算机技术的发展及应用来看,计算机技术对提高采矿效率,满足采矿安全性要求具有重要作用。 计算机技术的广泛应用,更加有效地解决了诸多工程问题,并在采矿技术前沿的研究上取得了建设性的进步。同时,计算机技术在采矿工程中新的应用,有助于实现矿山生产的系统性、高效性、安全性和实时性。结合计算机技术在采矿工程中的发展,采矿工程中计算机技术的发展及应用主要表现在以下几个方面: 3.1计算机技术提高了采矿工程的自动化程度 计算机技术的应用,使采矿工程中能够应用先进的自动化系统,对提高采矿工程的自动化程度,满足采矿工程的生产需要具有重要的促进作用。 3.2计算机技术提高了矿石开采的生产效率 计算机技术的应用,有力的保障了矿石开采,使矿石开采的生产效率得到了持续提升,促进了采矿工程的发展,给采矿工程提供了有力支持。 3.3计算机技术满足了采矿工程的安全性要求 计算机技术的应用,为采矿工程建立了完善的安全预警系统,有效解决了矿石开采过程中的安全问题,为保障矿石有效开采提供了有效保证。 4.采矿工程中虚拟现实技术的发展及应用 采矿工程是一门危险性极高的工程,很多不可测因素都会发生。因此如果能够事先进行一下虚拟开发,模拟一下开发时的状况,就可以避免很多意外事故。随着科技的快速发展,这种虚拟技术终于得以实现。虚拟现实技术是一门人与信息科学相结合的高新技术,目前在采矿工程中已经得到了初步应用。目前来看,采矿工程中虚拟现实技术的发展和应用主要表现在以下几个方面: 4.1虚拟现实技术在采矿工程中得到了试验性应用 由于虚拟现实技术是一项新的模拟技术,因此在采矿工程中仅仅是作为一项试验手段加以应用。但是从目前的试验效果来看,对模拟危险因素和提供安全解决方案产生了积极效果。 4.2虚拟现实技术有效模拟了采矿工程中危险因素 虚拟现实技术的应用,实现了采矿工程中危险因素的模拟,为危险应急预案的制定和安全管理措施的制定提供了有力的支持,保证了采矿工程能够有效消除不安全因素。 4.3虚拟现实技术满足了采矿工程安全管理需要 基于采矿工程的安全管理需要,虚拟现实技术的应用,给了采矿工程以有力的支持,为采矿工程安全管理提供了有力的手段,同时也保证了采矿工程安全管理工作的整体效果。 5.结论 通过本文的分析可知,在采矿工程技术发展过程中,采矿工程技术主要在爆破技术、绿色开采技术、计算机技术和虚拟现实技术等方面有了长足的进步和发展。为此,我们要重视采矿工程技术的运用,通过大量应用采矿工程技术,提高矿业开采效率和安全性,满足采矿工程需要。 采矿技术论文:有关采矿技术及采矿设备发展形势的探讨 摘要:通过不断创新与探索,矿业的资源开采技术目前已经取得了不错的成绩,但目前随着成本不断增加,效率保持不变,已经不再满足当前日益增长的社会市场需求,急需进行改革创新,对采矿的技术与设备进行升级。随着地势复杂多变,为了满足现代不同条件更多开采任务的需求,在采矿技术和设备上提出了更高的要求。 关键词:露天采矿;技术;设备;发展 一、露天采矿的技术方法 1陡帮开采 我国大部分大型露天矿已进入深凹开采,采场作业条件逐年劣化,采运设备陈旧老化,效率降低。而陡帮开采的方式具有初期剥离量小,基建工程量少,建设周期短和最终边坡暴露时间短等优点,因此要想从根本上改变矿业面貌,提升整体生产能力,必须依靠科学技术,提高科技贡献率,增强工企业活力,以求得可持续性发展。 2高台阶采矿 随着露天开采设备大型化的发展,国外一些矿山研究并采用高台阶开采工艺。我国对高台阶开采技术的研究起步较晚采用高台阶开采的露天矿不多,台阶高度最大也只有14m~15m。近几年来,我国大型露天矿装备水平有了很大提高,采10m3 以上的大型挖掘设备逐渐增多,为高台阶开采新工艺的实施提供了有利的技术保证。 3露天采矿的爆破技术 爆破作业是矿山生产的重要工序。控制爆破技术广泛应用挤压、微差爆破、孔内微差爆破大爆区微差爆破等技术能够有效的解决难爆矿岩的破碎块度问题和爆破减振问题。此外,随着新型炸药以及爆破器材不断问世,比如铵油炸药及各种衍生含水炸药、防水浆状炸药、爆药雷管、电子雷管、塑料导爆系统、气爆系统等新型爆破器材的使用,有效地提高了爆破精度、改善了爆破质量、加强了爆破安全。 微差爆破 露天矿目前采用塑料导爆管非电起爆系统大区微差爆破技术。大区微差爆破一般1星期只需爆破1次,可满足采矿和剥离的需要,但受作业条件的限制,平时只搞小规模爆破,满足1 台电铲2~3 天的采剥量即可。爆破所用炸药为水胶炸药和2#岩石炸药。水胶炸药防水性能好,安全稳定、敏感性比2#岩石药差,孔内积水装水胶炸药,无水时装岩石炸药。装药方式为连续装药。由于水胶炸药价格大幅度上涨,袋装乳化炸药,在一定程度上降低了因炸药价格上涨造成的成本提高的幅度。引爆器材为非电系统塑料导爆管,具有传爆稳定,抗杂散电流、静电、射频电,抗水性能好的优点。导爆管与雷管、联接传爆元件、引爆元件组成导爆管非电起爆系统。起爆形式采用大孔距小抵抗线起爆形式,孔内微差,孔外分区(规模较大时采用),排间微差时间控制在45ms左右,这样可以较好地破碎岩石,降低爆破震动效应。炮孔充填用牙轮钻屑,充填深度6m 左右。 预裂爆破 为了减轻爆破震动对边坡的影响,并保证每个台阶坡面平整,临近边坡采用预裂爆破。用现有的牙轮钻机在每个平盘的境界线的坡底线打垂直孔孔深为台阶高度,孔距2.5m~3.5m,空气间隔不偶合袋装乳化炸药,导爆索捆扎药卷同段微差导爆管起爆。 4排土技术 排土技术是露天采矿过程中必不可少的生产工序,它不仅关系生产规模的扩大,而且体现着运输和排土的技术经济效果。排土方式取决于开拓运输方式,而排土场的稳定性及病害治理则是排土场能否长久使用的关键。矿采用汽车推土机排土方式,该方式具有机动灵活、爬坡能力大等优点,适用于任何地形条件,可堆置山坡形和平原形排土场,即高台阶和多台阶排土场且排土线路建设快、投资少、容易维护,其排土工艺和土场技术管理也比较简单。在排土过程中,该矿采用灵活机动的排土方法,有单台阶排土,高差达80m 以上的,也有多台阶分层排土,每层20m~30m 不等。按每个土场布置一台堆土机配合汽车排土作业。排土运距最长的3.6km,最短的也有2.4km,排土量近几年在7Mt~8Mt 以上,最大高差达130m 以上线路坡度达8%。露天矿排土技术与排土场治理发展趋势有3 个方面,一是采用高效率的排土工艺,提高排土强度;二是增加单位面积的排土容量,提高堆置高度,减少排土场占地;三是排土场复垦,减少环境污染。 二、露天采矿技术发展与趋势分析 目前,随着矿业资源本身的需求增多,以及工装设备的不断发展,国内外对于露天矿的开采技术发展也进行了一场深化的改革。从技术上来讲,开采规模不断扩大、生产连续化程度提高,装备更加现代化。采用的几种主要的开矿技术都有了明显的改革提升。随着我国对资源与环境的保护政策不断加强,在未来的露天开矿中,开始走向绿色环保的道路,建立了低能耗高效率的先进工艺流程,做到少排放,多生产,既不对环境产生较大的破坏,同时满足市场的需求 开采顺序由单一的纵向布置向横向布置方式发展,施行强化开采,提高工作线推进速度,为资源均化搭配创造条件。采用组合台阶、分期开采、陡帮开采,以便均衡生产剥采比。除了技术的发展外,还有设备多样化发展趋势。另外国外在露天采矿时特别注意对自然环境的保护,我国在未来的露天采矿中,也需要坚持低能耗、高效率技术理念,保持周围的景观不受严重影响。 三、露天采矿设备的发展趋势: 1.近年来,采矿设备一直朝向大型化方向发展。 1.1露天装载设备的斗容不断增大。大型露天矿山装载设备主要包括:电铲、液压挖掘机和轮式装载机。电铲一直是大型和特大型露天矿山的主导装载设备,哈尼希费格公司生产的P&H5700型电铲的斗容量为53.5m3,我国太原重机生产的具有自主知识产权的电铲WK-55的斗容量达到55m3。液压挖掘机和轮式装载机具有很多优点,如投资少、设备更新快、易于实现无级调速和控制等。随着科技的进步,液压挖掘机和轮式装载机也在不断推出大斗容的产品,进入大型露天矿山的施工现场。小松公司生产的PC8000挖掘机斗容量达到48m3,卡特彼勒公司生产的Cat994轮式装载机斗容量最大达到31m3。 1.2.露天运输设备的吨位不断增大。汽车具有爬坡能力大、转弯半径小的优点。汽车运输机动灵活,特别适合需要均衡配矿和多点作业的矿山,成为现代露天矿山的主要运输方式。为适应露天矿山大型化发展的需要,矿用汽车的有效载重也在不断提高,卡特彼勒公司生产的Cat797矿用汽车有效载重达到326t,利渤海尔公司生产的T282电动轮矿用汽车有效载重达到327t。 2.露天采矿设备向智能化发展 随着现代技术的发展,车载视频系统已经开始应用于露天采矿业,为安全生产提供了强力的保障。GPS系统的应用,大大提高了露天矿山测量的效率,同时也提高了准确度;现代汽车安全技术极大地提高了采矿设备的安全生产系数。除此之外,露天采矿设备也开始向着人性化发展方向迈进。随着电子技术的发展,更多的自动控制技术、电子信息技术与网络技术开始应用于设备性能提升上,对自动化水平的提升、安全防护以及智能化发展提供了更加全面的思路。通过计算机与网络技术,对矿山三维空间进行描述,建立生产管理系统,指导设备进行精确开采。在露天采矿的设备与生产管理中,增强智能化系统研究,促进了生产力的提升。 随着矿区地形的复杂多变,存在当前设备不能满足生产需求的问题,这就需要采用特定化的设备与工装。设备生产企业面对市场需求,也在不断开发个性设备,在较短的制造周期内设计生产完成需要定制的设备,满足多种情况的露天采矿。露天采矿设备的个性化发展已经不再只是单纯的开采设备,而针对主要设备、辅助设备以及其他工装等进行的全面生产方案制定。设备服务商不但需要保证设备的性能与使用需求,同时对与设备相关的配套均需要进行进一步研究,协助采矿单位完成整体开采流程最优化,达到共同双赢的目的。个性化、全面化设备是未来生产力提升的关键,单一的产品不再满足社会经济发展的需求 总结: 随着我国国民经济的高速发展,带动露天采矿业发展的同时也给其带来一定的冲击。我国采矿业从整体上看较外国先进水平仍有一定差距,但在一些矿用设备上已经完全接近甚至超越国际水平。因此我国采矿业应在充分总结现阶段经验基础上,进一步发展自身优势,提升整体竞争力。 作者简介:郭一娜,1988-1,女,汉,河北省,北京科技大学,矿物资源工程,内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司 采矿技术论文:煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择 摘要:现今,资源的大量消耗已经成为了一个非常严重的问题,同时也引起了人们的关注。煤矿资源作为一种自然的资源,具有较高的价值意义。我国虽然煤矿资源较为丰富,储存量大,但是同时消耗也相对于较大,这就使得煤矿的开采量也要增加,对煤矿开采的技术和开采方法的选择的要求也在不断的提高。本文就针对于煤矿开采技术和方法的选择进行了简要的阐述,全面加强煤矿开采技术,保证煤矿开采的安全性。 关键词:煤矿井下;生产技术;采矿方法 前言 煤矿开采生产技术和采矿方法的选择直接对煤矿的产量、生产的效益、安全和煤矿的经济效益都造成了一定的影响。如果煤矿采矿伸长技术和采矿的额方法选择不正确,那么就会对整个煤矿开采过程的顺利进行造成严重的后果,情节严重的还会给采矿人员的生命财产安全造成隐患。因此,煤矿企业必须要根据煤矿生产的实际情况选择合适的煤矿开采的生产技术和开采的方法,不断的提升自身的技术,确保煤矿工作的高效、安全、顺利的进行。基于此,本文就针对于煤矿井下采矿生产技术和煤矿采矿方法的选择进行了简要的分析和探讨。 1.煤矿井下采矿生产技术 1.1、采场围岩控制技术 必须要加强对采煤场围岩的控制,如果采煤场围岩结构不稳定,那么就会影响采矿人员的生命安全和开采的顺利进行。经过相关的参考文献和大量的数据可以得出,将代化理论、分析法和计算机测量的技术相互结合,可以有效的探测出地质结构的情况,可以有效的提高煤矿开采的效率,同时还可以有效的对煤矿开采的岩土的情况进行全面的把握。因此,必须要完善煤矿采场围岩的控制,并且使用现代化的技术对采煤场围岩的结构进行有效的控制,从而可以有效的确保煤矿开采的安全性和开采的效率。二是煤矿井顶板通常能分为两种情况,分别是坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板。根据煤矿井顶板情况选择合适的岩层控制技术,以便实现高技术、低成本。进行岩层顶板处理时,传统的方法是采用深孔预裂爆破处理技术、高压注水处理技术等,这些技术具有实际操作复杂、成本高的特点。随着采矿工程的不断发展,这些岩层顶板处理技术逐渐不能在适应采矿工程发展需要,因此,以传统岩层顶板处理技术为基础不断研发和革新新的岩层顶板处理技术非常有必要。三是当前,我国在放顶煤开采岩层和支架围岩方面的研究仍存在一定的不足,因此,加强放顶煤开采岩层和支架围岩方面的研究,弄清两者相互作用的机理,同时认真研究顶煤放落的规律,并提出放煤优化准则,这是提高顶煤回收率的重要途径。利用优化后的开采技术,实现中掘和中采同走发展,在大幅度提升生产效率的过程中,还应当对高产、高效的矿井进行深入的研究,从而对煤矿井内部的巷道、开拓等方面的部署工作进行全方位的优化。 1.2、深矿井采矿技术 深矿井开采技术,在这种技术的具体实施当中有着相关因素的影响,在进行施工进程中需要解决瓦斯以及煤尘等问题。并且在采矿工程的发展中,对于地面的压强会产生影响,导致深井作业的环境发生变化。因此,在进行采矿技术的实际发展中存在相应的问题,在我国的采矿技术应用当中并不是十分普遍。面对深井作业还应该进行不断的技术手段更新与完善,实现技术得以实现。崩落采矿方法,主要的方式是通过对于岩石的崩落实现对于压强的管理,通过这样的方式实现采矿的目的。 1.3、炮采、普采和综采技术 炮采是一种应用时间较长的井下采矿技术,其主要应用在单一走向的长壁采煤作业面中,这种井下采煤方法一般是采用爆破的方法将煤层爆破成碎块,开采人员再将散落的煤块装车后运走,目前在运煤方面已经基本上实现了机械化运煤。另外,炮采这种技术在应用的过程中所使用的支护体系较为简单,一般多为单体支护体系。在单一走向的长壁采煤作业面中,除了炮采的井下开采技术以外,还有普采和综采两种井下开采方式。其中普采就是一般的机械化采煤技术,其与炮采的工艺基本一样,不同的是普采比炮采的机械化程度更高,能够在煤块散落的同时将其装在运煤工具中,省略了开采工人装煤的这一步骤,因此开采效率更高。而综采则是现如今最为先进的井下采矿技术,其机械化生产程度更高,已经实现了从破煤层到处理煤矿的全过程的机械化生产,生产效率更高,生产成本更低,是未来单一走向长壁采煤作业面中主要的井下采矿技术发展方向。 2.煤矿采矿方法的选择 为了促进煤矿开采效率的不断提升,实现采矿作业的高效生产,需要对各种先进的采煤装备与工艺进行研发,选择适用高度集约化的煤矿开采方法,提高煤矿井下采矿作业的高效性与安全性,确保煤矿井下采矿作业的顺利生产,在对煤矿井下采矿生产技术合理选择之后,需要根据具体情况对这种技术进行优化,不断提高采矿技术的适用性与适用范围,使煤矿井下采矿作业满足现代化水平。 煤矿安全生产中科学技术是第一生产力, 其研发的过程是很漫长且艰辛的,对人力、物力、财力的需求都是很大的,一旦其技术研发成功,带来的利益必定超过所投入的资本。 相关的政府部门可以根据新技术,出台一些鼓励政策,例如新技术研发的补贴和知识产权的保护等。对研发新技术的煤矿企业给予一定的财政补贴。从企业的角度来看:对新采矿技术的研究,不仅可以提高自己的生产效率,还可以享受政府给予的财政补贴,对于企业可持续的发展有很重要意义,近期和长期的收益都很可观。 相关政府部门对于新技术的保护是对企业的认可与研发的支持和保护。 要持续不断的对不同矿井煤层条件下的开采技术进行优化,根据情况的不同来对开采装备、工艺等进行全方位的改造,最大限度的提升生产技术、生产装备的应用范围,使得煤矿开采工作能够保持高度的机械化生产水平。硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。 为了达到煤矿井下开采作业的高效与高产,需要对煤矿开采的机械化程度进行不断提高,使其机械化设备符合实际需求,建立并完善良好的保障系统,同时采用合适的支架设备对矿井围岩的稳定进行加固,选用适宜的监控设备监控支架的围岩状态与支护质量,对矿井与采煤机的实际情况进行诊断,通过电液控制阀组操纵支架以及围岩系统控制和支架的改善,对支架位态、支护质量、液压信息进行不断完善,加强液压系统运行状态以及乳化液泵站的检测与诊断,对采煤机离线与在线的油与磨屑以及电信号进行有效监测,对刮板输送机以及带式输送机的工作状态进行全面监控,不断提高煤矿井下采矿作业的工作效率。 结束语 综上所述可以看出,煤矿资源对人类的发展具有重要的作用,在一定的程度之上起到了一定的带动的作用,随着煤矿开采量的不断增加,煤矿开采企业应该在煤矿井下开采的过程中,选择合理的煤矿井下采矿生产技术和采矿的方法,并且不断的保证生产的科学先进性,实现对煤矿开采技术的优质和高效,确保井下采矿技术的安全性,不断的提高煤矿生产企业的社会经济效益。 采矿技术论文:井下采矿技术及井下采矿的发展趋势 【摘 要】井下采矿是一项十分系统而又复杂的工作,因而作为现代矿企应着力提高自身的井下采矿技术水平,结合不同采矿技术特点及其未来发展趋势和时展需要,有针对性地采取,并加强新技术设备和人才的引进力度,以不断提高自身的优秀竞争力,促进企业经济效益提升的同时促进我国矿业事业的可持续发展 【关键词】井下采矿;采矿技术;发展趋势 引 言 矿产资源对于人类社会发展有着重大的意义和作用,而矿产资源需求量的不断增加,地表矿产资源的枯竭,使得人们不得不将目标放在地表之下的矿产资源中,所以,井下采矿技术的重要性显而易见,因此,本文从我国矿产资源发展现状以及井下采矿技术的发展趋势方面进行了分析与探讨,具有十分重要的意义。 一、井下采矿技术特点的浅谈 井下采矿技术的应用,是符合矿产资源的应用形式的,它某种意义上保证了矿产资源的有效开发,实现了矿产资源的可持续应用。国家相继出台多部矿产开采的法律法规和政策,这就为我们创设良好的矿业市场环境奠定了坚实的基础。因而作为新时期背景下的矿山开发企业,必须结合实际采取针对性的开采技术,鉴于井下采矿的复杂性和不安全因素较多,以下本文就井下采矿技术特点做出以下分析,以便于更好的应用采矿技术于采矿作业之中。 首先,井下采矿技术较多,不同的采矿技术在不同的矿产开采中的应用方式和适用程度不同,以井下采矿技术中最为常见的长壁开采技术,该技术目前被广泛应用于煤矿开采之中,但该技术在金属矿开采中的适用性较差,因而必须针对不同的矿产采取针对性的采矿技术。 其次,井下采矿工艺技术十分复杂,与露天采矿工艺技术相比,不管是在安全性和生产效率方面都存在较大的差异,通常井下采矿技术的应用需要更多的投资保障开采的安全,且由于场地的限制,其工作效率比露天采矿的工作效率要低。因而作为企业必须在井下采矿技术应用之前做好充分的准备,在确保安全的前提下通过改善工艺技术和加强科学管理等手段着力提高井下采矿的安全性和高效性。 最后,井下采矿技术更新换代较快,作为企业要想在竞争日益激烈的环境中站位脚跟,就必须紧跟时展的需要,结合其更新换代快的特点,加大资金投资力度,引进新的工艺设备和现代化的人才,从技术、设备人才方面提高自身的竞争实力。 二、井下采矿技术的发展趋势 1、井下深部开采技术现状及未来发展趋势的分析 随着矿产资源需求量的不断增加和矿储量的减少,在井下采矿中应用深部开采技术,不仅是满足矿产资源需求和提高企业经济效益的重要举措,也是促进我国矿业事业升级和转型必须遇到的困难。然而当前我国在深部开采技术的应用和研究方面还处于初级阶段,而且由于井下深部开采的特殊性、复杂性和不确定性,在生产过程中难免会遇到这样或那样的生产与技术问题,例如在深井开采中出现的矿震、地压冲击甚至爆炸等灾害事故,因而作为现代矿山企业必须加强深部矿井开采技术的研究和应用,在研究技术理论的同时将其应用于时间之中,才能适应未来我国矿产事业发展的需要,实现企业的完美转型和升级。 2、井下充填技术现状及未来发 展趋势分析 在井下采矿工程中,先后应用的井下采矿技术有干式填充技术、分级尾砂胶结技术、全尾砂胶结技术、碎石水泥浆胶结技术等采矿技术。但随着时代的发展,这些井下采矿技术已经难以适应当前井下采矿的需要,因而一系列的先进采矿工艺技术在井下采矿中得到了广泛地应用。例如,泵压输送充填采矿技术、高浓度全尾砂自流输送技术、膏体泵送充填技术、高水全尾砂速凝固化胶结充填技术以及粗粒级水砂充填等充填采矿技术。使得充填采矿法成为当前最为常见的和技术较为先进的井下采矿技术。 3、井下支护技术发展趋势 井下采矿作业是一项高危险性的工作,所以,井下支护技术的重要性不言而喻。井下采矿时,应是有计划、按顺次进行开采,以此确保井下采矿安全。井下采矿技术的发展,使得井下支护技术也在不断革新,当前锚杆桁架就是全新的井下支护技术。锚杆桁架主要由高强度钢杆和两个涨壳式锚杆结合形成,该支护技术在井下采矿作业中被广泛应用并取得了不俗的绩效。新型的井下支护技术不仅能有效避免井下采矿作业安全事故的发生,还能进一步提高采矿企业的经济利益与社会利益。 三、井下采矿发展趋势分析 1、采矿设备大型化 从井下采矿设备支持的角度上来说,为了能够满足当前在矿井下工作面资源开采中的规模化需求,就应当重点关注对采矿设备大型化的发展。当前所应用的井下工作面穿孔爆破设备应当向着高效率方向发展,钻进机械设备应当向着规模化方向发展,凿岩机具同样应当向着液压、中孔~深孔方向发展。确保通过对以上设备、器械的综合应用,满足井下工作面采矿对于设备无轨化、高效化、自动化等方面的要求、同时,还可将计算机自动控制技术引入激光测位工作中,通过此种方式,对车厢中的粘结物进行及时清除,完成运输车辆的连续化装载与自动化卸载,并逐步促进铲运机与微机控制技术的全面融合。 2、采矿工作面智能化 在当前智能化技术的发展推进作用之下,井下工作面的信息通讯技术、井下定位技术、以及自动化技术需要更进一步的与智能化技术相互融合。采矿调度系统有待更加良好的与当前主流的工作面调度优化技术、数据通讯技术、卫星定位技术充分联合,完成对整个井下采矿的无人化转型工作。同时,借鉴西方发达国家经验,在以地下通讯技术、卫星导航技术、以及实时处理监控技术的全面干预下,实现井下工作面各类机械设备的无人驾驶与运行。 结束语 随着采矿行业的不断发展,井下采矿技术不断得到普及,尤其是近年来科学技术的不断进步,促进其井下采矿技术的不断更新,满足了市场经济的发展需要,其设备管理技术及其材料应用技术不断得到更新,矿产企业要想在激烈的市场竞争中获得优势地位,必须要进行自身井下采矿技术的更新。 采矿技术论文:井下采矿技术及其方法综述 【摘 要】随着我国经济的发展,对矿场资源的需求量越来越大,重视度越来越高,矿场资源在国家经济发展中占有的地位也越来越重。而矿场资源的供给涉及到社会多个行业的稳定发展,因此,保障矿场资源的有效供给,提高采矿技术,选择科学合理的采矿方法成为了采矿工作安全、稳定、有效开展的必须要解决的问题。本文主要就井下采矿技术及其方法进行综述,为促进井下采矿工作的开展提供依据。 【关键词】井下采矿;技术;方法 引 言 近年来,随着社会经济发展水平的不断提高,对矿场资源的需求量越来越大,质量要求越来越高,以往的采矿技术已经不能满足现代化社会发展对矿场资源质和量的追求。这就需要矿产企业在保证自身利益的同时,将安全和高效作为主要目标,从矿场资源开采实际出发,研究先进的采矿技术,合理的选用采矿方法和工艺,从而实现井下矿产资源的经济、社会和环境效益。 一、影响井下采矿方法合理选择的因素 (一)采矿方法 目前,采矿企业采取的采矿方法一般分为三种:空场采矿方法、崩落采矿方法和充填采矿方法。针对不同的采矿条件采矿企业选择不同的采矿方法,充分的把握好企业的经济效益和采矿工作的安全和工作质量。随着矿场资源不断的开采,对采矿方法的要求也越开越高,以往的采矿方法由于受到一些地质因素和客观条件的制约不能够充分的发挥自身的作用,这就要求采矿企业要不断加强采矿技术条件的建设,将采矿方法与采矿技术有效的结合起来,从而有效的提高采矿的质量和效率,为企业带来更多的效益。 (二)采矿技术条件 采矿技术条件是决定采矿安全、稳定、质量和保障企业效益的关键因素。在矿场资源开采中,需要结合采矿环境、技术设备条件和技术管理条件等多方面出发,才能选择出合理的、有效的采矿方法。如:当矿场资源地表允许崩塌时,可以选用崩落法,如果地表不允许崩塌时,则可以根据采矿环境和采矿情况选择空场法或充填采矿方法。采矿方法的选择需要采矿技术的支撑,采矿技术管理和技术设备都会影响采矿方法选择的合理性和井下采矿工作开展的安全性和效益性。 (三)矿体的分类和质量 采矿方法的选择也要根据矿场资源的类别而定,矿场资源的价值的不同也决定了其采取的方式方法的不同。一些价值比较低的矿场资源通常选用的是崩落法和空场法,而价值相对比较高的矿场资源则可以使用成本较高的充填法进行大量开采。 二、井下采矿技术 (一)充填采矿技术。充填采矿技术主要考虑两个方面,第一,要确保充填材料的含水率。第二,考虑充填材料的来源以及适用条件。 (二)深部采矿技术。井下深部矿产开采技术需要对不同巷道进行设置,对开采地热进行控制,以确保矿场开采安全。主要 1.矿柱设置。巷道作为矿产资源运输的重要通道,布置的合理与否直接关系到矿产资源运输的安全。为保证巷道质量,便于维护回采巷道,就必须采取合适的矿柱设置方法,巩固巷道,提高巷道的安全率。 2.长臂多巷道设置。长臂多巷道设置,实在传统上臂单巷道无法满足掘进和高瓦斯工作面向风问题而出现的巷道,这种巷道一般在进行开采后,在巷道内进行多巷布置,多巷道矿产掘进量较一般的要多,巷道多能为矿产运输、通风、人员流通及材料运输提供了条件,实现高产、高效工作面开采。 3.采空区内巷道设置。采空区巷道工作面比较宽,巷道两边没有矿柱,采用的是宽工作面掘进法,其作为应力接触法能使采出的工作面保留,使巷道处于卸压拱内状态,减少应力集中而造成的工作面回采动压。 4.矿井开采的地热控制。在深层次矿井开采中,会有地热或瓦斯出现,所以需要提前做好准备,采取正确的开采方式,对矿井进行有效的通风处理,安装空调降低矿井热量,使矿井温度维持在标准状态。同时采取一些有效的降温措施,如:改变通风系统,增加风量、缩短风路等缓解井下温度。 结束语 在社会经济高速发展中,矿产资源的重要性越来越突出,对矿场的质量要求也越来越高,在井下采矿中,要从矿产资源实际出发,合理应用采矿技术和方法,从而有效的降低采矿危险指数,提高采矿质量和效率,为企业创造更多的经济效益。随着科学技术的不断发展,井下采矿技术也越不断的改善和提高,采矿企业要不断的与时俱进,结合社会和市场的发展需求,进一步的完善和发展井下采矿技术,提高采矿方法,实现企业效益和环境效益。 采矿技术论文:煤矿工程采矿技术与施工安全研究 摘要:现代社会,煤炭作为主要的能源,其生产的情况就将会直接影响到国家的经济发展和人们的日常生活。经济的发展带动对矿产资源的需求量也日益增大,对矿产的开采和生产的技术要求也越来越高,无论是经济的发展还是人们的日常生活都离不开能源,而在随着能源危机的出现和人们环保意识的增强,现有的采矿技术已经相对滞后,未来的采矿技术将越来越趋向安全化和绿色化。文章分析了我国采矿工程中采矿技术的应用现状以及我国目前采矿技术与施工安全。 关键词:煤矿工程;采矿技术;施工安全 引言 随着社会经济快速发展,市场对煤炭的需求量也越来越大,这促进了煤矿采矿技术的不断提高。如今,煤矿企业都想借助先进技术设备,实现资源优化配制,促进煤矿采矿行业可持续发展。然而,煤矿企业除了要重视技术问题外,还需要重视施工安全管理问题。近几年,煤矿事故频繁发生。所以煤矿企业在追求经济利益的同时,要加强施工安全管理,这样才能实现利益最大化。本文将探讨煤矿工程采矿技术与施工安全管理。 一、煤矿工程采矿技术现状 1、硬顶板和硬顶煤的开采技术 硬顶板技术是一项运用分析埋深与低压小来实现控制的控制技术,其借助了岩层的定向水力压裂及倾斜顶板等许多快速处理技术。该技术常常与步距垮落技术相结合,可确保生产的安全性,同时还可很迅速地使顶煤破碎,不但保证了开采随时进行,而且还提高了顶煤回收率。硬顶煤采矿技术是一项综合型开采技术,其包括高压注水压裂技术和顶煤深孔的爆破技术。但该技术的冒放性比较差,开采出来的块度也比较大。所以要使硬顶煤采矿技术更好地完成顶煤破裂和顶板控制,还需要进一步研究。 2、缓倾斜薄煤层的开采技术 缓倾斜薄煤层的开采技术所用的刨煤机具有体积小、功率大、开采效率高及安全可靠等特点。但为了能更好地保证煤矿工程开采工作安全顺利进行,还需研制一套与薄煤层开发相匹配的煤机综采液压支架及其它配套技术。 3、缓倾斜厚煤层的开采技术 对缓倾斜厚煤层的开采需使用一次性开采技术。这项技术特别注重支架结构强度的加强。因为只有达到一定强度,才能防止出现滑倒等现象,同时也能避免顶梁焊缝出现开裂或四连杆变形等现象的发生。另外一次性开采技术还保护了千斤顶安全工作,进而提高了开采工程的安全可靠性。 4、深层井开采技术 在煤层开采过程中,深层井开采技术的重点工作包括控制矿压,防治冲击地压、瓦斯和热害,及深井的通风和井巷的布置等。所以该项技术主要应用在地热危害性很大、冲地压较低和煤层岩石抗压力低的地段。为了更安全地开展开采工作,在进行开采前,需重点研究深井围岩的状态及其应力场的分布特点和深井场地的环境变化情况。 5、填充开采技术 填充开采技术主要是对采空区用其它材料进行填充,进而缓解作业面的压力。填充开采所使用材料从最先使用的废石发展到现在使用膏体,填充开采技术正在不断进步。但该技术一定要合理借助填充物实施地压管理,这样才能有效控制围岩崩落与地表下沉。从而才能为填充开采创设安全可靠的环境。 二、煤矿工程的施工安全管理 煤矿工程施工主要是指煤矿开采工作,因为工作环境的特殊性及条件不同,且事故发生率相对比较高,所以煤矿开采是一项风险高、投入大的工作。因此,煤矿工程的施工安全便成为了社会各界人员关注的问题。 1、把握好安全与效益的关系 煤矿工程安全生产管理是基础,企业的经济效益则是目的,两者缺一不可,而且两者是相辅相成的关系。也就是说只有企业在确保安全生产的前提下,才能提高企业经济效益。这也就要求煤矿企业一定要将采矿施工安全与效益的关系协调稳妥,尽量避免因为安全事故而带来的一些经济损失。这就要求企业要竭尽全力做好各方面的相关工作,确保企业能安全生产,进而提升企业的经济效益及社会效益。 2、切实加强基层安全体系建设 目前,有些企业有重产量轻安全的现象,也有些企业有重速度轻质量轻安全的现象。对于这些现象,一定要加强监管。a) 我们要进一步加强对基层班组进行相关安全生产知识的教育培训。在思想源头上消除安全隐患,要加强安全生产理念的宣传,强化员工的安全生产意识。而且还要把教育培训纳入到煤矿采矿的整体规划当中去,不断提高全员的生产安全意识和质量意识;b) 还要在基层班组内设置监督岗位,对安全生产进行全日制的监督,加强生产过程中的安全管理和标准控制。建立基层安全体系和考核奖惩制度,进而确保采矿安全管理有效落实。 3、提高安全科技水平 因为煤矿生产的地质环境极其复杂,其对技术指标的要求比较高,因此在面对比较薄弱的技术环节时,一定要进行必要的技术培训,引进专业的技术人员。“科技是第一生产力” ,因此要不断提高科学技术水平,这样才能提高煤矿采矿安全工作水平,进而才能更安全高效地生产。所以要加强管理者对采矿安全生产的研究,积极推广使用与此相关的先进科技成果,从最初始杜绝采矿安全事故的发生。对相关事故的研究表明,很多事故发生都是由于作业前没有认真进行安全检查,只是为了应付了事才进行安全检查。所以相关企业必须加大安全检查的力度,把安全检查落实到位。 4、制定安全管理目标责任制 煤炭企业要根据自身具体情况来制定安全目标责任制,严格安全考核,加大奖罚力度。使目标责任制、安全评级测评和商业保险形成有效的约束机制和管理模式,提高企业的安全生产责任意识,使企业在安全生产的前提下获得经济效益和社会效益。煤炭企业要在煤炭生产过程中绷紧安全生产这根弦,提高安全警惕性,在生产时不能有侥幸心理,当发现安全隐患的迹象时,必须及时采取控制措施进行整治,必要时要停产整治,直至把安全隐患消除。 三、煤矿工程采矿技术的未来发展 随着科学技术的不断发展,网络信息技术也将会被应用到煤矿采矿作业中来。大力推进数字化煤矿建设,是中国煤矿发展的必然要求。在数字化煤矿建设过程中,我们需考虑安全、绿色、效率、经济等多方面因素,进而实现“智能采矿” 。所谓的智能采矿是指在煤炭开采过程中,以开采环境数字化、采掘装备智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化为特质,以实现安全、高效、经济、环保为目标的采矿工艺过程。同时,智能采矿还有助于技术队伍的知识化,提高工人的技术素质,改善队伍结构和工资待遇,提高了采矿效率,确保煤矿开采的安全 性。 但是由于目前中国煤矿工程的采矿技术发展仍处于初期阶段,导致长期以来,中国煤矿企业形成了以中小企业为主的小规模粗放开发模式,造成采矿装备技术水平落后,矿业增长主要依靠要素投入,技术水平得不到提升等问题。因此,智能采矿的实现还需要一个漫长的过程。在工业化和信息化融合的发展道路中,中国煤炭产业首先要创建矿产资源、采矿设计、生产过程、安全监测、企业管理一体化的综合信息平台,为资源高度共享、实现智能采矿提供支撑。同时,中国还需研发大型智能化遥控与自动定位采掘设备,及地下无线通信系统。此外还要研究与智能采掘设备相适应的集约化开采系统和规模化的采矿技术工艺 。 结束语 综上所述,煤炭工程中采矿技术以及施工安全是其中重要的步骤。保证采矿的技术的提升,能够促进我国采矿的效率上得到提升,促进我国煤炭的开采效率。安全生产同样是煤矿生产中的重要因素,保证安全性的提升,能够保证煤炭工程的可持续发展。因此,在煤炭工程的发展中,重视采矿技术的更新以及安全生产性能的提升具有重要的作用。
城市轨道交通论文:盾构掘进城市轨道交通论文 一、盾构施工方案 在城市轨道交通中施工方法主要有几种,比如居然金、管片拼装等等。其中,在掘进工艺中有掘进的速度、土压以及出渣量等等。在城市轨道交通建设的过程中,一定要根据当地土层的情况以及覆土的情况等进行仔细的研究,对于不同的掘进数量的参数进行适当的调整,最终才能够达到想要的结果。 (一)管片拼装 1.在城市轨道交通施工过程中的盾构结构 尾部常常残留一些渣土,当我们在进行管片整体上台的时候,螺栓经常出现一些问题,在处理螺栓问题时,如果螺栓没有办法穿过,那么螺栓上的橡胶圈就会失去原有的作用,这样就会导致有水渗透到里面,造成很大的安全事故。 2.在城市轨道交通的理论施工的过程中 管片要与掘进方向保持一致从而达到合适的拼装,千斤顶的使用也要在使力方向做好很好地把握。推力过大或者过小都会产生十分不好的影响。 3.城市轨道交通挖掘施工的时候 通常会把拼装后完成的管片弄成一个整体来进行保存,选择的空间一般是一个封闭的空间。在与此同时,我们要注入一些浆液,这些浆液和地下水在一起以后会对这些拼接好的管片产生出一定的浮力作用。其中,在一些水量比较大的地区,城市轨道交通施工在输入浆液的时候要经过十分长的一段时间。随着时间的增加,那么,浆液和地下水对管道的浮力就越大。 4.城市轨道交通施工中的盾构的尾部 管片要进行拼装。我们要根据城市轨道交通施工的具体情况,确定详细的管道拼接质量。如果盾构机在进行曲线的掘进时候,要保持相关部件姿态的一直。盾构结构在近些年来的城市轨道交通建设中的利用是在不断的增加,并且得到了很广泛的应用,这几年已经积累下来许多比较成熟的施工技术。我们一定要注意盾构掘进技术的使用。 (二)城市轨道交通工程质量 1.对于城市轨道交通来说 首先要对盾构机尾的渣土进行仔细的清理,之后再进行拼装,除了这些以外,这些工作要一些选择一些操作十分熟练的技术人员来完成这个工作。 2.在完成拼接管道交通的时候 一定要注意固定螺栓,并且要利用一些工具来固定螺栓。城市轨道交通在施工的过程中千万不能马虎了事,一定要仔细检查每一个固定螺栓。在完成这个工作之后,接下来就要进行第二个固定工作,在第二次固定工作的时候,千斤顶千万不能拿掉。 3.盾构工作的流程 一定要与管片的拼接的要求达到一致。根据管片的实际情况,要保持管道与管道之间的距离。 4.在城市轨道交通建设中 一定要加强浆液与盾构的配合。要尽大可能使得浆液在最短时间里凝固,在做这项工作的时候,一定要注意轨道建设的防水,防止出现影响工程实施的情况。 二、城市轨道交通工程质量的保证措施 (一)我们在轨道交通实施的过程中 一定要对土的压力进行严格的控制,除此之外,其他相关工作也要做到严格控制。要做到在城市轨道交通建设时期,保持平衡土压值达到合理状态。 (二)城市轨道交通建设时候一定要注意把握掘进速度 要把它控制一个合理的范围里。还要使得掘进的速度在一种快速、均匀的状态下通过,要注意不能出现较大的波动。还有就是注意要与注浆进行配合,适时地调整注浆的速度,避免因为注浆速度太快而给仓库带来较大的压力。 (三)在城市轨道交通的建设时候 一定要注意盾构的曲线工作,但是更为精确的是在曲线的切线处,对于这个度的把握就要求的十分严格,偏差既不能过大,也不能过小。之所以选择这么做就是为了能够很好地防止地面出现太大的波动状况。即使如果真的在城市轨道交通施工的过程中出现这个情况,就要利用前鸡丁来进行合理的调节。 (四)城市轨道交通的施工过程中 一定要制定一定的沉降变形的参考表,其主要的作用就是为了很好地起到警戒的作用。还有就是要加强对地面和附近建筑的实时监控,一定要确保数据的每天更新,确保通讯能够保持在畅通的阶段。特别需要注意的就是,当城市轨道交通施工经过一些比较重要的建筑物的时候,一定要做到在第一时间把准确的信息发送给正在施工的工作人员,以便于施工人员根据具体情况及时的做好调整工作。 三、结语 盾构掘进的施工方法主要是在城市轨道交通项目工程的建设中使用,其主要的要求就是要在很短的时间里掌握好这些机械的使用,以便能够提高轨道交通施工的效率。掌握盾构掘进技术对于城市轨道交通的建设具有十分重要的促进作用,能够确保城市轨道交通项目工程能够尽快的投入使用,最终促进城市的健康发展和进步。我们在采用盾构施工方法的时候,要对其参数范围和工程的施工进度、施工质量以及施工的安全性等指标进行严格的控制。 作者:刘建威单位:郑州市轨道交通有限公司 城市轨道交通论文:供电直流城市轨道交通论文 一、城市轨道交通供电直流侧短路故障的主要类型 1金属性短路 金属性故障主要是指由于第三轨或者是接触网与走形轨间产生直接金属性接触后,造成其绝缘支架击穿,从而形成与大地的短路。比如在2010年时,北京地铁一名乘客随身携带的金属水平尺从站台中堕落,造成正在运行中的列车与第三轨之间的通路,从而导致了金属性短路故障的发生。造成该种故障的另外一种原因也可能是在停电检修作业的过程中,没有及时将接触网接地线撤销,从而在恢复供电时发生金属性短路故障,如果此时特别是在运行期间不能及时对故障位置进行确定和排出,势必会对轨道交通的运行产生较大的影响。 2非金属性短路 非金属性短路主要是指第三轨与走形轨经过渡电阻短路或者是绝缘泄漏,从而发生非金属性短路故障。比如在雨雪天气环境下,暴露在户外的城市轻轨在雨水或者是积雪作用下被覆盖,间接的成为导体从而与行轨发生短路。另一方面,也可能是在长时间的运行过程中接触网或者是第三轨的出现绝缘老化现象,从而导致电流外放和泄漏,泄漏的电流通过绝缘支座在流向接地扁铜后经由变电所地网,最终回流至变电所负极,从而引发非金属性短路故障。同金属性故障相比,非金属性故障下产生的短路电流相对较小,所以造成了其短路现象不容易被察觉。但是随着运行时间的不断加长,可能会产生接触电压或者是跨步电压,严重情况下还会出现电弧,从而使短路故障进一步扩大,给城市交通轨道电力系统的稳定运行以及人身安全都带来了较为严重的影响。 二、城市轨道交通供电直流侧短路故障定位的几种方法 当前阶段,城市轨道交通运输中供电直流侧短路故障定位所采用的方法主要有阻抗法以及行波法两大类: 1阻抗法 城市轨道交通供电直流侧短路故障定位方法中的阻抗法又可以分为单端量阻抗法和双端量阻抗法两种:(1)单端量阻抗法。该种供电直流侧短路故障定位方法的工作原理相对较为简单且易于实现,并且具有着装置成本优廉的特点。但是其在实际运行过程中的故障定位精度较差,主要原因是在定位过程中容易受到对侧系统过渡电阻的影响。在对该种方法的实际运用过程中,可以采用微分方程工频法、一元二次方程法以及迭代法和电压法等,从而消除过渡电阻或者是对侧系统对单端量抗阻法故障测量精度造成的影响。(2)双端量阻抗法。该种故障定位测量方法是当前城市轨道运输供电直流侧短路故障定位中被广泛运用的技术方法,其主要是通过对两端电压流量的推算,并在故障点电压相等的基础上实现故障位置信息的获取,其凭借着对现代通信技术和高精度互感器以及故障录波装置等现代技术和设备的支撑,实现了强大的故障定位功能。 2行波法 行波法是城市轨道交通直流输电系统中较为常用的一种方法,主要是在行波传输的理论基础上达到实现故障定位的目的,通过对不同的故障行波到达测量装置的速度以及时间差等,对故障位置进行计算。以上两种主要的故障定位方法具有着较多的优点,在直流输电系统的故障定位中得到了较为广泛的应用,但是在城市轨道交通直流供电系统中应用时,其对测量设备以及通讯设备具有着较高的要求,相应的设备投资较大。 三、基于贝瑞隆模型的时域故障定位原理和实现 1基本原理分析 对于城市轨道交通来说,其供电直流侧发生短路故障后,导致了保护装置动作,在该故障造成的过程中,其进行故障定位时能够采用的主要数据为在保护动作发生前馈线保护装置所记录的电流和电压信息,不利于故障定位的实现。不论是对于以上单端测距还是双端测距方法来说,其都是以电压以及电流的基波相量为基础的,但是在当前故障发生和切除时间越来越短的情况下,大多数基波相量数据是无法进行准确提取的。对于基于分布参数模型的输电线路时域故障定位方案来说,其可以通过对跳闸前原始数据的采用,不需要进行相应的滤波处理,直接性的在时域对故障距离进行测算,其与直流输电线路本质上不存在较大的区别,仅仅是两者能量集中频域不同,所以该方案模型能够有效实现对城市轨道交通主流侧输电线路短路故障的定位。 2定位实现在城市轨道交通 采用单边供电系统时,在线路内部无故障情况下,其所获得的电压理论状态下应是成线性均匀变化的,对于直流供电系统下的线路电压来说,其主要是呈现线性下降的趋势。如果其供电直流侧发生短路故障,那么故障点处的贝瑞隆模型势必会遭到破坏,对应点的电压为0,但是故障点处和电源端之间仍然是呈现均匀性分布的,符合贝瑞隆模型。在该种情况下,通过贝瑞隆模型对故障线路的电压采用一定的步长进行分析计算,则可以得到电压最小的一点,通过其与电源点距离的测定,最终完成故障定位。 作者:李福琴单位:重庆市轨道交通(集团)有限公司 城市轨道交通论文:供电职业人才培养城市轨道交通论文 一、城市轨道交通供电职业人才岗位及专业素养要求 苏州和上海、南京等大城市的轨道交通公司供电专业按岗位,一般分为两大类,城轨高电压和城轨接触网,高电压工种,需要对城轨供电系统内变配电所进行日常的运行、检修,对电气设备进行试验,以及SCADA系统维护检修。接触网工种要求对城轨接触网及相关设备进行周期性维护、检修、调试,并能不断改进接触网检修工艺。城市轨道交通供电专业应能培养适应城轨运营一线需要的,具有必备的基础及专业知识、良好的职业道德,掌握城市轨道交通主变电所、牵引变电所和降压变电所的运行、检修、试验、调试、施工、调度、故障处理作业,SCADA系统运行维护,掌握城市轨道交通接触网的维护、检修、调试、施工及事故抢修作业,能从事接触网工、变电检修工、变电值班员、SCADA系统检修等工作岗位的高素质技能型专业人才。 二、培养方式与教学计划 1.培养模式目前轨道交通的人才培养模式有三种,定向培养、订单培养、岗前培训式三种。在国内,大中专院校中还没有正式设置地铁供用电专业,地铁供用电的专业人才大多来自电气化铁道供电,电气工程等相关专业,而随着地铁项目陆续开工及投运,轨道交通人才呈现需求量大,专业性强的特点。苏州轨交1号线首批一线专业人才的培养,采用了“订单式”培养模式,介于当时苏州本身不具备学生现场学习与实践条件,采用了外送至北京、上海、广州、南京等城市的地铁公司现场培训3到6个月的实践培训方式。截至目前,苏州已有两条运营轨道交通线路。在与院校原有的合作培养经验及本身现有的运营经验基础下,具备了逐步完善和深化人才培养的条件,在人才培养的周期和专业知识技能等方面可以更具针对性和合理性。 2.培养课程计划结合苏州轨道交通运营公司供电中心对人才专业能力需求及校企合作的框架内容,经过校企双方专业负责人的交流及协商,确定了供电专业人才培养的内容。该专业的课程体系框图如图1,主要分为四大模块。 (1)基础素质模块。该模块体现了高职教育对大学生基础知识及基本应用能力的要求,使其掌握基本的语言文字、外语、计算机应用知识与技能。 (2)优秀岗位能力模块。分为专业基本技术、专业优秀技术、专业方向技能三部分内容。 1)专业基本技术,要求具备机械基础、工程力学、工程制图、机械零件等机械类和电工电子、电机、电气控制等电类专业基础知识,属于专业基础平台课程。 2)专业优秀技术,体现城市轨道交通供电专业特点,通过各课程使学生掌握城市轨道交通供电系统的结构、高压电器设备原理、变配电综合自动化系统、电力监控系统的原理以及相关电气设备的运行维护。 3)专业方向技能,体现了城市轨道交通供电两大专业岗位,高电压和接触网的专业技能。高电压方向体现了城轨供电系统高压设备及继电保护专业知识的应用,并要求熟悉城轨牵引供电系统专业的安全规则。利用院校高电压、供配电、及继电保护实训室内开展的实训来训练学生的基本技能,通过赴轨道交通运营公司供电中心进行高电压的认识实习,增加对现场设备的作感性认识,该实习一般可安排在学生定岗实习前的一个学期,而到了顶岗实习期间,再到公司参加专业岗位的培训和实践来提升岗位工作能力。接触网方向体现了接触网(柔性接触网、刚性接触网和第三轨)的结构组成、作用,要求掌握接触网的受力力学分析和计算,掌握接触网结构中各种负载的分析计算方法、接触网平面设计的基本内容及一般技术原则,能够读懂接触网平面布置图、电气分段示意图和各种装配图,掌握接触网运营、检修和施工的标准及工艺。通过学校接触网实训室的实训来掌握常用接触网零件、设备与工具。通过接触网支柱的登杆训练适应将来现场作业中的登高作业。通过赴轨道公司参观、跟现场运营班作业进行接触网现场实习。 (3)综合应用模块,要求学生在校期间完成高压进网作业许可证的培训及考核,该证是供电类专业进行高压作业的许可证,是城轨供电岗位的必备证书。同时需要完成毕业设计。 (4)拓展模块,通过选修课及专业讲座的形式,使得学生了解轨道交通公司的运营管理、公司内涵以及轨道交通供电应用的新技术。该课程可以通过轨道交通公司的人教部门和供电专业人员授课完成,这样利于学生提前了解企业,缩短学生入职适应时间。 三、校企合作资源共享及实训基地的建立 教学资源共享。共享图书、教材、网络数据库教学资源,校企合作开发城轨供电类教材。共建专业教师团队。院校的专业教师可以到企业授课,苏州轨交公司具有丰富经验的工程师到校授课或开专业讲座。院校供电专业教师团队和轨交公司供电专业工程师组成优势互补的专兼职教师团队。共建校内外实训基地。教学仪器市场上还没有专门针对城轨供电专业的实训仪器和设备,学校可以通过在传统变电站综合自动化等实训设备上进行模块化改造,比如在供配电实训装置中,增加城轨牵引供电模块,再加以改造,使其成为地铁中典型的牵引降压混合变电所装置。同时与当地轨道交通企业共建现场性强的接触网和高电压实训基地。给学生及在职人员提供实践与训练的场所,开展职业资格认定合作。学校专业教师下企业实践。利用假期下轨道交通公司运营一线,了解和掌握最新的轨道交通供电技术,跟踪最新的运营动态。 四、就业服务与保障 就业服务的对象是学生,而根本上是学生、学校、企业三者的关系。协调好三者关系,学生的就业服务就能做好。首先在学生在校学习过程中,创造与轨道交通公司互动的条件,通过邀请城轨公司的工程师给已组成的“地铁班”定期进行企业文化和专业技术讲座,通过学生实习前纳入教学计划的认识参观实习,以及在学生下城轨公司顶岗实习期间组织专业教师的定期巡视,来完成过程性监督和保障。完善学生预就业实习阶段的意外保险与医疗。现有轨道交通公司对于实习的每个学生提供一定的住宿和生活补助,使其无后顾之忧。而对于城轨公司不予录取的学生,学校积极组织再推荐就业等都是作为该专业所必须的就业服务保障。 五、总结 随着城市轨道交通建设步伐加快,其专业人才需求呈现数量多,专业需求性强的特点。针对苏州轨道交通供电职业人才培养与实践的研究,希望可以对地方轨道交通供电人才培养起到借鉴作用。 作者:史志平董健单位:苏州大学机电工程学院苏州轨道交通运营有限公司 城市轨道交通论文:多交路共线运行的城市轨道交通论文 1共线交路车底运用的关键因素分析 共线交路的产生有两种原因,一种是由于连通型的线路结构(如Y型线)产生的,另一种是由于客流特征等原因产生的(如不同区段的断面客流差异大,开行大小交路有利于节省运营成本).四种常见的共线交路形式如图1所示,图中A,B,C,D,E,F为折返站或接轨站.共线交路运用条件下,各交路列车在共线段存在着相互制约与影响,因此各交路的周转时间存在一定的约束关系,这种约束关系与车底的运用方式、各交路的运行时间、列车在折返站的最小折返时间、各交路列车的开行比例、共线区段的行车间隔等因素有关.(1)车底运用方式如果各交路之间没有共同折返站(见图1a,d),则各交路的车底周转过程相互独立,称之为车底独立运用.但各交路若存在共同的折返站(见图1b,c),则车底周转有两种方式:套跑运用和独立运用[1].满足车底套跑运用的基本前提条件之一是两交路的列车具备共享的相关技术条件(如线路、供电、信号等),另外一个关键前提是两交路采用相同折返站折返。(2)不同交路的运行时分运行时分(包括在中间站的停站时分)决定了不同交路的周转时间,同时不同交路运行时分差决定了车底运用过程中各交路列车从折返站折返回来时再次进入共线段的相对位置与时刻,也决定了不同交路在各折返站的实际折返时间.(3)不同交路的开行比例不同交路在共线段的开行比例会影响各交路的周转时间,也会影响车底的运用数量.为了使不同交路列车的行车间隔尽量均衡且平均间隔时间保证一定的服务水平,因此常见的开行比例有1∶1,2∶1和1∶2三种情况,并且不同交路列车之间在共线段均衡交错开行,如图2所示.(4)共线区段的行车间隔共线段的行车间隔决定了各交路的平均间隔,也会影响车底的周转时间.在共线交路运用条件下,共线段的列车运行应尽量保持均衡.车底运用方式不同,共线交路的车底数量计算原理也不同,下面分别对车底独立运用和套跑运用两种方式进行讨论. 2车底独立运用条件下的优化模型 图1中四种交路形式中,车底均可以采用独立运用的方式.以图1d的形式为例,该形式为双Y型共线交路,交路CD在C站与D站之间循环开行,交路EF在E站与F站之间循环开行,两交路在AB区段共线运行,如图3所示. 3车底套跑运用条件下的优化模型 图1b,c的两交路列车具备车底套跑运用的条件,计算原理也相同.以图1b为例,车底套跑运用后,车底的周转过程不再是某一个交路独立循环运行,而是在两个交路之间进行循环,但循环的过程依然呈现周期性特点.以图6为例,在交路开行比例为1∶1的条件下,车底1以B—A—B—C—B为周期进行循环,且每隔2IS重复一次循环过程,大周期为12IS,由一个小交路周期和一个大交路周期组成,由图解法可以得到总的车底数量为6.在交路开行比例为2∶1的条件下(见图7),车底1以B—A—B—A—B—C—B为周期进行循环,且每隔3IS重复一次循环过程,大周期为18IS,即由两个小交路周期和一个大交路周期组成,由图解法可以得到总的车底数量为6. 4模型求解及案例分析 4.1模型求解上述模型均为多目标非线性混合整数规划模型,因此可以通过一些成熟的整数规划模型的求解工具进行求解.ILOGCPLEX提供了灵活、高性能的优化器,可解决混合整数规划问题,它能够处理有数百万个约束和变量的问题.本文基于VisualStudio2012开发环境,开发了一个共线交路车底运用优化模型的求解工具TUCAL,该工具通过组件库调用ILOGCPLEX交互式优化器(ILOG.CPLEX.dll)来实现.由于该模型的决策变量最多为12个,且变量的取值范围有限,因此求解速度非常快(<2s). 4.2实例参数输入某城市轨道交通线路共线交路方式如图1b所示,三个折返站的最小折返时间为4min,最大折返时间为60min.由于车底数量最少是首要目标,并同时考虑列车在B站和A站的折返时间也尽量短,因此目标函数中权重参数设置为:λtu=100000000,λB=100,λA=10,λC=1.为了分析车底独立运用及套跑运用条件下的车底数量与交路开行比例、共线段及非共线运行时间、共线段行车间隔的关系,在本案例中共设置四个计算方案,如表1所示. 4.3实例结果分析 4.3.1不同交路开行比例和共线段行车间隔IS条件下的车底数量分析表2给出了交路开行比例为1∶1,不同车底运用方案和IS条件下部分车底数量计算结果(对应表1的方案1).图8给出了交路开行比例为1∶1和1∶2时,不同车底运用方案和IS条件下的车底数量计算结果(对应表1的方案2).从表2和图8中可以看出:(1)相同IS条件下,车底套跑运用时的车底数量不会超过独立运用时的车底数量.数值差与交路开行比例有关,开行比例为1∶1时的最大数值差为1,1∶2时的最大数值差为2.图5b和6分别为开行比例1∶1,IS=6.0min,车底独立与套跑运用条件下的运行图.从图中可以看出,车底独立运用时的车底数量为7,C,A,B站对应的折返时间为12.0,10.0,4.0min(对应表2中的编号17);而车底套跑运用时的车底数量为6,C,A,B站对应的折返时间为6.0,4.0,4.0min(对应表2中的编号18).(2)对于大部分IS,车底独立运用或套跑运用的车底数量一致,但列车在各车站的折返时间不同.如IS=2.0min时,车底独立运用时,列车在C站与A站的折返时间分别为4.0,6.0min,而在车底套跑运用时,列车在C站与A站的折返时间分别为6.0,4.0min.(3)对于满足TR1为(nR1+nR2)IS的整数倍的IS,车底独立运用与套跑运用时的车底数量和各站折返时间完全一致(如表2中的IS为2.5,3.0,4.0,5.0,5.5min对应的方案),这表明在这些行车间隔条件下,车底无需进行套跑,同时车底数量也能达到最小值. 4.3.2不同IS条件下的折返站折返时间分析不同IS条件下,车底数量达到最小时的折返站折返时间变化规律有所不同.由于B站的折返时间决策权重给得比较大,因此无论何种方案条件下,B站的折返时间均取最小值4min,C站与A站的折返时间随IS的变化而发生变化.以两交路开行比例1∶1为例,图9给出了不同车底运用方式条件下的A站与C站折返时间随IS的变化规律(对应表1的方案1).从图中可以看出,C站与A站的折返时间随IS呈分段变化(为分段函数,在同一分段内,呈线性递1338增),随着IS的增加,分段时间跨度增加,但增长的斜率变小,且C站与A站的时间分段长度与拐点均不相同. 4.3.3运行时间对车底数量的影响图10给出了IS为6min,不同车底运用方式条件下,车底数量与非共线段CA以及共线段AB的运行时分的变化规律(对应表1的方案3和4).从图中可以看出,车底数量与运行时分呈周期阶梯递增,车底数量变化都以每6分钟(=IS)周期进行变化.在CA段运行时分增加的条件下,车底独立与套跑运用时,车底增长趋势均为每隔6分钟后增加一列车底,但独立运用时,车底会提前3min开始增加.在AB段运行时分增加的条件下,车底独立运用时,车底增长趋势为每隔5分钟连续两次增加一列车底,而车底套跑运用时,车底增长趋势为每隔3分钟增加一列车底(相当于3min的周期变化). 5结语 共线交路的车底数量计算较单一交路来说要复杂得多,与共线段行车间隔、不同交路列车的开行比例、共线段及非共线段运行时分、折返站的折返时间标准以及车底的运用方式(独立或套跑运用)有关.本文系统地对不同共线形式和车底运用方式条件下的共线交路车底数量优化模型进行了分析,文中所考虑的共线交路形式基本涵盖了我国目前大部分城市轨道交通系统的实际运营现状.本文的模型已经成功通过开发的TUCAL工具来实现,该工具已经整合在城市轨道交通列车运行图计算机编制系统(RailTPMV5.0)中,并且在上海1,2,6,7,8,9号线大、小交路,10与11号线“Y”型交路的列车运行图编制过程中得到了成功应用,通过该工具可以设计出适应不同车底运用方式以及线路折返条件下的最佳共线交路的开行方式.另外,该工具也可以运用到线路的前期规划设计以及运营评估过程中,协助工程师完成交路方案设计、车底数量估算以及折返站能力的适应性分析等工作。 作者:江志彬徐瑞华吴强周明单位:同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海轨道交通运营管理中心 城市轨道交通论文:橡胶车轮城市轨道交通论文 1胶轮路轨系统的背景及现状 1.1单轨系统单轨系统也称独轨系统,是采用一种大断面轨道,车辆跨座于其上或悬挂于其下的轨道交通系统,其属于中等运量型的车辆。单轨交通历史悠久,已有近200年的发展历史。早在1821年英国人HenryPalmer就研发出了单轨铁路。经过100多年的发展,第二次世界大战后,单轨技术趋于成熟,许多国家开始重视起来。单轨车采用橡胶车轮,按支撑方式可分为跨座式和悬挂式,其特点是爬坡能力强、通过曲线半径小、噪声低、轮轨间振动小、占地少、空间利用率高、投资低。 1.1.1跨座式单轨车辆车辆跨座在轨道梁上方,其轨道由预应力混凝土制作。第一辆跨座式单轨车辆是在1958年,由德国人Ax-elienardwenner-Gren研发出的ALWEG型[2]单轨车辆。车辆采用跨座式无摇枕二轴转向架设计,中央悬挂装置为空气弹簧。走行轮轴和水平轮轴均为单悬臂固定在转向架上,且装有4个走行轮,分配在两个走行轮轴上;采用无内胎钢丝橡胶轮胎,内充氮气,其弹性主要缓冲竖直方向的振动;转向架两侧上方有4个导向轮,下方有2个稳定轮,均采用带有尼龙丝无轮缘的橡胶车轮,内充入压缩空气,可以缓冲车辆横向振动[3]。为了防止橡胶轮胎爆胎等事故,导向轮和稳定轮均设置了一个钢制辅助车轮,走行轮不仅安装橡胶实心辅助车轮,还设置内压检测等装置[4]。跨座式单轨车辆转向架如图2所示。构架采用钢板焊接结构,有足够的度;中央悬挂装置采用空气弹簧,可减小车体振动,提高乘坐舒适度。因其受橡胶轮胎载重的限制,为了实现车体轻量化,故采用铝合金焊接结构。由于橡胶车轮寿命短,能耗相对大,使车辆更换轮胎频繁,故维修成本高。而且因其处于高架,当事故发生时,不容易救援。澳大利亚、美国、日本、意大利等许多国家都建设了这种形式的单轨交通,其中日本是使用单轨最多的国家。日本有6个城市有单轨铁路,分别是东京羽田机场线、奈良线、大阪万国博览会线、北九州线、多摩线、冲绳那霸线,其中东京的单轨铁路年载客量超过1亿人次。在美国,加州迪士尼乐园观光线及佛罗里达州的华特迪士尼世界度假区线[5],每年载客量超过500万人次。美国加州迪士尼乐园观光线跨座式单轨车辆如图3所示。单轨列车可4辆~6辆编组,单向运能为1万~2.5万人次/h,最高速度可达80km/h,一般运营速度30~35km/h。中国首条跨座式单轨线路于2006年在重庆正式开通运营。由于重庆市道路坡陡、弯急、路窄,所以跨座式单轨车适合在重庆推广应用。重庆跨座式单轨列车如图4所示,供电接触网轨道梁侧面刚性接触,1500V直流供电,车辆长度为15500mm,宽度为2980mm,高度为5300mm,走行轮直径为1006mm,导向轮直径为730mm,稳定轮直径为730mm,最大爬坡度是6%,最小通过半径为50m[6]。 1.1.2悬挂式单轨车辆第一辆悬挂式单轨车辆是由德国Langen发明,于1901年在德国的乌泊塔开始运营,如图5所示。德国乌帕塔悬挂式单轨线,线路总长13.3km[2],经过20个站点,最高速度60km/h,年载客量达到2500万人次。悬挂式单轨车辆的轨道梁采用下端开口式钢制箱型断面,车辆悬挂在轨道梁下方,转向架采用悬挂式二轴转向架设计,且为钢板焊接结构。与跨座式单轨车辆转向架走行部的不同是:悬挂式单轨车辆转向架(见图6)没有稳定轮,设走行轮和导向轮各4个,均为橡胶充气轮胎,为保障安全预防轮胎泄气或爆裂,橡胶车轮也配有钢制辅助车轮。车体的悬挂装置由悬挂吊杆、液压减振器构成。因为胶轮在封闭环境下运行,所以不受恶劣天气影响,但也受转向架和轨道形式的影响,遇到突发状况时无法及时处理,维修困难。目前,悬挂式单轨车辆在我国尚未运用,但是在德国、日本等许多国家都得到广泛应用。悬挂式单轨车辆建设周期短、制造车本低、无需扩展城市公路设施,而且在高架上运行,增强城市景观,结合我国的交通实际情况,适合在我国建设和推广。但是单轨车辆也存在橡胶车轮与轨道梁摩擦产生橡胶粉尘的现象,对环境有轻度污染,列车运行在此区间发生事故时救援相对较为困难。 1.2新型交通系统 目前,世界各国对新型交通系统还没有一个明确的概念。广义上指的是那些所有现代化新型公共交通方式的总称。狭义上讲,即自动化导轨交通系统(Au-tomatedGuidewayTransit,简称ATG),该系统是中小运量型车辆运行在具有侧向或中央导轨专用混凝土轨道上,车辆通常采用小轻量的橡胶轮胎,由电气牵引,可单车或数辆编组[7]。ATG是在1963年由美国西尼电气公司研发并应用的,在美国多作为机场内的交通工具。经过多年发展,尤以日本和法国在技术和规模上处于领先地位。在日本称AGT,在法国称为VAL(VehiculeAutomatiqueLeger,即全自动捷运系统)。 1.2.1AGT1981年,日本首次开通营业运行“神户港岛线”和“大阪南港港口城市线”两条线路。由于采用橡胶轮胎,噪声小[7],对城市生态环境有很好的保护,并且建设费用低,所以AGT系统在日本深受欢迎和重视,到目前,已有14条线。运行在日本神户港岛线的2000型列车如图7所示,线路总长度10.8km,采用600V、60Hz侧向接触轨受流。AGT车辆的走行部采用橡胶轮胎,并具有转向机构,其分为三种导向方式(如图8所示):一种是侧面导向方式,导向轨布置于行驶面两侧,导向轮沿着导向轨导向行驶;一种是中央导向方式,导向轨设置于走行轨道间的中心线处的工型钢质导轨,导向轮夹其腹板导向行驶;另一种是中央沟槽导向方式,在两条行车轨道间的中央槽中,导向轮沿着行车轨道侧壁导向行驶[4]。如果车辆采用两侧导向方式,转向架为单轴转向架,由2个走行轮和2个导向轮构成;若采用中央导向方式,转向架为两轴转向架,由4个走行轮和4个导向轮构成。因采用胶轮,所以设置了在漏泄状态也能运行的钢制辅助车轮;而且新型交通系统是双向运行,因此前后轴必须都能转向。车轮与轨面的黏着性能好,与钢轮钢轨相比能产生较大的摩擦力,可缩短加减速度时间,增大爬坡能力。列车最小平面曲线半径仅为30m,又具有较强的爬坡能力,因此可以适应较为复杂的地形。橡胶轮寿命能达到10万km左右,列车编组一般在4~6节,最高速度在60km/h左右。北京首都机场也采用了AGT车辆(见图9),在机场T3航站楼A座、B座和C座之间承担运载任务。该系统采用加拿大庞巴迪公司设计方案,无人驾驶,单程行车线路为2080m,设有3个乘车站,2008年3月正式运营。 1.2.2VALVAL是20世纪80年代基于RobertGabi-llard教授发明的胶轮路轨系统技术,由Matra公司设计的一套轨道运输系统,于1983年5月在法国里尔开通营运。为了减小成本,剔除了橡胶和钢轮并用的设计,采用单轴转向架;前后4个导向轮,一般采用内部充填聚胺脂的实心胶轮;中间2个走行轮,内部通常充入氮气[4];构架前后两端设有导向滚轮,如图10所示。法国里尔VAL车辆,全自动无人驾驶,最高速度可达80km/h,运营速度可达34km/h,每天运量可达12万人次。由于胶轮磨耗大,有粉尘,所以不如钢轮经久耐用。胶轮使用寿命相对较短,同时运行能耗也相应加大,其载客能力相对较低,使这种交通扩大载运量也受到了一定限制。此外,该系统采用充气橡胶车轮,还需要有预防爆裂和发生爆裂后的安全措施和装置。 1.3现代有轨电车传统有轨电车采用钢轮钢轨系统,没有隔声措施,以至于引起的噪声大,对城市的生态环境影响较大。为了克服缺点,近年来,法国劳尔重工(Rollindustry)公司研制出胶轮导向巴士电车系统,也就是现代有轨电车(Translohr),如图11所示,法国克莱蒙费朗劳尔电车。Translohr是Roll公司于2001年开发出的橡胶车轮的低地板有轨电车,采用单轨导向技术,胶轮负责牵引车辆,导轮负责引导车辆的行驶方向,中央轨道导向系统如图12所示。与传统的有轨电车相比,Translohr爬坡能力强(最大坡度可达13%),通过小半径曲线能力强(可达10.5m)[8],噪声小,并且保留了传统有轨电车便利性、中等规模运输量等特点。2007年5月10日,天津滨海新区开通了全长7.6km的从法国引进的劳尔电车,是我国大陆境内第一个使用劳尔电车的城市。2009年12月31日,上海浦东张江高科新区也开通了全长10km的胶轮有轨电车,走行轮采用充入氮气的无内胎橡胶车轮,上海张江地区劳尔电车非动力转向架如图13所示。为减小线路的影响范围,实现有轨电车和社会车辆混行的方式,道路中央双车道独立双向运行,如图14所示,为运行在上海浦东张江高科新区的劳尔电车。其采用接触网受电,3节车辆铰接式编组,最高运营速度可达20km/h,最高时速70km,总载客量约167人/列,地板高仅为260mm。但也有一定的缺点,由于当地路面的结构,车内的噪声较大,候车的时间较长,不适合在繁华的街道运行,所以还需要进一步地研究强化,并结合我国道路交通系统的结构特点来发展此类电车。 1.4我国最早的橡胶车轮车辆1932年5月22日,在已经运行于滇越铁路线(昆明—河内)的内燃动车组上安装了由米其林轮胎公司生产的橡胶轮胎,通常叫它“米其林动车组”(曾经改名为红旗号),同时是国内唯一一条米轨铁路。如图15所示,我国最早的米其林橡胶车轮内燃动车组,车长16m,宽2.6m,自重8t,采用汽油内燃发动机。该车组最为独特的部分在于它的走行部,每个转向架上有4对车轮,采用钢制轮辋和橡胶车轮一体化设计,车轮踏面都套装可自动也可人工充气的凸形橡胶轮胎,可以使噪声减小,减振好,乘坐舒适性加强,而且还能提高车速,在当时最高速度可达100km/h,曾创下时速记录。到20世纪80年代因零件不易购置而失修,后经国家花费大量财力修复并移至昆明米轨铁路博物馆。 2橡胶轮胎的选择及其特性 车辆通过轮胎与地面的附着作用产生各种运动,其特性对车辆性能有着至关重要的作用。轮胎有4个基本功能:1)支撑整车重量;2)缓冲因路面不平顺引起对车辆的冲击力;3)为驱动和制动提供附着力;4)提供转弯所需的侧向力[9]。橡胶车轮系统城市轨道交通车辆大多采用无内胎、胶质实心轮胎。无内胎轮胎通常也称“真空胎”,在轮胎内部充入惰性气体。从安全角度讲,真空胎是高速行车最为理想的轮胎。真空胎发热低、质量轻、节省燃料、使用寿命长,鉴于走行轮需要承受整个车体重量,于是为了安全,几乎所有的橡胶车轮城市轨道车辆的走行轮均采用无内胎轮胎。胶质实心轮胎适应于低速高负载苛刻使用条件下运行的车辆,所以通常作为辅助车轮或者用于一些车辆的导向轮。选择轮胎主要是根据每种车辆的运行特点、承载能力和路面情况而定。与钢轮相比,橡胶车轮具有很好的弹性和抓地力,故具有更好的爬坡能力,并且能降低运行时的噪声。爬坡的能力与地面附着力的大小有很大关系,附着力取决于路面状况、粗糙度以及轮胎橡胶材质、花纹、几何尺寸、气压。对于传统的钢轮钢轨系统,轮轨接触属于金属与金属之间的接触,所以附着力很小,在超过牵引力所能承受的坡度时,容易滑坡。与传统轮轨系统比较,橡胶车轮具有复杂的力学特性,轮胎的力学特性对车辆的稳定性、舒适性、动力性、安全性起着举足轻重的作用。轮胎力学特性如下:1)轮胎纵向力学特性。影响纵向力学特性的主要因素是滚动阻力,车轮滚动时,轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑路面的变形。当轮胎在硬路面滚动时,轮胎径向变形是主要的,由于轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失使轮胎变形时对它做的功不能全部回收[10]。2)轮胎垂向力学特性。充气轮胎的缓冲作用与轮胎的弹性有关,轮胎的刚度特性对车辆的行驶平顺性、行驶稳定性和制动性均有着重要影响。3)轮胎的侧向力学特性。其中轮胎的侧偏特性很大程度上决定了车辆的操纵稳定性,包括各种垂直载荷下轮胎的纵向力、侧向力和回正力矩与侧偏角、纵向滑移率的关系[11]。 3结束语 随着世界各国对城市化建设要求的提高,橡胶车轮系统城市轨道车辆受到了国内外的高度重视,但其发展历史不长,仍处于较新的研究领域。其在法国、日本、美国、澳大利亚等国应用比较广泛,我国对其技术的掌握和研究还比较有限。近几年引用国外技术,橡胶车轮城市轨道车辆在重庆、北京、天津、上海等城市投入营运。目前,我国的城市交通系统存有诸多问题,譬如交通拥挤、车辆产生噪声大、交通结构比较单一。通过本文对国内外橡胶车轮城市轨道车辆的研究,可总结出橡胶车轮具有振动小、噪声小、爬坡能力强、通过曲线半径小、乘坐舒适性高的特点。并且由于橡胶车轮城市轨道交通车辆的运行模式,能美化城市景观,所以该型车辆适合我国城市交通的建设。但该系统也有不足的地方,例如:轮胎磨耗严重导致其寿命短、维修费用过高;由于橡胶车轮系统在国际上还没有一个共识的标准,导致其并不适合高运量重载铁路,只适合中、小型运量;与传统钢轮钢轨系统车辆还没有很好地衔接。综上所述,结合橡胶车轮城市轨道交通车辆的优缺点,其在我国城市轨道交通的建设上具有可行性。在原有城市轨道系统的基础上,发展橡胶车轮城市轨道车辆可增强我国城市交通的多元化。 作者:李东宇李芾李刚单位:西南交通大学机车车辆工程系 城市轨道交通论文:城市轨道交通线网规划设计的探讨 内容提要:线网规划设计是进行轨道交通建设中其他工作的基础和先决条件。本文就北京快速轨道交通线网规划设计为例介绍一些思路和体会,希望对于我国城市轨道交通的发展起到一定的借鉴作用。 关键词:快速轨道交通 线网规划 一、前言 随着我国经济的发展和城市化进程的加快,如何合理地解决城市迅速增长所引发的交通需求和有限的城市空间资源规划与管理是目前我国各大城市所关注的问题。国内外实践证明,发展以轨道交通系统为骨干、以公共交通为主体、各种交通方式相结合的多层次、多功能、多类型的城市综合交通运输体系是解决城市交通问题的主要途径。城市快速轨道交通工程是一项大型的系统工程,技术复杂、涉及专业多、投资大、建设周期长。快速轨道交通线网规划(以下简称“线网规划”)作为轨道交通发展的基础和先决条件,具有举足轻重的作用,是关系到今后地铁建设及运营能否顺利实施,并能否有效地节省投资的重要问题。 线网规划设计中所涉及的问题很多。最近,笔者有幸参加了关于北京快速轨道交通线网规划的设计工作。笔者将结合此工程实例和一些粗浅的体会,谈谈线网规划中的一些新思路和方法。本文将从线网规模的确定、线网规划合理的设计原则、线网详细的统计分析、多标准评价体系、最佳方案的功能、技术和运营分析、最优方案分期实施计划等方面进行介绍。 二、 线网规模的确定 线网的规划研究首先要确定城市轨道交通线网合理的规模,以此在宏观上判断一个城市大概的轨道交通规模范围。线网规模要以城市今后的发展、经济发展、城市交通发展政策和服务水平目标为依据,应当是出行需求与交通服务之间的最佳结合点,坚持近远期相结合、定性定量分析相结合原则和经济性原则。线路走向尽可能满足城市布局结构和出行总量需要,并适当兼顾城市将要开发地区发展的需要。线网规模的准确把握应使其在不同阶段都能满足出行客流的要求,发挥最大的作用。线网的规模要包括不同阶段线网的编织密度和服务水平等级。 1定性的确定 (1)线网的规模与城市发展规划紧密结合 根据城市发展规划,结合城市特点、出行需求、客流预测,对重点发展地区、商业区、高新技术开发区等进行重点开发。对人口增长和就业岗位的分布进行科学的预测,以指导和帮助我们更合理地确定不同区域中线网的编织密度。北京目前的规划布局为,进一步加强由天安门广场、长安街、复兴门、建国门组成的“超级中心”;发展CBD商务区;发展王府井、西单、朝外等主要商业区;优先发展具有战略意义的海淀高新技术开发区以及上地、丰台、石景山、望京等技术园区、2008年奥运会在北京的举行将为增加北京的城市活力以及发展交通基础设施起到积极推动作用;积极推动边缘集团和卫星城发展;加强对绿化环带和市区的规划绿地建设;加大对北京文化遗产的保护力度。作为首都、国家政治文化中心、历史名城,在保护其特色的基础上,改善生活环境、交通状况,提高市民生活水平和出行需求。 (2) 线网的规模与经济发展政策紧密相关 经济发展是支持城市进步,活跃城市社会活动和影响全市居民出行的重要因素之一。很显然,出行率与市民富裕程度休戚相关。同时,发展交通的投资力度也与经济发展紧密相连。 由于经济发展与机动化程度,总出行率和私人机动化出行率之间有紧密的联系,因此,未来GDP的增长趋势对交通发展有重大的意义。根据经济发展的预测,可推算出未来各种交通模式的综合投资潜力及未来公共交通的投资潜力,从而更好地确定不同时期线网的规模。 (3) 线网的规模与城市交通发展政策紧密相关 进行准确的交通调查,掌握居民的出行情况。如进行出行方式、出行率、主要出行客流分配等调查,以此确定合理的交通发展政策。 积极发展公共交通,有效控制私人机动化出行,对自行车出行人员合理引导,使这部分人能转向公共交通。必须推行合理的总体交通发展政策,使各交通体系协调发展。 (4) 轨道交通服务水平目标的制定 轨道交通服务水平目标的制定对线网规模的确定起到重要指导作用,很大程度上决定了线网的发展方向和未来建设速度。北京市轨道线网服务水平目标制定时考虑如下几点: a.易达性:居民住所或上班地点距与其最近车站的距离不超过750m; b.出行时间:在市区范围内,出行时间不超过60min; c.候车时间:高峰小时候车时间不超过3min; d.舒适度: 除座位外,6人/m2标准。 2定量的分析 在定性确定设计原则后,可根据公共交通客流总量、人均指标测算法和面积密度测算公式分别定量计算轨道线网规模。 对线网规模的影响作用有的可以量化,有的无法量化,所以确定城市轨道交通线网规模要采用定量计算和定性分析相结合的方法。定性分析对线网规模具有宏观指导作用,而定量计算是对定性分析的一种合理验证和修正,在以往的工作中,由于技术手段和调查数据积累的不足,定量计算的可信度大打折扣。今后随着数据采集手段的提高和城市公共交通信息化平台的建立,将为城市轨道交通的合理规划提供有力的技术保障。 三、制定线网规划的原则 在线网规模确定的基础上,制定合理的轨道线网规划设计原则,为下一步规划线网提供依据。北京作为首都,是政治、经济和文化中心,人口繁多、地域面积很大、地下状况复杂,为达到较高的交通服务等级,制定了很多的设计原则,列举以下部分内容来说明。 1. 支持城市多中心发展和经济发展的政策,重点支持CBD、金融街、主要商业中心、文化 旅游中心、边缘集团、奥林匹克公园、高新技术开发区及卫星城等已建、在建和规划建设的地区的发展。按照SOD和TOD结合的方式合理规划线网,是其更加适应城市发展和经济发展的需要。 2. 根据不同的标准对各种交通模式进行分类,选择适合不同城市的不同功能等级和交通服务等级的交通模式。北京作为特大城市,其人口较多,我们就选择了重型大运量的市域线和市区线的模式。市域线服务于市区和城郊,站间距相对较大、速度快、运量大,较好地吸引远程的客流。市区线主要服务于市中心区域,站间距相对小一些,发车间隔较小,较好的吸引近距离乘客,但较小的站间距就势必造成工程造价的升高。所以,有效的确定站间距对于线网的合理性也是很重要的。而对于小型的人口相对较少的城市,也许,发展有轨电车就可满足出行的需求。 a.按照线路的服务功能等级不同分为市域线、市区线、局域线。 b.按照运量的大小分为重型大运量的地铁、轻轨、有轨电车系统。 c.按照封闭形式分为混合交通、半封闭、全封闭线路。 d.为满足不同等级的交通服务,车站分为大型枢纽站、一般换乘车站和一般车站。 e.根据客流的要求选择不同的车辆类型,目前我国规范规定:有A、B、C三种车型。 3. 依据城市的出行特征来确定线网的结构形式。经过科学的客流预测,分区域测算出城市中的主要交通走廊,是从市区-市郊的放射形出行、还是穿越市中心的穿越形出行;是优先考虑线路走向,还是先锚固住车站的站位;多种设计思路组合运用可构造出不同的线网结构形式。但无论以哪种思路为出发点来设计的结构形式都需要用客流预测来验证其适用性,并根据结果进行调整后,再进行测试,直到其合理为止。 4. 线路的铺设形式需根据所处的地理位置、地质情况、城市景观等来确定地下、地面和高架形式。例如,北京在三环路以内规定均采用地下线形式;而颐和园地区虽处三环外,但由于景观原因,从其门口通过的线路需埋入地下。 5. 对线网中线路和车站进行设计和施工的可行性研究,分析并选取最优方案。施工中针对不同情况选取与之相适应的施工方法,包括暗挖、明挖、盖挖;同时,车站设计中还需考虑站台的形式、站台和站厅的相对位置等问题。这些都是应该在线网规划中需考虑和确定的。线网规划作为前期工作,应该在大的原则上具有规范作用,一旦确定,就不应轻易改变。因此,在做这项工作,一定要慎之又慎,通盘考虑。 6. 对于大型公交枢纽,我们应当根据枢纽站周边的环境条件及其所发挥的作用,以及对此区域的土地规划、预留发展和客流预测进行深入的研究,合理确定枢纽站的规模。并且优化其易达性,方便乘客进入车站或与其他交通模式的换乘(地面公交、出租车、自行车、步行),从而使其更有效地吸引客流。这就需要规划部门的大力支持,对于此规划区域得到合理安排和监控,尽量减少原则性的变动。 大型公交枢纽站的换乘形式多种多样,我们以前设计的车站换乘形式多为十字换乘、T型换乘和通道换乘,设计不够合理。一方面是设计上较为死板老套,另一个造成目前状况的重要原因是,规划和前期的准备工作做的不够细致深入,控制规划的后续工作执行的又不严格。比如多条线路在某一地段交汇,往往缺乏深入地综合分析和规划。在车站设计时,哪条线先设计,就把有利的土地资源占尽,很少为后续线路统筹考虑,从而导致土地资源的浪费、并使后续工程的施工设计难度加大、费用增加、换乘形式单一、换乘距离加长,甚至造成许多好的规划方案难以实施。因此,在开始建设时就需要统筹考虑,把大型枢纽站的土建结构一次建成,为后续工程的建设提供条件。例如:在西客站和东直门站的下方就已考虑和建成预留的地铁车站。 7. 我们经常认为多线交汇的交通枢纽在设计上较为困难,因交汇线路越多,车站规模越大,投资越多。但为了提高乘客的换乘方便,对线路可进行适当合理的优化,使其换乘合理,同时有效降低投资。以3条线路交汇为例:图1(a)是有两条线路平行通过车站,形成换乘,另一条线路分别与其形成换乘,此形式为两层的较理想的车站线路形式。若遇到图1(b)的形式,即3条线路相互交叉,形成三层的规模较大的车站。我们可以对其进行合理的优化调整,使其中的两条线在同一标高平行通过交汇处,这样使其形成同站台换乘形式,即在同一站台上就可换乘其他线路上的车辆,大大地方便了乘客,在香港等许多城市都采用了这种换乘形式;也可使两条或更多的线路在此车站区域共用同一条线路和站台,形成共线运营的形式,德国法兰克福等城市的地铁就有许多车站采用这种形式,换乘极为方便,但同时对运营管理的要求大大提高,为图1(c)所示。 8. 在规划阶段还应该考虑到线网中各条线路之间的联络线,使整个线网在各个阶段都能达到最佳的运营效果,成为一个有机的整体,相互协调,资源共享。同时还应考虑到与外部铁路专用线的衔接,使外部的资源有效的通过铁路专用线运送进入线网中来。 四、 线网的规划 线网规模确定后,依据所设定的设计原则,在分析研究的基础上,设计并规划出合理的线网,形成城市交通骨架。 五、 对线网进行详细的统计 随后对所设计的线网进行详细的统计和分析,得出的统计数据反映了路网的各方面的特征,为下一步对各线网方案做出客观的评价提供了有利的依据。详细统计分析包括如下几个方面: 1. 分类统计体现线网主要特征的数据。包括线网总长、不同类型线路(市域线、市区线、局域线)的总长度和数目、各种功能等级的车站总数,包括一般车站、一般换乘站和大型公交枢纽站的总数。 2. 体现交通服务水平的数据。此项是由线网对各大型城市活动中心和公共设施的覆盖程度来体现,包括商务区、商业中心、体育设施、医院、学校、工业区、高新技术开发区以及旅游景区等。这些区域都是城市规划中大力支持的项目。 3. 客流预测分析是评价线网结构质量的有力数据。包括出行结构、出行量、出行率、各交通模式的出行比例以及对公交产生的影响。 4. 线路铺设形式。统计不同铺设形式(高架、地面、地下)的线路总长度和不同铺设形式车站总数。 5. 车辆总数。按照高峰时段市区线、市域线的不同行车间隔、旅行速度及车辆编组等数据来计算每天运营线路所需的车辆总数和需备用的车辆数。 6. 车辆段和维修车间。统计线网中,所需设置的车辆段和维修车间的总数量。 7. 投资总额。对基础设施(线路、车站)和设备(车辆、沿线设备和车站设备)进行估算,计算出整个线网所需的投资总额。 六、多标准评价体系 对各备选方案进行了详细分析并获得了相关数据后,要对各方案进行客观的评价。评价的标准应由乘客、运营者、建设者、经营管理和市政府等各方商讨形成一个全面、客观的多标准评价体系。评价体系应由以下几个方面组成: 1. 乘客要求高品质的交通服务,提出线网的吸引性指标。 2. 运营者要求降低运营成本、增加收入,提出运营目标。 3. 建设者要求施工的可行性和简便性,提出建设目标。 4. 经营管理者需要降低投资,并使各种交通模式之间良好衔接,提出经营管理目标。 5. 市政府要求维持城市可持续发展战略,提出发展战略和对资源的全面管理目标。 各个不同的城市所适用的评价体系不同,这需要在长期的实践中进行摸索,形成了一套适合本城市发展的多标准评价体系。这套评价体系对于我们今后城市的发展、轨道交通的发展都有极为深远的意义。 在形成了完善的评价体系后,我们就须 依照该评价体系对各备选方案进行客观的评价比较计算,其中需要针对各指标的重要程度进行适当的加权处理。在经过综合评价比选过后,较客观地评选出最佳的线网方案。 七、对最佳方案进行作进一步的分析 对评选出的最佳方案进行进一步详细的功能、技术以及运营管理方面的分析。对其进行总体评价,以检验这个线网是否符合所确定的相关原则。下面就从3个方面具体分析。 1. 对各条线的长度、走向、车站定位、枢纽数目进行分析;对重点发展区域的覆盖、对城市布局、经济发展的支持程度等进行详细的功能分析。按公认的经验数据,市中心的线网覆盖率应在90%左右,线网的密度1~1.2km/km2,车站密度为1座/ km2,即一个车站为市中心区1 km2的市民出行服务,服务半径约为500m。 2. 对线路走向、铺设形式及换乘车站的构成和组织形式进行详细的技术分析。尤其要对线网中的大型换乘枢纽进行深入的分析研究,如线与线间的换乘、地铁与城市公交的衔接、车站与城市地下空间的开发相结合等。例如:上海就在人民广场、徐家汇、静安寺、虹口体育场四大城市中心区组织了大量的人力、物力进行了方案研究,为下一步的设计、施工的顺利进行打下了坚实的基础。 3. 检测线网在今后运营上是否能达到快捷、准点、安全、舒适;线路设计是否简便、灵活。科学的客流预测对确定合理的运营模式和选定合理的车型有很大的帮助。在运营中,可根据不同的线路特性和客流需求(各区段客流量不同)制定不同等级的服务(例如:常规服务、中间折返区间运营、支线运营、跨站运营等);制定紧急事故处理方案;合理设置中间折返站和联络线;设置终点站折返区间和方案;设置运营规程、时刻表等问题。 在对最优方案进行详细的分析后,可对其不完善处进行适当的调整和优化,使其满足我们的设计原则和要求。 八、最优方案分期实施计划的研究 在对最优方案进行详细的分析和优化后,对此最优方案进行分期实施计划的研究。分期实施计划是使线网能够分阶段、有计划、有步骤、连贯协调的实施。对不同阶段制定不同的发展目标和实施计划。 首先,先确定已建和在建的线路;其次,再对建设资金的来源进行分析;最后针对不同阶段、不同投资额制定出切实可行的实施方案。 九、结束语 本文对快速轨道交通线网规划设计工作中,规划的主要制定过程和思路进行了简要的介绍,希望对于我国各大城市正在蓬勃发展的轨道交通事业,具有一定的借鉴作用。值得强调的是,轨道交通建设中,首先要做好线网规划工作,这是进行其他工作的基础和先决条件,对于轨道交通的全局建设具有举足轻重的作用。 城市轨道交通论文:城市轨道交通工程造价控制措施 前言 近年来,城市轨道交通作为解决城市交通堵塞的问题发挥着重要作用。然而,城市轨道交通的建设是一项投资巨大、专业性要求极强的系统性工程。因此,如何有效地对轨道交通工程造价进行有效控制成为了现今的研究课题。 二、我国轨道交通发展现状及已经存在的主要问题 1.现状概述 1965年北京开始建设全国第一条地铁线路,至今,全国已有北京、天津、上海、广州、南京、沈阳、成都、武汉、西安、重庆、深圳、苏州、杭州等13个城市相继开通城市轨道交通,超过30座城市正在建设、筹建或规划轨道交通线路。至2020年全国规划地铁总里程将达6100km。随着我国城市化进程的加快,现代城市需要一个与其现代化生活相适应的交通体系,要形成一个与城市发展布局高度协调的综合交通格局。各大城市迫切需要修建轨道交通以缓解城市的交通压力,而轨道交通又以其具有“能力大、快捷、安全和环保”等优点,呈现出广阔的发展前景。 2.城市轨道交通发展中存在的主要问题 从国内外的实际情况看,城市轨道交通具有运量大,快速、节能、舒适、占地少等特点,对解决城市公共交通具有不可替代的作用,且社会效益大。但从2002年起,工程造价过高的问题已引起国家发改委和建设部的高度重视,审批项目明显放缓,造价问题已成为制约我国城市轨道交通发展的重要问题之一。 由于轨道交通造价过高,形成了多地城市发展轨道交通,但在经济上负担不起的局面。目前我国有百万以上人口的城市122座,其中超过200万人口的大城市近40座,计划至2015年前后规划建设96条轨道交通线路,建设线路总长2500多km,按照每公里造价近6亿元人民币估算,需要建设资金超1.5万亿元。这对我国目前仍处于财政收入总量有限,各方面建设资金缺口很大的状况来说,是难以承受和长期支持的。可以说,不解决轨道交通的造价问题,把工程造价降下来,轨道交通建设大规模的可持续发展就很难实现。 三、轨道交通建设控制造价的原则 1.采用适当的设计标准 轨道交通工程应采用适当的设计标准,要结合城市的实际情况,量力而行,讲究经济实用、安全可靠。设计质量的高低,设备的选型,材料的选用都对工程造价产生直接的影响。一定要把工程建设设计概算降下来,而技术装备的现代化可分阶段实施,不必一步到位,防止出现功能过剩,同时也加大了设备维修工作量。 2.建设规划要详细周全 轨道交通规划应纳入并服务于城市的建设发展规划和相应的交通规划,要与城市地面交通配合,还需与公路、铁路、民航等大交通协调。工程建设规划要充分考虑城市未来的发展和沿线土地的开发利用,这样既有利于建设资金的筹措,又有利于带动城市的发展和经济的繁荣,同时还可以组织稳定的客流,提高后期的运营收入。 3.设备的国产化程度要提高 根据国内外轨道交通工程建设的造价分析,一般情况下,设备的购置和安装占总造价的45%~50%。因此,轨道交通设备国产化程度的高低对工程造价具有极大的影响。我国早期轨道交通工程的设备多以进口为主,造价很高。但近年来,随着我国科技的发展,通信设备国内完全可以解决,信号系统也可由国内厂家与国外合作生产加以解决,牵引供电,95%以上的装备都能达到国产化,中国南车、北车的研发技术对整车的制造也有了很大的提升。随着国产化设备利用率的提高,工程造价降低了约1/3。采用国产化设备,可以大幅降低工程造价,节约运行成本,还可以为轨道交通设备生产行业的持续发展创造有利的条件。 4.推行合理的造价控制方式 建立全国统一的轨道交通工程设计概算编制办法和配套定额,全面推行《城市轨道交通工程预算定额-(GCG103-2008)》,限额设计,尝试新的计价体系。推行公开、公平、合理的招投标体制,都能有效控制轨道交通工程造价。 四、影响造价的因素 据建设工程流程划分,项目决策阶段(项目建议书或可行性研究)、设计阶段(初步设计和施工设计)、工程实施阶段各有影响造价的不同因素。 1.项目决策阶段的主要因素有建设标准的确定、线路敷设方式及用地规划及融资成本等。 2.设计阶段的主要因素有采用的建设和技术标准、征地拆迁赔偿标准、土建工程规模、机电设备选型及设计费用等。 3.工程实施阶段的主要因素有招标概算的确定、工程建设管理费、征地拆迁及管理费、工程变更设计、材料设备费及运杂费等。 五、控制造价可采取的措施 1.做好城市轨道交通线网规划 城市轨道交通工程建设,必须结合城市总体规划,对城市轨道交通线网做好近、远期规划。在规划线网的基础上,对批准立项建设的具体轨道交通线路走向、车站分布等进行勘察设计,避免在没有线网规划的情况下,匆忙开展新线建设。 采用适宜的建设和技术标准,控制工程建设规模 做好客流预测是开展轨道交通工程设计的基础,设计中通常采用“四阶段法”进行客流预测。该预测方法虽然理论上较为成熟,但针对具体项目预测的客流量,还应结合轨道交通线网规划建设情况进行合理修正,使预测的客流量基本接近实际,便于确定宜采用的建设和技术标准,在满足近、远期发展要求的条件下,合理确定建设规模,有效控制工程投资。 3.提高设计质量是降低投资的关键 城市轨道交通技术复杂、建设周期长,影响久远。其设计过程通常包括初步设计、技术设计及施工图 设计,应保证各设计阶段概预算的合理性 (一)选择最适宜的敷设方式 城市轨道交通的敷设方式通常包括高架线、地面线和地下线3种。不同的敷设方式其工程建设费用差别很大。地面、高架、地下土建工程造价比约为:1:1.8:2.5。线路敷设必须结合城市建设及发展规划、区域功能、路网规划等诸方面因素综合考虑,进行多方案的技术经济比较,选择最佳的敷设方式。 (二)选择最佳线路平面位置 城市轨道交通工程建成后要改建或扩建较困难,因此,其路网规划、车站及其出入口的设置,必须着眼长远、力求科学合理。车站位置的确定,首先应满足最大客流要求,并充分考虑与城市各类建筑相协调、相结合,再以此为基础做好多方案的技术经济比较。位置的确定,要保证既能满足客运交通增长的需要,又能符合城市长远发展规划,减少拆除、迁移和影响既有建筑及地下管线等。 (三)确定最佳线路的纵断面 在选择、确定线路纵断面方案时应根据工程地质、水文情况,施工难易程度,沿线地形、管线资料,并结合城市长远发展规划等多方面因素,予以综合确定。设计时,不但要认真做好纵断面的选线,还要增加横断面的选线设计。对不同地段要进行深入的技术经济比较,确保线路纵断面的设计质量。 (四)确定最佳的工程施工方法 地下结构设计宜采用信息化设计法,建立严格的监控量测制度,选择合理的施工方法和施工工序,力求施工简便、经济合理,尽量减少对周边环境的影响,合理选择车站围护结构形式,区间合理采用明挖法、矿山法、盾构法等施工。 结束语 城市轨道交通工程建设涉及到方方面面的因素,因其作业环境特殊,设计要求极高,建设周期长,投资巨大,因此,要做好轨道交通的控制造价的难度也较大,需要参建各方在决策规划和工程实施等阶段,吸取国内外已有轨道交通城市的经验,统一思想、加强协调,充分运用科学的现代化项目管理方法,方能有效地控制工程造价。 城市轨道交通论文:关于城市轨道交通安全的经济学思考 摘要:城市轨道交通安全对城市发展有着不可低估的影响。从经济学角度考虑,轨道交通安全具有公共产品特性、生产力特性、资源配置特性。因此,要把轨道交通安全和城市发展协调统一起来,以达到安全效益的最佳状态。 关键词:公共产品;生产力;资源配置 轨道交通由于具有快速、环保、运能大等特点,已成为各大城市发展公共交通优先考虑的项目。据统计,我国现有20多个城市正在建设或规划建设地铁等轨道交通项目,在建线路总长度超过390公里,有1500公里线路正在规划建设中。轨道交通在给人们带来便捷舒适的同时,也面临着由于人、车辆、机电以及社会灾害等因素而导致的安全问题。 轨道交通的安全性,对城市发展有着不可低估的影响,有必要从经济学角度对轨道交通安全问题作出一些思考。 1轨道交通安全的“公共产品”特性思考 “公共产品”是指具有非竞争性和排他性的产品。非竞争性是指消费上的非竞争性,就是同一单位的公共产品可以供许多人共同消费,某些人对该产品的享用,并不影响他人的享用;排他性是指公共产品一旦提供给公众,不论何人都可以享用,任何人不得加以排斥。 安全属于社会秩序的范畴,是对人、对财产、对环境保护类的无形产品。轨道交通安全具有“公共产品特性”,表现在消费上不具有排他性,不会因一些人的“消费”而影响其他人的“消费”。但是,会因某个人或某一些人的不安全行为而导致安全这一公共产品的隐性短缺或显性短缺。例如,城市轨道交通安全,在没有形成事故以前,个人是“免费”消费着他人所制造的“安全”这一产品。但若个别人不遵守安全规程甚至违法犯罪导致安全事故的发生,将会危及无辜,不仅造成人身伤害和财产损失, 同时会严重地影响了社会秩序的稳定。例如,今年7月份英国伦敦地铁爆炸;1995年3月日本东京地铁毒气;2003年2月韩国大邱地铁纵火;2004年2月莫斯科地铁爆炸、大火等案件,伤亡惨重,损失、影响巨大。 地铁公司作为企业,其力量毕竟有限,不可能无限制地承担这类公共安全的社会责任。市场取向的改革带来了发展和繁荣已被实践证明,但市场不是万能的。公共产品的特性导致市场失灵,使政府调节成为必要。关系到社会整体利益的公共交通安全问题,单个企业无力承担起全部义务,政府应当作为公共产品来供给。 公共产品可以分为广义和狭义两种。狭义的公共产品是指政府通过微观参与提供生产性基础设施。轨道交通的投资与建设可由政府部门负责,授权地铁运营公司以经营权,并将基础设施以租赁形式租赁给地铁运营公司,象征性地收取租赁费。由于轨道交通安全所具有的公共产品特性,决定了国有企业能够更好地完成相关任务。国有企业的投资主体主要是国家,国家比任何个人更有全局观念,更关注社会的均衡发展与民众的利益,能够在追求经济效益的同时充分考虑社会效益。相对而言,非国有市场主体往往更注重经济效益,不愿意为承担社会责任而承受利益损失。因此,从轨道交通安全所具有的“公共产品”特性出发,经营轨道交通产业一般仍应以国有经济为主,有条件地允许一部分非国有经济的介入。 广义的公共产品除了基础设施外,还包括立法执法、反恐防暴、公共政策、各项制度安排等。针对地铁运营中可能发生的灾害性事故,需要政府向社会提供防治这些社会性灾害的公共产品。为保证轨道交通运行的安全,越来越需要政府提供如公共政策、政府规制等广义的公共产品。公共政策是政府实施调控和管理的重要手段和工具,可以为轨道交通各经营主体提供行为规范、基本准则和行动指南,并为广大乘客制定安全乘车的行为依据。政府规制作为政府的一种治理工具,意味着政府通过制定特定规则约束企业经营者的经营行为,也就是要约束因为个人利益最大化动机的过分膨胀而导致他人与社会公众安全利益受损。 在保证轨道交通安全问题上,政府的作用应当进一步加强,要根据需要和可能不断推进政策创新,保证公共产品供给的安全性。 2轨道交通安全的生产力特性思考 安全不仅仅是一种技术物态和条件,还是一种具有经济效益的活动,是通过对投入的人力、物力和财力,进行合理组织、控制和调整,以减少事故和降低事故损失,达到人、技术、环境的最佳结合,间接促进了经济增值的一种活动。安全活动既具有自然属性,又是在一定的社会生产方式下进行的有目的的活动,它在遵循自然规律的同时,还受到社会生产关系的影响,因此,安全具有生产力的特性。 生产力是生产能满足人类需要的有用物品的能力。轨道交通安全具有生产力特性,一方面是指它体现了一定的社会关系和经济关系,具有一定的社会和经济属性,由于轨道交通安全涉及到社会的方方面面,已成为影响社会生产力发展的一个重要因素;另一方面轨道交通安全状况受生产力发展水平的制约,从一定程度上讲,轨道交通安全程度是一定生产力发展水平的标志。 生产力是由人的要素和一系列物的要素结合而成的有机体系,轨道交通安全也是受到人、车辆、机电等人的和物的因素的作用。近年来,国内外轨道交通事故分析证明,这些因素是导致轨道交通事故发生的主要原因。 从人的因素看,既有因乘客未遵守安全乘车规则所导致的事故,也有因为工作人员职责疏忽而引发的险性事故。从物的因素看,车辆、轨道、供电、信号等故障都可导致事故的发生。 生产力反映的是人类的劳动能力,生产力的发展归根结底是人类劳动能力的发展,是人类科学知识、实践经验、操作技能和社会结合能力不断累积和提高的结果,因而人是生产力中的首要因素。 统计表明,几乎每一起重大事故都与工作人员的基本素质有关,所以抓运行安全首先要抓对工作人员的教育和培训包括法制教育,技术教育,安全教育和职业道德教育,使工作人员牢记“安全第一”的运营准则,任何时候都不能心存侥幸和麻痹大意。 迅速的反应和正确的措施是处理紧急事故和灾害的关键,只有增强员工对突发性事件的应急处理能力,才能把事 故与灾害造成的人员伤亡和财产损失降到最低限度。为了保证轨道交通运营安全,除了加强对员工的安全思想教育,还必须进行事故应急处理模拟演练,逐步提高各有关专业和工种工作人员的应变能力、协同配合能力和对事故的综合救援能力, 达到锻炼员工队伍的目的。 为了提高轨道交通的运营安全和运输效能,提高生产力水平,还必须抓住其他车辆、轨道、供电、信号设备等一系列物的因素,因为这些因素都直接关联到列车的安全运行,必须引起建设和运营企业的高度重视,采取相应对策。 生产力的发展归根结底是人的能力的发展,而人的能力的发展又归根结底是科学技术的发展。科学通过革新生产工具和生产技术、扩展新的劳动对象、提高劳动者素质和促进管理的科学化等多种途径,被运用于生产过程,形成现实的生产力。在科学技术日新月异的现代社会,生产力的发展越来越多地取决于科学水平和技术进步,取决于科学技术在生产上的应用。 “科学技术是第一生产力”,它的作用渗透于轨道交通安全的每一个要素,离开了现代科学技术的综合应用,安全运营就不可能得到强有力的保证。首先要用科学技术促进人员素质提高,用科学的理论和正确的思想观念教育广大员工,使他们掌握科学的管理方法和工作方法,掌握岗位所需的科学知识和技能。其次要提高车辆等装备的科技含量,用新技术、新设备提高运营系统的可靠性和安全性。其中采用自动化程度高、安全性能好的系统设备,是提高运营系统安全性的重要基础。现代城市中,地铁是人流最为密集的公共场所之一,其可靠运行是地铁安全运营的前提条件。把这些机电设备纳入统一的智能化的管理,通过自动化系统对这些设备进行科学高效的监控管理,是确保地铁内安全的关键因素。 3轨道交通安全的资源配置特性思考 满足人类欲望的物品可分为“自由物品”和“经济物品”。“自由物品”是指人类无需通过努力就能取用的物品,如阳光、空气等,它的数量是无限的;“经济物品”是指人类必须付出代价方可得到的物品,即必须借助生产资源通过人类加工出来的物品。相对于人的无穷无尽的欲望而言,“经济物品”或者说生产这些物品的资源是不足的,稀缺的。从经济资源稀缺性的事实出发,就产生了资源配置的问题。 轨道交通安全属于“经济物品”,它是通过政府、企业、乘客和车辆、轨道、控制系统等一系列因素相结合而生产出来的。社会资源是有限的,社会对安全的投入受到客观经济水平的限制,它的数量不是无限的,如何在有限的安全投入下,获得最大的安全效益?这使轨道交通安全具有了资源配置的特性,即必须在现有的条件下,通过资源的合理配置,最大限度地增进轨道交通的安全,实现最优化。 安全资源配置是安全活动与安全产品生产之间的资源配置比例和安全活动各环节之间的资源配置比例问题。可以这样认为,轨道交通的设计和建设属于安全产品的生产,而轨道交通的运营则属于安全活动。 一方面,在一定时期可控资源是一定的,这些资源一部分配置在产品生产上,另一部分配置在安全活动上。产品生产与安全活动之间的资源配置比例决定着生产与安全之间能否协调统一,决定着轨道交通安全所能达到的广度和深度。所以,在安全资源配置总量一定的情况下,安全资源配置问题首先要解决多少资源配置在产品生产上、多少配置在安全活动上,安全资源配置应该以最优化作为配置效率的标准,以实现安全产品生产与安全活动的协调统一。 过去,政府或企业抓轨道交通安全基本不介入轨道交通建设项目,只是在投入运营后承担起安全监管或实施工作,将安全资源倾力投在运营中,这是不合理的配置方式。实践证明,运营环节能否正常和安全,和前期的方案论证、设备和信号的选型、以及设计和施工环节具有前因后果的关系。因此,在轨道交通建设、开通运营过程中,要充分发挥“一体化”经营的优势,在设计、建设、运营中,有效实现安全资源的合理整合,通过运营部门全过程参与新线的设计、建设和调试,将运营现场的经验与实际问题带到设计工作中,使设计充分考虑运营安全的需要,将安全的关口前移到设计、建设阶段,把对事故的事后的弥补转变为事前的主动控制,使安全资源在安全产品生产和安全活动中得到合理配置。 另一方面,安全活动各环节资源配置的规模、结构,决定着安全活动成效和安全保证程度的高低。轨道交通运营企业是安全活动的主体,在市场经济条件下,企业是独立的市场经济主体,同时也是运营安全的责任主体,经济效益和安全保障共处企业体系中。企业必须明确和落实相应的权利、责任和义务,对安全活动各环节进行合理的资源配置,进行统筹考虑,按照轻重缓急合理使用资金,及时满足各项安全需要,提高运营设施设备完好率和安全可靠性,使有限的资源在安全活动的各环节中处于最佳均衡状态,提高安全活动的成效。 探索和研究城市轨道交通安全的经济学问题,就是要寻求安全活动的最佳方式和有效途径,使安全活动和人的工作生活合理地结合,与经济发展相协调,实现[:请记住我站域名/]人、技术、社会三者的最佳安全效益 城市轨道交通论文:城市轨道交通工程项目成本管理及措施 一、城市轨道交通工程项目成本管理的具体内容 1、成本管理的组成 在交通工程的施工项目管理当中,所涉及到的成本管理在一定程度上就是成本报告,成本资料整理,反馈分析,成本核算,实际支配以及成本预算等构成的。成本的管理是城市轨道交通工程项目管理的优秀,每一个单项的工程,在使用的费用方面都是项目的成本所制约的。 2、成本管理的程序 在成本管理方面,要有程序,有步骤的开展。在城市轨道交通工程项目工程当中要先开展成本预测流程,让商务部门的造价人员以及项目经理等人员一同商议。接着在目标成本的编制方面要由有关的管理部门决定,然后将其备案成册,根据预算的规划开展实施的流程。然后,城市轨道交通工程项目中的每一个部门,包含:工程,生产,商务,财务部门要以目标成本作为依据,妥善的开展支出的规划。在最后的流程中,利用所反馈的工程信息,开展交通工程的成本考核,按照真实的状况合理的对项目成本进行控制。 二、对城市轨道交通工程项目的成本管理产生不利影响的因素 1、人为因素 最重要的因素就是人为因素,是因为交通项目自身的特征所制约。城市轨道交通工程项目管理当中,施工的管理者以及施工的工人,在进行成本管理方面会存在着相应的差异,是因为施工管理者和施工工人,在认知交通施工成本的意识上,是不够具体的。以主观意识的角度来分析,会产生不利的影响导致实际的操作进程中产生纰漏。例如:由于人为的原因而导致的交通工程质量或安全事故。在施工过程中的允许偏差数据控制不严。在管理物资的采购方面,因为人为的管理方面所产生的纰漏,而导致成本逐渐失控以及原材料的不断浪费现象等。体现出的这些状况基本都是人为的因素而导致项目管理方面产生不足,对城市轨道交通工程项目自身的成本控制有所影响。 2、时间因素 城市轨道交通工程项目成本被时间因素所制约的不利影响,具体所指的是为了可以符合规定时间,对工期目标实现或者完成合同工期,所利用的对策,也就是使用人员增加,工程设备的增加以及加班等方式,而造成的费用。交通工程的项目自身一般会设置相应的施工时间,在施工项目自身还会存在一定程度的技术性要求。在城市轨道交通工程项目的实际施工过程中,有效的对施工工期进行安排,对施工的质量严格关注,才可以将项目施工的成本合理降低,比如:混凝土浇筑工程,混凝土其硬化强度要根据气温和混凝土特性,需要一定的时间,否则,要加大模板及支撑的投入。随意的赶进度,赶工期,会将一些额外的费用开支有所增加,自然就会对项目成本有所增加。 3、管理因素 所谓管理因素是和人为因素分不开的,管理因素中所蕴含的制度方面能否完善,健全;其中的执行过程和有关规定是否相符;顺利的工程进展是否实现;责任的管理是否能够明确以及实际操作方面是否对安全生产,和工程质量造成影响,在一定程度上都会让管理因素影响到成本控制。 4、设备因素 城市轨道交通工程项目在进行正式建设的阶段,材料和设备是必须要对其投入的,并且还是对工程项目的成本有所影响的优秀成分。材料和设备自身的质量,会对设施和设备的高速运行,直接产生不利的影响。并且,针对设备的操作方面,施工人员在技术的把握程度上,对设施和设备的高速运行也一样会产生不利影响。所以,设备如果能够正常的高速运行,才可以让项目的成本保证有效的降低。 三、对城市轨道交通工程项目的成本管理有所提升的对策 1、非生产性开支管理要加强 管理非生产性的开支,一定要将合理的报销,审批以及管理程序建立健全。要和项目自身有所融合,对机车修理,招待,办公以及小车油料等费用的需求,开展较为严谨的控制措施。例如:小车油料费用方面,需要按照不同的路况以及不同的车型,拟定相对适用的油耗标准,合理的对油料进行控制。如果在开支方面产生超标的现象,就一定要对超支的详细原因系统分析,并且要在第一时间将改进和控制的方式提出,同时,拟定相对恰当的对策,让类似的事件在产生的频率上能够得到避免。 2、低设备保养和维护的重视程度要提升 城市轨道交通工程项目一般情况下,要对大型的机械设备以及大量的重型设备合理配置,将设备的性能保持良好,才可以将城市轨道交通工程项目中的施工时间以及施工质量得到保证。所以,对管理设备方面一定要加强,对设备的基本维护工作要绝对重视。维护设备的阶段,一方面可以将设备的施工期限延长,另一方面还可以将设备中所存在的潜在问题挖掘出来,让使用当中所产生的故障现象可以获得极大程度上的避免,从而让施工进度可以得到维护。维护设备的具体流程,不但要对设备保养方面进行妥善维护,还要投入较大的资金在维护设备方面,在第一时间对问题的部件进行更换。 3、对城市轨道交通工程项目中的成本管理加强 对城市轨道交通工程项目成本控制的强化,要将成本管理体制建立成为完善,规范,统一的模式。在城市轨道交通工程项目的具体施工阶段,其中所涉及到的项目经理有必要针对全部的工程项目,开展适当的成本控制,生产的管理人员一定要按照施工的主要规划,对不同的施工任务单,材料限额领取单开展较为严谨的控制方式。对城市轨道交通工程项目的成本控制中,较为重要的环节是加强项目材料的管理,所以,在交通项目分项工程结束的时候,必须开展细致的工程验收,对人员的实际消耗以及材料的真实消耗充分核对,要让施工任务单以及材料限额领取单能够确保结算的准确度。另外,在采购原材料方面也要将成本控制坚持到底,交通的原材料上因为存在着一定的特殊性质,一方面会由于市场的波动而造成不利影响,另一方面还会受到地方保护,标段竞争以及其他相关的原因而导致价格的波动,所以,在材料采购过程中要具备相关的市场意识,可以合理的对市场活动进行掌握,拟定较为有效的采购原材料对策,在可以对产品质量保障的条件下,采购的最佳材料是具备性价比较高特征的材料。 4、使用优秀先进的技术对施工过程中进行管控 选择有经验的,责任心强的优秀技术人员,利用现代的高科技软件和精确的测量工具,在满足设计和规范要求的前提下,在偏差允许范围内控制长度和间距。认真熟悉设计施工图中的材料及构配件几何尺寸和模数,根据构造和使用功能,对轴线和各标高严格控制;主体结构的平整度严格控制,抹灰厚度不超标;室内的混凝土结构模板采用清水模。 5、交通项目施工的管理成本需要灵活的确定 在确定了项目目标的成本之后,交通 企业要按照实际的合同内容,分层次的配置责任权限,每一个级别的作业班组和项目经理之间,要将自身的责任有所明确,并且对有关的责任合同正确签订。每一个级别的作业班组有必要细致的对每一天的施工工??做好,对施工日志做好记录,利用日志内容真实的将施工成本和工作进度反映出来。项目经济要对每一个班组的支出费用差距以及项目进度指标,定期形式的核查,同时对作业班组的实际目标以及成本费用,细致的分析其脱离的程度,将施工的责任人以及问题的根源搜寻出来。 结束语 成本控制是城市轨道交通工程项目中非常重要的组成部分,将城市轨道交通工程项目中的成本控制贯彻落实,就能够将管理水平提升,将经营管理有所改善。 城市轨道交通论文:城市轨道交通工程如何做好施工管理工作 一、城市轨道交通工程开展施工管理工作的必要性 在我国的许多城市,为了解决城市交通拥堵问题,兴建城市轨道交通工程已经成为了发展的必然。考虑到城市轨道交通的重要性,我们在施工过程中,必须要保证工程质量和安全性,为了达到这一目标,就要积极开展施工管理工作。从目前城市轨道交通工程来看,开展施工管理工作是十分必要的,其必要性主要表现在以下几个方面: 1、为了满足整体工程质量,必须开展施工管理工作 城市轨道交通工程在兴建的过程中,需要协调多个施工环节和管理部门,整个工程施工难度很大,涉及到的质量控制点也非常多,要想保证整体工程的施工质量,必须开展施工管理工作。 2、为了满足整体工程的安全性要求,必须开展施工管理工作 城市轨道交通工程涉及的施工环节多,在施工过程中特别要注意安全,如果工程施工过程中出现安全问题,那么将会对整体工程造成极大的影响。所以,出于保证整体工程安全性的要求,我们必须开展施工管理工作。 3、为了保证整体工程有序进行,必须开展施工管理工作 由于城市轨道交通工程施工程序多,整体工程相对复杂,所以在工程施工中必须要保证工程按照计划程序进行,保证工程的有效性,所以,要想保证工程有序进行,我们必须开展施工管理工作。 二、做好城市轨道交通工程施工管理工作具体措施 通过对城市轨道交通工程的实际过程研究后发现,其施工管理工作主要有以下具体措施: 1、城市轨道交通工程要明确施工管理的定义和特点 在城市轨道交通工程施工过程中,施工管理的定义是指施工开展中,施工空间、时间、安全防护以及配合资源的管理组织和安排,如施工计划管理、现场施工组织管理等。施工管理的特点主要表现为以下几点:(1)施工管理贯穿于整个城市轨道交通工程中,(2)施工管理是整个施工过程安全有效运行的基本准则,(3)施工管理在城市轨道交通工程中起到了有效指挥、全面管理的作用,(4)施工管理是整个城市轨道交通工程能够满足相关要求的重要手段和保证。由此可见,城市轨道交通工程要想取得预期的建设效果,就要积极开展施工管理工作,要以施工管理为主要手段,全面推进城市轨道交通工程的有序进行。 2、城市轨道交通工程要明确施工管理模式和管理内容 在目前的城市轨道交通工程的施工管理中,通常会选择项目经理负责制的管理模式。一般会先成立工程施工项目经理部,然后按照项目经理部的职责,组建整个管理体系,通过项目经理管理体系,划分并明确施工管理职责,通过具体的管理层推动工程项目的全面施工。这一管理模式的优势在于可以明确职责,保证施工管理质量。城市轨道交通工程施工管理的主要内容是对工程施工过程中的所有工序进行全面有效的管理。主要包括土建施工部分、电气施工部分,设备安装部分。在这几部分施工中实行施工管理,不但促进了工程质量的可靠提高,还保证了工程整体的安全性。因此,城市轨道交通工程的施工管理具有重要意义。 3、城市轨道交通工程要做好施工管理计划工作 由于城市轨道交通工程涉及的环节多,因此整体工程非常复杂,要想保证工程的有序进行,就要对整体工程进行全面的规划,而施工管理计划工作正是满足这一目的而产生的管理方式。在目前的城市轨道交通工程中,施工管理计划成为了施工管理过程中的重要组成部分,并在施工管理中发挥了积极作用。施工计划主要分为:时间计划,其中包括季度计划、月计划、半月计划、旬计划、周计划、日计划、临时计划。作业区计划:正线轨行区计划、车站内计划、车厂计划。作业性质计划:影响行车的计划、不影响行车的计划、影响客运服务的计划,不影响客运服务的计划等。施工计划的主要要素包括:施工单位、施工日期、时间、施工内容、施工区域、施工防护、施工配合。 4、城市轨道交通工程要做好工程列车的组织工作 在城市轨道交通工程的施工管理中,工程列车的组织工作是一项重要内容。工程列车的主要作用是辅助施工,其种类主要包括:(1)内燃机车:车厂调车(客车)、救援以及配合牵引平板车作业,(2)轨道车:配合牵引平板车作业,(3)作业车:接触网作业车、轨道检测车、接触网检测车,(4)平板车:普通平板、带吊臂平板。工程车组织的目标是为了安全有效配合作业,工程车组织的原则要满足以下要求:(1)工程车必须符合线路的车辆限界,(2)工程车可以牵引,也可推进运行,(3)工程车运行凭信号、行调命令、行车凭证或调车方式运行。由此可以看出,我们在施工管理过程中,要做好工程列车的组织工作。 三、城市轨道交通工程中施工管理起到的积极作用 从目前城市轨道交通工程的实际施工过程来看,施工管理对整个施工过程起到了积极的促进作用,其作用主要表现在以下几个方面: 1、施工管理促进了城市轨道交通工程的有序进行 施工管理在整个城市轨道交通工程施工中,起到了规范和指导作用,使整个城市轨道交通工程的施工过程有制度可依,保证了整个工程的施工秩序,使整个施工过程能够实现预期目标,完成预期的工程量和施工任务。 2、施工管理保证了城市轨道交通工程满足各项施工指标 施工管理的主要作用是提高工程管理效率和管理质量,切实促进城市轨道交通工程各项施工指标的实现,使城市轨道交通工程的整体质量和安全性均达到标准要求。因此,我们要明确施工管理对城市轨道交通工程的积极作用。 3、施工管理提高了城市轨道交通工程的整体施工效率和有效性 在城市轨道交通工程中开展施工管理工作以后,整个工程保持了良好的施工秩序,各项施工程序有条不紊的进行,满足了整个工程施工的需要。从作用上来看,施工管理出了保证工程的有效性之外,还对提高整体施工效率和有效性有着积极影响。 四、结论 通过本文的分析可以看出,在城市轨道交通工程中开展施工管理工作是十分必要的,施工管理对于保证整体工程各项指标的实现,促进工程施工指标的完成,提高整体施工效率和有效性均有重要作用。因此,我们要明确施工管理工作的要点,在城市轨道交通工程中,努力做好施工管理工作,促进整个工程质量和安全性的提高。 城市轨道交通论文:西部城市轨道交通系统发展对策研究 摘要: 本文探讨了西部大中城市轨道交通系统今后的发展趋势,在分析了城市轨道系统对地方经济和环保的积极作用的基础上,提出了西部大中城市根据市场需求和经济技术能力,在适当时间开展城市轨道交通系统的建设的对策,并提出了进行城市轨道交通系统建设应具备的条件,分析了拟建轨道交通系统城市应做的前期准备工作。本文旨在为拟建城市轨道交通系统的西部各城市探索新的思路,推动我国城市轨道交通事业健康发展。 关键词:城市轨道交通 工程 决策 规划 1. 前言 我国自1964年开始修建北京地铁一期工程以来的37年,已在天津、上海、广州和香港等特大城市建成运营线路136.4km,以上各城市和新开工的深圳、南京和重庆,在建城轨线路里程超过100km。作为大容量的城市快速交通工具,城轨系统的出现为缓解日益紧张的城市地面交通、引导城市布局合理发展、拉动地方经济、改善城市环境和环保各方面都显示出巨大作用。与已建城轨系统的城市相比,拟建城轨系统的城市多在西部,各城市在城市总体规划、资金筹措、人才储备和工程准备等方面尚存在诸多问题。一方面,不少城市迫切需要缓解城市交通状况,具有建设城市轨道系统的必要性;另一方面,各城市在基本建设条件尚不明确的情况下进行项目的申报,项目立项较困难。此外,拟建城市城轨交通系统的城市还需要进一步明确项目报批和应做的准备工作,一旦时机成熟,随即启动城轨项目的建设。本文将重点讨论建设城轨交通系统应具备的条件和西部城市如何开展工程建设的前期准备工作,与各位同仁共商如何推动我国城市轨道交通的健康发展。 2. 城市轨道交通系统对西部城市经济和环保的推动作用 随着我国国民经济的持续高速发展,提高城市化率、促进社会经济发展和提高人民生活水平是中国现代化的新进程。但由于在观念、人力资源、地理条件、工业基础、通讯、能源和交通方面的差异,西部各大城市的经济可持续发展与城市交通和环保的矛盾较沿海发达城市更加突出。西部大城市作为区域政治、经济、金融、通讯和交通的的中心,其优秀的凝聚作用和对周边中小城市的辐射作用更加明显。由于需求和供给的严重失衡,造成了西部城市在经济可持续发展后续无力的局面。一方面,西部大城市人口和地方经济的高速发展与发展相对迟缓的城市交通的矛盾日益突出,人和机动车出行困难给地方带来的直接和间接经济损失总量较大,交通事故不断增加,日益增多的机动车废气、噪声和粉尘等环境污染,严重地制约了地方经济的可持续发展。随着市民对生活品质的要求提高和公众环保意识的加强,市民更加关注城市布局的合理发展和生态环境的不断改善。另一方面,由于西部各城市的经济实力明显不及沿海城市,财政收入和可供用于基础建设的资金非常有限,作为大型公益性基础建设,城市轨道交通项目的启动困难重重。 目前我国正处在持续高速发展阶段,西部城市发展空间巨大,亟待解决经济可持续发展与生态平衡、交通需求旺盛与道路严重不足、城市形象提升要求与城市布局不尽合理之间的矛盾。城市轨道交通系统作为城市客运交通工具具有安全、舒适、快捷、准点、容量大、乘客面宽等多种优点,是提升城市形象、缓解城市交通状况和改善生存环境的有效手段。大量研究成果表明[2],轨道交通对改善城市生态环境有显著作用。与其他地面机动车辆比较,城市轨道交通的能源消耗仅为17.4%,人均CO2排放量仅为21.7%,人均噪声污染仅为53.3%,人均每千米资金投入也低于其他交通系统。此外,已建城轨系统城市的实践表明,作为城市基础设施的投入,城市轨道交通系统的兴建对促进城市布局合理发展和拉动地方经济有着十分明显的推动作用。 3. 城市轨道交通系统建设应具备的基本条件 近年来,除城轨已建和在建的城市之外,不少西部城市表示了建设轨道交通系统的意愿。由于城市轨道交通属于大型公益性建设项目,项目投资量大、建设周期长、直接回报低,不可能大规模在各城市建设。所以,有必要研究建设城市轨道交通项目的基本条件,以便各拟建城轨交通系统的城市在进行项目决策时做到心中有数,避免盲目启动,这对于拟建城轨交通系统的西部城市尤为重要。 在社会主义市场经济的今天,城市轨道交通项目的建设应遵循市场规律,也就是实现需求与供给的平衡。这里的需求就是当地的城市规模和交通量是否达到一定的尺度,而供给则是指该城市是否具备修建城轨系统的能力。具体地说,一个城市是否应当建设城轨交通项目,应从城市发展的需求、经济技术能力和社会经济效益三方面来综合考虑。鉴于此类项目的社会效益和国民经济效益已十分明显,在项目评价中难以做到客观、合理的量化评价,在此不作深入分析。在收集我国主要城市国民经济和交通状况数据的基础上,我们选择具有代表性的主要指标,采用定性分析和定量测算相结合的方法,从市场需求和建设能力两个方面进行综合分析和评价,提出关于城市轨道交通项目决策的建议。 3.1 市场需求分析 一个城市是否应该建立轨道交通系统,首先取决于城市的需求状况,而城市对轨道交通的需求是多方面的。一般来讲,市区总人口、市区人口密度、建成区面积、道路长度、道路用地面积、人均道路面积、路网密度、道路面积占用地面积的比率、机动车总量、非机动车总量、居民日出行总量、人均日出行次数、单向高峰小时客流量、总交通负荷及城市交通发展规划等都是衡量需求的指标,但是,用全部指标进行评价,不能很好地突出主要需求,也不具备可操作性。 研究表明,一般来讲,市区人口超过100万人,人口密度达到1000人/平方公里,人均道路面积不足10平方米/人,预测单向高峰小时客流量超过1万人次,城市的交通矛盾就十分突出,对轨道交通系统的需求较为迫切,具备建设的必要性。上述指标作为评价城市轨道交通需求的主要因素具有一定的代表性。 3.2 经济技术能力分析 城市轨道交通的实现,主要取决于城市的经济实力和行业的技术水平。其中,城市经济实力是最重要的约束条件,对轨道交通这类社会公益性项目的实施起着决定作用。我们认为,城轨交通待建城市的GDP、人均GDP、财政收入和城镇居民人均可支配收入等指标,能较好地综合反映城市经济发展水平和潜在的经济能力。 3.3 综合评定方法探索 为了给各城市在对城轨项目的进行决策时提供参考,充分体现项目决策的科学性,我们以国家统计口径提供的数据源为依据,以科学性、客观性为主,突出重要性,兼顾可操作性,选择十个主要指标建立城市轨道交通建设条件的评价体系,提出两种综合评定方法。 极限评定法是给出每个指标的最低或最大限值,作为评定城市轨道交通建设的必备条件。项目只有同时满足十个指标的极限值,城市才具备建设城市轨道交通系统的条件。这种方法的优点是简单和明确,便于操作,缺点是难于完全真实地反映城市综合情况。 综合评定法是从城市建设发展的需求和经济技术能力出发,以城市现状和国家年度统计数据和政策性文件为依据,对10个主要评价指标进行加权评价。这种方法原则上能较好地反映城市的交通需求与经济实力,但权重系数的选择往往难以做到公正和客观。 为了给城轨交通系统待建城市提供科学和操作性较好的评价指标,参照国家有关规定和结合城市轨道交通行业的特点,经研究,我们推荐极限评定法(见表1),并给出了量化指标的推荐值。通过对我国主要城市1999年统计数据的调查、分析和测算,在建城轨系统城市的各项指标均达到要求,部分待建城市的各项指标也满足要求。我们认为,这一指标体系既有一定的科学性,又有一定的可操作性。希望该评价体系对城轨系统待建城市在项目决策时具有一定的指导作用。 城市轨道交通论文:城市轨道交通高架桥选型的探讨 提 要: 上海地铁二号线东西延伸段、莘闵轻轨交通线,西安地铁等工程,系统探讨了城市轨道交通高架桥在选型上应考虑的方面和因素,并结合具体工程项目,对高架桥的梁部结构及墩柱的各种型式做了详细介绍,给出了选型的参考性方案。 主题词: 城市轨道交通;高架桥;梁部结构;桥墩;伴随着我国城市化进程的迅速发展,和中央开发大西北战略的确定,城市交通系统等基础设施的建设已成为优先实施的基本任务之一。城市交通系统中,除公共汽、电车外,主要有地铁和轻轨系统。我国许多大城市,除公共汽车、电车系统外,地铁和轻轨系统为数不多,亟待建设。 人们通常主要根据客运量和建设资金来选择修地铁或轻轨, 但由于地铁建于地下造价实在太高, 现在, 人们更倾向于将尽可能多的地铁建于地面上。修于地面上的地铁同轻轨一样, 土建结构大部分为高架桥。高架桥的选型和设计, 是当前桥梁工程师进行研究和实践的主要任务之一。 1、影响高架桥选型的主要因素高架桥选型主要包括梁部和墩柱的选型, 基础虽受梁部和墩柱型式的一定影响, 但主要还是由地质情况确定, 比较单一; 选型时主要考虑景观、经济、功能、施工、占地和工期等几方面。 1. 1高架桥应与周围城市景观保持一致鉴于高架桥作为城市的永久建筑, 人们期望其会成为城市的一道美丽的景观。但由于高架桥长、窄、平的特点, 要想达到此目标实际上非常困难, 而且将城市的着眼点过多吸引在高架桥上也并不可取。笔者以为高架桥在造型上应以简洁为基本原则, 采用融和法和消去法, 使之从属于城市环境。如上海, 道路用地范围窄, 两侧高楼林立, 宜使桥梁造型柔和, 色彩暗淡, 弱化视角效果; 如西安和兰州, 道路两侧视野比较开阔, 宜采用有力度感和色彩鲜艳一些的造型, 引起人们的注意。 1. 2高架桥应与当地人文景观相互和谐高架桥的造型,除了考虑与周围环境景观的一致外,还应重视当地人文景观的和谐。由于我国幅员辽阔,历史悠久,每个城市都积累了深厚的、富有地域性的人文文化特征, 在高架桥的造型上选型上,必须充分注意这种差别,比如,对江南城市和西北城市的造型就不宜采用同一型式。对于江南城市, 如上海, 可采用斜腹板箱梁, 配以独柱矩墩(采用大圆弧倒角)或双柱圆墩,以体现江南的轻巧柔和; 而对于西北名城西安或兰州, 则可采用直腹板箱梁, 配以独柱矩墩(不倒角),以体现西北豪爽刚直的文化氛围, 如图1:1. 3 高架桥在经济上应节约高效经济指标是确定高架桥型式的主要因素,它通常最主要是在纵向上限制桥梁跨长, 这也是桥梁在美观上受到限制的一个主要因素,因为大跨度更易体现桥梁的轻盈。经济指标一般具体体现在以下几方面:1)经济跨度:经济跨度一般与地质情况和规模化生产有关。如采用箱梁梁型、支架现浇法施工,对于上海,经济跨度在30 m 左右;而西安则为25 m 左右。 (2) 结构体系:结合城市轨道长的特点,采用连续结构要比简支结构经济。如(3×30) m 连续箱梁结构(3) 梁型:通常梁型越美观,造价也越高。如弧形外要比3 孔30 m 简支梁结构便宜约5~ 10% .当然,连腹板箱梁要比直斜腹板的造价高。续结构要比简支结构在设计和施工上都要复杂一些。 a 上海市高架桥造型参考方案 b 西安市高架桥造型参考,高架桥造型参考方案 1. 4高架桥施工应力求先进、快速现在,我国高架桥通常采用现浇法施工,比较落后。这主要是由于我国当前仍存在许多诸如运输、架设设备方面的问题,无法采用预制吊装法施工。比如,对于L p= 30m 的简支箱梁,双线每孔重约320 t,单线时约150 t,我国现阶段均无适合的运输、吊装设备。 但由于无碴轨道结构对桥梁变形的要求,为减少梁部结构的收缩徐变变形,一般控制承轨台施工与桥梁施工的时间间隔不小于一定数值,如L p= 30m 简支梁,一般为90 天。为便于合理安全施工顺序以缩短工期、工厂规模预制以降低造价和减少施工期间对周围居民噪音影响等,宜采用先进的预制吊装法施工。随着我国时速达250 km /h 的秦沈客运专线的启动,铁路系统已在1999 年研究成功了M Z32 移动模架造桥机、3BM 2600 型架桥机和420 t 胎式箱梁运输车等专用设备以及相关施工工艺和方法,笔者相信,随着城市轨道交通的发展,这些设备和方法也会转向高架桥的建筑方面。 2、高架桥梁部结构型理论上可采用和国外已采用的梁部结构型式有: 槽形梁、下承式脊梁、T 梁、板梁和箱梁等。 2. 1 槽形梁: 桥梁建筑高度低, 便于城市道路间立体交叉, 压低线路标高, 节约总投资; 且两侧主梁可兼起防噪屏作用, 景观程度很好。但需布置多向预应力钢筋。施工复杂, 进度慢, 造价较高, 且设计、施工经验少。 板梁:桥梁建筑高度较低,每线采用两片或四片空心板梁,受力清晰,设计、施工经验相当成熟。但各片板梁间铰接,整体受力性差;经济跨度一般在16~ 20 m,较小,景观性差;梁高较低,相应刚度较小,梁部后期收缩徐变较大,不利于轨道交通线路轨道调高要求;按常规预制、吊装施工时,也只能用于20 m 以下的小跨度。 箱梁:桥梁建筑高度适中,工程量较省;适用性好,既可作为区间标准地段,也可用于曲线、变宽、出岔地段;整体受力性好;外观线型流畅、美观;设计、施工程数量为:混凝土, 0151m立方米;预应力钢筋,31kg; 钢筋,经验成熟,对的传统的现浇法施工积累有丰富的经验。、 综上, 笔者推荐高架桥桥梁部采用箱梁型式, 现由如下: (1) 箱梁的闭合薄壁截面刚度大, 整体受力性能好, 对于斜弯桥尤为有利。箱梁顶、底板具有较大的面积, 可有效地抵抗正负弯矩, 并满足配筋要求。箱梁具有良好的动力性能, 收缩变形数值小。 (2) 箱梁截面外形简洁, 底面平整光洁, 线条流畅, 景观效果优异。 (3) 箱梁既适于中、大跨, 也适于简支和连续结构, 更适于各种地段, 如直线段、曲线段、出岔段和变宽段等, 便于同一条线路上减少桥梁类型。 (4) 箱梁具有相当成熟的设计、施工水平和经验。当前的现浇法施工虽有不足, 但尚可以克服, 如使预应力钢束锚固于梁内而不锚固与梁端, 从而可以同时开始多个工作面施工等, 而不致影响整个工程的进度。 (5) 从可持续发展角度看, 箱梁只要解决了大吨位的运输、吊装设备的研制和相关施工工艺问题, 即可实现工厂化、规模化生产, 经济指标将会大幅下降。 3、高架桥墩柱型式墩台基础除应有足够的强度和稳定性, 避免在荷载作用下的过大位移外, 其造型应能使上下部结构协调一致, 轻巧美观, 与城市环境和谐、匀称。在墩台选型上, 其一般服从梁部型式, 此外, 也受占地、道路、通视等的限制。通常有:T 形墩、倒T 形墩、Y 形墩、单柱墩、双柱墩等基本型式 3. 2 倒T 形墩: 主要适于单箱单室箱梁和脊梁等梁部支承点相距稍远的梁型。特别是对于外腹板微斜的箱梁, 如墩高适宜, 则可使梁的腹板和墩的边线斜度一致, 使上下部浑然一体, 造型美观。但该墩受力上较合理, 材料有浪费, 投资增加; 在墩高相差较大时, 整体造型不易协调。 3. 4 单柱墩:主要适于单箱单室箱梁和脊梁等梁部支承点相距较近的梁型。特别是对直腹板箱梁,可使箱梁底宽同墩横向宽度一致,从而使上下部浑然一体,显得挺拔有力度,对墩高的变化适应性极强。受力合理,材料较节省, 施工方便。 3. 5 双柱墩: 适于各种梁型, 用于多线或出岔地段。承载能力及稳定性较强, 墩可以做得纤细, 材料利用率高。但对桥宽仅810m 左右的高架桥来讲, 造型显得不够简洁。综上, 为与箱梁配合, (2) 受力合理, 比较经济。 (3) 上地较少, 施工方便、快速。 (4) 适应性强, 既适于墩高差别较大的情况, 也由于横向刚度较大, 尤其适于曲线地段。箱梁与上述几咱墩型的配合效果, 4 对城市轨道交通高架桥选型的建议高架桥选型现阶段宜采用箱梁配以轻型墩台, 基础应根据地质情况确定, 施工采用现浇法施工。但需抓紧大吨位运输、吊装设备的研制开发和施工工艺研究, 以降低造价; 同时也需对槽型梁和下承式脊梁的研究投入一定精力。 城市轨道交通论文:城市轨道交通供电系统的中压网络研究 摘要:本文从城市轨道交通供电系统的功能、构成、以及系统的外部电源方案等方面对城市轨道交通供电系统进行了简述。在此基础上引入了城市轨道交通供电系统中压网络的概念,中压网络有两大属性:一是电压等级,二是构成形式。同时结合国家中压配电现状及发展趋向、国内城市轨道交通中压网络现状及发展思路、以及不同电压等级的中压网络的特点,对中压网络的电压等级的特点进行了综合比较,并对其构成进行了系统分析。最后提出了一种新型接线方式-20kV牵引动力照明混合网络。 关键词:牵引动力照明混合网络 城市轨道交通 供电系统 中压网络 一、供电系统的简介及中压网络的概念 1、城市轨道交通供电系统的功能 城市轨道交通供电系统,担负着运行所需的一切电能的供应与传输,是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。 城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷,二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电,诸如:通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。 在上述用电群体中,有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷;有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准,而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求,以使其发挥各自的功能与作用。 保证电动客车畅行,安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客,是供电系统的根本目的。 2、供电系统的构成 根据功能的不同,对于集中式供电,城市轨道交通供电系统可分成以下几部分:外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电,城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分:外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。牵引供电系统,又可分成牵引变电所与牵引网系统。动力照明配电系统,又可分成降压变电所与动力照明。 但在进行初步设计与施工设计时,为便于设计管理,供电系统往往被划分成:系统设计;主变电所设计;牵引变电所(或牵引降压混合变电所)及降压变电所设计;牵引网设计;电力监控系统设计;杂散电流腐蚀防护设计(注:动力照明随同土建一起设计)。 3、外部电源方案 城市轨道交通系统的外部电源方案,根据城市电网构成的不同特点,可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。 (1)确定外部电源方案的原则 城市轨道交通作为城市电网的特殊用户,一般用电范围多在10km~30km之间。城市轨道交通系统的外部电源方案,主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何种方式,应通过计算确定需要负荷之后,根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。 (2)集中式供电 在城市轨道交通沿线,根据用电容量和线路长短,建设专用的主变电所,这种由主变电所构成的供电方案,称为集中式供电。主变电所进线电压一般为110kV,经降压后变成35kV或10kV,供牵引变电所与降压变电所。主变电所应有两路独立的进线电源。集中式供电,有利于城市轨道交通供电形成独立体系,便于管理和运营。上海、广州、南京、香港、德黑兰地铁等即为集中式供电方案。 (3)分散式供电 根据城市轨道交通供电的需要,在地铁沿线直接由城市电网引入多路电源,构成供电系统,称为分散式供电。这种供电方式一般为10kV电压级。分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所均获得双路电源,要求城市轨道交通沿线有足够的电源引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北京地铁5号线等即为分散式供电方案。 (4)混合式供电 将前两种供电方式结合起来,一般以集中式供电为主,个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充,使供电系统更加完善和可靠。这种方式称为混合式供电。北京地铁一线和环线、建设中的武汉轨道交通工程、青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方案。 通过中压电缆,纵向把上级主变电所和下级牵引变电所、降压变电所连接起来,横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来,便形成了中压网络。 根据网络功能的不同,把为牵引变电所供电的中压网络,称为牵引网络;同样,把为降压变电所供电的中压网络称为动力照明网络。 中压网络有两大属性:一是电压等级,二是构成形式。 中压网络不是供电系统中独立的子系统,但是它却是供电系统设计的优秀内容。它的设计牵扯到外部电源方案、主变电所的位置及数量、牵引变电所及降压变电所的位置与数量、牵引变电所与降压变电所的主接线等。 二、中压网络的电压等级 1、国家中压配电现状及发展趋向 我国现行中压配电标准电压等级有:66kV、35kV、10kV。随着城乡电气化事业的发展,只有一种10kV作为中低电压的分界,显然已不能满足城乡配电网发展要求。 我国第一个20kV一次配电的供电区,已经于1996年5月在苏州工业园区投入运行。从前一段运行情况来看,其线损率大大低于10kV系统。 对于农村电网,从电源电压直接送到中压一次配电层,形成高压电源层──中压一次配电层──低压户内三级配电,可以简化电网、降低造价、减少线损、利于发展。采用20kV作为中压一次配电层,功能上可以替代35kV与10kV两个配电层,而造价上则与10kV设备差异不大。由此可见,20kV电压等级的这种特点,也适合于高密度负荷地区的城市电网。例如:早在1999年中电联供电分会发表的“北京电网实施城网建设和改造的规划原则”中表明:北京市区内电压等级按500kV、220kV、110kV、10kV(20kV)设计,其中新建开发区可选20kV电压等级。 2、国内城市轨道交通中压网络现状及发展思路 以往,因国家城乡电网中没有采用20kV这一电压等级,相应的开关柜等20kV设备,也没有跟上发展。在这样的大环境下,要在城市轨道交通工程中使用20kV电压级,是比较困难和不现实的。因而,国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用了35kV(若采用国外设备则是33kV)或10kV。北京地铁、天津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速轨道交通3号线的中压网络为10kV;上海地铁1、2号线的牵引网络采用了33kV,动力照明网络采用了10kV;上海地铁明珠线的牵引网络采用了35kV,动力照明网络采用了10kV;广州地铁1、2号线采用了33kV的牵引动力照明混合网络;南京地铁南北线一期工程、深圳地铁采用了35kV的牵引动力照明混合网络;武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。 然而,随着城乡电力消费的增长,发展城乡20kV配电网已提到议事日程上来。20kV是目前公认的具有发展前景的优选电压级。20kV开关柜、变压器、电力电缆等一系列设备,也完全实现了国产化。 近年已颁布的国家标准GB156—93中表明,20kV也是可使用的电压级。另外,已经完成送审稿的《地铁设计规范》中规定:地铁中压网络的电压等级可采用35kV(33kV)、20kV、10kV。因此,在我国城乡电网及20kV设备这个大环境,已经发生变化的情况下,在城市轨道交通中压网络的电压等级选用上,也应该拓宽思路,认真比较,优化选用。换言之,不能仅局限于以往的35kV(33kV)和10kV框框,应该认识到,20kV也是可用的,并已成为一个备选电压级。这是因为:城市轨道交通供电系统,尤其是集中式供电系统,与其他公用用户相比,相对独立,自成系统。无论从施工建设,还是运营管理、养护维修等均相对独立。从这个角度来说,城市轨道交通中压网络的电压等级不一定与外部电网电压等级相一致。实际上,上海地铁、广州地铁,已采用了国外的33kV设备,而我国电压等级是35kV,并非33kV。另外,象南京地铁、深圳地铁采用的35kV,也是这两座城市市区电网所要取消的电压级。换言之,在城市轨道交通中压网络电压等级与外部市网电压等级的关系上,是采用35kV还是采用33kV或者20kV,其性质和概念上是一样的。 3、不同电压等级的中压网络的特点 (1)35kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较大、距离较长;设备来源国内;设备体积较大,占用变电所面积较大,不利于减小车站体量;设备价格适中;国内没有环网开关,因而不能用(相对于断路器柜)价格较便宜的环网开关,构成接线与保护简单、操作灵活的环网系统;广州地铁、上海地铁已经采用。 (2)33kV中压网络,国际标准电压级。输电容量较大、距离较长,基本与35kV一致;设备来源国外,不利于国产化;国外开关设备体积较小、价格较高,广州、上海地铁已经采用;国外C-GIS产品有环网单元。 (3)20kV中压网络,国际标准电压级。输电容量及距离适中,比10kV系统大。设备完全实现国产化;引进MG、ALSTHOM等技术的开关设备,体积较小,占用变电所面积远小于国产35kV设备,有利减小车站体量,节省土建投资;价格适中;有环网单元,能构成接线与保护简单、操作灵活的环网系统;国内地铁尚没有采用,但国外地铁多有采用。 (4)10kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较小、距离较短;设备来源国内;设备体积适中;设备价格较低;环网开关技术成熟、运营经验丰厚,可用其构成保护简单、操作灵活的环网系统;国内外地铁广为采用。 4、不同电压等级的中压网络的综合比较 三、中压网络的构成 1、概述 对于集中式外部电源方案,牵引网络和动力照明网络,可以采用相对独立的形式,即牵引动力照明独立网络,也可以共用同一个中压网络,即牵引动力照明混合网络。对于分散式外部电源方案,采用牵引动力照明混合网络。 牵引动力照明独立网络的特点:牵引网络与动力照明网络,两者相对独立、相互影响较小;35(33)kV较高的电压级与较重的牵引负载相适用,而10kV较低的电压级则与较小的动力照明负荷相适用。 牵引动力照明混合网络的特点:供电系统的整体性比较好,设备布置可以统筹考虑。 牵引网络与动力照明网络,可以采用同一个电压级,也可以采用两个不同电压级。 目前,我国城市轨道交通工程有的采用了牵引动力照明混合网络,有的则采用了牵引动力照明独立网络;国外有的地铁采用了牵引动力照明独立网络。 2、中压网络的构成原则 (1)满足安全可靠的供电要求; (2)满足潮流计算要求,即设备容量及电压降要满足要求; (3)满足负荷分配平衡的要求; (4)满足继电保护的要求; (5)满足运行管理、倒闸操作的要求; (6)每一个牵引变电所、降压变电所均应有两路电源; (7)系统接线方式尽量简单; (8)供电分区应就近引入电源,必要时可从负荷中心处引入电源,尽量避免返送电; (9)全线牵引变电所、降压变电所的主接线尽量一致; (10)满足设备选型要求。 3、集中式外部电源方案下的中压网络构成 (1)独立35(33)kV牵引网络+独立10kV动力照明网络的接线方式 1)35(33)kV牵引网络的接线方式 当中压网络为两个不同电压级时,35(33)kV牵引网络的常用接线方式,如插图一所示。这些基本接线方式可以分成A、B、C、D四种类型。 lA型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;牵引变电所的两路电源,来自于同一个主变电所的不同母线;该类型接线适用于位于线路起始部分、线路终端部分、主变电所附近的牵引变电所电源引入。 lB型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;两个牵引变电所为一组;这一组牵引变电所的两路电源,来自于同一个主变电所的不同母线,每个牵引变电所均从主变电所接入一路主电源,两个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用;该类型接线适用于位于线路起始部分、线路终端部分的牵引变电所电源引入。 lC型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;两个牵引变电所为一组;这一组牵引变电所的两路电源,来自于不同的主变电所,左侧牵引变电所从左侧主变电所接入一路主电源,右侧牵引变电所从右侧主变电所接入一路主电源,两个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用;该类型接线适用于位于两个主变电所之间的牵引变电所电源引入。 lD型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;牵引变电所的两路电源,来自于左右两侧不同的主变电所;该类型接线适用于位于两个主变电所之间的牵引变电所电源引入。 2)10kV动力照明网络的接线方式 当中压网络为两个不同电压级时,10kV动力照明网络的基本接线方式,如插图二所示。 全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所(或中心降压变电所)的35(33)/10kV主变压器,就近引入两路10kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式;相邻供电分区间通过环网电缆联络;降压变电所主接线采用分段单母线形式;降压变电所进线开关采用断路器。该接线方式运行灵活。 (2)35(33)kV牵引动力照明混合网络的接线方式 当中压网络采用一个电压级时,35(33)kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如插图三所示。 在有牵引变电所的车站,牵引变电所与降压变电所合建成牵引降压混合变电所,对大型地下车站,除牵引降压混合变电所或降压变电所外,还会设置跟随式降压变电所。 全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路35(33)kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。 该接线方式运行灵活。35(33)kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量大、距离长,因而更适合于地下线路。 (3)10kV牵引动力照明混合网络的接线方式 当中压网络采用一个电压级时,10kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如插图四所示。 全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个车站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路10kV电源(对于地面线路,供电分区的来自于主变电所的两路10kV电源也可以从牵引变电所处引入,不一定就近引入)。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式。地下降压变电所主接线可采用分段单母线形式,地面降压变电所主接线则可以采用两段母线形式,同一工程的地下降压变电所与地面降压变电所主接线,应尽量一致。地面降压变电所的配电变压器,也可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。 中压网络采用双线双环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所的环网进线开关均采用断路器;地面降压变电所的环网进线开关可以采用负荷开关,地面降压变电所的配电变压器,也可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。如果两个主变电所10kV母线间设有专门的联络电缆,那么两个主变电所之间的供电分区间不必再设联络电缆;同一个主变电所供电范围内的供电分区间可以不设联络电缆(尤其是当这些供电分区分别只有一个牵引变电所时)。 该接线方式运行灵活。10kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量小、距离短,因而更适合于地面线路。 (4)20kV牵引动力照明独立网络的接线方式 当中压网络采用一个电压级时,除前面已经分析的35(33)kV牵引动力照明混合网络、以及10kV牵引动力照明混合网络外,伊朗德黑兰地铁采用了20kV牵引动力照明独立网络,即牵引网络与动力照明网络相对独立,但均为20kV电压级。该接线方式如图五所示。 20kV牵引网络的构成方式为:两个63/20kV主变电所之间的牵引变电所,以相互间隔的方式分成两组,每一组均以类似于(开环运行的)单线单环网接线方式,分别从两个主变电所各引入一个20kV电源,即这些牵引变电所从两个主变电所各取得一路20kV电源。位于线路端头的牵引变电所,则以传统的(开环运行的)双线双环网接线方式,从一个就近主变电所的不同母线取得两路20kV电源。 20kV动力照明网络的构成方式为:全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过4个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线以类似于(开环运行的)双线双环网接线方式就近引入两路20kV电源。两个供电分区间可以设联络电缆。 牵引变电所的主接线采用分段单母线形式,即设有两段环网电源母线及一段牵引电源母线。降压变电所的主接线采用两段母线形式。牵引变电所与降压变电所的电源进线均采用负荷开关作为环网开关。降压变电所的配电变压器,采用负荷开关-熔断器组合电器保护。 该接线方式的特点是,实现了以“负荷开关”构成环网接线,保护简单;另外牵引网络与动力照明网络相互影响小。但是由于牵引网络与动力照明网络的分离,以及牵引网络采用了单线单环网接线方式,导致区间中压电缆过多。 4、分散式外部电源方案下的中压网络构成 对分散式外部电源方案,中压网络采用10kV牵引动力照明混合网络,基本接线方式有以下四种。下面逐一分析其构成特点。 (1)接线方式一 接线方式如插图六所示。 全线的牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从城市电网就近引入两路10kV电源;中压网络采用双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个相邻供电分区间通过两路环网电缆联络。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。 该接线方式运行灵活。为同一个供电分区供电的从城市电网引来的两路10kV电源,可以来自不同的地区变电所,也可以来自同一地区变电所。该方式要求城市电网有比较多的10kV电源点。 (2)接线方式二 接线方式如插图七所示。 全线的牵引降压混合变电所(或牵引变电所),每两个分成一组。每一组均从城市电网引入两路10kV电源,分别作为两个牵引降压混合变电所的主电源,同时同一组的两个牵引降压混合变电所间设双路联络电缆,实现电源互为备用。相邻两组牵引降压混合变电所之间设单路联络电缆,增加系统的供电可靠性。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。无牵引变电所的地面车站,其降压变电所,可按跟随式降压变电所考虑。无牵引变电所的地下车站,其降压变电所的10kV电源可以由相邻两组间的单路联络电缆提供(该降压变电所应采用分段单母线主接线)。 该接线方式比较简洁。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多,但要求每组从城市电网引来的两路10kV电源应来自不同地区变电所,以增加供电的可靠性。该接线方式适合于地面线路。 (3)接线方式三 接线方式如插图八所示。 全线的牵引降压混合变电所(或牵引变电所),前后关联,浑然一体。除最后一个牵引降压混合变电所从城市电网直接引入两路10kV电源以外,其他牵引降压混合变电所均从城市电网引入一路10kV电源,这路电源既是本变电所的主电源,又是前一个变电所的备用电源,换言之,当前变电所的主电源直接来自城市电网的10kV电源,而备用电源则来自于下一个变电所。依次类推,最后一个变电所则需要从城市电网引入两路10kV电源。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。对于无牵引变电所的车站,其降压变电所,可按跟随式降压变电所考虑。 该接线方式最为简洁。N个变电所需要N+1路10kV电源,相邻变电所间只有一路联络电源。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多,但要求这些城市电网引来的10kV电源应来自不同地区变电所,以增加供电的可靠性。该接线方式适合于地面线路。 (4)接线方式四 接线方式如插图九所示。 全线的牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过4个车站。每一个供电分区由一个电源开闭所供电,每个电源开闭所均从城市电网就近引入两路10kV电源。 该电源开闭所可以独立设置,也可以与就近的牵引变电所合建。若电源开闭所采用独立设置方式,则需与规划部门配合协调,另外该方式的土建投资与设备投资都比合建方式要大,故该方式,仅在地面线可以考虑。 插图九表示的是电源开闭所与牵引变电所合建情况。合建处的牵引整流机组及配电变压器,由电源开闭所直接供电。对于电源开闭所之间的某些牵引降压混合变电所,其电源分别来自与左右两侧的电源开闭所,并通过在这些牵引降压混合变电所的牵引母线段上设置与电源开闭所间的专用联络电缆,将相邻的两个电源开闭所联系起来;对于不参与这种开闭所联络的牵引降压混合变电所,其电源就近来自同一个电源开闭所。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。降压变电所的主接线可按跟随式降压变电所考虑。 该接线方式比较复杂。为同一电源开闭所供电的两路市网10kV电源,最好来自于不同的地区变电所。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多。 四、一种新型接线方式研究-20kV牵引动力照明混合网络 通过对前面各种接线方式的分析,对于集中式外部供电方案,本文现提出提出一种新型接线方式:20kV牵引动力照明混合网络。接线方式如插图十所示。 全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路20kV电源(对于地面线路,供电分区的来自于主变电所的两路20kV电源也可以从牵引变电所处引入,不一定就近引入)。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式,即设有两段环网电源母线及一段牵引电源母线,牵引母线与两段环网电源母线间设有进线断路器,任何时候只允许一个进线断路器处于合闸位置,另一进线断路器投入的条件是“失压自投,过流闭锁”。两套牵引整流机组均接入牵引母线段,牵引降压混合变电所的两台配电变压器则分别接入两段环网电源母线段。降压变电所主接线采用分段单母线形式,配电变压器可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。 中压网络采用双线双环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用负荷开关。两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。 该接线方式最大特点分析:前面已经介绍过,传统的10kV动力照明网络、10kV牵引动力照明混合网络、35(33)kV牵引动力照明混合网络,尽管也采用了环网接线方式,但除了10kV牵引动力照明混合网络中的降压变电所可采取了“负荷开关”外,基本上是以“断路器” 作为环网进线开关。这样,当变电所主接线采用分段单母线时,那么当中压网络发生故障,(多个)环网进线开关跳闸以后,故障处理及等待备用电源投入的时间就比较长,这是传统环网接线方式的弊端。而这里提出的20kV牵引动力照明混合网络,其最大构成特点是利用20kV负荷开关作为环网进线开关,同时设置了两段环网电源母线。 该接线方式最大优点分析:当中压网络中的一路环网电缆故障时,主变电所中相应的20kV馈出断路器将跳闸,相关牵引变电所的主进线断路器也将失压跳闸,随之备用进线断路器将自动投入,保证对牵引整流机组的不间断供电。这就克服了传统的10kV动力照明网络、10kV牵引动力照明混合网络、35(33)kV牵引动力照明混合网络环网接线方式的弊端。另外,该20kV接线方式与德黑兰地铁的20kV牵引动力照明独立网络相比,除保护简单、运行操作灵活以外,接线更简单,投资更经济。南京地铁南北线一期工程、武汉轨道交通一期工程、杭州市轨道交通一号线工程等前期研究工作,都充分表明了这一点。 五、结束语 目前环网接线方式,越来越受到重视,并且已在许多城市和地区积极推广应用。同时,20kV也逐渐成为城市中压网络的电压级,并且已成为地铁中压网络的标准电压级。另外,加上20kV环网设备已逐步走向国产化。在这种形势下,我国城市轨道交通领域,在供电系统中压网络方面,应拓宽思路,认真研究,积极探讨采用20kV牵引动力照明混合网络的工程实施,尤其是对那些新建城市轨道交通的城市。 城市轨道交通论文:国外城市轨道交通建设及其对我国发展轨道交通的启示 内容提要:借鉴国外城市轨道交通建设中融资的先例及经验, 结合我国实际情况, 对我国城市轨道交通建设提出一些浅见。 关键词 城市轨道交通 融资 1 世界城市轨道交通的发展 1) 世界城市轨道交通的现状 城市化是世界各国共同的发展趋势, 世界上许多发达国家在小汽车进入家庭后, 仍然实施的是“ 公交优先” 的交通管理模式。以东京和伦敦为例, 轨道交通分别承担了86% 和71% 的客运量, 是居民出行的主要方式。 除了发达国家, 一些新兴的工业化国家和地区也在大力发展城市轨道交通。墨西哥城地铁于1966 年动工兴建, 目前已有10 条线路, 总长为178 km, 居世界第6 位, 日均客运量为450 万人次, 总运量仅次于莫斯科和东京, 居世界第3 位。汉城地铁自1971 年开始兴建, 目前已建成7 条线路, 总长度为21711 km, 到2000 年计划建成8 条线路, 共285 km 。 2) 国外城市轨道交通建设的融资 (1) 多方出资 德国各城市的地铁轻轨建设资金60% 出于联邦政府, 其余由州、市政府承担。巴黎的地铁建设资金, 40% 来自中央政府, 40% 由大区政府提供, 另外20% 由巴黎地铁公司自筹解决。法国其他城市的公共交通建设资金按比例分摊, 其中政府33% .企业以交纳建设管理费的形式分担34% , 使用者分担33% , 日本轨道交通的建设资金采取国家补贴、地方投资、发行债券、民间集资和地铁公司自筹等多渠道筹资的办法。在丹麦, 市政当局提供全部费用的1/3, 运输公司的参股人(包括哥本哈根运输局、丹麦国家铁路和丹麦联邦铁路处) 提供其余的2/3.。 (2) 财政税收政策 一些国家规定购买交通建设债券的金额不计入当年应税所得, 鼓励了市民购买交通建设债券的积极性。在德国, 每公升汽油收取1 马克的城市轨道交通税, 用于各城市的地铁和轨道交通建设。 (3) 土地有偿转让 政府另一种形式的补偿就是转让土地的使用权和开发权。利用快速轨道交通沿线的土地, 通过转让土地使用权或从事房地产开发获得资金, 这在香港和新加坡均取得了成功。 (4) 其他 还有BO T 方式, BO T 是政府同私营部门的项目公司签定合同, 由该项目公司筹资设计, 并承建一个具体项目, 在双方协定的一段时间内, 项目公司通过经营该项目, 偿还该项目债务, 并收回投资, 协议期满后, 项目无偿转让给所在国政府。曼谷的高架地铁就是由香港华基泰公司通过在泰国的联营公司华荣公司采用BO T 方式进行建设的。 香港地铁是以政府划拨沿线土地给地铁公司, 由地铁公司进行房地产开发和商务经营方式获得资金, 政府为支持地铁建设还认购了约85 亿港元的公司股份。 3) 政策、法规对城市轨道交通建设融资的保证 美国于1982 年公布了《陆上运输援助法》, 改革了原有的税制和税率, 使其更趋向合理, 增加了建设资金的来源, 加快了交通建设的速度。这种将法律与经济管理、行政管理挂钩, 相互紧密配合, 适当调整改造的做法, 既保证了交通建设的财源, 又促进了交通设施的建设。在德国更有许多法律和规章, 如: 地方交通财政资助法(GV FG)、铁路与公路交叉法(Ek rG)、成立德国铁路股份有限公司资助法(DBGrG)、近程公交财政区域分配法(R egG) 和德国铁路扩建法(B schwA G) 等。这些法规对城市轨道交通项目的投资前提和投资规模作了进一步的规定, 按其轻重缓急程度做成需求计划, 并规定每年都有固定的资金分配给各州和地区, 用于兴建和改建近程公交系统, 且每年都有所增加。 2 我国的城市轨道交通建设 1) 我国城市交通的现状随着改革开放, 我国的城市化进程也在逐步加快。城市的快速发展导致了城市交通运输量的迅速增长。审视一下我国的城市交通现状, 可以发现主要有以下几个问题。 2). 城市发展迅速。我国现代工业的迅速发展, 导致农村地区向城市地区转变的过程加快。逐步形成以中心城市为优秀的城镇群和以几个中心城市为优秀的巨大城市带的趋势, 而赖以运送人和货物的交通基础设施却不能与城市的发展同步进行, 因此造成城市交通运输滞后于城市化的进程。 3). 土地利用扩大。城市的发展必然伴随着周边农村土地的利用, 以老城区为优秀, 向城市四周辐射扩展, 从而增加了市区的交通距离, 这是造成交通状况恶化的又一因素。 4). 城市人口剧增。城市规模的扩大, 必然形成城市人口的增加和城区人口密度加大。加上相当固定的流动人口, 使得仅仅依靠传统概念上的公共客运交通即公共汽车和无轨电车已远远不够。 5) 公交结构单一且不合理。目前, 我国的城市公交基本上以常规的公共汽车和无轨电车为主, 它们的客运量小、速度慢、技术性能差、耗能大、污染也较严重。为了扩大输送能力, 只好增加运输车辆的投入, 而这又造成道路阻塞, 使运行速度下降。投入车辆越多, 阻塞就越严重, 从而产生了一种恶性循环。 6). 自行车发展过快。由于公交系统已无法满足人们出行的要求, 于是大量自行车涌上街道, 占用了大量的道路面积, 使得本已非常拥挤的道路更加紧张, 道路的通过能力降低, 公交系统的客运效率下降, 这就进一步促使人们采用自行车这种交通工具, 造成恶性循环。 7). 道路建设不配套。道路的发展速度远不及汽车的发展速度, 道路设施与交通量的增长不相适应。同时, 市中心与郊区间、郊区与郊区间、城市中心与卫星城镇间的交通不便, 没有大容量的快速轨道交通, 依然依靠道路交通, 这与城市化发展的趋势是很不协调的, 也严重地制约了城市的发展。另一方面, 由于道路配套设施如停车场的同步建设被忽略, 使得在人员集散频繁的场所, 车辆乱停乱放、占道停车, 不仅影响了市容, 也降低了道路的通行能力。综上所述, 这些原因制约了城市交通的发展, 而要解决这些困难, 发展城市轨道交通就成为必然。 3 我国城市轨道交通建设的融资方法 北京地铁一线、环线及天津地铁是在计划经济时期建设的, 建设资金全部由中央政府承担。上海地铁1 号线共利用外资3194 亿美元(以德国政府贷款为主, 约占总资额的40% 左右), 其余部分地方政府自筹。上海地铁2 号线一期工程采用三三制, 即利用国外贷款约三分之一, 市政府承担三分之一, 沿线区政府承担三分之一。借鉴国外轨道交通建设的融资方式, 我国在今后的建设中主要可以考虑以下几种渠道。 1). 政府财政投资。地方政府的财政投资应成为城市轨道交通建设资金中最稳定的、最可靠的组成部分。它主要来源于工商税、城市维护建设税、公用事业两项附加费、土地转让金和使用税、迁入人口增容费和铁路建设附加费等。 2). 土地开发收益。通过转让轨道交通沿线的土地使用权或将此土地从事房地产开发, 也可获得建设资金, 它可以弥补建设资金不足, 但可靠性不高。广州1 号线已将土地有偿转让作为筹资渠道之一。 3). 贷款。贷款又可分为外贷和内贷。外贷包括国际金融组织(如世界银行、亚洲开发银行、日本海外协力基金等) 的长期低息贷款、外国政府的长期低息贷款或出口信贷, 以及外国的商业贷款。内贷包括发行地铁或市郊铁路债券、向商业银行贷款等。 4). BO T .曼谷的地铁以及马来西亚南北高速公路都成功地实现了BOT 的引资方式, 我国也可进行尝试。 4 政策、法规对城市轨道交通建设融资的保证 1). 政策法规的保证。1995 年6 月, 国家计划委员会、国家经济贸易委员会、对外经济贸易合作部联合了《指导外商投资方向暂行规定》。同年7 月, 国务院了《设立境外中国产业投资基金管理的办法》。在这些规定里都明确规定了外商在华进行交通基础项目投资的具体操作方法, 其中也包括了一些优惠政策。 2). 税收减免政策。从建设初期开始, 政府就有各项税收优惠政策, 如进口设备时免关税; 运营期的初期免收所得税和其他城市维护建设税等各项税费; 后期若干年减收一定比例的所得税。 3). 财政补贴。由于轨道交通项目的社会公益性, 企业经营很难盈利, 因此在运营期内政府仍对运营公司有一定的财政补贴。补贴的数额依各个国家而定, 有的国家进行全面补贴, 即亏损多少补贴多少, 有些则依亏损额进行一定比例的补贴, 这种做法的优点是能够促进工作的积极性。 城市轨道交通论文:我国城市轨道交通投融资研究 摘 要:针对我国城市轨道交通投融资的发展现状,研究国外发达国家的投融资模式,结合我国城市轨道交通发展的特点,探讨了适用于我国轨道交通建设发展的投融资方式。 关键词:城市轨道交通 投融资 模式 1 前言 世界上机动化水平较高的城市大多具有比较成熟与完善的轨道交通系统,有些城市轨道交通的运量占城市公交运量的比重已达50%以上,有的甚至已超过70%。在巴黎,轨道交通承担70%的公交运量,这一比值在东京是80%,在莫斯科和香港是55%,而我国的轨道交通刚刚处于起步阶段,但是发展速度很快,例如北京市的轨道交通规划方案,计划在未来十年内,全市轨道交通将以每年40公里的速度增长。到2008年,轨道交通里程将达300公里;到2020年,轨道交通的总里程将超过1000公里;上海市将在“十五”期间规划建成200km轨道交通线,初步形成轨道交通骨架网线,届时,轨道交通的日均客流量将达到全部日均客流量的50%。尽管轨道交通建设具有明显的社会效应,但是在投融资上它具有投资大,有能力投资的企业较少;建设和回报周期长,直接经济效益低,不容易引起普通投资者的兴趣等特点。特别是在我国,当前建设资金紧张,仅仅依靠计划经济下的政府投资模式不能满足现实轨道交通发展的需要,在这种情况下,对轨道交通投融资的研究就变得非常重要。 2 轨道交通投融资典型模式及国内外现状 2.1 政府财政投融模式 政府财政投融资模式是以政府为投融资主体,利用财政资金,统一协调和组织实施城市轨道交通工程,并在此过程中由政府作为信贷担保人,进行一系列重大的融资引贷活动。该模式的优点是可以集中财力物力和人才,加快城市轨道交通项目的建设进度,缺点是无法对建设者和经营者建立建设成本的激励与约束机制。世界城市轨道交通线路的建设大多以政府投入为主,如新加坡的地铁建设全部由政府财政投入;巴黎新线建设的出资比例一般为国家政府40%,当地政府40%,企业自筹20%,地铁公司本身负债为零;东京地铁建设在1991年也基本上由政府投资的;德国城市的地铁与轻轨建设资金,60%出于联邦政府,其余由州、市政府承担;北京地铁1号线(北京站-苹果园)和2号线和上海地铁一号线也以政府计划投资为主。可以说,在过去几十年里除了少数几个例子,政府投入几乎成为所有城市轨道交通系统建设中最重要的资金来源。 2.2 商业投融资模式 商业投融资模式是由一商业企业取代政府作为项目的投资主体,并采用商业原则进行经营,负责项目的融资、建设、运营、开发、投资回报与还本付息等。为使项目具有一定的赢利能力以吸引大型企业与财团的投资,政府可以采取如给予项目一系列特殊优惠政策,包括交通政策和土地利用政策等等,进行大量政府注资,改进项目的资金运营状况,创造良好的项目融资环境,降低项目融资成本等措施。此模式适用于人口稠密、商业发达和熟地开的城市与地区。该模式以香港地铁的建设与经营最为典型,其主特点是地铁是以政府划拨沿线土地给地铁公司,由地铁公司进行房地产开发和商务经营方式获取资金,政府为支持地铁建设还购买了约85亿港元的公司股份。值得注意的是,为体现间接受益者对地铁建设成本的补偿,政府一般采取转移支付的方式,如政府给予项目公司某些土地、物业和税收方面的特许权,以保证城市轨道交通建设的间接效益部分能够充分返还给城市轨道交通建设。 2.3 混合投融资模式 混合投融资模式是指政府和私营公司的联合投资行为,由政府财政向城市轨道交通开发部门提供补贴、减免税收或提供低息融资的方式。日本的城市轨道交通建设与经营所采用的就是混合投资模式。经营主体从资本所有者的角度可以分为三类:民间资本、民间资本与国家或地方公共团体的组合、国家或地方公共团体:资金筹措主要途径主要有政府补助方式、利用者负担、受益者负担、发行债券、贷款五大类;而广州地铁一号线的修建采用了政府通过与私人或团体合作建设快速轨道交通系统及开发快轨沿线的土地来筹集建设费用。 3 我国城市轨道交通投融资的主要问题 3.1 投资主体和投资模式单一 由北京地铁1号线(北京站-苹果园)、2号线和上海地铁一号线的现状,我们不难看出政府负担了所有的建设资金,并隐含着将来对车辆更新资金的再投入。这些都给政府财政背上了沉重的包袱,我国1996年~1999年的财政赤字已达到379321亿元,财政赤字的过去使政府支持基础设施投资的空间已很有限,并且其建设、运营管理体质都是源于传统的计划经济体制,造成政企不分,建管一家,业主缺位。 3.2 运营机制及票价机制尚待进一步完善 为避免运营管理上由于规模太大而产生的运营不经济,应当适当增加运营公司,形成运营管理的竞争机制;票价是轨道交通项目最敏感的因素之一,是项目投资者和市民最关心的问题,直接影响他们的切身利益,要在社会福利最大化和保护投资者利益之间寻找到平衡点,既能确保最大限度地满足市民出行需求,同时又能使运营企业和投资者有一定的利益回报。 3.3 良性开发机制有待形成 过去习惯于自己花钱、搞项目、自己经营获利,从而造成建设成本上升,开发收益流失;重视对有形资产的开发经营,忽视对无形资产的开发利用,重视实物资产的开发经营机会,忽视虚拟资产的开发经营机会。对借助于别人的力量、资金,盘活项目的存量资产、无形资产,实现低成本开发而获利的良性经营开发理念没有形成。 4 中国城市轨道交通建设融资模式建议 4.1 实行证券化 具体方式有通过发行市政工程建设债券:以有资信度的国有投资公司为主体,发行中长期企业债券;对一些特殊的机构,比如社保基金、保险基金等,可以以政府的名义,发行定向融资券。这是吸引个人投资的合适方式。并可以形成很好的投资概念。从而可以加速我国城市地铁建设,改善城市的投资环境。 4.2 建立轨道交通投资专项基金 通过设立专门的轨道交通建设或消费税,建立轨道交通投资专项基金,如“城市轨道交通建设基金”。如德国交通财政资助法规定,每年向购油者加收10%的税收作为城市交通建设资金。 4.3 将轨道交通和城市土地利用相结合 研究轨道交通建设与沿线土地“捆绑式”开发的运作机制,将轨道交通建设与沿线土地开发结合起来,特别是站点周围的土地开发权,使投资商获得的沿线物业和房地产开发权,形成以轨道交通带动土地开发,以土地开发保障轨道交通投资的良性循环。通过吸引投资商,增强融资商信心,从而增辟轨道交通的融资渠道,为轨道交通早日实现资金良性循环提供稳定的收入来源。 4.4 与供货商商讨融资租赁经营的方式,降低政府的投资压力 融资租赁经营借鉴国外成熟经验和我国铁道部门的实践,为减少投资压力,可与大的供货商(主要是车辆设备系统设备供货商)探索融资租赁的经营方式,实现前期一次投资减少;此外,为提高运营效率,可在填充线(或延伸线)的经营上,考虑委托租赁经营的方式,由骨干线运营公司经营填充线和延伸线,这样这类线路的投融资主要是城市轨道交通的固定设施的投资,可大大减少一次性投资并减少运营成本。 4.5 积极拓展利用外资 通过世行、亚行贷款项目,到目前为止,我国已经修建了一万多公里的铁路,对外借款一直是我国交通基础设施建设利用外资的主要形式,我们可以继续采用这一方式。另外其他利用外资的形式如引进外商直接投资,对外发行股票和城市轨道交通建设债券也可以积极采用。 4.6 国有资产存量市场化 我国庞大的国有资产存量配置不合理,可调整用来新增基础设施建设投资。通过盘活存量,吸引投资者。比如以全线票价收入的一定比例,作为对新建部分的投资回报。 4.7 制定合理票价,实行保本运营 要建立票价决定的科学程序。首先要加强对轨道交通建设和运营的财务审计,特别是成本审计,在此基础上确定轨道交通建设和运营的合理成本,推算出保本票价。然后结合价格听证制,确定实际的运营票价。如实际票价低于保本票价,对两者之间的差额,由政府设法弥补。 4.8 采用项目公司股份制 在轨道交通项目建设和项目投资上采取项目公司股份制,以市场机制运作。部分线路可以上市筹资。 4.9 积极发展混合投融资模式或商业投融资模式 4.9.1 采用灵活的混合投融资模式 结合我国轨道交通发展的现状,新的轨道交通线网优化建设尽量采用灵活的融资模式。如采用混合投融资模式,既有地方政府投资行为,也有国有企业投资行为,还有民营企业投资行为,而融资部门既有政府银行的款,也有债券或商业银行的借贷。在投资比例上和融资方法上,拓宽筹资思路,促进多元投资,拓宽资金来源。关键要发挥好政府资金的引导作用和政策的配套保障作用,实现轨道交通资金“借、用、还”的良性循环。 4.9.2 引入发展商业化投融资模式 必须针对不同类型的投资者,设计不同的引导策略,包括投资工具或投资方式,以引导社会资本投入轨道交通,加快轨道交通建设。在条件许可时,采用特许经营的BOT(Building Operate Trans?鄄fer,建造-运营-转移)模式选择合适的线路(如市域快线或市域填充线),减少投融资的政府压力。制定好未来运营模式和结算制度,引入政府引导的BOT前期项目操作,通过特许经营的招投标,使BOT特许公司在竞争中获得特许经营权。目前世界上成功的BOT投资方式有著名的英法海底隧道工程、澳大利亚悉尼海底隧道供电工程,曼谷高架铁路运输线,吉隆坡轻轨一号线等。我国第一个BOT项目是1984年在深圳市建设的沙角B发电厂。90年代初期的福建泉州刺桐大桥也是采BOT方式建成。通过采取私营企业筹资、建设、经营,来吸引各种投资参与。政府从项目公司建设和运营的活动中获取一定的税收,为今后接管此项目或其他项目提供部分资金基础,分散了投资项目的风险。如上海市通过采用BOT模式,引入商业化投融资,如贷款融资、证券融资、租赁融资、合作开发、土地开发、利益返回、民间资金启动方式等等。在其他的轨道交通建设项目中,我们也可以研究使用BOT模式。 5 我国城市轨道交通建设融资的前景及优势 5.1 城市轨道交通发展市场需求潜力大 我国各大城市正处于城市化加速发展时期,与发达国家大城市相比客流市场增长快,以上海为例,到2005年全市的出行总量将高达3500万人次,市民轨道交通出行量呈快速增长,未来5年上海轨道交通出行量占居民出行比重将从现在的10%提高到30%。 5.2 综合开发收益潜力大 中国大多数城市的空间布局结构尚处于调整重构期,再加上土地国有的特有条件,使交通枢纽和沿线土地综合开发所带动的房地产等行业的发展空间巨大。 5.3 多元化经营蕴含商机 通过地铁广告、商场贸易、酒店服务、住宅办公等多元化的商业运作,可带来丰厚的利润。 5.4 建设成本下降 随着轨道交通设备国产化、轨道交通建设运营机制改革等措施的积极推进,建设成本将大大降低,如上海在实施“四分开”(投资、建设、运营、管理)体制后,平均每公里轨道交通的建设成本下降了1亿元左右。 6 结论 轨道交通虽然存在一次性投入,投资回收期长等特点,但它也有独特的优势:一是生命周期长,如伦敦、巴黎等城市的地铁均有百余年的历史,可运营仍正常如昔;二是固定成本相对稳定,即在规划设计范围内,客流量增加所带来的成本上升微乎其微。从香港的发展实践来看,科学的线路规划、审慎的商业化运作、合理的成本控制、综合的土地开发、完善的政策配套,以及必要的政府投入等条件是香港地铁实现资金运作平衡的基本前提和有力保障。而且只要通过努力,这些条件在中国内地其他大城市是完全可以具备的。因此,通过借鉴成功经验,依托稳定增长的客流市场,建立良好的运作机制,创造必要的外部条件,中国城市轨道交通的发展在一定时期内有可能实现财务平衡,并给投资者带来合理的回报,从而走出一条轨道交通资金“借、用、还”良性循环的路子。 城市轨道交通论文:城市轨道交通建设与城市可持续发展思考 可持续发展是我国的—项基本国策,城市的交通运输是城市可持续发展的重要组成部分:本文在简要论述了既有交通运输系统的不可持续特性,在详细讨论了轨道交通系统在环保、快捷、安全等方面的巨大比势,认为在大中城市建设以轨道交通系统为骨干的一体化综合公共交通系统是解决城市交通拥堵、环境污染,走可持续发展之路的必然选择。 【关键词】可持续发 展交通运输 轨道交通 引言 作为20世纪人类认识世界的重大成果之一的“可持续发展’理念的确立,是人类文明史上一个重要的里程碑,是我国的一项基本国策。城市交通体系是城市最主要的基础设施之一、是城市发展现划和城市增长的基本要素,是城市人流、物流、信息流的载体,是城市经济活动的命脉。城市经济社会活动要求城市交通体系能够安全、快捷、方便、舒适、经济地满足城市人流、物流、信息流的需求,现代城市的商品生产、流通、消费,居民出行,信息载体传递与交流都离不开城市交通体系,城市的一切经济社会活动都必须有现代城市交通体系予以支持和保障。因此。城市交通体系的良性循环对实现城市功能,促进城市经济和社会的发展发挥着重要作用。城市交通不仅是一个女n何达到便捷高效,提高人流、货流通畅效率问题,也是一个从根本上改善人居环境质量,有利于可持续发展的重要战略问题。随着城市化进程的加陕,城市“机动化’程度的提高,城市交通已越来越成方世界各国严重的城市问题,特别是大城市。我国的情况也是如此。 1 既有交通运输系统发展的不可持续性 城市交通的发展促进了社会生产力的进步,满足了人们增长的交通消费需求,促进了城市的繁荣,给人类社会带来了巨大的财富。但同时也造成了道路拥挤、事故频繁、大气和噪声污染以及能源紧张等等。交通拥挤破坏了使用汽车的中心目的:便于直接接近人、货物和劳务。如何选择适当的城市交通工具,达到降低污染物排放,实现有限环境资源的持续利用,而最终实现交通的可持续发展,是我们当前面临的一大难题。 要实现城市的可持续发展应全面提升城市的综合能力和市场竞争能力,实现自然系统与社会系统的全面协调,改变城市的不合理结构。可持续发展战略与交通系统建设具有密切的联系:可持续的人居环境建设、可持续消费模式的建立、能源利用与刘策等,均对交通政策、交通规划、交通设计、交通管理等产生深刻的影响。城市交通设施建设和交通管理是保证城市可持续发展的必要条件之一。所以用可持续发展的概念来重新审视交通建设的历史和现状是十分必要的。 传统的交通运输发展模式不注意考虑运输业在环境、安全、拥挤等方面形成的负效果,产生了许多日益严重的问题,如交通阻塞、交通事故、能源过耗、环境噪声污染、温室气体排放等,严重影响了人们的生活质量,造成了巨额国民经济损失,阻碍了城市社会、经济与环境的健康发展。同时由于政策实施的局限,对交通运输的外部性没有采取有效的处理对策,使人们在过多地依赖私人交通时,却没有承担其应该承担的全部费用,产生一定的不公平性等问题。 (1)空间资源的低效配置。公共交通发展不充分,导致交通结构不合理,道路、停车场等土地和空间资源低效配置。道路与交通管理设施建设滞后于车辆和交通流量的发展停车场等静态交通设施严重不足。 (2)时间资源浪费。交通拥挤已使城市机动车行驶速度急剧下降,并直接导致公共交通服务水平下降,客流减少。不合理的交通结构产生巨大的时间成本。 (3)环境污染。主要包括空气污染和噪声污染。—些大城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到60%以上,北京70%的空气污染来自汽车的废气排放。交通污染治理已成为城市大气环境治理的主要内容之一。城市主要道路两侧的噪声污染不断加剧,全国80%以上大城市交通干线噪声超标(大于70dB),严重影响了居民休息和教育、文化活动。 (4)资源消耗。城市交通,特别是个人机动化交通消耗了大量的能源和其他不可再生资源。交通运输的资源消耗,主要表现为运输发展所需的土地、原材料以及运输的能源消耗。在土地占用方面,尤以小汽车为最,比如美国53个中心城市用地的30%被汽车占领,芝加哥、底特律等更是有将近一半的城市用地“被用于道路和停车”。而更为引人注意的是另一项资源——交通运输所消耗的能源。可以说,现代强大的交通运输系统是由巨大的能源消耗去驱动的。在发达国家,由于私人小汽车的普及,使其交通运输能耗在整个国家的总能耗中占有较高的比重。在欧盟国家中交通运输是能耗增长速度最为迅速的行业,从1985年至1997年该行业能耗涨幅为42%(年均3%),而行业的能耗仅增长11%,道路交通的能耗占交通运输能耗的73%。 (5)交通事故。部分交通参与者法制观念淡薄,交通违章现象十分严重。城市交通事故造成了大量的人员伤亡和高额的直接和间接经济损失。交通事故的损失非常高,在发达国家,仅公路运输交通事故的经济损失一般达到其GNP的1.5%-2.0%。 2 轨道交通系统的可持续发展 2.1交通运输可持续发展须遵守的原则 (1)环境承载力原则。环境承载力是指环境系统吸收污染的自身净化能力。交通运输可持续发展必须遵守“其污染物的排放不得超过环境的吸收能力”的原则。 (2)资源消耗速率原则.自然资源可以分为可再生资源和不可再生资源。对于司再生的自然资源使用速度应维持在其再生速率限度之内;对于不可再生的资源,其使用耗竭速率不应超过寻求作为代用晶的可再生资源的速率。这个原则要求运输部门必须提高资源利用效率,节约能源,采用先进技术,避免能源危机。 (3)公平性原则。运输活动的使用者通过运输而获益,但没有承担环境费用;相反,非运输用户却遭受着环境质量下降引起的损害,这是很不公平的。从代际关系上来看,当代人消耗大量运输活动以促进经济发展,却将严重的环境损害后果留给后代人承担,这也是不公平的。 (4)价值性原则。资源价值的无价或低价导致了不加抑制的过度使用,这是价格导向的错误。交通运输可持续发展必须遵循“环境成本是真实的经济成本”的原则,将环境成本纳入运输成本,分担到用户身上。 (5)协调性原则。交通运输可持续发展的目标仅仅依靠运输政策是难以实现的,必须与政策(如科技政策、财政金融政策、土地利用政策、环境政策)相结合,协调作用,才能收到良好的效果。 2.2快速轨道交通和其他交通方式比较的优势 目前中国正经历着迅猛的城市化进程,预计到2020年中国的城市人口数量将达到50%。现庄城市交通需求正在持续增长,而经济增长和收入增加将对未来的城市交通需求起到—种推波助澜的刺激作用,从而导致环境污染恶化和土地消耗增加以及城市交通阻塞。 城市社会经济的发展,需要安全、高效、清洁、经济的喊市交通运输系统;城市居民生活质量的提高需要安全、方便、舒适、,陕捷、低价的公共交通服务;城市环境的改善需要有利于环境改善的交通政策。因此,城市交通发展目标必须与城市社会的经济发展目标相协调,与城市可持续发展目标相—致。 以轨道交通为基础的运输系统与其竞争的模式相比具有较大技术优势:较大的运量,有效的土地利用,每人公里较低的能量消耗和环境污染。此外,轨道交通的发展轴作用可引导城市形态的变化,有助于实现商贸的聚集效益。它是特大城市及其交通可持续发展的必然选择。 通过对轨道交通与其他几种常见的出行方式的比较分析,我们发现,快速轨道交通相对于公共汽车、私人汽车、自行车等大众交通工具而言,具有运量大、低污染、低噪音、低能耗、高速度、低成本、占地少、舒适、全天候等得天独厚的优势,是其他交通方式无法替代的。在大城市特别是特大城市我们应当构筑以轨道交通为骨干的一体化综合城市运输体系,才能解决城市的交通拥挤问题,为城市的可持续发展提供保证。 轨道交通不仅提供高效、优质的公交出行服务,而且是一种集约化的交通方式,节约能源和土地资源。大城市机动化进渤D快,简单的阔路增车方法已无法解决城市交通问题,公交专用道的潜在利用能力毕竟有限,个体分散交通对土地资源利用的效率低下也是有目共睹的,中央商业区土地资源可提供的地面交通供给正逐渐耗尽,利用开发宝贵的地下空间资源,提供新的交通供给,以缓解地面空间资源紧张状况,支持城市的持续发展。 地铁、轻轨和市郊铁路等轨道交通方式在单通道宽度、容量、运送速度、单位动态占地面积等指标上,都较一般交通工具有明显优势。 环境是现代社会十分关注的问题,由于城市轨道交通一般采用电力牵引和大运量、集中化运输方 因此,每运送一位乘客所产生的污染大大低于其他交通方式。 2.3轨道交通系统对于一个城市或地区所带来的利益 由于轨道交通系统快捷、准时、舒适,乘客将更加愿意乘坐,并将吸引原先乘用轿车和自行车以及步行者,从而提高客运量。尤其如能争取乘坐私家车的乘客,将可缓解道路交通给环境所造成的压力如噪音、废气的排放和道路用地等,提高道路安全性,在不损害人员流动的情况下有助于减少市中心的交通压力。 大力发展轨道交通,对于提升城市结构,解决城市发展中面临的经济与社会矛盾,实现可持续发展战略,具有特别重要的意义。 轨道交通系统与交通方式比较,其优势主要表现在以下几个方面: (1)改善城市环境。用轨道交通替代公共电汽车成为大众通勤工具的首选,由于减少在市中心运 行的轿车和公交汽车的数量,将在很大程度上减少城区汽车尾气的排放,改善空气质量。国外研究表明,轨道交通单位运输量的二氧化碳排放量仅为小汽车的10%和公共汽车的25%; (2)大大地缓解交通拥挤。轨道交通还是一种运量大的交通工具,国外许多大城市轨道交通承担的客运量占全部客运量的—半甚至80%以上。地铁每小时单向运送能力为3~6万人次,轻轨为2~2.5万人次,而公共电汽车为2 000~5000人次。 (3)提高了交通的安全性,轨道交通的安全性要比轿车和公交汽车的安全性高出若干倍; (4)方便快捷的轨道交通系统,将提高市民的流动性和机动性; (5)交通可达性的改善必然使沿线城市地价上涨,提高沿线物业及房地产开发价值; (6)带动轨道交通沿线的旧城改造和新城区的开发。由于轨道交通可以为中长距离的通勤问题提 供快速和低成本的工具,因而,城区居民将沿轨道线向城郊扩散; (7)轨道交通系统的建设、运营与维护,将拉动内需,创造新的就业岗位; (8)轨道交通的发展轴作用有助于实现商贸的聚集效应,使城市形态发生变化,资源分配降更加趋向合理化,助于推动产业结构和消费结构的升级。 2.4轨道交通系统的社会效益 城市轨道交通系统的效益,主要反应在其产生的巨大的社会效益,可以从直接和间接两方面进行估算。(1)直接效益 直接效益可通过时间价值这一因子进行测算,市民由于乘坐快速、准时的城市轨道交通车辆而节约了时间,时间是有价值的,节约时间等于增加了收入;其直接经济效益为: ∑(利用人数·收入·节约时间/标准劳动时间) (2)间接效益 这是轨道交通产生的社会效益比较难计算的部分,由于轨道交通具有便捷、客流量大和环保的特点,例如在城市轨道交通系统的车站和沿线周围地区的房地产必然增值,应该把房地产增值的相当比例,例如1/4,作为城市轨道交通系统的间接效益;又如由于轨道交通系统的环保特点而减少的环保费用也应作为轨道交通系统的间接经济效应。 3 对策与建议 我国城市公共交通远期战略规划的基本目的有三个: ①提高人出行的效率、城市经济活力和竞争性; ②体现交通服务的社会公平性; ③实现环境上可持续性。 为保持城市轨道交通系统和城市的可持续发展,我们认为应采取以下对策有: ①实施公共交通优先政策和相应的产业、技术、经济、投资、财税政策。 ②长期坚持发展大容量的轨道快速交通系统,发展多种轨道交通系统,地铁、轻轨、市郊通勤铁路; ③延伸轨道系统到近远郊区的人口集聚地区,改善乘车的方便性; ④统—协调交通形式,综合考虑,互相衔接,建立良好的换乘系统; ⑤适当控制私人小汽车的拥有量和使用率,逐步减少自行车的利用; ⑥环境资源税收政策,环境资源税是国家为了保护环境资源、促进可持续发展而凭借其主权权力对一切开发、利用环境资源的单位和个人,按照其开发、利用自然资源的程度或污染、破坏环境资源的程度征收的一个税种。设置环境资源税种,扩大环境资源税所占比重,既可以为经济单位创造平等竞争的环境,又能抑制资源浪费,提高资源利用效率,减少污染物的排放量,从而达到保护环境资源的目的。 城市轨道交通论文:浅谈城市轨道交通建设前期工程的投资控制浅析 【论文关键词】城市轨道 交通建设 投资控制 【论文摘要】本文概述了城市轨道交通项目的发展情况和建设内容,简要说明前期工程的内容、特点和投资情况,着重分析前期工程投资控制的现状,并据此提出若干解决对策,达到前期工程费用合理可控的投资目标。 1 引言 1.1 城市轨道交通项目概述 随着国民经济的快速发展,大中型城市的交通状态日趋严峻,车辆堵塞已经成为城市的发展瓶颈,由此引发了能源损耗、大气污染和效率低下等各类社会经济问题,严重制约了城市的可持续发展之路。 为了化解上述城市症状,各个城市积极探索解决之道,其中城市轨道交通因其安全、高效、节能、环保等特点而占据一席之地。经过多年发展,城市轨道交通已经形成以地铁作为主导,轻轨作为辅助,单轨、直线机电、磁悬浮等进行补充,而多种类型并存的交通体系。 由于城市轨道交通能够有效化解城市交通堵塞,引导区域发展和客流流向,受到各个大中城市的极力推崇。目前,全国已有30余个城市正在建设或者筹建城市轨道交通项目,规划新建总里程近2500公里,总投资达上万亿元。除北京、上海、深圳等老牌地铁城市外,苏州、无锡、宁波、南昌、昆明、南宁、石家庄、大连、青岛等城市也加入了地铁俱乐部之中。 1.2 城市轨道交通建设内容 城市轨道交通项目由于专业繁多、技术复杂,是一个庞大的系统工程,建设工作难度相对较大。究其建设施工而言,主要阶段及其工作内容包括前期工程、土建工程、机电工程、设备工程、轨道工程、装修工程、绿化工程等;并在所有工程最终完工之后,全线进行联合调试、试运行和试运营等。 从上述建设施工阶段能够看出,前期工程是城市轨道交通项目建设的始发站,只有前期工程完成具备条件之后,才能进行最重要的土建工程施工。土建工程完工之后,方可提供机电工程施工条件和设备工程安装界面,为后续的轨道工程、装修工程等打下良好的工作基础。 2 前期工程简述 2.1 前期工程内容 前期工程作为城市轨道交通项目建设的重要内容,其名词概念目前并无清晰的定义,更多源于工程建设之中约定俗成的说法。前期工程的功用主要为后续土建工程创造施工条件和工作界面,促进城市轨道交通项目顺利建设。 前期工程的具体内容随着城市和线路的差异而略有不同,但其优秀内容相对统一,一般包括:建(构)筑物保护、管线保护、管线拆除、管线改移、临时用地及地上物拆除、交通导改、临电接口、临水引入、商业补偿等工程或事务。 2.2 前期工程特点 与房屋建筑或者市政工程的前期内容相比,城市轨道交通项目建设规模较大,通常长约20至40公里,多为地下和高架工程,穿越多个行政区域,在城市中呈带状蜿蜒布设。鉴于上述情况,其前期工程的特点如下: 一是涉及专业繁多,情况极其复杂。常见专业如:道路交通、房屋建筑、桥梁通道、河道湖泊、铁路、高速公路、给水、雨污水、燃气、热力、电力、电信、有线电视、广播、园林绿化等。 二是随同线路走向呈现带状分步,跨越多级行政辖区,如区政府、街道办、居委会等。由于各级政府指导方针和工作力度不一,前期工程的协调统一的难度极大,致使城市轨道交通项目建设速度不一,有的区段施工热火朝天,有的区段则是寸步难行,从而影响了工程的整体进展。 三是涉及众多权属、管理和使用单位,致使前期工作进展缓慢,难度倍增。如B市前期工程粗略统计即有20余家权属和使用单位,如园林局、交通局、自来水公司、污水厂、电信公司、有线电视公司、铁路局、公路局、河湖处、公园、收费停车场、公交公司、燃气公司、热力公司等不一而足。 四是多为地下工程,施工拆改难度极大,由此波及的周围居民数量较多。前期工程的施工方案需要慎重对待,保证科学合理,并在施工期间尽力减少环境影响和妥善处理居民关系,创造和谐的施工局面。 五是对城市轨道交通项目的工期影响极大。有的线路因为前期工程没有打开局面,一拖再拖,轻松影响工期数月甚至半年之久,为轨道交通项目如期竣工造成非常大的压力。 2.3 前期工程投资 前期工程包括数十项工作内容,每项工作的费用均是价值不菲,少则数百万元多则几千万元,整条线路的前期合计费用更是非常高昂。综合分析多条线路的投资情况,前期工程投资所占城市轨道交通项目总投资的比重为10%左右。 如B市地铁9号线长约16.5公里,全线基本属于地下线路,建设周期约为5年,静态投资约为110亿元;动态投资约为128亿元。其前期工程包括临时用地和地上物拆除、交通导改、市政道路破复、空洞勘测、管线改移、既有建筑物加固、既有线及既有管线加固、商业补偿、河道改移等,总体费用约为16亿元,约占动态投资的 12.5% 。 3 前期工程投资控制现状 3.1 行业垄断保护,进入机制僵硬 在现有建设管理模式之下,前期工程涉及的专业多为垄断性行业,如电力行业、燃气行业、园林绿化、热力行业、交通导改、自来水公司、雨污水厂等。上述行业由于历史原因以及经济考虑,通常成立了自有或下属的施工队伍,由其负责本行业的专业工程的施工和维修养护等。 城市轨道交通项目沿线施工时,不可避免地触及上述前期专业需要进行拆除或者改移等。由于行业的垄断保护,导致外围的施工单位进入机制僵硬。同时,内部的施工单位将会想方设法阻止外围单位进入,如设立行业许可证,强行上岗培训、设置验收障碍,拒绝接收管理等,致使外围单位即使勉强进来施工也会无法验收使用,从而造成工期延误和项目投资浪费。 3.2 权属指定承包,价格谈判困难 前期工程的发包承包模式杂乱无序,基本处于无人监管状态。部分行业的权属单位尚能按照招标投标法的规定,在行业内组织招标投标工作并确定中标人;更多的权属单位则为无论投资大小均是直接指定承包单位,由其统一负责前期专业工程的拆除改移等。 鉴于权属单位及其下设施工单位的强势介入,城市轨道交通项目的前期工程价格几乎缺乏有效的谈判定价制度。一个前期工程,多由建设单位向权属单位报请处理方案,并在多方协调之后方能通过,然后再由权属下设施工单位自由报价。由于建设单位处于弱势,价格谈判非常困难,往往虚有其表,无法有效地降低前期工程的投资成本。 3.3 缺乏统一标准,清单组价随意 前期工程由于专业众多,加之各个专业和各权属单位之间缺乏统一的规范标准,如工程量清单编制依据不同,工程量计算规则或者列项不同,费用或费率标准不同,定额依据不同等,造成工程量清单编制和组价工作的随意性较大,无法达到标准化的投资控制目标。 如同为管线的同等规模检查井,有的专业按“座”统一列项,按照建筑工程定额组价计算;有的专业则是分为几个分部分项工程(土方、混凝土、钢筋)等分别列项,按照市政工程定额组价计算。从列项、数量和组价计算过程分析,不同专业同一项目的精度和组价的合理性可见差异,部分同类项目的最终价格竟然相差数倍,严重影响了前期工程的投资精确性。 3.4 设计施工一体,扩大前期费用 依据目前城市轨道交通的前期工程情况分析,设计和施工往往由一家行业内部的单位统一负责实施。设计施工一体化本意在于进行设计优化降低施工成本,然而由于行业的垄断属性,此举反而进一步扩大了前期工程的投资费用。 由于前期工程的设计和施工均由一家单位或者具有关联关系的单位实施,在缺乏有效监督和控制的情况下,设计单位通过提高项目建设标准、增加措施项目或者随意修改设计图纸数据等,以使施工单位获得了不当的超额利润,致使城市轨道交通项目蒙受了不必要的投资损失。 3.5 过程支付失控,结算存在问题 前期工程由于相对土建工程而言,其费用金额相比较小,从而其计量和支付过程的监督和审查相对较弱。此外,由于权属单位的默认或者支持,下设的施工单位往往在关键环节挟持建设单位,要求拨付多少款项之后方能继续施工,从而造成计量和支付过程失控。 前期工程的结算同样存在大量的问题,一是结算资料混乱,各项报告和证据之间缺少有效的支持关系;二是工程数量的计算数据胡乱编制,虚报水份巨大;三是设计变更没有依据,没有发包人或监理人的许可,设计图纸可以随意修改;四是现场洽商单杂乱无章,没有按照一定的顺序进行整理归档,普遍缺乏当事人的签字或者日期,或者事后补签;五是一些结算资料事后补充,与现场情况不符,经不起推敲;六是索赔理由无法成立,索赔程序和时效处理不符合同约定。 4 前期工程投资控制对策 4.1 打破行业垄断,加强市场竞争 前期工程应当参考房屋建筑工程、市政公用工程、公路工程的管理模式,打破行业垄断,消除进入壁垒,如此方可引入行业之外的强大施工队伍,促进行业技术水平和施工水平的提高,淘汰技术落后或者实施成本高的工艺工法,从而保证了行业的健康发展。 由于打破行业垄断,进入的施工单位数量大增,将会进一步地加强行业内的市场竞争,届时前期工程的投资控制将会变得合理可行 4.2 引入投标机制,价格合理可行 《工程建设项目招标范围和规模标准规定》(国家发展计划委员会令第3号)第七条规定达到下列标准之一的,必须进行招标:(一)施工单项合同估算价在200万元人民币以上的;(四)单项合同估算价低于第(一)、(二)、(三)项规定的标准,但项目总投资额在3000万元人民币以上的。 城市轨道交通项目的前期工程,每个专业动辄数百万元,即使不足200万元,但因满足第(四)项3000万元的要求,依然应当按照法律规定组织招标投标工作。通过引入投标机制,施工单位通过一定范围的竞争,报价将更具有合理性和可行性,在合同履行时将更具有生命力。 4.3 编制前期定额,统一费用标准 城市轨道交通项目的建设单位,为能统一各条线路的前期工作费用标准,促进同一时期的同类项目的价格基本相当,可以组织工程造价咨询公司、前期工程实施单位编制企业定额,纳入各类前期专业,分门别类地编制定额细目。 同理,建设单位可以根据工程经验和其他费用标准,组织人员测算各类前期专业的费用项目,如不同情况下的措施费用(夜间施工费用、二次搬运费用、设备进出场费用、成品保护费用等等),特殊的机械台班费用,材料消耗水平,以及各类专业的造价指标等,便于宏观控制前期工程的投资合理性。 4.4 规范设计施工,强调履约检查 国家住房和城乡建设部正在推行设计施工一体化,前期工程无疑具备良好的实施条件,应当紧跟时代步伐,研究相应的管理方案,从而从制度上规范设计和施工一体化的行为。 此外,城市轨道交通前期工程的各方参建单位均应加强履约检查,按照约定处理合同事宜。施工单位应当遵循合同约定,依据一定的程序提请设计变更、索赔、调整合同价格等,即要追逐企业利润,也应维护他人的合法权益。 4.5 加强结算审查,配合审计稽察 前期工程的施工单位应当做好日常资料的整理归档工作,避免事后补签,同时建立各项资料台账,保证结算资料的准确性和完整性。 建设单位应当加强前期工程的结算资料审查工作,对于不满足规范标准的报告资料不能放行,对于不满足合同约定的前期工程费用不能批准,切实做好前期工程的结算审查,尽力压缩结算中的虚报水份,保证前期工程投资的真实、科学、合理等。 城市轨道交通工程由于关系重大,各级审计和稽察工作随同项目建设同期进行。前期工程的施工单位应当主动配合审计和稽察机构,对前期费用的计量、支付、结算等过程中的情况进行解释澄清,并应按照审计和稽察结果清算前期工程投资费用。 5 结论 前期工程作为城市轨道交通项目的重要环节,所占投资费用的比例相对较高。为了有效控制前期工程的投资费用,解决目前杂乱无序的状况,需要建设行政部门、权属单位、建设单位和施工单位的共同努力,通过打破行业垄断,引入招标投标机制,编制前期定额和费用标准,规范设计施工行为,加强结算审查等系列措施,逐步达到前期工程费用合理可控的投资目标。 城市轨道交通论文:国外城市轨道交通建设及其对我国发展轨道交通的启示 内容提要:借鉴国外城市轨道交通建设中融资的先例及经验, 结合我国实际情况, 对我国城市轨道交通建设提出一些浅见。 关键词 城市轨道交通 融资 1 世界城市轨道交通的发展 1) 世界城市轨道交通的现状 城市化是世界各国共同的发展趋势, 世界上许多发达国家在小汽车进入家庭后, 仍然实施的是“ 公交优先” 的交通管理模式。以东京和伦敦为例, 轨道交通分别承担了86% 和71% 的客运量, 是居民出行的主要方式。 除了发达国家, 一些新兴的工业化国家和地区也在大力发展城市轨道交通。墨西哥城地铁于1966 年动工兴建, 目前已有10 条线路, 总长为178 km, 居世界第6 位, 日均客运量为450 万人次, 总运量仅次于莫斯科和东京, 居世界第3 位。汉城地铁自1971 年开始兴建, 目前已建成7 条线路, 总长度为21711 km, 到2000 年计划建成8 条线路, 共285 km 。 2) 国外城市轨道交通建设的融资 (1) 多方出资 德国各城市的地铁轻轨建设资金60% 出于联邦政府, 其余由州、市政府承担。巴黎的地铁建设资金, 40% 来自中央政府, 40% 由大区政府提供, 另外20% 由巴黎地铁公司自筹解决。法国其他城市的公共交通建设资金按比例分摊, 其中政府33% .企业以交纳建设管理费的形式分担34% , 使用者分担33% , 日本轨道交通的建设资金采取国家补贴、地方投资、发行债券、民间集资和地铁公司自筹等多渠道筹资的办法。在丹麦, 市政当局提供全部费用的1/3, 运输公司的参股人(包括哥本哈根运输局、丹麦国家铁路和丹麦联邦铁路处) 提供其余的2/3.。 (2) 财政税收政策 一些国家规定购买交通建设债券的金额不计入当年应税所得, 鼓励了市民购买交通建设债券的积极性。在德国, 每公升汽油收取1 马克的城市轨道交通税, 用于各城市的地铁和轨道交通建设。 (3) 土地有偿转让 政府另一种形式的补偿就是转让土地的使用权和开发权。利用快速轨道交通沿线的土地, 通过转让土地使用权或从事房地产开发获得资金, 这在香港和新加坡均取得了成功。 (4) 其他 还有BO T 方式, BO T 是政府同私营部门的项目公司签定合同, 由该项目公司筹资设计, 并承建一个具体项目, 在双方协定的一段时间内, 项目公司通过经营该项目, 偿还该项目债务, 并收回投资, 协议期满后, 项目无偿转让给所在国政府。曼谷的高架地铁就是由香港华基泰公司通过在泰国的联营公司华荣公司采用BO T 方式进行建设的。 香港地铁是以政府划拨沿线土地给地铁公司, 由地铁公司进行房地产开发和商务经营方式获得资金, 政府为支持地铁建设还认购了约85 亿港元的公司股份。 3) 政策、法规对城市轨道交通建设融资的保证 美国于1982 年公布了《陆上运输援助法》, 改革了原有的税制和税率, 使其更趋向合理, 增加了建设资金的来源, 加快了交通建设的速度。这种将法律与经济管理、行政管理挂钩, 相互紧密配合, 适当调整改造的做法, 既保证了交通建设的财源, 又促进了交通设施的建设。在德国更有许多法律和规章, 如: 地方交通财政资助法(GV FG)、铁路与公路交叉法(Ek rG)、成立德国铁路股份有限公司资助法(DBGrG)、近程公交财政区域分配法(R egG) 和德国铁路扩建法(B schwA G) 等。这些法规对城市轨道交通项目的投资前提和投资规模作了进一步的规定, 按其轻重缓急程度做成需求计划, 并规定每年都有固定的资金分配给各州和地区, 用于兴建和改建近程公交系统, 且每年都有所增加。 2 我国的城市轨道交通建设 1) 我国城市交通的现状随着改革开放, 我国的城市化进程也在逐步加快。城市的快速发展导致了城市交通运输量的迅速增长。审视一下我国的城市交通现状, 可以发现主要有以下几个问题。 2). 城市发展迅速。我国现代工业的迅速发展, 导致农村地区向城市地区转变的过程加快。逐步形成以中心城市为优秀的城镇群和以几个中心城市为优秀的巨大城市带的趋势, 而赖以运送人和货物的交通基础设施却不能与城市的发展同步进行, 因此造成城市交通运输滞后于城市化的进程。 3). 土地利用扩大。城市的发展必然伴随着周边农村土地的利用, 以老城区为优秀, 向城市四周辐射扩展, 从而增加了市区的交通距离, 这是造成交通状况恶化的又一因素。 4). 城市人口剧增。城市规模的扩大, 必然形成城市人口的增加和城区人口密度加大。加上相当固定的流动人口, 使得仅仅依靠传统概念上的公共客运交通即公共汽车和无轨电车已远远不够。 5) 公交结构单一且不合理。目前, 我国的城市公交基本上以常规的公共汽车和无轨电车为主, 它们的客运量小、速度慢、技术性能差、耗能大、污染也较严重。为了扩大输送能力, 只好增加运输车辆的投入, 而这又造成道路阻塞, 使运行速度下降。投入车辆越多, 阻塞就越严重, 从而产生了一种恶性循环。 6). 自行车发展过快。由于公交系统已无法满足人们出行的要求, 于是大量自行车涌上街道, 占用了大量的道路面积, 使得本已非常拥挤的道路更加紧张, 道路的通过能力降低, 公交系统的客运效率下降, 这就进一步促使人们采用自行车这种交通工具, 造成恶性循环。 7). 道路建设不配套。道路的发展速度远不及汽车的发展速度, 道路设施与交通量的增长不相适应。同时, 市中心与郊区间、郊区与郊区间、城市中心与卫星城镇间的交通不便, 没有大容量的快速轨道交通, 依然依靠道路交通, 这与城市化发展的趋势是很不协调的, 也严重地制约了城市的发展。另一方面, 由于道路配套设施如停车场的同步建设被忽略, 使得在人员集散频繁的场所, 车辆乱停乱放、占道停车, 不仅影响了市容, 也降低了道路的通行能力。综上所述, 这些原因制约了城市交通的发展, 而要解决这些困难, 发展城市轨道交通就成为必然。 3 我国城市轨道交通建设的融资方法 北京地铁一线、环线及天津地铁是在计划经济时期建设的, 建设资金全部由中央政府承担。上海地铁1 号线共利用外资3194 亿美元(以德国政府贷款为主, 约占总资额的40% 左右), 其余部分地方政府自筹。上海地铁2 号线一期工程采用三三制, 即利用国外贷款约三分之一, 市政府承担三分之一, 沿线区政府承担三分之一。借鉴国外轨道交通建设的融资方式, 我国在今后的建设中主要可以考虑以下几种渠道。 1). 政府财政投资。地方政府的财政投资应成为城市轨道交通建设资金中最稳定的、最可靠的组成部分。它主要来源于工商税、城市维护建设税、公用事业两项附加费、土地转让金和使用税、迁入人口增容费和铁路建设附加费等。 2). 土地开发收益。通过转让轨道交通沿线的土地使用权或将此土地从事房地产开发, 也可获得建设资金, 它可以弥补建设资金不足, 但可靠性不高。广州1 号线已将土地有偿转让作为筹资渠道之一。 3). 贷款。贷款又可分为外贷和内贷。外贷包括国际金融组织(如世界银行、亚洲开发银行、日本海外协力基金等) 的长期低息贷款、外国政府的长期低息贷款或出口信贷, 以及外国的商业贷款。内贷包括发行地铁或市郊铁路债券、向商业银行贷款等。 4). BO T .曼谷的地铁以及马来西亚南北高速公路都成功地实现了BOT 的引资方式, 我国也可进行尝试。 4 政策、法规对城市轨道交通建设融资的保证 1). 政策法规的保证。1995 年6 月, 国家计划委员会、国家经济贸易委员会、对外经济贸易合作部联合了《指导外商投资方向暂行规定》。同年7 月, 国务院了《设立境外中国产业投资基金管理的办法》。在这些规定里都明确规定了外商在华进行交通基础项目投资的具体操作方法, 其中也包括了一些优惠政策。 2). 税收减免政策。从建设初期开始, 政府就有各项税收优惠政策, 如进口设备时免关税; 运营期的初期免收所得税和其他城市维护建设税等各项税费; 后期若干年减收一定比例的所得税。 3). 财政补贴。由于轨道交通项目的社会公益性, 企业经营很难盈利, 因此在运营期内政府仍对运营公司有一定的财政补贴。补贴的数额依各个国家而定, 有的国家进行全面补贴, 即亏损多少补贴多少, 有些则依亏损额进行一定比例的补贴, 这种做法的优点是能够促进工作的积极性。 城市轨道交通论文:城市轨道交通供电系统的中压网络研究 摘要:本文从城市轨道交通供电系统的功能、构成、以及系统的外部电源方案等方面对城市轨道交通供电系统进行了简述。在此基础上引入了城市轨道交通供电系统中压网络的概念,中压网络有两大属性:一是电压等级,二是构成形式。同时结合国家中压配电现状及发展趋向、国内城市轨道交通中压网络现状及发展思路、以及不同电压等级的中压网络的特点,对中压网络的电压等级的特点进行了综合比较,并对其构成进行了系统分析。最后提出了一种新型接线方式-20kV牵引动力照明混合网络。 关键词:牵引动力照明混合网络 城市轨道交通 供电系统 中压网络 一、供电系统的简介及中压网络的概念 1、城市轨道交通供电系统的功能 城市轨道交通供电系统,担负着运行所需的一切电能的供应与传输,是城市轨道交通安全可靠运行的重要保证。 城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。一是电动客车运行所需要的牵引负荷,二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电,诸如:通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。 在上述用电群体中,有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷;有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准,而且这种要求和标准又相差甚远。城市轨道交通供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求,以使其发挥各自的功能与作用。 保证电动客车畅行,安全、可靠、迅捷、舒适地运送乘客,是供电系统的根本目的。 2、供电系统的构成 根据功能的不同,对于集中式供电,城市轨道交通供电系统可分成以下几部分:外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。对于分散式供电,城市轨道交通供电系统则可分成以下几部分:外部电源、(电源开闭所)、牵引供电系统、动力照明配电系统、电力监控(SCADA)系统。牵引供电系统,又可分成牵引变电所与牵引网系统。动力照明配电系统,又可分成降压变电所与动力照明。 但在进行初步设计与施工设计时,为便于设计管理,供电系统往往被划分成:系统设计;主变电所设计;牵引变电所(或牵引降压混合变电所)及降压变电所设计;牵引网设计;电力监控系统设计;杂散电流腐蚀防护设计(注:动力照明随同土建一起设计)。 3、外部电源方案 城市轨道交通系统的外部电源方案,根据城市电网构成的不同特点,可采用集中式、分散式、混合式等不同形式。 (1)确定外部电源方案的原则 城市轨道交通作为城市电网的特殊用户,一般用电范围多在10km~30km之间。城市轨道交通系统的外部电源方案,主要有集中式、分散式、混合式等不同形式。究竟采用何种方式,应通过计算确定需要负荷之后,根据城市轨道交通路网规划、城市电网构成特点、工程实际情况综合分析确定。 (2)集中式供电 在城市轨道交通沿线,根据用电容量和线路长短,建设专用的主变电所,这种由主变电所构成的供电方案,称为集中式供电。主变电所进线电压一般为110kV,经降压后变成35kV或10kV,供牵引变电所与降压变电所。主变电所应有两路独立的进线电源。集中式供电,有利于城市轨道交通供电形成独立体系,便于管理和运营。上海、广州、南京、香港、德黑兰地铁等即为集中式供电方案。 (3)分散式供电 根据城市轨道交通供电的需要,在地铁沿线直接由城市电网引入多路电源,构成供电系统,称为分散式供电。这种供电方式一般为10kV电压级。分散式供电要保证每座牵引变电所和降压变电所均获得双路电源,要求城市轨道交通沿线有足够的电源引入点及备用容量。建设中的沈阳地铁、长春轻轨、大连轻轨、北京城铁、北京八通线、北京地铁5号线等即为分散式供电方案。 (4)混合式供电 将前两种供电方式结合起来,一般以集中式供电为主,个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充,使供电系统更加完善和可靠。这种方式称为混合式供电。北京地铁一线和环线、建设中的武汉轨道交通工程、青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方案。 通过中压电缆,纵向把上级主变电所和下级牵引变电所、降压变电所连接起来,横向把全线的各个牵引变电所、降压变电所连接起来,便形成了中压网络。 根据网络功能的不同,把为牵引变电所供电的中压网络,称为牵引网络;同样,把为降压变电所供电的中压网络称为动力照明网络。 中压网络有两大属性:一是电压等级,二是构成形式。 中压网络不是供电系统中独立的子系统,但是它却是供电系统设计的优秀内容。它的设计牵扯到外部电源方案、主变电所的位置及数量、牵引变电所及降压变电所的位置与数量、牵引变电所与降压变电所的主接线等。 二、中压网络的电压等级 1、国家中压配电现状及发展趋向 我国现行中压配电标准电压等级有:66kV、35kV、10kV。随着城乡电气化事业的发展,只有一种10kV作为中低电压的分界,显然已不能满足城乡配电网发展要求。 我国第一个20kV一次配电的供电区,已经于1996年5月在苏州工业园区投入运行。从前一段运行情况来看,其线损率大大低于10kV系统。 对于农村电网,从电源电压直接送到中压一次配电层,形成高压电源层──中压一次配电层──低压户内三级配电,可以简化电网、降低造价、减少线损、利于发展。采用20kV作为中压一次配电层,功能上可以替代35kV与10kV两个配电层,而造价上则与10kV设备差异不大。由此可见,20kV电压等级的这种特点,也适合于高密度负荷地区的城市电网。例如:早在1999年中电联供电分会发表的“北京电网实施城网建设和改造的规划原则”中表明:北京市区内电压等级按500kV、220kV、110kV、10kV(20kV)设计,其中新建开发区可选20kV电压等级。 2、国内城市轨道交通中压网络现状及发展思路 以往,因国家城乡电网中没有采用20kV这一电压等级,相应的开关柜等20kV设备,也没有跟上发展。在这样的大环境下,要在城市轨道交通工程中使用20kV电压级,是比较困难和不现实的。因而,国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用了35kV(若采用国外设备则是33kV)或10kV。北京地铁、天津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速轨道交通3号线的中压网络为10kV;上海地铁1、2号线的牵引网络采用了33kV,动力照明网络采用了10kV;上海地铁明珠线的牵引网络采用了35kV,动力照明网络采用了10kV;广州地铁1、2号线采用了33kV的牵引动力照明混合网络;南京地铁南北线一期工程、深圳地铁采用了35kV的牵引动力照明混合网络;武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。 然而,随着城乡电力消费的增长,发展城乡20kV配电网已提到议事日程上来。20kV是目前公认的具有发展前景的优选电压级。20kV开关柜、变压器、电力电缆等一系列设备,也完全实现了国产化。 近年已颁布的国家标准GB156—93中表明,20kV也是可使用的电压级。另外,已经完成送审稿的《地铁设计规范》中规定:地铁中压网络的电压等级可采用35kV(33kV)、20kV、10kV。因此,在我国城乡电网及20kV设备这个大环境,已经发生变化的情况下,在城市轨道交通中压网络的电压等级选用上,也应该拓宽思路,认真比较,优化选用。换言之,不能仅局限于以往的35kV(33kV)和10kV框框,应该认识到,20kV也是可用的,并已成为一个备选电压级。这是因为:城市轨道交通供电系统,尤其是集中式供电系统,与其他公用用户相比,相对独立,自成系统。无论从施工建设,还是运营管理、养护维修等均相对独立。从这个角度来说,城市轨道交通中压网络的电压等级不一定与外部电网电压等级相一致。实际上,上海地铁、广州地铁,已采用了国外的33kV设备,而我国电压等级是35kV,并非33kV。另外,象南京地铁、深圳地铁采用的35kV,也是这两座城市市区电网所要取消的电压级。换言之,在城市轨道交通中压网络电压等级与外部市网电压等级的关系上,是采用35kV还是采用33kV或者20kV,其性质和概念上是一样的。 3、不同电压等级的中压网络的特点 (1)35kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较大、距离较长;设备来源国内;设备体积较大,占用变电所面积较大,不利于减小车站体量;设备价格适中;国内没有环网开关,因而不能用(相对于断路器柜)价格较便宜的环网开关,构成接线与保护简单、操作灵活的环网系统;广州地铁、上海地铁已经采用。 (2)33kV中压网络,国际标准电压级。输电容量较大、距离较长,基本与35kV一致;设备来源国外,不利于国产化;国外开关设备体积较小、价格较高,广州、上海地铁已经采用;国外C-GIS产品有环网单元。 (3)20kV中压网络,国际标准电压级。输电容量及距离适中,比10kV系统大。设备完全实现国产化;引进MG、ALSTHOM等技术的开关设备,体积较小,占用变电所面积远小于国产35kV设备,有利减小车站体量,节省土建投资;价格适中;有环网单元,能构成接线与保护简单、操作灵活的环网系统;国内地铁尚没有采用,但国外地铁多有采用。 (4)10kV中压网络,国家标准电压级。输电容量较小、距离较短;设备来源国内;设备体积适中;设备价格较低;环网开关技术成熟、运营经验丰厚,可用其构成保护简单、操作灵活的环网系统;国内外地铁广为采用。 4、不同电压等级的中压网络的综合比较 三、中压网络的构成 1、概述 对于集中式外部电源方案,牵引网络和动力照明网络,可以采用相对独立的形式,即牵引动力照明独立网络,也可以共用同一个中压网络,即牵引动力照明混合网络。对于分散式外部电源方案,采用牵引动力照明混合网络。 牵引动力照明独立网络的特点:牵引网络与动力照明网络,两者相对独立、相互影响较小;35(33)kV较高的电压级与较重的牵引负载相适用,而10kV较低的电压级则与较小的动力照明负荷相适用。 牵引动力照明混合网络的特点:供电系统的整体性比较好,设备布置可以统筹考虑。 牵引网络与动力照明网络,可以采用同一个电压级,也可以采用两个不同电压级。 目前,我国城市轨道交通工程有的采用了牵引动力照明混合网络,有的则采用了牵引动力照明独立网络;国外有的地铁采用了牵引动力照明独立网络。 2、中压网络的构成原则 (1)满足安全可靠的供电要求; (2)满足潮流计算要求,即设备容量及电压降要满足要求; (3)满足负荷分配平衡的要求; (4)满足继电保护的要求; (5)满足运行管理、倒闸操作的要求; (6)每一个牵引变电所、降压变电所均应有两路电源; (7)系统接线方式尽量简单; (8)供电分区应就近引入电源,必要时可从负荷中心处引入电源,尽量避免返送电; (9)全线牵引变电所、降压变电所的主接线尽量一致; (10)满足设备选型要求。 3、集中式外部电源方案下的中压网络构成 (1)独立35(33)kV牵引网络+独立10kV动力照明网络的接线方式 1)35(33)kV牵引网络的接线方式 当中压网络为两个不同电压级时,35(33)kV牵引网络的常用接线方式,如插图一所示。这些基本接线方式可以分成A、B、C、D四种类型。 lA型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;牵引变电所的两路电源,来自于同一个主变电所的不同母线;该类型接线适用于位于线路起始部分、线路终端部分、主变电所附近的牵引变电所电源引入。 lB型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;两个牵引变电所为一组;这一组牵引变电所的两路电源,来自于同一个主变电所的不同母线,每个牵引变电所均从主变电所接入一路主电源,两个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用;该类型接线适用于位于线路起始部分、线路终端部分的牵引变电所电源引入。 lC型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;两个牵引变电所为一组;这一组牵引变电所的两路电源,来自于不同的主变电所,左侧牵引变电所从左侧主变电所接入一路主电源,右侧牵引变电所从右侧主变电所接入一路主电源,两个牵引变电所通过联络电缆实现电源互为备用;该类型接线适用于位于两个主变电所之间的牵引变电所电源引入。 lD型:牵引变电所主接线为单母线;牵引变电所的进线与出线,均采用断路器;牵引变电所的两路电源,来自于左右两侧不同的主变电所;该类型接线适用于位于两个主变电所之间的牵引变电所电源引入。 2)10kV动力照明网络的接线方式 当中压网络为两个不同电压级时,10kV动力照明网络的基本接线方式,如插图二所示。 全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所(或中心降压变电所)的35(33)/10kV主变压器,就近引入两路10kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式;相邻供电分区间通过环网电缆联络;降压变电所主接线采用分段单母线形式;降压变电所进线开关采用断路器。该接线方式运行灵活。 (2)35(33)kV牵引动力照明混合网络的接线方式 当中压网络采用一个电压级时,35(33)kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如插图三所示。 在有牵引变电所的车站,牵引变电所与降压变电所合建成牵引降压混合变电所,对大型地下车站,除牵引降压混合变电所或降压变电所外,还会设置跟随式降压变电所。 全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路35(33)kV电源;中压网络采用双线双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。 该接线方式运行灵活。35(33)kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量大、距离长,因而更适合于地下线路。 (3)10kV牵引动力照明混合网络的接线方式 当中压网络采用一个电压级时,10kV牵引动力照明混合网络的基本接线方式,如插图四所示。 全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个车站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路10kV电源(对于地面线路,供电分区的来自于主变电所的两路10kV电源也可以从牵引变电所处引入,不一定就近引入)。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式。地下降压变电所主接线可采用分段单母线形式,地面降压变电所主接线则可以采用两段母线形式,同一工程的地下降压变电所与地面降压变电所主接线,应尽量一致。地面降压变电所的配电变压器,也可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。 中压网络采用双线双环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所的环网进线开关均采用断路器;地面降压变电所的环网进线开关可以采用负荷开关,地面降压变电所的配电变压器,也可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。如果两个主变电所10kV母线间设有专门的联络电缆,那么两个主变电所之间的供电分区间不必再设联络电缆;同一个主变电所供电范围内的供电分区间可以不设联络电缆(尤其是当这些供电分区分别只有一个牵引变电所时)。 该接线方式运行灵活。10kV牵引动力照明混合网络,因其输电容量小、距离短,因而更适合于地面线路。 (4)20kV牵引动力照明独立网络的接线方式 当中压网络采用一个电压级时,除前面已经分析的35(33)kV牵引动力照明混合网络、以及10kV牵引动力照明混合网络外,伊朗德黑兰地铁采用了20kV牵引动力照明独立网络,即牵引网络与动力照明网络相对独立,但均为20kV电压级。该接线方式如图五所示。 20kV牵引网络的构成方式为:两个63/20kV主变电所之间的牵引变电所,以相互间隔的方式分成两组,每一组均以类似于(开环运行的)单线单环网接线方式,分别从两个主变电所各引入一个20kV电源,即这些牵引变电所从两个主变电所各取得一路20kV电源。位于线路端头的牵引变电所,则以传统的(开环运行的)双线双环网接线方式,从一个就近主变电所的不同母线取得两路20kV电源。 20kV动力照明网络的构成方式为:全线的降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过4个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线以类似于(开环运行的)双线双环网接线方式就近引入两路20kV电源。两个供电分区间可以设联络电缆。 牵引变电所的主接线采用分段单母线形式,即设有两段环网电源母线及一段牵引电源母线。降压变电所的主接线采用两段母线形式。牵引变电所与降压变电所的电源进线均采用负荷开关作为环网开关。降压变电所的配电变压器,采用负荷开关-熔断器组合电器保护。 该接线方式的特点是,实现了以“负荷开关”构成环网接线,保护简单;另外牵引网络与动力照明网络相互影响小。但是由于牵引网络与动力照明网络的分离,以及牵引网络采用了单线单环网接线方式,导致区间中压电缆过多。 4、分散式外部电源方案下的中压网络构成 对分散式外部电源方案,中压网络采用10kV牵引动力照明混合网络,基本接线方式有以下四种。下面逐一分析其构成特点。 (1)接线方式一 接线方式如插图六所示。 全线的牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从城市电网就近引入两路10kV电源;中压网络采用双环网接线方式,牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用断路器;两个相邻供电分区间通过两路环网电缆联络。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的主接线,均采用分段单母线形式。 该接线方式运行灵活。为同一个供电分区供电的从城市电网引来的两路10kV电源,可以来自不同的地区变电所,也可以来自同一地区变电所。该方式要求城市电网有比较多的10kV电源点。 (2)接线方式二 接线方式如插图七所示。 全线的牵引降压混合变电所(或牵引变电所),每两个分成一组。每一组均从城市电网引入两路10kV电源,分别作为两个牵引降压混合变电所的主电源,同时同一组的两个牵引降压混合变电所间设双路联络电缆,实现电源互为备用。相邻两组牵引降压混合变电所之间设单路联络电缆,增加系统的供电可靠性。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。无牵引变电所的地面车站,其降压变电所,可按跟随式降压变电所考虑。无牵引变电所的地下车站,其降压变电所的10kV电源可以由相邻两组间的单路联络电缆提供(该降压变电所应采用分段单母线主接线)。 该接线方式比较简洁。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多,但要求每组从城市电网引来的两路10kV电源应来自不同地区变电所,以增加供电的可靠性。该接线方式适合于地面线路。 (3)接线方式三 接线方式如插图八所示。 全线的牵引降压混合变电所(或牵引变电所),前后关联,浑然一体。除最后一个牵引降压混合变电所从城市电网直接引入两路10kV电源以外,其他牵引降压混合变电所均从城市电网引入一路10kV电源,这路电源既是本变电所的主电源,又是前一个变电所的备用电源,换言之,当前变电所的主电源直接来自城市电网的10kV电源,而备用电源则来自于下一个变电所。依次类推,最后一个变电所则需要从城市电网引入两路10kV电源。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。对于无牵引变电所的车站,其降压变电所,可按跟随式降压变电所考虑。 该接线方式最为简洁。N个变电所需要N+1路10kV电源,相邻变电所间只有一路联络电源。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多,但要求这些城市电网引来的10kV电源应来自不同地区变电所,以增加供电的可靠性。该接线方式适合于地面线路。 (4)接线方式四 接线方式如插图九所示。 全线的牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过4个车站。每一个供电分区由一个电源开闭所供电,每个电源开闭所均从城市电网就近引入两路10kV电源。 该电源开闭所可以独立设置,也可以与就近的牵引变电所合建。若电源开闭所采用独立设置方式,则需与规划部门配合协调,另外该方式的土建投资与设备投资都比合建方式要大,故该方式,仅在地面线可以考虑。 插图九表示的是电源开闭所与牵引变电所合建情况。合建处的牵引整流机组及配电变压器,由电源开闭所直接供电。对于电源开闭所之间的某些牵引降压混合变电所,其电源分别来自与左右两侧的电源开闭所,并通过在这些牵引降压混合变电所的牵引母线段上设置与电源开闭所间的专用联络电缆,将相邻的两个电源开闭所联系起来;对于不参与这种开闭所联络的牵引降压混合变电所,其电源就近来自同一个电源开闭所。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线,均采用分段单母线形式。降压变电所的主接线可按跟随式降压变电所考虑。 该接线方式比较复杂。为同一电源开闭所供电的两路市网10kV电源,最好来自于不同的地区变电所。该方式对城市电网10kV电源点的数量要求不多。 四、一种新型接线方式研究-20kV牵引动力照明混合网络 通过对前面各种接线方式的分析,对于集中式外部供电方案,本文现提出提出一种新型接线方式:20kV牵引动力照明混合网络。接线方式如插图十所示。 全线的牵引降压混合变电所及降压变电所被分成若干个供电分区,每个供电分区一般不超过3个地下站;每一个供电分区均从主变电所的不同母线就近引入两路20kV电源(对于地面线路,供电分区的来自于主变电所的两路20kV电源也可以从牵引变电所处引入,不一定就近引入)。 牵引降压混合变电所、牵引变电所的主接线均采用分段单母线形式,即设有两段环网电源母线及一段牵引电源母线,牵引母线与两段环网电源母线间设有进线断路器,任何时候只允许一个进线断路器处于合闸位置,另一进线断路器投入的条件是“失压自投,过流闭锁”。两套牵引整流机组均接入牵引母线段,牵引降压混合变电所的两台配电变压器则分别接入两段环网电源母线段。降压变电所主接线采用分段单母线形式,配电变压器可以采用负荷开关-熔断器组合电器保护。 中压网络采用双线双环网接线方式。牵引降压混合变电所、牵引变电所、降压变电所的环网进线开关均采用负荷开关。两个主变电所之间的供电分区间通过环网电缆联络,其他供电分区间可以不设联络电缆。 该接线方式最大特点分析:前面已经介绍过,传统的10kV动力照明网络、10kV牵引动力照明混合网络、35(33)kV牵引动力照明混合网络,尽管也采用了环网接线方式,但除了10kV牵引动力照明混合网络中的降压变电所可采取了“负荷开关”外,基本上是以“断路器” 作为环网进线开关。这样,当变电所主接线采用分段单母线时,那么当中压网络发生故障,(多个)环网进线开关跳闸以后,故障处理及等待备用电源投入的时间就比较长,这是传统环网接线方式的弊端。而这里提出的20kV牵引动力照明混合网络,其最大构成特点是利用20kV负荷开关作为环网进线开关,同时设置了两段环网电源母线。 该接线方式最大优点分析:当中压网络中的一路环网电缆故障时,主变电所中相应的20kV馈出断路器将跳闸,相关牵引变电所的主进线断路器也将失压跳闸,随之备用进线断路器将自动投入,保证对牵引整流机组的不间断供电。这就克服了传统的10kV动力照明网络、10kV牵引动力照明混合网络、35(33)kV牵引动力照明混合网络环网接线方式的弊端。另外,该20kV接线方式与德黑兰地铁的20kV牵引动力照明独立网络相比,除保护简单、运行操作灵活以外,接线更简单,投资更经济。南京地铁南北线一期工程、武汉轨道交通一期工程、杭州市轨道交通一号线工程等前期研究工作,都充分表明了这一点。 五、结束语 目前环网接线方式,越来越受到重视,并且已在许多城市和地区积极推广应用。同时,20kV也逐渐成为城市中压网络的电压级,并且已成为地铁中压网络的标准电压级。另外,加上20kV环网设备已逐步走向国产化。在这种形势下,我国城市轨道交通领域,在供电系统中压网络方面,应拓宽思路,认真研究,积极探讨采用20kV牵引动力照明混合网络的工程实施,尤其是对那些新建城市轨道交通的城市。
工业技术论文:能源工业技术创新论文 一、研究方法及指标设计 (一)DEA模型方法 DEA方法即数据包络分析法,它是一种非参数方法,可以用来解决涉及多个投入及多个产出的相对有效性的问题。能源工业技术创新效率评价是复杂的相对效率问题,难以用单一的指标衡量,因此,采用DEA方法更具有实际应用价值。CCR模型是DEA模型中的一种形式,假定规模报酬不变,然后运用线性规划及其对偶模型求出决策单元的效率前沿面,得到决策单元的相对效率,再对松弛变量求解,判断决策单元的有效性,并在此基础上对决策单元进行改进。 (二)效率评价指标体系 1.投入指标能源工业技术创新的投入指标主要包括人力和资金,而资金投入分为R D经费投入与非R D经费投入。霍慧智选择R D总投入,政府R D总投入等作为投入指标[4]。张晓波主要选取了R D投入,技术人员作为投入指标[9]。创新活动中R D起到基础作用以及支撑作用,因此选取R D人员,R D经费支出作为投入指标。同时,对于非R D经费投入,由于中国能源工业的自主创新能力不足,引进技术成为提高技术创新能力的重要途径,选取技术获取及技术改造费用作为投入指标项。2.产出指标在技术创新产出指标的选取上,一般包含出版科技专著数,专利数以及学术数。张曦将申请专利数和新产品产值作为煤炭企业技术创新效率研究的产出指标,这两个指标分别表示了企业创新水平和成果转化的经济效率[10]。代碧波,姚凤阁将专利申请数,新产品开发项目数和新产品销售收入作为产出指标。刘芳也选择了专利申请数和新产品销售收入为产出指标[11]。申请专利数代表了技术创新过程的中间成果,是技术上质的提升,而新产品销售收入则是新产品销售后获得的收入,代表了市场对能源工业的技术创新为市场接受[12]。据此,能源工业技术创新产出指标选择专利申请数和新产品销售收入。能源工业技术创新投入指标为:R D人员,R D经费支出,技术获取及技术改造费用;产出指标为专利申请数,新产品销售收入。 二、DEA模型在技术创新效率评价中的运用 (一)数据来源 选用能源工业5个子行业作为样本:煤炭开采与洗选业(A1),石油和天然气开采业(A2),石油加工、炼焦及核燃料加工业(A3),电力、热力的生产和供应业(A4),燃气生产和供应业(A5)。运用DEA方法对能源工业各子行业2003年至2011年的技术创新效率进行评价,并采用Matlab6.5进行数据处理,投入产出数据均来源于2004年至2012年的《中国科技统计年鉴》。 (二)能源工业技术创新效率评价 对能源工业的5个子行业的技术创新效率进行分析,使用Matlab6.5软件对数据进行处理,结果见表1所示:由表1可知,煤炭开采与洗选业的技术创新效率总体呈上升趋势,但技术创新效率平均值仅为0.4446,在各子行业中处于最低水平。石油和天然气开采业的技术创新效率平均值为0.9647,其技术创新效果最好。石油加工、炼焦及核燃料加工业技术创新效率较高,均值为0.9154,但波动较大。电力、热力生产和供应业的技术创新效率处于5个子行业的中等水平,2003年效率值较为异常,只有0.0355。燃气生产和供应业的技术创新效率值一直在有效和无效之间变化.根据能源工业5个子行业的技术创新效率值,得到能源工业整体的技术创新效率如下表所示:从能源工业技术创新总的投出和产出来看,2011年R D人员比2003年增长了3.25倍,研发费用增长了7.33倍,中国对研发费用的投入大于R D人员的投入。比较R D经费和技术获取及技术改造费用可以发现,能源工业非常重视技术的升级和改造。能源工业技术创新的产出,专利申请数逐年快速上升,而新产品的销售收入增长缓慢,波动较大,可以看出能源工业技术创新成果转变为经济效益方面仍存在不足。2003年能源工业技术创新效率处于最低水平0.3665,2011年达到最大值0.8269,上升趋势良好,整体效率不高,但仍有很大的上升空间。 (三)松弛变量分析 松弛变量值计算出能源工业各子行业技术创新指标的改进幅度如下表所示:由表3可知,在不改变产出的前提下,2003年,2005年和2007年需要减少R D人员的投入,2011年需要减少R D经费支出。在投入不变的前提下,要想效率达到最好,需要增加新产品的销售收入。年和2004年R D人员投入的增加带来的销售收入增副较小。2010年技术创新效率值为1,技术有效,但从改进幅度表可知,其R D人员,R D经费支出和新产品销售收入都可以改进,因而其有效为弱有效。表5表明,在产出一定的情况下,主要是R D经费支出和技术获取及技术改造费用的改进。在投入不变的前提下,以新产品销售收入改进为主。2007年和2011年的松弛变量不为0,技术创新效率为弱有效。由表6可知,要保持新产品销售收入不变,2010年需减少R D人员的投入,2008年和2009年需减少R D经费支出。在不改变投入的情况下,新产品销售收入上升空间较大。由此可知,对电力、热力的生产和供应业来说,新产品销售收入对技术创新效率的影响较大。在2011年电力、热力的生产和供应业的技术创新效率值为1,但其松弛变量不为0,因而其技术创新效率为弱有效。由表6可知,燃气生产和供应业在在收入不变的前提下,适当的加大R D人员以及技术获取和改造费用,新产品的销售收入会有一个巨大的提升空间。 三、结果分析及对策建议 分析能源工业技术创新总的投入及产出、技术创新效率和各子行业投入产出的调整状况可以看出,R D人员和R D经费支出对技术创新效率提高作用较小,技术获取及技术改造费用的增加对其具有较强的促进作用,技术创新成果转化为经济效益的效果较差,新产品的销售收入仍有很大的上升空间。这与中国的能源工业发展现状相符,技术创新的经费一般投入到较低水平的技术研发,高水平的技术研究相对缺乏,对国外的先进技术水平依赖较大。人力资本投入对技术创新效率是有提高作用的,但是由于人力资本的浪费并未显现出其应有的作用。中国的能源企业以国有控股企业为主,虽然2003年到2011年国有控股企业资产的比例在逐渐减少,国有控股企业的产权结构特点导致了对技术创新活动的激励不足,但随着市场开放度和竞争度的提升,能源工业技术创新的发展前景较好。综上所述,提高能源工业技术创新效率可以从以下三个方面进行:一是对R D人员和R D经费的投入须控制在经济合理水平,保证投入效果和质量,增强自身技术创新能力;二是引进国外先进技术,同时改造中国落后的技术,加快技术创新进程;三是引入市场竞争机制,促进能源工业技术创新成果的经济效益转化。 作者:李霞 方海玲 张荣 李媛 单位:西安工程大学 工业技术论文:现代汽车工业技术状况分析论文 编者按:本文主要从引言;问题呈现;解决对策;结束语四个方面进行论述。其中,主要包括:汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化、维修手段有待更新:汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大、维修技术有待提高:汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展、制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实、现代手段的有效运用:汽车维修业推向现代管理模式和管理方式、汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理、维修人才的积极培养、加入对维修人员的考试行列应该是趋势等,具体材料请详见。 摘要:随着社会经济的快速发展和人们消费理念的逐渐更新,汽车已成为现代社会中人们工作、生活不可缺少的一种重要交通工具。然而,当我们在尽情享受现代汽车工业发展给我们生活带来种种便利的同时,我们也无法回避这么一个现实,那就是汽车随着行驶里程的增加和使用时间的延续,其技术状况将不断恶化。因此,我们不仅要不断研制性能优良的汽车,也要借助维护和修理水平的提高来恢复其技术状况。 关键词:汽车维修职业教育行业特征检测手段 一、引言 随着国民经济的快速发展,生产制造各领域也随之发生深刻变化,汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化。近几年随着我国汽车制造业和公路交通运输业的迅猛发展,汽车数量在不断增加,这客观上对汽车检测诊断和维修技术提出了较高要求,尤其对如何保证通过汽车维修确保车辆运行不造成或少造成社会公害问题更引起社会的广泛关注。笔者结合自己的认识和体会,拟对此问题谈谈个人的看法。 二、问题呈现 1.维修手段有待更新 纵观我国汽车维修行业,多少年来,一直无法摆脱手工作坊式工作模式,实现质的飞跃。特别是由于汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大,人力往往难以对维修各部门工作进程进行有效监督和对企业经营数据进行准确的统计和分析。以一个三十人的维修行业的月度工时统计,如采用人工计算,需要一个工作人员一到两天的时间,加之维修周期长的统计报表,更是大大增加了管理者主观判断上的失误性,因此极大挫伤了维修员工的工作积极性,弱化了汽修行业的凝聚力;较为零散的管理也弱化了本行业在顾客心目中的形象,不利于为长期、灵活的客户服务奠定坚实的基础;行业维修手段的普遍落后无疑使修车时间延长,劳动效率降低,工时费增多,引起消费者不悦,这可以说是现在汽车维修业普遍存在的问题。同时汽车维修资料信息查询也一直以来处于原始、落后的现状,这一点是公认的,传统的汽车维修资料查询形式,如主要借助图书、杂志、报刊等落后传统媒体没有改变,其结果只能是信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于近几年来大量涌入的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就相当一部分汽车维修技术人员而言,他们根本不可能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修现有落后的维修手段越来越显示出自身的局限性。 2.维修技术有待提高 汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展已经是一个不争的事实。现在汽车已经是高度的机电一体化,尤其微电子技术、电子控制技术在汽车上已经广泛应用,可就现在大部分汽车维修人员现有的维修技术,和他们所接受的一些职业教育和职业培训,已经不能满足现代汽车维修技术的要求;汽车维修中,维修人员确定维修思路由于受到自身先天条件(维修技术)的制约,显得较慢,且又不准确,所以遇到棘手的、错综复杂的故障就会感到束手无策,这种情况下许多人往往采用碰的方式,毫无头绪地对一些部件进行更换,给车主带来不必要的经济损失。就现在的一些顶级车而言,敲打维修只能是捉襟见肘,毫无意义。同时,制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实。我们知道,汽车废气排放的标准对现代汽车技术的要求越来越高,对于汽车维修业来说,不仅要求一些部件的重装质量非常好,而且要体现维修人员的高超的维修技巧,否则一般的维修水平就不能通过排放标准所规定的要求。综上所述,由于汽车职业教育跟不上维修行业一线上不断发展的形势,客观上已经导致了很多问题和争议,目前汽车维修行业人员的素质问题,特别是汽车维修职业教育问题日益突显,如何培养优秀的汽车维修工人,提高行业的整体素质,已经是摆在整个行业面前较为突出的问题。 三、解决对策 1.现代手段的有效运用 随着科学技术的快速发展,我们应尝试将以计算机为主要载体的现代信息技术运用到汽车维修业中去,以实现把汽车维修业推向现代管理模式和管理方式的高潮。我们有理由相信现代信息技术的运用将预示着汽车维修革命的到来,这种革命的到来会让汽车维修从业人员的维修服务意识不断根深蒂固,他们也将会切身体会到先进维修手段的运用所造就的是“高端服务”,这种服务将势必成为汽车维修行业将来竞争最重要的手段。当然,基于强势维修手段下的维修体系应该包含良好的维修服务、售前服务及售后服务,缺一不可。事实上现代信息技术的运用不仅可以加强维修人员的服务意识,也将有助于提高整个维修行业的运行效率,特别是有助于建立快捷,方便的客户维修信息和维修档案;建立稳定的客户关系和科学准确的维修经营数据。可以说,汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理,不仅速度快,时间短,资料全,效率高,而且准确及时的汽车维修报表在客观上也能减少管理者主观判断上可能造成的失误,这有利于加强维修全体员工的工作积极性,加强行业的凝聚力。伴随着网络技术的飞速发展,汽车维修专业互联网的开通将可以更迅速、快捷地提供维修配件、维修设备、维修资料、维修技术与管理人才等方面的供需信息,使维修行业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策,而互联网上的行业之间的技术交流和人才互访,也将加速汽车维修技术人员的整体技术水平提高。 2.维修人才的积极培养 汽车维修行业的健康有序发展维修人才是关键,任何离开或忽视了人自身发展的因素去寻求企业内部的所谓发展只能是空中楼阁。所以我们除了要求维修人员参加日常的维修培训外,使他们通过汽车维修专项技能认证体系来提高他们的维修水平也是行之有效的方法。诚然,我国曾经有类似于汽车修理工国家职业标准对汽车从业人员的认证考核,且早在本世纪初期就大约有十几万人通过鉴定并取得资格证书,但是原有的职业教育知识体系陈旧,没有充分体现现代汽车技术的闪光点和发展趋势,因此考虑新的适合汽车维修发展趋势的职业教育以及考试模式显得特别重要。同时,现在的职业技能鉴定是全科式的,几乎和汽车设计,制造,维修有关联的所有科目都得掌握,根据现代汽车设计和制造技术的发展情况来看,做汽车维修的专才显然不够,特别是随着汽车维修业的发展,以往对维修人员考核中比较弱化的项目,如汽车配件和估损以及维修企业管理,在现代维修业发展形势下显得格外重要,将它们加入对维修人员的考试行列应该是趋势。 事实上通过有关机构的调查表明,大部分行业内人士对这这考核项目都表现出极大的兴趣。而且我们认为,汽修考核应该涵盖目前汽车技术最新的发展要求,体现规范的诊断思路和操作流程,对于考试合格人员应统一颁发由国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心制订的证书,以确保国家职业资格证书的效力,只有这样才能确保对汽车维修从业人员的教育符合形势发展的要求。 四、结束语 现代社会对汽车故障诊断技术和维修要求非常高,汽车维修过程中,要树立汽车维修行业在整个社会中应有的地位,需要的是维修行业硬件和软件的共同发展,只有这样才能保证整个汽车维修行业的健康合理发展。 工业技术论文:国防工业技术发展论文 1、加快现有国防工业技术向民用工业领域的转移步伐,形成有效的技术转移机制。 由于民期片面奉行“军工优先”的技术发展方针,我国的国防工业技术不论在实际水平还是发展速度,由于长远领先于民用工业技术。在国防工业技术领域已经形成了一支强大的技术研究队伍,具备了较先进的技术研究设备和较优越的技术开发条件,对于民用工业技术构成了较大的技术优势。因此,要真正实现国防工业技术与民用工业技术的普遍结合,首先应当加快现有国防工业技术向民用工业技术领域的转移,推动民用工业技术及整个工业技术的发展。这是国防工业技术与民用工业技术普遍结合的第一步,也是关键的一步。 这种转移应包括以下三个方面: (1)技术能力的转移。充分利用国防工业技术领域的设备、条件等因素发展民用工业和民用工业技术。 ①利用国防工业领域较强的技术能力,开辟民用工业和技术的一些新领域,提高整个工业技术的发展水平。 ②利用国防工业技术领域的技术能力,帮助民用工业企业进行技术改造,促进传统产业的技术进步和技术产品的更新换代。 ③利用国防工业技术领域的技术能力,特别是富裕的生产技术设备,直接开发或生产民用工业品。 (2)技术成果的转移。把国防工业技术研究领域中所取得的技术成果直接应用到民用工业部门,推动民用工业生产的发展和技术水平的提高。 一般来说,国厉工业技术成果(待别是一些尖端技术成果)都具有一定的保密性。在国防工业技术的发展中强调技术保密是无可非议的。但是,如果为了保密而把国防工业技术局限在国防工业领域,限制其向民用工业部门的转移,就会使大量国防工业技术闲置,难以发挥其应有的社会经济效益,造成人力,物力和财力的浪费。因此,在国防工业技术的发展中,我们完全可以借鉴国外的有关经验,建立来相应的解密制度,使国防工业技术研究成果在一定的保密期之后及时地向社会解密,使这些新技术、新工艺、新方法、新设备和新材料迅速地被民用工业所采用,促进民用工业技术的发展。 (3)技术人才的转转。使国防工业技术领域的技术人才直接进入民用工业技术领域,从事民用产品和技术的研究和开发。 2、充分利用民用工业技术发展国防工业和技术。 在加速国防工业技术向民用工业和技术领域转移的同时,伐们还必须充分利用民用工业技术领域的研究成果来发展国防工业,弥补国防工业技术的不足。由于技术发展的相关性和互补性,不同领域的技术不仅可以相互促进,而且可以相互利用。在国防工业技术的发展中,也完全可以直接应用民用工业领域相关的研究成果,避免不必要的重复研究和开发。这样,就能大量地节约科研经费,提高技术开发的效率,使国防工业技术的研究范围,把有限的人力、物力和财力集中于国防工业的优秀技术和关键技术的研究和开发,使国防工业真正成为高新技术的研究和开发基地。 3、在国防工业技术与民用工业技术相互转移和利用的基础上,实现两者的复台。 自80年代以米,世界的技术发展呈现出一种复合化的趋势,不同领域和部门的技术之间、传统技术与高新技术之间日益一体化,形成了一个多用普适技术群,它不仅使各个领域和部门的技术水平迅速提高,而且使传统技术具有了新的价值和功能。在国防工业技术的发展中,我们必须适应这一潮流,在国防工业技术与民用工业技术相互转移和相互利用的基础上,实现二者的复合,使国防工业部门和民用工业部门真正实现伎术共享。这种复合,应该是一种多层次的整体的复合。它包括. (1)机构的复合。随着工业技术的发展,一除了各个技术领域的某些特定技术研究机构外,国防工业技术与民用工业技术研究机构之间的界限将逐渐被打破,实现一体化。 (2)功能的复合。不沦是国防工业技术的研究部门还是民用工业技术的研究部门,都将从单一功能型向多功能型转变。使之既能进行国防工业技术的研究与开发,也能进行相关的民用工业技术的研究和开发,实现功能的复合化。 (3)技术成果的复合。在机构和功能复合的基础上,最终实现国防工业技木与民川工业技术成果的一体化,使国防扣民用工业部门实行技术“共有”,为国防工业与民用工业的复合创造条件。 只有通过这种多层次的整体复合,才能不断少日石新的技术领域,获附新的技术手段,促进国防工业技术与民用工业技术的共同女展,真正实现两者高层次地、普遍有玫地结合。国防工业技术与民用工业技术的复合,既是技术发展的客观要求,也是普遍结合的最注方式。 国防工业技术与民用工业技术普遍结合的根本目的无疑是:使国防工业技术既能跟上世界军事技术的友展步伐,满足我国国防现代化建设的需要,又能使之纳人整个工业技术的发展体系之中,成为我国社会主义经济建设的一支重要力量,推动国民经济的发展。具体来说,通过国防工业技术的普遍结合,要达到以下三个基本目标: 1、“以军带民”。即利用国防工业技术领域开发的军事技术(尤其是军事高技术)带动民用工业和民用工业技术的发展。主要体现在两个方面: (1)开辟民用工业技术的新领域和民用工业的新产业。 目前,我国正加紧进行高.技术的研究和高技术产业的开发,利用国防工业技术发展高新技末产业,将是我国高新技术产业发展的一个基本途径,也是国防工业技术与民用工业技术普遍结合的一个基本目的。促进民用工业企业门技术改造和产品质量的提高。据统计,我国国防工业领域的所有成型技术已有将近一半在民用工业中推广应用,待别是一些过去长期处于保密状态的尖端军事技术也在近年陆续步入民用工业领域,这些技术汪民用工业企业的技术改造、产品开发、产品质量提高中友挥了十分积极的作用,在一定程度上带动和促进了民用工业和技术的完善和发展。 2、“以民养军”。即通过向民用工业领域进行技术转让或直接开发民用产品等方式,实现国防工业技术的经济价值,获得进一步研究开发的资金,保证国防工业技术的正常发展。主要有以下两种方式来实现: (1)直接将国防工业技术有偿转让给民用工业领域,获得开发资金。近年来,我国每年向民用工业领域转让的国防工业技术成果有近万项,在促进民用工业和技术发展的同时,还获得了大量的研究和开发资金。据有关部门统计,技术转让已成为我国国防工业技术发展的重要资金来源。 (2)利用国防工业及技术领域富裕的技术能力和生产能力开发和生产民用工业品,以获得必要的开发和生产资金。从1979年开始,随着国防业技术与民用工业技术的进一步结合,国院工业的各个部门都开始了民用工业品的大规模开发和生产。到1984年4月,国防工业的民品产值已接近其总产值的一半。 1985年,兵器工业部、航天工业部、核工业部这几个主要国防工业部门的直属企业的民品产值,已由1970年的18%上升到43%。到1990年,国防工业的民品产值已接近其总产值的80%。国防工业民品产值的提高,既为社会和国民生产提供了大量高质量的生活用品和生产设备,也为国防工业技术的进一步发展提供了可观的资金。 事实上,仅依靠国防工业技术领域自身的研究和开发是难以完全满足国防工业生产中不断增长的技术需要的。在国防工业的发展中,不仅需要大量国防工业技术作基础,也需要许多相关的民用工业技术作文撑。而要使民用工业技术能为国防工业所用,就必须通过国防工业技术与民用工业技术的普遍结合,使两者相互协调相互补充。 3、“军民兼容”。即通过国防工业技术与民用工业技术的普遍结合,使国防工业技术与民用工业技术实现一体化,达到兼容共享之目的。 从目前我国国防工业技术发展的基本趋势来看,实现“军民兼容”是唯一可行的出路,国防工业生产的“军民兼容”必须以国防工业技术的优先发展为前提,通过国防工业技术与民用工业技术的普遍结合来实现,这是我国国防工业能否真正完成“寓军于民、寓民于军”这一战略性转变的关键。 诚然,在国防工业技术与民用工业技术的普遍结合中,会遇到不少新的困难和问题。但是,只要我们始终坚持这一正确的发展方向,就一定能克服困难.解决问题,推动我国国防工业技术的正常发展。 论文关键词:国防工业民用工业技术发展军民兼容技术领域工业技术民用产品 论文摘要:本文论述了国防工业技术与民用工业技术普遍结合的主要途径和方式,提出了在普遍结合中所遇到的问题及其解决方法,认为普遍结合所要达到的基本目标是以军带民、以民养军、军民兼容、共同发展。 工业技术论文:机械工业技术吸收能力论文 1研究回顾 东道国企业的吸收能力影响FDI技术外溢的效果,这已得到诸多学者的普遍认可。Borenszteinetal的研究表明:单纯的FDI流入并不直接导致技术外溢效应,FDI是否能促进东道国经济的技术进步,从而最终推动经济增长还取决于东道国的吸收能力如何。Borenszteinetal首次运用人力资本作为吸收能力的指标将东道国的吸收能力具体量化,其研究结果表明FDI与东道国的人力资本相结合对经济增长起到了明显的推动作用;进一步的研究还发现,FDI的技术外溢作用存在“临界水平”,即只有当东道国人力资本存量足够丰裕时,东道国才能吸收FDI的技术外溢。Olfsdotter(1998)认为除了东道国的人力资本存量之外,经济开放度、政府政策、人口增长率、基础设施状况乃至行政效率、知识产权保护度等因素同样起着重要作用。Alfaroetal(2000)则认为东道国的金融市场效率是影响其吸收能力的关键因素。Markusen Vanables(1998)用具有技术优势的外资企业与东道国内部门的链接效应(LinkageEffect)来考察东道国的吸收能力。Kinoshita(2000)将研发的作用分为两部分:一是研发的创新作用;二是研发的学习效应,即东道国国内研发的增加将提高国内企业对FDI技术的吸收效果。 我国学者赖明勇、包群、阳小晓(2002)通过实证研究表明在影响我国外商直接投资的众多因素中,人力资本存量起到至关重要的作用,我国人力资本存量的丰裕度决定了对FDI的技术扩散效应的吸收程度。张斌盛、唐海燕(2006)选取留学回国率和外资就业率作为人力资本流量的指标,与传统的人力资本存量指标一起纳入模型进行回归和比较分析,结果表明,FDI和人力资本相结合与经济增长呈显著正相关,尤其是留学回国率以及外资就业率与FDI的结合,其正效应更为显著。 2我国机械工业吸收能力对FDI技术外溢的制约分析 (1)我国机械工业研发经费不足,技术基础薄弱,制约了对FDI技术外溢的吸收。国际上一般认为,研发经费支出占销售额的比重达2%时,企业才可能维持生存,而达到5%时才有竞争力。比较而言,我国机械工业行业许多内资企业还未达到2%的水平,与跨国公司存在巨大差距。研发投入是技术创新优势的来源,也会影响到外商投资企业与国内供应商之间建立关联而产生的技术外溢效应的大小。我国企业要想提高自身技术吸收能力,还需要进行较大的投资,这只有一些大型企业才能做到。而我国机械工业中尽管有些国有企业规模很大,但是,真正能够在国际上具有很强竞争力的企业还屈指可数。目前我国机械工业多数企业经营规模小,未能形成一批占有较大市场份额、具有国际竞争力的大企业和企业集团,也未能形成一大批专业化协作配套厂。而且生产的产品品种少,技术含量低,质量不稳定。如我国国产金属切削机床中,数控机床仅占2.8%,而日本1987年已达30%,德国1990年达54%。我国一些机械产品的质量标准总体上低于发达国家,国家标准与国际标准存在差距;高新技术产品、机械基础产品和重大技术装备成套供应能力不能满足市场需求,长期依赖进口;中低档机械产品出现结构性过剩,积压严重。由于我国机械工业中间产品生产企业的规模一般都较小,在所生产的中间产品的性能、质量稳定性和多样性等方面与跨国公司的要求相比存在着较大差距,导致跨国公司难以与之建立起后向联系。而且我国企业在技术及管理水平上与跨国公司的差距大,双方难以建立平等的合作伙伴关系,跨国公司觉得培植当地供应商的成本太高,从而选择国外进口中间产品。而跨国公司如果与我国企业之间的联系微弱,其中间产品来源于国外,产品在国际市场上销售,子公司的经济活动只是充当了一个组装中心的功能,那么就很难对我国经济产生技术溢出。 (2)我国机械工业人力资本水平低对FDI技术外溢吸收的制约。由中国机械工业联合会、中国机械冶金建材工会组成联合调查组于2005年的一项调查表明:目前我国机械行业高级技工所占比例小且年龄结构老化。据对87家机械行业国有大中型企业调查统计,生产工人中,高级技师和技师、高级工、中级工、初级工、无等级工分别占工人总数的2.26%、13.54%、31.77%、34.34%和18.09%。87家企业中,中级工、初级工、无等级工所占比例达84.2%。这与工业发达国家高级技工占40%的比例相差甚远。从调查情况看,高技能人才奇缺,后继无人严重。以调查的企业数据为例,高级技师仅占工人总数的0.26%,技师占2%。而且近70%的中级工、初级工(不含无等级工)只有中等以下文化程度,这种素质状况远不能适应高、新、精设备对操作工的需要。高级人才、技术人员的匮乏必然会影响到外资企业对我国机械工业的技术转移和扩散。跨国公司子公司需要在东道国雇佣熟练劳动力和高素质的管理人员,如果当地劳动力素质与跨国公司的要求存在着较大的差距,就会加大跨国公司的进入成本。因此,由于人力资本的限制,我国难以吸引资本技术密集型的跨国公司进入,同时也不能有效吸收跨国公司扩散的技术。(3)政策、体制不完善也影响到FDI对我国机械工业技术外溢的大小。这主要表现在以下几方面:第一,我国科技体制改革不到位。我国机械工业比较分散,开发能力建设上过多注重行业研究所研究能力的提高,每个产品都有归口研究所,产品开发主要依靠研究所,而没有重点把产品开发能力放在企业进行。同时,对于大量尚不具备建立开发中心能力的中、小企业,政府未能充分利用科研院所力量,为其提供技术支持,建立起技术开发支撑体系。在这种背景下,希望提高技术水平从而进入跨国公司全球分工体系的企业既得不到科技资源,也难觅技术支持和帮助,外资企业在国内市场遭遇不到有力的竞争。这样,技术外溢既缺乏有效的利益激励,也缺乏有力的竞争促进,技术外溢的步伐就会相应放慢。第二,通过FDI引进技术的管理体制上还不完善。未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持机械装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。第三,劳动力市场不完善。人员流动是产生FDI技术外溢的重要途径。在跨国公司的高薪诱导下,大批国有企业技术人员流向外资企业,却很少看到外资企业的管理人员与技术人员回流到国有企业。在人才流动方面,主要是在外资企业之间流动。人员流动带来技术溢出也包括跨国公司的管理和技术人员离开跨国公司后自己创业。这需要国内存在较为健全、完善的金融与资本市场,但从现在的情况看个人创业的困难较大,特别在融资渠道方面还不够通畅,贷款担保风险投资基金业的发展尚显不足。第四,知识产权保护制度不完善。知识产权保护不力,使得外资企业更加注重对技术的严格保密,也不能更有效地发挥我国机械工业企业在技术上自主创新的积极性。据机械工业联合会的统计,目前工业发达国家的新产品贡献率52%,我国仅为5.9%。具有自主知识产权优秀技术的产品少,克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱之外,还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研制的技术,也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“CM1海豚”磁悬浮列车还没有试运行,就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。 3提高技术吸收能力促进FDI技术外溢效应的对策 首先,加强机械工业人才队伍的建设。结合行业和企业的发展实际,积极支持和指导企业对各类人才队伍的建设工作,特别是要充分利用现有资源,加强对各工种岗位技能工人的培养,通过继续教育、技术比武、职业培训、技能鉴定等多种方式,加快提高技能工人队伍的整体素质。此外还应建立有效的激励机制,充分发挥技术人才的创造性与积极性。确实落实国家有关技术入股、技术参与分配的政策,鼓励有真才实学的技术人才开发新技术、新产品,或应用高新技术提高传统机械产品的技术水平。 其次,努力推进技术创新和“产学研”相结合,建立和完善以企业为主体的社会技术创新机制。我国机械工业企业要充分利用已掌握的自主知识产权,加强与国内外科研单位和企业合作,充分利用并整合国际国内先进技术,扩大市场占有份额。按照市场经济规律,利用产业集群的载体,以企业为主体,以高校和工业研究院等科研院所为依托,促进产学研紧密结合,加快对机械行业亟待解决的科技问题、重点项目的研究和重点产品的技术升级、以及产品前沿性的研究和攻关,形成三者互相合作、合理分配和利用资源、研发成果共享的创新局面。这样不但会使创新能力增强,而且还可以加快新技术的扩散,可以使机械工业生产力总体水平在较短时期内迅速提高。 再次,增加我国企业研发投入。要解决研发资金不足的问题,首先应转换企业经营机制,使企业在市场竞争中不断提高自身实力。只有实力提高了,才有更多的资金投入到研发活动中。同时,政府也应有辅助投资并且给予相应的鼓励政策。在有关机械工业的科技计划中,增加创新技术研发的比重以及重大技术机械装备国产化专项基金的预算。在原行业技术发展基金的基础上,可重组成立国家产业技术基金,重点用于支持共性、基础性、关键性和竞争技术的研发。另外,要健全、完善金融市场,为国内企业提供良好的融资渠道。尤其是要大力发展科技信贷业务,扩大金融机构对企业的科技投入。 工业技术论文:机械工业技术政策研究论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 工业技术论文:机械工业技术引进研究论文 【内容提要】机械工业技术引进是中国技术引进的主体和缩影。本文回顾了建国50年来中国机械工业技术引进的四个发展阶段:50年代主要从前苏联和东欧国家大量引进成套设备和技术,建设了一批机械工业基地,奠定了中国机械工业与机械科技发展的基础;60年代技术引进转向日本、西欧等资本主义国家,由于受国内外政治气候的影响,技术引进规模较小,进展迟缓;70年代技术引进扩大到整个西方国家,出现了两次进口成套设备的高潮,带有一定程度的盲目性;改革开放以来,机械工业技术引进进入了全方位、多形式、多层次的新的历史发展时期。文章还对中国机械工业技术引进中正反两方面的经验与教训进行了总结与评述。 【关键词】中国/机械工业/技术引进 【正文】 历史昭示人们,技术引进是实现技术进步的一条捷径,几乎所有“后发”国家都是从引进和模仿先进国的科学技术“起家”的,日本和韩国是这方面的典范。中国的机械工业也是在引进和利用国外技术的基础上逐步发展起来的。建国50年来,机械工业的技术引进在曲折前进中大致经历了以下四个发展时期。 一、50年代从前苏联和东欧国家成套引进先进技术装备 解放初期的中国是一个“一穷二白”的农业大国,工业基础脆弱,以修配为主的机械工业尚未形成独立的制造业,且技术十分落后。根据国民经济恢复和“一五”建设的需要,国家确立了大力引进国外先进技术提高本国技术水平的方针。由于当时美、英等西方资本主义国家对新生的社会主义中国采取“封锁禁运”的“冷战”政策,因此50年代我国技术引进的来源国主要是前苏联和东欧社会主义国家。“一五”期间的技术引进是以苏联援建的156项重点工程项目为优秀,以引进重工业部门所需大型成套设备为重点而展开的。据国家外贸部门统计,1950-1959年,我国共签订成套设备等合同约450个,其中与前苏联和东欧国家签订的成套设备合同分别为215项和108项,与西方国家只签了3项,另外还进口了单项设备120余项。以上引进项目共花外汇约27亿美元,其中成套设备占用汇总额的90%以上,所有费用主要由前苏联以低息或无息贷款方式提供。通过156项重点工程的建设和成套技术装备的引进,中国在短短几年内便恢复和建立了钢铁、机械、电力、煤炭、石油、化工等工业,形成了中国工业体系的总体布局,奠定了中国现代化工业建设的初步基础。 在前苏联援建的156个项目中,第一机械工业部有21项,原民主德国也援建了我们2个项目,另引进捷克斯洛伐克制造技术自行设计了上海三大动力设备厂。前苏联援建的这些项目都是我国机械工业的基础性、关键性项目和空白项目。除援建项目之外,机械工业部门还通过技术合作和贸易协定方式,获得了一批主要由国内自行设计和建设的50多个机械工业项目所需的制造图纸、工艺流程、专家咨询和项目所需设备及其它技术物资。〔1〕 50年代特别是“一五”期间,中国机械工业从苏联和东欧国家成套引进先进技术装备的成效是巨大的,主要体现在: 一是在苏联援建下,通过成套项目引进,中国机械工业建立了一批大型骨干企业和重点企业。由于实行高度集中的计划管理体制,使整个机械工业系统的技术引进工作成为通盘规划、统筹部署、协同作战的有序行动,故而这些机械工业基地建设速度快、周期短、效益高。如第一汽车制造厂从1953年7月开工到1956年10月验收投产,只用了三年时间就建成了新中国第一个大规模的汽车制造厂。 二是由于在引进成套设备的同时附带引进了设备设计图纸和工艺技术,并将消化吸收引进技术与国内设计试制及发展新产品结合起来,从而较快地掌握了一大批先进技术装备和重大产品的设计制造技术。在“一五”期间,中国机械工业发展的四千多项新产品中,有三分之二以上是以苏联图纸及测绘仿制为基础,从小到大,从简单到复杂,从单机到成套,逐步试制发展起来的。 三是学习了前苏联从选择厂址、工厂设计、建筑施工、设备安装、工艺设计、人员培训、组织生产一直到开工运转等一系列基本建设的管理程序和生产技术,并积累了对外贸易的经验,培训了一大批工程技术人员、管理人员、技能工人以及留学生和外贸人员,这些都在以后几十年的机械工业建设中发挥了重要作用。 四是积极学习和推广了许多前苏联的先进工艺技术,改变了我国机械企业工艺落后的面貌。 通过50年代特别是“一五”期间的技术引进和大规模经济建设,中国机械工业在短短几年内便实现了从修配仿制向自行设计制造的过渡,并初步形成了中国的机械工业体系,技术发展能力大大提高,经济效益直线上升。“一五”期间,机械工业总产值增长2.6倍,平均年增长率达29%,创造了机械工业发展史上的奇迹:机械工业为国民经济各部门提供技术装备的能力大增强,“二五”期间,我国经济建设所需要的各种机械设备的自给率高达80%以上。〔1,3〕 这段历史启示我们,引进技术是提高中国机械工业技术发展能力,加快机械工业建设速度的重要手段。只要合理规划,集中力量,重点建设,并将技术引进与消化吸收相结合,就能在技术落后的情况下,辟新路,走捷径,迅速缩小与先进国家的技术差距。但是,我们也要看到,技术来源的单一性对机械工业以后的生产发展、技术进步和管理体制也带来了一定的负面影响,把主要精力集中在建设施工和投产达标上,不可避免地轻忽了本国成套设备制造水平和创新能力的提高,淡化了本国研究开发力量的培育与成长,导致发展后劲不足。这些问题,在50年代后期已引起政府部门的警觉,并采取措施作了一些纠正。但由于此时中苏关系有所淡化,加之1958年的“”强调要独立自主大办机械工业,使“一五”时期掀起的技术引进热潮随之也有了大的回落。 二、60年代从日本和西欧引进先进设备与技术 1960年,中苏关系破裂,前苏联单方面撕毁合同、撤走专家,中断了与中国的经济技术合作,迫使我国将引进技术的对象转向资本主义国家。由于对日外交的成功,中日经济技术贸易解冻。1964年,中国机械工业首次从日本引进了10多个品种的气动、电动量仪制造技术和成套设备,1965年以后又引进了液压元件等制造技术和设备,建立了相应的工厂。 1964年1月中法建交,冲破了西方国家长期孤立中国的政策樊篱,中法技术合作开始升温。从1965年起,一机部从法国购买了4种重型汽车产品设计和制造工艺资料,由相应的汽车厂消化吸收。这是首次采用购买软件的方式引进技术。这一时期机械行业还从西德、英国等西方国家引进了一些设备和技术,从而弥补了从前苏联和东欧引进技术之不足。 在国民经济调整时期,为解决经济发展中“吃、穿、用”等的薄弱环节,国内有关部门先后从日、英等10个资本主义国家引进化纤、冶金、石化等方面的成套设备和技术计84项,用汇总额达3亿美元。〔2〕这些设备的引进提高了这些部门的技术水平和生产能力。 为了制造急需的大型成套设备,在此期间,中国还通过举办工业展览会、开展技术交流、组织专家出国考察、加强情报资料搜集分析、对样机进行测绘仿制等方式引进和消化吸收国外先进技术,在此基础上,使用、设计、制造和研究部门之间进行密切合作和协同攻关,设计制造出了包括万吨模锻水压机在内的九大冶金成套设备等一批接近或达到当时世界先进技术水平的成套设备和新产品。“”开始后,机械工业技术引进工作基本陷于停顿状态。 总之,60年代是中国机械工业技术引进的滞缓期,引进规模较小,经济技术效益较差。由于缺乏技术贸易的经验,对国际技术贸易的原则和惯例缺乏了解和研究,结果比别国多花了成倍的却引不进西方国家的关键制造技术,因此很难翻版仿制。但由于当时我国的技术力量已有一定发展,机械工业开始走上以样机测绘、仿制与自行设计制造相结合的发展道路。广大机械科技人员发扬自力更生精神,依靠自身技术力量不仅完成了前苏联遗留下来的建设项目,而且使整个机械科技水平有大的提升,个别技术领域已赶上世界先进水平。 三、70年代从整个西方国家引进先进设备与技术 60年代末、70年代初,国际关系处于急剧动荡之中,各种政治力量重新分化、组合成新的世界格局。1971年10月,中国在联合国的合法席位得到恢复。从1972年起,中国先后同美国、加拿大、澳大利亚等一系列西方国家建立了外交关系,西方国家一向奉行孤立和封锁中国的政策而向中国长期关闭的官方经济技术合作的闸门终于被打开了,技术引进工作也出现了新的高潮,中国开始扩大从美国、前联邦德国、日本、英国、法国等国引进设备与技术的规模。70年代前半期,我国尚未改变过去进口成套设备的做法。1973年1月,国家制定了进口43亿美元成套设备和单机的方案(即“四三方案”)。仅1973年就进口设备77项,合同成交额12.2亿美元。进口重点放在化工、石油、冶金、煤炭、电力等部门。1976年,一机部随“四三方案”也引进了一批关键设备和技术,如杭州汽轮机厂的工业汽轮机、南京汽轮发电机厂的燃气轮机等9个成套项目,对提高中国机械工业制造技术水平起到重要促进作用。上述这些批准建设的项目因为受“”的干扰,有些被迫暂缓执行,有些建设周期拖长,有些进口设备长期未派上用场。 1976年10月,中国结束了十年动乱,经济建设面临重重困难,亟待进行一段时期的恢复与调整,但当时由于在经济工作上受急于求成的“左”的指导思想的影响,中国经济建设很快进入一个新的高速增长时期,全国基建战线进一步拉长,设备进口和技术引进也随着经济恢复和国门打开再度掀起高潮,并出现了一定程度的盲目性。在1978年的较短时间内一下就签订了成交额达78亿美元的设备进口和技术引进项目合同(其中31亿美元合同是当年最后10天突击签订的),用汇总额超过前几个时期的总和,且全要用现汇支付。成套设备的进口和大型工程项目的建设对促进石油、化工等新兴工业部门的建立与发展起到了一定促进作用。 70年代出现的第二次技术引进高潮与50年代的大规模引进相比,项目更多,用汇额更大,由此暴露出的问题和应当汲取的教训也比较多,表现在:一是各部门热衷于从国外大量进口成套设备,对国产机械设备重视不够,抑制了本国机械制造业向其它工业部门提供技术装备能力的提高;二是注意了硬件设备的进口,忽视了设备设计制造技术与工艺流程的引进,在提高生产能力的同时没有解决好提高国内制造水平的问题;三是没有更好地组织引进单位与研究、制造单位联合对引进技术与设备进行消化、吸收和创新,造成了长期依赖国外技术和大量进口零配件的被动局面;四是付出了高昂的代价,1973-1982年我国进口成套设备和签订技术许可证合同的平均成交额分别高达3287万和107万美元,比国际间高出几倍〔4〕;五是技术引进缺乏统筹规划,出现了盲目签约和大起大落的宏观失控现象。由于短期内引进项目过多、规模过大,拉长了基本建设周期,造成了进口设备的积压与损耗,同时也造成了国家外汇支付的极度紧张。 在进口成套设备时,机械行业曾组织技术力量对部分设备进行测绘仿制,试图由此掌握其制造技术,但收效甚微。事实提醒人们,对于复杂、重大机械设备单纯靠测绘仿制的方法是不能奏效的,必须引进其设计制造技术。因此,自70年代后期开始,单项技术引进开始受到更多重视。从1976年起,在中国技术引进计划中列入“单项技术引进计划”,1977年列入国家引进计划的单项技术共有24项。为了学习外国技术引进的先进经验,1978年4月,一机部派出一个综合技术考察团到南斯拉夫、罗马尼亚进行访问考察,发现南、罗两国的做法与中国大相径庭,他们主要以技术许可、合作生产、合资经营的方式从西方国家引进制造技术,较快地提高了本国机械工业的制造技术水平。南、罗两国在技术引进方面的成功经验受到我国政府部门的重视。一机部随之作出决策,把单项技术引进作为今后技术引进的重点,并在部科技局设立了技术引进处这一专管机构。仅1979年,就签订单项技术引进合同28项。通过几年的实践探索,积累了经验,走出了一条以技术许可、合作生产、技术咨询、合资经营等方式为主引进国外先进制造技术的新路子,在使中国的技术引进从以引进硬件设备为主的初级阶段逐步过渡以引进软件技术为主的高级阶段方面起了先行和示范作用。据统计,1973-1982年,机械工业部门引进的单项技术项数最多,达206项,占全国同期引进单项技术总数279项的73.8%;这一时期机械工业部门仅进口成套设备37项,占全国进口设备总数的448项的8.3%。单项技术引进的总费用虽不到设备进口总费用的5%,但对提高中国机械工业制造技术水平却大有裨益。〔4〕 四、改革开放以来全方位、多形式引进消化国外先进制造技术 (一)新时期机械工业技术引进的进程及特点 中共十一届三中全会确立了对外开放、对内搞活经济的方针,技术引进从此进入了一个新的历史发展时期。自80年代初开始,国家在开辟经济特区和开放沿海城市的同时,陆续制定和推行了一系列鼓励利用外资、引进技术的政策,制定了在“六五”后三年引进3000项先进技术的规划,还向省市下放了技术引进的审批权,增设了对外经济技术贸易窗口。在此大好形势下,机械工业部也加强了对技术引进工作的领导与宏观管理,使机械工业技术引进取得长足进展,引进项目逐渐增多,引进规模迅速扩大,引进效益不断提高。改革开放以来,机械工业技术引进具有以下几项显著特点: 1.从进口设备为主转向以引进单项技术特别是软件技术为主。1981年国务院颁布了《技术引进和设备进口工作暂行条例》,对技术引进和设备进口作出明确界定,并特别强调要严格限制成套设备进口,着重引进先进适用技术,以后又了《技术引进合同管理条例》等一系列法规,以保证技术引进朝着规范化方向发展。根据国家这些规定,机械行业加大了以先进制造技术类软件技术为主的单项技术的引进力度,其引进的单项技术占了全国单项技术引进的“大头”,引进的“硬件”也主要是国内难以制造的样机、关键设备和测试仪器。 2.技术引进全方位化。80年代初以来,机械工业技术引进已经突破了地区的局限,引进国别扩大到世界各大洲的几十个国家和地区(其中以从德国、美国和日本三国引进的项目最多)。除了继续从发达国家引进技术外,还发展了同新兴工业化国家、发展中国家和地区的技术贸易关系。 3.引进技术重点比较突出。一是结合国家重点建设项目等的需要,引进重大成套设备、大型设备及其设计制造技术,如50万伏高压输变电设备、30万和60万KW火电成套设备、宝钢大型冶金成套设备等;二是为了提高机械工业基础制造技术水平,引进“三基”(基础机械、基础零部件、基础材料)制造技术;三是结合“三上一提高”和企业技术改造,引进合金钢铸造技术、负压造型铸造技术等关键工艺技术;四是为了填补我国在机械科技前沿领域中的某些缺项以及配合国家重点科技攻关计划,有重点地引进一些先进制造技术和新兴、尖端产品技术,如威海精密机床附件厂结合国家经委“七五”期间国家12项引进技术消化吸收重点项目中“数控机床国产化”项目,从美国引进了镗铣类机床工具系统的制造技术;五是结合我国各行业发展需要,有重点地引进一些重点产品、特殊产品的设计制造或组装、测试技术。〔5,6〕 4.技术引进方式多样化。70年代末以来,中国机械工业技术引进的另一个显著特点是引进方式朝着多样化方向发展,其中最常见的几种引进方式是: 许可证贸易。这是技术引进的高级形态,也是当前国际技术贸易中最常见的一种基本形式。在许可证贸易中,技术转让的内容包括专利、专有技术和商标,中国机械工业引进的主要是设计制造方面的专有技术。80年代以来,机械工业引进技术的半数以上是采取许可证贸易方式引进的。这种引进方式不仅花外汇少,而且容易获得先进制造技术。 进口设备带制造技术。这是技术引进的较初级形态,对引进方技术要求一般不高,因此是技术不太发达国家采用的技术引进方式,在50年代中国机械工业基础尚薄弱的情况下也成功地采用了这种技术引进方式。80年代以来,中国机械工业仍有大批项目是采取这种方式引进的。这种引进方式风险小,形成新产品生产能力快,在国内尚无能力设计制造这类产品或设备的情况下可起到填补设备生产能力缺口的作用。但进口设备带进制造技术的方式投资大、用汇多,也不易学到关键技术,还会增加对外国零部件和配套技术的依赖性,也制约了本国科研与设计制造能力的提高。因此,随着我国机械工业科技水平的不断进步,应该尽量少采用这种方式引进技术,尤其要限制成套设备和生产线的进口。 咨询诊断。这是一种灵活实用、用汇不多的技术引进方式,其内容包括产品设计咨询、技术改进咨询、决策咨询、可行性论证、企业诊断等。如80年代初,我国柴油机行业的不少厂家曾委托英国、奥地利的几家著名发动机咨询设计公司改进柴油机的设计,收到良好效果。 合作生产。通过与外商特别是跨国公司合作生产,可以较快地学到国外的先进制造技术和管理经验,提高企业的生产技术水平和管理水平。对于象数控机床、宝钢大型冶金成套设备、大型发电机组之类技术要求高的大型、关键、复杂设备的研制生产,我国机械工业都成功地运用了合作生产的方式。 外商直接投资带进技术。改革开放以来特别是市场经济体制建立以来,中国利用外资、合资经营步伐加快,从1981年12月机械部批准与美商合作经营湖北派克密封件厂以来,到1994年,仅机械部系统就有“三资”企业2862家,外方投资金额35亿美元。随着境外资金(包括世界银行贷款)的进入和外资企业的建立,机械工业也引进了一大批较先进的设备和制造技术以及先进管理方法,提高了机械产品的档次和技术水平。 除上述引进方式外,机械行业采取的其它引进方式还有:技贸结合、“三来一补”(来料加工、来件装配、来图制造、补偿贸易)、合作研究、购买技术资料或软件、人才培训、引进国外智力、购买二手设备以及联合引进等。 (二)对引进技术的消化吸收及其成效 在80年代前半期的技术引进热潮中,中国机械工业引进了一大批先进技术,“六五”期间仅机械部系统就签订了技术引进合同785项。因此,“七五”及以后时期,机械工业在引进技术的同时,也加强了对引进技术的消化吸收与发展创新工作。根据国务院于1986年颁布的《引进技术消化吸收工作条例》精神,机械部也颁发了《机械工业部引进技术消化吸收工作暂行管理办法》等管理规章,并制定了技术引进消化吸收重点项目计划。1996年,机械部又制定了《机械工业引进技术项目消化创新指南》,并要求各省、市级主管厅、局和技术引进单位也要编制技术引进项目的消化吸收计划。 通过采取上述一系列措施,特别是随着90年代对技术引进管理力度的加大,中国机械工业引进技术的消化吸收、发展创新与国产化工作进入到一个新的发展时期,取得了显著成效,表现在:〔6,7〕 1.掌握了一批重大技术装备的关键制造技术。1983年以来,机械工业部门紧密结合国家重点工程建设,组织全国上千个企事业单位和上万名科技骨干,通过与国外合作生产、合作设计、合作研究等方式先后对30万和60万KW火电机组、宝钢大型冶金设备六大主机、2000万吨级露天矿开采系统等12项重大技术装备展开仿制和自行研制工作,使机械工业多年来没有完成的一些重大技术装备得以研制成功并投入生产运营,国产化水平不断提高。截止1993年底,已累计完成40多项设备并在50多项重点建设和技改工程中投产应用,其中15项成套设备基本上实现了国产化,并在30多项工程中推广应用,为国民经济建设做出了重要贡献。 2.促进了企业的技术改造、技术升级和产品结构优化。中国机械行业从1978年至今共引进了二千多项先进技术,重点骨干企业基本上都引进了国外技术。通过消化吸收与自主研究开发,促进了产品的更新换代,提高了整个机械工业的技术水平。通过80年代的技术引进,使我国机械工业50-60年代水平的部分老产品,约有1/5的品种一下跃迁到70年代末、80年代初的国际水平,缩短了近20年的技术差距;而“八五”期间机械工业在引进基础上发展的新产品,90%以上达到了国际70年代末、80年代初的技术水平,50%以上达到80年代中末期的水平。许多先进制造工艺技术与设备也得到推广应用。 3.用引进技术生产替代进口产品,同时推动了机械产品的出口。在消化引进技术基础上,中国机械工业的一批关键设备和通用机电仪产品技术水平和质量有明显提高,已可替代进口和提供出口。到1990年底,已推荐可替代产品25批1911项。企业反馈信息显示,1989年替代产品销售额达22.8亿美元,并出口创汇10亿美元。通过对引进技术的消化吸收,也提高了中国机械产品的出口创汇能力,出口额连年增长。1996年机械工业出口创汇299亿美元,机械产品出口额在全国外贸出口总额中比重已由1991年的12.3%提高到1996年19.8%,成为中国外贸出口的第二大支柱行业。 4.提高了企业的经济效益和市场竞争力。如由原机械部牵头组织的共有47个单位参加的《“八五”国家重大引进技术消化吸收计划》10大项目之一的“新型推土机和装载机关键零部件”项目,以从美国卡特皮勒公司引进的推土机、装载机等五种主机关键零部件技术为对象进行消化吸收,项目完成后产品质量可以达到80年代世界先进水平,主机及零部件的国产化率分别超过80%和85%,年新增销售收入20亿元。 (三)改革开放以来机械工业技术引进中存在的问题 改革开放以来,中国机械工业共引进技术二千多项,其中软件技术占全国的1/3以上,是引进项目最多,引进内容最广的行业,在促进机械工业科技进步,推动机械企业技术改造,提高国民经济各部门技术装备水平方面发挥了重要作用。但也存在不少应引以为训的问题: 1.引进技术的结构不够合理。80年代以来,机械工业单项技术引进虽有明显增加,但引进技术结构中硬件比例仍然偏高,工艺技术引进比例偏低,这在“八五”期间表现得尤为突出。如1992-1995年,机械工业系统进口成套设备、关键设备和生产线带制造技术的项目数占引进技术项目总数的42-68%,引进费用占引进总额的80%以上〔6〕。进口设备和生产线虽省时省事,能迅速提高生产能力,取得立竿见影的经济效益,但用汇高,也难以引进真正先进的制造技术,还得长期花外汇购买配套件。例如,仪表系统“六五”期间为生产引进技术产品,进口零配件所花外汇达5870万美元。 2.引进技术与消化吸收失衡。由于只注重技术引进的投入,不重视消化吸收的投入,把主要精力和资金放在引进投产上,未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。有的产品投产后性能指标达不到进口产品水平,形不成规模经济效益。制造难度大的大型成套设备的国产化水平更低。例如,中国从70年代就开始大规模引进国外先进的大型石化成套装备,但始终没有解决好国产化问题。按大型石化设备采购额计,1985年国产装备市场占有率仅为10%,1997年也只有20%左右。由于技术引进与国内消化吸收及自主开发结合不紧密,导致机械工业技术引进仍停留在掌握已有技术、提高国产化率的较低层次上,没有上升到形成自主开发创新能力上来,因此也就难以走出“引进——落后——再引进——再落后”的“Zeno悖论”的陷阱。 3.宏观调控乏力,重复引进现象严重。由于宏观调控乏力,审批把关不严,缺乏权威性的引进规划和综合性、全局性分析论证,加之体制上条块分割以及长官意志作梗等原因,导致大型装备、高档消费品生产线和中小型机电产品的盲目进口和重复引进。在90年代境外直接投资大量涌入的时候,这种“引进竞赛”问题变得更加突出。如在重大成套设备引进方面,自70年代以来,中国从国外引进的化肥生产装置就有120多套,花外汇48.1亿美元,其中大部分是近10年来利用外资引进的;同期还引进了乙烯装置20套,聚乙烯装置21套等,共耗资达200多亿美元。重复引进大化肥和石化成套装置数量之多、耗资之巨、持续时间之长在世界上绝无仅有。〔8〕大型设备引进是如此,单项技术的重复引进现象也比较严重。重复引进不仅花费了大量的外汇,加剧了国家建设资金的紧张,更严重的是使国内的机械制造能力闲置,技术水平得不到提高,窒息了民族工业及制造科技的发展。如果我们学习日本“一号机进口,二号机改进,三号机出口”的经验,按照一仿二改三创造的原则只进口少量生产线和样机并对制造技术加以消化吸收,那就会别有一番景象。 4.不讲究引进策略。不少单位把主要精力放在出国、谈判、签约等具体性事务上,较少注意总结经验和进行引进前的可行性论证,更缺少具有理论性、战略性、前瞻性的系统谋划。由于缺乏对外贸易经验,不熟悉国际惯例,不了解国际市场行情,不研究引进策略,致使机械工业技术引进费用偏高,平均每项比日本高出3~8倍;有的专利已过期,有的技术已淘汰,有的产品环保部分严重不合格,却白白搭上大量外汇去引进,造成不应有的损失。 五、历史给我们的几点启迪 回顾建国50年来机械工业技术引进的曲折发展历程,认真总结其正反两方面的经验与教训,可以得出以下几点启示: 1.必须正确选择技术引进的内容与方式。目前,中国机械工业已有比较雄厚的物质技术基础,已没有必要再象50、70年代那样为提高生产能力而花费大量外汇去进口大批成套设备,以减少对外国技术的依赖性,增强本国的自主开发能力。在我国机械工业今后的技术引进工作中,必须学习先进国的成功经验,不断加大单项技术在技术引进结构中所占的比重,而单项技术又要以先进适用的设计制造技术和关键、共性技术以及管理技术等“软件”技术为主。也就是说,凡是国内有一定技术装备基础,引进技术后自己就可以制造的,就决不进口设备;凡是购买关键设备或部分关键部件就可以配套生产的,决不进口成套设备或整机;凡是进口国内急需而又不能制造的硬件设备,必须同时引进其设计制造技术。只有这样,才能以最小的代价获得最大的引进效益。 在引进技术的内容上,要根据机械行业发展需要和市场需求,结合自身的技术水平、工作基础和配套能力,采用许可证贸易、技贸结合、合资经营、交钥匙工程、顾问咨询等灵活多样并有长期实践基础的引进方式,引进那些投资少、见效快、盈利多、创汇高的先进成熟技术,特别是关键、共性制造技术和重大装备技术。鉴于当前国有机械企业尚未走出低谷、下岗人员增多这一国情,引进技术不能片面追求高、新、奇,而应注意其实用性,主要引进一些有利于缓解劳动力就业矛盾的先进适用技术和国内已有技术所需的配套技术,对国内研究开发工作已经成熟或依靠自身技术力量短期能解决的、国内生产不急需的或不适合中国国情的、暂时消化吸收不了的或难于推广应用的技术及产品,则应限制引进。 2.必须处理好技术引进与消化吸收及自主创新的关系。大家知道,科学无国界,技术却有国界,中国机械工业目前所引进的技术虽然是国际上80年代末、90年代初的先进技术,但大部分是国外处于生产饱和期和即将淘汰的设备和技术,是“二手设备”和“二流技术”,真正先进、尖端或敏感的技术国外是不轻易转让的,甚至对我严密封锁,也无法靠技术贸易方式获取。现代科技发展日新月异,如果中国只重视引进技术和设备,满足于投产、达产,提高生产能力,而不重视发展创新,那就只能永远步别人的后尘。日本技术引进的成功经验,在于走引进创新之路,致力于消化引进的世界各国技术之长;并结合国情加以改进创新,从而后来居上,成为世界经济强国的。据对我国大型机械工业企业在“八五”期间开发成功的92种量大面广的典型新产品的技术来源进行抽样调查,发现主要利用国外技术开发的产品占57%,立足于国内自主开发的只占43%,说明中国机械工业发展主要依赖于引进国外技术的状况尚未发生根本性变化,机械工业消化创新和自主创新能力亟待加强。因此,中国机械工业在今后的技术引进中,必须坚持“洋为中用”和“一学、二用、三改、四创”的原则〔9〕,将学习借鉴和发展创新相结合,将引进先进技术与提高国内科研、设计、制造能力相结合,在加强机械工业技术创新体系与自主创新能力建设的基础上,花大力气搞好技术引进的消化吸收、二次开发与创新工作。要本着“一家引进、联合创新、多方受益、国家得利”的原则,开展多形式、多层次的产学研合作,组织科研、设计、制造、使用单位等多方面力量开展多学科、多技术、多部门的联合攻关,建立起技术引进的联合创新机制和消化吸收的技术联动体系。同时做好引进技术,特别是共性关键的推广应用工作,提高整体技术水平和规模经济效益,进而推动机械产品与技术的出口,实现“引进技术——消化吸收——改进创新——扩大出口”的良性循环。 3.必须加强对引进技术的宏观调控。一是要将技术引进与我国机械工业发展战略和“三大战役”相结合,与机械企业技术改造及机械产品出口创汇相结合,制定出科学系统的引进规划和计划,明确技术引进的战略目标、指导思想、基本原则与重点任务,以指导全行业的技术引进与消化吸收工作;二是强化对技术引进宏观管理,在下放技术引进审批权限的同时,建立权威性的技术引进管理机构,加强对技术引进的宏观导向和重大引进项目的审批,减少和杜绝低水平重复引进和重大、成套项目的盲目引进,保证技术引进的先进性、实用性和效益性;三是进一步完善技术引进的政策法规体系,如产业技术政策、国别政策、消化吸收与创新政策、国产化政策等,以规范各方面的技术引进行为,体现对技术引进与消化创新的政策倾斜;四是运用税收、价格、信贷、财政、汇率等经济杠杆对技术引进加以调节与扶持,如对国内急需的引进项目和骨干企业技术引进项目在关税和产品税上给以优惠,对重大消化吸收项目给予贴息贷款,对市场容量已饱和的引进项目加征关税等。 4.必须搞好可行性论证。为了保证引进的项目在技术上先进、经济上合算、生产上可行,在引进前必须进行详细的调查和充分的可行性论证。要广伸触角,建立技术引进的信息收集与反馈网络及技术引进资料库。要赋予有资格的咨询公司一定的法律地位,规定重大技术引进项目必须由其提供可行性分析报告。在对引进项目特别是重大项目进行技术经济分析时,要从本国的技术、资源和经济条件出发,充分考虑自身的技术力量、消化吸收能力、外汇及资金来源、市场需求、生产条件、环保标准、材料和零部件配套状况以及国际经济形势等方面因素,并对引进项目的消化吸收与国产化前景及可能取得的经济社会效益作出科学预测,在知己知彼的基础上,“货比三家”,选优、择廉引进,只有这样,技术引进才能做到选得准、花钱少、收效高。 工业技术论文:机械工业技术政策分析论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 工业技术论文:机械工业技术政策管理论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 工业技术论文:机械工业技术教学论文 【内容提要】机械工业技术引进是中国技术引进的主体和缩影。本文回顾了建国50年来中国机械工业技术引进的四个发展阶段:50年代主要从前苏联和东欧国家大量引进成套设备和技术,建设了一批机械工业基地,奠定了中国机械工业与机械科技发展的基础;60年代技术引进转向日本、西欧等资本主义国家,由于受国内外政治气候的影响,技术引进规模较小,进展迟缓;70年代技术引进扩大到整个西方国家,出现了两次进口成套设备的高潮,带有一定程度的盲目性;改革开放以来,机械工业技术引进进入了全方位、多形式、多层次的新的历史发展时期。文章还对中国机械工业技术引进中正反两方面的经验与教训进行了总结与评述。 【关键词】中国/机械工业/技术引进 【正文】 历史昭示人们,技术引进是实现技术进步的一条捷径,几乎所有“后发”国家都是从引进和模仿先进国的科学技术“起家”的,日本和韩国是这方面的典范。中国的机械工业也是在引进和利用国外技术的基础上逐步发展起来的。建国50年来,机械工业的技术引进在曲折前进中大致经历了以下四个发展时期。 一、50年代从前苏联和东欧国家成套引进先进技术装备 解放初期的中国是一个“一穷二白”的农业大国,工业基础脆弱,以修配为主的机械工业尚未形成独立的制造业,且技术十分落后。根据国民经济恢复和“一五”建设的需要,国家确立了大力引进国外先进技术提高本国技术水平的方针。由于当时美、英等西方资本主义国家对新生的社会主义中国采取“封锁禁运”的“冷战”政策,因此50年代我国技术引进的来源国主要是前苏联和东欧社会主义国家。“一五”期间的技术引进是以苏联援建的156项重点工程项目为优秀,以引进重工业部门所需大型成套设备为重点而展开的。据国家外贸部门统计,1950-1959年,我国共签订成套设备等合同约450个,其中与前苏联和东欧国家签订的成套设备合同分别为215项和108项,与西方国家只签了3项,另外还进口了单项设备120余项。以上引进项目共花外汇约27亿美元,其中成套设备占用汇总额的90%以上,所有费用主要由前苏联以低息或无息贷款方式提供。通过156项重点工程的建设和成套技术装备的引进,中国在短短几年内便恢复和建立了钢铁、机械、电力、煤炭、石油、化工等工业,形成了中国工业体系的总体布局,奠定了中国现代化工业建设的初步基础。 在前苏联援建的156个项目中,第一机械工业部有21项,原民主德国也援建了我们2个项目,另引进捷克斯洛伐克制造技术自行设计了上海三大动力设备厂。前苏联援建的这些项目都是我国机械工业的基础性、关键性项目和空白项目。除援建项目之外,机械工业部门还通过技术合作和贸易协定方式,获得了一批主要由国内自行设计和建设的50多个机械工业项目所需的制造图纸、工艺流程、专家咨询和项目所需设备及其它技术物资。〔1〕 50年代特别是“一五”期间,中国机械工业从苏联和东欧国家成套引进先进技术装备的成效是巨大的,主要体现在: 一是在苏联援建下,通过成套项目引进,中国机械工业建立了一批大型骨干企业和重点企业。由于实行高度集中的计划管理体制,使整个机械工业系统的技术引进工作成为通盘规划、统筹部署、协同作战的有序行动,故而这些机械工业基地建设速度快、周期短、效益高。如第一汽车制造厂从1953年7月开工到1956年10月验收投产,只用了三年时间就建成了新中国第一个大规模的汽车制造厂。 二是由于在引进成套设备的同时附带引进了设备设计图纸和工艺技术,并将消化吸收引进技术与国内设计试制及发展新产品结合起来,从而较快地掌握了一大批先进技术装备和重大产品的设计制造技术。在“一五”期间,中国机械工业发展的四千多项新产品中,有三分之二以上是以苏联图纸及测绘仿制为基础,从小到大,从简单到复杂,从单机到成套,逐步试制发展起来的。 三是学习了前苏联从选择厂址、工厂设计、建筑施工、设备安装、工艺设计、人员培训、组织生产一直到开工运转等一系列基本建设的管理程序和生产技术,并积累了对外贸易的经验,培训了一大批工程技术人员、管理人员、技能工人以及留学生和外贸人员,这些都在以后几十年的机械工业建设中发挥了重要作用。 四是积极学习和推广了许多前苏联的先进工艺技术,改变了我国机械企业工艺落后的面貌。 通过50年代特别是“一五”期间的技术引进和大规模经济建设,中国机械工业在短短几年内便实现了从修配仿制向自行设计制造的过渡,并初步形成了中国的机械工业体系,技术发展能力大大提高,经济效益直线上升。“一五”期间,机械工业总产值增长2.6倍,平均年增长率达29%,创造了机械工业发展史上的奇迹:机械工业为国民经济各部门提供技术装备的能力大增强,“二五”期间,我国经济建设所需要的各种机械设备的自给率高达80%以上。〔1,3〕 这段历史启示我们,引进技术是提高中国机械工业技术发展能力,加快机械工业建设速度的重要手段。只要合理规划,集中力量,重点建设,并将技术引进与消化吸收相结合,就能在技术落后的情况下,辟新路,走捷径,迅速缩小与先进国家的技术差距。但是,我们也要看到,技术来源的单一性对机械工业以后的生产发展、技术进步和管理体制也带来了一定的负面影响,把主要精力集中在建设施工和投产达标上,不可避免地轻忽了本国成套设备制造水平和创新能力的提高,淡化了本国研究开发力量的培育与成长,导致发展后劲不足。这些问题,在50年代后期已引起政府部门的警觉,并采取措施作了一些纠正。但由于此时中苏关系有所淡化,加之1958年的“”强调要独立自主大办机械工业,使“一五”时期掀起的技术引进热潮随之也有了大的回落。 二、60年代从日本和西欧引进先进设备与技术 1960年,中苏关系破裂,前苏联单方面撕毁合同、撤走专家,中断了与中国的经济技术合作,迫使我国将引进技术的对象转向资本主义国家。由于对日外交的成功,中日经济技术贸易解冻。1964年,中国机械工业首次从日本引进了10多个品种的气动、电动量仪制造技术和成套设备,1965年以后又引进了液压元件等制造技术和设备,建立了相应的工厂。 1964年1月中法建交,冲破了西方国家长期孤立中国的政策樊篱,中法技术合作开始升温。从1965年起,一机部从法国购买了4种重型汽车产品设计和制造工艺资料,由相应的汽车厂消化吸收。这是首次采用购买软件的方式引进技术。这一时期机械行业还从西德、英国等西方国家引进了一些设备和技术,从而弥补了从前苏联和东欧引进技术之不足。 在国民经济调整时期,为解决经济发展中“吃、穿、用”等的薄弱环节,国内有关部门先后从日、英等10个资本主义国家引进化纤、冶金、石化等方面的成套设备和技术计84项,用汇总额达3亿美元。〔2〕这些设备的引进提高了这些部门的技术水平和生产能力。 为了制造急需的大型成套设备,在此期间,中国还通过举办工业展览会、开展技术交流、组织专家出国考察、加强情报资料搜集分析、对样机进行测绘仿制等方式引进和消化吸收国外先进技术,在此基础上,使用、设计、制造和研究部门之间进行密切合作和协同攻关,设计制造出了包括万吨模锻水压机在内的九大冶金成套设备等一批接近或达到当时世界先进技术水平的成套设备和新产品。“”开始后,机械工业技术引进工作基本陷于停顿状态。 总之,60年代是中国机械工业技术引进的滞缓期,引进规模较小,经济技术效益较差。由于缺乏技术贸易的经验,对国际技术贸易的原则和惯例缺乏了解和研究,结果比别国多花了成倍的却引不进西方国家的关键制造技术,因此很难翻版仿制。但由于当时我国的技术力量已有一定发展,机械工业开始走上以样机测绘、仿制与自行设计制造相结合的发展道路。广大机械科技人员发扬自力更生精神,依靠自身技术力量不仅完成了前苏联遗留下来的建设项目,而且使整个机械科技水平有大的提升,个别技术领域已赶上世界先进水平。 三、70年代从整个西方国家引进先进设备与技术 60年代末、70年代初,国际关系处于急剧动荡之中,各种政治力量重新分化、组合成新的世界格局。1971年10月,中国在联合国的合法席位得到恢复。从1972年起,中国先后同美国、加拿大、澳大利亚等一系列西方国家建立了外交关系,西方国家一向奉行孤立和封锁中国的政策而向中国长期关闭的官方经济技术合作的闸门终于被打开了,技术引进工作也出现了新的高潮,中国开始扩大从美国、前联邦德国、日本、英国、法国等国引进设备与技术的规模。70年代前半期,我国尚未改变过去进口成套设备的做法。1973年1月,国家制定了进口43亿美元成套设备和单机的方案(即“四三方案”)。仅1973年就进口设备77项,合同成交额12.2亿美元。进口重点放在化工、石油、冶金、煤炭、电力等部门。1976年,一机部随“四三方案”也引进了一批关键设备和技术,如杭州汽轮机厂的工业汽轮机、南京汽轮发电机厂的燃气轮机等9个成套项目,对提高中国机械工业制造技术水平起到重要促进作用。上述这些批准建设的项目因为受“”的干扰,有些被迫暂缓执行,有些建设周期拖长,有些进口设备长期未派上用场。 1976年10月,中国结束了十年动乱,经济建设面临重重困难,亟待进行一段时期的恢复与调整,但当时由于在经济工作上受急于求成的“左”的指导思想的影响,中国经济建设很快进入一个新的高速增长时期,全国基建战线进一步拉长,设备进口和技术引进也随着经济恢复和国门打开再度掀起高潮,并出现了一定程度的盲目性。在1978年的较短时间内一下就签订了成交额达78亿美元的设备进口和技术引进项目合同(其中31亿美元合同是当年最后10天突击签订的),用汇总额超过前几个时期的总和,且全要用现汇支付。成套设备的进口和大型工程项目的建设对促进石油、化工等新兴工业部门的建立与发展起到了一定促进作用。 70年代出现的第二次技术引进高潮与50年代的大规模引进相比,项目更多,用汇额更大,由此暴露出的问题和应当汲取的教训也比较多,表现在:一是各部门热衷于从国外大量进口成套设备,对国产机械设备重视不够,抑制了本国机械制造业向其它工业部门提供技术装备能力的提高;二是注意了硬件设备的进口,忽视了设备设计制造技术与工艺流程的引进,在提高生产能力的同时没有解决好提高国内制造水平的问题;三是没有更好地组织引进单位与研究、制造单位联合对引进技术与设备进行消化、吸收和创新,造成了长期依赖国外技术和大量进口零配件的被动局面;四是付出了高昂的代价,1973-1982年我国进口成套设备和签订技术许可证合同的平均成交额分别高达3287万和107万美元,比国际间高出几倍〔4〕;五是技术引进缺乏统筹规划,出现了盲目签约和大起大落的宏观失控现象。由于短期内引进项目过多、规模过大,拉长了基本建设周期,造成了进口设备的积压与损耗,同时也造成了国家外汇支付的极度紧张。 在进口成套设备时,机械行业曾组织技术力量对部分设备进行测绘仿制,试图由此掌握其制造技术,但收效甚微。事实提醒人们,对于复杂、重大机械设备单纯靠测绘仿制的方法是不能奏效的,必须引进其设计制造技术。因此,自70年代后期开始,单项技术引进开始受到更多重视。从1976年起,在中国技术引进计划中列入“单项技术引进计划”,1977年列入国家引进计划的单项技术共有24项。为了学习外国技术引进的先进经验,1978年4月,一机部派出一个综合技术考察团到南斯拉夫、罗马尼亚进行访问考察,发现南、罗两国的做法与中国大相径庭,他们主要以技术许可、合作生产、合资经营的方式从西方国家引进制造技术,较快地提高了本国机械工业的制造技术水平。南、罗两国在技术引进方面的成功经验受到我国政府部门的重视。一机部随之作出决策,把单项技术引进作为今后技术引进的重点,并在部科技局设立了技术引进处这一专管机构。仅1979年,就签订单项技术引进合同28项。通过几年的实践探索,积累了经验,走出了一条以技术许可、合作生产、技术咨询、合资经营等方式为主引进国外先进制造技术的新路子,在使中国的技术引进从以引进硬件设备为主的初级阶段逐步过渡以引进软件技术为主的高级阶段方面起了先行和示范作用。据统计,1973-1982年,机械工业部门引进的单项技术项数最多,达206项,占全国同期引进单项技术总数279项的73.8%;这一时期机械工业部门仅进口成套设备37项,占全国进口设备总数的448项的8.3%。单项技术引进的总费用虽不到设备进口总费用的5%,但对提高中国机械工业制造技术水平却大有裨益。〔4〕 四、改革开放以来全方位、多形式引进消化国外先进制造技术 (一)新时期机械工业技术引进的进程及特点 中共十一届三中全会确立了对外开放、对内搞活经济的方针,技术引进从此进入了一个新的历史发展时期。自80年代初开始,国家在开辟经济特区和开放沿海城市的同时,陆续制定和推行了一系列鼓励利用外资、引进技术的政策,制定了在“六五”后三年引进3000项先进技术的规划,还向省市下放了技术引进的审批权,增设了对外经济技术贸易窗口。在此大好形势下,机械工业部也加强了对技术引进工作的领导与宏观管理,使机械工业技术引进取得长足进展,引进项目逐渐增多,引进规模迅速扩大,引进效益不断提高。改革开放以来,机械工业技术引进具有以下几项显着特点: 1.从进口设备为主转向以引进单项技术特别是软件技术为主。1981年国务院颁布了《技术引进和设备进口工作暂行条例》,对技术引进和设备进口作出明确界定,并特别强调要严格限制成套设备进口,着重引进先进适用技术,以后又了《技术引进合同管理条例》等一系列法规,以保证技术引进朝着规范化方向发展。根据国家这些规定,机械行业加大了以先进制造技术类软件技术为主的单项技术的引进力度,其引进的单项技术占了全国单项技术引进的“大头”,引进的“硬件”也主要是国内难以制造的样机、关键设备和测试仪器。 2.技术引进全方位化。80年代初以来,机械工业技术引进已经突破了地区的局限,引进国别扩大到世界各大洲的几十个国家和地区(其中以从德国、美国和日本三国引进的项目最多)。除了继续从发达国家引进技术外,还发展了同新兴工业化国家、发展中国家和地区的技术贸易关系。 3.引进技术重点比较突出。一是结合国家重点建设项目等的需要,引进重大成套设备、大型设备及其设计制造技术,如50万伏高压输变电设备、30万和60万KW火电成套设备、宝钢大型冶金成套设备等;二是为了提高机械工业基础制造技术水平,引进“三基”(基础机械、基础零部件、基础材料)制造技术;三是结合“三上一提高”和企业技术改造,引进合金钢铸造技术、负压造型铸造技术等关键工艺技术;四是为了填补我国在机械科技前沿领域中的某些缺项以及配合国家重点科技攻关计划,有重点地引进一些先进制造技术和新兴、尖端产品技术,如威海精密机床附件厂结合国家经委“七五”期间国家12项引进技术消化吸收重点项目中“数控机床国产化”项目,从美国引进了镗铣类机床工具系统的制造技术;五是结合我国各行业发展需要,有重点地引进一些重点产品、特殊产品的设计制造或组装、测试技术。〔5,6〕 4.技术引进方式多样化。70年代末以来,中国机械工业技术引进的另一个显着特点是引进方式朝着多样化方向发展,其中最常见的几种引进方式是: 许可证贸易。这是技术引进的高级形态,也是当前国际技术贸易中最常见的一种基本形式。在许可证贸易中,技术转让的内容包括专利、专有技术和商标,中国机械工业引进的主要是设计制造方面的专有技术。80年代以来,机械工业引进技术的半数以上是采取许可证贸易方式引进的。这种引进方式不仅花外汇少,而且容易获得先进制造技术。 进口设备带制造技术。这是技术引进的较初级形态,对引进方技术要求一般不高,因此是技术不太发达国家采用的技术引进方式,在50年代中国机械工业基础尚薄弱的情况下也成功地采用了这种技术引进方式。80年代以来,中国机械工业仍有大批项目是采取这种方式引进的。这种引进方式风险小,形成新产品生产能力快,在国内尚无能力设计制造这类产品或设备的情况下可起到填补设备生产能力缺口的作用。但进口设备带进制造技术的方式投资大、用汇多,也不易学到关键技术,还会增加对外国零部件和配套技术的依赖性,也制约了本国科研与设计制造能力的提高。因此,随着我国机械工业科技水平的不断进步,应该尽量少采用这种方式引进技术,尤其要限制成套设备和生产线的进口。 咨询诊断。这是一种灵活实用、用汇不多的技术引进方式,其内容包括产品设计咨询、技术改进咨询、决策咨询、可行性论证、企业诊断等。如80年代初,我国柴油机行业的不少厂家曾委托英国、奥地利的几家着名发动机咨询设计公司改进柴油机的设计,收到良好效果。 合作生产。通过与外商特别是跨国公司合作生产,可以较快地学到国外的先进制造技术和管理经验,提高企业的生产技术水平和管理水平。对于象数控机床、宝钢大型冶金成套设备、大型发电机组之类技术要求高的大型、关键、复杂设备的研制生产,我国机械工业都成功地运用了合作生产的方式。 外商直接投资带进技术。改革开放以来特别是市场经济体制建立以来,中国利用外资、合资经营步伐加快,从1981年12月机械部批准与美商合作经营湖北派克密封件厂以来,到1994年,仅机械部系统就有“三资”企业2862家,外方投资金额35亿美元。随着境外资金(包括世界银行贷款)的进入和外资企业的建立,机械工业也引进了一大批较先进的设备和制造技术以及先进管理方法,提高了机械产品的档次和技术水平。 除上述引进方式外,机械行业采取的其它引进方式还有:技贸结合、“三来一补”(来料加工、来件装配、来图制造、补偿贸易)、合作研究、购买技术资料或软件、人才培训、引进国外智力、购买二手设备以及联合引进等。 (二)对引进技术的消化吸收及其成效 在80年代前半期的技术引进热潮中,中国机械工业引进了一大批先进技术,“六五”期间仅机械部系统就签订了技术引进合同785项。因此,“七五”及以后时期,机械工业在引进技术的同时,也加强了对引进技术的消化吸收与发展创新工作。根据国务院于1986年颁布的《引进技术消化吸收工作条例》精神,机械部也颁发了《机械工业部引进技术消化吸收工作暂行管理办法》等管理规章,并制定了技术引进消化吸收重点项目计划。1996年,机械部又制定了《机械工业引进技术项目消化创新指南》,并要求各省、市级主管厅、局和技术引进单位也要编制技术引进项目的消化吸收计划。 通过采取上述一系列措施,特别是随着90年代对技术引进管理力度的加大,中国机械工业引进技术的消化吸收、发展创新与国产化工作进入到一个新的发展时期,取得了显着成效,表现在:〔6,7〕 1.掌握了一批重大技术装备的关键制造技术。1983年以来,机械工业部门紧密结合国家重点工程建设,组织全国上千个企事业单位和上万名科技骨干,通过与国外合作生产、合作设计、合作研究等方式先后对30万和60万KW火电机组、宝钢大型冶金设备六大主机、2000万吨级露天矿开采系统等12项重大技术装备展开仿制和自行研制工作,使机械工业多年来没有完成的一些重大技术装备得以研制成功并投入生产运营,国产化水平不断提高。截止1993年底,已累计完成40多项设备并在50多项重点建设和技改工程中投产应用,其中15项成套设备基本上实现了国产化,并在30多项工程中推广应用,为国民经济建设做出了重要贡献。 2.促进了企业的技术改造、技术升级和产品结构优化。中国机械行业从1978年至今共引进了二千多项先进技术,重点骨干企业基本上都引进了国外技术。通过消化吸收与自主研究开发,促进了产品的更新换代,提高了整个机械工业的技术水平。通过80年代的技术引进,使我国机械工业50-60年代水平的部分老产品,约有1/5的品种一下跃迁到70年代末、80年代初的国际水平,缩短了近20年的技术差距;而“八五”期间机械工业在引进基础上发展的新产品,90%以上达到了国际70年代末、80年代初的技术水平,50%以上达到80年代中末期的水平。许多先进制造工艺技术与设备也得到推广应用。 3.用引进技术生产替代进口产品,同时推动了机械产品的出口。在消化引进技术基础上,中国机械工业的一批关键设备和通用机电仪产品技术水平和质量有明显提高,已可替代进口和提供出口。到1990年底,已推荐可替代产品25批1911项。企业反馈信息显示,1989年替代产品销售额达22.8亿美元,并出口创汇10亿美元。通过对引进技术的消化吸收,也提高了中国机械产品的出口创汇能力,出口额连年增长。1996年机械工业出口创汇299亿美元,机械产品出口额在全国外贸出口总额中比重已由1991年的12.3%提高到1996年19.8%,成为中国外贸出口的第二大支柱行业。 4.提高了企业的经济效益和市场竞争力。如由原机械部牵头组织的共有47个单位参加的《“八五”国家重大引进技术消化吸收计划》10大项目之一的“新型推土机和装载机关键零部件”项目,以从美国卡特皮勒公司引进的推土机、装载机等五种主机关键零部件技术为对象进行消化吸收,项目完成后产品质量可以达到80年代世界先进水平,主机及零部件的国产化率分别超过80%和85%,年新增销售收入20亿元。 (三)改革开放以来机械工业技术引进中存在的问题 改革开放以来,中国机械工业共引进技术二千多项,其中软件技术占全国的1/3以上,是引进项目最多,引进内容最广的行业,在促进机械工业科技进步,推动机械企业技术改造,提高国民经济各部门技术装备水平方面发挥了重要作用。但也存在不少应引以为训的问题: 1.引进技术的结构不够合理。80年代以来,机械工业单项技术引进虽有明显增加,但引进技术结构中硬件比例仍然偏高,工艺技术引进比例偏低,这在“八五”期间表现得尤为突出。如1992-1995年,机械工业系统进口成套设备、关键设备和生产线带制造技术的项目数占引进技术项目总数的42-68%,引进费用占引进总额的80%以上〔6〕。进口设备和生产线虽省时省事,能迅速提高生产能力,取得立竿见影的经济效益,但用汇高,也难以引进真正先进的制造技术,还得长期花外汇购买配套件。例如,仪表系统“六五”期间为生产引进技术产品,进口零配件所花外汇达5870万美元。 2.引进技术与消化吸收失衡。由于只注重技术引进的投入,不重视消化吸收的投入,把主要精力和资金放在引进投产上,未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。有的产品投产后性能指标达不到进口产品水平,形不成规模经济效益。制造难度大的大型成套设备的国产化水平更低。例如,中国从70年代就开始大规模引进国外先进的大型石化成套装备,但始终没有解决好国产化问题。按大型石化设备采购额计,1985年国产装备市场占有率仅为10%,1997年也只有20%左右。由于技术引进与国内消化吸收及自主开发结合不紧密,导致机械工业技术引进仍停留在掌握已有技术、提高国产化率的较低层次上,没有上升到形成自主开发创新能力上来,因此也就难以走出“引进——落后——再引进——再落后”的“Zeno悖论”的陷阱。 3.宏观调控乏力,重复引进现象严重。由于宏观调控乏力,审批把关不严,缺乏权威性的引进规划和综合性、全局性分析论证,加之体制上条块分割以及长官意志作梗等原因,导致大型装备、高档消费品生产线和中小型机电产品的盲目进口和重复引进。在90年代境外直接投资大量涌入的时候,这种“引进竞赛”问题变得更加突出。如在重大成套设备引进方面,自70年代以来,中国从国外引进的化肥生产装置就有120多套,花外汇48.1亿美元,其中大部分是近10年来利用外资引进的;同期还引进了乙烯装置20套,聚乙烯装置21套等,共耗资达200多亿美元。重复引进大化肥和石化成套装置数量之多、耗资之巨、持续时间之长在世界上绝无仅有。〔8〕大型设备引进是如此,单项技术的重复引进现象也比较严重。重复引进不仅花费了大量的外汇,加剧了国家建设资金的紧张,更严重的是使国内的机械制造能力闲置,技术水平得不到提高,窒息了民族工业及制造科技的发展。如果我们学习日本“一号机进口,二号机改进,三号机出口”的经验,按照一仿二改三创造的原则只进口少量生产线和样机并对制造技术加以消化吸收,那就会别有一番景象。 4.不讲究引进策略。不少单位把主要精力放在出国、谈判、签约等具体性事务上,较少注意总结经验和进行引进前的可行性论证,更缺少具有理论性、战略性、前瞻性的系统谋划。由于缺乏对外贸易经验,不熟悉国际惯例,不了解国际市场行情,不研究引进策略,致使机械工业技术引进费用偏高,平均每项比日本高出3~8倍;有的专利已过期,有的技术已淘汰,有的产品环保部分严重不合格,却白白搭上大量外汇去引进,造成不应有的损失。 五、历史给我们的几点启迪 回顾建国50年来机械工业技术引进的曲折发展历程,认真总结其正反两方面的经验与教训,可以得出以下几点启示: 1.必须正确选择技术引进的内容与方式。目前,中国机械工业已有比较雄厚的物质技术基础,已没有必要再象50、70年代那样为提高生产能力而花费大量外汇去进口大批成套设备,以减少对外国技术的依赖性,增强本国的自主开发能力。在我国机械工业今后的技术引进工作中,必须学习先进国的成功经验,不断加大单项技术在技术引进结构中所占的比重,而单项技术又要以先进适用的设计制造技术和关键、共性技术以及管理技术等“软件”技术为主。也就是说,凡是国内有一定技术装备基础,引进技术后自己就可以制造的,就决不进口设备;凡是购买关键设备或部分关键部件就可以配套生产的,决不进口成套设备或整机;凡是进口国内急需而又不能制造的硬件设备,必须同时引进其设计制造技术。只有这样,才能以最小的代价获得最大的引进效益。 在引进技术的内容上,要根据机械行业发展需要和市场需求,结合自身的技术水平、工作基础和配套能力,采用许可证贸易、技贸结合、合资经营、交钥匙工程、顾问咨询等灵活多样并有长期实践基础的引进方式,引进那些投资少、见效快、盈利多、创汇高的先进成熟技术,特别是关键、共性制造技术和重大装备技术。鉴于当前国有机械企业尚未走出低谷、下岗人员增多这一国情,引进技术不能片面追求高、新、奇,而应注意其实用性,主要引进一些有利于缓解劳动力就业矛盾的先进适用技术和国内已有技术所需的配套技术,对国内研究开发工作已经成熟或依靠自身技术力量短期能解决的、国内生产不急需的或不适合中国国情的、暂时消化吸收不了的或难于推广应用的技术及产品,则应限制引进。 2.必须处理好技术引进与消化吸收及自主创新的关系。大家知道,科学无国界,技术却有国界,中国机械工业目前所引进的技术虽然是国际上80年代末、90年代初的先进技术,但大部分是国外处于生产饱和期和即将淘汰的设备和技术,是“二手设备”和“二流技术”,真正先进、尖端或敏感的技术国外是不轻易转让的,甚至对我严密封锁,也无法靠技术贸易方式获取。现代科技发展日新月异,如果中国只重视引进技术和设备,满足于投产、达产,提高生产能力,而不重视发展创新,那就只能永远步别人的后尘。日本技术引进的成功经验,在于走引进创新之路,致力于消化引进的世界各国技术之长;并结合国情加以改进创新,从而后来居上,成为世界经济强国的。据对我国大型机械工业企业在“八五”期间开发成功的92种量大面广的典型新产品的技术来源进行抽样调查,发现主要利用国外技术开发的产品占57%,立足于国内自主开发的只占43%,说明中国机械工业发展主要依赖于引进国外技术的状况尚未发生根本性变化,机械工业消化创新和自主创新能力亟待加强。因此,中国机械工业在今后的技术引进中,必须坚持“洋为中用”和“一学、二用、三改、四创”的原则〔9〕,将学习借鉴和发展创新相结合,将引进先进技术与提高国内科研、设计、制造能力相结合,在加强机械工业技术创新体系与自主创新能力建设的基础上,花大力气搞好技术引进的消化吸收、二次开发与创新工作。要本着“一家引进、联合创新、多方受益、国家得利”的原则,开展多形式、多层次的产学研合作,组织科研、设计、制造、使用单位等多方面力量开展多学科、多技术、多部门的联合攻关,建立起技术引进的联合创新机制和消化吸收的技术联动体系。同时做好引进技术,特别是共性关键的推广应用工作,提高整体技术水平和规模经济效益,进而推动机械产品与技术的出口,实现“引进技术——消化吸收——改进创新——扩大出口”的良性循环。 3.必须加强对引进技术的宏观调控。一是要将技术引进与我国机械工业发展战略和“三大战役”相结合,与机械企业技术改造及机械产品出口创汇相结合,制定出科学系统的引进规划和计划,明确技术引进的战略目标、指导思想、基本原则与重点任务,以指导全行业的技术引进与消化吸收工作;二是强化对技术引进宏观管理,在下放技术引进审批权限的同时,建立权威性的技术引进管理机构,加强对技术引进的宏观导向和重大引进项目的审批,减少和杜绝低水平重复引进和重大、成套项目的盲目引进,保证技术引进的先进性、实用性和效益性;三是进一步完善技术引进的政策法规体系,如产业技术政策、国别政策、消化吸收与创新政策、国产化政策等,以规范各方面的技术引进行为,体现对技术引进与消化创新的政策倾斜;四是运用税收、价格、信贷、财政、汇率等经济杠杆对技术引进加以调节与扶持,如对国内急需的引进项目和骨干企业技术引进项目在关税和产品税上给以优惠,对重大消化吸收项目给予贴息贷款,对市场容量已饱和的引进项目加征关税等。 4.必须搞好可行性论证。为了保证引进的项目在技术上先进、经济上合算、生产上可行,在引进前必须进行详细的调查和充分的可行性论证。要广伸触角,建立技术引进的信息收集与反馈网络及技术引进资料库。要赋予有资格的咨询公司一定的法律地位,规定重大技术引进项目必须由其提供可行性分析报告。在对引进项目特别是重大项目进行技术经济分析时,要从本国的技术、资源和经济条件出发,充分考虑自身的技术力量、消化吸收能力、外汇及资金来源、市场需求、生产条件、环保标准、材料和零部件配套状况以及国际经济形势等方面因素,并对引进项目的消化吸收与国产化前景及可能取得的经济社会效益作出科学预测,在知己知彼的基础上,“货比三家”,选优、择廉引进,只有这样,技术引进才能做到选得准、花钱少、收效高。 工业技术论文:生态工业技术发展模式探讨 一、栖霞市生态工业经济发展新特点 1、生态工业经济已成为栖霞市经济发展主方向。到2014年底,生态工业经济已初步形成新能源产业、节能环保产业、新材料产业、汽车及船舶零部件产业等四大产业集群。据调查,2014年底全市规模以上工业企业中生态工业企业共计30户,已投产、尚未纳入规模以上工业统计的企业12户。 2、“一体两翼”生态工业发展布局已初步形成。按照突破“一体两翼”的发展思路,园区和城市基础设施配套建设逐步完善,承接烟台市辐射带动能力不断增强,为生态工业经济发展培育了良好的发展载体。“南北两翼”抓住潮水机场、八角港口和烟青城际铁路等重要基础设施建设的有利时机,在促进工业经济崛起、引领高端产业发展等方面承担了更大的份额。北翼的经济开发区已培育成高端产业发展的龙头,松山街道、臧家庄镇与开发区一体发展,加快对接融合步伐,拉开了生态工业经济大发展的框架。南翼的桃村镇借助台湾农民创业园的品牌优势和烟青城际铁路开工建设的机遇,加大基础设施配套改善力度,着力打造烟台市卫星城和栖霞南翼经济中心。 3、汽车和船舶零部件产业呈现规模化发展。2014年规模以上汽车和船舶零部件企业有13户,实现主营业务收入120056.4万元,利税6040.1万元,利润3844.5万元,占全市规模以上工业企业的5.26%、4.04%、3.24%。 4、新能源产业迅速崛起,全市能源结构发生根本变化。2014年规模以上新能源企业3户,实现主营业务收入8370.2万元,利税1661.3万元,利润927.5万元,占全市规模以上工业企业的0.36%、1.1%、0.78%。新能源产业发电量(含中节能生物质热电,不含余热发电)达到30114万千瓦时,占全社会用电量的25.8%,相当于节约标煤10万吨,减排二氧化碳26万吨。其中风电发电量22930万千瓦时,生物质发电7184万千瓦时。到“十二五”末,栖霞市包括风电和生物质热电的新能源发电量将达到15亿千瓦时,加上余热发电,总发电量将达到17亿千瓦时以上,折标煤约50万吨,将有望占全社会用电量的70%以上,全市能耗结构将出现明显变化。 5、节能环保产业发展强势。2014年,节能环保及新型建材企业9户,实现主营业务收入229489万元,利税28697.8万元,利润15344.2万元,占全市规模以上工业企业的10.06%、19.23%、12.92%。其中:新型建材企业6户,实现主营业务收入157684.5万元,利税22197.9万元,利润11543万元,占全市规模以上工业企业的6.91%、14.88%、9.72%。 6、循环经济和资源综合利用效果显著。农作物秸秆资源利用产业化取得成效。一是利用农作物秸秆发电供热。二是利用农作物秸秆替代木材。三是利用枝条生产食用菌等。通过这些方式,年可利用农作物秸秆30多万吨,节约标煤10万吨,节约替代木材10万立方米,创造经济价值近4亿元。水泥企业余热发电项目可节省30%左右用电量,降低了成本,节约了资源,是典型的“小循环型”生态工业项目。目前五户水泥生产企业均已进行余热发电项目改造,年发电量达到2.4亿千瓦时,折标煤7.3万吨。包括旋窑水泥利用粉煤灰等各类工业固体废物,三菱水泥协同处理城市污泥,新型墙体材料产业利用各类工业固体废物,中节能生物质热电、万华生态板综合利用各类生物资源等在内的一批资源综合利用项目的实施,完善了水泥和生物质资源产业链。 二、生态工业发展过程中存在的主要问题 1、生态工业经济总量偏低,质量不高,科研能力较弱。2014年,栖霞市230户规模以上企业中,生态工业仅占全部规模以上企业总数的11%,2014年实现销售收入仅占全部规模以上企业的16.43%。现有生态工业企业产品技术含量低、研发能力较弱,42户企业中仅有省级以上企业技术中心2家,市级企业技术中心8家,大部分企业处于产业链的初加工阶段。2、生态工业园区建设水平较低。工业园区是发展工业的主战场和主阵地,目前栖霞市工业园区的规划建设离生态工业园区要求仍有一定距离,主要表现在:(1)产业规划不尽合理。生态工业园建设很大程度上依赖于产业链的互补,但栖霞市工业园区招商过程中对产业链接重视不够,除了新型建材产业以外,各相关企业间能源、资源的链接关系比较松散。资源的加工是同向的,企业间几乎没有物质流,绝大部分企业的原材料从外地采购,产品又销往外地,标准的“两头在外”。(2)公共平台建设滞后。生态工业园建设的目的就是使一个企业的副产品或废物(包括能量)用作另一个工厂原料,达到梯次利用和层级利用,实现物质能量利用最大化和废物排放最小化。由于园区相关设施建设滞后,导致物质和能源在企业间不能有效流动,无法实现生态工业园建设目的。3、传统产业优化升级力度不够。栖霞市的传统产业包括机械、化工、黄金、食品、纺织等行业,工艺相对落后、产品单一、技术含量低,尽管近几年不断进行技术改造,仍处于中低端运行,企业应付外部环境变化的能力低。 三、构建栖霞生态工业发展模式 为了更好的推动栖霞市生态工业发展,结合栖霞市生态工业现状和趋势,建议: (一)着力抓好生态工业经济发展模式落实1、生态工业是以节约和高效利用资源、清洁生产和废物多层次循环利用为主要特征的一种工业发展模式,高效、循环和层级利用是其三大突出特点。为确保生态工业内涵的理解和把握准确到位,全市上下要大力宣传生态工业发展模式,理解生态工业的内涵和实质,以便明确工作方向,指导全市生态工业快速健康发展。2、建立生态工业考核评价体系。在全市机关岗位责任制考核体系中设立生态工业考核指标,给予相应分值。设立生态工业经济发展专项资金,对积极采取新技术、新工艺、新设备等进行节能改造的企业给予奖励,鼓励企业进行节能技术改造,促进资源循环利用。同时严格行政执法,加大对企业违犯节能法律、法规的处罚力度,引导企业不断改进生产经营方式,向生态企业转型。 (二)打造生态工业发展载体1、加快三区融合,打造20公里生态工业经济长廊。加快开发区、臧家庄和松山对接融合步伐,推进三区一体发展,按照生态工业园区的标准和要求,搞好基础设施配套,提升园区承载能力和水平,加快融入烟台蓝色经济区,培育高端产业发展龙头和生态工业经济隆起带。经济开发区作为栖霞市经济发展龙头镇,要大力做好循环化改造,把循环化改造作为加快转变经济发展方式、调整经济结构的有效形式,建立低消耗、低排放、高效率、能循环的现代产业体系。2、把栖霞市桃村镇的台湾农民创业园打造成生态创业园区。以桃村为主体,实行镇园一体、统筹发展,围绕汽车零部件、机械制造、电子信息、食品加工等产业,积极承接周边城市产业转移,抓好台资项目引进建设,打造栖霞生态工业南翼中心。三是其他镇街应结合当地产业基础、资源禀赋等特点,因地制宜发展生态工业。 (三)加快发展循环经济和资源综合利用1、完善新型建材行业循环经济产业链,加大节能技改力度。加大建材产业补链项目建设力度,延长水泥产业链。瑞祥干混砂浆、新建华管桩、宝业建材、白洋河水泥搅拌站等一批水泥产业链补链项目陆续建设投达产,增加了栖霞市水泥产品的当地消耗量,避免了高能耗的熟料外销,降低了水泥行业单位能耗水平。(1)加快产业链上已有关联项目建设,完善建材产业链条,降低水泥行业单位能耗。帮助山水水泥骨料厂200万吨石子、兴昊水泥余热发电、三菱水泥熟料生产线节能环保技术改造项目等项目尽快建成投产,尽早发挥节能效益。(2)加快推进富氧助燃等节能新技术推广应用。栖霞市旋窑水泥企业年能耗总量约100万吨标煤,若全部采用富氧助燃技术,年可节约标煤8万吨以上。该装置已在河南天瑞集团汝州水泥有限公司日产5000吨生产线、成都拉法基水泥有限公司日产12000吨生产线等旋窑生产线上成功运行,产品质量有所提高,综合节能率达到8%以上。目前三菱水泥正在探讨方案可行性,如果可行,可相继协调其它四户水泥企业开展调研,尽早实施。(3)鼓励水泥产业兼并重组,提高产业集中度。工信部、山东省经信委先后提出了《关于加快推进重点行业企业兼并重组的指导意见》和《关于做好水泥磨机置换改造优化产能布局工作的通知》,要求各地根据水泥行业现状,做好磨机改造工作,整合磨机产能,推进兼并重组,栖霞市的置换改造实施方案正在编制中,以进一步推动水泥行业改造升级。2、加快农作物秸秆循环利用产业链建设。(1)建立农作物秸秆回收体系。一方面大量秸秆被遗弃,焚烧,而企业又面临原材料收集困难,外购运输距离远,导致企业运营成本提高。建议当地政府引导收购企业与农户之间建立回收利用渠道,公安、交通、林业等部门在加强管理的同时给予支持。(2)加快万华生态板产业链延伸。一是要加快万华生态板生产工艺研究,提高工艺稳定率和成品率,降低成本,扩大生产。二是发挥万华栖霞公司的龙头作用,加大招商力度,建设万华生态家装产业园,引进表面装饰、家具加工等生产企业,实现规模化经营,健全产业链。(3)加快臧家庄新型复合模压托盘等项目建设,使秸秆综合利用成为栖霞市一个新兴的循环经济产业。3、打造完整的风电产业链。按照《栖霞市风电及光伏发电产业发展规划》有序推进风电场建设,推动唐山硼风电、庄子风电等风电场的旅游资源开发。打造桃村风电装备产业基地,以安得利斯公司为依托,鼓励其与大型风电整机生产企业合作,大幅提升生产规模、产品等级和技术创新能力。打造风电人才培训基地。烟台风能电力学校是全国唯一一所全日制风能电力学校,面向全国培养风电开发、风电设备制造、风电配套产品与技术研发等多领域中高级专业技术人才。 (四)加快淘汰落后,促进传统产业优化转型升级一是加快淘汰落后。鼓励企业加大“能效对标”力度,对照国家产业政策和淘汰落后目录,利用先进技术对现有装备进行节能技术改造,提高企业装备水平,促进传统产业转型升级。鼓励企业按照国家节能惠民有关规定,采购国家财政补贴的高效机电设备。二是积极推进企业退城进园,抓好企业技术改造。充分发挥老企业嫁接改造投资少、见效快的特点,坚持不懈地推进企业技改扩能,实现快速膨胀、滚动发展。栖霞市现处于爬坡赶超的发展的关键时期,在新常态经济发展形式下,以科技创新和开放开发为动力,以工业园区和项目建设为载体,着力构建循环工业产业链,推进循环发展和清洁生产,努力推进工业生态化、生态产业化,走出一条绿色、环保、可持续的生态工业化发展的新路子,促进全市工业转型跨越发展。 作者:史晓婧 单位:山东省农业广播电视学校栖霞市分校 工业技术论文:生态工业技术发展研究 1.切实加大工业节能减排力度。 工业是我区耗能大户、排放大户。我区工业能耗由2001年的2172.44万吨标准煤快速上升到2010年的11502万吨标准煤,占全区总能耗的比重由48.78%猛增到2010年的60.91%。能耗与排放紧密相连,能耗决定排放。二氧化硫、氮氧化物等主要污染物大部分是在煤炭等能源燃烧过程中排放的,化学需氧量、氨氮排放量就是生产生活污水中的主要污染物排放量。高能耗必然伴随高排放,减排必先节能。抓住工业用电量、用水量就抓住了工业节能减排的“牛鼻子”。工业是内蒙古能源消耗的重点领域,因而也是节能减排的重点领域。我区发展生态工业,必须切实加大节能减排力度,把万元GDP能耗和主要污染物排放强度降下来。我区工业能耗、污染物排放居高不下,与我区经济发展阶段有关,与产业层次处于低端有关,与工业结构比较单一有关,与工业发展方式粗放有关,更与推进节能减排的体制机制有关,特别是与没有把工业节能减排指标分解落实到工业企业直接有关。把工业节能减排指标科学分解落实到每户工业企业,实行严格的考核奖惩制度,可以倒逼企业采用节能减排技术,实施技术改造,主动节约能源资源、减少主要污染物排放,使企业生产经营方式由外部不经济向内部经济性与外部经济性相统一转变。建立工业企业节能减排的倒逼机制,在整个新型工业化进程中可以形成企业自觉增加研发投入、自主创新步伐加快;产业结构加速调整、产业层次不断提升;发展方式加快转变、经济发展质量明显提高的积极效应。 2.切实提高工业固体废物综合利用率。 提高工业固体废物综合利用率,就是要把工业固体废弃物资源化循环利用。这就要求围绕行业龙头和骨干企业,发展专业化分工协作的配套企业,根据该企业产生的废弃物,引进一些可以消化这些废弃物的企业入园,同时通过对龙头企业产生的剩余能量进行利用,实现物质和能量的阶梯利用[3]。生态工业园区是围绕骨干企业发展专业化分工协作的配套企业,实现资源循环利用的有效载体。因地制宜规划、设计和发展生态工业园区,有利于形成产业集群,产生产业集聚效应,提高产业组织程度与产业规模竞争力。 3.推进生态工业发展的政策、制度和重点工程。 一方面需要制定支持企业积极主动节能减排的财政政策。对增加研发投入、研究开发节能减排技术或采用节能减排技术,在节约能源资源、减少污染物排放上取得突出成效的企业给予财政补助。一方面需要制定支持一般工业园区向生态工业园区升级的政策。生态工业园区以生态工业理论为指导,着力于园区生态链和生态网建设,最大限度提高资源利用率,从源头上将污染物排放量减至最低,实现区域清洁生产。 与传统的“设计—生产—使用—废弃”生产方式不同,生态工业园区遵循“回收—再利用—设计—生产”的循环经济模式。生态工业园区使不同企业之间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使上游生产过程中产生的废物成为下游生产的原料,达到资源最优化配置。与此同时,实行工业节能减排指标和固体废物综合利用要求分解落实到企业的制度。企业是耗能、污染物排放和固体废物废弃的主体,也是节能减排、固体废物综合利用的主体。只有把节能减排和固体废物综合利用的指标分解到每户企业,才能确保完成节能减排和工业固体废物综合利用率的目标。发展生态工业,推进生态工业园是内蒙古自治区节能减排、改善民生的重要环节;是建立可持续的生产生活方式,使社会走上可持续、和谐的发展道路的关键所在。 作者:刘倩雯 白洁冰 单位:内蒙古自治区环境科学研究院 工业技术论文:生态工业技术经济发展分析 一、丽水工业生态化评价 丽水工业制造业产值占比超九成,采矿业企业少、占比小,缺乏代表性,水力发电绿色环保且效益高,本文以2013年数据为基础,通过对10个指标的分析,得出制造业各维度上的优势产业,结合产业集聚度,综合分析得出丽水生态工业发展的着力点和主要方向。 (一)以经济效率为标准的经济有效性评价以固定资产净值、从业人员年平均人数、主营业务成本、各项费用作为投入指标,将主营业务收入、工业增加值、营业利润作为产出指标,选取增加值率、成本费用利润率、全员劳动生产率、固定资产周转率4个指标,从生产要素消耗带来的经济产出角度评价经济有效性。1.增加值率。六成规上工业行业增加值率高于全市水平(19.72%),制造业排名前5位的是:金属制品机械和设备修理(50.9%)、文教工美体育和娱乐用品制造(31.1%)、计算机通信和其他电子设备制造业(29.1%)、酒饮料和精制茶制造业(28.4%)、化学原料和化学制品制造业(25.9%),基本以劳动密集型为主。2.劳动生产率。全市规上工业全员劳动生产率为19.64万元/人,化学原料和化学制品制造、黑色金属冶炼和压延加工、有色金属冶炼和压延加工、金属制品、纺织、计算机通信和其他电子设备制造业等六成行业高于平均水平,大部分为机械化程度相对较高的重工业。3.成本费用利润率。全市规上工业平均成本费用率为9.2%,17个行业高于平均水平,其中文教工美体育和娱乐用品制造业(21.8%)主要产品为木制玩具、石雕等文化创意产品,附加值明显高于其他行业,与金属制品、计算机通信和其他电子设备制造、通用设备制造和酒饮料精制茶制造业分列前五位。4.固定资产周转率。18个行业固定资产周转率高于平均水平(5.0%),其中化学纤维制造业只包含两家开业时间较早的老企业,固定资产净值低,固定资产周转率明显高于其他行业,缺乏代表性,予以排除。此外,排位靠前的行业有:化学原料和化学制品制造、黑色金属冶炼和压延加工、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、农副食品加工业。从经济效率角度考虑,具有相对优势的行业是:化学原料和化学制品制造、纺织、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、造纸及纸制品、文教工美体育和娱乐用品制造、非金属矿物制品、金属制品、通用设备制造、铁路船舶航空航天和其他运输设备制造、计算机通信和其他电子设备制造业。 (二)以环境效率为标准的环境友好度评价以万元产值能耗量、万元产值SO2排放量、万元产值COD排放量分别测算能源友好度、大气友好度和水环境友好度,分析得出环境效率优势行业。1.能源友好度。2013年,丽水规上工业万元产值能耗为0.1296吨(等价值)。皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、汽车制造、金属制品业等17个行业低于全市水平。2.大气友好度。2013年,丽水工业排放SO22.44吨,万元产值SO2排放量为1.1千克。SO2排放轻重工分化较为明显,排放较多的行业有:橡胶和塑料制品、黑色金属冶炼及压延加工、纺织业。而文教工美体育和娱乐用品制造、通用设备制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋业等轻工业则排放明显较少。3.水环境友好度。2013年,全市工业共排放COD0.98吨,万元产值COD排放量为0.45Kgs。橡胶和塑料制品、黑色金属冶炼和压延加工、金属制品、农副食品加工、造纸和纸制品业合计约占总排放量的6成。单位产值排放量较少的主要行业有:文教工美体育和娱乐用品制造、通用设备制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋业。从环境效率角度考虑,以下14个行业具有相对优势:纺织服装服饰、纺织、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、家具制造、印刷和记录媒介复制、文教美工体育和娱乐用品制造、有色金属冶炼及压延加工、金属制品、专用设备制造、汽车制造、铁路船舶航空航天和其他运输设备制造、电器机械和器材制造、仪器仪表制造、金属制品机械和设备修理业。 (三)以创新效率为标准的创新能力评价以科技经费内部支出/主营业务收入作为科技投入、新产品产值率作为科技产出、专利申请数/企业数量作为知识产权测算,从创新效率角度挑选优势产业。1.科技投入。2013年,丽水规上工业R D经费支出10.61亿元,增长17.0%,万元产值R D经费支出59.2元,13个行业高于全市平均水平,其中装备制造业5个:计算机通信和其他电子设备制造、电气机械和器材制造、汽车制造、通用设备制造、专用设备制造业。2.科技产出。近年来,丽水工业不断加大投入,提升新产品研发力度,2013年规上工业实现新产品产值372.29亿元,新产品产值率达20.8%,13个行业超平均水平,其中仪器仪表制造业高达57.5%,计算机通信和其他电子设备制造业、铁路船舶航空航天和其他运输设备制造业新产业产值率近50.0%3.知识产权。2013年,丽水规上工业共申请专利1598件,其中制造业1588件,占99.4%,户均专利申请数1.34件,12个行业高于平均水平,印刷和记录媒介复制(3.40件)、化学原料和化学制品制造(3.35件)和文教工美体育和娱乐用品制造业(2.82件)位列前三。从创新效率角度考虑,印刷和记录媒介复制、文教美工体育和娱乐用品制造、化学原料及化学制品制造和医药制造业具有相对优势。(四)综合评价通过以上分析,我们得出三个维度上的优势行业,本段通过以下汇总分析,得出综合优势行业:各行业按照各项指标高于全市平均水平即得1分计算,总得分在7分以上的行业有以下12个行业,综合优势产业总体可归纳为四类:1.传统优势产业:化学原料和化学制品制造、金属制品、通用设备制造、专用设备制造业;2.特色产业:文教工美体育和娱乐用品制造、皮革毛皮羽毛及其制品和制鞋、家具制造业;3.新兴产业:铁路船舶航空航天和其他运输设备制造、计算机通信和其他电子设备制造、汽车制造、医药制造业;4.其他非代表性行业:纺织服装服饰业。 二、丽水生态工业发展方向与建议 1.树立品牌,做大做强做优传统优势产业。传统优势产业通常规模大,集中度高,具有较高的市场占有率和知名度。以纳爱斯集团为龙头的化学原料和化学制品制造业、以遂昌元力集团建筑五金为代表的金属制品业、以阀门和切削工具产业为代表的通用设备制造业和以青田意尔康集团为代表的皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业即具有以上特点,2013年,四大行业占规上工业增加值比重达37.4%。当前,全球经济深度调整,国内经济向新常态转变,丽水工业应加快传统优势产业的改造升级,向高端化发展,提升实力和竞争力,发挥支柱作用,为经济发展提供不竭的强大动力。 2.打造“名片”,培育壮大特色产业。特色产业是在长期发展中积淀而成的特有的资源、人才、技术、管理、文化、环境等方面的优势,从而形成具有优秀竞争力的产业集群。丽水目前广为人知的地方“名片”有青田石雕、云和玩具、龙泉青瓷、宝剑。文教工美体育和娱乐用品制造业作为特色行业的代表,包含木制玩具、龙泉宝剑、青田石雕制造,在综合评价中以9分高居第一,经济效益、环境效益、创新效益均具有绝对优势。生态工业发展应抓住文化产业发展的机遇,立足深厚文化土壤,充分发挥本土工艺美术大师的引领作用,提升产品创意设计与研发,加大品牌培育,打造特色鲜明的区域“名片”。 3.提质增量,加快振兴装备制造业。近年来,丽水装备制造业发展较快,2013年已有从业人员10.5万人,占工业从业人员的28.5%,其中规上企业512户,从业人员6.96万人,实现增加值119.08亿元,占规上工业增加值的33.9%,对工业的支撑作用明显。基本形成了市区微电机、阀门精加工、高低压电器;青田阀门铸造和精加工;缙云机床、工模具、缝制设备、日用五金、照明器具;遂昌建筑五金;龙泉汽车空调配件等特色产业集群。优势行业中一半属于装备制造业。生态工业发展应以装备制造业提质增量为主抓手,坚持创新驱动,以精密化、专用化、自动化、智能化为方向,不断提高整体素质和市场竞争力。 4.依托科技,助推高新技术产业发展。丽水高新技术产业虽然保持了持续较快的增长,但与全省尤其是发达地市相比,仍存在一定差距。2013年,规上工业高新技术产业增加值51.51亿元,占规上工业增加值的14.7%,占比分别低于全省和工业进程相近的衢州10.9和16.7个百分点,居全省末位。皮鞋、化学原料和化学制品、电气机械及器材、通用设备制造是我市高新技术产业中的支柱产业,计算机通信和其他电子设备、医药、汽车配件制造是近年来的新增长点。政府和有关部门要充分认识到发展高新技术产业对经济社会发展的重要意义,加大政策扶持力度和资金投入,完善园区平台建设,不断培育和引进各类人才,把高新技术产业作为推动经济转型升级的主导产业和事关长远发展的战略产业加以培育和推进。 5.因地制宜,积极稳妥推进绿色环保能源产业开发。丽水地处浙西南山区,境内有六大水系,常年降水充沛,水资源较为丰富。2013年,全市水电总装机容量160.38万千瓦时(不包含紧水滩、石塘、滩坑电站),水力发电企业803家,合计发电量43.94亿千瓦时,其中规上工业企业24家,实现增加值12.32亿元,占规上工业增加值的3.5%。景宁县被水利部授予“中国农村小水电之乡”称号,小水电已成为丽水的支柱产业之一。此外,缙云括苍山、大洋山、庆元双苗尖、云和黄源、遂昌白马山风电项目正在有序推进。各地应当因地制宜,从规划、设计、施工、运行、管理各个环节,优先考虑生态环境问题,积极、稳妥、规范、有序地开发绿色资源,实现资源开发利用与生态环境保护。 作者:陈叶青 单位:丽水市统计局 工业技术论文:现代工业技术对无机盐的发展 【摘要】本文从无机盐工业技术的发展现状出发,考察了现代化工技术、石油化工技术、电气技术、功能材料发展技术、环保技术等方面的发展对无机盐工业技术的发展提出更高要求,研究了目前无机盐工业的概况,阐明无机盐工业的产品几乎涉及到我国的各行各业,在整个现代制造行业中无机盐会起着举足轻重的作用,因此无机盐工业不仅代表一个基本原料的行业,同时它更作为崭新的功能材料领域而日益发展规模化和精细化。 【关键词】无机盐;工业技术;发展;功能材料 作者简介:左艳梅(1981-),女,江苏连云港人,硕士,讲师,研究方向:高分子材料应用技术 1前言 无机盐除了由金属离子和酸根所组成的化学品以外,还包括有气体、单质、氧化物、氢氧化物和某些酸类及其它许多化合物如无机颜料、稀土化合物、精细陶瓷、超细粉末等。因而无机盐工业是一门品种众多、涉及面广、古老具备发展潜力的一门工业。与其他制造业相比,它的基本特点如下:以天然矿物资源为原料来源的工业;三废大、吞吐量大及多样化技术。以前的无机盐工业是全社会发展运转的“螺丝钉”,那么现在为各部门“锦上添花”工业而更受人们喜欢[1]。本文将从现代化工技术、石油化工技术、电气技术、功能材料发展技术、环保技术方面的发展对无机盐工业技术的发展进行阐述。 2无机盐工业概况 产品在世界无机盐工业领域已达1550余种,其产量突破6100万吨(80年代统计4500多万吨)。目前无机盐品种、产量最大的国家是美国[1]。其产量据统计约为1950万吨,有近940个品种,日本居第二,分别为900万吨及750个品种。1950年美国达到民用品种445个,基本满足市场消费的需要。随着科技的发展,到1990年左右,美国的无机盐工业产品无论在数量、品种以及质量等都有了较大的发展[1]。中国的无机盐现有品种近900,总生产能力约1500万吨/年,生产量约850万吨/年。2010年中国无机盐产品进出口总量为3900万t,用汇进口近110亿美元,出口创汇120亿美元,贸易总额220亿美元[2]。从无机盐生产的产量规模来看,目前居世界第三名,仅落后美国和日本。在全国的化工产业中,其产量仅落后于塑料加工和无机肥料行业。因此它在出口汇行业占据重要位置。相当数量的无机盐产品与稀土金属化合物产量已跃居世界前茅[3]。 2.1现代化工技术对无机盐工业的促进作用 现代化工生产技术的发展对无机盐工业的发展起到了至关重要的作用,主要有:①无机盐溶液的分离、提取、精制等工段主要利用现代离子交换技术、萃取技术来实现;②无机盐的高温强化反应、矿物分解反应、高纯氧化物合成反应等工段主要通过离子技术、合成水热技术等来实现;③无机盐溶液的精化、纯化还依赖于近期开发的激光技术、电渗析化学技术、膜渗析分离及超纳滤技术;④制备无机盐高纯产品方面主要是利用提取有效组分及电化学合成技术来实现;⑤现在大规模生产主要通过集散计算机DCS系统技术;在用于某些无机盐自动生产中发挥重要作用:如自动控制氟硅酸钾和氟硅酸钠生产过程;自动控制对氯化钙的结晶过程;自动控制碱式碳酸镁的过滤与干燥过程;自动控制生产湿法磷酸中原料的平衡。 现代化工生产工艺路线的改进对无机盐工业的发展也起到促进作用,主要有以下,①工艺合成方法的革新:在无机盐产品立德粉制造中,现在是通过闪锌矿直接一步法得硫酸锌,自动化和连续化程度大大提高,大大改变了以往先把原来制成氧化锌,二步法再制备硫酸锌的老工艺方法。大的方面来讲节约劳动力成本,提高了生产强度、改善原来的劳动环境。②继续优化老产品用途:将一些陈旧的无机盐产品改变性质从而改变使用方向,开辟无机盐的新用途,向多功能化方向发展,如在对超细粉体开发研究已进入相当成熟阶段,无机盐产品碳酸氢钠、碳酸钙、高锰酸钾超微细化和纳米化成功后,便会在电磁学、光电学、化学反应特向等方面,展现出全新功能特性,诸如此类的纤维状产品、超细粉末状碳酸钙、填料及补强氮化硼纤维复合材料等产品相继问世,超微粉体的结构性能和新合成方法的研究正在如火如荼的开展,如对超微粉体粉碎粒子的表面处理、结构控制、性质控制、分散技术控制、干燥技术的研究等。这些大大促进了无机盐工业的精细化发展。 2.2石油化工发展对无机盐工业的促进作用 石油化工发展对无机盐工业的促进作用也日益明显:①氧化铝、分子筛、氧化硅等无机盐产品在石油化工行业中承担重要的角色,原油的催化裂化、加氢裂化需要一系列催化剂载体来实现,这些都是无机盐产品来发挥作用;②原油中提取乙烯、丙烯等原材料来合成纤维,其中纤维产品的抽丝溶剂及各种添加剂都是通过无机盐产品来发挥作用;③石油和天然气资源已经逐渐渗入无机盐产品的生产中,以有机原料为主的无机盐生产已有钡盐、氰化物、二硫化碳及双氧水等,这些都促进了石油化工和无机盐工业的有机结合;④在目前石化行业大力发展节能、节水、节电和资源再利用的新技术情况下;大大提高新工艺、新设备、原辅材料和产品的综合利用水平前提下,主要加强无机盐产品的洁净生产技术的开发,随着生产向集约化发展,市场竞争激烈发展,无机盐产品将进行智能化生产[6]。这些势必带动无机盐工业的飞速前进。 2.3电气技术的发展对无机盐工业的促进作用 目前国民经济中的电工电子及航天技术的发展对无机盐工业起到了很大的促进作用,主要表现如下:①对无机盐的性能上提出新更高要求,此类产品技术比占的较大且与复合的材料较性能较强,往往数量要求不多,但要求精性能精细优化,如半导体荧光材料、半导体照明材料、半导体电子元件材料、一些超硬材料及高能燃料等。这类无机盐有氧化铕、氮化硼、氧化钇及高纯过氧化氢、高浓度水合肼等[5]。②对无机盐中间产品的发展提出了要求,湿法冶金的发展特别是稀有、稀土金属的发展,产生了上百种的中间体,而这些产品又衍生到化工领域中,相互交叉,相互制约发展,如钼酸铵既是无机盐的中间产品又是冶金的原料。 2.4环保技术的发展对无机盐工业的促进作用 环保技术的发展对无机盐行业的促进作用主要表现在以下:①积极推进清洁生产技术,主要是能对资源综合利用。通过余热锅炉等设备对能量进行回收利用;通过淘汰、更换能耗比较低的工艺技术及设备;通过对重污染产品提高准入门槛和强化生产许可证管理,如对污染元凶氰化物与铬盐的处理,这些措施有效的抑制重污染的发展。②进行推进节能减排技术的发展:通过对设备净化除尘、技术方法路线等改进综合利用[4]。这些措施大大提高了行业的清洁生产,如:铬盐企业解决了很多技术难题,如铬渣替代消石灰作熔剂、水泥行业铬渣用作水泥添加剂和矿化剂、铬渣熔融技术等十多项综合利用技术。充分说明了人们的环保意识在增强,技术在改进。③三废治理技术及环境保护意识的加强,随着工业发展伴随着环境污染的产生,因而一批的氧化还原剂、沉淀剂、解毒剂等应运而生[4]。在三废治理的发展过程中,随之而来的是无机盐生产原料结构的变化,以三废为原料的废副产品的资源化使无机盐工业产品的生产技术及工艺流程有了较大的改进及提高,同时也使无机盐工业本身得到了较好的三废治理,封闭流程即是这一治理的结果。今后的氟盐生产将会与磷矿加工并联,以充分利用其含氟废气,而尽可能减少萤石与硫酸反应生产氟盐的老工艺。这些体现了环保行业对无机盐工业的促进作用。 2.5功能材料技术的发展对无机盐工业的促进作用 由于功能材料发展需求,无机盐工业的发展带动了稀土高新材料的发展,稀土高新材料的发展促使了无机盐产品向精细化的材料工业靠拢。两者相互辅助,相互促进,比如在功能磁性材料、功能发光材料、功能氢材料、功能催化材料、功能超导材料、功能特种玻璃、精密陶瓷材料等方面,无机盐稀土元素占据重要作用,因而无机盐工业的前途是十分广阔的[5]。由于功能材料领域阻燃剂的需求量的增加,无机盐在阻燃剂领域中担负着两个任务:一方面无机盐产品可以直接用作复合材料阻燃剂,如氢氧化铝、硼砂、氧化锑、溴化铵等。另一方面是为其他阻燃剂提供复配材料,如溴等。据文献报道有机溴复合阻燃剂中经测定含溴量可以高达75%[5]。此外,随着航空燃料的多元化发展,为了杜绝二次火灾事故的发生,使无机盐产品氧化铝、联氨等也得到快速发展。 2.6原料提取技术的发展对无机盐的促进作用 原料提取技术的发展对无机盐的促进作用主要表现在如下方面:在资源越来越紧张的情况下,原料的开发利用向深加工方向发展。对于矿物资源的贫化,一方面注意新资源的开发,另一方面着重共生矿和贫矿的研究和再利用,促使加工技术的提高如海底锰瘤含有大量的锰、钻、镍等金属,资源丰富,各国均在研究开发,是很有前景的资源。我国新技术为无机盐工业的发展开创了新途径,它是提高资源开发效率、节省已经开发出来的资源、改革工艺路线节约资源的有力措施。发展前期的沸腾床共赢技术,用于矿物质的焙烧,提取产品的有效干燥[6]。这些技术无疑将对我国无机盐工业的发展是有所帮助的。 3无机盐工业的发展 无机盐工业是基本化学品原料生产的工业之一,在化学工业中占据很大的地位。我国无机盐工业的现状:品种数量多、原料来源方便、用途多及加工方法多式多样。现有无机盐产品80多种,工业生产总生产能力近1100万t[6]。我国无机盐工业生产技术的现状:主要产品的生产路线、技术已经达到国外水平;已经实现了计算机集散DCS控制自动化和连续化;但在技术经济指标产品质量、技术装备及应用性能等方面,与国外先进水平仍有一定的差距。与国内其他化工行业(如化肥、农药工业)相比,亦处于落后的地位。为加速我国无机盐工业的发展,无机盐产品的更新换代已是目前我国的主攻方向之一,结合产品结构的调整以适应市场及高科技的需要应当是无机盐工业的发展方向。 虽然中国已经开始重视,但是重视的程度有待加强,因此在新技术的改进、新产品的开发进展较为缓慢,导致我国的无机盐的产品、种类、数量、技术与其他发达国家仍然有一定的差距,虽然某些无机盐产品已经排布前列,但这些产品大多为资源发展型,能源利用型型及劳动密集型产品,所以要在环境保护下,积极开发技术革新类型的无机盐复合产品,如开发超细纳米材料、可再生纤维材料、无机盐复合高分子材料、无机盐复合磁性材料、精细陶瓷多孔物质等。在大方向确定下,积极开展技术攻关和难题,争取工艺优化。这些将是无机盐工业今后应改造及主攻的关键内容。综上所述,无机盐工业是一个国家工业发展的重要支撑部分,它的进步势必带动其他行业的飞速发展,也为一个国家的经济带来广阔的前景。问题的关键是如何适应目前全球工业制造4.0的需求,结合自身优点和发展方向,积极开展精细无机盐产品的科研、生产工作,向材料工业的领域靠拢[5]。中国无机盐工业产品不仅是制造、消费、出口大国,还是生产水平、工艺较高、精细化率高的强国,目前发展目标是提高在国际市场竞争的优势,将无机盐产品屹立于世界之林。 作者:左艳梅 单位:扬州工业职业技术学院 化学工程学院 工业技术论文:机械工业技术领域思考 机械工业的基础技术主要包括设计和生产制造技术,可以说机械装备制造业的研究范围是围绕两条主线开展的,一条是机械装备技术,或者叫产品技术,其中涵盖了基础共性的设计技术;另一条是制造技术,或者叫工艺技术,工艺技术中涵盖了基础共性的制造技术。在机械工业中,基础共性的设计与制造技术是服务于机械产品的。目前,机械工业的基础共性技术没有一个严格的标准定义,但比较公认的说法是:基础共性技术能对整个行业或产业技术水平、产品质量和生产效率发生根本改变,其在机械工业产品上具有显著经济和社会效益,并且研究成果可共享,是在机械工业中对一个产业或多个产业以及企业产生深刻影响的一门技术。总体来看,市场需求引发的机械产品开发和机械工业生产的发展是机械工业基础共性技术的发展动力,自然科学基础学科及近年来迅猛发展的高新技术是机械工业基础共性技术的发展基础和知识源泉,反之,基础共性技术及机械工业发展也促进高新技术的产业化。机械工业生产的发展和机械产品的开发不断对基础共性技术提出新的更高要求,并为其发展提供广阔天地。而自然科学基础学科和高新技术的发展,也不断为基础共性技术输送新的科技原理和知识,使基础共性技术作为基础学科、高新技术和机械工业生产之间的桥梁、通道及接口,处于不断的发展之中。 1机械工业基础共性技术研究的范围 机械行业的基础技术主要包括数字化设计及制造技术、大型铸锻焊结构件制造技术、智能化传感器技术、精确成型制造及超精密加工制造技术、重大工程中先进工程材料应用技术、关键基础件和关键零件的设计与制造技术、发动机的节能减排技术、安全性和可靠性技术、防腐蚀表面处理技术、自动化仪表及自动检测与控制技术等。从具体含义上,基础共性技术研究的范畴是电流电压等级和频率、电气信息结构文件编制和图形符号、机械振动与冲击、铸造、焊接、无损检测、金属与非金属覆盖层、锻压、热处理、螺纹、机器轴与附件、技术产品文件、筛网筛分和颗粒分检方法、机械安全、电工术语、产品尺寸和几何技术规范、激光修复技术、微机电技术、绿色制造等的总称,它是机械工业产品设计、制造、检验、包装、使用以及回收再利用等机械工业产品生命周期中的基础共性支撑技术,在机械工业中起着非常重要的关键作用。 2基础共性技术在机械工业产品造型与设计中的作用 在机械工业产品的造型与设计中,设计工程师要根据产品的性能与功能要求、使用环境、材料性质等条件,正确选择铸造、焊接、涂层、锻压、热处理;正确选用与产品相关功能要求的零部件;还要在造型与设计制图时,合理正确选用尺寸公差、形位公差、表面粗糙度以及图形符号、图样画法与尺寸标注,来满足机械工业产品造型与设计的要求。可以看出,基础共性技术在机械设计中起到了非常大的作用。 3基础共性技术在产品制造中的作用 在机械工业产品的制造中,制造工程师要根据产品的设计要求,合理的采用相关产品的制造工艺方法,选用既能满足制造要求,又能满足经济要求的刀具、卡具等;还要将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来,采用先进的机加工工艺仿真、制造数据以及制造规划、统计工艺模型等。所以说,基础共性技术在机械工业产品的制造中发挥了更大的作用。 4基础共性技术在高新技术应用中的作用 由于高新技术的不断发展,机械工业的基础共性技术也得到了快速进步,基础共性技术在CAD、CAM、CAPP、CAQ等的开发与应用中起到了巨大的作用。如在机械工业的产品设计中提高设计速度和质量;在机械工业产品的制造中提高制造工艺减少废品,节约成本等。因此,基础共性技术在机械产品全生命周期中起到了积极作用。 5基础共性技术在绿色制造中的作用 绿色制造是现代制造业的可持续发展模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到循环再利用或报废处理的整个生命周期中,资源消耗极少、生态环境负面影响极小、人体健康与安全危害极小,并最终实现企业经济效益和社会效益的持续协调优化。基础共性技术的范围是机械工业产品的设计、制造、检验、包装、使用以及回收再利用等机械工业产品生命周期中的共性支撑技术。基础共性技术在绿色制造中的应用,将对绿色制造的发展起到很大的推动作用。 6我国机械工业基础共性技术发展现状 基础技术的落后,成为我国机械制造企业在国际竞争中难以开拓高端市场、打造知名品牌的根本原因之一。例如,在传感器技术发展方面,由于国内的大电流传感器技术相对不够成熟,国内风电整机厂商在采购大电流传感器时,大多数会选择进口产品,由于进口产品的价格往往高于国内产品的价格,这在一定程度上增加了生产成本压力;在发动机节能、减排技术方面的相对落后,给国产工程机械等装备出口到欧美等发达国家带来了较大影响。2009年5月,国务院的《装备制造业调整和振兴规划》中,提到的重点工作之一,便是“增强自主创新能力,加大科研投入力度,集中攻克一批长期困扰产业发展的共性技术”,作为转变产业发展方式的一个重要途径。机械工业的基础工艺主要包括铸造、锻造、焊接、表面处理、热处理等。“十一五”期间,我国机械基础工艺水平有了长足的进步,一定程度上支撑了机械工业的快速发展。但同发达国家相比,差距还是很大的。目前我国在铸锻领域的学术研究并不落后,很多研究成果居国际先进水平,但转化为现实生产力的比例较少。根据相关规划,“十二五”期间我国将加大铸造共性基础技术研究和先进铸造技术的推广力度,铸造技术向大型化、轻量化、精确化、智能化、数字化、网络化及清洁化的方向发展;未来锻压工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、发展柔性锻压成形系统、发展新型锻压材料和加工方法等方面发展。近几年,我国表面处理行业发展迅速,国家产业政策鼓励表面处理材料产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目逐渐增多。未来几年,装备制造、汽车行业、有色金属、船舶行业、钢铁、家电等行业的发展将继续推动表面处理业的快速发展。在热处理领域方面,我国热处理行业目前存在地区发展不均衡、生产技术落后、能源利用率偏低、产品质量分散度大、开发创新能力薄弱等问题。根据热处理行业“十二五”发展规划,未来我国热处理行业将重点突破几大技术难点,包括:(1)地铁、城铁、高速铁路大功率机车关键零件热处理;(2)10兆瓦以上风力发电机组大型关键零件热处理;(3)100万kW以上汽轮机转子及超临界转子热处理;(4)六米以上轧机支撑辊热处理;(5)航空航天超大型零件真空热处理。 7基础共性技术未来发展趋势与“十二五”规划 基础共性技术的发展关键是上等级、上层次、上规模,而目前解决以上关键问题最主要的是要促进高科技领域、高技术项目的迅速产业化、规模化、市场商品化,通过不断发挥高科技项目的经济效益,刺激大量高技术项目尽快转化为基础共性技术,使之在越来越广阔的范围内得到大规模推广应用,并同时促进基础工业,特别是机械工业迅速向前发展。总体来看,“强化基础战略”作为“十二五”时期机械工业的重要发展战略之一,将使我国机械工业突破“基础”瓶颈。也只有在基础零部件、基础技术、基础工艺水平得到全面提升的情况下,才能使高端装备的发展不会受制于人。《“十二五”机械工业发展总体规划》中指出,“十二五”期间我国机械工业将主攻五个重点领域、实施五大发展战略,最终实现“由大到强”,力争到“十二五”末实现六大目标。在实施的“五大发展战略”中,明确提出了强化基础战略,可见在机械工业未来五年的发展进展中,抓“基础”仍被视为促进机械工业由大到强的重要内容。在主攻的“五个重点领域”中,有两个方面是针对强化“基础”提出的,一个是关键基础产品领域,包括大型及精密铸锻件、关键基础零部件、模具及加工设备、特种优质专用材料等;另一个是基础工艺及技术领域,重点推进铸造、锻压、焊接、热处理和表面工程等基础工艺的技术攻关,大力推进计算机辅助技术(CAX)等基础技术的研究开发与应用。总体来看,强化基础战略作为做强机械工业的前提条件,就是要有针对性地强化基础件、基础技术、基础工艺等机械工业的共性基础领域。总体来看,“强化基础战略”作为“十二五”时期机械工业的重要发展战略之一,将使我国机械工业突破“基础”瓶颈。也只有在基础零部件、基础技术、基础工艺水平得到全面提升的情况下,才能使高端装备的发展不会受制于人。总之,“十二五”机械工业必须千方百计地强化基础件、基础技术、基础工艺等机械工业共性基础领域。在加强基础的问题上,要打破原有行业分割,主机行业与零部件行业要发挥各自优势,相互支持和配合,全力推进。 8“十二五”期间机械工业基础共性技术发展领域 针对我国机械工业发展中的前沿性技术、关键基础技术和行业共性技术创新能力弱化,以及基础共性技术和源头创新技术的载体缺失的问题,充分发挥国家重点实验室、国家工程技术研究中心,以及行业重点实验室与工程技术研究中心等创新机构的作用,加强行业共性技术的研究与投入。 (1)基础工艺 重点推进铸造、锻压、焊接、热处理和表面工程等基础工艺的技术攻关,为高端装备的自主创新提供强有力的工艺支撑,积极推进绿色加工工艺及装备的推广应用。 (2)基础技术 大力推进计算机辅助工程技术、并行工程、协同设计和动态仿真技术,提高自主创新的效率。开发适应机械制造企业的各类应用软件并产业化。积极研发快速原型制造和快速制造技术,提高新产品开发的市场响应速度。充分发挥各类科技成果数据库的作用加速资源共享。加强可靠性设计和可靠性技术研究,强化产品性能和试验条件的建设,积极开展先进传感技术、控制与优化技术、工业通信网络技术研究,为发展智能制造提供技术支撑。 工业技术论文:工业技术进展与经济增长关联性研讨 本文作者:齐园 单位:北方工业大学经济管理学院 在“十一五”的前4年,尽管随着全市产业结构的调整和优化,工业在三次产业结构中的比重降至1/4,但工业直接或间接创造的增加值仍然巨大,工业的发展速度影响着整体经济的发展速度。工业增加值由2006年的1740.8亿元增加到2009年的2282.2亿元,增加值率保持在20%以上的增速。工业经济效益保持较高水平,2009年全市工业企业经济效益综合指数达到210.87%,比2005年提高39.85个百分点;实现利润总额531.2亿元,比2005年提高117.65亿元,比2005年增长28.5%。表2为北京工业相关经济指标。针对北京工业增长的现状,学者连玉明和武建忠[1]指出了北京市工业经济增长存在的问题。 北京市工业企业技术进步现状分析 据北京科学技术委员会的分析报告[2],北京工业企业,特别是大中型工业企业是国民经济的主要支柱,也是科学技术转化生产力的主要执行部门。也就是在北京统计年鉴缺失对工业整体科技水平统计的情况下,北京大中型企业可以反映北京工业科技技术进步水平。 科技投入总量及增长情况。如表3所示,2006-2008年北京科技活动经费总量相对稳定,保持较高水平;2007年有所下降,但是从2006年的1147736万元增长到2008年的1470411万元,增幅为28.11%,说明其总的趋势呈现平稳增长。但是,从其相对指标来看,北京市科技活动经费占地区生产总值的比重较小,其科技投入的强度还应加大。科技人员的人均科技活动经费保持在20万元以上,较为稳定。R&D活动费为基础研究、应用研究和试验发展活动,R&D投入有利于北京创造与创新能力的增强,是科技投入的重要组成部分。从表4看,北京R&D经费的支出量呈逐年增长的趋势,由2006年的588451万元增长到2008年的709677万元。从数据上看,“十一五”计划的第一年(即2006年)北京加大了R&D经费的投入,之后北京市R&D经费支出一直保持高水平,占地区工业生产总值的比重保持在3%左右。对比2%是“创新驱动”标志的国际惯例,可以说北京R&D投入的强度还是很大,反映了北京科技水平应该算比较高的。R&D人员的人均经费保持在20万元左右,较为稳定。 科技投入的来源。虽然科技经费投入包括科技活动经费投入,财政科技投入,R&D经费投入,大中型企业等的投入,但它们的来源大体上主要有政府、企业、金融机构贷款等几种情况,其中科技活动经费投入的来源渠道是比较全面的,以它为主要对象进行分析。从表5可以看出“十一五”前4年,企业的科技投入占主导地位,保持在90%以上,可以说北京技术开发经费筹集来源的主要渠道为企业自筹方式,企业的科技投入主体地位得到巩固。从来自政府的资金来看,政府的资金保持在3%左右,亦趋于稳定,政府的资金所占经费筹集总额的比例高于全国2%的比例。这说明,北京政府较为重视科技发展,重视科技投入的力度,表现了对工业发展的支持[3]。从来自金融机构的投入来看,目前北京市的金融机构投入主要表现为科技贷款,“十一五”前四年中,银行贷款占科技经费筹集总额的比重是很低的,2007年、2008年两年都没有超过1%,2006年也仅为5.72%。要注意的是,金融资金在科技创新中,主要完成科技成果转化为现实生产力的任务,是科技与经济结合的关键环节,应该对其有足够重视,加大投入力度[4]。 科技创新成果。从技术创新成果来看,北京大中型工业企业2008年完成科技项目3333项,新产品开发项目2332项,R&D发展项目2462项,专利申请4622项,见表6。整体水平逐年增长,反映多数大中型工业企业都重视并着力进行技术开发项目的研发,肯定技术创新对企业发展的作用。 科技劳动力。截止到2008年,北京大中型工业企业年末从业人数达699676人,其中科技活动人员达55976人,在科技活动人员中,科学家和工程师的人数达到39962人,见表7。从劳动力投入来看,北京大中型工业企业劳动力投入总量在2009年有微幅下降。但是从业人员素质稳步提升,从业人员中科技人员所占比重及科学家、工程师所占比重逐年增加,可以说北京工业的生产经营效率和效益正在改善,企业注重技术效率的劳动投入。 北京工业技术进步存在的问题分析。2009年,中国科学院创新发展研究中心的学者们曾对北京工业技术进步存在的问题进行了归纳[5]。 经济增长与技术进步相关性分析 测量模型的建立。测量地区或产业的技术进步与经济增长的关系需要解决两个关键问题,一是选择测量函数,二是基础数据的选择和处理。生产函数法将经济增长(产出)表达为资本投入、劳动投入和技术进步的函数,常用的是Cobb-Douglas生产函数法,中外学者常基于该生产函数法的改进来测量技术进步与经济增长的关系。余宏和钱士茹[6](1997)根据弹性系数的特性分别定义弹性系数α和β为资本投入量K和劳动投入量L的函数,改进了传统的C-D生产函数中关于α+β=1的假设,使建立的模型能够较真实的反映经济发展的实际情况,本文选择了此改进的生产函数。基础数据源于1997年至2010年的《北京统计年鉴》,其中产出采用增加值指标。劳动投入采用从业人员平均人数指标。资本投入采用了资本存量指标,资本存量的计算采用了永续盘存法,基年的资本存量采用推算的方法来估算,利用王玲[7](2003年)在《中国工业行业资本存量的测度》一文中,对1998-2002年中国工业行业资本存量的测算结果,并假设北京工业企业的资本存量K占全国工业行业资本存量K的比例,与其GDP占全国GDP的比例相等,推算出1998年北京工业企业资本存量,再推导出1996年北京工业企业的资本存量。当年投资额采用两年间固定资产原值的差即本年新增固定资产的值,折旧经比较采用了宋海岩[1,8]在官方公布的名义折旧率3.6%的基础上加上经济增长率(北京市当年的GDP增长率)作为实际折旧率,并利用价格缩减指数,对所有的数据统一换算成以1996年不变价格为基准。本文运用SPSS17.0软件进行多元线性回归分析,据此建立的测算北京工业经济增长的C-D生产函数模型如下:Y=11.826K1.155L-3.724e0.122te0.00018K+0.029L(1) 技术进步对经济增长的贡献率。由公式(1)可推导出产出和各要素投入的增长率,及各要素的贡献率的公式。计算结果如下:在增长率方面,1996-2009年期间,北京工业产出年均增长率在30.37%,同期资本投入增长率为8.28%;由于职工平均人数总体的下降趋势,劳动力投入增长率为-2.47%。从工业经济增长的因素来看,北京工业自1996年以来,年技术进步增长率为15.34%,技术进步对工业增长的贡献率为50.51%,资本投入的贡献率为27.26%,由于其总体的负增长,劳动力投入的贡献率为-8.13%,测算结果如表8所示。图1反映了1996-2009年北京工业各要素的贡献位次,及“九五”、“十五”、“十一五”前4年北京工业各要素的贡献位次,反映了近14年来北京市工业技术进步情况,对未来发展具有指导意义。图2展现了北京工业技术进步贡献率的趋势,可以看出趋势图近似于以2002年为对称轴图形。从图2中可以看出2000-2004年间,北京工业技术进步贡献率有很大波动,在2001年达到顶峰,贡献率达到570.32%,在2003年又骤降到谷底,贡献率为负,跌至-630%。2000-2004年北京工业技术进步贡献率不稳定,经历了大起大落,呈近似为正弦曲线波动。剔除波动过大、起伏不稳的2000-2004年,单单看1997-1999年、2005-2009年的发展,不难发现这些年份的技术进步贡献率变化不大,相对较为稳定,一直保持在30%-40%的技术进步贡献率水平,期间有微幅下降,而后又恢复至30%-40%的水平。也就是说,若没有政策导向的指引、缺少刺激经济发展的契机,北京工业技术进步贡献率一般仅在30%-40%之间,与发达国家、发达地区50%-70%的水平还有一定的差距,与“十二五”规划中提出的55%的科技进步贡献率的目标也存在着差距。据此可以得出:若除去2000-2004年技术进步波动起伏不稳的年份,1996-2009年北京工业企业总体的技术进步水平趋于稳定,技术进步对经济增长的贡献波动在30%-40%之间。 经济增长与技术进步的相关性分析。实证分析的结果量化了北京工业技术进步对于经济增长的贡献率,而且能够揭示二者之间的相关性。图3显示了北京工业增加值增长率,和由公式(1)推导计算出的技术进步增长率自1996-2009年的变化趋势,显然步调一致的变化趋势又一次很好地证明了经济增长和技术进步具有强相关性。就北京工业的实际情况而言,经济增长促进了技术进步。北京工业经济近14年的高速发展,制度上的创新是主要动因,其次是非国有经济的迅速成长带动了整个工业经济的增长,另外坚持对外开放的政策引入了大量外资。制度上的创新、民营经济的发展,以及外资的流入不仅带来了北京工业的经济增长,同时也为技术进步带来了提高的契机。伴随外资流入的新技术,管理理念的更新、更加灵活的市场机制,使得北京工业企业的整体技术水平、管理水平和经济效益不断提高,快速增长的经济总量也为技术进步提供了必要的资金保障,这从第2节中北京工业的科技经费和R&D经费投入总量、年增长率,和各自占工业增加值的比重均处于上升中可得到证实。所以,在工业经济高速增长的同时,技术进步率也大大提高,如在2005年高速经济增长使技术进步率达到20%以上,而技术进步率在此之前始终低于20%以下。另外,经济增长也制约了技术进步的进一步提高。目前,很多专家学者指出北京工业经济增长存在的一大问题是经济总量增长趋缓。受此影响,高端产业首当其冲。 目前高端产业发展尤为缓慢,其主要表现在规模以上工业的比重逐年下降。就2009年的数据来看,规模以上高技术制造业实现增加值367亿元,比上年同期下降2.6%,现代制造业实现增加值657亿元,增长4.4%,分别慢于规模以上工业平均增速8.3个和1.3个百分点。高技术产业和现代制造业分别占全市比重为21.2%和38%,分别比2008年下降2.6个和0.6个百分点[9]。这些数据反映了北京工业经济增长放缓影响到了工业高端产业和技术进步,反之亦然。从投入角度来看,经济增长源于资本的投入、劳动的投入和技术进步。对北京工业而言,技术进步是经济增长的主要源泉,但贡献率未达到产业发展目标。北京工业的技术确实在不断提高,全市产业结构的调整和优化使得工业在三次产业结构的比重虽已降至1/4,但是工业直接或间接创造的增加值仍然巨大,技术进步在这中间必定发挥了巨大作用。由于中关村科技园区、上地信息产业基地的建设推动了工业技术的发展,高新材料的研制、日益完善的汽车工业等都使人们意识到技术进步的存在,感到技术进步强烈的外显性。 然而,技术进步的外显性并没有带来内生的经济增长,这说明北京工业企业技术进步存在问题,技术进步对工业经济增长促进作用没有得到充分发挥。据此推测,导致技术进步对经济增长的贡献不显著的因素可能是由于技术进步与经济增长之间缺少纽带,使得技术进步与经济增长脱节;或是技术进步脱离市场,不能带动经济增长。如果能找到技术进步与经济增长的对接点,则北京工业以后的技术进步贡献率会有显著的提升。熊彼特提出的技术创新或许能够提供这样的对接点,只有当技术进入生产领域、流通领域并能创造出价值时才能成为技术创新。所以,技术进步只有通过技术创新才能促进经济增长。 结论 基于北京工业经济增长和技术进步现状的分析,表明经济增长和技术进步二者在发展上具有相关性。北京工业经济的高速增长为技术进步提供了资金、制度和机制保障,但逐渐放缓的增长速度也限制了技术进步的提高速度。反之,技术进步是经济增长的主要因素,然而技术本身并不能促进经济增长,技术进步只有表现为技术创新才能转化为生产力,才能促进经济增长。当前,加快建立以企业为创新主体的技术进步体系是解决问题的可行性措施。企业是市场的主体,以企业为技术进步及技术创新主体,避免使技术成为实验室的技术,而不能转化为产品,或者研制开发的产品脱离市场,从而使企业获得经济效益,达到促进产业经济增长的目标。企业作为创新主体具体表现为企业要成为投资主体、风险主体、决策主体,研发主体,以及收益主体,其中缺一不可。企业要成为创新主体,有三个关键问题要解决:一是企业愿意投入资金进行创新,二是企业能够承担创新的风险,三是企业要选择好创新的主体模式。第一个问题的解决要依靠政府和相关部门制定保护技术创新成果的法规,和技术创新成果分配的制度等,使企业真正成为技术创新的收益分配的主体;第二个问题的解决则要依靠企业修炼“内功”,建立适应市场经济的现代化企业制度,提高面向市场的能力,成为自担风险,自负盈亏的市场主体。第三个问题企业要依据自身的资金实力和创新能力,来选择自主创新模式还是协作开发模式,简单划分,大型且实力雄厚的企业选择自主创新模式,可以充分享有技术创新成果带来的超额收益,实现技术进步和经济增长。另外,中小型且难以自担创新风险的企业选择协作开发则更有利,一方面可以克服单个企业缺乏独立开发的能力和资源的不足,另一方面可以减少投入和分担风险。对产业发展而言,协作开发的技术溢出效应能够惠及整个产业,促进知识与技术在经济体制内扩散,从而推动经济的增长。 工业技术论文:食品工业技术创新体系研究 一、安徽省淮北市食品科技创新体系建设的基础与问题 1.产业产品层次较低。缺乏高新技术的支撑,产业链条较短,优秀竞争力不强。主导产品主要是面粉、饲料以及肉猪、鸡鸭屠宰分割产品,精深加工产品少,附加值不高。2011年以面粉、饲料等为代表的农副食品加工业增加值占全市食品工业总量的59.7%,而食品制造业占比仅为9%。龙头企业竞争实力不强,全市国家重点龙头企业只有1家,相邻宿州市有5家,亳州市有4家;名牌产品数量少,淮北市安徽名牌产品只有8个,中国驰名商标2个,中国名牌仍是空白。 2.科技创新意识薄弱。全社会鼓励创新、支持创新的氛围没有真正形成。2011年,全市规模食品企业研发投入占销售额的比重0.55%,只有全国工业企业的1/2,不到工业化国家的1/8。全市省级工程技术中心和企业技术中心只有11家,部级工程技术中心和企业技术中心仍是空白。各级政府和职能部门抓经济发展仍着眼于铺摊子、扩规模,没有形成依靠科技创新推动经济发展的自觉意识和行动。 3.与市外科研院校合作不紧密。目前全市校地科技合作中与农业院校的合作只有2家(中农大、安农大),食品企业与科研院校建立的产学研合作实体的只有1家(科宝与清华大学),食品产业尚没有1家省级产业技术创新战略联盟。中农大淮北实验站暨(淮北)黄淮海地区食品工业研发中心工作进展缓慢,目前尚没有开展实质性的科技合作与食品研发工作。 4.科技创新能力不强。全市科技投入还十分有限,企业独立承担自主创新的科研项目偏少,专利申请、专利拥有和专利发明以及新产品、高新技术产品的比重也明显低于全国平均水平。2011年全市规模食品企业专利申请数量44件,有效发明专利只有10件,发表科技论文24篇,制定国家行业标准1项。新产品、高新技术产品占全市工业的比重只有25%和8.6%,其产值的比重只有10%和5%。10余年来,全市农业科技只获得省级科技奖7项(棉花2项、小麦和玉米3项、蔬菜和食用菌2项),食品科技只有省级科技奖1项(口子窖)。高水平研发团队和领军人才缺乏。全市规模食品企业研发机构只有研究员1人,博士和硕士研究生48人,占研发机构全部人员比重只有7.8%,低于全市工业企业2个百分点。23家省级重点龙头企业共有技术人员1241人,其中高级职称以上人员102人,研究员以上学历21人。技术人员占全部职工比例为17.4%,高级职称和研究生以上占全部技术人员比例只有8.2%、1.7%。 5.科技创新投入不大。全市科技投入财政预算有4000万元,2012年实际支出3900万元,其中用于食品科技的投入近1000万元,占25.6%。全市规模食品企业试验发展2011年支出8865万元,占食品工业总产值的比重只有0.55%(全部规模工业企业占总产值比重0.54%),远低于全国工业0.93%、安徽省0.91%的平均水平。其中规模食品企业投入企业自投比重只有49%(全部规模工业企业投入中企业自投比重87%),亦远低于全国工业70%、安徽省91%的平均水平。 二、食品科技发展趋势与企业需求 (一)食品工业发展方向 “十二五”时期,我国食品工业发展仍处于战略机遇期,既面临继续保持较快发展的重大机遇,也面临加快转变发展方式、保证食品安全等重大挑战和压力。根据《国家“十二五”食品工业发展规划》以及国内外食品产业发展动向,课题组认为今后淮北市食品工业将会朝着下列方向发展。1.“三品一标”具有巨大的发展空间。近年来,食品安全备受社会关注,并且对消费者购买取向产生了前所未有的影响。随着政府及有关部门对食品安全工作的重视和人们对食品安全意识的增强,有机食品、绿色食品、无公害农产品和地理标志农产品将迎来一个新的发展高潮。目前,淮北市共认证绿色食品35个、无公害农产品43个(有效期内13个)和地理标志产品(口子酒、塔仙石榴)2个,基地面积分别为39万亩、31万亩、6万亩,处于发展中的起步阶段,发展空间巨大,这是确保食品安全关键环节,提高食品产业竞争力的基础。2.营养保健食品和高档名优食品越来越受到消费者的青睐。目前,淮北市营养保健食品(营养强化食品、功能性食品)几乎是空白,面粉企业开展营养强化面粉的很少,天宏集团研发的功能性红曲面条、黑木耳面条以及曦强集团研发功能性乳品,均已通过省级新产品认证,但产品没有走进千家万户。相关资料显示,近十年间,我国居民对保健品的消费支出一直处于增长趋势。目前,我国城乡居民保健类消费支出以15%~30%的速度增长,这一增长速度明显高于发达国家12%的增长水平。全国保健食品销售额1996年大约300亿元,2011年达到2600多亿元。国家“十二五”食品工业规划目标,2015年营养与保健食品产值达到1万亿元,年均增长20%。因此,淮北市要抢抓这一发展商机,创造条件,加快发展。3.行业结构和产品结构将日趋合理。目前,食品制造和精深加工高附加值产品总量少、比重低,是淮北市市食品产业产品附加值低、产业竞争力不高的瓶颈,是今后发展的重中之重,要快速扩大畜产品熟食产品、猪血深加工、大豆蛋白产品、高端面制食品等特色产品的生产规模和市场占有率。 (二)食品科技发展方向 “十二五”时期,是全面建设小康社会、加快经济发展方式转变的关键时期。党的十八大报告强调指出:“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的优秀位置。食品工业科技创新工作要围绕食品工业发展方式转变,以满足食品工业发展、产业结构优化、消费需求升级以及食品安全为导向,突出完善科技创新机制,加大重点领域关键优秀技术攻关,提高自主创新能力,推广普及先进技术成果,促进科技创新与产业优化升级以及技术标准与技术支撑体系的有机衔接,努力形成一批拥有自主知识产权的优秀技术的重大科技成果,培育和形成一批知名品牌,造就一批具有竞争能力的企业。 (三)食品科技创新目标 根据《关于促进现代农业和食品工业发展的实施意见》(淮发〔2012〕8号)、《关于实施工业企业“万千百十”工程的意见》、《关于加快区域科技创新体系建设若干意见》以及《关于推进国家技术创新工程试点工作若干政策措施》淮政(〔2011〕52号)等规范性文件,结合淮北食品工业科技发展实际,淮北市到“十二五”末食品科技奋斗目标是:1.建立食品工业技术研究院。依托中农大淮北实验站,建立食品工业技术研究院。2.培育新型食品科技企业。培育食品类科技型企业50家,新增省级以上农业产业化重点龙头企业8~10家,新增知识产权优势企业1~2家,省级以上创新型(试点)企业2~3家,国家高新技术企业5~6家,高新技术产值比重达10%以上。3.建立食品科技研发机构。产学研联合建立科技创新研发机构,新增国家农产品加工分中心1家,省级农业科技专家大院5家,培育动植物新品种3-5个;新增省级工程技术中心或企业技术中心15家,新产品产值比重达15%以上。4.组建产业技术创新战略联盟。选择肉猪及猪血深加工、面粉及面制食品加工、生物发酵工程与生物饲料加工等重点产业组建省级产业技术创新战略联盟2~3家,产学研合作经济实体5~8家,建立协同科技创新中心1~2家,新制定省级以上行业技术标准2~3项。5.推进科技企业孵化器建设。依托国家和省级工业开发区以及四大食品工业园区,建立专利(食品)创业园孵化器1家。6.加快高端食品人才引进。引进省级以上食品类学术技术带头人2~3人,博士或研究员以上高级人才10~15人,新建立院士、博士工作站2家。7.增加食品研发投入。确保食品研发投入逐年增加,全市规模食品企业研发投入占主营业务收入的比例达1.5%以上。8.提高食品工业产值与科技进步贡献率。争创中国食品名城,全市食品工业产值达500亿元以上,食品工业科技进步贡献率达55%以上。 (四)食品企业技术需求 1.传统产业向现代产业转变过程中对科技有巨大需求。将具有悠久历史的传统食品,依靠现代科技向现代工业转化以及开发研究的升级换代产品和延伸产品,最大限度地保存其原有风味和营养价值,提高其附加值,延长货架期,使之标准化、方便化、卫生化,是目前淮北食品企业对科技的重大需求。由于缺乏必要的科技创新和科研投入,市场上的现有设备只是对手工制作过程进行简单复制,而对决定产品外观、结构、风味、口感的原料物性、工序选择、加工方法、工艺参数等指标却得不到体现。消费者宁愿选择手工食品,就可说明相关食品机械的研发滞后。在产业和科技方面加大对传统食品产业的支持,这是产业发展的必然要求。 2.自主知识产权技术与营销方式的创新需求。淮北食品产业呈现出的是向下的“哭脸曲线”,即自主知识产权的优秀技术在产业链条的增加值少,品牌增加值低,中间产品制造高,导致整个行业的利润率低、竞争力低。在企业层面上,产学研结合中企业应是主体。由于企业最贴近市场,因此创新激情最高,创新需求最迫切,最符合自主创新的特性,也应当成为自主创新的主体。但在企业中技术创新与开发的设施、研究经费、研究专业人员都极为缺乏,大专院校技术研发、课题的申报往往根据申报人所从事专业、学科的前沿和自身利益(论文的发表、成果鉴定等)需求来确立科研重点和方向。企业找不到所需要的技术单位与人才,院校不知道企业需求。目前,项目申报虽也提倡产学研结合,但是实际情况是两者结合不紧密,科研与企业实体的联合、结合面很小,企业对技术创新、工艺创新、品种创新需求得不到科研院校的强力支持。 3.食品科技人才的需求。无论大中型企业还是微型企业普遍存在缺乏专业技术人才和企业管理人才的问题。食品行业属典型的传统产业,由于农产品加工企业利润薄,职工普遍收入低,福利待遇也比较低,使各类专业技术人才和管理人才聘不到、留不住、养不起。同时,由于资金不足,技术开发难度很大,就连技术引进也受到限制。各类人才的缺乏直接影响了淮北市食品产业科技的投入与进步。产品科技含量不高,附加值低,效益低,制约了发展。 4.食品科技重点技术需求。通过发放问卷和调查表,淮北市食品企业具体技术需求:生物工程育种;作物秸秆、畜禽粪便等农林剩余物综合利用及循环农业技术;食品工业循环经济示范区技术体系;生物发酵和生物制造技术及生物功能产品研发;饲料酶及生物饲料研发;麦胚、麸皮等粮食加工副产品综合利用与全营养谷物产品研发;方便面、饼干等方便休闲面制食品新产品研发以及馒头、鲜面等主食食品工业化生产的技术创新;谷物浓浆型新产品(谷物饮料)研发;黑色素提取技术与工业化生产;超低温干燥技术与果蔬产品研发;功能性乳品、婴幼儿奶粉等高端乳制品研发;食品工业污水排放的综合治理与副产品综合利用;动物废弃物(猪血、动物内脏)综合利用与医药级新产品研发;新型功能性食品与保健食品研发;大豆蛋白等深加工产品及新型豆制品研发;高端酒、保健酒等中高端酒类新产品研发;淮北传统食品工业化生产技术创新;果胶等食品添加剂的研发;农产品产后加工及冷藏和冷链技术创新;农产品和食品快速检测技术研究与标准制定。 三、构建食品科技创新体系的主要途径 创新体系是由参与知识、技术发展和扩散的企业、大学和研究机构组成,并由中介机构广泛介入和政策适当参与的一个为创造、储备和转让知识、技能和新产品相互作用的有机网络系统。它由创新主体、创新环境和创新机制组成,具有系统性、开放性、协同性、动态性、多样性等特点。2006年总书记在全国科技大会讲话中提出创新体系包括5个方面:一是建立以企业主体技术创新体系;二是建设以科研院所、高校为主体的知识创新体系;三是建设各具特色的区域创新体系;四是建设社会化、网络化的科技中介服务体系;五是国防科技创新体系。其包括以下几方面内容:技术创新系统(企业为主体)、知识创新系统(大学、科研院所为主体)、创新中介服务系统、多元化科技投入系统和宏观管理系统(科技体制改革)。建设中国食品名城,加快淮北经济快速崛起,必须积极实施科技创新战略。就加快食品产业发展而言,必须选择科学路径,在经营管理、市场开拓、产品研发、技术创新等多方面加强探索与创新,突出原始创新、集成创新和消化吸收后再创新三个体系建设,打通科研、推广两个关键环节,推动产业发展由要素驱动向创新驱动转变,建成从研发到市场、从生产到消费环环相扣的食品产业科技创新体系,为食品工业和现代农业发展提供充足的动力和活力。 1.加强科研创新体系建设,突出原始创新能力培育。一要整合各种科技资源,组建完善自主食品研发团队。进一步提高淮师大及农业和食品科研机构的研发能力,在完善运行机制的基础上,整合全市科技资源,坚持以产业需求为导向,从食品和农业发展实际的需要出发,立足当前,着眼长远,超前谋划,大力开发具有自主知识产权的技术和产品,努力提高科技创新特别是原始创新能力,力争在皖北地区乃至中原经济区占有重要位置。二要打破部门、区域、单位和学科界限,建立健全协同科技创新机制。加强与中农大、安农大、淮师大以及省内外、国内外科研院所的科技大联合,建设一批部级、省级重点实验室、工程技术研究中心等,不断提升科技创新能力和科技研发水平。三要通过政府引导,加快发展民办食品和农业科技科研机构。 2.加强创新支撑条件建设,突出政策和资金引导。一方面加大科技专项财政投入力度,彻底改变科技投入严重不足的局面。另一方面调整政府财政支出结构,逐步由投资激励转向创新激励,由科技政策为主转向创新政策为主,实现从要素驱动和投资规模驱动发展转向创新驱动发展。围绕科技强市和创建食品名城、美好乡村建设等重大战略目标,建立多元化科技投入体系,推进科技与金融结合,创新金融科技服务,积极探索科技担保、科技贷款保险,尽快设立风险投资种子资金,建立风险投资机制和信用担保机制。支持金融机构开展知识产权质押融资试点工作,加大股权质押等金融创新产品的推广。 3.加强宏观管理体系建设,突出科技创新人才培养。加强科技创新人才队伍建设,创新人才工作机制和政策体系,完善创新人才薪酬制度和分配激励机制,大力拓宽引才引智渠道,支持食品企业引进高学历专业人才和职业经理人,着力培养领军人物,特别是青年顶尖人才。加强与中国农业大学的联合,支持食品企业与高等院校和科研院所联合建立人才培养示范基地,培养急需的实用型食品专业人才。加强农村实用人才培养,每年从劳动技能培训、全民创业培训、阳光工程培训、新型农民培训等专项培训资金中安排一定比例的培训费用,引导和支持食品产业人才培养。三是完善服务平台建设,改革科技创新和评价体制,建立竞争性经费和稳定性经费相协调的投入机制。 作者:刘明 单位:淮北职业技术学院
工业行业论文:烟草行业工业建筑论文 1改进的AHP法确定指标权重 在权重系统建立过程中,采用问卷调查法来构造判断矩阵,而单个专家的知识结构和对事物的认知程度有所不同,对某个指标重要性的评价存在偏差,为了解决这一问题,需对每个专家赋予一定权值,故改进后的AHP法具体流程如图3所示:1)构造判断矩阵。判断矩阵是针对上一层次某指标,本层次与之相关的子指标之间相对重要性的比较,引入矩阵判断标度。 2改进的TOPSIS法 TOPSIS(TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoIdealSolution)离散型逼近理想解排序法,其原理基于归一化后的原始数据矩阵,找出最优方案和最劣方案构成一个空间,待评方案可视为空间上的一点,据此获得该点与最优方案和劣方案的距离,从而得到该方案与最优方案的接近度,改进后的TOPSIS针对一种方案进行评价,引入各指标权重系数,从而更加符合实际的综合评价需要。具体评价步骤如下:1)构造决策矩阵A。设有n个评价指标,其中定量指标的决策目标值以《烟草行业绿色工房评价标准》为依据来进行打分,定性指标的决策目标值结合专家打分法来确定数值。两者均使用9分制:满足100%得9分,满足80%得7分,满足70%得5分,满足60%得3分,满足50%以下及完全不满足得1分,8,6,4,2的打分值则对应于各级别中间取值。 3实例分析 现以延安市卷烟厂为评价对象,应用上述评价方法对其进行可持续性评价。1)案例指标层次模型应用图1所示指标体系。2)经实际调研,选取20份问卷调查表。通过Matlab编程计算得到每个专家所得各指标权重及专家权重,由于篇幅问题,现只列举出两个专家准则层相对于目标层的判断矩阵及上机结果。由式(8)(9)(10)通过Excel对上机结果进行数据处理,得到各指标权重,结果如表5所示。3)根据延安卷烟厂实地调研并结合延安卷烟厂《易地技改项目竣工验收报告》与问卷调查法,构造决策矩阵A及确定f+和f-值。 作者:古洁于军琪单位:西安建筑科技大学信息与控制工程学院 工业行业论文:橱柜行业工业设计论文 1工业设计推进橱柜行业转型的积极作用 我国的橱柜制造企业在行业发展中多为OEM型,能够拥有强大国际竞争力的OSM类型企业并不多。而对于中国当前面临的国际经济形势来说,工业设计作为企业创新的有效途径,不仅能够促进企业生产升级,还能够从市场需求与创新资源的整合中来优化企业发展规划,增强企业自主创新能力和发展优势。橱柜业作为高利润的新兴行业,据国务院发展研究中心的统计显示,当前我国城市居民家庭中整体橱柜的拥有率仅为6.9%,约有30%的城市居民表示计划在3~5年内有购买整体橱柜的计划。而当前我国的橱柜企业有上万家,在品牌建设上有实力的企业500多家,面对行业需求的膨胀与行业竞争的加剧,对于橱柜企业的发展来说,如何从市场投入、技术研发与管理创新上最大化的整合资源,增强产品更新换代速度,特别是在供货期限与销售、售后服务等环节来提升企业的品牌竞争力。 2工业设计引领橱柜行业企业创新的发展路径 (1)企业创新理论。 创新是企业生存与发展的关键动力,经济学家熊彼得将其定义为“对企业生产要素或生产手段的重新组合”,其主要表现为:一是通过创新来赋予企业产品新的特性。二是通过程序来改进新的生产方法。三是通过创新来开辟新的市场;四是通过创新来获得新的原材料或半制品的供应;五是通过创新来构建新的工业组织。 (2)工业设计与企业创新的关系探讨。 橱柜市场是建立在顾客需求基础上,特别是随着消费需求的不断升级,对于橱柜的设计与装修风格也提出新的要求,过去做好橱柜展示已经难以满足顾客需求,而依据顾客需求,融入体验式服务,甚至“主材自购”模式已经成为当前橱柜消费的主流。工业设计作为承载企业橱柜品牌影响力的关键因素之一,在橱柜设计、效果及配套服务等方面的创新,无疑是吸引消费者的关键手段。工业设计与工业革命的发展是相携共生的,最初的工业设计,主要从产品的机械加工方式及美观实用等方面来优化制造过程中的各类矛盾,并从企业资源的整合与流通中来降低能耗,增强利益,以推进整个企业效益的获得。而随着工业设计理论与企业的成长,对于设计创新在推进企业转型中的积极作用来说,不再是对企业产品的“修修补补”,而是从工业化进程与经济发展的全球化趋势下,从过去以“技术”为主体的发展理念向工业“艺术造型或装饰”方向的转变,特别是融入市场化以来,工业设计逐渐担负起“支撑我国制造业自主创新和产业升级的新兴生产性服务业”使命,由此来调整产业结构、转变发展方式,提升企业自主创新能力,从而为企业的可持续发展奠定基础。 (3)推进工业设计战略的实施步骤。 工业设计战略理论的成熟为橱柜产业的创新发展奠定基础,特别是在市场竞争体系不断完善的今天,对于工业设计战略来说,作为一项独特的企业竞争优势,不仅是促进企业资源有效整合的主导力量,更是挖掘企业自身潜力,推进企业优势业务做精、做实、做优的重要体现。因此,对于橱柜行业中的工业设计,需要从设计战略上来导入,并从橱柜企业的整个架构来结合企业生产实际、品种类型,分类定位循序渐进的渗透。一方面从企业“生产资源管理”上来整合创新,对生产全过程融入设计评价与优化机制,转变企业管理方式,借助于工业设计来实现产品的增值目标;另一方面从自身传统业务优势上,嵌入设计战略,重点从高能耗、高成本上来优化流程;再者对于橱柜企业在追求工业设计创新中,要加大对企业知识产权的保护,特别是从设计初始阶段,结合自身研发优势来融入客户需求,增强自身品牌建设。最后,对于企业设计战略的谋划,要从行业市场发展及环境竞争中,借助于从企业内部创新体系的构架,科学的建立企业产品创新与研发机制,特别是从企业自身资源的整合上把握差异性和独特性,导入企业设计战略思想与文化理念,积极从企业产品发展前景、企业产品质量与设计形象上来合理定位,积极探索整合性产品设计开发程序,推进企业设计战略的优化与管理。 3结语 工业设计是橱柜产业价值链中最具增值潜力的环节之一,通过对“工业设计”这一新鲜血液的引入与开发,将其融入橱柜企业的整体运营中,并从企业设计战略的实践中,积极从模仿抄袭走向“研发创新”,以真正推进橱柜企业的战略转型与升级。 作者:胡绍松单位:宁波欧琳厨具有限公司 工业行业论文:工业基地行业设计改造论文 编者按:本论文主要从东北老工业基地行业协会发展的现状和问题;行业协会建设中存在问题的根源;东北老工业基地改造中行业协会建设的对策等进行讲述,包括了行业协会发展的现状、行业协会发展中存在的问题、观念上的原因、立法上的原因、明确自身职能、加快行业协会立法、建立科学的自律运行机制等,具体资料请见: 【摘要】随着市场经济的发展和政府职能转变的需要,以行业协会为代表的社会中介组织在我国得到了迅速的发展,行业协会作为政府与企业之外的“第三种力量”,它能有效地协调政府和企业、企业与企业之间的关系。东北老工业基地改造过程中,行业协会在行业技术开发、转移政府职能和招商引资等方面发挥了不可替代的作用。本文以东北老工业基地行业协会发展的现状入手,提出了行业协会发展的问题,接着分析问题产生的根源,最后提出在东北老工业基地改造中建设行业协会的对策。 【关键词】东北老工业基地;行业协会;管理 党的十六大提出支持东北老工业基地加快调整改造的重大决策,为东北老工业基地经济加快发展提供了难得的历史机遇,完成东北老工业基地改造的历史性任务,必须解决组织创新与经济发展相脱离的问题,充分发挥行业协会在东北老工业基地改造中的地位和作用。东北老工业基地改造,需要政府职能转变,需要创新的环境,这对行业协会的建设和管理提出了新的需求。 1东北老工业基地行业协会发展的现状和问题 1.1行业协会发展的现状。 东北地区作为全国的老工业基地,有其独特的发展经历和经济地位。东北老工业基地改造的进行,为推进行业协会组织的建设提供了广阔的舞台和历史性的机遇。目前,东北行业协会的发展状况可以归纳为以下几种类型: 1.1.1创新型。协会积极开展活动,活跃于社会,能不断适应环境新的变化,捕捉机会,调整自我,开拓新的领域,研究新的课题,使自身适应社会的发展需要,创新是组织的生命,创新意味着不断打破旧的思想方式和行为模式,使自己拥有不可替代的位置。 1.1.2维持型。维持型协会活动开展正常,但较少考虑新的发展方向,总是采取因循守旧的工作方式,这类协会往往依附于某个政府部门,行政化倾向较为明显,在转型期潜藏着被社会淘汰的危机。 1.1.3冬眠型。冬眠型协会较少开展活动,或是因长官意志应景而设,或是负责人年龄、知识结构老化,或是组织涣散,无人过问,使工作长期陷于停顿,实际上已经起不到社团应有的作用。 1.1.4问题型。问题型协会是指那些偏离了协会正确发展方向的少数协会。这类协会虽然数量不多,但影响很坏。 从总体上来看,行业协会的市场化水平较低,运行质量不高,行业协会的职能和作用还远远没有发挥出来,不仅与地区经济发展的内在要求不相适应,而且与东北老工业基地改造要求不相适应,已经成为企业迫切需要,社会广泛关注,政府亟待解决的重点和难点问题。 1.2行业协会发展中存在的问题。 1.2.1协会职能定位不清,出现企业化倾向。 行业协会大都强调它们的宗旨是为会员企业“维权”、“服务”。但不少行业协会对到底如何维权、如何服务,却没有具体的办法,不清楚自己该怎么去做,来赢得会员和社会的肯定,为自己开拓生存和发展的空间。出现企业化倾向是指行业协会与企业组织形成利益集团,双方各取所需,而社团组织则从企业那里获取不正当的资金来源,寻租设租,导致社团组织的自身腐败,最终形成了“双重俘获”的恶性局面。 1.2.2与政府关系不明确,出现政府化倾向。 行业协会应是民间组织,但目前仍带有较浓的官方色彩,有的被称为“二政府”,政府希望通过行业协会部分转移政府职能,使自己对行业管理的权力得到“合法”延伸,则行业协会的管理职能实际仍由政府所把持,行业协会缺乏相应的权力。 1.2.3营利与非营利的界限不明。 目前,从事营利性活动是行业协会发展中一个很严重的问题。主要表现为:一是强行收取中介费,谋取小团体利益。二是自立项目标准乱收费,私设小金库。三是费用很少纳入正规的财务管理,有的私设小金库,有的滥发私分。四是有些行业协会利用目前有关法律法规尚不健全、工作机制尚不规范的空子,通过所谓的“服务”,来为机构本身谋取经济利益。 2行业协会建设中存在问题的根源 2.1观念上的原因。 行业协会功能缺失,有其观念和认识上的原因,行业协会作为企业与政府之间沟通的中介,其具有服务于企业和政府的双重功能。但是行业协会服务于二者的功能不是平均分配的,其主要宗旨和职能是为企业,也就是其会员服务,其与政府之间的联系也仅仅是服务于行业并最终使构成行业的企业受益。 2.2立法上的原因。 目前,我国有关行业协会的法律、法规还很不健全,直接影响了行业协会的发展和有序运作,关于行业协会的性质、地位、作用等缺乏明确的法律规定,行业协会的组建、登记、运营等方面的法规、制度也不完善,而且缺乏监督,导致市场竞争无序、违规违法现象不断。目前除上海等少数地区以地方规章的形式出台的行业协会管理规范外,还没有形成全国性的具有较高效力层次的专门规范性文件。 2.3体制上的原因。 我国行业协会体制上的障碍主要涉及行业协会与政府部门的不正常关系。一是管理体制的弊端。首先,我国社团受登记管理部门和业务主管部门的双重管理。成立社团要经业务主管部门和登记管理机关的三次实质性审查,会员、财产、发起人及负责人、接受捐助都需要得到业务主管部门的认可,客观上赋予管理部门过分大的权力,使行业协会自主性受到很大约束。其次,行业协会的划分标准通常为企业的所有制形式,保留着强烈的计划经济色彩。 3东北老工业基地改造中行业协会建设的对策 3.1明确自身职能。 行业协会明确自身的职能,首先必须明确为会员服务的宗旨。行业协会成立的根本目的是为会员企业谋利益,满足成员的需要,为了维护企业的整体利益,行业协会需要进行行业内部的价格协调,建立行业自律机制,监督会员企业履行行规、行约,会员企业约束自己的行为是出于维护企业整体利益的需要。其次,行业协会必须明确自身的职能,即是一定的服务职能,其追求的最终目的是促使作为行业协会成员的企业实现利益的最大化。 3.2加快行业协会立法。 目前,我国尚未出台有关行业协会的专门法。政府和民间虽然都意识到在中国加入WTO后行业协会的特殊地位和重大现实意义。首先,立法部门和有关行政机关应加紧制定和颁布一些有利于培育和发展行业协会的法律、法规和规章制度。其次,要建立和完善有关的法律、法规和内部管理制度,变由政府依靠权力管理为通过法律制度来规范。 3.3建立科学的自律运行机制。 根据东北地区特点,要充分发挥行业协会在社会资源的创新整合中作用,突破体制性障碍,打破地域、部门和所有制界限,建立以企业为主体、市场为导向,官、产、学、研、金相结合的科技活动体系和发展高新技术产业的新机制,用制度资本激活民间资本和民营企业参与东北改造,以此加快对社会资源的创新整合。 工业行业论文:机械工业行业技术发展论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 工业行业论文:珠三角工业企业行业竞争力研究论文 摘要:随着经济全球化和区域经济一体化的不断推进,珠江三角洲工业企业竞争力优势正在受到以上海为中心的长江三角洲经济带强有力的挑战。通过对珠江三角洲工业企业37个行业的22个指标进行因子分析,给出珠江三角洲各行业因子竞争力和综合竞争力排名,从而对珠江三角洲各行业发展现状和潜力进行科学评价,对制定科学的工业发展战略提出政策建议。 关键词:珠江三角洲;行业竞争力;创新能力;行业规模;经济效益;因子分析 改革开放20多年来,珠江三角洲区域经济发展取得了显著成就,成为广东省经济社会发展的龙头和主体。2004年,珠三角地区完成国内生产总值(GDP)合计13394亿元,实现一般预算内财政收入931.96亿元,人均GDP达4.63万元,城乡居民储蓄存款余额12679.98亿元,成为全国较为富裕的地区之一。作为全国区域经济中最具活力的增长极之一,珠江三角洲在整体经济实力和产业发展上都有诸多优势,例如区位优势、劳动力优势、产业优势、开放度优势、市场化优势等等。但随着全球经济一体化步伐的加快以及我国实施西部大开发战略,全国呈现全面开放的格局,珠江三角洲原先拥有的政策和区位优势逐渐减弱,经济转型面临的困难和压力加大、外贸出口面临国内外“一高一低”双重夹击、可持续发展战略对推进工业化的制约作用不断加强等因素都使得珠三角经济发展尤其是其工业竞争优势面临挑战。近年来,以上海浦东为龙头的长江三角洲经济迅速崛起,显示出强大的吸引力、辐射力,形成了与珠三角竞争、合作并存的格局。面对与长江三角洲地区的激烈竞争,珠三角在人力资源、技术资源、市场腹地、工资成本等方面都呈现出劣势。因此,对作为珠江三角洲区域经济发展主要驱动力的工业企业的行业竞争力进行科学的测度和研究,可以使我们更为直观清晰的了解珠江三角洲工业企业行业竞争力的现状,为今后行业竞争力提升提供科学的依据。本文把珠江三角洲工业企业划分为37个行业并对其竞争力进行定量的比较研究,对珠三角各工业行业的发展现状、优势、不足和发展潜力进行科学评价,对制定科学的工业发展战略提出政策建议。 一、指标及评价方法的选择 (一)指标选择工业企业的行业竞争力实际上就是工业企业所具有的开拓市场、占领市场并以此获取利润的能力。从理论上来研究,对工业企业的行业竞争力及其评价要素的分析,可以从该产业的经济规模、经济效益、科技创新能力三个方面对其加以框定。根据系统、稳定、可操作的原则,本文选择珠江三角洲工业企业中37个行业的22个具体指标构建指标体系。 (二)评价方法。本文选择多元统计分析方法中的主成分分析法作为行业竞争力多层次综合性评价的方法,运用SPSS软件给予实现。因为SPSS软件不能直接进行主成分分析,因此我们借助该软件中的因子分析来完成。我们运用的多层次因子分析法是通过在多个变量指标中寻找主因子,用主因子来充分反映原始变量信息,同时通过对整个指标体系中各层指标进行逐层分析,从而得出最终结果的分析方法。这种分析方法可以对影响最终结果的各个因素进行评估,使我们对客观经济现象做出更为全面的把握。 二、数据处理 文中总量指标数据均来自《中国科技统计年鉴》(2005)和《广东统计年鉴》(2005)。另外,为了统一单位和便于计算,涉及到货币单位的指标统一以人民币为表示单位。由于行业竞争力指标体系中的各指标存在着方向、数量级的不同等问题,为使各指标在整个系统中具有可比性,应该将定性指标进行定量化处理。具体来说,反映行业竞争力的指标一般可以分为两种:正向指标(越大越好)和反向指标(越小越好),我们必须将它们量化为[0,1]上的指标属性值。这里,我们利用功效系数法对其进行标准化和同趋化处理。 (一)当指标数值越小越好的时候,功效系数计算公式为: Yj=(Xjmax-Xj)/(Xjmax-Xjmin) Yj表示第j个指标的功效系数,X1表示第j个指标的数据值,Xjmin表示第j个指标取值区间上的最小值,Xjmax表示第j个指标取值区间上的最大值,以下相同。 (二)当指标数值越大越好时,功效系数计算公式为: Yj=(Xj-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) 三、因子分析结果 运用SPSS12.0对经过功效系数法标准化的数据进行因子分析,提取特征值大于1的因子,得到结果如表1。 从表1可以看到,当我们提取三个特征值(分别为10.530、8.437和1.646)时,其累计方差贡献率为93.691%,这说明提取3个因子已经能够集中反映珠江三角洲工业企业行业竞争力指标的主要信息。我们对22个指标进行正交旋转,可以得到相应的因子载荷矩阵如表2。 根据表2,我们可以把各主因子分别命名为创新能力因子、行业规模因子和经济效益因子。 主因子1(创新能力因子):在科技活动人员数量、科学家和工程师数量、科技活动经费、新产品产值、新产品销售收入等指标上载荷显著,均在0.85以上,方差贡献率为47.862%,集中反映了珠江三角洲工业企业科技创新能力的总体情况。 主因子2(行业规模因子):在企业单位数、产成品、工业总产值、流动资产年平均余额、产品销售收入、工业增加值、亏损企业数量等指标上载荷显著,均在0.65以上,方差贡献率为38.349%,反映了行业经济规模对行业竞争力的影响程度。 主因子3(经济效益因子):在固定资产净值平均余额、本年应交增值税、利税总额、年末所有者权益合计、利润总额、亏损总额、产品销售税金及附加等指标上载荷显著,均在0.8以上,方差贡献率为7.480%,反映了行业的经济效益状况。 四、结果评价 根据(1)式,将各主因子作为自变量进行回归分析可得到各行业竞争力的主因子得分如表3。 从表3中可以看到,在创新能力因子项目中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,电力、热力生产和供应业,石油加工、炼焦及核燃料加工业,纺织服装、鞋、帽制造业竞争力列前五位,其中通信设备、计算机及其他电子设备制造业的优势最为明显。实际上,这五大产业均为珠江三角洲的支柱产业,其中前四项是新兴支柱产业,纺织服装、鞋、帽制造业是传统支柱产业,这表明珠江三角洲工业发展在保持传统优势产业技术更新的同时,加大了新兴支柱产业的研究与开发,这些支柱产业在创新能力方面的明显优势将是今后珠江三角洲经济长足发展的根本动力。 在行业规模因子中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,电力、热力生产和供应业,化学原料及化学制品制造业,交通运输设备制造业列前五位。需要注意的是,在行业规模这一因子下,珠江三角洲仅有11个行业竞争力得分为正值(竞争力在平均水平之上),其余行业得分均为负值,这突出反映了珠江三角洲工业行业布点分散、产业集中度不高、生产能力过剩、企业规模偏小等制约发展的瓶颈问题。 在经济效益因子中,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电力、热力生产和供应业,交通运输设备制造业,化学原料和化学制品制造业,电气机械及器材制造业列前五位。这表明新兴行业的经济效益明显优于传统行业。有趣的是,在这一因子的得分中,所有行业均为正值,这表明珠江三角洲工业行业的经济效益方面的竞争力处于平均水平之上,这也从一个侧面说明了珠江三角洲实施经济发展模式由粗放型向集约型转变的良好成效。 利用(2)式,我们可以得到珠江三角洲工业企业各个行业竞争力的综合得分如表4。 五、结论及建议 从综合得分可以看到,珠江三角洲工业企业竞争力最强的五个行业分别是通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电气机械及器材制造业,电力、热力生产和供应业,化学原料及化学制品制造业,交通运输设备制造业。从这个结果我们可以得出: 第一,行业规模仍然是行业竞争力的最重要的因素。行业规模因子中排名前五的行业与综合得分排名前五的行业恰好一致,这说明行业规模因子是工业企业行业竞争力测度中最重要的影响因素,行业规模越大,行业的综合竞争力越强。第二,创新能力因子对行业竞争力排名具有重要影响。创新能力因子得分排名前三位的行业与综合竞争力得分前三位的行业相一致。可见随着经济全球化的推进,行业的竞争力越来越依赖于行业的自主创新能力,更强的创新能力将为工业企业带来更多的发展机遇,大力发展行业的自主创新能力、加快高新技术产业的发展对提升各个行业的竞争力都具有显著的正向影响。第三,经济效益对工业企业行业竞争力的影响也不容忽视。企业发展的目标是追求经济效益的提升,行业亦然。经济效益的好坏直接影响到行业的发展前景。 珠江三角洲地区要在2010年左右率先基本实现现代化,工业发展是关键。在新的世纪里,珠三角的发展应大力发展以电子信息制造业为龙头的高新技术产业,重点推进超大规模集成电路、高性能计算机、系统软件、超高速网络系统、新一代移动通讯装备和数字电视系统等优秀信息技术,重点建设广州、深圳、珠海和南海等软件园,把珠三角建成全国最大的信息产业基地。同时,应当大力整合工业企业行业内部资源,通过并购等方式组建企业集团,扩大企业规模,增强企业以及行业的整体竞争实力。另外,在追求经济发展速度的同时,也要充分考虑到工业企业经济效益的提高,要注重经济发展的质量,加快经济发展模式由粗放型向集约型的转变,不断提升珠江三角洲经济发展的素质和效益,推动经济发展走上又快又好的道路。 工业行业论文:机械工业行业技术分析论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 工业行业论文:加强行业管理 化解产能过剩矛盾 促进钢铁工业转型升级 【摘要】随着社会经济发展速度的放缓,以及人们环保意识的不断增强,我国钢铁行业出现了严重的产能过剩现象。对此,钢铁企业要想推动自身获得可持续发展,就需要从多个方面着手,加强对行业的管理,有效化解产能过剩矛盾,促进自身的转型与升级。 【关键词】行业管理 产能过剩 钢铁工业 转型升级 一、 钢铁行业产能过剩的现状 (一)钢铁产能产量不断增长 我国钢铁主要产地有京津唐和长三角地区,遍布我国众多的钢铁基地。由于钢铁是道路桥梁建设和房屋建设的主要构成材料,在建国初时,需要大量的钢铁,使得这些钢铁基地的产能一直在扩大,想要降低产能不是一朝一夕就可以完成的。其中最大的钢铁产量基地要属河北省,主要表现在唐山这个城市,钢铁产能产量依旧呈现增长趋势。 (二)钢铁市场供应关系紧张 影响钢铁市场环境主要有两个方面,一方面从国际宏观上来看,许多发达国家的国情主要是经济复苏态势不明显,如巴西等国的经济发展速度较为缓慢,对钢材的需求是有限的;另一方面来自国内宏观上,我国经济发展结构已经从大力投入基础设施建设和房地产建设逐渐转为对第三产业服务业的发展方向,发展那些具有高附加值的经济模式,对钢材的需求也越来越小。 (三)钢铁领域单位附加值低 在我国的钢铁行业中,主要的营销模式是薄利多销,单位产值较低,企业主要是靠量来获得经济效益,而结合上述现状,对钢材的需求量不断下降,使得钢铁行业出现严重亏损现象。特别是一些老重工业基地,国家甚至不惜人力财力物力来支撑这些大型钢材企业,以此来降低社会失业率,达到维持社会稳定的目的。在工业行业领域里,重点的钢铁企业在财务上出现巨额亏损,出现经营困难,给企业带来巨大压力。 二、化解产能过剩矛盾,促进钢铁工业转型升级的策略 化解产能过剩矛盾 促进钢铁工业转型升级的策略有很多,包括基于行业管理,增强其他企业合作;基于行业管理,国家出台相应政策;基于行业管理,提高行业的竞争力;基于行业管理,提高钢铁产业集中度等等。 (一)基于行业管理,增强其他企业合作 促进钢铁产品的升级,需要钢铁企业与下游企业建立友好合作关系,创立出合作机制,主要是由政府部门,科研单位,下游用钢行业龙头企业以及金融机构等组成,创建出一个将钢铁工业与建筑,装备制造,交通和能源等行业与高性能材料相结合的生产合作机制;其次就是根据各行业要求建设钢铁材料应用平台,以便更好的与下游用钢企业建立密切联系,从事新产品,新工艺和新技术的开发;再次是促进钢铁行业自身开展出高性能的钢铁材料,依靠新兴产业和各项专业技术不断开发新性能钢铁材料,特别是政府的资金支持,保证研发活动的正常开展;最后,确定好钢铁产品的标准从而升级钢铁产业,在此过程中,不断提高钢铁的市场竞争力,促进钢铁企业获得更多的经济效益,真正实现钢铁工业转型升级。 (二)基于行业管理,国家出台相应政策 促进钢铁产业转型和升级,还需要政府的大力支持,特别是在政策上的支持。一是国家可以出台相应的补偿和奖励办法,不仅可以促进钢铁产能下降,还可以减少一些淘汰的钢铁产品,适当给予补偿和奖励。如财政补贴,财政返还和税收减免等,降低地方负担,维护社会稳定;二是国家出台一些高技术科研成果,吸引本地产能过剩行业进行集中转型和升级,特别是对国内外科研机构的科研成果进行推广,帮助更多钢铁过剩行业应用科研成果;三是国家出台一些优惠政策,吸引京津产业往河北方向转移,为优化产业结构做好准备。 (三)基于行业管理,提高行业的竞争力 加快钢铁行业的转型升级的主要方法就是加大科技创新力度,提高企业的市场竞争力,可以从以下三点进行科技创新,提高转型进度。一是通过科技创新努力提高钢铁行业的质量与效益,只有科技的投入才能增强钢铁行业的经济效益;二是通过科技创新进而掌握更先进的技术,在高技术水平的基础上,增强钢铁单位附加值,确保钢铁行业的稳定收入,保障更多人的就业问题;三是通过科技创新推进钢铁工业节能减排工作的开展,钢铁行业的污染物较多,对大气环境的污染指数占很大比重,想要保护环境,营造绿色家园就必须加大节能减排工作;四是通过开展各种转型活动促进钢铁行业的转型升级,比如钢铁企业的技术人员多多参与其他社会组织的环保活动,普及环保达标指数,净化钢铁行业排出的污染物标准,必须严格按照国家环保局公布的标准进行排放。 (四)基于行业管理,提高钢铁产业集中度 在当代经济发展大环境下,走规模经济的发展道路是钢铁行业的必经之路,通过多个企业之间的兼并成立集团公司,采用先进的生产设备和扩大企业规模的基础上来增加钢铁产量,提高经济效益,真正推动钢铁产品的专业化和规模化。政府需要支持更多企业向集团化方向发展,通过强强联合和重组等方式进行战略经营,真正打造出规模钢铁生产基地,对那些跟不上时展的落伍公司要及时淘汰,提高资源利用率。在重组合并之后的钢铁企业,要不断增强技术更新,提高产品的科技水平和生产出单位产值更高的产品,以更好的满足市场需求,改变传统钢铁行业手工作业模式为生产专业化协作化方向发展。 三、结束语 总之,对于传统的钢铁企业,我们需要加大科技投入,提高技术水平,真正实现钢铁行业的转型升级。在保证达到环境质量标准的前提下,通过各种技术手段,提高钢铁产品的单位附加值,增强钢铁行业竞争力以及节能减排工作的开展。当然,在钢铁行业转型和升级的道路上并不是一帆风顺的,需要政府和社会各界的支持,克服遇到的困难,真正实现钢铁工业转型成功。 作者简介:薄春梅,(1976.9-),女,河北省唐山市丰南区唐坊镇人,唐山市丰润区小张各庄镇政府,本科,研究方向:经济管理方面研究。 工业行业论文:节能低碳视角下的我国工业行业效率 摘要:采用基于方向距离函数的非参数方法,从节能低碳的视角测算了我国2007―2013年36个工业行业的效率,并分析了效率的时序特性和行业异质性。研究发现,除2008年略低外,各年工业行业效率均值大致相同,后5年略有上升,但不明显;能耗较高的行业效率值与能耗较低的行业效率值有明显差异,但碳排放量大的行业与碳排放量小的行业效率差异不明显;大部分行业效率水平不高,尤其高能耗行业,节能降碳潜力较大。 关键词:节能低碳;工业结构;效率;方向距离函数 改革开放后,我国工业经历了产值的强劲增长和生产率的不断提高,这对拉动国民经济增长和社会发展起到了重要作用。近年来工业化和城市化的进程不断加快,工业的高能耗、高碳排以及以煤为主的能源消耗结构带来的环境问题日益凸显,金融危机后我国劳动力成本逐步攀升、气候变暖等因素使得形势更加严峻。如何处理好资源节约、经济发展、环境保护三者之间的关系,以工业行业结构调整和效率提高促进转型升级,走新型工业化道路,建设生态文明,实现经济社会的可持续发展具有重大现实意义和深远历史意义。在此背景下,从节能低碳视角对我国工业行业的效率进行研究显得十分必要。 一、文献综述 效率分析分为单要素和全要素两种,且以包含多个投入要素的全要素分析为主。而研究的方法主要有参数和非参数两类,经典的参数方法有索洛余值、随机前沿生产函数法,非参数法则以数据包络分析(DEA)和指数法为代表。其中数据包络分析凭其无须预先设定投入产出函数形式的特点,自1978年Cooper等提出CCR模型以来,得到了广泛应用。[1] 我国以DEA方法为基础的全要素能源效率的研究成果颇为丰富。从对国家层面的能源效率研究来看,从节能减排视角(减排指减少污染物排放)或从节能、减排、低碳综合视角的研究很多[2],专门从节能低碳视角下的效率研究很少,且以省际间分析居多[3],工业分行业的则相对较少,基于全行业数据的研究更是鲜有见到。原因可能是国家统计局的统计口径为规模以上工业企业,且行业分类标准发生了变化。 李斌(2013)[4]基于2001―2010年我国36个工业行业的投入产出数据,从节能减排低碳视角测算了我国绿色技术效率和绿色全要素生产率。何小钢和张耀辉(2012)用投入导向的DEA和Malmquist指数对能源与碳排放约束下的我国2009年工业行业全要素生产率进行了测算。周五七和聂鸣(2012)[5]用SBM模型分析了节能低碳视角下的我国工业行业1998―2010年的技术效率。郝珍珍等(2014)以基于方向距离函数的DEA方法分析了我国1990―2010年节能低碳视角下的环境效率。这些文献在测算效率时大都采用规模以上工业企业数据[6],并未将口径调整到全行业,这样的测算不足以刻画工业行业效率的全貌。在构建生产前沿面时,为解决动态分析时的技术退步问题多采用窗口DEA方法,但这可能会导致新的问题――产生非可行解。 基于以上,本文基于我国2007―2013年工业分行业的全行业数据,采用基于方向距离函数的全局DEA方法测算节能低碳视角下的效率,并用非参数检验方法从横向和纵向对效率进行分析。 二、工业分行业效率的测算方法 不等式约束(4)、(5)表示期望产出和投入是强可自由处置的,等式(6)表示非期望产出的弱可自由处置性,即其减少需要耗用一定的资源,等式(7)则表示产出集为凸集,且决策单元的规模报酬可变。此时的β*反映低碳视角下的效率,用1/(1+β*)表示效率值,则当β*=0时,即决策单元位于生产前沿面上,效率值为1;β* 0时,决策单元位于非前沿面的生产可能集内。β*值越小,表示离前沿面越近,效率值越接近于1,反之同理。 生产前沿面的构建方法主要有当期DEA、窗口DEA、序列DEA和全局DEA四种[8]。当期DEA利用当期截面数据构建生产前沿,用于动态分析时容易得出技术退步的错误结论。窗口或序列DEA可以避免此问题,但在求解多期方向距离函数的最优值β*时可能遭遇非可行解,产生测算偏差。全局DEA则以决策单元的所有时期投入产出数据构造经验生产可能集,这样可以避免非可行解问题。[9]因此,本文选择全局DEA构建生产前沿面。 三、指标与数据 考虑数据的获得性和可比性,选取2007―2013年的36个两位数工业行业作为研究的决策单元。参考被广泛运用的KLEM模型(Jorgenson,1987),将劳动、资本和能源消耗量作为投入指标,将工业总产值和二氧化碳排放量分别作为期望产出和非期望产出指标,数据来源于相应年份的《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》,详细如下: (一)劳动人员。第一次和第二次经济普查结果(《中国经济普查年鉴》)提供了2004年和2008年分行业所有工业企业的经济指标数据,包括了本研究用到的各项基础数据,参考陈诗一(2009)的方法,以2004年和2008年的规模以上工业企业占所有企业的比例,利用线性插值法将历年的从业人员数量调整到全行业。 (二)资本存量。现有研究中多用Goldsmith(1951)的永续盘存法估算物质资本存量,具体参考陈诗一(2009)的方法计算并将数据调整到全行业,初始资本量选用其对2005年的计算结果。 (三)能源消耗量。数据采用《中国统计年鉴》中的按行业分能源消费量。[10] (四)工业总产值。调整口径后,以分行业工业品出厂价格指数(2011年起改为工业生产者出厂价格指数)进行平减,得到以1990年为基年的全行业的可比价工业总产值。 (五)二氧化碳排放量。采用《2006年IPCC国家温室气体清单指南》提供的公式(公式(8))计算。原油、燃料油、汽油、柴油、天然气的低位发热量数据来源于2014年《中国能源统计年鉴》,其他燃料的低位发热量数据来源于《中国温室气体清单研究》(2007)。单位热值含碳量和碳氧化率数据来源于《省级温室气体清单编制指南(试行)》(发改办气候[2014]1041号)。 其中i表示原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气。Ei、NCVi、CEFi和COFi分别表示第i种能源的消费量、净发热值、碳含量和碳氧化因子,44/12表示二氧化碳与碳的分子量比率。 根据能源消耗量和碳排放强度的不同,根据2013年数据将各行业分为四个组(每组18个)。从投入看,高能耗组和高碳排组的各项投入均明显高于另两组,且高能耗组对能源消耗的行业间差异很大,标准差高达14591;从产出来看,高能耗组和高碳排组的工业总产值和碳排放量均明显高于另两组,但这两组的期望产出和非期望产出的标准差都很大。[11] 四、实证分析 (一)效率测算结果 用lingo软件测算得到节能低碳视角下各行业2007―2013年的效率值。由上述效率定义可知,值越大,表示距离生产前沿面越近,值为1,表示该工业行业位于生产前沿面上,达到了投入一定时产出的最优,即工业总产值的最大,二氧化碳排放量的最小;值越小,表示该行业的改进空间很大。整体上看,全行业各年的效率均值为0.6552,说明还有较大绩效改进空间,在工业总产值增长的同时,仍可大大减少二氧化碳的排放。 从分年度测算结果来看:(1)2008年的效率略低于其他年份,这可能与2008年金融危机对我国实体经济造成的冲击有关;(2)整体上,2007―2013年的效率均值大致相同,且后五年逐年略有升高,这一趋势可能与“十二五”工业规划和减排目标的设置有关;(3)电气机械及器材制造业、水的生产和供应业等少数几个行业个别年份有效率与其他年份相比有所不同,大部分行业效率值无太大变化。 从分行业的测算结果看:(1)前11个行业的效率值高于效率均值,其中烟草制品业、家具制造业、文教体育用品制造业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化、办公用机械制造业共7个行业的效率值各年均为最高,达到了1。根据分组,这些行业多属于低能耗或低碳排行业。(2)石油和天然气开采业、电力、热力的生产和供应业、煤炭开采和洗选业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、化学原料及化学制品制造业、造纸及纸制品业、有色金属冶炼及压延加工业等行业的效率值处于效率均值以下的较低水平。根据分组,这些行业多属于高能耗或高碳排行业。《2013年国民经济和社会发展统计报告》中提到的六大高能耗行业(化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业)均在此列。(3)所有高能耗行业的各年效率均值为0.5882,低于所有低能耗行业的各年效率均值0.7221。(4)所有高碳排行业的各年效率均值为0.6080,低于所有低碳排行业的各年效率均值0.6973。 (二)非参数检验 产业政策的执行进度和各行业企业的动态决策可能导致行业效率值的时间差异,且我国工业行业的发展不均衡,不同能耗和不同碳排放行业的效率值也可能不同。根据测算结果和分析,针对效率值的时间序列特性和行业异质性,提出以下三个假设并进行检验。 假设1:节能低碳视角下,两个不同能耗的行业组群的效率没有明显差异。 假设2:节能低碳视角下,两个不同碳排放量的行业组群的效率没有明显差异。 假设3:节能低碳视角下的行业效率在不同年份间没有显著变化。 由于无法确定不同行业和不同年份效率值的总体分布,故采用Kruskal-Wallis秩和检验这一非参数方法进行检验。结果显示:置信水平为0.05时,三个假设的p值依次为0.000、0.081和0.983。因此,我们应拒绝假设1,但无法拒绝假设2和假设3。因此,可以得到: (1)节能低碳视角下,高能耗组和低能耗组的效率存在明显不同,且高能耗组的效率均值(0.5882)低于低能耗行业效率均值(0.7221)。 (2)尽管效率测算结果显示高碳排组(0.6080)的效率均值低于低碳排组(0.6973),但高碳排组和低碳排组的效率差异不显著。 (3)2007年到2013年间的效率值差异不明显,即效率测算结果中提到的“后五年逐年略有升高”这一趋势并不明显。 五、结论与启示 基于我国2007―2013年36个工业全行业的面板数据,运用DEA这一非参数方法测算了节能低碳视角的工业行业效率,并分析了时序特征和行业异质性,主要结论和启示如下: (一)与2007年相比,2008年我国工业行业效率均值有所下降,之后的5年略有回升,但这一趋势不够明显。这可能是各工业行业的企业在2008年金融危机及政府“十二五”工业规划、节能减排目标等政策因素综合影响下动态决策的结果。因此,为更好促进后危机时代的节能降碳,要继续用好市场和政府两只手,有效激励、鼓励和约束各行业企业提升各投入要素尤其是能源的利用率,从而提高工业行业效率。[12] (二)工业行业的效率具有一定的行业异质性,高能耗行业效率值明显低于低能耗行业,但高碳排行业与低碳排行业的效率差异不明显,且大多数工业行业仍有较大的改进空间。因此,优化工业结构、促进节能降碳需要考虑行业的异质性。首先,要根据测算的行业效率值、能耗、碳排放等数据,制定分行业的碳排放标准和节能减排目标,优化现有工业行业的资源配置。其次,加速发展低能耗低碳排产业,限制发展某些高能耗行业,合理布局新增项目。此外,还应建立和完善分行业的核算方法,为准确测度能源消耗和温室气体排放奠定基础,进而为刻画工业行业效率的全貌、制定行业结构调整政策提供坚强支撑。 工业行业论文:我国工业电气分销行业发展趋势分析 一、工业电气分销行业简介 现今,我国工业自动化行业已经进入高度市场化的阶段,市场主体主要由软硬件制造商、系统集成商、产品分销商等组成。 工业电气产品分销是专业分销的一种。专业分销是指由独立第三方进行的从制造商到终端用户的整个商品传递过程中所涉及的一系列活动,是区别于制造商的销售公司。从工业电气产品的销售模式和下游客户群来看,目前高压电气和中低压电气有着明显区别。其中,高压、超高压、特高压电气产品的下游客户是以国家电网、南方电网以及各地方电力局为主体,其采购方式基本采用招投标模式,因为这块市场基本不存在专业渠道分销环节的需求。 中低压电气,主要包含了中压元件和开关成套(电压等级10~35kv为主)、低压电器(1000v以下)和工控产品(含中低压变频器、PLC、伺服系统等)三大类,整体市场容量在数千亿规模。从最终客户行业分布来看,包括电力主配套-电网公司(主要针对中压集中采购)和发电企业、房地产、市政工程(含城市基础设施如轨道交通等)、各大工业客户(钢铁、冶金、化工、煤炭等)。而中低压电气产品的下游应用几乎广泛分布在各行各业,客户有着不同个性化需求,工业电气产品也呈现多样性、复杂性等特征,所以中低压电气产业采用专业分销商是广为采用的模式,尤其在低压电器和工控领域。一级分销商除直接对接各行业的最终端客户外,也会通过二级分销商的间接方式,或先将元器件先销售给OEM机械设备制造商(工控类的主要下游厂商)、系统集成商、成套制造商,然后由它们生产制造出电气成套系统抵达最终客户。 二、工业电气分销行业概况 (一)全球工业电气分销行业概况。 近年来,全球的工业电气分销行业随着工业电气产品需求的增加而稳定增长。由于工业电气产品使用领域和范围的日益拓展,工业电气产品使用技术不断更新,针对下游需求不断开发出新的服务项目,市场潜力巨大。从全球市场角度来看,工业电气产品的分销市场的集中度不高。据统计,全球大约四分之一的低压电气分销收入集中于蓝格赛等七大分销商,其中,全球销售额第一的蓝格赛占全球市场份额的9%左右。但从发展趋势来看,工业电气分销商日益注重其行业地位及网络建设,开始由区域型企业向全球化企业发展,加速扩大分销网络。 (二)我国工业电气分销行业概况 我国工业电气产品分销行业现已形成以中低压输配电产品和工业自动化控制产品为主要分销产品的市场格局。目前,我国主要从事工业电气分销业务的企业主要有斯达电气、众业达、海得控制、福大自动化、索能达(中国)、蓝格赛(中国)等公司。 根据施耐德提供的数据,其在我国通过分销商销售的产品比例占全部销售的85%以上,从细分产品来看,低压电气产品、工业自动化控制产品采取分销模式的比例更占到90%以上。根据ABB、西门子、常熟开关、人民电气等制造商的资料,低压电气产品、工业自动化产品基本通过分销渠道流通,中压电气产品分销模式和直销模式并存。而工控产品中,对于规模上千亿的中低压电气大产业,目前渠道经销商(分销商)的规模相比之下仍较小,总的来看,国内中低压电气分销行业市场集中度低,主要以中小型、区域性业务居多,具备全国性网络覆盖的大型分销商数量较少。 工业电气分销商上市公司仅有众业达与海得控制,具有以下两个特点: (1)工业电气渠道商(分销商)的下游行业分布、客户群数量通常比设备商更为广泛,相对不容易受到单一行业需求、景气度波动以及单一下游客户的影响,具有较强的抗风险能力。(2)工业电气渠道商(分销商)相对于设备类厂商更容易扩展异地业务,设备类厂商更易受当地基建进程、地方投资力度影响,而渠道商通过铺设销售渠道网络进行异地扩张相对较为容易。以上这两点决定了工业电气分销商的增长模式相对稳健,并且增速的可持续性更强。 三、我国工业电气需求分析 近年来,我国经济快速发展,基础设施建设的巨大需求带动了工业电气设备领域的发展,据国家统计局数据显示,2012年,我国电气机械及器材制造业共实现销售收入5.33万亿元,同比增长7.42%;实现产品销售利润5,994.94亿元,同比增长13.18%。 经济发展及基础设施的建设,对我国工业电气产品的需求逐步增加。一是近年来,国家对基础建设投资得快速增长扩大对工业电气产品需求。新增的固定资产投资导致工业电气消费需求大幅增长,工业电气分销行业随之增长。二是电力行业需求稳步增长促进了工业电气分销行业的发展。大量高速列车、轻轨运输、地铁的安全运行需要以工业电气产品为主要组成部分的各种综合自动化系统、运动系统、低压变电系统、照明系统、给水系统等,铁路电气化的发展和城市轨道交通的快速建设将加速工业电气产品分销行业的发展。三是智能电网、特高压、新能源的建设扩大中低压输配电行业的市场容量。受电网投资、铁路建设、新能源行业的持续拉动,我国中低输配电行业仍将保持快速增长,特别是中压输配电行业。“十二五”期间,我国将优化电力结构,加强智能电网建设,电力设备的市场需求将迅速增加。2014~2020年,我国低压电器市场需求将逐年增加,市场规模逐年扩大,年复合增长率达8%以上。预计到2020年,我国低压电器市场规模将达1510.70亿元。 四、我国工业电气分销行业发展趋势 近年来,尽管我国输配电行业的高压产品增长速度较快,但由于中低压产品量大面广,未来仍将占据主导地位。我国输配电行业近年来增长快速,未来5年内处于黄金时期、发展潜力巨大,2015年规模将接近3200亿元,达到历史高点。 (一)电气分销行业进入充分竞争时期,市场集中度逐渐提升 未来工业电气分销行业处于充分市场化的竞争态势。一方面,我国拥有数量庞大、以中小规模为主的区域性民营企业从事工业电气分销;另一方面,自2000年之后,如法国的蓝格赛和索能达、美国的西科国际、日本的菱电商事等国外企业也开始积极拓展我国市场,构建并扩张期分销渠道,一定程度上加剧了市场竞争也改变了竞争格局。虽然国内工业电气分销市场的参与者数量众多,但市场集中度不高,成几十亿规模的分销商数量较少,绝大多数的分销商或对单个供应商依赖度很高,或销售呈明显区域特征或其能提供的服务局限于整个分销服务价值链的某一或几个环节。因而,对中低压电气产品制造商而言,虽然存在诸多的下游分销商,但能为其提供专业、全面的渠道进而对接到终端客户的分销商也仅有少数。 (二)电气分销行业步入稳步发展时期,配电自动化率缓慢提升 国家电网2013年印发的《关于加强配电网规划与建设工作的意见》中指出“配电网发展与新型城镇化建设、分布式电源和电动汽车发展相协调,与电网整体规划和远景目标相衔接”。相较于国外主要发达国家的配电投资比例,国内配网投资比例相对处于较低的水平,未来我国对配电电气设备需求将有进一步的提升。 (三)电气分销行业迈入结构调整时期,工控产品比重相对增大 根据工控网数据,2013年我国低压变频器行业触底反弹,市场规模超过180亿元,预计2014至2017年我国低压变频器行业的年均增速达7%。继上一个电子信息化3.0之后,全球正日益融入网络化的时代,其中网络互联在工业制造领域的渗透,正加速新一代以智能制造为引领的工业自动化技术的革新。工业4.0即是德国政府于2011年提出的一项高科技战略工程,其优秀为提升制造业的计算机化水平。 (作者单位为平安证券有限责任公司) 工业行业论文:工业化在家装行业的现状 摘 要:经济的快速增长,使建筑业得到长足发展。同时给家装市场带来了良好的契机,然而传统家装工艺作业手段的原始性、生产过程的含糊、产品形成的非标性等缺点,显然不在适宜大规模的市场化经营。家装工业化势在必行。实现装配施工方式具有几方面优势:提高建筑装饰加工质量水平和生产高精度产品。提高建筑装饰施工效率,减少建筑装饰施工环境污染,减少建筑装饰施工成本。实现住宅装修工业化,要依靠科技、市场、政府、民众等多方面的力量,共同努力迎接家装工业化时代。 关键词:工业化;假装;行业;现状 随着我国经济的快速增长,建筑业也得到了长足的发展,逐渐成为国民经济的支柱产业之一。与此同时也给建筑装饰行业带来了巨大的发展空间。据统计,内地已有装饰企业4万家、从业人员300万人,装饰工程量每年以24.6%的速度增长,到2010年公共建筑装饰工程总产值可以达到6600亿元。住宅商品化以后,家装市场更是异军突起,逐步成为装饰市场的新生力量。一直保持持续增长的态势,但家装行业一直处于粗放型发展,高投入、低产出、高消耗、低效益、资源紧张等问题依然存在。而其中的很多问题都与装修行业的生产方式有关。尽管我们已经进入二十一世纪,但是建筑装饰业施工手段,依然是锯、刨、钻、涂、刮、磨、喷这套工艺仍然主导着我们施工过程的20多年,建筑市场是最早进入市场的,那么目前看来,还是不是很尽人意,虽然每年以36%的速度递增,建筑装饰企业自己生产的零部件来施工的,占全国建筑装饰企业总数6%、7%,这个数字很低,与专业厂生产,就是到厂家合作,或者是购买零部件建筑装饰企业占全国企业的总数30%至40%,这两个数字清楚地表明了我们的现状,其中一个信息化指导我们设计施工的全过程,我们信息化、工厂化生产,现场组装的新技术,在装饰行业里面处于一个起步阶段家装施工目前的状态是,大部分企业处于小包工队的手工作业状态。装修问题更为突出,家家户户自行装修不仅浪费资源,而且造成质量隐患、环境污染等。 主要表现在: 一、作业手段的原始性。虽然使用了一些小型电动工具。但就整体操作实质而言,仍然是手工作业性质。 二、生产过程的含糊性。构配件加工和安装不分开,混杂地由一组人自原材料开始制作至安装到位最终完成;就现场操作空间而言,构件加工与安装过程混杂在“混合车间――装饰施工现场”,不可能按不同工作内容不同技术难度和技术等级不同进行专业分工。 三、产品形成的非标性。大多数仍然采用一张桌凳、几件小型工具,按照现场已有条件,以“量身裁衣”作坊模式加工和安装产品。由于现场手工作业缺少系列标准和协调能力,很难通过调节设计数据、调动原材料供应商等手段,使具有个性的装饰产品达到技术规范化、质量标准化、生产批量化的工业化观念。 显然,这种施工方式遏制了劳动生产率和质量标准提高的可能。在建筑装饰工地,由于技术工人需要在构配件加工和安装之间不断转换,势必在场所、工具、技能和空间上反复作适应转换,相应制约了他们的效率和速度发挥。即便是最熟练的技术工人,与一般的工人在速度、功效上差别很少。更何况,作为一个社会的人,随时受到环境、健康、情绪等等因素影响,他的技能、效率、速度、不能保证恒定发挥。装饰工程质量很讲究精度,但在各个不同技术水平工人操作的影响下,其精度水平必定参差不齐。即便同一工人操作,其不同环境和不同时间的精度也是难于保持同一水准,更别说手工制品的精度无法与专业机械加工产品精度放在同一档次评价。 早在10多年前,有关部门就提出了“一次性装修”的概念;原建设部也在2002年出台了《商品住宅装修一次到位实施导则》,进行具体指导,但是住宅全装修似乎并没有取得长足进步;2008年,新成立的住房和城乡建设部发出《关于进一步加强住宅装饰装修管理的通知》,进一步提倡推广全装修房。 同时,不少大型房地产开发企业也纷纷提出全装修战略,各地也都在进行一些探索,特别是在一些住宅产业发展较快较好的城市。深圳更是提出要100%消灭毛坯房,据了解,目前该城市商品住房基本实现了全装修交房入住的目标。这表明家居装修实现工业化势在必行,是未来的发展趋势。与此同时住房和城乡建设部以发展节能省地型为契机,不断研究和制定推进住宅产业现代化的技术、经济政策措施,大力推广全装修住宅的政策环境和市场环境将会不断完善。这也给家装行业实现工业化打下了基础。 我认为,实现装配施工方式,推动家居装饰施工走向工业化,至少有下列优点: 一、大幅度提高建筑装饰加工质量水平,生产高精度产品,满足人们日益增长的装饰要求。 二、大幅度提高建筑装饰施工效率,告别手工作业,减少现场作业,减少因施工占用,建筑物无法投入使用影响。 三、大幅度减少建筑装饰施工现场的环境污染,提高对噪音、废气、废液的控制和回收,以及边角料回收利用。 四、大幅度减少建筑装饰施工成本,降低工程造价。 但是,归根结底,我认为,推广住宅全装修的根本途径是――住宅工业化。只有依托住宅工业化的发展,才能实现住宅装修生产方式的根本性变革;依靠科技创新,不断提高建筑装修业的工业化水平和建筑装修产品的综合品质。同时,还要加强行业管理,培育良好的市场环境。 工业化的基本原则是:专业社会化、加工机械化、生产批量化、出厂标准化,提高劳动生产率、提高产品质量。 丰富面材的选择,让空间设计不受局限,在尽显传统装饰效果的同时,其人性化的多种功能,又将装饰的设计注入了更多的人性需求元素。工业化装饰产品的优势正解决了目前家居环境的问题,提升了家居环境质素。全部面材均由工厂按严格的工艺流程进行生产,质量可靠受控。面料包括强力波音板系列、玻璃系列(玻璃的材质及各种不同的装饰品种及内藏百页等)、金属板材、蜂窝铝为基材复合面材,天然及人造石材面料等,可谓应有尽有、变化万千。给人无限的可选空间。可根据客户要求可提供特种功能隔墙设计,例如隔音、消声、防电磁幅射、防电磁信息泄漏和防静电等。可为客户配套提供极具个性化的室内设计,例如特殊技术指标的空调及室内空气质量设计等。将室内外装修的产品,以工厂机械标准化生产,现场只做组装。规格制式的产品、环保的材质选择,简单快速的组装方式。改变了传统的家居装修概念。装饰业实现工业化的基础,是建材商品和构件大多实现了标准化与系列化。 归根结底,实现住宅装修生产方式的根本性变革,要依靠科技创新,不断提高建筑装修业的工业化水平和建筑装修产品的综合品质。同时,还要加强行业管理,培育装修作业施工人员,创造良好的市场环境。挺高人们的思想认识。只有这样,其实,政府房地产主管部门也认识到家装工业化的必要性,但是在具体的实行过程中进展得不够顺利,其中的原因很多,但比较主要的我认为还是我们的技术水平比较低,装修出来的质量也没有统一的验收标准,质量难以保证,消费者对房地产企业的信任度不够,大家各行其是,不能形成大规模批量装修。要想解决这些矛盾,政府部门应该加快推进住房一次性装修的实施力度,健全住房装修验收合格标准,加强政府对房产企业的监管。同时也要向消费者宣传集中装修的好处,对装修材料的生产环节也要进行质量监督。多方面下手,我认为真正迎来家装工时代将为时不远了。(作者单位:天津司多建筑设计有限公司) 工业行业论文:对甘肃武威银行业支持天祝藏区工业园区发展的调查 摘要:天祝藏族自治县是部级重点贫困县,是甘肃省确定的43个扶贫开发重点县之一。属于社会经济发展水平低的“四高一低”地区,通过银行业支持天祝藏区工业园区的建设和发展,带动整个地区经济社会的发展,可以进一步减少和消除贫困,构建和谐社会。 关键词:金融扶贫;天祝县;工业园区 近年来,天祝藏族自治县为发展地方经济,紧紧抓住国家支持藏区经济社会发展政策,立足区位优势和资源优势,积极打造产业集群,构建特色更特、优势更优、竞争力更强的现代化产业体系,在辖内规划设立了多个特色工业园区。 一、天祝县金强工业集中区建设情况 (一)立足资源优势,打造工业强县 天祝县金强工业集中区位于天祝县金强川长廊,辖宽沟工业园、城东工业园、水泉上滩工业园、打柴沟工业园四个功能区,规划面积13000亩。集中区规划建成以新兴碳材(碳化硅冶炼和精深加工)、特种合金为主,原材料工业、精细化工、农畜产品加工为重点的工业集聚区,现已入驻企业50户,吸引就业人口6300余人。截止2014年12月末园区基础设施投资1.97亿元,园区工业增加值15.02亿元,增速45%,园区工业上缴税金1.23亿元,增速1.62%。 (二)创新服务机制,构建发展平台 一是园区出台诸多优惠政策,加大招商引资力度。对入驻企业可以通过无偿划拨、有偿出让等方式依法取得土地使用权;政府积极为入驻企业争取民族地区增值税返还和优惠电价政策;对园区内的企业,按实际入库税收,采取先征后补的办法,实行财政补助;分行业对部分企业税收实施减免和缓征政策;入驻企业缩短登记注册时间,放宽登记条件,降低注册门槛,免除部分行政性费用。二是政府引导、签约带动,政府前期投入资金完善园区基础设施,提供优惠政策、免收行政性收费、提供统一化管理,由工业区管理机构统一帮助入驻企业定时、定员、定责办理各种证照、许可文件等。三是搭建资金支持平台,大力促进银企对接。搭建融资平台,让城建、经投等投资公司参与园区大型产业项目的投融资,参与园区基础设施和配套服务设施的项目投资,为进一步完善园区的城市功能提供投融资服务。天祝县政府投入4亿元完善基础设施,实现了路、电、水、通讯等“五通”以及道路的绿化等,资金主要来源于财政拨款、银行贷款、招商引资、企业自筹资金等。 二、存在的问题 (一)投入不足,园区对产业转移和项目建设的承载力不强 一是地方政府融资渠道狭窄,内部融资动力不足,园区基础设施投入的4亿建设资金,绝大部分来自于财政拨款,仅有4000万元来自地方政府融资平台贷款,资金到位缓慢,严重影响园区基础设施建设进度;二是单一的融资手段、有限的担保能力、多变的金融政策、尚未形成的多元化投资机制,给园区基础设施建设投入带来较大制约,水电路等基础设施条件仍不能满足企业和项目入驻的需要。 (二)企业信贷需求旺盛与银行放贷意愿不高的矛盾并存 工业园区处在建设的初期阶段,入驻的企业大多都是中小企业,大部分项目投资规模小,精深加工和高附加值产品少,产业后续链条短,关联度不高,市场前景难以预料,更缺少足够的不动产作为信贷抵押,也很难找到有实力的大企业作担保人,完全符合贷款条件的不多。加之大型商业银行信贷战略取向趋同,园区内中小企业贷款难问题得不到足够的重视。商业银行贷款投放的重点在“三大一优”即“大城市、大企业、大项目,优势行业”,对园区内中小企业特别是民营企业的信贷投入没有建立与之相适应的信贷运作机制,而有贷款决策权的农村信用社主要承担着对辖内“三农”的支持,发放企业贷款数额有限。2014年工业园区重点工业项目56项,本年计划投资46亿元,资金主要来源于招商引资和企业自筹资金,银行信贷资金参与度不高,除天祝县农发行投入的4000万元贷款用于园区基础设施建设外,其余各家银行机构共计向9家企业发放贷款8330万元,根本无法满足企业发展的资金需求。 (三)金融服务滞后,园区经济发展后劲不足 一是金融创新发展缓慢,园区企业缺乏多层次的融资渠道。由于资本市场不发达,目前园区内的企业除了通过银行贷款获得资金外,很少通过其它方式获得资金,融资渠道非常单一,难以满足企业经营的需求。二是金融产品创新不足,服务缺乏创新。天祝县属于藏区高寒贫困地区,金融产品引进多,自主创新少,负债类产品创新多,资产类产品创新少;其次,信用担保等中介机构规模小,无力承担大额借款的担保。三是银企合作的深度和广度不够。目前,银行业金融机构对工业园开发区尚未制定专门的金融支持措施,这一方面是因为工业园开发区建设起步晚、入园企业较少,金融大规模介入的时机还不成熟,另一个重要原因在于商业银行的战略趋向,决定了其经营模式。 (四)融资模式单一,信贷管理体制高度集中,阻碍工业园区经济发展 一方面,天祝藏区工业园区建设的主体是政府,财政资金、土地基金、银行贷款等是其主要的资金来源,融资模式过于单一。甚至一些园区的组织机构都不完备,缺乏实体化运作机制,导致融资功能丧失。另一方面,银行虽然对部分贷款业务实行转授权,但信贷管理权限却被上收,由上级银行下达信贷计划,更加重视考核抵押资产及担保物等的质量,导致银行信贷产品单一,很难满足天祝藏区工业园区内不同项目、不同企业对资金的需求。 三、几点建议 (一)引进先进的经营管理理念,承接产业转入 经营理念、思想意识的落后,是资金投入不能解决的问题,必须借助产业转移这一外力“催化剂”来改造劳动力的素质,提升本地企业技术装备水平,冲击经营管理理念,才能高效、速度的发展经济。在市场经济条件下,产业转移的主体是企业,而企业的性质决定了其注重成本和效益。因此,当地政府依托兴建工业园区这个平台,以优惠的政策条件,加大招商引资力度,减少企业的运行成本,承接外地厂商的入驻。同时,对本地依靠资源优势的企业,鼓励其加强与外部企业合资、控股等多种经营方式,吸引更多的外部企业,入驻本地发展经济,促进和带动整体区域经济的良好发展。 (二)创新金融政策,建立补偿机制,促进藏区工业发展 一是创新金融政策。针对民族地区工业发展难的特点,在符合国家产业政策的前提下,信贷政策适当降低准入门槛,贷款审批条件适当放宽,下放贷款审批权限,增加授权授信的额度,改进有关考核办法和奖罚制度,制定适合藏区工业发展的贷款经营管理模式,确保藏区工业信贷投入的稳定性和连续性。二是建立补偿机制。中央、省、市、县对藏区工业发展给予一定的利差补贴。同时,国家商业银行在针对藏区工业发展上,要有一定的社会责任感,不能以盈利为唯一目的,只求信贷资金的安全和带来的社会经济效益,适当降低贷款利率,扶持弱势的藏区工业以及藏区经济的发展。 (三)做大、做强金融中介服务体系 建立和完善金融中介服务体系,是促进藏区经济发展的必要条件之一。因此解决藏区企业担保难问题,需要中央、省、市、县财政出资,藏区企业参与建立担保基金,并从每年的财政收入中,拿出一定的资金充实担保基金,由藏区专门成立的担保机构具体运作。可靠的保障机制,解除了金融机构的后顾之忧,而政府只付出了少量的担保资金,却引导了放大数倍的资金支持藏区工业企业的发展。 (四)进一步利用资本市场,有效拓宽融资渠道 实践表明,银行间接融资的比例会随着工业化的发展慢慢下降,而在资本市场占据直接融资的比例会逐渐变大,这是经济发展的一大趋势,所以甘肃武威银行业应加大资本市场支撑天祝藏区工业园区发展经济的力度。一是充分利用多层资本市场对工业园区内符合相关条件的企业进行融资鼓励和扶持,积极创造条件、坚持分类指导,帮助企业解决实际问题,加快企业上市步伐,利用壳资源把部分优质资产注入上市公司,实现买壳或借壳上市。二是构建债券融资辅导体制,大力引进贷款担保机构,充分利用武威银行业的债券市场积极指导、遴选、培育工业园区企业发行短期融资券等工具进行融资,从而帮助企业改变融资结构。武威银行业应进一步建立完善的担保体系,鼓励各种资本参与到担保公司的投资中,从而在天祝藏区工业园区形成多层次、多元化的信用担保体系,提高企业融资能力,切实帮助企业解决融资担保难的问题,为企业融资提供纽带。三是武威银行业应为企业有效拓展海外资本市场提供绿色通道,建立海外操作平台,帮助企业系统解决海外上市面临的各种实际问题,为天祝藏区工业园区内的企业提供资金交易场所,从而降低企业在海外上市需付出的融资成本,提高融资的可靠性、安全性。 (作者单位:西北师范大学经济学院) 工业行业论文:基于主成分分析法的衡阳市规模工业支柱行业研究 摘 要:工业支柱行业是一个地区工业经济的主要支撑,是我国经济转型的主战场。通过主成分分析法,对衡阳地区工业行业经济数据进行分析,进而明晰衡阳工业经济的支柱行业的现状、特点、变化及问题,并对其工业支柱行业的发展路径提出对策建议。 关键词:主成分分析法;衡阳市;规模工业;支柱行业 工业是国民经济的重要组成部分,也是推动国民经济转型的重要支撑力量。当前及未来一段时期,衡阳市都将处于“四期”阶段,即工业化中期、经济转型期、前期宏观政策消化期、高速发展向中高速发展过渡期,传统体制下积累的各种问题都将困扰着衡阳工业发展,也困扰着衡阳工业支柱行业的发展[1~3]。在衡阳37个工业行业种类中,能带来高产出份额、高产业关联度、高经济效益、高就业的支柱行业不多。然而从近五年衡阳的工业发展成就来看,工业产值翻了一番多,上缴利税翻了两番多,从业人员也翻了近一番,这些成绩的取得,主要得益于支柱行业对工业经济的综合贡献。本文通过主成分分析模型分析了近五年衡阳工业支柱行业的现状、特点、变化及问题,对支柱行业发展路径选择提出浅见。 一、评价体系构建及支柱行业选择标准 主成分分析旨在利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标,是统计学上常用的一种方便、快捷、准确的量化评价功能的新方法,在经济研究领域有着广泛的运用[4~5]。本文按照系统性、针对性、科学性、可操作性等原则,针对衡阳市工业大类行业,选取了工业总产值、企业数、资产总额、利润总额、利税总额、主营业务收入、从业人员7个主要经济指标构建经济效益评价的指标体系。采用SPSS17.0分析软件对2008―2013年衡阳市工业企业统计原始数据进行主成分分析,得出单个大类行业的综合得分(见表1)。以综合得分为优秀,总产值为重点,结合7个经济指标的匹配度,按得分高低排序,判断行业对衡阳工业经济综合贡献能力的大小。本文选取综合得分超过5分的行业作为衡阳工业的支柱行业。 二、衡阳市工业行业综合得分及支柱行业特点 (一)综合得分前十行业特点 1.电子信息业迅速崛起,是近五年综合贡献能力提升幅度最大的行业。2011年,富士康入驻衡阳,强有力地拉动了电子信息业的发展,使衡阳成为华南地区大屏幕电视制造基地和湖南最大的电子信息产业基地。计算机通信业因为富士康的拉动,其综合排名从2008年的第二十六位前进至第五位,迅速跻身支柱行业,成为近五年衡阳发展最快的行业。 2.传统行业引领衡阳工业经济。从上页表1看出,列表中的行业除计算机通信业之外,都属于传统行业。主要原因:一是传统行业基础深厚。2013年传统产业产值占全市全部产值八成以上。二是政策引导明确。在“十一五”、“十二五”规划中,都明确要改造提升传统工业、做大做强先进装备制造业、优化矿产开发及加工业、大力发展劳动密集型行业。 3.钢铁、煤炭行业综合得分后移趋势明显。从综合排名看,四个行业排名后移,其中以黑色金属加工、煤炭两个行业下降趋势最为明显。黑色金属加工综合排名从2008年的第二位下降至第九位,煤炭行业也从顶峰期的第一位下降至第四位。主要受两方面因素影响:一是宏观政策影响。国家宏观经济政策推动淘汰高耗能、高污染等过剩产能,对于衡阳钢铁、煤炭行业冲击较大。二是市场影响。从价格方面看,煤炭市场价格由2011年700元左右1吨降到2013年400元左右1吨,下降幅度高达75%;钢铁也由于国际出口减少,国内竞争加剧,价格也一直低迷。从需求方面看,大量国外煤炭涌入国内市场,对国内煤炭需求持续减少;钢铁行业持续产能过剩,没有强有力的需求拉动,市场仍处于“寒冬”,行情不容乐观。 (二)支柱行业的特点(见表2) 1.化学原料制造业、有色金属加工业是衡阳工业经济的稳固的支柱行业。近五年,化学原料制造业和有色金属加工业综合得分均在5分以上,且排名均在前三名以内。不过,有色金属加工业综合贡献能力逐步下降,有退出支柱行业的趋势;化学原料制造业综合贡献能力增强,2012年、2013年连续二年居首位。 2.黑色金属加工业、电气机械制造业、煤炭开采业分别于2009年、2010年、2013年退出支柱行业序列。以钢铁为主的黑色金属加工业和煤炭开采业,因为市场不景气均呈下滑的趋势;电气机械制造业因为没有强大的支撑及发展转型缓慢,仅在2009年进入支柱行业,未能保持排名。 3.非金属制品业在2013年首次进入支柱行业。2008―2013年,非金属制品业均呈上升趋势,发展前景较好。 4.支柱行业中综合得分最高、最低分值之差距呈缩小态势,行业发展均衡化。 三、衡阳市支柱行业发展现状 (一)支柱行业综合贡献能力较强,但运行质量还需优化 从上页表3中支柱行业的单个指标看,表现良好,排名靠前,形成了较强综合潜力的产业,是支撑衡阳工业经济的主要力量。但在运行质量上还有不足,如化学原料制造业在提升工业经济效益、吸纳就业能力等方面表现不足;非金属矿物制品业在扩大企业规模、扩大税收还有一定空间;有色金属行业在提质增效、提升企业利润方面,还有潜力。 (二)支柱行业底子厚、运行稳,但行业属于“两高”行业 化学原料制造、非金属制品、有色金属加工业历来是衡阳的传统工业行业,有着雄厚的行业沉淀,2013年,这三个行业的工业总产值达882.81亿元,占全市的26.5%。而且建滔化工、新澧化工、水口山等在国内同行业中也有着举足轻重的地位。但是,这三个行业属于环保部明令排查的高污染行业(即化工、水泥、有色金属冶炼),从环评限制到国家政策管控,层层“紧箍咒”已缩窄了行业发展壮大空间。 (三)电子信息业受产业集群度不高影响,未进入支柱行业序列 从计算机通信业各指标看,产值、收入两个优秀指标连续二年排名都居首位,说明该行业正处于强劲上升期,是最具发展前景的行业。但上页表3也显示出,该行业的同行业单位少,电子信息业上下游配套企业发展缓慢,尚未形成大规模的产业集群,影响了综合得分。 四、衡阳市工业支柱行业存在的问题 (一)缺乏实际意义上的龙头行业 与株洲的铁路运输业、常德的烟草制品业相比,衡阳缺乏真正的龙头行业。株洲、衡阳、常德三个市州规模工业增加值总量相近,但是2013年,株洲的铁路运输业已超过规模工业总量的20%,常德的烟草制品业已超过规模工业总量50%,而衡阳市总量最大的电子信息业仅占总量的11.7%,与株洲、常德相比,差距不小。究其原因,主要是由于电子信息业起步较晚,作为新兴行业,发展时间不长,没有形成雄厚的行业沉淀,在产业集群整合方面,表现不佳,行业综合实力还不强。所以,电子信息业要成为实际意义上的龙头行业,还需要较长的发展时间。 (二)煤炭、钢铁行业难再成为支柱行业 煤炭行业:近几年来,国际煤炭涌入国内市场,对国内煤炭市场冲击较大,导致对国内煤炭需求下降,价格也始终处于震荡下行的态势,价格难以复苏。尽管耒阳煤炭行业逐渐整合完毕,陆续复工复产,但受市场低迷的影响,很多煤炭企业持观望态度,不愿低价出售,宁可主动停产或半停产。 钢铁行业:从全国来看,钢铁产能扩张还有待进一步遏制,市场上供大于求的局面还将继续。从企业来看,钢铁企业“高成本、低盈利”的局面难在短时期内改变,整体经营效益提升有困难。从发展来看,稳步推进“城镇化”将提升下游需求,释放一部分钢铁产能,短期缓解产能过剩矛盾,但难以从根本上解决钢铁行业面临的成本刚性和产能过剩问题。因此,可以预见的是,在环保政策加码的背景下,国内钢铁行业也将面临更大的难关,衡阳钢铁行业也将承受同样的考验。 (三)支柱行业后备力量不足,有待加大培育力度 从2013年衡阳工业行业综合得分来看,有可能成长为支柱行业的分别是计算机通信业、农副食品加工业、电气机械制造业、通用设备制造业四个行业,但综合得分分别距离标准分(5分)低1.61分、1.73分、1.92分、2.46分。计算机通信业发展势头强劲,必然成为支柱行业;农副食品、电气机械、通用设备制造业既非淘汰产能的行业,又非高耗能行业,且在衡阳又有较坚实的行业基础,环评要求较“高耗能高污染”企业低,可持续发展空间较宽松,如能在招商引资方面、生产要素配置方面,加以政策性鼓励和引导,可以成为衡阳工业经济的中坚力量。 五、对工业支柱行业发展路径选择和对策思考 2011年以来,为调整工业生产力空间布局、加快产业结构优化升级、促进信息化与工业化深度融合,衡阳提出了要构建以高新技术产业为先导、现代制造业为支撑的现代产业体系。围绕这一目标,衡阳工业支柱行业就必须强化自主创新,优化行业结构。 (一)路径选择 1.进一步产品规模化、研发自主化。推动传统行业产品规模升级,对可规模化生产的产品,在园区或集群内,统一产品标准,规模化生产,实现产品规模升级。以现有的支柱行业为基础和依托,通过不断技术引进、吸收、改造、创新,提升竞争软实力,推动行业向上游研发设计环节、下游营销服务环节发展,抢占市场高端。 2.进一步优化结构、配套生产性服务业。重点培育装备制造、汽车等先进制造业,以及电子信息、生物医疗、新材料、环保、新能源等新兴产业,促其尽快成长为支柱行业,以优化支柱行业结构。大力提升传统产业,用先进技术改造促进信息化与工业化融合。大力发展生产性服务业,如物流、电子商务、金融、环保、科技等,增强生产性服务业的竞争力,为工业企业发展提供良好的外部环境。 (二)对策思考 1.加大招商引资力度,以大企业带动大行业。招商引资中,要着眼新兴产业,有重点有方向地抓大项目、好项目,尤其是处于产业链高端、带动力强的世界500强优质企业,由大企业带动一个行业的发展。富士康对衡阳电子信息业的带动就是一个成功的事例。以优质企业为支撑,带动一个行业的迅速崛起,再辐射到其他相关联企业,从而推动整个行业的成熟壮大,是一种事半功倍的发展模式,时间短、见效快,有利于改善衡阳工业结构。 2.加大资源型企业治理力度,以短期调整换长远发展。六大耗能行业中除石油加工行业外,都是衡阳工业支柱行业序列中。治理高污染高耗能企业的资源型企业,既是衡阳工业可持续发展的必经之路,又是一项民心工程。因此,一方面,要降低节能减排,鼓励企业采用先进的技术和设备,加大技改力度,提高能源利用效率,从源头上减少能源的消耗,加大节能降耗的技改力度;另一方面,要以提高工业附加值为突破口,转变发展模式,从主要依靠规模扩张、过度消耗资源的粗放发展向注重效率、注重发展质量和效益的可持续发展转变。同时,对于新引进企业,要提高进入门槛,不允许高污染高耗能企业的进入。对于部分落后产能企业,积极争取国家政策资金的支持,加快推进落后产能企业的搬迁、关停工作,遏制部分产能落后行业盲目发展,为先进产能发展腾出空间。 3.加大政策引导力度,稳定国民经济基础行业。煤炭和钢铁行业是国民经济的基础行业,是保障国民经济又好又快发展的基础,稳定这两个行业的发展,就要加大引导力度。 煤炭行业要实现集团化、创新化、洁净化。实行规模效应,有序开采,拉长、构建以煤炭为依托的产业链,多元化发展。在行业内部推行技术创新,培养高技术人员,减本增效。大力发展和推广洁净煤技术,加大煤炭转化力度,提高煤炭利用率,保障资源开发与环境保护协调发展。 钢铁行业要创新经营理念和经营模式。创新经营理念,拓宽终端市场。建议将经营的重点放在终端用户上,主攻国内重大工程项目,为其提供工程项目所用的钢材,并按照工程需要的钢材进行加工、组合,形成的全方位服务。既为客户提供了增值服务,又提升了企业自身价值。创新经营模式,增强优秀竞争力。在全市范围内,构造以华菱衡钢为优秀的生产服务供应链业务体系,鼓励本地能源、原材料企业向华菱衡钢提供重点原料,带动本地能源、原材料销售;同时,鼓励下游需求企业向华菱衡钢购买钢材,购销互动,形成良好的战略合作关系。 4.加大后备支柱行业培育力度,提高重点企业的市场占有率。结合本地实际情况,围绕计算机通信、农副食品加工、电气机械、通用机械等行业的优势产品,巩固老企业,培育新企业。企业和政府必须紧密合作,通过基础设施技术改造和重大应用示范工程建设,提高产品的市场认知,激活潜在的市场消费需求,同时,提升产品服务水平,扩大产品的市场占有率。政府还必须重视中小微企业的重要作用,数量众多的中小微企业可以向重点企业提供种类丰富的产品和服务。 工业行业论文:建材工业迎来“绿色革命” 环保成行业热点 摘 要:“绿色建材是绿色建筑的重要基础,绿色建筑必将围绕绿色建材的使用而全面展开,新型绿色建材的出现势必引发整个建筑工业的革命。”4月2日,在“绿色建筑、绿色建材及室内环境优化论坛”上,中城科绿色建材研究院副院长李建功如是说。 “绿色建材是绿色建筑的重要基础,绿色建筑必将围绕绿色建材的使用而全面展开,新型绿色建材的出现势必引发整个建筑工业的革命。”4月2日,在“绿色建筑、绿色建材及室内环境优化论坛”上,中城科绿色建材研究院副院长李建功如是说。 就消费者需求和绿色建筑客观要求而言,绿色建材无疑具有十分广阔的市场前景,也势必引起相关部门、科研院所及大型建材企业的高度重视。 但问题是,在楼市宏观调控依旧从严、房企资金链吃紧的现实背景下,使用绿色建材必然会增加成本。因此,接受记者采访的多位房地产开发商明确表示,对绿色建材的使用和选择会慎之又慎。 显然,建材工业迎来“绿色革命”的同时,如何能够占领主流市场仍是待解难题。 建材工业“绿化”加速 来自工业和信息化部(以下简称工信部)官方网站的消息称,前不久,工信部、住房和城乡建设部曾专门组成联合调研组,赴天津金隅混凝土有限公司和振兴水泥有限公司,就促进混凝土和水泥产品结构调整、加快绿色建材发展等开展现场调研。 调研组认为,发展绿色建材既有利于工业领域的节能减排,又可推动建筑节能,并使住宅更加环保和安全延寿。在这样的统一认识和思想下,两部门决定:一是优先面向绿色建筑所需、量大面广的建材,加快研究制定其绿色认证标准和认证办法;二是逐步编制绿色建材产品目录,引导绿色建材发展、支撑绿色建筑建设;三是形成生产与使用环节联动,加快修订不利于绿色产品推广的既有标准和规范,以先进标准规范激励绿色建材技术进步。 为此,工信部目前已全面启动制定绿色建材标准和认证办法,同时也正在展开绿色建材产品目录编制工作,两项工作分别预计在6月、9月底完成。 与此同时,建材工业的绿色命题也已引起相关科研院所、大型建材企业的高度重视。 据了解,经国家工商行政管理总局批准,以往属地方性质的“中国新型建筑材料工业杭州设计研究院”已经正式更名为全国性的“中国新型建材设计研究院”,以加强对绿色环保建材的研发,形成产学研体系。 近日,中国建材美国光电材料研究中心也正式宣告成立。据介绍,该中心成立后,将扩大国际交流合作,增强中国绿色建材的创新能力。 目前已建成现代化绿色新型建材生产基地和国际化标准生产线的卓达集团,在拥有22项国家专利并已形成标准化设计、预制化生产发展模式的基础上,还与中城科绿色建材研究院达成了长期战略合作伙伴关系,并联合挂牌成立了卓达蓝岛新型材料公司,作为绿色建材的研发、设计、生产基地。 卓达集团常务副总裁张建平在论坛上透露,卓达蓝岛新型材料公司近期在中城科绿色建材研究院的指导下,对工农业及建筑废弃物的综合利用技术有了重大突破。“接下来,我们还将整合国际一流的专家团队,继续做好绿色建材的研究与应用,进一步扩大绿色建材研发和生产基地的规模,以推进国际国内绿色建材、绿色建筑事业的发展。” 绿色建材市场瓶颈待解 统计数据显示,我国建材工业每年消耗原材料50亿吨,消耗煤炭2.3亿吨,约占全国能源总消耗的15.8%,废气排放量1.096亿立方米。水泥、石灰与传统墙体材料等排放一氧化碳约为6.6亿吨,占全国工业一氧化碳排放量的40%左右。 “若继续按照之前粗放型的模式发展,建材工业将会给生态环境带来更大的影响。与此同时,根据规划,未来3年内我国将新建绿色建筑10亿平方米;到2015年末,20%的城镇新建建筑要达到绿色建筑标准。显然,绿色建材将成为建材工业转型升级和绿色建筑国家战略的必然选择,有着巨大的潜在市场。”李建功对记者说。 据相关业内人士介绍,绿色建材仅在德国的潜在市场容量就达4000亿欧元,而美国预测2015年绿色建筑材料市场将达到710亿美元。 尽管如此,当前,我国绿色建材行业发展仍面临一些阻碍。一位早想投入绿色新型建材研发但又担心市场的建材企业负责人对记者坦言,绿色建材行业亟须顶层设计,目前出台政策较少,有些还停留在倡导层面。另外,当前绿色建材还不是建材行业中的主流产品。“绿色建材在实际运用中,其主要客户绝大多数为高端消费者,普通消费者不了解绿色建材的好处,过分担心绿色建材价格过高。” 与此同时,多位房地产开发商接受记者采访时也表示,他们并非不想采用新型绿色建材开发绿色建筑,国家也有相应的补贴标准,但在楼市宏观调控继续从紧的情况下,确保企业资金链安全是最重要的。加上原材料价格及人力成本的普遍上涨,在使用绿色建材或者实施建筑绿色改造工程之前,都会首先做预算成本统计和回收期估计,之后才决定运用何种节能技术或绿色建材。 “绿色建材固然市场潜力很大,但进军绿色建材的企业不能盲目冲动,最好拥有相关技术支撑,这样才能有效规避市场风险,同时一定要坚持不断创新。”张建平表示。 “对老百姓和市场而言,价格一直都是最重要的。以卓达蓝岛新型材料公司为例,建材企业要充分运用自有知识产权,充分利用工业废弃物、农业废弃物和建筑垃圾,生产出节地、节水、节能、节材、环保无污染的绿色建材,这样既能产生良好的社会效益、生态效益和经济效益,又可以降低成本和价格。”李建功最后说。 工业行业论文:第三次工业革命对中国银行业的影响及对策 【摘要】 近年来,以可再生能源和新型网络为驱动的第三次工业革命已成为学术界和经济界探讨的热点问题。文章简要阐述了第三次工业革命的内涵和特征,分析了第三次工业革命对中国银行业的潜在影响,并着重从业务创新、组织创新、风险创新以及运营创新四方面提出中国银行业的相应对策。 【关键词】 第三次工业革命 金融创新 一、第三次工业革命新构想 1、第三次工业革命的内涵 目前,国际上关于第三次工业革命的表述,主要有两种代表性观点,即杰里米・里夫金提出的基于新能源的第三次工业革命和保罗.麦基里提出的基于智能制造的第三次工业革命。 里夫金在《第三次工业革命》一书中认为,历史上每一次工业革命都是推动人类社会进步发展的里程碑,其动力可以概括为能源技术与通信技术的共振引发的重大经济转型。18世纪60年代起,以煤炭为能源的蒸汽机的使用,与报刊、杂志等通信手段的结合,带来了拔地而起的工厂、密集的城市,引发了第一次工业革命。20世纪初,电话、无线电和电视等通信技术,与石油、内燃机的结合引发了第二次工业革命,使人类进入到石油经济和汽车时代,催生了城郊大片房地产业以及工业区的繁荣。21世纪,互联网技术与可再生能源的结合,将使全球产生第三次工业革命,使人类迅速过渡到全新的、可持续发展的能源体制和工业模式,并成为摆脱经济危机的必由之路。 英国经济学家保罗・麦基里2012年4月在《经济学人》杂志发表的《第三次工业革命》一文中则指出,工业革命主要体现在生产方式的革命。第一次工业革命是18世纪后期制造业的“机械化”催生的“工厂制”,机器生产取代了家庭作坊式的手工制作。第二次工业革命是20世纪初制造业的“自动化”所创造的“福特制”,流水生产线开创了规模化生产时代。第三次工业革命则是制造业的“数字化”,“大规模定制”将成为未来的主流生产方式。综合里夫金和麦基里的定义,可将三次工业革命的发展演变归纳为表1。 2、第三次工业革命的特征 综上所述,第三次工业革命,实质就是以数字制造技术、互联网技术和再生性能源技术的重大创新与融合为代表,从而导致工业、产业乃至社会发生重大变革。总体来说,第三次工业革命具有五大特征。 第一,能源生产与使用变革。人类经济社会长期依赖的煤炭、石油等石化资源逐步进入枯竭期,需要在理念、技术、资源配置和消费习惯等诸多方面转型,以开发和生产可替代的再生性能源。 第二,生产力变革。生产系统将全面趋向数字化和智能化,以快速成型或3D打印技术为代表的新型生产设备,将颠覆“铸造毛坯、切削加工、组装成品”等一系列传统的、循序渐进的生产流程,通过数字化叠加的方式,在制造流程中将最终产品快速成型并以“打印”的方式生产。 第三,生产方式变革。现有的生产方式是大规模标准化、流水线生产方式,新的生产方式是以互联网为支撑的智能化大规模定制化、个性化生产方式。 第四,生产组织方式变革。目前的生产组织方式以“集中生产、全球分销”为主要特征,运输成本高,信息搜寻与交易成本较大。而在第三次工业革命中,“分散生产、就地销售”将成为新的生产组织方式的主要特征。 第五,生活方式变革。消费的同时就是生产,边生产、边消费的体验式消费和富有个性化的自给自足将成为一种新的潮流。 二、第三次工业革命对中国银行业的影响 第三次工业革命的兴起将给世界带来全方位的深刻影响,同时也必将在市场环境、金融生态环境以及经营管理等方面给中国银行业带来巨大冲击,进而引发进一步的金融变革和创新。 1、对市场环境的影响 首先,第三次工业革命依托可再生能源技术与信息网络技术的发展,实现能源绿色化和高效使用,将推动传统产业向以可再生能源和信息网络为基础的新兴产业调整。银行在对公司客户融资方面,将更加注重对产业政策、行业发展前景及产业风险等因素的研究与分析,与第三次工业革命相关的新型产业、小微企业将得到更多的关注。 其次,个人客户能通过互联网更为方便和灵活地获取诸如利率、汇率等金融市场信息数据,对于资金价格的偏好也更为敏感,资金转移的方式也更加多样和快捷,这使得传统银行资金“蓄水池”作用将受到一定的影响,银行将可能面临存款不足、个贷减少等问题。 最后,新能源的广泛使用将使传统的石油、煤炭生产国实力渐衰,能源生产、供应和利用的地缘重心将发生深刻变化,国际地缘政治格局将向那些在第三次工业革命中率先取得突破的国家和地区发生倾斜。这些将会给银行融资业务的区域、国家政策带来变化和调整。 2、金融生态环境的变化 首先,第三次工业革命使得金融领域的参与者不仅仅是传统的银行、金融监管机构等,电商、移动运营商、金融机构、第三方支付平台、汽车金融公司等构成的生态环境使得原来以银行为中心的生态金融模式变成了以客户为中心的生态金融模式,客户成为整个金融生态系统参与者的优秀。 其次,客户需求的多样化及金融市场信息的互联互通,将使得银行的定价机制更为透明,价格竞争也更为激烈。银行客户能通过公开的金融市场信息对不同银行提供的金融产品价格和服务进行比较和选择,这一方面促使银行提供更为多样化的金融产品和服务,另一方面迫使银行从分析客户需求和风险变化的行为规律入手,建立一套适应竞争市场需求的灵活定价机制。 最后,第三次工业革命将引发金融业混业经营的趋势,银行、证券、保险、期货等金融机构的职能将被重新定位,诸如银保、银证、银基等合作模式创新将不断涌现,各类金融业务之间甚至金融行业与其他行业之间的边界也将逐渐模糊,市场风险也随之加大。 3、银行经营管理的冲击 一是客户服务能力的不断提升。传统的电子客服只能记录客户的基本信息,处理结构化数据。而现在,大数据技术可以帮助银行综合运用客户的文本、视频、图片、日志、地理位置信息等各种结构和非结构性数据,精准洞察客户的需求,从而使得银行在提供服务和定价等方面更有主动性,并能更有效地发现潜在客户或者对客户流失做出预警。此外,借助于互联网技术,银行不仅可以亲自为客户定制金融解决方案,还可以通过开放应用程序接口,允许客户自己或者第三方机构提供解决方案,从而更好地满足客户个性化的需求。 二是产品创新能力的迫切需求。一方面,移动支付诸如银联快捷支付或支付宝打破了传统支付业务的时间、空间限制,需尽快对传统银行的支付方式进行创新。另一方面,债券融资及股权融资这些互联网融资新模式在原来银行不太关注的领域,例如小微企业、个人等发挥着越来越重要的作用,对传统的银行产品将带来不小的影响。 三是风险控制能力的严重冲击。一方面,网络的共享性、开放性使得网络黑客和犯罪分子更加活跃,银行网络的攻击者更多,攻击范围增大。网络金融中的优秀数据,需要更有力的风险保障;另一方面,网络金融产品和网络金融交易技术都仍在探索过程中,缺乏必要充足的法律规范和约束,产品和技术的稳定性、适用性和安全性等也缺乏足够的保障。 四、银行业的应对思考与建议 面对第三次工业革命所带来的冲击,银行业一方面要密切跟踪第三次工业革命发展动态和趋势,加强前瞻性研究和战略规划,并做好专业人才的培养与储备;另一方面则要发挥自身优势和作用,探索建立金融创新模式,推动我国在新一代产业革命中占据主动。 1、加快助推业务创新 一是在新能源、网络技术等新兴产业重点领域,加大力度支持行业内领军企业发展,并培育扶持一批技术领先、成长性强、市场前景好的中小企业。二是树立以“客户为中心”的产品和服务体系。一方面要创新定制化的金融产品服务体系。通过对标准化产品的灵活组合和拆分,创造出能够适应不同客户、不同时间、不同渠道的金融产品和服务。另一方面要构建“社交型”客户关系管理体系。利用大数据技术,全面整合内外部、多格式、多粒度、跨渠道的客户数据,实现对客户信息、交易行为、消费偏好等数据的深度挖掘和分析,精准识别客户需求和行为方式,提升客户服务的前瞻性、精确性和针对性。三是加快推动网络支付、网络融资、网络理财等业务产品创新。在网络支付方面,创新虚拟支付、授权支付、信用支付等多种支付模式;在网络融资方面,逐步建立互联网融资融券流程服务平台;在网络理财方面,在电子渠道加载理财、债券、外汇、基金等产品线,打造线上综合财富管理平台。 2、主动增强组织创新 一是主动应变,以竞合思维寻求与电商、第三方支付平台、电信运营商等的跨界合作,加快在移动金融、社交网络、网络融资平台等领域的战略布局,成为新的金融生态系统中协作共赢的一份子。二是要打破自下而上的银行层级管理架构,构建开放的、扁平化的创新平台,使基层员工的创新和创意能够直接到达总部或分行的研发中心,并可以通过适当的筛选和孵化机制,转化成现实的产品投向市场。三是发掘和培养复合型创新人才。在员工招聘和培养上要加强对金融专业人才的科技知识培训以及科技专业人才的金融业务培训。 3、充分重视风险创新 一是增强网络安全防范意识,全面看待当前网络技术进步带来的金融风险问题及诱因,增强风险防范意识和责任;二是选择先进的网络技术,不断提高金融网络的技术性能,构筑完整的风险防范机制,同时强化金融网络系统的风险评估,安全策略实施,运行控制、事后监督等功能,构筑全方位、立体式的风险防控体系。三是利用大数据技术,对客户的特征、嗜好、行为方式、状态等进行量化分析,提升风险管理的前瞻性和精准性,进一步提升风险预警和防范水平。 4、努力寻求运营创新 一是要搭建网络渠道与物理网点协同发展的多渠道营销体系,一方面重新定位物理网点服务功能,并精细区分物理网点服务功能于三种类型,即基础金融服务、客户体验中心、高端服务中心;另一方面在提升网络渠道交易占比的同时,推动网络渠道从交易渠道向营销渠道转型,整合门户网站、网上银行、移动终端等网络渠道,发挥电子渠道和物理网点协同营销效应。二是打造柔性运营服务体系,通过进一步挖掘云计算的潜力,实现前、中、后台有效分离,使得前台专注于客户关系管理,中台集中进行数据挖掘和客户行为分析,后台运营集中处理,兼顾前台灵活性和后台稳定性。三是加快银行运营管理系统的开发,进一步完善运营管理IT架构的整合。 [9] 郭全中:第三次工业革命带来七大影响[N].中国经济时报,2013-04-22. 工业行业论文:工业和信息化部关于加快我国手机行业品牌建设的指导意见等 工业和信息化部关于加快我国手机行业品牌建设的指导意见 本报讯记者从工业和信息化部官网获悉,近日工业和信息化部了关于加快我国手机行业品牌建设的指导意见,明确提出了手机发展的总体目标和主要任务。产业链相关个股将集体受益。 工业和信息化部表示,品牌是企业在市场竞争中的重要战略资源,是企业产品定义和设计能力、技术和商业模式创新能力、产业链整合能力、市场营销能力的综合体现。我国手机产销量均居全球首位,市场份额不断提升,产业体系日趋完备。自主品牌手机企业快速成长,市场竞争力明显提升,多家企业产销量跻身全球前列。但品牌影响力不强、附加值不高等问题制约着我国手机企业的进一步发展,加快提升产品品牌形象和价值正在成为行业的新追求。 工业和信息化部要求,各级行业主管部门、相关行业协会、企事业单位应从战略高度充分认识加快手机行业品牌建设的重要性和紧迫性,进一步加大工作力度,把手机品牌建设工作作为促进产业转型升级和发展方式转变、拉动居民信息消费的重要措施和长期任务抓好抓实。 文中指出,手机发展的总体目标是:建设企业主体、政策引导、多方参与、协调联动的手机品牌建设体系,形成有利于优势品牌成长、特色品牌发展的政策环境。手机产品的质量效益和市场表现进一步提升,在高端市场实现突破。手机企业品牌意识、产品定义和设计能力、技术和商业模式创新能力、产业链整合能力、市场营销能力显著增强,逐步形成品牌影响力和盈利能力达到全球领先水平的手机企业。 工业和信息化部将会同地方行业主管部门、相关行业协会和企事业单位,做好品牌建设的组织和实施工作,加强协调配合,推进品牌建设工作有序开展。指导意见的有利于国产手机行业的加速发展,更加促使国产手机在4G时代迎来弯道超车的机遇。上下游产业链也将受益,包括天线、芯片等领域的企业。(王沛霖) 天津年内完善十个物联网实验基地 本报讯 天津市加快推进农业物联网区域实验工程,今年内将完善10个实验基地建设,并筛选建设新一批实验基地。 农业物联网是指在大棚控制系统中,运用物联网系统传感设备,采集农业生产信息,实现对农作物生长环境的远程控制。天津市作为全国三个“农业物联网区域实验工程”实验区之一,已先后启动5个蔬菜基地、3个水产养殖基地和一个畜牧养殖基地建设。今后,天津将搭建一个农业物联网的综合管理服务平台,围绕蔬菜、水产养殖、畜牧养殖实施农业物联网工程建设,重点提升农业物联网平台在病虫害防治、农机调度、奶牛养殖等方面的应用效益。(卜娜) 美国消费电子制造领域投资激增 本报讯2013 年,美国风投向消费电子制造领域注资 8.48 亿美元,2012 年这一数字是 4.42 亿美元。2013 年,美国风投资本对消费电子制造领域的投资,有 31 笔交易达成。这是一个破纪录的数字,此前的最高纪录发生在 1999 年,当年消费电子领域投资达成交易 29 笔。 2013年得到风投的消费电子公司包括:生产便携智能设备的 Jawbone,生产无线音频设备、运动追踪手环和机顶盒的 Roku,相机创业公司 Lytro等。Google 32 亿美元收购了智能温控公司 Nest Labs,可穿戴相机制造商 GoPro 提交了 IPO 申请,计划上市融资 4 亿美元。(卜娜) “打击网络盗号”专项研讨会在京举办 本报讯 近日,“打击网络盗号,保护网民财产”网络安全专项研讨会在京举办。包括工业和信息化部、公安部、中国互联网协会、腾讯公司、金山公司,以及相关法律专家在内的嘉宾就“联合响应打击网络盗号”达成共识。 “互联网已经融入人民生活的方方面面,在促进社会经济发展的同时,人民生活却也遭受了来自钓鱼盗号利益集团的安全威胁。据相关数据统计,中国每年由网络盗号、钓鱼诈骗造成的经济损失高达数千亿元。”中国互联网协会秘书长卢卫表示,打击钓鱼盗号是全球性的重要课题,而当前中国互联网安全形势并不乐观。 中国互联网络信息中心的最新数据显示,74.1%的网民在过去半年内遇到过信息安全问题,总人数达 4.38 亿。根据腾讯统计,仅在2013年,腾讯电脑管家就为用户清除2.4亿次盗号木马,拦截了121亿次恶意网站,其中与盗号相关的就有18.15亿次,配合各地网监成功捣毁网络诈骗团伙150余个,总涉案金额超过千万元。 公安部部署开展集中打击整治网络违法犯罪专项行动以来,全国公安机关多警种合作,跨地域联动,先后查破涉网违法犯罪案件4100余起,抓获犯罪嫌疑人8700余名,打掉犯罪团伙210余个,为群众挽回经济损失1.5亿元。尽管如此,网络钓鱼盗号活动依然猖獗。 为彻底解决这一问题,腾讯拿出1000万元设立了扫黑奖励基金。腾讯安全实验室负责人马劲松分享了腾讯公司在打击网络钓鱼盗号方面的经验,并提出了“技术开放、资源共享、强强联合”的安全理念,获得与会专家的普遍关注和支持。 (王沛霖) 3D打印或将迎来发展高潮 3D打印是一项富有争议的技术,有人称它将引发第三次工业革命,有人则认为3D打印的能量被夸大了。《连线》杂志的主编克里斯・安德森就是3D打印技术的拥趸,他2012年底放弃工作了12年杂志的主编职位,转而投身3D打印产业,担任他在2009年参与创办的3D打印制造公司3D Robotics的CEO。安德森称“3D打印是一件比互联网更重大的事情”。而制造业大佬、鸿海集团董事长郭台铭则认为3D打印只是噱头,“如果真的是有用,那我的‘郭’字倒过来写”。 笔者认为,虽然3D打印无法替代传统的工业批量生产,但它在航空航天、汽车、教育、珠宝、医疗和娱乐等垂直行业都有非常大的发展空间。以航空航天领域为例,中航工业自控所正在用3D打印生产导航产品零件。这大大缩短了零件加工周期,总体工作量仅为传统方式的1/5。 近几年,3D打印技术成为调研机构的新宠。IDC最新的研究显示,从 2012 年到 2017 年,全球 3D 打印机市场将出现出货量和销售额的巨大增长,年复合增长率(CAGR)将分别达到 59% 和 29%。IDC 成像、打印和文档解决方案研究副总裁 Keith Kmetz说:“3D打印正在向实物打印转变,这是个千载难逢的机会。当前,传统打印技术日臻成熟,预测显示从2012年到2017年,全球3D打印机市场的出货量将增长 10 倍, 而2012年到2013年全球3D打印机市场的销售额增长了两倍多。”报告称,越来越多的传统打印机厂商将 3D 打印视为商机,并积极投身于此。惠普公司计划于 2014 年6月进入 3D 打印市场,而柯尼卡美能达即将签订的一份协议将使其能在美国销售领军厂商的3D打印机。其他打印机厂商也对在不久的将来进入这一有利可图的领域跃跃欲试。 目前,各种3D打印机的现场演示已经成为相关展览中的热点。国家相关政府部门和各产业园区对3D打印产业的关注甚至一度刺激了国内3D打印企业股价节节攀升。 世界3D打印技术产业联盟秘书长、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军预计,未来3~5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期。2013年我国3D打印产值接近20亿元,如果推进顺利,2014年翻一番肯定没问题,2015年则有望达到80亿~100亿元,到2016年产值将达百亿元。 当前,各领域对3D打印技术星星点点的应用正向我们昭示其前景。但它是否能像人们预期的那样引发第三次工业革命,还有待观察。所有新生事物的发展规律都是一样的,新技术的成熟和应用过程一定不会一帆风顺。就像当初人们看不到互联网能有今天的作为一样,当3D打印成为下一个“互联网”的时候,人们自然会感受到技术的力量。(王娟) 工业行业论文:延平区工业优势行业发展路径研究 摘 要:为推动“十二五”新一轮创业,正确认识和比较工业的优势行业,实现延平经济又好又快发展,本文从区位优势、贡献优势、集聚优势和带动优势等四个方面进行分析,选择出延平工业行业中综合优势比较明显行业,作为延平今后重点发展的产业,并提出发展建议,供有关各方决策参考。 关键词:行业发展;科技创新;研究 一、区位优势分析 本文选择主营业务收入指标构造区位商模型如下: 区位商(LQ)=某地区主营业务收入构成/比较地区主营业务收入构成。当LQ 1,表明某产业在该地区专业化程度超过比较地区平均水平,具有区位优势,LQ 1.5时,优势明显, LQ=1时,表明该地区某产业的专业化水平与比较地区相当, 根据2012年延平制造业数据对大类行业LQ值进行测算,结果显示:具有区位优势的行业依次有:木材加工及竹制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、食品制造业、非金属矿物制品业、农副食品加工业、金属制品业、塑料制品业、纺织业、电气机械及器材制造业、化学原料及化学制品制造业、纺织服装鞋帽制造业。 二、贡献优势分析 运用行业贡献率计算公式为G=LQ×F,式中:G为行业贡献率,LQ,F分别为该行业的区位商和产值构成百分比。 根据2011年延平制造业数据对大类行业G值进行测算。结果显示: 贡献率:G 10的行业有6个,按位次由高到低依次是:黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、食品制造业、农副食品加工业、纺织业、木材加工及竹制品业,贡献率:1 三、集聚优势分析 运用行业集聚指数理论构造的模型为:A=S/Q ,其中,S为考察期内某行业产值(增加值)的平均增长速度,Q为比较区域对应产业产值(增加值)的平均增长速度。集聚指数:A 1,表明该行业的发展超过考察区域的水平,A=1,表明该行业的发展与考察区域的水平相当,A 根据2012年制造业数据对大类行业A值进行测算,结果显示: A 1的行业有5个,依次是:饮料制造业、造纸及纸制品业、有色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业;0.6 四、带动优势分析 根据投入产出模型可得到计算公式为:DJ=∑bij×YJ,式中,DJ表示第j个工业行业对其他工业行业的总带动力,∑bij表示第j个工业行业对其他工业行业的消耗系数,YJ表示第j个工业行业当年的总产出。 根据2012年延平制造业产值数据对大类行业DJ值进行测算,结果显示:带动力列前十位的大类行业其生产规模也同处在行业的前十位,这十大行业中属于传统产业的有五大行业,如:木材加工及竹制品业、农副食品加工业、纺织业、食品制造业、化学原料及化学制品制造业等,因此,从行业的辐射带动作用看,目前延平传统工业的强势特征比较突出,黑色金属冶炼及压延加工业、电气机械及器材制造业、非金属矿物制品业、塑料制品业等对其他工业行业的带动作用也比较明显。 五、整体优势行业选择 经过综合分析,延平区制造业有六大行业整体优势明显(见表1)。 表1 延平2012年制造业整体优势行业 从表中我们得出如下结论: 1.以上12大制造业行业中,有的区位优势、影响带动力优势和社会贡献优势比较明显,有的在其中一个或两个方面的优势比较明显,因此可以作为今后一段时期延平工业的优势行业。 2.这些行业大致可以分为五种类型,第一类是以农产品为原料的传统加工业。这类行业有五个,即木材加工及竹制品业、农副食品加工业、纺织业、食品制造业、纺织服装鞋帽制造业;第二类是以矿资源为原料的加工业,这类行业有三个,即黑色金属冶炼及压延加工业,非金属矿物制品业、金属制品业;第三类是基础原料和基础产品加工业。即化学原料及化学制品制造业、塑料制品业;第四类是装备制造业,即专用设备制造业,电气机械及器材制造业。 六、做强延平工业的几点建议 (一)重视传统产业的发展。传统行业,如木竹加工业、食品制造业、农副食品加工业、纺织业、纺织服装鞋帽制造业等行业在延平有着相当雄厚的物质基础和技术优势,多年来也发挥了巨大的社会效益和经济效益,传统行业之所以能稳定发展到现在规模,说明有市场、有效益、有潜力。从分析中看到:这些传统行业大部分行业的区位商在1以上,集聚指数在0.6以上,贡献率在10%以上,带动值在20亿元以上,有明显的行业优势,因此对传统行业地位要有足够认识,要努力帮助企业进一步提升产品的技术含量,推进科技创新,提高传统产品的市场竞争力,发挥传统产业对经济和社会发展的支撑和拉动作用。 (二)关注重点产业壮大。通过行业优势分析可以看出,黑色金属冶炼及压延加工业、电气机械及器材制造业、专用设备制造业等三个装备制造业的区位商分别为2.58、1.35、0.67,贡献优势和带动优势明显,有较大的成长空间,且对于我区的工业化进程有较大影响,应当得到必要的关注;木竹加工业,食品制造业具有其资源优势,且其总体优势也较高,应通过资源整合和技术创新,充分考虑资源的开发和利用空间,避免资源浪费和无序竞争,加快产业集聚,形成整体规模竞争优势;服装鞋帽制造业,虽然有衰退迹象,但具有就业弹性大等特点,对缓解就业压力有促进作用,应予以扶持;塑料制品业,化学原料及化学制品制造业等行业尚有较大的市场发展空间,应做强做大,以提升产品的整体竞争力。 (三)推进工业科技创新。高新技术及其产业化是21世纪企业技术进步的方向和市场竞争的制高点,同时也将成为经济增长的重要组成部分。在这方面我区与发达地区差距较大,如通信设备计算机及其它电子设备制造业(区位商=0.38)和仪器仪表及文化办公用机械制造业(区位商=0.23)处于弱势地位。所以,要紧紧抓住国家海西发展战略的实施机遇,大力发展高新技术产业,把信息产业的优先发展摆到更加突出的位置,实施以信息化带动工业化。通过长期不懈的努力,将科技创新与高新技术作为推动工业经济新增长的最重要动力,实现各优势行业的持续发展。 (四)促进区域经济协调发展。一是要构筑区域投资环境,在软环境上,要建立包括资本、人才、项目进入区域投资保障机制,形成要素统一市场;在硬环境上,要大力推进工业园区以及通讯、信息网络技术设施建设。二要加强区域协作,以乡镇为原料生产基地,作为上游企业,充分发挥老工业企业的技术、人才、资金优势,不断开发出具有技术优势、市场优势的新产品,协调生产力发展布局,同时把传统工业、劳动密集型工业、配套工业和优势行业作为区域工业发展的主攻方向,调整产业结构,发展区域特色的支柱产业。 工业行业论文:济南市工业行业科技投入产出DEA效率分析 摘要:衡量科技投入和科技产出的指标众多,除了考察其投入产出的综合效率,还需要进一步分析不同指标及指标组合对综合效率的贡献。此外,研究不同工业行业的科技投入产出效率的分布特征,对相关部门因地制宜,制定适合工业行业长远发展的科技促进措施有一定的借鉴意义。文章以济南市工业行业为例,运用了数据包络分析方法(DEA)对其科技投入产出效率进行了全面评价,并通过层次聚类分析,掌握了DEA 技术效率在不同工业行业中分布特征,且根据研究结果提出了有针对性的措施和建议。 关键词:DEA模型;科技投入产出;工业行业;层次聚类分析 一、引言 关于科技的投入产出效率,国内外学者采用了不同的方法进行了广泛的研究,在各种评价方法中,数据包络分析(Data Envelopment Analysis,简称DEA)是目前主流的研究分析方法。我国已经有许多学者使用DEA方法研究全国或者各省市地区的科技投入相对效率问题,如孙善侠等[1]利用我国科技投入产出数据,采用DEA方法对我国从事科技研发的三大主要部门的科技投入产出状况进行分析,获得各部门使用科技投入的总体效率和规模收益情况的相关数据,并对各部门提高科技投入使用效率的途径提出建议。张前荣[2]运用DEA方法对我国各省域2004-2006年科技投入的总体效率、纯技术效率、规模效率和规模收益进行实证分析,并在此基础上利用改进的DEA模型对各省域的效率进行排序,可以为采取相应的政策措施提供依据,以促进各地区经济持续、均衡和协调发展。 在国外研究中,Bonaccorsi等[3]深入讨论了己经应用于R D系统效率评价的生产函数方法与生产前沿面方法,并介绍了基于二者无参数改进方法。Wei Meng等[4]利用DEA分析了我国基础研究的投入产出效率,研究得到中国1991-1996年基础研究效率有明显的提高,并分析了可能的原因。Abramo等[5]利用基于DEA的无参数定量分析方法对意大利高校的研究效率进行了评价研究。 针对山东省科技投入产出效率研究中,代富强等[6]使用DEA方法分析了2002年山东省17 地市的R D 投入产出效率;刘爱琴等[7]利用同样方法分析了2007年山东省17 地市的科技投入相对效率,但基本也是只使用了R D科技投入指标。等[8]是通过分析若干省市的数据,间接分析了山东省科技投入效率。 总之,DEA分析法是众多学者认可的一种方法,它能有效地评价研究主体的科研效率。但是,针对山东省的相关分析并没有构建完整的科技投入产出效率的评价体系,且无关于济南市科技投入产出效率方面的研究。因此,我们将采用此方法,对2011年济南市21个工业行业的科技投入产出相对效率进行实证研究。 二、研究方法――DEA模型 数据包络分析 (DEA) 方法是一种线性规划模型,通过使用DEA模型可得到相应的生产前沿,以评价具有多输入和多产出的决策单元(DMU,Decision making units)之间的相对有效性。第一个DEA模型,即CCR模型由Charnes, Cooper和Rhodes(1978)提出,后来Banker, Charnes和Cooper(1984)将CCR模型中规模收益不变(CRS,Constant returns to scale)的假定,改为规模收益可变(VRS,Variable returns to scale),从而得出了BCC模型。 此外,DEA模型均有投入导向(Input-oriented)和产出导向(Output-oriented)两种形式, 产出导向DEA模型指给定一定量的投入要素,求产出值最大; 投入导向DEA模型则表示在给定产出水平下使投入成本最小,两个模型是对偶关系。 假设对第j个企业而言,存在N×I的投入矩阵X和M×I的产出矩阵Y包含其所有投入产出数据。对应DEA模型,j表示决策单元,Xij表示第j个决策单元第i个投入,Yrj表示第j个决策单元第r个产出,λj表示第j个决策单元的非负权重。根据Farrell(1957),获得的θ值就是第j个企业的绩效,满足θ≤1。如果值为1,就是说明该点位于前沿面上,即为技术有效企业,针对每个企业都需要求解一次,最后获得各个企业的θ值。 从公式(2)和公式(1)的区别可以看出,CRS的线性规划问题可以很容易地被修改成适应VRS的问题,只需在公式(1)中加入一个凸集限制,即II×1λ=1。 此外,BCC模型引进了Shephard(1970)距离函数的概念,把综合技术效率(TE,Technology Efficiency)分解成纯技术效率(Pure technology efficiency:PTE)和规模效率(Scale efficiency:SE),三者之间的关系是:TE=PTE×SE 。BCC模型主要考察纯技术效率(PTE),纯技术效率反映生产中现有技术利用的有效程度,即在给定投入的情况下单个决策单元获取最大产出的能力。规模效率(SE)反映了生产规模的有效程度,即反映了各决策单元是否是在最合适的投资环境下进行经营。 综合上述分析,并考虑现实中,科技产出并不可控,因此,我们将研究目标设定为:在产出既定的情况下,如何通过调整科技投入,达到相对有效。既我们选取了产出导向型的BCC模型,拟应用STATA10.0计量软件中关于DEA模型的运算程序,来分析2011年济南市21个工业行业的科技投入产出的DEA技术效率。 三、济南市科技投入产出指标体系的建立 根据《济南市统计年鉴》中关于“科技”项目的相关描述,选取人力投入、资金投入和物质投入作为投入指标,并在产出指标中又细分为直接产出和间接产出指标(见表1)。人力投入指标采用科技人员构成中博士、硕士和本科学历的人员数。资金投入指标根据数据完整性和其性质划分为资金筹集、资金使用1和资金使用2,其中资金筹集采用政府和企业资金来源数额;资金使用1采用R D活动经费内部支出中按照活动类型划分出来的实验与发展经费支出与“实验与发展经费支出”对应的是“应用研究经费支出”,但后者对应各工业行业的数值基本为0,因此没有采用。以及按照活动性质划分的经常性支出和资本性支出;资金使用2采用了研究发展经费支出、新产品开发经费支出和技术改造经费支出。物质投入指标采用的是仪器和设备支出的数据。 产出指标中,直接产出包含了专利申请数、发明专利申请数、拥有注册商标数和形成国家或行业标准数;间接产出仅包含新产品产值一个指标。表1济南市科技投入产出指标体系投入 指标人力投入博士硕士本科资金投入资金筹集政府企业资金使用1实验发展经费支出经常性支出资产性支出资金使用2研究与发展经费新产品开发经费技术改造经费物质投入仪器和设备产出 指标直接产出专利申请数合计发明专利申请数拥有注册商标数形成国家或行业标准数间接产出新产品产值四、济南市工业行业科技投入产出DEA技术效率 基于数据的可获得性,选取了21个工业行业的科技数据进行分析。由于可选的科技投入和产出指标较多,使得不同组合的DEA模型结果不尽相同。因此,我们根据实际情况设定为9种不同的DEA模型,并计算出不同模型下对应21个工业行业的DEA技术效率(见雷达图)。并对不同模型中DEA技术效率进行聚类分析,以此探究不同工业行业的科技投入产出技术效率的分布特征。 3.不同效率模型的比较 综合图1和图2的所有分析结果,可发现两个主要特征: 第一,科技指标分布特征。对所有21个工业行业而言,其科技产出三个指标中,商标和标准产出效率最好,专利产出效率较差,新产品产出效率最差;其科技投入四个指标中,资金使用效率较高,资金筹集效率其次,人力投入效率排第三,物资投入效率最差。主要原因:首先,科技产出效率的排序可以反映出,一项专利或发明专利的申请要比一项商标或标准的申请更为困难,或者说技术含量更高,因此,专利产出效率要比商标和标准产出效率差。而新产品投入生产并产生较高的产出效率需要更长时间的检验。因此,在短时间分析中,新产品产出效率最差。其次,由于我们只分析了某一年度的截面数据,没有考查时间因素的影响。而在短时间内,资金投入对提升科技投入产出效率的作用最明显,人力投入和物质投入可能要依赖于更长时间的检验。 第二,行业分布特征。一般情况下,科技产出模型低效的行业,其科技投入模型也低效,如食品、印刷、有色金属、仪器仪表和电气机械等5个行业。比较特殊的两个行业是:电力、热力行业科技产出模型都无效,但科技投入模型中仅物质投入模型无效,其余4个投入模型都有效;电力、燃气和水行业电力、热力行业和电力、燃气和水行业的分类采用自《济南市统计年鉴》中相关描述。根据《中国工业统计年鉴》中的相关描述和《国民经济行业分类GBT 4754-2011》的分类标准理解,这里的电力、燃气和水行业应该为燃气和水行业。科技产出模型都有效,但科技投入模型中仅物质投入模型有效,其余4个投入模型都无效。产生这种现象的原因可能是:首先,这两个行业都属于垄断性行业,电力、热力行业每年都需要大量的基础设施的建设和研发投入,但短时间内科技产出效率较低;而电力、燃气和水行业,基础设施投入一定,只涉及每年的维护费用的支出,因此,相对而言,虽然该行业的科技产出短期有效,但科技投入明显不足,不利于长期发展。 (二)DEA技术效率的聚类分析 (1)科技投入有效、科技产出无效型。这个类型仅包含了电力、热力一个行业。其特征是在所有组合的科技投入指标中DEA技术效率都有效,但是在所有组合的科技产出指标中DEA技术效率都无效。 (2)科技投入无效、科技产出有效型。这个类型仅包含了电力、燃力和水一个行业。其特征是在所有组合的科技产出指标中DEA技术效率都较突出,但是在所有组合的科技投入指标中DEA技术效率表现欠佳。 (3)科技投入无效、科技产出低效型。这个类型仅包含了农副食品一个行业。其特征是在所有组合的科技投入指标中DEA技术效率都无效,在所有组合的科技产出指标中DEA技术效率都较差。 (4)科技投入低效、科技产出低效型。这个类型包含了食品、仪器仪表、印刷业、有色金属和电气机械等5个行业。其特征是在所有组合的科技投入和产出指标中DEA技术效率都较差。 (5)科技投入和产出都有效型。这个类型包含了剩余的13个行业。其特征是在所有组合的科技投入和科技产出指标中DEA技术效率都有效。 综上,我们发现,聚类分析的结果与前面DEA技术效率分析的结果基本一致。 表3DEA技术效率的聚类结果行业科技投入有效、科技产出无效电力、热力科技投入无效、科技产出有效电力、燃气和水科技投入无效、科技产出低效农副食品科技投入低效、科技产出低效食品、印刷业、仪器仪表、 有色金属和电气机械科技投入和科技产出都有效其余13个行业五、结论及建议 通过对济南市21个工业行业DEA技术效率的深入分析,我们发现: 在不同产出指标组合的模型中,大部分行业的商标和标准产出效率较高,但是专利和发明的产出效率较低,新产品的产出效率最低。这一方面与DEA模型只能分析截面数据有关,但另一方面也说明,大部分行业的在科技活动中仍存在急功近利,只关注短期成果的行为,这对科技活动的长期发展以及企业自身的长远规划都会产生不利影响。因此,政府及相关部门可以制定鼓励和保障企业的长期科研投入的措施,关注科技成果的原始创新和成果的后期转化,比如,减免相关科研活动的税费;协调相关科技项目的信贷支持;帮助相关科研人员的引进和安置;奖励相关科技成果,以及考核和监管相关科技活动过程的等等。 在不同投入指标组合的模型中,大部分行业的资金筹集和使用效率较高,但科研人员的投入效率较低,物质投入的效率最低。因此政府及相关部门可以创建创新人才的激励机制,制定各种人才资助政策,也可以在高校设立与科技产业相关的专业学科,实现订单培养;调整工业企业科研人员的结构,提高新产品开发"设计人员的比例;结合人才计划的实施,以工业科研项目带动工业科技人才的培养。 此外,由于行业自身特征决定了其科技活动的特殊性,因此,相关部门应该因地制宜,制定适合行业发展的科技促进措施。具体而言: 第一,针对垄断性行业如电力、热力及电力、燃气和水两个行业,要根据其生产周期长和高耗能高污染的特征,制定合适的科技衡量指标,有必要将有关环保和节能降耗的研发投入产出纳入考核体系。 第二,针对科技投入或科技产出效率都较低的行业,如农副食品、食品、仪器仪表、印刷业、有色金属和电气机械等6个行业,多数是劳动密集型行业,因此要注重调整其科技投入和科技产出的搭配比例,优化科研资金支出比例,优化科研人员的组成比例,做到物尽其用,人尽其才。 第三,针对科技投入或产出效率都较高的行业,应在加大科技投入的同时,更加关注科技投入更快更多地转化为现实生产力,加快形成科技产业化。 工业行业论文:关于赴湖北省机械行业协会学习考察湖北省机械工业发展情况的调研报告 摘要:本文就湖北省近两年的机械行业发展情况、存在的问题作了深入调查分析,在此基础上,对比分析了中亚、东欧主要国家在该行业的发展情况、市场容量、准入门槛以及技术壁垒等,提出加快我省初械工业向西”走出去”的政策建议。 1 我省机械工业发展情况 (1)生产经营整体保持平稳增长 2013年,全省机械行业共有规模以上企业3133家,实现主营业务收入8115.82亿元,居全国机械行业第八位,同比增长24.43%;实现利润总额588.89亿元,居全国第九位,同比增长19.37%;实现利税总额912.21亿元,居全国第九位,同比增长26.58%。根据一系列数据显示,我省机械行业保持了较快的增长速度。 作为机械行业龙头企业的东风汽车公司产销超过年初预期,超过历史最好水平,超过全国汽车平均水平。2013年,东风汽车公司销售汽车353.5万辆,继续稳居行业第二,同比增长14.8%,综合市场占有率16%。其中,在湖北产销汽车157.7万辆和160.1万辆,约占全省汽车产销量的95%以上,分别增长9.6%和12.1%。 (2)专用汽车发展情况 湖北作为我国三大传统汽车产业基地(上海、吉林、湖北)之一,在我国汽车工业特别是在商用车载货车领域占有重要地位。随州市作为湖北省汽车工业总体布局中的一个重要节点城市,已发展成为全国知名的专用汽车生产基地,2007年被中国机械工业联合会命名为“中国专用汽车之都”,专用汽车发展前景广阔。同时,我省的专用汽车行业也存在产能过剩、优秀技术缺失、行业标准不成熟等诸多问题。 (3)出口保持较快增长 2013年,全省机械设备出口44.08亿美元,同比增长7.8%,占机电出口总额的43.0%,占比同比提高1.7个百分点,出口额净增长3.2亿美元:机械设备出口额占全省外贸出口总额的19.3%,占比同比下降了1.8个百分点,在全省主要出口商品中位居第一。 (4)企业向西发展的意愿 湖北机械行业企业向西发展的意愿并不十分强烈,主要原因是:一是我省机械行业出口主要以零部件为主,生产规模普遍不大,产品竞争力有限,向外扩展能力有限;二是缺乏对中亚、俄罗斯及东欧市场以及投资环境等情况的了解;三是目前我国新疆等西部地区基础设施建设较为滞后,生产要素供给能力有限,劳务成本较高,将极大地增加企业的生产成本。 (5)机械行业发展中存在的问题 目前我省机械行业仍普遍存在产业结构不尽合理、产能普遍过剩、利润率不高、成本控制乏力、技术创新不足、专业技术人才缺乏、资金紧张等问题。 在向西开拓海外市场方面,机械企业也普遍存在以下几个主要问题:首先,在开拓海外市场方面,业内企业的理念还是较为滞后。大部分出口企业没有明确的,或者说系统的出口规划。基本上都是以定单为指向的,哪里有定单,哪里就有市场,把市场当成实验场。出口以后,企业也缺乏对市场的跟踪调查,产品也很少会有适应性改进。其次,产品的同质化导致同行业间产生不同程度的恶性竞争,互相打价格战,导致利润空间下降。第三,营销体系还是不完善,经过我们调查,只有极少数企业在一些主要市场有一些销售中心,或者服务网点,95%以上的企业或者95%以上的网点是通过当地商的网络进行销售和提供售后服务,很难为当地消费者提供到位的服务,也不利于企业及时掌握当地市场的反馈信息。 面对的上述问题,笔者认为我省应抢抓国家大力发展“丝绸之路经济带”这一战略机遇期,积极开拓向西市场,提升我省机械产品在中亚、俄罗斯及东欧等国的市场占有率;加大境外投资力度,加强技术合作,转移过剩产能,实现机械行业的科学发展。 2.“丝绸之路经济带”沿线国家对我国机械行业的市场需求分析 (1)中亚 中亚各国的机电、汽车市场缺口很大,需求较旺盛。中亚国家的机电产品严重落后,需要更新换代。由于多数中亚国家机械制造、电子产品基本上是空白,价廉物美的机电产品在此供不应求。不过,对机械产品的品种,中亚5国有其各自的需求特点。在汽车品种方面,哈萨克斯坦对自卸车需求大,因为当地的基础建设多。吉尔吉斯斯坦主要对载货车和油罐车有需求。乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦对厢式货车的需求较多,它们将车辆做成标准的集装箱车辆,在中国和本国之间从事运输。另外,农用机械在中亚国家的需求量很大,现在他们农耕使用的农用汽车、联合收获机、割晒机等工具,很多都是严重老化超期使用,不但噪音大并且耗油量惊人,更重要的是很多配件已经采购不到了,机器一旦出问题就基本报废了。此外,与很多中国用户有一分钱花一分钱的习惯不同,中亚国家的用户更倾向于贷款,这也是金融危机后当地政府限制贷款导致用户购买力骤降、出口下跌的重要原因。 (3)俄罗斯 俄罗斯对汽车行业的需求不断上升,但其需求有以下几大特点:一是随着居民收入的增加以及获取银行贷款日益便捷,俄居民消费需求重心向高档化转移,形成了对高价位车的稳定需求。其次,俄罗斯对汽车的技术质量认证越来越严苛,比如商用车出口俄罗斯须达到55项质量标准认证。随着中国出口俄罗斯的汽车数量剧增,俄罗斯汽车质量认证中心对中国汽车的认证要求越来越高,获取认证将越来越困难,其费用也将会攀升。第三,由于俄罗斯独特的道路条件及严寒的气候特点,对汽车所使用的材料都有特殊要求。第四,俄罗斯人的体形普遍高大,对汽车的外观设计也有不同的要求。 (4)东欧诸国 中东欧国家自身有基础雄厚的汽车产业,中东欧市场在汽车认证和法规方面的门槛很高,中国车企产品在技术上难以达标,导致我国整车的出口国主要集中在北非和中东地区,在欧美等发达国家市场基本没有出口。目前,东欧消费者对机械产品的需求特点主要有:稳定的质量及良好的维修服务体系、比同质量本土产品更低廉的价格、时尚的外观等等。最近,山东的农业机械在东欧市场反应较好,这也从侧面告诉我们,农用机械在中东欧有一定市场。 3.对我省机械行业向西拓展的建议 推进我省机械类企业向西发展要实现三个方面的转变:第一,将产品出口政策由贸易导向转向投资导向转变,鼓励企业将市场发展理念由单一产品出口转变为产品、技术、资本相结合;第二,引导企业从单纯进出口产品,向营销型企业转变,在出口产品的同时,配合好各项服务及品牌推广;第三,售后服务主题机构从依赖进口商营销网络,逐渐向自建服务体系转变。 1、探索西进发展的战略路径 建议相关部门制定机械行业整体西进发展的战略规划,对行业整体西进进行统一、有效的协调和规范指引。 2、引导企业做好向西市场的基础研究 重点引导企业了解向西市场产品的技术标准、制定优秀市场的目标规划、进入步骤,将转移过剩产能与开拓向西市场相结合,做好出口产品结构、海外营销服务网络及售后服务等的提前布局。 3、加快公共服务的平台建设采取多种方式加快出口基地等公共服务平台建设。 4、加强省内冶金企业的交流合作,加强国外政府机构,行业组织,企业之间的沟通,促进信息的交流。
煤矿安全论文:煤矿安全质量标准化管理论文 1系统所具备的功能 在建立一个煤矿安全质量标准化管理信息系统,需要系统具备以下几种功能: (1)该系统能够快捷方便地检索与煤矿安全有关的文献与条款,且能够随时查询各部门的奖惩、排名情况,从而为煤矿企业提供方便有效的信息,方便员工及时了解企业的情况。 (2)煤矿安全质量标准化管理信息系统能够让人易懂,这样就能使得该煤矿企业也能够自己动手操作,且能够简单操作。 (3)开发的系统简单易变,能够随着各种动态信息及时更新,并时常处于一个比较活的状态。 (4)该系统具有安全储存、检索以及管理各个部门的文件资料,能够做到随用随取。在设计系统的同时,还应该考虑一些可能的安全隐患,做到及时发现并处理。 2系统模式开发 目前,煤矿安全质量标准化管理系统采用的事一种以Web技术为基础的B/S模式,该系统采用这种模式具有以下特点: (1)在安装和使用时更为简便。当煤矿企业在安装系统时,不需要在不同的位置安装不同的程序,只需要安装通用的浏览器,打开浏览器就能够查询所需的信息,这样就简化了安装,节省了大量的工作时间,提高了工作效率。 (2)降低操作的难度,并能简单实现信息的。过去的C/S模式相对于现在的B/S模式,C/S模式要求煤矿企业员工具有良好的计算机基础,且这种模式无法实现信息的工作,这不仅需要企业对员工进行计算机能力的培训,还降低了效率。而现在的B/S模式只要求员工能进行简单的计算机操作。 (3)该模式还能简化系统的开发。B/S模式只需要将系统所需要的功能转移到Web服务器上,使得每个用户都能在系统允许的范围内查询和使用各类资料。 3设计系统的流程 (1)先给需要使用系统信息的用户注册一个独立的属于个人的账号以及密码,然后由管理整个系统的管理员对每个账户的权限进行设置。 (2)对不同部门进行权限管理后,生产部门的管理者能够利用自己的权限,将每个规划都上传到系统中,让每个员工能够清楚每个月取得的成效。 (3)将生产规划到首页,让各个生产部门的领导者能够浏览与自己任务相关的信息,然后将任务分配给各个工人去工作。制定一个合理的检查时间,及时对工作动态进行检查。针对检查情况进行记录,最后将记录的信息保存在系统中。 4开发煤矿安全质量标准化管理信息系统要注意的问题 (1)提高对建设煤矿安全质量标准化管理信息系统的认识。在建设煤矿安全质量标准化的系统前,对工作人员进行宣传教育,从而加强工作人员对保障煤矿安全的重视,让工作人员随时做好开展煤矿安全质量标准化的准备。同时,让员工认识到在煤矿工作中存在的安全隐患,最大可能地保障员工的生命安全。 (2)处理好煤矿安全质量标准化的工作。建设煤矿安全质量标准化的同时,明确分配好管理机构和管理人员的工作,管理人员还要明确安排好分管部门的日常工作,以带动他们积极建设煤矿安全质量标准化。在每一个工作岗位,安排合适的专业人员,定期对工作情况进行检查,并根据检查情况制定合理的解决办法,从而提高煤矿企业的运作效率。 (3)合理分配煤矿安全质量标准化建设的职责。煤矿企业在建立煤矿安全质量标准化建设的同时,认真落实各部门的管理职责,还可以成立各个领导小组对每一步的工作进行分配、监督以及管理。各个小组还可以根据该小组工作的情况建立自己组内的工作机制,认真开展煤矿安全质量标准化的相关工作。 作者:马根瑞 单位:同济大学 中煤科工集团工程科枝有限公司 煤矿安全论文:小型煤矿安全生产管理论文 1全国小型煤矿安全生产管理现状 由于小型煤矿普遍存在矿井规模小,地质条件复杂,装备条件差,职工文化水平低,专业技术人员缺乏,体制不健全,抵御风险能力差等不利因素,给企业安全管理带来了难度。尽快解决好诸如治理违规不彻底,宣传教育不全面,责任不明确,职工自我约束能力不强,没有长效机制等影响安全生产管理的重大问题,是确保煤矿安全生产的前提。 2王庄煤矿安全生产管理现状及原因分析 王庄煤矿近几年消除了死亡事故,但是大小工伤事故仍然时有发生。分析认为,因井下地质条件差引发的事故所占的比例较小,因思想松懈、违规操作、疲劳作业、自我保护意识和技能缺失等主观因素引发的事故占较大比例,而且其中大部分事故是可以避免的。主要原因在于部分干部职工未从思想上充分重视,没有居安思危的忧患意识,没有处理好安全与产量的关系。 3对策 3.1统一思想,落实责任 同样的矿井中,为什么有的区队能安全生产,有的区队却屡次发生事故?同样是矿工,为什么有的下了一辈子井都平安无事,而有的却经常出问题?思想认识高低和工作责任是否落实是根本原因。思想重视了,工作到位了,实现安全生产是完全可能的。落实安全生产责任制是搞好安全生产的重要保证。通过责任制的落实,可以增强各级管理人员抓好安全管理以及一线员工遵章作业的责任感、使命感。各级责任人必须对本部门的安全生产和安全目标负责任,要形成由下至上逐级负责的综合体系。正常工作中,员工按责任制履职,出现事故、违章等异常,按责任制进行追究考核。 3.2分清主次,突出关键 煤矿的安全涉及到企业的生存和发展,也关系到职工的切身利益。小型煤矿的管理者必须清醒地认识影响企业安全生产的各类因素,分清问题的主次。哪些因素必须立即解决,哪些因素必须从根本上彻底解决,如顶板管理、瓦斯治理、防排水等工作必须严肃对待,严格按安全措施施工。 3.3创新管理,奖罚分明 任何管理都离不开具体制度,而有了制度就必须执行,才能产生实际的效果。在健全管理制度的前提下,企业必须制定切实可行的安全管理监督和绩效考核制度,强化监督意识,确保相关制度在实际工作中落实效果的跟踪、验证和考核,提高执行力。监督重点应放在一线干部职工身上,确保规程和制度落实到位。如果发现隐患,就必须要求管理部门采取措施,尽快排除,并运用经济处罚手段,使责任保山吸取教训,避免类似问题的发生,做到执行制度必严,违反制度必究。那些安全工作做得好,事故率较少的基层单位,应用经济和精神荣誉相结合的办法予以表彰奖励。只有这样,才能把握管理的主动权,降低事故率,使企业从事故的偶然变成安全的必然。 3.4加大投入,人机并重 小型煤炭企业普遍机械化水平不高,有些甚至还延用比较原始的采煤工艺。先进的装备就好比“硬件”;广大煤矿干部职工就好比“软件”。随着科学技术的不断提高,现代化的采煤装备成为成熟的工艺装备可供我们选择,先进的“硬件”装备将在煤矿安全生产中起到革命性的作用,小型煤矿企业一定要抓住机遇,加大资金投入,迅速实现“硬件”的升级换代。然而,同样的装备,不同的操作者使用,会取得完全不同的效果。实践证明,“硬件”仅仅是搞好安全生产的基础条件之一。在抓好“硬件”的同时,也不能放松“软件”建设。要深化安全管理,注重职工培训,提升职工队伍安全素质,把“硬件”与“软件”有机结合,才能取得良好的安全效果。“软件”在煤矿企业中指管理人员、一线职工,特别是特殊岗位人员。提升“软件”的水平需要靠教育培训实现。一是安全生产法律法规、管理制度以及安全知识等的培训,这是作为煤矿职工必备的知识和技能。二是注意方式。你讲我听是传统方式,时间长了,授课老师和职工难免感到疲倦,如果采用多媒体展现、有奖问答等职工乐于接受的形式,让职工有新鲜感,职工才能真正领悟其中的道理。三是突出重点人员教育。对重点人员、特别岗位的特殊“软件”要依法采取强制教育、规范管理的手段,增强他们的安全意识和技能。四是要做到常抓不懈。安全教育只有起点,没有终点,要建立长效机制,结合企业阶段性工作重点,针对性、循环式地开展安全意识和技能培训。 3.5亲情感染全员参与 安全管理水平的提高光靠制度约束不够完善,家庭亲情的参与,情感的投入是有益的补充。在会议室设立宣传牌板,把亲人的祝福写在照片下面,提醒职工牢记亲人的嘱托;在生日会、座谈会上,要不遗余力地向职工宣传;开展安全共保活动,定期向职工家属发出共建倡议书,号召家属发挥好安全第二道防线的作用,真诚邀请家属参加到安全共保活动中来。 作者:周劲松 单位:扬州市矿务局王庄煤矿 煤矿安全论文:基于WebGIS的煤矿安全生产管理论文 一、WebGIS系统发展现状分析 WebGIS技术则不同,以RDS组件作为访问终端,用户经HTTP协议允许的情况下,才能进入系统的数据库,获取既定信息。从这一方面来讲,WebGIS技术更倾向于业务访问,并且能够很好的保护数据的完整性和及时性。在网络服务器中,WebGIS系统会根据用户的数据请求,选取可用组件,并通过统一的翻译程序,将请求信息传送到数据处理终端,以规范的形式呈现在浏览器中。一般情况下,工程设计人员会选用三层B/S/S模式的WebGIS系统,因为这种系统可以增设多个访问限制,将数据按分类特征存储到系统数据库中。由浏览器、数据处理器、服务器、互联网平台构成的WebGIS系统,不仅可以扩大用户检索信息的途径,还能提高数据信息的延展性。 二、系统设计 2.1系统框架设计 WebGIS技术在互联网环境中,其数据的运行速度非常快,能够在多个功能模块中穿梭。在系统程序中,各层级对信息数据的处理功能各不相同,如数据层主要负责监测信息校对、核查、搜集;逻辑层由.cs文件和.dll控件组成,主要负责信息的统计、分类、分析;显示层主要负责翻译信息,按照工程人员的需求,将信息转化成以符号、图形、图像为标准模式的数据,显示层还会增设页面文件和自定义控件,以增加工作人员对语言的设计能力。 2.2工作原理 通过对上文内容进行系统分析可知,无论是Server系统还是Service技术,其工作原理都是将信息存放在安全位置,增设访问屏障,工作人员与系统校对访问密码,成功解除限制协议之后,访问者可以采用局部访问的形式,访问各类数据信息。Server系统的工作原理。 2.3系统详细设计 煤矿生产地区的地形复杂,地理环境、施工环境、地质形态变化万千,地质信息和施工技术应用情况组成了非常复杂的“数字煤矿”。因此,工程人员需要具备读懂这些“数字”的能力,只有这样,才能有效掌控各煤矿生产阶段的工程内容,做出正确的管理决策。一般情况下,Server系统是煤矿管理的决策优秀,复杂监督煤矿生产全过程、处理工程数据信息、提供调度指挥服务等。任何有关煤矿信息的数据,都需经过专门的监测、测量仪器传送到数据中心,经专业管理人员分析、处理,将这些空间信息、状态情况转换成可用信息,呈现在浏览器上。 三、Server系统实现 数据按照多种级别种类储存,其数据信息势必会存在交叉、干扰现象,因此,为帮助Server系统妥善完成数据处理工作,煤矿企业会将煤矿生产数据流分为矿级和局级两大类,两个工作流在Server系统中,其信息的交互性是有明确设定的,管理者需要依靠WebService技术,将两部分数据汇总到一个数据平台中,再由分布式远程管理技术将两部分信息有机的融合在一起,组成指定信息。由此可见,在煤矿安全生产管理信息系统中,用户对系统提出数据请求后,WEB服务器通过遍历各矿服务器获取想要的数据,并返回到客户端浏览器。这种分布式远程管理技术速度快,数据没有冗余。 四、结论 通过上文对煤矿安全生产管理系统进行系统分析可知,安全性非常高的权限设置、便捷的数据处理操作流程、统一的信息翻译规范,是Server系统和WebGIS技术在煤矿生产安全管理系统中突显应用价值的重要保证。 作者:张红兰 单位:北京京北职业技术学院 煤矿安全论文:CAN总线技术煤矿安全论文 1CAN总线与煤矿安全监控系统 CAN为串行通信协议,可有效支持分布实时控制,体现出较高的安全等级。CAN应用系统的设计要以CAN技术规范为基本依据,在任何两个基于CAN总线的仪器之间建立兼容性,对传输层进行规范定义,在周围各层当中将CAN协议的作用充分发挥出来。CAN的主要特点体现在以下几个方面:(1)多主工作方式,即网络上任意一节点在任意时刻均可向其它节点主动发送信息,各节点之间不存在主从关系;而报文标识符方面,CAN可以将各个节点分为不同优先级,可更好满足不同的实时要求。(2)CAN采用非破坏总线仲裁技术,该技术可以保证网络在负载较大的情况下保持稳定性;直接通讯距离可以速率低于每秒5kb的状态下达到10km。(3)由于报文采用的是短帧结构,故不易受干扰,传输时间短;CAN总线驱动器电路决定了网络中的节点数。(4)CAN每帧信息均有CRC校验及其它检错措施,这些可靠的检错措施组成了系统可靠的错误处理及纠错机制。即使错误非常严重,CAN也具备自动关闭输出功能;发送的信息遭到破坏后可自动重发。由此可见,与一般的通信总线相比,CAN采用了许多新技术及新设计,体现出较强的可靠性、实时性及灵活性。在煤矿安全监控管理中应用CAN总线技术,可以实现对任意一路CAN任意节点的检测、配置、组态,系统中的传感器、控制器、执行器均为互相独立的节点,真正做到分散控制、互相通信。 2基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统设计 基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统共包括三大部分,即煤矿安全监控智能决策与管理系统、矿井网关及多矿井分布式监控子网络,下文分别进行介绍: 2.1煤矿安全监控智能决策与管理系统 煤矿安全监控智能决策与管理系统采用实时在线智能管理控制系统—因特摩系统来实现,其将包含了专家系统、智能搜寻器、自动机器翻译及计算机视觉等技术的智能系统与因特网、通信技术、自动化技术、实时数据处理技术及数据库技术等结合在一起,实现对工业生产现场的智能监控。在煤矿安全生产中应用因特摩技术,可获取更多事故预报的私有知识,以起到预报事故的作用,为安全生产管理者提供更多的参考信息,提高决策管理的针对性,将事故控制在萌芽状态。该模块包括分站监控机、主监控机及分布式系统,井下数据采集系统主要负责采集工作现场的实时数据,经网关提交至各分站监控机智能决策及管理系统,分站监控机分析后,将处理过的信息提交至主监控机与服务器,最终得出相关决策及措施,对应设备接收到相关控制信息后做出反应,实现矿井安全的智能决策与管理。 2.2矿井网关 矿井网关的主要作用是连接以太网及CAN总线。此处采用AT75C220芯片,该芯片具有两个以太网接口,并具备语音处理功能;该芯片嵌入网关,CAN总线通过网关连接以太网,由此可见,该模块中AT75C220处理器是关键部分。该芯片具有双MAC以太网端口及桥接器,用于连接以太网,其DSP语音处理功能可在以太局域网中接入电话。CAN控制器选择菲利浦公司生产的SJA1000、PCA82C250,其支持CAN2.0B通信协议,可实现对总线的差动发送及对CAN控制器的差动接收。以太网TCP/IP协议与CAN协议的转换是通过AT75C220芯片在网络层完成的,并通实现以太网与CAN总线网络的通信及互联。以太网接收IP包,拆包后取出数据,再按照CAN通信协议重新组成帧,发送至接入设备。通过该网关即可实现CAN总线设备与以太网的通信。 2.3井下分布式控制子网 井下分布式控制子网是整个煤矿安全监控系统的优秀部分,其包括数据采集系统、各类控制设备及报警设备及分站监控机通信系统。数据采集系统的主要作用是对井下生产及工作环境进行监测,获得原始的现场数据,分站监控机通信系统的主要作用是将井下现场采集的数据与设备的运行状态信息传输至井上。通过单片机、独立CAN控制器所组成的接口模块,井下数据采集设备、各类生产设备、安全设备、控制设备及报警设备等才可实现与CAN总线的通信。井下数据采集设备采集各安全指标模拟量及各个开关状态量后,再通过CAN通信及接口模块将这些数据发送至CAN总线;此外,通过CAN通信及接口模块,井下生产设备及安全保障设备实现了与CAN总线与现场控制及报警器的连接,以便实时监控设备的运行状态。 3结束语 总之,现有煤矿安全监控系统存在设备通信协议标准不统一、系统扩展及升级能力差的特点,CAN是一种有国际标准的现场总线技术更好地解决这一问题,实现了在监控节点多、分布广、监控距离远的情况下保证监控系统实时性的煤矿安全管理要求。 作者:李志勇 单位:天地(常州)自动化股份有限公司 煤矿安全论文:监测监控系统煤矿安全论文 1煤矿安全监测监控系统存在的问题 1.1监测监控系统人员安全意识单薄 一方面,煤矿企业内部的管理体制不健全,思想教育宣传工作不到位,对职工的物质和精神生活关心程度低,尤其是对于公职人员思想政治工作放松等等。企业和家庭没有营造有关安全生产的氛围以及政府对安全教育的监管和投入有待加强;另一方面,煤矿工作人员安全意识薄弱,没有将“安全第一”这根细弦绷紧,在实际的工作中总是存在侥幸心理、投机取巧的心理,图省事,不想麻烦,贪近利,而且有些老员工认为自己已工作多年,有着丰富的经验,居功自傲,不将企业的管理放在眼里,习惯对待新问题,不按照严格的操作流程办事,无视全部知识和操作技能,这是造成事故发生的一个重要因素。 1.2安全监测监控系统的设备落后 系统的主要传感器,如甲烷传感器,在经过多年的技术完善,稳定性和实用性已有了大的改善,,但是在实际的应用中还是出现了许多问题。如:在井下瓦斯涌出量大的情况下黑白元件反复被有害气体冲击,造成了零点漂移并使其催化性能降低,黑白原件加速衰老,抗高能冲击冲击性变差造成了原件使用寿命低、稳定性差、误差率较高等现象:抗中毒性能差;载体催化元件制作工艺较低。例如:前几年对福州煤矿监测系统的排查中发现,其使用的是我国第一批KJ系列监控系统,由多家科研单位开发,其数字化监控系统,也是有不同企业和机构完成的,设备比较落后。 1.3安全监测监控系统的针对性较弱 监测系统的安全性问题,虽然在理论上是一回事,但在实际的操作过程中会受到许多条件的限制,如地理环境、开采的条件、岩力学性质、开采的工艺等因素的影响,因而对煤矿安全监控检测的分析要实现地域、地质的针对性研究,难以实现对于监测监控的准确度,难以实现安全保证。例如山西煤田的地址结构较为复杂,地质结构为倾斜的薄煤层,稳定性极差,使得山西煤田的开采量较低的情况,生产力只能打到5万、6万,但是按照相关产业的规定,每个矿井只能布置“一采两掘”。为了应付上级的检查,监控点就设置在这个地方。在实际的操作过程中,由于开采条件较为恶劣,因而多个采矿工作面被隐蔽起来,但矿井恰恰在井下工作人员密集的地方因不符合相关规定而不布置监控探头,这使监测系统的针对性没有得到体现。 2煤矿安全监测监控系统的解决措施 2.1加强监测监控人员的安全意识 针对监测监控人员的自身素质方面的缺陷,由于他自身原因和外部原因的存在,在实际的企业管理中,应对监控方面进行严格的规定,明确职责,使每个工作人员树立“安全大于天”的观念,加强工作人员的岗前培训,使他们掌握正确的操作规范,确保他们严格遵守这些规则,当然实际的培训不仅包括理论培训,还包括现实中的技能培训,将理论结合实际,使监测监控人员提升安全意识。如:开展每周的思想教育课,宣传安全思想;组织队伍到工作者的家里了解他们的物质和精神追求,使他们在实际的工作中不再担心家里的一切,安心工作,免后顾之忧。 2.2建立监控系统 由于我们的监测监控设备有其自身的弊端,因而我们运用现代技术,相应地建立一套监控系统。派遣工作人员轮流值班,可以有效的提高工作效率,另外,我们要做好煤矿检测设备及档案的相关管理,时时关注设备的使用情况以便进行必要维护。设置专业的维修人员,定期对设备进行维修,确保监控系统的正常运转并对煤矿的瓦斯监测数据进行记录,绘制图表,确保工作人员的生命安全。 2.3提高监测监控系统的设备性能 设备既然落后,那安全性能就无法保证。科研机构需研制高性能的瓦斯传感器,寻找一种解决系统兼容性的途径或指定相关的准有技术标准,对检测系统的推广意义重大;甲烷传感器的安装地点的环境湿度较大,建议每个矿井备用一个甲烷传感器,而且必须定时检测维修,进行干燥处理;岩巷破爆以后,传感器应及时撤回,并且距离也有一定的规定,即不小于50米,避免爆破震动损坏传感器;要定期擦拭风速传感器横杆,确保测量值的准确性。例如煤矿在用的监控设备的原制作单位取得MA标志后,与矿长积极协商,制定方案,对系统进行改造,重点在于;一是统一采用显示格式的系统软件,二是如果配置稳定性在15天以上的传感元件或传感器等关联设备,严禁使用未经国家授权的安全生产监测机构进行安全性的监测。其工作在2016年之前完成,如果还有未取得新的MA标志的,就应该淘汰掉,在此之前,用系统的制造厂家继续为煤矿厂提供备件因而设备的性能对其监测监控系统十分关键,我们要提高创新精神,努力研发新的技术,生产新的产品和软件,使这些更好的应用到煤矿的监控工作中去,将那些落后的设备淘汰,新设备做好定期的监测和维修工作,为安全监测监控工作提供保障。 3结语 总而言之,煤矿安全对于煤矿工作者的人身及财产安全有着至关重要的意义。我们分析出来实际的煤矿工作中存在的一些问题,重点分析了安全监测策略,从监控制度、监控系统以及监控人员的素质几个方面出发进行仔细探讨,找出行之有效的方法来应对这些弊端,实行监测监控各个矿井的安全情况,随时调度指挥生产,从而避免煤矿安全事故的再度发生,保障工作人员的人身安全,提高煤矿生产的安全性,实现企业的可持续发展,对于煤炭企业的安全文明、文明生产、科学生产具有十分重要的意义。 作者:景春茹 单位:兰州煤矿设计研究院 煤矿安全论文:煤矿安全管理计算机信息论文 1我国煤矿安全生产现状及存在的问题 社会经济的不断发展,煤炭需求量日益增加,煤炭开采量也日益增多。而在经济高速发展的背景下,存在的是一系列安全隐患。煤矿的经济效益是毋庸置疑的,但在效益的背后是严重的安全隐患问题,使得矿厂工人的生命安全得不到有效的保证,矿难灾害也使得许多家庭家破人亡,直接影响到我国和谐社会的稳定与发展。据报道,全国平均两三天就会发生一起矿难,暴露出其中存在的一系列问题。煤炭产业集中度不够,生产力水平低。安全意识薄弱,法制观念不强。法律、法规和技术标准体系不配套、不完善。安全生产投入不足,基础薄弱,安全管理科技相对滞后,不能为安全生产管理提技术支撑和保障。 2信息技术在煤炭企业安全管理中的应用 煤炭安全生产中,灾难预警、隐患查询、应急准备等都会影响到煤矿的安全生产,这些内容十分复杂,如果用人工统一调查、处理是非常麻烦的,而用计算机信息技术对各项数据进行汇集处理,走信息化管理道路,执行起来是异常简便的。运用计算机信息技术对企业进行管理省去了人工成本,并且结果紧密,错误率较低,可以增强企业的安全管理水平,减少事故的发生率。 2.1瓦斯安全监测系统。 瓦斯爆炸是煤矿安全事故产生的重要原因,建立瓦斯监测系统可以及时了解瓦斯安全事故隐患,保障煤矿安全生产。瓦斯监测系统主要有地面中心站、传感器、井下分站、传输设备几部分组成。地面中心站是一个有打印机、显示屏、计算机、模拟盘组成的管理平台,能及时显示各种存储、监测参数,并对监测结果进行处理,对超过监测范围数据及时报警,为决策与应急处理提供依据;传感器包括温度、负压、风速、瓦斯等多种传感器,它是煤矿监测系统的重要组成部分;井下分站主要负责井下信号采集,然后将采集到的信息传输到地面中心站;传输设备有应用电缆与调制解调器组成,主要负责各种数字信号的传输。 2.2矿井通风网络监测系统。 矿井通风监测系统也是有传感器、井下分站、传输设备地面中心站等几部分组成。矿井通风监测系统的优秀是计算机模拟技术、网络技术、仿真技术等,它可以对矿井通风设备、方式等进行监测,对通风安全性进行动态模拟与评价,及时发现通风系统中的漏洞。矿井通风监测系统实现了矿井通风数据的动态化监测,通过计算机采集风压、风速等动态参数实现了智能化分析、处理,为煤矿通风系统建设提供了可靠地信息依据,可以实现灾变时期风流控制与救灾决策科学化。 2.3矿井矿压监测系统。 矿压监测系统主要有传感信号采集、信号转化处理、传输设备、地面计算机几部分组成,其监测设备与瓦斯监测设备相同,都是通过对监测点的存储参数、矿压监测值的动态监控来获取数据信息。其中传输设备包括通讯电缆、调制解调器等,有着信号传输媒介的作用矿压传感器一般采用的是液压支架压力信号,通过采集数据监测的的信息来实现总体数据的监测,如果数据超过限定范围时系统会自动转入紧急状态,并自动报警。 2.4井下安全考勤系统。 井下考勤系统比较简单,主要由入井与出井点的考勤机、通讯线、计算机组成,它能及时掌握井下出勤人数、工作情况。通常,井下安全考勤系统有金属片打卡与矿灯灯头打卡2种方式,前者的考勤点多在地面井口,而后者的考勤点多在井下。当工作人员作出违规行为时,系统会自动发出警报,而领导层在可以根据反馈信息及时作出决策,从而有效减少安全隐患和突发事件的发生。 2.5系统用户层的结构与功能。 系统用户层直接面对的是生产技术层与管理层,生产技术层的功能是对煤矿日常生产进行指导,并将相关信息向上级领导汇报;管理层主要包括煤矿管理层与集团公司管理层。前者需要煤矿安全管理系统提供各种安全生产数据,为安全生产管理提供决策依据;后者是以图形数据、报表数据、监测数据为依据,对安全生产现状进行分析,并作出各种管理决策。 3计算机信息技术在煤矿安全管理中的展望 信息技术应用已经成为保证安全生产的必然趋势,但计算机信息技术在企业安全管理中的普及率还比较低,如何让煤炭企业接受信息化管理也是我们所面临的重要任务。如今,我国大力推广信息技术在煤炭安全管理中的应用,为此,我国颁布了众多法律法规及一系列政策,大力宣传信息技术的重要作用,并加大对企业计算机信息技术的指导与投入。为进一步促进信息技术的广泛应用,现提出几点建议: 3.1建立健全计算机安全生产信息化体系 推动重特大安全责任事故动态管理系统,将煤矿的安全管理真正纳入到信息技术管理系统中来。 3.2建立健全企业信息化机制 加强对数据的检查和管理,根据数据行事。加强安全生产的监察力度,提高安全系数,增强管理水平。 3.3建立互联网机制 进行各地区矿业信息共享制度,提高和加强省市单位对煤矿企业的服务力度、行政审批速度,加强信息的共享服务,提高煤矿企业的自我风险意识,对隐患问题要及时解决,并通知各地区矿业,做好防范准备。 3.4倡导建立业务生产、功能模块和人机互动等诸多模块为基础的国内煤炭管理一体化平台 从全国范围加强煤矿安全管理中的计算机信息技术的采用,实现煤矿企业向集团化过渡、安全生产真正做到协同作战,满足远程操作和异地办公的信息化要求。 3.5进行有效的统一调度制度 信息技术科学化是领导决策的重要依据,只有依据计算机信息技术进行决策,才能准确快速的找到问题并解决。在领导进行正确决策后,工作人员应及时执行,做到上通下达,防范于未然。煤炭作为发展的重要能源,为经济发展提供了不竭的动力。但往往机遇与挑战是并存的,煤炭企业如何在安全的前提下保证自己的发展,杜绝灾难事故的发生是值得我们学习的。通过论述可以了解到计算机信息技术对于煤矿安全管理的重要作用,随着计算机技术的不断进步,煤炭企业进行数据信息化改革的脚步已经刻不容缓。科学技术作为企业发展的第一生产力,将计算机信息技术与煤矿安全管理相结合,必然减少灾难事故的发生,保证矿井工人的生命财产安全,推动煤炭企业高速发展。 作者:霍晓晨 单位:古莲河露天煤矿 煤矿安全论文:隐患排查煤矿安全论文 1危险有害因素辨识 1.1危险有害因素定义 危险因素是指能造成人员伤亡或对物造成突发性损害的因素,有害因素是指能影响人的身体健康,导致疾病,或者对物造成慢性损伤的因素。通常情况下,二者并不加以区分而被统称为危险有害因素。辩识危险有害因素应该遵循科学性、系统性、全面性、预测性等原则。危险有害因素的辩识是事故隐患排查、事故预防的基础数据依据。 1.2辨识方法 危险有害因素的辩识一般可以采用直观经验法和系统安全分析法。直观经验法是指有先例、有以往经验可以借鉴的辩识方法。对照有关法律、法规、标准、作业规程或依靠辨识人员的观察分析能力,借助于经验和判断能力直观地分析危险有害因素。该方法简便、易行,但受辩识人员的知识、经验和所收集资料的限制。为此煤矿常组织专家提前进行评议并编制隐患排查检查表,根据检查表进行逐条排查。直观经验法还可以利用相同或相似系统、相似作业条件已有经验及事故统计数据对评价对象进行类推、分析危险有害因素。系统安全分析法是指利用系统工程的方法分析生产工艺系统,识别各个生产环节存在的危险有害因素。 1.3煤矿危险有害因素辨识 煤矿是一个复杂的系统工程,一般由采掘系统、通风系统、瓦斯防治系统、水害防治系统、粉尘防治系统、火灾防治系统、供电系统、运输系统、安全监控系统、灾害避灾系统、职业病防治系统等组成。煤矿整个系统覆盖的众多学科,需要综合分析才能够有效识别危险有害因素。依据《企业职工伤亡事故分类》(GB6441—1986),结合煤矿因物、引发事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等,将煤矿的危险有害因素分为15类。 2安全隐患的排查 2.1安全隐患的形成 安全隐患是指可能造成事故的直接原因,煤矿若违反安全生产法律、法规、标准、作业规程和安全生产管理制度就会形成物危险状态、人的不安全行为和管理上的缺陷。危险有害因素与隐患是两个既有联系又有区别的概念,在安全管理工作中,危险有害因素控制和隐患排查总是联系在一起,对危险有害因素控制,实质就是消除其存在的事故隐患或者防止其出现事故隐患。在生产过程中对危险有害因素控制失效就会形成隐患。 2.2辨析隐患与事故 事故隐患形成后,不采取有效措施排除或者控制隐患,就会因触发事件导致事故。隐患是导致事故的直接原因,但可以通过隐患排查,及时发现隐患,及时排除隐患或者控制隐患。如上区段采空区存在积水,相邻下区段准备前没有探清积水线,警戒线设置不合理,保护煤柱厚度设置不合理,从而导致下区段采面存在透水的隐患。若在下区段掘进过程中,没有采取有效措施排除隐患或者控制隐患,就会因误穿采空区或者因保护煤柱承受不了水压导致透水事故。 2.3事故树分析 事故树分析法是安全系统工程的重要分析方法之一,它是从要分析的特定事故或故障开始事件(顶上事件),层层分析其发生原因,直到找出事故的基本原因,即事故树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件,它们的数据是已知的或者已经有过统计或实验的结果。它能对各种系统的危险性进行辨识和评价,不仅能分析出事故的直接原因,而且能深入地揭示出事故的潜在隐患。隐患排查需要从人、机、环、管4个方面入手,全面分析各个部分存在的隐患。安全隐患的排查可以通过事故树进行分析,层层分析存在哪些危险有害因素,分析隐患形成的基本事件,计算最小事故树的最小径集和最小割集,从而排除或者控制隐患。通过对掘进工作面透水事故进行事故树分析为例,介绍如何采用事故树分析排查隐患依据最小割集的计算结果,掌握顶上事件发生的各种可能,在排查隐患时就可以从最小割集的基本事件入手,准确快捷排查各种隐患。 3安全隐患的消除与控制 3.1本质安全消除法 采用本质安全化方法,优化生产系统,提高技术水平,改进生产工艺,避免隐患出现。在生产管理过程中,首先辨识出危险有害因素,分析构成安全隐患的基本事件,在设计阶段就避免发生这些基本事件。如煤矿井下掘进工作面瓦斯浓度超限,形成重大安全隐患。在设计阶段就可以对该区域和局部进行瓦斯抽放等治理工作,降低瓦斯含量,减少在掘进过程中瓦斯的涌出量,从而本质上消除瓦斯浓度超限。 3.2安全控制与防护 安全隐患发现以后,很难及时消除,只能对其采取安全控制与防护。在控制过程中可以从3个方面着手:①通过培训与教育提高全员的安全能力,制定严格的作业规程规范人的作业行为,同时进行监控管理制度,防止人的不安全行为发生。②根据隐患制定相应的安全对策,有效控制隐患的触发事件,避免隐患因触发事件而导致事故。③对煤矿井下危险有害因素进行在线监控,第一时间了解有害因素的变化情况。当安全隐患因触发事件演变为事故时,可以采取相应的避灾防护措施,使灾害的损失降到最低。通过对危险有害因素的辨识,可以针对有害因素制定防护措施。防护措施可以从4个方面着手:①系统设计时进行优化,避免作业点的事故蔓延至其他作业点。②做好个体防护措施,作业人员必须正确佩戴自救器,并能在灾害发生时迅速熟练的使用自救器。③在井下相应的位置设置避难场所,为救援提供更多的时间。④根据事故的特点制定应急预案,灾害时可以及时启动救援方案。 4结语 煤矿是一个既复杂又综合的系统工程,系统地分析危险有害因素,并准确分析隐患形成的条件,有效排查隐患。对排查出的隐患及时消除,对无法消除或消除难度大的隐患要进行安全控制,对有可能发生的事故及时做好应对措施。在管理上对全员进行教育培训,提高认知能力和作业能力,避免因人的不安全行为导致事故的发生。煤矿只有做好了安全隐患的排查及治理工作,才能确保安全生产。 作者:孔华 单位:贵州省煤田地质局 煤矿安全论文:行为安全理论煤矿安全论文 1中国煤矿安全生产管理的现状 中国是将煤炭作为主体能源的重要煤矿产出国家,煤炭在中国一次性能源消费及生产比重中占据着较大比例。近年来,中国在能源供应体系的建立健全方面投入了很大力度,同时制定了科学合理的基本方略,旨在有效缓解能源紧缺问题。煤炭工业对于国民经济发展具有重要意义,因此,要切实保证国民经济稳定长远发展、维护国家能源安全,就应积极发展煤炭行业。作为一项基础产业,煤炭工业开采资源的环境相当恶劣,相关设施设备工作场所比较艰苦,工作人员生命安全存在较大风险,因此,安全生产任重而道远。现阶段,由各种人为原因引起的煤矿安全事故引起了社会广泛关注。虽然中国煤炭产量在世界煤炭产量中占据着很大比例,然而相比于其它煤炭出产国家,中国相应的事故死亡人数也相当多。近年来,中国在煤炭生产方面投入了巨大人力物力,监督和管理力度不断加强,安全问题在一定程度上有了很大缓解,然而相比于发达国家,中国煤炭安全问题依旧比较突出,由瓦斯爆炸、透水事故、火灾事故及炸药燃烧事造成的死亡人数不断增加,不仅对中国煤炭行业造成了极大的不良影响,还对国家良好形象的树立造成了阻碍,不利于和谐、文明社会的构建。 2行为安全理论的概念 行为安全理论以行为分析理论为基础,是将各种学科进行综合而形成的一种安全管理方法,它主要通过各种监测、观察等有效手段对人的不安全行为进行分析和研究,通过纠正人的不安全行为使人们树立并增强安全意识,形成优良的安全习惯,为煤矿生产工作营造出良好的安全氛围,加强人与人之间的沟通交流和相互协作,切实促进安全水平提升。一般情况下,由于人的行为具有可测量性及可观察性的特征,因此,通过特定措施可对人的行为进行综合有效的管理。行为安全理论以使人形成安全的思维模式、行为和习惯为主要目的,能减少或从根本上杜绝不安全行为的重复发生,能在人产生某种行为的原因及后果之间建立紧密联系,即ABC行为。 3行为安全管理的意义 3.1行为安全管理是一种管理方式 行为安全理论的管理方法具有合理有序及科学规律的特征,能对预期行为进行有效引导、规范及固化,可有效促进安全管理水平的提高和工作人员正确安全行为习惯的形成。它能及时纠正人的不安全行为,还能加强对整体组织的管理和控制,从而有效促进平均安全水平提高。因此,就安全层面来说,要减少或杜绝冒险行为产生,就要对行为安全理论进行深入研究,以全面掌握并运用其实施手段。 3.2行为安全管理更加注重员工的积极参与 通过增强职工的责任感,可以对安全行为进行有效控制,对于安全管理水平的提高有着重要积极意义。行为同管理要求及发展目标产生矛盾和冲突时,行为安全管理的应用能及时防范及制止不安全行为。此外,由于安全意识缺乏和侥幸心理存在,煤矿职工往往在操作规程方面不严谨、不严格、不规范,极易给不安全事故的发生埋下巨大隐患。一旦恐惧感缺乏,就很难对不安全行为进行预测和监控。行为安全理论的应用能对职工行为进行科学有效的引导,进而促进行为安全性的提升。 4煤矿安全管理中行为安全理论的运用 4.1前期准备阶段 建立分工明确、合理的行为安全管理小组,由矿长对小组进行统一领导,由队长和站长开展安全主管工作,由组长和职工进行行为安全管理工作。行为安全管理小组可通过制定、维护及管理行为安全管理程序来有效监督行为安全的具体实施状况,系统分析整理相关数据及信息,向有关部门提交统计报告。在日常煤矿安全管理过程中,要通过培训和教育加强行为安全管理小组的管理水平和管理能力,使其更加了解并全面掌握安全管理工作基本流程,以更加及时、高效地处理安全问题并进行科学客观评估,不断改进安全行为,营造优良安全行为环境,通过安全价值的树立有效约束安全行为,促进煤矿职工自豪感的形成和安全观的增强,以有效加强行为管理。 4.2安全观察阶段 a)要明确煤矿职工的不安全行为,减少不安全行为的发生,就要科学合理地制定行为安全观察表,通过对具有较高可度量性、可控性及可观察性的工作环境、设施设备及职工心理素质进行客观公正的分析,为观察流程说明书的设计奠定坚实基础;b)要积极贯彻落实相关传达工作。开展煤矿安全管理工作的班长及组长要积极定期开展学习交流会议,向基层职工传达行为安全管理细则,不断加深职工对有关实施方法的了解和掌握。因此,对于行为观察员而言,要积极进行职业培训,对一线职工的安全行为有着更加深入、全面的了解;c)要及时有序地整理、分析及保存有关观察资料和数据,可通过电子化管理方式对观察表进行储存。 4.3建立保障机制 由于煤矿行为安全管理的管理过程具有复杂性和长期性的特征,因此,系统化管理必然必不可少,行为安全管理保障机制的建立健全有着重要意义。要有效调动煤矿职工的工作热情,促进其主动性及安全性的发挥,使其对自身行为进行有力约束,就要不断完善并贯彻落实行为安全管理和监督制度,减少甚至杜绝不安全及违章行为的发生。此外,还要积极建立健全考核体系,通过运用激励机制有效激励员工,及时改造及控制职工行为。 5结语 行为安全理论在煤矿安全管理中的应用能帮助煤矿职工对自身行为进行科学的度量、分辨及改进,其可在管理过程中有机地融入于现有的计划、程序及结构,因此,可行性及科学合理性相对较强。行为安全管理要取得令人瞩目的成效不是一蹴而就的,这必将是一个长期而复杂的过程,且需要管理者投入很大的力度。由于精力及时间限制,相关研究还有待进一步完善。 作者:姚敬泽 单位:山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司安监局 煤矿安全论文:精细化管理现代煤矿安全论文 1精细化管理在煤矿安全管理中的重要意义 1.1煤矿安全精细化管理可以提升职工队伍素质 煤矿的安全管理是一项系统工程,需要各级管理者尽心尽责,煤矿安全精细化管理涉及很多方面,比如,物、人、环境以及管理的影响,这四大因素一旦有其中一个环节发生故障,随时都有可能发生安全事故。煤矿精细化安全管理是安全管理中的一项重要工作,需要一整套完整的制度和机制去加以约束,只有以安全精细化管理为手段,层层落实安全生产责任制,那么就可以有效提升职工队伍的素质建设,提高职工队伍的素质才能够确保矿井的安全生产。 1.2精细化管理是煤矿安全生产的战略实现 煤矿安全精细化管理是一个长期实现的过程,煤矿安全战略的实现需要将战略目标分阶段分解,安全战略与每个部门、每个人的工作都相关联,通过每个部门目标的完成,才能促使战略目标的实现,最终实现煤矿安全的愿景。 1.3从粗放管理转为精细管理 煤矿的安全投资人需要企业的长期回报,企业就必须合理地配置资源,精细科学地规划管理活动,降成本,多盈利,实现投入、产出的最大化,从而实现利益的最大化,煤矿的企业投资人,真正关心的是投资回报率、成本以及利润,因此,企业管理必须精细化,煤矿安全管理要改变传统的粗放式管理,从粗放式管理转向精细化管理。 1.4实行量化管理 从煤矿安全内部管理的角度分析,煤矿企业所处的环境竞争日益激烈,对于一些管理理念都是在实践中摸索出来的,随着煤矿企业的发展,其规模也在逐渐扩大,在安全管理上的决策都会给煤炭企业带来巨大的变化,因此,必须把工作量化,实行量化管理,此时,安全精细化管理就显得尤为重要。 2精细化管理在现代安全生产中应用的主要内容 2.1突出关键环节的精细化管理 精细化管理在煤矿企业生产中的应用,应突出关键环节的精细化管理:安全管理精细化,细化安全生产责任制和安全管理制度,进一步夯实安全工作基础,从人、环境、机、管理四大要素上细化安全生产要素,结合国家安全管理条例,精细化安全管理行为,保证煤矿企业的本质安全目标;成本管理精细化,定时进行成本指标对比和分析,健全指标控制体系,构建成本费用控制体系,降低成本、增加效益;质量管理精细化,进一步深化“三零工程”,建立质量控制体系,不断提升产品服务质量,精细贯标认证工作,建立精细化营销服务体系,树立特质化的品牌形象,以好形象拓展市场,以高质量的服务赢得顾客;现场管理精细化,制定完善的现场管理体系,细分管理单元,精细管理标准,量化考核指标,进一步细化矿井质量标准,优化现场作业环境,提升现场管理水平,将矿井工作现场整理的井井有条,清除事故隐患,避免发生人身安全事故,保障煤矿生产的顺利进行。 2.2精细化管理在安全管理的应用中增强了员工队伍的综合素质 经过长期的精细化管理,许多煤矿企业创建了属于自己的企业文化,并建立了一支现代化的工人队伍,实行精细化管理,制定了严格的作业规程、员工纪律,提高了企业职工的创造性、主动性和积极性,精细化管理对于职工文明办事和创造良好的企业环境具有重要的作用,这种良好的企业环境提高了煤矿企业的工作质量和工作效率,为煤矿企业的安全管理奠定了基础。 2.3提升了企业的经济效益 精细化管理在煤矿企业生产中的应用,使煤矿企业的煤炭产量显著提高,由于煤矿开采的条件比较差,精细化管理不但能够有效降低企业的成本,还可以提高企业的经济效益。精细化管理对每个环节都要进行严格的管理和要求,而且能够查漏补缺、防患于未然,能够及时、准确地发现安全隐患,采取措施将隐患扼杀在摇篮里,尽可能地降低了隐患造成的经济损失。在一定程度上,精细化管理降低了企业的生产成本,为煤矿企业的安全生产提供了安全保障,促进煤矿企业处于行业的先进水平。 2.4有效地防止了安全事故的发生 精细化管理能够有效地防止安全事故的发生,实现了煤矿企业的安全生产,精细化管理实现了考核量化、责任细化到位、分工科学合理、工作定位精确,通过岗位标准操作规范,对企业的质量标准进行严格的管理,保证职责责任到人,根据不同的岗位标准与岗位职责,杜绝非伤亡事故,可以将隐患、伤亡、数量以及交通事故控制到最低。精细化管理在煤矿企业生产中的应用,显著提高了煤矿企业预防与抵抗自然灾害的能力,保证煤矿企业的安全生产以及稳定发展。 3结论 煤矿企业安全生产的精细化管理,应该是进行高质量、高标准的科学化管理,将精细化管理规范化、标准化,加强员工与领导的共同参与,真正将精细化管理深入到煤矿企业的安全管理中,降低企业的成本,争取企业利益的最大化。 作者:贾磊 单位:禹州市诚德矿业有限公司 煤矿安全论文:虚拟现实技术煤矿安全培训论文 1虚拟现实技术 虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)是综合了计算机三维图形技术,感观反馈、立体声、语音输入输出以及广角立体显示技术等,创造出为使用者提供身临其境的三维世界,并且进行感观交互的人工环境。近年来,虚拟现实技术以其提供听觉、触觉、视觉等感观模拟的特点广泛应用于各个领域,发展迅猛。虚拟现实技术的特点: (1)环境模拟 利用计算机模型产生实时三维图形,根据使用者所需工作环境或实验场所的空间方位及时间参数等数据模型,可以设计出很逼真的模拟图像,同时结合立体显示技术呈现给使用者完美的模拟系统,需要注意的是空间或环境变化时显示刷新频率对于使用者感观的影响。 (2)感观反馈 可以通过立体声效果实现声音方位和远近的改变,通过带有震动触点的道具模拟触觉感应,以此来实现虚拟系统中听觉触觉的反馈效果。 (3)人机互动 通过语音识别系统或者计算机进行语音或命令输入。虚拟现实技术的以上特点完全适用于煤矿安全生产培训系统,通过计算机3D技术模拟出煤矿生产环境,用户以第一视角进入,可以熟悉工作环境、训练各种工作技能,应对突发情况等。 (4)三维动画效果 场景制作完成后需要使用AdobePremierePro将音效和动画进行合成和剪辑,还需要使用转场效果及特效来达到逼真效果。 2煤矿安全培训系统总体架构 矿井作业模拟系统由计算机控制系统来操控整个系统,用户登陆后通过计算机控制系统连接运动控制接口,可以通过启用采掘模块进行采掘模拟训练;通过启用风险识别模块训练工人判断、识别和处理危险的能力;通过互救、逃生训练锻炼工人自救和相互救助的意识。同时用户还可以通过传感器控制感受第一视觉漫游矿井,熟悉矿井生产环境和生产设备,这对于新员工来说非常必要,可以通过模拟系统尽快熟悉工作环境。 3模型构建 模型构建主要以创建不规范生产操作、重大生产事故示例和安全事故应急预案演练模型为主,使用户可以通过模拟系统达到亲身体验的目的,培训系统主要采用3DSMAX建模和渲染。其中大型设备采用多边形建模技术,以先精模后简模为原则,建模前需要根据设备的实际尺寸确定模型的比例,根据设备运行参数设置模型运动轨迹和参数;小型设备则使用图片处理软件和贴图技术进行处理,多采用纹理贴图以提高仿真度。井下巷道模型应该按照实际巷道的尺寸、复杂程度和矿井生产图纸来构建三维模型,力求模型比例与实际生产环境相符合,为了保证安全培训系统的可扩展性,按照由简单到复杂递进的顺序依次创建,形成系统的巷道模型库,应对生产环境随时扩展的可能性。场景建模主要是根据实际巷道环境创建包括电缆、机电设备、管道和支架等辅助设备,主要采用贴图技术,使场景模型更加逼真。利用特效编辑器生成烟雾,利用灯光设置达到瓦斯爆炸效果,后续连锁反应会涉及到物理模块及反应堆力学技术。人物模型的建立极为关键,人物造型是否逼真直接反映了模拟系统的仿真质量。在进行人物建模时首先进行外形创建,以实际生产的不同工种为原型进行分角色设计,人物运动效果要注重细节,如对安全事故发生时人物的反应和动作要进行动作采集并进行数据分析,作为突发事故时人物反应的分析资料。人机交互则利用VIrtools实现。 4结语 煤矿安全培训系统与虚拟现实技术的结合可以说为提高煤矿安全生产、增强工作人员处理矿井危机的能力具有重要意义,类似的系统在很多煤炭集团都得到了广泛的应用,效果也非常显著,相信其在不久的将来会发挥更为重要的作用。 作者:甘莹 李林娜 刘璐 单位:华北理工大学冀唐学院 煤矿安全论文:双班主任协作管理模式煤矿安全论文 一、“双班主任”协作管理模式及其优势 “双班主任”管理模式是顺应新时期煤矿安全培训发展需要,实施个性化、人性化培训手段的一项重要举措。具体说来,“双班主任”管理模式就是由省安全生产监督管理局派员全程参与培训班的日常管理,担任委派班主任,并和具体培训单位的专职班主任共同进行协作管理。即一个培训班里设置两位班主任:专职班主任负责日常培训教学工作和安全资格证班里所需资料收集、审核工作;委派班主任负责培训过程的学员考勤,学员餐饮监管、思想引导和教师授课情况反馈等工作。两个班主任之间互有分工,各司其职,相互配合,相互协作,同时又互相制约,形成合力,在培训期间共同完成对班级的管理,提高培训质量,确保培训任务顺利完成。“双班主任”协作管理模式相对于传统的单一班主任管理模式,有着巨大的优势,主要表现在: (一)“双班主任”可以全方位服务安全培训教育工作,更好地为学员服务 设置“双班主任”协作工作的目的是为学员服务,为了学员培训工作的顺利进行,他们目标是一样的只是途径不同而已。 (二)“双班主任”在管理上相互协作、支持和配合 “双班主任”明确职责,各司其职,具体培训单位的专职班主任以班级为单位进行宏观的协调管理,省安监局委派的班主任以每个学员为单位,与其深入沟通、交流,引导学员顺利完成培训学习。 (三)“双班主任”在管理上有所侧重、相互补充 具体培训单位的专职班主任由专业教师担任,他们具有丰富的教学经验和专业知识,可以直接为学生进行专业性的辅导和指导;省安监局委派班主任工作必须固定在校区,培训期间与学员生活在一起,主要负责学员的思想引导、纪律监管、生活指导、心理疏导等方面的具体工作。 (四)“双班主任”在培训期间每天相互交流,发挥合力 具体培训单位的专职班主任与省安监局委派的班主任每天及时交流班级情况,就教学与学员情况加强交流,以便对每个学员有更全面的了解,便于对班级学员提供更好的服务。 二、“双班主任”协作管理模式的探索 (一)政策依据我国当前煤矿安全生产保持总体稳定 但煤矿安全生产形势依然严峻,煤矿事故多发,事故总量仍居高位。加强对煤矿从业人员,尤其是煤矿企业领导人员的安全培训就显得非常重要。2013年河南省安全生产监督管理局根据《煤矿安全培训规定》(国家安全生产监督管理总局令第52号)和《国务院安委会关于进一步加强安全培训工作的决定》(安委〔2012〕10号)的规定,并结合本省实际情况,了《河南省安全生产监督管理局关于进一步加强全省煤矿企业主要负责人安全资格证和“五职”矿长任职资格证管理工作的通知》(豫安监管办﹝2013﹞13号)。该文明确规定:“培训期间省局派专人对培训情况进行全程跟踪监督监察……”该通知为安全培训进行“双班主任”协作管理模式的探索提供了政策依据。 (二)具体做法 1.明确各自职责在“双班主任”协作管理模式下 委派班主任和专职班主任的工作相辅相成,既有分工又有协作,明确各自职责就显得非常重要。要制定专门规定,明确双方班主任职责。专职班主任认真做好后勤工作,为学员提供培训所需的各项服务,做好培训档案资料的收集整理,做好考勤工作,并深入学员中间,参与听课并记录,组织好学员的研讨活动,组织学员认真评教,适当开展文体活动,及时反馈学员的意见和建议,做好优秀学员的评选工作;委派班主任则直接深入学员中间,与他们同吃同住,了解学员的思想、学习各方面情况,听取他们对培训授课与管理的看法,监管教学活动,及时与培训中心联系沟通,并对违规学员进行惩处,对优秀学员进行奖励。 2.加强中途交流反馈探索实践“双班主任”协作管理模式 需要两个班主任及时交流沟通,保持信息通畅,有问题及时沟通反馈,及时解决。在制定班主任职责的时候应考虑到这一因素,要求班主任之间要及时沟通,每天要交流培训班情况,两个班主任要共同努力,发挥合力,保证质量来完成培训任务。在实践的过程中,双方班主任也切实做到了交流与反馈,每天对培训班的情况进行总结,对第二天需要做的工作进行提前安排布置,认真填写班主任日志,确保信息渠道通畅。3.及时总结经验对一个新的管理模式的探索过程,不可避免会出现这样那样的问题,在试行与探索双班主任协作管理模式时,要收集与注意在实践过程中出现的各种现象与问题,及时进行总结,推进双班主任协作管理模式的进一步完善。对于在探索过程中发现的问题,由班主任报教学管理部门负责人协调处理,重要事项并报安培中心负责人协商处理。 (三)实施成效实施该协作管理模式以后 学员出勤率和课堂纪律较以前明显好转,学习的积极性提高。委派班主任与学员同吃同住,关心学员生活,解决学员问题,免除他们的后顾之忧,使得广大学员能够安心学习培训。在新的管理机制下,班主任轮流全程跟班听课,授课教师更加认真备课、授课,为学员答疑解惑,课程结束,学员当场对•培训教师进行评教,然后教学管理部把评教结果反馈给授课教师。班主任的主动管理与学员自我管理相结合,提高了广大学员主动性、积极性,培养了学员的创新能力、反应能力、学习能力。班主任组织带领学员参与文体活动,如开展拓展训练、练习太极拳等,健全学员体魄,扩展学员兴趣,开阔学员视野。通过这些新颖的学习方式,充分调动了广大学员的学习热情,提升了培训效果。在“双班主任”协作管理模式下,实现了全员、全过程学习,避免了把培训中心教学局限于一种大会战的培训方式,而采用了比较灵活且有效的培训方式,学员的安全意识和业务技能得到强化和提升,试点的全省煤矿企业主要负责人安全资格证培训班的培训成效与学员满意度都有了大幅提升。“双班主任”协作模式实施前后效果对比如表。 三、结语 “双班主任”协作管理模式是一种新型煤矿安全培训工作管理模式,需要我们在工作中不断总结经验,不断完善工作机制,促进该模式的创新发展,以便更好地服务于培训工作建设,在新形势下进一步做好煤矿安全培训工作和日常管理工作。 作者:王新建单位:河南理工大学文法学院 煤矿安全论文:隐患管理煤矿安全论文 一、系统设计说明 系统概述系统的主要功能模块包括:隐患管理、三违管理、手指口述管理、安全文件管理、安全预警、其他管理、报表服务、数据维护、用户管理。在这9大功能模块下又分为23个子模块。本系统可以在提高煤矿安全管理网络化、信息化水平的基础上降低事故的发生,减少损失,提高社会效益。这一系统在计算机网络上的应用,可为煤矿事故防范、日常安全信息管理等工作提供实时、动态、全面的信息支持。本项目的研究成果适用于煤矿企业及其他矿山企业,现已在兖州矿业集团矿集团北宿煤矿、杨村煤矿及淄博矿业集团塘口煤矿进行推广应用。 二、系统模块及功能 1、隐患管理隐患信息录入是用来录入发现隐患的基本信息,包括日期、班次、责任单位、隐患性质、隐患内容等,并把隐患处理分为两类:现场处理和限期整改。对于限期整改隐患,需后期整改和复查闭合。隐患整改录入和隐患复查录入针对限期整改隐患设置。隐患整改录入完成限期整改隐患整改信息,由整改责任人录入,录入主要内容包括时间、班次、整改人等;隐患复查信息由安监员对已经完成的隐患整改,根据填写的整改信息,现场复查整改结果,复查后对于整改不合格的隐患作为新隐患重新提交;整改合格的隐患由安监员填写复查信息,完成隐患闭合;隐患查询根据起止时间段,隐患是否整改、是否复查等条件查询隐患三违管理三违信息录入是用来录入违章违规的基本信息,包括时间、地点、单位、三违性质、三违人、三违事实、罚款金额等。三违信息查询按照指定条件如时间段、三违性质、人员姓名、单位等查询三违信息详细信息;三违统计根据指定条件统计各部门单位各类三违总数。罚款信息查询统计用来统计指定时间段各单位罚款总额,单位每人罚款总和及单位或个人的罚款明细。财务部门可以据此信息收取或扣除罚款。 2.手指口述管理手指口述信息录入“手指口述”违章的单位、姓名、违章时间(年、月、日、班次),违章的地点、积分值以及扣分原因,输入考核人的信息单位及姓名。手指口述信息查询和积分统计可以根据指定时间段、单位、人员等条件查询指定的信息。安全简报信息是由手指口述办公室在系统中本周手指口述信息安全汇总情况,其他各部门人员可以查看。安全文件管理安全文件管理是安全文件及安全政策公布的平台,安全管理部门可以上传安全管理文件及政策,经由系统管理员审核后即可在系统。安全预警管理系统定时触发安全预警信息,是为了促进隐患信息的及时整改复查,预防事故的发生,对隐患查处、隐患整改及隐患复查情况,根据结果予以自动提示;对整改不合格、过期不整改等隐患在系统页面自动提示,并将预警信息及时发送到有关领导手机。其他安全信息管理,包括安全班评估、事故信息的录入、查询、统计等。报表服务分为三大类,日报表、周报表及月报表,包括各种信息的汇总统计及送报上级单位的各种信息。各种报表既可在线浏览,也可以打印或导出。用户管理包括用户角色分配、各角色权限分配及用户的增删改查等。只有系统管理员才可以操作此模块。信息维护分为基础信息维护和安全管理信息维护。基础信息及煤矿的单位、人员、积分标准、各管理人员指标等。安全管理信息指隐患、三违、罚款等信息。四、结果与讨论 三、设计结论 本系统建立了煤矿生产与煤矿安全管理系统相结合的全过程的管理模式,这种模式分别体现在系统的各个模块中。系统9大模块从煤矿日常生产和煤矿安全问题着手,有效快速地采集信息,并对信息进行分类整理,进行需求分析,得出规律,帮助管理人员高效地完成日常工作,同时辅助领导决策。大大提高煤矿生产效率,有利于及时排除安全隐患,减低了煤矿生产经营过程中的成本。通过资料库的信息对煤矿企业管理人员、技术人员、职工进行上岗前的培训,并通过企业文档中提供的信息让员工对此系统和煤矿生产和安全有了初步了解,各模块间进行信息交流,对煤矿生产和安全实现动态管理。通过各模块的信息交流,收集数据,并对信息进行分析。根据分析结果得出有效结论,辅助领导决策。问题讨论由于时间有限和煤矿企业需求的变化,系统存在以下问题有待改进:煤矿的安全管理具体办法变化频繁,系统维护工作量大。报表格式难于满足灵活变化的要求。随着智能手机的出现,手机客户端的开发应用势在必行。 作者:徐虎 煤矿安全论文:机电设备管理煤矿安全论文 一、煤矿井下机电设备对煤矿安全的影响 1.煤矿企业缺乏对机电设备的综合管理还突出表现在对井下机电设备的管理有的还在使用人工记账式管理,超负荷运转的机电设备无法实现及时的联网管理,不但不利于管理,对设备本身来说也存在着高耗损产生的安全隐患,出现问题后最终影响的是煤矿生产效率。井下机电设备管理资金投入不足的影响我国煤矿开采行业已经兴旺多年,一些煤矿企业由于长时间的生产,机电设备已经出现劳损的问题,甚至已经超出使用年限仍在运转,这主要是由于很多的煤矿企业对于机电设备的资金投入较小。超出年限使用的机电设备由于过度使用,内部往往存在一些损坏,是生产中的安全隐患,虽然在日常的运行中没有出现,但是随着进度的加快,这些设备的安全隐患也会越来越大。 二、强化煤矿井下机电设备安全管理的建议 1.建立健全井下机电设备的管理制度和规范煤矿生产中井下生产是重要环节,井下生产中的机电设备的运行和管理对生产是起着决定性作用的,因此强化对井下机电设备的安全管理,不但关乎煤矿生产安全,更关乎生产效率。机电设备在井下长期运转,工作负荷大,为了确保安全,必须根据机电设备的实际情况和生产计划进行严格的使用管理,管理的前提是要有相应的规章制度和规范,只有有据可循,才能真正的贯彻落实安全生产,在建立健全井下机电设备管理制度后,井下的工作人员一定要严格按照规章制度执行管理,才能提高煤矿生产的安全性。 2.设立专门的机电设备管理机构或者岗位对于制定的安全管理规章制度,除了依靠井下工作人员的执行,更需要一个专门的机构来保障执行,在很多的煤矿中早就设立了这样的机电设备管理机构或者岗位,但是由于种种原因,其管理功能落实的不到位。笔者认为应当强化机电设备管理机构的职责和功能,促进各个部门之间能够与管理部门进行密切的协调和配合。作为设备管理部门,要对井下机电设备建立起一套专门的管理,就井下机电设备的使用、维修等进行明确的职责划分,并建立起标准化,保证接触井下机电设备的人员能够按照标准行事。与此同时,对于煤矿井下机电设备的采购,也要进行必要的管理,必要时可以安排专人进行负责;对煤矿井下机电设备运行也要进行及时、准确、全面的掌握,据此了解设备运行状况和故障情况,以便能够尽早的发现问题,解决问题,从而保证设备的安全有效运行,降低安全隐患。 3.加强井下机电设备的综合管理在环节负责人以及制度等方面的监管基础之上,还必须要对设备的监管力度进行强化,促使煤矿工作人员在实际工作的过程中,能够将企业自身的利益当作是工作的基础。煤矿生产中要求按照进度要求安全高效的完成工作任务,为了实现这一目标必须要保证机电设备的正常运转,实践中有效的做法就是将不同的技术指标作为考核内容下发至各个单位,对煤矿井下的机电设备运行进行定期和不定期相结合的考察,促使煤矿生产工作人员时刻保持安全警惕,确保生产过程符合相应的标准规范。在贯彻落实机电设备管理的制度规范过程中,煤矿企业,在各级下属部门也要设置专门的负责机电设备的管理人员,由管理人员将机电设备的相关情况上报给部门,在发现问题时按照有关的维修管理制度上报请修,时刻保证煤矿井下的生产安全。除了以上措施,煤矿井下机电设备的安全管理还有许多其他方面的措施可以实施,总之,为了降低井下机电设备对煤矿安全生产的不利影响,一定要做好措施防范。 4.自动填料装置的工作过程为自动填料装置。物料车将物料送到填料工位,将物料卸入填料装置的后料斗,此时,拉动挂在后料斗起吊钩上的手拉葫芦,料慢慢滑入填料装置前料斗。继续操纵手拉葫芦,此时,在物料自身重力的作用下,缓缓流向出料口,料慢慢进入料腔内,即完成填料过程。由于混合料含石灰和沙子,流动性较差,易堆积,还应定时疏散。 三、结语 该自动填料装置的使用,大大减轻了工人劳动强度,改善了工作环境,保护了工人的身心健康,提高了工作效率。解决了不易充分填料于料腔内的现实问题。并且该装置结构简单,加工方便,前、后料斗的连接方式简便,易于运输、组装,具有在井下推广应用的前景。 作者:辛冶国单位:唐山开滦林西矿业有限公司 煤矿安全论文:监察执法煤矿安全论文 一、当前煤矿安全生产工作中存在的守摊子不务实问题 (1)因循守旧。表现为遇事畏难悲观,无所作为,如贯彻上级文件左顾右盼,制定实施细则忙于观看兄弟单位、兄弟省份煤矿怎么做的,照胡芦画瓢,规避风险。安全生产相关制度顶层设计针对性不强,搬文本、墨守成规,没有担当意识。安全理念不接地气,思想停滞僵化,不能客观面对形势。 (2)经验主义。表现为满足并夸大个人感性经验的作用,有的煤矿技术人员多年不学习,吃老本,用老观念看新问题,有的煤矿领导不重视煤矿新技术的运用,凭过去的经验来处理新问题;有的煤矿干部自负,坐井观天,满足于一孔之见,用片面的经验指导实践,其结果往往是在煤矿重大事故面前,在复杂情况下陷入主观盲目性中,在新的不断变化的实践中碰壁。 (3)急功近利。一些煤矿企业集团投资异地办矿热情高涨,在资金和人力两种资源上、在安全投入与安全管理两种方式上向外地集中倾斜,弱化了本部煤矿安全管理。出现外地战线过长,本部管理短板,外地矿井难以为继,本地矿井难以支撑的发展困局,造成外地事故接二连三,本部事故接连不断。一些煤矿企业不顾所属煤矿安全情况的具体差别和条件差异,建设“井下六大系统”爱搞“一律化”,都是犯把现象当本质、把个性当共性,舍本逐末的错误。 (4)弄虚作假。为了追求煤矿死亡率不超标,有的煤矿出了伤亡事故弄虚作假,20多岁的人说是脑溢血病亡。有的存有“报喜得喜,报忧得忧”心理,安全隐患长期不报,得不到解决。还有企业制定安全生产各项指标重数量、贪多求快,脱离实际需要与可能,逼得煤矿作假蛮干,赶产量,酿成事故。可以看出,无论煤矿安全生产方面不实事求是的具体表现如何,其本质特征都是主观与客观相分裂,理论与实践相脱离,使企业受损。 二、牢固树立践行解放思想实事求是的科学态度开展煤矿安全监察工作 (1)树立正确的省情观。煤矿虽然只有18个,但埋藏深,是全国著名的深部开采集中区,平均采深-800m以下,最深达-1230m。生产条件恶劣,灾害严重,整体安全度不高,出大事故的风险高,历史上发生过多起重特大事故,2001年徐州岗子五副井煤尘爆炸事故一次就死亡92人,发生塌方式的大事故的风险依然存在。必须从实际出发,把握煤矿现实情况,认识灾害的规律特点,科学地制定政策规划。认真做好灾害治理、隐蔽致灾因素普查和安全管理工作。 (2)树立系统的法治观。要坚定法治精神,强化法治思维,加强煤矿安全监察内部执法权的规范和约束,加快煤矿安全执法监督的法治化进程,推动煤矿安全监察执法监督的制度构建。坚持权责法定,健全与现代治理能力相适应的煤矿安全监察执法监督职能;坚持以公开为常态,建立健全监察执法权的制约和监督机制,根本上杜绝法外权限;坚持法治引导,有效防止和控制执法权力的异化;坚持规范监督,实现监督重点前移;坚持有权必有责,健全执法过错问责机制,既要避免责任追究泛化,也要避免责任追究不当收缩,造成追责不公和放纵违法的后果;坚持以人为本,进一步培育法治认同,提升法治化水平。 (3)树立制度化的执法观。要把坚持发扬执法监察的首创精神和坚持科学务实的态度统一起来,既发挥主观能动性,又严格按客观规律办事,坚决反对煤矿事故方面的弄虚作假,也绝不能提不切实际的安全指标。在执法手段上也要实事求是,要慎用安全生产“专项治理”。“专项治理”在短期内能够达到执法的效果,然而它往往以短期显著成效掩盖了常态化管理的缺失和安全生产法治化的不足,要从短暂的“专项治理”走向长效的“制度治理”,即做到“集、上、剖、督”。“集”即以集中执法行动坚持问题导向,紧紧抓实现场中存在的重大隐蔽致灾因素和客观上可能形成的重大隐患,突出重点,解决突出问题;“上”则是开展对煤矿的上级企业或主管部门进行监察,高层沟通解决深层次问题,使企业安全管理的顶层设计上更加注重深接地气;“剖”即坚持并完善解剖式监察,做到全覆盖,废除管理死角,杜绝监察盲区。“督”即强化对分局的执法监督,建立执法业务水平考核机制,提升执法监督水平。 (4)树立可为的战略观。在煤矿安全发展上坚持统筹兼顾,以淘汰资源萎缩、安全生产条件差、自然灾害严重、经济长期扭亏无望的煤矿为重点,加快煤矿收缩力度,尽快制定新一轮煤矿关闭计划。徐矿集团要对徐州东部旗山煤矿、西部夹河、张集、张小楼煤矿实施战略性的关闭方案。与此关联,与上述大矿相邻的煤矿因井下水文联系,应当做好同步关闭的准备。还有的煤矿因煤质差、长期因矿乡问题制约其发展,长痛不如短痛,也应当一并整体关闭。 (5)树立自觉的实践观。在安全监察工作中会经常遇到新情况、新问题,对这些问题要运用法律法规、安全制度规范和技术支撑及管理推进来破解,要勇于实践,煤监局创立的解剖式监察就是实践的产物。理论实践创新无止境,分析事物的方式方法也在不断改进,如冲击地压是煤矿面临的一个重大灾害,同样要在实践中不断探索,寻求预防与治理方法。 (6)树立亲善的为民观。广大矿工是煤矿存在的跋涉者,是安全生产一切制度和措施的最终实施者,他们用勤劳和责任守护着煤矿的安全,也应当是整个社会值得尊敬的职业。要把为煤矿办实事、为矿工谋利益放在一切工作的首位。务求实效,是一切工作的落脚点。当前,煤炭行业深层次矛盾日益凸现,经济下行压力进一步增大,煤价持续走低,煤矿效益全面下滑,群众迫切需要实实在在地帮助他们解决生产生活中的实际困难。要带着深厚感情去监察,实实在在地为广大矿工办事。 (7)树立务实的作风观。一是说实话。说实话是执法者的良知,安全生产人命关天,安全问题不容半点假话,对上级说实话,才能有利于领导决策。对下级说实话,才能赢得敬畏,才能带好监察队伍。二是办实事。执法活动中要一切从维护法律、尊重客观、护守煤矿安全工作出发。首次出现的隐患能立即整改的,不应以处罚方式处理。应当罚款的,不能用责令停产来解决,该停产的不能以处罚替代。下矿监察不做形式主义的事情,深入每个矿井要切实解决其安全工作中的具体问题。对重大问题,坚持依法处置,个案解决。三是求实效。煤矿数量不多,为监察精细化提供了条件。要更加强化执法活动链中的复查环节,通过复查,一方面检查煤矿对隐患的整改质量,一方面也检验所采取措施的正确性。当前,深化改革的工作正在深入,煤矿安全监察中会不断遇到新问题和新挑战,我们既躲不开,也绕不过去,只有坚持解放思想、实事求是,尊重煤矿安全领域一切事物的发展规律,树立问题导向和科学思维,坚持依法治安,煤矿安全工作才会不断取得新进展。 作者:徐海云单位:煤矿安全监察局 煤矿安全论文:中国煤矿安全管理论文 一、产生背景 河南煤化永锦能源有限公司是一个具有50年历史的老矿,面临由传统计划经济管理模式向市场经济管理模式转变的挑战。虽然经过几十年的摸索和经验总结,形成了众多的管理制度、办法,但整体上来说缺乏系统性、科学性、针对性,特别是安全管理思路传统保守,过多依靠专项整治、集中排查、会议布置、下达命令、处罚为主要的行政手段来强制实施安全保障,已不能适应当今企业发展的需要。传统安全管理的弊端主要表现为: 1.风险源辨识和风险评估不到位,造成安全管理盲目性较大。 2.安全管理流程不合理。安全管理操作控制程序不清晰、不闭合,未能做到全过程控制,安全管理存在漏洞、随意性较强。 3.安全管理协同性差,责任权利不统一。 二、内涵与主要做法 2.1健全安全管理组织结构成立内部市场化协同安全管理领导小组,加强组织领导。成立以矿长为组长,副矿长为副组长,各职能科室领导为成员的公司内部市场化安全协同管理领导小组,负责公司内部市场化安全协同管理重大问题的决策,例外问题的处置,内部市场化安全协同管理的监察工作。 2.2明确安全管理的指导思想与原则一是明确安全管理流程再造的思路。按照“总体规划、分步实施”的总体思想。二是明确安全管理的指导思想。基于内部市场化的煤矿安全管理是在内部市场化理论为指导的前提下完成的,从煤矿到班组共形成三级主要市场主体,分别是煤矿、区队以及班组。三是明确安全管理的运行机制。要想改革和创新煤矿安全管理模式,构建安全高效的煤矿安全管理体系,必须建立起一整套长效运行机制,理清各种关系,规范作业流程,主要包括市场机制、考核机制、协同机制和监察机制。四是明确安全管理的实施方法。在内部市场化运作的基础上,构建三维安全协同管理PDCA循环系统。五是明确安全管理的六个原则:市场化运作的原则、充分授权的原则、利益对等的原则、协同高效的原则、精细化管理的原则、安全目标导向原则。 2.3优化安全管理的体系架构通过对煤矿安全管理流程的调研、梳理,构建基于内部市场化的煤矿安全协同管理流程体系三维立体框架模型。根据模型,构建起安全管理的初步体系架构:纵向上从安全管理PDCA流程出发,形成安全目标管理、安全风险防范、安全管理与控制、安全目标考核和安全评价安全协同管理流程;横向上以市场主体上下游服务关系和岗位辅助协作关系,确定市场服务合同,从而明确不同主体之间的权利与责任,并从人、机、环、法、料五个方面规定了安全管理的内容。在纵横分析的基础上,形成安全管理岗位目标与责任、安全管理岗位考核指标、安全协同管理制度与考核方法,整个安全管理流程置于安全协同监察之下,从而形成以内部市场化运作为主,安全协同监察为辅的内部市场化的煤矿安全协同管理流程体系框架。 三、再造安全管理的流程 3.1构建PDCA安全管理流程(总体流程)通过对煤矿安全管理流程的调研分析,结合PDCA循环图思想,设计出PDCA安全协同管理总体流程。 3.2构建协同安全管理流程分流程在PDCA安全协同管理流程(总体流程)基础上,分别设计安全协同管理流程分流程,包括:安全目标管理流程、安全风险管理流程、安全控制管理流程、应急救援管理流程和内部市场化结算管理流程等。 ①建立安全目标管理流程目标安全管理根据煤矿安全管理目标,采取自上而下、自下而上的方法,制定各级市场主体的安全目标,并根据各级市场主要目标,形成各级市场主体的岗位责任,安全目标考核指标、安全目标考核方法、内部市场化结算方案等。目标安全管理流程是基于内部市场化的煤矿安全协同管理控制的基础。在目标安全管理流程分析的基础上,制定了《安全生产岗位责任制》、《安全目标考核办法》、《安全内部市场化结算办法》等制度文件。 ②构建安全风险管理流程安全风险管理是安全防范管理的重点,也是难点。煤矿安全风险管理的重点是建立危险源辨识和煤矿安全应急预案。首先通过建立煤矿安全风险综合信息平台,全面收集煤矿安全信息,对煤矿的安全风险作出初步判断;其次结合班组、部门的时间确认与反馈,参考行业风险事件库,全面辨识煤矿安全风险;第三进行全面的安全风险评估,根据专业经验、行业标杆等,结合煤矿实际,形成安全风险评估的初步结论;第四形成安全风险管控预案,提出风险评估报告。安全风险管理流程的设计借鉴了风险管理和危险源管理的理论和方法。危险辨识是基础,根据危险源辨识,形成危险源信息库;运用风险评估方法,确定风险(危险)等级,应对不同级别的风险,宜采取不同的管理方案。 3.3加强内部市场化结算流程管理①在集团内部市场化管理基础上,结合煤矿自身安全管理实际,依据安全目标考核指标和考核办法,构建建煤矿内部市场化管理实施新型管控模式,形成煤矿内部市场化结算体系,制定出详细可行的内部结算办法,构建起煤矿内部市场化管理实施新型管控模式。②完善内部市场化结算体系:一是分线核算,构建要素市场。二是不断完善价格体系。三是建立核算体系。四是建立考核评价体系。 3.4完善安全管理各项规章制度在安全风险分析的基础上,相继制定、完善《安全应急预案信息库》、《安全培训管理制度》、《安全标识管理办法》、《安全宣教制度》等多项规章制度,建立起市场化程度较强、协同力度较大的安全控制管理体系。 四、结语 ①通过实施“基于内部市场化的煤矿协同安全管理”,建立健全了安全管理体系,明确了安全管理的主体,充分调动了员工安全管理的主动性和积极性,形成了良好的PDCA安全闭环管理新模式,产生了良好的效果。 ②在目前煤炭形式下滑的情况下,煤矿生产成本增加压力下,加大成本投入的管控力度,严格履行审批签字把关职责,始终坚持设备、材料等周转,充分利用废旧物资调剂交易中心,对库存物资材料进行了调剂使用,减少了新材料投入。保证了矿井经济效益和社会效益。 ③煤矿协同安全管理体系得到了进一步完善。通过基于内部市场化的煤矿安全协同管理流程再造的实施,建立了以市场为主,监察为辅的煤矿安全管理体系,形成了明确了安全管理责任体制,完善的安全计划执行体系,良好的责权利对等机制,极大地调动了员工参与安全管理的积极性和创造性。 ④员工的主人翁意识明显加强,安全管理的主动性、积极性显著提高。 ⑤安全管理流程进一步明晰,实现了安全管理全过程的管理与控制。 ⑥在确保安全的情况下合理有序地组织好生产,安全工资向苦脏累险岗位倾斜,保证了一线职工工资,提高工效和职工积极性;杜绝“两突击一平常”现象。确保采煤产量稳定,加快“快速掘进”水平。 作者:邵丽华王鹏翔付春兴单位:河南永锦能源有限公司 煤矿安全论文:矿山测量煤矿安全管理论文 1矿山测量在煤矿企业管理中的重要作用 1.1为煤矿企业制定安全管理提供技术保障 煤炭是我国能源领域中的重要组成部分,煤矿企业随之成为了不可或缺的行业之一。由于我国的能源发展结构不平衡,开发煤矿技术、设备以及管理等较为落后,致使我国的煤矿安全管理工作一直成为我国煤矿行业的急需解决的重要难题。矿山测量技术是一项基于精准的地质数据采集、结合丰富的地质基础理论等综合知识所得出的结论性数据。在煤矿的开发过程中,矿山测量所提供的数据可以对煤矿的从勘探到煤矿结束提供有效的数据支持,以此来制定相关的科学预防措施。煤矿开采的是首要任务不是将煤矿开采出来,而是保证生产过程中煤矿开采工作人员的安全。煤矿的安全生产、开采和回收都离不开矿山测量技术的数据支持。 1.2矿山测量为煤矿开采工作人员生命保驾护航 大部分的煤矿往往深埋在地底下面,这样就为煤矿开采工作人员增添了较大的难度。在煤矿的下面,常常由于地形的复杂多样以及地势运动的毫无规律而致使在开采过程中存在着诸多的安全隐患。从而,只有对地质、地形进行全面、科学的勘探和测量,深度掌握矿山的地理形势,为开采工作人员提供强有力的保障。通过矿山测量技术,可以构建安全、合理有效的煤矿开采辅助建筑,爆破强度的精准计算以及煤矿井道的安全有效。此外,运用矿山测量技术,还可以矿山开采的计划地图,遇到突发情况作出的及时而精准的应对措施,是煤矿开采员工的强有力安全保障。 2矿山测量在煤矿安全生产管理中的运用 矿山测量在煤矿安全生产管理中发挥着极其重要的作用,而它是如何发挥作用的让我们来进行探讨。 2.1在煤矿的挖掘和和运输轨道提供有效路径 在煤矿的开采中,需要制定出一条安全有效的开采路径,确保煤矿开能够安全有序的开采出来。通过对矿山的测量,根据地质动力学原理并结合地质、地势情况,设计开采路径。在不断的深入煤矿地底的过程中,开采人员前进的方向和路径的建构需要对开采情况地质数据进行及时的更新和计算,确保开采和运输井道能够有良好的氧气供给。设计一条安全的开采路径,是煤矿开采工作人员踏上生命安全保障线的第一步,少了矿山测量技术的支持,煤矿工作人员就寸步难行。 2.2利用矿山测量技术设计安全保护煤柱 在煤矿的生产开采中,随着煤矿一点点的被开采运输出来,整个矿山的情况再不断的变化着。矿山中设计加入的开采运输通道,使得整个煤矿所承受的力情况有所改变,而这些井道也会受到旁边地质运动的影响。在煤矿山中,不同的煤矿开采区域中需要留有一个安全有效的煤柱,以有效控制煤矿在开采过程中出现的结构变化,对开采通道和煤矿周围岩体具有稳定的支持作用。在不断的开采过程中,煤矿所存在的结构层遭到破坏,矿山测量技术通过对煤矿所处区域的地质运动情况以及煤矿结构变化层度和趋势,计算出煤矿开采中井道边煤柱的有效参数。 2.3利用矿山测量预防开采事故 在煤矿的开采过程中,常常会伴有地质水体的灾害、运输通道上层被挤压下降以及开采通道之间的影响。利用矿山测量技术可以将煤矿开采过程中产生的地质水体产生的破坏做出预防措施,在开采过程中地底中储存的水会随着开采过程不断的流动,从而聚集在一起,严重的威胁着煤矿运输通道的稳定性。而通过矿山测量技术,可以利用数据分析出水的堆积地点与煤矿运输通道间的位置关系,根据地质承受的水体挤压力量,通过一个孔洞对堆积水进行合理的引流,释放压力,排解存在的安全隐患。 在煤矿的开采中,煤矿运输通道及其周围都会出现不同程度的地势下沉带来的通道上层所存在下降情况。一旦发生了通道上层建筑坍塌的情况,其直接结果可能就是导致采矿工作人员的伤亡。而上层建筑板是可以根据矿山测量结果所得到的,利用离层仪器在通道上层进行实时的监控。以此可以在第一时间发现上层的建筑板有异常情况,从而做出及时的处理。而在地下的煤矿通道网的建设中,构建一个立体的通道网络需要准确的作用力分析,测量数据的可靠性直接决定了通道网络的科学性和安全性。在地下煤矿的开采区,利用测量数据来严格划分出开采的安全界线,同时还可以设计出一条有效的自救路线。 3结束语 煤矿开采的安全性一直是人们关注的热点话题,通过矿山测量的运用可以有效的提升煤矿开采的安全力度。在以往的矿山测量时,采用的往往是一些简易的两项基本内容,缺乏对煤矿整体的深入把握。当下,利用各种新型的高科技测量技术,可以采集到更多的数据,为煤矿的安全生产管理提供了最重要的数据支持。开发矿山测量技术,形成一个成熟的综合体系,为煤矿的安全开采发挥更大的作用需要人们不断的进行探究。 作者:邢瑞峰 单位:山西潞安集团左权阜生煤业有限公司 煤矿安全论文:我国煤炭煤矿安全管理论文 1.我国煤矿安全管理的实际情况 我国煤矿企业在生产中还存在管理体制不健全这一主要问题导致问题产生的原因在于我国大部分的煤矿企业生产过程现在仍然采取传统方式去检测其安全问题,仅仅依靠管理人员以及监督人员以往的经验去分析生产过程中出现的一些问题。并且因为缺少科学安全管理体制,导致相关的工作人员缺乏可以依照的标准。另外还存在着管理力度薄弱的问题,这也导致了煤矿员工的安全无法得到有效的安全保障。通过以上的分析,笔者认为在国家有关部门采取措施之前,必须仔细分析煤矿的安全管理机制的内涵以及必要性,进而使我国煤矿能够高效且稳定的发展。 2.安全管理机制建立的必要性 相对于其他产业来说,煤矿在生产的过程中保证其生产设备以及人员的安全都具有十分重要的意义。由于煤矿是我国一次能源中的优秀,使煤矿生产过程中的安全性得到保证,可以有效的促进我国煤矿产业的发展,并且对于我国一次能源整体的发展也起到重要的促进作用。是否具备良好的煤炭生产形式影响着我国国民经济整体的发展。同时,其生产的形式对我社会的稳定性也造成较大的影响。产生安全事故所带来的消极影响巨大,远超过于对其经济造成的影响。通常每当发生由煤矿生产为由的安全事故,都会受到国内各界的高度关注,这不仅对煤矿企业形象有着较大的损害,同时削减企业市场的竞争力,对于煤矿生产整体的发展都带来了极为不利的影响。同时产生安全事故势必会对人们人身财产造成危害。我国最近几年煤矿产业事故的频繁发生,经过统计发现,在世界煤矿产量中我国煤矿产量占有相当重的比重,大概在41%左右,但是我国煤矿生产中因发生安全事故而产生的死亡人数在世界煤矿生产中因发生安全事故死亡人数中占有高达60%的比重。煤炭安全生产的形势已经十分严峻,引起世界各地的高度关注。频频发生煤矿安全事故对于我国综合形象具有十分不利的影响,同时对我国对外贸易整体的发展也造成一定的阻碍作用。想要使煤炭安全事故频发问题得到有效的解决,其优秀在于建立完善的安全管理机制用于煤炭生产中。通过建立完善的安全管理机制不仅可以将煤矿企业员工生产以及监管的行为更加规范化,同时以制度的角度去看,对于我国整体员工的综合素质以及安全意识方面都能够起到提高的作用。同时,建立完善的安全管理机制可以使煤矿企业自身经营的行为更加规范,对于煤矿企业正确安全生产意识的树立提供一定的帮助。并且对我国产业国际影响力的提升也具有十分重要的作用与意义。 3.安全管理机制的内涵 3.1广义内涵 其实安全指的就是,在人们从事一项工作时,保证其过程中不会对其人身造成任何威胁和危害以及损失的这种状态。其管理指的是制定并检查以及执行和改进人们所从事的社会活动标准,进而使人们社会生活能够稳定的进行,属于一种具体的行为。通过安全以及管理的概念可以总结出,煤矿的安全管理指的就是通过相关标准与规范以及法律规定等对安全事故采取预防的措施与手段,将煤矿生产中的损失以及危险和危害降到最低,将生产过程里面可能会对人们生命和财产以及社会环境带来的危害降到最低,这样才能在保证煤矿进行安全生产的同时对我国煤矿产业的整体发展起到促进的作用。 3.2简述安全管理的机制和体制的内涵 体制指的就是一系列相互关联的规则或者是程序,以管理学角度去看,其具体含义指的是通过划分国家机关和企业以及事业单位相关机构内部的工作制度和管理的权限,使其相关工作可以有序的进行,这一手段就是管理。而词典中对于管理的解释就是指关节鸡冠以及企业和事业单位所从事的活动对其及进行组织的制度,也就是相关部门要求大家必须遵守的行为准则或者是规章制度。而机制指的就是对于某项工作以及任务的方式与方法需要有计划的进行并完成。而机制在词典中的解释就是相关工作的系统当中的各个组成部分进行相互作用的方式和过程。通过以上的内容我们可以了解到体制与机制之间是无法分离开来的。根本原因在于体制可以为机制的实施提供有效的措施与方法,并且机制会反作用与体制,具体实施体制的方案时,机制可以起到指导的作用。 3.3机制体制具体的内容 煤矿的安全管理体制指的就是产业在进行生产和管理以及运营这一系列的活动,对其进行组织的形式以及管理的体系还有具体的运行方式。煤矿的安全管理机制是以煤矿生产过程中的安全性作为其煤矿生产的优秀内容。煤矿管理和生产以及运营等工作相互作用与协调的方式。 4.结语 本文指明了研究安全管理的体制机制是保证煤矿安全管理的基条件。随着煤矿产业取得成就逐渐增多时,也应该注意煤矿产业在生产中存在的一些问题。因此,必须建立完善的安全管理机制用于我国煤矿生产的安全管理中,从而进一步的促进我国煤矿产业整体的发展,提升我国煤矿产业在国际市场中的竞争能力。 作者:崔浩歌 单位:吉林煤矿安全监察局 煤矿安全论文:信息技术下煤矿安全管理论文 1.我国煤矿企业安全管理和控制的现状 当前,在煤矿开采过程存在着诸多安全威胁因素,虽然企业增加了安全资金的投入,但是煤矿事故仍是不断发生,依然面临着严峻的安全管理问题,主要表现如下: 1.1经验式的安全管理模式 当前,在我国的煤矿安全管理过程中仍是延续着经验式的安全管理模式,也就是说以经验教训为根据,特别是受到资金缺乏的影响,煤矿的安全监督设备非常落后,缺少专业的技术人才,因此不能够及时控制发生的安全技术问题。 1.2缺乏预防为主的方针政策 在国家政策的支持下,煤矿生产的安全管理和控制受到了大多数煤矿企业的高度重视,并为了安全控制设立了专项资金,购买了高科技的安全设备,聘请专业的技术人员,并安装了安全管理的监测系统,不断控制着煤矿企业的安全生产。 但是从本质上来讲,这种管理措施只能从表面上来实现企业的生产目标,缺乏一个完整的管理体系。比如说,当前的煤矿安全监控模式还只是运用于煤矿的生产过程,对于一些安全问题还只是事后控制。由于煤矿安全问题的产生与工作人员的心理、情绪和所处环境等多方面有关,但是对安全生产的问题进行研究和分析的时候,管理人员还只是从单方面因素考虑问题的发生,缺少全面的考虑。由此可以看出安全生产管理的“预防为主,防治结合”的方针还只是一种口号,并没有得到落实。 2.煤矿安全管理和控制中的信息技术应用 在煤矿的安全管理过程中,信息技术应用于设备、人才和技术管理的方方面面,并且发挥着重要的作用。目前,我国的煤矿安全管理正朝着动态化的网络管理过渡,其监控的信息化管理水平也在不断完善和优化。下面本文将从矿井的考勤管理、专家的智能管理和矿井检测管理三个方面来分析信息技术在煤矿安全管理中的应用。 2.1矿井考勤管理中的应用 当前,将现代化的信息技术应用于矿井的考勤管理中主要是为了实行工作人员的考核管理,一般先是要选择适合的考勤地点,之后在考勤机中连接上信息化的网络系统,并和通讯线路中的矿井管理计算机的主机相连接,实现管理中心对于矿井安全考勤情况的实时监控。一般,在矿井的考勤管理中主要有两种系统,一是卡片安全考勤系统,主要是运用金属卡片来进行打卡,实现考勤的记录;二是井下安全考勤系统,这是要借助矿井人员矿井灯灯头来实现考勤的记录。 2.2专家智能化管理中的应用 目前,专家智能管理是信息化技术在煤矿的安全管理中的重要应用,并受到了研究专家的高度重视。专家智能管理作为一种高层次的信息化系统,由专家的智能决策和专家信息化的数据库组成,从而实现煤矿企业安全管理的系统管理。在这个系统中,数据库是信息技术在安全管理的基础,而智能决策是煤矿安全管理和控制的重中之重,并有效的体现着信息化的管理。 2.3煤矿矿井监测管理中的应用 除了上面所提到的考勤管理、专家的智能管理之外,煤矿矿井的监测管理是当前信息技术在煤矿安全管理和控制中最普遍的应用,主要是对矿井下的通风、矿压和瓦斯情况进行实时监测,从而及时发现煤生产过程中的安全问题。 2.3.1通风监测管理 通风是保证矿井安全的主要措施,因此煤矿安全管理过程中的通风监测系统主要是由传感器、井下站点、传输设备和地面控制中心组成,通过利用计算机的仿真功能和通风装置的模拟技术来提高矿井通风系统的安全系数,从而保证矿井下面一旦发生安全事故,工作人员可以通过通风监测管理系统来调整矿井下面的风向和风速,及时避免安全事故的发生。 2.3.2矿压监测管理 矿井的矿压监测系统有计算机、传感器和传输线路三个部分组成,其中传感器与各个站点相连接,并将矿井下面的压力通过通讯设备传输到计算机内,然后计算机对接收到的压力信息进行计算分析,如果矿压超出了所限制的压值,计算机就会发出预警信息来提示工作人员,在工作人员的调解下实现煤矿的安全生产。 2.3.3瓦斯监测管理 我们都知道,造成煤矿安全事故发生的主要因素就是瓦斯,因此加强对于井下瓦斯的实时监控是十分必要的。当前的瓦斯监测管理系统主要是由传感器,地下站点,传输设备和控制中心组成,通过及时对井下瓦斯含量信息的采集和分析,从而保证井下作业的安全。一旦煤矿下的瓦斯含量超过了限制的数据,那么计算机就会发出警报并将采取一系列的措施来降低瓦斯含量。 3.结束语 综上所述,信息技术在煤矿的安全管理和控制中发挥着不可替代的作用,不仅能够保障煤矿的安全生产,并且能够实现煤矿安全的信息化管理。由此可见,在信息技术的大背景下,通过充分应用各种现代化的管理技术,不断完善信息化技术在矿井的考勤管理、专家的智能管理和矿井检测管理三个方面的应用,这将不断推动着煤矿行业的安全生产。 作者:赵熙 单位:太原理工大学 煤矿安全论文:工业工程应用于煤矿安全管理论文 一、分析工业工程应用在煤矿安全管理的适用性 1.不同管理水平均适用。 1.1对那些管理水平较为落后的企业中应用工业工程时,可以采取工业工程的技术,根据相关规定,并结合煤矿实际开采的条件以及工程的内容,还有系统以及工艺方面的要求等。合理优化并分析工人操作流程,提供帮助给编制的作业规程,对于基础设施布局要进行进一步的优化与分析,并深入研究危险性作业的具体动作。 1.2对那些管理水平较为先进的企业中应用工业工程时,在基础工业工程作为基础的前提条件下,采取具有现代性的工业工程相关的技术与方法,可以将计算机和无线通讯以及系统优化等技术综合的运用到生产中,对其进行监控,不管是在井下或是在的井上的作业人员,对其行踪进行监控,这样随时掌握作业的状态。另外,采取是计算仿真的技术,模拟其煤矿中潜在的危险以及有害因素造成的严重后果,进而提供具有针对性对策给安全管理。 2.不同管理层次均适用。 2.1煤矿宏观管理的层次,工业工程可以帮助管理者规划安全管理和投入的安全费用,并预先分析能够取得的效果。从而做到未雨绸缪,避免在今后的工作中走弯路,同时还可以以较少的安全投入达到最好的安全效果。对于一个安全生产的周期内整体的安全状况进行分析与把握。 2.2煤矿微观管理的层次指的就是具体的对安全的管理,例如识别现场所存在的安全隐患,以及纠正不当或不规范的人工操作,作业的流程更加合理,配备安全生产的措施要具有合理性,制定合理的安全质量标准,以及制定作业的规程,这些都可以通过事业工程采用而实现。 3.不同工作场合均适用。 3.1生产现场,由于煤矿生产具有较多的系统,同时涉及到较多的设备与设施,并且具有较为复杂的生产环境,生产工艺的流程以及工种都相对较多,若缺乏合理的规划与管理,十分容易发生安全事故。采取5S这一基本管理的方法与理念优化其现场管理,将不必要的杂物清除,保证现场整洁有序,从而确保安全的生产并提高其工作的质量。 3.2辅助服务部门,对于辅助服务部门也需要采用工业工程的技术理念与方法,优化并改善其各自的系统,从而保证能够顺利的进行生产。3.3相关人员的培训与安全教育,因为煤炭生产具有高度的危险性,可以采取应用工业工程的培训以及安全教育,通过工业工程中的方法对于培训的计划进行合理的安排,同时采取分层培训的形式,尽量投入较少的经费以及工作量,并达到最佳的效果。使员工对工业工程中安全思想以及方法和效率有一个全面的认识,能否发现工作中存在的问题,识别存在的安全隐患,通过工业工程中的方法将安全隐患消除,从而使其安全的生产得到保障。 4.不同的管理对象均适用。 4.1设备设施的管理,煤矿生产中所用的设备与设施具有安全保障以及生产的功能,对其进行管理时必须根据相关规定的基本要求,并融入工业工程管理的思想及方法对其安全设施和设备进行管理,这样可以将其安全设备与设施进行合理的布置,使其安全以及经济效益得到最大程度的发挥。 4.2管理生产环境,由于我国大部分的煤矿生产都受到多种因素的影响,在生产的过程中应该将工业工程技术与煤矿安全专业技术想结合,尽量消除其影响因素,优化并治理作业的环境,从而取得理想的效果。 4.3管理煤炭安全的标准化以及基本标准,想要实现煤矿的安全生产,必须采取精细化管理的模式,这种模式必须将安全管理的质量标准化作为基础。所谓安全质量的标准化就是在煤矿企业生产以及经营活动的过程中实行质量标准化的工作,对于安全教育的宣传,排查隐患,反馈并统计信息,以及事故抢险和防险与处理等方面均建立工作规范以及责任制度和管理的质量标准,同时还要保证其执行的严格性,这样可以逐渐减少并避免,甚至消除安全事故的发生,使其始终处于安全生产的状态。 4.4管理安全投入的资金,对煤矿安全进行管理必须要投入一定的安全资金作为保障,最后这种投入会转化为矿煤安全的成本,煤矿实际的生产中,由于安全保障度较差,导致事故频频发生,造成巨大的损失。因此,客观上需要一个安全保障度。采取工业工程思想以及理论的方法,从而达到安全保障的水平的前提条件下对安全投入成本进行合理的控制。 4.5管理安全信息,在管理煤矿安全中占有重要的地位,因此,必须建立安全信息管理的系统。通过结合工业工程技术与计算机技术建立安全信息管理系统,可以使对与生产系统进行合理的调度和追踪以及发现错误操作行为,还有对于安全隐患进行识别和提示必要物料的缺少这些功能得以实现,从而及时的做出应对的措施。 5.不同管理阶段均适用。 5.1工业工程基本的原理与方法运用在安全管理的设计以及规划中,对于同一生产周期内每个环节所应采取的管理措施和手段通过统筹的考虑进行规划并设计。这样才能有效的降低成本并提高生产的效率。 5.2预防并控制生产过程中的安全事故,采用工业工程的发现以及分析问题这种方法,事先预防可能发生安全问题,使其事故发生的根源在萌芽状态消亡。工业工程特有的手段可以看出、问出、实践出、变换角度找出、挖掘出问题的所在,从而发现存在的安全隐患。并结合煤矿实际,制定整改隐患的措施,并付诸于实际的行动。 5.3安全事故发生时采取的应急救援,工业工程对组织优化的理论与方法,建立救援指挥的中心,启动应急救援的预案,对于救援的物资以及救援人员,组织其进行迅速且有效的实施救援,降低生命以及财产的损失。 二、结语 因此,在矿井安全中应用工业工程可以使其安全精细管理效率得到有效的提升,具有针对性的促进其煤矿安全的管理工作。 作者:崔浩歌 单位:吉林煤矿安全监察局 煤矿安全论文:安全生产下现代煤矿安全管理论文 一、我国煤矿安全管理的解决方案 (一)明确安全生产责任制度 为保证现代煤矿安全管理,企业各级领导和工程人员要认真贯彻各项技术规范,根据相关规定文明管理、文明施工。领导要定期检查安全情况,消除安全隐患的存在。实现安全隐患责任制,就要落实到每一个人,同时与效益相互关联,让人人有责任,人人有动力。同时也要加强对各级工作人员的技术培训,工会、群众的监督作用要充分地发挥出来,尤其是对特殊工种、关键岗位以及容易发生失误的地方要严格监督。所谓责任落实到人就要从企业的第一责任人开始,企业领导要将安全意识强化,严格遵守各项法律法规,认真地落实安全生产工作,而不是只注重经济效益,直至导致严重后果而后悔莫及。 (二)将安全监督管理体制程序化、制度化、法律化 重大伤亡事故和经济损失事件的报告、调查、处理以及分析、评价的过程是处理事件的关键环节,要加强对这些工作的监督和管理。对此需对局、矿两级的安全监督机构的管理进行调成,以加强基层的监督工作。上级煤炭管理部门派出安监人员负责矿务局的安监工作,矿务局负责派出安监人员负责管理煤矿的基层工作,这样程序化的工作更加有利于对煤矿基层工作的监察。对国家重点煤矿进行重点预防,彻底消除安全隐患,而对于一些没有安全生产条件的小煤矿,则要依法关闭,将事故安全隐患从源头上消灭。 (三)建立健全煤矿安全生产保障体系 要完善现代煤矿安全管理系统,就要逐步健全煤矿安全的各项保障体系。一是煤矿安全工作的各项法律、法规保障体系的建立和完善;二是煤炭各行业的安全监督体系的建立与完善;三是现代煤炭行业的安全管理保障体系的建立和完善;四是对各项安全技术的培训要不断完善,还要将各项体系资格认证,与此同时各项技术培训也要逐步走向标准化。借鉴国际惯例,将煤矿安全管理的各项体系健全完善,更加标准正式。 二、结束语 为了防止我国现代煤炭灾害事故的发生,煤矿的安全管理是关键,现代煤矿存在安全隐患的主要原因主要在于工作人员的违规操作和煤矿生产系统的管理不够合理,所以减少煤矿安全事故的发生,最有效的办法就是加强煤矿管理技术的研究。 作者:张丽 单位:榆次区安全生产监察队
铁路信号论文:铁路信号系统中无线通信技术论文 1铁路信号系统简介 由于普通的计算机控制系统安全性差,无法对外部输入信息的准确性进行判断。当系统产生故障时,无法保证系统安全的能力,这些因素都限制了计算机控制系统的应用。当前,我国干线铁路上使用的计算机连锁系统主要为国外铁路信号公司的容错计算机控制系统,成本较高。所以,我国铁路科研院逐渐将安全、铁路信号控制系统作为主要的研究工作来开展。 2铁路信号系统无线通信的基本要求 2.1通信结构 铁路信号系统远程控制技术在保证铁路信号系统安全运行方面具有重要意义。相较于继电连锁系统来说,计算机连锁系统的综合性能更好。所以,车站连锁系统也逐渐从继电装置专变成了计算机系统。事实上,计算机连锁系统是一个满足安全、故障信号的连锁逻辑运算系统。而逻辑上,可以将运算系统分为监控层、控制设备层和关联系统三个模块。其中关联系统主要包括调度集中、联锁机、模拟屏、调度监控、复显等内容;监控层主要是指计算机联锁系统对调度机车信号和站场状态进行监测和控制的设备;控制设备层主要控制电源屏无线通信、I/O、PLC和电源屏的无线通信、I/O的通信。 2.2通信设计 2.2.1控制设备之间的无线通信 控制设备主要是用来对现场的多个I/O设备进行控制,常规的方法将多路器布置在现场,然后将输入/输出模块和端子排连接,并利用现场总线技术,在工业现场放置I/O模块。所有的现场子站都可以利用一根电缆连接起来,从而把所有的现场信号简单方便的传送到控制室的监控设备上。 2.2.2控制设备和监控站的通信 监控站通信主要传递安全信息数据,利用PLC和联锁机之间的串口和监控站连接实现信息的传递。因而PLC和联锁机之间使用CCM传输协议进行传输。为了屏蔽外界的干扰,提升数据的准确性,将读取的PLC数据作为有效数据,向联锁程序提交。此外,该通信程序还可监督PLC和联锁机运行状态。由于每次通信时,联锁机都会对PLC的约定内部寄存器进行检查,此寄存器只可以利用联锁机置位PLC进行复位。在检查的过程中,如果PLC置位时间不对,就表示PLC工作异常。同理,如果PLC发现联锁机置位不按时,证明连锁机的也不能正常工作,为了确保系统安全运行,会立即发出报警信息,并会进行安全处理。 2.3关联系统之间通信技术 关联系统主要是计算机之间利用互联网进行通信,可以利用RS-485和RS-232达到通信目的。而局域网中的通信可以利用Socket的接口实现,局域网中电脑可以通过拨号的方式和互联网机械通信,也可以连入专网进行通信。 3无线通信技术的特点 目前,无线通信技术主要有433Hz频段、2.4Hz频段、蓝牙、红外等。在高速行驶高速铁路上,如果距离小可以使用这些无线技术。但是如果距离很远的时候,无线通信的距离也就相对较远,利用无线通信可以避免使用中继设备。铁路信号系统作为指挥铁路运行的系统,在运行的过程中,可以利用信标和全球定位系统来保证铁路的位置和速度。车站在收到设备信息后,会经过信息发送到执行控制计算机中。在铁路信号系统中,无线通信技术主要有以下特点:(1)可以对铁路的运行情况进行更加稳定的控制,不仅可以防止列车运行情况下速度过快或者多次发动,并且可以有效地节省资源。(2)在一些关键的控制系统中,列车按照操作状态和自身情况进行调节,利用计算机对列车进行辅助调整,进而提高铁路信号系统的管理水平;(3)省去地面上的信号设备,降低了信号系统设备的维护资金;(4)无线信号适应能力强,可以提高列车的行进速度,可以对系统中的相关参数进行远程调节。不过,在使用无线通信技术时,铁路信号系统中也有一些问题存在,例如一些设备的成本较高、高速铁路列车的运行速度和电码传送速率不符合。 4无线通信技术在铁路信号系统中的应用 4.1集中调度中的应用 在集中调度系统中,调度中心科员按照车站的区段闭塞情况和法线占用情况了解列车的运行,并根据收集到的信息对进路进行排列。但是,使用无线通信技术可以使控制系统详细了解列车的运行速度和位置,并根据沿线信号系统的基本情况,向列车传递控制信息,确保列车稳定、安全、快速地运行。通过利用无线通信技术,可实现控制中心和列车之间的双线数据传输,为列车的运行提供了便利,达到自动指挥的目的。 4.2微机联锁中的应用 在微机联锁中应用无线技术,可以将信号机的闭锁状态、道岔情况等发送至主控中心,并使用道旁接口单元对主控中心传达的控制命令进行接收,达到控制信号机动作和道岔的目的。此外,道旁接口单元可以使用无线信道和控制中心取得联系,然后利用电缆和现场设备进行连接,达到控制、检测辅助子系统的目的。当前,无线通信技术在微机联锁中的应用需要增加运营成本,并且一些比较大的车站对无线信号干扰比较大,还没有得到广泛的推广和应用,不过在微机联锁中应用无线技术的前景是非常不错的。 4.3无线通信技术在中继器中的应用 在铁路运行过程中,想要实现每一个铁路都设置通信基站难度是比较大的。这样设置不仅会导致设备投资增加,并且会使无线通信铁路信号系统丧失意义。而利用中继器,基站可以使用中继器进行射频信号的发送和接收,进而实现基站同时,管理线路、车辆以及基站区域范围中的站区。 4.4使平交道口的通过率提升 通过在铁路信号系统中使用无线通信技术,主控中心可以根据时间间隔对道口的运行情况机械能查询,并将查询到的信息及时向接近道口的列车反馈。此外,主控中心在接收到列车速度信息和列车位置信息时,可以对列车从道口通过后的时间进行计算,并且可以按照具体情况对累成运行路线和允许最大速度进行参考。保证了列车从平交道口经过时候的安全性,提升了道口的通过率。 作者:李克定 单位:中交机电工程局有限公司 铁路信号论文:铁路信号机检修课程改革论文 1研究目的 1.1为铁路输送合格的电务工作人员 黑龙江交通职业技术学院是一所面向铁路,为铁路运输系统各个技术部门提供专业技术人员的高等职业院校,培养的毕业生也主要是面向全国18个铁路局(公司)的各个技术领域,铁道通信信号专业作为学院的特色专业,主要为铁路运输系统电务维护部门培养信号工作人员。进行教学改革的目的就是为了使学生能够适应铁路运输电务维护部门的工作要求,让学生在毕业时具备一定是专业技术能力,培养学生严谨的工作作风,能够使学生在短期内适应铁路运输电务维护部门的工作要求和工作氛围。 1.2激发学生的学习兴趣 教师教学的目的是让学生学习一定的文化知识,锻炼学生的专业技能,培养学生的职业素养和综合素质。教师本身具备的专业素质能否全部或者大部分传授给学生,学生是否愿意并且真正学习到教师教授的所有知识,这是完全不相关的两个方面,但是教学的目的是希望学生能够将教师所教转化为自己所有,那么着两者之间就又是相互矛盾的了。传统的教学方法已经完全不能适应现在的高职学生,那么如何将学生从发呆、玩手机或者睡觉之中解脱出来,去踏实的学习教师所讲就是每一名专业教师必须去研究探索的问题。教学改革的最初目的也应该在此,就是改变传统的呆板的教学方法,用一种更容易让学生接受并且的喜爱的方式去教学。当学生们心甘情愿的放下手机、不再对老师讲的内容昏昏欲睡,那么教学改革的目的应该就基本达到了。当学生能够充满激情的去学习每一节课教师所教,教师和学生之间达到了一定的和谐程度,那么教师就不用再为了组织课堂教学而发愁了。 1.3提升教师自身的职业素质。 牛顿第三定律告诉我们:力的作用是相互的。笔者认为这一定律同样适用于情感交流。如果一个学生喜爱一名教师,那么他对这名教师所讲的课程也会感兴趣,反之,如果一名教师没有得到学生的肯定,那么他的教学效果也应该不甚乐观。在高等职业教育高度发展的今天,一名教师的教学改革水平也是衡量一名教师职业能力的重要依据。作为高等职业教育的教学工作者,我们不仅应该具备坚实的专业能力,如何将自己的知识能力传授给学生也是不容忽视的,所以,教学改革不仅仅是为铁路输送人才,也不仅仅是为了学生,更是为了教师自身。 2研究内容 本次教学改革主要运用了理论联系实际的科学方法。在上一学年,笔者有幸参加了一次戴世宏教授的关于高等职业教育教学改革的讲座,在讲座中,戴教授系统的介绍了教学改革、课程改革的意义与方法,使笔者收获颇丰。为这一年的教学改革工作提供了理论依据。在实践的过程中不断学习和思考,用理论指导实践,用实践效果验证理论,使笔者教学改革水平有了很大的提高。 2.1课程标准的确定。 课程标准简单来说是一门的课程的大纲,在课程标准中应确立本门课程的教学内容与教学目标、教学方式与教学方法、考核方式与考核标准。传统的教学方法为讲授法,教学目标以记忆性内容为主,考核方式比较单一。如要进行课程改革,改革的优秀是改变教学方法,那么教学手段就需要革新,教学目标就要从传统的知识目标变为能力技能目标,考核方式也要向多元化发展。 2.2课程的整体设计。 在本轮教学改革中,将教材内容进行了更加系统详细的整合,形成“一个目标,两条主线”的教学线索。一个目标:是指本门课程的教学目标,本次教学改革主要突出能力目标的培养,最终的能力目标就是能够对信号机进行维护和简单的故障处理。这一目标其实还包括了信号机的识别等相关的简单能力目标,这是说在单元课程教学过程中的小目标都是为了这一个最终目标的服务的。两条主线:一条是指信号机的识别与维护,另一条则是指信号机的设置。前者侧重于技能的培养,后者则侧重于分析问题解决问题能力的培养。 2.3单元课程设计。 一门课程包含数量不等的学时和不同的教学内容,将整门课程按照教学内容或认知结构的不同分成多个教学单元,将每个教学单元进行合理的设计,按照教学内容的不同确定每个教学单元的教学目标、教学手段、教学方法。教学目标的确定重点考虑学生能力目标的培养,通过教学和练习能够让学生练就某种专业技能,这是高等职业教育教学的首要目的。根据教学内容的不同确定不同的教学手段,尽可能贴近铁路电务工作实际,如果有信号机设备,尽可能利用实景教学,若没有实际设备则尽可能使用图片或多媒体教学方式,让学生能够在直观上了解自己所学。高等职业教育教学改革主要是教学方法的改革,在教学中应以学生为中心,以项目为载体,改变传统的以教师为中心,以内容为载体的讲授教学方法,采用“教、学、做”一体化的方式,使用任务驱动、头脑风暴等先进教学方法,提高学生的学习兴趣,促进学生发挥主观能动性,主动去学习和练习,掌握专业知识的同时,锻炼专业技能。 2.4考核方法的改革。 传统的课程考核方式就是“一纸定江山”,学生在考试前一周甚至更短的时间突击背题,就可以通过考试甚至获取较高的分数,通过期末考试试卷决定一门课程的成绩,这是极不客观公正的考核方式,在课程改革中如果不改革考核方式,那么过程的改革将失去意义。针对《信号机检修》课程,制定如下考核方法:课程考核包括过程考核和期末考核,学生成绩由学习过程成绩、实作考核成绩和记忆性考核成绩组成。过程考核包括教师教学过程监测考核和分析问题解决问题能力考核两部分。教学过程监测占比较少量的成绩,由教师根据学生课堂表现和课后作业成绩综合给出,大约为总成绩的10%左右。分析问题解决问题能力考核是在期中进行,考核方式是一张试卷,但是试卷内容不包括记忆内容考核,均为主观题目,题目内容包括信号机的设置等内容,题目没有统一答案,符合信号机设置原则均可获得相应分数,此项考核约占总成绩的10%左右。期末考核包括实践技能考核和记忆能力考核。其中,记忆能力考核为机考,事先将已经做好的题库写入计算机,学生在考试时直接进行机考即可,考试完毕即可知晓自己的分数,这样的考核方式既不需要教师阅卷,又增加了公平性,基本不会出现徇私舞弊的情况,此项内容成绩约占总成绩的40%左右。高等职业教育教学的目的是培养高端技能型人才,那么教学改革的目的则是要培养学生的专业技能,那么作为考核学生学习情况的期末考试就要包括专业实践技能考核,本门课程名为《信号机检修》,那么学生经过一个学期的学习就要能够对信号机进行检修,期末考核的实践技能考核部分就要考核学生对信号机的点灯参数进行测试,对信号机的故障进行处理,教师根据学生是否按照铁路电务维修标准操作进行评分,此过程要全程录像,以达到公平公正的目的。此项内容成绩约占总成绩的40%左右。考核方式的改革配合教学方法的改革,形成一条线,使得教学改革不会虎头蛇尾。 3结论 此次课程改革是自开始进行本门课程的教学以来最深入彻底的一次教学改革,跟以往喊口号式的改革不同,是真正将学到过的理论纳入到教学实践当中,虽然只是系级的课程改革课题,但是从教师自身的感觉来说,教学过程是令人享受的,教学效果是令人欣慰的,在进行课程教学的总结时,感觉自己是有发言权的,不再像以前的教学总结,不知道从哪些方面入手。这也从另一个方面证明了实践是检验真理的唯一标准。本次研究的结果表明,课程改革的确能够提高教师的教学水平,同时能够改善目前全国大学生客观存在的一些不良的课堂状态,对教师自身职业素养的自信培养有很大益处,还能让学生从手机和发呆中解脱出来,真正学到一些技能,真正提高自身的各种能力,为以后在工作中的良好表现打下坚实的基础。另外,一门课程的教学改革的成功与否并不重要,重要的是一个专业乃至一个学科体系的课程都能够充分激发学生的学习热情,这样,学校培养的毕业生才能够更加符合企业的要求。 作者:白玉娟 单位:黑龙江交通职业技术学院 铁路信号论文:铁路信号工程建设论文 1铁路信号工程施工质量控制要点分析 铁路信号工程施工质量控制是非常重要的,它影响着列车的运行安全性。在铁路信号工程施工的过程中,监管工程师要分清主次,抓住工程的重点,制定科学合理的质量控制方案,明确质量控制程序和检查工作。在必要的地方设置质量控制点,这样可以有效的进行防控工作,在安置的过程中要依据质量特征的不同性,以及危害程度的不同来确定控制点的位置。铁路信号工程施工流程是检验工程各个项目的重要阶段,高质量的铁路信号工程可以更好的保证列车的安全运行,避免不必要危害的发生,所以要秉着安全第一的原则,全方位的考虑可能影响安全的因素,提高施工的效率和质量。 2实现工程项目建设的目标要对人进行控制 工程项目的施工大多是人为操作的,所以铁路信号施工的进度控制,可以通过对施工组织者、指挥者的控制来实现,而铁路信号施工的质量控制,可以通过对实施者和操作者的控制来实现。为了有效避免人为的失误,保证工程的质量,施工方要积极调动施工者的主观能动性,增强施工者的责任感,此外还要加强对施工者的政治教育、职业道德教育,以及专业知识、技术的培训工作,以保证工程质量为目的,本着扬长避短的原则控制对施工者的使用。铁路信号的施工技术水平高且复杂,特别是电气集中、微机连锁等方面的工作,所以,应选择既有丰富经验又有实践技术的人员来完成,保证工程的可靠性,提高工程的效率。这样一来,就要在铁路信号施工前对施工人员进行安全操作的专业指导,重点培养操作者的技能,并通过考试的形式进行考察,针对不同人出现的不同问题一一指导,发现每个施工者最擅长的技术,科学合理的分配施工项目。 3工程施工方案主要控制施工方法 控制施工的方法简单来说就是,对铁路信号施工项目的技术方法、操作流程、检查手段、以及施工人员组织设计等方面进行控制。铁路信号工程的施工过程能否顺利,施工方案的制定是关键,如果施工方案不周全,就会影响施工的质量,拖延施工的进度,不能按时完成任务,进而会增加建设的投资。所以工程项目的负责人要制定健全的方案,根据实际情况,对施工技术、管理手段、操作流程、经济状况等方面进行系统的分析,尽可能的保证施工方案的合理性和可行性,完成目标的控制。例如,在站场旧设备换新的过程中,要考虑每一次设备更换阶段可能给列车带来的影响,在更换的过程中采用什么样的指挥方式,工作人员如何分配,发生意外怎么解决都要进行科学的分析。铁路信号是指挥列车正常行驶的神经中枢,所以在设备更换期,要选择熟悉这些设备的维修人员,以及精通专业技能的技术人员进行操作。 4如何提高铁路信号工程的质量 4.1重视对人员素质的控制 要想保证铁路信号施工的质量,首先对人员的素质控制很重要。施工团队如果整体素质好,经营作风正,工作经验丰富,协作能力强,那么施工的效果就会好,此外,施工人员的技术水平会直接影响工程的质量,特别是一些高难度的施工技术的操作。 4.2铁路信号工程的选材质量控制 随着科技的发展,一些高端的机械设备逐渐的被应用到工程建设中,现代化的机械设备在铁路信号施工中发挥着巨大的作用。工程机械化的实现需要机械设备的应用,所以在铁路信号工程的施工阶段,要重点考虑施工场地的条件、结构,以及设备的性能,这样才能有效的发挥机械的功能,从而提高工程的效率,获得更高的经济效益。要想保证施工的质量,就要对机械设备的型号、性能和操作方法进行控制。高质量的材料是保证施工质量的基础,所以在材料的选购时,要牢牢的掌握材料的质量、价格,选择好材料的供货商,用最少的资金采购最优质的材料。其次,把握好材料质量标准,在材料的选购时严格验收,用适当的方法检查材料的质量。最后,要加强对材料的运输与管理,制定完善的材料管理制度,避免材料损坏、变质的现象发生。 5处理好铁路信号质量控制和进度控制的关系 铁路信号质量控制和进度控制是工程施工项目的重点,二者之间相互制约又相互依存。如果一味的要求工程施工的速度,一定会影响施工的质量,在修补的过程中又会耽误很多时间,这样反而会影响工程的进度,所以,施工方要在保证施工质量的基础上提高施工的速度,提高列车的运行效率。 6结束语 总而言之,随着社会和科技的进步,对铁路信号施工的要求更加系统化和规范化,越来越多的高端机械设备运用到了工程建设中,这不仅提高了列车的运行速度,也提高了运行的安全性和可靠性。铁路信号是列车安全运行的重要依据,在建设的过程中,不仅要控制施工的进程,还要控制工程的质量,确保列车高效运行,从而提高经济效益。 作者:徐立军 单位:通号工程局集团有限公司天津分公司 铁路信号论文:铁路信号项目修建的质量管理研究论文 论文关键词:铁路信号;工程质量;控制 论文摘要:铁路信号是指挥行车的大脑和神经,因此铁路信号工程建设的质量至关重要。文章指出对人、材料、机械、方法和环境5大因素进行控制,是保证工程质量的关健。 铁路是国民经济的大动脉,而铁路信号是指挥铁路行车的大脑和神经。为了使这个大脑和神经安全、可靠、灵活、高效地为运输生产服务,必须在关系到影响上述功能形成的铁路信号工程的建设阶段把好工程质量关,这是铁路信号工程建设监理工作的一项重要内容,而严格地对“人、材料、机械、方法和环境”这影响工程质量的5大因素进行控制,就抓住了保证建设项目工程质量的关键。 1对人的控制 大家知道,从事建筑工程行业内的人,可以作为工程建设的决策者、组织者、指挥者,也可以是施工工序的实施者和操作者。所以,充分调动人的积极性,避免产生失误,是首要的问题。 为了避免人的失误,调动人的主观能动性,增强人的责任感和质量意识,达到以工作质量保工序质量、促工程质量的目的,除了加强政治思想教育、劳动纪律教育、职业道德教育,进行专业技术知识培训,健全岗位责任制,改善劳动条件,实行公平合理的奖励外,还需要根据工程项目的特点,从确保工程质量出发,本着量才使用,扬长避短的原则来控制对人的使用。人对质量的影响,主要有以下几个方面。 (1)领导者的素质。在对设计、施工承包单位进行资质认证和优选时,一定要考虑领导者素质。领导层的整体素质好,必然决策能力强,组织机构健全,管理制度完善,经营作风正派,技术措施得力,社会信誉高,实践经验丰富,善于协作配合。这样,就有利于合同执行,有利于确保质量、投资、进度三大目标的控制。 (2)人的理论、技术水平。人的理论技术水平直接影响工程质量水平,尤其是对技术复杂、难度大、工艺新的建筑安装工序的操作。铁路信号是技术含量较高的一个工种,尤其是电气集中、驼峰自动集中、区间自动闭塞、微机联锁等技术比较复杂,应选择既有丰富理论知识,又有实践经验的工程技术人员承担,以保证建设项目安全、可靠、顺利投产,还应选择有较高的施工工艺水平的技术工人,以保证工程的优良率。 (3)人的生理缺陷。在信号施工中,有高血压、心脏病的人,不能从事高柱信号机上的高空作业,视力、听力差的人不宜参与校正、测量和在运营车站上作业,否则,将影响工程质量,甚至引起安全事故。 (4)人的心理行为。人的劳动态度、注意力、情绪、责任心等在不同地点、不同时期也会有所变化。例如:某个人的某种需要未得到满足,或者受到批评处分,或者由于家庭关系不和睦,或者由于人际关系紧张,思想沉闷、心情抑郁,这种不稳定的情绪极易诱发质量、安全事故。所以,对某些需确保质量万无一失的关键工序和操作,一定要分析和掌握人的心理变化,做好人的思想工作,在合理的前提下为人解难,稳定人的情绪。 (5)人的错误行为。人的错误行为是指人在工作场地或工作中产生的错听、错视、误判断、误动作等。例如在信号过渡及新旧设备倒接过程中,线头的错焊、仪表的错视,以及对使用中设备的误动都极易发生行车事故。所以更应加强人的责任心,尤其在容易引发行车事故的工作环节应配备确认、监督人员,以防由于一个人的失误造成行车或设备事故。 (6)人的违章违纪。人的违章违纪行为有以下各种表现:粗心大意、漫不经心、注意力不集中,不懂装懂、不履行安全措施,安全检查不认真、随意乱放工具材料,不按规定使用防护用品,碰运气、图省事、玩忽职守,有意违章,只顾自己、不顾他人等,对这些行为必须严加教育,及时制止,否则,将造成难以估量的损失。 2对材料、构配件的质量控制 材料是工程施工必需的物质条件,材料质量不符合标准,工程质量便无从谈起。 (1)掌握材料信息,优选供货厂家。要掌握材料质量、价格、供货能力等信息,选择好供货厂家,以获得质优价廉的材料资源,从而为保证工程质量、降低工程造价奠定物质基础。为此,主要材料、设备及构配件在订货前,必须要求承包单位申报,经论证同意后,方可订货。 (2)加强对材料的运输、仓储、保管工作。健全材料保管制度,避免材料损失、损坏、变质。 (3)确定材料质量标准,加强材料检查验收,严把材料质量关。材料质量标准是用以衡量材料质量的尺度,也是作为验收的依据。工程所用的主要材料,必须具备正式的出厂合格证与材质化验单,如不具备或对检验证明有怀疑时,应补作检验。 (4)运用适当的方法进行材料质量的检验。材料质量检验方法有书面检验、外观检验、理化检验和无损检验4种。书面检验是通过对提供的材料保证资料、试验报告等进行审核,取得认可方能使用。外观检验是对材料从品种、规格、标志、外型尺寸等进行直观检查,看其有无质量问题。理化检验是借助试验设备和仪表仪器,对材料样品的化学成分、机械性能、电气特性等进行科学的鉴定。无损检验是在不破坏材料样品的前提下,利用超声波、X射线、表面探伤仪等进行检测。 3对方法的控制 所谓对方法的控制,是指工程项目建设周期内对所采取的技术方案、工艺流程、组织措施、检测手段、施工组织设计等的控制。 工程建设项目的三大目标(进度控制、质量控制、投资控制)能否顺利实现,关键在于施工方案的正确与否。施工方案如果欠妥,就会影响质量,拖延进度,增加投资。因此,在参与制定和审核施工方案时,必须从工程实际情况出发,从技术、组织、管理、工艺、操作、经济诸方面进行全面的分析,综合考虑,力求方案合理可行,顺利实现三大目标的控制。 4对施工机械设备选用的质量控制 施工机械设备在现代化的工程建设中发挥着重要的作用,它是实现施工机械化的重要物质基础。为此,在工程项目的施工阶段,必须考虑施工现场条件、结构形式、机械设备性能、施工工艺和方法、施工组织与管理,充分发挥机械设备的效能,力求获得较好的综合经济效益。从保证项目施工质量的角度出发,应着重从机械设备的选型、主要性能参数和使用操作要求等3个方面予以控制。超级秘书网 5对环境因素的控制 (1)影响工程项目质量的环境因素有:工程技术环境,如工程地质、水文、气象等;工程管理环境,如质量保证体系、质量管理制度等;劳动环境,如劳动组合、劳动工具、工作面等。 (2)环境因素对工程质量的影响具有复杂而多变的特点,往往前一道工序就是后一道工序的环境,前一分项分部工程也就是后一分项分部工程的环境。因此,根据工程特点和具体条件,应对影响质量的环境因素采取有效的措施严加控制。 (3)对环境因素的控制与施工方案和技术措施紧密相关。如在雨季和在运输繁忙的线路上打电缆过道时,不能采用大开挖方案,因为下雨后土质松软易坍塌,又因过往车辆频繁,产生震动易使路基坍塌,危及行车安全。 6工程案例 在审核6502旧站场进行电气集中设备的施工方案时,亦存在着旧的联锁设备逐步过渡到6502电气集中设备施工方案的问题。着重考虑了每一次过渡对行车运输影响的范围和时间,临时采用什么方式指挥行车,发生意外情况时的应急措施,施工总指挥及其余人员的分工,工具、材料以及通信器材的准备,施工程序步骤、工务人员配合等问题。车站信号联锁是指挥行车运输的神经中枢。因此,在施工过渡时,须配备熟悉既有设备的电务维修人员,精通业务技术的施工技术人员,有组织能力、经验丰富的指挥人员和熟练技术工人。 铁路信号论文:铁路信号工程建设论文 1更新高速铁路信号标准规范编制模式 为服务大规模高速铁路建设,借鉴欧洲铁路标准先规划标准体系再分别研究实施的先进模式,确定了系统方案及装备研究以标准先行为原则。依托先期建设的武广、郑西高速铁路系统的研发和实施,首先制定了涵盖研发、设计、测试、生产、施工、维护等各个环节的标准规范,形成一整套高速铁路信号系统技术标准体系,以此来指导系统研发、集成、工程建设及调试运营。 2铁路信号工程建设标准工作存在的主要问题 铁路信号是铁路运输的基础设施,是保障行车安全、提高运输效率和运营管理水平的重要装备。铁路信号技术的发展和铁路行业的发展密切相关,和科技进步紧密相连,铁路信号的发展水平是铁路现代化的重要标志。近年来,大规模、高标准铁路建设高潮是中国铁路信号发展的重要时期,CTCS-2级列车运行控制系统日趋成熟,CTCS-3级列车运行控制系统研发成功并推广应用,为高速铁路的发展提供了可靠的技术支撑,技术水平达到世界先进水平,铁路信号工程建设标准水平也有了长足的进步。与此同时,建设安全、质量与效率、效益并重的优质铁路网络,为国家深化改革各项举措的大局服务,给铁路信号建设标准制定工作提出了更高、更迫切的要求。面对这种形势,当前的铁路信号建设标准还无法完全涵盖和满足全部工程建设的需要,尚存在一些不足之处。 2.1技术标准体系不健全 随着“四纵四横”铁路客运专线干线及一批城际铁路的建成,我国物流业的迅猛发展,中国铁路总公司的货运组织改革,以及货车装备的更新,繁忙干线逐步实施客货分线运输是大势所趋。一批以货运为主的铁路通道和工业企业专用铁路已投入建设,如晋中南运煤通道、蒙西至华中铁路、工业园区及物流园区专用铁路等。而我国铁路目前建立起来的铁路信号工程建设标准体系还不够完善,例如,具备自动驾驶功能的城际铁路、开行万吨大列的重载铁路、快速货运专线铁路、工业企业专用铁路等标准研究,有的刚刚起步,有的虽几年前已开展研究,但尚未出台有针对性的信号标准规范;一部分高速铁路信号工程建设标准还是暂行或试行规范,有待修订完善;铁路信号子系统标准规范还不完善,如250km/h铁路、无砟轨道客运专线铁路设置区间信号机的标准,道口信号标准规范等,尚缺失相关内容。 2.2通用图编制不完善 通用图是贯彻铁路主要技术政策和中心任务的有力工具,是实施标准、规范的可靠手段。通用图在铁路勘察设计中发挥着重要作用,有利于加快设计速度、保障设计质量。同时,通用图也是系统维护维修的重要基础资料。目前,铁路信号通用图的设计及数量少,覆盖范围小,更新改进速度慢,不利于工程设计及运营维护管理。例如,2006年原铁道部文件要求“ZPW-2000A区间小轨道电路不再纳入闭塞控制,仅完成报警、表示功能并纳入微机监测”,但至今尚未修订后的通用图,这就造成工程设计做法不统一,不利于信号工程施工和信号设备的运营维护。 2.3科研成果转化为标准规范不及时 制定铁路信号标准规范先进成熟的模式,是先规划标准体系,再分别立项研究实施,同时对建设、运营维护过程中所暴露出的具有普遍性的问题进行攻关研究,制定解决方案,进而形成标准规范。但现实情况是,立项研究的多,形成标准规范的少,且时效性较差。例如,电弧灼伤钢轨及胶结绝缘节的问题曾在多条高铁线路出现,铁路行业主管部门立项进行了专题研究,取得一些研究成果和解决措施,但解决方案至今未纳入铁路信号相关标准规范。 2.4信号标准规范管理机制有待进一步改进 从现状来看,铁路信号标准规范的部门主要为国家铁路局和中国铁路总公司。中国铁路总公司内的建设管理归口单位、运营管理归口单位、科技管理归口单位、工程管理归口单位等,信号标准规范及技术文件数量多、更新快,但内容零散、协调统一性差。各个单位有时仅针对本部门的管理职责制定标准规范及技术要求,疏忽了涵盖工程设计、工程施工、运营及维护、产品设计及生产等领域的执行单位的可操作性,文件执行困难,效果不佳。因此,有必要改进信号标准规范制定和的管理机制。 3铁路信号工程建设标准工作的改进 3.1改进原则 为实现构建具有中国特色的先进、成熟、适用的铁路信号建设标准体系的总体目标,必须以国家有关法律法规为基本准绳,以铁路行业规定为基本依据,总结国内铁路建设积累的成功经验,积极借鉴国外先进建设标准体系及管理策略,紧密围绕我国铁路信号工程建设和技术创新工作的发展规划与现实需求,全力推进铁路信号工程建设标准体系创新研究。改进铁路信号建设标准编制工作,应该把握以下主要原则。(1)立足我国路情,以科学发展观为指导,使建设标准具有良好的可拓展性和可持续性。(2)始终坚持“先进、成熟、经济、适用、可靠”的既定技术方针,使建设标准全面适应不同等级、不同类别的铁路线路,全面促进运营管理方式现代化,全面改善维护管理手段人性化。(3)充分体现建设标准的先导作用、指导作用和促进作用,及时修订和完善铁路信号工程建设标准。 3.2改进内容 3.2.1构建健全的铁路信号工程建设标准体系 应针对客货共线铁路、客运专线、重载铁路、城际铁路、工业企业专用铁路等不同等级、不同类别的铁路工程,全面建立涵盖系统研发、工程设计、试验测试、装备生产、施工工艺、运营维护等各个环节的铁路信号工程建设标准体系。 3.2.2完善铁路信号通用图 将一些普遍性、通用性较强的铁路信号标准图定型化,提高工程设计的统一性,为运营维护创造有利条件。 3.2.3推动科研成果及时向标准规范转化 坚持系统引进与自主创新相结合,吸纳最新科技成果,加强基础科研工作,不断修订和完善标准体系,建立开放、科学、动态的管理机制,突出标准规范制定的针对性和时效性。 3.2.4改进铁路信号标准规范的管理机制 加强铁路信号标准规范的顶层设计,标准规范的制定及单位应形成协调联动机制,提高铁路信号标准规范制定的科学性、系统性、协调性,注重标准规范的可操作性和执行效果。 3.3当前应重点关注的问题 近些年来,铁路建设迎来了黄金期、高峰期,每年都有大批铁路项目立项、开工、竣工,铁路信号建设标准存在的问题逐渐显现,甚至存在与当前建设形势不匹配、不利于运营维护的问题,亟待解决。 3.3.1重载铁路、工业企业专用铁路建设设计规范 需尽快出台大秦、朔黄等重载铁路已运营多年,并积累了较丰富的运营维护经验及科学试验数据,一批新的重载铁路即将开工建设,如蒙西至华中铁路。因此,需要尽快编制出台重载铁路信号建设标准规范,以满足铁路建设领域的迫切需求。随着我国经济运行持续向好,工业企业园区、物流园区等专用铁路建设需求如雨后春笋般大量涌现,该类型铁路具有用途单一、线路短、标准低、需与国家铁路接轨等特点。企业修建铁路往往以经济效益为主要衡量标准,强调低投入、高产出。因此,现行国家铁路有关标准规范不太适应工业企业铁路需求,有必要研究出台针对工业企业铁路的行业标准。 3.3.2尽快形成具备自动驾驶功能的城际铁路信号标准体系 目前,国内各大城市群已规划了较为密集的城际铁路,如珠三角、长三角、中原城市群等,该类型铁路具有行驶速度高(一般为200km/h~250km/h)、车站密、运输组织灵活多样、具备自动驾驶功能等特点。但目前针对城际铁路的自动驾驶功能仅出台了较少的方案指导性文件,尚未形成一整套信号建设标准规范。大批城际铁路的开工建设,亟需建立城际铁路信号标准体系。 3.3.3制定信号系统综合布线标准 铁路信号系统内CTC中心系统、信号集中监测中心系统,大量集中设置各类高性能服务器,电源、数据布线量大。传统方式均为设备之间直连布线,主机房内布线杂乱,强、弱电线电缆隔离防护困难,存在电磁干扰安全隐患,系统维护、扩展困难,故障排除时间长,对运营干扰大。综合布线方式可使中心系统强、弱电线电缆隔离防护更安全,光电缆布置及径路更合理、更集约,从而消除电磁干扰安全隐患,提高系统的可扩展性和可维护性。因此,铁路信号建设标准需要引入综合布线理念,并制定配套的标准规范来解决此类问题。 3.3.4加大科研力度,积极探索新一代列控系统建设标准 通过多年的工程建设和对运营维护经验的总结,我国铁路信号列控系统已经形成CTCS-0,2,3序列框架,形成一定的技术储备。研究开发基于无线车-地安全信息传输、卫星导航安全定位、移动闭塞(或虚拟闭塞)等技术的新一代CTCS-4级列控系统,以及适用于速度160km/h及以下庞大路网的CTCS-1级列控系统的条件已经成熟,因此应加大科研力量投入,尽早开展相关标准规范体系的研究制定工作。 4结语 总结铁路信号建设标准制定的成功经验,创新铁路信号工程建设标准编制方法,是提高铁路信号工程建设质量和运营维护管理水平的重要举措。应从标准设计源头抓起,积极探索创新,既要做好铁路信号标准顶层设计,又要系统研究适应机械化、工厂化、信息化需求的配套工装、工艺标准,不断提高我国铁路信号工程建设标准水平。 作者:梁朝辉 单位:中国铁道科学研究院研究生部 铁路信号论文:新型铁路信号测试系统的特征论文 摘要:随着铁路技术的飞速发展,铁路信号系统越来越复杂,设备间和信号间的相关性越来越大,这使得实际中出现的故障呈现复杂化和多样化。为了更好的发现和诊断故障,保障铁路安全、高效运行,因此研究开发一种新型铁路信号测试系统是十分必要的。 关键词:铁路信号测试系统安全 引言 铁路信号系统,通常是由多种机电设备组成的复杂控制系统,对铁路运行的安全、高效、快捷起着重要作用。为了更好的发现和诊断故障,保障铁路安全、高效运行,因此研究开发一种新型铁路信号测试系统是十分必要的。信号设备是铁路运输的耳目,对行车安全关系很大。它分为信号、联锁设备和闭塞设备三类。为了保证设备质量,铁路信号设备所命名用的器材和配件,必须符合部颁标准。当变更设备结构时,须经铁道部批准。 一、对各类信号设备安全的共同要求 各种信号均须符合下列各项要求:①除与机车车辆发生直接相互作用的设备如车辆减速器、限界检查器等以外,信号设备的任何部门不得侵入现行国标GB146-59规定的建筑接近限界(包括曲线部分的加宽)。②所有信号设备的安装,均须符合批准的安装标准图和设计图的要求。③信号设备的联锁关系,必须与批准的联锁图表一致,并满足《铁路技术管理规程》的要求。④各种基础或支持物不应有影响强度的裂纹,安装稳固,其倾斜限度不得超过10mm。信号机柱应垂直安装,其倾斜限度不应超过36mm。⑤各种信号设备的机械部分和电气特性,都应符合规定的技术标准。⑥对设有加锁、加封的信号设备,均应加锁、加封或装设计数器。⑦铁路信号设备及其电路,应保护在发生故障时导向安全,以免出现危及行车安全的后果。⑧凡与交流电源引入、架空线(包括架空线电缆接入)及轨道电路等外线连接的信号设备,必须设置外部防护设施(雷电防护、安全地线等)。⑨在交流电力牵引区段的防护要求:a为了保证人身安全,信号设备外缘距接触网带电部分的距离不得少于2m;b距接触网带电部分5m范围内的金属结构如信号机构、梯子、安全栅网以及继电器箱箱体、转辙握柄等均须接地。c同一设备接地时,严禁既接向牵引轨条或扼流变压器中点,又接向专用地线。 二、对各类信号设备的具体安全要求 2.1对信号(装置或显示)的安全要求:①对信号的基本要求是显示明确,有足够的显示距离,当发生故障时能给出最大限制的显示,保证行车安全。②信号机(含表示器,下同)的显示方向,应使接近的列车或车列容易辩认信号显示,并不致被误认为邻线的信号机。信号机的显示,均应使其达到最远。曲线上的信号机,应使接近的列车能尽量不间断地看到它的显示。③各种信号机及表示器的显示距离,在正常情况下应符合下列规定:a.进站、通过、遮断、防护信号机,不得少于100m;b.出站、进路、预告、驼峰、驼峰辅助信号机,不得少于400m;c.调车、矮型出站、复示信号机,容许、引导信号机及各种表示器,不得少于200m;在地形、地物影响视线的地方,进站、通过、预告、遮断、防护信号机的显示距离,最少不得少于200m。④各种信号机开放后,均应按《铁路技术管理规程》规定的条件,在列车或车列运行的适当时期及时关闭,若恢复定位状态。⑤进站、出站、进路、通过和防护信号机的灯光熄灭、显示不明或显示不正确时,均应视为停车信号。⑥色灯信号机的机构及灯光配列形式,应符合规定的标准。以两个基本灯光组成一种信号显示时,应在一条垂直线上,并应有一定的间隔。由两个同色灯光组成的一种信号显示时,其颜色一致。⑦同一机柱上有几块臂板时,各臂板的显示方向应一致,动作角度互相偏差不得超过5°。在关闭状态时,主臂板和通过臂板应水平,上下误差均不得超过2°角。开放信号时,臂板开放角度为40~70°。2.2对联锁设备的安全要求:为保证站内的列车运行、调车作业安全,站内正线、到发线上的道岔,及联锁区范围内的道岔,均须与有关信号机联锁。区间内正线上的道岔,也必须与有关信号机或闭塞设备联锁。①各种联锁设备均须满足下列安全、要求:a.当进路上的道岔开通位置不正确、或敌对信号机未关闭时,防护该进路的信号机不能开放;信号机开放后,该进路上的有关道岔不能扳动,其敌对信号机不能开放。b.正线上的出站信号机未开放时,进站信号机不能开放为通过信号;主体信号机未开放时,其预告信号机不能开放;色灯复示信号机应保证不间断地检查主体信号机的开放条件。c.装有转换锁闭器、电动或电空转辙机的道岔,当第一连接杆处的尖轨与基本轨间有4mm及其以上间隙时,不能锁闭或开放信号机。②电气集中联锁设备还应保证下列要求:a.当机车车辆通过道岔时,该道岔不能转换。b.向有车占用的线路排列列车进路时,有关信号机不能开放。c.能监督道岔是否被挤,并能在挤岔的同时,使防护该进路的信号机自动关闭。d.在控制台上应能监督线路和道岔区段是否占用、进路的开通与锁闭状态,复示有关信号机的显示等。③电锁器联锁设备应保证:车站值班员能控制与监督接、发车进路的排列、信号机的开放与关闭等。 三、对闭塞设备的安全要求①区间内正线上的道岔必须与闭塞设备联锁 当区间道岔未开通正线时,两端站不得开放有关信号机。②当列车或后部补机需由区间返回原发车站时,自动闭塞或半自动闭塞应设钥匙路签。在钥匙路签未放入原设备以前,掺有钥匙路签的列车或后部补机占用的区间,不得解除闭塞,出站信号机不得开放。③自动闭塞设备应保证:当闭塞分区被占用或轨道电路失效时,防护该分区的信号机自动关闭;当进站及通过信号机红灯灭灯时,其前一个信号机应自动显示红灯;当闭塞设备中任何元件或部件发生故障时,不得出现信号的升级显示;在站内控制台上应有相应的区间情况的表示。④继电半自动闭塞设备应满足下列要求:①出站(或通过)信号机开放的条件是,单线区间在得到对方站的同意接车信号后,双线区间在得到对方站的列车到达信号后。②电锁器联锁的车站,操纵发车手柄(或按钮)后,电气集中联锁的车站,出站信号机开放后,均不能按正常办法取消闭塞。③列车从发车站进入区间后,出站信号机应自动关闭,并使双方站闭塞机处于闭塞状态,在列车到达接车站以前不能解除,有关出站信号机,不能开放。公务员之家 四、基于ARM9的通用铁路信号测试系统的研究 一种基于ARM9的通用铁路信号测试系统,用以帮助工作人员发现和分析诊断故障。整个系统分为两大部分,即基于单片机的前端采集部分和基于ARM9的主板部分,两部分之间通过双口RAM进行双机通信。前端采集部分选用SST公司的89E58RD单片机做主控制器,主要完成信号采集、数据存储等功能。主板部分采用三星公司ARM9系列的S3C2440A处理器作为优秀处理器,并采用Linux操作系统,实现对双口RAM数据读取、处理、显示、存储、传输和前端采集路数控制及存储数据二次处理分析等功能。系统设计实现了对通用铁路信号量的多路采集、处理显示、带时间信息的大容量数据存储、组成柔性多点测试网络和对存储数据简单二次分析处理等功能。本文在对系统采集量、功能要求、关键技术进行了分析基础上,给出了系统总体设计方案。对于基于单片机的前端采集部分,设计了采集板硬件电路,并给出了相应信号采集和存储等软件程序。对于ARM9主板部分,设计了主板硬件电路,在此基础上建立软件开发环境,移植Bootloader和Linux操作系统,然后设计了双口RAM驱动程序和相应应用程序,并进行基于QT的用户图形界面设计。本文实现了对两路牵引电流的测试、存储和对存储数据的片上二次处理分析,满足基本功能要求,证实了系统可行性。为了完善系统对测试信号的分析能力,本文又采用了基于最小二乘法的曲线拟合对系统存储的带时间信息的测试数据进行了后期处理分析,得出了测试信号的基本规律,完善了系统功能。最后对本文所研究内容进行了总结并指出系统的不足和改进方法。 铁路信号论文:铁路信号导通故障处理论文 论文摘要:铁路信号付列车运行安全和时间疏导起到重要保障作用,信停期间应从制定严密的施工方案和做好配合工作两方面来做好铁路信号施工方案的组织工作。对铁路信号导通中的故障处理进行分析,提出故障处理措施,该方法能达到缩短信停时间,优化施工组织的目的。 论文关键词:铁路信号施工组织电路导通 随着铁路建设的高速发展,作为铁路运输生产基础之一的铁路信号设备也发生了很大变化,主要体现在设备组成部件及器材产品中的科技含量逐年增加,表现为技术条件复杂、标准要求高、试验项目多、测试技术指标精确的特点。铁路经过6次大提速之后,对既有线铁路信号设备的维修和施工质量要求越来越严格,对信号设备更新、改造和大修及新旧设备更替时间的要求也越来越短。信号设备更新、改造与运输需求之间的矛盾越来越突出,因此优化施工组织,缩短信停时间已成为铁路信号工程中的当务之急。 1信停期间的铁路信号工程施工组织 信号工程的优秀工作就是信、联、闭、停、用期间的施工组织,是一个系统工程,直接关系到信号工程安全、质量和工程指标的实现。 1.1制定严密的施工方案 项目经理组织有关工程技术人员进行现场调查,征求车务、电务、工务及上级主管部门意见,了解既有设备的使用情况,确认好信停影响范围,明确信停前及信停中施工内容,确认具体的工作项目、工程数量、相互关系和工作顺序,使每项工作都围绕关键项目来进行。 同时,要对每个作业项目提出具体的作业时间和安全措施、质量标准及所用材料和工具等,并以作业单形式进行细化分解,提前两天发到作业小组,使每个人都明确自己所负责的工作。主管工程的技术人员要通过新、旧图纸核对,了解施工中的每一细节及新设电路与已有电路的不同。落实好需要电务、车务、工务、房产、铁通和供电等部门配合的项目,综合各方面因素,编制出详细、准确、具有可操作性,与实际工作相符的施工方案。 项目指挥长、项目经理、主管项目安全的负责人及项目总工程师中的每一个人必须明确信停期间的作业项目和主要工程数量及影响范围,掌握关键路线,运用好网络计划技术,组织好流水作业和平行作业。 信停期间参加施工的所有管理干部必须实行分工负责和逐级负责制,分片包干,明确自己的责任、任务,完成项目的时间和应达到的标准。这样才能确保信停施工安全稳定、质量达标、施工进度有序可控,使工程能够按期或提前完成,因此,编制切实可行的施工方案是实现工程施工的前提。 l.2信停期间的配合工作 信号设备停用期间的施工配合工作是缩短信停时间的重要条件。在此期间的施工是以工程单位为主体,电务、车务、工务、机务、通信和供电部门密切配合,互相支持,团结协作。 1)首先,铁路局所属的施工所在地或车站在信停前根据施工等级不同,由专人负责主持召开施工协调会,对工程与运输、通信、工务、电务、供电之间的相互配合提出明确要求,对关键问题抓好检查落实工作,防治不必要的推诱,为施工顺利进行提供可靠的保证。 2)其次,信停期间的运输组织必须为施工部门创造条件,落实施工单位的合理要求。运输部门必须正确认识施工与运输的关系,只有为施工中的测试、试验项目创造条件,施工部门才能按期或提前开通,缩短无联锁状态时间,从而确保行车安全。 3)电务段在施工过程中的全面参与及密切配合也发挥着重要作用。电务段从施工开始到工程竣工要给予全方位的配合,如电缆敷设、箱盒配线、设备安装、电气特性测试、更换转辙设备等应派专人参加,这样可以做到有问题及时协调、协商解决,主动参与工程质量监督和验收,将问题解决在信停之前,使出现问题的概率降到最小。信停前请电务段进行初验,尽量减少信停期间可能出现的问题,为信号工程的开通创造良好的条件。 4)信停期间的工务、通信、机务、供电部门的配合也是重要的组成部分。信停前施工单位必须及时把涉及到上述单位的配合工作以书面形式写明,进行沟通,听取意见,配合单位也要指定专人落实好配合工作,确保行车设备正常投人运营。 2铁路信号电路导通施工 铁路信号导通质量的好坏关系到联锁关系是否正确及信号设备的正常使用。铁路信号的导通丁一作可分为3个部分进行,即:导通前的准备工作、导通中的故障处理及模拟联锁试验。结合工程实践,本文重点阐述铁路信号在电路导通中的故障处理。 2.1导通前的准备工作 导通前准备工作主要包括:①核对配线,此项工作分室内、室外两个部分同时进行,也可以根据施工的规模情况分别进行;②对电源屏做空载试验,电源屏空载试验是电路导通前必不可少的一项试验工作,要符合标准和《铁路信号施工规范》要求;③检查组合架的架间零层电源环线、侧面电源环线、控制台电源环线等相互间有无短路及混线等错接现象,各条配线对地绝缘及线间绝缘电阻是否达到《铁路信号施工规范》要求,确定无误后方可与电源屏连接;④通电检查电源屏及组合是否有熔断器熔断;⑤在完成上述任务后,就可插装继电器,最好是在带电状态下进行,这样可以同时观察到各部分熔断器是否保持完好;⑥最后对室外设备做检查;⑦在做好前6项工作的同时,还要按轨道电路的站场布局,做好轨道电路模拟盘,大站可做信号机模拟及道岔模拟操纵盘。 2.2导通中的故障处理 在完成前期准备工作后,此时进路还不能排列,还不能进行联锁试验。要使所有单元电路恢复到定位状态后,才能进行联锁试验。 1)使各个单元电路恢复到定位状态。此项工作要使室外信号机的定位灯光都能点亮,室内相应的灯丝继电器(DJ 吸起:电动转辙机能正常转动并有定、反位显示,且与室内相应的道岔组合中的1DQJ,2DQJ,DBJ,F13,相对应,所有轨道继电器(GJ)能可靠吸起,这些单元电路都比较简单,可分组同时进行。处理故障时应本着先内后外、先近后远、先易后难的原则,即先处理室内故障、再处理室外故障;先处理距信号楼近的故障,再处理距信号楼远的故障;先进行简单容易处理的故障、再处理复杂的故障。对于较复杂的电路故障,要尽可能缩小故障范围。 2)当上述工作完成后,即可对控制台盘面上的按钮、表示灯进行对照。要使盘面上的表示灯与此时的电路相一致、显示正确、光带熄灭,按钮按下后,对应的按钮继电器有所反应。 3)排列进路。依照联锁表中给出的进路类型,按先短后长、先易后难的次序进行排列进路,先办理短调车进路,逐个办理,逐个核对,做到操作、电路动作及表示完全符合联锁图表的要求,不放过任何一个细小的故障及隐患。短调车进路全部排出后才可进行长调列车进路的排列,再进行调车进路的正常解锁、故障解锁、中途返回解锁等联锁试验内容,最后进行列车进路,列车进路的办理程序与调车进路的办理程序相同。 4)接口电路的导通,接口电路往往不定型,因此,对接口电路一定要试验彻底。如64D继电半自动闭塞电路、区间自闭结合电路、场间联系电路、与机务段联系电路等。 5)轨道电路送电端要接在箱盒引接线上,受电端反送电,使室内轨道继电器吸起。 2.3模拟连锁试验 模拟联锁试验过程是前期准备工作及导通试验工作的延续和总结,也是对工程设计质量、施工质量的一个全面的检验过程。所以在模拟联锁试验前要充分熟悉现场设备的布置、联锁图表等主要施工设计图纸,对与站场相关联的有关设备的联系应全面掌握,做到心中有数,然后方可进行模拟联锁试验。 3结束语 从信号施工的准备阶段就应该和线路及信号楼的施工单位紧密联系、相互配合。在信停期间做好各方面的施工准备和优化施工方案是缩短信停时间的重要保证,在信号的施工和收尾过程中更要加强联系、相互沟通,配合、保证施工优质、高速的进行。 铁路信号论文:铁路信号工程质量控制探索 一、加大相关人员的教育培训力度,实现铁路信号工程项目建设目标 基于铁路信号施工对技术水平要求较高、涉及流程相对复杂的特性,对于相关人员操作水平、职业素养的要求也相对较高。对电气集中、微机联锁等技术难度较高的环节而言,更需要相关人员具有一定的专业技能,才能够满足施工过程中的技术需求。工程项目的施工是一项主要以人为操作为主的工作,施工组织者与指挥者的操作可对施工的进度进行有效控制;实施者与操作者的操作可对施工的质量进行有效控制,两者相辅相成,缺一不可,是整体工程质量的可靠保障。因此,为尽量避免人为产生的失误,对工程的质量形成保障,施工方应该采取相应的措施来调动施工人员的操作积极性,加强施工人员专业技能、职业道德教育等方面的培养,最大限度地提高施工人员的操作技能水平,从而确保施工项目得以有效、稳定地开展。 二、有效控制施工方法 对施工的方法进行控制,简要来说便是对铁路信号施工项目的技术方法、操作流程、检查手段等环节进行控制。在施工方案缺乏全面性的情况下,施工的进度、质量等因素均会随之受到影响,进而对建设的投资产生不良影响。因此,在进行施工方案制定时,应该由工程项目的负责人根据施工的实际情况而定,对各项相关流程做出具体分析,以对施工方案中的合理性及可行性形成一定保障。以站场旧设备换新的过程为例,应当对每一次设备更换阶段对列车所造成的影响予以充分的考虑,并对各项工作的分配进行合理的指挥,以实现控制工作的有序性。 三、确保铁路信号工程质量 首先,要对施工人员进行有效控制。人员的素质控制是保证铁路信号施工质量的一大前提。要实现有效的人员素质控制,首先应当对施工团队的整体素质进行有效的协调与训练,从根本上重视整体施工团队作风,由此实现施工效果的优化。除此之外,对施工人员进行专业技能培养也是至关重要的一个环节,由于对于难度较高的施工技术而言,施工人员的专业技术水平可对工程的整体质量产生决定性的影响。其次,对选材质量进行有效控制。在当前的铁路信号工程建设工作中,现代化的机械设备是对铁路信号施工质量及进度产生重要影响的一个部分,因此,设备及材料的选择也应作为质量控制及进度控制工作中的一个重要环节。一是在铁路信号工程的施工阶段,应对施工场地的结构、条件及设备的性能等因素进行综合考量,使机械的功能可得以发挥至最大化;二是为对施工质量形成一定保障,在进行材料选购的过程中,应对材料的价格、质量等因素进行明确的掌握,尽量以最少的资金购买最优的材料;另外,还应对材料的质量标准进行严格把握,确保入场材料的质量与相关标准规定相符;三是应对材料的运输与管理工作加大投入力度,确保材料管理制度的完善,尽可能地降低材料损坏、变质等情况的发生率。 四、处理好铁路信号工程进度控制与质量控制的关系 进度控制是铁路信号工程施工过程中的一项重要而复杂的任务。控制好进度有利于维持良好的经济秩序、有利于尽快发挥投资效益、有利于提高企业的经济效益;施工阶段的质量控制是铁路信号工程建设项目质量控制的重点。合理的施工质量控制有利于促进建设单位和施工单位共同做好质量控制活动;有利于健全和完善施工组织设计和施工单位质量保证体系。然而,作为铁路信号工程项目的两个重点,进度控制与质量控制两项工作之间存在着相互关联与相互制约的关系。在施工中如果一味地追求施工工期,就会使质量目标难以操控,进而产生质量问题,严重的还可能导致返工问题,降低施工企业经济效益,影响建设单位投资效益的尽快发挥;为了保证施工质量,片面的精做细干又会使工期延后,也会造成成本增加。因此,做好质量控制和进度控制的均衡、协调是保证建设工程如期、保质完成的最有效的手段。具体而言,就是要认真仔细做好施工设计方案,把施工进度控制和质量控制的任务落到实处,在合理的工期内完成合格的施工项目;另外,为避免施工质量受到影响,防止在修补的过程中造成不必要的时间消耗,施工方应在保证施工质量的前提下,尽可能地加快施工的进度,但不可一味的追求效率而忽视质量管理,以确保对列车的运行安全形成根本的保障。 五、结语 综上所述,在铁路信号工程建设施工中,进度控制及质量控制是两项相互联系、相互影响的工作,也是铁路安全运行的重要保障。因此,在对铁路信号工程进行进度控制及质量控制的过程中,便应结合各项实际因素进行综合考量,使两项控制工作可得到均衡处理,由此实现铁路运行效率与运行质量的根本提升。 作者:刘广 单位:中铁电化局西安电务工程公司 铁路信号论文:论计算机联锁铁路信号系统构造与维护 计算机联锁系统特点及优势 1.联锁模块采用三取二容错方式,任意一个CPU故障通过三取二比较能被立即发现,并被屏蔽,发送到联锁总线的控制命令始终是正确和一致的。各环节通过自诊断功能,将错误控制在各环节内部,保证整个系统具有高度的安全性。 2.全面采用硬件冗余,提高了系统的可靠性。联锁控制CPU板、联锁总线、电源等关键模块采用三重冗余结构,任何的单点故障不影响系统工作。控制机采用双机同时工作的方式,取消了双机切换电路,从而减少了故障点。电路出现故障后,能自动切换到备用板,保证系统连续工作,提高了整套系统的可靠性。 3.具有全面的自诊断功能,能迅速诊断到故障点,每块模板由工作状态显示。所有模块包括电源可以带电拔插而不影响系统的正常工作,缩短故障恢复时间。单点故障不影响系统的正常运行,系统具有带故障运行的能力。如果有热备板存在,系统能完成自动切换,作出故障报警并停止故障板工作。 4.故障——安全功能方面采用新的技术达到安全的目的。(1)执行模块控制总线和控制电路采用双路逻辑“与”电路,任何一路控制总线或控制电路发生错误都不会产生错误的输出。(2)执行模块采用动态控制技术,当两路微控制器(MCU)中任一路故障或控制电路中任一开关器件故障都会自动切除控制电源,保证不产生错误的输出。(3)信号执行模块在通讯故障、MCU故障和开关故障时自动转为禁止信号。 5.电路防护功能方面执行机根据现场情况作了特殊设计。(1)电子短路防护电路,执行模块对设备在维修、施工和故障状态下产生的线间短路可以迅速切断电源,现场恢复后自动复原。解决了现场熔断器频繁更换的问题,也对室外信号设备和执行模块做到了有效防护,执行机因此取消了所有熔断器。(2)道岔表示电路的防护,执行模块由于采用了MCU的逻辑判断功能和监测功能,对道岔表示电路混线、开路、表示二极管的反接都能作出判断、给予警告,并及时上传给联锁机。 6.执行模块内单独设立了第三个MCU和第三通道专门负责信号设备开关量及模拟量的监测并上传至监测计算机。可以监测控制网络、道岔状态、道岔电流、轨道电源、电源屏开关状态以及电源的各种开关量和模拟量参数。 与继电器联锁相比较的劣势 1.计算机联锁系统性强,与继电器联锁相比较,局部问题影响更大。联锁机故障会造成全站信号设备瘫痪;执行机柜故障可造成半个站场瘫痪;执行机单个模块故障可造成多台室外设备瘫痪。信号机模块控制8个灯位,轨道模块控制4个区段。 2.全电子计算机联锁系统全部采用微电子器件,对防雷的要求提高。继电器联锁的接地电阻值要求不大于10Ω,计算机联锁的接地电阻值要求不大于4 Ω。 3.对电源的要求也有较高的要求。UPS应设双套,互为备用。 计算机联锁的维护、检修要点 1.日常巡检中,加强对联锁机、执行机、电源各种板块、模块状态灯的检查,通过状态灯的变化及时发现处理设备存在的问题。例如执行机道岔执行模块状态灯的变化及表示意义:(1)POWER指示灯:电源指示灯。通电亮,断电灭(绿灯)。(2)TX1指示灯:联锁A通道通信状态指示灯。闪烁表示通信正常,否则表示通信故障(绿灯)。(3)TX2指示灯:联锁A通道通信状态指示灯。闪烁表示通信正常,否则表示通信故障(绿灯)。(4)DB指示灯:道岔定位表示指示灯(绿灯)。(5)FB指示灯:道岔反位表示指示灯(黄灯)。(6)ERROR指示灯:道岔模块故障报警指示灯(红灯)。此灯亮表示模块已经故障。(7)道岔转动状态:DB灯和FB灯以1HZ的频率同时闪动。(8)道岔四开状态:DB灯和FB灯以2HZ的频率交替闪动。 2.加强对电源、UPS监控,每日对电源电压、电流进行在线实时测试,每季度对UPS进行充放电及容量检查。通过对电源的实时测试,发现了二路电源的不稳定性,出现停电次数较多。为避免单电源运行可能带来的对现场运输作业的安全威胁,制订了《信号电源停电应急预案》,提出了突发停电状态下现场运输作业的注意事项等建议。 3.定期进行上位机、电源、UPS、通讯板等切换试验。为避免长期运行造成死机、通讯异常等问题,在尽量减少对现场作业影响的情况下,定期进行切换试验、重新起机测试等工作,保证设备长周期运行。 4.充分利用计算机联锁系统的电务维修机和监测机的数据记录,通过站场运行情况回放、各种电流电压值的记录检索,准确分析电源供电状态,联锁机、执行机模块状态,通讯状态等,把握系统的整体运行趋势。重点对执行机模块状态进行分析,找出执行模块发生问题时的状态、发生的原因,提出对执行模块维修的建议。 5.用计算机联锁记录分析数据,指导室外设备的调整、维修,解决部分时有时无的疑难问题。轨道电路调整状态值和分路状态值作为室外轨道电路调整的依据,转辙机工作电流和调整状态电流作为室外转辙机调整的依据,为下一阶段将轨道电路、转辙机由计划修转为状态修提供技术依据。通过对计算机联锁关键部位的精检细修,对电务维修机、监测机记录数据的充分分析和利用,计算机联锁信号系统一定能安全、长期、稳定地运行,保证铁路运输安全生产之需要。 本文作者:魏华强 单位:洛阳中国石油化工股份有限公司洛阳分公司铁路运输部 铁路信号论文:无线通信对铁路信号的影响 1概述 在列车的信号控制系统方面,因为轨道的信号所处的环境比较差,因此它的传输速率会比较低,还不可以支持高速铁路的快速发展。其中信号系统指能够保证高铁列车的安全和加快运行的速率。而信号系统是指控制着列车指挥与运行的设备,虽然它的投资总额在整个高速铁路工程中占的比率比较小,然而在一些方面有着十分关键的作用,比如加强通行力度、确定高速铁路的安全和提高工作者的坏境等。 在80年代,国外就着手于开发利用无线通信技术的高速铁路信号系统,并且能够经过无线通信可以实现一些功能,比如可以减少系统的成本、降低能源的利用、减少高铁列车的时间间隔、提高高铁的管理职能。在高铁的列车速度加快以后,要想确保高铁的安全,一定要增多信号的数量,必须加大资金的投入。而在高速铁路的交通之中运用一些十分先进的信号系统会是一种积极的方法,还有在全球的一些发达国家中的交通运行方面可以表明:在高铁中仅仅具有着比较好的信号系统才会十分好的来实现另外的技术设备能力。 2无线通信技术的高速铁路信号系统中的特征及问题 当前先进的无线通信技术为:红外、蓝牙、2.4GHz以及433MHz频段,在速度比较高的高铁列车上,当距离比较小时,就能够利用以上这些无线通信技术;然而假如距离比较远的时候,那么同时也要无线通信的距离比较远,这样就能够实现少用或者不用中继。 高速铁路信号系统可以作为列车指挥的控制系统,在高铁列车运行的时候,能够经过全球定位系统和信标来完成高铁列车中速度与位置的保证,当高铁车站中的无线接收设备得到信息之后,可以把这些信息送到执行控制的计算机中完成任务,那么在利用通信技术的高铁信号系统的特征有: (1)在重要的控制系统中,高铁列车能够根据本身及其操作状态来调节,从而完成电脑的辅助调整,加大高速铁路信号系统的管理职能。 (2)在重要的控制系统中,能够更加稳定地控制高铁列车的运行,这样不仅可以避免高铁列车在运作的情况下进行多余的发动及加快速度,而且还能够节约资源。 (3)去掉了一些地面上的信号装备,从而减少了信号系统中装备的维护以及修整的资金。 (4)信号系统具有极强的适用能力,能够加快高铁列车的速度,可以调节软件系统中的一些参数。 然而在利用了无线通信技术的高速铁路信号系统中,也存在着一些问题:(1)在信号系统中使用环线设备和应答器件来得到一些数据资料,但是它的缺陷是:只有在高铁列车运行过接下来的应答器之后,其中一些信息获取更新,此时时刻上的延迟可能会为高铁列车的运作带来非常不好的影响。(2)利用轨道之间的电缆电线来完成高铁列车与地面之间的双向传输,其缺点在于存在着较为困难的防盗系统、一些装备具有较高的成本费用。(3)在高铁信号系统中利用轨道电路的缺陷有:比较差的传送环境、很小的传送频率,比较小的传输量,因此使得电码的传送速率与高速铁路列车的运行速度不太符合。 3无线通信在高铁信号系统中的实际应用在实际中的一些应用有: (1)自动实现通话组之间的变动。由于经过工作站来实现通话组之间的变动,所以在移动台中的通话组变换可以自动完成。目前,当高速铁路中的一些列车台属于列车运行的范围内时,会管理这个列车范围段,但是如果它处于正规的路线范围内时,就应该作为高速铁路列车的调度管理范围,所以高铁列车中的通话组列车台就能够实现变换。 (2)中继器。首先将无线基站设置在所有的高速铁路中,这样就能够增多成本,还有这样一点意义也不存在,所以最后可以运用中继器来实现基站能够管理一些路线及车站。其中基站不仅能够管理该基站区域里面的场强,而且能够经过中继器可以将一些射频的信号送到管理的站区,反之也可以实现。 (3)经过移动的终端把在维修处的一些系统中用到维修部与防护部,在重要的控制系统中把一些数据存储在高速铁路的列车上面。只有在高速铁路中的列车与这些点比较相近的时候,他们经过一些地面上的系统,将重要的一些报警信息传入移动的终端。 (4)在高速铁路中的列车定位中涉及到了无线通信技术,比如应答器、GPS以及雷达等实现定位的方法。 (5)自动实现高速铁路中列车次号的改变。要想完成通过通知高铁列车来改变车次号,该系统必须有车次号及其机号的情况,将这些情况传送到集群系统。之后该系统能够依据以前保存的车次号及其机号的情况,因此这些就可以自动完成车次号及车机号交换,这些使得客户的呼叫有了很大的好处。 (6)实现集中的调度。在系统的调度之中,仅仅依据一段区域中的闭塞分区以及高铁列车车站的使用状况,多数情况下要了解高铁列车的运作状况。但是在无线通信技的重要控制系统中能够比较准确的了解所有高速铁路列车的速度及其位置,根据线路的信号系统情况,能够与所有的高铁列车实现双向的数据通信,并且传送一些控制指令,从而能够控制着高速铁路的列车速度,且能够实时的来掌握高铁中的列车情形,也确保了高铁列车能够在最短的时间间隔内实现安全、稳定且快速地来运作。 (7)实现微机的联锁。通过一些接口单元来接收全部从重要的控制系统中发来的操作执令,首先约束着道岔以及一些在信号机中的行为,然后再把获得的道岔和信号机的情况传递给重要的控制系统。再经过无线的信道、装备与电缆之间的连接以及控制系统中的关系,这样就能够约束一些具有辅助作用的系统。其中无线通信技术能够用到微机的联锁中,首先在正在使用的装备处必须要安置无线的接收以及发送设备,而且这样就会加大资金投入,然后由于大型高速铁路列车车站内的信号机及道岔的数量比较繁多,而且还具有很多的障碍物和干扰物,因此这些对于无线控制方面十分不利。#p#分页标题#e# 结束语 如果能够在高速铁路中的列运用无线通信,这样就不仅可以降低工作力度以及很好的减少费用,而且还能够使得建设高速铁路信号系统的步伐加速。现在高速铁路中对于无线通信的运用仍然处于初期,然而由于高速铁路信号系统在列车信号系统以及系统安全等领域的要求越来越高,因此无线通信将会十分好的用于高速铁路信号系统之中。 铁路信号论文:铁路信号远程计算机检测控制系统分析 摘要:铁路交通具有一定特殊性,尤其是近年来逐渐向高速重载方向发展,对机车运行安全性有着更高的要求,需要设计检测系统,结合实际情况对铁路信号进行管理,并根据运行状态确定控制措施,减少各类运行问题的发生,提高铁路运行安全性。本文结合铁路发展现状,远程计算机检测控制系统的设计进行了简要分析。 关键词:铁路信号;远程计算机;检测控制系统 0引言 近年来铁路系统建设日益完善,各线路段间的交叉复杂度更高,一般会存在多个道岔连接多条路段,这样就对道岔以及信号机的控制性能提出了更高的要求,通过有效的控制,来提高调车与行车的安全性。铁路信号控制水平比较高,但是在实际应用中,控制水平十分有限,并不能完全满足实际发展需求,还需要就铁路信号远程计算机检测系统的设计改造做更进一步的研究。 1铁路信号控制分析 铁路信号即利用特定物体颜色、位置以及形状等信息,或者音响、仪表等设备向铁路人员传达机车车辆运行状态,确保工作人员能够及时了解行车指示与命令,并以机车实际运行状态为基础,采取相应的控制措施,确保车辆行驶的安全性。铁路信号为行车安全技术与设备重要部分,从技术上进行分析,可以将其看做为铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称[1]。现在随着而铁路系统的快速发展,铁路信号技术也在不断完善,对于提高铁路区间与车站通过能力,以及改善铁路工作条件具有重要意义,铁路信号控制逐渐成为了一种现代化科学管理手段。 2铁路信号远程计算机检测控制系统设计要求 对于铁路信号远程计算机检测控制系统的设计,主要目的是提高机车运行的安全性,即通过计算机系统,来实现信号机、排路控制、道岔控制以及反馈信号显示与记录等功能,确保铁路工作人员能够及时获得各项机车运行状态信息,并根据需要来完成相关操作[2]。在对检测控制系统进行设计时,可以在原有系统的基础上进行改造,确保新系统与老旧设备的兼容性,控制改造成本,提高系统技术性。以某企业铁路为例进行分析,系统控制台为上世纪70年代产品,现在已经不能完全满足实际要求。为满足企业生产需求,需要在原有系统的基础上,进行改造优化。要求取消旧站段内信号控制楼,将新控制台设置在新控制楼内,可以利用原有的连锁控制系统与配线,减少改造资金的投入。其中,对新操作系统设计方式进行分析,控制硬件设备安装在旧信号楼内,操作台在新控制楼内,中间站段需要进行装卸油品,为高等级防爆场所,不能铺设长距离电缆,可以就此机会进行资源的重新配置,对生产工艺流程进行调整,为改造控制系统提供已铺设好的内部电话线作为通信传输介质。另外,为降低后期维护难度,控制系统主机应选择用通用组态软件,并完善数据库设计,完整保留操作数据。且要降低操作系统难度,且设置好防护软件,提高系统运行安全性,在具有优良运行状态的同时,可以及时反映现场动态信息,如站线信号机状态、道岔状态、路牌以及指示灯状态等。 3铁路信号远程检测控制系统改造设计 3.1系统设备选型 3.1.1系统通信方案 系统改造技术要点即提高现场控制设备与主机间信号传输效果,具有无线数传与电话线有线通信两种方式。其中无线数传需要设置电缆,传输过程中存在较高概率的误码率,且所需成本投资较高。现在众多PLC与现场控制模块已经满足基于CAN总线以及RS-485总线通信现场总线标准软件协议,因此本系统最终选择用电话线有线通信技术,企业提供的原有电话线,将其作为系统通信介质,既能保证通信质量,同时也可以降低成本。 3.1.2数据采集与控制设备 本系统中数据采集主要为开关量状态,存在少量模拟量,完成道岔启动电流信号的采集,输出信号全部为开关量,对道岔与信号机进行控制。对本系统采集控制对象进行分析,最终选择用满足远程控制的PLC,设备主要分为CPU、底座、功能模块等。如SSX-MXX系列数据采集控制模块,各模块均带有CPU,可以构成相互独立的系统,能够构成检测控制点相对分散的系统,在实际应用中具有较高的灵活性[3]。 3.2系统软件组态 系统操作平台选择应用Synall2000工控组态软件,操作简单便利。系统设计主要分为主控操作面、交接班操作面、历史记录操作面以及报表操作面等,其中以主控操作面为主。另外,本系统对历史数据的记录存储需求较低,最终设计了Access数据库,还可以满足数据查询要求。其中,主控面负责排路、信号指示以及道岔控制功能,其中为提高机车运行安全性,排路操作设计为多间连锁输入配合鼠标选择路段的方式,来提高系统操作的严谨性,且系统还具有自动纠错功能,最大程度上来避免系统操作失误。系统主控操作界面中,还隐藏了各种现场信号状态,可以根据实际操作需求,逐渐转变为显性状态,提示不同路段铁路信号的实际状态。另外,在完整整个检测控制系统改造设计后,还需要对其进行实际验收,检测通信线路的数据通信质量,并要在行车间隙中对系统进行调试,确保计算机系统能够正常运行。 4结束语 铁路信号是保证机车行车安全性的一种手段,为提高对其控制的有效性,需要根据实际需求,建立完善远程计算机检测控制系统,确保系统操作灵活性与便利性,能够通过可靠的操作管理,来提高铁路信号控制效率。 作者:罗卫 单位:济宁信号车间 铁路信号论文:探析如何完善铁路信号质量管理 在联锁安全预控管理中,首先可以先建立立体控制网,使施工流程与控制时间保持紧密的联系。在每个工作岗位,设置控制轴,在每项施工的时段与安全点都可以实行三维坐标方式。其次是形成异体监督网,针对施工申请项目、地点与月度计划对照、施工机具撤出限界、开通命令、防护设置等方面采取及时的监控措施。最后是采取分级与分层监控操作,使每个车间、班组都可以明确预控重点与职责。 1从源头上控制联锁安全预控管理质量 1.1落实图纸校核工作 首先是严格控制设计图纸的反复核对工作,积极开展设计、选型和前期施工验收等方面的工作,在源头上控制联锁安全预控管理质量。无论是结构比较复杂多样的电路,或者是具有难度的中心项目,都需要组织相关的工作组到实地进行勘察,并共同研究图纸中存在的各项联锁的错漏点,及时向设计单位反馈。 1.2完成项目审查工作 在进行施工之前,联锁工程师可以提前到施工现场进行勘察,根据施工设计图纸,全面调查设备状态、施工进展以及开通条件等方面,并保证收集信息的准确性和完整性。针对联锁试验,并制定有效的方案,正确经过联锁安全管理委员会的审查和确认。最后是提升责任体系和记录反馈体系水平,使联锁试验方案更具有执行力度。 1.3控制施工验收工作 施工验收最重要的是按图验收,在整个核对过程中,需要设计单位、施工单位、生产厂家等方面进行验收联锁问题。在验收工作中认真执行国家制定的安装质量验收标准。加强对运行设备的看护、检查和维修;进行常规巡视,对异常现象要及时处理,对已发生过事故的设备要增加巡视次数,有故障的设备要及时维修,消除设备的 2健全联锁安全预控保障机制 2.1使联锁安全应急管理流程更加常态化 根据日常工作中出现的各种障碍处理方案,并总结出在长期工作实践中得出的联锁安全管理经验和做法。常态化工作流程的步骤具有体现如下:风险识别、系统评估、卡控措施以及反馈信息等。在出现信号设备的障碍后,各级联锁管理人员在第一时间赶到现场,遵循制定的工作流程,并找出故障原因,采取及时的修复措施。明确联锁试验范围、名称以及项目等,在处理完故障后,并将相关的表格上报上级部门。 2.2与科研机构供应商达成互赢合作机制 为了提高硬件设备方面的规范性与通用性。针对计算机联锁车站区段故障解锁中所应用到的各种解决方式,电务段将操作程序打印在一张纸上发给车站值班员及信号工,对各家厂家上道设备,积极配合积极协助路局业务部门的工作,使设备制式保持一致,实现接口、界面、操作等方面的统一。 3建立联锁安全教育培训机制 3.1加强工作人员的专业素质 首先进行相关的培训项目,提高工作人员的主动性,从事故中总结与落实各项管理制度,操作人员要认真执行铁路信号运行管理制度,学习掌握处理各种事故的能力,缩短处理事故的时间,以确保信号设备运行的安全,避免事故的发生。 3.2落实规章制度和安全生产责任 加强培训操作人员的思想教育,进行安全教育,使工作人员更加注重安全操作;同时,制定完善的可实施的安全生产责任制度及优胜劣汰的奖罚制度,将制度落实到每个人与每个工作组中,使每项工作都有专人负责,激发运行人员的安全工作责任心。 3.3完善技术管理 经常组织员工进行技术岗位培训,有计划的进行操作规程学习,学习新技术、新方法。重点学习安全生产法、营业线施工安全管理办法、联锁试验标准等。使操作人员能够熟练掌握设备的具体构造、工作原理、位置、故障处理、操作程序、保养日期等;积极开展快速抢修突发事故的训练,用以提高工作人员处理事故的应变能力。 4结束语 总而言之,可以综合采取健全和完善联锁安全管理组织、构建信号新设备联锁安全预控体系、从源头上控制联锁安全预控管理质量、健全联锁安全预控保障机制、建立联锁安全教育培训机制等各种措施,以强化现场预防控制为重点,不断健全和完善联锁管理的规章制度,使得铁路信号设备保持正常高效的工作状态,能满足高速列车正常运行的要求,从而促进我国经济的可持续发展。 作者:吴宝全单位:通号工程局集团有限公司天津分公司 铁路信号论文:铁路信号电源屏产品技术标准的缺陷 铁路信号电源屏是为铁路运营车站的站内、外信号设备提供电能的重要设备,是铁路信号系统运行的心脏。因此规范铁路信号电源屏产品的标准十分必要。目前涉及铁路信号电源屏产品技术标准要求的文件有3个,分别是《铁路信号电源屏系列标准》TB/T1528.1-7(以下简称TB/T1528),2005年铁道部运输局的《铁路信号智能电源屏技术条件(暂行)》运基信号〔2005〕458号(以下简称458号文),以及2008年铁道部科技司的《客运专线铁路信号产品暂行技术条件》科技运(2008)36号文(以下简称36号文)。其中458号文主要针对的是铁路信号智能电源屏,36号文针对的是高速和客运专线上使用的电源屏,并且这2个法规性文件都是以TB/T1528为基础。例如458号文在第1章范围中明确写到:“本技术条件规定了铁路信号智能电源屏的术语和定义、产品分类、主要技术要求……等”,并在第5章技术要求中写到:“铁路信号智能化电源屏应满足TB/T1528系列标准中的技术要求”。而36号文在其前言部分写到:“客运专线铁路信号电源屏是在TB/T1528.1-7标准的基础上,针对客运专线信号系统的要求进行适应性设计……适用于200km/h及以上客运专线”;在5.1条、5.8条、5.9条等多达15条中均有:“除满足TB/T1528中XX条的规定外,……”的描述;在第6章试验方法中更是明确:“电源屏试验方法应按照TB/T1528.2-2005执行”。因此458号文、36号文虽针对性不同,但以TB/T1528为基础是勿容置疑的。这样作为基础性文件TB/T1528,其正确性及适宜性就更显重要。下面就从3个方面来阐述整合修订TB/T1528文件的必要性。 1、TB/T1528文件中部分条款存在的问题 1.1针对智能电源屏的适宜性TB/T1528中共有5个部分颁布于2002年,2个部分颁布于2005年。其中TB/T1528.1-7对电源屏产品进行了详细的分类,明确了技术要求,规定了详细的检验方法,在当时对规范电源屏企业的生产、用户的使用、质检部门的检验都起到过十分积极的作用。但随着铁路信号技术装备的迅猛发展,原有的一些规定已经不能满足发展的需要,更不能对已广泛应用的智能电源屏进行系统化地规范。如:针对当时电源屏智能化的趋势,在TB/T1528.1的5.21智能化监测条款中,仅对“基本监测功能、传输技术、接口”进行了简单的描述;在5.24寿命与可靠性条款中,虽对“关键部件、变压器、UPS电源和高频开关电源”等进行了规定,但在TB/T1528.2中没有相应的验证方法。另外,对智能屏的定义、总体的技术要求、相应的试验方法也没有阐述。 1.2针对客运专线铁路信号电源屏的适宜性TB/T1528中针对客运专线铁路信号电源屏完全没有涉及。 1.3供电方式的适宜性TB/T1528.1中5.2.1规定:“b)两路同时供电方式:两路电源同时向电源屏供电。当任一路断电时,另一路自动承担全部负荷供电。”经多年理论论证和实践证明,此项规定的供电方式可靠性差,不适宜推广,应删除。 1.4悬浮供电和隔离供电的适宜性TB/T1528.1中5.5指出:“电源屏的交、直流输出电源应采用对地绝缘的悬浮供电。”对室外设备,考虑到传输电缆的线间电容等因素的影响,采用对地绝缘的悬浮供电是适宜的,但室内设备随着大量新设备、新系统的使用,特别是一些非传统、非安全信号设备的使用,是否全部采用对地绝缘的变压器隔离供电方式,需要调研和论证,以确保产品的安全。因此在很多方面TB/T1528的适宜性已经满足不了目前铁路信号电源运用的实际需要。 2、458号文中部分条款存在的问题 2.1轨道电路电源分束及相位要求5.3.1原文:“轨道电路电源应按标准合理分束;所有分束必须保证相位一致。”轨道电路实施分束送电的原因是为了减少电源故障时的影响程度。但针对25Hz轨道电路相位必须保持一致的要求是必须和正确的,目前轨道电路形式较多,是否一定要保持相位一致则要根据不同的轨道电路形式来确定,因此该写法对有些形式的轨道电路并不适用。 2.2导线的选择5.12原文:“1)绝缘导线应采用耐温105℃及以上的阻燃多芯铜导线;”该描述应以满足相应国家标准更明确。 2.3电子器件寿命7.2原文:“电子器件的寿命为10年。”此条对电子器件寿命做出了规定,但其验证的可操作性几乎没有,不如对具有一定功能的单元模块做出规定更恰当。 2.4电磁兼容性5.17原文:“电源屏的电磁兼容性应按TB/T1528.1中5.22规定执行”。“TB/T1528.1中5.22.1则要求含有监测系统的电源屏”,应符合GB/T17618、GB/T17626.2、GB/T17626.3、GB/T17626.4、GB/T17626.5、GB/T17626.6的要求。而客专36号文中也对电磁兼容抗扰度进行了规定,如“5.24.1电磁兼容抗扰度限值”如表1所示。显然这2个技术标准无论在检测项目、试验水平、判定准则上均有非常大的差别,主要原因是两者的依据不同。36号文中依据的是TB/T3073-2003《铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值》的要求。但在部运输局2011年初公布的铁运〔2011〕2号文,针对通信信号企业认定的文件附件3的注1中又规定:信号相关产品还应符合《轨道交通电磁兼容第4部分:信号和通信设备的发射与抗扰度》(GB/T24338.5-2009)的标准规定。这样看来电磁兼容项目出现了3个依据,无论是年代还是其他什么因素,标准统一是最重要的。 3、36号文中部分条款存在的问题 1.产品组成。4.3原文:“电源屏有两路输入电源……智能监测系统等部分组成。”未将高铁及客运专线目前广泛采用的前置不间断电源UPS列入。 2.模块插接件。5.4.3原文:“模块采用专用矩形电连接器(适用于输出额定电流150A及以下模块)的DL-37,……。”考虑到标准的适宜性及排除歧视性原则,应该将符合技术要求的兼容连接器列入。 3.雷电防护。5.10原文:“在电源屏的输入端和向室外信号设备供电的输出端设置……防雷器件”。客专用信号电源屏,2套UPS前置,防雷器件通常要设置在UPS前端,而不是电源屏的输入端。 4.交流稳压设备。5.5.8原文:“当输入电压在5.1的规定范围内……交流稳压设备的稳压精度绝对值不大于3%等。”建议取消。原因是目前在高铁信号电源系统中设置了双套UPS电源,现场使用中往往不再配置另外的交流稳压设备。 5.高温贮存。5.29.1原文:“高温贮存工艺……如表2所示。”从表2中可以看到:高温贮存要求主要是针对“器件”,作为铁路信号电源屏设备层面的技术标准去强调器件的贮存工艺要求,显然是不妥及有待商榷的。随着电力、电子学科的迅猛发展,器件的种类及要求发生着日新月异的变化,表中的要求显然是无法满足实际需求及起到真正的规范作用的。 6.关于系统架构。36号文作为指导客运专线铁路信号电源的技术标准,除了未将前置不间断电源UPS列入外,也未对UPS前置后电源系统整个结构如何搭建进行任何的规定。作为电源系统的第一级:是采用前置UPS并接即双母线方案,还是采用2个UPS各带半载的单母线方案没做任何的规定。作为电源系统的第二级:交流模块单元是采用交流输出并接方式,还是采用主、备模块切换方式也没做任何交代。作为铁路信号电源尤其是客运专线用的信号供电系统,选定哪种系统结构方式及给出何种相关规定,对整个信号电源系统的稳定性、可靠性至关重要。 4、总结 从上述3个技术标准部分条款中存在的问题可以看出,问题的产生一方面源于铁路建设高速发展,早期起草的标准与高速发展的铁路,尤其是信号新技术运用间的适宜性;另一方面源于针对同类产品3个技术标准间的相互协调及条款间的科学严谨性。从现场运用的角度来讲,技术标准的清晰、易查同样有重要的现实意义,如果每次查询都要同时在3个标准中来回寻找,这显然不能满足现场运输日益繁忙的现实情况。铁路信号电源标准中暴露出的问题,需要系统性的分析及有步骤地加以解决,设计部门、生产单位、现场运用、产品检验等使用标准的各方人员都希望从当前标准多(同类产品3个标准)、部分条款不一致、适宜范围不满足需要等困惑中尽快解脱出来。因此对铁路信号电源标准的整合、修订是十分必要的。 铁路信号论文:新型铁路信号电源系统的原理和性能 铁路信号设备是不间断供电设备,25Hz、直流24V继电器、闭塞系统等电源在使用中一旦出现故障,现场很难尽快解决。另外,突发雷击、火灾、地震等自然灾害的袭击往往也会导致系统瘫痪。由于现场电源种类较多,一般很难及时修复,处理时间较长。《铁路信号维护规则———业务管理》中虽有“电务段应至少备用一套电源屏”的规定,但电源屏往往不是整屏瘫痪,而是局部支路输出故障。如果把整屏运往现场,操作复杂,不但耗费大量的人力和时间,也起不到抢险的作用。为此,郑州电务段开发研制了缩短抢险时间、方便现场操作、保障运输安全、节约成本开支的便携式铁路信号应急电源系统。 1系统特点 系统体积小、重量轻、方便储存,装有把手及万向轮,方便抢险运输。采用先进的电力电子技术、功率因数校正技术等,降低谐波成份,减少无功功耗,提高输出电压稳定度。标识清晰易见,控制器件简单便捷,还可将易发事故电源进行分类、总结,方便记录。 2系统主要性能指标 1.外型尺寸:456mm×565mm×700mm。2.重量:PYJ-1型65kg;PYJ-2型45kg;PYJ-3型45kg。3.输出电源种类:PYJ-1型输出25Hz轨道-局部电源;PYJ-2型输出继电器、电码化、区间轨道、区间继电器、站间联系电源;PYJ-3型输出直流转辙机、表示灯电源。4.在165~275V范围内进行老化测试,高于铁标规定的要求,可以保证在现场更为严酷的环境中使用。各支路输出的容量如表1所示。5.所使用模块经过陕西省电子工业产品质量监督检验站四项电磁兼容检测,满足电磁兼容的要求,抗干扰能力强。 3系统原理 下面以PYJ-1为例来介绍系统的结构和原理。PYJ-1电源系统方框图、电源系统原理图分别如图1、图2所示。 3.125Hz模块工作原理25Hz电子变频器模块(简称25Hz模块)为PYJ-1便携式铁路信号应急电源系统提供25Hz相敏轨道电路所需要的局部电源和轨道电源。25Hz模块是25Hz相敏轨道电路专用供电模块。它利用电力电子技术将50Hz交流电转换成符合要求的25Hz电源。该模块应用了先进的有源功率因数校正技术(APFC),使功率因数高达0.99,有效降低了谐波成份,减少了无功损耗,使整机的满载效率达到90%以上。功率输出部分采用了最新器件(IGBT)组成的逆变器(DC/AC)。1.辅助电源。输入电源经软启动电阻和主整流桥整流后,加至开关变压器原边给开关管送电,激励脉宽调制器起振,输出调制脉冲,开关管受脉冲调制导通和截止,辅助电源进入正常工作状态。该电源属单端反激式开关电源,可输出多路电压,工作稳定,可靠性高。2.有源功率因数校正(APFC)电路。有源功率因数校正的目的,就是让输入电源的电流波形跟踪电压波形保证功率因数接近于1。其优秀控制器件是集成电路UC3854,该器件16脚输出的脉宽调制信号,包含了对PFC控制的全部信息,此信号控制着开关管的导通和截止,输入强制电流波形跟踪电压波形;并控制着输出电压稳压,使其稳定在DC400V上。当集成电路UC3854和外围元件组成的检测电路,检测到PFC电路出现过流、输入过压、欠压、输出过压、过热等故障现象时,均会切断软启动继电器,同时封锁16脚的调制脉冲,使该端无信号输出,直至故障排除后APFC自动恢复正常工作。3.逆变电路DC/AC。为了提高变频器的可靠性,变频器应用全桥逆变技术,关键器件采用最新器件(IGBT)进行逆变,逆变后的SPWM波(正弦波)经过滤波还原为2路交流电压输出。且通过同步电路使局部电压恒超前轨道电压相位90°。原理见图3。利用数字电路(EPROM)产生SPWM调制脉冲来实现DC/AC变换。首先由数字电路分别产生基准的正弦波及所对应的三角波,并将2种波形进行比较,产生DC/AC变换所需的SPWM调制脉冲波,再经过逻辑控制驱动电路,将调制脉冲加到逆变功率管的控制栅极,逆变后的SPWM波经过滤波还原为交流电压输出。由输出电压取样,经放大、比较、调整基准正弦信号电压,从而保证输出电压的稳定。当保护电路检测到输出过压故障时,控制逻辑电路封锁SPWM调制脉冲,使该模块无电压输出,同时发出报警信号,故障排除后模块需重新开机工作。 3.2PYJ-1电源系统操作步骤步骤1.闭合1QF,相应电源模块上电;模块上相应上电表示灯亮,模块面板上的工作表示灯亮了以后,模块工作正常。步骤2.闭合2QF~11QF,分别供出各回路电源。 4系统应用领域 将铁路信号电源中最重要且现场难以较快解决的几种电源整合在一个系统内部,可以提供多种电源输出。输出电源种类涵盖面广,可广泛应用于国铁、高速铁路、地方铁路、铁路专用线、城市轨道交通系统等不同的轨道系统当中,适合铁路中、小站通信信号电源在突发遭受雷击、火灾等自然灾害袭击,导致系统瘫痪和野外临时架设通信基站,以及铁路抢险等异常情况下的应急保障使用。 5系统的社会、经济效益系统 有3种不同型号,分别控制不同的输出电源种类,当现场某些支路输出故障时,可方便选择合适型号的设备来抢险,从技术上解决了长期影响行车安全的一个问题,弥补了安全生产的漏洞,为铁路运输安全提供稳定、可靠的信号电源设备,保证行车安全,具有较大的社会效益。该应急电源系统每套9万元,可以节约大量的电源屏采购费用。我国正处于铁路、地铁、城轨建设的高峰期,每年还有多个外资项目的建设,该项目有良好的市场空间和广泛的使用前景。该系统通过了郑州铁路局技术鉴定,于2010年3月在郑州电务段上道运用,并在处理圃田站、许昌站、淇县站故障中发挥了积极作用,缩短了抢险时间,保障了铁路运输安全。 铁路信号论文:铁路信号远程控制通信技术思考 摘要:铁路信号系统对于保障铁路的安全运行有着重要作用,其经过机械联锁、继电联锁的阶段以后,随着容错技术、电子技术的快速发展,计算机连锁系统的应用越来越广泛,其利用远程控制通信技术实现远程通信、故障分析和诊断等功能,因此应加大对远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用研究。本文简要介绍了铁路信号系统,分析了铁路信号系统的远程控制通信设计,阐述了远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用,以供参考。 关键词:远程控制通信技术;铁路信号系统;应用 远程控制通信技术主要是利用被控端和主控端的计算机程序,通过一台主计算机远程控制被控端服务器,实现对铁路信号系统的远程控制操作,减轻工作人员的工作量,降低人为操作失误率,可以极大地提高铁路信号系统的安全性和稳定性。 1铁路信号系统概述 远程控制通信技术对于实现铁路信号系统的稳定、可靠运行有着重要影响,和继电联锁系统相比,计算机联锁系统的各方面性能更加成熟,所以当前计算机联锁系统被广泛地应用在铁路信号系统中,其通过利用远程通信、现场总线、控制计算机等设备和技术,采用专门的软件系统和硬件设备实现铁路各个道岔、进路和信号之间的连锁关系,其以信号安全准确为原则,本质上是一个逻辑联锁运算模块。本文重点研究远程控制通信技术和计算机联锁系统的配合运行,该系统包括关联系统、监控层和控制设备层,关联系统用于实现计算联锁系统的复显、模拟屏、监督调度、集中调度、联锁机等功能;监控层用于监测各个信号控制设备和站场状态;控制设备层用于实现电源屏、I/O、PLC、电源屏等设备之间的远程通信[1]。 2铁路信号系统的远程控制通信设计 (1)关联系统通信设计。关联系统通信设计重点在于互联网和局域网内部计算机系统、局域网内各个计算机系统之间的远程通信,其主要通过RS485、RS232等通信形式来实现,互联网和计算机局域网之间利用socket接口进行远程通信,互联网与单机计算机利用Internet专网连接、ADSL或者串口拨号等形式来实现。 (2)控制设备层和监控站通信设计。铁路信号系统监控站中的PLC设备和联锁机利用串口进行连接,用于传输大量的安全数据,由于PLC和联锁机之间签署有CCM传输协议,这种协议的可靠性和安全性较高,以联锁机为主,PLC定时向联锁机发送数据。同时,为了保障传输数据的安全性和可靠性,可以利用两次相同的数据发送给联锁机,用于屏蔽铁路信号系统中的各种干扰,这种通信流程还可以有效监督PLC和联锁机的运行状况。首先对PLC中寄存器进行检查,利用联锁机位键对寄存器进行复位,如果PLC没有及时置位,则可判断PLC出现问题或者异常;如果联锁机没有及时置位,则可判断联锁机运行异常,根据报警信号及时进行解决处理,确保铁路信号系统的可靠性和安全性。 (3)控制设备层通信设计。控制设备层通过利用现场总线技术,在工业现场合理设置各个I/O模块,利用智能型分布式I/O模块将输入信号转换为数据信号,现场各个子站通过一根电缆线路进行连接,控制室监控设备快速、稳定地接收现场信号,如图1所示。在计算机联锁系统中,I/O远程通信模块和主控模块为从主结构,主要利用现场总线的PROFIBLS网络实现通信[2]。 3远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用 (1)在平交道口的应用。远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用,结合时间间隔,主控中心可以实时查询铁路道口运行状况,通过整理和分析大量查询信息,选择有价值信息反馈给距离道口较近的列车,并且主控中心采集列车位置信号和列车行驶速度信息时,按照列车通过道口以后的时间,结合列车最大行驶速度、累积运行线路和实际列车运行情况进行计算和分析,利用远程控制通信技术及时获取列车通过道口的信息,确保其运行的安全性,提高列车在平交道口的通过率[3]。 (2)在中继器的应用。近年来,我国铁路事业快速发展,但是通信基站在每个铁路上的建设比较缓慢,而铁路信号系统的利用可以发通信基站在铁路的重要作用,并且有效减少设备投资费用,通信基站通过中继器可以接收和发送射频信号,还可以利用远程控制通信技术实现对基站区设备、车辆和线路的信息通信,加强基站的管理。 (3)在微机联锁的应用。远程控制通信技术在微机联锁中的应用,主控中心接收道岔情况信息和信号机闭锁状态信息,通过道旁接口单元来接收主控中心发出的控制指令,实现对道岔和信号机的有效控制。同时,通过远程控制无线通信信号,实现道旁接口单元和控制中心之间联系,通过电缆线路实现接口单元和现场设备之间的连接,从而有效地辅助、检测和控制子系统。另外,对于一些大型车站,各种影响因素较多,容易对无线通信信号造成较大干扰,而通过利用远程控制通信技术可以有效解决这个问题,因此为未来发展过程中应加大对远程控制通信技术在微机联锁中的应用研究。 4结束语 近年来,现代化科学技术快速发展,铁路信号系统作为整个铁路工程的重要组成部分,远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用,应积极优化铁路信号系统中各模块的通信设计,充分发挥远程控制通信技术的应用优势,提高铁路信号系统的安全性和可靠性,保障列车的安全、平稳运行。 作者:罗卫 单位:济宁信号车间 铁路信号论文:我国铁路信号工程施工管理分析 1铁路信号工程施工管理的重点 在实际的铁路信号工程施工中,监管人员应该分清各个施工工序的主次和轻重,抓住施工的重点进行重点监督,同时还应该制定科学合理的施工质量管理的控制方案,并根据各个工序的特点编写详细的工序流程以及质检规章制度。如果有特殊需要监管人员还可以设置铁路信号工程施工过程中的质量控制点,对其进行预控制,并分析确定该控制点对整个工程的影响范围和重要程度,从而确定对其进行控制的力度。对铁路信号工程进行质量控制的基本单位就是每一个施工工序,确保每一个工序的施工质量都能达到行业标准是列车能够安全运行的保障,在对铁路信号工程的施工进行管理时,其首要原则就是安全,尽可能地排除一切可能会给列车安全运行带来困扰的障碍。在监管过程中,工作人员还应该合理安排工序流程和工程项目的工期,以确保该工程能够在规定的时间内高质量地顺利完成。 2提高铁路信号工程施工管理水平的措施 2.1加强对工程工作人员的管理控制 这里所说的工作人员主要是指工程施工中的领导人员,另外还包括具体施工人员。加强对他们的管理控制力度就要提高管理人员的综合素质和施工人员的技术水平、理论知识、专业素质等等。在铁路信号工程施工管理中首先要进行的就是对人的控制,因为人是整个工程中影响最大的变量,也是施工的主体。技术人员、操作人员、管理人员协同工作才造就了一个铁路信号工程顺利完工。在加强对工程工作人员的管理控制时首要任务就是要提高其安全和质量意识,应该在这些人员上岗工作之前进行一定考核和培训,确保他们的头脑中紧绷质量这根弦,将质量至上、预控为主、服务用户、经济效益以及用数据说话等观念真正落实到实处。另外,还要注意提高领导人员的综合素质。如果铁路信号工程的管理人员有较高的管理能力,那么他所作出的命令科学性和合理性就高,在执行的时候可操作性就强,能为具体施工提高较多的项目规划、技术操作、目标控制以及质量检查的指导;此外一个优秀的管理人员能够根据实际的施工现状和施工要求制定出科学合理的管理制度,并且严格按照制定的规章制度对施工现场进行管理,确保铁路信号工程的施工质量。铁路信号工程的施工操作人员应该具有数量的操作技术和一丝不苟的工作态度,在具体的施工工艺中严格按照规章制度和行业标准执行建设图纸上的要求。施工现场的后勤人员应该为其他工作人员提供上乘的生活服务,凭借其优秀的工作质量间接保证铁路信号工程的施工质量。要想提高工作人员的素质也以对他们进行培训,通过日常的学习提高他们的综合能力;也可以制定详细合理的奖惩制度,充分调动工作人员的积极性,通过公平合理的制度执行在无形之中培养他们的质量意识和责任感,从而确保铁路信号工程的施工水平能够明显提高。在选择和分配工作人员时还应该本着扬长避短的态度针对工作人员的工作水平和特定为其安排合适的工作岗位,并加强对工作人员的日常监督管理,一旦发现违反规章制度的行为要立即采取措施制止并按照制度要求进行惩罚。 2.2加强对施工材料的管理控制 施工材料是铁路信号工程施工的必要物质条件,如果施工材料达不到质量标准就会使该工程的施工质量受到影响。在实际的铁路信号工程施工中,应该重视材料的管理。管理人员在调配施工材料采购人员时应该综合考察他的能力和道德水平,确保他们的政治素养和选购能力能够胜任这项工作,尽量选用那些专业水平过硬的采购人员任职。在采购施工材料时采购人员应该事先考察材料市场,全面掌握材料信息,和那些信誉良好、产品质量上乘的厂家合作。在施工过程中,现场工作人员应该合理组织施工才材料的供应工作,不能出现材料紧缺的情况,也不能出现材料的过度浪费情况,充分保证施工材料的合理利用。最重要的是监督人员应该加强施工过程中对施工材料使用和质量的监督工作。据统计在铁路信号工程的施工过程中仅仅施工材料一项的资金投入就占了总投入的70%左右,这样大的利益诱惑经常会使承包商作出偷工减料谋取灰色利益,这也是造成铁路信号工程质量不合格的主要原因之一。为了谋取更多的非法利益,承包商常常不按照要求的质量和规格进行材料采购,或者由于采购人员的能力欠缺而造成采购的材料质量得不到保障,因此在进行大规模施工之前,应该提前对这些施工材料进行质量检查,按照国家标准和相应的技术规范对各类材料的具体施工工艺进行监督,确保材料施工的质量。 2.3提高对施工方法控制的水平 要想顺利地实现铁路信号工程的施工质量、进度、资金这控制,关键就在于其施工方案是否合理。如果施工方案内内使用的方法不能和实际的铁路信号工程施工契合,那么该工程的质量、进度和成本都会受到一定程度的影响。所以在制定审核该工程的施工方案时,工作人员应该以铁路信号工程的目标要求为基础,综合考虑各项因素从工艺、工序、工期、人员、经济、技术、管理、组织等方面制定合理的施工方案,确保该方案的可行性和水平。 2.4提高对施工设备控制的水平 随着科技的发展,铁路信号工程施工中所用到的施工设备越来越先进,其发挥的作用所占比重也越老越大。在选择施工设备时,工作人员应该综合考虑施工现场的面积、环境、结构以及该设备的性能等多想因素,确保所选择的施工设备是最合适的。在实际的使用过程中,工作人员应从设备的性能、选型以及操作技术这3个方面对施工的设备进行控制管理。 3结束语 科技的进步给铁路运输行业注入新的血液,铁路信号工程被广泛应用。在铁路信号工程的施工中,存在很多因素对其产生不利影响,这就要求管理人员和施工人员在实际操作中本着质量第一的理念对各个施工环节进行管理控制,同时加强自身专业水平的训练,以丰富多样的形式提高铁路信号工程施工的管理水平。 作者:彭欢 单位:中铁十一局集团电务公司 铁路信号论文:风险评估技术在铁路信号系统的应用 【摘要】以风险评估技术在铁路信号系统中的应用为主题展开论述,首先对论文的背景进行了简要介绍,然后重点对危害识别以及铁路自动站闭塞系统定性风险评估进行了分析。对于前者,包括HAZOP方法简介以及HAZOP方法实施过程,对于后者,则包括系统危害识别、接口危害识别、风险分析和评价等三部分。 1引言 铁路信号系统的建立为列车的安全、准时、舒适等方面提供了良好的保障,而风险评估是为了确保信号系统的正常运行。具体而言,风险评估技术在铁路信号系统的应用过程中,首先需要进行前期的安全评估,通过这一阶段的评估,对可能存在的安全隐患进行分析,并做好记录,然后通过对系统的监测,从而实现对安全隐患的有效控制,由此可见,风险评估技术对于铁路安全的保障有着重要的意义。针对风险评估技术在铁路信号系统中的应用,发达国家的研究比较早,而且在研究过程中,已经促使风险评估技术的应用逐渐走向成熟,论文则通过对国外风险评估技术研究的借鉴,对我国铁路信号系统中风险评估技术的应用进行探讨。 2危害识别———HAZOP方法 2.1HAZOP方法简介 危害识别是风险评估技术应用的第一阶段,HAZOP方法是进行危害识别的主要方法,在这一方法的应用过程中,重点工作是通过组织会议并对相应的实践操作细节进行分析,在具体工作开展时,要求各类专业工作者深刻分析每一个单元的内容,通过上述活动的开展,找出存在的偏差,并且对所查找偏差可能会导致的严重后果进行分析,在分析过程中,往往需要借助引导词来引出偏差。在整个过程中,专业人员通过对所出现的偏差进行锁定,然后深层次地分析偏差产生的原因及可能会造成的后果,然后对现有的安全防护进行重新评估,最后再通过必要的措施进行完善。HAZOP是整个系统的一部分,其主要作用是用来识别系统的本质特征,在HAZOP方法运用过程中,会涉及材料的调取、人员的调查以及相关设备的使用。为了充分发挥HAZOP方法的作用,在具体使用过程中,首先需要对系统进行单元划分,单元划分的主要目的在于能够使HAZOP方法所发现的偏差更加准确,如果单元划分不合理,则很容易导致评估结果不准确,进而影响到安全防护工作,在一些铁路信号系统中,可以从宏观角度考虑实施单元划分,例如,监测机、计轴设备、4050智能1/0模块、交换机及站间通信等,因此把每个组成部分作为一个单元进行分析。[1]而偏差的确立是HAZOP的优秀部分,在偏差确立过程中,会使用到三种方法,包括偏差库筛选法、知识确立法以及引导词确立法。 2.2HAZOP实施过程分析 HAZOP方法在具体实施过程中主要包括四个主要步骤。第一阶段,作出定义。整个工作的开展,首先应该获得项目经理的批准,然后针对HAZOP的实施选定组员并任命组长,接着在组员的讨论下,对研究的范围进行确立,通常情况下,研究范围所涉及的内容包括系统设计表现、系统生命周期、系统物理边界等。第二阶段,进行准备,研究小组的组长需要根据此次研究工作提出相应的引导词初始清单。第三阶段,审查阶段。在这一阶段需要进行审查会议,在会议正式开始之前,需要对整个审查流程提前熟悉,其主要目的在于使研究小组的全体组员都能够熟悉研究目的和范围,在会议中,需要对所使用的引导词进行明确解释,而且要对具体操作中可能存在的问题以及应对方法进行讨论。第四阶段,文件记录和跟踪阶段。这一阶段需要对会议中讨论的结果进行整理和记录,并且做好存档工作,还应该将讨论到的内容进行完整记录,而且需要对整个会议的讨论内容进行汇总,并提炼出结果,以此来形成HAZOP的报告文件。 3铁路自动站闭塞系统定性风险评估 为了确保风险评估结果的准确性,评估人员主要依赖于HAZOP技术,在具体操作过程中,还应该结合风险矩阵法,在评估过程中,包括两方面的内容: 3.1系统危害识别 在危害识别过程中,首先应该进行单元划分,单元划分主要是为了明确每一个模块的具体内容。其次,将偏差和引导词的确定因子予以明确,其中,包括多个方面的内容,如材料、操作活动以及设施设备等,设备的正常运作是系统运行的重要保障,这就意味着在危害识别过程中,在整个系统中,设备单元要素的体现,必须依赖于设备自身的功能。在闭塞机单元中,使用了双机热备,所以,在设备运行过程中,会进行主闭塞机和备闭塞机切换,切换过程中主要存在的问题有两个,第一是备闭塞机的功能失效,在这一问题的影响下,被确立的引导词包括两类,即间隔的和永久的,当偏差出现后,要素和引导词会进行合并,在这种情况下,所出现的偏差包括两种,分别是闭塞机永久失效和闭塞机间隔性失效。对于监测机单元而言,其与闭塞机单元的偏差确定方法基本一致,所存在的偏差也包括两种,即闭塞机永久失效和闭塞机间隔性失效。使用同样的偏差确定方法来对4050智能1/0模块进行偏差确定,最终确立的偏差内容则分为控制台亚当ADAN405O模块失效和组合架亚当ADAN4050模块失效。针对站间通信部分,其主要包括两个因素,其一为通信终端,其二为通信误码。针对前者,其引导词同样可以进一步分为间隔性问题和永久性问题两种,间隔性问题指的是站间间隔性中断,而永久性问题指的是站间通信永久性中断。针对后者,所产生的偏差则使站间通信信息误码,同样,这一方法也可以被用到闭塞机和计轴设备、闭塞机和检测设备的偏差确定方面。 3.2接口危害识别 在风险评估过程中,所涉及的微机化自动站间闭塞系统及其附属系统的接口包括其与连锁系统相联系的接口、与计轴设备相连接的接口、与控制系统连接的接口等,针对上述接口,则需要根据相应接口的组成部分进行划分,而且使用危害识别中同样的方式对引导词和偏差进行确立[2]。 3.3风险分析和评价 在系统的最初设计阶段,则需要通过全面的风险评估活动,对系统中的各类风险进行等级划分,最终确立的不同等级风险中,有四类风险不能够被接受,此类风险的存在很容易对系统产生较大的负面影响,如果不及时防范,则很可能引发巨大的损失,所以,为了确保铁路信号系统的正常运行,必须将此类风险降到最低。对于接口危害而言,被认为是不可接受的四类风险分别是事故复原按钮操作失误、到达复原按钮操作失误、模式切换按钮操作失误以及计轴复零按钮操作失误等,对待此类危害,应该慎重对待,并且尽可能降低风险等级。例如,在地铁风险评估过程中,采用HAZOP分析法进行危害识别,根据类似危害记录和专家观点对危险信号进行判断,其中,最为严重的危害是“DTG模式下运行权限错误”,然后借助故障树进一步查找“DTG模式下运行权限错误”的原因(见图1)。之后需要根据事件的后果进行损失分析,分析结果通常包括安全、出轨、人员伤亡等,其中人员伤亡可以进一步分为列车撞人,人员伤亡;撞车,人员轻微伤害;撞车,人员伤亡。 4小结 综上所述,风险评估技术在铁路信号系统的应用中,首先应该利用HAZOP方法进行风险识别,然后在此基础上进行风险评估,并且根据评估结果采取恰当的方法将风险降到最低,从而确保铁路信号系统的正常运行。 作者:单铎年 单位:中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司 铁路信号论文:铁路信号设备故障诊断方法分析 进入新世纪后,我国铁路运输行业获得极快的发展,作为人们出行的主要工具,铁路运输扮演着重要的角色,因此在速度不断提升的背景下,保障其安全运行就显得极为重要。其中保障铁路运行安全的主要设备之一为铁路信号设备,其在机车运行中发挥着无可替代的作用,更是提升铁路运行效率以及能力的重要基础,从此我们可以看出探讨和研究铁路信号设备故障诊断方法显得具有较强的现实意义。当前,国内出现的铁路信号故障种类较多,对其进行诊断的方式也多种多样。在此背景下,我们必须深入研究和分析常见的故障诊断方法,笔者在本文中以实际角度对铁道信号诊断的方法进行阐述,以期进一步提升国内铁路信号设备故障诊断的水平和质量,为铁路安全运行奠定良好的基础. 【关键词】信号设备;铁路;诊断方法 由于质量以及不科学的维修等因素导致铁路信号设备在运行过程中经常出现故障,严重影响铁路系统的安全运行。事实上,在实践中有很多原因都会导致铁路信号设备出现故障,种类繁多的原因不仅需要我们结合处理人员的工作经验,还需要强化模拟和演练信号设备现场故障,保障工作人员具有较强处理分析故障的能力,不仅如此,还需要全力推广新的处理诊断方式、技术。在实际工作中,诊断铁路信号故障的方法有多种:传统诊断法、解析模型法等等。究竟是用那种方法技术需要结合现场实际情况以及相关影响因素加以决定,以进一步提升铁路信号设备平稳运行,提高铁路运输效率和质量。 1铁路信号设备故障处理方法 充分研究常用的诊断处理铁路信号设备故障的方法,有助于实际工作质量的提升,并且进一步完善和丰富科学的管理、养护手段。正如上文中所述,诊断和处理铁路信号设备故障的方法有很多,但是由于越来越复杂的铁路设备系统,构成设备的组件越来越精细,因此我们必须有针对性的选择诊断故障的技术,尽可能提升故障的解除率,保障铁路运输部门顺利运行。不仅如此,置身于信息化社会,我们要强化计算机技术、人工智能技术在实践工作中的应用比例,保障工作效率的提升,为稳定的铁路信号设备奠定良好的基础,在下文中笔者对其进行深入的探索和研究。 1.1传统铁路信号设备故障检测方式 所谓传统的故障检测方法指的是依托工作人员扎实的工作经验,经过分析和研究发生故障的部位,经过细致的了解设备发生故障的经过,根据现场的实际情况进行全方位的处理。在此过程中常用的方法有对比法、逻辑法、代换法等等,在日常工作中这种方法具有广阔的市场,人们经常使用。技术人员首先全方位的检查铁路信号设备的故障,能够把故障的性质、部位等良好的呈现,借助良好的实验操作,能够科学的断定铁路信号设备发生故障的大致位置以及其严重程度。不仅如此,通过计算机硬件以及软件技术,还可以系统化处理常见的故障,在故障检测过程中使用传统技术,最重要的为保障正常的电路,保障电力的需求得到满足,细致化的检测设备的运行情况,最终明晰发生故障的确切部位。 1.2铁路信号设备故障信号处理技术 作为排查和研究设备故障的重要技术,信号处理法依托相关数学、函数模型,对信号进行直接的分析,最终得出相关结果,得出信号的特征值,把信号设备故障使用科学的措施和途径予以解决。对比其他铁路信号设备故障处理的方法,其优势显著,不需要构建故障模型,因此此技术具有较强的适应性,使用范围较广。信号检测方法不仅易于操作且能够把故障部位准确的检测出,但是其也有一定的缺点,外界信号和声波对其造成一定的影响,干扰故障部位正常、准确的检测,因此其比较依赖信号,对各种环境以及类型下的铁路信号设备故障难以准确的进行检验。也就意味着,信号处理技术的使用范围比较独特,这一点我们应该有清醒的认识。由于我们只能在特定的故障检测之中使用信号检测处理技术,因此在特定对象之外的故障类型不能使用。近些年来,通过不断的探索和研究技术,已经开发出很多具有较高科学性能的检测技术和系统,因此在发展当前信号处理技术的过程中需要我们对新的技术不断发掘,有效的结合新的手段和存在的问题、矛盾,统筹各种节点型问题,借助更具科学性的检测技术、技巧以保障铁路信号设备的正常运行,最终落实在保障铁路顺利运行之中。 2铁路信号设备故障诊断方法 2.1铁路信号设备故障解析模型技术 我们所说的解析模型法指的是依托数理统计、解析函数等相关方法综合处理信息的方法。这种方法的基础为解析数学模型,然后对此进行诊断。依托解析模型法对数学模型进行科学的建立是一种行之有效且实用的方法。所以当铁路信号系统出现故障后,系统的输出、输入关系随之而改变。在此方法中使用的高科技技术比较显著,很多具有较强研发能力和较高水平的人员参与系统的研发和建设,能够在复杂环境下的突发故障模型进行科学的处理。在检测和处理故障的过程中应该对这种方法多加考虑和使用,以便于科学的拔除故障。在检测铁路信号故障的时候,使用这种方法能够为解决措施提供有效的途径。在这种方法中体现出显著的数学思想,数学运算方法体现的比较明显,人类的智慧也体现的淋淋尽致。 2.2人工智能铁路信号设备故障检测技术 专家控制系统诊断铁路信号设备故障的时候主要是对人的思维逻辑进行模拟,然后经过复杂的罗辑思维把需要诊断的问题予以解决,此方法在实践中表现出显著的优点。依托符号可以把此方法和知识良好的表现,科学的处理知识细节,有效的模块化需要处理的问题,这种方法依托专业的知识给出我们对实际故障进行解决的措施和步骤。依托国内车站微机监测的实际情况,有效的结合实践和此方法,在解决问题过程中使用人工智能方法,可以有效的排除和解决信号设备中存在的故障。同时,要想保障解决故障的效率和水平,还可以结合传统的故障处理办法,由于此方式非常新颖,能够准确的定位故障并科学的解决。所谓的模糊性指的是我们没有十足的把握某一事物的定义,没有确切的规定数量以及其内涵或者含义。在排查过程中迷糊逻辑的优势十分突出,所以在实际工作中使用的比较广泛。在铁路信号设备故障检测领域引入思维逻辑方法是未来的发展趋势,其比较适合对模糊知识进行表达,以符合人逻辑思维的方式进行推广和普及。根据上文的论述我们可知,检测和维修铁路信号设备故障过程中人工智能技术是今后的主要措施,更是检测技术发展的重要方向,我们应该对工作的重点、难点进一步明晰,以全面发展技术为指导,最终实现铁路信号设备的稳定运行。 2.3专家诊断分析法 所谓的专家诊断法指的是在系统中把某一领域专家的知识和经验纳入,但是这种方法使用的领域较少,和人工智能诊断方法具有一定的相似性,其主要是综合的使用多种诊断技术进行诊断,实际运行的时候主要以专家的思维进行问题的考虑,以专家的思维进行问题的解决。此方法主要是对专家的思维进行模拟,依托这种方法能够把人为因素的干扰降低到最低,从而保障结果的精确性。但是由于使用范围较窄,所以需要我们继续探讨和研究。 2.4人工神经网络分析法 由于铁路信号设备故障具有较强的独特性,这为人工神经网络分析法的形成奠定良好的基础,这种方法指的是依托人脑思维和处理问题的方式,把人性化的思维赋给机器,然后对故障进行寻找,在使用这种方法的时候不需要把信息知识库建立,也不会因为处理对象具有较强的复杂性而在运算处理问题上出现问题,保障具有较高的处理效率。 3结束语 事实上,铁路信号故障类型比较多,其中涉及的种类很多,而且其故障外在表现种类多,导致故障的原因多且具有非常复杂的形式,一些故障的模糊性和偶发性较强,因此我们在诊断故障问题的时候具有突出的半结构化或者非结构化性质,所以,我们必须借助行之有效的故障诊断方法、系统,对分析故障类型以及做出相应的决策奠定良好的基础。根据上文的论述,传统的铁路信号设备故障诊断方法对个人的工作经验、能力等极为推崇,客观实际情况反应的不真实,今后,智能化的诊断系统是系统发展的主要趋势,这就要求我们必须强化建设铁路信号系统力度,不断深入研究和探索,在最新研究成果的辅助下,对诊断故障的技术、方法和系统不断完善,实现稳定高效的铁路信号设备故障诊断,保障其能够稳定的工作,促进铁路运输顺利的进行。 作者:刘富钱
植物生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文 1生物技术在防治中的应用 在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是完全主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。 2生物技术在防治虫害中的应用分析 生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。 3生物技术在防治草害中的应用分析 植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。 4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种 农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。 5总结 科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加全面化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展全面,提升防治病虫害的防治技术。 作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局 植物生物技术论文:园艺植物实验教学生物技术论文 一、园艺植物生物技术开放式实验教学模式 1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的优秀原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。 2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以部级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。 3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。 二、开放式实验教学取得的效果 1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。 2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。 3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。 4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,最后得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。 5.园艺植物生物技术开放式实验教学展望通过开放式实验教学能够很好的避免学生被动实验的客观现象,充分激发学生积极的动手能力,并通过实验结果分析和与老师的面对面沟通改变以往实验教学中动手不动脑的现象,更能诱导学生正确、客观的认识生物技术,并且培养其探索生物技术领域新趋势的科研兴趣。因此,开放式实验教学非常适合于本科生园艺植物生物技术的实践教学,对人才培养来说至关重要。 作者:毛娟陈佰鸿杨宏羽李作进单位:甘肃农业大学园艺学院 植物生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文 1生物技术在防治中的应用 在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是完全主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。 2生物技术在防治虫害中的应用分析 生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。 3生物技术在防治草害中的应用分析 植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。 4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种 农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。 5总结 科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加全面化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展全面,提升防治病虫害的防治技术。 作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局 植物生物技术论文:高校园艺植物生物技术论文 1《园艺植物生物技术》实践教学中存在的主要问题 1999年,高校开始招收第一届园艺(教育)专业学生,并开设《植物组织培养》课程。随着植物生物技术的迅速发展,植物组织培养的内容已经不能满足现代园艺发展的需要。进入21世纪以来,分子生物技术向传统园艺育种领域的渗透加快,这就使得教育界不断改革原有教学内容,以适应变化了的形势和现实[4]。因此,在新的人才培养方案中,将《植物组织培养》修订为《园艺植物生物技术》。但是因为实验条件和师资队伍等原因,《园艺植物生物技术》实践教学过程中仍存在一些问题:一是实践教学内容老套,仍然以之前的组织培养相关内容为主,未涉及基因工程方面的实践环节;二是教学方法和手段单一,主要以传统的验证实验为主,即老师先讲实验原理、步骤,学生按步骤机械地完成内容;三是考核方式不科学,缺乏过程考核,而仅以实验报告成绩、考勤和纪律等为考核依据,考核结果不能真正反映学生动手实践能力。 2具体改革措施与方法 2.1实践教学内容改革 实验教学内容的设置要在继承传统内容的基础上有所创新,要对原有实验内容进行整合,实现实验教学内容体系的整体优化[5]。首先,在最新修订的人才培养方案中,本课程由36学时增加到54学时,实验学时由原来的18学时增加到27学时,课程实习1周。其次,实验内容有了较大的改变,在原有内容的基础上增加了试管苗常温离体保存和园艺植物生物技术综合实验设计2个综合性实验内容,其中试管苗常温离体保存实验课学时设计为每次课6学时,学生先用1d时间完成培养基的配制和接种,并在接种后定期进行观察记录实验数据;园艺植物生物技术综合实验设计是让学生在查阅相关文献资料基础上,自行设计试验方案,方案要求确定研究内容、研究方法及所要达到的目的及结果,教师组织学生对试验方案的可行性进行评价,然后各小组根据修改意见对试验方案进行完善,并付诸实施。此项内容为课程实习中的小组自选试验做好前期准备。在一周的教学实习中,保留了原有的植物茎尖脱毒培养等传统项目,增加了非变性聚丙烯酰胺凝胶法分析植物过氧化物酶、植物基因组DNA的提取与检测等内容使学生能掌握植物生物技术的一些基本实验技能,为今后的学习和研究奠定基础。 2.2实践教学方法改革 多媒体是教学的必要工具。使用多媒体可直观地展示概念、理论、实验操作过程等内容,学生容易接受,同时可以运用一些静态的图片、动态的视频及一些实物使学生理解实验内容。《园艺植物生物技术》实践教学改变传统的教学模式,在实验课堂引入多媒体课件,将实验原理、方法、注意事项等通过图片、动画和视频等形式进行教学,比如无菌操作在实验教师讲解后就通过观看视频进一步熟悉无菌操作过程,然后再由学生自己操作;如愈伤组织诱导与分化、植物茎尖脱毒培养等实验内容,将教师先前的实验结果制作成直观的演示教案,以增强学生对实验结果的目的性;在讲到组培苗污染、玻璃化、褐化等现象时,直接带实物到课堂,使同学们对这几种现象有了一定的直观认识,一目了然。通过多媒体辅助教学,有效地提高了实践教学的质量和效果。 2.3考核方式改革 以往实践课程的考核大都侧重于学生的实验报告、考勤、劳动表现和纪律性等方面,缺乏过程考核,导致考核结果不能客观反映学生的动手操作能力、试验设计能力、团队协作能力和创新能力[6]。因此对应用型本科高校学生的实践教学进行考核方式的改革势在必行。通过近几年的摸索和实践,我们对园艺植物生物技术实践教学采取单人和小组2种考核方式。单人考核采用单人操作、现场考核、2名老师评分的考核方式,根据学生在规定时间内是否完成考核任务、技术熟练程度,以及关键环节有无失误等等内容来进行等级评定,考核结果分为优、良、及格、不及格4个等级。小组考核主要对小组的试验设计、准备和操作以及试验结果(实物考核)等内容进行综合考核,具体办法是:每个试验小组选派1名代表,对试验设计、试验内容、试验过程和试验结果等以PPT形式进行汇报,并对试验结果进行分析讨论。这2种考核方式,不仅考核方法科学、合理,考核评价的结果真实,更重要的是锻炼了学生的动手操作能力、团队协作意识,提高了学生分析问题和解决实际问题的能力。 2.4学生参与实验室的管理与维护 实验室开放能够保证学生有足够的时间对研究性、综合性和设计性试验的研究,启发和鼓励学生进行探索性实践[7]。近年来,我们加大了实验室开放力度,鼓励低年级学生提早进入实验室学习,每年从园艺专业学生中公开招聘1~2名实验室管理员,负责组培室的日常管理工作,管理员组建园艺植物生物技术实践兴趣小组,负责组培室常规试剂的配制和组培苗的扩繁等工作,并形成“一级带一级、四年不断线”的良性循环体系,实验室形成了较好的科研氛围,每年都有学生成功申请高校与园艺植物生物技术相关的大学生创新科研基金课题,课题的实施不仅激发了学生对科学研究的兴趣,而且增强了学生创新思维,对学生今后的就业和考研深造均具有很好的促进作用。 3结语 改革《园艺植物生物技术》实践教学,建立适合我校应用型本科园艺专业培养目标及符合社会对园艺人才需求的实践教学体系,是培养创新型园艺人才的有力措施。一方面要求实践教学教师不断更新教学观念,优化教学内容、考核方式,改进教学方法,掌握本学科前沿发展动态,努力提高科研理论水平,不断提高业务素质,以便能够更好地指导学生;另一方面要加大实验室建设力度,增加投入,购置先进的仪器设备,创新实验室管理模式,从而培养知识结构优、实践动手能强、团队协作意识强、创新创业能力强的“一优三强”应用型本科人才。 作者:周玉丽 李慧敏 陆晓民 张雪平 贾双双 单位:安徽科技学院生命科学学院 植物生物技术论文:植物抗菌肽应用于生物技术论文 抗菌肽是宿主非特异性防御系统的一部分,可以通过磷脂质作用和膜透化作用杀死病原体。抗菌肽是由基因编码的,对植物病原体以及感染人的病毒、细菌、真菌、原生动物、寄生虫和肿瘤细胞等致病体都有活性作用[1]。根据氨基酸序列同源性,植物抗菌肽的主要家庭成员包括硫素、防御素、脂质转运蛋白、蜕皮素、环肽类蛋白和细胞穿透肽等。 1植物抗菌肽作用机理 大多数已知的植物抗菌肽是通过在细胞膜上形成穿孔,导致离子和代谢物泄漏,从而干扰呼吸过程,最终导致细胞死亡[2]。细胞膜分子的两性结构及其在生理pH值下带正电荷的特征可能是植物肽与膜脂质发生作用的重要原因。阳离子残基吸引如阴离子磷脂、脂多糖或磷壁酸等带负电荷的分子,从而使得肽链在细胞膜表面积聚,当浓度达到阈值时细胞膜就开始崩溃[3]。为解释这种现象科学家们提出了3个主要模型[4]:桶板模型、虫洞模型和地毯模型。 2植物抗菌肽的主要分类 2.1硫素 硫素是抗菌肽的一种,其分子质量较低(约5kDa),富含精氨酸、赖氨酸和半胱氨酸残基。其结构包括2个反向平行的α-螺旋和1个反向平行的双链β-折叠,以及3个或4个保守的二硫键。硫素几乎出现在每1个重要的植物组织中,从胚乳到叶子均有发现。硫素的抗菌活性是蛋白与细胞膜交互作用的结果,带正电的硫素与带负电荷的真菌细胞膜的磷脂通过静电作用相互结合,诱导细胞膜表面的缺陷,导致膜的不稳定性并破坏脂双层。 2.2防御素 植物防御素是小的、碱性的、富含半胱氨酸的多肽链,含有45~54个氨基酸,在等电点时带正电荷。植物防御素的生物活性包括抗真菌、抗菌、蛋白酶和昆虫淀粉酶抑制剂等特性[5]。植物防御素有相当多变的氨基酸组成,但是三维立体结构很保守,包括1个三链的β-折叠和1个与之平行的α-螺旋,由4个二硫键维持整个结构的稳定性。植物防御素可能利用葡糖神经酰胺作为插入真菌细胞膜的受体。然后,借助防御素所带的正电荷和细胞膜相互吸引,并插入细胞膜内,导致膜破坏、不稳定性和离子流出。抗菌肽最大的特点是对细菌、真菌、病毒等多种植物病原体具有抗菌活性[6]。此外,防御素对植物的生长、发育及生殖过程也有一定影响[7]。 2.3脂质转移蛋白 小型非特异性脂质转移蛋白(ns-LTPs)具有在体外不同细胞膜之间转移脂类的功能。它能够参与细胞膜的合成、细胞内的脂肪酸含量的调节,并对动植物病原体起到一定防御作用。它们的抗真菌作用方式可能是插入到真菌的细胞膜上形成穿孔,使胞内离子外流,最终导致细胞死亡。所有的LTPs都具有相同的结构特征,具有一个由4个α-螺旋包绕形成的疏水性腔,被4个二硫键紧紧连接形成紧密结构[7]。LTPs的疏水性腔可以结合磷脂、类固醇等多种脂质分子,具有体外抗菌和抗真菌的活性,因此被归类为PR-14组。有些ns-LTPs是水果、蔬菜、坚果、花粉和乳胶中重要的过敏原[8]。 2.4蜕皮素 蜕皮素是从马铃薯块茎中分离出来的具有63个氨基酸残基的抗菌肽,这些多肽的氨基酸序列具有多样性,但对于不同植物具有相同的抗菌和抗真菌病原体的能力。蜕皮素是碱性蛋白,富含半胱氨酸残基,可以形成6个二硫键,进而稳定蛋白结构。在生长发育的不同阶段,马铃薯中的蜕皮素-1(StSN1)基因是一直表达的,不受生物、非生物压力的影响作用。而蜕皮素-2(StSN2)基因的表达是受局部伤害诱导的,对病原体感染具有不同的反应[9]。StSN1的氨基酸序列和番茄GAST家族(赤霉酸刺激转录反应)的氨基酸序列具有相似性,因此归类于蜕皮素/GASA家族[10]。蜕皮素/GASA蛋白在不同的植物器官中均有表达。大部分的蜕皮素/GASA基因是受植物激素调控的,参与植物激素信号调节途径,控制激素含量水平和激素反应过程。 2.5环肽类蛋白 环肽类蛋白是在细菌、植物和动物中发现的圆形蛋白[11]。植物环肽类蛋白含有28~37个氨基酸,包含1个头-尾环化的主链以及3个位于环化半胱氨酸结点(CCK)分子内的二硫键,具有较高的序列相似性和结构相似性。CCK是形成环肽类蛋白特殊稳定性的主要原因,它迫使蛋白质的疏水部分暴露在分子表面,疏水性残基在表面上形成1个斑点,使整体结构呈两亲性,因此它们对多种蛋白酶的水解和降解过程具有抗性[12]。植物环肽类蛋白是基因编码的通过核糖体的生物合成路径产生的多肽,该环肽类蛋白前体通常包含1个内质网ER信号,1段肽链,1个N-端重复序列(NTR)和1个C-端短肽尾。NTR区域具有两亲性螺旋结构,可以指导环肽类蛋白结构域的正确折叠[13]。C-端区域(CTR)区域内保守的天冬氨酸残基表示该部分蛋白可能是一种天冬酰胺内切蛋白酶的作用对象。 2.6细胞穿透 肽细胞穿透肽(CPPs)可以协助目的蛋白通过细胞膜转入活细胞当中[14]。不论体内还是体外条件下,CPPs在微摩尔浓度时就能够穿透细胞膜,而无需任何受体的协助,也不会对细胞膜造成任何显著损伤[15]。它们可以和目标物(核酸、低聚核苷酸、肽序列和寡糖)相结合,并将其有效地转运到细胞内,因而在药物递送过程中具有潜在应用[16]。不同的CPPs和CPP-结合物可以通过不同的机制进入细胞内,并最终进入不同的亚细胞区室。这些较短的、带正电荷的小肽具有不同的氨基酸序列,但是都具有转导结构域,并有带有不同程度的呈阳离子性的Arg和Lys残基。尽管CPPs具有很大的序列多样性,但是可以分为3种主要类别:阳离子型、两性型和疏水型CPPs[17]。这些多肽和蛋白质是转录因子、细菌或病毒表面蛋白、毒素、两亲性螺旋肽的局部序列衍生物,也可以从膜结合受体或黏附蛋白的配体中得到。 3植物抗菌肽在生物技术方面的潜在应用 抗菌肽是由具有保守序列的小型基因编码的、可以通过基因扩增和基因转移的方法来增加目标多肽的产量及其特异性活力。许多研究已经证明,植物防御素的转基因表达可以使植物组织免受病原体的攻击。硫素是发展转基因植物的重要工具,通过表达更高水平的硫素,可以增加对病原体的抗性,进而减少农业中的损失,并且可以减少农业生产中更高剂量的杀虫剂的使用;环肽类蛋白在开发新型抗生素和生物杀虫剂的研究中也具有重要作用,不同的CPPs可以成功地将高分子量药物导入细胞,也可以用于疫苗研发。由于其在透皮给药系统中的巨大潜力,CPPs在药物生物技术中的应用越来越流行。 4结语 植物抗菌肽是具有不同氨基酸组成和结构的多肽,具有快速杀灭病原体的性能,在制药和生物技术中具有广泛应用。由于其广谱抗菌活性及高效率,抗菌肽可以用作天然抗生素,以替代化学抗生素,用于保护植物和防治动物疾病,也可以作为感染治疗药的有效替代产品,以阳离子抗菌肽制成的气溶胶喷雾剂已经用于囊性纤维化患者的治疗[18]。国内已经开发了可以表达不同含量植物抗菌肽,对疾病具有不同程度抗性的转基因植物,因此抗菌肽可以在农业上作为保护植物的有效产品。但由于植物抗菌肽具有稳定性差、生产成本高等技术缺陷,目前还没有实现商业化生产。未来的研究方向应该是开发毒性较小、更稳定的抗菌肽化合物,并通过改进生产工艺流程、提高多肽合成效率来降低生产成本,使得植物抗菌肽能在制药和农业技术方面得到更广阔的应用。 作者:王美玲 单位:青岛科技大学 植物生物技术论文:生物技术在植物保护中的应用探究 (山东省东阿县农业局,山东 东阿 252201) 摘 要:随着科学技术的迅速发展,生物技术被广泛应用在植物保护中。生物技术是利用生物体或有机体渗入到产品中,有机结合,改良产品品质或培育微生物以满足特殊需求的新技术。它包括细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技术在植物中的应用,并对其应用进行了展望。 关键词:生物技术;植物保护;应用 1 生物技术在植物保护中的应用 1.1 细胞工程 每个植物细胞的遗传信息是完全相同的,并且包含该植物体全部遗传信息。在适当条件下,植物细胞具有全能性,一个单独的植物细胞可以培育成一个完整的植株,生物学家通过组织培养来培育名贵花卉,消除植物上的病毒,以及通过对细胞核的遗传物质进行整合,以此来获得所需要的品种。研究不利于植物生长的外来生物就是保护植物,如病虫害、杂草等,可以利用细胞工程来改善植物,获取所需要的基因,我国病原微生物的细胞工程已经取得初步进展,在科学家努力下将会不断地完善,培育出优良品种。 1.2 基因工程 基因工程是利用生物技术或物理化学方法将目的基因导入植物细胞中,获得人们所需要的转基因生物,有目的的生产植物或农产品。通常基因工程包括直接转移法和间接转移法:间接转移法原理是把目的基因转移到病毒或霉菌上,通过病毒或霉菌感染植物来间接把目的基因转移到植物基因中,以此来高效表达;直接转移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程进行育种,以此来获得抗虫、抗病、抗除草剂、抗倒伏的优良品种,不仅可以节约成本,还可以减少环境污染,具有很广的市场前景。 1.3 发酵工程 发酵工程在植物保护中的应用主要是通过生产抗生素来制造农药,杀死害虫以防对农作物产生危害。目前我国已经广泛使用抗生素来制作农药,其优点是生产成本低,安全性高,高效、无污染。在19世纪60年代我国就开始把苏云芽孢杆菌用于农药生产,随后又提练出了Bt菌株并应于实际生产,其主要优点就是安全性高,为新世纪绿色产品的生产提供了契机,尤其在无公害农产品项目上应用广泛。目前我国抗生素生产已经在国际上占有一席之地,特别是冈霉素和阿维菌素成为世界上最大的生产国,其中冈霉素主要用于水稻,大大提高了水稻的产量,为我国的粮食产业做出了巨大贡献,增加了农民的收入;阿维菌株主要用于生产杀虫剂,安全高效。 1.4 酶工程 生物技术在植物保护的应用中,生物学家利用酶工程来获得所需要的物质,其原理就是将酶或微生物细胞、植物细胞、细胞器等在一定的条件下,借助酶的催化功能,将相应的原料转化成有用的物质。目前最先进的是利用酶工程来制作生物农药,主要优点是无公害,并且不易产生抗药性,生产简单、成本低,主要应用于病虫害防治。例如把昆虫病毒基因插入到外源基因中,使其在昆虫体内得到表达,通过扰乱昆虫正常代谢,影响其活动,以此达到灭虫目的。由于无污染,具有很广的市场前景。 2 生物技术在植物保护中的应用展望 植物保护中生物技术的使用,突破了传统育种的界限,在原有育种的基础上整合新的基因,使传统技术与生物技术有机结合,降低了生产成本,提高了生产效益,不仅增加了植物的产量,同时也保证了植物的质量,在植物发展轨道上具有很大的发展前景。 生物技术在植物保护中的优点是不容置疑的,也创造了许多效益,一直处在快速的发展轨道上,安全性高、对自然生态平衡影响小,害虫不易产生抗性,但是它也有不足的一点,专一性太强,目前的生物农药只能针对一种害虫,对于具有多种害虫的农田具有不足之处。因此生物科学家应不断完善生物技术在植物保护中的应用,克服目前生物技术存在的缺点,可以利用基因工程把抗虫基因导入植物中,这样植物就具有了抗虫特性,也可以使植物散发一种气味,以此来驱散害虫,此种方法克服了生物农药针对的缺陷,减少了环境污染,更好地保护了植物。利用生物技术可以培育新品种,避免自然环境的污染。生物技术在植物保护中的应用还存在一些不足,需要我们去研究,使植物产业更好的发展,造福于人类。 3 结束语 总之,生物技术在植物保护中的使用,提高了我国农业发展的水平,加速了我国植物产业的发展,为人类增加了许多效益。将生物技术用于作物育种,保证了种子基因的纯度,基因工程培育了许多优良品种;发酵工程通过制作菌株来生产农药,减少了成本,同时还具有高效的作用;细胞工程利用植物细胞具有全能性的特点,可以有效除去植物基因中含有的病毒,培育花卉的优良品种;酶工程制作了生物农药,减少了农药的使用,缓解了环境污染,降低了生产成本;保护了大自然的环境,使人与自然和谐、可持续发展。 作者介:司姗姗(1984-),女,助理农艺师,研究方向:农学。 植物生物技术论文:问题式教学模式在园艺植物生物技术双语教学中的应用 摘要 园艺植物生物技术是园艺专业的主干课程,采用问题式教学,即以提出问题、分析问题、解决问题为手段,贯穿于整个教学过程中,教师引导学生解决问题,这种教学方法适合双语课程授课的特点,能引发学生学习园艺植物生物技术双语课程的兴趣,实践效果良好,同时为其他双语课程的开展提供了一定的指导。 关键词 园艺植物生物技术;问题式教学模式;双语教学 21世纪是生物的世纪,高校很多开设了和生物技术有关的专业,越来越多的领域也涉及到生物技术,很多行业急需大量的有一定生物技术知识基础的人才,很多高校开设了和生物技术有关的课程。 园艺植物生物技术是河南科技学院园艺园林学院面对园艺专业开设的一门重要的专业课。主要内容包括植物组织培养基本技术、脱毒快繁技术、细胞培养和体细胞杂交技术、染色体工程、基因分离、遗传转化的基本原理和技术以及DNA标记等技术,通过本课程的学习,要求学生系统掌握园艺植物生物技术相关基本原理和技术,培养学生科学的思维方式和科技应用能力[1-4]。在该门课程的学习过程中,作为本科生除了要掌握基本理论知识和基本技术,还需要多了解该技术的发展,特别是在国际上的发展趋势,为将来从事园艺植物生物技术相关研究及其产业应用奠定良好的基础。因此,需要开展生物技术双语课程的讲授,让学生对生物技术的专用词汇和用语进行掌握,在语境中掌握基本技术,同时加强学生生物技术国际化的学习,便于学生查阅外文文献,扩展视野,掌握生物技术的技术前沿和最新动态[5-7]。 园艺植物生物技术课程因为内容涉及面广,专业性强,需要学生具有较好的英语基础,同时需要学生对于生物技术的学习兴趣强,为了解决这个问题,通过查阅大量的关于教学法的文献,对于涉及和英语有关的很多教学采用的较多的教学方法是问题式教学,结合自己教学的经验和面对的学生特点,计划在园艺植物生物技术双语课程的讲授过程中很多关于技术如培养基母液的配制、培养基的配制、脱毒技术、细胞培养、原生质体培养、染色体单倍型和多倍型的获得、DNA的提取、标记、电泳技术、转基因应用等方面采用问题式教学,为该课程双语课程的顺利开展和该方法在其他双语课程开展的应用提供指导[8-10]。 1 问题式教学模式开展的必要性 本课程教学理念是将理论教学与实验教学相结合、中文教学与双语教学相融合,以双语教学为手段、教学内容为载体,博采中西方教学之长,促进国际教育文化交流与合作,培养学生的创新能力、合作意识、国际交流与竞争能力,探索和实践符合中国实际的双语课程教学模式,发挥积极的示范与辐射作用。该双语课程采用问题式教学模式是由课程的2个方面决定的。 1.1 课程内容的特殊性 园艺植物生物技术涉及的内容专业范围非常大,生物技术领域包括的课程如细胞生物学、分子生物学、基因工程等,而这些课程的基础知识在园艺植物生物技术一门课程中均有涉及,内容繁多可想而知,要想在有限的课时内全部讲授和让学生掌握是不可能的。如何让学生对于每个技术优秀有所把握,教学方法的选择成为教师必须要解决的第1个问题。问题式教学模式是目前探究和使用较多的一种教学方法,在讲授过程中将生物技术基本理论和操作技术为中心展开教学,基本理论除了教师讲授,还需要提前布置问题,让学生去查阅文献,追根溯源,操作技术需要问题式教学,如果采用讲述,学生很难记住,以问题为导向,教师布置问题,案例及项目教学法相结合,学生分组探讨学习[11-12]。 1.2 双语教学的特殊性 园艺植物生物技术的内容专业性比较强,园艺专业的学生在大学阶段开设虽然有园艺专业英语,但是没有涉及生物技术的词汇,因此在进行双语讲授的过程中,相当于还要讲授园艺植物生物技术的专业英语,加大了工作量,在有限的时间内让学生感兴趣,同时掌握专业词汇和基本技术英文的表示,大学英语学习最常用的问题式教学法具有很大的借鉴性。 2 问题式教学模式的实施 2.1 教学内容 园艺植物生物技术双语教学的重点内容是将课堂上要讲授的内容,分阶段地按照不同的章节提前布置给学生,比如研究领域方面的园艺植物生物技术发展简史及趋势,脱毒、细胞工程、染色体工程、分析标记及转基因的应用等方面的内容,技术操作方面如组织培养培养基母液配制、培养基配制、无菌接种操作、脱毒技术、细胞培养、人工种子制作、DNA提取、凝胶电泳、分子标记等方面的内容,均可以按照问题式教学模式开展教学。布置的问题关于课本上的技术操作方面的,这种问题的答案是有针对性的,关于研究领域方面的,这种问题往往是开放性的,没有绝对正确的答案。 2.2 组织形式 学生需要在课前查阅大量资料来自学和完成教师布置的任务。在课堂上首先是每个学生将自己所得与组内其他人交流、讨论,可以采用中文进行交流,形成一个小组的结论,教师灵活地参与到每个组的讨论中去,进行观察,将讨论向深入引导。小组讨论后形成小组观点进行汇报,每个组每次汇报的学生不同,汇报的学生可以采用小组推荐,还可以采取数字抽取,然后教师选择数字,可以采用男女特征进行选人汇报,比如长头发女生汇报等,保证每个学生都参与讨论和得到锻炼,每个小组再各自就自己的结论进行英文陈述,然后进行组和组之间的英文讨论交流,最终在教师的参与和指导下得出总的结论,同时要求学生每人撰写出总的中文和英文结论。“问题―阅读―讨论―汇报―结论”这种方式既包括了英文的阅读,也有英文的陈述还有撰写,符合中国英语学习语境下的学习方式,适用于不同程度的英语水平的学生,有助于园艺植物生物技术双语课程的开展[13-14]。 3 问题式教学模式的关键 3.1 提问方式的多样性 一方面是授课教师在讲授过程中随时随地询问“有问题吗?”“any question?”;另外教师必须引导学生提问,采用中英文结合的提问方式。这对于非母语的学习者,这一点非常重要,对于没有听懂的表达或含义,可以及时提问,便于前后内容的连贯,有助于及时清除理解障碍、回顾前一内容、理顺思路以及调动积极主动的思考等方面。 3.2 回答方式的多样性 在每个内容讲解过程中,用一定的方式来提问学生。可以让学生对照教材英文回答或是借助手机百度等网站作答,可以改变学生的注意力,因为据调查学生的注意力集中一般为15 min,通过问题式教学可以使学生保持思维的更换,通过手机百度答案学习,可以调节学生思维,转换注意力,活跃课堂学习氛围[11,13-14]。 4 问题式教学方式的作用 园艺植物生物技术双语教学方式很多,采用问题式的教学方式可以发现以下作用。 第一,可以促进学生通过查找资料、相互交流、讨论、陈述,学会了如何自己学习、集思广益、团队合作和解决问题。第二,对于英语底子比较薄的学生,对于英语陈述有时间准备,再通过课堂讨论,加强印象,教师在这个过程中的作用就是参与讨论、引导思考,对学生的锻炼和提高效果显著,学生通过讨论能够分享经验、观点和知识,每个学生都能从别的学生那里获得新的东西,甚至教师都能从学生那里获得收获。第三,通过汇报反馈,教师可以了解学生对于该部分内容的掌握情况,还有哪些是需要补充和重点讲述的,重新审视教学重点,把握教学优秀。第四,通过“问题式”教学,可以教会学生如何学习,如何运用学到的知识解决问题。在教学过程中不能让学生仅仅坐在那里听,应该尽量把学生放到真实的情境中去,让学生去做、去尝试、活跃起来。第五,变获得式学习为探究式学习,通过提问、收集信息、分析数据等促进学生进行探究式学习,将学习过程的重点放在“如何学会”上,而不是“学到了什么”。通过这种探究式学习,能增进学生的学习兴趣,让学生主动、高效地进行学习,并将所学的知识与实际生活紧密联系,有助于学生加深理解。另外,应对于教学方法、教学效果经常进行总结,并及时从学生那里获得反馈,进行反思、调整和改进。比如还可以采用案例并结合提问进行教学。比如将植物组织培养工厂化育苗公司实例引入理论教学中,对实例进行深入剖析,将学生的理论学习与实际生产实际相联系,能起到比单纯理论讲授更好的教学效果,而且能提高学生用所学理论分析问题、解决问题的能力和技巧[14-17]。 植物生物技术论文:浅谈应用性技术大学园艺专业《植物生物技术》课程 【摘 要】 《植物生物技术》是园艺专业的专业基础课,是现代生物技术的重要组成部分,其特点是注重理论与实践教学的结合与渗透,在培养学生实践技能的过程中加深对基础知识的理解。本文旨在通过《植物生物技术》课程的教学方法的探讨,提高园艺专业学生综合运用所学知识在实际工作中独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。 【关键词】 植物生物技术;实践教学;教学方法 1 园艺专业《植物生物技术》课程的主要内容和意义 植物生物技术的种类主要包括:(1)植物基因工程,通过对遗传物质的改良,改变植物的性状;(2)植物细胞工程,包括植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术(细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。(3)酶工程,包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术,酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。(4)植物蛋白质工程等。 运用组织培养技术进行等高档花卉及香蕉、草莓等果树蔬菜脱毒苗的生产和大量扩繁。利用转基因技术、组织培养技术、细胞融合技术等可改良或选育植物新品种。因此《植物生物技术》课程是园艺专业不可忽视的部分。 2 园艺专业《植物生物技术》课程的特点 园艺专业《植物生物技术》课程主要有以下几个特点:第一、《植物生物技术》涉及的内容较广,如植物培养技术、植物基因克隆技术、植物遗传转化技术、分子标记辅助育种技术等,加之技术的讲解比较枯燥,不利于吸引学生的注意力。第二、《植物生物技术》是一门技术课程,因此实验和实践环节尤为重要。 3 园艺专业《植物生物技术》课程教学过程中存在的问题 实验和实践环节在《植物生物技术》课程占据重要地位,但有的仪器非常昂贵,一般实验室仅配有1-2台,如细胞融合仪、PCR仪、冷冻离心机等;有的仪器占地面积比较大,如超净工作台。以上因素对《植物生物技术》实验和实践教学造成一定的不利影响。 4 园艺专业《植物生物技术》课程教学建议 应对植物生物技术》涉及的内容较广、讲解比较枯燥的特点,建议以专题和讨论座位主要教学形式。,在专题讲座过程中要注意启发式教学,激发学生积极思考,善于动脑,主动探索有关问题,注意提高他们的判断性思维的能力。此外,生物技术领域的研究进展相当迅速,所以在教学过程中特别注意教学内容能反映或联系学科发展的新思想,新概念,新成果,特别是在本专业的应用方面的新成果。还可邀请行业内著名生物技术研究专家做专题报告,是学生了解现代生物技术的最新研究动向和其应用前景。 应对实验仪器或场地的不足,在分批实验的基础上,延长实验室资源的开放时间,使学生有充分的实践机会。此外,在生物技术研究所和公司的参观、实习对培养学生的动手能力也很有帮助。 植物生物技术论文:生物技术在植物病虫害防治中的应用及其展望 摘 要:伴随着社会经济的不断发展和进步,我国的农业经济也获得了比较大的进步,但是目前农作物的生产过程中的病虫害已经成为了当前农业经济发展中的难题,影响着农作物的产量。实践中造成农作物减产的原因是多方面的,而作物在生长过程中病虫草害是导致农作物减产的重要因素。近年来,伴随着社会的不断进步和发展,生物技术在植物病虫害的防治中应用越来越广泛,获得了比较好的效果。本文主要结合实践,就生物技术在植物病虫害防治中的应用开展了研究和分析。 关键词:生物技术;病虫害防治;应用展望;综合防治;应用研究 实践中将生物技术应用到植物病虫害的防治工作中,主要是通过利用有益的微生物技术实现对于病虫害的防治,在生态环境的保护方面有着一定的优势,因而受到了越来越多专家和学者的关注。生物技术在植物病虫害的防治中有着一定的积极作用,能够促进植物的健康生长,最大限度地减少可能存在的病虫害。但是,目前生物技术在植物病虫害的防治中仍然存在着不少问题,在一定程度上影响作物的正常生长。分析和研究生物技术在植物病虫害防治中的应用就显得越来越重要。伴随着科学技术的不断进步,生物技术在植物病虫害防治工作中获得的成就正在大家所认可,这对于我国农业生态的发展起到了极大的促进作用。本文主要结合实践,探讨了生物技术在植物病虫害防治中的具体应用,以期能够更好的促进对于生物技术在植物病虫害方面的认知,促进植物健康生长。 1 基因工作在植物病害防治中的应用 在开展植物病虫害的防治工作中,基因工程是一项十分重要的应用,基因工程在植物病虫害的防治中主要包含了以下几个方面。CP基因。CP基因能够将植物对于病毒的免疫性进行适当的诱导,从而很好地提升植物抵御病虫害的能力。目前,在国内外的植物病虫害防治工作中这种外壳蛋白基因开展了有效的应用,比如烟草花叶病毒等。这种CP基因的应用可以使得植物对于病害有一定的免疫功能,能够很好地减少植物可能出现的各种病害。RP基因。RP基因是复制病毒的复制酶基因,而复制酶指的是通过对病毒的编码,再利用不同的组合形式形成不同的聚合酶。该基因主要的作用是对病毒基因的DNA进行快速的合成。同时,该基因还能够将一些具有缺陷的复制酶基因转入到植物之中,这样就能够受到复制酶的影响,进而导致其复制作用受到一定的影响,从而有效的降低病毒复制的速度。Sat-RNA以及中和抗体。这是一种低分子的RNA,一般需要依靠病毒才能够实现复制的过程,并且复制的郭恒会对辅助病毒的复制产生不同程度的影响,进而造成在症状表现方面产生一定的变化。实践中生物技术应用到植物病害的防治中,主要是采取将病毒的症状减弱的Sat-RNA,对于减少植物的病虫害有着一定的积极作用,应给予充分的重视。 2 生物技术在植物虫害防治中的应用分析 蛋白酶抑制剂在大部分的生物体内都有着一定的含量。这种基因是维持生物体内正常代谢的重要保证,同时也可以很好的抵御各种外来的蛋白水解酶,所以能够比较好的防治生物体内所造成的损坏。近年来,生物技术得到了快速的发展,对于蛋白酶抑制剂的研究工作也越来越广泛,特别是其抗虫害方面的作用显得也更加的突出。一般情况下,蛋白酶的抑制作用在杀虫工作中可以起到很好的抑制昆虫肠道蛋白活性的作用,可以对昆虫的消化系统产生一定的破坏作用,进而使得昆虫由于缺少一定的氨基酸而没有办法正常的生长和法语,最终导致昆虫的死亡。目前,这种通过蛋白酶来抑制昆虫生长的方式在保障植物的正常生长有着很好的促进作用,正在被广泛的应用,极大提升了植物的抗虫害能力,促进了植物的健康生长。 3 生物技术在植物的草害防治中的应用分析 生物技术可以将一些具有抵抗除草剂的基因转移到植物之中,使得植物自身具备对于除草剂等药物的抵抗能力。这些具备抵抗除草剂基因包含了利用编码可以分解除草剂的酶、在出现扩增现象的时候被除草剂损害的酶等,通过这些基因的作用就可以达到抗草害的目的。近年来,人们的环保意识不断的增强,在生物技术的应用中也更加注重对于环境的保护。通过有效的应用生物技术能够达到草死苗长的目标,以此来促进除草剂应用价值的不断提升。 4 小结 近些年来,伴随着科学技术的不断进步和发展,在植物病虫害的防治工作中也获得了一定的进步。生物技术的有效应用,能够很好地促进对于植物以及病菌之间相互作用机制的研究,进而更加全面和深入的了解各种不同细菌分子在引起植物病虫害过程中所产生的不同影响,反过来也可以促进生物技术的不断改良和优化。这将更加有效地提升植物病虫害的防治效率,进而促进植物的健康生长。本文主要结合实践探讨了基因工作在植物病害防治中的应用,同时就生物技术在植物虫害防治的作用进行了研究,并就生物技术在植物的草害防治中的应用开展了论述,以期能够更好地促进生物技术在植物病虫害的应用。 作者简介:黄正鸿(1973-),男,汉族,云南宁蒗人,宁蒗彝族自治县植保植检站,农艺师,本科。 植物生物技术论文:生物技术专业植物生理学实验教学改革初探 摘要:针对高等院校植物生理学实验教学现状和现存问题,对实验教学的教学方法、教学内容考试方法进行创新与探索,以提高植物生理学实验教学的质量,调动学生学习积极性,培养其实践与创新能力。 关键词:生物技术;植物生理学;实验教学改革 植物生理学是研究植物生命活动规律的基础学科,是理论与实践结合的一门专业基础课,是高等农业院校生物技术专业必修的重要专业基础课,作为高校精品主干课程,其教学效果对后续专业课的学习有直接影响。植物生理学实验是学生理解和掌握该学科基本原理的必需环节,为进一步提高生物技术专业本科生的综合实验技能和科研创新意识,对现有植物生理学实验教学方法、教学管理和考核评价进行了改进。 一、教学方法改革 植物生理学实验课程的任务是使学生了解实验的基本内容,掌握基本实验技能,养成良好实验习惯,提高科学实验能力。传统的实验教学是单一被动的,通常上课前由教师准备实验材料、仪器和试剂,板书实验方案,通过课堂讲解,灌输给学生,学生比葫芦画瓢简单完成实验操作,教师和学生之间的情感相互隔离,缺乏沟通,不利于学生综合素质的培养。实验教学方法的改革是植物生理学实验教学改革成功的必要保证。因此改变单向的教学方式,提高实验教学效果,成为植物生理学实验教学改革的重要内容。 1.课前预习和准备。①课前预习。植物生理学实验教学内容多、课时少,为了提高教学的有效性,培养学生良好的自主学习习惯,引导学生进行有效的课前预习显得尤为重要。学期开始时,教师将学生分成若干小组,让学生做好预习,实验的重点、难点就是学生预习时看不懂的内容。②实验准备。植物生理实验准备工作主要包括植物的材料选择和培养,实验器皿清洗、试剂配制,仪器安装和调试等。这些工作通常由教师单独完成,学生听讲后直接操作,目的是为了让学生在较短的时间内能够完成教学实验,但不能达到全面培养学生实验准备技能、提高学生团队合作能力的目的。我们让学生自由分组,分工合作,轮流参与准备实验,这种教学方法显著提高了学生独立思考和解决问题的能力,极大地调动了学生的学习兴趣。 2.教学手段多样化。①多媒体网络教学。借助多媒体形象生动地说明植物生理学实验的目的、意义、方法原理、实验流程、仪器设备的操作、安全措施等;课件中增加前沿试验方法、仪器操作、数据处理、论文写作等方面的介绍,让学生在了解植物生理学研究的热点方向的同时,激发其学习主动性和积极性;通过互联网软件与学生之间建立资源共享交流平台,实现对学生实验报告、科技论文写作的实时指导评定。②比较式教学。随着现代科学技术的飞速发展,现代生理仪器越来越快速、准确,将传统实验方法和先进仪器测定结合,能够使学生在深刻地理解实验原理的同时,接触前沿分析仪器,加深对实验的了解,提高学习兴趣。比如在进行植物叶片光合作用测定时,分别采用比色法和Li-6400光合仪,比较不同方法的优劣和适用范围。③分组式教学。植物生理学与多学科关系密切,培养学生的团队协作精神至关重要。实验过程中将学生分组,组长组织和协调实验地进行,组员履行自己的职责,互相帮助和协作,以团队形式进行实验。如,在实验材料的消毒、培育和获得、实验处理和指标测定等过程中提高学生的协作精神。④讨论式教学。指导教师提前培训学生的实验数据记录、观察、处理、图表制作、论文写作能力;在课堂上鼓励学生上台讲解,培养学生的语言表达能力;学生参与有多种方法的实验,通过优劣比较,经验交流与讨论,筛选可行性最好的实验方法;通过互相交流讨论,从不同角度对实验数据、实验照片进行论证分析,使学生深入认识数据处理和论文写作,为从事科研工作奠定基础。⑤探究式教学。探究式教学以学生为主体,教师为主导,引导启发学生的自主动手能力和探索创新能力,首先教师提出问题,引发学生听讲兴趣;再留给学生时间思考,然后分组讨论;最后教师融合学生未能解决的问题进行针对性讲解,激发学生的求知欲和创造力,提高学习主动性。⑥分层次教学。让学有余力的学生参与开放性试验,根据其学习兴趣,结合教师的研究方向,确定实验题目,具体的开放性实验周期非常长,需要进行的操作时间也特别多,这样容易造成与学生上课时间向冲突的后果,因此学生要利用课余、周末、寒暑假时间进行实验,通过教师及研究生的具体指导完成实验内容,培养学生自学能力和独立操作的能力。 3.教学团队建设。“教学团队与高水平教师队伍建设”是国家质量工程的重要内容,教学团队对教师发展和教师教学水平提高有重要影响。通过对相关研究进展地深入讨论,提高教师对知识架构和研究发展方向的认识,改进教学方法;定期举办教研活动,讨论教学研究中的具体问题,协商制定改革措施;开展教学合作,相互听课评课;开展教学团队的科研合作与交流,提高团队的科研实力,营造和谐的合作氛围等措施,能有效提高教学资源利用率和团队整体实力和教学水平。 二、教学内容改革 传统植物生理学以培养学生实验技能的验证性实验为主,忽视学生综合运用知识和创新能力的培养。我们在充分利用实验室现有设备的基础上,对原有实验项目进行精简优化,减少基础验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验的比例。基础验证性实验的目的是为了让学生掌握基本的实验技能,熟悉常规仪器的使用和药品配制;加深对基本理论知识的理解,掌握常规实验技术的操作原理和方法;实验内容包括实验仪器、玻璃器皿的使用、实验试剂的配制。通过基本技能训练,使学生掌握基础性实验的测定方法,加深对理论知识的理解,学会实验记录和实验报告的撰写。综合性实验重点培养学生分析和解决问题、实验数据的分析以及实验动手能力,是相互渗透的提高式实验教学形式。如,为了使学生理解逆境下植物生理生化变化,我们引入了科研项目“干旱胁迫下牡丹的转录组分析”前期理化指标测定实验,学生对牡丹叶片的光合特性、电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量进行测定,按照文章发表要求记录整理数据。使学生掌握了部分理化指标的测定方法,加深了对植物抗性生理的理解,同时使学生了解了相关领域的科研动态。设计性实验是教师根据学生的兴趣、能力和专业需要,给出实验题目;在教师指导下,学生以小组为单位,通过查阅文献设计实验方案,独立完成实验研究,处理实验数据,撰写研究简报。如,我们设计了“不同光质对牡丹年宵花生长开花特性的影响”的选题。在牡丹培育与深加工工程技术中心学生独立开展试验,完成试验数据整理,论文撰写,参与SRTP项目及挑战杯的评选。 三、考核评价改革 考核是教学的指挥棒,关系到学生能力的形成和发展,实验考核是检查教师教学质量和学生掌握实验技能的重要手段。传统的实验考核方式不利于调动学生的学习积极性和主动性。改革后综合考核内容主要包括以下几个方面:课前预习;规范配制实验药品、操作仪器设备,仔细观察实验现象,及时记录实验结果;正确分析数据,查阅文献,团结协作能力。我们采取的考核办法为:平时考勤(10%),课前预习(20%),准备实验(20%),实验操作(30%),实验报告(20%),实验报告成绩根据每一次实验的表现加和平均计算,最后的综合成绩为学生的最终成绩。这一考核办法操作复杂,但对学生实验素质技能的评价更加真实、客观、合理,注重学生平时综合能力的锻炼,有利于充分调动学生自觉学习的兴趣,培养创新型人才。 在植物生理学实验教学改革中,通过对植物生理学实验教学的教学方法、教学内容、考核方式的改进,让学生在掌握理论知识的同时,培养学生的基本实验操作能力、严谨的科研态度和浓厚的科研兴趣,这取得了一定进展。但还存在一些急需解决的问题,如。自合校十年来农学院教师数量逐年增加;项目资助逐年增加;先进实验设备日益充盈,但实验室面积几乎没有变化,这成为阻碍实验教学改革的瓶颈,另外教师深造机会较少,自身水平提高较慢,也影响实验教学改革的发展。总之只有通过不断的改进和完善,才能提高实验教学的教学水平和效果。 作者简介:郭丽丽(1982-),女,博士,讲师,研究方向:逆境生理与分子生物学。 植物生物技术论文:植物生物技术的发展与应用探讨 摘要:现代生物技术的应用已广泛渗入到社会生产实践的各个领域,与人类的生活息息相关。本文主要就植物生物技术的发展现状以及应用做一综述。 关键词:植物;生物技术;应用 始于20世纪中叶的新技术革命,可称为第三次技术革命。它是在20世纪自然科学理论最新突破的基础上产生的,包括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技术等。近20年现代生物技术在环境保护及食品工业、医药卫生、农林牧渔等领域示了广阔的发展前景。植物生物技术不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植,也为社会生产带来了新一轮的革命。 一、植物生物技术的发展现状 随着植物生物技术的发展,转基因作物的种植面积不断扩大,我国主要是黄豆、玉米、棉花、油菜4种转基因作物,约占全球转基因作物栽培面积的99%,其中抗除草剂黄豆占63%,抗虫玉米占19%,抗虫棉花占13%,转基因油菜占5%。其他还有抗病毒南瓜、番木瓜、抗虫土豆、水稻和甜菜等。各国加大转基因植物研究开发,取得了重大突破,进入田间试验的转基因,作物已超过500多种。中国等发展中国家是采用转基因作物最迅速的国家,我国于80年代初期后开始启动,在基因组研究和转基因技术等重要关键技术方面取得了一系列重大突破。 二、植物生物技术的应用 1、植物雄性不育及杂种优势 自从孟德尔发现遗传规律,杂交优势被揭示之后,利用植物基因工程的原理和方法,进行栽培作物的遗传育种和新物种的创造。当前,已创造了一批不育系,并生产上得以应用,最典型的例子是油菜和烟草不育系培育。 2、植物抗逆性研究 2.1抗除草剂作物。全世界目前约有2000多个品种的除草剂。除草剂的使用有着自身难以克服的局限性,如很多除草剂无法区别庄稼和杂草,有些除草剂必须在野草生长前就施用,而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。因此,抗除草剂的转基因作物是最理想的途径。1987年美国科学家成功从矮牵牛中克隆出EPSP合酶基因转入油菜细胞的叶绿体中,使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒杀作用。另有人把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物,从而保证宿主植物免受其害,该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。还有人用基因突变的方法改造除草剂作用底物特定位点上相应氨基酸残基,从而阻止除草剂与酶的结合及生物功能的发挥。抗除草剂的转基因植物将给农业生产,特别是大面积的机械化生产带来极大的方便。目前已商品化的转基因抗除草剂作物有大豆,玉米,棉花,油菜,向日葵。由于抗除草剂作物在选育过程中具有耗资少,周期短,见效快,无污染等特点,越来越受到人们的关注。 2.2抗昆虫作物。植物病虫害数目多达数百种,几乎所有作物在生长期内都会遭受到不同程度的危害。全世界因虫害所造成的粮食产量损失占14%左右。长期以来人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫。一方面,全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上;另一方面,化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留,害虫的耐受性,环境污染等严重的问题。而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服以上缺点外,还具有成本低,保护全,特异性强等优点,成为当前研究的热点。1987年,比利时科学家首次成功地将Bt(Bacillusthuringiensis,Bt)毒蛋白基因导入烟草,美国用农杆菌介导法将Bt基因导入壳籽棉,育成世界上首例抗虫棉,棉铃虫危害率下降50%。 2.3抗真菌作物。自1986年首次报道提纯的菜豆几丁质酶具有抗真菌活性以来,已经相继从菜豆、水稻、烟草、油菜、马铃薯、小麦、玉米和甜菜等多种植物中克隆到了几丁质酶基因,对立枯丝菌等20多种真菌表现出体外抑菌活性。将几丁质酶等基因导入番茄、马铃薯、莴苣和甜菜,达到抗真菌的目的。 2.4抗重金属作物。由于人类活动,矿山的开采,工业化进程的加剧,空气,土壤,水体面临着越来越严重的重金污染,不但严重影响作物的产量和品质,更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代,提出植物修复,超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长,生物量低,植株矮小,因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性,增加或减少重金属在植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。富集重金属的相关基因不断克隆,应用转基因技术提高植物对重金属的耐性已取得一些重要进展,一些转基因植物地上部分表现了较高的重金属离子富集量,并在污染土壤的生态恢复中进行了初步应用。 2.5抗病毒作物。传统的抗病毒作物,是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种,然而抗病植株常会转变为感病植株,而且作用范围较窄。目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。如1986年美国华盛顿大学已将烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因转移到烟草、番茄中。除上述以外,我国还将黄瓜花叶病毒(CMV)卫星RNA基因转入烟草,番茄,黄瓜,马铃薯x病毒(PVX)的CP蛋白基因转入马铃薯等。其中烟草抗TMV工程植株已进入大田试验。 3、生物农药及生物控制 微生物农药具有对人畜安全,不破坏生态平衡,害虫不易产生抗性等优点,但也存在着药效速度慢,专一性强,受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种,创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。20世纪70年代末国外就把苏云金杆菌伴孢晶体毒素蛋白基因(BtICP基因)转移到大肠杆菌和枯草杆菌中,通过发酵工程进行工业化大量生产,降低了成本,提高了产量。目前已转到假单胞杆菌中,由于该菌对环境适应性强,土壤中广泛存在,可望成为更优良的细菌杀虫剂。我国对杂合毒素基因的广谱苏云金杆菌Bt新毒株的研究也在进行之中。 三、结语 综上所述,随着现代生物技术发展,植物生物技术将在社会生产和实践中的应用越来越广阔。相信不久的将来,随着我国现代生物技术的发展,我国的社会生产将获得突飞猛进的发展,将会迎来更加美好的未来。 植物生物技术论文:高职生物技术及应用专业植物组织培养技术课程教学改革探讨 摘要 根据高等职业教育改革的基本理念,针对生物技术及应用专业的人才培养目标,探讨教师如何以高等职业教育有别于学科教育的教学理念为指导,转变思维,从制定课程方案、课程目标、教学单元设计、多样化的教学手段运用等方面设计开发《植物组织培养技术》课程,并采取多样化的教育方法和手段,突出以实用、够用为主,达到提高教学质量为目的的教改思路和方法。 关键词 高职;植物组织培养技术;课程教学改革 课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。随着教育资源的丰富和教育现代化的发展,对职业院校《植物组织培养技术》课程也提出了更新、更高的要求[1]。《植物组织培养技术》是高职生物技术及应用专业的专业优秀课程[2]。该文针对高职院校生物技术及应用专业《植物组织培养技术》课程如何从制定课程方案、课程目标,教学单元设计这几个方面进行改革创新,课程内容能更好地体现技术型、应用型、职业型的高技能人才培养模式改革的理念,课程内涵能充分体现职业教育特点等进行探讨。 1 课程方案的制定 课程方案是一门课程的纲,是一门职业教育课程科学建设的框架,它的制定为《植物组织培养技术》课程标准的制定奠定指导路线,体现目前植物组织培养行业发展状况和技术应用的情况,以及对此类人才的数量需求和质量要求。为了科学、真实地体现这一点,一是采用实地进入企业调研和网络调研方式,与企业相关领导和技术人员交流,参观生产,探讨课程建设思路。二是通过网络问卷,请企业中行家里手回答相关问题,并提出课程开发意见。通过调研来看,《植物组织培养技术》是一门突出实践动手能力的专业课程,企业对学生的动手能力要求很高,要能体现吃苦耐劳的职业素质[3]。调研发现,从全国来看,植物组织培养技术广泛应用于高档名贵花卉和特色苗木的生产,如蝴蝶兰、大花蕙兰、玉簪等,这类花卉经济价值高,生产周期快,故生产效益较高。 有了市场调研的一手资料,课程方案的制定素材就准备充分,但是根据学院课程改革要求,初步制定出来的方案不是直接就能应用到课程标准的制定中去,必须经过系部教研会汇报交流,通过讲述,与会教师的意见,专家的评审,这样的步骤才能确定是否能通过。如果方案达到与会专家各项指标的要求,获得一致认可才能通过。反之,如果方案被提出的意见较多,说明调研的内容和信息还不完善,需要进一步到市场行业中去加深调研,充实方案内容,故这门课的方案经过了3次汇报才通过系部的审核。 2 课程标准的制定 课程教学目标分为专业能力目标和职业能力目标。专业能力目标就是围绕通过调研制定出来的符合企业需要的岗位优秀技能,主要分为2块:一是达到能熟悉掌握制定的每个单元要求的知识目标和技能目标;二是积累经验,通过熟练的技能操作,能发现在生产中出现的问题,并通过查阅技术资料尝试解决问题的能力[4]。职业能力目标包括:积极完成布置的工作任务;培养与人交流沟通的能力;培养与他人合作的能力;具备职业素养。具体包括:①掌握植物组织培养的基本理论知识,并能通过自己或团队的合作解决植物组织培养过程中出现的问题。②能制定植物组织培养每个典型工作任务的工作计划和生产计划;③能够完成植物组织培养生产全过程;④能根据植物组织培养的工作任务,搜集、整理资讯等相关信息;⑤能够对植物组织培养工作任务的完成情况进行客观分析与评价;课程拓展知识目标是能够开展植物组培苗的基础技术研发和组培车间管理工作。 课程标准要制定出课程教学单元,该课程单元标准体现既相互独立又相互联系,突出从简单技能到复杂技术的学习路线。如从培养基配制、灭菌、外植体选择、移栽育苗、污染处理等单一技能到完成一个典型植物的无性繁殖体系建立,直至植物组培工厂化生产与管理[5]。 3 课程单元的开发与实施 根据课程标准的制定要求,以切实提高学生动手能力为目的,体现工学结合模式,开发《植物组织培养技术》课程的教师手册和学生手册。教师手册开发是以植物组织培养技术典型工作任务为载体设计课程单元,以任务驱动开展教学。每个单元开发的教师手册和学生手册,依据课程标准对教师讲授和学习有不同的分工和要求,教师手册包含的教学以资讯、实施、考核、评价、学生反馈5个过程展开,学生手册是以学生为主体,小组为单位,任务驱动为指导的学习素材,其中包含每个单元应掌握的知识目标、技能目标、考核目标。学生手册中配套内容有工作任务资讯单、工作任务实施单、工作任务考核单、工作任务评价单等辅助学习材料。每个单元实施前,就要求学生以小组为单位利用各类课程知识资源将本单元的资讯单完成,做好实施工作任务前的基础准备。 教学单元的实施采用多媒体教学手段,丰富教学内容,充分利用图书、网络、视频、电脑动画等各种教学资源,丰富学生学习渠道。教学开展以学生为主体,课堂放到实训室,放到基地,教师做示范,学生边做边学,并记录工作任务实施过程和出现的问题,针对各环节制定考核标准,予以考核,达到完整掌握植物组织培养基本技术的目的。工作任务(下完成时,同时也完成工作任务单的记载。通过工作任务方案设计、操作和结果检查,小组学生自评、互评,教师考核,教学总结和评价这样的步骤来完整实施一个单元工作任务,真实体现“教、学、做”合一的职业教育模式。通过课程考核,将掌握技能项目优秀的学生选拔出来,继续培养他(她)们参加全国的植物组织培养职业技能大赛。 4 一轮课改课程教学结束后的反思 课程开发是一项专业而又科学的工作,教师要以深厚的教学工作经验为基础,并能深入到企业岗位工作一线,了解行业发展动态,新技术的应用,在熟悉职业教育规律的基础上,才能开发制定出一套完整的实用性强的教学体系,这也充分体现一个职业教育工作者是否紧跟行业企业发展,是否与时俱进的改革教学内容和教学方法的责任心和职业素养。 总之,课程改革的目的是让学生增强学习《植物组织培养技术》这门课的兴趣,能主动学习,能真正学到适应岗位工作的技能,并热爱这项工作,满足行业发展对人才的质量需求。 植物生物技术论文:浅谈高职生物技术专业植物组织培养的教学改革 摘要:课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。针对植物组织培养课程实践性强的特点,结合组培苗生产企业的实际情况,采用理实一体、项目教学的模式,对教学理念、课程内容、教学方法、课程考核等方面进行改革、实践。 关键词:高职;植物组织培养;教学改革 植物组织培养是生物技术专业的优秀课程之一,随着我国职业教育的迅猛发展,对职业院校的植物组织培养课程也提出了更 新、更高的要求。 一、深入企业,认真调研,制订课程标准 工作岗位需要什么样的人才,从业人员应具备哪些技能和素质, 企业最有发言权。高职教育中传统的课程体系还是围绕学科知识体系开展理论和实践教学的,这与企业岗位要求存在矛盾。因此在课程改革之前,首先要深入企业,对组培苗生产岗位进行分析,确定岗位优秀能力及岗位项目,形成对应的课程标准。 二、联合企业、行业专家,编写植物组织培养配套教材 通过联合企业、行业专家对组培苗生产岗位进行分析,了解植物组织培养的发展方向、企业的工作过程、企业对人才培养的要求,有目的、有方向地改革课程、培养人才,提出优秀能力要求,开发编写植物组织培养配套教材。校企联合开发编写教材,既有针对性,又兼顾了知识的系统性。 三、配合新课程标准及教材改革教学方法 高职教育中一直在强调“实用、够用、发展”,而在传统的教学体系中,我们一直沿袭着重理论、轻实践、面面俱到的教学模式。学生被动接受知识,束缚了思维发展、不能充分调动他们的主观能动性和创造性;对企业岗位所需的工作技能,也不能很好地掌握与运用。 因此,教师要对课程内容进行分析,使之贴近生产实际,找出课程各部分的知识点、技能培训目标和任务,提高实践教学比例,采用理实一体、项目教学的模式改革课程体系,这对教师提出了更高的要求,不但知识面要宽,理论扎实,而且要求动手能力强,因此必须提高教学水平。 教学过程中课堂与岗位的统一。按企业的岗位能力要求,将理论课和实践课相融合、校内学习和校外顶岗实习相结合。学生在校内完成理论和实训的学习,对于一些难以在校内实训基地开展的项目,就可以充分发挥兼职教师及校外实训基地的优势,将“课堂”搬到企业。在企业完成顶岗实习,由企业技术人员根据企业生产实际情况安排、负责学生的技术指导、理论授课及考核,完成教学计划,专业教师加以监督以保证教学质量。 学院定期举办技能大赛,参照职业标准和企业岗位能力,制订比赛内容和标准,评选出优秀学生参加省级或部级职业技能大 赛,培养高素质技能型人才。 四、改革完善教学评价方法 引进企业标准,建立试题库,采用理论与实践考核并重的评价体系,对于在企业完成的科目由校企联合制订考核办法。 1.作业形式改革 传统的教学模式要求学生能够按时、按要求地做好课后的练 习和作业题,学生的作业都在纸上,对高职生的培养没多大意义。因此,要改变作业形式和内容:作业的形式要不拘一格,可以是书面的,也可以是课件,更多的应该是实践作业。作业内容要突出实践技能的培养和自主学习能力的提高。 2.考核方式改革 考核方法很多,诸如:口试、现场操作、试管苗的污染率、组培苗移栽的成活率等。在考核上要加大平时学习的考核,改变一次考核定分的现状。教师可以在课后或平时给学生提出一些问题,给学生思考、准备的时间,让学生上网查找资料,与教材对照,弄清楚后再交作业,也可以给学生布置一些操作任务,根据完成情况给分。 课程体系建设是教学基本建设中最具基础性的优秀工作,其水平、质量和成果是衡量专业教学质量的重要标志,是深化教学改革的依托。 (作者单位 辽宁职业学院) 植物生物技术论文:试论植物病虫草害防治中生物技术的运用 摘要:目前导致农作物减产的一个主要原因就是植物中容易出现病虫草害现象,所以如何利用生物技术进行抗病虫草害作物的培养,已成为目前农业发展的一个新兴方向。基于此,文章主要对植物病虫草害防治中生物技术的运用进行了探讨。 关键词:植物病虫草害防治;生物技术;运用 通过有益微生物技术来对病虫草害进行防治,对于保护生态环境上具有突出的优势,而且逐渐受到了社会各界的重视,不过其在继续发展应用的过程中由于某些菌剂的效能发挥不是很好,导致扩大发展遇到了一定程度的阻碍。不过伴随着利用生物技术对植物病虫草害进行防治取得的越来越多的成就,针对克服了上述所说的不足之处,目前已经成为农业科学技术中发展最为活跃的应用前沿。 1 在对植物的病害防治过程中,生物技术的主要应用 1.1 植物在进行抗病毒病害过程中应用到的基因工程 (1)CP基因。CP基因也就是指病毒外壳蛋白基因,它可以有效的将植物对于病毒的免疫性能进行诱导,到目前为止,国内外在构建和转化外壳蛋白基因上卓有成效,例如烟草花叶病毒、马铃薯X和Y病毒以及苜蓿花叶病毒等,而且还获得了工程植株,它能够对病毒产生一定免疫力,还具有良好的遗传功能。到目前为止,为了提高抗病毒的能力,部分实验室已经着手将CP基因和其他具有抗性的基因进行结合实验,例如将病毒中的CP基因进行同时转化或者是通过把CP基因和Sat-RNA基因进行构建,从而将其转化到同一载体的植物中。(2)RP基因。RP基因也就是病毒的复制酶基因,这里所说的复制酶指的是通过病毒进行编码,利用特异形式合成病毒的正负链RNA的RNA聚合酶,其主要作用就是能够将全长的病毒基因组DNA进行合成,此外,还能把一些具有缺陷的复制酶基因在植物中进行转入,转入之后可能会跟正常的复制酶发生竞争现象,对病毒的复制产生干扰。(3)Sat-RNA以及中和抗体。Sat-RNA也就是卫星RNA,它是一类低分子量的RNA,只有依赖于病毒才能够进行复制,在复制的过程中能够对辅助病毒的复制产生干扰,并且将其症状的表达也进行改变,在植物的基因工程中,主要采用的是将病毒的症状进行减弱的Sat-RNA。在烟草以及番茄上利用CMV Sat-RNA进行转化,已经获得了巨大的成功,在田间,对于CMV的侵染,转基因烟草表现出了其高度的抗性,通过进行隆和序列的分析,在该病毒进行中和抗体的基因工程里打下了坚实的基础。 1.2 植物在进行抗真菌病害的过程中应用到的基因工程 几丁质酶基因以及β-1,3葡聚糖基因。目前已经了解到的几丁质酶可以利用水解菌丝尖端来进行新的几丁质合成,可以利用其对病原真菌的繁殖进行良好的抑制,很多植物在遭受到病菌的侵染之后,会形成一定的防卫机制,而几丁质酶就是由于这个过程产生的,现在已经从很多作物里对几丁质酶进行了大量的克隆,这些植物包括烟草、油菜、大麦、菜豆、拟南芥以及水稻和甜菜等。真菌细胞壁具有大量的成份,其中包括这里所说的β-1,3葡聚糖,如果将β-1,3葡聚糖基因以及几丁质酶基因进行融合然后转化成为烟草,那么具有转融合基因的植株对比于转单基因的植株,在蛙眼病上产生的效果也有明显的提高;与植保素的合成有关的酶基因。在植保素合成过程中,导入一些合成需要的有关酶基因,可以促进植保素的合成,提高其积累的水平,进而对植物的抗病能力起到一定的增强作用。 2 在对植物的虫害进行防治时,生物技术的具体应用 2.1 苏云金杆菌δ-内毒素 Bt,也就是苏云金芽孢杆菌,能够在孢子的形成过程中,将杀虫晶体的内含物δ内毒素进行合成,是一种革兰氏的阴性病菌。一般δ内毒素是以原毒素的形式存在的,如果被昆虫食取,将会在昆虫的消化道里发生活化,能够跟昆虫肠道的上皮细胞里包含的特异性质的蛋白相互作用进而发生结合,在结合之后全部或者是部分的δ内毒素将会在细胞膜中进行嵌合,造成细胞膜出现孔道现象,破坏了渗透的平衡作用,导致细胞破裂,昆虫幼虫停止了食取以后发生死亡现象。最近几年来,苏云金杆菌δ-内毒素在抗虫害的应用中起到了良好的成效。 2.2 蛋白酶抑制剂 在大多生物体内都含有蛋白酶抑制剂,这种基因可以维护生物体发生正常的代谢,还能够对外来的蛋白水解酶进行预防,以免造成机体的损坏。近年来发现富含丝氨酸的蛋白酶抵制剂具有广谱的抗虫活性,一般认为,蛋白酶抑制剂的杀虫机制是抑制昆虫肠道蛋白酶活性,能够对昆虫的消化系统造成破坏,进而会导致昆虫缺乏一定的氨基酸,抑制其正常的生长和发育最终导致昆虫的死亡,这种基因是一种分子量的大小不尽相同的蛋白质,目前已经被进行了多种的克隆和测序。 3 在防治杂草的过程中,生物技术的具体应用 通过生物技术,能够把抵抗除草剂的一些基因顺利的转嫁到植物当中去,这里的基因主要包括利用编码可以分解除草剂的酶、在发生扩增现象时被除草剂损害了的酶还有替换氨基酸以后无法被除草剂进行识别的酶等,然后获得抗除草剂植株。如草甘磷除草剂,具有易降解、不污染环境的突出优点,能分别从细菌和植物中分离这种酶的基因aroA并将它转入烟草等作物,发现转基因作物对草甘磷的抗性增加了近10倍,在田间进行施药以后,能够真正的达到“草死苗长”的作用效果,从而将除草剂的应用价值进行进一步的提高。 4 结语 通过继续发掘和应用新的抗病虫基因,加深研究植物和病菌之间的相互作用机制,深化发展生物学中有益病毒、真菌以及细菌分子的研究内容,最终帮助利用生物技术来防治微生物的遗传进行进一步的改良,从而将遗传工程中对微生物农药的研究发展为生物防治植物病虫草害的主要手段。 植物生物技术论文:植物生物技术在植物保护方面的应用 【摘 要】伴随着科学技术的日益发展,生物技术已经被广泛地应用于植物保护方面。生物技术的运用主要体现在:对植物病毒和病源的判别和诊断,促进了植物病毒治理过程;选育抗病虫种苗,免除了病虫的危害;研制基因工程农药,有效的避免了化学农药产生的不良后果;培育抗病虫和抗除草剂植物,生物技术的运用极大地促进了植物的保护。 【关键词】生物技术 植物保护 基因工程 伴随着国内外对植物生物技术研究的不断深入和发展,生物技术已经被广泛地应用到植物保护方面。生物技术主要是指利用微生物或者生物有机体来制造或改进产品、改良品种,或者通过培育微生物等过程以达到为人类服务目的的一种技术。生物技术主要涵盖细胞工程技术、基因工程技术、发酵工程技术以及酶工程技术。植物生物技术在针对植物病毒和病源的判别和诊断、植物病虫害防治等问题上具有安全、高效、选择性强、无污染等特点,被广泛的应用于植物保护过程中。 一、对植物病毒和病源的判别和诊断 生物技术应用于植物保护中,能够快速而有效地进行植物病毒和病源的诊断。单克隆抗体技术就是一种用于对植物病毒和病源进行诊断的技术,这种技术与各种免疫标记技术相互结合,就能够对病源进行快速而精确的诊断分析,促进了植物病毒的治理。单克隆抗体技术的积极运用为诊断和判别植物病害提供了有效的途径,现已经制备了很多种植物病毒单克隆杂交瘤的细胞株,例如各种像烟草花叶病毒、葡萄扇叶病毒、黄脉病毒等。我国在植物细菌病害的研究中取得了丰硕的成果,如水稻白叶枯病、青枯病、葡萄扇叶病毒、马铃薯青枯病单克隆抗体的等很多种植物病源的单扛杂交瘤柱系,极大地促进了生物技术在植物病源诊断上的应用。 二、培育无病种苗 近些年来,我国在抗病虫育种的基础上,积极地运用生物技术,创造并选择利用植物群体内新的遗传变异,取得了很多新的进展。生物技术应用于选育抗病虫植物和培育无病种苗,是通过组织培养的方式。为了保证各种作物的产量和品质,提高对有害生物病、虫、杂草的抗性和耐力,使用组织培养的方式,通过无性系突变体来筛选新的抗病虫材料或新抗源,获得无病毒苗,进而获得抗病虫的植物,用体外栽培植物的离体部分来消除病毒的侵染危害,生成没有病毒的完整植株后,再将植株的种子进行繁殖,通过这种无性繁殖就能获得没有病的的种苗,免除了各种病虫的危害[1]。 通过花粉粒作为外植体进行培养,获得植株的单倍体,利用单倍体可在较短的时间内培育出新的、高纯合材料,从而诱导、筛选出具有抗性的植株。另外利用茎尖脱毒技术也可以繁育出像薯类、果树、花卉以及某些蔬菜等无病毒种苗,极大的保证并提高了作物的品质和产量。目前国际上已经开发出抗虫转基因水稻,同时我国也在积极研究,已经开发出抗叶枯病和抗水稻细菌性条斑病的转基因植株,这种生物技术应用于实践,能够有效地降低化学农药的使用量。 三、研制基因工程农药 生物技术在微生物农药开发中的应用,能够代替化学农药而起到防治害虫的效果。为了提高农作物的产量而进行的病虫害防治,长期以来大量使用有机农药,虽然起到了杀菌防虫的作用,但与此同时因单纯依靠化学有机农药,并且使用浓度严重超标也造成了一系列的恶果。例如农药的过度使用,使得在杀死害虫的同时,也杀害了害虫的天敌,从而严重的破坏了生态系统的生物链;长期使用农药,使得害虫产生了抗药性,形成了恶性的循环;农药残余严重,破坏了土壤环境,同时也危害了人们的身体健康。 鉴于有机化学农药带来的各种问题,生物农药防治病虫害的方法也呼之欲出。随着各种生物杀虫剂和生物杀菌剂的相继研发成功,诸如假单胞杆菌型、莓力菌杀虫剂以及枯草杆菌杀虫剂等的使用,极大的避免了有机化学农药产生的危害作用。利用昆虫重组病毒防治害虫,可以利用寄生在昆虫体内的昆虫杆状病毒,如果将此病毒的基因中插入和表达外源基因如节肢动物或细菌来源的昆虫毒素、昆虫激素或酶,就能够扰乱害虫内部的代谢平衡,从而达到了灭虫的目的。另外许多微生物农药也在积极的研发过程中,利用产素细菌能够防治各种因植物细菌而产生的病害问题,这种方法主要是先从土壤根围的细菌中筛选出对水稻或者蔬菜等重要病原细菌,然后选择具有较强拮抗作用的拮抗菌株,这种拮抗菌株由于能够产生较强的拮抗蛋白而起到了抑制或预防作物细菌病害的作用。在这种引进拮抗菌株进行植物的病虫害防治的进程中,从植物体形成的自然生态系统中筛选增产菌,而增产菌的代谢物对改善植物生理代谢又起到了重要作用。总之微生物农药具有高效、无毒、无公害和无污染等特点,对于病虫害防治和环境保护都具有良好的效果。 四、培育抗病虫和抗除草剂植物 作为一种分子生物学技术,植物基因工程技术是利用了植物细胞的全能性。植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都具有相同的遗传信息,因此能够把一个植物细胞通过生物技术方法培养成完整的植株。进行抗病虫植物的培养,可以利用动物毒素基因的导入达到防治害虫的目的。此类方法是将一些昆虫的毒素基因导入到植物中,害虫一旦咬食植物的同时就吞入这些细菌,从而就会被杀死[2]。培养抗除草剂植物是通过将破坏除草剂的基因导入到植物中。研究者已经从吸水链霉菌分理处一种能够破坏破坏除草剂的基因,将这种基因导入到烟草、马铃薯和番茄的植株后,这些植株就对常用的除草剂产生了抗性,这样就使得这些作物避免了除草剂产生的药害作用。 抗病虫工程植株与抗除草剂工程植株的培养,我国也取得了很多突破性的进展,已经将很多诸如水稻、小麦、大豆、棉花等农作物通过组织培养的方式获得了再生植株;通过病毒的外壳蛋白的基因转移到烟草和番茄上,并将苏云金杆菌的毒蛋白转移到棉花和水稻上;弱毒疫苗和卫星核糖核酸的也已逐渐应用到实际的生产中[3]。 总之,生物技术的发展,对植物保护产生了革命性的影响。利用植物生物技术能够选育和培育出各种抗病虫害的新的植物品种,同时生物技术对植物病毒和病源进行了快捷而有效的诊断,基因工程农药的使用免除了病虫的危害,也有效的避免了过度使用有机农药产生的恶果。因此,充分利用各种生物技术,能够有效的起到植物保护作用,从而保护了物种的多样性,保护了生态环境,实现了人与自然的可持续发展。 植物生物技术论文:小议植物生物技术情况与前景 学家合作,获得了具有自主知识产权的转基因抗虫棉花植株和相关专利,育成的众多品种已在全国各个棉区普遍种植.农业部在上世纪90年代,分别对转基因抗虫棉、转基因抗病番茄、甜椒等授予了安全证书,但后两者由于无明显商业价值,并未应用于生产.按照我国农业转基因生物安全管理条例,经过5个阶段严格的安全评价后,农业部于2009年11月向转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号、转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻Bt汕优63在湖北省的生产应用,以及转植酸酶基因玉米BVLA430101在山东省生产应用发放了安全证书,但这些品种仍须通过品种审定方可进入种子销售市场. 作为植物生物技术发展较早的国家,美国自上世纪90年代以来,不断有新产品(品种)的研发,并经由美国农业部动植物检疫部门、环保局、食品药品管理局等生物技术产品监管机构根据产品对人类或动物食用、对环境安全影响的全面评价而确定能否进入市场.表2列出了1990—2012年美国已批准种植的转基因作物及所改造的性状.表中列出的10种植物中,马铃薯和番茄生物技术产品的研发主要在20世纪90年代,但由于应用价值不高,并未得到广泛应用;苜蓿、水稻等为较近期开发的产品.改造的性状已从早期单纯集中于耐除草剂(大豆、油菜)、抗虫(玉米、棉花)发展到通过基因改造与常规杂交等手段结合,同时改造多个性状,包括改良营养性状(如提高大豆、油菜种子油成分中不饱和脂肪酸含量,以改进油营养成分),提高对非生物胁迫抗性(如抗旱玉米的培育)等.而复合2种或3种性状的生物技术作物的种植面积有明显的增长,已有不少商用品种是既耐除草剂又抗虫的,近年来复合性状的范围更有所扩大,如,应用大豆遗传图谱定位和转基因技术结合,美国孟山都生物技术公司(简称孟山都)2009年推出了既耐除草剂又可增产7%~11%的大豆新品种RReady2Yield。2植物生物技术的新进展及前景据联合国粮农组织估计,为保证全球人口增长的需求,在2005—2050年期间,全球食品生产的增加要达到70%.在增加农业产品的同时,还须面对减少资源耗用、满足消费者对健康食品需求等问题,这些都对植物育种提出了新的要求.作为当代育种重要手段之一的生物技术育种,近年来也把育种目标更多地转向高产、抗逆(非生物胁迫)、高品质等,即所谓第2代转基因育种.能合成类胡萝卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2个成功的例子. 维生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜软化,甚至与儿童腹泻等有关,估计全球有过亿儿童处于维生素A缺乏状态.2000年,瑞士和德国的科学家领导的团队在《Science》上发表了他们通过农杆菌介导转化法,把来自植物黄水仙和细菌的β-胡萝卜素合成途径相关酶基因———八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、番茄红素脱氢酶基因(CRT1)、番茄红素环化酶基因(带转运肽),用3个质粒共转化水稻未成熟胚,潮霉素筛选,获得了种子胚乳为黄色、干种子中胡萝卜素质量分数为1.6μg/g的转基因水稻株系[1],开创了这一通过转基因赋予稻米新营养成分的新领域,因其黄色的胚乳而被命名为金稻米.然而,由于产生的胡萝卜素含量太低,缺乏实用上的意义.随后的数年,这2位科学家与先正达公司合作,从导入的基因、启动子来源、筛选标记以及载体的选择等方面,作了一系列的改变[2],如用以糖为筛选基础的标记代替了抗生素抗性的筛选系统,选用胚乳特异表达启动子、不同水稻品种用于转化等;而关键的突破来自PSY来源的改变[3],先正达公司的科学家经大量的比较、分析,发现导入来自玉米的PSY,可明显把转基因水稻干种子胚乳中胡萝卜素质量分数提高到最高可达36.7μg/g的水平,其中维生素A的前体β-胡萝卜素占80%以上,获得了GR1/GR2等株系.β-胡萝卜素被人吸收后,可经历酶解过程而转化为维生素A,按照美国国家科学院医学研究所推荐的儿童每天所需维生素A的摄入量,如以金稻米中胡萝卜素质量分数的保守估计为24μg/g计算,只需食用72g大米即可提供儿童每天维生素A需求的50%.成人的自愿食用试验结果表明[4],食用量为65~98g即可明显提高血液中维生素A的含量,可见大米中的β-胡萝卜素能有效地转化为维生素A.金稻米的开发是学术机构(公共部门)和生物技术企业(私人部门)合作完成的,为保证其使用达到减少世界上贫困人口、特别是儿童中的维生素A缺乏症的研发目标,享有发明权和专利权的科学家和公司已达成协议,无偿授予发展中国家对相关品种的使用权.2005—2010年,通过一系列育种项目,这一性状已转育到世界各地多个地方品种中,近期已在国际水稻研究所和菲律宾水稻研究所完成田间试验,后者拟在2013年向菲律宾政府监管当局申报,争取2014年开始交给农民种植. 全球气候的异常变化、水资源的短缺使耐旱成为了一个重要的育种目标.孟山都的科学家发现把来自细菌的冷击蛋白CSP转入植物,能赋予受体对非生物胁迫的抵抗能力,如寒冷(拟南芥),冷、热和缺水(水稻),干旱(玉米)等.初步研究显示,CSP为一类RNA伴侣蛋白,存在于细菌和植物中,可能通过在转录和翻译中起作用而调节生物对胁迫的反应[5].鉴于美国中西部玉米种植区常有旱情,他们的进一步研究集中于玉米的抗旱性,在对多个基因和转化事件的表型和表达分析比较后,选定了产量、叶片生长、光合效率均表现良好的CspB-Zm事件1株系,并与生产品种配成3个杂交组合,进行控制给水条件下的田间试验,与非转基因对照比较,主要表现在籽粒数和带籽粒的穗数增加,平均可增产0.5t/hm2(10.5%);随后在美国中西部干旱地区田间种植,增产达0.75t/hm2(15%).该品系内转入的目标基因CspB来自枯草芽孢杆菌,命名为MON87460,2010年12月美国食品药品监管局已承认该产品的食用安全评价,2011年12月美国农业部解除对其监管,成为全球第1个可供生产应用的抗旱转基因作物品种.其与常规品种杂交获得的杂交种Drought-GardHybrid已作为孟山都公司的重要新产品在美国推出,以图提高干旱地区的玉米产量稳定性,有利于农民及环境.此外,通过不同途径的改变,以提高产量、抗逆性、品质等为目标的研究也有不少报道,如Kebeish等[6]用细菌的乙醇酸分解途径作为叶绿体光呼吸的旁路,把相关基因引入到拟南芥,以增加光合作用和生物量,发现转基因植株生物量增加、光呼吸作用减少、光合作用有所改进;Mao等[7]、Baum等[8]利用近年迅速发展的RNA干涉(RNAi)技术,开发全新的抗虫作物品种培育途径.其中,中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室陈晓亚院士领导的课题组发现[7],棉花的一种代谢物———棉酚可抑制棉铃虫幼虫的生长,他们从虫中肠分离了棉酚诱导表达的基因———细胞色素P450基因(CYP6AE14),研究了其在幼虫对棉酚耐受性中的关键作用;进一步根据CYP6AE14编码序列构建RNA干涉载体,转化植物(拟南芥、烟草),用这些表达特异双链RNA的叶子喂饲棉铃虫幼虫,其中肠CYP6AE14转录水平下降,生长缓慢,在饲料中加入棉酚后生长抑制大大增加;试验结果表明,植物介导CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚对棉铃虫的毒性.这一研究结果提出了通过植物表达双链RNA,喂饲昆虫可成为启动昆虫RNA干涉的新策略,未来可应用于昆虫研究和田间害虫的控制中. 第3代的生物技术育种常指用植物生产各种重组蛋白,包括药用蛋白、工业用蛋白,也有报道称之为“植物分子农业(Plantmolecularfarming,PMF)”,它包括了从植物种植(或细胞培养)、收获、运输、储藏到蛋白质抽提、纯化的下游过程[9].早在20世纪90年代初,当植物转基因技术日渐成熟时,由于转基因植物具有成本低、容易规模化、可避免人源和动物源病原物污染等优点,被认为可以作为生物药物生产的一个重要系统;早期的设想多是拟在植物果实中表达疫苗,通过食用即可赋予使用者对该种传染病的预防能力.1992年,首个植物生产重组蛋白的报道———美国德克萨斯州的科学家在植物成功表达乙型肝炎表面抗原的文章发表于美国科学院院刊(PNAS)[10],随后,类似研究也申请获得美国专利.然而,由于蛋白表达量低、稳定性差、食用难以控制疫苗剂量等问题,这类疫苗从未达到商业生产、投放市场的水平.十多年后,美国陶氏农业科学公司于2006年初宣布,其应用烟草细胞悬浮培养系统生产的禽类新城疫病毒疫苗已得到美国农业部批准,为全球第1个获批使用的植物生产疫苗.表3总结了目前处于临床试验,或批准使用的植物生产药物,包括疫苗、抗体、治疗用蛋白和保健用蛋白.应用不同的植物生产体系,如瞬时表达系统等生产的、针对乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已进入不同阶段的临床试验.由于植物病毒介导的瞬时表达系统可迅速、高量在植物中生产重组蛋白,在抗体生产中有较佳的应用前景,第1个获欧盟作为医学建议并被美国食品药品管理局(FDA)批准新药应用观察的植物生产抗体是美国植物生物技术公司的产品CaroRxTM,该产品用烟草生产,功效为保护牙齿免受细菌的侵害.抗体外的一些治疗用蛋白质,如Biolex治疗公司研制的用于治疗乙型和丙型肝炎的α-干扰素(商品名Locferon)已完成临床Ⅱ期试验,而Pro-talix生物治疗公司研制,用转基因胡萝卜细胞培养生产,用于高歇氏病治疗的人葡糖脑苷脂酶(prGCD)于2009年进入III期临床试验,取得良好结果.此外,把编码重组蛋白基因转化谷类作物,在其种子胚乳表达,作为保健型产品,也已有数个成功的例子,如美国Ventria公司用水稻生产的人乳铁蛋白、人溶菌酶等,已被批准作为精细化学产品投放市场. 用生物技术手段,在植物生产药物的发展中,所用的植物体系主要包括转基因植物细胞悬浮培养为基础的生物反应器;用农杆菌渗透或病毒感染植物组织而导入重组蛋白基因并在其内瞬时表达的体系;以及通过常规遗传转化获得稳定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表达目标基因的转基因株系等.这些体系各有其优缺点,如细胞培养体系的生产全过程均在室内可控条件下进行,生产系统和产品质量可达到医药工业的标准,且易于通过安全监管,但其生产成本高、可用细胞类型少、蛋白表达水平有待提高等问题仍有待解决;瞬时表达最大的优点是可在短时间内生产大量的急需产品,如疫苗等,但其运输、储存难度大;常规遗传转化获得的转基因籽粒易于运输、储存以及生产规模化,但也存在产品开发耗时长、田间生产受环境影响大以及对环境安全监管要求高等问题[11].过去20年的历史已经证明了植物为基础的体系确实可以生产各种类型的人体蛋白,近年来处于领头地位的新药物开发已到达临床研究的后期阶段,即将进入市场.作为一个低成本、高产的生物药物生产系统,各国政府、各种基金会、企业公司纷纷投放资金支持相关研究,以取得领先地位.如欧盟的PharmaPlanta联盟,日本经济产业省Meti项目,美国的BlueAngel项目,巴西的PMP计划等. 植物生物技术发展的成果是生物科学研究、技术开发、商业性生产三者结合的结果.30年来,它已从实验室走到了大田,证明了在增加粮食和饲料生产中发挥的作用.随着生命科学的发展,大量新技术的出现,这一新的育种技术及其应用范围也在不断的改进中:在基因来源方面,更多的来源于植物自身的基因正在取代第1代转基因作物中的细菌来源或人工合成基因;在目标方面,更多转向产量乃至总生物量的增加,如在高二氧化碳强度的世界中,通过修饰Rubisco大单位,改变其热稳定活性,增加叶片中淀粉的合成,进而增加植物的生物量[12];在影响新产品的关键技术———外源基因导入方法方面,新一代的技术———TALEN,即转录激活因子样效应物核酸酶(Transcriptionactivator-likeeffectornucleases)已被证明可以在植物中定点引起高频率的基因敲除、插入和取代,可成为一个把外源DNA定点插入受体植物基因组的重要平台[13],该技术的实际应用,将能克服多年来各种方法引入的外源基因均为随机插入而致的不良效应,按设计获得所需的转基因产品;在应用的范围方面,生物技术的应用使植物已不仅为人类提供食品和饲料,还将提供药品、工业用品(如生物活性化合物)和能源产品,如增加可能的能源植物的生物量等,有助于减少人类对石化燃料的依赖[14].随着植物生物技术自身的发展和完善、日渐成熟的监管体系以及人们对这一新生事物认识的增加,其应用将逐步为公众所接受,以在新型的可持续发展农业中发挥更大的作用. 作者:梅曼彤单位:华南农业大学生命科学学院 植物生物技术论文:植物生物技术的前景探索 在20世纪90年代,我国分子生物学家和育种学家合作,获得了具有自主知识产权的转基因抗虫棉花植株和相关专利,育成的众多品种已在全国各个棉区普遍种植.农业部在上世纪90年代,分别对转基因抗虫棉、转基因抗病番茄、甜椒等授予了安全证书,但后两者由于无明显商业价值,并未应用于生产.按照我国农业转基因生物安全管理条例,经过5个阶段严格的安全评价后,农业部于2009年11月向转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号、转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻Bt汕优63在湖北省的生产应用,以及转植酸酶基因玉米BVLA430101在山东省生产应用发放了安全证书,但这些品种仍须通过品种审定方可进入种子销售市场.作为植物生物技术发展较早的国家,美国自上世纪90年代以来,不断有新产品(品种)的研发,并经由美国农业部动植物检疫部门、环保局、食品药品管理局等生物技术产品监管机构根据产品对人类或动物食用、对环境安全影响的全面评价而确定能否进入市场.表2列出了1990—2012年美国已批准种植的转基因作物及所改造的性状.表中列出的10种植物中,马铃薯和番茄生物技术产品的研发主要在20世纪90年代,但由于应用价值不高,并未得到广泛应用;苜蓿、水稻等为较近期开发的产品.改造的性状已从早期单纯集中于耐除草剂(大豆、油菜)、抗虫(玉米、棉花)发展到通过基因改造与常规杂交等手段结合,同时改造多个性状,包括改良营养性状(如提高大豆、油菜种子油成分中不饱和脂肪酸含量,以改进油营养成分),提高对非生物胁迫抗性(如抗旱玉米的培育)等.而复合2种或3种性状的生物技术作物的种植面积有明显的增长,已有不少商用品种是既耐除草剂又抗虫的,近年来复合性状的范围更有所扩大,如,应用大豆遗传图谱定位和转基因技术结合,美国孟山都生物技术公司(简称孟山都)2009年推出了既耐除草剂又可增产7%~11%的大豆新品种RReady2Yield。 据联合国粮农组织估计,为保证全球人口增长的需求,在2005—2050年期间,全球食品生产的增加要达到70%.在增加农业产品的同时,还须面对减少资源耗用、满足消费者对健康食品需求等问题,这些都对植物育种提出了新的要求.作为当代育种重要手段之一的生物技术育种,近年来也把育种目标更多地转向高产、抗逆(非生物胁迫)、高品质等,即所谓第2代转基因育种.能合成类胡萝卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2个成功的例子.维生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜软化,甚至与儿童腹泻等有关,估计全球有过亿儿童处于维生素A缺乏状态.2000年,瑞士和德国的科学家领导的团队在《Science》上发表了他们通过农杆菌介导转化法,把来自植物黄水仙和细菌的β-胡萝卜素合成途径相关酶基因———八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、番茄红素脱氢酶基因(CRT1)、番茄红素环化酶基因(带转运肽),用3个质粒共转化水稻未成熟胚,潮霉素筛选,获得了种子胚乳为黄色、干种子中胡萝卜素质量分数为16μg/g的转基因水稻株系[1],开创了这一通过转基因赋予稻米新营养成分的新领域,因其黄色的胚乳而被命名为金稻米.然而,由于产生的胡萝卜素含量太低,缺乏实用上的意义.随后的数年,这2位科学家与先正达公司合作,从导入的基因、启动子来源、筛选标记以及载体的选择等方面,作了一系列的改变[2],如用以糖为筛选基础的标记代替了抗生素抗性的筛选系统,选用胚乳特异表达启动子、不同水稻品种用于转化等;而关键的突破来自PSY来源的改变[3],先正达公司的科学家经大量的比较、分析,发现导入来自玉米的PSY,可明显把转基因水稻干种子胚乳中胡萝卜素质量分数提高到最高可达367μg/g的水平,其中维生素A的前体β-胡萝卜素占80%以上,获得了GR1/GR2等株系.β-胡萝卜素被人吸收后,可经历酶解过程而转化为维生素A,按照美国国家科学院医学研究所推荐的儿童每天所需维生素A的摄入量,如以金稻米中胡萝卜素质量分数的保守估计为24μg/g计算,只需食用72g大米即可提供儿童每天维生素A需求的50%.成人的自愿食用试验结果表明[4],食用量为65~98g即可明显提高血液中维生素A的含量,可见大米中的β-胡萝卜素能有效地转化为维生素A.金稻米的开发是学术机构(公共部门)和生物技术企业(私人部门)合作完成的,为保证其使用达到减少世界上贫困人口、特别是儿童中的维生素A缺乏症的研发目标,享有发明权和专利权的科学家和公司已达成协议,无偿授予发展中国家对相关品种的使用权.2005—2010年,通过一系列育种项目,这一性状已转育到世界各地多个地方品种中,近期已在国际水稻研究所和菲律宾水稻研究所完成田间试验,后者拟在2013年向菲律宾政府监管当局申报,争取2014年开始交给农民种植. 全球气候的异常变化、水资源的短缺使耐旱成为了一个重要的育种目标.孟山都的科学家发现把来自细菌的冷击蛋白CSP转入植物,能赋予受体对非生物胁迫的抵抗能力,如寒冷(拟南芥),冷、热和缺水(水稻),干旱(玉米)等.初步研究显示,CSP为一类RNA伴侣蛋白,存在于细菌和植物中,可能通过在转录和翻译中起作用而调节生物对胁迫的反应[5].鉴于美国中西部玉米种植区常有旱情,他们的进一步研究集中于玉米的抗旱性,在对多个基因和转化事件的表型和表达分析比较后,选定了产量、叶片生长、光合效率均表现良好的CspBZm事件1株系,并与生产品种配成3个杂交组合,进行控制给水条件下的田间试验,与非转基因对照比较,主要表现在籽粒数和带籽粒的穗数增加,平均可增产05t/hm2(105%);随后在美国中西部干旱地区田间种植,增产达075t/hm2(15%).该品系内转入的目标基因CspB来自枯草芽孢杆菌,命名为MON87460,2010年12月美国食品药品监管局已承认该产品的食用安全评价,2011年12月美国农业部解除对其监管,成为全球第1个可供生产应用的抗旱转基因作物品种.其与常规品种杂交获得的杂交种DroughtGardHybrid已作为孟山都公司的重要新产品在美国推出,以图提高干旱地区的玉米产量稳定性,有利于农民及环境.此外,通过不同途径的改变,以提高产量、抗逆性、品质等为目标的研究也有不少报道,如Kebeish等[6]用细菌的乙醇酸分解途径作为叶绿体光呼吸的旁路,把相关基因引入到拟南芥,以增加光合作用和生物量,发现转基因植株生物量增加、光呼吸作用减少、光合作用有所改进;Mao等[7]、Baum等[8]利用近年迅速发展的RNA干涉(RNAi)技术,开发全新的抗虫作物品种培育途径.其中,中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室陈晓亚院士领导的课题组发现[7],棉花的一种代谢物———棉酚可抑制棉铃虫幼虫的生长,他们从虫中肠分离了棉酚诱导表达的基因———细胞色素P450基因(CYP6AE14),研究了其在幼虫对棉酚耐受性中的关键作用;进一步根据CYP6AE14编码序列构建RNA干涉载体,转化植物(拟南芥、烟草),用这些表达特异双链RNA的叶子喂饲棉铃虫幼虫,其中肠CYP6AE14转录水平下降,生长缓慢,在饲料中加入棉酚后生长抑制大大增加;试验结果表明,植物介导CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚对棉铃虫的毒性.这一研究结果提出了通过植物表达双链RNA,喂饲昆虫可成为启动昆虫RNA干涉的新策略,未来可应用于昆虫研究和田间害虫的控制中. 早在20世纪90年代初,当植物转基因技术日渐成熟时,由于转基因植物具有成本低、容易规模化、可避免人源和动物源病原物污染等优点,被认为可以作为生物药物生产的一个重要系统;早期的设想多是拟在植物果实中表达疫苗,通过食用即可赋予使用者对该种传染病的预防能力.1992年,首个植物生产重组蛋白的报道———美国德克萨斯州的科学家在植物成功表达乙型肝炎表面抗原的文章发表于美国科学院院刊(PNAS)[10],随后,类似研究也申请获得美国专利.然而,由于蛋白表达量低、稳定性差、食用难以控制疫苗剂量等问题,这类疫苗从未达到商业生产、投放市场的水平.十多年后,美国陶氏农业科学公司于2006年初宣布,其应用烟草细胞悬浮培养系统生产的禽类新城疫病毒疫苗已得到美国农业部批准,为全球第1个获批使用的植物生产疫苗.表3总结了目前处于临床试验,或批准使用的植物生产药物,包括疫苗、抗体、治疗用蛋白和保健用蛋白.应用不同的植物生产体系,如瞬时表达系统等生产的、针对乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已进入不同阶段的临床试验.由于植物病毒介导的瞬时表达系统可迅速、高量在植物中生产重组蛋白,在抗体生产中有较佳的应用前景,第1个获欧盟作为医学建议并被美国食品药品管理局(FDA)批准新药应用观察的植物生产抗体是美国植物生物技术公司的产品CaroRxTM,该产品用烟草生产,功效为保护牙齿免受细菌的侵害.抗体外的一些治疗用蛋白质,如Biolex治疗公司研制的用于治疗乙型和丙型肝炎的α-干扰素(商品名Locferon)已完成临床Ⅱ期试验,而Protalix生物治疗公司研制,用转基因胡萝卜细胞培养生产,用于高歇氏病治疗的人葡糖脑苷脂酶(prGCD)于2009年进入III期临床试验,取得良好结果.此外,把编码重组蛋白基因转化谷类作物,在其种子胚乳表达,作为保健型产品,也已有数个成功的例子,如美国Ventria公司用水稻生产的人乳铁蛋白、人溶菌酶等,已被批准作为精细化学产品投放市场. 用生物技术手段,在植物生产药物的发展中,所用的植物体系主要包括转基因植物细胞悬浮培养为基础的生物反应器;用农杆菌渗透或病毒感染植物组织而导入重组蛋白基因并在其内瞬时表达的体系;以及通过常规遗传转化获得稳定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表达目标基因的转基因株系等.这些体系各有其优缺点,如细胞培养体系的生产全过程均在室内可控条件下进行,生产系统和产品质量可达到医药工业的标准,且易于通过安全监管,但其生产成本高、可用细胞类型少、蛋白表达水平有待提高等问题仍有待解决;瞬时表达最大的优点是可在短时间内生产大量的急需产品,如疫苗等,但其运输、储存难度大;常规遗传转化获得的转基因籽粒易于运输、储存以及生产规模化,但也存在产品开发耗时长、田间生产受环境影响大以及对环境安全监管要求高等问题[11].过去20年的历史已经证明了植物为基础的体系确实可以生产各种类型的人体蛋白,近年来处于领头地位的新药物开发已到达临床研究的后期阶段,即将进入市场.作为一个低成本、高产的生物药物生产系统,各国政府、各种基金会、企业公司纷纷投放资金支持相关研究,以取得领先地位.如欧盟的PharmaPlanta联盟,日本经济产业省Meti项目,美国的BlueAngel项目,巴西的PMP计划等. 植物生物技术发展的成果是生物科学研究、技术开发、商业性生产三者结合的结果.30年来,它已从实验室走到了大田,证明了在增加粮食和饲料生产中发挥的作用.随着生命科学的发展,大量新技术的出现,这一新的育种技术及其应用范围也在不断的改进中:在基因来源方面,更多的来源于植物自身的基因正在取代第1代转基因作物中的细菌来源或人工合成基因;在目标方面,更多转向产量乃至总生物量的增加,如在高二氧化碳强度的世界中,通过修饰Rubisco大单位,改变其热稳定活性,增加叶片中淀粉的合成,进而增加植物的生物量[12];在影响新产品的关键技术———外源基因导入方法方面,新一代的技术———TALEN,即转录激活因子样效应物核酸酶(Transcriptionactivatorlikeeffectornucleases)已被证明可以在植物中定点引起高频率的基因敲除、插入和取代,可成为一个把外源DNA定点插入受体植物基因组的重要平台[13],该技术的实际应用,将能克服多年来各种方法引入的外源基因均为随机插入而致的不良效应,按设计获得所需的转基因产品;在应用的范围方面,生物技术的应用使植物已不仅为人类提供食品和饲料,还将提供药品、工业用品(如生物活性化合物)和能源产品,如增加可能的能源植物的生物量等,有助于减少人类对石化燃料的依赖[14].随着植物生物技术自身的发展和完善、日渐成熟的监管体系以及人们对这一新生事物认识的增加,其应用将逐步为公众所接受,以在新型的可持续发展农业中发挥更大的作用. 作者:梅曼彤单位:华南农业大学生命科学学院
管理科论文:工科类专业管理科学基础课程教学改革探索 [摘要]设计合理的知识与能力结构是工程教育改革的重要组成部分,而管理能力素养是对工科专业人才的时代要求。通过分析燕山大学工科专业“管理科学基础”课程教学中存在的主要问题,对该课程的教学改革进行了初步探索。从注重培养学生基本管理素质和就业创业能力的角度出发,重新确定了课程的教学内容。采用包括案例教学在内的形式多样的教学方法,改善了教学效果,促进了学生综合能力的提高。 [关键词]工程教育;管理科学基础;教学改革;网络技术 工科大学生应具备什么样的能力或知识结构?这是高等教育领域一直在研究和探讨的问题之一。陈辉[1]认为,工科大学生应具有专业知识、专业基础知识、数理化知识、哲学、艺术、经济、历史、社会学、计算机、外语、管理等知识,而且认为现在的工科大学生在哲学、艺术、经济、历史、社会学、计算机、外语、管理等方面知识很弱。仲伟合提出大学生应培养4种能力[2]:实践能力、创新能力、就业创业能力及自主学习能力。 我国在1998年12月公布的“面向21世纪教育振兴行动计划”中提出要加强对教师和学生的创业教育。党的十八大报告指出,要“着力提高教育质量,培养学生社会责任感、创新精神、实践能力,加大创新创业人才培养支持力度”[3]。刘春英[4]认为创业知识是为了顺利地完成创业所需要知道的事实型与经验型信息,如企业运作和市场开发知识、商业基础知识、创业行业背景、专业技术基础知识、法律基础知识和对国家政策和经济形势的认识等等;刘明[5]基于创业教育设计了相应的课程体系,该体系不仅包含第一课堂的通识教育、专业教育和科技人文教育,还包含第二课堂的校外创业家、企业家、风投人员等为主体的创业讲座、论坛等;张艳瑾[6]提出应积极创新创业课程的教学形式,改变传统的学生被动接受式的教师讲授模式,建立以学生为中心的互动教学模式,提高学生的参与度。 2005年,CDIO工程教育模式引入中国,在短短十年内,对中国工程教育产生了深远的影响。CDIO代表构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)和运行(operate)。CDIO的创新贡献是通过对工程师工作的分析,把工程师所需具备的知识、能力和素质分解整理成为CDIO教学大纲(CDIO专业培养标准)[7]。 综合学者们的研究结论及CDIO的素质要求,工科大学生的知识结构必须包括“管理知识”。在燕山大学,“管理科学基础”这一课程已开设了30年,仅2014~2015学年,就有20个大专业、64个专业方向的112个班开设该课程,这也是列入工科学生专业培养方案中的唯一一门管理类课程。为了提高教学质量,适应CDIO的要求,对该门课程进行了改革探索。 1传统课程教学中存在的问题 1.1课程内容不合理 多年来一直将“管理科学基础”定位为工科学生的管理知识扫盲课,因此,在课程内容的设计上包含了从战略管理、市场营销、生产管理、质量管理到人力资源管理、物流管理、财务管理等几乎工商管理专业所有的主干课程,而且在具体内容上也是从职能管理者角度来安排,没有很好地考虑工科学生就业后从事的岗位特点,再加上课程学时的限制(目前是32学时,以后将缩短到16学时)及学生对该课程的不重视(因为是非专业课程),造成教师讲课无法深入、学生听课积极性不高的局面。 1.2教学方式单一 由于课程内容多、学时少,传统课程教学仍是理论讲授为主,学生只是被动地在听,没有时间主动地去思考,更难以参与其中。除了课堂教学外,任课教师在课堂外与学生没有沟通渠道,无法将更多的管理资讯与学生共享。 2课程教学改革实践 为了改进本课程的教学效果,依托燕山大学教学改革项目“基于创业导向的管理科学基础案例教学改革”,对该课程进行了改革。 2.1合理确定教学内容 通过对各工科专业负责人与学生的调查,确定了教学内容调整的指导原则,即贯彻CDIO与OBE教学理念,以提高学生就业与创业能力为目标,充分考虑工科学生毕业后所从事的工作岗位特点,提升学生的管理能力。删除了战略管理、物流管理,增加了企业创建、管理学基础知识、项目管理与工程经济,在人力资源管理部分侧重讲解非人力资源经理所做的工作,在市场营销中增加工业品营销的内容。调整后的课程内容及要达到的培养目标如表1所示。 序号章名具体包含的内容培养目标1企业与创业概论企业与企业家精神,企业类型,商业伦理与社会责任,公司治理,企业创立过程使学生思考一个优秀企业家应具有的精神,清楚经营一个企业应承担的社会责任,了解创办一个企业的程序2管理基本原理决策的过程与方法,计划的制定过程,组织管理,领导方式,激励方法,有效控制培养学生的基本管理素养,即作为一个管理者如何为自己所带领的团队确定目标,如何调动团队成员的积极性,如何保证目标的实现3人力资源管理工作分析,人力资源招聘,绩效考核,培训与开发,薪酬管理一方面,使学生清楚在未来职场中作为一个非人力资源管理者在工作分析、人力资源规划、人员招聘、绩效考核、培训、薪酬管理中的职责。另一方面,使学生掌握一些作为求职者的面试技巧4生产运作管理新产品开发的组织管理,生产计划管理,现场管理使学生掌握作为一个技术经理如何组织新产品开发,熟悉企业日常的生产计划编制、现场管理的方法5企业营销管理宏观环境、行业环境分析的方法,市场细分及目标市场确定,市场营销组合策略使学生掌握环境分析的方法,清楚未来创业时适宜进入的行业,掌握工业品营销的特点及工业品营销的各种策略6项目管理与工程经济项目的特点,项目管理的内容与方法,筹资决策,项目投资决策,项目的技术经济评价使学生掌握项目的进度控制方法,掌握不同筹资方式的特点,掌握项目的技术经济评价方法 管理科论文:以ERP为主线的管理科学与工程学科多专业融合路径 【摘要】信息技术的发展给管理科学与工程学科带来了挑战与机遇,如何将相关专业进行融合已成为学科发展面临的一个重要问题。本文在分析现有学科课题体系与培养计划的基础上,提出了以ERP为主线的管理科学与工程学科多专业融合路线图,并以安徽工业大学管理科学与工程学院为例进行了阐述。 【关键词】管理科学与工程 专业融合 路径 安徽工业大学 目前学术界和理论界关于管理科学与工程学科体系及建设方面的研究主要集中在:概念界定及其体系研究;热点问题及发展趋势分析;定位、人才培养模式及课程体系设置;交叉特征、创新轨迹及演化分析研究等,并取得了一些重要进展和科研成果。然而,成果大多集中于课程建设与课程体系的设计,缺乏如何运用信息技术对各相关学科进行融合以培养创新型、复合型人才等方面的探讨。本文立足于安徽工业大学管理科学与工程学院各专业之间互补性强,工管交叉融合的特点,以ERP为主线对学院的工业工程,物流工程,信息管理与信息系统三个专业进行融合,最终实现以信息化为基础,以专业技能培养为优秀,以相关学科为辅助的复合型人才培养目标,并形成规范的、多学科融合的培养方案及课程体系,从而改变目前学生知识面窄、专业知识单一、缺乏实践能力的现状。 一、安徽工业大学管理科学与工程学院学科建设基本情况 安徽工业大学管理科学与工程学院成立于2004年,是国内成立管理科学与工程学院较早的院校之一。学院拥有工业工程、物流工程和信息管理与信息系统三个本科专业,以及管理科学与工程一级学科硕士点,物流工程和工业工程两个专业硕士点。近年来,学院以扎实的科学理论知识为基础,紧密结合社会经济发展的需求,充分利用安徽工业大学的综合资源和良好声誉,突出学院在工业工程、信息管理与信息系统、物流工程等方面的专业特色,实现了在人才培养质量上的创新和突破,培育了能够满足安徽及周边区域社会经济发展需求的大批管理科学与工程类人才。 本文结合安徽工业大学管理科学与工程学院目前的专业设置情况,绘制了安徽工业大学管理科学与工程学科体系图,如右图1。 二、现有教学体系及培养计划中存在的弊端 安徽工业大学的管理科学与工程是一个融合了工业工程、物流工程和信息管理与信息系统三个专业的交叉学科,各学科专业知识需要高度融合、知识结构需要符合科学比例才能培养出有专业特色的创新人才。但目前三个专业各自为政,在培养方案设置、课程体系设置、师资共享机制等方面还有很大欠缺,影响了学科专业建设水平的提升。在人才培养方案设置过程中没有充分考虑学科间的渗透和融合,导致专业课程体系封闭,各专业间存在壁垒;在课程体系设置中没有很好把握各学科专业知识在交叉学科专业知识中所占的比重,没有形成科学的知识结构,导致学生的知识结构单一,缺乏创新能力和知识更新能力;在师资共享机制方面不健全,学院按照系别管理师资的方式与专业要求相冲突,使教师固化在某一个系,阻止了师资有效的流动和调配,多数教师知识结构单一,只承担一至两门课程的教学任务,无法满足交叉学科对人才培养的要求。此外,配套教材、实践环节、学生培养模式等都存在不同程度的问题。 三、以ERP为主线融合不同专业的课程体系 企业资源计划(Enterprise Resource Planning, ERP),是指对企业所拥有的人、财、物、信息、时间和空间等资源进行综合平衡和优化管理,协调企业各管理部门,围绕市场导向开展业务活动,提高企业的优秀竞争力,从而取得最好的经济效益。ERP不仅是一个软件系统,更是将企业资源进行集成管理的思想。借助于ERP,可将管理科学与工程学院目前工业工程、信息管理与信息系统和物流工程三个专业的课程体系进行有效融合。 四、结论 鉴于管理科学与工程属于多专业交叉融合学科,本文立足于安徽工业大学管理科学与工程学院的学科建设过程中存在诸多问题,通过ERP对各学科进行有效融合,力图实现以专业为优秀、以学科为基础、以相关学科为辅助的复合型人才培养目标,形成规范的多学科整合的培养方案及课程体系。并形成宽口径、厚基础、重应用的“通识+专才”的人才培养模式,使毕业生不仅精通本专业方向,掌握现代管理科学与工程的理论手段和方法,同时能够进行多学科交叉融合,注重学生综合素质与能力的培养,通识工业工程,物流工程,信息管理与信息系统三个专业知识技术,能在所从事领域将各专业知识融会使用。 管理科论文:浅谈医院管理科制度体系 随着医学的发展,实验室管理也是近几年来检验界讨论的热门话题,无论是执行《医学实验室质量和能力的专用要求》(ISO 15189、GB/T 22576)还是《医疗机构临床实验室管理办法》,共同的目标是在医学实验室全面实现标准化、规范化、国际化的质量管理[1]。这标志着中国检验医学的历史又翻开了新的一页,检验医学又向前迈进了一步。现在越来越多的医院通过了ISO 15189实验室认可,但是对于基层医院实验室无论从硬件和软件要达到如此要求显得有些困难[2]。笔者以为,检验目的是在保证工作人员安全的前提下为临床或患者提供及时、准确、科学的报告。医院优秀制度是从病人入院到出院的全程管理,同样检验优秀制度是从采集标本到发出报告的全程管理。对于基层医院的实验室虽达不到ISO 15189实验室认可的要求,至少应建立并执行基本的检验优秀制度,达到“写我所做的,做我所写的”。 1生物安全制度 生物安全制度的执行可以保证工作人员的安全,实验室应对进入工作岗位的每一名工作人员进行生物工程安全培训,内容包括个人防护、消毒管理、废物处理、职业暴露紧急处理方案等,并签订实验室工作自愿书,定期对在岗人员进行强化训练。 2标本管理制度 检验科的工作主体就是每一个标本,所以一个合格的标本是整个检验工作的前提。一个不合格的标本,即使再准确的仪器、技术再高的检验人员也不可能得到一个准确的结果。所以对临床采集标本的培训、标本验收、标本分离、保存等显得尤为重要,因为标本是一个好的检验产品的"原材料"。 3质量管理制度 质量是检验的生命,从每一个检验系统的校准到每一个检验项目的室内质控,都要进行科学、认真的完成,而不是流于形式,应付检查。一个准确的检验系统是一个准确检验结果的必备条件。 4危急报告制度 每个医院都有自己的检验危急报告项目和报告范围。在检验工作中不可避免的发现一些危急病人生命的检验指标,每一个检验工作者都应有一种"以患者为中心"的服务意识,随时报告检验过程中发现的危急值,保证临床治疗。 5与临床沟通制度 检验质量的反馈,需要临床医生的配合与沟通。检验科每天要发出许多项目的报告单,发生误差的概率再小也在所难免,报告发出后,结果是否与临床相符,只能通过临床医生的反馈才能知道,如果医生发现某项检测结果与临床相差太远,可通知检验科进行复查,并给予复查证实后的可靠结果。如有错误,立即纠正。如复查结果仍与原结果一样,与临床预期相差太大,可能是病情又有新的变化,这一反馈机制必须要由临床医师及时与检验科配合、沟通,才能保证临床诊断的效果。为此检验人员应从循证医学的角度出发与临床医师多沟通交流,临床医师也应扩大自己的知识面,以后检验医学的发展方向是检验人员不仅要会检测技术,还要会分析结果,对临床或病人要提供咨询服务。 6报告管理制度 检验报告应该遵循《病历书写基本规范(试行)》的要求,做到完整、准确、及时。切忌涂改、伪造检验报告。对于报告复核过程中,需要修改的地方,不能涂抹,而应该将错误的内容用横线删除,保留字迹清晰可辨,再将正确的内容书写在旁边。内容上,检验报告的描述应该力求科学、客观、严谨,最好注明"仅对所检测的标本负责"。对于所检测的结果都要逐一认真核对、登记,以便在报告单发生丢失时,能及时给予补报。 检验科在实验室管理上有其特殊性、独立性和专业性,在激烈的社会竞争中,不管实验室大小,只有靠规范化的实验室管理、制度的落实,依靠优秀的检验质量和忠诚的热情服务,才能立于不败之地,提倡"人无我有,人有我优,人优我快"的现代化管理模式。只有树立以病人为中心、以质量为先导的思想认识,正确处理质量、速度和经济三者之间的关系,才可能将临床检验质量保证工作落到实处。 管理科论文:管理科学学科结构与发展重点范围探究 摘要:本文主要分为三大部分内容:管理科学的基本概念、管理科学学科的结构以及管理科学的发展重点范围分析,通过对三部分内容的重点阐述,明确指出管理科学学科发展的终极目的是为了社会的发展而服务的。 关键字:管理科学 结构 发展 1管理科学的基本概念 管理科学,指的是对人类的各项社会以及各领域的管理活动的规律以及方法进行组织、控制甚至协调的综合性科学。真正意义上来说,管理科学并不只是一门学科,更是现代软科学或者交叉科学当中的学科群,是各种管理学科的总称。 管理,其实是一项相对复杂的社会现象,它是人类对自身和社会活动进行有目的的组织、 控制和调节的行为与过程。 2管理科学的学科结构 对于管理科学的学科结构的划分,不同的依据,就会有不同的划分方法。国家自然科学基金委员会撰写的《管理科学学科发展战略调研报告》,就将管理科学的学科结构划分为三大类别,分别是:基础理论性学科、技术方法性学科以及实际应用性学科;而将管理科学产生以及发展的过程作为划分依据的话,管理科学又可以被划分为三大基础和三大层次,分别又是:以数学、经济学和心理学为基础,以管理基础、智能管理和战略管理为层次。数学是管理科学当中数量分析方法的基础,最为经常性使用的是统计学、组合数学、数学规划、随机过程、模糊数学等等;经济学是管理科学体系当中各种各样决策的出发点和目的所在,最为经常性利用到的则是:理论经济学,主要包含微观经济学和宏观经济学,应用经济学以及计量经济学等等;心理学则是用于研究人人们的心理活动以及行为表现的科学,在管理科学体系当中,主要是用来研究人际关系并且调动人们的积极性的主要依据,最为经常性使用的有工业心理学、社会心理学和认知心理学等等;对于三大层次而言,管理基础是管理科学体系当中,相对而言具有一定的共性的基础性理论以及基本性的技术,主要囊括了管理数学、管理经济学、管理心理学、管理会计学、管理组织学以及管理史等等学科;职能管理则是把管理基础和特定的管理职能进行了完美的结合,像计划管理、财务管理、人事管理、生产管理、营销管理以及公共行政管理等等都是很好的证明;战略管理,指的是战略的制定以及相应的实施,一方面,它以管理基础和职能管理作为根本性的基础,另一方面,它还包含政治学、法学和社会学等各个方面的知识。 3管理科学的发展重点范围分析 就现在整个管理科学发展的大方向上来看,最为显著的特征就是:传统性质上以运筹学为代表的定量性质的管理科学和信息技术以及行为科学进行了一定程度上的结合;利用相对而言复杂、科学的方法对组织内部的各组元之间的相互作用、组织与环境之间的相互作用,寻找组织发展以及进化的动因和规律,从而使管理组织更加适应社会、经济的迅速发展,从而取得一定程度上的绩效。由此可见管理科学就管理基础和方法上的发展重点范围是: 不确定型决策理论和方法方面:随着社会科学技术的迅猛发展,人类在决策的过程当中,面临的诱惑越来越多,从而导致决策中的不确定性因素也越来越多,这也就意味着伴随着决策而生的风险性也越来越高。就不确定型的决策问题而言,人类更多的还是依靠现行状况下所掌握的客观事实以及经验来进行决策,其中也不乏存在依据主观的判断力甚至是主观性推理进行的。由此可见,发展数据挖掘以及知识挖掘等技术,不断地对决策支持系统以及知识管理系统进行设计更新和技术性实施的重要性,与此同时,也需要进一步注重对于人类的判断以及推理过程的研究,做到启发式的学习,以达到自主性学习的终极效果。这一过程中,对于非理性因素以及非制度性因素对于决策者的决策行为的影响的研究尤为重要。 群决策理论和方法方面:由于有些决策所带来的影响,在时间和空间上会带有一定的延展性,所以,使得群决策不仅需要依靠一定程度上具有不同的知识甚至经验的人类组合形成相应的群体来进行辅助性决策,而且需要和与决策影响可能会产生关联的,参与到决策,这就要求有发展性两类群决策理论进行支持:协同决策:参与决策的决策者们的目标一致,个体与个体之间不存在实质性的利益冲突,只是由于个体间的知识以及经验的差异而产生不同的意见,通过一定程度上的交流就可以逐步求同存异,从而达到最优决策;这就对如何把分散性的意见集中起来的研究产生了一定的要求,目的是为了达到集体的最优的决策。妥协决策:参与决策的决策者的目标并不一致,并且个体与个体之间还存在着一定程度上的利益冲突,这个时候更多的是希望得到每一个参与决策的个体都能够接受的决策。这就对如何运用合作对策理论找出妥协点的研究产生了一定的要求。在整个的群决策过程当中,还应该要考虑每一决策参与者之间信息不对称因素的影响,以及各自在决策群体中的个体行为,从而有效防止权威效应以及从众心理造成的最优决策点的漂移。 定性与定量分析结合方面:在决策过程当中,为了得到相对满意的决策结果,一方面,需要依据运筹学等一系列的定量分析方法,另一方面,也需要兼顾信息以及人的行为等定性的变量因素的影响。 宏观性质与微观行为方面:由于复杂科学对于传统性质的经济学理论提出的挑战,使得经济不再是市场稳定、供求均衡导致的结果,而是由各个相互作用的个体在不稳定的状况下不断调整得到的全新的关系:每一个体根据自身对于未来的预测以及除本身以外的个体的反应采取一定的行为措施,从而不断地进行学习和适应,从而最终导致了新的经济结构和模式的出现,使得经济的机构、行为以及技术得到不断地更新和重组。 其实,企业是市场经济的细胞和基础,企业与企业之间通过相互的影响,从而产生一定的组织作用才是经济发展的最根本性质的推动力。企业管理一直是西方管理科学研究的大方向。由于我们国家正处于传统性质的计划经济转向市场经济的过程当中,国有企业的改革和发展成为重中之重。从管理科学的角度来讲,实现股权多元化的过程,其实就是建立现代企业制度,提高企业管理水平的过程。 企业管理重点的制定和实施方面:管理,作为现代企业管理金字塔的最高层以及首要任务,就现代企业的管理模式而言,它有管理战略的制定和实施两方面的内容。在企业制定管理战略的时候,首先要确定的是企业管理的目标,其次,需要对企业管理的环境和资源进行分析。而在管理的实施过程当中,则需要根据企业发展的客观趋势的变化情况,适时适量地对管理战略进行微型调整。 企业管理组织的重建和结构调整方面:企业管理组织的重建,指的是对企业的整体流程、组织结构、管理系统等大方向进行根本性质上的重新建设。就管理科学的角度来说,就是对企业的管理系统重新进行综合性质的集成化,从而达到企业系统的整体优化。以现代组织管理理论为依据,组织结构并不仅仅是依据企业领导的个人威信形成的,这其中组织文化因素的影响、企业内部个体成员之间权力分配的相互影响是不容忽视的,这些影响力的综合,才最终导致了最终结果的妥协。其实,企业的管理组织结构在整体的企业发展过程当中,是会随着社会、经济的发展以及企业管理理念的更新而不断进步的。无论是一个企业还是一个组织,在相对而言瞬息万变的社会大环境下,要想得到生存和发展,就必须要不断的对外部的、准确的、及时性信息进行整合,加以决策,从而迅速做出反应,对企业的内部管理结构进行调整,从而是自身企业能够适应社会大环境的变迁。 管理上的求同存异方面:企业发展的竞争,追溯根源其实就是企业管理的竞争。随着科学技术的日益进步,企业开始认识到单纯、过度的强调竞争的企业管理思维的定式化缺陷,为了企业管理方面的不断创新以及长远发展,企业开始了管理上的求同存异之路——实现管理上的战略联盟关系。 公共管理的产生相对而言,微秒至极。它是在西方国家,管理科学被利用于政府管理后的产物,它近似于行政管理,但又高于行政管理,范围更是远远超过行政管理。管理科学和政治科学的完美结合又导致了政策科学的孕育和发展,它主要是用通过管理科学作为方法,改善整体的政策的制定的体制以及相应的过程。就我们国家而言,一般情况之下都是把宏观管理和政策研究放入软科学的范围之内,而在国内外研究存在一定程度上的差异的情况之下,就软科学的定义方面,仍然没有办法能够达成共识,有学者曾经提出过这样的一种说法:软科学,它作为一门新兴的、综合性质的学科,最主要的研究对象包括了复杂型的社会、经济、技术、科技,同时也包括了组织、计划、控制、协调、交流等等许许多多的方面的问题,然而它的主要目的则是为了给各种各样的不同类型甚至是不同的层次的、不同性质的决策提供一定的科学的依据。由此可见,软科学研究对象的复杂性、研究方法的综合性。综上所述,对于软科学的研究应当要针对各个决策参与者们所关心的问题所在,从诸如探讨的理论基础、现有的中外经验、整体设计的完整性、实施难易程度的分析等方方面面,对各个决策参与者提供一定程度上的支持。 4小结: 综上所述,制定管理科学的发展的重点范围的根本目的是从理论和实践结合的角度,根本上科学、有效性的管理我国的社会发展。通俗而言,就是增加管理系统的有序性。通过对管理科学学科的结构以及管理科学学科发展的重点范围的分析,从而推动我们国家管理科学的不断改革以及完善,最终让我们国家的管理系统以及管理科学所涉及的各个领域都能够达到一个全新的、有序的最佳状态。 作者简介:刘文涛(1966-),女,贵州紫云人,贵州财经大学,教授,研究方向:管理科学与工程 管理科论文:我院管理科学与工程一级学科的发展现状与潜力分析 【摘 要】管理科学与工程一级学科,是广西财经学院自治区级优势特色学科,硕士学位授予权立项建设学科,在学校学科布局、专业建设养方面具有重要作用和意义。在广西具有该学科硕士学位授予权高校较少背景下,分析了广西财经学院管理科学与工程一级学科发展现状、研究地位与学科发展契机,最后提出了学科今后的发展潜力和方向。 【关键词】管理科学与工程;学科建设;发展潜力 管理科学业务培养目标:本专业培养具备必要的数学、经济学、计算机应用基础,具有扎实的管理学科的基本理论和基本知识,具备用先进的管理思想、方法、组织和技术以及数学和计算机模型对运营管理、组织管理和技术管理中的问题进行分析、决策和组织实施的高级专门人才。 业务培养要求:本专业主要学习数学、计算机、经济学、统计学、运筹学、生产与运营管理、市场营销、会计学、财务学、国际金融与贸易等管理基础学科的基本理论和基本知识,具有定量分析、决策、管理沟通和组织实施的能力以及计算机应用的能力,熟练掌握英语。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力:①掌握管理学科的基本理论、基本知识和方法;②具有定量分析和计算机应用的基本能力;③具有基本的管理沟通、协同合作和组织实施的工作能力;④熟悉有关管理的方针政策和法规;⑤了解管理科学的应用前景;⑥掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究和实际工作能力。 一、国内外发展现状 从国外的研究情况来看,运筹与管理、信息技术与管理、管理对策理论与模型、知识管理是国内外共同研究的主要内容,持续的研究热点将集中在这些领域;决策理论与技术、供应链管理是当前国外主要的研究内容,可以预见,受国外的影响,国内未来3-5年内在这方面的成果将大量出现;风险管理、预测理论与技术、管理心理与行为理论、管理科学思想与管理理论在国内有较强的应用背景,是国内研究的热点。当前,国内院校建设管理科学与工程科学有两个显著特点: (1)重点综合类大学的管理科学与工程学科和财经类大学的管理科学与工程学科的发展,都注重与其他学科的交叉渗透及理论应用; (2)重点综合类大学的管理科学与工程学科偏工程应用,更重视本学科的基础理论和方法的研究,并以此为发展重点方向;财经类大学的管理科学与工程学科偏财经应用,更重视本学科方法在财经领域的应用研究。 二、目前学科在国内同类学科中的地位 广西财经学院管理科学与工程一级学科2011年被评为自治区级优势特色重点学科;在国内、区内同学科中,本学科的优势集中体现在理论应用的领域及其应用的方法、研究领域和地域相结合、研究方向独具特色等方面。学科针对我区学科点在广西新兴、急需研究领域布局的缺失,依托我校经济学、管理学的学科优势,将管理科学的研究手段与方法应用于广西社会、经济发展中急需解决的重大科学问题,实施以产学研协同驱动、项目协同驱动、团队协同驱动、成果协同共享的研究模式开展交叉应用性研究,取得了较好的研究成果,其中商贸物流管理方向研究水平居全区前列。学科针对广西北部湾经济区“三基地一中心”、西江经济带、资源富集区产业发展需要,依托已建成的中国物流学会全国首批“产学研基地”、自治区政府相关主管部门、行业协会、企业协同共建的20余家产学研基地;已经在北部湾经济区商贸物流发展问题、西江经济带系统性融资问题、基于土地资源生态安全问题、深化中国—东盟区域经济合作的贸易、投资与环境关系问题、综合运用“3S”集成技术(RS/GIS/GPS)实现物流信息化的问题等领域取得了区内领先的研究成果。 三、学科发展的契机 目前,制约广西发展的一大瓶颈是缺乏高层次的人才,尤其是缺乏既掌握定量分析工具,又精通经济、管理理论,能够用定量分析工具深入分析并解决经济管理活动中实际问题的复合型高级管理人才。在一些新兴产业(如物流业与信息服务业等)中,区内只有少数高校设有硕士点,每年培养的人数十分有限。不能满足广西经济社会发展对于人才的需求。根据国家发展战略和自治区党委工作布置,结合我校应用性、地方性的办学特色,我校拟建设的管理科学与工程学科下设置的5个研究方向(商贸物流管理、资源环境管理、财经智能信息处理、工程造价管理、区域发展理论优化与方法)充分考虑了广西的现状及未来的前进道路,考虑了广西高层次管理人才的实际需求,考虑了我校的办学特色和办学定位,是贯彻落实国家和自治区党委今后经济建设的切实举措。 四、学科今后的发展潜力 管理科学与工程一级学科建设今后的发展趋势如下: 一是强调学科方向与广西经济社会建设实际的相结合。我校管理科学与工程学科所设置的4个研究方向具有前瞻性和地域性,且都是广西建设与发展中急需的,能够填补广西目前在这些方向上科学研究及人才培养方面的空白。因此,无论是在学科本身的理论发展还是在学科知识的实践应用上,我校的管理科学与工程学科都有着广阔的空间和良好的发展趋势。 二是强调学科融合和以管理科学方法论研究为导向的学科本质特征。由工商管理系和计算机与信息管理系联合建设,有工商管理、计算机科学与技术等相关专业作为支撑,在4个研究方向上都强调管理科学的方法论研究,体现学科的本质特征。 三是在学科发展中,突出学科研究的本质特征,通过学科之间的交叉与融合,产生一系列的学科新增长点,给我校相关管理学科领域提供新的有效的研究方法、研究工具与新的管理平台,提供新的应用示范。 五、就业方向 (1)信息管理与信息系统专业方向。适应在大中型企业特别是合资类与外向型企业、金融机构、政府机关、其它社会经济单位的信息管理部门、综合管理部门、计算中心等相关部门从事信息管理与信息系统的建设、运营等管理工作。 (2)电子商务专业方向。在大中型企业特别是合资类与外向型企业、金融机构、政府机关、其它社会经济单位的信息管理部门、营销管理部门、物流管理部门、计算机中心等相关部门从事电子商务系统的建设、运营等管理工作。 (3)工程管理专业方向。工程管理专业就业率进入了前20名。工程管理的对象是房屋建筑、道路交通,或者桥梁建设、船舶建设。管理的内容包括:工程项目管理,如工程项目的投资、进度、质量控制及合同管理;房地产经营与管理,如,房地产项目的开发与评估、房地产营销、房地产投资与融资、房地产估价;投资与造价管理,如,编制招标、投标文件,评定投标书,编制和审核工程项目估算、概算、预算和决算;国际工程管理,如,国际工程项目招标与投标、合同管理、投资与融资。 (4)工业工程专业方向。培养具备现代工业工程和系统管理等方面的知识、素质和能力,能在工商企业从事生产、经营、服务等管理系统的规划、设计、评价和创新工作的高级专门人才。 作者简介: 樊艳红,女,( 1982—) ,广西财经学院管理科学与工程学院教师,助教,从事房地产经营与管理研究。 项目资助:广西“新世纪教改工程”项目(项目编号:桂教高教[2010]130号) 管理科论文:医院感染管理科在预防传染病监控中的作用 【摘要】 目的 探究医院感染管理科在预防传染病监控中所发挥的作用。方法 选取我院从2007年6月到2010年6月肿瘤患者病例80例,随机分为两组,就感染科不监控和认真监控进行回顾性分析。结果 观察组治疗期间传染病传播率明显低于对照组,差异均有统计学意义(P 【关键词】 医院感染科;预防传染病监控;作用 现阶段,我国各大肿瘤专科医院出现了注重患者疾病治疗而忽视传染病监控的现象,传染病具有传播速度快,感染性强等特点,一旦让传染病在医院传播开来,后果十分严重[1-2]。我院作为国内专业肿瘤医院,针对这一现象,果断采取措施,加强医院感染科在预防传染病监控功能,取得了显著效果,具体报道如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 本组患者80例,男40例,女40例,年龄22-69岁,平均年龄41岁。随机分为观察组和对照组各40例,两组在性别、年龄、病情等一般资料上比较差异无统计学意义(P 1.2 方法 对于观察组的40例采用感染科监控,具体措施如下。 1.2.1 政策管理 ①根据《传染病防治法》等相关法律并与我院实际情况相结合,制定合理规范的政策制度,召开会议让各科室进行学习并提出意见,修改后公布要求各科室认真执行[3]。②领导要对于制度的贯彻情况进行认真检查,并采用奖惩办法,对于执行认真的科室进行物质奖励,并要求其他科室进行学习,对于执行不认真的科室,要对其存在的问题提出批评整改意见,要求其尽快改正。③开展大量活动宣传教育,来达到让医护人员充分了解进行传染病预防工作的必要性。具体措施包括组织专题会议进行预防传染病的学习,发放宣传手册供医护人员学习,组织有奖知识问答了解预防传染病措施等。④充分利用网络强大的交流能力,建立监控系统,医院派专人进行负责,对于各科室的预防工作进行监控,一旦发现异常情况,首先向感染科进行报告,由其及时采取措施进行补救,防止传染病传播[4]。 1.2.2 监测管理 ①工艺监测:传染病患者所使用的医药用品必须符合卫生部规定标准的才能使用,由于传染病护理要求较高,护理人员必须严格按照制度规定的护理方法进行护理,避免感染问题的发生。患者平时所产生的生活垃圾也要通过专业化无害方法进行处理,病房要定期进行消毒,防止病菌地滋生[5]。②化学监测:护理人员要定期对于病房的空气,患者所使用的用品和所产生的垃圾进行标本收集,交给专业人员进行化学检验,对于数据认真记录,发现异常情况,及时进行报告。③生物监测:对于高压灭菌物品等采用生物方式进行监测。 1.2.3 分类管理 ①根据我院传染病类型进行分类,分为A类、B类、C类、D类并针对不同类型的传染病采取不同防治和隔离措施,这样可以更有针对性地进行防治,也有利于传染病的救治工作地展开。②对于患者的病情传染性程度同样进行分类,分为特别严重、严重、一般严重、轻微,对于病情特别严重的患者要及时向卫生部门进行报告,同时严格按照制度进行护理救治。 1.3 统计学分析 采用SPSS13.0统计学软件,计数资料采用X2检验,P 2 结果 观察组治疗期间传染病传播率明显低于对照组,差异均有统计学意义(P 3 讨论 传染病是由于各种病原体引起的可以相互传播的一种疾病。同时具有传播速度快,感染性强等特点,但目前我国绝大多数肿瘤专科医院却没有认识到进行传染病专门防治的重要性,对于传染病预防还存在盲区,出现了只注重疾病治疗而忽视传染病传播监控工作的局面。一旦让传染病在医院传播开来,后果十分严重。我院作为国内专业肿瘤医院,针对这一现象,果断采用了利用医院感染科对预防传染病监控的方法,效果显著,取得了以下作用:①管理作用:由于以前职责分工不明确,对于预防传染病的工作基本上处于停滞状态。现在有专门的感染科部门进行负责,并将预防传染病作为一项专门工作来抓,管理工作明显变得积极主动,预防工作井然有序,同时使预防传染病的连续性也有了较大幅度地提高。②指导作用:感染科可以根据预防制度积极制定措施,对于各科室存在的预防问题提出批评整改建议,同时对于各科室提出的预防上的难题进行分析,制定措施解决问题。对于各科室预防工作定期进行检查[6]。③监督作用:感染科在检查的过程中,实行奖惩制度,对于优秀预防的科室进行物质奖励,极大调动各科室进行预防工作的积极性。④促进作用:设立专门科室进行管理解决了以前权责不明的问题,有力地促进了预防工作地开展。我院同时采用了政策管理、检测管理、分类管理的管理方式来配合感染科进行预防传染病工作的开展,取得了令人满意的成绩,受到了已经成功治愈的感染病患者的一致好评,也为其他肿瘤专科医院树立了良好的榜样,有利于预防和控制传染病传播工作展开。 管理科论文:Excel电子表格在病案管理科病案库的应用 [摘要]近年来随着医保政策的落实、办理慢病、工伤评残办理病退、保险理赔以及病人法律意识的不断提高,医疗纠纷等等因素使病案的借阅,调用问题上升到新的高度;传统的借阅病案、纠纷病案和工作量统计手工登记计算的模式已难以应付病案使用迅速发展的现状,我院病案管理科于2010年将Excel电子表格应用于病案库,工作中既节省了安装病案借阅管理子系统或病案示踪系统的成本又大大提高了工作效率与工作质量,取得了良好的效果。 [关键词]Excel电子表格;病案管理 病案借阅管理是病案管理工作的重要环节,是为临床、教学、科研、患者、医疗付费、保险机构、预防保健,司法部门等提供服务的一个窗口,而病案管理的目的是为了更好地使用病案,发挥病案的有效价值,做好病案借阅工作,是病案管理诸多环节中极为重要的一环。近年来随着病案使用率的迅速提高,给病案借阅管理工作提出了更高的要求;如何做好病案借阅管理工作,既管好病案又充分利用病案资源,对病案管理工作人员也提出了更高的要求。而传统的借阅病案手工登记的模式已难以应付病案使用迅速发展的现状,我院病案管理科利用现有资源于2010年将Excel电子表格应用在病案库,现将我们的一些具体做法汇报如下。 1Excel电子表格在借阅病案中的应用: 1.1.首先在Excel电子表格中输入以下项目,内容有住院号,患者姓名,借阅日期,借阅科室,借阅者,借阅天数和备注信息;备注信息用于输入借阅者的联系方式(科室电话和手机号)。借阅者凭有病案管理科主任签名的借条借阅病案,借条上详细记录着被借阅病案的住院号、患者姓名、借阅科室、借阅人姓名、借阅天数、科室电话和手机号码。病案库工作人员在借出病案后及时将以上信息输入已经制作好的Excel电子表格中并保存。一旦有病案在病案架上无法找到,先在病案管理系统中查此病案是否已经入库,入果已经入库则再打开借阅病案的Excel电子表格中,先选定所有的内容后点击“数据”“筛查”“自动筛选”命令,在单击住院号右侧的下三角按钮,在弹出的下拉列表框中选择“自定义”,在弹出的“自定义自动筛选方式”的对话框中输入需查询的住院号就可迅速查到该病案的去向,并可以通过备注信息中的联系方式马上联系到借阅人。如果病案未被人借阅,这就说明可能是放错位置了,则需在病案架上查找。如果病案被归还则需及时在借阅病案Excel电子表格中删除借阅记录,并在借条上记录归还日期及收案人签名。每天查阅借阅病案Excel电子表格的记录,发现到期未还的病案立刻根据备注信息上的联系方式打电话催促借阅者及时归还病案,利用Excel电子表格处理病案,使得一切更加方便。 2Excel电子表格在纠纷病案管理中的应用: 2.1.自2002年9月1日《医疗事故处理条例》实行以来,随着人们法律意识的不断提高,医疗纠纷也越来越多,同时也给病案管理科如何管理好纠纷病案提出了新的难题。以往传统的纠纷病案管理模式是将纠纷病案按照年限的先后顺序排列锁到纠纷柜中,随者时间的推移,纠纷病案也越积越多,当社会工作部的人员要来借阅纠纷病案时查找纠纷病案需要很多时间。经常是一个医疗纠纷就有几个年份的病案并存放在不同的纠纷柜里,查找很困难。为了提高工作效率我们首先对所有的纠纷病案进行归纳和整理,根据年份和住院号将纠纷病案依次存放在不同的纠纷柜中,与以往不同的是将同一患者的所有病案存放在同一个纠纷柜里,并将每一个纠纷柜编号。将现有所有纠纷病案信息录入到借阅病案/纠纷病案Excel电子表格中,其中借阅日期,借阅科室和借阅人等栏目空着,而在备注信息栏内录入纠纷病案所存放纠纷柜的号码。其次通过借条和社会工作部借阅病案登记本将所有以前借走未还的纠纷病案,录入到借阅病案/纠纷病案Excel电子表格中。 3Excel电子表格在病案库病案供应工作中的应用 3.1.病案供应在病案管理中是一项很重要的工作,在病案为医疗、教学、科研服务的过程中,是一个不可缺少的环节。病案的供应体现着病案的科学管理和病案工作人员辛勤劳动的成果,也是检验病案管理好坏的一个依据1。传统的病案供应工作模式是一接到调案单就开始调病案,由于大多数调案单的病案号都没有排序,而手工排序难度大且不准确,所以大量时间都用于来回摇密集架,既费时又费力。我们可以利用电子表格来处理,先将所有住院号纵向输入Excel电子表格,按“升序”按钮进行排序,将排序后的住院号打印出来再开始调病案。以快、准、好为准则,确保病案供应工作的迅速完成。 4Excel电子表格在病案库工作量统计汇总中的应用 4.1.病案库的工作很繁琐,每天除了大量的出院病案需要上架,还要为临床、教学、科研等部门提供借阅、调阅和复印封存病案的服务,在服务的同时也要做好工作量的统计工作。传统的病案库工作量统计是在工作量登记本上记录每一天的工作,到每月的月底用计算器算出每个月的工作量,到年底算出一年的工作量。到了每个月的月底或每年的年底,就得专门有人抽出时间负责统计月工作总量或年工作总量,既费时又费力,且无法保证完全准确。运用Excel电子表格制作报表、输入数据,方便地制作了月报、年报及动态分析图,成功地解决了日常数据处理的繁琐问题。使病案库工作量的统计信息汇总及分析图文并茂,便于领导了解医院病案借阅、调阅、复印及医疗纠纷等动态信息,便于进行宏观决策。 5结论 随着现代信息技术的发展,许多传统的病案管理方法已被现代技术取代,而无论安装病案借阅管理子系统软件还是病案示踪系统都需要医院投入一定的资金。我们在工作实践中通过不断总结经验,充分利用现有的资源,于2010年将Excel电子表格应用于病案库借阅病案管理、纠纷病案管理、病案供应工作和工作量统计汇总,在一年多的应用实践中取得良好的效果,既节省了安装系统软件的费用又大大提高了工作效率与工作质量。 管理科论文:论综合性医院医疗设备管理科的规范化管理 【摘要】现代化的医院要有现代化的医疗设备,要充分发挥这些设备的综合效益,必须有一支高水平的管理技术队伍。医疗设备管理科的性质是具备管理与技术双重功能,以管理为主要工作的职能科室,是担负这项任务的重要部门。 【关键词】综合性医院医疗设备管理科 规范化管理 引 言 本文主要研究和探讨现代化大医院如何适应现代社会的发展,完善各项管理制度,规范化和现代化;设备器械的购置、使用、管理、维护、建档及报废等程序的管理,以及培养高素质工程人员,为医院的发展做贡献。 一.强化管理意识,健全管理组织 在许多医院中,把医疗器械管理部门作为一般技术科室或后勤科室对待,器械科的人员也把自己的工作看成是简单供与修的技术工作,形成了你要我买、你坏我修的被动局面。我们认为,要作好医疗器械的管理工作,设备管理部门应当强化管理意识。因为,(1)在医疗设备的运动全过程中,存在着物质运动形态和价值运动形态,医疗器械的管理工作中既有经济管理又有技术管理,是把技术、财务、经济、管理综合在一起对医疗器械进行全面研究的管理学科。(2)在各级医院中,医疗设备总价值所占医院固定资产的比值越来越大,精密程度越来越高,要实现其最佳效益,必须综合各项因素,综合管理,综合协调,才能解决。(3)医疗器械管理科在医院内部与医疗器械的使用科室、财务、审计、医务、科教、护理、后勤等科室之间进行协调。对外,与外贸、保险、运输、海关、厂家、公司、行政主管等部门联系,在医院中参与医院的发展规划、计算机网络管理、建筑设计、科研教学等工作。作好管理工作,既可以充分发挥医疗器械的效益,又能够提高自身在医院工作中的地位和作用,实现自己的应有价值。医疗器械管理人员必须围绕管理的任务和范围去开展工作。 要进行医疗设备的全过程管理,必须有健全的组织保障。十几年来,我们根据综合性医院医疗器械管理的要求,不断扩大完善组织。1987年建立了资料档案室,成立了计算机室并研制了"医疗器械管理软件"用于医疗器械的管理。1989年创办了卫生材料室,实行了卫生材料成本核算。1994年成立了计量室,当年正式成立医院医疗器械管理委员会,建立了医学工程教研室。使各项管理工作不断有新的发展,目前,全科已发展为16人,其中,具备大专以上学历人员12人,副主任技师2人,主管技师2人。分为器械仓库、维修组、计量组、资料档案室、计算机室、材料室、医学工程教研室等7个小组,形成了健全的管理组织。 二.坚持突出重点,完善管理制度 管理制度化是作好各项工作的重要保证。制度的管理使工作无空白、无重叠、运转正常,工作有序,任务明确,岗位分工清楚,人人按照各自的职责进行工作,指挥流畅、上下贯通、事情有人管、责任有人但,没有扯皮现象,功过分明,效率提高,效益增加。在医院领导的支持帮助下,在全体人员共同努力下,我们逐步建立完善了一整套医疗器械各级管理人员的岗位职责和规章制度,在87年制定《 医疗器械管理制度》的基础上又针对实践中反映出的新情况、新问题先后完善增加了《各级工程技术人员职责》《三类医疗器械管理制度》《医疗器械管理委员会工作制度》和《教学、实习、培养考核制度》。整理编印了《医院医疗器械人员职责及制度》单行本。计2万余字,包括医疗器械十类人员职责78条,33项218条管理制度。各项制度在管理工作中发挥了重要的作用。仪器设备的修复率、完好率始终在90%以上;计量仪器强检率年年达到100%,保证了诊断治疗设备的准确性和可靠性。 保证材料器械的质量。我们建立了《一次性材料三证档案》;《一次性材料进货登记》;重点加强三类医疗器械产品的管理。我们对植入人体,用于生命支持,技术结构复杂,对人体可能具有潜在危险,安全性,有效性必须严格控制的医疗器械、材料作为保障医院医疗质量,维护病人的身心健康的重点来抓。我们与有关职能部门一起,以医院的名义制定下发了《关于加强三类医疗器械产品购置、使用、管理的规定》《关于在学术会期间严禁购置医疗器械的规定》。《 三类医疗仪器,器械,材料的管理制度》,《三类医疗仪器,器械购入情况登记表》;《三类医疗仪器、器械、材料的使用申请》。明确了三类医疗器械产品范围;对三类医疗器械的购置提出了具体要求;制定了三类医疗器械的使用要求;特别提出,对操作技术要求高,价格贵,危险性大的三类医疗仪器、器械、材料,使用科室尚未具备使用条件和技术时限制购买,以免使用不当造成不良影响和经济损失。我们坚持突出重点、不断完善的原则;通过材料室发放的金额已经占仓库总金额的56%,逐步达到了卫生材料按照成本收费。 (一)重点发挥医疗器械管理委员会的作用。 95年医院参加三级医院评审后,我们注重实行医疗器械全过程的规范化管理,制定了《医疗器械管理委员会工作制度》并在设备的管理中从三个方面发挥医疗器械管理委员会的作用:1、突出抓住购前论证的关键环节,坚持每年的设备计划必须经过管理委员会的论证,根据医院的发展规划确定当年购置项目。对大型设备的选型,管理委员会根据科室的效益分析,器械科的市场调查情况进行论证,确定机型。2、对医疗器械设备使用、管理、保养、维修情况进行监督。分析研究医疗设备使用效益,提出改进措施。3、监督检查医疗器械产品质量情况,论证医疗器械新产品的临床可行性。管理委员会常设机构在器械科,每季度组织活动一次,活动前把重要的问题列出,提前通知委员作好准备,使每次活动都有较好的效果。我们97年共组织四次医疗设备管理委员会议,论证了1997年部分科室急需的医疗设备;器械科报告了97年加强医疗器械管理的打算;进行96年医疗设备器械使用效益分析;对引进心脏彩色超声诊断仪进行了专题论证。 (二)重点加强三类医疗器械产品的管理。 三类医疗仪器、器械、材料是指:诸如植入人体,用于生命支持,技术结构复杂,对人体可能具有潜在危险,安全性,有效性必须严格控制的医疗器械、材料。由于市场经济的发展,推动医疗器械新产品不断推出,我们发现一些业务科室参加学术活动时未经医院批准,擅自订货或带回试用品。有的设备产品根本没有取得批准生产证件,由于产品质量问题致使医疗事故时有发生,如导管断裂、人工骨关节碎裂、心脏瓣膜断裂等等,造成病人很大的痛苦,也给医院带来不良的影响。我们把这类医疗器械产品的监督管理,作为保障医院医疗质量,维护病人的身心健康的重点来抓。我们及时向医院领导提出建议并与有关职能部门一起,依据国家医药管理局制定的《医疗器械管理办法》和卫生部《关于加强生物医学材料和制品管理的通知》以医院的名义制定下发了《关于加强三类医疗器械产品购置、使用、管理的规定》《关于在学术会期间严禁购置医疗器械的规定》。我们又根据卫生部54号令的要求制定了《 三类医疗仪器,器械,材料的管理制度》,建立了《三类医疗仪器三证档案》;《三类医疗仪器,器械购入情况登记表》;《三类医疗仪器、器械、材料的使用申请》。明确了三类医疗器械产品范围;对三类医疗器械的购置提出了具体要求;制定了三类医疗器械的使用要求;特别提出,对操作技术要求高,价格贵,危险性大的三类医疗仪器、器械、材料,使用科室尚未具备使用条件和技术时限制购买,以免使用不当造成不良影响和经济损失。由于我们严格制度管理,医院未发生过医疗器械产品质量问题的医疗纠纷。 三.重视使用管理,搞好效益分析 开展医疗设备的使用效益分析,是加强使用管理的有效方法。通过效益分析使医院领导了解设备的使用情况,为医院领导决策提供可靠的依据,另外,可以帮助使用科室综合分析,加强仪器设备的使用管理。从1994年开始,我们每年都对医院万元以上的设备进行使用效益分析,并提出提高使用率的建议,对使用率高,效益好的仪器给予优先更新、优先购置,对使用不好的仪器,提出改进的意见和建议。每次使用效益分析的情况都要向医疗器械管理委员会汇报。使用效益分析的方法是: (一) 确定使用效益分析的内容。 使用效益分析的内容包括:设备使用情况,人员配置情况、收支情况、工作条件、科研情况等。 (二) 收集统计各项数据。 根据分析的内容要制定调查表,调查表由器械科与使用人员共同填写。根据调查表进行统计、数据汇总、计算使用率。 (三) 将统计数据列表分析。 根据统计的数据进行单机分析,其内容包括:仪器名称、使用科室、启用年限、仪器状态、停用时间、仪器价值、收费标准、检查人次或工作小时、年收入、年纯收入、使用率、科研情况等。同时,还可以按照科室进行分析,内容包括:科室、台数、总价值、年毛收入、应工作小时(检查人次)、实际工作小时(检查人次)、平均使用率、科研情况等。 (四) 根据综合分析写出报告。 分析报告的内容包括:效益分析的基本情况、效益分析的内容、提高效益的建议和意见。 (五) 向医疗器械管理委员会汇报。 四.改革维修制度,提高设备完好率 要提高仪器的完好率,保证仪器的准确可靠,维修的规范管理是十分重要的。维修的传统观念是,只负责保修期以外仪器的维修,大型仪器由厂家巡回维修或医院买保修。这样的观念限制了技术人员水平,也降低了维修人员在医院的地位。我们认为,要保证医院设备充分发挥效益,工程技术人员的作用是十分重要的。为此,我们转变观念,适应新的形式,从五个方面改革了维修制度。首先建立了《定期保养制度》明确了三级保养的程序,每年制定万元以上仪器的保养计划,作好预防性维修。第二,实行维修收费的登记方法,加强了维修费用的核算同时增强了维修人员的工作责任心。第三,我们改革了原始分片负责维修的方法:在原划片维修的基础上, 按照维修人员的技术水平、技术职称实行分级负责维修的方法。十万元以上的仪器分工到人,十万元以下的按照科室分工。同时制定了《各级工程技术人员的职责》,要求副主任技师重点负责技术、质量、科研、教学、培训、与理论提高工作。主管技师在副主任技师业务指导下进行工作。了解国内外医疗器械技术发展动态,掌握医院精密仪器的维修技术。承担科研、质量控制、教学工作。运用新技术解决下级技术人员提出的复杂问题。技师在上级技师业务指导下进行工作,负责日常医疗仪器维修、保养等工作。这种方法扩大了初级技术人员的维修范围,通过增加维修量提高维修水平。职称高、技术好的人员可以集中保障精密仪器的正常运行。第四,我们成立了医学工程技术指导小组,发挥医学工程的优势,面向临床开展技术服务。举办了医疗设备使用,维护培训班;举办计量管理培训班;创办了“医疗器械快讯”,向业务科室提供最新信息;第五,技术人员参与仪器选型论证,保证购置仪器的质量。 五.实行成本核算,加强日常管理 为了加强医疗器械的成本核算,我们改进了传统的管理方式,1989年在器械科设立了材料室。同时,制定了《材料室工作制度》《材料室人员职责》对直接用于治疗的卫生材料及消耗性器械如:输液器、输血器、心脏起博器、人工关节等,由仓库按批发价加成10%出库给材料室,再由材料室按零售价卖给病人。在医院器械科设立材料室,实行按成本收费,是强化医疗器械收支核算,进行经济管理的新形式。它的优点是:(1)提高了医院的经济效益:通过核算成本,先收费后使用,使医院应当收入的部分收上来,从而杜绝了漏收少收的现象.(2)完善了仓库管理制度:设立材料室,解决了仓库收受处方,发货手续不完备,不符合财务制度的问题。(3)减轻了病房的压力:由于大量的消耗性器械经材料室核算,把护士长从繁杂的管物工作中解放出来,能集中精力抓技术工作,受到护士长的欢迎.(4)方便了病人:材料室除了供应病房治疗用的卫生材料外,还可以供应门诊住院病人要买的其它医疗器械如:血压计,氧气袋,体温表等等。 六.树立服务观念,提高队伍素质 牢固树立全心全意为临床服务的思想, 不断提高素质,是做好医疗器械工作的根本。运用现代管理手段,扩大信息交流,加强科室管理,提高管理水平,是努力作好医疗器械规范管理的重要手段。为了全面贯彻落实卫生工作会议精神,深化医院改革,转变服务模式和服务观念, 我们科不断进行管理就是服务的教育,树立对业务科室全方位服务,为仪器服务变为为病人服务的观念。我们遵照,我院的通知要求,制定出本科《为业务科室文明服务的十四条规定》,打印并下发了《医疗器械维修分工一览表》,表中列出了维修人员名单及联系电话,以便及时联系。器械仓库为了方便科室,简化工作流程,把定期发货改为工作时间内全天向科室开放,随时供应各种卫生材料和器械;改变盘点不发货的制度。一边盘点一边收货发货,休息时间对帐,使业务科室能够及时领用器械材料;对科室抢救病人所需要的卫生材料和器械,仓库人员直接送到抢救现场,先使用,后办理手续;对批量大.比较重,使用次数少的卫生材料和器械实行到科室验收,直接办理出入库手续受到科室的欢迎。 科室的日常工作作到了有计划,有布置,有检查、有总结。每季度召开一次组长会,研究分析思想情况,检查上季度布置的工作,安排下季度工作.各组每月召开一次业务会,总结上月工作情况,找出存在的问题,提出解决的办法;为了使科室的管理规范化,我们还根据医院的要求制定了《医疗器械科科室岗位责任制管理细则》按照三甲标准提出了14 条工作标准,并制定了检查和奖罚意见。 我们从86年开始与医院计算机室研制了“医疗器械计算机管理软件”实现了计算机单机管理。90年,我们使用卫生部的设备管理软件,把全部的设备输入微机进行管理。97年,我们制定了医疗器械计算机网络管理的实施意见,实现全科计算机联网进行医疗器械的计划管理、设备管理、仓库管理、维修管理、计量管理和资料管理。资料档案室配备了计算机、扫描仪;购买业务书、工具书 200 余册,专业杂志 近30 种,近千个厂家的产品资料,大型仪器档案300余份,保存了本科14年的文件资料。计算机管理提高了工作效率,作到数字准确,为科室查询提供方便,为领导及时提供信息。 医学工程教研室,为医学工程教学、实习做好准备。已经为泰山医学院、济南卫校带教培训三批学生。为了提高全科人员的业务水平,我们按照医院"关于技术人员继续教育的规定"每年制订学习培训计划.要求技术人员都要进行专题讲座,撰写业务论文。本科技术人员组织了多次专题讲座,组织了“计算机应用培训”“Z80单板机系统讲座”提高了全体人员的业务水平。多年来共发表交流业务论文70余篇,取得专利 3 项。 多年来,我们坚持对设备进行规范化管理,完善各项制度。在提高设备效益上不断探索新方法,从树立管理意识,健全管理组织;坚持突出重点、完善管理制度;开展使用效益分析,提高设备使用率;改革维修制度,提高仪器完好率;探索经济管理新方法,逐步实现成本核算;强化服务观念,提高队伍素质等方面推行医疗器械的规范化管理。通过实践我们体会到,只有坚持医疗设备的规范化管理,才能做到有计划的引进设备,保证仪器设备的完好率、使用率,充分发挥仪器设备的社会效益、经济效益和技术效益。器械科自身才能得到发展,才能提高在医院的地位。 结 语 在党的十五大和全国卫生工作会议精神指导下,在社会主义市场经济新形势下,全国医疗卫生改革进入新的阶段,如何合理配置卫生资源,建立宏观调控有力,微观运行富有生机的新机制,注重提高质量和效益,促进学科发展,进一步加强医院的设备科学化、规范化管理,提高服务质量,促进医疗卫生事业的发展,是我们每一个人需要认真思考的问题。我们认为应当从以下几个方面考虑:(1)发挥商务贸易业务特长,参与医院的经营管理。(例如材料室的做法,参与成本核算)。(2)发挥技术特长,开展医疗设备的质量控制。(与计量工作结合起来)。(3)与业务科室共同研究学科发展的问题,(仪器合作,医疗仪器与计算机的结合问题)。(4)改变传统的维修观念。(维修社会化,买维修合同,专项承包、建立维修站)(5)改变人员结构,提高基本素质。 管理科论文:企业管理科层中的控制权配置 摘要:本文根据控制对象将控制权划分为非人力资产控制权和人力资产控制权,后者等价于决策控制权。研究表明:企业非人力资产配置与管理结构之间具有耦合关系;非人力资产控制权依附于管理科层并被捆绑于岗位上;由于知识的分散性,决策控制权的配置必然是分散的,任何个人在拥有特定控制权的同时都将获得管理自由裁量权;在管理科层中,让知识与决策控制权相匹配的最优途径是让知识向相应控制权位置移动,而不是让控制权向知识位置移动;控制权具有传递性,某层级的企业成员的控制权随着其层级的增加而递减。 关键词:管理科层;非人力资产控制权;决策控制权 新制度企业理论意识到企业与市场的区别在于企业内部靠权威进行资源配置,但在解释企业内部权威时,他们倾向于探讨在企业设立之初的控制权配置。由Grossman、Hart、Moore开创的GHM范式长期主导控制权配置理论研究,然而,该范式存在不少缺陷。首先,控制权配置被视为一种“要么全部拥有、要么全部没有”的0-1配置,但在现实中我们常常看到几乎所有的企业成员都具有某种控制权;其次,控制权被关联到资产所有权,而在企业内部,员工对企业资产不能主张所有权,但员工仍然拥有控制权;再次,控制权被划分为特定控制权和待定控制权(Residual Control),但后者的经验意义则难以把握。尤其是,该范式倾向于在创业企业融资背景下探讨企业家和资本家如何在融资契约中规定各种控制权,这使得GHM范式无法解释企业内部控制权(Rajan和Zingales,1998)。 这便提出一个问题:企业内部究竟如何配置控制权?Rajan和Zingales(1998)提示我们:内部控制权配置与管理科层和资产配置有关。这促使我们将目光转移到组织设计理论,然而组织设计理论关注得更多的是决策权及其配置。陈建安和胡蓓(2007)对此类文献曾进行过翔实的介绍。正如他们所指出的,这类文献的缺陷在于将决策权视为单维的概念,即将决策权视为沿着集权和分权连续带逐渐被授予不同的管理层级。但我们仍感疑惑的是:组织设计理论中的决策权及其配置与GHM传统的控制权及其配置之间是什么关系? 上述文献存在的问题促使我们寻求一种新的答案。本文拟作如下探索。第一部分描述企业组织化过程以及由此形成的管理科层及其基本性质,这构成我们的分析背景;第二部分对管理科层中的控制权进行解释,将控制权划分为非人力资产控制权和人力资产控制权;第三部分探讨管理科层中非人力资产控制权的配置及其性质;第四部分探讨管理科层中人力资产控制权的配置及其性质;最后是本文结论与经验意义。 一、企业组织化过程与管理科层 我们的分析始于如下经验事实:企业是一个分工合作组织,其使命在于创造和实现顾客价值,而价值的创造和实现需要企业作出一系列的活动。为了完成这些活动,企业家必须对这些活动进行自下到上和自上到下的组织,为这些活动配置相应的非人力资产,再为这些活动配置人力资产,这些人力资产构成企业成员,这些成员利用配置给他们的非人力资产进行劳动,共同完成企业价值的创造和实现。在管理学中,上述过程一般被称为组织化过程(Organizational Process)。 以企业家作为分析起点,以t表示管理层级,T表示管理层级总数量,最低层级为t=T,最高层级为t=0,管理幅度固定为s,则我们可将上述组织化过程更详细的描述如下。 首先,企业家将完成某个产品产量Q所需要的全部基层活动划分为Ⅳ个,再规定工作范围为s1则基层工作数量为LT=N/s1。所有这些工作,按照分工专业化的要求,固定为一系列横向相关的岗位。为了完成这些工作,每个岗位需要配置某个非人力资产AT,T为最低层级。同时,由于劳动总是由人来完成,因此还得为每个岗位配置一个人专业化负责。这样,完成所有的基层工作一共需要LT个人,所处层级为t=T,将该层级的所有人统称为工人。 接着,企业家引入管理工作和管理者。假设每s个基层工作需要设置一个管理工作,所处层级为t=T-1,数量为LT-1=LT/s。出于分工专业化的要求,这些管理工作也固定化一系列不仅横向相关(表现为管理工作之间的互动)而且纵向相关(表现为管理工作与基层工作的互动)的岗位。为了完成这些工作,每个岗位也得配置相应的非人力资产AT-1最后还得为每个岗位配置一个人专业化负责。这样,完成所有的基层工作一共需要LT-1个人,这些人通称为基层管理者,或T-1级管理者。 在LT-1个基层管理工作中,每s个工作又需要设置一个更高一级的管理工作,数量为Lt-2=LT-1/s,固定化为LT-2个岗位。每个岗位需要配置非人力资产AT-2,配置一个人专业化负责。这些人通称为t-2级管理者。……。依此类推,直到第1级,此时L1足够小,以至只需要一个管理工作、一个岗位、一个人即可。这个人即被称为企业家,或最高管理者。所处层级为t=0,L0=1。 我们将由基层工作和管理工作所构成的活动分工格局,称为管理结构(Managerial Structure),其变量维度包括基层活动数量Ⅳ、工作范围s1管理幅度s和管理层级数量T。很显然,经过上述组织化过程,管理结构将具有层级的性质,从而也被称为管理科层(Managerial Hierarchy)。企业家处于管理科层的最高层级,工人处于管理科层的最低层级,管理者则处于管理科层最高和最低层级之间。 组织化过程在导致管理结构的层级化的同时,也导致了企业目标的层级化。我们曾指出企业的使命在于创造和实现顾客价值,这可称为企业目标。为了获得分工专业化的利益,企业家将企业目标分解为一系列的活动。再让不同的个人来专业化承担这些活动。此时,企业目标被分解到了不同的成员身上,每个人的劳动都旨在完成某个子目标。而企业的所有成员,都通过致力于企业目标的实现来间接满足自己的需要,因此,企业目标是企业所有成员的个人间接目标。在这点上,我们的认识与西蒙完全一致(西蒙,2004)。 对于只有最高层级和最低层级构成的单层管理结构,企业家直接将企业目标分解给工人。但对于具有中间管理层级的多层管理结构,企业家并不直接面对工人,而是面对所直接协调的管理者。企业家首先将 企业目标大致分解到各高层管理者,然后由高层管理者再往下层层分解到各个岗位,直到基层工人。假设管理结构是科学设计的,那么任何一个岗位都与特定的目标相对应,进入该岗位的企业成员的行为都受到这一特定目标的导向。这样,由于管理结构的层级性,企业目标的分解也具有层级性,形成西蒙所谓的目标层级:“某些目标必须依赖于其他一些更大的目标才能发挥作用。这个事实导致目标的层级式结构,每一层相对于其下层都是目的,相对于其上层又是手段。通过目的的层级结构,行为得以保持完整性和一致性”(西蒙,2004)。 二、管理科层中的控制权的含义 上述管理科层以及内生的目标层级成为我们探讨控制权配置的背景。但鉴于目前的控制权理论多以企业家与资本家如何设计融资契约作为背景,这和我们上文的背景颇为不同,由此有必要解释一下管理科层中的控制权的含义。 给定上述管理科层,考察任何一个管理部门Mt-1,i,t为层级,i为第i个管理部门,对于隶属于部门Mt-1,i的任意处于t层级的第j个下属St,i,j,St,i,j的一般性的行为已经被他所处的岗位所规定:在St,i,j进入该岗位之前,企业家已经根据企业目标为该岗位规定了某个特定目标,该目标不因St,i,j的变动而变动,但只要St,i,j进入该岗位,则St,i,j的行为将首先受到该岗位所对应的目标的导向,St,i,j根据岗位目标采取行动。然而,正如西蒙(2004)所指出的,一般的讨论“都不太关注采取行动之前的抉择问题,也就是在实际执行之前决定要做什么事情。”但我们现在要问:如果St,i,j完成同一目标的行为有多种备选行动方案,他将如何选择某个具体的行动?这便涉及到西蒙意义上的决策问题。 按照西蒙(2004)理论,决策是这样一个过程:“任何时刻都存在大量可能的备选行动方案,特定个人都会采取其中某一种行动;通过某种过程逐渐缩小备选方案的范围,最终剩下一个实际采纳的方案”,西蒙认为完整的决策过程不仅包括决策制定(Decision Making),还应该包括决策的执行。在此基础上,Fama-Jensen(1983)进一步将决策过程划分为如下四个阶段:(1)决策建议(suggestion):指方案的提出;(2)决策审批(ratification):对提出的方案进行选择,确定执行的最终方案;(3)决策执行(implementation):对完成审批的方案进行执行;(4)决策监督(monitoring):对决策人的绩效进行度量并实行奖赏。在本文中,我们也将采用Fama-Jensen的划分。 假设St,i,j解决了决策问题,选择了某个具体的行动方案,那么他将进入决策执行阶段,即利用企业配置于其岗位的非人力资产At,i,j进行劳动,完成本职工作。 至此,我们首先将控制定义如下:控制是指对资产的支配行为。其中,资产既包括人力资产也包括非人力资产,对非人力资产的控制表现为对非人力资产的排他性的占有和使用,而对人力资产的控制则表现为对个人行为的支配。由于个人在行为之前总是先进行决策。根据决策选择行为方案,因此,对个人行为的支配等价于对个人决策过程的支配。 由于行为与权利总是一一对应,一种行为对应一种权利,因此,控制权(Risht of Contr01)可以定义如下:某人控制非人力资产的权利(此处为霍菲尔德意义上的狭义权利即要求权),称为非人力资产控制权,这种定义为Gmssman和Hart(1986)、Hart和Moore(1990,2005) (合称GHM)所采用;以及控制人力资产的权力(即霍菲尔德意义上的权力),称为人力资产控制权,该定义为Fama-Jensen(1983)、Jensen-Meckling(1992)所采用。这里,我们区分控制权中的“权”的两种含义。如果控制的对象是非人力资产,则“权”是指权利;如果控制的对象是人力资产,则“权”是指权力。原因在于,按照霍菲尔德的权利概念体系,权力是指改变现有契约关系的能力,但人对物的关系无需物承担责任,从而无所谓权力。 按照上述定义,对于非人力资产控制权,能够支配的非人力资产的数量和价值越大,则控制的权利越大;对于人力资产控制权,能够支配的下属(人力资产)的数量越大,或者对下属的决策过程的支配程度越高。则控制的权力越大。 我们的定义避免了控制权与所有权的冲突。自GHM以来,控制权经常与所有权相混淆。然而,当我们在管理科层背景下讨论控制权时,所有权成为没有必要的概念。原因在于,对于公司制企业,大部分国家(包括我国)都赋予了公司以独立法人的地位,公司法人人格独立,类似于自然人。对于公司的所有非人力资产,只有公司可以主张所有权,任何自然人只能占有和使用,此时适用的概念正是我们所定义的非人力资产控制权。 我们的定义也避免了长期以来控制权与决策权的混淆不清。由于对人力资产的支配等价于对决策过程的支配,因此人力资产控制权等价于决策控制权。根据Fama-Jensen(1983)的决策过程,我们所定义的决策控制权将包括:对决策建议的控制权;对决策审批的控制权;对决策执行的控制权;对决策监督的控制权。四者可分别简称为决策的建议权、审批权、执行权、监督权,合称决策权。但Fama-Jensen(1983)将建议权和执行权合称决策管理权,将审批权和监督权通称为决策控制权。应该说这并不全面,因为在决策建议和决策执行问题上也存在控制问题。 由此,对于上述管理科层中的St,i,j他拥有何种控制权呢?根据我们的定义,他对于配置于其岗位的At,i,j拥有非人力资产控制权;对于其他人尤其是他的下属。他可能拥有决策控制权;至于他本身的决策,可能受到其他人尤其是他的上司的控制。 下面,我们将详细的探讨上述定义的控制权在管理科层中是如何配置的。 三、非人力资产控制权配置 先看非人力资产控制权。 我们在第二部分的阐述指出了如下事实:为了完成各个岗位的工作,必须为该岗位配置相应的非人力资产。由于各个岗位构成了层级制的企业管理结构。因此,这点意味着管理结构决定非人力资产的配置。这一观点可以追溯到古典经济学。在斯密(1972)、西尼尔(1977)、萨伊(1982)、杰文斯(1984)均表达了如下意思:企业对固定资本与流动资本的内部配置。取决于企业内部的生产工作和分工。马歇尔(1981) 也指出管理工作的数量决定了流动资本/固定资本的数量。科斯(1999)则指出:“雇主在企业行使控制权是协调生产要素的行动。为了完成这个任务,要将要素引入管理结构中,包括将它的层级、它的规则和它的管制引人管理结构中。”OqAlchian和Woodward(1987,1988)的研究更明确的表明:企业团队内部所要进行的任务或经济活动,决定与之相适应的资产。威廉姆森(2002)具有与Alchian et.al的相似逻辑,只是他集中于交易活动以及资产的专用性。青木昌彦(2001)将企业的投入-产出过程转化为各种相互关联的活动,不同的活动被分解为不同的任务单元,将不同任务单元的信息加工活动的分工(即知识分工)称为管理结构,则由于不同的任务单元需要不同的资源(人力、物质和资金),管理结构也就决定了这些资产的配置。Antle-Eppen(1985)将所配置的非人力资产超过活动的最优需要的情形为组织闲置(organizational slack),将所配置的非人力资产少于活动的最优需要的情形称为资本配给(capital rationing)。㈣由此,我们提出如下命题: 命题1:企业非人力资产配置取决于管理结构的设计,非人力资产与管理结构之间具有耦合关系,配置过渡则意味着资本闲置,配置不足则制约组织的顺利运行。 非人力资产配置的这种性质决定了其控制权的性质。由于非人力资产总是与相应的岗位相对应,其配置的目的在于完成该岗位所承担的工作,因此,任何企业成员例如St,i,j,必须拥有对配置于该岗位的非人力资产At,i,j以排他性的占有和使用的权利,否则他无法保证工作的完成。这意味着,St,i,j拥有对At,i,j的控制权。 对于稳定且规范运行的企业,非人力资产将被固定在管理结构的各个岗位上,而此时的非人力资产控制权也将被制度化,与该岗位捆绑在一起,不因St,i,j的变动而变动。或者说,对At,i,j的控制权被固化在该岗位上。这样,任何个人,只要占有该岗位,他将拥有该控制权,而一旦他离开,则失去该控制权。由此,我们提出如下命题: 命题2:非人力资产控制权依附于管理结构从而具有层级性,并且被捆绑于岗位从而相对独立于个人。 我们曾经在定义控制权时指出GHM通过非人力资产来定义控制权。但有意思的是GHM的逻辑和我们的恰恰相反。在我们看来,企业管理结构决定了非人力资产的配置和控制权;而在GHM看来,则是非人力资产的控制权决定了管理结构。尤其是,GHM的控制权配置强烈的受到个人特征的影响,而我们的控制权则与个人无关。只与所依附的管理结构有关。我们和GHM的这种分歧的原因在于:我们默认企业家事先已经设计好一个和企业目标相符合的最优的分工专业化结构即管理结构,非人力资产的配置只是为了实现该结构,企业家所招聘的成员只可接受不可改变该结构;而GHM不承认企业家的事先存在,他们允许无数的参与者采取讨价还价的方式来配置控制权,但这点显然忽略了企业内部的层级制,也忽视了自Coase(1937)以来所重视的企业家在资源配置中的权威作用。 在下文讨论人力资产控制权之后,我们还将给出非人力资产控制权的可传递性质。 四、人力资产控制权配置 根据我们对控制权的解释,人力资产控制权及其配置其实就是决策控制权及其配置,即决策建议权、审批权、执行权和监督权的配置。如上所述,St,i,j所处的岗位本身对应某种一般目标和工作性质,其行为选择已然受到这种一般目标和工作性质的约束。现在,假设St,i,j要完成某个任务,他为此进行决策。我们分如下三种情形进行讨论。 情形1:如果St,i,j的上司Mt,i,j没有下达特定任务,那么St,i,j所完成的工作便属于由一般目标进行规定的,没有特殊性的“例行公事(Routine)”,此时,St,i,j的相关决策均属于自己的决策范围,在该范围之内,St,i,j拥有完整的决策建议权、审批权和执行权,所作的决策可称为“程序性决策”。St,i,j对决策的执行事实上是一个劳动过程,由此St,i,j必须利用配置于该岗位的非人力资产来完成任务并由此拥有上文所讨论的非人力资产控制权。但是,对St,i,j的决策监督权由Mt,i,j所有。 情形2:如果Mt,i,j下达一个特定任务,但并未规定St,i,j何做,即Mt,i,j实行“不问过程,只求结果”的管理策略,此时St,i,j不仅拥有选择何种行为以完成任务的权利,而且他的选择不需他人的批准,这样,St,i,j其实也同时拥有决策建议权、审批权和执行权,并且由于决策的执行而要求对配置该工作的非人力资产拥有控制权。但对St,i,j的决策监督权仍由Mt,i,j所有。在管理学中,这种决策权安排一般被称为“分权”。 情形3:如果Mt,i,j下达一个特定任务,并命令St,i,j只能选择某种具体的行动,那么此时的St,i,j并没有对自己的行为的选择权,从而没有决策建议权和审批权,只拥有决策执行权,同样,决策的执行要求St,i,j控制配置于该工作的非人力资产拥有控制权。与此相对应,St,i,j的决策建议权、决策审批权、决策监督权均由其上级管理者Mt,i,j所有,St,i,j的行为由此受到其上级管理者的严格控制。在管理学中,这种决策权安排一般被称为“集权”。 上述三种情形的决策过程适用于任何层级的企业成员。 若t=0,此时St,i,j为企业家,即决策始于企业家。企业家拥有最终决策权,他将向t=1层级的管理者分配任务并监督他们的决策。 若O<t<T,即St,i,j为t层级的管理者,则其决策不仅具有上述三种情形所描述的St,i,j的决策特点,即以下属的身份进行决策,并接受来自Mt-i,i的任务分配和决策监督;而且具有上述Mt-1,t的决策特点,此时他以Mt,i的身份对其下属St+1,i,j进行任务分配和决策监督。 若t=T,即St,i,j为工人,则其决策服从上述三种情形所描述的St,i,j的决策过程。 我们首先要问的是:企业的决策是否可以如同情形3一样,各层级的企业成员均精确的受到某一具体行动方案的指示?我们关注这一问题的原因在于:如果情形3可能的话,那么我们可以将企业的决策过程设计得如同机器的运行一样,使其受到完全的控制,这样便只需企业家进行决策并发号施令,而t>0的任何层级的成员只需执行企业家的决策便可,无需获得决策建议和决策审批的权利。 但答案是否定的。无需证明的是,决策的前提是知识。但根据哈耶克(1989),知识在社会中的分布是分散的,关于特定时间和空间的知识分散的为处于不同职位的企业成员所掌握,并且环境总是不同程度的变化的,“如果我们可以同意社会经济问题主要是适应具体时间和地点情况的变化问题,那么我们似乎就由此推断出,最终的决策必须要由那些熟悉这些具体情况并直接了解有关变化以及立即可以弄到应付这些变化的资源的人来作出。我们不能指望通过让此人首先把所有这些知识都传递给某一中央机构,然后该中央机构综合了全部知识再发出命令这样一种途径来解决问题,而只能以非集权化的方法来解决它”。因此,情形3不可能一直存在。这意味着,即使在最为集权的企业管理结构中,任何成员St,i,j也将有机会同时拥有决策建议权、审批权和执行权,这点与管理层级无关,即任何层级的决策都将允许分权的存在。 这点提示我们,决策权普遍的存在于企业的管理结构中,其配置并非如自GHM以来所一直认为的0-1配置,即要么拥有,要么不拥有,更有意义的问题是决策程序以及决策权的分割技术,这点曾为Jensen-Meckling(1992)所强调。从企业范围看,管理结构中的任何成员都面临决策问题并进行决策。而由于管理结构的层级性,各个成员的决策过程将构成西蒙所谓的决策层级系统(西蒙,2004)。 由此,我们可以谈论类似于GHM“待定控制权(Residual Control)”的问题。若St,i,j遇到待定状态及相应的待定控制权,他将如何作出反应呢?我们这里引入“规则不禁止即自由”的法经济学原则。由于待定状态事先没有规定,因此St,i,j拥有某种自由行动的权利,我们将其称为“管理自由裁量权(Managerial Discretion)”。由此,St,i,j将首先行使其自由裁量权,判断待定控制权是否属于自己的权限;若St,i,j认为该待定控制权不属于自己的权限,则要么报告给上级管理者Mt-i,i进行决策,要么下达给其下属进行决策(此时t<T)。但若认为该待定权利属于自己的权限,则St,i,j对于该待定状态拥有决策权。因此,待定控制权确实是一种状态依存控制权,其意义也确实如GHM所提出的:对在何种状态下谁拥有控制权至关重要,但是我们看到,更为重要的不是待定控制权的0-1配置,而是权限的设计与决策程序。由此,我们提出如下命题: 命题3:由于知识的分散性,决策控制权的配置必然是分散的,任何个人在拥有特定控制权的同时都将获得管理自由裁量权,即分权是必然存在的,这点与管理层级无关。 尽管我们默认企业成员的决策前提是知识,即知识与决策控制权相匹配。但我们并不能保证这种匹配能够顺利实现,例如如果已经进入岗位的St,i,j并没有相应的知识,此时便会出现知识与决策控制权的不当匹配。这一问题曾经为Jensen-Meckling(1992)所研究。他们认为,要实现知识与决策控制权的匹配,有二途径:途径Ⅰ,知识向决策控制权拥有者的传递;途径Ⅱ,决策控制权向知识拥有者的转让。由于知识的传递成本高于决策控制权的转让成本。因此他们认为经济的匹配途径只能是决策控制权向知识的转移。同时,他们意识到,在企业内部,决策权控制拥有者不能从转让中获取利益。因此途径Ⅱ并不可行。然而,在我们看来,他们忽略了管理科层的性质。管理科层中的决策控制权之所以缺乏流动性,并非源于决策权拥有者缺乏转让的激励。而是因为,在企业家设计完成企业管理科层之后,各个岗位已经相对确定了决策控制权的最优配置,出于企业的稳定和规范运行,这种控制权配置将在长期内保持相对不变,否则控制权的自由流动必将破坏任务的完成。 举例如下:设若岗位1要求决策控制权1和知识1,岗位2要求决策控制权2和知识2,并且决策控制权1被部分捆绑在岗位1上,决策控制权2被部分捆绑在岗位2上;为两个岗位配置的人力资产分别为St,i,1和St,i,2但是St,i,1拥有知识2,而St,i,2拥有知识1,此时知识与决策控制权出现不匹配。如果要求决策控制权向知识转移,则要求我们将控制权1转移给t,i,2控制权2转移给St,i,1,显然,这时,知识、权利和人力资产之间得到了匹配。但是,由于岗位和管理结构相对固定,此时控制权不再与岗位最优匹配。例如擅长做市场营销的员工被安排到会计部门,出于控制权与知识的匹配,该员工被授予市场推广控制权,然而控制权虽然与知识实现了匹配,但该员工所处于的会计岗位却与他的控制权格格不入。 事实上,解决上述问题的办法要简单得多,只要将St,i,1配置于职位2,将St,i,2配置于职位1,此时我们便实现了管理结构、岗位、决策控制权、知识的完全匹配。我们提出如下命题: 命题4:给定企业的管理科层和非人力资产配置,让知识与决策控制权相匹配的最优途径是让知识(人力资产)向相应控制权位置移动,而不是让控制权向知识位置移动。 在上述例子中,我们假设决策控制权被部分捆绑在岗位上。现在,我们来解释为什么这样。在上面给出的三种决策情形中,情形1是一种程序性决策,这种决策在稳定并规范运行的企业中,已经被制度化,此时确实与岗位捆绑在一起,任何进入该岗位的个人都将拥有这些例行决策权。但情形2和3则强烈的受到St,i,j的上司Mt-1,i的行为风格的影响。这点和非人力资产控制权不一样,后者被捆绑在岗位上并相对独立于个人,不管上司Mt-i,i行事如何专断也不能剥夺St,i,j,的这一岗位控制权。由此,有如下命题: 命题5:决策控制权的配置依附于管理结构从而具有层级性,程序性决策权被捆绑于岗位从而与个人相对独立,但非程序性决策权则受到个人的强烈影响。 由于决策控制权的层级性,我们将可获得决策控制权的传递性。考察t层级的任意管理者Mt,i,他能够直接影响其直接管辖的下级管理者Mt+1,i的决策;同样,Mt+1,i能够直接影响其直接管辖的下级管理者Mt+2,i的决策。经过这种传递关系,t层级的管理者Mt,i能够间接影响t+2层级的管理者的决策。一般的,我们有: 命题6(决策控制权的传递性命题):在企业管理科层中,t层级的任意管理者Mt,i可以间接控制隶属于同一纵向决策链的t+j层级的下属的决策,j>0,t+j≤T。 按照我们对决策控制权的解释,可控制的下属越多,决策控制权将越大。因此由命题6,我们可获得如下推论: 推论1:t层级的企业成员的决策控制权随着t的增加而递减。 将命题2与命题6相结合,我们可以获得决策控制权对非人力资产控制权的影响。考察t层级的任意管理者Mt,i他能够直接控制其直接管辖的下级管理者Mt+1,i的决策,并通过控制帆Mt+1,i的决策来间接控制由Mt+1,i直接控制的非人力资产AMt+1,i;同样,Mt+1,i能够直接控制其直接管辖的下级管理者Mt+2,i的决策,并通过控制Mt+2,i的决策来间接控制由Mt+2,i直接控制的非人力资产At+2,i经过这种传递关系,t层级的管理者Mt,i能够间接控制t+2层级的管理者的决策以及由Mt+2,i所直接控制的非人力资产At+2,i。一般的,我们有: 命题7(非人力资产控制权的传递性命题):在企业管理科层中,t层级的任意管理者Mt,i可以间接控制隶属于同一纵向决策链的t+j层级的下属的决策,进而控制由t+j层级的下属所直接控制的非人力资产,j>0,t+j≤T。 按照我们对非人力资产控制权的解释,可控制的非人力资产越多,控制权将越大。因此由命题7。我们也可获得如下推论: 推论2:t层级的企业成员的非人力资产(直接和间接)控制权随着t的增加而递减。 给定上述与管理科层相匹配的决策控制权层级,我们可以想象,任何个人只要进入企业管理科层,都将由于岗位之间的纵向控制关系而与他人存在控制关系。如果说管理层级的不平等意味着人和人之间的不平等关系,那么处于企业管理科层中的各成员之间其实是不平等的。耐人寻味的是,这种明显不平等的关系恰恰是经过一种貌似自由、平等的市场谈判过程来实现的。这一过程是如何进行的呢? 考虑:层级与t+1层级的成员。我们假设:t层级的成员首先进入企业管理科层,然后根据工作需要招聘t+1层级的下属。在劳动契约的谈判过程中,t层级成员首先开出如下条件:提供t+1层级的成员以某个职位和非人力资产,以及相应的控制权和索取权,但t+1的成员必须完成分配的任务并接受t层级成员的控制;如果t+1层级的成员接受这一条件,则可以进入企业科层;否则,不能进入企业科层。在签约之前,应聘的成员作为自由人,拥有完整的人身权利,不受t层级成员的任何控制,而谈判过程也是自由平等的,任何人可以选择退出。但一旦t+1层级的成员作出承诺,双方签订契约,则t层级的成员便根据契约拥有了对t+1层级的成员的控制,但这种控制并非因为t层级的成员的天生欲望,实是因为企业的管理科层出于分工专业化的考虑,要求t层级成员必须对t+1层级的成员进行控制,双方的谈判实力无论如何都无法改变这种控制,最多只会在其他权利安排上有所调整。当t=0时,上述契约是企业家与第一层级的管理者之间的契约;当t=T-1时,上述契约是基层管理者与工人之间的契约;当0<t<T-1时,上述契约是中层管理者之间的契约。经过这种层级谈判,企业家完成了人力资产的配置,并实现了实际的控制层级。 五、结论 本文以企业管理科层作为背景,探讨管理科层中控制权的配置。我们根据控制对象将控制权划分为非人力资产控制权和人力资产控制权,后者等价于决策控制权。我们的研究表明:企业非人力资产配置取决于管理结构的设计,非人力资产与管理结构之间具有耦合关系;非人力资产控制权依附于管理结构从而具有层级性,并且被捆绑于岗位从而相对独立于个人;由于知识的分散性,决策控制权的配置必然是分散的,任何个人在拥有特定控制权的同时都将获得管理自由裁量权,即分权是必然存在的,这点与管理层级无关;给定企业的管理科层和非人力资产配置,让知识与决策控制权相匹配的最优途径是让知识(人力资产)向相应控制权位置移动,而不是让控制权向知识位置移动;决策控制权的配置依附于管理结构从而具有层级性,程序性决策权被捆绑于岗位从而与个人相对独立,但非程序性决策权则受到个人的强烈影响;在企业管理科层中,控制权具有传递性,某层级的企业成员的控制权随着其层级的增加而递减。 需要指出的是,在上述分析中,我们一直假设企业“稳定且规范运行”。这使得上述结论更多的适用于分工明确、权责明确、制度健全、稳定发展的企业。尤其是等级森严的大企业。但对于创业企业。上述结论也具有启发作用。 责任编校:齐 民 管理科论文:管理科学与工程学科与本科专业协调发展模式研究 摘 要:文章论述了管理科学与工程学科与本科专业的发展概况,并结合当前高校学科建设与专业建设中存在的共性问题分析管理科学与工程学科与本科专业协调发展的必要性,同时对协调发展模式进行探讨。 关键词:管理科学与工程 学科建设 专业建设 协调发展 人才培养、科学研究、社会服务是高等学校的三项基本职能,而高校这三项基本职能需要通过学科建设和专业建设来实现。反映一所高校办学水平的标志是学科建设水平,反映一所高校人才培养的质量和水平高低的则是专业建设水平,学科是“源”,专业是“流”,学科是专业的灵魂,专业是学科的载体,高水平的学科衍生高起点的本科专业,也决定了高水平的本科教学。重视学科建设与专业建设的协同发展,以学科建设和专业建设并重,是提高教育教学质量和办学效益,谋求学校发展,形成办学特色和优势的一项重要工程。管理科学与工程具有学科交叉与知识融合、基础学科与领域的拓展性、理论研究与应用的结合等区别于其他管理学科的特征,因此,该学科与本科专业的协调发展不但有利于实现学科资源的优化和教育体系的完善,而且还对相关学科领域的发展起到辅助作用,进而加强自然科学与社会科学的有机结合。 一、管理科学与工程学科与本科专业发展概况 管理科学与工程是综合运用系统科学、管理科学、数学、经济学和行为科学及工程方法,结合信息技术研究解决社会、经济、工程等方面的管理问题的一门学科。管理科学与工程是国内外研究的热点,管理科学从定性分析趋向定量化研究,从宏观研究逐步深入到微观研究,使管理科学与工程成为一门实证学科。本学科主要从事管理理论的应用研究,其发展趋势是以管理科学为基础,以多学科知识为支撑,利用现代化手段和技术,解决管理中的科学决策及风险研究、管理实践中的理论和方法研究、管理的绩效研究、管理的战略研究等。 20世纪中期在中国管理学界建立与发展管理科学与工程学科,到今天该学科得到了迅速的发展与完善,目前我国有200余所高等院校开设了管理科学与工程类专业。根据国家教育部1998年7月颁布的《普通高等学校本科专业目录》,管理科学与工程学科专业调整情况如表1所示。 由表1可见,管理科学与工程一级学科所属专业是由原工学、理学、经济学、历史学、农学等学科门类调整组合而成,因此目前我国管理科学与工程类本科专业设置与分类情况也比较复杂,学科之间的界定、区分并不十分清晰,经、管、文、理、工等学科门类的院校均开设有本属于管理和工学学科门类的管理科学与工程专业。 二、学科与本科专业建设中存在的问题及原因 我国高校在学科与本科专业建设的实践中,不同程度地存在将学科建设和专业建设割裂开来的现象,主要表现在建设过程中分别立项、分开论证、分部门管理等,尽管有时也要求共建共享,但由于是各自独立实施,很难实现融合,尤其像管理科学与工程这中专业分类复杂的学科,以上问题表现得更加突出。造成这种状况的原因是多方面的,而最根本的原因有两个: 1.高校管理体制及历史原因。我国高等教育专业设置一直处在调整之中,有的院校虽然根据1998年新的专业目录改变了专业名称,但专业培养目标和内容并没有本质的变化,专业设置也仍然保留在原来院系中。另外,国家对高等院校的专业设置往往以一纸文件进行规定,而对于这些高等院校是否具备开设专业的条件以及其培养目标和培养质量是否符合要求等关键指标,却缺乏必要的评价和监督机制,即使有监管制度,也是教育行政的监管,而没有体现社会对专业的评价和监督。 2.学科与专业建设成效失衡。学科建设在内容上更加突出科学研究,而专业建设在内容上更加突出人才培养,学科建设在发展过程中有追求自身的发展、专注科学研究而淡化人才培养职能的倾向。学科建设的成效、成果显性较强,自然更容易得到关注和重视,专业建设的成效更多地体现在人才培养的质量上,具有隐性和滞后性,在学科建设和专业建设上便产生了重学科建设,轻专业建设和将两者区别对待的现象。 以上问题存在于当前大多数学科与专业建设过程中。我们不否认学科建设是站在学科前沿,关注知识的创新和发现,重视高水平的成果,它直接关系学校的声誉和影响力,但我们也应看到专业建设和人才培养质量是高校的生命线,是高校持续发展的基础。因此,我们在正视现实中存在的学科建设和专业建设的问题的同时,更要从战略高度处理好两者的关系,坚定实施学科、专业协调发展策略。 三、管理科学与工程学科与本科专业协调发展模式探索 笔者对管理科学与工程学科与本科专业的特点及发展现状进行分析,结合当前学科与专业建设中的共性问题,探索该学科与本科专业的协调发展模式。 1.树立学科专业协调发展的理念。学科建设与专业建设协协调发展既是高校实现人才培养、科学研究和社会服务的保障,也是高校以教学促进科研、以科研深化教学改革的基本教学原则,更应是高校的一个基本理念。只有学科建设与专业建设互相支撑、形成合力才能有效推进学校办学水平的提高。所以,高校必须树立学科专业协调发展的理念。 2.构建学科专业协调发展的组织体系。一个具有活力的、能有效促进学科与专业之间相互协调与相互支撑的组织环境,对于学科专业协调发展有很重要的作用。为适应高校学科发展的总目标,促进教学与科研紧密结合,这个组织环境应该是“学校―学院(学科群)”组织结构。这种组织以相近学科群和相似专业组织到一个学院,同时以学院为组织实体,对教师和学科群进行统一管理,提高教育资源的使用率,改变目前条块分割、分散办学的局面,有利于相关学科资源的共享。 3.创建学科专业协调发展制度环境。建立富有激励性的学科专业发展制度,促进正激励,抑制负激励,是激发和调动教师的积极性、促进管理科学与工程学科建设与本科专业建设协同发展的重要保障。此外,还要创造优越的科研环境和教学环境等,有效调动教师的积极性,有效促进学科发展,提高人才培养质量的优秀动力。 4.加强专业的特色化。专业特色在本质上就是学科特色,专业的特色化可促进学科知识的丰富与发展。实现专业特色化的主要途径在于专业教师依据一定的学科方向开设相应的本科课程,在教学过程中跟踪学科前沿动态、发现学科问题、拓展新的学科方向,联合师、生深入开展学科研究,通过教学促进学科研究、科研与教学工作相结合来形成专业的特色基础。此外,通过有特色的专业教学培养专业学生的学科方法、学科思维,达到学科的知识创新,也是专业促进学科知识丰富与发展的途径。 5.完善学科专业协调发展评价机制。自我评估是高校自我调整、自我建设学科和专业的“催化剂”,如果不进行自我评估,学校就不会发现学科的问题。对高校来说,随着知识的创新、市场对人才质量的需求变化、人才队伍的老龄化、人才的流失、学科专业课程基础设施的老化,一个优势的学科专业、一门优秀的课程也有可能变成一个弱势的学科专业课程,如果不及时发现,就得不到重点建设和投入,从而赶不上社会经济对学科专业建设的变化与要求,因此要形成制度化、规范化的自我评估制度。建立和完善自我评估的长效机制,使自我评估逐步做到制度化、规范化。 学科建设与专业建设存在天然的联系,两者的良性互动可以有效地解决高校学科建设与专业建设之间的矛盾与冲突,两者的协调发展已成为大多数院校提高办学水平亟待解决的重要问题。因此,作为多学科交叉而形成的管理科学与工程学科,更需要建立促进学科建设与专业建设相互协同的新模式,进而实现该学科的人才培养、科学研究和社会服务的目标。 管理科论文:注重学科交叉创新管理科学 管理科学是研究管理理论,方法和管理实践活动的一般规律的科学。20世纪50年代以后,管理科学得到广泛应用,同许多社会科学学科和自然科学学科交叉、渗透,产生了种种管理学分支。今天,管理科学已经扩展到各个领域,形成了内容广泛、门类齐全的独立学科体系,管理科学已经成为同社会科学、自然科学并列的第三类科学。河海大学杜栋教授近年来在学科建设和学术研究方面提出了许多新观点、新理论和新方法,在信息管理与信息系统。工业工程和管理科学理论与方法等领域取得了一些具有前瞻性和较高学术水平及应用价值的研究成果,并且以第一作者身份,出版著作、教材10余部,50多篇,其中CSSCI和中情所检索期刊论文40余篇。 杜栋,河海大学管理科学与工程一级学科研究生指导教师,信息管理与信息系统特色专业负责人,企业信息化与工业工程学科方向(学术创新团队)带头人,兼统计学学科带头人;中国系统工程学会决策科学专业委员会委员,中国优选法统筹法与经济数学研究会计算机模拟分会常务理事,江苏省现场统计研究会理事。 作为信息管理与信息系统特色专业负责人,他提出了“以信息技术应用为中心”向“以信息资源管理为中心”的学科战略转移观点,其总的指导思想是从“技术导向”向“管理导向”转变。更为重要的是,他特别强调系统科学思想和系统工程方法在信息管理中的应用。他的学术思想和研究方法已在国内信息管理学术界产生了积极的反响。由清华大学出版社出版的《信息管理学教程》已经出了第3版,连续印刷12次。其带领的学术创新团队抓住“企业信息化工程”这一契机,发表了有关企业信息化工程的研究文章20余篇,几年前与合作者在清华大学出版社出版了《企业信息资源管理》。去年,他又在清华大学出版社出版了国内第一本全面介绍企业信息化继ERP,CRM之后的第3股浪潮的《协同管理系统》,反映了其在此领域的研究走在国内前列。 作为企业信息化与工业工程学科方向带头人,他积极开展六西格玛管理与ISO,BPR、ERP、CRM等的关系与集成研究,这是其近年来开辟的创新研究领域,在《数理统计与管理》等杂志上发表了系列研究成果,目的是努力使企业数据化管理与企业管理信息化融合,使研究处于国内领先水平。 作为统计学学科带头人,他把统计学和信息管理与信息系统两个学科专业进行交叉,开展了统计学学科下的统计信息系统学科方向建设,由中国统计出版社出版了全面反映中国国情下统计信息化工作的《统计信息系统》,积极推进统计学学科研究从统计理论和方法向统计技术和手段迈进。 人类总是在不断地与控制问题打交道。然而,从人们对控制问题研究的成果看,迄今为止,对自然科学领域控制问题谈论的较多,而对社会科学领域的控制问题则谈论较少,社会科学领域对宏观经济控制问题研究的较多,以至形成了“经济控制论”,而对微观管理控制问题则研究较少。所以,杜栋认为,应努力建立“管理控制学”。为了加快发展“管理控制学”这一交叉学科,他建议,我国管理科学家、企业管理家和控制论专家要取长补短、互相学习,以使控制论在管理中的应用真正能结出丰硕果实。这是他目前最大的心愿,而他也正朝这个方向不断努力!经过多年各学科交叉的工作积累,和凡事“举一反三”的思考习惯,在已出版的《管理控制论》、《管理控制》基础上,他又在清华大学出版社出版了关于管理控制的“第三部曲”――《管理控制学》,作为管理科学与工程学科研究生的教材。 长期以来,杜栋教授科学研究与教学研究两手抓。他带领出了一支团结协作和拼搏奉献的学术创新团队和教学团队,在青年教师指导和专业人才培养方面,做出了显著成绩。2007年获得了宝钢优秀教师奖。 除了本职工作,他还一直关注着地方经济发展,并且身为在常高校首批科技创新促进者,是常州市制造业信息化示范工程专家。他积极参与常州企业信息化推进工作,积极促进工业工程在常州的开展和应用,尽自己所能为地方科技进步和经济建设服务,走出了一条属于自己的无悔之路! 管理科论文:我校管理科学与工程学科与信管专业协调发展问题研究 摘要:随着社会对人才需求的标准不断提高,国内高校都面临着巨大的就业压力,如何提高学生的实践和就业技能成为我校建设和发展中的优秀问题,为了整合和优化教学资源,提高学校发展和教学的质量和效率,本文结合国内高校的在管理科学与工程学科与信息管理与信息系统(信管)专业建设中的普遍问题,针对我校的具体情况,提出了我校管理科学与工程学科与信管专业协调发展的几点方案。 1管理科学与工程学科与信管专业概述 管理科学与工程学科是我国管理学科中发展最早的学科之一。1978年改革开放后我国的社会、经济与科技发展对科学管理产生了巨大的需求,管理科学与工程学科依托自然科学与工程科学首先发展起来,并在我国经济、社会发展中发挥着越来越重要的作用。 我国管理科学与工程学科已经建立了一支较为成熟的研究队伍。在国内,知识管理、信息技术与管理、风险管理等这些领域是当前学者关注的焦点,可以预见它们仍是未来几年的重点研究领域。信管专业是管理科学与工程学科的重点专业之一,目前全国有五百多所本科院校开设了“信息管理与信息系统”专业,但它又是一个年轻的新专业,其教学内容与课程如何设置,一直是大家争论不休的问题。我校信管专业成立于2000年,目前已为社会培养出优秀的专业人才近1000人,专业的发展也经历了一个漫长的摸索和研究过程。 2管理科学与工程学科与信管专业发展中的问题 我校管理科学与工程学科和信管专业的发展与国内其他高校一样存在着很多共同的问题和不足。 2.1 学科建设不足和差距。 ①学科方向:现有的四个研究方向,优势特色不明显,缺少优势特色学术方向带头人和学科骨干。 ②学科队伍:学科梯队成员职称和学历偏低,硕士生导师人数少,成果水平不高,获奖层次低,没有部级奖励。 ③科学研究:整体科研水平偏低,缺少部级课题,横向课题少,科研经费略显不足,发表高水平部级论文或检索论文数量不多。 ④人才培养和学术交流:研究生招生不景气,招生生源和途径单一,梯队成员参加国内外学术交流次数少,与国内外学术机构联系不密切。 2.2 专业建设不足和差距。 ①师资队伍建设方面:信息管理与信息系统专业建设中,师资队伍建设尚不充分,本专业教师职称与学历层次相对较低,本科学历年轻教师较多。在教师队伍方面专业师资队伍的职称等结构尚欠合理,低职称教师数量偏多。由于年轻教师多,教师具有较高的教学水平和较强的科研能力受到了影响。 ②课程建设方面:受师资队伍高职称教师比例低的制约,信息管理与信息系统专业在课程建设方面尚处于较低层次。 ③教学和科研研究方面:由于年轻教师较多,忙于教学与学历提高,没有形成稳定的研究方向,教学、科研项目与成果缺乏。 3如何促进管理科学与工程学科与本科专业协调发展方案研究 3.1 学科建设方面要采用目标管理,任务分解到人,激励和考核并用,重在队伍建设。 积极开展教学和科学研究工作,创建良好的科研条件,营造浓厚学术氛围,加强学术交流,扩大学科对外影响。发表高水平研究论文的同时,在主要研究方向上,取得一批能够在经济社会发展实际中应用并有显著经济效益的科研成果,进一步重视学科的队伍建设和人才培养,广泛吸引省内外优秀的专家学者专职或兼职从事学科的教学、研究工作。 ①进一步加强学科梯队建设。积极培养、引进高素质人才,选送有潜质和发展前途的青年教师到著名高校进修、培训;鼓励更多的教师攻读硕士或博士学位。逐步形成适合学科发展,年龄、职称和学历结构优化的教学、科研学术群体。 ②积极提高科研水平,加强基础理论的学习和研究。队伍成员要跟踪学科前沿,积极申请部级课题。 ③紧密结合黑龙江省经济社会发展建设需求,加强产、学、研结合,为地方经济建设服务。 ④加大对学科建设的投入力度,改善和加强学科的工作环境和条件。 ⑤积极开展学术交流活动,聘请国内知名专家为我校讲座教授,进行讲学,共同合作承担科研课题;派出人员去国内外著名学校进修提高。 ⑥进一步加强校企联合,完善学科实践基地建设。不断拓展学科实践基地,为学科队伍成员和硕士研究生提供广泛的社会实践舞台,使教师更了解经济社会的需求,使培养的学生更加符合社会需要。 3.2 专业建设方面。 ①制定新的培养方案,加强教学内容与课程体系建设。随着现代科学技术的迅猛发展和经济全球化步伐的加快,社会对人才的需求标准在不断的变化,这就要求专业培养方案既要求具有其相对的稳定性,也要有其灵活性,要根据发展需要和毕业生动态反馈调整完善培养方案,因此,新的培养模式应侧重考虑综合素质的培养,注重创新能力与实践能力的训练,拓宽基础,扩大口径,同时还应有地域特色。课程建设是专业建设的重要内容,为了实现培养目标,本着重视基础课程,加强主干课程,扩大选修课程,突出专业人才培养定位与特色,加强专业课程体系的建设,同时开展与各有关课程配套的教学大纲、教材建设工作。 ②加强师资队伍建设,发挥教师的主导作用。高等教育事业实现可持续发展的关键是建立一支高素质、高水平、责任心强的教师队伍,专业建设的根本也是师资队伍建设,教师的学历、职称、年龄等结构是否合理是反映教师队伍质量的重要指标,从信息管理与信息系统专业现有师资队伍看,教师的学历、职称、年龄等结构还不很合理,还应采取多种途径提高学历层次,通过合理的人才流动引进外校高学历人才调整学缘结构,建成一支结构合理、梯队明显、具有发展潜力的师资队伍,鼓励教师努力提高教学水平与科研能力。 ③加强实验室建设和实践教学基地建设。改革实验室管理体制,构建实践教学体系,更新实验教学内容,增加综合性、设计性实验项目,跟随教师参与科研课题研究工作,进行毕业论文的前期准备工作,提高毕业论文的质量。 管理科论文:试论内容分析方法的管理科学学科发展趋势研究 论文摘要:采用内容分析法,对国内4种管理科学学科权威期刊1998-2007年间的3784篇学术论文进行了统计分析,探析了国内学者在管理科学领域研究重点的发展变化,归纳了国内近10年管理科学研究的热.最领域,描述了管理科学学科在我国的研究发展趋势。 论文关键词:管理科学 内容分析法 文献计量 发展趋势 管理科学是研究人类经营和管理活动客观规律的综合性交叉科学。其学科体系十分庞杂,学科分类标准不一。有些学科偏重于人文社会科学(如经济管理学、工商管理学),有些倾向于自然科学(如运筹学),有些侧重于工程技术科学(如系统工程学)。在我国,管理科学的发展经历了1949~1977年的仿苏初创阶段(计划管理),1978~1993年的重建发展阶段(科学管理),以及1994年至今的繁荣创新阶段(管理丛林)三个阶段。面对新世纪社会、经济、技术和文化的复杂变化,研究管理科学学科的发展趋势和特点,为学科管理和预测提供数据支撑,具有重要的现实意义。然而,对海量文献的规律性研究向我们提出了挑战,为了克服传统实证研究中采用单一文献计量分析方法的偏颇性与局限性,本文将内容分析方法应用于研究中,以探索管理科学学科的发展规律,期望能够为政府、组织和管理学者提供研究支持。 1我国管理科学学科研究现状 我国管理科学学科的发展现状和趋势研究主要有经验研究和实证研究两种方式。郭菊娥等(2004)在分析国内外管理科学研究热点领域及热点问题的基础上,提出了我国管理科学研究的重点问题,给出了管理科学研究的应对策略。汪应洛等 (2005,2006)对我国管理科学与工程学科、工程管理学科的现状及发展进行了深入分析,指明了学科发展的努力方向。 成思危 (2000)指出了中国管理科学的学科结构与研究发展重点。谭劲松(2006)认为国内管理科学研究存在经济学泛化与管理学弱化的现实,管理学者应坚持和世界接轨,从世界级顶尖期刊中看门道,跟着世界的发展行动。黄奇等(2000)指出国内信息管理学科研究中存在定位不明确、研究手段落后、研究视野狭窄等问题,并推荐了网络信息管理、intemet/intranet应用、社会信息化等研究方向。 关于管理科学学科发展趋势的实证性研究,主要是文献计量研究方法。张维等(2006)使用文献计量学方法,以工商管理学科代码为基础,以最近10年各领域发表文章的关键词检索统计为依据,对国内外研究的热点问题进行了分析,就研究热点的形成、发展趋势等方面进行了比较研究。张维等(2006)还通过专家问卷调查,对我国工商管理学科“十一五”期间优先资助领域提出了建议。张玲玲等(2006)基于专家调查问卷,对我国管理科学与工程学科19个研究领域及相关方向进行了统计分析,提出了未来研究发展的若干建议及具体措施。季绍波等hj(2006)通过分析1999-2003年间发表在18种中国代表性学术期刊上的信息系统(is)论文,指出了中国的is研究现状、问题和发展趋势。刘云忠等-1j(2003)对《管理工程学报)1998-2001年刊载的论文及其作者和引文进行了统计分析,揭示了近年来我国管理工程的研究及进展。王亮亮等(2007)运用内容分析方法研究了国内外管理科学学科领域的发展趋势。 综合而言,上述实证研究中的主要特点是.a.单独研究某一个领域的研究多,系统全面研究管理科学整个学科领域的研究少.b.研究得到的粗略结论多,得到的精确结论少;c.采用文献计量方法的研究多,采用内容分析方法的研究少;d.研究得出的热点问题并不一致;e.最近的研究也是针对2005年以前的学术期刊论文进行的,研究结沦的时效性不高。因此,有必要对管理科学学科领域的发展趋势展开进一步的深入研究。 2研究方法与方案设计 2.1研究方法目前对学科发展趋势的实证性研究方法主要有文献计量分析法和内容分析法两种。文献计量法是一种将数学、统计学和文献学方法相结台,研究科学文献的分布结构、数量关系、变化规律的一种定量方法。内容分析法是一种对于传播内容进行客观、系统和定性与定量相结合的描述与分析方法,是一种较高层次的情报分析方法。文献计量法和内容分析法都是以文献的量为研究对象,但二者的理论基础、侧重点有所不同。文献计量法成立的前提条件是文献的可计量性,可以通过计量对文献对应的学科性质和规律进行分析研究;文献汁量法的基本信息处理单元是篇章,它不分解文献内容,而只关注文献篇章之间的关联,这是造成文献计量法局限性的一个原因。内容分析法成立的必要条件是文献的内容特征通过符号群(symbolgroup)体现,可以通过研究符号群的性质和规律对文献的信息内容进行分析研究;内容分圻的基本信息处理单元是符号群,内容分析法关注信息内容,而人类文化与知识主要是用符号来表达的,故以符号群作为信息处理单元应该说是合理的.综合而言,文献计量法是基于数学方法和统计学方法的,而内容分析法是基于推理方法的;文献计量法体系发展成熟,但是分析粒度较粗,而内容分析方法则需要更多的人为介入,研究结果容易呈现较强的主观性;因此二者各有优缺点。 针对上述分析,结合前人研究中存在的问题,本文采用内容分析法对管理科学学科发展趋势进行研究。 2.2研究方案中国教育部的管理学体系由管理科学与工程、工商管理、公共管理、农业经济管理、图书档案学5个学科组成;国家自然科学基金委管理科学部的管理学科体系由管理科学与工程、工商管理及宏观管理与政策3个学科领域组成.其中宏观管理与政策领域包括了教育部的公共管理、农业经济管理、图书档案学3个领域。本文借鉴前人的研究方法,参照国家自然科学基金委管理科学部的项目分类代码指南.将管理科学分为管理科学与工程、工商管理、宏观管理与政策3个大类;其中管理科学与工程分为17个小类,工商管理分为l4个小类,宏观管理与政策分为l4个小类,共3大类45,~-tj,类构成了分析框架,见表l。 与国家自然科学基金委管理科学部的项目分类代码相比,本分类框架作了如下调整:a.将信息系统与管理和企业信息管理合并,列在第一大类;b.将工程管理和项目管理合并,列在第一大类;c.将金融工程和金融管理合并,列在第三大类。 考虑实际情况,本文选择有代表性的管理类期刊,对其刊载的全部学术论文作研究。期刊遴选以国家自然科学基金委管理科学部指定的重要期刊为主,要求期刊是综合性的,并且综合考虑cssci收录的管理类期刊、《中文优秀期刊要目总览2004版》,挑选出4种期刊,即《管理科学学报》、《管理工程学报》、《中国管理科学》、《南开管理评论》。从中国期刊全文数据库(cnki)中对期刊进行全年检索,年代为1998~2007年,共检索管理学术性论文3784篇(不含会讯、消息、信息等非学术论文,增刊论文亦不计人)。对检索到的论文进行内容分析,依据文章的题目、摘要、关键词、引言和结论来推断论文的主题,判断论文所属类目,一篇文章只对应一个大类中的一个小类。 3数据分析与结论 3.1结果信度分析在对论文进行分类的过程中,首先由本文的两位作者分别、独立地阅读每一篇论文的摘要,并判断论文所属类目;然后将两位作者的分析结果进行比较,对有分歧的地方,通过下载并阅读全文,由两位作者共同讨论确定;对少量仍有争议的论文.通过咨询专家意见后最终确定。为了验证主题内容分析的前后一致性,减少主观随意性影响,按2%的比率从文献中随机抽出75篇,按抽出文献的主题内容分析它们的所属学科,对比前面分析结果,有96.3%的匹配度,认为检索结果是可取的。 3.2论文分布与研究重点领域根据对4种期刊各年度各小类发表文章数的分类汇总统计,得到国内管理学科论文分布的大致情况如表2所示,它们是近10年来国内管理科学研究的重点领域。 此外,根据统计数据,在4种期刊中,有部分学科领域近10年的研究论文数量累计不超过10篇,它们是:公共安全与危机管理、农林经济管理、劳动就业与社会保障、卫生管理与政策、财税管理与政策、非营利组织管理、区域发展管理、系统可靠性与管理,它们可以被认为是管理科学学科研究的冷点,值得引起政府、组织和学者们的进一步关注。 3.3学科发展趋势分析对学科类目进行发展趋势分析,需要类目中统计的次数达到一定的数量要求。本文规定该类学科论文在10年间统计总数应超过50篇,共筛选出符合条件的20个学科细类。把符合条件的20个学科类目分成从1998~2007年的10组数据,对它们作归一化处理(篇数除以各年度文章总篇数),然后利用excel的折线图作趋势分析,依据发展趋势可把它们分为平稳增长型、陡增长型、稳定型、波动衰退型、显著衰退型和凸对称型,典型趋势如图1~图6所示(横轴为年度,纵轴为发文数量比率)。 平稳增长型的学科表明是逐步发展成熟起来的,而且近期被关注程度较高;陡增长型学科的近期发展比较迅速,是现在研究的热点;稳定型学科的发展比较稳定,是在研究年代以前就达到了成熟的;波动衰退型的学科表明其发展趋势是逐渐下降的,前期曾经是研究热点;显著衰退型的学科曾经是研究热点,但近期其发展趋势下降非常明显;凸对称型的学科表明它们在研究年代中的一段时期得到了较多的关注,但近期并非热点。20个学科细类的发展趋势分析结果见表3。 3.4研究结论根据本文的统计分析,结合前人的相关研究成果,可以得出以下结论:a.近10年来,国内管理科学研究的重点集中在金融工程与金融管理、物流与供应链管理、数量经济理论与方法、战略管理、管理系统工程、企业理论、对策理论与方法、信息技术与管理、运筹与管理、组织行为与组织文化、人力资源管理、市场营销、工业工程与管理、宏观经济管理与战略等学科领域。b.数量经济理论与方法、战略管理、企业理论、人力资源管理这4个学科领域长期以来得到了持续的关注,发展比较稳定。c.金融工程与金融管理、运筹与管理、组织行为与组织文化、市场营销、知识管理、公司理财与财务管理、创新管理这7个学科的发展趋势良好,总体呈上升趋势。d.管理系统工程、宏观经济管理与战略这2个学科的发展呈下降趋势。e.决策理论与方法、风险管理技术与方法工程项目管理这3个学科曾经得到过重点关注,但如今已不再是热点。f.研究重点并非一定是研究热点。尽管上述学科是研究重点,但从发展趋势来看,信息技术与管理已显著衰退而不再是热点;工业工程与管理也经历了显著衰退期,不过从统计趋势图上看,近两年的研究又呈上升趋势;而物流与供应链管理、对策理论与方法则是近期的研究热点。g.国内管理科学领域的研究与国外存在显著差异,如:运筹与管理、组织行为与组织文化、市场营销、公司理财与财务管理这些在国外已比较成熟的学科领域在我国尚处于起步和发展阶段;国外比较重视管理科学的基础研究,而国内在一般管理理论与研究方法论、管理科学和管理思想史、管理心理与行为这些学科领域的研究严重不足;国外的一些研究热点(如知识管理)在国内并没有得到足够重视。 4结束语 本文采用内容分析法,通过对国内4种管理科学学科权威期刊近10年发表的全部学术论文进行统计分析,探析了国内学者在管理科学领域研究重点的发展变化,归纳了国内管理科学研究的热点和冷点,描述了管理科学学科在我国的研究发展趋势。需要注意的是,在借鉴、运用本文的研究结论时应明确以下方面的问题:a.由于国内期刊发表时问的滞后性较严重,因此本文的统计分析和结论并不能完全符合国内管理科学学科发展的真实状况,存在一定的滞后性。b.本文对学术论文的分类方法是一篇论文只能对应一个大类中的一个小类,而更为合理的方法是允许一篇论文对应多个小类。c.由于内窑兮昕方法的丰观性较强,本文的研究结论必然带有一定的局限性,希望更多的学者重复该项研究,进一步验证本文结论的可靠性。 管理科论文:关于我校管理科学与工程学科与信管专业协调发展问题研究 论文摘要:随着社会对人才需求的标准不断提高,国内高校都面临着巨大的就业压力,如何提高学生的实践和就业技能成为我校建设和发展中的优秀问题,为了整合和优化教学资源,提高学校发展和教学的质量和效率,本文结合国内高校的在管理科学与工程学科与信息管理与信息系统(信管)专业建设中的普遍问题,针对我校的具体情况,提出了我校管理科学与工程学科与信管专业协调发展的几点方案。 论文关键词:管理科学与工程;信管;协调发展;学科建设 1管理科学与工程学科与信管专业概述 管理科学与工程学科是我国管理学科中发展最早的学科之一。1978年改革开放后我国的社会、经济与科技发展对科学管理产生了巨大的需求,管理科学与工程学科依托自然科学与工程科学首先发展起来,并在我国经济、社会发展中发挥着越来越重要的作用。我国管理科学与工程学科已经建立了一支较为成熟的研究队伍。在国内,知识管理、信息技术与管理、风险管理等这些领域是当前学者关注的焦点,可以预见它们仍是未来几年的重点研究领域。信管专业是管理科学与工程学科的重点专业之一,目前全国有五百多所本科院校开设了“信息管理与信息系统”专业,但它又是~个年轻的新专业,其教学内容与课程如何设置,一直是大家争论不休的问题。我校信管专业成立于2000年,目前已为社会培养出优秀的专业人才近1000人,专业的发展也经历了一个漫长的摸索和研究过程。 2管理科学与工程学科与信管专业发展中的问题 我校管理科学与工程学科和信管专业的发展与国内其他高校一样存在着很多共同的问题和不足。 2.1学科建设不足和差距。 ①学科方向:现有的四个研究方向,优势特色不明显,缺少优势特色学术方向带头人和学科骨干。 ②学科队伍:学科梯队成员职称和学历偏低,硕士生导师人数少,成果水平不高,获奖层次低,没有部级奖励。 ③科学研究:整体科研水平偏低,缺少部级课题,横向课题少,科研经费略显不足,发表高水平部级论文或检索论文数量不多。 ④人才培养和学术交流:研究生招生不景气,招生生源和途径单一,梯队成员参加国内外学术交流次数少,与国内外学术机构联密切。 2.2专业建设不足和差距。 ①师资队伍建设方面:信息管理与信息系统专业建设中,师资队伍建设尚不充分,本专业教师职称与学历层次相对较低,本科学历年轻教师较多。在教师队伍方面专业师资队伍的职称等结构尚欠合理,低职称教师数量偏多。由于年轻教师多,教师具有较高的教学水平和较强的科研能力受到了影响。 ②课程建设方面:受师资队伍高职称教师比例低的制约,信息管理与信息系统专业在课程建设方面尚处于较低层次。 ③教学和科研研究方面:由于年轻教师较多,忙于教学与学历提高,没有形成稳定的研究方向,教学、科研项目与成果缺乏。 3如何促进管理科学与工程学科与本科专业协调发展方案研究 3.1学科建设方面要采用目标管理,任务分解到人,激励和考核并用,重在队伍建设。 积极开展教学和科学研究工作,创建良好的科研条件,营造浓厚学术氛围,加强学术交流,扩大学科对外影响。发表高水平研究论文的同时,在主要研究方向上,取得一批能够在经济社会发展实际中应用并有显著经济效益的科研成果,进一步重视学科的队伍建设和人才培养,广泛吸引省内外优秀的专家学者专职或兼职从事学科的教学、研究工作。 ①进一步加强学科梯队建设。积极培养、引进高素质人才,选送有潜质和发展前途的青年教师到著名高校进修、培训;鼓励更多的教师攻读硕士或博士学位。逐步形成适合学科发展,年龄、职称和学历结构优化的教学、科研学术群体。 ②积极提高科研水平,加强基础理论的学习和研究。队伍成员要跟踪学科前沿,积极申请部级课题。 ③紧密结合黑龙江省经济社会发展建设需求,加强产、学、研结合,为地方经济建设服务。 ④加大对学科建设的投入力度,改善和加强学科的工作环境和条件。 ⑤积极开展学术交流活动,聘请国内知名专家为我校讲座教授,进行讲学,共同合作承担科研课题:派出人员去国内外著名学校进修提高。 ⑥进一步加强校企联合,完善学科实践基地建设。不断拓展学科实践基地,为学科队伍成员和硕士研究生提供广泛的社会实践舞台,使教师更了解经济社会的需求,使培养的学生更加符合社会需要。 3.2专业建设方面。 ①制定新的培养方案,加强教学内容与课程体系建设。随着现代科学技术的迅猛发展和经济全球化步伐的加快,社会对人才的需求标准在不断的变化,这就要求专业培养方案既要求具有其相对的稳定性,也要有其灵活性,要根据发展需要和毕业生动态反馈调整完善培养方案,因此,新的培养模式应侧重考虑综合素质的培养,注重创新能力与实践能力的训练,拓宽基础,扩大口径,同时还应有地域特色。课程建设是专业建设的重要内容,为了实现培养目标,本着重视基础课程,加强主干课程,扩大选修课程,突出专业人才培养定位与特色,加强专业课程体系的建设,同时开展与各有关课程配套的教学大纲、教材建设工作。 ②加强师资队伍建设,发挥教师的主导作用。高等教育事业实现可持续发展的关键是建立一支高素质、高水平、责任心强的教师队伍,专业建设的根本也是师资队伍建设,教师的学历、职称、年龄等结构是否合理是反映教师队伍质量的重要指标,从信息管理与信息系统专业现有师资队伍看,教师的学历、职称、年龄等结构还不很合理,还应采取多种途径提高学历层次,通过合理的人才流动引进外校高学历人才调整学缘结构,建成一支结构合理、梯队明显、具有发展潜力的师资队伍,鼓励教师努力提高教学水平与科研能力。 ③加强实验室建设和实践教学基地建设。改革实验室管理体制,构建实践教学体系,更新实验教学内容,增加综合性、设计性实验项目,跟随教师参与科研课题研究工作,进行毕业论文的前期准备工作,提高毕业论文的质量。 管理科论文:组织管理科层制度研究 编者按:本论文主要从管理与激励;科层与激励制度化趋势及其批判;非制度化激励的存在及其意义等进行讲述,包括了激励制度的设计乃是基于一种组织管理中的理性主义的考虑、激励的制度化为激励工作有一定的规则可循,减少了管理工作的不可预期性和无序性、激励是管理者的一项重要的工作等,具体资料请见: 摘要:组织管理的任务就是寻求有效地实现组织的目标,因此激励组织成员为实现组织目标而进行高效地工作就成为组织管理的重要内容之一。随着组织的发展,官僚制(科层化)的倾向开始渗透到组织的方方面面,与此同时,组织管理中的激励也往往表现出过度制度化的趋向,从而使激励达不到应有的效果。庆幸的是,组织管理中常常存在着非制度化的激励,这种激励形式可以弥补过度制度化的激励之不足,因此组织管理者应该意识到这种形式激励的存在并在组织管理中灵活有效地加以运用,以达到有效实现组织管理目标的目的。 关键词:组织管理;激励;科层;制度化;非制度激励 一、管理与激励 切斯特·巴纳德认为组织实质上是由个人组成的合作群体,个人总是为了实现一定的目标或完成一定的任务而聚在一起形成组织,而组织一旦形成便是一个存在的实体,它只为其目标而存在,因此如何促使组织中的成员积极地为实现组织的目标而工作进而实现其个人的目标就成为组织管理的中心问题之一。从某种程度上讲,管理就是有效地运用激励的手段,激发组织成员为实现组织目标而工作,激励成为组织管理的中心活动之一。在组织管理中存在着多种形式的激励,比如物质形式的激励手段、精神形式的激励手段等,但无论何种激励它的理论基础都是基于满足人的需要,从早期的需求层次理论、X理论和Y理论、激励-保健因素理论到后期的ERG理论、目标设置理论、强化理论、公平理论等无不认为,“激励是去做某事的意愿,并以行为能力满足个人的某些需要为条件”。因此,了解组织成员的需要进而采取有效的手段去满足他从而激发其努力工作的意愿就成为组织管理者的任务之一。组织管理者必须认识到,人与人之间存在着巨大的差异,这种差异可能导致人与人之间的需要也表现出众彩纷呈的状态,因此激励的手段与形式也必须表现出因人而异的灵活性与适应性,在实践中就表现为多种激励制度的存在。 二、科层与激励制度化趋势及其批判 韦伯在讨论组织类型的时候,认为以正规形式的法律以及对于掌权地位的人依据法律所的命令的信任为基础的“合理化——法律化”的组织,是在现代社会中占主导地位的权威制度,这种制度就是官僚制,这是一种经过“精心设计的”、“合理的”制度,并且他认为在现代社会中,官僚制是一“普遍化”的趋势。官僚制对组织的渗透,就是组织结构的科层化、职务分工的专门化、组织运作的公文化等。这对于组织管理中的激励的影响就是激励的制度化。所谓激励的制度化,是指激励的形式、手段、方法以及激励的条件、情境都以组织的规章制度的形式加以严格的规定,其表现就是出现纷繁复杂的有关激励的规章条文。这种制度化的激励给组织的管理工作带来了规范性、稳定性和合理性,组织成员对自己的行为结果表现出一定程度的可预期性,从而调整行为以符合组织的规则。然而当这种激励的制度化倾向过分严重时,其消极的一面就暴露无疑,表现为激励工作的机械化、僵硬化,缺乏灵活性,不能及时地满足组织成员的需要,而且还容易造成管理者与被管理者之间的冷漠感,激励达不到管理者所期望的效果。RalphP.Hummel教授认为官僚制的特征是:(1)在社会层面,官僚制处理的是案例而不是人;(2)在文化层面,官僚制的目的在控制与效率,而不是正义、自由等;(3)在心理层面,官僚制是一新的人格形态,无头脑、无灵魂;(4)在语言方面,官僚制目的在于形塑和告知而不是沟通;(5)在认知层面,官僚制只用有逻辑的方式来思考,而不是依据逻辑和有意义的方式来思考;(6)在政治层面,官僚制是一控制机构渐渐地统治社会、政治和政府。因此他认为官僚制改变了人类的行为方式,它“以理性组织化的行动使每个人都遵循由上而下制定的目标和意义,取代了一般的社会互动,以及每个人经由彼此相互界定的意义而行动”。基于这些认识,可知官僚制对组织的渗透使得组织管理中的激励工作充满了理性化的色彩,片面地追求控制与效率,不注重沟通与上下级的互动,注重形式化与程序化。因此对制度化的激励的批判包括从其所具有的理性主义色彩、单向性和形式化与程序化等几个方面展开。 首先,激励制度的设计乃是基于一种组织管理中的理性主义的考虑,它把个人当作一种理性的动物,在管理中他的行为表现出一定的可计算性,个人的需要有着稳定性并能被管理者所掌握。因此在激励制度的设计中,组织成员只是作为一种理性的动物而存在,他的需要必须服从组织的要求,他的需求被解构成几个独立的存在物,人是由这几个独立的存在物所支撑起来的理性物体,只要给予一定的刺激,就能焕发出工作的积极性,以符合组织发展的需要。这种认识上的片面性使得制度化的激励仅仅考虑了人的理性的一面而没有顾及到非理性的一面,不可避免的会在实际工作中造成种种误差。其次,制度激励往往注重形式化,其突出的表现之一就是在组织中形成一系列关于激励的、用规范性语言文字所表述出来的规章、条款,于是关于激励的内容与手段变成了一堆的符号,构成了需要加以解读的文本,对这一文本的正确解读成为将制度化的激励付诸实施的关键。然而不同的管理者由于各种原因及条件的限制,对同一文本的解读会产生偏差。同时文本的解读需要联系一定的语境,对于语境的正确把握也决定了对文本的正确理解,而管理者很可能没有太多的精力去在具体的语境中解读文本,这样一个结果会导致文本与语境的脱节,管理者倾向于玩弄一些符号游戏,而顾及不到受激励者的真正需要,从而达不到激励的效果。再次,对于制度化激励注重程序化来说,激励手段的运用和激励行为的产生依赖于程序的运作,往往产生时滞性,不能及时满足受激励者的需要,而且过多的程序动作也会使激励产生偏差。同时,其追求效率与精确的结果是无法适应变化的环境以及人和事。最后,科层化组织的单向性特征使管理者与成员无法形成有效的沟通,管理者无法了解成员的实际需要,其激励行为也就很难做到有的放矢。另外一个方面对官僚制的批评是“……压抑人的个性和创造力发展的现代工业社会组织表现为官僚制形态”。作为僵硬的制度化激励不能对组织中的创新活动给予支持与引导,往往扼杀组织中的创新活动,而创新是一个组织的生命力所在,没有创新组织很难发展下去,这是需要组织管理者加以关注的一个重要事实。 三、非制度化激励的存在及其意义 激励的制度化为激励工作有一定的规则可循,减少了管理工作的不可预期性和无序性。同时制度化的激励有着种种的不足,这需要在管理中加以克服。对于制度或规范的设计来说,其内容越具有一般性、越具有普遍性,其适应的范围就越广泛,就越具有很强的灵活性。建立在个人的需要之上的激励,由于个人需要的多样性和层次性,不可避免地要采取灵活的、适应多变情境的形式。因此,在复杂和变化着的组织管理中,作为一种激励制度的设计,不允许过于琐碎,过分细化,只能设计一些原则性、规范性的制度,以指导激励工作开展与进行。于是作为灵活多变的非制度性激励便在组织的管理工作中占据了重要的位置,它不过分依赖于某个规章条款,它没有固定的形式与内容,它完全由管理者视具体的情境和对象作出适当的反应,及时地满足受激励者的需要。它认识到人的需要的多样性、层次性和多变性,并努力地满足这些需要以激发组织成员的动力。与制度化激励注重形式相比,它更注重激励的内容和结果,一旦发现某种激励形式无效或效果不明显,它将灵活地更变为其他的形式,并不断地积累经验。关注于非制度激励的管理者必须挣脱官僚制的束缚,把管理的对象从案例扩大到人和案例并重,他必须注意到管理中所存在的非理性因素,他不仅要追求效率也要关注成员的心理感受。激励的有效性基于对人的需求的正确认识上,也取决于管理者对成员需求的恰当把握上。在整个管理科学的发展上,对人的全面认识有着一个过程,在泰罗的科学管理时期把人看作是消极被动的、机械的、只有物质方面的需求,因此往往采取控制、惩罚和威胁的“反激励”的手段。在行为科学时期,认识到人不仅有物质上的需求还在追求精神上的享受,人是一个“社会人”,因而从此以后对人的激励采取多种的形式,正激励与反激励、物质激励与精神激励并存。非制度激励注意到人是作为复杂的“社会人”而存在,它注意到决定个人动机的因素并不是唯一的,经济的、心理的、文化的等都会给人以压力或动力。因此非制度激励以其灵活而补制度化激励僵硬之不足,以其互动性而补制度化激励单向性之不足,以其注重激励的结果而补制度化激励注重形式和程序之不足,以其及时而补制度化激励迟滞之不足,以其对具体情境的重视而补制度化激励的标准化之不足。 总之,激励是管理者的一项重要的工作,它宜“因人而异,因时而变,因事而改,并无一成不变的定则可循”,完全要管理者视具体的情境加以灵活的运用,方见奇效。
机械手设计论文:基于PLC控制机械手基本设计 摘 要:本文结合机械手的工作过程原理和控制要求,设计了基于PLC控制的机械手,重点介绍了控制系统的设计思路、PLC的选择以及PLC程序设计。 关键词:可编程控制器(PLC) 机械手 控制 一、机械手的工作过程及控制要求 1.机械手的基本结构 机械手是一个水平、垂直运动的机械设备,有上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构,机械手的动作由气动缸驱动,气动缸由相应的电磁阀来控制,电磁阀由PLC控制驱动执行元件完成,能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。图1-1为机械手简图,其中 1-执行气爪,2-水平伸缩气缸,3-旋转轴,4-竖直气缸,5-底座,6-工件。 机械手的基本结构由感知部分、控制部分、主机部分和执行部分四个方面组成。采集感知信号及控制信号均由气动缸驱动。主机部分采用了标准型材辅以模块化的装配形式,使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。由于采用了模块化拼装结构,可组成立柱型气动机械手、门架型气动机械手及滑块型气动机械手,及其它各种类型的机械手。气动机械手具有三个自由度,即水平(Z)方向自由度、垂直(Y)方向自由度和旋转自由度,并可以采用多种灵活的控制方案。 2.机械手的控制要求 根据要求:机械手初始位置在原点位置,每次循环动作都从原点位置开始,完成上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制,并能实现手动操作和自动操作方式。当机械手在原点位置下启动按钮,系统启动,左传送带运转。当光电开关检测到物品后,左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图,如图2-1所示。 机械手的操作方式分为手动操作和自动操作,自动操作又分为单周期操作和连续操作方式。 2.1 机械手的自动运行: ① 下降:② 加紧工件:③ 上升: ④ 右移: ⑤ 下降:⑥ 放松工件:⑦ 上升: ⑧ 左移:⑨ 回到原位又开始新的工作循环周期。 2.2 机械手的手动运行 手动运行是指机械手的上升、下降、左移、右移及夹紧操作通过对应的手动操作按钮控制,与操作顺序无关。 二、机械手PLC控制的设计 1.设计思路 考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。 送料机械手的动作示意图如图3-1 所示。启动控制有2种,1个由启动开关安装在现场,1个由通过组态王软件控制。在控制面板上,安装一个档位开关,分手动和自动两大档位,手动挡包括调试和回原位两档,自动挡分单步、半自动和全自动三档,要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。 2.PLC的选择 该机械手的控制为纯开关量控制,且所要的I/O点数不多,因此选择一般小型抵挡机即可。由于所要的I/O点数为15/6点,考虑到机械手操作的工艺固定,PLC的I/O点基本上可不留裕量。 由于不同记性的PLC,其I/O点的编号不同,因此应根据所选择的机型,对PLC的I/O点分配编号。如图所示的编号。 3.PLC程序设计 为了便于编程,先绘制出整个控制程序的结构框图,如图3-1所示。 在该结构框图中,当操作方式选择开关置于“手动”时,输入点X407接通,其输入继电器常闭接点断开,执行手动操作程序。 由于手动程序和自动程序采用了跳转指令,因此在着两个程序段可以采用同样的一套输出继电器。 用移位器编程:由于自动操作的控制比较,不容易直接设计出梯形图,因此可以先画出自动的操作流程图,用以表明动作的顺序和条件,如图3-2。 图3-2中,矩形方框代表完成某一动作的控制程序,方框之间的箭头线用以表示程序的转换,箭头线上的小横线用以表示转换的条件。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限开关,输入点X402和X404接通,产生原点指示输出。 根据自动操作的流程图,就可以设计自动操作的梯形图如图3-3所示。 梯形图的控制原理: 3.1连续及单周期操作 在连续及单周期操作方式下,单步输入点X410断开,输入继电器X410常闭接点闭合,将位移寄存器的位移输入直接接入输入端。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限位开关,输入点X402和X404接通,Y435接通,原点指示灯亮。 ① 按下起动按钮,M120接通并自保,移位器数据输入端接通,M100置“1”,Y430接通,下降电磁阀得电,机械手下降。 ② 下降到底碰到下限位开关时,输入继电器X401接通,Y430断开,下降停止,同时产生移位信号,将M100的“1”态移到M101。M101的常开接点将Y431接通,夹紧电磁阀的电,机械手夹紧工件,T450开始计时。同时,M101的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开,使M100置“0”。 ③T450延3s后,其常开接点闭合,产生移位信号,将M102置“1”,M101置“0”。M102的常开接点将Y432接通,上升电磁阀得电,机械手上升。同时,M102的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ④上升到顶碰到上限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,上升停止,同时产生移位信号,将M103置“1”,M102置“0”,M103的常开接点将Y433接通,右移电磁阀得电,机械手右移。同时,M103的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ⑤ 右移到位碰到右限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,右移停止,同时产生移位信号,将M104置“1”,M103置“0”。M104的常开接点闭合,若此时右工作台无工件,则光电开关因露光而导通,其常开接点使输入继电器X405接通,Y430再次接通,机械手下降。同时,M104的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。若右工作台有工件,则光电开关因遮光面断开,X405断开,Y430不能接通,机械手暂停等待。 3.2设计小结 机械手采用PLC控制技术后,操控简便,系统线路简单,系统运行稳定,大大提高了系统的自动化程度,提高了控制系统的可靠性,同时还能根据不同用户的需求对其功能进行扩展,提高了工作效率及检测准确性。 机械手设计论文:三菱PLC控制的机械手系统设计 摘 要:由于气动机械手具有结构简单、成本低,控制方便等优点,并可以根据各种自动化设备的工作需要,按照设定的程序工作,因此它在自动生产设备和生产线上被广泛应用。由于企业需要对变送器进行高低温补偿,针对公司现有的提供补偿所用的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上。在详细研究了气动机械手的结构、动作循环及工作原理之后,根据该气动机械手的工作流程,设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手操作气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。 关键词:机械手;PLC;控制系统 一、机械手的单个工作流程 机械手移动到传送带B工件处夹紧工件――将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置五个过程完成,机械手通过三菱PLC来控制,可实现这五个过程全自动依次运行:A)械手移动到工件B处:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带B)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;B)工件移动到指定位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带A)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;)C夹放工件:通过夹紧/放下直流电机的正转来控制,夹紧工件通过定时器来控制,即凭经验设定一个时间(本系统设为55),在这个时间内机械手能完全夹紧工件;D)放下工件:通过夹紧/放下直流电机的反转来控制,通过松限开关来控制;E)机械手回到初始位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到初始位置处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制。 二、机械手的操作方式 机械手的操作方式可分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期和连续操作方式。(1)手动:用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制,如:当选择上/下运动时,按下起动按钮,机械手上升,按下停止按钮,机械手下降;当选择左/右运动时,按下起动按钮,机械手左移,按下停止按钮,机械手右移;当选择夹紧/放松按钮时,按下起动按钮,机械手夹紧,按下停止按钮,机械手放松,该方式用于机械手系统的“回原位”操作本系统中,可用手动方式用于机械手的初始状态定位,用操作面板上的按钮来点动执行相应的各动作;(2洋步:每按一次起动按钮,机械手完成一步动作后,自动停止;(3洋周期操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮,机械手自动完成一个周期的动作后,返回原位(如果在动作过程中,按下停止按钮,机械手停在该工序上,再按下起动按钮,则又从该工序继续工作,最后停在原位),本系统采用单周期方式进行机械手的工艺过翟机械手移动到传送带B工件处―夹紧工件―将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置);(4涟续操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮SB3,机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环,在工作中,若按一下停止按钮SB4,则机械手将继续完成一个周期的动作后,回到原点自动停止。 三、C械手气动系统设计 气动机械手硬件系统由四个气缸、三个真空吸盘、限位磁性接近开关、5个两位五通电磁气阀和1个两位两通电磁气阀组成的阀岛、控制面板、接线端子、三菱PLC、按钮开关及指示灯等相关电气元件组成。当按钮开关或磁性接近开关发出信号传递到三菱PLC输入端子,经过三菱PLC程序处理,三菱PLC发出动作控制信号驱动相应主控阀电磁线圈的通断,控制压缩空气的运动方向,使气缸产生对应的动作。要实现前述控制任务要求,其控制部分包括气动回路与三菱PLC控制部分。气动机械手的气压控制回路如图3所示。气源产生压缩空气,经三联件处理后,经两位五通阀和单向节流阀分别进入滑台气缸、回转气缸、悬臂气缸、升降气缸。两位五通阀电磁线圈的通断决定了气缸的动作,比如控制滑台气缸的二位五通阀通电时,滑台气缸本体(缸体)左移;断电时滑台气缸本体(缸体)右移。本机械手选择两位阀,而没有选择具有中位机能的三位阀,主要是为了减少控制信号,减少三菱PLC的输出点数。单向节流阀的作用是调节气缸的运动速度,产生一定的背压缓冲。对真空吸盘吸光盘的过程,当真空发生器通过高压气体时,产生一定的真空度,实现吸光盘,此时,两位五通阀处于通电状态,两位两通阀处于断电状态。对放光盘的过程,要求高压气体先经两位两通阀,通过真空吸盘将吸附的光盘吹落,延迟一段时间后断开真空吸盘的气路,以节约用气量,故要求在两位五通阀通电、两位两通阀断电状态下,两位两通阀先通电,延迟一段时间后,两位五通阀再断电,然后两位两通阀再断电。 四、机械手电气系统设计 应用三菱PLC作为电气控制,可以减化控制线路,降低故障率,实现机械手多种动作线路,具有一定的柔性,也适于教学演示。一般机械手有手动、自动控制之分,手动控制主要用来硬件调试。自动控制中也分单步、单周期、周期循环等工作状态。其控制要求为:按下启动按钮,检测气动机械手是否处于原位,如果不是,按下复位按纽回到原位,如果是,则检测气动机械手处于何种工作状态下,单步意味着每按下一次启动按钮,机械手执行一步动作;单周期指执行一次动作循环,最后回到初始位置;周循环则是机械手重复不断的执行动作,直到按下复位或停止按钮为止。根据机械手的硬件结构,三菱PLC输入信号有:工作状态选择开关输入、启动停止按钮输入、磁性接近开关信号输入、手动开关输入及程序选择开关输入共22个输入点;机械手的输出信号有:驱动4个气缸的电磁阀线圈4个,控制真空吸盘的电磁阀线圈2个,原点指示灯1个,共7个输出点。选择输入点大于22点,输出点大于7点的三菱PLC,可选择三菱的FX2n-48MR。 五、机械手三菱PLC程序设计 气机械手的控制及动作路线由三菱PLC的程序来实现,根据前述要求,该程序框架采用调用子程序方法,在主程序中实现机械手工作状态的选择,子程序实现机械手的复位和动作路线的实现,这种程序框架逻辑清晰,便于阅读与修改扩展,其程序框架如图所示。 在搬运光盘的过程中,光盘会越搬越少,故选择循环动作工作状态时,每次机械手下降的行程会逐渐增长,故程序中没有使用升降气缸的伸出限位开关来反馈位置信号,而是以三菱PLC的软时间继电器设置合适的延迟时间来代替,当光盘被搬空时,升降气缸伸出限位开关被触动时,机械手就自动复位,回初始位置。 结论 气动机械手具有结构简单、易于控制、成本低等特点。针对公司现有的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手,将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上,实现了变送器的高低温补偿系统。并设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用了多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手使用气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。本设计提高了生产的速度,减轻了工人的劳动强度,节约了人力资源,具有很强的实用性。 机械手设计论文:关于PLC控制的智能机械手设计探究 摘要:本文重点就PLC控制的智能机械手进行了设计,所设计的取料机械手通过机械、气动、电气和PLC控制系统的综合设计,可以广泛应用于各大行业的取料领域,实践表明,该系统可以快速、准确的对控制要求做出反应,具有可靠性高、灵活性强、稳定性好,可大大提高生产效率。 关键词:PLC控制;智能机械手;设计 智能仿生机械手用智能手机的iOS应用程序进行控制的一款灵敏系数很高的一种仿生手。2013年帕特里克・凯恩成为英国首位装配智能仿生手的人。这款机械手名为i-limb,可以用智能手机的iOS应用程序进行控制。帕特里克还能控制5个独立供能的手指,其中大拇指还能旋转。该款机械手是苏格兰触摸仿生(Touch Bionics)公司的最新产品。目前,在国内大部分中小型轴承加工企业中,轴承毛坯的冲压、冲孔加工仍靠人工完成,不仅劳动强度大、生产成本高、效率低,而且还存在着安全隐患和产品质量问题;再加上大部分企业车间布局不统一,难以同时满足所有企业的自动化需求。因此,基于上述问题,设计一种用于轴承加工的智能机械手势在必行。 一、智能机械手的结构 智能机械手的总体装置分为两道工序,一道工序专门用于上料,主要包括气动手指、上料垂直气缸、上料伸缩气缸;一道工序专门用于下料,主要包括翻转机构、旋转平台、下料伸缩气缸。两道工序互不干涉,相对于上下料由一道工序完成的机械手,大大节省了时间,提高了效率。在机械手上装有两个红外光电开关,一个开关用来检测是否有料,若有料,机械手就按照指令一步一步动作,完成轴承毛坯的加工,若没料,机械手会等待毛坯到位之后再动作;另一个开关是用来检测冲杆是否将工件带起,若没带起会发出警报,等待工作人员处理。主要元件功能如下:气动手指实现工件的夹紧和松开,装有夹位、松位限位开关;上料垂直气缸实现上升和下降动作,装有上位、下位限位开关;上料伸缩气缸控制机械手的伸出和收缩,实现工件的上料动作,装有前位、后位限位开关;翻转机构用于工件的接取,翻转气缸动作将工件翻转掉到指定位置;旋转平台通过步进电机实现顺时针、逆时针的旋转,装有左侧、右侧限位开关。 二、智能机械手工作过程 气动手指和气缸均由220 V单电控二位五通电磁阀控制,电磁阀通电,气缸伸出、手指夹紧;电磁阀断电,气缸收缩、手指松开。将流量阀分别装在气缸和手指的进气口和出气口,通过流量阀控制气体的流量和速度,来调节舛手指和气缸的动作速度。初始状态:气动手指松开,上料垂直气缸、上料伸缩气缸、下料伸缩气缸、翻转气缸都处于收缩状态。工作过程为:(上电)回原点(启动) 工件到位上料垂直气缸下降气动手指夹紧工件上料垂直气缸收缩伸缩气缸伸出斗气动手指松开伸缩气缸收缩压力机冲压工件,同时下料伸缩气缸伸出下料伸缩气缸收缩旋转平台逆时针旋转900翻转气缸伸出旋转平台顺时针旋转900,同时翻转气缸收缩,如此循环。 三、 PLC控制系统的设计 (一)PLC控制系统 分析生产过程的工艺要求,确定控制系统要实现哪些功能要求;进行控制器、L / O模块、电源模块、控制模式、数据通信模块、通信模式的选择;确定数字量、模拟量输人、输出点的个数,列出PLC输入输出分配表;画出控制柜接线图,根据接线图进行现场接线;根据顺序功能图编写程序进行调试,若是程序问题修改程序,若是硬件问题解决硬件问题,直到调试成功。 (二) PLC软件设计 系统设有手动、连续、单周期、单步和回原点三种工作方式。机械手为初始状态时称为系统处于原点状态,在进入手动、连续、单周期和单步工作方式之前,系统应处于原点状态。机械手从初始状态开始,到夹紧工件、接到工件并将其放到指定位置的过程称为一个工作周期,在自动工作方式下,按下启动按钮,机械手反复地工作,但按下停止按钮机械手并不会立即停止工作,而是完成一个周期的工作后返回并停留在初始步。单步操作常用于系统的调试,在单步工作方式下,按下启动按钮系统只完成一步的动作,再次按下启动按钮,系统接着完成下一步动作。对于本系统而言,当接通I0.3时,系统进入单步工作方式,按一下启动按钮,上料垂直气缸下降,再按一下启动按钮,手指夹紧工件,如此一步一步的动作。连续工作方式的顺序功能图如图1所示,将选择开关打到连续工作方式位置,I0.1为1状态,系统进入连续工作方式。MO.5为原点条件,在初始步为活动步的情况下按下启动按钮I0.5,红外光电开关检测是否有料,若有,则I2.3为1状态,M2.O变为1状态,上料垂直气缸下降。同时,控制连续工作方式的线圈M0.7“通电”并自保持。 (三) PLC控制步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 四、结束语 本文介绍了一种基于PLC控制的工业取料机械手,设计了取料机械手的机械结构和气动系统,并给出了PLC控制系统的软硬件设计和步进电机运行速度控制设计,该系统应用于各大行业,具有稳定可靠的性能,提高了生产效率。 机械手设计论文:机械手PLC控制设计 摘要:基于PLC控制的机械手具有显著的优点,已经成为工业自动化生产的不可缺少的关键技术。本文通过借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了相关模拟仿真和设计。在对机械手液压机构进行了深入的分析的基础上,认为机械手的设计需要考虑回转原点、点动控制和自动化控制三个因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制系统设计提供借鉴意义。 关键词:PLC;机械手;控制 随着工业机械手的广泛应用,其已经成为自动化控制领域的重要技术。在制造业不断发展的今天,机械手一方面可以代替人工进行生产线的作业,另外一方面机械手可以按照实际生产工艺的要求,按照一定的时间和程序设置来完成工作的卸载和传送。机械手的广泛应用可以大大的提高劳动生产率,加快我国制造业的转型与升级。如果机械手采用传统的继电器进行控制,则会直接造成系统原件比较繁杂、稳定性差以及出现故障概率高的特点。随着PLC技术的广泛应用,通过使用PLC来设计机械手的控制系统,可以保证较高的可靠性和较低的故障率,使用起来也相对简单。本文通过采用可编程控制器PLC来实现机械手的控制系统设计,使得控制过程精确可靠,使得在实际生产过程中变得明确和清晰。 1 机械手机构的液压系统分析 本文的机械手设计案例以锻造车间的机械手为例,该机械手处在高温的操作环境之中,机械手所要实现的功能就是将高温的锻件棒材加持到锻造工位的传送带上。实现对棒料准确的搬运,替代人工操作,改善工作环境。机械手的液压系统主要包括了液压驱动、手臂的升降和收缩等系统,再加上液压马达。液压换向回路使用三位四通阀进行控制。在机械手设计的过程中应该考虑以下几个方面的问题:(1)锻件的重量较大,机械手应该具备较大的夹紧力。同时工件在移动的过程中还会出现较大的惯性,保证工件不会脱落。(2)机械手的手指应该具备一定的夹角,手指的开闭角直接影响着工件能否顺利的加持到锻造工位上,对于手指的开闭幅度具有严格的要求;(3)机械手应该保证工件在搬运过程中的准确定位,必须要根据锻造工件的形状来选择机械手手指的形状;(4)由于锻件处在高温状态,在加持过程中应该保证机械手具有较高的强度,另外机械手的结构应该尽量紧凑,使得机械手的重心能够维持在手臂的回转轴线上。(5)在机械手设计的过程中,应该考虑到被抓工件的要求。如果是圆柱形锻件,则应该考虑使用V型手指,圆球形的工件考虑采用三指状的手指,方便加持工件。对于那些表面质量要求比较高的工件,应该在机械手的手指上加上泡沫垫片,防止加持部位的损坏。 2 机械手PLC控制系统的设计 2.1 PLC可编程控制器介绍 机械手所使用的PLC控制器主要包括了CPU、信号输入模块、数据输出模块、CPU扩展单元以及编程模块。CPU相当于PLC的心脏,完成对输入信号和数据的处理,将这些数据存储在存储器中。对于输入和输出模块而言,输入的信号主要有分为两个类别,分别为电压信号和电流信号,如果外在的信号比较尖锐,则会造成PLC的CPU损坏。另外为了控制外来的负载的额度,可以通过小型继电器的使用,来实现外来负载的隔离。在PLC中编程器主要是用来检测各种信号的运行状态,一般使用编程器的状况为逻辑输入有误或者需要检修的时候。本文中的PLC电源使用的是24V直流电源或者220V的交流电源,机械手的PLC控制器选择类型为西门子20EDR-1,有两个输入和输出模块,在A/D转换方面选择AD041型号,所设计的PLC框架如图1所示。 其中PLC的基本参数如表1所示。 本系统的输入电流信号范围是5-23mA,对应的十六位进制为0000-1770。用于补码的转换数据范围是3.2-4mA,当输入电流信号小于3.2mA时,断线检测的功能将会被充分启用,并且将数据转化为8000。首先对于模拟信号和数字信号的转换方面,在CPU模块中不能进行量程控制字符的改变,如果需要改变,则必须进行断电后重新操作。 2.2 机械手位移传感器的选择 位移传感器的选择对于机械手的设计具有重要的意义,机械手臂的升降和旋转都需要位移传感器的作用,还应该把位移数据准确的显示在屏幕上,主要目的就是满足机械手臂的位移和速度测定。目前通用的传感器为光栅位移传感器,当传感器的两块光栅的位置发生相对变化时,光敏电阻发生变化,实现了电信号传递,从而转变为位移信号,实现了位移的精确测量。除了直线位移传感器外,还需要安装角位移传感器,角位移传感器的类型为E6W5-2014。最后机械手指在加持工件的过程中,需要安装压力传感器,其中输出信号范围是5-60mA,电源选择24V直流电源。在机械手触摸屏的选择方面,要求有两个,首先就是要内存要大,能够存储较多的数据,分辨率要大和较高的显示亮度;其次PLC触摸屏要有串行通信功能,更好的方便PLC与机械手臂之间的通信。 3 PLC控制系统的程序设计与步进电机选择 3.1 机械手PLC总控制程序的设计 在机械手臂的下降和上升的程序设计中,只是两者的输入和输出的地址不同。在压力检测方面,只有检测到锻件毛坯夹紧以后才可以进行下一步的位移动作,所以首先应该进行压力的检测,实现了压力数值的显示。本文还通过CAE的仿真优化设计,为了进一步实现机械手臂的启停与位移控制,减少PLC控制器的安装面的位置,可以将启动按钮与停止按钮进行合并。同时为了确定机械手臂是处于手动工作模式还是处在连续工作模式,需要进行连续工作模式按钮,可以根据实际的运行情况来调整机械手臂的位置。同时为了保证机械手的正常运行,机械手在每一个工作周期内都要进行初始位置的检验,如果不是回到初始位置,则应该执行回到回转原点的操作。和启动的程序一样,机械手臂工作的运行方式也是通过按钮来实现的,手动按钮可以实现机械手的各种动作操作,从而满足实际生产的需求,只需要对步进电机的脉冲时间进行调整,尽量减少机械手的行程。在经过CAE软件操作的优化的过程中,可以通过以下结果步骤来进行,首先应该对机械手臂的模型进行优化,建立相应的机械传动机构,包括各种零件的设计以及机械手自由度的设计;其次,对机械手的模型进行运动仿真模拟,测试模型设计是否能够满足生产需求;然后细化设计模型,建立设计变量和目标函数之间的关系,得到性能最优的设计参数。本文根机械手的运动要求将机械手的抓取机构进行优化,从而绘制PLC控制流程图,通过对梯形图控制程序的编写,满足了实际生产机械手的工位需求。 3.2 步进电机选择 三相步进电机通常将电脉冲信号转变为角位移信号,步进电机的旋转是依靠角度的不断移动而进行的。通过对电脉冲数量的控制,来实现位移的控制。在步进电机的选择方面,本文采用的是三菱公司的横轴和纵轴位移的机械手升降机构,最大使用电流为3A。另外PLC启动技术的控制与传统的控制技术相比,具有价格低廉和结构简单等优点。现代化的PLC启动技术可以分为感知系统、控制程序、主机CPU部分以及执行机构的设计部分。在使用CAE进行软件仿真模拟的过程中,通过使用锻件的抓取机构为实际性能的优化目标,通过连杆机构的数次优化和坐标位置优化,使得机械手臂的抓紧力由3.5MN转变为20.56MN。通过采用虚拟样机技术可以有效的模拟机械手在实际生产过程中的抓取行为,现夹紧力的不断提高,具有较大的实际成产意义。表2位本PLC系统中A/D转换器的基本参数。 四个自由度的机械手臂的设计具有一定的普遍性和实用性,在PLC控制的模式下,实现锻件从一个位置运送至另一个位置,准确的实现位置定位和完成各项动作。在实际操作的过程中可以通过触摸屏完成各项操作和读取机械手实际的运行状态,包括压力和位移数值等信息,方便对机械手进行很好的控制。 4 结语 PLC控制技术在机械手设计领域中已经得到了广泛的应用,从而使得机械手在工业领域中得到了广泛的应用。本文在分析参考文献的基础上,借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了CAE模拟仿真和设计。首先对机械手液压机构进行了深入的分析,得到机械手控制的三个关键因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制设计提供参考价值 机械手设计论文:面粉包装机械手设计研究 摘 要:面粉包装机的设计和制造是面粉加工行业的一个重要的创新点,具有实力的面粉企业会不断在原有机器上改进工艺,提高生产效率。同时,农机生产企业也会不断提高设备效率,面向小型面粉厂进行推广。 关键词:PLC控制;包装工艺;PID模糊控制 0 引言 对于企业来说,面粉包装的机械化能再提高面粉包装效率的同时大大节省劳动力成本。采用机械化包装的面粉,不仅包装效率极高,且包装的品质十分稳定。采用PLC控制的更加先进和高效面粉包装机械手的设计,是各大面粉厂家进行研发的重点目标,也是小型面粉生产厂家对产业结构升级换代的一个必由之路。 1 主要功能设计 面粉包装机械手需完成指定的工作循环,同时要根据循环过程中的反馈对循环进行协调。具有调节压力、时间、温度和速度的功能,具有质量检测、自动计量计数、完整的安全策略和根据客户需要提供的可视化操作平台等功能。 控制系统由PLC控制确定精度,并可以根据生产要求调节各项系统参数,本系统采用变频调节技术,可以让机械手系统在效率和节约方面调节侧重。总体来说设计包含软件和硬件两大部分,其中,软件控制部分包含的主要内容即对利用智能模糊PID控制结合快速逼近算法实现的封口过程的精确定位研究,结合此项工作进行PLC硬件选型,编写控制程序。如果需要,同时应开发相应的人机界面来实现监控和手动调节功能。硬件部分的设计需:(1)闭环系统的整体设计;(2)电机、变频器、PLC控制器和光电编码器等硬件的选型;(3)根据系统要求,确定系统I/O设备数量,模拟量的通道数量;(4)建立带有说明的I/O功能分配表。 2 设备组成及包装工艺 如图1所示,开机时,电机启动,通过传动机构带动拉膜带匀速转动,该速度可根据包装规格调整。拉膜外侧是高弹力胶带,内侧为正向齿形带,这种结构可以极大地加强薄膜与皮带的摩擦力,包装材料随着机械手运转向下运动,经过纠偏槽到达成型机,这样就可以对其进行桶状处理,进而加热、加压和纵向热封。 封构机在运行前回到原始位置,包装材料色标达到传感器时,传感器启动横向封口电机,每个封口器都有前后两部分组成,且采用弹簧链接。在工作循环中,两个横向封口机构能够进行互相挤压产生一定的R缩行程,采用这种设计,使两个横封头的回转中心的中心距小于两者的回转半径和。竖直方向上封口机的运动会完成包装袋的横向热封和切断,同时,启动计量螺杆,横封机构回位,等待传感器采集的下一个色标指令。 关于包装工艺,主要涉及供料、横向封装、纵向封装和切断四个方面。本设计主要以各类传感器输入和异步电机通过PLC的控制配合,将生产需求转化为精准控制的过程,达到对生产工艺可控化。 3 PLC设计 首先是确定控制方案和选型。根据统计,本设计系统具有14个开关量输入,7个输出,4个模拟量输入和两个输出,根据I/O点数需求及冗余设计,选择EM232模拟量I/O模块和EM231热电偶PID模块。这样,基本保证了光标检测、手动运行、联锁自动运行、电机速度反馈等。开关量可以控制设备的产品输送管路电磁阀、输送监视系统、横封纵封电机和信号指示系统等。4个模拟量控制热电偶温度输入和横封纵封的加热器温度等。利用MOBUS总线RS485通信调节变频器输出频率控制包装机电机的转速从而达到对工艺的控制。 在此硬件结构基础上,我们开发了手动和自动两种控制模式。手动模式中,操作员跳过PLC主机启停相应异步电机从而达到控制灌装量的目的。控制器、执行器件等开始执行相应循环。同时,操作员操作循环可以保存相关参数,进行自动模式下的循环过程。手动模式的主要目的是调试和修改生产参数。 自动模式中,PLC根据预设参数,自动执行循环包装流程。该模式下,操作员依旧可以通过修改参数干预循环过程,但此过程不打断生产。只需在调整完成后监视生产情况和指示灯,在遇紧急情况是介入停机或采取其他操作。同时,自动模式还具有光标模式,按照给定长度进行封装,无需横向封装的绝对准确。 作者简介:李建伟(1980-),女,河南l辉人,本科,现在鹤壁汽车工程职业学院任教,主要研究方向:机电技术。 机械手设计论文:基于液压与控制技术的机械手设计与分析 【摘要】机械手是模仿人的手部动作,并按要求实现自动抓取、搬运等动作的自动装置。机械手可以在恶劣环境中以及单调、频繁的操作中代替人作业,因此得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置四部分组成,智能机械手还具有感觉系统和智能系统。介绍了工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手,设计了液压回路,对手部材料进行了结构分析,采用了西门子PLC控制其工作过程。 【关键词】机械手;液压;电气 1.机械手机械本体设计 采用了四杆铰链机构,底座与步进电机相连,可沿导轨准确定位,适应于中小轻型物品的搬运和定位放置。分别用3个液压缸和一个丝杠控制,丝杠由电动机驱动,以实现在一个沿x轴的直线行走,一个沿y轴直线行走,一个沿z轴直线行走和一个绕z轴旋转的4个自由度。机械手工作时的运动过程:当货物到达时,机械手系统开始工作,旋转液压缸和伸出液压缸迅速定位到达工件上方,丝杠旋转下降,同时机械手液压缸卸荷,机械手爪张开,机械手到达工件中部,机械手液压缸加压,将工件夹紧。丝杠旋转上升,旋转液压缸开始旋转,伸出液压缸开始收缩,同时步进电机开始向前运动。放置工件时,机械手迅速定位至指定位置的上方,丝杠旋转下降,机械手液压缸卸荷,工件被放入指定位置。 2.手抓夹持面的应力分析 (1)夹持装置的材料特征。手爪夹持装置会频繁地夹持工件,因此,选择了低合金钢。这种钢可塑性好,有着比普通碳素结构钢更高的屈服强度和屈强比的材料。低合金钢还有着较好的冷热加工成形性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向和时效敏感性, 以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。(2)夹持面受力分析。在实际生产应用中安全可靠生产是必须考虑的一个因素,应力分析与位移分析是对整个结构中主要受力部分进行安全系数评估。在应力分析与位移分析过程中,手爪的4个固定孔作为固定面,以手爪夹持工件的面为主受力面,整个分析过程中所施加给手爪的力为100 N,使用的材质是铝合金,最后分析安全系数为 1.5,满足了工作要求。(3)机械手运动学分析。机械手在运动过程中,其运动速度与时间的关系必须要在控制之中,这样才能够准确地计算出其运动的轨迹,在Pro/E的装配中,利用机构来装配其手部,模拟其手部的运动得出运动曲线。由机械手的运动曲线可知,机械手的运动模量变化较为稳定。 3.液压回路的设计 液压机械手的回路(见图2)设计主要由4个回路组成,控制机械手的升降、伸缩、抓紧与放松、回转4个动作,分别由3个直动式油缸和1个回转油缸组成。在液压回路设计过程中,通过两位四通的电磁换向阀控制换向,可以通过调节节流阀的节流口大小控制流量大小,从而控制液压缸运动的速度。此外,为了防止机械手爪误抓住人或其他物体之后造成伤害,在回路中安装了安全阀(溢流阀),当压力达3 MPa时,安全阀打开,所以回路中最高压力不超过3 MPa。液压回路很容易实现自动控制,可以通过PLC来控制换向阀就可以实现自动换向。此外,液压回路可以适应任何恶劣环境,比较容易维护,所以在自动控制中应用越来越广泛。 4.PLC机械手具体系统的主要组成 PLC 液压机械手整个系统主要包括嵌入式微机、端口驱动模块、位置传感器、压力传感器、执行机构。其中的执行机构属于机械手非常重要的组成部分,同时也是机械手内部的主体部分,其中主要包括手腕、手臂以及行走机构等部分。驱动属于执行机构运行重要的传动装置,经常使用的包括液压、气压、电力以及机械传动。控制系统是整个机械手的重要优秀部分,主要是用来支配机械手各种规定的运行程序等,并存储相应的指令信息,按照控制系统具体的内部信息完成指令的分配,在一定条件下还能实现对整个机械手具有的监视作用。 以下主要分析在轮胎自动化生产线中的具体控制。在初始的状态下,]合整个机械手系统,并处于上线转出具体的位置,如果接收到开始的具体控制信号,开始启动所有的电动机并进行正转,利用丝杠运动带动机械手逐渐下降。如果下降具体的行程开关发生断开时,下降交流内部的接触器将会断电,最后使电机的转动最终停止,利用自动减压控制机械手具体的动作开始抓取工件,如果机械手内部的全张油缸使用的开关在完成闭合以后,机械手上升交流内部的接触器被接通,从而使电动机开始发转,完成机械手抓取工件同时并上升的动作。如果到达了上线行程内部具体的开关闭合位置过程中,机械手内部上升交流所在的基接触器发生断电,从而使电动机的转动最终停止,同时等待来自于主控系统发送的主图命令,并将会启动整个液压系统完成转入。由于当机械手开始转动时,半径部分出现了相互重叠的情况,因此,每次都会支持一只机械手完成转入动作。如果机械手全部完成了最终的转入动作,机械手进行同时下降的动作。如果下降放工件具体的行程开关完全接通以后,需要接通机械手内部的电磁阀,使气压系统内部工作得到有效的控制,控制机械手手指最后闭合完成放工件的动作。如果机械手内部闭合阀具有的压力开关实现接通以后,左右机械手将会马上全部闭合,最后完成放胎的动作,同时电动机的反转动作得以顺利的控制,并带动整个机械手开始上升的动作,直到最后达到上线的具体位置,完成机械手最终的整个过程。 5.结语 本文对工业机械手的结构和控制进行了设计。液压技术在该机械手中的应用,使设备更容易实现自动控制和过载保护,整体结构更加紧凑。西门子S7-200 型号的PLC在总控制中的应用,使得机械手在工作时更加稳定和便于控制。 机械手设计论文:PLC基础下气动机械手控制系统的设计研究 摘 要:随着经济和科学技术的不断发展,极大的促进了社会的进步,提高了我国自动化技术技能,使得自动化设备在当下社会会中广泛应用。在社会生产过程中,因为气动机械具有自身的优势,其在应用过程中制造的财务支出较少,设备结构简单,使用较为便捷,具有较好的实际应用性。为了提高手动机械手控系统的实际应用性,提高高手动机械手控系统设计合理性,本文主要基于PLC基础气动机械手控制系统的设计研究,来保证手动机械手控系统设计的有效进行。 关键词:PLC;气动机械;手控制系统;设计研究 0 前言 手动机械手控系统在工业生产过程中,可以提高工业生产的自动化能力,提高工业生产的自动化水平,来促进社会的发展。为了促进手动机械手控系统的长远发展,把PLC技术和手动机械手控系统检修整合设计和应用,增加了手动机、械手控系统的自动化性能,实现工业社会自动化发展目标,因此对PLC基础下气动机械手控制系统设计的研究具有鲜明的现实意义。 1 PLC技术阐述 PLC技术是一种具有可编制性的逻辑控制设备,其在实际运作过程中,可以利用具有编制性能的存储设备来对不同设备和元件,来进行计算,并可以保障计算的逻辑性。PLC技术也可以对不同的程序和系统来进行控制,对不同的设备来进行定时操作,把模拟的数字转化为机械和设备的实际运作指示和口令。PLC技术在系统中,其主要的优秀设备是微处理设备,可以在工业的生产环节应用,突破了传统技术的局限性,实际操作较为便捷和简单,稳定性和可靠性较高,PLC技术在实际应用过程中结合了微处理设备的优势,满足电气装置工作人员的操作需要,满足当下社会的工业生产需求[1]。PLC技术在我国首次应用是在上个世纪的六十年代,随着社会的不断发展,其应用范围不断增加,在当下的中型产品和小型产品[2]。电子产品、纺织领域、印刷环节等等被广泛应用,具有实际应给予价值。 2 PLC技术基础上,对气动机械手控制系统的设计阐述 2.1 顺序和功能的设计阐述 为了保证实际生产作业的合理性,保证生产不同环节的有序性,在进行设计时,要建立在设计顺序和设计功能图纸的基础上来进行设计,可以降低设计的暗度,为初步设计人员提供方便性,提高设计工作人员的设计效率,保证设计气动机械手控制系统在实际应用过程中,具备较高的应用性。顺序图和功能图这一设计方法,可以把具有编程性质的元件与专用的编程元件整合运用,在当下的PLC设计环节应用较为普遍,建立在气动机械手控制系统的运作流程来看,其在实际应用过程中,要保证气动机械手建立在原始点基础上,来进行摆动缸操作,保证其摆动作业、伸出作业的循环作业,保证其自动化的运作到初始点,进行循环的操作[3]。在实际的操作过程中,气动机械手动作以逻辑树的形式来进行,即首先进行根节点的动作判断,是否动作、怎么样动作,完成之后进行下一个节点的动作判断,亦即是否动作、怎样动作,一个连续的逻辑树结构即能够指挥气动机械手完成一系列连贯的移动、屈伸、抓取的动作,实现实际应用的目的。 2.2 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计,首先在设计时要保证其手动的开关与监测的开关是开放的形式,进而保证气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计是,其开关的变化和控制的合理性与单一性。对于气动机械手控制系统的操作形式来说,其要依据开关的选择离开进行选择。如果在实际运作过程中,选择的是具有自动性的操作方法,气动机械手控制系统运作时其没有返回原始状态,要优先利用手动的方法,保证气动机械手返回到初始位置,在进行其他不同环节的操作。对于气动机械手的单周期和自动化操作,其可以利用开关的选择来进行运作。如下图一所示,是气动机械手控制系统的整体设计构建图[4]。 由上图1气动机械手控制系统的整体设计构建图我们可以看出,对气动机械手控制系统的整体设计可以把其划分为两个不同层次,保证每个不同层次可以存放两排,保证每排可以存储四个变送设备。为了保证气动机械手控制系统的整体设计的合理性,保证高温箱和低温箱可以顺利的金融的框架体系中,其在实际设计是,要考虑框架放入变送设备后的重量。在框架的下部环节可以使用轮子来进行设计,保证气动机械手控制系统得知己应用中,可以在工作台上进行自由运作,保证其可以顺利的进入到高温箱和低温箱中。气动机械手控制的变送设备的设计和定位,要依据设计框架的外部大小来进行设计。确保气动机械手控制系统的在完成整体框架的设计后,其可以进行不同工位的运作和搬送,可以良好的进行元件的放置。保证气动机械手控制系统在实际应用过程中们可以便捷的进行加紧作业和伸缩与移动作业,保证气动机械手控制系统的实际应用性,实现气动机械手控制系统的设计最大目标[5]。 3 结论 PLC技术和气动机械手控制系统的结合设计和发展,是社会发展的产物,是科学技术不断进步的结晶,具有时代性的特征,对当下社会的生产和生活具有较大影响。PLC技术和气动机械手控制系统的结合发展,这主要是因为PLC技术自身的优势和实际应用性,其满足气动机械手控制系统的发展需求,可以增加气动机械手控制系统的操作精市裕提高气动机械手控制系统的安全性,降低了气动机械手控制系统的事故发生率。 作者简介:唐跃嘉(1993-),男,四川南充人,本科,研究方向:机械工程。 机械手设计论文:机床自动换刀机械手的设计与研究 摘 要:在生产制造行业内,机床越来越普遍,而机床也向着自动化迈进,无论是控制还是其他系统,而在自动化机床中,机械手的应用也越来越普遍,在机床自动换刀机械手设计上,升降系统是非常重要的,除了升降系统机械手的换刀和对刀具的夹持,都是需要仔细地去设计,而对于机械手设计上要保证机床设备本身与机械手的柔性连接,保证工件的正常输送和机床的自动化加工。 关键词:升降系统;刀具换刀与夹持;机械手设计 1 升降系统 机床机械手的升降系统是一个非常复杂的系统,它的组成部分包括动力装置、传动装置滚动丝杠、导向柱、调速装置、控制元件等。 机床机械手机构中,升降电机带动丝杠运动,滑座在丝杆上做上下运动,同时机械手在滑座上一同做运动,所以丝杠要承受机械手M和滑座m的重量,如图1。 通过图1分析机械手升降系统的工作过程,当机械手接到机床的指令后,电机开始工作,滑块上机械手手抓上升到选刀排的位置,机械手触发刀库的触点,这时候制动器工作,机械手停止上升,机械手进行换刀,完成之后,机械手回到初始位置。 通过分析机械手升降系统中的电动机,机械手手抓工作的功率,可是在工作过程中,制动器会使电动机功率变大,所以在选用电动机时候电动机的功率是手抓理论功率和制动器功率,如下公式: P电=P制+P手抓 同时在电机工作过程中,电动机也会随着电动机负载的升高,如图2所示。 2 刀具换刀与夹持 在机床机械手换刀上,是自动换刀装置,同时它还担负着把刀从刀库送到主轴上,刀具在主轴上使用完成之后在从主轴上送回到刀库中,机床刀具的换刀方式有圆盘形、直线型,圆盘形换刀是刀架是一个回转体,每个刀都置于圆盘的外圆端,通过圆盘的选择,刀具旋转到指定位置,机械手进行换刀,这种换刀方法是机床上最常见的。 刀具的夹持设计上,一般选取柄式夹持和法兰式夹持,柄式夹持方法是在轴向夹持,这种方法是利用最多的,因为刀柄的尾部是一个锥柄,这种刀具采用模式锥度方法夹持最方便、快捷。而法兰式夹持方法是在机械手前端安装法兰盘,这种夹持方法有一些繁琐。 3 机械手设计 机床机械的形式有很多,种类繁多,对于每个机械手都有它不同的意义和用处。 单臂单爪回转式机械手,这种机械手的手臂是可以回转运动,而回转运动的摆动线与刀库的轴线平行,意义在于机械手的手抓可以快速地抓取到刀具。 单臂双爪回转式机械手,这种机械手的手臂上有两个机械手手抓,手抓是对称放置,这种机械手的两个手抓是分工的,一个是从刀库拿刀送往主轴,另一个是从主轴将刀具拿回到刀库内。 双臂回转式机械手,这种机械手的手抓不是对称的,是在一天轴线上,轴线的两端放置手抓,两个手抓绕中心做回转运动,这种机械手可以实现刀库取刀和主轴送刀同时进行,节省的时间,提高工作效率。 双机械手,这种结构是有些类似于人的双手,有两个手臂,两个手抓,它们是分别运动的,一个是从刀库取刀,一个是送刀,示意图如图3。 4 结束语 因为制造业和工业不断的发展,科学不断的进步,对生产效率不断提高的要求,单纯的使用人力,是不能满足生产需要的,使得机械手的应用越来越广泛,它可以代替人完成更高要求、难度、重复枯燥的工作,所以机械手现在不仅仅应用在机床上,所以怎样能更大提升机床机械手的性能,怎样将机床的控制系统与机械手完美的连接,怎样能使机械手成为FMS系统中一个重要部分,这是机械手研究设的一个重要环节和意义所在。 机械手设计论文:机床机械桁架机械手的设计与结构分析 摘 要:在制造业机械手是一个非常有名气的词组,机械手是自动化生产线上不可缺少的一部分,它的出现使生产行业更方便更快捷,它的优势就是灵活、运动惯性小,可以代替人手去完成相应的工作,而在大型机床上也有机械手的应用,它是附着在机床桁架上,通过分析机械手在生产中的应用,总体布局,以及驱动系统,最终确定机床桁架机械手,而在制造行业内,通过机床桁架机械手的应用,提高了机床的自动化程度,同时也增加了机床加工中的安全性、可靠性。 关键词:机构分析;机械手;驱动系统 1.总体结构 机床桁架机械手的设计和分析,可以从两部分分析,一部分是桁架,另一部分是机械手,对于桁架的分析,可以简化成梁的分析,它的机构就类似于力学当中的结构梁,从力学的角度分析,可以将机床桁架与简支梁做横向对比,可以通过简支梁的弯矩图分析桁架,增加机械手对桁架的作用力,我们可以画出如图1所示的力学分析图。在机床上桁架机械手有着很高的要求,要求机械手有着效率高、可靠性强的要求,对于桁架的立柱选择,它要使桁架支撑稳定,同时也要节省机床的整体空间,而对于大多数立柱的结构,都选取钢结构。 2.机械手及手臂 2.1 机械手 桁架机械手的作用就是起到运输的作用,它是使工件在上下料的轨道与机床内之间移动,将加工后的零件从机床上拿出,再将要加工的零件从轨道上拿起,放到机床上。主要的动作就是:爪张开,抓取,升降,左右移动。对于机械手的手爪设计有很多种方案和形式,可以根据不同的需求,选择不同的设计方法。如D2所示。 (1)机械自锁手爪:对于这种结构,设计者们非常喜欢,因为这种结构很受消费者的喜欢,它的结构比较简单,但是在对抓取上也做了复杂的设计,为了防止在夹持零件时候脱落,增加了自锁装置。 连杆杠杆式手爪:这种结构可以从名字上得到启发,它的设计就是利用机械连杆机构,通过连杆和杠杆的传递,使手爪夹持和松开,但这种机构有一个缺点,就是夹持力比较大。 齿轮齿条式手爪:这种机构的传递性最好,动作反应速度最快,它是通过齿轮之间的传动来控制手爪,可以实现速度上的突破。 2.2 手臂 对于桁架上机械手的手臂设计时,要考虑机械手臂的载荷,在运动上要实现快速运动,但在机构上也要能承受力。在机床桁架上的机械手一般做直线运动,所以在考虑手臂设计时候,一般选择液压直接驱动手臂,在机械手臂的液压缸选用上,要使液压缸的直径大一些,这样手臂的整体强度比较高,而对于液压缸的校核可以通过以下公式进行核对: 活塞杆直径的校核公式: 式中:F――活塞杆上的作用力;[σ]――活塞杆材料的许用应力。 缸体壁厚的校核公式: 式中:D――缸筒内径;py――缸筒的试验压力。 桁架机械手的运动为机械手在桁架上做水平运动,到达指定位置后,机械手下降运动,手爪夹紧工件,带动工件上升,逆向运动,将零件放置到轨道上,手爪松开,在这个期间内,有几个位置PLC控制限位器,分别在机械手的下降和上升停止的时候。在机械手将零件从机床夹持时候,下一个工件到待定区域,机械手结束这个动作后,回到待加工零件位置处,机械手下降,夹持零件,将零件放置到机床内,机械手回到初始位置,PLC停止脉冲输出,机床进行加工,机械手完成运动,桁架机械手往返做以上运动。 3.驱动系统 对于机床桁架机械手驱动方式的选择可分为回转型和移动型,是通过手指的方法区分,要是通过机械手夹持的不同可以分为内外两种。 (1)气动驱动方式:这种控制方式是通过电磁阀来控制机械手,在通过利用气流调节阀来控制机械手的运动速度,这种驱动的成本比较低,因为得到气体成本低。 (2)电动驱动方式:在机床桁架机械手设计上,这种驱动方式使用最频繁,因为机床也需要用电,而这驱动系统只是需要利用电机,就可以达到速度上的控制。 (3)液压驱动方式:液压驱动方式是通过液压系统进行控制,它的好处就是可以实现连续位置控制,同时传动刚度也大,液压驱动一般选择液压马达作为动力源,液压驱动元件的特点见表1。 结语 随着国内不断地发展,劳动力成本的不断提升,机床在自动化行业欢迎程度也随之提高,但同时也要将机床的配套设施提高上去,尤其对于生产大批零件,机械手也变得尤为重要。对于现代工业发展来说,机械手的发展速度还是不是很快,对于机械手的控制上要采用PLC控制是最方便的,而对于机械手的发展要不断去开发,团结思想,通过集体设计者们的努力,不要客观地设计,要将多元素有机结合起来。 机械手设计论文:基于PLC的机械手设计 摘 要:在本文中,所设计的控制系统是应用于机械手系统,保证机械手能够有效完成两条生产线之间的运输任务。系统整体上选用电气一体化的方法,通过气缸自锁功能能够保证机械手在抓放或者断气状态下保持机械手姿势,通过电机控制技术完成机械手多自由度运动。机械手系统具有上电初始化、原点复位、报警提示、手动操作、半自动操作及全自动操作功能,满足了企业的工作需求。 关键词:搬运机械手;电气一体化;定位控制 0.引言 随着制造业的快速发展,机械手成为当今时代的标志,有效改善劳动条件,保障人身安全。当前,机械手可以精确执行预先编写的程序命令,实现预计动作,被广泛应用于机床、模具锻造或者点焊、喷漆工艺方面。本文基于完成生产线之间物品运输设计的机械手系统,能够完成手臂上下伸缩、手臂左右摆动以及手指抓握3个动作;采用集成传输模式,即手臂机构采用伺服电机驱动,手爪机构则采用气压传动。 1.硬件结构设计 1.1 伺服电机选择 电机选择方面,本课题选用交流伺服电机,因为随着电机调速方法的不断研究,目前能够将电机调速范围与成本降低到宽调速直流电机。同时,交流伺服电机拥有较高的可靠性和控制性,因此目前能够得到广泛应用。而直流伺服电机内部存在电刷和换向器因素,导致电机工作可靠性降低,提高后期运行成本;交流异步电动机虽然没有电刷磨损,结构简单,成本较低,但应用时对其调速十分烦琐,成本相对较高,不经济适用。考虑到电机后期维护方便,本课题的升降电机与旋转电机都选用交流伺服电机PanasonicMDMA152P1U型号,便于后期保养维修,采用的驱动器为MDDDT5540型号。 1.2 气缸和阀门的选择 本机械手驱动系统运动速度由气流调节阀控制,运动方向由电磁阀控制。目前,气体驱动系统凭借其价格低廉等优点在工业中得到广泛应用。同时气动夹持器由于气体的可压缩性,在捕获过程中具有一定的灵活性,不会由于力度过大导致被抓取物破坏。根据指尖距离及手爪夹紧力,夹紧装置选择一个具有可调缓冲装置的双作用气缸,并设有夹紧装置和压力传感器。气缸本身配有两个一位单通阀门,本设计为了能够保证气缸在断气状态下保持气缸内部的压力,所以根据经验选用SMC公司的VZ110气开阀。 1.3 传感器的选择 传感器的功能是将被测物的物理量转变成由控制系统可以识别的电信号。实时检测系统本身以及工作对象、工作环境的状况,为控制系统提供有效精准的电信号。本课题研究的机械手,位置检测装置主要用来判断机械手执行左旋/右旋,上升/下降等动作时是否到位,通常选择行程开关,并将其安装在预先设定的位置。本机械手选用直线接触式行程开关,当行程开关检测到机械手运动到预定位置时,立即终止当前动作,准备运行下一动作。 2.机械手动作的实现过程 机械手的工作均由伺服电机驱动螺纹丝杆旋转和电机自转来完成。本机械手的一个工作周期要完成手臂下降―工件加紧―手臂上升―右旋―手臂再下降―松开工件―手臂在上升―左旋8个动作,全部由对应的限位开关来控制,系统原始位置设置在原点,当按下开始命令时,机械手会立即有序的执行预订相应动作。为确保人身安全,机械手安装了一个光电开关,当机械手右旋到预定位置时,必须检测到右工作台上没有工件时才能执行下降动作。另外,机械手能够实现自锁功能,在系统断电断气情况下保持机械手姿势。本文研究的机械手系统工作方式一共有手动操作,半自动操作,自动操作3种模式,当系统上电后机械手首先初始化,然后进行选择相应的工作方式。 3.控制系统的设计 控制系统是机械手设计的重要组成部分,是保证机械手在工作过程中安全可靠的关键。实时控制着机械手的每一个作业动作,控制系统的稳定性以及可靠性的好坏直接决定了机械手工作过程的效率,起着不可低估作用。 3.1 PLC的选用 本文机械手的控制系统根据经验选用“CPU226AC/24输入/16输出”型PLC,另外,由于系统I/O端的分组情况及隔离与接地的需求,需要增加10%~20%的裕量,配置了两个EM253位控模块和一个EM22324VDC数字组合8输入/8输出的扩展模块。本文设计的控制系统,控制面板上操作按钮的输入端应该接入PLC输入口的I0.0-I1.5,系统的行程开关接入I1.6-I2.3,料架上的两个光电传感器应该接入I2.4、I2.5输入口,伺服驱动器的报警端接入I2.6、I2.7接口,伺服电机定位完成后发出的信号接入I3.0、I3.1。其次,PLCQ0.0-Q0.6输出端连接系统信号指示灯,Q0.7-Q1.4端连接外部信号,实时检测机械手状态,Q1.5-Q1.7端连接驱动器,为电机提供电源,Q2.0-Q2.3端连接定位模块,主要控制电机的运转,Q2.4-Q2.5端连接气缸控制阀,调节气缸的伸缩。 3.2 控制模块设计 本文中,控制系统主要由PLC主控单元、I/O模块和EM253位优秀控制器构成,机械手的抓放动作由选用的气缸驱动,其余动作由选用的伺服电机驱动,同时电机配有驱动器,由位控模块接收脉冲输入。结构上,系统配有极限行程开关,每个部件的极限运动由脉冲来限位。主控单元采用单独封装,设计为模块式结构,安装在相应的支架上,主要包括PLC模块、触摸终端、I/O模块和两个位控模块,通过PLC专用电缆进行相互通信。位控模块采用的是PLC特殊模块EM253,因为可以运用其产生的脉冲串对电机速度何位置进行开环控制,产生的脉冲串存储在S7-200相应的存储区中,通过扩展的I/O总线与S7-200进行通信。 3.3 控制面板的设计 本文所设计的机械手根据实际应用所需设置以下控制按钮。(1)工作模式选择开关:当正常生产时将机械手调到自动模式,机械手会自动运行。当机械手出现故障或者出现报警时可以将机械手调到手动模式,机械手可通过点动调整。(2)电源开关:当机械手系统准备工作时,必须将电源拨至ON位置,给系统设施供电,其中触摸终端由PLC进行供电。当机械手系统停止工作时,必须将电源拨至OFF位置,切断一切设施供电,保证系统及人身安全。(3)急停按钮:当机械手系统在运行过程中,出现突发情况例如搬运不够稳定、下放物品不到位、超过了极限位置以及没有抓取成功目标物等等发生时,迫使机械臂系统停止工作,此时仅需按下急停按钮,则可立即使机械手停止工作,有效避免事故的发生和经济损失。(4)机械手上升、下降、左旋、右旋、夹紧、松开按钮:这些按钮通常在调试或者排除系统故障时对机械手进行单步操作时使用,属于手动操作。(5)复位按钮:当需要将机械手系统自动恢复到初始位置的情况时,需要按此按钮实现相应复位功能。(6)启动按钮:当机械手系统完成上电,工作模式等一系列前期准备工作之后,按下此按钮系统就会自动完成预设搬运动作。(7)测试灯/报警按钮:机械手系统安装结束后,要对机械手的作业稳定性进行试验。此时,试灯/报警清除按钮对电路上所有的工作指示灯做检测,保证正式运行时的安全。另外,当机械手系y出现报警时,我们对系统进行故障维修后,必须按此按钮消除报警,使系统进行正常作业。 结语 本文对机械手驱动系统、控制系统方面进行认真细致地研究,能够对生产线上有无工件进行精准判断,降低了工作劳动强度,提高了企业生产效率,对自动化生产线的柔性制造方面和工作效率方面起到了不可估量的作用。 机械手设计论文:气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 摘 要:随着科学技术的不断更新和进步,生产自动化已经作为一种趋势,深入到工业生产的方方面面。在自动化冲压生产线的设计中,气动机械手已经被广泛采用。本文首先介绍气动机械手的概况,接着进行自动化冲压生产线设计的介绍,最后将二者结合,具体探讨气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用和前景。 关键词:气动机械手;自动化;冲压生产线设计;应用 近年来,我国的冲压生产线已经高度自动化,改变了过去单纯依靠劳动力投入的低效率模式。随着技术的进步,气动机械手又广泛应用于自动化冲压生产线,进一步解放了人类劳动,工业生产的质量和效率显著提高。基于气动机械手在自动化冲压生产线中的重要作用,企业开始将自身发展同气动机械手的应用密切联系。 一、气动机械手概述 气动机械手指的是利用现代气动技术、气动伺服控制技术和计算机技术为优秀的控制技术,完成生产线上物品的抓持、搬运和卸料工作,以此代替人力劳动,提高生产效率的现代生产技术。 气动机械手是典型的机、电、器一体化的产物,同市面上存在的机械传动机械手、液压传动机械手、电气传动机械手相比,具有技术要求低、动作速度快、使用成本低、维护费用少的特点,因此是最受生产企业欢迎的高性价比的生产工具。 二、自动化冲压生产线的设计 自动化冲压生产线是一个循环往复的单线系统,它的工作周期一般为:拆垛――物料运输――取料、送料(压机冲压)(该步骤可能重复)――生产线末端输送――人工码垛。 (一)系统组成 自动化冲压生产线是一个单线系统,它的组成往往根据厂家生产产品的不同而略有差异。一般来讲,自动化冲压生产线有拆垛系统、过程操作(涂油、压板等工艺)系统、上下料系统和线末运输系统组成,最后经过人工码垛,完成整体生产线的生产过程。 (二)控制系统 1、控制层 自动化生产线的控制系统一般采用PLC控制方式,这种控制方式具有现场总线的控制,同时具有单独控制及连线自动控制的功能。它将整个系统分为不同的控制部分,每个控制部分上都设置有一个PLC,每个部分PLC之间与上级PLC之间采用以太网方式进行数据交换,联网时可以被系统监控和使用。 2、设备层 设备层管理的主要是生产线中的各种设备,处于整个控制系统的最低层,同时也是整个系统最关键的环节,因为它控制的是实际生产的环节,主要监控现场操作站、现场输入设备以及现场执行机构等部分的工作。设备层受总线PLC控制,向总线PLC发送信号和数据,并将接收到的总线PLC命令直接传达到生产线的指定环节和设备,使自动化冲压生产线稳定地生产和运行。 (三)安全系y 安全是自动化生产线的最大特点, 自动化冲压生产线一般配置高级的保护系统和完善的安全装置,不仅能够实时监控生产的进行,还能在危险发生时及时发出警报信号,有的甚至能够自动判断危险级别,进行停机保护。 整个安全系统同样受总线PLC控制,保证了线路运行在统一的指挥和监控下安全运行。 三、气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 气动机械手的应用具有安全性高、抗高温环境、抗危险(易燃、易爆、辐射等等)环境、效率高的特点,并且在成本投入上,又有成本低、动作快、平稳可靠、节能环保、维护和运营成本低等优势,因此被广泛应用于各种自动化冲压生产线中,不管是汽车制造业、家电制造业还是食品加工业、军事制造业,都能看见它的身影。 (一)气动机械手要求对控制器进行有效选择 气动机械手的应用,需要在强有力的系统控制下进行。因此,在设计自动化冲压生产线的过程中,如果考虑加入气动机械手,就要做好控制器的选择工作。要选择具良好性能,同时遵循“简单、稳定”特征,能够对总线和各部分PLC进行准确把握的控制器。 (二)气动机械手要求实现自动与手动相结合的送料系统 在自动化冲压生产线的生产过程中,大部分工作都由自动化的气动机械手来完成,但是要求必须实现自动系统与手动系统的结合。因为气动机械手只能完成规定的将物料送入机械设备的动作,但是在一些需要主观能动性决定的工作操作(质量检验、装箱码垛等等)中,气动机械手却无能为力,只能靠手动操作系统来完成。 (三)气动机械手要求系统具有可靠的功能 气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用,要求系统能够提供相应的安全和生产保障,从而来指挥气动机械手进行正常的生产。 1、报警系统 作为一种机器,气动机械手的工作过程是简单机械的,只要系统不发出停止或者其他操作指令,它就会不停地运转。在危险发生的时候,气动机械手并没有主动判断危险的能力,这个时候,如果没有可靠的报警系统给总线控制系统传递信号,气动机械手就会不停地运转,导致重大生产事故的发生。 2、停止功能 在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要格外重视对气动机械手停止功能的设计。在危险发生时,通过设备或者遥控开关面板上的“停止”键,使设备立即停止运行,能够及时阻止更危险情形的出现,降低事故的损失率。 3、状态显示功能 机器人不会说话,它的工作运行状态,只能通过状态显示功能来体现。因此,在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要做好状态显示功能的设计,使其能够对系统各个部分的运行状态进行反应,及时解决生产中出现的各种问题。 四、气动机械手在自动糊冲压生产线中应用的前景 (一)重复高精度 与人工操作相比,气动机械手采用气动伺服技术和现代计算机技术,生产过程可以实现高精度重复。在气动机械手生产的过程中,如果一个气动机械手出现了定位不精确的误差,就会及时启动误差调整功能,保证工作的高精度。随着微电子技术和现代控制技术的发展,气动机械手的精确度会越来越高,它的发展前景和工作领域会越来越宽广。 (二)模块化 现代的气动机械手正在由组合驱动装置向模块化拼装装置转化。这种转化使气动机械手的安装使用更加灵活方便,扩大了气动机械手的应用范围,也是气动机械手发展的重要方向之一。 (三)无给油化 在食品、医药、纺织等生产要求高的行业,无污染是他们共同的追求。现在,随着技术的发展,已经实现了不加润滑脂的不供油润滑元件生产技术。这种无润滑元件如果在气动机械手装置中得到广泛应用,不仅能够节省润滑油、降低环境污染,而且能降低生产成本、延长机器使用寿命,给相关行业带来更大的利润空间。 (四)劳动力集约化 在传统的生产线中,单纯采用人工方式进行重复性、危险性、节拍高的生产工作,工人劳动强度大,很容易发生工伤。气动机械手在自动化冲压生产线中的使用,代替了大部分危险性的人工工作,节约了人力劳动成本,提高了人工及设备的安全性。这正体现了一种未来工业的发展趋势。 结语: 气动技术的发展经历了一个漫长的发展过程,我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚,但是近年来,随着我国相关部门和企业重视程度的提高,对于气动机械手的投入力度和研发力度在不断加大,我国自主研制的许多气动机械手已经在各种行业内广泛应用,并且获得了国际的一致好评,为国家的技术进步做出了卓越贡献。可以预见,在不久的将来,气动机械手将越来越广泛地进入工业、军事、航空、医疗、生活等各个领域,更多地影响我国的工业生产过程和人民的现代化生活水平。 机械手设计论文:基于视觉的并联机械手分拣系统的设计 摘 要:DELTA并联机械手具有其结构简单、维修方便、运行速度快、精度高等优点,因此广泛的应用在食品、医药、电子等轻工业生产线上作为装配或分拣机构。本文以三菱Q系列PLC为优秀控制器,以QD75P2定位模块和三菱伺服驱动单元为运动控制部件,制作了一台DELTA机械手装置,利用SVM等视频智能分析技术,实现不同形状和不同特点物体的识别和分拣,具有很高的实用价值。 关键词:并联机械手 三菱QPLC QD75 视觉分析 1 引 言 机器人可以代替人类进行很多繁重和危险的工作,是过去数千年一贯的梦想。人类进入二十一世纪以后,现代科技飞速发展,让机器人逐渐由梦想变为现实。现在机器人已经成为信息和自动化行业蓬勃发展的一个重要领域。机器人从结构上可以分为串联机器人和并联机器人两类,串联机器人具有工作空间大、操作灵活等优点,虽然在工业生产中得到了应用,但是它也存在承载能力低、动力学性能差和关节误差累积等缺点。在实际应用中需要机器人具有高的承载能力、良好的动力学性能以及高精度等要求时,这就迫切需要有另外一种机械结构形式的机器人可供选择。在这种情况下,并联机器人就应运而生了。并联机器人与传统的串联机器人相比,并联机器人具有运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,因而在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。 并联机械手由于其诸多的优点成为现在研究领域的热点,由于其运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,已在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。PLC的控制使得并联机械手的运动轨迹和控制更加的科学化、人性化。可自动按程序完成工件的检测、抓取、放置、按照设定的轨迹进行工作,保证了伺服电机、主轴、从动轴等各执行构件的动作相互协调,系统运行可靠。 2硬件方案设计 本文设计的并联机械手主要由三条主动臂、三条从动臂和上下两个平台组成,每条主动臂上由一个伺服电机驱动,一个铝制主动臂和一组碳棒组成的从动臂连接,两个平台也分别是用铝材料打造而成。三个伺服电机固定在主平台上,电机与铝制主动臂是通过键结构连接,该结构使电机与主动臂联为一体,主动臂另一端同从动臂连接,从动臂与动平台框架连接。当机构圆点回归运动时,主动臂末端连接的三个伺服电机同时作用于动平台,这样就可以让动平台位于固定的一点,全部结构由三维建模软件SOLIDWORKS设计并仿真,在完成仿真后进行分零件加工。并联机械手运动机构的三维模型图如下图1所示。 当机构需要对物体进行抓取时,则需要伺服电机同时输出不同的脉冲数,进而带动整个机构到达指定位置。动平台框架上可以根据生产中的实际需要来安装不同形式的抓手。本文为了实现对不同形状镍铁合金物体的抓取,采用了电磁铁,用于拾取工作台内的镍铁金属物件(例如螺丝,螺帽,硬币等),体现机械手整体的灵活性、精确度而选择,为了不影响吸取周围的金属物件,吸盘的周围增加了缓冲套,为了能吸到物件偏离而设计,也可以防止吸到其他的物件,选择吸盘不止可以金属分类,也可以对金属和非金属的杂物进行筛选。在动平台不但可以装电磁铁,也可以和切割、画图、扫描等功能多元化结合,可以拓展的功能多种多样。 为了进行视觉信息的采集,本机构中采用了摄像头模块,其分辨率为320*640像素,视角为75度广角镜^,主要功能是捕捉工作台上的物件位置外观,可以附件工作录像、实施拍照等功能,增加摄像头可以大大提升了设备的智能化水平,对于不同的器件的分拣,只需要扩展其识别类别即可。摄像头的工作内容为识别工件的位置、形状等信息,将相关信息传输到人机界面,人机界面将数据进一步传输到PLC,等待PLC计算并控制机械手动作并对其监视,确认无误后进行下次识别工作。 PLC可编程控制器作为本装置的控制优秀处理器,选择的是三菱Q系列PLC,作为一款中型PLC产品,三菱Q系列PLC具有更高的处理速度和更多的智能模块可以选择。具体的各模块型号如下:Q61P电源、Q30UDCPU、QD75D2N定位模块、QX40输入模块、QY10输出模块、QJ71E71-100以太网模块,伺服运动控制器选择:三个MR J3-10A伺服驱动器、三个HF-KP13伺服电机。 本装置状态的监控采用三维力控监控软件,作为一款主流的控制监控HMI,力控提供了性能优异的实时数据库、多设备接口、专业的HMI等功能,为完成机械手控制系统的设计提供了良好的基础。 3软件方案设计 3.1 PLC控制模块 在PLC程序中采用双精度64位的浮点型传送指令将实物中的主动臂长度,从动臂长度输入到某个指定的位置中,如"EDMOVP E20 D2"。然后,运用PLC程序里的浮点型算法指令"ED*、ED/、ED-、ED+"编写上述计算出夹角的方程,PLC程序中动平台中心点P的坐标是通过外部信号传输给它的,每一次P点的坐标更新都会通过PLC编写的算法重新进行计算,PLC算法最终是计算出主动臂和XY平面的浮点型弧度角,所以需要再通过PLC转化,将算出来的浮点型弧度值转化,如"DINTD D0 D4"。最后对计算出来的弧度进行放大处理转化为三个伺服电机的脉冲数,让三个电机运行到硬币位置,电磁铁得电硬币被吸引实现抓取,抓取后运动到指定区域后电磁铁失电实现硬币放置,完成本次智能识别抓取任务,并进行下一次识别动作准备。 3.2 定位模块参数设置 伺服放大器MR-J3-10A具有更高性能和更高功能,其控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制,广泛用于机械工具和工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制。伺服控制参数的设定是本设计的重点,通过Q系列PLC的参数设置使用编程软件Works2对其自带定位参数进行修改,伺服系统内部参数设定,是根据系统要求对可编程控制器的参数进行相关设置,从而使PLC通过脉冲来控制伺服放大器来对伺服电机控制,通过设置机械设备和相应电机的速度来对系统进行速度控置。 3.3 PLC控制模块 视觉识别模块主要完成对硬币形状、颜色、大小的识别。它是整个装置中的优秀信息驱动模块,主要由工业摄像机和相关软件组成。工业摄像机可以清晰的拍摄到物料圆槽中的所有饰品,并形成图像传递给信息处理计算机,为了完成饰品原料的精确抓取,需要完成样本库的创建、图像的抓取、二值化、轮廓识别、子图抠取、子图旋转、矢量化运算、样本比对等环节,最终完成每个饰品的位置、方位、倾角、文字符号的定位和模式识别。得到这些信息后,机械手才能正常的完成工作。因此视觉识别模块为系统优秀模块和其他模块的正常运转提供必要条件。 4系统调试 使用三菱编程软件GX Works2进行程序的编辑,打开GX Works2软件,设置相关PLC参数,进入主程序编辑界面,输入相关程序,编辑QD75P2模块的相关参数。具体操作步骤如下: (1)新建程序文档,更改程序文件名; (2)进入软件,更改PLC类型、程序语言; (3)输入用户程序,在程序编辑框内,逐条输入程序指令; (4)编辑程序,如果程序中有语法错误,则给出错误的数量。 4.2 模拟调试 通过计算机和PLC连接,使用编程软件GX Works2上的模拟调试功能对系统进行虚拟调试,虚拟调试不需要连接设备减小了系统损耗,也使程序编写更加方便,是系统调试必须要进行的环节,具体操作步骤如下: (1)在断电情况下,用编程电缆(PC/PPI电缆)将计算机和PLC主机相连; (2)接通计算机与PLC的工作电源; (3)在计算机上运行GX Works2软件,并进行正确的通信参数设置; (4)通过GX Works2软件,将机械手的控制系统程序导入至PLC中,并将相关的定位数据同时写入PLC中; (5)建立计算机和PLC主机的在线联系; (6)用户程序监视运行; (7)用户程序动态调试。 结合程序监视运行的动态显示,分析程序运行的结果,以及影响程序运行的因素,然后在STOP状态下对程序进行修改编辑,重新编译、下载、监视运行,如此反复修改调试,直至得出正确运行结果为止。 4.3联机调试 在断电条件下硬件线路接好,按照电路图要求,将PLC和外部设备通过航空插座相连,同时将PLC和编程计算机,伺服放大器与伺服电机相连。将系统所有设备接通电源后,PLC在计算机的监视下运行用户程序。观察系统运行动态是否符合设计要求。伺服电机执行回原点动作,定位启动按键断开,按下"原点回归"按键,近位开关将回到起始位置。第一步定位完成。 当摄像头成功的识别出物体后,PLC将位置数据传送给各个伺服放大器,伺服放大器驱动X、Y、Z轴同时运动,到达定位点,接着,PLC控制电磁铁得电,将物体吸引实现抓取;最后,当机械手抓到物体后,再将抓取物体先提升到指定高度,平移,最后下移,到达指定高度后,将物体放置下来,并做好对下一物体的抓取准备,完成了一个抓取周期。 5 结 论 并联机械手由于其刚度大、承载能力弱、响应速度快、精度高以及惯性小等特点,在轻工业中得到了广泛的应用,成为了机械代替人力的典型范例。随着机械手应用的普及,机械手向着专用化、机械结构模块化、可重构化的方向发展,机械手的运动更加的灵活准确多样化,其控制方式也在向着多元化的方向发展,其应用将有着更大的发展空间。 机械手设计论文:液压机械手的设计 摘要:液压机械手主要是以液体为介质,并且利用液体的压力由此来驱动执行机构的运动。其主要特点是:首先,能够实现循环工作的自动化和自动过载保护;其次,控制调节简单,方便省力;最后,这样能够更好地实现无间隙传动,还可以让操作更加平稳。 0 引言 机械手是模仿人手的部分动作,按给定程序、执行轨迹、实现自动抓举或搬运的自动化机械装置。产品机械手价格昂贵,一些小型机械企业望而止步。文中所研究的机械手采用液压驱动方式,主要功能是实现上下料过程的自动化。其造价低廉、控制性好,可为小型机械行业所用。现将设计过程简单介绍。 1 机械手的技术参数 ①自由度(四个自由度) 臂转动 180° 臂上下运动 175mm 臂伸长(收缩) 400mm 手部转动 ±90° ②手指握力 392N ③驱动方式 液压驱动 2 主要设计内容 2.1 结构原理设计 根据设计要求绘制出其机械手结构原理图,如图1所示。 2.2 系统结构分析 本次液压机械手的设计主要是由执行机构,驱动装置,被抓取工件等部分组成,各系统之间的相互关系如图2所示。 2.3 机械手机械系统结构设计 机械手的机械结构部分主要是由执行机构构成的,其中执行机构又包括末端操作器、手腕、手臂和机身。 2.3.1 末端操作器 机械手为了进行作业,在手腕上装上了操作机构被定义为末端操作器。它的最为基本作用是:直接抓取工件、工具或物体等,末端操作器的功能与人手相似,工件的形状和特征直接决定末端操作器的机构形式。本次设计手部的结构选择为滑槽杠杆式夹钳。 2.3.2 手腕 机器手的手腕是连接手部和手臂的桥梁,其主要用途是调节、改变工件的坐标,因此具有相对独立的自由度,从而使机器人的手部能够完成各种复杂的动作。一般,按照自由度分类,手腕可以设计为三个自由度。分别为:单自由度、二自由度和三自由度。本次设计中选用的是单自由度手腕。 2.3.3 手臂 手臂是机械手执行机构的尤为重要组成部件。手臂根据它的运动方式可以分成四种类型,它们分别是“直线运动、回转运动、俯仰运动和复合运动。此次设计选用的是直线运动、回转运动的复合运动。 2.3.4 机身 机械手的最基础的部分是机身,它的主要作用是连接、支撑。所以机械手主要承受动力装置、液压装置的重量。 通过Pro/E软件完成机械手的三维造型如图3所示。 2.4 液压驱动系统总体设计 机械手液压系统原理图如图4所示。 3 结束语 四自由度液压机械手系统运转平稳,能准确完成上下料工作,机械密封可靠,说明液压回路的设计及液压元器件的选择满足产品使用的需求。最为重要的是整套设备的制作费用在五千元左右,与产品工业机器手数万元的价格相比,很大程度上满足了小型机械企业向自动化、智能化发展的需求,可为同类产品的设计提供经验。 机械手设计论文:基于SolidWorks的存码垛机械手结构设计 摘要:本文利用SolidWorks对用于箱类和袋类物品取放的存码垛工业机器人本体进行结构设计。存码垛工业机器人本体主要有基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器、等部件组成。本设计对工业机器人的研究有一定的参考价值。 关键词:应用型本科;创新能力;机械制造基础;教学改革 1 Solidworks软件简介 SolidWorks是法国达索公司最先在Windows系统上开发的一款三维设计软件。其CAD功能方面涵盖了所有的设计类型,实体建模、曲面设计、二维工程图、装配、运动仿真、结构分析等功能一应俱全。创新的自顶向下设计过程使得设计工作一目了然,实时的更新功能使得工程师可以随时对产品特征参数进行动态修改。除此之外,SolidWorks还为不同的设计人群提供不同的功能模块,包括钣金、管道布线、电气设计等,使得设计过程简洁而丰富。 2 码垛机器人的发展 国外,最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是日本和瑞典。1968年,日本第一次将机器人技术用于码垛作业。1974年,瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于物品的取放和物料的搬运。随着计算机技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟,日本、意大利、德国、美国、瑞典、韩国等国家在码垛机器人的研究上做了大量工作,相应推出了自己的码垛机器人,如日本的FANUC和OKURA以及FUJI系列,德国的KUKA系列,瑞典的ABB系列等。工业机器人技术的飞速发展,使得码垛机器人在各个行业都得到了广泛的应用。 3 码垛机器人的工作对象 本文设计的码垛机器人的工作对象及其参数如下: (1)码垛物品:箱类物品(如一箱纸巾)和袋类物品(如一袋洗衣粉)等。 (2)物品尺寸:长为200至500mm,宽为200至400mm,高为100至300mm。 (3)物品质量:每件物品为5至15kg。 (4)物品运动范围:以机器人为中心的,半径为3m,角度为90至180度。 4 码垛机器人结构设计 本文设计的码垛机器人为关节型机器人,这类机器人占地面积小、机构紧凑,工作空间大,还能穿过障碍物进行抓取,是机器人中使用最多的一种结构型式。码垛机器人的本体(即机械手)包括基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器(俗称爪子),它的运动主要由码垛机械手手臂的俯仰运动和腰部的旋转运动组成。 4.1 手爪的结构设计 机械手臂末端抓取器大致可分为:夹钳式、专用操作式、吸附式、仿生多指式四类。由于工作对象为箱式或袋式物品,只需要设计能从不同角度抓取物品的夹钳式即可。其结构如图1所示,可以抓取不同大小多个种类的箱式或袋式货物。 4.2 臂部的结构设计 手臂部件(简称臂部)是机器人的重要执行部件,它的作用是支承腕部(关节)和手部(包括工件和工具),并带动它们在空间运动,臂部还安装一些传动驱动机构,从臂部的受力情况来看,它在工作中直接承受腕,手和工件的静动载荷,自身运动 又较多,所以受力情况复杂。 臂部主要是进行俯仰运动,这里采用铰接活塞缸实现臂部的俯仰运动。该机构的特点是,工作范围大、灵活性好。 4.2.1 大臂的结构设计 大臂是臂部的组成部分,它两端分别与小臂和立柱相连,它都是通过铰链连接。大臂的运动是通过与立柱相连的铰链活塞缸来进行运动传递的,它的运动轨迹就是一个圆弧形,通过活塞缸来进行俯仰运动,运动单一,结构简单。它较之小臂粗大,因为它是码垛机器人主要的受力部分之一。其三维结构如图2所示。 4.2.2 小臂的结构设计 小臂两端是与大臂和末端执行器连接,这里采用铰链连接,大臂与小臂之间的运动传递,采用铰接活塞缸来实现,其结构简单,运动性能好。小臂比之大臂在设计时材料消耗要比大臂少,体积也小,重量轻。其三维结构如图3.5所示。 4.3 立柱(腰部)的结构设计 立柱主要是支撑大臂小臂的重量,连接大臂和底座,并且固定了活塞缸的运动范围。结合要求与设计过程,腰部的结构材料为合金结构钢,无经淬火与回火处理。其三维结构如图4所示。 4.4 活塞缸的设计 本次设计,我采用最多的动力传动方式就是活塞缸,因为它工作形式单一,只能进行伸缩运动,且结构简单,由缸体和活塞缸组成,并且它在机器人的设计中运用很广泛。其三维结构如图5所示。 4.5 底座的结构设计 底座是承受码垛机器人整体重量的主要部件,且由于码垛机器人的手臂长,导致机器人整体重心并不在底座中线上,所以底座较为宽大。其三维结构如图6所示。基于底座在本次设计中的作用,选取底座的材料为铸铁,且设计底座尺寸为:长×宽×高= 280 mm×120 mm× 20 mm。 5 结论 码垛机械手的总体结构如图7所示,其运动是由腰部的旋转、手臂的俯仰、末端执行器的夹紧和放松组成。码垛机器人工作的全部流程:第一步,大臂处的活塞杆运动,带动小臂进行下伏运动,从而末端执行器接近物品,并通过夹紧缸将物品抓取;第二步,大臂进行上仰运动,带动物品上升;第三步,腰部回转缸进行回转运动,将物品移到堆放指定区域上空;第四步,大臂又下伏,将物品放在堆放台上,并且夹紧缸放松物品,最后大臂上仰,腰部旋转回到原位。 机械手设计论文:智能医疗机械手的分析与设计 摘要:随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械应用也将有更光明的前景。仿生智能机械手可以在医生的监控或操作下,按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为医院病人带来福音。 关键词:仿生机器人;智能;机械手;医疗; 1.引言 假肢是医疗领域最早使用仿生智能机械手, 随着技术的发展,出现了可以模仿人手做绝大部分的操作的仿生机器手,使用方便、灵活。在外科手术里,医生需要长时间地或在有限的时间内完成一系列复杂精确的操作。仿生智能机械手是一种仿人机械,可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案, 高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。现代社会、科技的高速发展推动着机械产业的发展, 对其自身结构、能量消耗或者运动的可靠性提出了更为严苛的要求。在环境优胜劣汰法则的作用下,自然界存在拥有神奇的特性与功能各种各样的生物。仿生智能机械手就是模仿人手的形态、结构和控制原理而诞生。人手共有27个自由度,可以精确定位并做出复杂精细的动作。仿生智能机械手可以通过模仿人类手部的动作,并依照智能控制系统给定的程序而实现智能化的手部抓取、搬运等复杂动作的自动机械装置。 在中国,医疗类自动控制机械设备的研究和应用起步较晚,然而近年来随着国内外自动控制和智能控制技术的快速发展,以及医院等医疗机构的迫切需求,智能机械手的应用得到了迅速的发展。智能控制技术可以建立柔性程序控制系统,从而实现医疗机械手的高精度控制。 2.结构简介 2.1.基本结构 本文设计的医疗机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。 手部用来抓取刀具,由手指传力机构和驱动装置等组成。仿生机械手的手部结构一般以双指或者多指结构为基础;如果根据实现的不同任务动作要求,又被分成以下两种结构形式:外抓和内抓;如果根据仿生机械手的手部的运动形式又可以分为回转式和平移式,其中回转型又分为以下几种形式:单支点式,双支点式。在以上结构中,我们较多选用回转式的手部,这种结构能够方便的用来抓取药瓶等圆柱形医疗工具,平移型用于抓持方形医疗工具。 对于医疗机械手而言,其手部需满足的条件:首先,机械手的结构能够产生强且稳定的夹持力,用来精确安全的夹持医疗器具。由于医疗器具的搬运过程中,往往会存在一定的动载荷,因此在设计校核的过程中,一定要充分考虑动载荷的波动。同时,不同重量、尺寸的医疗器具在被夹持和传送过程中所要求的基本方向、动作、精度等不相同,因此结构设计必须充分考虑各种器具的使用条件。第三,必须充分考虑医疗器具的高精度定位要求。第四,医疗机械手的尺寸结构必须满足紧凑、精巧的要求,以利于腕部和臂部的结构设计。 智能仿生医疗器械手的动作机构的作用对象是医疗器具或者患者身体工,因此需要完成的不同动作都必须满足安全行要求,防止意外的发生;同时,智能仿生医疗器械手的结构、质量、尺寸等对于机械手的整体的运动学、动力学性能以及使用条件和使用范围等也有着直接、显著的影响。智能仿生医疗器械手整体动力学和运动学性能的高低,决定了机械手最终能否正常按照控制机构的指令进行工作。因此,智能仿生医疗器械手的结构设计是整体设计的最重要环节。 智能仿生医疗器械手的手腕在于手和手臂之间,用于调整手的方向。要使智能仿生医疗器械手能以不同的旋转角度和方位进行动作,因此,智能仿生医疗器械手的手腕要能满足六个自由度的动作要求,即:分别独立的绕X、Y、Z 轴向实现转动和平动,这样,智能仿生医疗器械手的手腕才能实现大范围角度的伸、缩、转动、平动、摆动等。 智能仿生医疗器械手的臂部是运动的主要执行部件,需要承载手部抓起器具的整体重力载荷,臂部的运动形式决定了它的基本结构。臂部运动的基本作用是把机械的手部所夹持的器具送到控制机构要求的空间点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。 2.2. 驱动机构与控制系统 驱动机构是智能仿生医疗器械手的动力来源。智能仿生医疗器械手的动力源与常规的动力源相同,主要包括液压驱动、气动、电力驱动和机械驱动等几种主要形式,近年来还发展了其它几种形式。电动机构驱动由于结构简单、尺寸紧凑、重量小、控制方便,备受设计人员的青睐。 智能仿生医疗器械手控制方式一般为基于模糊控制理论的点动控制和连续控制。主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性。智能仿生医疗器械手缓冲干扰源也越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 2.3. 结构布置要求及平稳性与定位精度 智能仿生医疗器械手在工作中运动定位要求较高,在结构布置上应保证运动精确平稳,这样可提高使用的可靠性,并可延长使用寿命,在结构上要注意以下几点: 2.3.1.臂部要防止偏重。一般情况下臂部为悬臂,所以在设计臂部、手部结构时,要尽量使其总的重心在支撑中心,防止偏重。假如有偏重,它将会产生附加的弯矩,引起立柱和导向的变形。防止偏重过大可采取的措施如下:一是减轻手部重量,以尽量减少偏心载荷;二是臂部上各部件应合理分布或增加平衡重,使臂部平衡;三是在结构上无法避免偏重时,则应加强导向支撑。 2.3.2.加强臂部刚度。臂部的刚度,决定于臂部的结构和导向形式。选取臂部结构时,各个方向的刚度都有要求。提高臂部刚度,是减少手部颤动的关键,也有利于提高定位精度。 2.3.3.改进缓冲装置和提高配合精度。机械手缓冲干扰源越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 3. 总结 尽管目前仿生智能学在工程机械行业中的研究还有很长的路要走,但伴随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械设计也将有更光明的前景。仿生智能机械手仿人机械可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术, 并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。 作者简介:姓名:张金辉(1979.10-)性别:男,籍贯:云南,最高学历:本科,目前职称:助理工程师,主要研究方向:机电
电气工程专业实践教学体系研究:电气工程及其自动化专业实践教学体系的构建 摘要:本文在“卓越工程师教育培养计划”和“上海市第四期本科教育高地建设”的指导思想下,分析了电气及其自动化专业的实践性教学环节的目标和思路,提出了在实践教学环节中应注重突出学生的主体地位;注重学生的技能形式的个性培养,并真正落实到实践教学的每一个环节。 关键词:实践教学;电气工程及其自动化;师资队伍;高地建设;卓越计划 一、前言 为实现培养“知识、能力、素质协调发展的卓越工程师”的目标,构建“面向工程、面向就业、以人为本、全面发展”的教育高地,必须确立以学生为本,知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念和以能力培养为优秀的实践教学观念,建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实践教学体系,建设满足实践教学需要的高素质实验教学队伍,建设仪器设备先进、资源共享、开放服务的实践教学环境,建立现代化的高效运行的管理机制,全面提高实践教学水平。改革实践教学,推进人才培养与生产劳动和社会实践相结合。电气工程及其自动化毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有较扎实的自然科学基础,较好的人文社会科学基础和外语综合能力;掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识,主要包括电路理论、电子技术、控制理论、电机与拖动基础、计算机软硬件设计基础及应用等;较好地掌握运动控制、工业过程控制及自动化仪表、电力电子技术及应用等方面的知识,具有本专业领域1~2个专业方向的专业知识和技能,了解本专业学科前沿和发展趋势;获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练;在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。电气工程及其自动化专业实践教学体系建设以“卓越工程师教育培养计划”为指导,结合“上海市第四期本科教育高地建设”,以港航电气控制工程为特色,紧密结合上海市经济发展的特点和需要。以引进和培养高水平、高素质的“电气工程及其自动化”师资队伍为抓手,以改革创新“港航电气自动化人才”的培养模式为优秀,以加大对“电气工程及其自动化”教育硬件设施的投入为支撑,全面推进“电气工程及其自动化”特色专业的可持续发展,提升专业水平。 二、实践性教学环节的目标和思路 电气工程及其自动化专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、电机控制技术、自动检测与仪表、计算机控制技术和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识,能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、企业管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。我校电气工程及其自动化专业原为船舶电气自动化专业,创建于1978年,当时主要为国际各大远洋船舶运输公司培养专门的“船舶电气自动化”高级电气管理人才。电气工程及其自动化专业建立初期,实践环节还停留在原船舶电气自动化专业的框架内。本着实验教学与科研相结合、与生产实际相结合的原则,结合学校实际情况和专业特点,以港航电气控制工程为特色,紧密结合上海市经济发展的特点和需要,对原有的实践教学体系进行改革,确定改革思路,突出电气工程及其自动化实验和实践教学在整个教学过程中的重要性,探索新的实验和实践教学实践模式,切实提高实验和实践环节在教学中的重要性。通过建立一体化的实践教学运行模式,实现学生知识、能力、素质的协调发展,以培养学生工程实践动手能力,突出学生创新能力和实践能力的培养。将实践教学环节等固化到实践教学计划和大纲中,以保证整个实践教学计划的实施。经过多年的探索,针对电气工程及其自动化专业的特点,制订了一套较完整的适合我校电气工程及其自动化专业的实践教学课程体系,具体安排见表1。 三、实践教学环节实施 1.实验设备开发。由于模块化实验教学设备的引进,使实验误差减小、实验时间缩短,可开展的实验项目数大大增加,较好地满足了电气工程及其自动化专业相关课程实验的开设;但同时这种模块化的实验设备使学生在做实验时缺乏感性认识等,创新性不够,综合性实验内容单一。针对上述情况,近年来,课题组教师先后到振华重工等多家单位调研。在调研的基础上,更新实践教学内容。如课题组针对新的《中华人民共和国海船船员适任评估大纲和规范2010》大纲中对750KW及以上船舶二/三管轮“船舶电站操作”项目的评估内容的要求,设计、制作船舶电站实训评估装置,以此创新船员培训评估体系、提高船员培训的效果。船舶电站实训评估装置作为半实物仿真装置通过实物设备和计算机仿真技术,模拟船舶电站在正常情况和常见故障状态下的运行,使学员能够通过实际操作、故障排除等方面的训练,加强对船舶电站及其自动化装置的认识。 2.专业实验突出专业特色。我校是一所航运领域为主要服务对象的普通高等学校,在课程设置上有别于其他院校的电气工程及其自动化专业,因此在实验室建设方面应围绕办学特色,比如我们在保留传统实验设备基础上,与设备厂家合作开发了船舶和港口设备电气控制实验台,建设了港口自动化、船舶电力系统及其自动化、船舶主机遥控系统、船舶集中报警系统等实验系统,这些实验设备集中了航运领域控制技术,在实验过程中,这些使学生开拓了视野,了解最新控制技术,为学生进一步提升打下良好基础。 3.教师队伍的建设。教师队伍的建设将依托本学科优势和科研整体实力、多样化的产、学、研基地和国际合作与交流,在本科教育高地建设中继续加大师资建设的力度,采用内外互动,校企互动,自我培养思路,提升教学,完善学科梯队。强化教师的个人素质,注重教师队伍的建设。建立实践教学团队,定期组织有关教师对实践教学内容、教学方法进行讨论、交流,并请实践教学经验丰富的教师介绍提高实践教学质量的经验,带领青年教师积极参加实践教学改革和教学研究,形成老、中、青相结合的合理结构。积极要求青年教师承担不同层次的科研任务,进行学术交流,提高他们从事科研工作的能力和理论水平,培养其严谨、求实的科学作风。 本文在“卓越工程师教育培养计划”和“上海市第四期本科教育高地建设”指导思想下,对电气工程及其自动化专业实践教学环节的改革和建设提出了具体措施。我们认为构建合理的实践教育体系、加强师资队伍建设、大力加强学生实践和动手能力培养,在发挥专业优势和办出专业特色方面将会取得重大突破。 电气工程专业实践教学体系研究:新增本科电气工程及其自动化专业实践教学体系建设与实践 摘要:介绍了安阳工学院新增本科专业——电气工程及其自动化实践教学体系的建设与实施情况。通过软硬兼施、校企联合等方法,有效解决了在实践体系建设中资金有限、学生实践创新能力培养不足等问题,增强了学生的专业综合能力。 关键词:实践教学体系;电气工程及其自动化;应用型;综合能力 作者简介:李正斌(1979-),男,河南安阳人,安阳工学院电子信息与电气工程学院,讲师;范秋凤(1978-),女,河南安阳人,安阳工学院电子信息与电气工程学院,讲师。 安阳工学院(以下简称“我院”)于2009年开设了电气工程及其自动化专业,并于2010开始招生。根据本科培养方案指导思想的要求,该专业以培养应用型高级工程技术人才为主,加强学生创新意识、竞争意识和适应能力的教育,注重学生综合能力的协调发展。因此在实践教学活动中,培养学生分析问题和解决问题的能力成为实践教学体系的基础与优秀。实践教学是培养学生实践能力、创新能力的关键环节,相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性。电气工程及其自动化专业是一门实践性、应用性很强的学科,因此在培养“宽口径”、“复合型”高级应用型人才中,实践教学体系的建设和实施显得尤为重要。建设一个适合本院实际情况的实践教学体系,提升电气自动化、电力系统的实验/实践水平迫在眉睫。 一、实践教学体系建设中的问题 第一,建设电力相关实验室要求条件十分苛刻,所需实验设备造价昂贵,而与之矛盾的是建设资金相对不足。第二,从以往的教学经验来看,部分验证性实验中实验方法、实验设备固定,学生只完成“连线”、“装配”,缺乏能力培养,创新无从谈起。第三,学生到企业实习,由于理论知识不够、实践经验缺乏,同时多数情况下“能看不能动”,学生所学有限,效果欠佳。第四,由于地区经济较为落后,适合作为实习实训基地的企业较少。同时高校连年扩招,原有实践教学合作单位容纳能力有限。第五,所处地区不够发达,政府投入高效经费有限,实习费用较低。 二、实践教学体系建设 1.实验室建设 (1)建设课程群试验平台,满足课程需求。单一的课程实验室存在投资大、综合型实验开出能力有限的弊端。为解决此问题,我院依托省级实验示范中心先后建设“检测技术课程群综合实验室”与“电力系统综合实验室”。其中“检测技术课程群试验平台”是对“单片机技术”、“传感器与检测技术”、“嵌入式技术”等主要专业课程的整合与关联,不仅满足了课程实验教学,也能完成相关毕业设计和课程设计。而“电力系统综合实验室”是对“电力系统分析”、“供电技术”、“电力系统继电保护原理”、“电力系统自动装置”及“电力系统微机保护”等主要专业课程实践实验环节的系统整合。课程群试验平台和综合实验平台,不仅解决了资金问题,更可以将各相关课程有机联系在一起,便利开设各种综合型、设计性试验,同时为学生课程设计、毕业设计等提供了硬件平台。 (2)校企联合,共建实验实训平台。学生到企业实习,多数情况下“能看不能动”的原因主要是:理论知识不够、实践经验缺乏。针对以上情况,我院与许昌中意公司共同开发建设“工业控制实训中心”,该中心模拟中意公司实际现场环境,配置高端西门子PLC、触摸屏、伺服控制器、步进控制器、变频器、以太网模块以及继电控制等设备,并组成系统。学生可在该中心得到基本知识的学习和基本能力的训练,然后在中意公司完成生产实习与毕业实习/设计等环节。 (3)依托仿真技术,软硬兼施,建设仿真实验室。在二年级开设“现代计算机技术”课程,向学生介绍ANSYS、PSPICE、MATLAB以及组态王软件的使用方法。可在高年级时利用上述软件在仿真实验室开设部分关于“集散控制技术”、“自动控制技术”、“电力电子技术”、“电子技术”的综合型、设计性仿真实验,提高其创新能力。 (4)建立合作关系,拓宽实验领域。电力系统实验设备造价昂贵,而我院建设资金相对不足。在此情况下,积极与安阳电业局职工培训中心联系,该中心有各类电力系统设备,并且允许学员参观与操作。我院聘请中心内部人员作为“高低压电器”、“工厂供电”、“变电站综合自动化”等课程的实验指导教师,并安排部分实验在此集中完成。这样既解决了有关实验难题,又提高了学生的实际动手能力,同时生产实习等部分集中实践教学活动也可在此完成。 2.实习基地建设 本专业现有三个实习基地,分别是校内“工业控制实训中心”、安阳电业局职工培训中心和河南许继集团。 “工业控制实训中心”基地分为两个部分:第一部分为电机继电控制的设计、装配实训,主要面向经过专业课程学习,具有一定理论基础的大三学生进行(生产实习);第二部分为电机PLC控制、伺服电机控制、步进电机控制,主要让大四学生进行专业训练,部分学生的毕业实习、毕业设计也在此进行。实习项目部分按照国家职业技能培训大纲(中级维修电工)进行,重视实践环节的锻炼,对于提高学生的实践动手能力、解决实际问题的能力,具有很大帮助。经过该实习项目的实操训练,每年有近半数学生通过国家维修电工中/高级考试,学生反映实习效果非常好。 河南许继集团主要承担部分生产实习和毕业实习的参观学习、在岗实习教学内容,安阳电业局职工培训中心承担部分专业训练的供电设备参观、电气设备操作内容,以及部分毕业实习的实践教学内容。 除了校内实习基地的进一步建设与完善,还要继续加强与安阳钢铁集团、安彩集团、安阳化工集团等合作单位在科研、人才培养、校外实习基地等方面的合作,特别是在卓越工程师培养计划的协议商谈中已取得巨大进展。 3.集中实践教学环节建设 专业课程设计建设的重点是如何提高学生的综合能力,而实现这一目标的前提是选择合理的课程设计题目。但是传统的课程设计题目大多较为单一,与具体的生产实际要求脱节较为严重,究其原因主要有两点:没有合适的实验硬件条件;缺乏实践经验的现场指导教师。我院在具体的课程设计中,十分注重实践性和可操作性,课程设计要求在校内实训中心完成或由具有工业现场实践经验的教师现场指导完成,使学生从中汲取更多的经验,既锻炼了独立思考的能力,也增强了实际操作能力。 毕业设计/实习作为重要的实践教学环节,关键是要实现课题的真实性、知识的综合性和设计的创新性。近年来,随着电气工程及其自动化专业学生人数的不断增多,教师数量和毕业设计课题数量相对不足的问题日益突出。为此,我们在毕业设计课题的选择上,要求每位毕业生的毕业设计,或结合教师的科研项目,或由实践教学合作单位指定,或组织学生到外地公司和工厂开展毕业设计,使学生的综合素质、创新能力得到进一步提高。 三、实践教学教材建设 通过综合了解各兄弟院校电气工程及其自动化专业教学、实验方面等情况,发现近年来在综合型/设计型实验和集中实践教学方面教材编写不尽如人意。因此,我院根据不断改进和完善的实验设备和实习场所的情况,组织一批教学、实验经验丰富的教师和现场工程师编写了相关的实验(实习)大纲和指导书,课程设计大纲和指导书等教材,并顺利投入使用。该实验教材既能满足实验设备和教学实践的要求,又能增强学生的实训能力,使得学生的综合设计能力和创新意识不断得到提高。 四、结束语 经过不断探索与锤炼,通过软硬兼施、校企联合等方法,建设并实践了新增本科专业电气工程及其自动化实践教学体系,同时对课程建设、实践教学基地建设等问题也进行了研究与实践。该方法有效解决了资金有限、学生实践创新能力培养不足等问题。该专业学生的理论知识和动手能力不断提高,也越来越受到用人单位的一致好评。 电气工程专业实践教学体系研究:独立学院电气工程专业实践教学体系构建探索 摘要:实践教学作为整个教学环节的重要组成部分,是提高学生理论联系实际水平,培养学生工程意识和实践能力的重要途径与手段。电气工程及其自动化专业大多数课程具有很强的实践性,仅靠理论传授远远不够,学生需通过大量的实践活动,才能达到较宽口径应用型工程技术人才的要求。同时需对实践教学环节管理进行质量监控,以确保实践教学的有效运行。 关键词:实践教学;电气工程及其自动化;质量监控 作者简介:贾建平(1981-),女,江苏连云港人,武汉东湖学院机电工程学院电气教研室主任,讲师。(湖北 武汉 430212) 高校教学工作永远是主旋律,提高人才培养质量是永恒的主题。高等教育所培养的人才必须在创新精神和实践能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的实践教学,是当前高等教育改革面临的新课题。 实践教学作为整个教学的重要组成部分,是提高学生理论联系实际水平,培养学生工程意识和实践能力的重要途径和手段。实践教学可以给学生留有较大空间,以充分发挥学生的自主性和创新性。在实践教学过程中,通过理论与实践相结合、动手与动脑相结合,可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,严谨求实的科研作风,以及一定的科学研究能力。 以武汉东湖学院为例,就独立学院电气工程及其自动化专业实践教学体系的构建进行了探讨。 一、专业介绍及学生特点 电气工程及其自动化专业面较宽,涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。该专业的培养目标是培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。 本专业大多数课程都具有很强的实践性,仅靠理论传授是不够的。根据本专业人才培养方案,学生需通过大量的实践活动,才能达到较宽口径应用型工程技术人才的要求。 在专业培养方案的构建过程中要兼顾独立学院学生的特点。独立学院培养的学生是本科层次第三批录取的学生,与普通高校学生相比差别较大,多数学生文化基础、自我约束能力、学习习惯养成较弱;与高职高专相比,学生的动手能力相对较差,多数学生存在眼高手低的问题。[1] 二、专业实践教学体系构建 经过几年的探索和实践,在制定2012版本专业培养方案时,本着以培养具有综合实践动手能力、工程应用能力和创新意识的应用性人才为目标,坚持把理论知识传授、实践能力培养、综合素质提高贯穿于整个实践教学过程的教学理念,构建有利于培养学生具有较强实践动手能力、工程应用能力和创新意识的实践教学体系。该方案确定了课内实验—独立实验—课程设计—毕业设计—实习实训—创新设计制造的实践能力培养架构。其中,实践性教学环节的学时占总学时的30%以上。 1.实践教学环节的构成 实践教学与理论教学是教学系统中既互相联系、又相对独立的两个子系统。[2]在人才培养中,实践教学与理论教学具有同等重要的地位。通过实践教学,学生加深了对理论教学内容的理解,巩固和固化了理论教学的内容,解决了课堂上的遗留问题,实践教学是理论教学的延伸。 根据实践教学环节的功能特点和实施要求,在制定人才培养方案时,将实践教学环节分为实验教学、实习和实训三种不同类型,这三种不同类型的实践环节也是相互关联和相通的,各自在实践教学中完成不同的任务。 实验是课堂理论教学的辅助,通过实验可加深学生对课程理论和知识点的理解。实验地点为校内实验室。 实习是专业教学阶段性的认识性实践教学,是理解专业知识、熟悉专业设备和基本掌握操作技能的必要实践环节,同时可使学生了解本专业所对应的岗位、所从事工作的内容和对工作人员能力与素质的要求。实习地点主要为校外实习基地。 实训是对学生包括单项能力和综合技术应用能力进行的训练(含课程设计、毕业设计等),也包括职业岗位实践训练,是应用性实践教学。[3]通过各种实训,使学生掌握从事专业领域实际工作的基本操作技能和基本技术应用能力。实训基地主要利用校内和校外实训基地相结合的形式。 2.实验室建设及实习基地建设 要培养高等技术应用型人才,必须有良好的硬件设施和条件,这是形成工学专业教育应用型特色人才培养的物质基础。加强实验室建设和实训基地建设是实践教学体系中的一项重要任务。 (1)实验室建设。拥有先进实验设备和良好实验环境的高水平的综合实验中心和实验室对大学生实践能力、工程素质和创新能力的培养起着至关重要的作用。目前已建成的校内实验室有9个,分别是:电路实验室、电机控制与电力电子实验室、自动控制原理实验室、仿真实验室、电力系统自动化实验室、电力系统继电保护实验室、电气实训室、PLC实验室、PLC实训室。在实验教学过程中,可优化实验教学内容,充实综合性、设计性实验内容,提高学生的动手能力和创新意识,使之能够对专业课程有更系统的认识,从而为日后的发展打下坚实的基础。 同时,学校要积极加强实验室管理,建立健全管理制度,提高实验室利用率,以推动实验室开放管理。 (2)实习基地建设。校内、外实习基地的建设,保证了本专业学生金工实习、认识实习、毕业实习及毕业设计等实践教学任务的顺利完成,开阔了学生的视野,拓展了知识面,为实践能力和创新能力的提高打下了良好的基础。 根据本专业人才培养目标和东湖学院实践教学的现状,学院着重建立了校内和校外两类实习实训基地。校内实习实训基地为“工程实训中心”,于2009年建成,并于当年投入使用。校外建有7个实习实训基地,即:长江缆索分公司、湖北中石特种钢管有限公司、武汉工业职业技术学院实训中心、湖北省高等学校工程实训中心(湖北工业大学金工实习基地)、武汉供电局巡司河变电站、武汉国想电力科技股份有限公司。本专业与以上7个校外实习基地均签订了实习实训合同,每个基地可以保证每年至少接纳100名学生的实习任务。一个校内实习基地和7个校外实习实训基地基本保证了本专业学生金工实习、认识实习、毕业实习及毕业设计等实践教学任务的顺利完成,开阔了学生的视野和拓展了其知识面,落实和提升了学生的工程训练背景,为实践能力和创新能力的提高打下了坚实的基础。 三、实践教学体系的实施 实践教学体系的实施是一个系统工程,需要各个部门相互配合、相互协调、合理运作,才能达到教学目的,实现教育目标。 1.校内实习实践教学 (1)学院按本专业教学计划向教务处提出报告,申报实习实践教学内容安排及时间。 (2)教务处审核并安排时间、教室,下达所需耗材计划,由后勤采购科按时提供。 (3)本专业实习实践教学活动在学院监管下开展。 (4)实习实践教学活动完成后,指导教师要完成学生成绩评定、总结、教学档案整理、归档。 2.校外实习实践教学 (1)学院按本专业教学计划向教务处提交报告,申报实习实践教学安排、时间及经费。 (2)联系实习基地,安排带队教师并进行学生实习动员、安全教育等。 (3)教务处审核并批准经费,联系后勤车队提供接送。 (4)由带队教师与实习基地技术人员合作指导实习工作,学生分组由基地技术人员带队进行实习。 (5)实习实践教学活动完成后,带队教师和技术人员需共同完成学生成绩评定,并由教师完成实结、教学档案整理、归档。 (6)由实习教师报学院批准,完成实习经费报销工作。 四、实践教学体系质量监控 为切实保障和大幅度提高实践教学质量,必须构建切实可行的实践教学质量监控体系,制定实践教学的整体质量标准及其反馈环节,并实时对实践教学质量进行全面监控。[4] 1.制度规范 构建实践教学体系离不开实践教学文件和管理制度的建设,为此,学校建立了一系列的实践教学管理规定,如《武汉东湖学院教学实习管理办法》、《武汉东湖学院实习基地建设与管理规定》等。 2.质量标准 学校根据培养目标的要求,对主要实践教学环节如实验教学、认知实习、毕业设计(论文)等,都制定了具体明确的教学大纲,严格管理,规范运行。 3.监控与评估 学校通过“校、院两级专职督导”、“学生评教”、“同行评教”等方式来监控和评价实践教学质量,掌握学生的学习状况,并及时解决实践教学过程中存在的具体问题,从而确保实践教学的顺利实施以及提高实践教学质量。 电气工程专业实践教学体系研究:船舶电气工程技术专业实践教学体系研究 摘 要:本文通过对高职院校实践教学现状分析,针对普遍存在的问题,深入进行了分析并以船舶电气工程技术专业为例,具体阐述了该专业在实践教学上的特点及对策,建立了一整套分层次的,完整的实践教学体系。 关键词:实践教学 分层递进 校企合作 1 国内高职院校实践教学的现状 1.1 实践教学内容与实际联系不够紧密,职业能力培养差强人意 实践教学内容处于低层次的技能练习或者过于强调理论知识的验证,与企业岗位实际情况有较大差别,学生无法掌握本专业、行业的前沿技术。 1.2 实践教学师资力量薄弱,难以提高实践教学水平 实践教学师资队伍很多是从普通院校毕业后直接走上工作岗位,缺乏一线从业经验,尽管学历较高,但职业化程度较差,更谈不上提供高层次的实践经验。 1.3 实践教学课程评价缺乏明确的职业评价标准 实践课程评价依然沿用传统的学科式的课程评价方法,没有形成科学的实践考核、评估和反馈系统,缺乏较为明确的职业能力评价标准,难以正确评价学生的职业技能水平。 1.4 实训设施不完善,难以保障实训课程质量 实训设施不完善是制约学生实践技能提高和职业能力培养的瓶颈性障碍,实训设施跟不上市场技术设备更新的步伐,直接影响了实践教学效果。 2 船舶电气工程技术专业实践教学体系设计思路 船舶电气工程技术专业相较于其它专业有着自身的特点,该专业主要培养面向海船的电子电气设备管理维护人才,国际海事组织《STCW公约马尼拉修正案》对“海船电子电气员”这个岗位的能力要求提出了新的标准,除了必须具备原有船舶电气技术岗位的专业知识以外,还增加了现代船舶电气控制技术、通讯导航技术等新的能力要求。因此,构建岗位目标体系是人才培养目标的要求,以能力培养过程为主线,以职业技能与职业素质为基本单元,完整地涵盖能力体系的演进与构成,包括专业岗位能力、方法能力、社会能力等。 3 具体建设方案 3.1 构建实践教学目标体系 我院的船舶电气工程技术专业主要是以培养海船电子电气员为目标,通过校企合作共建共管委员会对海船电子电气员岗位典型工作任务及其工作过程、职业能力与素质要求的分析,船舶电气工程技术专业的实践教学目标体系,可以按照“一体两点”的模式来构建。其中“一体”指以培养专业岗位能力为主体,“两点”指以培养方法能力和社会能力为两个支撑点。 在专业岗位能力上重点培养学生对船舶电气设备的操作和维护管理能力;在方法能力上,重点培养学生在工作中的表达能力、合作意识等;在社会能力上,重点培养学生作为海船船员必需的敬业爱岗、诚实守信、踏实勤奋等精神。 3.2 构建实践教学内容体系 按照公约要求,充分征求不同类型具有典型代表的航运企业的建议,确定学生应该具备的职业能力目标,围绕这一目标将电子电气员岗位能力设置为“岗位认知能力、岗位基本能力、岗位优秀能力、岗位拓展能力”四个模块。 实践技能训练按照四个层次逐步递进。第一层次为认知,采用企业参观的形式让学生对课程有初步的感性认识和总体印象,激发学生的学习兴趣;第二层次为基本技能训练,分单元对学生特定的技能进行针对性训练,达到中级船舶电工的要求,这一层次对学生的职业生涯非常重要;第三层次为综合技能训练,将第二层次所积累的零散的技能进行有机的整合,采用项目式教学方法,通过实船设备和场景仿真等手段,重点提升学生综合运用知识的能力,达到国家海事局海船电子电气员适任考试评估要求;第四层次为强化技能训练,采用顶岗实习的形式,全面提升对全船电子电气设备的管理和维护能力,这一层次结束后,学生基本上能够成为企业所需求的技能型人才。 3.3 构建实践教学条件体系 (1)加强校内实践教学基地建设。 实践教学需要一定数量和种类繁多的实训设备作支撑,国内专门从事船舶电气教学设备研制的企业几乎没有,要想满足船舶电气工程技术专业的实训就必须通过紧密型的校企合作共建校内实训基地。 共建校内生产性实训基地。我院与上海滕韵自动化设备有限公司共建校内生产性实训基地。该基地所生产的产品均为船用电气产品,可以为船电基础实训提供具有很强针对性的设备,学生通过实训既能感受企业的生产过程,又能熟悉船舶电气设备,提高了学生的专业岗位能力。 校企共建实验室。我院与镇江赛尔尼柯电器有限公司共建“赛尔尼柯实验室”,由镇江赛尔尼柯公司捐赠一套7屏的智能船舶电站配电屏,我院配套4套发电机组和船用小应急电源(蓄电池)系统等,能够真实的体现现代船舶电站的全部系统。学生的实训过程完全和实船顶岗一致,使学生在校实现顶岗实训。 研发中心开发研制教学装备。由于船用设备有许多是大型综合设备,价格昂贵,直接购买全新设备不切实际,通过校企合作的研发中心,自主研制具有故障设置功能的实训装备,利用组态软件和3D技术仿真控制对象,使得全真的电气控制系统和仿真的机械机构有机组合,培养学生查找和排除故障的能力。 采购拆船厂的二手设备。我院与行业内拆船厂签订了校企合作框架协议,建立了一套沟通合作机制,在遵守设备采购相关规定的前提下,简化双方合作流程,将拆船过程中学校需要的设备以较低价格提供给学校,以此来扩充大型船舶电气实训设备,既满足实践教学的功能,又节约了大量的资金。 (2)加强校外实习基地建设。 远洋轮船从体积上可以类比为移动的大型建筑,从功能上可以类比为一个小型社区,船舶电气设备种类繁多且系统集成程度很高,这就对船舶电气工程技术专业学生提出了更高的要求,在这样的背景下,不经过系统实船实习,是不能满足企业需求的。因此,需要加强政行企校合作,通过院级董事会的体制机制,重点选择一批所辖船只多,船型种类丰富的企业签订协议,建立一批稳定的船舶电气工程技术专业实习基地,借助企业最先进的设备和技术优势,不仅能够满足学生强化训练技能的需要,而且为学生就业拓宽了渠道。 3.4 构建实践教学评价体系 由于学生的实践教学分校内实训和校外实习,在整个过程中都要进行有效的管理与评价,每次实训都要有实习报告或成果,每个项目都要制定相应的评价标准。指导教师应全程监控学生的表现,通过口头提问、项目成果、实际操作等形式考察和评价学生。顶岗实习的考核主要由企业指导教师完成,考核重点主要是实习过程、实习内容和掌握的知识技能。 4 结语 经过几年的教学实践,深感构建以岗位能力为主线、教学做一体化的船舶电气工程技术专业实践教学课程体系是远洋航运企业对航海类高职院提出的客观要求,也是技能型人才培养的内在需要。学生通过四个层次的专业实践,不但操作技能迅速提升,而且还增强了创新意识,提高了学生适应企业需求的综合能力,为将来走上工作岗位起到了铺垫作用。
研发项目管理论文:电梯行业产品研发项目管理论文 1基础理论 研发是一个企业不断创新以获取优秀竞争力的重要途径之一,更是企业生存和发展的动力。从研发管理的发展过程来看,研发管理的发展可以划分为几个阶段。20世纪50年代到60年代初期为第一阶段。研发管理模式与产品开发管理方法为:“黑匣子”理论,这是一种缺乏规划和管理,无战略框架的“放任式”管理。20世纪60年代初期到80年代末为第二阶段。第二阶段研发管理有了战略框架,以产品为导向,扩大了各个部门参与度,增强了部门间的沟通。这个阶段R D模式开始由第一阶段的“直觉型”向第二阶段“目标型”转变。20世纪80年代末至90年代为第三阶段。第三阶段研发管理主要特征为:以市场、客户为导向来进行产品开发;以质量、成本、交期、产品生命周期、价值战略在市场上的反馈为完成标志。创建跨部门、跨公司、甚至跨行业的战略研发平台。强调市场战略、技术规划、产品开发、技术平台、跨部门团队等管理特征。第三阶段研发管理集中表现为:集成产品开发IPD(IntegratedProductDevelopment)。20世纪90年代末至今为第四阶段,第四阶段研发管理与第三阶段研发管理的区别主要在于创新如何被识别和概念化。第四阶段研发管理为技术创新与市场需求互动型。总结来说,产品研发管理基础理论研究的方向为技术创新与市场需求互动型而进行的渐进型技术创新(即连续型创新),将产品售前、售中、售后的问题均纳入到R D系统之中。研发管理为采取有效的技术战略与建构创新导向的组织制度,降低新技术与新产品开发的风险,以提升未来市场与未来技术的清晰度,重视知识产权管理。该文也将产品研发管理基础理论应用于电梯行业产品研发管理中,促进我国电梯行业产品研发的发展。 2电梯行业产品研发项目管理应用研究 电梯属于特种设备,电梯行业有其自身的特点。从产品应用功能,技术要求,国家标准,特种设备检验要求,产品维护保养及市场客户的要求等方面来看都有其独特性。为确保产品满足市场需求,全面提升企业整体研发管理水平,缩短产品研发周期、降低成本、提高质量,为企业赢得竞争优势。需要从电梯产品的设计研发、制造过程、安装维保这几方面来全面管控电梯的整体质量。建立针对产品生命全周期的产品开发通行证评审流程(PP),提供产品开发流程的概要和相关的项目管理工具,介绍产品开发流程应用计划,解决目前电梯行业研发管理存在主要问题。电梯行业产品研发管理流程的六大阶段分别为PP0-PP5。产品评审委员会(PRB)将在产品开发的每一个PP结束点进行评审,评审的结果及改进项将在产品开发流程(PDP)中执行并关闭。通行证评审阶段0(PP0):快速地形成一个高度概要的商业企划,突出需要解决的问题及将要开发的潜在解决方案。本阶段的里程碑及其提交文件,制定商业企划。 通行证评审阶段1(PP1):核实PP0所做的设定,清晰地定义产品和功能,决定研发和制造的可行性,并形成为供应链,法规,现场,环境与安全,知识产权方面的策略、计划。本阶段的里程碑及其提交文件,清晰定义了产品需求ATOR,项目计划以及产品的成本模型。通行证评审阶段2(PP2):完成详细的系统和部件设计;样机设计制造完成并作测试;开始支持性流程的开发;包括:制造流程,资金计划,供应链后勤,现场解决方案设计,法规/环境安全评估以及知识产权策略。本阶段的里程碑及其提交文件,样机安装和测试完成;成功完成系统和部件的关键设计评审(CDR);在配置功能得到较好控制的前提下,设计图纸。通行证评审阶段3(PP3):完成制造认证;为批量销售和生产工作准备;认证和批准支持性流程。本阶段的里程碑及其提交文件,完成产品认证;完成销售和计划;支持性流程被批准和确认。通行证评审阶段4(PP4):评估先锋客户并且整理汇总反馈,准备开展销售工作,开始产品生产,开始故障处理中心、产品改进中心的工作。本阶段的里程碑及其提交文件:(a)成功收集先锋客户的反馈;(b)成功的供应链配置;(c)持续进行的工程计划;(d)项目移交计划。通行证评审阶段5(PP5):产品转入完整,进入正式生产和提供客户服务,将产品的所有权移交到合同处理中心,完成项目目标和实际对比的回顾。本阶段的里程碑及其提交文件:(a)执行移交计划;(b)解散项目团队;(c)产品流程支持性团队到位;(d)文件的形式记录完成的活动;(e)文件的形式记录经验教训。技术评审包括设计概念评审(ConDR)、系统初步设计评审或部件初步设计评审、关键设计评审(CDR)、系统关键设计评审或部件关键设计评审。为确保设计输出满足输入要求,通过实物对零部件和子系统进行测试和鉴定,验证产品的可制造性及各项特性指标符合要求的能力,并确保安全和可靠性的测试,形成输出文件作为验证依据。对部件进行验证可参考品质部《部件认证流程》,当不能满足输入要求时,需采取适当的纠正预防以确保有效的风险控制。风险的陈述将在评审中体现,对于风险评估的评审结果将支持评审委员会判断项目整体是进行、停止或者重新定向。风险的评审内容记录在相关评审会议纪要中。质量评审包括部件初始质量评审或系统初始质量评审(IQA)、最终质量评审(FQA)。为确保最终产品在正式交付使用之前满足客户的要求和预期使用目的,根据项目策划,可进行小批量试制,对整机在预期使用条件下进行最终的使用确认,并根据反馈结果进行必要的设计更改和评审。产品的正式和量产在确保有效的各阶段评审和纠正预防措施落实到位,各个职能部门都能提供充分的资源支持,确保技术,品质,制造和服务充分满足客户要求时,产品可进入正式生产和发运阶段。同时为确保产品开发过程得到有效的控制,需将每次评审会议(包括通行证评审、技术及质量评审)上提出的行动项的完成关闭情况及因此产生的交付文件的名称及归档。并在下一次评审会议的陈述里汇报模版中要求的内容。所有与产品设计相关的更改须形成文件,必要时须对相关更改进行评审和验证以确认更改结果。产品研发管理的每个步骤都有自己的起止范围,有标准化的输入文件和输出文件;同时还需要关键节点的评审会。每个阶段只有通过评审才能进入下一阶段的工作,给电梯产品研发过程提供有效保障。 3优化建议 3.1编辑项目约定事项(ATOR)明确项目需求 要确保研发项目产品的安全性、可靠性,首先要从源头上进行全面有效的需求定义。项目组根据市场需求、产品策略,编制ATOR,承担整个项目的设计和开发工作的协调,编制项目计划,跟踪项目执行,组织各阶段的评审,监督各部门的职责,完成各个设计和开发阶段的具体工作任务并形成相应的输出文件和报告。项目约定事项(ATOR)主要从产品要求、性能要求、技术评估和可行性、企业战略、营销概述、市场细分、客户分析、竞争概述、产品替换策略、知识产权、采购计划、生产评估、法律法规、工地总结、试验评价和规划、风险分析和风险缓解计划(RAMP)、方案选择方面清晰定义项目需求。 3.2建立研发项目管理评审机制 要确保研发项目的执行过程是否满足定义的需求,是项目能否成功的关键,这就必须建立一套完善、科学的研发项目管理评审机制。项目的评审系统包含三方面,分别为通行证评审、技术评审、质量评审。PP通行证评审决策体系为解决目前电梯行业产品研发管理缺乏决策评审提供了指导意义。 3.3建立多职能研发项目管理团队与系统、完善的标准化产品研发管理平台 提供系统完善的研发过程指导工具与标准文件解决了目前电梯行业产品研发管理缺乏实际可操作指导流程与标准平台问题,为各个公司打造自己的研发技术创新与市场需求互动型管理平台奠定了基础。多职能,多层次项目团队结构,通过管理平台的标准工具,可以指导项目成本管理与风险管理,解决了目前电梯行业产品研发管理能力薄弱的问题。可交付成果指导项目顺利开展,输出标准统一的指导文件。技术评审会议解决项目的技术方案,产品认证等确保产品的质量,提高客户满意。 4结语 该文基于项目管理理论与产品研发管理理论,针对电梯行业的特点进行分析研究,提出了产品研发通行证评审流程。阐述的产品研发通行证评审流程的优秀几方面分别为:项目需求的定义、PP通行证评审、技术评审会议、可交付成果、多职能项目团队、标准化指导工具与文件。同时文章还有许多不完善之处,需要通过实践的产品开发应用过程,进一步进行深入的理论研究与实践分析;完善并巩固通行证评审的方法与理论。 作者:陈成强 单位:优耐德电梯有限公司 研发项目管理论文:通讯行业研发项目管理论文 一、项目管理的概念 1、项目管理概念与特点 作为项目实施的基本规划内容,项目管理主要是在一个企业内部的项目实施过程中,为了保证目标的实现而对项目从立案、实施再到验收过程的监控和监测。一般来说,项目管理需要贯穿于项目从计划制定到最终完成的工作的整体过程,需要项目实施各部门的高效配合,更是一种能够提高各部门的工作效率、监测具体的工作方案、保证项目目标实现的基本内容。从项目管理的概念上来分析,项目管理一般具有以下的特点:首先,项目管理的实施对象大都是企业内部的一个具体的工作项目或者将被管理的对象当做项目来进行;其次,项目管理的过程具有系统性。综合项目本身来看,其实一个长期的、需要严密筹划的、具有深刻影响力的过程,为了保证这一过程实施的顺畅,系统性的工作思想必须贯穿项目管理的始终,即项目管理的内容需要在进行之前形成完整的规划预案,并按照项目内容进行随时调整和优化;再次,项目管理是一项团队工程。项目管理不仅涉及到对于项目本身的监管,还涉及到对于项目实施人员的监管,因此其在实施过程中需要严格遵守团队管理的标准,责任到人,让项目的实施过程更加的有法可循;最后,项目管理的方法和手段需要不断的开发和完善。项目管理过程中,因为项目实施所涉及到的人员、事物等的复杂性,项目管理本身的方式方法也需要按照具体情况进行不断的创新和改变,直至保证最后目标的实现。因此,从这一角度来说,项目管理需要先于项目本身预见其最终的实施情况以及可能遇到的各类问题,并根据具体问题进行项目管理方案的开发。 2、项目管理的基本职能 从项目管理的基本内容来看,项目管理具有以下的几种职能:首先,规划项目本身。项目管理作为项目本身的监控手段,其首先设计的就是对于项目的计划。在计划当中,项目的目标、具体的工作进度、实施过程中可能涉及到的资源消耗等都将被规划在管理范畴当中,作为实施的预案,保证尽可能在短期之内完成成本和质量的优化配置。所以从这一角度来说,项目管理首先实现的职能就是项目规划。一般来说,项目规划的工具主要有:工作分解结构、网络计划技术等等。其次,对项目进行组织分配。新项目在实施过程中,可能会涉及到具体人员的安排和配置,因此,为了更好的实现项目规划管理的过程,项目管理需要在明确具体的工作分配、了解详细的工作计划、做好各部分组织职能划分指后,对项目组织的机构进行具体划分。作为项目规划和项目目标实现的基本条件,更好的组织分配能够对项目实施产生相当大的助益。而一般而言,项目组织主要分为以下的三种形式:第一,树形结构。在树形结构当中,项目组织按照从高到低的顺序进行层级划分,各部分的职能和责任相对较为清晰完整。不过这一组织结构的弊端是,不能应用于大型项目结构,其所涉及的部门内容划分也不能太过复杂。所以整体而言,这一结构较为扁平,立体化不强,只能应用于小型的项目组织结构。第二,矩形结构。这是目前为止应用较广的一种项目管理结构。这种结构中,各部门的管理功能和其被应用的功能综合起来形成一个矩形的结构,不同组织下的工作员工可以在不耽误本职工作的前提下进行项目管理工作。大大提高了组织机构的工作效率,也是目前较为典型的一种工作方式。第三,网络结构。综合以上两种结构来看,网络结构相对来说更有立体性,其应用价值也更高。作为未来企业较受欢迎的一种应用模式,网络结构主要是固定业务关系网络的工作集合。工作成员之间具有典型的交错性,不同组织之间的相互配合让整个工作体制都动起来,权力分化和集中并重。当然,这种网络组织结构常应用于一些网络方面的虚拟企业,通讯行业对其的应用近些年来也在逐年增多。最后,对项目进行评价监控。项目实施本身是一个长期的过程,因此为了确保每一个过程的可实践性和可应用性,需要设定一个项目评价阶段评析当前工作的状态。而为了保证项目评价监控职能的合理实施,项目计划需要与评价本身具有高度的一致性,任何不可行的偏差都可以否定项目评价本身的实行。 二、通讯行业研发项目管理的优化 1、项目划分 在通讯行业的企业项目实施之前,为了保证对其整个过程的优化管理,项目管理过程需要再项目立案形成之前,对项目本身进行一定的可行性评估,即首先进行项目内容的评价,如项目规划人员的大局观、营销人员的参与度、市场调查人员的具体调查水平等等。在综合这些内容之后,对项目的具体实施情况进行详细的了解,并最终确定项目的可实施性。这作为项目立项的基础,对于项目的整体过程具有一定的铺垫作用,同时也尽可能的保证了项目本身的实施。当然,这一过程出了对项目实施人员的了解之外,还包括对于项目内容的大致划分,即项目经理或者其他项目负责人需要从现有条件出发,对项目的前期、中期、后期的实施过程,项目实施的具体目标,项目各阶段的实施目标等明确,并对项目不同阶段的负责人以及工作人员进行大致的区分,让整个项目的资源和人力都有一个配置的合理空间,以保证项目能够完整的实施。另外,最为重要的是,项目管理的具体过程,即每一个项目实施阶段需要达成的目标和具体的评价标准等内容,也需要在前期工作过程中制定出来,这样更能有效的保证各项工作的有迹可循和有法可依,避免了因为责任不明确、任务分配不清等出现的工期拖延、工作质量下降等行为。 2、立项管理 在前期的大致划分之后,项目管理需要进行再进一步的立项管理划分。项目本身是一个长期的过程,项目管理相应的也需要长久的监督和管控。因此,在通讯行业的项目管理过程中,项目管理的负责人在完整的了解自身工作并对工作进行大致划分之后,接下来需要对不同的产品规格,具体实施过程中的项目管理目标,长期的人力投入和物力投入要求等进行严格的制定。尤其重要的一点是,在前期的项目划分过程中所涉及到的人员配置、工作部门划分等工作需要再进一步的细化并最终组建项目团队。从整体的过程来说,这个过程首先涉及到项目规划的完善过程。假如一个通讯项目所涉及的工作过程分为四级,那第一个项目划分过程只设计到了项目的第一级、第二级人员安排,即项目总的管理人的安排以及项目的不同分类负责人的安排。而项目计划也大体只是制定到了项目可以分为几个阶段,不同的项目阶段可能会涉及到哪些内容。因此,为了更进一步的完善现有的工作结构,保证项目规划的人力、物力的合理配置,在立项阶段,项目负责人需要利用自身所了解到的工作情况,对项目规划进行完整的预估,并最终形成文书格式,交由产品或者项目经理人,并由其将此方案交予企业负责人。其次,涉及到项目实施过程中的人员配置过程。项目已经确定之后,最重要的便是人的实施问题,很多项目之所以夭折,与项目负责人的工作能力和管理能力有着巨大的关系,因此,项目负责人需要再充分了解公司的现状基础上,对公司的人员进行合理的分配。 3、实施管理 项目执行阶段,作为项目实施的重要阶段,直接关系着项目本身的可持续性和可实现性,是项目目标形成的关键因素。所以从这一角度来说,以合理的方式进行项目的规划和确立,需要管理人员的多方配合以及管理资源的有效利用。从这一角度来说,首先,各个部门需要按照之前预定好的工作项目进行实施,无论是时间的配置、项目内容的确定、项目具体应用资源的确定等,都需要尽可能的按照原有的规划方案进行;其次,各部门在制定好项目之后,需要对项目的进展进行完整的报告。报告的内容包括项目现有的实施进度,项目具体的费用问题,当前的项目质量等等;最后,各项任务的负责人需要以成文的形式对不同阶段的工作进行交付,各阶段过程中的管理人员也需要对项目进度进行评估。在实施过程中,由于涉及到项目管理的内容,因此,为了保证最终的项目评估更具合理性和准确性,项目管理的负责人员需要对相关的内容进行节点监控。也就是说,从项目经理到具体的工作员工,都需要按照层级分布的结构对项目进行层级管理和控制,利用工作追踪工具,对不同阶段的工作质量、工作涉及的费用等进行查看,并根据具体情况进行方案的调整。这一过程中,也要定期举行会议进行工作内容的记录和整理,以便形成较好的危机意识和应急能力。 4、验收管理 一般来说,通讯项目的工程都较长。因此,在整个项目完成之后,通讯行业的项目管理者需要一个具体的验收评估过程来了解当前的工作是否已经完成了,具体的目标是否已经实现,项目的分阶段目标在实施过程中遇到了什么困难等等。这个验收过程包括了对不同阶段工作内容的评估,也包括了对工作人员工作能力等的评估,因此需要分成对人员评估和对工作评估两个方面来进行。当然,最后,在产品验收阶段,工作人员还需要注意充分了解不同阶段计划变更的方式,并将其作为项目管理评估内容的重要一部分,以此来评价相关工作人员的应急态度和能力。 三、通讯行业研发项目管理应注意的问题 通讯行业的研发项目涉及到的人员众多,相关的项目内容变化性大,加之当前的工作环境变化较快,因此,为了更好的实现研发项目管理本身,在工作过程中需要注意以下的问题:首先,在项目建立初期明确各个产品规格的定义。互联网时代信息四通八达,通讯行业的各企业要想抓住这一机会,保证工作预案的合理执行,需要对工作过程的各个方面进行更加精确的规划管理,尽可能的保证自身工作能够在当前的激烈竞争中脱颖而出,并带动整个行业的大发展。其次,合理安排项目成员。在经典的矩阵结构当中,由于成员大多为兼职,受自身的职能经理和项目经理的双重领导,因此在具体工作过程中可能会无法判断主次结构,或者是被重复安排,因此执行力也较弱。所以在工作过程中,需要明确不同人员的工作职能,并帮助其对工作本身形成完整认识。最后,完善管理跟踪工具。在项目实施过程中,可能涉及到不同阶段的工作评估和工作进度交付问题,由于多项目的实施或者不同阶段项目管理内容不同的情况,项目的不同阶段的信息核实和具体项目进度跟踪可能会出现一定的偏差。因此在项目立项阶段,这些问题就需要进行完整规划,并在具体实践过程中不断完善,保证产品进度的完整。 四、结语 通讯行业项目管理过程该如何进行监控和管理,不仅需要有方法,更需要有行动。因此在管理中,前期方案制定阶段,项目规划要尽可能的详细、周全,从计划的确立到具体实践过程中的完善再到最后的计划确定阶段都需要项目负责人的周密布置;后期的项目执行阶段,除去需要按照既定计划执行之外,有效调动工作人员的积极性、合理监控各部分以及各层次的工作进度等都直接关乎着最后的目标实现。所以通讯行业研发项目管理优化需要一个长期的清晰而完整的过程,需要各方人员和各方资源的通力配合并最终作用于企业的发展。 作者:赵学慧单位:中兴通讯股份有限公司 研发项目管理论文:项目管理理论在机器人技术研发中的应用 摘要:随着经济形势越发严峻,全球性竞争的加剧以及机器人技术企业业务的复杂化和多样化,项目管理的理论思想和方法已经为越来越多的机器人技术企业所接受。本文首先明确了机器人技术项目管理的含义,给出了机器人技术项目管理的现状以及出现的问题,最后给出了机器人技术项目管理的几点建议。 关键词:项目管理;机器人技术;管理理论 1概述 近两年,随着机器人技术行业的经济全球化和市场竞争的日益加剧,机器人技术项目管理已经成为企业项目能否成功的有效保障和迫切需要。为了实现这一战略目标,企业需要认识到信息化的项目管理才能使得企业能够实现成本管理、技术创新、管理创新和体制创新,从而增加企业在市场的优秀竞争力。鉴于此,企业才把更多的精力和金钱投入到机器人技术项目管理中,以实现其公司的最终目标。产业规模的高速扩张,带来更多市场机会的同时也加剧了行业间的竞争。因此,机器人技术项目管理的研究已经是机器人技术产业发展不可缺少的环节。 2项目管理的含义 对于接手的项目,首先要知道项目的真正意义、项目的预期目标、项目背后的技术难度和怎么来组建项目团队。当然这只是项目的开始,项目成功与否的正确引导就是项目管理。机器人技术项目管理有着普遍性、明确性、及时性、完善性和严谨性。 2.1普遍性 信息技术日益发展的今天机器人被越来越多人熟知。机器人可以广泛应用于烟草、汽车制造、电子、纺织、医疗、视频、造纸行业,是机器人自动化水平的最高水平。可见,机器人项目管理普遍存在的。 2.2明确性 在执行项目的过程中,机器人项目技术要把握好开始和结束的时间。充分明确该项目执行的时限,确保项目顺利实施。 2.3及时性 在当前信息时代,资源共享已经普遍存在,机器人行业也不例外。在机器人项目实施过程中,各相关部门携手推行信息共享,有效发挥其作用效力。从而使得机器人技术项目信息准确、及时地反映,保障了信息的及时性。 2.4完善性和严谨性 软件开发过程中,测试环节是必须存在的。测试质量对产品的质量以及开发周期和成本控制均具有重要意义。因此,在测试过程中,务必要保证测试的严谨性以及完善性。 3项目需求分析与项目组队 在需求分析明确后,需要根据项目来组建自己的队伍。项目的团队不能随意拼凑,好的项目团队不一定会出现卓越的成绩,但是不合理的团队却能保证带来更多问题,从而导致项目的失败。 3.1项目任务清单 一般来说,经验不足的项目经理在接到项目任务以后,都会凭着感觉干。据统计,机器人技术项目彻底失败率约为21%,成功率较低。机器人技术项目,仍是投入较多产品,但是50%的产品仍然无法达到预期的设计效果,增加了产品成本、耗费了时间。 3.2项目技术分析 机器人技术项目管理经常涉及很多复杂多样的技术。项目管理首先要把技术单元细化,然后总结各个部分需要的技术内容,并绘制成流程图,安排到指定的人员,保证人尽其责。 3.3项目任务分工 项目分工主要涉及根据工作能力派发任务、发挥个人所长、责任落实到每个人、任务分配要均衡和关心项目成员的想法等。机器人技术企业得到广泛推广的同时,也伴随着许多问题,因此要做到全方位考虑,项目管理工作也应合理分工,提高关注度,从而顺利进行。 4机器人项目管理的几点建议 研发机器人的最终目的,是使其投入市场使用。机器人的质量,不仅关系到在市场竞争与口碑,还关系到企业知名度和影响力。机器人研发特点,是零部件和子系统比较多,开发时间相对较长,供应商比较宽,客户的申请时间是复杂的,不仅应符合国家有关法律、法规的规定,而且还应减少或防止客户投诉。 4.1项目团队激励机制 想要项目成员在项目中不枯燥,带有激情地进行,一个很重要的前提是对项目组员的充分信任。在现实生活中,项目经理经常喜欢问东问西,让项目成员给他解释项目的进行程度,这样会给员工造成极为不信任的体现。实际证明,很多成功的管理者都善于使用下属的这种心理。员工的潜力也是这样发挥出来的。 4.2维持团队的稳定 如果企业想要留住人才,那么尊重员工是最基本的原则。如果项目经理要维持团队的稳定性,那么也要懂得尊重项目成员,让成员感受到自己的重要性。团队的稳定性不止包含员工的内在因素也有环境的外在因素,为团队成员创造一个良好的工作环境也是至关重要的。 4.3项目收尾 项目收尾阶段,项目经理应该从多角度识别项目成功的指标,自我判定这个项目是否成功。一般来说,项目管理在收尾阶段一般会从多个角度来考虑,问题:财务、时间、质量、人力资源、环境、项目计划、项目控制等几个方面来衡量项目完成项目。虽然不同人对项目的结果都有自己的标准,但是归根结底,我们可以归纳为以下几点:①达成项目期望;②评估项目的有效性;③客户对使用效果的评估。 5结语 项目管理平台是指项目管理者借助专门的项目管理软件,运用系统的理论和方法,对项目全过程进行有效管理。目前我国机器人技术行业的项目管理手段和管理平台都相对落后,这就给机器人技术项目管理带来了很多硬件操作上的难题。由于机器人技术项目具有不确定性、独特性和紧迫性的特点,所以在进行项目管理时必须要拥有先进的管理软件和管理手段。本文从机器人技术项目管理的含义入手,分析了机器人技术项目管理现状和出现的部分问题,在分析了原因之后,指出了加强风险管理、构建先进平台、做好机器人技术资金资源战略分配、制定正确战略资源配置原则以及积极引进机器人技术项目管理工具可以使项目管理更加高效。 作者:刘晓帆 赵彬 单位:沈阳新松机器人自动化股份有限公司 东北财经大学工商管理学院 研发项目管理论文:浅谈汽车产品研发项目管理 【摘要】在中国制造2025的背景下,近年来汽车迭代的速度明显加快。对于国内汽车企业来说,意味着需要具备一定的产品研发效率,同时在过程中保证研发质量,一个好的项目管理可以帮助企业实现双赢。但目前我国汽车企业在新产品研发的项目管理上存在问题。本文就这些问题进行探讨分析,并对项目管理在汽车产品研发上的应用提出建议。 【关键词】项目管理 汽车研发 建议措施 一、项目管理概述 项目管理,顾名思义是针对具体的项目进行管理的工作。它与一般的运营工作不同,具有独特性和临时性(有时限要求)的特点。项目管理最早起源于美国的曼哈顿计划,后由华罗庚教授引进中国。项目管理是知识,技能,工具和技术应用于项目活动,以满足项目要求。 管理一个项目通常包括,但不限于:识别要求;寻址的各种需求,问题,以及在规划和执行的相关利益者的期望项目;建立,维护,实施利益相关者之间的通信,是积极的,有效的,和合作的性质;管理利益相关者对项目的要求和创造项目可交付成果的会议;平衡竞争项目的限制,其中包括,但不限于:范围,质量,时间表,预算,资源,风险。这些因素之间的关系是这样的,如果任何一个因素的变化,其他因素中至少有一个是可能的受影响的。由于潜在的变化,项目管理计划的发展是一个迭代的活动,逐步细化项目的整个生命周期。逐步完善包括持续改进和详细的计划更详细和具体的信息和更准确的估计是可用的。随着项目的发展,逐步完善,使项目管理团队定义工作和管理到一个更高层次的细节。 二、汽车研发项目管理概述 2016年,全国汽车产销量均突破2500万辆大关,市场竞争进入白热化阶段,谁能够快速跟进时代潮流,加快新产品的研发进度,同时保证研发质量,谁就能在这场无声的竞争中处于优势地位。开发过程中,项目管理便是一把利器。无论是世界著名的跨国汽车企业还是本土的中小型汽车生产制造商,研发项目管理都是汽车公司研发部门中非常重要的一个部门。项目管理需要对整个项目Q(品质),C(成本),T(时间)负责。如何平衡项目的时间,成本和品质成了项目管理最主要的任务。 时间,项目管理首先需要制定整个项目的开发日程。每个汽车公司都有自己独特的开发流程,这个过程中项目管理需要按照公司的开发流程,预估各个开发过程的时间,设定项目节点并确定每个节点的交付物。过程中设计的部门较多,如造型部门、各个研发的团队(底盘,内外饰,车身,电子开发等)、试验部门、试制部门、法规部门、采购部门、生产部门、销售部门等。需统盘考虑整个研发周期,做好项目的并行工作,整体制定原则需切实可行,项目计划做到短、平、快。制定计划后,需严格执行,任何变动都会给项目带来一定的风险,因此务必保证大节点的研发进度。 成本,获取利润是公司的经营目标,因此如何有效的控制项目的成本对于公司有着重大的意义。在项目的开发初期,项目管理通常会和公司的收益、财务部门针对项目设定具体的收益目标,然后经由收益目标设定的成本目标,如设定单车成本目标等,项目个预算也要因此制定。在研发过程中,成本监控以及各种降成本活动来达成最终的成本目标。在项目的前期成本管控尤为重要,通常也会花费更多的时间和资源。 品质,品质管理或者说质量管理一直以来是成产制造业的重中之重。新车研发阶段的品质控制尤为重要。针对新车的开发品质,各大厂家都有一套非常严格的零部件和整车开发品质要求和试验要求。在新车开发的开发过程中,项目管理需要在项目的各大节点针对整车开发的品质目标进行检查和汇报,并针对重大的品质问题(影响项目时间,引起剧烈成本上升等)M行跟进和排查,确保项目达成所有的质量目标并在产品量产前关闭所有的品质课题。 三、汽车研发项目管理目前存在的问题 我国的汽车行业项目研发管理起步较晚,同时,在实施的过程中也存在一些较为普遍的问题。 (一)研发流程的合理性存在问题 目前流程大都由企业自行制定,但多数企业并未按此执行,原因为流程的合理性存在诸多问题:①不重视前期研究与策划。未在大量市场调研的基础上对项目进行筛选和优化,确保开发的项目在技术、商业、财务等方面得到综合考虑。②开发项目门限规定及输出要求不严格,随意变动。流程中有阶段性评审门限,每阶段有文件/报告/评估的输出,但这些门限和输出的审核团队级别不够,经常为了项目进度牺牲审核质量和输出项目。③工作计划不细分,不易安排并行工程。开发过程中的二三级流程未细化,各开发智能的工作任务清单不完整,难以理清与前后工作流或工作任务间的关系,所以难以安排并行流程,从而提高开发效率。 (二)项目管理体制存在问题,项目经理职权受限 目前,新车研发时,通用做法为成立项目组,分配项目经理。在大部分汽车行业项目管理这个职位定位是project leader,但不是team leader,所以虽然管控统括项目,但是对项目组的成员没有直接的领导权。 在项目实施过程中,项目经理因缺乏相应的权利,在调用人员时往往捉襟见肘,项目的时间、质量也会因此而受到影响,项目的汇报等机制目前也存在不健全的地方,导致信息传递过程中的丢失,对项目进程中的风险问题不能及时预防及发觉。 (三)研发前期与工艺结合较少,导致进度质量受影响 汽车研发阶段前期,目前国内绝大部分主机厂商的做法为独立开发,研发过程中缺乏与工艺、生技等部门协同开发的过程,导致项目后期设计变更成为家常便饭,对项目成本、项目进度的影响甚大。 四、汽车研发项目管理的相关建议 鉴于在汽车研发项目管理过程中遇到的问题,结合个人在这几年中从事项目管理工作所得到的经验及教训,提出如下几点对应策略。 (一)努力做好研发项目进度管理 项目的研发进度是项目成功的关键,项目进度计划控制十分重要,项目进度计划控制就是指对项目进度计划的实施及其零部件变更所进行的管理控制工作,应努力做好以下以下几点。 (1)事前控制。对研发项目项目进度计划影响因素的分析和识别、对可能影响车型项目进度计划实施的各种因素的控制。 (2)事中控制。对项目进度计划完成情况的绩效度量和对项目实施时间中出现的偏差采取纠正措施,以及对与项目进度计划变更的管理控制等工作在车型项目进度计划控制中,项目管理人员必须定期地将项目实施情况与项目计划进度进行比较,并找出两者的差距,针对过量差距,采取纠偏措施,以保证项目进度计划能够得以实现。 (二)加强项目进程中的沟通管理 沟通在团队工作中的重要不言自明。项目进行过程中应制定全面的沟通机制,定期沟通项目各相关利益主体的信息需求,通过组织周例会、月例会等会议形式,完善沟通方式,让信息不再成为“孤岛”。随着信息化手段的不断加强,企业应建设一些信息化的系统,辅助研发过程中的管理,及时分享共享的信息,同时对整个流程、任务进行监控和记录,也便于后续的项目总结。 (三)建立健全项目考评机制 一个良好的项目考评机制对于调动员工积极性、激发团队的凝聚力具有重要作用,而国内车企在项目管理上普遍缺乏合理的项目考评机制。项目考评机制的建立应与企业的实际情况相结合,充分考虑各相关利益者的诉求,如大小项目考评系数的确定,充分调研后续实施的可行性。同时,适度把握各项目的奖惩力度,尽量制定客观的评价指标,并做好宣贯工作。 (四)组织项目管理的培训 汽车研发项目管理,主要的执行层为汽车研发企业的相关工程师,这些工程师普遍业务能力强但管理能力缺乏,甚至他们无法理解管理的意义何在,因此做好项目管理的培训意义重大。建议聘请专业的PMP讲师进行现场集中授课,并安排项目经理及优秀员工参加PMP考试,已加深对员工对项目管理重要性的理解。 研发项目管理论文:提升航空产品研发项目管理协同水平 [摘 要]进入信息时代以来,先进的计算机技术和网络科学大大促进了项目管理的发展。航空产品研发是一个多单位参与、历时久的过程,需要一个良好的项目管理系统来规划决策。本文基于航空研制产品信息化项目管理的必要性和协同性,就项目管理需要实现的功能和具体的系统工具组成进行了详述。 [关键词]航空产品;项目管理;协同 项目管理是伴随着建设和大型项目管理的需要而从现代管理科学中分出来的学科,最早出现于20世纪30年代的美国,在上世纪50年代,西方发达工业国家已经基本上将项目管理应用于航空航天、建筑工程或者其他的国防科学研究中。它是一种研究在固定了资金的情况下,如何通过科学决策和管理来实现既定的项目目标的方法。从第二次世界大战前夕,甘特图将项目管理应用在军事工程管理中,再到50年代随着计算机网络技术的兴起,项目管理经历了一个跌宕起伏的过程。网络计划技术成为现代项目管理的起点,相关研究表明,网络计划技术只需要耗费总费用的百分之一,就可以将投资缩短百分之十到百分之十五,相应的项目工期也会缩短百分之十五到百分之一二十。现在关键路线法、计划评审技术等已经逐步推广和使用,成为一种先进的项目管理手段。 1 航空研制产品信息化项目管理的必要性 复杂的航空产品,往往分散在很多单位中进行分离制造,这就导致了其研制周期长、技术难度大、管理困难的问题,仅仅对产品研制的工作内容、研制进度、经费预算和质量管控进行计划管理,已经不符合先进的管理理念要求,而传统的通过会议、出差和行文来进行的管理手段也已经较为落后。 随着全球信息化程度的逐步普及,航空产品研制单位都已经实现了全部工作环节的数字化,但是目前来说,每一个单位之间的数据信息交流很少,项目管理领导无法了解到产品研制的最新消息,存在管理内容不全面、管理手段落后、管理粗放等问题。为此推进项目管理的信息化,将先进的项目管理理念和管理方法用于航空产品研制的管理中,就可以利用网络快速传递信息数据,实现所有研制单位的有序、快捷交换和处理管理理念,对于研制进度、研制经费、产品质量等数据的管理也更加方便。项目管理I导也可以方便获得需要的数据,在重要的研制阶段做出正确的科学决策,精细管理,提高研制效率,保证航空产品研制任务的保质保量完成。 2 航空研制产品项目管理系统探讨 2.1 项目管理 一般来说,是由项目管理领导在航空产品研制项目立项前对项目进行评估和选择,主要做好技术难度、工作量、经费、实验设备仪器、材料的采购工作,还包括招标投标工作;立项之后,负责对研制计划、资源分配、研制进度和产品分析测试的管理,发挥协调组织作用。 2.2 行政管理 信息化的项目管理系统要实现的就是这些繁琐工作的界面化,使得管理人员不必处理如此复杂的工作,把主要的精力放到航空产品研制的重大决策和科学管理上,提高项目管理水平。 2.3 外部信息交换和信息服务管理 航空产品的研制不仅需要参研部门的参加,还需要与众多供应商进行合作,所以如何面对客户,为其提供全方位的支持和服务,也是项目管理系统必须完成的任务。项目管理系统要实现的功能是在每个合作伙伴需要项目的有关信息的时候,都可以根据自己的权限和密码来获取,实现数据信息的及时、有效和安全传递,实现和谐合作氛围的创建。 2.4 工作协调和管理指令 尽管合作伙伴会通过合同、协议和工作计划来协调工作的开展过程,但是由于不同单位之间管理理念的不同,很多方面都出现了工作不协调的现象,所以项目管理系统应该支持异地不同单位之间的协同工作,通过应用可视化技术、信息传递管理技术实现意见的统一,进度的管控和资源的节约。 2.5 实施效果 (1)实行季度计划按多级组织进行多级协同共享编制的管理模式,各级协同共享编制的管理模式,各级管理人员能够快速在系统中编制工作计划并下达给相关人员,有效提高了计划编制效率。 (2)通过仪表板的方式,为项目各层人员实时提供项目多维综合管理试图,实现项目过程可视、动态监控,提高管理效率。 (3)系统设置质量评审节点,确定质量评审交付物,记录研制过程质量信息,以保障项目交付物质量,提高交付质量。 (4)构建标准化的WBS(工作分解结构)、PBS(产品分解结构)等模板,将项目执行过程产生的工作成果与项目WBS、PBS、任务关联、实现了项目知识经验的积累、分享及复用,提高了资源分配合理性。 3 航空研制产品项目管理的实现工具 3.1 工作分解结构(WBS) WBS是一种广泛应用于大型工作管理的工具,而航空产品研制本就是一个历时久、耗资大的工作流程,必须有一个项目管理系统来进行有序管理。所以可以把航空产品的研制过程分解为产品设计、产品试制、产品系统研制集成、关键产品试验、产品使用、关键技术攻关和工程管理等多个模块,然后再细分每一个分解后的工作,经过多级的分解之后,一个大的航空产品研制项目就分解成了一个树形的结构。 3.2 动态计划网络图 计划网络图是项目管理中的一项重要工具,可是实现工作起始日期、结束日期和研制进度的管理。静态的计划网络图已经不能满足当前形势的需要,利用项目管理平台提供动态计划网络图,支持工作人员来编制具体的工作计划、提供每一项工作的网络图,在动态的进展中实现进度的动态变化,更加利于对于项目的监控和指挥。 3.3 数据功能 项目管理系统必须实现各个工作环节的数据采集、登记、处理、存储、查询和显示,并根据工作需要把数据变成一份可以传递的文件,传递给需要的单位或者个人,实现数据的科学统计,合理航空产品研制的项目管理指令。 3.4 协同工作功能 项目管理系统需要实现全部参研单位同时提交数据的同步协同工作或者只允许一方提供数据的异步协同工作。应该根据实际的需要选择合理的协同方式,可以通过视频会议系统来完成同步协同工作,利用项目管理系统中的上传和下载功能、或者电子邮件功能来实现异步协同工作。 综上所述,如何充分利用项目管理系统,将分散在各个单位的产品信息进行项目管理数据交换,是众多航空产品研制单位亟需解决的问题。项目管理可以高效组织航空产品的研制工作,及时为项目管理领导提供科学的信息,做出正确的决策,并且通过提供研制情况,协调各种工作手段和措施,保证项目按时完成。在工序繁复的航空产品研制工作中,具有不可替代的作用。 研发项目管理论文:制造企业项目管理研发和信息系统管理模式研究 [摘 要] 本文以制造企业在研发项目管理和信息系统管理模式上进行了研究,对制造企业研发项目管理模式与研发信息系统进行阐述,对此项目的可行性进行分析。 [关键词] 制造企业;研发;项目管理;信息系统 0 引 言 自从改革开放之后,我国的经济得到迅速增长,尤其是制造企业在发展上获得空前机遇。但是,随着全球经济一体化发展,制造企业在发展上也面临着诸多问题,如缺乏优秀竞争力、信息系统落后、研发效率不高等问题。如果要促进我国制造企业优秀竞争力提高,那么在企业研发上就要高度重视,以此提升研发效率,为制造企业可持续发展作出举措。尤其是在研发项目管理模式上和信息系统上的创新,对提升制造企业研发效率具有一定意义。 虽然国内外诸多学者对制造企业研发项目管理模式进行过分析,但是对制造企业研发活动的特点不够全面了解,固在管理模式上无法满足研发项目的需求。因此,对制造企业研发项目管理模式和信息系统进行研究,具有一定作用。 1 制造企业研发项目管理模式和管理信息系统 制造企业在研发项目上具有一定的特点,将项目管理模式在制造企业研发活动中进行应用,以此能构建出制造企业研发项目管理模式。在研究过程中,通过对研发项目生命周期和信息系统两方面进行分析,以此能对研发项目管理模式有所了解。 1.1 研发项目生命周期 制造企业对项目进行研发同样需要对项目生命周期有一定计划,使项目在一个生命周期内完成循环。本文将项目研发生命周期分为四个阶段,即项目启动阶段、项目计划阶段、项目实施阶段以及项目验收阶段。 首先,项目启动阶段。制造企业对研发项目进行启动之前有许多准备工作,从最初市场分析,到对项目的评估、进行各方面的协调,到最后确定研发目标。在这一阶段,因为在研发活动中具有一定的不确定性,所以对所研发项目的最终预期也较为模糊。制造企业对所要研发的项目市场进行全面的调研,并要对所要研发项目的可行性、实施性进行评估。在最终商议之后,确定项目实施的可行性,则可以明确研发目标。以此就可以进入下一阶段,协调企业各部门进行准备工作,以为项目的开展进行前期准备,要对项目组成员进行安排和确定,并对项目技术支持进行反复敲定,能够对研发项目的不同技术进行反复比对,按照一定评估标准进行确认,以选择最佳技术。 其次,在项目计划阶段。在项目计划阶段可以根据上一阶段中所准备的关于项目工作进行开展,如对所用资源进行计划规定、对项目进度、风险把控等问题要充分计划到。因所研发的项目在这一阶段具有一定的不确定性和复杂性,只有在前期对项目进行严格计划,利用有限的资源,按照科学办法将项目所计划进行合理分配和安排,以确保下一阶段工作的开展。 再次,项目实施阶段。这一阶段是整个项目研发的关键阶段,也是所涉及范围最广、项目开发最不稳定阶段。其中,在这一阶段,要对所研发项目进行反复的研究和测试,所以在所发生的突发事件上也最为频繁。因此,对这一阶段进行总结,则可以认定为项目研究开发和对项目研发产品测试等阶段。 最后,是项目验收阶段。对所研发的项目进行评估、评价、总结、反馈等工作。进行评估和评价主要目的是为了能够对所研发项目提供一定的案例支持,而进行总结工作则是对前几个阶段中所用的技术、知识等进行总结,以此作为制造企业优秀内容进行收集和存档。对项目的反馈指的是在项目研发阶段,对所发生的突发事件和发现的不足等问题反馈给其他项目组,以此在其他项目组研发阶段能够避免,对本次研发工作所暴露的不足也能及时的总结经验和改正。 1.2 研发项目管理信息系统 制造企业在研发项目管理模式之后就要对项目信息系统进行管理。所建立的信息系统能够对制造企业研发项目提供信息技术支持,能够有效提升研发管理效率。其主要体现在以下几点: 首先,使用标准化与个性化相结合方案。因制造企业研发项目独特特点,将国内对项目管理的标准方案可进行借鉴使用。但是又因制造企业研发项目具有一定的不确定性,所以可采取标准与个性化相结合的方案进行管理。 其次,对生命流程周期进行管理。整体工作要围绕研发项目进度进行开展,将各项对业务管理的流程与计划的进度相结合,形成动态管理模式,以此能够进行有效把控。 2 结 语 对制造企业在研发项目管理模式和信息系统方面进行了研究,在研究过程中从研发项目生命周期管理的视角进行分析,以此提出了研发项目管理的模式,并提出研发项目中信息系统的应用。而研发项目管理对制造企业来说具有积极意义,不但可以提升研发效率,并且对制造企业提高优秀竞争力,以及促进企业可持续发展都是非常有利的,可以在我国制造企业中进行广泛应用。 研发项目管理论文:新产品研发过程中的项目管理应用分析 摘 要:在我国的新产品开发过程中,实行项目管理主要有4个优点。能够有效地整合利用企业的设计资源;能够有效地降低产品研发的成本;能够提升产品研发质量;项目管理工作的开展有利于提升企业新产品的研发能力以及水平。本文针对新产品研发过程中的项目管理应用进行详细地分析以及阐述,通过对研发项目管理的基本概念的阐述来分析项目管理在产品研发过程中的作用,希望通过本文的阐述以及分析能够有效地提升我国新产品研发中的项目管理应用,同时也为我国新产品的进一步研发以及创新贡献力量。 关键词:新产品研发;项目管理;应用;特点 近些年世界范围内的科技全球化发展,带动了世界范围内的经济快速发展。企业面临着非常大的竞争压力,现在用户的个性化需求越来越多,产品更新换代的速度越来越快,同时世界范围内的市场存在非常大的多变性,这样就无形中加大了企业的生存压力,迫使企业在新产品研发中必须提高研发水平和周期。本文从项目管理和新产品研发过程中的特征入手,找出进一步提高项目管理在新产品研发中应用水平的具体办法。 1. 简要叙述新产品研发中符合项目特征的特点 关于新产品研发中符合项目特征的特点的阐述以及分析,本文主要从5个方面进行论述。第一个方面是在新产品研发过程中会有一个非常明确的目的性。第二个方面是在新产品研发过程中会有一个固定研发周期。第三个方面是在新产品研发过程中会有相应的约束性。第四个方面是在新产品研发过程中存在有序的组织性。第五个方面是在新产品研发过程中存在一定的风险性。下面进行详细的论述以及分析。 1.1 在新产品研发过程中会有一个非常明确的目的性 新产品在研发中主要在产品的功能以及形态上进行创新研发,通过改进原有产品的性能及外形,来满足用户的不同需求。新产品研发在目的性上主要包括了以下几种。第一种是全新产品的研制开发,这一过程中应用技术较为先进,通常来讲是现阶段的最新技术;第二种是全新产品线的研制开发,这样能够帮助企业的新产品首次推向市场;第三种是新产品的研发只是对现有产品的一种功能补充;第四种是对传统产品的一种改进或者功能增值;第五种是对传统产品的一种在定位,改变原有市场的产品定位。 1.2 在新产品研发过程中会有一个固定研发周期 新产品研发过程有明显的设计起点和设计终点。主要包括了8个研发过程。第一个是要对新产品进行研发构思;第二个是要对设计思路进行详细地筛选;第三个是要对新产品的研发概念进行确定并且进行测试;第四点是对新产品拟定营销具体规划;第五点是对新产品进行商业化分析;第六点是对产品进行研制;第七点是进行新产品的市场试营销;第八点是对新产品进行商业性的产品投放。上述的研发有固定的周期,符合项目的特点。 1.3 在新产品研发过程中会有相应的约束性 现阶段的市场竞争非常激烈,企业都想通过相应的新产品研发抢占市场的先机,但是在新产品的研发过程中,资金投入以及相关技术资源是有限制的,并不是无上限的投入,同时新产品的研发也受到了时间的约束,研发时间越短就能够帮助企业在市场上占得先机。因此新产品在研发过程中是有一定的约束性,符合项目的特点。 1.4 在新产品研发过程中存在有序的组织性 在企业新产品研发过程中,都需要企业的各个部门通力合作,协调配合。技术部门、采购部门、市场部门、销售部门以及生产部门等要害部门都需要全力配合,让新产品在研发过程中少一些沟通阻碍,因此新产品在研发过程中需要有序的组织性,符合项目的特点。 1.5 在新产品研发过程中存在一定的风险性 在新产品研发过程中,如果技术不成熟或市场的定位不准确就会导致研发的产品不能够适应市场的最新需求,给企业带来非常大的经济损失,为了有效地避免新产品研发出现失败的风险,需要进行项目管理工作,这也符合项目的特点。 2. 简要叙述新产品研发过程中项目管理工作处理解决的问题 关于机电企业新产品研发过程中项目管理工作处理解决的问题的阐述以及分析,本文主要从4个方面进行论述。第一个方面是项目管理在新产品研发中的应用能够保障研发产品的质量。第二个方面是项目管理在新产品研发中的应用能够有效地降低产品的生产成本,提升设计工作效率。第三个方面是项目管理在新产品研发中的应用能够将产品的研发周期有效缩短。第四个方面是项目管理在新产品研发中的应用能够大大降低产品研发过程中的失败风险。下面进行详细地论述以及分析。 2.1 项目管理在新产品研发中的应用能够保障研发产品的质量 在研发过程中,项目经理以及项目管理团队要对研发的全过程给予监督指导,对于研发过程中出现的问题要给予及时纠正。项目经理直接和市场上的用户对话,能够及时发现用户的实际需求,让整个研发过程更加的具有针对性。项目管理还能够梳理研发的各项工作,保障研发过程中的产品质量。 2.2 项目管理在新产品研发中的应用能够有效地降低产品的生产成本,提升设计工作效率 项目管理工作最主要的优秀工作就是要是实现研发成本的优化,研发时间的优化以及研发质量的优化,在研发的每一个过程中都需要进行标准检测,只有合格后才能够进行下一程序的设计研发工作,因此项目管理在研发过程中能够减少设计失误率,提升研发的工作效率,降低研发的成本。 2.3 项目管理在新产品研发中的应用能够将产品的研发周期有效缩短 项目管理强调管理工具方法的系统性和科学性,先进的项目计划和控制方法(如WBS、网络计划法、净值分析法等)的应用,可以将新产品研发各项工作并行交叉开展,缩短产品研发周期,优化新产品研发中的资源使用,进而降低新产品研发费用。 2.4 项目管理在新产品研发中的应用能够大大降低产品研发过程中的失败风险。 项目管理的规范性使项目组成员工作的责任范围以及相应的职权相对明确,可以按照既定要求去指导和控制项目的工作,使项目各个环节的流程更流畅,降低了产品研发失败的风险。 3. 简要叙述新产品研发过程中的项目管理应用 关于新产品研发过程中的项目管理主要应用的阐述以及分析,本文主要从3个方面进行论述。第一个方面是项目管理在新产品研发概念的形成以及测试阶段的应用。第二个方面是项目管理在新产品研发研制阶段项目的应用。第三个方面是项目管理在新产品研发生产阶段的应用。下面进行详细地论述以及分析。 3.1 简述项目管理在新产品研发概念的形成以及测试阶段的应用 项目小组在此阶段的任务是技术规格确定、市场经济可行性分析、项目开发计划和预算、风险评估及风险应急方案。项目小组可以参考其他类似的产品结构,利用推荐的标准件、关键零部件,制定一个详细的项目开发计划和具体的产品技术规格,满足产品和制造工艺方面的要求。 3.2 简述项目管理在新产品研发研制阶段的应用 产品研制是指将概念形成与测试阶段形成的产品概念试制成为产品模型或样品,同时进行包装的研制和品牌的设计。项目经理要召集所有相关部门对生产准备工作做一次详细地回顾和检查,包括技术准备、生产设施准备、生产人员安排、物料准备情况、品质标准和走货计划等等,如有不足、遗漏或错误,必须责成相关部门和人员及时更正,并在生产前及时通知所有相关部门和人员。 3.3 简述项目管理在新产品研发生产阶段的应用 在新产品的生产阶段并没有直接的和项目管理工作有联系,但是在生产过程中为了能够有有效地降低生产成本以及节省生产时间,会要求项目管理团队在产品研发过程中就要对产品的质量和生产周期充分考虑,同时缩短产品的研发时间,保障生产过程中时间充足。 结语 企业要想不断提升市场占有率同时在市场竞争中占据主动地位,就必须要不断地满足用户提出的个性化、多样化要求,要针对用户的要求来针对性的设计研发新产品,将研发的新产品在最短的时间内推向市场中。以产品生产研发的高质量,低价格以及高性能来不断地占有市场占有率,赢得使用用户的信赖。综上所述,在机电企业中要不断提升新产品的研发速度,提升新产品的研发质量。想要实现上述的前提是要有成熟的项目管理,在世界上很多国家,项目管理工作的开展已经被证明是一种产品研发的高效管理模式,能够有效推进新产品的研发进程以及研发质量。项目管理作为一种先进的管理工作,在新产品的研发过程中的作用越来越重要,对于新产品的研发工作正常有序开展非常有效。新产品的项目管理研发模式作为企业新产品创新研发的一种管理形式,能够实现设计资源的优化配置,有效地提升企业新产品的研发进程。因此在我国现在的企业中,产品研发过程中的项目管理非常重要,项目管理的水平高低直接影响着整个企业新产品研发能力和水平。 研发项目管理论文:关于研发项目管理工具与风险管理的实践与分析 【摘 要】创新促进社会发展的重要手段,同时也是一个国家、一个民族不断进步的动力。研发项目的开展,是各国公认的提高创新能力的途径,但是这一项目本身周期较长,需要的资源众多,存在着众多的风险因素,若是未能成功,还会造成巨大的损失。因而,必须通过一定的管理工具对其风险进行良好控制,从而提升科研项目的成功率。本文就研发项目管理工具与风险管理的实践进行了研究分析。 【关键词】研发项目;管理工具;风险管理 一、前言 近年来,我国各级科研院开展了多项研发项目,并取得了良好的成就。但是我国研发项目管理起步相对较晚,风险控制水平较低,导致研发项目的开展需要面对众多的风险因素,大大增加了研发成本,降低了研发项目的成功率。科研人员还需通过不断的项目风险管理实践及管理工具的有效运用,合理规避风险,确保研发工作的顺利完成。 二、研发项目管理风险因素 1. 风险因素界定 风险因素主要是指能够引发风险或是影响损失严重程度的因素。一般情况下,风险因素可以分成两种,一种为人为因素,另一种为物的因素。且可以具体划分为三种类型:第一种为实质风险因素,是能够直接引发风险的有形因素。第二种为道德风险因素,是与人自身思想道德情况有关的能够引发风险的因素,属于无形因素。第三种为心理风险因素,主要是与人们主观疏忽等相关的风险因素。按照性质不同,风险因素还可以分成经济风险因素、自然风险因素、政治风险因素、社会风险因素等,研发项目中的风险因素主要包括内部风险因素及外部风险因素两种。内部风险因素包括人力资源风险、技术风险、信息风险等,外部风险则包括市场风险、环境风险、政策风险等。 2.风险因素与研发项目绩效关系理论假设 研发项目中的风险因素可以基本划分成环境、资金、管理、技术、沟通等方面的风险因素,项目绩效则可以分成项目进度、项目产品效益、项目费用、项目质量几个方面。 假设环境风险因素与项目绩效存在一定的联系。据相关学者研究表明,国家政策变动、行业萧条、居民消费能力下降等情况,都会导致研发项目终止或是中止。市场需求的大小、市场接受能力等也会对研发项目产生影响。因此,可以提出假设:环境风险因素过大,会直接影响研发项目绩效无法达标。 假设沟通风险因素与项目绩效存在关联。要想构建高效的研发项目团队,首先,应保证所有成员都具备统一的目标,且能够为之而努力。其次,应保证成员之间具有良好的信任感,能够相互合作。最后,团队必须拥有良好的沟通机制。团队成员能够运用信息化技术等进行随时随地的沟通,并通过沟通交流对研发项目的看法、建议,从提高工作效率及质量。因此,可以提出假设:沟通风险因素过大会直接导致项目业绩不达标。 假设管理风险因素与项目绩效存在关联。研发项目经理是项目的领导者,研发人员是项目的执行者,项目经理的管理水平以及研发人员的工作积极性决定着项目能否顺利完成。且激励机制的科学构建以及组织形式的合理安排,也对项目的有效执行有重要作用。因此,可以提出假设:管理风险因素过大能够直接影响项目绩效不达标。 假设技术风险因素与项目绩效存在关联。研发项目本身存在较强的技术性,技术水平对研发项目的先进性产生着重要的影响,若是采用不成熟或是陈旧的技术,便极易产生技术风险。因此,可以提出假设:技术风险因素过大将会直接影响项目绩效不达标。 假设资金风险因素与项目绩效存在关联。资金是研发项目的基本支撑。研发项目具有周期长的特点,需要长时间的投入大量资金,若是无法提供长期稳定的资金,则极易造成项目失败。因此,可以提出假设,资金风险因素过大可以直接造成项目绩效不达标。 3.研发项目风险因素分析 相关学者针对研发项目的风险因素,对21家科研院所进行了调查分析,其中调查的科研人员为87人,占总人数的93.5%。在信度分析上,主要采用克伦巴赫一致性系数作为信度衡量标准。调查数据表明,风险因素总量表整体信度为0.917,其他子量表、绩效表的信度也在0.7以上,由此可知,各风险因素以及绩效一致性较高。在效度及主成分分析中,发现各类风险因素及项目绩效都可以归结为主成分。而在相关分析中,环境、技术、沟通、管理、资金等风险因素主成分与研发项目绩效主成分的Pcrson相关系数分别为0.498、0.618、0.622、0.772、0.690,Sig(双侧)皆为0。因而,可以得出除环境风险因素之外的其他四种风险因素,都与项目绩效存在显著的正相关。出现这种情况的原因,主要是由于科研机构本身具有较高的技术优势,实力较强,因而能够良好应对环境风险因素。 三、研发项目管理工具实践运用 1.实践运用理论基础 研发项目正式开展之前,需要通过初期评审,为保证项目顺利通过,需要严格遵循评审关键步骤:第一,对研发项目的利益相关者、主要影响人、成功因素等进行识别。第二,准备相应的评审报告。第三,组建相应的产品审查队伍。第四,在内部进行项目的推广,以搜集多方建议。第五,准备评审答辩资料,并对资料仔细检查,确保其完备性。第六,制作陈述报告,并进行提前演练。第七,做好后续工作及反馈处理。 研发项目周期较长,因而,需要对其时间进度进行良好控制:第一,应要求项目经理明确时间进度控制的意义,确保研发人员具备良好的进度控制观念。第二,应制定科学的进度计划,确保研发速度、产品成本、产品质量、研发费用四者均衡。第三,应实行项目监测点及标示性阶段点,以便及时根据项目进度对资源等进行调整,避免风险的产生。第四,应构建高素质的项目团队。第五,需要获得高层领导的支持。第六,应该建立有效的奖惩制度,将其与成员的时间进度管理情况相结合。第七,应运用甘特图等项目时间管理工具对促进项目平行推进,并缩短研发周期。第八,应对进度风险进行准确识别,并良好应对。 2. PDMA工具在研发项目中的运用 PDMA工具在研发项目初期评审阶段的实际应用,可以划分为7个阶段:第一,工作人员需要整理出针对研发项目的介绍文件,其中包含所用技术、项目规模等、执行计划等。并将其递交领导,争取获得领导支持。第二,工作人员需要结合新产品开发手册及项目实际情况,制定评审报告,尤其要注意详实数据的添加。第三,在研发过程中,应与相关部门领导联系,请其指派专业人员,避免技术风险。第四,在评审前,应积极听取各方意见,并对方案进行适当调整。第五,应对评审文件进行仔细检查。第六,应进行项目陈述预演。第七,应针对其中的风险因素进行全方面分析,从而确保项目文件的完善性。 四、研发项目风险管理实践 1.风险管理目标及原则 研发项目风险管理,应以减低所有风险因素影响、提高项目绩效为目标。在研发项目风险管理过程中,应遵循目的性、动态性、系统性、相关性等原则。目的性原则要求工作人员在开展研发项目前,充分考虑到科研院的风险承受能力、当前市场趋势等。动态性原则要求工作人员在进行研发项目风险管理时,能够根据环境的变化情况,对风险管理方式等进行动态调整。系统性原则要求工作人员在研发项目过程中,考虑到各个部门之间在风险管理中的关联性。相关性则是要求工作人员意识到,并行的研发项目之间不存在独立性,而是具备一定的相关性,需要对这一方面因素进行充分考虑。 2.风险管理模型构建 在研发项目风险管理过程中,工作人员需要根据项目特点,构建相应的风险管理模型。风险管理模型中分为5个部分:第一部分为风险计划制定,要求工作人员在研发项目正式开展之前,对研发过程中可能出现的风险因素进行预测,并制定相应的风险管理计划。第二部分为风险导入部分,要求工作人员能够对项目中可能出现的风险进行识别,并在填表后上交项目负责人。第三部分为风险登记部分,要求项目负责人对表中导入的风险进行分析,判断其对项目绩效的具体影响。第四部分为风险应对措施分配部分,由专门的评先评估人员对表中风险进行评估,将对项目无法造成影响的风险进行删除,根据风险程度,提出项目整改意见,并针对不同的风险制定相应的措施。第五部分为风险应对措施执行部分,要求研发项目风险管理人员根据项目的进度,对不同的风险应对措施予以执行,并针对执行效果进行评估,若是发现其中存在问题,则应及时反馈并再次循环风险控制流程,以确保风险管理有效性。并在不断的实践中总结经验,为下一个研发项目的风险管理工作提供可供借鉴的依据。 通过层层推进的风险管理模型构建,实现对风险因素的层层保管,从而提升研发项目风险的应对能力,并借助有效的反馈机制,确保风险管理的及时性,为研发项目的顺利开展提供保障。 3.研发项目风险管理要点 研发项目风险管理具有一定的复杂性,因而,管理人员需要充分掌握管理要点,其保证管理有效性:第一,在研发项目风险管理中,应将研发项目关键环节的风险管理以及重大风险作为管理重点,避免研发项目遭受到过多的损失。第二,应将研发项目风险管理工作渗透在研发项目工作的方方面面,注重科研院所内部文化的建设,提升所有工作人员的风险意识,在潜移默化中形成稳固的风险防范思想体系。第三,应加强研发项目团队内部风险文化建设,在研发实践中,不断总结风险管理经验,提升内部人员风险管理能力,实现整体风险管理水平的提升。第四,研发项目领导应充分发挥自身引导作用,遵循“以人为本”的管理理念,加强与研发人员的沟通,保障每个工作人员民主决策的实现,主动基于研发项目风险管理工作技术等方面的支持,从而提升工作人员采取风险管理的积极性,实现对研发项目每一细节风险的良好规避。第五,科研院所应加强对工作人员风险管理知识的培训,提升其风险管理水平。第六,研发项目风险管理过程中,应确保所有风险控制方法的专业性,积极获取专家意见,保证研发项目绩效的良好实现。 五、结论 研发项目的开展是我国创新实力提升的重要途径,由于研发项目本身对各方面要求较高,因而开展过程中存在众多的风险。相关管理人员还需注重其风险管理工作,合理运用相关管理工具,了解研发项目绩效与不同风险因素之间的关系,严格遵循风险管理原则及目标,构建科学的风险管理模型,牢牢掌控住风险管理要点,从而有效规避研发项目风险,确保项目的顺利完成。 作者简介: 王刚(1982―),男,汉族,籍贯:辽宁省凌源市,2011年毕业于法国图卢兹高等商学院,航空航天MBA专业,硕士研究生,供职中国航空发动机集团公司北京航空材料研究院,职称:工程师,研究方向:项目管理。 研发项目管理论文:项目管理在催化剂研发项目计划中的应用研究 摘 要:文章利用项目管理的理论和方法,在HD催化剂研发项目中进行实际地应用,运用项目网络计划技术,绘制网络图,编制项目进度计划,达到项目目标要求。为企业探寻适合机动车催化剂研发项目计划的理论和方法,帮助类似研发项目的公司建立相关项目进度计划的管控体系有一定的借鉴作用。 关键词:催化剂产品;产品研发;项目管理;关键路径;网络计划 1 概述 机动车用催化剂的新产品的研发,基本上都是采用项目的形式,针对主机厂要求的某一款车型进行立项,根据特定车型的废气排放特点调整催化剂的配比,配合客户发动机的调整,使发动机产生的废气达到排放的标准。项目实施过程需要与客户的新产品研发项目紧密配合,不仅在时间进度上要达到客户的要求,而且需要在特定的时间节点上必须拿出满足客户性能要求的产品,否则将会影响客户的进度计划,造成客户的不满和订单的丢失。因此,对项目的计划和控制,科学有效的项目管理方法对催化剂的研发至关重要。文章运用项目管理的相关理论知识,结合B公司HD06催化剂新产品的研发项目,在实际的产品研发项目中运用项目管理的理论和方法,将项目管理的理念和管理方法贯彻到具体的项目管理中,通过进度计划的优化方法,在实际催化剂研发项目中应用。为企业探寻适合机动车催化剂研发项目计划的理论和方法,设计相应的项目管理流程,对帮助类似研发项目的公司建立相关的项目进度计划的管控体系有一定的借鉴作用。 2 项目背景 中国的摩托车市场,是目前世界上最大的摩托车市场。在2008年年度摩托车销量达到了2700万辆,近年随着我国经济增速的放缓,以及各大城市的严格禁摩,销量有所下滑,在2014年仍达到2100万辆。HD摩托车是世界最著名的摩托车品牌之一,其产品销量一直位于世界的前列。中国市场一直是其重中之重。KW是HD公司2105重点推行的年度车型,为达到中国现行摩托车排放法规国家III号标准的要求,HD摩托车研发公司与B公司合作,要求B公司为其KW车型研发与其配套的排气净化催化剂产品,降低尾气排放,达到中国国家摩托车尾气排放标准的要求,同时达到欧盟III标准,B公司作为HD公司主要的催化剂供应商,与HD公司有多年的合作经验。在接到HD公司这一重要项目后,十分重视,成立了专门的HD06催化剂研发项目组,针对HD公司的KW车型,专门研发HD06催化剂产品,与之进行配套。按照HD公司的时间和进度的要求制订切实可行的项目进度计划,以保证在客户规定的期限内完成项目,是B公司在催化剂研发项目工作中的重中之重。 3 项目描述 项目描述是用表格的形式列出项目目标、项目的范围、项目如何执行、项目完成计划等内容。项目描述的目的是对项目的总体要求做一个概要性的说明。项目描述是制作项目计划和绘制工作分解图的依据。对于HD06催化剂产品研发项目采用项目描述表进行描述(如表1)。 4 项目进度计划 4.1 项目组织结构 项目的人员组织,是项目开展的基础。为保证HD06催化剂研发项目的有效管控,按时完成项目任务,BF公司首先确定了项目的组织结构采用矩阵式组织机构,由总经理任命了一名项目经理和一个项目主管,同时任命各部门经理为本部门负责人,人力资源部门配合从各部门负责人,抽调出本部门的工程师、主管、计划员等人员组成项目组。明确组织成员关系及分工,为项目的顺利开展打下坚实的基础。 本项目由BF公司研发部经理兼任项目经理,负责本项目的全面协调和管理,负责项目工作的审批和重大问题的决策。 研发部主管工程师作为项目主管,负责制定项目计划,进行工作分解,绘制网络图和甘特图,监督和控制项目进度,协调解决项目实施中出现的问题。 各部门工程师、项目参与人员负责项目中的本专业工作以及分配到的项目管理工作。 4.2 项目工作分解 工作分解结构(即WBS),就是把整个复杂项目,按一定的原则分解成某一工作单元的工作项,然后某一工作单元的工作再分解成一项项更细的工作,直到分解不下去为止。 简单来说,工作分解结构是指将项目进行细分拆解,但是项目进度计划是指在此拆解的前提下对项目的整个运行过程进行时间的安排。这一过程的最终目的是有效地对时间进行控制,进而优化项目工期。 图1是运用WBS对HD06催化剂研发项目进行工作分解,本项目共分为7个部分,每个部分又分解成不同数量的分项,通过项目任务的分解,可以清晰地看出整个项目工作的结构,有利于目标的分解、项目计划和人员安排。 4.3 项目工作任务定义 根据利用WBS的分解HD06催化剂产品研发项目的各项工作,各项工作的具体的任务,通过任务定义来进行明确,合理地分配及运用公司资源,保证每项任务的负责人明确自身的权利和责任。对于HD06催化剂产品研发项目各项具体活动分别进行定义描述。 4.4 项目责任分配 HD06催化剂产品研发项目通过责任分配矩阵,对项目中每一项工作落实责任部门或责任人,明确项目过程中各方所对应的基本责任,使各项工作的责任人明确自己的工作任务和职责,便于项目实施过程中各方实现高效的沟通和问题解决。 4.5 项目工作计划表 在确定各项工作任务之后,根据HD06催化剂产品研发项目本身的工作逻辑关系和组织关系、外部条件约束、资源供应情况以及以往类似项目经验来确定工作相互关系,制订工作关系列表。项目组根据工作关系列表、工作经验及相关历史数据,采用类比估计法和专家判断法来确定各工序的持续时间。 经过对项目各个任务进行分析,最终形成了带有工期(天数)搭接关系的工作计划表。(如表2) 4.6 项目网络图及参数计算 通过项目网络图,可以再图上详细地描述整个项目的工作任务之间的先后关系, 为制定项目进度计划,进行工期估算提供重要的参考依据。结合HD06催化剂产品研发项目的具体情况,本项目的采用单代号时标网络图来绘制项目的网络计划图。同时对时间参数进行计算,时间参数的计算方法如下: 网络计划图中需要计算的时间参数,包括有:最早开始时间(ES)、最早结束时间(EF)、最迟开始时间(LS)、最迟结束时间(LF)、自由时差(FF)和总时差(TF)。 (1)最早开始时间(ES)以及最早结束时间(EF)的计算:首先令网络中的第一项工作的最早开工时间ES为0,则第一项工作的最早完工时间EF就为其最早开始时间加上其工作持续时间(工期);然后按箭线方向,依次确定各项工作的最早开始时间和最早结束时间,直到网络的最后一项工作为止,计算公式如下: ES=max{紧前工作的EF}EF=ES+工作延续时间 (2)最迟开始时间(LS)与最迟结束时间(LF)的计算:令网络中最后一项工作(n)的最迟结束时间(LF)等于它的最早结束时间 (EF),即LF(n)=EF(n),然后按逆箭线方向,依次确定各项工作的最迟开始时间(LS)以及最迟结束时间(LF),直到网络的最后一项工作为止,计算公式如下: (3)总时差(TF)计算公式为:TF=LF-EF或TF=LS-ES (4)自由时差(FF),计算公式为:FFi=min{ESj 在本项目中,工作122与工作121之间,工作142与141,工作143与141之间为SST搭接关系,指紧前工作开始后一定时间紧后工作可以开始,其时间间隔为T,对于SST有搭接关系的网络参数的计算公式如下: 紧前工作i开始到紧后工作j开始的时间间隔 最早时间:ESj=ESi+SS;最迟时间:LSi=LSj-SS 自由时差:FFi=ESj-SS-ESi;总时差的计算规则与一般网络相同 绘制HD06催化剂产品研发项目网络图如图2。 通过绘制HD06项目网络图以及对网络时间参数的计算,可以计算出HD06项目的总工期为149天。达到项目目标150天的要求。 4.7 项目关键路径 工期根据表中的最迟时间和最早时间可以计算出每项活动的总时差,总时差最小的工作为关键工作,在网络图中,由关键工作所构成的线路则确定为关键路径。从图2中可以看出, 111,112,121,122,123,131,132,141,142,153,154,161,163,164,165总时差最小(均为0),故为HD06催化剂产品研发项目关键路径。将项目的关键路径用粗箭线在图2上进行标识。 4.8 项目计划甘特图 绘制HD06项目计划甘特图如图3,利用图表直观地表明项目任务计划的确切执行时间,并可以在实施过程中将实际进度与计划进度的跟踪对比。 5 结束语 文章利用项目管理的理论和方法,在HD催化剂研发项目中进实际运用项目网络计划技术,编制出科学合理的项目进度计划,达到项目目标要求。为企业探寻适合机动车催化剂研发项目计划的理论和方法,帮助类似研发项目的公司建立相关项目进度计划的管控体系有一定的借鉴作用。 研发项目管理论文:通讯行业研发项目管理优化研究 项目管理作为一门具有特定性的学科,其出现于大型项目的研发中。伴随我国社会市场经济的不断发展,企业各方面竞争力日益加大,项目管理技术在全国范围内得到不断优化及广泛应用,尤其是通迅技术行业更为明显。通过从项目划分、立项管理、实施管理及验收管理等阶段,探析通迅行业研发项目管理的优化举措,为相关研究提供理论借鉴。 通迅行业研发项目管理优化 伴随当今通迅技术的日益发展,与之相关的项目研发工作日益火热,其有效推动了整个通迅行业的技术发展。研发项目作为基于资源本身的一种实施体现,影响着资源的合理运用及优化配置。而研发项目要想实现其作用的最大化发挥,需制定一个合理且高效的项目管理方案,做好项目预案,明确项目计划。研发项目的实施路径往往与管理当中的优化管理密不可分,除了管理优化现有资源之外,企业所开展的项目研发工作,较多均将优秀划定为项目本身,运用多部门参与实现资源互流。基于此,要想推动项目实施,通迅企业需基于现实条件,从多阶段优化项目管理,促进项目效益的最大化。 一、项目划分 在通讯行业企业还未实施项目前夕,为保证优化管理能够围绕整个过程来开展,项目管理过程需在还未形成项目立案时,对项目开展介于现阶段的可行性评估工作,也就是首先评价项目内容,比如市场调查人员调查能力和水平、营销人员实际参与度及项目规划人员的大局观念等。在对上述因素开展综合评估后,则开始详细了解项目实施状况,最终对项目是否可以实施予以确定。此项操作可为项目立项奠定基础,另外,其还可为项目的整体过程铺平道路、指明方向,与此同时,对于项目实施提供尽可能多的保证。此过程不仅包含有对施工人员各项状况的深入了解,还囊括有针对项目内容方面的细致划分,即项目经济或者是其他项目责任人,需要基于现实状况,明确项目实施的具体目标,明确项目前期、中期乃至后期结算的具体实施状况,此外,还要明确项目各个阶段具体的实施举措和目标,并且还需大致划分项目各个阶段的工作人员及责任人,促使整个项目的物质及人力资源,均得到合理合理分配及归类,使其处于更加合理的空间范畴内,以此为项目完整实施提供保证。项目管理的实施过程作为整个项目开展的重要步骤,即各个项目在具体的实施阶段,均需要实现的总体目标,以及事先所制定好的各项评价标准,这些标准及目标均需在项目施工前制定完成,这样不仅能够为各项工作的顺利开展提供保证,促使各项内容有法可依、有章可循,从而防止由于任务分配不均及责任不明等所造成的拖延工期状况给予避免,避免出现工作质量下降。 二、立项管理 经过前期的大致划分,项目管理需要更深层次的划分。对于项目自身而言,其乃是一个长期性的过程形式,项目管理同样需要长时间的管控及监督,所以,在通讯行业实施项目管理工作,相关负责人当明确自身职责并将工作内容划分之后,需要严格制定长期的物力、和人力投入要求、项目管理目标及不同产品的具体规格等。特别是基于项目前期划分时,所涉及到的工作部门职责划分及人员配置等工作,需对其深入划分,并组建利于推动项目进程的团队。基于整体角度来分析,此过程首先涵盖的便是项目规划的不断完善,比如一个通讯项目的工作流程可划分为四级,在划分第一个项目时,仅将其涉及到第一级,第二级则划定为人员安排,也就是项目各种分类负责人及总的管理人员的安排。而对于项目计划而言,在对其制定时,也可以将其划分为几个阶段,由于项目阶段的不同,其所涉及到的内容也会存在差异。所以,为了对现行的工作机构进一步给予玩哈呢,并合理分配项目规划当中的物力及人力,在立项阶段,相关项目负责人需运用已经掌握到的各种工作状况,合理且完整性的评估项目规划,然后将其形成文书,将其转交至项目负责人,经其传递给企业负责人。当完成项目立项之后,人的实施便成为最重要的问题,许多项目失败的最终原因,往往相关于项目负责人管理能力及工作能力,所以,对于项目负责人而言,其除了对公司现状充分了解之外,还要合理分配公司人员。 三、实施管理 项目实施阶段乃是整个项目的优秀阶段,其与项目本身的可实现性及可持续性息息相关,同时也是整个项目得到完成的关键阶段。因此,基于此方面而言,运用科学、合理的方式规划并确立项目,需要各部分管理人员彼此配合,并对现有管理资源予以充分利用。首先,各部门需依据事先制定好的项目要求及实施细则开展工作,需依据原先所制定的方案,确定项目应用资源、内容及时间配置等内容;各个部门将项目制定好之后,需依据项目紧张情况,制定更加详细的文案报告。内容包含有当前项目的质量、费用及实施进度等。各项任务的相关负责人,需以书面形式,交付各个阶段的完工申报工作,此外,各结算管理人员还需要评估项目进度。在实施管理时,由于涉及内容较多,为提升项目评估工作的准确性及合理性,相关负责人学对各阶段当中的各项节点内容实施监控。 四、验收管理 通讯项目通常具有较长工期,至此,当项目完工之后,通讯行业项目管理人员需开展深入的验收评估工作,了解当前工作完整状况,知晓项目质量及目标实现状况,另外,还需了解项目在分阶段管理当中所遇到的各种问题及困难。此验收过程除了包含有针对不同结算所开展的评估之外,还包含有对工作人员职业能力的评估工作,所以,在实施评估时,需从两方面入手,即人员评估及工作评估。在项目验收结算,工作人员还需要对各个阶段计划变更方式有所了解,且将其当作实施项目管理评估的重要构成,以此对工作人员的能力及应急态度进行评估。 五、结语 通讯行业项目管理究竟采用何种方式实施管理及监控,除了要有方法之外,还要采取切实行动。在项目管理过程中,所制定的项目规划要做到周全及详细,从最初的计划到最后的实践,均需要项目负责人作出详细的布置和安排,至此,通讯行业研发项目管理优化乃是一个完整过程,需要各个部门资源及人员的相互配合,最终促进行业的全面发展。 研发项目管理论文:基于过程改进的电器产品研发项目管理探讨 摘 要:随着新技术发展和全球化趋势的进行,传统的研发项目管理模式已经不能满足企业的需要。对于电器产品而言,随着产品高端化的需求驱动,产品研发项目管理的过程改进越来越迫切。传统的研发项目过程过于简单,产品成本浪费严重,导致研发产品的开发周期较长,品质达不到要求。结合正泰电器公司的分析研究表明,电器产品研发项目管理需要从更新研发项目管理的思路、再造研发项目组织机构、科学编制研发项目开发计划等方面加以改进。 关键词:项目管理;过程改进;措施 项目管理的主要过程分为启动、计划、实施、控制和收尾过程,新产品研发过程是由很多相互联系和制约的功能活动组成,活动的关联性决定活动的推进要有一个最优化的流程体系。随着企业面临的竞争压力增加,企业的竞争环境瞬息万变,具有高度的不确定性。最直接的表现就是技术开发的速度变快,产品和服务的生命周期变短,对产品开发周期缩短的要求逐步增高。因此,世界上很多企业不断的在对研发项目的过程进行改进,提升研发能力,建立起规范的产品开发管理流程。正泰电器是我国低压电器行业中的龙头企业,具有一定的市场地位和优势。但也面临着很大的经营压力,国际和国内市场经营形势严峻,产品市场份额被蚕食,很多产品缺乏销售渠道,想要保持一定的市场竞争优势,必须在产品高端化上做文章。基于产品高端化的正泰电器研发管理体系优化,是对电器产品高端化研发项目管理过程改进的有益探索。 1 正泰电器研发项目管理现状分析 目前正泰电器的项目管理主要是具有生产部门为经营主体,对产品项目的市场、成本等因素进行全方位的控制,不断进行垂直化的质保体系,将各个方面的产品质量把控和专业产品生产相平衡。这样的项目管理手段具有很强的优势:首先是专业的生产部门作为经营的主体,能够迎合市场需求和客户的要求;其次,采购较为集中,规范了企业的采购渠道,降低了产品的生产成本,在研发技术上具有一定的先进性,能够充分的调动企业的内部资源,集中力量办大事;最后,质保部门独立于生产实体,对产品的质量具有一定的控制目标,能够在不同的阶段解决不同的生产问题,保证公司产品的质量,具有一定的影响力。 2 正泰电器研发项目开发流程中存在的问题 正泰电器研发项目目前的管理手段存在一定的劣势,比如分公司的产值考核指标存在问题,产品项目的成本较高,影响企业的利润。技术中心在新产品的研发上投入不够,研发的总体战略受到限制,产品的研发投入大,收入少。供应公司在接受分公司委托后,其采购和供货环节较为复杂,采购配套存在功能不足的现象。 具体来说,第一,产品项目开发攒在不符合产品项目规律的现象,以主观的意志决定产品的开发流程,很多时候销售、生产和开发都不符合市场的规律,过程可控性较差。 第二,决策控制点为进行合理适当的定义,执行环节障碍较多,产品项目合同牵动后,合同的评审和技术交底的参与部门较多,部门的意见很难能够达成一致,决策点的可控性较差,容易出现技术和工艺失误的现象。 第三,产品研发项目流程不合理。很多决策控制点在未定义前,就已经开始施工,其工期拖延,成本激增。也存在一部分的流程设计正确,但各阶段周期不充分,总体流程周期不够,开发流程周期较长,不能满足产品项目开发的时间节点的现象。 3 研发项目管理的过程改进措施 3.1 更新研发项目管理的思路 首先,正泰电器企业要向“专、精、特”方向发展,对研发产品项目进行清晰、多元化的市场定位,体现出集团公司集中力量办大事的做事方针和政策。其次,企业需要形成若干各有特色、重点突出的产业链,力争在最短的时间内,实现项目的集中突破,形成一定的行业影响力,从而带动产业升级。 此外,低压电器产品需要企业优化资源配置,抢占市场先机,解决产品低质、重复开发严重的问题,实现全过程的可控,精确化的市场定位,积极开拓国内外产业市场,考虑目前的市场条件和现状,利用现代网络优势进行推广。 我们应该清醒的认识到低压电器制造成本上升趋势不可逆转,同时市场竞争压力较大,依然激烈异常,需要抓住智能电网建设的契机,提高低压电器智能化升级,不断加大研发投入和加速提高低压产业优势,实现最终的发展目标。 3.2 再造研发项目开发的组织机构 第一,针对新产品的开发,在认准市场的情况下,有针对性的组织研发部门对产品进行合理有效的开发,不断进行新产品的升级和改良,设立集团层面的市场部,对市场情况进行分析,明确其导向责任,分产品导入期、成长期、成熟期进行市场策略的制定。同时,完善销售部门的工作责任,确定销售的策略和目标,制定相应的销售计划,严格执行销售系统的要求,确定销售管理制度和工作流程,对销售情况进行客观公正的考核。 第二,加大对研发部和产品设计部的工作职责的要求,采用不同的考核办法,重视研发部门的市场开发方向,制定详细的符合研发部门要求的行业规范,落实计划的执行情况,简历跨专业的专家库,形成技术咨询建议,降低企业的经营风险。 第三,重视对于研发项目开发管理团队的建设。要储备具有项目管理经验的高级项目经理,对团队的工作要求程序化和标准化,对高端产品应该仔细研究其特点,团队之间具有一定的合作模式,不需要事事由公司领导协调才能解决。项目团队应该包括整个研发项目开发高级项目经理、商务经理、技术经理、控制经理和采购经理。 第四,对研发项目中实施激励和绩效考核,建立成熟的管理机制。首先是市场开拓条件下的激励模式,以项目的开发为支撑点,确保现产品开发上得到物质和荣誉的双重激励。其次,以技术中心为主体工作,实现研发产品功能概念上转化过程,对新产品进行必要的奖励,为公司设置新产品开发设计奖金。此外,进入制造试验阶段,调动众多人员的积极性,发挥部门优势,争取在最短的时间内完成项目开发。同时,对于研发项目应该分不同阶段和部门进行奖惩和考核工作,不同的部门考核和奖惩的力度不一,避免团体内部产生恶性竞争,也可以对一个项目采用分段考核的方式,降低项目的失败概率。 3.3 科学编制研发项目开发计划 正泰电器传统的产品实施计划不适应高端化产品的开发项目。高端化产品开发项目的计划编制应该以工程投产的时间为要求,确保工程质量的合理工期要求,以实现企业经营目标为出发点编制财务计划,确保达到项目质量标准。采用工作分解的方式制定相关的计划,对各个关键的控制点实施有效控制。同样对于研发产品进度计划编制、成本预算计划和质量控制计划的编制也需要严格按照相关规定执行,确保每一个控制节点都能够满足需求。 4 结 语 目前,正泰电器的产品开发已经形成一套体系,建立了以行业专家为主的大客户团队,同时建立能够适应客户个性化需求的快速开发体系,而研发项目管理的过程改进将是未来工作的长期重点,这对于正泰电器产品高端化战略的顺利实施和目标实现具有关键作用,也对其他的电器产品研发项目管理具有借鉴作用。 研发项目管理论文:探究研发经费项目管理与预算管理结合模式 摘要:激烈的市场竞争环境下,通过加大研发经费投入促进企业的产品服务升级和生产技术提升,已经成为当下企业提升市场竞争力、谋求企业生存与发展的重要手段。为了实现研发项目效益最大化和企业利润最大化,对研发项目进行科学有效的管理具有重要的意义。本文通过对项目管理和预算管理的管理模式进行分析,进一步探讨了研发经费项目管理与预算管理结合模式,对实现研发经费的高效管理、促进企业经济效益的发展有着重要的作用与意义。 关键词:研发经费 项目管理 预算管理 随着社会经济的发展和市场竞争的加剧,知识与技术在企业的生产发展中占据的地位也越来越重要。为了应对激烈的市场竞争和挑战,越来越多的企业开始加大研发经费投入,通过提升企业的优秀竞争力谋求企业的生存与发展。因此,研发经费已经成为企业的一项重要经济支出,然而与之相应的研发经费管理模式却没有达到足够的管理水平,在经费投放、资源利用率、研发效益方面存在着很多亟待改善的问题,不利于企业研发项目效益的提升和经济效益的最大化。笔者通过对项目管理和预算管理的管理模式进行分析,进一步探讨了研发经费项目管理与预算管理结合模式,对实现研发经费的高效管理、促进企业经济效益的发展有着重要的作用与意义。 一、项目管理与预算管理结合模式 (一)管理模式概述 项目管理是在二战结束以后发展起来的一项新型管理模式,主要是指在有限的资源条件下,运用相关的知识、技能与工具对项目的范围、时间、成本、质量、人力、风险、采购等各个环节进行集成化的管理,最大限度地实现项目的预期需求和目标。项目管理模式具有较高的目的性、集成性和创新性,常用的管理技术有关键性途径方法、计划评审技术等。 预算管理是企业现代化管理不可或缺的重要管理模式,以企业的发展战略为指导,以企业资金、人力、信息、技术等各种资源的有效整合为依据,对企业未来的经营管理和财务活动进行全面的预测和规划,并在经营活动实施过程中进行有效控制与考评,及时改善与调整不足之处,从而全面提升企业的经营管理水平,实现企业经济效益的最大化。 (二)项目管理与预算管理结合模式 项目管理与预算管理原本属于两个不同的管理领域,在企业管理中都发挥着重要的价值和意义,如果能有效将二者进行有机结合,必定能发挥出更大的整合作用。ERP系统即企业资源计划系统,是依托于先进的计算机信息技术的企业管理信息系统,具有高度的集成性和信息实时共享性,为项目管理和预算管理的有机结合提供了发展的平台,从而实现了项目计划、预算、分解、执行及控制等各个阶段管理内容的有机结合。 二、项目管理与预算管理在企业研发经费管理中的运用 (一)制定合理的项目实施计划与预算资源 制定合理的项目实施计划并进行有效的资源配置是企业经营管理的关键环节,研发项目作为提升企业优秀价值的经营活动自然也需要高度重视这个阶段的工作,这要求企业研发部门对市场动态和市场需求有充分的了解与掌握,具备较强的市场反应能力和控制能力,在企业战略目标的指导下,合理制定研发活动的方向、投入、消耗等具体内容和工作计划。在这个环节中,需要高度重视以下几个方面: 研发项目计划需要根据管理需求和相关规定进行上报,由研发管理部门严格审核和逐一把关。例如,企业管理层下达研发项目计划任务后,业务需求部门要向研发部门上报研发需求计划,研发部门要及时反馈研发需求计划,确保研发项目的需求计划经过严格审查,符合并适应研发任务的目标和需求。 企业要成立规范的科技管理委员会,负责研发部门上报的研发项目计划及项目预算的审核工作,对研发计划是否符合企业的发展目标、研发计划的投资与产出是否高效合理、研发成果是否具有推广价值和应用前景、研发成果是否促进企业的技术提升和经济发展等问题进行逐一分析与探讨,确保研发计划的实用价值。 企业管理层对研发计划进行宏观上的审核,主要针对研发计划中难以确定的事项、研发计划的方向与企业发展战略是否匹配、研发计划资源配置与消耗是否合理、研发成果是否满足企业发展的需求等等。 (二)选择分解项目的实施团队 研发项目的实施计划和资源预算经过层层审核最终确定后,就需要为分解项目选择合适的实施团队了,优秀的实施团队才能更好地保证研发项目的实施效果,实现研发计划向研发成果的成功转换。大多企业的研发计划都是为了实现新产品的开发、已有产品的升级以及生产技术的革新,具有很强的行业特色和专业要求,因此,一般都是依托企业自身的研发团队进行的,主要的产生方式有以下几种: 第一,由研发项目申报人员进行项目实施。这种团队产生方式是在项目申报阶段就已经形成的,节省了团队组建的时间,此外,这种自发产生的实施团队在申报阶段已经有了足够的磨合和默契,对研发工作的方向和目标有更深刻的认识和把握,对相关的实施工作也比较熟悉,有利于研发工作的顺利开展。但是,这样的实施团队也存在一定的弊端,实施人员容易局限在申报阶段的认识和研究范围内,难以在实施过程中取得新的进展和突破,也容易出现部分人员浑水摸鱼、研究积极性不高的现象。 第二,以内部竞标的方式组建实施团队。这样产生方式与自发式产生截然不同,它通过内部竞标的方式产生研发项目实施的总负责人,然后由项目负责人组建项目的实施团队。这个产生过程与项目申报团队相脱离,有效地引入了竞争机制,选择出了一批积极负责、有思想能创新的高素质人才,组成的团队更具开拓性和实践性,有利于在研发项目实施中取得新的突破。当然这种方式也存在一些不足,例如在项目实施中需要花费较多的时间进行成员间的磨合,而且团队成员也需要一定的时间对项目进行熟悉,这些都会对项目的整体实施进展造成影响。 第三,结合以上两种方式。由于以上两种方式各有利弊,因此通过将其进行有机结合,扬长避短,形成兼具两者优势、更符合企业实际的实施团队组建方式。同时,在团队的组建中充分考虑研发项目不同内容的需要,有目的地选择团队成员。 (三)建立项目分解结构并下达预算 研发项目分解结构的创建和预算的下达对研发项目的具体实施效果有着重要的影响,是项目实施前的重要工作,可以合理有效地实现研发经费项目管理与预算管理的有机结合,为研发项目的具体实施提供了良好的前提条件和重要保证。 创建研发项目分解结构需要立足于整体项目进行考虑,必须由项目负责人根据时间进度、研究内容重点等因素完成具体项目结构分解,然后由企业专门的管理人员进行具体操作与下达。项目预算的分解下达方式则比较灵活,既可以自上而下进行层层分解,也可以自下而上将分解预算汇总,无论哪种方法其最终的结果是相同的,都必须控制在企业研发项目的总预算范围内,且必须严格按照分解项目的重要性控制分解预算。 (四)预算实施与后期管理 以上提到的项目准备工作和项目结构分解及预算分解的下达可以同步进行,当这些工作完成后,研发项目就要进入实施阶段了。实施阶段的预算管理需要将具体的成本根据之前建立好的分解结构进行归类整理,并且在项目实施过程中进行监督与管理,针对研究内容及市场动态的变化作出相应的调整,结合预算超支和预算调减的具体情况,对总体预算和结构预算的调整都需要严格按照相关规定流程进行,在确保研发项目顺利实施的基础上实现项目效益的最大化。 (五)项目实施效果评价 研发项目实施完成后,项目实施负责人员需要对项目相关资料进行汇总整理提交给研发管理人员,由研发管理人员进行技术处理,同时将相关资料归档并关闭研发项目,这样研发项目的结题工作算是告一段落了。 当研发项目结题以后,企业应该组建专家鉴定团队对研发成果及实施效果进行全面的审核与鉴定,真正意义上完成研发项目的结题工作。在这个过程中,可以充分应用项目管理与预算管理相结合的管理模式,对相关资料进行分析与完善,从而得到清晰明确、全面客观的评价资料。 三、结语 随着经济全球化的发展,市场竞争越来越激烈,通过加大科研投入提升企业的优秀竞争力成为谋求企业生存与发展的重要方式。如今,研发经费已经成为企业的一项重要经济支出,然而研发经费管理模式在经费投放、资源利用率、研发效益方面存在着很多亟待改善的问题,不利于企业研发项目效益的提升和经济效益的最大化。本文通过对项目管理和预算管理的管理模式进行分析,进一步探讨了研发经费项目管理与预算管理结合模式,对实现研发经费的高效管理、促进企业经济效益的发展有着重要的作用与意义。 (作者单位:国网果洛供电公司) 研发项目管理论文:科技公司研发项目管理现状研究 【摘要】 科技公司的新技术研发对其发展起着决定性的影响,因此研发项目管理对科技公司变得尤为重要。本文对研发项目管理的特点进行了阐述,分析了当前研发项目管理的现状,并提出了相应的优化管理措施。 【关键词】 研发项目 管理现状 措施 随着经济全球化的深入,市场竞争越来越激烈,不断加大产品研发投入,提高优秀竞争力已然成为我国企业,尤其是科技公司的共识。但在产品研发过程中,研发项目管理的思想和技术在科技公司内还未得到系统、成熟和广泛地应用,往往由于组织管理不到位、细节控制不严格,造成不必要的资源浪费或产品品质不达标,最后给企业带来致命的伤害。因此,科技公司根据自身的经营情况实施和加强研发项目管理,已成为提高技术含量、提升市场竞争力的重要一环。 一、研发项目管理及其特点 与普通项目比较,研发项目具有探索性、创造性、不确定性的特点。具体来讲,研发项目旨在解决尚未解决的问题,需要在已经掌握的知识基础上对全新的知识进行探索,能否有成果存在极大的不确定性。外部环境的多变性、研发项目的难度及复杂性、研发人员自身能力的局限性以及研发项目成果的抽象难度量性,进一步加大了研发项目失败的风险,同时给研发项目管理带来了难度。因此,较一般的项目管理,研发项目管理具有更强的技术性,它需要管理者在工作中运用更多的知识、手段、技能,管理工作更加复杂与繁重。 优秀的研发项目管理必须在确定的研发体系结构的基础上,成立一支高水准的研发团队,然后根据自身的实际情况,制定出科学、合理的研发流程,同时利用适合的项目管理工具,严格控制研发风险,辅以绩效管理充分调动研发团队的积极性,确保在预期的成本与时间内完成任务。 二、研发项目管理的现状透析 项目管理被介绍到我国后,受到了重视并起到了积极的作用。但到目前,项目管理仅仅在传统的建筑业上得到较大的影响和广泛的应用。研发项目管理近年来才在高新技术企业中得到重视,但因起步晚,管理中还普遍存在诸多问题。 1、研发项目管理认知现状 我国的大部分高新技术企业在生产经营中认识到技术创新的重要性,也投入了大量的人力、物力进行技术创新,但效果并不理想。究其缘由,很大程度上是因为对技术创新认知存在误区,进而导致研发项目管理不能准确定位,在源头上就偏离了方向。一方面,许多科技公司强调革命性创新,而忽视技术积累,不顾自身的经济实力、人力资源以及技术状况,盲目地追求技术突破,项目立项缺乏严格的可行性分析;另一方面,重视技术创新,而忽视研发控制管理。片面强调技术创新的作用,而忽视新产品风险性的特征。对研发控制管理重视不足,导致研制过程出现技术状态不定、研制经费不足等问题,使技术创新失去其真正的意义。 2、研发项目组织管理现状 组织管理主要是指在产品的开发过程中,各个关键环节如何通过有效的组织来整合企业的资源,提高研发项目成功的可能性。当前,科技公司组织管理主要存在以下几个弊端:第一,缺乏针对研发项目管理的组织架构。许多新项目的计划管理混乱,没有形成有序的组织和衔接,各级领导对项目的管理职责不清,职能重叠也严重,加大了组织内耗,降低了决策效率;第二,管理人才缺乏。研发项目管理人员素质普遍偏低,掌握的项目管理技术有限;第三,激励方式单一。由于研发成果比较抽象难以度量,企业的奖励措施往往仅限于重大成果和贡献。然而,项目研发中会遇到各种技术困难或受到其他因素干扰,研发团队的积极性容易受挫,加之具有较高学历的研发人员对自身价值的实现具有较高的期望,固化单一的激励方式不利于调动团队人员创造性,工作效率低下;最后,技术等级和专业分工不清晰。混淆的专业等级以及专业化分工影响了人员配置、职能分配,既造成资源浪费,也不利于研发团队有效地合作。 3、研发项目流程管理现状 目前,科技公司在研发流程管理上非常薄弱,缺乏系统全面的流程管理框架。一方面,许多科技公司还没有提出研发流程管理的概念,仅仅把研发过程粗略地划分为五个主要阶段,即项目立项、项目实施、项目测试、交付使用和后期维护。每个阶段的界定缺乏标准,各阶段没有明确的工作步骤,使研发项目启动时就存在许多先天不足,过程中存在许多缺陷。主要表现为企业无法对研发状态进行控制和考核,无法确定研发的最终结果,更无法快速地查明问题出现在哪个环节。由于流程定义不详尽,造成新员工培训的困难,无法迅速了解公司研发过程的要求。另一方面,科技公司缺乏研发项目的整体规划,无法对各阶段进行有效的统筹管理、及时解决研发过程中的偶然问题以及合理地配置人力、技术等资源。 4、研发项目运行管理现状 认清研发项目管理的内容,奠定研发项目管理的组织基础,统筹安排研发项目管理的流程,是做好研发项目管理的前提条件。在此基础上,科技公司还需不断加强研发项目运行中的管理。目前研发运行管理还存在以下问题:第一,缺乏进度跟踪与协调。研发项目都有进度安排,但因缺少实际的跟踪监督,项目过程得不到有效控制,不利于问题的发现与纠正。随着研发项目的不断增加,部门协调和沟通工作也在不断增加。但因具体管理规定、考核机制的限制,跨部门沟通效率低,不可避免地产生进度不协调甚至摩擦的现象,影响了项目的实施。第二,成本管理不严格。研发人员的考核指标主要为研发项目的效率或效果,使得过度追求高的技术指标和快的研发周期,而缺乏成本管理的意识,对成本管理不够严格,资源浪费严重。最后,缺乏对市场趋势敏感度。因为缺乏与市场人员的有效沟通,研发人员对客户需求、客户偏好缺乏深入了解,不能积极地调整产品的战略规划和准确把握住未来市场的需求,后续风险大。 三、研发项目管理的优化措施 通过现状透析,笔者认为当前科技公司研发项目管理亟需优化。每个公司因管理水平、战略规划和研发项目的差异,具体优化措施不尽相同,但总体思路应该是以流程为优秀、研发组织为基础,以市场为导向,关注成本、质量和进度控制,注重人力、资金、技术等资源的利用,全面提高管理效率。 1、清晰定义项目流程管理 首先,科技公司应当提高项目流程管理意识。在甄别出研发工作需要进行的活动后,对识别出来的任务进行系统的结构化梳理与管理,进而明确产品研发项目管理过程中各个阶段的划分标准和行动任务;然后,识别各个阶段开展的关键活动以及对应的关键因素,确定研发项目管理过程的重心;最后,针对各类项目的实际情况,在基本研发流程基础上,对研发流程进行动态匹配,制定高效的实施流程,以实现针对性地解决问题。 2、优化组织管理架构 首先,科技公司应当建立针对性的研发项目管理组织,全权负责研发项目管理。其中突出负责人作用,由专职的项目经理负责项目的全面管理、相关工作的及时汇报。然后,提高项目管理团队中各成员的选拔要求,加强后期专业培训,全面提高项目成员的专业能力,科学地进行研发与管理。再者,建立行之有效的薪酬和奖励体系,刺激研发团队的积极性。一方面要考虑研发项目本身的难易程度,另一方面要衡量不同类型人员不同的奖励需求,进而选择不同的激励方式,如对研发人员要从单纯的物资激励转向与精神激励相结合。最后,厘清专业等级以及专业分工,合理地进行人力资源配置,明确各个组织成员的工作内容、工作要求,使得人尽其用,权责清晰,充分发挥人力资本作用。 3、以市场为导向,现有产品为基础 研发项目一定要以市场为导向。项目组必须提高市场意识,通过增设市场代表,及时向研发人员提供项目开发产品的市场技术状况、竞争对手现状、产品市场需求情况等,对研发方案进行动态调整。但不能一味追求新产品的歧异性,而忽视相关性。研发人员应当以现有产品为基础,深入分析新产品与现有产品的市场相关性、生产相关性以及技术相关性,在满足市场需求的前提下最大程度地利用现有协作关系,既避免浪费,又使新产品在竞争中取得先发优势。 4、完善成本管理体系 很多科技公司还没有强烈的成本意识,需要加强全体人员的成本观念。人作为成本管理体系中的另一个重要因素,科技公司一方面需加强自身成本管理人员的培养,另一方面要善于使用“外脑”来解决非经常性、专业化程度高的工作。在具体的项目研发过程中,对每项研发任务需根据任务特点和现有情况进行成本分解并做好预算方案。在此基础上建立健全配套的监督考核制度和数据化的信息系统,运用先进的成本管理手段切实跟踪预算执行情况,根据考核结果及时调整预算方案,奖惩相关人员。公司通过完善的成本管理体系,严格控制成本,提高资源使用效率。值得注意的是,成本预算考核指标的建立是一个根据公司各阶段的实际情况不断修订和补充完善的过程,固化的指标只会阻碍创新。 5、加强内外部的沟通与交流 研发项目管理现状分析中已指出科技公司对内缺乏各部门的协调,对外缺乏对市场趋势的把握。加强企业内外部沟通管理已经成为促进研发项目成功的关键。项目管理团队需要事先做好项目关系人分析,制定项目沟通计划。在沟通计划中,充分考虑内外部关系人的信息需求,设计不同的沟通方式。随后,项目管理团队必须主动参与沟通、及时沟通、定期沟通。其中主动沟通尤为重要,研发团队不能“闭门造车”,需要积极与其他职能部门沟通来合理分配资源,需要主动调研市场,准确把握市场需求来制定研发计划。最后,针对信息沟通过程中的失真或丢失现象,建立沟通反馈机制。虽然增加了沟通的复杂性,提高了沟通成本,但通过信息的比较与核对,能确保沟通的正确性,促使研发项目成功。 研发项目管理论文:一种基于平衡计分卡的多项目管理环境下的项目与研发部门多维度整体评价考核方法 摘 要 多项目管理环境下的项目与研发部门绩效评价与管理,较一般的企业部门考核与评价有其特殊的复杂性,目前仍无成熟的评价方法和体系。又通常将二者分开考核,基于项目与研发活动的特殊性,这既增加了管理成本,而考核效果也并不理想。本文基于项目管理中的运营管理与企业战略目标实现二大角度,同时考虑企业所处的内外环境因素、生命周期以及行业特点,对多项目管理环境下如何进行研发部门绩效考核进行研究,在平衡计分卡理论的基础上突破其四个维度的限制,把时间、成本与质量控制、技术、市场、优秀价值观以及战略目标实现等因素合理引入对项目与研发部门的绩效考核中。构建了相应的多维度的对项目与研发部门进行整体统一考核的指标体系的模型。 关键词 多项目管理 研发管理 绩效考核 平衡计分卡 一、引言 自项目管理在上世纪五十年代由华罗庚引进至中国,由于其直接面向成果和市场,以团队为基础、鼓励合作创新,提供跨业务的方案设计等一系列特点,越来越受到企业的重视。因此,越来越多的企业,将必然要面对多项目管理的难题。而研发管理也将必须面对由此带来的挑战。 企业对项目及研发部门进行绩效评价,真正关注的是通过多项目研发活动,给企业带来的利益,比如是否通过项目和研发活动实现了企业战略目标和战略飞跃。而研发部门是研发活动和研发管理的主体,但传统的项目或研发管理往往仅将其管理领域局限于项目与项目实施间的行为,多采用量化的评价模式来进行,对研发部门的绩效评价也仅局限于技术活动本身,缺乏与组织战略相结合,并且忽略不能量化的因素[1]。因此,在多项目管理环境下,对建立与之相适应的研发部门绩效考核方法的研究具有很重要的意义。 二、现状分析 目前关于多项目管理的研究较多集中在项目间资源分配,进度优化、多项目组织问题[2]、执行控制等方面。相当一部分项目经理发现,决定项目成功的因素是多项目管理环境下对资源的优先使用与共享[3]。 但有国外学者,如David K通过对大量失败案例的分析,认为项目失败或绩效不佳往往更多源于最初的管理策略或项目策划失效,而非实施执行的过程。因为即使项目或研发活动能够按时在预算内完成,但其最终带来的成果和利益可能并不尽如预期。基于此,提出多项目管理的二个层次,即在项目运营管理这一层次上,项目和研发管理集中于是否能按规定的进度、预算完成项目;在战略管理这一层面上,项目和研发管理则要关注到其是否能够推动企业使命、愿景、长远目标和经营计划的实现、赢得市场份额、拓展市场范围、突破新技术、强调价值和优秀文化、形成强有力的竞争优势。并基于此设计了在企业发展环境下项目管理过程中的战略指标体系[4]。同时,Aaron J也认同项目活动是实现战略的有效工具,指出引入多维战略的概念综合对项目进行评价[5]。不过以上还是主要针对单一项目而言。 国内学者对多项目管理的研究也不多见,但仍有人做出探索,韩索民[6]等提出过一种基于改进模糊综合评价法的多项目优先级评价方法;杨晓娜[7]等引用平衡计分卡思想在多项目管理环境下设计了企业绩效考核模型;何淳真等提出了一种多项目管理环境下部门考核模型构建方法。 三、项目与研发部门整体评价系统模型设计 3.1.理论依据 根据上述Aaron J的理论,项目和研发活动是实现战略的工具,而平衡计分卡本身又是帮助战略落地的有效手段。本文结合多项目共同运行的特点,将绩效评价观点落实到研发团队管理层面。借助平衡计分卡的思想,并突破其四个维度的限制,对企业战略目标进行从总体到经营层、再到职能层的分解,同时综合考虑企业的内外部环境、生命周期、行业特点等因素,在体系设计中对多个项目的综合绩效水平进行整体性的体现,构建了一个项目与研发部门整体绩效指标体系。 3.2.框架设计 构建程序: (1) 从企业战略出发,寻找项目与研发管理和平衡计分卡之间的关联性; (2) 依据企业自身特点和所处环境,确定平衡计分卡的多个维度的名称、定义、问题及目标; (3) 确定项目与研发部门绩效评价模型的各项评价指标; (4) 根据各个维度的目标与关键性问题,将整理归纳出来的指标再简化并分别放入对应的各个层面; (5) 综合建构出整体的项目与部门整体评价模型 依据上述构建程序,建立如下绩效评价体系模型: 该基本框架不仅能从战略向下推行至研发和项目活动;同时能借项目和研发活动的实施,由下而上提供企业制定目标与战略的依据,带来企业绩效提升。 3.3.体系指标、权重设计 从企业发展战略角度衡量,可根据企业的战略、经营规划、目标等方面设计各维度下的指标体系。 从企业所处的不同生命周期阶段,即使是相同维度的指标也有着不同的重要性。如,创业期企业,财务指标较其它指标受到更多关注;成长期企业,注意力会向反映学习与创新能力、市场占有率、市场需求转化率的指标转移;成熟期企业,文化建设、内部流程优化等将更为重要;而衰退期企业则应重视新技术引用、未来发展变革等。 同时还要结合企业面临的外部环境和内部条件以及行业特点等方面综合考虑。如,当市场环境发生剧烈变化,对变化的适应能力及发展变革将必须得到充分重视。又如,对于互联网等新兴行业,市场需求转化率、产品创新性尤为重要;而对传统高科技行业,应更强调技术的创新性、研发团队稳定性。 另一方面,从项目权重影响来看,项目持续时间、规模和技术难度、所需资源、对市场贡献大小等方面决定权重大小。本文从多个项目综合考虑几方面的因素,认为项目时间越长、规模越大、技术难度越高、所需资源越多,对市场贡献越大、对树立品牌和地位的影响越大,其权重Wj也越大。 3.4.指标、权重确定方法 企业可通过SWOT分析法对内外部环境条件进行充分衡量,再结合发展战略规划,根据行业发展阶段选定适当指标。再采用定量或定性分析方法,以及模糊综合评价等方法,获取确定指标和权重的信息。 五、结论 本文主要分析了多项目管理环境下,项目与研发部门绩效评价体系主要的二个问题:一是通过对战略的分析,结合平衡计分卡确定指标体系,并根据企业生命周期及内外部环境条件,对指标权重进行优化;二是通过对项目自身特点的分析,根据时间、规模和技术难度等因素确定项目地位,并延伸确定出评价研发部门的运营指标和权重。使研发部门能够更好地对多个项目进行合理运作。同时,站在整体评价的高度上进行设计,指标少,程序简化,若能很好地结合信息化研发管理工具,能够有效地降低管理成本。 研发项目管理论文:基于ERP与PLM集成的产品研发项目管理研究 摘要: 随着经济的快速发展和经济全球化进程的不断加快,市场竞争日益激烈,企业要想在激烈的国际竞争中占据优势地位,就必须不断进行产品的创新研发。在进行产品研发的过程中,如何进行产品研发项目的管理成为企业成功与否的关键。本文首先说明了ERP与PLM的在管理方面的联系进而分析二者在项目管理方面的各自不同的侧重点在此基础上提出了将ERP与PLM进行集成并运用到产品研发项目管理上的方法。 越来越多的企业在国内和国际市场中面临着众多竞争与挑战,如何提高企业的竞争力,增强面对市场组织生产成为企业关注的重点问题。为了提高竞争力,企业往往从产品的研发设计入手,又着手与产品生产制造方式的创新,因而,根据当今现有的信息资源,分析以创新为优秀理念的PLM系统与以“节约资源,降低成本”为理念的ERP系统在产品研发管理中的联系和特点,对于利用这两大系统的优势进行产品研发,提高企业生产效率具有重要作用。 1.ERP与PLM在管理方面的联系 从目标、过程等方面来说,ERP系统与PLM系统虽然存在着根本差异,但二者在管理方面有着各种深刻的联系,主要有以下几方面: 1.1管理目标的联系 ERP系统强调通过节约较低企业成本,PLM系统则强调通过创新进行产品研发,创造企业的最大效益,二者虽在管理的侧重点有很大的不同,但是ERP与PLM两个系统在管理目标方面具有高度的一致性。二者都强调通过科技创新等手段,提高企业资源利用效率,加快新型产品的研发销售,最后实现企业效益的最大化,提高企业的综合竞争力。 1.2业务处理之间的密切联系 众所周知,PLM系统的业务主要集中在产品研发设计方面,而ERP的业务涉及产品生产制造、销售等领域。生产制造所需要的零部件、结构形式等等都来源于产品研发环节的设计构思,整个的产品生命周期中两大系统是相互补充、密不可分的。 1.3过程之间的系统性 PLM系统在进行设计研发的过程中是按照从整体到部分的设计路线开展的,而ERP系统在进行产品生产制造过程中按照从部分到整体的原则,进行产品的组装。两大系统在操作过程中都遵循了系统性原则,从整体出发,着眼于关键的细节,最终实现产品的优化组合。 2.PLM与ERP在产品研发项目管理方面侧重点及集成的意义 PLM和ERP在产品研发管理方面的侧重点各不相同,从注重创新到节约成本,两大系统各有自身的优势,实现PLM和ERP的集成是企业增强自身竞争力,不断发展壮大的必然要求。 2.1侧重点不同 PLM在产品研发研发项目管理方面,主要利用产品的零部件信息、图文文件信息、权限信息、配置信息等相关信息方面的研发技术,通过对这些信息的管理,实现产品研发过程中企业管理和研发数据的有效协同。而ERP在产品研发项目管理方面,会利用企业现有的人力、物力、财力、时间和信息等资源,综合利用,有效调配,精确管理,从而避免了资源的浪费,提高企业的管理效率,最终实现企业的合理高效运转。 2.2集成的意义 企业在进行研发项目管理方面整合的大量信息都在PLM和ERP两大系统间存在资源共享的现象,同时两大系统相互联系、相互补充,在管理过程中侧重点不同,可以发挥各自的优势,优化组合。因此PLM和ERP的集成是实现产品从设计研发到生产销售相衔接的必然选择。两大系统的集成,有利于提高企业的研发水平,增强企业应对市场变化的能力,使得企业在激烈的国际竞争中立于不败之地。 3.实现PLM与ERP集成的几种方法 3.1建立共享数据库 建立共享数据库,实现PLM和ERP两大系统之间的信息共享。在建立共享数据库时,必须采用独立的应用系统进行信息的采集,将两大系统中一个应用系统的数据复制到公共数据库,实现两者之间的信息资源的共享,通过对共享数据库及其属性的访问实现两大系统之间的交互对接。 3.2企业的中间平台构建 企业通过自主研发中间数据传输技术,通过搭建中间接口平台,将来源于PLM系统的产品设计信息传输到中间接口平台进行数据校验,在对一些列信息进行检查、补充和维护后,传输到ERP系统进行生产制造的信息指导。这种信息方式往往应用于两个数据库之间,方便快捷。例如,2009年,南车眉山公司企业自主研发的中间接口平台,实现了PLM与ERP的集成,实现了多系统环境下的工艺信息、零部件等数据的一致性、准确性,为公司的产品研发提供了保障,有效的提高了企业生产效率,提升了企业的竞争力和经济效益。 3.3专用集成对接 利用PLM和ERP系统自带的数据接口,进行一对一的衔接,即采用“从点到点”的方式,直接实现两大系统之间的信息共享。这种集成方法要求准确的对接数据信息,保证系统功能的相对固定,这种集成方式表较方便,适应于数量较少时的系统集成,但是,在应用这种集成方式过程中,容易使得维护工作变得复杂,当一方的系统出现问题时,可能造成另一系统的瘫痪,从而重新进行数据的对接。 4.结语 综上所述,在充分了解PLM与ERP系统的密切联系的基础上,分析PLM与ERP系统在产品研发项目管理方面的侧重点,从而认识到进行PLM和ERP的集成在管理方面的重要作用。只有通过专用集成接口的对接、企业的中间平台的构建以及建立共享数据库等方式才能实现PLM与ERP系统的成功集成,为企业节约资源、产品创新研发做出贡献,使得企业在同类企业中中占据技术优势,优化管理模式,在激烈的国际竞争中立于不败之地。
新技术论文:施工新技术水利施工论文 1水利施工新技术应用的必要性 1.1水利工程施工自身特性的需要 水利工程施工具有一定的独特性,和其他工程存在着很大的差别,因为其非常容易受到施工环境的影响。水利工程的建设是为了更好的对水资源进行利用,因此,其施工一般都是在海岸或者是河流沿岸进行,这些地区的水资源非常的丰富,在施工中非常容易受到水流的影响。水利工程中坝址的选择以及枢纽位置的决定要根据施工现场的具体自然条件来进行确定,很多施工场地的自然环境非常的复杂,因此施工环境也就非常的复杂。水利工程施工面临的施工基础结构也具有一定的复杂性,施工现场的复杂以及施工基础结构的复杂性,导致施工企业在施工前要进行大量的勘测以及试验工作,这样才能保证水利施工地基设计的合理性。水利工程的建设要在防洪、灌溉、挡水以及泄水方面有重大作用,因此,对水利工程的建设施工也提出了更高的要求,水利工程中才会不断应用新的技术,对施工质量进行不断的提高。水利工程的建设对我国经济的发展有直接的影响,尤其是一些比较大型的水利工程,对经济的发展影响非常直接。水利工程的建设对局部的气候会产生影响,在生态效益方面有明显改善。水利工程建设过程中会设置很大的库区,库区一旦出现问题将会直接影响下游人们的生命财产安全,对社会稳定发展将会产生很大的影响。水利工程的建设通常位于河流湖泊区域,因此,在施工中经常会出现截流现象对原有的河流进行导流,在整个施工中对水文因素也将产生很大的影响,在任何环节出现问题都将会影响工程的工期,给施工带来不必要的损失。在水利工程中应用新技术,不仅仅能够对施工工期进行保障,同时,对施工质量也能进行提高。 1.2水利工程测量技术的需求 水利工程施工中测量技术的水平对工程的施工质量将会产生很大的影响。水利工程施工环境比较复杂,测量放线工作也将会面临很大的困难。测量放线时水利工程施工中非常重要的组成部分,要保证测量工作的周密性以及准确性,这样才能保证施工工程图纸设计顺利完成,为施工提供必要的支持。水利工程测量方面应用新的技术对施工顺利进行有着重要的意义,新技术的应用对测量的准确性能够进行提高,为施工质量的提高给予保证。 2水利施工新技术的应用 2.1堤防工程和地基处理的新技术 在水利工程施工中,堤防加固是防洪工程中重要的组成部分,随着科学技术的不断发展,水利工程施工中应用了很多的技术对堤防进行加固。在堤防加固方面有效的技术措施包含垂直防渗墙技术,对水利工程的防渗处理能够起到非常重要的作用。垂直防渗墙在施工中包括置换法、挤压法以及深搅法,对水利工程的使用有着很大的促进作用。在水利施工中,地基建设施工是比较复杂的环节,在进行处理时主要的方法是防渗帷幕灌浆,帷幕灌浆在实施过程中注入的水泥浆量要非常的均匀,并且要合理的分布,这样对效益和投资的比率的最大化能够实现,在地基处理方面能够对时间进行节省。 2.2碳纤维复合材料的应用 在水利工程施工中,坝体裂缝是比较常见的施工问题,对水利工程的施工质量将会产生直接的影响,因此,在施工中对加固坝体的材料要格外重视,为施工质量带来保证。在对坝体裂缝进行修复中利用新的技术能够对混凝土的防水功能进行提高,对坝体裂缝问题进行解决。水利施工中,土工膜材料应用比较广泛,其利用高分子聚合物材料加工而成,对旧坝的防渗效果非常明显。土工膜材料具有很强的耐久性,因此,在紫外线或者是臭氧作用下也不会出现质量受到影响的问题,而且,土工膜具有很强的抗拉强度,质量也非常轻,在应用方面能够使用很长的时间。土工膜在施工中能够进行冷施工,操作工序也非常的简单,对环境污染也非常小,是一种非常实用的施工材料。水利工程施工中,土工膜施工方法能够对混凝土浇筑中出现的病害进行很好的解决,因此,得到了非常广泛的应用。 3结束语 我国经济在快速发展过程中对能源的消耗量在逐渐增加,因此,慢慢出现了不可再生资源含量越来越少的现象。对水资源进行开发和利用,能够实现对资源的再利用,同时也能更好的促进经济社会发展。水利工程的建设对水资源的合理开发和利用有重要的意义,对相关的施工技术进行分析和研究能够更好的保证工程的质量。研发出更多的施工新技术,在水利工程建设中进行应用,为经济建设提供更多的动力支持。水利施工中心技术的不断开发和应用能够使水利施工企业在市场中处于竞争优势中,对施工企业的经济效益提高也非常有利,对施工质量也能进行提高,同时,节省施工时间,为以后的工程建设提供参考。 作者:陈成单位:黑龙江省隆业水利水电工程建设有限公司 新技术论文:施工新技术应用下建筑工程论文 1建筑工程施工新技术内容概述 (1)何谓建筑工程新技术通常情况下,建筑工程施工新技术指的是复杂施工环境下的新型施工技术、新型建筑物料的选用及施工技术、节能型施工技术等等。 (2)建筑工程施工新技术的实践背景分析就以高层住宅建筑的施工状况来分析,建筑工程施工新技术手段的开发极有必要。因为,在国内各大城市中,各类高层建筑如雨后春笋般涌现,人们更加关心高层建筑施工质量及其节能特性。在高层建筑施工方面,我国的绝大多数施工单位已经做了一些安全准备,同时也针对建筑屋面、门窗施工等方面采用一些不同以往的新型节能物料以及工艺技术,以此来强化高层建筑工程项目的施工质量及其建筑物本身的环保特性,延长建筑物的使用年限。 2阐释建筑工程施工新技术的具体应用 建筑工程施工新技术手段多种多样,相对于传统施工技术而言,防水施工新技术、钢筋连接施工新技术、建筑工程施工节能技术等策略的实施能够在一定程度上改善建筑项目的施工成本,且能够有效保障建筑工程项目的施工质量。 (1)建筑施工中防水施工新技术的应用为了能够防止建筑施工的过程中出现与水接触的部位渗水的现象,尤其是防止建筑施工工程中存在裂缝,则需要采取更为先进的技术手段来强化施工管理。从具体情况来看,需要遵循以下几个原则来执行,即多道防护、复合防水以及节点密封等原则。在施工的过程中,要科学地选择材质良好的防水物料以及新型施工工艺技术。经实践经验的积累以及观察可知,近几年来多采用聚合物水泥基复合涂膜施工技术,这是一种需要首先做好屋面墙体板缝以及节点处理的新型建筑屋面施工技术,用以维护现代建筑项目中的墙体施工的质量。在实际应用该技术的过程中,需要掌握好物料的特性,并均匀涂抹塔楼屋面以及裙楼屋面,并且需要在先涂好的屋面涂料干燥成膜以后才能够再一次涂抹二遍涂料。此外,最重要的一点技术细节是,涂抹防水层时则需要用防水涂料要多遍涂刷,以此来预防涂料堆积或是涂料流淌等不良现象的发生,避免其影响到屋面施工的技术应用效果以及屋面整体美观。 (2)建筑工程钢筋连接施工新技术的应用钢结构建筑是我国现代大型建筑项目中的优秀类型,该类型建筑主要采用的是钢筋连接新技术手段,以此来保证高层建筑等实体项目施工过程中的安全性与可靠性。从具体情况来看,当前建筑行业所普遍采用的钢筋连接施工新技术有两种类型,即挤压套筒连接技术与螺纹咬合连接技术。其中,前者的技术原理为利用物质间的物理特性来与施工过程相整合,凭借物理挤压作用将带肋钢筋连接起来,进而起到了固定建筑钢筋板材的作用,而且,由于此项技术替代了传统的焊接连接技术,这样便可以避免产生建筑明火,进而为建筑工程施工带来安全保障。 (3)大体积混凝土施工新技术在建筑工程项目中的实际应用控制好混凝土烧筑块体的温度是大体积混凝土施工新技术实施过程中的关键。在实际应用该类型技术进行施工时,首先需要计算好温度应力数据,从而选择最适合实际施工状况的浇筑方式。经实践可知,浇筑混凝土应采取分段分层式操作手段,这样一来,便可以令混凝土沿着高度匀速升高。当浇筑的过程施工完以后,需要对建筑表面进行抹压处理,将建筑体中的混凝土夯实,并用保温材料对其进行覆盖,并做好潮湿环境中的养护处理。 (4)建筑施工中节能技术的应用近几年来,我国产业的发展较快,人们的生活水平也较以往有所提升,人们在享受经济腾飞成果的同时,也意识到节能减排以及维护生态环境的重要性。在施工过程中,主要针对墙体以及施工物料等方面的管理与应用来实现建筑节能。在实践过程中,运用了太阳能技术以及隔热保温节能技术来提升节能型高层建筑项目的质量。此外,为了保证建筑施工项目的经济性,则采取节能门窗施工技术手段来强化建筑实体的质量,首先,需要对其施工材料实施严格把控,其次,在工程整体造价的范围内,最后,适当调整建筑节能技术的实施策略。从具体来看,鉴于高层建筑楼体当中,门窗的使用量巨大,门窗的型号、数量及其规格、物料都要符合国家建筑规范的要求,并按照既定设计方案来实施安装处理。实际上,我国高层住宅工程施工节能技术的主要特性是在于它对资源的消耗量较少,而且,建筑本身对环境的负面影响较弱。总而言之,我国施工企业要不断提高自身的管理能效,采取一系列有效措施来避免楼房建筑出现质量问题,应用现代化施工技术来完善整个施工环节,将建筑施工中防水施工新技术、大体积混凝土施工新技术、建筑施工中节能技术等内容与实践相整合,令建筑工程施工技术在施工中发挥到极致,从而保证现代建筑项目的质量及施工效率维持在较高的水平。 3结束语 近几年来,随着我国建筑行业的快速发展,相关的产业技术也在不断地革新,以期能够满足现代建筑工程施工的要求。实质上,在实践过程中,新型建筑工程施工技术层出不穷,尤其是建筑防水施工技术、建筑物钢筋连接技术以及大体积混凝土施工技术等,为建筑工程项目的推进效率以及工程质量提供了有力的技术保障,技术人员若能遵循标准的施工原则,掌握好新技术施工的要点,则能够发挥出新技术的优势。实践表明,多项新的技术的应用价值极高,且值得在建筑施工过程中进行推广应用。 作者:张利霞单位:河北通宇建筑工程有限公司 新技术论文:新技术应用下的水利水电论文 1水利水电工程建设中的现代新技术概述 1.1技术含量得到较大关注在国内,水利水电建设始终彰显着人的力量,大多以密集的劳动力建设工程为主,新技术的应用比较少见。另外,劳动人员多是农民工,社会培训力量不够,素质亟待提高。面对传统型的建设方式,水利水电建设要想凸显技术含量,比较困难。人员的技术掌握力度始终是工程建设的重要关注点,人员掌握知识要全面,要懂得创新,能全面认识科技的重要性。 1.2传统施工技术也不可忽视预应力锚固在工程施工中有非常巨大的潜能,其关注度比较高。立足于预应力混凝土技术,预应力锚固技术是创新的代表,有较高的技术指标。此外,大体积混凝土施工技术,兴起时间不长,但有非常广泛的应用范围。施工方法即通过运输设备压实混凝土,以薄层碾压、大体积碾压上升为关键浇筑形式。在大面积、体积上的建筑工程中,具有高效率、快速度的优点,其立足于混凝土搅拌而进步。可见,在工程建设中,不能一味的求技术的新,还应该往后看,创新传统施工技术。 1.3环境保护应当是新技术产生利用的重要关注点自从工业革命以来,环境保护的关注度被快速提升,各种环境污染、破坏时刻威胁着人类生存。新技术的重要特点应当是满足高效、节能、低污染的特点。不仅在预测建设后的水利工程对环境的影响,也要考虑建设过程中所采用的技术是否能降低环境污染。自然环境受原有施工方式的破坏是有目共睹的,被污染环境很难恢复。为此,环保应当是施工技术的首要立足点,做到不破坏、不污染。 2新技术在现代水利水电工程中的具体应用实践 2.1联锁块混凝土软体排护坡在北高干渠中的应用在泉州市郊的山美灌区北高干渠,取水口为金鸡桥闸,灌溉面积0.69万hm2,且承担5个水厂供水和防洪排涝任务。因建成时间久远,污染、淤积渗漏情况多见,有必要做改造整治工作。在施工时,因城市供水需要不可停水,只能白天降低水位,晚上抬高水位供水,施工难度大、作业量多、水下作业十分常见。另外施工场所人流量多,需要做好防护安全工作,为此,进行安装隔离网临时防护,从而保证生产安全。软体排分预制、吊装两部分概述。预制:首先需进行预制场地的选择,场内能满足生产、工人生活、料场及半成品堆放的功能要求,以及交通要求。施工图纸研究也很关键,经过比对,我们针对原设计的混凝土标号及丙纶绳强度等级低等原因,提请设计进行了高等级的替代,从而保证了工程质量。浇筑时,先定制数个钢模架,布置好预埋丙纶强,放在有排水措施、坚实平整的台座面上,浇筑混凝土按常规方法进行,并及时进行浇水养护。拆模后分堆式储放,养护后的混凝土预制试块要超过半月,然后才能运装,以免损坏半成品。吊装:在渠道边坡修整及土工膜铺设完成后,组织运输机械及吊机进场,人工配合装车、吊装至工作面。下放要小心,避免损坏及安装不到位。沉放软体排时,由下游向上游逐排铺设,以丙纶绳将软体排与底部的土工布、上部的预埋铁件系牢。人工调整边坡平整度。 2.2低弹模塑性混凝土防渗墙在石壁水库工程中的应用位于南安市水头镇的石壁水库,正常水库蓄水位是62.0m,控制了79.6km2的坝址上游流域,库容5786m3,职能为供水、防洪、灌溉。施工平台为拆除的大坝迎水侧坝体到57.0m的高程,低弹模塑性混凝土防渗墙主要在低于57.0m的高程下进行垂直防渗,帷幕灌浆加固则在山体、坝基与坝肩进行,并做护坡、坝体回填与修复坝顶处理。低弹模混凝土防渗墙墙体采用抓斗开槽造混凝土而成,主要的施工技术要求:28d抗压强度>5MPa,抗拉强度≥0.9MPa,弹性模量5000MPa≥E≥3000MPa,墙体渗透系数不大于1×10-7cm/s。总体施工方案为:“钻抓法”造孔成槽;“抽筒法”出渣;成槽后采用“抽桶换浆法”置换泥浆清孔;混凝土搅拌楼拌制混凝土;混凝土搅拌车输送混凝土至槽口;泥浆下直升导管法浇筑混凝土;压球法开浇;采用“接头管”法进行槽段连接。在施工开始前,要进行成墙实验,槽段要超过3m,以对技术工艺、设备与地质资料做核对。且应提早进行防渗墙混凝土配合比及配置方法试验,若与设计要求违背,应适当做技术参数调整,再次实验。施工方法:测量放样法,地面导线点设置于放样点,借鉴交接平面记录,场地内由全站仪引入控制点,得到地面导线坐标。高程交接桩,施工场地的高程引入由水准仪进行;造孔要把握槽孔长与宽,考虑施工部位、浇筑混凝土能力、地质条件,槽孔不可偏斜,槽孔孔壁不能有波浪形小墙、探头石、梅花孔;造孔深度要在结束单元时测量,如果孔深与设计相符,则可进行混凝土浇筑;布置的施工平台应该无均匀性沉陷,宽度应满足施工需要,适合于重型设备和运输车辆行走;将排浆沟设置于下游侧平台,回收利用泥浆,在业主要求场地放置废渣、废浆;泥浆的作用在于冷却钻头、冲洗孔底、稳定孔壁,以矿物鉴定、化学分析、物理实验法研究黏土、膨润土的数量、质量,确保清孔、造孔无碍;泥浆由快速回转的搅拌机制备,储浆池接收经过滤后的泥浆,翻动喷吹,以得到均匀效果好的泥浆。在生产中,要对泥浆的含沙量、黏度与比重做测试,充分了解其性能。可回收净化泥浆,利用多次,随时运走废浆;基岩中的嵌入槽段深有设计指标,参考地质剖面图、邻孔基岩面高的对比以及钻机岩心取样法等可确定基岩面;完成造孔后,要多次检查造孔是否达标。在合格检查后,方能换浆。完成换浆后,经过1h,清空指标应该为:<10cm的孔底淤泥,若为黏土泥浆,应得到<1.30g/cm3的泥浆密度,<10%含沙量,<30s黏度;参考规范与设计图纸,做好埋设防渗墙墙内设备,钻孔埋设适合测斜仪,重坠法适合应变计,并以钢丝绳做好稳固工作。 2.3水利监管平台软件在石壁水库工程中的应用该软件集云计算、互联网、移动互联网、搜索引擎等多项技术于一体,形成了一个相互合作、相互参与的综合性系统,能通过利用网络科技手段针对工程进度进行合理的控制调度、资金会签、质量控制、安全控制、工程验收、内料资料等不同重点环节实施全面的监督和管理。从而达到节约监管成本、提升管理效率、提高工作透明度的最终目的,有力地促进了整个项目监督管理工作的规范、高效、公开的运行。2013年3月,石壁水库除险加固工程使用水利监管平台软件进行全过程监管。水利监管平台里集成几十个软件工具,涉及工程资料、档案整编、文件办理、电子签章、视频监控(施工现场布置3个高清晰度摄像头)、人员考勤等等,参建各方可以利用这些软件工具完成所有远程监管工作。在每个分项工程开工前,施工单位会先将相关内业资料,按级别、步骤提前上传到平台里,由监理及相关单位审批,节约了大量人力物力。施工方每天上传施工日记、相关数据、影像资料,大到水库建设的每个进度,小到一批水泥质量的测试结果,相关单位在各自的办公室里即可监管到位。 作者:吴振和单位:泉州市水利水电工程局 新技术论文:新技术建筑工程管理论文 1现代建筑工程管理中主要应用的新技术 伴随着建筑工程的发展,随着而来的市场竞争也日趋激烈了。在激烈的市场竞争中,各类企业纷纷绞尽脑汁,提高自身的水平,以在竞争中占据更好的位置,提高自身的竞争力。在不断的竞争当中,一些新技术也开始融入了并且广泛应用于我国的建筑工程管理之中。这些新技术大多数都是伴随着相关领域的科技和技术进步,而产生并最终得到应用的,笔者总结如下: 1.1网络信息技术网络信息技术相对于传统的管理技术而言有着无可比拟的优势,例如,在建筑工程管理过程中,通过网络信息技术的应用,不但可以大大降低整个管理的成本,还可以提高管理的效率和质量,以及更好地进行安全保障等等。众所周知,建筑工程管理工作是一个涉及内容非常繁多而且复杂的工作,如此繁多而复杂的工作,按照传统的工程管理模式不但会造成人力物力财力的巨大付出甚至是浪费,还会造成一些由于工程量过于繁杂而难以避免产生的误差和失误。而网络信息技术的应用,可以避免这些错误的产生,同时还可以真正的将工程管理做到信息化、网络化、无纸化、电子化,不但降低了成本,还大大提高了效率。 1.2节能管理技术在现代工程管理中,如果想要更好的利用资源,提高资源的利用率,还必须将节能管理技术融入其中。这样才能做到好的技术有好的管理,最终能够得到好的应用。节能管理技术,就是要求在整个现代工程管理的整体运营当中,需要做到对于节能材料,节能技术等方面科学的、完整的规划,这一规划不但要参考材料和成本本身的最佳优化利用,更要将人员配置、总体布局加入其中。节能管理技术,这是一个近年来新兴起的词汇,简言之就是在整个工程建筑中,提高能源和资源的利用率,这样不但可以降低成本,还能够节能减排,保护环境,这也是与我国和谐社会的大方向、大政策以及人类发展的整体方向一脉相承的。但是要想实现这样的目标,仅仅是相关科学技术的进步是远远不够的,如同节能灯可以有效的节约用电,但是如果不能很好的利用的话反而会造成更加巨大的浪费。 1.3现代工业工程技术工业工程技术即IE技术,是指对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统,用以进行设计、改善和设置的一门学科,是把技术和管理有机地结合起来,研究如何使生产要素组成生产力更高和更有效运行的系统。IE技术在发展过程中不断吸收计算机、运筹学、系统工程等现代科技成就,形成了以系统整体优化为目的的独立学科。目前,现代工业工程技术已经普及了社会生活和生产中许多领域,他有着无可比拟的优越性,并且,在我国这一技术得到了有效地发展,例如:即时生产,秉承着及时生产,及时交付,生产出便可马上售出的这样一个原则所生产产品和半成品,并且还可以从事加工组装等工作;其次,价值工程,价值工程作业中里面主要包含三个要素分别是功能、成本、价值,他的目标是优化功能和成本的关系实现价值最大化;除此之外还包括:重组技术,将结构相似、加工工序相似或者结构、功能不同而加工工序相似的零件集中成组,突破传统的批量概念。用经过集中而产生的较大的工序批量代替原来较小的零件批量,同样可以采用先进工艺、高效设备和专用工具装备获得良好的经济效果;业务流程重组与企业资源计划,一种改进哲理,是对企业现有业务流程进行根本性的再思考和彻底的再设计,以大幅度地提高经营业务在成本、质量、费用、安全等方面的绩效水平;并行工程,并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程的系统化方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期,从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求。这些技术都是在IE技术基础上通过发展所衍生出来的新兴技术,在实践中取得了很好的成效,并且已经获得了推广。 2如何将新技术更好的融入到现代建筑工程管理之中 正如上文所说的,任何技术如果不能够很好地将其利用,不但不能实现最初的目标,甚至会对其本身造成严重的破坏和浪费。当前,在我国建筑业发展突飞猛进,市场竞争日益激烈,这是不争的事实,在如此残酷的市场竞争下,各类企业严格把好质量关,在此基础上提高自身的效率、降低自己的成本、增强自己在市场上的竞争力,这已经成为事实并且值得鼓励。也正因为如此,现代工程管理中不断加入了新的技术和新的元素。在此,我们必须意识到新技术的加入和应用需要采用全新的方式和方法,否则不但不能够事半功倍反而会适得其反。因此,如何将新技术更好的应用于工程管理之中呢,需要做到以下几点: (1)增强整体管理人员的综合素质。管理能力、综合素质,技术进步,都是增强管理的关键,但再新进的技术也需要人来操控,如果管理人员素质不能得到很好的提升,新的管理技术只能是中看不中用。例如,网络信息技术对于加强工程管理的作用是显而易见的,但其前提就是需要一批熟练操作的技术型人才,因此,人员配置是第一位的。 (2)在工程管理中需要高层发挥自身的作用。高层管理者需要进行宏观至微观的详细规划,总体布局,总揽大局,技术的好坏是硬指标。但是,再好的技术如果不能够科学的规划和良好的运营,都会适得其反,这就需要我们广大学者以及一线的管理者在这过程中不断地提高认识。我们常说的优化配置,不仅仅指的是资源,更是对于整个管理乃至于整个运营流程的一种优化配置。 (3)加强对各企业的管理。要避免各企业之间因市场竞争的压力,而产生的一些不正当的竞争想法和竞争行为,剑走偏锋有时是可以的,但投机取巧是行不通的。我们都知道,市场竞争具有自发性和盲目性,因此,除了企业自身加强相关竞争规则的学习和自我纠正之外,管理部门不能放松宏观的指导和管理,这是尤为重要的。 3结语 综上所述,目前我国建筑业的发展推动了建筑工程管理技术的进步。尤其是21世纪来,一些相关的科学技术的不断更新,更加带动了现代工程管理的进步,随着技术的不断进步,对于建筑工程管理来说其研究重心已经逐渐从技术更新转为如何更好的将技术应用于工程管理之中。在取得一定成就的基础上,我们要发现问题、解决问题,这些技术是可取的并且应该继续广泛推广,例如网络信息技术,例如节能管理技术等等,这是需要我们继续深入发展的。 作者:裘丽萍唐华婷单位:精工工业建筑系统有限公司 新技术论文:电力工程中为环保采取的新技术研究论文 摘要:该文分析了非开挖技术特点、工艺流程、施工设备、管材粘接及安装,认为目前在汕头地区进行大规模管网施工的情况下,为了达到最小破坏和最大保护环境的目的,采用非开挖技术施工势在必行。另外,该文还提出了非开挖技术施工中值得注意的问题。 关键词:非开挖技术电力工程线路 1非开挖技术的特点 与其它技术相比,非开挖技术起步较晚。但是值得注意的是在最近20多年中,非开挖技术无论在理论上,还是在施工工艺方面,都有了突飞猛进的发展。非开挖技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段,采用非开挖技术铺设管道具有若干得天独厚的优势。 非开挖技术在国外已广泛使用,在国内也逐渐普及。不开挖地面,就能穿越公路、铁路、河流,甚至能在建筑物底下穿过,是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。 非开挖技术不开挖地面,故而被铺设管道的上部土层未经扰动,管道的管节端不易产生段差变形,其管道寿命亦大于开挖法埋管。 采用房下非开挖技术能节约一大笔征地拆迁费用,减少动迁用房,缩短管线长度,有很大经济效益。 2非开挖方法 2.1技术准备 2.1.1地下现状管线勘查 根据工程所能提供的工程现场地下管网资料,对现场地下管网进行复查,准确掌握地下各种管线和其他基础设施的分布及埋深,为导向孔轨迹提供准确的设计依据。 2.1.2地形地貌测量 根据市政管理部门审批的路由,按施工区域地形及路线定出钻孔轴线,沿轴线的地表走向标定地面有效标定点的距离和方位以及各个标定点的地面标高(或高差),为导向孔施工时地面跟踪监测提供准确依据。 2.1.3现场地质勘查 掌握钻孔工作区地层特征,为成孔工艺提供钻探参数。 2.1.4设计理论导向参数表 画出设计敷管路由图及设计敷管轨迹断面图,将以上勘测结果反映在图上,制订工艺方案。 2.2施工场地准备 2.2.1施工场地 文明施工,施工区域要安装防护围栏,施工机械、机具和材料要按规范安装和堆放,需占用道路或人行道的区域应设置明显的施工安全标识,引导车辆和行人合理分流,夜间要设立反光标识和警示灯,施工区域分为机械作业区和下管作业区。 2.2.2作业工作坑 根据施工工艺要求开挖入射作业坑及下管作业坑,同时做好作业坑的支护和降水工作。 2.2.3机械进场及安装 施工机械进场就位需调用汽车和吊车,通常要临时占用道路;吊装现场须设好临时路障等安全设施;钻机、动力站和施工器具就位要充分利用现有场地空间,合理布局;安装钻机的地基必须坚实、平整,对松软地基必须进行加固后才能安装钻机,钻机安装在入射点处,调整钻机倾角为设计入射角后固定钻机;连接动力站,连接泵站。 2.2.4导航仪器标定 将探头装入导向钻探头盒中,将导向钻头放置在无其他信号干扰的场地内,打开导航仪,检查导航仪工作情况并进行标定。 2.3施工步骤 2.3.1导向孔施工 施工准备:将导向钻头安装连接,检查探头发射的各个参数是否正常,探头电池容量是否足够。 开孔:为保证入射角的准确和稳定,开孔时须保持连续钻进至少2.5m,同时宜采用低钻速、小泵量、慢进尺。 造斜钻进:调整钻头工具面向角至需要角度,钻机顶进形成造斜段,导航仪跟踪监控钻头仰角的变化,根据不同的土层,顶进结合钻进,勿使仰角的变化超过钻杆的最小曲率半径。 保直钻进:钻机匀速回转钻进,给进速度尽量快,使导向孔直线段更平直。 设计导向钻进参数表。 2.3.2回拉扩孔 孔径设计:根据敷设管道的直径和根数计算需要成孔的最小直径,既不能过大,也不可过小,成孔直径过大,敷设管道周围土层坍塌易造成路面下陷,成孔直径过小,会使拉管阻力增大,引起脱管或管道变形。 分级扩孔:各级扩孔分别为一级φ200mm、二级φ250mm、三级φ300mm、四级φ400mm、五级φ500mm等。根据设计的成孔直径,由小到大分级扩孔,直至扩到工艺要求的孔径。 孔壁加固:扩孔的同时通过扩孔钻头向孔中注入泥浆,泥浆的浓度根据不同的土层条件来配制。泥浆渗透到孔壁中,通过扩孔钻头的挤压和磨擦,起到对孔壁的维护和稳定作用。 回拉敷管:拉管过程中的回拉力要克服管道与孔壁摩擦力,成孔的质量与导向孔的曲线形状以及扩孔工艺有着密切关系,正常情况下敷设PVC或PE管的回拉力不应超过5kN,拉力过大会造成管材断裂或变形。 3施工设备 非开挖设备主要由以下几部分组成。 导航系统:用于在钻进过程中对钻头进行定位,以确定钻头的倾斜角度和钻进方向。由发射器、接收器、控制台、摇控显示器、电源等组成。包含有软件系统的导航部分,不仅能绘制施工图,还能对工程进行评价、分析、实时记录设备运行数据、打印施工资料等。目前雷达导航的非开挖高端技术在国内已有采用,计算机导航技术已被普遍使用。 主机由发动机、液压系统、机载泥浆泵、动力钳、钻桿及其装卸系统等执行机构组成。它用于提供钻进、回旋的动力以及对钻进的控制。目前,国产的非开挖机在钻头100r/min的转速下,扭矩已达15~20kNm。 钻具由钻头、回扩钻头、钻杆等组成。不同的施工需要和不同的地质要选用不同的钻头。非开挖工程使用的钻杆与地质勘探的钻杆有所区别,有很大的弹性、韧性和抗扭强度、耐磨损。钻具在航道钻通以后,还要对通道回扩和牵引管线,使电缆便于穿过。 泥浆搅拌系统可增加钻头的润滑作用,降低钻进阻力和钻头的工作温度,提高管壁的强度等。泥浆还减小钻头磨损、软化地层、易于钻进以及利用泥浆的的流动性和粘结力使钻孔产生的岩粒、砂粒处于悬浮状态,以利于护壁和清孔,由泥浆罐和高压输送泵及高压连接管构成。该技术可用来铺设直径40mm至2500mm的各种地下管线,距离可达十几m至几km。直径2.5m的非开挖管线足足胜过常规的电缆隧道,在老城城网升压改造工程中得到充分利用。该项技术与传统的"挖槽埋管法"相比,具有不破坏环境、不影响交通、施工精度高、施工安全性好、周期性短、成本低、社会经济效益显著等优点。 4管材粘接及安装 使用PVC管材须提前24小时将管材粘接好,以保证接头的抗拉强度。 下管作业要根据不同材质的特点做成斜坡,防止坑下管角度过大折断管材。 连接管材和钻杆的分动器安装之前要仔细检查,防止拉管过程中出现卡钻。 拉管时孔中须注满泥浆或水,以减小拉管阻力。 5施工时应注意的问题 5.1工程地质和水文地质条件 沿管线土层变化频繁,所以在非开挖技术施工前必须了解土层的变化情况。此外对于要经过回填土地段,需要提前加固处理,以防非开挖技术施工后地表有过大的下沉。 5.2有毒气体的检测与防护 非开挖技术施工的地层一般会通过淤泥层,腐烂物、植物体会在地下形成有毒气体,危害施工人员的健康和生命,所以有人员在非开挖技术内操作的情况下,需要定时监测管内有毒气体含量,采用通风装置予以解决。超级秘书网 5.3超前探查地下管线 尽管先进的非开挖技术设备具有在施工的探查前进路线不远距离管线的能力,但是采用在地面提前查明地下管线仍是值得开展的,这对于保证通讯、电力、上水、排水、煤气等其它管线安全运营,确保公众正常生活仍有必要。 5.4穿越建筑物时对基础的探查 非开挖技术在建筑物基础下施工时,需要明确施工路线上所遇到的基础类型,对于部分基础非开挖技术顶进前可采取托换、加固措施。 5.5顶进计算 顶进计算:其一包括准确计算顶进推力,根据计算结果选定相应的油缸类型和确定中继间的分布;其二是工作井设计,根据计算得到的最大顶力,提出工作井的加固方案。 6结论 鉴于以上非开挖技术的技术分析,我们认为在汕头地区选择合适非开挖技术机械进行非开挖技术施工,从技术上讲是完全可行的,从社会效益与经济效益上来讲是巨大的。我们所需要做的工作是针对汕头土层特点选用相应的非开挖技术设备进行施工。不可更改的是历史,着意刻画的是未来。我们认为,为了从根本上改变汕头市的管网乱挖现象,从政策法规方面予以规范是完全必要的;另外一面从切实做到保护环境入手,加大推广非开挖施工技术力度势在必行。我们可以预见未来的管线铺设技术将以非开挖技术为支撑。 新技术论文:生物制药新技术研究论文 摘要:通过生物制药新技术的创立,可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。 关键词:生物制药技术 0引言 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。 1生物制药技术 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。 1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2生物制药发展分析 未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 去年相比。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 3小结 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 新技术论文:新技术应用下农业机械论文 1新技术在农业机械中的应用 1.1机器人技术 工作强度大,且环境复杂的地方,人为操作非常不便。因此,利用机器人成为瞩目的新技术。农业作业的环境及操作复杂、多变,对机器人的要求很高,要求机器人自动收集、处理农业信息和作业。在收获成果时,要求机器人自己辨别成果成熟度,区别杂草与作物。 1.2虚拟技术 虚拟技术主要是指通过图像处理操作技术及传感技术和计算机图像学等重要技术,为机械与操作者提供一种交互体验的新技术。农业虚拟技术主要以农作物、市场等为研究优秀,利用高科技的先进技术研究如何对产品进行改良,对环境进行改造等。通过虚拟技术,可模拟生产,且生成虚拟结果,将结果用于研究,分析并调整应用到实际的生产当中,降低生产损耗,提高生产率。 2新技术在农业机械中推广的策略 农业办公条件简陋、办公人员不足,对基层情况不是很了解,推广新技术经费不足,限制了新技术在农业机械中的推广。且很大一部分农民文化程度低,对新技术的理解程度不高,不敢尝试使用新技术,甚至有抵触情绪,使得新技术在农业机械中的推广存在困难。 2.1确立创新创新技术方针 创新是技术发展的基石,提高我国人民的创新意识,必须要加大力度进行新技术及新机械研究,并加快新技术在农业机械当中的应用。同时,政府要高度配合新技术的发展,鼓励农业技术的创新。在教育中,灌输创新理念,提高科技、教育和人文等方面的创新理念。促进经济社会的可持续发展,让发展更稳定、健康。从而有利于提高农业机械的技术创新力,在市场需求及政府的共同努力下,企业将加大对科技和农业机械创新的投入,有利于改变传统的生产模式,实现农业机械发展自动化、专业化、智能化,并将科技创新与经营理念结合应用到农业的发展中。 2.2实行低碳技术发展战略 低碳发展主要是降低对环境的污染,发展低能耗及低排放的节约型农业。要发展低碳农业主要靠低碳技术来实现,将低碳技术引用进农业机械发展中,有利于新技术更好地在农业机械中推广。通常低碳农业技术是指利用低碳新技术实现农业发展,根据当地农业生产的条件,借助新技术,提高农业生产效率,并对作物进行信息化、智能化管理。根据生产条件,建设排水灌溉的水渠,为农作物建设好交通路线,从而实现大面积统一化机械操作。实现农作物统一化低碳操作是一个不断创新、循序渐进的过程,在发展过程中,还需要配合精准播种和配方施肥等新技术开拓土地,提高资源利用率。推广、发展低碳农业机械技术,有利于健全农业机械发展的科技体系,提高新技术在农业机械发展中的应用。科技不断发展,带动农业机械不断发展,新技术在农业机械中的应用越来越明显,农业的发展对我国社会的发展起着重要作用。作为农业大国,我国应高度重视农业经济的发展,为国家健康快速发展提供坚实基础。新技术为我国农业机械的发展提供了更好的发展条件,有利于农业发展水平全方位提高。 作者:蔡立华 单位:东省临沂市临港经济开发区 植保新技术应用于生态农业论文 生态农业是一种在不损害环境,不破坏生态平衡的基础上发展起来的新农业,主要生产新产品,这就需要采用科学的管理手段和生产方法。植物保护新技术能够在一定范围内有效防治病虫害,降低成本,减少环境污染,可以有效弥补传统技术的缺陷,促使农产品质量的提升,促进传统农业向绿色无公害农业发展。我们应树立公共植保、绿色植保的理念,注重植保新技术实践应用。 1“三诱技术”在生态农业中的应用 1.1频振式杀虫灯 频振式杀虫灯主要是利用光、波、色、味4种方式诱杀害虫的一种物理防治方法,无污染,对人畜无毒,对鳞翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目、同翅目、双翅目及膜翅目等40余种害虫具有良好的诱杀效果,当前已被广泛应用于农业生产中。某区自利用频振式杀虫灯以来,蔬菜田棉铃虫的田间落卵数量以及虫量明显降低。试验数据表明:挂灯区平均落卵2.8粒/百株,无灯区为12.2粒/百株,约降低了77%;挂灯区平均虫量1.5头/百株,无灯区7.9头/百株,约降低了81%。可见频振式杀虫灯对蔬菜棉铃虫的控制效果非常明显。利用频振式杀虫灯防治害虫,在消灭大量害虫的同时,能减少来年虫口密度,最大限度减轻害虫对农产品带来的危害;能够减少化学防治次数和喷药量,进而减轻对农产品和环境的危害;根据诱杀结果,可对害虫发生趋势做出预测,有利于提出预防措施,实现对来年病虫害的科学防治。 1.2黄板 黄板诱杀技术是利用害虫趋黄性诱杀农业害虫的一种物理防治技术,绿色环保、成本低、可自制,可在蔬菜地、茶园、果园中使用,主要用于防治茶蚜虫、潜蝇成虫、粉虱、蓟马等小型昆虫。在田间使用的时候,可用竹或木细棍支撑固定,棋盘式分布,悬挂方向以东西向为宜,只要方法正确,就会有很明显的防治效果。以某区苹果园为例,在果树开花前悬挂16.5cm×25cm黄板,挂上之后不摘除,6月下旬收回检查发现黄板诱集蚜茧蜂的效果最为明显,调查益害比为1235:192=1:0.16。可见黄板具有良好的生态效应。 1.3性诱剂 性诱剂是利用昆虫成虫性成熟时,释放性信息素引诱异性成虫的原理,将有机合成的昆虫性信息素化合物用释放器释放到田间,通过干扰雌雄交配减少受精卵数量,达到控制靶标害虫目的的新型绿色防控技术。该方法成本低,操作简单,无毒无污染,主要防治对象是小菜蛾、烟青虫、斜纹夜蛾等害虫,符合生态农业发展目标。陕西凤翔县苹果栽培中,未使用性诱剂前,每年食心虫发生面积约为总面积的76.92%,农药使用量和投入费用以及人工投入费用很高。使用性诱剂后,群众每年只需防治3次就能将害虫控制在一定范围内,商品果产量平均提高了364kg/667m2,农药使用量及相关费用都大大降低。 2防虫网阻隔技术在生态农业中的应用 防虫网阻隔技术是以物理阻隔方式阻隔害虫进入危害和繁殖。采用防虫网阻隔技术不仅能够阻隔害虫繁殖,还能适当调节小生境中温湿度,对炭疽病、软腐病等有一定的预防效果,适用于生态农业生产。实际生产中可采用22目的防虫网,对于烟粉虱,可采用30~60目的防虫网。比如,江苏省目前以小白菜为重点的防虫网覆盖栽培蔬菜面积在不断扩大,农户纯收入也不断提高。当前,该项技术已成为一项成熟、高效的现代农业技术,已被列为江苏省农业技术主要推广技术。 3植物保护新技术在生态农业中的实施方式 实施植物保护新技术时,单纯使用物理防治技术显然不能达到良好的防治效果,必须物理防治、化学防治、生物防治、生态防治等多种手段相结合,对于化学防治,应尽量限量的、科学的使用农药药剂,确保农产品安全、无污染的生产。为了保证植物保护新技术的更好实施,首先,应建立准确的病虫害测报系统和监测点,有关工作人员分工协作、全面监测、全面总结、科学研究,及时掌握害虫和疾病的发生、发展动态,并及时、准确地将情况汇报给相关部门,以及时采取预防措施,将损失降到最低。其次,建立专门植物保护控制队伍,为农民提供更为专业的服务,将植保新技术、新技能传授给他们,使他们能够做到病虫害的科学防治。再次,加大宣传力度,让农民朋友正确认识到,发展生态农业的重要性和利用植物保护新技术的意义,使其具备最根本的病虫害防治技能,为公共植保、绿色植保目标的实现奠定基础。 4结语 总之,植保新技术尤其是“三诱一防”技术的应用,是植物保护工作的一项重要突破,对于提高农业生产力,促进农业结构优化升级,确保农产品质量,控制环境污染具有重要作用。我们必须重视植物保护新技术的宣传和推广应用,加大对“绿色植保”的扶持力度,加强病虫害监测,成立专门植保控制小组,为生态农业发展中注入活力。 作者:韦彩红 单位:江苏省海门中等专业学校 新技术论文:造林更新技术与林业发展论文 1造林更新技术与林业发展中存在的一些问题 1.1强烈的市场需求造成了林业资源的匮乏 随着我国各方面的高速发展,林业产品的需求量也会越来越高,尤其是近几年来,我国建筑行业及其一些类似行业的发展,对木材的需求可以说达到了供不应求的地步我国虽然说是幅员辽阔,但是经过这么多年的采挖,逐渐变为一个森林资源匮乏的国家,这主要体现在以下几个方面,首先森林面积在不断地减小,而且分布极其不均匀;木材的质量也变得差了许多,群落结构不符合自然发展的规律,出现大面积的病虫害;树木的生长状况不好,不能被很好的利用,产量极低在这种情况下,很难保证林场出的木材满足国家发展的需要,这就不能最大程度的履行森林对于人们所应该履行的义务而这种现象的后果就是,许多与林业相关的产业发展滞后,也降低了林业市场的竞争能力。 1.2一些地方绿地利用率低 绿化可以代表一个城市的形象,这几年各个地方绿化程度不断增加[1],但是仍有许多地方的绿地利用率相对较低,首先是现如今许多城市修建雕塑广场,只是单纯的为了某些官员的政绩上添上一笔而已,并没有什么实际意义,还有就是城镇绿地的结构极其不合理,没有做到乔灌草相结合,更有甚者盲目崇拜外国,引种外国的可观赏性花草,造成物种入侵,许多地方呈现出草坪多但是乔灌木少的情况,生态效益就会变得很低。还有就是一些路边树选种不适合的现象,根本没有调查清楚,栽种较为盲目,不仅造成了劳动力的浪费,而且还大大的降低了生态效益。 1.3林业资源缺乏保护力度 现我国破坏林业资源的现象仍然是随处可见,林业资源设置好就不管了,这样如果没有后期的检查跟保养,这样很容易造成一些树木因为各种原因死亡,损失掉了林业资源,还有就是随着现在木材价格的上涨,所以一些人为破坏林业资源的现象也在增多,一些不法分子砍伐树木进行交易,取得不法利益,还有就是一些天灾的出现,一些地方因为二氧化硫污染下起了酸雨,这样会严重损害树木的结构,会给一些树木造成伤害,加大林业资源的匮乏,但还有就是现在我们对一些林业资源的保养力度严重不够,这也在一定程度上加快了树木的衰老,剪短了它的寿命。 2针对造林更新技术与林业发展中问题的解决措施 2.1加大造林更新的投入 加大造林更新的投入目的是为了生产出更多的林业资源来满足市场的需求[2],并且带动林业的发展,要生产出更多的林业资源首先要选种,选择适合当地生长的树种,这是第一步,也是最重要的一步,然后就是要对林业进行一个统一的管理,要进行合理的密植,要让每个树苗都能够最大限度的利用阳光来进行生长,还有就是注意后来的病虫害危害,要进行防护和定时的检查,让树木健康的生长,还有对一些生长力比较弱的幼苗进行更大力度的保护,对一些年幼的小苗也要定时的提供营养,给他们输送营养成分,保持他们的生命力,只有让每个树木都健康的生长,才能生产出更多的林业资源。 2.2加大绿色利用率 绿化是我国现阶段面临的一大问题,我们在做城市绿化的时候不能只是铺上草坪那些盲目跟随,我们还要在草坪上种一些树木,要让各方面协调起来,有草有树,对于树木的选择上,我们尽可能的选择一些发育比较茂盛的树木,这样的树成长起来才会产生大范围的遮阴面积,可以在夏天给人们创造出更多的休息环境,让人们舒服的度过夏天,还有就是树木在路边种植是一定要选育好品种,比如什么书适合做行道树,什么树适合做园路树,这些选择一定要认真,只有这样做,我们才会在城市里面看到更多的树木,才会提高绿色利用率。 2.3加大对林业资源的保护 力度对于现在一些林业资源的损坏现象[3],我们必须要加大检查力度来帮助林业资源尽量的维持好原有的状态,对一些破坏明显的地方要安装摄像头,并且如果抓到破坏林业资源的行为,一定要处于相应的罚款和一些处分,要做到严厉打击这种行为,还有就是要加大对林业资源的保养力度,一定要定时的对林业资源进行保养,这样可以延长一些树木寿命,也一定程度上保证它的活力,如果可以的话要大力宣传林业资源的宣语,让保护林业资源的理念深深的留在人们的心中,只有人们做到保护好林业资源,林业资源才能更好的为人民服务,帮人们创造出一个更好的环境。 3结语 本文通过从多方面分析我国造林更新技术与林业发展现状,了解到了一些信息,我国具有辽阔的土地,存在着很大的林业资源需要我们去开发和管理,来帮助人们更好的提高生活。本研究通过分析造林更新技术与林业发展中存在的一些问题,提出加大造林更新的投入,加大绿色利用率,加大对林业资源的保护力度等针对性解决方案,希望能在以后我国林业资源开发过程中有所帮助。 作者:孙一蕾 袁久东 单位:长春市宽城区水利林业工作总站 新技术论文:新技术引用下建筑施工论文 1建筑施工新技术的引用 新技术的引用回首观望我国这近几十年建筑施工的手法、设备和观念,总体来讲,建筑施工中是不断有新技术被引进的,针对这些新技术,国家建设部也推广了不少优良典型,在施工的各个方面都有涉及,如下图所示:在防水施工、大体积混凝土施工、钢筋连接、屋面施工等,施工单位都是可以引进新技术使施工过程更有效更安全地进行。接下来本文主要从这四个方面来讲解新技术在其中的运用和对整体建筑施工的帮助。 (1)防水施工。 以往施工过程中很容易出现的问题是,未过完期限刚完成的施工现场就被见水毁坏,或者是施工完成后,总要等候一部分时间使混凝土等设施稳定(工期在实际施工的基础上总会增长一部分),那么新技术在防水施工方面就解决了相关问题:聚合物水凝物涂膜。这种聚合物涂膜的原理是,施工前在层面做好涂膜层,包括板缝和节点间的基层处理(注意这个在涂膜过程中不宜出现堆积、滴漏、流淌的现象,要均匀涂抹在每个基层表面),经过这种涂膜,后期施工完成后就不用担心因为水的问题而破坏施工的质量,也不用在等整个施工完成后继续等待相应时间使工程干透稳定。总体来说,新型聚合物水凝物涂膜既能方便了施工中的运行,也一定程度上缩短了工期,节约了时间成本和经济成本。 (2)大体积混凝土施工。 由于是放热反应,大体积混凝土中水泥的水化作用是十分复杂的,处理对象过大,内部温度难以控制,一旦产生的温度超过混凝土所能承受的拉力极限,混凝土堆就会产生大量裂痕,降低混凝土的质量。如何在水化作用和大量块体的里外温度影响下,控制好混凝土浇筑块体的内部温度,烧制好符合规定的混凝土,是重中之重。那么要根据具体情况,由温度和反应堆材料的性质来计算,确定是整体浇筑还是分段浇筑,然后择优选取适宜的运输工具、浇筑设备、捣实机械,再确定好工人的数量。新技术的引进后,我们采取的就是用混凝土泵浇筑或用塔式起重机浇筑。浇筑混凝土是应分段分层在室外温度降低时进行的,这样能够使混凝土温度均匀上升。大体积混凝土的浇筑完毕后,应该在其终凝前对表面进行一次抹压,排除上表面的分泌的水分,避免后期出现更多的裂痕。如果是在冬期,施工过程中应注意及时在密封混凝土之后技术覆盖塑料薄膜,然后在表面加上诸如草帘棉被之类的保温材料;非冬期时,可以选择混凝土终凝后在表面四周筑堤,水深20到30cm为佳,这样可以对混凝土进行养护,保障其质量,并保障定期测定混凝土表面和内部温度,以便随时做出调整。 (3)钢筋连接施工。 钢筋在施工中占有举足轻重的地位,传统的钢筋施工中,接头的面积不易控制、吊装垂直方面的链接压力也无法保障,总体来说,就是钢筋的链接施工中,接头面积问题很难得到解决,目前新技术的引进就很好地解决了这一问题。新技术中,我们可以采取直螺纹接头连接,所谓“直螺纹接头”,就是螺旋状的接头连接,使双向的钢筋面能更好地融合,这样就很大程度上增加了钢筋在连接过程中会出现的连接牢固性、安全性。钢筋连接中运用到这一新技术,不仅降低了事故的发生率,更能在最大程度上保证钢筋在接头时,吊装设备在吊装过程中,甚至是装修过程中的梁板打柱,等一系列的相关作业,都能更便捷快速地完成,如此安全性、便捷性都能提高的新技术,自然会倍受青睐,更多地出现在相关建筑的作业中,为作业提供便利。 (4)屋面施工。 屋面施工的主要环节集中在屋面防水施工上,我们新技术的引进主要解决了屋面施工时会遇到的水干扰问题,采取与上文所提到的类似涂膜技术,在进行屋面施工时,先对屋面底部进行基层涂膜,均匀平实的膜层便能保障屋面施工过程中不受分泌水分的影响,从何提高整个屋面施工的质量。另外还可以采取新型分子防水卷材,如果采用这些材料,即可免除前期的涂层措施,方便快捷。 2总结 任何行业只有不断引用新技术注入新能量才能使行业蒸蒸日上不断发展进步,建筑施工中的新技术引进,不断使建筑业成为现代社会发展中的红日,也在更大程度上使其结合科技的手段与管理知识系统,实现了整个行业的可持续发展,为人民生活带来更多的安全保障和福利,我们要投入更多的经历和人员,在研究建筑行业的新技术上,为未来建筑业往更科技化、智能化、经济化的发展提供动力和帮助。 作者:刘明裕 新技术论文:污水泵填料密封创新技术探索论文 [摘要]本文分析了污水泵常见密封形式及影响密封的因素,对污水泵填料式密封进行机械密封改造,给出改造方法及改造技术要求。文中对机械式密封做出进一步改进,并应用到了排水管理中心的现有设备中,取得了良好的密封效果及经济效益。 [关键词]污水泵填料密封机械密封改造 污水处理工程是环境保护的重要项目,而污水泵作为污水处理工程的主要配套设备被广泛应用于城市排污、矿山、冶金、电力以及石化等污水处理作业,发展前景广阔。污水泵产品除了要求技术性能好之外,密封是污水泵的关键,必须可靠性高,污水泵无故障运行时间长。污水泵在工作中,密封一旦失效,外部介质或油室中的油便会进入电机腔,引起潜水电机缺相、短路、漏电、烧坏电机,甚至影响人身安全。因此,为了进一步提高污水泵使用的安全性、运行可靠性以及提高污水泵无故障运行时间,有必要对污水泵通常使用的机械密封进行结构分析,实行改进。 一、常用的密封形式及不足 目前,污水泵产品常用的密封形式有两种:填料密封和机械密封。填料密封,如图1所示,是最古老的一种密封结构,发源于工业革命之前的传统密封装置,有着100年的材料工艺、润滑剂系统和制造方法,并保持持续进步,目前很多的应用场合。经分析,该软填料密封结构存在如下缺陷: 1.密封介质含有的杂质严重影响密封性能。杂质进入软填料密封内部,进一步增大了填料密封和轴套之间的摩擦、磨损。虽然材料耐磨性较好,但是使用效果仍然不佳,泄漏频繁。另外由于没有采用封液对填料密封进行润滑冷却,也加剧了填料与轴套之间的磨损。 2.工作状态不稳定需频繁调整和更换填料。由于软填料自身具有的粘弹特性,在工作状态下会出现明显的应力松弛。为保持其正常的密封功能,需不断地通过压紧压盖来增大填料与轴的径向接触力,同时也增大了软填料与轴的磨损,因此不得不经常更换(或添加)填料,维修工作量和费用大大增加。 3.磨损严重致使能耗量大。根据软填料密封的工作机理,填料密封与轴(或轴套)之间必须保持较大的径向接触压力以维持密封,因此填料和轴(或轴套)的摩擦、磨损都很严重,在密封很快失去工作能力的同时,造成相当大的能耗浪费。 机械密封具有摩擦功率损失小、寿命长、不泄漏等诸多优点,目前已在水泵上广泛应用。要把填料密封结构的水泵改造成机械密封结构需从设计、结构和加工几方面考虑。 文献讨论了污水泵工况时软填料密封的失效原因,并提出了改进的方案,有一定的借签和实用价值;机械密封亦称端面密封,其有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对滑动,从而防止流体泄漏。 污水泵中常用的机械密封结构有两种形式:一种方案是在潜水污水泵的油室里安装一套双端面机械密封;另一种方案是在污水泵油室里设置一套单端面机械密封,而另一套设置在泵腔,使用在所抽送的污水介质中。 1—轴套;2—动环辅助密封圈;3—动环;4—密封垫片;5—静环;6—静环辅助密封圈图机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副,动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。图2所示为双端面机械密封,水泵侧与电机侧两道密封端面都是靠弹性构件-弹簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力,使这两个密封端面紧密贴合,端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。其中水泵侧密封端面与电机侧密封端面结合处B,是密封点,防止所抽介质进入油腔,防止油腔内的油进入电机腔;6为静环与压盖端面之间密封点,A处是动环与轴配合面之间的密封点,C是箱体间的密封。 A、B、C所示结构机械密封最容易出现泄露现象,由于使用介质的复杂性,易使抱轴橡胶老化,一旦出现老化就直接影响弹簧传动而使得密封失效,同时,两端面密封都得靠同一个弹簧产生压力,若其中一边端面接触失效,整套密封也就失效。因此,这种机械密封一直存在失效快、返修率高的不足之处,直接影响到泵使用寿命。 机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件,它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,同时通过其基本原理可以看出,机械密封的正常运行是有条件的,例如:泵轴的窜量不能太大,否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压;机械密封处的泵轴不能有太大的挠度,否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件,再加上良好的机械密封自身性能,才能达到理想的密封效果。 因此,在实际应用中,以机械密封来代替填料密封的情况越来越多。 二、填料密封的机械密封改造 1.改装方法 污水泵填料筒的径向尺寸和轴向尺寸较小,影响了机械密封的安装。在满足强度的情况下,将填料筒的内径相应地扩大;若有轴套,可将轴套的外径相应地缩小或将轴套拆除。 2.主要尺寸确定 (1)确定传动套或弹簧座在轴套上的位置。如图3所示。为了防止传动套或弹簧座同填料内套端面碰,把安装机械密封的起点尺寸定为[H-K=5~15mm]。 (2)确定轴套总长度。轴套的总长度一般比原来的总长度稍稍长一点。因为考虑到轴套尾端部分要伸出密封压盖5~10mm左右,以利于安装方便。尺寸根据设计的密封压盖厚度而定。 (3)确定传动套或弹簧座在轴套上的定位尺寸D:D=L-[H-K-(5-10)+l]。 1.填料箱平面2.填料箱壳体3.填料内套4.轴套5.轴6.密封圈E.内套端面H.填料箱深度L.套筒长度 (4)轴套与轴的密封。轴套与的形圈轴的密封可采用聚四氟乙烯车制成直径为3mm的O形圈来进行密封。安装机械密封的轴套,要求具有良好的抗腐蚀性和耐磨性,对于放置动环密封圈的轴套表面要求镀铬处理,表面粗糙度为0.8。 (5)密封压盖结构尺寸的确定。机械密封的静环装在压盖上。压盖上安装静环的各种配合尺寸均按静环的几何尺寸进行设计,结构可参照机械密封有关资料。 3.改造技术要求 (1)安装机械密封部位的轴或套。轴或套的径向跳动0.04~0.06mm;表面粗糙度不低于0.8,轴或套外径尺寸公差为h7;密封轴套端部必须做倒角并修光滑。 (2)密封压盖。密封压盖应有足够的厚度,防止在液体压力作用下产生变形;密封压盖固定螺栓不少于3个;与静环密封圈接触部位的表面粗糙度不低1.6,其接触面对轴中心线跳动允差±0.04mm;安装静环密封圈的端部必须做倒角并修光滑。 (3)转子。瞬时轴向窜动量不超过±0.15mm;轴向游动量不超过±0.1mm轴振动量不超过±0.05mm。 (4)密封腔。密封腔与密封压盖配合的止口跳动允差为0.04~0.08mm;密封腔与密封压盖配合的端面跳动允差为0.06~0.08mm。 三、机械密封结构改造 将图2中C处密封面是机械密封最容易发生泄露处,而锥面机械密封特别适合于含有固体悬浊物的泵送设备,因此将C处改为锥面密封,如图4所示。静环材料为填充聚四氟乙烯,动环材料为不锈钢,锥面喷涂碳化钨。其主要特点为: 锥面机械密封的动环为一锥环,其半锥角为α;静环的内径。在设计中注意G与接触母线T的关系,当锥面机械密封的静环磨损后,接触母线长度T不断增加,使得载荷系数G不断减小。所示为接触母线长度T与载荷系数G的关系曲线,运转过程中,静环磨损和G值降低所造成的卸载,使密封比压pc降低。由此而产生泄漏时,必须通过调节弹簧压缩量(弹簧加载)来维持足够的密封比压。 机械密封在运转中,弹簧一般不再进行调整。弹簧在锥面机械密封中起着补偿密封环磨损卸载和G值降低卸载双重作用,设计中正确确定弹簧比压是保证密封性能和使用寿命的重要一环。 四、结束语 改造后的密封结构,密封可靠,泵在运转中基本不漏,调节维护方便。提高了密封性能,延长了运行周期,节省了检修费用。经过上述改造之后的污水泵运行良好,延长了设备的连续运行时间。 新技术论文:泥鳅养殖的新技术初探论文 【论文摘要】介绍了泥鳅池塘精养技术和稻田养殖技术,以期为农户养殖泥鳅提供参考。 【论文关键词】池塘;稻田;泥鳅;养殖技术 2009年,在肥西县丰乐镇池塘7333.33m2、稻田4666.67m2多水面养殖泥鳅,平均产量分别为2250、3750kg/hm2,平均效益分别为1.05万、1.65万元/hm2。现将泥鳅养殖技术总结如下,供广大养殖户参考。 1池塘精养 1.1鳅池建设 养殖泥鳅的池塘要靠近水源、排灌方便,以便定期注水;面积为300~500m2,最大不超过1333.33m2为好;池深为70~80cm,并在排水口附近挖6~10m2、深60~80cm的集鱼坑,以方便放养和捕捞;池塘岸要整齐平直、坚硬,并在埂内贴1层塑料膜以防泥鳅钻洞逃逸;池底要整实,并要有20~30cm淤泥,深浅要均匀。 1.2清塘消毒 将整建好的塘口进行药物消毒,在生产过程中常用的清塘药物有生石灰、漂白粉等。生石灰清塘:生石灰化水后能杀害野杂鱼、水生昆虫和细菌等病原体,不仅有除害灭病作用,还能改善水质,增强底泥的肥力;生石灰的用量应根据水深情况而定,一般水深7~10cm的干池用900~1125kg/hm2;水深1m用1875~2250kg/hm2[1]。漂白粉清塘:漂白粉遇水后能放出初生态氯,具有较强的杀菌和灭敌害生物的作用。干池塘用60~75kg/hm2,加水溶解后全池泼洒。 1.3肥水放养 放养前3~4d施基肥,品种以畜禽粪肥为主[2],用量为9~12t/hm2,以提高泥鳅苗种成活率。为减少疾病,用10mg/L漂白粉溶液在水温10~15℃时,浸洗泥鳅鱼种20~30min,或者用3%食盐水浸洗30min左右,杀灭泥鳅鱼种体表的病原菌,增加抗病能力。池塘养殖成鳅时,放养量按放3~4cm泥鳅鱼种18万~24万尾/hm2,如有流水条件的池塘可适当增加投放量,反之可少放。 1.4科学投饲 泥鳅鱼种入池后,要根据池塘水质情况,经常投施一些有机肥,培养水中的天然饵料。每日还要投喂人工饲料,日投饵量3月为泥鳅总体重的1%,4—6月为4%,7—8月为10%,9—10月为4%。投喂方法,2次/d,上午、下午各1次,并在池塘内向阳、离岸1.5~2.0m处搭设饲料台,把饲料放在台上,有利于泥鳅均匀摄食,可减少饵料的浪费,便于检查泥鳅的食量和生长情况。 1.5种草与增氧 在鳅池中种植适量的水浮莲或水花生,种草的覆盖面应控制在15%左右,避免高温阳光直射,为泥鳅提供栖息的场所。注重观察池水变化和泥鳅活动情况,如果池水呈茶褐色或大量泥鳅不时窜出水面“吞食空气”,要立即注入新水增加水中的溶氧量;同时可选用富氧或粒粒氧增氧。 1.6泥鳅捕捞 泥鳅具有钻入土的特性,因此不容易捕捞。针对泥鳅的这一特点,可以采取以下捕捞方法:一是食饵诱捕法。把炒香的米糠或麦类放在一种特制的竹笼内,将笼置于池周边沿部位,引诱泥鳅进入笼内。二是排水捕捞法[3]。先将池水排干,然后根据成鳅池的大小,在池底开挖几条宽40cm、深25~30cm的排水沟,在排水沟附近挖坑,使池底泥面无水,沟、坑内积水,泥鳅会聚集到沟坑内,即可用抄网捕捞。若池大未捕尽,可进水淹没池底几小时,然后慢慢放水至只剩沟坑内有水,继续用抄网捕捞。若池中还有泥鳅钻到泥中未捕到,则再进水淹没池底过夜,第2天太阳未出之前慢慢放水,再重捕1次,可基本捕尽池中的泥鳅。 2稻田养殖 2.1稻田选择与准备 养泥鳅的稻田一般要求保水性能好,渗漏速度慢,插秧前稻田水深保持20cm以上。稻田的积雨面宜小不宜大,选择低洼田、塘田、岔沟田为宜。水源清新,无污染,排灌方便,光照充足。土质以黏性、高度熟化、肥力较高的土壤为佳。养殖泥鳅的稻田,田埂应高出田面60cm左右,捶紧夯实,可用农膜插入泥中10cm围护田埂,以防漏洞、裂缝、漏水、塌陷而使泥鳅逃走。同时进、出水口处要安装塑料网栏[4]。鱼沟一般为“十”字形沟,挖在稻田中央,占稻田面积的10%左右,沟深60cm、宽90cm为宜。鱼沟渠道要与进、出口处畅通。养殖泥鳅的稻田插秧前施尿素150kg/hm2为宜。 2.2放养与管理 泥鳅一般在水稻插秧后10d开始放养。苗种规格以长3~4cm为好,放养37.5万尾/hm2左右。一般每天投喂饲料1~2次,即上午和傍晚各1次。直接投放在饲料台。饲料以谷糠、麦麸及鱼类专用饲料等为宜,可搭配些青饲料。日投喂量一般为泥鳅总重量的4%~5%。稻田水位应根据生产需要适时调节。稻田防病治虫要注意选择低毒农药,适时适量叶面喷施,以防药害。泥鳅经4个月的饲养,体长达到10~15cm、体重达到15~20g,可以捕捞出售。 新技术论文:玉米螟生物防治新技术浅析论文 摘要:对松毛虫赤眼蜂防治玉米螟进行了系统的研究与推广,并取得突破性进展。在赤眼蜂的繁殖上由滚式繁蜂改为散卵繁蜂,改一般短效蜂卡为长效蜂卡,使放蜂次数由3次降为2次,减轻了劳动强度。1991~2003年在省内外累计推广赤眼蜂防治玉米螟面积为97.8hm2,均收到良好效果,受到农民欢迎。 关键词:词松毛虫赤眼蜂;玉米螟;生物防治 玉米螟是世界性害虫,沈阳地区一般发生年份玉米可减产10%左右,大发生年减产达20%以上。目前,我国对玉米螟大面积防治主要靠化学药剂,生产上仍以人工投放高毒的颗粒剂为主,在配制和使用中极易发生中毒事故。为此,应用安全无毒功效高的新技术防治玉米螟,应是当前植保工作的大课题,也是广大农民群众的热切希望。为满足农民要求,1991年起,我们就正式开展了利用松毛虫赤眼蜂防治玉米螟的研究与推广工作。十几年来,经全体同志努力拼搏,刻苦攻关,采取边试验、边示范、边推广同步进行的工作方法,取得了显著的效果与效益。 一、试验材料 1.1赤眼蜂种类 松毛虫赤眼蜂。 1.2赤眼蜂来源 由沈阳市辽中生防站提供。 二、试验内容 2.1不同放蜂量试验 设2个用量,即30头/m2和45头/m2。各处理均放蜂3次,第1次放蜂在田间百株玉米螟落卵量达1.0~1.5块时进行,以后每隔5d放1次,小区面积6.67hm2(2个用量3次的放蜂量分别为:30头/m2,为6头/m2、15头/m2、9头/m2;45头/m2,为12头/m2、18头/m2、15头/m2);对照区设在放蜂田上风头1000m以外,其玉米品种、管理均与防蜂田相同。田间放蜂方法,放蜂75点/hm2,每20垄设1放蜂垄,每17步(约11m)设1放蜂点,将蜂卡别在玉米中部叶片背面,试验点在新城子区大辛二村、苏家屯区姚千户镇和沙河镇。 2.2不同放蜂次数试验 放蜂量均为30头/m2,分2次放蜂及3次放蜂2个处理。2次放蜂每次放蜂量分别为12头/m2和18头/m2,每次放蜂间隔7d;3次放蜂每次放蜂量分别为6头/m2、15头/m2、9头/m2,每次放蜂间隔5d。 2.3改进繁蜂技术试验 1991~1992年为滚式繁蜂,1993年起改为卵式繁蜂。 2.4研制长效蜂卡试验 即在蜂卡上粘有不同发育时期的蜂卵,在田间放蜂时可达到陆续出蜂的目的。 2.5大面积示范与推广 在上述各种小区试验的基础上,进行大面积示范与推广,放蜂量均为30头/m2,采取2次放蜂的办法,1992年在东陵区示范面积195hm2;1994年东陵区、新民县、辽中县大面积推广。 三、试验结果 3.1不同放蜂量试验结果 3个试验点的结果表明,在同一时间放蜂,放蜂30头/m2与45头/m2的田块,赤眼蜂对玉米螟卵块寄生率无明显差异。 3.2不同放蜂次数试验结果 据东陵区祝家镇、辽中县长滩镇1991~1992年试验结果,放蜂2次的卵块寄生率为80.0%~88.9%,放蜂3次的为83.3%~87.5%,放蜂2次的卵粒寄生率为65.9%~77.8%,放蜂3次的为69.8%~79.4%。表明在放蜂量相同的情况下,放蜂2次与3次的效果基本一致。 3.3改进繁蜂技术试验结果 长期以来,扩繁赤眼蜂一直用滚式繁蜂法。这种方法,种蜂用量大,接蜂比为1∶6(即种蜂卵与寄生卵的比例),而且繁蜂效率偏低,在繁蜂中一直是采用先粘好卵卡,再向卡上接蜂,这种办法接蜂蜂卡上往往有20~30%的坏卵和不寄生卵无法去掉,对蜂卡质量影响较大。改为散卵接种后,接蜂比为1∶20~25,种蜂可节省3/4,不仅降低了成本,而且繁蜂效率可提高10倍以上。由于卵粒接蜂后可以精选,选后再粘蜂卡,坏卵、不寄生卵、质差的卵可被淘汰,蜂卡上卵的寄生率可达95%以上,蜂卡质量明显提高,同样也提高了放蜂的质量。 3.4长效蜂卡研究结果 普通蜂卡出蜂齐,放到田间后,蜂3d可出完,田间不能经常保持有蜂,而田间玉米螟落卵期持续时间较长。因此,影响防治效果。长效蜂卡由于蜂卵发育时期不同,出蜂期不同,有早有晚,每张蜂卡出蜂期在5~8d,延长了田间有蜂天数,提高了对玉米螟的寄生机会,可将3次放蜂改为2次放蜂,既做到了省工省事,降低成本,又提高了防治效果。此项技术为国内首创,颇受农民欢迎。 3.5大面积示范 在小区试验的同时,又开展了大面积示范和推广,1991~1994年累计放蜂24.27hm2。放蜂30头/m2、放蜂2次的面积为4.2hm2。据各点调查,放蜂后对玉米螟卵块、卵粒寄生率、玉米螟蛀孔及活虫减退率,均收到了较好的防治效果。 3.6赤眼蜂防治玉米螟技术的大面积推广 由于研制出实用性较强的高质量长效蜂卡,改造了由滚式繁蜂为卵式繁蜂的最新生产工艺,使生产技术有了突破性进展,产品的质量始终保持国内的领先水平,自1995年以来,利用赤眼蜂防治玉米螟这项技术得到了大力推广。截止2003年,在省内外推广面积已达97.8hm2,遍及3个省,45个市、县、区,226个乡镇。 四、效益分析 经济效益:1991~2003年累积应用面积97.8hm2,玉米平均单产为9423.8kg/hm2,按玉米螟一般发生年减产8%计算,增产玉米754kg/hm2,共计挽回玉米损失72862kg。平均价格按0.8元/kg计算,增加经济效益5.83万元。 社会效益:应用赤眼蜂防治玉米螟其社会效益更为明显。赤眼蜂防治玉米螟是以虫治虫,它对人畜安全,不杀伤天敌,不存在污染环境和农药残留,有利于保护和恢复自然界生态平衡。 五、结论 (1)本研究成功地提出了一套行之有效的生物防治玉米螟新技术。实践证明,对玉米螟的防治采用单一的传统技术,往往受环境条件等的限制,收不到理想效果。我们利用松毛虫赤眼蜂防治玉米螟生物防治技术,为不同生态地理条件、不同地区的农民防治玉米螟提供了充分选择余地。 (2)对应用赤眼蜂防治玉米螟的各技术环节进行了大胆改革,有新的突破。改变了多年来延用的滚式繁蜂技术为散卵接蜂,不仅可将繁蜂工效提高4倍以上,且可以精选好卵,将20%~30%的坏卵、青卵及不寄生卵淘汰,保证了蜂卡的质量。长效蜂卡的研究,解决了多年来普通蜂卡出蜂太集中(3d出完蜂),而田间玉米螟的产卵期又恰恰较长,造成赤眼蜂对部分玉米螟卵寄生不上的矛盾。提高了防治效果。此项技术为国内首创。由于长效蜂卡的应用及繁蜂技术的改进,蜂卡质量明显提高。将生产上延用多年的3次放蜂改为2次放蜂,将放蜂45万头/hm2改为30万头/hm2,不仅做到了省工、省事、降低成本,而且提高了防治效果。 (3)利用松毛虫赤眼蜂防治玉米螟,大面积应用并获得成功,对传统的玉米螟防治技术有较大的突破。 新技术论文:工程测绘新技术特性探索论文 传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业,随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化,数字化测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。 一、数字化技术在原图处理中的应用 (一)原图数字化处理 在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK(RealTimeKinematics-实时动态)技术,它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式,通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。 (二)数字化原图作业流程 由于MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点一般外设精度都能满足,所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度,而人工跟踪精度主要取决于作业人员的技能掌握熟练程度和工作态度,所以必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫,要求工作人员严格按矢量化方案作业,确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。在工程测量实践中,要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作保证满足工程进度的同时又节约项目经费,设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。 二、数字化绘图 (一)数字化绘图的特点 大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,烦琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。具有以下的特点: 1.一测多用:如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图,过去的平板测图方法则需要重复工作,而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图,因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围,再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。 2.精度高:数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。 3.劳动强度:小数字化成图的过程,减轻了作业人员的劳动强度,使生产周期大大缩短,能及时满足用户的要求。 4.便于保存管理及更新方便:数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。 (二)外业数据的采集 在采集数据时,数据采集人员要准确应用地物代码,以免在内业成图时出现错误;在观测开始时,相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查,跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业,确保能完整地描述地形地貌的特征点,必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系,测量坎子时,要量取坎子比高,坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后,如果有必要可把数据备份。 (三)绘制内业数据处理 无论是工程进程各阶段的测量工作,还是不同工程的测量工作,都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段,并对测量成果进行处理和分析。 三、工程测量中的数字摄影测量技术 数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术;而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。 目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业使用专门的航测软件处理,进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向,未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着全数字摄影工作站的出现,加上GPS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。 四、结语 随着数字化测绘技术的提高,GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用,现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。 新技术论文:煤矿机电一体化革新技术探析论文 摘要:煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。 关键词:煤炭机械机电一体化 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。目前以微机或微处理器为优秀的电子(微电脑)控制装置(系统)在煤矿机械中的应用已很普及,电子控制技术已深入到煤矿机械的许多领域,如提升机和采煤机,提升机的PLC系统,采煤机的变频控制系统和PLC系统操作等,煤矿机械的在线状态监控与故障自诊、故障报警等。随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微机)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂、维护也将更加专业化。特别是,随着我国进口及国产煤矿机械数量的逐年增加,如何用好,管好这些价格昂贵的煤矿机械,使其发挥最大的效率,是煤矿机电部门所面临的一个重要的问题。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就这些做一下介绍与浅述。 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术的已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从70年代中期开始在国外机械上得到应用。80年代以微电子技术为优秀的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为优秀的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: 一、在线监控、自动报警及故障自诊。 对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 二、节能降耗,提高生产效率。 例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 三、自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 四、其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性,目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制。可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。 电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 新技术论文:网络信息新技术传播管理论文 摘要:本文探讨了网络传播中的信息开发利用新技术,包括数据采掘和知识发现技术、XML、自动分类与自动摘要、智能搜索引擎技术,并讨论他们对新闻传播工作的影响。 关键词:网络传播,数据采掘,知识发现,XML,自动分类,自动摘要,智能搜索引擎 在网络时代,广大新闻传播工作者和受众面临信息过载的难题。人们一方面被信息淹没,一方面却饥饿于知识和有用信息。大量的信息不能进行及时有效的开发利用。面对信息爆炸,如何才能不被信息的大海所淹没,从中及时发现知识、有用的信息、新闻、或新闻线索,使信息真正成为资源,正在成为各国研究的热点。从技术上看,目前主要有种解决方案。 一数据采掘和知识发现技术 在某种意义上说目前我们不是缺少信息,而是被信息淹没了。在因特网上有无穷的信息和数据。目前的数据库系统和搜索引擎可以高效地实现数据的统计、查询等功能,但是无法发现数据中存在的关系和规则,无法根据现有的数据预测未来的发展趋势,缺乏挖掘数据背后隐藏的有用的信息、知识、新闻、或新闻线索的手段,导致了“数据爆炸但知识贫乏”的现象。人们需要有新的、更有效的手段对各种大量数据进行挖掘以发挥其潜能,数据挖掘正是在这样的应用需求环境下产生并迅速发展起来的,它的出现为自动和智能地把海量的数据转化为知识、有用的信息、新闻、或新闻线索提供了手段。 数据采掘与知识发现(KDD)一词首次出现在1989年8月举行的第11届国际联合人工智能学术会议上。知识发现(KnowledgeDiscovery)研究的主要目标是采用有效的算法,从大量现有或历史数据集合中发现并找出最初未知、但最终可理解的有用知识,并用简明的方式显示出来。 数据采掘(DataMining)就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的原始数据中,提取隐含在其中的、先前未知的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据采掘在一些文献中有些相近似的名称,如数据开采、发现知识(KDD)、知识采掘、知识抽取、知识考察、数据融合(DataFusion)等。 知识发现是一个从数据中提取出有效的、新颖的、潜在有用的并能最终被人理解的知识、有用的信息、新闻、或新闻线索的过程。知识发现是从数据库和中发现知识的整个过程,而数据挖掘是整个过程中的一个步骤。因为数据挖掘是知识发现整个过程中最重要的步骤,所以我们通常将知识发现和数据挖掘作为同义词使用而不加区分。 数据采掘的工具目前,国外有许多研究机构、公司和学术组织从事数据采掘工具的研制和开发。这些工具主要采用基于人工智能的技术,包括决策树、规则归纳、神经元网络、可视化、模糊建模、簇聚等,另外也采用了传统的统计方法。 知识发现技术可以帮助我们从网上大量的原始数据和信息海洋中,挖掘出能反映其中规律的知识提供新闻工作者和网民。 在知识发现的基础上可以构成虚拟知识共享系统。虚拟团体是一个分布式的组织,它的成员是一组在网络上协同工作的同行,他们依靠网络的支持相互合作、共享知识,可以快速有效地解决问题。新闻工作者之间、网民之间,新闻工作者与网民之间可以构成虚拟团体,进行交互式信息传播,进行新闻、信息、知识的交流与共享。 虚拟知识共享系统包括:(1)先进的知识获取技术。帮助成员搜索、处理知识,从中提炼专家经验。(2)支持多用户的Web开发,以使成员定制自己的Web站点。(3)可以自适应团体需求的自组织式的新闻、信息、知识存储。 二XML HTML是目前因特网上广泛应用的标记语言。其优点是非常简单;固定的样式;简易且标准的连接;支持表格;编程简单。但是也存在难以扩展;交互性差;语义性差;单向的超链接:链路丢失后不能自动纠正;动态内容需要下载的部件太多;致使搜索引擎返回的结果过多;缺乏对双字节或多国文字的支持等不足。尤其是目前基于HTML的搜索引擎存在着返回结果太多,检索精度差的弊端。而XML可以有效地克服这些不足。 XML句法可标注出文档的结构和目的,这样就可缩小检索范围,提高提高检索精度。例如,用户想购买二手车,就可将查询限制为用于描述“汽车销售”的标识中。 XM能帮助人们辨别模糊词义。自然语言中的词经常多义、多指,网络信息检索系统不能分辨哪一种意思是查询中的,哪一种是文档中的。XML有助于解决词义模糊问题,提高检索的准确性。如,用户使用“brown”作检索词,他有可能想查找由DonaldBrown所写的论文,由BrownUniversity出版的论文,或有关brownbear的论文。如果用户明确想查询[author]Brown[/author],[university]Brown[/university],还是[subject]brown[/subject],就会提高检索准确性。 XML使得能用结构相邻关系来替代物理相邻关系进行检索结果相关性排序。XML可允许利用非文本数据,如数值数据、地理位置、温度值等进行检索。 三智能搜索引擎技术 目前,计算机信息检索功能已经从基本的布尔检索、截词检索、邻近检索、短语检索、字段检索发展为高级的加权检索、自然语言检索、相关信息反馈检索、模糊检索和概念检索。网络信息检索优秀工具是搜索引擎。 搜索引擎的目的是帮助新闻工作者和受众寻找信息资源。在因特网环境下,其典型实现是基于关键词匹配的信息检索机制。搜索引擎主要由四部分组成:搜索器,索引器,检索器,用户接口。搜索器的功能是在互联网中发现和搜索信息。它要尽可能快、尽可能多地搜集各种类型的信息,同时还要定期更新已有信息,避免死连接和无效连接。索引器的功能是理解搜索器所搜索的信息,从中抽取出索引项,用于表示文档以及生成文档库的索引表,建立起自己的物理索引数据库。一个搜索引擎的有效性在很大程度取决于索引的质量。检索器的功能是根据用户的查询在索引库中快速检出文档,进行文档与查询的相关度评价,对将要输出的结果进行排序,并实现某种用户相关性反馈机制。用户接口的作用是输入用户查询、显示查询结果,提供用户相关性反馈机制。 [page_break] 搜索引擎的工作原理搜索引擎起源于传统的信息全文检索理论,即计算机程序通过扫描每一篇文章中的每一个词,建立以词为单位的倒排文件,检索程序根据检索词在每一篇文章中出现的频率和每一个检索词在一篇文章中出现的概率,对包含这些检索词的文章进行排序,最后输出排序的结果。互联网搜索引擎除了需要有全文检索系统之外,还要有所谓的“蜘蛛”(SPIDER)系统,即能够从互联网上自动收集网页的数据搜集系统。蜘蛛将搜集所得的网页内容交给索引和检索系统处理,就形成了我们常见的互联网搜索引擎系统。当然,一个完整的搜索引擎系统还需要有一个搜索结果的页面生成系统,也就是要把检索结果高效地组装成互联网页面。当系统的访问量(PAGEVIEW)变大时,页面生成系统往往会成为整个系统的瓶颈。与传统的信息检索理论研究不同,搜索引擎的用户看重的是系统的稳定性、速度、易用性和返回的信息量及相关度。 据专家评测,目前主要的搜索引擎返回的相关结果的比率不足45%,其原因是现有的Internet搜索引擎拥有极少量的知识,并且是面向最一般的用户模型。不划分知识领域,不对用户建立任何描述以及使用关键词匹配的交互方式,都限制了搜索引擎的使用效率。由此提出了智能搜索引擎的概念。 智能搜索引擎应具有的特点新一代中文智能搜索引擎是一个基于汉语语法、词的上下文和语义等中文信息处理技术,自动收集、识别Internet网上的WWW和News信息,智能化地提取摘要和关键词、建立索引、提供查询和对不良信息的监控、报警功能和网络信息自动发现和查询系统。它以加权的启发式搜索算法控制信息资源的搜集,采用了一种加权的启发式搜索算法,系统根据用户配置的领域导向词和资源服务器所在地域信息,以启发式函数计算每个URL的权值,并选择权值高的URL优先访问。 智能搜索引擎可以根据互联网本身的链接结构对相关网站用自动方法进行分类,再加上结构严谨,萃取精华的开放式信息目录,为每一个查询迅速提供准确的结果。 智能搜索引擎可以预期用户的需求,并可有效地抑制关键词的多义性。如Eastman、Kodak都在尝试在它们的Intranet中使用更加智能化、知识化和专业化的搜索引擎。目前比较成功的智能搜索引擎有FSA,Eloise,InFind,CompassWare和FAQFinder。 InFind是一个类似于元搜索引擎的产品,但支持自然语言、模糊检索,可将结果自动去重、聚类,并可返回对所有搜索引擎并发查询的结果,其检索结果根据分类排列。 芝加哥大学人工智能实验室开发的FAQFinder。它是一个具有问答式界面的智能搜索引擎。在获知用户问题后,它查询FAQ文件以给出比较合适的回答。FAQFinder的内核由五个互联联系的技术环节构成:(1)基于统计方法建立FAQ文件。这是由FAQFinder中的工具Smart完成的。(2)用一个由简单名词和动词短语构成的文法树分析用户的查询,以得到一个用于支持内容匹配的描述。(3)问题识别者(QuestionRecognizer)操作文法树以辨识问题从属的类别。(4)使用语义网分析与概念匹配技术,找出与用户查询最近似的问题。(5)FAQFinder将得到的匹配返回给用户。如果没有近似的匹配,则将使用一个启发式的策略。 智能搜索引擎还可以采用协同式检索方法。该方法一般用于一个特定的用户(如一个或一组新闻工作者、一个新闻媒体、一个或一组受众)。协同式方法有时又称为公众学习方法,它将其他用户的反应反馈给当前的用户。系统不去计算分类项目的相似程度,而是计算用户之间的相似程度。协同式方法不分析分类项目的内容。协同式方法一般用于非文本化的数据,如电影、音乐等,但是也有的系统将其用于文本数据的挖掘,如新闻过滤等。已有一些系统用于电子邮件处理、会议时序安排、电子新闻过滤和娱乐节目推荐。 与智能搜索引擎技术相关的还有信息智能“推”技术和个性化检索技术。 基于网民和新闻工作者访问互联网的特点,在用户拉取信息的搜索过程中,根据其输入的关键词,通过机器学习,可以识别和预测其兴趣或偏好,从而有针对性、及时地向网民和新闻工作者主动推送相关知识和最新信息、新闻和新闻线索。推送的形式可采用频道式推送、邮件式推送、网页式推送或专用式推送。目前已有构造Web访问模式树(WAPtree)的算法,可从大量信息访问日志中挖掘用户访问信息的模式。也可从用户访问文档的超链接来预测用户的访问偏好,其知识发现采用关联性法则。 个性化检索要求能够网络信息检索系统能够学习网民和新闻工作者的兴趣、适应其兴趣的变化并提出检索建议。一般采用分布式Agent技术,例如在客户机上运行用户接口Agent,表示用户个性化模式,在服务器上运行信息检索管理Agent,相当于中介信息检索服务器,实现与各引擎的交互,用户Agent用户开始一项个性化查询quest,通过与个性化模式库中模式的类比学习,产生净化了的个性化检索模式,提交信息Agent协调模块选择相关信息检索。返回的检索结果通过信息滤波,送交显示模块,新闻工作者和网民通过浏览返回的结果,确认是否为感兴趣的文档,若为感兴趣的文档,就提交相关反馈文档模块并进行聚类,产生个性化模式,同时存入该用户的个性化模式库中,如果用户不满意,也可以将确认结果提交给强化学习模块,进行交互学习,进一步净化检索结果。 新技术论文:运动新技术控制论文 摘要:信息时代的高新技术推动了传统产业的迅速发展,在机械工业自动化中出现了一些运动控制新技术:全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等。本文主要分析和综述了这些新技术的基本原理、特点以及应用现状等。 关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制 1引言 信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。 随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。 在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。 2全闭环交流伺服驱动技术 在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。 一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。 该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。 3直线电机驱动技术 直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。 在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。 1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。 2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。 3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。 4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。 5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。 6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。 7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。 直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。 4可编程计算机控制器技术 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。 与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。 基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。 PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。 5运动控制卡 运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制优秀,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。 这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。 6结束语 计算机技术和微电子技术的快速发展,推动着工业运动控制技术不断进步,出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术,为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。 新技术论文:运动控制新技术管理论文 摘要:信息时代的高新技术推动了传统产业的迅速发展,在机械工业自动化中出现了一些运动控制新技术:全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等。本文主要分析和综述了这些新技术的基本原理、特点以及应用现状等。 关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制 1引言 信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。 随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。 在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。 2全闭环交流伺服驱动技术 在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。 一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。 该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。 3直线电机驱动技术 直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。 在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。 1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。 2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。 3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。 4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。 6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。 7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。 直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。 4可编程计算机控制器技术 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。 与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。 基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。 PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。 5运动控制卡 运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制优秀,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。 这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。 6结束语 计算机技术和微电子技术的快速发展,推动着工业运动控制技术不断进步,出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术,为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。
中小学信息技术教育论文:中小学宣传画信息技术教育论文 一、中小学信息技术教育存在的问题 1.中小学学校校方不够重视。 中小学学校校方对信息技术教育不够重视,主要是因为我国中小学信息技术教育还没有一个统一的指导体系。目前,我国的中小学信息技术基础教育参考纲要仍是1997年国家教委印发的《中小学信息技术课程指导纲要(修订稿)》。在这一纲要中有关中小学信息技术教育的目标及内容都有明确的规定。但是具体的方针政策在校方的实际操作过程中弹性很大,其中也没有规定统一的考核标准。《纲要》中规定:“高中阶段信息技术课要达到70-140个课时”。但是校方在具体实施过程中,七成以上的高中仅高一开课,每周一节,除去节假日、寒暑假,勉强能达到35个课时。 2.专业信息技术教师匮乏。 目前我国的中小学信息技术教育存在的一个较为严重的问题是专业的信息技术教师不足,远不能满足授课的需要。对于大多数中小学来说,信息技术教师在学校中不能得到足够的重视,师资问题往往也就成为学校最为薄弱的环节,好多信息技术教师都是非计算机及相关专业,而是由于所在学校的信息技术教师数量不足,学校只能抽调其他学科的老师来填补空缺,而抽调过来的老师没有专业知识,他们要先自学信息技术基础知识,然后再教学生。 3.授课内容重复。 现在中小学信息技术教育中有些内容,小学开始学,初中重复学,高中继续重复学习。这些问题不仅造成学生时间上的浪费,更重要的是暴露了我国中小学信息技术教育的教学内容在设计上的不科学性。为此,我们应该根据每个学校的不同情况,逐渐增加信息技术教育的内容。对于那些信息技术硬件设施比较差的学校,老师可以根据自己的教学经验,可以利用业余时间,给学生进行信息技术相关知识的教育。 二、改进对策 1.明确中小学信息技术教育与教学的地位。 中小学信息技术课程作为一门独立的学科体系,可以促进学生知识与技能的融合,所以对于中小学校来说,培养学生对信息技术的兴趣具有重要的意义,它可以提高学生的科学文化素质。随着信息技术教育的发展,信息技术知识必将成为高考中的重要内容。各个学校应该根据自身的实际情况,结合学生的实际能力与需求,循序渐进,考虑到学生学习的需要,逐渐改进学习内容。 2.加强信息技术专业教师的培养。 首先,各个中小学抽调具有相关基础的教师进入一些相关的高校进行培训;其次,作为高校,尤其是师范院校应把培养信息技术教师当作自己的职责。为使中小学信息技术教育能够真正得到落实,专业的信息技术教师培养变得十分重要。 3.加强中小学信息技术教育管理机制。 加强中小学信息技术教育管理机制,首先要把信息技术教育列入中小学教育的基础学科当中,不能忽视信息技术教育,应该将其放到一个十分重要的位置上,并且国家应该出台相应的政策,最终应该以法规形式固定下来;其次,为监督各个学校的信息技术教育实施情况,应该将信息技术教育列入选修课考试的科目,并计入毕业总分;最后,应该将学生的成绩作为信息技术专业教师能否晋升职称的重要依据。 4.在教学过程中采取实践与能力培养法。 信息技术教学可以激发学生的创新意识,培养学生的创新思维,提高学生的创新能力,促进学生个性的发展。为此,我们可以从以下几个方面进行尝试教学:(1)单元综合应用训练。主要是在教学内容上,将每部分内容分成独立的几个单元,采用单元讲解后,学生进行实际操作的方法。(2)求异出新法。教师在布置作业时不应采用条条框框,束缚学生的想象思维,而要允许学生可以异想天开充分发挥自己的想象力,这样存异才会有创新。(3)通过实践活动配合教学让学生在实践中学习。例如,在进行word单元综合训练时,选取宣传画的设计作为单元训练内容,上课前先组织学生进行实践活动,观察学校中的各种活动的宣传画等等。然后再回到学习中来,请学生们讲解他们所归纳出的宣传画的创作方法及思路,最后教师给予补充及总结。 作者:贺媛媛 单位:甘肃省教育装备办公室 中小学信息技术教育论文:中小学英语信息技术教育论文 一、印度信息技术教育课程概述 (一)印度信息技术教育课程目标 在2000年11月颁布的《指南和大纲》中,规定学生在不同学习阶段要达到的期望技能与学习目标。《指南和大纲》主要有六个个层面的内容:基本概念和基本操作层面、社会和道德问题层面、使用IT工具层面、通讯工具层面、技术搜索层面、问题解决工具层面 (二)印度信息技术教育课程内容 在印度《指南和大纲》的当中,根据信息技术课程的教学目标的说明,也对中小学信息技术课程的教学内容也做出了相关的规定,主要是对以上教学目标的内容进行一个详细的描述。 二、印度信息技术教育的特点 印度信息技术的高速发展和信息技术相关人才的增多,其关键在于印度政府和学校的职业化IT教育模式的构建:“产业化的IT职业教育的特点是,学员在完成基础教育后,不需要接受高等教育,可以直接进行职业教育,从而实现培养相关信息技术人才的目标”。印度的信息技术的教材体系很规范。IT行业的职业技术教材,也有一套规范的求职课程教材。这些都可称之为是现代科学技术教材编写的范例。 三、印度信息技术快速发展的优势 (一)政府立法 早在1985年,印度的总理拉吉尔甘地就喊出了“要用电子革命把印度带入21世纪”的口号,这一口号引起了印度各部门对信息技术的重视。通过印度政府出台的一系列鼓励信息技术教育发展的政策法规(“信息技术超级大国”的108条政策)可以看出他们对信息产业及其教育培训的重视。这些政策法规都对信息技术人才的教育培训与流动提供了便利,为落实“新世纪跨越性发展战略”有了一定法律的保证。 (二)语言优势 英语是印度的官方语言,这也使印度人的英语水平上较其他非官方英语国家来说多出一些优势。英语是全球软件、因特网的通用语言,它为印度人学习信息技术提供了便利条件,使印度人在软件的开发研制上紧跟信息时代的潮流,提高了他们的研发速度。 (三)企业院校与政府的相互合作 印度信息技术教育的投资主体是政府及其国内外的信息技术产业的大企业。政府还提倡与国外一些知名院校、企业联合办学,并聘请很多外籍教师和企业家参与教学。构成了知识的超前化、教学途径的多样化和行业发展现状的具象化,这样使学生在学校学习期间就能够与国际接轨、与实际研发接轨,从而更好地使学生适应市场的变化和企业的需求,为学生以后的职业生涯提供了帮助。 四、启示 印度是一个多民族多语言的国家,它从一个农业国一跃成为亚洲信息技术比较发达的国家,有很多值得我国信息技术教育借鉴和效仿之处。印度政府对信息技术的大力支持,是我国政府所没有做到的,全国各个信息职业技术学校对培训大量的信息技术人员提供了便利。印度企业与政府之间的合作,并将培训人员直接输入到企业,这种做法也是我国并未做到的一点,值得我们学习。 作者:王海宁 单位:河北大学教育学院 中小学信息技术教育论文:中小学信息技术教育论文 1中小学信息技术教育现状 1.1课程设置与教学方法不合理 发展中小学信息技术教育不只是高喊的一个口号,需要将其落到实处。在现在教育发展中,有很多教师,更确切的说应该是有很多的学校将信息技术教育发展成为一种形式,重视的不在是让学生通过现代科学技术手段学习知识、认识世界。很多教师仅仅是用传统的教学方式将信息技术讲给学生听,并没有让学生认识到信息技术的重要性,并且学生缺乏自己动手实践能力。传统的教育方式没有改变、传统的教育理念更是没有转变,这严重扭曲了我国发展中小学信息技术教育的实质意义。很多学校将信息技术教育的课程设置成类似于选修课,这也是影响学生对学习信息技术的心理选择,客观上降低了信息技术在学生心中的地位。我们要跟随现代科学技术发展的步伐,不能在一味走传统的道路。 1.2教师专业素质不高 中小学并没有较多的专业人才熟悉信息技术教育方面的内容,很多教师没有充分了解现代教育意识以及现代教育观念,普遍觉得信息技术教育就是在进行计算机课程的教授,甚至错误地将信息技术教育当作打字课程进行教授。中小学教师没有较高的专业素质,不能熟悉操作以及使用计算机,采用“一言堂”的教学方式,只是对学生进行理论性的授课,没有结合一些实际状况进行教学,导致学生并没有很高的积极性,这是如今在中小学信息技术课程的教授过程中存在的一个重点问题。 2中小学信息技术教育的主要工作 2.1信息技术课程的教学工作 当前,我国的信息技术教育已不再是处于选修的阶段,大部分已经列入必修的行列,对于中小学信息技术有了更高的要求,可见对信息技术的认识已经逐渐提高。对信息技术的教育发展我们一定要严格把关,重视信息技术课程教育工作。信息技术教学已不再成为一种被动的状态,而更多的是学校加强教育,学生主动学习。 2.2整合信息技术及其他课程 中小学的信息技术发展不是单独存在的,加强信息教育的发展其本质就是要促进多方面发展,这就需要适当的整合信息技术和其他课程。学习信息技术就是要学习和发展,单独的高速发展不是发展的最终目的,我们的目的是共同进步,要根据其他教学课程发展的具体情况,将信息技术课程加入并实现辅助作用,加快其他课程的科学、现代化发展,争取发挥更大的作用。 2.3建设信息化的中小学校园 作为中小学的信息技术教育者,还可以参与到建设信息化的中小学校园的工作之中。我们要向建设信息化中小学校园发展,保证校园内信息化发展,建设校园内的信息化教学设备,营造信息化学习氛围。 2.4中小学网络教育应用方面 在中小学网络教育应用中,信息技术教育有三方面的体现:一是在教学过程中对学生进行积极引导,使学生能够积极主动地学习,学习更多有益的知识,了解更广阔的世界;二是切实实行网络信息课程教育的应用,对学生的学习设备开放使用,使学生可以利用网络资源预习和复习,充分体现信息时代的教育特色;三是青少年学生没有较强的自制力,容易在网络中迷失自我,应当深入了解学生的心理,做好德育工作。 2.5教育技术的研究及其应用 教育会与技术发展有越来越紧密的结合,尤其是互联网等一些信息技术,多媒体以及虚拟现实等可视化的技术,对于形成未来先进的学校有非常重要的推动作用。作为在一线岗位之中工作的信息技术人才,肩负着研究以及发展教育技术的重任。 3将教育信息化作为基础发展中小学信息技术教育 3.1积极提升信息素养 在深入基础教育信息化的过程中,信息素养已经成为教师教育能力评估中一个重要的部分和目标。作为信息技术教育的一线执行方,中小学信息技术要求的素养相对于其他科目来说是更高的。中小学的信息技术发展,主要依靠教师对学生学习的指导。⑴加强对学生信息意识的培养。信息意识指的是信息技术教师正确的认识信息在具体的社会发展中的作用,明确信息技术在我们具体实践和生活发展中的重要影响。更为主要的是,要能够对有价值的信息进行获取以及分析,并将其准确应用到教育教学中。⑵加强学习信息知识。信息技术快速发展,我们也不能停滞观望,要不断学习,不断进步。不断充实信息资源,只有这样才能更好地进行信息技术教育工作,推动信息化的发展进程。 3.2整合信息技术课程 中小学信息技术教师应当积极拓展自身所具有的知识结构,在具体的教学工作过程中与其他学科教师进行沟通,并积极开展整合信息技术和其他课程的有关工作。⑴深入认识学科课程整合。信息技术教师应当明确课程以及信息技术进行整合,也就是在学习其他学科中,利用信息技术帮助完成其他学科的教学目标,使学生的信息素养得到提升的一种方式,这种方式应当具有一定的作用,而不只是一种形式。⑵要正确使用信息技术资源。要正确处理好信息技术资源和其他教学课程之间的关系,预防教学信息资源中出现不当问题。教师要提高自身素质的修养,要了解发展中小学信息技术教育的实质性意义。教育的发展是为了让学生更科学地了解世界,寻求更多知识信息,而不是像传统教育那样增加学生的负担。 3.3信息伦理道德能力 技术都是有两面性的,网络技术的发展在提供给人们方便的同时,也影响了人们的道德发展,出现信息滥用或者信息安全等问题。这种信息伦理道德指的是在创造信息、获取信息以及传播信息的过程中应当遵循的一些规范。信息技术教师作为传播以及利用信息技术的人,应当促进学生形成相应的信息伦理道德品质。在教师工作的过程中,应当对信息技术进行有益的选择,对于不良信息严格抵制,在学生的学习过程中起到一定的模范效果。中小学信息技术应当在教育教学过程中宣传正确的观念,使学生对网络的警觉能力得到提高,使学生能够有自觉对不良信息进行抵制的意识。⑴促进中小学生形成相应的信息道德认知能力。中小学信息技术教师应当对学生判别是非的能力进行培养,使其能够自主评判在网络信息中出现的一些是非善恶,并树立正确的观念,遵守与道德要求相符合的行为准则。⑵提高中小学生在信息交流中的道德自制能力。这种能力指的是道德主体对于个人行为的一种自我约束。自我约束指的是将道德伦理以及社会规范转化成学生的自觉行为,而教师应当培养学生的自觉行为,使中小学生能够自行约束自身的信息道德伦理。 3.4教育技术应用能力 当前处于信息技术高速发展的时代,我们一定要对信息教育的运用引起重视。信息技术已经是当前教育体系中的优秀内容,各个信息技术教师应当在高速发展的同时认清局势,不断提高自身的教育素质,改变传统的教育思想,积极主动地了解、学习更多的有关信息技术的知识并教给同学们。在掌握了基本的信息技术的基础上,强化各方面的学习,不断提高信息技术的使用效率,让同学们意识到在未来发展中,信息技术发展对我们的重要性,从而积极主动地学习。信息化提高了教学质量,同时又开阔了学生们的眼界,减轻了同学的学习压力,从而真正实现了信息化基础教育的目的。 4加强中小学信息技术教育的相关对策 4.1改变传统教育思想 要加强中小学的信息技术教育,首先要改变传统的教育思想。我们要发展现代教育,不能在受传统教育的束缚。信息教育不会影响教学质量,并且,积极有效的信息教育有利于教学的发展。我们要用科学的教育方式去传授知识,让学生们乐于接受教育,主动学习,而不再一味地增加学生的压力。学校要提高对信息技术课程的教育,营造一种正确的学习氛围,不断完善在教学中出现的纰漏。 4.2加强校园信息设备建设 资金薄弱是教学发展的一个重要问题,因此,导致了信息技术设备的不完善。信息技术课程在现展中至关重要,无论是对现在还是未来都有着深刻的影响。我们不能在起步落于发展,要尽量跟进脚步,加强校园内的信息技术设备建设。设备的建设是发展的基础,良好基础设备建设是发展的前提条件。我们可以通过加强教师能力和基础设施建设来提高中小学信息技术教育的水平。 4.3提升教师的教育素质 在现代信息化教育过程中,没有强大的高素质教师团队是寸步难行的。好的教学质量和教师的高素质是必不可少的。在有了基础设施的前提下,我们要不断提升教师的素质,不仅是教育素质、教学素质,还有生活素质,教师有了良好的素质,学生才有可能学得更好,有更好的发展空间。适当的组织各种形式的活动,加强对教师团队的管理,学习更先进的科学信息技术,以提升教育的发展。在教育方式、教学思想和教学内容上,加以改革、不断完善。 5结语 在经济快速发展的当代,信息化的科学教育不容忽视。随着互联网的发展,传统的教育模式已经不再受用,我们要清楚地认识到信息技术教育的重要性。我们要跟随时展的步伐,不能落后,信息技术教育不仅改变了学生被动学习的状态,而且相应地提高了学生学习的效率,在与其他教学科目共同发展中也起到了重要作用,我们要在发展中不断进步,在进步中不断完善。 作者:黄斌 曾路 单位:西华师范大学教育学院 中小学信息技术教育论文:加快发展中小学信息技术教育论文 1中小学信息技术教育的现状 中小学信息技术发展的现状与中国教育的现状有相似性,中小学信息技术教育发展有失衡现象,即农村中小学信息技术教育与城市中小学信息技术教育的差距较大,不同步。 1)状态不同。农村的中小学信息技术发展首先缺乏基础设施,很多村小没有微机房,即使有的村小有微机房,却因没有互联网而使微机房发挥不了太大的作用。农村中小学信息技术之所以基础设施建设跟不上,归根结底是农村教育经费的严重缺乏,大量流动子女随父母外迁读书,使村小没有发展的活力。 2)师资不同。农村中小学信息技术发展缺乏专业的师资力量。农村中小学本来教师就不多,很多教师的学历不够高,专业不对口,有的村小因为教师缺乏,教师包班,甚至存在复式教学的情况,在这种情况下,教师往往只能有精力将语文数学教好,至于中小学信息技术,大部分教师在有微机房等基础设施的情况下可能会让学生玩玩电脑,更有甚者,没有基础设施,没有微机房,教师则会让学生自习。 3)认识不同。农村中小学对信息技术教育课程重视不够。首先,作为学校的领导,农村中小学的校长往往对信息技术的重视就不到位,这与农村的经济社会发展有很大关系,试想,没有互联网,或者网络不畅通的农村,校长本身接触网络就少,对信息技术教育的重要性理解不够,当然无法重视。其次,学校的教师对信息技术课往往也认识不到位,有片面性,畏难情绪多,对于本就师资力量薄弱的村小教师来说,一般会认为上语文数学的精力都不够,又哪来时间关注并重视信息技术教育呢?而学生及其家长对也往往忽视信息技术教育课程,偏重文理科学习。由上述分析,我们不难发现,与中小学的其他课程相比,中小学信息技术教育在农村与城市的发展中不均衡是由多方面原因造成的,不单纯是设施投入问题,同信息技术课程本身的特点也有很大的关系。 2加快农村中小学信息技术教育发展的措施 当前我国中小学信息技术教育发展中最基本的现状之一,即城乡发展的不均衡,信息技术教育发展的趋势即重点,就是要突破发展瓶颈,实现城乡均衡发展。要大力发展我国的农村中小学的信息技术教育。提高对中小学信息技术的重视程度政府及教育部门要多开展宣传教育活动,提高农村中小学校长、教师及学生及其家长对信息技术教育的重视程度。政府及教育部门要多组织开展一些对校长及教师进行中小学信息技术教育的培训,使他们认识到信息技术教育的重要性,并且掌握信息技术教育的能力。加大农村中小学信息技术教育投入导致农村中小学信息技术教育发展落后的一个重要原因是教育经费的缺乏。政府要加大对农村中小学的经费投入,要通过调动社会力量,广泛的关注并帮助农村中小学的发展。针对农村中小学信息技术教育落后的情况,政府可组织有关部门,为农村中小学完善基础设施建设,建立微机房,捐助或购买电脑,有条件的地方要联入互联网。注重培养引进专业的师资力量政府、教育局与学校,要通过提高教师的工资福利待遇来引进专业的师资力量,促进农村中小学信息技术的教育发展。国家的农村地区特设教师岗位计划就是促进农村中小学信息技术发展的有效途径。很多国家贫困县,通过特岗教师计划引进了大批有学历有能力专业技术强的年轻教师,他们为农村教育的发展支起了一片天,但是特岗教师的待遇仍有待进一步提高。注重对教师的培训,树立教师终身学习的意识对教师多进行信息技术方面的培训有力于提高农村中小学信息技术教师的信息技术教育能力。目前,很多村小难以开展信息技术课程,而可以开展的学校又因教师的缺乏而使信息技术课程流于行式,学生难以学到有用的知识,只有通过培训,提高教师信息技术素养和能力,通过教才能更好地开展信息技术教育。 作者:袁亚芳单位:江苏省武进高级中学 中小学信息技术教育论文:中小学信息技术教育论文 一、当前中小学信息技术教育存在的问题和不足 1.重视程度不够,教学任务难以顺利完成 目前大部分的中小学对于信息技术教学不够重视,在课程设置上远远达不到实际的课时要求,由于课时安排不足,信息技术教师在制定教学计划和安排教学内容时,往往会显得捉襟见肘,如果按照严格的教学要求安排教学进程,教学内容就不能完成。如果不按照规定设计教学,对于教学内容的取舍将无从下手,以至于有的教师干脆让学生自学,信息技术的教学效果得不到充分提高。 2.考核机制不健全,不能调动学生学习的主动性 因为信息技术在中高考中所占的分数并不多,因此不能引起广大教师和学生的重视。当前,大部分学校都开设了这门课程,但是相关的考核制度并不健全,信息技术教师在教学中自己制定了考核标准,但是成绩的评定与学生的学业成绩并没有太大关系,这就从一定程度上给学生学习的积极性带来了负面影响。在信息技术会考的时候,考试纪律和高考纪律也不能相比,学生的成绩也会掺杂水分,这也会在一定程度上影响教师上课的积极性以及学生学习的主动性。 3.传统的教学模式导致课堂枯燥乏味 在实际教学中,很多信息技术教师并不专业,他们不能突破传统教学观念的束缚,给学生提供一个开放的学习空间;不能为学生营造一种和谐、民主的教学氛围;在教学中以自我为中心,教学方法单一,仅靠一支粉笔传授单调、枯燥的知识。教师应提高自身教学素质,带领学生上机操作,充分发挥学生的主动性。然而传统意义上的上机教学实际上还是实施满堂灌式的教学模式,这和信息技术的开放性教学要求不相符。在传统式上机教学过程中,教师只把知识灌输给学生,充当着教学的施教者和主宰者的角色,学生只能被动地接受老师传递的信息。这种教学模式忽视了学生的主体地位,不能调动学生学习的主动性,忽略学生的创新能力和思维能力的培养。在这种教学模式下,培养出来的学生高分低能,没有创造性,这有悖现代教育的理念。 二、提高信息技术课程教学的对策 1.教学内容和生活实际有机结合,开发和锻炼学生的创造性思维 信息技术课教师要把生活中的事例融入到信息技术教学中,激发学生探究和分析信息的兴趣,使学生认识到信息技术和人们生活以及工作的密切关系,懂得掌握信息技术是适合社会发展的必要条件。教学中,教师应教会学生学会问题搜索信息,然后对大量的信息进行处理,剔除“假”信息。通过这些训练,学生学会信息和传递信息的技巧。信息技术教学的目的并不是针对一个软件进行讲解,而是使学生掌握信息处理的技术,使学生能够利用计算机技术解决实际问题,提高学生的信息素养实践能力,促进学生思维的发展与提高。 2.制定一套适合信息技术学科的评价体系 虽然新课程改革不断推进和发展,但是在评价信息课堂教学的时候,教师依旧习惯把传统学科的评价方法运用到信息技术课堂上。这些评价方法并不完全适合信息技术内容,有很多重要的因素无法得到合理评价。因此,教师要根据学科自身特点制定一套适合的评价体系。积极的评价体系能够推动素质教育的发展,否则就会与新课改理念背道而驰。教师可以定期组织学习开展一些电脑制作比赛,使学生的才能得到展示,对学生的作品作出具体的评价指导和奖励,促使学生认识自我,突破自我。 3.改进教学模式,加强教学研究 中小学信息技术课程相对于其他学科,有着自己鲜明的时代特色,更具实践性与应用性。这对信息技术教师提出了更高的要求,促使广大信息技术教师积极转变教学思想,不断改革教学方式,逐步加强教学研究,构建以学生为本的教学新模式。这样的新型教学模式下,信息技术的教材不再是教师灌输的内容,而是学生积极构建学习的对象。教学媒体需要不只发挥工具性的价值,更重要的是用来创设教学情境,引导学生合作学习的有效手段。这种新型教学模式包括任务驱动、研究探索、分组合作等多种教学形式。但不论采用哪种教学方式,都是为了发挥学生在信息技术教学中的能动作用,提高学生的能力水平和素质。总之,中小学信息技术课程是新时期兴起的一门重要的课程,我们必须要认识信息技术课程教学的重要性,通过多种教学方法手段激发学生学习的兴趣,引导学生积极参与到信息技术的课堂教学中,为培养高素质的学生而不断努力。 作者:董晓丽 单位:四川省泸州市高级中学校合江分校 中小学信息技术教育论文:中小学信息技术教育论文 1美国中小学信息技术教育分析 1.1课程设置分析笔者利用Google搜索引擎,输入“美国高中排名”,在其中的100所中学里调研了TheRoxburyLatinSchool、GrotonSchool、TheChapinSchool、TheHillSchool、WesttownSchool、TheMastersSchool、CushingAcademy、TheBrearleySchool等中学,对其中的信息技术教育情况进行了概括研究。 1)课程设置层次灵活、方式多样。美国中小学在课程设置上适当考虑学生的知识结构和水平层次。像TheRoxburyLatinSchool、GrotonSchool、TheHillSchool只是高中开设有关信息技术课;TheChapinSchool、ThemastersSchool在初中和高中开设有关信息技术的课程;WesttownSchool、TheBrearleySchool小学、初中和高中都设置了信息技术的课程。美国各州中小学信息技术课程的设置没有统一的规定,各区根据实际情况,分层次开设。比如TheChapinSchool,低年级不专门开设相关课程。 2)课程内容难易得当,选修、必修结合。笔者把以上调研的学校的信息技术相关课程内容进行分析,将其中课程内容进行分类:计算机基础类、应用软件类、计算机程序设计类、网页设计和网络课程类。 计算机基础类课程主要在小学甚至是幼儿园开设,主要包括键盘和鼠标器的基本操作、文字处理的基本操作、图形制作等。应用软件类课程主要包括PowerPoint、Excel、Photoshop、电子邮件服务等。计算机程序设计类主要包括Java、VisualBasic、C++和C#等。这类课程多数学校在初中阶段开设,如WesttownSchool和TheChapinSchool;部分学校在高中阶段开设,如TheBrearleySchool。网页设计和网络课程类课程主要在高中阶段开设,包括Flash和Dreamweaver、安装软件、解决硬件组装问题等。不同类别的课程根据学生年龄水平、思维层次不同,内容设置的难易程度不同。 3)课程名称不同,教学目标一致。美国各级学校的课程设置与实施是地方分权制定的,不同学校课程名称也不尽相同。比如:TheHillSchool、ThemastersSchool课程名称是计算机科学;GrotonSchool、WesttownSchool课程名称是技术课程;TheChapinSchool开设的课程称为教育技术课;TheRoxburyLatinSchool设置了信息技术系。这与我国略有不同,我国中小学开设的课程统一称为信息技术课。虽然各个学校的课程开设情况不尽相同,但最终都体现了一个教学目标:把电脑作为一种工具,锻炼学生获取、分析、加工和利用信息的能力。 1.2教学方式分析 1)信息技术与学科的整合。美国十分重视技术与课程的整合。在所调研的8所中学里,所有的学校把该课程与其他学科结合,或者开展基于项目的学习。以GrotonSchool为例,该学校各学科均不同程度的运用信息技术:几何课中学生用几何画板来分析几何问题;艺术学院的学生学习如何创建和处理数字图像等。美国的中小学在信息技术方面的理念是:将信息技术当作一种学习的工具,学信息技术就要学以致用。 2)笔记本计划。在美国,很多中小学校都制定了笔记本电脑计划,目的是让在校的学生人人手中有电脑,学会利用电脑进行项目学习。针对部分贫困地区,一些中小学出现“移动计算机车”,将32台左右的便携式计算机置于一个专门设计的多层手推车上,哪个班需要,就推至该班教室使用。学生可以将事先充电的便携式计算机置于各自的书桌上,借助安装于各教室或教学楼某部位的解调器,方便接入互联网[1]。 1.3管理体制、政策法规分析 1)企业参与、多方赞助。美国在信息技术的运用中十分重视企业参与。据统计,有1/3的中小学校受到企业的捐助[1]。Microsoft公司就对美国多个州的中小学校提供免费的软件,并充许全美的各学校以比市场价低得多的价格购买他们公司的产品。像TheHillSchool就是与微软公司合作培训学生,提供微软网络工程认证方面的课程。 美国学校信息技术教育的经费来源主要是所在学区及政府、学生家长或家长所在公司、企业的赞助。此外,州政府和联邦政府对薄弱学区予以更多的补助。 2)统一规划、地区分权。美国各级学校的课程设置与实施是根据地方分权的原则进行的。州教育行政部门制定标准,统一规划,但州内的各学校均保有一定的自主权与决定权。各地区的学校设有校董事会和家长委员会,对不能胜任的教师,校董事会和家长委员会有权研究是否留用,给教师的压力很大,这也促进了教师对自身能力的提高。 2给我国的启示 2.1设置灵活的课程体系我国的信息技术课程设置是按国家制定统一的发展纲要和课程标准。为此,我国可以借鉴美国的课程设置方式,选修和必修结合。一般性的操作技能以正式课程的形式出现,复杂性的操作技能可开设选修课。此外也要考虑到我国的地区状况、学生特点等灵活地设置课程。比如,我国西部地区相对比较贫困,这样至少要在学校开设基础的信息技术必修课,在不能使保证人人有电脑的情况下,以教师的操作为主,让学生了解基本的操作技能。而相对发达的地区应该结合各学校的具体情况和学生的兴趣特点开设相应的选修课。 2.2注重信息技术与学科教学整合信息技术课程本身的特点决定了它必须与其他学科整合,要把信息技术课当作一门工具性课程,作为交流、研究和问题解决的工具。信息技术与学科的整合,同时也能锻炼学生的自主学习和协作学习能力。各科教师也应该有意识地在学科教学中给学生提供这方面的机会,让学生在各学科教学中接触一些专门软件,学会利用新技术去获取知识。 2.3加强地方资助和企业参与我国中小学的信息技术教育还处在逐步发展阶段,需要大批计算机硬件设备、丰富的教学资源、大批教师及与之相配套的教材等。这就需要社会各界的扶持和资助。对此可以借鉴美国的教育体制,吸引企业参与其中,学校与企业合作,共谋发展。比如,我国的联想、宏基等国产电脑企业可以对中小学进行捐赠或优惠,这样既树立了企业形象,又扩展了用户群体,有利于自身的长远发展。 3结语 在我国的信息技术课程中,应充分借鉴美国的经验,并积极探索国内发展方向,根据实际情况进行我国信息技术教育的理论与实证研究,最终实现学生多种能力的提升。 中小学信息技术教育论文:农村中小学信息技术教育论文 论文关键词:计算机教学农村解决方法 论文摘要:本文针对目前农村计算机普及程度低、学校计算机少和应完成的教学任务之间的矛盾,根据认知的规律和笔者的工作经验,提出一些解决办法。 随着计算机的普及和广泛应用于社会的各个领域,计算机已成为人们生活的一部分,计算机和人们的联系也因此更为紧密。人们一方面享受着计算机给人带来的方便和快捷,另一方面也越来越依赖计算机。使用和开发计算机新功能是人们对计算机发展的基本要求,新功能软件的出现刺激着人们学习和研究计算机。目前,计算机应用基础已成为我国各类学校的必修课,计算机教学在农村也得以快速开展。 一、教学安排 由于生活水平的差异,城市计算机的普及程度要远远大于农村,城市学生也许一出生就见过计算机,成长过程中使用过计算机,因而学习计算机对他们不构成障碍。 对于农村学生来说,计算机虽不再是一种神秘的机器,但由于计算机普及程度低,大部分学生少见、甚至没见过计算机。计算机对他们来说是陌生的,第一次接触计算机也许就是在学校的机房。 由于条件制约,很多农村学校一般一所学校仅有一个机房,如果按现行的计算机教材进行教学,学生的上机时间根本得不到保证,学生就无法迅速理解和掌握计算机知识,会让他们觉得学习计算机很难,甚至放弃计算机的学习。如何解决这种条件与学习的矛盾呢?笔者在农村执教近二十年,摸索出一套教学方法,在实际教学中取得很好的效果,深受学生欢迎。 1.增强对计算机的感性认知 在农村,学生也许见过计算机,但很少有接触计算机的机会,因而对计算机没什么概念。如果按课本顺序,一开始就介绍理论知识,而后介绍计算机组成等内容,学生不仅对理论知识不易理解,而且会让学生感到学习计算机很抽象,容易失去学习兴趣。因而,针对农村计算机教学这种方法显然不适合。 笔者的做法是:部分教学内容可先上机,再给学生上理论课,特别是在刚接触计算机前几节课。 如第一节让学生去机房认识计算机:先不介绍任何内容,给学生5分钟左右的时间去看、去摸计算机,让学生对计算机有个感性的认识。而后才给学生介绍主机、显示器、键盘、鼠标等部件及其开关,等学生认识清楚后,才接通机房电源,让学生学会开机。 开机后,老师演示一下键盘、鼠标游戏软件,然后让学生模仿使用。在整个上机操作期间,老师应要求学生仔细回忆先前的演示,鼓励学生大胆使用计算机,不要担心会损坏,不会操作的同学要大胆问老师或会操作的同学。一节课结束时,要求每个学生在课后写一篇本次上机过程和心得的实验报告。需要注意的是,第一堂课的教学目的主要是让学生认识计算机,因此,上机过程不必也不能讲得过多过细,否则效果更差。 有老师认为,在机房上课学生会分散注意力,不容易控制。这种担心有一定的合理性,但是,只要我们合理安排好上课内容,就能达到预期的目标,况且学生爱动、好动计算机也体现出他们对计算机的兴趣,这不正是我们所期望的吗? 2.要有所侧重,不是面面俱到 计算机知识点多,每个软件操作项目多,如果我们要详细介绍每个内容,必须要有大量的上机课时作保证,这在农村学校很难做到。 因而我们须另辟途径,做到有所侧重,以点带面,才可达到很好的效果。如我们在介绍Windows操作系统和Word、Excel应用软件时,应将Windows操作系统的每个菜单项作为重点,让学生多练习多操作,宁可在此多花一些时间,熟悉每一项操作,为后续的软件学习打下基础。 这是因为,微软公司创造的窗口图形菜单形成了目前绝大部分软件的标准,熟悉像Windows操作系统的每个菜单项,就可对其它软件做到一通百通。因而,在Word、Excel学习中,只要了解菜单项的功能,操作都是大同小异,这两个软件所花的时间就可大大缩短,而且效果更好。 在其他内容的介绍上也是如此,只要我们有所侧重,就不会造成学生整节课只被动地听讲,而能够节余出更多的时间让学生动手操作。 二、有效地利用多媒体进行教学 计算机是一门实践性很强的学科,在课堂上老师只有将硬件或软件操作的步骤、结果直观地展示出来,学生才容易理解。在学生数不多的情况下,老师还能在单机上直观地演示并进行讲解,但如要同时教几十个学生就得采用多媒体进行教学了。 早期,我们通常采用大屏幕投影来展示教学内容,且能达到较好的教学效果,只是在农村,尽管这几年投影机价格一直下降,但学校还是承受不起。近年来,我们通常采用电子教室软件,利用局域网广播的方法将教师机上演示的内容广播到每一台学生机上,同时还可控制学生机的界面,以防止学生利用计算机玩其它内容,效果极好。 三、上机指导 计算机学科是门理论性和实践性都很强的学科,开设上机课,就是给学生一个理论和实践相结合的机会,让学生自己上机,加深对计算机理论知识的理解,熟练掌握计算机运行和操作技术。同时,通过上机,软件的功能、作用、特点能得以直观地展示。同时由于上机是个体行为,必须做到课前合理布置,课中科学指导,课后及时归纳总结,才能达到好的教学效果。 1.课前合理布置 因上机时间有限,学生在上机前若未做充分的准备,有可能造成学生上机时无所事事或完不成教学内容。因此,教师必须在课前合理布置上机内容并准备好有关材料,这样在课堂上师生就可充分利用宝贵的时间去完成教学目标。 起初几次上机,老师最好能先演示上机的内容,进而让学生模仿。为了提高学生的兴趣及注意力,尽可能采用小游戏来进行训练。如用“青蛙过河”游戏来训练指法;用桌面游戏来训练鼠标等。 2.课中科学指导 上机过程虽是个体操作过程,但录入过程因各种因素造成的错误,或程序本身的错误需进行编辑调试,往往本人在较短时间内不易查出并更正,需要别人的帮助。 较好的办法是:每3个学生分成一组,并选出组长,进行组内互助。组长的产生需经老师在前几次上机过程中进行观察,让一些接受程度快的学生任组长,负责在同学有困难时,及时予以指导,就可避免学生一遇问题就依赖老师的情况。同时要鼓励学生大胆上机,不要害怕出现错误,让学生意识到只有出现错误并不断调试改正,才会更好地掌握软件操作。 3.课后及时归纳总结 上机结束后,应要求学生以小组为单位完成实验报告,实验报告应包括实验题目、目的、软件要求、过程和总结。 实验报告的书写能让学生养成严谨的实验态度和对实验的认知,同时也是对实验内容的一次再现,应要求学生认真对待。 四、重视练习题 计算机知识点多、操作多,要记住每一项内容,特别一些非常用的功能项,只能通过大量的练习来识记。目前,计算机的无纸化练习(包括操作题)非常多,并附有答案,非常方便。只要反复去做这些题目,就可增强对每个知识点的识记和巩固。 常言道,教无定法。只要我们实际教学中,以学生为本,不断尝试和总结不同教学方法,就可摸索出一套行之有效的教学方法。 中小学信息技术教育论文:中小学信息技术教育论文 【摘要】:面对全国普及中小学信息技术教育的形势,现代教育技术应该占据什么样的地位和起到什么样的作用,这是一个值得探讨的问题,特别是当前形势下,现代教育技术应该做些什么工作呢,现代教育技术面临着机遇和挑战并存的局面,现代教育技术应该做好三个方面的工作,并借此机会,加快自身发展和完善。 【关键词】:现代教育技术、中小学、信息技术教育。 以计算机多媒体技术和网络通讯技术为代表的现代信息技术正在飞速发展,信息化浪潮对当今世界的政治、经济和文化等多个方面都产生了巨大的影响,面对信息化的趋势,各国政府都在采取有效措施,以适应信息化社会的到来,其中加强中小学的信息技术教育也成为各国的共识,各国都在采取有效措施,加强本国的中小学信息技术教育,我国政府也认识到了这个问题,教育部做出了“从2001年起用5到10年左右时间,在全国中小学基本普及信息技术教育,全面实施“校校通”工程,以信息化带动教育的现代化,努力实现基础教育的跨越式发展”的决定,面对全世界和全国的信息技术教育发展趋势,教育技术工作者应该做些什么工作以及现代教育技术与中小学信息技术教育的关系如何,这是教育技术工作者必须关注的内容,我就此谈一些自己的看法。 一、中小学信息技术教育的目标和当前工作重点 中小学的信息技术教育是以培养学生的信息素养和实践能力为主要教学目标,信息素养即学生适应信息化社会发展需要而必须具备的收集、分析、处理、交流和呈现信息的素质,-培养学生的信息素养是中小学信息技术教育的主要教学目标,中小学信息技术教育必须围绕这个中心开展相应的教学活动,使学生的信息素养成为与读、写、算一样重要的的终身有用的基础能力,同时,中小学信息技术教育必须兼顾学生的全面发展和多种能力的培养,注重学生的精神、道德、文化和社会等多个方面的发展,培养学生的批判性思维、创造性思维和问题解决能力,所以说中小学信息技术教育是以培养学生的信息素养为优秀,面向学生全面发展的课程。 中小学信息技术教育包括两个层面,一是中小学信息技术教育课程,二是信息技术课程与其他课程的整合。当前我国正在加快中小学信息技术课程的开设,同时注意信息技术课程与其他课程的整合问题,二者同时前进。 按照教育部的总体规划,当前我国中小学信息技术教育的主要目标是: 开设信息技术必须课程,加快信息技术教育与其他课程的整合 根据全国的总体规划,为实现这个目标,教育部设定了各个层次不同的阶段性目标,从而分层次、分步骤地实现中小学信息技术课程的开设。 在开设中小学信息技术课程的同时,积极努力地探索信息技术课程与其他课程整合的思路与方法,鼓励教师在课堂上应用现代信息技术,把信息技术教育课程真正融入到其他课程中去。 全面实施中小学“校校通”工程,努力实现基础教育的跨越式发展。 中小学“校校通”工程目标是用5年到10年时间,加强信息基础设施和信息资源建设,使全国90%左右的中小学能够上网,教师学生能够共享网上教育资源。 二、中小学信息技术教育为现代教育技术的发展提供了新的契机。 加快中小学信息技术教育必将为现代教育技术的发展提供了新的契机,必将促进现代教育技术的全面发展,中小学信息技术教育的开展使现代教育技术的发展提供了发展的环境、空间和氛围,促进教育技术工作者的工作积极性,教育技术工作者必须抓住这个关键时机,发展现代教育技术事业。 1、中小学信息技术教育开展为现代教育技术的发展提供了硬件条件 在中小学开展信息技术教育,必将带动中小学的信息技术硬件设备建设,通过国家、社会、学校和学生等多方面、多层次的努力,中小学的信息技术硬件设备必将得到一个跨越式发展,多媒体设备和网络等设备必将走入教室,硬件设备的提高必将产生现代教育技术应用的需求,从而推动现代教育技术在中小学的广泛应用。 2、中小学信息技术教育开展为现代教育技术的发展提供了思想意识准备。 中小学信息技术教育的开展,促进了硬件设备的建设,同时也促进了广大教师应用现代教育技术的意识,面对大量的信息技术媒体,如何应用就成为关键,这样广大教师必将学习教育技术理论,探索使用现代教育技术手段,建构新型教学模式,建构有利于学生自主建构、自主学习的学习情景,从而有利地促进了现代教育技术在中小学的广泛应用。 3、中小学信息技术教育的开展为现代教育技术的发展提供了内动力。 中小学信息技术教育的开展,促进了硬件建设,调动了广大教师应用现代教育技术的积极性,同时也调动了广大教育技术工作者的工作热情和紧迫感,为现代教育技术的发展提供了内动力,促使广大教育技术工作者,迎接时代挑战,转变观念,真正为现代教育技术的发展而努力,从而使现代教育技术得到发展。 总之,中小学信息技术教育的开展必将为现代教育技术提供各种条件,为现代教育技术的发展提供了契机,必将有利促进现代教育技术的全面发展。 三、现代教育技术促进中小学信息技术教育的开展 现代教育技术是为了促进学习,对有关过程和资源进行设计、开发、使用、管理和评价的理论和实践,即现代信息技术在教育教学中的应用,其正在影响着教育的各个领域,应用现代教育技术有利于对传统教学模式进行革新,改变了传统的知识传授模式,学生成为教学的主体,现代教育技术正在显示它的巨大生命力,应用现代教育技术,必将促进中小学的信息技术教育的开展,真正地实现教育部提出的中小学信息技术教育的相关目标。 1、现代教育技术对中小学信息技术教育课程开展的作用 中小学信息技术教育是一个实践性很强的课程,必须以培养学生的创新能力和实践能力为优秀,因此中小学的信息技术教育模式必须体现这个原则,在信息技术课程中,必须是在基于自主学习和协作学习的环境中,学生自主探究、主动学习,教师成为课程的设计者和学生学习的指导者,让学生真正成为学习的主体,因此信息技术教育必须建构有利于学生自主学习、协作学习和研究性学习的学习情景,如何建构这样的学习情景,这就需要现代教育技术理论与实践,现代教育技术以建构主义思想为理论指导,基于建构主义的教学设计强调对学生的学习环境和自主学习策略的设计,学习环境的设计是要创造良好的外部条件来帮助和促进学生建构知识意义的过程,自主学习策略的设计则是要通过有效的教学策略来激励认知主体即学习者,使他们在学习过程中能更充分地发挥出自身的主动性、积极性与创造性自主建构,基于建构主义的现代教育技术理论真正实现了对学生的学习的设计。而应用现代教育技术手段可以实现建构有效的学习环境,现代教学媒体都有其独特之处,多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和认知主体作用的发挥;多媒体系统的超文本特性可实现对教学信息最有效的组织与管理;计算机网络特性有利于实现能培养合作精神并促进高级认知能力发展的协作式学习;超文本特性与网络特性的结合有利于实现能培养创新精神和促进信息能力发展的发现式学习;现代教育技术手段有效地建构了有利于学生学习的学习环境,从而实现对学生的信息素养和实践能力的培养。 2、现代教育技术对信息技术课程与其他课程整合的作用 实现中小学信息技术课程与其他课程的整合是中小学信息技术教育的的重要层面,必须考虑在其他课程中,应用现代信息技术媒体,革新课堂教学,培养学生的信息素养和各种能力与素质。但是如何实现信息技术课程与其他课程的整合,信息技术课程与其他课程的必须依靠现代教育技术的理论与实践,在当前形式下,课程整合成为新的研究热点,但是若想真正实现课程整合,必须加强现代教育技术的理论与实践的研究,因为课程整合不是机械地把信息技术强加在课程内容上,而是考虑课程的具体内容,考虑学生特点和媒体特性,以实现课程的最优化实施为最大目的,这些内容就是现代教育技术研究和实践的领域与范畴,因此必须用现代教育技术理论与实践的成果来指导我们的课程整合,那样我们才能真正把信息技术融入到课堂教学中去,创建一种新型的课堂教学模式,使学生变被动学习为主动学习,让其真正地在一定情景中学习和接受挑战性的学习任务,从而真正让技术来支持学生的学习,有助于学生成为学习的主体,利用网络和多媒体技术,可以构建信息丰富的、反思性的学习环境和工具,允许学生进行自由探索,极大地有利于他们的批判性、创造性思维的养成和发展。 3、现代教育技术对教育信息资源建设的作用 中小学信息技术教育的一个关键性问题,就是教育信息资源的建设问题,如果教育信息资源建设不够,那么中小学信息技术教育就不会得到全面的实现,因为中小学的信息技术教育中,网络相关内容将占据很大的部分,但是光有网络硬件,而没有网上资源,那么等于没有网络,同时,信息技术课程与其他课程整合中,其他课程也必须建立网上资源,没有相应的网上教学资源,那么就根本谈不上信息技术课程与其他课程的整合,没有网上教学资源,就根本不能构建基于网络的学习模式,也就根本谈不上对课堂教学模式的革新,因此在中小学信息技术教育中,教育信息资源的建设是重中之重。如何建设相应的教育信息资源,这就是教育技术工作者的当前的重点工作,现代教育技术可以实现建设教育信息资源的任务。运用现代教育技术,可以有效地开发教育信息资源,包括媒体素材的开发和网络课程的开发,这两个内容将成为我国教育技术工作者的未来工作重点,媒体素材的开发和网络课程的开发必须以现代教育技术理论为指导,以促进学生学习为最终目标,那样才能真正开发出有价值的教育信息资源来,从而促进中小学的信息技术教育开展。 结束语:面临二十一世纪信息化的挑战,加强中小学的信息技术教育已成为未来我国教育改革的热点,现代教育技术在中小学信息技术教育的开展过程中有其独特地位和作用,教育技术工作者必须面对信息技术教育所带来的机遇和挑战,真正转变教育理念,加强自身理论与实践的研究和发展,借助中小学信息技术教育的东风,加快发展和完善现代教育技术理论体系和发展壮大现代教育技术事业。 中小学信息技术教育论文:市中小学信息技术教育总结 市中小学信息技术教育起步于年代初期,十多年来,在上级业务部门的关心、指导下,在市政府的大力支持下,我市的中小学信息技术教育取得了很大的成绩,教育信息化程度显著提高。截止年月全市共建起了个校园网,计算机教室多间,拥有计算机达多台,配备计算机专职教师人,开设信息技术必修课程的学校达所,几年来,接受过信息技术教育的学生人数达万人次,占全市中小学总学生人数的.%。开展计算机辅助教育的学科覆盖率达%,开展计算机辅助教学的教师覆盖率达%。市一中、市二中和拱北小学已率先成为全国现代教育技术实验学校。 下面就近年来我市中小学信息技术教育的有关情况简单汇报如下: 一、加强领导,强化对中小学信息技术教育工作的管理 市教委各级领导历来对中小学信息技术教育工作十分重视,并把推进我市中小学信息技术教育作为促进我市教育改革和发展的突破口。为此,市在年就率先在全省配备了计算机专职教研员,并于年成立了“市中小学计算机教育工作领导小组”和“市中小学计算机教学专业委员会”,分别由市教委主任和主管教学的副主任担任主任和理事长,许多开展信息技术教育的学校也都分别成立了由学校领导、计算机教师和其它非计算机学科教师参加的“计算机教学实验小组”,从而在组织上保证了信息技术教育工作的顺利进行。 同时,市教委还为加快我市中小学信息技术教育的发展,还于年颁发了《关于加强我市计算机学科教学的通知》等多份纲领性文件,进一步明确了我市中小学信息技术教育工作的指导思想、教学目标和发展目标,并在全省率先于部分中小学开设信息技术课程必修课世界秘书网版权所有,,并结合本市实际,提出三个统一(统一管理、统一教材,统一考试),二个提高(通过广泛开展信息技术教育,提高全市的教育教学质量,全面推进我市教育现代化;培养学生创新精神和实践能力,全面提高学生综合素质),一个目标(使我市信息技术教育真正走在全省前列,成为我市的教育特色)。 二、重普及,促提高,普及提高双丰收 在中小学普及信息技术教育是推进我市中小学信息技术教育发展的重要内容和保证,是市实施科教兴市战略,实现教育现代化的基础性工程和标志性工作。截止到年月,全市共有所学校开设了信息技术教育必修课程,预计到今年年底,全市所有高中,年全市所有初中,年全市所有小学都将开设信息技术教育必修课程,使我市所有中小学生都要接受信息技术教育。同时,我们在努力提高中小学信息技术教育的普及率时,也注重对计算机特长生的培养,为此全市每年要举办六次市级中小学信息技术学科竞赛(中、小学生计算机知识竞赛、网页设计制作竞赛和多媒体制作竞赛)以及报刊赛、大奖赛等多种竞赛活动,进一步选拔尖子学生,再通过各种形式的集训进行再提高,几年来,我市在参加全省全国的gdoi、noi以及电视大奖赛等各种竞赛活动中,从无到有,从小到大,共获得了全国一等奖五个,二等奖近十个,省级以上奖励更多达余人次,拱北中学今年还在全中noi奥林匹克分区联赛中获某省赛区团体一等奖(全省第四名),并连续两年获全国优秀参赛学校称号,我市在参加全省的gdoi奥林匹克竞赛决赛中也获得团体第七名,受到了省内外有关专家的好评,引起了社会各界的普遍关注。 三、采取措施,加强教师信息技术培训 强化信息技术教师队伍的建设 中小学信息技术教育是一项面向未来的现代化教育,是培养学生的信息素养、创新精神和实践能力,全面提高学生综合素质的重要途径。而要真正提高信息技术教育的质量,达到我们的预期目的,除领导重视外,还需要有一批具有较强的敬业精神和较高业务素质的教师队伍,为此,市教委从年开始,就每年从大专院校和社会各界招聘大量优秀的计算机人才充实我市的信息技术教师队伍,同时,市教委还每年对信息技术教师进行各种培训,如加强各种教研活动,组织教师进行教育教学理论、心理学、信息技术教材教法的研究与学习,外出考察交流,以及举办高水平的技术专题讲座(如网络管理、网页设计、多媒体制作等)等,并定期进行优质课评比、优秀软件的评比、优秀论文的评比等,极大地提高了他们的思想素质和业务素质。同时为使这批教师安心工作,市教委和各个学校还想尽办法改善他们的工作、生活、环境,对他们生活上关心、工作上支持,并在职称评定、课时计算给与倾斜,使他们工作顺心,生活安心。目前,我市已拥有一批高学历、高素质且具备较强敬业精神的教师队伍,截止到年月,全市全市信息技术教师公开发表的论文以及获省级以上奖励的论文、教案、软件等达余篇(件)。 狠抓教师队伍的信息技术培训工作 要大力发展我市中小学信息技术教育,全面推进市素质教育,提高教育质量和效益,加速实现市的教育现代化。我们还必须大力开展全市所有非计算机教师的信息技术培训,以切实提高他们的信息技术素养。依据《某省省教育信息化工程规划》的指导意见,结合我市实际,市教委早在年就建立起分层次的多级培训机制:一级层次是要求所有岁以下的中青年教师在年前全部进行一次系统的信息技术培训,并要求有%的教师要通过计算机初级考核,%的教师要通过计算机中级考核,各级各类学校能有%以上的教师可以把信息技术手段整合到学科教学中去;二级层次是要求所有的中青年教师在年前全部达到并通过计算机中级考核,%要达到并通过计算机高级考核,各级各类学校要有%以上的教师可以把信息技术手段整合到学科教学中去;同时学校要把教师应用计算机进行教学的能力作为晋级考核的指标。为此,我市在年就根据学校教育实际编写出+了全省第一本适合教师培训的《计算机应用技术》一书,并制作出+了配套光盘。目前此项培训计划进展顺利,已达到预期目标。现在全市开展计算机辅助教育的学科覆盖率达%,开展计算机辅助教学的教师覆盖率达%以上,此外还有一部分教师可以利用信息技术进行整合教学。 四、加强课题研究,大力促进科研促教 中小学信息技术教育的最终目标是培养师生的信息意识,实现教育过程的信息化,并最终培养信息社会所需要的高素质的人才。基于此,我市加大了科研力度,全市中小学兴起了教育科研的浪潮,截止到年月,全市共承担了国家、省级重点课题达数十项之多,如市教委承担的全国教育科学‘九五’规划重点课题“珠江三角洲教育现代化理论与实践”子课题“信息技术与教育信息化发展研究”,一中承担的“多媒体计算机辅助教学优化语文教学”,市二中承担的“cai促进教师现代化教育技术水平提高的研究”,拱北小学承担的“多媒体熟语识字”等,使我市在教育信息化理论研究、中小学信息技术课程研究、计算机多媒体与网络辅助教学和课程整合等多方面取得了丰硕的成果: 加强教育信息化理论研究,全面推进我市中小学教育现代化的发展 市教委承担的全国教育科学“九五”规划重点课题“珠江三角洲教育现代化理论与实践”子课题的“信息技术与市教育信息化发展研究”于年月结题,它从多个角度、多个方面对我市当前教育信息化的发展(信息技术课程、多媒体辅助教学、教育管理信息化、教育信息资源、网上教育与远程教学、教师队伍建设等)进行了整体分析、研究,找出了许多阻碍我市教育信息化发展的症结,提出了我市教育信息化发展的基本原则、战略思想、发展策略和措施保证,规划了我市信息化教育发展的目标和方向,并为此建立了“市实验中学”,力图通过营造信息化环境,加强信息化建设,以信息化教育带动学校的全面工作,使实验学校逐步构建起现代化的信息化办学模式。因此,可以说这是我市推进教育信息化进程中的一个纲领性文件,对我市教育信息化发展将起到一个不可低估的作用。 加强信息技术课程研究,突出学生信息素养、创新精神和实践能力的培养 “市中小学计算机学科教学研究”作为我市首批重点课题早已于年立项,为配合该课题研究,我市还在拱北中学、拱北小学和香州七小设立了三个“信息技术课程教学实验班”,该课题明确提出在中小学信息技术课程教学中要坚持“信息技术是教育的工具而不是教育的目标,信息技术是认知工具,信息技术教育的目标应是培养学生的信息素养,计算机是创新工具,强调计算机综合应用能力”等四个基本原则,在信息技术课程教学中突出学生信息素养、创新精神和实践能力的培养,并从教材、教法、教学内容和教学手段等多方面进行实验研究,取得了阶段性的成果。 改变传统教学模式,突出网络、多媒体教学模式的构建 教育信息化必然引起教学模式的变化,现代计算机技术、多媒体技术、网络技术与教育过程的结合,给教育带来了一个全新的面貌,它赋予教学设计与教学策略以更丰富的内容。如何突出网络、多媒体教学模式的构建,充分运用多媒体计算机的交互性和非线性的表达方式来营造引导学生创新能力发展的新型教学环境,尤其是创建优化的网上学习环境,来实现教师传授与学生自我探索的有机结合,以切实提高信息技术教育的科学化水平,已成为我国广大教育工作者的重点研世界秘书网版权所有,究内容。为此我市市一中、市二中、市四中、市六中、拱北中学、实验中学、县一中、拱北小学、香州一小、香州一小等一大批中小学校多年来一直都在如何利用现代化教育技术改变传统教学模式,突出网络、多媒体教学模式的构建,提高教学效益等方面做了大量的尝试,认真的研究、积极的探索,并取得了丰硕的成果,走在了全省的前列:如市一中的“校园网络环境下的教育教学研究”和“现代教育技术在教育实践中的应用与研究------多媒体与语文教学”、市二中的“cai促进教师现代教育技术水平提高的研究”、拱北小学的“多媒体熟语识字”以及市六中的“信息技术与课程整合”等,受到了省内外教育专家的一致好评,特别是对市六中的“信息技术与课程整合”的研究,某省省教育厅副厅长刘达中说“这个实验班我非常欣赏,它体现了传统教学模式的根本转变”,美国哈佛大学威斯汀教授也说“这种模式在美国也很少见,值得进一步研究推广”。 五、积极推进校校通工程,加强我市教育城域网和“市中小学虚拟网校”的建设 教育部在《关于在中小学普及信息技术教育的通知》中指出,要“全面启动中小学‘校校通’工程,为中小学普及信息技术教育、推动教育信息化建设奠定基础”。为此,我市加大了中小学校园网的建设,并于去年投资近两亿按高起点、高标准的信息化要求兴建了市一中和斗门县一中两个高中部,使其信息化环境、信息技术装备、网上学习环境等均达到全国一流水平。同时市教委还在去年就与市电信局签署了合作建设“市教育城域网”的协议,规定在年前全部完成我市城区中小学校的“校校通”工程,并加快了我市综合性的“市中小学虚拟网校”的建设步伐,力争在年前将“市中小学虚拟网校”建设成为在全省乃至全国都具有一定影响力的大型网校,向社会、学校、家庭提供丰富的教育教学信息资源,以实现充分的资源共享。 同时,我们也对网络教育环境下给教育工作带来的负面影响作了充分的估计和准备,强化了学校德育工作,提高学生的自律能力。在德育方法上立足于培养学生的主体意识和对信息的辨别与选择能力,力求在充分挖掘网络技术在教育中的优势的同时,把其负面影响减到最小程度。 中小学信息技术教育论文:中小学信息技术教育 一、新信息技术在我国中小学教育中应用的一般策略 (一)必须加强调查研究,进行科学决策 教育中应用新信息技术是百年机遇,不可放过,但必须走一条自己的路,要面向未来、着眼现阶段,作好分阶段总体规划是当务之急。 应建立各种专家咨询和调查研究的机构和组织,为政府决策提供咨询。重大决策应在有关专家多角度、多层次评议、论证的基础上进行,以确保决策的科学性和政策的连续性。 新信息技术在中小学教育中的应用是一个新的、投入较大、影响深远的课题。国家教委和各级教育行政部门需要围绕这一新课题认真开展调查研究,应从新信息技术对教育教学整体改革,对教学目标、教学内容、教学模式、学习方式、方法和过程等多方面的影响进行有效的实验,并定期地、有组织、有计划地作定量定性的跟踪调查,以及时分析现状,发现问题,修订策略,推动进一步发展。 要重视对信息社会中人才培养规格和目标、模式的研究,建立适应国际化、个性化、信息化的信息教育课程及其它相关课程目标,着重能力和素质的培养。尤其在计算机教育的目标、内容、课程方面作深入思考,重新确定计算机教育的政策和目标、学科内容,摆脱强调程序设计语言的偏向,以计算机应用为主,把计算机作为教与学的工具,培养学生利用计算机和其它手段去探索、获取和处理各种知识信息的能力。 要重视对新信息技术所构建的教学资源的设计、开发、利用、管理与评价。建立与新信息技术应用相适应的运行机制和管理机制,开展与新信息技术应用相适应的课程目标、教学结构、教学评价的研究,重视对新信息技术应用的评价是一个很重要的方面。这包括对成本效益的评价、对应用新信息技术的教育系统有效性的评价、对学生学习成就的评价等与新信息技术的应用有关的教学过程与教学资源的各方面的评价。 要研究制定信息社会中的教育政策,尤其是网络技术和多媒体技术在教育中应用的规划、政策和策略。无论是视听技术、计算机技术,还是多媒体技术和网络技术,它们在教育中的应用都需要中央和各级地方政府尽快作出合理的发展规划,制定相应的发展政策和策略,并切实有效地组织实施,这是当前新信息技术的发展特点所要求的。 (二)加强政府行为,切实处理好几个关键的问题 1.领导的重视与认识问题 各级领导的重视是推动新信息技术在中小学教育中应用的关键。领导者的重视及正确的认识可以直接转化为政府的一系列有效行为。由于存在经费、认识、师资、软件以及升学压力等多方面的原因,当前新信息技术在中小学教育中的应用发展十分缓慢。如果政府采取一系列的政策措施,通过政府行为来推动,十分有利于新信息技术在中小学应用的发展。 2.经费投入问题 首先,各级政府应为新信息技术的应用和发展建立稳定的经费来源渠道,确保经费投入,可以考虑以下一些可供选择的措施: (1)在中央和地方财政中设立专项资金,通过拨款、奖励、补助、贷款等形式向中小学增加投入; (2)通过制订企业向学校资助经费可抵税收的政策,鼓励企业向学校提供资助和各种设施; (3)通过教育附加、勤工俭学等多种形式,多渠道筹措经费,同时通过奖励、补助等形式鼓励中小学继续自筹经费,投入新信息技术的应用; (4)考虑确立教育部门购置教育资源的价格优惠政策; (5)积极争取国际援助,鼓励国内企事业单位和一些民间组织与中小学共建。 其次,切实保证硬件、软件、培训和管理维护的合理投入比例,发挥资金使用的整体效益。 再次,国家在经费投入政策上应有所倾斜,尤其对经济落后地区和条件较差的中小学,要增加拨款和补助的比例,以加快其发展速度,缩小教育差距。 3.硬件问题 新信息技术的应用和发展程度取决于国家、地区和学校的具体情况和发展阶段,不应盲目追求最新、最高技术。每个地区、每所学校要根据自己经济和教育发展水平、不同的教育教学需求、资源与约束条件来确定自己最基本的教育技术设备作为有效利用信息技术改进教学的条件。 同时,必须对硬件维修、维护措施作出有效的安排,以保证硬件设备的正常运转和新信息技术在教育中的有效应用。 4.软件问题 软件的开发和应用是保证新信息技术作为工具、手段去改善教育质量的最为重要的因素。为此,必须采取以下措施: (1)建立有效的教材建设和软件开发机制与科学的质量标准教学软件的质量和它能否被教师和学生接受是使用新信息技术提高教学质量的关键。因此,教材建设和软件开发必须建立有效的机制与科学的标准。 中小学教材的设计、开发应作为一个系统工程,在国家教委主管部门的组织规划下,由学科内容专家、学科教学教师、教育技术专家、教学媒体专家、软件编程专家、教育心理学专家和教学研究人员等多方面专家组成的小组共同设计、开发,并要有相应的政府行为,形成相应的规划、投入、管理、设计、开发、试用、反馈、修改、评审、生产、推广、出版发行的工作系统。 国家教委主管部门应进一步规范视听教材和计算机课件的开发标准和纲要,建立科学的质量评价体系和软件规范标准,加强视听教材和计算机课件的评审。所有软件均应有配套的使用说明或手册。 软件开发中要特别重视教师与学生的参与,要了解学生和教师的需要并考虑到教师和学生在相应教学环境中的相互作用。要注意软件不是课堂教师的电子替代物。 (2)建立若干高标准的视听教材与计算机课件的骨干编制基地当务之急是中央和地方应建立若干高标准的视听教材与计算机课件的骨干编制基地,统筹规划,重点投入,分区协作。采用政府与企业联手的方式开发软件(由国家教委提出软件产品的详细指标及要求,让企业投标制作,版权归国家教委所有)以增强软件开发能力,克服开发人员和资源的严重不足。软件开发必须重视前瞻性、适应性、交换性,以实现资源共享。 (3)在软件开发上提供特殊政策视听教材与计算机课件属于特殊商品,既要面向教育市场,又要实行特殊政策,在一定时期以文字教材的收益补贴视听教材与计算机课件的建设,国家和地方都应有重点投入,或采取一定的政策措施吸收社会资金编制中小学视听教材与计算机课件。通过确立对教育行业优惠的市场机制,教育电视台或计算机网络传送等多种形式促进视听教材与计算机课件的流通。通过视听教材与计算机课件评选、软件竞争等方式鼓励优秀教师参与教材或软件的开发,对编制视听教材与计算机课件应视为“著书立说”,国家和地方应有相应的认定与奖励办法。 (4)适当引进国外优秀的教育教学软件适当引进国外优秀的教育教学软件,结合我国中小学教学的实际进行改造和编译,提供给中小学使用。引进的主要目的是学习和借鉴国外软件制作的经验和技术。 5.培训问题 任何一种新信息技术在教育中的创造力得以发挥的重要条件是教师使用新信息技术的自觉要求和能力。因此,建立一支足够数量的、稳定合格的现代化干部教师队伍,是新信息技术在中小学教育中成功应用的关键。 (1)建立职前教育与在职培训并重的培训体系要在教师继续教育以及师范院校中开设教育技术课程和计算机等信息文化课程,培养广大教育行政干部、教师和在校师范生的信息文化意识和适应新信息技术的教学和管理能力。培训必须形成制度,经常地定期进行,以不断更新知识和技能。 (2)要特别重视对校长的培训校长是推动新信息技术在学校应用的关键力量,因此要特别重视对校长的培训。教育行政人员对信息文化和信息技术的理解和掌握程度,直接关系到对与新信息技术有关的国家政策的理解与执行程度,重视对他们的培训,有助于为新信息技术在中小学教育中的应用提供科学合理的行政支持。 (3)要重视专兼职电教教师的培训首先要普遍地进行岗位培训,实行凭证上岗的制度。在此基础上分级组织专业进修、学历、双学历教育和骨干教师培养,逐步形成一支合格的、稳定的、拥有更多教育技术、教学设计和媒体专家的电教教师队伍,适应新信息技术应用的需要。 (4)对学科教师实行全员培训学科教师是应用新信息的主力军。对学科教师要实行全员培训,除了关心他们技能的提高外,还应注意他们态度的转变,利用一切机会阐明新信息技术和相应的教学软件改进教学过程的教育结果,要尽可能联系课程、联系教师的经验和观点来进行培训。要注意到教师使用新信息技术的勉强性常常是设备使用中实际困难的反映;要注意消除教师对媒体会代替他们或降低他们的地位和作用的担心;要注意消除教师害怕在学生面前暴露他们对新技术的不适应的心理。 (5)重视加强对师范生的信息技术能力的培养要重视对师范生的信息技术能力的培养,把“教育技术基础”和“计算机基础”列为必修课,为学校输出适应信息社会和教育现代化要求的合格教师。 (6)重视对教学软件开发人员的培训重视对教学软件开发人员的培训,使他们不断掌握新知识、新技术。尤其要加强教与学的理论和教学设计理论的培训。 (7)建立分级培训体制采用分级培训体制,利用和改进现有的培训系统广泛开展信息技术的培训,除调动中央和地方培训机构的积极性外,要充分利用社会力量开展培训。 (8)重视对培训效果的考核和评价要以行政、法律、经济等手段规范、吸引广大教师和教育行政干部参加培训,并重视对培训效果的考核和评价。对有一定基础的教师和干部要有一定的政策鼓励他们通过自考、远距离教育等形式进修第二学位或获取证书。 6.管理体制问题 新信息技术在中小学教育中的应用,必须按照系统原则进行科学管理,才能充分发挥其功能作用和效益。 要将新信息技术的应用状况纳入中小学“双基”督导、检查、评估范围,制定评估标准和相应的政策,分类推进,督导检查,促进新信息技术应用的制度化、规范化管理。 (1)尽快改变视听教育与计算机教育分而治之、多头管理的状况由于历史的原因,我国中小学电化教育与计算机教育基本上是分别管理的,从国家教委到地方,甚至到学校,多为两个工作系统,彼此分离,人们在思想观念上也常把二者分割并列,这已带来管理上的很多问题,对于未来的发展更为不利。因此,只有采取相应措施将二者统一起来,才有利于教学资源的合理配置、统筹规划与设计使用,才有利于新信息技术在中小学教育中应用的协调发展。 (2)教育电视台的建设与管理在当前是一个非常紧迫的任务它直接关系到卫星电视教育网络的发展和卫星电视教育的成败,对达到《中国教育改革和发展纲要》中的目标至关重要。国家教委应尽快与广播电视部门协商,制定一个教育电视台管理条例,促进教育电视台的标准化、规范化建设,加强管理,提高社会效益。对于教育电视节目进入有线电视网,国家应在立法上加以考虑。 (3)搞好教育电视栏目,合理设计和编排节目内容紧密结合中小学教学的实际需要,搞好教育电视栏目和节目内容、形式的合理设计和编排。卫星电视教育的主要落脚点是中小学及家庭、社会,卫星电视教育节目播出的主要对象和客观评价者之一是中小学,优化节目播出的基础源泉之一是中小学教育与教学实践。因此,教育电视台应针对中小学实际,播出与中小学教学配套的小版块节目,配合课堂教学,同时办好“开放性课程”和各类教育活动。有条件的学校应建立校内电视接收和闭路系统,同教育电视台“联网”形成相互配合施教、两翼齐飞的态势。 教育电视要为中小学提供与学科教学配套的丰富的教学资源,总体上要做到与中小学教学进度基本同步或略超前,这样一方面可以给中小学教师提供一种教学示范,另一方面也便于教师将有关的教学材料整合到课堂教学中去,以充分发挥教育电视资源的效益。 (4)重视教育电视节目的反馈要重视教育电视节目的反馈,建立有效的教育电视节目收视情况反馈网络,定期开展节目收视调查,收集反馈意见,以调整播出计划和修改教学节目。 (三)普及和提高基于视听技术(投影、录音、电视、录像、语言实验室、计算机辅助教育等)的多媒体教学形式,大力发展基于卫星通讯技术的远距离教育形式,积极试验基于计算机网络技术的网络教学形式和基于计算机多媒体技术的多媒体教学形式。 二、新信息技术本身不会孤立地在教育中必然地发挥作用,它必须要在现代先进的教育价值观念、现代教育思想的指导下才能对发展全民教育产生积极的推动作用。只有把新信息技术的应用作为中小学教育系统的有机组成部分,与科学地确定课程内容和目标,正确地分析学生的学习需要和特征,选择适合的教学策略,确定合理而科学的评价标准等教育教学过程中各方面的因素结合起来,用教育技术的思想和方法进行支持和指导,才能发挥教育系统的整体功能,真正做到充分、合理、有效地发挥新信息技术的功能效益和优势,达到优化教育系统的目的,实现全民教育的宏伟目标。 教育技术是关于学习过程与学习资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。教育技术的思想和方法符合现代教育观念,强调应用系统思想和方法对各种教育系统进行全面地分析、设计、开发、管理和评价。 学习过程是学习者学习新知识和掌握新技能的认知过程,学习资源是学习过程中所要利用的环境和条件。新信息技术在教育中的应用扩大了学习的资源,改善了学习环境,丰富了传授的方法与途径,但必须对与新信息技术的应用有关的教学过程和新信息技术所构建的学习资源环境进行设计、开发、利用、管理和评价才能保证促进教学过程的优化,这正是教育技术的研究领域的组成部分。 这一策略的实现,可以采取以下具体策略: 1.分类指导,分层推进 当前在经济比较发达,科学技术和教育水平发展较好的地区,多数中小学的校舍、师资、一般教学设施、正常经费等办学的基本条件已经达到基本要求,学校科学管理基本成型,教育改革被提到议事日程,校长一般具有较强的现代教育意识,在这些学校中应大力提倡应用新信息技术。在经济、科技和教育发展较差的地区,多数中小学的办学条件较差,在这些学校应首先改善基本的办学条件,同时积极创造条件开展新信息技术的应用,并利用已有的新信息手段开展师资培训。对新信息技术的应用应该考虑到既能在有条件的地区与学校迅速有效地发展,又能对较为落后地区与学校进行辐射与扶持。 有条件学校,应根据各自的实际情况分别确定不同层次的应用新信息技术的目标和模式,分步推进。在多媒体技术和网络技术兴起的情况下,必须仍然重视以投影、幻灯、录音、电视、录像等视听媒体为主的多媒体教学形式的应用。各级政府和教育行政部门应确立一批不同层次、不同应用模式的示范校,要重视和扶持一批条件较好的学校积极试验和推广多媒体教学形式和网络教学形式,影响和带动一般。 我国多数乡村贫穷落后,中小学布局分散且条件较差。对这些学校来说,首先的是确保最基本的办学开支、维持正常教学、改善办学条件等问题。有条件的农村中小学应用新信息技术发展教育可以有两个基本方法:一是以中心校为点,充分利用县乡建立的广播电视接收装置,接收广播、电视教育节目,获得教学资料和教育信息,建立县乡教学资源中心,开展教研与教师培训,进行德育与公共课教学;二是在学校和班级进行以常规媒体应用为主的实验,取得经验,创造条件,逐步推广。 2.多类型、多层次布局 在中小学教育中应用新信息技术,可按照如下四种类型和层次布局: (1)重点配置,形成若干应用新信息技术的教学点有些中小学的班级、学科较多,物质条件与经济力量有限,教育方式和手段又需逐步更新。针对这种情况,学校可以把新信息技术应用的重点放在年级和学科上,在一些宜于应用新信息技术开展教学,又需重点保证的学科与内容上,根据需要配备一定数量的投影、幻灯、录音、录像与计算机等设备和相应的软件。 (2)以班级为基点,形成应用新信息技术的班级体系在一些条件较好的中小学,适应班级授课制,把应用新信息技术的基点放在班级,在每个教室里装备投影、幻灯、电视、录像等视听设备和计算机设备,给教师提供相应的软件和教材,方便教师使用。也可以在电化教室、语言实验室、计算机室、音像阅览室等一室或多室配备投影、幻灯、电视、录像、计算机等设备和相应的软件,供一些学科使用。 (3)以学科为基点,形成应用新信息技术的学科专业体系在办学条件有较大改善,教学改革不断深入的情况下,班级授课趋于“专业化”,个别化教育逐步得到发展,多数学科教学在专业教室进行。适应这种情况,学校把新信息技术应用的基点放在学科,在每个学科的专业教室除装备相应的演示、实验设备,挂图、教具与学具外,根据学科需要装备特定的视听设备、计算机设备和教学软件。 (4)以多媒体教学形式和网络教学形式的试验为中心,将基于视听技术的多媒体教学形式和基于卫星通讯的远距离教学形式等多种新信息技术的应用形式组合形成现代教育技术体系。 在少数办学条件有根本改善的中小学,在新信息技术普遍应用的基础上,以发展多媒体技术为重点,建立校园网,形成包括广播电视、录像、通讯、计算机与投影、幻灯、实验设施等各种应用形式在内的网络系统,覆盖学校教育教学各个方面,并留有接口同国内外联网。 3.建立资源中心,实现资源共享,强调媒体的优化组合利用 新信息技术为教育教学活动提供了丰富的资源,建立正确的资源观念并强调资源共享有利于充分有效地利用新信息技术。当前中小学经费短缺,软件、硬件缺乏,应该在省、市、地、县、乡(镇)、学区建立学习资源中心,为周围学校提供资源服务,实现资源共享。这种资源中心还将为开放学习和个别化学习提供条件,促进学习的社会化和社会的学习化,为实施全民教育起到积极的推动作用。 任何媒体都有其特定的作用,能够解决特定的教学问题。我们一方面要在教育教学中积极推广应用新的信息技术或新媒体,一方面也要充分发挥已有媒体技术的作用,通过教学设计,对媒体进行选择和优化组合,以最有效地解决教育教学问题。 中小学信息技术教育论文:农村中小学信息技术教育缺陷探讨论文 论文关键词:农村;信息技术教育;问题;对策 论文摘要:信息技术是中小学的必修课,是学生将来学习和生活必不可少的工具,对人类有着深远的影响。然而,广大农村中小学在信息技术教育、教学中存在许多的困难和问题,有的学校甚至只作为“课表”课程,严重影响了学生的学习,阻碍了信息技术的普及和发展。本文根据笔者的调查和研究工作的经验,从农村实际出发,针对具体问题,提出了相应的建议和对策。 随着社会信息化程度的不断提高、农村远程教育工程的快速发展、新一轮课程改革的全面推广,信息技术课已成为中小学的必修课。但由于实际条件的限制,农村中小学信息技术教育还处于起步阶段,还存在着不少的困难和问题,直接限制了学生对信息技术的学习和发展,给信息技术教育的均衡发展与普及带来了巨大的阻力。笔者对农村中小学信息技术教育中存在的问题进行探讨,精心设计符合农村自身特点的、推进农村中小学信息技术教育的对策。 一、农村中小学信息技术教育存在的主要问题 1.对信息技术认识不足,片面看待信息技术教育 (1)校领导方面:大部分农村中小学的校领导对信息技术的学习和掌握比较少,只是简单地把信息技术和计算机等同起来,认为信息技术教育就是计算机教育,就是教会学生打字、上网、聊天、打游戏;有的校领导没有意识到信息技术对今后学习、生活和工作的影响,没有意识到它将是下一代人生活必不可少的工具,认为信息技术离他们还很远,不够重视;有的校领导甚至认为信息技术是学生沉迷于网吧、游戏的根源,会使学生变坏,干脆一棒子打死,不开信息技术课。 (2)教师方面:目前农村中小学由于重视程度、人员编制和教育经费等方面的因素影响,专业教师力量不足,许多学校几乎没有信息技术专业教师,而只能让其他教师兼教或让教师们在排满工作量的情况下额外任教信息技术课。任课教师大多没有经过正规信息技术专业的培训,仅有基本的电脑常识,还不具备教学信息技术的能力;再加上应试教育的影响,信息技术课不作为中、高考考试科目,也就没有人去评价信息技术课堂教学,上好上坏一个样,信息技术教师本身就产生“信息技术无用论”,平时不加强自身的业务学习,上课则采用“放羊”式教学方法。这样的师资状况,难以胜任信息技术课教学工作。 (3)学生方面:信息技术作为一门新兴学科,学生是既好奇又充满求知欲的。然而学校不能传授学生相关的知识,广大学生不知信息技术为何物,只是在街头巷尾的网吧产生了第一认识:“信息技术就是计算机,就是上网,就是用来玩游戏、聊天、看电影、娱乐的。”[1]于是部分学生沉湎于网吧,美其名曰“学习信息技术”;部分学生则不愿学习信息技术,怕影响了其他学科的学习,对它失去了兴趣。 2.学校教育设备少,硬件设施不足 教育信息化建设需要足够的资金作保证,信息技术教育可以说是一门高投入高损耗课,它的开展需要一定数量的资金投入作后盾。计算机房的日常维护费和电费,使有限的经费更加紧缺,致使学校的计算机无法及时修理和更新,可以说资金也是困扰农村中小学信息技术教育发展的一个大问题。农村微机室现状是:计算机数量不多,大部分学校仅有一间利用“农远工程”建立的只有30台电脑的机房,将学生分成两组,还达不到一人一台,开放使用率低,难以保证学生上机时间;乡镇以下的许多小学校几乎没有计算机。[2]信息技术教育基础设施的严重不足,使开展信息技术教育工作举步维艰。 3.重硬件轻软件,重建设轻使用 一些农村中小学信息技术教育建设投入了大量的资金,建立高标准机房,把互联网、远程教育接收系统和多媒体教室都建设起来,但却没有配套的软件管理平台和新课程教学所需的学习软件,平时不开放,学生无法进行正常的学习和练习;部分学校为了降低损耗,减少维护费,则把软、硬件资源尘封起来,只用作上级检查的展示品,充充自身的脸面。这就致使大量的投资资源白白浪费。 4.片面强调“计算机学科”教学,缺乏整合 由于传统教育方式的影响,在实际教学中,教师往往片面地强调“计算机学科”教学,只是教授学生简单的计算机技能,忽视了信息能力、信息素养、德育及情感教育,更谈不上信息技术与学科课程整合和学生学习方式的转变,严重偏离了新课程的教学理念。 5.信息技术教育课程很多是课表课程,多采用“放羊”式教学 随着新课程改革的深入发展,学校信息技术课程也日趋正规化,很多学校能按新课程标准开设、开齐信息技术课,但由于应试教育、硬件设施等原因,虽然一些学校的信息技术课上了课表,但却很少或者没有开展信息技术课,而被辅导课或被语文、数学课所挤占,成了名符其实的“课表”课程;有些学校即使上了课,多采用“放羊”式教学,也成了学生的休闲课、玩耍课。 二、实施方法和对策 1.转变教育观念,领悟新课标精神 (1)为信息技术创设优良的大环境,营造良好的学习氛围 信息技术教学需要各级教育主管部门的大力支持,吸取外地先进的经验,制定相关的政策和措施,举行一些公开的教育、教学活动。让校方领导意识到信息技术教育的重要意义和长远影响,让他们有紧迫感和压力,能够为信息技术创设优良的学习环境。 要组织各学校积极参加全国青少年信息学奥林匹克联赛、全国中小学生电脑作品竞赛等相关赛事,让各校领导充分认识到信息技术同语文、数学一样重要,国家十分重视;同时还要组织教师进行信息技术整合课堂大讲赛、校长信息技术知识比赛等活动。不但要学生比,还要教师比、校长比,让学校的每一个人都学信息技术、用信息技术,把信息技术从学习对象转变为学习工具,把信息化作为提高教育质量的一个重要载体,把信息技术教学和日常应用结合起来,真正把信息技术应用到学习当中,为信息技术学习营造良好的学习氛围。 (2)加强师资培训,提高教师信息素养 培训的方式可以多种多样,灵活多变。比如根据农村现有的实际采用校本培训方式、请进来与走出去相结合的方式,分层推进,逐步提高教师的信息素养。首先,对年轻教师和基础较好的教师进行比较专业的培训,请外地专家来讲座或派到外地学习等,培养一部分骨干教师,完成信息技术教学。其次,要用最简单、最基本的信息技术知识对教师进行培训,让所有的教师意识到信息技术与课程整合的趋势,意识到信息技术将成为人类生产、生活、学习不可缺少的工具,在教学中对学生产生潜移默化的作用。再次,要重新认识学与教的关系。我们国家长期实行以教师为中心的课堂教学体制,对于传统的知识传授具有一定的优越性,但作为认知主体的学生在教学活动中自始至终处于被灌输的被动地位,难以发挥其主动性和积极性,很不利于培养学生的发散性、批判性思维和创新能力,这种压抑学生、不让学生主动思考、扼杀学生创造性思维的教学方式,是与当代素质教育的根本精神相违背的,是不符合新课标要求的。因此,教师要指导和帮助学生主动思考、主动探究、自主学习信息技术知识。 2.从实际出发,合理配置信息技术教学设施 资金是制约学校信息技术教育的瓶颈,因此在信息技术教育设施建设上一定要从实际出发,“够用即可”,让有限的资源发挥应有的效应,且不可好高骛远。 (1)高低搭配,新旧结合 信息技术是以计算机为优秀的,因此,计算机房是信息技术教育的基础。然而建一间拥有50台电脑的新机房需近20万元,显然,如此巨大的投入对欠发达的农村中小学来说是不现实的,因此,对农村中小学来说,最切合实际、最经济的就是高低搭配,新旧结合。具体做法是:本着“够用即可”的原则,用廉价的二手电脑配置机房,目前二手市场CPU赛扬1.2G、内存256M、硬盘30G、15寸彩显的学生机仅为500元左右。电脑更新换代快,二手电脑的实际应用时间并不长,质量也有保证。这样的配置,用于上网、一般的计算机教学足够了,而费用仅为新配置学生机的六分之一,两三万元就可建一个50台电脑的计算机房。如果经费允许可再补充新配置计算机作为教师机和服务器,以满足教师的学习、备课和教学使用。这样不仅可以满足学生的学习和实际需要,还可以把因电脑贬值造成的损失降到最低。 (2)抓住机遇,挖掘现有资源 为了普及农村信息技术教育,国家投入了大量的资金建设农村远程教育项目工程,各校应抓住大好时机,增加学校的信息技术硬件设备。同时,充分利用原有的资源,挖掘其最大的潜能。早些年各校都配置了VCD、功放机和音箱设备,如果再买一块带AV输出端口的显卡,加上农远工程中“模式一”的大屏幕彩电和电脑,就可以建成一间多媒体室。 3.加强教育资源建设,实现信息共享 有了硬件,还要有相关的教育教学软件。由于买配套的教学软件比较贵,并且有些公司开发的软件不能适应农村实际教学的需要,这就鼓励教师通过网络搜集素材,自己开发资源,开展信息技术教育工作。现在很多学校都通过宽带上网,我们可以把它与机房相连接实现共享上网,让教师、学生都可以通过网络查询,下载自己所需的资源,学习新知识,掌握新技能,不断完善自己的素质,主动迎接各种挑战,以适应教育信息化的要求。还要加强学校教育资源库建设,鼓励教师结合教学实际,制作符合农村学生认识特点、具有特色的、适合新课程标准的教学软件。各学校之间相互交流、相互学习,实现资源共享,使农村信息技术教育的可操作性更强。 4.加强教育教研,促进信息技术和学科教学的整合 信息技术与学科整合是信息技术应用教育的优秀,二者整合才能真正把信息技术作为一种工具,从而提高教学的效率,改善教与学的效果,培养学生信息能力和信息素养。学校要构建教研网络,广泛开展学科信息技术教育、教研活动,引导教师从教育理念、学习内容、教育形式、教育技术和教育资源五个方面进行探讨。 5.纠正课程偏差,采取适合农村学校的教学方法 各农村中小学要按照新课标的要求,开足开齐信息技术课,同时利用课外时间适当地开放微机室,在教师的指导下让学生浏览网络、搜集素材,巩固课堂知识,完成课后练习。 由于农村中小学学生对计算机使用非常少,大多数学生还是初次接触,既充满好奇和求知欲又十分迷茫。这就要求教师在教学时采取适合农村学生的教学方法。 (1)正确引导,激发兴趣 教师要根据农村学生特有的心理特征和基础条件,在实际教学中充分利用“农远工程”提供的资源和Internet网络资源,激发他们的求知欲,培养他们的学习兴趣,引导他们逐步学会自主学习,增强他们的创新能力和自学能力;让他们认识到学习信息技术的重要意义以及信息技术对他们将来生活、学习的深远影响,让他们逐步重视信息技术课,而不是当作休闲课、玩耍课。 (2)营造民主、和谐、宽松的学习氛围,培养合作精神 信息技术课程的整个教学活动既是学生个人学习任务的完成,也是学生团体共同参与的结果。由于农村学生智力及个性因素的差异,其认知水平和操作水平相差较大,所以民主平等、尊重信任、互助合作、共同参与的师生关系,有助于学生的终身发展,因此教师要引导学生创设民主、和谐、宽松的学习氛围,使学生参与合作成为可能;再有对于那些水平偏低、缺少合作勇气的学生,教师要肯定他们的能力,经常有意识地引导、鼓励他们增强自信,调动他们的积极性,使之主动参与合作。 (3)发展兴趣小组,培养有特殊爱好的学生,以竞赛促普及 自20世纪80年代起,我们国家相继开展了全国青少年信息学奥林匹克竞赛、全国青少年信息学奥林匹克联赛、全国中小学电脑作品竞赛等竞赛活动,并且省、市、县也举行了相关的竞赛活动。作为信息技术教师要根据学生的兴趣爱好发展学科兴趣小组,培养有某项特长的学生,鼓励他们参加相关的比赛,培养他们的竞争意识。同时,也可带动更多的学生学习信息技术知识,为信息技术教育的普及添砖加瓦。 三、结束语 总之,在农村中小学信息技术教育过程中存在着不少的困难和问题,信息技术教育除了要解决软、硬件和基础设备问题外,加强校领导和专业人才实际教学能力方面的培养,也是实现农村信息技术教育的保障。教师要不断学习,及时掌握先进的教学方法,自觉能动地研究信息技术,掌握信息技术教育手段,并从中寻求新的教学方法和教学手段,逐渐探究新的模式,提高教育教学效率,从而有效地推进农村信息技术教育的发展。 中小学信息技术教育论文:农村中小学校信息技术教育现状 一、农村中小学信息技术教育中存在问题 1.硬件设施不能满足正常教学需要 虽然教育厅对我们农村地区资助建设了“校校通”普及工程及“龙芯”梦想工程,投入了大量人力、财力建设信息技术教学所需硬件设备,但是仍然保证不了农村大班额学生人人一机,这样的信息技术课堂教学就很难让每一个孩子得到充分的练习机会,更保证不了课堂教学的高效性。学校现在已经修建的多媒体教室,计算机教室等专用教室,由于数量不足的原因导致仅有的专用教室,不能满足所有班级正常授课需要,学生在上公开课时候才能用得上这些设备,以至于这些设备除了上公开课以外的大部分时间就被闲置起来,没有充分发挥其应有的作用。 2.信息技术教育课程设置不合理 首先信息技术教育在课程标准设置以及地方受重视程度不够,农村中小学每星期只开设一节信息技术课,能够用于授课的时间非常少,导致学生在教学过程中收获甚微;其次从教材编订的角度去审视它,教学内容较为宽泛,教材涵盖的知识梯度、难度相对偏大。由于教学时间相对偏少,教学任务在计划时间内难以达成既定目标。没有计算机的前期认知、使用基础,没有足够的课时时间作为保障,知识点设置难度较大,直接影响到一节信息技术课的成功教学。 3.学科教师水平良莠不齐且专业信息技术从教人员数量偏少 作为信息大时代的信息技术教师仅仅能够胜任“教书”是远远不够的,快速发展的时代要求信息技术教师不仅要有驾驭现代教育技术的能力,更应具有依托现有资源进行学科整合、优化的教科研素质。但作为学校授课的主体———每一位科任教师,运用现代教育技术装备武装课堂的能力良莠不齐。为此,信息技术教师还应把提高其他科任教师的信息技术应用能力,作为自己的己任,通过多途径、采取多方法对其他科任教师进行现代教育技术装备培训,从而使得绝大部分科任教师能够具备熟练运用信息技术手段武装课堂的能力。信息技术科班教师配备严重不足,顶替的信息技术教师由于缺乏专业的训练及积累,根本达不到科班教师所应具备的专业素质,从而致使其不能很好的胜任专任教师所应完成的任务。 资金投入不足。由于受到传统观念的影响,学校对信息技术教育重视程度不足。重视程度的不足,致使相关资金得不到有效的解决。资金投入的不足使得设备正常的维护难以为继,缩短了设备使用寿命,荒废了设备应有的使用价值。资金投入得不到保证是阻碍信息技术教育发展的一个重大问题,因为缺乏资金护航,信息技术设备根本无法进行正常维护、保养,致使信息技术教育工作根本无法正常开展。 二、农村中小学信息技术教育中存在的实际问题解决方案 1.增加设备、改善信息技术教学条件 “巧妇难为无米之炊”,农村中小学校的当务之急应是优化和整合各种能为教学需要增砖添瓦的资源,固化现有设备资源。充足的信息技术教学设备为每个学生享受高效的课堂教学提供了有效的保证,让每个孩子真真切切享受到优质教育资源给教学带来的益处,极大地改善了信息技术教学条件。 2.深入研究教法学法,灵活处理教材,努力构建高效课堂 现有教材在内容的选定、教材涵盖的知识梯度、难度等方面出现了与现实学情不相融合的状况,对信息技术教师提出了更高的挑战。新时期的信息技术教师更应以教材为魂,运用现代教育理论结合学生实际深入剖析教材与学生的切入点,活用教材制定符合学情的教法、学法。根据孩子的实际情况,对教学内容进行适当删增,大胆革新,力争在教学活动中做到把教材内化为孩子实现自我的需求,变梯度为挑战自我的动力,努力把课堂打造成为高效的教学双边活动。 3.加强学科教师配备,努力提高教师信息素养 推进农村中小学校信息技术教育的关键抓手在于拥有一支素质较高、充足稳定的师资队伍,这就给我们用人单位提出了建立新的用人机制的要求。良好的激励手段、完备的用人体制,定能够吸引更多的具有较好专业素养的有志之士加盟到农村中小学校信息技术教育队伍中来。努力打造一支职业道德高尚、业务素质较强、信息素养良好的师资队伍,对农村中小学校信息技术教育的发展有着非常重要的作用。 4.提高对信息技术教育重视程度,加大资金投入保障 首先让每位教师通过身体力行,加强对信息技术教育进行全面了解,充分认识信息技术在我们生活中已经无处不在,而它也正在悄然地改变世界,从而加深对信息技术教育普及重要性的认识与理解。其次,通过再教育使教师的观念得以转变,让信息素养成为人的一种基本能力。最后,加大资金投入,不要让资金成为扼杀中小学校信息技术教育的发展的利剑,切实做到专款专用,保证正常教育信息化建设需要。历史在发展、时代在进步。中小学校信息技术教育在农村的当前发展形势依然严峻,存在的大小问题依然不少,恰恰是这些问题的存在制约了当前信息技术教育的发展和前行,农村中小学信息技术教育现状的改善工作刻不容缓。 作者:周其山 单位:新沂市双塘镇中心小学 中小学信息技术教育论文:中小学信息技术教育问题分析 摘要:信息技术教育不仅是新形势之下我国对人才培育的全新要求,更是促进学生全面发展的有效举措,但是在我国中小学信息教育过程之中却出现了形式化、盲目化等问题。因此,针对此现状,本文将对中小学信息技术教育的发展走向进行深入的探讨与研究。 关键词:中小学信息技术教育;问题;发展走向 现在是一个信息化、科技化的时代,只有打下坚实的信息技术知识基础,才能在激烈的现代化竞争之中拥有更多的优势。因此,本文将立足于中小学信息技术教育存在的问题,具体研究该教育板块的发展走向。 一、中小学信息技术教育存在的问题 1.形式化倾向 在中小学信息技术教育中形式化倾向十分严重和普遍,尽管很多学校以及教师意识到了信息技术教育的重要性和必要性,但是在实际的教学中往往流于形式,并未真正地将信息技术教育落到实处。很多学校投入巨资配备了先进的多媒体教学设备,但是在实际教学计划安排时并未根据学生的实际需求进行课时以及内容的设计,很多学生在信息技术课程之中,往往简单地进行打字和最基础的操作,并未深入了解相应的技术性软件。因此,这些先进的教学设备往往只是起到装点学校门面的作用,对提高学生信息技术能力的作用十分有限。 2.盲目化倾向 信息技术教育水平往往是衡量一个学校综合实力的重要指标,另外,社会各界以及媒体都十分关注中小学在信息技术教育上的发展与现状。因此,许多学校为了扩大知名度,提高综合实力,往往忽略自身的经济状况,盲目跟风于一些已经配备先进教学仪器及电脑设备的学校,大量采购一些价格昂贵的教学仪器。对于一些师资力量以及教学水平较为薄弱的学校,这种盲目跟风行为不仅加大了学校的经济压力,还使得这些耗资巨大的先进教学仪器难以得到有效利用,从而造成大量的资源浪费。 3.纯工具化倾向 纯工具化倾向是指在中小学信息技术教育过程之中,将教育重心放在相应技术以及技能的培训和提升上,片面地强调学生对基础信息理论知识的掌握,而忽略了学生养成正确的信息技术观念,这一点导致在实际教学中,信息技术教师难以跳出传统的应试教育模式的桎梏,直接根据教学大纲为学生梳理该课程的重难点,并采取背诵抽查的方式检测学生的知识掌握情况,这一点不仅使得学生的学习积极性受到极大的创伤,此外这种低效的课堂教学模式也难以让学生树立正确的信息技术观念。 4.德育淡化倾向 信息技术教育和道德素质教育相辅相成,加强学生对信息技术的掌握能够使学生形成科学正确的世界观。高尚的道德素质、完善的人格则能促进学生掌握先进的信息技术。但是在中小学的信息技术教育之中却将这两者割裂,对学生德育的忽视使得学生在巨大的信息洪流之中难以进行有效地自控。 二、中小学信息技术教育的发展走向 1.普及化 教育普及化和教育公平化一直是我国素质教育之中的原则和工作重点。中小学信息技术教育的普及包括横向和纵向两个方面,横向的普及指的是教育的公平化,从目前来看经济上的贫富差距也体现在教育上,城市之中的中小学信息技术教育明显优于农村地区,因此为了促进教育公平,需要加大对农村地区教育的建设,通过财政拨款来完善农村地区进行信息技术教育所需要的教学仪器及设施设备。纵向则指信息技术教育需要拓展到我国整个教育体系的各个阶段,对信息教育理念的培养要从小学阶段开始抓起,并鼓励学生养成终生学习的习惯。 2.校本化 不同区域的经济发展状况以及教育水平和质量有着一定的差异化,因此在进行中小学信息技术教育时,需要根据实际情况来具体对待。学校自身需要意识到自己所处的内外环境,通过对自身教学水平和质量以及区域经济发展状况的分析,掌握学生对信息技术教育的实际需求,真正实现校本化,将信息技术教育落到实处。 3.全息化 全息化指的是信息技术教育与其他学科之间的融合。信息技术教育不仅仅是一门学科,更是一种教学管理理念和教学模式。学校在进行教学管理时,可以将信息技术运用进学校的管理工作之中,采取科学有效的方式进行教学秩序和活动的安排。另外,教师在进行授课时需要树立信息技术教育理念,通过采取各种先进的教学仪器以及多媒体设备革新教学模式,这一点不仅能有效地提高课堂效率,还能激发学生的学习积极性,真正地实现教学方法的与时俱进。 三、结语 对中小学信息技术教育的重视不仅体现着我国教育理念的革新,更是提高我国教育水平与质量的关键举措。但是在实际教学中,因为经验的缺乏以及对信息技术教育的认识不深刻而导致教学模式的形式化倾向、盲目化倾向以及纯工具化倾向和德育淡化倾向,因此针对此现象,革新教学模式与理念,深化对信息技术教育的认识,对推动我国中小学信息技术教育的普及化、校本化及全息化意义重大。 作者:王丹丹 单位:四平市铁东区教师进修学校
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的优秀[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的优秀区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业优秀竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其优秀部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
地球是我们的家,也是我们的未来,随着国家的发展,我们的科技和经济都在飞速发展,但是我们的生活质量却在一年比一年差。同时,由于能源危机的存在,给人类的生存和社会发展带来了负面的影响。进入21世纪,人类开始意识到地球上的环境对人类的生存与发展有多么重要,环保意识也越来越强。要想保持良好的生态环境,就必须进行汽车工业的变革与革新,开发新的节能技术,推广新的能源;持续改进和创新汽车生产技术,既可以促进汽车工业的发展,又可以创造出一个科学的美好的居住环境[1]。 1 当前我国汽车能源与环境的污染状况 随着生活水平的提高,公路上的交通工具也越来越多,目前汽车所用的燃料,大多是柴油和汽油,这些都是产生二氧化碳、一氧化碳等污染物,二氧化碳对人体的危害并不大,但对温室气体的危害却很大。一氧化碳和甲醛对人类的身体有很大的影响。甲醛是一种刺激性的气体,吸入后会对眼睛和呼吸道产生一定的损伤,如果甲醛的浓度太高,会引起眩晕、恶心等不适[2]。除了甲醛,还有汽车废气中的其他有害物质,这些都是对人体造成不同程度的伤害。它不仅会对我们的身体造成伤害,而且还会影响到我们的生活,影响到我们的社会,所以,无论结果如何,都是一样的。最终,所有的责任都要由人类来承担,所以我们迫切地需要解决汽车带来的环境问题。 2 新能源汽车产业的发展状况 新能源车是一种不用普通汽油、柴油作为燃料,而是采用了一种新型的汽车。简而言之,新能源车是一种具有现代结构、具有现代结构的动力控制技术和驱动技术的新型轿车。目前,市场上的新能源汽车有:汽油-电动混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;氢能车辆及其他能量型车辆.现在,使用汽油和柴油的车辆数量急剧增长,而且空气污染也日益恶化。新能源汽车已成为我国汽车行业的一个重要组成部分,其重要性日益凸显[3]。当前,国家对发展新能源技术也十分关注,并给予了大量的扶持。在汽车产业的发展中,我们更加重视节能、绿色环保,对机动车排放的控制非常严格,避免对环境造成严重的污染,同时也不能过分依赖于煤炭;要确保我国的生态资源能够保持在一个比较高的水平,并以此作为发展新型工业的依据。新能源汽车是上个世纪九十年代开始出现和发展起来的。2001年国家863规划提出了纯电动汽车的发展方向,而在此,纯电动车就是其中之一[4]。另外,在这一规划中,重点提出了发展混合动力和燃料电池汽车,并将上述三种新能源汽车的发展规划和设计作为纵向发展方向。另外,我们提出了一种横向发展的战略,那就是发展多能源控制系统、驱动电机和动力电池,从而形成了一张纵横交错的网络,为新能源汽车的迅速发展提供了技术支撑和政策支撑。随着科技进步,新能源汽车已步入工业化,并取得了很大的成绩。新能源汽车被列为国家七大战略行业,是我国向世界汽车大国迈进的必然选择。其汽车上的设备设施也大量制造。根据调查,目前国内大多数城市已建立了新能源汽车充电站,国家和地方政府制定了完善的政策和设备,确保新能源汽车在任何时候都能获得充足的能量;有利于将新能源汽车的节能优势发挥到极致。由于全国大力推动,新能源汽车销量从2015年的50万增长到了200万[5]。我国的汽车工业起步较晚,燃料汽车技术也相对落后,但国内的动力电池工业在世界上处于领先地位,尤其是在国内,已经形成了一个完整的产业链;而在国外,由于缺乏完整的动力电池工厂,因此,中国在新能源汽车上的技术发展,要比世界上任何一个国家都要长。 3 目前新能源汽车节能技术的意义 新能源汽车的节能技术是当今社会发展、汽车工业发展的一个重大课题,近年来,环保、可持续发展已成为各大产业发展的主流理念和口号。第一,新能源汽车的持续发展和应用,将极大地改善我们的居住环境,例如,我们在选购全电动汽车时,可以选择更换原有的燃油车;通过这种方式,可以改善我们的环境,降低汽车尾气对大气的污染[6]。近年来,随着我国的现代化建设和国民经济的快速发展,电力清洁技术取得了很大的进步,并取得了很大的突破。纯电动车虽然已经开始普及,但也有很多问题,比如电动车的功率不如汽油、柴油。所以,在今后的研究与开发中,需要有更多的技术人员投入到开发更大功率的电动车上。第二,运用新能源车辆的节电技术,是目前我国发展可持续、最优的发展策略。近几年,我国一直在努力实现资源节约、环境友好型社会的目标,在这个时代的潮流和国家发展的大背景下,新能源汽车的节能技术完全符合我们的发展战略和需求,近年来,全球的能源危机越来越严重。要继续加强新能源汽车的节能技术的研发与应用[7]。 4 新能源汽车和节能技术在汽车领域的应用 4.1 混合动力汽车的开发 随着社会和时代的发展,目前我国经济发展迅速,人民的生活质量得到了极大的提高。但是,随着机动车数量的增加,对环境的发展也产生了难以估量的影响,近年来,世界上许多国家都在倡导以生态文明为目标的社会,在这种社会中,人们对环境的要求也是越来越高;因此,要想持续降低汽车排放对大气的影响,就需要大力开展研究和开发新的汽车能源技术。发展混合动力汽车是目前我国汽车节能技术革新的关键,比如奔驰公司最近几年开发的混合动力车,就是采用了锂电池和汽油引擎。不过,要让新能源汽车得到更多的消费者和消费者的认同,就必须对汽车的尾气排放进行深入的研究与创新[8]。同时,我们的铝合金生产企业也要像汽车工业那样,顺应时代的发展趋势,努力做到不断地减轻车辆的重量;在车身、车架方面,都要进行研究和创新。 4.2 氢燃料汽车 氢动力汽车也是目前汽车工业的一个重要领域,氢燃料电池和纯电动汽车的最大优点,就是在日常使用中,不会对周围的环境产生太大的影响。氢动力车辆在行驶过程中,主要是将氢高效转换为燃料,并将其释放出相应的热量,从而推动车辆向前行驶。氢气燃烧后,会释放出大量的水分,所以不会对大气造成太大的污染,所以,在目前的汽车工业中,发展氢燃料汽车,可以有效地降低尾气对环境的影响。其次,氢是一种可再生的能源,它的储存能力很强,所以氢燃料将是未来世界上最重要的发展方向[9]。这些年来,各国的汽车制造商和研究人员都将重点放在了氢燃料电池的研究上,而氢燃料电池的研制,最大的难点就是在氢燃料电池的设计和生产中,如何合理地选择和安装氢燃料电池。而解决这一问题的关键,就是将氢储存在一台合金设备中,这一技术既不会增加生产成本,也不会加大体积,也不会增加体积,可以有效地解决目前汽车生产中存在的储氢难题。 4.3 太阳能汽车 最近几年,太阳能汽车已经成为汽车工业的重点发展方向,它可以把太阳能转换成电能,然后用来推动汽车的动力。这是一种应用和生产太阳能汽车的理论。在太阳能汽车的能源供给链中,把太阳能转换成科学的电能,并将其存储在车内的一个内置的电池里,从而可以由马达来驱动车辆。太阳还是一种可以无限利用的可再生能源,它更干净、更环保,可以用太阳能来驱动车辆;不但可以达到车辆在运行中的零排放,而且可以减少传统的燃油消耗。近年来,由于太阳能汽车的清洁、环保、科学化等特性,许多产业和民众都对其进行了积极的支持,认为其发展潜力很大。与传统的汽车相比,太阳能汽车在车身结构、发动机、底盘等各方面都得到了很大的改善,它们都是以电池和电机为主要支撑的新型汽车。另外,在目前的太阳能汽车面板生产工艺中,可以将太阳能进一步吸收,将太阳能转换成可利用的电力,然后由电池驱动车辆前进,从而加速车辆的前进[10]。其次,将太阳能和其他能源结合起来,而不需要对车辆的外观和工作原理进行更大程度的调整。但从目前太阳能汽车的研究与发展状况来看,电池成本高、消费者负担不起等诸多问题,对太阳能汽车的开发与应用都有一定的难度,但随着社会的进步,科技也在不断地进步。目前,研究人员已经解决了太阳能汽车开发中遇到的一些问题,使其更加科学、便捷、安全、可靠。 4.4 燃料电池(Current)技术 新能源汽车技术的应用与发展,对汽车工业的整体性能有很大的促进作用,使人们的驾驶舒适度、安全得到了极大的改善,而随着经济的发展,燃料电池汽车也逐渐在各国的汽车市场上崭露头角;虽然燃料电池是一种很好的能源,但它的应用范围很广[11]。本文通过对上述因素的分析,得出以下结论: (1)限制燃料汽车牌照和限制燃料汽车;尽管我们国家的平均机动化水平很低,每千人拥有175辆左右的汽车,和美国,日本,德国的人均615人相比还有很大差距。比如上海,在限购城市,汽油牌照的价格从2014年的75000元一条上涨到了2018年的近10万元,而上海新能源汽车的销售也在快速增长。由此可以看出,这个因素将促进新能源汽车的市场需求的增长。 (2)对新能源车辆进行税收优惠和价格优惠;按照原计划,新能源汽车的补贴总额将会被下调,新能源汽车制造商将会得到更多的资格审查,而那些没有达到补贴标准的制造商将会面临更大的生存压力。2018年的财政补助政策,也将对汽车的续航里程进行了调整,并对各地和整体的补助额度进行了调整。显然,补贴退坡更为显著。补贴政策改变后,新能源汽车整体实力不强的新能源汽车将会陷入更大的困难,而那些有能力的公司则会在新能源汽车市场中站稳脚跟。由此可以看出,这个因素将促进新能源汽车市场的优胜劣汰,使得各大厂商的竞争优势更加明显。 (3)新能源车的定价;如前所述,对国产自主品牌而言,由于电池成本的降低,导致了价格的调整,而对国外进口汽车而言;像外资比例限制、合资限制等将逐渐放宽,这些都会让它在中国的市场上走得更远,比如特斯拉的超级工厂就能让Model3的价格降低20%。而在补贴政策的影响下,A级以下的车型的销量也会有所下降。总的来说,新能源车的售价会相对较低,同时也有利于新能源汽车的发展。 (4)新能源汽车的安全性、功率和行驶距离;因为动力电池技术的突破,让新能源车的安全性得到了极大的提高。就拿宁德时代来说,高能量密度、低成本的三元锂电池,在短短几分钟内就获得了广泛的认同,其续航里程达到了508公里。 (5)便利的充电方式;新能源汽车数量迫切需要尽快完善的充电基础设施。为了满足新能源汽车的需求,我国将在住宅小区、大型停车场、高速公路服务区等交通密集地区,大力发展集中充电桩和分散充电桩。根据新能源运输系统和骨干路网的发展,发改委提出了“四纵四横”“桩站先行”“四纵四横”城市快充网的规划。 (6)用于新能源车辆的车辆费用;在较长的时间内,新能源汽车具有较高的使用成本。从电力电池的成本统计趋势来看,五年后,其成本将比燃油车低,如果能有效地控制电池的成本,则其在使用上的优越性将会超越传统的电动汽车。现在,这个因素会让消费者们放弃新能源车,转而使用传统燃料车。 5 结语 综上所述,要想缓解目前的能源危机,促进环境的持续发展,就必须不断地进行新能源汽车的研发与应用,突破能源危机的困境,并对其进行创新;努力打破瓶颈,加速汽车工业的发展,守护美好的家园。 参考文献: [1]叶瑞克,倪维铭,朱方思宇.我国新能源汽车分时租赁SWOT分析与发展策略——基于“补贴退坡”视角[J].资源开发与市场,2020,36(12):1374-1377. [2]杨忠敏,王兆华,宿丽霞.基于模块化的节能新能源汽车技术集成路径研究——以奇瑞为例[J].科技进步与对策,2011,28(18):60-64. [3]汪钦,王春,李松焱.汽车新能源与节能技术应用研究[J].时代汽车,2021(3):89-90. [4]孙吴松.新能源汽车电池技术发展瓶颈分析及对策[J].中国科技投资,2021(9):113,137. [5]段必涛,郑双波.新能源汽车节能技术的应用分析[J].汽车实用技术,2020(11):247-249. [6]侯彦羽.低排放导向下新能源汽车节能控制技术及优化[J].南昌大学学报(理科版),2017,41(4):383-385. [7]仝鹏,许正权,李天博.我国新能源汽车行业现状分析与发展策略研究--基于产品保证的视角[J].价值工程,2016,35(19):48-51,52. [8]张磊.新能源汽车与传统燃油车营销策略分析[J].汽车博览,2020(7):122. [9]王帅,孙洋.新能源汽车轻量化技术路线和应用策略[J].汽车实用技术,2019(10):38-40,57. [10]郭蔚.特斯拉开拓中国新能源汽车市场机会分析及竞争策略选择研究[D].江西:江西财经大学,2019. 作者:王树云 单位:无锡职业技术学院
地质勘测论文:关于地质勘测的水利水电工程论文 1工程钻探和山地勘探方法 工程钻探仍是当前获得地质状况的有效方法,而在山地勘探的常用方法有竖井和平硐勘探。经多年发展,钻探和勘探技术日益成熟而且不断出现新的技术,为水利水电工程地质勘测工作的顺利进行提供了坚实的保障。常用的方法有6种:砂卵石层钻进技术、金刚石钻进技术、金刚石绳索取芯钻进技术、套钻技术、软弱夹层钻技术和大口径钻探技术。 1.1砂卵石层钻进技术 砂卵砾石层因具有厚度大、埋藏深、结构复杂、质地坚硬等特点,一直是水利水电工程钻探面临的技术难题。后经大量的研究和实践,研究出了SM植物胶和MY-1A植物胶冲洗液金刚石钻进法,显著提高了砂卵石层钻进效率。实际施工时将膨润土、水、碱、SM植物胶按照一定的比例配置成冲洗液应用到钻进施工中,凭借其良好的润滑减阻、减震性能,能够有效防止孔壁坍塌和保护岩心的作用。 1.2金刚石钻进技术 目前,水利水电工程地质勘测中金刚石钻进技术较为常用。结合大量地质勘测实践经验,为提高金刚石钻进效率,实际施工时应重点把握以下3项内容: 1)结合岩石的风化程度选择合适的开孔钻头,通常情况下开孔时使用0.3~0.5m长的岩芯管进行施工。随着钻孔深度的增加,为避免孔倾斜应适当增加岩芯管长度。开孔钻进时应使用麻花钻,钻进到达风化岩石时应使用短岩芯管长取粉管钻进,以及时将岩粉捞取出来。 2)确定下套管层数时应综合考虑孔深和孔径情况,并且套管不能弯曲,各部位连接应牢固。同时,使用水泥或黏土将套管口封闭严密,以防止岩粉进入套管,给钻进工作造成干扰。 3)下钻时经过掉块或孔口管换径位置时应缓慢下钻,遇阻时应轻轻转动钻具,避免猛提和猛顿钻具。 1.3金刚石绳索取芯钻进技术 该技术最大特点为能在不提钻的状况下,利用绳索将包含岩心的内管提到地面上,进而能够方便地采取岩芯。因此被广泛应用到浅孔、深孔钻孔作业中。尤其在水利水电地质勘测过程中能有效避免孔壁掉块、坍塌情况的发生,能有效提高地质勘测效率。 1.4套钻技术 利用套钻技术能有效地从软弱层带中获取原状岩芯,尤其在软弱或破碎夹层中能较好地保证岩芯质量。具体施工时应做到: 1)在钻孔段的中心位置钻取36~46mm直径大小的钻孔,当钻孔深度达到1~1.5m时进行插筋并将黏结剂灌入其中。 2)等待黏结剂凝结后,使用直径110mm孔径套取岩芯。主要因为在黏结剂的作用下插入的细钢管和岩芯凝结在一起,因此能完整的取出软弱夹层且能使其保持较好的原有状态。该技术应用在众多的水利水电工程地质勘测中,取得了良好的效果。 1.5软弱夹层钻技术 在软弱夹层中使用一般的金刚石钻进法施工成功率较低,为此应使用专门的技术以提高软弱夹层钻进效率。在软弱夹层钻进施工时通常使用软夹层钻技术,该技术运用的取芯钻具包括岩芯阻塞报警装置、扶正装置、悬挂装置等部件构成。同时还包括一些减少振动、免受挤压和冲刷的保护系统。经实践证明该技术在水利水电工程地质勘测中发挥巨大的经济效益。 1.6大口径钻探技术 水利水电地质勘测中竖井的开凿很大程度上使用机械设备,一方面它能提高勘测施工效率,另一方面能降低劳动强度提高勘测作业安全系数,而且作业中能减小对岩体结构的影响。当前,大口径钻探技术使用的设备可开凿直径为800~1200mm的钻井,而且钻井深度可结合钻井方法调整,取芯操作时虽钻井直径不超过1200mm,但钻进深度可达50~60m。如进行全断面钻进孔径为800~1200mm,孔深可超过100m。总之,利用大口径钻探技术可通过孔壁和岩芯不但能观察地质风化、断层、透水性、岩性等状况,而且还可研究水文地质结构和岩体结构。 2遥感技术勘测方法 遥感技术在水利水电工程地质勘测上的应用,大大提高了地质勘测的灵活性和准确性。依据遥感平台高度可将遥感勘测技术分为地面遥感、航空遥感和航天遥感3种类型。且利用该技术获得的陆地摄影照片、航片、卫星照片等材料均是真实自然景观的图像,因此能够较清晰、全面的反映出岩溶、泥石流、崩塌、滑坡等地质现象,同时还能从中观察出地质构造、地层岩性和地貌形态。遥感勘测技术具有信息丰富、视野广阔、获得的影像具有一定周期性等优点,被广泛应用在水利水电工程地质勘测工作中。 2.1研究区域构造稳定性 利用遥感技术能够获得大量的高质量线性构造信息,因此能够准确地反映出地貌形态、水系分布以及地质特征等信息,进而帮助地质勘测技术人员更好地研究水利水电工程周围地区构造格架,评估工程周边地区构造稳定性提供准确素材。 2.2调查自然灾害 水利水电工程附近诸如泥石流、滑坡、崩塌自然灾害的调查是地质勘测工作的重要组成部分。针对该项内容的勘测如借助遥感技术提供的彩红外片或航卫片,结合现场勘查提供的资料进行全面的分析,能较详细的了解影响水利水电工程稳定性的自然灾害情况,对保证水利水电工程稳定性运行具有重要意义。 2.3调查岩溶情况 遥感技术提供的影像材料尤其彩红外影像,能为分析水利水电工程岩溶情况提供准确参考。一方面从影像中能很好的判读岩溶地貌状况,另一方面能从介质红外光谱差异性上分析泉水和地下水分布信息。国内很多水利水电工程地质勘测时,利用该方法研究岩溶及其渗漏问题取得较好效果。 2.4地质测绘填图 地质测绘时要求在保证成图现场校准和确保野外工作量的基础上,提倡使用遥感图进行地质测绘。而且部分地区大比例尺工程地质图应首先考虑遥感成图。这些要求均在我国水利水电工程勘测相关文件中有所体现。 2.5地质编录岩土工程开挖面 为更好的完成水利水电工程施工中存档备查、安全预报、反馈设计等环节工作,应借助遥感技术进行地质编录以指导水利水电工程地下工程开挖施工。为此,我国相关研究部门,在完善高边坡快速地质编录系统的基础上,成功应用到水利水电工程项目中。实际施工时结合使用数码摄像机,并进行现场采集和数据预处理,运用专门的软件系统进行处理后能够获得任意方位的线划图和连续的彩色影响。 2.6研究防洪、水土保持情况 我国相关科研单位曾利用TM卫片,对负责区域的水利水电工程附近的泥石流、滑坡情况进行解译,同时对其发育情况进行划分最终获得了区划图,并在此基础上提出了治理和建立预警系统意见,进而为负责区域的水利水电工程防洪、水土保持工作的开展提供价值较高的资料。 3工程物探方法 我国水利水电工程地质勘测中工程物探方法的应用起步较晚,直到20个世纪90年代,一些研究单位中才配备管线仪、声波仪、透视仪、电法仪以及综合测井仪等设备,使地质勘测野外数据采集精度得到较大提高,一定程度上促进了我国地质勘测技术的发展。 3.1地球物理层析成像技术 该技术借助已存在的钻孔或平洞,对发射和接受的投射波进行采集和处理,进而获得孔洞间波速值,最终对区间的岩体做出判断。实际勘测施工中如未找到有效且经济的方法,采用该技术往往能取得较好的效果,它不但减少操作劳动量,而且还能提高岩体物理力学整体评价质量。因此,我国非常重视该种技术在水利水电工程项目中的应用。 3.2钻孔彩色电视系统 该系统在确定泥化夹层位置、形状和尺寸方面发挥重要作用。经过多年的发展钻孔彩色电视系统经过了a91mm、a53mm、50mm阶段,其中a53mm彩色电视系统中的钻孔在a56mm金刚石钻孔基础上发展而来,50mm的钻孔彩色电视系统为在地质勘测中更好的观察水平风钻情况研制而成,该系统中首次运用了CCD光电耦合器件,具有性能稳定、集成度高、设计合理等优点。在科技发展推动下,钻孔彩色电视系统融合了数字和图像处理技术,功能越来越强大,例如主机将录像机、监视器、控制器融合为一体,能接入口径不同的钻孔电视探头,不但实现了数字化压缩存储,而且为后期的处理提供较大便利。 3.3高密度电法勘探 高密度电法工作依据的原理仍包含在电阻率法的范畴之内,不过其将地震勘探数据采集方法引入进来。进行野外实际勘测时能将所有电极设置在测点上,并利用电测仪和程控电极开关的转换实现数据的及时采集,同时将采集的数据进行处理进而获得地电剖面图。该方法融合了计算机和现代电子技术,能显著提高地电数据采集效率。 4总结 地质勘测质量对水利水电工程的长期运营具有重要影响,尤其地质结构较复杂地区,相关部门应结合地质结构特点,采取针对性方法以提高地质勘测数据准确性和完整性,为水利水电工程建设和运营提供良好的信息支撑。 作者:赵晖 单位:新疆水利水电勘测设计研究院 地质勘测论文:水利工程勘测地质环境论文 1.水利工程地质勘测的意义 在水利工程正式建设前,对水利工程环境中进行地质勘察意义非凡。对水利工程进行地质勘察,除了能够有效避免和降低水利工程在施工时的突发状况,比如地质滑坡以及坍塌等状况,还有助于保持自然环境的平衡稳定。湖北省三峡大坝的顺利建成,就很直观地表现出了地质勘察的重要性。三峡大坝工程在正式施工以前,水利工程师就对当地的地质环境作了非常细致和认真的勘察,所以在三峡大坝正式施工时,建筑工程师们便能够合理地使用新型材料和施工技术,很大程度上避免了混凝土开裂等问题,从而大大提高了三峡工程的安全系数,同时也为中国带来了巨大的经济效益。总而言之,水利工程地质勘察对于水利工程的建设是极其必要的,它能够在分析工程施工可行性的基础上,帮助建筑人员科学地设计和管理水利工程的设计方案与具体的施工措施,最终保证水利工程的环境能够得以完善的设计,同时又可以兼顾施工方面存在的特殊需求,从而建设出高质量的水利工程。 2.地质环境对水利工程的影响 地下水对水利工程的影响主要体现在以下两个方面:首先,由于岩土体与地下水的相互作用,会导致岩土的稳定性与强度降低,并且进一步引发多种地质灾害,如水坝渗漏,岩溶以及滑坡等,而这些灾害一般都会给建筑工程的施工和后期使用造成很大的影响,甚至引发安全事故。其次,因为地下水中富含大量的有害化学成分,容易破坏和侵蚀水位下的钢结构和混泥土结构,从而降低了建筑物的使用期。从地基和基础的层面来说,地下水水位的变化也会在对建筑工程造成不同程度的影响。如果地下水水位的变化在基础面之上,不会对建筑基础造成太大的损害;如果地下水水位变化在基础面以下,就会对建筑基础造成非常重大的损失。若是地下水水位上升,岩土体会软化,进而削弱建筑地基的强度。尤其当岩土体结构不稳定时,出现的软化现象会更加严重,而引发建筑物破坏、变形等后果。 3.水利工程地质勘测的主要手段 3.1山地勘探 山地勘探,是一种通过人工或机械剥土,开挖探坑、探槽、探井等,从而展示出地表浅层地质状况的勘探地质方法。山地勘探一方面可以直接有效地对地质现象进行试验、取样和观察,另一方面由于这种方法在使用的工具和技术方面不需要太高的要求,所以它大多数情况下是用来勘察地表浅层地质。由于它的勘探工具和技术简单,使得勘测的深度也有所限制,这也是山地勘探的缺点所在。 3.2工程物探 工程物探,它不同于山地勘探,它主要是用观测仪器对被勘探区的地球物理场进行直接精确的测量,然后对测量地球物理场所得的数据进一步处理来推断并预测地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置等其他具体属性的科学。工程物探方法主要包括重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等等,以及地震波勘探、电滋波勘探等。 3.3钻探 钻探,同山地勘探和工程物探一样,是一种勘察水利水电工程地质的重要方法。因为工程建设的地基条件和要求都变得越来越复杂,而且还出现了许多地质问题,比如软弱夹层的层位确定和取样,砂层取原状样,以及特硬地层的钻进等问题,如果只依靠常规的钻探方法,并不能得到理想的结果。我国的工程师为解决这些难题不断地钻研工作,最终取得一批效果良好的成果,如金刚石套钻取芯技术以及各种类型的砂层和软土层钻进及取样技术等。而且有很多技术都已达到了国际先进水平。 4.水利工程建设的工程地质环境分析 4.1地壳稳定性 地壳稳定性是指受到地球内因外因和工程共同作用下的断层移位,坡体的崩塌、滑坡、泥石流等。在水利工程地质勘察过程中主要对区域的地形地貌和地质构造等进行全面调查,分析制约系统应力场以及渗力场的规模以及强度的因素,最后获得这些工程地质现象发展的预测信息,从而可以提醒我们提前做准备,在最大程度上降低经济损失。除此之外,还要求对遭到破坏的现象进行应力应变反演算反分析,分析并找到影响稳定性的重要影响因素,然后尽可能地采取针对性的技术措施进行协调,从而达到系统的稳定。 4.2地基稳定性 水利工程中所指的地基稳定性指的不仅仅是水工构筑物的地基稳定性。坝基的稳定性所涉及的不仅仅是承载能力和变形问题,同时还涉及了坝体的抗滑移问题和坝基岩层的产状对坝基所产生的影响。由于水利工程的地基不仅要承受自身自重和水自重,同时还要承受水的作用所形成的各种荷载作用。地基在承受这些荷载之后,将会产生一定的变形,并且把应力能转化为应变能。尤其是岩基,在各种荷载作用之下,不仅是岩石的弹性发生变形,而且还会由于岩石的塑性变形或沿某节理裂隙发生剪切破坏引起基础沉降。 4.3地表稳定性 地表稳定性涉及的主要是地表层面的变形问题,它一般体现在动力工程地质现象中,各种地表变形破坏的情况中,以及地表岩土体的性质变化。仔细研究与勘测地表的稳定性会对这些工程地质现象的发育规模、发展速度及趋势的进一步预测带来便利。在研究地表稳定性的同时,还应该积极地提出工程技术措施来减弱这些变形破坏现象的发生。总而言之,在对地表稳定性进行分析时,要着重分析这些工程地质的物质基础岩土体的性质和这些岩土体在水作用前后性质的差异,而且要及时且科学地预测这些工程地质现象的规模、强度及发展趋势。 5.结束语 水利建设事业中的一个重要环节是工程地质勘察,它与水利工程特别是大型工程建设的好坏,有着密切的关系。因此在建设水利工程的时候,认真审视我国水利工程的各种勘测手段及其应用水平是很有必要的,只有这样,才能够积极推动各种水利工程地质勘察的勘测方法的进一步发展与应用。水利工程本身就是一项造福于民的重大福祉,在水利工程正式开工之前,有关负责人员一定要充分意识到地质勘察的重要意义,并且一定要认真地对工程地质环境进行严格地考察,除此之外,还要积极地把当地实际情况充分考虑在内,提高地质勘察工作的预见性和实用性,从而为我国水利工程的发展和建设奠定更好的基础,同时也为我国社会主义经济的进一步发展创造动力。 作者:李圣凡 单位:萍乡市水利水电勘察设计院 地质勘测论文:地质勘测铁路工程论文 1我国铁路工程地质的主要问题 我国铁路的地质情况直接影响了我国的铁路建设,因此在进行地质勘查时,应首先了解我国的主要地质情况,为使用何种地质勘查技术提供条件。1)高山峡谷区地质问题。我国高山峡谷区的地质问题主要是斜坡物质的运动,主要包括滑坡、泥石流、坍塌等情况;2)特殊岩土的破坏以及变形问题;3)越分水岭在深埋隧道时,山体的能量释放或者物质移动问题,其中主要包括软岩塑变、涌水、突水、围岩坍塌等情况;4)地壳运动地质问题。其中主要包括地震灾害、斜坡运动、地面变形以及位移破坏对铁路工程施工的影响。 2我国铁路工程地质勘测的主要方法 2.1传统的地质调查测绘方法在铁路进行地质综合勘查时,此传统方法是最基本的勘探方法,其主导了各个勘探阶段的地质勘查工作,为勘探点的布置和各种不同技术方法的选择提供了依据。传统的地质调查测绘方法贯穿了地质勘测工作的全过程。 2.2遥感技术方法遥感技术在对我国铁路工程进行勘察时,是利用遥感图像判释技术,对铁路工作的地质进行调绘。此方法是通过遥感图像获取信息迅速全面、视域宽阔的特点,在宏观上,对铁路工程所处地的地质情况进行初步的查明,避免重大不良地质对我国铁路工程施工的影响。遥感技术改变了常规的调查方法,使其调查方法由点到线到面的模式变成了由面到线到点的模式,使用判释成果来对地面调绘进行指导。遥感技术的基本方法是指以遥感图像的综合对比分析和判释方法,从宏观上调查铁路工程所处地的工程地质、水温地质以及区域地质等情况,为铁路工程通过地的地质条件评判提供依据。在一些特殊的地质段以及资料缺乏的铁路施工地区,比如出现施工地区地形和地质复杂、有越岭隧道工程的铁路项目等情况时,其作用非常明显。 2.3物探技术方法物探技术方法具有勘探深度相对随意、方法多的特点,在大面积勘测时,使用点、线、面相结合甚至是三维勘探,是我国铁路工程地质勘查的重要手段。有效合理的应用物探技术,可以提升地质勘查的宏观控制水平,有效降低钻孔布置的盲目性,提高其利用率。另外,物探技术可以勘测地层的磁化率、电阻率、弹性波速度、放射性、地温等,为铁路工程施工方案的设计提供多种参数。物探技术方法在使用时的原则是:1)物探是钻探前的先行工作,通过利用其信息量大和测点密集的优点,可以使用剖面性、全面性或者是透湿性探测技术,分析地下异常点,依据物探的异常、物性分区分段及界面合理经济的布置来设置钻孔点。2)使用此方法时,应注意将物探出的异常点与实测资料、地质钻孔资料和地质调绘资料相结合进行分析。依据物探方法取得勘查对象的物性参数,提升物探技术的解释精度。3)在遇到使用一种物探方法无法完全解决在勘探时遇到的问题时,应与其他物探方法相结合使用,进行综合性的地质物探。并且应考虑工程所处地的地形、地貌等干扰因素,进行合理的组合应用,确保地质勘查准确性。4)在选择合理的综合物探方法时,不仅要考虑勘查的效果性,也要考察方法的经济性。 2.4钻探技术方法钻探技术为铁路工程设计施工提供了科学的依据。可勘查工程所处地的基础地质条件,对所处地的水文地质进行试验并获取土工试样,且对其他勘探技术的推断和解释及地质调绘进行验证。在铁路工程地质进行综合勘探时,应注意其勘探原则。第一,关于重点工程较深程度的钻孔,都应该对其进行相应的孔内测试或者物探测井。第二,在孔位进行布置前,要求对地质进行详细的地质描绘和物探工作。 2.5土工试验方法土工试验方法指在地质勘查时,对所处地的地质进行野外采样,在室内对样品进行相应的物理力学和化学等指标的测试,获得按工程设计与施工时需要的实验参数指标。为钻探、物探、原位测试进行土名鉴别及获取试验指标提供依据。 2.6原位测试方法原位测试方法指对现场的地基土进行多种参数的测定获得施工需要的土样指标,是铁路工程地质勘测中经常使用的手段。其主要方法包括载荷试验、静力触探、十字板剪切试验以及预钻式旁压试验。 2.7综合勘探技术方法综合勘探技术方法指对铁路工程的地质实施勘探时,在利用遥感技术进行地质测绘的条件下,充分合理的与物探、原位测试方法、钻探等各种勘探方法相结合来勘测地质。各种方法通过取长补短来获得多性状的地质信息,提高铁路地质勘探的效益和质量。此方法尤其适合于大型的地质复杂型工程以及前期铁路选线的地质勘查。 3几种不同地质条件下的地质勘探方法 3.1关于岩浆岩及深变质岩地区的地质勘探方法1)在基岩覆盖地区的勘探方法。在基岩覆盖地区施行地质勘探时,探测较大范围的覆盖层厚度以及贯穿覆盖层对地区地下地质结构进行勘探,可以采取电剖面法和地震折射波法,这些方法精密度比较高而且效果比较好。另外,也可以采用电测探法,此方法在探测覆盖层与风化层厚度上的效果相对较好。若在探测时覆盖层下面出现明显的磁性差异情况时,应利用磁法对其进行勘探,确定隐伏的断层位置和基岩的岩性。2)在小于500m埋深的基岩裸露地区勘探方法。对此地质进行勘探时,因不明显的地层对比标志,所以使用地质调绘方法难度系数较大,应使用综合物探方法。其中物探方法的选择应根据地质问题和条件来确定,在实施中,可采用弹性波速度法等方法来实施勘探。3)在偏大埋深(200m~2000m)基岩覆盖或者裸露地区的勘探方法。在对较大深埋基岩覆盖或者裸露地区采用电法和地震勘探效果不佳时,可以使用大地可控源音频大地电磁法和高频大地电磁法对此地区进行勘探。 3.2沉积岩及浅变质岩地区的地质勘探方法1)在平缓褶曲结构区的勘探方法。在此地质中,其地质构造多是以交互的砂页岩地层、含煤地层、软硬相间地层以及石膏等级软地层等一些地层组成的。在平缓产状的岩层呈现格曲或者单斜状态时,应该使用电测探技术方法和地震反射波技术方法来获取三维或者二维地层发射图,并与控制性钻孔相互配合,对此地区地质进行准确的勘探。2)在单斜岩层结构区勘探方法。在进行该地区的地质勘探时,如果调查测绘方法获得的资料可以通过地表各层岩性推判地下设计标高时,此时应采取地震折射波技术方法勘探浅部完整基岩的界面速度。依据地质调绘和航片判释方法获取岩层的产状,从而通过地层波速推测设计标高,且在钻孔时使用声波测试对此地区的各地层岩性进行勘察,并比较钻孔和地表两种方法的纵波速度。如果基岩地区被土层大面积覆盖,此时除覆盖地段以外的地区,可以使用卫片判释和航判释方法,在覆盖地区运用综合物探技术和地质调绘相配合方法,为钻探布孔做指导。3)在强磁性地层区的勘探方法。在覆盖层厚的地区,因覆盖层下基岩有不一样的岩层,因此会出现磁性差异现象。可采用磁法勘探技术对隐伏的断层的位置及基岩的岩性进行勘探,并和电法及弹性波探测法相结合对该区地质进行勘察。 3.3在松散沉积层地区的勘探方法1)地质为细颗粒土时。在此地质上,应该在地质调绘的前提下,应用静力触探技术或者动力触探技术与钻探方法、物探方法及土工试验方法相配合,依据不同铁路工程类型和勘探阶段的要求,选择适合的勘探方法。2)在土石界面层时。在地表是第四系松散地层覆盖且下伏基岩时,一般在地质调绘的前提下,运用综合物探方法与动探、静探钻探技术相结合的模式,依据弹性波速度和电性的差异性,显示电剖面法、电测探法和地质折射波法的作用,对此地质进行勘探。 4结语 通过上文可以看出,我国的地质勘探技术有多种方法,应该根据铁路工程所处地的地质来确定使用何种勘探技术。地质的不同决定了勘探方法的不同。提倡对铁路的地质进行勘探时,应使用综合勘探技术对铁路地质进行勘探,各勘探方法之间扬长避短,提高地质勘探的效益和质量,确保我国铁路施工的正常进行,避免地质事故的发生。 作者:毛杰单位:山西省地勘局二一四地质队 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测论文 1(地理信息系统)在水利水电工程地质勘测中的应用 GIS(地理信息系统)是近些年开发与发展的一种空间信息分析方法与技术,具有处理图形、图像、空间数据、空间分析等的功能,广泛应用在资源与环境领域。将GIS方法与计算机技术相结合,从而能够提供相关的工程地质图件(如平面图、剖面图、等值线图等),伴随GIS方法与技术的不断成熟,其在水利水电工程地质勘测领域得到了广泛的应用,水利水电工程师可以利用GIS方法来获取一定的工程地质信息,以及相关的制图输出等信息,解决一些空间分析问题,这些对于水利水电工程师有效把握地形地质条件、提出相应工程建筑决策具有很大的帮助。其能为我国水利水电工程建设的土地利用与开发规划等提供科学参考依据,利于提高我国水利水电工程地质勘测的效率与水平。 2水利水电工程地质勘测的技术 2.1GPS技术在水利水电工程地质勘测中的应用 GPS(GlobalPositioningSystem)即全球定位系统,其作为一种测量技术可以为人们提供详细且精准的包含点、线、面内容的三维坐标及相关信息,快速、高效、精准、自动化、全天候等是该测量技术的主要优势。此外,GPS技术在结合了现代通信技术之后,其功能性更为强大,能够满足实时定位与导航,因而GPS技术被广泛应用于众多领域。水利水电工程的地质勘测工作属于大地测量领域范畴,常常需要对山区、林区等区域进行地质勘测,但由于地下形势复杂多变,为水利水电工程地质勘测带来一定的难度与挑战。将GPS技术应用在水利工程地质勘测中,水利水电工程师们可以利用GPS测量技术对目标地质进行勘测,采集与储存精准的观测点三维坐标、几何图形、观测数据等相关信息,并允许将相关信息导入计算机。如此,方便水利水电工程师对地质勘测的信息进行科学分析与处理。 2.2RS(遥感)在水利水电工程地质勘测中的应用 在对外动力地质现象勘测的过程中,RS(遥感)技术发挥着重要的作用。其原理是利用传感器装置获取被研究对象的特征信息,不需要直接接触被研究对象即可接收其电磁波反射与发射辐射,提取、加工这些辐射信息,并表达出可读取的相关信息。航天遥感、航空遥感、地面遥感是RS技术中的三个不同类型,将这三个RS技术应用于水利水电工程的地质勘测中,能够收获丰富的勘测信息。航天遥感技术与航空遥感技术可利用卫星来获取一些所需信息,如自然景观综合立体影像图、陆地摄影照片;而地面遥感技术则可以提供一定的地貌形态、地层岩性、地质构造等信息,并勘测如崩塌、泥石流、岩溶、滑坡等动态的地质现象。遥感技术还提供图像与影像,因而水利水电工程师们可以利用RS技术观察到区域的地质特征、水系分布特征、岩溶水文地质等,从而为水利水电工程地质勘测提供更为完善的相关信息,利于水利水电工程师做出正确的判断。 3结语 近些年来,我国在科学技术方面取得了快速的发展进步,而在新科技发展背景下我国的水利水电工程地质勘测也不断研究出相应的新方法与新技术,并将其应用在具体的水利水电工程地质勘测实践中,其取得了有目共睹的成果。在新方法与新技术的支持下,我国水利水电工程建设的地质勘测水平得到了很大的提高,这在一定程度上也在激励我国水利水电工作者以及技术研究者积极进取,以推动我国水利水电工程地质勘测的可持续发展。 作者:邓水根单位:新余市水利电力建筑工程有限公司 地质勘测论文:水文地质工程地质勘测论文 一、水文地质评价内容 水文地质评价对于水文地质勘测工作的顺利进行,有着重要作用。为了能够更好的进行水文地质勘测工作,保障勘测数据的准确性,全面掌握水文地质评价内容,是十分必要的。1.工程勘测是每一个建筑工程施工前都必须要进行的环节,勘测人员要依据工程的实际要求、地质类型等方面,有针对性的展开勘测,从而为建筑施工提供最为科学的水文地质资料。2.进行水文地质评价的最主要内容就是地下水对建筑物以及岩土结构的影响。工作人员会将最又可能出现的问题进行全面预测和分析,从而做好防预与治理措施,进而降低问题出现的几率。3.以地下水对工程的影响作用为基础,从不同条件下水文地质评价的问题出发,进行全面预测,是保障工程质量的有效途径。3.1对于部分基坑在地下水位以下进行开挖的情况,就需要做富水试验与渗透试验,进而有效的评价可能会对建筑物的边坡失稳与建筑物的的土体沉降造成一定影响的因素。3.2在建筑基础下部,如果有承压含水层,就需要对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的概率进行相应的评价与计算。3.3地下水位的变化,非常容易引发腐蚀作用以及流砂管涌现象的,针对这个问题应该首先做好预测工作,制定完善的预防处理措施,从而有效避免松散饱和的粉细砂在地基基础压缩层中出现的几率。3.4进行建筑物基础建设的过程中,岩土选择非常重要,如果选择的是膨胀土、强风化岩等,那么就需要针对地下水对岩土层的作用影响进行全面分析。 二、工程地质勘测中水文地质问题及其危害性 1.上文对水文勘测重要性进行了分析,通过这些分析能够更加透彻的了解到水文勘测对于岩土工程整体结构以及稳定性的影响,进行工程地质勘测的时候,正确对待水文地质勘测,全面分析存在于水文地质中的问题,针对这些问题,积极进行勘测,具体分析如下:1.1关于取土样做腐蚀性分析的问题在实际勘测中,一般都是取的水样,取土样做腐蚀性测试的较少,土试样的腐蚀性测试是将土试样放在纯净水中制备浸出液,对浸出液测定的结果作为土的腐蚀性。地下水的腐蚀性一般高于土的腐蚀性,因为地下水位以下的土长期浸在地下水中,显然地下水的腐蚀性高于土的腐蚀性,因此只要测定水的腐蚀性就可以了。1.2地下水的腐蚀问题地下水有很多种类型,其水位变化也非常大,同时季节不同,降水量不同,都会对地下水水位造成影响。与地表水一样,地下水也具有很大的腐蚀作用,其主要的原因就是因为内其中的矿物成分比较多,这个时候,一旦收到污染,其矿物质成份还会继续增加,所以说在进行岩土工程勘测的时候,工作人员必须要对地下水的腐蚀性进行严密的勘测。通过对其中矿物质成份的测量和分析,来确定其腐蚀性的高低,在地下水中的某一种化学成分含量超过一定标准时,其还会对建筑材料产生一定的腐蚀。2.岩土工程整体稳定性和可靠性与地下水的活动变化有着密切联系,地下水位不同程度的变化,必然会对岩土工程造成危害,为了能够最大限度的降低这些危害,稳定岩土工程结构,全面分析地下水变化引起的岩土工程危害,才能够有针对性的采取治理以及预防措施,下面就对一些常见危害进行分析:2.1水位上升问题引起的岩土工程危害地下水位上升必然会对岩土工程造成一定程度的危害,而导致其水位上升的原因有很多中,例如:总体岩性产状以及含水层结构,水文、气象以及温度等等都会导致地下水位上升,甚至有的时候是几种因素综合作用,从而导致水位上升。另外,还有一些比较特殊的岩土机构强度以及湿度不符合施工要求,并导致其出现粉土以及管涌现象发生,这些都是由于水位上升而引起的岩土工程危害。2.2地下水位下降引起的岩土工程危害无论是地下水位上升,还是下降,对于岩土工程都会造成带来巨大危害,上文对地下水位上升的危害性进行了研究,下面来具体分析地下水位下降的危害,通常来讲地下水位下降的大部分都是由于人为因素导致的,比如:大量抽取地下水、采矿、以及修改水库等等。这些行为会导致地下水位大幅度下降,从而造成地面沉降、塌陷以及开裂等现象。这些都对建筑物的稳定性造成巨大影响,并危及到人们的生命财产安全。2.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害针对地下水位的沉降现象,我国地质勘测技术人员经过多年的研究,已经取得了一些成绩,但是与实际的要求相比,还是远远不够的,由于地下水位的变化会导致膨胀性岩石发生一定程度的膨胀形变,因此,如果这种显现反复出现,必然会使岩土的膨胀收缩幅度更大,最终必然导致地面开裂,引发建筑物结构的破坏,这种破坏在轻型建筑结构中更加明显。另外,地下水的升降变动带,由于地下水的不断侵入,还会带走土层中的铝铁成份,土层失去胶结物,会变得松动、含水空隙变大、其承载力以及强度就会降低,从而对岩土工程基础处理带来巨大阻碍。 三、水文地质勘测的任务 在充分了解地下水变化所带来的危害性后,强化水文勘测力度,做好钻探以及物探工作,是提供准确情况评价与判断结果的前提。1.钻探的任务钻探工作是水文地质勘测中的重要环节,其最主要的任务就是冲击凿碎岩石,工作人员会借助专业的工具和设备进行,钻探的最大优点就是适应性强,能够在多种复杂的环境下进行,并能够深入到岩体内部,勘测结果精确度高。2.物探的任务电法勘测与弹性勘测是目前工程地质勘测中最为常见的两种方法,前者会受到地形条件的影响较大,并且要更具岩石的电学特性为基础,分析岩石缝隙,岩石程度强弱等情况对电法勘测效果的影响,专业的技术人员适用专业的勘测仪器,对目标岩层进行物理参数的测定,从而确定地下深层的地质状况。3.野外测验在水文地质勘测的过程中,还有一种测验方式也十分常见,那就是野外测验。这种勘察方法是能够获取全方位的水文地质资料,为日后的工程设计、测评、施工提供最为科学的参数依据。综上所述,我国的地质勘测工作人员,要不断提高自身的勘测技能,将以上三种勘测方法全面掌握,将水文地质勘察工作作为共组重点,积极进行创新和研究,做到具体问题,具体分析,科学采用检测方法,从而最大限度的提高勘测数据的准确性。 四、结束语 地质勘测是工程施工中的必然要进行的工作,在地质勘测中水文勘测非常关键,地质结构与地下水压力以及水位变化有着非常密切的练习,因此必须要全面细致的做好地质水文勘测,才能够为岩土工程施工提供必要依据,从而提高其施工质量,保障建筑物的整体稳定性。然而,从目前我国工程水文地质勘测的情况来看,形势并不十分乐观,一些施工单位和工作人员对于水文地质勘测的重要性了解不够透彻,从而都是勘测结果不准确,这就增加了日后岩土工程的施工隐患,为了有效改善这样的现象,从工程实际情况出发,做好野外测验以及钻探和物探工作,应该得到地质勘测者的高度重视,这样才能够为人们提供更加安全的生活环境,促进社会的和谐、稳定。 作者:孟庆艳单位:山西省第一水文地质工程地质队 地质勘测论文:水利水电地质勘测措施论文 摘要:水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。由此可见,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。 关键词:水利水电;工程地质问题;环境问题;勘测问题 一、水利水电工程建设与环境问题 1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后,由于地应力的调整或水体下渗等原因,触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明,要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件:①水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;②存在有利于应力集中的地质环境条件;③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道,一般而言,水库的坝址没有较大的断裂带存在,仅仅是水荷载引起的地应力,诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震,那将是灾难性的。从1987年的资料至今,我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座,已发现水库诱发地震的有13座。 1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布,从而对周围环境造成影响。例如:①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题;②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸;③下游地区的地下水位下降;④入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;⑤因河流流量减少,使得河流自净能力降低;⑥以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响;⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化。由此可见,水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。 1.3水利水电工程与气候问题一般情况下,区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后,当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润,形成新的小气候,对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。 1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响:切断了洄游性鱼类的洄游通道;水库深孔下泄的水温较低,影响下游鱼类的生长和繁殖;下泄清水,影响了下游鱼类的饵料,从而影响鱼类的产量;高坝溢流泄洪时,高速水流造成水中氮氧含量过于饱和,致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响:库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏;同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。 二、工程地质工作中存在的问题 2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有:①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。 2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。 三、结语 工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业,它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要,是现代化大生产和保证工程质量的客观要求,是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势,工程地质分析不够深入,有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测论文 一、全球定位系统(GPS)的应用 GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。 二、遥感技术的应用 遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。 (一)区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。 (二)水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。 (三)岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。 (四)中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。 (五)岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。为此长江勘测技术研究所在“七五”、“八五”和“九五”科技攻关中开发和完善了“高边坡快速地质编录系统”,并成功地应用于长江三峡永久船闸、澜沧江小湾、清江水布垭等工程的岩质高边坡开挖中的地质编录。该项技术采用的是数码像机摄影,微机现场采集及预处理,自主开发的软件处理可随时提供岩质高边坡的连续彩色影像图和地质所需的将边坡开挖面置于任意方位的线划图。 (六)水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用TM卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用TM卫片和1∶3万~1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。 三、地理信息系统(GIS) GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS,是一种专业的地理信息系统软件。 四、工程物探技术 在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。 (一)地球物理层析成像技术(CT)。CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,CT技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及CT技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。 (二)钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将CCD光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成VCD光盘,还可进行后期图像处理及制作。 地质勘测论文:水利水电工程水文地质勘测的探讨 摘要:水文地质和工程地质二者关系极为密切,互相联系和互相作用,地下水既是岩土体的组成部分,直接影响岩土体工程特性,又是基础工程的环境,影响建筑物的稳定性和耐久性。但在实际的勘察工作中,容易被忽视,因为在勘探成果内很少直接涉及水文参数的利用,水文地质问题往往只被认为是象征性的工作,在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区,由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人,设计中又忽视了水文地质问题,因此经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题,导致之前所做的勘察和设计偏离实际情况较大。本文针对建筑地基基础工程勘察中水文地质评价内容、岩土水理性质、地下水引起的岩土工程危害等三个方面的问题进行讨论。 关键词: 水文地质;工程勘察 一、工程地质勘察工作的基本原则 以查明与地质条件有关的险工、险段和险情部位的出险原因,这是除险加固工程勘察工作的基本原则,其余没有出险的部位不必进行勘察,除非委托方另有要求。此原则就相当于医生面对一个腿关节疼痛的病人,用不着给人家做胸部CT和谓镜检查,除非病人要求作全面体检,否则就有“敲诈”之嫌!对于病险工程的全面体检,那是安全鉴定的任务,这个原则一定要分清楚,否则费力不讨好。 某些工程还有大坝加高任务,是在原大坝上增加了新的荷载,坝基受力条件有所变化,这时必须进行坝基工程地质评价,作出坝基地质体是否能够满足大坝加高要求的地质结论,这一点在实际工作中往往容易被忽略,因为工程安全鉴定报告并不一定对此提出要求。某些特殊工程的大坝加高,还需对坝基地质体进行科学研究,以便得出具有足够说服力的结论。例如,南水北调中线水源工程~丹江口大坝加高工程,虽然在该大坝兴建时坝基就已经按照今后最终坝高要求进行了工程处理,但仍然不能简单地认为加高是可行的。因为原大坝已经建成运行了三十多年,坝基地质体受力变形已经达到了协调平衡,加高大坝后,坝基必需接受新增加的大坝荷载、水荷载和其它荷载,坝基地质体必然要打破原来的平衡并进行新的应力应变调整,以达到新的受力平衡。显然,研究新的平衡条件下地质体的工作状态及其对上部结构的影响,渗流场的改变等,也许是有必要的。 二、工程地质勘察中水文地质评价内容 在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害,总结以往的经验和教训,我们认为今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价,主要应考虑以下内容: (1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。 (2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文地质问题,提供选型所需的水文地质资料。 (3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响,更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。 (4)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题。 三、岩土水理性质的测试和研究岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形,而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,而地下水在岩土中有不同的赋存方式,不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同,而且影响程度又与岩土类型有关。 1、岩土的主要的水理性质及其测试办法: (1)软化性,是指岩土体浸水后,力学强度降低的特性,一般用软化系数表示,即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下极限抗压强度之比,它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时,在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。 (2)透水性,是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性,其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀,其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育,其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示,岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。 (3)崩解性,是指岩土浸水湿化后,由于土粒连接被削弱、破坏,使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以普洱景东地区的残积土为例,一般崩解时间5~24h,崩解量1.79%一34% ,以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解,而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。 四、地下水引起的岩土工程危害 地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。 1、地下水升降变化引起的岩土工程危害 地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起危害又可分为3种方式: (1)水位上升引起的岩土工程危害。 潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成:① 土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。② 斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③ 一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④ 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。⑤ 地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。 (2)地下水位下降引起的岩土工程危害。 地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。 (3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。 地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替,会将土层中的胶结物——铁、铝成分淋失,土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大,压缩模量、承载力降低,给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。 2、地下水动压力作用引起岩土工程危害地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件,在移动的动水压力作用下,往往会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。 五、结语水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用,随着工程勘察的发展,必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对地质工程勘察水平的提高起着极大。 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测的主要方法及其发展 【摘要】重新认识和审视目前我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平,大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用,从而使水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展。定性分析和定量计算的紧密结合,对加快我国水利水电工程业的发展具有重大意义。 【关键词】水利水电工程;地质勘测;方法 1.全球定位系统(GPS)的应用 GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。 2.遥感技术的应用 遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。 2.1区域构造稳定性研究 由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。 2.2水库区塌、滑坡、泥石流调查 在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。 2.3岩溶调查 利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。 2.4中小比例尺地质测绘填图 推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。 2.5岩土工程开挖面地质编录 为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。 2.6水土保持、防洪与移民安置容量研究 如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用TM卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用TM卫片和1∶3万~1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。 3.地理信息系统(GIS) GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS,是一种专业的地理信息系统软件。 4.工程物探技术 在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。 4.1地球物理层析成像技术(CT) CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,CT技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及CT技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。 4.2钻孔彩色电视系统 a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将CCD光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成VCD光盘,还可进行后期图像处理及制作。 地质勘测论文:复杂地质条件下综合勘测技术的应用 【摘 要】通过对大巴山隧道隧址区地层、地质构造的研究分析,采用综合勘测技术手段,预测隧道掘进过程中可能出现的各种不良地质灾害,预防和杜绝安全事故的发生,取得较好的勘查效果和良好的经济效益和社会效益。 【关键词】综合勘测手段;复杂地质构造;不良地质现象;病害预测 1 概况 阿荣旗至北海公路是交通部规划的八条西部开发省际公路通道之一,是连接我国西北、华北与西南地区及沿海省市的重要公路干线,在全国高速公路网中具有举足轻重的地位。陕(西)(四)川界秦巴山区的大巴山公路隧道长约6.2Km,为全线的控制性工程,根据《新大巴山隧道工程地质说明书》及大巴山隧道1:1万工程地质图,区内地层从震旦系到三叠系均有出露。地层中有高碳质泥岩、煤层、泥质砂岩、砂岩、灰岩、硅质白云岩等,地层岩性较多,可能出现的不良地质现象有岩溶突水、突泥、煤层瓦斯、硬质岩石的岩爆、软质岩石的变形等,工程地质条件极其复杂。 近年来,四川地区公路隧道施工和后期运营中,发生了几起事故,如:2005年12月22日,四川都江堰董家山隧道发生瓦斯爆炸事故,造成44人死亡,11人受伤的重大事故;四川华蓥山隧道根据施工阶段的观测资料,隧道溶洞、涌水(泥、砂石)多次出现,并含有大量的瓦斯及多种有害气体,遭遇特大涌突水(泥、砂)近30次。这些事故的发生,与勘察阶段地质资料的准确性关系密切,对后期隧道的勘察精度提出了更高的要求。 2 隧址区构造发育情况 大巴山隧道隧址区大地构造位于扬子准地台大巴山褶皱带,隧址区内褶皱、断裂构造非常发育。大巴山区地层多为二叠系长兴组、吴家坪组、茅口组灰岩,含有煤层和高炭质泥岩,三叠系嘉陵江组二段厚层状灰岩,岩溶管道大涌水以及砂岩裂隙水等比较发育。 区内褶皱构造紧密细长,轴部岩层直立,甚至倒转,脊线走向大致为北西向,起伏大致向南东倾伏,轴面多向北东倾斜。在隧址区前段,以源滩-莲花池背斜为主体,两侧均发育有复式褶皱。在大巴山隧址区出口段,有与轴面平行的逆断层7条,构成叠瓦式的断层系,由北东向南西推复,隧址区褶皱轴线及断裂线的方向,因受地台基底轮廓控制,而沿扬子准地台弯曲,在大巴山隧址区南部大体为北西向,在大巴山隧址区北部复式背斜大体为近东西向,短轴褶曲轴线及断裂线以源滩~莲花池背斜轴线为中心,呈外旋、放射状排列。其中的褶皱有子母梁~竹园向斜、后寨沟~刀淋沟背斜、后寨沟向斜、胡家屋基~庙梁上背斜、胡家湾向斜、胡家湾~黑垭口倒转背斜、张家坪~簸箕湾倒转向斜,发育的断裂既有区域性的大断裂,也有局部性质不明小断裂,其断裂走向与构造线基本一致,并以逆断层为主。 3 综合勘测技术的应用 本次大巴山隧道工程地质勘查,对各种手段要解决的主要地质问题加以研究,以求达到在同类工程地质条件下公路隧道勘测手段优先推广应用之目的。尤其是特长隧道,受地质条件的复杂性和勘察周期的限制,复杂场地(岩溶、破碎带、岩性纵横向差异大的地区)在设计阶段布置合理的勘察工作量,评价隧道的围岩级别,对隧道掘进过程中可能出现的涌水、突泥、煤层瓦斯、硬质岩石的岩爆、软质岩石的变形等不良地质现象做出合理、准确地预测。综合勘测技术的使用是在充分了解以上地质资料的基础上,本着客观准确的原则,利用多种手段,有针对性地查明各种地质灾害,为大巴山公路隧道的设计提供充分的地质依据,为隧道掘进过程中存在瓦斯、岩爆、突泥、突水等公路地质病害作出预测并建议合理的处治措施。 3.1工程地质调绘 主要对本区的地层、构造、水文等地质现象的核实与补充,在岩石出露较好地段,通过实测地质断面,分析并推断隧道在掘进时,通过各断层和褶皱核部时,可能出现的不良地质现象并作出合理的预测、预防。在褶皱与断层的交汇部位布置适量挖探工程,揭露断层破碎带的宽度及断层两侧岩石的完整性及风化程度,推测隧道通过段围岩的完整程度。 3.2 物探 利用瑞雷面波、浅层地震折(反)射法、视电阻率、高密度电法等常规手段,查明隧道洞身岩性的风化深度、进出口段覆盖层的厚度及密实程度,断层通过位置及隧道深埋段围岩结构特征并评价可能影响工程的地质异常区(带)。目前较为先进的技术有CSAMT大地测深仪,利用可控源音频大地电磁法为主,以激发极化法和瞬变电磁法为辅助手段,综合利用物探资料及地面工程地质勘察结果对深埋、长隧道围岩的结构特征进行解释,并评价可能影响工程的断层破碎带及异常区,对工程勘察及施工提供有用的信息。还可利用陆地声纳法、微分电测深、V8大地电磁仪相结合,可准确查明石灰岩地区岩溶发育的走向、规模、及顶底板埋深,对隧道的选线及施工的超前预报起到积极的作用。 3.3 钻探 为了验证异常区和取得一些原位测试数据,钻孔应布置在多种构造的复合部位,因为这些部位通常是构造薄弱地带和地下水富存部位,通过钻探,可以了解岩体的完整程度,采取岩样做物理力学试验和孔内水文试验,为隧道涌水量的预测提供参数,并在深孔内做地应力测试,以准确评价硬质岩石的岩爆和软质岩石的变形参数。 4 病害预测 通过以上勘察手段的使用,综合分析各种公路隧道病害发生的原因,了解其发生的机理,并对病害发生的地段做好预测。岩性以灰岩、白云质灰岩、硅质白云岩及凝灰质砂岩为主,隧道埋深较大(大于400m),穿越的地层岩性属硬质岩,有发生轻微~中等岩爆的可能,采用“短进尺、弱岩爆”,严格控制炮眼利用率,可以降低岩爆发生频率;进口段和出口段穿越(∈1s1、∈1sh)高碳质泥岩及煤层时,应予重视并加强通风与瓦斯检测工作。 该隧道段落预测的突水点11处、煤层瓦斯段2处、岩爆发生段5处。在隧道施工掘进中,都得到了验证,并采取积极主动的预防措施,杜绝安全事故的发生,取得良好的经济效益和社会效益。 作者简介: 卫建昌(1970—),男,山西运城人,地质工程师,1991年毕业于中国地质大学(武汉),主要从事工程地质勘察、矿产地质调查工作。 地质勘测论文:论水工环地质勘测工作中的技术应用 摘要:随着科学技术的发展,越来越多的科学技术手段运用到水工环勘测工作当中,提高了勘测的工作效率。然而,勘测的多种技术尚未全面展开运用,未能满足勘测的各种需求。 关键词:地质勘测;技术应用;水工; 引言:目前我国地质灾害防治、地质环境保护、地质的综合治理力度虽然得到很大的提高,但是在水工环地址勘测工作中,技术力量一直没有到位,导致缺乏必要的地质环境勘测资料,使得地质勘测设计的依据不足,可操作性不强,造成资源的极大浪费,甚至给工程安全埋下隐患。 一、水工环地质的概述 水工环地质调查和研究与人类的生存息息相关,尤其是在全球环境变化和推崇社会经济环境可持续发展的大背景下,各国都将其引入更广阔的空间。目前,各国水工环地质工作已经由过去以摸清资源家底为主要目的基础调查工作,转向以促进自然社会经济复合生态系统的可持续发展为战略思想,重点解决社会发展和人类生存的重大问题上来。这个转变重视了资源一环境一经济的协调发展,加强了资源信息、数据管理、灾害监测等方面的工作。 二、水工环地质勘测工作初测和技经阶段 水工环地质勘察的初测和技经阶段,由于地质前期工作尚不充分,而钻探和山地工作也没有全面展开,在地质资料成果的精度要求方面不是很高,因此勘测的技术手段可选用精确度较低的方案,根据勘测的任务确定应用。 1、地质填图。 ①勘测位置。复盖地区和水下地段。 ②技术应用。(1)高电阻:岩层的致密:(2)低电阻:岩层分布范围的疏松;(3)磁法:由于中性岩石、酸性岩石、基性火成岩和变质岩都是强磁岩石,而沉积岩呈弱磁性状态,因此。强磁岩石和若磁岩石地质勘测可应用磁性勘测技术:(4)自然电位:炭质、黄铁矿含量、地下水较为丰富的岩石分布范围,以地下水渗透活动地区分布范围的圈定。 2、基岩顶板深度。(1)电测探法:高程图制作;(2)电测剖面法I地质和电性条件一般,而勘测成果误差在15%左右,采用这种方法:(3)地震勘测;当基层埋藏的深度 30公尺,地震勘测法获得的精度会更高。 3、地下水位勘测。(1)在干旱地区,地下水位较低,含水层电阻低,用电测剖面法和电测深法进行勘测:(2)矿水的电阻高于淡水。因此可采用电剖面法将高电阻的范围圈定,并结合地质材料.用钻探对地下水位进行勘测验证。 三、水工环地质勘测工作初步设计阶段 水工环地质勘测的初步设计阶段,将会广泛使用到电法、地震、磁法和井测等技术。其任务包括。 1、建筑材料勘测。由予建筑材料如砂石、土壤等,对勘测的精度要求不是很高,因此建筑材料地延深和分布范围,通常是应用电阻法进行勘测.并且能够对地下水的水深进行确定。 2、地下水流速和流向的勘测。在水文地质的勘测中,地下水流速和流向的勘测通常是在钻孔附近较为平坦的地形上,在钻孔下套管进行充电法勘测。 3、破碎带厚度和范围的勘测。在利用电测探法进行破碎带范围和厚度勘测的之前,要对破碎带进行充水或者湿土处理,以降低破碎带的电阻;如果遇到磁性破碎带岩石的时候,可利用磁法勘测;而地震震波在破碎带的传播速度会下降,因此也可用地震法勘测。 4、滑坡的勘测。水文地质工作和山地工作经常遇到滑坡地段的地质断面,其厚度和坡底基岩的性质必须应用电测法进行勘测。 5、基岩裂缝的勘测。基岩裂缝的勘测是在基岩上设置一个定点,沿着定点再设置若干个方向进行电勘测,将标在平面图上得电阻率连成椭圆形曲线,从而判断裂缝的方向。 四、水工环地质勘测工作技术的设计阶段 此阶段是在水工环地质勘测的初步设计阶段之后,这个阶段将大量使用井法和地震勘测法,其主要任务的技术应用有。 1、岩性分层和岩性对比。(1)钻孔岩性柱状图:由于测井法的精确度高于钻探,可利用电阻测井、放射性测井和自然电位进行勘测,为不采岩心钻探的采取提供实现的可能性;(2)钻孔地质柱状图的补充和校准:电阻测井、放射性测井和自然电位可以在岩心获取率低得情况下进行勘测:(3)岩层的倾向和倾角:电阻测井。 2、钻孔勘测。(1)井孔变化情况的测量:测定范围是井孔德直径、倾向、倾角;测量方法是具有测井法功能的物探仪器;(2)钻孔含水层:由于含水层的电阻低,而且能够产生过滤电测,因此其位置和厚度要用电阻测井法或者温度测井法:(3)溶洞和漏水口:电阻测井法、自然电位测井法、温度测井法。 3、地下管道。(1)腐蚀地段:由于管道腐蚀地段的自然电位异常,因此通常利用自然电位法对地下管道腐蚀地段进行查明,以便防护;(2)线路:地下管道线路的低电阻带和自然电位带可用自然电位法勘测。 4、勘察埋藏或者淹没物品。(1)铁质类的遗失物品,譬如钢铁器材,可以用磁法和电法勘测迅速找出;(2)其他类得遗失物品一般使用电法勘测找出。 5、地层电阻力。由于电站的电气、高压线塔和避雷等设备都是直接与地面接触.因此在安装之前,必须对底层的电阻率进行勘测。 五、水工环研究中新技术、新方法的应用 (1)地理信息系统(GIS),地理信息系统作为一种应用技术是以处理空间数据为基础的,而地质信息的特点决定了使用GIS 技术的优越性,从而使该项技术在地学的各个领域得到了广泛的应用。 (2)遥感技术(RS),遥感技术在水文地质、工程地质以及新近形成的环境地质学科中近30 年的应用,走过一个从定性评价到半定量、定量评价,从指示要素分析到计算机模型模拟,从单一解译到综合方法互补等阶段,充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费,且具有多时相动态监测等优势,广泛应用于水文地质勘查、评价、大型工程选线(址)、区域稳定性评价、地质灾害调查、评价预测及地质环境评价预测等领域。 (3)物探技术,由于物探技术能提供多种描述地质材料的物理参数并具有速度快、成本低和不破坏地质环境的优点,在水工环勘查的历史上已经得到了广泛的应用。近十几年来,在时空域内利用高分辨率技术勘查地质目标的成功,使水工环物探勘查技术取得了长足的进展。 (4)水质测试技术,目前国内外的实验测试手段,从分析原理划分,大致可分为两大类:即化学分析法和物理分析法。这两类分析方法之间并不是相互孤立和对立的,在实际分析工作中,应根据具体情况和要求,综合考虑仪器分析和化学分析的特点,扬长避短,选用适当的分析方法。这就要求分析化学工作者必须同时掌握好这两类分析方法。 结束语: 综上所述;随着科学技术水平的不断提高,作者结合多年的水工环地质工作情况,分析了城市建设和规划中的地质调查评价工作也逐渐成为一项重要任务。其中城市环境污染防治和监测、土地利用规划、工程地质灾害调查和风险评价、垃圾填埋场地质调查等逐渐成为目前水工环地质研究的重要领域之一,说明了应用高技术手段对提高水工环地质勘察工作效率具有重要的意义。 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测的主要方法及其发展 摘要:重新认识和审视目前我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平,大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用,从而使水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展。定性分析和定量计算的紧密结合,对加快我国水利水电工程业的发展具有重大意义。 关键词:水利水电工程;地质勘测;方法 1 全球定位系统(GPS)的应用 GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。 2 遥感技术的应用 遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。 2.1 区域构造稳定性研究。由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。 2.2 水库区塌、滑坡、泥石流调查。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,有一些工程应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。 2.3 岩溶调查。利遥感影像,特别是彩红外影像进行岩溶及岩溶水文地质调查有其特殊的优势,像片解译不仅能很好地判读各种岩溶地貌现象,而且还可以充分利用和其它介质红外光谱的差异,判断地下水的分布和泉水分布等。清江招来河、高坝洲,黄河万家寨等工程曾利用彩红外航片解译来研究岩溶及岩溶渗漏问题,都取到了良好的效果。 2.4 中小比例尺地质测绘填图。推广遥感技术,在保持必须的野外工作量和成图现场校核工作的前提下,中小比例尺地质图以遥感成图取代常规地质测绘;建筑物及其它重要地区大比例尺工程地质图优先考虑遥感成图。这是十年前在全国水利水电勘测工作会议上由水利水电规划总院提出的“勘测技术发展目标”文件所确定的。 2.5岩土工程开挖面地质编录。为适应大型水利水电工程施工中进行反馈设计、安全预报和存档备查的需在人工开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的开挖中采用地面遥感技术,进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据是很必要的。 2.6水土保持、防洪与移民安置容量研究。如1994年,长江勘测技术研究所承担的长江上游水土保持重点治理区滑坡、泥石流发育程度与稳态区域研究项目,该项目在研究中利用TM卫片对陇南、金沙江下游、三峡库区3大片进行解译与发育程度的划分(滑坡分四级,泥石流分五级)作出了区划图,提出了防治意见和预警系统建立的基本设想。1990年地矿部航空物探中心与长江委规划处、综勘局一道,开展长江中游干流防洪工程现状遥感调查,用TM卫片和1∶3万~1∶5万彩红外航片进行解译和编写报告,提交的成果获得了较好的成效。移民安置容量研究,航卫片,尤其是彩红外航片,以其对土地利用类型的可判读性和现实性,为移民安置容量分析确定提供了新手段。 3地理信息系统(GIS) GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS,是一种专业的地理信息系统软件。 4工程物探技术 在我国工程物探虽然起步较晚,但在水利水电工程勘测设计单位从20世纪80年代初至90年代初逐渐引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使物探仪器得到了全面的更新,其中有些是当时或至今都是世界水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。 4.1地球物理层析成像技术(CT)。CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,CT技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利水电工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及CT技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。 4.2钻孔彩色电视系统。a53mm的钻孔彩电是为适应水利水电工程勘察的大多数钻孔都是a56mm的金刚石钻孔而设计制造的;50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平风钻孔观察而设计制造的,并首次将CCD光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一个更新换代产品。当前,随着数字技术的发展,钻孔彩电又在开发的图像处理系统基础上研制出多功能钻孔彩色电视系统,系统采用工控级主机,形成控制器、监视器、录相机三合为一的一体化主机。主机可配接多种不同口径的钻孔电视探头,实现图像数字化实时采集压缩存储,成果可刻录成VCD光盘,还可进行后期图像处理及制作。 地质勘测论文:浅析地质统计在矿物质勘测开采中的应用及其发展 [摘要]:讨论了地质统计学的产生、研究现状,介绍了地质统计学在我国矿物质勘测开采中应用,最后探讨了地质统计学研究存在的问题和发展方向。 [关键词]:地质统计、矿物质、勘测、发展方向 一、地质统计学的产生及现状。 地质统计学是由法国著名学者马特隆教授(G.Matheron)于1962年创立的。地质统计学是以区域化变量理论为基础,以变异函数为基本工具,以克立格法为基本方法,研究那些在空间分布上既有随机性又有结构性的自然现象的科学。 地质统计学经过40多年的发展,已成为能表征和估计各种自然资源的工程学科,并由法国、南非及一些法语国家推广到几乎全世界。经过长期的追新发展逐渐演变成以G.马特隆为首的参数地质统计学派和以A.G儒尔奈耳(A.GJournal)为首的“斯坦福地质统计学派”又称“非参数地质统计学派”。不同的数学方法不断地引进克立格法,多学科渗透形成各种新的克立格法。 二、地质统计学在矿物勘测与开采中的应用。 1、运用地质统计学进行矿物储量勘测。 地质统计学是DIMINE矿业软件进行矿量估算的基础,文中的估值结果建立在该软件之上,估值必须经过建立矿体三维可视化模型、地质数据库、理论变异函数等过程。 地质统计学法被认为是一种较好的品位估值方法,尤其适用于品位变化大,矿岩界线由品位控制的矿床。在估值计算过程中,当有了足够的地质钻孔数据时,对矿床进行正式可行性评价时,选用地质统计学法是一种较好的方法,而在对矿床进行初步评价或是数据量不足时,就要首选较简单的方法(一般是距离N次方反比法)。基于地质统计学原理和矿体三维可视化建模技术的DIMINE矿业软件,实现了按照不同的边界品位动态圈定矿体,能够以市场经济为向导,快速计算出矿体范围内的矿石量,并进行储量分级,在此过程中所得到的各中间参数,可以为投资决策和日常管理提供必要的参考依据。 2、运用地质统计学进行露天开采。 通过地质统计学勘测出矿物质的储量之后就是验证矿物的价值,进而安排相应的工序进行开采,根据储量合理的安排生产力,开采技术条件对生产能力的作用体现在矿山工程延伸速度和台阶水平推进速度。露天矿可能达到的生产能力与垂直延伸速度的关系为: 通过公式计算出来的结果进行生产能力的分配,为了更好的生产,尽可能的减少人力开工,节约成本开支,而且秩序严明的生产团队才能确保工作的有效性,为国家的重工业发展提供源源不断的能源原料,同样也为钢铁等金属行业做出极大的贡献。 三、地质统计学研究存在的问题和发展方向。 1、地质统计学研究存在的问题。 地质统计学研究存在的最大问题应该是在相关软件上面,地质统计本身就是一项庞大的工程,软件当然顺理成章成为地质学中重大帮手,这项工程同样也是需要广大从业者一起努力才能实现最完美发展。储量计算的过程受到矿床规律、特征及经济的、技术的诸多因素的影响,是一个创造性的认识过程,并非只是数学数字的简单组合运算。所以软件问题直接影响地质统计学的发展。 由于中国的发展制度,即使很多知名的矿业自主研发出了比较完善的软件,出于无法上市而被拒绝市场上进行竞争,同样没有压力也同样没有动力,对我国地质统计学软件的应用与发展有着巨大影响;在地质勘探和矿业开发领域的软件系统中,矿产资源储量评估软件在很多情况下,往往只是这些软件系统中的一个子系统软件。“认定”这个子系统软件,那么其它与此相关的子系统功能软件要不要认定?整个系统软件是否要认定?都是实际存在的问题。在市场中,有些企业还把子系统软件的认定,说成是对整个系统软件的认定,而影响用户的正确选择;矿产资源储量管理部门实施的这项“认定”工作,在时间的安排上有较大的随意性。政策性变化、机构调整、人员变动……甚至主管人员有无时间等因素都能影响到软件“认定”时间的安排。有些研发成功的资源储量估计软件已在矿山生产应用多年,取得很好的效果,只因得不到及时认定,一拖几年,无法在市场上发挥作用。这种情况让人无可奈何。 2、地质统计学研究的发展方向。 (1)经过几十年的理论研究与实践,线性平稳地质统计学的研究较为成熟和普及,但还应对其研究方法加于提高与改进,以便更能反映所研究区域化变量的空间结构特征,提高品位估值和储量计算精度。 (2)目前地质统计学的应用主要是二维或三维静态估值,应加强对时间-空间区域的地质统计学的研究,加上时间作为第四维即可真正地进行动态估值。 (3)我国引进的地质统计学软件和程序库,多为英文界面和基于DOS平台的“第三代”结构化编程语言,在Windows成为计算机操作系统的主流的今天,应加强面向对象编程的第四代程序语言以软件开发,编制出完全汉化、操作更为简单,界面更加优美的软件,以方便矿山工程技术人员使用。 (4)研制一批高水平、实用性强的人工智能型的地质统计学专家管理信息系统,并对成果实行商品化,以适用市场经济的发展,并以此激励科研人员的创新能力。 (5)加强线性非平稳地质统计学(如泛克立格法),非参数地质统计学、稳健地质统计学,多元地质统计学,非线性地质统计学,条件模拟,以及特异值的识别与处理等的研究。引进现代数学如空间拓扑学、人工神经网络等理论,以丰富和发展地质统计学的理论方法。 地质统计学总的发展趋势是由单元向多元发展,由点估计向区间估计发展,由空间克立格法向空间-时间克立格法发展,由参数方法向非参数方法发展,由估计向模拟发展,与其它数学分支相结合,引入更多的地质信息,从线性向非线性发展。总之,地质统计学正朝着理论体系化、方法多样化、手段现代化、成果实用化方向发展。 地质勘测论文:工程地质勘测分析 摘要:本文阐述了工程勘察的目的任务,介绍了工程勘察各阶段主要内容,提出了土木工程地质勘测中需要注意的问题。 关键词:工程;地质勘测;分析 随着整个科学技术的进展,勘察方法也日新月异,新的理论、计算技术渗入到勘察方法的各个方面。我们作为行业的从业人员,一定要细致精确的进行各个阶段的勘测工作,掌握并发展科学技术手段,努力规避需要注意的问题,从而使我们的工作更进一步。 1 工程勘察的目的任务 工程地质勘察工作是做好设计和施工的前提,是建筑程序中极重要的环节。必须先勘察、再设计、再施工。否则后续的工作将是盲目的、不安全的,势必造成巨大的浪费。工程勘察是指运用工程地质理论和各种勘察、测试技术手段和方法,为解决工程建设中的地质问题而进行的调查研究工作。其成果资料是工程规划、设计、施工的重要依据。 工程勘察的目的或任务就是根据工程的规划、设计、施工和运营管理的技术要求,查明、分析、评价场地的岩土性质和工程地质条件,提供场地与周围相关地区内的(岩土工程)工程地质资料和设计参数,预测或查明有关的(岩土工程)工程地质问题,以便使工程建设与工程地质环境相互适应。这样既保证建设工程的安全稳定、经济合理、运行正常,又尽可能地避免因兴建工程而恶化工程地质环境、引起地质灾害,达到合理利用和保护工程地质环境的目的。 2 工程勘察各阶段主要内容 2.1 规划勘察 勘察的任务主要是了解区域工程地质条件,对区域稳定性问题进行论证,对控制性工程地段和可能的建筑区作出定性的工程地质评价,可以提出几个比较方案。主要勘察方法就是广泛搜集已有的地质资料和其他有关资料,进行分析整理,对全区工程地质条件有一概略了解.往往还需要进行路线踏勘和中、小比例尺工程地质测绘,对区域稳定性进行初步论证,对主要建筑区的工程地质问题作出概括性分析。实际的勘探工作量不大,一般只在控制性工程地段和有可能作为第一期开发地区布置少量简单的勘探工程,取得有代表性的勘探剖面。物探常用来指导和配合测绘及勘探工程。试验工作主要是结合勘探取少量有代表性的试样,在室内作基本物理力学性质试验。 2.2 可行性研究勘察 这一阶段的勘察任务就是为满足选定建筑场地的位置、拟定建筑群的布置方式及单个建筑物的形式、规模等要求而进行的。在选址中应对几个比较方案作程度相近的了解,比较详尽地调查各方案的工程地质条件,对主要工程地质问题作出正确的定性分析和适当的定量分析,以说明各方案的优劣,从中选出最优方案,并为初拟建筑类型和规模提供资料。主要勘察方法为大、中比例尺工程地质测绘和工程地质勘探。室内试验工作量较大,并根据情况适当进行现场试验。物探工作仍起很大作用,重要的长期观测工作应开始布置,以取得较长时间序列的资料。 2.3 初步设计勘察 本阶段设计工作要确定主要建筑物的具体位置、结构形式和具体规模,以及它与各相关建筑物的布置方式等。勘察工作必须为此提供(岩土工程)工程地质资料.所以各种勘察手段都要使用。由于前两个阶段已将场址选定.勘察工作的范围就大大缩小了,一般仅限于工程所辖地段,因而勘察工作比较集中,以便全面详尽地了解场地(岩土工程)工程地质条件,深入地分析各种(岩土工程)工程地质问题.勘察方法以勘探和试验为主,侧绘工作只在地质较复杂、工程较重要的地段进行,比例尺较大精度要求较高。勘探工作量是主要的,能供直接观察的勘探工程可为主要手段之一,以便取得详尽的岩土资料。岩土力学及水文地质试验工作量也较大,常进行原位试验及大型现场试验,以取得较为准确可靠的计算参数。物探工作常用于测井和获得岩土物理力学参数,探测地层结构、地下溶洞等,随着新技术新方法的涌现,物探工作使用范围愈来愈广泛。天然建筑材料在可行性研究勘察就已进行普查,本阶段则应进行详查,对其质量和数量作出详细评价,同时还应开展地下水动态观侧和岩土体位移监测。 2.4 施工设计勘察(详细勘察) 勘察任务主要是对某些专门性(岩土工程)工程地质问题进行补充性的分析,提出治理意见;进行施工地质工作;布置工程监测工作等,勘察内容视需要而定,进行补充性的工作。以勘探和试验为主,结合地基处理可进行各种成桩试验、灌浆试验;结合基坑排水进行水文地质试验等。 施工地质工作主要是解决施工过程中新揭露的(岩土工程)工程地质问题,观察开挖过程中的地质现象和问题,检验前期勘察资料的准确性,总结经验。现场开挖面展示了清楚的地质现象。应及时进行观察、编录、照相,根据地质现象的变化提出施工地质预报,进行地基开挖工程的验收工作等。 勘察阶段的划分使勘察工作并然有序、经济有效,步步深人。研究的场地范围由人到小,认识的程度由粗略到精细,由地表渐及地下,由定性评价渐至定量评价。大范围的概略了解有利于选择较好的建筑地段,认识建筑场地的地质背景。场地选定后,勘察范围大大缩小,便于集中投人适量的勘探试验工作,深人地了解工程地质条件,取得详细的(岩土工程)工程地质资料和可靠的计算参数。这一勘察程序,符合认识规律,有助于提高勘察质量,应当遵循。当然工程较小、区域已有资料很多、对场地相关地区的(岩土工程)工程地质情况较熟悉时,勘察阶段可以简化。 3 土木工程地质勘测中需要注意的问题 3.1 地下水位的勘测工作。岩土工程勘察工作人员对于地下水位的勘测工作不够重视,岩土工程勘察中地下水位的测量要求所得结果具有很高的准确性。进行地下水位勘测工作时,要对地下水位的开采情况有所考虑,地下水位的测量应该和钻孔坐标、标高回测进行结合。但在实际测量中,工作人员对于这些问题没有充分重视,甚至没有考虑地下水溢出陡壁和勘测目标附近是否有抽水井,这样的工作态度最终导致了所测量的地下水水位数据不准确,在给地下水位勘测工作带来麻烦的同时也给岩土工程勘察工作带来了阻碍,最后使土木工程地质勘测工作出现不必要的困难。 3.2 基础方案的选择。工作岩土工程的勘察工作,需要按照岩土工程勘察工作基础方案一步一步的进行,因此,在进行岩土工程勘察之前,要对基础方案进行讨论和选择,最终从众多方案中选择一个最全面、最具体、最可行的方案来进行岩土工程勘察工作。可见,基础方案的选择工作在岩土工程勘察工作中尤为重要,既是岩土工程勘察工作的基础,也是岩土工程勘察工作的优秀。现在的岩土工程勘察工作存在对基础方案选择工作不够重视的现象。大多数勘察单位我行我素,不考虑工程的造价问题,甚至不与工程设计进行协商,仅仅提供自己的单一基础方案。基础方案应该是勘察人员与设计人员共同分析研究得出的既经济又合理的方案,只有选择这样的方案才能保证岩土工程勘察工作的顺利进行。有些勘察单位在提供方案的同时,甚至没有考虑场地的地层情况,这就给岩土工程勘察工作的顺利进行设置了不小的障碍。 4 结束语 从事工程建设必须先了解拟建场地的自然环境,区域和场地的稳定性条件,工程地质和水文地质条件,岩土体在工程荷载作用下及工程活动条件下的稳定性、强度及变形规律。工程地质勘察的目的就是以各种手段和途径了解、掌握上述各方面的情况,在此基础上,再根据工程项目的特点和要求对拟建场地做出综合评价,提出对策及方案建议,作为工程设计和施工的基本依据。 地质勘测论文:建设工程地质勘测浅析 摘要:本文分析了地质勘探的任务和常用的建设工程地质勘测方法,文字报告的编写以及工程地质的评价等。 关键词:建筑工程;地质勘测;浅析 1 工程地质测绘与编录 工程地质测绘与编录是地质勘察中最先进行的综合性基础工作,主要方法有:路线测绘法、地质点测法、实测剖面图法等。一般来说,对一个工程区,首先应研究并弄清楚区域地壳稳定性和地震活动状况,然后充分利用已有的区测成果进行专门的工程地质测绘并开展其它专项工程地质问题的研究等工作。全球定位系统( GPS) 、遥感(RS) 、地理信息系统( GIS)等3 S技术的应用,体现了工程地质测绘与编录的发展情况。 2 水文勘测 是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质,不仅影响岩土的强度和变形,而且还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质主要有软化性、透水性、崩解性、给水性和胀缩性。正确运用各种方法准确地测定上述特性参数,可以有效减少地下水对岩土工程造成的危害,是工程勘察的重要组成部分。水文地质条件包括地表水、含水层、隔水层和地下水的来源和水力联系等内容。建设工程场地水主要有地表水和地下水,地下水主要由降雨、雪融水、地表水浸透等方式补给。 3 工程地质勘测 3.1 山地勘探。山地勘探是指采用人工或机械进行剥土,或开挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表浅层地质情况的勘探手段,可直接进行试验、取样和观察地质现象,使用的工具和技术要求相对简单,故在进行地表浅层地质勘察时运用较多。这亦是山地勘探的缺点,即它的勘探深度有限。 3.2 钻探技术。各种转速快、扭矩大、性能稳定的新型钻机对较完整的硬岩进行钻探时,金刚石钻头基本取代了钢粒或硬质合金钻头,大大提高了钻进速度和岩心采取率。SM植物胶和MY21A植物胶冲洗液金刚石钻进砂卵石层取样新技术得到了广泛应用。在软弱夹层、破碎带中钻进时,由于岩芯对磨,岩芯采取率一直很低并且很难取到原状土样。 3.3 工程物探。是应用观测仪器测量被勘探区的地球物理场,通过对测量场数据的处理和地质解释来推断和发现地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置、埋深、大小及其属性的科学。工程物探方法主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。目前,在单源与单点测量的基础上,发展为多源、多点、多线测量,从而发展了三维观测技术。 3.4 工程地质野外试验,工程地质野外试验有触探试验、灌浆试验等岩土物理力学性质试验和地基处理试验。主要体现在试验仪器和设备的发展。例如:目前进行的灌浆试验用来测试地层岩体的透水率,推断岩体的完整程度及节理、裂隙、断层和破碎带等的发育和分布状况等,其灌浆试验的止浆栓塞已发展了高压气塞,灌浆孔浆液注入量则采用自动灌浆记录仪,而且目前灌浆记录仪已由原来的“一对一”发展到 “一对多”,即一台记录仪可自动记录多台灌浆泵注射浆液的流量。 4 文字报告 文字报告是将基本资料上升到理性分析的形式, 耍避免各种现象的罗列和迭加。在图件上已反映清楚的现象不应在文字上重复, 并尽量压缩对普通地质条件的描述。关键是对工程地质专题问题的分析, 最终应有明确的结论, 包括方案的选择, 工程地质问题的预侧和处理意见。报告编写人应该观点清晰,不能含糊其词。对存在的问题和下步工作意见不应超越现实水平, 也不能故意给自己留过分的余地。 5 工程地质的评价 土程地质评价是全部勘测工作的精华, 它是在各种原始资料的基础上, 通过概化、条理化和推断, 并结合各种经验判断上升到理性之后作出的, 由于评价标准不可能有固定的模式, 因而在某种意义上包含了创造性。工程地质评价的这种智力活动较之建筑物结构设计要困难若干倍。其原因是对千变万化的地质成因的认识存在一定的距离, 推断往往不准确。可惜的是, 对工程地质评价的复杂性还很少为社会所接受, 其结果是对地质问题的出现往往持不公正的态度, 长期以来把地质人员的劳动划归体力型范畴, 与设计师严格区别开来认为地质没有科研可搞等等。在当前的改革过程中, 只有摒弃这些偏见, 才能促使工程地质学更快地发展。水工建筑物往往是地质环境的改变、地质体内部矛盾转化的主因, 因而工程地质工作只有从不同建筑物的特点出发考虑问题, 才能比较符合实际工程地质以定量评价为标志, 从而区别于普通地质。建筑物的设计必须与岩基融合为一体,相辅相成。工程地质评价标准是不断提高的, 不能用固定的模式去限制它。在这方面我们有如下一些认识岩体分类从年代以岩石名称和单轴抗压强度为依据, 到目前已转向以岩体类型和多因子力学指标的综合分类。以地质背景为依据的区域稳定性评价转向工程运用标准年限的频率概念, 这样就使人们从无法定量的抽象地质概念中解脱出来, 而按近代地震活动的加速度进行工程设计, 从而简化了工作程序。可利用基岩面的标准已从风化程度的定性评价走向按建筑物规模、类型以及岩体强度与混凝土强度比值等因素的评价, 这就大大减少了坝基岩体的开挖量。岩体强度是岩体的一种力学指标, 以往对岩体强度的认识是肤浅的, 在大量工程实践中已经感到原来的强度参数定得比较低, 这就无形中提高了工程的造价。对软弱层带钓基本认识逐渐深化, 表现在三维空间走向、宽度、充填物等参数的随机性, 以及对地应力条件下的超压密和不可膨胀性有新了的认识, 这就为夹层参数的大幅度提高创造了条件。在地下工程设计中, 采用加固围岩自身强度来承担岩体和内外水荷载, 不但保证了施工安全,同时大大简化了前期勘测工作量和洞线评价的难度。在施工地质中, 结合喷锚支护、光爆、预裂爆破、超前排水等一整套快速施工方法。使地下洞室的难题得到完满的解决。当地材料坝的防渗料、坝壳料的评价标准大大改进, 做到了真正的就地取材。多专业协同配合, 对解决工程地质难题起到了非常积极的作用。 6 结束语 工程地质勘测主要有工程地质测绘、工程地质勘探、地球物理勘探、工程地质试验、工程地质长期观测等。工程地质勘察应与公路基本建设程序相适应, 提交的资料应满足各勘察设计阶段对地质工作的深度要求。由于地质、气候、水文、人类的生产活动等因素的作用,地下水位经常会有很大的变化,这种变化对已有建筑物可能引起各种不良的后果。特别是随着高层建筑日益增多,受施工场地、施工工艺影响,基坑开挖中常采用抽水方法降低地下水位,使得基础底面以下的地下水位突然下降,导致地表塌陷或地面沉降、邻近建筑物产生过大的沉降或不均匀沉降,甚至造成建筑物的倾斜或开裂。所以,分析了解工程场地的水文地质情况是保证建设工程安全的前提和基础。 地质勘测论文:土建施工前期地质勘测探析 【摘要】土建工程施工推动了地区城市化改造进程的加快,完善了国内各项公共基础设施的结构性能。按照图纸要求严格控制土建施工的作业质量,不仅防范了土建筑物结构病害的发生,也能创造了良好的竣工收益。地质勘测是工程建设前期的重要工作,根据勘测反馈的数据结果可引导施工单位制定科学可行的作业模式。基于此,本文对土建施工前期地质勘测进行了研究。 【关键词】土建施工前期地质勘测 重要性 施工企业内部经营的改革调整,其在作业思想上逐渐认识到地质勘测的必要性。并且肯定了地质勘测对土建工程建造的指导作用。除了传统地质勘测措施外,也要引入国内外先进技术建立数字化勘探系统,全面分析地质勘测对土建施工的指导意义。以地质勘测结果为依据,组织更加科学的土建施工方案,降低土建施工期间的成本耗资。 土建工程及其地质勘测 土建工程土木工程和建筑工程的总称,是指使用建筑材料和施工设备完成一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修的生产活动和工程技术。现时一般的土建工程项目包括:房屋、道路、水务、渠务、防洪工程及交通等。地质勘测是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用的方式、特点和规模,并作出正确的评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。 土建施工前期地质勘测的重要性 1、收集图纸资料 地质勘探是图纸绘制的必备工作,工程绘图是将勘测结果绘制成形象的图形,此环节需要收集大量与工程相关的资料。地质勘测技术创新改革条件下,国内建筑测绘的质量水平有了显著的改善日。各类土建项目施工均要实施详细地地质勘测活动,给图纸方案编制及图纸测绘提供了依据。 2、发现质量病害 国内土建施工项目需要完成的任务日趋多样。而房屋、公路、水利等均属于土建工程的范畴,这些项目施工质量关系着社会新时期基础设施的改造水平。质量通病是土建施工无法预测控制的一个难点,多种因素均有可能减弱土建筑物的性能.通过地质勘测能发现土建工程潜在的病害隐患。 3、了解作业环境 最近几年,地质条件对土建工程质量的影响受到了共识,特别是异常水文运动会对土建筑物结构造成不同的病害,熟悉工程地质环境是保证施工方案顺利实施的基本条件。地质勘测可以从多个角度熟悉现场的地质条件,让施工人员尽快适应土建作业环境,发挥出更高的施工操作水平。 4、指导现场施工 施工是土建工程建设的重点环节,保持优越的施工质量是创造经济收益的基本条件。地质勘察时进行岩土测试、观测见土工试验、现场原型观测、岩体力学试验等,指导了施工单位根据地质条件制定科学的作业方案。给基于地质勘测的测绘图纸,也能科学地引导施工单位完成建造任务。 5、降低项目成本 成本资金投入与项目建造的经济收益存在着直接联系,相同工程在建筑质量相同的条件下,成本耗资最少的施工单位,其获得的经济收益越多。相反,降低成本造价投资也是提升项目收益的有效方法,基于地质勘测结果的施工方案更加科学,返工返修次数较少,成本造价 费用也相对较低。 三、地质勘测过程需要注意的问题 地质勘测对土建施工具有多方面的指导意义,从多个方面降低了施工单位安排现场作业的难度。未来我国将进入社会综合化改造时期,土建项目所涉及的范围更加广泛,建造单位面临的工程风险也有所增大。无论是从项目质量或者经济收益的角度考虑,重视地质勘测工作是必不可少的。设计地质勘测方案还需注意其它方面的问题,具体包括: 1、操作设备 不能过于依赖人工勘测,尽可能建立自动勘测系统,全方位搜索与地质环境相关的资料。如:地质钻探中选用多功能钻机,减小人工挖掘地质层的操作难度 采购勘测设备应及时运用于实际操作,使其发挥出高科技产品具备的使用价值,推动土建工程地质勘测活动的有序开展。 2、多次勘测 不同地区的地质条件存在较大的差异性,有时以此勘测并不能客观地反映现场的地址状况,此时应坚持多次勘测的原则。如:气候条件特殊的地区.地下水文运动会随着地质环境的变化而改变,需从不同时间段多次勘察测量,确保所得地质信息的真实有效性。 3、组织人员 工程单位安排的勘测人员必须符合专业要求,其理论知识、实践技能、勘测经验等方面要满足土建工程勘测的要求,以更好地完成各项地质勘测任务。一般情况下,施工单位应筛选一批高素质、高技能的职业人员,建立一支高效率的勘测团队,在规定期限内完成交付的地质勘测任务。 4、记录数据 土建工程现场勘测所得的数据必须详细记录,以客观事实为准,准确且具体地记录每一项数据,为施工单位的作业方案提供有效的参照。利用计算机操作系统建立数据库,定期存储录入勘测所得数据,长期积累形成庞大的数据资源,为相似土建工程勘测提供资料参考。 5、勘测点数量的确定 若在地质地层勘测中,能对地质状况勘测清楚,就可降低因支撑力不足而引起的机器利用率下降的影响,由于上方地表层的状况往往非常复杂,要完全对地质勘测清楚是不可能的;更何况勘测经费、地质勘探所需要的时间等也是工程不能完全许可的,因此,在施工过程中总是存在地质勘测不能充分实现,施工风险随时相伴的情况,科学制定地质勘测点数量,不仅可将施工风险降到最小程度,而且还可以对工期的制定、辅助措施、备用支撑材料的准备、工程概预算制定等提供依据。 在实际工程中,很难做到对地质地层状况进行充分地勘测,因此,对地质条件的认识总是存在着一定的局限性,即便增加勘测钻探孔数量,增加地质地层信息的收集,也只能做到相对减少施工过程中不良地质地层突然出现的风险,实际上在施工过程中不良地质地层的突然出现还是不可避免的,为规避这样的风险,在机器的选择上往往需要配置地质超前预报系统;在施工队伍的建设上,施工人员应能既懂机械、岩土、土建等专业知识,还应具有较强的应变能力——充分掌握并灵活运用不同地质条件下机器的操作规范、维护规范、机况检修规范及特殊工况下的作业操作规范等技术规定,以便做到在施工过程中,对不良地质地层状况提前知道、提前准备、提前处理,建立建全良好的风险管理与处理机制,以减少安全隐患。 总结 总之,伴随着城市交通、水利、建筑等多个行业的快速发展,相关建造工程的数量也持续增多,施工单位参与建设活动面临着巨大的压力。地质勘测在建筑工程、地下工程、混凝土工程等方面得到了广泛地运用,土建工程施工推动了地区城市化改造进程的加快,完善了国内各项公共基础设施的结构性能,对保证各个项目施工质量方面具有显著的意义。 地质勘测论文:刍议水利水电工程地质勘测方法与技术应用 摘要:文章在探讨工程地质测绘与编录主要内容的基础上,重点对水利水电工程地质勘测的方法及相关技术的应用及发展状况进行了详细的论述,以期对工程地质勘测过程中勘测方法的采用起到一定的参考作用。 关键词:地质勘测;水利水电;地球物理 中图分类号:P25文献标识码: 文章编号: 一、工程地质测绘与编录 工程地质测绘与编录是水利水电工程地质勘测技术中最基本、最重要的最先行的综合性工作。这一项工作往往需要大量的地质调查数据,并以此为基础,利用地质学、工程地质及相关经验来估测勘测地段内的地质体演变过程,再来确定地段下的地质状况和预测地段下可能存在的问题,并通一定手段来解决这些地质问题。我国的水利水电工程大都是通过工程地质测绘和编录技术来分析地质构造的稳定性,只是在实际操作过程中所使用的测绘比例有所不同。一般来讲,我国测绘与编录技术所使用的比例尺范围为1:25000-1:100,并且相关的专题研究也都有一定的成果,如我们熟悉的三峡工程,工程测绘比例尺是从1:50000-1:25000地质测绘,以研究工程区域地壳内的地层、岩性、地质史和大地构造环境等。而随着各种高新技术的应用,工程地质测绘和编录仍是基础技术,再辅以先进且有效的探测手段,进而更精确的判断出地质分布、结构特征,其应用所取得的优异成果可以很好的为工程设计提供依据。 二、工程地质勘探 钻探技术在工程地质勘测中拥有不估量的地位,是直接取得地质相关信息的重要手段之一。而现阶段我国的水利水电工程的地质勘探需求量还是很大,地质勘探一般可以分为三类: 1. 山地勘测 山地勘探适合用于探测浅层地质,其主要工作手段是人工或机械剥土,再通过直接试验、取样、观察地质现象。这里主要包含平�和竖井两类勘探,在工程勘测中,这两种山地勘探工作量与钻探的比约为0.1,这与国外发达国家相差较大。而近年来我国的山地勘探工作量已经有所增加,与钻探工作量的比值也逐渐接近发达国家的0.2。 2. 工程钻探 工程钻探不断的结合高科技技术,为近年的水利水电工程地质勘测工作带来了非常大的帮助,极大的提高了劳动生产率、缩短了勘探周期、提高了勘探质量,引起这些变化主要是钻探方法、工艺及施工水平的快速提高,其表现如下: (1)钻探设备的突破。如金刚石钻井技术,过去使用的钢粒或硬质合金钻头所取得的效果明显不如金刚石钻头的效果,这就使得勘探工作的钻井速度和岩心采取率有了极大的提升。 (2)一些特殊地质层的钻进技术的突破。这里特殊的地质层主要是指砂卵石层、软弱夹层、破碎带等。 3.工程物探 地球物理勘探,简称为物探,它是指采用观测仪器对被勘探区的相关地球物理场进行观测,然后根据对被测量场的相关数据进行处理及分析的基础上,根据相关的地质原理来解释、推断地下可能存在的地质体及地质构造的具体信息,包括具体位置、埋深、范围大小以及相关属性的一种科学。工程物探的方法主要包括:以位场理论为基础的重力场勘探法、磁场勘探法和直流电场勘探法;和以波动理论为基本理论的地震波勘探法、电滋波勘探法等。 (1) 重力场、磁场勘测法 重力场、磁场勘探法是一种最先采用的,可以说是一种比较古老的物探方式。相对于地震勘探法来讲,在精度与可靠度等方面都有差距。但是,随着技术的不断进步,一些高精度的重力、磁力仪被研发出来并得到应用,这使得重力场、磁场勘探所能达到的精度得到了极大的提高。同时,伴随着神经网络技术在等在重力场、磁位场勘探法中的应用,而且磁性矢量层析成像理论也得到了开发,这些因素都使得重力场、磁场勘探法又得到的广泛的应用,重新焕发出了青春。尤其是微伽级重力仪的使用,使得微重力测量在洞室勘探、边坡地质体变动形态的监测等方面的勘探工作更加方便可靠。 (2) 地震勘测法 地震勘探法,是指在工程地质勘探的过程中,利用人工激发震源产生的地震波来进行勘探的一种方法。其中,人工激发震源的方法较多。从当前的情况来看,地震勘探法在水利水电工程建设领域中的应用程度不断加快。例如,在对三峡等大型水利水电工程的岩体质量进行定性评价时所采用的弹性波纵波就取得了良好的工程效益和经济效益;另外,由中铁西南科学研究院所开发的水平地震剖面法和负视速度法、以及由美国NSA工程公司所研制的真正反射层析成像(TRT)超前预报技术等,在解决利用反射波地震勘探法对隧道进行超前预报等方面遇到的难题具有重要意义。从当前的情况来看,地震CT已逐步发展成为一整套系列的方法,尤其是其成像方式得到了极大的发展,它可以利用直达波、折射波、面波及反射波等多种波进行组合,同时还结合钻孔、隧道、边坡和山体等多种观测手段来进行二维和三维的地质成像,使得地质勘测从定性测量向着定量的方向前进。 (3) 电磁勘测法 电磁勘探法,主要包括利用天然磁场源的电磁测探(即MT法)以及人工场磁场源的连续电磁波勘探(即EM法)两种。由于电磁勘探法的独特优势,其在水利水电工程中的应用范围越来越广。例如,采用人工和天然的两种场源、多场源,二维与三维电阻率成像技术,采用可控源的音频大地电磁法等技术在水利水电工程勘探中具有重要的作用,诸如对深埋长隧洞围岩介质的结构、其中的隐伏断层、破碎层和异常区等影响工程的消极因素的检测具有明显的工程和经济效益。 (4) 电法勘测法 电发勘探是对电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法和电磁感应法的统称。根据其所依据的基本理论的不同,又可以分为稳定电流场理论和交变流法理论两种,而在水利水电工程的地质勘察过程中,使用得较多的还是电阻率法。对于近几年逐步发展起来的高密度电法勘探,虽然其在数据采集以及成像方式上有一定的特别之处,但是就其根本理论来讲依然属于电阻率法范畴。其通过对数据采集和成像方式的改进,具有相关的技术优势,诸如能实现数据的自动、快速采集,测量结果的实时显示及处理,由传统的一维勘探发展成为二维勘探。如果再结合单源、单点测量技术,可以发展成为三维勘探技术。 (5) 地球物理测井法 上世纪90年代开始,随着数值模拟方法以及计算机技术的快速发展,动态测井技术在地球物理勘探中的应用成为了可能。同时,随着数字技术的发展,钻孔彩色电视的可适范围从之前的90 mm钻孔逐步发展到50 mm钻孔,同时还能够实现对数字化后的图像进行采集、压缩和存储,使得图像的后期制作及处理工作成为可能。 三、3 S技术 3 S技术是全球定位系统、遥感技术和地理信息系统,三大技术系统的集成与整合。其中,遥感技术作为3 S技术的基础,主要提供遥感信息的来源。而GPS技术主要起到精确定位的功能,GIS技术主要给遥感信息的获取提供相关的辅助功能。近年来,国内外在一些大型、特大型的水利水电工程的地质勘察中开始采用3 s技术,并取得了良好的成果。 四、结束语 总之,水利水电工程勘探技术正处于一个飞速发展的阶段,综合采用各种勘探方法是促使勘探技术从“定性测量”向“定量测量”的关键。在技术的采用过程中,既要积极的采用新技术,同时不能够忽视传统技术的再利用,这样才能促进勘探技术的提高。 地质勘测论文:地质勘测中的综合物探技术应用分析 摘要:我国的幅员相当辽阔,经过多年的发展,我国的地理事业取得了大幅度的进步,就目前的情况而言,地质勘测方面的技术已经获得了很大的提升。但面对社会的快速发展,仍然需要进行一定的深化与加强工作,只有这样才能在各个方面达到一个较为高端的水平,从而更好的促进社会的发展和国家的进步。以目前的情况来说,综合物探技术主要应用在煤矿之中,但是效果不是特别的理想,因此在将来的工作中,需要在这种技术上进行一定的努力。 关键词:地质综合物探技术 对于综合物探技术来说,现阶段的发展还有很大的提升空间,很多的工作人员都反映在应用的过程中,需要对其进行一定的改进,这并不是对技术持有否定的态度。而是地质勘测中的综合物探技术能够在应用的过程中,通过不同的方式达到不同的要求,现阶段的社会进程较快,我们需要根据实际的情况进行一定的改良,这样才能达到一个较为理想的效果。从现阶段的应用来看,效果还是比较积极的。本文就地质勘测中的综合物探技术应用进行一定的分析。 一、综合物探基本原理 对于地质勘测中的综合物探技术来说,在实际的应用中,很多的工作人员之所以没有得到理想的效果,原因之一在于不了解综合物探的基本原理。现阶段的众多工作人员和科研人员比较注重于实践,但是从客观的角度来说,理论对于技术而言具有很强的指导作用,而且实践工作也需要建立在一定的理论基础上,这样才能保证综合物探技术的有效应用。在此,本文对综合物探基本原理进行一定的阐述,首先,(VR- f)曲线变化规律和层速度的关系:当频率发生变化时,面波速度VR 会随勘探深度的变化而逐渐趋近该深度地层的层速度。其次,(VR- f)曲线变化规律与层厚度的关系:当厚度发生变化时,由频散曲线可知,相应拐点位置明显向低频方向移动。即拐点的位置与层厚度存在着密切的关系。由此可见,对于地质勘测中的综合物探技术来说,要想在煤矿的工作中有效的应用,必须透彻的掌握原理,这样才能更好的为煤矿服务。 二、信号数据采集 在地质勘测中的综合物探技术当中,要想在应用的过程中,达到一个较为理想的效果,就必须将信号数据采集工作有效的进行。从客观的角度来说,信号数据采集工作对综合物探技术的应用具有一定的决定性影响,这是一个非常重要的方面,在将来的工作中,必须将信号数据采集工作当做重点来对待。如图一: (一)测线布置 在信号数据采集工作方面,有很多的步骤,每一个步骤都关系到工作的效果。首要的工作就是测线布置。就目前的情况而言,测线布置方面的工作主要采用综合物探技术主要是为了能够准确地探测出表层土层的厚度,现场测线布置必须保证面波测点和折射波测点对应一致,便于信号数据的综合利用。由此可见,对于测线布置来说,需要采用针对性的技术。不得不承认,现阶段的技术较为全面,每一个环节的工作都能够应用不同的技术来解决,但是对于测线布置来说,必须采用针对性的技术来完成,这样才能保证工作的质量。其它技术远远不及综合物探技术的效果。 (二)参数设计 对于任何一项技术来说,参数设计都是非常重要的工作。每一个参数对技术的应用都有很大的影响,在地质勘测中的综合物探技术当中,必须从多个方面谨慎的进行参数设计工作。有些工作人员认为,可以按照统一的标准进行参数设计,但实际的情况却不是这样。由于每一个地区的煤矿发展情况不一样,地区的开发情况也不一样,因此在应用综合物探技术的过程中,必须根据实际的情况进行参数设计工作。本文主要从以下几个方面进行阐述: 1.采集道数选择。在参数设计方面,采集道数的选择是一项较为基础的工作。有些工作人员对这项工作并不在意,虽然工作难度不高,但有很多的细节都需要注意,这样才能保证工作的效率和质量。从主观的角度来说,只有对基础性的工作进行一定的努力,才能在上层工作方面做出一定的成绩。本文认为,在实际的工作中,必须遵循一些严厉的要求,比方说要求测震仪具有多通道接受端口,一般为12 通道和24 通道。由于上覆土层厚度有可能较小,因此应在场形条件允许的情况下尽可能采用24 道信号数据采集,以保证足够的空间分辨率。由此可见,在采集道数选择方面的工作,必须要保证足够的空间分辨率,只有这样才能获得较大的发展。 2.激震方式选择。除了采集道数选择以外,还有一个非常重要的工作,就是激震方式的选择。我国在参数设计方面的工作之所以能够在各个发展阶段满足社会的需求,主要原因在于能够对参数设计的每一项工作都细致化的进行,不仅如此,还积极的进行深化和加强工作,有效的避免了一些漏洞和隐患的发生,从客观上和主观上将参数设计工作提升到了一个新的层次。对于参数设计而言,激震方式的选择是非常重要的,可以说对参数设计工作具有一定的决定性影响。就目前的发展情况而言,激震方式主要分为三种,3 种激震方式的最大勘探深度分别为:锤击震源的勘探深度可以达到20~30m;落重震源的勘探深度可以达到30~50m;炸药震源的勘探深度可以达到50~150m。激震点土质松软程度影响震源所能激发的频率,土质松软激发出的频率偏低,土质坚硬激发出的频率偏高。同时,激发频率与垫板尺寸有关,垫板尺寸越大,所能激发出的频率越大。在应用激震方式的过程中,必须结合具体的实际情况,这样才能得到一个较为理想的效果。有些地区在进行地质勘测的过程中,认为某一种激震方式能够获得较大的成功,而且综合来看,效果较好,因此在任何情况下都统一应用。这种方式是错误的。激震方式有三种,每一种都有自己的优势,我们需要结合地区的实际情况以及激震方式的优势来进行应用,从而达到一个理想的效果。 3.道间距选择。对于参数设计而言,除了上述两项以外,本文所要强调的另外一项就是道间距的选择。很多地区在进行地质勘测的过程中,虽然应用到了综合物探技术,但由于在一些细节方面做得不到位,导致结果并不精确,对地理事业的发展产生了一定的消极影响。道间距的选择就是一个非常重要的细节,由于我国的幅员比较辽阔,因此在应用综合物探技术的过程中,必须在一些细节方面进行足够的努力,有效的进行道间距的选择,能够让工作更加的完美,减少误差,同时可以增加精确度。从各个角度来说,道间距能够帮助综合物探技术更加有效的应用到地质勘测工作中。本文认为,在实际的工作中,可以在事先普查时,主要分析时域信号传播特征,道间距不必满足上式,可以将道间距选大一些。如果待测试区域较大,可以选择道间距为2m,采集道数设为24 道,以利于分析时域信号传播特征。 三、信号分析与资料解释 (一)信号数据的分析 在地质勘测工作中应用综合物探技术,必须进行信号数据分析工作,这样有助于技术的应用,以及地质勘测工作的准确性,同时可以及时的发现问题和解决问题。在信号数据的分析工作中,最重要的就是工作过程,很多地区之所以没有获得较大的成就,主要原因就在于没有按照规定的过程进行信号数据的分析工作。经过科研人员和工作人员的不断总结与归纳,认为信号数据的分析工作主要有面波信号数据的分析和折射波信号数据的分析两方面的工作,而面波信号数据分析工作主要包括面波有效信号的提取,设置合理的时间窗在时域信号窗口提取有效面波信号数据;面波频散曲线的求取,根据有效面波时域信号求取面波基阶模态的频散曲线,进行深度转换,得到深度-波速曲线;利用空间相似性原理进行测点间数据插值,得到测线面波波速云图等方面的工作。 (二)成果资料处理与解释 在成果资料与解释方面的工作中,需要在折射波的结果处理以及土石分层界限方面的工作进行一定的努力,这些工作都是成果资料与解释方面的重点工作,必须要谨慎的进行,尤其是在煤层当中。如图三: 总结:本文对地质勘测中的综合物探技术进行了一定的应用分析,从现有的成果来看,很多地区都在综合物探技术的应用方面,取得了较为积极的效果,并且呈现出了很强的朝阳趋势。相信在将来的发展中,还会有一个更大的成就。 地质勘测论文:水利水电工程地质勘测方法与技术应用综述 【摘要】近年来,随着科学技术的迅猛发展,水利水电工程地质勘测方法与技术得到了飞速的发展,相比以往的常规勘察方法,新的技术更加效率、精确、快速,本文对这些新型技术进行详细介绍, 【关键词】水利水电;地质勘测;技术应用 一、前言 文章对水利水电工程地质勘测中的常规方法进行了详细介绍,对先进科学技术在水利水电工程地质勘测中的应用进行了阐述,同时对遥感技术在我国水利水电工程地质勘测中的应用特点进行了分析探讨,具有一定的借鉴意义。 二、水利水电工程地质勘测中的常规方法 1.山地勘探 山地勘探是指采用人工或机械进行剥土,或开挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表浅层地质情况的勘探手段,可直接进行试验、取样和观察地质现象,使用的工具和技术要求相对简单。它的勘探深度有限,故建议在进行地表浅层地质勘察时运用。 2.传统工程物探技术 地球物理勘探简称物探,工程物探方法主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。 (一)重、磁位场勘探。重、磁位场勘探是最古老的一种物探,相对于地震勘探而言,其精度和可靠度较差。目前,由于一些高精度的重力仪、磁力仪的研制和应用,使得重、磁位场勘探的精度有了很大程度的提高。微伽级重力仪的使用,使微重力测量被用来勘探洞室和边坡地质体的变动形态并监测其稳定性。建议在区域和深部地质构造研究、矿产勘探、考古等领域中采用重、磁位场勘探,而在工程地质勘测中应用较少。 (二)地震勘探 目前,地震勘探在水利工程领域发展较快。建议在水利工程勘测中运用地震CT,该地震CT可利用钻孔、隧道、边坡、山体等多种观测条件进行二维、三维地质成像,促进了地质勘测由定性向定量化的方向发展。 (三)电磁勘探。包括天然场源的电磁测探和人工场源的连续的电磁波勘探等多种方法。建议在水利工程中加强电磁勘探的应用。例如,可控源音频大地电磁法、人工与天然两种场源、多场源、二维和三维电阻率成像等技术,在水利工程勘测中用来推测深埋长隧洞围岩介质的结构特征、隐伏断层、破碎带及异常区等可能影响工程的各种因素,取得了显著的经济效益。 (四)电法勘探。主要包括电阻率法、充电法和自然电场法、激发极化法、电磁感应法。建议在水利工程地质勘察中运用电阻率法。它引进了地震勘探的数据采集办法,可实现数据的快速、自动采集,其测量结果可实时处理并显示地电断面或剖面图,从传统的一维勘探发展到二维勘探。目前,在单源与单点测量的基础上,发展为多源、多点、多线测量,从而发展了三维观测技术。 三、先进科学技术在水利水电工程地质勘测中的应用 1.全球定位系统(GPS) GPS越来越广泛地应用于水利工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。 2.地球物理层析成像技术(CT) CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。当前在勘探孔洞间了解岩体情况尚没有一个经济的、有效的技术措施做进一步工作的情况下,CT技术不失为是一个查明孔洞间岩体总体完整性程度的好方法。做得好,不仅能节约一定的勘探工作量而且还会对岩体物理力学性的整个评价质量的提高有所促进。所以“七五”国家重点科技攻关以来,包括“八五”和“九五”攻关几个涉及水电建设的项目,涉及水利工程地质勘探的课题和专题中大多数都涉及CT技术攻关的内容,并获得许多很有成效的成果。 3.地理信息系统(GIS) GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAPGIS,是一种专业的地理信息系统软件。 4.遥感技术 遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利工程中的区域构造稳定性研究、水库区塌、滑坡、泥石流调查、中小比例尺地质测绘填图、岩土工程开挖面地质编录等重大工程地质问题中。 四、遥感技术在我国水利水电工程地质勘测中的应用特点 遥感技术主要应用于预可行性研究阶段或可行性研究阶段,与其他勘察手段配合,有利于大面积地质测绘,提高填图质量和选线、选址的质量,减少野外地质调查的盲目性,减少外业工作量,进而提高了勘察效率。由于我国的地形、地域、工程项目的差别很大,所以感技术应用存在以下一些特点。 1.基础建设项目加快了我国遥感技术的发展 大家都知道,工程项目在施工之前必须要进行勘测设计。作为发展中国家的中国,最近几年建设了大量的工程项目,都采用了遥感技术。遥感技术在选址勘测、工程选线中的应用,不仅获得了显著的技术经济效益,并且通过许多工程项目的实际应用,进一步使遥感技术得到了发展,积累了大量宝贵的应用经验和判释经验。我国工程地质遥感技术应用已经位于国际先进水平之中。 2.我国工程地质遥感技术应用的特殊性 我国地形地质复杂,地域广阔,有许多地区人烟稀少、自然环境恶劣、交通欠发达,用旧式的地面调查方法相当困难,如果利用遥感技术则比较容易。面对上述复杂自然条件,我国的工程地质遥感技术解决了许多技术难题,积累了大量的宝贵经验,发挥了特殊的应用效果,这是其他国家或地区不能比拟的。 3.形成了中国特色遥感技术应用模式 几年之前,工程建设中遥感技术一般只在工程选址、选线的前期使用,勘测后期的应用被忽视,遥感技术在施工阶段的应用则被认为毫无意义。施工阶段不用遥感技术的理由已经查明。原因是我国地质条件十分复杂,大多数工程施工中展示的地质情况往往与设计文件有很大的差别。因此,铁路遥感技术人员想到应在施工阶段应用遥感技术,并且在1991年第一次在南昆铁路施工中应用遥感技术提供工程地质资料。事实证明,遥感技术在施工阶段的应用完全可以发挥很好的作用。工程地质遥感技术应用的一次突破是南昆铁路施工阶段应用的遥感技术,它的意义不仅体现在南昆铁路施工阶段发挥了作用,还有就是它证实了遥感技术在施工阶段依然可以发挥作用,使以往认为施工阶段应用遥感技术毫无意义的思想禁锢得以打破,极大的拓宽了工程地质遥感技术的应用范围。 五、结束语 随着我国经济的飞速发展,工程建设项目从深度、广度及精度上对工程地质勘测提出了更高的要求。这对我国的地质勘探技术是一个挑战,水利水电工程关系着我国的民生,因此,加强水利水电工程地质勘测技术的发展显得尤为重要。 地质勘测论文:遥感技术在水利工程地质勘测中的应用分析 摘要:本文从遥感技术的概念和理论基础出发,从遥感技术的使用层面阐述了遥感技术的概念和特点,最后,对于遥感技术在当前水利地质勘查中的应用进行了分析,特做如下报告。 关键词:遥感技术;地质勘察;水利工程施工 0前言 在当前水利工程建设中,勘查设计是当前设计工作的主要方面,如果采用常规的地质勘查,要对于水利工程项目的地质、地形、地质构造等条件进行详细勘查,其困难是非常大的,尤其是对于地形复杂、地质条件重叠性强的地区更是如此。目前,伴随遥感技术的快速发展,遥感技术在江河治理、水利项目区域稳定性方面、水利库区淹没范围、引水项目的选线等方面均起着至关重要的作用,是目前水利行业最为重要的技术手段。 1遥感技术及其特点 遥感技术在我国使用可以追溯到上世纪70年代,伴随遥感技术的快速发展,其逐步成为当前社会不可缺少的技术手段,目前,应用最广泛的领域是室内工业测量行业、广领域内的陆地以及海洋信息采集、全球范围内气候和环境变化趋势等。在上述这些领域,均具备显著的优势,以下就常见的几个重要特点进行简单介绍: 1.1能涉及的勘察范围广 利用一副卫星图片,就可以很容易地拍摄出至少34000km2的面积,对于我国960万km2的领土而言,也只需要500多张卫星图就可以全部覆盖;但是,如果使用航拍照相,如果将国土面积全部覆盖,则需要100多万张,这些特点足可以保证卫星遥感技术在今后能够大面积使用。 1.2信息获取速度快 利用气象卫星可以再1天以内对地球进行两次以上的遥感摄影工作;利用陆地卫星在半个月以内可以将地球遥感影像重复摄影一次。所谓的卫星遥感调查就是利用气象和陆地卫星在较短时间以内,可以准确获取大范围和突发性事件的基本资料。与此同时,利用遥感技术可以进行多层次、多波段、多领域的观察,并且形成综合性网络区域覆盖。 1.3遥感技术抗干扰能力低 利用卫星进行遥感预测,具备良好的抗干扰性能,受外界干扰少,人为影响较低,在此基础上,利用卫星对地面的库区进行遥感探测,再将一系列数据程序经过处理得到原始资料,然后进行分类规整,同时配合地面人员实际调查进行数据核实,因此,卫星遥感技术具备极高的抗干扰性能,防止了来自诸多认为因素的影响,这样一来,就使得资料的查找更加合理客观。 2遥感技术在水利工程地质勘测中的实际应用 2.1遥感技术在目前水利建设规划中的重要作用 进行合理的测勘是对水利规划的基础工作,为了最大程度实现水利现状的观测,为水利行业提供原始资料以及为日后可能出现的情况做合理预测,可以将传统手段和先进的遥感技术结合起来。由于一般情况下,主要是通过地形图和野外勘测资料来对目前的水利分布进行很好的规划,因此,合理的地形图对于调查的影响很大,如果地形图相对陈旧,就必须消耗大量的精力和时间对地形进行重新测绘。如果使用遥感技术,一般不会出现类似的问题,由于使用卫星遥感,获取的资料周期短,时效性强,在北方的气候条件下,受到的影响不大,因此,可以很容易地得到卫星遥感图像,即使在南方环境条件下,也可以获得不少的图像资料,据此就可以分析出当前的地形图是否有可用性,如果地形图同遥感信号资料无差别,只是单纯的减少了部分建筑物,对于此类地形图经过修改以后是可以继续使用的。 遥感技术在水利规划方面的应用也很普遍,首先要做的是,用可见光和红外线波段来检测某些已被污染的河流,并且找到既定的污染源,如果是由于煤矿、造纸厂等排放废水而导致的水污染可以用可见光进行探查,如果是由于热废水造成的污染可以用红外线进行评估,先测定河流可以承受的容量,再分析河流的污染成分、评估污染的严重程度,以及在不同时间内允许的污染物排放量。利用卫星遥感技术进行处理,就可以测量出不同时间内,不同季节的水域面积等基础资料,这样一来,我们可以最大程度简化工作内容,使工作人员的工作得到放松,节约了基础资金,此项技术已经在珠三角地区得到应用,并且取得了成功。 2.2遥感技术在水库设计方面的具体应用 在我国的水利建设中,不管是防洪和发电,农田灌溉和居民用水等方面都离不开水库,因此,水库项目的建设是目前水利项目的重点。关于水库工程的论证问题,所涉及的方面一般包括:基本识别问题、方案制定、评价影响分析、论证方案等,涉及到水库论证方面的问题包括水库建设、工程建设问题、泥沙填埋等问题,以及水库库区的淹没范围、库区周边环境评价以及工程效益评估等问题。在水库淹没范围的勘查和规划等方面,卫星的遥感技术有相当高的开发价值和潜力,在库区建设中,对于淹没损失的预估数额比较粗浅,一般情况下,是以小比例地图作为基本参考,并且,加之地图的更新周期较长,不能及时反映库区当时的情况,为了准确反映某一时间段的具体情况,必须组织工作人员进行现场勘查,对地图作出相应的修改,如果使用了卫星遥感技术,在使用计算机进行数据处理时,就可以极大地提高工作效率,使得统计出的数据更为可靠。在水库库区规划阶段,利用卫星遥感技术拍照或者航拍对淹没区域进行预估,数据不但全面精准,又使调查结果权威、具备说服力,目前这些技术已经得到论证,并且应用前景可观。 3结语 遥感探测技术获取的数据时同一时间段、覆盖地域的遥感数据,这些数据宏观、准确的反应了很多自然人文现象以及地球上的各种地质形态,真实反映了地质、地貌、植被、水文、构筑物等地物特征,全面展示了地理事物间的各种关系,遥感技术具备的测勘范围广、信息获取便捷、信心综合能力高、受外界影响小等特点,保证了在水利工程勘察中具备的强大的应用能力以及遥感技术在水利规划、水库工程建设、河流整治、水资源调查等方面的具体应用进行了分析,表明遥感技术在水利地质勘查方面具备良好的应用前景。 地质勘测论文:浅谈土建施工前期地质勘测的必要性 摘要:土建工程完善了各项基础公共设施的结构,加快了城市化改造的进程。在工程建设的前期地质勘测是一项非常重要的工作,根据勘测的数据结果,可以制定科学合理的作业流程。本文主要对地质勘测的目的、方法、必要性以及需要注意的事项进行了分析。 关键词:地质勘测;土建工程;工程施工;反馈结果 由于企业内部的改革和整改,其对地质勘测的必要性在思想上逐步有了新的认识,地质勘测对工程所起到的指导作用也给予了肯定。当前,除了传统的勘测方法,还引进了比较先进的国内外勘测技术,并建立起了数字化系统。依照地质勘测结果,构建更加科学合理的方案,是一项可以降低施工成本的有效措施。 一、地质勘查的主要目的 对地质环境和工程地质条件客观认识的过程就是工程地质勘测的过程,使建筑的结构、类型、场地、规模与场地地质条件、地质环境相适应,保证工程从设计到施工全过程达到经济、安全且适用的标准。由地表到地下,由定性到定量评价,由区域到场地,由一般性调查到专门性问题的研究。 规划阶段、技术设计、施工建设、初步设计以及施工设计,勘察一般可分为以上几个阶段。勘察工作为了给工程项目提供各个阶段所需要的资料,也可以相应的划分为三个阶段分别是:初步勘察、可行性勘察和详细勘察。对现有资料进行分析和搜集,进行工程地质测绘,对场址的适宜性和稳定性进行岩土工程评价,进行现场踏勘,进行少量的勘探工作,并进行方案比较和技术经济论证,以确定和选择符合要求的场地。 初步勘察包括确定建筑总面积的布置、对不良地质现象的防治工程进行论证,对建筑地段的稳定性岩土工程进行评价,论证主要建筑地基基础方案,同时还应该符合扩大初步设计和初步设计的要求。地基的基础设计、对不良地质现象的防治工程进行岩土工程评价和计算、基地的加固和处理、以及要满足施工设计图纸的要求等等,都包括在详细勘察之中。对于一些有特殊要求或者是地质条件比较复杂的地基,要对其可行性进行预测,对于一些占地面积较小,地质条件简单,或者是该地区有建设经验,那么勘察阶段是可以适当进行简化的。 二、土建施工前期地质勘测的主要方法 为了评价和查明地基岩土技术条件活工程场地,与工程之间可能存在的相互作用进行勘探、监测、调查、测试,对获取的资料进行及时的计算、分析和预测,并以此为基础有针对性的提出对岩土的改造、利用以及加固等方案或设计与相应的设计参数和设计基准等工作的总称就是我们所说的岩土工程勘察,其是一项综合型的工程地质调查工作。岩土工程勘察的主要技术手段和方法有:取样和勘探、现场监测和检验、工程地质测绘以及室内试验和原位测试。工程勘察的基础工作就是工程地质测绘,测绘工作一般都是在初期勘察阶段进行。运用工程地质理论和地质理论,描述和观察地面的地质现象,对其规律和性质进行分析,并对地下地质情况进行推断,为测试、勘探等工作提供相应的依据。 三、土建工程地质勘测 当前,水务、防洪工程、房屋、交通以及道路等为一般土建工程项目。为了查明对工程建筑有所影响的地质因素,进行的对地质进行的研究调查工作就是所谓的地质勘测。为了确保建筑的稳定和正常使用,以及为其提供相应的防护措施,在地质条件查明后,要根据建筑的运行特点和设计结构,对建筑与地质环境的作用特点、方式以及规模进行预测,并做出正确的评价。 四、施工前期进行地质勘测的必要性 周期长、成本高、结构多是土建项目的特点,某个环节如果出现了质量或其他问题,那么不但会对施工单位的形象造成影响,对其他各个方面的也会产生很多的不利影响。在新时期,地质勘测工作是施工前期的工作重点。 (1)收集图纸资料 在地质勘测技术的不断提高和改革下,建筑测绘的水平和质量都有了明显的提高,图纸的绘制是必备的地质勘探工作,此环节需要收集与工程相关的大量资料,将勘测结果绘制成形象的图形就是工程绘图。为了给图纸测绘和编制图纸方案提供依据,各类土建项目都需要进行详细的地址勘测活动。 (2)发现质量问题 公路、房屋以及水利等等都属于土建工程的范畴,而这些项目的质量与社会基础设施的改造水平有着直接的关系。在土建施工中质量病害是一个无法预测控制的难点,随着施工项目日渐增多的任务,各种病害也随之而出,这些因素都可能会降低建筑的使用性能,而通过地质勘测,我们可以发现这些潜在的工程隐患和病害。 (3)了解作业环境 对土建工程地质条件所带来的影响人们已经有了充分的认识,要保证施工方案的顺利进行就必须要熟悉工程的地质环境。进行地质勘测对现场的地质条件可以从多个不同角度对其进行分析,可以使相关人员很快的熟悉环境,并发挥出更好的施工水平。 (4)降低成本 项目的收益与成本的投入有着最为直接的关系,在工程相同,质量相同的前提下,投入的成本越少所获取的经济效益也就越好。另外,有效降低项目的投资成本,也是提高效益的一种有效方法。以地质勘测结果为依据所构建的施工方案,更加合理、更加科学,可以减少返修和返工的次数,在无形之中就降低了项目成本的投入。 (5)对现场施工的指导作用 在土建工程的建设过程中,可以说最为重要的一个环节就是施工,而创造良好的经济效益的基本条件就是保证优良的施工质量。在进行地质勘查时,分别进行了现场原型观测、岩土测试、岩体力学试验等,对施工单位制定科学合理的施工方案起到了重要的指导作用。 五、地质勘测需要注意的一些问题 在进行地质勘测的过程中我们需要注意以下几个方面的问题: (1)操作设备 与地质环境相关的资料,要进行全方位的搜索,要尽可能建立起自动的勘测系统,当前已经不能太过于依赖人工勘测。例如:为了进一步降低人工挖掘地质层的难度,可以使用多功能钻机进行地质钻探。为了推动地址勘测活动的有序开展,为了发挥出高科技产品的价值,要及时将采购的勘测设备应用到实际当中。 (2)多次勘测 由于不同地区的地质都存在着一定的差异,因此,有些时候勘测结果并不能一次就准确的反应出具体的地质情况,遇到这种他情况应该进行多次勘测。例如:气候条件比较特殊的地区,随着地质环境的变化其地下水文运动也会随之改变,为了保证地质信息的准确,这时就需要进行多次勘测。 (3)人员组织 必须要保证实践、经验、理论、技能等方面都安排满足要求的专业勘测人员进行勘测工作,这样才能更好地完成勘测任务。相关单位应该建立起一支具有高技能、高素质、高效率的勘测队伍,以保证精准并在规定时间内完成相关的勘测任务。 (4)数据记录 为了给施工单位提供有效的参考,要准确的记录每一项数据,同时勘测所得到的数据必须以客观事实为准且必须详细。建立起数据库,将勘测得到的数据定期进行存储,不仅为自身的工程项目提供了帮助,也可以为其他类似工程提供参考。 随着水利、交通以及建筑等行业的迅速发展壮大,建筑工程也随之不断增多,相关企业所面临的压力也越来越大。在地下工程、建筑工程以及混凝土工程等方面地质勘测都得到了极为广泛的应用,地质勘测在保证施工质量方面有着明显的作用。
绿色化学论文:绿色化学高中化学教育论文 一、绿色化学 我国是人口超级大国,同时也是资源丰富的国家。社会经济的高速发展,必然带来资源的高消耗,人口数量的不断提升,人们所能占有的资源也是屈指可数。我们可以清楚的看到,摆在我国面前最大矛盾就是:通过对生态环境的“牺牲”来换取经济的“腾飞”,还是更好的限制人均资源的消耗来保护目前的生态环境,最大限度的降低破坏。工业在我国占据了举足轻重的作用,关系到整个国民经济的发展,而其中我们所熟悉的化学工业为其他行业持续不断的提供更多的科学服务和产品支持。但是,我们不得不面对在追求经济高速发展的同时,整个大自然也受到了空前破坏的问题。生态失去平衡和环境受到严重污染制约了经济的发展,也影响了人类的日常生活、健康,不断加深社会各个领域的矛盾,出现更多的问题。面对这种现状就必须让我们通过改变研究模式来改变生产模式,将“绿色化学”的理念融入到化学工业中,将能从源头控制和防范污染。绿化化学无疑是“无害”为基础的环境化学,通过化学的先进技术和手段更大限度的消除或者降低有害于人类健康、生态环境的原料、产物、副产品、催化剂、溶剂等生产和使用。绿色化学的优秀理念是倡导不要使用有害、有毒的物质,更加不能产生过量的废弃物,不合理的处理废弃物。这是一门从源头加强防范和控制污染的化学,或者说这是一个更有层次的化学理念。从绿色化学的定义上我们就能看出它是以可持续发展为目标而产生的理念。绿色化学理念引导人们更加重视环境。早在1996年美国就以“总统绿色化学挑战奖”作为美国绿色化学挑战计划中的主要内容,通过这个奖项的设立,其目的是为了鼓励人们敢于探索绿色化学,积极使用和推行绿色化学的科研成果。在上个世纪90年代我国的主要力量还放在经济发展上,也在1996年举行过以“工业生产中绿色化学与技术”为主题的研讨会,通过这个小小的研讨会也体现了我国对环境保护的重视,对绿色化学工业成果研究和开发。后来的一年,在香山会议上宣布了我国以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的研讨工作机构。从这些资料来看我们在进行高校化学教育的过程中,需要将这些思想体现出来,做到更好的借鉴。 二、绿色化学理念在高中化学教育中作用的研究 绿色化学理念在化学教育中有助于培养辩证统一的良好思想绿色化学以全新的方式颠覆了“先污染再治理”的思想,需要从源头抓起,才能避免污染和破坏,是一门以源头为基础进行治理的无害化学。而且要特别强调了,对绿色化学全新理念的推出并不是要全部否定传统的化学,而是以客观为基础,坚持唯物主义的观点,将传统化学的精华发挥的淋漓尽致,将对人类健康和生存环境有危害的因素消除,这才能更加突出绿色化学的优秀理念。 绿色化学理念有利于加强学生更加爱护生命最近几年,根据资料显示,我国食物中毒人数已经达到了4万人,而且这个数据只是所有发生事件中的一小部分。经过分析导致人们食物中毒的主要原因有:过量农药杀虫、剧毒残留等等。在高中化学教材中涉及到了部分农药,例如我们非常熟悉的DDT、六六六、有机磷农药等等,根据目前农业的快速发展,以实现绿色产物为目的,全方面的对农药进行评价。例如:六六六和DDT具有很高杀虫性的同时,也会严重的污染其环境,而且具有很高的毒性,对人类与牲畜都的健康具有很大的威胁。而这些具有危害性的农药正逐渐被植物生长调节剂与以内源性的昆虫激素等具有生态意义的农药所替代。这类新型的农药不但高效、而且不会污染环境,降低了毒性不会危害到人类和牲畜的健康。最大限度的避免了因为农药的滥用而出现大量鱼类、益鸟益虫的死亡的现象。为学生举出绿色化学具体教育实例,从而加强学生保护环境的意识,积极主动的去倡导和爱护我们生存的环境。绿色化学理念有利于培养正确的发展观 高中化学教育工作者要树立可持续发展的先进观念,将绿色化学的理念渗透到整个化学教育过程中去。在进行课堂教学的时候要重视对绿色化学原则进行体现,将绿色化学的相关知识做到更好的渗透。让学生知道在发展的同时不能以牺牲环境作为代价,地球上的能源和物质都是有限的,要善于应用和珍惜。例如:学习“烯烃与溴的亲电加成”相关知识时,以往基的烯烃与溴的加成反应逐渐连结吸电子所取代,在麦克尔受体的作用下烯烃在阳光引发下与溴进行自由基的加成反应。而这里的能源绿色化就体现在对太阳辐射能的直接利用,它为解决目前化学能源的污染性、有限性以及温室效应等能源问题开辟了更多的出路。通过以上绿色化学的实际例子进行教育,让学生明白和关心生态环境、珍惜能源等问题,逐渐加强学生的社会责任感。绿色化学理念有利于培养学生的创新意识绿色化学理念是对传统化学一次全新的改革。可以通过以化学理论课为基础,融入绿色化学理念培养创新意识,并得到实践和强化。例如:在高中有机化学教材中,介绍浓硫作为酸催化剂的时候,只介绍了酯化反应。但是浓硫酸作为催化剂的时候存在诸多问题:对设备进行腐蚀、产生大量的无机盐废弃物、收率低等。这样可以对学生进行引导从多个角度来提升产物收率的方法。学生进行资料手机和查阅提出了一些方案:一是用高效催化剂替代,可以用杂多酸、固体超强酸、无机路易斯酸等;二是建议使用绿色溶剂:三是用微型实验进行替代。从实际情况出发,鼓励学生敢于亲自动手操作进行验证,这样开拓了学生的研究,培养了学生的绿色化学意识,激发学生的创新精神。 绿色化学理念有利于培养适应经济发展的新型人才绿色化学的主要特点是通过对原子经济性反应的研究、选用净化原料、采用无害无毒的溶剂和催化剂等。让企业用于治理污染的费用集中用于研发绿色新成品,抓源头,将污染扼杀在摇篮中,这样才能让企业和社会呈现“双赢”的居民啊。在高中有机化学中,有很多的这类的教学重点,例如对氧化进行选择性反映,教材中通常会介绍使用大剂量的强氧化剂,如K2Cr2O7,但是在工业生产实际情况中采用的是催化氧化,如H2O2,O3也是氧化剂,用来进行催化反映是非常合适的,可以更好的进行清洁,而且产率极高,没有出现“三废”的现状。通过这些实际绿色教育实例,学生能明白,先进的科学技术具有市场竞争力。化学是一门长盛不衰的科学,它始终走在各个学科的前沿。绿色化学理念在高校化学教育中具有非常重要的意义。在化学以及相关专业学生的培养过程中不断渗透绿色化学理念的教育,才能加强学生爱护环境的意识,激发学生热爱化学的兴趣,提升创新能力。而且在一定程度上培养了高校学生的适应社会的能力。 作者:彭秀丽 单位:漳州师范学院 绿色化学论文:绿色化教学化学教育论文 1绿色化学概念 绿色化学是在环境友好化学的基础上发展起来的,它的优秀内容主要是讲在化学实验过程中,利用化学技术,尽量减少或者完全不使用有毒试剂和减少或避免有害物质的产生。绿色化学概念于20世纪90年代提出,它不同于传统化学,是以环境保护意识为指导,尽量避免污染环境的化学。绿色化学有以下特点: (1)反应原料绿色化;即化学反应的原料为毒性低且可再生物质。 (2)化学反应绿色化;充分提高原子的利用率,减小副反应的发生。 (3)催化剂的绿色化;催化剂为无害的,如生物酶等。 (4)溶剂的绿色化;目前实验室采用的溶剂大多数有毒、易挥发、易燃烧,应该用对环境无污染的溶剂,如水,超临界流体等。 (5)产品的绿色化;化学反应所得到的产物必须为绿色产品,对环境不造成污染。 2实验过程中绿色化学的实施 绿色化学是“防”,环境保护是“治”,绿色化学是从根源上杜绝污染源。按照Anasta和Warner提出绿色化学12条原则和从化学品出发的5R原则:拒用(reject)危害品,减少(reduce)用量,循环利用(reuse),回收再利用(recycle),再生利用(regenerate),基于原子的最大化利用,采用以下方案来保证绿色化学的实行: (1)设计符合绿色化学标准的实验 教师应精心设计对环境无污染的环保型实验来指导学生,如蒸馏、沸点和熔点的测定。 (2)按绿色化标准对现有实验进行改进 根据绿色化学的特点,教师可在下面几个方面进行修改:减少实验试剂的用量(采用半微量或微量实验);选择绿色催化剂;选择绿色溶剂;改进反应方法,尽量减少反应步骤;引进新的实验技术如微波辐射加热技术和计算机模拟技术等。 (3)对实验室的“三废”进行回收和处理 由于实验产生的大量有毒有害物质,实验室应制定相对应的回收处理方法,对实验室的“三废”进行回收和处理,减少化学实验对环境的污染。 (4)实验项目连续化 传统的化学实验多为“孤立型”实验,而实验过程中得到的产品需要进行处理,这样不仅造成了实验试剂的浪费,还对环境造成了不必要的污染。因此在设计实验项目时尽可能把各个单一的实验尽量联系起来,实现实验的连续化。此外培养学生的绿色化学理念也十分的重要,加强学生的环保意识,同时还加强对学生的实验室安全教育。可从下面几个方面对学生进行绿色化教育:(1)学校多开展关于绿色化学的专题讲座,树立学生的绿色化学观念。(2)在课堂上对学生进行绿色化学教育,培养学生的环保意识(3)在实验项目设计和具体实验教学中体现绿色化学理念。 3结论 采用上述措施,增强了师生的环保意识,减少化学实验室的“三废”和有毒害物质的排放,降低了化学实验对环境的污染,节约了实验室实验试剂的费用,保障了实验室和环境的安全,培养了学生的创新能力。绿色化学是一种以可持续发展为目的的理念,在有机化学教学中,贯彻绿色化学教学思想尤为重要。只有在学习过程中培养学生良好的环境保护意识,才能真正实现绿色化教学,所以绿色化学教育已然成为广大教育工作者十分关心的问题。 作者:彭东明 刘艳飞 帅海涛 李玲 王福东 阳华 卢茂芳 单位:有机化学实验中绿色化学教育的研究 绿色化学论文:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 绿色化学论文:绿色化学理念的初中化学论文 一、选择化学试剂遵守绿色化学 化学试剂是化学课堂的基本元素,是学生认识自然的小缩影.有些化学药品或试剂会带了一定的污染,教师可以组织学生展开讨论,利用化学知识分析药品的性质,结合“绿色实验”的原则,来选择污染小、可循环使用的化学试剂,使学生处处见了绿色.例如在学习“氧气的制备”时,教师就可以组织学生对“氧气的制法”进行讨论,让学生认真的分析高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰、双氧水和二氧化锰这三种制取氧气的方法,从中选择简单合理的方法来,这个问题有效的激发了学生的主动性.学生很快的进入了讨论的环节,纷纷的说出自己方法的优点,教师鼓励学生之间的相互比较、自评和互评,使得学生在相互的讨论中,认识到自己思考上的不足,借用其他学生的优势来突破自己的思维,讨论进行的非常激烈.最终,学生利用列表的方式,将这三种方法的有缺点进行对比,得到这样的结论:使用高锰酸钾和氯酸钾这样两种方法制取氧气,都最后都得到了混合物,且较难做分离处理;而使用双氧水来制取氧气,不仅操作简单,而且二氧化锰很容易的就可以回收.通过学生的积极讨论对比,学生深入的理解了制取氧气的三种方法,在选择的基础上渗透了;绿色化学的理念,从小小的试剂选择上建立了学生的节俭意识,同时也激发了学生有没有更好的制取氧气方法的探索,诱导了学生向更好、更科学的高峰迈进. 二、改进实验装置创新绿色化学 演示实验或学生实验用到的试剂量都比较少,有时会忽略污染物质对空气的排放和污染.教师就要抓住实验当中的这一点,和学生一起探索更好的实验器具、步骤,来改进实验的装置,从而使学生的绿色化学落在实处、落在具体的实验中,感觉绿色环保就在我们身边.例如在学习“一氧化碳还原氧化铜”的实验时,由于一氧化碳的排放有毒,而且操作时间也比较长、现象不是很明显,教师就可以组织学生积极思考,设置环保、快捷的实验,在教师的引导和提示下,学生设计了如下实验:在一个底部有少量澄清石灰水的烧瓶中,充满一氧化碳,并用橡皮塞盖住,橡皮塞的上面插入一根较粗的呈螺旋状的铜丝.首先将铜丝拿出在酒精灯上将红色的铜丝表面灼烧成黑色的氧化铜,然后迅速的将生成黑色氧化铜的一端顺着橡皮塞插入烧瓶中,大家会很明显的看到黑色的氧化铜变为了红色的单质铜.最后轻轻的振动烧瓶,底部澄清的石灰水变浑浊.实验进行的非常顺利,现象明显、所用的时间短,学生兴奋的鼓起掌来.通过实验的改进,激发了学生的兴趣,避免了有毒气体对环境的危害,也给学生上了一堂生动的绿色环保的课,使学生充分的意识到只要我们肯思考、勤动脑,就一定能够找出更好、更高效的方法来保护我们的环境,提高了学生的动脑意识,整个课堂取得了非常满意的效果. 三、结合实际问题应用绿色化学 化学来源于生活,最终还要应用于生活,帮助我们和大自然和谐相处、互助互利.在教学中,教师可以充分的利用化学与生活的紧密联系,利用第二课堂让学生多接触生活中的化学,培养学生的绿色化学理念的意识,用自己化学知识来解决生活中的问题,领悟绿色化学的魅力.例如在“世界环境保护日”之前,让学生收集相绿色化学的资料,组织一次“环境保护、从我做起”的宣传活动,学生的积极性很好,分别从网络、书籍、报刊上查找相关的知识和新闻,了解到了二氧化碳对环境造成的“温室效应”;有毒气体的泄露给人们来到的危害,震惊的“博帕尔事件”造成了几千人的丧生;废气的排放造成危害健康的雾霾天气;著名的“日本水俣病事件”,激发了学生对水资源的保护.等等许多相关环境的资料和鲜活的事实面前,学生被深深的触动了,学生自发的准备了环保的宣传手册,指导和建议人们如何保护我们的环境:拒绝使用塑料袋,拒绝使用一次性的筷子,少开一天车少排一点废气,倡导人们使用无公害的、节能的产品,倡导人们保护自己的环境,爱护树木,做种一棵树、多留一片绿.通过学生的这次活动,使学生感受到保护环境需要从我做起、从小事做起,保护环境是每个人的事情,学生充分的意识到了这一点,使得绿色信念渗透到了学生的行为中去,整个活动学生的积极性很高,环保意识也大为增强.绿色化学的倡导给学生的学习带来了一股清新的空气,体现了人与自然关系的转变.广大的教师只要秉着绿色化学的理念,在教学、器材和实验中渗透绿色化学,就可以帮助学生从小树立环保意识,在改造自然的同时尊重自然、保护自然,从而为自己、为大家、为整个自然创造一个和谐健康的大环境,还世界一片绿色的天空. 作者:陈淼 单位:江苏省无锡市阳山中学 绿色化学论文:绿色化学化工学论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 作者:王城 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化学论文:高中绿色化学教育论文 一、倡导高中生绿色化学教育 在传统的化学教育中,要求培养学生的社会责任感和创新精神。但是在课程标准改革后的绿色化学教育中,对绿色化学的学习提出了更高的要求。例如在进行化学实验时,要求学生在形成绿色化学观念的同时,还要加强实验的安全意识,树立良好的绿色思想,形成环境保护意识[2]。这些绿色化学观念在传统的化学教育中是没有的。随着新课改的提出,绿色化学这一概念也随着正式出台,在高中课堂中,对学生进行绿色化学指导培养学生的环保意识,是目前主要的教学目标,同时也标志着绿色化学教育正式在高中课堂中启动。 二、在高中课堂进行绿色化学教育 高中化学课堂是开展绿色化学的主要基地,是培养学生环保意识的摇篮。根据新课程标准改革编写的新化学教材,其内容包含了大量的绿色化学知识,并且充分体现了绿色化学观念,使之在高中化学课堂中可以充分利用。新课改中除了要对学生进行绿色化学知识的灌输外,还要对学生进行绿色化学的思想教育。教师可以通过实验让学生意识到资源的可循环利用,以及对环境污染问题的治理。此外还可以在教学中,多增加学生讨论的环节。例如在讨论如何减少大气污染物时,在涉及到的污染问题对学生进行重点的讲解,让学生体会化学对于环境保护的重要意义。还有在介绍全球气候变暖问题时,还可以重点介绍二氧化碳作为一种绿色的化学溶剂所带来的影响。要在对学生进行化学教学时努力挖掘绿色化学思想,在教学过程中适当的培养学生的绿色观念[3]。 三、深化绿色化学教育 在绿色化学课程标准被正是提出之后,高考对绿色化学的考察内容明显增多了。通过统计表明,体现绿色化学思想的内容多数体现在命题样式的多样化上面。例如燃料电池的使用,利用的正是绿色化学的高效、环保的原理,新型能源的开发,体现了可再生资源的绿色化学思想,近几年来,以新型能源作为主体的试题出现率都比较高。另外关于废气的减排处理与回收利用问题,也是近几年来我国绿色化学的主要研究对象。从固体废料中回收镁正是考察了学生对物质分离知识的掌握程度,这些都是体现了绿色化学的废气减排的实验理念。 四、培养高中生环保意识 响应新课改的要求,也就是现代科学化学的发展要求,在不同的实验教学活动中对学生进行化学思想教育,培养学生的可持续发展意识,将化学的可操作性发挥到最大,也是对学生进行绿色化学教育的最明显途径。高中化学强调的不止是增强学生的科学素养,在进行化学的实验操作的过程中,还要重视实验方案的设计,在整个设计的过程中贯彻落实绿色化学的思想观念。根据高中化学实验的固定模式,可以将实验进行绿色化设计[4]。化学实验的绿色化设计要具有明显的绿色环保特点,既要减少化学污染,又要有良好的安全性。对于一些实验成本较高且危险性较大的实验,可以考虑通过多媒体的手段呈现在学生面前,这种实验模式在一定程度上真正做到了无毒无害低成本,与真正意义上的绿色化学相吻合。这种做法虽然存在很大优势,但是不能取代真正的实际操作,因为这种做法不能为学生提供基本的技能训练,与提高学生综合素质的宗旨相违背。此外,通过对实验中剩余实验材料的回收利用,可以对学生进行尾气处理的知识教学,学习怎样防止大气污染。通过以上的种种做法,可以使实验教学渗入到绿色化学教学课堂中,这种做法也是培养学生学习环保知识的最佳时机。 五、结语 绿色化学教育是新课程标准改革下的新课题,化学在高考中占据着重要的部分,同时也对高中的化学课堂起着向导作用,高中教育对于绿色化学的重视已经成为课堂上不可或缺的一部分。现在的高中化学教学应该有效的结合绿色化学的新理念,将绿色化学的思想渗透于课堂上的各个环节中去,增强学生对绿色化学的重视,提高学生保护环境的意识,最终实现可持续发展战略的新要求。 作者:徐启还 单位:龙港第二高级中学 绿色化学论文:高中绿色化学教育论文 1.在课堂教学中渗透绿色化学教育。 高中化学课堂教学是渗透绿色化学教育的主渠道,教师要积极创造绿色化学教学条件,构建绿色化学知识体系,不断充实化学课本内容,培养学生的环境保护意识。在介绍化学史时,教师可从正反两方面渗透绿色化学思想教育。讲解放射性元素时,教师要对居里夫妇的精神及坚决反战的人格表示钦佩,但也要就海湾战争中使用贫铀弹对环境造成的危害提出批评。介绍环境问题时,教师可着重于介绍20世纪发生的公害事件,指明工业及传统化学是造成公害的主要原因,使学生明确绿色化学是解决环境问题的重要途径。通过在课堂教学中渗透绿色化学思想教育,激发起学生学习化学知识的兴趣,不断强化学生的环保意识、绿色意识。 2.在实验教学中渗透绿色化学教育。 在高中化学实验教学中,应最大限度地实现实验的绿色化,引导学生树立绿色化学思想和环境保护意识,具体教学策略如下:(1)改进化学实验。首先,采用无毒原料、溶剂、催化剂进行化学实验。例如,做完银镜反应后,可将清洗试管的硝酸替换为三氯化铁溶液,避免产生二氧化氮有害气体;在萃取碘单质实验中,可将四氯化碳替换为二氯甲烷作为萃取剂,消除刺激性气味,保证室内空气质量;在乙烯的制备实验中,可将硫酸替换为氧化铝作为催化剂,避免浓硫酸造成污染;其次,优化化学实验方法。又如,在海带碘元素的检验实验中,可将灼烧提取法改进为煮沸提取法,简化实验操作程序,缩短实验时间,减少因灼烧造成的室内空气污染;再次,改进化学实验装置。再如,利用密闭的装置减少实验敞开操作,可将注射器作为密闭的反应容器,进行铜和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制备与性质等实验,将污染物消除在密闭装置内。(2)开展微型化学实验。在高中化学实验中,可在保证实验教学效果的前提下进行微型化学实验,以达到降低实验成本、提高环保效益的目的。微型化学实验多采用点滴板、小试管、井穴板、多用滴管等微型化仪器,使用最小化的试剂用量,一般液体用量不超过1mL,甚至一些现象明显的定性实验可在试纸或滤纸上完成,如碘显色反应、溴水褪色、苯酚的检验、验证盐类溶液酸碱性等实验。(3)“三废”的绿色化处理。在高中化学实验中,要及时对必须使用的有毒、有害化学品和生成的污染物进行绿色化处理,从源头处控制“三废”对环境造成的污染。在废气处理过程中,可采用封闭的实验操作方法,减少有害废气的产生量,并对废气进行有效处理或用气囊收集。在废液处理中,可利用中和反应处理含酸碱的废液,使溶液pH值达到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸盐沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分离含有重金属离子的废液。在废渣处理中,可回收一些化学实验中剩余或产生的金属进行再利用,如铜与硝酸反应剩余的铜片、银镜反应生成的银等。对于不能综合利用的固体生成物则要进行无毒化处理。(4)利用多媒体教学技术。在高中化学实验中,教师可利用现代多媒体教学技术辅助实验教学,尤其对于危险系数大、污染严重的实验而言,可通过电脑模拟、实验录像等对实验过程进行演示,实现废弃物的“零排放”。同时,教师也可利用多媒体教学技术模拟错误的实验操作,将不良的实验后果形象地展示给学生,让学生认清实验操作不规范带来的严重后果,以及实验室“三废”对环境造成的恶劣影响,加深学生对绿色化学的认识。 3.在课外实践中渗透绿色化学教育。 在高中化学教育中,教师要积极组织课外实践活动,让学生体验和感知传统化学对环境造成的严重危害,认清利用化学手段进行末端污染治理的局限性,引导学生关注绿色化学,理解绿色化学的重要意义。教师可根据化学教学内容,组织形式多样的课外实践活动,如实地调查、环保知识竞赛、探究性学习、文献研究等。在实地调查中,教师可带领学生参观污水处理厂、化工厂、无公害蔬菜生产基地、生态农业示范区等,对当地水资源、空气质量、环境污染情况进行调查;在探究性学习中,教师可开设相关课题,组织学生进行课题研究,如研究生物催化剂的优点、研究高效低毒农药等,培养学生实践能力和创新能力,达到课题研究的预设目标;在文献研究中,既可让学生利用图书馆馆藏资源和互联网资源,收集有关绿色化学和环境保护的文献资料,也可邀请有关专家学者来校进行讲座,使学生获取最新的科研信息。通过开展多样化的课外实践活动,促使学生更加关注绿色化学,能够运用已学的化学知识分析和解决生活中遇到的问题。 总而言之,随着绿色化学理念在高中化学课程标准中的渗透,绿色化学教育已经成为高中化学教育的重要组成部分,对化学教师提出了新的要求。为此,高中化学教师必须强化绿色化学意识,在课堂教学中融入绿色化学理论,最大限度地实现化学实验绿色化,并积极组织课外绿色化学实践活动,从而确保高中绿色化学教育目标的实现。 作者:魏华姬单位:福建省沙县第一中学 绿色化学论文:绿色化学工程论文 一、绿色化学工程与工艺的开发 (一)提高化学反应的选择性在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 (二)使用无毒无害催化原料随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用 目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。 (一)清洁生产技术的应用清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显著提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显著提高。 (二)与生物技术相互结合的应用在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显著的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。 (三)生产环境友好型产品绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 三、结束语 在绿色化学工程与工艺中,应用无毒、无害的物质作为原材料,使用节能减排的生产工艺,应用清洁生产的技术,可有效降低化学工业生产过程中能源消耗,减轻生态环境污染,促进人与社会和谐发展、产品与生态互补得以实现。因此,对绿色化学工程与工艺进行开发和研究是对当代化学工业的发展产生严重影响的主要因素之一,是促进化学工业可持续发展的重要前提条件。 作者:李世英单位:内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司 绿色化学论文:绿色化学教育论文 1教师没有明确的绿色化学教育设计和目标 由于应试教育思想的根深蒂固,老师对于化学的教育目标是提高升学率,老师对学生的教育完全是停留在化学知识的教育层面上,而且,由于老师的教育方式方式或许陈旧和刻板,在课堂上只是一味的给学生传导化学理论知识,而不注重培养他们正确的价值观,也不去锻炼他们的实践能力,使得学生成为化学知识的被动接受者,他们没有很多自己动手设计并独立完成化学实验的机会和能力,也更不会去自己动手去实践绿色化学实验,更加不会关联到绿色化学于环境保护的重大意义。此外,目前,在很多师范院校,对学生的考核还只是停留在以理论知识为主的层面上,考核也不会涉及到有关化学科学的人文素养和环境素养,所以在教育中,对学生的应试教育和培养学生应考能力已成为一种很难改变的教育思想,虽然有关教学方案已经几经修订完善,但是老师重视理论,轻视实践的思想还是无法改变。 2提升我国绿色化学教育的措施 2.1改变老师化学教育的观念要想推行绿色化学的教育思想,首先必须改变老师的对于化学的教学观念,只有老师重视起来绿色化学的的教育,才有可能去引导学生加强绿色化学的思想意识。首先,学校应该对老师进行定期培训,让老师能够认识到绿色化学的重要性,并且培训老师实施绿色化学教育时应该侧重的点和有效实施绿色化学的措施,并且,学校也可以派遣有资历的老师去典型的学校进行沟通交流,学习人家绿色化学的有效方案,来更好的完善自己的教学理念和方案。老师自己也应该积极的去改变自己的教学观念,自己设定一套能够有效发展绿色化学教育的教学方案,并且明确自己的教学目标,以更好的开展绿色化学的教育工作。 2.2在化学教育的过程中给学生渗透绿色化学的知识教师在化学教育的过程中应该时不时的给学生渗透绿色化学的知识,首先,老师应该增加实验实践在化学教学中的比重,有些化学知识是必须通过实验实践学生才能够深刻的理解,通过实验,可以直观的观察到实验现象,这样很容易的就可以了解一些物质的性质,否则只靠干巴巴的说教,学生是不能够将这些知识理解透彻的。然后,在进行实验时,老师应该精心设计实验,尽量让实验方法精密,有些实验会产生有害气体,这时老师就应该让学生学会如何去除去这些有害气体,以免其散发到空气中去造成污染;而在生成某些产物的时候,有的方法会产生有害物质,而有的方法就不会产生,这时老师应该引导学生学会用最无害的方法去制产物;除此之外,老师要学会高效的整合实验,我们在验证某一物质的多种性质时,往往用数个单一的实验去验证,这样既耗时耗力,又浪费反应物,所以老师可以有效的将这些单一的实验进行有机组合,让反应物能够被高效的反应利用,从而发到绿色化学得目的,等等,这些都是绿色化学的例子,老师可以有效用这些绿色化学实验的例子,向学生渗透绿色化学的思想理念,让学生能够深切体会到绿色化学的重要性,进而深化认识到保护环境的保护环境的重要性,从而积极参与到保护环境的行列中去。 2.3适当的对化学教材进行改革或许是新课程得改革没有完全渗入到师范院校中,部分师范院校的化学教材的内容太过陈旧,所以,师范院校应该适当的对其化学教材进行改革,尽可能多的将绿色化学的思想融入到化学教材中去,让学生从根本上就可以接触到绿色化学的思想理念。 3结语 总之,在化学教育的过程中,老师应该充分利用教材中的绿色化学的知识模块,尽量给学生设置实践化学实验的机会,让学生能够自己切身的体验绿色化学的理念,同时,老师应该精心设计实验过程,想学生渗透绿色化学的思想,让学生能够真正领悟到绿色化学的积极意义,能够主动意识到绿色化学对于保护环境的重要性,从而积极参与到保护环境的行动中去。 作者:胡金陵单位:江西省吉安师范学校 绿色化学论文:化学工业节能与绿色化学工程论文 1绿色化学工程与工艺的发展 在我们以前普通的化学反应来看,对于反应后的副产物的处理是相当困难的,并且如果想处理,其治理成本是相当的高,所以以前那种普通的反应无法从根本上剔除化学工业中所带来的一系列危害。而我们所提到的绿色化学工程,就从根本上解决了上述问题。 1.1选择有益材料对于化学反应来说,最重要的还是选料的环节,它的好与坏直接影响着化学反应是否友好是否有益。有效的防范,以达到在过程以及结果的一种良性局面。 1.2采用高效高选择性的反应原料对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。 1.3使用绿色无公害的反应催化剂催化剂作为化学反应中能改变反应速率的的物质,在化学工业中应用广泛,绿色化学就是研究生产高效高质量的化学反应,不产生任何有害物质,无效产物可以做到循环利用,无公害。这项生产技术就是高度依赖化学反应过程中的催化剂,不断创新,不断推动绿色化学产业的发展,相关机构已经着手研究这些优良的催化剂. 2寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用 2.1化学工业中绿色化学的应用绿色化学的优秀就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。 2.2化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物—地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。 3结语 可持续发展在当今社会显得越来越重要,因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想,采用选择性高的原材料,节能减排,利用高新化学催化剂,最大程度的减少污染物排放,不断增高有效产物纯度,在资源有限的前提下,保护生态环境,维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中,有着实质性的意义,高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程,加速化学工业发展。 作者:乔昱单位:青岛科技大学化工学院 绿色化学论文:绿色化学实验论文 一、培养环保理念,倡导绿色化学 绿色化学是世界科学可持续发展的需要,自1995年,由中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题以来,我国的绿色化学也逐渐活跃起来。近几年,随着环境污染的日益加剧,生态环境的不断恶化,人们越来越关注污染问题,绿色化学观点的提出,让许多与化学息息相关的行业都积极响应。面对学术界绿色环保的方兴未艾,作为化学教育工作者,除了具有扎实的基础知识以外,还应将环境污染、保护、治理等作为自己的研究方向。将绿色化学的理念根植于心,牢固树立可持续发展的观念,“计利当计天下利,求名应求万世名”,正确处理可持续发展和绿色环保的关系,将绿色化学的十二条原则始终贯穿于化学教学实验全过程之中,从一点一滴入手,培养并传播绿色化学的理念,绿色化学强调的是原子经济性,即在获取新物质的化学原料中,充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又从根本上解决污染物排放问题,让这种理念时刻伴随学生,随着知识的积累而得到传承和发展。在传授学生知识的同时,还要引导学生正确认识科技发展的负面性:若保护不好环境,发展也会受到严重制约。在课堂上,教师可以提出关注较为广泛的问题进行讨论,比如:40年代初期发生在美国洛杉矶市的“化学烟雾事件”。光化学烟雾是大量碳氢化合物和挥发性有机物在阳光作用下,与空气中其他成分起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中,洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。由此引出我国社会关注度较高的问题——雾霾的成因。光化学烟雾主要为气态污染物,而雾霾则是大气颗粒物,然而光化学烟雾最终生成大量的臭氧,增加大气的氧化性,这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐渐凝结成颗粒物,从而增加PM2.5的浓度。也就是说,光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。因为这种讨论与我们每个人生活都息息相关,积极指导学生开展与化学相关的绿色环保行动,这既有利于知识的巩固,又能增强学生的环保意识,使学生明白,我们生活的地球处处需要保护环境。 二、尝试探索创新,推广绿色实验 众所周知,很多化学知识都是以化学实验引入并且加以验证的,实验是化学教学中的重中之重,如果能在基层教学过程中,大力推广绿色实验,势必会将绿色化学贯穿整个教学。传统化学实验所使用的实验药品,以及伴随实验所产生的各种废弃物,不但对环境造成污染,对师生的健康或多或少都会有一些影响。因此,在教学实验中,教师应严格把关,Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。 1.防止废弃物的产生,比先产生后治理要重要; 2.合成方法应设计尽可能将所有起始物嵌入到最终产物中去; 3.只要可能,合成反应应设计成反应中使用和生产的物质对人体和环境无毒或毒性很小; 4.设计的化学产品应在保证其应有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小; 5.尽量不用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),当不得已使用时,也应使用无毒物质; 6.能量消耗应是越少越好,应能为环境和经济方面所认可,合成方法应在常温、常压下实施; 7.只要技术上和经济上是可行的,尽量选择可再生的原料; 8.应尽量避免不必要的派生过程; 9.尽量使用具有催化选择性的试剂; 10.化学产品中的设计应保留其功能,减少其毒性,当完成自身功能后不再滞留于环境中,使之降解为无毒的物质; 11.需要开发实时、跟踪监控的分析方法,预先监控有毒物质的形成; 12.化学物质及其在化工过程使用中的物态,应选择潜在化学随机事故(包括气体泄露、爆炸和着火)最小的,等等。从以上论点可以总结出,化学实验绿色化的内容包括:化学试剂、溶剂和催化剂的绿色化,尽量选择低毒和可再生资源,溶剂尽量选择水溶剂,避免采用有毒有害和挥发性溶剂,催化剂应首选采用无毒害、无腐蚀的物质;实验剂量绿色化,在保证完成化学反应的情况下,尽量使用最小剂量的试剂、溶剂和催化剂;对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染程度降到最低。 三、激发探究精神,完善绿色化学 (一)开展微型化学实验 微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。近年来,在我国化学实验教学改革领域中,微型化学实验蓬勃发展,引起国内化学教育界极大关注。目前微型化学实验开展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探索,并取得了骄人的成绩,逐渐形成了具有中国特色的微型化学实验特点:微型仪器价格低廉且配套比较完整,在国际上具有很强的竞争力。此外,微型化学实验与传统实验相比,具有明显的绿色环保、节约药品和节省时间的特点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来,受到了广大师生的欢迎。目前,国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。 (二)探究精神在绿色化学实验中的应用 化学是一门以实验为基础的自然学科,翻开化学的历史,从火的发现到陶器的发明,从兵器的锻造到白酒的酿造,都离不开科学探究,只要学生用科学探究的方式学习和研究化学,就一定能加强对科学本质的认识、提高科学素养,且在知识与技能,过程与方法等方面获得较大提升。可见,化学实验是进行科学探索的重要途径之一。探究化学实验的绿色化有以下几个重要的特点,首先就是以实验为基础,将环保理念贯穿始终,以试验为依托,分步骤实现绿色化;其次,在探究性试验时,教师以“变废为宝”“节约减排”等作为指导思想,引导学生独立进行试验、观察现象、分析结果,通过实验设置的优劣,进行绿色化,无害化处理等;再次,教师要牢牢抓住实验探究是针对问题来开展的一系列活动这一本质,有针对性地提出问题,在对问题探究的过程中,不仅要求学生具备一定的逻辑思维能力,还要求学生具有一定的想象力,敢于大胆地猜想、假设,甚至是质疑。这对于培养学生的创新精神和实践能力有重要的作用。另外,教师提供必要和及时的指导也显得尤为重要,在探究性试验中,教师是学生学习的引导者和支持者。探究实验成功与否,教师的科学引导、有效操作、深刻总结等方面,具有决定性的作用。所以,教师要在探究性实验中纵览全局,对细节的把握要丝丝入扣,对学生在探究阶段的引导要耐心、细致和科学。绿色化学是从维护生态环境角度出发,用低毒无害的绿色实验,逐渐代替易污染的传统化学实验。是化学发展的必然规律,实现这一目标的途径很多,如选择具有高的原子经济潜力的化学反应类型,达到不排放或少排放有害物质;控制实验步骤,防止污染发生;改变实验合成线路,实现“原子经济性”;建立无苯、无铅实验室,等等。综上所述,实验绿色化是化学发展的良好趋势,他不仅减少实验本身对环境的污染,也减少了对参与实验的师生健康的危害,通过对实验绿色化的不断推陈出新,化学教育事业的明日必将灿烂辉煌。 作者:刘晶晶单位:铁岭师范高等专科学校 绿色化学论文:绿色理念下化学实验论文 一、应用多媒体进行仿真化学实验 科技水平的不断提升加速了信息技术在教学中的广泛应用,在化学教学的过程中,教师可以采用多媒体等先进的科学技术手段,加强学生的绿色理念学习。在我们的现实生活中,可能会因为环境因素、实验器材制约问题等使一些实验无法进行,面对这种情况,化学教师可以通过课前在网络上查找一些仿真的绿色化学实验视频、录像等内容,以直观而生动的形式为学生呈现化学实验的过程,将传统的教学方法与先进的多媒体教学模式相结合,一边播放视频,一边为学生讲解实验的注意细节和实验的重点等内容,加强学生对实验的认识。例如在沪教版九年级第六章《溶解的现象》这一课的实验过程中,教师可以利用多媒体等信息技术手段进行实验指导。教师可以在课前设计一些PPT或者使用化学模拟实验软件,在电脑中,模拟高锰酸钾晶体放入500毫升的烧杯中,然后注入300毫升水并搅拌过后,会产生的化学效果,使学生没有通过实验,也能够直观的感受化学的变化和魅力。 二、应用先进的微型化学实验方法 微型化学实验方法是一种新型的化学实验方法,在国内外众多的化学教学中被广泛的应用,并取得了良好的效果。微型化学实验方法主要是在化学试验的过程中,使用的微型的化学仪器和装置进行实验,并且实验所使用的化学试剂用量严格控制在百分之一到百分之十之间,从而有效的减少实验废弃物和污染物质。这种微型化学实验方式在化学实验中植入绿色理念的重要表现,不仅减少了污染物质和资源浪费,同时也能够培养学生形成良好的绿色思维意识,推动化学实验教学的不断深入开展,充分提升学生的化学水平,达到保护环境、减少污染,科学教学的目的。例如在对沪教版九年级第8章《食物中的有机化合物》这篇课文的实验过程中,教师可以充分利用微型化学实验方法指导学生进行实验。在实验的过程中,在不影响实验效果的基础上,可以尽量使用较少的淀粉、蔗糖等材料,放到酒精灯上进行加热实验,根据物体燃烧的颜色变化判断食物中的有机化合物。 三、科学处理化学实验的废弃物品 在化学实验中,除了要指导学生树立良好的绿色观念,进行绿色实验之外,教师还要加强提升学生对化学实验废弃物品的科学处理能力。在化学实验过后,会产生大量的废弃物品或者化学试剂,教师要加强学生对这些物品或者试剂的客观认识,禁止学生对化学物品随意丢弃,根据物品或者试剂的种类、腐蚀性、有害性进行针对性处理,对于可以反复使用的物品要将其进行保留,放置于预定好的容器中并加以标注,以便于循环利用,最大程度的减少对环境的污染,倡导绿色、可持续的化学实验观念。化学是当前我国教学中一项重要的学科,社会的发展和人民思想素质的不断提升加速了在化学教学中绿色理念的应用。紧跟时代脉搏,在化学实验教学中灌输绿色理念,有利于培养学生树立节约、绿色的思想观念,为我国建造可持续发展的生态型社会奠定良好的基础。 作者:施捷单位:江苏省淮安市文通中学 绿色化学论文:构建绿色实验课堂的高中化学论文 一、严格规范实验操作 化学实验是一门高度严谨的科学活动,在实验过程中,任何一个微小的差错,轻则造成污染加大,重则会发生安全事故。因此,说到绿色化学实验的开展,首先要从最基础的实验操作技能入手。在化学实验中,教师要教给学生规范的操作方式,从实验前药品、实验器具的检查,到实验装置的安装、药品的称量、试剂的取用,再到最后的实验废弃物的处理,每一个环节都要严格按照实验操作守则的规定,这样既可以节约不必要的药品、试剂、能源的耗费,又能够在实验过程中减少污染物的排放。例如,在开始前,要认真检查制备气体装置的密闭性是否合格,以避免在实验操作中由于气体泄漏而造成的污染和对人体的危害;在实验过程中,需要闻气体的时候,不能太用力去吸气;选择容器的时候,不能选择敞开的容器口等等。这样,在实验中的每个环节都按规操作,就可以最大限度的减少安全事故的发生,确保把污染可能降到最低。 二、尽量选择对环境污染小的反应物 在发生化学反应的过程中,释放一些污染环境的物质有时不可避免,这个时候,我们只能采取“两害取其轻”的方式,尽量选择一些对环境污染比较小的反应物。例如,氯气的制取实验,按照传统的方式,氯气产生的量很大,即使教师用装置把氯气收集起来,但最终还是会释放出去,难以从根本上解决问题。有没有什么方法能够让污染量尽量减少一些呢?如今,很多教师尝试着用医用高锰酸钾片,也就是我们常说的PP片与浓盐酸发生反应来制取氯气,由于PP片的密度很高,即使浸泡几个小时以后,PP片也不会完全溶解,这样作为固体的PP片与浓盐酸发生反应的接触面要远远小于液体与液体的接触面,从而导致反应的强度要明显减弱,而产生的氯气量也会大大减小,使得实验过程变得相对来说更加环保。由此可见,选择恰当的反应物,是实现绿色实验的有效手段。 三、积极推广微型实验 微型实验在世界上一些发达国家的发展已经比较成熟了,而在我国,微型实验还处于一个起步阶段。所谓微型实验,不仅是在化学实验中简单的减少试剂、药品的用量,而是包括微量药品、微型实验仪器在内的一系列微型化条件下开展的实验活动。在微型条件下,运用远远低于常规用量的药品开展化学实验,不仅可以降低实验成本,同时,反应生成物的量也会大大减小,这样自然提升了实验的绿色性。当然,与常规实验相比,微型实验的反应现象往往不够明显,这就给学生的实验观察带来了一定的难度。为了解决这个问题,教师可以利用投影仪等工具对实验现象进行放大处理,这样就可以解决实验可观性的问题了。 四、努力在实验中做到废物利用 循环利用是环保理念中一个十分重要的方法和理念。在化学实验中,除了想办法减少污染物的排放,努力做到废物的循环利用也是实现绿色课堂的一个重要途径。例如,在银镜反应中生成的银,通过Ag和稀HNO3进行加热反应可以得到AgNO3,这样就可以用于下一次的实验。除此以外,在我们身边,随处可见的一些废旧物品,经过简单的加工改造,也可以变成化学实验器具,例如,我们可以用一次性针筒来替代量筒,也可以用随处可见的塑料吸管来代替移液管等,利用这些废旧物品自制实验仪器,不仅体现了环保思维,同时,这种随处可见、随处可用的自制仪器还可以增加实验的机会和实验的便利性,并且学生在自制仪器的过程中,还能培养一定的动手实践能力,可以说,是一个一举多得的有效之举。 五、妥善处理实验废弃物 化学实验本身的性质就决定了无论采用什么手段,一些实验都会不可避免的产生一定的污染,这时候,如何妥善地处理这些实验废弃物就显得格外重要了。教师在开展实验教学的时候,一定要让学生养成正确处理实验废弃物的习惯和能力。在对实验废液进行处理的时候,一定要让学生按照要求把废液倒入专门的废酸槽或者废碱槽,对于一些不能直接排放的废液,可以采取一定的手段进行处理,如搁置一段时间,或者进行一些化学反应处理,然后再进行排放。对于实验废气,在实验过程中要注意对尾气的收集,在实验结束后再对尾气进行吸收或者回收。绿色化学是人类与自然和谐相处的化学科学,是未来化学学科乃至人类本身可持续发展的必然要求。因此,努力减少化学实验污染,推进化学实验的绿色化设计是我们每个化学教师都应当重视的问题。作为教师,我们要努力把绿色化学理念自始至终地贯彻于化学实验教学的各个环节,让学生在化学课堂上养成环保意识,形成环保能力。 作者:郭德明单位:江苏省扬州市邗江区瓜洲中学 绿色化学论文:绿色化学教学下的化学实验论文 一、转变观念,将绿色化学的理念引入化学实验教学 化学是一门实践性很强的学科,化学实验教学又是化学教学过程中的重要环节,实验教学对学生科学思维、动手能力、创新意识的培养起着重要的作用。但绝大多数化学实验不可避免地对环境造成了污染。[4]以大学无机化学实验教学为例,使用到的化学药品有100多种。其中不乏各种毒性较大的物质:如钡盐、铅盐、镉盐、铬盐等各种金属盐类;硫化氢、氯气、二氧化氮、二氧化硫等有刺激性或有毒气体;四氯化碳、乙醚、丙酮等各种有机溶剂。[5]因此,对传统化学实验进行绿色化改革,全面推行绿色化学实验乃大势所趋。绿色化学实验是以绿色化学为指导思想,用预防化学污染的新思想和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。它的具体内涵体现在使用化学品遵循的“5R”原则上:[6-9]1.Reduction—减量(减少试剂用量,提高转化率,可减少“三废”排放量);2.Reuse—重复使用(催化剂、载体等,应有重复使用的设计,可降低成本、减少废弃物);3.Recycling—回收使用(回收未反应的原料、副产物、催化剂、稳定剂等非反应试剂);4.Regeneration—再生利用(变废为宝,是节省资源,减少污染的有效途径);5.Rejection一拒用(拒绝使用无法回收、无法替代的毒副作用、污染作用明显的原料,是杜绝污染的最根本方法)。具体来说,就是化学试剂、化学反应、途径、产物、剂量等等的绿色化。 二、改革教学内容和手段,将绿色化学的理念 渗透入实验过程作为高校化学教师,应不断地改进实验教材和教学内容,将绿色化学的理念融入到化学实验教学中,培养具有绿色化学意识的化学人才,实现化学实验的绿色化。主要的改进手段有以下几点。 (一)反应试剂绿色化 不管是无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验还是物理化学实验,都多多少少要使用到有毒有害的反应试剂。反应试剂的调整对实验绿色化进程意义重大。如无机元素化学实验中将鉴定Br-、I-时使用的氯水改为双氧水,既可以省去制备氯气的烦琐操作,避免氯气、氯水对环境及健康造成的不良影响,又可以让学生灵活运用学过的知识。[10]有机化学实验中“苯乙酮的制备”要用大量苯,此实验可用生理毒性比苯小得多的甲苯代替”;[11]传统的“己二酸的制备”实验,现有有机化学实验教材是以环己醇为原料、用硝酸作为氧化剂的传统工艺,硝酸是危险、有强腐蚀性的物质,副产的NO会破坏臭氧层,而且该反应为强放热反应,极易飞速升温而失控。“己二酸的制备”可以采用绿色合成工艺,即以环己烯为原料,以H2O2为氧化剂合成己二酸,该工艺以绿色氧化剂H2O2代替HNO3,反应条件温和,易于控制。[12] (二)常量实验微量化、半微量化 尽管很多实验经过改进以后,所用原料毒性很小或基本无毒,但排放量大了仍会造成污染。应此,实验的微量化和半微量化不仅是减少试剂用量的简单问题,也是走绿色化学之路的必然选择。自从20世纪80年代美国科学家在基础有机化学的微型制备实验研究中取得成功后,微型化学实验的探究与应用就成为一种趋势。微型化学实验是以尽可能少的反应物质来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然其试剂用量一般只是常规实验用量的1/10乃至更少,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。采用微型化学实验技术,可以大大减少试剂用量、缩短实验时间、降低环境污染,也有利于强化学生的动手操作能力,培养学生的创新思维和环保意识。[5]如在无机性质实验中,对不用加热和不需要沉淀分离的实验,改在点滴板上进行,试剂用量可减低到原来的1/2~1/5。有机实验中的如乙酸乙酯的制备、从茶叶中提取咖啡因等实验改成半微量实验后产品产率和质量仍能得到一定保证。[11] (三)实验模式循环化 传统实验是“原料—产物—废弃物”的单向线性系统,特征是原料的高消耗性以及产物对人和环境的高污染性,随着资源的短缺甚至枯竭,人类生存环境的不断恶化,这种传统实验模式正在受到前所未有的挑战,人们越来越清楚地认识到它的种种缺陷和不足。“循环实验”的根本在于“循环”两字———充分利用实验产物,绿色化处理实验废物。循环实验模式一般有两种:[13]1.原料—产物(原料)—产物(无毒、低毒废物);例如:乙酰水杨酸的制备~提纯—含量分析(酸碱滴定法)。本实验的反应物为乙酸酐和水杨酸,常温条件下生成乙酰水杨酸,在下一轮乙酰水杨酸的提纯及含量测定实验中作为样品使用。2.原料—产物(原料)—产物—原料。例如:以配位连续滴定法测定混合液中的Bi3+和Pb2+离子,是分析化学实验教学中的一个重要实验内容。按照传统的试验方法,供学生测定的混合试液几乎都是由分析纯的硝酸盐试剂配制而成。以前在学生完成分析实验之后,含有Bi3+和Pb2+废液也就随下水管排掉。这些废液如不回收,既污染环境又浪费资源。在该实验过程中,如以硫化钠为沉淀剂处理含Bi3+和Pb2+的废液,则Bi3+和Pb2+均以硫化物沉淀的形式回收,然后用稀硝酸加以溶解,并通过硝酸用量的控制,使再生后试液的酸度恰为滴定所需的pH值,这样就可供学生在实验中反复使用。 (四)实验技术(仪器)更合理化 在物理化学实验中,U型管水银压力计和贝克曼温度计使用频率曾经很高。但这两种仪表都含有汞,容易造成实验室汞污染。可将U型管水银压力计改换为压力传感器,不仅能达到无汞的目的,而且还使压力测量读数更准、更快;传统的贝克曼温度计也可换为“SWC-Ⅱ型数字贝克曼温度计”,既省时又安全,效果也很好。[15]而在有机化学实验中,微波辐射法的运用也为实验绿色化开辟了一条新的道路。与常规加热法相比,微波辐射促进合成方法可以显著地节能,提高反应速率,缩短反应时间,减少污染,且能实现一些常规方法难以实现的反应。微型实验、小量一半微量实验可以据以有选择地改造为微波化学实验。微波化学反应直接或间接地减少了环境污染。作为一种新技术,应大力研究和推广,使之形成新的实验体系。 (五)计算机和多媒体技术帮助实现实验绿色化 利用计算机多媒体技术对化学实验进行辅助教学是近年来新兴起来的一种实验教学手段。化学实验属于消耗性实验,常规的、传统的化学实验不可避免地会消耗许多药品和大量的水资源。计算机辅助教学模拟化学实验(仿真实验)是一种化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方式,特别适合于演示实验。我们利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果,让学生在计算机屏幕上所做实验达到身临其境的感受,如在直观的情景中“实验”。如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化、胶体的电泳、硫化氢的性质与制取等。学生可以反复地操作练习,重现实验内容和实验现象,观察实验的现象变化。实验软件本身就带有较高的趣味性和游戏性,既可以大大提高学生对实验课的学习兴趣,充分调动学生的积极性和主动性,又可以减少环境污染和实验危险。 三、培养学生环保意识,妥善处理实验室“三废”[18,19] 在实验教学中,教师必须适时灌输绿色化学思想,让学生充分理解和接纳绿色化学知识;教导学生依据“5R”原则来考虑和解决化学实验中出现的污染问题,做到实验药品的减量化、循环或回收再利用,选择污染少、装置简单、产物易分离、安全性高的实验方法,在无法避免使用或产生有毒有害物质时,必须采取有效的保护和消害处理措施;引导学生观察和认识生活、生产中的绿色化学现象,巩固和加深绿色化学知识。同时,实验室要积极创造条件,对实验后的“三废”进行无害化处理。如无机实验室首先要对废液收集桶中的各种酸碱和金属溶液进行预处理,有针对性地加入一些中和剂和沉淀剂。预处理后的废液可通过专用管道排到指定处作无害化处理。有机实验室更应对各种废液分类收集后处理。玻璃废渣、废瓶、或有毒废渣集中存放后可由学校统一收集处理。实验室内应装有通风橱、排风机等,有条件的还可安装正压送风系统。正压送风系统采用从天花板送风口压入新鲜空气,可以把实验室中的烟雾从门、窗或是实验室墙角专用的出风口中压出,能更有效的处理实验过程中产生的烟雾。 作者:殷馨王海文工作单位:华东理工大学化学与分子工程学院化学实验教学中心 绿色化学论文:绿色化学的现状及发展前景论文 当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。 一、化学所面临的挑战 1.1化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没 化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(centralscience)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaidscience)而不受重视。 1.2化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。 二、绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。 2.1绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。 2.2绿色化学的产生及其背景 当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 2.3绿色化学的优秀内容 原子经济性是绿色化学的优秀内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 三、绿色化学的发展前景 3.1反应原料的绿色化即反应原料符合5R原则。 3.2原子经济性反应在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。 3.3高效合成法不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。 3.4.提高反应的选择性———定向合成如不对称合成。 3.5.环境友好催化剂例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。 3.6.物理方法促进化学反应如微波引发和促进DielsAlder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。 3.7.酶促有机化学反应酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。 3.8溶剂化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。 3.9.计算机辅助绿色化学设计和模拟在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。 3.10环境友好产品如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。 绿色化学论文:绿色化学研究论文 摘要建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。 关键词绿色化学环境保护生物技术 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。 1采用无毒、无害并可循环使用的新物料 1.1原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。 1.2溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 1.2.1固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。 1.2.2以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。 水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。 1.2.3超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 1.3催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。 2化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 绿色化学论文:绿色化学实验研究论文 摘要:化学教学创新教育模式中,关键的一环是必须尽可能让学生在课堂上边学边做实验。绿色化学实验是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。 关键词:创新教育绿色化学实验 1999年6月13日颁布的《****中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出:实施素质教育是“以培养学生的创新精神和实践能力为重点”。化学创新教育是对学生实施素质教育的重要组成部分之一。 1化学教学中创新教育模式的研究 化学是一门以实验为基础的学科,在化学教学中,要把培养学生的创新精神和实践能力作为素质教育的重点,就要改革“填鸭式”的化学教学模式,积极实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新的意识,切实提高教学质量。要让学生感受、理解化学知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。 培养学生的创新精神,必须遵循思维科学的规律。人的大脑两半球基本上是以不同的方式进行思维的[1],左脑倾向于对抽象材料(概念、数字、理论)形成概念、作出判断、用推理的方式进行抽象思维;右脑则通过对形象材料、表象的加工改造进行形象思维。一个人的思维分为三种:抽象(逻辑)思维、形象(直觉)思维和灵感(顿悟)思维。创造思维是思维的最高形式,创造活动是通过抽象思维和形象思维协同进行的。通过对创造过程四个阶段的研究结果说明,形象思维在创新过程中,起着关键的作用[2]。所以,我国著名科学家钱学森说[3]:“我建议把形象思维作为思维科学的突破口。” 可是在教学理论上,由于“左脑优势”理论的长期影响,多年来化学教学一直偏重于运用左脑的功能,而忽视了右脑的开发。长期以来在化学教学中对操作性知识,主要是由老师“代劳”(演示实验),理论知识是由课本和老师先入为主地描述给学生,这对右脑的开发和真正学好化学是无太大价值的,从而使化学教学失去了在对学生实施素质教育系统中别的学科不可替代的特殊作用。 在化学教学中实施素质教育,就要根据化学的学科特点,有意识的开发学生右脑智力,把两种思维有机地结合起来,这样才会使教育思想、教育方法、和教学过程发生深刻的变化。 化学教学的创新教育模式[4]中,关键的一环是必须尽可能让学生在课堂上边学边做实验。在教师引导下,学生自己做未知的实验(而不是由老师进行演示实验),强烈的好奇心和丰富多彩的实验现象,能激发学生认真地进行实验操作,仔细地观察实验现象,深入地分析和探索实验现象的本质。在这种生动活泼的启发式和讨论式教学中,大量的实验表象在学生的右脑里积累,能促进学生形象思维能力的发展;积极主动地对化学实验现象本质进行探索,能促使学生左脑抽象思维能力的提高。这种左右脑协调发展,创新思维能力得到提高[5],实践能力得到增强的化学课堂教学,是我们在实施素质教育过程中要探索的化学教学创新教育模式的重要组成部分。 2绿色化学实验是实施化学教学创新教育模式的重要保证 绿色化学(Greenchemistry)是一门从源头上阻止污染的化学[6],是可持续发展战略在化学领域里的体现。它是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的使用和产生。把绿色化学思想贯穿在化学教学的全过程中,一方面是为了从小培养有强烈环保意识的人,另一方面绿色化学实验本身就是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。 让学生在课堂上边学边做实验,应该具备以下基本条件: (1)有适合于学生在课堂上操作的小型、便携、易掌握、能快捷装配的实验仪器; (2)取药品方便,实验安全,试剂用量少,产生的废液少,几乎没有毒气污染。 我们研制的“大学中学通用化成套微型化学实验仪器”为学生在课堂上边学边做实验提供了硬件实验设备。学生手提实验箱进入课堂,在没有通风设备并且坐得满满的课堂里边学边做实验,重要的问题之一,就是学习过程几乎得在没有毒气污染的环境中进行。所以,对绿色化学实验的研究,就成为我们在实施化学创新教育过程中必须认真研究的问题。 2.1绿色化学实验的研究 化学教学中绿色化学实验的研究,涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验各方面绿色化的研究。目前我们主要在以下方面进行了初步的研究与教学实践: (1)研究新的绿色的化学实验:根据化学教学需要,发现、设计或选择没有污染和安全的实验取代那些污染严重或危险性大的实验。 (2)深入对微型化学实验的研究:在能获取所需化学实验信息的前提下,采用“尽可能少剂量实验”,以减少或消除实验废物。 其中,加强对无毒气污染实验的研究是绿色化学实验研究的一个重点,因为,消除了有毒气体的污染就是消除了基础化学实验中最大的污染源。我们在采用微型化学实验进行“化学教育中的创新教育模式”实验班的教学实践中,对绿色化学实验问题进行了初步的研究与实践,营造了较为良好的课堂实验教学环境。 2.2绿色化学实验研究实例 不同浓度的HNO3与Cu的反应,是证实不同浓度的HNO3氧化性不同的典型实验,在高中和大学的化学实验里都有。实验中,浓烈的有刺激气味的NO2毒气,弥漫在实验场所,严重地影响着师生的身体健康。为了能保留这一典型实验,又不污染环境,我们进行了无毒气污染的Cu与HNO3反应实验研究,并在贵阳清华中学高一年级57人的实验班中进行了教学实践检验。 绿色化学论文:化学教学绿色管理论文 绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究,并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是人类和自然和谐的化学,是面向新世纪提出的化学新概念,同时它也为化学教育教学提出了新的课题。在我国,化学工作者虽然做了大量与绿色化学要求相一致的工作,但绿色化学研究刚刚起步,绿色化学具有何种现代内涵,对人类社会发展有何种意义,仍不完全为广大化学工作者所了解。很显然,作为化学教育工作者,特别是中学化学教育工作者,如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求,在实际教学中,结合当前素质教育,把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。本文旨在通过绿色化学现代内涵的介绍,从绿色化学角度分析现行教材,提出中学化学教育教学新设想。 一、绿色化学的现代内涵 绿色化学(GreenChemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五“R”上。 1、减量一Raduction“减量”是从省资源、少污染角度提出的,包括二层意思:(1)减少资源用量,在保证产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率,减少损失率;(2)减少“三废”排放量,主要是减少废气、废水及废渣(副产物)排放量,特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。在我国的台湾,连实验室废水排放都制定有严格的标准。 2、重复使用一Reuse重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 3、回收一Recycling回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。 4、再生一Regeneration再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。 5、拒用一Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。在学术界日益重视的绿色化学现代内涵已得到理解,绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可,但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻,它的应用在实验中也应得到推广。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。 二、现行中学化学教材的绿色化学观绿色化学,对我国广大化学工作者、化学教育工作者来说,或许还是一个新概念,但他们所从事的环境保护、环境教育工作,微型化学实验研究和用品开发工作,都做到了与绿色化学要求的高度一致,甚至在现行中学化学教材中也充分体现了绿色化学观。 1.建立了与绿色化学相一致的概念现行初高中化学教材从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应(选学)等概念,在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念。 2.工业化学渗透了绿色化学观点中学化学教材中的工业化学内容虽然较为分散也不系统,但都不例外地合理渗透了绿色化学观点,这些观点主要体现在:(1)为了省资源、提高转化率和原料利用率,在工业合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸、侯氏制碱法等工艺流程中都采取了循环操作(氧化);(2)为了防止或减少环境污染的发生,氨氧化制硝酸、接触法制硫酸工艺中都设立了尾气处理装置,并介绍了尾气回收的方法及回收物的利用;(3)为了防止催化剂中毒,使催化剂重复使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸都要求对原料气、炉气进行净化。另外,教材还介绍了电镀工业中采取无氰电镀,乙炔制乙醛中使用非汞催化剂的原因。 3.实验内容充分体现了绿色化学原理在中学化学课本的编制和修订过程中,有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理:(1)对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求;(2)在教材修订时删除了有一定危险或危害的硫化氢和苯磺酸制备实验;(3)介绍了闻气体的方法;(4)强调了实验中常见的事故避免、应急处理等;(4)介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法;(6)在新编初中化学课本中引入了减量、减废的微型化学实验;(7)NO、NO2等有危害的制备实验只安排在实验室中进行;(8)在氯化氢、氯气等制备实验中强调了尾气的处理办法。 4.有关物质的内容编排中,考虑到了绿色化学因素课本在有关元素化合物、有机化合物的内容编排中从绿色化学角度有重点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等:(1)介绍了氯气、硫化氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法,甚至用黑体字写出加以强调;(2)在选学内容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与过介绍等。三、绿色化学与中学化学教育教学现代社会生活、经济发展呼唤绿色化学,绿色化学的新观点、新思想也需要及时向社会传播,中学化学教育工作者理当承担起这个义务与责任。 如何在中学化学教育教学的过程中体现绿色化学思想,在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育呢? 1.在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。(1)绿色化学与环境教育化工产品生产和化学实验产生的废水、废气和废渣都会对环境造成不容忽视的污染,这就需要在中学化学教育教学过程中进行环境教育,而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法——减量、减废、回收、再生和拒用等。(2)绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用:首先,“减量、减废”的实验要求,可激发学生传统化学实验进行改革,培养学生创造能力;其次,“省资源、零污染”的化工生产要求,可鼓励学生对化学课本中的化工生产工艺流程进行质疑,培养学生创造性思维。 2.在实验教学中贯彻绿色化学观点,实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此,为了适应绿色化学新要求,中学化学实验必须进行改革。笔者认为: (1)要大力推行微型实验,即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器,还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。 (2)要努力改革实验方式,即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行,如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等,有些定性实验可放在滤纸上完成,如电解饱和食盐水,检验醛基存在等。 (3)要设法删改有关实验,现行化学课本中有些实验仍有危险性,需要进行删改:考虑到硝基苯及苯的毒性,硝基苯、溴苯制备实验可以删去;考虑到NO、NO2、SO2的毒性,在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置;考虑到安全性,对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。 绿色化学论文:绿色化学管理论文 绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究,并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是人类和自然和谐的化学,是面向新世纪提出的化学新概念,同时它也为化学教育教学提出了新的课题。在我国,化学工作者虽然做了大量与绿色化学要求相一致的工作,但绿色化学研究刚刚起步,绿色化学具有何种现代内涵,对人类社会发展有何种意义,仍不完全为广大化学工作者所了解。很显然,作为化学教育工作者,特别是中学化学教育工作者,如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求,在实际教学中,结合当前素质教育,把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。本文旨在通过绿色化学现代内涵的介绍,从绿色化学角度分析现行教材,提出中学化学教育教学新设想。 一、绿色化学的现代内涵 绿色化学(GreenChemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五“R”上。 1、减量一Raduction“减量”是从省资源、少污染角度提出的,包括二层意思:(1)减少资源用量,在保证产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率,减少损失率;(2)减少“三废”排放量,主要是减少废气、废水及废渣(副产物)排放量,特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。在我国的台湾,连实验室废水排放都制定有严格的标准。 2、重复使用一Reuse重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 3、回收一Recycling回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。 4、再生一Regeneration再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。 5、拒用一Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。在学术界日益重视的绿色化学现代内涵已得到理解,绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可,但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻,它的应用在实验中也应得到推广。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。 二、现行中学化学教材的绿色化学观 绿色化学,对我国广大化学工作者、化学教育工作者来说,或许还是一个新概念,但他们所从事的环境保护、环境教育工作,微型化学实验研究和用品开发工作,都做到了与绿色化学要求的高度一致,甚至在现行中学化学教材中也充分体现了绿色化学观。 1.建立了与绿色化学相一致的概念现行初高中化学教材从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应(选学)等概念,在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念。 2.工业化学渗透了绿色化学观点中学化学教材中的工业化学内容虽然较为分散也不系统,但都不例外地合理渗透了绿色化学观点,这些观点主要体现在:(1)为了省资源、提高转化率和原料利用率,在工业合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸、侯氏制碱法等工艺流程中都采取了循环操作(氧化);(2)为了防止或减少环境污染的发生,氨氧化制硝酸、接触法制硫酸工艺中都设立了尾气处理装置,并介绍了尾气回收的方法及回收物的利用;(3)为了防止催化剂中毒,使催化剂重复使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸都要求对原料气、炉气进行净化。另外,教材还介绍了电镀工业中采取无氰电镀,乙炔制乙醛中使用非汞催化剂的原因。 3.实验内容充分体现了绿色化学原理在中学化学课本的编制和修订过程中,有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理:(1)对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求;(2)在教材修订时删除了有一定危险或危害的硫化氢和苯磺酸制备实验;(3)介绍了闻气体的方法;(4)强调了实验中常见的事故避免、应急处理等;(4)介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法;(6)在新编初中化学课本中引入了减量、减废的微型化学实验;(7)NO、NO2等有危害的制备实验只安排在实验室中进行;(8)在氯化氢、氯气等制备实验中强调了尾气的处理办法。 4.有关物质的内容编排中,考虑到了绿色化学因素课本在有关元素化合物、有机化合物的内容编排中从绿色化学角度有重点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等:(1)介绍了氯气、硫化氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法,甚至用黑体字写出加以强调;(2)在选学内容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与过介绍等。三、绿色化学与中学化学教育教学现代社会生活、经济发展呼唤绿色化学,绿色化学的新观点、新思想也需要及时向社会传播,中学化学教育工作者理当承担起这个义务与责任。 如何在中学化学教育教学的过程中体现绿色化学思想,在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育呢? 1.在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。(1)绿色化学与环境教育化工产品生产和化学实验产生的废水、废气和废渣都会对环境造成不容忽视的污染,这就需要在中学化学教育教学过程中进行环境教育,而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法——减量、减废、回收、再生和拒用等。(2)绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用:首先,“减量、减废”的实验要求,可激发学生传统化学实验进行改革,培养学生创造能力;其次,“省资源、零污染”的化工生产要求,可鼓励学生对化学课本中的化工生产工艺流程进行质疑,培养学生创造性思维。 2.在实验教学中贯彻绿色化学观点,实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此,为了适应绿色化学新要求,中学化学实验必须进行改革。笔者认为: (1)要大力推行微型实验,即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器,还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。 (2)要努力改革实验方式,即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行,如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等,有些定性实验可放在滤纸上完成,如电解饱和食盐水,检验醛基存在等。 (3)要设法删改有关实验,现行化学课本中有些实验仍有危险性,需要进行删改:考虑到硝基苯及苯的毒性,硝基苯、溴苯制备实验可以删去;考虑到NO、NO2、SO2的毒性,在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置;考虑到安全性,对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。
计算机科学与技术论文:计算机科学与技术经济管理论文 1、计算机科学与技术在经济管理中所体现的作用 在进行经济管理工作的时候,需要从工作中出现的庞大的信息进行分析和处理,这些数据是重要的资源公司和机构需要这些资源做了分析、决策。然而,经济管理人员如何处理这些信息,从而使这些资源能够得到更好的决策服务,是经济管理人员需要不断探索的问题,在很多的研究过程中相关的许多研究人员已经取得了较为合适的方法去处理数据,但这些方法往往并不适用于人们获得大量正确的感官使自己不足以判定自己的决定或感觉。不过由于计算机技术的发展,让人们在处理这些数据的过程中,获得了很大的方便,因为电脑可以有效地对大量的数据进行处理,分析,因此,计算机科学与技术,经济管理提供了在工作过程中带来极大的方便。 2、计算机科学与技术在经济管理过程中的应用形式 2.1运用人工神经网络的形式来对信息进行分析 在动物界的神经传递过程,以及两者之间的神经元有突触,发挥信息的一对神经元之间传递的作用。在传送过程中会被用来传播若干神经递质,这些不同类型的神经递质的那些神经元接收时的轴突,会有许多分支。神经递质中的信息传送的神经元再传递到受体细胞,然后。这种形式的信息传递有很多好处,研究人员受到这些启示后,他们发明了一种自组织特征映射算法,以实现有效的传递信息。因此对计算机技术,其在外界的时间表达的发展以及当前正在使用的方式为数值向量,并且对于神经系统,这也是在该信号中的信息的传播的移位。因此,使用计算机技术进行的信息的神经之间的信息发送处理,具有非常相似的地方。 2.2这种人工神经网络的信息处理方式具备的功能 有关信息处理这个人工神经网络,它是基于神经网络的生物的形式来学习了,那里的人工神经网络的这个系统,也就是现在的一些智能计算机功能与神经系统的生物学特性有很大一部分是类似的,。第一,它具有如下特性反映在存储器中,因为它是基于生物神经模型来设计,因此,其在信息存储和分析,将在第一保留该信息,并且还具有关联存储器的功能。其次,它具有的功能,可以是非线性映射。因为在许多实现该操作,不能够建立的输入信息与输出的数量之间的线性关系,因此设计了许多熟悉的模型不能在其他信息处理系统来执行。然而,使用人工神经网络的设计方法,使得它可以满足非线性映射信息处理的过程中,也可以设置在设计过程中大量的非线性数学模型,并且每个字段可以是得到了应用。另外,该人工神经网络的信息处理模式中,还可以输入的信息来确定和实现有效的分类,原本存在于该信息的信息处理是不容易的分离和鉴定的问题,以便有效的解决方案。最后一个是,它可以具有的信息和输入,并输出将是一种有效的处理数据知识的内容的功能,因为该人工神经网络模型具有神经传递在生物学的特性,所以它可以在信息到达时,它的分析和信息处理为那些谁满足要利用的条件,并存储。这使信息的处理时,数据可根据它们的特性进行分类和分析。 3、人工神经网络的信息处理技术在经济管理中的应用 计算机科学与技术带来的这个神经网络的信息处理模式的发展过程中,因为它的一些特性和功能,已有效地用于许多领域,解决了传统的信息处理那些不能够解决谁的问题,并取得了良好的效果。因此,目前的做法是,不仅能够使用在经济管理过程信息,还是在医药,工程和其他经济领域已被广泛使用。由于计算机模拟人类思维与人类思考有着极大的相似度,因此在经济管理和其他需要人类思维仔细工作的领域中计算机就可以代替人类进行大量的思考,从而减少人脑处理数据的时间提升效率的同时也降低了人们的劳动脑力,提升了工作品质。 3.1在信贷分析过程中需要对这种信息处理技术加以利用 对于信贷分析,信贷评估机构是有自己的特点,所以在信息化的过程,因为这些公司带来不同形式的信息,制作过程,以判断其可信度,大的问题,这是很难判断出来,使很多时候会带来大量的经济损失。然而,采用这种判断方法的人工神经网络的信息技术,将上有效地解决这些问题完成的。在这些贷款时,信用评级公司,只需要输入信息编码到它,你可以分析数据,由于数额较大的信息输入,使评价过程更加准确地完成更多的工作。利用这种技术,不仅可以做到的准确度,而且还避免了主观的思维操作者的形式。这是这些优点的存在,使得其被非常广泛地应用于在企业风险分析的过程。 3.2使用这种方法可以对市场做到更准确的预测 在经济管理过程中,需要对一些看起来似乎是有效的市场进行分析,并做相关的未来发展趋势的预测,在决策过程,这些预测结果能够起到参考作用,使得投资的风险可以减小。利用人工神经网络预测市场上的信息处理技术,使得市场价格走势和走势进行了考虑和分析,让一个可靠的市场模型可以被创建。例如,在期货市场上使用这种技术,可以预测其未来的价格。而这项技术也已经在股市应用。随着科学技术和计算机技术的发展日趋成熟,使得在其工作过程中已经能够针对非常复杂的工作得到了良好的解决方案。在经济管理过程,从而产生大量的数据,使用传统方法是难以解决的,但是利用计算机科学和技术,我们可以模仿人在神经传递中的处理信息的方式来进行处理,利用它们工作为人类提供了极大的方便。 4、结束语 综上所述,我国经济管理随着电子计算机科技的不断发展和科技电子计算机智能化的不断进步,以往很多经济管理类的工作也逐渐有了更方便的工作方式,既减轻了工作人员的负担又提升了相关产业的发展,电子计算机技术和软件工程的开发在经济学领域的帮助不言而喻,因此在推广及普及电子计算机技术上相关的部门要下足功夫,为了使我国经济市场电子化进程早日实现一定要不断开发新型的电子计算机技术和相关软件,做到与时俱进。 作者:徐世宇单位:黑龙江省机场管理集团有限公司信息管理部 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业人才培养 一、计算机科学与技术专业应用型人才培养模式的现状 1.计算机科学与技术专业的教学内容跟不上社会需要 计算机科学与技术是发展非常快的学科,尤其是在社会需要的推动之下,计算机科学与技术学科的发展日新月异,需要我们能够不断地对学科前沿技术进行关注,并且在教学的过程中向学生传授这些前沿知识,以促进学生专业知识的更新和增长。但是,我们现有的计算机科学与技术专业的教学内容较为陈旧,没有根据社会发展而进行相应的更新,导致学生所学的知识跟不上社会发展的需要,学生也难以获得社会的认可。 2.计算机科学与技术专业人才培养模式中忽略了对学生应用能力的培养 计算机科学与技术专业对于从业人员的应用能力要求非常高,因为只有从业人员具备了相关的应用能力,才能够切实承担各种工作任务,解决各种突发问题。但是,很多学校在计算机科学与技术专业人才培养的过程中,只关注学生理论素质的提升,而忽略了对学生应用能力的培养,导致学生的高分低能,使得学生难以快速地融入到岗位工作当中。 3.计算机科学与技术专业的教学方法存在问题 良好教学方法能够保障教学目标的实现。在计算机科学与技术专业的教学过程中,教学方法不科学,严重地影响了教学效果和教学目标的实现。很多学校在教学的过程中,采用的是教师教授、学生听讲的教学方法。在这样的教学方法影响下,学生主动思考的意识差、对教学过程的参与程度低,因而教学质量较为低下,难以实现教学目标。 二、计算机科学与计算专业应用型人才培养模式构建策略 1.及时更新计算机科学与技术专业的教学内容 首先,对计算机科学与技术专业的学科前沿内容予以不断地关注,然后对专业教学内容进行相应的更新,将学科前沿知识融进来,既能够让学生明白学科发展方向,又能够让学生掌握一定的学科前沿知识,提升其专业知识的新鲜程度,避免被社会淘汰。其次,对计算机科学与技术专业的教材内容进行更新。将计算机科学与技术专业的教材内容分为两部分,一部分为基础知识,另一部分为学科前沿知识,基础知识为固定的教材,学科前沿知识则根据专业技术的发展而随时更新,促进教材内容的时新性。 2.在计算机科学与技术专业人才培养的过程中重视对学生应用能力的培养 首先,加大计算机科学与技术专业实践课程的比重,使学生能够对所学的知识进行充分的应用。实行理论课程与实践课程相结合的教学策略,在理论课程之后开展实践,让学生充分掌握理论知识,同时促进学生实践能力的增强。其次,让学生进入到相关的企业中进行实践,让学生在企业真实的环境中进行计算机科学和技术专业知识的应用和学习,促进其计算机应用能力的提高。 3.改善计算机科学与技术专业的教学方法 首先,在计算机科学与技术专业教学过程中采用教、学、做一体化的方法开展教学,使教师的教与学生的学和做结合起来,使学生在对知识理解的基础上实现应用能力的提升。其次,在计算机科学与技术专业教学过程中采用互动教学法来进行教学,在实际教学的过程中通过师生的互动来促进教学过程的进行,促进学生积极参与到课堂之中,从而提升学生的学习兴趣,促进学生在兴趣提升的前提下实现应用能力的发展。 三、小结 综上所述,随着现代社会的快速发展,计算机科学与技术专业应用型人才越来越受到社会的欢迎。因此,我们需要对计算机科学与技术专业应用型人才培养过程中存在的问题进行分析,进而构建出相应的应用型人才培养模式,最终促进计算机科学与技术专业人才应用能力的大幅提升。 作者:王月红 单位:唐山劳动技师学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业课程探讨 1.三段制学分课程设置比较 第一,美国大学公共基础课所占比重小于中国大学。如果按照公共基础课、专业课、选修课的三段式教学过程分类,中国的计算机科学与技术专业的课程学分和国际上总体相差不大。但是在公共基础课方面兰州大学和中国科技大学明显高于美国的三所大学,中国科技大学的公共基础课(占总学时的71%)之多是普渡大学(20%)的三倍有余,是UIUC(24%)大学的近三倍,同时是麻省理工大学(43%)的近两倍。兰州大学(37%)也是接近普顿大学(20%)与UIUC大学(24%)的两倍。在我国,第一、第二学年主要是学习公共基础课,这体现了基础课教学的重要性。但是另一方面,在总学分有限的情况下,这会导致专业优秀课程的弱化。由于基础课大多数属于必修课,必修课所占比重过高,课程的多样性会受到限制,从而影响学生的自主选择性,进而可能会影响学生的全面发展、个性塑造以及创新能力的培养。美国三所大学公共基础课比例相对较小,有利于学生把更多的时间、精力投入到专业基础课、优秀课程和实践课程的学习。不仅扎实了学生的专业基础知识,还培养了学生的实践动手能力。 第二,选修课课门类多,任选课学分比例大。虽然两国在选修课学分比例方面不相上下,但是美国三所大学的选修课课程门类多,任选课比例大,每个学生选课的模式多种多样,同一专业的学生注重差异性和独特性的培养。美国的计算机科学与技术专业的课程采取主辅修制,学生除了主修学校规定的必修课以外,课程的设置通常包含与本专业无关的其它学科领域的课程内容,这样就能加强计算机科学专业与非专业之间的横向合作,有利于学生发散思维能力的培养,形成了一些新的与计算机科学与技术专业相关的新的专业和与此协调的课程。我国课程设置中任选课门类偏少,学分分值相对较高,学分和课程内容衔接较弱,学生自主选课的空间相对窄小。有一些选修课也是集体课程,对学生的个性发展以及知识面的扩宽有一定的限制。随着近几年教学改革的发展,虽然选修课的数量和范围都有所增加,但仍然都局限在计算机科学与技术专业范围内,难以有所突破。 2.启示及建议 通过上述比较分析发现,国内计算机科学与技术专业在课程设置方面存在公共课比重大、选修课比重小以及选修课门类少,无法满足学生全面发展需要等问题。因此,在课程设置方面要合理安排必修课和选修课,在保障政治理论教育质量的前提下,适当缩减以公共基础课的比重,增加选修课占比以及选修门类以满足不同专业方向学生的需要。同时以培养良好的科学素养为人才目标,以公共课程为基础,以本学科的课程内在逻辑体系为根本依据,以提高学生的研究和开发计算机的能力为着眼点,注重基本理论、概念和方法的掌握与运用。 作者:王澄海 王漫 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术程序设计探索 1如何构建“TESE”的实践教学模式 1.1、Target——确定实践教学目标。(1)学生能力图表的制定。该图表需要依据课本的层次将单元、单项以及整合能力进行划分。这样能保证学生将各种单元与单项能力向整合,最终形成学生自己的实际专业操作能力。(见图1)。(2)实训教学大纲的修订。教师依据上述图表制定相应的实训内容与项目来修订相应的大纲,这样的实训大纲才能确保学生实现相应的能力目标。 1.2、Environmen——创设实践教学环境。(1)实训的硬件环境。学校实训环境布置必须贴近软件企业的实际情况。实训学员不但可以参与校内科研课题,还可以承揽校外项目。通过多形式、多角度重复性的实训保证其有实际的锻炼学习机会。(见图2)。(2)实训的软件环境。1)有效开发实训资源。由于教师在教学中占主导地位,因此我们有必要依靠自身经验与各种外部资源来整合实训内容。2)构建实训的虚拟环境。以课程和实训工作室为前提构建相应的公司模式。学生在该环境中负责对应的工作,这样能很好的提升的团队的沟通、协作力。3)创设实时的课堂教学情境。灵活生动的教学应结合案例、项目以及不同的角色进行。 1.3、Simulation——实践交互模拟。任何软件开发都需要按照相应的流程重复进行,不是一次就能完成的。因此,有必要组件相应的团队开发模式,根据实际需求对软件进行设计、分析、调试、编码与培训。 1.4、Evaluation——能力评估。以课程能力图表为前提,引进各种评价体系。可以采用笔试、口试、现场测试与答辩等多种形式。课程设计实训需以作品质量与个人在团队中的能力相结合进行考核。实训可以采取虚拟货币工资的形式对学生进行考核。顶岗实习的考核需以企业管理人员的评价、相应成果作为评判标准。 2“TESE”教学模式的实践 2.1实施。(1)合理配置资源,主要包括:软件与硬件环境配置、师资配置。我们需要针对工作室与实训室配置硬件,同时,合理配置虚拟场景与实训项目等软资源。要有针对性的选配优秀教师进行进修和培训,保证他们能够很好地落实“TESE”实践教学。三是多项保障措施并举,切实加强过程管理。采用召开动员大会,成立实验小组,制定实施计划并执行,进行数据收集与信息反馈,加强经费保障,采用“走出去、请进来”的方式进行教师培训进修等多种举措,对“TESE”教学模式的实施进行科学管理。(2)教学过程与教学方法的选用。构建学生为主体的教学策略体系。要不断驱动案例或任务方式,真正构建出学生为主体的教学体系。通过各类引入各类竞赛,保证学生保持实际工作状态,这样可以很好的调动他们的创新热情,激发他们上进心。(3)采取多种措施,加强过程管理。通过不断地宣传,成立各种实验组来制定相应的计划。还需采取多种措施保证教师进行相应的进修于培训,从而保证该教学模式的推进。 2.2评价。“TESE”效果需要由学生、教师与社会等多角度进行评价。恶声评价侧重于教学发放与过程以及策略。教师评价应侧重于该模式是否可行、科学、效果与学生专业能力培养效果等方面。社会评价的主题主要是实习企业与各种技能大赛的主办方。 2.3效果。通过一个周期或者多个周期的实践,可以在很大程度上提高学生的团队合作能力、软件开发能力,同时还能很好的提升学生的职业素养。通过各种软件大赛或者用工单位的评价来确定“TESE”教学模式的实用价值。 作者:贺体刚 单位:湖北省荆楚理工学院 计算机科学与技术论文:高校计算机科学与技术教学论述 一、计算机科学与技术教学的培养要求 计算机科学可以运用在各个领域,技术教学亦然;计算机科学在社会经济发展的影响下任何方面的更新周期都会变短,技术教学亦然。这显著的特点使得高校计算机科学与技术教学等方面的专业人才,必须具备多项知识结构,必须将他们按照专业的培养目标和定位来进行归纳。它们主要有一下几种:人文社会科学知识、数学物理知识、从事计算机软件、信息技术应用、计算机网络等方而的专业知识及相关领域知识,并学习和探讨这些领域的开发及应用的关键技术。作为计算机科学与技术教学专业的学生们来说,必须具有以下几项要求:第一,最基本的便是掌握好本专业的基础知识和理论,他们是发展计算机科学的前提;第二,必须具备专业学生掌握并分析系统软件的主要的设计能力;第三,对于网络系统方面,学生们必须学会对其进行运用、管理与维护方面的初级计划;第四,学生们在具备基础知识之后,还必须掌握计算机科学的实际运用的方法,学校在此基础上培养出具有高素质的人才;第五,学生们要时刻关注计算机科学与技术教学的最新情报,掌握它们的发展方向,将自己的学习情况与时展进行同步等等,多方面的培养专业素养与道德品格素质。 二、计算机科学与技术教学的整合与优化 首先,需要完成对两者的定位,确立正确的教育模式。高校计算机科学与技术教学对于学生们的实际操作能力与整体的素质有一定的要求,所以以此作为制定培养目标的前提,就必须使其具有扎实的专业基础知识与基本的知识与技能,而且能够举一反三,将其运用在实际的计算机科学的技术教学中,以培养出高级全面的素质人才作为终极目标。计算机科学与技术课程体系的构建。我国各高校必须能够找寻学生们自身的特点,为他们制定适合自己的教学模式,努力培育学生们的动手学习等方面的积极性,计算机科学与技术教学的整合与优化,一方面使得学校培养出更多的社会需求的人才,同时在另一方面提高了学校的教育整体水平。其次,需要对教学的内容进行改善。分析新时期人才市场的情况,可以发现计算机科学是十分重要的学科,在进行技术教学的时候必须能够将不同类型的学生进行专门的有针对性的培育,在完成教学目标的前提下,能够更好的拓宽学生们的眼界,计算机科学与技术教学将专业课程与教师教育课程以及两者的基础课程进行整合与优化,让学生学习到不同的内容,将教学的内容变得更多样化。所以高校的教师们可以将将学生们带入更多的领域中,让他们根据自己的爱好与特点选择想要学习的专业,为社会培养出一大批专业性强知识面广的高素质人才。最后,学校要更加具有开放性,能够与更多的企业进行双向交流。我国大部分高校还是与社会具有隔离性,是学生们缺乏社会实践经验,对于未来步入职场具有很多的阻碍,不利于学生们能力的提高与创新思维的产生。计算机科学与技术教学必须能够开设更多的与社会有联系,与企业有关系的实践课程,扩充实习基地的数量,提高实习基地的质量,积极的加强双方之间的联系,采取双方共赢的方式,共同进步。 三、结语 高校计算机科学与技术教学的整合与优化,希望学生们能够接受更好的教育,为社会培养出更优秀的人才,是一件对社会与学校还有学生自己来说对十分有益的事情。学校要设计出更合理的教学模式,学生们也要更加努力的充实自己,社会也需要给予高校更多的扶持,实现高校计算机科学与技术教学两者更大的发展。 作者:韩冰 单位:河南艺术职业学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展趋势 1深度发展计算机科学与技术 计算机的深度发展就是实现计算机的智能化。计算机人工智能化发展研究的课题主要有如何更好地实现人机互动,如何将网络上复杂的信息为己所用等等。人工智能的关键在于智能方面,计算机智能化以后,会具备多种感知能力,具备只有人类拥有的逻辑思维能力,到那时人类才算真正实现了人机沟通。虚拟现实技术领域的发展使得人类通过交互设备获得身临其境之感,同时百年存储器的发明使永久存储信息不再是梦想。 2计算机科学技术的具体发展趋势 近年来,人们紧盯着硅技术,使得硅技术的发展逐渐进入一个枯竭的状态,计算机科学家不得不把目光放到新技术的开发上,在这个背景下,各国的研究人员纷纷开始注重纳米计算机、量子计算机、光学计算机等新型计算机技术的研究。计算机的发展从来没有让我们失望,每隔几年,计算机领域就会出现一次大的变革,因此我相信,未来,新型计算机也会进入人类的视野,并得到广泛运用。计算机技术的发展从近几年的研究成果来看具体有以下几个发展趋势: 2.1计算机的运算速度将会大大提高 近年来美国人发明了一种能够使电脑运算速度获得大幅提高的新技术,这项技术是通过空气的绝缘性来完成的。时间研究表明计算机的运行速度主要取决于晶体管和芯片之间信号的传递速度,根据这个特点美国纽约保利技术公司的研究人员发明出一种新型电路,这种新型电路的芯片主要靠由90%的空气组成的胶滞体进行连接。因为空气的绝缘性质,使得这种胶质体在连接时不会吸收信号,所以传递信息的速度能够大大提高。这种导线可以直接安装不需要再更换芯片,而且还能够节约成本,降低电耗。这种导线最大的优点就是能够提高计算机的运行速度,它的缺点在于散热效果较差,无法及时排出热量。目前美国太空宇航局正在测量这种导线能否承受太空失重,如果试验取得成功,空气胶滞体导线将会广泛应用于计算机中,到那时计算机的运算速度将会获得大幅度的提高。 2.2以光为传输媒介的光学计算机 光学计算机主要以光作为传输信息的手段,这种计算机拥有传统计算机无法比拟的优势。①众所周知,光的速度非常快,以光作为传输信息的手段能够大大提高信息的传输速度,而且光具有一定的频率和偏振特征,能够使得计算机传输信息的能力获得提升。②光不需要导线来进行发射,所以就算光与光之间产生交汇也不会有任何干扰。③在智能水平上,光学计算机比电子计算机高出很多。由此看来,光学计算机是一种具备超高优势的理想计算机。世界各国早在20世纪90年代就开始了光学计算机的研究,并且在这上面投入了很大的人力、财力、物力。有美国、意大利等六十多个国家研制的光学计算机不仅有着相当高的运算准确率,而且运算速度也比电子计算机高出1000多倍,除此之外光学计算机还有不受温度控制、存储量高,适应能力强的优点。 2.3量子计算机 近年来科学家在量子计算机领域取得了一定的研究成果,例如美国在量子计算机领域完成了4个锂离子量子的缠结状态,这也标志着人类在量子计算机领域的一大进步。纳米计算机顾名思义就是运用纳米技术研制的高性能计算机,这种计算机的内存芯片只有人类一根头发丝的千分之一那么大,其体积也只有几百个原子大小。纳米计算机体积小、存量大、造价低、性能好。未来,如果纳米计算机研制成功,那么它将会取代芯片计算机,这也标志着计算机的研究领域再次取得质的飞越。 3计算机科学与技术快速发展的原因 3.1时代的变化与需求 二战时期,人们对信息处理的需求较大,因此在计算机领域投入了相当大的人力、物力和财力,这在一定程度上促进了计算机的生产与诞生,人们对计算机的研究也逐步深入。现阶段,政府、军事、各种尖端设备、各类研究领域都离不开计算机,对计算机的运行速度和存储量的要求也越来越高,计算机也逐步走向民用化。因此,计算机需要不断发展才能满足国家和人民日益增长的需求。现阶段,如果企业能够领先竞争对手创造出新技术,这就意味着企业创造了更多的利益,在这样的利益驱使下,许多企业纷纷在计算机领域投入更多的财力和精力,这同样也促进了计算机的大力发展。 3.2计算机科学与技术信息共享的发展基础 现阶段,信息共享是计算机发展的基础,各界人士根据共享的信息可以更快的获得技术与资料的支持,推动计算机科学与技术的发展。并且信息共享使得开发周期减少,计算机的研究质量也能获得提高。 3.3计算机的理论基础使得技术发展 研究人员对计算机的研究与试验越多,得到的理念与涉及的灵感也越多,在具体的实践中就可以运用这些理念。理念要经得起实践的检验,同样实践也可以促进理念的发展。在实践中难免会出现一些错误,对这些错误进行总结和归纳,就能够促进计算机技术的革新,新技术的发展同样可以催生新理念的诞生。当新技术转化为人们手中使用的产品,对相关技术的诞生也会起到促进作用,例如计算机辅助设计的应用促进了计算机软件与芯片的新技术的开发。 4结语 以上是笔者对计算机科学与技术的发展趋势所做的总结,并分析讨论了计算机获得快速发展的原因。未来计算机的发展会朝着多元化、高效化、智能化的方向进行。如今,计算机已经渗透到老百姓生活的方方面面,渗透到政府的日常工作,渗透到各个科学领域的课题研究。计算机改变了我们的生活方式,丰富了我们的生活内容,我们越来越离不开计算机,计算机已经逐步成为我们生活的保障。未来计算机的发展将会日新月异,研究者们也会在计算机领域做出更多的努力。 作者:高飞 单位:华中光电技术研究所 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术人才培养模式 1计算机科学与技术专业存在的问题 传统计算机科学与技术专业以算法理论为基础,专业人才需具备扎实的算法知识与研究能力。因此,在传统计算机科学与技术专业教学中,强调的是对学生学术造诣与研究潜力的培养。 1.1学校专业定位调整不及时 近年来,虽然信息技术不断发展,但是高校计算机科学与技术专业教育却没有实现与时俱进,始终停留一个较为落后的阶段和水平。学校对专业的定位,严重脱离市场需求,这也成为导致毕业生出现就业困难的重要原因。 1.2落后的教学方法与内容 因为计算机科学与技术专业这门学科的发展速度快,从而其更新速度也非常快。在这一现状中,中国多数高校并没有结合学科特点及时有效地改进和调整教学方法与教学内容。 1.3教学中对实习实践环节的不重视 高校传统落后的教学观念根深蒂固,在此观念的影响之下,高校计算机科学与技术专业教学中,对于学生的实践能力、操作能力以及相关的实习活动,并不重视且没有落实到实处,从而导致教学中理论知识与实践的脱离,从而导致毕业生不能适应社会和用人单位的需求。 1.4学校师资建设不完善 通过实践我们发现,在多数高校中,从事计算机科学与技术教学的教师主要以理论知识传授型为主,而且长期以来他们从事理论教学工作,对于与学科相关的研究极少参加,甚至也很少参加相关的技术实践操作活动。在课堂中,他们向学生单纯的传授理论知识,很大程度上决定了学生的学习模式,直接或间接的造成学生在实践操作方面的能力严重不足。此外,在教学中教师的综合素质与专业水平相对不高,对于自身的职业发展缺少合理、科学的规划。学校师资建设的不完善,导致了高校计算机科学与技术专业教学水平的落后。 2计算机科学与技术改进的重要举措 2.1对传统教学观念的创新改变 在高校教学中,一切活动的开展以教学观念为基础,并且以此作为指导思想引导教学活动的顺利开展。传统计算机科学与技术专业重视传授理论知识,关注学生学术能力的培养与潜能的开发,使学生形成一种接受性的学习。随着信息技术的发展,这种教育观念已经不能适应现状。特别是以职业化为主的高校,教学中如果只是重视培养学生的理论知识,那么与社会急需应用型人才的理念背道而驰。传统计算机科学与技术专业在教学观念中,对学生的实践与实习并不重视,学生动手与操作能力不强。基于此,为社会和用人单位培养适宜的应用型人才,首先就需要从改变传统教学观念开始,通过不断创新发展的教学观念以适应时代的发展和需求。 2.2传统教学体系与课程设置的改革 对传统教学体系的改革创新,应当实现以人为本,全面提升学生的综合素质能力,注重理论知识与实践的结合。这一创新教学体系的应用,可从学生素质能力所欠缺的方面有针对性的培养加强,保证学生在学习过程中保持良好的心理素质,提高学生的沟通、分析能力。关于高校课程设置的改革,学校可根据社会分工对其进行细化设置,将计算机科学与技术专业的相关课程以必修课与选修课进行划分,让学生结合自己的研究方向灵活的选择课程。对教学课程的设置将极大提高学生学习的自主性与积极性,提高和培养学生学习规划能力,并在激烈的社会竞争中做出准确的判断与选择,最终脱颖而出。 2.3加大力度开展校企合作模式,建设培养学生实践操作能力的实习基地 在课堂中,学生对理论知识的学习程度再高,若不能及时通过实践活动进行强化与巩固,那么也很难保证学生能够全面的理解和掌握知识。因此,高校应当积极寻求各种途径增强学生实践能力的培养和提高。其中校企合作模式不仅能够为学生提供实习和实践的机会,而且也为企业提供了技术支持与优先选择人才的机会。通过校企合作,学生在相应的工作岗位中,深入的理解所学理论知识,并且与实践的结合了解信息技术的发展趋势与市场未来发展动向,不断开阔眼界,提前做好从学生到步入岗位的角色转换。当然,在条件允许的情况下,学校还可以组织学生参加与计算机科学与技术专业相关的研究,以此激发学生的学习兴趣和热情,积极主动的投入到理论知识的学习中。 2.4学校重视构建理论知识与实践能力兼备的双师型师资队伍 教师在教学活动中起到了重要的作用,因此培养应用型人才,对师资队伍建设提出了更高的要求,要求教师不仅具备理论教学能力,而且在项目设计、开发应用方面具有较高的能力。由此,高校要重视构建双师型师资队伍建设。一方面,在教授课程能够深入的把握知识要点,并且讲解过程中能与应用实例结合,将问题分析的更透彻、清晰,便于学生的理解。 3结语 随着计算机信息技术的广泛应用,在我国计算机科学与技术以及应用也得到普及,但是当前多数毕业在应用能力、开发与设计能力等方面存在着严重不足,无法将所学的理论知识灵活的应用到实际工作中。对此,文章从多个方面对这一现状问题详细分析,并针对具体存在的问题从学校体系、课程设置以及师资建设等多个方面提出解决对策,以此保证和实现高效能够培养出满足社会发展和用人单位需求的计算机应用型人才。 作者:刘博 单位:河南检察职业学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业规划研究 一、专业实践环节没有建立合理的管理、激励及评价体系 由于学院缺少对思维过程的评价,导致学生只看重结果,而忽略过程的重要性,也不可能促使学生注重科学探究的过程,容易于形成一些似是而非的认识与习惯,限制学生解决问题的灵活性和创造性。造成部分已经有的实践教学不能很好地执行,没有真正发挥专业实践教学的重要作用。总结出问题所在,我们进行了计算机专业实践教学体系的设计,提出在实践教学体系的应用方案,并且指出在实施实践教学过程中必须特别注意的问题,希望能够与应用型人才的培养目标相同。依据计算机技术专业的要求,围绕着专业,结合各门课程特点,我们对计算机实践环节进行了相应的改革尝试。 二、面向问题找到计算机专业实践教学方案 1.制定明确的培养目标和实践教学大纲,独立院校计算机专业以理论知识以“必须、够用”为度,有一定的专业认识能力和抽象能力、具有较强的设计能力和实践能力。与自信、创新、吃苦耐劳精神品质为培养目标。专业教师也需要对人才培养目标进行认真理解,以此作为教学导航。在制定实践教学大纲时,不能向以往一样只罗列出知识点,必须在提出典型应用的项目及项目分解的任务,纳入计算机前沿知识,从而培养学生思考、解决实际问题的能力。在进行具体任务操练时还需指明课程群中各课程间的联系,以及实践环节中对综合项目的实际作用,并要求提供全面、专业的参考资料。在实际操作过程讲解中要增加对学习方法的引导,引导学生主动学生、高效学习、快乐学习。我们对已有的专业课程实验内容进行整合,突出联动性和任务性,对任务的难易进行相应的分类,加大设计性实验的比例使实践教学活动改变过去演示性和验证性的现象。 2.制作出严格规范的实践流程。实践性环节与理论授课相差甚远,要改变传统课堂教学模╟╟教师中心,强调以学生为本,通过对项目内容的深层挖掘分析,对任务的恰当安排,充分调动学生参与实践项目的积极性,让学生真正成为教学中的主体。实践流程的实施一般包括:项目的收集,任务课题的拟定、任务课程的实施步骤、学生设计与开发、提交、评阅、总结等。教师的引导要从收集到总结,穿插在每个实践环节之中;利用网络及参考资料辅助学生搭建项目知识框架、划分出重难点,引导学生发现任务中的问题,引出一些开放性的问题,由学生去自主探究,让学生发挥更大的潜能。每个实践环节的具体任务都要明确要求,使教师的引导和学生的做都有统一的标准。实践操作的实施主要体现出对学生操作能力的培养,以及对产生相应的文档资料的编写能力。 3.挖掘适合的实践项目作为计算机专业课程群中的主干基础课程。计算机专业中课程群的实践教学项目,不要仅限于课程本身,而应尽可能地与课程群内其他课程相关知识点贯穿起来,形成一个综合的、科学的项目。当学生在完成某一主干课程实践任务时,能复习或了解先前学习的相关课程,并在本课程的学习和实践中,能通过本课程任务进行综合理解,知晓本课程在计算机专业课程群中的地位与作用。这样就要求实践项目既要锻炼学生对本课程知识的掌握,更需要给学生理解本专业实践设计整体知识体系的网络。引导学生在操作过程中认识计算机专业本身的规律,让感性认识升华为理性思维,可以达到举一反三之效果。满足就业岗位需求。 4.制定合理有效的考核制度。考核对学生起着至关重要的导向性作用。考核不仅能体现教学效果,发现教学中的问题并进行有效改变;同时也能够评价学生的知识体系及操作能力,从而促进学生积极学习,激发学习兴趣。对实践教学的考核应分层分类的进行,过程考核与综合考核相结合,课内考核与课外考核相结合。重点考核学生的分析问题、解决问题的能力。在具体课程实施过程中,在每一个单元中设置考核评价环节,考核内容,评分要求、评价方式非常明确,将学生态度也纳入考核内容。过程考核占最终成绩的60%,综合考核点最终成绩的40%。总而言之,在完成综合项目及各项操作任务与考核任务过程中提升技能、增长知识、学以致用,同时也学会学习、养成良好的习惯,让每一位学生终生受益。独立院校在科学、严谨的教学制度下能够培养出具有真正的实践动手能力,具有自我可持续发展、终身学习的能力,成为真正德技兼备的高素质人才。 作者:许志英 单位:绍兴文理学院元培学院 计算机科学与技术专业实践教学综述 一、当前的计算机教学条件限制教学质量 当前由于很多高校的发展不均衡,开设计算机课程的条件也不同,特别是计算机的硬件设施不能够满足当前学生的教学需要。如果计算机教学的硬件设施配备不上,学生就不能在很好的多媒体教室进行计算机操作练习,学生的操作技能不能得到很好的训练。此外,学校受条件的限制不能开展丰富的课外科技活动,学生不能形成良好的学术研究氛围。 二、计算机科学与技术专业实践教学体系的构建 1.计算机科学与技术专业实践教学体系的构建原则 为了更好的开展计算机科学与技术专业实践教学,我们学院结合自己的实际情况,构建了计算机科学与技术专业实践教学体系的基本原则如下:(1)体系构建的目标:培养高级的专业应用型人才(2)体系构建的规范化:计算机科学与技术专业实践教学体系的构建必须与人才的培养计划相一致,并且对各个实践教学环节进行规范,使实践教学具有较强的科学性和实践性。(3)体系构建的整体化:根据计算机科学与技术专业人才培养的目标和特点,按各实践教学环节的作用,与课程体系改革相适应,运用科学的方法构建实践教学体系,使体系内的各个环节协调统一,贯穿于计算机科学与技术专业的全过程,并分层次逐步深化提高。 2.计算机科学与技术专业实践教学体系的构建 根据计算机科学与技术专业实践教学的构建原则,我们学院的实践教学体系由五个部分组成,分别是课程实验、教学实习、课程设计、社会实践和创新创业。(1)课程实验:课程实验是通过对学生的某项专门能力或技术应用能力进行训练,使学生在该领域的工作能力、操作能力、技术应用能力等都得到大幅度提高。具体教学内容包括引导学生掌握基本实验技能和方法,将整个学科知识贯穿起来,促进学生科学思维和创新思维,并通过模拟生产项目培养学生解决实际问题的能力。(2)教学实习:实习是每个高校学生在学习一门学科时所必须的,因为通过实习可以对所学知识如何在生产生活中进行应用有充分的了解。具体可以学院内部组织学生进行实习,学院联系单位学生进行实习,或是学生自己联系单位进行实习,并撰写实习报告,教师通过学生的实习报告对学生的实习结果进行鉴定。(3)课程设计:主要内容包括课程设计、综合设计及毕业设计等,通过课程设计使学生能够把在课堂中所学的理论知识灵活地应用于实践中,提高学生解决实际问题的能力、基本的科研能力和社会责任意识。(4)社会实践:社会实践的内容主要包括学生社团、勤工俭学、学术讲座、社会服务等。通过这些丰富多彩的社会实践活动,可以让学生深入了解社会,并提高自己的对综合素质。(5)创新创业:我们学院在进行计算机科学与技术专业实践教学改革的过程中,主要通过采取开放实验、科研科技活动及创业大赛等活动对学生实施创新创业教育,并在具体的实践过程中取得了较好的结果,学生的动手能力、创新能力和理论联系实际能力等得到了较大提高。 三、结语 在具体的实践中已取得了较为显著的效果,但计算机科学与技术专业实践教学体系构建是一个长期的、系统的工程,需要我们在今后的教学过程中不断地实践并进一步构建和完善,从而为学生提供更好的实践环境,全面提高学生的综合素质能力。 作者:甘赟 单位:海口经济学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术特色实践与思考 1培养目标 计算机科学与技术的积累和发展,对社会的影响巨大。针对计算机专业人才需求,已成为国家未来发展的重中之重,因此高校将计算机专业化人才培养方案作为战略标准,来衡量一个学校综合实力。以计算机科学与技术为前提,利用软件技术为工具,培养具有扎实的工程实践能力、技术创新能力和良好团队协作能力的计算机特色专业化人才,是高校计算机科学与技术特色专业建设的目标。计算机科学与技术专业可培养软件设计研发、计算机硬件、信息化应用工程类及IT研究型专业人才。从市场需求来看,计算机行业需求较多的是高级软件工程师、支持工程师、硬件工程师、软测试工程师及项目经理。 2计算机科学与技术特色专业建设现状 目前国内大多数高校计算机科学与技术专业建设,重理论轻实践,理论体系越来越庞大,专业特色越来越不明确。总体来看主要存在下列问题。2.1实践能力培养欠缺大多高等院校注重理论知识的学习,庞大的理论体系包含了从计算机基础到数据库、高级程序语言等繁多内容,过于宽泛有失重点,而留给实践的时间非常有限。加上高校实践教学资金不足,当前实训基地不能满足学生实践能力的培养要求。2.2专业特色不明显计算机科学发展迅速,但大多高校的教学大纲却几年都不更新,因此缺乏专业特色,有的学校甚至采用延续十几年的讲义,学科发展严重滞后,无法顺应形势。培养出来的学生好像都懂却又都不懂,步入社会后适应能力差,对所学专业失去信心,无法满足高校向社会输送优秀人才的需要。2.3招生状况逐年下滑计算机专业兴起之初优势明显,随着计算机的普及,社会对计算机专业的整体认可度呈现下滑趋势,但与此同时,社会对计算机专业人才的要求却越来越高。就业市场对毕业生提出了更高的要求,既要有专业扎实的基础,又要具有较强的实践能力,同时还要具备沟通、合作、吃苦等优秀品质,因此就业形势非常严峻,对高校的人才培养提出了相当高的要求。 3计算机科学与技术特色专业建设的思考 3.1科学准确的专业定位高校要结合所在区域和自身特点,制定独特的人才培养目标,避免盲目照搬照抄。例如,矿业类高校在学科建设上可融入矿业特色,石油类院校可定位于石油系统的计算机应用。这样有利于得到行业和地方的支持,培养的毕业生也容易融入社会。3.2加强师资队伍建设加大人才引进,拓宽渠道引进高层次的专业人才充实教师队伍,另外加强青年教师的培养,鼓励青年教师积极参与教学研讨,给青年教师配备经验丰富的教学导师,帮助其尽快适应教学,并尽早成熟形成自己的教学特色。教师队伍的师德建设也是当前高校需要重点研讨的问题,当前的社会风气或多或少影响到了高校,盲目追求利益的思想在学校蔓延,导致很多教师将主要精力放在盈利的项目上,忽视了对教学的研究。因此加强师德建设,努力营造教书育人、爱岗敬业的氛围,提高学校的教学质量。3.3拓展实践方式传统的实践教学方式单一,实践能力得不到培养,与付出的时间不成正比。因此需要在日常的教学中,探索实践的新方式,例如利用课程设计的机会,鼓励学生在合作企业完成设计课题。利用电子设计大赛等竞赛活动,鼓励全员参加,再通过评比评选优胜参赛。3.4健全保障体制成立领导专业化建设小组,制定特色专业建设计划,并跟进落实,保证建设项目有序进行,提升高校整体教学水平。 4结语 伴随着计算机特色专业人才市场需求的增加,高等院校计算机科学与技术特色专业教学管理是提升高校管理水平的必然要求,建立科学完备的专业化教学体系是专业化建设的关键。培养具有扎实的专业实践能力、一定的创新能力和良好的团队协作能力的计算机专业综合型人才,是高校计算机科学与技术特色专业的培养目标。 作者:李瑛 单位:贵州省黔西南州广播电视大学 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展微探 1来自于制造业发展的推动 制造业的发展进步也给计算机科学与技术的发展带来巨大的能量。在上世纪五六十年代,困扰计算机发展的最大因素就是制造计算机的材料品质低下效率很差,使的无法实现相关理论。出现了空有理论却无法实现的局面。但是随着制造业的发展,用以制造计算机的各种元件不断问世,集成电路和微处理器的革命性出现,都给计算机科学与技术的发展注入了强劲的动力,使其在短时间内得到了质的转变。 2来自于个人对于PC的需求 在计算机逐渐推广普及之后,越来越多的个人用户开始接触到计算机PC,并且开始了解其具体功能和一定的技术原理。随着社会整体的科技水平不断进步,智能化时代逐步来临,通过计算机PC进行办公、学习和娱乐,已经成为许多个体单位对计算机的需求。在未来,其对于计算机的需求将会更高。个人用户的不同需求,将成为计算机科学与技术未来发展的关键推动力量。 3计算机科学与技术的发展方向分析 3.1向更高的方向发展 计算机的未来发展,更高是不可避免。更高的要求就是计算机的处理速度越来越高,综合性能越来越高,其优秀在计算机的主频上得以体现。目前,英特尔公司已经开发出了晶体管数量超过10亿个的微型处理器,不仅如此,对于一台计算机来说,其不仅仅只是使用一个处理器。根据实际情况和需要,一台计算机可以使用成百上千个处理器进行并行处理,如此可以超大幅提升计算机的性能,使其具有超高的处理能力,能够满足任何计算工作的需要。当前世界上使用处理器最多的通用机达到了上万个处理器,由此可见,专用机的处理器使用数量将会更加庞大。向更高的方向发展,需要注意两个方面的问题,第一是构建高效的操作系统,保证各处理器之间的高速信息交换渠道;第二是加强计算机之间的协调配合工作。 3.2向更广的方向发展 在社会进步和经济发展的背景下,计算机已经走进千家万户,成为大多数家庭的必备产品,大大提升人们的工作和学习效率,丰富了其娱乐生活。但是,计算机的发展绝对不可满足于此,还应该朝着更广的未来发展。更广的发展方向主要可以分为三个方面。第一是大力拓展计算机科学技术的应用范围,使其更广地渗透到各行各业。目前计算机PC的普及率虽然很高,但是相关科学技术的普及程度并不高,诸多行业多缺少计算机科学技术的应用。因此,需要加强计算机科学技术在和行业的普及。第二是大力拓展计算机技术产品的使用范围,当前计算机产品主要被应用工作、学习和娱乐,这并不是计算机产品的全部,其还可以被运用到更多方面,这就需要相关科技企业细心分析大胆创新。第三是大力拓展计算机技术在其他产品中的应用,推动智能化生活的构建。诸如将计算机技术运用到洗衣机、冰箱等各种家用电器,构建智能化的生活环境。 3.3向更深的方向发展 更高和更广的发展方向主要是从外部推动计算机科学技术的发展,而更深的发展方向主要是从内部加强计算机科学技术的发展。具体来说,更深的发展方向主要就是向人工智能的方向发展。人工智能可以说是计算机科学技术发展的致高点,这里所说的人工智能并不只是简单的可以进行人机交互程序的机器,而是具备独立的思维逻辑,能够进行不受人为因素影响的逻辑分析。人工智能将成为社会的一次重大变革,需要足够的计算机科学技术来实现。 4计算机科学与技术的发展趋势具体分析 4.1生物计算机的发展分析 生物计算机的理念提出已经长达三十年了,但是其发展依旧缓慢,成果甚低。这主要是由于世界计算机科学技术人才依旧主要着力与传统计算机的发展,生物计算机缺少足够的人才进行相关研究。生物计算机的研究始于上世纪八十年代,其最显著的特点就是利用生物工程技术产生的蛋白质分子来构成生物芯片,再将其用于计算机。生物芯片的优点十分显著,其信息的传递是通过波的形式进行,运算速度相当于普通计算机的几十万倍,储存空间巨大,能耗极低,只占普通计算机的十分之一左右。生物芯片的这些特点,正是计算机技术未来发展所应该逐步达到的目标。不仅如此,蛋白质分子具有一定的再生能力,在生物计算机发展故障时,其可以通过自我修复排除芯片故障,极大地延长了计算机的使用寿命。目前,生物计算机的相关技术已经得到了初步的应用,证实了其所具备的高效性和实用性。诸如超微生物机器人,就是基于超微生物技术的研究成果。 4.2光学计算机的发展分析 光是速度极快的一种物质,或者说波。就目前的认知范围来讲,还没有任何一样物质的运动速度能够超过光速。所以将光作为计算机的信息传输手段,将可以极大提高计算机的信息数据处理能力。光学计算机相比传统计算机来说具有多个方面的优点,其数据处理能力远超传统计算机;其偏振和频率特性提高了信息传输能力;光的传播不需要导线,所以光学计算机内部信息数据不会产生互相干扰;光学计算机的智能化程度也远远高于传统计算机。光学计算机的研究起于上世纪九十年代,世界范围内诸多国家都投入了大量的人力财力物力来进行光学计算机的研究,并切实研发出来基于光学的计算机,其数据处理速度超出电子计算机一千多倍。光学计算机不会受到环境的限制,可以在各种极限环境下使用,加之抗干扰能力强悍,但从适用性角度来讲,光学计算机的发展前景不可估量。 4.3量子计算机的发展分析 量子理论近年来被广泛提及,其开始被逐渐运用到一些高精尖领域,计算机也是其中之一。基于量子理论开发量子计算机,具有极其重要的意义。量子计算机的运算速度极快,相关信息数据以量子形态进行传输和储存,能够极大地提高硬件使用率;量子计算机的信息安全度很高,基于测不准原理,量子态化的信息数据很难被拦截和破译,可以极大提高计算机的信息安全等级。目前,美国的研究机构已经实现了锂离子的量子形态缠绕,推动量子技术在计算机领域的应用向前跨进了一步。不过从量子计算机的发展历程来说,其仍然处于构想阶段,想要实现还存在技术方面的诸多缺陷。 5结束语 计算机科学与技术的发展历经百年,从一无所有直到今天的高度,离不开一代又一代科学家的努力。计算机科学与技术的未来发展需要明确更高更广更深的发展方向,结合一系列先进的科学技术,创新出更加优良的计算机设计构想,以推动计算机科学技术的发展。 作者:王科超 单位:河南工程学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的发展方向 摘要:随着我国经济水平的快速提升,科学技术得于迅速的发展,计算机科学与技术在人们的生活与生产中扮演着越来越重要的角色,极大地改变了人们的生活,促进了生产力的发展。因此,结合当前计算机科学与技术的发展现状,探讨了计算机科学与技术的发展趋势。 关键词:计算机科学与技术;探讨;发展趋势 在现代社会中,计算机科学与技术所发挥的作用是显而易见的,并且与我们的生活、工作、娱乐等紧密相连。通过人们的不懈努力以及多年发展,计算机科学与技术的发展趋势逐步从过去的单一化走到如今的多元化,从过去的封闭发展到如今的全球发展,正是因为计算机科学与技术的不断深入发展,才促使我们对计算机科学与技术的未来趋势充满了好奇和期望。 一、计算机科学与技术的发展现状 1.发展迅速,应用广泛。计算机科学与技术在科学技术的发展过程中发挥了重要的作用,在科技生产中,由于计算机技术的快速发展,极大地刺激了科技生产的发展,给科技生产带来了新的动力。而计算机技术通过在人们生活中和生产中的普遍应用,不断的加以完善和发展,技术得于更好的运用和创新,逐步的渗透到社会发展的各个领域,给人们的生活和生产带来了质的提升,对现代社会的发展产生了重大的影响。 2.走向专业化、多功能化。在当前社会中,走向专业化和多功能已经成为众多产业的一种发展趋势,计算机科学与技术也是同样如此,逐步的与各行各业的发展联系越加紧密。特别是在如今的信息化时代,通过对计算机科学与技术合理利用,对各行各业提高自身竞争力有着重要的作用。因此,基于人们对计算机科学与技术的重视,以及在社会各行各业的广泛运用,对计算机科学与技术的专业化人才的需求不断扩大,从而带动了计算机科学的专业化发展,通过专业化的培养,大批专业化的计算机科学与技术人才服务于社会发展当中。与此同时,单一性的产品随着经济的快速发展已经数据被淘汰,只有多功能的产品才能够满足当下人们的需求,正因为如此,计算机科学与技术迈向了多功能的产业链当中,更好的服务于人们的生活和促进各行各业的发展。 二、计算机科学与技术的发展趋势 1.智能化的发展趋势。在社会经济快速发展的驱动下,人们开始越来越注重便捷和效率。与此同时,计算机科学与技术的广泛运用,使得计算机当前所面临的处境就是需要处理的数据越来越多以及越来越大,不仅工序复杂,还在运行过程中所暴露的问题也在不断增多,面对当前社会对大数据的计算需求,普通的计算机技术已经已难以满足,已成了当下计算机科学与技术发展所面临的一大难题。但是,基于当前计算机科学与技术的发展趋势来看,必将经历层层突破,走向一个新的领域,未来的计算机将会是超导技术、光学技术、微电子技术和电子仿生技术相结合的产物。在面对大数据的计算需求,计算机可以在实际应用当中,通过独特的设计机构、平行技术等对各种数据乃至各种指令进行合理的分析,推动计算机科学与技术向智能化发展。同时,还将用智能化计算机取代人工进行生产,为人们提供便捷的服务,提升生产的整体效率,满足社会的发展需求。因此,在未来的社会发展过程中,计算机科学与技术必将走向智能化的发展趋势。 2.高性能的发展趋势。在当前大数据的驱动下,计算机需要处理的信息数据量将越来越大以及越来越多,社会各行各业对计算机的性能要求也随着社会发展逐步提高。而当前大多计算机都是通过采用与之相通用的芯片来完成相关操作,与发达国家相对比,还存在着明显的差距。为了给人们生活生产带来更加便捷的服务,必将提高计算机科学与技术的水平,特备是计算机性能上。因此,在计算机的发展过程中,高性能的处理系统必将成为重点探究对象,只有不断的研制出高性能的计算机技术,才能够更好的满足当下时展的要求。 3.体验式的发展趋势。社会经济的发生发展,人们的消费理念不断的在变化,更加讲究物质享受和精神享受。为了迎合人们的消费需求,社会各行各业展开了激烈的竞争,不断的改善服务理念,通过先体验,让消费者感受到产品的功能和效果后,在促使消费者购买。然而,就计算机科学与技术而言,它已渗透到社会发展的各个领域服务于人们的生活和生产,为了更好的服务于人类,以及及时的发展在发展过程中存在的不足,展开体验式的服务理念是促进计算机科学与技术向前发展的重要体现。因此,在未来的计算机科学与技术的发展过程中,体验式的发展思路也必将成为潮流。 三、结语 总而言之,计算机科学与技术的发展已成了我国当前社会发展的重要一部分,在未来的计算机科学与技术发展过程中,必将会有更多的高新技术不断涌现,服务于人们的生活和生产当中,促进我国社会经济的发展。 作者:林开斌 单位:海南师范大学 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的展望 一、计算机技术发展的整体趋势 高、广、深这三个字概括了计算机科学技术的整体发展方向,即使如今计算机科学技术如此迅速的发展,其发展的方向仍离不开这三个字。计算机技术向“高”发展的趋势主要体现在计算机的主频上,计算机主频的提高对于其性能的提高具有巨大的作用,随着主频的提高,计算机运行速度也会逐渐提高。目前为止,能够集成十亿个以上的晶体管的微处理器已经由英特尔公司研发成功,这标示着一台计算机可以使用多达几十、几百甚至更多的处理器进行并行处理。现如今性能最好的通用机就使用了多达上万个处理器,而专用机的并行程度甚至要更高于通用机。操作系统则是其优秀关键技术,主要包含两个方面,一是怎样能够高效地使计算机之间产生联系,使得处理机之间能够高速通信,另一方面是对这些计算机的有效管理,使计算机之间相互配合,相互协调。 随着计算机科学技术的飞速发展,计算机已经得到了广泛地普及,而计算机技术的网络化范围的扩大以及向各领域的渗透就是向“广”发展,可以想象,在数年之后,计算机将会出现在我们生活中的每个角落,无论是冰箱、洗衣机,甚至是我们所用的书籍都会出现计算机的身影,计算机将会成为我们生活中最常见的组成部分。深则指的是计算机技术向着人工智能的方向发展的趋势,智能在计算机中占据主要部分,同时具有感知能力和逻辑思维的能力就是所谓的人工智能,人工智能的发展将使得人与计算机的交流更加方便、灵活、快捷。 二、计算机技术具体的发展方向 从目前计算机科学技术发展的状况来看,未来计算机发展的具体方向主要有以下几个方面。近年来,美国纽约市的伦斯雷尔•保利技术公司的科学家研发出一种新型电路,这种电路的芯片是用一种包裹着胶滞体的导线进行连接的,空气的比例占了组成这种“胶滞体”的物质的90%,而空气恰恰是一种优良的绝缘体。经过研究得出,晶体管或芯片间信号传递的速度直接影响计算机运行的速度,保利技术公司研发的胶滞体导线,与目前所普遍使用的硅二氧化物导线相比,在信息传输的过程当中对于信号的吸收近乎为零,使得信息在其中的传递速度更快。 另外,伦斯雷尔•保利技术公司研发的导线对于电能的消耗也大幅度的降低且无需对计算机芯片进行改动。但其存在散热效果较差的缺点,保利公司为此研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即将装有液体的微型管道放在计算机电路当中,以此来吸收电路形成的热量。目前,美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验,如果实验成功,胶滞体导线技术将被推广到全球计算机当中,从而大幅提高计算机的运行速度。生物计算机采用由“蛋白质分子”组合构成的生物芯片,因为这种分子具备再生的能力,经过自我组合,它可以合成新的微型电路,正是因为这种生物芯片使得计算机具有了生物体的基本特征,所以这种使用生物芯片的计算机就被称为生物计算机。信息在这种生物芯片中以波的方式传递,运算速度远远高出普通计算机,且储存空间巨大,但其能耗仅约为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。 除了高速计算机与生物计算机之外,以光作为传输信息的手段的智能水平远高于电子计算机的光学计算机、量子计算机以及采用纳米技术研发的纳米计算机也是计算机科学与技术未来发展的几个具体方向。 三、应如何发展计算机科学与技术 唯有加大力度开拓应用,才能真正地推动计算机科学与技术的发展。实践得真知,没有实践,科学技术是根本无法发展的。我们要看一个国家真实的计算机应用水平,就是看计算机的应用是否得到迅速推广以及在国民经济中是否占据着重要的地位,在应用方面是否有从科学技术扩展到数据、知识和信息处理以及从军用扩展到民用。在计算机应用中,科学计算只占10%,而信息、数据处理等则占90%之多。大多数国家的计算机技术的发展,都是首先在军事上大规模应用,之后才逐渐转向民用。而从军用到民用的转变的时机以及转变速度的快慢,对计算机技术的发展具有重要影响。 作者:潘增欣单位:大连大学辽宁大连 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术人才培育体制探微 一、建设计算机科学与技术专业人才培养体系的方法 (一)构建多维分流的培养框架 多维分流的框架模式利于学校有针对性地开展教学与培养。对于高校学生来说,可以将他们通过横向与纵向的方式来进行分流,横向指的是为学生提供不同的课程选择方向,如软件工程、基础理论或是网络技术等,而纵向则是根据学生毕业后的计划来进行分流,如有的学生选择直接就业,而有的学生选择考研,继续深造。在一二年级学校可以统一开展计算机科学与技术的基础教学,三年级开始分流,有针对性地开展专业课程的教学,四年级则更多关注实习和毕业设计。 (二)深化课程体系改革 通过对课程体系的研究与改革,能够为计算机专业教学提供有效指导,为人才培养创造良好条件。在深化课程改革的过程中,需要做到以下几点:首先要对计算机科学与技术专业的基础课程引起足够的重视,通过线性代数、电子线路、大学物理等课程的学习来使学生形成抽象思维,通过汇编语言、数据结构、软件工程等必修课的学习来确保学生掌握专业思想与方法。其次,要从社会需求出发,根据计算机科学的发展来进行选修课程的设定。第三,要重视人文类课程的教学,使学生在正确的人生价值观指导下来开展学习活动,确保学生能够利用所学专业来为国家建设贡献力量,避免学生误入歧途。第四点就是要促进学生的综合发展,促使学生掌握更多其他学科的知识,涉猎如新闻、管理、教育类的课程,使学生成为社会需要的复合型人才。 (三)加强实践力度 计算机科学与技术专业的人才除了具备理论知识外,具备良好的实践能力也同样重要。学校在培养实用型人才时要把握以下几个方面:首先,要拓展实验教学,增加实验课程的比例。在实验课上让学生充分掌握基础计算机科学与技术,并根据社会发展需求来加强教学的实时性,加强LINUX、ORACLE等主流系统的实验力度。其次,要引导学生们多多参加各类计算机科技竞赛,使学生们借竞赛之力来灵活运用学到的知识,拓展视野,提高独立思考能力和动手能力,并通过此类竞赛来培养学生的创业意识。第三,不能忽略毕业论文的重要性,毕业论文是学生四年来学习成果的体现,能够在一定程度上反映学生的理论水平和实践能力。教师在进行论文指导时,要着重加强学生的分析、设计、运用能力,确保学生通过毕业论文的撰写来提升综合能力。 二、结束语: 通过计算机科学与技术专业人才培养体系的构建能够使人才的知识结构更加完备,更加符合社会的信息技术发展需求。作为社会及高校应该时刻把握教育目标,从目标出发来构建培养框架,深化课程改革以及引导学生加强实践,通过这些方法的运用来培养各类专业型的人才,促进计算机科学与技术的发展,从总体上提升我国的信息技术水平。 作者:姚霞单位:海南师范大学信息科学技术学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的展望 1计算机科学与技术发展的专业化趋势 PC今天是如此的受欢迎,因为他的通用模块设计的推动起了决定性的作用,后来的个人电脑也不会牺牲的优点,但也会发扬,不仅要实现在内置的读卡模块,甚至提供多个外槽,供人们使用添加新的模块,提高性能或功能,使用起来,现在在一个笔记本PCMICA更接近一点。这个槽将使用PCI表达的接口技术,PCI表达具有高性能,高的可扩展性,可靠性高的特点,可扩展性好以及成本低的特点,它必将取代PC现在总线。在同一时间的热交换原理,我们可以设计机模块化的概念,下面是一些制造商戴尔,已经在组合WinHEC2002的概念表明,当我们需要一个功能,只需要给机器的功能提供了一个模块,可以提供的功能,无需关闭,因为它是现在我们使用的设备简单。也许未来的计算机将是一个密封的设备,所有设备将由其他USB外接口。但计算机卡通过PCIExpres总线,从而支持热插拔。 不是每一个工作都需要一个高性能的PC来完成,有时甚至使用高性能计算机也可能引起麻烦,因为高性能势必对高能耗的负面影响,高温和其他不良。未来的电脑因为工作不同,形状不同的性能。一般的PC将逐渐由专用设备(硬件和软件集成的计算机)所取代,以提高工作效率。如果你仔细看的话,事实上,目前在美国发生这样的变化,如彩票终端销售,在收银机的购物商场,银行终端等,都是为了提高项目的效率和降低成本,逐渐被广大PC逐渐演变。也许,这种趋势在我们的家庭生活,为“家庭控制计算机”将成为家居电气控制中心,为我们控制的家用灯,冰箱,微波炉,空调等。 2计算机科学与技术发展的智能化趋势 计算机已经变得越来越流行,各种家用电器也开始得到情报,这些现象将促进网络家电和电脑的过程中,家庭网络的分布式系统将逐步取代目前的单机模式,计算机可以通过各种各样的家电网络控制,家用电器通过互联网下载各种新的应用,以提高家电的功能,家电等性能的改善。还可以通过在家电网络远程控制,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。人工智能的研究已经有很多年,人工智能是基于模糊逻辑,计算机可以对计划实施过程中遇到的困难,对最优解的自动选择。智能化最成功的应该是在航天技术应用,并有机会和精神已成功登陆火星,人不仅宣布再次进入外层空间的一步,同时,人工智能的成功,火星和地球的距离大约5576万km,即使使用无线电通信一个信号,来回需要6.2min,在火星上是没有出路的机器人实时控制。这就要求机器人本身具有一定的智能性,应对突发事件。随着计算能力的提高,民用计算机也开始有了一定的智能,帮助解决日常生活中的琐事,甚至出现了专门做家务的机器人,可以使人们花更多的时间学习,娱乐,通信等。 3计算机科学与技术发展的人性化趋势 作为未来人类的工具和家中的控制中心,计算机需要和使用人进行非常多的交流,才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化,才能让使用人真正乐意使用计算机。为了实现这一目标,在未来的交互式计算机将是多元化的,不仅可以控制,而且通过控制语言,或通过眼睛能控制。由于智能化的提高,大多数计算机可以自动选择的操作流程,过程不需要人的参与,因此软件的界面是越来越简单,使用起来像家用电器或移动电话的使用简单,人们不需要专门学习,甚至老年人可以运用自如。 因为家里和办公室的未来会有多台电脑,专门的计算机正变得越来越流行,所以电脑的功能和定位将更加清晰,这将使传统的电脑部,电脑制造商根据人们的习惯和使用范围使用,产生不同类型的计算机,以满足人们的要求。现在传统的台式机和笔记本,以及PDA的界限将变得模糊,计算机将根据工作分类。由于人工智能技术,机器人技术的迅速发展,有一天,传统的计算机和机器人将被合并,所以未来的计算机之间的差异可能比笔记本电脑和台式电脑,家用电脑可以在机器人或电子宠物的式出现在我们的生活中,使计算机将不再一一静机,但也参与了我们的生活。但也可能办公室电脑演变为办公室机器人和个人便携终端两个,工作人员的工作和办公室发出指令,由便携式终端,根据指示准备和处理日常事务的机器人,不需要人的干预,到那个时候,这个职业秘书可能出现的就业危机。 提高计算机的性能,能源消耗将增加,计算机在家庭生活中扮演着越来越重要的作用,运行时间会更长。为了不让计算机成为权力最大的电器在家里,技术人员和先进的方法,让计算机来减少能源消耗,如通过上述专业计算机,让计算机效率大大提高,能够与职业功能性能低的硬件系统,降低能源消耗。也可以通过使用新的架构,如使用“量子”,“光子”的“DNA”代替现有的硅结构的计算机,大大降低计算机的能耗。第二大功率的消耗———显示系统,也会因为LCD,OLED显示器的普及,而不再成为用电大户。 4结束语 今天,计算机已经成为现代社会生活中不可缺少的工具,作为一股潜在的发展技术来满足人们现实生活需要,在人们的日常生活的影响逐渐扩大,越来越多的对开发高效,智能化,多样化的趋势。一个更明显的趋势是网络渗透到各个领域,信息智能的全面发展和进步。计算机科学的发展及时,像一个科学的边缘,渗透到国家,社会,生活的各个领域,丰富了人们的社会生活,改变人们的生活方式,提高学习效率,促进社会文明的发展和时代的进步,我们是乐观的发展趋势计算机科学与健康技术,遵循其进步的脚印,让电脑科技带领我们探索世界的神秘和未知的未来。 作者:任青孙茜单位:四川电力设计咨询有限责任公司 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展探索 1前言 随着信息技术的应用,计算机在各行各业的发展高效地促进了经营效率的提升。计算机在企业管理系统的应用实现了管理的信息化、及时性,增强了企业与员工之间的沟通与交流。借助计算机科学与技术,企业实现管理系统的信息化,使得企业与员工之间可以进行良性的互动,减少了信息交流的时间,提升了互动沟通的效率。企业可以根据不同的员工特征进行针对性的管理,调动员工的工作热情,可以有效促进企业的可持续发展[1]。与以往的管理方式比,计算机技术的成本更低、反映迅速等优势,解决了信息的单向传递、时间间隔长等问题,方便了人与人之间的沟通,满足人们对信息的要求。计算机的这种交流模式,弥补了传统企业管理方式的不足之处,推动员工工作热情的提升,方便员工之间进行信息和资源的交换,充分调动了他们主动探索消息的热情。 2计算机科学与技术的跨越式发展对企业的作用 2.1提高企业管理效率 计算机科学与技术的跨越式发展,对于企业的进一步发展具有重要的作用。为了适应当前社会激烈的市场竞争,企业应该借助计算机技术,实行现代化的管理方式,通过制定符合企业自身情况的管理系统,结合员工的个人信息和能力,获得员工工作的需求,从而提升企业的管理的质量效率。不同的员工由于自身所处的环境不同,需要有不同的管理模式以及工作计划,企业的信息管理系统应该根据不同部门和岗位的需求,制定合理的管理方案[2]。 2.2促进企业可持续发展 随着经济全球化的发展,企业纷纷应用计算机科学技术推动企业的可持续发展。在当前知识经济的背景下,能否科学利用计算机技术促进企业的效率提升,成为影响企业成败的重要因素。企业应该积极探索高水平的计算机科学技术,使得企业在激烈的市场竞争中保持不败的地位,为后续的发展积累力量。在市场环境发生变化的时候,只有能够快速适应市场环境的变化,才能够实现自身的可持续发展。 2.3方便进行人力资源管理 当前社会竞争的日趋激烈,企业先进产品技术发展与优秀人才吸纳方面存在着激烈的竞争。只有积极探索高水平的科学技术摒弃发展优秀的人才队伍企业才能够适应当代激烈的市场环境。人才促进企业发展的关键因素,是企业人力资源管理的重要组成部分[3]。通过计算机科学与技术的使用,可以实时了解员工的信息,对人才进行针对性的管理,促进企业的可持续发展。 3企业实施计算机科学与技术跨越式发展的措施 3.1加强与员工之间的交流,培养企业忠诚度 企业要想获得进一步的发展,必须注重与员工之间的沟通,获取员工关于工作反馈的信息。在当前的企业管理模式下,员工们管理角色已经有了很多转变,都倾向于主动获取信息,向企业阐明自身的要求。但是,企业如果要实现计算机科学与技术的跨越式发展,必须加强与员工之间的交流,培养员工的企业忠诚度。企业可以从以下几个方面着手:(1)通过建立企业内部的信息交流网络,如bbs论坛等形式,通过让员工在内部平台进行交流,可以实现企业与员工的良性互动。企业可以建立资料收集库对员工的信息进行归纳,从而获取有效的信息。(2)企业可以通过建立网上客户交流中心,对客户进行调查和访谈,使得有效信息在企业内部实现共享,提高资源的使用效率。(3)企业可以设立电子信箱,通过匿名的方式获取员工对企业改进的反馈。(4)为了实现企业与员工之间的良性的工作关系,企业应该建立现代化的管理系统,使得企业可以充分了解员工的工作状况,满足员工的个性需求,调动员工的工作热情,提升管理的效率[4]。 3.2加强对企业的管理调查 任何技术的发展都离不开实地调查和研究。因此,要想实现计算机科学与技术的跨越式发展,企业应该加强自身的科学管理,进行管理调查,加强企业管理系统的使用程度,从而开展进一步的深入研究。通过对企业进行管理与调查,可以帮助企业掌握全面的、具有针对性的信息,促进企业管理的科学化进行。在计算机时代,企业每天都会面临很多信息,如果进行分门别类的有效管理,进而从中制定出符合企业实际的管理计划,就需要我们队企业的客户和员工进行管理调查。企业可以利用内部的公司网站和bbs论坛等形式,对员工的需求信息进行整理和分析,还可以通过发送电子邮件的方式,了解具有针对性的信息。通过管理调查的方式,可以提高企业信息的质量和水平,促进企业管理效率的提升。 3.3充分调动员工的工作积极性 在当前市场环境下,只有重视员工的作用,充分发挥员工自身的能力与水平,调动员工的工作主动性,才能使得企业获得长足的发展与进步。企业在选取员工时,应该对人才的质量进行严格的审查,既要注重员工的职业素质,还要选取真正适合岗位的人员。此外,企业应该注重对员工进行培训,促进员工知识水平和技能的更新,提高工作的质量和效率。作为企业发展的重要影响因素,企业要想实现计算机科学与技术的跨越式发展,更应该充分发挥员工的积极作用,使得员工以饱满的热情投入到工作中去[5]。企业应该注重关注员工,倡导以人为本,注重人才队伍的建设,从而使得员工增强对企业的忠诚度。 4总结 计算机科学与技术不仅方便了人们的生活,还促进了市场经营效率的提高。随着计算机科学技术的进一步发展,企业在管理方式中应用计算机技术,可以优化企业管理系统,提升管理的质量,促进企业积极探索计算机科学与技术的跨越式发展。 作者:潘波 单位:河海大学文天学院
建筑工程结构论文:浅析现代建筑工程剪力墙结构的设计要求与设计要点 摘 要:建筑剪力墙结构工程建设的主要目的是防止建筑结构遭到剪切破坏。并且现代建筑工程剪力墙结构不仅具有抗侧刚度大,能有效的减少侧移,而且具有较好的抗震性能等优点,因此对现代建筑工程剪力墙结构设计进行分析具有重要意义。基于此,本文概述了剪力墙,对现代建筑工程剪力墙结构设计的要求以及现代建筑工程中剪力墙结构设计要点进行了探讨分析,并论述了现代建筑工程剪力墙结构设计的注意事项。 关键词:现代建筑工程;剪力墙结构;设计要求;设计要点;注意事项 建筑剪力墙结构工程具有抗侧刚度大,能有效的减少侧移,且具有较好的抗震性能等优点,被广泛应用于多层和高层钢筋混凝土建筑中。在现代建筑工程剪力墙结构设计过程当中,施工单位会采用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平方向的各类荷载,从而有效地控制建筑结构产生的水平力。以下就现代建筑工程剪力墙结构的设计要点及其注意事项进行了探讨。 一、剪力墙的概述 剪力墙是指在现代建筑工程中主要用来承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载的墙体。其又被称为抗风墙、抗震墙或者结构墙,主要是指竖向的钢筋混凝土墙板,建筑物的水平方向仍然是用钢筋混凝土的大楼板搭载墙上的。由于剪力墙结构不仅在性能上具有良好的抗震性,而且具有非常好的刚度,因此在建筑结构设计中得到了较为广泛的应用。 二、现代建筑工程剪力墙结构设计的要求 现代建筑工程剪力墙结构设计的要求主要表现为:(1)楼层之间最大位移和楼层高之间比例进行调整的要求。现代建筑工程剪力墙结构设计的重点主要集中在对楼层之间的扭转变形和剪切变形的处理上。建筑物的剪切变形处理是用竖向构件的数量进行控制的。因此,一旦竖向构件的数量过多,剪力墙的剪重比例势必变得偏大。这种不合理的剪力墙结构设计将直接导致建筑楼层之间的扭转变形,且变形的程度较大。在这种情况之下,剪力墙结构同样难以满足建筑物楼层之间发生位移的需要。因此,在剪力墙结构的设计中,建筑物楼层之间的位移不能仅仅依靠竖向构件的刚度进行调整,还应该尽可能地减少楼层之间的扭转变形,这就需要注意调整楼层之间最大位移和楼层高之间的比例。(2)楼层之间最小剪力系数的要求。在剪力墙结构的设计过程中,建筑物楼层之间应该遵循调整最小剪力系数的原则。首先,在施工的过程当中,为了降低房屋及构筑物的自身重量,进一步增强建筑物的抗震能力,应该在短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占结构总底部地震倾覆力矩40%以内的前提之下,尽量控制剪力墙的数量。其次,在遵循上一前提的基础之上,对剪力墙进行大开间处理,使得剪力墙结构的侧向刚度变得更好。这样,建筑楼层之间的最小剪力系数将得到有效的控制,工程造价因此减少,有效地降低了现代建筑工程的成本。(3)剪力墙连梁超限进行调整的要求。剪力墙的跨高比小于2.5,可能会出现剪力和弯矩超过相应的规定限度的现象。因此,剪力墙结构设计还应该遵循剪力墙结构的连梁跨高比大于2.5的原则。应该注意的是,剪力墙的连梁跨高比也不是越大越好,例如:在保证剪力墙连梁刚度不发生变化的前提下,当剪力墙的连梁跨高比在5~6之间的时候,剪力墙的剪力或者弯矩就会出现超出规定限值的现象,势必导致剪力墙结构出现异常。所以,在剪力墙的连梁跨度比超过5的时候,我们就应该采用框架梁的方式进行剪力墙结构设计了。总之,在剪力墙结构的设计过程中,必须对剪力墙连梁的超限情况进行调整,一方面保证剪力墙建筑的施工质量,一方面实现对现代建筑工程资金成本投入的有效控制。 三、现代建筑工程中剪力墙结构设计要点的分析 1、剪力墙结构设计中的平面合理布置。现代建筑工程剪力墙结构设计过程中,由于全部竖向荷载和水平力都是由钢筋混凝土墙来承受的,因此剪力τΩ醚刈牌矫嬷饕轴线的方向进行布置。并且在剪力墙的平面布置中,为了使剪力墙的质量中心与其刚度中心保持一致,剪力墙的平面应该尽量讲究对称,这样还可以起到降低剪力墙扭矩的作用。另外,我们还应该注意到,对于以抗震为主要目的的剪力墙结构,在对其进行设计的时候应该避免使用单向的平面布置形式,否则将大大影响剪力墙结构的抗震效果。 2、基础方案合理设计的分析。基础方案设计是现代建筑工程剪力墙结构设计的基础,因此需要相关设计人员积极深入实际、展开考察、调查和研究,特别是要积极预防和处理可能会发生的质量问题。具体的考察项目应该包括工程所在地的地质条件、水文状况等等,同时要对设计技术标准、临近工程项目的布局状况等实行妥善、科学的规划,只有这样才能确保所设计出的基础方案能够积极发挥有效作用。相关设计工作者要本着不断修改、更新与完善的原则,在已制定设计的基础方案上进行完善,这样才能确保其质量。 3、剪力墙结构设计中的承重构件科学设计分析。建筑基础方案设计确定后,相关设计人员需要依据有关制度、指标以及规范等来加强对承重构件的设计,从而有效保证建筑主体结构质量,确保其稳定性、安全度。例如:要重点加强剪力墙承重构件的优化设计,集中把握剪力墙墙体自身的配筋率,根据我国当前制定并实施的一些指标中已经明确规定:通常的剪力墙抗震有三个等级,水平方向、竖直方向的配筋率至少要在0.25%以上,同以往对比起来,当前的配筋率安排水平得到了显著提高,甚至正在接近国际化水平,因此,要想确保剪力墙设计质量,相关设计者就需要重点把握基础方案设计,承重构件的设计等等,要在遵循国家相关规定标准的基础上注重一些科学指标以及工艺参数的正确选择与完美结合。 4、剪力墙暗柱钢筋的科学配置。现代建筑工程剪力墙结构设计过程中,依据相关规范规定,一、二、三级剪力墙加强部位都必须设置暗柱、端柱。这主要是为了满足抗震的要求,因为设置暗柱、端柱等边缘构件的剪力墙在地震作用下可以消耗大量的地震波能量,其边缘构件抗拉能力强,相应的结构整体稳定性也有很大程度的提高。 四、现代建筑工程剪力墙结构设计的注意事项 现代建筑工程的剪力墙结构设计时, 为了保证建筑结构的稳定性,需要注意以下事项:首先,必须保证剪力墙结构的顺利建设,这是剪力墙结构设计的基础工作。其次,要充分考虑剪力墙结构的安全性问题。剪力墙结构本身的建设就是为了增强建筑的抗震性能,保证房屋及构筑物的安全施工。反过来,在剪力墙结构的设计中,保证剪力墙结构的安全可靠度,也能够使剪力墙结构的功能得到最大化程度的发挥,同样能够达到经济合理的设计目的。最后,还应该考虑剪力墙结构的工程造价问题。为了节省工程造价,可以从技术手段以及原材料的使用等方面着手。例如,在剪力墙结构的设计过程中,将原材料的含钢量控制在一定的范围之内,力求达到在不损害建筑的安全性的前提之下充分发挥原材料的最大用途,就能实现剪力墙结构的优化设计。 结束语 现代建筑工程剪力墙结构设计时,为了保证建筑及其构筑物的坚固性,剪力墙的建筑材料一般选用钢筋混凝土。并且由于剪力墙结构具有抗侧刚度大、用钢量小以及抗震性能强等优点,目前已经在建筑结构设计中得到了广泛应用。 建筑工程结构论文:小议建筑工程中钢筋混凝土结构裂缝的成因及预防措施 【摘要】:随着经济不断发展,人们对建筑物的质量要求越来越高。其中钢筋混泥土质量对混凝土结构的建筑工程,产生的质量影响最关键的。本文结合工程实践,分析了裂缝产生的原因,并提出控制与防治措施。希望能让大家最大限度的减少甚至避免这些质量问题,让工程质量得到进一步提高。 【关键词】:建筑工程;钢筋混凝土结构;预防 【引言】:在建筑行业中,高层建筑如雨后春笋般不断涌现出来,高层建筑的发展越来越迅速。高层建筑作为以钢筋混凝土作为基础结构的建筑方式,在抗压性方面非常巨大,但是,在具有高强度的抗压性的同时,却有着非常较低的抗拉性,然而抗拉性过低就会导致建筑出现裂缝风险的可能性加大。因此钢筋混凝土结构裂缝问题在建筑施工程中是比较多见的,同时,裂缝问题也给设计和施工人员带来很大的挑战。如何对建筑工程中钢筋混凝土结构可能引发裂缝现象进行科学有效的控制和管理就显得尤为重要。 1.钢筋混泥土结构裂缝存在的危害 首先钢筋混泥土结构出现裂缝会对建筑物的防水性带来影响。钢筋混泥土结构一旦出现了裂缝,则在遇到楼板间有水源的情况时很容易出现渗水的F象,对邻近住户的生活带来很大不便。其次,裂缝对建筑物的承载能力和安全性也有很大的影响,房屋一旦出现裂缝,其承载能力就会大打折扣,比如房屋在进行装修的过程中还会增加新的负荷,会大大降低建筑物的承载力。最后,裂缝也会影响到建筑物的使用寿命。在混凝土结构中甚至小小的裂缝若是未能妥善处理还有可能会造成建筑物坍塌,可见后果真的是不堪设想的。 2.导致钢筋混凝土结构出现裂缝的原因 2.1 设计因素导致的裂缝 在设计过程中,一是配筋不足或截面较小,这样建成的房屋梁板成型后刚度差,整体挠度偏大,在这种情况下很容易引起四角裂缝;并且如果设计板厚度不够,挠度验算不准确造成挠度偏大的情况下,也容易引起四角裂缝。二是未设置伸缩缝,会导致在薄弱环节产生收缩裂缝,这是纵向裂缝和横向裂缝产生的一个主要原因;三是基础设计处理不当,引起不均匀沉降,使上部结构产生附加应力或者出现双向受力,一方受力不均匀的情况下,也极易导致楼板裂缝的不规则裂缝。 2.2 材料因素导致的裂缝 混凝土原料的原因由于混凝土在配合的过程中比例不当,比如胶结料偏多、 用水量偏小,而且砂率偏大、或者是外加剂中有一些不合理的增加粘稠度的成分等,从而使得混凝土过于粘稠,在振捣的时候其中的气泡不易排出,这种情况还容易使得混凝土结构的表面出现蜂窝麻面。同时,为了防止混凝土分层,混凝土在入模之后也不敢进行充分的振捣,大量的气泡排不出来,也会使得混凝土结构表面被硬化,从而出现蜂窝麻面,最终形成裂缝[1]。 2.3 施工因素导致的裂缝 在施工过程中由于施工工艺不当,致使支座处负筋下陷,保护层过大,固定支座变成塑性铰支座,使板上部沿梁支座处产生裂缝;施工操作过程中产生的动荷载、冲击荷载,模板、钢管等周转材料的集中堆放,使钢筋混凝土结构因承受高于设计时所考虑的荷载而出现裂缝。 3. 预防钢筋混凝土结构裂缝的措施 为了能在建筑工程施工中增加建筑的稳定性和安全性,做好预防建筑裂缝的产生是非常至关重要的。 3.1 从设计方面防控裂缝。在设计时要计算好各个方面的承载负荷,将各种容易产生负载的原因要统计清楚,要按照最大的承载负荷进行设计[2]。同时,对于各种建筑的基础设计和施工一定要引起相应的重视,所谓万丈高楼平地起,基础打不好各种问题都会出现。 3.2 从控制材料方面防控裂缝。为了防止由于原料质量问题造成混凝土的裂缝。在采购混凝土原材料时,要选择名厂名牌产品,并且每批产品都要提供产品合格单。在原材料保存过程中,一定要按照产品的要求进行保存,对水泥产品,空气的相对湿度很关键,因此保存环境要格外引起重视。 3.3 在施工过程中防控裂缝 造成裂缝产生的原因有很多,在施工过程若是管理控制不当也会出现混凝土裂缝。因此在施工过程中要想防控裂缝的产生必须通过一定的施工控制手段,让这些施工手段适用于整个施工过程。 结束语 目前的建筑物或者构筑物大多都是采用的钢筋混凝土结构,因此钢筋混凝土结构若是出现裂缝,将在很大程度上影响这些建筑物或构筑物的安全性和耐久性。对于建筑结构裂缝要做到及时预防、及时发现、及时解决,最大程度上的保证建筑的稳定性与安全性,促进建筑行业的健康发展。 建筑工程结构论文:建筑工程主体结构质量检测方法及应用分析 摘 要:建筑工程的主体结构质量检测是建筑工程质量管理的重要技术基础。长期实践资料表明建筑工程主体结构质量检测已成为工程质量事故控制、工程质量管理、工程质量事故补救和处理的重要手段之一,并日益受到人们的重视。我国工程质量检测机构经过多年的发展,已经形成了自己的特点。目前对建设工程主体结构进行质量检测不仅直接影响着经济建设的质量、投资成果,也成为了社会经济可持续发展的重要保证,为建筑物的安全性、可靠性提供了技术支持和依据,因此做好检测方法分析及应用研究已成为了建筑工程量检测中心未来发展的必由之路。 关键词:建设工程;主体结构;质量检测 1、质量检测方法分析 1.1检测方法分类 分类:(1)标准方法:主要包括两个方面的内容:一是结合工程的类别、特点,依据国家、行业或地方颁布的标准要求执行,主要包括国家、行业及地方颁布的标准方法;二是依据本单位在具体实践中对质量管理及质量检验的有关经验,制定出相关的质量检查标准;(2)非标准方法:标准是各方妥协的产物,但一般需要通过法定程序,周期较长,因此在具体实践中,检测机构使用非标准方法的现象仍然相当普遍。如:文献和期刊公布的方法、技术组织公布的方法等。非标准方法在确认后,下次使用时,只需考察适用性即可。 1.2检测方法甄选原则 首先各检测部负责人要确保检测、检查结果准确可靠。这就要求一方面要对其范围内的所有检测、检查活动选用适当的方法;另一方面要配置有关设备的使用及操作规程。其次各检测部要确保相关的检测、检查规程、标准、方法都保持现行有效版本,且便于人员使用。偏离标准的方法须经客户确认后方能允许使用。最后对于国家、行业和地方检测标准可直接选用,如因工程实际必须做一些修正时,需制定补充或说明文件。 1.3检测流程 概括来说,检测流程主要包括以下几个方面:(1)现场调查:主要包括对被检测建筑相关资料的收集,以及委托检测的目的、要求等方面的内容;(2)编制检测方案:主要内容包括:概况;检测目的或委托一方的检测要求;检测依据;检测人员和仪器设备情况;检测工作进度计划及检测中的相关措施;(3)现场检测:从建筑结构可靠性影响因素来看,检测内容可分为:几何量、物理力学性能及化学性能的检测;(4)检测数据的整理与分析:为了更好的反映结构性能,需要对检测原始数据进行整理换算、统计分析及归纳演绎,以说明试验的结果或解答试验所提出的问题。 2、主体结构质量检测方法 2.1外观、尺寸检测 试验的外观和尺寸可以通过目测来测试总轴线标高和截面尺寸来保证混凝土构件是否符合设计要求。混凝土表面裂p,蜂窝,凹坑的存在都会对使用功能造成一定的影响,此外还会造成外观上的审美缺陷。在测试中,如果外观、尺寸存在严重问题,则一定要重新测量并标记出错误缺陷。 2.2抗压强度检测 混凝土构件的抗压强度大小和建筑物的安全有着直接的联系,主要检测方法有回弹法、钻芯法。回弹法是指使用回弹仪测定混凝土表面的回弹高度,确定混凝土的弹性强度,混凝土表面硬度和回弹高度成正比,并以此计算压缩极限。钻芯法是指使用岩心钻探设备,观察钻芯取样的混凝土构件,这种测定强度的方法直观、准确,但会使混凝土结构破坏,因此在实际工程中药谨慎使用,一些具体的工程(混凝土裂缝的控制工程要求高)将混凝土样品代替已完成的混凝土结构进行试验。 2.3钢筋检测 钢筋的位置、数量、粘结方式和材料对混凝土构件的承载力有很大的影响,特别是在大型建设项目中。在混凝土浇筑之前,钢筋测试的主要方法是通过目测得出数量,分析钢筋的质量、直径和类型。构件建成后,通过电磁传感器和雷达探测器可以观测到钢筋的位置和变形。 2.4砌筑砂浆质量检测 砂浆的质量对整个建筑墙体质量影响是很大的,回弹法、贯入法、超声波回弹法等为检测砌筑砂浆质量的主要方法。回弹法测量工程结构的质量时必须对结构施加一定的动量,这是基于锤击法对结构表面检测获得的测量结果。工程结构可能无法吸收所有的跳动能量,这主要是因为外部振动的影响,混凝土结构只能吸收部分由剩余的反弹产生的动能,然后远离工程结构的表面。超声回弹法和回弹法的基本原理相似,其充分利用超声波的优点,将待测物体中的传播时间以及超声在物体内的传播速度都计算出来,以此为基础测出表面硬度参数,得到主要结构参数的最终硬度,计算回弹值。与其他检测方法相比,超声回弹法的特点更为突出,特别是采用超声回弹法,主结构的水分不会是影响测量的一个因素。 2.5钢结构检测 钢结构材料具有很好的优势,其不仅韧性与塑性好,而且材质也很均匀。因此被广泛应用与工民建建筑结构当中。所以就必须对钢结构的质量、性能以及变形状况进行全面的检测工作,只有这样才能确保钢结构的质量,进而为建筑工程的安全性提供了可靠的保障。但是,目前我国的钢结构检测技术还存在着很多的不足,只有不断引进国外的一些先进检测技术,并吸取其经验,为我国建筑工程中的钢结构检验提供参考与依据。 3、建筑工程主体结构验收的方法 为弥补实际工作的不足,提高建筑工程主体结构验收效果,根据具体工作需要,可以采取以下有效的方法。 (1)严格遵循主体结构验收程序。建筑工程主体结构验收要严格遵循程序进行,通常在施工完成后进行工程质量验收,把握主体结构工程的质量状况。验收程序严格按GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》的要求进行。组织工作人员进入施工现场,开展现场观察、测量,获取数据信息,做好记录工作。然后进行数据分析,进行工程质量评定。只有严格遵循验收程序,才能确保数据和结果的准确与可靠,达到提高工程质量的目的。 (2)合理组织验收人员开展工作。由监理工程师、技术人员、质量负责人参与项目工程验收,把握主体结构工程质量状况。施工单位要注重自检,自检合格后报请监理工程师检验。注意对分部分项工程质量的验收,详细掌握工程主体结构质量状况。另外还要加强监督工作,验收前通知质量监督部门,让他们共同参与,有利于实现对工程质量的严格控制。 (3)进行建筑施工技术资料分析。对施工技术资料进行检查、整理和分析,将其作为工程质量判定的依据。主要的技术资料包括:建筑材料产品质量证明或试验报告、施工试验资料、见证试验资料、分部分项和隐蔽工程验收资料、建筑物垂直度和测量记录、沉降观测记录。要收集这些技术资料,并进行整理编号和分析。同时还要确保数据资料齐全,真实可靠,符合设计要求和规范标准。 结束语 综上所述,建筑结构安全质量检测质量直接影响着今后相关居民的日常生活的安全性和便利性。因此,只有不断发展检测技术,提高检测质量,才能确保建筑工程的施工质量安全,进而保证企业的生产安全以及人民的生命财产安全。所以,相关的工作人员一定不能放松懈怠,必须认真落实一切检测鉴定的要点以促使我国的建筑事业得以长久良性的发展。 建筑工程结构论文:建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术探讨 摘要:目前,在土木工程中有时会出现大体积混凝土裂缝的现象,本文针对这一问题进行了简单的分析和叙述,并从土木建筑工程大体积混凝土裂缝现象产生的原因方面出发,对如何防治进行了探讨,提出了一系列的预防办法。 关键词:建筑工程;大体积混凝土结构;施工技术 随着社会的进步和科学技术的发展,为了提升土木建筑工程施工的安全性和经济性,大体积混凝土施工得到了广泛的使用,其质量的高效监控室我国土木建筑工程施工中的至关重要的一步。正因为如此,我国土木建筑工程大体积混凝土施工的质量始终存在问题。这些问题既存在于混凝土的管理方面,也存在于施工方面,因此为了保证各个环节都能够不出差错,做到科学有序,我们必须要重视土木建筑工程大体积混凝土施工质量问题,并进一步对其采取一定的措施。只有这样才能是我国的土木工程建筑更加安全,才能使我国的经济做到高效可持续。 一、土木建筑工程大体积混凝土裂缝的相关概括分析 使混凝土出现开裂现象的原因很复杂,并且由于混凝土自身的合成材料和结构特征,使混凝土本身出现很大的随意性,这就加大了对混凝土出现开裂现象原因的分析难度。如果按照粘结一滑移理论进行推导,假定构件表面与钢筋四周的开裂宽度一样,光滑钢筋及形状改变的钢筋的平均粘结强度是混凝土的五点五倍,此时对照假设和推导出的结论可以看出这工程的显示现象并不一样。无论是无滑移法还是粘结一滑移法都只是片面的显示了混凝土受到某一力是出现开裂时的原理,这些都是不完善的,应当将这两种办法相对合在一起进行相应的研究。通过思考研究可以得出,钢筋的间隔距离、直径以及与混凝土之间的粘着情况决定其制约作用,我们可以根据这一结论解释在建筑使用中混凝土开裂的现象。 二、土木建筑工程大体积混凝土裂缝的分析和预防 (1)土木建筑工程大体积混凝土裂缝在设计方面的成因 因为混凝土底板的纵向强约束结构比梁对底板的边缘约束力更强,因而也更容易在底板收缩时导致开裂现象的出现。梁的高度远远超过板的厚度,全部的横截面受温度变化而发生变化,梁与板的变化也由于情形不同而产生不同的变化,温度应力的不同,导致在板中产生拉应力;此外由于板的表面积,其混凝土的干燥收缩也对应较快,所以造成的变形差异使板受到力的影响。 如果想要降低混凝土中钢的含量,通常运用某种理论计算的方法来实现。当温度太高超出标准的时候,混凝土底板发生形变产生拉应力,混凝土的拉应力越大,板面开裂就越大。所以,应当使用理论计算对其进行控制。 在设计时如果不另外搭配构造和强筋,而是完全根据软件计算的数据搭配筋,那么板面就很可能在阴角处出现开裂现象。因为异形板的设计在有时候情与现实荷载的分布会有很大的不同,特别是温度很高的时候,板的阴角处极易发生收缩形变的现象,这是很容易出现四十五度角斜开裂的现象。 (2)土木建筑工程大体积混凝土裂缝在设计方面的控制措施 按照平常的施工办法在混凝土底板板带周围极易产生开裂现象,对于这一现象,可以把钢筋设定在混凝土底板的转角地方进行布置,并在房屋单元板带周围阳角处板运用双层双向钢筋的方法搭接筋,不同方向的钢筋会出现合力,能够完美地避免四十五度角斜开裂现象的产生。但是如果温度分布不平均,使局部的力过于集中,这时就会出现因为收缩而产生的裂缝。 对于有些分开式双向板负筋构造的房屋,应当在面板没有负筋的部分应当设置半径为一百毫米的筋搭配和双向钢筋网进行。这是最好的办法。 混凝土的收缩大小与底板的内部和外部约束有着很大的关系,而约束的大小取决于底板的分缝间距。减小约束大小的不良效果是减少收缩和温度裂缝的产生的最管用办法。 (二)土木建筑工程大体积混凝土裂缝在施工方面的成因及其控制措施 (1)土木建筑工程大体积混凝土裂缝在施工方面的成因 在施工中,如果预埋管道直径超出标准过大,加上房子的面积很大,那么混凝土就经常会出现裂缝的现象。反之如果预埋管道的直径不大,房屋的面积受到约束,则混凝土就非常不容易裂缝。 另一方面,如果后期对混凝土的养护不合理也很容易造成混凝土开裂的现象产生,不科学的养护会使混凝土水分蒸发过快过于干燥,还会使混凝土的胶结能力大打折扣,这样就会导致混凝土很早的出现收敛缩小的现象,混凝土总体强度降低,从而远远达不到之前预设的负载能力,出现裂缝现象。 (2)土木建筑工程大体积混凝土裂缝在施工方面的控制措施 为了防止工程完成后混凝土出现裂缝的现象,可以采取预埋管线直径小于板厚的三分之二的方法解决。 可以采用蓄水养护办法,对刚建筑完成之后的混凝土进行护理。混凝土灌溉完成后的两天内,要使混凝土始终处于湿润的外界中。 三、结束语 所以,为了使土木工程建筑工程更具合理性与科学性,防止大体积混凝土裂缝是土木建筑工程施工管理中至关重要的一个部分,在防治的过程中,我们需要考虑全面,不仅要对大体积混凝土施工的各个环节进行高效的监控,还要对各种可能出现的突发问题考虑到位。对工程中的技术人员也要进一步提出要求,不仅要熟练掌握基本的施工要求,而且还要对各种可能引发影响的因素进行预防,将理论知识运用到实际中去,只有这样才能确保施工的安全的进行。综上所述,对建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术进行进一步的完善对我们建筑事业具有重大的意义。 建筑工程结构论文:建筑工程框架结构的建筑工程施工技术分析 [摘 要]本篇文章就对框架结构的设计与施工做了分析,并对施工过程中所遇到的问题,构思了改进方案。最后对框架结构施工技术的重要关键部分进行了分析探讨。 [关键词]建筑工程 框架结构 施工技术 建筑质量 1.建筑框架结构施工中常见问题与改进方案 1.1 框架结构施工常见的两个技术问题 在建筑工程建造中,建筑框架结构施工中,会遇到的技术问题主要有下列两个: 第一个是荷载问题,主要发生在多层模板支架体系方面的施工中,造成这个问题的原因,主要是因为现代建筑大多数都是高层建筑,在多楼层的压力之下,这时候楼板所承受的力有模板支架荷载、施工荷载和楼层本身自重荷载等几个方面,但是这个时期的楼板一般还没有定性,这使得混凝土结构所承受的荷载为原设计荷载,但是设计荷载却是建筑成型之后的荷载而非楼板现在所能承受的荷载力,这些问题就会致使多层模板支架体系施工之中楼板容易出现荷载问题。 第二个问题就是钢筋工程施工中的可能会出现的一些质量问题,比如钢筋自身的质量差承重力也就易损,焊接钢筋时使用的焊条型号并非应当使用的型号焊条,甚至出现使用的低质劣质焊条的情况,这些问题都会造成质量下降,另外施工人员的焊接技术不到位也会造成质量问题,这些问题的最终结果就是导致整体钢筋工程施工出现严重的质量问题,甚至致使框架结构产生变形。 1.2 施工过程中常见问题的改进办法 为了严格保证建筑工程框架结构的质量,在存在的技术问题上,施工方首先必须提升钢筋施工技术,以严格的技术保障建筑的质量。要求在确保各类原材料自身质量无问题的基础上,大力提升各位施工人员的施工操作技术水平和保证建筑质量的意识,始终坚持质量第一的原则。并加强控制混凝土施工的质量,首先从原材料加工的质量控制着手,务必要求严格按照施工前所进行的试验数据所确定的方案对混凝土进行配置加工,并在浇筑的过程中从始至终严格按照规范的施工工艺进行操作,在混凝土浇筑之后务必及时对其进行养护工作,以这些严格的操作来最大化的保证混凝土施工的质量不受损害。在保障建筑质量的同时,施工方还应加强对框架结构的施工技术人员进行必要培训,旨在提高施工人员的责任、质量和安全等各方面的意识,同时也要增强其技术操作水平,各个方面同时加强和严格的要求,才能保障整个建筑工程的质量可以得到有效的提升。 2.关于建筑工程框架结构施工技术的几个要点分析 经过对上述问题的分析,我们对整个建筑工程框架结构建造施工技术所存在的不足和问题及必要的改进办法有了一定的认识。在这些基础之上,需要对整个建筑工程框架结构施工技术方法有一个全面的分析认识和理解,这就要求技术人员熟练掌握建筑工程框架结构相关的施工技术方法,主要有以下八点: 2.1 熟练做好轴线定位及放线工作,及科学的确定标高 在建筑工程框架结构施工之前需要做一些准备工作:按照设计图纸施工人员必须根据设计图纸中设计好了的纵横向轴线网控制线,使用经纬仪和水准仪等仪器辅助进行轴线定位放线和标高线的确定。为了做好此工作并保证线的准确性,施工人员应当精准、认真的记录经纬仪和水准仪中的各项数据,同时根初步确定放线与标高的基础上,由施工技术员和质量检测人员一同对其复测确认,之后还应让施工现场负责监理审核的人员再次确认,以此最大程度的减少误差的出现,保证质量。 2.2 掌握框架柱模板安装技术要点及相关问题 安装柱模板在建筑的框架结构施工中是一项比较系统但复杂的工作,这就对施工人员偶了更为严格的要求。作为现场施工安装的人员,首先安装吊锤线,这个必须在安装之前对就要所有的柱模板进行安装,要求各个吊锤线互相垂直,以此来确保每条吊锤线始终垂直,此外为了确保框架柱的网线和纵横线与柱边线两者的位置保持精准无误,就要在这两者之间牵引出一条通线。 2.3 熟练操作框架柱的振捣与砼浇筑技术 在正常情况下,当框架柱的高度超过三米时,现场施工的人员应当对该框架柱分两次进行振捣与浇筑的工作。第一次浇筑混凝土时,使柱模与串桶的内部相接近,并应让振捣与柱底接触,要求在进行振捣的操作中不能出现过振和漏振的情况。第二次进行浇筑工作时,就可直接在框架柱模外部的网柱模内进行浇筑工作,浇筑完成后应及时的对柱体进行振捣,此时振捣棒需要深入第一次进行过振捣的混凝土大概100毫米的深度,同样也要求不能出现过振和漏振,这个做法是为了确保前后两次浇筑之间的连接稳定。在进行振捣和浇筑的工作过程中,要求施工人员务必在场看守着进行,此措施是为了防止振捣棒长时间间在柱模内振动,这会导致框架柱体局部离析,甚至可能会出现柱模板胀爆的情况。 2.4 熟练掌握框架楼板和梁的模板安装技术 要求模板及模板支撑系统在承重性能、刚强度与稳定性等方面必须达到规定标准,要求能完全承受来自浇筑混凝土而产生的各种压力和重量。立柱选用直径48毫米且厚3.5毫米的钢管,在立柱安装的过程中,需要始终保证钢管的垂直,并且在下端设置适宜的垫板,并应设置可以上下自由起降的托架在立柱的上端,同时设立水平拉杆拉结,顺着立柱纵横向设立。但是在设置这两类模板时,除了按照施工规范的要求做起拱之外,还必须保证模板缝隙拼接严密无缝和平顺起伏,若有缝隙存在及时用宽胶带将其贴上,以此预防跑浆、漏浆的等情况情况发生。 2.5 熟练掌握板、梁混凝土钢筋绑扎技术和埋设预埋件技术 钢筋绑扎技术,主要是指建造框架梁以及楼面板时,对其钢筋做绑扎。在整个绑扎工作过程中,操作人员务必按照规定的施工工艺流程进行操作,不容有错。在开始进行预埋件的埋设工作之前,首先需要按照施工规范对预埋件进行制作,同时还需要做好各类预留管线的埋设工作,此时需要注意相互重叠带来的问题,比如需要在楼层面板埋设管线,应当避免出现多根管线相互重叠的现象,若是一定要重叠的话,则需铺设钢板网带在管线的表面,这样可以预防板面出现裂缝影响建筑质量。 2.6 掌握混凝土的浇筑和振捣技术 施工企业需要切实掌握混凝土的浇筑和振捣技术要点就具有十分重大的意义:要点一是当需要浇筑的梁高度超过500毫米时,就必须使用分层浇筑的方式,并且浇筑后不得超过300毫米;要点二是在泵送混凝土的土过程中,应当保证均匀性的浇筑,同时在浇筑之前就应该做好对混凝土的质量检查,严格的控制质量;要点三是混凝土浇筑后应当及时的进行振捣,并且振捣时需要提防过振和漏振。 2.7 框架的养护和拆模 一般情况下,在框架柱浇捣之后,经过大概十个小时就可以拆除侧模,在拆除的时候需要同时将框架柱包裹,使用的材料是塑料薄膜,这样是为了对其保湿,以起到养护的作用;但是对于现浇板和框架梁的低模,就需根据当地的温度湿度与建筑体的状况按照情况判断来拆,严格禁止过早拆除模板的行为。 3.结语 现代建筑企业如果想要有大发展,就必须结合实际工程情况来做具体案例具体分析,对于技术性问题应积极考虑改进对策,做好定线和放线工作,熟练模板的安装工艺、框架柱、框架梁和楼面板工程的浇筑与振捣方面的技术、按时拆模和及时的养护保护、对于填充墙的砌筑技术要进一步探究,确保框架结构工程施工的质量,避免出现不必要的错误。 建筑工程结构论文:建筑工程混凝土结构施工技术浅述 [摘 要]建筑工程混凝土结构施工技术是当前建筑工程项目施工建设中比较重要的一个方面,基于这种混凝土结构施工技术手段的应用来说,不仅仅需要针对具体的施工操作流程进行重点关注,还需要详细分析混凝土结构施工技术手段的各方面问题和影响因素,确保其施工质量效果,本文就首先介绍了建筑工程混凝土结构特点,然并探讨了工程混凝土结构施工技术处理措施。 [关键词]建筑工程;混凝土结构施工技术;注意要点 导言 在国家经济实际发展环节中建筑行业贡献巨大,尤其是在城市化良好建设科学引导背景下,国内建筑行业更是实现了迅猛性的快速发展,这也促使各个省城市中高楼大厦不断出现。而这些高楼大厦一方面美化了大众生活空间,另一方面也真切的将城市面貌焕然一新,可以说建筑工程功不可没。 1 建筑工程混凝土结构的优点 1.1 保证建筑的强度 在建筑工程中,建筑物的强度与混凝土有着非常直接的联系。通过对混凝土结构的应用,可以让混凝土材料发挥自身的强度优势,在其凝固以后,确保建筑工程可以达到一定的强度。想要充分的发挥混凝土结构强度的优势,需要我们要根据不同的工程情况中配制不同的混凝土材料,这样才能做到建筑轻度的合理性。 1.2 提高建筑的防水性能 在建筑工程中,防水性能的好坏关系着建筑的后续使用情况,只有在工程建设过程中,做好防水工作,才能保证建筑发挥其最佳的使用功能。在建筑工程中融入混凝土结构,其较为显著的优点便是施工成本低且施工步骤简单,除了这项优势,还可以发挥混凝土结构良好的防水性能,可以说对实现建筑工程的质量具有中重要的意义。 2 影响建筑工程混凝土结构施工技术的相关因素 2.1 原材料配合比 现阶段,建筑工程中长期存在采购人员购置质量低劣混凝土原材料的局面。此外,在混凝土原材料进入施工现场的过程,检测人员在缺乏严格检查力度的同时,没有根据相应规范检验混凝土结构的配合比,为混凝土结构埋下了安全隐患,难以提高混凝土的结构强度,无法满足现代人们对建筑工程的质量需求。 2.2 水泥强度 混凝土所采用的水泥强度和混凝土强度为正比,在选择高标号水泥配合比混凝土强度时,要保证与水灰比强度的一致性,并高于低标号。在混凝土结构的施工过程中,要按照施工现场与设计规范,明确水泥标号与类型、规格。而在配置过程中需首先考虑选择高标号水泥,保障建筑工程中混凝土结构的整体质量。 2.3 水灰比 通常情况下,水灰比强度与混凝土结构强度成正比。要严格遵循设计规范与工程施工要求,合理配比水灰比,提高建筑工程混凝土结构质量。由于混凝土结构质量在很大程度上受到水灰比和水泥的影响,因此,在具体施工作业中,要科学选用水泥材料,不断完善水灰比的配合比,从而提高混凝土结构的整体质量。 2.4 混凝土养护与浇筑 在混凝土结构的现场浇筑过程中,大部分施工管理者和施工人员为追求施工进度,忽视了混凝土浇筑作业与振捣作业的重要性。在浇筑作业完成后,没有定期进行养护作业,施工工序严重缺乏有序性,对混凝土的终凝质量与强度造成负面影响。 3 建筑工程混凝土结构施工技术分析 3.1 浇筑技术分析 浇筑技术是混凝土结构施工中的主要技术之一,在混凝土结构的施工技术中,我们要做好对浇筑技术的控制,主要需要注意以下几点。首先,需要一次性将浇筑完成。保障浇筑过程的联系性才能保证最终浇筑的质量,一定要注重这道工序的连续性,如果不得不中断浇筑过程,那就需要我们做好严格的防护工作;其次,对浇筑的混凝土进行质量检测。在建筑工程中,混凝土的质量直接影响到了建筑工程的质量,这样一来,就对混凝土的质量提出了更高的要求,因此,我们必须定期对混凝土进行质量检测,并保证浇筑前混凝土的搅拌工作不能停止;再者,控制混凝土结构的其他相关结构,比如钢筋结构、模板结构等;最后,提高混凝土搅拌质量。在混凝土的搅拌过程中,务必要严格执行相关的工作规范和工作要求来开展工作,确保混凝土搅拌质量。 3.2 温控技术分析 在混凝土结构施工中,温度也是影响其质量的一项重要因素。对温度的把控会对混凝土使用中的强度、质量等产生非常大的影响,因此我们必须要保证建筑工程混凝土结构的温度。在我们都知道,混凝土是通过不同的材料经过一定比例的混合然后搅拌而成,在这个过程中,材料的配比固然重要,但我们更要注意对温度的把控,因为温度的高低能间接地影响到混凝土的强度大小。如果在混凝土的搅拌过程中存在较大的内外温差,我们可以采取加水的方式来降低温差,当然,我们也可以借助混凝土自然散热的特点选择温度高的时候进行浇筑。反之,在温度较低时,我们也应该采取相应的保温措施,保证混凝土结构施工的正常进行。 3.3 养护技术分析 通过对浇筑技术、温控技术的分析,我们队混凝土结构的技术已经有了一个基本的了解,除了以上介绍的两种技术之外,还有一个是我们不容忽视的,那就是养护技术。养护技术的及时、到位,也是混凝土结构达到一定质量要求的重要保障。养护技术主要指的是在混凝土浇筑完成后,初凝阶段的时候在其表面进行薄膜覆盖或洒水进行一定的保护工作,还有就是,在对混凝土的模板进行拆除以后,根据周围情况洒水做好养护等。在我国,建筑工程混凝土结构施工中,最常用的养护技术就是喷水养护,而喷水养护又可以细化为薄膜覆盖、覆盖浇水以及浸水养护这几种方式。在实际的操作中,我们对方法的选择应该结合具体内外部的情况。建筑工程混凝土结构施工时间一般较长,特别是在夏季,一定要做好对混凝土结构的防晒工作,防止由于蒸发过快造成的裂缝等情况,如果碰到冬季,应当做好保温措施,防止冻裂等。 4 Y束语 综上所述,对于建筑工程混凝土结构施工技术手段的应用来说,为了确保其最终的施工效果和质量水平,必须要首先把握好各个方面的基本操作流程,在此基础上,针对当前比较常见的一些问题和缺陷进行重点分析,并且采取相匹配的措施进行优化,不断提升其施工效果。 建筑工程结构论文:浅论建筑工程框架剪力墙结构工程施工技术 [摘 要]由于我国社会经济水平的全面发展,人们物质生活也得到了不断的提高,并且建筑工程项目施工技术水平也在全面发展。目前在高层建筑施工过程中,高层建筑施工主要作为建筑事业发展的主流所在,然而怎样保证施工质量以及提高工程施工进度和降低资金投入已经成为研究人员热点关注的话题。在这种背景下传统建筑工程框架结构以及剪力墙结构已经没有办法满足工程施工的实际需要,从而取而代之的是框架结构为主要的施工新方法。 [关键词]建筑工程;框架剪力墙结构;工程施工技术 1 框架剪力墙的结构特征分析 1.1 受力特征分析 如果只是从框架自身外观构成等方面进行观察,那么可以发现,框架剪力墙Y构自身在一定程度上属于一个完全垂直在地面上的结构体,并且自身空腹悬臂梁在对外界作用力进行承受时,框架由于没有受到更好的抗压力,将会导致结构出现弯曲等情况,并且结构弯曲后会出现曲线状态,因此在框架剪力墙结构在受到压力后会出现一些较为严重的变形情况,所以在进行施工的过程中必须要对其给与高度的重视,促进施工企业自身可以得到不断的发展。 1.2 刚度特征分析 通常情况下,框架剪力墙结构自身具有着一定的受力反应,并且和纯框架结构较为相似,也就是在基底弯曲达到百分之二十后,框架自身刚度将会出现一定程度的变化,同时需要对其抗震等级进行相应的设置。如果框架结构弯曲程度已经达到弯曲的百分之八十后,那么框架所具有的刚度也会不断缩小,这样便需要采取一定程度的措施对其结构进行不断的强化,最终能够达到抗震以及减震等方面的目的,促进工程的质量得到不断的提高以及带动企业的经济水平得到飞速的发展。 1.3 框架结构抗震特征分析 在对框架剪力墙的抗震等级进行确定的过程中,应该结合相关规范要求进行科学合理的确定,其中还要对剪力墙刚度和框架刚度只存存在的比例关系进行重点的设计好,因此在进行施工的过程中必须要对其给与高度的重视,从而保证工程的质量可以得到不断的提高,促进施工企业自身的经济效益可以得到增加。 2 工程施工中剪力墙结构的施工方法 2.1 剪力墙结构的混凝土施工 在进行剪力墙结构的混凝土浇筑中,通常要使用一次性浇筑施工进行操作。在浇筑过程中使用的混凝土强度要达到C6级别,且施工时要根据高强混凝土施工要求进行施工。在进行混凝土浇筑时,型钢柱内的混凝土表面不得有任何杂物和积水。为了防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳,影响接头质量,应先浇筑一层与混凝土强度等级相同的水泥砂浆,其厚度为100~200mm。由于在模板之内存在的钢柱和柱筋、梁筋处于相互交叉的状态,因此彼此之间的孔隙就相对较少。所以在进行分层下料的过程中,高度都应控制在500mm之内,并需要使长插入式的高频振动器对混凝土进行垂直、定点振捣。通过对混凝土密实度进行测量,待达到要求后停止振捣,然后进行浇筑,直至到达顶部位置。鉴于建筑混凝土的时候对钢筋造成了一定的冲击作用,为避免钢柱受力变形,在地面同时浇筑混凝土、实施震动振捣,从而提高混凝土的密实度,保证墙体的劲性。 2.2 剪力墙结构的钢筋施工 剪力墙结构的施工期间,要使用小直径钢筋对主体钢筋进行捆扎。在浇筑钢筋时,施工中的网片式建筑材料可能会向内或者向外产生位移,为避免出现位移现象,应该在竖向钢筋的连接范围中焊接通常筋。一般可以使用垫块与马镫来进行施工操作,从而保证钢筋可以有足够的空间制造保护层,提高建筑的稳定性及质量。另外在建筑内部铺设电路的时候要实现做好线路的设计工作,避免发生重叠等问题。因为一旦出现问题,就会导致钢筋之间的距离发生变化,使实际建筑与设计要求相违背,最终影响后续工程的正常开展。施工时要严格按照设计要求施工,避免出现违规问题影响后续正常施工。 2.3 转换层施工 为提高转换层施工质量,应采用混凝土连续浇筑施工方法,转换层支模系统是粱侧模板与粱低模板共同组成,且粱低模板应选用2lcm的胶合板。梁侧模板所用的材料和规格与梁底模板一致。梁侧模板是建筑中重要的组成部分,其支撑对建筑的安全有直接的影响。梁底模板的竖向支撑选用门式组合钢架,用规格为100mm×50mm的方木托起,按照梁板的长度方向设置门架,相邻门架间距是500mm。混凝土材料被连续浇筑的时候,粱侧模板回受到较强的冲击力与压力,因此必须做好加固处理,防止高压挤爆模板情况的发生。在此过程中,施工人员可使用方木与对拉螺杆对其实施固定,一般螺杆直径是1.2cm,方木规格为2cm×10cm。 2.4 剪力墙结构的模板施工 模板工程施工前,要进行模板设计。外墙的模板通常要比内墙的模板长200~300mm。并且要在施工时使得模板紧贴于已经浇筑的砌体,然后将与模板有接触的地方用海绵粘合。楼板混凝土浇筑的过程中,可以使用事先准备好的短钢筋头对位置进行调整、控制,从而避免外墙内侧模板与内墙模板出现位移现象。为避免施工中出现混凝土漏浆,施工时要尽可能缩小楼板和墙板之间缝隙。若发现存在空隙,应及时使用水泥砂浆填堵,绝对不能使用木条、砂子等填堵。模板装订须在白天。施工期间,做好模板位置的控制,避免对浇筑完工的混凝土楼板结构产生破坏,或者是强烈的冲击所导致楼板裂缝。应事先在模板上均匀的涂刷上隔离剂,然后在实施吊装。若被雨水淋湿,则必须进行二次涂刷,只有这样才能够降低模板的拆卸难度。 3 框剪结构施工技术中的注意事项 在应用框架剪力墙结构建筑施工技术进行施工的过程中,需注意到建筑构件的变形能力主要是受延性作用的影响,如建筑构件本身延性较高,则相应的变形能力与结构抗震性也就更好。因此在施工中应尽量增强构件的延性,特别是建筑结构关键位置的构件延性。因框架剪力墙结构质量受施工原材料品质的影响较大,因此施工单位在选择原材料供应商时,应严格评比审核,将原材料质量作为选择的首要要求,以此选取出优秀可靠的原材料供应商,进而保障其材料与框架结构质量安全。最后应注意施工方法的选择。尤其是在剪力墙转换层的施工过程中,需要考虑剪力墙的支撑体系,并在外界作用力的影响下,观察结构自身的受力反应与纯框架结构的受力反应是否相同。荷载力过大不仅会增加施工中的安全隐患问题,还会影响框架主体结构的稳定性。这就需要注意掌握对应的施工方法,保障建筑整体质量。 总之,目前在建筑行业中,框架剪力墙结构之所以能够被广泛的应用到建筑工程施工项目中,不仅因为这种结构具有一定程度的优越性,同时也能提高工程在施工过程中的质量,稳定建筑工程自身的稳定性。然而人们对于建筑工程结构不断提高的同时,框架剪力墙结构已经能够充分的满足人们对于建筑结构的需要,并且在现代建筑工程项目中只有采取科学合理的改进措施和质量要求,才能打造出更加优秀的建筑工程。进一步为我国建筑工程项目的发展做出贡献。 建筑工程结构论文:浅谈建筑工程中混凝土结构的施工技术 摘 要:混凝土结构是一种常见的建筑结构,建筑工程中应用广泛。本文基于大量的建筑工程实践经验,对混凝土结构及其特点进行了简要分析,并从混凝土拌制、混凝土浇筑、混凝土拆模、混凝土养护等工艺入手,探讨了建筑工程混凝土结构施工技术,以期进一步深化混凝土结构施工,保证建筑工程施工质量。 关键词:混凝土结构;建筑工程;混凝土浇筑;混凝土拌制;混凝土养护 目前,建筑业迅猛发展,对建筑混凝土结构施工技术提出了更高要求,这就要求更详细、更深入的解读混凝土结构施工技术。众所周知,混凝土是建筑工程的主要建材之一,混凝土结构施工质量如何直接决定着建筑工程质量高低。为保证建筑工程质量,务必做好混凝土结构施工技术,对混凝土结构的拌制、浇筑、拆模、养护等工艺进行严格控制。 一、混凝土结构及其特点 混凝土结构,是一种以混凝土为主要材料的结构,类型有素混凝土结构、预应力混凝土结构、钢筋混凝土结构等[1]。混凝土结构在建筑工程中有着广泛应用,主要具备以下特点:第一,可塑性。建筑混凝土结构很多是通过模板进行的,而模板有着多种构造,结构形式组成灵活多样;第二,压缩强度高。混凝土的压缩强度很高,可以达到上百兆帕;第三,抗冻融、耐腐蚀性好。混凝土结构材料具有良好的抗冻融、耐腐蚀性,与木材、钢材等建材相比,使用寿命更长;第四,耐火性。混凝土是一种不易燃烧的建材,在火中依然能保持一定强度;第五,就地取材,造价偏低。混凝土原材料主要有砂、石、水泥等,这些材料分布广泛,且采购费用低,便于取材;第六,维护方便,费用偏低。 虽然混凝土结构具有以上多个优点,自身依然有一定缺陷,主要表现有:第一,自重较大,对基础施工要求高;第二,拉伸强度低,受拉部位易出现裂缝等问题;第三,施工周期长,有一定的养护时间。 二、建筑工程混凝土结构施工技术 (一)混凝土拌制 进行混凝土拌制前,科学设计混凝土配合比,确定合理的水泥、砂、石、水等原材料的用量,并按照配合比拌制混凝土[2]。认真选用水泥、砂、石等原材料,其中,水泥使用水热化现象小的硅酸盐水泥,砂、石要控制粒径,水要干净。此外,检查搅拌机,如搅拌机底架,确保搅拌机稳固。搅拌机内的湿度要达到一定程度,但是不能出现受潮情况。搅拌时,按顺序依次向搅拌机中倒入原材料,控制砂、石、水等原材料的问题,加入一定剂量的减水剂等,严格控制混凝土的含水量、气密性等技术参数,使混凝土达到使用标准。 (二)混凝土浇筑 在建筑工程中,混凝土结构浇筑是非常关键的一环。混凝土结构浇筑技术主要包括基础底板浇筑、墙体浇筑、顶板浇筑等几部分,具体情况如下: 第一,基础底板混凝土浇筑技术。建筑工程基础底板厚度一般较大,进行混凝土浇筑时,要特别注意散热问题,控制混凝土内外部温差,避免因为水热化现象而发生裂缝问题。底板浇筑时,通过温控技术控制内外部温差,保证混凝土浇筑的连续性,避免出现施工缝。 第二,墙体混凝土浇筑技术。墙体混凝土的配合比、性能等与基础底板混凝土一樱保证建筑工程混凝土结构强度、稳固性能等具有一致性。进行墙体混凝土浇筑时,根据混凝土墙体施工图,控制墙体厚度,一般不少于40cm。相邻墙体浇筑时,要留有一定的散热时间,不得低于2小时。 第三,顶板混凝土浇筑技术。进行顶板混凝土浇筑时,混凝土虚铺厚度必须大于顶板厚度,能增强顶板质量。浇筑的同时进行振捣,使用振捣棒沿着垂直方向连续性的往返振捣。振捣前,合理布置振捣点,振捣要密实,不允许出现漏振、过振等情况。如果出现泌水情况,及时用棉纱擦净。 (三)混凝土模板拆除 不少人认为混凝土结构模板拆除没有技术含量,只是拆除模具而已,对混凝土结构质量没有影响。其实不然,如果拆模时间过早,或拆模顺序不正确,将严重危及混凝土结构质量。拆除混凝土结构模板时,按照后支先拆、先支后拆的顺序[3],同时要确定混凝土结构完全成型并有一定强度,否则不能拆除混凝土结构模具。另外,还要考虑承重问题,应当先拆除不承重的混凝土结构模具。一般情况下,不承重的混凝土结构构件强度达到2.5MPa时,就可以拆除它的模具。 (四)混凝土养护 浇筑成型后,对混凝土结构进行及时的养护,可以保证混凝土结构施工质量。混凝土浇筑、振捣后12小时,待混凝土初凝时就要采用洒水、覆盖等养护措施。洒水养护属于保湿养护措施,持续时间一般为一周。覆盖养护属于保温养护措施,持续时间同样为一周。如果养护期间的气候温度不高,用增强覆盖厚度,确保混凝土外表面温度不低于5℃,防止混凝土低温受冻。 (五)混凝土温控 由于温度对混凝土结构质量有重大影响,是造成混凝土结构出现裂缝问题的主要因素。为此,整个混凝土结构施工过程中都要采用温控措施,如混凝土拌制、混凝土浇筑、混凝土养护等技术实施期间,必须通过温控措施严格控制混凝土温度,禁止因温度过高或过低而出现较大的温度应力,进而控制裂缝问题。以混凝土结构施工浇筑技术为例,进行基础底板混凝土浇筑时,控制混凝土的浇筑温度,确保混凝土入模温度不低于5℃,不高于35℃,达到国家规范要求的混凝土浇筑温度要求。为有效控制浇筑温度,施工人员要认真监测混凝土浇筑温度。测量浇筑温度时,要以混凝土面下的10cm处的浇筑温度为准,如果此处的温度高于规定,可以采用降温措施。 三、结论 综上所述,混凝土结构是建筑工程的一种常用结构,其施工技术一直倍受关注。在建筑工程施工中,采用混凝土拌制技术、混凝土浇筑技术、混凝土拆模技术、混凝土养护技术及混凝土温控技术,使各项施工技术落实到位,以达到混凝土结构设计要求,确保建筑工程施工质量。相信随着科学技术不断发展,相关研究工作的不断深入,混凝土结构施工技术将会不断提高,适应更高要求的建筑工程质量标准。 建筑工程结构论文:初探水利建筑工程的结构检测 [摘 要]随着社会的不断发展,人们的生活水平不断提高,当今社会的水利建筑工程也相对于以前有了很大的提高,优秀的水利工程可以造福人民的生活,我国也非常重视对于水利建筑工程的建设,从以上方面入手,对水利建筑工程结构检测技术的前景与重要性进行分析,对其以后的发展与前景进行了合理的预测。 [关键词]水利建筑 检测技术 发展前景 0.前言 水利建设与社会的建设与发展关系密切。随着社会的发展,人们对水利建设的需求与日俱增,高等水利工程不仅有益于人民,而且有益于社会,不可靠的水利工程可能给人们带来不可避免的影响灾害损失。因此,严格水利工程结构检测技术对于社会来说是非常重要的,它不仅可以保证水利建设建设项目的安全性和耐久性也可以有效地确保其适用性。只有全面满足水利建设工程检测技术标准和要求才能搞好水利建设。 1.水利建筑工程结构检测技术的重要性 水利建设作为国家现代化发展过程中的一个关键研究项目和工程在国民经济建设和发展具有十分重要的地位。水利建设项目前期投资资金大,工程建设工期较长;因此,对于安全性和耐久性要求比较高。在早期施工和后期使用中,许多因素会影响水利施工的安全和使用寿命的变化,也会影响社会经济的快速增长。发挥水利建设项目的最佳性能,我们必须发展水利建筑工程结构检测技术,科学合理的检测和监督水利建筑工程结构,施工过程中发现问题,找到最佳的解决方案。同时,在我国的现状,中国的水利建设项目发展前景好,因此要加强工程结构检测和管理,严格控制安全和质量的不稳定因素的保护性能和水利建设项目质量。 在社会经济快速发展的过程中,社会发展对基础设施的要求越来越高,这不仅有效地促进了社会经济的增长,而且对社会主义价值观的提升也产生了一定的影响。在国家重点建设项目中,水利施工建设起着非常重要的作用。但在水利工程建设过程中,不可否认的是,建设项目投资大、工期长、规模大、工程质量和安全要求高。在水利工程的使用中,会出现各种影响工程安全和质量的因素,这些都会在一定程度上影响工程的整体效益。鉴于这种情况,确保水利工程的安全和质量具有重要意义。在水利工程建设过程中,只有进行结构试验,才能保证水利工程的充分利用。 同时,对目前建筑施工项目的发展趋势就可以明白,中国的水利建设项目正处于蓬勃发展的阶段,随着水利工程建设的不断扩大,水利建设项目的建设管理水平进一步提高规模。如果在水利工程施工过程中存在管理上的问题,可能直接导致监管不到位,效果不好。进而影响水利工程的绩效。在这方面,采用结构检测技术,可以着眼于地方质量控制的重点,全面控制工程建设的质量和性能,并在科学技术不断改进的过程中,自动化和智能化被广泛应用于各个行业。在这种发展背景下,根据水利建设项目的实际情况,选择合适的结构检测技术是十分必要和可行的。在建设工程逐步发展的过程中,水利工程可以逐步更新,保证水利工程建设的质量,促进水利工程建设符合当前发展趋势. 2.水利建筑工程结构检测技术的实际运用 2.1 钢筋锈蚀检测 钢筋是水利建设工程中的重要材料,结构的安全性很大程度上取决于钢的强度、刚度和韧性。然而,由于水利工程建设的特点,建筑浸泡在水中,容易使钢筋锈蚀,严重影响质量和钢和其他金属部件的性能,一旦钢腐蚀严重,这将带来巨大的安全隐患,水利建设项目,建设工程使用寿命和耐久性的影响。钢筋锈蚀监测腐蚀方面,利用目前检测技术和设备对钢材进行全面检测,以满足不同部位钢材的使用需求,在节约成本的基础上,确保建筑物的安全稳定。 2.2 建筑结构耐久性检测 耐久性是水利建设工程耐久性最重要的指标之一,主要受工程建设质量、建筑设计和防渗效果等因素影响。水利建设应以最基本的建设为基础项目的一部分,严格控制项目的每一个环节,运用最新的技术和设备,及时进行技术检测,确保整体建设项目的耐久性。 2.3 混凝土指标检测 水利建设项目中最重要的施工材料之一就是混凝土,它与整个工程建设的有效性和耐久性密切相关。目前,我国混凝土指标检测技术正在逐步完善和发展。在混凝土检测中,主要分为3个部分,即耐久性、强度和刚度。在检测过程中,不同工程对混凝土的要求和指标不同,所以应根据不同的情况采取不同的检测技术,只有通过严格的检测,才能保证混凝土的目标。 3.运用水利建筑工程结构检测的前提条件 3.1 结构设计阶段 水利施工工程结构设计中,前期要深入细致地了解和掌握施工条件,如地质条件,分析地基的实际承载力。此外,设计荷载在这个过程中,为了避免错误和遗漏和错误,从而避免错误的结构施工力量,最大限度地发挥水利建设项目安全降到最低。 3.2 避免人为因素和自然因素影响 水利建设工程结构可能受自然和人为因素和质量问题所造成的不可预知。在实际施工过程中,水利施工项目结构检测科学计算地基承载力,从而加强和改进水利工程建设,提高水利工程建设的安全稳定。 3.3 确保水利工程施工质量和使用寿命 在实际施工过程中,确保混凝土强度和耐久性符合要求,避免混凝土钻孔。同时,我们必须确保水利建设项目的生命,使建设结构长期安全可靠。 4.水利建筑工程结构检测的发展前景 (1)开发新的测试项目。更准确,减少损害,快捷方便无疑是现有的测试和测试技术,以提高和完善发展目标。开发新检测项目是开发这一技术的方向,使检验检测技术更加完善。随着工程技术的发展和试验要求的不断增加,我们面前的一些新问题,强度试验,高强度混凝土等具体缺陷,预应力管道灌浆饱和试验的准确强度试验方法,新型μ宀牧虾椭柿科兰鄯椒ǖ取 (2)开发测试理论。检测方法的改进是基于检测理论的改进和检测数据分析方法的改进。合理确定检测次数,合理布置检测位置,减少检测结果的不确定性,充分利用检测数据等。 结构检验和试验的实际问题。 (3)改进检测仪器。检验仪器设备在结构检查和试验中起着重要的作用。没有仪器和设备无法检测到,质量好,易于操作的仪器和设备是高质量检验工作的保证。与发达国家相比,整体检测设备存在显着差距,主要体现在不稳定性,功能少,寿命短,体积大等优点。 (4)结构测试的发展。钢结构的检查和试验是最有潜力的技术。在钢结构的识别中,我们发现钢的非破坏性试验技术,钢应力场非破坏性测量技术和结构应力和损伤场试验技术的关键部分的现场机械性能也有待研究。 (5)新技术的发展要坚持引进与发展的结合。光学传感技术和声发射技术是20世纪90年代后期的先进技术。这些技术在大型施工项目施工阶段以及使用安全监测和结构安全现场负荷试验等过程中具有广阔的应用前景。 5.结语 水利建设是水利建设安全耐用的基础和有利保证。因此,为了确保水利建设结构和使用寿命的安全,必须科学合理地运用结构检测技术,发挥其作用灵活掌握建筑结构检测技术,有效保障水利建筑工程的安全. 建筑工程结构论文:水利建筑工程结构检测技术应用 [摘 要]随着我国社会经济的不断发展,人们的生活质量也在不断提高,为了满足人们对建筑工程质量与使用的要求,要不断提高建设的技术水平。水利建筑工程是我国基础建设中的重点环节,对促进社会稳定发展,满足经济可持续发展需求等方面有着极为重要的影响。基于此本文针对水利建筑工程结构检测技术上的有效应用进行了简要阐述,并提出几点个人看法,仅供参考。 [关键词]水利 建筑工程 结构 检测技术 应用分析 前言 于建筑工程项目来说,建筑检测就是对建筑工程中的实体进行检测。并按照我国相关标准与规范要求等采取有效的措施,针对数据等进行分析,以此来对建筑实体做出准确的判断,保证其可以满足工程建设的要求。因此,要做好水利建筑工程结构的检测工作,保证其结构上的安全,延长使用寿命。 一、进行水利建筑工程结构检测应当要具备的条件 在开展检测工作的过程中,就要做好全面的检查工作,保证工作态度上的严谨性,真正有效的完成好这一实践活动。由于水利建筑工程具有一定的特殊性与复杂等,所以对质量与技术等方面有着严格的要求。因此,在实际中就要综合好各方面的因素,保证水利建筑工程结构上的安全与稳定。 (一)设计阶段中存在的问题 对于水利建筑工程结构的设计阶段来说,存在的主要问题有设计人员对施工现场中地质情况并没有进行深入的分析,也没有掌握好地基的实际承载力等。其次,在进行结构设计的过程中,计算荷载上也存在着一定的疏漏,这样也就难以保证建筑结构受力计算结果的准确,造成了在使用阶段中存在着安全问题[1]。 (二)施工质量上的不足 通过调查可以看出,一些水利建筑工程中施工质量上难以得到有效的保证,如在混凝土结构的刚度以及强度等方面上并没有满足实际的要求,或是在施工中混凝土的内部出现了孔洞等现象。其次,对于水利建筑工程来说,就要在保证其使用寿命。但是由于使用年限相对较长,所以在建筑结构等方面上存在着程度不同的损坏,这样也就降低了水利建筑工程结构上的安全性。因此,就要及时采取有效的措施,做好加固处理工作。通过对水利建筑工程结构进行有效的检查,可以避免出现的问题,从而影响到水利工程质量等。 (三)人为与自然因素上的影响 由于受到人为因素以及自然环境等因素的影响,使得水利建筑工程结构上也存在着许多的安全质量问题。如工程中地基的承载力上没有进行准确的核算,直接就开展了加固改造等工作,这样也就直接对水利建筑工程结构的安全性等方面产生出了直接的影响。在进行结构检测的过程中,就要认识到提高其安全性的重要性,以此来采取有效的措施,保证水利建筑工程的质量[2]。 二、采用水利建筑工程结构检测技术的意义 随着社会经济的不断发展,基础设施建设的力度等方面也有了相应程度的增加,不仅满足了社会发展的需求,同时也提高了经济发展的效果。作为我国重点工程项目之一,水利建筑工程在国民经济建设中有着极为重要的作用与意义,并具有建设规模大以及投资高等特点。尤其是在水利工程投入到使用以后,也很容易受到诸多因素的影响,很容易造成不同程度上的质量问题、因此,在针对水利工程建筑结构检测的过程中,就要制定出有效的检测制度,保证实施方案的有效性,通过对水利工程建筑结构进行有效的检测,也可以及时发现存在的问题,只有做好各方面的检测工作,才能确保水利工程的性能,发挥出其应有的作用与功能。 其次,就目前的形式上来说,我国的水利工程建设项目有已经呈现出了快速发展的状态,所以在建设规模不断增大的影响下,水利建筑工程的质量管理水平也就要不断提高,同时还要做好完善工作,一旦质量难以满足实际的需求,就会直接影响到后期使用的效果。因此,在实际中就要运用好结构检测技术,对于一些安全质量相对比较薄弱的环节来说,还要做好严格的控制工作,以此来保证水利建筑工程的质量可以满足实际的需求。最后,随着我国科学技术水平的不断提高,有效的检测技术也得到了快速的发展。如自动化与智能化的检测设备也被运用到了各个行业与领域中。因此,在这一发展趋势的影响下,就要做好水利建筑工程结构上的选择与设计工作,坚持从其特点上出发,选择真正可行的检测技术。在此基础上还要做好说理工程施工技术的更新与改造工作,提高水利建筑工程的质量,保证其可以满足现代化水利工程建设中的标准与要求[3]。 三、水利建筑工程结构检测技术的有效应用 对于水利建筑工程结构检测来说,主要包含了混凝土、钢筋以及耐久性。但是还应当要明确的是,这三项内容在检测中有着一定的差异性,从而也就使得检测的标准以及技术等方面有着不同的要求。 (一)混凝土 在开展水利建筑工程的过程中,混凝土结构指标检测工作主要报验了强度、刚度以及耐久性。因此,在实际中就要做好分析与研究工作。首先,在检测中我国相关部门已经颁布了相应的质量检测文件,这样也就为我国的结构检测工作提供了支持。在此基础上我国对混凝土检测的重视程度也在逐渐提高,检测技术等方面上也在不断完善。因此,针对混凝土检测的要求,就要结合好传统的回弹法与现代化的检测方法,以此来提高混凝土检测的效果[4]。 (二)钢筋锈蚀 在水利建筑工程中钢筋锈蚀指标检测主要分为以下两个方面。第一,就是钢筋的锈蚀程度。第二就是钢筋的锈蚀速度。且对于这两方面内容来说,与水利工程建设环境上有着一定的关系。因此,在实际中就要采取科学有效的检测技术,以此来保证工程结构的安全性,延长其使用寿命,同时还要保证施工的效果。对于传统的钢筋锈蚀检测技术来说,主要是运用电位检测方法来进行的,借助电位测定仪等来对其锈蚀程度进行检测。随着检测技术的不断发展,钢筋锈蚀程度的检测仪器上也得到了更新,同时也可以适应好水利工程建设的环境,为钢筋锈蚀指标检测等方面提供基础上的保障,对提高检测质量等方面有着极为重要的意义与影响。 (三)结构耐久性 作为我国建设中的重点项目之一,对水利建筑工程的使用寿命上也有着严格的要求。因此,在此基础上就要不断提高对水利建筑工程结构耐久性上的检测。从检测的内容上来说,主要包含了混凝土受损程度以及防渗效果等方面。所以在检测中就要保证结构的耐久性与有效性,同时还要对施工现场进行抽样检测,以此来提高检测结果的准确性。 四、我国水利建筑工程结构检测技术的未来发展 首先,要保证我国的水利建筑工程结构检测技术要满足时展的需求,所以就要不断提高检测技术的信息化。且在实际中还要在完善技术的基础上来扩大检测的范围,在提高检测水平的同时来认识到环境因素上的影响。其次,对于水利建筑结构检测技术来说,还要及时更新仪器设备等方面,及时采取于晓的设备等来满足现代水利工程结构检测上的需求。且在时展的影响下,我国的水利建筑工程结构检测也不能在局限于质量上的检测,同时还要做好信息与数据上的收集,以此来保证检测结果的准确性,避免出F误差[5]。 结语 综上所述可以看出,在开展水利建筑工程结构检测的过程中,要坚持从整体上出发,运用好结构检测技术,为整体的质量提供基础与保证。同时还要发挥出检测技术的功能,保证其科学性与合理性,延长使用的寿命,促进我国水利事业的发展。 建筑工程结构论文:浅析建筑工程主体结构质量检测方法 摘要:随着我国社会现代化的脚步不断加快,科技的发展步伐也在日益加快,这些因素都促使着我国国民的生产总值逐年的上升,同时广大人民的收入也随之快速增长,因此在这样一个环境背景下人民对于高品质生活的需求也在不断地提高,对于物质消费的需求渴望日益增加。因此各地开发商都纷纷加大力度开发市场以以及增大投资高层建筑的力度,高楼大厦不断拔地而起并逐年增多。由此可见,在现代建筑物的工程质量是一个极其重要的问题,被许多人关注,是否已经严格的把好了每一道工程的程序、用血汗钱所买来的房子是否存在着质量的问题、参加建筑的相关单位是否是按建筑相关规范来进行实施的这些统统都成为了人民买房所关心的焦点。这篇对严格的对主体结构的检测在工程建设质量之中的重要性进行了一次系统的探讨。 关键词:建筑工程;主体结构;质量监督 引言 结构实体是建筑工程的主要骨架,其技术指标相对侧重材料的强度、材料的耐久性、材料构件的刚度性以及材料稳定性。建筑工程主体结构检测是工程实体质量监督的主要技术手段,在验证建筑工程质量的同时能够发挥出提高建筑工程质量水平的主要作用。建筑工程主体结构检测对于提高建设工程的质量起到了重要作用,一方面能够节省企业的资源与资金,另外一方面能虮U掀笠档纳产安全以及人民的财产安全。从上述角度来看,对建筑工程结构实体进行检测非常有必要,具有重要的研究价值。 1建筑工程主体结构质量检测基本概述? 建筑工程主体结构质量检测指的是通过对建筑工程中所采用的施工技术加以分析,对施工主体部位使用的建筑工程材料及工艺进行检查,以找出其中存在的隐患或发生损伤的部位,然后归纳总结原因,为后续加固及补救等措施的实施提供技术参考。建筑工程主体结构质量检测的主要目标是对建筑工程主体结构所具备的刚度、强度及稳定性进行检测评估,以全面衡量建筑工程主体结构各构件的质量状况。? 2主体结构检测原则 2.1有异议的构件检测 在进行建筑工程主体检测之前,如果有的构件不能进行明确的类别划分,那么在开展正式检测的过程中,可以以容量的形式区分进行检测,根据检测的类别和容量确定样本容量。在进行这部分构件检测的过程中,需要有关机构来配合完成,比如可以配合现场责任单位以及相应的监督机构,对这次抽样工作的检车抽查来共同完成,并最终确定这部分有异议的构件的检测结果。但是在进行实际检测过程中,数量上也有一定的限制,抽样检测的数量应该要高于总抽查数量的1/10。 2.2常规检测 常规的抽样检测可根据结构形式不同及材料类型不同来进行分类抽查。第一级可根据结构类型不同,划分为钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构等;第二级可根据构件类型不同,划分为梁、柱、墙三个类型;第三级可根据材料类型不同而进行具体的划分。 3建筑工程主体结构质量检测内容 3.1压强度检测 混凝土构件的抗压能力直接决定建筑的安全性,主要的检测方法有回弹法、钻芯法。回弹法是指使用回弹仪器,通过重锤弹击混凝土表面的回弹高度来确定混凝土强度的方法,回弹高度越高,则说明混凝土表面的硬度越高,并以此推算抗压极限。钻芯法是指使用钻芯仪器,在混凝土构件中钻取样芯以观察、检测混凝土强度的方法,这种方法直接而精准,但会对混凝土结构造成一定的损伤,所以在施工中使用比较谨慎,部分特定工程(对混凝土裂缝控制有极高要求的工程)也会以混凝土样本代替已建成的混凝土结构进行测试。 3.2检测保护厚度与钢筋定位 在检测保护厚度与钢筋定位中,一般使用直接法或非破损方法。从直接法角度来看,其主要原理是利用钻孔方法来确定梁板受力钢筋的具体位置,能够直接测量到钢筋保护层的厚度。从非破损方法角度来看,其主要利用的仪器原理是电磁学原理,探头在混凝土表面再探入到内部电磁场中进行发射行为,继而在混凝土内部产生感应磁场,而感应磁场的强度与混凝土表面的钢筋直径参数密切相关。需要注意影响检测准确性的几大因素,即:①钢筋保护从厚度检测仪器的精度因素;②测试方法不够准确因素;③混凝土骨料含有磁性因素。针对基本因素,要从选择检测仪器精度以及选择带有消磁能力的检测仪器等,尽可能避开其他钢筋的位置,测试探头移动的垂直度和被测钢筋的走向,监测结果应该进行钻孔验证。 4建筑工程主体结构质量检测的质量控制措施? 第一,应当建立起专门的监督小组,通过运用精密的仪器以及科学的测量方法来对检测与处理现场所产生的问题,并对检测结果进行随机抽查,防止出现对建筑主体结构损害的行为出现,以确保主体结构的质量检测工作得以顺利开展。第二,降低检测误差对质量的影响。首先,应当做好检测误差的研究和确定工作。在检测材料时,需要通过详细的研究与计算才能确定其检测误差。因此,在确定误差前,工作人员应当要结合整体建筑主体结构要求以及实际技术指标等来对误差标准进行确定。其次,还需定期检查与管理检测仪器、设备以及仪表,避免由于其存在质量缺陷而致使检测误差大于质量要求的现象发生,从而降低结构检测质量。第三,按照结构形式抽样。为了最大程度地保证建筑工程主体结构质量检测结果真实准确,我们在面对待检对象数量较多的抽查中,由于所抽样数量是否合理会在很大程度上影响着检测结果真实准确,在这种情况下笔者认为检测人员应按照待检结构形式进行抽样,随后才能进行检测,这样一来可以有效地保证其结果的真实准确性。比如检测人员在面对砌体、钢筋砼以及钢结构等多种类型不同检测中,由于以上这些结构类型划分又有不少种,此时为了保证检测结果真实准确性,我们应按照每一类型结构形式进行抽样,之后再对它们开展检测。? 结语:总而言之,目前我国建筑行业出现了各种各样的新工艺新技能,建筑主体施工中新工艺的应用,提高了建筑工程的施工进程,确保建筑主体建设的工程质量。先进施工工艺的科学合理应用,使得建筑行业敢于创新,把先进的施工工艺应用到建筑主体施工建设中,有效促进了我国建筑行业健康稳定的发展。 建筑工程结构论文:建筑工程框架剪力墙结构施工技术研究 摘 要:随着建筑行业的迅速发展,钢筋混凝土的多层框架结构得到广泛应用,框架剪力墙结构工程的发展尤为迅速。高层建筑日益增多,框剪结构工程对建筑施工质量的影响也越来越大。为此,本文在充分了解框架剪力墙结构概况的基础上,主要对建筑工程框架剪力墙结构施工工艺进行了分析与探究。 关键词:建筑工程;框架剪力墙结构;施工工艺 框架剪力墙结构又称为框剪结构,这种结构是由框架结构和剪力墙结构共同组成的承重结构,其在建筑工程建设中运用很广,是一种较为常见的工程结构体系。在施工过程中,由于框剪结构具有空间布置灵活、方便使用、荷载力强、抵抗水平高等优点,其在整个建筑工程领域受到很大的重视。 一、框架剪力墙结构的概况 框架剪力墙结构指的是框架结构中布置一定数量的剪力墙,运用剪力墙来承受工程水平方向与垂直方向的荷载,有效控制结构的水平力,增强工程的整体性。钢筋混凝土墙板能够承担水平方向与竖向的荷载,并且它的刚度大,空间整体性较好,室内不存在露梁露筋情况,有利于房间内家具的摆设,利于分割房间布局,方便使用室内空间。框剪结构是当前高层住宅使用最广泛的一种结构形式,也是现代建筑工程建设中备受关注的施工环节。框架剪力墙结构的受力特点,是由框架与剪力墙结构两种不同的抗侧力结构构成的新的受力形式,因此,框剪结构在运用过程中,既不同于纯框架结构中的框架,剪力墙也不同于纯剪力墙结构中的剪力墙,而是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了两者的长处,既能为建筑平面的布局提供较大的使用空间,同时,其又具有较好的抗侧力性能。由于在结构下部,剪力墙的层间位移较小,具有很好的抗拉强度,因此其能承受很大部分的水平荷载力,而在建筑结构的上部则与此相反,剪力墙结构位移越来越大,有向外扩展的趋势,而框架结构则出现内收趋势,框架拉剪力墙按剪切型曲线变形,框架除了要承担外部的水平荷载力,还要承受将剪力墙拉回来的水平力,这使得结构上部剪力很小,为建筑工程的质量安全提供保障。 二、建筑工程框架剪力墙结构施工工艺 从国民经济长远发展的角度来看,在建筑工程建设中高层建筑对其事业发展具有至关重要的作用。建筑工程框架剪力墙结构工程施工中,应对其钢筋工程、模板工程及混凝土工程加以重视,提高施工技术水平,并进行科学有效地施工,才能实现建筑工程实施的预期目标。 1、钢筋施工 实体放样是固定箍筋框钢筋工程施工的重要环节,应进行加工定型模具的制作,如柱筋定位的应用。为确保钢筋安装位置的准确性,必须对梁柱节点位置进行标注,并确保各个节点位置的正确性。水平钢筋剪力墙结构主要通过剪力墙内水平布设钢筋,可以防止裂缝等问题出现在剪力墙结构中,并能够对剪力墙斜裂缝问题进行有效控制,在布设中通过合理计算,可以对剪力墙结构韧性进行有效提升,并对剪力墙结构脆性破坏进行有效降低,由此可见,水平布设钢筋对剪力墙施工极为重要。 墙内竖向进行钢筋分布时,可进行一级抗震剪力墙设置,必须错开所有部位的钢筋接^位置,钢筋每次连接的数量必须控制在1/2以下。应在同一个位置连接其他剪力墙钢筋。连接长度必须与设计规定相符合。如Ⅱ、Ⅲ级钢筋d在25毫米以上,其搭接长度应进行一定量的增加。如螺纹钢筋直径在25毫米以下时,其搭接长度应进行一定量的减少。遵循设计规定,在端部进行剪力墙水平钢筋锚固施工,并进行暗柱或加型钢筋的制作。绑扎锚固剪力墙水平钢筋“丁”字节点与转角节点,剪力墙连梁水平钢筋向墙内伸入长度必须控制在施工相关规定内。并进行间距150毫米以内的构造箍筋设置。安装外墙板后,应在预制外墙板侧面钢筋套环内插入剪力墙边柱竖筋,随后进行捆扎,并确保其牢固性。内墙钢筋捆扎后,应理顺外墙预留的拉结筋,并搭接内墙钢筋。 2、模板施工 (1)支模施工。将弹出模板就位安装线及控制线墙轴线位移偏差在3毫米的范围内进行有效控制。为保证混凝土墙高度统一,必须确保找平层施工的质量,将墙体标高偏差在+5毫米与-5毫米之间进行良好控制。为避免墙体出现根部损坏情况,将在其模板根部安装中进行水泥砂浆地垫抹,并将其厚度控制在10到15毫米,如出现露筋、蜂窝麻面等情况,必须指派专业人士进行补浆作业,严禁漏浆等情况在房屋建筑框架剪力墙结构主体工程施工中出现,为达到最佳效果,还可以在模板边线外侧进行l厘米宽度的自粘式海绵条粘贴。 在模板支护当中,必须先进行阴角模的放置,在进行模板支护。遵循施工工艺流程,分开进行,确保模板全部合拢就位。穿墙螺栓的安装要与模板施工同时进行,允许出现一定墙体宽度尺寸偏差,将其在-2毫米的范围内进行有效控制。每层模板立面垂直度偏差要在3毫米的范围内进行良好控制。穿墙螺栓的楔板必须大端朝上,不得出现水平或倾斜情况,确保墙螺栓的固牢性,避免产生松动现象,导致涨模情况的发生。外墙模板选用外挂架支模时,必须将PVC套管设置在模版上排穿墙孔,这样可以为外挂架钩栓通过提供一定便利。 (2)拆模施工。拆模施工中必须严格按照先支后拆的原则。完成浇筑混凝土工作后,拆模作业必须等到混凝土强度超过1.2Mpa时进行。并严格遵循施工工艺流程进行模板拆除施工,如松动-拆除穿墙螺栓-阴角模压角-钩栓-撒出大模板后-拆除阴角模。在穿墙螺栓拆除时,必须先将大螺母松动,并将垫片取下,通过楔片插销进行穿墙螺栓的转动工作,促使穿墙螺栓脱离混凝土,随后对小端进行敲击作业,再从混凝土中将螺栓退出,这样可以防止混凝土表面出现掀皮情况。 3、混凝土施工 在房屋建筑框架剪力墙结构主体工程现浇混凝土施工中,必须按照计量投料的方式进行混凝土质量控制。依据实验室试验结果进行混凝土配合比的确定。施工中混凝土原料砂、石、水泥与外加剂的用量必须严格遵循施工要求进行选用。只有这样才能确保混凝土配合比的精准度。为提高混凝土材料的质量,在施工中可以选用早强减水剂进行施工。在施工中混凝土设计强度分别为C30与C35级。将C30混凝土作为本工程施工的材料,经相关试验证明,将每立方米混凝土水泥用量确定为440千克。当施工现场气温为15摄氏度时,混凝土达到拆模强度的时间为1O天左右。将早强减水剂(MSN)添加到混凝土中,每立方米混凝土中水泥用量将有所降低,一般为390千克,这种方式不但可以将混凝土早期强度进行有效提升,还可以大大缩短拆模时间,节约成本,并能将模板周转速度加快,工期缩短等。 三、结束语 综上所述,框架剪力墙结构因其抗压强度高、结构灵活的优点,在建筑工程建设中得到广泛运用。随着建筑结构的日益复杂,给框剪结构施工技术带来了新的挑战。因此,在进行框剪结构工程设计时,应当综合考虑施工中出现的问题,并及时处理。在建筑工程建设顺利实施的同时,保证建筑结构的质量与性能。 建筑工程结构论文:水利建筑工程结构检测技术探析 摘要:经济建设的快速发展使人们对生活质量有了更高的要求,人们更加青睐于绿色资源,水利建筑就是人们生活中不可或缺的,在现有的建筑基础上应提高水利建筑水平以满足现代人的环保需求。而要确保水利建筑工程的质量则需要对水利建筑工程进行严格的检测,本文通过对水利建筑工程结构检测的重要性及检测方法进行分析,提出水利建筑工程结构检测的发展方向。 关键词:水利建筑;工程结构;检测技术 引言 对于一项建筑工程项目,结构检测就是对其完工后的实体的检测,包括检测其建筑结构的耐久性及稳定性。另外随着经济建设的快速发展,结构检测已渗入到建筑工程的各个阶段,在建筑工程的全寿命周期内,对建筑进行一系列的结构检测极大地确保了建筑结构的稳定性。对于水利建筑,其建筑结构要求会更高,特别是水对建筑物的侵蚀。所以对水利建筑工程进行严格的结构检测,详细了解水利建筑的具体情况,能够最大程度保证水利工程的安全性并发挥其作用。 1 水利建筑工程结构检测的重要性 随着国民经济的高速l展,现有的基础建设力度已不能满足人们的要求,为了促进国民经济的持续发展及社会主义优秀价值观的体现,必须加强基础建设力度。水利工程建设被列为国家重点建设项目,水利工程建设的良好发展有利于保障国民经济的唏嘘发展,提高国民生活满意度。但是,水利工程建设不同于一般的工程建设,水利工程建设周期长、投资高、规模大,保证其工程质量更加重要。同时在水利工程投入使用后,由于人为或自然因素也会对水利工程建设质量产生影响。因而严格的工程质量检测对保证水利工程能够正常发挥及其重要。对于水利工程建筑的检测一定要有计划,不仅要事先做出检测方案,还要坚持定期检测,及时发现问题,有针对性的解决问题,最大程度保证水利工程的正常运转。 另外,我国建筑工程发展至今已日趋成熟,而我国水利建筑工程也正是蓬勃发展的好时期,我们知道水利建筑工程周期长、投资高,规模大。这些特点对水利建筑工程的监管提出了更高的要求,在水利工程建设工程中如果出现监管不到位将直接影响整个工程,甚至导致整个工程处于瘫痪状态,不能发挥其水利建筑性能。因此要有科学的结构检测技术,在工程的关键环节重点监测,同时,根据建筑所处实际环境做出相应的调整,选用恰当的检测技术,发现问题及时解决,从而保证水利建筑工程的质量,促使水利工程建设更加符合当前建筑发展的趋势。 2 水利建筑工程结构检测技术的应用 在水利建筑工程结构检测的过程中,一般包括三方面的内容:对混凝土进行检测、对钢筋进行检测、对结构耐久性进行检测。然而在实际检测过程中,此三项检测结果会有一定的差异,导致对建筑质量判断上产生不同。 2.1 对混凝土进行检测 对任何建筑物进行质量检查都要依据其混凝土的强度,水利建筑工程更是如此,对混凝土的结构检测主要是检测其强度、刚度和耐久性。我国建筑法中对水利建筑工程混凝土指标已作出正式规定,水利建筑检测必须按照规定执行,并且以混凝土检测指标作为重要检测依据。根据混凝土检测指标来判断水利建筑工程结构的稳定性,为水利建筑工程结构检测提供了有力的技术支持。随着科技的不断发展与创新,混凝土检测技术也应该与时俱进,在满足相关要求的同时完善检测技术,提高检测的精度与可信度。 2.2 对钢筋进行检测 对水利建设工程而言,由于建筑钢筋长期接触水,必不可少会出现钢筋锈蚀的现象,那么如何检测钢筋的锈蚀情况显得尤为重要。对钢筋进行锈蚀检测一般包括两方面的检测:钢筋锈蚀程度及钢筋锈蚀速度。通过对此两项指标的检测判定水利建筑工程的稳定性及使用寿命,及时作出处理方案。 2.3 对结构耐久性进行检测 建筑结构是建筑存在的基础,对水利建筑结构的主体进行耐久性检测是十分必要的。水利工程已列入我国重点建设项目,其结构安全性有严格的要求。对水利主体结构进行耐久性检测主要包括对混凝土受损程度的检测和混凝土防渗作用的发挥。但在检测的同时不能对主体结构造成破坏,这就需要进行水利建筑工程施工现场抽样检测,不仅可以保证检测的准确性,还能保护水利建筑结构主体不受破坏。根据结构耐久性的检测结果进行判断水利建筑的使用寿命。 3 水利建筑工程检测技术的发展 随着计算机技术的推广与普及,许多先进的结构检测技术被引入到水利建筑工程中,在现有的水利检测技术中,有时候检测仪器会对建筑物产生破坏,直接影响水利建筑的质量安全,那么在将来的检测技术中将会朝着更加安全,更加符合项目实际的方向发展。同时由于新型的检测技术应用到水利建筑结构检测中,检测方法将会更加便捷,结果将会更加准确。社会在发展,技术在提高,检测技术也会朝着优良的方向发展,对促进水利建筑的发挥具有重要意义。 4 结语 对于一般建筑项目来说,只要设计合理,承载合格,项目管理得当,便可以圆满完成建设任务。但水利建筑项目却大大不同,其建设周期长、投资高、规模大。致使存在很多种因素影响建筑的安全性能,包括人为因素,例如管理无章法,自然因素,例如水对建筑的长期侵蚀。所以保证水利建筑工程的工程质量尤其重要。水利建设已被列入我国重点建设项目,其重要性不言而喻,水利建设关乎着民生,推动着经济,而水利建筑工程结构的检测是确保水利建筑工程安全的重要手段,检测方法的创新,检测技术的提高,检测结果的准确性都极大地影响了水利建筑工程的质量。在以后的发展中,务必要保障检测水平,确保工程质量,使水利建筑可以真正的造福于民。 建筑工程结构论文:浅谈建筑工程的结构检测技术 【摘 要】:严格遵循规范要求是建筑工程检测工作的前提。建筑结构检测的设备在日益发展,同时,结构的问题也经常表现出个性特征,因而检测方法也必须不断发展和创新,本文拟就建筑工程结构检测技术进行探讨,供参考。 【关键词】: 建筑工程; 结构检测; 结构加固 近年来,我国的结构检测得到快速的发展,其应用对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。结构检测的发展与应用对于提高建设工程的质量起到了积极的作用,在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。 1建筑工程结构检测技术发展趋势 建筑结构是指在建筑物中,由建筑材料做成来承受各种荷载或者作用,以起骨架作用的空间受力体系。建筑结构因所用的建筑材料不同,结构也随之不同。对各种类型的建筑结构进行检测与加固施工是非常有必要的,建筑工程结构检测技术的发展趋势主要有以下几点, 1.1完善的系统方法。主要有混凝土结构的检测技术和砌体结构的检测技术。钢结构的检测是十分的重要的,在钢构件应力和结构关键部位的应力与损伤的无损检测方面存在不完善, 钢结构的检测是未来建筑结构检测急需解决的问题。建筑工程结构的检测主要是对高技术的引入, 同时进一步的扩展检测的范围和检测的方向,这些工程结构的检测具有广阔的应用前景。 1.2新检测手段的广泛运用。建筑结构检测的需求也会逐步的增多, 建筑结构检测技术将得到进一步的开发与应用。 1.3检测仪器的改良。建筑工程结构检测的工具是检测仪器, 检测仪器质量的好坏、检测仪器操作的便捷程度、检测仪器寿命的长短对检测结果和运行有直接的影响。建筑结构检测要求检测仪器具有高精确度、操作便捷、使用的寿命长、体积小等特点。 2检验与测试技术 结构的检验测试与建设工程施工阶段的送样和质量检查有明显的区别,它通常为事后的检验与测试,我国的结构检验测试技术走的是“引进―消化―提高”和“借鉴―独创”相结合的发展之路。 2.1、混凝土结构 目前,关于混凝土强度的检测已有回弹法、超声法、钻芯法、拔出法和灌入法等,以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。 混凝土强度的检测技术已基本成熟,成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能,如:“回弹值―碳化深度―强度”关系,反映了回弹值与混凝土强度之间的基本规律。回弹、超声、钻芯和拔出等方法虽然都是舶来之法,但都具有了中国特色,且各种检测仪器和设备已完全国产化。一些仪器的性能已达到了国际先进水平,如北京市政工程研究院研制生产的NM-3B型非金属超声波检测仪等。 混凝土构件钢筋配置情况的检测开始于七十年代。开始阶段使用的是进口的仪器。目前我国已经有了第二代钢筋测定仪,该仪器可测定120mm厚混凝土层下的钢筋,并可测定钢筋直径,其测试原理为电磁感应。国产仪器可基本上满足建筑结构检测的需要。经济发达的国家的同类仪器性能略好一些。我国引进的混凝土雷达仪采用电磁波法测试,测试速度快得多,其测试数据既可以在屏幕上显示又可打印输出,大大提高了检测速度。 2.2、砌筑结构 砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些,技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差,但该项技术的发展势头猛,在国内形成了百家争鸣的可喜局面。可以说,按“借鉴―独创”之路发展起来的砌筑结构检测技术已经达到了经济发达国家的技术水平。 2.3、钢结构 与混凝土结构和砌体结构相比,工程建设中钢结构的数量相对较少,加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷、焊缝探伤等检验方法比较完善,因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法,如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。 2.4、检验测试技术的发展前景 开发新的检验项目,使检验测试技术更加完善则是这项技术发展的方向。检验仪器和设备在结构的检验与测试技术中扮演着重要的角色。没有仪器设备就无法进行检测,而质量好、操作方便的仪器设备是高质量检测工作的保障。与经济发达国家相比,我们的检测仪器设备在总体上存在着明显的差距,主要体现在性能不稳定、功能少、寿命短、体积大等方面。 检测方法改善和提高的第二个方面是检测理论提高和检测数据分析方法的改善。合理确定检测数量、合理布置检测位置、减小检测结果的不确定性、充分利用检测数据等,是所有结构检验与测试工作面对的问题。 随着工程技术的发展和检测要求的提高,一些新的问题又摆在我们面前,如高强混凝土的强度检测、混凝土缺陷的准确判定、预应力筋管道灌浆饱满度测试、新型墙体材料的强度测试方法及质量评定方法等。 钢结构的检验与测试是最具有发展潜力的技术。在对钢结构进行鉴定时,钢构件材料物理力学性能的现场无损验测技术、钢构件应力的现场无损测定技术和结构关键部位应力及损伤现场测试技术等是目前亟待发展的技术。 3 结构的鉴定与评估技术 经过近几年的发展,建筑物和构筑物的抗震鉴定与抗震加固技术已日臻完善,形成了自己的体系,成为结构鉴定与加固技术不可缺少的重要分支。建筑物和构筑物抗震鉴定与加固技术的发展与成熟,为结构鉴定与加固技术的发展奠定了基础。 建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病,如设计造成的多层砖房温度裂缝问题,混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用,为设计规范和施工验收规范的修编提供了依据。结构的鉴定与评估技术已经发展成为包括结构安全性鉴定、结构抗灾害能力鉴定与评估、工程质量问题鉴定、灾后结构的鉴定与评估和结构耐久性鉴定和剩余寿命评估的综合技术。 但b定与评估技术尚存在一些问题,如在对已有结构的承载能力计算鉴定时一般都沿用结构设计时的计算理论和计算方法。 综上所述,建筑工程结构检测技术对于工程的安全性、耐久性及保证工程质量有着重大的应用价值。随着新的检测技术在大型建设工程项目中的应用,使建筑物在安全监控以及建筑结构安全性能的现场试验检测方面得到更好的保证,因此建筑结构检测技术有着比较广阔的应用和发展前景。 建筑工程结构论文:建筑工程结构基础沉降原因与对策 摘要:随着科技水平的提高,我国各行业也进入了新的发展阶段,工程建设行业也有了新的特点。建筑基础结构对于工程整体的建设质量有着重要的影响,当前,由于多方面因素的影响,建筑工程结构基础沉降问题成为了工程建设行业的重点关注问题。本文分析了建筑工程结构基础沉降原因,探讨预防以及相应的处理措施。 关键词:建筑工程;基础沉降;原因措施 建筑工程结构基础沉降是当前建筑最常见的质量问题,很可能会造成建筑物的倾斜和下沉,严重时还可能会导致墙体开裂和建筑基础断裂的危害,同时也对建筑物的使用寿命和美观带来了不利的影响。当前,由于地质条件、建筑设计等多方面的因素影响下,建筑工程结构基础沉降成为关注问题,下文分析了建筑结构基础沉降的原因,并提出了一些预防措施。 一、 建筑工程结构基础沉降问题的原因分析 (一) 地基问题导致建筑工程基础沉降 建筑工程基础结构在地基上施加的载荷会使部分软土发生变形,导致地基结构整体强度降低,地基结构抗剪强度降低后会形成软土地基,甚至地基的整体受到剪切性的破坏,最终导致建筑物倾斜等系列问题。其次,建筑工程基础结构在压实程度不足的情况下,会因水分的渗入或土地的液化而发生力学性能的改变,无法保证地基承受力满足建筑结构的整体要求。然后,土层的湿度变化是形成建筑结构沉降问题的又一个主要因素,季节和温度都会影响地基的土,这种变化会导致基础结构承载力呈现周期性的波动变化,基础结构整体出现沉降问题。 (二) 房屋的Y构因素导致建筑工程基础沉降 在建筑工程上部结构相对复杂的情况下,其横向、纵向的向上施加的力也呈现出不规则的变化,在这种情况下,就会使得地基结构不同位置承受的载荷存在较大的差异,非常容易出现沉降的问题。其次,在建筑工程基础结构承受外部应力的时候,其沉降量会出现中间大边缘小的特点,当基础强度不足时,这种特性将会很明显,基础结构中心与边缘的沉降差异明显,进而形成沉降不均匀的问题。建筑物基础结构的沉降同时也会受到附近建筑地基的影响,这种影响是隐性的,往往只在邻近的建筑工程施工的过程中才会显现出来。 (三) 设计上的问题 一些建筑物的体型比较复杂,或者是转角比较多,建筑物整体或是基础刚度不够,建筑物的层高相差比较大,从而所引起的压力差也比较大。建筑的设计十分复杂,平面很多,每个角度的受力也不一样,而且它的受力特别重要,因此在设计上出现的问题都会使得建筑工程结构出现沉降不均匀的现象。 (四)施工和使用中的问题 如果在施工过程中没有将地基的问题处理好,或者是在对地基的勘测上不够仔细,也是很难做出相应的处理或者是处理不完善的。在对墙体进行砌筑的时候,砂浆的强度不够,通缝比较多,没有按照相应的标准或者规定设置拉结钢筋等这些都会使得地基出现沉降不均的现象。其次,地下水管出现漏水现象也会使地基局部出现下沉,或者是因为在地面临时堆积了一些物体使得局部出现下沉的现象,建筑工程相邻的新建筑物也会对其产生一定影响,使其出现下沉的现象。 二、探讨建筑工程基础结构沉降问题的处理措施 (一) 建筑工程结构基础沉降问题建筑设计处理措施 为了避免建筑工程结构基础出现沉降问题,首先要做好建筑的设计工作,保证建筑物比例的合理性,建筑形态尽量简单,偏心载荷要小,不会因为过度复杂的体型组合导致过大的载荷差异,从而避免沉降不均的现象。工程建设的实践表明,在建筑物长高比为2.5的条件下时,选取合理的上部结构和基础强度强化措施,能够全面的控制沉降不均的问题。有了合理的设计以后,对施工的顺序进行合理的安排,将建筑物的基础沉降的危害降低到最小,并确保施工质量,若建筑物的天然基础满足不了建筑沉降值的要求时,要对其进行技术处理,一般可以通过打钢筋混凝土短桩来加固建筑物,以防止建筑物结构基础的沉降问题。 (二)建筑工程结构基础沉降问题结构选择处理措施 在建筑结构的选择上,首先应尽量减小建筑物体量,控制上部结构施加在基础结构上的负荷,在结构和细节的处理上多选用轻质的建材,其次,降低建筑工程基础结构底面的附加应力,应针对挖出的土体进行分析,对这部分应有承载力进行补偿。最后,在结构处理上应设置圈梁,它能有效的提升建筑整体承受性能,全面强化建筑工程墙体抗拉、抗剪的水平,抑制墙体产生裂缝等的问题。 (三)减少建筑物的自身重量 建筑物的自身重量在地基压力中占了很大一部分,工业建筑和民用建筑的自身重量在地基中平均占有一半以上的重量,民用建筑占的比例较工业建筑所占的比例更多一些,因此,减少建筑工程结构基础沉降应该从减小建筑物的自身重量开始。 (四)施工技术方面的处理措施 科学的施工组织和精湛的技术是建设高质量建筑工程的基本保障,也是降低不均匀沉降问题的重要手段。在施工的过程中,工程的建设单位应该从实际出发,在经过对工程地质的详细考察后,以此为基础选择合适的地基结构施工技术,在具体的施工过程中,应该坚持做到以下这些:开挖地基坑时尽量减少对地基周围原状土的干扰,如果邻近的建筑物之间轻重悬殊时,应该先建较重的建筑物。开挖地基的时候进行降水时应该注意尽量降低对周围建筑物的影响,合理的使用工程机械,减少交叉施工形成的基础结构沉降问题的出现几率。 (五)建筑工程结构基础沉降问题防治保护措施 在建筑工程结构基础沉降问题的控制过程中,防治保护措施同样重要,一般来说,当前建筑工程施工单位采取的主要措施就是地基的处理和加固基础两方面。在地基的处理上,一般都会采用桩基础,确保把建筑物的沉降差控制在合理的范围内,其次是加固基础,对于基础面积过小而容易发生大沉降时,对基础进行补偿加固,使基础建筑物的结构施加给土体的载荷不至于过度集中,而出现不同的地基结构位置沉降差异过大的问题。 三、小结 随着建筑工程结构基础沉降现象的大量出现,人们对建筑工程基础沉降的原因进行了研究,建筑过程中需要采取些必要的技术措施,避免或减轻基础沉降的危害。建筑工程人员需要根据具体的工程情况来采取相应的经济合理的控制措施,来降低基础沉降从而提高建筑物的结构安全。
煤矿技术论文:虚拟现实技术煤矿安全培训论文 1虚拟现实技术 虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)是综合了计算机三维图形技术,感观反馈、立体声、语音输入输出以及广角立体显示技术等,创造出为使用者提供身临其境的三维世界,并且进行感观交互的人工环境。近年来,虚拟现实技术以其提供听觉、触觉、视觉等感观模拟的特点广泛应用于各个领域,发展迅猛。虚拟现实技术的特点: (1)环境模拟 利用计算机模型产生实时三维图形,根据使用者所需工作环境或实验场所的空间方位及时间参数等数据模型,可以设计出很逼真的模拟图像,同时结合立体显示技术呈现给使用者完美的模拟系统,需要注意的是空间或环境变化时显示刷新频率对于使用者感观的影响。 (2)感观反馈 可以通过立体声效果实现声音方位和远近的改变,通过带有震动触点的道具模拟触觉感应,以此来实现虚拟系统中听觉触觉的反馈效果。 (3)人机互动 通过语音识别系统或者计算机进行语音或命令输入。虚拟现实技术的以上特点完全适用于煤矿安全生产培训系统,通过计算机3D技术模拟出煤矿生产环境,用户以第一视角进入,可以熟悉工作环境、训练各种工作技能,应对突发情况等。 (4)三维动画效果 场景制作完成后需要使用AdobePremierePro将音效和动画进行合成和剪辑,还需要使用转场效果及特效来达到逼真效果。 2煤矿安全培训系统总体架构 矿井作业模拟系统由计算机控制系统来操控整个系统,用户登陆后通过计算机控制系统连接运动控制接口,可以通过启用采掘模块进行采掘模拟训练;通过启用风险识别模块训练工人判断、识别和处理危险的能力;通过互救、逃生训练锻炼工人自救和相互救助的意识。同时用户还可以通过传感器控制感受第一视觉漫游矿井,熟悉矿井生产环境和生产设备,这对于新员工来说非常必要,可以通过模拟系统尽快熟悉工作环境。 3模型构建 模型构建主要以创建不规范生产操作、重大生产事故示例和安全事故应急预案演练模型为主,使用户可以通过模拟系统达到亲身体验的目的,培训系统主要采用3DSMAX建模和渲染。其中大型设备采用多边形建模技术,以先精模后简模为原则,建模前需要根据设备的实际尺寸确定模型的比例,根据设备运行参数设置模型运动轨迹和参数;小型设备则使用图片处理软件和贴图技术进行处理,多采用纹理贴图以提高仿真度。井下巷道模型应该按照实际巷道的尺寸、复杂程度和矿井生产图纸来构建三维模型,力求模型比例与实际生产环境相符合,为了保证安全培训系统的可扩展性,按照由简单到复杂递进的顺序依次创建,形成系统的巷道模型库,应对生产环境随时扩展的可能性。场景建模主要是根据实际巷道环境创建包括电缆、机电设备、管道和支架等辅助设备,主要采用贴图技术,使场景模型更加逼真。利用特效编辑器生成烟雾,利用灯光设置达到瓦斯爆炸效果,后续连锁反应会涉及到物理模块及反应堆力学技术。人物模型的建立极为关键,人物造型是否逼真直接反映了模拟系统的仿真质量。在进行人物建模时首先进行外形创建,以实际生产的不同工种为原型进行分角色设计,人物运动效果要注重细节,如对安全事故发生时人物的反应和动作要进行动作采集并进行数据分析,作为突发事故时人物反应的分析资料。人机交互则利用VIrtools实现。 4结语 煤矿安全培训系统与虚拟现实技术的结合可以说为提高煤矿安全生产、增强工作人员处理矿井危机的能力具有重要意义,类似的系统在很多煤炭集团都得到了广泛的应用,效果也非常显著,相信其在不久的将来会发挥更为重要的作用。 作者:甘莹 李林娜 刘璐 单位:华北理工大学冀唐学院 煤矿技术论文:煤矿水文地质勘探技术论文 一如何改善煤矿水文地质勘探过程中存在的问题 对煤矿水文地质进行勘探的一个前提便是要将整个地下水系统都纳入勘探范围,对整个地下水系统都进行全面深入的了解。认识其排泄规律,给水排水状况,才能充分利用地下水系统的优势,避开缺陷,从而节省煤矿开采成本。另外,在对煤矿水文地质勘探时,要认识到煤矿开采的层位特点,不能仅探测采煤层,充水层和含水层也是勘探的重要内容,要充分利用地下水系统知识,对矿井涌水通道进行探测,按照国家规定的勘探精度要求,对于层位和结构复杂的矿区,要分别开展深入、全面的探测,确保水文地质勘探结果的准确性。从目前的情形来考虑,我国虽有许多种勘探方法,但并不存在一种技术能同时适用于所有的煤矿水文地质勘探,因此,实际勘探工作中,要根据不同的地质特点,不同的地形特征和地理环境,来选择多种不同的勘探办法,以求能获得最为精准确实的数据。例如,对于暗河管道充水矿床,其管道位置直接决定给水排水方案的制定,而其管道位置又绝大部分影响于地层的构造和裂隙的发育,因此探测暗河管道充水矿床主要探测其管道位置。但对于岩洞充水矿床,则主要对其内部填充物的腐蚀性进行探测,因为岩洞充水矿床由于内部填充物的存在,很容易在煤炭开采过程中发生涌水和地面坍塌事故。而岩溶充水矿床在勘探时主要集中研究其隔水和导水状况等。 二煤矿水文地质勘探技术 随着科学技术的发展,对于煤矿水文地质勘探也有了越来越多新的技术手段。 1钻孔透视仪测量岩溶钻孔透视仪的工作原理 主要基于电磁波的传播特性。由于电磁波在不同岩性的岩层中传播的速度和距离都不尽相同,在工作时,将无线电发射机和接收机分别放置在两个钻孔内,相距一段距离,发射机作为点源发射电磁波,经过岩层介质,在另一端被接收机接收。利用这一特性,钻孔透视仪可以用来探测碳酸盐层地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道,这些数据可以为研究岩溶发育规律提供重要的参考,对于孔间岩溶形态的探测,即使是在500米或者更深处也能探测得到;在注浆帷幕上清晰地显示注浆效果,还能方便地对突水点和堵水注浆巷道的位置进行比较准确的定位。 2流量测井法 流量测井法通常用于探测钻孔不同深度横截面纵向流量,对于有纵向水流的钻孔,流量测井法可以用来划分隔水层和含水层,探测含水层的层位、厚度、渗透性等。MDS-78I是一种流量测井仪,因其具有稳定的性能和简便的操作而被广泛使用,它的主要功能是流量和井径测量,可连续测,也可点测,具体选用视实际情况而定。另外,对于不同的试验井的测定结果评价也有不同的标准。 3γ射线找水法 γ射线找水法在上个世纪中期就被国外许多专家用来寻找水源,而我国在1974年由原子能应用研究所提出引进了这种方法,在对江、川中、湖北等许多地区进行了试用之后,事实证明,这种方法能够非常快速准确的探测出基岩的稳伏断层破碎带、裂隙带地下水的位置和分布情况。并且,这种方法操作起来相对比较简单,仪器携带也很方便,所需投入的成本不高,且能取得非常好的探查效果。因此,经引进以来,受到广泛的应用和改进。 三结束语 煤矿水文地质勘探是一项重要但是十分艰辛的工作,由于矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大、岩层地质条件复杂,水文地质勘探更面临巨大的挑战,因此,在勘探过程中要充分考虑各种因素,结合新知识,灵活运用多种勘探技术和手段,及时更新动态资料,仔细分析,为煤矿开采工作提供最及时、最全面的地质信息。 作者:刘超单位:河南工业和信息化职业学院 煤矿技术论文:润滑技术煤矿机械论文 一煤矿机械设备管理中润滑技术的具体应用策略 现代润滑技术在煤矿机械设备当中的应用,集中体现在配备先进的油滤设备、明确代用润滑油的指标、选用具有针对性的润滑油等方面,其根本目的在于保证机械设备的工作性能,延长其使用寿命,具体如下: 1配备先进的油滤设备 伴随现代工业技术的进步,液压润滑零配件的精密化程度不断提高,但是配件与配件之间的孔隙是客观存在的,理论上无法消除,其对细微颗粒的敏感程度也越来越高。此外,再加上煤矿机械设备专业润滑技术人才的匮乏,包括现有的检测手段与仪器过于陈旧,导致煤矿机械设备不断出现各方面的故障。追本溯源,其症结在于所用的润滑油存在质量问题,而现有的油滤设备无法起到预期的作用,导致大量存在杂质以及被污染的润滑油在煤矿机械设备当中使用,引发机械的运行故障。鉴于此,必须要配备先进的油滤设备,保证润滑油油品的清洁性合格,尽量降低污染油质的情况。 2明确代用润滑油的指标 整体而言,不同品牌以及种类的润滑油,其性能指标的差异非常明显,并且如果两种润滑油混合使用,其内的物质可能会产生剧烈的化学反应,甚至是凝结成为细微的颗粒,对煤矿机械设备的性能造成不利的影响。鉴于此,在使用润滑油的过程当中,要求杜绝混合使用的问题。如果需要更换润滑油,必须要将进行全面的分析,明确两种润滑油的配方的差异性以及是否会产生不良的化学反应等。此外,代用润滑油需要严格尊遵循既定的代用原原则,即是要求选用性能指标相似并且是同一类型的润滑油。尤其需要注意代用润滑油的黏度指标,要求前后所用的两种润滑油的黏度差异<1.0%,并且代用润滑油的黏度允许稍高于原来的润滑油,而不允许低于原来的润滑油,以满足“以高带低”的润滑油代用基本原则。除此之外,还需要兼顾煤矿机械设备实际的工作环境以及温度等自然因素,综合考虑,进一步明确代用润滑油的具体指标。 3选用具有针对性的润滑油 正确选择润滑油是保证煤矿机械设备正常运转的关键要素之一,也是润滑油使用的重要前提条件,有助于充分发挥润滑油的理想功效。在选择润滑油之时,需要注意如下的几点问题: (1)严格按照煤矿机械设备的实际情况 包括已使用的时长、具体的运行环境、机械设备的型号等基本参数选择具有针对性的润滑油。例如:如果煤矿机械设备的正常使用时间在一年以上,可选择黏稠度较低的润滑油。如果其运行环境粉尘量较大,可选择相对黏稠的润滑油,以便形成强度更高的油膜。 (2)保证所选用的润滑油的油脂品质合格 同时还要考虑到润滑油性能指标方面的客观差异,包括润滑油的闪点、倾点、针入度等具体参数。一般而言,润滑油产品的外观包装会详细地列举出润滑油的性能指标,煤矿机械设备的运维人员可将其作为参考。 (3)在选择润滑油的过程当中 经济性也是不得不考虑的重要因素之一,要求选用物美价廉,并且性价比高的润滑油产品,摒弃一味选用昂贵的润滑油的传统做法,需要根据煤矿机械设备的实际情况而定,选择性能指标合格并且符合经济性原则的润滑油。 二结语 总而言之,润滑技术对于煤矿机械设备具有不容忽视的重要作用,从润滑剂油滤设备的配备到代用润滑油的指标的明确,再到适合的润滑剂的选用,均可确保煤矿机械设备安全高效地运行。所以,相关的从业人员需要在明确润滑技术在煤矿机械设备管理当中的重要作用的基础上,采取合适的润滑技术,以保证煤矿生产正常进行。 作者:王博单位:陕煤铜川矿业有限公司 煤矿技术论文:CAD技术煤矿机械制造论文 一煤矿机械制造中的合理设计 1CAD技术应用以及有限元的方法 要加强煤矿机械制造中的设计合理性,首先应当重视CAD技术的应用。首先,CAD技术指的是使用计算机中的软件与硬件系统,对煤矿机械制造中的产品以及工程进行合理性的设计,包含制图、设计、文件以及文档的制作、工程现状和区位因素分析等。当前的机械产品发展相对成熟,使用CAD技术能够实现工程的模块化以一体化设计。产品模型直接导入到计算机的CAPP系统中,进行NC的编程以及规划设计,使加工代码进入到NC机床中,加强设计和制造之间的关系,有效的提高煤矿机械制造的产品开发效率、缩短开发周期。有限元方法指的是基于计算机的数值分析方式,能够将无限的质点连续体简化,使其成为有限单元的几何体。再对单元进行拼合成为离散结构物,能够对工程中结构相对复杂的环节或者是产品进行静力学或者是动力学上的分析计算。 2优化绿化设计与可靠设计 优化绿化设计也是煤矿机械制造中重要的部分,根据前期的设计方法理论,以国家相关规范标准以及设计规范为基础将设计问题实施数学模型转换,更好地使用计算机技术和优化技术。根据现有的设计方法找出最优的、最适合的设计方案,提高产品质量。优化绿色设计应当遵循环保理念和节能理念,强化对整个煤矿机械制造产品寿命的周期性设计,使产品的属性贴合生产环境的属性。最后,成品设计的决策不仅需要满足物理性的要求,同时需要考虑到环境的要求,才能使煤矿机械制造设计合理化。可靠设计含义是在设计的时间以及环境条件下,对于产品的某种规定功能完成工作的能力,可以衡量产品质量的高低。可靠设计需要对设计中的变量进行多次的精密试验,测定实际数据。在系统的统计与检验之后得到统计量,让煤机械的运行能力与性能的可卡性得到进一步提高。对制造材料、工程荷载以及工况的变化等无法确定的因素实施简化处理,强化对模糊变量以及随机变量的可靠设计,以确保煤矿机械的可靠性及使用年限。 二煤矿机械制造的管理策略 1煤矿企业信息技术的管理要提高 煤矿机械制造中的效率和产品质量、实现信息技术现代化的管理方式,就需要使用电子计算机。从工程的中标开始一直到竣工验收,都需要应用高水平的施工工艺与技术,同时需要有效的施工管理策略,提高煤矿企业的管理水平。通过运用现代化的信息技术,来提高煤矿机械制造企业的管理能力。保证煤矿机械制造的效率与产品质量。同时将企业中产生的信息孤岛相连接,构建出完整的企业设计、生产、决策、财务、营业等环节的信息链,形成灵活的企业网络结构和协调配合的工作环境。 2数据库与制造材料的管理 要保证机械制造的产品质量,应当根据制造零件的作用和属性对其参数指标进行完善,通过编码进行分析,构建出煤矿机械制造设计图纸的信息数据库,将各个生产制造部件的信息进行存储,便于之后的检索和出入库。材料质量对于生产非常重要,所以需要根据煤矿机械制造的设计需要对重要零件进行编码,且根据代码的属性对数据库实施检索,选择合理的方式进行机械的设计加工。 3加强对企业员工的素质培养 提高设计人员的素质能够有效的避免由于不合理设计造成的生产效率低、产品质量不高以及工程成本上升等问题。且保证煤矿机械设计的科学性与合理性,减少机械的后期维护,延长机械的使用寿命。对于技术水平低下、设计不规范等员工应当加强训练,进行规范化的管理,明确每一个岗位的职责。加强安全宣传与教育,提高每一位员工的安全意识。 三结语 煤矿机械制造中,只有加强对机械的合理设计,采取科学有效的管理方式才能够避免机械设计中的不合理现象,对煤矿机械制造的生产现状进行改善,提高煤矿企业生产效率,使企业效益最大化。 作者:郭学斌单位:大同煤矿集团 煤矿技术论文:一体化技术煤矿机电论文 一煤矿机电技术一体化的应用分析 1带式输送机 带式输送机是机电一体化技术的重要组成部分,在采煤中发挥着重要作用,能够将采好的煤炭从井下输送到地面,极大的提高了开采效率。我国在煤炭机电一体化应用过程中,经历了一段摸索阶段,开始采用多带式输送机,这种机器运输容量小、输送距离较短,在运行中容易出现故障,并且稳定性也不高,所以,在使用过程中,并没有发挥重大效用。之后,我国一些科研机构专门分析了这种输送机的缺点,并全面考察了矿井内部的作业环境,对其做了全面改动,增加了一些软启动及制动装置,有效克服了使用中不足,提高了运作效率。目前,经过改造后的传送机已经被广泛采用在各大型煤矿中,不仅提高了开采效率,而且提高了施工安全性。 2采煤机 机电一体化技术也应用在采煤机上,使其牵引方式得到优化,不仅提高了机器的使用期限,而且提高了其安全性能。通过采用机电一体化技术,采煤机由传统的液压式牵引方式,转化为电动式牵引方式,有效提高了开采效率,同时也提高了煤炭开采量。采煤机经过机电一体化改造,有效降低了采煤过程中机器受到的阻力,并且能够和其它装置配合运作,不仅提高了资源利用效率,而且避免了资源浪费。此外,采用机电一体化技术之后,能够使采煤机在坡度较大的情况下,通过采用防滑装置,实现煤炭开采,从而扩展了其使用范围,也提升了其荷载能力。在煤炭开采中,零件损耗一直是影响开采效率的主要因素,使用液压牵引方式,会使采煤机在运作过程中受到严重磨损,并且运作速度越大,磨损越严重;当零件磨损到机器无法运作时,便需要更换零件,才能保持机器正常运作。这不仅加大了开采成本,而且浪费了时间,不仅不利于开采效率,也不利于开采质量。而采用了电动牵引方式之后,有效避免了上述情况,极大的提高了开采效率,节省了开采成本。 3提升机 目前,在煤矿开采中,提升机是机电一体化技术应用最成功的一个,已经全面实现了自动化及数字化控制。内装式提升机便是众最典型的代表,在机电一体化技术应用方面,它将驱动装置和滚筒装置有机的结合自一起,不仅提高了运作效率,而且简化了操作步骤。提升机采用了机电一体化技术之后,能够对自身运行状况自动检测,并定期对运行情况进行分析,以发现一些异常现象;这种自动检测方式,不仅为维修提供故障来源,而且提高了机器运行稳定性及安全性,同时还节省了维修成本,对于煤炭生产具有重要意义。此外,提升机采用机电一体化技术之后,有效简化了操作设备,提高了兼容性能,使得运行更加安全,提升速度更加稳定,也更加安全,从而有效提高了可操作性。另外,提升机采用全数字型操作之后,将计算机优势充分发挥出来,使得检测系统更加完善,已经被许多大型煤炭开采企业所采用。 4电控液压支架 我国电控液压支架在煤炭开采中使用时间不是很长,所以在使用时,常出现一些问题,严重影响了开采效率。如许多煤矿中使用的电控液压支架,结构简单,功能有限,并没有较广的使用范围。因此,应将支架技术和计算机有效结合在一起,使得支架和顶板之间的距离控制在合理范围之内,以减少零部件之间相互摩擦,进而提高支架使用寿命。 二、结语 我国煤矿开采规模不断扩大,对开采效率也提出新的要求。应积极引进机电一体化技术,将其在煤矿开采中广泛应用,以提高开采效率,同时也提高开采安全性。以此,本文就煤矿机电技术一体化的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:靳永清单位:陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限公司 煤矿技术论文:表面改性技术煤矿机械论文 1教学队伍建设 本课程教学团队中承担主讲教学工作的有5人,承担辅助教学工作的有2人,所有教师均参与本课程的教材建设、教学改革、实验教学、网络资源建设等工作。多年来,教学团队努力加强梯队建设,支持、鼓励青年教师攻读博士学位(有2人博士在读),并且针对青年教师在教学工作中存在的问题,积极开展教学研讨,交流教学经验,帮助他们尽快提高教学、科研水平。目前,团队所有成员坚持在教学、实验、科研和教学改革四个层面全方位开展工作,始终把本科生教育放在首位,并同研究生培养、科研课题紧密结合,已形成一支结构合理、综合素质高、教学效果好、积极致力于教学改革的课程教学团队。 2教学方法与手段 在长期的《表面改性技术》教学过程中,我们一直致力于教学方法的改革,以求达到最佳的教学效果。当今的本科教学强调素质教育,其教学结构是学教并重,即"主导-主体"教学模式。这种教学模式的优秀在于既要发挥教师的指导作用,又要充分体现学生的主体作用。据此,我们对《表面改性技术》课程教学方法及手段进行了多方面的改革: 2.1采取“研究性教学和研究性学习”的教学方法 从研究问题入手,将“原理-设备-工艺-工程”的知识构建过程展现出来,同时提出新的问题,组织学生展开思考和研讨,引导学生把所学知识与煤矿设备工程实际紧密结合,变单向传输式教学为双向互动式教学,变以强调理论内容为主的灌输式讲授为探究理论研究过程为主的引导式讲授,实现真正意义上的“双主”教学。 2.2积极组织学生开展研讨活动 例如在学习有关热喷涂的内容时,以井下带式输送机底托架热喷涂铝加封孔剂处理可大幅提高使用寿命为例,让学生进行讨论,帮助、引导学生从材料的选择、涂层的结构以及喷涂工艺流程、实施过程等各个方面进行考虑、分析,并提出解决的方法。这样,通过启发式教学,不仅可以巩固所学知识,而且可以帮助学生学会从多方位、多角度去思考问题,去了解煤矿机械的使用情况,有利于调动学生的学习积极性。 2.3理论结合实际 加强校外实践基地建设《表面改性技术》课程是一门理论性与实践性相结合的课程,学生在学习过程中往往对煤矿机械表面处理工艺的理解不深入。为此,我们通过学生参加实践,组织现场教学,把理论与生产实际相结合,极大地提高了教学效果。例如,我们在江苏中矿大正表面工程技术有限公司以及郑州煤矿机械集团股份有限公司建立了校外实践基地,从而使学生的实践活动常态化。江苏中矿大正表面工程技术有限公司是国内表面工程领域的龙头企业,主要从事钢结构长效防腐涂装、缆索涂装工程、电厂特种表面处理、机械零件表面修复等,是国内热喷涂领域首家通过ISO9001质量体系认证的企业。郑州煤矿机械集团股份有限公司是中国领先的煤炭综采综掘设备制造商,是国内最大的液压支架制造商。企业被科学技术部、国务院国资委和中华全国总工会授予“国家创新型企业”称号,同时被国家五部委共同认定为部级的企业技术中心。 2.4利用多媒体技术、结合英文教材 开展双语教学采用现代化教学手段可以节省时间,而且生动、直观、动态地展示各种表面技术的原理、工艺流程等,化抽象知识为具体知识。我们在教学媒体现代化建设中坚持走立体化建设之路,形成以教材、电子教案、多媒体CAI课件及网络学习系统为一体的立体化教学体系,为课程的教学提供了内容丰富、高质量的教学媒体资源。除PPT外,还利用动画、视频等进行辅助教学。如我们依靠自身力量开发了等离子喷涂法原理、电弧喷涂原理、化学气相沉积、粉末火焰喷涂、离子束沉积、真空镀膜、金属蒸镀等25套动画模拟示意图,这些辅助教学手段生动、直观、动态地展示了各种技术的原理、工艺流程,化抽象知识为具体知识,极大地激发了学生的学习热情。2011年,教学团队建立了《表面改性技术》课程网站,并已将教学大纲、实验教学大纲、实验指导书、英文教材、教学课件、教学录像、视频、动画等资料上传至网站供学生参考,网站还开辟有“答疑园地”栏目,团队的全体教师通过这一栏目答疑、批改作业、安排和指导实验。经运行使用,学生普遍反映良好。另外,从2004年开始,我们致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的编写及双语课件的开发,并适时地开展了双语教学,形成了自己的特色。 2.5设置实验环节,提高能力培养 《表面改性技术》课程涉及的表面处理工艺种类多,主要有热渗镀技术、热喷涂技术、堆焊技术、化学转化膜技术、气相沉积技术、“三束改性”等。每一种表面技术都有其特点,而且相互独立。根据我院实验室的条件,我们开设了热喷涂、热喷涂涂层性能表征、等离子化学气相沉积DLC膜、等离子化学气相沉积DLC膜的表征、离子注入改性等实验,力求做到使学生对相关工艺与设备有深入了解,并能进行操作,为今后从事相关工作打下良好基础。总之,经过长期不断的教学改革和实践,《表面改性技术》课程教学安排更趋合理,内容不断深化,学生学习兴趣浓厚,能够将课堂上所学理论知识应用到科研与生产实际中,学生的动手能力及创新意识明显提高,教学效果显著。 3教材建设 本课程是重要的技术基础课,又是培养发展创新能力的一门举足轻重的课程,是材料科学与工程专业学生进行综合工程素质教育和现代技术教育的重要阵地。结合煤矿机械行业背景及材料专业特点,教学团队编著并出版了教材《材料表面工程技术》,编印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及实验教材《材料改性实验》,同时自编课程讲义和教案。目前,《材料表面工程技术》作为高等教育(矿业)“十二五”规划教材已编写完成,并将于近期出版。此外,我们对教材内容在以下方面进行了调整。(1)着重介绍每章要点,便于学生预习和复习。注意和后续课程教学内容的分工、衔接和配合。增加英文专业名词,为今后学习外文资料奠定基础。(2)部分章节设立课堂讨论环节,列举大量实例,增加与学生的互动,便于学生理解掌握知识点。例如:对掘进机、采煤机中的矿用截齿,在使用过程中承受高的压应力、剪切应力、冲击载荷以及温度变化,因而极易磨损。通常采用热喷涂、等离子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊条、等离子束表面冶金、钎焊-热处理一体化等表面改性技术提高其耐磨性。对煤矿综采工作面的液压支架而言,由于矿井特殊的环境,因而对支架立柱、千斤顶表面、油缸、活塞等产生强烈的腐蚀,最终导致支架失效。常采用的表面处理技术有:化学热处理,如渗铝、渗铬、渗硼、硼铝共渗等,电镀锌、铜、铬、镍,化学镀镍、磷化,堆焊以及热喷涂锌铝合金层等。对于煤矿罐道,一般采用普通碳钢制造,其传统的表面处理方法包括:涂料防腐、热浸镀锌、热喷涂锌+涂料防腐等。(3)针对近几年发展起来的新的煤矿机械表面处理技术如达克罗表面处理、Q-P-Q盐浴复合处理技术,阴极氧化法等进行简明扼要地讲解,以扩大学生的知识面。 4教学管理 为保证本课程的教学质量,我们在教学管理上采取了以下几点措施:(1)集中讨论本课程教学体系、教学内容等改革方案;(2)根据各位教师的特点和专业,合理分工;(3)每学期组织一次课程建设教学队伍成员及前、后继课相关教师的座谈会,讨论相互知识的衔接及如何在教学中融合表面改性技术的前沿知识,对教学内容加以整合、优化;(4)每学期进行一次学生座谈,了解教、学情况,对存在问题加以改进,以提高教学质量;(5)每学期组织2~3次课程教学成员教学经验交流会,以改进教学方法和调整、优化教学内容;(6)注重教学资料的收集和管理。各成员可通过多种渠道收集其它院校相关专业的有关资料,并进行分析研究与整理,逐步建立完善的表面改性技术教学资料。6取得的成绩目前,《表面改性技术》教学团队出版教材1部,高等教育(矿业)“十二五”规划教材1部,英文教材1部,实验教材1部,承担各级教改、教研项目8项,发表教学论文16篇,指导各级大学生实践创新训练计划21项,获得相关省部级奖励3项,获批校级精品课程1门,优秀教学成果一等奖1项,优秀教学科研教学群体奖1项。 作者:强颖怀陈辉赵宇龙顾永琴沈承金单位:中国矿业大学材料科学与工程学院 煤矿技术论文:技术管理煤矿机电论文 一煤矿安全生产机电系统存在的问题 机电设备的正常运行对煤矿的安全生产有着极为重要的意义,加强机电系统的运作和管理能有效确保煤矿的安全生产。从目前的情况看,机电系统的管理仍然存在许多有待解决的问题,主要有以下三类:不健全的煤矿机电技术管理体制、煤矿机电设备操作人员素质、机电设备的维护问题。 1不健全的煤矿机电技术管理体制 国家制定了许多关于煤矿矿井的机械电气设备管理制度,以保证煤矿企业安全地运行,但很多煤矿企业在煤矿开采过程中并不按相应的规范进行监督管理。有的企业制定了机电管理制度,但并没有按计划落实,导致煤矿开采过程中秩序极为混乱,容易发生各种煤矿安全制度,造成人员生命财产损失。 2煤矿机电设备操作人员素质 由于煤矿生产企业的生产环境普遍比较恶劣,没有相应的人员激励制度,缺乏晋升渠道,这些人力管理的缺陷导致煤矿的技术人才流动率很高,无法留住合适的机电设备使用人才。煤矿机电设备操作人员普遍需要培训,经常出现初学者对机电设备进行操作的问题,这使煤矿的安全问题更为严峻,机电设备得不到正常的维护和管理。 3机电设备的维护在煤矿企业中普遍缺乏 机电设备的专业维修人员,机电设备得不到正常的日常维护,这是导致机电设备容易损坏的重要原因,进而影响煤矿的安全采矿工作。 二煤矿机电技术管理 在煤矿安全生产中的运用煤矿的安全正常运行是煤矿企业生产的必要保障,而在大量机械电气设备运行的现代煤矿企业,其先进的管理技术显得尤为重要,作者从以下几方面对煤矿机械电气设备的安全运行提出了相关的策略。 1增加煤矿机械电气设备管理的资金投入 在煤矿企业中大量使用机电设备,但是其管理技术却相当落后,由此导致了很多煤矿安全事故,保证煤矿机械电气设备的安全运行是保证煤矿安全的重要手段。加大机电技术管理的资金投入首先应加大科研方面的投入,以引进各行各业先进的管理经验。各级各部门要落实安全生产的原则,完善各项规章制度,加强对施工队伍的建设,注重科研人员的培训,提高生产煤矿安全技术机电的科技投资。 2建立煤矿电气和机械结构的科学合理制度 这能确保煤矿设备的安全运行。整个矿井电气和机械系统,首先要确保精干高效的电网,和可靠的电力供应。在设计上,为了提高机电设备的安全性和可靠性,应采用UPS电源,双回路供电,以确保煤矿有两个独立的供电系统。特别地,瓦斯风机的抽放泵,必须采用特殊的双回路,保证了供电的可靠性。 3安全生产的过程管理 煤炭生产过程中机电的科学管理是不可或缺的,煤炭生产的每一个环节应该开始严格控制。首先要注意安装阶段的机电设备,提高设备安装质量是前提,确保电气设备和机械设备的正常运行。机械和电气设备的选择应根据煤矿的实际情况,设备的更换成本很高,不要盲目追求低价设备。机电设备的操作人员应该学习机电设备的各种技术数据的信息,准确地理解设备的运行状态。在设备需要停车检修时的,操作人员应制定严格的超前维护计划,详细检查大修后的设备,应进行试机运行,保证维修质量。在煤矿的生产运行中,必须配备在线监测系统,对各种运行中的设备进行在线监测,在设备故障前进行检修,保证设备的正常运行。对于老化的机电设备,企业应及时进行更新,以提高系统的整体可靠性。 4煤矿机电设备的安全制度建设制定和完善 煤矿安全生产责任制,以确保系统实施,提高了系统的执行。有关部门应重视研究安全系统,安全管理,并为新的形势,并在实践中遇到加强研究力度,提出切实可行的措施,新的问题。加强“一通三防”工作的矿井,实施通风区管理制度。提高安全管理水平,在整个煤炭生产的地位和作用,加强对合格的管理人才,专业技术力量的培训,充实煤矿,加强问责制和安全性能评估工作和事故,确保安全系统已经实现。开展安全讨论和竞赛,营造安全生产文化,提高全体员工的安全意识。 5提高煤炭机电技师的专业素质 在煤矿日常生产工作中,所有工作都需要人来操作或管理,人的因素是决定性的,因此,要加强人员管理,重视技术人才的培养,提高煤机电技师的技术水平。一方面,我们要注意引进人才工作,改善工作环境和待遇,不断充实矿山机电技术人员。在另一方面,加强机电技师的培训,在培训期间,当知识和学习,案例研究的理论,实践技能训练相结合,使技术人员更好地掌握技能。建立良好的机电技师考评制度和奖励制度,以促进他们的业务,不断提高自身素质。 三结束语 近年来煤矿生产行业得到了快速发展,为工业发展提供了稳定的能源供应和各种原材料。但由于煤矿生产环境比较恶劣,是一项风险非常高的行业,同时在煤矿的生产环节,应用了大量的机电设备,以提高机械自动化,为保障机电设备的安全可靠地运行,在煤矿机电技术管理方面的策略研究是十分必要的,文章结合煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的实际运用情况,煤矿的安全生产是个系统性工程,文章从五个方面阐述了机电设备管理策略,提出了若干改善煤矿生产安全的机电技术管理策略。 作者:李玉春单位:河北省张家口市蔚县煤炭工业安全管理局 煤矿技术论文:变频技术煤矿机电论文 1变频技术的发展 随着工业智能化的进一步发展,工业生产中对电动机的控制向着高频化和控制精确化的方向发展,而目前市场上已有最高变频3000kHz的变频器,对同样的二极异步电动机进行调速,最高可达18000r/min,在不增加机械增速装置的前提下,提高了设备运行的可靠性。 2变频技术 在煤矿机电设备中的应用变频技术的主要应用对象是电动机驱动的各种设备,在煤矿机电设备中主要包括风机系统、提升系统、压缩机系统、采煤机系统、煤炭输送系统、各类泵等。 2.1风机系统的改进 以某矿井主通风机的变频改造为例,在改造之前,风机设计裕量过大,即使通过调节叶片或者改变管网特性依然远远超过所需风量。利用变频器Harvest-A06/120进行改造,主要参数为:输入频率为45~55Hz,额定输入电压6000V±10%,输出频率范围0.5~120Hz。在利用电压源型串联多电平脉宽调制高压变频器进行改造后,风机效率由45%提高到78%以上,年均用电量减少920000kWh,同时该矿井风机系统可实现软启动,大大降低了对电网的冲击以及对设备的损坏,降低了人工成本。 2.2空压机系统的改进变频技术 对于空压机启动方式的变革具有重要的意义。传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流,不利于设备的正常使用寿命的保持。采用变频技术可以降低瞬时大电流对于设备的危害,延长使用寿命。空压机中压风系统的调节一般采用的是压力闭环控制的变频系统,主要利用系统压力检测来对空压机负荷进行调整,当系统内部压力发生变化时,变频系统会根据反馈的压力数值进行补偿调整,最终保持系统内部压力的恒定。采用此种方式进行压风系统的调节,与传统方式相比,响应速度更快,同时能够更加精确地控制风力,保持压风系统较高的可靠性。以唐山矿业某井空压机变频改造为例,对泵房进行变频改造,采用三套ACS800变频控制柜,利用一台PLC集控柜进行控制。其主要参数为:三相输入电压U3in=(380~415)V±10%,U5in=(380~500)V±10%,输出频率0~±300Hz,DTC(直接转矩控制)控制。通过该控制系统,可以实现空压机的一拖三变频调速运转,能够保持系统内的恒定压力控制,实现设备安全可靠运行。与改造前相比,年均可节省电费50余万元;可实现设备自0Hz起的软启动,设备检修周期延长,降低了检修成本。同时还实现了对设备保护功能的进一步完善,完善了设备超压保护、防自启动保护等多种功能,改善了设备的工作环境。 2.3采煤机的改进提高采煤机对工作环境的适应性 是采煤机改进的主要方向。工作环境愈加复杂,使传统采煤机的不适应性更加突出。电牵引采煤机在适应性方面有很好的表现,已在许多矿山中得到应用。采煤机的变频调速能力是其工作性能的一大指标。与传统滑差调速相比,变频调速将采煤机的变速性能实现了质的飞跃。能量回馈型四象限变频器在采煤机中的应用是煤矿机电设备改造的向前迈进一大步的标志,它标志着井下采煤机由“一拖二”向“一拖一”的进步,提高了煤矿开采效率,同时降低了采煤机的故障率以及维修成本。由PLC控制的MG700-WD交流变频调速采煤机,能够将采煤机事故率控制在较低的范围内,同时由于PLC程序的开放性,可以更好地进行人机对话,能够在故障发生时较为准确地定位故障位置。对于采煤机变频调速系统,除去目前市面上已有的成熟产品外,还有很多学者对不同类型的变频调速控制方式进行了研究,目前已有一定的理论基础,有待于在实际生产中进行试验以及普及。以ALPHA6900系列变频器在采煤机中的应用为例,可实现主从控制功能,同时还可以实现四象限运行,通过PLC控制电路,对变频器的输入输出端口进行实时监控,采集包括转速、转矩等在内的多种信息,确保系统运行的稳定性。其中,采用ALPHA6900系列变频器的电气控制系统可以分为一拖一单/双电机控制方式,通过采煤机工作环境的变化,对其牵引电机的转速进行调整,实现对采煤机设备的有效保护。 3结语 本文对变频技术应用于煤矿机电设备的改造进行了详细的分析,通过分析不难发现,变频技术不仅能够实现煤矿机电设备的节能化改造,同时还能够提高设备使用的可靠性,延长设备使用寿命。目前应用于煤矿机电设备的变频系统多为通用系统,在调节精确度上有待进一步提高,未来煤矿机电设备变频系统的发展也将向着高频化和精确化进一步发展,以提高设备使用率和煤矿开采效率。 作者:曹宏伟单位:唐山中润煤化工有限公司 煤矿技术论文:设备维修技术管理煤矿机电论文 一、加强煤矿机电设备维修技术管理重要性的概述 1煤矿机电设备维修技术管理是煤炭企业管理的重要内容 煤矿正常生产工作的延续,需要煤矿机电设备提供强有力的支持,加强煤矿机电设备维修技术管理的对策和手段,是煤炭企业在建设发展过程中的重要内容,同时也是提高煤炭企业管理水平的重要内容之一。煤矿企业发展过程中要做好企业的发展,必须着重提高煤矿的生产效率,而机电设备的正常运行是煤矿生产效率的重要保障手段。在煤矿企业的发展过程中,如果做不好煤矿机电设备维修技术的管理工作,一旦机电设备出现故障而没有立即排查解决,必将对煤矿的正常生产造成一定影响,从而促进煤矿企业经济效益的提高。 2机电设备维修技术管理能有力促进煤矿企业的安全生产 机电设备安全稳定的运行,能对煤矿企业的安全生产造成一定影响,做好维修技术管理对煤矿企业的安全生产具有积极作用。因为在以往的煤矿生产中,相关机电设备作为内涵丰富和操作复杂的设备,实际生产过程中一旦出现故障必须在第一时间进行维修解决,否则,煤矿生产使用带有故障的机电设备,大大增加了煤矿生产的风险,给煤矿企业的生产作业埋下安全隐患。因为煤矿生产作为一项高风险、工作程序要求严格复杂的工作,在生产过程中,对工作质量有严格要求和规定,当机电设备出现故障时,要立即安排好专业维修人员进行维修,不仅仅能保障煤矿企业的正常生产,同时也为加强煤矿安全生产做出贡献,所以加强煤矿机电设备维修技术管理对于煤矿企业意义重大。 二、煤矿机电设备维修技术 管理中还存在的几个问题虽然煤矿机电设备的维修技术管理是煤矿企业管理的一项重要内容,在具体实施过程中为煤矿企业的正常稳定发展和运行做出了贡献,也得到煤矿企业管理者的重视,并加强了煤矿机电设备维修技术管理的措施和手段,但在实际的维修管理工作中还存在一些问题,只有解决好这些问题,才能从根本上保证煤矿机电设备维修技术管理的工作质量。 1设备运行情况监控手段单一,信息反馈不及时 在一些煤矿企业中,对于机电设备运行情况的检查,仍旧是依靠单一的人力资源完成机电设备的运行监控,使设备运行情况的信息传递效率大大降低。因为煤矿企业使用的机电设备是传统设备,无法在机电设备上建立现代化的监控体系,对于设备在实际生产中的运行情况,只能依靠人工去巡视检查。人在机电设备的巡视检查工作中,对于巡视工作的质量难以保证,有可能因为一些设备的检查难度过大而出现检查走过场的现象,无法拿到机电设备运行情况的真实信息。相关人员在完成机电设备运行情况的信息采集之后,缺乏一套有效的监控信息反馈机制,无法保证将从机电设备采集的运行数据及时反馈到煤炭管理人员和维修人员手中,根据运行数据对可能出现的问题采取相应的防范措施。 2检修过程还存在过剩检修 因为煤矿机电设备在煤矿企业中的重要性,所以在检修过程中,一般煤矿企业都会制定适合自己的规则和检修方法,安排专人在固定时间段进行煤矿机电设备的检修工作,满足机电设备的检修需要。但是因为煤矿机电设备运行过程中不断产生磨损,再加上机电设备本身的设计制造缺陷和运行环境的限制,通过安排专人固定时间进行检修工作会引起工作人员惰性的产生,对机电设备运行中的细微问题难以发现并及时解决,对相关人力资源和企业资金是一种浪费。 3机电设备故障后期处理问题 机电设备的运行情况关乎到煤矿企业正常稳定的发展,一旦出现故障,应立即进行维修解决,以保证煤矿企业的正常生产。对于煤矿机电设备在运行过程中所产生的问题,煤矿企业要能在第一时间发现并解决,但在完成设备修理工作之后,煤炭企业并没有对故障问题进行深入分析和全面细致的清查,故障后期的管理工作内容没有真正落实,给机电设备在以后发生同样问题埋下了隐患。 4设备监控不到位 机电设备的监控不能仅仅依靠单一的人力资源,要把现代科技为工业生产所带来的巨大便利引进煤矿机电设备维修技术管理工作中。一些煤矿企业在生产建设中,为了节省企业资金,仅仅完成了机电设备中关键部分的实时监控,对于机电设备其他部分没有实现实时监控。因为机电设备作为一个内部结构复杂的整体,一旦出现问题要进行全方位的检查才能对发生的问题进行明晰,而只监控机电设备的一部分,当机电设备发生故障时,仍旧需要相关人员对设备进行全面排查,监控设备不到位降低了监控的效果和意义。 5管理组织结构不合理 煤矿机电设备的维修管理工作还存在管理组织结构不合理、管理效率低下的问题,按照一般煤矿企业的部门设置规则,监控管理部门和设备维修部门是两个不同的部门,对实际的设备检修过程所出现的事故责任问题,两个部门有可能进行推诿扯皮,给机电设备维修管理工作带来影响。而且,煤炭企业两个部门要共同落实好机电设备的维修技术管理工作,部门之间信息交流沟通非常重要,相互信息交流一旦出现问题,必定会对机电设备的维修技术管理造成影响。 三、加强煤矿机电设备维修技术管理的措施手段 为了保证煤矿机电设备安全稳定的运行和煤矿企业的正常生产,必须做好煤矿机电设备的维修技术管理工作,以保证企业获得良好效益。煤矿企业实际的生产过程中,可以通过加强维修技术管理制度的建设,提升维修管理信息化水平,进一步推动责任目标落实等手段,完成煤矿机电设备维修技术管理工作。 1建立健全机电设备维修技术管理的工作机制 煤矿企业在机电设备维修技术的管理中,在客观评价企业实际情况的基础上,根据企业机电设备运行的实际情况,完善煤矿企业机电设备维修技术管理工作。煤矿企业根据机电设备的运行情况、发生故障检修情况等历史记录,选择合适的维修技术管理工作机制。因为机电设备的运行设计、维修要求和运行环境等存在差异,对于煤矿企业的重要性及产生效益存在差别,如果按照统一标准进行维修技术管理,必将会造成维修资源的浪费、管理效果和质量达不到规定要求。所以在建立健全相关机电设备维修技术管理机制的过程中,企业根据实际情况对不同的机电设备建立不同的维修技术管理机制,在减少企业资金投入的情况下,保证机电设备维修技术的管理效果。 2提升员工技能水平,完善维修管理责任机制 机电设备维修技术的管理效果落实,与员工技能水平有着重要关系,员工优秀的维修技能水平能极大促进机电设备维修管理效果落到实处。在日常的维修技术管理工作中,通过加强煤矿企业机电设备维修技术人员的责任意识,明确责任制度,保证在实际的工作中,将维修管理责任落到实处,促进煤矿机电设备维修技术管理工作水平的提高。 四、结束语 煤矿机电设备维修技术的管理工作对于煤矿企业安全稳定的生产有着重要意义,在日常工作中要根据煤矿企业的实际生产情况,通过完善维修技术的管理制度和加强责任落实等手段,促进煤矿机电设备维修技术的管理工作水平,为煤矿企业的稳健发展做出贡献。 作者:李世洲付立勇单位:河南能源集团义煤公司耿村煤矿机修厂 煤矿技术论文:SVG技术煤矿机电论文 1SVG技术概述 1.1SVG对空间数据组织方面的作用 SVG对空间数据组织方面的作用主要体现在分层组织法和分要素组织法两个方面。系统在实际应用的过程中,对地物图层进行划分,主要有以下几种:面图层、栅格层、标记层、线图层和点图层。其中运用的要素为简单同类要素,将一分组元素代表SVG中的各个图层,用ID的属性表示图层表示符。 1.2图文属性 查询GIS与图形系统不同的是,GIS自身具有图形元素的特性。SVG技术在系统中可以用来图像的相关信息,同时可以对图形的属性进行了解。本系统在开发的过程中,借助于ADO在数据库对图形信息的提取,从而运用网络平台将图形的相关信息输送至客户端,将信息显示出来。 1.3空间实体 表达本系统根据空间实体形态特点,对空间实体进行划分,即:注记体、面状体、现状体、点状体、珊壮体。在SVG中,上述五种空间实体借助SVG中的基本元素进行表达,例如:点状体可以通过circle元素进行表达;线状体可以通过path元素进行表达;注记体可以通过text元素进行表达;栅格体可以运用image来表达。 2SVG技术煤矿机电设备管理中的应用 2.1系统功能模块的应用 本系统根据煤矿生产的实际需要,总共开发了四个模块用于促进实际的生产,分别是:数据的查询和统计、数据输入输出、设备状况和维修、设备监控。查询和统计模块是应用于对信息进行查询和统计分析。输入输出模块是应用于实现数据对图像的浏览、录入、打印。设备状况和维修是应用于对设备库存的情况进行了解和对及时对设备进行维修。设备监控模块是应用于对信息进行实时的监控和分析处理。 2.2系统体系结构对煤矿机电设备管理的作用 本系统分为用户层、Web服务层、图形数据服务层和数据层组成,如图1所示。GIS数据运用普通浏览器具有可视的作用,可以为用户层提供可视化功能,从而使用户能够看到可视化的操作界面。Web服务器层的主要客体是IIS操作系统,例如:Window7、Window8、WindowXP等,其主要的作用是保证GIS在调度服务器的过程中,严格按照用户的需求,执行GIS的功能,并且按照开放地理信息系统协会的标准,展示一组GIS服务接口。在数据层可以将Web服务展示出来,并且对数据信息和属性进行查询,实现GML文档的输出。 2.3系统操作界面主要的作用 用户进入系统的控制界面后,要完成身份的验证工作,没有注册过的用户要按照相应的要求进行信息注册,当系统注册成功后就可以使用;注册过的用户要正确的输入登录名和密码,从而进入登录界面,按照相应的对话框进行操作。 2.4系统数据库的作用 2.4.1应用于图像图形数据图像图形数据主要包括煤矿生产涉及的运输系统、供电系统、排水系统、通风系统等数据图形,例如:矿井的平面设计图、机电设备的照片等,矿井的平面图要根据实地测量之后才能制作而成,机电设备照片要对真实设备进行实地拍摄,并且可以将图片有针对性的进行局部图像放大。 2.4.2应用于设备资产数据应用于煤矿设备资产数据主要包括煤矿设备项目、煤矿项目合同、生产设备属性信息、煤矿设备入库、煤矿设备出库、相关部门协调等工作。 2.4.3应用于设备常见问题设备的运行过程中对不同环境下可能出现的问题和故障进行分析。系统要采用Pracle9i为数据库,运用ADO技术使系统前台和后台之间互通信息,并且设置身份验证技术保证登陆系统的安全,另外要对数据库的信息进行备份,从而保证数据不会遗失。 3SVG技术可实现井下设备和主控系统之间的通信 本系统通过局域网与机电设备相连,设备上的信息传输至传感器,由传感器将信息传送至放大器,对放大后的信息传输至采样、保持器中,再经过A/D转换模块校正后将信息输送至PLC控制器,最后由上机为通过电话线将信息传送至地面控制系统,这样就能实现各个场所计算机和管理人员之间的信息沟通。 4SVG技术的应用 为企业带来的效益SVG技术应用于煤矿机电设备管理,可以切实的保证设备的安全运行,保证了施工的正常进行,使企业的效率得到明显提高,节省企业经营成本,增强煤矿电网的功能和可靠性。在科技不断发展的今天,煤矿机电设备管理要运用新兴的技术,为工程的实施和企业的发展提供保障。所以,SVG技术在企业生产中发挥着巨大的作用,会使我国经济更加繁荣发展。 5结束语 综上所述,本文从SVG技术概述谈起,使人们对SVG技术有一个全面的认识,进而对SVG技术煤矿机电设备管理中的应用进行详细分析,并且通过图表将本系统体系结构进行直观的展示,最后对井下设备和主控系统的通信进行研究。SVG技术应用于煤矿机电设备管理,可以切实的保证设备的安全运行,保证了施工的正常进行,使企业的效率得到明显提高,节省企业经营成本,增强煤矿电网的功能和可靠性。在科技不断发展的今天,煤矿机电设备管理要运用新兴的技术,为工程的实施和企业的发展提供保障。目前,我国的硬件环境和软件得到了明显的改善,SVG技术在煤矿机电设备管理中的影响会有进一步的加深,这值得人们对SVG技术展开深入细致的研究,进而将SVG技术的特点全面展示出来,在企业生产中发挥作用,使我国经济更加繁荣发展。 作者:尹卫兵单位:山西晋城煤业集团 煤矿技术论文:煤矿勘探技术论文 一煤矿地质勘探技术现状 我国的勘探技术发展的较早,如今应经比较成熟,在煤矿的勘探方面尤其如此,其先进性主要体现在几个方面。第一,完善了煤矿综采成套装备。全国积极建设高产高效矿井,结合世界的先进技术,煤矿主要技术经济指标接近或达到了世界先进水平。第二,提高了煤田地质勘探的精度。以三维地震勘探技术为优秀并结合其他的数字勘探技术,提高了井田的精细度,保障了大型矿井设计。半煤岩巷掘进机的研制成功,将巷道掘进施工的机械化水平提高到了一个新的层次。第三,提高了安全生产的技术水平。我国不断创新和推广煤矿安全生产技术,全国煤矿事故死亡人数和事故发生率等指标呈下降趋势。第四,将环保技术应用到煤矿生产中。为了加快煤矿资源的工业化和产业化,我国在煤矿资源综合加工利用方面取得了巨大的进展,煤矿的洁净燃烧技术以及其他煤化工技术达到了世界水平。 二地质勘探技术的种类 1地震勘探技术 地震勘探工作主要是通过探测地下各介质的密度和弹性的差异来实现的。在进行技术勘探时,首先探测人员要人工激发地震波,当地震波在向地下传播的过程中遇到介质弹性或密度等特性不同的煤岩层时,会朝着不同的方向进行反射或折射,这样勘探人员借助检波器来接收信号。通过对这种信号的观测、记录以及分析,技术人员可以判断出煤岩层的分布情况和煤层的性质,为之后的开采方案提供有利参考。地面地震勘测技术主要应用于煤田较浅区域的地质勘探,对于超过800m深度的范围,就需要引入矿井地震勘探技术。 2地质雷达勘探技术 采用此类方法对煤矿地质进行勘探的理论依据是不同的地下介质其电性参数不同,其中电性参数有电阴率等。地质雷达勘探技术利用高频电磁脉冲波来探测煤岩层的地质情况,可以清楚地显示一定范围中的岩石、水体等的分布状况,使人们在进行煤矿开采工作前就对煤田的地质情况分布有充分的了解,在开采方法确定时便可拥有相关的参考资料。 3高密度电阻率法 高密度电阻率法是新发展起来的一种地质勘探技术,它通过测试岩石介质的导电性,人为建立地下稳定的电流场。之后技术人员借助于观测和分析电流场的分布,来对煤田的地质情况加以了解和探测,以此达到地质勘探的目的。 4井下直流电法透视 当煤田区域的地下水资源出现异常情况时,主要采用这种方法实施勘探,将水资源异常的区域分布情况掌握清楚,此项技术可以将地下采煤区的导水构造连同整个水资源的分布进行准确探测,有利于煤矿在开采过程中避开水层,这对于提高开采的安全性和施工的安全性有重要的作用。 三地质勘探在煤矿生产中的作用 煤矿的安全生产离不开勘探技术,从计划开采的选址一直到煤炭资源衰竭都一直有煤炭勘探技术的参与。在煤炭开采中的高危事故也与勘探工作相关,因此煤矿地质勘探工作是十分重要的。 1预防煤矿水灾事故 煤矿中的水灾一直是开采中的普遍问题。其危害极大,当水涌入矿井时,不但会造成极大的人员伤害,重则还会造成塌陷事故,影响开采,直接导致煤矿报废。另外当水涌入矿井时还会给周围的环境造成伤害。煤矿的水灾防治需要地质勘探工作的参与。在煤矿的开采前可以进行周围水文资料的收集,通过分析掌握地层中的水量规律,在开采时时刻注意煤矿的雨量分布等因素,这样才能科学指导煤矿开采,有效避免水害。此外,对一些煤炭矿藏的特殊地点进行开采时,尤其是老塘,旧巷等一些水害高发地段,一定要先勘探,再开采。在勘探时遇到疑问一定要仔细勘探,务必将开采中可能导致涌水事故的原因进行最大可能的排除,这样可以有效降低水害,减少开采人员伤亡。 2预防设计不合理的安全隐患 煤矿的开采首先是要确定矿井的位置,这个位置不是随便定位的,它需要对周围的环境进行了解,找到最佳的位置,恰当的位置可以减少很多危害。在进行煤矿的整体开采方案设计时,寻找矿井位置的主要依据就是进行勘探后的结果。地质勘探可以确定地层的结构,矿藏走向,深度等,并对周围的各种导致危险的隐患进行深入理解,如瓦斯,水层等。根据这些勘探结果才能进行进一步的研究,科学得确定开采方案。因此煤矿地质勘探是进行开采时的必须步骤,勘探结果的准确,全面,具体对开采难度估计及降低开采事故发生有重大作用。 3预防煤矿瓦斯事故的发生 瓦斯在煤矿的开采中一直存在的大问题,很多事故发生都与其有关,其对采矿的威胁极大。瓦斯爆炸不仅威胁井内安全还会威胁井上周围环境,带来了极大的损害。瓦斯的分布可以利用地质勘探进行确定,针对其分布可提前预防。对矿藏周围的瓦斯情况要在开采建井之初就要进行勘探,了解含量多少,进行多次分段采样,从而对全区的瓦斯有一个清晰的认识,这些详细的资料对开采中的瓦斯预防非常重要,可极大降低瓦斯事故。 4预防煤矿顶板事故 顶板事故的发生与地质条件、地质构造有关。通过地质勘探我们可以得到详尽的地质资料。通过地质资料做指导,我们可以对施工层位的围岩性质坚硬程度、断层、褶曲及煤层产状掌握准确,以便针对具体情况,不同的地段采取不同的生产措施。这样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防。煤矿地质勘探工作对煤矿的开采具有很重要的作用,应该进行重视提高其技术水平及勘探结果的准确度,从而有效提高煤矿开采的效率,降低事故发生率。 作者:罗文宣单位:黑龙江省煤田地质勘察院 煤矿技术论文:PLC技术控制煤矿机电论文 1PLC技术概述 PLC是可编程逻辑控制器(ProgrammableLog-icController)的简称,其主要组成包括中央处理器、存储设备、输入输出的接口电路、电源模块、功能模块、通信模块等。可以说PLC就是1台没有鼠标键盘的小型电脑。在煤矿的生产过程中,被用来控制各种生产流程,相对于原始的继电器,PLC科技含量高,执行的功能多,能够让生产过程更加顺畅,煤矿生产的整体效率得到大幅度的提高。 2PLC技术的优点 随着煤矿工业的现代化发展,传统矿山的机电控制设备已经无法满足生产的迫切需求,因此传统的继电器逐渐被高科技的PLC所取代,并且在实际生产中运行良好,为煤矿企业创造了经济效益[1]。相对于传统的继电器,PLC的优势主要表现在以下几方面: 2.1使用简单编程方便 PLC的操作界面简单,对于操作人员没有过高的技术要求,如果想要加以调试,则随时都可以,不用对硬件做出任何改动。而PLC的梯形图程序是采用顺序控制设计法来设计的,对于需要编程工作的人员来说,PLC编程的方法简单,容易掌握。 2.2功能强性价比高 PLC集成程度高,因此只要有足够的外接系统,便可以实现诸多功能。与传统继电器相比,虽然PLC的价格更高,但是PLC能够承担更多的功能,在很大程度上精简了煤矿机电控制系统,而系统越简单发生错误的概率也就越低。此外,PLC还可通过通信联网,有利于建设集中管理的体系。 2.3硬件配套齐全 目前PLC的配套硬件设施已经相对齐全,要想真正实现预期的功能,只需购买其他的模块来配置成不同规模、不同功能的系统。对于原有的系统,如果不满足实际生产的需要,也可以采购硬件模块进行相应的升级。总之,PLC硬件配置的齐全让用户能够随意组装自己需要的系统,为用户提供了极大便利。 2.4可靠性强 传统的继电器由于其机械设备的特殊性,在长期的使用中,特别是处于煤矿这种粉尘较多的环境中,如果继电器密封不严,容易出现机械方面的故障,再加上碳的物理特性,较厚的炭灰堆积很可能造成短路,因此在煤矿机电中,传统的继电器已经难以满足需求,甚至已经变成潜在的隐患。相较而言,PLC的集成程度极高,即使处于煤矿这种灰尘较多的环境中仍然能够正常的运转,无需担心碳粉堆积而造成短路。由于PLC高度的集成性,因而PLC在发生故障时能够进行自我诊断,在故障发生时可以自动停止正在进行的工作,可避免危险的发生,与此同时还能显示是具体哪一部分出了故障,有利于迅速修复。PLC的配套硬件系统齐全,为修复工作提供了可靠保障。 3PLC技术控制煤矿机电的原理 PLC的工作过程大体上分为三个阶段:输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段,三个阶段合称一个扫描周期,PLC在不断重复一个个周期中完成预先设定的程序[2]。输入采样阶段是PLC系统运行的基础,中央处理器扫描所有输入的数据,并存入储存设备中,等待后续程序的执行。在这个阶段PLC存储的信息是难以更改的,因此在调试PLC系统时,相关操作人员务必要引起足够的注意。用户执行阶段是PLC技术通过梯形图的模型从上到下扫描用户设定程序,在一定的运算之后,运算结果被保存以待下一次引用。输出刷新阶段是对执行阶段数据运行结果的输出执行,作为一个周期中的最后一个环节,PLC在这个过程中通过先前接收的信息调控电路,达到调控煤矿机电设备的目的。 4PLC技术在煤矿机电控制中的应用 4.1对于井下风门的自动化控制 井下风门是疏通易燃易爆气体,提供新鲜空气的通道,目前我国多数煤矿企业的井下风门控制都是由人力来完成,由于负压的影响,用人力来控制风门极为不便,而使用的力量过大很容易对风门造成损坏。对于上述问题,可以借用PLC系统,用红外线传感器来侦测有无车辆通过,有车辆通过时,中央处理器对风门发出开启的信号,由机械装置控制风门开启,既方便又安全。 4.2PLC技术在提升机中的应用 采用PLC技术代替继电器来控制矿井的提升机,能够对提升机控制更加精确,在矿井井壁和电机中安装传感器以监控提升机的运转状况,在电机出现问题或者井壁出现问题时能够及时反馈给控制中心,并自动采取切实可行的应对措施。在误操作时也能及时提醒操作者,以避免安全事故的发生。4.3PLC在胶带输送机中的应用在传统的胶带输送机中,如果要进行停车操作,根据操作人员的操作,控制系统会调整液压系统的油压,液压系统调整之后闸瓦与制动盘接触,以摩擦来阻止胶带的继续运行,这样的制动方式存在明显的弊端,如果胶带的初始转速较高,在制动时闸瓦和制动盘之间的摩擦会产生大量的热量,极易造成危险的发生。在升级PLC技术之后,系统则可以控制闸瓦和制动盘接触一段时间即分离,然后再接触,由此避免了长时间接触产生高温,也不容易产生火花问题。 5PLC技术在煤矿机电控制的应用上的缺陷 PLC系统在应用时需要与配套设施相结合,才能发挥出理想的效果,继而提高生产效率。PLC技术在煤矿机电控制的应用中仍旧存在诸多不足及缺陷,其主要缺陷就在于PLC没有与配套的设施相结合,导致生产效率无法得到应有的提高,经济效益随之降低。在采用PLC技术时,应当对配套的硬件设施予以更换。举例而言,在升级到PLC,需要对相关电路的电力做出适当的调整,确保PLC在正常电流范围内工作。而升级到PLC之后,对于电流的控制更为精确,因此对电机也有一定的要求,如果电机过于陈旧,PLC在对其进行微小的调整时很可能电机没有反应。这些问题都会对企业的经济效益带来不利影响。当然,这些问题并不是无法得以有效解决的,只要在升级PLC时得到重视,这些问题均能够避免。 6结语 实践证明,在煤矿机电控制中运用PLC技术,能够提高管理工作的实效性,达到资源最大化的利用,在最大程度上保证操作人员安全的同时也提供了操作上的便捷性。可以说,PLC技术在煤矿机电控制中的运用,为工作人员避免了风险,提高了生产效率,也为企业赢得了更大的效益,可谓是一举多得,应当予以高度重视。 作者:郭志峰单位:山西焦煤西山煤电集团公司东曲煤矿 煤矿技术论文:我国煤矿地质勘探技术论文 1我国煤矿地质勘探技术 煤矿地质的勘探工作,就是为了要探明地质体、矿体的形态、深度、结构、储量等情况的工程技术,称之为煤矿地质勘探技术。煤矿勘探工作,通常以坑探工程和钻探工程为主要程序,地球化学勘探和地球物理勘探为辅助程序。工作深入到煤矿地质勘探、矿山矿井地质以及煤岩层定性的考究,甚至在水资源的勘探、煤层气考评等方面。我国作为第一产煤大国,煤矿地质勘探技术的不断应用和改进,为我国煤矿事业的发展和利用做出了巨大的贡献。 2煤矿地质勘探技术现状 我国的勘探技术发展的较早,如今应经比较成熟,在煤矿的勘探方面尤其如此,其先进性主要体现在几个方面。第一,完善了煤矿综采成套装备。全国积极建设高产高效矿井,结合世界的先进技术,煤矿主要技术经济指标接近或达到了世界先进水平。第二,提高了煤田地质勘探的精度。以三维地震勘探技术为优秀并结合其他的数字勘探技术,提高了井田的精细度,保障了大型矿井设计。半煤岩巷掘进机的研制成功,将巷道掘进施工的机械化水平提高到了一个新的层次。第三,提高了安全生产的技术水平。我国不断创新和推广煤矿安全生产技术,全国煤矿事故死亡人数和事故发生率等指标呈下降趋势。第四,将环保技术应用到煤矿生产中。为了加快煤矿资源的工业化和产业化,我国在煤矿资源综合加工利用方面取得了巨大的进展,煤矿的洁净燃烧技术以及其他煤化工技术达到了世界水平。 3地质勘探技术的种类 3.1地震勘探技术。地震勘探工作主要是通过探测地下各介质的密度和弹性的差异来实现的。在进行技术勘探时,首先探测人员要人工激发地震波,当地震波在向地下传播的过程中遇到介质弹性或密度等特性不同的煤岩层时,会朝着不同的方向进行反射或折射,这样勘探人员借助检波器来接收信号。通过对这种信号的观测、记录以及分析,技术人员可以判断出煤岩层的分布情况和煤层的性质,为之后的开采方案提供有利参考。地面地震勘测技术主要应用于煤田较浅区域的地质勘探,对于超过800m深度的范围,就需要引入矿井地震勘探技术。 3.2地质雷达勘探技术。采用此类方法对煤矿地质进行勘探的理论依据是不同的地下介质其电性参数不同,其中电性参数有电阴率等。地质雷达勘探技术利用高频电磁脉冲波来探测煤岩层的地质情况,可以清楚地显示一定范围中的岩石、水体等的分布状况,使人们在进行煤矿开采工作前就对煤田的地质情况分布有充分的了解,在开采方法确定时便可拥有相关的参考资料。 3.3高密度电阻率法。高密度电阻率法是新发展起来的一种地质勘探技术,它通过测试岩石介质的导电性,人为建立地下稳定的电流场。之后技术人员借助于观测和分析电流场的分布,来对煤田的地质情况加以了解和探测,以此达到地质勘探的目的。 3.4井下直流电法透视。当煤田区域的地下水资源出现异常情况时,主要采用这种方法实施勘探,将水资源异常的区域分布情况掌握清楚,此项技术可以将地下采煤区的导水构造连同整个水资源的分布进行准确探测,有利于煤矿在开采过程中避开水层,这对于提高开采的安全性和施工的安全性有重要的作用。 4地质勘探在煤矿生产中的作用 煤矿的安全生产离不开勘探技术,从计划开采的选址一直到煤炭资源衰竭都一直有煤炭勘探技术的参与。在煤炭开采中的高危事故也与勘探工作相关,因此煤矿地质勘探工作是十分重要的。 4.1预防煤矿水灾事故。煤矿中的水灾一直是开采中的普遍问题。其危害极大,当水涌入矿井时,不但会造成极大的人员伤害,重则还会造成塌陷事故,影响开采,直接导致煤矿报废。另外当水涌入矿井时还会给周围的环境造成伤害。煤矿的水灾防治需要地质勘探工作的参与。在煤矿的开采前可以进行周围水文资料的收集,通过分析掌握地层中的水量规律,在开采时时刻注意煤矿的雨量分布等因素,这样才能科学指导煤矿开采,有效避免水害。此外,对一些煤炭矿藏的特殊地点进行开采时,尤其是老塘,旧巷等一些水害高发地段,一定要先勘探,再开采。在勘探时遇到疑问一定要仔细勘探,务必将开采中可能导致涌水事故的原因进行最大可能的排除,这样可以有效降低水害,减少开采人员伤亡。 4.2预防设计不合理的安全隐患。煤矿的开采首先是要确定矿井的位置,这个位置不是随便定位的,它需要对周围的环境进行了解,找到最佳的位置,恰当的位置可以减少很多危害。在进行煤矿的整体开采方案设计时,寻找矿井位置的主要依据就是进行勘探后的结果。地质勘探可以确定地层的结构,矿藏走向,深度等,并对周围的各种导致危险的隐患进行深入理解,如瓦斯,水层等。根据这些勘探结果才能进行进一步的研究,科学得确定开采方案。因此煤矿地质勘探是进行开采时的必须步骤,勘探结果的准确,全面,具体对开采难度估计及降低开采事故发生有重大作用。 4.3预防煤矿瓦斯事故的发生。瓦斯在煤矿的开采中一直存在的大问题,很多事故发生都与其有关,其对采矿的威胁极大。瓦斯爆炸不仅威胁井内安全还会威胁井上周围环境,带来了极大的损害。瓦斯的分布可以利用地质勘探进行确定,针对其分布可提前预防。对矿藏周围的瓦斯情况要在开采建井之初就要进行勘探,了解含量多少,进行多次分段采样,从而对全区的瓦斯有一个清晰的认识,这些详细的资料对开采中的瓦斯预防非常重要,可极大降低瓦斯事故。 4.4预防煤矿顶板事故。顶板事故的发生与地质条件、地质构造有关。通过地质勘探我们可以得到详尽的地质资料。通过地质资料做指导,我们可以对施工层位的围岩性质坚硬程度、断层、褶曲及煤层产状掌握准确,以便针对具体情况,不同的地段采取不同的生产措施。这样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防。煤矿地质勘探工作对煤矿的开采具有很重要的作用,应该进行重视提高其技术水平及勘探结果的准确度,从而有效提高煤矿开采的效率,降低事故发生率。 作者:罗文宣单位:黑龙江省煤田地质勘察院 煤矿技术论文:煤矿地质勘探技术论文 1我国煤矿勘探技术的发展 通过广大煤矿地质勘探工作者几十年的努力,已经形成了一整套适合我国煤田形成地质特点,合理选择地质填图、遥感、物探、测试等技术手段,充分利用我们煤田环境的自身特点,最大限度获取信息,综合性的煤矿勘探方法与技术。随着国家重点产业项目———西部煤矿高精度三维地震技术研发的启动,我国煤矿勘探技术主要围绕高分辨、高信噪比的煤矿三维地震技术展开研究。技术的提高大幅度扩宽了工作领域,提高了勘探精度。目前我国已经突破了在复杂山区、沙漠、厚层土、水上、沼泽以及采空区等勘探施工禁区,勘探能力得到了进一步的提高。在勘探上精度得到了进一步提高,不仅可以解释断层,对于陷落柱、煤矿厚度、整体结构的变化也取得了突破。煤矿的解析精度处于国内外先进行列,对于煤田结构,如何开采,有了较规范的指导理论。近年来重力、磁法和电法的勘探技术发展迅速,在推覆体下找煤、陷落柱、煤矿区火成岩探测、煤层火烧区探测、矿区水工环勘查等方面取得显著成效。煤矿探索三维立体采集模型水平有了大幅度的提高,煤矿结构、煤层厚度分析技术得到了明显的提高。钻探装备、钻探技术不断完善。空气泡沫钻进,潜孔锤正反环钻进,潜孔锤正反循环钻进,受控定向钻进和超大孔径钻进等钻进工艺得到了初步的研究和应用,使煤炭产量有了显著的提高。遥感是煤矿地质勘探手段之一,利用数字图像处理技术,进行多波段、多种类遥感图像的综合处理分析,得到煤矿结构、煤层厚度等煤矿信息,找出煤矿的方向以及有利于煤炭的远景地段。高分辨率的卫星遥感图像在我国煤炭地质勘探方面取得了显著的效果。 2我国煤炭煤矿发展中的问题 随着需求产量的增加,开采速度的加快,一些水、火、瓦斯、煤尘、顶板等煤矿自然灾害对煤矿的安全产生了严重的威胁。我国整体开发技术比较落后,虽然国营煤矿机械化已经普及,但是由于大量私营煤矿追求利益,导致开采技术落后,在加快开采过程中由于深度不断加大,导致水害、塌方、瓦斯爆炸灾害时有发生。在煤炭开采的过程中带来的环境问题日趋严重,主要原因是煤炭开采等活动破坏了植被、耕地,造成了生态环境的破坏、失衡。由于煤矿附近采煤排出的矸石、废渣、尾矿也侵占了大量土地,煤矿排水污染了地下水资源,造成了土地荒芜,地下水遭到了污染,对我国的环境造成了严重破坏。对于煤矿环境的问题,我们应该制定煤矿环境保护方案,对煤矿中产生的废水、废渣进行回收、利用,以减少由于煤矿生产而引起的环境问题。应减少由煤炭开采带来的环境污染,发展对煤炭的深加工,对废水、废渣进行循环利用,提高煤炭经济效益,减少我国的煤炭资源浪费。 3煤炭对我国经济发展的重要性 随着我国经济的高速发展,对煤炭的需求在各行业随处可见。在我国,1500m左右的煤炭总资源量大约有4万亿吨,已探明的可开采出来的有2万亿吨。而天然气、石油,由于资源赋存条件与勘探、开采困难等原因,在很长的一段时间里很难做到大幅度增产。但是,随着市场经济的发展,对资源的需求也越来越大,煤炭在需求中占有的比例也越来越大,所以煤矿开发的效率以及煤炭资源的利用也就成为了煤炭行业产量发展的关键。因此,我国煤炭行业的发展需要继续开展煤矿地质勘探工作,而且,高效、经济的煤矿开采工作也是煤炭可持续发展的有力保障。进入21世纪以来,随着煤炭勘探技术的发展,我国科研工作者积极开展煤炭及相关领域地质理论和技术方法的研究,加强煤田地质基础研究,加强与国际煤炭勘探技术的合作和交流,为煤炭资源调查、煤田地质勘查以及相关煤层气提供了系统的理论支撑和技术支撑,促进了煤炭行业的可持续发展。 4结语 随着我国经济的发展加快,我国对煤炭的需求日益增多,这就要求我国煤炭地质勘探人员在开发勘探、工作面勘探、勘探精度方面提高技术水平。从煤炭现代化的生产要求角度看,我国煤炭地质勘探技术与世界先进技术相比存在着较大的差距。因此,必须把握时机,加快我国煤矿地质勘探技术的发展,提高我国的煤炭产量、经济效益,以满足我国经济发展对煤炭产量的需求。 作者:李晓欣高松岭单位:平煤股份十一矿 煤矿技术论文:煤矿提升机PLC技术控制系统论文 1PLC操作保护系统的硬件配置 PLC是西门子公司的产品,现在在提升机操作保护系统中,应用得到最广泛的就是西门子公司的产品PLC,由于它的很多方面的性能都明显的优于传统的操作保护系统。下面是各个硬件模块的功能介绍: (1)电源模块:将220V的交流输入电压转换成24V的直流输出电压,以供其它模块使用。 (2)CPU模块:控制总线上模块与模块之间的数据传递,并执行用户输入的程序。 (3)32路输入模块:该输入模块一共有3块,它的作用是将PLC外部的信号转换成PLC内部的可进行处理的信号。 (4)16路输出模块:该输出模块一共有2块,它的作用是将PLC内部可处理的信号转换成能够控制提升机系统的外部信号,来控制提升机系统进行工作。 (5)转换模块:此模块分为两类模块:一类是是A/D模数,它的作用是将连续信号转换成数字信号,便于PLC系统进行识别和处理;另一类是D/A模块,它的作用与A/D模块的作用恰恰相反,它是将PLC内部可处理的数字信号转换成连续信号。 (6)通信模块:它的作用是:确保各模块与各模块之间的通道流畅,再就是确保模块与上位机之间的通道流畅,保证信号从各模块传送给上位机时,可以使上位机做出相应的响应。 (7)计数模块:该模块主要有2块,这两块计数模块的作用都是计数,两块模块分别是对主滚动筒上的和导向轮上的编码器进行计数。 2PLC操作保护系统的软件设计 PLC是西门子公司的产品,它不需要用户自主进行编程,能够好好地满足用户的需要,下面是它的软件模块,软件模块的主要作用就是存放程序,它的软件模块有下列几种: (1)组织模块(OB):它的作用是保证接口通道流畅,保证CPU操作系统和用户程序之间的通道流畅。对用户程序的循环处理工作主要是由OB1模块来完成的,剩余的OB模块用来对特定事件做出响应和中断。 (2)功能模块(FB):它是可多次调用的逻辑功能模块,它在执行时必须带有即时数据模块,并且每次用户程序对FB进行调用时可提供新的参数。 (3)功能模块(FC):它也是可多次调用的逻辑功能模块,但是它在执行时不需要带有即时数据模块,这也是它与FB模块的最大区别,并且每次用户程序对FC进行调用时可提供新的参数。 (4)数据模块(DB):数据模块用来存放各种不同类型的数据,它在PLC存储器开辟另一个存储区。 根据用户的要求和本身系统的结构要求,用户程序可以自行选择软件模块的构成形式,其中软件模块有以下几种,各个软件模块的功能和作用如下。FC0、FC1两个软件模块的作用是用来进行计数,主要是用来计算计数模块中的脉冲个数;DB1和DB2两个软件模块的作用是存放FC0、FC1两个软件模块计算出的计数模块的脉冲个数,以此来实现计数模块将数据和信号流畅而准确的传送到CPU模块之中;FC91软件模块的作用是用来处理输入到PLC中的模拟量,模拟量有:电机电压和电流、电机转速、轴承压力、提升速度和载荷等;FC93软件模块的作用是制动,主要是对电气施闸类故障进行制动处理;FC114软件模块的作用是用来处理PLC内部信号,并产生控制信号,像回路的安全和保障、故障的报警和液压器件的制动等等;FC5软件模块的作用是进行逻辑运算和闭锁,主要是对输入到PLC内部的信号进行运算并产生控制指令来控制提升系统的各个部分;FC92软件模块的作用是处理施闸类故障,这类故障主要是立即施闸类故障;FC94软件模块的作用也是对施闸类故障进行处理,这类施闸类故障主要是提升终了施闸类故障;FC95软件模块的作用是处理报警类故障,当报警系统出现故障时,主要是由该模块进行处理;PLC的启动组织模块是OB100软件模块,在系统启动后该组织模块只可运行一次,以后的循环程序就不会再运行了,在该组织模块中有关参数和程序可随着用户的需要进行更改;OB1软件模块是用户程序主要组成部分,用来存放用户主程序,它也是组织模块中唯一可以循环运行的软件模块,在FC功能模块中编制成的可以实现特定功能和作用的程序可以在OB1软件模块中进行循环调用,采用这样的程序设计可以使我们的程序设计更加简单,调试更加方便;OB35软件模块是组织模块中唯一可以实现定时中断的组织模块,采用M/T法可以计算出提升机的提升速度。n=(60M1f)(/ZM2)式中:n为电机的转速;Z是旋转编码器每转一圈时所输出的脉冲的个数;M1为计数器M1所记的脉冲个数;M2为计数器M2所记的脉冲个数;f为脉冲频率(高频时钟脉冲)。 3结束语 煤矿提升机作为矿山设备中的重要一员,近些年来煤矿提升机操作保护系统主要是由PLC组成,而且具有以下优点。用同一台PLC就可以控制不同的机器进行工作,用户只需改变软件模块中的程序就能满足用同一台PLC进行控制不同机器的要求,大大节省了人力和物力,所以,它具有较好的通用性和经济性。PLC具有较强的逻辑运算能力和数字运算能力;所以它的功能还是比较强大的,此外,PLC能够实现自我诊断功能,当出现错误时,它会自行检出错误和故障,并作出相应的行为。由于PLC的开关动作主要是通过半导体电路来完成的,它的技术中还采用了微电子技术;因此,它的可靠性很高。PLC中采取了屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施,能适应恶劣的工作环境;所以,它的抗干扰能力比较强。 作者:杨勇单位:吉林电子信息职业技术学院
煤矿开采论文:煤矿绿色开采技术下低碳经济论文 1煤矿绿色开采技术的原则 煤矿的绿色开采技术正是基于低碳经济的背景所产生的。作为世界煤炭大国,每年世界前三位的煤矿开采量与生产量必然会带来矿区生态平衡的严重破坏,所以重点研究绿色开采技术,打造带有循环性的绿色环保经济工业产业带是我国煤矿资源开采产业的必经之路。绿色开采技术的原则就是要体现开采工业与生态环境二者兼容的可持续发展,在保证高效率的同时,还能做到低排放。所以煤矿的绿色开采技术涉及到土地、河流、建筑物保护、生态环境恢复、矿区资源安全检测、保水开发技术等多个方面。 2煤矿绿色开采的技术体系 煤矿绿色开采技术从广义上讲是在开采时要尽可能降低对环境和其他资源的污染等不良影响,从而获得最大的经济效益和社会效益。具体讲,煤矿绿色开采技术体系主要包括以下内容:首先是“保水技术”,即对水资源的保护。其次是通过离层注浆、填充和条带开采来保护土地资源和建筑物。第三点是安全合理地从矿井保护层及安全面抽取大量瓦斯,避免施工时发生突发爆炸等危险,同时也达到了煤矿与瓦斯共同开采的目的。第四,为了保护煤层巷道安全的支护技术与减少矸石排放的技术。第五,地下气化技术。这五种技术共同构成了煤矿绿色开采技术整体体系。实际上,由于煤矿开采所导致的环境变化与安全问题都和开采后所造成的地质岩层运动有关,因为岩体岩层被开采所破坏。所以煤矿的绿色开采技术主要要基于以下几点理论来展开,首先就是开采之后岩层内可能存在的“节理裂隙场”分布和离层规律。其次是岩体由于受到应力而被破坏,所以必须通过岩层的控制技术来保证岩体不会被进一步破坏。最后是要研究开采对岩层地表移动所造成的影响规律。 3绿色开采技术的应用实践 3.1关键层理论 岩层在煤矿开采时受到巨大应力,导致被破坏,所以必须采用控制技术来保护岩层。近年来为了突破这一难题,岩层的关键层理论应运而生。关键层理论之所以被提出,就是为了研究覆岩中硬度较高的厚硬岩层可能在开采过程中出现的节理裂隙,这些裂隙的分布对瓦斯抽放、保水工程以及开采沉降控制可能产生影响。所以,关键层理论可以被视为煤矿绿色开采技术的理论基础。 3.2卸压瓦斯抽放方案的优化 经过不断的实践得出结论,如果煤层开采导致岩层出现移动,即便是渗透率极低的煤层,其渗透率也会骤增数十倍甚至百倍,这就为煤层的气送运移及开采创造了条件,所以煤层的瓦斯抽放应该是我国煤矿绿色开采技术的主要途径之一。因为煤矿绿色开采技术与关键层理论的优秀思想就是将煤层气作为一种资源充分利用于采煤过程中,通过岩层的移动和对瓦斯抽放的卸压作用来优化抽放方案,进而提高瓦斯的抽出率。所以要做到煤炭与煤层气的双向共采,就必须在开采过程中形成采瓦斯和采煤两套系统。借助岩层运动的规律与关键层理论中节理裂隙场的分布规律来抽放瓦斯。 3.3具体实践应用 通过关键层理论中的采动裂隙分布规律,建立了抽放瓦斯的O形圈理论,在我国淮南、阳泉等重要矿区已经投入试验和应用,O形圈理论也是瓦斯抽放钻孔位置选择布置的理论依据。另外,邻层开采煤层的下位关键层会产生破断运动,这种运动有利于控制煤层裂隙的发育。例如阳泉3矿的13煤综放面,初期开采时它的上邻近层在瓦斯卸压及抽放时会遵循抽放孔巷随着开采进程由采空区中部移动到O形圈内的规律。所以阳泉3矿13煤的综放面邻近层的瓦斯卸压就应该采取瓦斯向高抽巷布置的方案进行优化。最后是煤炭的地下气化技术,这是一种整体性很强的绿色开采技术。它对于水资源的保护很看重,比如通过对煤炭进行控制性燃烧来控制地下煤炭气化所产生的苯与酚对地下水资源的污染,以及因为煤炭燃烧所形成的二氧化碳的抽放处理等等。 4结语 煤矿的绿色开采技术应用还有许多,这里仅仅介绍了冰山一角。特别是基于低碳经济的现实背景下,煤矿绿色开采技术应当更深层次地被研发和推进,为建设资源节约型社会而不断创新,最终实现开采与环保并行的经济开发体系,以最低的成本创造最大的社会经济效益。 作者:张洪峰 单位:大同煤矿集团同发东周窑煤业有限公司 煤矿开采论文:煤矿开采安全隐患地质环境论文 一矿山主要地质环境问题 炭煤矿自1958年规划建井,设计年生产能力45万吨,投产以来,取得较大的经济效益,同时矿山地质环境也遭受到不同程度的破坏。炭煤矿存在的主要矿山地质环境问题如下。 1地面塌陷炭煤矿井田范围 内一1煤地下采空区面积10.5km2。根据实地调查,一1煤采空区出现地表塌陷,在采深200m以深地区,地表无明显裂隙,采深200~100m地区未见厂矿、民房明显破坏,采深100m以浅地区地面出现采动裂隙,对农田耕种有一定影响。采空区及其伴生地面裂缝对流经矿区的东泗河有严重影响。由于东泗河流经采空区,地面塌陷和地面裂缝破坏河道地层结构,已经成为地表水渗漏主要通道,河道地表水通过地裂缝下渗进入煤矿巷道,严重影响到采矿安全。需要采取综合工程措施对其进行应急治理,并加强监测工作。 2含水层破坏 炭煤矿矿井正常涌水量9000m3/d,已造成煤层顶板灰岩含水层和底板灰岩含水层水位下降,且降幅明显。采矿活动对深部岩溶含水层影响较严重,主要表现在承压水头有较大幅度的下降,深层地下水资源量减少,开采条件恶化。 3对原生地形地貌的破坏 炭煤矿一1煤层己基本采完,采空区面积已达10.5km2,上部的华泰煤矿开采二1煤,也已形成地下采空区面积2.1km2。对原生地形地貌景观影响明显,地表局部见有地裂缝,但相对丘陵地形而言,对矿区地形地貌景观影响较大。 4河床开裂渗漏 造成煤矿开采安全隐患东泗河是矿区内的地表水和地下水的主要流通、排泄通道,该河向西北约10km流入伊洛河,属于季节性河流。该河流经井田范围内长度约900m,河道土质以碎石土为主,局部地段为粉土和淤泥及淤泥质土。河道从采空区或采空区附近通过,有地面塌陷及伴生地面裂缝发育,河道地层结构遭到破坏,有地表水入渗进入煤矿巷道的现象,影响炭煤矿生产安全。为了防止河道沟谷中地表水渗漏地下进入炭煤矿巷道,保证煤矿安全生产,本着安全合理、经济可行的原则,对炭煤矿区段东泗河河道进行必要的调查、勘查工作。 二工程主要治理措施 1河道治理工程 (1)排水渠治理为了快速排泄地表水,防止地表水顺地面裂缝渗漏进入煤矿巷道,影响煤矿安全生产,在东泗河河沟内修建排水渠。排水渠为M7.5浆砌石结构,块石强度不小于40Mpa。排水渠过水断面为梯形,最小结构尺寸为底宽3.9m,顶宽4.5m,高3.0m,砌石厚度0.8-1.1m,修建排水渠长度为900m。主要工程量为:河道清淤土方开挖工程量18573.61m3,碎块石挤淤置换工程量720.83m3,浆砌石排水渠工程量为12967.80m3。 (2)排水渠的过流能力验算根据调查,多年最高水位计算,东泗河二十年一遇的最大洪峰流量不超过12.0m3/s。 (3)沟渠地基处理针对不同的地层类型,采用不同的地基处理方法。对于碎石土(无裂缝发育和其他异常情况),可以不进行地基处理。对于裂缝发育的地段,地基处理措施是:首先对裂缝进行适当的开挖清理,然后用粘土进行充填夯实,再铺设70cm厚的粘土防渗垫层,然后再砌筑沟渠。对于粉土地段,地基处理的措施是:首先铺设60cm厚的碎、块石置换层,并灌注水泥砂浆,然后再砌筑沟渠。对于淤泥和淤泥质土地段,首先采用碎块石挤淤置换的方式进行处理,然后再砌筑浆砌石排水渠。 (4)防渗及抗冲击对于无裂缝发育地段,采用“浆砌块石+混凝土”双层复合防渗及抗冲击结构,即先铺设800-1000mm厚的浆砌石渠底,然后再浇筑200mm厚的混凝土(C20)防渗层,共同起到抗冲击下彻及防渗作用。对于地裂缝发育地段,则采用“粘土防渗层+浆砌块石+混凝土防渗”三层复合机构,共同起到抗冲击下彻及防渗作用。即先对裂缝采用粘土进行充填夯实,再铺设700mm厚的粘土防渗垫层,然后砌筑800mm厚的浆砌石渠底,再铺设200mm厚的混凝土(C20)防渗层。对未稳定的和潜在的采空塌陷区,预测变形参数,采用粘土垫层进行防渗,兼有调整塌陷变形的功能。 2土方回填夯实 工程在排水渠外围超挖部分以及原始地面至排水渠顶之间,用开挖出来的土方进行回填夯实,回填夯实地面高程应不低于排水渠顶面高程。土方回填夯实工程量为18712.99m3。 3植树绿化工程 在土方回填夯实区域范围内进行植树绿化,以恢复植被,美化矿山环境。绿化采用适应当地气候的杨树,在渠的两侧各栽植两排。树的规格为胸径3cm,植树网格间距3m。选择生长健壮、无病虫害、无机械损伤、树形端正和根系发达的苗木。主要工程量为:植树1100株,绿化面积9000m2。 三工程效益分析 (1)减灾效益矿山地质环境恢复治理可以改善地表水的流通条件,防止地表水入渗煤矿巷道,降低煤矿生产安全隐患,具有减灾防灾的效益。 (2)环境效益矿山地质环境治理工程可以有效防止水土流失,消除对居民和公路交通干道的安全隐患,提高植被覆盖率,改善生态环境和周围生态景观,使矿山生态环境得到一定程度的恢复和保护。 (3)社会效益实施矿山地质环境治理工程,消除了灾害隐患,美化和恢复了矿山生态环境,在一定程度上保护了矿区附近居民的生命财产安全,美化了当地居民的居住环境,使得矿山企业和地方政府、地方群众和谐共生,共同发展。有利于促进地方经济的可持续发展,有利于形成安定团结、人民群众安居乐业的政治局面,有利于构建和谐社会。 (4)治理工程的实施,可有效避免地表水入渗到煤矿巷道,降低对煤矿安全生产的干扰,提高煤矿的生产效率和生产能力,降低生产成本。同时植树1100株,新增绿化面积约9000m2,经济效益明显。 四结语 (1)河南大峪沟煤业集团炭煤矿存在开采引起地面塌陷、地裂缝,河床开裂渗漏,造成煤矿开采安全隐患等矿山地质环境问题。 (2)治理工程采取塌陷采坑回填防渗、河道治理、土方回填夯实、植树绿化等工程手段对矿区东泗河河道进行综合治理,恢复矿山地质环境。 作者:朱洪生甄娜孙建波齐光辉单位:河南省地质环境监测院濮阳市地质环境监测中心 煤矿开采论文:固态钾盐开采应用下的煤矿机械论文 1煤矿机械在钾盐矿开采过程中的不足 目前,所调研的两家钾盐矿均采用了煤机设备进行钾盐矿的开采,在功能上,煤机设备基本满足了钾盐矿的开采要求,但是由于使用环境的不同,煤机设备也存在一些不足之处,需要进行必要的改进。 1.1钾盐腐蚀对设备的影响通过现场调研发现,相同时间内,煤机设备在钾矿环境中比在煤矿环境中的腐蚀程度严重的多,主要是由于钾盐矿开采过程中,产生了大量的粉尘落在设备表面,同时开采过程中矿方普遍采用喷撒饱和盐水的方式进行除尘,而钾盐矿粉尘的吸湿性特别强,钾盐粉尘吸湿后形成某种意义上的电解质溶液,设备表面与吸湿后钾盐粉尘一起构成微电池,对设备表面进行电化学腐蚀,虽然煤机装备的表面也进行了必要的表面喷漆,但所用油漆及施工工艺较差,只能防御一般环境下的锈蚀,无法抵御钾盐环境下的腐蚀。设备腐蚀主要集中在以下部位: a.设备表面棱角部位由于棱角处漆膜较薄,同时属于易碰撞部位,因此棱角部位的腐蚀普遍比较严重。 b.液压接头部位液压接头由于空隙较多,又有油污存在,是钾盐粉尘易存积的部位,同时温度相对较高,是腐蚀另一严重区域。 c.焊缝周边区域焊缝周边区易腐蚀,主要是由于被焊接双方材料不同,或者焊料与被焊接材料相差太大,而不同材料的电位不同,在钾盐矿环境下工作,在某种意义上讲相当于将其置身于电解质溶液中,两种不同电位的材料之间构成微电池,造成焊缝周边区域的腐蚀。 d.易磨损区域易磨损区域的腐蚀现象不像上述区域直观,但是事实表明,运输槽体、运输链等易磨损区域的磨损速度明显高于煤矿井下,这主要是由于腐蚀因素,导致磨损速率增高。 1.2钾盐粉尘导电性对设备的影响钾盐粉尘具有导电性,对电气设备密封性要求较高,防止粉尘从缝隙进入控制箱或其他电气设备内部,造成短路,引发灾害。煤机设备设计过程中考虑较多的是防爆性能,对密封性考虑较少。 1.3钾矿其他因素对设备的影响 a.温度对设备的影响井工开采的钾盐矿一般埋藏较深,云南中寮矿业开发投资有限公司在老挝投资的钾盐矿井深超过1000m,井下温度常年保持在38℃左右,且湿度较高,这要求设备元器件,尤其是电子元器件能适应高温、高湿环境要求。 b.设备生产能力钾盐矿与煤炭的成因不同,设备截割过程中没有片帮和垮落,被截割下来的矿物,粒度较小,大块状矿体较少,因此相同配置的设备在钾盐矿的生产能力需重新计算及标定。 2钾盐矿开采设备的改进措施 通过前文论述可以看出,煤机装备在钾盐矿开采过程中虽然存在一定的不足,但功能基本能满足钾盐矿的开采要求,若对其局部进行改进,煤机设备完全可以胜任钾盐矿的开采,其改进措施主要包括: a.增加设备的抗腐蚀能力,具体措施包括提高设备用漆的抗腐蚀等级、热处理、更换材料等; b.提高电气设备的密封等级,具体措施包括对电控箱的结构改进,增加密封环节,选用密封等级较高的电机等电气元件; c.选用符合环境要求的电子元件,主要体现在电子元件对温度、湿度的适应性方面。 3结论 本文对四川开元集团、云南中寮矿业开发投资有限公司在老挝钾盐矿的开采设备进行调研,在调研的基础上提炼出了煤矿机械在钾盐矿开采过程中的不足,并给出了相应的改进建议,得出煤机装备通过局部改进能胜任钾盐矿开采任务。 作者:焦宏章王赟单位:中国煤炭科工集团太原研究院 煤矿开采论文:煤矿井工开采诱发环境问题论文 1煤炭开采诱发环境问题 1.1开采过程中的环境问题煤矿开采过程中,为了保证采掘工作面的安全生产,必须将工作面周围能产生威胁的水体全部排出,随着开采时间和开采深度的增加,煤层顶板或底板含水层中的地下水被大量抽排,形成了以矿井为中心的大方为的降落漏斗,深层地下水水位的下降往往需要极长的恢复时间,使得相关泉水流量降低,严重的甚至断流。同时,地下水降落漏斗的形成改变了原有的地层平衡,产生大量的采动裂隙,地下水随采动裂隙进入采掘空间,受煤层及人为影响形成地下水污染,这类水体经抽出后,往往不经过处理就排入地表,对地表水环境构成威胁。其次,煤矿开采必然会用到大量的木材,从客观条件上助涨了滥砍滥伐现象的发展,另一方面开采导致地下水水位的下降也严重影响了矿区地表植被的生长状况,加之矿区建设等等,是的矿区生态系统平衡被破坏。 1.2固体废弃物污染问题矿区固体废弃物主要包括煤矿开采过程中巷道掘进的废石、贫矿、选矿后排出的尾矿或其他废渣等。这些堆积场地一般物质杂乱、质地松散、入渗速率高、保水能力差,即使经过人工堆垫处理形成土场,也较难被利用。特别是一些尾矿废弃地,由于尾矿数量庞大且含有大量难处理的有毒有害成分,经雨水等淋溶之后,包括Cu、Pb、Zn等重金属以及多环芳烃等有机污染物随之流出,污染矿区周边地下水及土壤。尾矿经风化后会形成松散的细小颗粒,导致矿山泥石流发生;同时,随风飘起的细小颗粒会造成周围环境受体产生呼吸道疾病。此外,尾矿尤其是煤矸石山本身就可能发生自燃或爆炸,危害环境和人类安全。 1.3采煤塌陷问题煤矿开采会形成大量的采煤塌陷区,其形成一方面造成耕地面积减小,另一方面会引起一系列的地质环境问题。采煤塌陷使原有地面标高降低、形成地表移动盆地、产生地裂缝、改变土壤结构等,特别是在一些地下水水位较高的平原地区,大量塌陷区常年积水,形成塌陷湿地,使土地丧失原本的功能。一般来说,根据地面沉降的剧烈程度可将塌陷区分为浅层塌陷地、中度塌陷地和深度塌陷地三种。塌陷区的形成严重影响矿区的生态环境,是的原有的水文地质条件发生改变,加剧水土流失、土壤贫化等问题的产生和发展。同时,塌陷形成的积水区,由于水体受到原有土壤环境的影响,土壤氮等营养元素的循环条件发生改变,增加了水体产生富营养化的可能性。 2煤矿开采诱发环境问题的治理措施 2.1合理规划,保护水资源主要通过控制矿井水排放量和防治开采对水资源的污染两个方面进行合理规划,从而对矿区及周边水资源进行有效保护。首先,应当通过合理的布置输水系统,节约用水,对现有水体进行合理利用,实行排供结合的优化管理措施,从总量上减少矿井水的排放。同时,在煤矿开采规划和防护方案设计的过程中,应当合理的预留保护煤柱,保护相关井泉,防止因矿井突水造成的地下水资源大量外排。其次,从煤矿生产的各个环节入手,根据井下污水的排放特点,合理布设排污点,尽量控制生产过程对地下水资源造成的污染,从源头上减少污染源的产生;通过科学的监测手段对开采区域的水资源量和水质变化进行监测,为开采过程中的水资源保护提供依据;针对已经污染的矿井水,经过污水处理后再进行排放,防治污染地表水体;对选矿等产生的废水,尽量经过处理进行综合利用,可用于选煤补充水,或用于绿化及井下消防。 2.2固体废弃物综合利用煤矿固体废弃物主要为掘进等的矸石以及洗选等排出的尾矿,占用大量的土地资源,并且对环境造成污染,在处理过程中可以考虑对其进行综合利用,实现环境和经济效益的最大化。首先根据资源利用最大化的原则,对尾矿进行进一步的加工,回收贵重矿产元素,改进洗选技术并结合一定的工艺,将尾矿中的难选煤、黄铁矿、稀有微量元素等回收进行利用。其次,可以将矸石、尾矿等作为二次资源,变废为宝,研究表明,我国煤矸石发热量在3347.2~8336kJ/kg[15],一般可以将这部分热能进行转化利用,如将产热量较高的煤矸石粉碎后掺入煤中进行焚烧发电;此外,利用煤矸石本身的可塑性、烧结性等等,经处理后可以用来制砖、烧水泥、生产陶粒或者合成其它产品。目前,一些矿区利用废石和尾矿填充井下采空区或煤矿塌陷区,一方面节省了其它填充材料;一方面对废弃物进行利用,减少了土地占用,取得了较好的效果。 2.3采煤塌陷地综合治理根据采煤塌陷的形成原因以及特征,主要从预防、减少塌陷以及塌陷后的生态治理两个方面对采煤塌陷地进行综合治理。采煤塌陷地的形成将导致地面标高降低、耕地面积减小、土壤结构改变等一系列的地质环境问题,对社会、环境带来严重的影响,因此,在煤炭开采过程中应当采取合理有效的措施控制采煤塌陷地的形成。鼓励煤炭开采单位自主创新,研究采取先进的采煤技术及工艺流程,如矸石井下直接回填等。从而减少矿区地表塌陷范围及塌陷程度,一方面减少了土地破坏,一方面降低了地表塌陷的治理成本。根据采煤塌陷地类型的不同,对矿区已经形成的塌陷地,其综合治理方法也有所差别。对于浅层采煤塌陷地,根据矿区地形采取不同治理措施,对于丘陵地区,可以适当采用“削高填凹”的方法,结合施肥等治理措施,以恢复土地耕种;对于平原地区,可以采用“挖深垫浅”的治理方法,将挖塘和造地结合起来,排出地表积水的同时恢复区域大面积耕地,达到土地的充分利用;此外,还可以利用矸石等填充,表层覆土后进行绿化改造。中度塌陷区往往存在季节性积水的区域,其治理过程相对复杂,一般以渔、耕结合的方式,实现环境、经济的协同发展。对于一些深度的塌陷区,往往既存在季节性积水区,又存在非季节性积水区,此类塌陷区往往采用多种方法综合治理,将非季节性积水区进行改造,形成人工湿地,利用水体自净能力稳定矿区污水,发展渔业产业,在周边建设改造,形成绿化景区等等,作为第三产业发展旅游及服务业。一方面调节区域微气候,改善了矿区生态环境,一方面为人们提供休闲娱乐的场所。目前,该类型的处理措施已经在多地发展起来。 3结论 煤矿开采为我国带来经济发展的同时也对自燃环境造成了危害,而这些危害的治理往往是一个复杂而缓慢的过程,因此,我们一方面要注重煤炭资源的合理开发与高效利用,另一方面又要注重对自然环境的保护,坚持预防为主的原则,综合治理矿区生态环境,实现经济、社会、环境的和谐发展。目前我国在矿区环境问题的治理上已经取得一定成绩,但仍需要进一步的提高:(1)鼓励企业自主创新,运用先进的技术手段以及设备,最大限度的减小煤矿开采对生态环境的破坏,预防重大污染事故的发生。(2)规范并健全矿区环境保护的法律法规,制定矿区环境治理相关标准,结合不同矿区特点制定经济合理的治理措施。 作者:汪小龙成杰单位:山西东桉煤业有限公司中国矿业大学环境与测绘学院 煤矿开采论文:煤矿开采领域机电一体化论文 (一)机电一体化技术在采煤机中的应用和发展 (1)牵引特性好。采煤机在前进过程中提供牵引力,同时,在采煤机下滑过程中可实现发电制动;(2)能适应大倾角煤层开采的需要。电牵引采煤机的牵引功率较大,而且牵引电动机轴端安装了制动器,从而不依靠其他的防滑装置和措施就可以防止机器在停机时下滑,可用于倾角为40—50°的煤层开采;(3)运行可靠性高,使用寿命长;(4)反应灵敏,动态特性良好。电控系统可以根据采煤机的工作状态调整各种参数,以防采煤机超数运行,控制可靠方便;(5)重量小,结构简单,能量转换效率高;(6)能轻易实现遥控,牵引实现无级调速;(7)电牵引采煤机有着先进的全中文显示界面,可以提供操作步骤的提示,实时显示截割电机的功率和温度、采煤机的牵引给定速度等工作参数,使得易于操作,工作效率高;(8)相较于液压牵引采煤机,电牵引采煤机的节能降耗特性好,在环保方面具有优势。近年来,通过我国机电一体化技术的不断提高,电牵引采煤机正逐步走向成熟,为推动我国煤矿企业的整体生产技术的进步起到了积极作用。 (二)机电一体化技术在提升机中的应用和发展 当前,煤矿生产过程中机电一体化和自动化水平最高的设备就是全数字化交流提升机,提升机的内部和外部结构都实现了大幅的简化。以内装式提升机为例,其在结构式将驱动和滚筒两大结构合为一体,较好地体现了机械、电子、计算机和自动控制等各个技术环节的综合应用水平,使得设备安全高效;全数字化交流提升机高度适当可靠,采取总线方式,简化电气安装的工作;全数字化提升机具有完整的诊断设施,可以实现自我诊断,还能进行重复性故障寻址和部分便捷的通信功能;设备硬件在兼容性方面较为完善,可以进行软件控制,如完成软启动和瞬时加速的改变。在九五计划期间,我国就已经研制成功了具有自主知识产权的全数字化提升机,而且完全实现国产化,优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。由于其性能先进、操作简单、工作可靠性和准确性高,很符合当代煤矿生产的发展需求,目前已成为了各煤矿企业的首选机型。 (三)机电一体化技术在带式输送机中的应用和发展 目前,现代化综合机械化采煤一般带式输送机作为主要运输方式。带式输送机的特点是长距离连续输送、输送量很大、运行效率和可靠性高和易于实现自动化,已成为我们煤矿井下的主要运输原煤的设备。因此,将机电一体化技术运用到带式输送机已成为八五计划期间实施的日产百万吨煤综采设备项目之后的研究热点之一。近年来,我国在带式输送机优秀上都有了很大提高,也研发出了新的产品。目前,我国普遍采用行星齿轮减速器、调速型液力耦合器等驱动系统,特别是机电一体化的CST可控软启动装置,可以使得两条皮带运输机由一台或几台CST驱动,它具有平滑起动运送大惯性载荷的特点,解决了带式输送机长距离、大运量驱动难题,但是,由于动态分析、启动延迟等技术的限制,我国带式输送机一般为3点驱动,限制了输送机的长度和运量。而且,输送机的在线监控功能、可靠性、灵活性和寿命较发达国家相比存在一定差距,还需要进行深入的研究。 (四)机电一体化在煤矿开采领域其他装置系统中的应用和发展 煤矿开采过程中,最为常见的支护设备就是液压支架,其稳定性和可靠性决定着煤矿开采的效率和安全。并且随着机电一体化技术的不断的发展,液压支架逐步转变为由电液控制。乳化液泵站的液体流量大、压力高,且已成为支护设备液体的主要来源。并且其可以根据支护设备实际用液量对进行供液量的自动调节。液压控制与计算杌技术的结合,可以实现设备成组的自动移架或定压双向邻架,从而避免对顶板及支架产生过大的冲击载荷。近年来,TCK钢丝绳损伤定量检测系统以其监测精确度高、稳定性和可靠性强,适用范围广,使用方便的特点,可以进行钢丝绳的损伤检测,不但效率高,而且减小了事故发生的概率。上个世纪80年代以来,我国通过对国外先进的煤矿安全生产监控技术的研究,并且根据我国国情,利用机电一体化技术研制出了较为先进的、具有较高智能化水平的煤矿安全生产监控系统。从近年来煤矿生产的应用来看,其在煤炭开采的安全管理方面的作用至关重要。 (五)结语 综上所述,机电一体化技术在我国煤矿开采领域的科学合理应用和广泛推广,有效地提高了煤矿企业的生产效益和安全保障,对减轻煤矿工人的劳动强度,具有重要的现实意义和发展潜力。因此,将机电一体化技术与传统的煤矿机械设备进行有机结合,坚持以人为本的原则,不断深化这项技术在煤矿开采领域的研究,对于我国煤炭工业的良性发展具有深远的意义。 作者:赵铁军 单位:中国平煤神马集团梨园矿 煤矿开采论文:煤矿开采企业安全生产论文 一、煤矿开采企业安全生产管理体系的运行 煤矿开采安全管理体系的运行,要充分考虑到煤矿开采中的人员安全、环境保护、机械维护、管理工作等问题,从而对煤矿开采的整个过程进行全程优化,合理地利用现有的人力、物力资源,并结合煤矿中的具体环境,让煤矿开采方式达到最佳。同时,煤矿开采企业安全生产管理体系的运行,也离不开政府的监督和指导,只有企业、政府两方面相互配合,才能真正实现煤矿开采的安全管理。 二、构建煤矿开采企业安全生产管理体系的必要措施 (一)保障人身安全的有效措施。为了保证煤矿开采企业中每一位成员的人身安全,一定要强化安全生产观念。企业有责任对所有的员工进行合理、到位的煤矿开采方面的安全思想、安全知识的教育,使企业的职工能够意识到安全生产的重要性,明确企业、政府对安全生产的要求和规定,从根本意识上提高警惕,防止危险事件的发生。要想真正的实现安全管理,仅仅靠提高职工的安全意识是不够的,还要对职工进行安全知识和技能的培训。企业应当建立一个专门的培训部门,对于新职工进行岗前培训,对于老职工进行定期的培训和演练,并且针对不同员工所从事的具体工作的不同、员工的自身素质的差异进行区别性培训,从而有效地提高职工们的整体安全生产能力,做到在生产过程中保障自身和他人的安全。 (二)保障机器安全的有效措施。在煤矿开采中,所使用的一般都是大型的机械设备,这些设备一旦出现问题,不但会影响到煤矿开采的进度,还有可能造成破坏性的后果,为煤矿开采企业带来重大损失。因此,要加强对于机械安全的管理。一是在选用一些煤矿开采设备的时候,要充分考虑煤矿周围的具体环境,考察机械设备能否在这种环境中运行,采用哪种设备更能节约时间和人力。二是在煤矿开采的过程中,要注意设备的更新和维修。要分配专门的机械管理人员,对机械进行检查,一旦发现问题,立即处理,并及时对陈旧的设备进行更新,通过使用先进、安全的设备来保证煤矿开采的顺利进行。 (三)保障环境安全的有效措施。保障环境安全,一般要做到以下几点:第一,要保障矿井及周围环境中的气体环境安全。在煤矿中,往往含有大量的瓦斯,这种气体既是一种清洁高效的能源,也是一种对大气有着极大危害的污染性气体,并且由于其具有毒性和易燃性,就必须在进行煤矿开采时,做好对瓦斯气体的处理,避免其污染环境或造成火灾、爆炸等危险事件。第二,要保障矿井周围土地资源环境安全。在煤矿开采的过程中,难免会对周围的土地造成破坏,在开采完煤矿之后,地表或者地下矿井中将会形成采空区,容易发生坍塌等事故,在煤矿开采的过程中,要注意对采空区进行及时的填充,保护好土地环境。第三,要保障水资源环境安全。在煤矿开采过程中,有可能会导致水资源的流失和污染,也有可能会因处理不当而遭受水灾。因此,要加强对煤矿开采中水资源的管理,保护好水资源,同时,也要避免水文事故的发生。 (四)保障管理安全的有效措施。一是要保障煤矿开采企业的安全管理,就要不断的对管理方式进行创新。在对煤矿开采管理工作进行长期的总结之后,不难看出,管理工作从来不是独立存在的,而是与煤矿开采过程中的人员、环境和机器等各种要素相互影响、相互作用的。因此,在对煤矿开采安全生产进行管理的过程中,就要考虑多个因素对生产过程所带来的影响,从根本上排除危险,为煤矿开采提供一种强有力的管理手段。二是要加强对煤矿开采的监督力度。建立起一个安全监督部门,对煤矿开采中人员的操作、机械设备的安全、对环境的影响以及管理工作进行严格的监督,并将煤矿开采中的各个要素紧密地联系在一起,加强整体性监督,防止在煤矿开采过程中发生意外事故。 三、结语 在我国的煤矿开采生产中,依旧还存在不少的问题,这些问题,都必须通过一种有效的管理手段来解决。煤矿开采安全生产管理体系的构建,有效地解决了我国煤矿开采企业中的安全管理问题。通过对这种管理体系不断地优化,加强对煤矿开采企业中各个部门及开采过程中的各种要素、各个环节的管理,实现煤矿开采的整体安全作业。只有这样,才能够让我国的煤矿开采企业不断地朝着安全、高效、环保的方向发展,实现煤矿开采的经济效益、社会效益和环境效益,为我国煤炭能源的开采发挥更有利的作用。 作者:王孝宾 煤矿开采论文:煤矿开采网络技术论文 一、煤矿开采的经济价值 有关科学家的分析,它在市场上的价值非常的昂高,储量超过一亿吨的煤矿估计值能超过2000亿元。它有着损益。首先从损害上分析:煤矿开采在项目开始实施时,会对环境造成一定的影响,从而引起一些空气质量和自然圈子标值的变化。所以,对于这些指标值的计算,就必须要采用科学的方法。其次,从煤矿开采的收益上分析,经科学家的推论和研究,总结出了一个公式:∑(CI—CO)t(I+r)/1=o,其中t=0.1.2.3….n。CI表示现金流入量,CO表示现金流出量,(CI—CO)t表示项目在第t年的尽现金流量,t=0表示项目开始运行的时间点,n表示项目计算期,其具体计算可通过内插法求,公式为:r=r1+[NPV1(r2-r1)]/[NPV1+NPV2],其中r1表示当净现值为接近于零的正值的折现率,r2表示当净现值为接近于零的负值时的折现率,NPV1表示低折现率时净现值的正值,NPV2表示采用高折现率时净现值的负值,其中r1与r2之间不应超过百分之二。从上面几个公式总结出,煤矿的开采对于现在社会的经济价值能够达到一个前所未有的前景。 二、煤矿开采的安全设施 做任何事情必须考虑的前提因素就是人的安全,所以,在开采煤矿的时候,在安全方面就是尤为重要的。(1)根据《煤炭法》,《矿山安全法》和《煤矿安全监察条例》制定本规程;(2)在中华人民共和国领域从事煤矿生产等活动,必须要遵守以上规程;(3)煤矿企业必须建立并健全各级领导安全生产责任制,法规,规章,规程,标准和技术规范;(4)在开采煤矿使用的机械样品中,必须设置安全机构;(5)煤矿企业必须支持群众安全监督组织等活动,发挥职工群众安全监督作用;(6)煤矿对于作业人员进行安全培训,开采煤矿要实时的注意安全问题,遵守好国家及其企业所制定的安全规章制度,不经培训,不得上岗;(7)煤矿企业在即将开采的时候,要对作业人员再次强调下井时应该注意的细节,人们往往就是不注意一些细节而导致悲剧性的发生。 三、网络技术对于煤矿开采的应用 1.计算机网络的建设与改造当前的网络状态是省级与下属部分企业的广域网,而省辖市网络没有有效的连接进来,网络本身是个大体结构,所以,要应用网络的结构把各省级,各省级所属的下属企业和省辖市网络连接起来,对网络进行省级和优化。可以运用网络计算机解决煤矿开采的安全问题,它可以随时的提供地理位置信息,并且能够全面的进行对地图的缩小,放大,找查,漫游,全图,测距,鹰眼图层设置等常规的地图操作功能,同时,还负责实现各种模拟量,开关量的图形,数据等实时信息的显示。数据库服务器主要存储全部的非地图数据,包括设备数据,环境数据,管理数据等实时信息,同时,数据库服务器还要提供相应的统计,查询等功能的具体数据来源。所有数据在计算机网络保护下不会丢失,而且存储量非常大,找查也方便,也能快速从一个地方传递到另外一个地方。无需人力,稳定快捷,且不会在传送途中丢失。2.计算机的分区管理计算机可以实现内外网逻辑隔离的同时,满足外界通过身份验证访问内部网络的业务需要,从管理的角度可以将煤矿安全监控网络化分为两个部分。3.计算机对煤矿工资的便捷分配从经济的角度出发,开采煤矿需要大量的机械工具和作业人员,进而使其需要一个较大资金量的流程,如果认为会比较的繁琐,计算机不仅仅能够快速的计算出每一位作业人员和机械设备所需要的资金,还能够准确无误的保存在计算机的硬盘上面,方面快捷的查询流出的资金和资金的分配量的大小,更能够为其他工作人员解决他们对于资金上的疑问,避免一些不必要的麻烦。4.计算机对煤矿结构的客观分析由于地理条件和一些外界条件的限制,煤矿开采必须在一个稳定而又安全的基础上才能够进行作业。通过网络技术的提升,能够准确无误的查询哪些地方有煤矿,哪些地方能够开采到优质的煤矿,煤矿地区周边环境的影响大小,煤矿开采需要深入在地面下,所以,必须对于其中土壤和石层进行准确的判断,计算出其中承重能力的大小,抗震动幅度的大小等安全因素。5.计算机对煤矿开采地质工程的管理开采煤矿的准备十分的复杂,对于煤矿开采要知道地理性质:大陆按照高层特征,可以分为高山,丘陵,平原,高原,盆地和洼地等地形单元,其中,低于海波1000m的平原,丘陵,盆地面积最大,陆地部分最主要的地形特征是由一系列呈弧形或线形展布的山系。其中,海波在500-1000m的成为低山,1000-3500m的成为中山,大于3500m的成为高山。陆地上还有被山系所分隔,表面稍有起伏,内部相对较差,一般不超过数十米的平原和高原,他们面积较广。海拔高程在600m以上,表面较为平坦或略有起伏的广阔地区成为高原。此外尚有四周为山系或高原限制的低地,因其外形似盆而成为盆地,介于山地和平原之间的高低不平,连绵不断的低矮浑圆的小山丘地称为丘陵。大陆上有众多的河流组成的水系和湖泊,是地球表面的重要特征。通过计算机网络能准确的探测煤矿的地理位置及其开采工程措施:矿井地质结构按其规模的大小对生产的影响程度,可分为大,中,小三种类型。大型构造是指决定井田边界的大型断层,这类结构在勘探阶段通过计算机网络技术查明;中性构造是指分布在井田范围内,影响水平,采取划分和巷道布置的次一级构造,它对煤矿生产影响极大,是矿井地质工作的重点;小型构造是指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级断层。大,中,小三种类型地质构造之间存在着密切关联,大型构造控制中,小型构造,小型构造反映大中型构造。因此,在工作中应该把大,中,小型构造的研究有机地结合起来。计算机网络技术能准确的分析底层表层,中层,底层的结构,不需用大量的劳力去一层层的翻出,只需计算机和专业的一些勘探地质设备的结合就能探测出哪些地质能开采煤矿。有些地质存在着断层,而断层对开采煤矿有影响;响砖眼的爆破效果:当岩石中节理发育时,炮眼方向如与主要节理组平行,会在爆破的时候沿裂缝面漏气,爆破效果大大降低:影响开采效率;在回采高变质和地变质煤层时,根据节理面的方向和发育程度,合理布置回采工作面,可以提高生产效率;影响顶板控制方法:煤层顶板岩石节理发育时,工作面顶板支护一般不能用顶柱,应该采用顶梁,并且顶梁不能平行主要裂缝组方向,应与主要裂缝组有一定的交角,以防止顶板沿裂缝面冒落。这些负面的影响就可以通过计算机网络技术提前控制好,并能准确的度好尺寸,能精确到0.00毫米。 四、总结 综上所述,通过本人对煤矿采集在计算机网络方面的应用上的一些简单讨论和煤矿采集的安全措施,使人们知道了煤矿的开采需要地质条件的允许,煤矿开采有着很大的风险,所以,在开采煤矿的时候,要充分的做好准备。通过网络技术来探测煤矿采集的地质条件,通过计算机网络技术来提前拟定一个施工工程技术,通过网络计算机技术来做好必要的安全措施,让煤矿的开采更具有经济价值和更多的资金流入。随着网络不断的发展,煤矿在网络计算机方面会有更高更亮的发展前途。网络的普遍性和科学性,改善了许多人们的生活观,现在网络技术可以达到在无人的条件下也能让机械工具正常运转,在开采煤矿个机械工具中,网络技术可以让作业员们更轻松,做事情也能达到事半功倍的效果。网络技术造福人类,推进整个国家的发展。由于本人的知识水平有限,因此,本文如有不到之处,还望不吝指正。 作者:李晓丽 单位:中煤科工集团常州研究院有限公司 煤矿开采论文:煤矿开采的机电一体化论文 (一)机电一体化技术在采煤机中的应用和发展。 机电一体化技术在采煤机的应用的典型实例之一就是电牵引采煤机。相比于传统的液压牵引采煤机,其具备的优势和特点如下所述:(1)牵引特性好。采煤机在前进过程中提供牵引力,同时,在采煤机下滑过程中可实现发电制动;(2)能适应大倾角煤层开采的需要。电牵引采煤机的牵引功率较大,而且牵引电动机轴端安装了制动器,从而不依靠其他的防滑装置和措施就可以防止机器在停机时下滑,可用于倾角为40—50°的煤层开采;(3)运行可靠性高,使用寿命长;(4)反应灵敏,动态特性良好。电控系统可以根据采煤机的工作状态调整各种参数,以防采煤机超数运行,控制可靠方便;(5)重量小,结构简单,能量转换效率高;(6)能轻易实现遥控,牵引实现无级调速;(7)电牵引采煤机有着先进的全中文显示界面,可以提供操作步骤的提示,实时显示截割电机的功率和温度、采煤机的牵引给定速度等工作参数,使得易于操作,工作效率高;(8)相较于液压牵引采煤机,电牵引采煤机的节能降耗特性好,在环保方面具有优势。近年来,通过我国机电一体化技术的不断提高,电牵引采煤机正逐步走向成熟,为推动我国煤矿企业的整体生产技术的进步起到了积极作用。 (二)机电一体化技术在提升机中的应用和发展。 当前,煤矿生产过程中机电一体化和自动化水平最高的设备就是全数字化交流提升机,提升机的内部和外部结构都实现了大幅的简化。以内装式提升机为例,其在结构式将驱动和滚筒两大结构合为一体,较好地体现了机械、电子、计算机和自动控制等各个技术环节的综合应用水平,使得设备安全高效;全数字化交流提升机高度适当可靠,采取总线方式,简化电气安装的工作;全数字化提升机具有完整的诊断设施,可以实现自我诊断,还能进行重复性故障寻址和部分便捷的通信功能;设备硬件在兼容性方面较为完善,可以进行软件控制,如完成软启动和瞬时加速的改变。在九五计划期间,我国就已经研制成功了具有自主知识产权的全数字化提升机,而且完全实现国产化,优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。由于其性能先进、操作简单、工作可靠性和准确性高,很符合当代煤矿生产的发展需求,目前已成为了各煤矿企业的首选机型。 (三)机电一体化技术在带式输送机中的应用和发展。 目前,现代化综合机械化采煤一般带式输送机作为主要运输方式。带式输送机的特点是长距离连续输送、输送量很大、运行效率和可靠性高和易于实现自动化,已成为我们煤矿井下的主要运输原煤的设备。因此,将机电一体化技术运用到带式输送机已成为八五计划期间实施的日产百万吨煤综采设备项目之后的研究热点之一。近年来,我国在带式输送机优秀上都有了很大提高,也研发出了新的产品。目前,我国普遍采用行星齿轮减速器、调速型液力耦合器等驱动系统,特别是机电一体化的CST可控软启动装置,可以使得两条皮带运输机由一台或几台CST驱动,它具有平滑起动运送大惯性载荷的特点,解决了带式输送机长距离、大运量驱动难题,但是,由于动态分析、启动延迟等技术的限制,我国带式输送机一般为3点驱动,限制了输送机的长度和运量。而且,输送机的在线监控功能、可靠性、灵活性和寿命较发达国家相比存在一定差距,还需要进行深入的研究。 (四)机电一体化在煤矿开采领域其他装置系统中的应用和发展。 煤矿开采过程中,最为常见的支护设备就是液压支架,其稳定性和可靠性决定着煤矿开采的效率和安全。并且随着机电一体化技术的不断的发展,液压支架逐步转变为由电液控制。乳化液泵站的液体流量大、压力高,且已成为支护设备液体的主要来源。并且其可以根据支护设备实际用液量对进行供液量的自动调节。液压控制与计算杌技术的结合,可以实现设备成组的自动移架或定压双向邻架,从而避免对顶板及支架产生过大的冲击载荷。近年来,TCK钢丝绳损伤定量检测系统以其监测精确度高、稳定性和可靠性强,适用范围广,使用方便的特点,可以进行钢丝绳的损伤检测,不但效率高,而且减小了事故发生的概率。上个世纪80年代以来,我国通过对国外先进的煤矿安全生产监控技术的研究,并且根据我国国情,利用机电一体化技术研制出了较为先进的、具有较高智能化水平的煤矿安全生产监控系统。从近年来煤矿生产的应用来看,其在煤炭开采的安全管理方面的作用至关重要。结语:综上所述,机电一体化技术在我国煤矿开采领域的科学合理应用和广泛推广,有效地提高了煤矿企业的生产效益和安全保障,对减轻煤矿工人的劳动强度,具有重要的现实意义和发展潜力。因此,将机电一体化技术与传统的煤矿机械设备进行有机结合,坚持以人为本的原则,不断深化这项技术在煤矿开采领域的研究,对于我国煤炭工业的良性发展具有深远的意义。 作者:赵铁军单位:中国平煤神马集团梨园矿 煤矿开采论文:合盛煤矿开采水环境论文 1合盛矿井开采对水环境的影响分析 1.1含水层破坏情况在采煤过程中,由于矿井水的疏排,会对地下水位造成下降影响,形成以开采水平为基准的地下水位降落面,进而形成以采区为中心,含水层影响半径为半径的降落漏斗。由于合盛煤矿开采煤层位于山西组石灰岩岩溶裂隙含水层内,煤矿开采过程中矿井水疏排直接影响石炭—二叠系碎屑岩裂隙含水层。而煤矿开采后会在顶板岩层形成一定高度的冒落带、裂缝带和缓慢下沉带,所形成的导水裂缝带高度波及到煤层上部含水层时,就成为含水层对矿井充水的通道。依据井田内钻孔资料,按照有关计算煤层导水裂缝发育高度公式。2#、4#煤层顶板属中硬顶板,开采形成的最大导水裂缝带高度分别为37.71m、52.43m,考虑到两煤层间距为10m,且2#、4#煤主要充水含水层为其上覆砂岩裂隙含水层,根据开采煤层所在地层位置,以及煤层顶板发生垮落,2#、4#煤层形成的导水裂缝带均能沟通其含水层(或上一层可采煤层开采形成的采空区积水),对煤层上覆的太原组K2~K5灰岩含水层以及山西组的K7、K8砂岩含水层进行破坏,见表2。但正常情况下本井田开采导水裂缝带不会直通地表。 1.2地表破坏情况为进一步分析开采后对煤层顶板的影响,根据采煤塌陷区土地破坏性等级划分表分析可知:1)2#煤开采后,井田大部分面积地表将受到重度—极轻度破坏,但是在井田的西南角,地表将受到重度破坏。2)4#煤开采后,井田内东北及东南角地表受到极轻微的破坏,其它地段地表将受到重度—极轻度破坏,但在井田西南角地表有受到重度破坏。采煤引起地表塌陷将改变地表的形态和河道的坡度,对河道周围的汇水条件造成一定程度的影响,同时由于沉陷盆地的边缘有地表裂缝产生,会引起地表水下渗,因此,地表沉陷除了对井田内河流汇水条件有影响外,还将会影响地表水资源量。 2矿井开采防治水措施 1)井田及周边煤矿采空区均有积水,对合盛矿井的开采有很大的威胁,在开采时一定要加强“探放水”工作,遇有顶板淋水、渗水增加、煤层“出汗”、巷道涌水量增加等突水预兆时应立即停止采掘,撤离人员,并向调度室等管理部门汇报。2)在开采断层、陷落柱附近煤层时,一定要注意构造导水,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,钻进时发现煤岩松软,片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大,顶钻等异常时,必须停止钻进,且不得拔出钻杆,立即向有关领导汇报,以杜绝突发的水灾事故的发生。3)经常了解周边矿井的采掘动向,做好周边矿井采空区范围的调查工作,相邻矿井之间矿界处应留有足够的矿界保安煤柱,严禁越界开采,防止发生连锁透水事故。定期维护好各型水泵的排水管路、阀门及排水用的配电设备,保证井下水流及时畅通地排出地面,在雨季前组织全面检修,并对全部主排水泵进行联合排水试验,定期清理井底水仓、水沟的淤泥。4)据煤矿开采对奥陶系灰岩岩溶水含水层的影响分析,在对断层等合理留设安全煤柱后,煤矿开采不会破坏奥灰水,对区域奥灰水水量影响很小。因此正常的煤矿开采对井田及周边村庄供水基本没有影响。 3结论及建议 1)坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,在F1断层附近一带禁止采煤,可以保护郭庄泉域岩溶地下水不受破坏。2)矿井应查清井田内带压开采条件,禁止采用降压排水进行采煤。制定带压开采条件下,防治奥灰水突水的应急预案。3)全井田范围共有多个村庄,由于矿坑排水将破坏井田内大部分水资源量,为了防止采煤对当地居民的正常生活造成影响,应及时解决当地居民的正常生活用水。4)应强化地下水监测工作,建立地下水动态观测系统,制定防水治水措施,确保矿井安全生产。 作者:王飞单位:保利能源控股有限公司山西保利合盛煤业有限公司 煤矿开采论文:煤矿开采沉陷防治技术研究论文 摘要:本文针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响,并以减轻危害程度为目标,根据各个矿区应合理的应用采矿方法和工艺,来防治和控制开采沉陷。 关键字:开采沉陷土地复垦沉陷控制 山西是煤炭大省,煤炭的开发为山西经济快速持续发展提供了基本保证,然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出,开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等,这都是开采引起的岩层移动,是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源,有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转,各集团公司都加大了环境的防治和治理,对煤炭事业来说,功在当代,利在千秋。 一.沉陷的防治技术途径 沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑;(1)对开采沉陷的控制,即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施,来减少地表下沉,控制地表下沉速度和范围,达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。(2)开采沉陷破坏的恢复和整治,运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术,对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。 1.1.1全部充填开采 在煤炭采出后顶板尚未冒落之前,用固体材料对采空区进行密实充填,使顶板岩层仅产生少量下沉,以减少地表的下沉和变形,达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法,其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施,还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大,吨煤成本相应的增加。 1.1.2条带开采 根据煤层和上覆岩层组合条件,按一定的采留比,在被开采的煤层中采出一条,保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动,控制地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多,工作面效率低。 1.1.3覆岩离层带充填 根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性,在煤炭采出后一定时间间隔内,用钻孔往离层带空间高压注浆,充填,加固离层带空间,将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构,使离层带的下沉空间不再向地表传递,以减少或减缓地表下沉,保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大,再近一步研究。 1.1.4限厚开采 根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力,以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据,确定可开采的煤层厚度,开采是仅回采这一厚度的煤,其余各煤层均不开采,以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低,仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。 1.1.5协调开采 厚煤层分层开采时,合理设计各工作面的开采间距,相互位置与开采顺序,使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分,以减少采动引起的地表变形,保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距,因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。 1.1.6“采-注-采“三步法开采 充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用,应用荷载置换的原理,进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采,有效的对岩层移动和地表沉陷的控制,解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率,保护了地面建、构筑物,但也存在工艺复杂,成本较大等缺点。 二.土地复垦技术 2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦 (1)地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放,既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料,即可使采煤破坏的土地得到恢复,又能减少矸石的额占地。转 (2)利用电厂的废弃物--粉煤灰充填沉陷区复垦土地,可以化两害(沉陷区、粉煤灰)为三利(电厂、煤矿、农民三放面有利)。 2.2.2平地和修建梯田复垦 对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带,可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度,应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定,田间坡度的大小和坡向,应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。 2.2.3输排法复垦 开挖排水渠道,将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等,作为蓄水用,是沉陷水淹地重新得到耕种。 2.2.4深挖垫浅复垦 运用人工或机械方法,将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深,适合养鱼、蓄水灌溉等,用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区,使其成为可种植的耕地。 2.2.5积水区综合利用技术 对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区,科学的综合利用,发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。 2.2.6固体微生物复垦技术 煤矸石添加适量微生物活化剂,经过一个植物生长期(约6个月)就可建立起稳固的植物生长层,形成熟化的土壤。 三.结束语 开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因,有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法,近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验,这种方法可使采场没有或减少垮落带,能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大,输送倍线大,管路易阻塞,如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。 开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术,矿区生态复垦技术等多学科知识,对地表塌陷进行综合治理和开发利用,才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。 煤矿开采论文:煤矿开采对地质环境的影响及对策 摘要: 煤炭对工业发展的影响非常大,在工业发展中使用最多的就是煤炭资源,煤炭用途广泛、用量大,煤炭资源对工业发展具有重要的影响,如果工业发展缺乏煤炭资源,其发展一定会受到严重的影响,可以说煤炭是工业发展的基础,所以说,煤矿开采是非常重要的,相关部门应该提高对煤炭开采的重视程度,煤矿开采以及使用会影响到国家或者一个地区的经济发展,煤矿开采可能会带来极大的经济效益,但是,现在煤炭开采引发了很多的地质环境问题,地质环境受到了严重的影响,比如说,造成了严重的地面塌陷、泥石流以及其他地质环境问题,地质环境问题十分突出,不仅如此,就连我国的经济发展也因此受到影响,所以在这种情况下,就需要对煤矿开采过程进行监督与管理,文章主要分析了煤矿开采带来的地质环境问题,并且提出了相关的解决对策,希望可以促进煤矿的绿色开采,改善地质环境问题,促进经济的可持续发展与进步。 关键词: 煤矿开采;地质环境;影响;对策 0引言 煤炭是我国工业生产中使用非常多的一种资源,而且煤炭资源具有不可再生的特点,属于不可再生资源。煤矿开采过程比较复杂,涉及到很多的环节与一些关键的技术方法,如果开采不当或者是未能合理使用相关方法技术,就很容易诱发严重的地质灾害,所以,降低煤矿开采对地质环境的影响是非常重要的。本文通过分析这些地质灾害的影响,提出具体的解决措施,不仅可以有效的改善煤矿开采对地质环境的影响,促进煤矿开采的健康发展,并对国家经济稳定发展具有重要意义,同时还可以保证煤炭开采工作人员的生命安全,尽可能地减少煤炭开采对人员的伤害,由此看来,本文研究非常必要,而且具有深远的意义。 1煤矿开采诱发的地质环境灾害 1.1地面塌陷和地裂缝 在对地下煤层进行开采时,其矿体水层也会随着排出来,这样一来,地下采空区的岩体应力就会失去原有的平衡,从而导致上覆岩层出现变形、移动,严重的还会被破坏掉,最终地面会出现沉降或者是巨大的裂缝,形成严重的地质灾害。通过对我国矿山开采进行调查发现,现在,由煤矿开采所造成的地面塌陷面积越来越大,而且每年都会出现新的地面裂缝,地面裂缝的覆盖率也在以很快地速度增长,地质灾害问题非常严重,有数据显示,由于煤炭开采导致的塌陷面积达到了2.2×10hm,由此可见,煤炭开采造成的损失是非常大的,地表塌陷与地面裂缝也使得地表建筑也受到了很大程度的破坏,很多距离开采点比较近的居民楼或者是大型建筑都由于煤炭开采而遭殃,出现了大量的人员伤亡,煤炭开采还对地面的植物产生了严重的影响,绿色植被破坏严重,影响了当地的自然环境质量。 1.2泥石流 在开采煤矿的时候会有很多固体废弃物产生,一旦到了雨季,这些固体废弃物就会被大雨冲刷,引发危害性极大的山体泥石流,人民的生命财产安全就会受到严重的威胁。通过调查发现,每一个煤矿区都会发生泥石流地质灾害,而且每年雨季泥石流都会引发严重的危害,泥石流伤害性特别大,在雨季想要进行人员、物资的转移也比较困难,被巨大的石灰石渣或者其他废弃物袭击,造成严重的经济损失和人身安全威胁。如果煤矿开采数量大,生产规模也比较大的话,那么泥石流造成的危害也会越大。最近几年我国经济生产比较快,对煤炭开采的程度逐渐加大,煤炭开采规模非常大,所以诱发了很严重的地质灾害问题。 1.3煤层自燃、矿井突水与瓦斯爆炸 除了上述地质灾害之外,煤炭开采还会引发严重的煤层自燃、矿井突水与瓦斯爆炸等问题,这也是危害强度比较大的地质灾害,而且发生的频率比较高。首先来说煤层自燃,当煤矿开采完毕之后,采空区会有残留的煤渣等,如果长时间在空气中就会发生氧化作用,从而引发自燃,形成严重的火灾,对人们的生命安全产生威胁,而且还会烧毁绿色植被,对空气质量造成影响,不利于可持续发展;其次,矿井突水的危害也比较大,当矿井采空区内部的积水渗透到生产区之后,就会形成严重的矿井突水,矿井突水所造成的损失也是非常严重的;最后,瓦斯爆炸事件是非常容易发生的,全国各地煤矿开采过程中都出现过瓦斯爆炸的问题,而且瓦斯爆炸具有不可预料性,很难对其进行预防控制,危害极大。 2处理煤矿山地质环境问题的基本对策 2.1实施绿色矿山生态重建工程 煤矿山重建工程的开展对于恢复煤矿环境具有很大的帮助,但是煤矿山生态重建需要在分析本地自然气候条件的基础上进行,遵循植物生长的规律,切不可盲目的在矿区种植大量的绿色植物,盲目种植不仅起不到生态环保的效果,同时还会出现植物枯萎或者是死亡的问题,植物资源得不到充分的利用,造成严重的植物资源浪费,所以需要考虑矿区的自然气候条件,从而选择与自然气候条件相适应的植物进行种植,这样才能促进植物的健康生长,植物才会发挥出最大的作用,一定要采取因地制宜的种植理念,做到宜乔则乔,宜草则草,同时还要注重农林牧副渔之间的结合,对矿区进行科学合理的规划,种植与矿区自然条件相适应的植物,对水资源进行合理的利用,采用喷灌、滴灌的灌溉技术,节约水资源,提高复绿的效率,为矿区绿色化建设奠定基础。 2.2促进矿山生态环境保护法律体系的完善 现阶段,我国对煤矿开采方面的法律法规还不够完善,所摘要:煤炭对工业发展的影响非常大,在工业发展中使用最多的就是煤炭资源,煤炭用途广泛、用量大,煤炭资源对工业发展具有重要以在没有法律制约的条件下,很多企业和个人大肆开采煤矿,导致地质灾害频发,为了缓解这种状况,国家法律部门应该制定煤矿开采方面的法律法规,对于破坏地质环境的煤炭开采人员进行惩罚,从而有效的改善矿山环境。当前煤矿开采引发的地质灾害越来越严重,在这种情况下依靠强制的手段对矿山环境进行监管与保护是非常有必要的,在强制管理下,开采人员会形成环境保护意识,让他们主动地加入到保护煤矿山环境行列中来。 2.3明确矿山环境资源产权制度 在对煤矿进行开采时,有些企业或者是个人会将开采带来的地质危害通过一些不正当的手段证明为自然灾害等嫁接给社会,让社会承担责任,而自己逃脱责任,这都是由于环境资源产权不明而导致的。所以建立起明确的煤矿环境资源产权是非常有必要的,这样能够使得矿山环境保护的责任人更加明确,让其自己承担破坏地质环境的后果,很多开采煤矿的人都只是重视自身的经济利益,忽视环境保护,所以他们会毫无忌惮的开采煤矿,当形成了明确的资源产权制度之后,其开采人员就需要对矿山负责,他们就会自觉的保护环境,做到合理开采,从而形成保护矿山的意识,减少地质灾害的发生。 2.4提高煤矿开采技术 煤矿开采之所以会出现严重的地质环境问题,除了与管理上与人员意识上有关系之外,与开采技术也有密切的联系。开采技术不成熟会导致开采效率降低,开采过程中出现严重的地质问题,所以需要提高煤矿开采的技术,使用新型的技术方法对煤矿山进行开采,保证开采的效率与质量,在开采过程中减少废弃物的排放,从而减轻环境受破坏的程度,更好地防治地质灾害,可以对煤炭地下采空区进行后期加固,对采空区进行回填处理,保证采空区的稳定,防止出现地面塌陷问题,为了更好地解决泥石流等地质问题,可以合理的利用煤炭开采产生的固体废弃物,将其移走铺设道路或者是采空区,避免其受到雨水的冲刷。 3结束语 通过上述分析可以知道,煤矿开采是一项很复杂的工作,在这个过程中有较大的经济利益产生,但是其引发的地质灾害也是不可忽视的,现在国家大力提倡可持续发展与科学发展观,所以需要使用各种方法降低煤炭开采所带来的地质灾害的影响程度,对煤炭开采进行综合、科学治理,实现煤炭开采的生态效益,促进经济效益与生态效益相结合。煤矿开采是不断发展着的,在以后的发展过程中,一定会研究出更好地预防并解决地质环境问题的技术与方法。 作者:李天平 单位:云南煤矿安全技术中心 煤矿开采论文:煤矿开采对地质环境的影响 [摘要]在深入分析煤矿开采对地质环境各方面影响的基础上,提出了管理制度、技术措施两方面为主要内容的防治办法,为煤矿长期协调发展、保护环境探索了一条新的途径。 [关键词]煤矿开采;地质环境;管理制度;技术措施 0引言 煤矿与工业的发展息息相关,煤炭是用途最广泛的工业原料之一,是工业的粮食,因此煤矿的开采与使用对国家以及地区的经济发展起着至关重要的作用。在已探明的能源储量中,与石油天燃气等化石能源相比,我国的煤炭资源非常丰富。随着我国现代化进程的不断加大,我国对能源的需求量越来越大。尽管国家在大力发展核电、水电、风能等新能源,但是根据有关部门预测,到2020年,我国煤矿的开采量将会达到34亿t,在相当长的时间内煤炭作为我国主要能源的地位不会改变。 1煤矿开采对地质环境造成的影响 煤炭的开采往往会破坏生态环境,会占用土地、造成土地塌陷,污染地下水,开采过程中产生的废气、煤岩尘污染大气。避免污染环境是煤矿开采过程中必须解决的重大问题[1-2]。 1.1煤矿开采对土地的影响 开采煤矿要占用土地来建设工业广场和道路等,煤矿开采过程中常会引起地表的塌陷。据统计,在我国的华东、华北平原地区,每年因为采矿造成的土地塌陷面积就多达6600km2。地表的塌陷会造成一系列的连带反应,不仅塌陷处的地质变得脆弱,塌陷处附近的地质也会受到影响,比如在很多塌陷土地周边的地表植被会被破坏、周边的建筑物会受到影响而破坏、周边的地表设施会被破坏[3]。 1.2煤矿开采会对地下水造成污染 煤矿的开采除了对地表会造成损害以外,对于地下水也会造成一定的污染。我国的淡水资源本来就非常匮乏,特别是在西北地区,开采煤矿还会浪费很多的淡水资源,造成地下水的流失和污染。有关数据显示,由于煤矿开采,造成山西省至少30万人饮水困难[4]。由于矿区对环境的保护措施不完善,甚至是矿区附近的环境有的本身就非常的糟糕,加之煤矿开采等诸多原因,产生的工业废渣、废水就使得本身就脆弱的地下水系统变得更加的脆弱。 1.3煤矿开采对环境的影响 在煤矿的建设和开采过程中,采掘的矸石等矿区固体的废物不断排放,淋滤使土壤受到严重的污染,也对周围环境带来了巨大的破坏。矿区的大量开采,破坏了植被,造成水土的流失,使大量土地沙漠化,使环境被严重污染。煤矿的开采对周围的环境造成巨大的污染,甚至危及到人们的生活和生命。 2煤矿开采对地质环境造成影响的防治措施 2.1建立健全管理制度 2.1.1建立清晰的矿山环境资源产权制度 只有明确了产权责任,才能明确矿山环境保护的责任单位和责任人。因为环境资源产权不明确,矿山开采者对环境进行破坏却把代价转嫁给社会,让社会来承担后果。矿主为了获取高额利润,在开采过程中不惜破坏矿山周围的环境。所以,当务之急是建立明晰的产权制度,使矿山的开采者成为环境的保护者,从根本上减少煤矿开采对地质环境造成的影响。 2.1.2不断完善矿山生态环境保护法律体系 当前,我国的法律法规中对矿山环境的规定侧重“三废”污染,国家要不断完善矿山生态环境保护法律,在法律责任中明确了对生态环境造成危害所负的责任。做到矿山的管理有法可依,有法必依,违法必究。 2.1.3实施矿山环境准入制度 在对煤矿的开发和利用中,必须严格执行矿山生态环境资源收费制度。对矿山的开采必须经过多个部门的严格把关,出具合格的手续,才能够允许进入。 2.2从技术上进行防治 2.2.1清洁生产 在煤矿开采过程中要逐步对生产技术和工艺进行更新改造,及时采用新工艺、新技术、新设备。只有生产技术和工艺做到精益求精,才能使污染物排放有所减少,甚至不排放污染物,做到清洁生产。比如把选煤厂的浮选工艺改为生物浸出工艺,这样就可以避免粉尘污染、噪声污染和热害污染,因而可以改变工人的工作条件,使他们的身体健康和生命安全有了切实的保障。通过清洁生产技术减少“三废”排放,只有这样,才能使环境污染破坏程度减轻,避免地质灾害的发生。清洁生产是治理环境污染的最主要的方法和途径。目前对煤炭开采实行清洁生产技术主要有:对地下采空区进行综合加固利用,对采空区进行充填以控制地面沉陷等。随着科技的不断发展,很多的清洁生产技术会不断地融入到煤炭开采中来。 2.2.2“三废”治理 利用煤矿开采产生的固体废弃物铺设道路、发电和生产建筑材料;通过循环利用煤矿开采过程中井下排出的废水,解决水资源贫乏问题,分级重复利用经处理的废水,并做到达标排放;煤矿开采中产生的大气污染,比如废气和粉尘等,可以通过安装除尘器、对路面进行洒水和种植植被进行处理。 2.2.3加强管理,预防地质环境恶化 第一,下大力气保护好水资源。因为目前我国煤矿在浅层开采的已经非常的少,很多的煤矿都转向了深部开采。因为浅部的煤矿开采已经使地表水干涸,在向深部开采的同时,地层中涸水水位也会逐渐下降。保护深层水资源,就需要对煤炭开发利用合理化,禁止乱开乱挖,深刻认识水资源的重要性,把保护意识贯彻到日常生产生活中。第二,建立煤矿开采审批监督机构,对煤矿的开采进行严格的管理和督查。按照各地的实际环境和地质状况,提高开采工艺和开采能力,使煤炭资源浪费现象减少。第三,建立技术先进的净水工程。煤炭资源丰富的主要产地,煤矿的开采是不可避免的,要不断提高煤矿地区的废水利用率,开采过程中保护好深水层的水资源。第四,依靠法治手段,对煤炭开采实行严格监督管理。使煤炭的开采做到有法可依,有法必依,违法必究。严格遵循法律法规,使煤矿开采区的地质环境得到保护,同时也使污染得到更好的治理,使环境得到更大的保护。 3结语 我国的经济在飞速地发展,环境的重要性越来越凸显出来,环境成为一种不可或缺的资源。环境如果长期受到污染,就非常难以恢复,煤矿的开采对地质环境有着非常重要的影响,甚至已经危及到人们的生产生活和生命,有很多的负面效应。所以一定要对煤矿开采带来的环境问题高度重视起来,一方面要对煤矿进行合理地开采,另一方面要做好环境的保护工作,使资源开发、社会和环境三者相互协调,相互促进。对新的煤矿开采技术要不断地研究,不断创新。只有使开采技术不断更新,才能从根本上解决煤矿开采对地质环境的影响问题,使煤矿区的经济持续、健康、协调发展,使环境得到优化和改良,还煤矿区水清、天蓝、草绿。 作者:相坤 单位:同煤集团 煤矿开采论文:煤矿开采安全管理策略与事故防范措施研究 0引言 中国煤炭资源丰富,已探明煤炭可采储量约1900×108t,但总储量估计可能高达4×1012t,如果加紧查清资源家底,运用先进科技合理化开发,可望维持供应100a甚至数百年之久。中国同时是煤炭开采大国,每年在煤炭采矿开采过程中都发生过安全事故,造成重大人员伤亡和巨大财产损失。因此,对煤矿开采的安全管理策略与事故防范措施尤为重要。 1煤矿采矿作业中的安全事故成因分析 在煤矿开采过程中,矿工一般都是在矿井下进行生产作业,井下环境具有光线暗、空气少、温度高、湿度大、粉尘多等特点,且随时都可能受到多种灾害的威胁,如矿压、瓦斯、煤尘、突水、火灾等,如安全管理和事故防范措施不到位,极有可能导致各类安全事故发生,一旦发生安全事故,轻则会影响采矿作业正常进行,严重时会造成井毁人亡的恶性后果。国内近几年各大地区煤矿安全事故的统计情况。东南、东北和中部地区的煤矿安全事故呈逐年上升趋势,中部地区每年的煤矿安全事故最多,其中最为常见的事故有瓦斯事故、冒顶事故、井下水灾、火灾等。鉴于此,加强煤矿的安全管理和事故防范尤为必要。引发井下安全事故的原因较多,大体上可归纳为以下几个方面。 1.1作业环境复杂多变 随着中国煤矿产量逐年提高,很多煤矿的采掘作业面都逐步向纵深方向发展,开采空间深入地下较深位置。由于地底与地面环境之间存在较大差别,加之地层土质稳定性欠佳、空气稀薄、光线较暗,给正常的生产作业带来了一定的阻碍,在这样的条件下进行开采作业,只要出现细微差错或失误,都可能引起严重煤矿安全事故。 1.2设备陈旧 国内大部分煤矿都兴建于20世纪,井下设备在长时间运行后,都或多或少存在一些问题。由于煤矿开采设备价格比较昂贵,更新换代需投入大量资金,所以很多煤矿企业的设备都比较陈旧,同时,受煤矿生产作业时间制约,设备维护维修很难按时进行,进一步加剧了设备老化速度,有些设备虽已出现问题,但为保证正常生产,仍带病运行,这给安全事故的发生埋下了一定隐患。 1.3人员安全意识薄弱 煤矿井下开采作业主要涉及以下人员:设备操作人员、采矿人员、设备检验人员、安全管理人员等,他们的安全意识高低与事故发生频率的高低有着直接关系。通过对国内各大煤矿安全事故进行调查分析后发现,很多意外事故都是人为因素引起的,人员的安全意识薄弱成为诱发井下安全事故的主要原因之一。 1.4安全管理不到位 很多煤矿企业在生产过程中片面追求经济效益,对安全管理工作没有给予足够重视,致使安全管理成为一种形式,其应有作用未能获得有效发挥。同时负责安全管理的人员在进行安全监督检查的过程中未能深入到矿井内部,仅仅是做一些表面功夫,致使安全管理形同虚设,给各类安全事故的发生埋下了隐患。 2煤矿采矿作业过程中的安全管理策略及事故防范措施 2.1安全管理策略 a)完善安全制度。为保证安全生产工作的贯彻落实,可将之与员工绩效结合到一起,并通过构建完善的安全生产制度,规范全体员工行为。同时要加大对违规违章作业的惩处力度,以此来减少不规范的操作,杜绝安全隐患;b)加大安全投入力度。煤矿企业应进一步加大安全方面的投入力度,对陈旧、老化的设备设施要及时进行更换,降低设备引发安全事故的可能性。同时,还应积极引进先进技术,以此来预防安全事故发生,如建设井下安全管理信息系统等;c)提高员工安全意识。煤矿企业要不断加强对员工的安全教育和培训,借此来提升员工安全意识,使其了解并掌握更多的安全防范措施,增强应对安全事故的能力。 2.2防范安全事故的技术措施 2.2.1防火安全技术 a)可在回采作业面的走向风道位置处加装CO传感器,报警值可设定为0.0024%,通过该设备能提前掌握作业面CO情况,从而及早发现高温和火点,及时做好防火灭火工作;b)采掘作业面的专职检查人员可随身携带CO测定装置,对作业面各个地点的CO情况进行排查,每个班次的检查不应少于3次,一经发现问题要及时汇报并进行处理;c)可在走向溜子道上设置防火工具箱,并确保箱内消防火设施齐全、性能完好。 2.2.2防水安全技术 a)在采掘作业面的准备及回采阶段,测量人员应及时对旧巷和采迹进行核实,并通过联系单的方式将旧巷和采迹与作业面的位置关系交待给施工段;b)当作业面遇旧巷前10m时,应采用套钎向旧巷和采迹打不少于2个探眼,并由瓦斯检测人员对有害气体的变化情况进行认真检查,发现隐患要及时采取相应措施进行处理,确认安全后方可进行作业。如果探眼中出现以下异常现象时:有水、有温度、有瓦斯和CO等,必须立即停止作业施工人员撤离现场,并向调度室进行汇报,待处理安全后,方可继续施工作业。 2.2.3防尘安全技术 a)由专人负责对采掘作业面的防尘管路进行维护,管路接至两道与作业面之间的距离不得大于15m,以此来确保作业面水源充足;b)设置专人对作业面进行洒水灭尘,借此来减少或杜绝井下煤尘堆积和飞扬现象。同时,在放炮前应及时进行洒水灭尘,并由专人负责定期对作业面上的各条巷道进行洒水清洗;c)应在作业面的入、排两道距离作业面30m以内设置防尘水幕装置,并确保雾化进行喷雾除尘。同时,在进行放货前后必须进行洒水灭尘。 2.2.4防瓦斯安全技术 a)采掘作业面应至少配备1名瓦斯检测人员,由其负责对作业面、回风道及存在瓦斯隐患的地点进行检查,每班不得少于3次。同时测风员应每天对作业面风量进行一次测定,如发现问题要及时进行调整,避免因风速过低而引起瓦斯积存的情况发生;b)应按照相关规定要求,在作业面回风巷内设置2个瓦斯传感器,并由维修人员负责对装置进行日常检查维护,每间隔10d左右,对装置进行一次充气、校正,以此来确保其灵敏度;c)应进一步加强气压变化预报工作,当气压下降时,必须做好瓦斯检查,发现瓦斯超限或积聚时,必须及时汇报,并采取有针对性的措施加以解决处理。 3结语 保证安全生产是煤矿企业的头等大事,在这一前提下,企业必须对安全管理和事故预防工作予以足够重视,通过采取合理有效的管理策略和事故防范措施,来确保煤矿井下作业过程的安全性,这不但有助于提高生产效率,且还能减少或杜绝人员伤亡情况发生,对于煤矿企业的健康、稳定、持续发展具有非常重要的现实意义。 作者:刁怀斌 单位:山西霍尔辛赫煤业有限责任公司安全督查科 煤矿开采论文:煤矿开采中安全管理的必要性 1煤矿安全管理的任务、意义与作用 为了保证这一方针贯彻落实到实处,各层领导需要树立安全意识以及责任意识,积极采取有效措施防止出现意外事故以及职业危害等。同时,广大的企业职工需要提高安全生产意识,严格按照有关的安全生产的规章制度开展工作,不断提高自我意识以及自我防御意识,企业也需要加强安全管理。企业应当根据自身的实际发展状况,设置综合目标、建立规范制度、计划组织、加强监督与教育、建立考核机制,综合运用各种管理手段,积极调动广大职工安全生产的积极性和主动性。提高煤矿灾害防治水平,需要不断地增加安全投入,及时采取切实可行的安全技术措施,有效地提高机械设备的安全性能,努力创造本质安全化的作业条件以及作业环境等。企业需要选择科学的安全决策,充分地保证安全技术选择的科学性、合理性、有效性,必须建立相应的安全管理机制,及时发现采矿工作中潜在的问题,对危险系统进行科学准确的评价,保证安全技术措施贯彻落实到实处。同时,煤矿企业需要科学有效的安全管理措施作为保障,加大安全技术研究的资金投入,进行合理有效的安全经济分析。因此,如果缺乏科学有效的安全管理,则企业无法实现安全生产。积极做好企业的安全生产,做好安全管理工作是煤矿企业实现煤矿安全开采的重要基础。企业安全生产状况与企业的管理水平有着直接的关系。企业加强管理,改善安全生产状况,有助于提升企业的劳动生产效率。反之,企业的管理混乱,经常出现意外事故,则会对企业职工的生命和财产安全造成很大的威胁,直接导致企业的工作效率低下,最终给企业带来巨大的经济损失,损毁企业的形象、声誉以及市场竞争力,严重制约企业的可持续发展。所以,应当积极做好安全管理工作,从根本上减少事故的发生,由此有效地改善企业的管理状况和生产技术,实现企业经济效益的最大化。 2煤矿开采中安全与效率之间的关系 企业开展经济活动的最根本目的是实现企业经济效益的最大化。对于煤矿企业而言,其属于一种高危险性和特殊性的工作,由于其自身的特殊性,安全是煤矿企业开展经济活动首先需要考虑的问题。一旦煤矿企业在煤矿开采过程中发生安全事故,则会极大地降低企业的生产效率,会给企业带来巨大的经济损失,甚至导致企业的破产。所以,煤矿企业需要对安全生产引起足够的重视。由此可以看出,企业必须处理好安全与效益之间的关系,并且需要充分地认识到安全与效益是息息相关的,企业只有充分保证安全生产,才能在一定程度上提高其工作效率,才能使企业实现高效发展。因此,企业务必要均衡好安全与效益之间的关系,在关注企业效益的同时,最大限度地保证安全生产。 3以新技术与新方法提高生产效率 随着机电一体化技术的不断发展与进步,机电一体化在煤矿开采领域的应用范围在逐渐地扩大。比如,矿井提升机、胶带输送机以及矿井的监控系统与生产检测系统等,均应用了机电一体化技术。通过在煤矿开采的过程中使用机电一体化技术,有助于实现施工数字化,同时大幅度提高煤矿开采的工作效率。加强使用机电一体化技术,能够实现自动报警、在线控制以及故障自动化诊断等使用功能,这些都极大地提高了煤矿开采的工作效率。所以,煤矿企业如果想要提高施工工人的开采效率,那么应当扩大机电一体化技术在煤矿开采过程中的使用范围,通过先进的科学技术指导煤矿开采工作,强化科技促进生产效率的观念。大修完的设备。首先要对新设备的坚固工作检查,安装运行一个班次后,要先检查各处的连接螺丝和零部件,经过一个班次的运转后,各处的螺丝、零部件都会产生配合、磨合作用,故此,必然会发生松动,及时检查坚固,是保证其必要连接强度的有效措施。对螺丝以及零部件的检查紧固,可有效避免返修。其次,要密切留意新设备的油压、气压、电流、温度等各项性能指标是否达到要求,如果未能达到要求,要立刻查明问题并解决,保证机械设备正常,否则,继续带着故障作业,对小问题视而不见,就会引发更大的问题,从而因为机械设备故障造成严重后果。 1)加大老设备的维修力度。老设备由于使用次数多,使用周期长,很容易出现故障,或者存在隐藏问题,故此,对老设备的维修力度要加大,并备好充足的配件,以便不时之需。在进行维修工作期间,要理清主次重轻问题,确保关键部位的正常。因为事故发生都是有个发生过程的,各级管理人员都要重视各阶段的问题,尽量避免更大故障的发生。 2)加强管理层管理力度。各阶层的管理层都要深刻意识到机械设备管理的重要性。因为管理层掌握着最充足的信息和最有效的控制能量,所以管理层本身就具有管理号召力。故此,只有管理层对机械设备管理工作有一个正确的认识并给予充分的支持,才能保证机电工作的顺利展开,以及确保各项管理制度落实到位。 3)培养全能技术人员。随着社会发展,单一的专业技术人员越来越显得乏力,特别是煤矿企业的机械设备管理知识中,只是懂得乃至熟练一门技术是远远不够的,深入井下工作的煤矿作业,任何时候都有可能发生机械设备故障突发事件,故此,单一的专业知识是不能满足井下煤矿机械设备管理工作。对机械设备的资料信息、正常使用、日常保养、故障维修等一系列技术都要掌握,煤矿机械设备管理部门只有配备了全面技术人才,才可以有效保证机械设备的正常使用。 4)加强对故障的预防。始终应把预防工作放在重要位置,始终贯彻防患于未然的正确方针,机械设备管理的中心指导思想应当放在预防上面,只有有效地制定预防策略,才能保障煤矿施工机械设备的正常作业,降低机械故障发生率。 4结语 作为工业基础的煤矿企业,如果没有一批完整、良好的机械设备投入工作,就只有面临被淘汰的危机。只有将机械设备的硬件和软件配备齐全才能保证煤矿企业的建设发展。技术人员准确分析机械故障产生的原因、制订切实可行的修理方案是目前煤矿企业发展的根本。不断提高工程机械修理水平是工程机械维修行业的不懈追求,也是国民经济快速发展的需要。 作者:赵立柱单位:晋能集团野川煤业有限公司 煤矿开采论文:信息技术在煤矿开采安全管理中的应用 煤矿开采安全管理信息化的实质就是开发研究多专业、一体化的信息综合管理系统,不仅能有效地满足管理层面多部门、多专业的动态监测要求,而且能为各级领导和基层工作人员提供决策依据,使煤炭资源合理配置,适应市场竞争环境,提高煤炭企业经济效益。 1煤矿开采安全管理中信息技术的应用情况 在互联网、办公自动化普及的社会背景,煤炭开采企业不断地吸收现代化的新理念、新工艺和新技术,有力地促进了煤炭开采企业信息、调度工作的信息化。信息、调度工作是煤炭开采企业各级领导的眼睛和耳朵,关系到整个企业的生死存亡,特别是在发生了重大事故时,它是企业各级领导指挥的通道,起到确保指挥的信息及时、准确、高效地传到各个参与救援的人员。还有建立在移动无线网络上的监控系统丰富了煤矿管理者的监控手段,使他们的监控更加方便,更加全面,提升了煤矿的安全系数。 1.1煤矿人员定位管理系统 煤矿人员定位管理系统是综合计算机软硬件技术、信息采集处理技术、无线数据传输技术、自动控制技术、网络数据通信技术等多学科技术应用为一体的煤矿安全监控管理系统。在办公终端可以了解到井下各区域内的人员情况、数量,整个系统的设备运行情况,显示当前井下员工中所有超出规定时间的员工、每个区域超出的规定人数,重点区域矿工活动情况等。该系统完善了原有监控系统,实现了现场观察跟踪和定位,实现矿井上下各地点的整体覆盖、组网,实现管理人员随时了解井下工作人员的工作状态。 1.2煤矿安全生产监控系统和事故预警系统 煤矿安全生产监控系统和事故预警系统是信息技术在煤矿安全生产中的具体应用,主要是为确保煤矿安全生产监控、综合管理和及时预警等,在这个系统内各个监管部门人员可进行交流,信息共享。系统管理者将重要事项在系统平台上公布,如:领导带班、生产运行、设备更换和维护等信息,还有各种监管检查的结果、煤矿自检及煤矿整改完成等情况。还有该系统平台管理极其方便,可以通过临时身份的认证,来取得访问该平台的一些权限。该系统能够及时、准确地将井下的各种开采及设备的情况实时传给井上的信息系统,从而管理人员能及时了解井下的各种情况,使煤炭调度管理工作做得更有效、更加合理。另一方面,当井下发生事故时,这个系统为救援工作提供准确的事故发生平面图,让救援人员迅速了解井下的各个员工的情况,及时采取合适的措施救援,从而提高应急救援工作的效率。该系统平台的设计主要是由服务器端和客户端构成。服务器是用来接收数据、解析数据,并进行存储并转移数据;客户终端是负责接收和发送数据的。该系统的发送设备是最先进的,它将原始基础数据发送给后台的服务器进行分析,并实时发送安全生产和监督管理等信息。平台的设计是采用J2EE技术架构、J2ME模式,很容易建设各种子系统,增设各种各类多层次的功能;并且该系统平台的操作界面简单,还可以应用移动通信技术实现移动的终端,很方便各个管理层人员及普通员工进行操作,方便相关领导及时有效地了解企业开采的各种情况,发生重大问题时准确及时做出决策,提高工作效率。 1.3产量销存监控系统 煤炭产量销存监控的系统是利用信息技术建立起一个产量销存监控的子系统,能及时准确汇总各个销售网点的库存煤炭情况,让企业管理层了解开采量、库存量、销售量的情况,同时,这个数据在各个部门间进行资源共享,有效地根据企业自身产品在市场竞争中的特点,及时准确地把握市场和企业自身的相关信息,有效排除人为造成的失误,减少企业的损失。因此,该系统是采用矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、称重显示控制器、隔爆摄像仪、网络硬盘录像机、移动的信号及局域网等硬件,组成一个煤炭产量销存监控的系统,实现煤炭产量信息产量销存的情况实时统计和共享。 2应用效果 煤矿安全事故的频频发生,各个煤矿企业都严抓煤矿安全开采,建立新的监控管理系统,改善煤矿开采的安全,提升煤矿监控和预防事故的能力。新的煤矿安全监测系统在应用中取得以下效果: 2.1实时监控,减少事故发生 实时监控是该系统的主要功能,在设计时将一些系统变量导入到监控系统中,在某些数据出现超过系统的设定的范围时,能自动提醒监管人员,减轻监管人员的压力。如瓦斯浓度超出规定范围,系统自动报警,让工作人员及时注意并做好相应的措施。又如,各煤矿设备运行的情况实时监控,出现异常时也能及时通知管理层人员,做好应急工作,从而减少企业的损失。因此,该系统有了实时的监控,建立系统传输数据和系统设备硬件的统一标准,规范煤矿安全监测,减少了瓦斯隐患和事故的死亡率。该系统平台还能通过网络跟踪整改和处理隐患是否到位,录入隐患分类图,并能显示出隐患地方的具体位置,有效地防止企业发生事故。 2.2提高了煤矿企业管理水平 规范了煤矿开采的秩序,减少重复的工作;发现开采工作的问题,及时分析解决,并与相关的人员共同分享,有利于提高员工的知识技能,也有利提高员工的综合素质,从而提高了企业管理层的监管水平。 2.3实现信息共享 让煤矿开采生产的情况实时共享,有利于管理人员合理地进行安全隐患排查,实时准确地了解煤矿安全开采的状况,合理安排开采计划,提高经济效益。 2.4方便管理 移动信息技术运用,让该系统有了移动的终端,管理员只要终端在手,无论在何处都可以使用该系统,进行共享和沟通全局信息,实时监控煤矿开采情况,第一时间得知出现安全事故或发现安全隐患等,提高了管理层了解企业情况的能力。 3结束语 信息技术在煤矿开采中应用,管理层人员及时了解煤矿内部瓦斯密度、通风情况、风力情况、气体指标、温度湿度信息等,有利于保障煤矿的安全开采生产,还能高效管理煤矿开采。随着移动通信技术飞速发展,移动网络的实现,煤矿管理人员利用移动设备的客户端进入管理界面,通过监控系统对煤矿内部情况进行监控和指挥,方便管理人员的监控管理。 作者:毕树兵 单位:晋城市煤层气开采监管中心
煤矿开采技术论文:煤矿绿色开采技术下低碳经济论文 1煤矿绿色开采技术的原则 煤矿的绿色开采技术正是基于低碳经济的背景所产生的。作为世界煤炭大国,每年世界前三位的煤矿开采量与生产量必然会带来矿区生态平衡的严重破坏,所以重点研究绿色开采技术,打造带有循环性的绿色环保经济工业产业带是我国煤矿资源开采产业的必经之路。绿色开采技术的原则就是要体现开采工业与生态环境二者兼容的可持续发展,在保证高效率的同时,还能做到低排放。所以煤矿的绿色开采技术涉及到土地、河流、建筑物保护、生态环境恢复、矿区资源安全检测、保水开发技术等多个方面。 2煤矿绿色开采的技术体系 煤矿绿色开采技术从广义上讲是在开采时要尽可能降低对环境和其他资源的污染等不良影响,从而获得最大的经济效益和社会效益。具体讲,煤矿绿色开采技术体系主要包括以下内容:首先是“保水技术”,即对水资源的保护。其次是通过离层注浆、填充和条带开采来保护土地资源和建筑物。第三点是安全合理地从矿井保护层及安全面抽取大量瓦斯,避免施工时发生突发爆炸等危险,同时也达到了煤矿与瓦斯共同开采的目的。第四,为了保护煤层巷道安全的支护技术与减少矸石排放的技术。第五,地下气化技术。这五种技术共同构成了煤矿绿色开采技术整体体系。实际上,由于煤矿开采所导致的环境变化与安全问题都和开采后所造成的地质岩层运动有关,因为岩体岩层被开采所破坏。所以煤矿的绿色开采技术主要要基于以下几点理论来展开,首先就是开采之后岩层内可能存在的“节理裂隙场”分布和离层规律。其次是岩体由于受到应力而被破坏,所以必须通过岩层的控制技术来保证岩体不会被进一步破坏。最后是要研究开采对岩层地表移动所造成的影响规律。 3绿色开采技术的应用实践 3.1关键层理论 岩层在煤矿开采时受到巨大应力,导致被破坏,所以必须采用控制技术来保护岩层。近年来为了突破这一难题,岩层的关键层理论应运而生。关键层理论之所以被提出,就是为了研究覆岩中硬度较高的厚硬岩层可能在开采过程中出现的节理裂隙,这些裂隙的分布对瓦斯抽放、保水工程以及开采沉降控制可能产生影响。所以,关键层理论可以被视为煤矿绿色开采技术的理论基础。 3.2卸压瓦斯抽放方案的优化 经过不断的实践得出结论,如果煤层开采导致岩层出现移动,即便是渗透率极低的煤层,其渗透率也会骤增数十倍甚至百倍,这就为煤层的气送运移及开采创造了条件,所以煤层的瓦斯抽放应该是我国煤矿绿色开采技术的主要途径之一。因为煤矿绿色开采技术与关键层理论的优秀思想就是将煤层气作为一种资源充分利用于采煤过程中,通过岩层的移动和对瓦斯抽放的卸压作用来优化抽放方案,进而提高瓦斯的抽出率。所以要做到煤炭与煤层气的双向共采,就必须在开采过程中形成采瓦斯和采煤两套系统。借助岩层运动的规律与关键层理论中节理裂隙场的分布规律来抽放瓦斯。 3.3具体实践应用 通过关键层理论中的采动裂隙分布规律,建立了抽放瓦斯的O形圈理论,在我国淮南、阳泉等重要矿区已经投入试验和应用,O形圈理论也是瓦斯抽放钻孔位置选择布置的理论依据。另外,邻层开采煤层的下位关键层会产生破断运动,这种运动有利于控制煤层裂隙的发育。例如阳泉3矿的13煤综放面,初期开采时它的上邻近层在瓦斯卸压及抽放时会遵循抽放孔巷随着开采进程由采空区中部移动到O形圈内的规律。所以阳泉3矿13煤的综放面邻近层的瓦斯卸压就应该采取瓦斯向高抽巷布置的方案进行优化。最后是煤炭的地下气化技术,这是一种整体性很强的绿色开采技术。它对于水资源的保护很看重,比如通过对煤炭进行控制性燃烧来控制地下煤炭气化所产生的苯与酚对地下水资源的污染,以及因为煤炭燃烧所形成的二氧化碳的抽放处理等等。 4结语 煤矿的绿色开采技术应用还有许多,这里仅仅介绍了冰山一角。特别是基于低碳经济的现实背景下,煤矿绿色开采技术应当更深层次地被研发和推进,为建设资源节约型社会而不断创新,最终实现开采与环保并行的经济开发体系,以最低的成本创造最大的社会经济效益。 作者:张洪峰 单位:大同煤矿集团同发东周窑煤业有限公司 煤矿开采技术论文:煤矿开采网络技术论文 一、煤矿开采的经济价值 有关科学家的分析,它在市场上的价值非常的昂高,储量超过一亿吨的煤矿估计值能超过2000亿元。它有着损益。首先从损害上分析:煤矿开采在项目开始实施时,会对环境造成一定的影响,从而引起一些空气质量和自然圈子标值的变化。所以,对于这些指标值的计算,就必须要采用科学的方法。其次,从煤矿开采的收益上分析,经科学家的推论和研究,总结出了一个公式:∑(CI—CO)t(I+r)/1=o,其中t=0.1.2.3….n。CI表示现金流入量,CO表示现金流出量,(CI—CO)t表示项目在第t年的尽现金流量,t=0表示项目开始运行的时间点,n表示项目计算期,其具体计算可通过内插法求,公式为:r=r1+[NPV1(r2-r1)]/[NPV1+NPV2],其中r1表示当净现值为接近于零的正值的折现率,r2表示当净现值为接近于零的负值时的折现率,NPV1表示低折现率时净现值的正值,NPV2表示采用高折现率时净现值的负值,其中r1与r2之间不应超过百分之二。从上面几个公式总结出,煤矿的开采对于现在社会的经济价值能够达到一个前所未有的前景。 二、煤矿开采的安全设施 做任何事情必须考虑的前提因素就是人的安全,所以,在开采煤矿的时候,在安全方面就是尤为重要的。(1)根据《煤炭法》,《矿山安全法》和《煤矿安全监察条例》制定本规程;(2)在中华人民共和国领域从事煤矿生产等活动,必须要遵守以上规程;(3)煤矿企业必须建立并健全各级领导安全生产责任制,法规,规章,规程,标准和技术规范;(4)在开采煤矿使用的机械样品中,必须设置安全机构;(5)煤矿企业必须支持群众安全监督组织等活动,发挥职工群众安全监督作用;(6)煤矿对于作业人员进行安全培训,开采煤矿要实时的注意安全问题,遵守好国家及其企业所制定的安全规章制度,不经培训,不得上岗;(7)煤矿企业在即将开采的时候,要对作业人员再次强调下井时应该注意的细节,人们往往就是不注意一些细节而导致悲剧性的发生。 三、网络技术对于煤矿开采的应用 1.计算机网络的建设与改造当前的网络状态是省级与下属部分企业的广域网,而省辖市网络没有有效的连接进来,网络本身是个大体结构,所以,要应用网络的结构把各省级,各省级所属的下属企业和省辖市网络连接起来,对网络进行省级和优化。可以运用网络计算机解决煤矿开采的安全问题,它可以随时的提供地理位置信息,并且能够全面的进行对地图的缩小,放大,找查,漫游,全图,测距,鹰眼图层设置等常规的地图操作功能,同时,还负责实现各种模拟量,开关量的图形,数据等实时信息的显示。数据库服务器主要存储全部的非地图数据,包括设备数据,环境数据,管理数据等实时信息,同时,数据库服务器还要提供相应的统计,查询等功能的具体数据来源。所有数据在计算机网络保护下不会丢失,而且存储量非常大,找查也方便,也能快速从一个地方传递到另外一个地方。无需人力,稳定快捷,且不会在传送途中丢失。2.计算机的分区管理计算机可以实现内外网逻辑隔离的同时,满足外界通过身份验证访问内部网络的业务需要,从管理的角度可以将煤矿安全监控网络化分为两个部分。3.计算机对煤矿工资的便捷分配从经济的角度出发,开采煤矿需要大量的机械工具和作业人员,进而使其需要一个较大资金量的流程,如果认为会比较的繁琐,计算机不仅仅能够快速的计算出每一位作业人员和机械设备所需要的资金,还能够准确无误的保存在计算机的硬盘上面,方面快捷的查询流出的资金和资金的分配量的大小,更能够为其他工作人员解决他们对于资金上的疑问,避免一些不必要的麻烦。4.计算机对煤矿结构的客观分析由于地理条件和一些外界条件的限制,煤矿开采必须在一个稳定而又安全的基础上才能够进行作业。通过网络技术的提升,能够准确无误的查询哪些地方有煤矿,哪些地方能够开采到优质的煤矿,煤矿地区周边环境的影响大小,煤矿开采需要深入在地面下,所以,必须对于其中土壤和石层进行准确的判断,计算出其中承重能力的大小,抗震动幅度的大小等安全因素。5.计算机对煤矿开采地质工程的管理开采煤矿的准备十分的复杂,对于煤矿开采要知道地理性质:大陆按照高层特征,可以分为高山,丘陵,平原,高原,盆地和洼地等地形单元,其中,低于海波1000m的平原,丘陵,盆地面积最大,陆地部分最主要的地形特征是由一系列呈弧形或线形展布的山系。其中,海波在500-1000m的成为低山,1000-3500m的成为中山,大于3500m的成为高山。陆地上还有被山系所分隔,表面稍有起伏,内部相对较差,一般不超过数十米的平原和高原,他们面积较广。海拔高程在600m以上,表面较为平坦或略有起伏的广阔地区成为高原。此外尚有四周为山系或高原限制的低地,因其外形似盆而成为盆地,介于山地和平原之间的高低不平,连绵不断的低矮浑圆的小山丘地称为丘陵。大陆上有众多的河流组成的水系和湖泊,是地球表面的重要特征。通过计算机网络能准确的探测煤矿的地理位置及其开采工程措施:矿井地质结构按其规模的大小对生产的影响程度,可分为大,中,小三种类型。大型构造是指决定井田边界的大型断层,这类结构在勘探阶段通过计算机网络技术查明;中性构造是指分布在井田范围内,影响水平,采取划分和巷道布置的次一级构造,它对煤矿生产影响极大,是矿井地质工作的重点;小型构造是指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级断层。大,中,小三种类型地质构造之间存在着密切关联,大型构造控制中,小型构造,小型构造反映大中型构造。因此,在工作中应该把大,中,小型构造的研究有机地结合起来。计算机网络技术能准确的分析底层表层,中层,底层的结构,不需用大量的劳力去一层层的翻出,只需计算机和专业的一些勘探地质设备的结合就能探测出哪些地质能开采煤矿。有些地质存在着断层,而断层对开采煤矿有影响;响砖眼的爆破效果:当岩石中节理发育时,炮眼方向如与主要节理组平行,会在爆破的时候沿裂缝面漏气,爆破效果大大降低:影响开采效率;在回采高变质和地变质煤层时,根据节理面的方向和发育程度,合理布置回采工作面,可以提高生产效率;影响顶板控制方法:煤层顶板岩石节理发育时,工作面顶板支护一般不能用顶柱,应该采用顶梁,并且顶梁不能平行主要裂缝组方向,应与主要裂缝组有一定的交角,以防止顶板沿裂缝面冒落。这些负面的影响就可以通过计算机网络技术提前控制好,并能准确的度好尺寸,能精确到0.00毫米。 四、总结 综上所述,通过本人对煤矿采集在计算机网络方面的应用上的一些简单讨论和煤矿采集的安全措施,使人们知道了煤矿的开采需要地质条件的允许,煤矿开采有着很大的风险,所以,在开采煤矿的时候,要充分的做好准备。通过网络技术来探测煤矿采集的地质条件,通过计算机网络技术来提前拟定一个施工工程技术,通过网络计算机技术来做好必要的安全措施,让煤矿的开采更具有经济价值和更多的资金流入。随着网络不断的发展,煤矿在网络计算机方面会有更高更亮的发展前途。网络的普遍性和科学性,改善了许多人们的生活观,现在网络技术可以达到在无人的条件下也能让机械工具正常运转,在开采煤矿个机械工具中,网络技术可以让作业员们更轻松,做事情也能达到事半功倍的效果。网络技术造福人类,推进整个国家的发展。由于本人的知识水平有限,因此,本文如有不到之处,还望不吝指正。 作者:李晓丽 单位:中煤科工集团常州研究院有限公司 煤矿开采技术论文:煤矿开采沉陷防治技术研究论文 摘要:本文针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响,并以减轻危害程度为目标,根据各个矿区应合理的应用采矿方法和工艺,来防治和控制开采沉陷。 关键字:开采沉陷土地复垦沉陷控制 山西是煤炭大省,煤炭的开发为山西经济快速持续发展提供了基本保证,然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出,开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等,这都是开采引起的岩层移动,是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源,有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转,各集团公司都加大了环境的防治和治理,对煤炭事业来说,功在当代,利在千秋。 一.沉陷的防治技术途径 沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑;(1)对开采沉陷的控制,即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施,来减少地表下沉,控制地表下沉速度和范围,达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。(2)开采沉陷破坏的恢复和整治,运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术,对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。 1.1.1全部充填开采 在煤炭采出后顶板尚未冒落之前,用固体材料对采空区进行密实充填,使顶板岩层仅产生少量下沉,以减少地表的下沉和变形,达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法,其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施,还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大,吨煤成本相应的增加。 1.1.2条带开采 根据煤层和上覆岩层组合条件,按一定的采留比,在被开采的煤层中采出一条,保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动,控制地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多,工作面效率低。 1.1.3覆岩离层带充填 根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性,在煤炭采出后一定时间间隔内,用钻孔往离层带空间高压注浆,充填,加固离层带空间,将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构,使离层带的下沉空间不再向地表传递,以减少或减缓地表下沉,保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大,再近一步研究。 1.1.4限厚开采 根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力,以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据,确定可开采的煤层厚度,开采是仅回采这一厚度的煤,其余各煤层均不开采,以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低,仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。 1.1.5协调开采 厚煤层分层开采时,合理设计各工作面的开采间距,相互位置与开采顺序,使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分,以减少采动引起的地表变形,保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距,因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。 1.1.6“采-注-采“三步法开采 充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用,应用荷载置换的原理,进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采,有效的对岩层移动和地表沉陷的控制,解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率,保护了地面建、构筑物,但也存在工艺复杂,成本较大等缺点。 二.土地复垦技术 2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦 (1)地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放,既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料,即可使采煤破坏的土地得到恢复,又能减少矸石的额占地。转 (2)利用电厂的废弃物--粉煤灰充填沉陷区复垦土地,可以化两害(沉陷区、粉煤灰)为三利(电厂、煤矿、农民三放面有利)。 2.2.2平地和修建梯田复垦 对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带,可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度,应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定,田间坡度的大小和坡向,应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。 2.2.3输排法复垦 开挖排水渠道,将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等,作为蓄水用,是沉陷水淹地重新得到耕种。 2.2.4深挖垫浅复垦 运用人工或机械方法,将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深,适合养鱼、蓄水灌溉等,用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区,使其成为可种植的耕地。 2.2.5积水区综合利用技术 对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区,科学的综合利用,发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。 2.2.6固体微生物复垦技术 煤矸石添加适量微生物活化剂,经过一个植物生长期(约6个月)就可建立起稳固的植物生长层,形成熟化的土壤。 三.结束语 开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因,有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法,近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验,这种方法可使采场没有或减少垮落带,能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大,输送倍线大,管路易阻塞,如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。 开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术,矿区生态复垦技术等多学科知识,对地表塌陷进行综合治理和开发利用,才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。 煤矿开采技术论文:煤矿开采水害防治技术 论文关键词:煤矿开采;水害防治;团柏煤矿;水文地质;“突水”预测 论文摘要:团柏井田位于霍州矿区的南部,汾河西侧,地貌形态为中低山区,地形切割强烈,沟谷纵横,地形复杂。文章论述了团柏煤矿区域水文地质特征及水害特点,提出了团柏煤矿水害分类治理技术,以翔实的资料分析了各种技术的特点,提出团柏煤矿开采水害防治的主要措施。 团柏井田位于霍州矿区的南部,汾河西侧,地貌形态为中低山区,地形切割强烈,沟谷纵横,地形复杂。霍州矿区面积843.22km2,地质储量77.4亿吨。近年随着开拓范围不断扩大,开采深度向下延深,矿区各矿的水文地质条件日益复杂,多种水害类型逐渐显现。因此,矿区防治水任务日趋繁重,防治水工作,特别是奥灰水害防治工作在确保煤炭安全、有序和高效生产方面的重要性突显出来。 一、团柏煤矿区域水文地质特点 霍州矿区有太古界、元古界和下古生界的寒武系和奥陶系地层。团柏井田位于霍州矿区的南部,该区断裂十分发育,近东西向、近南北向、北东向和北北东向断层相互切割,小断层密集、陷落柱也很发育,水文地质条件十分复杂。在团柏井田之西有一穿过回坡底井田的地下分水岭。分水岭之西为龙子寺泉域,之东为团柏井田所在的郭庄泉域。郭庄泉是山西第二大岩溶泉,自流量7.19m3/s。北起吕梁馒山、将军山的灰岩补给露头面积约1400km2,主迳流带沿吕梁山东麓自北向南—东南经白龙井田南部于下团柏断层与汾河交汇处泄出。团柏—回坡底井田在郭庄泉排泄区之西,自然对于这一井田,越向东越接近排泄区的部位,奥灰岩溶越发育。危害下组煤开采的是两个含水层,奥灰和K2灰岩。下组煤与奥灰的距离在全国是最薄的,11号煤平均25m,最薄处仅15m,10号煤平均36m。K2灰岩是9号煤顶板,为充水含水层,厚2.75~11.4m。从1996年开始施工下组煤斜井和巷道共发生K2底板突水事故6次,都是在接近K2时,突水量150~380m3/h。 二、团柏煤矿面临的主要水害 (一)顶板水水害 1、2号煤层开采直接充水水源为煤层顶板的下石盒子组(K9、K8)砂岩裂隙含水层,但由于该含水层富水性较弱,因此,对煤层开采不会造成影响。在某些块段构造的向斜轴部附近水量可能相对集中,但一般水量有限,采取一定的防治水措施的情况下也不会形成水害事故。K2太灰含水层是该煤层直接充水水源,煤层开采将完全揭露该含水层,由于该含水层水量相对丰富,对煤层开采将会造成大的影响,因此,在回采中必须采取物探、钻探和适当的防治水工程等措施,减少其对回采期间的影响,以保证煤层安全回采。但经过首采区开采对其揭露疏放后水量有所减少,开采过程中影响也相对减少。 (二)煤层底板水水害 底板水主要为K2太灰水和O2奥灰水。近5年要回采的1号煤层底板最低标高为+520m,要回采的2号煤层底板最低标高为+475m,而K2太灰含水层水位标高为480m,O2奥灰含水层水位标高为520m左右,因此,1、2号煤层相对这两个含水层基本不带压,再加上中间有小隔水层的存在,对开采也基本不受影响。O2含水层是下组煤开采防治的重点。9、10、11号煤层存在严重带压开采现象,所以,采掘中在充分利用本溪组有效隔水层的同时,必须采取一定的带压开采措施,预防或减少水害事故的发生。 团柏井田生产和废弃小煤窑较多,据不完全统计有110多个,由于小煤窑边界不清,在采掘工程中很可能揭露小煤窑发生老窑突水,因此,小煤窑的边界控制也是防治水非常重要的工作。 总的来看,上组煤开采水文地质条件比较简单,开采过程中形成水害的可能性不大。由于下组煤位于K2含水层和O2含水层之间,为带压开采,且煤层底板有效隔水层厚度很薄,矿井水文地质条件复杂,因此,下组煤开采防治水工作严峻,开采过程中要做好采取充分的防治水技术措施,以防发生重大水害事故。[ 三、团柏煤矿开采水害防治措施 在总结以往煤矿突水淹井事故经验的基础上,团柏煤矿的水害防治采取以防为主,供、疏、堵相结合的合理方针,重点做好下组煤开采防治水工作。 (一)完善矿井水文地质观测系统 团柏矿区防治水害必须从加强水文地质工作,查清矿区水文地质条件入手,建立和完善矿区主要含水层地下水动态观测系统。主要要做的工作如下:通过井田水质动态分析研究井田各含水层矿化度的变化,可以间接推断各含水层的自然补给条件;提前探测富水区域,做好水文地质预测预报;运用瞬变电磁法对含水断层陷落柱位置精确定位;红外测温法直观了解井下岩层含水状况;超前钻探预测地层水文地质条件;用水化学分析法可有效预测地层不同区域水文地质条件变化。团柏井田下组煤开采来看,越向东开采水文地质条件越复杂:奥灰强富水;必须疏干的K2灰岩条件也复杂,水位与奥灰相同,存在奥灰补给通道,水量大(11-0单孔涌水量105m3/h)。因此在中、东部开采下组煤之前,应先进行专门水文地质勘探,勘探主要解决的问题:奥灰富水性;K2疏干水量和受补通道;底板保护性能;安全评价;安全开采技术方法与布局。 (二)发展“突水”预测预报技术 实现突水预测预报的可视化和适时化,推进矿井防治水信息系统集成。团柏煤矿的防治水工作的重点放在下组煤开采上,采用综合物探、化探和钻探等到手段,查明陷落柱、断层和裂隙密集等地质“异常体”,以及封闭不良钻孔。并采用留设防水煤柱或底板加固等到手段对地质异常体进行改造,做到采煤工作面底板不出水或不出大水,以节约排水费用,保护水资源和生态环境。据涌水量预测结果,适当加大矿井和采煤工作面的排水能力,以防不测。首先要做好探水工作。探水又有两种方法,一是钻探。按规范要求探水,有疑必探,先探后采,11号煤落差1m以上的断层都在探水的考虑范围。掌握10号煤采掘资料,凡10号煤揭露的陷落柱、大于3m(含3m)的断层、特别破碎带、底板涌水点必探。11号煤采掘中发生底板涌水的必探。二是物探。考虑到实际效果,采用井下瞬变电磁法,坑透法配合。物探主要用于11号煤开采,在首采的2~3个工作面中必用。其次,要采取必要的隔离措施。实施采区隔离和上山与下山隔离及泵房隔离,这就要设置防水煤柱和防水闸门。再次是加固措施。对已知陷落柱和断层,利用探水孔对薄弱处进行注浆加固,需要时补充注浆钻孔。对底板重破碎带,底板涌水处和物探验证了的异常区进行注浆加固,重点是11号煤。小流量钻孔的注浆可用能调节流量的高压计量泵。最后是留设煤柱。导水陷落柱(经探水)留煤柱。断层煤柱留设(是否留和柱宽)按《矿井水文地质规程》公式计算。原则上10号煤10m以上,11号煤5m以上断层的下降盘要留煤柱,此落差以下断层是否留煤柱看具体情况,包括探水与注浆的结果。另外疏放11号煤底含水也是重要的。为创造采煤的干燥条件,并利于发现奥灰涌水的征兆,对11号煤的充水含水层:底灰及贴身石英砂岩含水夹层(统称11号煤底含)进行疏放。疏放可利用现有水平巷和上山巷打放水钻孔,孔间距可作50m考虑,根据降压效果(测压)调整钻孔密度。 (三)完善开采艺术 在采掘过程中为防止底板出现灾害性突水,应坚持先探后掘、先探后采和先注浆后掘进,先注浆后回采的技术原则。为了节约工程量和保证安全,在采取钻探、物探、化探等综合手段时,应坚持物化探先行,钻探验证的技术方法,以杜绝采掘巷道误揭导水陷落柱和导水断层。 (四)建立强大的抗灾排水能力 这是团柏煤矿防水害的最基本的措施。预计西部常规最大突水量为1800m3/h,因此除有矿井正常涌水量的排水能力外,抗突水的非常排水能力应达到3000m3/h以上。采用直排式(一级排水),还应有配套的水仓容量和供电系统与管路系统。 四、结语 1.团柏煤矿的水害要分类治理,重点治理下组煤水害。 2.团柏煤矿开采一定要实施科技治水战略,做到安全发展。 煤矿开采技术论文:煤矿安全开采技术分析 1以矿山压力理论为指导的煤矿安全开采 1.1矿山压力理论的相关定义 矿山压力理论指的是按照矿山压力的现象,分析矿山压力的分布的基础上,阐述岩石覆盖层的运动状况,找出运动的规律,能够对煤矿的开采程序进行控制的理论,该理论的提出能够为煤矿开采提供有效的支撑,而且能够完善采场的支护效果,提高了煤矿开采的安全性。 1.2工程理论与先进技术的结合 我国在煤炭开采方面与一些发达的国家还是存在一定的差距的,煤矿开采的过程中安全事故多,而且会造成严重的地表塌陷。煤矿开采事故发生的原因在于在开采之前没有对岩层的运动规律进行分析,而且进行大规模的回采工作,因此,在煤矿开采的过程中需要运用一些先进技术,防止灾害的发生,提高煤矿开采的安全性,对岩石覆盖层的运动规律进行了解,从而能够确定工作面的长度和高度,运用合理的开采步骤,实现安全而高效的煤矿开采工作。我国的地形比较复杂,地质成分也比较多,而且在煤矿开采的过程中机械化水平不高,对煤矿开采技术管理也存在一定的问题,因此,我国在煤矿开采的过程中,应该运用矿山压力理论作为支撑,将岩石动力学作为基础,运用现代化的信息技术,完善开采体系,运用智能化和可视化的技术,对煤矿开采地区的地形和地质进行勘查,在此基础上,制定完善的计划,再进行煤矿的开采。 2运用煤矿填充开采技术提高煤矿开采的安全性 2.1常用的不迁村的采煤方式 在很多村庄下,有大量的煤矿资源,这些煤矿资源不易被开采,这样就造成了浪费,不利于矿井的生产,现在,可以采用不迁村的方法对村庄下的煤矿进行开采,可以采用条带开采或者填充开采的方法。条带开采的方法指的是在煤矿开采基础工艺的指导下,运用条带起到间隔的作用,从而能够有效地防止地面发生沉降,能够开采出更多的煤矿,但是这种方法的缺点是采出率不高,而且会浪费大量的煤矿资源,没有较高的生产效益。在运用填充开采的时候,是在采空区填充大量的实物,将煤矿运用实物置换出来,从而能够避免煤矿在开采的过程中发生地面沉降的问题,从而能够提高煤矿开采的效果。 2.2煤矿填充开采的工艺 现在,在对煤矿开采的过程中,一般采用的是水砂填充开采和膏体填充开采的方法 2.2.1水砂填充开采 这种方法在填充开采中经常被使用,而且能够达到良好的效果,但是,水砂填充技术使用的流程比较复杂,而且不能运用机械,所以,这种开采方式的成本比较高,而且不能得到较高的效益。 2.2.2膏体填充开采 这种开采方式是借鉴了水砂开采技术演变而来的,其克服了水砂开采技术的不足,这项技术是将矿井周围的废弃物,如粉煤灰、工业炉渣等混合起来,制作成膏状的物体,通过一定的压力,然后运用管道将其运送到井下,能够将采空区进行填充。膏体填充要根据井下的条件,进行不同程度的填充,因此可以分为全部填充、部分填充等。在选用粉煤灰等材料的时候,要确保这些材料的颗粒不能过大,如果材料过大,就应该进行处理,膏体填充物是由不同的成分构成的,要经过准确地配置后,才能确保膏体的流动性完好。 3结语 现在,我国在进行煤矿开采的过程中,容易发生很多安全事故,煤矿区塌陷的情况比较常见,因此,应该采取措施,提高煤矿开采的安全性,提高煤矿开采的效率。我国应该坚持工程理论与先进技术的结合,分析煤矿区的地质条件,然后运用先进的技术进行可视化的勘查,在能够准确分析煤矿区的地质条件后,再制定开采计划。在进行煤矿安全开采的过程中,可以运用不迁村的开采方式,也可以运用填充的开采方式,将一定的实物放入采空区,将煤矿置换出来,这样可以防止地面发生塌陷,造成人员的伤亡,可以运用膏体填充的方法和水砂填充的方法,从而提高煤矿区的安全性。 作者:何裕爵 陆秀 熊祎婧 单位:崇左市矿业投资开发有限公司 煤矿开采技术论文:试议煤矿开采技术 一、煤矿围岩的相关控制技术 1.对于围岩控制理论,也需要做到进一步的改进通过高效、合理、科学的岩层控制技术来实现低成本、高效率、高安全的目标。对于国内几十年以来的矿山压力研究需要做好进一步总结处理,通过理论分析、实测法以及现代数学力学等,配合计算机技术,对于各种煤层的开采条件、地质等进行深入的研究。 2.在坚硬顶板以及破碎顶板条件之下,对于高技术低成本岩层控制技术的应用研究考虑到当前在顶板加固上、高压注水的加固上以收稿日期:2013-05-07作者简介:靳敏捷(1984—),男,山西乡宁县人,本科毕业,助理工程师,现在台头前湾煤业有限公司工作。及应用化学的加固之上,都需要开采单位花费较高的开采成本和复杂工艺,所以,在解决这一类问题时就需要研究性工艺、新技术以及新材料。 3.支架—围岩以及放顶煤开采岩层之间的相互作用机理主要是对于顶煤破碎机理、围岩应力、放顶煤开采力学模型等进行研究;离散元等方式也被运用到了顶煤的放落当中,这样也能够做到有效的回收率、将放煤的准则也做出了一定的优化。 4.顶板动态、支护质量监测技术对于顶板进行了动态监测,也做好了支护质量的监测,在破碎顶板、坚硬顶板、放顶煤工作面以及急倾斜的动态监测的同时,还需要针对现有的监测技术进行深入的完善,做好完善处理,积极地开发智能监测系统,将监测仪表加以改进,使得其能够朝着便捷、直观表达以及小型化的方向研究下去。 5.预测和防治冲击地压在研究如何才能够显现冲击性矿压的时候,也可以运用计算机模拟进行相关的研究;对于冲击性矿压显现监测系统都能够得以完善,对于遥控技术、预报技术也做出了进一步分析,当然,我们也需要优化专家系统,这样才能够做好防治。 6.研究新型支护设备,做好相关设备的开发对于较硬的顶板放顶煤的液压支架以及硬煤层都做出了相应的研究;对于快速移架系统、液压支架的性能也做好了完善处理,并且在锚杆、锚索上也朝着可伸缩锚杆以及厚煤层的巷道锚索等方向进行了研究开发。 二、改造小煤矿的相应技术,全面实现机械化开采 应当淘汰部分落后的生产技术与设备,将部分不符合规定的小型煤矿关闭掉,从技术政策上来提升平均单井的规模,做好小型煤矿机械朝着半机械化、机械化的设备方向前进,将开采工艺以及采煤方法做好进一步改进,以此来提升工作面的工作效率和单产效率;对于小煤矿的顶底板控制技术水平也需要加以改善,才能够降低事故率,确保安全生产。 三、煤炭地下气化 地下气化主要是通过地下煤炭的有效燃烧的控制,换一句话说,就是通过热化学作用,使煤炭出现能够进行燃烧的气体。 作者:靳敏捷单位:台头前湾煤业有限公司 煤矿开采技术论文:煤矿安全开采技术分析初探 1采煤方法和工艺 1.1缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采对于支架的强度与结构需要进一步的完善,对于支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究需要进一步加强,从而提升支架的可靠性,从而将其与中厚煤层的高效、高产的指标之间的差距进一步缩小。 1.2各种综采高产高效综采设备保障系统在今后的开采研究中,对于“支架—围岩”系统控制需要加以改善,通过电液来控制阀组操纵支架,才能够将支护质量的自动采集系统、支架、顶板状态等加以完善;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。 2深井开采技术 在进行深井的开采当中需要注意到:冲击地压的防治、开采煤层的矿压控制、布置井巷、治理热海和瓦斯。需要研究攻关的问题:在深矿井作业当中的环境变化;深井应力场、分布状态特征以及深井围岩状态;深井检测控制技术和冲击地压防止技术;深井巷道的支护技术、快速掘进等。 3优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术 对于已有的煤炭开采具体布置以及采煤所使用的方式,也需要做出进一步的考虑、完善,这样的操作有利于单一煤层开采的布置,所产生的矸石不需要被输送到地面上,防治污染被进一步扩大,也有利于生产系统的大幅度简化,使综掘、综采能够共同进步发展。 4煤矿围岩的相关控制技术 4.1对于围岩控制理论,也需要做到进一步的改进 通过高效、合理、科学的岩层控制技术来实现低成本、高效率、高安全的目标。对于国内几十年以来的矿山压力研究需要做好进一步总结处理,通过理论分析、实测法以及现代数学力学等,配合计算机技术,对于各种煤层的开采条件、地质等进行深入的研究。 4.2在坚硬顶板以及破碎顶板条件之下,对于高技术低成本岩层控制技术的应用研究 考虑到当前在顶板加固上、高压注水的加固上以收稿日期:2013-05-07作者简介:靳敏捷(1984—),男,山西乡宁县人,本科毕业,助理工程师,现在台头前湾煤业有限公司工作。及应用化学的加固之上,都需要开采单位花费较高的开采成本和复杂工艺,所以,在解决这一类问题时就需要研究性工艺、新技术以及新材料。 4.3支架—围岩以及放顶煤开采岩层之间的相互作用机理 主要是对于顶煤破碎机理、围岩应力、放顶煤开采力学模型等进行研究;离散元等方式也被运用到了顶煤的放落当中,这样也能够做到有效的回收率、将放煤的准则也做出了一定的优化。 4.4顶板动态、支护质量监测技术 对于顶板进行了动态监测,也做好了支护质量的监测,在破碎顶板、坚硬顶板、放顶煤工作面以及急倾斜的动态监测的同时,还需要针对现有的监测技术进行深入的完善,做好完善处理,积极地开发智能监测系统,将监测仪表加以改进,使得其能够朝着便捷、直观表达以及小型化的方向研究下去。 4.5预测和防治冲击地压 在研究如何才能够显现冲击性矿压的时候,也可以运用计算机模拟进行相关的研究;对于冲击性矿压显现监测系统都能够得以完善,对于遥控技术、预报技术也做出了进一步分析,当然,我们也需要优化专家系统,这样才能够做好防治。 4.6研究新型支护设备,做好相关设备的开发 对于较硬的顶板放顶煤的液压支架以及硬煤层都做出了相应的研究;对于快速移架系统、液压支架的性能也做好了完善处理,并且在锚杆、锚索上也朝着可伸缩锚杆以及厚煤层的巷道锚索等方向进行了研究开发。 5改造小煤矿的相应技术,全面实现机械化开采 应当淘汰部分落后的生产技术与设备,将部分不符合规定的小型煤矿关闭掉,从技术政策上来提升平均单井的规模,做好小型煤矿机械朝着半机械化、机械化的设备方向前进,将开采工艺以及采煤方法做好进一步改进,以此来提升工作面的工作效率和单产效率;对于小煤矿的顶底板控制技术水平也需要加以改善,才能够降低事故率,确保安全生产。 6煤炭地下气化 地下气化主要是通过地下煤炭的有效燃烧的控制,换一句话说,就是通过热化学作用,使煤炭出现能够进行燃烧的气体。由于地下气化具有用人少、见效快、成本低、效率高、工期短等诸多方面的优势,在归置条件复杂、劣质煤比较高的区域尤为的合适,并且也拥有广阔的发展空间。因此,对于地下气化,还需要做好进一步的研究与开发,真正实现稳定、连续生产,从而提高煤矿开采的安全性与效率。总之,煤炭行业需要将科学技术的健康发展作为首要目标,在此基础上来制定高效、安全的开采技术方向。煤炭开采离不开安全二字,只有把握好安全二字,才能够促进煤炭行业快速、稳定、持续地发展下去,满足人们对于煤炭能源消耗的需求。 本文作者:靳敏捷工作单位:台头前湾煤业有限公司 煤矿开采技术论文:煤矿开采技术 一、采矿新技术在乡镇煤矿中的意义 在当今科技经济发展的新形势和地方煤矿发展的需求下,小煤矿开采技术的改革必须面向经济建设主战场,立足于煤炭开采技术的前沿,立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备,立足于煤炭工业工程实际问题的解决,重点从事中长期研究开发和技术储备,跟踪产业科技前沿,以煤矿开采技术及配套装备为主导的优秀技术,占领技术制高点,才能得以生存和发展,因此采矿新技术在小煤矿中的应用将越来越广泛,越来越显现其重要性。 二、乡镇煤矿开采适用的采矿新技术 在许多地区,由于乡镇煤矿生产能力较小,地质构造复杂煤层赋存变化大,且很多为急倾斜煤层和薄煤层,给开采带来较大的困难,研究和开发新采矿技术,提高矿井的高产高效,更为重要。在乡镇小煤矿中,单一长壁采煤方法已趋成熟,现主要发展的有放顶煤采煤技术、急倾斜煤层采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法和小阶段爆破落煤等采煤方法。 1、炮采放顶煤采煤技术(1)滑移支架放顶煤采煤法:滑移顶梁由顶梁和支柱两个部分组成,前梁和后梁通过顶梁和前梁弹簧钢或导向槽连接,支架的支柱为液压单体柱,数量2-5个不等。与顶梁之间通过销轴连接。此外,前梁前端可安装的探梁或挑梁,后梁尾端可安装尾梁。滑移顶梁支架比较安全可靠,可自移,质量轻,结构简单,便于拆卸安装,成本低,适应性强等。在中小性煤矿中得到广泛的推广运用。采用这种采煤方法开采的煤层厚度为5m以上,主要为倾斜和急倾斜煤层。工作面长度一般为60-80m,最长达105m,采高通常为5-10m,工作面循环进度0.8m。滑移支架开采存在的主要问题:工作面支架初撑力和工作阻力偏低和稳定性较差。(2)二型钢梁放顶煤开采:二型钢梁放顶煤上作面支护采用二型钢梁、单体液压支柱对棚架设,工作面采用放炮落,人工破网放煤,采放分别进行。在煤层赋存条件变化较大或技术水平较低的地区、乡镇煤矿使用较好。采用单体液压支柱配二型俐梁对棚支护,每对棚5根支柱,主粱为一梁三柱。副梁为一梁二柱。主副梁间距150mm,对棚间以为600mm。最大控顶距3.4m,最小控顶距2.4m。采用放炮落煤、一般布置双排眼。放完炮后及时移主梁。打临时支柱。做到及时支护,爆破后人上装煤。工作面输送机采用可弯曲刮板箱送机和带式输送机。采用全部培落达处理采空区,随着移副梁放顶煤,顶板逐渐自然下沉,垮落,以完成放顶工作。放顶煤采用分段、多轮作业方式,放煤口布置在刮板输送机斜上方0.3m-0.5m左右。以人工堵口控制放顶煤量。采取间隔多次将顶煤充分放出,放煤后要及时调整歪斜棚梁,保证支柱有力,顶帮牢固。见歼堵口必要时打支柱以加固挡歼。 2、伪倾斜柔性掩护支架采煤法:伪倾斜柔性掩护支架采煤法将工作面倾角变缓,工作面较长,从面具有缓斜、倾斜煤层走向长壁采煤法巷道布置和生产系统简单、掘进率低的一系列的特点,此采煤法利用掩护支架把工作空间与采空区隔开,大大简化了复杂顶板管理工作,为安全生产创造了良好的条件,工作面煤炭自溜,减轻劳动强度。伪倾斜柔性掩护支架采煤法一般适用于开采倾角大于印。 厚度2-6m煤层,理藏稳定,煤层厚度变化不大的煤层。此采煤法工作面区段高度取决于煤层倾角大小,沿倾斜变化情况以及采煤技术条件,一般30m左右,煤层赋存条件好,构造简单时,可加大到40m-60m。回采过程中,回风巷中不断接长支架,进风巷不断拆架。当工作面推至采区上山附近时,布置收作眼,逐步将支架下放成水平位置,然后全部回收。掩护支架的结构:钢梁长为3.0-3.2m,钢梁的规格应根据支架的宽度选用,钢理绳可用直径20-30mm的旧钢绳,钢绳长为20-30m左右。钢绳数根据支架的宽度确定,宽度在3m以下的选用2-3根,3m以上时,可采用5-6根。钢梁上辅设2-3层竹笆。 3、小阶段爆破落煤采煤法:小阶段爆破落煤采煤法是将区段内煤体分成多个小区段进行开采的“三无”,(无人员、无设备、无支护)工作面开采的采煤方法。小阶段爆破落煤采煤法一般适用于开采倾角大于400,厚度3.5-7.5m煤层,顶底板不易滑落的不规则的煤层,低瓦斯矿井。其特点:安全性好,回采工艺简单,工效高,但回采率低,通风系统复杂,风流分配困难。落煤方式:采用煤电钻在小平巷内打眼爆破,每区段内的炮眼一次打眼一次起爆。顶板管理:沿回采工作面推进方向每30留5m切顶煤柱,运输平巷和回风平巷内20m超前支护。 4、刨煤机采煤方法:刨煤机开采技术是首次成功进行中等及薄煤层开采的技术,大大提高了煤炭生产效率。刨煤机的切割速度可达到3m/s,切割功率超过2x400kW。根据煤的硬度,每刀截深可达到250mm。目前,工作面输送机和刨煤机均采用了智能驱动系统,加上可靠的支架控制系统,这一切都有利于实现工作面采煤的全部自动化。刨煤机开采系统非常简单。刨煤机机体由一根无极绳牵引,从工作面端头开始沿导轨滑行割煤。导轨焊接在可弯曲恺装工作面输送机上。与滚筒采煤机不同的是,刨煤机是根据可弯曲恺装输送机的平面“找平”的,不需要专人在工作面负责此项工作。可弯曲恺装输送机的推进过程由电动控制装置控制,另外,支架前移过程也实现了自动控制、安全可靠。这一切实现了整个开采系统的全部自动化。刨煤机(即基板式刨煤机)是用于特薄煤层开采的,最小开采厚度可达到0.6m,靠近采空区一侧的刨煤机导轨及其附件被焊接在PF4工作面输送机上,可实现更高的稳定性,便于维修和操作。上部导轨允许快速进人上部和下部刨链,而加固的底部导轨是由优质结构钥制成的。为了防止减产、粉尘生成和部件的磨损,安装有效的刨煤机水平控制系统以适应各种起伏的煤层变化。 三、结语: 小煤矿开采工艺落后,安全条件差,资源同收率低。国家实施关闭小煤矿,淘汰落后的生产技术和生产设备,提高平均单井规模的技术政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效,有着积极意义。 煤矿开采技术论文:新形势下煤矿开采中的采煤技术分析 摘要 随着现代社会的发展,煤矿开采中的采煤技术也起了越来越大的作用。本文从优化开采布置的开采技术,研发新型设备等方面,主要探讨了新形势下煤矿开采中的采煤技术。 关键词 煤矿开采;采煤技术;采煤方法;新形势 中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)44-0095-01 中国是世界煤炭资源最丰富的国家之一,据不完全统计,我国煤炭探明储量在9 000亿t以上,含煤面积55 万余平方千米,而且煤种齐全,我国一次性能源消费结构中,煤炭占75%以上,从煤中可以提取200多种产品,因此煤炭工业的发展,将直接关系到我国的社会主义建设。随着经济社会的变革,采煤技术的发展方向越来越趋向于高产、高效、高安全性,而采煤技术的发展必将带动煤炭开采各环节的发展,也将关系到社会的经济建设,因此,探讨采煤技术显得尤为重要。 1 探讨采煤技术的背景概述 从理论上来说,影响采煤方法和技术的因素有很多,概括起来,主要有地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等。在我国,长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用也在不断地发展,地质构造复杂等难采煤层采煤方法和技术的研究还有很大的空间。 2 新形势下采煤技术探讨 2.1 优化开采布置的开采技术 如今,科技在发展进步,而煤矿开采也必将要显示出新形势下的特点,优化技术,提高开采水平显得尤为重要。从开采布置方面的开采技术来说,可以改进、改善现有的采煤技术和开采布置,提高生产效能,以实现开采效益最大化为目标,重点要研究开发煤矿的地质条件、开采巷道布置及技术评价体系专家系统,从而才能实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配,达到利益的最大化。 从具体操作来说,可以从以下几个方面入手:开拓部署与巷道布置系统的优化,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,研究集中准备、集中回采的关键技术,大幅度地将岩巷掘进率降低,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下的直接处理,这是一项减少污染、降低能耗、保护环境的一个有利办法,既可以优化生产系统,又有利于高产高效集中化开采,这一方面应该抓紧探讨和研究。 2.2 研发新设备,提高装备技术,发展大功率、高安全性的薄煤层采煤机、刨煤机是采煤技术发展中的一大趋势 新型设备是采煤技术发展的必要条件,生产工具的进步将直接影响到生产产出,影响到煤矿开采是否能够达到功率的最大化,避免不必要的资源浪费和损失。就深矿井开采来说,关键的技术是煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等。因此,在煤矿开采中需要进行重点研究的是:1)深矿井冲击地压防治技术与监测监控技术;2)深矿井高产高效开采有关配套技术;3)深矿井开采热害治理技术与装备;4)深矿井开采后的维护设备。从功率上来看,只有大功率的新设备,才能够创造出更高的安全性、可靠性,以及更广的适应性和匹配度。 在国外,薄煤层采煤机总装机功率已超过500kW,刨煤机总装机功率已超过2×400kW。我国正研制的MG200/450-WD型采煤机装机功率为450kW;刨煤机最大功率为2×200kW。现阶段,影响和制约我国薄煤层采煤机发展的一个主要的因素是:主电机功率与机面高度的矛盾,这种矛盾比较难以解决,因此,薄层采煤机使用的体积小、功率大的电机亟待研究。目前,我国薄层采煤工作面的输送机长度于国际上的涉及长度差距仍然是很大,一般来说,我国的设计长度只有150m~200m,而国外层采煤工作面的输送机长度通常是为250m,有的甚至是大于300m。我国已经研制了30余种放顶煤液压支架架型,并对矿压显现规律、顶煤碎裂规律及可放性、放煤规律等进行了大量的研究、对煤炭技术的生产起了重要导向作用。从这个角度来说,提高技术装备的先进程度,对技术装备进行改良和优化是非常重要的。 2.3 采用放顶煤综采技术 工作面的产量主要取决于放煤速度。目前,国内放顶煤综采工作面单产通常是介于100Mt/a~400Mt/a之间。需要指出的是,在浅埋深的条件下,本区采用放顶煤综采的增产潜力不大; 因此,在管理先进、条件适宜、设备安全可靠的条件下,1101工作面单产可达18Mt/a 左右,采用放顶煤综采技术也是一个很好的选择。将来,随着放顶煤综采技术的发展和变革,还可以通过改善“支架―围岩”系统控制,更加优化作业时候的支架位态、顶板状态、液压信息和自动化机械化电子化的采集集成系统等来提高综采技术。 2.4 使用采场围岩控制技术 以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采活动的安全、高效、低成本、安全可靠为目标,深入对我国几十年的矿山压力研究成果进行总结,以理论分析(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法) 和实测法等多种方法相结合的方式,运用先进的计算机技术,深入地研究各种煤层地质及开采条件,如急倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现出来的规律,以及围岩破坏与平衡机理,不断完善采场围岩控制技术,达到煤矿开采活动的目标优化。目前,由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术,仍然存在着工艺工序复杂、成本投入高,因而需进一步研究开发新材料、新工艺、新方法来解决这些问题。 3 结论 新形势下,需要加强适合煤矿开采技术的研发力度,从开采技术上、从装备技术上提高水平,达到提高产能、高安全、高能效的目的,才能真正地走出一条集约化生产和发展的道路,为经济社会的发展活力作出应有的贡献。 煤矿开采技术论文:毛则渠煤矿小保护煤柱开采综合技术的应用 摘要 通过对毛则渠煤矿20202工作面小保护柱开采采取的综合技术措施,证明了区段间留设小保护煤柱的采面巷道布置设计方案的合理性,为今后的采掘生产技术提供了借鉴。 关键词 巷道布置;小保护煤柱;开采;综合技术 0 引言 毛则渠煤矿经过技术改造,生产能力得到大幅度提高,使得储量并不丰富的矿井变得资源快速枯竭。因此,提高煤炭回采率,成为确保矿井持续稳定生产的重要工作。为此,对综采工作面从计划、设计、准备到生产管理全过程进行了科学技术论证并确定了施工方案,通过工程实践证明,取得了非常满意的效果,为今后的采掘布局和生产管理奠定了基础。 1 工作面概况 1.1 20202工作面位置 该面位于2采区北部,北部为本矿20201采空区,南部为20203采空区,东部为一采区空区,西部为采区运输巷保护煤柱。 1.2 煤层情况 回采2号煤层,煤层厚度3.3m;:煤层赋存稳定,结构简单。煤层伪顶为砂质泥岩,灰黑色、易碎,约为0.2m厚,直接顶为砂质页岩,深灰色、致密、坚硬、裂隙发育,约为2.0m厚,老顶为粗砂岩,以石英、长石为主,含大量植物化石,约为3.3m。 1.3工作面条件 工作面长120m,回采走向长660m,煤量0.34Mt。 2 工作面设计 2.1 设计的原则 1)因20202工作面的上部为已采区,根据矿山压力显现特点,避开应力集中升高区,将回风顺槽布置在免压区内; 2)根据综采安装、回采、撤除及通风需要,合理选择巷道形状和断面尺寸; 3)根据煤层和顶底板岩性、矿压特点及支护理论,合理选择巷道支护形式、支护参数及布置层位。 2.2 巷道布置 1)工作面上下顺槽皆布置在2号煤层中,沿2号煤顶板下返中高掘进,并且上下顺槽与上下采空区之间留设5m小煤柱,布置在免压区内; 2)工作面上下顺槽及开切眼巷道设计为矩形,上顺槽中高3.3m、宽3.5m;下顺槽中高3.3m、宽4.0m;开切眼中高3.3m、宽度6.0m; 3)巷道皆采用锚、带、网+锚索联合支护,上下顺槽靠采空区侧喷射混凝土。混凝土配比为水泥U河砂U石子=1:2:1.5,速凝剂掺量为水泥量的4%。 3 回采技术 3.1施工工艺 1)施工设备:采用EBJ-120TP型综掘机破煤; 2)割煤方式:横轴连续摆动截割; 3)割煤方法 截割头由巷道中底部进刀,进刀深度400mm~600mm,然后在巷道内水平截割,周边留下200mm~300mm厚的边煤,每水平摆动截割一次,根据电机负荷大小抬刀300mm~600mm,按照截割运行曲线示意图连续摆动截割至初步成形,截割完一个循环,修周边达到设计要求; 4)截割工艺流程:进刀―截割―成形; 5)截割质量要求 (1)加强通风防尘管理,提高工作面能见度; (2)经常进行岗位练兵,提高司机素质; (3)遇到底板起伏变化时,随时调整截割高度做到平缓过渡; (4)经常观察激光指向仪,保证指向正确,无中线不准截割; (5)严格按照截割方法和工艺进行操作; (6)巷道断面规格尺寸及误差标准,要符合设计要求。 3.2 上、下三角区特殊支护 工作面无端头支架,在距1#支架200mm处,安设一架长6m 的“∏”型钢棚加强支护,一梁4柱。下端头下帮处,安设一组两架长2.5m的“∏”型钢棚,排距1100mm,距下帮500mm。上端头采用两组四架长4.5m的“∏”型钢棚进行支护,配DZ3.0m单体支柱,一梁四柱,柱距1000mm,排距500mm,距上帮500mm,距液压支架1000mm,错距600mm,步距1200mm,迈步前移。 3.3 回采过程中矿压观测 该面上侧为采空区,因采用留小煤柱护巷,使开采条件复杂了许多。为此,对采面及巷道的矿压显现进行监测,从而探索围岩矿压显现规律,总结顶板管理经验,及时修改和补充开采安全技术措施。 4“一通三防”技术 4.1预防瓦斯积聚措施 1)工作面的电器设备,必须安装可靠的瓦斯电闭锁装置,认真执行《煤矿安全规程》; 2)严格瓦斯检查制度,杜绝空班漏检; 3)施工人员必须携带自救器; 4)遇地质构造时,要先检查瓦斯、水、火等情况并及时采取防范措施; 5)电工必须协同巡检员检查瓦斯探头、断电仪等装置是否灵敏可靠、有效; 6)在距巷口60m~200m内和距迎头60m~200m内各设一组隔爆水棚,每组长度不小于30m。 4.2综合防尘安全技术措施 1)加强洒水管理,减少粉尘飞扬; 2)进回风采取水幕净化; 3)各转载点设喷雾灭尘装置; 4)机组截割喷雾灭尘,无水不准截割; 5)保持防尘设施完好,不得损坏,要加强检查; 6)在距巷口30m处和距巷迎头各设一组水幕,保持巷内空气良好。 5技术经济效果分析 5.1 技术成果 由于采用留5m保护煤柱开采每个工作面平均多回采煤炭45kt,不仅节约了能源,为以后的回采工作进行了示范。 5.2 安全状况 在回采20202工作面过程中,没有出现过瓦斯超限现象,回风瓦斯含量大多在0.5%~0.65%之间。西巷和采空区未发生煤炭自燃发火现象,整个开采过程中,没有发生瓦斯或发火隐患。 5.3 经济效益 20202工作面留设小煤柱可获得煤量45kt,扣除消防火费用、顶板瓦斯道费用120.5万元,取得280万元的直接经济效益。2采区5个工作面开采完后,将获得1400万元的直接经济效益。 6 结论 根据开采后情况看,从设计到生产全过程是科学合理的,对今后的采掘生产具有很大的借鉴作用: 1)区段间留设5m煤柱的采面巷道布置设计方案是成功的,并提高了采区回采率,延长了矿井服务年限; 2)综合治理瓦斯的措施是健全的,解决了区段小煤柱易发火、因开采强度大而瓦斯涌出量大造成回风流瓦斯超限的问题,确保了顺利回采; 3)合理的工作面设计、生产设备、生产技术管理,为掘进和回采工作创造了条件。 但是,在设计、生产过程中还存在着一些不足,有待于在今后生产工作中改进: 1)考虑到上下都为采空区,要执行科学的探水措施; 2)地压显现对于部分巷道产生影响,生产过程中要增加巷道维护费用。 煤矿开采技术论文:浅议煤矿开采技术与工艺发展 摘要:采煤方法工艺技术在煤矿生产中占有极其重要的地位。一个煤矿企业生产指标的优劣,除资源条件外,主要决定于所采用的工艺技术的适应性和先进性。文章对新时期煤矿开采工艺技术、煤矿开采方法、采煤工艺发展进行了阐述分析。 关键词:煤矿开采;煤矿开拓技术;采煤工艺 我国煤炭资源储量丰富,可采储量44亿吨。由于煤田成煤时期多,分布广泛,类型复杂,含煤性和煤质差异很大,特别是煤层赋存条件多样,地质构造、地层及地质条件相差极大,因此形成多类型、多结构的赋存状态。由于成煤时期,地质变动多,使煤层埋藏深度相差悬殊,有的煤层露出地表,有的煤层上部覆盖着极厚的冲积层,有的煤层埋藏深度超过1000m。 一、煤矿开拓技术 煤炭资源赋存条件是确定煤矿开拓方式和开拓系统的重要依据,我国煤矿开拓经过几十年的改革、发展,具有以下三方面特点: (一)开拓方式多样 由于我国煤层的不同赋存条件,决定了需要采用多种开拓方式,基本型式是以主、副井井简型式作为分类标志,有立井开拓、斜井开拓、平响开拓、综合开拓等4种。立井开拓具有较大的生产能力,生产系统也比较简单,主要应用于煤层埋藏较深或倾角较大,特别是表土层较厚,含有流砂层的井田;斜井开拓中小型矿井采用较多,而且还广泛应用于表土层不厚、无流砂层、煤层倾角较小的矿区中的一些大型、特大型矿井;平响开拓由于受地形、地貌、地质构造等条件的限制,应用不广泛;综合开拓随着矿井延深、技术改造的发展得到了广泛应用。 (二)大、中、小型矿井并存 由于我国煤层地质条件的多样性,既有受地质变动和破坏轻的无限煤田,又有受地质变动和破坏较多的有限煤田,井田的几何尺寸相差悬殊。同时,由于矿井开采技术水平上的差异,以及多种所有制的存在,使得我国矿井大小井型并存。我国国有重点煤矿以大、中型矿井为主,还有一部分大型和特大型矿井;地方国有煤矿以中、小型矿井为主,其平均生产能力为8.45万吨。 由于井型的差异,并田的几何尺寸相差悬殊。我国国有重点煤矿特大型、大型、中型、小型矿井并田平均走向长度分别为9.21km、7.70km、5.95km和4.24km。 (三)特殊条件下矿井开拓各具特点 由于我国煤层赋存条件的多样性和分布的地区极不平衡,有些地区煤层赋存复杂、开采条件特殊,因而形成了特殊的开拓方式和开拓系统。主要有水力采煤矿井开拓、水力充填矿井开拓、在承压水体上采煤的矿井开拓、有煤和瓦斯突出的矿井开拓等。 二、煤矿开采方法 采煤方法是煤矿生产的优秀技术。采煤方法的适用性和先进性是除资源条件外决定矿井生产效率的主要因素。 世界上井工采煤方法有两大体系:以长工作面采煤为主要标志的壁式体系采煤法;以短工作面采煤为主要标志的柱式体系采煤法。我国煤矿开采条件与特点主要内容有:(1)能源结构长期以煤为主;(2)煤炭资源地区分布不均;(3)开采煤层条件类型多样:地方国有煤矿和乡镇煤矿开采的煤层较浅,富集积度较低,就全国煤矿矿井开采地质条件看,总体上我国是以开采多煤层、总厚大、小倾角、低瓦斯、表土不厚、埋深不大的煤层为主,但又具有其他复杂条件的多样性,为发展多层次的多种开采技术提供了重要的依据;(4)多种办矿体制并存:用多种体制办各种模式的煤矿是中国煤矿开采的重要特点。不同体制的煤矿具有不同的技术经济特点,要求发展与之相适应的开采技术;(5)多层次多样化的开采技术协同发展:我国煤矿开采以井工开采为主,露天开采的比重不大。采煤机械化是煤矿开采技术的优秀和技术层次的主要标志,我国与世界先进来煤国家相比,在广度和深度上都存在相当大的差距。 我国煤层赋存条件多样,开采技术条件各异,因而促使了采煤方法向多样化方向发展。我国是世界上采煤方法种类最多的国家。常见的几种主要采煤方法为:单一走向长壁采煤法;刀柱式采煤法;倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法;单一倾斜长壁采煤法;倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法;倾斜分层长壁上行充填采煤法;放顶煤采煤法;水平分层、斜切分层下行垮落采煤法;水平分段放顶煤采煤法;掩护支架采煤法;水力采煤法;柱式体系采煤法。 三、采煤工艺发展 (一)壁式体系采煤技术 壁式体系可实现联系采集,具有单产高、工效高、采出率高及适用性强等优点。80年代以来,美国、澳大利亚等国家发展应用了壁式体系采煤技术,一个矿井一个综采工作面生产,年产达3Mt/a以上,矿井全员工效可达70~100/工以上,一跃达到世界领先地位。美国煤层优越的赋存条件及壁式开采技术的发展,使得矿井平均全员工效已由十多年前的10t/工左右,提高到25t/工以上,是西欧国家的三倍;澳大利亚的情况基本与美国相似。总的来看,世界范围内,壁式体系呈发展趋势。我国煤层赋存条件多样,开采条件较复杂,主体将发展以壁式体系纵才为主的不同类型的长壁式开采技术。 世界上以长壁开采为主的主要产煤国综采程度均达到80%以上,有的接近100%。我国国有重点煤矿矿井缓斜煤层可采储量及产量比重均在85%左右,但综采程度尚不到50%。长壁综采是今后发展的主要方向。 我国缓斜厚煤层储量丰富,从厚煤层中采出的产量占国有重点煤矿的40%以上,主要采用倾斜分层长壁开采。近几年来,我国较广泛采用放顶煤开采,分层开采的比重有下降的趋势,但目前仍占主导地位。分层开采的装备与中厚煤层有通用性,特点是:顶分层需增设铺网工艺及有关装备;中下分层需在网下进行开采。缓斜厚煤层采用命层综采在中国、前苏联等国得到广泛应用。 (二)发展大功率、高可靠性薄煤层采煤机、刨煤机是一个趋势 只有大功率,才会有更高的可靠性与更广的适应性。国外薄煤层采煤机总装机功率已超过500kW,刨煤机总装机功率已超过2×400kW。我国正研制的MG200/450-WD型采煤机装机功率为450kW;刨煤机最大功率为2×200kW。制约我国薄煤层采煤机发展的一个主要因素是:主电机功率与机面高度的矛盾较难解决,研制适用于薄层采煤机使用的体积小、功率大的电机是当务之急。我国薄层采煤工作面输送机的设计长度一般仅为150~200m,而国外普遍为250m,有的达300m以上,差距较大。 我国研制了30余种放顶煤液压支架架型。并对矿压显现规律、顶煤碎裂规律及可放性、放煤规律等进行了大量的研究、对生产起了重要指导作用。我国在架型结构功能、参数、理论研究及使用效果等方面居国际领先水平。我国厚煤层储量大,加快完善与发展放顶煤综采具有重要现实意义。 四、结语 煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。我国煤层赋存条件多种多样,目前国有重点煤矿缓斜、倾斜和急斜煤层可采储量分别占86.3%,10.1%和3.6%,这些特点决定了我国采煤方法必然是多种多样的。20世纪80年代以来采煤方法得到迅速发展,生产技术指标明显改善,普通机械化采煤工作面的装备发展较快,综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展。随着国民经济的发展,煤矿安全条件将进一步得到改善,采煤生产技术必将达到国际先进水平。 煤矿开采技术论文:团柏煤矿开采水害防治技术研究 摘要:团柏井田位于霍州矿区的南部,汾河西侧,地貌形态为中低山区,地形切割强烈,沟谷纵横,地形复杂。文章论述了团柏煤矿区域水文地质特征及水害特点,提出了团柏煤矿水害分类治理技术,以翔实的资料分析了各种技术的特点,提出团柏煤矿开采水害防治的主要措施。 关键词:煤矿开采;水害防治;团柏煤矿;水文地质;“突水”预测 团柏井田位于霍州矿区的南部,汾河西侧,地貌形态为中低山区,地形切割强烈,沟谷纵横,地形复杂。霍州矿区面积843.22km2,地质储量77.4亿吨。近年随着开拓范围不断扩大,开采深度向下延深,矿区各矿的水文地质条件日益复杂,多种水害类型逐渐显现。因此,矿区防治水任务日趋繁重,防治水工作,特别是奥灰水害防治工作在确保煤炭安全、有序和高效生产方面的重要性突显出来。 一、团柏煤矿区域水文地质特点 霍州矿区有太古界、元古界和下古生界的寒武系和奥陶系地层。团柏井田位于霍州矿区的南部,该区断裂十分发育,近东西向、近南北向、北东向和北北东向断层相互切割,小断层密集、陷落柱也很发育,水文地质条件十分复杂。在团柏井田之西有一穿过回坡底井田的地下分水岭。分水岭之西为龙子寺泉域,之东为团柏井田所在的郭庄泉域。郭庄泉是山西第二大岩溶泉,自流量7.19m3/s。北起吕梁馒山、将军山的灰岩补给露头面积约1400km2,主迳流带沿吕梁山东麓自北向南―东南经白龙井田南部于下团柏断层与汾河交汇处泄出。团柏―回坡底井田在郭庄泉排泄区之西,自然对于这一井田,越向东越接近排泄区的部位,奥灰岩溶越发育。危害下组煤开采的是两个含水层,奥灰和K2灰岩。下组煤与奥灰的距离在全国是最薄的,11号煤平均25m,最薄处仅15m,10号煤平均36m。K2灰岩是9号煤顶板,为充水含水层,厚2.75~11.4m。从1996年开始施工下组煤斜井和巷道共发生K2底板突水事故6次,都是在接近K2时,突水量150~380m3/h。 二、团柏煤矿面临的主要水害 (一)顶板水水害 1、2号煤层开采直接充水水源为煤层顶板的下石盒子组(K9、K8)砂岩裂隙含水层,但由于该含水层富水性较弱,因此,对煤层开采不会造成影响。在某些块段构造的向斜轴部附近水量可能相对集中,但一般水量有限,采取一定的防治水措施的情况下也不会形成水害事故。K2太灰含水层是该煤层直接充水水源,煤层开采将完全揭露该含水层,由于该含水层水量相对丰富,对煤层开采将会造成大的影响,因此,在回采中必须采取物探、钻探和适当的防治水工程等措施,减少其对回采期间的影响,以保证煤层安全回采。但经过首采区开采对其揭露疏放后水量有所减少,开采过程中影响也相对减少。 (二)煤层底板水水害 底板水主要为K2太灰水和O2奥灰水。近5年要回采的1号煤层底板最低标高为+520m,要回采的2号煤层底板最低标高为+475m,而K2太灰含水层水位标高为480m,O2奥灰含水层水位标高为520m左右,因此,1、2号煤层相对这两个含水层基本不带压,再加上中间有小隔水层的存在,对开采也基本不受影响。O2含水层是下组煤开采防治的重点。9、10、11号煤层存在严重带压开采现象,所以,采掘中在充分利用本溪组有效隔水层的同时,必须采取一定的带压开采措施,预防或减少水害事故的发生。 团柏井田生产和废弃小煤窑较多,据不完全统计有110多个,由于小煤窑边界不清,在采掘工程中很可能揭露小煤窑发生老窑突水,因此,小煤窑的边界控制也是防治水非常重要的工作。 总的来看,上组煤开采水文地质条件比较简单,开采过程中形成水害的可能性不大。由于下组煤位于K2含水层和O2含水层之间,为带压开采,且煤层底板有效隔水层厚度很薄,矿井水文地质条件复杂,因此,下组煤开采防治水工作严峻,开采过程中要做好采取充分的防治水技术措施,以防发生重大水害事故。 三、团柏煤矿开采水害防治措施 在总结以往煤矿突水淹井事故经验的基础上,团柏煤矿的水害防治采取以防为主,供、疏、堵相结合的合理方针,重点做好下组煤开采防治水工作。 (一)完善矿井水文地质观测系统 团柏矿区防治水害必须从加强水文地质工作,查清矿区水文地质条件入手,建立和完善矿区主要含水层地下水动态观测系统。主要要做的工作如下:通过井田水质动态分析研究井田各含水层矿化度的变化,可以间接推断各含水层的自然补给条件;提前探测富水区域,做好水文地质预测预报;运用瞬变电磁法对含水断层陷落柱位置精确定位;红外测温法直观了解井下岩层含水状况;超前钻探预测地层水文地质条件;用水化学分析法可有效预测地层不同区域水文地质条件变化。团柏井田下组煤开采来看,越向东开采水文地质条件越复杂:奥灰强富水;必须疏干的K2灰岩条件也复杂,水位与奥灰相同,存在奥灰补给通道,水量大(11-0单孔涌水量105m3/h)。因此在中、东部开采下组煤之前,应先进行专门水文地质勘探,勘探主要解决的问题:奥灰富水性;K2疏干水量和受补通道;底板保护性能;安全评价;安全开采技术方法与布局。 (二)发展“突水”预测预报技术 实现突水预测预报的可视化和适时化,推进矿井防治水信息系统集成。团柏煤矿的防治水工作的重点放在下组煤开采上,采用综合物探、化探和钻探等到手段,查明陷落柱、断层和裂隙密集等地质“异常体”,以及封闭不良钻孔。并采用留设防水煤柱或底板加固等到手段对地质异常体进行改造,做到采煤工作面底板不出水或不出大水,以节约排水费用,保护水资源和生态环境。据涌水量预测结果,适当加大矿井和采煤工作面的排水能力,以防不测。首先要做好探水工作。探水又有两种方法,一是钻探。按规范要求探水,有疑必探,先探后采,11号煤落差1m以上的断层都在探水的考虑范围。掌握10号煤采掘资料,凡10号煤揭露的陷落柱、大于3m(含3m)的断层、特别破碎带、底板涌水点必探。11号煤采掘中发生底板涌水的必探。二是物探。考虑到实际效果,采用井下瞬变电磁法,坑透法配合。物探主要用于11号煤开采,在首采的2~3个工作面中必用。其次,要采取必要的隔离措施。实施采区隔离和上山与下山隔离及泵房隔离,这就要设置防水煤柱和防水闸门。再次是加固措施。对已知陷落柱和断层,利用探水孔对薄弱处进行注浆加固,需要时补充注浆钻孔。对底板重破碎带,底板涌水处和物探验证了的异常区进行注浆加固,重点是11号煤。小流量钻孔的注浆可用能调节流量的高压计量泵。最后是留设煤柱。导水陷落柱(经探水)留煤柱。断层煤柱留设(是否留和柱宽)按《矿井水文地质规程》公式计算。原则上10号煤10m以上,11号煤5m以上断层的下降盘要留煤柱,此落差以下断层是否留煤柱看具体情况,包括探水与注浆的结果。另外疏放11号煤底含水也是重要的。为创造采煤的干燥条件,并利于发现奥灰涌水的征兆,对11号煤的充水含水层:底灰及贴身石英砂岩含水夹层(统称11号煤底含)进行疏放。疏放可利用现有水平巷和上山巷打放水钻孔,孔间距可作50m考虑,根据降压效果(测压)调整钻孔密度。 (三)完善开采艺术 在采掘过程中为防止底板出现灾害性突水,应坚持先探后掘、先探后采和先注浆后掘进,先注浆后回采的技术原则。为了节约工程量和保证安全,在采取钻探、物探、化探等综合手段时,应坚持物化探先行,钻探验证的技术方法,以杜绝采掘巷道误揭导水陷落柱和导水断层。 (四)建立强大的抗灾排水能力 这是团柏煤矿防水害的最基本的措施。预计西部常规最大突水量为1800m3/h,因此除有矿井正常涌水量的排水能力外,抗突水的非常排水能力应达到3000m3/h以上。采用直排式(一级排水),还应有配套的水仓容量和供电系统与管路系统。 四、结语 1.团柏煤矿的水害要分类治理,重点治理下组煤水害。 2.团柏煤矿开采一定要实施科技治水战略,做到安全发展。 作者简介:卫广生,山西焦煤霍州煤电集团团柏煤矿工程师。 煤矿开采技术论文:大型煤矿中综放开采技术的含义、应用问题和对策 摘 要:近年来,我国的煤炭产量得到了长足的发展。而对于节约能源资源和环境友好型的社会发展形势下,逐步对煤矿产业的发展也有了更高的要求,综放开采技术也得到了广泛应用。本文首先分析了综放开采技术的含义,然后分析了综放开采技术在大型煤矿中的应用及出现的问题,针对这些存在的问题提出相关的对策,以期使综放开采技术在大型煤矿中更好的利用。 关键词:综放开采技术;应用问题;对策 1 综放开采技术的概况 综放开采技术对传统的煤炭开采技术进行革新,在分层过程中,对上层开采煤炭以及上层煤炭难以开采的地方实行综放开采技术,这样做可以促进煤矿开采效率。利用综放开采技术要注意在开采过程中对支架的选择。因为综放开采技术对压力的承受能力增加,支架的两端要考虑好安全问题,因此支架的固定方式很重要。另外对运输机器进行选择,开采前期的工作量大,运输量多,可以采用尺寸相对大的运输工具。在后补运输中,因为输送空间有限,机器的尺寸也要相应的变小,这样才能更加充分的应用到综放开采技术具体使用的过程中去。 2 综放面安全开采技术的应用 2.1 采空区的防灭火技术 对于综放采空区的安全情况,可以通过对采空区进行注氮技术进行灭火。这主要是取决于空气的币种要高于氮气,注入氮气的情况下,可以完全的充满任何的空间,最主要的是置换掉采空区内所有的氧气,有氧气是火灾发生的环境,置换掉所有的氧气就能实现灭火的目的。同时,关于注入氮气也不用担心会带来不好的影响。因为氮气的特质,对于采矿过程中出现的一些机器和设备是没有危害的,所以,可以放心的使用在采空区,有效的灭火。 2.2 综放面顶端冒顶的处理 在开采煤矿的过程中,难免会出现一些顶板破碎的状况,在支架和壁炉之间会有顶板的出现,而它的出现可能会引起冒顶的现象。如果没有及时的进行解决,将会对煤炭开采方面带来很大的不良影响。因此,可以采取对机采高度进行限定的做法,在稳定的分层以下,这样可以在一定程度上对稳定层进行保护,以防在施工过程中出现冒顶的现象。还有可以通过可切割锚杆对煤帮进行加固处理,也是可以在一定程度上防止综放面等短冒顶的现象。 2.3 顶煤和顶板的预爆破 对于顶煤的预爆破可以在沿着上述我们所说的顶板,在煤层内部挖出两条工艺巷。这两个工艺巷按照施工的要求,分别在工作面的回风部分,和在运输巷上部的内侧。在实际的操作过程中需要有一定的技术做辅助,在进行顶煤的预爆破过程中可以按照此种方法进行。可以在对安全性有一定的保障。另外还有顶板的预爆破包括两种方式,一种是对直接顶进行初次的预爆破方式,另一种是其他方式进行的正常回采过程中的预爆破。这两种预爆破的方式逐渐得到应用。 3 综放开采技术的在开采中的问题对策 3.1 及时的更新设备 设备的更新是一项技术方面的基础要求,只有良好的设备使用,才能更好的应用到采煤过程中,提高工作效率,促M采煤业的发展。综放开采技术因为自身的特性,在应用过程中对设备的要求很高。比如输送机与过渡架以及顶板保护等方面,对设备都有很高的要求。在设备更新中,要能严格按照相关的方式进行使用,对于煤矿开采有利的设备要能很好的利用,不过设备的革新不是对所有的设备都更新,在设备更新过程中,要严格把关,对于真实需要的更新的设备进行更新,同时要最大限度的减少浪费,避免资金在设备更新中大量的流失。这就需要在更新技术方面加大监督力度。 3.2 增加技术的经济投入 综放开采技术在大型煤矿中的应用需要有大量的资金支持。因综放开采技术我国目前的水平有限,最便捷的方式就是从海外对知识产权进行引进模式。而只是知识产权的易引进则需要很高的资金,所以,在综放开采技术的使用中,需要增加技术的经济投资。同时,也要注重培养专业性的人才,对于应用到综放开采技术应用和革新中有重要的作用,对于提高我国煤矿开采方面也有重要的作用;另外增加对于现今工艺的资金投入。对于生产工艺的更新变革,只有提供了充分的资金,才能保证不会出现资金链短缺,生产工艺没办法投入使用的现象。因此,对于综放开采技术的使用,大量的资金投入必不可少。 3.3 加强对相关人才的培养 在综放开采技术逐渐应用到大型煤矿中,对于人才的需求很大。首先就是研发人才的培养,重视对高级技师的培养,使研发技术人才不断涌现;另外,对于现场设备操作人员的培养同样必不可少。只有实际操作方面的人员得到了保证,才能使现场操作更好的进行,使综放开采技术更广泛的应用到生产和生活中。要加大对操作人员的培训,使得工人能够熟练的掌握相关的设备,在现场操作中,有利于提高工人的工作的效率,促进综放开采技术在大型煤矿中的应用。 4 结语 随着我国对环境保护的重视,能源的节约意识提升,在煤矿开采上,也有了更高的要求,综放开采技术在煤矿开采中被广泛的应用。对综放开采技术的充分了解和应用,有利于进行产业的不断升级,提高工作效率。煤炭资源的发展,对于整个工业生产的影响都很大,对于经济发展和提高人们生活水平也意义非凡。因此,要加大对综放开采技术的应用,使煤炭产业更好的发展。 作者简介:焦立民(1969-),男,陕西铜川人,大专,采矿助理工程师,研究方向:煤矿采煤技术。 煤矿开采技术论文:我国煤矿开采技术发展的方向探讨 摘 要 随着经济和科学技术的发展,现代化的技术慢慢取代原有的技术,尤其是对于矿产的开采工作,由于矿产资源越来越有限,所以如何节约环保的开采矿产就成了重要的问题之一。煤矿开采对我国经济发展有很大的促进作用,如何更安全环保的开采煤矿成了亟待解决的问题。在现代化的煤矿开采中,开采技术也与传统技术有很大的差异,越来越先进。本文将对我国我国煤矿开采技术发展的方向进行探讨。 关键词 煤矿 开采技术 发展方向 探讨 0引言 每一个行业都随着国家的不断发展进入新的纪元。在煤矿开采行业中,尽管我国开采技术已经取得不菲成就,但是与发达国家相比,仍然有一定的差距,仍然有许多挑战,需要不断进行创新,让这门技术变得更加环保高效安全,能够有效推动煤炭产业的发展。 1我国煤矿开采技术的现状 在我国煤矿的开采中,现下许多技术取得了创新性发展,并且许多新型技术也逐渐应用于煤矿开采中。 1.1现下环保型绿色煤矿开采技术逐渐发展起来 众所周知,矿物质的开采是最容易引起环境污染问题的,特别是在煤矿的开采过程中,会导致一系列问题的出现。例如滑坡坍塌等地质灾害,在煤矿的运输过程中出现的空气污染等等。因此,现下煤矿开采使用环保绿色的开采技术,会一定程度上减轻对环境的危害。 1.2部分技术在我国煤矿开采中取得突破性发展 随着科学技术的大力发展,科技在煤矿技术中的应用也使得我国煤矿开采取得突破性进展。例如计算机以及网络技术在煤矿开采中普遍得到应用。同传统开采技术相比较,现代化开采技术给煤矿开采行业带来了极大的便利。例如经过我国长期努力研发的放顶煤开采技术及其他综合开采技术给我国煤矿开采奠定了浓厚的基础。 2我国煤矿开采技术未来发展方向 2.1我国煤矿开采技术整体趋向多元化 在我国煤矿开采行业中,受国家经济体制以及国家企业性质不同的影响,我国煤矿开采也呈现多元化的趋势。煤矿开采技术分为各种结构形式,机械化、半机械化以及手工生产并存。但是未来我国煤炭开采技术一定会是高效、科学的,并且集约化生产是主要的生产模式。 2.2几种开采技术具体的发展方向 2.2.1对于深度矿井技术来说 随着科技的不断进步,我国煤矿开采技术将会越来越高效,并且开矿深度也会不断的增加,对煤矿进行开采时围岩、矿压控制和港道布置、瓦斯热害等处理的难度比较大,因此,需要根据具体的情况对这些港道深井挖掘技术、深井开采配套技术等进行一定的研究,以找到更加适合深井开发的方法推动煤矿的开采。 2.2.2对于硬厚顶媒控制技术来说 在煤矿开采中,对硬质顶煤以及发埋深浅的顶煤需要进行及时的处理,其中也包含了对注水压裂、高压以及顶煤深孔预爆破这几个方面的控制,以此来促进煤矿的高效开采,提高这种开采模式下的回收率。 2.2.3对于设备的保障系统来说 对于煤矿开采来说,设备无疑是很重要的东西,没有充足的设备,那就不能高效的开采煤矿。因此就要想办法提高开机效率,有效监控开采运输设备以及围岩支架系统等,在液压系统工作时要及时进行检测。要想更好的完善和控制这些信息自动采集系统,就必须对“围岩和支架”系统以及对电液控制阀组操纵支架进行有效控制,以达到煤矿高效、科学的开采。 3我国煤矿开采前需要注意的问题 在进行煤矿开采前,对煤矿进行勘察是极为重要的,好的技术可以保障煤矿开采的进程会更加顺利,也能提高开采效率,提高产量,但是对事先进行地质勘探能为煤矿开采奠定更好的基础。 3.1注重整体 在勘探地质的过程中,一定要确定勘测的区域是否完整,这样才可以保证勘测数据的有效性,减少信息地质的误差,使地质找矿的工作更加顺利的进行。由于目前我国的矿产资源十分短缺,但是,对矿产资源的要求确与日俱增,只有一个有效并且精准度高的地|信息,才能提高对矿产的开发,跟上国家的发展速度。 3.2做好开采工作的计划和统筹 在进行地质的勘探工作前,需要事先制定一个完整的计划,并且做好多方面的统筹工作,这样一来,就可以又一个完整工作启程,可以很大程度的控制开采中所出现的突发情况。同时,可以得到需要的矿产资源,对自然环境的伤害也降到最低。既能跟上社会的发展脚步,也可以从中得到相应的利益,这也是矿产开发最根本的目的。 4结语 在我国煤矿开采中,技术会越来越先进。在我国可持续发展理念的影响下,煤矿开采技术会越来越偏向于环保绿色型,通过对技术的发展,以求达到煤矿高效科学开采的目的,并且减少对自然环境的破坏率。在煤矿开采技术的发展中,仍然任重而道远。 煤矿开采技术论文:深部煤矿开采瓦斯综合治理技术的探讨 摘要:煤矿行业的发展在近年来非常迅速,作为传统重工业对我国经济发展起到了极大的促进作用,但是随着该行业的不断发展,矿井深度不断加深,开采难度也不断加大,这种开采现状进而严重威胁到开采人员的生命安全,为此,我们针对矿井深部开采区进行研究,并且综合国内外新技术,创新适宜矿井深部开采的高水平瓦斯综合治理技术。通过研究表明,对于开采区设置保护层,对于瓦斯的抽采中最大程度上降低瓦斯含量,在有效降低瓦斯压力的同时提高开采的安全性,对于煤层中的空气质量可以利用水力化措施进行改善,同上以上管理技术,最大程度保证矿井深部开采的安全性。 关键词:深部矿井;开采瓦斯;综合治理;技术探究 1前言 通过调查发现,我们的煤炭资源丰富,但是其中一半以上都埋藏在地下一千米一下的地方,从我国大力开采地下煤炭以来,煤炭资源也在迅速缩减,对于煤炭的开采深度逐渐下降,通过计算在未来,我国煤炭的开采将延伸到地下一千米到地下一千五百米以下,并且由于对煤炭的需求量决定了我们必须将这种开采方式作为重点。但是一般情况下,在如此深度的煤炭受到高温的影响,会产生一系列的生物化学反应,产生许多类似于甲烷等的气体,并且,煤炭的埋藏深度会不断加深,瓦斯压力和瓦斯含量增多,通过一系列反应会对煤矿开采带来极大安全隐患,所以为了降低深部煤炭开采难度,我们对深部煤矿开采瓦斯综合治理技术进行深刻研究。 2深部煤矿开采瓦斯综合治理的现状分析 深部煤矿开采瓦斯综合治理的现状可以表现在两个个方面来探究,首先,深部煤矿开采瓦斯时,成煤过程中会造成瓦斯含量和瓦斯压力极度上升,并且我国很多煤矿的开采深度在达到六百到一千以上之后瓦斯压力会达到5.0到10.OMPa,根据我国相关规定显示,这些煤矿将被归为强危害性矿井,一旦发生瓦斯爆炸等事故将造成无法预计的后果,因此现今我国深部煤矿开采瓦斯综合治理存在很大问题。其次,深部煤矿开采中极有可能会使得地应力不断增高,地应力增高会造成一系列的问题,例如较高的地应力会损毁矿井围岩,也会导致矿井周边的支护变形,严重的情况下极有可能引发煤矿事故,此外,地应力的破坏力还表现在改变岩层的硬度,使得施工人员的工作难度变大,对施工来说增加了不可控因素,影响到钻孔的质量和效率,降低煤层的透气度进而影响到整个项目的运作,甚至危害到工人的生命安全。 3提升深部煤矿开采瓦斯综合治理技术的措施 对于深部煤矿开采瓦斯综合治理技术来说,可以从两个方面来说,首先,我们要做好防突措施,由于深部煤矿开采的特点是瓦斯含量极大,矿洞的顶部和底部的透气性能极度不好,使得瓦斯在V洞有限的空间内得不到良好的释放,这是深部煤矿开采中所面临的首要问题,防突就是从这一角度出发,最大限度上降低该层的瓦斯含量,保证矿洞环境的安全性,。其次,抽采可以在一定程度上降低瓦斯含量,抽采的工程原理有三种,包括对矿洞临近层进行降压以此来降低本层瓦斯含量、对本层本来含有的瓦斯进行提前抽取,以保证采矿时瓦斯含量不至于快速上升、对已经开采完毕的采空区进行瓦斯抽取,降低煤层瓦斯含量。 3.1对于保护层的开采措施 深度煤矿开采中保护层是及其必要的一个保障措施,对于保护层的开采措施可以具体分为三个步骤,也就是对于保护层的开采、开采保护层的同时要加入瓦斯的抽采、利用先进技术来降低保护层的厚度。对于开采保护层之一步骤来说,其存在的意义在于最高效的解决煤炭和瓦斯突出的问题,对其进行区域性解决,其原理大致为通过对保护层的开采来实现对被保护区域的泄压作用。对于开采保护层时进行瓦斯抽采来说,就是指在开采保护层的时候大量瓦斯将会通过脆弱的岩层涌入开采层,造成开采层极大的瓦斯压力,所以需要通过抽采的方式来保证瓦斯含量在开采保护层时不至于超限存在。利用先进技术来降低保护层的厚度是利用钻卸法进行钻孔,较大的直径能够使得地应力和瓦斯压力单独或者共同作用下保护层下特别薄的煤层,以此来通过外部环境的作用来开采保护层。 3.2针对突出煤层的瓦斯进行抽采 对于突出煤层来说,其承受的瓦斯压力都集中到了一个点,使得煤层承受的瓦斯压力成倍增加,并且该区域的瓦斯含量也特别高,对于矿洞造成很大的安全隐患。降低突出煤层的瓦斯压力和瓦斯含量可以通过对瓦斯进行抽采来实现,当煤矿中出现突出煤层而又没有保护层进行保护的情况下,瓦斯抽采是最为有效的方法,通过合理抽采能够有效降低突出煤层的瓦斯压力,如果运作合理也能使得高浓度的瓦斯得到有效利用,为人们提供方便的资源,同时对煤矿企业来说也能获取一定的经济效益,促进企业的发展。具体来讲瓦斯抽采的方法有很多,最主要的也是上文所提到的进行预先抽采、对临近层进行抽采、对已经采空的地区进行抽采,预先抽采又可以分为很多类,根据情况不同可以进行灵活选择。 4结语 通过对深部煤矿开采瓦斯综合治理技术的研究可以发现,虽然煤矿行业在近年来发展迅速,取得了极大的经济效益,但是随着煤矿深度的逐年加深,深部瓦斯浓度和瓦斯压力的不断增加使得煤矿的开采难度也随之增加,这种现状不仅仅阻碍了煤矿行业的发展,更是威胁到了煤矿工人的生命安全,深部煤矿开采环境一旦处理不当,极有可能引发煤矿事故,造成很严重的后果,因此我们希望煤矿企业能对深部煤矿开采瓦斯综合治理技术提起重视,将先进科技引入煤矿开采中去,以此从技术层面保证深部煤矿开采的安全性。 煤矿开采技术论文:煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术 摘 要:煤矿作为我国经济社会发展的重要资源,随着当前市场行业不断变化以及技术进步,在这种复杂背景下做好其开采工作是每一家煤矿企业确保自身经营与发展的重要职能。对此,文章通过对煤矿在实际开采过程当中、多煤层开采过程以及高瓦斯煤层的巷道布置三方面对巷道布置进行了具体分析,在此基础上,分析我国的煤矿工艺技术。 关键词:煤矿开;采巷道布置;采煤工艺技术 煤矿生产的现场需求是多元化的,因此,在巷道布置工作的过程中,要求技术人员必须要对相应的布置方案进行科学的优化,并对煤矿井下的实际情况与采煤的方式进行综合考虑。在进行实际的巷道布置过程中,要求我们对支护方式进行科学的选择,并且,应当对生产区域的特点进行充分的结合,来提高支o结构的适用性。此外,应当对采煤工艺进行合理的选择,这样能够更好的开展煤矿开采工作。有鉴于此,文章在充分结合笔者对相关文献研究以及自身多年工作经验基础上,重点围绕于煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术展开论述,以供相关人员参考。 1 煤矿开采的巷道布置技术 为了煤矿开采的顺利进行,巷道被用于其中,是为了能够更好的便于设备的运输与采矿的提升以及通风排水等。在这当中,主要包含了水平、直立与倾斜巷道这三种。煤矿企业在布置巷道的过程中,应当严格强化对土层结构的分析,并仔细研究煤炭储备的分布,根据相关的标准与工艺要求,来严格规范操作,以此来确保其布置的效果。针对于不同的煤层来说,要求我们应当根据其自身的实际特征,来为其选择有针对性的巷道布置技术。 1.1 复合型煤层 在复合型煤层当中,巷道布置主要存在以下几个问题:首先,上下煤层巷道存在稳定性问题,要求我们必须要将煤层的距离合理的保持在某一范围之内。其次,应当对巷道布置过程当中所形成的支撑压力问题进行分析,此外,还需要充分考虑煤层在实际开采之前所承受的支撑压力。现阶段,我们主要是运用分组布置的形式来进行巷道布置,并以800m为标准,来进行一个分组采区走向的相应计算,其不仅对于煤矿的地质条件要求较高,并且适用的范围也相对有限,但是,其能够在最大程度上降低工程量。 1.2 近距离煤层 所谓的近距离煤层,指的就是两个煤层之间存在的间隔减小,这样一来,当我们在进行上层煤的开采时,就很有可能会形成针对下层煤的压力,这样一来,不仅会严重影响开采安全,同时也非常有可能出现上层煤顶板的冒落问题。为了能够有效避免这种情况,就要求我们在进行实际的巷道布置过程中,应当运用重叠式的布置方式,将上层煤标高控制在-200m,并将下层煤标高控制在-350m,以此来确保安全性。 1.3 高瓦斯煤层 与普通的煤层相比而言,高瓦斯煤层的瓦斯涌出量相对来说比较大,因此,在实际的开采过程中,其自身的危险性也就会更高一些,所以说,我们必须要对瓦斯的排放进行充分考虑。现阶段,在进行实际的高瓦斯煤层巷道布置过程中,常见的通风方式主要是“一进二回”。不过,在进行实际的巷道布置时,要求我们应当保证其能够在两条巷道当中一起预留煤柱,并以此来确保抽放钻场工作可以顺利的开展进行。 2 煤矿的采煤工艺技术探究 2.1 割煤工艺 采煤机在进行单向割煤的过程中,需要在工作面中完成一次往返为一刀,并且,在这个过程当中,采煤机前滚筒主要是进行顶部煤层的切割工作。而双向割煤,则主要是在煤层的走向比较平稳时所运用的一种割煤方式。其和单向割煤之间所存在的最大区别,就是其在往返一次的过程当中,将会完成两次的切割工作。 2.2 进刀工艺分析 在进刀的实际过程中,采煤机所采用的,主要是工作面尾部倾斜的形式。让采煤机的返回刀回到了工作面的尾部时,工作面溜子也就已经被有效的推到了煤层的边缘上,这个时候,采煤机也就会顺着溜子的方向,来开始相应的工作。需要我们充分主义的是,在溜子的实际运行过程中,要求其必须要保持一条直线,只有这样,才能够运用采煤机来将尾部的煤层割透,并且确保切割刀可以循环工作。 2.3 移架工艺分析 在大多数的情况下,采煤都需要用到追击移架支护的方式,并且,一般来说,在实际的移架过程当中,移架所出现的下降量在20mm左右,而在这个时候,移架的位置就处于采煤与后滚筒三架距离的地方。如果在实际的施工过程中,出现了工作面压力增加的问题,或者是遇到顶板破碎的情况时,就要求相应的施工人员,必须要通过超前带压擦顶移架的形式,来进行移架过程。其中,我们应当充分意识到,如果支架升到了规定的初撑力,那么就要为其进行持续2s的给液,之后才能够停止升架。 2.4 移溜工艺分析 现阶段,我们在进行实际的煤矿开采过程中,主要采用的还是整体移溜的工艺形式,与此同时,也能够将支架间的连接点作为基本的支点,来实现对刮板运输机的科学推动。其中,要求我们必须要充分注意下面几个问题:第一,要注意运输机的实际工作顺序。通过运用采煤机,来将煤层的前部割开之后,再把工作面边缘的溜子有效的移送到煤层边缘。第二,如果工作面运输机存在着下滑的问题,那么其就会在完成了相应的尾部切割之后,再次从溜子弯曲的地方,来以直线形推向煤层边缘。 3 结语 总而言之,近几年来,暖气的普及,使得煤矿的需求量也随之增长,这也促使煤矿开采力度增大,技术成本投入增加,能够为人们提供更优质更多的煤矿资源。可是,中国地表深层条件恶劣,在煤矿开采过程中会带了巨大的挑战。最近,我为了减少这些问题,在巷道布置和采煤工艺方面进行了探究,但是依然没有达到社会市场的需求量,因此,技术人员一定提高重视,根据具体情况,针对性、专业性培训,使得巷道布置和采煤工艺技术能够实现实质性的突破。
教育装备论文:现代装备实验教学教育技术论文 1现代教育技术的具体应用 1.1复杂演示简单化 大多数装备结构复杂,许多实验受器材、设备的限制,实验现象无法展现。多媒体技术可提供声音、图像、文字和动画等多种信息,使复杂演示大大简化,形成良好的教学效果。在某些设备原理、构造课教学中,采用了多媒体演示教学,收到了良好的效果。比如,在讲授发动机燃油系统原理、构造时,部件结构与连接传动的关系相当复杂,教学难点很多,利用教学软件演示各部件内外部结构、各部件零件之间的连接和燃油供给情况,可使复杂结构便于观察,复杂演示简单明了,缩短了授课时间,较好地解决了复杂结构在课堂上讲解难、表述难和演示难等问题。 1.2昂贵实验模拟化 新设备价格昂贵,实装短缺,使新装备在实验教学中面临着很多困难。进行多媒体训练模拟化教学是一条低耗、高效的道路,学员在计算机上可进行各种设备使用维护技能的模拟训练、排故训练和应急情况处置训练。近年来,研制了一系列与装备专业基础课、专业课配套的多媒体教学软件,这些教学软件生动、形象,可进行空中操作模拟教学。应用这些教学软件缓解了新装备短缺的压力。在实验教学中,大大提高了学员掌握各种设备的维修能力、排除故障能力和各种应急状态下的紧急处置能力。 1.3抽象知识形象化 在装备实验教学中有许多概念、原理是在理想状态下推导出来的,用一般的实验设备无法验证或显示。对于这类知识,学员很难理解和掌握,但利用多媒体技术可模拟装备教学中要求的理想状态,将高度抽象化的内容具体化,有利于学员理解概念、原理,方便记忆,从而减轻学员的学习负担,提高学员的学习能力。比如,在旋翼桨叶轨迹检查和调整的实验课上,分析直升机在垂直飞行状态下旋翼旋转过程中桨叶在挥舞平面上的受力情况和锥角变化时采用了多媒体技术,利用多媒体动画演示了各片桨叶旋转过程中的受力情况和锥角大小,使抽象的知识形象、生动、便于掌握。 2现代教育技术的应用效果 2.1加速了实验教学内容的更新 在装备实验教学方面,存在知识面窄、内容陈旧等问题,因此,应积极研制实验教学软件。我们多次安排教员赴工厂、研究所,收集装备技术资料,拍摄装备结构、工作原理视频,并对不同型号的装备开发了大量的教学软件。这些与装备基础课、专业课相配套的教学软件,可形象地展示装备的组成结构和工作原理,大大地丰富了装备实验教学内容,在实验教学中收到了良好的教学效果。 2.2促进了实验教学方法的改革 在实验教学中,应努力营造有利于培养和发展学员创造力和合作精神的环境,使学员形成运用已有知识创造性地解决实际问题的能力。因此,我们积极参与了现代教育技术应用工作,正确运用了实验教学设计原理,采用了灵活多样的实验教学方法,逐步实现了实验教学过程的最优化进程。在考查教员实验课的授课质量时,将现代教育技术应用情况作为一项重要指标,促进了实验教学方法改革的深入。 2.3提高了学员学习的自主性 现代教育技术应用于装备实验教学,可提供给学员声音、图像、文字和动画等多种信息,对学员的学习形成多感官刺激,并使教学活动打破了时空范围,实验教学不再局限于实验室,个别化教学也成为一种有效的教学形式。学员可根据自己的学习能力和学习兴趣决定学习的时间和内容,从而大大提高学员学习的自主性。比如,将多媒体技术运用于发动机构造实验教学中,学员的学习成绩有了明显提高。 3处理好“三个关系” 3.1现代与传统的关系 现代教育技术与传统教育手段是相辅相成、拾遗补缺和协调发展的。在装备实验教学中,认为目前现代教育技术可完全取代传统实验教学手段的思维是片面的。现代教育技术应用于装备实验教学可分为3步:①现代教育技术对传统实验教学手段起到了补充和辅助作用,即一些传统实验教学手段难以实现或表现效果不好的内容,可采用多媒体等现代技术表现;②现代教育技术与传统实验教学手段相结合,采取现代教育技术为主、传统实验教学手段为辅的方式;③随着多媒体和网络技术的发展,信息资源的建立和完善,可逐步实现装备实验教学的开放化和远程化。 3.2理论与实践的关系 要想充分发挥现代教育技术在装备实验教学中的作用,就必须加强理论研究,使理论对教学实践起到引导和促进作用。网络和多媒体实验教学作为一种新的教学形式和教育技术的重要发展方向,有许多理论问题值得探讨,比如网络多媒体实验教学的功能、实施方法和与此相关的实验教学思想和观念等。实践证明,同样的实验教学形式或教学手段在不同思想的指导下,将会产生不同的结果。在装备实验教学中,如果只重视方法和手段的更新,不重视教学思想和教学观念的进步,则一定不会收到好的教学效果。 3.3普及与提高的关系 现代教育技术与传统教育、电教手段相比,对教员的要求更高。因此,存在如何普及和提高的问题。目前,在开展网络多媒体装备实验教学中,有时存在急功近利的思想,盲目追求高层次、短期效益,影响了网络多媒体装备实验教学的普及和发展。开展网络多媒体装备实验教学应是一个渐进的过程。在教员中普及网络、多媒体知识,使教员掌握必要的多媒体软件和网络的使用、制作技术;搞好多媒体课堂应用和网络信息资源的建设。现代教育技术应用于装备实验教学中,解决了常规实验教学手段难以解决的问题,有利于学员对实验现象的观察、分析,增强了实验教学效果,提高了学员综合素质和能力,促进了装备实验教学改革。在装备实验教学中应用现代教育技术时,应处理好现代与传统、理论与实践、普及与提高的关系。 作者:李青峰 吕伯平 胡进 单位:中国人民解放军空军第一航空学院 中国人民解放军空军装备部 教育装备论文:云计算教育装备信息化管理论文 一、省级教育装备信息化建设现状 近年来,国家为促进教育公平、提高教育质量,先后实施一系列重大项目,教育装备水平得到提高,但省级教育装备的监管工作亟待加强,迫切需要通过信息化管理实现对项目实施、经费使用等情况的动态监管。各地经过多年实践,教育装备管理信息化建设取得了一定成效,但尚未完成统一的教育装备基础数据库和优秀业务管理信息系统,总体缺乏先进的信息化技术和可靠的保障机制,应用水平差异较大,信息孤岛和数据不一致等问题比较突出。各级政府教育决策和监管缺乏完整、准确的数据支持,远不能满足保障重大改革项目实施的需要。省级教育装备信息化建设急需借助先进的互联网云计算技术逐步形成应用集成、管理集中、服务可定制的新型开发模式,以此支撑数据的深度分析及决策服务。 二、云计算研究背景 云计算是由网络存储、分布式计算、虚拟化、负载均衡 等信息技术融合而成的技术集合,它以互联网为载体,以大型服务器集群、存储服务器和宽带资源为支撑,按照用户需求动态提供可伸缩的应用服务,为教育装备管理信息化建设提供了先进、可靠的发展模式。云计算包含IaaS基础设施即服务、PaaS平台即服务和SaaS软件即服务三大服务模式,这三个层面的服务凸显了云计算的特点。 (一)IaaS(InfrastructureasaService):基础设施即服务 云计算提供给用户的服务是对所有设施的利用,用户不必管理或控制任何云计算基础设施,就能控制操作系统选择、储存空间、设备部署等应用。云计算中心为用户提供可靠的网路、数据环境和存储空间,用户可以灵活地根据需求购买计算能力、存储空间、带宽等基础设施,大大节约了时间、经济、人力成本。同时分布式数据中心提供了数据存储在地理意义上的隔离,提高了容灾能力,提高了云服务的稳定性。 (二)PaaS(PlatformasaService):平台即服务 云计算提供的服务可以将开发语言和开发工具部署到云服务器上,用户可以控制部署操作系统、存储及应用程序,也能配置应用程序的托管环境。用户还可利用云计算提供的开发平台,根据自身组织机构、管理流程、业务操作的特点开发组件,建设符合自己需求的信息系统和应用服务,并快速部署到云服务器,这种定制应用开发平台为用户提供了高效的开发环境。 (三)SaaS(SoftwareasaService):软件即服务 云计算提供给用户的服务是运行在云端基础设施上的应用程序,用户可以根据自己需求在PC、移动设备或电视机等各种智能终端上通过浏览器等客户端界面应用存储在云端的服务,提高了数据的共享性,为深度数据挖掘提供了基础条件。云计算以开放的标准和服务为基础,提供安全、快捷的数据存储和网络计算服务,适宜为各级教育行政部门和学校提供一站式管理应用,以及安全可靠的数据服务。 三、基于云计算的教育装备信息化管理 基于云计算的教育装备信息化管理应依托云计算架构,开发建设装备基础数据库、管理应用系统和信息资源服务,促进信息资源共享,实现教育装备信息化管理在省域范围内的覆盖。 (一)基础设施建设 应用IaaS服务模式,加强教育装备管理系统基础实施建设,建设省域统一的数据中心、服务器集群、存储资源及安全保障体系,云端提供计算资源、存储资源、安全保障等服务,各地依托云端服务器、存储及网络资源进行应用、开发,重要的数据及业务执行都在云端进行,用户端工作在浏览器上实施,云端采用可靠性高的磁盘阵列和数据备份技术,保障数据应用及存储服务的安全可靠。 (二)系统开发 应用PaaS服务模式,在云端构建统一的数据环境,研究制定科学合理的教育装备管理指标体系,建立统一的教育管理部门、学生、教师、设备等编码体系,建立装备资产分类数据库、配备标准数据库、仪器代码数据库及实验目录数据库。基础数据库采用集中整合的数据架构,通过整体数据规划,明确基础数据来源,落实组织与管理,理顺各部门业务间的数据关系,保证数据的完整性、关联性,建立省、市、县和学校四级基础数据库,实现基础数据的集中、统一和各层级数据的共享、同步。 (三)应用服务 运用SaaS服务模式,构建覆盖省域,纵向贯通、横向关联的教育装备管理信息化应用服务平台,对全省教育装备进行全方位、全覆盖、精细化管理,涵盖理、化、生、小学科学等各学科装备标准、配置情况、教学计划、实验开展、装备需求等内容。教育主管部门可利用平台通过对图书流通分析、仪器设备缺口及处置报废情况的实时统计分析,提前为各学校做好预算,安排资金,为课堂教学顺利开展提供保障。教育主管部门可通过云计算数据存储,借助数据存储及数据挖掘技术,实现教育均衡发展监测评估,实时获取区域内生均逐年实验室、信息化、图书馆的经费投入均衡性对比,为教育规划、教育监管与宏观决策提供数据支撑。 四、结语 总之,基于云计算的省级教育装备信息化管理,为各级教育主管部门提供了全面、实时、动态的教育装备配置、使用信息,为各级政府、教育主管部门科学决策、实现教育均衡发展提供了科学依据。 作者:翟冰 单位:内蒙古教育装备技术中心 教育装备论文:工程教育装备设计机械制造论文 1机械制造装备设计课程教学现状 机械制造装备设计课程涉及知识面广,强调专业实践性和实用,着重培养学生分析和解决实际工程问题的能力,学生们感觉课程学习难度大,影响课程学习积极性,教学效果难以达到预期。目前存在的问题主要如下: 1)现有教学内容沿袭了传统的体系与架构 知识点面面俱到,没有根据不同类型学校培养目标的侧重点不同而有所区分。缺乏生产实际内容,对于新材料、新工艺、新技术和新装备的介绍不足,不能全面反映本专业的前沿发展现状和趋势,不利于学生的创新思维发展。 2)教学手段与方法相对单一 仍以教师单方面授课为主,不能完全满足教学要求。根据教学大纲安排,课程教学为32学时。教师要在有限的时间内把大量的知识和信息传递给学生,尤其目前普遍采用多媒体教学,更进一步扩大了课堂教学容量,对学生的理解和接受能力提出了更高要求。为追赶进度,学生无暇思考,只能填鸭式被动接受。而一旦某一环节跟不上,则会一步落、步步落,严重挫伤学生学习积极性和自信心。 3)现有授课计划 对于实验与实践教学环节安排不足,学生亲自动手操作与动脑思考的机会不多,对于知识的理解仍停留在书本理论的层面,遇到实际问题不能有效应对,违背了课程内容组织强调实践性与实用性的初衷。 4)考核评价机制单一 一般仍取平时考勤、课堂作业与期末考试成绩作为评价学生学习效果的标准。学生为考勤而到课堂,身在课堂心在外,临近考试就突击死记硬背,不会花时间去主动思考,更不会去深入研究如何应用所学到的机械制造装备的设计原理与方法,极大损害了学生运用所学理论和技术手段综合创新能力的发展。 5)伴随高校扩招 机械设计制造及自动化专业生源规模持续增加,越来越多的青年教师走上讲台,他们虽然储备了足够的理论知识,却在自身实践经验上有所欠缺,而机械制造装备设计课程教学内容设置中的金属切削机床设计和夹具设计等都需要丰富的生产实际经验作为支撑,这在一定程度上影响了课程教学效果。 2机械制造装备设计教学改革探索 2.1教学理念的与时俱进把握工程教育要面向工程实际的基本原则 对于机械制造装备设计过程,不仅仅关注结构与功能原理的实现,也要从经济性、安全性、环境保护与节能减排等方面将其视为一个系统的工程技术项目来加以考虑,全方位引导学生培养运用所学知识解决实际工程问题的能力,正确认识工程对于客观世界和社会的影响。教师对于学生的要求更多地集中在培养学生的学习主动性、对问题的深入探究和钻研精神以及追求创新的态度和意识。这就对教师本身在知识结构、教育教学技能、教学与管理艺术等方面提出了更高的要求,要不断更新自身教育理念,与时俱进。 2.2教学内容的改革与优化 课程教学内容要面向机械设计制造及自动化专业工程教育认证目标,以培养行业认可的复合型工程人才为导向,突出学校与学科专业特色,紧随生产与社会的发展,与相关产业与领域的需求相结合。以此为原则,保留原有教学内容中的经典优秀部分,删减或剔除与专业认证目标不相符合的内容。针对湖南科技大学机械设计制造及自动化专业面向矿山机械、工程机械及数控机床产品设计制造的专业培养特色,教学内容中适当增加矿山机械装备与工程机械装备的设计方法与过程,对于金属切削机床的设计着重讲解数控机床的主传动系设计、进给传动系设计与典型部件设计,减少普通机床设计相关内容。机床控制系统设计重点介绍数字控制技术原理与设计过程,其它控制方式酌情删减或剔除。同时教师在授课过程中应结合自身研究方向,增补介绍反映本专业前沿发展现状和趋势的有关新材料、新工艺、新技术和新装备的内容,使教学内容做到融经典、基础、实用、前沿于一体。适当淡化教学内容中的深奥理论知识,增强应用与实践,增加实验与实践教育环节时长,以激发学生的学习兴趣。可以更多地与企业生产实际相结合,与企业沟通联系,创造机会让学生深入企业生产一线,直观接触与动手实践,深入理解机械制造装备的设计原理与方法。强调对重点和难点的把握,精心组织,讲深讲透,如金属切削机床的工作原理、几何表面成形原理和机床主传动系设计过程、夹具定位方案的设计与分析等。对于物流系统设计和机械加工生产线的总体设计,则可以采取学术讲座的形式加以介绍。 2.3教学方法的突破与创新 面向工程教育专业认证需求,教师要实现教学方法与手段的不断突破与创新,以提高教学质量。教学方法要针对工程实际,可以更多地采用案例分析、综合设计、小组学习、项目训练等方式,培养学生主动学习和团队合作能力,提高工程意识和设计技能。教师也要深入研究当前国内外工程教育的发展形势,将国际上最新的科学思想和科学成果传递给学生。在教学过程中教师要有效利用多媒体教学资源,使知识直观化、形象化,激发学生学习兴趣,调动主观学习积极性。如为使学生对于装备制造业有清晰的认知,激发学生对于机械制造装备设计课程学习的热情,在绪论中详细介绍制造业与装备制造业的内涵,多方搜集资料,以详实的图片、文字、视频和数据资料深入透析装备制造业的地位与作用、我国装备制造业迄今所取得的成就以及面临的机遇与挑战,鼓励学生为我国装备制造业的发展与进步贡献自己的力量。为训练学生的独立分析与思考能力,教师也在课堂上提出问题或布置课后作业,启发学生去思考并分组讨论,教师再进行归纳总结和点评,让学生能够主动参与学习。在机械制造装备设计课程教学中可根据教学难点与重点,有针对性地开展专题讨论与专题作业。讨论与作业的形式也需多样化,以便于活跃学生思维,增强创新意识。 2.4考核评价机制的多元化 为检验课程教学效果,考核评价必不可少。在常用的平时考勤、课堂作业与期末考试成绩的考核评价机制基础上进行多元化拓展,以助于提高学生的学习积极性,培养创新态度和意识。针对机械制造装备设计课程教学特点,采取“日常课堂教学考核+创新实践考核+期末闭卷考试”模式。日常课堂教学考核从考勤、课堂讨论、课堂作业等方面进行综合评定,重点考查学生的学习态度、学习纪律性与主观能动性等;创新实践考核结合实验教学进行,考察学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等;期末闭卷考试适当增加主观题和应用型试题比重。通过考核评价机制的多元化拓展,全面准确地反映学生学习效果。 3结语 工程教育专业认证是大势所趋,而工程教育专业认证标准明确了工程教育要把学生放在主体地位,给学生以有力的引导,加强目标导向。机械制造装备设计是机械设计制造及自动化专业的一门重要专业课,应面向机械设计制造及自动化专业工程教育认证目标,以培养行业认可的复合型工程人才为导向,突出学校与学科专业特色,更新教育理念,优化教学内容,创新教育方法与手段,多元化拓展考核评价机制,以学生为本,以学生能力的全面提升为目标来组织和持续改进。 作者:万林林伍俏平邓朝晖单位:湖南科技大学 教育装备论文:中小学装备管理教育技术论文 1建设与应用总体思路 系统架构设计系统以国家教育管理公共服务平台顶层设计方案为指导,遵循教育管理信息化标准,采用基于J2EE平台且支持广域网运行模式的B/S三层网络架构体系,本着“以用户体验为中心”的设计原则,以满足集中化部署过程中所面临的高并发、海量数据存储、复杂数据分析应用以及多业务应用集成等一系列应用要求,从而确保稳定、可靠、高效、安全地实现教育技术装备管理信息化的规划蓝图。提出以省级集中部署为主,有条件的地市、区县可以单独部署的业务体系架构,如图1所示。如图2所示在部署和应用方面,采用以省级集中部署为主,有条件的地市、区县可以单独部署,省、市、县、校四级应用的模式,应用云技术架构,以“平台+多业务应用集成+统一数据仓库+辅助决策支持系统”为总体框架进行设计开发,其中省级采取省、市、县、校四级一体化部署和应用,实现了教育技术装备的基础数据采集和日常管理,确保数据动态变化的实时性、鲜活性。实现了全省各级装备管理部门对学校装备的数据统计分析,以及学校标准化建设的差距分析等,为各级教育管理部门的重大决策提供可靠的数据依据。优秀功能及流程的设计1)基础数据采集。设计统一标准、庞大的教育资产分类数据目录,快速实现学校基本信息、装备人员信息、信息化基础设施、实验室和功能教室信息、图书馆图书等装备资产数据的电子台账,数据采集和审核流程如图3所示。2)日常使用管理。设计装备资产的“验收入库、调剂、报损报废、回收、变动、借用、维修、盘点”等日常业务管理信息功能,实现“规范、动态、监管、高效”的装备资产管理目标。动态的资产库存、使用时间效期、保修期、质量预警,即时帮助管理者进行决策判断。3)装备标准化测算。装备配备标准制定、,包括“实验室和功能教室建设标准”“学科仪器设备配备标准”“图书配备标准”三大类,支持省标、市标、县标3级标准体系。对各中小学校上述三大类办学条件的标配数、现有数、缺口数按区域、学科、城乡类别等多视角进行统计,各区域的学校达标比例、科目达标比例、均衡程度的宏观分析,以及具体学校、具体仪器设备的品目配齐率、学科配齐率、缺口金额的微观分析。4)查询统计分析。提供按行政管理机构、年度、资产分类等多条件组合方式的数据查询统计,可量身定制各种装备统计报表,设计从学校到县、从县到市、从市到教育部的教育技术装备所要求的各种统计报表的统计与上报,自动生成教育部教育技术装备统计报表,减少工作量、保证数据完整性、正确性。分步应用思路1)先集中采集,后分布应用。基础数据是否准确、完整,是关乎整个装备管理信息化建设成败的关键所在。教学仪器设备品目繁多,账册堆摞,且完善程度参差不齐,清理起来有较大难度。因此必须把基础数据采集作为建设任务中的重中之重,充分认识到任务的艰巨性,并且预留足够时间。省级要站在全省的高度统一要求、统一部署、搭建统一报送平台,保证采集范围覆盖到全省的每所学校。在此基础上,首先形成全省统一的基础数据库,摸清家底,为今后深化应用打下基础。2)应用先简单,后复杂。先推动简单、日常的功能应用,再逐步向精细化管理、个性化管理纵深发展。根据学校规模不同、装备条件不同、人员素质不同,实现差异化的管理要求。3)先有条件地区,后其他地区。由于地区性和经济性差异,各地装备条件也存在很大差异,信息化程度也不一样,鼓励和推动有条件的市、县(区)在全省完成数据采集的基础上,将应用拓展到日常管理、标准化测算等业务,率先实现装备管理信息化。在实现后,再逐步向偏远地区和农村学校扩展。4)联动建设,相互促进。在省、市、县、校管理联动、数据共享互通的基础上,省级重标准制定、宏观管理与监控,地方重具体应用和微观管理,同时加大操作培训力度,保障基层学校操作人员“会用”“想用”“爱用”。一方面,各地市在日常管理应用的基础上,可以产生真实、可信、鲜活的统计数据,提供给省级查询决策;另一方面,省级可以更好地贯彻标准化、规范化的管理要求,并实现及时、动态监控管理,做出更加科学准确的宏观决策。 2主要特点 系统的建成,深度融合教育装备“建、配、管、用”业务,促进装备管理的规范化、科学化、信息化,主要特点如下。提供科学快速的决策支持建立起全省统一的中小学教育技术装备资产、人员、标准等装备基础数据库,确保全省基础数据的集中和统一,提高了统计数据的准确性、可靠性和客观性。建立起全省统一的装备标准化评估分析管理,提升装备管理的决策能力水平。利用信息化的数据查询、统计与分析手段,为教育决策者提供丰富准确数据统计报表,使决策更加快捷、更加准确和科学。创建现代装备管理规范体系实现教育技术装备的现代管理手段,形成资源节约型、办事高效型、业务联动协同型的管理模式。解决了教育装备家底不清的难题,摸清全省中小学教育装备配备现状情况;解决了教育装备实时、动态、预警、监管的难题,能够实时、方便、快捷地呈现教育装备动态变化情况与预警提示,同时实现学校教育装备电子台账的规范管理;解决了标准化建设管理的难题,通过装备现状与标准匹配自动得出达标情况、缺口差距以及达标率,为市、县区、学校按照标科学测算、准科学规划提供信息系统和技术手段支撑;解决了年年装备统计难的问题,学校通过装备基础数据库自动生成教育部“基础教育技术装备统计”报表,确保统计数据的真实性、准确性和完整性。提高管理工作效率通过系统建设与应用,实现教育装备电子化、信息化和网络化,降低了基层装备管理人员的工作烦琐程度,提高了工作效率,降低了管理成本,有力促进了管理的规范化和人员的能力提升。 3下一步研究方向 中小学教育技术装备管理系统的建设已经完成,投入运行后取得了一定成绩,但还存在一定问题。如各地管理标准和管理模式不一致,个性化需求比较普遍,应用深度推进艰难,数据基础不准、不全的现象,对推动后续装备日常管理、实验教学活动管理、数据统计等带来严重制约,部分学校不愿花一定的时间来适应各地新业务管理规范,因此需要在后期做更深入的探索和研究。下一步主要研究方向包括:各地管理标准和管理模式的兼容性、个性化与共享化的融合性、基础数据校准和完整性、业务管理模块可视性和可读性,以及实验教学管理功能的完备性等有待进一步研究和完善。 4结束语 本文对中小学教育技术装备管理系统做了系统建设与应用研究,探索了全省四层分布式应用和集中管理模式,实践了全省一体化的小学教育技术装备管理。这项研究成果能有效地为各级教育决策部门提供科学依据,为教育装备业务管理、动态监测和评估提供信息化服务,能加快实现我省教育装备管理现代化。 作者:陈鑫源 教育装备论文:教育装备与学校教育论文 一、产品问题 科学技术的飞速发展迫使教育装备不断更新换代,一些只关注商业运作的企业借用新技术作为卖点不断刺激学校源源不断地把新产品倾入到教育市场。一些企业生产出来的产品让教育向着误区大步前进。他们片面地认为教育就仅仅是以知识传授为主,因此研发的产品均基于知识化教育。但懂教育的人都知道,传授知识不是教育的根本,不是教育的唯一,随着时间的推移,学生对于知识的记忆会越来越少。而教育真正的作用是启发智慧,智慧与知识是不同的概念。学校要通过教育培养学生的思维能力、观察能力,帮助学生形成良好的道德品质与修养。显然,企业在进行教育装备产品研发与生产时,并没有将这些因素考虑进去,总是片面地以提高考试成绩、激发学习兴趣为口号,销售没有实际教学效果的产品。这些企业虽然将最先进的技术传入学校,却忽视了教育教学本质,因为他们不懂教育,所以开发的产品很难满足教学实际需求。例如,大家所熟知的电子白板、触控一体机以及电子抢答器,使用不当就会挤压学生思考的空间和时间,影响学生思维能力的培养。一些学校在LED大屏的使用中也存在误区。国家有关部门调查结果表明,蓝光会使人眼底产生白斑,因此LED大屏不适宜在室内使用,更不能用于教学。“云”也是现在非常火的概念,被广泛应用于教育领域。虽然很多地区的学校都一股脑地向着“云”行进,但真正利用“云”成功改善和提升教学效果的却少之又少。学校为此花了很多的钱,却不能让校长、教师、学生以及家长都感到满意,这也使得教育装备工作陷入“恶性循环”的困境。所以,教育装备需要资金,但绝不是有了资金就能发展好的,它还需要教育装备人的正确指导。教育装备人大都来源于教师,是教育队伍的一部分,既懂教育又懂技术,能将学校的实际需求和企业的先进技术有机融合,让教育收获真正的发展。 二、教育装备部门的努力方向 1.制定各级“教育装备准入制度”通过规范产品生产标准,严格筛查企业资质,剔除不符合装备条件的企业,净化教育装备市场。以学生桌椅为例,准入制度应对桌椅的价格、材质、形状、功用等做出限定,保证学校不管采购哪家企业的产品都能让学生在舒适、健康的环境中学习。具体来说,桌椅标准应因地制宜,以当地经济条件和学生体质条件为参考,规范合理的价格区间和高度标准,保证桌椅既便宜又适用。桌椅还应兼具抑菌和矫正坐姿的作用,更要将搬动时的安全性因素考虑进去,方便学生安全使用。这些因素同样适用于未来教室建设,未来教室就要做到无尘、无菌、无影,让师生都能告别“职业病”,减少粉尘可以有效保护教师的嗓子,改善光源则可以保护学生的眼睛。 2.建立一支强有力的教育装备科研队伍教育装备的发展还是取决于人的作用,为解决教育实际问题,提升教育质量,教育装备部门可以组织相关教师建立起教育装备科研队伍,寻找和发现学校教育教学中存在的问题,然后将问题归类研究,并找到解决方法,最后交由公司研制生产出相应的教育装备产品。我校教师张士峰制作的教具曾荣获全国优秀自制教具评选活动一等奖,他制作的教具比很多专业教具生产厂商的产品都实用,但因为制作工艺的局限,在精细度和美观性方面还有所欠缺。如果将张士峰老师的教具制作理念介绍给教具生产商,让两者合作,并申请专利,投入生产,最后大规模应用,则可以在促进教育教学的同时推动企业的发展。 3.适时更新观念经过长时间的发展,教育装备的概念不断扩大,从仪器到装备,再到办学条件,甚至扩展到办学环境。教育装备部门应以EducationFacility(教育设施)为工作范畴,关注更多的内容。例如,学校食堂的墙壁也是教育设施的一部分。我校将在食堂“穹顶”作画并照相留念的机会奖励给成绩进步200名的艺术生,鼓励他们继续努力学习。我们还倡导成立教育建筑学学科,因为往往搞建筑人的不懂教育,搞教育的人不研究建筑,所以有些楼房外观虽然漂亮,但很不实用。我校就自己设计了一幢楼,将阅览室“搬到”教学楼中,开辟出2000多平方米的空间供师生阅读使用。 4.把钱用在刀刃上,真正促进学校发展很多学校都建有录播教室,且不止一间,但往往都闲置在那里,或者单纯地利用录播教室控制教学过程,这恰恰是录播最不重要的功能。我校在改造时,将教室的一面墙都设计成单面玻璃,让教师、家长可以随时看到教室内的教学情况。 三、结束语 教育装备人是教育战线的宝贵财富,是校长的坚实后盾,他们用工作践行着学校和校长的办学理念。“中国梦”需要靠教育实现,而教育装备人肩上扛的就是“中国梦”。中国教育改革的助推器就是默默奉献的教育装备人。只有教育装备战线的每个人都团结一致,属于教育装备人的春天才会很快到来! 作者:尚小鹏单位:河北省石家庄市第二十四中学 教育装备论文:云计算下省级教育装备信息化管理论文 一、省级教育装备信息化建设现状 教育装备是指在教育领域中为实施和保障教育教学配置的器材、设备、设施、场所、应用资源及其配置行为的总称。教育装备与教师、教材构成教育教学的三要素,是学校办学的重要物质基础和教育资源。近年来,国家为促进教育公平、提高教育质量,先后实施一系列重大项目,教育装备水平得到提高,但省级教育装备的监管工作亟待加强,迫切需要通过信息化管理实现对项目实施、经费使用等情况的动态监管。各地经过多年实践,教育装备管理信息化建设取得了一定成效,但尚未完成统一的教育装备基础数据库和优秀业务管理信息系统,总体缺乏先进的信息化技术和可靠的保障机制,应用水平差异较大,信息孤岛和数据不一致等问题比较突出。各级政府教育决策和监管缺乏完整、准确的数据支持,远不能满足保障重大改革项目实施的需要。省级教育装备信息化建设急需借助先进的互联网云计算技术逐步形成应用集成、管理集中、服务可定制的新型开发模式,以此支撑数据的深度分析及决策服务。 二、云计算研究背景 云计算是由网络存储、分布式计算、虚拟化、负载均衡等信息技术融合而成的技术集合,它以互联网为载体,以大型服务器集群、存储服务器和宽带资源为支撑,按照用户需求动态提供可伸缩的应用服务,为教育装备管理信息化建设提供了先进、可靠的发展模式。云计算包含IaaS基础设施即服务、PaaS平台即服务和SaaS软件即服务三大服务模式,这三个层面的服务凸显了云计算的特点。 (一)IaaS(InfrastructureasaService):基础设施即服务 云计算提供给用户的服务是对所有设施的利用,用户不必管理或控制任何云计算基础设施,就能控制操作系统选择、储存空间、设备部署等应用。云计算中心为用户提供可靠的网路、数据环境和存储空间,用户可以灵活地根据需求购买计算能力、存储空间、带宽等基础设施,大大节约了时间、经济、人力成本。同时分布式数据中心提供了数据存储在地理意义上的隔离,提高了容灾能力,提高了云服务的稳定性。 (二)PaaS(PlatformasaService):平台即服务 云计算提供的服务可以将开发语言和开发工具部署到云服务器上,用户可以控制部署操作系统、存储及应用程序,也能配置应用程序的托管环境。用户还可利用云计算提供的开发平台,根据自身组织机构、管理流程、业务操作的特点开发组件,建设符合自己需求的信息系统和应用服务,并快速部署到云服务器,这种定制应用开发平台为用户提供了高效的开发环境。 (三)SaaS(SoftwareasaService):软件即服务 云计算提供给用户的服务是运行在云端基础设施上的应用程序,用户可以根据自己需求在PC、移动设备或电视机等各种智能终端上通过浏览器等客户端界面应用存储在云端的服务,提高了数据的共享性,为深度数据挖掘提供了基础条件。云计算以开放的标准和服务为基础,提供安全、快捷的数据存储和网络计算服务,适宜为各级教育行政部门和学校提供一站式管理应用,以及安全可靠的数据服务。 三、基于云计算的教育装备信息化管理 基于云计算的教育装备信息化管理应依托云计算架构,开发建设装备基础数据库、管理应用系统和信息资源服务,促进信息资源共享,实现教育装备信息化管理在省域范围内的覆盖。 (一)基础设施建设 应用IaaS服务模式,加强教育装备管理系统基础实施建设,建设省域统一的数据中心、服务器集群、存储资源及安全保障体系,云端提供计算资源、存储资源、安全保障等服务,各地依托云端服务器、存储及网络资源进行应用、开发,重要的数据及业务执行都在云端进行,用户端工作在浏览器上实施,云端采用可靠性高的磁盘阵列和数据备份技术,保障数据应用及存储服务的安全可靠。 (二)系统开发 应用PaaS服务模式,在云端构建统一的数据环境,研究制定科学合理的教育装备管理指标体系,建立统一的教育管理部门、学生、教师、设备等编码体系,建立装备资产分类数据库、配备标准数据库、仪器代码数据库及实验目录数据库。基础数据库采用集中整合的数据架构,通过整体数据规划,明确基础数据来源,落实组织与管理,理顺各部门业务间的数据关系,保证数据的完整性、关联性,建立省、市、县和学校四级基础数据库,实现基础数据的集中、统一和各层级数据的共享、同步。 (三)应用服务 运用SaaS服务模式,构建覆盖省域,纵向贯通、横向关联的教育装备管理信息化应用服务平台,对全省教育装备进行全方位、全覆盖、精细化管理,涵盖理、化、生、小学科学等各学科装备标准、配置情况、教学计划、实验开展、装备需求等内容。教育主管部门可利用平台通过对图书流通分析、仪器设备缺口及处置报废情况的实时统计分析,提前为各学校做好预算,安排资金,为课堂教学顺利开展提供保障。教育主管部门可通过云计算数据存储,借助数据存储及数据挖掘技术,实现教育均衡发展监测评估,实时获取区域内生均逐年实验室、信息化、图书馆的经费投入均衡性对比,为教育规划、教育监管与宏观决策提供数据支撑。 总之,基于云计算的省级教育装备信息化管理,为各级教育主管部门提供了全面、实时、动态的教育装备配置、使用信息,为各级政府、教育主管部门科学决策、实现教育均衡发展提供了科学依据。 作者:翟冰单位:内蒙古教育装备技术中心 教育装备论文:农村教育技术装备论文 关键词:农村学校教育技术 现阶段如何加强农村中小学教育技术装备工作,笔者结合工作实际作了一些探索和思考。 一、提高认识是前提 加强农村中小学教育技术装备工作是推进农村中小学素质教育的需要。素质教育要求培养学生动手、动脑能力,中小学的实验课就是通过学生动手做实验,培养学生动手能力、观察能力和求实创新的科学精神;现代语文教学要求扩大学生的阅读量,如果学校不建图书室,不配备相关图书资料,语文教学的要求就不可能达到目的;现代社会要求每个成员熟悉并掌握信息技术方面的知识和能力,如果学校不配备相应的设备,不学习相关的信息知识,同样达不到目的。从某种程度上说,加强农村中小学装备工作是实施素质教育的条件和保障。其次,加强农村中小学教育技术装备工作是教育发展的需要。时代在发展,教育也在发展。特别是落后农村中小学和城区或发达地区学校相比,各方面条件相对较差,要逐步缩小城乡差别,使青少年享有同等的教育,我们必须树立发展才是硬道理的观念,用发展的眼光来看待问题和解决问题,因地制宜,因校制宜地开展好教育技术装备工作。对于教育技术装备工作的重要意义,要广泛宣传,逐步达到领导重视、群众理解、师生配合,形成认识一致、齐抓共管的格局。2000年,我镇6所中小学通过借、贷等办法自筹资金70万元建起了微机室,2003年,5所小学自筹资金购置电脑、打印机等办公设备。到目前为止,全镇11所中小学均实行了电脑办公。 二、整合资源是基础 由于农村中小学实行布局调整,一部分村小或教学点被撤并,一部分村小实行联村办学或高年级集中到中心完小,原有的实验仪器闲置或发挥效益不够。对此,我们确定被撤销的学校的装备原则上调配到中心完小,已经没有高年级的村小的装备除保留简易教具箱外,原则上调配到中心完小。通过调配、重组,中心完小的实验仪器、图书、电教设备等都得到了较好的充实和完善,这样既便于管理,又便于集中发挥装备的使用效益。根据学校布局调整的论文格式需要,我们对相关装备进行再调配。2002年又筹资3万多元为三所初中添置了仪器、药品,同时对全镇17个校点的地面卫星接收站进行全面维护,并锁定中国教育电视台等教育频道,充分发挥其电化教学的作用。 三、保证师资是关键 要提高师资水平,必须狠抓培训学习。培训教育技术装备师资应包括两类人员,一类是管理人员,一类是操作人员。培训形式多样化:如外出参观学习;参加相应培训班;组织优质实验课、优质电教室评选活动;组织教师撰写相关论文;征订相关学习资料,如订阅《中小学实验与装备》期刊;开展相关教学研究等等。通过多种形式、多种渠道培训培养教育技术装备人员,从师资上保障了教育技术装备工作的顺利开展,同时教育技术装备工作的开展又反过来促进了师资水平的提高。如加强实验教学,促进了教师实验能力的提高;建立了微机室,培养了一大批懂电脑、会用多媒体教学的教师。 四、管理常规是保障 一是教育行政管理部门要将装备工作纳入综合考评或专题督导内容,并形成制度。实行定期不定期检查相结合,对教育装备的“建”、“配”、“管”、“用”等方面进行督导检查,以检查督导工作,以检查促发展。二是进一步完善中考理科实验操作考试制度。这对于加强农村初中理科实验教学有着积极的现实意义。三是建立健全各类管理制度。管理制度应包括三个方面的制度:仪器、图书、电教设备的使用管理制度;实验员、图书管理员、微机教学人员职责制度;各种安全制度等。在实践中完善这些制度,并坚持执行,形成各类装备管理与使用常规,促使各项装备长期、有效地发挥作用,为教育教学服务,为素质教育服务。四是建立奖励机制。在建立健全各类装备管理制度的基础上,实行奖勤罚懒,对工作认真,有突出贡献者予以肯定、表扬和奖励;对那些工作失职,造成不利影响的给予批评教育和责任追究。这是促进装备工作正常有序开展的必要手段。 五、着眼发展是方向 农村中小学教育技术装备工作最大的困难是投入不足。而现代教育技术装备又在突飞猛进的发展。必须着眼于未来,依靠学校自身努力节约资金,突出装备工作重点,逐步解决,同时要了解教育技术装备发展的方向,突出重点,做到与时俱进。这应该是当前农村中小学抓好教育技术装备工作的一个基本思路。 教育装备论文:教育技术装备适应素质教育论文 [摘要] 显然,在机遇与挑战面前,原有的教育模式已不能适应社会发展的需要,教育必须实行改革,人才素质必须更加优化。因此,实施素质教育已经成为时代的呼唤、科学技术和社会发展的需要。但是,必须充分认识到,在教育、教学活动中,即使运用了最先进的现代信息技术,也并不一定意味着教育就现代化了,从传统教育向现代教育的转变,最根本的是教育观念的转变。 这反映出应试教育观念的影响仍然很深,人们(尤其是教育部门的教师与领导)还没有从实质上理解素质教育或接受素质教育。显然,在这种模式下,学生完全是认知的主体,学习强调的不再是对知识的记忆,而是重视培养学生的创造性思维和创造能力,以及获取信息、分析信息、处理信息和利用信息的信息能力。 因此,lnternet网巨大的信息量,多媒体技术图、文、声、像并茂的特点以及它们所共同具备的友好的人机交互能力,为创建这种以“学”为中心的教学模式提供了最好的技术上的支持。 在我国,对于那些现代教育技术设施还不够完备的广大学校和地区来说,实现基于建构主义理论的学习模式尚有困难;而且,建构主义特别强调探索学习和发现学习,忽视了接受学习,根据奥苏贝尔的理论,发现学习有助于培养学习者的想象力和创造力,但获得的只是初级概念,因此,并非适合于所有课程的学习,而接受学习仍是学习者获得知识的主要途径。在这里有必要说明一点:接受学习不同于机械学习,它同样可以实现意义学习,学习结果到底是意义的还是机械的,这要取决于学生的“学”和教师的“教”。 我国教育技术专家也提出了一种以教师为主导、以学生为主体的“双主”教学模式。双主”教学模式强调对以计算机为基础的现代教育技术的应用,强调学习的目的是实现学生对学习内容的意义建构,即实现意义学习。显然,“双主”教学模式更适合我国国情,有助于实现我国的素质教育。 因此,教学中必须增加培养学生对信息获取、检索、分析、处理能力的内容,信息能力也要作为教育的培养目标。可见,合作学习是以“学”为中心的教学模式的必然要求。我们已跨迸21世纪的门槛,我们的社会即将跨入一个崭新的经济时代。科学技术发展速度加快,新领域不断增多,学科高度分化又高度综合,科学技术转化为生产力的周期大大缩短,计算机的普及和Internet网的崛起大大改变了人们的工作方式,学习方式、思维方式乃至生活方式。显然,在机遇与挑战面前,原有的教育模式已不能适应社会发展的需要,教育必须实行改革,人才素质必须更加优化。因此,实施素质教育已经成为时代的呼唤、科学技术和社会发展的需要。 一、教育改革必须以教育观念的转变为先导 简单说,教育改革就是要使教育走出应试教育的误区,完成由以书本为中心、以课堂为中心,以教师为中心向以直接经验为中心、以活动为中心、以学生为中心的转变,以及由培养经验型人才向培养创造型人才的转变。我们所说的素质教育既是一种教育观念,又是一种教育模式,其实二者在本质上是相通的,因为教育模式实质上就是具有实际操作功能的教育观念。教育观念主要有四大功能:(1)对特定集团的教育主张、教育秩序、教育行为加以正当化、普遍化、社会化;(2)使与自己集团对立的教育观念解体;(3)使教育诸要素在统一的整体中各尽其能;(4)赋予教育者以使命感。教育观念具有一般导向功能,在教育、教学中占据指导者地位。素质教育观是与传统的应试教育观根本对立的。传统的应试教育观是在社会“升学热”中自发行成的,这种教育观念只见考分不见人,考什么就教什么,怎么考就怎么教,一切以考试作为指挥捧,引导学生“死扣书本、死记硬背、死追分数”相反,素质教育是根据社会发展的需要而提出的,它重视素质,需要培养什么样的素质就教什么,怎样教有利于提高人才素质就怎么教,一切以培养出符合时代要求的人才为依据,重视学生的“全体发展、全面发展、个性发展。 现代教育技术是以现代教育理论、学习理论为指导,以计算机为优秀的信息技术在教育教学领域中的应用,是当前教育教学改革的制高点和突破口,“信息技术在教育领域的全面应用,必将导致教学内容、教学手段、教学方法和教学模式的深刻变革,并最终导致教育思想、教学观念、教学理论乃至整个教育体制的根本变革” 在未来的教育、教学活动中,网络和多媒体技术取代传统的黑板和粉笔是大势所趋。但是必须充分认识到,在教育、教学活动中,即使运用了最先进的现代信息技术,也并不一定意味着教育就现代化了,从传统教育向现代教育的转变,最根本的是教育观念的转变。 很普遍的一个现象是:在很多学校中,现代教育技术的硬件建设已相当完备,计算机已成为基础课程,但计算机操作方面的考核,仍然用笔答试卷进行,仍以考试分数来评价学生的创造能力和操作能力。这反映出应试教育观念的影响仍然很深,人们(尤其是教育部门的教师与领导)还没有从实质上理解素质教育或接受素质教育。也就是说,人们的观念不能更新,物质条件再优越,教学方法再先进,也不可能从根本上改变应试教育的现状。 近年来,我国在素质教育方面已取得了令人瞩目的成就,但还有很多不尽人意之处,一个重要的原因就是部分人对素质教育的理解还不够深入,教育的观念还没有深入人心。当前,知识经济的大潮汹涌而来,新的世纪强烈地呼唤创造型的人才,因此,在全民范围内(尤其在教育部门内部)普及素质教育观念,使素质教育深入民心,是加速教育改革的重要前提。 二、素质教育要求建构新型教学模式 教学模式是在一定的教育思想、教学理论的指导下,在某种教学环境和资源的支持下,教与学环境中各要素之间稳定的关系和活动进程中的结构形式。传统的教学模式是一种以“教”为中心的教学模式,这种教学模式以课堂、教材和教师为中心,排斥一切课外活动,忽视劳动职业训练;以传授课本知识为惟一目的,忽视学生创造能力的发展和个性的培养;忽视学生在学习中的主体地位,忽视学生认知能力的培养。显然,这种教学模式已经滞后于社会的发展,与素质教育的原则背道而驰,不能适应科学技术和社会发展的需要,必然要为社会所淘汰。 在建构主义学习理论指导下的教学模式,强调以学生为中心,在整个教学过程中教师作为学习的组织者、指导者、帮助者和促进者,为学习过程创建必要的学习情境,使学生在相互协作中充分发挥自己的主动性、积极性和创造精神,主动参与到学习过程中,实现意义学习(即达到对知识的深刻理解,而不是机械记忆)。显然,在这种模式下,学生完全是认知的主体,学习强调的不再是对知识的记忆,而是重视培养学生的创造性思维和创造能力,以及获取信息、分析信息、处理信息和利用信息的信息能力。 基于建构主义理论的教学模式强调“情境创设”协商会话”、“信息资源提供”。因此,lnternet网巨大的信息量,多媒体技术图、文、声、像并茂的特点以及它们所共同具备的友好的人机交互能力,为创建这种以“学”为中心的教学模式提供了最好的技术上的支持。 在我国,对于那些现代教育技术设施还不够完备的广大学校和地区来说,实现基于建构主义理论的学习模式尚有困难;而且,建构主义特别强调探索学习和发现学习,忽视了接受学习,根据奥苏贝尔的理论,发现学习有助于培养学习者的想象力和创造力,但获得的只是初级概念,因此,并非适合于所有课程的学习,而接受学习仍是学习者获得知识的主要途径。在这里有必要说明一点:接受学习不同于机械学习,它同样可以实现意义学习,学习结果到底是意义的还是机械的,这要取决于学生的“学”和教师的“教”。 我国教育技术专家也提出了一种以教师为主导、以学生为主体的“双主”教学模式。这种教学模式是“以教为中心”和“以学为中心”的揉合与优势互补,它基本保留“传递一接受”的教学过程,以接受学习作为主要学习方式,教师有时处于中心地位,但更多时候是在教师的指导下,学生进行自主学习。 双主”教学模式强调对以计算机为基础的现代教育技术的应用,强调学习的目的是实现学生对学习内容的意义建构,即实现意义学习。显然,“双主”教学模式更适合我国国情,有助于实现我国的素质教育。 素质教育的目标是使学习者全体发展、全面发展、个性发展,无论是建构主义教学模式还是“双主”教学模式,都有利于这个目标的实现,到底应采用哪种形式,还需要因地制宜,因校制宜。 三、应用现代教育技术创建新型教学模式 如前所述,新的教学模式重视培养学习者的认知能力、创造能力,而能力只能在掌握必要知识的基础上(,主要在实践中做”、“应用”)培养。因而教学中要增加实际练习、自由操作、社会实践等以学生亲身体验为主的学习内容,在课堂教学中必须运用具有交互性的教学和学习工具,把粉笔加黑板的教学变成以实践为基础的教学。而且,随着现代信息技术的发展,人们的生活方式和生活内容正在发生改变,计算机文化、网络文化已逐渐成为一种基本文化,信息能力也日益成为现代社会中人们的一种基本生存能力。因此,教学中必须增加培养学生对信息获取、检索、分析、处理能力的内容,信息能力也要作为教育的培养目标。可见,构建新的教学模式,必须应用以计算机为优秀的现代教育技术。 1.把现代教育技术作为工具 在新的教学模式中,教学空间不再局限于黑板和讲台,借助于多媒体工具和平台,教学可以从视,听、触,多个维度展开。不仅教师的授课、指导、辅助要通过各类媒体进行,而且学生的学习和探索也要借助于各类媒体来实现。另外,各类计算机网络还构成了师生之间、学生之间互递信息的工具,教师的指导与学生的反馈都要在此基础上进行。 2.招现代教育技术作为资源 素质教育重视知识与能力,不再片面强调对知识的记忆,因此,在这种基于“学”的环境系统中,必然要选择与应用大量的教与学的资源。现代教育技术能够提供多样化的学习资源,如磁带音像教材、多媒体教学软件、校园网等,而且,Internet网本身就是一座世界上最大的教学资源库。 3.把现代教育技术作为环境 应用现代教育技术可以构造各种教学环境,如多媒体综合教室、多媒体计算机网络教室、电子阅览室、校园网、基于Internet网的远程学习系统等。在课堂教学中,应用多媒体技术、网络技术和虚拟现实技术能够创造和展示各种趋于现实的学习情境,把抽象的学习与现实生活融合起来,激发学生的思维与探索。 4.用现代教育技术实现合作学习 合作学习能够发展学生的自信心,尤其可以使学业上失败的学生在同伴帮助的过程中经历成功的体验,重塑自尊;合作学习可以提高学生的学习积极性和主动性,发展学生的主体意识,合作学习消除了在应试教育中竞争造成的人与人之间的冷漠与孤立,形成和谐平等的师生关系生关系。可见,合作学习是以“学”为中心的教学模式的必然要求。应用现代教育技术提供的各种网络环境可以有效地开展合作学习。 以上只是简单地分析了现代教育技术在创建新型教学模式中的地位与作用。如何才能在应用现代教育技术的基础上,建立有效的教学模式,还应由各地区、各学校根据自身的条件去创造性地探索与开发。 教育装备论文:例谈教育装备在初中英语教学中的应用 例谈教育装备在初中英语教学中的应用 智能语音教具系统以其独特的资源优势走进了英语课堂教学中。为了方便英语课堂教学,蔡园初级中学为每位英语教师配备了智能语音教具系统。经过系统的使用培训,教师掌握了这套教具系统的使用技巧,并运用这套教具服务课堂教学,很快它的优点便显现出来。通过这套教具的使用,课堂教学更加方便,课堂气氛更加活跃,极大地激发学生的学习兴趣,灵活学生的思维,拓宽了学习的途径和信息量,培养了学生的语感,大大增强英语学习效果。 作为农村初中英语教师,笔者实实在在感受到畅言语音教具辅助英语课堂教学带来的巨大变化。针对课堂教学中的使用情况,笔者谈几点体会。 1畅言智能语音教具系统语音标准,操作灵活方便 作为一名农村中学英语教师,笔者常年担任毕业班英语教学。每天的作业批改、备课、制作课件等工作,真是忙不过来。利用这套教具系统有效优化教学结构,节省了教学时间,不用像以前使用录音机那样,由于来回倒带浪费时间。教师还要守在录音机旁,不能巡视教室的每个角落。使用了畅言语音教具,完全解决本文由论文联盟//收集整理了这些问题,给学生提供了一个标准的语音环境。并且教师可以根据学生的学习情况随时随地轻松地使用教具,实现反复播放的功能,优化了教学环节,提升了课堂教学效率。自从应用这套教具以来,每次质量检测中,学生的成绩都很理想。原因是笔者每节课都尽可能多地让学生听泛读、跟读,及时进行发音校正和语音测评。 2 利用畅言语音教具系统减轻教学负担,为师生提供更好的英语环境 笔者认为,畅言语音教具系统为教师提供了一套标准、规范的课堂语音教学工具,减轻了教师的工作负担,为学生提供了标准的语言学习环境,有利于学生更好地学习标准的英语发音和朗读。 例如,笔者在讲“how do you get to school?”这课时,要教学生一些新单词,如subway、train、bicycle、transportation、boat、walk等。笔者利用语音教具辅助教学,通过语音合成、设置隐形码、保存至sd卡、贴识别码、点读进行教学,把这些实物制成生动有趣的有声教具。有些能使用实物的笔者就使用实物,不能的就利用图片的方法,从网上下载相应的图片打印在a4纸上,在实物上或图片上贴上识别码。上课的时候,笔者利用识别笔轻轻一点,教具就能发出标准的英文朗读。笔者通过有声教具,把实物和图片有机地结合起来,把枯燥无味的单词用生动活泼的形式展现出来,这样就激发了学生的学习兴趣,学生在轻松、愉快、活泼的氛围中学习,既培养了学生的认知和理解能力,体验成功的喜悦,又使他们学到了标准的英语发音,提高了英语素养。 朗读材料中的读音要比教师读得更标准、更准确、效果更好。在讲比较长的课文时,笔者利用这套教具系统,只需用点读笔轻轻一点课本就行了,主机就会播放课文英语朗读材料。笔者还可以通过暂停键来实现一句一句的跟读,不用像以前一样一遍一遍地重复读了,只需用笔轻轻一点,就可以实现带读,而且学生跟读的是标准的读音,为学生提供了很好的英语环境。 3 发挥畅言语音教具系统的中英文测评功能,解决教学难点 现代教学的理念中有一条就是要注重过程评价,利用这一教具系统可以很好地实践这一个目标。这套系统里可以对词语、句子和篇章进行测评,教师根据想测评的内容进行选择,它不仅可以测评单词的读音,还可以测评句子的语音语调,然后给出相应的分数。并且它还具 有对比的功能,学生可以听自己的读音,还可以听标准的读音,然后根据标准的读音更正自己的错误读音,直到满意为止。 另外,它不光可以用来测评学生的读音状况,还是教师学习的一个好帮手。教师的读音也不是很标准的,教师可以对自己的读音进行测评,然后优化自己的读音,提高自身的专业素质,改善教学效果。 发音评测功能对英语教师有很大的帮助,经过多次练习评价,学生的发音越来越准确了。发音评测功能充分激起了学生不服输的个性,每次评测后,课上课下学生都会随时随地进行口语练习,教师不用再布置朗读课文的作业,有效解决教学难点。 4 畅言智能语音教具系统为英语教学开创了广阔的空间,带来了极大的活力 这套教具系统包括英语教师平时所用到的所有工具,大到主机、识别笔,小到充电电池、读卡器等,设计者考虑的周全和以人为本的设计理念让人感动,便于教师更灵活地使用教材、整合教育资源,为英语教学开创更加广阔的空间,带来新的活力,增强学习的氛围。 在教学过程中,教师往往会根据实际情况对教材做出一定的调整,既有教材顺序的调整,也包括教材内容的整合。使用这套教具系统,教师再也不用为调整教学顺序而准备多盘磁带备用,想听哪里就点哪里,根本不用受教材编排顺序的限制,给教师提供了更大的设计空间。 歌曲是学生最容易接受的信息。课堂上,利用教具播放英文歌曲,让学生跟着一起唱,有效调动学生的学习积极性。新课前也可以把以前学过的相关内容的歌曲结合所学内容,有针对性地复习再现,效果很好。复习时可以更方便地把学过的内容分类整理,让学生的概念更清晰,获得更多的知识,提高学生记忆语言知识的能力,给英语课堂教学带来新的活力。 5 畅言智能语音教具系统提升了英语教师的创新能力 创新能力是民族发展的动力。畅言智能教具系统的使用,拓展了教师的想象空间,丰富了教学方法和教学内容,提升了教学创新能力。如通过这套教具,可以让静止的物体发出趣味的声音,赋予它们更加生动的形象。当一只顽皮的猴子用滑稽的声音对学生说“hello! i’m a monkey”时,学生有多好奇就可想而知了。在开展活动时,学生手中的卡片会用声音告诉他们:“good job! great!”这时候学生该多开心啊。这套教具系统配套的软件中提供了课外阅读材料模块,拓宽学生的阅读视野,训练学生听力的准确性,培养学生正确的语音语调,提高学生的阅读能力。 6 识别笔的智能化起着播放器和教鞭的作用,使用起来轻松、便捷 在课堂教学时,笔者在教室里的任何地点都可以随时控制主机,手里拿着书的时候可以随时进行点读、复读,同时在下面巡视学生的学习情况,不必像以前一样被捆绑在录音机的周围进行教学,更不必为了倒带、绞带而烦恼了。识别笔上的指笔功能也可以适时地对学生进行视觉上的引导,让他们的注意力集中在教师讲课的内容上。 总之,通过对这套畅言语音教具系统的使用,笔者感觉到受益匪浅。不但在课堂上大大调动了学生学习英语的积极性,加大课堂练习的密度,减轻教师的工作负担,使教师上课感到轻松愉快,最主要的是它能提高学生的朗读水平,让学生学到标准的读音,为学生将来走向社会打下良好基础。在今后的教学中,教师要合理适度地开发和使用它,使它更好地为英语教学服务。 教育装备论文:关于现代教育技术装备在基础教育中的问题探讨 论文摘要:本文介绍了现代教育技术装备在基础教育教学中的作用,探讨了现代教育技术装备在基础教育教学中存在的普遍问题,并为其更好地适应基础教育教学改革提供了有益的建议。 论文关键词:现代教育技术装备;电化教育;多媒体;资源利用率 上世纪八、九十年代,电化教育工作的基本内涵是利用幻灯、投影、电影、广播、录音、电视、录像、语音实验室和电子计算机等视听手段进行教育教学活动。现在,电化教育工作的基本内涵是除利用常规电教手段外,主要利用网络、多媒体等进行教育教学活动。尤其是网络的运用,极大地延伸了教育教学空间,给平寂的电化教育平添了许多魅力。但事物都具正反两个方面,在运用现代教育技术辅助教学的过程中,既要看到积极的方面,又要看到其不足之处,并解决好现代教育技术在教育教学中存在的问题: 1现代教育技术装备在基础教育中存在的主要问题 (1)有硬件投人,无软件资源或软件资源开发的量与质不足。软件建设落后于硬件建设,资源库软件与硬件技术不匹配。 (2)现代技术设备配置不够合理,功能闲置多。要么一味求廉,要么一味求新。结果配置高的却功能闲置太多,造成大量投资浪费;或者是为了“节约”,配置低的功能不够用,须几个月就升级,造成重复建设,这也是一种投资浪费。 (3)硬件资源利用率不高。绝大多数学校网络教室的利用率很低,只是应付外来参观和观摩教学,平时闲置在那里。 (4)计算机教学代替了现代技术教育。在工作实际中似乎出现了电化教育工作的全部就是进行信息技术教育,而进行信息技术教育就是搞计算机教育,计算机教育从原来电化教育的一个基本组成部分变成了电化教育的主要组成部分。 2教育信息化对现代教育技术装备的要求 我们把现代教育技术的应用看作是发展教育信息高速公路,只有具备了硬件环境、软件资源、教师队伍和过程实施四个因素,才能充分提高教学质量和教学效果。因此: (1)教育行政部门要解放思想,转变观念,提高对教育技术装备工作的地位、作用和任务的认识,进一步理顺教育技术装备的管理体制,切实转变职能,落实好规划、规范、协调、指导、供配、服务和监督的职能。在机构改革中,以有利于教育事业的改革和发展,有利于教育技术装备工作健康持续发展为出发点,加强对这项工作的领导和管理,加强教育技术装备管理机构的建设。 (2)加强学校内部管理,建立健全的规章制度,做到充分论证,使设备合理配置、资源充分利用,尽可能升级、改造大多数学校原有的电教室、语音室等,使其为现阶段的教育和教学服务,提高设备的使用率。随着实验设备的不断更新换代,现代化技术装备的大量配备,教育装备技术水平愈来愈高。学校应充分重视教育技术装备队伍和广大教师运用现代教育技术手段的培训提高工作,采取走出去、请进来等多种形式对教师进行培训,提高教师运用现代教育技术辅助教学的认识、能力和水平。从领导到全体教师在观念上,要冲破传统教育模式的羁绊,确立现代的教育观、教学观、学校观和质量观。在教育教学工作实践中,积极倡导教师重视以计算’机为代表的现代教育技术的开发和利用,由浅人深,由少到多,循序渐进地渗透到学校教育教学和办公的各个层面。 (3)培训、指导广大教师在运用现代教育技术辅助教学的工作实践中,遵循以下原则: a、辅助性原则。不能为使用电教而用电教,也不能变“传统满堂灌”为“电教满堂灌”。“辅助”两字很重要。应该有利于突出重点和难点,学生将抽象知识和微观现象具体化、显现化。 b、科学性原则。课件的制作不可违背知识和认知的科学性,不能杜撰一些不合事实的媒体软件。 c、实验优先原则。应该处理好现代教育技术装备与理科实验教学仪器之间的关系,充分利用那些科学实用、现象直观、性能稳定可靠、能正确反映科学规律和自然现象、体现教学思想的实验仪器,决不可用计算机的虚拟技术替代实验仪器。在理科教学中,有很大一部分实验,尤其是微观实验和理想化实验是无法实现的或较难实现的;实验中现象不明显的、反应过于剧烈或历时太长的;场面太大,不能去参观的(如卫星发射过程等),不做实验就会影响学生对知识的理解和掌握,影响教学效果的实现。利用计算机则可以化小为大,化远为近,化机械抽象为生动具体,使本来看不见或看不清的东西变为具体、形象。从而可以给学生提供大量的感性材料,丰富教学内容,帮助学生形成科学概念,深刻理解抽象和复杂的内容。但并不等于所有的实验都要由计算机来完成。 d、注意性原则。课件的设计,除了吸引学生的无意注意外,最主要的是要保持有意注意。对此,制作课件时,不要过分的装饰背景、声音及对教学帮助不大的动画应尽量少出现。同时,如果不是特别重要,尽量避免四五十分钟全程计算机教学,否则学生的视觉疲劳、心理疲劳将会抑制大脑对信息的接受。 e、实效性原则。无论什么手段和方法的选用,都须考虑实际效果,不能一味去追求“先进”或形式“多样化”,不能为电教而电教,为多媒体而多媒体。为此应该做到:充分利用传统教学的优点,什么媒体效果最好,就用什么媒体。 f、高效率原则。素质教育对教学的其中一个要求是:“课内大运动量,课外减轻负担”。运用电教多媒体辅助教学时,媒体和软件的穿插安排要紧凑、合理、信息量大,比传统教学能节省时间,使学生能更快地理解和掌握重点、难点知识,真正提高学习效率。 (4)正确处理好现代教育技术装备与传统教育技术装备之间的关系。现代教育技术装备,特别是计算机是一种优秀的教学媒体,它在教学上的广泛使用,使学校大力开展素质教育成为可能,对于提高教学质量和教学水平推动教育改革都具有非常重要的意义。在当前教学中,计算机已经表现出可以替代或部分替代一些传统的教学媒体,但在使用中不要过分强调计算机媒体的作用,计算机可以代替传统的教学媒体,不等于传统的教学媒体的在教学中就不再有它的使用价值和存在的必要。计算机应用于教学领域也应该是目前教学媒体的一个补充和发展。对这些信息技术的选择和使用,应根据教学的实际需要加以选择。既要有效地使用多媒体计算机、互联网络等高科技;还要在可以取得良好效果的条件下,积极使用常规的音像技术,如录音、幻灯、电视、投影、录像等。教育媒体理论强调指出各种教育媒体无高低贵贱之分,在实现一定的教学目标方面各有优势与不足,没有不好的媒体,只有用不好的媒体。 现代教育技术应用于教学过程,给教育带来了深刻的变革,教育技术装备作为教育改革和发展的物质基础,为实践教学和教育手段现代化提供了重要的物资、技术保证,但仍须不断完善。在未来的岁月中,它将继续为推进教育改革做出巨大的贡献。 教育装备论文:试论教育督导检查反思如何全面提高教育技术装备管理水平 作者:魏晨宇 祝卫国 王校丰 论文摘要:技术装备是教育综合督导评估的重要组成部分,内容包括检查仪器设备的到位率、专用教室的建设、内部设施的完善和仪器设备器材的补充更新等。文中从中小学图书馆建设、现代教育技术的普及、提高实验教学和实验教师水平、积极参与招标采购等方面,就装备工作如何迎接督导检查,全面提高教育技术装备管理水平进行了探讨。 论文关键词:教育督导 教育技术装备 从九十年代中期,河北省实施普及九年义务教育的达标验收开始,到2000年“普九”巩固提高和复查工作,再到2006年对县级人民政府教育工作的督导评估,十几年来,河北省教育技术装备系统一直积极配合并参与教育督导评估工作,不断加强各地教育技术装备工作,有力地支持了基础教育的改革和发展。 1全面理解督导评估内容。准确把握评估重点 (1)督导评估的主要内容 《河北省县级人民政府教育工作督导评估内容和标准》共五个部分,包括领导与管理职责、教育经费投入、教育发展水平、校长和教师队伍建设、教育教学改革与教育质量。 在督导评估中,装备评估的内容和重点不仅仅是专用教室和仪器设备,除了领导管理、经费投入、还有布局调整、危房改造、标准化学校建设、控辍保学、师资队伍建设、提高教育质量等方面的内容,注重的是学校整体装备水平,而不仅仅是少几件仪器就通不过这么简单。 (2)装备部门的评估范围和依据 从2006年起,省政府对县政府教育工作进行综合督导评估。相对于“普九”来说,督导评估的范围更广、要求更高、内容更丰富。对于装备部门,“建配管训用”的范围不再仅仅是义务教育阶段,而是增加了高中、职中、学前教育、特殊教育、进修学校、成人教育等各级各类教育。2006年教育部颁发了义务教育阶段仪器配备标准,2009年又出台了高中通用技术装备规范和高中仪器配备目录,近期下发了三类特教学校教学与康复训练仪器设备配备目录。学前教育配备标准,依据《幼儿园玩教具配备目录》;职教仪器设备配备依据专业设置而定,主要以仪器设备的价值来定;进修学校主要有初中理化生和小学科学数学等仪器设备,一般数量都不太大;成人教育也是依据当地经济结构来设置专业,并配备相应的仪器设备,按实际价值计算。 (3)装备部门的评估重点 ①结合布局调整、危房改造、标准化学校建设,努力推进学校专用教室的全面达标。近年来,各县都在建设一批标准较高、规模适宜、管理规范的标准化学校。同时整合教学资源,提高办学水平,实现教育的均衡化。因此,学校的实验室和仪器设备的配备数量也要按照学校的轨制和班额进行配备,使装备工作向着标准化方向发展。 从近几年督导评估的县情况看,改善办学条件的大部分资金是用于建设校舍、盖房子了。据对90个县(市、区)近四年经费投入统计,用于学校常规仪器设备、音体美器材、图书、现代教育技术装备四项经费投入的比例,约占用于改善办学条件总投入的12.5%,80%多的资金用于基建项目,有些示范性高中基建项目更是巨额投入。在这个过程中,我们所要做的就是严格审查图纸,加强对学校的指导,包括实验用房的数量、面积要按照标准建设,什么样的学校应配备什么样的实验用房,它的建筑要求、环境要求,固定设施,实验室设备等。规划要一步到位,如果资金不够可以分步实施,避免出现新建实验室就不达标的问题。专用教室要布局合理、使用方便,比如仪器室和实验室不能离得太远,体育器材室不要安排在楼上,图书室也当尽量在楼下等等。 义务教育阶段专用教室的配备,基本沿用“普九”复查标准(一般初中19室、小学12室),规模较大的新建中小学专用教室应达到15种,并根据轨制配备个数。 唐山迁安市经济条件较好,人口较多,学校规模也比较大,初中全部建立了组培室并配备了组织培养仪,还建立了数字星球室,配备了天体运行仪等,许多学校专用教室数量超过了配备标准。 示范性高中专用教室建设,按照2009年高中实验室建设规范标准进行建设,增加了生物实验室数量,过去16轨制4、4、2,变为现在的4、4、4,增加了通用技术设计室和实验室。目前我省已建成20多个通用技术实验室。我们要求各高中即使暂时建不成,也要预留出建设通用技术设计室和实验室的实验用房。 ②内部设施的充实完善和仪器设备器材的补充更新。从全省总的情况看,与建设校舍相比,内部设施建设相对薄弱。2010年4月份,我们到承德滦平县,温总理去过三次的偏桥乡村。这个学区布局调整已基本到位,好多学校都新建了综合实验楼,但是楼内专用教室里却是空荡荡的,没什么内部设施和仪器设备。这种情况在全省较为普遍。近几年的督导评估要求各地在迎检工作中,按照教育部新的中小学教学仪器配备标准,将教学仪器的补充和更新作为一项重点工作来抓。 义务教育阶段新仪器配备标准,与旧目录相比,主要有两点变化。在配备要求上,取消了原来的i类、ⅱ类,改为基本配备和选配两种;在配备内容上,取消了一些旧的实验项目和仪器,增加了一些新的实验项目和仪器。对仪器设备的检查也是主要看四年来的发展变化。从2006年教育部颁布义务教育阶段新标准至今正好四年,主要看新标准的新增情况。在检查前,我们将新旧标准进行了比对,筛选出新增仪器进行抽查,比如变化较大,最能体现课改理念的仪器。即小学数学中一些与玩教具相结合的、低年级学生用的彩色塑料仪器,新颖、醒目,让孩子在玩中学,更具趣味性和人性化;小学科学中各种组装材料,由玻璃变为塑料的量桶量杯(更安全);初中理化生由演示变分组的仪器等。新课标淡化了演示和分组实验的界限,演示变为分组,很多实验过去学生只能看,现在自己也可以亲手做了。比如初中生物的眼球解剖模型(6倍自然大)分为25组,心脏解剖模型过去只有一个演示的,3倍自然大,现在分为25组。仪器室的仪器,摆一排,一目了然,配没配新目录仪器,大致配了多少,一进仪器室就能看出个大致情况。检查仪器的到位率,主要看课改后新增实验项目能否开出,能否开全课程、开足课时。从实际检查和统计数据看,各地在加强学校建设的过程中,加大了仪器设备的投入力度,课改新增实验项目所需常规教学仪器设备,音体美器材、图书、现代教育技术装备都得到了补充和更新。全省中小学常规仪器增长率在20%~30%之间,其中小学数学、科学都在30%以上,增长最快,约1/3的常规仪器是课改后的新增仪器。 各地还新增了一部分仪器橱和实验台。仪器橱的数量以仪器全部入橱为标准;小学实验台也有标准,高度是610mm。 ③图书及图书馆建设。近两年全省进行了每年1个多亿元的农村中小学循环图书招标采购工作,2008年、2009年每年装备农村中小学图书馆5000所。据学校反映,这部分图书质量较好,可读性较强。由于是省里统一配备的,我们做过招标的一些具体工作,也比较熟悉这些图书,因此我们在督导中主要检查县里自己配备的部分。每生2~4元钱的图书购置费所购置的图书,是否将“普九”时凑数的旧书剔换下来?图书馆建设情况,一级图书馆有多少?有条件的地方是否配备了电子图书、电子阅览室?评估人员在检查图书馆时,经常问图书馆的老师:您读过几本书?有时随手拿起一本名著问:您读过吗?谁著的?讲些什么内容?时代背景是什么?多数老师答不上来。据统计,2009年督导评估的43个县(市、区),小学生均26册,初中生均40册,高中生均37册(要求小学20—25册,初中30~40册,高中45~50册),可见高中生均册数普遍不足。省一级图书馆的范围已由过去的唐山、石家庄、秦皇岛等经济条件较好的市区向全省各市扩展,覆盖邢台、保定等市。图书馆发展较快,建成一批“人文加特色”的标准较高的图书馆,并开展“读书月”、“图书银行”等大型活动。 (4)现代教育技术装备步伐明显加快 重点检查“三室一网”建设,即计算机教室、多媒体教室、电子备课室,网络建设。一方面检查是否建立了县域信息中心并配备了相关的教学资源(全省80%以上县市区都建立了县域信息中心),另一方面是否接入英特网,中小学能否实现“校校通”,有条件的地方能否实现“班班通”。近几年,全省现代教育技术装备普及步伐明显加快,装备增长率达36%~72%。石家庄市的藁城市信息中心向所属中小学铺设光纤,所有中小学(包括教学点)均接入英特网和县域网,中心小学、初中、高中全部实现“班班通”,并且资源丰富。唐山市的县区多年前就“校校通”了,我们刚到县里听汇报,学校就可以同步接收。现在很多县都换液晶屏的计算机了,但是也有一些地方还是以2006年远教工程的计算机为主,快接近淘汰期了。 (5)高中、学前三年教育装备及检点 2009年教育部下发了课改后高中教学仪器配备标准。由于下发时间不长,各校很难一下配齐,我们也对高中新旧标准目录进行了比对,挑选出旧目录上原有的,新标准上保留的仪器设备作为检点。2009年,我省有30个县(市、区)通过了普及高中评估验收。从实际检查情况看,全省高中无论从仪器配备,实验室、仪器室的管理,图书配备等方面,都普遍存在不少问题,包括一些全省顶尖级的高中。超大轨制超大规模(30轨以上、上万名学生的)学校,实验楼、图书馆楼建得很漂亮,但内部设施、仪器装备、图书配备很少有达标的。很多学校缺口较大。在一所全省挺有名的示范性高中,抽检了牛顿管,实验员翻了半天,最后在一个橱子顶上找到了满是灰尘的牛顿管。图书馆楼挺大,里面空荡荡的,生均不足10册图书(高中生均要求45—50册)。这可能和近年高中规模急剧扩大,生均占有资源不足,检查又比较少有关系。 学前三年教育,从目前情况看,小学撤并后,利用小学原有校舍改办幼儿园的较多,有些地方整体办园水平还不够高。检查一般要从办园条件及配套设施标准化、规范化,合理配备师资、按标准班额调整班级配置,以游戏为基本活动等方面进行评估。学前三年教育是督导评估的重要内容,虽然它的配备管理不在装备部门,但是希望装备部门了解并给予关注。 (6)提高学校装备管理水平 检查学校的硬件,除了占地面积、校舍建设,重点就是专用教室的建设与管理,它可以说代表了学校硬件管理水平。多年来,在专用教室制度化、规范化、科学化,甚至是在精细化、人文化等方面,装备部门做了大量的、卓有成效的工作。为此,教育部领导及外省同行前来参观。我们河北省也多次在全国介绍经验,许多做法在外省推广。 一是盘架化的管理模式。这种管理模式在我省推广多年了,始发于承德。早期盘架比较简单,像医院护士输液用的托盘,将一些零碎的玻璃仪器放进去,一端就走,方座支架,用木质双层架子支起来,摆放整齐,节省空问,避免潮湿生锈。后来,盘架化管理模式在秦皇岛、唐山、廊坊等地得到进一步推广,发扬光大。廊坊安茨区和广阳区装备部门的同志爱钻研、敬业精神强,他们研制了各种盘架50多种,把能人盘上架的仪器全部盘架化。托盘天平架,一个盘里上面放3个,下面放3个。所以24组只用4个盘,一提就走了,用完还放在盘里放回仪器橱。“教学挂图画轴式”,把挂图装裱成画一样,卷好后上面用环形螺钉拧好按教材顺序挂在墙上,不用时用帘子遮盖上,减少尘土。“体育器材定位架”和“拔河绳小车”,一所四轨制的中、小学,只用一个体育器材架就可容纳目录所要求配备的全部体育器材。架子下面是铅球、铁饼等,上面是篮球、排球等,再上面是垫子,背后插的是刀、棍、剑等,挂的是跳绳等。球下面有小圈,缺一个球就会有一个空位,就说明数量不足,即所谓的“定位式”。把拔河绳缠在小车上,一推就走,用完推回来就支在地上,避免堆放在地下,潮湿易损。广阳区和安茨区的学校,体育器材使用率较高。这些城市中小学占地不大,体育器材室也挺小,但是每一个角落都干干净净、整整齐齐的。这对学生是一种潜移默化的教育,从小养成爱整洁的习惯。让实验室、仪器室发挥育才功能,这已经不是简单的盘架,而是将盘架管理与配备标准、与教材、与教育教学结合起来,与育人结合起来,上升为一种精细化、科学化、人文化的管理模式。 秦皇岛的县区有个特点,各校建立了标本室。尤其是青龙县,利用当地丰富的植物、动物资源,装备部门人员和师生共同动手,到山上采集,自制标本。每所中学和完小都建成精美的标本室,有种子的、植物的、动物的、化石的,有拼成图形的,有浸制的,有从蝌蚪变成青蛙的几个阶段,从小蛇长成大蛇的几个过程。既培养了动手能力,也培养了学生热爱自然、热爱家乡的情感。更为重要的是,在这个过程中学生们得到了快乐体验。 相比之下,我们省现在有些地方管理比较粗放。仪器、器材、挂图乱堆放,橱签与橱内仪器不相符;仪器进学校很长时间还没打拆包,微小压强计初中用的,放在小学科学仪器室里好长时间;人体半身模型,骨骼模型,倒着的,坐着的,断了胳膊腿的;拔河绳多数堆在地上,有的潮湿发霉了。 (7)实验教学与实验教师 从目前全省总的情况看,教学仪器设备使用率偏低,实验教学有被弱化的趋势。原因较复杂,有认识不到位的问题,有重知识轻实践的问题,有应试教育、考试方法单一与极端化的问题,还有课改后课时压缩、知识容量增大,新课标又没规定哪些是学生必做的,导致“分组变演示,演示变课件”的问题。还有国家教育部实验教学评价体系没有真正建立起来,没有政策支持、没有措施保障等方方面面的原因,影响了实验教学的开展。目前,科学教师已列入薄弱学科教师培训计划中。 长期以来,应试教育使教师的大部分精力放在学生考分上,实验教学技能低下。目前农村小学教师中,民师转公、进修学校毕业和职教中心毕业的教师所占比重较大。小学科学教师也以这些老师为主,大多数为兼职教师,专业水平偏低,知识面相对狭窄。农村单轨制小学较多,教师包班制,多科教学,要求教师每科都精通,也是勉为其难。 我们也曾向有关部门提出过建议,在师范院校内开设小学科学专业,中学实验教学课程,把大学教育与中小学教学实践有机地结合起来,从源头上解决教师不会做的问题。这个建议受到有关部门重视和关注,但这要有个过程。可喜的是,邢台、唐山、承德等市按照“人的全面发展”这个目标,恢复了中考理化生实验操作考试在中考中的地位。截止2010年,全省11个市中有8个市记人中考总分,廊坊市坚持了14年,有效地促进了教学方法、学习方式、考试评价体系的变革及教育理论的提升,直接推动实验室建设和仪器设备的使用。 2积极参加招标采购。把好教学仪器质量关 目前,我省教学仪器的采购方式主要是县级政府的招标采购。有些地方和人员不懂教学和教学仪器,不懂教学仪器是实物性教材,只重价格,不管性能,忽视其科学性、安全性和耐用性。检查中我们发现,有些新购进的仪器就因为质量原因做不了实验,有的第一次做实验就坏了1/3。同一种仪器,不同的县(市、区)差别很大。小学数学中集合圈、塑料小球,中学物理光的三原色等,有的质量较好,有的是“三无产品”;新购进的实验台明显低矮(低于610mm);小学体育器材中有木哑铃,有铁制的、木质的,有塑料里面灌沙子的,新购进的跨栏踢不倒,容易把人摔伤等等。有关资料显示,目前已的教学仪器通用标准和产品标准近400个,但是义务教育阶段教学仪器品种有2153种。多数仪器标准的缺失,导致检查中无章可循。因此,建立规范的、有教育装备部门参与监督的教育装备招标采购管理体制,已迫在眉睫。进入学校的教学仪器设备要符合国家标准或企业标准,装备部门要积极参与审定招标文件,进行质量检测与验收,发现问题及时上报。 3转变观念。找准定位,围绕中心,服务大局,用优异的成绩提高认同感和支持度 课程改革,对装备工作提出了许多新要求。装备工作需要进一步转变思维、转变角色,跳出就装备论装备的制约,开阔思路,从大局着眼,多一点宏观意识、大局意识。我们应深入课堂教学,学习新课标,研究新实验,掌握新仪器使用方法,熟悉实验操作的每一个步骤,努力使装备工作者成为教育领域不可缺少的专家、行家。 教育装备论文:试论教育装备从经验管理走向科学管理 论文摘要:目前,教育装备管理部门对教育装备的管理基本还处于经验管理阶段,但是高等教育比基础教育和中等职业教育要好一些。关于这一点,从装备管理部门的会议内容和形式上就可以看出,这些会议大部分都是管理经验交流会,而很少管理科学研讨会。对教育装备采取经验管理还是科学管理,以及什么是经验管理,什么是科学管理和怎样进行科学管理,这是摆在教育装备人面前实际而又必须重视和解决的问题。 论文关键词: 教育装备 科学管理 管理部门 管理经验 管理工作 装备管理 中等职业教育 高等教育 基础教育 科学研讨会 1经验与科学 中国科学技术讲学团的袁正光教授在“百家讲坛”的一次讲演中说到:“中国古代的四大发明是凭经验发明的,这些发明经历了5000多年的实践经验和生产经验。而人类近一二百年甚至近几十年的科学技术发展,使这些发明产生了根本性和翻天覆地的变化。”袁教授的这段话使人想到中国的火药发明。西方国家向中国学习火药的制作,但是他们利用西方的科学技术,在很短的时间内制造出威力更大的各种火药和洋枪洋炮。清朝的咸丰年间,英法联军就是用这些洋枪洋炮,只调动数干人,就2次从天津登陆并一路打到北京,如入无人之境,还火烧了圆明园、颐和园、香山。这是经验败于科学的典型案例。 教育装备管理也是如此,如果只停留在经验管理上而不是上升到科学管理的层面,则永远处于被动、“挨打”的地位,教育装备管理功能将逐渐被削弱,装备管理部门将逐渐被取缔,教育装备人将逐渐被分化。这不能不引起人们的思考和重视。 2从经验到科学 从经验发展到科学的过程,是知识量化的过程,是从感性认识到理性思考的过程,是从经验实践到科学研究的过程。经验知识属于感性知识,具有隐性知识的特点,知识结构是劣构的、非结构化或半结构化的。这种知识的传递往往是以师傅带徒弟的方式进行,且需要漫长的时间。而科学知识属于理性知识,具有显性知识的特点,知识结构是良构的、结构化的。这种知识的传递则是通过书籍阅读和教师讲授的方式就可以完成。一个人如果具有大量的经验,则表现为高超的技能,是个“大工匠”;而如果他掌握了科学,就表现为丰富的知识和智慧,成为一个研究者、智者、学者。 教育装备从经验管理到科学管理,必须经历一个管理知识量化的过程,使得管理工作成为可测量、可预测、可重复、可控制的科学管理过程。为此,就必须将管理学、运筹学、人机学、认知科学以及信息、系统、控制等理论和方法引入教育装备管理,使其成为一门严谨的科学。 3教育装备管理的科学化 教育装备科学管理的目标是发挥装备的使用效能,优化教学效果,提高学习效率和增加教育效益。而教育装备科学管理的过程包括装备的需求分析、系统设计、装备论证、招标采购、日常维护、科学使用、绩效评价以及退役处理等。这些工作都是为实现上述目标而进行的。例如:需求分析阶段可以采用相关性分析;系统设计阶段则应全面考虑人、机、环境的和谐搭配;装备论证需要对装备教学的适应性与非适应性进行全面讨论;招标采购是一个技术性非常强的工作;日常维护包括设备验收、登记入册、校验维修、折旧更新等一系列工作;科学使用是研究如何充分发挥装备效能;绩效评价工作反映出“没有科学的评价就没有科学的管理”这一思想。笔者近期在本刊连续发表的一系列文章(如:总137期《用层次分析(ahp)法研究中小学实验室的评估指标体系》、总l41期《用网络技术求解教育装备用户周期费用的最小值问题》、总143期《马尔可夫分析在达标评价预测上的应用》、总l45期《教育装备管理中主成分分析前的数据预处理》、总l47期《主成分分析在教育装备管理评价指标体系建立中的应用》、总149期《也谈教育装备的成本一效益研究》、总l68期《数据包络分析在教育装备成本一效益研究上的应用》、总171期《教室用电子白板尺寸的人机因素分析》等),都是通过实例,引用数据,运用数学来具体说明这些科学管理的过程与方法。 4科学管理与人文精神 在强调教育装备科学管理的同时,不能忽视教育装备管理中人文精神的体现。人文精神的本质是追求“真、善、美”,表现在教育装备管理理念中就是以人为本的价值观、可持续发展的生态观(绿色装备、装备环保)以及教育装备的艺术美感。 教育装备论文:过程装备和控制专业工程教育认证实践 摘要:工程教育专业认证既是当代工程教育改革的内在要求和必然趋势,也是各大高校加快专业建设、提高人才培养质量的良好机会。分析了过程装备与控制工程专业的特点,介绍了专业认证的过程与方式,以南京工业大学为例,介绍了过程装备与控制工程专业工程教育认证的实践,并总结了工程教育认证的重要作用。 关键词:过程装备与控制工程;工程教育;专业认证 在国际工程教育方面,工程教育认证既是一种通行的的质量保证制度,也是完成工程教育国际化和工程师资格国际化认可的必要基石。工程教育认证,在我国是由工程教育认证协会召集相关领域的教育工作者及相关的职业学会、协会,一起对工程类方面的专业进行的一种合格性评估。认真贯彻围绕学生、培养学生能力为目标的认证理念,针对学生能力的考察,应该从多角度、多方式出发。在学生学习效果和教学过程两者的考察中,应当更加关注学生的学习效果;针对学生所设定的教学目标,要重视在毕业时能否达到标准。在工程专业发展进程中,工程教育认证制度发挥及其重要的作用。南京工业大学(原南京化工大学)过程装备与控制工程(简称“过控”)专业身为始建立于1958年的“化工过程机械”专业,历经将近60年的发展和建设,在科研和教育成果上都取得了突出的成绩。1981年,专业支撑学科“化工过程机械”获得硕士学位授权;1984年获得博士学位授权。在当时众高校中,是最早拥有本专业博士学位授权的单位之一。2003年设立动力工程及工程热物理一级学科博士后流动站,2011年设立动力动力工程及工程热物理一级学科博士点。从1961年首届毕业生走上社会,至今已为国家培养了4600多名本科毕业生和1000多名硕士、博士研究生,活跃在机械、石油化工、能源、环境、冶金、建材和军工等领域,为国家的发展发挥重要作用。目前,本科毕业生中有中国科学院院士1名、杰青2名、长江学者3名。 一过程装备与控制工程专业特点 过程装备与控制工程专业(简称“过控”)以机械工程为基础,融入过程装备、化学工程、材料工程和控制工程的基本原理,塑造拥有过控专业知识以及工程专业技术的实践能力,能够从事化工设备的设计、生产、制造相关技术工作,具有国际视野和国际竞争力的高素质创新型工程技术人才。是融机械工程、化学工程、材料工程和控制工程于一体的复合、交叉型本科专业,体现了现代工程技术日益综合的特点。“过控”专业作为“化—机—电—材”一体化的多科型、交叉型专业,应用领域十分广泛,比如在石化,冶金,机械,建材,环境,食品安全等,本专业在国家的社会发展和经济建设中发挥着至关重要的地位。首先,能源,石油,动力,化工等这些支柱产业支撑国家命脉,而这些产业发展需要过程装备与就控制工程的支撑。过程装备与就控制工程为支柱产业提供具有先导性的工艺过程和先进的控制技术及装备,保障其相关行业的稳定发展。其次,一些新兴产业的出现和发展。第三,纵观我过石化行业装备的发展历程,从起初引进国外整套设备,到引进主要设备,再到关键优秀设备,到相关辅助设备的国产化。其中经历的每一次发展变革,都倾注着过控专业人员辛勤的付出和不断的创新。在今后的引进、吸收、创新和发展中,本专业将发挥着及其重要的作用。 二专业认证过程与方式 依据“工程教育认证标准”(由中国工程教育认证协会颁布),程教育专业认证主要包括学校自评、专家组进校考查和形成认证报告这三个阶段。首先认证学校应向中国工程教育认证协会秘书处递交工程教育认证申请书,主要内容包括四大部分:一、申请认证学校与专业概况,二、专业基本状态数据表,三、本专业培养方案(请见附件),四、教学管理和质量保障体系。工程教育认证最重要的环节之一就是撰写和提交自评报告。在接到学校的自评报告后,秘书处专业类认证委员会应与学校协商并进行实地考察,考察的目的是核实学校所提供自评报告的真实性和准确性,并且能够去考察学校中的其他未在自评报告中体现的情况。会晤学院(系)负责人及专业负责人、教师、学生、用人代表及毕业生以及相关部门负责人,对学生学习情况的审阅,对教学管理以及教学条件的审查等,都是专家组在进入学校所要考察的重点内容。在整个认证过程中,不对学校进行任何横向比较和评价,只是针对所要认证的标准能否达到要求进行判定。其达成度包括P、P/c、P/w、F。P表示本项指标已经达成;P/c表示本项指标已经达到要求但是在下一次进行认证时可能会出现负面的变化;P/w表示本项指标基本上达到要求但会在某一环节存在弱点,可能会对学生达到预期有负面影响;F表示认证方无法提供可信的材料证明该项标准的要求能够达成。专家组在进行现场考察后,在规定的15天之内,要撰写并提交现场考察报告。接下来专业认证委员会会对“现场考查报告”、“自评报告”及“学校的反馈意见”进行审核,并且给出认证是否通过以及相关建议。“不通过认证”、“通过认证,有效期3年”、“通过认证,有效期6年”这三部分是认证委员会对校方做出的认证结论及建议。认证方提交认证结果,再由审议委员会审议,最后由中国工程教育认证协会认证审议结果。 三专业认证实践 工程教育认证通过说、做、证这三个环节,对学校的投入、资源、过程进行考察,对学生的培养是否达到要求进行判断,最终做出认证结果。“说”就是说明,具体指所要求认证的专业要对自己的培养目标、办学定位、毕业要求等清晰明确;“做”就是执行,具体指所有的教学活动要根据教学目标和毕业要求来实施,而且要对学生在整个过程中的状况进行跟踪式评估;“证”就是证明,具体指专业要提供相关证明材料来证明自己达到标准。因此专业的“说”“做”“证”必须一致。以南京工业大学为例,过程装备与控制工程专业结合学校的办学定位,确立了“立足江苏,面向国家急需、世界一流,服务于国民经济建设和过程工业发展”的专业定位。结合工程认证标准,制定本专业毕业生几年之内应达到以下培养目标:(1)具有从事过程装备特别是压力容器的设计、制造、检测与管理的能力。(2)熟悉机械加工过程及机械设计方法、设计标准。(3)具有对先进过程装备及其成套技术开发的基本能力及团队协作能力。(4)具有良好的经济、安全和环保意识,能正确认识工程对社会、环境的影响。(5)具有人文社会科学素养、社会责任感、工程职业道德及国际视野,具备终身学习能力和跨文化的交流、竞争与合作能力。结合工程认证标准中的12条毕业要求,制定本专业12个毕业能力要求,如能力(3)设计/开发解决方案:了解过程装备与控制的创新设计方法,具有对先进过程装备及其成套技术进行初步开发能力,设计过程中能够考虑安全、环保、伦理等制约因素。 四总结及思考 工程教育专业认证是高等教育学校在谋求自身存在和发展的内在要求。高校大学生自身的健康发展需要良好的人才保障机制;同时高等工程技术人才自身素质的提升也离不开良好的人才保障机制。对控制专业市场和确立专业地位需要工程专业准入制度与认证制度相关联为其提供基本“门槛”。通过工程教育认证,推进了高校工程专业的教学改革,推动了企业积极参与人才培养,使毕业生可以快速适应工作环境,同时为我国的工程师走向国际市场,得到国际认可奠定基础。当然和已经发展几十年的国外工程教育专业认证相比,我国仍处于初级阶段的探索,但是随着我国工程教育认证的顺利实施和发展,未来的专业认证会更加成熟。因此,对于逐渐趋向国际化的工程教育专业认证,要积极面对,对工作经验要不断总结,对认证结果的使用和持续性改进更加重视,将会使我国过程装备与控制工程专业迈向更加辉煌的未来。通过工程教育认证,对学生的技能、知识、道德标准进行规范,在工程专业领域为其提供前瞻性的指导。 作者:董金善 周剑锋 赵建平 凌祥 单位:南京工业大学 教育装备论文:单位使用费用教育技术装备管理应用 摘要: 在新时期下,政府对教育技术装备投入不断加大,教育技术装备新产品层出不穷、日新月异,产品更新换代速度不断加快,为有效地用好政府投入,使教育技术装备资金使用效率最大化,引入单位使用费用理论来指导我们教育技术装备管理工作,已是相当的必要和迫切。本文从分析单位使用费用理论入手,对如何应用单位使用费用理论来指导教育技术装备管理工作做了一些探讨,以期与同行借鉴、共享。 关键词: 单位使用费用;全费用;有效工作单位数;教育技术装备;管理 全费用指的是在教育技术装备从采购、安装、使用维护、到淘汰过程中所涉及到全系统、全寿命费用之和。全系统费用是指为保证某装备正常使用而必须进行的配套设施采购、人员培训、基础平台运行等费用。全寿命费用是指装备在寿命周期内支出的各种经费的总和,即装备从采购到淘汰处理整个寿命周期内所需的全部费用,包括采购阶段、使用维修阶段、报废处理阶段等阶段发生的全部费用的总和。有效工作单位数是指教育技术装备有效工作的累计单位数,如装备寿命周期内所使用课时数、使用次数、使用小时数等。单位使用费用=(全系统费用+全寿命费用)/有效工作单位数,其值最小才是最经济的。在教育技术装备管理过程中,采用这种单位使用费用理论指导,能够有效地提升整个教育技术装备的管理质量,而这种源于费用-效益分析的管理原理,又使得整个教育技术装备得到最大化的效益。要使教育技术装备效益最大化,就要使单位使用费用值最小化。下面就从通过全费用最小化、有效工作单位数合理最大化途径,从而使单位使用费用值最小展开分析,如何提高教育技术装备管理效益。 一树立效益意识,坚持教育技术装备配置标准化原则 教育技术装备配置标准化旨在明确规定完成教学任务应具备的最基本的教学设施,它对实验室的功能、数量、面积、环境、设备、教学仪器配备目录等方面提出具体要求。标准解决了学校配什么、怎么配、如何用等一系列重要问题。其目的是为教育主管部门和学校在建设实验室时提供系统的科学的依据,为学校教育教学服务。标准一方面指导学校装备建设的规范化,另一方面指导装备管理的科学化。单位使用费用分析对于教育技术装备管理是一个相对新颖的概念,各级主管部门和具体人员对其需要有一个认知和认同过程。我们教育技术装备管理人员一定要树立效益意识,避免追求“高、大、上、新”、“追求一流”的心态,要以追求实用为原则,把政府投资效益最大化,将单位使用费用作为教育技术装备的优秀评估指标。盲目“追求一流”就犹如国人追捧苹果系列手机,苹果公司针对国人心态采取了异地分阶段上市、限购销售等营销策略,引得部分民众掀起抢购热潮,但从单位使用费用角度分析,采购费用高、有效使用年限低、大部分功能用不上,单位使用费用极高,是一种极大的浪费。 二应用价值工程原理分析,坚持采购方案设计最优化原则 价值工程又称价值分析,是以最低的费用可靠地实现必要的功能,着重于产品或作业的功能分析的有组织的活动。价值的高低可用价值指数(V)来反映,而价值指数(V)可用公式V=F/C来表达,F表示功能,C表示成本。在教育技术装备采购方案设计中,可以邀请采购方案设计人员、咨询机构、生产厂家、供货人员、学校使用方一起组织开展价值工程的研究。通过价值工程的研究,可以避免采购方案设计人员习惯性思维、过时的标准和规范、对新产品新技术缺乏了解、错误的理念、沟通不畅、追求稳妥、担心出错、厂家和用户缺乏协调而造成的功能浪费或全费用增加。有的采购项目,通过价值工程的研究,可以节约投资35%甚至更多。最优化原则是价值工程原理应用于教育技术装备采购方案设计的具体运用。人们对某项教育技术装备采购方案设计时,要既考虑到该装备的前期配置费用,又要考虑到其后期使用维护等继生费用。有时会在满足既定性能这一标准下,进行装备可靠性的降低,这样虽然能够降低该教育装备的初期配置费用,但是会大大提升设备的后期使用以及维护费用。有时会在前期适当的增加一些投资,来有效地改善该教育技术装备的可靠性以及使用寿命,但是会大大的降低整个设备的后期使用以及维护费用,这样就能够使得该装备的全费用降到最低。这就要求在进行最优化原则的选择过程中,应当充分结合该装备的实际使用情况来进行综合考虑,从而将该装备的全费用尽可能的降到最低。 三坚持全系统费用管理整体性原则 全系统费用管理要求管理人员在进行教育技术装备的管理过程中,除了考虑主设备的状况之外,还应当对主设备之外的其它因素进行考虑,比如说使用人员的招聘、培训、管理的费用,设备的后期使用维护费用等。进行教育技术设备的采购时,往往只考虑到主设备的购置费用,但忽视了相关伴生费用的计入。随着科技的不断发展,使得教育所需的高新设备变得越来越多,而要想充分的发挥出这些高新设备的作用,仅仅依靠主设备是不可能的,这就需要对主设备配置大量的辅助设备,来保证主设备功能的开发。而一些伴生设备的配置费用甚至还要超过主设备。这也就要求教育技术设备的采购人员在进行设备的管理工作中,也必须充分重视伴生费用这一因素。 四坚持全寿命费用管理动态性原则 在进行教育技术装备的配置工作时,应当对教育技术装备的整个全寿命周期进行仔细的研究。随着相关技术的不断发展,各种教育装备的性能也变得更加精密复杂,这也就导致了许多教育技术装备的研制成本与生产成本得到进一步的增加,并且与其相关的使用费用和维护费用也得到了很大程度的增长。但是一些工作人员在进行教育技术装备的采购过程中,往往只是重视该装备的购置费用,却忽视了其在运行过程中所产生的一些其他费用,导致“买得起,用不起”现象的发生。比如对化学实验室的创建,实验室装修以及实验设备的采购都能够一步到位,这些费用比较容易控制。但是在化学实验室教学过程中,其实验开展所需要的各种化学药品开支,是一种长期性的,难以控制的费用支出。经过一段时间的使用,这些化学药品以及实验器材的消耗费用,会超过该化学实验室的创建费用。因此在进行教学设备的建设过程中,应当充分考虑到其全寿命中的各种继生费用。 五坚持有效工作单位数合理最大化原则 合理确定最大化的教育技术装备有效工作单位数,其意义显而易见。全寿命费用理论的数学模型显示寿命周期费用呈U型曲线,在其最低点将获取最大的费用—效益比。具体到教育技术装备,决定其寿命周期费用最关键的指标是装备采购费和装备使用过程的维护与材料消耗费用。举个例子,我们购买汽车时,刚开始新车,汽车购置费用是其最大的费用,油费、维修保养费占比不大,随着汽车的使用,其耗油量、维修、保养费用逐渐增大,当达到一定年限时,耗油、维修费用会占汽车每年使用费的绝大部分,这时汽车虽然还能使用,但其费用—效益比已很低,不如买新车划算。所以有效工作单位数合理最大化绝不是使用时间的最大化,而是需在合理的费用—效益比下最大化。 六结束语 我国目前针对教育技术装备领域的单位使用费用模型还不完善,在实际的装备建设过程中依然存在着许多的管理难题以及不确定性,并使得教育技术装备难以有效发挥出自身的实际作用。而为了将该管理理论充分的应用到教育技术装备的管理工作中,就需要相关的管理人员在现有理论的基础上,来构建出一个适合该领域的单位使用费用模型,并使得整个教育技术装备能够最大限度的发挥出自身的效益。 作者:汪桥林 单位:浙江省临安市教育保障中心 教育装备论文:过程装备与控制工程教育实践 摘要: 对大学生自主学习教育的培养是工程教育的重要内容。本文以天津科技大学“过程装备与控制工程”专业的课外工程教育为范例,探讨了课外工程教育的实施方法,着重讨论了工程师认知教育、科技创新活动、产学合作工程实践等三个方面,并指出了课外工程教育存在的一些问题。实践表明,该措施可提高工科大学生的工程意识和创新能力。 关键词: 课外工程教育;创新;自主学习 在全球化背景下,工程教育对于增强国力和未来竞争力日显重要。本世纪以来,欧美各国特别将加强和改革工程教育作为高等教育发展的重要内容[1]。欧盟委员会资助下构建并实施了“欧洲高等工程教育”(H3E)、“加强欧洲工程教育”(E4)、“欧洲工程的教学与研究”(TREE)等系列主题研究[2-4]。从2000年起,麻省理工学院等四所大学组成的跨国研究团队,经过四年的探索研究,创立了CDIO工程教育理念[5],它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。我国教育部也提出“卓越工程师教育培养计划”[6],旨在全面提高我国工程人才培养质量。我国要建设创新型国家,需要培养造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高素质工程技术人才。以汕头大学为代表,国内50多所高校正在开展CDIO教学实践[7]。此外,华东理工大学还提出了“全面工程教育”理念[8]。综观各种教育模式,实践是关键词之一[9-10],而课外是学生学习生活非常重要的一部分,也是学生自主学习提高的时间,合理利用课外组织开展工程教育,对于学生能力、素质的培养具有重要的意义。这里,课外工程教育指课内教学计划规定之外的学生工程教育活动,其特征是强调学生的自主性和教师的引导作用。天津科技大学的“过程装备与控制工程”专业是天津市高校“十二五”综合投资规划的品牌专业建设项目,有着50多年的办学历史,拥有本科、硕士、博士以及工程硕士培养等完整的人才培养体系,为课外工程教育的实施提供了良好的平台。落实“轻工过程装备”人才培养的特色定位,对本科生开展课外工程教育,是提升人才培养质量的必要手段,与培养计划内的教学相辅相成。目前,工科类为主的普通院校针对本科生教育尝试实行“3+1”的培养模式,即“3年专业基础学习+1年实训实践学习”。但是,作为工科学生,工程教育应该努力使之贯穿大学四年的学习始末,模块化的分段式培养方式某种程度上不能很好地使学生对知识融会贯通,因此,效果并不明显。尤其是在大众化教育背景下,如何能够让学生将专业知识的“片段”连接组织在一起,是值得研究的内容。本文主要从工程师认知教育、科技创新活动、产学合作工程实践等三个方面探讨对本科生课外工程教育的实践。 一、工程师认知教育 从大学一年级入学开始,为了帮助学生更好地了解专业培养体系、发展方向以及就业情况等,我们编制了《机械导航》作为学生了解所学专业的入学手册。每年定期举办“卓越工程师成长之路”、“教授讲坛”等活动,邀请学术领域的教授和企业界工程领域的专家,为学生带来不同主题的讲座。包括针对某一专题内容,请工程领域专家进行详细讲授;在本科生进入毕业设计之前,请具有丰富工程设计经验的企业或设计院的专家为毕业生开辟设计类专题指导讲座等;以工程技术讲座的形式,对学生加强工程修养以及工程师伦理教育。同时,借助学院的大学生职业生涯规划中心,为学生提供与工程师们沟通和交流的机会,激发他们的学习兴趣,拓展思维空间,提高工程和科研能力。这些认知教育使得学生明确认识到工程师不但能“造物”,而且能“做事”。 二、科技创新活动 大学生的科技创新活动有助于营造大学学术氛围和培养积极向上的学风[11]。科学研究是大学的基本职能之一,培养卓越工程师必须使之兼备科学家和工程师的双重素质和能力,因此大学既要注重新技术的研发,注重解决工程实际中的科学技术问题,又要注重对学生能力的培养。此外,现代工程实际应用中很大程度上是基于多学科的科学和技术知识的交叉与应用,因此,学生在校期间开展科技创新活动对培养学生的创新精神和实践能力具有重要意义。 1.参与科学研究科学研究是非常有效的实践训练方法,理论知识与具体实践结合,锻炼了学生的项目组织实施能力。我们以研究室为科技创新平台,教师指导,研究生协助,本科学生以项目成员的身份参与或者基于某个项目组独立从事科研工作。比如在试办“卓越人才实验班”过程中,除了课程体系的区别设置之外,还重点强化了学生参与科技活动的内容,从大二开始实行导师培养制,类似于研究生导师制,以科研实绩好、责任心强的教师为导师,指导学生的研究工作。为了达到较好的学习效果,一般每名导师指导两名学生。再如,“过控”专业的特色研究室吸收了部分大三、大四的本科生,通过积极参与科研项目,导师指导和与研究生的合作,可以使学生较早地进入科研状态,明确科研的基本方法和思路。在这个过程中,学生将得到文献检索和论文撰写能力的训练,充分发挥其创新思维能力,促进了课程体系中知识的掌握,增强了学术交流和技术交流能力,提高了分析问题和解决问题的能力。同时,导师们也可以借此了解学生的认知及需求,有利于提升课堂教学效果,满足学生的学习需求。另外,多年来实施的推荐免试研究生提前进入实验(研究)室从事科学研究的计划,也收到了较好的效果。 2.专业软件的学习和使用专业软件是将来工程实践必不可少的工具,同时利用软件可开展虚拟现实设计、制造、过程优化等虚拟教育。目前,AutoCAD、Matlab、Pro/E等绘图、科学计算和工程类软件已进入本科教学内容,随着知识的积累和学习的深入,通过选修课或指导性推荐,可以让学生接触诸如ANSYS、FLUENT、COMSOLMultiphysics、EDEM等分析计算设计相关的软件。软件的使用对于调动同学们的学习积极性很有帮助。比如,要求学生熟悉ANSYS的分析问题的步骤,掌握ANSYS建模、网格划分、求解和后处理的基本方法,可以使学生具备初步的利用有限元软件求解工程问题的能力。对于过程装备与控制工程专业学生而言,单元操作及过程优化是重要的学习内容,建议学生使用试验版Symprosys软件,针对干燥、蒸发等特色课题进行过程分析和优化,对于锻炼学生的分析抽象能力、知识表达能力和综合运用所学知识解决问题的能力有很大帮助。 3.科技竞赛机械工程学院设置了大学生科技创新基金,积极引导学生参加各类科技竞赛活动。比如,鼓励学生积极申报“大学生创新创业训练项目”,导师提供条件,学生自主完成创新性实验的设计、实验条件的准备、实验的实施、数据处理与分析、报告撰写、成果(学术)交流等。利用天津科技大学实验室开放基金项目,加强工程专业人才培养[12]。经历这些过程后,学生能够逐步形成独立思考问题、解决问题的能力以及组织实施实验设计的能力,为今后的工作取得宝贵的实践经验,同时也可以为毕业设计积累素材和资料。 4.学术交流高校是学术交流最活跃的地方,可是真正面向本科生的却比较少见,而本科生也还没有意识到要主动去参与这些活动。因此,设计面向本科生的学术交流活动对于开阔大学生视野很有必要。这些年,我们开设了“博士讲坛”,由中青年博士为本科生讲授其所属研究领域的发展与自己的研究实践,能够很好地贴近学生,使学生对专业领域的未来以及自己的职业规划有较好的了解和认识。此外,借助国外来访学者,专门开设面向本科生的学术讲座,让学生了解国外工程教育情况和科研方法,尝试进行国际型工程人才培养。近年来,来自美国、加拿大、俄罗斯、日本等国家的高校和研究单位的专家为我们做了讲座,交流语言为英语,本科生能够与国外专家互动交流,一定程度上说明了学生的潜力,因而更应该为学生们提供更多的机会,以满足不同学生的不同需求,适应工程教育国际化的需要。 三、产学合作工程实践 一般来说,大学课堂课程内的学生仍处在一个假定的实验环境中,要拓展到工程实践的实际体验还有一定难度。针对过程装备与控制工程专业,我们与企业合作,引进了中试规模的提取、干燥、蒸发等多套设备,这样学生的实验活动就与企业的实际生产相类似,可以培养学生工业生产及企业运营管理的大局观。其实,在学生毕业设计期间与企业合作,让学生深入企业,在企业工程师和学校教师的共同指导下研发产品、解决工程实际问题是培养学生工程能力的最好途径,但是该途径的实施因客观原因仍有一定难度。产学合作需要本科生综合各基础课程中所学到的知识,充分发挥学生的创新思维能力[13]。一方面,可以以企业合作或单独委托项目为抓手,在工程师的指导下开展工程实践,尽可能涉及到项目的全过程,如工程设计、加工、组装、测试等。另一方面,依托本专业建立的校外实习基地、工程训练中心等培养学生的工程能力。如,过控专业在天津市津南区多个企业建立了校外实习基地,天津市荣光特种风机有限公司、永恒电机厂、天炉科技发展有限公司、尼特风机有限公司、宝成集团等均已成为本专业学生进行工程实践的重要场所。 四、结束语 本科生的课外工程教育需要有比较大的平台,才能够为学生提供工程实践的机会,才能在大学期间切实提高学生自主学习和工程实践的能力。在实践过程中,我们还发现了一些问题需要在今后的工程教育中进行改进。一是教学模式需要及时革新。沿用以往的教学模式,以知识传授为主,只关注“做中学”是不够的,教师和学生的工程教育意识仍需要重视和提升,只关心“规定内的动作”是远远不能达到要求的。二是高校与企业在人才培养上的合作缺乏更为深入的开展,需要研讨“共赢”机制和相关措施。高校内具有工程素养的教师队伍不足,走出校园的机会不多,缺乏更多的与企业合作的切合点。综上所述,在今后本科生的课外工程教育中,应在动手实践、分工合作、交流研讨等能力培养和素质养成方面进行提高,并形成对课内教学的有力支撑。同时,为了更好地培养具有国际化视野的毕业生,学校仍需要面向实际改革创新教学模式,开拓并建立更多的与企业合作共赢的机会和平台。 作者:徐庆 宋继田 单位:天津科技大学 教育装备论文:城市与农村教育装备差异分析 本文作者:王立荣 殷晓斌 单位:河北省教育技术装备管理中心 河北省石家庄市教育装备管理中心 现代化教育技术方面 显示城市小学13.67人一台计算机,农村小学15.04人一台计算机;城市初中9.575人一台计算机,农村初中11.13人一台计算机。2010年本市教育督导的数据表明,市内6区共升级更新1641台计算机,而18个县(市)区共更新了5934台。随着现代化教育装备工作的开展和推进,城市和农村在义务教育阶段计算机的数量已相近。这说明了教育主管部门对此项工作的重视。但是经过多次检查发现很关键也很值得重视的一个问题:城市学校的计算机,配置较高,设备较新,更新很快,计算速度较快,应用软件很丰富,相应的课程都能开足。而农村学校的计算机则十分陈旧,大部分机器还都是“大块头”的显示器,开机速度很慢,甚至还有很多近10年的老机器仍在应用,更新较慢。 在城市1.19名教师配备一台计算机,而在农村2.637名教师配备一台计算机,城市教师计算机配备数几乎是农村的两倍还多。加上农村学校的计算机设备陈旧运行速度等因素,这势必会影响授课质量和效果。(3)新技术、新产品的应用经考察,交互式电子白板在市内5区已经有不少学校在用了,可是由于价格等因素,农村无法广泛使用这类设备。 实验仪器、音体美器材和图书 我们发现在仪器的总数上,城市和农村因为样本量的不同我们不方便比较。我们考察了每位学生能使用仪器的种类,城市每人0.482种,而农村是0.195种,城市是农村的两倍多。音体美器材的使用上城市每位学生为0.4种,而农村为0.04种,整整差了10倍。在仪器的配备上农村因为后续投入不够,缺乏专业人才管理,虽然建立了实验室,可是由于不按照配备标准去装备实验室,导致仪器种类不全,学生学习的内容有限,甚至实验课无法正常开展。音体美等器材在农村被视为“奢侈品”,不论从量上还是种类上,农村的孩子都无法和城市的孩子去比较。 在生均图书这个问题上较为广泛的共识是农村的生均拥有的图书册数远远不如城市学生生均图书册数,但在实际考察中结果很出乎我们的意料。农村的生均图书册数不仅不比城市的数量少,甚至有的县还超出了城市的50%。可是通过更深层次了解,我们发现了不容忽视的问题。农村很多学校都建立了图书馆,可是通过检查、验收和仔细考察,我们发现一些普遍的现象:图书的副本量非常大,一册书有将近20册的副本,图书不按《中图法》分类,图书的适用性、可读性差。图书的单价较低,有盗版现象,有的甚至为了应付检查,按重量去采购大量图书。 图书馆没有配备借阅系统。不考虑流通量,虽然有了图书馆,可是不考虑质量,学生使用率低。根据考量标准的不同,如果考虑流通量,农村的管理将远远落后于城市的水平。此外,值得一提的是,关于图书配备及管理水平在我市各区、县之间是不太均衡的,这方面有的市区学校并不一定就比农村学校好。例如我市井陉县就将图书管理工作落到了实处。经过不断调查和探讨发现还有另一方面的问题:适合小学1~3年级的课外读物比较缺乏。其实这方面的资料在市场中早已很多,内容丰富多彩。但是由于单价较为昂贵,各学校普遍比较缺乏。另外低年级的自然科学读物也普遍缺乏。如果将先进和适用性强的现代化教育资源有关产品,例如教学资源库的使用等,能优先考虑农村市场,势必会大大改变现在这种状况。 总之,我们经过一系列的调研,看到了农村和城市之间在教育装备方面存在的差距。在资源配备的质量和数量上都不均衡。我们装备工作不仅仅应该注重配备的数量,还应该考量配备产品,包括图书的质量及使用率。还需要加大对农村中小学的投入,来缩小和城市的差距。摆在我们面前的主要任务就是解放思想,从长远考虑如何把现有设备用好、管好,如何减少城乡之间的差异,实现均衡发展,把精力放在如何为教学服务,提高教学水平和培养学生综合素质上来。 教育装备论文:基础教育装备管理信息系统建设研究 1教育装备管理信息化是基础教育改革发展的必然要求 建成全国基础教育装备管理信息系统,是基本实现教育现代化的必然要求。基础教育装备品种繁多、数量庞大、管理复杂,若采用传统管理方式,无法准确了解学校、区域乃至全国基本情况和发展水平,形成家底不清、监管乏力、宏观决策缺少有效支撑、难以及时满足学校教学实际要求和评估评价没有科学依据等问题。通过建成全国基础教育装备管理信息系统,制订统一的基础教育装备分类编码标准、数据采集标准、优秀业务流程标准和规范管理办法,能够服务各级教育部门和学校摸清存量、指导增量和规划总量,有效提高教育装备“建、配、管、用”各项工作的质量与效益,加强教育装备质量监管和应用评价,有力促进基本实现基础教育现代化。建成全国基础教育装备管理信息系统,是实施重大基础教育工程项目的有力支撑。近年来,国家和地方统筹实施了“农村义务教育薄弱学校改造计划”、“中西部农村初中校舍改造工程”、“学前教育三年行动计划”、“农村义务教育学生营养改善计划”、“全面改善贫困地区义务教育薄弱学校基本办学条件”等重大基础教育工程项目。这些项目的决策、规划、实施、验收、评估等各个环节,迫切需要准确、全面、及时的基础教育装备数据做支撑。建成全国基础教育装备管理信息系统,是教育信息化建设的重要内容。党的十八大将“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的总体目标。教育信息化是国家信息化的重要组成部分和战略重点,是教育改革发展的重要支撑和创新动力。目前,教育部已经启动管理“公共服务平台”建设,实施“教育服务与监管体系信息化建设项目”。建设全国基础教育装备管理信息系统,与学校系统、教师系统、学籍系统、校安系统、经费监管等业务信息相互关联,必将大幅提高管理效率,有力促进基础教育改革与发展。 2全国基础教育装备管理信息系统的建设条件已经具备 建设全国基础教育装备管理信息系统的技术条件已具备。目前,互联网、物联网、大数据存储和处理、移动互联、云计算等技术发展相对成熟、应用十分广泛,为建设实现全国基础教育装备管理信息系统,实现基础教育装备数据采集、业务管理、统计分析等各项功能,提供强有力的技术支撑和保障。建设全国基础教育装备管理信息系统的硬件条件已具备。教育部已经启动管理“公共服务平台”建设,数据中心建设形成规模,已经完成了全国中小学校基础信息、教师信息、学生学籍信息、校舍信息等基础数据库建设,形成了较好的数据支持服务能力。各省级教育数据中心已初步建成并不断完善,各级教育行政部门和学校已基本实现互联网接入,配备了一定的基础设备设施。目前,共有17个省份根据实际工作需要,建设了省级基础教育装备数据库和管理系统,为建设全国基础教育装备管理信息系统做出了积极探索,积累了宝贵经验。全国基础教育装备管理信息系统纳入金教工程统一建设,其建设和运行维护经费得到保障。建设全国基础教育装备管理信息系统的技术力量已具备。近年来,国家不断加大教师和教育管理信息化专业人员培训力度,形成了一支具有较好信息化素养,能够熟练应用管理信息化系统和操作信息化设备的专业化管理人员队伍,确保了全国基础教育装备管理信息系统在各级教育行政部门和学校能够得到有效应用。 3全国基础教育装备管理信息系统的基础功能规划 全国基础教育装备管理信息系统以基础教育装备管理为主线,以教育装备的配备使用为中心,为学校建设标准化、管理规范化提供支撑平台,为各级教育部门提供业务管理、决策支持、监测监管、评估评价、公共服务等五个方面的应用管理功能。全国基础教育装备管理信息系统的主线业务包括:基础教育装备数据采集,教育装备的全生命周期管理,实验实践活动管理,办学条件标准管理,教育装备统计管理,二维码标识管理,业务设置管理。 4总结 全国基础教育装备管理信息系统的总体目标是:实现教育装备日常管理的信息化、监测评价的精准化、宏观决策的科学化;到2017年建成覆盖全国各级教育部门和基础教育机构(学校)的全国基础教育装备管理信息系统;推动基础教育装备管理信息化,更好地服务教育教学,提高基础教育装备管理决策、监测评价、公共服务工作的信息化和科学化水平;为深化教育领域综合改革、构建现代教育治理体系,提升教育治理能力、实现教育现代化提供全面准确的数据支撑。 作者:邱望洁 单位:教育部教育装备研究与发展中心 教育装备论文:探索教育装备部门有效实施目标管理及评价的途径 摘 要: 目标管理在管理中处于中心地位,顾名思义,它强调通过目标进行管理。目标管理是一种综合的以工作为中心和以人为中心的管理方法,其广泛应用于组织的管理之中。那么,作为全省唯一的教育装备部门,如何实施目标管理及评价,笔者从四方面作了分析。 关键词: 教育装备; 目标管理; 评价 一、目标管理的前提是制定完整的目标体系 实施目标管理,首先要立足单位实际确立发展目标,建立目标管理体系。目标有三年的总体目标,也有每一年的具体目标;总目标必须全面,包含发展改革目标,履行职能职责目标,安全目标,职工队伍建设目标,单位要达到的理想状态目标等。要将总体目标自上而下层层分解,合理分工,分解到各科室,由各科室再分解到每位职工。这样无论从单位领导,还是到中层干部,一直到职工都有了努力方向。在制定和分解目标时,要注意四点:第一、必须从实际出发,制定切实可行的目标;第二、目标必须具体明确,既有量的奋斗目标,又有质的奋斗方向,目标不等同于计划;第三、目标的制定要尊重差异,具有层次性,阶段性,应尽量由管理对象自身来确定,单位仅作综合平衡和宏观调控。这样的目标在很大程度上尊重了管理对象自身的意见,有利于推行和实现,能充分调动管理对象自身的积极性;第四、制定目标时要留有调整的余地。 其次,要动态跟踪,分类推进,着重在落实上下功夫。也就是说,要坚持定性管理和定量管理相结合,过程管理与终结管理相统一。按照“戴明循环程序规律”,有怎样的过程,就有怎样的结果。过程管理到位了,结果肯定会好;反过来说,结果不好,过程肯定有问题。要注重过程管理,就要突出一个“细”字,侧重一个“实”字,狠抓一个“严”字。要针对单位情况,制定出科学、合理、切实、可行的制度,坚持制度管理,跟踪检查。要建立健全单位的各项规章制度,这几年我们制定下发了《领导班子议事规则》、《行政会制度》、《公文处理制度》、《职工进修学习管理办法》、《考勤请假制度》、《职工健康体检制度》、《车辆管理制度》、《办公用品管理制度》等八项管理制度。不仅立了规矩,更要守规矩,特别要加强管理者的自我约束,严格按制度办事,按纪律办事,要坚持制度管理的底线,这样才能收到实效。抓过程管理,就要对单位、科室和所有职工在不同阶段的目标进行动态跟踪,适时调整,进行动态监控管理。 二、树立“人本管理”、“以德治理”的管理思想 我们知道,目标管理是一种综合的以工作为中心和以人为中心的管理方法,故调动所有管理对象的积极性是实施目标管理的另一重要保证。实施目标管理的目的之一就在于调动广大干部职工的积极性,使其潜能和优势以及主观能动性都得到最大限度的发挥。“以人为本”,就是以职工为本,以职工的成长发展为本。以人为本,就是尊重职工,让他们学会自我尊重。作为管理者,在实施管理中,更重要的是落实“以人为本”的思想。要实施“人本管理”就要坚持群众路线,坚持从“从群众中来,到群众中去”,要紧密联系工作实际,深入第一线搞调查研究,利用工会等群众性组织,采取设立意见箱等形式,充分倾听职工的意见和呼声,做出符合广大职工利益的科学决策;要实施“人本管理”和“以德治理”,就要尊重职工,关心职工,亲近职工,和职工推心置腹、以坦诚宽容之心待人,以和蔼冷静的态度处世,同情职工事业上的失意,对职工工作上的挫折和生活上的困难给以予真诚的帮助,在不违背原则的前提下,尽最大努力为职工解决好生活上的困难,使其心甘情愿地投入到教育装备事业中来。同时要引入公平竞争机制,搭建平台,努力为职工展示自己的才能、实现自己的价值创造条件,力争使每个岗位都有最合适的人,让每个人都在他最合适的岗位上;让每个岗位上的人都有责任感和忧患意识,积极营造以事业留人,环境留人,情感留人的工作氛围;使智者尽其谋,勇者竭其力,仁者播其慧,信者效其忠。坚持“人本管理”,要求广大职工要转变观念,树立全新的道德观、正确的价值观和质量观,建立民主平等、和谐的干群关系,关爱每一位职工。作为单位的高层管理者,要想法设法引导中层管理者树立“人本管理”的思想,掌握“人本管理”的本领。 三、目标评价大胆引入“百分位 制,分类评定,均衡发展 目标制定之后,就要有一套对目标实施评价的体系。无论对干部还是普通职工,评价时都应坚持方向性、科学性、激励性、可行性、实效性、公平性、公正性、发展性、全面性原则,做到过程评估与终结评估相结合,动态管理与静态管理相结合,定性分析与定量分析相结合,力求评价主体的多元化、评价内容的全面化、评级标准的层序化、评价方式操作的灵活化。 对职工的评价体系:应以“德”考核为前提,以“能”考核(常规工作)为基础,以“绩”考核为重点,以工作检查、市县教育局和基层学校评议为依据,全方位进行考核。考核办法:(1)以职工自评为参照,以同事评议、科室评议、基层问卷、工作检查和平时记录为依据。(2)采取预估满分,分项量化,逐项赋分,失范扣分,整体汇总,以分划等的办法。(3)以季评与全年综合评估相结合的方式,考核结果由考核委员会审定,本人签字确认。(4)考核项目分为:德、能、勤、绩、廉。(5)年度考核结果予以公示。由于优秀指标名额有限,容易引起职工反弹,其评选办法为:自下而上,层层选拔,先由科室依据评选条件充分酝酿推荐候选人,召开职工大会民主评选,评选的结果经考核委员会审定后进行公示。总之,考核作为一种评价方式,其目的在于发现每一位职工的自身优势,使其在今后的工作中进一步发扬优点,达到充分挖掘潜质的目,使广大职工从“要我工作”转到“我要工作”上来。 四、实施目标管理坚持“全面管理”和“重点管理”相结合 和谐与稳定,本身就是目标,和谐稳定是前提,也是实施目标管理的最低目标和要求。作为管理者,要善于协调和解决各类矛盾,经常性的开展职工宣传教育活动,搞好单位文化建设,着重在“价值引领”上下功夫,以“德”为首,“能、勤、绩、廉”并重。一个积极、和谐、文明的环境是单位取得长足发展的前提条件之一。另一方面,要树立圆满履行单位职能职责、不断壮大装备事业,提高工作效率和质量始终是单位工作的重中之重,是管理的优秀内容。 由此我们可以得出结论:对教育装备部门实施目标管理的首要任务是确立目标体系,分解目标,实施目标,目标评价。要牢牢把握以工作为中心,以全体职工为中心,综合管理。目标的评价与平时考核、季度考核、年终考核相结合,实施360°评价。要紧紧抓住单位的和谐稳定、履职发展等总体目标,以职工队伍建设为重点,实现单位稳定、均衡、快速发展,不断壮大教育装备事业。
工程测量学论文:工程测量学发展管理论文 摘要:本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;在理论方法发展方面,重点对平差理论、工程网优化设计、变形观测数据处理方法进行了归纳和总结。扼要地叙述了大型特种精密工程测量在国内外的发展情况。结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。最后展望了21世纪工程测量学若干发展方向。 关键词:工程测量工业测量精密工程测量测量机器人工程网优化设计 一、学科地位和研究应用领域 1.学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: ——大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ——工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ——航空摄影测量与遥感学; ——地图制图学; ——不动产地籍与土地整理。 3.研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 二、工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 在距离测量方面,包括中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至数米)及其变化量的精密测量。以ME5000为代表的精密激光测距仪和TERRAMETERLDM2双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级;可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪DISTINVAR,应变仪DISTERMETERISETH,石英伸缩仪,各种光学应变计,位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 高程测量方面,最显著的发展应数液体静力水准测量系统。这种系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,如用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 与高程测量有关的是倾斜测量(又称挠度曲线测量),即确定被测对象(如桥、塔)在竖直平面内相对于水平或铅直基准线的挠度曲线。各种机械式测斜(倾)仪、电子测倾仪都向着数字显示、自动记录和灵活移动等方向发展,其精度达微米级。 具有多种功能的混合测量系统是工程测量专用仪器发展的显著特点,采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。液体静力水准测量与金属丝准直集成的混合测量系统在数百米长的基准线上可精确测量测点的高程和偏距。 综上所述,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 三、工程测量理论方法的发展 1.测量平差理论 最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 巴尔达的数据探测法对观测值中只存在一个粗差时有效,稳健估计法具有抵抗多个粗差影响的优点。建立改正数向量与观测值真误差向量之间的函数关系,可对多个粗差同时进行定位和定值,这种方法已在通用平差软件包中得到算法实现和应用。 方差和协方差分量估计实质上是精化平差的随机模型,过去一直仅停留在理论的研究上。实际中,要求对多种观测量进行综合处理,因此,方差分量估计已成为测量平差的必备内容了。目前,通用平差软件包中已增加了该功能,但还需要在测量规范中明确提出来。 需要指出的是:许多测量作业单位喜欢采用附合导线进行逐级加密,主要依据目前规范中有关一、二、三级导线和图根导线的规定。无疑附合导线具有许多优点,但由于多余观测少,发现和抵抗粗差的能力较弱,不宜滥用。建立一个区域的控制,首级网点采用GPS测量,下面最好用一个等级的导线网作全面加密。从测量平差理论来看,全面布设的导线网具有更好的图形强度,精密较均匀,可靠性也较高。 2.工程控制网优化设计理论和方法 网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。网的质量指标主要有精度、可靠性和建网费用,对于变形监测网还包括网的灵敏度或可区分性。对于网的平差模型而言,按固定参数和待定参数的不同,网的优化设计又分为零类、一类、二类和三类优化设计,涉及到网的基准设计,网形、观测值精度以及观测方案的设计。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。模拟观测方案,根据仪器确定观测值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。精度应包括点位精度、相邻点位精度、任意两点间的相对精度、最弱点和最弱边精度、边长和方位角精度。进一步可计算坐标未知数的协方差阵或部分点坐标的协方差阵,协方差阵的主成份计算,特征值计算,点位误差椭圆、置信椭圆的计算等。可靠性包括每个观测值的多余观测分量(内部可靠性)和某一观测值的粗差界限值对平差坐标的影响(外部可靠性)。灵敏度包括灵敏度椭圆、在给定变形向量下的灵敏度指标以及观测值的灵敏度影响系数。将计算出的各质量指标与设计要求的指标比较,使之既满足设计要求,又不致于有太大的富余。通过改变观测值的精度或改变观测方案(增加或减少观测值)或局部改变网形(增加或减少网点)等方法重新作上述设计计算,直到获取一个较好的结果。 在实践中,总结出了下述优化设计策略:先固定观测值的精度,对选取的网点,观测所有可能的边和方向,计算网的质量的指标,若质量偏低,则必须提高观测值的精度。在某一组先验精度下,若网的质量指标偏高了,这时可按观测值的内部可靠性指标ri,删减观测值。ri太大,说明该观测值显得多余,应删去;若ri很小,则该观测值的精度不宜增加。这种根据ri大小来删除观测值的方法称为从“密”到“疏”,从“肥”到“瘦”的优化策略。 从模拟法优化设计的整个过程来看,它是一种试算法,需要有一个好的软件。该软件除具有通用平差软件的功能外,在成果输出的多样性、直观性,在可视化以及人机交互界面设计方面都有更高要求。同时也要求设计者具有坚实的专业知识和丰富的经验。 用模拟法可获得一个相对较优且切实可行的方案,可进一步用模拟观测值作网的平差计算,同时可模拟观测值粗差并计算对结果的影响。这种方法称为数学扭曲法或蒙特卡洛法。对于一个精度、可靠性以及灵敏度要求极高的监测网或精密控制网,作上述优化设计和精细计算是十分必要的。国内在这方面的应用报道较少。多是为了安全起见,有较大的质量富余,建网费用偏高。网优化设计费用很少,所带来的效益较大,凡是较重要的工程控制网,都应作优化设计。 3.变形观测数据处理 工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。 (1)变形观测数据处理的几种典型方法 根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。 若仅对变形观测数据,可采用灰色系统理论或时间序列分析理论建模,前者可针对小数据量的时间序列,对原始数列采用累加生成法变为生成数列,因此有减弱随机性、增加规律性的作用。如果对一个变形观测量(如位移)的时间序列,通过建立一阶或二阶灰微分方程提取变形的趋势项,然后再采用时序分析中的自回归滑动平均模型ARMA,这种组合建模的方法,可分性好且具有以下显著优点:将非平稳相关时序转化为独立的平衡时序;具有同时进行平滑、滤波和推估的作用;模型参数聚集了系统输出的特征和状态;这种组合模型是基于输出的等价系统的理想动态模型。 把变形体视为一个动态系统,将一组观测值作为系统的输出,可以用卡尔曼滤波模型来描述系统的状态。动态系统由状态方程和观测方程描述,以监测点的位置、速率和加速率参数为状态向量,可构造一个典型的运动模型。状态方程中要加进系统的动态噪声。卡尔曼滤波的优点是勿需保留用过的观测值序列,按照一套递推算法,把参数估计和预报有机地结合起来。除观测值的随机模型外,动态噪声向量的协方差阵估计和初始周期状态向量及其协方差阵的确定值得注意。采用自适应卡尔曼滤波可较好地解决动态噪声协方差的实时估计问题。卡尔曼滤波特别适合滑坡监测数据的动态处理;也可用于静态点场、似静态点场在周期的观测中显著性变化点的检验识别。 对于具有周期性变化的变形观测时间序列,通过Fourier变换,可将时域内的信息转变到频域内分析,例如大坝的水平位移、桥梁的垂直位移都具有明显的周期性。在某一观测时刻的观测值数字信号可表示为许多个不同频率的谐波分量之和,通过计算各谐波频率的振幅,最大振幅以及所对应的主频率等,可揭示变形的周期变化规律。若将变形体视为动态系统,变形视为输出,各种影响因子视为输入,并假设系统是线性的,输入输出信号是平稳的,则通过频谱分析中的相干函数、频响函数和响应谱函数估计,可以分析输入输出信号之间的相干性,输入对系统的贡献(即影响变形的主要因素及其频谱特性)。 (2)变形的几何分析与物理解释 传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。此外,前述的时间序列分析,灰色理论建模、卡尔曼滤波以及时间序列频域法分析中的主频率和振幅计算等也可看作变形的几何分析。 变形的物理解释在于确定变形与引起变形的原因之间的关系,通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。统计分析法以实测资料为基础,观测资料愈丰富、质量愈高,其结果愈可靠,且具有“后验”性质,它与变形的几何分析具有密切的关系,是测量工作者最熟悉和乐于采用的方法。确定函数法是根据变形体的物理力学参数,建立力(荷载)和变形之间的函数关系如位移场的微分方程,在边界条件已知时,采用有限元法解微分方程,可得到变形体有限元结点上的变形。采用有限元法,可以计算混凝土大坝、矿山地表以及滑坡在外力(表面力和体力)作用下的位移值。这种方法不需要监测数据(监测数据仅作检验用),具有“先验”性质。只要有限元划分得当,变形体的物理力学参数(如杨氏弹性模量,泊松比,内摩擦角、内聚力以及容重等)选取得较好,该法无疑是一种多快好省的方法,目前有许多有限元计算软件如COSMOS/M供用。但变形体的物理力学参数的确定和所建立的微分方程都带有一定的假设,有时用有限元法计算的值与实测值有较大的差异,这就导致了将两种方法相结合的综合分析法,以及根据实测值按一定理论反求变形体物理力学参数的反演分析法,通过反演解算,重新用有限元法作修正计算。相对于有限元法,条分法用于边坡稳定性分析、计算和评价更为简单,其中萨尔码(SARMA)法应用最普遍,根据力学模型、几何条件和静力平衡方程,对平衡条件作迭代计算,可定量的得到边坡稳定性评价指标——稳定安全系统。一般要求对条分法和有限元法同时使用。上述方法对大多数测量工作者来说较为陌生,用确定函数法进行地变形的物理解释和预测属于学科交叉领域,需要与地质和工程结构方面的人员合作。 (3)变形分析与预报的系统论方法 用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。 按系统论方法,对变形体系统一般采用输入—输出模型和动力学方程两种建模方法进行研究,前者系针对黑箱或灰箱系统建模,前述的时序分析、卡尔曼滤波、灰色系统建模、神经网络模型乃至多元回归分析法都可以视为输入—输出建模法。采用动力学方程建模与变形物理解释中的确定函数法相似,系根据系统运动的物理规律建立确定的微分方程来描述系统的运动演化。但对动力学方程不是通过有限元法求解,而是在对系统受力和变形认识的基础上,用低阶的简化的在数学上可解和可分析的模型来模拟变形过程,模型解算的结果基本符合客观事实。例如用弹簧滑块模型模拟地震过程的混沌状态和高边坡的粘滑过程,用单滑块模型模拟大坝的变形过程,用尖点突变模型解释大坝失稳的机理。对动力学方程的解的研究是系统论分析方法的优秀,为此引入了许多与动力系统有关的基本概念,这些概念与变形分析和预报密切相关,它们是:状态空间或相空间(称解空间)、相轨线、吸引子、相体积、李亚普诺夫指数和柯尔莫哥洛夫熵等。例如相轨线代表相点运动的迹线,每一个相点代表状态向量(变形、速率或影响因子)在某一时刻的解;吸引子代表系统的一种稳定的运动状态,它可以是一个稳定的相点位,环或环面,也可以是相空间的一个有限区域,对于局部不稳定的非线性系统,将出现分数维的奇怪吸引子,表示系统将出现混沌状态。李亚普诺夫指数描述系统对于初始条件的敏感特征,根据其符号可以判断吸引子的类型以及轨线是发散的还是吸引(收敛)的。柯尔莫哥洛夫熵则是系统不确定性的量度,由它可导出系统变形平均可预报的时间尺度。对变形观测的时间序列(如位移量)进行相空间重构,并按一定的算法计算吸引子的关联维数,柯尔莫哥洛夫熵和李亚普诺夫指数等,可在整体上定性地认识变形的规律。另外,也可根据监测资料,反演变形体系统的非线性动力学方程。 系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 系统论方法涉及到许多非线性科学学科的知识,如系统论、控制论、信息论、突变论、协同论、分形、混沌理论、耗散结构等。上述理论远不是工程测量工作者所能掌握的,将系统论方法与变形分析与预报相结合的研究只是初步的,希望有更多的青年学者加入到这一研究领域来。 四、大型特种精密工程测量 大型特种精密工程建设和对测绘的要求是工程测量学发展的动力。这里仅简单介绍国内外有关情况。 1.国内览胜 三峡水利枢纽工程变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测,其规模之大,监测项目之多,都堪称世界之最。不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术,在实践中也在不断发展新的技术和方法,如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统;拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等,都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统,监测点的位置精度达到了亚毫米。该工程用地面方法建立的变形监测网,其最弱点精度优于±1.5mm。 北京正负电子对撞机的精密控制网,精度达±0.3mm。设备定位精度优于±0.2mm,200m直线段漂移管直线精度达±0.1mm。大亚湾核电站控制网精度达±2mm,秦山核电站的环型安装测量控制网精度达±0.1mm。 上海杨浦大桥控制网的最弱点精度达±0.2mm,桥墩点位标定精度达±0.1mm;武汉长江二桥全桥的贯通精度(跨距和墩中心偏差)达毫米级。高454m的东方明珠电视塔对于长114m、重300t的钢桅杆天线,安装的垂准误差仅±9mm。 长18.4km的秦岭隧道,洞外GPS网的平均点位精度优于±3mm,一等精密水准线路长120多公里。目前辅助隧道已贯通,仅一个贯通面的情况下,横向贯通误差为12mm,高程方向的贯通误差只有3mm。 2.国外简述 国外的大型特种精密工程更不胜枚举。以大型粒子加速器为例,德国汉堡的粒子加速器研究中心,堪称特种精密工程测量的历史博物馆。1959年建的同步加速器,直径仅100m,1978年的正负电子储存环,直径743m,1990年的电子质子储存环,直径2000m。为了减少能量损失,改用直线加速器代替环形加速器,正在建的直线加速器长达30km,100~300m的磁件相邻精度要求优于±0.1mm,磁件的精密定位精度仅几个微米,并能以纳米级的精度确定直线度。整个测量过程都是无接触自动化的。用精密激光测距仪TC2002K距离测量,其测距精度与ME5000相当,对平均边长为50m的3800条边,改正数小于0.1mm的占95%。美国的超导超级对撞机,其直径达27km,为保证椭圆轨道上的投影变形最小且位于一平面上,利用了一种双重正形投影。所作的各种精密测量,均考虑了重力和潮汐的影响。主网和加密网采用GPS测量,精度优于1×10-6D。 露天煤矿的大型挖煤机开挖量的动态测量计算系统(德国)。大型挖煤机长140m,高65m,自重8000t,其挖斗轮的直径17.8m,每天挖煤量可达10多万吨。为了实时动态地得到挖煤机的采煤量,在其上安置了3台GPS接收机,与参考站无线电实时数据传输和差分动态定位,挖煤机上两点间距离的精度可达±1.5cm。根据3台接收机的坐标,按一定几何模型可计算出挖煤机挖斗轮的位置及采煤层截曲面,可计算出采煤量,经对比试验,其精度达7%~4%。这是GPS,GIS技术相结合在大型特种工程中应用的一个典型例子。 核电站冷却塔的施工测量系统。南非某一核电站的冷却塔高165m,直径163m。在整个施工过程中,要求每一高程面上塔壁中心线与设计的限差小于±50mm,在塔高方向上每10m的相邻精度优于10mm。由于在建造过程中发现地基地质构造不良,出现不均匀沉陷,使塔身产生变形。为此,要根据精密测量资料拟合出实际的塔壁中心线作为修改设计的依据。采用测量机器人用极坐标法作3维测量,对每一施工层,沿塔外壁设置了1600多个目标点,在夜间可完成全部测量工作。对大量的测量资料通过恰当的数据处理模型使精度提高了一至数倍,所达到的相邻精度远远超过了设计要求。精密测量不仅是施工的质量保证,也为整治工程病害提供了可靠的资料,同时也能对整治效果作出精确评价。 瑞士阿尔卑斯山的特长双线铁路隧道哥特哈德长达57km,为该工程特地重新作了国家大地测量(LV95),采用GPS技术施测的控制网,平面精度达±7mm,高程精度约±2cm。以厘米级的精度确定出了整个地区的大地水准面。为加快进度和避开不良地质段,中间设了3个竖井,共4个贯通面,横向贯通误差允许值为69~92mm(较只设一个贯通面可缩短工期11年)。整个隧道的工程投资预计约15亿瑞士法朗,计划于2004年全线贯通。 高耸建筑物方面,有人设想,在21世纪将建造2000m乃至4000m的摩天大厦,这不仅是建筑师的梦想,也是对测量工程师的挑战。 五、科技研究开发实践 将科研成果转化为生产力是科研的最终目的,作为一门应用性学科,这种转化尤为重要。它主要表现在软硬件的开发研制上。 基于掌上电脑的地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统(简称科傻系统)是我们近年来所作的一项科技研究开发实践。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等(称科傻一);一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集(称科傻三)。另外,在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”(称科傻二)。上述3个软件包既可独立使用,又有密切的联系(特别是科傻一与科傻二之间)。科傻一可用于任意2、3维工程控制网,国家及城市等级网,一、二、三级导线网以及图根加密网的在线或离线数据采集到网平差,实现了内外业数据处理的一体化。同时也可作一、二、三、四等和等外水准测量从数据采集到网平差的数据处理。科傻二除具有任意网形、任意规模的地面平面、高程控制网的平差功能外,还包含近似坐标计算,稀疏矩阵压缩存贮,网点优化排序,闭合差自动计算,概算,粗差定值计算和改正,方差分量估计,贯通误差影响值估算,工程控制网模拟法优化设计,控制网数据管理,网图显绘,成果报表输出,以及与掌上电脑、全站仪的数据通讯等功能。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。 基于科傻系统的主要功能,在索佳Powerset2000电脑型全站仪上,已成功地开发了全中文版软件包,这种全站仪通过软件开发,功能得到大大增强,故称为全能型全站仪。结合专业测量特点,我们在科傻系统的基础上还研制开发了“铁路施工测量数据自动化处理系统”。该软件包也通过了铁道部的鉴定,将在整个铁路系统的测量单位推广应用。对于城市工程测量、地籍测量、水利工程测量等各种测量,只要对科傻系统稍加修改,都可以满足测量工程数据采集和处理的一体化自动化要求。同时,可将科傻系统移植应用到不同型号的电脑型全站仪上和商品化掌上电脑上,进一步扩大用户。如果移植到测量机器人上,并进一步开发各种智能化应用程序,可应用到滑坡监测、施工测量中以及工业测量。若再开发与GPS网平差和实时动态定位软件的集成软件包,并研制开发相应的软件,可望大大改变目前工程测量领域的面貌。 通过科技研究开发实践,我们深刻体会到科技是第一生产力的科学论断,感受到了为社会作贡献的人生价值的乐趣。科技开发和成果转化必须有具备以下特点:是真正的转化而不是抄袭,必须有自己的研究成果;有一定特色;既要有通用性也要专业化;易于扩展和维护,要不断完善并推陈出新;要有市场观念、竞争意识和为用户服务的态度。 六、工程测量学的发展展望 展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展: 1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强; 2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理; 4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。 5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。 6.大型和复杂结构建筑、设备的3维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。 7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从1维、2维到3维、4维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:数学在公路工程测量学上的具体应用 摘要:数学在理工科学科方面有着举足轻重的作用。本文主要讨论数学与测量学的关系,数学在测量上的应用,尤其是在公路工程测量上的具体应用。最后说明数学思想对测量的指导作用。 关键词:数学、公路工程测量、应用 1.引言 数学,是自然科学之首,是一门研究数与量的学科,同时也是一门研究空间形式的学科。作为一门基础学科历史悠久,伴随着人类文明进步不断发展完善,至今数学这门学科的内容丰富,其下门类分科众多,与人类生活息息相关,不可分割。 与其他学科相比,数学是比较抽象的,但其应用又是十分广泛的,其应用范围遍及几乎所有学科,几乎每门学科都用数学解决自身的实际问题。实际问题为数学提供应用背景,数学为实际问题提供理论基础。数学在研究数量、结构、空间及变化上有一个很重要的分支——测量学。 2.公路工程测量学 工程测量学是研究工程建设和资源开发中,在规划、设计、施工、管理各阶段,进行的控制测量、地形测绘和施工放样、变形监测的理论、技术和方法的学科。由于建设工程的不同,工程测量又可分为矿山工程测量学、水利工程测量学、公路工程测量学以及铁路工程测量学等。 公路工程测量是一门重要的应用学科,在生活中所有工程建设项目都必须以社会与经济效益为依据,按照自然条件和预期目的,进行规划设计,测量工作是工程建设中的一项最基础的工作,在道路、桥梁、隧道工程建设中起着重要的作用,为选取一条最经济、最合理的路线,首先要进行路线勘测,绘制带状地形图,进行纵、横断面测量,进行纸上定线和路线设计,并将设计好的路线平面位置、纵坡及路基边坡在地面上标定出来,以指导施工,当路线跨越河流时,拟设置桥梁跨越之前,应测绘河流及两岸地形图,测定桥轴线的长度及桥位处的河床断面,桥位处的河流比降,为桥梁方案选择及结构设计提供必要的依据,当路线纵坡受地形限制,采用避让山岭绕线平面线形不能满足规范要求,而选用隧道方案时,测定隧道进出口大比例尺地形图,为隧道洞口布置选择提供必要的数据。 3.数学与测量学的关系 数学在测量中的应用历史悠久,数学与测量的关系源远流长,数学在测量的各个方面都得到了广泛应用。其应用总体上都是围绕“数”和“形”这两个数学的基本概念进行的。而测量的各个方面在数学的“数”和“形”的应用上又各有侧重。 数学与测量的关系可以追溯到远古时代,人类最早丈量土地就与“数”和“形”有密不可分的关系。科学的产生和发展是有生产决定的。测量科学也不例外,它是人类长期以来,在生活和生产方面与自然界斗争的结晶。由于生活和生产的需要,测量工作在远古时代的人类社会中就被用于实际。早在公元前21世纪夏禹治水时,已使用了“准、绳、规、矩”四种测量工具和方法。埃及尼罗河泛滥后在农田的整治中也应用了原始的测量技术,几何学应用而生。数学为测量的发展提供了有力的解决问题的工具。长期以来,像其他学科一样,测量学就不断应用各种数学方法,几乎所有的数学分支都在测量中取得了重要应用。 测量学中的大地测量学是一门古老而又年轻的学科,是地球科学的一个分支。大地测量系统包括坐标系统、高程系统、和重力系统。其中,大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常数,是大地测量的尺度标准和实现方式。在我国成立初期,我国暂时采用了克拉索夫斯基参考椭球,并与前苏联于1942年坐标系统进行联测,通过计算建立了我国大地坐标系统,称为“北京1954大地坐标系”。由于采用了前苏联的参考椭球使得与我国的大部地区产生了偏差。基于测量工程精确的要求,20世纪八十年代,我国采用国际大地测量和地球物理联合会的IUGG75椭球作为参考椭球,经过大规模的天文大地测量网计算,建立了较为完善的我国独立的参心坐标系统,称“西安1980坐标系统”。其克服了前一系统对我国大地测量计算的某些不利影响。这充分体现出测量学对于准确、精确客观的要求,这与数学对于其自身的客观准确性的要求是密不可分的。 4.数学在公路工程测量学上的具体应用 水准测量是测量学的一个重要组成部分,利用水准仪测量高差,用到了数学中最基本的几何关系,后期对水准测量成果的处理,如:高差闭合差的计算,高差闭合的调整,都是根据数学原理中的求和求差而计算出来的。 角度测量也是测量中非常重要的一个部分,测量角度的仪器——经纬仪,其本身就与数学有着千丝万缕的联系,如仪器架设,水平度盘、竖直度盘的刻度设置。另外测量成果的处理,也有着统计学的数学思想。 测量学上的坐标正算和坐标反算,跟数学上平面直角坐标系中的坐标算法可以说是一模一样。 测量误差的处理方面,利用到了数学中的算术平均值、众数、相对数等。 同样,导线的测量,也是测量学的一个重要的组成部分,在导线的测量过程中,各种复杂的计算,各种公式的代换,以及为减小误差而做的各种计算,都是以数学为基础的。 平面曲线测设中,利用数学中的回旋线作为缓和曲线,在曲线的计算中用到了三角函数、微积分、角度弧度转换、坐标系转换等数学知识。 归根到底,测量的很多方法,背后都离不了数学的支持。在工程测量的这门学科中,从仪器的使用到对所得数据的处理,从对误差的减小到对计算结果的最终检核,始终没有哪一个步骤,哪一个环节,能离得开数学的支持。未来,随着工程测量学的不断深入,知识的不断增加。相信数学和测量学的融入会更加的广泛。正如德国大数学家,号称“数学王子”的高斯曾说:“数学是科学的皇后”。从上述可见,就数学为人类提供精密的测量而言,“科学的皇后”这顶桂冠,数学是当之无愧的。5.数学思想对测量的指导 几乎所有学科都应用到了数学,用数学来解决自身的实际问题,而数学又以此为背景为实际问题提供理论基础。可见数学在其发展的同时促进了其他学科的发展,而其他学科的发展也促进了数学的进步,当然测量也不例外。将数学与测量相结合,对数学与测量都有重要的意义,有效的利用数学及其新的分支学科,更有利于测量的发展。 相信随着数学思想在测量应用的不断加深,一定会使得其有长足的进步与发展。 工程测量学论文:浅析工程测量学 摘 要:随着信息技术的发展,城市工程测量正处在从模拟方法测绘到数字化测绘的变革时期。本文对工程测量学重新进行了定义,指出了该学科的地位和研究应用领域;阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展;结合科研和开发实践,简介了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统——科傻系统。对工程测量学发展作出了展望。 关键词:工程测量、工程测量学仪器 中图分类号:TB22文献标识码: A 文章编号: 1、概述 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快。工程测量学的研究领域是相对的固定性,又是不断发展变化的。工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。 解析法和模拟法是网优化设计方法的两种方法。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。在工程测量中,施工控制网、安装控制网和变形监测网都需要作优化设计。由于采用GPS定位技术和电磁波测距,网的几何图形概念与传统的测角网有很大的区别。根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。除特别的精密控制网可考虑用专门编写的解析法优化设计程序作网的优化设计外,其他的网都可用模拟法进行设计。 多元回归分析需要较长的一致性好的多组时间序列数据。也可用于变形预报。变形观测数据处理的几种典型方法。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。变形的物理解释通常采用统计分析法和确定函数法。统计分析法包括多元回归分析、灰色系统理论中的关联度分析以及时间序列频域法分析中的动态响应分析等。系统论方法还涉及变形体运动稳定性研究,这种稳定性在数学上可转化为微分方程稳定性的研究,主要采用李亚普诺夫提出的判别方法。 科傻系统集成了测量学、控制测量学、工程测量学、测量平差等课程的有关专业知识和长期科研成果,可广泛应用于生产、教学及科技开发活动。科傻系统是对电子全站仪实现在线控制数据采集。掌上电脑上可固化两个软件包,一个用于地面控制测量数据采集、检查、预处理、概算以及网平差等称科傻一;在微机上研制了一个“现代测量控制网数据处理通用软件包”称科傻二。一个用于工程放样、道路测量以及碎部点数据采集称科傻三。 2、学科地位和研究应用领域 2.1 学科定义 工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 2.2 学科地位 测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。总的来说,整个学科的二级学科仍应作如下划分: 大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); 工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); 航空摄影测量与遥感学; 地图制图学; 不动产地籍与土地整理。 2.3 研究应用领域 目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、3维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。 由Hennecke,Mueller,Werner 3个德国人所编著的工程测量学,主要按下述内容进行划分和编写:①测量仪器和方法;②线路、铁路、公路建设测量;③高层建筑测量;④地下建筑测量;⑤安全监测;⑥机器和设备测量。 由于工程测量的研究应用领域非常广泛,发展变化也很快,因此写书十分困难。目前国内外没有一本全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材。 国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。 德国、瑞士、奥地利3个德语语系国家自50年起组织每3~4年举行一次的“工程测量国际学术讨论会”。过去把工程测量划分为以下几个专题:测量仪器和数据获取;数据解释、处理和应用;高层建筑和设备安装测量;地下和深层建筑测量;环境和工程建筑物变形监测。 1992年第11届讨论会的专题是:测量理论与测量方案;测量技术和测量系统;信息系统和CAD;在建筑工程和工业中的应用。 1996年的第12届讨论会的专题是:测量和数据处理系统;监测和控制;在工业和建筑工程中的质量问题;数据模型和信息系统;交叉学科的大型工程项目。 从以上可见,工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供工程保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 3、 工程测量仪器的发展 工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标,在1 s内完成一目标点的观测,像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测,可广泛用于变形监测和施工测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。 专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的,主要应用在精密工程测量领域。其中,包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是:高精度、自动化、遥测和持续观测。 用于建立水平的或竖直的基准线或基准面,测量目标点相对于基准线(或基准面)的偏距(垂距),称为基准线测量或准直测量。这方面的仪器有正、倒锤与垂线观测仪,金属丝引张线,各种激光准直仪、铅直仪(向下、向上)、自准直仪,以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。 工程测量学论文:《工程测量学》实践教学改革研究 摘要: 《工程测量学》实践环节在整个教学过程中占有重要地位,针对传统实践教学存在的诸多问题和不足,教改团队提出了多项改革措施并本校学生中进行实验,这是对商丘师范学院办学定位的有益探索尝试,不仅巩固和加深了学生对理论知识的理解与掌握,教学效果良好,更激发了学生们学习技能的积极性、主动性和创造性。 0 引言 《工程测量学》是土木类专业必修和专业基础课,是一门实践性很强,实践与理论结合严密的学科,因此要求其理论与实践教学并重。商丘师范学院是一所应用型本科院校,其中建筑与土木工程学院现有专业土木工程和建筑学两个专业,培养大量应用型人才,由于建院时间较短,在《工程测量学》的教学上存在很多不足,比如,最初由于设备有限,只注重理论教学,学生实践教学较少,后有所改善,但实践教学方面不足之处仍较多。如实践教学环节包括课后实验和课后实习,随着测绘行业新技术、新设备的出现,校园教学设施更新速度远不及行业进步,因此实践教学与实际工程脱节,教学目标中的要求学生创新能力的提高也难以实现。 1 实践教学环节存在的问题 1.1 教材内容落后,理论与实践脱节 教材内容一成不变,如水准仪和经纬仪构造部分,仍以微倾式水准仪和光学经纬仪为主,而在行业中,这两种设备已经尽乎淘汰。本校所用的水准仪也是自动安平水准仪和电子经纬仪。这就导致理论教学与实践教学脱节,学生不知所云。 1.2 实验内容单一,实验基地建设不足 实验学时少,课后实践环节仅停留在仪器的基本使用上,并且由于没有完善的实验场地,学生仅会进行仪器操作,却无法在实际工程中应用。 1.3 实验设备不足,实验学时少 由于建院时间较短,教学设备十分短缺。正常情况4-5人一组使用一台设备,而由于我院学生较多,设备严重不足,实际的实践环节甚至达到10人一组,又因实验课时较少,很多学生甚至还没轮到其操作就已经下课。两周的测量实习,由于学生多,不得不分批次进行,一学年中第一学期的实习时间,排到后面的学生不得不推到寒冬腊月,而第二学期的实习时间则推到酷暑,这两个时间均不利于测量工作的进行。 1.4 实习内容落后,与行业脱节 测量实习还停留在绘制大比例尺地形图,而在行业中多采用数字测图,且在建筑行业中,从事施工放样的人的比例远高于测绘地形图,因此实习环节与行业应用脱节。 2 实践教学改革内容 针对我院往年在上述实践环节中的不足,本教研团队就如何做好实验和实习,如何改进教学手段和方法,提高教学质量和教学效果,进行了探讨和实践应用。 2.1 从思想上重视实践环节 教师必须首先从思想上重视实践教学,因为实践教学是学生掌握理论知识的基本途径和方法,也是反映课堂理论教学效果好坏的一面镜子。教师不能把实践教学仅仅当作一个教学程序,对学生的实践过程放任自流,而应结合实际,思考理论和技能的应用问题,真正站在学生的角度来考虑学什么、教什么、怎么教和怎么学的问题;同时应重视新技术手段的应用,从观念上提高实践教学的自觉性,增强探索改革的意识。[1]从而帮助学生了解测量实践的重要性,激发学生实践兴趣,变传统的被动学习为主动学习。 2.2 教学设备革新、实训基地建立 学校非常重视测量学的实践教学环节,为解决以往测量设备少,学生多的问题,学校大量采购先进的测量仪器,电子水准仪、电子经纬仪、全站仪、激光测距仪、激光投线仪等一批土建施工中常用先进仪器被购进,一方面解决设备数与学生量不成比例问题,另一方面,使学生能接触工地常用仪器,提高上手速度。测量仪器除学生上课时可以使用外,只要有空闲,学生可随时借用。每种仪器都配有内容详尽的功能介绍和操作说明,配有专门的仪器管理老师,即使专业课老师不在,仪器老师也可进行指导。 建立实训基地。测量学实践教学环节应包括实验室、校内实习基地和校外实习基地建设三个方面。[2]为了提高实习质量,我们在校园内建立了一片独立的校内实习场地。并与国家水准点进行连测,建立了可长期使用的标准固定点。实习场地模拟土建工地实际情况建立,使学生在必做的水准仪、经纬仪、全站仪等实验项目上完全与工地接轨。学校与多家建筑企业建立联合培养学生计划,校外实习与建筑施工相结合,让学生能切身参与到施工的各个环节,为将来学生就业打下坚实基础。 2.3 实践教学内容改革 传统实践课都是验证性实验,不利于培养学生的独立观察、思考及分析问题的能力和独立设计实验的创新意识。因此需要减少验证性实验,探索开设设计性实验,注重发挥学生在实践教学活动中的主体作用。在实践课中,教师根据实际土木工程中所用到的测量知识,提出一个测量任务,如一个建筑物的基础放样,某栋新建筑物的变形测量等,让学生根据所学知识自己设计测量计划并进行实施,教师对学生的设计进行启发式指导。这种实践教学方法体现了以人为本的教育思想,有利于创新人才的培养。其打破了实验依附理论的传统教学模式,使实验教学真正成为学生学习知识、培养能力的基本方法和有效途径。[3]另外,根据对用人单位调研后得出的结果,可以适当减少地形图测绘方面的实验课,多增加施工放样、变形观测、竣工观测等工地应用较多的内容。 2.4 实践教学方法改革 多媒体课件多应用于理论教学环节,在测量实验环节,借助多媒体以三维动画的形式来模拟测量仪器的构造、测量的原理与过程,从而缩短了实验课教师的讲解时间,也使得教学内容更直观,学生更易接受,从而更好地完成实验教学任务。同时还可向学生展示新仪器在工程中的应用情况,引导学生将测量课程与所学专业紧密联系。[4]另外,将平时上课情况拍成教学视频,放在校园网上,方便学生学习。 3 结语 以上改革内容在我校11级土木工程专业进行实验,实验结果表明:学生上交的实习成果规范、数据可靠。不仅巩固和加深了学生对理论知识的理解与掌握,教学效果良好,更激发了学生们学习技能的积极性、主动性和创造性。工地实习发现,学生对仪器操作熟练度,解决工地实际问题的能力明显高于往届。另外,学生的团队意识、团队协作能力也得到了很好的提升。 工程测量学论文:论工程测量学的发展及测绘新技术的应用 摘要:工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障。满足工程所提出的要求,精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。本文主要对工程测量的发展历程作了简要概述,阐述了在工程测量中采用的新技术。 关键词:工程测量;测绘技术;展望。 工程测量学新定义 工程测量学科是一门有着悠久历史的应用学科,它直接为各项工程建设服务,并与生产实践紧密结合,是测绘科学中最活跃的一个分支学科。对工程测量学科的一般定义是:城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测保养等方面的测绘工作,统称工程测量学。为了适应国民经济的发展和社会进步的需求,有必要对工程测量学科进行新的定义。对工程测量学科的新定义是:工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科,它主要以建筑工程,机器和设备为研究服务对象,工程测量学科的研究服务领域主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分,在科学上可划分为普通工程测量和精密工程测量。 二、工程测量学的发展简介 工程测量学是的发展历史悠久,它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代,工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代,随着经济的不断增长,工程建设的大规模发展,才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。 从工程测量学的历史来看,它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路,它的发展始终与当时的生产力水平相同步,并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。 三、工程测量仪器的发展简介 跟工程测量学一样,工程测量仪器的发展,也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来,已经出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段。 在高程测量方面的发展,表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里,可以用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统,该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。 从上面看来,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 工程测量中的测绘新技术 4.1 数字化成图 传统测绘中最重要的内容就是对大比例尺图形的测绘和对工程图的测绘。与传统的测绘手段相比,数字化成图不需要大规模的野外作业,改善了作业环境恶劣和出图周期长的弊端。数字化成图是一种精度高、劳动力小、测绘工作更为便捷的一种新技术的测绘方法。目前,数字化成图分为两种模式,他们分别是内外业一体化成图模式和电子平板成图模式。内外业一体化是一种精度高、分工明确的数据采集方法,与传统的成图技术相比,具有更高的成图效率。 4.2 工程测量中的卫星定位技术 卫星定位技术简称GPS技术,GSP全球定位系统也是由两大系统组成的,这两大系统分别是空间卫星群和地面的监控系统。用户使用的GPS则是由GPS信号接收器、数字处理器、和终端软件组成。GPS接受器可以有选择的接收某个卫星的信号,并对接收的不同卫星的信号进行交换。当GPS设备运作以后,系统会自动产生一个GSP卫星观测文件,观测文件经过终端处理软件的处理,最终形成准确的测量数据。在使用GSP技术的过程中应该注意到一些问题,有些地方是不适合应用GPS测量技术进行量测的,比如短边测量。如果一定要用GPS测量技术对短边进行两侧,为了保证测量精度,一定要经过多次测量。 RTK是以GPS技术为基础的一种能观测到实时动态的测绘新技术,是GPS技术发展的里程碑。RTK测绘技术是在一个点上安装GPS信号接收机,通过定点的GPS信号接收机接收GPS卫星发出的信号,当GPS接收机接收到卫星发出的信号以后在把信号通过基准台发射出去;流动站在在接收GPS卫星信号的同时也能接收到基准台发出的信号,从而得到基准台的观测量。RTK可以根据控制一定量的基准台就可以测得高精度的地形点和相应物体的坐标等,在利用测图软件的基础上就可以生成电子版的地图。近年来RTK测量技术被广泛的应用到地基和房地产测绘领域。 4.3 工程测量中的地理信息技术 地理信息技术简称GIS,GIS是一种新型的科学,它具有集计算机科学、空间科学和环境科学等学科于一体的特点。GIS已经成为了集多学科于一体的不可缺少的信息显示手段。GIS不仅在数据采集、分析可视化方面发挥这巨大的作用,同时GIS也具有空间提示、预警预报和辅助决策的重要测绘功能。经过近些年的发展,GIS早已成为一种成熟的技术在多领域发挥着重要的作用。GIS、内外一体化测绘等测绘技术的应用,真正实现了工程测绘的科学化、标准化、和信息化。 4.4 工程测量中的数字摄影测量技术 数字摄影测量技术是以数字影像和摄影测量为基础,发展起来的一种新型的测绘技术。数字摄影测绘的过程应用了许多学科的理论和方法,它广泛的使用了计算机技术、数字影像处理技术的科学技术,也是一种集多种技术于一体的测量方法。航空摄影测绘是数字摄影测绘中的一种测绘方法,利用这种方法,可以准确的测得比例尺较大的地形测图,通过这种测绘方法可以获得数字、影像等多种地图版本。目前,我国有100多个城市或工测单位利用航测技术制大比例尺地形图和地籍图,最大比例尺为1/500。全数字摄影工作站和GPS技术在工程测绘中的综合利用,使得摄影测量技术更加自动化和数字化。随着数字摄影技术的快速发展,摄影产品正在向4D(数字高模型、数字正射摄影图、数字线切图和数字栅格图)摄影产品转变,数字摄影技术为工程测绘提供了准确的数据。 过去我国只有海图和陆地地形图,没有测量方法测绘海岸带地形图,对中越划分北部联合测绘的难度更是很大,利用传统的测绘方法最少也要两年,现在广州军区某测绘大队里利用航空摄影等高技术手段,并在测绘生产中第一次大胆采用全数字摄影测量作业,作业效率提高一倍多。他们用时7个月就测绘出了两种规范文字的海岸带地形图,为我国海岸带地形测绘建立新的规范和图示提供了理论和实践依据。 4.5 工程测绘中的遥感技术 遥感技术简称RS,RS技术有着自身的优点,它依靠着大面积同步观测、提供更实时有效的数据等优势正在快速发展,近些年来RS也被广泛的应用到卫星技术上去,利用遥感卫星可以获得到更多的地理信息。小比例尺的地图也可以应用遥感影像技术来获取,遥感影像成为了测量城市地图以及种大、中、小图片的重要方法和手段。 国土资源局利用遥感技术对土地进行动态监测:利用遥感技术,对土地的变更、土地调查和动态进行相关的检测。可以及时的发掘违法用地情况,对违法用地的情况上报给有关部门,随着计算机图像处理技术的成熟和完善,利用遥感技术的动态监测技术必将带来更大的方便。 结束语: 工程测量技术是工程施工的前提条件,现代化的工程技术为工程的施工建设提供了基础保障。但是,现代化测量技术相对传统的测量技术对测量人员的技术和素质要求的更高,这也迫使我国应该加快对现代化工程测量技术人员的培养,通过工程测量技术人员技术培训,能够使得工程测量技术人员正确的使用新的测量技术和设备,为工程建设提供更加准确的工程测量数据。 工程测量学论文:关于工程测量学的探讨 摘要:工程测量学主要是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术。本文主要对工程测量的发展历程作了简要概述,指出了该学科的研究应用领域,阐述了工程测量学领域涉及到的测量仪器的发展。本文针对多年以来相关领域科研和开发的实践经验,对工程测量在实际生活中的应用,以及一系列基于工程测量的产品应用做了相应的研讨。最后,展望了工程测量在21世纪的发展方向和前景。 关键词:工程;测量;应用 1、工程测量的发展 1.1工程测量的概念与分类 通常,工程测量是工程建设中的所有测绘工作,实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理等阶段所进行的各种测量工作的统称。工程测量是服务于各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序的测量学。 可以将工程测量按照其工作顺序和性质分为以下几种:勘测设计阶段的工程控制测量和地形测量;施工阶段的设备安装测量和施工测量;竣工和管理阶段的竣工测量、变形观测及维修养护测量等。 1.2工程测量学的发展简介 工程测量学是的发展历史悠久,它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代,工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代,随着经济的不断增长,工程建设的大规模发展,才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。 从工程测量学的历史来看,它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路,它的发展始终与当时的生产力水平相同步,并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。 1.3工程测量仪器的发展简介 跟工程测量学一样,工程测量仪器的发展,也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来,已经出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段。 在高程测量方面的发展,表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里,可以用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。 工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统,该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统,用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车,测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机,可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。 从上面看来,工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点,可作精密定位和准直测量,可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度,还可测振动频率以及物体的动态行为。 2、 工程测量的应用研究 随着工程测量科技的不断进步,传统测绘技术向数字化测绘技术转化取得了显著的成绩。工程测量的应用发展趋势和方向是,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。下面介绍几种技术在工程测量中的应用。 2.1 GPS在工程测量中的应用 GPS测量的技术是依据1999年建设部的行业标准《城市测量规范》、1997年建设部的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》 制定的。 相对于常规测量来说,GPS测量主要有以下几个特点:测量精度高、测站间无需通视、观测时间短、仪器操作简便、全天候作业、提供三维坐标等特点。因此,GPS被广泛应用于房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。 2.2 RS技术在工程测量中的应用 遥感(RS)技术在工程测量中快速的普及,是因为其具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势,多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。另外,各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取,为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。因此,RS技术在工程测量中的应用意义非凡。 2.3 GIS技术在工程测量中的应用 GIS技术是一门集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。GIS技术,现在已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。GIS技术的优势不仅仅在于它集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。现在,GIS技术已经成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,它已经在在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。采用数据库、GIS、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。 3、 工程测量学的发展前景 展望现在我国经济发展的局势,工程测量学将在以下方面将得到显著发展: 3.1测量机器人将在多传感器集成系统的人工智能方面取得非常重要的意义,其应用范围将进一步扩大,图形、影像和数据处理方面的能力将进一步增强; 3.2在大型工程建设和变形观测数据处理中,工程测量学将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。 3.4工程测量将从原来的土木工程测量扩展到人体科学测量方面。 3.5GPS、GIS技术等相关的技术将紧密结合建设工程项目,在勘测、设计、施工等领域发挥重大作用。 3.6数学模型和物理模型的建立、分析与辨识将成为工程测量学领域在数据处理过程中的重要内容。 总结 综合上面的结论,可以看出工程测量学的发展与应用,主要表现在从点信息到面信息的获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量,测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。工程测量学的发展将直接对改善人们的生活环境,乃至生活方式产生影响,以及提高人们的生活质量起重要作用。 工程测量学论文:工程测量学课程CAI多媒体课件设计 摘要:在简要分析工程测量学的教学特点和计算机辅助教学优势的基础上,探讨了工程测量学课程研制课件的必要性,并对工程测量学课程CAI课件设计的理论依据、课件选题和设计制作原则和方法进行了有意义的探索和实践。 关键词:工程测量学;计算机辅助教学;CAI;课件 一 、引言 随着计算机技术的发展,多媒体技术也得到了广泛应用。由于其交互性好、表现力强、信息量大、视觉听觉效果突出等特点,逐渐成为现代教学方式的重要组成部分。工程测量学课程教学涉及大量的图形表达,注重学生空间想象力的培养,强调由空间到平面、由平面到空间的思维过程。这些特点决定其课堂教学不仅信息传输量大,而且包含了大量的抽象理论和方法。因此,在工程测量学的教学实施上,单纯依靠传统的教学手段已经很难达到教学目的,需要运用CAI课件等新的教学手段进行辅助教学。 在工程测量学教学中使用CAI课件能把工程测量学的基本原理、重要的公式推导等有机地结合起来, 使教师节约黑板书写时间,提高教学效率,更重要的是让学生看到相关模型的建立和利用数学工具解决实际问题以建立工程测量学基本理论和方法的整个过程,增强了学生分析问题、解决问题的能力,提高了学生的科学素质[1]。在利用多媒体技术进行计算机辅助教学时,还必须根据工程测量学的教学特点和相关学习理论进行计算机辅助教学课件的优化设计,以真正体现计算机辅助教学的优势。 二、工程测量学CAI课件设计的理论依据与基本原则 (一) 多媒体课件设计的理论依据 用建构主义学习理论及基于该理论的CAI课件的设计原则为指导进行工程测量学课件的设计,建构主义学习理论认为,学习过程是人的认识思维活动的主动建构过程,是人们通过现有的知识经验与外界环境进行交互活动以获取意义建构的过程,学习者的知识是在一定的情境下借助他人的帮助,通过意义的建构而获得的,理想的学习环境应包括情景,协作,交流,意义的建构四个部分, 意义的建构是教学的最终目标,一切教学过程都要围绕这一最终目标, 学习者是学习的主体,教师是学习者的促进者,辅助者,引导者,他的任务就是激发学生的兴趣,引导和帮助学生完成意义的建构,要为学习活动的开展尽可能多的创造有意义的学习环境,例如,学生对学习抽象的工程测量学课程往往感到枯燥无味,如果创设有意义的环境,使学生对该课程抽象问题的学习感到具体,形象,生动而乐意主动去学,这就可以有效地激发学生学习本门课程的兴趣。 因此,一个好的课件是要在建构主义学习理论的指导下设计的, 在课件中,利用多媒体课件提供某种符合学习要求的外部刺激,使学生积极主动同外部环境发生相互作用,完成知识结构重组的方法和策略,创设符合教学内容要求的情景和揭示新旧知识间联系的线索,用生动,活泼的方式呈现信息并与学生进行相互交流。 (二) 课件的设计原则 CAI课件的设计离不开教学设计,教学设计专家克拉克说过:“在教学中真正起作用的实际上不是媒体, 而是教学设计。”其含义不是贬低媒体作用,而是指导我们要运用“教学设计”的理论来设计CAI课件, 即CAI课件设计要体现设计者的教学思想,体现教者对于学与教的资源及过程进行系统规划的一套整体性操作程序的主要意图[2],科学严谨的教学设计是制作优秀课件的前提条件。在多媒体CAI课件的设计中, 要想在促进学生认识能力发展方面发挥其应有的作用,就要充分利用多媒体技术体现建构主义学习理论的优势,在工程测量学的课件设计时,应注意以下几点: 1、教学目标的合理安排。 教学目标主要是通过教与学使学生在认知领域,情感领域,动作技能领域达到的既定标准,要求在教学设计中必须明确给出, 此外,教学目标应该与学生学习环境中的目标相符合,教师确定的问题应能使学生感到就是自己的问题,建构主义认为学生不再是教学内容的被动者,而是意义的主动建构者,教师是教学活动的组织者。因此,教师针对教学主题所采用的策略,方法要有利于体现学生为主体的学习这一特点。 2、设计真实的任务。真实的活动是学习环境的重要特征, 建构主义理论提倡从现实情景中学,知识依赖于具体情景,脱离具体情景的抽象,枯燥的知识对学生来说是没有任何吸引力的,利用多媒体和仿真技术设计虚拟现实软件就可以模拟现实世界的真实环境,使学生身临其境,如同在现实生活中,这对知识的建构是很有好处的,一般来说,虚拟现实软件学习效果比较好,但开发起来也有一定的困难,它要求能够根据学生的输入数据进行分析处理并做出相应的场景变化,这是工程测量学教学课件开发的重点。 3、注意设置协作学习的环境。使学生成为独立自主的学习者, 建构主义认为,学生对知识的建构不仅依赖于自身原有的水平和经验,而且在一定程度上取决于同伴之间的对问题的共同讨论和理解,随着计算机网络的发展,多媒体与计算机网络结合起来,设计出支持合作学习的软件将会越来越引起人们的重视, 同时,课件的设计要支持学生对所学内容与学习过程的思考,发展学生自我控制能力,成为独立的学习者,例如:对工程测量学中有些学习主题具有很强的逻辑性分析过程的教学内容如影像匹配理论和技术,可采用探索方法,发现法去创设学习环境, 以利于适应认知过程的发展,使学生主动完成对主体知识的意义建构,还可以根据选题的特点,设置多种与以前学习主题不同但相关的情况,以便学生有多种机会在不同的情况中应用所学知识,从不同侧面来认识同一个主题。 4、要充分注意多媒体技术的特点。在建构主义学习理论中, 意义的建构是学习的最终目的,它靠学生自觉,主动地来完成,教师和外界环境的作用都是为了帮助和促进学生的意义建构,在这一点上, 多媒体技术的优势是其他媒体无法比拟的,因此,在课件设计中应注意到:以多媒体方式呈现教学信息,心理学认为,人的学习活动是多种感受共同参与和协调的结果,调动多个感觉器官共同参与学习活动,其效果最佳, 因此,在CAI课件设计中, 应根据需要尽可能用多种媒体呈现教学内容[3],如符号,语言,文字,声音,图形,动画,视频图像等,把各要素按教学要求进行有机的结合,呈现在屏幕上,为学习提供多样化的外部刺激,使学习效果更佳; 以超文本方式来组织教学信息, 学习者可通过节点间的链接关系方便地进行知识点间的切换,并对有关提问,反馈及帮助信息,提示或导航的呈现环节力求准确、可靠、规范, 方便学习者的学习。下面即是CAI课件设计流程图: 图1工程测量学CAI课件设计流程图 (三)工程测量学课程课件选题的重要原则 在整个工程测量学课程课件设计与制作中,科学性,针对性和实用性是最基本的原则,但这些原则在实际的课件制作过程中,却难以直接操作,因此,在教育理论,因材施教,充分发挥CAI课件的优点,提高教学效果思想的指导下,应制定一些浅显易懂, 操作简便的课件选题原则。 工程测量学CAI课件设计的选题应该遵循这些原则,选题的过程就是一个判断决策的过程,什么样的知识内容作为课件制作的对象,才能最大限度地体现其作为选题的必要性和可行性,这是一个大原则。分析工程测量学教学内容的特点以及制作的可行性和效益性,确定课件选题判断决策流程图, 针对工程测量学教学内容,该流程图最大程度地体现了选题的大原则,克服了常规手段不能很好表现的弊端,任何一节课或一个知识点, 如果按照流程前进,能走到最下层模块,便可以作为课件制作的对象,该节内容或知识点制作成为课件的必要性和可行性是充分的、反之,如果走到右边模块,建议放弃选题,因为该选题已经失去了制作成为课件的价值或者实际意义[4]。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 三、工程测量学CAI课件的制作步骤 (一)教学设计 制作电脑课件的目的是为课堂教学服务,在制作课件时,应首先写出授课教案,其内容包括教学目的、教学流程设计、问题和习题,并根据课程讲授的要求确定课件演示的表现手法。 (二) 脚本的设计 根据教学教案和表现手法,设计的课件脚本主要有课件简介、前言、课堂主题内容、总结、习题和退出6大模块。各模块内部包含电脑板书显示方式的过渡效果、画面背景图案、动画演示、重点突出、细节描绘等,并使各模块之间可相互连接和跳转。 (三)课件制作工具的选择 目前,多媒体课件制作工具多种多样,经比较,选择了Macromedia公司的Authorware 6.5。Authorware是一个规模较大、功能丰富、高效的多媒体创作工具,利用其函数变量能完成一些复杂的控制功能,很容易实现人机交互的过程控制,作品结构也比较清晰。Authorware的简单易学、易上手、效率高也是一个重要原因。除此之外,选择Windows自带的绘图工具和Photoshop软件来制作电路图,使电路分析的各个环节能更明确的体现,使同学们在课堂获得更多的理性认识[5]。 (四) 课件的运行、修改和打包 当课件的制作告一段落时,就要检验课件设计的效果,可一边运行课件看其效果,一边进行针对性修改。为满足课堂教学的需要,在教学课堂多次让学生观看,找出存在的问题,设计出更加直观的教学效果。在课件打包时,若的课件脱离Authorware平台的运行环境,就无法单独运行。为了解决这个问题,需重组设置,生成可以单独运行的exe文件,使课件成功。 图2工程测量学CAT课件系统总体框架 四、结论 工程测量学的发展为工程测量学课程教学提出了一系列的挑战,采用计算机辅助教学是解决这一问题的有效手段,计算机辅助教学停留在对传统课堂教学的补充上,对网络学校、虚拟学校、远程教育等概念还朦朦胧胧,但计算机在学与教过程中的优势,已被教师共识, 如何在现代教育科学理论指导下,完成计算机辅助教学课件制作过程中的模式选择,整体策略,制作出符合教学规律,高效能提高课堂教学质量的课件是目前工程测量学课程在采用计算机辅助教学过成中亟待研究的课题, 当前,新的教学手段,新的教育理念得到大力推进,在这个良好的氛围下,探讨工程测量学CAI 课件设计具有现实的意义, 我们有理由相信,只要坚持用教育科学理论指导课件制作实践,未来计算机辅助教学中高质量的课件将不断出自学校教师之手,为培养具有创新素质的人材,提供新的活力。 工程测量学论文:谈测绘及工程测量学中的新技术的应用 摘要:测绘学是一门古老的学科,有着悠久的历史。测绘学的科学地位和作用意义重大。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论,测量方法,测量仪器的改进推动了测绘学科的发展,现在的测绘不但测量精度大大提高,测量时间大大的减少,劳动强度降低。 关键词:测绘学 新技术 应用 测绘学古老而现代,绘学现在正在向一门刚兴起的学科―地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科,有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代,就有利用测绘学治理尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪,管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪,我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年,西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》,为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展,测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代,由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展,测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。 测绘学的主要研究对象是地球(当然再未来将发展到外太空,研究其他的星球)。人类对地球形状认识的逐步深化,要求精确测定地球的形状和大小,从而促进了测绘学发展。因此,测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品,地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器,测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪,测量机器人,数字绘图机。成果也从原来的手绘地图到数字地图,由原来的二维地图到现在的三维地图,四维地图,最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。 测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用:测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列,具有检测瞬时地理事件如地壳运动,重力场的时空变化,地球的潮汐和自转等问题,这些观测成果可以用于地球内部物质的研究,尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘学在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础,为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天,测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面,测绘做出了不可磨灭的作用,2008年汶川特大地震中,测量所的的地图在救灾中起指导作用,减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中,测绘在防灾、减灾上仍然将发挥它的作用。 测绘学的分类。随着测绘科技的发展和时间的推移,在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。大地测量学研究和测定地球的形状、大小和地球重力场,以及地面点的几何位置的理论和方法。普通测量学 研究地球表面局部区域内控制测量和地形图测绘的理论和方法。局部区域是指在该区域内进行测绘时,可以不顾及地球曲率,把它当作平面处理,而不影响测图精度。摄影测量学 研究利用摄影机或其他传感器采集被测物体的图像信息,经过加工处理和分析,以确定被测物体的形状、大小和位置,并判断其性质的理论和方法。测绘大面积的地表形态,主要用航空摄影测量。工程测量学 研究工程建设中设计、施工和管理各阶段测量工作的理论、技术和方法。为工程建设提供精确的测量数据和大比例尺地图,保障工程选址合理,按设计施工和进行有效管理。海洋测绘 研究对海洋水体和海底进行测量与制图的理论和技术。为舰船航行安全、海洋工程建设提供保障。地图制图学 研究地图及其编制的理论和方法。 工程测量学。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。 工程测量学的理论平差理论。最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。针对观测值存在粗差的客观实际,出现了稳健估计(或称抗差估计);针对法方程系数阵存在病态的可能,发展了有偏估计。与最小二乘估计相区别,稳健估计和有偏估计称为非最小二乘估计。 现代测绘中的新技术。随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展,测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论,测量方法,测量仪器的改进推动了测绘学科的发展,现在的测绘不但测量精度大大提高,测量时间大大的减少,劳动强度降低,测绘工作者也不再是人民眼中“农民工”。这些新技术包括:1、卫星导航定位技术。以美国的GPS,俄罗斯的GLONASS,中国的北斗以及在建的欧盟的GALILES为代表的的定位系统为测绘工作带来极大的方便,而且提高了精度。2、RS(遥感),他是一种不通过接触物体本身,用传感器采集目标的电磁波信息,经过处理、分析后识别目标物的现代科学技术。我们武汉大学在遥感方面实力强大,遥居亚洲第一。3、数字地图制图技术。4、GIS(地理信息系统)GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。5、3S集成技术。即GPS、GIS与RS技术的集成,是当前国内外发展的趋势。在3S技术的集成中,GPS主要用于实时快速的提供物体的空间位置;RS用于实时快速的提供大面积的地表物质及其环境的几何与物理信息,以及他们的各种变化;GIS则是对多种来源时空数据的综合处理分析和应用的平台。 工程测量学论文:精密工程测量学在现实工作中的详细运用 摘要:我国的经济的发展是很快的,很多的工程上都是会运用测量的,精确的测量对工程的实施是有很大的帮助的,常用的测量方法有很多,精密工程测量在较为科学的地面测量仪器、三维工业测量技术、GPS定位技术、数字化测绘技术、数据库技术与GIS技术和大型精密精密工程测量的运用。最终提出精密工程测量科学的未来发展。 关键词:精密工程测量学;运用;发展 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号: 精密工程测量科学是探索地球空间中详细几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测量实现的理论办法及科学技术的一项运用行科学。它着重对建筑工程、器械和设施加以探究服务对象。 精密工程测量科学关键包含工程建筑为对象的精密工程测量和以设备与机器装配为对象的工业测量两个主要方面。在学科上可划分为普通精密工程测量和精密精密工程测量。精密工程测量科学的重要工作是对各种工程建设供应测绘保障,满足工程所提出的要求。精密精密工程测量代表着精密工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进精密工程测量学科发展的动力。 一 精密工程测量学在现实工作中的详细运用 1、先进的地面测量仪器在精密工程测量中的运用 ⑴ 电子经纬仪和全站仪的运用,是地面测量技术进步的重要标志之一。电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。全站仪测量可以利用电子手簿把野外测量数据自动记录下来,通过接口设备传输到计算机,利用“人机交互”方式进行测量数据的自动数据处理和图形编辑,还可以把由微机控制的跟踪设备加到全站仪上,能对一系列目标自动测量,即所谓“测地机器人”或“电子平板”野外直接图形编辑,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。 ⑵ 激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设备安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。 ⑶陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等精密工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高,如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度,比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍,作业效率提高近10倍,标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。 2、三维工业测量技术的兴起和运用 80年代以来,随着高新技术的发展和社会的进步,现代工业生产进入了一个新的阶段,许多新的工业生产要求对生产的自动化流程、生产过程控制、产品质量检验与监测等工作进行快速、高精度的测点、定位,并给出运行轨道或复杂形体的数字模型等,这是传统的光学、机械方法所无法完成的。三维工业测量系统是以电子经纬仪或近景摄影仪为传感器,在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统,主要运用于以下的工业领域:汽车、飞机工业及空间技术等方面设计、试验、制造、组装过程中的测量和定位;工业用机器人的检测;卫星接收天线安装和维护的精度检测;生产自动化过程、生产过程控制、生产质量检验与检测的动态测量;负荷试验中变形与应变测定。 三维工业测量系统分为两大类,以电子经纬仪为传感器的工业大地测量系统和以近景摄影机为传感器的工业摄影测量系统。 工业摄影测量系统,通常是以近景摄影的方式实现的,其优点是通过像片提供大量信息,施测周期短,可在瞬间完成测量全过程,可对动态目标进行测量,可以多重摄影,有多余观测值,精度可靠。西欧北美一些国家的高精度工业摄影测量系统,最好的相对测量精度已达到百万分之一。在我国的工业摄影测量系统一般精度较低,但也较多地得到运用并取得显著成效。如北京市测绘设计研究院用于测绘大型飞机外型;武汉测绘科技大学用于葛洲坝船闸变形监测、龙口及上下游水面流速动态测量;武钢“4号高炉”煤气管道变形监测等。 3、GPS定位技术在精密工程测量中的运用 80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为精密工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。 在我国GPS定位技术的运用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地运用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的运用前景。 4、数字化测绘技术在精密工程测量中的运用 大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与精密工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。 随着电子经纬仪、全站仪的运用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。 根据调研的不完全统计,目前我国有60%城市与精密工程测量单位已不同程度的运用数字化测绘技术。目前存在的难题是数字化测绘系统的数据规格、标准还不能满足GIS的要求,所以,要制定一套标准化数据格式,使得数字化测绘成果既能满足地形图和专业图的需求,同时又能通过数据交换满足各类GIS的运用,才能更好地推动数字化测绘技术的发展。 5、摄影测量技术的运用 摄影测量由于高质量的摄影机,高精度测量仪器和GPS以及计算机技术的运用,加上软件的不断改进和完善,测量精度和效率显著提高。摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的运用前景。 采用的仪器除利用高精度的模拟测图仪和解析测图仪成图方法外,还用立体坐标测图仪与微机连接进行数据采集,经微机数据处理输入绘图机自动绘图。近几年由于全数字摄影测量工作站的出现,为摄影测量技术运用提供了崭新的技术手段和方法。同时,由于GPS技术在摄影测量中的运用,大量减少野外控制点的连测,大大提高了航测的效率与效益,开创了摄影测量向自动化、数字化方向迈进。在国际上,如瑞士、美国、加拿大一些仪器厂商都先后研制和推出全数字摄影测量系统,并得到有效的推广与运用。 工程测量学论文:创造性思维模式在《工程测量学》课程中的应用 【摘要】《工程测量学》是一门工程性和实践性很强的学科。以宿州学院“厚基础、强技能、高素质”应用型人才培养目标为基准,基于创造性思维模式展开了《工程测量学》教学改革研究,通过师生角色转换、创造性思维教学活动设计来改善课堂教学效果,对课程改革提出建设性策略。 【关键词】创造性思维模式,工程测量学,应用 一、引言 目前,高等教育的人才有创新型人才、应用型人才和高素质劳动者三个层次。第一类主要由国家所属的研究型大学和省属研究型大学培养,第二类由普通本科院校培养,第三类由高职、中职院校培养。新建本科院校一般应定位于研究型大学与职业院校之间,属于应用型大学。宿州学院作为新建本科院校,以就业为导向,以服务社会为目的,确立了“厚基础、强技能、高素质”的应用型本科人才培养目标。 面对日趋激烈的竞争,测绘用人单位倾向于聘用具有创新能力的学生。鉴于此,本文基于创造性思维教学模式对《工程测量学》展开课程教学改革,以学生为中心,从师生角色转变、课程教学设计入手,注重理论联系实际、创新能力的养成,使其掌握扎实的理论基础和过硬的实践技能,培养基础广、知识面宽、能力强、素质高的应用型创新测绘人才,增强学生就业竞争能力,满足社会和用人单位所需。 二、社会对应用型创新人才的需求 学生是否掌握测绘相关岗位所需的理论知识、测绘技能及创新思维能力,解决实际工程中所遇问题,是培养应用型创新人才关键所在。应用型创新人才必须具备以下几方面的基本能力: 1.扎实的理论功底。只有具备深厚的基础知识,才能多渠道汲取知识,综合运用知识思考问题、敏锐地发现问题本质,找到问题的解决办法。在大学四年本科学习生涯中,不仅要一如既往重视英语、数学、计算机等课程的学习,打好公共基础关,扩大人文社会科学知识,还要打好专业基础课,积极关注学科领域前沿知识,才能激发创造思维,不断丰富、更新自身的知识架构。 2.过硬的实践技能。理论与实践相结合,是培养应用型创新人才的重要方式。《工程测量学》课程从根本上说,其主要任务是运用测绘仪器解决工程规划设计、施工建设、运营管理三阶段的测量工作,具有很强的工程性和实践性。实践出真知,注重社会需求调查和岗位分析对人才知识、能力、素质的需求,面向市场,以应用为主旨,把好实践环节项目设置关,狠抓实践技能训练,使学生在有深厚的理论知识下,具有过硬的实践技能。 3.树立创新意识。学生不仅要掌握一定的理论知识和实践技能,还要具备创新观念,能够生产新知识。通过积极关注国内外学术研究动态,扩大知识面,关注面对一些工程实际问题,能大胆提出新思想、新方法。显然,只有那些具备扎实的理论基础和过硬的实践技能的人才,能正确地把理论研究应用到实际工程中,才能有效表达创新意图,将书本知识转化为实际工作能力,实现知识向生产力的转化。 三、创造性思维模式概述 人类根据已有的知识和经验,从某些事实中进一步找出新关系、寻求新答案,这样的思维活动属于人类思维的高级阶段,即创造性思维。创造性思维概况起来主要具有新颖性、综合性、突跃性、变通性、独创性和价值性等特征。 创造性思维教学是为培养创造性思维能力的教学。其存在创造问题性解决的教学模式、问题解决型教学模式、多元才能发展教学模式、创造性思维教学三段模式四种形式。ATDE创造性思维教学模式在学生原有的知识和经验基础上,通过“问(Asking)”“想(Thinking)”“做(Doing)”“评(Evaluation)”四步训练,培养学生的创造性思维能力(包括敏锐力、流畅力、变通力、独创力及周密的思维能力等“五力”)。 四、《工程测量学》课程教学中创造性思维的应用 工程测量学是测绘学的重要分支。它是继《测量学》、《数字测图原理与方法》、《误差理论与方法》、《控制测量》等专业课程之后的又一门主干课程,其理论与实践并重。 1.教学过程中,师生角色转变 在创造性思维教学模式下,教学的中心从过去的“教”转移到“学”, 学生则由过去被动的接受者,成为问题主动探究者。教师在教学过程中,重在引导,说明思维和推理的过程,引导学生发现问题、分析问题,重视并培养学生学习的自主能力,激发其创新与创作热情,掌握良好的学习方法,发挥其主观能动性,进而创造性地解决问题,使得教学达到理想的成效。 2.创造性思维教学活动设计 (1)课程教学目标:按照知识、能力、素质的要求,培养学生掌握工程测量的基本理论知识和基本技能;掌握带测绘仪器和相关专业软件的操作技能,独立思考和分析解决问题的能力;具备良好的职业道德素质,较强人际交往能力,形成爱岗敬业、踏实肯干的专业素养。 (2) 课程教学内容优化。教学内容优化是课程教学改革的优秀问题。目前,该课程选用武汉大学张正禄教授的《工程测量学》教材,主要是围绕工程建设的三个阶段规划设计、建设施工、运营管理中的测量工作来编写。《工程测量学》应结合测绘发展方向,以社会实际需求为依据,明确课程线路测量、建筑工程测量、桥梁工程测量等几条脉络主线。并搜集工程案例,将近年来的一些新仪器和测绘新技术穿插到教材相应章节,让学生了解新测绘仪器和大型工程案例,贴近社会生产实践,领会理论的产生是源于对实际工程的总结。 工程测量的实践内容要贴合工程实际情况,侧重于知识和技术创新,注重应用型测绘人才能力的开发与培养,诸如:掌握控制网布设原则及布置要求,完成测设任务,进行场地平整测量,学会土方量计算,学会坡度线测设,一般高程法放样,建立回归方程对变形监测数据进行处理等。 (3)教学方法革新。教学方法是提高教学质量的重要手段。从应用型创新人才培养的层面来看,迫切要求改变旧的教学手段与观念,在教学中,以学生为中心,教师要运用多种教学方法,案例法、讲授法、小组教学法等。针对典型工程进行分析、研究,积极开展体验式教学,以使学生在掌握工程测量学的基本理论基础上,紧密联系实际,熟悉将来要工作的环境,提高学生的综合业务素质。 (4)教学质量评价体系构建。教学过程是师生双向互动的过程。积极开展教师对学生学习情况的评价,综合工程测量学课程特点,构建学生评价、教师互评、督察组评教相结合的教师评价方式与教师对学生学习评价长效教学质量评价体系,确保及时发现教学过程中存在的问题并改之,督促教师全面提高个人业务素质,学习积极投入学习,提升教学质量。 基于创造性思维模式,学生首先带着疑问如何实测高程进行土方量计算,然后借助相关实验器材,设计方案用仪器测得高差信息,进而付诸实施实地测量高程。各小组依据各自方案比比哪组测量的更精确,方法更甚一筹,最后对实测的高程基于方格网进行土方计算,对手工计算方法和cass软件计算结果进行比较看有无差异。教师结合各小组实验方案实施可行性、实测高程时仪器操作熟练程度、计算土方过程严谨性及绘图质量等综合评价小组表现,完成“问-想-做-评”创造性思维活动训练。 五、结论与建议 基于创造性思维模式践行《工程测量学》教学改革,在教学活动中进行师生角色转换、优化课程教学内容、革新教学方法、构建教学质量评价体系来提高教学质量。在此基础上,提出以下几点教学改革建议: 1.制定新的教学大纲,编写实验讲义。宿州学院作为新建本科高校,成立专门的编审组每两年为一周期对培养方案进行修订。工程测量学实验重点通过实验项目训练,掌握典型工程中测量工作,为学生将来从事生产、科研等专业技术工作打下了必要的基础。为了提高实验教程实用性,方便教学,进行自主编写,在确保教材内容具较强学术性的同时,也要注意与实际的联系。 2.强化师资队伍创新意识培育。强化教师队伍建设,是新建应用型本科高校发展战略的必然选择。教师通过不间断的学习,具备创新意识,把创新作为组织教学的出发点,从教学理念、教学方法与手段、教学内容几方面入手着手研究创新,以适应教学环境的变化并重新塑造自己,有意识引导学生养成创新的学习方法。 3.建立严格的教学管理机制。严格的教学管理是保证应用型创新人才培养的重要环节。学生学了获取理论知识和实践技能,培养创新意识之外,尤为重要的是养成良好的纪律观。依据学生在教学过程中学习态度、学习纪律遵守情况、仪器操作熟练程度、完成任务的实习任务的质量、爱护仪器等情况对学生学习全过程进行合理考核、评价,严肃考风、考纪,形成公平竞争良性的教学管理机制,促进教学质量的全面提高。 工程测量学论文:论建筑工程测量学科中学生综合能力的培养 摘 要:中职院校学生综合能力的培养必须紧随时代潮流。只有这样才能促使中职学生的实际素质与个人修养能充分契合社会发展以及工作单位的实际需要,从而促使他们真正成为既具有专业职业技能,又同时真正具备高水平、高素质的社会主义专业人才。 关键词:建筑工程测量;实际操作能力;计算能力;绘图能力;合作及自主探究能力 中职教育的目标不仅仅在于通过系统、专业的教学与培训活动,促使中职学生掌握基础的学科知识与专业技能,更重要的在于还必须促使中职学生在学习活动中切实对自身的动手能力、实践操作能力、计算能力、绘图能力、团队合作意识能力等综合能力与素质进行提高与完善,从而为学生日后顺利就业、更好地适应现代社会环境等奠定良好的基础。 一、注重学生实际操作能力的培养 中等职业院校同普通高等院校最大的区别在于中职院校的创校宗旨是培养真正具备实际操作水平与专业技能的初、中级技术型人才。这就决定了中职院校教学中教师必须对学生的实际操作能力给予高度的肯定与重视,通过合理的专业设置及教学,切实促进学生动手能力、实际操作能力的提升与进步。这样才能充分保证中职学生不至于“发展”成为“理论的巨人,实际操作中的矮子”,进而为其毕业之后能真正掌握一技之长,更早、更好地融入社会工作之中打下坚实的基础。 建筑工程测量是建筑施工专业的一门技术性基础课程,其教学目的在于“使学生能独立完成平面控制测量、高程控制测量、大比例尺地形图测绘及施工放样等项测绘工作和内业计算工作。这就要求学生必须真正具备独立自主的操作水平与良好的实践操作能力。 无论是从中职院校的性质出发,还是从建筑工程测量学科的具体教学目标来看,注重学生实际操作能力的培养,真正确保学生具备良好的动手与操作专业技能,都成了建筑工程测量一线教师教学工作的重点之重。因此,鉴于这种情况,教师在学科理论知识讲解之外,更要结合具体的学习内容,巧妙而灵活地为学生设置丰富多彩、形式多样的实习课程或者实习机遇,以此提供给学生亲自动手、操作实践的机会,从而为他们自身实际操作能力的切实提升与发展做好充分的准备工作。 例如,在学习完“施工测量”这部分知识之后,我向有关部门申请,在保证学生生命安全的前提下,组织他们深入到正在建设中的施工场地,并鼓励他们将整个社会实践活动贯穿于整个建筑物的建设过程中。此项活动虽然历经的时间很长,但是效果出奇意外的好。通过实际勘察与测量,学生不但进一步明确了施工测量活动中的主要内容及详细步骤:(1)监理施工控制网;(2)依据设计图纸要求进行建筑物的放样;(3)每道施工工序完成之后,通过测量检查各部委的平面位置和高程是否符合设计要求;(4)随着施工的开展,对一些大型、高层或特殊建筑物进行变形观测,更重要的是伴随他们的实践活动,他们还真正深入到施工测量的各个环节、各个过程之中,而这些显然为他们自身实际操作水平及能力的更好提升与逐渐完善提供了充足的保障。 二、学生计算能力、绘图能力的培养 提到建筑工程测量,我们联想到最多的就是各种形式的图表以及庞大的计算量。而建筑工程测量恰恰是一门以测量为主的研究学习课程,这就决定了学生在这一科目的学习中不可避免地将会遇到大量的建筑工程图、计算表格等。《中等职业学校建筑工程测量教学大纲》在其“能力培养要求”中明确指出“建筑工程测量课程要着重培养学生的计算能力与一定的绘图能力,促使学生能运用计算机或者计算器进行各种工程建筑的测量计算”。 我在日常的教学实践活动中就格外注重学生计算能力与绘图能力的培养与发展,迄今为止,都收获了较为理想的教学效果与回响。如,在教学“坐标方位角的计算”时,在讲解完具体的计算原理及计算公式之后,我向学生布置了难度适中、题量适中的课后练习习题: 通过课后习题,一方面帮助学生进一步巩固与复习了他们之前课堂上所学的原理、概念、公式等诸多理论知识点;另一方面则以这些例题为契机,着重对学生的计算能力进行了培养与发展,真正起到了一举两得的良好的教学效果。 再如,在大比例尺地形图测绘的前提准备工作涉及“绘制坐标格网”这一知识,因此,在教学这部分内容时我就格外注重学生实际绘图能力的培养与训练。 除了对角线法绘制方格网之外,我还带领学生在计算机中用AutoCAD软件编辑好坐标格网图形,然后把图形通过绘图仪绘制在图纸上(绘图仪法)。这些都在一定程度上锻炼与培养了学生的实际绘图水平与能力。 三、培养学生的小组合作及自主探究能力 随着经济的快速发展以及人们理念的日渐更新,社会对优秀人才提出了更高的要求、更严格的标准,即人才除了单纯具备扎实的学科基础知识及良好的专业技能之外,还必须拥有一定的团队合作精神以及自主学习、终身学习的科学学习意识及理念。因为,人才只有真正具备自我学习的能力以及合作协调的意识,才能在既适应社会知识快速发展的同时谋求一个良好的人际社会关系,从而才能确保自身专业领域的更好进步与发展。 中职院校是以培养社会主义初、中级优秀人才为主要目的的专业院校,那么,也必须依据社会市场导向制定科学、合理的教学目标。由此展开而来,教师有意识、有目的地通过各种形式的教育、培训活动真正帮助学生形成良好的团队合作意识以及科学探究的自主学习能力就非常有必要了。 那么,建筑工程测量课程中教师应当通过何种措施才能真正贯彻、落实这一宏伟教学目标呢?我个人认为,教师除了要彻底摒弃以往传统而落后的教学模式之外,更要积极更新、转变自身的教育教学理念,真正把学生视作学习活动的主体,并以此为基础,积极创造条件,鼓励学生以小组为单位进行合作学习、科学探究等性质的学习活动。唯有这样,才能真正为学生合作意识及自主学习能力的切实进步奠定良好的基础。 以我自身为例,我在平时的教学实践活动中,就会结合具体的教学内容以及学生各自的性格特征等实际情况,将他们灵活划分为不同的学习小组,并指定详细的活动任务,促使学生在完成任务活动的过程中建立起良好的团队合作意识、逐渐学会同他人沟通、协调与合作。除此之外,借助学生亲身的探究实践活动,还进一步锻炼与发展他们的自我表达能力、自主探究能力、自主学习能力,促使他们在发挥自身最大潜力的同时实现自身综合素质的显著提升与进步。 总之,中职院校学生综合能力的培养必须紧随时代潮流。只有这样才能促使中职学生的实际素质与个人修养能充分契合社会发展以及工作单位的实际需要,从而促使他们真正成为既具有专业职业技能又同时真正具备高水平、高素质的社会主义专业人才。 工程测量学论文:工程测量学的发展探析 摘要: 本文对工程测量学进行了定义,指出了该学科的地位及研究应用领域,阐述了工程测量学领域通用和专用仪器的发展。结合科研和开发实践,简单介绍了地面控制与施工测量工程内外业数据处理一体化自动化系统―――科傻系统。最后展望了 21 世纪工程测量学若干发展方向。 关键词: 测量学;工程测量;测量机器人 1 学科地位和研究应用领域 1.1 学科定义工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。 1.2 学科地位测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。总的来说,整个学科的二级学科应作如下划分: ①大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量); ②工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量); ③航空摄影测量与遥感学; ④地图制图学; ⑤不动产地籍与土地整理。 1.3 研究应用领域工程测量遍布我国国民经济建设的各个方面,按照工程建设的对象可分为:建筑工程测量、水利工程测量、桥梁工程测量、矿山测量、军事工程测量等;按照工作顺序可分为:勘测设计阶段的工程测量;施工过程中的工程测量和竣工结束后的工程测量这三个阶段。 工程测量在不同的建筑工程施工阶段有着不同的职责,它是工程建设中最基本的工作之一,它为建筑工程的其他相关工作提供服务,同时也是保障施工建筑工程质量的最基本工作。由于工程测量学的研究应用领域非常广泛,很多的学者就工程测量的某一行业进行著书立说的比较常见,而全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材则尚未出现。 工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 2 工程测量仪器的发展和新技术的应用 测量仪器伴随着测绘科学发展而不断发展,工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。随着计算机技术和精密机械技术的发展,通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。专用仪器主要包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统,具有高精度、自动化、遥测和持续观测的特点。 2.1 GPS 系统的应用在工程测量的工作中,GPS 技术发挥着至关重要的作用,是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。RTK 技术对传统逐级布网的理念进行了更新,具有点位选择限制少,作业时光短,结果精度高,工程费用低等优势。过去测地形图时,都需要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成,最少需要2-3 人才能完成该项工作。RTK 技术只需要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右,并同时输入特性编码,通过手簿能实时知道点位精度,把一个区域测完后回到室内,由专业的软件接口就能输出所要求的地形图,省时省力,工作效率大大提高。 2.2 地图数字化技术早期的纸质地图不利于保存和使用,信息技术的发展使得各工程测绘部门开始对早期的纸质地图进行数字化的处理工作,方便存取、传输、修改和排版。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真地对地图进行数字化处理。 2.3 数字化成图技术传统的成图方法难以适应社会发展的需要。测绘向自动化、数字化、信息化方向发展。数字测图取代模拟测图将成为必然。数字化成图技术以其精度高、劳动强度小、便于保存和管理的特性受到了工程测绘人员的青睐。目前数字测图有内外业一体化和电子平板两种模式,主要设备为全站仪、电子手簿等,操作方便,成图效率高,现场可以方便、及时发现和纠正出现的错误和遗漏的信息,这是传统测图方法所无法比拟的,是一种理想数字测图模式。 2.4科傻系统科傻系统(COSA)是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称,它使工程测量行业发生了革命性变化。该系统由两个子系统组成:“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”(简称COSA-HC),该系统的最大特点是自动化程度高,通用性强,处理速度快,解算容量大。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块;具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能;具有文件管理和数据通信功能;该系统灵活方便,适合外业环境。其自动化表现在通过和COSA 子系统COSAHC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息;其解算速度快,解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术,在主频166MHz 的586 微机上,解算500 个点的平面和水准控制网不到1 分钟;在具有20MB 剩余硬盘空间的微机上,可以解算多达5000 个点的平面控制网。 3 工程测量学的发展展望 ①全球定位系统(GPS)技术、RTK、CORS 测量技术的广泛应用。随着社会的发展,科学技术的不断创新带来了现代测量技术的不断推陈出新,工程测量领域广泛应用GPS、RTK、CORS 等现代的数字化测绘技术,不但加大了工程测量的精确度,而且降低了在野外进行工程测量的难度。②测量机器人的应用范围进一步扩大。③工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。④大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。⑤数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。 工程测量对于工程施工的各个环节都起着至关重要的作用。如果没有工程测量人员的参与,工程的施工人员也将无法开展施工工作。在信息社会里,工程测量学的作用日益重要。因此,对测量工作要高度予以重视,大力提高我国测量的技术水平。 工程测量学论文:“以岗导学”土木工程测量学教学模式研究与实践 摘要:近年来,社会上“就业难”与“用工难”的矛盾日益突出,究其主要原因是学校教学与工程实际脱节,工程测量学作为土木工程专业必修的专业基础课也不例外。按照“以岗导学”人才培养模式,根据工程施工测量人员的岗位职责要求和土木工程测量学教学现状分析,提出基于“以岗导学”的“三段式”土木工程测量学教学模式,把教学过程与岗位职责要求对应,构建了工程测量的“三段式”教学方案并进行了实践,使学生的测量技能实现阶梯式提升,形成岗位职业能力,有效缩短了毕业生的就业适应期。 关键词:工程测量;以岗导学;教学模式 在工程项目建设中,最重要、最基础的工作就是工程测量,它贯穿于工程项目的始终,从项目规划、设计到施工,乃至运营管理阶段都离不开测量工作。在设计阶段,场地地形图、平面图是设计的依据;在施工阶段,将工程设计图纸转化为工程实体、测量放线等都属于测量的范畴;在其运营管理阶段,建筑物的变形观测离不了测量。目前,像我们这类二本院校的土木工程专业学生,毕业后直接去现场从事项目施工工作的较多,即使几年后晋升为工程师甚至高级工程师,也离不开测量工作或管理工作。因此,测量技能就成为了土木类专业学生的最实用、最急需的基本技能。 一、工程施工测量人员的岗位职责 所谓“岗”就是指任职岗位,即从事这个岗位的职责、最需要具备的知识、能力和素质要求等[1]。对于建筑行业的施工测量岗位,基本可归纳为三类[2]:一是测量工,他们只负责仪器具体操作,是在技术员、测量员的详细具体操作指令下,应用水准仪、经纬仪、全站仪或RTK等测绘仪器设备来完成具体测量任务,而自己并不具备独立完成工程测量任务的能力,在工程中往往只是作为测量辅助人员来使用的。二是测量员,既掌握测量仪器操作技巧,也具备独立完成一定的工程测量任务的能力。在工作中,他们只需技术员发出简单总体的任务指令,而无需详细的具体操作指令,便可完成一定的测量任务。在工程测量实际中,他们是可以独当一面的。三是测量工程师,他们既具备仪器操作技能,可以完成一定的工程测量任务,也具备完成一定的工程技术管理工作能力。在实际工程中,他们无需别人发出工作指令,自己可以根据工程进展来安排相关的测量具体事项,可以独立完成单项工程的测量工作。在具体工程实践中,具有双重身份,即测量员和技术员或施工员。目前,土木工程专业本科毕业生(特别是一线施工人员)步入工作岗位后,一般都需经历从低到高的岗位转变工程。第一阶段,就是一般的“测量工”,这个阶段所经历时间的长短与毕业生掌握的仪器操作技能的熟练程度和所接触的工程项目难易程度有关,有半年、一年甚至更长时间的,当然也有1~2个月的。跨过这个阶段,就进入了“测量员”阶段,这时他们就成为技术部的一员,与技术员一起工作,其所需时间长短同样由个人的工程素养及工程项目的具体情况决定。最后阶段,即成为“测量工程师”=“技术员+测量员”,也成为了技术部的主要成员、骨干甚至负责人,开始指导其他技术员、测量员开展工作,这个阶段时间的长短主要与个人的具体岗位升迁有关。 二、工程测量教学的现状 工程测量是土木工程专业必修的一门基础课程,内容包括测量学基本理论、基本方法、基本技能和各种测量仪器工具的技术性能、操作方法及其使用技术等,具有覆盖面广、实践性强、更新速度快的特点。课程教学目的就是要通过课堂教学、实验、实习等各个环节使学生掌握测量和放样的基本技能,培养学生实际操作能力,并能运用所学知识和技能,正确分析和处理工程中出现的各种测量技术问题,使其毕业之后达到就业“零适应期”。进入21世纪以来,随着计算机技术和信息技术的快速发展,测绘科学领域的理论、技术也发生了根本性的变化。在土木工程测量工作中电子全站仪、测量机器人、数字水准仪、GPS测量、激光三维扫描技术等已被广泛使用。这些技术的应用,使得控制测量、地形图测绘、施工放样、高程传递等技术已经与传统方法截然不同,而目前工程测量课程教学大多数仍然使用传统模式,以测量的基本理论为基础、以传统的水准仪、经纬仪等仪器为根据、以高差、角度、距离测量为内容开展教学,对新兴的工程测量仪器、技术等内容介绍甚少,即使有些院校已经购置了全站仪、电子水准仪等现代测量仪器,单由于课时、场地等原因,只是在实验课上以观摩的形式进行,学生对这些仪器的了解往往仅限于简单的使用,对一些深层次的原因甚至不知,更谈不上结合岗位、部位、阶段的具体要求来制定测量方案并实施,致使很多毕业生工作后遇到工程实践时无从下手。针对这些问题,结合多年教学工作的体会、土木工程专业学生就业和行业岗位的需求,构建了“以岗导学”的“三段式”工程测量教学模式并进行实践。 三、“以岗导学”的“三段式”土木工程测量学教学模式构建与实践 1.“以岗导学”的“三段式”教学模式。为了达到教学为实际工作服务的目的,我们根据课程特点和岗位要求,从岗位职业能力要求出发,以岗位执业能力为优秀,构建了递进的“三段式”土木工程测量学教学模式。将他们工程测量学课程教学与工程测量的三个不同层次岗位要求对应,将其划分为三个时间阶段,即基础理论教学、基本操作技能训练(课程实习)、综合任务实训(专业实习)三个阶段,以项目作为任务驱动教学,实施全过程考核,引导学生在真实生动、严谨有序的训练中提升测量综合技能,加快学生在工作中不断实现岗位提升。 2.“以岗导学”的“三段式”教学模式的实施。以工程测量岗位职业能力为优秀,将工程测量课程教学内容与岗位职责要求相对应,开展工程测量课程教学改革研究。①根据行业特点和土木工程专业教学的具体情况,依据国家相关职业标准,将岗位技能需求与教学内容对照,设定土木工程测量学课程教学的目标、内容、方法和要求。②通过对同类院校和企业调研,对测量工作各层次岗位和一些典型测量工作任务进行分析,针对职业能力需求不断优化项目式教学内容。③结合毕业生就业去向,按照不同层次岗位技能需求,选择对应的教学内容,构建了“三段式”的模块化课程。④组织编写“三段式”教学方案并在土木工程专业学生中开展实践,同时,不断总结优化,与企业技术骨干、相关院校专家一起编写“三段式”教学的配套教材,共同使用。 四、结语 以岗位需求为导向,以职业能力训练与职业能力培养为主线,以工程项目现场所需要的知识、能力为内容[8],坚持理论与实践结合的原则,将现场测量人员的不同层次岗位要求与教学各阶段相对应,构建了特色鲜明、与国家(乃至国际)行业标准紧密接轨的“三段式”土木工程测量学课程教学模式。自2001年以来,我们按照“三段式”教学模式在99-13级土木工程专业学生中开展课堂、实验、实习等各个环节教学,使学生的测量技能实现阶梯式提升,逐步形成岗位职业能力,使其毕业之后达到就业“零适应期”,直接步入第二层次(测量员)开展工作。 工程测量学论文:“工程测量学”课程教学方法 [摘 要]本文主要针对当前工程测量学课程已经不能适应测绘技术的应用发展趋势现象所进行了“工程测量学”这门课程的教学方法的改革探究,从而对“工程测量学”课程的教材编写、教学内容以及教学方法上的改革提出了研究对策,希望工程测量学课程教法能适应实际工程建设需求,提升学生的专业技能与综合能力。 [关键词]工程测量学 教材 事例型教学方法 引言 对于测绘工程专业的学生来讲,工程测量学是一门必修的专业主课。当前测绘技术得到了发展,测绘技术及其实际的生产作业设备都已经得到了改变,使得工程测量学这门教学滞后于现代测绘,需要测绘专业教学进行相应的教学改革,通过教学内容和方法上的革新来适应现代测绘技术的发展进步,从而培养出优秀的适应社会需求的测绘专业人才。改革“测量工程学”这门课程,就需要对其教材、教学内容以及教学方法等都进行改革,补充先进的测绘技术,适当增加测量工程学的教学课时,这是“测量工程学”改革的必然趋势。 一、教材编写改革 工程方面的教材种类不多,很多高校所用的工程教材基本是《工程测量学》(武汉大学出版),这是由于这本教材具有全面、科学、先进的优点,具有编排特色;然而这本教材内容上有一些重叠的地方,整体内容篇幅过大。由此,需要在此基础上编订新的工程测量学的教材。 在编订新的工程测量学教材时,必须要根据时代要求将新的测绘技术与测量仪器编入教材中,并作为重点的教材内容进行简绍,对那些过时的测绘技术与仪器,只作概略介绍就可以。其次,对于测绘设备和方法的编制必须要符合实际工作,是实际工作中用到的,要从基本原理、工作步骤、方法、注意问题、适用场合等都进行详细的介绍,要求学生能够通过学习达到会用、管用和够用的目的。第三,针对前面教材篇幅过大问题,新教材的编订要求精简,要让学生容易掌握到教材中的重难点知识和技术,适当缩减重叠的篇幅内容,并上调学生学习该门课程的学分。第四,教材内容编订要体现出综合性,反应出工程领域中普遍的测绘技术,并能对特殊的测绘理论技术进行介绍,将工程主要类型得到全面覆盖。第五,对于应用性极强的工程测量学课程来讲,必须要使得教材内容要以实践为基础,描写总结实践,并提升为理论、原理以及工作流程。第六,对于内容编排上要显示教材的特色,以凸显出教材的鲜明个性。 二、教学内容分析 “工程测量学”这门课程根据工程建设过程主要分为三部分的教学内容,分别是规划设计中的测量工作、施工中的测量工作和运营管理中的测量工作。以工程进度作为工程测量学教材的编排内容,其出发点在于考虑到将工程过程中所有的测量内容都能全面、有条理地反应出来。然而这就使得教材内容不能突出工程测量的重点和要点,并且对于这三个过程中的工作内在联系没有得到明显的阐述。 规划设计阶段。由于其他课程已经专门介绍了数字化测图知识点,该阶段的测量工作重点则只是对各种比例尺的地形图进行测绘,由此,只需简要介绍此阶段的测量内容与方法,对另外的测量要求做好概述即可。 施工阶段。此阶段的测量重点是施工放样,由此,需要对施工控制网的建立理论和方法、放样原理和方法、特殊测量方法进行介绍。基于当前测绘技术的发展,有一部分过时的内容可以省去,只作大概介绍,但要补充一些新工程类型的相关内容。 运营管理阶段。变形监测是该阶段的重点内容,这个知识点在不同版本的教材中有不同的详略介绍,这主要是基于学时设置考虑的,学时较少,那么教材将重点集中在施工测量内容的讲解介绍上。运营管理中的变形监测内容与施工测量有着同等重要的作用,由此,必须要加强该教学内容的详细讲解学习,这部分内容的学习有助于增强学生的工作适应能力。然而事实是过去的教材对这部分内容的介绍比重较小,所阐述的知识点不够全面完整。 在工程建设中,必须要对工程的各个环节都做好建设服务,即从勘测设计、施工建设到运营管理等阶段都需要做好相关准备接洽的工作,使得每一个阶段的工作都能得到有机联系,从而服务好工程建设,做到一致的工作内容和工作标准,能够在工程始终都能将资料进行共享利用,加强工程测量的信息化管理,教材内容与授课需要体现出这样的内容。同时,还需要注意学生在测量中的责任心的培养,确保其在施工放样中做到数据结果的正确性和准确性。 三、教学方法探讨 (一)专业素质和生活理念的并重教育 在校大学生一般是年轻的90后甚至00后,他们有自己的个性特征,优点与缺点并存,例如较为灵活、变通,但缺乏吃苦精神。所以测量工程学的授课需要采取一些特殊的教学方法,根据该课程的内容、教学进程以及实际工作特征来进行介绍,让这些学生们做好对学习本专业课程和未来本专业工作的心理准备。该课程的应用性极强,要求教师要多对测绘工作的特点、胜任本专业工作的业务能力和必备的素质进行介绍,使得学生能够了解现代测绘技术人员必备的专业技能和其它综合能力,让学生能有有一个明确的学习目标和现代生活理念。 (二)创建轻松活泼的课堂教学氛围 针对实践性极强的技术学科而言,采用传统教法来教授学生工程测量学很难让学生产生学习共鸣意识,由此,必须采取启发式教法来吸引学生的学习注意力,让学生能够有一个自由发挥的空间,制造课堂教学气氛,促进教学效果的提升。 (三)发挥事例型教学方法的优势 在工程建设过程中所应用到的工程测量技术,实践性极强,对工程建设的作用非常重要,由此,必须要紧密联系工程实际,在教学中充分利用工程实际中的测量学的例子,进行典型的案例教学,通过案例教学的分析来加深对工程实例中的相关工程测量原理、方法、注意事项、数据处理技巧等,使得学生能对工程测量有一种直观的感知和理解,从而升华测绘相关知识理论。这可以在某个工程建设阶段中的特殊类型工程实例进行介绍,使得学生能够全面了解和掌握测绘专业基本知识。 四、结束语 综述,“工程测量学”学科与工程建设实际联系密切,必须要根据当前已经有的先进测绘技术与仪器、学生自身的特征等进行该课程教学方法的改革,适时更新教材教学内容,舍弃一些重叠的教材内容,使得内容编排上要合理、有特色、全面,能区分重难点,在教学方法上注意采用现代化教学方式理念,吸引学生的专业学习注意力,制造课堂氛围,充分发挥实例型教学法的优势,促进学生对专业基本知识的全面了解和掌握。 工程测量学论文:民办应用型高校非测绘专业《工程测量学》教学改革探索 【摘要】随着测绘学科的发展,非测绘专业原有的知识系统已经不能满足现代测绘的需要,作者通过分析测量教学中所存在的问题,提出了有针对性的改进措施,并通过教学实践的验证,得出其可行性与必要性,为今后测量学教学的改革提供了依据。 【关键词】工程测量;教学改革;课程建设 1.引言 《工程测量学》是土木工程、建筑工程技术、工程概预算等专业的技术性、专业性、实践性很强的专业基础课。一方面,随着社会的发展和科学技术的进步,老的知识体系和教学方法已经不能满足现代工程建设对测量人员"懂测绘、会应用、能测绘"的要求;另一方面随着高等学校教学改革的进行,课时压缩得越来越少[1],如何在有限的课时内保证教学质量的同时兼顾教学内容的实用性,成为每一名测量教师急需解决的问题。目前市面上几乎所有非测绘类《工程测量学》教材的安排都按照:绪论、水准测量、角度测量、距离测量、小区域控制测量、地形图的测绘与应用、施工测量的基本工作、民用建筑工程测量、工业建筑施工测量、线路测量与桥梁施工测量、建筑物变形监测和竣工图的编绘等来编排。 毕业生就业岗位分析表明,80% 以上学生在施工企业从事施工技术工作,它要求学生具有 "放线""抄平"及地形测量等职业能力[2-3]。但是由于课时量的压缩导致与土建类专业结合紧密的测设(放样)部分,只有极少课时甚至课时为零,造成"学"与"用"的脱节。因此,对工程测量学课程教学进行改革,势在必行。 2.非测绘专业《工程测量学》教学实践过程中存在的问题 2.1 测绘知识增加而课时减少的矛盾 工程测量课程教学一般包括理论课教学(含课内实验)与测量实习两部分,课程内容基本兼顾了传统与现代测绘的基本原理和方法。随着测绘"新理论""新仪器"、"新技术"的不断发展,工程测量的信息量也越来越大,但是随着高等学校课程的改革,在非测绘专业工程测量教学的教学课时不断被压缩,比如按照学科设置工程测量学的理论课时应该安排在60个学时才算合理[4],但是多数高校在课程改革后课时数都减少了不少,以WF科技学院为例,目前建筑工技术和工程概预算专业课时只有48个,刨除因法定节假日而减少的课时,实际上课时长还达不到48学时。 2.2 教学内容陈旧,与生产脱节 在工程测量学的理论教学中,部分教学内容陈旧,严重滞后于实际测量工作的需要:如在生产中已普遍采用全站仪进行角度测量、距离测量和测设工作,而在教学中仍以介绍光学经纬仪、钢尺量距等内容,明显滞后于生产实际,导致工程测量课程的"学"与"用"之间存在一定的脱节。此外,测量实习内容以测绘地形图为主,而实际上,非测绘专业学生毕业后大部分接触到的是施工测设工作,很少专门从事测图工作,而在校学习过程中对测设和施工测量的锻炼则明显不足! 2.3仪器设备老化,跟不上科技的进步 测量仪器是工程测量学教学必不可少的设备,它的数量和先进性直接影响《工程测量学》实践环节的教学效果,此外工程测量教学中许多仪器比较贵重如陀螺全站仪、超站仪、三维激光扫描仪等,许多学校经费投入不足,尤其是民办院校甚至不愿意投入这么多资金,造成仪器落后,品种不全,教师上课时只能简单地用图片介绍,从而影响到实践教学效果。 另外,随着高考扩招,班级逐年增多,仪器由于常年使用经常损坏,却得不到及时修理,存在误差较大的严重问题,有些甚至已经没法使用,造成学生实验结果不准确,以至于迷惑不解,甚至对测量方法产生怀疑。以WF为例:13级土木有18个本科班,建筑工程技术专业21个专科班,都需要用到测量仪器,仪器的使用率较高,维修效率跟不上。 2.4考核形式单一,不能完全反映出学生的水平 传统的工程测量考核方案是平时成绩+课内实验成绩+期末考试成绩,这样的考核方法不利于考查学生的实践技能,比如实习过程中同组的6-8个人有些同学能够按照课前要求进行实验,还有部分同学没有实训只是借用同组其他人的测量成果,不能反映出实习的真实效果,同组实习数据都是一样的,这会造成吃大锅饭的情况,成绩好坏与学生在操作过程中的表现影响不大,打击了好学生的积极性。 3.《工程测量学》教学实践改革的措施 为了解决以上矛盾,拟从以下各方面着手,采取措施: 3.1整合教学内容,优化教学体系 为了解决内容多课时少和教学内容陈旧,与生产脱节的矛盾,专业教师应结合各专业的特点合理取舍有关内容,确定授课的重点、次重点、选学内容,对教材上已经过时的内容,予以删减。对于新的测量理论和测量技术属于了解和选学的内容,比如GPS测量技术、遥感技术、摄影测量技术等采取专题讲座的形式进行,这样不仅可以让非测绘专业同学对测量的前沿知识有一定的认知,也可以节省课时学习与生产实际结合紧密的知识。 3.2加强实验室建设,加强校企合作力度 对于仪器不足的问题,学校层面上要加大资金的投入力度,通过深入生产企业调研,准确定位生产中常用仪器的型号和种类,充分利用有限资金购置与生产对接急需的仪器。对于部分特别贵重的仪器,比如超站仪、测量机器人、垂准仪等,可以同仪器的生产企业合作,采取展销会的形式,由校方提供场地,仪器生产商展摆仪器,并委派技术人员,进行现场讲解。这对双方来讲都是一个双赢的事情,仪器生产商通过展销调高了自己的知名度,学校不仅节省了资金,同时也达到了让同学们认识了解先进仪器的目的。 3.3多途径考核,避免一考定"生死" 鉴于传统考核采用平时+实习+期末成绩的局限性,对此进行细化:平时成绩以课堂出勤情况作为考核指标;实习成绩为避免同组人员吃大锅饭的现象,采取教师与组内成员打分相结合的方法,即专业老师针对实习的结果的正确性给出相应分数,同组人员根据操作过程付出工作量的大小,给出一个阶梯化的分数,二者所占权重各占50%;对于期末成绩可以采用试卷的形式,或者其他能反映专业能力的方法。例如,WF科技学院,鼓励在校专科生报名参加测量员考试,凡是取得测量员证书者,提出申请可以不参加最终的结课考试,期末成绩按照优秀对待。此外还鼓励学生参加学习举行的测绘技能大赛,凡是能够取得三等奖以上者,同样可以不进行期末考试,成绩依然按照优秀处理。 4.教学改革的成果 从2013年开始进行的教学实验以来,共经历了12级建筑工程技术,12级工程概预算,12级工程测量与监理及12级土木工程(还未毕业),这几个专业学生已经参加工作或者正在工作单位进行顶岗实习,从用人单位反馈的情况来讲看,现在的学生要比改革之前从事测量工作时,上手更快,经过简单的培训即可独立从事测量工作。由于实行以证代考,多数的专科学生在毕业之前已经拿到测量员证书,通过顶岗实习,使所学知识有一更大的提升。部分同学因为在顶岗过程中的优异表现,同用人单位达成协议,毕业之后只要愿意就可以到单位上班,称为一名正式员工。 5.结束语 实践证明,WF科技学院根据自身实际,进行的非测绘专业《工程测量学》教学内容、教学体系、实践教学的改革,是成功的。在改革后的教学体系下,能使学生更容易接受测绘理论,增加测绘技能,培养的学生更符合生产实际的需要,适应市场对人才的要求。同时也符合WF科技学院"素质教育五项工程"----思想品德提升工程、书香校园工程、应用文写作与口才锻炼工程、社会实践工程、身心素质训练工程中,要培养"坐下来能写,站起来能讲,走出去能干"的"三能人才"的要求。 工程测量学论文:浅析关于中职 工程测量学 课程教学方法的探讨 论文关键词:工程测量学; 教学方法; 实践能力 论文摘要:本文对中职《工程测量学》课程的教学内容和教学方法进行了分析和探讨,并提出了适合中职教育发展的以培养适应企业需求为导向的教学方法。 中等职业教育培养的是具有一定文化和专业基本理论知识、熟练的专业技能、较强的实践能力和良好的职业素养的中等应用型人才,与此同时,现代测量新技术尤其是3s技术即gps(全球卫星定位系统)、gis(地理信息系统)、rs(遥感技术))的发展对工程测量课程的教学方法改革提出了新的要求。因此,如何改进《工程测量学》课程教学方法使其与中等职业技术教育培养人才的要求相适应,是摆在我们面前的一个重要课题。 1明确培养对象,满足企业需求 《工程测量学》是工程测量专业和地质勘查工程专业的一门专业技术基础课,其内容极其广泛,这就要求我们在教学中一定要明确培养对象,在教材的选取上要针对不同专业学生有的放矢,根据社会实际需要对教材内容进行适当的补充。如就“地形图在工程建设中的应用与精度分析”、“施工放样的基本方法及其精度分析”等两个专业共性的问题应当结合现代企业需要共同进行详尽讲述;而地质工程测量部分只对地质专业学生做详尽讲述,对工程测量学生只做系统介绍即可。切实注重不同专业学生在实际工作中的适应能力,真正做到让不同专业学生能够应用所学过的这些内容去解决实际问题;从而满足不同领域工程建设发展对学生的需要。即做到让不同专业学生学即所用、学即能用,毕业后能顺利参加工作。 2改革教学方法,提高实践能力 工程测量学是围绕着各项工程建设对测量的需求所进行的一系列有关测量理论、方法和仪器研究的一门学科,它与很多工程建设有着密切的联系。随着科学技术的进步与建设事业的发展,工程建设项目越来越多,需要解决各类工程建设中测量问题越来越复杂再加上测量仪器更新换代之迅速,导致传统的教学方法很难适应企业需求。因此,改革当前《工程测量学》教学方法,适应社会发展势在必行。 2.1《工程测量学》理论课部分教学方法的改革 打破“满堂灌”教学方法,建立以学生为中心、以教师为主导的新教学方式。采用讲练结合和讨论式、自主式的教学方法,注重学生思路的引导和启发,以提高学生的学习兴趣和学习积极性。上课根据教学内容决定教学方式,对于难理解和掌握的内容,采用引入一些相关的工程实例边讲边练,精讲多练和课堂讨论的教学方式,对于多解问题、方案选择采用思路引导或课堂讨论的教学方式,对于非重点、难点及描述性内容采用老师指点学生自学的教学方式,灵活多样的教学方法充分调动学生学习的主动性,提高教学质量。 运用现代教育技术,提高教学质量。把计算机技术、网络技术、多媒体技术引入课堂教学是现代教育技术,使用多媒体、计算机网络等现代化教学手段,降低《工程测量学》课程的学习难度,提高学生的学习兴趣,提高教学质量。多媒体教学是课堂授课的主要形式,计算机、投影仪、多媒体课件和绘图软件的灵活使用,能够吸引学生的注意力,帮助学习,提高教学效率。特别是对测绘仪器使用的讲解上使教学内容更加形象、直观,把抽象问题具体化,复杂问题简单化,有助于学生直观理解。如陀螺经纬仪、全站仪等仪器穿插大量图片,使学生对这些仪器及其操作流程、应用有直观的认识。同时对于学生构造空间模型,测量后内业数据处理等问题的理解和掌握都有很好的帮助,从而更好的达到课程改革的目的。在老师的指导下,利用网络教学有助于学生自我学习,如在校园网上相关的教学资料,向学生介绍一些相关的测量论坛和测量网站,学生可以通过互联网自己阅览学习,了解测量的发展动态。 2.2《工程测量学》实践课部分教学方法的改革 工程测量学是一门实践性非常强的专业课程,实验的好坏直接关系到这门课程掌握成败的关键。只有通过实验和对测量仪器的操作、采集数据、进行计算、测图或施工放样,才能真正理解和掌握测量的基本原理和基本方法,才能真正培养和提高应用理论知识解决实际问题的能力。因此加强和完善工程测量学实践环节,是工程测量学教学改革的重要环节。 笔者认为实验课教学从以下几方面进行: (1)实验目的明确。实验目的是要求学生运用测量基本理论和基本实践操作技能解决建筑工程测量技术问题的实践过程,是培养学生实际动手能力和综合分析问题、解决实际问题能力。故此在实验课程进行前一定要选好实验课题,选的实验最好与实际工程联系紧密。并提前向学生公布以便使学生提前为实验做好准备(包括实验用到的理论知识、仪器操作、数据处理等)。 (2)实验步骤明确。实验步骤严格按照工程实施步骤有条不紊进行。如要求学生按工程要求进行图上设计、实地踏勘选点、实地测量等。 (3)实验实施环节分工明确,安排有序。为了提高实验质量和效率,防止实验课实施过程中杂乱无序,和个别学生因产生倦怠情绪而不亲自动手的情况发生,实验的安排应当分组比赛进行,每组人员分工明确组织有序。这样也更好地激发学生对测量实验课程的学习兴趣。 (4)实验过程中及时排疑解疑。这一阶段是测量实习的最重要阶段,学生在课堂理论学习中遇到的疑问和未掌握的知识都可以通过实验来检验出,这就要求我们老师务必要对其实验过程中提出的疑问及时发现及时有效解决,从而使学生对理论知识巩固和加深理解。 (5)撰写实验总结报告。实验总结报告分为实验操作记录和实验分析总结两个部分。学生撰写实验总结报告,有助于学生在实验操作过程中形成良好的作业习惯,有助于学生对整个实验过程回顾,加深对理论知识的进一步理解和巩固;有助于学生概括总结能力得提高。 3改革考核机制,注重理论联系实际 工程测量学这门课程有很强的特点,主要表现在理论和实践结合非常紧密。采用传统的试卷考核方式难以反映学生的实际操作能力,而且考核内容过于依赖教材内容,导致学生只注重对理论知识的掌握,忽略实际操作能力的训练。因此有必要对考核方式进行改革。 考试的形式,采用理论水平测试与实验测试双重机制考核,理论和实验两项成绩各占总成绩的50%,具体办法如下: (1)理论水平测试,包括平时考查成绩和期末测试成绩两个部分。在教学中,平时的考查包括上课率和作业完成情况、上课的笔记、课堂讨论和答疑情况等,期末考试严格按照教学大纲命题考核。 (2)实验测试,包括平时实验成绩评定和期末专项抽题测试两个部分。平时实验成绩根据平时学生的实验操作、实验报告记载情况及结果来衡量学生的成绩; 期末组织专项抽题实验考试采取学生随机抽题,严格按照实验规范要求根据最终实验结果的准确度来给定成绩。 总之,我们要本着中等职业教育的总体方针以实践能力为中心,以就业为导向,不断开拓创新《工程测量学》课程教学方法,这样才能逐步提高《工程测量学》课的教学质量,培养出更多符合社会需求的技术性人才。
建筑理论论文:工民建筑工程建设项目管理论文 一、工民建筑工程项目管理的现状 (一)工程项目管理方法落后 虽然经过多年的发展,我国建筑企业得到了长足的发展,不论是在技术实力还是资本的投入都大为增加但因市场管理的缺失,众多缺乏资质的中小型企业的加入导致整体管理水平的下降。尤其是在财务管理环节,还存在手工记账管理的现象。 (二)工程质量与安全管理意识不足 从对现有的工民建筑事故案例分析中不难发现,引发工程事故的原因大都在于企业管理者对于安全管理以及工程质量管理的松懈所致。从质量管理角度分析,施工单位在资金和工期的双重压力下,以及现代化企业管理知识和方式缺乏等因素的影响下,对于工程管理的重点放在了追赶工期以避免因违约而遭受经济损失,致使对工程质量管理上得过且过。在安全管理方面,大多数企业虽然制定了一定的管理制度,但却流于形式并没有在实际工作中加以运用,甚至并未对一线施工人员进行必要的安全知识教育。而大多数一线施工人员来自于农村,知识层次绝大多数在高中以下,不仅专业技能缺乏而且安全知识更是极为欠缺,同时其对于安全防护意识还未形成一定的高度,因而在上述因素的综合影响下,工程事故的发生是难以避免的。 (三)项目核算存在薄弱环节 随着房地产业的迅猛发展,建筑企业之间的竞争日益高涨,在竞争加剧的大环境下,建筑企业要想稳固在市场中的优秀竞争力,不仅要保障每一个建筑项目的施工质量而且要合理的压缩成本,减少资金的投入以提升自身的经济效益和竞争优势。然而,走诸多中小型建筑企业当中,因管理制度的不完善致使成本核算不够精确,存在漏洞。尤其是在项目成本核算上存在诸多问题。 二、提升工民建筑工程项目管理的措施 (一)建立于完善项目管理制度 工民建设质量关系到人们生命财产安全,如出现较大事故有可能会引发巨大的社会矛盾,导致地区经济发展受阻。为确保工程建设质量符合施工标准,施工单位必须建立项目管理制度:首先,行政管理部门应发挥统领管理的作用,根据工程建设的要求制定严格的质量管理和验收指标;其次,建立事前准备、事中监督、事后检验的三层管理制度,将质量隐患及时排除在施工环节之中;再次,定期召开部门交流会或通报会,将工程建设的要求和变更等信息及时告知相关部门,以使之明确自身的职责并严格贯彻到位。 (二)强化人才建设与管理 在市场经济中,任何企业都不可避免的要参与到行业竞争之中,而且建筑行业因利润巨大而且是社会发展中不可缺少的组成部分,致使市场竞争度日益提升。然而,在行业竞争的背后,其实质是人才之间的竞争,对于企业而言唯有掌握了高素质人才才能在激烈的市场竞争之中占据一定的优势。对此,公民建筑施工单位可从以下几点加强人力资源管理:其一,明确企业现有人才状况以明确所缺少的人才类型,进而据此制定科学的人才引进计划;其二,根据企业需要以及人才发展的需求,建立科学的人才培训与培养机制以不断提升人才的综合素质。一方面,强化了人才的个人素质。另一方,又为企业提供了充足的人力资源。 (三)严守工序,保质保量 建筑工程大都具有工程量大、工期长、涉及到环节众多等特点,也就要求施工单位必须在施工前即制定好相应的施工计划,比做到科学有序,保障工程建设的顺利施工。首先,根据工民工程实际情况,确定施工计划,明确先后顺序并严格按照既定的计划执行,确保每一个环节均处于有序开展中;其次,制定细节管理制度与措施,在工程建设中细节在一定程度上决定了工程的成败,众多工程事故证实了这一点。因此,必须要立足现实,分析每个环节可能存在的细节问题并制定管理措施。 (四)定时质检强化监管管理 完善的监督管理制度以保障工民工程施工质量的有点措施之一,在任何工程建设中都不可缺少监督机制。其一,施工企业应成立监督管理部门,赋予其监管职权并且具备独立性,直接对高层部门负责;其二,制定每日巡查监督制度,发现任何施工环节中的质量问题应及时要求停工并要求严格施工规范施工,在必要地情况下命令其返工直至达标。唯此才能将隐患消除在萌芽状态,避免造成企业的损失和人员的伤害。 (五)加强工程项目协调管理 建筑工程项目管理涉及到方方面面,并非是单一的质量管理或安全管理,而是对各个部门、各个环节、各个人员等体系化管理。一般而言,建筑企业具有设计部门、施工部门、财务部门、人力资源部门、监管部门等。在实际管理中,以上各个部门之间的协力合作是考验管理能力的重要方面,唯有充分调动各部门的积极性和责任心,才能使之未来工程建设贡献力量。例如,设计单位要考虑到施工人员的能力,尽量将设计方案简化或召开部门之间的交流会,将设计要求和施工要求彼此告知,以促进工程施工的顺利,避免盲目施工。而监督管理、财务管理等部门应严格履行部门职责,为工程质量做好监督管理工作,降低安全隐患。 作者:徐利水 单位:阳新县建筑市场管理站 建筑理论论文:建筑工程资源配置项目管理论文 1分析建筑工程管理中的项目管理方法 建筑工程采取项目管理方法,在根本上提高工程管理的效率。高效率、高质量是建筑项目管理的一项需求,保障项目管理的综合效益,稳定建筑工程管理的基础。项目管理具有规范性的特点,其可渗透到建筑工程的各个环节中,充分发挥项目管理的约束作用,调节建筑工程的管理内容。项目管理在建筑工程中,能够保障工程施工的质量,具有强制性的作用,积极落实项目管理中的方法,维持工程现场的秩序。建筑项目管理中,比较注重阶段化管理,针对建筑工程的施工情况,提出阶段性的管理方法,维护建筑施工的整体性,最主要的是满足工程管理的需求。项目管理方法分为两个部分,即:管理与实施,而且管理是项目实施的依据,根据项目管理的属性,划分建筑工程中的管理内容,推行项目管理的实施,以便达到项目管理的标准。项目管理方法起到一定的保障作用,保证建筑工程施工的质量和效益,主动提升建筑施工管理的标准,还能降低建筑施工中的成本规模。项目管理逐渐成为建筑施工的一部分,明确了项目管理的价值。 2项目管理在建筑工程管理中的应用 项目管理在建筑工程管理中发挥重要的作用,指导并规范项目管理方法在建筑工程中的应用,维护建筑工程的效益和质量。根据建筑工程的管理实况,分析项目管理方法的应用,如下: 2.1明确负责人 项目管理在建筑工程中的应用,需要由专业的人员负责,如:项目经理,用于负责建筑工程中的管理项目。负责人在建筑工程管理中,负责整个项目的管理,属于直接负责人员,要求负责人能够熟悉掌握项目管理的内容,积极应用到建筑工程管理中。例如:建筑工程中管理中的项目经理,由几个责任人构成,共同负责建筑工程的项目管理,所以项目经理需要具备几项技能,保障后期项目管理的严谨性,首先是熟悉掌握项目管理中涉及到的法律、法规,尤其是最基本的法律内容,以便约束项目管理的行为,规范的经营建筑工程项目;然后是具备充足的实践经验,建筑工程项目管理本身较为复杂,有经验的项目经理能够提高管理的效率,控制项目管理的方法,规避工程管理中潜在的风险;最后是项目经理要端正学习的态度,项目管理在建筑工程管理中应该具有灵活的特性,跟上工程管理的发展速度,发挥项目经理在管理与工程之间的连接作用。 2.2确定管理机构 管理机构是项目管理中的关键部分,其可根据建筑管理的需求调整项目管理的方案,具有计划和组织的能力。管理机构用于规划建筑工程中的管理任务,如:管理分工、使用制度等,确保管理内容的规范化。以某办公建筑工程为例,分析项目管理机构的确定。该建筑工程通过管理机构,连接业主及参建单位,规划各个单位的管理内容,同时辅助管理决策。该建筑将管理机构分为八个组成部分,分担项目管理的内容,各个部门之间相互监督,以此来提高管理机构的执行力。该工程管理机构中的不同部门,负责了不同的管理内容,例如:财务部,负责建筑工程中所有的财务管理,对成本进行严格的计算、核算,保障财务信息的规范性;监察部,负责建筑工程的安全工作,执行安全规划,解决工程管理中的安全问题。 2.3提出管理制度 管理制度是建筑工程管理的依据,指导建筑工程中的各项行为,保障项目管理的准确性。管理制度与项目管理存在密切的联系,而且制度是项目管理中不可缺少的一项内容,用于维护建筑工程管理的科学性。项目管理中提出的制度内容,不仅能约束工程管理的行为,还能保障建筑管理的安全性,强化工程管理的效益。例举项目管理中建立的制度,如:安全制度,目的是加强工程安全的控制力度,维护安全施工的行为,安全制度中遵循“五无一创建”的原则,消除管理中的危险隐患,利用安全制度积极提倡安全防范,实现安全管理的目标,安全制度的控制对象是建筑工程项目内的所有人员,规范人员的行为,确保其符合项目管理的安全要求。项目管理制度中,除了安全制度以外,还包括质量、经济等多项制度,确保项目管理制度的全面性。 2.4项目管理的控制 建筑工程中的项目管理,发挥了积极的控制作用,项目管理方法严格控制了建筑工程的管理过程,提高工程管理的规范水平。结合项目管理在建筑工程中的控制应用,分析控制内容,如:(1)质量控制,根据项目管理中提出的质量标准,对建筑工程进行规范约束,管理工程中的各个质量项目,也可根据工程工序,在管理中实行质量控制,保障工程质量管理的优质性;(2)进度控制,项目管理方法在进度控制中,具有计划性的特征,需要跟踪建筑工程施工的进度,安排管理控制,确保工程进度符合项目管理中的预计规划,以免偏离管理计划;(3)投资控制,其为项目管理控制中的一项难点,因为建筑工程工期长,期间涉及到隐蔽工程、变更项目等,很容易引起投资风险,所以项目管理在投资控制方面,可提前进行量化考虑,大概了解工程项目的投资规模以及影响投资的因素,选择合理的投资方式,制定科学的投资计划,促进收益的最大化发展。 3项目管理在建筑工程管理中的优化措施 针对建筑工程管理中项目管理的实践应用,提出三点优化措施,推进项目管理的发展。 3.1构建运行机制 运行机制是维护项目管理的主要方法,其可明确项目管理的目标,促使建筑工程企业能够准确认识项目管理的重要性。运行机制在项目管理中,存在辅助性作用,其可配合项目管理的运行,符合建筑工程管理的实践需求。项目管理可以通过构建运行机制,提高自身在建筑工程管理中的服务水平,严禁建筑工程管理中出现失控的行为,强化管理中的运行控制。 3.2优化资源配置 建筑工程中的项目管理方法,应该遵循建筑市场化的发展原则,积极优化资源配置,确保项目管理的可行性。建筑市场化发展的过程中,在工程中提出了动态管理的思想,需要调整项目管理中的内容,采取资源配置的方式,合理分配项目管理中的各项资源,确保资源配置能够达到项目管理的标准,为项目管理市场化发展提供相关的条件,以此来提高项目管理的水平。 3.3推行管理监督 项目管理方法在建筑工程中,同样面临着压力和挑战,采取管理监督的方法,有利于实现高效率的项目管理。建筑工程主动监督项目管理的方式、方法,发现不规范的管理点,在此基础上提出有效的解决措施,即可维护项目管理的科学性,保障项目管理能够准确的应用到建筑工程内。监督措施可以优化项目管理的应用,改善项目管理的环境,确保项目管理与建筑工程的相符性。 4结束语 项目管理方法非常符合建筑工程的管理需求,其可根据建筑工程的管理现状,提出优化的措施,逐渐改善建筑工程的管理方式。建筑工程在项目管理的规范下,明确了管理的目标及方法,满足建筑工程管理的基本需求。建筑工程管理中,非常注重项目管理的应用,目的是通过项目管理的方法,控制建筑工程的现场管理,发挥项目管理的效益。 作者:蔡明慧 单位:瑞安市公共资源交易中心 建筑理论论文:建筑装修技术管理论文 1建筑装修施工技术管理的发展现状 在这样的条件下,建筑装修施工也随之迅速发展,建筑装修技术也从以往的单一装修的基础上演变成多种风格、多种材料等多种选择的装修模式,可以说我国的建筑装修行业取得了质的飞跃。然而,我们也应该看到,由于一些客观原因,导致当前传统的建筑装修技术管理方面仍然存在一些问题。在一些建筑装修过程中时常会出现一些质量问题,导致装修施工在竣工后的一段时间内出现如裂缝、起皮、地板翘起、石材脱落、管路渗漏甚至线路短路等情况。同时,在建筑装修领域也出现一些招投标暗箱操作、工程分包过度等等不良现象,这无疑给建筑装修施工技术管理带来诸多不利影响,严重损害装修施工的整体质量,也给居民入住埋下巨大的安全隐患。 2建筑装修施工技术管理中存在的问题 就当前我国建筑行业装修施工既是管理方面而言,在建筑装修的一些环节仍存在着一些问题,这些问题正严重影响这整体行业的健康发展,也对居民居住的满意度造成了一定的影响。大体来说,主要有以下几个问题。 2.1施工工期较长,总成本较高 虽然当前国内建筑装修行业取得了一定的发展,但是相比于建筑施工而言,仍然存在装修施工工期长的情况。一些建筑装修工程队由于装修技术管理的不成熟,从业人员专业技术不高等原因,导致装修施工计划的不周全、施工人员自由散漫、各施工各环节衔接不好等情况出现,不仅造成了整个施工周期过长,并且在建筑装修质量上也非常不稳定,时常出现返工返修的情况,这无疑在拖延了整个工期拖了整个施工工程的工期的同时也造成了大量的材料浪费,增加了不必要的施工成本。 2.2施工造价较高,劳动量较大 由于当前国内建筑装修行业在技术管理水平方面较发达国家仍由一定的差距,先进的技术管理方法仍未完全普及,这就在很大程度上制约的整个行业的发展,造成施工造价高、劳动力使用量过大的情况出现。在多数地区的建筑装修施工中,施工人员技术水平低、装修工艺落后、劳动量大的现象普遍存在。在装修施工作业难度上由于存在干法作业少,湿法作业多的客观情况,这也直接的导致了整体施工难度较大,使施工人员不得不去适应艰苦的施工条件,忍受过长的劳动时间。 3加强装修施工技术管理的对策 作为该行业的从业人员,我们应该切实重视存在的问题,从以下几个方面坐骑,推动整个行业健康发展。 3.1规范相关人员的权责,优化建筑装修施工环境 建筑装修行业要建立健全各级技术管理机构与技术责任机制,明确各级技术管理人员的权责。通过从管理人员到施工人员的权责明确来强制的约束他们切实对自身工作负起责任,保证工作质量,提高工作效率。同时,可不定期地组织以技术负责人为优秀的相关技术管理人员学习现行规范、标准,从而明确施工中各个工程施工技术要求、质量标准、施工管理、检测及验收等等方面内容,使装修施工队伍由上而下都严格按照规章制度进行施工。一些有条件的建筑装修企业还可根据自身情况制定一定的奖惩办法,鼓励企业人员在工作上更加努力,在技术和施工工艺上不断的进行创新,积极探索、研究及推广新工艺、新技术的应用,不断提高技术管理水平。 3.2加强装修施工质量的检查 另外,还要简历质量检查体系,对装修施工过程中的工程质量是否达标,技术资料是否齐全等方面因素进行统一、规范、严格的检查。通过实时跟踪检查可以对施工组织设计实施的效果,技术措施是否得当,分项工程的质量,质量保证资料和质量评定记录进行监督与修订,从而保证施工顺利进行,成本得到有效控制,质量得到保证。班组互检、个人自检、下道工序检查上道工序,做到及时发现问题,及时制定措施解决问题。 3.3提高装修施工技术管理人员综合素质 不论各行各业,都离不开业务能力过硬、职业道德优秀的从业人员,建筑装修行业也是如此。因此,针对建筑装修施工技术管理工作中人员素质残次不齐、流动性大等问题,一方面要将培养专业人才作为加强建筑装修技术管理工作的重点,优化人才专业结构,定期开展行业技术管理研讨会,同时各建筑装修行业还可定期举行企业内部培训、交流座谈会,通过多种形式促进从业人员业务水平和职业道德获得提高;另一方面,就建筑装修行业而言要尽快制定技术管理人员的发展规划及实施办法,使行业内从业人员的人才培养形成一个远期规划,有计划、有重点的培养和选用专业人才,从而促使整个行业的技术与管理水平得到科学、健康、有序的发展。 4结语 建筑装修施工技术管理是建筑装修施工中的重要工作,也将直接影响到建筑装修施工质量的好坏。在装修施工技术管理过程中,作为从业人员我们要切实的担负起自身责任,遵守规章制度,提高业务水平,坚守职业道德,将装修过程的各个环节都严格按照设计进行实施,使建筑装修施工技术管理水平不断提高和优化,为居民居住提供强有力的保障。 作者:张振 冯赞 单位:齐齐哈尔市交通建筑装饰工程有限公司 建筑理论论文:建筑民企财务预算管理论文 一、新形势下影响建筑民企财务预算管理执行力的主要因素 (一)预算执行中缺乏必要的控制环节,使得预算执行流于形式 统观我国现有的大多数建筑民企,因为财务预算管理工作起步较晚,大多存在着预算执行过程中缺乏有效的、全面的、合理化的控制手段和措施的问题,使得控制环节长期缺位、预算执行流于形式。这一问题主要的表现为:在执行财务预算的过程中没有相关的制度、机构以及人员配备来控制和掌控预算的执行过程,没有充分将预算应用到实际的资金运作中,存在形式化的问题,认为预算只是编制工作和最终的审核工作,却忽视了财务预算的目的,即对资金使用和支出进行合理的规划并指导其运用。在预算的执行过程中没有设置控制环节来及时地对财务预算项目相关的信息进行跟进和反馈。 (二)财务预算编制工作过于模式化,对建筑民企发展起不到战略指导作用 在当前大多数的建筑民企财务预算编制现状中存在着模式化的问题,即不考虑自身企业的特点,一味地沿袭其他企业的预算编制方法,具体来说,有以下两个主要表现点:财务预算编制方法没有切合建筑企业自身的需求。一味地照搬其他行业或者较为陈旧的预算编制方法,如定期预算和固定预算的方法。这两种方法为静态编制方法,没有充分考虑到建筑行业随市场环境因素影响的明显性。这样的预算编制方法得出的企业预算会很大程度地偏离市场;另外,财务预算编制配中定额标准缺乏地区化和针对性。根据笔者多年的工作体会,大多数的建筑企业所采用的定额标准相同。但是,在面对不同地区的施工工程时,受到当地市场环境的影响,统一定额标准下编制出来的预算往往不能适应本地区的施工项目的资金投入,这就影响了施工保质保量顺利完成。综合以上两点,过于模式化的财务预算编制就失去了其执行的意义,即对建筑民企的发展起不到战略指导的作用。 (三)财务预算监督与考核机制不健全,影响预算管理执行的效果 针对笔者切身的工作体会,大多数的民营建筑企业受到集权化、家族化等陋习的约束,大多存在着监督与考核机制缺失的问题,即没有相应的监督和考核机构来监管和强化预算的执行。当预算编制完成后,便“束之高阁”,在实际的工程资金运用中没有根据预算来进行,只是一味地听从某些人(建筑民企的所有者或者管理者)的指挥。或者,有监督部门但是形同虚设,甚至执行人和监督人往往是同一人。另外,在机制建设方法,财务预算中还需要现代化的管理体制的介入,主要为绩效考核机制。这项机制的缺失使得预算执行的效果被广泛忽略,使得即使实际核算与预算存在很大的偏差,也没有实质性的奖惩措施来加以鼓励和惩戒。 二、提高财务预算管理工作执行力的对策分析 针对上节提到的影响建筑民企财务预算管理执行力的几大主要因素,结合建筑民企自身的经营特点,笔者认为应当从以下三个方面来着手加以改进,以实现提高这类企业财务预算管理工作执行力的目的。 (一)加强财务预算管理的环节控制工作,完善预算管理执行体系 为了完善预算管理执行体系,必须要重视和加强民营建筑企业自身的财务预算管理中的环节控制工作。在实际工作中,可以从财务管理工作的事前、事中和事后分别相应地做好前馈控制、过程控制和反馈控制这三项工作。具体来说,有:前馈控制。即将预算编制的结果向涉及的部门以及个人进行有效地、全面地传达,使建筑工程项目各方都能够掌握工程预算的范围,进行做好预算预警工作,事前根据预算做好资金的统筹;事中控制。要摒弃以往“本末倒置”的观念,把预算工作的重点转移到预算执行的控制中来。即建筑项目各实施部门要随时根据预算调整本部门的实际支出,将执行每项业务的资金使用情况都控制在预算范围内;反馈控制。即在工程项目结束后,要对预算的达成情况进行及时、准确地反馈,从中发现在预算执行中出现的问题,针对这些问题找到解决的办法,从而起到更好地指导后续工作的目的。为了做好环节控制工作,需要在财务预算管理中将以上三点有机地结合起来,加以运用。具体办法上,除了设置专门的机构和组织架构外,还可以引进现代化的软件技术来实现数字化远程控制,从而起到提高预算执行力的作用。 (二)结合自身工程及预算编制需求,充分做好建筑生产力市场的调研工作 为了做好建筑民企的预算编制工作,需要企业在考虑到自身工程需要的基础上,对当地的建筑生产力市场做好充分调研工作,做好预算编制的数据以及其他信息的收集工作。具体来说,为了切实做好财务预算编制工作,使之免于模式化和程式化,需要做到:首先,建筑民企在编制财务预算前要根据工程需要以及当地的市场条件,将财务预算中所涉及的各项指标(定额标准)确定下来,要确保这一标准能够准确地反映当前的建筑市场以及指导业务开展。另外,在市场资料的收集过程中,要做到充分、全面、实时。其次,在财务预算编制过程中要严格按照以下流程进行:业务预算→资本预算→筹资预算,同时按规定要以指定的形式反映出来,如现金预算表、预计资产负债表以及预计损益表等。最后,要纠正以往传统的静态预算编制方法,将现代化技术如网络技术、软件技术等糅合到预算编制工作中,采用动态预算编制,实现预算管理的动态化,如滚动预算等。通过动态化的预算编制,可以实现预算的随时调整,便于增强与日常管理的切合度,使得预算更加贴近于需要,对企业的近期规划目标和远期战略谋划都有很好的指导和借鉴作用。 (三)从制度和执行两方面加强预算监督与考核体系建设 针对建筑民企存在的财务监督与考核体系不完善的现状,笔者结合自身的工作体会认为应当从制度和执行从方面着手来改进。首先,在制度方面,作为民营性质的建筑企业在除了接受国家相关财务制度的约束外,其自身为了克服个人主义以及家族主权的弊端,还需要根据自身的财务管理状况,制定一套切实可行的监督和考核制度。通过制度说话,通过制度来规范和约束企业的财务预算工作,从而为其执行提供有力的支持。在制度的制定过程中,要集思广益,做好本企业的各项业务的实际调查工作,在工作事实和环境的基础上再结合相关行业的成熟经验来明确本企业的监督和考核制度。另一方面,在沿用传统的监督与考核执行方法的基础上,还要适当地结合建筑企业自身的特点将现代化的技术应用到监督和考核财务预算的执行工作中。如基于建筑企业涉及财务项目多且繁琐的特点,可以通过软件技术来辅助财务预算监督工作,能够很大程度地保证监督工作的实时性、全面性以及准确性。同时,对建筑民企的财务预算工作实行绩效考核制度,能够强化预算执行的效果,一定程度上能够克服主观主义和形式主义。 三、结束语 综上所述,在财务预算内控、编制和监管、考核机制方面存在着一些制约因素,笔者基于这些因素结合自身的工作体会提出了一些切实有效的提高财务预算管理执行力的对策,以期促进财务预算工作更好地服务于企业的经营活动。 作者:王祥垒 单位:青岛创美交通设施有限公司 建筑理论论文:施工质量建筑工程管理论文 1加强建筑工程施工质量管理的主要意义 我国城市化进程的不断推进,推动了建筑行业的快速发展,党和国家对建筑行业非常重视,建筑行业工程施工质量也成为当前关注的重要问题。建筑行业工程的管理工作也随着提高。工程管理制度要求工程施工质量根据科学发展观,以人为本的要求,建立一个全面的可持续要展观,促进社会经济和建筑行业的协调发展。因此,对工程管理应对施工质量制定严格的制度、要求、管理、责任和引起高度的重视,对国家、社会、人民负责的精神,做好工程管理和建设质量。 2建筑工程管理的现状和问题 2.1建筑单位行为缺乏规范 建筑行业主要手段是以一些辅助工具和手工作业为主的劳动密集型行业。对劳动力的要求和标准都比较低,给不少投资少的企业和个人大批量的涌入建筑行业,是建筑行业的的竞争变得更加激烈。同时计划经济体制的实施下,不少的建筑企业工程业主没有达到市场主体的要求,甚至有不合法人群的混入,使建筑工程不规范。 2.2建筑市场法律意识不强 我国《建筑法》在建筑工程中已经颁布,但其实施的力度不够,地方政府和建筑工程管理部门并没有把相关法律贯彻落实到建筑市场中,导致建筑市场的法律意识不强,造成建筑市场中依然存在着很多违法违规现象。在建筑工程的质量验收、招标投标、建设管理以及施工监管中出现暗箱操作等不良现象的出现,而且当前对建筑市场的管理制度只是束缚建筑的施工单位,而建设单位的管理任然没有的到规范。 2.3人力资源素质不高 建筑行业很多是劳力工作,在招聘施工人员时,对施工人员的要求也很低,施工人员大多是来自农村的农民,和没有读过书就业难的人群。大多数施工人员在上岗前都没有经过专业的培训和技术指导,虽然工作卖力斗志激昂,但在施工过程中容易造成工程事故,再加上施工人员对施工器械设备操作和安全知识缺乏了解,在施工过程中容易出现人员伤亡,影响施工进程不说,给工程质量带来不必要的影响。 2.4工程质量的管理机制不完善 当前我国对建筑质量进行监督的主要是由质监站来执行的,由于质监站的工作范围广、人员有限且监管项目多。工作人员一个人无法身兼数职,对施工质量的管理松懈。由于质监站的局限性对工程制度的监督力度明显不足,工程质量也不能得到保证。所以,在工程建设的过程中容易忽视很多细节问题,为工程的质量产生了一定的影响。 3提高施工质量的工程管理对策 在我国城市化进程的推进下,建筑行业的迅速突起,很多有商业头脑的人看到了商机。在我国成功加入WTO后,大型的施工企业为了扩张市场给不少小型施工企业带来的很大的压力,同时很多自主创业在城乡进行自行承包的施工队伍越来越多,建筑企业面临着一个机遇和挑战并存的市场。 3.1依靠施工管理提高工程质量 由于当前工程管理的不完善,很多施工单位存在着分包现象,而分包部门的工作范围没有作出明确的规定。各部门工作时,工作内容又相互交叉,各自为盈、分头行事以及工作分散等现象比较严重,导致工作程序上容易出现纰漏。施工管理的欠缺,对施工人员的责任没有明确的规定,在施工过程中出现问题,施工人员之间相互推卸责任或思想麻痹。再加上管理人员和施工人员的素质有一定差异,给协调工作带来了一定的困难。管理人员在进行岗位协调时,由于工作人员对其他岗位的技术、专业、质量和工序都没有全面的了解,进行协调后专业不对口,是员工的潜能不能得到充分的发挥。对此工程管理部门应合理调整管理制度,明确划分管理范围,并进行监督和管理,防止施工过程中出现重叠和遗漏,加强施工管理力度,提高工程质量。要做好管理工作,就应该加强管理制度,使管理职能得到充分的体现,贯穿到整个施工团队。工程施工的领导者和实施在施工的过程中,要从用户、业主的角度出发,自觉维护用户和业主的利益,加强工程管理制度,提高施工质量和建筑质量。 3.2从施工技术提高工程质量 (1)加强对施工工序质量的监督。 在企业的施工过程中,设立一个合理有效的交接管理体制,员工在进行工作交接时要对接班的员工负责,工作的详细情况和要点进行交接完毕之后才能离开工作岗位,接班人员在接班是要主动了解不在是的工作情况和状态,并做认真的检查确认后在接班,如果接班使的质量到不到相关标准,接班人员可以拒绝接班,把实际情况及时向质监员反映。质检员在执行工序质量检查时,应把国家指定的评判标准作为依据,把监管制度落实到位。 (2)在施工方法质量上的监督。 在工程实施前,施工企业应先设计好施工方案,施工方案慨括了整个工程的施工步骤、资金预算、施工图纸等方面,在经过投资人、施工企业最高领导以及施工负责人的审核,做出规划和样板,在反复的考察、调整和修改,设计出适合工程施工设计方案。在施工中的技术交底可以分为两个部分来执行。首先,把一般工程、特殊和关键过程的技术交底进行持续性的监控,并做好相关记录。针对施工中遇到的突发情况和新问题,设计师可以多设计几个方案或者进行修改,以应对施工过程中出现的突发情况。 (3)对施工设备质量的监督。 施工设备的使用必要有专业人员进行岗前培训、专业考核、安全教育以及颁发使用证书才可以对进行使用和操作。岗前培训不只限于基础教育和安全教育,施工设备的性能、结构和安全操作,以及技术指导和机械设备的维护和保养也是培训的重点,工作人员经过培训和专业的考试,获得相关证书后才能进行操作,提高工作人员的操作水平和保养知识,才能使机械设备水平得到最大限度的作用。 4结束语 综上所述,在建筑行业中,施工的质量是建筑物质量的保证,也是企业发展的根本,还关系到用户、业主和财产的安全。施工企业在施工时要按照设计、监管、施工等来开展,保证施工的质量。同时应加强工程的管理工作,规范和完善管理制度,是施工能够正常的运行,树立企业的良好形象,为企业的发展奠定坚实的基础。 作者:孙青春 单位:中国矿业大学北京管理学院 建筑理论论文:信息技术中建筑施工管理论文 1信息技术在建筑施工管理中的作用 1.1在建筑施工企业中构建信息网络系统 建筑施工有流动性强、劳动密集和分布广等特点。传统的信息传递不能让企业各类信息得到及时交流,也没有把企业的纵向和横向信息很好地串联起来,使得企业的发展十分缓慢。随着新技术的应用与不断更新,计算机网络信息技术在建筑施工管理上不断得到推广应用,打破了地域、空间和时间的限制,让管理人员能够及时掌握外部和内部信息,使传统上的信息传递缺点得到解决,便于企业的管理。 1.2改造传统施工技术和方式 随着科学技术的发展,人们对施工技术有着越来越高的要求,传统人工作业已经不能满足目前生产技术的需求,施工企业在施工生产中需要运用信息技术来确保工程质量,解决人工安全性和准确度不高、进度慢的缺点,在降低成本的同时,提高工作效率,让施工技术登上新台阶。 1.3使信息管理者进行公平决策 在日益激烈的社会竞争中,部分建筑企业为了发展和生存,往往借助其他企业来壮大自己。由于行政管理部门缺少科学、有效的信息技术管理手段,致使建筑市场存在不良竞争。所以,必须实行信息化管理,以便监控好建筑市场,铲除不良竞争,创造公平竞争的发展环境,促进我国建筑行业的稳定、健康发展。 2信息技术在建筑施工管理中的问题 2.1局限性 从信息技术在我国建筑施工管理中的应用现状来看,发现其应用情况不太乐观,存在一定程度的局限性。大多建筑施工单位仅仅在日常工作中采用计算机信息技术,而且这些单位也只是在文件打印编辑、信息查询、存取电子档案等工作中运用信息技术,并没有运用信息技术的分析和数据整合功能,所以,信息化管理应用于建筑施工管理更是无从谈起。因此,思想较为僵化的建筑施工管理者还不能熟练应用信息技术,不能灵活地把信息技术融入到建筑施工管理中,局限性特别明显。 2.2孤立性 虽然部分建筑施工单位通过信息技术的应用建立了内部局域网,实现了项目数据与信息的内部交流,但这实现不了对外交流和互动。这种孤立性不利于信息技术在建筑施工管理中的长远发展。 2.3应用范围相对较窄 现在,信息技术在我国建筑施工管理中的应用范围不广,很多建筑施工单位比较重视信息技术在工程造价设计、工程预算及招投标等前期工作中的应用,经验也相对较多。但是在成本控制、工程进度控制及工程质量控制等施工过程中的应用还不太合理。这就体现不出信息技术带来的便利,致使建筑施工管理单位也不太重视,也就实现不了信息技术的智能化和现代化管理,形成恶性循环。 3信息技术的实际应用研究 在建筑施工的管理过程中,信息技术主要应用在哪些方面呢?笔者从以下几个方面进行了探究论述。 3.1在建筑施工进度管理中的应用 首先编制工程进度总体规划,做成网络计划,项目工程分解结构和子网络的网络工作方式都由总网络给予支持,任务里程进行阶段性设立。把资源分配在项目工程分解结构的各个节点上,并自觉进入总网络。然后项目工程分解结构把总网络分配的任务进行分解,并接收承包单位完成任务情况的信息,再反馈给总网络。总网络再计算和分析任务进度,比较计划进度和实际完成任务。最后其他信息模块与进度管理模块可以互相结合,把合同管理模块、计划调整模块、采购模块和预算申请模块等相互结合起来构成一个庞大的管理网络,完成建筑施工动态管理。 3.2在建筑设备和工程材料中的应用 信息技术在建筑施工管理中对工程材料的管理应用是编制网络计划图,根据工程材料网络计划图完成采购计划、控制资金使用以及管理材料商资料等内容。通过网络监控资源消耗及工程进度等环节存储信息,以便会计审核和查看。还能根据实际情况进行阶段性设置,形成智能化和自动化的工程材料管理。信息技术管理中的机械设备管理包括租赁计划形成、设备采购、资源消耗配比、设备出入记录以及定期维护计划等内容。 3.3在建筑安全管理和工程质量中的应用 建筑工程在其施工管理中,根据质量标准和施工规范实行信息化管理,有效控制每一个施工环节,例如质量缺陷管理、工程项目划分等内容,都能运用信息技术进行有效的网络化控制。根据工程质量标准实行管理模块化,既能做到条理分明,也能分析和统计质量结果,严格把关工程质量。当然,还能通过系统在施工过程中实行奖惩制度,防止工程质量安全隐患。不过,要想把信息化管理应用于建筑施工安全管理中,就需要收集安全信息,科学、合理地掌控和规划安全检查、安全方案和安全培训内容,最大限度地降低安全事故发生的概率。 3.4在档案资料管理中的应用 在建筑施工过程中,档案资料管理也就是对施工资料和施工合同的管理。实现信息化管理建筑施工工程档案,不仅能方便存取档案、追踪和监控工程执行进度和合同、比较分析完成任务情况以及存档管理日常信息,还能筛选和搜索相关资料,防止管理工作出现交叉,利于现代化管理档案资料。此外,档案资料管理运用信息技术还能实现傻瓜模式信息输出和存取,使得会操作计算机的任何人都能进行这一操作。 4结束语 综上所述,建筑施工管理是一个特别复杂的管理系统。为了实现现代建筑的动态管理,建筑施工单位就需要采用比较先进的信息技术来管理庞大、繁琐的信息。本文通过论述信息技术在建筑施工管理中的重要作用,提出了信息技术在施工管理应用中存在的问题,并具体阐述了信息技术在建筑施工管理中的实际应用,以此提高工程效率和建筑施工管理水平。建筑企业也应该根据自身情况,研究如何应用信息技术谋求发展,让建筑业真正实现技术进步,提高施工管理水平。 作者:谢凤 单位:重庆市渝中区市政工程处 建筑理论论文:建筑施工工程项目管理论文 1工程项目管理在施工过程中的重要性 1.1可以实现对建筑施工的安全控制 施工过程中的安全控制就是对现场的不安全因素进行分析,并在管理和技术工作上采取适当措施,以确保安全生产建设工作按照程序和法规正常进行,确保建设项目控制的安全工作处于受控状态。依据相关法律规定,项目经理部成立由项目经理任组长,主管生产副经理任副组长,项目经理部各部门负责人为成员的安全生产领导小组。领导小组日常工作管理办公室设在项目经理部安质部,办公室主任由安质部部长担任。项目经理是安全生产的主要负责人,施工项目现场,周边环境,生活区的三个控制点的安全为项目经理负责的重点,项目经理要落实岗位职责的制定,对安全控制点分工,避免盲区的安全控制。施工现场安全控制重点为:坠落,机械伤害,触电,物体打击,火灾,倒塌等,根据施工现场临时用电安全技术规范,施工高处作业等高危作业的相关要求编制专项安全施工方案和安全保障措施。专职安全人员必须熟悉建筑工程安全技术规范和相关的安全法律法规,然后以此为依据编制好安全交底下发到作业人员,并做好签字手续。对施工人员要明确安全工作的规范,强化安全工作的标准,加强安全工作的投入,杜绝重大安全事故的发生,确保项目实现安全管理目标 1.2可以实现对建筑施工的质量控制 工程质量反映了整个企业的技术水平与管理水平。工程质量的关键取决与对质量的管理和控制,按照相关的法律法规、技术标准规范和设计文件,制定正确的施工方案,合理组织施工是确保施工质量的保证。在施工过程中,驻地办、项目部采用定期、不定期进行质量检查、巡查,采用自检、互检、专检相结合,对重点部位、关键工序建立质量管理点,设立质量专管人员。总监办采用不定期的巡查以及每月组织一次月底检查,并通报检查结果,来监督施工质量,督促各单位加强质量意识、加强质量管理。在工程质量与工程进度发生矛盾时,必须坚持质量第一的原则。严格落实各项质量管理制度和措施,明确责任,真正做到质量人人有责,任何质量工作均有对应的标准和专人管理。 1.3可以实现对建筑施工的成本控制 项目成本是施工单位完成项目工程任务消耗的所有费用的总和。项目成本控制,是指在项目实施过程中,通过对生产过程中采用适用技术和管理手段,对项目的成本 进行规划,实施,监督,调节和控制,按照在整个施工过程中严格成本核算,确保所有支出都在计划之内的成本控制,尽可能降低成本和消费与预先设定的目标误差。制定行之有效的成本控制目标,成本控制的目的是为了降低成本,实现利润最大化。由于建筑行业的特殊性,施工单位在中标后分解预算,制定责任成本和目标利润,项目部根据建设项目的实际情况,对生产要素(主要是指人工,材料,机械),根据实际的市场价格调研,结合施工技术方案和相关施工定额的有关要求,然后根据工程量清单所提供的项目数量,重新计算,由项目经理制定具体成本控制计划,包括每一个分部分项工程的资源消耗水平,以及每一项技术组织措施的具体内容,可以有效地进行成本控制,把实际成本控制到目标成本范围内,保证项目目标利润的实现。 1.4可以实现对建筑施工的进度控制 施工质量、施工安全和成本控制是建筑工程项目管理中的主要内容,施工进度的控制也是项目管理的一项重要工作。在施工阶段对施工项目进度管理,是施工工程中项目管理不可缺少的组成部分,具有特殊的重要作用和地位。除了工期的进展,还将包括工作量,资源消耗等因素的影响,这些因素的相互影响,相互接触,必须从多个角度控制,以使施工进度的得到正确的评估和控制。工程项目是否能够在预定的时间内竣工,直接关系到施工单位的经济效益。进度控制目标与成本控制,质量控制是对立统一的目标,在一般情况下,更快的进度会增加生产成本,而且工期提前的又能节约成本。进度快可能影响质量,严格的质量控制,这可能会影响进度;但是,如果严格的质量控制,避免返工,将加快进度。进度,质量和成本三个目标是一个系统,施工管理是解决三者的利益之间的矛盾,既要进度快,而且成本省,质量好。 2结语 随着市场经济的不断发展,施工企业要想提高市场的竞争能力,最重要的就是在项目施工工程中以尽量减少的劳动力消耗和物化消耗来降低企业成本,做好安全、质量和进度方面的控制管理。把影响项目成本的各项耗费控制在计划范围之内,做好工程项目管理,以实现企业的最大利益。 作者:王炜 单位:江苏中磊建设集团有限公司 建筑理论论文:建筑企业人力资源管理论文 1传统建筑企业在人力资源管理上存在的问题 1.1忽视企业文化建设 企业文化是企业的优秀,是企业风格的体现,更是被组织共同认同遵循的信念和认知。企业文化对内部员工具有的约束、凝聚和激励等作用,是企业在发展过程中逐步形成的,被全体员工认同和共同遵守;同时,具有企业自身特色的价值观念、经营准则和作风。现代建筑企业内部员工自身的价值观和企业的管理理念无法达成一致,使员工对企业的满意度降低。如果企业文化的建设不完善,将无法得到员工的支持,员工的工作积极性和效率将会大大降低,企业内部的力量分散,在很大程度上阻碍了企业的发展。 1.2培训和激励机制不完善 一方面,在建筑企业内部的激励机制不够完善,激励方式多以薪酬激励为主,不注重员工的精神方面的需要,认为物质激励才是最重要的。此外,企业在薪酬体制的建立上在员工学历、能力以及绩效方面没有很好地体现出来,员工会产生不公平的想法,丧失了工作积极性,容易造成人才的流失。另一方面,随着建筑行业对员工的高标准要求,企业必须建立完善的培训体系。现阶段,技术快速发展,员工所掌握的技能是不断需要改进和学习的,不进行培训将会无法满足发展的需要,大多数中小型建筑企业内部没有拥有完备的培训体系,企业没有从长远考虑,仅仅认为培训花费很多成本,没有意识到培训过后将会带来更大的效益,因此,想方设法降低培训成本,企业招人时,通常只招有工作经验的人,对于无工作经验的应届毕业生很少会考虑,所以,企业内部人员组成中创新人才缺乏。 2加强人力资源管理对策 2.1创建良好的企业文化 建筑企业应该创建好属于自己企业文化,要有鲜明的特色,不能仅限于表面的宣传,二是要将企业文化贯彻到每位员工的内心深处,让其感受到企业本身的文化魅力,融入到企业每位员工的日常工作当中。企业文化本身具有很强的凝聚力,能够把员工思想拉拢过来,从一定程度上认同企业的战略理念和企业精神,真正感化员工,让其从行为上跟组织的战略目标保持一致。充满正能量的企业文化能够确保人力资源管理有效实施,把人力资源建设与文化建设综合考虑,在人力资源管理中融入企业文化的理念,营造一个良好的工作环境,让员工在工作全身心投人,提升员工对企业的满意度。 2.2完善激励机制 企业要想建立完善的激励机制,首先,在薪酬激励上一定要公平公正,建筑企业的人工成本较2008年以前已经大幅上升,从原来的成本占比的5%~6%提升到占比15%~18%,甚至更高,为此不能简单看单纯的成本3倍的升幅摊销了企业原有的利润空间,而是要看提升的薪资激励所引入的真正的技术高端人才所带来的智慧价值;同时,利用调整企业内部收入分配制度来选拔和留住专业人才和高级技能人才,吸引外界优秀人才,壮大建筑企业内部的技术人才队伍。要想留住人才,可以选择为员工创造良好的工作环境、员工之间和谐的氛围,特别是注重员工家庭生活、创建优质育儿学业金等,这些都是对员工的一种无形激励,能够在不同程度上激发员工的工作积极性。 2.3注重员工培训和职业生涯规划。 传统的建筑企业对于员工的培训重视不够。目前,建筑系统均严格岗位必须持证上岗的要求,担任项目施工建设的项目经理必须持符合该工程规模所要求等级的建造师资格才可,经营员必须持有全国经营员资格证或造价工程师证才可,施工员、测量员、质检员、安全员、材料员和资料员等岗位也必须经过培训持证后方可上岗。此外,还包括各个施工环节的优化质量培训等,均需要提升原有传统建筑企业中“能干就好”的短期效应,可通过视频、面授、大学代培等模式培养企业的中坚骨干,也可通过培训全方面的提升人员的思维、素质水平。建筑企业要想获得竞争优势最重要的是不断创新,要以员工为中心,最重要的是要做好员工的职业生涯规划,技术管理层可从3个线条给予提升。一是技术资格方面,如按技术员、助理工程师、工程师、高级工程师等晋升渠道提升;二是从任职岗位方面,如技术员、技术工程师、技术负责人、项目总工程师、项目经理等晋升渠道提升;三是从测量员、质检员、施工员、施工队长等渠道得以晋升。此外,尊重每位员工的内心选择,提升其对企业的归属感与满意度,让员工充分参与企业管理的机会,使员工能够掌握好企业的发展状况,增强企业的决策和管理水平,满足其自我价值的实现,增加员工对企业的责任感。 3结语 在激烈的竞争中,企业要想不被竞争激烈的市场经济所淘汰,就应该完善人力资源管理体系,创建良好的企业文化,重视员工的培训与职业生涯规划,提高人才的整体素质和优化激励体制,让员工从内心深处感受到组织的关怀,提高员工对企业的满意度和归属感,促进建筑企业的持续发展。 作者:吴桂祥 单位:广东绿洲园林有限公司 建筑理论论文:建筑工程质量检测实验室管理论文 1质量检测实验室在建筑工程质检工作中的凭证与范围 在建筑工程的质量检测中,质检实验室作为质量检测单位,应该要对自己检测的工程项目负责,并确保客观公正的对建筑工程质量进行评测。在此过程中,其可以依据的质检评定的凭证主要有在质检目标、国家相关规定以及投标合同等,当然还包括一些其他的依据与凭证,需要根据实际情况而定。而实验室的主要工作范围主要是对企业的资质进行有效认证,到建筑工程的实际检测地点进行实地考察,并成立一定的质量检测组织结构。另外,在具体的质检工作中,实验室必须要谨遵客观、公正的检测原则。对所收集到的凭证应该报以客观的态度,和公正的作风。若质检员本身参与到该项目中,那么其就不应该再参与到质量检测工作中。所有的质检工作都应该按照一定的秩序规范完成。 2质检实验室工作环节 2.1做好计划以及准备工作。 质检实验室将整个一年的检测管理内容都做好计划,该计划不仅要包括管理目标,同时还应该包括检测凭证等,为了确保检测计划真实完整,具有可行性,质检实验室应该设置一个评审团,专门来负责此项工作,对各项计划内容进行评审,同时该评审团还需要负责分工以及分配责任等,以此为后期的正式评审提供条件。 2.2进入评审阶段。 评审阶段主要包括如下环节:首场会议,一般都是由评审团团长来主体,其主要的作用就是对此次评审的内容进行介绍,同时介绍评审时间等内容,通常首场会议时间不宜过长,控制在半个小时即可,而正是开始之后,评审工作者要认真的观察以及检测,并且随时询问,与项目负责单位进行必要的沟通交流;现场评测、现场碰头等环节都在评审工作者有所体现,最后一个阶段是最后会议。 2.3编制质检报告。 评审工作主要是以质检报告的方式呈现,该报告中既要包括评审内容,同时还要包括报告最终的结果等。尤其要注意将符合评审以及不符合评审的内容都明确的标准出来,并且配以专业性的分析,便于查看人员了解原因。质量报告必须要规范合理,能够定量化的内容一定要定量化。 2.4进行跟踪性实施。 建筑工程质检报告中所评审不符合规格的部分,施工单位必须改进,保证安全的进展下去,此时质检实验室应该排出专业评审人员对施工单位进行严格地跟踪监督,分析纠正违规部分的情况,并且应该记录好报告。 2.5结论。 质检工作室的人员完全按照操作流程去工作,首先做好工作计划和准备工作,然后开始评审,编制建筑工程质检报告,最后进行跟踪性实施。当完成这些后,质检相应部门就会根据该年的评测情况,全方面的进行评测,评测主要包括计划制定的合理性,评审工作人员的工作态度,经验教训的总结,以及今后的发展方向和急需改进的方案。 3管理评审工作流程 3.1制定流程与目标实施。 建筑工程质检过程中应该制定相应的工作流程,记录评审工作笔记,这样在展开工作时有依据可循,有所指导。该流程主要有首先需要确定目标,在评审范围内,严格规范,组织工作结构,然后评审人员就可以确定,之后制定规划,目的是确定评审基本目标,对评审的工作内容作好记录和分析笔记,最后还需要编写评审报告,在报告中标注公众出现的不符合规格的质量问题,还需要质检人员跟进工程改进,跟踪监督,能够及时发现存在的问题。 3.2制定管理评审计划。 建筑工程质检实验室组织的管理评审活动,应按照资质评审规则以及管理规则,在有计划的情况下完成 3.3确定实验室工作人员的标准。 质检实验室的工作人员负责项目工程质量的核定工作,他们的岗位职责是执行各项技术规程、施工规范等,要求他们对工作质量负责,保证其准确安全率。建筑施工质检实验室工作人员应该通过统一培训,进行专业知识的教育。随着我国改革开放的深入发展,建筑业的地位日益突出,质检工作人员贯穿始终,建筑质检工程师必然有良好的发展前景。 3.4施工中参照管理评审记录。 将建筑管理评审的过程记录完善,并将其进行整理、归纳做出报告,把报告作为质检实验室的的工作理论依据。 3.5归纳评审过程中的文件。 将评审过程中产生的文件进行综合归纳,如程序和标准以及记录等,归纳时要保持文档的齐全,以及形式规范、保存的完善。 3.6质量问题纠正。 质检实验室在评审中发现的质量问题必须记事纠正,这关系到整个工程的质量问题,关系到工程进度问题。纠正的同时要继续跟进监督工程实施,防止同样的错误第二次出现,需要工程施工人员与质检实验室评审人员各部门协调工作,来共同实施工程,做到良好的监督。这些对工程的总质量都有决定性的影响。 4结束语 总之,目前我国的建筑工程质量检测实验室在日常工作中还有很多地方需要进一步的加强规范和改进,以更好的适应我国建筑行业的快速发展需求。实验室的质检人员在对建筑工程项目进行质量检测时,应该要遵守规范操作要求,以确保质检结果的可靠性与合理性。相信随着我国建筑行业水平的不断提高,我国的建筑质检评审管理水平也会随之不断提升,从而实现建筑行业的健康持续发展。 作者:鲁飞飞 单位:武昌工学院土木工程学院 建筑理论论文:建筑施工安全技术管理论文 1建筑施工技术管理资料的现状及分类 1.1建筑施工技术资料现状 目前一些建筑施工企业,确保施工企业质量体系非常薄弱,管理质量人员缺乏工作责任心,没有根据相关规定积极搜集、整理并且编辑建筑施工技术管理资料,造成之后的补充资料不够真实,更加严重的是,一些承包工程人对技术资料进行伪造,致使存档资料不真实。 1.2建筑施工技术资料分类 对安全管理资料的对应分类是技术资料管理的关键组成部分,分类的好坏以及准确与否都与后期工程施工质量以及安全方案制定息息相关。通过安全施工标准的检查内容、要求以及技术范围可将技术管理资料分为若干主要部分,其主要内容依次为施工的整体安全管理、文明作业施工规范、脚手架安全搭建、工程地基坑道的安全施工、立模的支撑保护、工程安全用电规范、提升机搅拌机以及电梯等安全使用、起重机塔吊等操作规范以及其他工具安全施工资料。 2安全技术管理资料整理 2.1施工整体安全管理 施工安全管理要求员工上工作业都需要做好必要的记录,对于施工内容、时间都有比较明确的交代,特种操作员如塔吊司机都应带好特殊职业上岗证并且填写相应的登记表格。管理人员以及安全监督人员需要实时对工程进展、人员操作规范进行检查监督,排除风险隐患,对于工程问题事项、风险位置做好档案记录并提示人员注意隐患,提出切实可靠的解决方案,及时排除风险,在工程醒目地域标贴警示语句或者摆放安全标志,时刻提醒作业人员安全施工。 2.2文明作业施工规范 文明施工是对工程现场操作人员的基本要求,需要做到人人遵守、事事落实,工程方应在施工作业前期摆放工程项目的总体建设计划以及施工图示;施工现场需要分配明确的管理作业职责,做到安全监督、安全管理、纠纷处理、综合管理各个职能到位到人并且做好相应记录统计;作业操作人员同时需要文明用语,文明施工,如杜绝随意处理垃圾、不注意公共卫生、随地抽烟、制造噪音等不文明现象。施工现场也需配备完善的医护急救设备,定期进行卫生、险情急救的培训活动,做到一旦出事故就能妥善准确处理,施工过程中同样需要注意噪音、烟尘、管线铺设等相关的处理操作。 2.3脚手架安全搭建 在施工计划方案中对于脚手架的用量、尺寸、搭建结构都要有明确合理的设计处理,施工之初需要对相关搭建人员进行全面深入的培训演示,使之明确工程原理、建设目标以及必要的安全理论。在脚手架搭建作业的同时,还需注重安全隐患的防范与预防措施,如设置专门的防护栏、防护网、应急通道等必要设施,质检人员也应对脚手架的产品规格、质量进行严格细致的检查,不合标准的产品因拒收退回,不予使用。 2.4工程地基坑道安全施工 工程管理部门需要出示详细的基础工程施工示意图以及如地基或者坑道的支撑防护措施,为了避免积水、沉降、塌陷等风险,应对施工人员进行专业的施工技术以及安全应险措施培训,对于风险需要做好监测、做表、记录等相关工作,根据实际状况制定工程方面的施工载荷标定,对风险做预防措施。相关的施工机械以及器具在进入施工现场前应做好评估检查,有详细的时间、作业内容记录,操作人员持专业上岗证作业,操作作业的流程标准需要严格按照施工方案来实施;相关的地形勘测,基坑形变检查都要有记录与报表,在缺乏照明的地段要安有必要的照明设施,施工项要有全面的考虑和针对性的作业,必要的作业内容经申请审批方可作业施工。 2.5立模的支撑保护 工程对于立模立柱的施工方案需要具体详细,并予以一定的施工示意图以及技术测试数据,立模的用料、尺寸结构框架都应根据实际的施工状况制定合理的方案,对于材料的进场与使用要进行质量抽查,做好样本记录,对于模板的拆除以及摆放也要合理地规划,流程清晰而不影响其他施工进程,分配专业人员对物料进行堆放与监管;立模、拆模同样需要专门的申请审批,依据施工方案规定的流程标准有序实施,拆除完毕后做好工程指标鉴定以及质量技术的交底工作,记录做好备案。 2.6工程安全用电规范 工程的安全用电是安全技术管理的重要领域,用电操作规范也关乎工程施工的方方面面,是至关重要的大环节,工程方在施工方案中应对工地用电的穿线、布局、铺设、配设配用箱等方面加以重视,同时对于电力中断、自然灾害、人为操作等因素下突发状况的应急措施也应有具体处理流程,每次事故都需做好报表记录,以供查阅分析。施工过程中电路的改迁铺设都要经过妥善的风险评估与申请审批;各个电路装置都应注重质量的保证,有生产合格证以及使用指标,其指标需符合施工设计方案的标准。 2.7提升机、电梯的安全使用 工程方要求设备生产方出示设备设计说明书、生产合格证以及相应设备参数指标,设备需要经过建筑安全部门的批准审核才能投入现实生产作业当中。提升机和电梯都要有完善、妥善的保险装置,对于缆绳、设计时速、荷载量都需明确标定。提升机与电梯属于高频率使用机械,因此需要有专业人员定期对其进行检测维护,以降低设备本身出现安全风险;而机器设备的安装、选址、功用结构选择都需要根据工程的实际情况而定,不能盲目,以免出现不必要的风险。高层设备需要设置专有的雷雨天气等防范方案,人员操作也应按照操作标准进行作业。 2.8起重机、塔吊操作规范 起重机以及塔吊操作人员属于工程特殊职业,上岗都要求具有特殊操作资格证及上岗证,操作人员操作机械前应对施工场、设备位置、操作半径等信息有全面的掌握了解,不可盲目作业,工程方对于起重机以及塔吊的位置选择、高度设置、作业半径都要有详细的设计施工方案,制作相应的操作规范供操作人员遵守,同时设备需具有实时联络装置,如信号灯、警告灯等,起重机与塔吊都有一定的载荷指标,所有设备参数都要符合施工方案的标准,操作员也应遵守相应规范,不能超出载荷极限而造成不必要的事故。 2.9其他工具施工安全资料 其他施工工具如挖掘机、泵车、商品混凝土进场出场都要有必要的手续核对,施工现场高频率使用设备应长期进行检查维护,现场的操作状况以及操作行为要加以必要的监督与管理。相关专家学术论证资料文件、安全施工技术管理方案文件以及相关的资料通知都需要适时通过培训、会议形式传达给施工现场的每个操作人员,形成人人监督、处处文明的理想管理环境。 3结语 安全技术管理资料的编写需要切合实际,不应存在片面和造假因素,制定的安全施工总指标需从长远全面考虑,制定之后便不宜修改,工程施工过程中需要专业人员监督实施,确保安全施工,排除安全隐患。因此,做好安全技术管理资料的整理有着重要意义,能够很好规范工程安全实施,并且从一定程度上提高施工作业的效率。 作者:施力 单位:中国水利水电第十三工程局 建筑理论论文:5s管理建筑施工现场管理论文 15s管理的概述 整理是指对施工现场的各项物品进行分类管理,将施工现场的必需品和非必需品区分开来,将在施工现场不需要的物品清理出去,从而为建筑施工的顺利进行提供保障。整顿是指根据施工所需物品的性质,对其进行分类放置,确保在使用这些物品时,能在最快的时间内找到这些物品,整顿的主要目的是减少施工现场的无效劳动,提高工作效率。清扫是对将施工现场垃圾、杂物等进行清理,确保施工现场的干净,如果施工所需的机械设备发生故障后,立刻对其进行维修,清扫的主要目的是保持施工现场的干净,因为在脏的环境中,施工人员的情绪会受到影响,这就有可能对工程的施工质量产生影响,因此,必须通过清扫来为施工人员创建一个干净的施工场所。清洁是对整理、整顿、清扫等环节进行深入开展,并实现施工现场的规范化管理,在这个环节施工单位要保持施工现场时刻处于最佳状态,从根源上消除安全事故隐患,从而为施工人员的身体健康提供保障,有效地提高施工人员的工作积极性。素养是指对施工人员进行培训,确保施工人员能严格的按照相关规章制度进行操作,在5s管理中,素养是最重要的一部分,只有不断提高施工人员的素质,才能确保5s管理的顺利实现。 2当前建筑施工现场的管理现状 2.1施工单位对现场管理不太重视 目前,在建筑施工过程中,很多施工单位将重心放在施工进度控制和施工成本控制上面,对施工现场管理不太重视,导致建筑施工现场管理很难获得良好的效果。对于实现施工现场管理的施工单位,在对施工现场进行管理时,施工单位没有积极的引进先进的管理模式,仍沿用传统的管理方式,这不仅没有提高施工单位的经济效益,反而造成资源浪费。 2.2缺乏完善的管理效果评价体系 通过管理效果评价体系能对某种管理方法的效果、作用进行有效地评价,从而判断出这种管理方法对企业经济效益产生的影响,管理效果评价体系对建筑施工现场管理有十分重要的作用,但在实际工作中,很多施工单位并没有建立完善的管理效果评价体系,在对施工现场进行管理时,盲目的引用管理模式,从而对施工现场管理造成影响。 35s管理在建筑施工现场管理中的具体运用 3.1加强施工现场的整理整顿 在建筑施工现场,由于施工原材料、施工机械设备十分复杂,并且在施工过程中,会经常搬运各种施工原材料,因此,很容易引起施工原材料的放置、堆积、整列等浪费,同时施工原材料在搬运过程中会占用大量的空间、时间、人力资源、机械设备,而在5s管理中,这类浪费是可以避免的,通过对施工现场进行整理、整顿,能有效地扩展施工现场空间,确保各类施工原材料和施工设备的井然有序,这样就能很方便的找到施工中所需的材料和设备。在对施工现场进行整理和整顿时,要注意尽可能的减少施工材料和机械设备对施工现场空间的浪费,从而有效的提高施工现场场地的利用率。施工单位在对施工现场进行管理时,要对各类物品进行定性、定量管理,并确定以什么样的状态放置各类物品,从而确保施工现场的干净整洁。 3.2通过管理制度巩固5s管理效果 5s管理要求实现施工现场的规范化、标准化,在建筑施工现场,很多施工环节需要多个施工人员协同劳动,并且会出现立体交叉作业,为确保施工的安全,施工单位必须建立完善的施工现场管理制度,通过管理制度对施工现场的各施工环节进行协调管理,并对施工人员进行严格的要求,确保施工人员能严格的按照相关规章制度进行操作,从而为规范化管理、标准化管理的实现提供保障。 3.3对施工现场管理进行严格的考核 在对建筑施工现场进行管理时,管理人员要严格的按照5s管理的要求,对施工现场进行监督管理,确保建筑施工现场不会发生漏水、漏电、滴水、冒浆、滴浆、漏浆等现象;在建筑施工现场,严禁出现高空乱扔杂物、混合堆放材料的现象,并保持施工作业面的干净整洁。施工单位要将施工现场管理的责权利相统一,让施工人员能够看得到,这样就能对施工人员的行为进行有效地约束,这不仅能有效地提高施工单位的现场管理水平,还能为建筑工程的施工质量提供保障,这对施工单位的快速发展有很大的帮助。 3.4注重提高施工人员的素养 在建筑施工现场,所有的施工活动都是由施工人员完成的,因此,在建筑施工现场管理中,对人的管理才是最重要的环节,只有提高对施工人员的管理水平,才能有效地提高建筑施工现场管理质量。在建筑施工现场仅仅通过管理人员对施工人员进行管理是远远不够的,需要不断提高施工人员的素养,让施工人员积极主动的参与到管理中,因此,施工单位要根据实际情况,制定合理的培训内容,定期对施工人员进行培训,不断提高施工人员的综合素养和技能水平,确保施工人员能严格的按照相关规定进行操作,并且能实现自我管理、相互管理、相互监督,从而为施工现场的标准化管理提供保障。 4结语 将5s管理应用在建筑施工现场管理中,能有效地提高施工现场管理水平,为建筑施工的顺利进行打下良好的基础,因此,在实际施工过程中,施工单位要合理的应用5s管理方法,从而有效地促进施工单位的快速发展。 作者:周诚 单位:聊城市明康建筑工程有限公司 建筑理论论文:信息技术建筑工程管理论文 1信息技术应用于建筑工程管理中的重要意义 一方面,信息技术有助于项目的整体规划。在各项技术应用的过程中,信息技术属于一项较为突出的工程技术。在建筑工程管理的过程中,应用信息技术不仅能够实现工程管理的整体实施,还能够在施工的过程中对整个项目进行规划。从这一点就可以看出,施工单位在施工的过程中应用信息技术,就能够更好地做好质量安全监管监控、进度控制、经济预算以及资金控制等各项工作,同时还能有效衔接各项管理工作。信息技术的应用围绕着工程管理而开展的,在其实施的过程中建立相应的模型,促使工程项目整体规划的完成。另一方面,信息技术有助于信息系统的建立。从建筑工程应用信息技术的现状就可以看出,信息技术主要应用在建筑工程的内部管理工作中。在进行管理的过程就能够对信息系统中的不足采取弥补措施,对信息资源进行有效管理。针对施工单位相关信息的管理,可以落实各项管理原则和制度,重新整合相关数据,促使建筑工程在管理方面能够有效的管理与控制。另外,信息技术的应用还能够降低施工单位的管理成本。在建材采购的过程中,利用信息技术能够对各种数据进行共享,实现供货商与需求商之间的直接的贸易交流,这样就能够降低材料采购成本。 2信息技术在建筑工程管理中的应用现状 虽然当前信息化不断加快,但是从目前建筑工程信息技术应用的情况来看,效果表现并不是很理想。经过分析,当前信息技术应用于建筑工程管理的现状主要体现在这几方面。第一,管理水平较低。在市场竞争越来越激烈的形势中,越来越多的建筑工程企业已经开始逐渐将重点工作转移到信息化技术中。部分建筑工程企业已经建立局域网并对其加以应用,实现企业内部不同部门之间的资源共享。在工程管理的领域中,信息化技术受到越来越多的关注。在建筑工程管理领域实现信息技术管理已经成为发展趋势。这对全社会工程管理水平的提高具有重要影响。从这就可以看出,当前在企业内部尚未完全实现资源共享的状况下,建筑工程管理水平仍旧处于较低水平的状态。第二,信息化程度较低。在建筑工程管理的过程中实现信息化管理可以逐渐拓宽信息化应用领域。但是在此过程中,对信息化的概念并没有一个统一准确的认识。当前,在建筑工程管理的过程中,管理人员普遍认为只要会上网就能够实现信息化管理。但是针对建筑工程的统筹资源、实测工程成本以及项目风险识别等都没有充分的认识。正是这种因素导致在工程信息化管理的过程中,企业愿意接受信息技术的管理,但是针对由信息技术增加的工作量容易遭到忽略。从这两方面就可以看出我国建筑工程管理的过程中信息技术的应用仍旧处于低水平状态。要想改变这种现象就应当采取相应的措施。 3信息技术在建筑工程管理中的具体应用 从我国目前信息技术在建筑工程管理中的应用就可以发现,信息技术的应用并不能满足目前工程管理的需要。针对此种情况,就应当采取相应的措施,实现工程的信息技术管理。 3.1构建一体化的信息系统 建筑工程并不是一项简单的施工操作,建筑工程的操作包括各个环节,同时各环节在施工的过程中出现的过于频繁。在建筑工程施工之前,需要对项目进行招标,设计施工图纸等。在建筑工程管理的过程中数据量非常庞大。因而,为建筑工程建立一体化信息系统非常具有必要性。管理人员在构建信息系统的过程中,应将质量安全、人员管理、投资预算以及各个时期的施工进度考虑在内。在信息技术管理的过程中应当突破局限性,将各个内容连接起来,进而促使建筑工程管理的过程中能够形成科学合理的信息管理系统,在此基础上实现对各种资源的合理利用。 3.2必须将项目管理作为信息化工作的优秀 在建筑工程实行信息技术管理的过程中,必须确保工程项目管理始终处于优秀位置,只有这样才可以实现对项目信息的综合利用。项目信息的综合利用就是可以保证在建筑工程管理的过程中对工程建设勘察设计、施工组织、进度计划、资金计划、合同内容、信息技术等相关内容实行有效的管理。这样就能够弥补现如今建筑工程管理中存在的上述不足。但是,在建筑工程应用信息技术管理的过程中,不同的施工单位都会有不同的信息内容与信息管理方式,针对此种情况,企业应当根据具体项目自身的实际情况建立方便对接的信息模式和管理系统,以便与项目相关各方共享信息,从而对工程进行有效且高效的管理,促使信息技术在工程管理中发挥良好的作用。 4结语 综上所述,在经济快速发展的过程中,加强信息技术在各个领域中的应用可以有效提高我国在国际经济市场中的竞争力,进一步推动我国各方面的发展。在此过程中,对建筑工程管理实行信息技术管理,将有效促进建设行业的发展。 作者:刘潇滨 单位:西安科技大学高新学院 建筑理论论文:建筑幕墙工程监理论文 1建筑幕墙施工中的问题分析 1.1预埋件的问题 预埋件支撑着建筑幕墙的主体构造,但有些预埋件的规格、尺寸、焊接质量、锚固长度达不到合格标准,个别连接件的可调节结构出现了松动、不牢固等问题,其中缺少防松脱、防滑保护装置,而且实际施工中,幕墙主体结构总会出现偏差现象,如果此时其中的预埋件为钢性连接,调节偏差过程中,很容易造成主体结构同焊缝偏离设计标准的问题。预埋件同连接件之间缺乏有效的防腐处理,使建筑幕墙施工不达标,几毫米的预埋件施工偏差,都可能酿成灾难性的后果。 1.2施工中幕墙的立柱和横梁问题 立柱与横梁都是构成建筑幕墙的主体结构与部件,也是幕墙施工监理的关键点,立柱与横梁的施工彰显挑战性,可以说幕墙立柱与横梁的施工水平直接影响着幕墙结构的牢固度与稳定性,从而影响着整个建筑工程的质量。幕墙立柱与横梁安装施工中会有很多问题,通常安装立柱之前为了确保安装的精准性,需要力学计算,然而,由于计算结果不准,会导致同实际工程施工相偏差、偏离等问题,同时,立柱与横梁截面参数的计算误差也常超出合理范围,从而导致建筑受力不平衡,建筑结构牢固度受到威胁和影响。立柱与横梁同幕墙结构主体连接处,由于接触面类型不同,所需要的隔离处理方法也就不同,然而,实际的幕墙工程施工却往往忽视了这一关键点,导致幕墙施工问题频发,带来不良的危害和损失。 1.3幕墙水密性问题 建筑幕墙施工过程中,施工人员由于忽视了对板材、结构胶以及各种材料的粘结度的检查,使得一些过期的、失效的结构胶等涌人施工现场,或者在没有对接触面做出科学的清洁处理的情况下就盲目涂胶,从而导致了严重的幕墙水密性问题,具体可以体现为:幕墙封顶处理不佳,导致漏水,未按规定标准优选密封胶,导致胶缝裂开,密封条脱落等问题;幕墙四边同墙体嵌缝不实,选择的材料不科学等等。这些都是幕墙施工常见的水密性问题,必须加强对幕墙水密性的施工监理。 2建筑幕墙工程监理控制的技术关键点 2.1加强预埋件施工监督 预埋件工程施工前,监理必须提醒建设单位同施工单位签署预埋件施工协议书,其中重点明确预埋件施工要求,例如:位置、尺寸偏差以及施工责任归属问题等等。要求幕墙厂家亲临工程现场,进行预埋件施工指导,监理必须协调好幕墙厂家同工程建设各单位的关系,确保在幕墙厂家指导下按设计及规范要求施工质量,保证预埋件的施工质量,做好事先控制监理。同时,要保证钢连接件同预埋件的科学焊接,其中焊接水平、銲缝大小以及防腐处理等都要达到规定标准。 2.2横梁与立柱监理技术关键点 2.2.1横梁施工监理 横梁两侧的连接件与弹性橡胶垫要装配于立柱的预定位置,而且必须达到牢固、无缝隙的效果。相邻横梁之间的水平高度差应保持在lmm以内,同层标髙偏差在4mm以内,而且必须同立柱的嵌玻槽保持一致,二者之间的高度差也要在lmm以上。要本着从下到上的顺序来装配同层横梁,每装完一层,就要做好检查、验收、审核、牢固等工作,确保其能够达到标准规格,同层横梁宽度 35m时,则标高差 5mm,相反,宽度: 35m,标高差‘7mm�正确的横梁构件为水平类型,而且要分段于立柱内部,呈现为嵌人连接,同时,横梁两侧同立柱接壤处要设有弹性橡胶垫,其压缩性能也要达到20%�35%的水平,这样才能有效预防温度的变化导致的横梁变形问题。 2.2.2立柱监理 监理必须严格监督立柱的安装程序,正确程序为•.立柱同连接件牢固连接,连接件点焊于预埋钢板,再对应调整位置。立柱安装要控制在科学的误差范围内。要结合具体的施工情况来检查立柱的长度,正确的长度要在7.5m左右,且接头部分需一定空隙,通常选择套管连接模式。 2.3加强水密性施工监理 为了控制建筑工程幕墙施工中出现的水密性问题,幕墙工程监理人员必须重点加强水密性施工监理,从施工前到施工中再到施工后的监督与管理。施工前,必须做好各类板材的检查与核查工作,重点检查结构胶,而且要做好需要粘结构件的清理、清洁工作,严格根据相关的规定来展开施工,确保施工质量。 2.4板材的监理 建筑幕墙类别较多,对应使用的板材类型也各不相同,具体的板材类型包括:玻璃板材、铝单板、陶土板、石材等等。必须严格监督所引进的幕墙构件的精度,确保其达到标准要求,要坚决拒绝使用出现在施工现场生产的幕墙玻璃板材。重点做好玻璃板材安装监理,监理必须明确科学的安装过程,未安装前,应该先对玻璃进行清洁处理,铝框中的杂物也要清理干净,这样才能确保粘合胶发挥作用,玻璃的镀膜面应该面向室夕卜,6m2以内的玻璃可以人工安装,超过这一面积的玻璃由于体积与质量都较大,则可以选择一些机械设备,要在玻璃四边设置空隙,来避免其由于遭受碰撞而受损,底部也需要设置定位垫块,其宽度要同槽口大致相当,长度也要在1dm以上。 3建筑幕墙工程施工效果分析 在分析幕墙工程施工关键点的基础上,重点加强对一些关键环节施工的监理与监督,确保每一个施工环节都严格依照科学的施工程序、方法与技术等进行施工,维护幕墙施工的科学性、合理性,提髙幕墙施工质量,减少幕墙工程的质量问题,达到理想的施工效果。为了确保建筑幕墙工程的施工效果,也要做好工程验收阶段的监理,从资料到竣工图再到幕墙使用维护说明书等等都要按照科学的程序严格验收,进一步维护建筑幕墙工程的施工质量。 4总结 建筑幕墙工程监理是一项非常重要的工作,其中涉及到多个程序,必须加强建筑幕墙工程的施工监理,明确建筑幕墙工程施工中常见的问题,抓住施工监理关键点,明确不同环节的施工技术,加强施工管理,从而有效提高施工质量。 作者:郑覃 单位:桂林森威建筑工程监理有限责任公司 建筑理论论文:我国绿色建筑施工管理论文 1建筑绿色施工管理创新 1.1人才的创新 一切活动都是由人来主导的,所以说在人类进行生产生活过程中,每一步都离不开人的管理。施工管理也是一样,从开始到结束都是由人来完成的。施工管理人员的质量会直接影响到整个工程的进度和质量。首先,建筑施工企业要重视人才的重要性,引进综合素质高的施工管理人才,组建一批职业道德素质高、专业技术过硬、综合素质高的优秀人才管理队伍。其次,在引进优秀人才的同时,不仅要看重人才的专业水准,更要选择职业道德水平高尚的人,具有职业道德的职工不但在工作中会遵守职业道德,对工作认真负责,遵守工作的相关制度,而且在生活中也会具有更加高尚的人格品质,引进人才要充分考虑市场的需求和施工管理的实际需要,最后,引进优秀的人才之后,要做好对人才的后续培训和管理工作,学习的过程是一个永无止境的过程,只有不断学习积极进取的人才会在工作中更加胜任。所以定期对人才进行专业技能培训和再教育活动,使他们完全掌握所处领域内的专业技能,扩展他们的知识结构,合理使用人才,使每一个人才都能发挥他的优势。 1.2施工技术的创新 在市场竞争中,技术是最强有力的竞争优势。因此,施工企业应该重视技术的创新,这是提高企业竞争力的重要途径,具体来说,技术创新有两种方式:一、内部创新,即在激励机制的作用下鼓励内部的技术创新,把丰富的施工经验和施工需求结合起来,从而找出最有效的施工技术,这种创新方式可以直接用于工程技术。二、外部创新,积极向强者学习,引进先进的技术理念和新工艺,并和优秀企业进行合作,把先进的技术联合起来,以企业为中心形成一种互惠互利的双赢局面。在具体的施工中还要根据企业本身工程项目的实际需求,对先进的工艺技术进行相应的调整,做到先进技术能充分适应项目的需求,从而拥有自己的特色技术体系。 1.3管理的创新 创新是一切活力的源泉。第一,如果及时对建筑施工企业进行管理方面的创新企业就会像一个有活力的年轻人一样,永远能够保持生机和活力。每个企业情况都不同,我们要有针对性的做相应的调整,如根据企业发展的现实需求和实际情况,对企业的部分机构进行适当地调整,深入而详细的了解相关工作人员的个性、能力以及特长,从而使每个人都发挥出自己的绝对的优势。第二,施工管理的过程也是一个学习的过程,我们要虚心向优秀的企业学习,认真并积极的学习国外的先进管理经验,然后再结合企业本身的实际情况和需求,将先进经验灵活的运用,不应该盲目的将国外的先进经验直接生搬硬套。第三,施工企业应该重视企业的文化建设,文化是一种软实力的象征。建立有自己企业特色的文化氛围,使施工人员工作节奏和强度都能够处于一种和谐有利的氛围当中,在潜移默化中当中被企业的特色文化所教育和感染,从而顺利的开展管理工作。在管理过程当中,应该合理配置网络化信息人才,采用先进的网络技术,利用好计算机这个平台,从而最大程度的减少施工管理的工作量,提高管理效率,达到满意的效果。 2建筑绿色施工管理新措施的探讨 2.1绿色环保施工材料的筛选 在整个建筑施工的过程中会涉及到诸多原材料,这些原材料也是整个建筑的关键。绿色施工管理最基本的就是原材料进购的绿色管理。在我们日常的建筑原材料采购过程中,因为环保意识的缺失,环保因素往往会被原材料采购者忽视,只考虑到质量和价格因素,这对绿色施工来说是非常不科学的。绿色环保施工在原材料的筛选上要选用一些污染物质较少的材料,对于一些“氨、甲醛、苯”等有害物质较多的原材料要杜绝在施工中使用。除了在选用原材料方面要保证绿色环保之外,在施工的过程中也要做到绿色环保。因为建筑行业中所用到的一些原材料,虽然在绿色环保施工材料的筛选上避免了一些有害物质较大的原材料,但是在其他的原材料中还是会含有一定成分的有害物质,这就需要在施工的过程中对施工人员的人身安全有充分的保证。所以,不管是在原材料的选择上还是在施工过程中对施工工人人身安全的保护上都要严格遵守国家关于建筑环保的相关标准,只有这样才会真正的实现“绿色工程”。 2.2施工过程中污染的防治措施 在建筑的施工过程中会因为实际施工的需要进行一些现场的操作,但是如果这些操作控制不当就会造成一定的施工污染。下面对施工过程中造成的污染以及防治方法进行简单的介绍:第一,泥浆污染及其控制。建筑工作制造泥浆是必不可少的程序之一,但是如果对泥浆的控制不力,让泥浆流出场地就会造成一定程度的环境污染。对于这种情况,就要严格控制泥浆的使用,按照实际的需要生产泥浆,尽量不要出现过多生产泥浆的现象。如果一旦泥浆生产过多,在泥浆使用完毕后就要对多余的泥浆及时固化,防止污染。第二,尘土污染及其控制。尘土污染也是施工现场常见的污染之一,因为施工现场尚未硬化,尘土飞扬当然是正常的事情。针对这一类情况出现的污染,淋水降尘的方法是有效直接的方法。第三,光污染及其控制。光污染是指在施工现场的电焊发出的光亮污染,针对这类污染现象只要在进行电焊操作时,周围布置好维护即可。 2.3能源消耗过大的防治措施 能源消耗在建筑施工的过程中是必不可少的,但是大量的能源消耗是不符合绿色环保建筑含义的。所以,加强在施工建筑中能源管理,对于降低建筑过程中的能源使用是非常重要的。在建筑中降低能源消耗主要从三个方面入手,第一,机器设备的选择上,要选择能源消耗较低的机器设备。第二,在施工过程中对于出现故障的机器设备要及时检修,这样既可以延长设备的使用年限,同时也可以降低设备的能源消耗。第三,施工工人的节约资源的环保意识。施工的工人要有节约资源的意识,只有这样才会避免在施工过程中出现的不必要的浪费。 3结语 综上所述,绿色施工管理既有利于环保,降低建筑工程中的能源消耗,同时又是可持续发展的必然要求。绿色施工管理是在传统的管理方式上的突破,这种突破不但顺应了发展的趋势,而且也给我国的建筑行业指明了发展的方向。 作者:李相 单位:惠州市水电建筑工程有限公司 建筑理论论文:建筑施工企业薪酬管理论文 1传统建筑施工企业薪酬管理存在的主要问题 1.1对企业薪酬管理理论认识不足 很长的一段时间以来,在理论界,对薪酬的含义存在许多不合理的理解和认识,简单地把薪酬管理当作金钱激励,认为通过金钱和物质,就可以实现对员工的激励。这种单一的、片面的认识,不利于企业真正发挥薪酬管理的作用,从长期来看,这种不正确的认识,对于企业的人力资源战略的实施,是非常不利的。 1.2薪酬管理在实施过程中不够透明和公开 从很多建筑施工企业薪酬管理制度的实际施行情况来看,存在的一个重要问题就是,管理过程不够公开,透明度较低。一些建筑施工企业,认为公开员工的工资收入,会对员工造成一定的心理影响,会导致普通员工的自尊心受到不同程度的伤害,对于一些收入较高的高级管理人员来说,如果公开其工资收入,可能会导致其隐私受到侵犯。并且在一些福利的发放方式上,透明程度较低,很多施工企业存在一些秘密福利问题,这对于基层员工来说,是一种不对称的伤害。 1.3薪酬体系与建筑施工企业发展战略不匹配 不少建筑施工企业,为了提高短时期内对员工的激励效果,使用一些激励力度较大的短期薪酬发放模式。这种方法,可能在短时期内提升企业的效益,一些大型的重点工程项目可以提前完工,但是,从长远的角度来看,这种过于只求当前经济效益的薪酬激励措施,不可能很好地融合企业的长远人力资源战略。一些新技术的使用推广、高素质人才的储备,企业管理层的培养,均需要一套比较长远的薪酬管理架构。 1.4部分建筑施工企业薪酬管理模式落后,组织结构存在缺陷较多 现代一些建筑施工企业,仍然使用一些比较落后的薪酬管理模式,即以人事管理为主,缺乏对员工的绩效考核和能力培养,在很大程度上,仍然非常看中年龄、资历,对于一些比较年轻、专业素质较高的员工,没有予以应有的重视。在组织结构方面,薪酬制度不够完善,一些管理环节还存在漏洞,导致企业的整体运行和管理衔接不够顺畅。 2建筑施工企业薪酬管理改进和完善的策略分析 2.1从组织结构设计方面对薪酬管理进行创新 在薪酬管理的结构设计方面,要融入以人为本的管理理念,重视员工的自我价值,鼓励员工在自己的工作岗位上,发挥主动性、能动性和创造性。提倡员工学习和领会企业精神,提高员工之间的和谐性,促进企业整体文化水平的提升。 2.2薪酬管理的模式要向多元化发展,体现出差异性 建筑施工企业的薪酬管理,要根据企业的实际发展状况,设计更加多元的模式,适当照顾和考虑不同层次的员工,体现对各类不同性质工种、不同职级员工的尊重。通过差异化的激励手段,满足不同层次员工的需要,切实维护和保障企业内部员工的稳定,提高企业的人力资源整体价值。 2.3逐步提高薪酬支付灵活性、公开性和透明度 在薪酬支付模式方面,企业要与时俱进,不断补充和增添新的时代元素,提高支付方式的灵活性。对于一些可以公开的工资,在薪酬发放的过程中,可以在一定层次上、范围内,进行公开,提升同级别员工薪酬福利发放的透明性,鼓励内部员工良性竞争,提升工作积极性,这对整体企业效益的提升是有帮助的。 2.4科学调整企业的人员及组织架构,提升组织效能 大多数建筑施工企业需要的不是一场伤筋动骨的组织变革,而是疏经活络的组织激活。企业可以围绕驱动组织效能的三大关键要素———人力成本、流程效率和员工士气,规划人力资本投入的优先级,可以释放出大量组织潜能,提升业务结果。有效的人力成本,是指用最少的人力成本来配置人才资源并运营人力资源职能。 ①评估人力成本是否有效的指标有很多,在此推荐两种方式。 从人力成本率和公司税前利润率、支付水平和支付效率,来进行行业标杆分析,进而判断企业是否处在行业合理收益区间。关注人力成本不仅是为了控制薪酬成本,更要结合支付效率分析人才投资策略和效果———人力投资是否正面驱动了收益回报,是在何种薪酬水平上完成了收益回报?理想境界是在较高的收益回报区间,同时维持总体薪酬水平与市场持平甚至更低。但也要注意对关键人才的奖酬区分,为企业长远竞争力进行投资。 ②流程效率是指在关键流程上有效配置人力资源并且使人员产出效率最大化。 流程效率可以从两个维度进行衡量:成本效率和产出效率。成本效率可以基于企业规模(收入或员工规模),或者产出量来计算成本使用的效率,通常用比值表示,以便和外部市场或历史数据进行对比。产出效率往往和人员配置效率有关,即每位员工创造或支持的收入(或产量)规模。为了监控执行过程,还应该把流程周期等先行指标加入衡量体系,先行指标对结果有很强的预示性。 ③最佳状态的员工士气是指团队稳定并最大限度激发了现有员工的潜能。 员工士气有两个关键指标:员工体验和员工承诺。员工体验是指人力资源管理领域提供给员工的全方位组织体验,例如薪酬福利、绩效、培训发展、员工沟通、团队管理等,通常也包括组织氛围、领导风格等。员工承诺是由员工忠诚带来的积极的承诺行为,包括愿意付出额外的努力,愿意推荐雇主等。良好的员工体验能够驱动积极的员工承诺,产生正向的业务结果,反之亦然。企业可以结合在某一管理领域员工的体验评价和对员工承诺的影响,计算出该管理领域的提升潜力,从而识别组织当前最需要改进的管理领域。 作者:钱磊 单位:中铁十一局集团第五工程有限公司 建筑理论论文:绩效管理理论在建筑安装项目中的应用研究 绩效管理理论在建筑安装项目中的应用研究 随着经济全球化和信息时代的到来,世界各国企业都面临着越来越激励的国内和国际市场竞争,为了提高自己的竞争能力与适应能力,许多企业都在探索提高生产力和改善组织绩效的有效途径,我国企业也不可避免遭受到市场经济的洗礼,在与国际化悄然接轨的同时,现代各种管理理论层出不穷,如优秀竞争力、学习型组织、团队建设,德鲁克的目标管理等管理工具与方法,成为了中国企业界模仿与学习的样板,高薪聘请知名咨询公司对企业进行“有病看病,无病保健”,更成为了一种时尚。但目前看来这些现代管理工具与方法对我国企业发展所起到的推动作用远未达到预期目标。究其原因,除脱离本国企业实际情况以致使先进管理活动流于形式外,照搬照套,机械式地使用相关管理方法也使企业在运行中事倍功半。 1 我国企业绩效管理中存在的问题 自从20世纪90年代初绩效管理被引入国内后,虽然有一部分企业开始实施绩效管理,但从实践的结果来看,国内企业的绩效之路并不平坦。总体来说,绩效管理在我国的企业尚属管理的新领域,绝大多数企业对绩效管理的认识仅仅止于认识,绩效管理只是一个概念,而且掌握这个概念的人也是少数人力资源管理者和观念超前的人,即使对绩效管理有了更为深入的认识,但由于忽略了实施绩效管理所需要的管理基础,也导致了实施效果大打折扣,最终要么流于形式,大家互相应付,机械地填写表格,对付任务;要么干脆重新回到老路,还是平均主义,还是大锅饭。从而出现了绩效管理在国内水土不服、“桔生淮北则为枳”的局面。 2 组织绩效管理设计思路 团队与一般组织环境的最大不同在于协作工作方式。威廉斯提出团队区别于团体的主要特点之一是其工作的相互依赖性,即团队任务的完成依赖于成员的协作努力。团队不像是组织内的一般职能部门,后者所承担的往往只是完整流程的一个部分,其所拥有的知识和所获得的工作信息是不完整的,很难对业务的整体发展有所规划。但是,团队所承担的往往是一个较为完整的流程,团队内的成员各自拥有不同的知识和技能,在相互协作下完成一项任务。团队工作的相互依赖性要求成员必须关注其他人员的工作情况,在必要的时候给予建议和帮助。价值分配也是根据团队成果确定的,而不会根据个人任务目标的完成情况。而一般的绩效管理所强调的是任务责任的具体化和清晰化,通过责任细化强调每个人对工作的关注,提高运作效率,并根据个人的任务完成情况进行价值分配。但是在团队环境下,这种基于个体的绩效评价方法不仅不利于团队协作的开展,还会在成员之间造成一种紧张压力,相互抱怨,最终使得团队协作的努力付之东流。除此之外,共同的目标也是团队的一大特点,即每个人应该在共同目标下完成自己的任务,所以如何激发成员为共同目标做贡献的积极性也是必须考虑的问题。在一般的绩效管理中,员工的任务都是被管理者事先确定好的,没有多少自主性而言。即使是有员工参与的情况下,起到决定性作用的仍然是管理者而不是员工。这种情况下,员工的积极性可想而知。由以上分析可知,一般组织绩效管理的设计思路在团队环境下遇到了挑战,如何才能解决这个问题?管理控制理论的新发展提供了一条新的解决思路。 3 建筑安装工程项目绩效管理的方案设计 拟订一份切实有效的绩效管理方案对建筑安装工程项目绩效管理的实施起着至关重要的重要的作用。没有方案,想到什么做什么,管理层要求什么做什么,注定很难成功。只有主动出击,才能占据主动,战略性地做好绩效管理。因此,在实施绩效管理之前,必须认真细致地研究绩效管理的理论、方法、流程,制定一份漂亮且实用的绩效管理方案。 3.1 绩效管理的流程。 一个完整的绩效管理过程应包括以下五个组成部分:设定绩效目标。经理与员工保持持续不断的沟通。记录员工的绩效表现,形成必要的文档记录。项目竣工后的绩效评估。绩效管理系统的诊断和提高。 3.2 绩效管理中的责任分配。 实施绩效管理,就是要让工程项目中的每一个管理者和员工都在其中扮演合适的角色,承担相应的责任。这个问题必须明确,否则,流于形式将不可避免。通常,一个建筑安装工程项目有四个层面的管理角色,即总经理、管理经理、项目经理和员工,根据每个人的分工不同,每个人的绩效责任也有所不同。总经理:提供赞助和支持,推动绩效管理向深入开展。管理经理:设计绩效管理实施方案、流程和工具,提供有关绩效管理的咨询,组织绩效管理的实施。项目经理:执行绩效管理方案,对员工的绩效进行辅导沟通:帮助员工提高绩效。员工:绩效管理的主人,拥有绩效并产生绩效。 4 过程管理和绩效考核 在项目管理过程中公司管理经理每周一次组织公司管理部门到项目指导业务工作,并根据项目部人力资源状况,对预算员、管道施工员、电气施工员进行专业知识培训,公司还在项目抢竣工阶段组织了“奋战一百天,保节点,保质量,劳动竞赛”。通过以上行之有效的组织措施,增强项目部管理人员的战斗力。公司每半年考评项目部员工一次,具体做法是:先将项目管理人员在这半年中所参与的项目的综合评价值进行分数标准化处理(即:将各综合评价值转化为1-1o分中的一个分值,该分数反映了他对各个项目的贡献程度),然后将他在各项目中所得的标准分数“加权求和”,即得到他这半年的考评得分,其中权重系数反映各项目的重要程度,由专家给出。专家可依据经济效益、工作难度、项目周期长度、工作量、项目工作是否具有长远意义、项目类型等指标,确定各项目的权重。我们通过给每位项目管理人员员工设立“积分档案”,将每半年考评得分进行累加,这样就可以直观清晰地反映出每位员工通过参与项目对企业所作的贡献。 建筑理论论文:我国建筑行业全面预算管理的基本理论研究 摘要:全全面预算管理是指企业在战略目标的指导下,对未来的经营活动和相应财务结果进行充分、全面的预测和筹划,并通过对执行过程的监控,将实际完成情况与预算目标不断对照和分析,从而及时指导经营活动的改善和调整,以帮助管理者更加有效地管理企业和最大程度地实现战略目标。全面预算管理需要充分的双向沟通以及所有相关部门的参与。目前,全面预测在我国建筑企业中已有了广泛应用。本文结合建筑业的实际情况总结出全面预算管理在建筑企业中的运用,设计出适应本企业财务预算工作体系。 关键词:建筑业 全面预算 工程造价 动态管理 造价控制 激励政策 定额 信息反馈 中图分类号:f285:tp39 文献标识码:a 1 引言 预算和造价工作是一项技术性、政策性较强的经济工作,随着社会主义市场经济体制改革的深化和发展,工程建设投资越来越大,国家和社会对工程造价预算人员的要求也越来越高。在工程建设中不可避免的要遇到市场、人为因素等的风险,使预期的工程造价预算超出投资控制。这明显不利于工程整体建设。合理、有效地控制建设工程造价是工程造价管理的主要内容。做好工程造价的动态管理,控制风险投资,改进和完善工程投资估算,实行全过程的控制和管理,才能较好的完成工程造价概预算工作。 2 在建筑企业中实行全面预算的必要性 预算管理是信息社会对财务管理的客观要求。市场风云变幻,能否及时把握信息,抓住机遇是企业驾驭市场的关键。实行全面预算控制是建立和完善建筑业内部会计控制的基本方法,在全面预算管理过程中,应根据建筑业实际情况建立一套完善而行之有效的预算控制体系,在明确责权利的基础上完善内部各责任单位的预算控制,围绕资金管理和成本管理及时反映和监督预算的执行情况,分析各因素对预算的影响,通过考核及时发现问题,保证预算管理和绩效考核有效结合,它对建筑企业的生存与发展很有益处。 3 全面预算管理的主要内容 全面预算管理涵盖的内容非常广泛,表述不一。但基本上指以预算编制与审批,执行与控制,反馈与调整,分析与考核,预算管理组织结构建设,预算管理模式,预算内外资金控制及成本控制和预算管理技术支持等内容为一体的管理系统。 3.1 全面预算管理的内容 (1)预算循环。主要包括预算的编制与审批,执行与控制,反馈与调整,分析与考核之间的循环和运转。 (2)预算管理组织机构。预算管理组织机构是全面预算管理实施运行的主体,也是预算管理过程中起主导作用的集合体。一般由审批机构、预算管理委员会、预算管理办公室、各责任主体等组成。 (3)全面预算管理模式一般有集权式和分权式两种。集权式指建立在泰罗科学管理学说基础上,最大特点就是自上而下的强制性、传递信息途径的单向性。 (4)预算内外资金控制和成本控制。主要是预算与资金控制和成本控制的结合问题。 (5)预算管理技术支持,即预算实施的操作平台,指预算管理如何借助其他管理工具来进行实施和运用。 3.2 全面预算管理系统的动态描述 企业根据市场需要,结合企业自身能力,编制预算:通过执行预算满足市场客户需求;预算在执行控制过程中,通过信息反馈,及时并按规定程序修正预算、调整预算,以适应市场和企业实际情况,并将调整后的预算下达给预算责任单位;根据预算执行情况,进行分析和考核,再为下一轮预算编制提供参考和支撑。这个不断循环往复的过程就是预算循环,也是全面预算管理的优秀内容。 4 全面预算管理的主要功能 与全面预算管理的内容相对应,一般垒面预算管理要实现规划、控制、沟通协调和激励等功能: 4.1 规划功能 预算经过规划分析,并加以数量化,使企业的目标及政策能得到具体体现,有助于洞悉未来潜在的机会与威胁,实现其规划功能。 4.2 控制功能 预算目标的制定过程也是事前控制过程,预算目标的执行、调整过程也是事中控制,预算目标的分析和考核过程。又为今后规划提供依据,属于事后控制。 4.3 沟通与协调功能 通过预算的审批,可使预算制定层了解各预算执行责任主体和员工的需求与意见:通过全员参与的预算编制,可使预算制定层与执行层相互沟通,达到共识,减少或消除预算执行过程中的障碍和阻力;在沟通过程中,各经济单位摒弃本位主义,以企业整体利益为优秀,从而经过相互了解、沟通、协调,促使全员共同努力达成预算目标。 4.4 激励功能 企业全员参与预算的编制,而非经营者或高层下达单一的指令性计划,从而积极鼓励、吸收员工参与,促使员工个人目标与企业目标相统一,最终顺利达成企业目标。合理且具有可实现性的预算目标,能有效激发预算责任主体和全员的潜力,再加上相应的奖惩激励制度的实施,能促使预算责任主体和员工全力以赴,实现企业目标。 5 全面预算管理的作用 论文联盟 5.1 全面预算管理是适应现代企业管理的需要 为了能将企业各职能部门和其他经济单位的子目标和企业整体目标协调起来,必须有一条贯穿企业管理和生产经营活动的主线,而这条主线就是全面预算管理。 5.2 全面预算管理是提高经济效益的有效途径 企业必须以客户为导向,以市场营销为龙头,而以销定产的预算管理,是连接企业与客户的纽带和桥梁。在开源既定的情况下。节流一降低成本费用则是提高经济效益的关键,而预算管理则为成本控制的有效手段。从而使预算管理直接为提高企业经济效益奠定坚实的基础。 5.3 全面预算管理更有利于企业各项目标的实现 通过预算的编制和审批,可以有计划、有步骤的把企业的战略目标、短期经营策略和发展方向予以具体化,并有机的结合起来,激励全员参与实现经营目标,从而实现长期战略规划和短期策略的紧密结合。 5.4 实施全面预算管理有利于提高企业的管理水平 全员、全过程、全方位的全面预算管理,本质上是一种控制系统和管理工具,它渗透到企业生产经营管理的各个方面。全面预算管理,按 “谁负责谁承担”的原则进行管理,并按责任归属设立各责任中心,在企业内部各部门、各环节全面落实预算目标和预算责任,起到全面预算对经营活动的控制作用,从而提高企业的管理水平。 6 结语 建筑企业在实行全面预算管理的同时,要掌握好分寸,不要把预算作为一种管理控制的手段,做的过繁过细,避免让预算目标取代企业的经营战略目标,出现目标置换的倾向;消除预算中的一成不变的倾向,要对前面预算进行定期检查,如果发现重大变化,就应重新调整或全新制定全面预算。以达到预期目标。 作者简介:武庆军(1972-),男,汉族,陕西佳县人,1996年毕业于西安理工大学建筑与装璜专业,现主要从事工程预算方面的工作。 建筑理论论文:探析建筑工程管理理论体系 探析建筑工程管理理论体系 建筑工程管理理论是伴随着当前科学技术不断发展和逐步兴起的一门管理学科,是当今社会步入信息化与科技化时代所形成的工程管理方法。人们在生活和生产中对社会要求不断增加,对各种财富和福利的创造和取得途径发生了巨大变化。在目前的人们生活中,对各种生活技术和财富要求不再局限于传统的生产活动,而是更加注重各个项目开发与实施的效果,这就为良好的建筑工程管理措施提供了基础依据。良好的建筑工程管理,对建筑工程的施工质量与效率的提高有着重要的作用,同时为社会管理领域的完善提供了基础。在建筑工程中,伴随着当前生产力的不断提高,各种施工项目也在不断调整和改进,为建筑工程施工技术要求的完善提供了依据。 1、观念的改变 在传统的计划经济体制下,建筑工程施工企本文由业在施工中主要是为了完成上级交付的计划任务,并且在工程建设的时候要以追求经济效益为主要的目标。在目前市场经济发展趋势下,建筑工程企业必须改变传统的经营理念,以能够适应现代化发展需要的施工模式来促进施工效率和质量。在实际应用中,应当采用目前先进的社会发展体系和市场理念来取代过去的建筑施工理念,主要的替代方法和措施有场观念取替计划观念、利润观念取替产值观念、用目前的现代化管理理念来取代过去工程施工中所采用的行政指令,通过这种方法来促进目前建筑工程的施工技术要求,同时也为当前建筑工程的施工体系奠定了理论依据。 2、施工材料管理理论 在建筑工程管理过程中,要通过目前现代化技术措施加强对材料的管理,首先要加强对原材料进场检验与取样检测,原材料作为目前建筑施工的主要基础,提高原材料质量是确保建筑工程施工质量的依据。由于材料控制是工程的经常性工作,并且存在着施工项目广泛,工程量较大的特点,因此在施工的过程中监理体系和措施应当通过施工单位与监理单位联合管理。建立单位和施工管理人员主要是通过自身先进的专业知识负责对工程材料数量和质量进行核对和检查,避免由于施工中各种材料规格和数量的部队称出现了较大的施工隐患问题。监理单位主要负责抽查进场材料的质量,如石骨料、砂等是否具备出厂合格证、检验报告,水泥、机械、钢材等是否符合规范要求,对于不符合施工标准的材料坚决不能使用。钢筋、混凝土等作为建筑施工的重要材料,对其监理取样工作必须有见证人在场监督的情况下进行取样试验,并经各方签字认可。另外,混凝土在建筑工程中的应用率较高,对质量控制也起到关键作用。在大体积混凝土中,温度应力和温度控制也十分重要,在运转过程中,结构的应力状态受到温度的影响较大,如施工中常见的温度裂缝问题。经大量实践证明,混凝土中常见的裂缝,多是不同程度上的表面裂缝,如由于温度梯度而造成的寒冷地区温度骤降也会带来裂缝现象,因此混凝土的保温也对表面的早期裂缝起到决定性作用。 3、施工技术管理理论 施工技术管理是建筑工程企业的重要制度。一般情况下,现场技术管理人员应明确分工、各负其责,并实现相互监督与协调,以提高企业的技术管理能力。任何企业中的建筑工程都应有严格的管理制度,以实现科学化、规范化。作为建筑工程的技术管理者,应参与图纸会审、编写施工方案等各环节,并根据建筑工程的技术措施,合理安排进度,确保工程质量,并 尽力做到节约成本,加强监督管理手段。根据具体情况,应实现对特殊结构及特殊部位的技术交底,组织日常检查顺利开展,包括样板活动等。另外,建筑工程管理理论体系中还应涉及新技术、新工艺的质量鉴别,实现分部工程与一般工程的质量评定、竣工验收等,加强对工程质量与安全的事故调查、分析及处理。如果是大事件应及时上报相关部门,并负技术管理责任。通过全面质量管理组织,再加上小组活动,实现技术创新与技术开发的监督,并对监督资料进行整理和归档,加强技术业务的学习与安全教育。 4、完善技术交底制度 技术交底管理理论体系的建立健全,可让所有施工人员在正式施工前了解施工设计、建筑特点要求等,并在心中对工程项目有详尽了解,便于科学施工。建筑工程的技术交底内容主要包括以下几点: (1)工程合同交底。其中应涉及到施工范围及相关技术要求,便于今后图纸审查与索赔。 (2)设计图纸交底。让施工人员对图纸有所了解,包括建筑的功能、特点、主要部位和特殊部位等。 (3)施工组织交底。让所有施工人员对施工组织设计内容有所了解,并掌握施工方法、施工部署情况、施工计划以及完成任务的手段、方法与组织形式。 (4)设计变更交底。主要对施工人员与管理人员的交底,必须迅速、及时,避免不必要的返工与浪费。 (5)新技术项目交底。主要将新技术中涉及到的工艺、材料、结构等,向技术人员与施工人员进行交底,尽量全面详细,必要情况下需要管理与技术人员的现场施工监督。一般技术交底多采取分阶段进行,以便根据实际情况而随机应变。 5、施工质量管理理论 若想提高建筑工程的质量管理,必须提出质量战略,在企业中塑造质量体系。因为单凭全面质量管理理论是没有办法从根本解决建筑工程的质量问题,只有通过战略策划,并加入更多的质量文化内容,才能真正实现建筑工程质量的变革。实际上,建筑工程的全面质量管理并不是管理思想与理论的缺陷,而是市场竞争压力增大的必然结果。因此,这也对建筑工程管理提出了越来越高的要求,而工程的全面质量管理则需要在技术与方法上进一步改进,质量管理作为建筑工程中的一个子系统,应考虑与其他系统的结合、一致,实现整个系统的全局最优化。质量管理作为建筑工程管理理论中的重要内容,其方法与手段的实施需要随着工程管理目标而改变。目前,我国建筑工程管理正面临经营革命,由传统的生产导向、产品导向以及销售导向转变为更深层次的市场导向、成本导向以及人文导向。 6、结束语 目前我国的建设监理事业存在一些现象和问题,是建设监理事业发展和不断完善的必经过程。建设监理事业稳步和谐发展需要政府和社会从各方面给予关心和扶持,尤其是法律检察部门需要建立健全相关规章制度,用法律的武器制止建设工程中的违规操作。只有在有关方面的关心支持下,群策群力地排除各种障碍,才能得到有效的发展。 建筑理论论文:浅析经济管理理论在建筑企业中的应用 我国制定的发展路线是走中国特色的社会主义道路,因此结合马克思列宁主义和中国本身的社会体制民族特点才有了一条独特的、属于中国的社会主义发展道路,在邓小平同志的改革开放政策之后经济搞活、中国人民的经济开始飞速发展,在过去的十几年里中国的经济完全变了个样子,在效仿西方的资本主义道路的同时中国人也不能偏离社会主义道路,因为不论是从发展上还是从民族特征上中国的未来到势必会走上社会主义道路,世界发展的重点也势必是走向社会主义道路,因为社会主义道路比资本主义的发展性更强,更利于经济体系的发展。在当今社会很多企业开始过分效仿西方的经济体系,最终结果成了邯郸学步丢掉了企业本身的竞争力,企业被同化最终成为被吞并的结局,因此找到适合企业发展的经济管理体系才是企业经济发展的真正出路。 1.理论与大方向行的差异 当今社会的经济发展现实情况并不理想,一味的照搬照抄西方的经济发展体制是不可取的,因为我国的人口基数大经济相对是薄弱的环节,并不像西方以经济为基础开展劳动力充分利用,其实在经济上来说所有经济发展的最终目的无非就是产量最大化和劳动力的最大化,因此即使体系不同我们国家企业的发展依旧可以学习西方企业的一部分先进经济文化,但是这种学习是要在认清楚社会大环境下进行的,不要忘记企业是生存在中国这样一个发展中国家,经济体系属于社会主义,一味的生搬硬套资本主义社会企业的经济管理是不正确的,经验是要学习的但是仅仅是在理论上了解西方经济发展的利弊,不要在实际行动上完全效仿西方的经济体系发展,以免迷失自己的道路。在中国的经济体系中民营企业是比重很大的一部分,因此民营企业有正确的其营业经济管理细则就会对企业未来的发展规划起到重要作用,合适的经济管理办法能引导企业经济的正常化发展,做到可持续发展、经济体制进化的最终目的,同时也可以带动国家的经济体系发展。因此我们中国的企业要走合适自己的经济发展路线。 2.理论进行与实际进行的差别 在宏观经济研究中,一个非常重要的模型就是is-lm模型,该模型为执行财政政策和货币政策提供了清晰的思路,同时也决定了均衡的市场利率和产出,根据该理论模型,市场利率是由产品市场均衡和货币市场均衡共同决定,利率的自由浮动在宏观经济理论中起到关键作用,其逻辑如下:经济过热,政府要执行紧缩性的货币政策is-lm,首先,通过公开市场操作出售政府债券,收回货币,货币供给减少,导致市场利率上升,利率上升,投资下降,进而产出下降,最后经济降温。可以看出,政府通过货币政策来影响市场利率,达到政府的经济目的,但在建立is-lm模型时,货币市场均衡却出现了问题,传统货币需求理论认为货币需求是由交易动机和预防动机决定的,和收入成正比,提出投机动机是凯恩斯对货币需求理论的最大贡献,正是投机动机的存在,使利率介入货币需求理论,为建立is-lm模型奠定了基础,可以这样讲,没有投机动机就没有is-lm模型,西方国家由于拥有发达的证券市场,提出投机动机是符合其经济特征的,但在我国,这样的经济理论却与实际相背离,我国证券市场一方面起步晚,另一方面,由于各种管制的存在,市场规模及在居民中的影响远不及西方国家,居民以投机动机持有货币的数量甚至可以忽略不计,一旦没有投机动机,那么is-lm模型在我国将不复存在,更别说用来指导实践了。 3.宏观经济理论前提条件的差异从私密开始 西方经济理论就把资本主义趋利行为发挥到了极致,作为其中一个重要方面的宏观经济理论,成立的前提条件就是凯恩斯的三大心理规律:边际消费倾向递减、资本的边际效率递减和流动偏好,由于三大心理规律的存在,消费减少,投资减少,利率极低,居民普遍持有现金,这样导致有效需求不足,这就为政府干预经济提供了理论支持。三大心理规律正是资本主义趋利行为的反映,是以西方长期以来的资本主义精神为基础。马克斯韦伯在 新教伦理与资本主义精神》一书中提出:西方民族在经过宗教改革以后形成的基督教新教中,某些教派(如加尔文和清教教派)的宗教理论一勤奋地恪守天职和对财富的合法占有,演变成一种经济价值观,这就是资本主义精神,这种资本主义精神有利于人们的经济行为,促使资本主义企业和近代资本主义社会的形成。在 新教伦理与资本主义精神 一书译本中,译者也作了精辟的论述,“该书精巧深刻地揭示了加尔文教义对18世纪美洲新大陆资本主义兴起的催化和诱变作用。韦伯认为,新教伦理原本宣扬禁欲苦行,消极地逼迫教徒对天生原罪作终生阡悔洗刷,笃信命运前定说,并对奢华懒惰风气严加惩戒,视同魔鬼。这种欧洲舶来的,比老教更纯粹,更偏激的教义逐渐不得人心,不利于新英格兰地区移民开发新大陆的进取要求和内部团结,不久便由一些宗教领袖点化改造,生出新意。他们将苦行僧式的世俗劳作和克己赎罪,同上帝选民重建理想世界的神圣‘天职’结合起来,转而强调通过勤俭致富达到拯救灵魂。 4.经济管理理论在建筑企业的应用 在我国企业经济发展的黄金时代有一种与所有人联系紧密的企业脱颖而出,几乎领导了整个企业市场,那就是建筑行业企业,不论是开发房地产的开发商单位,还是工程施工的建筑单位,建筑个人化企业的发展势头越来越盛,因此在这一领导企业上就代表了我国大多数民营型企业,因此笔者就建筑企业的经济管理注意事项进行浅析。 4.1建筑企业的经济 建筑企业的市场化经济是和建筑施工所关联的,因此建筑企业对于社会大环境的了解就和中国建筑市场的关系紧密,正确的经济管理模式能够为建筑企业谋得更多的利益。当即社会的建筑企业经济管理比较杂乱,几乎生搬硬套西方某些企业的套路,却并没有意识到在社会主义国家采取资本主义道路的方式是行不通的,因此国家为了遏制房价出台了一系列法律规定,限制国内建筑企业成为民营企业经济的毒瘤。 4.2建筑企业的经济管理 建筑企业更应该注重经济管理,因为一个建筑企业的资金流动量是巨大的,因此对于经济的把握上更要用心严格地对待,因为市场经济化的原因国内的建筑企业大多存在手续不全就可以开始施工,资金走向不明确、售房手续不全就开始出售楼盘等一系列问题,这都是建筑企业的经济管理体系不严谨的结果。 4.3建筑企业经济管理办法 对于一个建筑企业有明确的资金流向是十分重要的,因此经济管理部门必须做到每一笔账目都明细,每一次购进材料都严格记账,避免回扣、偷税、漏税等问题的发生,另外购进权利和资金调动权利应该有多人共同参与,避免建筑企业财政大权独揽的问题,另外建立完善的企业经济管理制度,以应对未来社会经济发展的大潮。 5.结语 正因为社会发展体制的不同,所以我们国家的企业经济发展方向势必与西方企业发展的经济体制不同,对于基础不同的社会体制本来就会走向类似的道路,但是西方企业经济的发展还是有可以借鉴的地方的,因此我们的企业要擅长结合自身企业条件和特点去把握大环境,选择一条适合自己企业发展的经济之路,在企业经济发展的同时也要不断吸收西方企业经济发展的可取之处,充实自身企业。 建筑理论论文:基于LCC理论的建筑物维修成本控制 摘要:本文介绍了lcc理论并对建筑物的全寿命周期成本进行了分析,然后利用全寿命周期成本的相关知识和现值法构建了已有建筑物在使用维修阶段使用维修成本控制的模型。 关键词:lcc 全寿命 使用维修 成本 一、引言 全寿命周期成本(life cycle cost,lcc)也称为寿命周期费用,最早由美国国防部于20 世纪60 年代末正式提出并率先使用。它认为,lcc要求武器系统的使用部门在做出采购决策时,不但要考虑是否买得起,更要考虑在整个全寿命周期内是否用得起。随着全寿命周期成本在军事领域的成功应用,到20 世纪70 年代开始跨入实用化时代,其应用领域日益扩大到民用领域,逐渐成为大型国际化企业实施成本控制、提高竞争能力的有效管理手段。 二、lcc理论基础 对建筑而言,建筑的一次造价和使用期间操作运行费用、维修费用、更换及改造费用等构成经济学家所称的“全寿命费用”。 (一)理论构成。对产品全寿命周期成本的组成众说纷纭,比较有代表性的有以下两种:1.lcc 分六部分:设计成本、制造成本、销售成本、维修成本、使用成本和回收报废成本六部分。2.lcc 分两部分:研制生产费和使用维修费两个部分,然后再将这两部分进行细分。传统的建筑物管理对上述各个阶段间的相互联系考虑得很少,每个阶段基本上孤立地进行,而且只覆盖从决策规划、设计、施工直到竣工验收几个阶段,不考虑使用维修、环保节能和拆除处理。 (二)成本分析。lcc理论要求建筑物在其使用年限内的全寿命费用成本最低,在建筑成本上的表现就是既要求降低生产者成本,也要求降低消费者成本。这就要求在寿命周期成本优化控制中,找出生产者和消费者两种成本的最佳组合,即寻找功能完成程度恰到好处时的寿命周期成本的最低点。 在建筑物具备规定功能的前提下,应使其建设费c1和使用维修费c2总和即寿命周期成本最小化。通过建筑物的功能、成本及其相互关系分析可以认为,其生产建设成本c1与功能大致成正比,因受自然环境及人为因素影响使用维护费成本c2与功能大致成反比。寿命周期成本作为建筑物一生的成本便由生产建设成本c1、使用维护成本c2和固定成本g三部分组成,并由下式表示: 式(3)说明,当建筑物生产建设成本c1和与使用维护成本c2相等时,其寿命周期成本最小。相应,寿命周期成本最小时的功能就是产品或工程项目的最适宜功能。对于任何建筑物,其功能过差,生产建设成本c1小而使用维护成本c2大;功能过剩,生产建设成本c1大而使用维护成本c2小;最终,都将使寿命周期成本加大。 三、建筑物维修成本控制 由上面的全寿命周期成本分析我们得知,在理想状态下,当建筑物的生产建设成本和使用维修成本相等时,建筑物的全寿命周期成本最小。由于不同类型建筑物的全寿命周期成本不同,同一个建筑物在其使用维护的过程中受到的自然、人为、环境因素的影响也不尽相同,所以造成的使用维修成本也就不可能有一个固定的标准。我们在这里做一个理想化的假设:假设一个建筑物已经完成了生产建设阶段,意味着整个建筑物在生产建设阶段的费用成本也就有了一个明确的数量值,根据理想化的全寿命周期费用成本构成,在使用维修阶段的使用维修成本应该等于生产建设成本,即c1 =c2;这样建筑物的全寿命周期成本才能达到最小。那么现在的问题就可以转化为控制使用维修成本从而实现建筑物全寿命周期成本控制的问题了。 建筑物的使用维修在时间和空间上都是一个长期而复杂的过程,受很多的突发和不确定因素的影响,所以在其使用年限内,它的使用维修成本不可能是一个有规律的集合,虽然说每一次的使用维修成本无法确定,但是我们根据理想化的建筑物全寿命周期成本理论,总的使用维修成本我们可以得知,即c2, 这样我们只要简单的通过比较ak和aki值就可以进行建筑物使用维修成本的控制。当akiak时,说明使用维修成本超过全寿命周期成本,此项维修活动不可以进行。 四、总结 本文利用全寿命周期费用的理论对已有建筑物的使用维修成本进行了分析,并且建立了一个简单的理想状态下控制使用维修成本的理论模型;但是在实际的建筑行为中并不都像文中所描述的那样处于理想化状态,现实往往受到的影响因素很多,过程也就相对复杂的多。在以后的研究中,还是应该多与实际联系起来,深入研究,得出真正符合实际需要的研究成果。 建筑理论论文:发现学习 试论建筑理论教学的新思路 论文摘要:建筑理论课的教学目标不外乎两个:学生知识体系的建构与批判性思考能力的培养,与传统的讲解式教学方法相比,发现学习法在对学生独立思考与研究能力培养上日益处于不可忽视的地位,而建立在批判性建筑教育上的发现学习法,也正是解决当今建筑实践中缺少批判性实践的一条有效途径。 论文关键词:建筑理论 发现学习论 知识体系 批判性思考 一、问题的提出 传统的建筑理论教学以讲为主,这种被奥苏贝尔(davidausube1)称之为讲解式教学或陈述式教学(expositiveteaching)是由教师将教材详细规划,使之成为有系统有组织的知识,然后条理分明地对学生讲解。讲解式教学的主体是教师,学生所学决定于教师所教,教师教什么,学生跟着学什么。这种教学的长处在于学生的知识基础比较牢固。但由于教师和教材所拥有的不加质疑的受尊重地位,所以带来的问题也是显而易见的。从表面上看,学生把建筑理论课中自己不太感兴趣的部分视为纯粹应付考试的“死记硬背”,对建筑现象的理解是拿其套入所谓的流派分类等框框中加以判别,当不适用时只得将现象削足适履,导致对建筑现象理解的表面化与浅薄化。在建筑实践中,由于对面临的纷繁复杂的设计任务难以适从,干脆唯甲方之命是从。从深层来看,这也正是当今建筑实践中缺乏批判性的原因之一。因为批判性实践(craiticalpractice)的关键在于质疑。质疑是为了进一步提出问题,重组原有问题或提出新问题。只有有了批判性的建筑教育,“它才不仅仅是以获取执照为目的的职业教育,而是以发展建筑为目的的学术教育。”(张永和)这样建筑理论课的教学目标不但是学生知识体系的建构,帮助学生学会学习——即知道如何思考,培养批判性思考能力应为更重要的目标。而这种“强调学生的主动探索,认为从事物现象变化中发现其原理则才是构成学习的主要条件”的学习论被称为“发现学习论”(张春兴),这种发现学习的理论用于教学时就称发现学习法。 因此可知,若要建立批判性的建筑教育,培养批判性思考能力,在教学中施行发现学习法在对学生独立思考与研究能力培养上已日益处于不可忽视的地位。 那么,学生知识体系的建构是不是因为较批判性思考能力培养次要而被忽视呢?事实上,二者是相辅相成的关系。美国发现学习论的创始者布鲁纳(jerome.s.burner)就曾强调过从事发现学习所应具备的先决条件——“学生必先具有相当的先备知识与先备技能,否则无从主动从事发现学习”(张春兴)。所以,建筑理论课的任务归为两类:知识体系的建构与思考能力的培养。 二、关于建筑理论课程设计的思考 l、关于学生建筑理论知识体系的建构 “结构(constrncture)是指知识构成的基本架构”(bruner,1960),“个人的先备知识”即“个人对事物的整体认识”是“个人吸收新知识的基础,在意义上,也就是一般心理学家所指的认知结构”(ausube1.1968)(张春兴)。 可见学生自身的建筑理论结构的建立对其理论修养的提升成为必须具备的先决条件,也是其从事发现学习的先决条件。那么,如何促进学生建立其评论建筑的理论框架,就成为建筑理论课的讲解式教学中不可回避的重要问题。由于大多数建筑院校的建筑理论课程教学安排在第三学年至第四学年进行,本人建议关注下列问题: (1)较快地建立学生的知识结构。作为个人吸收新知识的基础,学生的认知结构基本形成于理论课尤其是外建史课开课即将结束之时——三年级末或四年级上期,在此之前,只有一年上期所开建筑学概论对学生空间概念的一点启蒙,这样学生的发现学习所应具备的基础知识结构建立过晚直接阻碍了学生对建筑学习和建筑实践思考的深入程度,而一、二年级的建筑历史理论空白使其在学习信息量较大、知识结构较繁的建筑历史课程(如外国近现代建筑史)时感到困难,更重要的是其本身能够评论建筑则只能在四、五年级以后或者更晚。本人建议课程一年下期即应开设,使学生的理论修养提前到前三年的课程安排中。 (2)课程安排适宜学生的学习时间 从一年级在建筑学概论中的点滴建筑理论知识到三年级开始较大信息量的理论课如外建史教学中,缺乏一个信息量适中的过渡阶段,这样也使三至四年级的外建史教学处境尴尬,若把所有思潮讲清就使四大师及其后的建筑现象所占课时有限,而要使所讲内容深入就不得不扩展学时甚至安排在高年级,而在三、四年级,其它课程也安排得很满,学生处在一种疲于奔命式的应付状态,许多教学构想也只能草草收场或放弃了事,所以向二年级分散课程重心,同时也使建筑理论课程结构有一个适度的从易到难的过度,不仅使讲课深度可获保障,也由于难易安排适当,课程的结构性提高,利于维持学生学习的内在动机,也有利于学生对自己建立的理论框架不断增补和丰满。以外建史课为例本人建议在一年下期开办一门仅8。l0学时的课程,将原来三年级安排的外建史课程分为两部分,一部分移到二年级中进行,为学生建立一个平台,另一部分仍按现今的安排在三年级中进行,并使之成为二年级课程的提高与补充,以适应学生的不同层次需求。 (3)引导学生有效、深入地阅读 西方的哲学思想体系对建筑的影响在四大师之后更为明显,若想深入理解某一建筑现象,就不得不挖掘其深层的哲学思想,而对这些思想的理解仅靠课上讲解的一点背景知识完全不够,学生的课下阅读更为重要。但是,什么才是有效、深入的阅读呢?有人认为学生能够写出一篇小论文就说明他(她)阅读足够深入。实际上要读懂某位建筑师或某座建筑作品只靠“看”是不行的,“发现”才是更重要的。所谓“发现”这里就指学生在阅读中的质疑,发现自己与别人的差别,这才会让学生写出一篇自己的论文,而不是拼凑而来甚至自己都不太明白的文章。 (4)建立建筑理论与建筑设计课程的关联性。 建筑理论课有没有可能促进学生学习设计,怎样帮助学生学习设计而不仅仅是作为知识体系建构和理论修养的提高。换句话说,建筑理论教学与建筑设计教学怎样交叉使学生减低因简单的学科分立而带来的知识结构缺陷已处于紧迫之中。在大师作品中,其思想是如何通过建筑语言物化到作品中在外建史教学中尚显不足,设计手法在诸如外建史这样的理论课教学中也少有提及,甚至对大师作品的解析也很不充分——当设计的任务书被忽略而单只谈及设计作品的思想,学生只会得到诸如:“大师作品就是可以忽略一些甲方认为重要的功能而做出理想的设计”这样的误导。 本人提议在前三年的课程安排中实行建筑历史理论的三段式教学,充实原来设置的三年级全年的教学,并考虑与设计课的交叉——部分课时可安排在设计课上,部分可安排在历史课中,同时考虑在历史课讲述该理论时,布置相应的设计作业。这样的历史理论课因有了设计课的实践而易激发学生的问题学习,而设计课也因有了一个历史理论课的支持而使学生的思考易于深入。这一点在东南大学的教学实践中已获证实,如教师葛明等辅导的历史学为基础的设计实践课程中的概念设计已在国际竞赛中获奖。在本校的教学实践中,那些在设计实践中的建筑历史知识运用也被证实更易激发学生兴趣。 在本学院的以设计主干课为优秀的历史理论课程安排中,一年级下期与二年级较薄弱,一年上期仅在建筑学概论上使学生对空间的概念有所了解,若要学生在三年级开始能够评论建筑,必须提早加大理论信息的输入量。如此,一年下期开办的那门仅8一l0学时的课程,可通过与测绘课程结合、了解空间的尺度感与初步的空间经营,使学生开始对存在空间与场所理论有一个初步的感受,而对各种思潮与流派的介绍可分两步进行:一步仍按现今安排在三年级的建筑理论课进行——这样就使理论课中为当代建筑思潮的讲解留下较多课时,也使拉长了学生接受大量信息所需时间,为其有效阅读提供帮助。另一步则在二年级进行并与设计课作业——如宗教空间设计结合,可用幻灯的形式,使学生对西方宗教空间与中国寺庙空间的形态有一个感受,就近以参观本市的一些近代保护建筑来进行。这样,对空间在沿着时间轴上演变的理解与其中某种空的体验更便于结合,使围绕设计这门主干课程设置的建筑理论课,更易引起学生的探究与深入,借此让学生以图与文字两种形式分别做出设计和小论文。从而使在第三学年的建筑理论课上为学生形成建筑评论方面的自觉性奠定基础,把建筑理论和建筑评论结合起来,加快建筑评论的意识做好准备。 2、关于学生思考能力的培养 传统以讲解式教学为主的建筑理论教学中,讨论课是以教学的策略手段之一出现。而在实际操作中,又往往因为老师不会主持,不能有效引导话题,提供有价值的评论,学生发言也缺乏质量,这样与大课提供的信息多且系统性相比,讨论课显得没有大课成功,从而无法摆脱其受冷落的状态。 那么,讨论课是不是真的这样可有可无,或者说讨论课是不是仅仅是一种教学策略呢?如果把视线投向国外,最不可忽视的是英、美等国大学对学生讨论的关注,学生的学习成绩中很重要的一部分来自对其课堂发言的评价。因为与我们传统外建史课上“填鸭式”的教学不同的是,讨论课的着眼点在于更凸显参与讨论者“有没有思想,或者说是有没有批判性的思考能力,能不能在作者的思考上再往前走一步,找出深化研究的途径”。(薛涌) 如果说讲解式教学中学生的学习是一种被动学习,那么讨论课中强调的就是学生的主动学习,看看学生做设计的积极性与上建筑理论课的差别就明白,当他被逼拿出一个作品时,他的潜能是被激发出来的,从这点上,讨论课反映出的是这样一种文化——在讨论课上,人们对你的期待与其说是作品的完整痊释,不如说是你读出了什么,有没有别人没有的思想。用这种方式刺激学生进取、创造。只有通过这种创造性思维的培育和批判性思考能力的培养才能帮助学生用历史批判现实,以现实批判历史,只有这样,建筑理论教学的真正目的才获实现。 讨论课的教学方式,其常见的问题包括: (1)由于讨论课的实行有一个先决条件即学生必先具有相当的先备知识与先备技能,否则讨论课就会陷入因知识贮备不足而导致的冷场或讨论不下去的现象,这样,前述在前三年为学生建立其自身理论框架是其根本,这也确定讨论课的安排宜放在高年级中进行。 (2)在讨论课上教师的导引能力非常重要,一方面在于对教师的知识面要求很高,另一方面教师对讨论的控制也是非常重要,还有一方面是教师对学生的知识背景的理解也与讨论能否顺利进行关系密切。如果学生在讨论中探讨的问题无法解答而求助教师却又不得要领时,就会因气馁而降低求知动机。 (3)若讨论小组中学生的差别过大,思想较为缓慢的学生易产生较大压力。从而对其学习产生不利影响。 为此,本人建议如下: (1)讨论课程主要安排在四至五年级,但前三年应适当开始。 (2)讨论课应与学生的阅读笔记相结合,课后的总结必不可少。 (3)讨论课人数不宜过多,以10—15人一组为宜,每次课最好有2—3个教师同时参加,先以教师间的互谈观点作为引子。 (4)教师的培训势在必行。 (5)与一般课程的量的多少相比,讨论课的质更重要,以1.2周一次为宜。 探索刚刚开始,效果如何仍有待时间的检验。但不论如何,今日学生对外建史课的期待早已不仅是史的学习、掌握,如何促进其更好地学习设计已成为许多学生评价教学成败的标准之一。本人从一个学过建筑理论的学生、教过建筑理论的老师的角度提出上述设想,并期待着建筑教育同行们提出宝贵意见。 建筑理论论文:关于加强本科建筑理论教育的思考 论文摘要:本文通过分析我国农村社会保障现状,将国外的农村社会保障体系与我国进行比较,进而提出了解决和完善我国农村社会保障体系的对策和建议。 论文关键词:和谐社会 农村社会保障 对策 农村社会保障是指以地方政府为主,以基层社区为依托,由国家、社区、公民群体及个人合作兴办,通过国民收人再分配和个人消费支出集中资金,根据国家法律的规定,向农村社会成员中,部分或全部丧失劳动能力者、遭受自然灾害者、经济收人低于贫困线者提供物质帮助,以保证其基本生活的需要,促进农村社会安定和经济发展的一种制度。社会主义和谐社会以“公平公正”为价值优秀,是一种公平公正的社会制度安排,必然要求国家为所有居民提供同等的社会保障并在城乡之间公平公正地分配教育资源,真正做到社会主义剩余价值民有、民享、民分,为全民人际关系和生产力的gdn可持续发展提供坚强的保障。然而我国是一个农业人口大国,农村居民的社会保障问题不仅直接关系到农村经济和社会的发展也直接关系到国家的稳定,是实现市场经济利益均衡机制的需要,同时也对我国和谐社会的建设起到关键作用。 1我国农村社会保障现状 本文从家庭和土地结构、社会结构、制度结构三个方面分析当今我国农村社会保障现实状况。 1.1从家庭层面看,现在农村养老保障制度,主要是以土地保障为基础,以家庭养老为主要形式,但在家庭养老方面,现在家庭独生子女没有能力赡养四位老人,使得中国以往的家庭养老难以维持。另一方面现有农村土地保障功能弱化,土地产权不完整,土地资源有限以及城市化的发展,使农民的土地越来越少,农民收益越来越低,土地在农民收入来源中的作用逐渐降低,土地不足以成为农民养老的后盾。国家计划生育政策、征地、退耕还林等经济和社会政策,使得农民所依赖的家庭保障和土地保障等传统保障制度产生了强大的冲击。 1-2从社会结构来看,城乡分割的二元社会保障制度成为农村社会保障发展的制约因素。我国城乡二元社会保障制度,一方面保证了绝大多数国有企业下岗职工、离退休职工和城市困难居民家庭的基本生活,但对于中国九亿农村人口来说始终处于社会保障的边缘。社会救济救助、养老保险、合作医疗未纳入社会保障范围。另一方面,农村社保资金缺乏,农村家庭联产承包责任制的实施,集体经济处于涣散状态,集体养老的资金难以保障,集体不愿有的甚至没有足够资金提供给予补助,而农民个人又无力缴费,致使许多农民不参加社保。 1.3制度不健全,建设缓慢。我国在1992年建立县级农村社会养老保险方案,但此制度一直没有真正执行,于1998年被迫暂停实施。农村社会保障制度的缺失,一方面影响到千百万农村困难群众的基本生活和生存,也成为制约农村经济社会发展的瓶颈。十六大以后,国家又提出了统筹城乡发展,建设社会主义新农村的主张。特别在党的十七大报告中提出我国民生目标之一就是要“老有所养”,这为农村养老保障制度重新建立提供了新契面。 2国外农民社会保障制度体系研究与启示 日本农村社会保障体系建立较早,于二十世纪三十年代制定农村医疗保险法,农村居民的医疗先得以保障。二十年后开始建立农村养老保险制度,1959年日本政府首次颁布了《国民养老金法》,到1960年农村社会保障体系建立并在全国普及,到二十世纪末,日本已经建立起了完全覆盖农村居民的、比较完善的农村养老保障体系。真正形成了“国民皆保险”、“国民皆年金社会保险制度”。 德国的农村社会保障是在城市居民社会保障制度建立之后进行的。在农村社会保障建立时,德国社会经济已发展的较好,农业人口较少,为农村社会保障提供了较好的制度环境。在建立之后的也不断的进行调整,经历了从家庭、政府、到立法的发展模式。资金来源主要来自于政府,国家承担了主要的责任。 新加坡和智利的农村养老保障也很有特点,实行的是完全积累制,强调个人责任,新加坡非常重视家庭养老,在全国范围内进行宣传与提倡。瑞典、挪威、丹麦、芬兰四国是当今福利型国家的缩影,但其“高税费、高福利”的政策让一般的国家都望尘莫及。 启示①各国在建立农村社会保障时,都呈现出先城市后农村的规律,如美国时差为55年,日本时差为30年。②各国农村社会保障水平均由低到高、由少数群体向大众群体演变的过程。③从资源来分为政府出资、政府和个人共同出资、个人出资三种形式。在发达福利国家大多数实行政府出资,实行全民社会保障;而有的国家则认为农民社会保障首先是个人的责任,然后才是国家的责任,如日本就是由政府与个人共同承担社会保障资金。而完全个人出资的国家在东西方国家都有。 3对策与建议 3.1资金来源提倡多元化的筹资方式。政府出资的社会养老保险,过高的福利费开支最终导致国家财政不堪重负;个人出资的养老保险对于经济发展水平一般的国家而言,由于劳动者投保能力不强,造成资金短缺:因此在我国应采取多元化的筹资方式,三种性质的养老资金都存在,并且通过不同方式组合起来,取长补短,形成多元化的筹资方式。 3.2加强立法,通过有效的法律制约和监督机制,保障农村社会保障制度的实施。在法律地位上,使其具有制度上的稳定性,以法律形式规定农村社会保障的对象、模式、基金的缴纳与支付以及基金管理体制等,使农村社会保障有法可依、有法可循。 3.3大力提倡以家庭为优秀,以社区为依托的养老方式。以家庭养老为主,居家与社区相结合的方式,即方便家庭子子照顾老人,又利于在社会形成爱老、重老、养老的良好风气。减轻社会养老的组织工作量,有利于村民的监督管理,同时又有利于对村域社区社会组织资源的开发与整合。 建筑理论论文:基于效率竞赛理论的江苏建筑业经济增长研究 关键词:效率竞赛;建筑业;经济增长;转型升级;江苏 一、 效率竞赛理论的提出及其应用 生产要素投入是经济增长的前提,其投入数量和结构都会影响经济增长。在经济增长的不同阶段,首要制约因素也不尽相同。例如,农业经济时期经济增长的首要制约因素是土地,而在知识经济时期则变成了人力资本。虽然各要素之间具有一定的替代关系,但不可能完全替代,而且不同要素的替代能力也有一定的差异。因此,经济的持续发展过程就是不断突破某一经济发展阶段首要的要素制约的过程。杨德权尝试由此角度出发来解释经济增长的历史过程,并进而提出了经济增长的效率竞赛理论。 效率竞赛理论放弃了经典的总量生产函数作为和传统经济增长理论惯用的生产要素同质性假设,分析了生产要素异质性对于生产函数可加性、总量生产函数与恒等式同一性的影响,指出生产要素异质性对边际分析方法及其相关结论有致命的影响;进而,通过分析与生产要素异质性相关的经济效率,定义了生产要素的使用效率、固有效率和经济效率,并证明了生产要素使用效率与新古典框架下要素边际产出的等价性,发现独立于要素配置效率和固有效率的“要素能力的利用效率”,能够揭示存在于经济系统中除allais可分配剩余中两类剩余之外的第三类剩余,而且必须通过消除各种各样的瓶颈才能加以显著的改进。这些瓶颈可能是某些要素的供给不足,也可能是某些制度的供给不足。 该理论对于分析国民经济增长的转型问题具有广泛的适用性,如中国由计划经济体制向市场经济体制的转型过程就能够为经济增长的效率竞赛模型提供最直观的印证。但是,一方面,目前效率竞赛理论在经济增长方面的研究基本上都停留在定性分析层面,包括针对我国建筑业的分析;另一方面,建筑业经济增长因素往往仅包括资本、劳动和技术进步,尽管资源能源也无疑是重要的生产要素。而本文则尝试在效率竞赛理论的基础上,构建包含资源能源要素的建筑业经济增长的效率竞赛模型,并对江苏建筑业开展实证研究,发现影响和需要突破的江苏建筑业经济增长的效率瓶颈,进而提出相应的对策建议。 二、 建筑业经济增长的效率竞赛模型 1. 建筑业经济增长的产出和投入函数。在传统的经济增长效率竞赛模型中,投入的生产要素往往包括资本、劳动、技术投入、自然要素和社会要素。建筑业作为国民经济的一个子系统存在诸多或正或负的社会外部性,因此其投入的社会因素难以定量化确定,在本文中不加以考虑。至于建筑业投入的自然要素,可以其投入的资源能源加以表征。因此,建筑业经济增长的产出和投入函数可分别写为: 其中,y和i分别表示产出和投入,i=k、l、n和t,即资本、劳动、资源能源和技术。 因此,按照效率竞赛理论的基本思想,各生产要素的使用效率?兹i及对建筑业总产出的贡献率ei可分别计算为: 2. 建筑业投入生产要素的贡献率。在传统c-d生产函数的基础上,考虑本文建筑业经济增长的投入生产要素,建筑业经济增长的生产函数可写作: 对(5)式两边取对数,可得到该函数的线性形式: 3. 建筑业投入生产要素的使用率。将(4)式和(7)~ (10)式相结合,可得各投入生产要素对应的产出量yi。但为利用(3)式求出各投入生产要素的使用效率?兹i,尚需确定各生产要素的投入量ii。而且,模型计算需要ii必须为经济量纲。 (1)ik。 资本要素自身即为经济量纲,其常用的确定方法主要有三种:一是采用固定资产加自有机械设备净值;二是只采用自有机械设备净值;三是采用投入产出表中的中间投入加固定资产折旧。但是,针对建筑业,方法一中所的两个数据重叠部分较多,方法二中仅考虑设备价值显然太不全面,方法三中的中间投入多源自建设单位而非施工单位,与其他生产要素投入不完全匹配。本文拟采用建筑业当年折旧加管理费来表征资本要素,因为它们分别对应了实际构成建筑业资本生产力的机械设备和企业的规模运营。 (2)il。 对劳动要素的确定,主要有两种方法:一是采用当年实际的从业人数;二是采用当年建筑业的劳动报酬总支出,包括相应的工资、福利、保险等支出,以体现不同劳动者素质的差别。本文认为后者相对前者而言更符合我国建筑业现状,且更符合经济量纲的要求,故加以采纳。 (3)in。 基于经济量纲的要求,本文资源能源要素的核算是在实物量核算的基础上,采用货币形式估算各种资源能源的货币价值。由于统计数据的可获取性,国家层面建筑业的资源价值量和能源价值量可以确定,省域及以下层面的能源价值量也可以通过以标准煤当量表示的能源消耗量与标准煤的价格乘积加以表征,但省域及以下层面的建筑业资源价值量则往往难以获取或计算。因此,本文采用等比例系数方法估算资源能源要素投入的总价值量,即: in=(1+?滋)×能源消耗标准煤当量×标准煤价格(11) 其中,?滋是建筑业资源价值量与能源价值量的比值,它只与国家层面建筑业总的资源价值量与能源价值量有关。 (4)it。 传统经济增长理论认为技术进步就是经济增长中的“索洛余值”,并且是由这种经济增长所内生的。丹尼森(denison)对此进一步划分,主要涉及两个方面,一是劳动质量和资本不同类型的考虑,二是把作为“索洛余值”的全要素生产率增长率分离出资源配置的改善和规模经济后其余的全部列入“知识进步”一项。通过市场的调节使得劳动和资本处于最优资源配置的情况下,技术进步就全部来源于知识进步。而知识进步则源自资本积累的溢出效应和人力资本的溢出效应共同作用的结果。 在一个国民经济系统内部,资本积累的溢出可以用研究与发展(r d)经费支出表示,人力资本溢出可以用教育经费支出来表示。故国民经济内部的技术进步总投入可用r d 经费与教育经费之和表示。但是由于溢出效应的存在,不能简单地分割这两项指标来表示国民经济内部的一个子系统(如建筑业)的技术进步投入量,也缺乏相应的统计数据。因此,类似于in的处理方法,本文采用等比例系数的简化方法,即在某一特定的年度中,某区域某一国民经济子系统(如建筑业)的技术进步投入量与该子系统的产值之比等于整个国民经济的技术进步总投入与国内生产总值(gdp)的比值。因此,建筑业的技术进步it可估计为: 其中,ir d和iedu分别表示整个国民经济的r d 经费和教育经费,y为某区域的年度建筑业总产值。 三、 对江苏建筑业的实证研究 1. 数据搜集。在构建建筑业经济增长的效率竞赛模型的基础上,本文拟对江苏建筑业开展实证研究。考虑到数据的权威性和连续性,本文基础数据全部来自《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《中国建筑业统计年鉴》、《江苏省统计年鉴》等统计年鉴。由于各年鉴中公布的gdp、建筑业总产值、资本、劳动、资源能源、技术进步等统计数据时间长短不同,目前仅能获取1998年~2007年间的所有基础数据。因此,本文实证研究的时间跨度亦为1998年~2007年值得一提的是,鉴于数据的可获得性和连续性,本文建筑业消耗的资源主要是钢材、木材和水泥等“三大材”,消耗的能源包括原煤、汽油、柴油和电力等四种。这些资源能源的计量单位多有不同,本文用能值(emergy)方法将它们加以集成。所谓能值,是指一种流动或储存的能量中所包含的另一种类别能量的数量。由于地球上任何形式的能量,均源于太阳能,故常用太阳能为基准。任何资源、产品或劳务形成所需直接和间接应用的太阳能之量,就是其所具有的太阳能值(solar emergy),单位为太阳能焦耳(solar emj-oules,sej)。因此,本文利用建筑业消耗资源能源各自的太阳能转换率,可将它们集成为一个单位为sej的变量n。 2. 结果和分析。利用(1)~(12)式对“三”之“1”部分搜集的数据进行计算和整理,可得的1998年~2007年江苏建筑业经济增长资本、劳动、资源能源、技术进步等生产要素的使用效率和贡献率,以及总的经济效率,如表1所示。 由表1可知,1998年~2007年江苏建筑产业投入-产出的总经济效率在90%~140%之间波动。即每年向江苏建筑业投入100元,只能产出90元~140元。另外,2005年~2007年江苏建筑业的总经济效率相比于1999年~2004年,不增反降,值得警惕! 此外,平行地比较表1中四种生产要素的使用效率和贡献率,发现: (1)使用效率按从大到小排序依次为技术进步、劳动、资源能源、资本,但贡献率方面资源能源一直最大,其次是劳动,资本和技术进步的贡献率相近。并且,在1998年~2003年,资本的贡献率大于技术进步,之后年份则恰恰相反。 (2)技术进步的使用效率均超过300%,且一直远大于其他生产要素。虽然由于数据取用上的局限性,该要素使用效率的测算存在一定偏差,但也不难看出技术进步要素的产出十分高效,这也是提倡经济发展从粗放型转为集约型的根本原因。但是,技术进步的使用效率总体上逐年降低,且其对江苏省建筑业增长中的贡献率十分低,只占5%左右,呈现典型粗放式的经济增长。 (3)劳动要素的使用效率也比较高,大多超过200%,其原因一方面是目前江苏省乃至国内从事建筑业的人力资源价格相对低廉;另一方面是劳动要素对建筑业的产出弹性较高(β=0.445),江苏省建筑业仍是劳动密集型产业。 (4)资源能源对江苏建筑业经济增长的贡献率大多超过70%,而它的使用效率却没有均未达到100%,甚至低于80%,即以环境影响为代价的资源能源投入甚至未产生等价值的产出,这也是造成江苏省建筑业总经济效率不高的主要原因。同时,其产出弹性最高(γ=0.572),表明了江苏省建筑业具有资源能源密集型的特点。 (5)资本要素的使用效率最低,仅为50%左右,其贡献率也一直很低,多为6%左右,两者均有较大的提升空间。可喜的是,资本要素的使用效率呈明显的上升趋势,应设法保持和增强。 (6)根据效率竞赛模型中产出最大化的必要条件,资本要素和资源能源要素的使用效率低下已经成为制约江苏省建筑业经济增长的瓶颈。 四、 江苏建筑业转型升级的对策建议 1. 从机械设备和管理费用两方面入手,提高资本要素使用效率。对于机械设备而言,其使用效率由机械设备运行的工作效率和使用频率所决定,因而应鼓励企业购置高技术含量的先进设备、加速折旧淘汰落后的设备、以实物租赁和融资租赁等多种形式的经营提高其使用频率。对于管理费用而言,改善措施包括企业提升自身管理水平、减少不必要的管理费用开支、加强自身融资能力、减少资本的使用费用等。 2. 对于资源能源要素而言,理论上应同时从提高使用效率和降低投入比重着手。但是,建筑业本身就是以资源能源消耗为基础的生产活动,不可避免的大量使用资源能源,因而应侧重于提高资源能源的使用效率,而这需要政府积极倡导建筑业可持续发展和建筑企业加强自身可持续性建设的长期共同努力才能达到。 3. 对于劳动要素而言,要保持劳动要素的使用效率并提高其投入比重,这取决于劳动力的综合素质和劳动力的数量。目前,我国建筑业从业人员的数量充足,价格低廉,但是其综合素质堪忧,主要体现在劳动力健康和受教育程度两方面。因此,应大力提高建筑业从业人员的健康和技能水平。其中,劳动力的技能水平不仅仅指的是现场操作人员的施工技术,也包括决策方、设计人员、企业管理人员和政府监管人员等涉及建筑业各个阶段的从业人员。 4. 对于技术进步要素而言,主要是提高其投入比重,而这和r d投入、技术引进、落后技术淘汰和增加教育支出等有关。因此,应大力支持企业自主或者政府支持开展r d项目,引进国外先进的技术,淘汰不适应目前我国建筑业的落后技术,增加教育支出尤其是劳动力的教育。由于技术进步源于资本和劳动力的溢出效应,它与一国经济发展状态密切相关,并不完全由市场和政府决定。相关政策也不是立竿见影就见到成效的,这种溢出效应往往需要经过很长的经济周期才能体现出效果,因而对其政策的制定也应具有长期性和持续性。 建筑理论论文:试论可持续发展思想对生态建筑理论和实践的要求 论文摘要论述了可持续发展思想与生态环境建筑设计的相互关系,——尽可能地接近“零排放”或“密闭式”工艺方法,——尽可能地减少能源和其它自然资源的消耗。通过适当的技术选择,停止利用氟利昂(cfc)碳氟氯羟等对环境有害的化学品,保护臭氧层,最终达到解决全球环境的热点问题。 论文关键词:可持续发展 生态建筑 自然资源 再生资源 能源 持续一词来源于拉丁语,意思是“维持下去”或“保持继续提高”。可持续发展的概念来源于生态学,针对资源与环境,可以理解为保持或延长资源的生产使用性和资源基础的完整性,意味着使自然资源能够永远为人类所利用,不至于因其耗竭而影响后代人的生产和生活。 可持续发展思想源于人们对环境问题的认识及关注。其产生的背景是人类赖以生存的环境、资源遭到越来越严重的破坏,人类已不同程度地尝到了环境破坏所带来的苦果。例如全球气候变暖、沙尘暴、赤潮、严重水灾等等。可持续性由三部分组成:使用可再生资源的速度不超过其再生速度;使用不可再生资源的速度不超过可再生替代物的开发速度;污染物的排放速度不超过环境的自净容量。 1987年,联合国世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》中提出了可持续发展的概念:“既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求能力的发展。”这个定义表达了两个观点:一是发展的观点,人类要发展,尤其是穷人要发展;二是发展有限度的观点,不能危及后代人的发展。 可持续发展观追求的是人与自然的和谐。其优秀思想是关注各种经济活动的生态合理性。与注重生态的建筑设计理论相关的可持续发展的基本思想是:①可持续发展需要审计使用能源和原料的方式,力求减少损失、杜绝浪费,并尽量不让废物进入环境,从而减少单位经济活动造成的环境压力;②可持续以提高生活质量为目标,同社会进步相适应。而社会进步是以自然资源为基础,同环境承载能力相协调,减少自然资源的耗竭速率,使之低于资源再生速率;③可持续发展承认自然环境的价值。这种价值体现在环境对经济系统的支撑和服务方面,也体现在环境对生命系统的不可缺少的存在方面;④可持续发展的实施强调“综合决策”和“公众参与”。 综上所述,可持续发展是一种特别从生态系统环境和自然资源角度提出的关于人类长期发展的战略和模式。它特别指出环境和自然资源的长期承载能力对发展进程的重要性以及发展对改善生活质量的重要性。可持续发展的概念从理论上结束了长期以来把发展经济同保护环境与资源相互对立起来的错误观点,并明确提出了它们应当是相互联系和互为因果的。也是可以统一、协调的。 由美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计指导原则》中列出了“可持续的建筑设计细则”,其中涉及到注重生态的建筑设计的内容基本上有以下几条:①重视对设计地段的地方性、地域性理解,延续地方场所的文化脉络;(增强适用技术的公众意识,结合建筑功能要求,采用简单合适的技术;③树立建筑材料蕴能量和循环使用的意识,在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料,避免使用高蕴能量、破坏环境、产生废物以及带有放射性的建筑材料,争取重新利用旧的建筑材料及构件;④针对当地的气候条件,采用被动式能源策略,尽量应用可再生资源;⑤完善建筑空间使用的灵活性,以便减少建筑体量,将建筑所需能量降至最小;⑥减少建造过程中对环境的损害,避免破坏环境、资源浪费以及建材浪费。 可持续发展思想对建筑设计理论和实践的是一个广为人们所关注的课题,像日本、澳大利亚、美国等国家的建筑师协会,已经针对这一课题,提出了自己的“可持续发展设计原则”。在我国,目前很多部级的相关研究正在展开或将要展开,如西安建筑科技大学主持承担的国家自然科学基金重点研究项目:“绿色建筑体系与人类住区模式”;吴良镛教授主持,清华大学建筑学院和云南工学院联合承担的国家自然科学基金重点研究项目:“可持续发展的中国人居环境基本理论和典型范例”等等。我国应根据自己国家存在的历史背景、传统文化和发展水平,制定出符合我国国情的可持续发展的具体目标、政策和实施步骤。还应体现可持续发展的公平性、持续性和共同性原则,保持全球发展的总目标。必须建立真正的全球伙伴关系,实施可持续发展战略,保护人类共同生存的地球。 建筑理论论文:宏大叙事 还是 私人叙事 试论当代社会文化语境下的建筑理论教育 论文摘要:本文分析了在当前社会文化语境下建筑理论教育中存在的一些问题,对与实践相脱离的一元化的“宏大叙事”方式进行了批判,同时提出了应当采取多元化的“私人叙事”方式。 论文关键词:宏大叙事;私人叙事;建筑理论教育;建筑实践 如今,国内建筑学院里的国际学术活动越来越频繁,网络建筑资源也是汗牛充栋,不少青年建筑师和学生面对众说纷纭、五花八门的外来理论——建筑哲学、符号学、现象学、类型学、文化人类学……谈完了“后现代”、“解构”,又谈“建构”和“身体与建筑”。确实有些人是真正专心在研究,可还有许多人是人云亦云、见异思迁,把建筑理论当成时尚的东西,不断地与时新的理论“俱进”。许多人把最旺盛时期的经历不断消耗在无谓的对理论的激动中。须知,国外的这些理论和观点不是三言两语所能道破,涉及到西方现代哲学、美学、心理学、艺术、社会学、人类学等社会科学领域及数学、信息技术等自然科学领域。 然而,在浮躁的理论界,有许多人动不动用一知半解的西方理论术语来解释我国的建筑现象,牵强附会。如“建构”一词,许多学者在不明白它的真正含义的情况下就试图用它来证明我国建筑中早就有了“建构”思想。“建构”(tectonic)一词起源于希腊语,原指木匠和建筑匠的手艺。经由19世纪欧洲建筑理论家的工作,“建构”逐渐发展为特指建筑在物质层面上如何建造的艺术,成为西方建筑文化中的一个重要范畴。作为对后现代主义日益商业化和表面化的批判,“建构”观念正在潜移默化地影响着我国的年轻建筑学生。然而,具有讽刺意义的是,在谈论“建构”迅速成为建筑理论时尚的今天,“建构”和其他许多引进的西方理论话语一样,面临被肤浅化和庸俗化的危险。对西方的理论不加咀嚼就随意引用,必定会消化不良,更不要指望能对我国建筑现状起什么积极作用了。 理论最忌僵化和教条。有许多学者故弄玄虚,把西方语境里很平常的话语翻译成拗口的中文,以显示自己的高深,实际上不过是一厢情愿的自恋罢了。如某介绍西方先锋建筑理论的论文,笔者读下来竟如同嚼蜡。文章通篇充斥了奇异的译名和晦涩的话语,还有很多电影、文学方面的未经解释的术语,其中很多翻译的语句前后关系含混,不知道作者想要说什么,可见他只是把别人的话逐句生硬地翻译过来,想必作者也根本没有理解原作的精神,否则不会讲不清楚,只是照猫画虎的描摹了一遍罢了。真不知这类文章和所谓理论能对学建筑的人有何裨益? 学院派的建筑理论教育历来是与建筑实践有距离的,强调“宏大叙事”,即是以群体、抽象和形而上基础的历史叙事方式,含有未经批判的形而上的成分。它制造叙事霸权,并因而成为学院派建筑理论所依赖的基本模式。学院派理论家企图绕过私人感受,用宏大叙事取代对作品的细读分析,导致当代建筑批评以及文化批评越来越远离艺术经验。看看今天的一些重要的建筑期刊,都快成了为官方或学术权威霸权的田地了,在那里听不到自由的声音,看不到独立的见解。而如《时代建筑》这样的杂志,就能看到各种不同的个人论点在激烈碰撞,读者能感受到清新的新面孔,呼吸到新鲜的学术空气。难怪许多实验和先锋的建筑师选择在这里说出自己最真实的体验和感受。’ 读过王小波的小说和杂文的人都知道,他极少运用成语和某某名人说过的话,他用最朴实的语句说出了最真实的感受,给读者的感受是最亲切、最有震撼力的。他试图用“私人叙事”的真实体验来抵抗学院派“宏大叙事”的臃冗陈腐的叙事霸权。 记得张永和老师在同济大学给学生布置的作业时要求用1:2的比例画图,就是想让学生在建筑图与实物之间建立某种身体的联系,产生“要把它盖起来”的热爱和冲动,于是“概念”和“思想”便在推敲结构和细部的过程中自然产生了。马清运老师近日在当代建筑论坛中做了名为《实践机器》的演说。他认为建筑实践是一个有系统的思想运作体系,是把建筑思想和理论原料进行加工的机器。个人心灵和身体的真实体验才是产生理论的有生命力的源泉。若是认为一定是掌握了某种时新的建筑理论的要义才有了创造的灵感和动力,那就是本末倒置了。与其拿一知半解的西方深奥理论来指导设计,不如在创造时抛开一切立场,在设计时不受既成的设计观的左右,从直觉出发进行头脑风暴(这是西方建筑学校做设计的途径)。因为值得思考的问题都存在于设计过程之间,而不是在“之上”。既然建筑师不能代表其他人,“无理论”、“无立场”正是从客观的立场或事实本身去看问题。 当然,我们并不能否认外来理论的重要性。尽管这些理论与我国当前的实际情况在时空上存在差别,但也并非无从下手,仍有许多借鉴的地方。我们仍要大量译介西方的理论著作,在他们的语境里用他们的理论来分析他们的建筑现象并提炼出普遍的规律,而不是在脂肪上瘙痒,不深入了解理论产生的背景就拿来医治我国建筑的问题,这是所有理论工作者的大忌。理论工作者要全面提高自己的外语和综合的人文水平。还有,从我国自己的建筑实践中提炼自己的理论恐怕也是负责任的理论工作者需要做的事情。 由上可见,我国建筑理论的教育正是在后现代主义日益商业化和表面化的语境下发展的。后现代是强调个体关怀和消解权威与价值的时代,建筑艺术真正融人到生活之中,贴近生活本真,人们不再追求深刻的意义和价值,建筑也不必承担太多、太沉重的其他外在的意义。在多元的价值体系中,一个建筑的意义不仅在它本身,同时也在于感受它的方式,不同的人是依靠直觉来感知建筑的。正如叔本华说的“世界是我的表象”,因而,建筑理论不应当成为独断的一家之言,不必再以威严晦涩的面目出现,而应成为每个建筑爱好者“私人叙事”或“微细叙事”的个人化的体验和立场。我国建筑理论的教育也会在抵抗商业化和表面化过程中走向多元化。 建筑理论论文:模块化施工在建筑工程中的应用及理论分析 摘 要:模块化施工是一种新技术和施工方法,它能够有效的降低施工阶段的时间,减轻工人的操作强度,同时促进生产力的提高。以新喀里多尼亚镍矿项目为典型,对现场施工阶段模块化施工进行分析,并提出见解,以供同行参考。 关键词:模块化施工 变电站 电气 1 前言 新喀里多尼亚镍矿项目是世界上第一个采用模块化建造的集成冶炼装置,采用异地建造,异地组装的模式,它先进、高效、新颖、独特的安装方法令人耳目一新。与传统的施工方法相比,该项目采用了模块化施工。整个镍矿项目模块化施工不只是冶炼装置,还有部分皮带廊、管廊、变电站、电气房、土建基础和墙体等都采用模块化施工。 模块化施工是一种先进的设计理念,它的最大优点是可以实现平行施工,并通过减少在现场的施工量而缩短整个项目的建设工期。同时,采用模块化后,大量的施工工作在制造工厂完成,不仅能够降低施工难度,还能够便于检查,更好的保证施工质量。 2 模块化介绍 2.1 模块的定义 本文中的模块是指由材料和设备部件组装而成的组合体。工厂制作后模块作为一个整体单元,方便和加速了现场的建造。各个模块可以同时开始制作,避免了在其最终位置进行过多的工作,同时也允许项目在前期准备阶段开始作业。为了从施工的角度对模块进行分析和研究,将镍矿项目中的模块分为四类:大型结构模块、小型结构模块、电气模块、土建模块。大型结构模块主要由钢结构组成,内部包含设备、管道、电气、仪表等各专业设施,是一个极其复杂的综合体,冶炼装置主要由大型结构模块组成。小型结构模块由各种型钢连接而成,制作比较简单,尺寸和体积大小不一,典型代表为管廊、皮带廊等。电气模块主要指变电站和电气房模块,一个变电站模块和一个电气房模块,内部含有各种高低压盘柜及配套设备。土建模块由混凝土和内部的钢筋构成,现场使用的各种土建基础和墙体都要用到它。 2.2 大型结构模块 镍矿项目的冶炼装置是镍矿项目最主要的装置之一,由多个大型结构模块组成。多个大型模块各自作为一个单元可以在工厂同时建造,然后运输到现场,利用大型起重设施安装到各个位置,最后完成各个结构模块之间的连接。大型结构模块体积都比较庞大,重量大都超过1000吨,最大的甚至有3000多吨,不太容易吊装,需要由专门的吊装公司来进行。大型结构模块在建造时需要有较高的精度和质量。一般情况大型结构模块需要设计成带有自我支撑钢结构形式,利于模块的存放和运输。 2.3 小型结构模块 小型结构模块用在镍矿项目的所有管廊结构和部分皮带廊结构,由各种型钢焊接连接而成,内部根据需要含有部分管道和桥架,制作较为简单。其重量相对较小,一般都不超过20吨,运输和吊装相对比较容易。小型结构模块在工厂预制,完成后运输到现场进行安装,取代了传统的现场安装模式,减少了现场大量的吊装作业,同时也减少了现场工作量。国内在此方面有较成熟的制作、运输、吊装技术和经验。 2.4 电气模块 电气模块是特殊的模块,主要是指变电站和电气房模块,镍矿项目的变电站和电气房均采用模块化施工方法。模块化变电站和电气房提出了一种变电站和电气房建设的新模式,它是将变电站及电气房内各种高低压开关及配套设备集中在一个钢结构做成的房间内,作为一个电气模块在工厂内建造,现场达到安装条件后,运输到现场就可以快速的进行安装,与传统的变电站和电气房全部在现场施工不同。 2.5 土建模块 土建模块指由混凝土和内部的钢筋构成各种基础和墙体,该部分材料在工厂预制,运输到现场定位安装,在其他专业设备结构等安装完成后,然后进行二次灌浆,完成最终的土建工作。其目的是减少传统的现场钢筋绑扎和模板材料支设。在项目立项后准备阶段,土建模块预制就可以开始,一旦现场达到条件,土建作业就可以快速的开展。镍矿项目的土建模块主要应用在设备结构等基础和变压器围墙,该部分体积和重量都比较小,安装较为容易。 3 模块化施工设计及管理 3.1 模块化的设计理念 随着经济全球化和科学技术的快速发展,工程建设项目的规模越来越多,工程内容越来越复杂。大型复杂项目一般都具有规模大、工期长、结 构复杂等特点,项目往往是由多项目组成的,或存在多个项目同时运行的情况。模块化设计的方法可以有效提高项目管理水平,能够化解大型复杂项目完成难度大、复杂性高的问题。 镍矿项目的模块化设计是将主要系统,包括它们的电气系统和部分土建结构,根据其组成的特点,切割成若干可以在工厂中进行加工制造的模块,如结构模块,机械模块、电气房模块、土建模块等,将这些模块在工厂完成预制,然后利用工具将其运抵现场,实施安装。 可以看出,模块化施工其实就是模块设计,模块预制,模块安装的过程。模块设计是龙头,要解决模块规模合理、划分适当、接口准确等问题。利用计算机三维数字的精确设计、精确定位以及方便切块组合的优势,可以将模块切割得很大,切割得很准,并成功解决模块和模块之间接口精确的问题,最大可能地实现模块化制造,模块化施工。 3.2 进度控制 在模块化设计的基础上,镍矿项目采用模块化施工。在立项批准后,建设单位就可以找到有生产能力的工厂签订合同,不同的工厂就可开始不同种模块预制建造工作。同时现场可开始地质勘测和挖掘工作,多种工作平行作业。 在现场部分挖掘完成,需要现场就位的土建模块预制和运输工作也完成了。以此类推,整个项目的进度由于有采用多种工作同时平行实施,施工现场只余下构件吊装、节点处理等,整个进度得到很大的提高。 同时,对资源的投入来说也很有利,因为模块化使资源的投入更扁平化,减少了高峰期资源的投入,对计划编排和执行更有利。 平行作业也会带来进度相互匹配的问题,必须将模块的场外预制进度和工程施工进度综合考虑,由于模块预制安装和现场施工活动的深度交叉,如果不能解决好这两者之间的关系,模块化将变成对整个建造工期延误的因素。 3.3 质量控制 模块化施工将原来在建造环境较差的工作,尤其是高空作业和密闭环境的作业,转移到环境较好的车间里。这样极大的改造了工作环境,对施工质量(产品质量)的改善提供了条件。 原来现场施工的大部分工作改变为工厂施工,相应的质量控制也发生改变,将施工质量的控制变为工厂产品质量的控制,必须通过质量计划等手段加强车间生产质量控制。 另一方面,模块化概念决定了模块的质量要求也是很高的,由于模块化施工增加了接口,包括模块内管道、钢结构、电气桥架、土建等之间的接口,如果车间预制精度不够,在施工现场很难调整,保证施工质量。 解决这个问题,镍矿项目在设计时已经有所考虑,就是整个现场每个点都有三位坐标,现场还有多个坐标基准点,其他的定位都是以它们来作为参考点,通过全站仪测量设备的应用,解决了这个问题,同时在制造过程中必须按照程序和图纸加工制作,可以最大程度的提高产品质量,解决模块和模块,模块和非模块物间接口问题。 3.4 工程施工管理方面 镍矿项目采用模块化施工后,大量的作业改在工厂进行,扩大了工厂作业范围;模块安装的逻辑性、严密性要求施工计划必须更准确,施工进度必须更准时,增加了施工管理的难度。 所有这些,对工程的物资供应管理、信息管理、变更管理、人力资源管理等都提出了更高的要求,一旦某个环节出现差错,必将带来一系列的连锁反应,进而影响镍矿项目的整体建造工作。 3.5 运输和吊装方面 和传统建造方式比较,模块化建造增加的模块运输环节加大了建造的风险和成本,对模块本身来说,由于要考虑到模块的支撑和吊装,设计上增加了结构和吊装设计(吊装方案),实体上增加了结构件、临时支撑和包装等,增加了施工成本。同时对于大型结构模块,运输安装时需要更有专业的运输和吊装工具。 针对模块化施工大量应用吊车,吊装的工装(平衡梁,缆绳等)多等特点,在吊车使用时要做好规划,使用时加强调度管理。 4 结论 镍矿项目模块化施工设计是合理的,在整个项目现场施工期间,各种模块间的接口得到了很好的实施,给整个项目节省了大量时间。模块化施工易于应用在大型工程建设当中。 建筑理论论文:浅谈生态建筑理论在建筑住宅设计中的运用 [论文摘要]在全球生态建筑理论思潮方兴来艾的大背景下.中国当代建筑设计如何运用该理论来指导实践已经成为亟待解决的问题。本文仅从生态建筑概述、生态建筑设计理论以及设计理论在建筑设计中的运用三个方面对建筑住宅设计展开讨论。 [论文关键词]生态建筑;生态住宅;技术策略 1.生态建筑概述 根据世界卫生组织(who)的定义,所谓“健康”就是指人在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。据此定义,“健康住宅”不仅仅是住宅+绿化+社区医疗保健,还指在生态环境、生活卫生、立体绿化、自然景观、噪音降低、建筑和装饰材料、空气流通等方面,都必须以人的健康为根本。 1.1生态住宅定义 健康住宅又称“生态住宅”,生态住宅居住区的总体布局、生态住宅建筑单体的空间组合、房屋构造、自然能源的利用和节能措施、绿化系统以及生活服务配套的设计,都必须以改善及提高人的生态环境、生命质量为出发点和目标。 1.2生态住宅原则 生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,来设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无?亏染、生态平衡的建筑环境。生态住宅以可持续发展的思想为指导,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一,即在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人为手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境,同时又要控制对于自然资源的使用,努力实现向自然索取与回报之间的平衡。生态住宅的特征是舒适、健康、高效和美观。 1.3生态住宅的技术策略 1.3、1追求舒适和健康是生态住宅的基础 生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度和湿度。此外还应有益于人的身心健康,如有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的居住功能——安全性和私密性,又要满足邻里交往、人与自然环境交融等要求。健康还有另外一层很重要的含义,即住宅与大自然的和谐关系。住宅应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、二氧化碳、固体垃圾等污染物的排放,减少对生物圈的破坏。 1.3.2追求高效是生态住宅的优秀内容 所谓高效,是指最大限度地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。 1.3-3追求美观是生态住宅与大自然和谐的完美境界 生态住宅与大自然的和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅应立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源、减少废弃物污染以及材料的可降解和循环使用等方面的内容。 2.生态住宅设计理论 目前,世界各国新型的生态住宅可谓方兴未艾,从可持续发展的角度出发,发展生态建筑在我国也必然是大势所趋。作为国家的重要产业,城镇住宅建设必将快速发展。所以,如果不抓住时机,及时把“生态理念”引入到住宅设计中,解决住宅节能和住区环境保护问题,将会对社会、经济、环境产生不可挽回的后果。 生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑学、建筑技术科学、人工环境学、生态学以及其他科学技术的综合成果,把住宅建造成一个小的生态系统,为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化,而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。 在工程实施过程中,生态住宅涉及的技术体系极其庞大,包括能源系统(新能源与可再生能源的利用)、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单来说,其技术策略主要体现在以下几个方面。 a住区物理环境(声、光、热环境)与能源系统设计,包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等,同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关,是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题; b智能化住区,主要包括信息管理和通讯自动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等; c节省土地,节约能源,做好废弃物的回收和处理。 3.设计理论在建筑设计中的运用 从上述思路出发,要实现住宅设计生态化,需综合考虑3个方面的因素:住宅住区规划、建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细部处理。如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等)、建筑物内的环境控制系统设计。本文将从住区风环境、自然通风绿化、水景设计和防止住区热岛现象、日照遮阳与采光外围护结构布置、噪声和污染的防止和控制等与建筑设计相关的几个方面,分别阐述生态建筑理论在住宅建筑设计中的运用。 3.1住区风环境设计 建筑物布局不合理。会导致住区局部气候恶化。规划师和建筑师已经认识到风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而,可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段。当建筑师们在对建筑住区进行规划时,更为常见的做法是过多地把设计重点集中在建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少或仅仅凭经验考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季保持室内自然通风。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。在实际的规划设计中,要获得良好的住区风环境,了解小区内气流流动情况,是建筑师在设计初期所必须做到的。 3.2自然通风 在住宅建筑中,自然通风是最经济和有效的环境调节手段,而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等,都对自然通风的效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计能有效地解决住宅中热舒适性和空气质量问题,而且在不增加住户投资的情况下,就能营造一个健康、舒适的居室环境。 3.3绿化、水景设计和防止住区“热岛”现象 住区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住区室外气温有可能出现“热岛”现象。合理的建筑设计和布局,选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置,可有效地降低“热岛”效应,获得清新宜人的室内外环境。特别值得指出的是,建设生态住区不等于简单地提高绿化面积,如果住区绿化仅仅使用大规模草地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥绿化在改善室内外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在草地的浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好以下2个方面的工作:①合理选择和搭配绿化植物和水景设置,并与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以观赏的美感外,还应充分发挥植物、水在降低“热岛”作用、改善住区微气候方面的作用;②设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。 3.4日照、遮阳与采光 夏天阳光的直射和热辐射是影响居室热环境的一个重要因素,同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳是指运用建筑的外形设计、悬挑和凸凹变化而形成建筑围护结构,使室内实际接受的阳光直射和辐射热量减少。比较好的方法是根据当地地理与气侯条件,通过精确计算,对住区的建筑布局以及单体住宅的相对关系,进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析,检验是否满足日照和遮阳的要求。 3.5外围护结构布置 这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,日间接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。 3.6噪声和污染的防止和控制 住区规划应有效地设计防噪系统,如将住区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准,如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风。 4.结束语 总之,生态住宅是多种技术集成的结果,它需要科学技术的进步,更不能离开政府相关政策法规的鼓励和正确引导。只有在设计过程中各专业人员的相互合作与共同努力,综合运用当代建筑学、建筑技术科学、生态学及其他科学技术的成果,从技术、经济、环境、能源及社会等角度出发,系统地设计与评价住区的室内外环境,才会设计出更多更好的生态住宅。 建筑理论论文:以力学基本理论为根基培养建筑学学生创新能力 以力学基本理论为根基培养建筑学学生创新能力 建筑力学作为应用型本科院校建筑学必修的专业基础课程,对于培养基础扎实、知识面广、具有创新能力的复合型现场工程师[1]至关重要。然而,在实际教学中往往被轻视,或流于形式,导致学生重实践、轻理论,基础不牢,缺乏主动解决实际问题的能力。以南京工程学院建筑工程学院为例,大部分建筑学学生认为建筑学偏文科,对开设力学课程不在乎,学习自主性不强,欠缺主动思考、探究知识的意识。笔者针对目前建筑学学生培养现状,多方调研,提出了以力学基本理论为根基培养建筑学学生创新能力的教育模式,以达到人才培养的要求。 一、掌握力学基本理论是培养建筑学学生创新能力的根基 建筑力学是一门工科课程,要求学生具有一定的逻辑思维能力[2-4],这与其从事建筑设计需要发散思维并不矛盾。就建筑学专业本身而言,不仅要求学生具备对建筑力学基本理论的逻辑思维,还要求学生对建筑作品有所突破、有所创新,具备发散思维。首先,要灵活运用力学基本知识分析建筑作品的基本骨架、基本构件和基本功能。然后,将自己的创新思想融入作品,形成完整的有机统一体。这不仅体现了逻辑思维是发散思维的基础,而且实现了逻辑思维与发散思维的有机结合。 建筑力学对建筑学专业学生来说学习有一定难度。通过开展对建筑力学学习主动性的问卷调查发现(图1)。60%以上的学生缺少主动性,需要教师督促或引导。因此,有必要通过采取新的教育模式,因势利导,找出培养现场工程师人才新捷径。 首先,提炼建筑力学知识主线,让学生有章可循,消除畏惧感,做到心中有数。该主线以平衡方程为优秀,以几何组成分析为手段,以结构内力的求解为目的,主要涵盖静定结构和超静定结构的内力计算,具体知识主线 经过1年的实践,从学生期末成绩看,学校2008、2009级建筑力学平均不及格率出现下降,由2008级的47.6%下降为2009级的40.9%。当然,教育并非一朝一夕,贵在坚持不懈,持之以恒,从根本上改变现状,才可能收到更好的教学效果。 二、以经典建筑作品为导向,培养学生创新意识 创新能力并非与生俱来,而是在对事物发展本质有深入认识和理解的基础上慢慢培养而成。应用型本科建筑学学生的创新应该在基本理论的支持下,使建筑作品更能满足人们的精神和物质需要,这必然又促使学生对力学基本理论的深入理解。只有这样,经过理论—实践—再理论—再实践,才能使新的思想得以实现。随着社会的快速发展和人们生活水平的不断提高,人们对建筑作品的要求也发生着变化,从安全性、舒适性和经济性,到当今倡导的绿色低碳,优秀的建筑作品无不体现出力学基本理论和创新之间的有机统一。因此,针对既有的优秀建筑作品,在教学过程中增加了参观和讲座教学活动。一方面,联系专业教师带领学生实地参观典型建筑作品,并现场临摹和讲解(图3)。引导学生在临摹过程中运用力学基本知识深入思考,如:思考经典建筑作品有无瑕疵;能否进一步改进;自己设计又将如何考虑,等等。通过这方式加深对力学基本理论的理解,刺激学生创新灵感。另一方面,聘请全国一级注册结构师为学生开展建筑讲座(图4),主要从力学基本原理的角度探讨既有建筑作品形式和功能的有机统一,以此激发学生学习的兴趣,培养其创新意识。 针对建筑学学生,以力学基本理论为根基培养其创新能力是应用型高校教育的主要思想。 三、通过创新竞赛平台,展示创新成果 培养建筑专业学生的创新能力,使他们逐渐具备主动分析和解决问题的能力。为此,积极搭建创新竞赛平台,以新颖、实用和环保为主题,鼓励学生踊跃报名参加,可跨专业、跨领域联合设计。这不仅锻炼了团队意识,而且集思广益,更容易激发创新灵感,出现优秀建筑作品模型。图5为该校学生在2011年江苏省大学生结构创新大赛中荣获一等奖的作品。 四、结语 创新需要有坚实的力学基本理论做基础, 同时更需要具备灵活运用这些理论知识的能力[5]。针对应用型本科院校建筑学现场工程师人才培养要求,提出以力学基本理论为根基培养建筑学学生创新能力的培养模式,并付诸实践。经过2年的培养,建筑学学生分析和解决问题的能力提高较快,创新能力得到有效锻炼,基本达到了现场工程师人才的培养要求。 建筑理论论文:关于建筑理论与曲解符号 论文摘要:自20世纪中叶,西方建筑思潮更是风起云涌,后现代主义、高技派、结构主义、解构主义等等建筑理论层出不穷。有的沿袭至今,但一改初衷理想;更有的几乎是昙花一现,硕果仅存的只是几幢曾在建筑界引发争议的代表性作品。这种现象导致今天设计领域在众多的理论面前显出前所未有的困惑和不知所措.但眼前一件件奇迹般的作品又引发了建筑师的创作欲望,当一种热情达到盲目的程度,其本质的发展意义已经不存在,而惟一可能表现这种狂热的方式就是形式,此时的符号有了更多更广的诠释。 从根本上讲.格罗庇乌斯给“设计”所做的定义其意义是普遍而长远的:“一般来说,设计这一字眼包含了我们周围的所有物品,或者说,包含了人的双手创造出来的所有物品,从简单的日常用具到城市的全部设施的整个轨迹”。这是一个现代主义先驱在宣布一个新时代开始时给予我们的重要提示——设计就是:实用、功能和美学的创作。但此时的建筑界似乎在背离现代主义的宗旨。社会心理学研究认为“个人对社会潮流感到有一股不得不屈从的压力……而盲目跟从是屈服的结果。可以说,近数十年来我们的建筑设计摇摆于各种潮流时尚之问,犹豫不前。 后现代思潮曾经对建筑界产生巨大影响,但后现代主义在建筑中的实践并不那么成功,因为它的发展不是基于建筑技术问题或功能问题的需要,它只是顺应文化圈对现代社会太过冰冷、缺少文脉的批评而产生的。这种逆反心态所导致的结果很快将建筑设计沦为折衷复古主义而曲解了后现代思想反权威、反经典的本意。在廉价简化的古典时期建筑符号的疯狂堆砌背后,后现代似乎也嘲讽了建筑发展的社会责任。虽然后现代时期不乏个别成功的建筑实例.但有很多时候,由于盲目跟随潮流,无法正确把握理论的实践运用而造成的负面影响也是巨大的。 几乎与后现代同时出现的高技派建筑其优秀的主要涵盖了建筑观、美学观和历史观。它常与低造价和再生能源技术有关.构件高度的工业化、结构与设备的表现和裸露、灵活完整的大空间以及装配式舱体的使用都将造价、技术以及能源概念在设计上充分的体现出来。此时建筑师对于技术革命带来的成果充满自信和自豪,他们使用可变机器(softma—chines)、替代技术(alternativetecl~nology)、适宜技术(appropriatetechnology)等技术原则试图给高技派一个更确切的定义。但就在一些前卫的建筑师进行努力尝试的同时,可怕的高技派建筑符号诞生了。符号的诞生意味将大规模的滥用和复制,更多求新(求新奇而非求革新)的建筑师为能走在时代前沿而兴致勃勃的进行着低质量的高技派克隆活动。这导致高技派的建筑尝试很快带上了违背社会美学原则和合理原则的高帽,几乎被无情扼杀。 在国内也有人评论厦门高崎国际机场也是高技派设计的一次试图,从建筑师力图“寻找一种世界性的语言来隐喻中国的新精神……同时感到尊重传统和历史的重要”。到设计中将结构的合理性作为美学形式充分的展示,这样的评价也有些道理。笔者认为在这个项目设计中建筑师地;tr符号的应用是成功的,此时的建筑符号不仅仅是建筑装饰,同时也代表了福建的地域文化。在概括文脉的同时,还可以巧妙地展示自身构造功能的符号应该是建筑语言精练运用的成果。 在现代建筑理论中,解构主义的影响越来越受到瞩目。事实上,建筑界解构主义是来自于文学领域的思想潮流。 语言之于文学等同符号之于建筑。在建筑学中的解构主义兴起于20世纪80年代的中晚期。应该说当时它只是一种建筑观,把建筑看作文化符号系统,而没有对建筑实践产生太多的影响。由此可见建筑学的解构主义研究范围本应是建筑的知识体系而非建筑形式,它的直接像是古典建筑思想中的形而上学观念。正因为如此,与其他建筑潮流不同的是,持有解构主义建筑观思想的建筑师有不同的风格,如p.埃森曼、b.屈米、f.盖里、李伯斯金.希曼布劳等。具有讽刺意义的足,从文学解构思潮发展出的建筑理论在这里确确实实变成了一种晦涩的文字游戏,而人们从他们作品中所能找到的,与其所想所指无疑天差地别,更有因其作品奇特的形式而造成误解:以为其怪异的造型就是解构主义建筑所要表达的一切。这样说的确不公正,当表面看来,解构主义为尽情玩弄造型的建筑大师们无疑提供了最合适的理论借口。 长期以来,广义的语符现象构成了有意义的文化世界,体现出主体的社会意识以及其关注的生存方式。这样的世界既是建筑师寻求人生职业意义的起点,又是建筑师赋予建筑作品自上而下生存意义的归宿。在这种传统理沦的指导下,建筑师的创作不可以成为无限制的欲望膨胀,创作过程本身受种种条件的制约。我们现实的设计条件也注定要依从这样的原则。虽然我们同意jeannouvel(努维尔)说的:“建筑学的本质是超越它当前自身的限制”。“建筑学的真正任务是创造建成环境的文化定义”。但此时的建筑理论只可能成为建筑创作经验的总结和伸展.我们很难找到一条能够指引探索之路的坐标。 如努维尔,他足最早谈论“消解物质性”的建筑师之一.他希望通过操纵感知控制物质.将必然的物质稳定性变为脆弱的不确定的东西。他作品倾向与一种光滑的构造学,没有复杂的细节和暴露的结构而显现出形式的简洁。他反对重技术的机器美学及高技派的技术表现主义。利用拓扑原理表现空间的变形和张力是努维尔倡导的一种新的空间形式,他希望以形式的简化使空间具备一种对应使用要求的复杂及变异的滞在能力,是“一种当代世界的舞台艺术空间,一种真正现实意义的以不变应万变的建筑空间”。他作品中的空间呈现非几何的拓扑性质,强调不同空问的位与路径的联系而非空间比例、尺度的规整。在他的没计巾,空间成为一个灵活可变的连续体,用以决定接近度、分割与定位关系,而非对被分割空间的精确控制。拓扑思维使有张力的局部空间构筑于一致的整体秩序内。 我们有理由相信努维尔的建筑是短暂的、神秘的、易变的东西。在这方面有点像高箭在建筑造型艺术探索中个人立体抽象审美的表现。他们是自己突破自己的先驱,是另类的探索者,但永远不是建筑发展的主流。 而与此同时,这些清醒的建造者(至少他们知道自己在做什么、想要得到什么),利用他们实践总结的“丰富经验”,更确切的说是在其作品“寻找”到的新的理论依据,迷惑着大批无法清醒对待建筑理论发展.或者说无法认清现实责任与创作探索区别的建筑师们。 “我是伤口,我也是刀”。这句话用在我们现在的建筑创作活动中是再合适不过了。一方面每个人都在指责当前的建筑创作是一种将符号进行无意义堆砌的过程,而几乎在同一时间,每一个建筑师的设计实践又都不由自主的跟随“潮流”,盲目寻找创作出路。设计师只有在广义的语符现象中,通过对理论的准确把握。才能确实依据功能的合理以及主流的审美创造出具有明确目的结构,建筑作品的生成必须是在技术基础上,进行经验客观化、对象符号化的过程。 信息时代,数字技术的发展会给建筑实践以更大的冲击,而建筑理论也将随之发生根本的改变。瑞姆,库哈斯(rem koolhaas)在2000年5月接受普利策建筑奖时,做了近乎耸人听闻发言:“……在数十年,也许近百年来,我们建筑学遭遇了极其强大的竞争……我们真实世界难以想像的社区正在虚拟空间中蓬勃发展。我们试图在大地上维持的区域和界限正以无从观察的方式合并、转型,进入一个更直接、更迷人和更灵活的领域——电子领域。……我们仍沉浸在砂浆的死海巾。如果我们不能将我们自身从‘永恒’中解放出来,转而思考更急迫、更当下的新问题,建筑学不会持久到2050年。”那么当我们的信念被打破时。革命性的变化可能已经发生了。我们此时更需要保持清醒的头脑,认真分析当前的社会现状以及各种发展潜力,尤其在建筑创作过程中,要学习和掌握成功的经验。并能为己所合理运用.就必须做到不盲,即便认可一种或多种潮流观念。但在没有真正领会其发展意义以及符号含义时,不要轻易照搬尝试,这是建筑设计工作者最基本的素质要求之一。 尤其在当今西方社会因数字化的迅猛发展而宣告世界开始进入一个“奇观的社会”时,符号的定义已经开始变得越来越模糊、越来越难以把握。因为这是一个视“外观”优于“存在”,视“看起来”优于“是什么”的社会。在这样的图像都市文化中。人类的文化本质也会走向异化。 当弗兰克.盖里(frankgehry)说:“如果,非要说什么是我对建筑实践的最大贡献,我会说是眼一手之间协作的成就。这意味着我已变得非常擅长于建造我想像的一个丽i丽或一种形式。”的确,从他设计的毕尔堡guggenheim博物馆我们已经看到他是如何将想像利刚现代手段变为现实。但这只是盖里的现实,而他创造奇迹的方式也一反建筑传统的认同方式。毕尔博物馆有可能是历史上最被“媒体化的建筑。在建造过程中。它已被大肆宣扬炒作。 1997年开放时,它将毕尔堡这个负债累累的工业小城一夜变成旅游热点城市。可以说盖里以其个人美学趣味的极端自信以及对当代技术状况的乐观主义态度,在毕尔堡完成了一次伟大的建筑学的综合。 盖里的成就只是一个比较极端的例子.我们这里并不想评价在那个不可思议的钛金属造型下面空间功能运用的牵强。因为毕竟如同悉尼歌剧院项目一样,这也应是一个划时代的建筑典范。但他的极端思维的确存在着误导建筑思潮的巨大潜力。正如瑞姆.库哈斯宣布的“我把盖里当成这样一个例征:向更大、更重要项目的过度已将他从极端的率真变成了极端的虚假”。毫无疑问这样的评掺杂了浓厚的个人感情色彩,但同时也给我们大家一个重要提示,这样的作品是边缘的尝试,是建筑师个人品位以及人们对时尚顺从的结果。很多文章评沦这是一个比较典型的解构主义作品,而在我看来。他只是盖里的一个作品。而解构主义就其理论原则来说是无法有真正的作品存在的。 当然.弗兰克.盖里在根据其“想像”进行创作的同时,也不是无话可说的,而且他的评论风格与建筑炒作能力一样,一点也不含蓄。而埃森曼的回应是,当代建筑学还未能发展出一种理论话语来有效地区分什么是真正的“建筑学”。什么是仅仅制造图形奇观的“主题公园”。 当今的建筑理论已经不再寻求外在的意义.建筑形式的自我陶醉自我满足正在成为当今“批判性”建筑学的内核。每一位建筑师都在施展浑身解数“创作”令人眼花缭乱的造型空间,似乎建筑作品所被吸收、同化的可能性越小,其建筑学的价值就越高。语言文字在文章中或消失、或变得杂乱无章。看来宣扬解构主义的条件的确是成熟了,但无论它变得多么时尚,终究是没有了内容的文章。 埃森曼所秉持的文化精英意识和他对自足的形式主义的钟爱,使他在当代建筑学中扮演了一个极为激进的角色。一方面他和众多的精英建筑师一样,反对商业主义和技术主义所导致的文化的均质性;另一方面,为了争取绝对的个性化,他全然拒绝通过建筑学在传统中所行使的社会学-、技术学和美学的功能,以求得建筑文化的异质性。 建筑师的创作欲的可贵的。但同时个性的极端膨胀而导致的表现欲却对当前茫然无助的建筑理论发展无疑是起到伤口撒盐的作用。 在个性的自信方面,库哈斯与盖里和埃森曼是不相上下的,但库哈斯是固执地直接从现存建筑和都市状况中汲取能量。而不求助于当代哲学和文化理论的建筑师。当埃森曼将建筑学置于文化批判理论的脉络中加以考虑,宣称“在过去400年来。建筑学的价值观一直是从同一个人文主义源泉中升发出来,今天它必须彻底改变。人类基本视野的变化起源于哲学的变化。”而库哈斯则平静地说:“人类视野的变化起源于电梯的产生!”在库哈斯看来,当代都市的密度、尺度和速度正在抛弃正统的建筑艺术。只有承认建筑学以外的更宏大的力量,才能从各种限制中寻求新的建筑学机会。 蒙塔莱提出。“艺术始终是既为所有的人、又不为任何一个人。”建筑作品的根本意义在于它创造性的改变了人们的习惯体验和感受态度,生成了比普遍物品更为丰富的智慧世界。而智慧世界的丰富发展更需要具有深层社会含义、更高精神内容的创新。 客观的对待理论.客观的分析现状。再客观的了解自己,才能摆脱建筑设计只顾全形式、玩弄符号.但最终却因缺少创作精神和合理性追求而导致的次品泛滥。知其然.不知其所以然。充其量也只能是抄袭、模仿、克隆别人的建筑作品中的外表形式,这样的设计自然不会有新意。只有在知其所以然后。才能知道什么更适合自己,什么是可以借鉴的.而什么是在现实状况中不适合的。曾读过这样一篇建筑评论文章,作者对西方社会将建筑设计和时装设计作为同一时尚杂志的主要内容非常不屑一顾,我虽然不懂时装.仉我也的确无意中发现过时装创作因步入与建筑创作相同的误区而产生令人哭笑不得的作品。一位身着古典唐装的美丽模特飘然走在t形台上,唐裴完全用透明材料制成,在一层薄纱后面是令人触目惊心的一览无余,因古典符号不经大脑的随意滥用,不但造成了对古典文化的嘲讽,更亵渎了人体美的自然状态。我们现在谈到的是一件衣服,它的影响仅限于穿着者本人以及设计师可笑的“情趣”,但如果我们这样对待我们设计的建筑,那么我们作品所造成的负而影响将会是社会性的。 “真理很少足纯粹的;永远不是简单的”。我们的建筑创作更像是在寻求真理,虽然不容易,但也不要丧失信心,更不可丧失理智。 建筑理论论文:关于智能建筑理论与工程实践 论文摘要:在工程实戏与理论研究的基础上提出了智能建筑理论的体系结构与理论特征,并且指出智能建筑已经形成了一个完整的产业链,将在中国的城市现代化中发挥更为重要的作用。 论文关键词:智能建筑 系统论信息论 可持续发展 人本论 产业链 20世纪60年代中期,世界建筑业启动了新一轮的发展,建筑物单体的高度与体量急骤增加,二、三百米的超高层建筑,单体超过10万平方米的大型建筑已十分普通。建筑物规模的增大与工程建设的技术难度不仅体现在高度与面积上,建筑物的多功能使用(同一幢建筑物内分层区具有办公、酒店、商场、公寓、娱乐等使用功能)。各类使用者对建筑物的服务要求多样化与服务性能日趋提高,越来越重视生活条件与环境的舒适性、与社会和人际沟通的便捷性、生存空间的安全性、设施服务的完善性、管理组织的严密性等。在解决这些复杂难题的过程中逐步形成了智能建筑的概念。 1智能建筑的理论体系 长期以来,对智能建筑是否存在理论与学科特征,一直未能形成比较一致的认识。有些人士认为智能建筑就是把计算机、控制及电子设备运用于建筑物,只是高新技术的综合应用而已,并无理论可言。 然而,笔者认为经过二十年的实践,智能建筑已不如早期那么神秘朦胧,在长期的建设、应用与管理中,已经凸现其深层的特征,有必要对此进行探讨。图1所示为智能建筑理论的结构,下面将分别进行阐述。 a.应用对象层。智能建筑为人类活动提供信息化、自动化的工作和生活场所,它的应用对象就是建筑物的使用者、管理者与服务提供者。 b.特定功能层。只要是按现代化、信息化运作的机构所在地都有智能建筑的需求,因此智能建筑早已不是办公建筑的专利,公共建筑、住宅建筑、工业建筑、军事建筑都可以按智能建筑建设。近十年来,中国与全球一样建成了大量智能型的办公楼、酒店、体育场馆、会展中心、医院、学校、法院、图书馆、剧院、博物馆、机场、车站、住宅、电子厂、食品厂、化工厂、发电厂、军营、应急指挥中心等建筑物,这些建筑物在世界的经济与社会中起着极为重要的作用。在这一层面上,智能化系统功能需求与设备配置往往受建筑物个性、建设目标,管理模式和投资力度的影响而有较大的差别。 c.应用技术层面。这是智能建筑的技术基础,由通信网络技术、智能控制技术、信息处理技术和综合管理技术等组成。在这些技术领域中,最新的技术成果及其形成的装备会以最快的速度应用于建筑业。如在5年前,当软件工程界刚开始讨论中间件技术时,市场上立即推出了采用中间件技术的智能建筑系统集成软件iz bms集成化智能建筑管理系统)。又如当工业以太网技术出现突破,随即出现了基于工业以太网的楼宇自动化系统。 d.基础理论层。虽然从表面上看,智能建筑嵌人了许多令人目眩的五光十色的技术,但实质上智能建筑并不仅是新技术的综合与新装备的组合,而在其深层次中是有基础理论的支撑。 1945年奥地利人贝塔朗菲创建系统论形成了“系统哲学”,这是把世界看作一个巨大组织的机体主义世界观,它包括了系统本体论、系统认识论、系统价值论和系统方法论。系统理论的概念(等级秩序、渐进分化、反馈、开放等)与方法(图论、集论、控制论、对策论、排队论等)是智能建筑总体设计与工作流程规划中的重要工具。 美国人香农在1948年奠定了信息论的理论基础,使人类传统的科学从以材料与能量为中心的体系,转变为以材料、能量与信息为中心。当建筑物的智能水平日益提高后,人们已不满足仅在通信信道容量、噪声抑制、数据加密上应用信息论,而需要进一步通过统计及随机过程的分析来讨论语义分析、信息的嫡的应用。 “以人为本”在如今似乎已成为一句时尚的语句,但在智能建筑的功能设计与运行管理中,如果缺乏针对使用者与管理者的工作和生活便利考虑,缺乏以人机工效学对人机界面、机器与人的共享空间的设计,缺乏在智能化、数字化环境下对不同职能与层次人的行为处理分析和对策,那么任何再先进的智能化系统也是失败的。 智能建筑不仅仅是当前高新技术的尽情应用,而且必须从可持续发展的角度对建筑物的一切进行考量:设备与材料的环保、系统运行方式的综合能效设计、建筑物节能模式的选择、建筑物管理的组织结构设计,都需要从有利于协调“自然·社会·经济”关系,提高“人口·资源·环境”可持续发展的水平来考虑。这些工作要有助于建立7项工作:选择资源节约型的经济体系、推进社会公平化的社会体系、重视提高国家综合实力的科技体系、保持自然生产能力的生态体系、促进环境质量提高的环境体系、提高国民整体素质的人口体系和规范合理行为的政策法规体系。“可持续发展”是我国的基本国策之一,已深人到整个社会。智能建筑自然也在“可持续发展”政策的覆盖之下。 显然,在智能建筑所有的相关领域,以上的理论都在工作过程中起着宏观导向与微观指导的作用。 2智能建筑理论的特征 通过上述分析可见,智能建筑不仅存在理论,而且其理论结构相当复杂,还具有以下三个特征。 a.多目标的优化智能建筑不是机械的技术与设备集合,而是一个大系统,需要多视角地考虑技术、管理、经济、人文、环境等因素的大系统运行目标,并且调动各种手段使系统达到最优的综合目标。即系统的优化目标函数为:s=f 技术、效率、价格、智能建筑理论与工程实践—程大章发展、环境、人气等)。 b.多学科的综合这一点是显然的,智能建筑的规划、设计、运行和管理,所涉及的技术,经济、管理以及法律问题,都必须有效地应用各学科的知识成果来解决。 c.多因素的相关性智能建筑与社会信息化、社会经济发展、管理模式、装备技术发展、政府导向等具有十分密切的关系,尽管就表面来看智能建筑仅是一种建设行为与经营管理方法。但是从建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(见图2)来看,当某种设备与技术采用后,可改变其生命周期中许多相关的分项状态。 比如采用完善的ba(建筑设备自动化)系统进行照明系统的节能控制(按照度、时间、夜间最低照度、分区等),可以有效降低电耗与照明设备的运行时间,而照明设备因此而延长寿命减少了照明设备的维护更新费用。这可使建筑物生命周期成本中的能耗费与设备更新费用减少。但是要实现这一目标需要设置完善的ba系统,要增加建设的一次投资.同时,降低能耗的效益并不仅仅体现在lcc的图中,它对于广义的环境保护价值更是巨大的。 3智能建筑工程实践的分析 近年来,随着中国综合国力的增强,全国各地的智能建筑热潮有涨无退。由于我们已经历了较长期的探索,在工程建筑中有许多成功的经验,也有不少失败的教训,无论是建设方/业主,工程技术人员,还是物业管理人员,都逐步趋于成熟。因而最近起步建设智能建筑的地区(暂称为后行地区),往往可以比北京、上海、广州等先行开发建设的大城市(暂称为先行地区)有更好的建设效果。我们将之称为后发优势,见图3 智能化系统工程先行地区由于一开始处于探索前进的过程,不可避免地在早期建设中存在着各种过份的行为(控制论中称之为超调),随后又出现因失误而放弃的行为(称之为振荡过程),最后趋向于合理的装备与功能水平。而后行地区由于可以借鉴先行地区的经验与教训,可以比较合理稳妥地确定自己的智能化系统工程建设目标与行为,虽然起步稍迟,但最终可以与先行地区趋向于同样的建设效果,而他所化的代价则比先行地区要小得多(如早期智能住宅小区建设成本高达230元/mz,而近年来则在60元/mz左右,而且装备的性能与质量更好)。 4智能建筑已经形成产业链 建筑业是中国经济发展的重要抓手。中国经济发展的历史与现实清楚地告诉我们,国民经济状态上升建筑业必然兴旺,建筑业发达了,国民经济必然形势大好。中国近年来持续的经济增长其中就有1---2个百分点来自建筑业贡献。 随着中国城市化进程的加快,全国的基本建设规模不断增大,北京市2008年的奥运会与上海市2010年的世博会,大大刺激了建筑业发展,智能建筑与智能住宅小区则成为建筑业的精品。在工业建筑物、民用建筑物、军事建筑物与市政建筑物中的电气设备投资已从上世纪80年代总投资的6%一7%,增长到总投资的10%----18%,并且还在不断上升。与此同时,市场中的各类智能建筑电气设备不仅引进了大量国外先进技术与产品,也推出了一定数量具有自主知识产权的产品。据不完全统计,与智能建筑电气设备相关的国内企业约有6---8千家,智能建筑电气设备的民族企业在稳定成长。目前智能建筑行业,已基本形成了一条稳定的产业链,产业链的各方关系可以用图4来描述。 图中箭头表示各方的相互关系:①提供建筑化系统设备工程与技术服务;②提供智能化系统设备功能信息、设备使用改进意见;③提供产品与设备技术信息;④提供系统设备需求信息与系统设备功能信息;⑤人才与技术的需求与供应。 图4智能建筑的产业链示意图 图4所示的关系中,工作的基础是国际标准、国家标准与行业标准(注:gb/t50314为《智能建筑设计标准》,gb50339为《智能建筑施工及验收规范》)。 5智能建筑应用的发展趋势 随着文明的进步,人们对工作与生活的环境要求不断地提高,建筑物的功能与相应的标准也逐步提升.智能建筑作为现代建设技术的优秀,面临着新的挑战。 城市的规模越来越大,建筑群的功能特征日趋明显,出现了中央商务区cbd ( center businessdistrict)、休闲商务区rbd ( recreation businessdistrict)、工业园区、行政中心区、经济开发区、住宅小区等特定功能的区域。现代城市管理必须采用信息化手段对这些区域的建筑群与建筑设备进行综合管理,这对智能建筑提出了新课题。在美国“911”事件之后,建筑物的防灾、减灾及反恐等安全问题凸现,建筑物中的消防、安防、防灾及应急供电等已不可缺少,唯有借助智能化的应用系统,才能使之精准、有效、稳定与可靠地工作。 显然,当我们的视角从一栋建筑物扩展到一组建筑群乃至一个城市来讨论智能建筑时,系统论、信息论、人本论、可持续发展论的作用与价值将更为巨大的。 结束语:本文是笔者从多年从事智能建筑研究与工程建设中摸索而得的认识,这一关于智能建筑的理论构想希望能得到业内专家的批评与指导。
影视后期制作毕业论文:数字技术对影视广告后期制作的运用 摘要:随着现代信息技术的蓬勃发展,数字技术也取得了长足的进步,并且应用到诸多的社会生产生活领域。依靠着数字技术传输速度快、存储方便、编辑功能强大等优势,将之应用在影视媒体领域,不仅能够实现艺术表现形式的优化创新,而且能够提高观众的艺术审美效果。文章就数字技术在影视广告后期制作中的有效运用进行深入的分析探讨,以期能够为相关读者提供应用参考。 关键词:数字技术;影视广告;后期制作;应用探究 作为影视艺术的一种特殊艺术表现形式,影视广告在延续传统影视艺术的同时也显示出自身的艺术魅力。在计算机技术不断发展的时代,影视广告制作也实现了传统制作方式的革新,从以前的线性编辑逐渐发展成了数字化制作,特别是在影视广告后期制作中,采用数字化技术能够有效地增加整个影视艺术的艺术效果,最大限度的满足观众的审美体验,而且对于影视广告制作来讲也是紧跟时展步伐的必然之举。 1关键概念 1.1数字技术 数字技术是一种借助计算机技术对各种信息数据包括图像、文字、声音等进行加工处理进而实现信息转换,以使计算机能够识别转换后的二进制编码的现代科学技术。具有存储容易、精度高、抗干扰能力强、保密性好、适用性强的技术优点。在关系国民经济的诸多领域及行业,数字技术的应用都越来越广泛[1]。 1.2影视广告及后期制作 影视广告是一种覆盖面极广、宣传效果极佳的广告传播方式,包括视觉要素和听觉要素两部分,通常指电影和电视广告影片。通过多种多样的表现形式实现广告的有效宣传,广泛用于企业形象的宣传和企业产品的推广,基于良好的宣传效应和艺术感染力强、信息传递容量大、形式新颖等诸多优点,其具有极为广泛的社会接受度,为企业形象宣传和产品推广产生了十分积极的影响。在制作流程上主要包括:前期制作、线性编辑以及后期制作[2]。作为影视广告制作的重要组成部分和成型的关键,后期制作扮演着非常重要的角色,主要就是通过将前期拍摄搜集的影视素材依据创作需要进行特技镜头的剪辑和其他数据的信息合成,从而形成完整的影视广告作品。 非线性编辑相对传统的线性编辑而言的,优秀理念是通过计算机技术实现数字化制作。将所有的制作程序都置于计算机系统内部进行作业,实现各种素材调用的瞬间实现,打破传统编辑的时间顺序,依据各种逻辑序列进行排列编辑,具有简便快捷、制作效果好的优势。在影视广告后期制作中运用非线性编辑技术十分必要。 2数字技术对影视广告后期制作的影响 随着信息技术的发展完善和人们审美能力的提高,对于影视艺术提出了更高的要求,而影视广告作为企业形象宣传和产品推广的平台就更加需要实现贴近观众实际的模式创新。在影视广告后期制作中引入数字技术能够让编辑技术人员基于多维度编辑进行影视素材的艺术加工和优化,在减少了技术人员工作量的基础上有效增加影视广告作品的艺术魅力,从而保证作品的艺术感染力和号召力,更好地实现影视广告的社会效益[3]。由于传统的影视广告后期制作常采用线性编辑进行影视素材的美化修饰,艺术效果通常达不到要求,而且有时需要花费巨大的精力和物力去进行作品完善,采用数字化技术,利用线性编辑系统进行影视素材的艺术加工和处理,能够有效提高工作效率和作品的艺术效果。而且借助数字化技术常常能够产生常规制作方式达不到的影视镜头创作,实现影视广告的内容和形式的创新,提升作品完整度和艺术表现力[4]。 2.1数字技术在影视广告后期制作中的应用分析 影视广告需要在短时间内快速地传达出大量的视听信息,而且要能够抓住观众的注意力实现良好的宣传效果,所以这就需要影视广告在后期制作上坚持“新奇特”的创作原则,数字技术的应用能够通过现代技术手段实现这一目标。 2.2数字技术在动画制作中的应用 动画制作是影视广告作品必不可少的部分,通常需要借助动画实现对艺术表现力的最大限度展示,力求给观众带来独特的视觉感受,利用数字技术进行画面效果的丰富是最有效的手段。通过Shake、Motions等技术软件对在前期拍摄制作过程中无法实现的动态影像进行三维或者是多维处理,用三维或者多维动画片段进行动态画面的模拟和表现。数字技术的出现极大地改变了动画制作模式,能够通过技术手段进行更多动态画面的表现。例如“脉动”饮料的广告制作,通过实拍和3D动画模拟实现良好的产品效果展示,达到了良好的产品宣传目的。动画制作是广告作品的一个基本组成部分,而且动画效果的好坏直接关系到广告内容的表现,因此,采用数字技术能够就影视广告作品的外在形式进行更加完美的优化处理[5]。 2.3数字技术在镜头组接中的应用 在制作影视广告作品时常常需要分步骤进行所需素材的拍摄,以达到最好的艺术表现效果,但是传统的线性编辑模式对此有巨大的局限。在完成前期拍摄和相关的影视素材积累的基础上,引入非线性编辑技术进行多个拍摄镜头与影视素材的拼接处理。根据广告作品的创作理念对一些镜头和素材进行非线性编辑的入点和出点设计,并将这些素材内容通过FinalCutPro音视频编辑软件进行某种逻辑序列的编排,之后根据时间顺序将各种不同的拍摄镜头和影视素材进行拼接组合,最后利用蒙太奇手法完成整个镜头和素材的组接,实现完整的广告内容的展示[6]。利用非线性编辑技术能够对镜头的拼接处理实现更加艺术化的处理,避免了传统的只以时间线性进行安排的生硬模式,使作品的表现力大大增加。例如,汽车巨头奥迪公司曾经拍摄了一组奥迪A1的广告,通过将各个机车零件的拍摄镜头进行意识流的拼接和组合,向观众传达出奥迪A1的唯美与舒适,最大限度地表现了产品的性能,能够紧紧抓住观众的想象思维,无形中提升消费者的购买需求。 2.4数字技术在特技制作中的应用 特效技术也是常见的影视广告制作技术,为了达到某种艺术表现效果,满足观众的视觉体验,但是基于实际拍摄镜头具有高昂的拍摄成本的限制,常常需要借助数字技术进行特效合成来进行这一问题的解决。通常来讲FinalCutPro等制作软件都自带有特效处理功能,能够实现淡入淡出、叠化、化变等各种转场特效的制作。此外也可以采用专门的后期特效处理软件进行特效处理,例如AfterEffects,通过在影片中增加三维或者多维技术实现特效表现。一般而言特效技术的运用都是利用抠像技术进行合成叠加,以模拟真实的场景,通过对各种抠像软件的综合运用,将需要处理的画面从前期拍摄的背景中分离出来,在此基础上利用合成、跟踪、三维等辅助软件对从背景中分离出来的画面进行拼接合成,并依据创作需要和作品内容进行特效的增加优化[7]。例如,华为集团在“华为P8”的广告设计上,就充分利用了特效技术,将品牌手机的独特的手机功能进行形象化的处理,让观众能够直接感受到手机的相关运行功能。此外“恒大冰泉”的广告设计也因为特效技术的加入使得产品迅速占领广大的纯净水消费市场。 2.5数字技术在声音、色彩处理中的应用 影视广告作品不仅需要动画图像,还需要声音,两者实现完美配合能够有效增加作品的表现力和感染力。通常依据广告的内容需要对画面的声音进行特殊的处理,以实现声音和画面的相匹配,实现观众良好的视听体验。采用数字化技术诸如Premiere软件等能够实现对声音的特殊处理,在这些设备中常常自带有声音采集、多路音频混合处理、添加声音等功能,往往能够实现对声音的快捷处理,同时也能够依据作品需要进行部分配音的增加和处理,保证画面和声音的同步匹配和内容表现的完美呈现。随着计算机技术的发展,各种声音处理软件被开发出来,并且应用到各种声音处理领域,例如CoolEditPro软件等[8]。对广告作品进行色彩调整是后期制作的一个画面优化环节,作为作品形式的外在表现,良好的色彩展示能够有效提高作品形式的艺术内涵,满足观众对色彩感受的生理要求。采用数字化技术色彩控制软件进行画面的各种滤镜效果的处理,并对换面的色彩色调进行合乎常理的调整,力求做到不仅满足观众的生理感受,而且要能够通过色彩进行内涵展示。一个良好的画面色彩常常能迅速地增加观众对其的注意力,是作品产生引人入胜的艺术效果和艺术境界,有效增加作品的影响力。例如,做关于“水”的广告,色彩基调就要以蓝色为主,而运动品牌的产品广告就应该以多色彩的融合为主以展现青春运动活力等等。 3结语 现代信息技术的不断发展完善,数字化技术的日渐成熟,使得更多行业领域运用这些高新科技成为可能。在影视广告后期制作中应用数字技术不仅能够大大提高技术工作人员的工作效率,而且能够最大限度地拓展作品的艺术魅力,有效提升作品的宣传效果和观众的审美体验。尽管在当前的影视广告后期制作中应用数字技术还面临许多技术难题和问题,但是我们也看到行业的技术人员正在进行积极的探索和创新,因此,笔者希望更多的专业人士能投入到该课题研究中,针对文中存在的不足,提出指正建议,为实现数字技术在影视广告后期制作中的有效运用作出重要的贡献。 作者:周俊平 单位:内蒙古乌兰察布职业学院 影视后期制作毕业论文:数字视频技术AE对影视后期制作的运用 摘要:随着当下计算机技术的不断发展和创新,很多领域中开始运用数字技术,计算机技术对各个领域的影响也越来越深远,尤其是对影视后期制作过程产生了非常重要的影响。AE软件属于基础的图形视频处理软件,它的出现在很大程度上改变了传统的影视制作方法。文章先简单阐述影视的发展和数字视频技术AE,在此基础上分析数字视频技术AE在影视后期制作中的运用,希望能够为我国影视发展提供一定的帮助和参考。 关键词:影视;后期制作;AE软件 数字视频技术中蕴含了诸多软件,其中,AE软件是使用较为普遍的一种。AE是AdobeAfterEffects的简称,在众多软件中,其难度较为适中,且具有较多类型的特技效果插件,因此成为当下视频后期制作中运用得最为广泛的软件之一。AE是一款图形视频处理软件,由Adobe公司研制,属于层类型后期软件,适用于动画制作公司、多媒体工作室、电视台和个人后期制作工作室等单位的设计和视频特技制作。 一、影视后期制作中的数字视频技术和主要事项 近几年来,动画、影视制作、计算机游戏等领域逐渐运用视频后期制作技术。影视后期制作的专业性较强,其中最为重要的一项工作就是软件的运用。AE属于一种视频后期编辑和合成软件,具有较强的专业性,能够有效促进整个后期制作工作,相关剪辑人员可以运用这种软件更快、更精准地向观众展现各种特效和运动图像。作为视频设计和剪辑的重要软件,AE在网页、电视、电影和广告等后期制作过程中运用得非常广泛。如,将AE应用到影视广告的后期制作中,能够让影视广告相对于平面广告具有更多的优势,能够更容易让观众对广告产生兴趣,也能够较好地展现影视广告较为独特的效果和较为新颖的表现形式,还能够将广告商品的特点在最短的时间内展现出来。因此,将数字视频技术AE应用到影视广告后期制作中,能够让影视广告的呈现效果得到有效提升。 二、数字视频技术AE在影视后期制作中的运用 其一,AE在“层”中的运用。所谓的“层”,主要是指图像合成的组成部分,任何素材如果是通过合成图像窗口增加的,则都可以用作“层”。在项目窗口添加的素材中加入合成图像,从而让合成图像的素材层得以实现,是AE软件最为基础的工作形式之一。在时间布局窗口,可以借助拖动对“层”的出、入点进行直接切换。由于在时间布局窗口所显示的素材名都不一样,在多次进行拷贝之后,为了对各个“层”进行有效区分和更加方便使用,可以点击键盘上的确定按钮,输入新名字,再按确定按钮,这样在时间布局窗口就能够对“层”的叠加顺序进行拖动改变,同时也能够直接设置图层的尺寸大小。用这种方法可以实现素材剪辑工作。PS(Photoshop的简称)可以与AE结合使用。在AE中导入PS的分层文件,PS中制作好的特效及图层顺序将完整地被导入AE图层,使得技术和艺术更好地融合,为创作提供了更大的空间。其二,AE在动画制作中的运用。关键帧是借助计算机对视频进行设定而创建的。一般情况下,创作关键帧动画时,对“层”进行动画设置,只需要打开关键帧的记录开关,并将关键帧创建出来就可以完成。关键帧的设置主要有位置、旋转、不透明、轴心点一级比例设置四种方法,设置过程较为简单、快捷,可以使用快捷键加快制作的速度。此外,在具有方向性的移动上,AE软件具有更加突出的作用。如,在操作过程中如果选择自动定向,事物的运动就会逐渐沿着路径进行,动画制作者可以随时对路径进行修改。其三,AE在视频的预览和生成过程中的运用。在整个视频后期制作过程中,最为复杂的一项工作就是视频的预览和生成。在动画制作到达某个阶段的时候,可以运用视频预览观察效果,这样能够对视频中一些不足之处做到及时修改和完善,从而让视频呈现出最好的状态。一般可以同时按住0键和shift键,每隔一帧进行一次预览,这样能够降低内存,而且可以按住0键对内存进行预览,按住空格键就能结束预览状态。在保存项目文件时,依照渲染检查各个条目,将需要进行渲染的合成图像从项目窗口中拉入渲染窗口,设置缺省值,同时在log菜单中选出需要进行登记的类型,更改或重新设置缺省的输出模块,最后点击render键完成。只有充分认识和理解AE软件的作用,并在具体工作中灵活运用,才能充分发挥其作用,推动影视后期制作工作的开展。综上所述,数字视频技术的普及,能够很大程度地减少传统影视后期制作繁重的编辑工作量,而且能有效优化后期的编辑程序,在减少工作量的同时,大幅度提升特效特技的编辑技术和效率。因此,在影视后期工作中,AE的应用已逐渐成为影视后期制作的重要组成部分。随着AE软件技术越来越普及,其必定会为影视后期制作的长远发展作出重大贡献,对当今社会影视后期制作甚至更多领域的发展起到有效的推动作用。 作者:刘茸 白金鑫 影视后期制作毕业论文:影视后期制作在影视作品中的应用 1配音 配音全称声音配置,在影视后期制作中占有一席之地。影视作品的声音录制有两种,一种是传统的同期录音,还有一种是后期的配音。这两种配音方式是有所不同的。同期录音相对于后期配音,挑战较大,难度较大。同期录音在后期剪辑中必须考虑到故事情节完整、甚至台词的对白和声音的衔接。后期插入的特效声音必须与画面、与故事情节发展保持一致。如果在大婚场景里出现哀乐奏响,那就会引起播放事故了。那么,是不是采用后期配音就万事大吉了呢?答案是否定的。配音演员的选择也是很重要的。如果让一个声线粗犷的配音演员来为《红楼梦》中的林黛玉配音,会让观众产生强烈的不真实感,这部影片也就不会有机会闻名于世了。 2影视后期制作在影视作品中的应用 从电影业发展以来就有了影视的后期制作,自此后,多种多样的影视特效持续的出现在观众们的眼前。早年的电影作品由于科技水平的限制无法达到剧本效果。比如早期优秀影视作品《八仙过海》、《钟馗捉鬼》所呈现出的乘风破浪、神仙术法等特技都是经过后期修改的,对比今日的特技水平可以说是非常简陋。而当今科技的发展为后期制作提供了强有力的技术保障。许多的影视剧后期制作都能够用电脑制作出一些人的力量所无法达到的效果,特效是经常运用在以虚拟拍摄对象、画面共现和移动追踪动态影像为主的三类制作中。 2.1虚拟拍摄对象 艺术来源于生活但高于生活。作品中的人物形象确是他们自己想象中的现实中不存在的人物形象,在影视剧的拍摄中,人们有很多都无法用人的力量达到作品所呈现出的效果工作。那么此时,为了达到预期的效果就必须用后期制作来填补人力无法拍摄的空白。像:远古传说里的多种多样的神兽、妖魔鬼怪种动物化形成人类和超人中的特殊能力,像这样的影视剧必须用后期制作来达到文字所描绘的场景。 2.2后期制作填补 画面共现在拍摄视频中,那些震撼的场景,像是腾云驾雾、山崩地裂等画面是不可能用人力去达到效果的,于是,就通过后期制作填补。在拍摄的场景中,许多的形象都是在生活中客观存在的,在这种情况下就需要高科技的后期制作进行汇合。将不存在的事物与现实中应该出现的结合起来达到文字所描述的画面。可是,在真正的实践中,这些不能在一起拍摄,必须要用后期制作,用以达到预期的效果。比如,《ET》中的外星人,小主人公能正常拍摄,但是外星人ET就要通过后期制作来实现,最后,主人公与外星人ET在同一画面中的效果也要后期制作来完成。 2.3移动追踪动态影像 在当今科技发展阶段,影响跟踪和修整是利用数字合成技术的新型后期制作的巨大成就。早年因为技术问题,影视后期制作一直无法与三维数字技术相结合。但是Mokey软件的合成问世为这一技术难题提供了一种创世纪的解决办法。这就可以从根本上解决影视作品的动态抠像难题。这一难题解决后,影片效果也就达到了又一个新高度。在《哈利波特》系列魔幻电影中,各种绚丽夺目的特效效果便是此种后期制作成功的示例。 3结语 当今世界影视剧的成功影视后期制作功不可没,它至真至美的将影视剧提到一个更高的平台。从世界的角度而言,影视后期制作拥有无限的潜力,能过带动经济产业的发展超过任何推动经济的产业。如我们想让作品完整的出现在观众的眼前,那么就要关注影视剧的后期修改。现在许多的投资方和导演都应经意识到它的重要,并全力支持其发展。在这种情况下,我么能体会:影视后期制作拥有无限的发展空间,它们的作用也将愈加多样化。 作者:屈鹏 于艳婷 单位:辽宁科技大学 影视后期制作毕业论文:后期制作下影视作品论文 1对影片实施后期加工的三项要点 拍摄影视剧的导演利用脚本能够把全部通过分镜摄制而成的影片整理成材料。在编辑影片时,从事视像后期的人员需要承担的工作就是把这些整理好的片段材料利用电脑软件组合起来,形成一个完整的剧情影片。电影或电视剧最终成效除了取决于演员的表现和导演的表演指导、摄录方式之外,还需要控制最后的合成及加工环节。作品的情节是否紧凑、时间安排是否合理都受后期加工剪接的影响。所以间接的要点就是在将情节完全呈现、时间控制在计划之内,同时还要传达一定的审美美感。 1.2利用特效对原片进行加工 合理利用软件给原片制作一些特效能够突出剧情,提升视觉层面的冲击,但是过度使用特效会弱化剧情,导致影片欠缺情致。所以参与后期制作的团队应妥善运用特效科技,并将适合的效果应用到对应的场面和情节中,这样才能为影片锦上添花。再过去国内视像加工技术尚未成熟、电脑设备还没有得到普及时,后期人员只能对原片进行合成以及简单的镜头分切,但是目前已经能够利用3D软件为剧作制作水、火、雷电特效,还能制作逼真的植物、动物、山水画面以及房屋、宫殿等建筑。在电脑设备通过建模软件对影片进行特效加工及润色能够提升剧情的连贯特点,突出影视作品的欣赏价值。 对于一部影视剧作来说,适宜的后期配乐以及音效加工能够突出剧情性,对情节和画面进行渲染。某一些视像剧作使用的声音和音乐是同期收录的声音,在处理这些声音时,后期人员可以直接通过软件把影片中的杂音消除突出音效,再对原片素材进行简单编辑就能令影片情节前后贯通、顺畅连接。在剪接是除了需要维持情节的完整以及流畅之外,还要注意画面以及音效、背景音乐的是否融合,如果声音过于突兀或情感基调和正在演绎的情节不符,就会影响观众的情绪,降低影片的质量,所以在剪接之前要先准备好素材,在剪接时需要多次审查,务求让音效能够和情节画面协调。例如,当画面正在上演悲情桥段时,音乐就应该低沉、婉转、悲戚,不能加入节奏过快或基调活跃、欢快的音乐。如果可用的音效素材有所限制,编辑音效的技术人员需要对音频进行变奏,将音轨调节到与情节相符的情况。又如,在编制声音后期时,如果画面是浪花拍打海岸、燃放焰火或者打雷下雨就要加入对应的音频材料,音频的时间线需要和影片对应,音量从小到大,在切换镜头时需要逐渐减小音量再跳到下一个场景,防止声音变化过于突兀。 在制作一些魔幻影片时,剧本会涉及许多珍禽异兽、奇异花卉或空中楼阁等虚无飘渺的事物,这些物品可能无法在现实中看到,或者剧组无法去到对应的场地拍摄。为了保障最终成片的效果,就需要通过软件对这些虚拟的元素进行仿真制作,令这些事物能够出现在影片中。要实现这些效果,就要求后期人员掌握3D技术并拥有一定的艺术构想及联想能力,同时还需要多与导演沟通,这样才能制作出符合情节、富有美感与真实性的虚拟事物。在通过电脑利用3D画面编辑软件对虚拟的有生命物体进行制作时,除了要做出该生物的外观,令外观能符合剧本的描述之外,还需要突出生物的思想与情绪。为此,后期人员要重点刻画生物的面部,令其表情生动、鲜活。比如,影片《阿凡达》以及《金刚》中就有仿真的3D生物,这些影片中的动物、外星人都十分逼真,并且情感特点鲜明。 2.2利用后期合成虚拟场景 由于剧情需要,在影片中需要有一些特定场面,比如宫殿失火、大水漫灌、白雪飘飘或者万马奔腾,这些场面都难以在实际拍摄中得以实现。但为了保证影片的情节得到完整呈现,后期团队就需要的通过模拟技术,通过3D科技把场景制作出来。比如,在《泰坦尼克号》有大量海水翻涌、船体撞击、冰山崩裂的场面,这些场面都需要通过软件进行模拟和修饰才能达到逼真效果。 3结束语 总之,一部杰出的电影大片或收视长虹的电视剧作往往在后期方面同样十分出色。后期处理需要前期的拍摄、表演相互配合,才可以令作品呈现出审美方面的美感,并使故事情节得到适宜的渲染,从而凸显剧情的特色,令情节更富有欣赏性。在上面的叙述中,作者依照个人参加电视剧后期加工的经历,重点提出后期制作涉及的关键点。必须对这些要点进行思考,并提升镜头剪接、特效编辑以及音乐配置方面的技能,才能彻底提升的后期编辑的整体水平。 作者:陈美旭 单位:吉林艺术学院 影视后期制作毕业论文:计算机多媒体技术在影视后期制作的运用 科技的迅猛发展促使大量计算机技术的产生并逐渐渗透到人们日常工作、生活中。计算机多媒体技术以及先进的剪辑软件都对影视制作技术人员的思想起到重要影响,并改变其工作方式。计算机多媒体技术的优势就是能够为大量优秀的影视作品的诞生起到一定促进作用,并且让影视制作者拥有更广阔的创作空间,进而为人们创作出大量优秀的影视作品,打造出良好的企业形象。本文将对计算机多媒体技术在影视后期制作中的实际应用进行研究,分别从:计算机多媒体技术论述、计算机多媒体技术存在的必要性、计算机多媒体技术对影视后期制作产生的重要影响、计算机多媒体技术在影视后期制作中的实际应用、计算机多媒体技术在影视后期制作中的未来发展趋势、五个部分来进行阐述。笔者希望通过研究,能够为影视后期的制作提供良好的经验。 1计算机多媒体技术论述 关于计算机多媒体技术,我们可以追溯到上世纪80年代,这种技术的发展是建立在数字化技术发展基础之上的。随着时间的推进,最近几年,计算机技术、存储技术、通信技术的快速发展,使计算机多媒体技术发展逐渐成熟起来,它结合了数字帧合技术与动画技术,从根本上改变了影视制作人员的工作方式,同时还创造出更加优质的影视作品。因此,我们可以看出计算机多媒体技术对影视后期制作的影响非常大。在整个计算机领域当中,多媒体技术是最热门的一种技术,它是人们日常生活、工作的重要组成部分,网络技术的发展,将它与人们之间的联系拉得更为紧密了。 2在影视后期制作中计算机多媒体技术存在的必要性 纵观我国以往影视作品后期制作过程,可以看出由于我国传统影视后期制作由于受到科技水平的限制,不能够充分满足后期制作要求,从而出现各种各样的问题亟待解决。在我国传统影视后期制作中,我们主要依赖于剪辑人员的个人水平,然而剪辑人员的水平通常是有限的,这就导致一些工作不能得到顺利开展,有时可能会造成剪拼不合理、镜头不连贯都问题。传统后期制作过程中,一旦发现问题,通常采取的方法是将有关演员召集回来重新拍摄,这样不仅浪费了时间,同时还消耗了大量人力物力。传统影视作品一般是采用磁带进行拍摄,这种方式无法改变作品长度,从而修改起来充满困难,经过多次修改还会大大降低声乐与画面质量,这些问题都为剪辑人员的工作带来很多不便。因此,为了解决传统影视后期制作存在的问题,我们必须采取一定措施,将计算机多媒体技术运用到影视后期制作中来,这是现代解决影视后期制作中存在的问题的重要手段。 3影视后期制作的内涵及其重要性分析 影视后期制作就是利用已经拍摄好的素材,通过三维动画和进行合成,制作出相应的特技镜头,把所有的镜头都合理的剪辑在一起,形成比较完整和唯美的影片,同时还要为影片添加制作相应的声音。简而言之,影视后期制作是融文字、声音、画面等多种视听手段于一体的高度综合创作,是影视节目生产的最后一道工序,制作水平的高低直接关系到节目的质量。影视后期制作在影视中的作用非常的大,可以说整个影视作品的主要技术支撑都是后期制作所提供的。在影视作品创作过程中,影视后期制作起了决定性的作用,如果在影视中没有后期影视制作的加入,那么拍摄的无论有多么好的影片都不能拿出来播放,如果在影视过程中后期制作的不完善那也将会是一个非常不好的影视作品,所以在影视过程中,后期制作非常的重要。随着数字技术的发展,目前市场上的绝大多数影视作品都运用了高科技元素,计算机技术的快速发展和科技水平的提高,也促使影视制作的方法发生了巨大变化,最为明显的体现就是计算机多媒体技术的应用。本文以下就针对多媒体技术对影视作品后期制作所产生的影响,进行简单的分析。 4计算机多媒体技术对影视后期制作产生的重要影响 多媒体技术对影视制作的影响已经涵盖了影视作品的方方面面,对传统影视制作技术的缺陷进行了重要弥补。利用多媒体技术,保证了影视作品在制作过程不会产生损耗,加强了质量保证。多媒体技术对影视制作技术的影响是非常深刻的。尤其是在影视后期制作过程中,多媒体技术很好地解决了传统影视制作技术所不能解决的问题,因此,相关技术人员利用好多媒体技术,为影视作品的质量提供技术支撑和保障。 4.1多媒体技术的运用保证了影视节目质量 计算机多媒体技术与传统制作方式相比具有一定优势。它能够很好地解决传统影视剧后期制作中存在的缺陷,不仅可以及时避免存储时的损耗,还能突破单一的时间顺序编辑限制,使影片的完整性更易保持,有利于保证影视节目的质量。 4.2多媒体技术的运用提高了影视剧制作效率 计算机多媒体技术由于是借助计算机相关技术,具有一定灵活性,这就使得编辑人员在对影片进行剪切与编辑时更加方便自如,也更容易对其进行修复,不仅大大节省了剪辑时间,还充分提高了影视后期制作效率。 4.3提供了更多的影视创作手段,丰富了影视表现力 现代数字制作技术是非常先进,它能将我们拍摄现场所有信息转化为计算机所能识别的信息流,通过计算机相关软件的整合,方便编辑人员对其进行任意添加、修改,利用影视数字制作技术能够大大丰富影视作品的表现力。 4.4减少了彩视后期制作设备投资,保证了影视作品质量 计算机多媒体技术采用的是灵活有效的非线性编辑方式,大量后期制作工作可以通过一台计算机完成,这种方式大大减少了后期制作设备成本,同时也节约了一定的人力资源,对影视作品质量也起到一定的保障作用。从以上可以看出计算机多媒体技术对影视后期制作的影响是非常深刻的。因此,为了创作出高质量的影视作品,在影视制作各个周期,相关技术人员要利用好多媒体技术,为影视作品的质量提供技术支撑和保障。 5计算机多媒体技术在影视后期制作中的实际应用 随着计算机技术的发展,尤其是影视后期制作进入到数字时代后,后期制作中所使用的相关技术发生了巨大的变化。现阶段,多媒体技术在影视作品后期制作中,已经渗透到影视制作的各个方面,掌握和利用好这些先进技术,对影视作品的创作将产生重大意义。我们就目前应用来看,影视后期制作中所使用到的计算机相关技术主要集中在如下几个方面: 5.1数字制作技术 我们知道由于目前国内影视制作水平十分有限,有些影片当中的特效镜头相对较少,虽然也有大量先进设备但是很少有人会使用,技术研发水平相对落后。计算机多媒体技术能够不断提升数字制作技术能力,将数字技术与故事情节完美融合起来,使影视作品的主题更加鲜明逼真。 5.2绘制图像与视频 2D、3D技术创设出来的多种虚拟化影像可以充分满足人类的预想,同时还能节省大量成本,为影视后期制作的修改与剪贴带来便利,能一定程度上改善影视制作者工作现状,对影视后期制作的视频制作及绘制图像的意义相当重大。 5.3移除与跟踪动态影像 数字合成领域取得的巨大成绩就是影像跟踪与修整,这种技术与Mokey软件结合后能从根本上解决影视作品动态抠像功能。 计算机多媒体技术的运用,使影视编辑与剪辑变得更加简洁便利。制作者可以随意拖动鼠标来改变画面的整体位置及长度,对于画面的色调予以修改,为观众带来一定的视觉冲击。此外在声乐制作方面,借助计算机多媒体技术能够迅速完成各种常规性、特效性处理,使音乐创作与画面编辑保持一致性。 5.5影视出版与发行 计算机多媒体技术的发展改变了影视作品的出版、发行方式。影视后期制作设备大多为数字化处理设备,充分改善了影视制作者的工作方式,而在影视作品的传输上,主要是通过卫星来接收,在一定程度上提高升了影视制作的效率与质量,提升了影视节目的交互性。从以上我们可以了解,计算机多媒体技术已经应用到影视后期制作的各个方面,并发挥了巨大的作用。随着社会的发展和人们欣赏水平的日益改善,对影视作品的要求会更为严格。因此,我们要以发展的眼光,不断探索影视作品后期制作技术,从而创作出更好地影视作品。 6计算机多媒体技术在影视后期制作中的未来发展趋势 由于我国当前所制作的影视作品大多数都未达到预期结果。我国在数字影片制作发展道路上还存在着很多的不足,因此,为了制作出更好的影视作品,满足人民日益增长的精神文化需求,我们必须进一步加强对计算机多媒体技术确保计算机多媒体技术在今后影视后期制作中获得更长远的发展。 6.1硬件方面的发展趋势 近年来,计算机多媒体技术的发展使影视后期制作的硬件虽然得到了一定的完善,却始终无法满足创作人员的工作需求。由于在影视后期制作中通常需要处理大量图像及图片信息,这些工作的处理需要功能更加强大,运行更快的计算机。因此为了满足影视作品创作、存储的需要,发展存储能力更强、处理效果更佳的硬件成为未来主要发展趋势。 6.2软件方面的发展趋势 伴随着计算机技术的发展,计算机多媒体技术的发展使影视后期制作的软件也得到了一定发展与完善。软件的协作性与开放性要适度扩展,针对软件兼容性研究应该逐渐增多,开放性与协作性的研究力度也必须逐渐增强。此外软件要向集成化发展,以实现更佳的处理效果,为观众提供更加可靠的视觉盛宴,同时为影视制作人员进行相应的操作提供了便利,在未来影视制作中,可以将原来彼此独立的相关软件重新整合为一个比较完整的软件制作包。这些都是计算机多媒体技术在影视后期制作中的未来发展趋势。 7结束语 随着计算机多媒体技术的出现,我国在影视后期制作方面得到很大的改善,计算机多媒体技术很好地解决了传统技术运用中出现的问题,它在影视后期制作工作中发挥了重要作用。尽管如此,我们依然不能创新发展的脚步,必须清晰地找出该技术在影视后期制作当中运用的不足,然后采取行之有效的措施来解决,以此收获更好的应用效果,更好地推动我国影视作品的发展。发展措施的采取必须具有科学性、合理性,必须要从我国自身实际情况出发,探索出一条符合我国基本国情的、先进的数字化发展的新道路,促进我国计算机多媒体技术的发展。 作者:从继成 单位:河南省驻马店市 影视后期制作毕业论文:影视后期制作中particleIllusion运用 particleIllusion(简称pIllusion)是wondertouch公司推出的一套快速、方便、有趣、多样化的粒子特效系统及合成影像工具,笔者结合影视后期制作中的经验,将pIllusion的特点与影视后期中遇到的一些问题相结合,巧妙的解决了生产实践中的一些难题。 1pIllusion基础知识 实际制作中常有粒子跟随路径的动画,一般来说都是先用直线代替曲线,然后将直线调节成曲线。这个曲线我们称为Bezier曲线,每个顶点由两个控制手柄控制,如果按住Alt键不放继续单击Bezier点将转化为普通的角点,Bezier曲线由P.Bezier[1]开发而来,用于在汽车设计中进行计算机建模,Photoshop、3dsmax、Flash等等很多的软件都有Bezier曲线。在实际使用中,利用以下几个技巧可以提高工作效率。Shift+Click:选中选择工具,按住Shift和鼠标左键在“舞台视窗”中左右拖动可以控制播放倒退。Ctrl+shift+s:显示隐藏安全框,用于电视合成很重要,电视机上只能看到安全框内的图像。Alt+a:可以看到Alpha通道[2]效果。Ctrl+t:可以记录一个当前画面到项目文件中,下次打这个项目文件时可以看到这个预览画面。键盘的上下箭头可以控制“属性调节”视窗中“时间线”在关键帧之间跳转,左右键头控制单帧进退播放,Ctrl+左右键头控制5帧进退播放。Shift+键盘的上下箭头,精确控制选中的粒子发射器的位置。Alt+Click“:属性调节”视窗中按住Alt在关键帧上单击鼠标左键,将关键帧转换为Bezier点(与路径控制类似)。在粒子制作中Alpha通道也是一个十分重要的概念。Alpha是出现在32位图像文件中的一类数据,用于向图像中的像素指定透明度。简单的说一张真彩色的图像包含红、绿、蓝三个颜色信息通道,由这三个颜色信息通道构成了我们的彩色图像。但如果涉及到合成,比如想将图片中水的部分换成草地或者其它,就事先在Photoshop之类的图像软件中制作出Alpha通道,白色表示不透明黑色表示透明,灰色表示半透明。这样将图片保存为PSD、TGA、TIFF一类的图像格式时会在除红、绿、蓝三个颜色通道外加一个Alpha通道,当pIllusion之类的合成软件导入这种图像时就会按照Al-pha通道的黑白信息将部分图像显示为透明。 2实例制作燃烧的房子 2.1合成原理分析(图1)是这个合成项目的原理图,整个项目由四个图层构成新建一个项目。将当前帧设置为1,开始帧为1、结束帧为300。在“图层视窗”中右键单击,从弹出的菜单中选择BackgroundImage(背景图片),打开的“天空”文件,作为particleIllusion在影视后期制作中的应用①王丽莎万璞(昭通师专云南昭通657000)摘要:相信大家都对影视中那些超酷眩目的粒子特效再熟悉不过了,然而在动作片中的爆炸的场面,武侠片中内力推出的火光,神化片中神奇的光粒子等等一直都是影视制作中比较困难的制作技术,本文巧妙的利用particleIllusion特性解决了实际影视后期中的很多难题。关键词:particleIllusion粒子合成中图分类号:TP31文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0010-01这个实例的背景。在“图层视窗”中右键单击,从弹出的菜单中选择Rename(重命名),在弹出的重命名对话框中输入“烟火和天空”。 2.2创建背景中的烟火在“粒子库视窗”中展开Group2选择Flames粒子发射器,在“粒子库视窗”中展开Group2(组2)选择ShootSmoke(喷射的烟)发射器,在Flames(火)粒子发射器上创建四个ShootSmoke(喷射的烟)粒子发射器。为了烟雾能从“房子”层后升起,所以要让烟雾升得高一些。展开粒子发射器的属性,选中life(生命)属性,在“属性调节视窗”中将第一个关键帧点向上拖动,此时“舞台视窗”中ShootSmoke1的烟雾升高了。相同的方法调节其它ShootSmoke的life属性,将几个发射器的烟雾高度调高。对于“舞台视窗”,使用鼠标的滚轮可以放大缩小显示,按住鼠标中键拖动可以平移显示画面。没有鼠标滚轮可以在“舞台视窗”单击右键,从弹出菜单中选择Zoom(缩放),按住鼠标左键左右拖动即可。确定Flames0的Life属性处于选中,拖动“属性调节视窗”下方的滑钮将时间线处在合适的位置。在红色的“时间线”与纵坐标数值为100相交点处单击产生关键帧1,这样我们称Flames0在150帧处有Life(生命)属性的关键帧,其属性值为100。然后分别在180帧、250帧、300帧处建立值为170、25、120的三个关键帧。点击播放可以看到火焰燃烧有了忽大忽小的变化,同样的方法可以对发射器的Size(大小)Visibility(可见性)等属性设置动画,使效果更加真实。 3结语 在实际生产应用中,我们能利用particleIllusion的条形粒子可以制作激光剑效果、利用破碎粒子来制作物体散乱,破碎等效果。充分利用particleIllusion特性,可以快速制作出粒子效果,提高影视广告中粒子效果制作的效率。 影视后期制作毕业论文:浅谈影视后期制作的创作方法 摘要:翻开历史,每一次技术的进步都为艺术的表现提供了新的可能和新的条件。没有影视技术,就没有影视艺术。如何快速经济高效的将它普及开来,如何运用制作技巧,成为行内炙手可热的话题。本文也正是主要就影视作品后期制作的创作技巧和方法展开了一个小小的探究。 关键词:创作技巧;影视文化;科学技术;影视剪辑;影视后期制作 中图分类号:J932 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 01-0000-01 影视文化是科学技术与艺术创造的结晶。它是一种由声画结合通过屏幕传送的活动影像所构成的文化形态,是兼有科学、艺术属性的审美文化。在当今世界上,既有“科学的艺术”,又有“艺术的科学”。它既是一种多门类、多层次、最现代化的人类文化形态,又是一种以高度发展的视听技术为基础的大众传播文化。它既是社会整体文化的体现,有着民族的和地域的心理结构、审美趣味、精神意识等传统的稳态结构和富于朝气的呈现出变迁的历时性特征的时代精神,同时,它又具有专门化文化的身份,有鲜明的个性与自身规律。 一、我国影视后期制作方面还有些许不足 我国的影视后期特效虽然在近十年内有了很大程度的发展,但是同国外的很多作品相比仍然存在差距。后期制作容易出现的问题表现在以下几个方面: 1.后期制作人员只是单纯的技术工,在剪辑时完全没有自己的思想。 2.后期制作人员不能完全理会导演的意图,导致影片效果和预期相距甚远。 3.后期制作人员仅仅是模仿或者是临摹别人的成功范例,不进行创意,没有突破。 二、后期制作阶段的创作技巧 1.观看素材 观看素材是后期制作的的必要过程。观看素材一般是导演和剪辑人员一起进行,在观看素材的同时,应该针对有意义的镜头或段落作一些必要的书面记录,以备剪辑之用。 在观看影片的同时,还应该把前期拍摄过程中的场记表作一次仔细的整理。把本来按照拍摄日程安排的场次顺序和镜头顺序重新按照分镜头稿本的顺序整理出来,方便接下来剪辑影片时寻找画面用。 2.影片剪辑 (1)影像作为视觉语言的一种表意元素有着独特的意义。 画面中的具体形象作为一个信息的整体,这种具体的形象由多种影像记号组成,传达着一种立体的信息。由于在一个没有特定情境和上下文联系的画面中,影像可以只是一个记号,所以它并不单纯地表示被拍摄的那个具体的实物,而可以使该物在一个社会性语境中起特定的记号作用。作为记号的影像与影像本身是有区别的。如屏幕上的一个人,作为记号不等于就是“这个人”,而由这个人的有关特征来代表“人”的意义,这时被指示者不再是个体,而是由个体组成的“类”概念。创作者在很多时候,正是利用这种“类概念”所创造的心理意象,来进行形象性思维。 (2)镜头转换的最基本要求,就是要在转换过程中使的人视觉注意力感到自然、流畅,使人的注意力从这一镜头自然地转到下一镜头,也就是说,不要产生视觉间断感和跳跃感。 (3)所谓剪接中匹配原则,就是两幅画面在连接时要具有一种和谐!对应的关系,这种对应关系影响着观众的视觉和心理。在剪接中"主要的匹配原则有以下几个方面: 位置的匹配:所谓位置的匹配主要指两幅画面中的主体在剪接到一起时,要相互协调,处于一种和谐的关系之中。由于画框的存在,主体在画面中的位置不是固定不变的,随着画框的移动,主体可以被放置在画面任意一个部位$根据一般的构图规则,主体在画面中应处于视觉中心的位置,这样容易使人的视觉注意力集中在主体上$对于电视画面尤其如此。因为电视画面处于流动之中,不容人的注意力去寻找主体,所以它必须处于一个醒目的位置上,让人一眼看去便被主体所吸引。 视线的匹配:指剪接时要注意画面中人物的视线方向要合乎一定的逻辑关系$由于画框对空间的分割作用,物体和人物在屏幕上表现出明显的方向性。为了保持正常的逻辑关系,画面中视线的方向应符合人的心理感受$如表现人物朝气蓬勃的交流关系――对话、对视等――应使两幅画面中人物的视线保持相对的方向,如表现视线的方向一致,应使画面中人物的视线向同一方向看。 运动的匹配:所谓运动的匹配,指运动方向性的和谐关系。画面中运动的方向性,也是由于画框的存在而出现的。屏幕上主体的运动方向与实际运动并不一样,具有一定的假定性。向一个方向直线运动的物体,由于拍摄时摄影机放置的角度不同,在屏幕上可显出平行运动、垂直运动、对角线运动等不同的运动形态。 三、影片包装 影片包装包括包装影片的片头和片尾,如果有条件的话,还可以制作一个短小的宣传片花。这个片花通常可以包括影片的“动作主题”,即讲述了怎样一个故事,以及编导摄录人员出镜。片头通常用于叠加演职人员的字幕,值得注意的是,片头不是要做得越花哨越好,因为片头相当重要的作用是交代一个具有悬念的片段,吸引观众的注意;片尾则可以是影片的精彩片段、演职人员现场工作实况,甚至主题歌的MTV。 影视的后期制作,分工是非常详细的,同样完成一个案子,效率就有高低之分。制作广告片科学的方法,一般分为3D,粗剪,精剪等部分,一般胶片转好磁回来,粗剪和3D同时进行,粗剪其实不是剪辑画面,而是剪辑时间码,所以对画质和机器要求也低,粗剪是看感觉,可以说整个片子的感觉在粗剪里就决定了。得到导演认可后,通过时间码转到精剪设备里去,然后是做画面和特技了,一定要1比1完全无压缩的画质,这对机器的要求就非常高了。最后,一部广告片就出来了。 随着目前电影艺术的发展,影视模式正在不断展现出它独特的魅力和不可估量的前景,电影电视也正以全新的观念和最新科技的不断出新,日益重视高新技术与艺术的完美结合,不断震撼着人们的视听。这股强风的汹猛之势使得影视从业人员不得不去思考影视后期制作应走出怎么样的一条道路,也使得影视制作人员不得不进行深层次的研究,只有更细致深入的了解这一技术,才能在日后的使用中游刃有余,才能真正做到应时而需、物尽其用。 影视后期制作毕业论文:浅谈影视后期制作与编辑 摘要:在影视制作发展中,影视的后期制作同前期制作一样重要。要注意正确运用线性编辑和非线性编辑,要想做好影视节目的后期编辑,必须根据影视节目的制作要求和两种编辑方式的特点,选用合适的编辑方式。 关键词:影视;后期制作;编辑 影视后期制作是融文字、画面、声音等多种视听手段于一体的高度综合创作,是影视节目生产的最后一道工序,影视制作水平的高低直接关系到节目的质量,以下就影视后期发展的历程、特点、来谈谈影视后期制作。 20世纪90年代初,美国、加拿大等发达国家利用计算机、多媒体技术与影视制作相结合,推出了桌面编辑演播室,即今天的音视频非线性编辑工作站。非线性编辑是传统设备同计算机技术结合的产物,它利用计算机数字化记录所有存储的数字化文件反复更新。使得任何片断都可以立即观看并随时任意修改,用这种方法可以尽可能高效率地完成“原始编辑”,如剪辑、切换、镜头特技转换等,再由计算机完成数字视频的编辑,并将生成的完整视频回放到视频监视设备或转移到录像带上,这种技术提供了一种方便、快捷、高效的电视编辑方法。 线性编辑,即通过录像机一对一或者二队一的台式编辑,录像机将母带上的素材通过电―――电复制在另一台录像机上完成第二版复制,这中间完成的诸如出入点设置、转场等都是模拟信号转模拟信号,由于一旦转换完成就记录成为了磁迹,无法随意修改,一旦需要中间插入新的素材或改变某个镜头的长度,整个后面的内容就必须重新制作。 非线性编辑则是应用计算机图像技术,在计算机中对各种原始素材进行各种编辑操作,并将最终结果输出到计算机硬盘、磁带、录像带等记录设备上这一系列完整的工艺过程。由于原始素材被数字化存储在计算机硬盘上,信息存储的位置是并列平行的,与原始素材输入到计算机时的先后顺序无关。这样,我们便可以对存储在硬盘上的数字化音视频素材进行随意的排列组合,并可进行方便的修改,非线性编辑的优势即体现在此,其效率是非常高的。 在非线性编辑没有出现以前,线性编辑在影视制作后期编辑中起着绝对重要的作用,而现在形成了两者共同在影视制作后期编辑中交相辉映,它们两者有着各自的特点和优势。线性编辑和非线性编辑之间有着非常密切的关系,在基本观念和艺术理念上,线性编辑和非线性编辑是一模一样的,而这正是后期制作的优秀所在。 经过几十年的发展,线性编辑技术已非常成熟,其使用编录机、编放机、控制器直接对录像带素材进行操作,操作直观、简洁、使用组合编辑、插入编辑,图像和声音可分别进行编辑,再配上特技器、字幕机、时基校正器等,就能充分满足节目制作的需要,完成镜头、技巧的组接、出入点设置、字幕和图形的叠加、音响效果和音乐配加等后期制作。 线性编辑系统是以磁带为记录载体,节目信号按时间线性排列,在寻找素材时录像机需进行卷带搜索,只能在一维的时间轴上按照镜头的顺序一段一段地搜索,不能跳跃进行,素材的选择很费时间。 节目制作中一个重要的问题就是母带的翻版磨损,线性编辑方式的实质是将原素材复制到另一盘磁带上的过程,由于线性编辑系统中的信号主要是模拟视频,当我们在进行编辑及多带复制时,信号在传输和编辑过程中容易受到外部干扰,造成信号的损失。在前一版的基础上,每编辑一版都会引起图像质量下降,或每做一次特技就会有一次信号损失。 通常编辑一部几十分钟的电视片,要选择几百个甚至上千个镜头,录像机来回搜索反复编辑,使录像机机械磨损严重,录像机操作强度大,寿命减短。另外记录磁带的缺点也不断暴露出来,例如拉伸变形、扭曲、变脆、掉磁以及划伤等都会影响磁带质量,而非线性编辑的优点就显现出来了。 线性编辑和非线性编辑各有特点,在影视节目的后期编辑中两者缺一不可,为了做好影视节目的后期编辑,需根据节目的制作要求,结合两种编辑方式的特点,选用合适的编辑方式。 (一)在影视节目片头、广告片及专题片、纪录片头的制作中,选用非线性编辑比较合适。因为在影视节目片头和广告片中,大量使用多层画面的运动、叠加、透明、画面的快慢动作、三维动画、颜色的特殊处理、字幕的特殊处理等。专题片和纪录片头中,除了应用特技效果以外,还大量使用长于5秒的镜头,这些采用非线性编辑系统实现起来非常容易。 (二)在新闻片的制作中,因为电视新闻要求每个镜头的长度一般小于5秒,以增加信息量,且在新闻片中较少使用特技效果,大部分为镜头的直接组接,大都采用后期配音或同期声和后期配音混合,因此使用传统的线性编辑比较合适。 (三)在现场直播、现场直录的娱乐节目、访谈节目、直播课堂等场合,一般使用线性编辑设备为主;现场直播、直录的主要特点是:要求录制设备的响应速度实时,特别是直播,一旦开始就不能停下来,只能一次成功,不能失败,在这种情况下,用传统的线性编辑系统是合适的;但在体育比赛的直播中,由于需要重复某些特殊的、精彩的镜头,应以线性设备为主配合使用非线性设备,才能够很好地满足某些特殊需求。 总之,在影视节目的后期编辑中,线性编辑和非线性编辑手段都发挥着非常重要的作用,但同时我们也要看到两者在某些方面的不足之处。因此,只有使两者有机地结合起来,取长补短,才能把影视节目制作得更加完美 影视后期制作毕业论文:现代影视后期制作技术 摘要:随着现代科技的发展,影视后期制作技术也迎来了数字时代。所谓的影片后期制作过程,就是这种在影片拍摄结束后才进行的编辑操作。无论是动画作品还是影视素材在最初制作完毕后,都是以单一片段的形式分别独立存在的,各个片段经过剪接或者特效处理等许多工作后,才能制作出一部完整的作品。 关键词:影视;后期;制作 1 影视节目后期制作的内涵 简单的来说,影视节目的制作可以分为前期准备、实际拍摄和后期制作三个阶段。前期准备是策划和准备阶段。拍摄阶段是利用摄影机或摄像机记录画面的过程。后期制作就是利用实际拍摄到的素材,通过三维动画和合成手段制作特技镜头,然后把镜头剪辑到一起,形成完整的影片,并且为影片制作声音等[1]。传统的电影剪辑是真正的剪接。拍摄到的底片经过冲洗,要制作一套工作样片,利用这套样片进行剪辑。剪辑师从大量的样片中挑选需要的镜头,用剪刀将胶片剪开,再用胶条或胶水粘连,然后在剪辑台上观看效果。这种剪接是“真正非线性”的,但这种方式对于很多技巧的制作是无能为力的。剪接师无法在两个镜头之间制作一个叠画,也无法调整画面的色彩,所有这些技巧只能在洗印过程中完成,同时剪刀加浆糊式的手工操作效率也很低。传统的电视编辑是在编辑机上进行的。编辑机通常由一台放像机和一台录像机组成。编辑通过放像机选择一段合适的素材,把它记录到录像机中的磁带上,然后再寻找下一个镜头。基于计算机的数字非线性编辑技术使剪辑手段得到很大的发展,将素材采集到计算机中,利用计算机进行编辑。它不但可以提供各种编辑机所有的特技功能,还可以通过软件和硬件的扩展,提供编辑机也无能为力的复杂特技效果。 2 影视后期制作技术简述 随着计算机技术的不断发展,影视后期制作技术也迎来了数字时代。数字影视后期制作技术主要包括数字合成技术和非线性编辑技术[2]。所谓数字合成技术,相对于传统合成技术而言,主要是运用先进计算机图像学原理和方法,将多种源素材(源素材数字化) 采集到计算机里面,并用计算机将其合成单一复合图像,然后输出到磁带或胶片上这一系统完整的处理过程。非线性编辑技术是指应用计算机图像技术,在计算机中对各种原始素材进行各种编辑操作,将最终结果输出到计算机硬盘,磁带等记录设备上这一系统完整的工艺过程。非线性编辑技术特别是以PC为优秀的多媒体非线性制作方式的逐步成熟,使得电视后期制作变得更加多样,且有着诸多优点。首先,可以不考虑镜头的先后次序,先把素材录入到阵列硬盘中,建立素材库。其次,挑选每一个镜头,决定镜头的长短,挑选后的镜头只需要在时间线上排列先后次序,一条电视片就基本剪接完毕。第三,镜头与镜头之间制作特技效果,叠加字幕,效果声、音乐和语言在声音轨上合成。最后,生成特技效果,输出节目。素材节目的存储方式,应根据阵列硬盘容量选择有损压缩或是无损压缩,来存储视音频信号。 3 目前流行的影视后期制作技术分析 所谓非线性编辑,就是指将各种模拟量素材进行A/D(模/数)转换,并存储于硬盘中,再通过如AfterEfects、Premiere 等软件来进行后期的视频 /音频编辑、特技及声像合成,并将最终结果输出到计算机硬盘、磁带、录相带等记录设备上这一系统完整的工艺过程。现在所说的非线性编辑系统主要是指以计算机为优秀构成的视频、音频工作站。 未使用过非线性编辑系统的人可能会认为它有些神秘而高深。实际上,对于熟悉传统线性编辑而又具备一定电脑知识的人来说,掌握非线性编辑系统并不难。在传统的线性编辑方式下,我们一般使用两台放机、一台录机及切换台、特技台、调音台、字幕机等共同完成编辑过程。如果使用非线性编辑系统,我们一般只需一台视频工作站和一台录放机就可以了。 1) 节省费用,降低成本。使用一套非线性编辑系统,其设备价格只相当于同等功用的几条传统设备的二分之一到三分之一,用于维护的费用则只有十几分之一。由于非线性编辑系统只需一台录放机,而且编辑过程中录放机启动次数较少,因此可以大大延长录放机寿命。据技术部门统计,目前最常见的BVUBetacam 机使用的磁鼓,实际寿命仅为500小时,在传统编辑方式下,以每天工作5小时计算,每一百天就需要更换一次磁鼓! 2) 提高视、音频质量。使用非线性编辑系统是通过录像带(或互连网)将素材采集(引入)到硬盘中,形成一个或多个视音频文件。输入时由硬件自动对各种参数进行调整,确保所采集的效果是我们所希望达到的。有些重播片段甚至可以一直存在系统内,每次输出时都是第2版,特技、字幕、配音等处理都是同步实时完成,视音频信号不会损失。传统的编辑设备每转录一次,就会有一次信号损失,每做一次特技,上一遍字幕,插入一段,都必须重新转录一版,到播出时,已“惨不忍睹”。在非线性编辑中,这些问题统统不存在了。 3.2 Premiere模板在影视后期制作中的运用 Premiere[4] 是一款功能强大、高效、先进的视频编辑工具,专业的影视工作者利用它能够制作精彩的影视节目。Premiere模板其实就是别人制作好的项目文件和视频、音频、图片素材的集合,只要把模板项目文件中的某些剪辑片段替换成自己所需要的,就能够制作出精美的作品。运用 Premiere 模板制作进行后期制作需要有一个或多个已经制作好的Premiere 模板,在运用Premiere 模板进行工作之前,有必要对Premiere的基本操作过程,包括对如何创建项目、导入素材、添加素材到时间轴,对剪辑进行编辑等进行了解,同时在创建项目时要明确具体的项目参数。为进入Premiere 神秘殿堂做好准备。拍摄的视频素材当然必不可少,我们可以利用Premiere 的采集功能将拍摄的素材采集到电脑中。运用Premiere 模板制作婚庆录像片主要用于制作精彩片头,片头一般具有时间短,但画面丰富、活泼,能给人以视觉的美感。用模板制作片头,我们一般需要先对模板进行定位,然后替换模板中的文件或剪辑片段。 3.3 遮罩技术的应用 遮罩技术在影视编辑、课件制作、片头片尾制作中应用比较广泛。运用Premiere 中的遮罩技术进行视频的后期制作与合成,可避免画面效果的单一。特别是动态遮罩,通过不同的创意,改变遮罩的大小、形状、角度和运动路径,做出动态相融的丰富的画中画效果,使作品画面更加丰富,具有令人耳目一新、出神入化的特殊效果。其关键就是要用好 Premiere 7.0 的静态遮罩(Image Mate) 和动态遮罩(TrackMate) 技术。 影视后期制作毕业论文:浅谈影视后期制作中的软件 [摘要]电子计算机进入电影行业,导致了电影制作技术的革命,电脑特技所显示出的近乎无所不能的威力,特别是好莱坞大片,如《星球大战》、《指环王》、《黑客帝国》等。而这些特技的背后又是什么创造的呢?其实他们真正的“幕后指使者”是软件。是这些软件在创造着一个个的奇迹。本文主要是借助后期制作中常用的几个软件,分析影视后期技术的发展历程及后期软件特点。 [关键词] 后期制作 三维软件 合成软件 好莱坞的《星球大战》、《指环王》、《黑客帝国》这些电影大片想必大家都看过了吧。当人们为影片中异常逼真的武士、形象各异的怪兽、整齐的舰队穿越时空的情景等令人惊叹的特技镜头所打动时,可曾想到是什么创造了这些令人难以置信的视觉效果?除了电影,还有电视、网络、互动媒体、游戏中大量华丽壮观、令人叹为观止的特效镜头,将人们引入了一个又一个缤纷的数字世界。那就让我们一起来揭开影视数字后期技术的神秘面纱吧。 影视后期软件发展概论 电子计算机进入电影行业,导致了电影制作技术的革命,电脑特技所显示出的近乎无所不能的威力,使电影可以展示出人类梦想中的世界。早在1962年,计算机便有了自己的图形学理论基础。20世纪70年代初,人们开始探索电脑这一新型的绘画工具。70年代后期,微型计算机的诞生,才使得计算机图形学逐步的渗透到多种领域并开创了许多崭新的行业,比如平面设计、工业产品设计、服装设计、建筑装潢设计。到了80年代,随着电脑图形技术的成熟和个人电脑的普及,电脑图形处理技术的应用得到了空前的发展。90年代,几乎每部重要的的好莱坞影片中都包含了一些经过计算机处理过的场景。有些影片不仅场景是虚拟的,演员也是虚拟的:这些都是计算机三维动画的贡献。有了三维动画技术,我们不仅能看到史前生物,宇宙星辰,还能看到经过数字化合成之后的人与其他生物之间的交流。电影科技工作者们由此预言未来的电影恐怕再也离不开电脑特技了。PC平台的应用程序越来越多,如何选择?这一问题一直困扰这我们。其实,每种应用程序都有自身的制作思想和流程,在制作方面也有其独特的优势。好不好用,因人而异,下面就对各种软件进行介绍,使大家对它有一个全新的认识。 三维软件功能简介 1.SOhimage 3D/Softimage l XSI Softimage3D是Softimage公司出品的三维动画软件,是一个综合运行于SGl32作站和WindowsNT平台上的高端三维动画创作系统。在电脑动画兴起和发展的十多年历史中,Softimage 3D一直都是那些在世界上处于主导地位的影视数字工作室用于制作电影特技、电视系列片、广告和视频游戏的主要工具。Softimage 3D使艺术家能够快速地开发自己的创作思维并在有限的时间里制作出独特的效果。在1998年获得奥斯卡视觉效果成就奖提名的三部影片――《失落的世界》中非常逼真的令人恐惧又喜爱的恐龙形象、《星际战队》中的未来昆虫形象和《泰坦尼尼克号》几百个数字动画里的船上乘客,都应用了Softimage 3D技术,1998年,另外四部影片――《蝙蝠侠和罗宾》、《接触》、《第五元素》和《黑衣人》,也全部利用Softimage 3D技术创建了令人惊奇的视觉效果和角色。由于Softimage3D所提供的工具和环境为制作人员带来了最快的制作速度和高质量的动画图像,使它在获得了诸多荣誉的同时成为世界公认的最具革新的专业三维动画制作软件。Softimage 3D的另一个重要特点就是超强的动画能力,它支持各种制作动画的方法,可以产生非常逼真的运动,它所独有的FunctionCurve功能可以轻松地调整动画,而且具有良好的实时反馈能力,使创作人员可以快速地看到将要产生的结果。 Avid公司于1998年并购了Softimage以后,于1999年年底推出了全新一代三维动画软件XSI,由于其非线性动画的特色及大量的技术改进,使业界再次刮目相看。最近,国际最著名的影视特技制作公司“工业光魔”(ILM,Industrial Liclhtand MagiC)作为XSI的用户创作的三部新件《侏罗纪公园|||》、《木乃伊归来》和《人工智能》受到了业界的关注与好评,也使业界再次聚焦XSI。三维动画的发展经历了简单图形到复杂场景,再到角色动画的三个发展阶段。XSI被业界称为代表未来走向的第三代三维动画软件,不仅因为其强大的非线性动画角色制作能力,也源于它近年来的不断推陈出新,使其在创建模型、渲染、粒子效果、流体、刚体、柔体动力学效果、毛发、布科仿真等方面的综合实力优于其他第二代软件;此外,XSI创造性地推出许多前所未有的新概念,有基于Intemet的内置网络浏览器Net-View,可快速通过网络与远程交换创作资料;有动画合成一体化的内置合成器,从而解决了多年来困扰制作的多动画特技层精确对位问题,以及动画、拍摄色调、光线、景深匹配等问题,被誉为影视动画创作的一次革命。 2.Maya Maya是AliaslWavefront公司出品的最新三维动画制作软件,发展的步伐有超过Sofiimage 3D的势头。Maya目前最新版是6.0版。1998年,AliaslWavefront公司正式推出Maya,短短的三年时间,Maya因其强大的功能在3D动画业产生巨大的影响,已经渗入到电影、广播电视、公司演示、游戏可视化等各个领域,且成为三维动画软件中的佼佼者。《星球大战前传》、《透明人》、《角斗士》、《完美风暴》、《恐龙》以及最近的《黑客帝国》、《魔戒》等很多大片中的电脑特技镜头都是应用Maya完成的。逼真的角色动画、丰富的画笔,接近完美的毛发、衣服效果,不仅令影视广告公司对Maya情有独钟,而且许多喜爱三维动画制作、并有志向影视电脑特技方向发展的制作人员也为Maya的强大功能所吸引。 Maya可在Windows NT/2000/XP与SGIIRIX操作系统上运行。在目前市场上用来进行数字和三维动画制作的工具中,Maya是首选解决方案。它是新一代具有全新架构的动画软件。在Maya中最具震撼力的新功能可算是Artisan了。它使得制作人员可以随意地雕刻NURBS面,从而生成各种复杂的形象。如果配有数字化的输入设备(如数字笔),那更是可以随心所欲地制作各种复杂的模型。其巨大的灵活性和实力允许对场景中任意节点的任意属性设置动画,甚至允许用户加入自己定制的属性。集成编程语言(MEL)允许用户自行扩充Maya的功能,把内嵌行为或控制作用于角色,以产生高水准的动力学效果,抑或执行程序化的建模和动画。 3.3ds max 3dsmax是当今销量最大的三维建模、动画及渲染软件。由Autodesk公司推出的、应用于PC平台的三维动画软件3dsmax,从1996年开始就一直在三维动画领域叱咤风云,至今,3dsmax获得了65个以上的业界奖项。它的前身就是3D Studio,依靠3D Studio在PC平台中的优势,3dsmax一经推出就受到了众人瞩目、它支持WindowsNT/2000/XP,具有优良的多线程运算能力、丰富的建模和动画能力、出色的材质编辑系统、支持多处理器的并行运算,这些优秀的特点吸引了大批三维动画制作者和公司。目前,国内3dsmax的用户人数大大超过了其他三维软件的用户人数,成为一枝独秀。 3dsmax从1.0版发展到现在的8.0版,可以说是经历了一个由不成熟到成熟的过程。2.5版已经具有了各种专业的建模和动画功能,如NURBS、DispaceModify、CamerTraker、MotionCapture等。从电视到电影,你都可以找到3dsmax的身影。3dsmax的成功在很大程度上要归功于它的插件。全世界有许多专业技术公司在为3dsmiX设计各种插件,他们都有自己的专长,所以各种插件也非常专业。例如增强的粒子系统Sandblaster,设计火、烟、云的Afterburn,制作肌肉的Metareyes,制作人面部动画的Jetareyes。有了这些插件,可以轻松设计出惊人的效果。虽然3ds max在建模、精确度、粒子动力、材质贴图等方面还和Maya等高级软件有一定的差距,但依托数量众多的插件,对一般特效制作来说绰绰有余。在室内装饰、楼房设计等领域,3dsmax有明显的优势,对于普通使用者来说,3dsmax还是对游戏类显卡支持得最好的三维软件。 4.UahtWave3D 由美国NewTek公司推出的LightWave3D是一款高性价比的三维动画制作软件,它的功能非常强大,是业界为数不多的几款重量级三维动画软件之一。LightWave 3D从AMIGA开始,发展到今天的8.1版本,已经成为一款功能非常强大的三维动画软件,支持WindowsNT/2000/XP、MacOS 9/X,被广泛应用在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等各领域。LightWave 3D操作简便、易学易用,在生物建模和角色动画方面的功能异常强大;基于光线跟踪、光能传递等技术的渲染模块,令它的渲染品质几尽完美。它以低廉的价格、优异的性能倍受影视特效制作公司和游戏开发商的青睐。火爆一时的好莱坞大片《泰坦尼克号》中细致逼真的船体模型、((RED PLANET))中的电影特效以及《恐龙危机2》、《生化危机一代号维洛尼卡》等许多经典游戏均是由LightWave 3D开发制作完成的。 LightWave 3D是全球惟一支持大多数工作平台的3D系统。在Intel(WindowsNT/2000/XP)、SGl、SunMicroSystem、PowerMac、DECAIpha等平台上都有一致的操作界面。无论使用高端的工作站系统还是使用PC,lightWave 3D都能胜任。最新推出的LightWave 3D包含了动画制作者所需要的各种先进功能,如光线追踪(Raytracing)、动态模糊(Motion Blur)、镜头光斑特效(LensFlares)、反向运动学(1nverse Kinematics,1K)、NURBS建模(MetaNurbs)、合成(Compositing)、骨骼系统(Bones)等。 合成软件简介 加拿大的DiscreetLogic公司面向高端的Inferno*/F1ame*/Fliht*软件系列。Inferno,运行在多CPU的超级图形工作站Onyx上,既可以制作35mm电影特技,也可以满足从高清晰度电视(HDTV)到普通视频等多种节目的制作需求;Flame*运行在Octane、02、Impact等多种类型的工作站上,主要用于电视节目的制作,是目前国内电视广告制作的主力。 Discreet Logic公司面向低端的基于PC平台的系列软件Edit/Effect/Paint。其中,Edit是专业的非线性编辑软件。Effect则是基于层的合成软件,它有点类似于Inferno/Flame/Flint中的Action模块,用户可以为各层画面设置运动,进行校色、抠像、跟踪等操作,也可以设置灯光。Effect的一大优点是可以直接利用为AdobeAfterEffect设计的各类滤镜,大大地补充了Effect的功能,而且还特别强调与3dsmax的协作。不过作为合成软件,与Inferno/Flame/Flint和MayaFusion相比还存在差距。Paint是一款绘图软件,相当于Inferno/Flame/Flint软件中的绘图模块。利用这个软件,用户可以方便地对活动画面进行修饰,有人把它称为“活动画面上的Photoshop”,是PC平台上优秀的绘图软件,也是其他合成软件必备的补充工具。Discreet Logic公司通过让这三款软件相互配合,比如从Edit中可以很方便地调用Effect和Paint,对镜头进行绘制和合成,大大提高了工作效率,这也是此系列软件成为PC平台上最具竞争力的后期制作解决方案之一。 影视后期制作毕业论文:影视后期制作中遮罩技术的实现 [摘要]视频遮罩技术在影视后期制作中有着较为广泛的应用。主要介绍了Premiere 6.5在影视后期制作中实现遮罩技术的方法和技巧。 [关键词]遮罩 静态遮罩 动态遮罩 所谓遮罩,就是一个由黑白两色组成一定形状画面的素材,它可以是一张图片。也可以是一段黑白的视频素材。通过设置使遮罩素材中的白色部分显示一个素材的画面,而黑色部分显示另一个素材的画面,从而达到形成两个素材的画面组合成一个新画面的效果。我们可以根据具有遮罩效果的素材是否运动,将遮罩分为静态遮罩和动态遮罩两类。 本文以Premiere 6.5视频制作软件为例。分别阐述影视后期制作中静态遮罩和动态遮罩的实现。在premiere 6.5中有Image Matte、Track Matte。Image Matte只能实现静态遮罩,Track Matte则可以实现画面叠加部分的位置和大小的变化。所以我们在实现动态遮罩的时候常使用Track Matte来实现,同时Track Matte也可以实现静态遮罩。 一、准备工作 1、素材准备:准备一张用于实现遮罩的黑白图片,黑白图片可以用图片处理软件实现。也可在Premiere 6.5中用字幕功能实现,并且可以将图片制作成自己所需要的形状。另外准备两段视频素材,一段素材作为背景,另一段素材作为被遮罩对象。 2、软件使用准备:用Premiere 6.5制作遮罩之前。有必要对Premiere 6.5的基本操作过程,包括对如何创建项目、导入素材、添加素材到时间轴等进行了解。同时在创建项目时要明确具体的项目参数。 二、静态遮罩的实现 静态遮罩,遮罩层位置、大小和角度固定不变,处于静止状态,不随被遮罩视频片段的运动而变化。静态遮罩的实现相对比较简单,Premiere 6.5中的Image Matte功能就能轻松实现。此外,用Track Matte功能也能够实现。 1、使用Image Matte功能实现静态遮罩: Image Matte功能实现静态遮罩是通过一张黑白图片来实现素材的叠加透明效果,虽然操作不复杂。但它在影视制作中的作用却是很大的,不过这种素材的叠加部分的位置和大小是固定的。将已经准备好到两段视频素材导入到工程文件中,并将其拖入到时间线上。分别将作为背景的视频素材放到视频轨道Video 1A或Video 1B上,将运用遮罩的视频素材放置到视频轨道Video 2上,并使两段视频素材的时间长度保持一致。然后鼠标右击Video 2轨道上面的视频素材,选择Video Options-Transparency Setting。弹出如下对话框(图一): 然后在Kye Type下拉菜单中选择Image Matte,并点击Matte栏中的Choose按钮。按罩存放路径选择准备好的作为遮罩用的图片(如图二),点击OK按钮确定。最后在时间线上预览。可以看到已经实现好的静态遮罩效果。 2、使用Track Matte功能实现静态遮罩: (1)将准备备好的黑白图片和视频素材(包括背景素材和运用遮罩的素材)导人工程文件,并将其拖入到时间线上(Timeline),对视频素材的操作与使用Image Matte功能实现静态遮罩时相同,最后将遮罩图片放置到视频轨道Video 3上。 (2)使视频素材的延时长度同遮罩图片在时间线上的长度保持一致并对齐。如下图(图四): (3)选择Transparency Settings对话框Kye Type下拉菜单中的Track Matte选项(如图五)。点击确定。在时间线上预览,实现了与Image Matte所实现的一样的静态遮罩效果(如图三)。 三、动态遮罩的实现 动态遮罩,遮罩层的位置、大小或是角度随视频片段的运动不断发生变化,处于运动状态,随被遮罩视频片段的运动而变化。Premiere 6.5中运用Track Matte功能来实现动态遮罩。其具体实现方法如下: (1)在Video 1A或Video 1B轨道上放置作为背景的视频素材,将运用遮罩的视频素材放置到Video 2轨道上,作为遮罩的图片放置到Video 3轨道上。并使Video 2轨道上的素材延时长度同Video 3轨道上遮罩图片的延时长度在时间线上保持一致并对齐(如图四)。 (2)给Video 3轨道上的遮罩图片添加移动效果。此处需要注意的是,在添加移动效果时,一定要在Motion Settings对话框左下角的Fill Color中将鼠标移动到遮罩图上吸取遮罩周围的颜色,即黑色(如图六),这样才能避免遮罩在移动过程中出现只有画面局部被遮的情况。 四、遮罩技术的应用 遮罩技术在影视编辑、课件制作、片头片尾制作中应用比较广泛。运用Premiere中的遮罩技术进行视频的后期制作与合成,可避免画面效果的单一。特别是动态遮罩,通过不同的创意,改变遮罩的大小、形状、角度和运动路径,做出动态相融的丰富的画中画效果,使作品画面更加丰富,具有令人耳目一新、出神入化的特殊效果。其关键就是要用好Premiere 6.5的静态遮罩(Image Matte)和动态遮罩(Track Matte)技术。 影视后期制作毕业论文:影视后期制作教育的“中和美”理念 [摘要] 数字化技术为影视艺术带来了新的生命力和美学价值,也带来了新的后期制作手段。在中国的文化背景下,影视后期制作教育应当秉持民族化的美的形态、美学精神与民族性格,以“中和美”的追求为教育理念。 [关键词] 影视后期制作 教育理念 中和美 数字化高科技的发展给影视艺术带来了新的创作手段。二十世纪后期。数字化特技广泛地运用到影视艺术的创作中,《星球大战》、《侏罗纪公园》等一系列影片都成功地使电脑特技与真人表演自然协调地合成。进入新世纪后,数字特技在影视制作中的应用更加广泛,站在数字影视技术最前沿的美国影视界陆续推出了《角斗士》、《珍珠港》等影片。而这一时期《最终幻想》的上映更是使影视数字化走向新的境界。影片中的人物竟然都是由电脑创造的虚拟演员来演出。现在我们一般将这种以数字化技术为基础的影视制作手段称为影视后期制作。影视后期制作的一般流程为:利用实际拍摄所用的素材。通过三维动画和合成手段制作特技镜头,然后把镜头剪辑到一起,加入为影片制作的声音后形成完整的影片。这种方法比传统的影视剪辑方法更有效,而且能够自由的加入影片需要的过渡和效果。 目前。国内各高校在与影视制作相关的广播电视编导、动画、数字媒体艺术等专业的教学中。陆续加入了影视后期制作的教学与实验内容。这些专业在影视后期制作教育中一般采用美国等西方国家设计的应用软件。或是采用为某一种工作站及非线编系统设计的专用软件。从使用角度讲,这些软件基本道理相通,技术手段不同,除了部分的特殊高端产品,学生通过系统学习一般能够做到触类旁通、举一反三:但是在教学的理念中,由于我们接触了大量的以美国好莱坞为代表的高科技影视带来的视觉震撼,或多或少的会以此为目标与追求:而从中国的文化传统、哲学背景与美学理想看,在影视后期制作教学中更应该秉持民族化的美的形态、美学精神与民族性格,以“中和美”的追求为教育理念。 中国“中和美”的哲学内涵是“致中和”的美学思想。先秦典籍《礼记・中庸》指出:“喜怒哀乐之未发,谓之中:发而皆中节。谓之和。中也者天下之大本也,和也者,天下之达道也。致中和,天地位焉,万物育焉。”这里所说的“致中和”包含着丰富深厚的文化内涵:“情感的含蓄性,喜怒哀乐情感含蓄未发:情感的适度性,情感表现而又有节度:‘致中和’是天下之大本与达道,反映了天地万物的根本规律”。因而“致中和”美学思想与中国传统的“天人合一”思想是一致的,它包含了天与人、内容与形式、主观与客观、感性与理性、自然与人文的和谐统一等的精神追求,也即中国的“中和美”的思想主张人类对自然和社会持一种亲和态度。而西方的美学追求与中国大为不同,自古希腊的“和谐美”便主张人类对自然与社会持一种二元对立的态度,即主体与客体、感性与理性的分离,而且这种观念一直影响到当前西方的文化与美学观念,因此在西方文艺作品特别是以好莱坞为代表的以高技术手段为影视后期制作基础的影视作品中,场景的物质性、情感的对立性、视觉的刺激性体现得极为明显。 因而从文化角度看,中国与西方对于影视艺术的本身认识就有很大不同。首先,中国人的审美心理具有怀旧、保守、内敛的特点。如怀旧的心理影响着中国影视艺术创作很少从想象未来的科幻片或充满现代感的枪战片入手,而是在刀光剑影的武侠片中生发灵感,虽然这些武侠片有时会披着怀旧的外衣而传播现代意识:“相对地,西方的审美趣味则相对更加好奇,超验和想象”。且具有相当强的科技幻想力以及对自然的思考。其次,中国人的审美态度是理想与现实统一,即以和谐为美,主张“发乎情。止乎礼”,文艺中很少有极度的狂欢与痛楚,而是情感与矛盾中止在一定的程度并互反转化:这与西方文艺的骇人惊心、荡气回肠形成了鲜明的对比。再次,中国长时间以来注重影视“文以载道”的宣传与教化功能,在叙事中传播民族的精神理念,所以数字化的高科技手段只能带来视觉的享受,只能成为加强教化动能的辅助工具,而不会成为影片本身。 从数字化技术在影视中的应用状况看,中国与西方在应用范围与创作理念上也有很大的不同。高科技手段表现力的优势更多的是在再现现实环境中或当前条件下难以创造的场景,并使之虚拟化,如飞机爆炸、科幻战争等。这比较符合西方的审美追求,像好莱坞警匪大片一样,以相似的故事情节与结构反复叙述。只要能变换新技术的运用,创造新的奇观场景,一般都可以获得可观的票房。美国大片数字化高科技运用的美学追求、故事编排、人物刻画以及技术运用与影片叙事的相辅与互动是与西方文化相契合的。而中国对于数字化技术的应用却主要是作为影片叙事的辅助工具。或是根据创作需要以现实或历史场景为基础制作虚拟空间。前者如《紧急迫降》中的飞机空难。后者如《圆明园》中的古建筑复原等。但总体来讲,中国的高技术应用表现不温不火。较之西方影片的效果少有惊人的视觉震撼,这种特征更为符合中国人的审美文化心理。 所以。在中国的影视后期制作教育中,虽然采用了与西方几近相同的制作设备和技术手段。但是教学理念仍应当是中国传统的“中和美”。当然,中国的“中和美”思想也同时包含着先进的理念和落后的因素,当然需要对其进行批判改造与继承发扬。另外,世界全球化与中国国际化的不断深入,也要求西方美学传统与美学追求与中国的“中和美”交流互补,要求东方与西方在人文与科学、宏观与微观多个层面的比较对话。从而使得东西方都得以继承发扬其各自悠久深远的美学精神精髓,并在此的基础上形成各有特色又各具时代内容的崭新的美学观念。因此。“中和美”也是在不断发展的,其内涵也在不断深化,但其精髓一定是始终如一的中国人的思想观念。 中国传统文化追求的“礼乐教化”,最终落实在人的培养上:传统美学中的“中和美”理念也应该贯穿于影视后期制作的教学中。 影视后期制作毕业论文:中职“影视后期制作”课程教学改革探索 摘 要:文章探讨中职影视后期制作课程的教学方法,以期培养符合市场需求的影视制作人才。方法包括:结合课程特色,设计具有可行性的教学目标;强化基础练习,妥善处理技术与艺术的关系;突显学生主体,构建示范性课堂。 关键词:中职;影视后期制作课程;应用能力;教学改革;课堂教学 随着社会经济和文化的发展,影视产业日渐繁荣,业界对影视后期制作人才的需求越来越多。为了适应人才市场的需求,新兴的影视后期制作课程成为中职计算机应用专业的主干课程之一。出色的影视作品离不开技术与艺术的有机结合,因而对影视制作教学的要求非常高。教师既要引导学生从艺术的视野和高度去观察影视技术,又要将艺术性的理念渗透到实践应用环节,这样才能培养出既懂影视制作技术、又具有艺术创新能力的复合型人才。因此,在影视后期制作课程教学中,教师应清晰地规划教学时间和任务,采用高效的教学方法,提升教学实用性。 一、结合课程特色,设计具有可行性的教学目标 中职学生普遍存在抽象思维能力偏弱的问题,且逻辑分析能力也不强。因此,教师应转变教学模式,以能力培养为主线,把必需的相关知识融入到项目的实践过程之中。要突出职业能力培养,避免理论和实践脱节,要与就业实际要求相联系,以帮助学生顺利就业。 作为计算机应用专业的必修课程之一,影视后期制作课程应结合课程特色,根据就业岗位群与职业能力设置课程内容,制定具有可行性的教学目标。1)知识目标方面:第一阶段内容,学会使用摄像机、录像机等设备,并到外景进行实地拍摄,学习Adobe PR、Adobe AE等软件操作方法;第二阶段内容,掌握AE、PR、AU等Adobe系列软件,熟知遮罩、蒙版、片头、片尾、字幕、特效、转场等技术处理方法;第三阶段内容,进一步学习视频编辑技术,能够综合运用AE、PR、AU等影视后期软件技术完成特定的学习任务。2)能力目标方面:结合企业提出的实际要求,熟练运用软件技术尝试制作一些综合片,如企业宣传片、校庆宣传片、婚礼MV等。3)素质目标方面:注重培养学生独立思考、团队合作精神和创新意识,提高学生的学习能力、审美能力和动手实践能力。 二、强化基础练习,妥善处理技术与艺术的关系 在影视后期制作中,技能的学习和掌握是基础,也是保证。教师应重视学生对相关概念的理解,强化基础练习,让学生熟练掌握和运用影视后期各项制作软件。要以多样化的教学形式调动学生参与学习与训练的积极性,变被动为主动,熟练掌握相关图像处理、动画制作、音频制作等技能,这是成功制作出一部精美的视频作品的必要基础。同时需要强调的是,艺术是影视后期制作的灵魂和先导,与技术相得益彰。在教学过程中,需要妥善处理好技术与艺术之间相辅相成的关系。例如,在表现陈年旧事时,一般的做法是将画面设置成泛黄色调,突显“陈旧”之感;在表现历史资料时,可以黑白色调衬托画面,突出“历史”的感觉。这些制作技巧的运用充满艺术性,能够增加影视作品对观众的冲击力,加深观众的印象。 在影视后期制作教学过程中,教师应在强化基础练习的同时注意技术与艺术的相互渗透。影视作品艺术力的表现离不开技术的支持,也离不开艺术的渗透和表达,两者有机结合,才能达到完美的境界。 三、突显学生主体,构建示范性课堂 重视学生的主体地位,目的在于提高学生的学习积极性,促使学生更好地掌握影视后期制作技术,增强创新能力。教师应养成平时留心观察电视散文、电视专题片、电视剧、电影等影视作品的习惯,并从中挑选出有代表性的作品,建立并丰富教学案例库。这不仅能让学生从中学到一些文化知识,同时也能对影视后期制作起到示范作用。例如《舌尖上的中国》第二季,这部纪录片的每一集都好评如潮。此片的制作技术手法多种多样,将中国传统美食的制作手艺表现得淋漓尽致。比如制作人员通过快镜头来表现霉菌发酵的缓慢变化,给观众呈现出用肉眼无法看到的奇幻景象;在表现竹笋、蘑菇等食材的生长周期时,将时间的飞速流逝和食材的悄然变化灵动地表现出来,使画面看起来充满艺术性,更具观赏性。富有趣味性的典型案例,活跃了课堂教学氛围,师生双向交流,共同探讨作品的节奏、风格和意蕴,激发了学生的创作兴趣。 在教学过程中,教师应把自己当成一个引导者,不急于告诉学生方法和答案,要为学生留下一定的思考和想象空间,鼓励学生对一些细节进行创新。这样,不仅能激发学生对影视后期制作课程的学习兴趣,还能增强学生对生活的感悟能力。 四、结束语 总之,中职影视后期制作是一门顺应时展的新兴课程。教师应及时更新教学理念,用艺术的理念教育学生,注重提高学生的应用能力,引导学生用先进的技术去塑造艺术,从而培养出既懂影视制作技术、又具有艺术创新能力的复合型人才。 影视后期制作毕业论文:“互联网+”下建立影视后期制作工作室研究 0 引言 团队根据目前各赛事的影视制作需求,和团队自有的过硬的后期影视制作技术,打造自己的影视后期制作工作室,主要负责影视后期制作,包括剪辑、特效、调色、配音、配乐、字幕、渲染等专业设计流程,不仅能迎合广大师生社团群体班集体的需求,锻炼团队的影视制作技术,更为团队发展带来资金支持,能保证工作室的持续发展。 1 工作室发展过程中所存在的问题 1.1 技术问题 团队中有专门负责影视后期制作的人员,但是成员多是出于个人爱好而自学的,仅有1名学生是专业出身,虽然参与过视频的制作,但对于大型的视频工程的设计和制作还缺少相关的实战经验。有差距就有成长的空间、有发展的动力,团队有信心在短时间内掌握必备的知识,保证团队拥有的技术紧跟时代,甚至超越时代。 1.2 营销问题 产品的市场是影视后期制作工作室得以发展的根本,产品的宣传、微课教师的认可以及各种赛事宣传的需求是团队发展的关键,因此做好宣传、开拓市场是工作室发展的关键问题。 1.3 场地问题 团队作业时工作复杂繁多,设备较多,团队需要一个集中的工作场所;同时为了确保作品质量,非常需要一个良好完善且安静的工作环境。希望学校能在创业孵化中心给予一片工作场所。 2 工作室的推广对策 工作室提供产品:企业宣传片、大赛宣传片、产品会视频、影视特效、动画视频特效、婚庆MV、片头片尾、电子相册、海报、照片修饰、喷绘设计及制作。 工作室面向西安翻译学院全校师生及周边企业、个人等提供合适的视频产品。客户在全院范围内对本工作室进行宣传,提高本工作室的关注人气,面向西安翻译学院的师生以及西安市内的各大中小型企业,对工作室内部的不足作不断的修补与完善,建立完善的服务体系和应有的工作室企业制度;发展阶段将走向陕西省各大高校更大范围内的公司企业,正式成为一家大规模的正规具有影响力的企业。 提供服盏睦程:进行前期沟通,然后提供资料,买家付款、开始制作、返回修改,发送样片、提出修改、确认好评、发送成品。直到视频制作完美。通过互联网,节省注册场地空间,方面随时沟通、面向受众广,客户群多。制作技术好。原创设计、品质非凡、制作迅捷、现场拍摄。 能熟练的使用Photoshop、ai等软件制作技术。能制作各种大小尺寸的喷绘图片。价格根据买家的要求的难易程度而定,双方沟通后定价。 主要产品: (1)海报、照片修饰、喷绘设计。能熟练的使用Photoshop、ai等软件设计制作平面海报、喷绘等。在放大多倍的情况下,画面美观、字体清晰。从视觉上给人一种逼真的感觉和美的享受。图1、图2是为齐峰果业制作的展会布置海报。得到公司的好评。 (3)企业宣传片、大赛宣传片、产品会视频、ppt制作、舞蹈配乐等。为学校的社团大赛制作大赛 (2)影视特效、动画视频特效。使用专业软件,制作做各种形象生动的画面,能用各种软件新行修饰。在与客户的反复磋商中,达到满意的效果。 相信一流的影视制作水平、一流的服务精神、一流的团队,一定能让客户满意,达到与客户互利共赢,永久合作的状态。 3 总结 本文对工作室的发展过程中的一些问题做了详细的分析,并对部分问题做出了对策研究,但本人的专业程度不够,使得本文有一定的局限性。希望后来的学者可以对影视制作进行更深层次的研究。 本论文是2016年校级大创项目《“互联网+”下建立影视后期制作工作室策方案研究》的阶段成果之一。项目编号:Y201612714030 作者简介 彭弘:1997年生,男,国际经济与贸易专业,籍贯:广东省 影视后期制作毕业论文:影视动画后期制作的发展 摘 要:影视动画在当前影视文化中占据了重要的比例,随着其深入的发展,所带来的影响力和引起的P注度也越来越高,被越来越多的群体重新认识和喜爱。当然在这种环境下,影视动画制作技术和影视动画制作专业性人才培养方面也取得了长足的进步。基于此,下文就以影视动画制作中的后期制作为例,针对其含义、发展现状以及影视动画后期制作的主要技术进行分析,希望对正确的认识影视动画后期制作的发展,进一步的发挥其在影视动画制作的功能和价值提供帮助。 关键词:影视动画;后期制作;发展 引言 当前,影视动画制作正处于一个飞速发展的阶段,随着影视动画后期制作软件的普及和制作技术的推广,影视动画后期制作正朝大众化的方向发展,其应用领域越来越广阔,在影视动画制作中所占据的比例也越来越重,直接关系和影响到整个影视动画作品整体的质量和所呈现的效果。从客观上来看影视动画后期制作是一门技术,从宏观上来看影视动画后期制作更是一门艺术,是影视动画作品价值和艺术感的体现。下面就从影视动画后期制作的发展进行具体的分析和说明。 1影视动画后期的发展现状 我国的影视动画产业正处于一个快速发展的阶段,在社会的影响力和所引发的关注度越来越高,特别是近年来,影视动画更是逐渐摆脱“幼稚”、“外来文化”等标签,在年轻群体中站稳脚跟,开始出现代表我国特色的影视动画作品。如:《齐天大圣》、《大鱼海棠》、《晴时明月》、《中国惊奇先生》等,都引发了不小的影视动画热。国家对动画产业的支持和扶植、影视动画制作技术的不断进步、影视动画人才培养的发展、影视动画市场的日趋成熟,高校、动画企业、制作公司、国家有关部门、社会相关群体等推动了我国影视动画产业链的形成,进一步的带动了影视动画的发展。1.教育的改革。在对影视动画制作人才培养方面,各个院校积极的开设动画系或动画专业,加强对动画制作人才的培养,为动画制作提供人才技术支持。2.国家的重视。影视动画已经成为了很多地区的经济增长点。每年的“动漫展”、“动漫节”的开展,吸引越来越多的人的关注。3.动画产业链的形成。科技的进步、信息化的发展,为影视动画产业的发展提供了更广阔的市场和发展空间。总之,在当前环境下,影视动画产业具有明显的发展优势,尽管与日本、美国等一些国家相比,还存在着不小的距离,但相信在未来的发展中,随着制作技术差距的不断缩小,高端科技实用人才培养增加,创新意识的提升,我国的影视动画将会得到更多的认可,取得更显著的发展。 2影视动画后期制作的概念与作用 影视后期制作是利用后期制作技术将通过拍摄得到的素材进行合成、剪辑、加工以形成一个完整的影视动画作品。近年来,我国的影视动画后期制作技术不断成熟,后期制作在整个影视动画作品中所展示的意义也越来越明显,除了将所拍摄的素材进行完美的融合、合成、处理,对声音和画面进行艺术把控以外,还能进一步的体现影视动画导演的意图,使作品更加丰满、立体,在整体上提高作品的质感和艺术感,给受众呈现最好的影视效果。 影视动画后期制作作为影视动画制作最关键的一个环节,决定了整个影视作品的最终效果。目前,我国的影视动画后期制作主要采用的是数字非线性编辑对影视动画进行剪辑,并且在市场需求和影视动画发展下,影视动画后期制作除了对实际拍摄视频、画面的加工、处理、剪辑、合成以外更多的是利用三维技术、合成手段对特技镜头的制作,在将传统电影和电视编辑的有点进行综合的同时满足了影视动画作品对更高标准的需求,将导演意图,想象力和创造力得以实现,一方面能有效的提升影视动画后期制作的质量,使影视动画作品更好的表现其思想和主旨,实现影视动画作品价值。另一方面,数字非线性编辑的应用和对特效技术的追求也是当前影视动画发展的的一个重要的体现,是对影视动画艺术性、表现力和感染力的宣扬,当然也是技术进步和社会文明发展的一个标志。 3影视动画后期制作的大众化发展 随着社会的信息化,网络的普及和人们物质生活水平的不断提高,对业务爱好的追求也进一步的深入,特别是在影视动画后期制作软件逐渐普及的背景下,影视动画、视频制作等都成为人们展示自身意图、表现自身想法、弘扬态度、提升自身价值的一个重要的表达方式,这种方式的流行带动了影视动画后期制作大众化的发展。 影视后期制作作为影视制作的最后一个环境,当然也是最为关键和重要的环节,通过将拍摄的镜头进行衔接、合成、加工、剪辑,将声音、场景、、画面、情景等各方面进行完美的融合使影视动画作品成为一个完整的整体。基于此,我们可以理解为影视动画后期制作是影视动画最终效果呈现、作品整体价值和艺术感体现的一个必不可少的部分。简单来说,影视后期制作直接关系到作品的好坏,借助影视后期制作技术、特效制作技术,构建影视动画作品中各种类型的宏观世界和丰富多彩的故事情节,赏心悦目的画面感、声画结合的冲击感,引发观众情感的共鸣,通过作品传递更多的价值观和展示影视动画的艺术感。 影视动画后期制作大众化发展也是影视动画制作深入发展,被大众所接受和认同的一种标志。一方面,有效推动了影视动画的发展,让影视动画越来越普及。另一方面,技术的不断推广,也加强技术的改进,使影视动画后期制作越来越成熟化。但同样也带来一些缺陷,大众化的发展,使影视动画作品参差不齐,影视动画作品种类越来越多,更新速度越来越快,但抄袭现象、雷同化现象严重,真正具有创意性、新颖性、独特性和艺术性的影视动画作品少之又少,成为制约和影响影视动画发展的一个重要的因素。 4影视动画后期制作技术 当前影视动画后期制作技术不断进步,日趋成熟。一般而言,在影视动画后期制作中所应用的技术主要有以下的几种。 4.1对白制作技术。随着现代技术的发展,对影视动画制作的要求也进一步的提噶啊哦,传统的电影录音已经不能满足当前对影视动画对白的要求,更加注重对白的艺术感。借助对白制作技术实现声音所传递的各种情感和信息。如:空间感、艺术感等,让观众通过对白融入作品的背景中,体会作品所要表达的思想和意图,使整个作品表达更为立体,给观众更加强烈、直观的视听感受。常用的技术手段有:控制直达声与反射声的比例的技术、利用混响造成不同的声音表达效果、音量、音色的调控,使声音更具有张力和表现力,更能表达场景所需要营造的氛围,从而达到艺术的表达效果。 4.2动效制作技术。在影视动画后期制作中欧冠,动效制作技术是除对白、音乐以外各种声音的总和,满足画面、情节、场景的需求,将声画有效的统一结合,使整个动画更加饱满、立体、生动、有趣,以实现影视动画最终想要呈现的效果。在采用动效制作技术的过程中我们需要综合考虑整个影视动画的基调、画面的布局、影视效果、动画内容等各个方面,合理的构思和处理,以达到传递作品意图,展示作品的内涵和主旨的目的。除此之外,动效制作作为对场景、内容、画面等方面的结合,要保障其画面感、层次感和真实感,以提升整个作品所表达的艺术感。 4.3非线性编辑制作技术。非线性编辑制作技术在我国是在近几年来被推广的,是计算机技术与编辑手段的有效结合,改变了传统的线性编辑方法的局限性和不适性,利用先进的计算机技术和计算机软完成对影视动画的编辑,在剪辑、合成、制作方面更为自动化、智能化,能更为高效和准确的完成任务要求,这样不仅有效的节约了时间,减少了制作成本,也降低了人为制作造成的失误,从整体上提升了制作技术、质量和制作的效果。 4.4数字合成制作技术。数字合成制作技术也是影视动画后期制作中应用比较常见的一种技术,是影视动画后期制作中的整合技术,利用计算机软件实现对画面的美化、对镜头的剪辑,使整个作品更为流畅、自然、和谐、统一,最终达到作品需要呈现的效果。 5结束语 在信息化技术不断发展的背景下,影视动画后期制作技术也进一步得到发展和突破,一方面能有效的提高影视动画后期制作的效率,提高制作的稳定性。另一方面,技术的进步也标志着影视动画行业的发展,技术手段越来越丰富,影视动画后期制作越碓酱笾诨,范围不断扩大,制作成本不断降低,都推动了整个影视动画的发展。本文从影视动画后期制作的基本概念和作用出发,阐述影视动画的发展现状,并通过对影视动画后期制作的相关技术进行阐述,希望对大众更好的认识影视动画这一行业,进一步重视其发展,带动影视动画后期制作技术的不断革新创新,促进影视动画的发展提供帮助。
农业与技术论文:节水灌溉技术与农业发展论文 1水利工程现状 我县现有水源11196处,其中铁管井5757眼,大口井5143眼,方塘256座,提水站3处,截潜5处,塘坝32座,全县现有水库10座,其中中型水库2座,小一型水库5座,小二型水库3座,兴利库容3130.13万立方米,现有能发挥作用的水源8217处。 2农业生产现状及灌溉方式 义县农田以旱田为主,2013年粮食总产量14.85万吨。由于农业基础条件差,土地产出率低,抗旱能力差,作物产量受降雨多少及时空分配差异的影响很大。虽然近几年来兴建了一些水利工程使农业生产条件有所改善,但并没有从根本上改变“雨养农业,靠天吃饭”的现状,农业的主要灌溉方式是漫灌,漫灌受地形、地势的影响很大,并且在灌溉过程中水分蒸发、渗漏的损失严重。目前各乡(镇)没有有效的灌溉设施,一直以雨养农业为主。 3节水灌溉工程的可行性和迫切性 2009年辽宁省遇到了百年未有的大旱,义县遭遇特大旱灾,致使义县农作物产量大幅减少,许多村、屯由于水源工程的缺乏出现了大面积绝收的局面。当地政府和群众对发展现代农业有了明显的认识。同时,县政府和水利局大力宣传节水灌溉工程优势,提高了当地农民对节水灌溉工程项目的认同,对节水灌溉工程的实施起到推动作用。各乡(镇)近年来通过政府、群众积极参与,正在逐步建立和完善水利工程的管理制度,一些乡(镇)已经实施节水灌溉的地块,出现了“旱年不旱”增产增收的喜人局面,提高了农民对节水灌溉意识,有效推动了节水灌溉工程项目的实施。 4节水灌溉技术的优点及应用 节水灌溉灌溉技术包括滴灌、管灌和喷灌。滴灌技术,具有省水、节能、适应性强等特点,且对地形要求不高。义县的果树、花生、大豆等经济作物基本种植在规整、地形起伏不大的地块,即使稍有坡度,也可以顺坡方向铺设滴灌带,受地形限制因素相对较少。同时结合滴灌技术的特点又可以根据果树的生长进行适时适量的灌溉控制,与传统的灌溉技术相比能有效降低灌溉用水量,提高水资源利用率。因此,在义县果树种植区大规模的推广果树滴灌技术可以提高果树结果率,保证水果的质量。喷灌具有节水、省工、节地、增产、适应性强等特点。几乎适用于除水稻外的所有大田作物,对地形、土壤等条件适应性强。与地面灌溉相比,大田作物喷灌一般可节水30%~50%。管灌:管灌输水是以管道代替明渠,采用较低的工作压力将灌溉水输送到田间地块的一种形式。其特点是输水时所需压力较低,出口流量较大,不易发生堵塞。因此具有较高输水效率、节能、节省渠道占地、省工、成本低等优点。我县的大田作物种植的主要是玉米、大豆和花生,根据我县的气候和玉米种植结构,玉米采用微喷灌与低压管灌结合灌溉方式。微喷灌溉主要集中在玉米播种期和出苗期,低压管灌主要在玉米拔节期和抽穗期。利用喷灌技术对地形、土壤适应性强,易于自动化控制的特点,依次对项目区地块进行均匀喷洒灌溉。喷灌技术灌水均匀,土壤不板结,有利于抢季节、保全苗,有利于改善作物局部生长条件。并且与地面灌溉相比,玉米喷灌一般可节水30%~50%,水资源节约效果明显。水灌溉示范项目粮食作物灌溉采用微喷灌与低压管灌结合灌溉方式,经济作物采用滴灌方式。 5结语 随着农业生产水平和农业灌溉技术的不断提高,传统的农业灌溉方式已不能满足当今农业生产的需要。运用先进的节水灌溉技术改善农业生产条件,不仅增强农业综合生产能力,增加了人均粮食生产量和人均收入,还使农民的生活条件得到改善,人民的生活水平得到进一步提高,进而带动全县的经济和社会各项事业得到持续、稳定、健康的发展。 作者:刘艳芬 单位;义县水利局 农业与技术论文:无机农业技术与有机农业论文 一、有机农业技术与无机农业技术的优缺点 有机农业技术能够节约大量的能源,缓解我国能源担负的巨大压力,同时还有利于环境的保护,这些都是有机农业的优点,但是有机农业的不断发展需要众多部门在小范围内进行活动,导致农业发展具有一定的局限性,农业生产经营模式的科学化、专业化水平会受到严重的阻碍。无机农业可以缩短我国农业生产所需的时间,提升农业生产效率,还能使农业生产经营模式朝着科学化、专业化不断发展,但是无机农业会消耗大量的能源,对生态环境很可能造成严重的破坏。 二、有机农业技术与无机农业技术结合性思考 (一)注重有机农业的主导地位 农村属于封闭环境,农民的文化基础较为薄弱,一时间很难接受外界先进的农业技术,而且农村多处于偏远的山区,想要在短时间内实现现代化农业生产是非常不切实际的。所以,利用有机农业技术与无机农业技术结合促进农业发展过程中,要以无机农业技术为主体,有机农业技术为辅助,才能使用我国农业发展的需求,将技术融合的优越性良好的发挥出来。 (二)注重二者协调发展 虽然,现阶段发展过程中要以无机农业技术为主体,但是二者技术融合仍存在巨大的发展空间,在将来有机农业技术必定会与无机农业技术并重。因为农业生产经营必定会需要大量的资源、能源,仅仅依靠无机农业技术的自循环是不能满足现代化农业发展需求的。所以,想要保证我国农业走可持续发展道路,必须要依赖于有机农业技术为农业注入新的生命力,有机农业技术就是农业发展的各种资源和能量保障。 三、结语 我国虽然是农业大国,但是与西方发达国家相比较,我国农业技术还处于落后阶段,所以,一定要注重有机农业技术与无机农业技术的结合性,这样才能为我国农业发展增加源源不断的动力。 作者:王丽会 单位:吉林省洮南市万宝乡农机管理服务站 农业与技术论文:晋南环境与农业技术论文 一、晋南大环境与旱作农业技术的选择 从地理环境的角度来讲,晋南地处黄土高原东南端,土壤类型属于黄土。著名历史学者何炳棣先生在《黄土与中国农业的起源》一书中提到,“我国远古文化的优秀区或摇篮区是黄土高原的中南和东南部,即今日的陕西渭河流域,山西汾河流域和河南的西部。”[1]11晋南地区的黄土为中国农业的起源,提供了重要的自然环境依托。此外,晋南地区拥有丰富的水文条件,该区域之内,有被称为山西母亲河的汾河以及涑水河、浍河等多条河流流经,还有五姓湖等为数甚多的古湖泊存在。这些都为晋南地区农业发展提供了优越的条件。而且,地质作用和河流侵蚀、堆积作用下形成的黄土台地,地势平坦,也为农业生产的开展提供了不可替代的条件。根据对陶寺遗址出土的孢粉进行分析,结果显示,晋南地区当时的植被应属于暖温带落叶阔叶林,而且,并未见到典型的亚热带科属的植物孢粉。[2]而对陶寺遗址出土的植硅石进行分析的结果也表明,陶寺遗址所处的时代,当地气候温暖偏湿,植被为暖温带落叶阔叶林,[3]与孢粉分析的结果趋于一致。此外,对陶寺遗址出土的木炭进行研究,也得出了大致相同的结果,陶寺文化时期的晋南地区,气候属于暖温带气候。[4]与现今晋南地区的气候相比,唐虞早夏时期的晋南地区,气候要更为暖湿。然而,黄土土质疏松,并不具有很好的蓄水性能,这一特性,使得其对于旱作农业的发展有着更好的优势。粟作为旱作农作物,生长习性正好可以适应晋南地区唐虞早夏时期的大环境。首先,“粟具有较高的抗旱能力,尤其幼苗期耐旱性更强”[5]72,晋南地区的季风性气候,使得该地区降雨的时间分布并不均匀,粟类作物幼苗期极强的耐旱性便可以使其度过一年中最缺少水分的时间,也可以弥补黄土蓄水性能不佳的缺陷。其次,“粟是喜温作物,要求在较高温度下进行生长发育。”[5]78晋南地区在唐虞早夏时期较为暖湿的气候也为粟作农业的持续发展提供了有利的条件。第三,“粟是喜光作物,在光照比较强时,形成干物质多,植株生长健壮,产量高。”[5]83而晋南地区正好是一个日照时间长,光热资源丰富的地区,这一点,也为粟作农业的发展提供了有利条件。最后,“最适宜(种植粟)的土壤则是壤土、砂质壤土或粘质壤土。”[5]102晋南地区地处黄土高原东南部边缘,区内土壤以黄土为主,是一种砂质壤土,因而,也是粟作农业发展的一项有利条件。由此可见,晋南地区从大的自然环境背景来讲,是粟作农业发展的理想地域,事实也正是如此。参考2002年度对陶寺城址进行的浮选调查,在陶寺浮选样品中出土了数量可观的炭化植物种子,而其中,粟和黍等旱作谷物的数量占绝对优势,而且,从出土的概率上来讲,粟与黍的比例也占到了绝对优势。[6]这说明,在唐虞早夏时期,晋南地区的农业技术主体,是旱作农业。此外,在晋南地区先于陶寺文化的考古发掘中,已经展现出较高的旱作农业水平。例如,下川文化遗址中出土的石磨盘,根据卫斯先生的判断:石磨盘在下川文化中的出现,代表了我国黄河流域粟作文化的先声。[7]西阴文化时期,在农业经济上,晋南地区与陕西半坡文化一致,都处于锄耕农业阶段。[8]9而其主要生产的粮食作物也是粟类作物。综上所述,晋南地区从大环境上来讲,经过上万年的农业起源,数千年的农业发展,到唐虞早夏时期,依然适合旱作农业技术的选择与发展。 二、陶唐氏入主晋南与稻作农业技术的选择 参考对陶寺城址2002年的浮选结果所进行的分析,其结果显示,陶寺城址中浮选出的稻谷数量很少,只占到0.3%,出土概率也较低,仅占17%,但是,如果结合时代因素加以考虑的话,问题便不那么简单,浮选样品来自下层贵族居住区的全部属于陶寺早期,来自宫殿优秀区的样品属于陶寺中期,而普通居住区的样品则属于陶寺文化晚期。[6]由这一结果,也可以得出以下推论:在陶寺文化早、中期,只有贵族才能够食用稻米,而到了晚期,普通社会成员也会食用。此外,同一分析结果还显示,稻米在当时人们生活中的重要性是随着时代的发展而呈现出递增趋势的,而晚期的增幅尤为显著(见图1)。[6]重要的是,通过对陶寺遗址出土的植硅石进行分析,结果证明,这些浮选出来的碳化稻米是当地出产的。[3]在晋南地区早于陶寺文化的庙底沟二期文化遗存中,并没有发现稻作农业遗存,说明稻米在晋南地区的出现,应该始于陶寺文化时期。一种全新的农作物在晋南地区突然出现,而且,一出现便首先在贵族阶层获得认同,并在随后的时间里得到极大发展。这并只是一种偶然的历史现象。在原始社会里,技术的传播当以人口的流动为媒介,因而,这一现象应该暗示着当时有一支外来势力,进入了晋南地区。陶寺文化遗址,被认为是上古帝王尧的帝都。陶寺文化的形成,也应当与陶唐氏的迁徙有很大的关联。《左传•哀公六年》孔子引《夏书》曰:“惟彼陶唐,率彼天常,有此冀方。”司马光所著《稽古录》记载:帝尧“初封于陶,后改为唐,故曰陶唐氏。”《逸周书•史记解》又载:“昔者西夏,性任非兵,城郭不修,武士无位,惠而好赏,屈而无以赏。唐氏伐之,城郭不守,武士不用,西夏以亡。”而晋南地区素有“夏墟”之称。《左传•定公四年》载:“分唐叔以大路、密须之鼓,阙巩,沽洗,怀姓九宗,职官五正。命以唐诰,而封于夏虚,启以夏政,疆以戎索。”这些史料说明,陶唐氏并非起源于晋南地区,而是由“陶”迁往晋南,并击败了当地的夏族,迫使夏族迁往别处。而“陶”之所在,根据王守春先生的意见,当在今山东省菏泽市的定陶县境内。[9]定陶县位于黄河以南的鲁西地区,根据前文所叙述,在新石器时代,当已出现稻作农业。陶唐氏入主晋南之后,在政治上属于胜利者,因而在政治地位上,陶唐氏部落中的人民,在当地属于贵族阶层,也是情理之中的事情。结合在陶寺文化早期,浮选的稻米样本位于下层贵族的居住区,可以认为,稻米在晋南的出现,很有可能是由陶唐氏部落在向晋南地区迁徙的过程中带去的。从大的环境背景和土壤条件而言,晋南地区并不适合大规模地种植水稻。在整个唐虞早夏时期旱作农业也依然是该地区的主导性生业。利用碳十三技术对陶寺遗址出土的人骨进行分析,结果显示,陶寺人百分之七十的食物来源于碳四植物,即小米,而非属于碳三植物的稻米。[10]然而,晋南地区从地理位置上来讲,依山傍水,除去正西方向为黄河之外,其余方向全是崇山峻岭。有著名的吕梁山、太行山,以及中条山为其各个方向上的边界,还有舜王坪、稷王山、塔儿山等小山位于区内。这些因素使得晋南地区在地形上显得极为复杂,拥有多元地貌。从气候分布的角度来讲,晋南地区既有水平分布带来的区域内部差异,又存在垂直差异。通过对陶寺遗址出土的木炭进行分析鉴定,出土有一部分极为少量的典型亚热带及热带树种。[4]这说明,在晋南地区存在一种适宜稻作农业进行的微环境因素。晋南地区有被称为山西母亲河的汾河的下游河段穿过,向西注入黄河,还有涑水河等多条河流以及很多著名的古湖泊存在,水文条件十分优越。加之在陶寺文化遗址中,还发现了密度相当集中,深度高达14米左右的水井,[11]说明水的利用在晋南地区已有相当高的水平,或许出现了灌溉农业。这也为水稻种植提供了便利条件。因而,即便在唐虞早夏时期的晋南地区,总体的气候环境与土壤条件并不太适合水稻的大规模种植,也不适合水稻种植技术的自然产生,然而,伴随着史前农业部落的迁徙,以陶唐氏入主晋南为契机,晋南地区的社会环境发生改变,为晋南地区带去了水稻种植技术,然而,从微观区域上来讲,晋南地区多元的地貌条件,也为当地在小区域内出现稻作农业提供了必要的场所。比如,姚政权等通过对陶寺遗址出土的植硅石进行分析,便得出了陶寺遗址中存在南高旱北低湿的微环境差异的结论,而且,还进一步指示出了陶寺遗址中稻田的可能位置。[3]陶唐氏入主晋南使得晋南社会环境发生改变,为晋南地区带来了水稻种植技术。而晋南地区特殊的地理环境,又为水稻种植技术在该地区的生根成长,提供了必要的环境支撑。 三、气候变迁与稻作农业的发展 尽管晋南地区的宏观环境并不适合水稻在该区域内的种植,但是,上文图1中所显示的结果却可以说明,在陶寺文化晚期,即早夏时期,稻米的产量在晋南地区是有所提高的。如果认为在陶寺早期种植水稻的人群是陶唐氏部落中的下层贵族,那么,到陶寺文化中晚期,种植水稻的人群却已不再是陶唐氏部落的人民。根据对陶寺遗址出土的人骨进行种系分析,结果显示,陶寺中晚期与陶寺早期的人群,其来源是有所差异的。[12]说明,从陶寺早期到陶寺晚期,水稻种植在晋南地区经历过一个不同农业族群间进行技术交流的过程。简言之,原先不会种植水稻的人,到了早夏时期却开始尝试着去种植水稻。此外,水稻种植的推广,并不是在陶寺文化发展的巅峰时期———陶寺文化中期,而是在陶寺文化走向相对衰落的晚期,变成了夏文化一个地方类型的时候,才开始得到推广应用。这一点可以证明,晋南地区水稻种植的推广,并不太可能是源于政治上的鼓励,而是源于一种当地人自觉地历史选择。因而,稻作农业在早夏时期的发展,其原因不太可能是源于人事,而应有别的契机。相关研究表明,在距今5000年前以后,气候与环境较前改善,文化遗址的数量猛增;在距今4000年前左右,中国的气候一度恶化,出现史前特大大洪水。[13]确切的来讲,是在距今约4200年前后,一次气候的明显干冷逐渐来临。[14]162而正是这次干冷气候结合地球轨道因素的变化,引起了全新世东亚季风的长期变化,使东亚季风降雨带北撤南移,形成东亚季风区南涝北旱的格局。[15]正是这次异常气候事件的来临,使中国上古时生了大规模的洪水灾害。晋南地区在陶寺文化中期,即尧舜禹时代,并没有遭遇到洪水的袭击,而是充当了治洪大本营的角色。《尚书•尧典》载:帝尧之时,“汤汤洪水方割,荡荡怀山襄陵,浩浩滔天。”又《孟子•滕文公上》载:“当尧之时,天下犹未平,洪水横流,泛滥于天下。草木畅茂,禽兽繁殖,五谷不登,禽兽逼人。兽蹄鸟迹之道交于中国。尧独忧之,举舜而敷治焉。舜使益掌火,益烈山泽而焚之,禽兽逃匿。禹疏九河,瀹济漯,而注诸海;决汝汉,排淮泗,而注之江,然后中国可得而食也。”按照徐旭升先生的意见,洪水发生在兖州、豫州东部以及徐州的小部分,像豫西山地以及晋南地区,地貌条件多元,地势又较高,不太会受到洪水的侵袭。[16]但是,在考古学上发现的河南嵩山王城岗遗址中,却清晰的发现了被大水冲毁城墙的迹象。说明洪水的发生,其范围可能波及到了豫西山地。在尧舜时代,洪水并没有波及到晋南地区,相反,晋南是尧舜指导治水的大本营之所在,实际操作治水工程的鲧和禹,其施政地点也并非晋南。而与未受洪水波及的情况相对应的则是,在陶寺文化中期,碳化稻米的样本只在宫殿优秀区内有所发现。说明此时水稻种植的农业产出,还仅仅供给王室贵族享受,其产量也并没有多大的提升,即水稻种植并没有于陶寺文化中期的时候在晋南地区得到实质性的推广。然而,晋南地区最终也并没有逃脱洪水灾害的袭击,只是洪水来临的时间稍晚一些、规模较小一些。考古发掘中,同样发现了陶寺遗址遭受洪水袭击的遗存,在山洪堆积物中含有陶寺文化晚期的陶片以及其上覆盖有陶寺晚期陶片的文化层。[17]说明:陶寺遗址的洪水发生于晚期偏早,即早夏时期,而且此次洪水的规模并不是很大,洪水过后,人们便可以继续在当地生活。如果不是这样的话,洪水过后,人们很难在废墟之上重建家园,山洪堆积物之上,也就很难再出现陶寺晚期陶片的文化层了。而正是在这个时候,晋南地区的水稻种植却出现了进一步发展的趋势。因而,洪水的出现与水稻种植在晋南地区的发展,应该有着密切的关系。从地理环境的角度来讲,以晋南地区北部的临汾盆地为例,自中更新世以来,便在经历了三次地质构造抬升运动,形成了五级冲湖积台地或阶地。[18]台地表面平坦,不利于排水,在低洼地带容易形成积水。当洪水来临之际,降雨量有所增加使得原本不适宜稻作农业的山间台地,能够支持水稻生产所需要的水分。而原先的旱作农业,却在这样的条件下无法继续进行。加之水井在当地的出现,可以看出当地先民对水的使用技术已经相当娴熟,足以满足进行水稻种植的水分条件。正是因为史前的异常气候事件,使得晋南地区在进入早夏时期以后,遭受到了洪水的小规模袭击。而洪水的来临,局部性地破坏了旱作农业生产的条件,却阴差阳错地为稻作农业的发展提供了天然的条件,促使晋南地区的稻作农业在早夏时期有所发展。 四、结语 从大环境上来讲,晋南地区的原始农业技术,诚然是应以选择旱作农业技术为最佳。然而,伴随着外来族群———陶唐氏的迁入,为晋南地区注入了新鲜的文化因素与农业技术。上古时期区域间农业科技文化的交流,有赖于农业族群的迁徙来完成,换言之,原始社会里科技文化交流的主要媒介是人。此外,晋南地区多元的地貌特征,为稻作农业在该地区的持续存在提供了必要的空间。可见多元地貌环境有助于成为不同类型农业技术进行交流与融合的舞台。而且,正是因为稻作农业在晋南地区的出现,使得在面临史前洪水侵袭的时候,晋南地区可以以种植水稻的方式来弥补气候变迁对旱作农业所造成的冲击。由此可以推论,一个地区农业技术的多元发展,不仅可以丰富当地的农业产出,更重要的是,会有助于增强该地区农业经济的抗灾害能力。此外,水稻传入晋南地区,并不是当地先民主动地引进新的农业品种和农业技术的过程。相反都是源于外部的强加,首先是外来势力的进入,紧接着又是全球性气候事件的来临,才迫使晋南地区的先民选择吸收了这种全新的农业品种和耕作技术。那么,在原始社会末期,农业技术的选择是一种适应性的选择。即只有那些切实有用的技术,才会得到先民们的青睐。也正是这种为适应变化了的环境所做出的选择,将先民们一步步地从原始社会带到了文明社会。 作者:刘超 郭风平 单位:西北农林科技大学 农业与技术论文:农业技术扩散与农村社会网络论文 1概念界定及问题假设 叶敬忠在《农民发展创新中的社会网络》一文中首次对农民社会网络进行划分和定义,他根据交往与联系的对象和性质的不同,把农民社会网络分为功能性社会网络和建构性社会网络[9]:前者是指社区内农户与户外的机构与团体之间(即人与机构间)的功能性联系与交往情况;后者是指社区农户与其他所有社会角色之间(即人与人之间)的联系与交往状况,这种联系与交往的建立是社会建构的结果。周红云在其博士论文中把农民参与的社会网络分为家族宗族网络、功能性网络、象征性活动网络和一般“人际关系”网络[10]。家族宗族网路主要体现为因血缘、姻缘或者亲缘等关系构成的社会网络;功能性网络主要体现为村民为达到某些特殊利益而自发设立的一些功能性组织所形成的网络;象征性活动网络主要指因习俗、惯例、宗教信仰等原因而形成的网络;作为个人联系的一般“人际关系”网络,它主要体现为个体之间因地缘、业缘等而形成的个人之间的非正式网络关系,这也就是叶敬忠所定义的建构性社会网络。整合叶敬忠和周红云关于农村社会网络的分类,从农业技术扩散的角度本文可以这样定义“社会网络”:农业技术扩散中“行动者”在分享和交换各种资源的过程中而形成的各种关系的集合,这种关系集合按其存在形态可以分为家族宗族网络、功能性网络和建构性社会网络。基于这一定义和分类,本研究将根据我国农业技术扩散的特点和农村社区的实情,重点探讨在农业技术扩散过程中,农村社会网络中家族宗族网络、功能性网络和建构性社会网络如何变化发展,以及与农业技术扩散的作用关系如何?并以G乡养猪技术为例,探讨社会网络和农业技术扩散在本土语境下的关系原因。 2社会网络视角下的G乡养猪技术扩散过程 本研究采取“目的性抽样”原则,又因社会关系的促成,获得了G乡为期四个月的深度调研机会,G乡地处北纬27°51''''-28°34'''',东经113°10''''-114°15'''',属亚热带季风湿润气候,大陆性气候比较明显,总面积107.26平方公里,耕地面积1340公顷,辖新建、乌石龙、马家湾、玉潭、西宏、金塘、新源、大源8个村,共198个村民小组。L县是省内有名的养猪大县之一,年产生猪200多万头,占农业总产值的一半左右。G乡是L县重要的良种猪养殖基地,其养猪业占到G乡农业总产值的80%以上。G乡良种养猪新技术具有可清晰追溯的三十多年的扩散历史,20世纪70年代末L县外贸局准备引进良种猪,筹划在其中一个乡镇建立试点,外贸局负责这个推广工作的秘书———何阳春的家乡恰好在G乡马家湾村,因此就把良种猪养殖示范点选在了G乡地理位置较好的马家湾村,该村成为G乡良种猪养殖基地和发源地。而这位推广秘书何阳春,因具有“双重身份”的社会角色,成为外贸局和G乡间的“桥点”人物,从而成为G乡良种猪技术的扩散源。 2.1家族宗族及拟亲缘网络与G乡养猪技术扩散的兴起20世纪80年代以前G乡饲养的猪的都是地方品种(土猪),饲养方式是喂吃熟食(潲水),土猪具有生长速度慢、养殖周期长、瘦肉率低、经济效益不高等缺点,而待引进的良种猪具有高产(增重快、出栏早),优质(瘦肉多、味美),高效(劳动成本降低、经济效益好)等优点。但良种猪养殖作为新鲜事物,包括何阳春本人因为也不是养殖专业技术人员,因此对良种猪的饲养技术都还是处于摸索阶段,村民对良种猪的引进都处于观望状态。据何阳春口述,外贸局第一批共引进15头良种猪,其中马家湾村就有7家人领养,共领养10头,另外5头由距离何阳春家较近并跟他本人很熟悉的G乡其他村农户领养。在马家湾村领养的人群当中:何阳春本人领养2头,何雪生(何阳春亲大哥)领养1头,何金成(何阳春亲二哥)领养1头,刘军(何阳春亲弟,过继给刘家故姓刘)领养1头,何阳春同学领养1头,另有2头分别被何阳春关系很好的朋友领养,还有2头何阳春本人已不能确切记忆。从第一批良种猪扩散的网络我们可以看出,这些新技术采纳者都和技术推广者何阳春本人有亲缘关系或拟亲缘关系。访谈记录一:第一批领养良种猪的农户回忆说:“我和何阳(春)关系特别好,他说这个猪长得特别快,肉质又好,香港那边都要这种猪,价钱卖得好,(我们)关系咯么好,他不得骗我啵?我就相信了他。”可见第一批新技术采纳者,对于技术的采纳主要是建立在对推广者本人信任的基础上,对推广者本人的信任度及其与推广者本身关系疏远程度在很大程度上影响扩散的结果。由于农村社区中居民“信任半径”狭窄,信任是建立在看得见的基础之上的,以亲缘信任和拟亲缘信任为主,而技术作为一个“事物”,成为人际信任链条中的一种延伸,对技术的采纳源于人际间的信任。第一批良种猪,从引种、饲料、防疫、配种和销售等环节都是由何阳春负责,其中也遇到了很多困难,诸如掌握不了发情时间、饲料供应困难等。第一批技术采纳者经历了从对推广者的信任———到对技术本身的信任———再到对技术的怀疑———最后到对技术确认的过程。随着采纳者的增加,良种猪产业技术的各个环节也从何阳春个人中分化出来,出现产业技术链条的延伸。这些第一批加入良种猪产业技术链条的农户,同样与何阳春有这样或那样的“强关系”①:G乡第一个赶公猪和进行人工受精配种的是董凯银,他是何阳春的邻居(距何家不到10米距离);第一个搞职业牲猪销售的何雪生,是何阳春亲哥;第一个牲猪经纪人②何金成,他也是何阳春的亲哥;G乡第一个饲料经销商叫张应兵,也和何阳春关系很好,他先是被何阳春物色到乡政府良种办协助其调运销售饲料,后来良种办撤销后,他就开始自己做起了经销商。当然其它也不乏一些敢闯荡的农户通过其他“强关系”或“弱关系”加入到这个链条当中。可见,在农业技术扩散的最初阶段,其“家族宗族网络”或“拟亲缘关系网络”因其信任半径狭窄,而更能发挥巨大作用,由此加快扩散速度。 2.2构建性业缘关系网络与G乡养猪技术扩散的发展随着良种猪养殖技术的发展和产业技术链条的延伸,不断有新的农户加入到养猪产业技术这个链条当中,形成了链式延伸的发展局面:养猪原料供给链(饲料)———生产链———金融链———经纪人———销售链。即G乡生发了专业的良种猪养殖户、饲料经销商、种猪场主、人工受精站、职业赶公猪人、职业小猪贩、牲猪经纪人和牲猪销售商③等一系列新的社会角色。一项技术在扩散之前,扩散者和接受者之间可能没有任何关系,也可能是其他的关系如亲缘或拟亲缘关系,一旦扩散成功两者之间就建构了新的社会关系,也就是说构建成了新的社会网络。这种联系与交往的建立是社会建构的结果,在本研究中,养猪产业链中的村民因为养猪这样一个相同的“业缘”而形成的同样的经历,进而形成了个人之间的非正式网络关系,也就是说农户利用自己身边的强关系和弱关系构建了新的个人社会网络。G乡牲猪产业技术链条上的大户,都是特别会利用和建构新的社会网络,如G乡的农民企业家陈检平和罗正明就是典型的案例。案例一:G乡陈检平办猪饲料厂的发展过程我是初中毕业,89年就开始卖饲料,中间有三年在广州倒卖火车票,95年开始建门面正式做饲料经销商,后办牲猪交易市场,亏了三十多万,所以在当时名誉不好,欠账的人就借不到钱,最后就是,我的这些朋友都是搞饲料的老总,因为以前我跟他们搞过经销,他们跟我关系比较好,愿意帮助我,并把这个养猪的饲料配方告诉我,我又想各种办法找外地朋友借点资金,他们原来都是饲料厂的老总,我是有很多朋友支持我、帮助我。这样我就慢慢从本钱很小的生产预粉料的小厂办起。陈检平的特点是,生活经历丰富、敢于闯荡、喜欢结交朋友,我们在访谈时进入他办公室,在很显眼的位置挂着他和远在美国的初中同学合影,同时办公桌上摆放着各类合作的厂商颁发给他的证明其友好关系的纪念牌或奖牌。访谈中他谈到“每个人都有自己一块天,你有你的熟人,他有他的熟人,各人做各人的生意,只要你努力,谁都搞不垮你。”陈检平就是因为善于建构个人的社会网络,由一个普通农户转变成G乡的民营企业家。案例二:G乡最大养殖户罗正明的发展过程罗正明年轻时被认为是个社会混混,现在是G乡集种猪、牲猪饲养、销售于一体的正明合作社的法人代表,当地人无人不知晓的养猪大户,建了一个大型的养猪工厂。当地流传着他发家的故事:当时罗正明年轻时没成家喜欢在G乡集镇上晃荡,当时一个广州屠宰场的老板来G乡调运牲猪,其货车翻倒在附近农田里,因为该老板是外地人,农田的主人欺生想趁机勒索他,有些农户还忙着抢车上的牲猪,罗正明为人善良,爱打抱不平,就从中帮忙调节,帮助广州老板找起重机吊车,平息想从中做乱的农户,这样这个广州老板很感激罗正明,就把牲猪贩运的生意交给罗正明。罗正明做牲猪销售积累了一定资金后,就开始一边做牲猪销售一边养猪,并成为G乡最大的养猪合作社的法人。通过这样一个偶然事件构建的“弱关系”使罗正明成功加入到牲猪产业技术的链条中来。他也是G乡第一个把猪销售到上海的农户,据他最好的朋友畜牧站的站长回忆说:当时有个江西老板来G乡贩运牲猪到上海卖,贩运到上海的猪要求质量高,但是价钱也卖得更高,G乡当时还没和上海屠宰场建立过联系,罗正明瞄上这个新市场,并把这个江西猪贩作为突破口,当那个江西老板把贩运的牲猪装上大货车,开往上海的屠宰场,罗正明就一路跟踪着这个大货车找到了屠宰场,并进行自我介绍,留下联系方式,再回乡请当地县级畜牧局出面签订相关合同,新的销售市场就此打开。罗正明很善于建构新的社会网络,在和罗正明的访谈中,不停的被他的电话打断,打电话给他的人是广州等全国各地的养殖户、销售商和屠宰场老板等,电话内容涉及猪价格询问、讨价还价、资金周转等问题。从访谈被打断的次数和电话谈话的内容,可以判断罗正明社会交往非常广泛,活动能力强,和各类相关农户交流频繁,有很强大的社会网络。G乡从事养猪产业的这些农户之间经常互相交流经验和信息等,当地称为“打猪港”④,尤其是“地缘”关系更是为农户交流缩短了时间和空间的距离,这种以“养猪业缘”构建形成的新的“社会建构性网络”为G乡养猪产业的发展提供了技术支持、信息供给和资金帮助,确切地说是技术、信息和资金等要素在这个社会网络中流动。2.3功能性网络与G乡养猪技术扩散的加速随着技术、资金和信息交流的进一步发展,G乡农户为了达到某些特殊利益,自发建立了一些功能性组织(表1),并报政府登记备案。这些由农户与相应机构和团体之间的功能性联系而建立起来的“功能性网络”增加了农户的组织化程度,加强了农产品的市场竞争力,促进了农户与政府的联系,加快了农业新技术扩散的速度。 3讨论与结论 3.1社会网络对农业技术扩散具有正向功能从本案例中G乡的良种猪养殖技术扩散过程中我们可以看出,在G乡农业技术扩散的不同阶段,起主导作用的社会网络依次主要是家族宗族网络、社会建构性网络和功能性网络。随着养猪技术的扩散和农户之间交往的日渐频繁,这三种网络交织在一起,呈现你中有我,我中有你的局面。而由此在G乡也形成一定的养猪技术气候,并出现技术分布密集区的现象(图1)。其扩散规律与最初的扩散源有一定的关系,这个扩散源从地点上来看大致分布在马家湾集镇,也就是图1的密集区,这主要根源于技术推广者何阳春最初在马家湾集镇附近发展良种猪技术,当然也与集镇便利的交通和信息等条件有关。其扩散规律大致以扩散源为圆心呈发散状向四周扩散(图2),同时扩散中发散的每个节点之间又是“认识”或“熟悉”关系(如图用虚线表示),而这样的“认识”或“熟悉”的关系也是双方潜在扩散-采纳关系的开始,同时也是农户之间资金、技术和信息交流的桥梁,随着两个节点之间交流、沟通的加大,这个“虚线”也逐步转变成“实线”,由此形成一个闭合型的社会网络(见图3),也就是形成稳定了农业技术网络。这样闭合的社会网络就是一种技术气候,能加快农业技术扩散速度,使其向良性方向快速发展。在这样一个闭合的农业技术社会网络中,流动的主要介质是:技术、资金和信息,社会网络对农业技术扩散具有正向功能。这是因为:(1)从农业技术的特点来看,农业技术的特点决定农业技术更多是“看中学、干中学”,这一特点决定农业技术在扩散时期主要是社会关系和社会网络起作用。农业技术是控制动植物的生命过程的技术,生产周期长,还受到环境和气候等各种自然条件的影响;一项农业技术往往需要与多项相关技术配套形成技术体系,完成农业生产全过程;这样其结果会因时、因地、因人的差异而大相径庭。这就决定了农业技术的实践经验比理论知识更重要,更符合实际,农业技术更多是“看中学、干中学”。农业技术的复杂性和周期长的特征决定需要建立一定的稳定社会联系,随时进行交流沟通、互相学习进步,达到完全摸清规律;而且学习农业技术是个过程,农业生产中不断有新的情况和问题出现,父辈的经验不能完全照搬照抄,要不断学习和更新。因此,一旦一个地区因社会关系形成一定技术气候,就能形成良性的运转和很好的社会影响力,农业技术扩散和社会效益也都能良性循环。(2)从农业弱质性特点来看,目前我国农业具有多风险、低收入和高劳动强度等的特点,这使得农业技术扩散也不是简单的农业技术传播的过程,还应在帮助农民增产的同时能够增收,实现产、供、销一体化。只有实现经济效益,农业技术才能真正扩散成功,这使得农业技术扩散除了技术支持的同时还需要资金支持和市场等信息供给。技术、资金和信息是农业技术扩散中三个非常重要的要素。而目前农村资金外流,农业筹集资金困难,金融借贷门槛高,农民往往望贷兴叹,这使得民间借贷和民间赊账现象十分活跃,而以“信任”和“熟悉”等强关系建立起来的社会网络和社会舆论网络,可以降低民间借贷的风险,同时解决了担保和质押物等问题,以此降低金融成本,从而保证农业技术扩散的顺利进行。(3)从农业技术传播的场域来看,农业技术扩散的场域是农村,中国农村社会的特点是以亲缘、地缘、情缘和学缘关系为优秀的“强网”,农业技术扩散模式势必与农村社会结构息息相关。农户之间的交往与联系,在很大程度上是通过社会网络来进行的,“乡土社会的信用并不是对契约的重视,而是发生于对一种行为的轨迹熟悉到不假思索时的可靠性”。相比大众传播等其他传播方式,人际传播在农村社会中更具有可信度。社会关系网络有利于农户之间的合作和彼此信任,提供技术资金,相互介绍经验、传递技术信息和市场信息,可以节省农业技术传播和扩散的时间和费用。同时,社会网络也是一张信息网络,由于村庄内部特殊的地缘和亲缘关系,导致各成员之间技术和市场等信息的交流及人员交往都十分频繁,从而加快了技术信息和市场信息的传播和扩散速度,大大缩短了农户搜寻信息的过程,同时也极大地降低了信息费用。 3.2农业技术扩散与农村社会网络重构的互动如果按照行为的结构性限制而不是按行动者的内在趋力来解释行为,也就是说用在农业技术扩散当中,农业技术扩散行为是限定在社会网络当中,是嵌入在网络当中,农户有自我趋动行为,但受到社会网络的限制或助推。资金支持、技术信息和市场信息等介质在社会网络中的流动支撑了农业技术扩散。农业技术扩散是一个过程,通常是按照点式嵌入、链式延伸到网式扩张的过程扩展。同时农业技术的扩散过程也是一个重构农村社会网络的过程。农业技术扩散不是单一、线性、直线的扩散过程和方式,而是结构性的扩散,这种结构性扩散与农村现行的社会网络是相对应的,其扩散方式是延伸性发展过程,也是有选择性发展的过程。农业技术扩散的方式和当地的农村社会网络类型相匹配。当地的农村社会网络可能是多种类型同时都存在,也可能偏重一种类型,其农业技术扩散方式也就会因此呈现不同的状态。农业技术扩散的结构与农村社会网络的同源性。农业技术扩散的结构与农村社会网络相关联,农村社会结构是农村技术扩散的基础,从这个角度讲,他们是同源的,或者是同一的。农业技术扩散的结构与农村社会网络的异质性。农村社会网络不是一成不变的,随着农业技术发展,农村社会网络也随着发展,其农业技术扩散结构是有规律的。一般而言,在一个农村内部同质性的网络当中,是从建构性网络向功能性网络扩散,家族宗族网络是发源,建构性网络是发展过程,功能性网络是发展方向。农业技术扩散过程就是农村社会网络重构的过程,其扩散的结果会出现三种网络交汇的状态。总之,农业技术扩散实际上就是技术从一个人到另一个人,从一个点到另一个点,从一个地方到另一个地方,也就是说农业技术扩散过程实际就是新的网络形成的过程,而原有的社会网络存在形态及其亲缘、生熟和强弱关系等直接影响农业技术扩散过程,农业技术扩散过程在一定程度和农村社会网络有很大的关联。 作者:旷浩源单位:湖南农业大学教育学院 农业与技术论文:农业开发论文:种源农业开发与技术培育透析 作者:杨娟赵京音单位:上海市农业科学院农业科技信息研究所 上海种源农业产业发展现状 种源产业是国家战略性、基础性优秀产业,是上海现代农业建设的发展重点。改革开放特别是进入新世纪以来,上海农业生物品种选育工作不断加强,培育了“沪油”系列双低油菜、“申优”系列杂交粳稻、“沪旱”系列节水旱稻、“银冠”花菜以及部分设施专用种子等一批优质特色品种;形成了一批成长较快的种子企业;种业基地建设有序推进;农作物种业发展的政策扶持力度逐步加大,为该市种业长远发展创造了良好基础。良种培育和推广,对提高农业综合生产能力、稳定粮食生产和确保地产蔬菜有效供应发挥了重要作用。 1.上海选育的优质特色品种。粮食作物水稻、油菜和大麦中培育了寒优湘晴、秋优金丰、“申优”系列杂交粳稻、“沪优”系列节水旱稻、“沪油杂系列”双低油菜、“花30”系列啤酒大麦;蔬菜中的矮抗青、新夏青、“长征”系列上海青菜品种享誉全国,设施专用品种浦粉系列番茄、碧玉系列黄瓜、特旺达茄子等具备与进口品种竞争的能力;水果中的“大团蜜露桃”、“锦”字系列黄桃、“沪油”系列油桃、“沪培”系列葡萄成为地方特色品种;上海荷斯坦奶牛冻精产品在全国奶牛育种业中排名第一;新杨褐壳蛋鸡和新浦东鸡是国内仅有的几个肉蛋鸡品种之一;“浦江1号”团头鲂、罗非鱼、康乐蚌、“申福1号”坛紫菜等水产养殖品种全国闻名。“申香”系列香菇是我国香菇生产的主栽品种。大量种养殖作物品种不仅在上海广泛应用,还推广至全国市场。 2.种子企业。近年来,上海重点培育了上海种业公司、上海农工商集团、光明种业有限公司、上海奶牛育种中心有限公司等种业集团,各集团种业发展侧重点不同,上海种业集团主要从事穴盘种苗、新优花卉的生产;上海农工商集团主要从事种公牛、种肉牛、种猪、蔬菜种苗、优质稻种、花卉种球、种鸟、水产种苗等8大种苗的生产;光明种业有限公司力图在国内粮食产业链上的育种环节有所突破;上海奶牛育种中心的优秀是荷斯坦冻精产品,并已连续3年列全国市场份额第1。 3.种业基地。“十一五”以来,以实施“种子工程”为契机,上海加快了种子基础设施建设,良种繁育基地体系已基本形成,建成了上海农作物南繁基地与南繁工作站。2009年,建设稻麦良种基地18个,生产基地面积近1333hm2,配备种子烘干、精选、包装、加工流水线10套,改善了种子仓储、晒场等设施条件,良种供应能力大大增强,基本能满足本市主要农作物统一供种的需要。蔬菜“种子工程”确定了14种蔬菜作物作为良种化主攻目标,落实了一批良繁基地,在外省市建立了一批繁种基地,实行提纯复壮和良种繁殖。目前全市蔬菜有原种圃53hm2,良种繁育面积666hm2,并形成了浦东孙桥、金山银龙、闵行马桥等现代化种苗繁育基地。光明乳业公司建立了6000头现代种奶牛场,成为全国奶牛种源基地。水产养殖方面,上海建设了标准化水产养殖场、标准化渔船等渔业设施,以及嘉定区望新水产良种场等4大良种场,并在市外建设了苗种基地,如上海水产研究所江苏启东科研基地等,提升了上海市水产良种的繁育能力和水产优质苗种的供给能力。 4.种业发展的政策。种子管理体系已逐步完善。通过加快种子管理体制改革,实施政企分开,加强种子管理、执法机构和队伍建设,种子管理、执法体系日趋完善,目前上海市拥有持证种子执法人员100余名、质量检验员44名,承担种子管理、执法、检验工作,为规范种子市场秩序,确保全市农作物种子质量,促进农业持续稳定发展发挥了重要作用。 5.种源农业产值。上海种源农业产值一直实现稳步增长。2009年,上海种源农产品生产实现产值12.96亿元,比上年增长4.8%,占全市农业总产值的比重由上年的4.4%提高到4.6%。种源农业产值构成中,种植业占16.9%,林业占8%,畜牧业占55.9%,渔业占19.2%。种源生产区域集中度较高,郊区各区(县)依托各自主导优势产业带动种源农业发展,光明食品(集团)公司、青浦区、松江区和崇明县集中了种植业种源的73.8%;松江区、金山区和崇明县集中了林业种源的57.2%;光明食品(集团)公司、金山区和浦东新区的原南汇区部分集中了畜牧业种源的71%,其中金山区以优质生猪养殖带动畜牧业种源生产发展,集中了上海郊区近40%的苗猪种源,浦东新区的原南汇区部分大力发展优质禽蛋生产,集中了全部种蛋种源的44%;青浦区、奉贤区和崇明县依靠水利资源和特色渔业,发展渔业种源生产,这3个区(县)渔业种源生产占上海郊区的80%以上。 上海也积极开拓种源农产品外省市场和国外市场。2009年,上海销往外省市的种源农产品实现产值2.75亿元,比上年增长19.4%,其中蔬菜种子和花卉种苗以销往外省市为主,销往外省市的产值分别占其销售产值的61.7%和80.1%;光明食品(集团)公司的荷斯坦种公牛冻精销售形势喜人,在全国市场的占有率居前列;种植业、渔业的鳗苗比上年也有较大增长。在开拓国外市场上,2009年,光明食品(集团)公司生产的花卉种苗,实现出口1373万元,比上年增长2.7%,其中上海鲜花港出口的蝴蝶兰品种好、价格高,销往日本、韩国、法国、美国等多个国家,嘉定区蔬菜种籽也实现了出口突破。 上海种源农业技术发展现状 1.技术研发机构及平台。与种源农业产业发展相关的技术研发机构与平台有中国科学院上海生命科学研究院、上海交通大学、复旦大学、上海农业科学院、上海市农业生物基因中心、上海海洋大学等研发机构,以及国家植物基因研究中心(上海)、国家转基因生物分子特征验证测试中心、农业部转基因植物环境安全检测中心(上海)、国家食用菌工程技术研究中心、农业部冷库及制冷设备检验测试中心等研发平台。上海是我国最早开展生物技术研究的城市之一,在种源农业生物技术领域与我国其他省市相比具有明显的比较优势。 2.转基因生物育种技术。先后承担了国家水稻结构基因组和功能基因组研究计划,分离了水稻品质改良、抗逆、育性、抗虫、新型疫苗等功能明确的功能基因;转基因技术及其在品种改良上的应用曾在全国率先建立了花粉管通道法转化植物,建立了水稻、土豆、油菜、甘蓝、棉花植物等转基因系统,在棉花棉纤维改良、品质改良水稻、抗病虫水稻、耐盐碱水稻、脂肪酸改良油菜等植物基因工程方面获得了明显成绩;转基因生物安全性检测和评价制定了多项国家转基因生物分子特征检测的技术标准。 3.种质资源保存技术及保存库。种质资源是遗传育种和品种改良的物质基础。2002年建成的上海市农业生物基因中心,包括低温低湿和液氮两套保存系统,可实现30万份种质资源的长、中、短期保存,建有现代化的种质资源研究与利用实验室,可实现优异种质的综合评价与鉴定,有利基因的发掘、分离与转移以及主要农作物功能基因组研究和种质资源的创新与利用。拥有现代化的农作物种质库、微生物库、植物离休材料库、动物生殖细胞库和遗传工程材料库,可采用-196℃液氮、-80℃超低温冰箱和液状石蜡及冻干管等多种保藏技术保存微生物、动物资源和植物离体材料。 上海发展种源农业产业SWOT分析 1.优势(Strength)。 (1)基础优势。种源和设施农业均有较好的技术和产品基础,种子、种苗、水产品、果蔬花卉等产业经过多年发展,具备了一定的产业布局和规模,有些在国内具有较大市场和影响力,如光明乳业集团的荷斯坦奶牛冻精产品占到全国26.71%的市场份额(2006年数据),在全国奶牛育种业中排名第一;上海青菜种子占到同类产品市场10%。 (2)市场优势。上海农产品消耗量大,农产品本地品种的市场认同度高,产业的发展有很好的市场基础。 (3)技术和人才优势。上海已成为我国最大的农产品消费中心和中转中心之一,国内外高新技术与产品汇集在上海或通过上海进行销售,如国外大型种子公司纷纷将总部设在上海,区域与市场的优势使其在引领产业发展高新技术的快速发展方面有良好的环境。 2.劣势(Weakness)。 (1)农业基础薄弱。种源和设施农业技术与产品的市场相对而言较小,农业相对于工业和服务业的低效性,效益不高,吸引力不足。 (2)现有种业企业规模偏小。尚未形成具有一定市场竞争力的规模型企业或集团,企业科技投入不足,技术人员层次低,良繁技术比较粗放等,导致种子产业科技含量不高,市场竞争能力不强。 (3)优势品种仍然缺乏。主要农作物水稻品种仍以浙江品种为主,小麦作物品种以江苏品种为主。种子企业缺少强优势品种,企业发展后劲不足。蔬菜、西甜瓜、水果也缺少突破性品种,与日本、韩国等国家相比仍有较大差距。 (4)相关技术人才缺乏。以设施农业为例,有了现代的装备,没有相应的人才去使用管理,农业装备与设施的效益也难以发挥,近年来,农业种养殖一线的技术人员更是呈现减少的趋势。 (5)产业发展的机制体制不够完善。如良种选育、扩繁推广、经营的脱节,尚未形成“科研服务生产,生产促进经营,经营回报科研”的良性循环机制,严重影响种子经营规模的扩大,难以实现真正的良种产业化。 (6)种子加工手段相对落后。种子加工设施、加工技术、种子包装落后,种子外观、商品性较差,与国外种子产品相比尚有一定差距。 3.机会(Opportunity)。 (1)现实需求。上海有基本农田面积21万hm2,粮食、各种蔬菜、生猪、家禽、鲜蛋、鲜奶和淡水养殖等需要大量的良种供应,同时上海也为周边甚至全国供应种源,如上海是中华绒螯蟹、优质奶牛的主要供种地;“十二五”期间,上海设施农业覆盖率将由2010年的61.4%增加到2015年的80%,同时,大量塑料大棚和小拱棚的装备升级改造。另外,上海是一个拥有2000多万人口的国际性大都市,有一个硕大的农产品消费市场,同时上海也是农产品进出口的重要集散地之一,这些为设施农业技术的提高创造了发展机遇。 (2)政策支持。2011年4月,国家了《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》,上海随后了《上海市人民政府贯彻 国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见 的实施意见》(沪府发〔2011〕47号)文件,国家专门就设施农业发展制定了《全国设施农业发展“十二五”规划(2011-2015年)》,以及《农产品冷链物流发展规划(2011-2015年)》。最新的《上海市现代农业“十二五”规划》也将现代种业列为“十二五”上海产业发展的重点,将设施农业建设列为“十二五”发展的主要任务,表明了国家和上海对种源和设施农业发展高度重视。 4.威胁(Threats)。 (1)国内外优势产品和技术对区域内相关产业的发展冲击。如种源产业,一些跨国农业生物技术公司纷纷抢占中国市场,通过在中国设立研发中心、发展经销商等逐步渗透中国的农业种源种子行业,对我国农业生产和农业科技发展构成了巨大挑战。又如设施农业,其技术涉及面广、学科类型多样,我国设施农业在设施结构设计安装水平上与国外差异不大,但在环境控制技术和设备、设施种养殖品种及管理水平上与国外还有很大差距,短期内整体突破困难较大。 (2)地方保护主义的限制。大多数种源农产品生产、推广地域特征明显,推广应用范围十分有限,目前种源农业生产主要目的依然是满足自身农业生产的良种需要,通过市场销售的种源农产品比重仅为l/3,种源农产品市场化推广应用水平与产业化发展要求差距较大。 上海种源农业发展技术研发和产业发展建议 1.技术研发建议。 (1)完善建立种源、设施农业研发重点实验室或中心,建立专项性、持续性研发资助机制。在已有国家植物基因研究中心(上海)、国家转基因生物分子特征验证测试中心、农业部转基因植物环境安全检测中心(上海)的基础上,借助其基础研究优势,组建专业性、产业应用性更强的农作物品种鉴定中心,开展农业生物种养殖品种的特异性、抗病性和抗逆性等的鉴定和鉴定技术方法研究等工作。建立专项性、持续性研发资助机制,选择产业发展重点、优秀技术方向,通过制定长期性的和阶段性的研发目标、内容和方法,持续支持,保障技术研发的连贯性。 (2)成熟技术完善并集成应用。对于技术相对较为成熟,需要完善或普及应用的技术项,应优先支持,推广普及,及早在产业发展中发挥重要作用,如建立种质资源保护利用及其信息化平台,推广普及种子生产、加工、检测技术,发展完善农产品安全优质生产监管技术和采后低碳绿色保鲜技术。 (3)优秀技术重点支持快速发展。对于对产业发展具有重要作用而目前尚处于研发阶段或需要长期不断实施和完善的技术项,应重点关注,长期支持,如种质资源创制和分子改良育种技术、新品种的选育与推广、设施环境信息获取技术及设施环境控制算法、设施绿色安全农产品种养殖及采后绿色供应链技术体系。 (4)前沿技术大力关注。那些对产业发展有重要提升作用但目前区域研发基础较弱的技术项,可以大力关注,通过引进吸收或其他方式进行支持,实施技术逐步储备,如特殊需求设施装备设计制造、农产品加工、保鲜、物流等技术设备、基于生物模型的环境精准控制技术、温室节能新型技术等。 2.产业发展建议。 (1)政策扶持方面。鼓励和支持本地农业生产应用本地良种良法,加大种源和设施装备龙头企业建设的政策扶持力度。根据上海“十二五”农业发展目标,上海将着力打造2~3个育种能力强、生产加工技术先进、市场营销网络健全、技术服务到位、具有自主知识产权和国际竞争力的“育繁推一体化”现代农作物种业集团,培育若干专而精的、有成长潜力的种子企业;农业设施装备水平显著提高。种源和设施装备龙头企业一方面是产业发展的体现,另一方面是各项先进技术的应用载体,需要集各方力量共同支持其发展。 (2)产学研合作方面。积极探索产业发展体制机制创新方法。种源和设施农业产业发展各环节中,技术研发的主体是科研单位,应用推广主体是企业,这是当前的现状,短期内也很难改变,因此技术研发与市场需求、应用容易脱节、滞后,如何避免这一弊端,形成种源产业“育繁推”一体化、设施农业装备“产学研推”相结合的创新体系是当前一个时期的探索目标和方向。 (3)人才引进培养方面。产业要发展,人才是关键。引进人才并防止人才流失是产业发展的基础。上海种源与设施农业的发展既需要高端科技研发人才,通过整合各类技术研发人才力量,提升产业科技水平;也需要种源和设施生产一线的技术人才,有了现代化的基地和装备,没有相应的人才去经营和使用管理,先进装备与设施的效益也不会高。 农业与技术论文:农业机械使用管理过程中的技术保养内容与维修论文 摘要:本文就农业机械使用管理过程中的技术保养内容与维修注意事项进行性了分析,并就农业机械维修过程中的事故原因进行了探讨,指出要加强对农机维修人员的技术培训,提高维修人员的业务素质,使农机设备的完好率、出勤率均保持在一个较高的水平上,充分发挥其在农业生产中的作用,促进农业的增产增收。 关键词:农业机械;保养;维修 农业机械是一种技术含量高、结构相对复杂的专门化生产工具,一般进行作业的工作条件比较恶劣,操作人员的使用技术水平和专业知识素质差别较大。同时,作为一种生产工具,随着使用期限的延长,机械零部件也会因正常磨损而引起使用性能下降,影响到正常使用。所以,农业机械的使用管理中缺少不了维修保养这个环节。本文就农业机械维修保养中过的相关问题进行探讨。 一、农业机械的保养 农业机械的保养要按照“防重于治、养重于修”的原则,切实执行技术保养规程,动力机械要按主燃油消耗量确定保养周期,按时、按号、按项、按技术要求进行保养,达到技术保养标准,确保机具处于完好的技术状态。 农业机械的保养要严格按照使用说明书及当地农机管理部门规定的内容进行。机车的高级保养应在机务管理人员指导下在室内进行。燃油动力机械要做到四小漏(小漏油、小漏水、小漏气、小漏电)、五净(油、水、气、机器、工具)、六封闭(柴油箱口、汽油箱口、机油加注口、机油检视口、汽化器、磁电机)、一完好(技术状态完好);配套农具要实行常年修理,做到三灵活(操作、转动、升降灵活)、五不(不旷、不钝、不变形、不锈蚀、小不件)、一完好(技术状态完好)。 二、农业机械的维修 1、从农业机械维修的技术方面,无维修设计是其理想的目标,即使需要维修也是很简单的,基本上不花费时间费用。但现实情况不能兼备理想的设计制造工艺、理想的工作环境、理想的操作使用程序以及理想的使用者。因此无维修设计只能是在一定范围内的。这就对农业机械的故障诊断技术及维修技术提出了更深更广的要求。以前由于农业机械基本是由各级国营农机站掌握和使用的,维修体制基本沿袭前苏联计划维修体制,也就是预防维修制,即按一定的时间周期进行大修或更换部件,而维修周期都是基于过去的统计数据确定下来的,所以又叫定期维修。 随着农业机械的发展,设备诊断技术也随之发展,且诊断的技术及设备日益全面和简单。如以前测试拖拉机功率用水力测功率,随后又发展到简易机械式测功仪到便携式电子测功仪,使很多只能定性不能定量、定部位的故障得到了更明确的结论,减少了维修的盲目性和材料、人力的浪费。这种根据状态进行维修的方法叫预知维修,它取代了过去的定期维修和事后维修,它与定期维修所不同的是:一个是以时间决定维修活动的维修,一个是以现状决定维修活动的维修。预知维修较预防维修有以下4个优点:一是减少了机械引起的灾害;二是增加了运转时间;三是减少了维修时间;四是提高了生产率。但是,如果缺乏用以确定缺陷的检知方法,或者设备诊断所需的费用大于设备诊断所得到的收益,则不宜采用预知维修的方法。 2、从农业机械维修的经济方面看,即设备的使用、维修、更新只能以经济寿命为依据。经济寿命是指设备还具有一定的生产能力,但由于有形损耗和无形损耗,使设备的使用经济性下降,如果继续使用这种设备,将会造成经济损失。也就是设备运行到一定时间由于费用急剧上升,就必须进行修理,这样才能在合理费用支出下保证设备的正常运转。设备每进行一次这样的循环,费用就较前一次上升一些,运转周期就短一些。经过数次循环后,就必须考虑更新设备。 3、从农业机械维修系统的经营管理方面看,经济效益是一切经营管理活动追求的目标,农业机械维修的经营管理同样是围绕着经济效益这一中心目标来开展活动的。这就需要用经济理论价值工程的原理和方法,研究维修技术政策方针措施的经济效益,建立评价经济效果的指标体系,预测设备的剩余寿命和确定其最佳使用寿命,进行设备一生寿命周期费用分析,对设备的修理、改造和更新进行分析评价,选择技术和经济相结合的最优方案,为维修决策提供依据。 当前随着农机向着小型化的发展,及农机保有量的迅速增加,农机维修市场也得到了快速的发展,但同时也出现了一些负面影响,维修过程中频繁出现质量纠纷和质量事故,侵害了农民的权益。为了避免和减少这种情况的发生,除了有关部门对农机维修市场加强管理外,农民在对农机进行维修时也要做到理性和理智,切实提高自我保护能力,增强维权意识。常见事故如下: 1、调试、修理或排除故障不切断电源动力 这类事故占维修事故总数的25%,未切断动力而进行维修作业,实际上是一种严重违反农机操作规程的行为,出事故也是必然的。虽然农机监理部门反复强调,但是不少机手仍我行我素,导致此类事故不断出现。比如有的机手在收割作业中,因碰到割刀缠绕杂草、输送或脱粒等部件堵塞、皮带脱落等小故障时,为了抢时间,在未切断动力的情况下,自接排除故障或安装,常常造成伤亡事故。 2、维修技术不熟练 机修工由于维修技术不熟练,未弄清机械部件结构,不懂拆装窍门,盲目硬拆硬装,凭力气蛮干,其后果一是会损坏零部件,二是一旦扳手等工具由于用力过猛滑脱,常会造成修理工受伤。如某一修理工在安装一台拖拉机电机时,由于拧螺丝时用力过猛,螺丝拧断,造成人从发动机上掉下,脸部被摔坏出血。 现在农村的拖拉机都是私人所有,不少机手贪图眼前利益,修理时能省则省,平时不注意检查、保养,农忙时一旦出现故障,维修时只求快,采取头痛医头,脚痛医脚的办法,造成维修事故多发。 4、修理工没驾驶经验 拖拉机经修理后,通常需要驾驶一下,有的车要试一下刹车等部件是否调整到位。有的车由于更换了活塞、缸套,需要牵引磨介。有的修理工修理技术还可以,但驾驶技术不一定行。如一台泰山-25型拖拉机牵引磨合时,开车的修理工无证驾驶,制动不及时,致使后车撞前车,造成拖拉机前桥、水箱等严重损坏事故。 5、维修设备不完好 完好的修理设备是维修质量的重要保证。有的乡村维修网点,没有起码的维修设备,照样进行大修业务,形成修理事故隐患。如某乡农机站修理一台农用运输车,用小千斤顶和麻绳将485型柴油机抬上驾驶室,还未等固定,千斤顶滑脱,整个发动机向后倒去,麻绳根本拉不住,正砸在后面一修理工的手上,手指被砸断。深刻教训告诉我们,条件不具备不应接收大修理的业务。 结语:从以上农机修理事故分析可以看出,农业机械出现了故障要及时进行排除和修理,绝不能怕花钱而让机器带病作业。要机手记住,这样做是很危险的,若等事故发生了后悔也来不及了。所以,机具使用中发现异常后要立即停机,查明原因并确认已排除后方能重新投入生产进行作业。遇到自己排除不了的故障,要找专业人员帮忙解决和修理。因此,应加强对农机维修人员的技术培训,提高维修人员的业务素质,使设备的完好率、出勤率均保持在一个较高的水平上,充分发挥其在农业生产中的作用,促进农业的增产增收。 农业与技术论文:农业技术组织与决策分析论文 摘要“精细农业”技术的优秀是用信息技术改造传统农业,在机械化基础上,将地理信息系统、定位系统、决策支持系统、传感技术进行集成,实现农业可持续发展目标。实施这项技术,其结果必然会引起一场新的农业科技革命,也必将会对我国未来农业发展产生重大影响。因此,在充分了解“精细农业”技术组成的基础上,探讨了“精细农业”的应用范围,尤其是结合我国国情,提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。 关键词精细农业;地理信息系统;定位系统;决策支持系统;传感技术 本世纪后半期世界农业的高速发展,除了依靠生物遗传育种技术的进步,耕地和灌溉面积的扩大以外,基本上是在化肥与农药等化学品的大量增加和机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此引起的农业水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、生态环境恶化等问题,已经引起国际社会的广泛关注,并成为实践农业可持续发展的重要驱动力。所谓可农业持续发展是指在农业资源和环境的持续支撑下的农业经济的持续增长。即有效利用农业资源,提高农业利润,减少农业污染。 中国是一个农业大国,用占世界7%的耕地解决了世界22%人口的温饱问题,取得了举世瞩目的成就。但是,我国面对的“人多地少,资源短缺,环境恶化,人增地减”的趋势不可逆转。保证21世纪我国16亿人口的食物安全,关键在于推动农业科技的进步。正如同志所指出的“中国的农业问题,粮食问题要靠中国人自己解决。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展,必然要进行一次新的农业科技革命”。纵观世界现代农业发展动态,一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用,为世界各国农业发展提供了前所未有的机遇。“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生,成为农业信息技术应用的一个重要分支。其优秀是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业,在机械化的基础上,把地理信息系统(GIS)、定位系统(GPS)、决策支持系统、传感技术进行集成,使作物生产更加科学,减少投入,提高产出,实现高效利用各种农业资源,保护生态环境的农业可持续发展目标。 目前,我国化肥和农药的利用率都在30%左右,农业灌溉水利用率不足35%,仅及发达国家的一半。以施用化肥为例,1978年到1995年,全国化肥用量增长了97%,而粮食仅增长了36%,粮食产量每增长1%,化肥施用量差不多要增长3%。这种化肥施用量递增和过低的利用率,造成化肥报酬递减和对土壤、地下水、谷物的严重污染。如果化肥利用率提高10个百分点,每年即可节约1000多万吨化肥,相当于节约近100亿元人民币。据有关国外报道,“精细农业”技术将会使目前化肥和农药的施用量减少50%甚至更多。 1“精细农业”技术组成 1.1数据采集技术 “精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。 1)产量数据采集 带定位系统和产量测量的谷物联合收割机(如美国JohnDeree和英国MesseyFerguson等),在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。 2)土壤数据采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。目前商品化的土壤养分快速测试仪器还是基于传统化学分析技术,其可操作性和测量精度有待于改进。国外基于TDR技术的土壤水分测量仪器、基于MR技术的多光谱SOM测试仪器已经商品化,但其价格昂贵,不适于大面积推广使用。 3)苗情、病虫草害数据采集 利用机载GPS或人工携带GPS,在田间行走中随时可定位,记录位置,并记录作物长势或病虫草害的分布情况。如监测病虫草害分布,一般人为可定性分为轻、较轻、中、较重、重,以1、2、3、4、5代表。该数据的准确性很大程度上依赖于人的判断能力。近年来,由于NIR视觉技术、图象模式识别、多光谱识别技术的发展,有关苗情、杂草识别快速监测仪器不久将研制出来,并投入使用。 农业与技术论文:生物技术与农业发展论文 摘要:随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。 关键词:农业发展探析 一、生物技术给农业发展带来机遇 广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。 生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。 生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。 生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。 生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。 在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。 生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。 同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题 从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。 生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。 生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。 另一个令人担心的是:转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来,世界各国动植物的交流,有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。 未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。 农业与技术论文:农业技术推广问题与对策 一、沂源县农业技术推广现状 1.农业推广机构设置概况 沂源县县级农业技术推广服务机构现有5个,包括:农业局、蔬菜局、农机局、畜牧局、科技局。其中农业局有下设农技中心、种子站、农经站、农广校、果品中心、土肥站。全县农业技术推广服务机构都是全额拨款事业单位,无经营性收入。全县乡镇级别的农业技术推广机构11个,另有一个办事处处于建设中。这些服务机构的职能依据各乡镇的实际情况而有所差别,例如,中庄镇是沂源县的苹果生产基地,该镇的农业技术推广工作就主要围绕果树的培育、管理以及新品种的引进等诸多问题展开。 2.农业推广人员 据统计,截止到2011年底全县农业系统人员总数345人,其中:管理人员135人,专业技术人员210人。沂源县农业推广体系共有209人,其中县级有139人,乡镇级别有70人。 3.推广的方式方法 通过对沂源县11个乡镇抽样调查,沂源县的农业技术推广方式已经发生了很大变化,2009年9月,沂源县开始着手全国基层农技推广体系改革与建设示范县项目,自此在示范县项目的带动下,开展“阳光工程”,根据各乡镇的实际情况,把广大农民集中起来进行集中培训。此外,推广工作中还开始利用大众传媒,例如电视台、互联网以及报纸等方式,使广大农民有更多的机会了解农业生产的新技术。 4.运行机制 在业务上,沂源县的农业技术推广工作是上下级的垂直领导关系,县级农业技术推广机构在市级对口部门的指导下,在县委县政府的统一领导下,以县农业局为中心开展工作,具体工作由县农技中心负责。乡镇级的农业推广工作归口县级相关部门管理,并受乡镇政府的统一领导,同时承担者各村农技推广工作。在财政上,除具体的项目经费外,推广工作所需的一切费用都由相应级别的政府财政承担。 二、沂源县农业技术推广存在问题 1.县域行政性推广组织上下脱节,运行不顺畅 随着人事制度改革的不断深入,农技推广体系出现断链现象,县级农技推广部门只对乡镇农技部门进行业务指导,乡镇推广人员的工资、福利待遇、任免权都归乡镇政府负责,所以,这种“财政切块、业务指导”的人事制度,使得农技推广组织上下脱节,直接影响了农技推广工作的顺利开展。 2.农技推广组织人员结构不合理 沂源县农技推广组织人员结构的不合理主要有以下几方面:一是农机推广队伍的整体专业技术水平还处在较低水平;二是农技推广组织内部人员“在编不在岗”问题严重;三是非科技人员“占编顶岗”问题严重。 3.推广方式方法单一,尚无科学的评价标准 在推广方式方法上,农技推广仅靠“一张嘴,两条腿”活动在田间地头的现象已经成为过去。互联网、电视、科普书籍等已经成为农技推广的重要手段。但是,这些新推广方法的应用范围还相对较少,没有形成系统完善的信息化服务网络,并且对这些新的推广方法尚无科学的评价标准用以评估其实用价值。 4.推广经费不足,限制了推广工作的有序进行 根据实际调查,沂源县的推广经费,除种子站、农技站等少数部门有一定的经营性收入外,其他皆为全额财政拨款。县财政用于农林水事务的支出原本有限,再经过层层分配,最后用于农技推广工作的金额就很少了。推广经费的不足,一方面使得农技推广的各项工作因为资金的限制而减慢进程或停滞;另一方面,不利于调动推广人员投身推广事业的积极性。 5.推广部门之间的横向联系较少,活动空间不大 目前,农技推广部门在工作中还倾向于“个搞个的推广”,部门之间的横向联系较少。例如,县农机局主要负责农业机械的推广使用工作,该局的工作内容的制定多取决于上级部门指示和局内领导的意见,很少征求农业局、科技局等相关部门的意见。乡镇农技推广站相互之间的沟通和交流也不够充分。 三、完善沂源县农业技术推广对策 1.深化农业技术推广管理体制改革 (1)加大力度解决县级农技部门的问题。针对农技部门运行机制上的“财政切块、业务指导”所带来的弊端,建议在县一级成立专管农技推广的组织机构,把农机局、农技中心、种子站、农经站、农广校、果品中心、土肥站等部门组合起来,专门负责全县的农技推广工作,这样可以有效解决职能重复、服务单一等问题。 (2)强化乡镇推广机构的服务职能。目前,乡镇农技站面临职能弱化,实际工作人员减少、专业技术水平低的局面。建议县级政府加强对乡镇机构的管理,加强制度建设,规范乡镇机构职能,严格制度技术人员从业标准,并对在编人员进行业绩考核,从而为农技推广体系打好基础。 (3)搞好各行政村的农技推广服务工作。建议为各村配备专业农机推广员,开展“一对一”的技术指导和服务,并结合沂源县开展的“培育农村科技示范户”项目,抓住机会,促使村技术员与“科技示范户”成为农技推广工作的先锋队。 2.提高农技人员技术水平 (1)进行人事制度改革。针对沂源县普遍存在的农技人员“在编不在岗”问题,进行彻底清查,实行“岗位目标责任制”,做到“因事设人”。 (2)建立科学的绩效考核制度和分配制度。针对现存的工作人员工资福利待遇低、无分配差额或分配差额较少等问题,按照公平、公正、公开的原则,建立科学的绩效考核制度和分配制度,在对农技人员的工作情况进行考核后,根据考核结果,进行除基本工资外的福利分配,充分调动人员的积极性。 (3)加强农技人员技能培训,提高农技推广技术水平。对农技推广人员进行定期培训,通过岗前培训、继续教育、外出进修、专家授课等多种方式向农技人员传授先进知识经验,并对人员的学习结果进行考核,促进农技人员知识的增加和技术水平的提高。 3.改进农业技术推广方式方法 现阶段,迫切需要进行农技推广方式方法的创新。一方面,要打破传统观念,将以“说教”为主的“技术传输”观念转为以“人”为本的“学习型推广”。推广的过程不再是“传播”和“接受”的过程,而已经成为一个“先学”与“后学”,在“后学中”共同提高的过程。另一方面,不断创新推广服务方式。充分发挥农业推广机构自身的优势,被抓住示范县项目的契机,大力开展农民培训“阳光工程”。借助大众传媒等现代手段,把农业生产新技术通过文本、图形艺术、声音、动画和视频等的形式,简单明了地传授给广大农民。 4.加大农业技术推广投入支持 充足的资金投入是沂源县农技推广事业发展的保障。一方面,必须依法加大政府的财政支持,通过立法的形式提高县政府的推广经费财政支出比重,并指定监督部门对这部分财政拨款进行动态监督,以保障推广资金及时、 足额到位;另一方面,实行投资主体多元化,积极引导涉农企业、专业合作社等社会组织进入,以弥补政府财政投入的不足。同时,建立和完善推广资金监管制度,明确各部分资金的用途,以使资金最大限度的发挥作用。 5.建立多元化的农业技术推广服务体系 (1)要发挥县龙头企业在资金、技术等方面的优势,与广大农户完成产、供、销的对接,龙头企业负责为广大农户提供产前和产中的技术服务和产后的销售服务,培植以龙头企业为主体的“企业+技术+农户”的产业化服务组织。 (2)继续建设和完善农业生产合作组织。根据沂源县山区农业的发展状况,按特色成立农业生产专业合作社,并实施规范化管理,加大财政支持力度,促使农民专业合作组织的发展壮大。 (3)在示范县项目的带动下,抓好示范基地建设。一方面,要加强制度建设,明确分工。制定基地、专家和技术负责人、档案记录等工作制度,使基地建设规范有序进行;另一方面,加强基地基础设施建设,搞好试验示范、培训观摩工作,并建立了基地档案,对每一项技术管理措施的效果进行详细记录。通过以上措施加快基地建设步伐。 农业与技术论文:论农业的发展与技术变革 1、农业是经济与自然再生产的统一,自然条件对它的作用比工业大得多,人只能认识、控制和利用自然力 恩格斯在《反杜林论》中指出,“对自然的统治的规模,在工业中比在农业中大得多,直到今天,农业不但不能控制气候,还不得不受气候的控制”。列宁也指出,“一般说来,人的劳动是无法代替自然力的,就像普特不能代替俄尺一样。无论在工业或农业中,人只能在认识到自然力的作用以后利用这种作用,并借助机器和工具等等以减少利用中的困难”。马克思对社会兴建大规模工程来控制自然所起的作用,给予高度的肯定,并且认为兴建水利工程实施人工灌溉,是东方农业的基础。我国的农业也是以水利灌溉为基础的农业,古代史书就有不少重视水利与农业的关系以及兴修水利工程的记载,早在秦代就兴建了大面积灌溉成都平原的世界着名的都江堰。明确提出:“水利是农业的命脉”。 2、科学技术变革是发展农业的推动力 他对农业化学新的发展非常关注,在写作资本论地租问题时很留意收集这方面的材料,在同恩格斯通信时说,“德国的新农业化学,特别是李比希和申拜因,对这件事情比所有经济学家加起来还更重要”。这里顺便纠正一下有些人对这句话的误解。笔者认为,如果从信的前后文看,马克思是请恩格斯为他提供德国的新农业化学方面的、特别是李比希等人的材料,他强调提供李比希等人的材料,“比所有经济学家加起来还更重要”。但是,在发达国家,农业之所以落后于工业,重要的原因是由于工业和农业的科学基础不同,后者的起步较晚、发展较慢。机械学,特别是它的应用,同发展较晚而且部分地还十分幼稚的化学、地质学和生理学,特别是同它们在农业上的应用比较起来,发展得比较早,而且比较快。邓小平根据科学技术的最新发展指出:“将来农业问题的出路,最终要由生物工程来解决,要靠尖端技术……”。 3、农业科技的应用与社会经济的关系,现代农业是改造社会的有力武器 列宁专门论述了机器对于改造农业和农民的重要作用。他说:“只有有了物质基础,只有有了技术,只有在农业中大规模地使用拖拉机和机器,只有大规模地实行电气化,才能解决这个关于小农的问题,才能使他们的可以说是全部心理健全起来。只有这样才能根本地和非常迅速地改造小农”。有关这方面的论述,斯大林和都谈得很多。 4、农业如果违反客观规律,破坏生态平衡,必将遭到自然的惩罚 马克思恩格斯总结了人类在这方面的教训,得出了好些呼分重要的结论。马克思说,“耕作如果自发地进行,而不是有意识地加以控制……,接踵而来的就是土地荒芜。像波斯、美索不达米亚等地以及希腊那样”。恩格斯说:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响,常常把第一个结果又取消了。美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他各地的居民,为了想得到耕地,把森林都砍完了,但是他们梦想不到,这些地方今天竟因此成为不毛之地,因为他们使这些地方失去了森林,也失去了积聚和储存水分的中心。”因此我们必须时时记住:我们统治自然界,决不像征服者统治异民族一样,决不像站在自然界以外的人一样,——相反地,我们连同我们的肉、血、和头脑都是属于自然界,存在于自然界的;我们对自然界的整个统治,是在于我们比其他一切动物强,能够认识和正确运用自然规律。我们要学会更加正确地理解自然规律,学会认识我们对自然界的惯常行程的干涉所引起的比较近或比较远的影响。 农业与技术论文:谈农业技术与机械化相结合 农机与农艺是辩证的关系,两者既有联系,又有区别,既相互依托,又相互制约,两者互促共进、合作共赢。实践表明,农机技术与农艺技术是统一的,两者缺一不可,必须协调发展。倘若农机与农艺不能同步发展,就不能提高农业的现代化水平;若农艺技术水平再高,没有性能优越的农业机械相配合,只能是空想,无法落实到实处;农机技术水平再先进,缺乏农艺技术的指导,也不能更好地促进农业生产,从而影响农业现代化的进程。 1农机与农艺配套中存在的问题 农机技术作为先进的生产工具,是实现农业现代化的载体,在农业规模化生产中所占的份额越来越大。农艺技术作为农业生产工艺过程及其相应的操作技术,是实现农业现代化的基础,两者只有相互配合,才能有助于发展农业技术。但是,现实中的农机技术与农艺技术脱节的现象时有发生,主要体现在以下3个方面: 1.1农机的单一性与农艺的多样性之间的矛盾 目前,农机的单一性与农艺的多样性之间的矛盾主要表现为农机技术的发展较慢,农艺技术发展较为迅速,导致农机的研制开发滞后于农艺的发展,许多新的农艺技术还没有足够数量的农业机械相配套,严重影响了农业生产的发展。 1.2农机与作物品种之间的矛盾 农机技术与作物品种之间的矛盾主要体现在农作物特有的种植习性,不适用于机械耕作,即使该作物品种有了相应的农艺技术,也没有相应的农机技术来提高农业生产效率。 1.3农机有限的可靠性与农艺较强的季节性之间的矛盾 农业机械必定属于机械,易出现问题,可靠性较低,而农艺针对的农作物,具有很强的季节性,如果该农机在农忙时出现问题,则会影响机械使用,严重影响了农业生产效率的提高。 2加强农机与农艺结合的建议 2.1加强组织协调为了实现农机与农艺相结合,必须做好两者的组织协调工作,充分做好农机科研和农艺措施协调发展、互相配合、优势放大,促进农业生产的发展。 2.2夯实农机与农艺的技术基础为了保证农机与农艺技术同步发展的技术,需要加大投入,夯实农机与农艺的技术基础,加强农机与农艺技术的“产、学、研、推”的联合,整合农机和农艺技术的优势资源,建立健全以企业为主体、科研和推广等部门紧密协作的农机与农艺科技创新体系。 2.3农艺要求与农机技术互相配合单纯的农机服务农艺的思想已经过时,容易造成农业机械设计过于复杂,制造难度过大,制作成本过高,且维修不便等问题,致其未能充分地发挥作用。其实,农艺要求与农机技术要互相配合,当农机的设计过于复杂不实用时,需要在不影响农作物正常生长或者稍微影响作物正常生长的情况下,改变农艺要求,以便简化农机设计,降低成本,使其普遍实用,广泛地运用农业生产。 3结论 本文提出的农机技术与农艺技术相结合的措施,能够有效地促进农业生产发展,减轻劳动强度,实现低投入、高产出,提高经济效益。 农业与技术论文:分析农业技术推广与发展 1农业技术推广的发展战略 针对上述农业技术推广中存在的农民素质偏低、资金投入不足、技术推广不能满足农民生产需求的问题,可以通过以下战略对其进行有效地解决。 1.提升农民素质 全面提高农民素质是促进农业技术推广的重要途径,特别是要重视培养农村青少年。所以,要完善相关机制,有机整合各级农业科研、推广及教学等在内的科技资源,充分发挥农业部门、教学部门、科技部门的联合优势,摒弃单纯的技术推广,而是以普及技术的方式来提升农民的科技技术和能力。以重点推广的农业技术和主要推广的农业品种为中心,深入到农村和农户,以“面对面”和“手把手”的方式,对农民进行技术示范和技术指导,培养出一批精通农业技术的科技示范户,使其在提高自身科技文化水平的同时,发挥技术推广带头作用。 1.2增加资金投入 基于新的农业技术和农业品种的推广需要大量的实验经费和人员经费,因此,若想更好地开展农业技术推广工作,政府就需要增加在农业技术方面的资金投入。虽然目前一些与农业相关的企业在农业技术推广工作中也有所参与,但从本质上来说,农业技术推广工作还是具有很强的公益性,所以主要还是靠政府的投资。投入的资金可以对农业技术的推广工作条件和推广人员的待遇进行有效改善,使推广人员的积极性被充分调动起来,促进农业技术推广工作的顺利进行。 1.3建立健全农业技术推广制度体制 首先,在制度上,农业技术推广工作的展开需要制度作为保障。一方面,要建立岗位责任制,这可以避免各地方政府挪用农业技术推广人员,保证在农业技术推广工作中,人员可以到位;另一方面,建立激励制度和考核制度,激发推广人员的工作热情,提高农业技术推广工作的效率和质量。其次,在体系上,要转变之前单一的推广模式,按照农民的实际需求对新的农业品种和技术进行推广,建立主导为政府农业技术推广队伍、参与者为涉农企业和农民组织、无偿服务结合有偿服务的具有多元化特点的农业技术推广体制,在体制保障下真正把农业技术推广工作落实到位。 2结束语 总之,农业技术的推广在我国的农业生产中起着重要的推动作用,立足于发展中农业大国的国情,各级政府必须重视这项工作的开展,满足农业生产对相关技术的需求,推动农业的快速发展,进而推动国民经济的健康发展。 农业与技术论文:论农业装备与技术的创新 1国内外现状 欧美发达国家在上个世纪已经全面实现了农业机械化。目前,发达国家农业装备朝着大型化、多功能、高效率和复式联合作业方向发展,注重节约资源、保护环境、控制智能化和操作自动化,并广泛采用数字化设计、信息化管理和柔性制造等先进技术,实现了从粮食生产机械化向全面生产机械化的过渡,并正在快速进入以信息技术应用和可持续发展为特征的高级阶段。建国以来,我国农机装备和农业机械化得到了巨大发展,农机工业体系基本形成,并成为世界农机制造大国。当前,我国农业装备研究的重点是:研究高性能农业机械与装备、农机农艺相融合技术,利用机、电、液一体化技术实现农业机械作业的高效率和低成本,开发环境友好型的农业机械与装备,研究水土资源高效利用技术和节能减排技术。与发达国家相比,我国刚刚进入农机化发展的中级阶段,发展水平落后了20~30年。主要表现为:1)农业机械化刚刚进入中期发展阶段,全国主要农作物综合机械化水平仅为50%左右,远低于发达国家,支撑和引领农业现代化的任务仍十分艰巨。2)品种结构不能满足农业发展需要,粮食生产尚未实现全面机械化,经济作物机械化水平仍然很低,多数经济作物的机械化作业仍处于起步或空白。3)农机装备技术水平低,性能差,产品结构简单,总体技术相对落后,国际市场竞争力弱,被国外技术和国际大公司挤压,面临严峻挑战。4)原始创新匮乏,共性技术供给缺失,农业机械装备领域的现代设计方法和室内模拟实验条件及方法还不够成熟,现代设计方法与试验条件滞后,产品开发生产周期是国际水平的2~3倍。5)农机组织化程度较低,农机与农艺不相适应的问题日益突出,农业经营规模偏小与农业机械大型化、农业机械作业规模化的发展趋势不相适应。6)国内农机行业中小甚至微型企业还占有相当大的比例,缺乏创新性强的大型企业,高新技术对外依存度高,一些高性能、高技术含量和高效率的产品还长期依赖进口;具有国际竞争力和品牌影响力的大型企业集团严重缺乏。7)农产品加工技术与装备水平低、基础弱,农产品原料品质难以保证,每年农产品收获后损失达数百亿元,加工增值潜力巨大;农产品和食品的安全问题较严重。8)农业装备与技术行业领军人物及创新人才严重不足,缺乏可持续创新的能力。 2发展方向 近十几年来,围绕主要粮油作物重要环节生产机械关键技术方面已经取得了较大进步,小麦基本实现机械化生产。但是,在水稻和玉米机械化生产装备技术、大马力拖拉机及其配套机具方面,还不能满足当前农业生产实际的迫切需要。 2.1拖拉机方面 目前,我国拖拉机功率分布不合理,中小功率产品占绝大多数,大功率产品比例偏低,缺乏特大功率产品,使得农业机械化作业的优势没有得以充分发挥。大马力拖拉机的关键零部件技术与国外存在明显差距,主要体现在:与广泛采用电喷发动机的国外产品相比,国内发动机在增压器和中冷器的可靠性上尚未完全过关,而电控技术的缺失使拖拉机整机控制缺少了一个重要环节;国内传动系在功能上仅仅是由滑动齿轮过渡到啮合套,这与国外同步器、动力换档、无级变速以及静液压传动的配置存在着明显的反差;在液压系统方面,国内主要是开式半分置式液压系统,甚至目前无力位调节的分置式液压系统还呈上升趋势,这与国外的闭式负荷传感液压系统以及电子反馈的悬挂系统也呈鲜明的对比;在操纵与控制系统上则存在更大的差距,与国际上已经普遍采用的电子和液压操纵控制相比,目前国内拖拉机主要还是以机械杆件控制为主的操控系统,少数的电子控制也是孤立和简单的开关控制。 2.2种植机械方面 1)在三大粮食作物生产中,水稻生产机械化水平最低,至2010年综合机械化水平为58%,其中种植机械化水平为20%。现在亟需解决的关键技术是培育适应超级稻精密插秧的优质秧苗和研制适应超级稻精密插秧的机具。目前,我国超过30%的水稻种植面积采用直播,且大都采用人工撒播,亟需攻克的关键技术是通过机械直播改无序为有序,要求播种均匀并可满足常规稻、杂交稻和超级稻等不同品种对播种的农艺要求,可适应不同地区的气候、土壤等条件。2)国内玉米播种机械主要以小型机械式为主。机械式排种器对种子的适应性差,漏播率、重播率、破损率较高,而且不适宜高速作业。目前,国内生产的播种机多以机械式排种器为主、气吸式为辅,产品总体水平相当于国外发达国家20世纪70年代水平,播种质量难以达到农业技术需求。3)在油菜、棉花等旱田移栽机方面,国内已经研制开发出钳夹式、链夹式、挠性圆盘式、吊杯式和导苗管式等各型移栽机,但这些移栽机大多停留在半机械作业水平,还需要配备相当人力进行人工取苗和投苗等操作。由于栽植频率受限于工人的喂苗能力,一般栽植频率不能超过35株/min,导致移栽机作业效率低,虽然省力但不省工。因此,需要研究能自动取苗、栽植作业的全自动移栽机,实现移栽作业机械化已成为我国迫切需要解决的问题。 2.3大型保护性耕作与田间管理机械方面 1)保护性耕作是对传统农业耕作制度的一次重大变革,我国尚缺乏大型智能化保护性耕作装备。2)与国外先进的喷雾施药机具相比,我国生产、使用的喷雾机械作业效率、雾滴附着率、农药有效利用率等技术指标低下。手动药械占93%,中小型机动植保机械占6%,配套拖拉机喷雾机占1%。3)我国作为农业大国,农业灌溉用水量占全国总用水量的90%,高效精确灌溉节水技术设备短缺。 2.4收获机械方面 国内谷物联合收割机主要以喂入量2~4kg/s的横轴流滚筒机型为主,产品平均技术水平落后发达国家近30年,喂入量8kg/s以上的大型智能化谷物联合收割机仍是空白。存在的主要不足:一是结构简单,单位收获量能耗高,作业效率受到限制;二是设计主要靠经验和模仿,缺乏系统的基础试验数据和设计理论;三是整机主要采用机械传动和简单液压控制技术,结构、运动参数调整困难,作业性能无法监控,驾驶操控自动化程度低;四是整机和发动机、液压件、电器元件等配套系统的制造装备水平低,产品振动大且噪音高,无故障工作时间低于60h。 3科技创新面临的主要机制体制问题 农业装备与技术科研总投入虽不断增加,但占整个国家财政总支出的比例仍偏低,农业科研人员人均科研经费与美国等发达国家相比相差甚远。私人企业投资农业科研占农业科研投资比例更是不足2%,且科研投资高度集中于农作物。许多农业装备技术研究院所转变为企业后,其所承担的共性、公益性技术供给职责大大弱化,科研院所缺乏投入的动力和供给的积极性。另外,农机部和机械部的撤销、高等教育的改革 ,直接导致高校农机学科的削弱,农业装备与技术重要前沿基础研究和原始创新匮乏。 近年来,在农机具购置补贴政策的拉动下,农机市场迅速膨胀,涌现出大量短期渔利性的拼装类企业。企业数量多、规模小、集中度低带来了资源配置效率低、低水平重复建设和无序恶性竞争等一系列问题,严重制约了我国农机工业的健康发展。做强做大骨干龙头企业,跻身世界前列的国际化公司,成为振兴我国农机行业的紧迫任务。目前,条块分割、各自为政的体制难以建立有效的大型科研仪器设备的共享机制。研究重视不够,储备不足,大型攻关项目所需要的智力、跨学科知识、大型设备和信息等资源缺乏有效整合,科技人员和科技团队无法充分共享资源、展开合作。同时,信息不畅导致研发环节重复,研发链与产业链脱节,科学研究难以解决农机行业生产中出现的共性关键技术问题,致使我国农业装备行业关键性技术依赖进口,产品的科技含金量不高,整体竞争力低。评价机制方面仍注重以论文、专利、获奖为主的考核评价方式,重数量、轻质量,重形式、轻效果,且评价周期短,大多为1~2年,急功近利倾向严重;忽视成果的转化与应用效益评价;产、学、研各环节间缺乏有效链接,导致科技资源使用效率和科技创新的整体效率难以提高,科技成果向现实生产力转化难以加快推进。农机专业萎缩,行业的技术创新和技术进步乏力。缺乏紧密型的国际合作与有效汇聚国际优秀人才的体制机制和平台,难以研发具有国际水平的现代农业装备与技术。 4结语 国外实践经验表明,协同和联合形成了共同开发、成本降低、风险分散和收益共享的机制,有力推动了行业进步和技术升级,实现了资源整合与风险共担,拓展了国际发展空间,这成为全球化进程当中国家创新的有效模式。因此,要使我国农业装备及技术行业在激烈的国际竞争中取得领先地位,迫切需要以现代农业装备与技术协同创新中心为平台,建立高校、科研院所、企业协同创新的农业装备科研创新与人才培养模式,从根本上改变我国农业装备科研创新的面貌,迅速缩小同发达国家的差距,为我国的农业现代化和国家现代化提供坚实的物质装备支撑。 农业与技术论文:农业技术推广与发展 1农业技术推广的发展战略 针对上述农业技术推广中存在的农民素质偏低、资金投入不足、技术推广不能满足农民生产需求的问题,可以通过以下战略对其进行有效地解决。 1.提升农民素质 全面提高农民素质是促进农业技术推广的重要途径,特别是要重视培养农村青少年。所以,要完善相关机制,有机整合各级农业科研、推广及教学等在内的科技资源,充分发挥农业部门、教学部门、科技部门的联合优势,摒弃单纯的技术推广,而是以普及技术的方式来提升农民的科技技术和能力。以重点推广的农业技术和主要推广的农业品种为中心,深入到农村和农户,以“面对面”和“手把手”的方式,对农民进行技术示范和技术指导,培养出一批精通农业技术的科技示范户,使其在提高自身科技文化水平的同时,发挥技术推广带头作用。 1.2增加资金投入 基于新的农业技术和农业品种的推广需要大量的实验经费和人员经费,因此,若想更好地开展农业技术推广工作,政府就需要增加在农业技术方面的资金投入。虽然目前一些与农业相关的企业在农业技术推广工作中也有所参与,但从本质上来说,农业技术推广工作还是具有很强的公益性,所以主要还是靠政府的投资。投入的资金可以对农业技术的推广工作条件和推广人员的待遇进行有效改善,使推广人员的积极性被充分调动起来,促进农业技术推广工作的顺利进行。 1.3建立健全农业技术推广制度体制 首先,在制度上,农业技术推广工作的展开需要制度作为保障。一方面,要建立岗位责任制,这可以避免各地方政府挪用农业技术推广人员,保证在农业技术推广工作中,人员可以到位;另一方面,建立激励制度和考核制度,激发推广人员的工作热情,提高农业技术推广工作的效率和质量。其次,在体系上,要转变之前单一的推广模式,按照农民的实际需求对新的农业品种和技术进行推广,建立主导为政府农业技术推广队伍、参与者为涉农企业和农民组织、无偿服务结合有偿服务的具有多元化特点的农业技术推广体制,在体制保障下真正把农业技术推广工作落实到位。 2结束语 总之,农业技术的推广在我国的农业生产中起着重要的推动作用,立足于发展中农业大国的国情,各级政府必须重视这项工作的开展,满足农业生产对相关技术的需求,推动农业的快速发展,进而推动国民经济的健康发展。 农业与技术论文:论农业科学技术的发展与运用 1新农村建设中存在的问题 1.1传统农业生产方式效率低下 改革开放以来,随着工业化进程的不断推进,我国传统的农业生产方式发生了巨大的改变,机械化程度明显提高,农业生产取得了可喜可贺的成就。尽管如此,我国的农业生产仍然是典型的劳动密集型产业,以家庭为单位,小面积经营。这种一家一户分散经营生产方式,包括种植业和养殖业均需在单位面积投入大量的劳动力,且以低水平、重复为主,很难形成规模化和集约化,造成资源的极度浪费。既不适应不断提高的农业生产要素水平和社会化分工的要求,也无法应对日益增加的市场风险,更不利于农业科技进步。尽管农村城镇化进程促进农民收入增加、生活水平提高,但导致大量农村劳动力转向城市,造成农户兼业化和村庄空心化现象。不但不能从根本上解决传统农业生产方式效率低下的问题,反而导致城乡收入差距逐渐拉大,影响“农业、农村、农民”3者共同协调发展。 1.2农产品流通和市场建设有待优化 农业产业结构调整的不断深入为现代化农业,尤其是农产品的流通和市场建设提出了新的挑战。目前我国市场农业还处于发展完善阶段,市场信息不能及时、准确地在供需双方交换,生产不能与市场相适应;产业布局和专业化分工错乱,不符合现代化市场的需求;储运加工系统不畅,导致“卖难”问题十分突出。这些问题都大大地抑制了广大劳动者进行农业生产和农产品结构调整的积极性。 1.3粮食安全与食品安全令人担忧解决好我国13亿人口的吃饭、穿衣问题,始终是党和政府的头等大事。作为一个全球性话题,粮食与食品安全受到国际社会的广泛关注。随着全球气候变暖的加剧带来的极端气候,导致粮食大面积减产及病虫害问题,始终威胁着我国的农业生产。当前,随着分子生物学技术的飞速发展,转基因已走出实验室,成为动植物育种的常规手段。通过转基因技术培育的新品种,正逐步侵入和占领传统的农业国家,我国同样未能幸免。尽管该技术在提高产量、抗逆及抗病虫害方面比传统作物有着巨大的优势,但是其安全性却无法准确评估。转基因作物的大面积推广,不仅危害食品安全,更不利于我国种质资源和生物多样性的保护。食品安全问题直接关系到广大人民群众的健康和生命安全,影响到经济的健康发展和社会的和谐平稳。当下食品安全问题层出不穷,屡禁不止。这些接连不断发生的事件,引发了党和政府对食品安全问题高度关注。 2农业科学技术发展现状 我国农业科学技术拥有悠久的历史和曾取得过令人瞩目的辉煌成就。18世纪以来,西方以实验为基础的现代科技体系引领了科学技术发展的方向,生命科学的发展与创新,尤其是数量与分子遗传学技术的进步,极大地促进了传统农业的发展与变革。我国用了近半个世纪,尤其是改革开放后的30年,依靠自己的力量,不断努力进步与创新,极大地提高了农业科技水平和综合竞争力。尽管我国人口增加了2.4倍多,但粮食产量由1949年的1亿t多,增加到5.9亿t,其增长速度远远超过人口增长。 3农业科学技术在新农村建设中的作用 3.1稳定发展农业生产 农业发展是“三农”建设的基础,而科技创新更是社会发展的第一推动力。创新是社会主义新农村建设的根本特征,从家庭联产承包责任制,这一制度创新,彻底改变了我国农村的产业结构到现代化农业工程——超高产作物选育、现代化的畜禽育种技术、应对各类自然灾害的重大工程等,通过高科技手段不仅使得农业生产环境和生产方式发生了根本性的改变,更提高了对环境的适应和抵御自然灾害的能力。“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是古人总结出的一句老话,从中反应出了优良品种的重要性。在生命科学爆发式发展的推动下,尤其是经典数量遗传学与分子遗传学相结合促成了现代化的作物、畜禽选育技术。高密度芯片和深度测序技术的出现,不仅使科技工作者更方便地定位疾病和生产相关候选基因,其衍生出的全基因组选择技术在作物、畜禽育种领域的应用大大缩短了世代间隔、加快遗传进展,极大地降低了育种成本。而应用现代技术进行抗病、抗逆育种,使得自然环境较恶劣的地区进行农业生产成为可能。被誉为我国农业战线上的“两弹一星”——黄淮海平原旱涝盐碱综合治理更是应用现代化农业科技手段,在党和各级政府协同努力下重点针对盐碱障碍耕地淡水匮乏问题,改善种植结构,改良工程和农艺措施,选育耐盐抗旱新品种,综合利用咸水和雨水资源对这一饱受旱涝、盐碱和风沙危害的地区开展大规模的综合治理和开发。其产生的经济、社会和生态效应不可估量,在社会主义新农村建设热潮中起到了先锋模范带头作用。 3.2推动农业产业化进程 农业现代化发展的优秀是农业生产方式,如何充分发挥农业的生态、环境和经济功能,改变农村生产、生活方式,推动城镇化进程是党和政府始终关心的问题。农村传统的生产方式无法适应现代农业产业化、集约化和规模化经营的需要,而城镇化的进程使得大量青壮年劳动力离开世代耕作的土地进城务工,而留守农户身兼数业,无心种田。这些归根结底是传统劳作方式生产效率低下,不能为劳动者带来切实的利益。农业产业化,这一生产方式的转变应时而生,体现了先进生产力发展的要求,不仅能够推动农村经济和生活结构的调整,同时也是农民增收和提高我国农业竞争力的重要途径。产业结构的优化、集约化程度的提高和农业基础设施的建设都为这一进程提供了有力的条件。用现代化的工业理念来规划农业生产,通过土地集约经营,不仅可以加速农业科技在实际生产中的应用,更能加速农民生产和生活方式的转变。农业科技园区正是这一理念的体现,作为一种新型的农业发展模式,它以技术密集为主要特征,在农业高新技术开发、试验和推广中发挥重要作用。农产品的高效快速流通也是困扰农业产业化进程的一大难题。随着我国农产品“七区二十三带”布局的完成,现代化的农产品收储、加工、运输技术为“减少流通成本,提高流通效率”提供了强有力的支持。 4结论 我国新农村建设正在进入新的阶段,党和政府不断加大“强农、惠农、富农”政策力度,促进农村社会结构转型和城乡发展。这一过程中显现出的传统农业生产方式效率低下、粮食和食品安全及农产品流通和 市场建设问题亟待解决。借助农业科技的快速发展,不仅可以稳定快速地发展农业,推动农业产业化进程,缓解粮食和食品安全问题,使农业经济发展,农民致富,“农业、农村、农民”3者共同协调发展,才能缩小城乡差距,达到共同富裕。 农业与技术论文:探索农业技术创新与扩散 1农业技术创新的含义 农业科技创新主要是指农业在发展过程中,采用农业技术推动农业发展,增加农业生产中科技的含量,促进我国农业的科学发展。农业技术创新包括新技术的研发、新技术的使用、新技术的掌握和新技术的推广等内容。农业科技创新要以自然科学、经济学、社会学为基础,不断更新科学理论,研究技术方法,以便提高农业劳动生产率。杂交水稻专家袁隆平是农业科技创新的杰出代表。袁隆平在1973年实现三系配套的水稻杂交种,被誉为“杂交水稻之父”。1986年,袁隆平不断进行科技创新,选育三系杂交水稻成功后,又开始两系法杂交水稻的选育,并在1995年获得成功,得到推广应用。现在他正在研究一系法远缘杂种优势利用一超级杂交稻。袁隆平的三系、二系杂交水稻不但可以提高质量,还可以增加产量,具有竞争优势,可以在很大程度上提高农业劳动生产率,节约土地。袁隆平的杂交水稻就是农业科技创新的典型案例。 2分析农业技术扩散的影响因素 农业技术扩散系统按照信息交流的基本模式运行,它的过程包括供给、交流、采用子过程。农业科技创新速度在不断加快,中国的农业由以资源为基础转向以技术为基础,在技术的发展方向上,由常规品种演进为杂交品种。在农业技术的扩散过程中,要受到多种因素的影响。主要包括以下几个方面: 2.1区域性差异 由于我国的国土面积较大,各个地方的自然环境、经济发展水平有很大差距,对于品种的要求也就不同。新品种选育成功后,推广过程必须要经过试点,符合当地种植条件的,才可以进行推广。 2.2持续时间长 以水稻为例,选育新品种,从开始选育到最终推广需要4~8a的时间,品种更新的速度慢。农业科技成果推广的对象是农民,他们的素质参差不齐,在进行农业技术扩散时,需要花费很大的精力。 2.3传递需求信息不畅 在广大的农村地区,如报纸、电台等传媒较少,传播渠道较为有限。具体表现在:信息设备人均拥有量较少;信息传递的成本较大,在一定程度上妨碍了信息的传递。 2.4农业科技推广机构运转不灵活 农业科技推广机构运转存在以下现象:农业内部的各个部门相互分离;农业和其他涉及农业的部门分割开来,例如农业技术推广站和生产资料公司在农业生产上难以达到同步、配套,造成一定的资源浪费。农业推广的队伍人员配备不充足,专业水平较低,学历层次较低,总体质量显得单薄。此外,推广站的经费不足,福利相对较差,推广站没有办法进行其他的经营创收活动。 2.5农民素质低 农业技术员出现了断层的现象。现在的农村,年轻、有文化的选择外出务工,剩下的劳动力文化基础较差,对新技术知识接受的能力不强,并且学习的机会较少,导致新技术推广的困难。 2.6农户技术的应用障碍 在农村,要想使农民接受并且运用农业技术,要克服许多环境因素。主要有:信息传播的渠道不畅通应用技术的成本不断上涨;拥有的资金较为短缺,贷款难度较大;劳动力文化素质较低;技术应用风险较大。 2.7技术扩散较为复杂 农业技术的扩散过程较为复杂,包括技术来源、技术接受、技术应用、技术作用效果。它和一般的技术扩散有很大的不同。农业技术要成功推广,需要经过技术采用、技术应用、技术评价3个环节,这3个阶段顺利进行,还需要内外环境因素的有机配合。 3农业技术扩散的方法 要加快我国农业技术扩散的速度,需要从以下几个方面做起: 3.1增加资金投入 资金缺乏成为制约农业技术扩散的重要因素。农业资金仅有利于农业技术的应用,还有助于农业技术的扩散。因此,国家财政需要加大资金的投入力度,增加经费。银行应该在新技术贷款上放松条件,在利率、还款期限等方面给予一定的优惠政策。地方政府应增加一定的技术补贴,以便提高农民对新技术应用的积极性。 3.2完善信息传播网络系统 农村的信息传播网络系统应该是高效、灵活、渠道多种、形式多样的系统。它可以在很大程度上便于新技术的应用和扩散。我国加入世贸组织后,这样的系统对加强交流、应对竞争是有力因素。农民可以在农业技术市场中买到比较先进、实用、价格低廉的技术,农民在应用技术的过程中及时与外界交流,可以提高农民应用新技术的兴趣,有利于农业技术的扩散。 3.3降低新技术应用的风险 自然条件、市场等因素对农业生产的影响较大,农民很难接受新技术。为减少这种风险,在推广技术项目时,注重推广实用性较强、操作方便、效果明显、风险较小的技术,根据当地的具体情况,在农业发展不同阶段,选取适宜的技术类型。政府发放技术应用风险补贴,并定时相关的信息,使农民对此有较为详细的了解。 3.4提高农民的素质 农村劳动力的文化水平较低,文盲半文盲占有很大的比重。农民素质较低影响农民技术进步,阻碍了农村社会经济的发展。要想提高农村的经济水平,必须提高劳动者的素质:结合具体情况对农民进行短期的技术培训,使生产者能够掌握农业科技知识以及相关的技能;采取多种方法,对农民进行职业技术教育,做好职业技术中学的相关工作,为农村培养新型的技术人才;通过科技兴办农业,切实做好农村九年制义务教育工作,为农业技术的进步、农村经济的发展奠定人才基础。 4结语 农业技术创新不仅有助于我国农业的发展,还可以提高农民的生活水平,对促进国家整体的经济发展意义重大。农业技术的创新和扩散不是一朝一夕可以完成的,它是一个长期的发展过程。农业科研技术人员共同努力,加强新技术的研发,广大农民群众通过教育提升自身素质,有助于对新技术的接受、应用,这样,农业科技创新和扩散工作可以顺利开展,以促进国家农业的发展。
高分子材料论文:高分子材料课程设计论文 1课程设计题目选取 课程设计选题合理与否,是课程设计改革的重要环节,应注意课题的综合性、实用性及层次性[2]。课程设计环节中增加高分子材料改性及工艺探索的题目,目的在于加深学生对《高分子材料成型工艺学》、《聚合物改性原理及方法》等课程知识的理解,提高其理论联系实际和灵活运用知识的能力。选择合适的题目是保证学生如期完成课程设计的前提。课程设计环节比毕业设计环节少了8周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。如果选取完全没有研究基础的题目,学生前期探索实验会花费过多时间,不利于课程设计顺利进行。基于以上原因,笔者在以往毕业设计题目的基础上进行延伸,确定了课程设计相关题目。例如往届学生曾做过“硅橡胶阻燃材料性能研究”的毕业设计题目,对于硅橡胶混炼及硫化工艺积累了一定的经验数据,而硅橡胶材料力学性能指标还不尽如人意,需要进一步改进配方。可以在此基础上引出两个课程设计题目:“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”,并由两个学生分别完成以上题目。由于有前人的基础,学生在实验过程中没有重复探索相关工艺参数,实验直接切入主题,有利于在有限的时间内完成课程设计。此外,两个课程设计题目虽各有侧重,但主要原材料及成型工艺都相同,故两个学生可共用一套成型设备,大大节约了设备预热及清理时间。将学生按相近课题组成互助小组,不仅提供设备利用率,也有利于学生在遇到问题时,相互讨论,相互促进[3]。 2实验人员安排 我校高分子材料与工程专业每年招生人数为80人,现有实验室设备条件尚不能满足全部学生同时开展材料改性及工艺制定等实践内容。因此,合理安排课程设计环节进行材料改性及工艺制定的学生人数,是如期完成课程设计内容的必要保证。按照人才培养方案,本专业课程设计安排在第四学年秋季学期最后4周进行。此时学生的专业课程学习已全部完成,学生对于自己的就业去向也有了初步规划。可以结合学生的就业意愿安排其课程设计内容。对于工作单位已落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。课程设计内容与学生就业去向密切相关,可以充分调动学生的积极性,自觉参与到课程设计的各个环节。在本次课程设计改革试点工作中,2010级的一名学生对于硅橡胶材料配方优化题目很感兴趣,原因就是与其签约的工作单位主要生产硅橡胶产品。这名学生在课程设计过程中充分发挥了自身的主观能动性,在实验遇到问题时没有被动等待老师的安排,而是通过多方搜集资料以及与指导老师讨论等方式积极寻求解决问题的有效途径。学生在课程设计阶段提前进入“工作状态”,为学生更快适应企业工作节奏和工作思路奠定基础。 3实验进度安排及突发情况处理 课程设计时间只有4周。以往安排学生绘制模具图,主要按照塑件图测绘(1周)—装配图设计及绘制(1周)—零件图绘制(1周)—说明书撰写(1周)来安排进度。模具设计过程中基本不存在突发因素,设计进度容易控制。如果在课程设计中安排材料改性、工艺制定等内容,则可能由于设备故障、原料采购不及时或其他因素影响实验进度,导致学生无法如期完成课程设计[1]。为此,课程设计指导老师需要提前做好原料及实验设备的准备、检查工作,并做好应急预案。在本次课程设计改革试点工作中,主要按照资料收集、初定方案、实验验证的思路安排进度。仍然以“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”这两个课程设计题目为例:第1周进行资料搜集并初定两种硫化剂(结构控制剂)备选;第2周进行硫化剂(结构控制剂)种类筛选;第3周确定硫化剂(结构控制剂)最佳用量;第4周整理数据并撰写课程设计小论文。从实际试点情况看来,学生在4周内完成材料改性等课程设计题目是基本可行的,所有参与试点的学生都如期完成了课程设计预定内容并按期提交了课程设计论文。在试点工作中,也出现了一些突发情况。在实验进行过程中,个别设备由于电压不稳导致温控器失灵而维修了几天,耽误了进度。但由于参与试点的学生们积极性及配合度较高,在第1周仅花了3天时间就提前完成了资料收集及方案的初步确定。在设备维修期间,指导教师及时调整进度,让学生把实验数据整理及课程论文框架构建与实验同步进行,大大缩短了后期课程论文撰写的时间,从而保证了课程设计如期完成。 4结语 通过课程设计阶段小范围试点发现,在4周课程设计时间内,可以安排学生进行配方设计及工艺制定的相关实训。不仅提高了现有设备的利用率,也使学生动手能力得到多方面训练,从而使学生所学知识更贴近企业需求。当然,为了保证学生如期完成课程设计,指导教师应在课题选取、实验进度安排等方面多下功夫,也应针对实验过程中可能出现的突发情况做好应急预案,不断总结经验,使课程设计方案尽可能完善。 作者:盛旭敏 单位:重庆理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料教学设计论文 1创新型实验开展的必要性 相比基础性实验,综合性实验的设置和开展对学生各课程知识的掌握在广度和深度上均提出了更高的要求,也使得学生能够对分属于不同课程的知识点有了更为深刻的认识,通过相互对比和验证,有助于专业知识的全面掌握和理解。但鉴于实验开展仍然遵循着学生预习、老师讲授、动手操作和课后交报告的传统模式,虽然实验指导老师针对实验可以设计不同的反应历程,让不同组别的学生获得迥异的结果,但实验结论的预测性很强,一些意外问题的发生也会在指导教师的预料之中,并能够很快给出解决方案,这对于提升学生在主观能动学习能力的效果很有限。另外,本校开展的高分子实验在内容的编排上还存在着较为明显的学科界限,还不能完全融合高分子化学、高分子物理和高分子成型加工原理等课程内容,因此很有必要开设具有创新型的研究型实验课程。 2实验开设时机 鉴于此类研究型实验的开展往往需要比较集中的时间段,高分子材料教研室经过多次商讨,确定本实验的学时为90学时(30学时/周×3周),将主要的实验内容集中安排在大四上学期的最后3周内完成。此时,一方面学生已经完成了所有的理论课程的学生和各类基础实验的训练,为本实验的开展提供了先决条件;其次,在此时间段有关校园招聘活动也会告一段落,可以保证学生有充足的时间和精力完成实验;最后,此次实验训练也为下一学期的本科毕业设计(论文)的开展提供一次很好的预演,能够有效地消除学生对毕业设计(论文)的恐慌和迷茫心理。 3实验内容的优化设计 根据王新平等[5]的观点,创新型实验必须具有实验结果的不确定性和探索性、实验设计程序的自主性和开放性,以及实验过程的可行性和可操纵性等基本要素。因而,这类实验的开展必然会对实验人员(包括指导教师和学生)、实验设备和场地等诸多方面提出了更高的要求。根据创新型实验内容设计的三点原则[5]和本专业教研室老师的科研情况,教研室选择了“导电性高分子材料的制备及其应用”这一开放性较强的实验。通过多方面的探讨和论证,我们尝试设计了一个以掺杂聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡胶中的应用为主线的研究型实验,实验内容和所需基本学时安排如下:(1)学生分组,布置实验的侧重方向(一组在聚丙烯中的应用,一组在天然橡胶中的应用),安排相关文献的查询和阅读,着重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡胶的性能和加工特性,温习有关设备的操作和安全注意事项(30学时)。(2)根据分组,学生在老师的指导下搭建实验平台,进行聚苯胺的合成,分别采用化学氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列经过质子酸或无机酸掺杂改性的聚苯胺,经纯化干燥后备用(30学时)。(3)用高阻计测试聚苯胺的电导率,X射线衍射仪分析产物的物相结构,红外光谱仪观察产物的特征官能团,并在扫描电镜下观察产物的形貌,并比较不同组别间所得聚苯胺产物在性能和外观上的异同(15学时)。(4)各组同学在制得合格的聚苯胺后,按照预先选定的应用方向,分别添加到聚丙烯或天然橡胶中制成复合材料,前者在双螺杆挤出机中完成,而后者在双辊开炼机和平板硫化机中进行。(30学时)(5)将所得复合材料进行标准化制样后,分别用万能电子试验机、摆锤式冲击试验机和高阻计测试复合材料的拉伸性能、冲击韧性和电导率随聚苯胺添加量的变化规律并记录实验结果;用扫描电镜观察复合材料断面形貌,分析破坏机制,探讨材料的强度和韧性变化的机理(15学时)。(6)学生整理数据,并撰写实验报告。报告要求参照本科毕业论文的模板和格式,须包括引言、实验过程、结果与讨论、结论和参考文献等主要部分(30学时)。其中(1)和(6)要求学生利用课余时间分别在实验周的前后一周内完成,不占用实验周的学时。在整个实验进行过程中,如因出现不可抗力或意外情况导致实验进展不顺利,可通过与实验室管理人员协调,利用周六和周日的时间进行弥补,以保证学生有充足的实验时间。通过这样一个研究型实验的设计和内容编排,不但使学生能够将有机化学、高分子化学、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料现代测试与分析技术等课程中散落的知识点进行有机串联,还同时大大增强了学生对高分子材料从合成、表征到应用的整体认识。在实验过程出现不可预料的事件时,合理引导学生利用理论知识去分析问题,并通过查找资料寻求解决问题的方法,有力地推动了学生在理论知识和实践应用方面的融会贯通,极大地提升了学生的主观能动性。 4实验课程考核 本实验的考核采用过程管理与结果考核并用的模式,主要分为以下三个方面:(1)学生实验表现(40%):指导教师观察并记录学生在实验中的表现,包括实验时间的合理安排、实验平台的正确搭建、实验药品和原料的适用和管理,以及意外情况出现时的应对措施等。(2)综合报告撰写(40%):要求每一位学生在查阅文献和整理资料的基础上,独立分析实验数据,撰写一份符合要求的实验报告。(3)教师提问考核(20%):学生提交报告期间,指导教师根据报告内容进行提问,考核学生对实验过程和报告内容的熟悉程度,同时考察学生在实验数据分析中的逻辑性,进一步深化学生对实验的印象,达到初步培养学生科研素质的目的。 5结语与展望 创新型实验的设置和开展是实验教学改革中最为重要的环节之一。虽然我校高分子材料与工程专业在此方面进行了初步尝试,但还有大量的工作亟待深入和细化研究。如,如何协同学生人数多与实验设备少之间的矛盾;在非工作日如何加强学生在实验室的安全管理工作;如何通过学生的反馈来改善和优化实验内容,进而提高实验教学的质量;如有可能的话,应在现有工作的基础上,设计更多具有前瞻性、创新型且兼具可行性的创新型实验,以达到满足学生自主选题的需要等。这些问题对实验室管理人员和指导教师提出了更高的要求,需要在后续的工作中进一步加以完善和提高。 作者:杨继年丁国新陶玉仑王周锋高俊珊王艳丽王媛媛滕艳华张宏艳王静单位:安徽理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料成型加工研究论文 一、高分子材料成型加工技术发展概况 近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%,2000年增加至1.8亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。 据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。 二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究 (一)聚合物动态反应加工技术及设备 聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。 目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。 (二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术 1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。 2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。 3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。 三、高分子材料成型加工技术的发展趋势 近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。 综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。 高分子材料论文:高分子材料抗静电研究论文 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料抗静电技术研究论文 摘要:目前,静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法,阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。 关键词:高分子材料抗静电研究 静电广泛地存在于自然界和日常生活之中,如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子;自然界的雷电;干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上,这一切都是比较常见的静电现象。实际上,静电在生物工程中有着重要的应用。 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复 合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料专业贯通式实验案例教学分析 摘要:高分子材料专业的贯通式实验案例教学是将基础知识、探索性专业实验和工程化实践应用融汇贯通的新型教学模式。以高分子材料反应共混改性沥青加工试验为例,介绍了该教学模式的方法、步骤与特点。学生通过查阅文献、实验设计、动手操作、撰写论文及实体工程实践等环节,深化利用已学基础知识和专业知识,培养分析问题和解决问题能力。该贯通式实验案例教学有利于本科生、研究生尽快掌握高分子材料科学与工程的内涵,选择感兴趣的方向,快速进入毕业设计研究,了解社会需求和优化职业取向,加强专业体验性和理解能力。对培养学生综合素质,提高创新、创业能力有重要意义。 关键词:高分子材料;贯通式教学;实验案例;创新;创业 引言 高分子材料科学与工程是一门理论与实践紧密结合的专业,实验和实践教学是高校高分子材料专业学生必修环节。但是,传统教学模式下的高分子材料加工工程实验明显存在专业实验“按部就班”和实践过程“走马观花”等问题。此外,还有实验教学内容相对陈旧,与我国工业化发展程度脱轨;实验课时间少且死板,不利于实验的深入开展;只注重已经成熟的实验操作与报告书写,不利于创新思维的培养;实验设备陈旧,许多新的实验无法满足我国现今创业、创新人才的培养。与欧美等先进高校的高分子材料专业实验、实践课程相比,我国高校学生普遍存在动手操作能力弱、安全意识不足和解决实际问题能力差等缺点。以美国阿克伦大学高分子加工实验课程为例,实验课时间长,且强调学生亲自己动手,并鼓励使用拍照、录像等手段得到各种数据,实验报告内容丰富。即使实验失败,只要学生对失败的原因分析透彻,依然可以得到完美的分数。根据学生的反馈,这样的学习方法普遍比单纯的理论灌输和死板的实验更加有效,实验过程更具体验性。他们还将试验内容与工程实践紧密结合,将试验内容拓展到课外,加深高分子科学与工程的理解和应用。近年来,我国对创新、创业型人才的培养日益重视,推动传统实验、实践课程改革和激发学生创造力日益重要,增加综合型、研究创新型、实践型实验是大势所趋。 相对于基础型和综合型实验的“验证性”而言,研究型实验具有不确定性、探索性、自主性、开放性与可操作性等“探索性”特点。作为学生由知识学习向科学研究、工程应用转变的衔接点,研究实践型创新实验涉及多学科知识的交叉运用,侧重于运用所学知识、文献查阅和基本技能等手段应用,并要求实验结果以研究论文和工程实践报告的形式完成,其设置重在培养发现问题和解决问题能力,更具挑战性。我校高分子材料专业方向已在综合化学实验基础上,开设了自主研究型实验。通过学生与感兴趣的导师联系,共同确定实验方向,在五周内完成实验设计、实验操作、实验分析、报告撰写等相关内容。收到了较好的效果。为加强该专业的工程实践体验,我们在此基础上拓展设计了贯通式实验.即在自主研究型实验技术基础上,进入实际生产一线进行工程实践,贯通理论与实践,建立理论研究与工程应用的关系。具体是结合联系导师的转化成果,将研究型实验延伸,进行三天的工程实践,尝试将学生基础知识、专业知识和产业化实践结合运用,培养学生的工程认知和实践能力。本文以高分子材料反应共混改性沥青材料的高分子加工试验为例,探讨了该贯通式实验教学设计思路、目的、试验步骤、报告撰写方法以及实验心得等,以期促进贯通式试验教学的开展。这对培养我国迫切需要科技成果转化背景下的创新、创业人才有重要意义。 1贯通式实验教学思路 该贯通式试验案例教学是以我校比较成熟的产业化特色项目高分子材料反应共混改性沥青展开。首先指导老师布置课题,讲解贯通式实验的目的、方法和意义等过程,实验小组根据讲解内容选择高等级公路用改性沥青材料为课题展开研究。研究小组通过查阅文献、小组内讨论和教师的共同探讨,决定以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青为主题开展本次贯通型实验。其次,通过以SBS反应共混沥青改性、结构表征、性能测试为主线的研究型实验,旨在提高学生创新意识以及创新能力,培养其团队意识,了解和熟悉开展科研工作的方法。最后,通过工程实践和产学研交流,贯通试验室研究与工程实践的联系与区别,建立室验式开发研究、工程放大生产和工程应用之间的关系。 2贯通式实验教学方法及步骤 贯通式实验教学方法是用讨论式、启发式教学方法;以学生为主,允许失败,多次尝试,提倡提出问题和解决问题的锻炼模式;讲究基础理论、专业实验和工程实践相结合,融汇贯通的模式。贯通式实验教学包括以下步骤:(1)师生双向选择导师公布课题后进行师生双向选择,通过与导师交流,达成合作关系,挑选组长并布置研究实践内容和任务;(2)设计课题学生通过导师指导查找课题领域的前沿文章,以及和老师讨论,设计出切实可行的实验方案,培养学生独立设计实验的能力;(3)实验操作小组成员们利用已有基础实验知识结合专业知识的了解,比如通过实验过程既熟悉了红外光谱、光学显微镜等仪器的使用方法,又接触到了传统教学实验难以接触的新型实验设备如高速剪切机、胶体磨和低温延度计等设备;(4)数据总结与讨论小组成员将所得试验结果进行整理作图,分析讨论试验结果;(5)工程实践通过参观学习生产流水线,与操作工人、车间主任和总工程师交流学习;(6)课程总结与评价与指导老师交流实践过程的问题与收获,撰写研究报告和实践报告。 3贯通式实验教学效果与心得 贯通式实验教学摒弃了传统实验机械、死板、陈旧的教学方式,为老师教学以及学生学习都带来了创新的想法和创业的火花。贯通式实验教学效果总结有如下四点: (1)培养了研究方法和团队协作意识实验小组通过前期选题,查阅大量的资料,了解目前高分子科学领域的新的研究方向。实验过程中,小组成员们接触到并使用了许多传统实验教学中难觅踪影的仪器,SBS、石油沥青等材料的特性,开阔了他们的视野,真正体验了科学研究的过程。分工明确,通过各成员间的协作配合,共同完成。提高了实验操作技能以及与他人合作的能力。在实验过程中不断思考并对实验方案进行改进,定期与老师见面并报告相关进展,最后完成整个实验部分; (2)培养了学生独立思考分析问题和总结升华能力数据总结处理阶段,通过分析实验结果,学会了用统计方法软件对所得数据进行处理,对实验现象运用理论知识做出合理的解释。对有疑惑的问题,小组成员之间随时进行讨论分析,并查阅相关文献,进一步试验验证,最后找到了问题的根源。将所有结果整理并书写成报告。通过对实验结果进行分析与写作,培养了他们独立思考、清晰表达、总结升华的能力; (3)培养了学生工程化思维在工业实际生产阶段,进一步考察工厂生产环节,书写工程实习报告,丰富学生的社会适应能力,并为迅速进入企业工作奠定良好的基础。例如,在工厂实践阶段,认识了实验室实验与工程试验的差别,深化了化学工程中原材料、操作单元选择原则,化工原理中“三传一反”的理解。以搅拌装置的设计为例,大型搅拌桨根据物料粘度设计的原理,SBS与沥青混合加料时的弱搅拌与反应后的强搅拌桨叶的不同;以我国早期SBS改性沥青生产时,为解决高熔体粘度的SBS与低粘度沥青的分散性通过胶体磨等特殊设备强化剪切变形实现分散;还可以通过选择SBS的嵌段比例、分子量等手段提高其在沥青中的分散性; (4)培养了创业思维通过与市场、采购和财务部门人员的交流,了解到企业的市场信息是生产的前提,市场信息是基于大量使用数据和与用户沟通相结合而得到的。市场原材料信息、市场销售信息反馈到研发部门进行开发,形成原材料进入、加工制造和产品销售与服务一体化的运转格局,为以后创业思维的培养打下基础。工程化思维对促进学生校内培养有积极的影响。通过工程化实践锻炼了学生将高分子专业理论知识用于实践,并通过实践加深了对理论知识的学习。例如,深入了解了高分子材料工程的共同点,是解决高性能与易加工、经济性三者的矛盾,环境污染治理与经济性的矛盾。学习了公司治理结构,了解公司的发展优秀,一是靠管理,二是靠科技。团队协作是公司高效运转的保障,注重团队建设。在此过程中,也培养了团队协作能力,更快融入将来的工作融合贯通,认识平时所学知识的重要性,促进专业知识的学习。 在基础理论与工程化生产方面,还认识到室内基础研究试验与工程化生产相辅相成,工程化提出问题必须通过基础研究指导才能获得突破。基础理论指导工程化实践,工程化实践又不能局限于基础理论,还需考虑社会因素、市场因素和环境因素等。在生产应用方面,深刻理会了“安全第一”是一切生产的根本。工厂的安全教育,为以后试验室及工程化生产奠定了基础。工程化放大生产是无数实验室试验的总结,也是指导实验室小试、中试和放大生产的根本。稳定化、规模化生产是市场化应用的根本保障,标准的试验方法和严格的产品检测是市场应用的根基。市场是科研的主要推动力,基础研究是推动科研进行的源动力。 4贯通式教学总结 贯通式实验教学通过自主探索实验和工程实践体验的方式,增强了高分子材料专业教学的趣味性、探索性和创造性,不但对培养学生提出问题和解决问题的能力有积极作用,而且还有利于高校和企业培养创新和创业人才。贯通式实验教学的难点在于,建立良好的产学研信任关系和学生的积极主动性的配合。此外,指导教师的精细设计和企业、学校领导的大力支持也必不可少,有必要进一步深入挖掘适合贯通式实验教学的课题,深化与企业的合作关系,协同培养发掘创新、创业人才。当然,该贯通式实验教学仍处于探索之中,在培养时间、培养模式、培养效果等方面还值得商榷。总之,贯通式实验教学的不确定性、探索性、自主性、开放性与体验性更契合当前学生对实验课的需求以及国家对创新、创业能力人才的培养,值得进一步推广和完善。 作者:王仕峰1;潘三水1;张勇1;李嘉曦2;李航3 单位:1.上海交通大学 高分子材料论文:脉冲激光技术在高分子材料加工中的运用 摘要:随着我国科学技术水平的不断提高以及诸多科研人员的努力,激光技术获得了飞速的发展,超短脉冲、超高强度、超短波长等成为了当前激光技术的代表特征,脉冲激光技术的出现更为高分子材料加工带来了革命性的进步。在分析脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用时,首先对脉冲激光及其折射率改性情况进行了概述,在此基础上从激光烧烛产生表面多孔结构、周期结构以及块体材料加工对材脉冲激光技术的应用几个方面进行了详细的研究与探讨。 关键词:脉冲激光技术;高分子材料;材料加工 近年来,脉冲激光技术已经得到了相对比较广泛的应用,并且该种精密的加工技术越来越受到社会与人们的关注,主要原因在于脉冲激光技术能够在加工高分子材料的过程中得到比较高的加工精度,并且能够进行材料表面的加工,使得材料的表面形成多孔结构与周期结构等。更加能够实现对块体材料、透明材料的内部加工与改性等。可以说,脉冲激光技术比较适用于其他加工技术无法实现的复杂形状元器件的加工以及高精度元器件的加工。脉冲激光技术在高分子材料加工的过程中所产生的瞬间功率比较大,几乎能够与任何材料产生相互的作用,本文对脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用进行研究,希望能够促使高分子材料加工更加良好的依据脉冲激光技术获得发展。 1脉冲激光及其折射率改性 所谓脉冲主要便是指隔一段相同的是假案发出的电波、光波等机械形式。脉冲激光则主要是指脉冲工作方式的激光器发出的光脉冲,脉冲激光具有其独特的工作必要性,其能够进行信号的发送并且减少热量的产生。一般情况下,脉冲激光比较短,其时间几乎已经达到了“皮秒”的级别。脉冲激光器在工作中需要由激光泵浦源持续性的提供能量,由此方能够长期间产生并且输出脉冲激光。高分子材料加工领域目前对脉冲激光技术有所应用。就高分子材料而言,其材料的折射率与其密度之间呈现正比关系,并且包括末端基、添加剂与杂志等化学组成、分子趋向、链间结合力等均与热历史存在关系。在高分子材料加工应用脉冲激光技术时,与其他改性技术相比较而言,脉冲激光技术能够诱导高分子材料改性技术对其财力下性能产生最小的影响,并且脉冲激光技术能够在高分子材料的表面将原有的化学键打破,并且能够形成全新的化学键,以此改变高分子材料的特性。 2高分子材料加工对脉冲激光技术的应用 2.1激光烧烛产生表面多孔结构 激光烧烛产生表面多孔结构能够有效的促进高分子材料与生物组织交界面上的细胞黏附与增殖,使得生物医学领域的众多学者均对其予以了较高的关注。高分子材料表面的孔洞会在材料表面热化的情况下形成,并且应力在整个孔洞形成的过程中发挥着极为重要的作用。受应力波的影响,高分子材料的黏度会下降,而高分子材料本身又存在着因应力波作用而产生的孔洞长大的核,即自由体积孔洞,该自由体积孔洞的总体积会在温度上升的情况随着应力的下降而增加。就该方面高分子材料对脉冲激光技术的应用情况已经有部分学者展开了研究,并且认为在248nm的脉冲激光辐照下高分子材料胶原薄膜的链结构稳定性会发生一定改变,其能够将原有的氢键网络打破,并且经过红外吸收光谱、拉曼光谱、荧光分析等发现高分子材料胶原主链的部分会出现光热分解现象,在激光烧烛时会将光机械作为主要作用力,而后发生光化学转变。该种状态下生物的相容性会发生改善,即细胞黏着与细胞生长会发生改变。 2.2激光烧烛产生表面周期结构 高分子材料一般不会吸收长波长激光,其只有在激光强度十分高的情况下方能够有效的实现多光子的吸收。此时脉冲激光辐照在高分子材料表面时便会形成一定的表面周期结构,且存在波长效应,其中,长脉冲激光器只能够形成紫外波段激光器,而超短脉冲激光器则能够在紫外波段和红外波段均形成激光器。激光烧烛所产生的高分子材料表面周期结构一般可以向其纳入到波长量级,并且在对偏振态、激光波长与入射角度等参数进行改变的情况下,高分子材料表面结构亦能够发生相应的改变。经过对激光烧烛产生表面周期结构进行研究可以发现,其形成的机理主要包括两点:①入射脉冲激光束与高分子材料的表面散射光之间能够相互调制;②脉冲激光的强度调制能够转化成为高分子材料表面的改性结构。在激光烧烛产生表面周期结构的该两点形成机理相互联情况下,脉冲激光辐照将能够促使高分子材料产生表层的热化,继而在温度梯度的影响下导致高分子链不断扩散,最终形成表面周期结构。 2.3块体材料加工对脉冲激光技术的应用 高分子材料会对不同波长的光进行吸收,紫外脉冲激光加工需要对高分子材料的该点特性会产生依赖性。一般情况下,大部分的透明高分子材料均属于弱吸收体,其能够吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外区。若入射的脉冲激光光子能量明显要大于高分子材料的化学键能时可以将原有的化学键直接打破,此时高分子材料将会被离解成为单体产生脉冲激光烧烛,但是并不会产生液相,属于典型的光化学过程,其所产生的热影响亦最小。对于块体材料加工对脉冲激光技术的应用方面,部分学者发现利用飞秒激光技术进行PCL片材的加工将能够在加工的过程中于加工边缘发现存在着热退火形成的晶球以及快速冷却形成的非晶组成热影响区域。与此同时,紫外波段光子能量若超过了高分子材料中大部分分子键能,则亦会产生光化学作用。 3结束语 综上所述,脉冲激光技术加工高分子材料具有十分复杂的机理,且不同的脉冲激光加工技术会对加工工艺、加工材料等提出不同的要求,因而高分子材料的脉冲激光烧烛在各界均有着比较大的争议性。比较典型的高分子材料在脉冲激光技术加工下的光热与光化学特点有:短波长激光的光子能量比较大,能够直接打破高分子材料的化学键,并且能够对高分子材料进行光化学降解。若将脉冲激光中脉冲的宽度缩短将能够有效地提高多光子吸收截面,此时的加工效率也将能够有效提高。鉴于此,脉冲激光能够成为我国现阶段以及未来工业高分子材料加工的首选技术,并且在不断地研究与探索下,脉冲激光技术将能够进一步的完善与应用,推动我国社会与经济水平全面提升,并且提高我国在国际方面的影响力。 作者:田新 单位:新疆轻工职业技术学院 高分子材料论文:熔融沉积成型用高分子材料研究 《化学推进剂与高分子材料杂志》2016年第6期 摘要: 介绍了熔融沉积成型(FDM)原理及所需材料要求,详细阐述了国内外FDM用丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯的研究进展,展望了其发展前景。 关键词: 熔融沉积成型;ABS;聚乳酸;聚碳酸酯 3D打印是一种以设计的3D模型为基础,利用打印设备逐层增加材料来构造三维实物的快速成型技术[1]。它集成了CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)、机电控制和材料科学等方面的技术,被誉为“第三次工业革命”的优秀技术。目前比较成熟的快速成型工艺有:光固化立体造型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型。与其他快速成型工艺相比,FDM操作简便,安全无毒,成型效率高,成型设备价格低,发展极为迅速。目前FDM系统在全世界已使用的快速成型系统中约占1/3。材料是熔融沉积成型的重要基础,具有可黏合性的高分子材料是FDM工艺最常用的材料,它的发展速度制约熔融沉积成型的进一步发展。本文重点介绍了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯3类高分子材料用于FDM工艺的研究进展,为熔融沉积成型进一步发展提供理论基础。 1FDM工艺概述 1.1FDM工艺工作原理 首先用加热装置将丝状(直径约2mm)热塑性材料加热熔化,给材料合适的压力将熔融态材料从微细喷嘴(直径一般为0.2~0.6mm[2])中挤出,喷头根据计算机设定的模型截面信息运动,将挤压出的熔融态丝材涂覆在工作台的制件基座的指定位置,并快速冷却固化,一个层面沉积完成后,工作台按设定的增量下降一个层的厚度,再继续熔融沉积,循环往复,直至完成整个实体制造。 1.2FDM材料的性能要求 根据FDM工艺原理及特点,所用高分子材料应满足以下性能要求[3–5]:①材料的制丝要求高分子材料在使用前,要经螺杆挤出机加工成直径约2mm的单丝,因此材料必须能够挤出成型。单丝要求表面光泽、直径均匀、内部无中空,在常温下应具有良好的柔韧性,不会被轻易折断。②材料的收缩率线材经熔融挤出后在工作台上快速固化,但若成型材料收缩率大,固化时的体积收缩就会在制品中产生更大的内应力,进而使制品翘曲变形,甚至导致制品开裂,以至成形失败。材料的收缩率是影响制品外形质量最重要的因素之一,FDM工艺要求成型材料的收缩率越小越好。③材料的机械性能丝状进料方式要求料丝具有较好的力学性能,这样在摩擦轮的牵引和驱动力作用下才不会发生断丝和弯曲现象。由于料丝在加热装置内还起到活塞推进作用,为提高其抗失稳性能,料丝必须具有足够的弹性模量。④材料的流动性为将熔融态的丝材从喷嘴中顺利挤出,要求所用材料在熔融态时具有较好的流动性。流动性差的材料产生的阻力大,难以挤出;流动性太好的材料挤出后难以控制,发生流涎,并造成每一次循环的起始与停止时,挤出物料不均匀。 2FDM用高分子材料研究进展 2.1ABS ABS是目前使用最多、应用最早的高分子打印线材。它综合了丁二烯、苯乙烯和丙烯腈各自的优良性能,具有良好的力学性能,易加工,广泛应用于汽车、纺织、电子电器和建筑等领域[6]。但ABS也存在一些缺点:较大的收缩率,制品易收缩变形,易发生层间剥离及翘曲等现象;耐热变形性较差;打印过程中有异味产生。为改善ABS打印的成型质量,国内外学者在ABS改性方面做了很多工作。 2.1.1国外 M.L.Shofner等[7]用VGCFs(气相生长碳纤维)填充ABS,制备用于FDM工艺的复合材料,研究了填充VGCFs对ABS机械性能的影响。结果表明,加入VGCFs能提高ABS的拉伸强度和模量,但是流动性会变差。美国的Stratasys是世界上最大的3D打印材料公司,它新推出了一款ABS材料ABS–M30i。与标准的StratasysABS相比,ABS–M30i的力学性能有较大的提高,并且层间黏合强度大幅提升,扩大了ABS的应用范围[8]。Stratasys公司的第2代数码ABS2,这种新型材料可通过FDM技术制备薄壁电子器件,且具有良好的热稳定性和尺寸稳定性[9]。美国3DXTech公司利用多壁碳纳米管对纯ABS树脂进行改性,制备出新型FDM用ABS材料——3DXNanoESD,可用于打印汽车、电子器件用关键零件,以及需要静电放电(ESD)保护的器件。 2.1.2国内 仲伟虹等[10]利用短切玻璃纤维对ABS进行改性,研究了短切玻璃纤维含量对ABS机械性能的影响。结果表明,加入短切玻璃纤维,ABS材料的收缩率变小,解决了ABS制品易收缩变形的问题,同时材料强度、硬度大幅提升,但会使材料韧性变差。加入增韧剂和增容剂很好地解决了这一问题,提高了ABS复合材料的韧性,从而使短切玻璃纤维改性的ABS材料适合于FDM工艺。方禄辉等[11]将ABS与热塑材料苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)进行熔融共混,制备用于FDM工艺的功能材料,研究了SBS结构及其含量对ABS/SBS共混物各性能的影响。结果表明,加入热塑材料SBS,ABS的流动性明显提高,韧性变好,低频下熔体强度高,对剪切频率依赖变弱,较好地适用于FDM工艺对ABS材料流动性和力学性能的要求。聂富强等[12]发明并公布了一种ABS线材的制备方法。首先将聚丁二烯橡胶剪碎溶在苯乙烯中,然后加入丙烯腈单体和稀释剂后搅拌成均相,再加入引发剂,在一定温度下连续本体聚合后获得可用于FDM工艺的ABS。利用优化后的制备方法成功制备了ABS,且制备的ABS耐热性好、抗冲击强度高。黄旭辉等[13]公开了一种3D打印用ABS材料,材料为核壳结构,核体为改性的ABS材料,壳体为聚砜(PSF)材料。通过将材料制备成核壳结构,材料同时具有ABS的高韧性和PSF的高耐热性和成型收缩率小等优势,取长补短。在ABS材料内添加抗冲击改性剂来增强材料的弯曲强度和压缩强度,改善力学性能;利用小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面,更好地结合ABS材料与PSF材料,解决了复合材料界面结合力较弱的问题,扩大了ABS材料的使用范围。 2.2聚乳酸 聚乳酸是以玉米或甘蔗为原料,经过发酵制成乳酸,最终转化为聚乳酸[14]。聚乳酸具有良好的光泽性、延展性、降解性、生物相容性,打印的制品硬度好,色彩鲜艳,透明富有光泽,外观细腻,打印过程中不产生难闻气味,是3D打印最好的原材料[15]。聚乳酸的缺点也同样明显,其韧性和抗冲击强度较差,打印制品脆性大,强度较低,尺寸稳定性差,不能抵抗温度变化,当温度超过50℃就会变形,限制了其使用范围[16–18]。为此,国内外学者做了很多工作来改善聚乳酸的性能。 2.2.1国外 D.Drummer等[19]将磷酸钙与聚乳酸复合,通过FDM技术制备组织工程和颌面外科用材料,研究了喷嘴温度对复合材料力学性能的影响。结果表明,喷嘴温度为225℃时,复合材料的模量为3122N/mm2,力学性能最好,而温度为235℃时,所得复合材料具有最低的拉伸强度和断裂伸长率。德国FKuRKunststoff公司与荷兰Helian公司合作,制备出用于FDM的高性能PLA材料,该材料通过加入天然纤维来提高PLA的强度和尺寸稳定性。荷兰Colorfabb公司最近开发出两款新型PLA材料,具有木质效果的WoodFillFine和仿竹子的BambooFill。随后,Colorfabb公司又推出一款独特的PLA线材——具有软木效果的CorkFill。与传统的木材相比,新型纤维增强PLA材料打印的制品外观独特,具有很好的木质效果,并且没有设计限制[20–21]。日本JSR公司推出一系列高性能PLA线材,命名为FABRIAL。此系列产品强度高,韧性好,加工过程中不易折断,制品稳定性好,可用于制造最终产品,有效解决了PLA材料打印制品脆性大、强度较低等问题,扩展了制品的用途。今后该公司将充实产品种类,推出具有特殊性能的产品,以满足多种用途需求[22]。 2.2.2国内 谭志勇等[23]将一种环氧类大分子扩链剂与PLA树脂进行共混,研究扩链剂用量对PLA相对分子质量的影响,以及热处理时间和温度对共混物机械性能和结晶性的影响。结果表明:扩链剂中的环氧基团与PLA中的端羟基、羧基发生反应,PLA的相对分子质量大幅提升;选择合适的条件进行热处理可以使PLA及其共混物结晶,PLA的强度和尺寸稳定性均得到了提高。鄢国强等[24]发明并公布了一种适用于FDM技术的改性聚乳酸复合材料,将PLA、扩链剂、增韧剂、分散剂等经高速混合机混合后,利用挤出机挤出拉丝得到线材。与纯PLA相比,该材料具有良好的柔韧性,同时冲击强度、耐热性和断裂伸长率得到了较大的提高,将该复合材料用于FDM技术,成品具有表面光洁、尺寸稳定等优点。陈庆等人[25]发明并公布了一种FDM工艺用聚乳酸材料及其制备方法。该方法利用低温粉碎混合反应技术改性PLA,改性后的PLA材料机械性能和热变形温度大幅提升,扩大了PLA材料的使用范围。增韧改性后的PLA材料打印温度为200~240℃,打印过程中材料收缩率小,无气味,打印过程流畅,制品尺寸稳定,富有光泽。 2.3聚碳酸酯 PC是一种分子链中含有碳酸酯基的热塑性树脂。它性能优良,是目前使用最多的热塑性工程塑料之一[26–27]。PC几乎具备了工程塑料的所有优良特性,抗冲击性能好、无味、耐高温、抗弯曲、强度高,此外还具有良好的阻燃特性,可用于FDM工艺制备高强度产品[28]。但PC也存在一些缺点:颜色单一,着色性能不理想;PC中含有致癌物质双酚A,在高温下会析出,影响人体健康;价格相对较高;打印温度过高(超过300℃),不适用大多数的桌面3D打印机。 2.3.1国外 Stratasys是世界上第一家推出PC线材的3D打印公司。用该线材生产的产品强度高,耐热性好,最高可耐145℃。随后,Stratasys公司开发了工程材料PC/ABS。PC/ABS同时具有PC的高强度以及ABS的高韧性,力学性能大幅提升,使用该材料配合FORTUS设备制作的产品性能更佳。随后,Stratasys公司又推出了Polycarbonate–ISO(PC–ISO)材料。PC–ISO[29]是FDM技术可采用的材料中强度最高、耐热性最好的生物相容性材料。它通过γ射线、环氧乙烷进行杀菌并且符合ISO10993和美国药典塑料VI级标准,具备PC的所有性能,又具有良好的生物相容性,广泛应用于食品包装行业及医疗器械行业。 2.3.2国内 2014年,广州傲趣电子科技有限公司公布了一种高性能PC线材。此种线材用拜耳公司生产的食品级PC原料制作,可用于FDM工艺。该线材打印过程平台温度为120~150℃,喷嘴温度为255~280℃,流动性好,制品强度高,外观光泽细腻,尺寸精度高,不含双酚A,有效解决了PC材料的致癌问题。2015年,来自上海的3D打印材料制造商Polymaker与先进化学材料开发商Covestro(前身为拜耳材料科技)联手,共同开发出了两款专门针对桌面3D打印机的全新聚碳酸酯3D打印线材——PolymakerPC–Plus和PolymakerPC–Max。这两款线材经过特殊配方已经将打印温度从300~320℃下降到250~270℃,有效解决了PC材料难以用于桌面3D打印机的问题,打印温度的降低同时也减少了在打印过程中出现翘曲或变形的可能性。管国虎等[30]公布了一种FDM用芳香族聚酯材料及其制备方法。该发明首先将芳香族聚酯加入芳香族聚碳酸酯中进行共混改性,然后将共混物加工成细条状,再用适当剂量的电子束辐射使其发生一定程度的交联。该方法保持材料熔融加工性能的同时又达到了本体增强的目的。改性后的材料抗冲击性大大提高,使芳香族聚碳酸酯具有更加广阔的应用。 3展望 FDM技术相对于其他快速成型技术,由于具有成型速度较快,产品性能好、易清洁,后处理简单,设备体积小、易维护等优点,因而将会有更广泛的应用。经国内外学者的共同努力,FDM技术最常用的ABS、PLA和PC材料的性能大大提高,为FDM技术的广泛应用奠定了基础。目前国内有能力生产用于FDM技术的丝材的企业较少,且产品较国外有较大差距。因此,今后应加大对3D打印企业的资金支持,鼓励技术革新,研发高质量产品,缩小与国外的差距,促进我国3D打印产业的发展。 作者:魏欣 刘洋子健 张成彬 张均 姜志国 单位:北京化工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料的化工原理教改 一、阐明高分子生产加工与化工生产间的内在联系 高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法,化工原理课程也是海南大学(以下简称“我校”)高分子材料与工程专业的一门专业基础课。学生在初学化工原理时可能感觉与高分子加工技术相差较大,对将来专业知识没有直接帮助,学习的积极性与主动性均难以充分调动,甚至还易产生消极抵触的情绪。因此,在课程刚开始的绪论这一章的教学中在介绍什么是化学工业过程时笔者不以教材里的传统化工加工为例,而是详举高分子行业中运用化工原理知识进行材料加工处理的实例,提前介绍一些高分子材料加工的方法,拉近学生与传统化工加工技术的距离,让学生理解高分子加工的一些操作与传统化工类的操作间的异同点,以便消除同学们内心的疑惑,指明高分子材料加工专业的同学学习化工原理知识的必要性。如天然橡胶的初加工是海南(以下简称“我省”)省的特色产业也是我校高分子材料专业的一个重要方向。从天然橡胶树上采割的胶乳经过一系列的处理得到干胶产品(如图所示)。在这个过程中干燥、浓缩、压片等操作与传统化工生产中的相关的单元操作一样,所用的基本原理相同,设备基本通用。高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯气体在常压常温下,加压输送合成前的加热升温操作及反应后产物的分离与传统化工专业的流体输送原理及加热原理是相同的,所用设备是相通的。 二、将高分子加工工艺融入化工原理的课程教学中 在高分子材料的加工中采用了大量的化工单元操作。但这些高分子加工艺在传统的化工原理教材中是看不到的。这就要求任课教师具有高分子材料加工方面的知识背景,这样可以将高分子加工工艺中运用到的化工原理的知识融入课程的教学中,学生领会到该门课程的知识在专业知识中的基础作用学习兴趣才会提高,并且在将来的工作中能有意识地提前运用化工原理的理论知识,进行企业的节能降耗等的工艺改进。如在以动量传递理论为基础的单元操作的有关教学中,教材通常是以牛顿型流体如水、苯或甲苯等常规化学品的流体输送为例,而高分子材料专业的学生处理对象多为大分子材料,所处状态通常固体颗粒或黏稠状态,属于非牛顿型流体范畴。因此教材中的例子缺乏对高分子材料专业学生的足够吸引力,难以达到应有的示例效果。教学中我们以胶乳厂中天然浓缩胶乳的生产工艺为例,说明工艺中我们利用泵提供新鲜胶乳能量,促使其流入高速离心机中,而离心机是非均相物分离的一个单元操作。高分子量的聚异戊二烯在离心机转鼓的轴中心较远的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚异戊二烯在轴中心附近富集。将这两个位置的乳液分别导出就分别得到浓缩胶乳和胶清胶,并利用非牛顿型流体的阻力计算方法表明,由于胶乳的黏稠度远大于水的黏度在动力消耗上要比同等条件下输送水的动力消耗大。鉴于在塑料或橡胶的加工生产中大量运用到了螺杆挤出机。所以在流体输送设备介绍中,笔者是以螺杆挤出机在塑料加工中的应用为例,说明螺杆挤出机的工作原理,并且介绍在塑料挤出机的料斗的颗粒进料系统中可以利用固体流态化技术,采用真空吸料或用鼓风机压料进行原料输送。在以热量传递为理论基础的单元操作中,在介绍以导热方式进行的热传递时,笔者以未硫化胶膜在平板硫化仪内加热硫化为例进行导热说明。而以塑料在螺杆挤出机内或橡胶在炼胶机上进行塑炼时的粘流态受热为例介绍对流传热热传递方式。在以质量传递为理论基础的单元操作中,以粉末涂料的生产为例,介绍喷雾干燥工艺。这些将高分子材料加工工艺融入化工原理的课堂教学中,拉近了材料加工与化工原理知识间的距离,提高了学生学习的兴趣,起到明显的教学改革效果。 三、以高分子材料为实验对象 化工原理一般是同学们从公共基础课转向专业课学习所接触到的第一门工程性课程,亦是一门理论与实践紧密结合的技术基础课程。它的实验课教学设计至关重要,其不仅关系到整门课程教学效果的好坏,更是决定能否推进该课程素质教育的关键环节之一。为提高高分子材料类专业同学参与化工原理实验课的学习热情,笔者在实验教学中选择高分子材料进行相关的实验。如干燥实验中有的专业以甘蔗渣纸板为实验对象,获得有关纤维的干燥过程曲线和干燥速率曲线。而我省特色产业天然胶乳加工中有将天然胶乳干燥制备成干胶的这一操作。为了结合我校的高分子材料专业,专业实习提前将有关化工原理的知识融入到专业学习中。实验中以天然胶乳制备的湿膜片为实验材料,获得天然胶乳薄膜制品的干燥过程曲线和干燥速率曲线,为以后同学们去胶乳厂参观实习提供理论和实验依据。这一举措不仅有效激发了同学们参与实验研究的主动性,反过来也极大促进了该课程理论学习的积极性。 四、有的放矢传授教学内容,适应少学时的课程教学计划 在高分子材料类专业的教学计划中,化工原理虽也多被列为必修课程,但相比化工类专业,其教学学时要少得多。因此,如何在有限的学时内,引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上,有的放矢地传授教学内容,引导学生自主复习,进行课外自学。如化工原理教材中有大量公式推导过程,少学时专业课的教学中不容许课堂上在公式推导中花费大量的时间,课堂教学中会简单介绍推导思路,鼓励学生课前及课后自学,重点放在有关理论的应用上。如离心泵理论扬程的方程式的推导过程,运用了前期我们学过的伯努利方程的知识和几何学中速度的矢量运算知识。在教学中要求学生课前自学,教学重点在分析、总结和对公式的理解和运用上。考虑课程特点,在蒸发等单元操作上分配课时较少,而对于膜分离这类单元操作,由于与高分子材料有密切关系,安排一定的学时学习这类单元操作的原理。这样做到有的放矢,尽可能与专业产生一定的关联,为专业知识拓宽坚实的专业基础知识。 作者:张可喜符新何映平李志君单位:海南大学材料与化工学院 高分子材料论文:生物可降解高分子材料 摘要:我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。本文探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。 关键词:高分子材料可降解生物 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。 1、生物可降解高分子材料概念及降解机理 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。 因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。 2、生物可降解高分子材料的类型 按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。 2.1微生物生产型 通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。 2.2合成高分子型 脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。 2.3天然高分子型 自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。 2.4掺合型 在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。 3、生物可降解高分子材料的开发 3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法 传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。 3.1.1天然高分子的改造法 通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。 3.1.2化学合成法 模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。 3.1.3微生物发酵法 许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。 ;3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成 用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。 3.3酶促合成法与化学合成法结合使用 酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料新晨 4、生物可降解高分子材料的应用 目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收利用研究 摘要:高分子材料是现代社会生产加工中应用的主要原料形式之一,建筑材料中高分子的应用更是随处可见,结合生活中高分子的应用,从职业院校教师的角度,对建筑材料中废旧高分子材料的回收利用探究。 关键词:建筑材料;高分子材料;回收利用 随着社会经济发展水平的逐步提高,社会发展的范围也得到扩大,现代建筑材料中,主要应用以塑料、橡胶、纤维为主的高分子材料作为主要的建筑材料,高分子材料在建筑材料中的应用,可以降低建筑的成本,实现现代建筑的使用寿命得到延长,但建筑材料中废旧高分子材料应用的回收不当,对社会环境造成较大的污染,结合高分子材料的特性,对高分子的回收利用进行探究。 1废旧高分子材料的危害分析 高分子材料主要是由塑料、橡胶以及纤维等资源,是一种新型符合建筑材料,废旧的分子如果不能得到及时降解,则会在太阳光的作用下发生化学反应,产生以二氧化硫为主的污染气体[1],对造成大气污染,同时,高分子中的塑料成分中含有大量的聚乙烯,可降解性较差,从而在社会中产生有色污染垃圾,对社会环境造成直接污染,严重影响了社会环境的建设。结合以上对高分子材料的危害的分析,提出高分子在现代建筑材料中回收利用的分析措施,实现高分子在建筑材料中应用的进一步探究。 2建筑材料中废旧高分子的回收利用 2.1建筑材料墙体的应用 高分子在建筑材料中的应用,可以作为建筑材料墙体,高分子转换为玻璃塑料混合墙体,高分子的主要材质中塑料可以到达塑性的作用,从而实现建筑材料的外部形态结构得到稳固,大大提高了现代建筑墙体的稳定性和固定性,此外,高分子制作的新型融合性结构中充分发挥高分子抗压,耐高温的特点,而新型建筑墙体中融合了玻璃材质,使废旧高分子转化后的建筑墙体可以达到比传统墙体建结构更加完善的建筑稳定性受压能力,为废旧高分子的二次利用提供了应用的新范围[2],为我国现代建筑行业的发展提供新的符合材料。 2.2金属橡胶混凝土 金属橡胶混凝土是现代建筑中应用的一种新型建筑材料,主要由不同硬度的金属,塑料、橡胶等部分组成[3]。金属橡胶混凝土的应用能够解决现代墙体建筑中存在的墙体裂缝等问题,可以提高施工建筑的密封性。例如:应用传统的建筑材料进行施工建筑中,施工材料受到墙体的压力或者温度的影响,容易出现墙体裂缝或者密封性降低的情况发生,导致建筑施工的质量出现问题,采用金属橡胶混凝土后,墙体施工后,应用新型混凝土对墙体建筑充的对接缝进行外部填充,新型混凝土中含水量较低,能够解决墙体施工建筑中施工开裂的问题,提高了现代建筑的施工质量。 2.3混合建筑保温层的转化 高分子材料在建筑应用材料中的回收利用,转化为混合建筑保温层,是直接的综合利用的体现。现代建筑中墙体保温层建筑是主要的建筑问题之一,传统的墙体保温层采用双层保温板,但保温板经过一段时间的应用后,受到墙体中水泥的侵蚀,使保温板的保温效果下降,用户入住后,一段时间后室内温度明显降低,房屋建筑的保温效果下降,高分子可以转化为泡沫保温层,新型高分子混合泡沫保温层的主要成分是塑料和橡胶,可以抵抗水泥长时间的形侵蚀,到达保证保温层长期持久豹纹的效果。此外,新型混合保温层具有较好的吸声作用,能够达到施工墙体建筑保温效果好的同时增强了墙体的隔音效果,完善我国建筑施工技术水平的进一步优化发展,实现废旧高分子的综合应用。 2.4新型防水符合材料 高分子材料在现代建筑领域的应用,为我国建筑施工的材料创新应用提供了更加全面的应用范围。高分子材料的应用,可以达到新型防水材料的使用。现代建筑施工中,采用硅酸水泥和粉煤灰以及聚乙烯作为主要的构成材料,新型防水材料的应用,可以实现外墙墙体建设与保温层之间的隔水性增强[4],能够打破传统墙体建筑保温层中保温层受到外部墙体渗水的影响情况,新型防水材料中聚乙烯可以使施工材料表面形成保护膜,达到及时阻隔外部墙体渗入到墙体中水分的作用,实现我国整体建筑施工墙体的防水性得到大大提高。例如;新型符合防水层可以将外部墙体渗入的水分进行阻隔,聚乙烯将深入的水分转接给粉煤灰,粉煤灰吸收水分,保持保温层的环境干燥,达到保护墙体保温性,延长墙体使用寿命的作用。 2.5复合地板的应用 高分子在建筑材料中的回收利用,体现为复合地板的应用,新型建筑材料的施工建筑具有加强的耐用性,复合地板的主要材料是由传统的木质材质和聚乙烯作为主要的材质,地板的木质材料保留了传统地板中木质地板材质问题,同时融合聚乙烯可以提高地板的防水性和耐磨性,表面的聚乙烯薄膜能够达到保护地板日常应用中与坚硬物体之间的摩擦痕迹,增强地板的耐磨程度;此外,新型符合地板可以保护地板不受到蛀虫的影响,延长地板在实际的使用寿命。 3结论 高分子是现代社会建设中经常应用的一种建筑材料,结合建筑材料对废旧高分子技术的探究分析,实现我国现代社会发展材料综合应用,促进我国现代社会发展资源的综合利用。 作者:陈玲琳 单位:湖北工业大学 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收及应用 1.我国废旧高分子材料回收的现状 对废旧高分子材料进行处理可谓是一把双刃剑,运用得好能够节约资源,保护环境,如果没能够处理好,就会给我们的生产生活带来一定的负面影响,甚至还会是出现毒有害现象。将废旧材料应用到建筑建设当中,既可以进一步降低高分子材料给我们的生产生活带来的影响,还可以为建筑工程提供更多更好的建筑材料的来源。随着科学技术的发展、社会的进步,会有更多新型的高分子材料问世,从而提高整个建筑行业的经济效益,实现环境效益、社会效益、环境效益的有机统一。我国处理废弃的高分子材料的技术还相对比较落后,绝大部分处理方法也只是简简单单的再生及复合再生。在这种情况下,大批量的废弃高分子材料就会被当成垃圾,随意丢弃,大量的废旧高分子材料给我们的日常生活带来了极大的影响,严重污染了我们的环境,例如:分散在土壤中塑料地膜,很容易导致土质板结,不利于农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片也容易导致相关建筑引起火灾;再降解的过程中,部分废旧高分子材料会释放对人们身体健康非常有害的毒素。现阶段,我们迫切需要处理好这些废旧的塑料、纤维、橡胶等问题。 2.废旧高分子材料在建筑材料中的应用 当今的世界是一个充满高分子材料的世界,我们在一方面享受高分子材料给我们的生产生活带来极大的便利的同时,还要考虑废旧高分子的处理问题。处理废旧高分子材料有益也有弊,废旧材料处理得好,则有利于降低高分子材料给我们带来的危害,不仅如此,还能够帮助我们降低生产生活成本;如果处理不好,就会危害环境,给我们的身体健康造成损害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料,能够有效解决废旧材料无法处理的难题,一方面可以降低废旧高分子材料的危害,另一方为工程建设提供了一条新的建筑来源。随着科学技术的进一步发展,新型材料将会一项接着一项的问世,最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。首先,废旧高分子材料在建筑当中可以当做墙体材料来应用。随着我国相关使用粘土砖禁令的进一步公布,我国建筑工程行业已经开始进一步加强了新型墙体材料的开发和应用,因此,回收废旧高分子材料具有非常重要的意义,极大的支持了墙体材料的进一步创新。现阶段,新墙体材料的相关技术已经日益成熟,并逐步应用到生产实际当中,与我们的生产生活密不可分,具体来说,主要包括以下几个方面:一是将塑料同玻璃有机结合成在一起形成的样品砖。现阶段,我国已经研制出了将玻璃和塑料复合而成的样品砖,这种样品砖并得到了极大的应用。二是金属橡胶混凝土。金属橡胶混凝土材料的性能较强,有利于解决混凝土的各种结构问题,例如我们通常见到的隔音差以及抗震性能不够等。三是聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。这种砌块的规模通常比较小,且具有很强的隔音效果以及抗压强度较高,属于高质量的、质量较轻的墙体材料。在实际工作过程中,砌块的聚苯乙烯泡沫塑料外部包裹的水泥浆层起着重要的骨架作用,因此,基本上泡沫塑料不受外力的作用。四是利用粉煤灰和废旧塑料制作成的建筑用瓦,这种瓦的研制,一方面能够极大的降低成本,另一方面还可以消除白色污染。五是充分利用废泡沫材料制作新型的保温砖,这种保温砖具有防火性能好、造价低廉等特点。 其次,废旧高分子材料在建筑装饰材料中的应用。每一个建筑材料中都不能缺少建筑材料,如果建筑当中缺乏装饰材料则会极大的影响我们日常的生产和生活,甚至还会对人们的身体健康带来极大的影响,更有甚至,还会引发重大的疾病。因此,我们可以将废旧高分子材料应用到建筑装饰材料中,一方面能够降低整个建筑的建设成本,另一方面还提高了安全性能,减少了环境污染,可以说是一举多得。具体来说,可以进行以下几个方面的运作:一是,充分利用废旧塑料来生产建筑装饰板材。现阶段,我国相关部门已经对这方面给予了研究,取得了一定的成绩。该技术的主要原理在于是用色素添加剂、废旧塑料、增强剂等原料,以重量为基本单位,现将废旧塑料清洗干净,将其晒干后,进行融化成为细颗粒,再次融化的同时,添加增强剂以及色素添加剂,并将其冷却成为我们需要的形状,在此基础上,涂上鲜艳的色彩,将其制作成成品。二是,利用废旧高分子材料制作组织燃烧的一种废旧材料。根据相关报道,通过在一些废旧塑料和锯粉末中加入一定添加剂的方式,可以制作有效阻止燃烧的一种建筑装饰材料。经过试验证实,这种材料的阻燃性非常强,因此,完全可以应用到建筑当中,一方面能够为建筑装饰建材提供更多的种类,另一方面还能够保护环境,为美化环境做贡献。再次,废旧高分子材料在其他建筑材料当中的应用。近些年来,废旧高分子材料逐步应用到建筑材料中得到了广泛的应用。具体来说,包括以下几个方面:一是废旧聚苯乙烯泡沫塑料和粉煤灰共同制造的防水材料。以普通硅胶为材料,添加少量防腐剂,从而形成质量良好的保温防水材料,该材料能够将防水和保温隔热有机的融为一体,该保温防水材料的强度较高、密度相对较低、保温隔热性能极好,可以说,是一个非常理想的屋面保温材料。二是,利用废聚烃类树脂生产塑料地板,现阶段,我国已经研究出该项产品,并取得了极大的成功。在世界塑料家族中,“PVC”的产量相对较高,制品也比废品相对较多。由于“PVC”是一种含卤物质,因此,想要回收该材料受到很多因素的限制,运用这项技术能够生产出很多建筑材料产品,我们常见的有用废农膜、碳酸钙、润滑剂、稳定剂、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。总而言之,废旧高分子材料在建筑当中的应用,一方面降低了建筑的建设成本,另一方面还保护了环境,可以说是,一举多得。近些年来,我国对该方面的研究,也取得了一定的成效,并获得了极大的成功。 3.结语 随着我国社会的发展,废旧高分子材料的应用范围越来越广,这些废旧材料应用到建筑当中已经成为了大势所趋。正因如此,我们应当予以高度的重视。在日常的生活和工作中,进一步加强该项工作的研究,相关部门应当进一步加大资金投入力度,组织科研人员进行研究,为建设资源节约型、环境保护型社会努力。 作者:聂芹 胡冰峰 单位:江西现代职业技术学院
安全科技论文:构建安全科技服务新模式 2014年以来,山西省安全生产科技支撑任务日益加大。山西省安科院努力加快自身发展,增强安全科技支撑能力,有针对性地提出了深化改革、转型发展的总体发展思路,包括全面整合安全科技优势,积极拓展安全生产科技合作,努力打造“政、产、学、研、用”一体化,努力构建新形势下安全科技服务发展的新模式,全面提高安全科技支撑能力。 开发新领域 山西省安科院通过强化与市县政府合作,开发了区域性安全科技服务新领域。区域性本质安全建设是推动区域整体安全生产工作的有效方式,也是安全生产科技支持安全发展的新途径。为此,省安科院研究分析了山西省各市县产业结构、安全生产形势和经济发展特点,确定了重点支持方向,制定了整体服务框架和具体实施方案,选择了全省非煤矿山大县――忻州市繁峙县,作为区域性安全科技支持的重点之一。繁峙县是山西省工业大县,以铁、金、银、钼等金属矿业为主导产业,选矿厂、冶金、炼焦、化工、金属加工销售等相关企业较多。2014年6月7日,山西省安科院与繁峙县人民政府签署了“创建省级重点安全生产示范县”合作协议。在协议中,确立了一年初见成效、三年建成“省级重点安全生产示范县”的目标。 山西省安科院主要为该县提供企业危险源辨识和风险预控管理体系建设、日常安全生产“六查”(查思想、查领导、查现场、查隐患、查制度、查管理)、企业安全生产能力提升与过程控制体系建设等支撑工作,同时还提供事故应急救援、调查分析,以及组织控制培训、考核评估等全方位服务。针对该县金属矿山、冶金企业、尾矿库多的实际情况,山西省安科院还为该县有关企业提供职业卫生检测检验、职业病危害因素治理等方面的支持,拓展了区域性安全科技的新服务。目前,山西省安科院正在与省内其他市县进行合作洽谈,以进一步扩大区域性服务范围。 “创建合作”工作的开展,使山西省安科院在繁峙县构建了多行业、多领域、多技术、系统性、综合性区域安全科技服务格局,形成了“一个中心、两个平台、三项支撑、四个重点、五项服务”的安全科技服务模式,即:以县域安全发展为中心;成为安全科技服务平台和安全科技研发实验平台;强化了重大危险源监测、安全隐患检测排查、职业病危害因素检测与治理的三项科技支撑;以企业危险源辨识和风险预控管理体系建设、日常安全生产检查、企业安全生产能力提升与过程控制体系建设、参与事故应急救援和调查分析工作,以及组织控制培训和考核评估的四项合作为重点;给予安全评价、职业卫生项目建设“三同时”、安全生产标准化建设、设备设施检测检验、安全科技产品推广五项服务。同时,还在整体安全科技服务中实现了“三个延伸”,即:在安全科技发展中向采空区治理、岩爆预防治理技术研究、相关行业安全生产措施整体推进延伸。通过这些举措,使得由原来单个企业、单一服务的零散型服务,变为综合性、系统性、集中性服务,安全生产科技服务效果大幅提高,有力提升了山西省安科院竞争力和安全生产科技的全面快速发展。 通过“创建合作”,陕西省安科院还初步形成了集“政府主导、安监督导、企业落实、科技支持”为一体的整体协调并统筹推进的安全生产工作新格局,较好地解决了落实安全生产各项措施中政府、监管部门、企业主体、安全科技占比不协调的弊端,解决了安全生产监管与安全科技服务不同步,导致安全隐患治理此起彼伏的问题。对于有效提高区域安全生产针对性、协调性和监管科技同步的系统工作能力,提高区域性安全生产整体发展水平,产生了重要作用。 深化新格局 山西省安科院在支持企业安全发展中,以往主要采取单一的安全技术服务方式,既不能满足企业需求,又不利于安科院的发展,造成资源利用率低、服务能力不能有效发挥。因此,省安科院力求扩大与产业企业的合作范围,构建系统性安全生产服务的新格局,为企业提供更加全面周到的安全生产科技服务,解决企业安全生产科技中的各种疑难问题,提高企业本质安全建设水平。截至2014年8月,山西省安科院已与山西中强煤化有限公司山煤焦电化材一体化工业园区签订了7个项目的整体安全科技服务协议,在安全评价、职业卫生建设项目“三同时”、安全隐患排查、职业病危害因素治理、安全生产标准化建设、设施设备检测检验等项目中,给予服务支持。此外,还与大同市天镇县瑞祥矿业公司签署了合作协议,从安全评价开始,为整个生产过程开展安全技术支撑服务,最终科企双方满意,提升了服务效果和工作效率。 强化与产业企业合作,形成了安全生产科技“线条式服务”, 拉长了安全生产科技服务“链条”。特别是与行业、大型条管企业的合作,拓展了全省的安全生产科技服务的覆盖面,突显了新形势下科企之间安全发展与科技支撑相互依存的新型关系,突显了安全科技专业化、系统化、高效化的服务形式,深化了安全科技服务内容,提升了企业本质安全建设效果,为安全科技发展和安全科技市场开拓奠定了良好基础。 培育新能力 强化与科研机构合作,培育共享安全科技服务新能力。山西省安科院在与北京航空航天大学、北京中关村科留园、太原理工大学、中北大学等高等院校和科技实体合作的基础上,2014年先后与3家科技机构签署了合作协议。一是与四川省安科院的“院际合作”,发出了“加强安全生产科技建设,共创全国先进安科院(所)”的倡议,合作重点是引进四川省安科院先进的“三维激光扫描技术”,在山西露天煤矿排土场稳定性评估、非煤矿山尾矿库及高陡边坡监测监控、危化行业危险品储罐变形监控中进行广泛应用,填补了山西省安科院在该项技术的空白,提升了安全科技实力。2014年6月上旬,对五台县天和煤业张家庄排土场、东侧排土场和繁峙县宝山矿业小壁沟尾矿库,进行了完整、快速、高精度、无接触的三维激光扫描测量,采集岩土地质及地形三维数据,为边坡、隧洞等岩土工程三维模型的建立和变形监测提供基础数据,并对坝体进行了稳定性分析。二是与中化赛鼎有限公司的“跨际合作”,实现市场资源、人才技术合作共享。赛鼎公司在煤化工、工业工程中氯化、氧化、烷基化等工艺和设备设计上给予省安科院支持。三是与湖南凯天环保集团的“跨省合作”,致力于在职业病危害因素治理等方面的深层次合作。该技术在全省的运用,将极大地改善煤化工、煤矿、金属非金属、冶金等有关行业企业职业病危害状况,提高全省职业卫生安全水平。 山西省安科院通过强化与科研机构“院际、跨际、省际”合作,形成了“链条”式安全科技发展格局,带动新技术、新人才源源不断吸收进来,拓宽了自身安全生产科技能力。通过广泛合作,较好地实现了技术引进对接、市场资源共享、科技人才培养、推进项目研发、增强支撑能力。目前,山西省安科院开始着手建立隐患排查系统和信息平台建设,具有国际领先水平的滤毒罐项目研究已取得重大进展;职业病危害因素防治技术已申请了国家专利;处于国内领先水平噪声治理技术也取得突破性进展,进入了最后攻坚阶段;处于国内领先水平的“尾矿库溃坝灾害数值模拟分析系统研发项目”等科研项目进入了推广应用阶段。至此,山西省安科院已基本形成了集“市县政府、产业企业、科技机构、高等院校、推广应用”一体化,构建了新形势下安全科技发展的模式,对于提高安全生产科技支撑能力和服务水平具有重大现实意义。 安全科技论文:浅谈安全科技在油气田生产方面的应用 【摘要】:油气田的开发生产具有高温高压、易燃易爆、有毒有害等特点,危险因素和不确定因素较多,发生事故的几率较高,是一个高危行业,给安全生产带来极大的困难。但随着各种安全科技成果、新装备的推广应用,油田的安全生产监管取得了很好的效果,使油区的安全生产水平有了明显的提高和质的飞跃。本文介绍了近年来我油田安全科技方面取得的成绩;探讨了科学技术已成为安全生产监管工作的强有力的支撑;同时从安全科技体制机制、研究、投入等方面分析了存在的主要问题;提出了相应的对策建议,倡导企业应该用创新和改革的思路及勇气进一步推动安全生产科技的快速发展。 【关键词】:科技 安全生产 监管 应用 一、安全生产监管工作迫切需要科技支撑 近年来,我油田正处于建设大油田的关键时期,也处于滨海新区开放开发的显著位置,对油田的安全生产监管提出了更高的要求。油田开发过程中在安全监管方面产生的新情况、新问题不断显现,安全生产监督管理的难度、复杂性不断加大;由于安全生产投入不足所导致的安全基础设施不配套或严重不足、装置落后等情况的好转不可能一蹴而就,这就决定了油区的安全生产形势严峻,事故防范和处理的复杂性和技术性大大增强,一旦发生重大事故造成的影响和损失不可估量。要扭转和缓解这种严峻形势,必须依靠科技进步和创新。科技作为解决当前和未来安全生产重大问题的根本手段,其重要性和紧迫性日益凸现,它对安全生产基础的巩固和保障作用越发显现,因此迫切需要先进的安全管理技术和安全生产技术标准体系,来有效指导安全生产,来提升安全防护整体水平,来提高监督管理的针对性、时效性,促进企业安全技术升级。 (一)安全生产监管的特点需要科技支撑 安全生产监管几乎涉及所有的领域,涉及众多的事项。它适用领域广、专业性强、技术要求高,其特点决定安全生产监管需要科学技术的支撑。预防为主是安全生产的重要方针,也是安全生产的灵魂所在。只有把工作重心向事前预防倾斜,超前防范,未雨绸缪,才能把事故消除在萌芽状态,才能切实保障人民的生命财产安全。但目前我们的事前监管手段比较落后,缺乏必要的科技手段,大部分监管只能凭借经验,靠的是眼看、手摸、鼻子闻。这种落后的手段,对于油田运行的变配电系统中存在的安全隐患:虚接、断路等等的预先判别无法实现,只有当问题发生后,才有可能去查找整改。由于缺乏有效的科技检测手段,无法预先查找出隐患部位,任由隐患升级。隐患处理固然重要,但是指导事故单位进行隐患整改,彻底消除安全隐患,避免类似事故的发生有着更为重要的意义。 二、 科技在安全生产监管中的应用 (一)建立了HSE管理系统,提高企业自身安全监管能力 企业是安全生产的责任主体,如果每个企业都把自己的责任履行到位,实现其本质安全,那么事故就没有发生的可能了。但目前企业在安全管理上存在着一定问题,为此油田公司创建了HSE管理平台,包括:HSE过程控制系统、HSE事故隐患管理系统、HSE特殊作业系统、不停产检测系统、安全经验分享平台等等,实现了对企业安全生产管理的信息化,着重解决了以下的突出问题:一是之前油田公司多采用召开会议、下发文件、联合检查的方式进行沟通,行政效率低、部门之间沟通难的问题,安全主管部门将监管情况放入系统中,其它部门可进行有针对性管理和落实;二是解决企业安全管理不专业的问题,系统中录入的安全隐患按照专业特点和分工由相关专业部门落实治理,使企业按照标准化方式进行管理;三是对企业进行安全提醒。提醒企业按时阅读上级部门的通知通告、按时进行特种设备年检、按时进行人员培训;四是上级安全主管部门与下属单位进行一对一的沟通工作等等。总之,运用现代化网络信息管理技术,在上级部门与公司间、公司与下属单位间建立起一个多向的、互动的安全信息平台,实现对企业的实时监控和标准化管理。 (二) 发生事故后实施有效救援,是企业义不容辞的责任。目前对简单事故救援问题不大,但一旦发生灾难性事故,如火灾、坍塌、毒气蔓延、井喷失控、爆炸等救援人员不能进入事故现场的情况,或遇到现场光线黯淡,救援人员仅凭肉眼无法观看的时候,我们的救援指挥者、专家无法对事故现场作出正确的判断,从而影响事故救援。针对这种情况,我认为研发危险场所应急救援防护装备,对在特殊条件下实施救援大有益处,对救援人员配备先进的救援装备:人员生命报警仪、有害气体探测仪、正压呼吸器、先进的声纳通讯指挥系统、高温耐火服等等,可以显著提升救援能力和效果,减少人员伤亡和财产损失,缩短事故救援处置时间。 三、 科技在安全生产监管方面存在的问题以下几点: (一) 安全生产科技工作的地位有待提升,“科技兴安”的各种配套政策有待完善。科技是第一生产力,但从目前情况看,油区的安全生产工作主要还是依靠各级安全监管部门的行政管理,科技远未成为提升安全生产水平的主要动力和手段。 (二) 安全生产科技投入严重不足。安全科技投入缺乏激励政策,投入机制不完善,对安全科技经费投入不足。目前,油田安全生产科技投入仍没有明确可靠的资金渠道,导致安全主管部门没有足够的资金和人力组织对一些公共性、关键性和基础性的安全问题进行研究。 (三)安全生产科技整体发展水平还处在初始阶段。油区的安全生产科技工作起步晚、基础差,发展水平大大落后于其他重点专业和领域。当前安全生产科技成果的数量、质量和转化率都比较落后,安全生产科技贡献率低;安全技术自主开发能力差,一些长期制约安全生产的共性、关键性问题尚未解决,安全生产的科研储备匮乏。 (四)安全生产领域人才培养严重滞后。每年油田接收安全生产管理专业学科的人才依然不足;现有的从事安全生产管理的人员缺乏进一步培养深造的机会;未完善和建立各级的安全生产专家库,不能充分发挥每个安全生产专家的作用,安全生产专家组成员更新缓慢、科学技术和安全管理知识有待提高;有关安全技术研究专家没有形成统一的研究机构和学术研究平台,缺乏高层次安全技术人才的引进。 四、 结论 近些年来,油田安全科学技术研究和应用取得了明显的进步,在科研投入、研究成果转化等方面的成果喜人,对促进安全生产形势持续稳定好转发挥了重要作用。科学技术在安全生产监管中起着重要的导向和基础性作用,具有前瞻性和引导性,大力推广安全生产科学技术,对实施科技兴安战略,构建油区和谐社会起着重要作用,也是贯彻落实科学发展观的必然要求。 安全科技论文:追随安全科技创新的脚步 2013年8月,时值《劳动保护》杂志创刊60周年。回顾历史,全国人大常委、中国安全生产科学研究院副院长张兴凯高度评价了《劳动保护》杂志在推动安全生产科技方面做出的贡献:“《劳动保护》杂志一直紧紧追随安全生产科技创新的脚步,对安全生产领域的新技术、新知识,进行了大量宣传报道。我作为一名一直从事安全科技、教学的工作人员,从《劳动保护》学到了很多安全卫生知识,获得了很多科技创新的灵感。” 完善安全科技支撑体系 2006年,国务院办公厅了《安全生产“十一五”规划》,这是新中国成立以来,国家层面组织编制的第一部安全生产专项规划,也是国务院办公厅印发的第一部“十一五”专项规划。2011年9月21日,国务院常务会议讨论通过《安全生产“十二五”规划》(以下简称《规划》)。《规划》明确了“十二五”时期安全生产的6项主要任务:完善企业安全保障体系;完善政府安全监管和社会监督体系;完善安全科技支撑体系;完善法律法规和政策标准体系;完善应急救援体系;完善宣传教育培训体系。其中,“完善安全科技支撑体系”作为一项重要内容被特别强调。张兴凯认为:“不完善安全科技支撑体系,就不可能持续地产出高水平的安全科技成果;没有高水平的安全科技成果,安全生产就没有强有力的科技支撑;没有强有力的安全科技支撑,就不可能守住‘发展决不能以牺牲人的生命为代价’这条红线,也就不可能实现2020年安全生产形势根本好转的目标。” 持续关注安全科技领域 国家对安全生产高度重视的阶段,也是《劳动保护》杂志对安全生产科技创新领域进行大量报道的时期。长期以来,《劳动保护》杂志持续对安全生产科技领域的重点、热点话题进行宣传和报道,如:《靠信息化提升安全监管能力》《“金安”工程使安全监管全覆盖》《“6大系统”建设开始助跑》等安全生产科技类文章。2011年1月,在中国安全生产科学研究院的工作部署下,《劳动保护》杂志又特别开辟了“科技支撑”的栏目,专门介绍安全生产领域最新的安全科技项目及研究成果,引起了读者的巨大反响。对此,张兴凯也给予了高度的评价。 张兴凯说:“当时我分管中国安科院的科研工作,也参与了‘科技支撑’栏目的稿件推荐,布置给几个研究所(研究中心),以获得省部级科技成果奖的科技成果为主线,组织科技类文章在《劳动保护》发表。从微观的角度,这些文章宣传了中国安科院,介绍了中国安科院的科研成果,给中国安科院做了一系列很好的宣传广告,加快了院的非煤矿山‘6大系统’科技成果、尾矿库监测科技成果、化工园区安全规划科技成果、地铁安全科技成果的转化,并取得了较好的经济效益;从中观的角度,在中国安科院科技成果宣传示范下,《劳动保护》的‘科技支撑’栏目越办越‘火’,使得更多的安全科技成果有了一个很好的展示、交流平台,使很多科技单位、科技工作者和企业受益;站在宏观的角度,开辟‘科技支撑’栏目,提高了安全科技成果转化率,推动了安全科技对安全生产的科技支撑,进一步推动了安全科技的进步,使安全生产工作受益,使国家受益。可以说该栏目的成功,为实现2020年全面建成小康社会、坚决扼守‘发展决不能以牺牲人的生命为代价’这条红线也起了一定的作用。” 在2012年第2期和第3期《劳动保护》杂志中,张兴凯发表了《科技创新促进安全生产——解读》(上下篇),引起了读者的巨大反响。对于选择《劳动保护》杂志发表的原因,张兴凯说:“当了《规划》后,我觉得应该写篇文章,针对《规划》中的科技创新问题,以及科技创新与促进安全发展问题谈谈自己的认识。《劳动保护》杂志1953年创刊,发行量大,在安全卫生领域影响大,深受企业员工、安全监管人员和安全科技工作者的喜爱,又开辟有‘科技支撑’的栏目,文章写成后,选择在《劳动保护》上发表也就顺理成章了。我作为独立撰稿人或者与他人合作的文章,已经在《劳动保护》上发表过10篇以上了,十分感谢杂志社对我工作的支持。” 安全科技支撑体系影响及发展 在谈到构建安全科技支撑体系对安全生产的影响时,张兴凯深有感触地说:“从‘七五’到‘十二五’,我一直参与安全卫生科技工作。在‘七五’期间,我参与的一个科研项目是胶带输送机火灾监控。自己切身的体会是,社会对安全生产工作越来越关注,党中央国务院、各级政府和企业对安全科技工作越来越重视。在我的记忆中,‘九五’以来,中国安科院(当时是经贸委安全科研中心)一直协助政府部门组织安全科技攻关(支撑)项目和其他重大安全科技项目。‘九五’期间,由国家安全生产监管部门组织的科技部科技攻关项目的经费不到500万元,到‘十二五’期间已经增加到了20多亿元。科研经费多了,安全科技参与的人员就越来越多,研究领域越来越广,取得的科技成果也就越来越多、越来越实用了。这样一来,安全科技支撑体系也就越来越完善了。” 对于安全科技支撑体系发展趋势,张兴凯也有自己的理解。他说:“最近,国家安全监管总局在安全科技支撑体系建设中抓了几方面的工作,都非常好。2012年的《国家安全监管总局关于加强安全生产科技创新工作的决定》,进一步统一了认识,明确了目标任务和工作重点。国家安全监管总局安全科技‘四个一批’项目是依靠先进技术装备和科技创新驱动、实现安全生产形势持续好转的重要抓手,其中的一批安全生产技术示范工程就是安全科技支撑体系建设的重要内容。在安全基础建设方面,国家安全监管总局正在组织论证的安全科技示范基地建设项目,也是安全科技支撑体系建设的重要内容。这些项目的落实并逐渐发挥作用,将从根本上改变我国安全科技支撑不能适应安全发展需要的困境,也将在改变我国产业结构、建设创新型国家方面发挥其应有的作用。” 寄语《劳动保护》 “《劳动保护》在安全科技宣传报道方面,有很好的顶层设计,很好的策划方案,也有优秀的记者编辑团队,你们比我想得更好、更远。”张兴凯在高度评价了《劳动保护》杂志近些年工作的前提下,也提出了一些建议和希望:“我觉得,最重要的是挖掘报道适应国情、企业急需的科研成果。科技报道应急企业之所急,报道那些企业看得懂、能接受、起作用的科技成果;二是在‘科技支撑’栏目中,设立一些读者参与的科技题目,供读者发表自己的学术观点或者科技成果。比如提出‘发展决不能以牺牲人的生命为代价’,这是一条必须坚守的红线。我觉得,这条红线就是对安全生产工作的基本要求,或者叫作总目标。实现这个基本要求需要做很多具体的工作,这个总目标可以分解为若干指标,具体工作有哪些,总目标包括哪些指标,可供读者发表观点、凝聚共识。做好这项工作是意义重大的,也必将进一步扩大《劳动保护》影响力。” 最后,张兴凯表达了对《劳动保护》杂志的殷殷期待。他说:“《劳动保护》创刊60年,走过了一个甲子,成绩斐然,影响很大。祝愿《劳动保护》杂志越办越好,成为企业职工的安全手册,成为安全新技术宣传推广的教科书,成为广大安全卫生工作者交流信息最信任的刊物。” 安全科技论文:我国煤矿安全科技现状及发展方向探讨 摘 要:近年来,随着我国经济的发展、科技的进步,我国在煤矿安全生产工作方面已经取得了巨大的成就,但是由于的我国的煤矿自然条件差和开采人员结构复杂职业素质普遍较低,所以我国在煤矿生产安全方面依然存在着许多问题,煤矿安全生产状况依然不容乐观。而且目前为止,我国的煤矿安全科学技术和安全生产体系还不够成熟,这导致煤矿生产矿难频发,严重危害着生产人员的生命安全。接下来,笔者将在充分分析我国煤矿安全现状和所面临形势的基础上,提出了煤矿安全科技的发展方向,并指出了针对我国煤矿现有安全生产形势的对策。 关键词:煤矿安全科技 面临现状 发展方向 “安全第一,以人为本”是煤矿生产的基本准则,安全永远是煤矿监管人员所要考虑的第一要素。只有在确保采矿人员安全的情况下,采矿工作才会正常进行,才能保证煤炭资源源源不断的供应。特别是在我国正在全面建设小康社会的情况下,社会对煤炭资源的需求也日益增加。所以利用安全科技来确保煤矿的生产安全,已经迫在眉睫。近几年来,我国虽然在煤矿安全生产方面已经有了很大的进步,但是全国各地依然矿难频发,据有关资料表明,去年全国一共发生了11起一次死亡30人以上或者造成经济损失1亿元以上的特别重大事故,如洪洞“12.5”矿难造成108人死亡、唐山刘官屯矿瓦斯爆炸死亡181人等,这些重大煤矿是事故无疑为我国的煤矿安全生产工作敲起了警钟。煤矿安全生产的重要性和艰巨性应该得到每一位管理人员的重视。通过建立有效的煤矿生产安全体制和积极研发先进安全生产技术来保证煤矿的生产安全,促进煤矿资源可持续发展。 1 我国煤矿安全生产现状 1.1 煤矿自然条件差 我国煤矿幅员辽阔,普遍地质条件复杂,容易引发重大煤矿开采事故。其带来的威胁主要表现在煤矿瓦斯大、自然发火严重、冲击地压危险性增大、煤矿热害等方面。这些恶劣的自然条件不仅给煤矿的开采工作带来了巨大困难,而且严重危及开采人员的生命安全。我国所有煤矿几乎全为瓦斯矿井,每年由于瓦斯爆炸引发的矿难事故数量也居高不下,据统计我国去年共发生较大瓦斯事故63起、死亡290人,重大瓦斯事故18起、死亡352人。这些自然条件,是制约着煤矿开采的主要障碍,也是我国煤矿生产所面临的基本现状。 1.2 矿井机械化程度低安全技术装备不足 目前为止,我国在煤矿机械化开采方面所做的工作严重不足。据统计,我国在重点煤矿地区的机械化程度为75%,在一些地方煤矿和乡镇煤矿机械化程度仅15%,全国平均采矿机械化水平不足40%。这导致采矿的许多工作都需要人力去完成。而且,在安全技术设备上也存在严重的不足,在许多重点煤矿区,就连便携式甲烷检测仪、甲烷传感器等一些必备的安全设备配备的严重不足,而且有些矿主一味的追求暴利,没有对矿井区的防尘供水系统、电气防爆系统以及各种安全仪表进行适时的检查和积极的更换,有许多的电气设备仍然被超期服役。这违规违纪的现状都严重的威胁着下井人员的生命安全。 1.3 煤矿从业人员结构复杂管理落后 我国煤矿产业用人非常多,而且农民工使其主要的劳动力,他们普遍文化水平较低,缺乏自我保护意识,且其流动性较大,在专业知识培训方面严重不足,导致很多有很所违章操作的现象。除此之外,我国煤矿安全体系方面也不完善,许多安全管理工作都是有管理人员主观意愿和从事经验,去安排工作。管理技术缺乏,管理理念落后,这也是我国矿难频发的主要原因。 2 煤矿安全科技发展面临的主要难题 2.1 理论与技术基础研究不够,创新能力不够 随着我国经济的发展,科技的进步,煤矿开采技术也在不断的更新变化。但是,由于煤矿是一个涉及专业领域较广的产业,所以对其安全理论和生产体系的研究较难把握方向。这导致我国的煤矿生产行业一直缺乏一个完善的指导体系,这也是制约我国煤矿安全生产的主要因素。 2.2 制约行业发展的关键技术有待突破 由于煤矿产业是我国国民经济的基本产业且我国的煤矿资源丰富,这导致从事煤矿生产行业的人员较多,而且复杂多样,这导致整个煤矿生产行业处于一个比较松散的局面,所以煤矿安全生产技术一直缺乏研究,对科技投入严重不足。 2.3 科研力量不足、专业人员缺乏 近几年,由于各个高校不断地实施教育改革,许多高校都没有开设与煤矿安全生产相关的课程,这导致科研力度严重的缺乏。而且由于我国对矿难事故频发,导致人们都认为煤矿生产是一个危险性较高的工作,所以人们都不愿意煤矿产业方面发展,这就使的我国极度的缺乏专业人才,煤矿科技工作也陷入人才短缺的境地。 3 煤矿安全科技发展方向 3.1 矿井瓦斯灾害防治技术 抽放瓦斯是防治瓦斯爆炸的基本措施。但是我国的地质结构发杂,地质覆盖层的透气性较差,这导致瓦斯很容易在井中聚集。所以应该积极研究煤矿打孔施工技术,并研发配套钻孔设备,提高对本煤层的瓦斯抽放效率,给开采人员提供一个相对安全的环境。 3.2 矿井粉尘防治技术 我国目前使用的矿井防尘设备,体积较大,移动很不方便,这大大增加了开采人员的施工难度。据有关资料表明,我国的防尘系统排放浓度在5 mg/m3左右,而国外的先进设备排放浓度在1 mg/m3左右,所以我国必须加强对矿井粉尘防治技术的研究。 3.3 矿井应急救援装备的研究 由于近年来我国矿难频发,所以积极研究矿井应急设备可以说是我国煤矿安全科技研究的首要任务,在快速抢险就灾方面,我国尚无成套的专业化技术和设备,所以我国应组织专门部门加大对紧急救灾设备的研究,为救灾决策指挥和事故状态方面提供完善的技术保障。 4 结语 煤矿安全科技的发展,直接关系到煤矿开采人员的生命安全和煤矿产业的发展,所以笔者认为我国应该加快煤矿安全科技的研发,使煤矿产业得到可持续的发展,同时,政府部门也要加大管理监察力度,使我国的矿产安全“更上一层楼”。 安全科技论文:煤矿安全科技推广问题及对策研究 【摘 要】煤矿业一直都是我国能源生产中的重要一部分,也是我国经济发展中其他相关企业发展的基础,在我国一直都有着重要的地位。煤矿业在为我国经济发展做出贡献的同时,其也是我国生产事故多发产业。众所周知,煤矿业中的采煤工作是要在地下进行的,这就为工作人员的生命安全带来了一定的隐患。为了提高煤炭生产的安全性,我们要积极推进煤矿的安全科技,减少煤矿业事故发生率。 【关键词】煤矿;安全科技推广;问题及对策 近些年来,我国科学技术得到了较快的发展,其在各行各业中的应用率也在提高,随着科技的发展,煤矿的安全科技也随之得到了较大发展,同时煤矿安全科学技术的推广工作不仅受到了国家的大力支持,同时也受到了社会的广泛关注,为此,对煤矿安全科技推广问题进行深入研究,并向大众传达推广的现状及相关对策就成为了当前的主要问题。 一、煤矿安全问题简论 近些年来煤矿的安全问题总是出现,随着开发技术的推广,安全问题的种类在逐渐的增多,其中瓦斯问题、粉尘问题、火灾问题、水害问题等等是常见的安全问题。从近些年来的事故发生率和事故类型来看,我国煤矿企业的安全隐患是随着煤矿开采深度的加深而不断出现的,尤其是其中瓦斯爆炸所引起的事故频繁出现,这种瓦斯问题同煤矿开采工作的矛盾在逐渐的加深,同时,随着煤矿开采工作的开展,热害也逐渐成为了主要的问题,随着煤矿生产形势集约化程度增加,现代生产矿井很容易出现多种灾害问题耦合出现的现象。 在以上的问题中,瓦斯问题是最主要的问题,同时,煤矿的采掘过程中也会出现安全事故。面对着这些问题的存在,安全生产的实现就需要具有较强的科技支持,为此,要推广安全生产科学技术。 二、煤矿安全科技推广现状 煤炭的安全生产对科学技术的推广提出了新的要求的标准,近些年来,在安全科技方面也得到了较大的发展,但是在进行煤矿安全科技推广过程中,还是存在着一些问题,导致安全科技的推广没有达到应有的效果。为此,为了提高煤矿安全科技推广效率和质量,我们要积极研究推广过程中存在的问题。 1.推广体制问题。当前,煤矿安全科技推广虽然在进行着,但是在推进过程中,推进的体制同煤矿业现行的发展需求是不相符合的。在我国煤矿安全科学技术大部分都是从国外先进的技术中借鉴过来的,在借鉴和自我研究过程中,国家对其的重视力度在随着研究的深入而不断加大,但是,受到利益观的影响和企业投入成本的限制,各个相关科研公司或者企业研发部门对安全科学技术推广方面研究重视度严重不足。在现代煤矿企业的科技发展体制中,多数是以政府的推广政策为主导,在企业体制中对科学技术的引进和研究、消化、应用推广等没有明确的规定,同时,市场调节在企业中并没有发挥作用,所以就导致了企业中的推广体制没有同企业自身的发展需求相符合,与此同时,也使得企业对安全科技的需求没有受到市场体制的调节,也就导致了科学技术发展为科技成果,再到实际应用都没有受到市场的调节,不能够及时根据煤矿企业发展的具体需要进行安全科技的推广。 2.投入与监管问题。现代煤矿企业中安全科技的资金投入表现出了明显的不足,首先,投入问题。随着市场化的推进,我国政府已经减少了对煤矿企业的资金支持,而煤矿企业一直以来都是以一种低价位在发展运行,同时安全科技所需要的资金投入比较大,这种资金投入和产出上的矛盾就造成了煤矿安全科技推广的资金投入不足,如果强行进行安全科技的推广会给煤矿企业自身的发展带来较大的压力,单靠煤矿企业自身的经济实力是很难实现安全科技的高质量推广的。其次,监管问题。这里的监管问题还是指资金的监管问题,表现出来的主要问题是资金的监管力度明显不足,监管制度不够规范,存在着安全生产费用被挪用的现象。 3.人员素质问题。据了解,我国煤矿企业中的科技人员素质还有待提高,高尖端技术人才所占的比例比较小,这也就导致了科学技术上的很多难题没有被攻克,创新能力不足,专业技术人员在煤矿也中所占的比例在12%左右,而煤矿企业人才需求补充还不满10%,而管理人员和技术人才更是不足,这种人才匮乏就导致了煤矿企业的预警能力、灾害认识能力、抢险救灾能力以及安全管理等能力水平都比较低。 三、煤矿安全科技推广有效对策 针对煤矿安全科技推广中存在的问题,为了提高安全科技推广的有效性,建议采取以下几点措施。 1.完善煤矿安全科技推广体系。在政府对安全科技推广提高重视的同时,煤矿企业也要完善自身的安全科技推广体系,首先就应该在制度上对安全科技推广活动积进行明确。利用专项资金,建立一个把科学研究成果化、应用化的专业部门,成立一个科技推广活动的载体。其次,要严格执行力度。制度的制定是为了让煤矿安全科技的推广活动有章可循,那么,制度制定之后要严格执行力度,一定要明确规定出执行的具体程序,根据煤矿企业发展的需求进行安全科技研究。同时,还要相应的建立一个安全评价体系,要根据煤矿企业生产的实际情况给予正确的评价,判断出不同评价要素对安全的不同影响,以此构建一个完善的评价体系。 2.强化费用监督力度。要在煤矿企业中通过规章制度的形式明确出安全科技费用的使用标准,保证经费的合理使用。在制度中要把安全科技费用的具体使用范围作出明确的规定,比如,应该包括设施、设备、安全教育、文化、管理等方面的投入,所以,通过这种方式能够明确何种资金利用方式是正确合法的,为监督检查机构的检查行为提供明确的执行标准和判断标准。同时,国家还应该在资金上给予一定鼓励,通过财政政策等给予支持。 3.完善人才发展机制。在煤矿企业中应该积极完善人才发展机制,发展专业化对口教育,同时要对在职企业员工进行再教育,提高员工的总体素质,推广煤矿企业同大专院校的合作,煤矿企业可以为大专院校提供经验丰富的讲师和相关设备,而大专院校负责为煤矿企业提供高素质定向人才,为煤矿企业的人才体系注入新鲜血液。 结束语 我国经济发展的要求、社会舆论的压力、在经济发展中的地位等,都客观上要求我们要加大煤矿企业安全科技的推广力度,完善企业自身的安全科技推广制度、拓宽企业科研经费的融资渠道、完善煤矿企业人才发展制度和方式,通过这种方式能够在一定程度上提高安全煤矿安全生产性,在提高煤矿企业的经济效益的同时还能够提高社会效益。 安全科技论文:建立安全科技英语专业亟待解决的几个问题 摘 要:面对严峻的安全生产形势和安全专业人才危机,本文论述了建立安全科技英语专业的迫切性和现实性,重点探讨了建立安全科技英语专业亟待解决的几个问题:a. 政策上的支持;b. 课程体系的建立;c. 教材建设;d. 师资队伍建设。 关键词:安全科技英语专业;培养目标;课程体系;教材;师资队伍 1.建立安全科技英语专业的紧迫性和现实性 总理在十届全国人大四次会议《政府工作报告》中明确指出当前我国“安全生产形势严峻”。2006年6月16日,国家安全生产监督管理局总局李毅中局长发表了题为《谈谈我国的安全生产问题》的讲话,在讲话中,李局长分析了形势严峻的三大原因,并提出了加强安全生产工作的七项对策措施,“安全科技整体水平不高,安全技术标准和规范滞后”、“从业人员安全素质不能适应需要”是其中原因之一,目前“我国安全生产人才缺乏,已经到了相当严重的程度”(李毅中,2006.6),因而“实施科技兴安战略,用科技创新引领和支撑安全发展”(李毅中,2006.6)成为一项重要的举措,“发展矿业等教育”、“鼓励企业与高等院校合作办学,大力发展职业教育” (李毅中,2006.6)将是“化解安全专业人才危机”(李毅中,2006.6)的主要途径。 我国安全生产形势严峻的原因是多方面的, 有主观原因也有客观原因,有历史的积淀也有新情况、新问题,有浅层的表象也有深层的矛盾(李毅中,2006.2.28)。纵览各种原因,人是其中最突出的因素。不认真执行政策措施,不认真贯彻安全生产法律法规方针措施,整顿关闭不具备安全生产条件和非法煤矿态度不坚决,监督和管理部门工作不落实,教育培训滞后,事故背后的腐败行为,等等,无一不和人的因素有关,人的素质在一定程度上决定了安全生产的形势。高等院校作为人才培养的地方,自然要肩负起培养和提高安全生产从业人员的素质,从根本上扭转严峻的安全生产形势的历史重任。 安全生产形势严峻,安全生产人才严重缺乏,迫切需要我们整合教育资源,发挥专业优势,加快人才培养步伐,提高教育质量,化解安全专业人才危机。华北科技学院(下称学院)作为国家安全生产监督管理总局唯一直属高等院校,应当成为化解安全专业人才危机的主要阵地和领军单位,学院一方面要挖掘资源扩大原有矿业类专业的招生规模,尽快解决安全生产人才缺乏的问题,另一方面要适应全球经济一体化的发展趋势开设新专业,培养既懂得安全生产科技知识,掌握安全生产技术,又精通外语的复合型人才,从而加强国际交流,学习国外先进的安全生产技术和管理经验,避免走弯路,避免重复走别人的路子,取长补短,实现跨越式发展。 安全工程专业是学院的特色专业,拥有设备较为先进的实验室和一支高素质的师资队伍,外语系英语专业师资力量雄厚,图书、资料、语言训练设备较为齐全,初步具备了安全工程专业与英语专业进行联姻,建立安全科技英语专业的条件。建立安全科技英语专业,走跨学科发展的道路,能够克服单纯的英语专业或安全工程专业的不足,符合经济社会发展的需要和国家高等教育培养复合型人才的目标,有利于促进国际交流与合作,能够加深安全生产科技的研究与应用,能够更好地推行“科技兴安”的发展战略。 2.安全科技英语专业的人才培养目标 人才培养目标不仅决定着专业发展方向,而且对教学计划的制定和实施、教学内容的选择、教学方法和手段应用以及教学质量的保证都起着决定性的作用,因而它是建立一个新专业首要解决的根本问题。制定安全科技英语专业的人才培养目标要贯彻“安全发展”的科学理念和指导原则,要以国民经济和社会发展“十一五”规划纲要、安全生产“十一五”规划和安全科技发展规划为依据,要结合学院的实际情况和发展规划,要做到定位准确、目标明确,并能保证既定目标的顺利实现。 经过调查研究,笔者认为安全科技英语专业的人才培养目标应该确定为:培养适应社会主义现代化需要,德、智、体全面发展,具有扎实的英语语言基础和广博的文化知识,掌握现代工业生产的安全技术和安全管理方法,具有创新精神和实践能力,能够熟练地运用英语在安全生产监督管理、技术监督、各类厂矿企业、科研、对外交流与合作、安全技术服务等部门从事安全监察与管理、安全科学研究、安全科技国际交流与合作、安全评估、安全设计与生产、安全教育与培训等工作的复合型高级安全工程技术与英语人才。 3.建立安全科技英语专业亟待解决的问题 3.1政策上的支持 安全科技英语专业的建立仍处于理论探讨阶段,它不在教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》之列,目前它只能算作“概念专业”,从概念到现实,还有许多路要走。通常情况下,申办一个专业,从论证到批准建立要经历一个较长的周期,如果要申办一个专业目录之外的跨学科的新专业,可能走的路更多、更长,困难更大。因此,我们在积极做好各项准备工作的同时,还需要上级教育主管部门在政策上给予支持,希望为我们开辟“绿色通道”,早日完成安全科技英语专业的申报批准工作。 3.2课程体系的建立 课程体系是指一个专业所设置的课程相互间的分式和配合。高等学校课程体系主要反映在公共基础课、专业基础课与专业课,理论课与实践课,必修课与选修课之间的比例关系上。课程体系是否合理直接关系到培养人才的质量。 课程体系的建立必须以人才培养目标和专业发展方向为根据,培养目标规定课程体系的基本框架,专业发展方向决定课程体系的深度和广度。安全科技英语专业的课程体系必须符合培养既掌握安全生产技术和安全管理方法,又能熟练应用英语的复合型高级人才的目标,它决不是安全工程专业课程与英语专业课程的简单拼合,更不是以英语专业课程为主辅以几门安全工程专业课程,或以安全工程专业课程为主再辅以几门英语专业课程,而是这两个专业的课程完全融合所形成的全新体系。在这一体系中,以安全生产科技知识为内容,以英语语言为载体,英语语言的听说读写译基本技能训练紧紧围绕安全生产科技基础知识进行,安全生产科学知识与技能通过语言学习和训练而获得,英语语言与安全科技合而为一。此外,在这一体系中,理论课程与实践课程并重,注意培养学生的实践能力和创新能力。依照上述观点,并参照《高等学校英语专业英语教学大纲》,笔者初步拟定了安全科技英语专业课程体系(图一),希冀各位同仁提出宝贵意见或建议,使其更加完善。 3.3教材建设 教材体现教学内容,它是实现人才培养目标、提高教学质量的重要保证。目前,国内适合安全科技英语专业教学的教材很少,因此,教材建设将成为建立安全科技英语专业的一项艰巨任务。解决这一问题,一方面要引进国外原版教材,另一方面要组织国内外英语语言和安全工程领域的专家学者共同编写适合我国国情和学生实际的教材。引进或编写教材应以需要分析和语域分析为基础,以培养学生的综合素质为重点,以顺利实现人才培养目标为目的。当务之急乃是希望有志之士积极行动起来,立刻着手安全科技英语专业的教材建设工作。 3.4师资队伍建设 师资队伍建设是专业建设与发展的关键。建立一个新专业需要建设一支合格的师资队伍,一支合格的师资队伍应具备下列特点:1)教师的学历、职称、年龄、学缘结构合理;2)思想进步,政治坚定;3)职业道德高尚;4)专业基础扎实;5)业务水平高;6)工作能力强;7)有开拓精神和创新能力;8)相对稳定。建设安全科技英语专业师资队伍,一方面对学院安全工程专业和英语专业现有师资进行整合,另一方面大力引进优秀人才,还可以聘请国内外知名专家学者担任兼职教授。现在,我们的师资实际情况是英语专业的教师普遍缺乏安全生产科技知识,而安全工程专业的教师大部分英语水平不高,所以,师资队伍建设势在必行。一是要加强师资培训,选拔一批英语语言基础好、学有余力的中青年骨干教师集中进行专业知识学习和专业技能训练,二是通过国际交流或中外合作办学的形式解决师资紧缺的问题。通过国际交流与合作,我们可以“走出去”学习国外先进的安全生产技术和管理经验,把国外专家学者“请进来”弥补我们在师资方面的不足和缺陷;同时,我们还可以让我们的学生“走出去”,把国外的学生“请进来”,使他们有机会在不同的教育环境下学习,以收取长补短之效。可以说,开展国际交流与合作不失为一种“双赢”的师资队伍建设方法。 4.结论 综上所述,我们可以得出如下结论: 第一、建立安全科技英语专业顺应我国社会历史发展和全球经济一体化发展的趋势,符合我国高等教育改革和高等院校学科专业建设结构调整的要求,是培养复合型英语人才的积极尝试,同时为“化解安全专业人才危机”开辟新途径。 第二、安全科技英语专业教育具有跨学科、跨专业的基本特征,是安全工程专业和英语专业的有机结合所形成的全新专业,就其培养目标和课程体系而言,这是一个完整的体系,而不是安全工程专业和英语专业的简单叠加。 第三、安全科技英语专业的特色主要体现在以英语语言为工具,以安全科技知识为内容,以培养学生的实践能力和创新能力为目标,走复合型人才培养道路。 第四、建立安全科技英语专业在理论上是可行的,在实践上是可操作的,目前的关键问题是要积极创造条件加快从理论到实践的步伐。 第五、建立安全科技英语专业的优秀问题是加强师资队伍建设,开展对外交流与合作是解决师资问题的有效途径之一。 (作者单位:华北科技学院外语系) 安全科技论文:公共安全科技思考 一关于国家中长期科学和技术发展规划战略研究 总理对制定规划的要求 第一,要有一个正确的指导方针,这是我们制定规划的基础; 第二,要确定主攻方向和目标。规划最终要落实到重点项目、重点课题上,这是我们用一年零三个月的时间作规划的最终结果; 第三,要实行决策的科学化、民主化。规划是一个庞大的系统工程,制定规划应成为一个发扬民主的过程,集思广益的过程。 (一)战略研究的目标:力争实现“三个突破” 第一,要在科技发展的总体战略上要有突破。要提出未来15-20年我国科技发展的总体战略、指导方针和切实可行的战略目标。 第二,在重大科技发展任务上要有所突破。要根据国家长远发展和近期需求,提出我国科技发展的战略重点、优先领域和关键技术等,要能凝练出类似过去“两弹一星”那样的具有重大战略意义的科技发展任务和项目。 第三,要在科技环境、科技政策上有所突破。根据科技发展需要,提出科技投入的增长和保障机制,配套基础条件,政策措施等,确保规划任务的顺利完成。 (二)战略研究的主要内容: 第一部分:科技发展的宏观战略问题研究。重点研究当前世界政治、经济、社会、军事、文化、公共健康、资源与生态环境等方面的发展趋势与科技发展之间的互相影响,研究分析社会主义市场经济条件下我国经济与社会发展以及国防建设对于科技的需求和新的阶段性特点,客观评价我国的科技实力、存在问题和国际竞争中的地位;同时研究国家创新体系建设的现状、薄弱环节及组织特点,包括军民创新体系的融合等。设置两个专题: 专题1:科技发展总体战略研究。 专题2:科技体制改革与国家创新体系研究。 第二部分:科技发展的重大任务研究。围绕全面建设小康社会、国民经济和社会发展、国家安全和可持续发展的迫切需求,筛选出需要科技支撑的战略性问题和重大瓶颈问题,分析各有关领域的科技发展趋势,提出本领域的科技发展战略目标与重大科技任务;依据科技自身发展的规律,从世界众多科技发展前沿中,准确把握和提出对我国未来经济、社会和科技发展产生重大影响的科学问题和战略高技术问题,研究科技基础设施建设问题。设置13个专题:分别是 专题3:制造业发展科技问题研究 专题4:农业科技问题研究 专题5:能源、资源与海洋发展科技问题研究 专题6:交通科技问题研究 专题7:现代服务业发展科技问题研究 专题8:人口与健康科技问题研究 专题9:公共安全科技问题研究 专题10:生态建设、环境保护与循环经济科技问题研究 专题11:城市发展与城镇化科技问题研究 专题12:国防科技问题研究 专题13:战略高技术与高新技术产业化研究 专题14:基础科学问题研究 专题15:科技条件平台与基础设施建设问题研究 第三部分:科技发展的投入与政策环境研究。重点研究与科技发展相配套的基础条件、政策措施等,如科技投入的增长和保障机制、科技资源的优化配置,科技人才资源的开发与科技普及,科技知识产权的管理,促进科技发展的法制环境建设,研究区域科技发展问题等,为科技发展和规划任务的顺利实施提供条件保障和政策环境。设置5个专题: 专题16:科技人才队伍建设研究 专题17:科技投入及其管理模式研究 专题18:科技发展法制和政策研究 专题19:创新文化与科学普及研究 专题20:区域科技发展研究 (三)当代科技发展趋势与我国的战略选择 1科学技术已经成为推动经济社会发展的主导力量 2促进科技创新成为世界主要国家的基本战略 3我国科学技术发展取得巨大成就,但尚未成为对世界有重要影响的科学技术大国 4走创新型国家发展道路是我国面向2020年的战略选择 (四)科技成为推动发展的主导力量 1科学技术发展不断突破人类传统认识极限,引发新的科学和技术革命 2科技成果产业化周期缩短,造就新的追赶和超越机会 3科学理论超前发展,引领新的技术和生产方向 4科技全球化加快,自主创新能力成为国家竞争力的决定性因素 (五)促进科技创新成为基本战略 1把科技创新作为国家战略 2把科技投资作为战略性投资 3超前部署和发展战略技术及产业 后发国家既可以借助科技革命的历史机遇,利用后发优势实现社会生产力的跃升,也可能拉大与先进国家的发展差距,最终被边缘化。 (六)我国科学技术发展现状 1我国科学技术发展取得巨大成就,但尚未成为对世界有重要影响的科学技术大国我国科技创新能力在49个主要国家(占世界GDP的92%)中位居第28位 2关键技术自给率低 3发明专利数量少;科学研究质量不高 4尖子人才匿乏;科技投入不足 (七)走创新型国家发展道路是我国战略选择 1全面建设小康社会的目标的需要 2解决人口众多和资源环境的瓶颈制约的需要 3保障国防安全、经济安全和公共安全的需要 4我国已经具备了建设创新型国家的一定基础和能力 (八)我国科学技术发展的指导方针 以人为本,自主创新,重点跨越,支撑和引领经济社会持续协调发展。 1坚持以人为本?基本思想 2加强自主创新?战略基点 3实现重点跨越?有效途径 4支撑和引领经济社会持续协调发展?根本任务。 (九)我国科学技术发展的发展思路 1发展路径?跟踪模仿为主向加强自主创新转变 2创新方式?注重单项技术的研究开发向以重大产品和新兴产业为中心的集成创新转变 3创新体制?以科研院所改革为突破口向整体推进国家创新体系建设转变 4发展部署?以研究开发为主向科技创新与科学普及并重转变 5国际合作?一般性科技交流向全方位、主动利于全球科技资源转变 (十)我国科学技术发展的发展目标 到2020年科技创新能力从目前的世界第28位提高到前15位,进入创新型国家行列,为全面建设小康社会提供支撑,并为我国在本世纪上半叶成为世界一流科技强国奠定坚实基础。 (十一)重点领域和重大技术 1把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置,下决心解决制约国民经济发展的重大瓶颈问题。 2以获取自主知识产权为中心,抢占信息技术战略制高点,大幅度提高我国信息产业的国际竞争力 3大幅度增加对生物技术研究开发和应用的支持力度,为保障食物安全、优化农产品结构、提高人民健康水平提供科技支撑 4以信息技术、新材料技术和先进制造技术的集成创新为优秀,大幅度提高重大装备和产品制造的自主创新能力 5加快发展空天技术和海洋技术,拓展未来发展空间,保障国防安全,维护国家战略利益 6加强多种技术的综合集成,发展城市和城镇化技术;现代综合交通技术;公共安全预测、预防、预警和应急处置技术,提高人民的生活质量、保证公共安全。 (十二)重点任务 1加强国家创新体系建设,优化配置全社会科技资源,创造科技产业化良好环境,为全面提高国家整体创新能力奠定坚实的基础。 2深化改革,构建适应市场经济体制和科技自身发展规律的新型国家创新体系 3强化国家公共科技基础条件平台建设,为全社会科技创新与产业化活动提供有效支持 4创造良好发展环境,加速实现高新技术产业化 (十三)重大措施与政策建议 1建立以企业为优秀、产学研有机结合的技术创新体系 2构建军民结合、寓军于民的国防科技创新体系 3建立科学技术研究与高等教育紧密结合的知识创新体系 4增加国家科技投入,提高科技投入效率 5造就良好环境,培养和凝聚高层次优秀人才 6改善国家科技基础条件,实现科技资源共享 7加强科技宏观管理,整合国家创新资源 8积极扩大国际合作,广泛利用全球科技资源 9发挥区域优势,构建富有特色的区域创新体系 10提高全民科技素质,培育创新文化和全社会创新精神 二公共安全科技发展战略研究 公共安全领域是国家中长期科技发展规划纲要强化公共安全科技创新有力保障国民安全和社会稳定 (一)战略研究:我国公共安全现状 (1)涉及生产安全、食品安全、防灾减灾、核安全、火灾爆炸、社会安全、突发事件与反恐防恐、出入境检验检疫及国家重大基础设施、重点场所安全保障等重大问题。 (2)每年由公共安全问题造成的非正常死亡超过20万人,伤残超过300万人。 (3)每年由公共安全问题造成的损失超过GDP总量的5%。 (二)总体考虑 未来国家公共安全的保障体系: 1基础设施方面的保障(如,公共安全信息化技术与装备等) 2管理(体制、机制与法制)方面的保障 3管理与科技专用人才培养体系与全民公共安全教育方面的保障 4强大的公共安全科技支撑方面的保障 公共安全科技支撑: (1)以科技创新为中心,按重大和重点项目促进公共安全技术的自主原始创新和集成创新; (2)建立强大的公共安全研究开发与测试基地; (3)研究促进公共安全自身发展的创新机制,实现以政府为主导的,政府、企业和科研单位协调互动、良性循环的持续发展??举例:保险与公共安全结合的机制 (4)自我发展态势。??举例:美国国土安全部与企业结合的机制 (三)公共安全总体框架 1安全类型 生产安全食品安全防灾减灾社会安全与反恐防恐核安全火灾与爆炸国境检验检疫 2体系 理论体系技术创新与标准研究与测试基地学科与人才培训体系科技支撑体系和产业链 (四)共安全科技创新体系 实现公共安全有效防控、科学预测与高效应急,是新时期我国公共安全科技保障体系建设的优秀。 基于对公共安全问题复杂机理和规律的科学预测,发展以现代高技术集成创新为主的信息化与智能化预防监控、快速反应和应急决策技术,是公共安全科技创新的重点。 (五)总体目标 实现公共安全从被动应付型向主动保障型、从传统经验型向现代高科技型的战略转变,全面提升国家抗御和应对突发公共事件的能力。 (六)未来15年公共安全科技发展总体目标 面向国家公共安全重大需求,瞄准世界公共安全科技前沿,实现公共安全科学理论、方法学及预测、预防、预警与应急管理等关键技术及其集成的持续创新; 研究建立实时和精确识别、定位的国家公共安全立体监测监控系统; 建立公共安全技术平台、研究及测试基地、数据库和技术标准体系、学科和人才培养体系,形成公共安全关键特种装备与专用设备的自主开发能力; 提高全社会的公共安全意识和整体水平,使公共安全问题造成的国民经济损失占GDP比例接近中等发达国家同期水平。 (七)未来5年的阶段目标 初步建成国家公共安全保障、预警和应急技术平台,实施阶段性示范工程; 初步构建公共安全科学基础理论体系,建立公共安全检测、风险辨识评价、监测、预测、预防、预警、应急反应与决策等关键技术体系; 建立一批公共安全综合性和专业化的研究基地和实验室,初步形成公共安全关键特种装备与专用设备的自主开发能力; 建立公共安全学科和人才培养体系。 基本扭转公共安全的被动局面,犯罪率明显上升趋势得以遏止,特大事故次数明显下降,自然灾害影响大幅度降低,食品污染比例降到中等发达国家水平,基本控制外来生物入侵、有毒有害物质及化学危险品入侵上升势头;全社会公共安全素养和整体水平得到较大提高。 (八)国家公共安全科技研究体系 1重点针对公共安全领域的生产安全、食品安全、防灾减灾、社会安全与反恐防恐、核安全、火灾爆炸安全和出入境检验检疫等,实现公共安全科学理论、方法学及预测、预防、预警与应急等关键技术及其集成的持续创新; 2形成公共安全特种装备与专用设备的自主开发能力; 3实现公共安全从被动应付型向主动保障型、公共安全科技从传统经验型向现代高科技型的战略转变。 4在公共安全领域需要政府引导和重点安排的重大任务,重点反映公共安全急需解决的突破性和紧迫性课题,明确发展目标、主攻方向和需要攻克的关键技术。 5在公共安全领域重点任务中,目标明确、对国民经济带动性强、具有重要标志性意义的战略产品和系统工程。要明确表述发展目标及实现目标的技术路径等。 (九)攻关项目形成依据 公共安全各领域共性的科学和技术问题 科技攻关项目的重要根据 1优先主题中涉及的重点任务 2支撑重大专项实施的重点关键技术 3各部门根据实际提出的紧迫性重大课题(技术研究和产业化开发) 4按世界科技发展趋势提出的公共安全领域前瞻性的重大课题 (十)研究重点 1针对矿山、重点石油与化学工程、重点基础设施等,重点研究生产安全监测监控、预警与应急救援技术、标准及装备,为扭转生产事故高发的态势提供技术支撑。 2针对食物中毒和外来有害生物入侵,重点研究食源性疾病与食品污染、出入境检验检疫的危险性分析与溯源、标准、监测等贮备性技术和装备,保障食品安全与出入境检验检疫安全。 3针对严重危害社会安全的犯罪与恐怖事件和火灾等,重点研究信息化和智能化的刑侦技术、恐怖有效打击技术和火灾高效防控技术及相关标准与装备,提高社会安全的综合防御能力。 4针对地震、台风、洪水、森林火灾和滑坡、泥石流等重大突发性自然灾害,重点研究灾害立体监测、危险性评估、预警和应急救助技术及标准,提高灾害预测水平和综合抗御自然灾害的能力。 (十一)优先任务 1生产安全监控、预警与应急救援 2食品安全与出入境检验检疫关键技术 3社会安全保障关键技术 4重大自然灾害防御关键技术 5城市重大灾害事故耦合派生防御技术 三构建国家公共安全应急技术平台 (一)总体原则 1以构建国家应急体系技术平台为主线; 2以充分利用现有部门和地方公共安全资源为基础; 3以现代先进信息技术和科学预测为支撑; 4以应急技术标准化为前提条件; 5以立足自主创新和强化科学管理为原则; 6以某些行业、系统和城市为重点。 (二)总体目标 建立统一指挥、反应灵敏、功能齐备、先进可靠、实用高效的国家公共安全应急体系技术平台。 (三)城市公共安全问题的应对 1洪水、台风、地震、火灾、爆炸、毒物泄漏、交通事故、放射源、SARS、禽流感、食物中毒、刑事案件、恐怖袭击…… 面对纷芜繁杂的突发公共事件,如何有效获取和分析所关心的信息? 2事故地点、风速、风向、降雨量、泄漏物质、存储压力、存储总量、物质毒性、周边环境、居民数量、建筑结构、避难场所…… 面对不同条件下的突发公共事件,如何科学预测其趋势、后果、危险性并快速预警? 3现场情况、疏散人群、组织救援、调集资源、调集设备、提供补给、最短路径、最佳方案、防化灭火、水电气供应……面对跨部门重大突发公共事件,如何科学决策和高效处置? (四)城市公共安全应急平台关键功能 1突发公共事件的信息获取与分析; 2灾害事故的发展预测和影响分析; (五)预警分级与; 1人群疏散与避难的评估; 2应急方案的优化确定与启动; 3现场与应急的信息实时获取; 4动态的应急决策指挥和资源配置; 5应急总体功效评估; 6应急行动的结束、记录与总结。 (六)公共安全重大任务:国家公共安全应急技术保障工程 三大优秀技术功能 1.全方位无障碍危险源探测监测与精确定位技术 全面监控自动处置 2.多尺度动态准确预测与快速预警技术 科学预测快速预警 3.基于危险性分析的优化决策与救援处置技术 优化决策高效救援 将优秀技术集成创新并结合一体化应急技术标准体系和决策指挥平台安全保障技术所提供的技术支持共同作用于公共安全决策指挥平台 结束语 全面建设小康社会,必须将科学技术发展放在全局性的优先地位,实现增长方式由要素驱动向创新驱动的根本转变。当代科学技术发展为我国提供了后来居上、跨越发展的重大历史性机遇。我国未来科学技术发展应当以走创新型国家发展道路为主线,坚持“以人为本、自主创新、重点跨越、支撑和引领经济社会协调发展”的指导方针,努力实现科技发展思路的战略调整。我们相信,只要下定决心,经过二、三十年的持续不懈努力,我国一定能够取得与自身地位相称的科技成就,把我国建设成为一个强大的、对人类文明进步做出巨大贡献的国家。 安全科技论文:煤矿安全科技支撑作用 1煤矿安全科技工作的差距性 近几年,山东煤矿安全科技工作虽然取得一定成绩,但还存在一些差距。(1)认识不够“高”。个别煤矿对科技工作重视程度不高、措施不得力、工作不到位,认识不到科技对安全生产的巨大支撑、保障、推进作用。(2)转化不够“快”。科技研发与成果转化结合不紧、推进较慢、转化率较低,市场化运作不够灵活。有的科技成果获奖后即被放至一边、束之高阁,有的科技成果只是在某一单位、某一地点运用,没有实现从“一花独秀”向“春色满园”的转变。(3)基础不够“实”。支撑科技工作的检测检验、技术服务等支撑能力相对滞后,安全基础相对薄弱;科技项目与安全生产需求不匹配,重大隐患治理等关键项目缺口较大,冲击地压防治等重大灾害防治未取得突破性进展,联合攻关、协调联动机制不完善。(4)投入不够“大”。尤其在科技项目上存在资金短缺问题。鉴于煤矿行业的艰苦性、特殊性,煤炭院校的毕业生不愿到煤矿工作,造成科技人才短缺,普遍缺乏后续人才。 2煤矿安全科技支撑的六大功能 科技工作是“安全第一,预防为主,综合治理”方针的重要内容和体现,反映了安全生产的发展方向和内在要求,体现了“管理、装备、培训”三并重的原则。综合来看,煤矿安全科技具有“六大”功能。(1)基础功能。如果把煤矿安全比作一座大厦,科技则是最重要的基础和磐石。没有科技做基础,煤矿安全则为无源之水、无本之木。本世纪初,部分小煤矿设备简陋,科技手段落后,作业环境恶劣,煤矿安全基础薄弱,“镐刨煤,人攉炭”现象普遍,更谈不上现代化技术,防治大事故没有有效手段,职工生命得不到保障,导致事故多发、频发、高发。(2)支撑功能。科技是支撑安全生产的“钢筋铁骨”,如同液压支架一样支撑着整个工作面,为作业现场提供了良好的安全环境,增强了防范事故的“硬实力”。如果是木支护,效果可想而知。现代化的科技装备武装了矿井通风、运输、机电等各大生产系统,数字化矿井、智慧矿山建设支撑了安全生产的“半壁江山”。(3)保障功能。科技是职工生命安全的“保护神”。从某种意义上讲,有什么样的科技水平,就有什么样的保障功能,就有什么样的安全状况。近几年来,部分煤矿针对以前在矿井安全生产方面存在的问题进行了认真分析,并且与有关单位共同开展了科技攻关,如冲击地压工作面转载机岗点无人操作、准无人化工作面集控一体化系统、工业电视检测与监控系统、煤矿安全生产综合信息系统、安全信息管理系统等,有效地保障了矿井的安全生产。(4)推动功能。科学技术是第一生产力,是安全生产的“内动力”、“助燃剂”,正日益渗透于煤矿安全生产的各个方面,对安全工作起着巨大的推动作用,并成为推动煤矿科学发展、安全发展的决定性力量。近几年,各煤矿企业在新技术、新装备、新工艺推广应用方面动了脑筋、下了功夫,推进了煤矿安全科技工作上台阶、创水平,促进了可持续发展,实现了安全效益、经济效益、社会效益“三丰收”。(5)提升功能。科技具有三方面的提升功能:提升“安全系数”,提升人员素质,提升工作效率。如,生产系统的远程监控、无人值守技术,减少岗位人员,提升了准确性、可靠性;单轨吊运输替换了小绞车,煤流运输实现了皮带化,既提升了工作效率,也提升了“安全系数”。另一个层面讲,现代化技术装备需要高素质的人才,必须懂理论、会操作,方能适应新的工作要求,通过学习培训和实际工作,职工的技术素质和操作水平也得到了提升。(6)促进功能。近几年,各煤矿加大安全投入,更新了一大批安全设施,煤矿安全生产的科技含量越来越高,科技水平不断提升,有效促进了安全生产工作深入发展和安全状况的持续稳定好转。山东煤矿安全形势逐年稳定好转,安全工作走在全国先进行列,安全科技功不可没。 3扎实推进煤矿安全科技有效途径 3.1重点抓好煤矿安全科技支撑体系建设完善结合当前实际,围绕科技研发、新技术推广、科技活动、信息建设、专家支撑、技术服务等工作,重点抓好安全支撑体系建设完善。框架图见图1。 3.2突出煤矿安全关键技术研发围绕水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、顶板、高温热害等影响煤矿安全的重大灾害防治技术,以及应急救援与隐蔽致灾因素普查、重大危险源监控等关键技术,积极开展科技攻关,破解安全难题,掌握安全工作的主动权,控制重特大事故。 3.3大力推广应用新技术、新装备和新工艺建立科技成果转化推广机制,完善共性技术转化平台,提高成果的共享和转化率;大力推广对安全生产效果明显、有较强推动和保障作用的新技术、新装备、新工艺;对影响重大安全生产的新技术、新装备、新工艺,要强力推广应用。 3.4创新发展信息化和安全产业信息化是科技工作的重要内容。结合煤矿安全需求,广泛应用数字化、网络化技术,建立完善物联网系统,加快科技工作信息化进程;大力培育安全生产专用设备产业,制定培育发展安全科技产业实施总体方案,重点研制检测监控、安全避险、个人防护、灾害监控、应急救援等安全装备,进一步提升安全装备水平。 3.5多措并举发挥专家支撑作用成立由高等院校、科研机构、技术服务机构、煤矿企业等各方面专业技术人才组成的专家库,遇有重大技术课题、项目验收、成果推荐等情况,启动专家库。加强高等院校、集团技术中心之间的联系,建立以科研项目为纽带,以创新平台为支撑,利益共享、风险共担的“产学研用”合作新模式;积极组织经验交流,以现场会、专业会、学术交流会等形式,加快新技术的引进、消化和吸收,促进创新成果的转化共享。 4强化煤矿安全科技保障工作 科技工作是一项综合性、系统性、长远性的工程,需要坚强的组织领导、完善的工作制度、有力的保障措施,才能确保各项目标和任务的全面完成。 4.1强化组织保障要高度重视科技工作,加强领导,落实责任,主要领导亲自抓,分管领导靠上抓,业务部门具体抓,技术人员细致抓,形成多层次、立体化的组织体系,以强有力的组织保障和现代化的管理手段确保工作效果。 4.2强化素质保障强化技术人员的培训教育,重点培养学习能力、实践能力和创新能力,突出抓好高层次、高技能、复合型人才的培养;完善人才激励和引进机制,实行人性化管理,落实人才倾斜政策,创造良好、舒心的工作环境。 4.3强化技术保障建立健全以各集团技术中心、科技管理部门为优秀的管理体系,推行以总工程师为首的技术负责制,强化技术创新的主导地位和作用。 4.4强化资金保障加大投入力度,确保科研经费充足,稳定科技投入增长机制,研发经费投入增长幅度应不低于企业总产值增长幅度;拓宽资金渠道,探索多渠道、多层次投资模式,用足、用好国家和地方的各项优惠政策。 4.5强化制度保障制定有利于激励科技工作的政策机制、工作制度,不断健全和完善科技评价、考核、激励机制;严把科技计划编制关、实施关、考核关、奖惩关,对有突出贡献的先进单位和个人进行表彰奖励。 5结束语 新形势下的煤矿安全生产科技工作,必须以科学发展观为指导,大力构建“政府组织领导、部门推动督促、科研院校积极参与、服务机构技术支持、煤矿企业强化落实”的科技工作格局,积极开展科研攻关,加大研发力度,提高成果转化率,不断推进科技进步和科技创新,创建煤矿安全生产科技工作长效机制,为煤矿安全状况稳定好转提供强有力的科技支撑和保障。 作者:杨成超 单位:山东煤矿安全监察局 安全科技论文:深究学校网络安全科技 随着网络技术的不断发展和Internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全问题,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园计算机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重影响了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供WEB服务功能,而没有必要向公众提供FTP功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放WEB服务,而将FTP服务禁止。如果要开放FTP功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过FTP用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如GHOST等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 安全科技论文:煤矿安全科技挑战及对策研究 [摘要]总结了“十二五”以来我国煤矿安全科技在技术装备等方面取得的进展,分析了现阶段我国煤矿安全科技面临的形势和存在的问题,提出要加大煤矿安全科技创新,打好防范煤矿事故的对抗战、外围战、应急战和监管战,推动煤矿安全生产形势持续稳定好转。同时,针对煤矿安全重点领域和薄弱环节的科技需求,提出了“十三五”期间煤矿安全的科技对策和发展方向。 [关键词]煤矿安全;技术进展;科技对策;发展方向 近年来,我国在煤矿安全生产领域加大了政策扶持、资金支持、科技创新和监管监察的力度,煤矿安全生产形势持续稳定好转[1]。2005年到2014年的十年间,我国煤炭产量从2.11Gt攀升到3.87Gt,增加83.4%;煤矿事故起数从3306起下降到509起,下降84.6%;煤矿事故死亡人数从5938人下降到931人,下降84.3%;百万吨死亡率从2.811下降到0.255,下降90.9%。但在当前宏观经济运行和煤炭行业发展的新形势下,我国煤矿安全依然面临行业形势不容乐观、事故总量仍然偏高、区域发展极不平衡、职业健康备受关注、科技支撑仍待加强等突出问题和严峻挑战。“十三五”期间,有必要围绕煤矿安全重点领域和薄弱环节,强化技术创新和集成示范,推动煤矿安全科技水平再上新台阶。为此,在总结分析我国煤矿安全科技近年来的主要进展和当前面临形势的基础上,提出了“十三五”我国煤矿安全科技的对策和方向建议。 1煤矿安全科技主要进展 “十二五”以来,煤矿安全领域相关科研院所、高等院校、生产企业注重产学研用相结合,以实施“973”计划、国家科技支撑计划、国家科技重大专项等国家科技计划为契机,广泛开展科技合作和技术创新,在基础理论、关键技术、重大装备和工程示范等领域取得了重要突破,为煤矿安全生产形势持续稳定好转提供了重要支撑。 1.1煤矿瓦斯灾害防治 瓦斯灾害监控预警和瓦斯高效抽采利用是瓦斯治理的重点和难点。近年来,瓦斯含量快速准确测定技术实现了120m长钻孔定点取样,20min内快速测定瓦斯含量,测定误差小于7%,并在100多个矿井推广应用。开发的基于2个“四位一体”煤矿瓦斯灾害监控预警系统,大幅提高了瓦斯灾害预警自动化水平,预警准确率达75%以上。研制成功国内首台最大扭矩12000N•m大功率定向钻机,在晋城寺河煤矿完成1881m井下近水平长钻孔施工,创造了煤矿井下顺煤层定向钻孔深度的世界纪录。研制成功适用于f≤0.5松软煤层的高转速大扭矩螺旋钻进装备、空气套管钻进装备及地面远距离自动控制钻进装备,在松藻、淮南、平顶山等矿区广泛开展示范应用,松软煤层钻孔深度最深达271m,钻孔成孔率达到76.9%。开发了煤矿采动区顶板“L”型地面井抽采技术并在晋城寺河煤矿成功应用,抽采浓度最高达93%,抽采纯量最高达3.11万m3/d,实现了本煤层采动影响区、采空区连续抽采,工作面瓦斯浓度降低约30%[2]。 1.2煤矿水害防治 水源和导水通道探测、水害预测、注浆堵水等关键技术取得突破,水文地质探测与水害治理技术体系日趋完善。研发的井下瞬变电磁仪,可用于井下掘进头、侧帮、顶底板、充水采空区、充水陷落柱、含水层等隐蔽水害探测,最大探测距离达200m,准确率达到70%。研发的自记式地震仪及数据处理与解释软件,显著提高了断层、陷落柱、煤层变薄带等异常体的探测精度,探测距离达1600m。研发的动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵技术,解决了携袋钻进、钻注一体化转换、注浆入袋、抛袋提钻等技术难题,在陕西榆卜界煤矿涌水量约1200m3/h的动水条件下,对高3m宽4m的过水巷道实施封堵一次成功,封堵巷道不足50m,注浆量不到850m3,施工工期仅18d[3]。 1.3煤矿火灾防治 早期预测预报、监测预警、新型防灭火材料和装备等是矿井火灾防治的关键。目前已形成了以自然发火早期预测预报、阻化剂防火、氮气防灭火、凝胶防灭火、黄泥灌浆防灭火技术等为主体的内因火灾防治技术体系。形成了以胶带机火灾预测与自动灭火技术,惰气灭火、泡沫灭火、惰泡灭火技术等为主体的外因火灾防治技术体系。煤矿井下移动式碳分子筛制氮装置关键性能指标达到国际先进水平,氮气出口浓度≥98%,出口流量≥2000m3/h,填补我国煤矿井下移动式大流量制氮装置的空白[4]。 1.4煤矿粉尘防治 形成以煤层注水防尘、喷雾降尘、通风除尘、个体防护等为主体的防降尘技术体系,以及被动式隔爆、自动抑爆技术两大类多类型防隔爆技术体系。粉尘浓度、粒度分布测定等粉尘检测技术取得重要突破,可对作业环境粉尘浓度进行实时、在线监测[5]。研制出国内首套煤矿井下掘进工作面综合除尘系统,在神东等矿区得到成功应用,呼吸性粉尘除尘效率≥99%,达到国际先进水平。 1.5冲击地压防治 形成了以岩石力学方法和地球物理方法为主的冲击地压监测预警与评价体系,建立了包括区域防治与局部防治的冲击地压防治体系[6]。针对目前国内外已有微震监测系统只能被动接受煤岩体破裂产生的微震信号和震源定位精度不高的现状,研发出自震式微震监测系统,实现了监测区域内波速场的实时反演与解算,提高了微震监测系统的定位精度,微震监测系统的震源定位精度达到5~10m。 1.6煤矿热害防治 形成了矿井热害预测、评价、控制成套技术和装备,为改善工作环境和保障职业健康提供了重要技术装备支持。成功研制首套地面集中降温的优秀设备———高低压转换装置,温度跃升小于0.5℃,设计压力16MPa,已在平煤神马集团建设示范矿井[7]。 1.7煤矿应急救援 形成了事故预警、培训演练、逃生避难、抢险救援等一系列成套技术和装备。在人员精确定位技术、无线救灾通讯、应急避灾信号引导、应急救援指挥系统等领域取得一系列先进成果。采用无线MESH网络、骨传导等技术研制了KJ30矿用救灾无线通信系统,救护队员可快速搭建数据传输通道,将事发地点的现场图像、环境参数、救护队员生命体征等信息传输至指挥中心,支持双向对讲,供救援指挥人员实时掌握救援情况并进行可视化管理和调度,目前已在14个国家矿山应急救援区域队进行推广[8]。 2煤矿安全科技面临的形势 在当前宏观经济运行和煤炭行业发展的新形势下,我国煤矿安全生产也呈现新的特点,面临行业形势不容乐观、事故总量仍然偏高、区域发展极不平衡、职业健康备受关注等突出问题和严峻挑战。 2.1煤矿安全形势依然严峻 首先,尽管我国煤矿安全生产形势持续稳定好转,但重特大事故仍时有发生。据统计,2012~2014年全国工矿商贸企业共发生重特大事故71起,死亡1278人,其中煤矿44起,死亡747人,分别占61.97%和58.45%;其次,我国煤矿安全生产水平与发达国家先进水平仍然存在较大差距。2014年我国煤矿百万吨死亡率0.255,仍远高于欧美主要产煤国家平均0.03的水平;再次,煤矿安全生产指标持续走低,百万吨死亡率等指标低位反弹和反复的风险增大。此外,能源革命也给煤矿安全生产提出了更高的要求。 2.2煤矿安全水平极不平衡 长江以南及西南地区地质条件极为复杂,80%煤层为急倾斜、倾斜煤层,薄煤层多,厚度0.6~2m,局部断层密度达到35条/km2,机械化程度极低。2012年,全国仅云、贵、川、渝、湘5省市的煤矿事故死亡人数均超100人,共死亡672人,占全国的49%,而5省市煤炭产量仅占全国的13%。2013年,全国仅云、贵、川、渝、湘5省市的煤矿事故死亡人数均超90人,共死亡494人,占全国的46%,而5省市煤炭产量仅占全国的12%。 2.3煤矿开发条件不断变化 我国煤炭资源分布具有“东贫西富”、“东深西旱”的特点,煤炭开发不断向西部和深部转移。东部拥有约90%的经济总量,而煤炭资源的赋存仅占总量的30%;西部煤炭资源的赋存占70%,经济总量仅约为10%。目前全国已有47座超千米深井,最深已达1501m,随东部煤炭开采深度增加,高地应力、高瓦斯、高地温、高承压水等带来的安全问题更加突出[9]。新疆等西部地区大倾角煤层、巨厚煤层、三软煤层的安全高效开采也面临严峻挑战。 2.4隐蔽致灾因素难以精确普查 煤矿隐蔽致灾因素通常无明显的显现特征,具有隐蔽性、时变性、脆弱性等特点,探测和预防难度大。煤矿灾害事故大多都与隐蔽致灾地质因素紧密相关,隐蔽致灾因素已成为引发煤矿水害、瓦斯和顶板等重大灾害事故的主要原因[10]。据不完全统计,在煤矿重大事故中,与地质条件有关的各类重大事故占90%。隐蔽致灾因素的致灾机理和预防机制、隐蔽致灾地质因素的快速精细探查技术与装备是研发重点。 2.5煤矿职业危害备受关注 煤炭开采过程中存在的粉尘、噪声、高温、振动、高湿等职业危害,对职工安全健康造成严重威胁。2013年共报告职业病26393例,其中尘肺病23152例;煤矿职业病15078例,其中尘肺病13955例[11]。煤矿尘肺病约占新发尘肺病总数的60%。在有效遏制重大人员伤亡事故的同时,如何预防和控制职业危害,做到早发现、早诊断、早治疗已成为煤矿安全生产工作的重点。 2.6煤矿安全投入面临困局 受宏观经济影响,煤炭需求持续下滑,供大于求现象十分严重,煤炭行业低迷现状或将持续。煤炭企业在经济效益普遍下滑亏损条件下,资金周转困难,安全投入难以保证。因此,煤矿安全技术装备的经济性和实用性越来越成为现场应用考虑的重要方面,技术成果应用示范和推广难度加大,容易影响科技成果研发和应用两方面的积极性。 3煤矿安全科技发展的方向 国家能源局、环保部、工信部在《促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》中提出,到2020年,全国煤矿采煤机械化程度达到85%以上,掘进机械化程度达到62%以上。煤矿安全生产形势根本好转,煤炭百万吨死亡率下降到0.15以下。为实现煤矿安全生产形势根本好转的目标,有必要针对煤矿安全的重点领域和薄弱环节,提出针对性科技对策和发展方向。 3.1攻克灾害防治技术瓶颈,打好灾害对抗战 针对煤炭开发向深部和西部转移出现的灾害新特点,以“超前预测、主动预警、综合防治”为重点,研发煤矿隐蔽致灾因素动态智能探测、煤矿重大灾害风险判识及监控预警、煤矿深部开采动力灾害防控技术。重点突破小尺度地质异常体精细探测技术、隐蔽致灾因素井上下立体动态探测技术、煤矿重大灾害判识预警模型及方法、突水水源在线快速判别与智能注浆系统、超千米深部流变围岩控制技术、深部矿井耦合动力灾害防治技术、高温诱发瓦斯煤尘爆炸及自燃火灾防控技术、矿山呼吸性粉尘监测与防治技术等。 3.2提升信息化和智能化水平,打好安全外围战 当前“减人促安”、“无人则安”的理念被广泛认同,通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平,可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此,有必要围绕煤矿重点生产环节及安全保障系统的机械化、自动化和智能化开展攻关,重点突破煤矿巷道高效快速掘进技术与装备、难采煤层机械化开采技术与装备、清洁智能辅助运输技术与装备、无人化综采工作面巡检机器人、“人-机-环境”信息感知和交互技术与装备、智能生产调度系统等,促进煤矿“机械化换人、自动化减人”,提升安全高效开采水平。 3.3提升应急救援装备水平,打好灾变时应急战 煤矿应急处置与救援是煤矿安全生产的最后一道防线,为保障煤矿灾变时期应急救援技术装备“找得到、调得来、用得好”,急需研制集紧急避险、灾区侦测、通信定位、应急救援于一体的煤矿重大事故应急处置与救援技术和装备。重点突破煤矿重大灾害灾情演变规律、煤矿灾变环境侦测及存储技术、灾变环境应急通信及遇险(难)人员精确定位技术、快速逃生避险救援保障技术及装备、煤矿救援通道快速构建技术及装备、智能化应急预案及应急救援辅助决策技术,提升煤矿重大事故应急处置与救援技术装备水平。 3.4提高监管执法技术水平,打好安全监管战 监管监察是加强煤矿安全管理的重要手段,当前有必要进一步提高煤矿安全监管监察的科技含量和科学化水平。重点突破现场监督检测装备、现场执法与调查取证分析装备、信息化装备、执法配套装备等,全面提升监管监察技术装备水平[12]。此外,要加强对煤矿安全现有技术标准和规程的调研和梳理工作,对缺乏科学性、合理性的重点技术条款和关键技术参数进行深入研究,做好技术标准规范的修订和制定工作,为煤矿安全生产和监管监察提供科学指导和依据。 4结束语 实践表明,煤矿安全科技对促进我国煤矿安全生产形势持续稳定好转发挥了重要支撑和保障作用,但随着发展环境、行业形势、开发条件的不断变化,煤矿安全生产紧迫性增强,煤矿安全科技挑战性加剧。当前,以信息技术为代表的现代科学技术日新月异,煤矿安全科技发展有必要固本拓新,加强煤矿灾害防治瓶颈技术、减人增效高端技术、应急救援保障技术、监管监察支撑技术的研发和应用,全面提升煤矿安全技术装备水平,为早日实现煤矿安全生产形势根本好转提供科技保障。 作者:雷毅 单位:中国煤炭科工集团有限公司 安全科技论文:建筑施工安全科技创新途径 摘要:在经济全球化的发展趋势下,建筑工程的数量越来越多。一些无良老板为了追求更多的经济效益,不顾建筑工人的安全,违反国家施工安全管理条例。导致建筑出现问题,使人民的生命和财产安全受到损失。通过近些年建筑施工安全出现的一系列问题,国家越来越重视对建筑施工安全的科技创新研究,同时也加大了对该方面科技创新的投入。但是,建筑施工现场的安全问题仍然有待解决。 关键词:建筑施工;安全生产;科技创新 引言 我们正处于信息化社会中,科学技术会直接影响一个国家的综合国力。建筑施工的安全关系到人民的生命财产安全。我国是一个发展中国家,在科技创新方面与发达国家还存在很大差距。这就要求我们要加大对科技创新的重视程度,减少施工现场的伤亡人数。 1建筑施工安全生产的科技创新 1.1将电子信息技术融入到施工设备中 现在很多施工现场依然使用陈旧的施工设备。例如:大部分施工现场中升降机的使用依然由人工操作。假设因工人操作不当或没有定期检修而出现故障,就会发生危险。现代社会科技发达,将信息技术融入到大型的施工设备中,做到施工设备信息化。利用计算机控制升降机不仅可以减少事故的发生,同时也可以减少人工的使用,节省了部分资金。在设备中安装报警装置,在发生问题前及时进行警告,早发现问题早解决问题,将危险扼杀在摇篮里。随着城市中施工工程的数量越来越多,高层的出现又为施工增加了难度,也增加了施工的风险。近些年来,施工现场问题频发,由此人们对建筑施工安全生产的问题越来越关注。用计算机这类精密的电子仪器来操作,可以尽早防范问题的发生。将用于高层的施工设备与地面计算机相连接,实现人工智能操作,使操作更加便捷、安全。警报装置的安装可以让地面工作人员及时做好防范准备,及时疏散周围人群,即使出现了事故也可以减少施工人员的伤亡。 1.2对施工现场脚手架的实用技术创新 近年来,随着国家政策的出台,使脚手架的使用变得越来越广泛。同时脚手架也在不断的进行创新。脚手架的功能变得越来越实用,性能变得越来越强,使操作变得更安全。但有时由于安全措施不到位或操作不规范而引发的问题也时有发生。例如:近几年来,“暖房子”政策的出台,工人们给居民楼披上了一层厚厚的外衣,使千家万户的冬日都变得温暖起来。但施工工人的安全却是一个值得我们关注的问题。部分施工现场使用的脚手架都采用的是钢管式脚手架。这种脚手架在操作时稍有不慎就会坍塌。通过出现的这一系列的问题,我们应该加大对施工现场脚手架安全的实用创新。随着科技的发展,应充分利用电子信息技术,完善脚手架的防坠落功能。在脚手架的使用材料上可以采用先进的技术进行创新。采用更安全、更实用的材料对脚手架的性能进行完善。在对工人的防护上,应利用先进的信息技术,进行实时监控。例如:施工当天的天气是否会对脚手架的使用带来不便,脚手架能否承受住当前的重量,脚手架的升降高度是否会对工人的生命安全造成威胁等等。利用计算机技术对这些问题进行监控,避免问题的发生。同时,将脚手架上的每个部分完全覆盖到计算机的监控中,使计算机可以全天候的监督脚手架是否安全,工人的操作是否规范,将脚手架的使用风险降到最低。 1.3做到施工现场安全监控技术全覆盖 目前,随着房地产行业的发展,施工工程越来越多。其中,也不乏一些黑心老板为了追求利益最大化一味地要求尽早完成工期,将安全问题抛于脑后。在施工现场我们经常可以看到“安全责任重于泰山”这样一句话,但是真正将安全问题放在首位的又有几人?所以对施工现场进行全程监控十分必要。利用信息技术对施工现场进行360度无死角全覆盖监控。使施工现场的安全责任人可以通过显示屏对施工现场进行实时监控。通过全新的监控技术使安全责任人在室内就可以对施工现场进行监控,通过显示屏可以观测到工人在操作设备时是否规范,工人在施工时安全设施是否到位等。同时,在计算机上设置一个检测程序,将该程序投入到施工设备中,当有工人操作不规范或是建筑的某一层建造的不合格时这个程序就会及时的发出警告,这样可以及时发现问题,不至于酿成大的灾祸。我们也可以利用信息技术制作一个关于施工现场方面的网站,将全国各个省、市正在施工的工地全部覆盖进这个网站中来,实行全国联网。这样有利于国家的相关部门对建筑施工现场进行随时监督,对安全不合格的施工现场及时发出整改通知。这样,有利于施工人员将施工安全问题放在首位。这项新的科技创新将施工现场安全的防范措施真正的落实到实处,实现施工现场零风险。 2建筑施工安全生产的科技创新途径 2.1国家加大对该方面科技创新的扶持力度 “科学技术是第一生产力”,科技的发展对国家来说至关重要,国家应该加大对该方面的扶持力度。首先,国家应该拥有稳定的经济基础和高超的科技水平。我国是一个发展中国家,科学技术水平较发达国家还有较大差距,我国应积极地借鉴外国的经验,以我为主,为我所用。将学到的经验和我国的技术相结合,加快我国科技创新的脚步。其次,国家应出台相应的政策来鼓励该领域的科技创新。对进行科技创新的人才进行奖励,这样对其他进行科技创新的人才就会起到激励的作用,更好的发挥他们的主动性和创造性。 2.2加大对该领域人才的培养 第一,该领域人才在现代社会中的数量少之又少,应加快对该领域的学科建设。在各大高校应开设相关专业,学习相关课程,培养该领域的专业性人才。社会的进步离不开科技的创新,完善对该领域的学科建设,有利于加快该领域科技创新的步伐。第二,将该领域的优秀人才组成科研团队,注重对建筑施工安全生产方面进行研究。并为该团队提供资金和技术支持,为该团队设立用于科技创新的单独实验室,并配备高水平的仪器设备,为该团队科技创新提供物质保障。 3结束语 目前,在建筑施工中存在很多安全隐患,建筑施工中的设备只有和现代化信息相结合才能将这些隐患消灭在萌芽时期。对于建筑施工方面的创新,不仅需要国家的大力支持,更需要该方面的专业人才运用其掌握的专业知识进行创新,不断解决在施工中遇到的各种问题,开创建筑安全生产的新局面。 作者:刘逸帆 陈刚 单位:徐州工程学院 安全科技论文:农产品质量安全科技创新及突破分析 摘要:农产品质量安全科技创新对确保我国农产品质量安全水平的全面提升关系重大。本文介绍了我国农产品质量安全科技的宏观发展环境及趋势,深入分析了农产品质量安全科技已有基础与存在差距,对优先发展领域和重点突破点提出了合理化建议。 关键词:农产品;质量安全;基础研究;应用研究;科技创新 当前,我国农业农村经济发展正处于历史最好时期,农产品供给实现了由长期短缺到总量基本平衡、丰年有余的历史性转变,总体上看,农产品质量安全形势稳中向好;农业的主要矛盾由总量不足转变为结构性矛盾,突出表现为阶段性供过于求和供给不足并存,矛盾的主要方面在供给侧。2017年中央一号文件要求加快推进农业供给侧结构性改革,优秀是通过调整,让农民生产出的产品的质量和数量符合消费者的需求,实现产地与消费地的无缝对接。中央明确提出农业发展方式要由数量增长为主转到数量质量效益并重上来,实施食品安全战略,提升重要农产品供给保障水平。“十三五”是我国全面建成小康社会和进入创新型国家行列的决胜阶段,如何全面提升农产品质量和食品安全水平,推进农业提质增效,助力农业供给侧结构性改革,实现农业的可持续发展,对农产品质量安全科技创新提出了更为迫切的需求。 一、我国农产品质量安全科技发展的宏观环境 (一)我国农产品质量安全整体水平大幅提升,总体稳定向好 2001年启动实施“无公害食品行动计划”以来,我国农产品质量安全管理工作得到了加强,标准、检验检测、认证等农产品质量安全保障体系建设取得了长足的进步,农产品质量安全水平有了明显的提高。根据近年来农业部针对蔬菜、畜禽和水产品等农产品的例行监测数据,合格率一直稳定在高位。2016年共监测全国152个城市5大类产品108个品种94项指标,抽检样品45081个,总体监测合格率为97.5%,较2015年增长0.4%。其中,蔬菜、水果、茶叶和水产品监测合格率分别为96.8%、96.2%、99.4%和95.9%,较2015年分别高0.7%、0.6%、1.8%和0.4%;而2016年畜禽产品的监测合格率为99.4%,其中瘦肉精抽检合格率为99.9%,与2015年持平[1]。我国优质品牌农产品市场占有率稳步提高。“十二五”期末,我国“三品一标”产品总数达10.7万个,约占产地40%,农产品商品量的40%,较“十一五”提高了37.7%[2]。截至2015年底,我国无公害农产品产地达3.5万个,约占耕地面积的13.7%;无公害农产品7.8万个,总量达2.3亿t,约占全国同类农产品产量的12%[3];全国绿色食品企业总数达到9579家,产品总数达到23386个[4];地理标志农产品达到1792个,已创建“三园两场”9674个,创建标准化示范县185个。可以看出,近年来,我国蔬菜、畜禽产品、水产品等农产品的质量安全状况持续改善,质量安全水平稳定向好。 (二)我国农产品质量安全科学研究 体系逐渐健全,理论不断丰富经过10余年的建设,全国范围内从事农产品质量安全研究的专业机构网格化体系基本形成。从国家层面看,中国农业科学院、中国水产科学研究院、中国热带农业科学院相继成立了专业的研究所从事农产品质量安全方面的研究工作;从地方层面看,29个省级农产品质量安全研究机构成立,部分地市级农科院也开始组建农产品质量安全研究所(中心),大专院校也相继开设了食品安全或农产品质量安全专业,相互配套、相互补充的农产品质量安全研究体系逐渐建立。随着农产品质量安全科学研究体系的构建,农产品质量安全学科建设也得到了发展。自2003年起,中国农业科学院已将“农业质量标准与检测”作为院九大学科群之一进行建设,重点开展农产品质量安全研究;“十二五”期间,中国农业科学院调整确立了以“学科集群-学科领域-研究方向”为框架的3级学科建设体系,将质量安全与加工作为八大学科集群之一。2010年,农业部按照学科群部署建设了一批农业领域重点实验室,农产品质量安全作为30个学科群之一,于“十二五”期间,建设了包括综合性实验室和专业性实验室在内的9个部级农产品质量安全重点实验室,以共性技术研发为主,学科群内不同实验室的职责和任务各有侧重。“布局合理、任务明确、协作紧密、运转高效”的重点实验室体系正逐步成为农业科技创新的主战场,保障主要农产品安全的主力军。“十二五”期间,在农产品质量安全领域科研项目立项、关键技术突破以及重大成果凝练方面都取得了很大进展。继“十一五”食品安全科技创新被列入国家中长期科技规划公共安全领域优先主题后,“十二五”期间,国家及部门科技计划中对农产品质量安全研究都有重点加强。公益类行业(农业)科研专项设立了农产品质量安全领域,在国际科技合作计划中也遴选了有关农产品质量安全溯源、速测与监控方面的项目,支持该领域的国际合作;国家自然科学基金和社会科学基金也加大了对农产品质量安全方面的资助力度。通过近10年的研究,在农兽药及生物毒素等检测技术与标准研究,在双低油菜全程控制技术等方面有所突破,一系列国家奖及省部级奖项的获得标志着农产品质量安全学科理论和技术的不断丰富和完善。 (三)“十三五”是我国农产品质量安全科技 重要发展机遇期随着全球新一轮科技革命步伐不断加快,国际组织及发达国家纷纷实施食品安全战略计划,加强食品安全科技投入。欧盟第七框架计划已将食品安全、生物技术以及生物资源的可持续利用与管理作为农业领域的优先合作方向,投入19亿欧元,其中营养健康和食品制造作为食品安全领域投入的重点方面。在我国,2016年中央“一号文件”首次将食品安全上升至国家战略,随后相继出台的《“十三五”国家食品安全规划》、《“十三五”农业科技发展规划》、《“十三五”全国农产品质量安全提升规划》、《“十三五”农业科技条件能力建设规划》等一系列国家和部门重大规划对农产品质量安全科技创新均给予高度重视,经历了筹划期和建设期后,“十三五”是我国农产品质量安全科技重要发展机遇期。《“十三五”国家食品安全规划》设置了“食品安全国家标准提高行动计划”、“食用农产品源头治理工程”、“风险监测预警、评估能力提升项目”等9大专项,提出要加快农兽药残留限量标准的制定和评估转化,严格源头治理,建立国家农产品质量安全风险评估实验室等。农业部《“十三五”农业科技发展规划》也将农产品质量安全纳入11个农业科技创新的重点领域之一,指明了在基础性工作、基础研究和技术开发方面的重点。《“十三五”全国农产品质量安全提升规划》指出实施农产品质量安全科技创新战略,将农产品质量安全纳入国家重大科学研究重点。此外,在现代农业产业技术体系建设中,“十三五”新增了多位农产品质量安全与营养品质评价研究岗位科学家;在农业部农产品质量安全重点实验室学科建设中,“十三五”新增了11个农业部重点实验室;在2017年启动的农业基础性长期性科技工作中,农产品质量安全也作为10个学科领域之一被纳入基础数据库建设中,建设国家农产品质量安全数据中心1个,国家农业科学试验站若干,长期开展粮食、油料、蔬菜、果品、畜禽产品、奶产品、水产品、特色产品、热作产品和农业投入品质量与安全科学数据监测,重点开展主要农产品品质鉴定、污染物残留评价及预警分析[8]。 二、农产品质量安全科技发展趋势 近年来农产品质量安全科技重点在农产品质量安全检测理论与方法、风险评估理论与方法、农产品中危害因子的作用机制和安全性评价、农产品质量安全过程控制及消减技术以及农产品质量安全溯源、预警理论与方法等领域有所突破. (一)农产品质量安全检测技术趋向集成化、快速化 随着生物化学、材料科学以及现代质谱等高新技术的发展和应用,不同学科领域技术的交叉融合和集成,成为提升农产品质量安全检测通量、检测速度与准确性的重要手段。在样品前处理方面,快速溶剂提取(ASE)、凝胶渗透色谱(GPC)、固相萃取(SPE)、基质固相分散萃取(MSPDE)以及免疫亲和层析(IAC)等样品前处理技术已经能够实现对农产品危害因子的提取分离,而这些前处理技术的多维融合、集成与自动化,使得对农产品中微量、痕量成分提取净化更加简化和快速。此外,新型材料包括功能化石墨烯、金属有机骨架(MOFs)、碳纳米管、分子印迹聚合物(MIP)、微孔有机聚合物(MOP)、磁性纳米材料等的发展[6],在解决现有农产品复杂体系痕量分析特定目标物样品前处理的瓶颈问题中的应用也日益广泛。在快速检测方面,高性能识别材料的制备、不同标记增敏体系的研发,并结合芯片及传感器等技术,能够提升对农产品中目标物质的精准识别能力,实现多残留同步检测。核酸适配体、受体、重组抗体等识别材料在农药、兽药、激素检测方面的应用日益增多[7~9]。而基于类特异性识别原件实现对多个目标物的同时检测以及利用芯片或传感器等技术集成不同污染物的检测反应,是实现不同污染物同步多残留快速检测的两个重要思路,也是农产品质量安全快速检测技术发展的重要方向之一。在确证检测方面,基于多维色谱-杂交质谱技术的多类别污染物的综合分析技术也成为近年来确证检测技术发展的方向[10]。多维色谱技术与质谱技术联用,如二维液相色谱、二维气相色谱及全二维气相色谱等与质谱技术的联用,已成为解决同源复杂组分检测的有效手段;而通过融合多种类型的质量分析器如四极杆、轨道阱(Orbitrap)及线性离子阱(LIT)等集成杂交质谱,为实现复杂农产品基质的检测提供了重要技术支撑。在未知物筛查方面,高分辨质谱具有质量范围宽、分辨率和质量测量精度较高的特点,已成为农产品质量安全化学性非靶标物质快速筛查的重要手段。而核磁共振技术具有无破坏性、无偏向性、高灵敏度以及测定快速等特点,结合模式识别在非法、恶意添加物的筛查识别方面具有较强的技术前瞻性[11]。集成质谱、波谱及成像技术,对未知化合物结构进行定性推断和确认,发现食品中未知风险物也是研究的重要热点。 (二)农产品质量安全风险评估技术趋向系统化、精细化 当前风险评估技术的理论研究和实践应用都正处于快速发展阶段,前沿科学技术的应用、大数据发掘技术的发展和不同数学模型软件的开发,促进了风险评估技术的系统化与精细化[5]。纳米技术、组学技术、计算分子生物学等前沿技术近年来发展迅速,在化学物质暴露评估中的应用促进了风险评估技术的快速发展,提高了风险评估的精准性[12~13]。如动物替代毒理学新方法的应用,提高了风险评估的速度;基于人源细胞的机制通路研究,提高了健康效应评估的精确性;而生物标志物监测技术的应用增强了风险评估过程中的敏感性和准确性,从而降低了评估的不确定性。大数据挖掘技术的发展和应用,为农产品质量安全风险评估的理论和方法研究提供了广阔的天地,特别是如逻辑回归模型、随机森林模型、贝叶斯方法模型、神经网络模型等机器学习,能够实现从海量的数据中发掘关联信息,并将分割的数据关联化,提供系统化的评估方案。基于不同需求和国情,开发的模型软件和应用也是风险评估技术不断扩展的方向。如美国和荷兰依据临界效应的剂量-反应关系建立的基准剂量(BMD)模型均已开发相关软件;基于生理模型的药代动力学、药效动力学(PBPK/PD)模型可以模拟药物和其不同制剂经静脉、口服、口腔、眼部、鼻腔和肺部给药后,在动物和人体内的药代动力学和药效动力学行为,目前开发的商业化软件已在风险评估中广泛应用;暴露边界(MOE)法相关技术和软件在不断推进,这些风险评估相关软件的研发能够增加评估技术的准确性,必将带动农产品质量安全相关风险评估理论和方法的发展。 (三)农产品质量安全过程控制技术趋向精准化、定向化 基于危害分析的临界控制点(HAC-CP)总体上适于农产品的安全管控,但由于农产品的生物活性属性,自然生产特征以及供给的时效性等因素,使得农产品质量安全控制技术具有复杂性和特殊性。在关键技术上,结合污染物代谢、迁移和消解等行为,防止污染物防控二次污染;通过解决关键控制点与风险预警阈值,预测模型和评价模型,有效生物的选用等关键技术,研究农产品生产、收储运过程中混合污染的综合防控技术是今后农产品质量安全过程控制技术发展方向之一[14]。围绕农产品生产过程中影响农产品质量的关键危害因子的污染途径与过程控制技术开展研究.包括农兽药等农业投入品的降解规律和机理、产地污染对农产品的影响及危害等开展精准化研究;针对特定环节典型农产品关键或典型危害因子开展定向化研究,形成定向化控制技术,也是实现精准农业,推动供给侧改革的有效途径。 (四)农产品质量安全溯源技术趋向智能化、集成化 目前农产品质量安全溯源技术主要分为信息追溯技术及真实性识别溯源技术研究两个方面。在以生产档案记录为基础的信息追踪与溯源技术方面,可追溯系统应用研究成为热点,主要依托传感网及数据处理、电子标签(RFID)及无线应用、数据库与并行计算等技术的建立,实现对每一个过程的流通做到来源可溯,去向可查。目前,该技术在高附加值农产品物流仓储的追溯环节应用前景广泛。随着物联网经济的发展,信息溯源技术日趋网络化和智能化。在以产品表征分析为基础的身份识别与溯源技术方面,基于DNA指纹分析建立的鉴别技术由于分析精度高,已成为农产品品种鉴别的一项关键技术。同位素质谱技术发展迅速,除目前常用的碳、氮稳定同位素外,氢、氧、硫、硼和锶同位素技术的应用有效性也日益凸显[16],通过分析不同地域农产品中同位素组成特征、差异,建立溯源数据库或绘制溯源地图,可以实现对不同农产品的产地溯源。近年来,在溯源技术发展方面,一是利用锶同位素以及稀土元素对农产品产地溯源的有效性日益凸显;二是重视溯源指标在加工农产品过程中的变化;三是将稳定同位素质谱技术、核磁共振技术、DNA指纹图谱技术、代谢指纹图谱技术、红外光谱技术以及矿物元素指纹图谱等多项溯源技术集成,形成综合溯源技术系统,集成后的综合溯源系统能够提高农产品溯源的精准度[17~18]。 三、目前我国农产品质量安全已有科技基础与存在差距 (一)检测技术 截至“十二五”末,我国共研发出500多项残留确证检测技术,其中农药多残留确证检测从最初的不到30种发展到700多种,兽药多残留确证检测可覆盖20大类300余种,建立了主要以农药和兽药残留为主的多项确证检测技术及标准,农产品质量安全检测技术水平不断提高[19]。在快速检测方面,我国已经具备制备各种农药、兽药残留、违禁添加物抗体近300种,研发快速检测产品600余种,快检产品的市场占有率从“十五”末期的不到10%上升至目前的80%以上[19]。我国在农产品质量安全检测技术方面还存在一些问题。比如,仍有一定比例我国已登记和有限量的农兽药残留无检测方法,农产品中环境污染物及与农产品品质营养相关的内源物检测方法缺乏;自主开发的检测设备少,设备成本高[20];农药抗体少,快检产品灵敏度和稳定性差等问题还一定程度存在。 (二)风险评估技术 在风险评估共性技术方面,我国已经初步确立了剂量-反应评估中基准剂量评估技术,建立了农产品中化学污染物(特别是农药)累积性膳食暴露评估方法和阶梯式暴露评估方法[12];开展了农产品质量安全风险建模技术研究,已形成国家农产品质量安全监测信息平台数据上报系统、分析系统和综合管理系统以及农产品质量安全风险评估系统等。在农产品质量安全风险监测方面,我国已经针对农兽药残留等危害因子,开展连续动态立体式风险隐患摸底排查和专项评估,获得风险监测数据23万余条,形成23份农产品质量安全风险监测与评估技术报告。我国还缺乏开展农产品质量安全风险评估的一些基础数据,如现有的危害因素本底含量数据、毒理学数据等基础数据缺乏,不能满足我国农产品质量安全风险评估的需要;在技术上,人源细胞替代动物毒理学测试及暴露组学技术等前沿技术的应用还刚刚起步,生物监测尚未纳入风险监测与评估的内容;适合我国国情的评估模型不多[13]。 (三)过程控制技术 目前,我国农产品质量安全过程控制技术研究主要集中在研究污染物的环境过程以及对农业投入品及内源毒素的消减控制技术研究[20];我国已经形成了农产品产地土壤重金属污染区边界划分的技术方法及水产生产区域划分方法。如2011年,我国参照欧盟法规制定形成了《2011年海水贝类生产区域划型工作要求》。针对农药和兽药等农业投入品,主要依据毒理学数据和残留消除规律制定出最大残留限量标准。截至2016年底,我国已经制定了433种农药的4140项最大残留限量。而在毒素的消减控制技术方面,目前已经形成的相关管理规范或标准有《防止黄曲霉毒素污染食品卫生管理办法》、《花生黄曲霉毒素污染控制技术规程》等。尽管我国目前在农产品过程控制技术研究方面取得了一定的进展,但产地环境污染物(农兽药、助剂、持久性污染物等)与不同农产品质量安全相关性方面的研究缺乏;农兽药面源污染阻断和评价技术缺乏;在新技术、新生产方式和新投入品所带来的危害评估、预防和控制措施研究方面还很少。 (四)产地溯源与真实性识别技术 在信息追溯方面,我国已了《农产品产地编码规则》、《农产品追溯编码导则》及《热带水果分类和编码》等规范文件,建立了农垦农产品质量追溯系统,覆盖28个省(自治区、直辖市),涵盖谷物、蔬菜、畜禽肉等主要农产品。在身份识别与溯源技术方面,我国近年来也建立了一系列方法,包括DNA标记法、近红外反射光谱法、稳定同位素法、矿物元素法等,在牛肉产地溯源、有机猪肉溯源与真实性识别及鸡肉、茶叶和蜂蜜溯源技术等方面奠定了技术基础。但现有溯源体系仅仅是建立在信息记录溯源上,与质量溯源相关检测技术、质量安全溯源的检测装备、食品加工和储运过程质量溯源支持技术等还没有集成形成技术体系。由于缺乏统一的追溯标准和规范指南,各部门建立的追溯系统仍存在信息不互联互通,很多产品追溯码的作用与普通的食品标签相类似,未发挥有效的追溯管理作用,且由于缺乏农产品种植、养殖等环节的化肥农药、兽药及生产管理等信息,信息记录成本高,也造成了源头追溯信息采集困难。而在身份识别与溯源技术方面,单一溯源方法存在溯源准确性不高,溯源库存在样品代表性差,综合集成溯源系统研究应用还较少等问题。 四、我国农产品质量安全科技优先发展领域和重点突破点 根据农产品质量安全科技的发展趋势及我国产业发展的需求,围绕服务国家食品安全战略目标,提高农产品质量安全水平的战略需求,促进我国农产品质量安全科技整体能力的提升和关键问题的突破,确定如下优先发展领域。 (一)农产品质量安全检测技术优先领域 运用现代物理、化学、生物学、计算科学理论和方法,研究农产品中营养品质、功能成分以及农兽药、生物毒素、有机污染物、环境激素等分析新理论、新技术,建立农产品质量与安全检测技术及标准体系。主要包括基于新型功能材料的高效前处理新技术、农产品品质形成及无损监测技术、智能化农产品质量分等分级新方法、生物监测及非定向筛查技术。 (二)农产品质量安全风险评估优先领域 开展对化学和生物等污染物的风险评估、控制与预警的食品安全风险评估方法和理论的研究,发展符合我国国情的食品安全风险评估技术方法体系。主要包括农产品中重要化学污染物的剂量-反应评估理论、暴露评估方法优化与模型、混合污染物联合暴露综合评估风险排序与模型、农产品累积性暴露评估方法与模型、主要农产品中危害因素风险评估模式及风险评估信息系统的整合与构建。 (三)农产品质量安全过程控制优先领域研究 污染物在农产品中的污染途径、成害机制及控制措施,构建农产品安全、清洁生产理论和典型模式,建立农产品质量安全过程控制技术体系。主要包括污染物在产地环境中的迁移转化及降解规律,农业投入品面源污染阻抗、钝化、消减技术,典型污染物生物修复理论和机制,典型污染物与品质指标的相关性研究,农产品产地污染物阈值及产地安全评价指标体系。 (四)农产品质量安全溯源优先领域 开展农产品质量安全溯源的理论和方法研究,主要包括矿物元素、同位素技术、生物组学技术的溯源新方法研究,不同生产模式农产品溯源技术,加工农产品溯源技术;综合溯源系统的构建。 (五)农产品质量安全标准研究 开展农产品质量安全标准研究和标准物质研究,健全农业标准体系。主要包括农兽药残留限量制定,小宗作物农药残留及风险排查,动物源产品中农药残留限量制定,产地环境污染物限量标准与安全评价分类,农产品安全与品质评价相关标准物质研制。 (六)农产品营养组分作用机制及分离基础研究 农产品组分的营养与功能的相关性及其作用机制、组分分离新技术,建立农产品品质营养功能解析与利用技术体系。主要包括农产品功能成分影响人体健康的分子营养学机制,农产品功能成分在人体内的代谢途径、吸收方式与作用机制,功能成分在农产品中的存在形态、结构及分布,农产品组分高效分离与重组关键技术,绿色、循环、多组分提取的理论和方法. 作者:金芬 郑床木 钱永忠 单位:中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 安全科技论文:当代网络安全科技研究 本文作者:宋佳苗作者单位:江西省统计局 控制访问权限 对于计算机网络的访问进行合理有效的控制,对于提高整个计算机网络的安全性有很大意义。对于访问网络人员身份进行严格控制,禁止非法访问和窃取信息的行为发生。控制访问权限的方法有很多,有控制属性控制、入网控制、服务器安全控制。登录控制等。控制访问权限可以有效的提升系统访问的安全行,防止恶意的对信息数据进行违规操作。控制访问权限可以保证系统不被非法和非正常的访问,是维护系统,保证系统安全的重要策略。 物理安全策略 物理安全策略是对计算机的硬件环境进行保护,保护计算机的服务器、网络设备、打印设备、计算机终端等硬件环境。对硬件环境进行严格的控制,避免人为和意外损坏,提高整体计算机网络正常运行的可靠性。在硬件管理中,维护人员对硬件做好相关维护工作,保证硬件的正常工作状态,降低故障发生的可能性。在机房和计算机的环境维护上,要注意对温度和湿度的适当控制,减少环境因素对整体系统的影响。在人员进出上,要进行严格的审查和管理,避免无关人员进入导致对设备进行恶意和无意的操作,避免相关损失。 数据安全 数据安全是计算机网络安全的重要目的,保护数据安全对于计算机网络的安全工作非常重要。在用户使用个人计算机时,要对计算机存储设备进行清理和杀毒工作,减少计算机病毒和木马等有害文件的来源。在数据的传输上,采用先进的数字证书技术。利用数字证书技术对终端和通讯用户进行身份辨认,保证通信系统的安全。才数据传送中采用加密技术,利用加密技术保证数据和信息的安全性。在对于数据库的管理中,要做好日常备份与维护工作。建立和完善防火墙设置,及时更新相关安全软件,减少系统漏洞,避免黑客的入侵和病毒感染。 安全管理 提高安全管理工作对于计算机网络安全也有一定的意义,提高安全管理要求,建立完善的安全管理制定是保证计算机网络安全的重要基础。计算机网络安全管理不只看技术应用,还要看管理措施的执行力度和与相关规范的符合程度。要将技术应用和管理进行紧密的结合,有效的做好计算机安全管理工作。加强计算机用户的安全认识,提高用户的法律意识,对用户的计算机操作进行培训,从管理角度上提高计算机网络的安全性。 安全科技论文:中国安全文化建设的时代背景—兼谈21世纪安全科技文化新观点 摘 要 虽然,职业安全卫生在其硬件、管理及人的行为规范方面取得了较大成效,但在世界范围内,意外职业伤亡事故的严峻形势仍令人十分担忧。随着科技进步、工业发展和社会文明的要求,本世纪80年代,有人提出安全文化的理论。在国内一些工业企业中,大量的实践证明,安全文化建设是做好职业安全卫生工作的基础,也是大众安全及社区安全的基础。 笔者分析了中国安全文化建设产生的背景,研究了弘扬和传播安全文化的途径,提出了当代人应树立跨世纪的安全科技文化新观点。 关键词 安全 文化 建设 科技 观点 1 概 述 不断提高职业安全与卫生的水平,保护劳动者在生产经营活动中的安全与健康,是当今政府和社会的神圣责任和光荣的义务,也是职业安全卫生工作者为之奋斗的目标和崇尚的伟业。随着工业发展、科技进步和社会文明的进程,对职业安全卫生的需求和标准提出了更高的要求,无论是安全科技界的专家、学者;还是工业界的企业家、安全管理人员都不断寻求新途径,以适应时代的要求,笔者认为,在以下三方面取得了成就: 1) 改善安全硬件的特性和功能:改善物(指广义的物:机械、设备、仪表、工具、生产资料等)的安全状态,即从设计、制造、应用方面提高设备、机具、工艺的安全性和可靠性; 2) 规范人的安全行为:提高劳动者的安全生理特性、安全心理素质以及对社会环境的科学适应能力; 3) 完善安全管理体系:调节人与人、人与物、物与物间的关系,达到安全、系统与匹配。 不难看出,在控制人、物、管理的安全理论与实践方面,取得了很大的进展,但根据国际劳工组织最近的统计表明,全球每年因工死亡人数高达110万。而全国每年也至少有10万人在意外事故中丧生(包括交通事故),世界范围内的意外死亡人数达350万。特别是高新技术应用的风险、工业生产与开发的风险、人民追求高质量的生活及生存面临的风险,对人类的安全与健康又构成了新的潜在威胁。因些,迫使当代人要用崭新的思维方法和跨世纪的安全科技文化的新观念来审视世界, 科学而客观地把握人生,珍惜生命,创造人类安全、健康、舒适、长寿,社会稳定发展的美好未来。 2 中国安全文化建设的时代背景 中国正从计划经济向市场经济转轨,经济发展的规律改变着人们的生产、生活、生存的理念和行为,特别是工业的安全生产,开始有了微妙而深刻的变化,一种新的价值观念、科学的思维方法、更广的视野和社会适应能力,更务实而珍惜生命的行动,善待人生而健康、长寿的追求,在国内工业界和居家社区正在形成一种弘扬和倡导安全文化,提高安全文化素质的潮流,企业安全文化和大众安全文化的兴起和发展有其特殊的时代背景,主要表现如下: 1) 人民的人生观和价值观发生了变化 人民的经济基础和生活水平有显著的提高,对物质需求、精神文明以及安全与健康都有了更高的要求,对自己的生活及人生的追求有了全新的内容。人们在解决温饱问题之后,更加需要安全、健康、舒适、长寿。人们的人生观、价值观发生了根本变化,安全生产、大众安全、生活安全、社会稳定、长治久安已成为社会文明和公民文化素养的重要标志。 2) 安全科学技术进步和科普水平的提高 在我国,安全科学技术已成为一级学科(见gb/13745—92),表明对安全的本质及运动规律有了深入的研究。特别是预测、预防和控制事故的安全科技的进步,大量的高新技术及科研成果转化为安全防护的设备和产品,通过科普及商品的质量安全的宣传、教育,增加了公众的安全科技文化知识,提高了自我保护意识,出现了大众对安全生产、生活、生存的安全科技文化新需求。 3) 劳动安全卫生的法规体系逐步完善,人民的法制观念不断增强 保护劳动者在生产过程中的安全与健康是劳动保护国策的基本内容,“安全第一,预防为主”的安全生产方针已深入人心,在国家宪法、劳动法、企业法、刑法、民法及地方政府行政法规或行业安全生产法规中,在近千种相关的标准中都涉及了有关改善劳动条件,保护劳动者的安全与健康的要求,并已成为强制性规定,劳动安全卫生的法规体系在逐步完善。公民都有权利接受初中程度的义务教育,大众的科技文化水平和法律意识在不断提高。因此,人民的法制观念不断增强,用法律保护自己的权益,维护安全与健康,已成为公众保护自己的有力武器。 4) 优生优育的政策更重视人的安全与健康 提倡一对夫妇只生一个孩子的独生子女政策已为全国人民普遍接受,与此同时,独生子女的生育、培养、成长和就业过程中的安全与健康,必然成为家庭和社会关注的热点。特别是在求职就业中,那些不安全,欠卫生的职业或工厂,那些危害性大,事故风险大的地方,将会面临招工难的困境,这就迫使企业和政府对劳动环境进行改造或更新,21世纪的中国人对自己的安全与健康视为生命一样重要。 5) 建国以来的四次伤亡事故高峰的惨痛教训 “安全第一,预防为主”的安全生产方针,虽已家喻户晓,而工业生产中的意外伤亡事故却经常发生。近50年内,中国大陆先后出现过四次伤亡事故高峰,均发生在政治改革和经济环境变化的关键时期,即“”期间(1958年)、“”期间(1970年)、“改革开放”初期(1978年)、重复建设问题突出时期(1994年)。忽视安全,不讲速度与效益的统一,既影响正常生产,又危及职工的生命和财产安全。 事故高峰的惨痛教训证明:人为失误是元凶。据专家、学者的统计表明,(60~70)%是人的“三违”现象所引发的事故,其中由于人的安全意识和安全素质差而致成灾祸就占80%。劳动者是一个生理人、社会人、经济人,其生理特性、心理特性、社会特性、人生观、价值观等直接影响着人的安全思维和行为后果,提高劳动者的安全文化素质才是预防人为失误的金钥匙。 6) 劳动者的安全意识及安全文化素质亟待提高 目前,企业的职工文化素质普遍偏低,技术能力有下降趋势,统计表明: ① 1.4亿职工中,初中文化程度以下的约占70%;② 新职工(多半数来自农村)主要靠人力、资源和时间的投入进行低效的生产;③职工中受过系统专业教育的职工只占(15~20)%;④ 国营企业中,技工、中高级工仅占(2~3)%。 很显然,改革开放以来,亿万农友涌向工业,成了低素质而廉价的劳动力,这些低技能、低效率的合同工、临时工、季节工、替换工,多半在最脏、最累、最危险、最不卫生的环境中劳动,这样就降低了职工队伍的总体安全素质,也增加了控制人为事故的难度。新职工是发生伤亡事故的直接受害者,其原因为: ① 缺乏安全生产基本知识和技能;② 缺乏安全生产的实践经验和对策;③ 不懂事故的应急办法,也不会保护自己;④ 对安全管理上的失误更无辨别能力。 在经济建设时期,把安全生产的重点真正转移到依靠科技进步,提高劳动者素质(包括安全技术、安全知识、安全文化素质)的轨道上来,在发展市场经济的过程中,亟待提高劳动者,甚至全民的安全意识和安全文化素质,这是社会文明的要求,也是政府和企业(雇主)不可推辞的义务。 7) 全国人民更加重视休闲活动的安全和卫生 全国职工已享受每周40小时工作的权利,改变了过去每天8小时生产,有时还要加班加点,甚至女工、童工也不能保证享有法定的权利的时代。每周5天的8小时工作之余,除每天保证8小时睡眠,至少还有96小时的自由支配时间。无论是职工或是公民均有充裕的时间从事各自喜爱的活动,由于休闲的方式、范围和领域的不同,学习和掌握有关的安全与卫生的知识,掌握自我保护和救护的方法,创造一个安全、舒适、卫生的休闲活动环境已成为大众的需求,也成了安全休闲文化的新内容。随着人们对休闲活动质量有更高的要求,实现安全、舒适、健康的活动计划、自然迫切地需要增长安全科技文化知识,需要创造休闲活动的安全文化氛围,大众安全文素质的提高,才能更自觉地去实现大众的身心安全和健康。 8) 高新技术风险进入家庭,消费者更需要安全文化 高新技术应用型产品进入市场,改变了人们的生活方式,给千家万户带来了方便、实惠、享受,同时也带来意外的事故和风险,由于缺乏安全科技文化知识,例如:不会正常使用家电用品;看不懂说明书;违反操作程序;不了解产品特性和易出事故的地方等,造成了许多意外伤亡事故。 1999年是中国的“安全健康消费年”,重点突出宣传了两大问题: ① 保护消费者的安全和健康不受侵害,保证产品的质量与安全; ② 消费者要提高安全科技文化素质,增长安全健康消费的知识。 据中国消费者协会有关人士透露:“在我国,损害消费者的安全与健康一直是一个突出问题。据悉,我国每年因家电漏电便造成8000多人死亡;而仅在1994年,燃气热水器质量问题又使173人命丧黄泉。(1985~1989)年5年时间,共发生大的假酒事件11起,不法分子用工业酒精制作假酒致使129人死亡,4966人中毒,33人失明;1998年山西朔州假酒案造成27人丧命的悲剧更令人触目惊心。此外,交通、旅游、环境污染、娱乐、玩具、药品医疗、化妆品等等,都存在大量不安全和不卫生因素,所有这些无不直接对消费者的安全与健康构成极大威胁”。 《消费者权益保护法》规定消费者拥有的“9项权利”,安全和健康是最重要的一项。因此,商品和服务是否符合人体健康和安全的要求,是消费者最为关心的问题。联合国《保护消费者准则》首先提出“要保护消费者的健康和安全不受侵害”。可见,抓住了商品对消费者的安全和健康问题,就抓住了落实消费者权益最重要的部分。要真正的保护自己,就必须不断提高安全科技文化素质,树立安全健康的消费观。 9) 非生产领域的安全与卫生问题需要警钟长鸣 从全国看,每年企业及矿山发生的意外事故,有(2~2.5)万人丧生,而非生产领域的意外事故却有(6~8.5)万人死亡。实际上,人们在生活与生存领域的活动遭遇的事故和灾害(洪水、地震、泥石流、气象等)而危及人民的生命的数字还在增大。根据1998年官方公布的资料,足以说明非生产领域因意外事故而死亡人数触目惊心: ① 公路交通事故死亡人数 7.8万人;② 铁路道口事故死亡人数 8402人; ③ 火灾事故死亡人数 2380人;④ 自然灾害死亡人数 5511人。 还不算每年因烟花、爆竹、喜庆气球、家电产品、休闲、旅游等意外伤害事故,保守的估计至少也有(1~1.5)万人。据最近报道:每年医生用药和自购用药而造成500至100万人的药物伤害,严重的致命死亡,为了安全用药,国家正对医药实行分类管理。因此,大众的生活、生存及社会活动领域的安全与卫生问题,决不容忽视。大众安全文化及社区安全文化建设已成为社会进步和文明的重要标志,非生产领域的安全卫生问题也应警钟长呜。 10) 安全文化素质教育要从孩童抓起 安全的意识、思维、习俗,安全防护、应急和自救等技能和知识应从幼童、从中小学抓起,通过安全科技文化的传播和渗透,提高下一代的安全文素质是具有现实意义和战略意义的。安全科技、安全文化能最深刻的影响孩童的思维和行为,从小就养成珍惜生命、自律安全的行为和品德。安全文化素质教育应纳入学生素质教育的总纲,成其重要的基础教育内容。 我国有中小学生1.8亿,据有关单位报导:近10年来,全国中小学生平均每年死亡人数为4万左右,其中死于交通、火灾、溺水、坠落等灾祸的为1.5万人,而1994年中小学生非正常死亡人数为17625人。对孩童和下一代的安全教育已引起了政府及社会的极大关注,1995年国务院7个部委联合发文,从1996年起,每年三月的最后一个星期一定为“全国中小学生安全教育日”,开展一系列安全教育活动,例如:1996年以来,每年安全教育日的主题分别为“全社会共同关心中小学生安全教育”、“交通安全教育”、“加强自救互救”、“消防安全教育”。专家们还编写了中学生安全知识(教材)、北京市民安全知识手册;同时,建议在大学开设安全科学技术选修课,举办安全科技文化讲座。提高孩童、学生及大众的安全文化素质是利在当代,功在千秋的大事。 11) 建立劳动安全卫生管理体系与国际市场接轨 众知,国际标准化组织(iso)已在世界范围内推行iso9000(质量管理与质量保证体系)、iso14000(环境管理体系),还计划在21世纪初推行iso18000(安全与卫生管理体系),客观上对我国经济、技术和国际贸易的发展,无形间形成一道壁垒。这些质量—环保—安全与卫生问题,其优秀是人类的安全、健康、生存的问题,也是安全文化、文明生产的问题。从安全伦理高度看,企业要生产出绿色的产品,要成为绿色工厂,进行国际贸易的商品应该从设计、生产、出售,到使用、回收的全过程,对人民都是安全、卫生、无害的,对生态环境也是无害的。中国政府已成立了国家iso14000认证领导小组,正推进全国工业企业建立环境管理体系达到国际标准化的进程,要实现这一目标,当然要付出很大的代价。为了响应iso的号召,推行职业安全卫生管理体系(oshms)标准化,全国企业界和政府必须从战略的高度,从全球经贸市场发展的观点,积极行动起来,开展前期准备工作,oshms是工业文明发展必须要跨越的屏障,也是工业安全文化的重要内容。据资料报导:台湾地区、新加坡、韩国、澳大利亚都为oshms付出代价,都将税收的一部分用于企业的改造,以便在世贸竞争中保持自己的实力。一种新的工业发展趋势,一种与国际市场接轨的经济大道已被工业界认同,质量—环境—职业安全与卫生一体化,即q*s*h*e的绿色通道,旨在努力满足人民的安全与健康需求,同时也促进了我国安全科技文化的繁荣。 12) 大众需要安全科技文化 本世纪末,中国人民要实现“小康之家”,大众生活水平提高,经济基础改善,安全与健康意识增强,更需用安全科技文化充实自己,保护自己,以实现身心安全与健康,享渡寿福天伦之乐。一种自觉追求安全文化、善待生命的安全与健康趋势正在形成,具体表现为: ① 一切活动中都以追求安全、舒适、健康、长寿为主要目标; ② 喜爱安全、卫生的文体活动和休闲、健身、旅游等活动; ③ 戒烟、禁酒、健美、礼仪、时装等吃、穿、住、行活动均以安全、健康为时尚;④ 愿意学会使用消防器材、家庭装灭火器,学会几种灭火方法和有关灭火常识;⑤ 积极学习急救、互救及逃生方法,参加野外、实地训练;⑥ 学会打急救(120)、火警(119)、匪警(110)、道路交通事故报警(122)、障碍台(112)、 天气预报台(121)、报时台(117)、查号台(114)等的电话,以防遇事不慌,临危不乱; ⑦ 自觉订阅、购买、学习有关安全、健康、灾害方面的书刊、报纸,增加灾害知识和信息;⑧ 用新的价值观指导消费,愿意花钱买安全、卫生、环保型的产品;⑨ 养花、种草、植树、爱鸟、注意公共卫生,保护生态环境已成为人民安全健康的重要活动内容。 3 弘扬和传播安全科技文化的途径 历史经验证明:要启发人的思维,树立唯物的观点,掌握科学的方法,塑造符合时代的文明人,最深刻、最有效的途径就是通过文化的弘扬和倡导,通过文化的宣教,启发人、影响人、教育人、塑造人,最重要的一步是从人的启蒙开始、从孩童抓起,为人类社会提供高素质的安全生产力。安全文化是随着人类生存、繁衍、发展和社会文明而不断继承、吸收、优化、繁荣的滚滚向前、奔腾不息的科技文化长流,笔者给出如下安全文化长流示意图。她教育和指引着人类从事安全的生产、生活、生存活动,保护子孙万代的身心安全和健康。 4 树立跨世纪的安全科技文化新观点 12亿人民的温饱问题基本解决之后,安全、舒适、富裕、长寿、珍惜生命、享受人生是新世纪的热门话题,当代人应以崭新的概念、意识和实践活动,树立跨世纪的安全科技文化新思想,营造和把握住人类的安全、社会的稳定,真正实现国泰民安。通过安全文化的宣教和传播作用,使大众从安全的人生观、安全的价值观中受到启迪,使大众对不安全的行为和习俗得以觉醒,达到人人都要力行安全、力创安全、力保安全的目的。笔者认为,全民应建立以下安全科技文化的新思路、新观点: 1)扩展和研究安全的领域: 仅研究以生产领域的安全是不完整的,必须不断扩展和研究生活、生存领域的安全问题,才可能全面地认识安全、事故、灾害的本质及运动规律。1993年,在“国际共同安全”大会上,专家们强调:“世界上所有意外死亡事故中,仅7%是职业事故,56%属其他事故。”而同年美国的生产事故(职业事故)为10%,其他事故(非生产性事故)为47.2%。80年代,日本每年非生产性事故死亡人数为生产性事故死亡人数的8倍。英、法、德的伤亡事故统计表明,生产性事故也只占总死亡人数的10%左右。而这几年国内的矿山和工矿企业生产性事故的死亡人数也只占总事故死亡人数的(15~20)%。因此,从安全科技文化的角度,要求人民建立安全的新观念,在重视安全生产的同时,把更多的力量投入家庭安全、消防安全、交通安全、产品安全、药物安全、保健和娱乐安全,以及环境保护与其他安全。 2) 保护从事一切活动的人的安全: 保护人所从事一切活动的安全观点,就要以安全生产和职工的安全与健康为目标,不断扩充到保护从事一切活动的人的安全。例如,人从事社交活动和日常生活活动的安全等,目的是保护人在从事任何活动时的身心安全与健康。人是一切活动中的最活跃的因素,安全和健康的人才能从事一切活动。 3) 大安全观的宣传和教育要极大影响公众,重点在培养和造就下一代: 利用一切宣传媒介和手段,有效地传播、教育和影响公众,使其建立大安全观,当务之急是培养和造就幼儿、中小学生或下一代,通过宣教途径使人人都具有科学的安全观、职业的伦理道德、安全行为规范,掌握自救、互救、应急的防护技术,把提高全民安全文化素质作为宣传与教育的长期战略和重要课题。 4)坚持倡导和弘扬安全文化,提高全民安全文化素质: 人人需要安全,人人有责任维护安全,人人有义务创造和保障安全。坚持不懈地倡导和弘扬安全文化,能激励和强化全民安全意识,推动安全文明的宣教活动,达到启发、教育、造就符合时代安全要求的大众。形成全球、全社会和谐的安全文化氛围,建造人类生存和发展更加安全、卫生、舒适的文明环境。 5)培养和树立超前、预防、科学的安全风险意识: 充分推广和应用安全科学技术和现代高新技术,对事故进行评价、预测、预报。提倡减灾、防灾、预防文化,培养和树立超前、探索、预防的安全风险意识,以主动、科学、系统的方法,来保障人类的安全、祥和、幸福。 6)树立城市忧患和综合减灾观点: 专家们推测,到2000年,全国人口的1/3,约4.6亿人集居于大城市,现代工业化、都市化也会给人类社会带来众多难以控制的灾难,例如,交通、用水、用电、防火、环保、楼群建筑、医疗保健系统等意外灾害问题,直接影响着人民的安全与健康。必须树立安全、减灾、环保相互渗透、交叉、综合的大安全观,主张共建安全、减灾、环保科技文化,使人民在天灾人祸大难临头时,能应变自如,把伤亡和损失减少到最低限度,保障社会稳定,城市及社区少灾,人民平安。 5 结束语 要实现安全、舒适、高效的从事一切活动的愿望,就要提高人民的安全科技文化素质,就要树立跨世纪的安全文化新观点,这是安全科技进步和市场经济发展的要求;珍惜生命,善待人生,通过安全文化的传播、宣传和教育,使公众觉醒、理解,这是人民的需要;保护人的身心安全与健康是社会的责任。只有全民为之奋斗,世代继承和发展,中国安全文化的长流才会滚滚向前,安全文化事业才会繁荣昌盛。但是,人们必须清醒地看到,中国安全文化建设仍任重道远。当前,倡导、弘扬和宣传安全文化,在全民、全社会还没有形成宜人的大气候,而国内安全文化的气息和全球的安全文化氛围,正在熏陶和诱发着中国安全科技文化的春天早日到来。中国一定会成为一个经济的、科技的实力强国,但大众的安全文化素质提高不能等待,安全科技文化需要不断地再宣传、再教育、再激励、再传播,要代代持续奋斗,也许要一、两个世纪,才能看到今天弘扬和倡导安全文化的功绩。万里征途始于足下,中国安全文化建设正在启动,只有全民的自觉投入和努力奋斗,才会给华夏儿女创造安全、健康、舒适、少灾的未来。
药物制剂论文:药物制剂专业应用下的化学教学论文 1教学主要对象 内蒙古民族大学蒙医药学院2012级蒙授药物制剂专业44名学生。 2教学主要过程 本次将行动学习法应用于蒙授药物制剂专业药物化学的教学,主要的教学活动包括:①通过共同研究,提出问题;②成立行动学习小组;③积极开展学习、解决问题;④组织班级讨论与汇报。 2.1提出问题:在行动学习法中,首先要提出问题,问题并不能由教师单独决定,将蒙授药物制剂专业的学生分成行动学习小组,由小组成员共同讨论,并在教师的指导和商议下,最终选择提出的问题。在提出问题的过程中,教师必须能够引导学生要按照药物化学教学大纲的主要要求,设计并提出在本专业相关技能的基础上的一些教学问题。以外周神经系统药物中的局部麻醉药为例,问题的提出可以分为三个主要步骤:①学生必须掌握的基本问题。如举例说明局部麻醉药的分类,每一类局部麻醉药的代表性药物的理化性质、合成及代谢途径等;②通过行动学习法探究后,学生可以掌握的具有一定深度和难度的问题。如通过局部麻醉药的发现与发展历史,结合局部麻醉药的构效关系,剖析每一类局部麻醉药在临床应用中的优点和缺点,便于学生快速掌握局部麻醉药的应用方法、适用范围、给药途径、临床价值及作用机制等;③通过案例分析,掌握的具有一定的典型性、综合性、难度性的问题。通过提供各种需要局麻患者的手术资料,要求学生根据所学知识,选择每一种手术(阑尾炎、剖腹产、眼科手术、甲状腺良性肿瘤等)需要选择哪一种麻醉药,并能解释使用的原因。 2.2成立行动学习小组:行动学习的开展主要是在行动学习小组中完成的,将2012级蒙授药物制剂专业的44名学生分为7组,每组平均6~7人。学生轮流担任提问者、陈述者、观察者、支持者、监督者等角色,在行动学习小组中创造通过对话、讨论等方式进行交流与互动的学习环境。小组中陈述者的主要任务是向其他成员详细介绍对提出的问题给出的答案,并寻求其他成员的反馈意见,在小组其他成员的协助下不断改进完善;提问者主要负责提出疑问,请陈述者作出回答;支持者可以随时补充陈述者的观点,帮助小组成员理解所要掌握的知识;观察者作为倾听者;监督者负责监督整个小组的活动进程,有利于促进行动学习开展过程中小组成员之间达到有效的互动。 2.3开展学习与解决问题:开展学习以每个行动学习小组选择的问题为起点,小组成员针对提出的问题,采用各种方法提出自己的想法,试图找到解决问题的最佳途径,最终形成正式解决问题的方案。开展学习就是小组成员质疑和反思的过程。在解决问题的过程中,一般可以按以下步骤进行:寻找关键现象和事件;通过各种途径找到问题存在的原因;提炼出问题的重点内容;将问题理论化、逻辑化和系统化;讨论解决问题的主要可行方案;再次对问题进行界定并验证;对解决问题的方案进行评估筛选;制定行动计划;执行行动方案;总结并分享给其他成员。 2.4班级讨论与汇报:教师在行动学习法中起着非常重要的作用。首先教师必须能够引导学生按照药物化学教学大纲的主要要求,设计并提出在本专业相关技能基础上的一些教学问题。然后指引学生通过各种方法寻求解决问题的最佳方案,要对学生们遇到的各种困难给予帮助。最后教师还要在指导每一组学生认真完成任务后,回到课堂中对本次行动学习召开讨论总结大会,目的是要评估本次行动学习的所有成果及取得的成绩,并从中选出本次行动学习中表现最佳的小组和成员,将在本次行动学习中得到的解决方案流程化、精细化、标准化,把所有成果在小组之间共享。 3主要教学效果 3.1提高了学生的学习兴趣,掌握了药物化学的基本知识:蒙授药物制剂专业的学生通过行动学习法学习药物化学这门专业必修课,可以在比较轻松、愉快、活跃的学习环境下,掌握药物化学中的一些基础知识,如各种药物的化学结构、理化性质及其构效关系。在行动学习过程中,每一个学生不是被动去学,而是作为各行动小组积极的陈述者、提问者、观察者、监督者,发挥各自的作用。特别是小组成员中的提问者和陈述者,更是得到了较大程度的提高。也就是说,通过行动学习法可以使学生对药物化学这门课程产生浓厚的学习兴趣,特别是蒙古族学生,药物化学在他们的眼中不再是枯燥乏味、理解困难的理论,变成了生动有趣理论与实践相结合的课程。 3.2培养了学生的协作能力:传统的学习模式一般使学生变成独立的个体,学生之间的互动与交流几乎很少。而行动学习法是一个有计划、有总结和有反思的学习过程,通过小组的行动学习活动,可以把小组中的每一个成员紧紧联系在一起,逐渐增强个人在集体中的协调能力和团队合作意识。小组的每一个成员担当角色的机会是均等的,可以去提出问题,也可以去寻求答案,通过小组的交流与讨论得到深入理解和有效启发。行动学习法可以促进小组成员之间的交流学习,可以培养小组成员的学习技巧,可以开发个人的潜力潜能,可以增强自信,进而改进学习方法、提高学习能力。 3.3提高了学生学习的主观能动性:行动学习法对每个小组成员的主观能动性提出了很高的要求,每个小组成员都需要带着难以解决的问题参加学习,需要利用很多课余时间主动查阅资料,从而发现问题和找出解决问题的方法。行动学习小组在交流讨论之后,每个成员对自己的学习过程要进行反思,即从中审视自己在学习过程中存在的一些问题,有针对性地获取新的知识,并在不断努力的学习中探求解决问题的方案。 总之,将行动学习法在蒙授药物制剂专业的药物化学教学中进行实践,不但激发了蒙古族学生对药物化学的浓厚兴趣,而且使学生由“被动学”变成了“主动学”,既培养了学生独立分析问题和解决问题的能力,又加强了学生的团队协作精神,进一步提高了学生的自学能力,为学生日后的学习和工作积累了经验。同时,行动学习法丰富了任课教师的授课方式,扩展了知识面。笔者认为行动学习法是值得在内蒙古民族大学蒙医药学院的蒙授药物制剂专业的药物化学教学中推广的一种教学方法。但是,行动学习法应用于蒙授药物制剂专业的药物化学教学还只是处于初步尝试的阶段,仅靠它无法系统地完成药物化学课程的教学,因此还要结合课堂讲授等方式引导学生学习。为达到更好的教学效果,需要教师投入更多精力去组织、指导、督促学生的行动学习活动。行动学习法在药物化学教学中,特别是蒙授药物制剂专业的药物化学教学中的应用目前仍处于深入探索中,相信通过不断地努力与创新,我们会建立更科学、合理、系统的行动学习教学模式,提升少数民族地区学生的综合能力。 作者:辛颖单位:内蒙古民族大学蒙医药学院 药物制剂论文:药物制剂专业有机化学论文 1.有机化学教学现状及存在的问题 有机化学教学大纲规定了该课程的地位和性质,同时也明确了该课程的主要任务是:掌握各类有机化合物的结构、命名、官能团之间的相互转化及其规律、立体化学特征和主要的化学性质;熟悉典型的有机反应和反应历程;了解各类代表性有机化合物及其应用;实验课要求掌握有机化学基本操作技能,官能团的性质和典型的有机反应,熟悉常规仪器的使用。在实际教学中,不管是理论课还是实验课,教师的教学都紧扣大纲,注重基础知识教学的基础上重视学生能力的培养,取得了一定的效果,但也存在一些问题和不足。目前我校药剂专业学生中有一半以上的学生是文科生,底子薄,基础知识缺乏,基本概念、基本知识的理解和掌握能力弱,这给教学带来了极大的挑战:在教学中既要保证多数人听得懂,听得轻松有趣,又得兼顾不同学习基础、学习兴趣的同学,所以,必须从教学内容设计,教学方法和手段等各方面狠下工夫,提高教学效果。另一方面,也存在部分学生对本学科的重视程度不够,所以,教师在强调本学科的重要性之外,还需开发本学科的趣味性、专业相关性以及增强学生学习的自信心。 2.有机化学教学改革内容 2.1注重教学方法的研究。在教学内容确定的前提下,如何把知识高效的传授给学生,除了需要教师的激情、热情,对学生的了解、对教学内容的熟练把握之外,更重要的是需要恰当的教学方法。我们可以将知识分成记忆、理解记忆、理解、探索性等几个不同层次,对于不同层次的知识,我们可以采用不同的教学方法,当然,同一个知识到底属于哪个层次,可能会应人而异,教师在教学时应充分认识到这一点。对有机化学而言,其知识多数属于理解记忆,还有一些内容是偏探索性的,需要一些练习来加强理解、提高能力、检验自己的。对于纯记忆的内容,教师可以采用编段子、打比喻、类比等方法来帮助记忆;对于抽象的、需理解记忆的内容,教师可以采用模型、图表、动画、比喻等直观的东西帮助学生理解,如在讲立体异构,分子结构时,学生往往感觉很抽象难以理解,这时,实物模型就能起到很好的效果;而如果是因为学生缺乏某些知识而造成的理解困难,教师还应帮助他们复习,包括复习内容、复习方法等。 2.2按照教学大纲要求,合理选择教学内容,精心制作PP]。教学内容是一堂课的关键,没有好的教学内容,就相当于没有了灵魂,再好的手段也没有用,所以,一定要精心设计教学内容,然后用一种好的方法把它呈现出来。我们根据药剂专业学生的专业特点,遇到与药剂学,药物分析等专业相关的知识时,我们可以多介绍一些,以提高他们的学习兴趣,这就要求教师对他们专业课中的与有机化学相关的内容相当熟悉。考虑到文科学生的特点,对于他们可能难以理解的内容,教师要及时的发现并添加一些相关的复习内容。此外,还可以添加一些趣味性的东西,如小实验、小应用、小案例、小幽默等,可以起到启发学生,活跃课堂气氛的效果。总之,教学内容是一个很广的东西,我们不能只局限在书本上,而应跟据学生实际、教学大纲等精心设计,不断完善。 2.3重视学习能力和学习兴趣的培养。刚入校门的新生的学习习惯往往还停留在拿来主义,即教师教给他们什么,他们就学习什么,教师教会了他们什么,他们就学会了什么,而缺乏主动学习知识的习惯和能力。有机化学作为大一新生的一门基础课当然也承担着学生良好学习习惯培养的任务。在教学实践中,教师可以有意识的设计一些诸如案例式的教学方法,以学生主动获取知识为主,然后讨论,检验学习效果,既培养了学习习惯、学习能力,又提高了学习兴趣和学习的成就感,具有较好的效果。 2.4注重开发网络教学平台。大学生对知识如饥似渴,他们对知识的需求不应只局限在课本中。虽然现在的学生可以在互联网上获取更多的知识,但对学习内容的选择上,他们是茫然的。我们可以充分利用学校的网络平台,教师根据学生实际精心选择学习内容、设计学习形式放到网络上,让学生根据自身实际、学习兴趣自主选择学习内容,既锻炼了学生的学习能力,学习兴趣,学习成就感,又扩大了学习的视野,具有较好的效果。 作者:王国富邓文娟单位:江西中医药高等专科学校 药物制剂论文:“药物制剂工程技术与设备”课程教学探讨 “药物制剂工程技术与设备”是我校四年制药物制剂专业学生开设的一门专业限选课,是介绍药品生产质量管理规范(GMP)、药物制剂生产工艺技术、药物制剂设备的工作原理、基本构造及制剂厂房布局等相关工程技术及机械理论的综合性学科[1]。与其他学科相比,本课程具有显著的特殊性,其牵涉知识面广,专业性、实践性强的特点[2]。学科大量涉及厂房设计、GMP车间设计、设备机械原理及机械制图等专业知识。其中大部分知识是作为理科生的我校学生从未涉及过的。这给我校学生学习这门课程带来了难度。同时,本课程在我校开设时间不长,课堂理论教学模式与车间实践的兼容性脱节,给这门课程的学习与讲授造成了麻烦。因此,如何在授课过程中提高课程的趣味性,增强理论与实践的有机结合,达到更好的教学效果,一直是我们研究和关注的重点。为促进本课程的发展,笔者对本课程的组合教学方法提出了一些探讨[3-5]: 1理论与实践教学相结合的“三位一体”组合教学法 在“药物制剂工程技术与设备”课程的教学中,我们提出“理论学习-机械操作-参观实践”的“三位一体”的组合教学法。让学生把课堂的理论知识带到实践中去,从而形成理论中有实践,在实践中运用理论,理论与实践相互映衬的动态教学新构架[6]。在理论教学中,我们提出采用多媒体、录像和Flash有机结合的组合教学方法。利用包括GMP车间、水针剂、片剂、颗粒剂及胶囊剂等多种剂型的洁净车间的录像,提高教学内容的直观性,促进学生对相关药物制剂的生产有了更深的了解与认识。Flash动画在展现药物生产设备的工作原理及机械构造中,有着独特的优势。我们设计编排了制剂设备大部分Flash动画,同时拥有国家SFDA在苏州主持讲解的新版GMP培训的全套资料,更加生动直观地让学生了解制剂设备机械机构和工作原理。不但有助于学生的理解与学习,同时提高了学生学习的兴趣。在实践教学中,我们采用机械操作与药厂参观实践有机相结合的教学手段。为促进药剂专业发展,我院购置了大批相关设备,如:包衣硫化床、压片机、胶囊灌装机、铝塑包装机等。同时,我院已和多家药企签订了产学研联盟合同,为学生提供了参观实践基地。已签订的药厂中,河南凤凰制药先进的管理理念和效益,将给学生带来震撼。我们在实践教学中首先安排学生校内亲自动手操作制剂设备;然后,在药厂的参观实践中与药厂的技术人员进行充分的交流。对于相关药物制剂的生产流程、设备选购、物流衡算、车间布局及人员走向等问题进行咨询与探讨。通过这种“三位一体”的组合教学法,可使学生感受到制剂的工业化操作进程,激发学生的思考能力和创造性思维。 2实践教学与师生“主客体”互动的组合教学法 在理论教学上要提高学生的兴趣及主观能动性,首先要使学生作为接受知识的“客体”与授课的“主体”教师之间产生交流与互动。从常规的教学方法来看,课堂上学生始终处于被动接受知识的“客体”角色,会造成学生积极性不高,课堂气氛不活跃等缺点。在引入师生“主客体”互动的理论教学方法后,教师与学生的“主客体”角色频繁地发生着变化,始终处于动态的发展过程中[6]。如:在理论教学中,通过录像视频资料引导学生进入情境触动。此时,使学生作为接受知识的“客体”产生自己的感悟,理解和学习的兴趣。在理论教学中,针对某些厂房或设备进行讨论,从而使学生“客体”的身份转变成“主体”的角色。这样有利于学生之间的交流互动。同时,教师要控制学生讨论的发展方向与进展,使教师与学生这种“主客体”的学习关系,一直处于动态的变化过程中。另外,在实践教学中,引导学生对厂房布局、物料衡算等环节提出自己的想法和建议,使学生成为教学实践中的“主体”,从而增强学生工程制图等方面的能力。除此之外,学生之间也可以相互交流、切磋,从而提高学生的想象能力,并可充分发挥学生的个人才能。“主客体”角色的动态变换,可充分调动学生的主观能动性,提高学生学习的兴趣。 3实践与虚拟仿真的组合教学法 结合我院办学特色,把培养高级药学复合型应用人才作为教学重心,重视实践教学的地位。但是由于客观条件的限制,不可能各种设备一应俱全;同时,由于GMP车间的高要求性增加了我们实践教学的难度。为此,我院准备引进药物制剂GMP实训仿真系统,利用先进的VR技术进行3D虚拟仿真教学。该系统模拟了GMP车间的每个仿真场景,高度真实地再现了相关的人员及物料流动情况,辅以颜色、声音、大小、状态等多重因素的刺激,促使学生在学习时注意观察,增强理解,从而充分地调动了学生的主观能动性。更重要的是,这种先进的虚拟手段可极大地提高学生的兴趣,使课程变得更加丰富多彩。利用仿真模拟技术教学之后,我们拟通过学院的大型制剂设备进行固体制剂、水针剂、胶囊剂、中药前处理等实践操作。利用这些现有的大型机器作为学生锻炼动手能力的实训场所,其作用也是毋庸置疑的。在实践教学中,我们首先利用3D虚拟技术宏观上模拟各制剂生产设备及车间布局,使学生有个感性的认识;在实践教学中,我们将各车间分解开来,对各制剂车间各主要设备进行亲自操作,培养学生理性的认识。另外还定期邀请制药企业(如:新乡凤凰药业)的技术骨干来校讲课,为学生将来的就业道路打下了良好的基础。把3D虚拟仿真教学与实践操作相结合的组合教学法,能最大程度地优化整合资源,达到更好的教学效果。 作者:史永利 刘兆敏 阎玺庆 单位:新乡医学院药学院 药物制剂论文:药物制剂的工业思索与实施 本文作者:赵洁蔡铮唐斓刘中秋工作单位:南方医科大学药学院药剂系 精心挑选见习地点,确定药剂学工业见习内容 明确了工业见习目标,下一步则需要精心挑选见习地点以便结合见习地点的特点制定切实合理的见习任务。见习地点的选择直接关系见习效果的好坏,笔者认为选择药剂学工业见习地点应结合药物制剂专业本科生培养目标,选择历史悠久的大公司或药企,这些制药企业往往具有品种多有新型的设备以及先进的自动化生产线等特点,选取这样的企业作为见习地点,不仅可以丰富药物制剂学科的理论知识,还可以了解药企的真实需求,为培养制药工程人才缓解企业人才紧缺或为制药企业注入新的生命力作出贡献。以笔者所在学校为例:2009级药物制剂专业有38人,我们精心选取5个见习点,每个见习点侧重的理论知识点不同。以其中一个见习点为例:该见习点为中南华南地区首家粉针生产企业,也是广州首家头孢菌素粉针生产企业。该企业具有五十多年生产抗生素粉针的历史,现为广东省最大的粉针剂和水针剂生产企业之一。我们选取该企业为见习点,是为了让学生能够形象地了解和掌握灭菌制剂以及无菌制剂技术。同时,我们结合该企业生产的品种,确定该见习点药剂学工业见习的主要任务为掌握粉针剂水针剂干混悬剂等灭菌制剂的生产。确定好见习地点后,负责带教的教师应亲临见习现场落实见习具体事宜,根据各见习点特点,与见习点负责人沟通后制定见习主要任务并安排具体见习内容。如学生在去前述企业见习前,教师与药企负责见习的人员沟通,平衡好见习与企业生产的关系,落实好见习具体车间任务,并应根据药企规章制度,提前带领学生做好乙肝两对半青霉素链霉素以及头孢菌素类过敏检测,体检合格后方可进行工业见习。良好的见习地点切实可行的见习内容为提高药剂学工业见习质量提供依据。 综合多方因素,制定药剂学工业见习考评体系 药剂学工业见习是药物制剂专业课程一个必不可少的组成部分,在药物制剂专业的本科生培养层面具有重要的意义。因此,应综合多方面因素考虑,制定客观的药剂学工业见习考评体系。一个综合客观的考试评价体系是完善药剂学工业见习效果的最后一个环节,也是非常重要的一个环节。为保证工业见习效果,我们拟将药剂学工业见习成绩分为三个部分考评:即理论知识考试见习点指导教师评分以及见习报告评价。理论知识考试侧重考察药剂学以及药物制剂工程学相关理论知识点,见习点指导教师评分侧重考察工业见习期间学生对待工业见习的态度,而见习报告考评则侧重考察学生见习期间对所学知识的掌握程度。三部分的分配比例为50%,25%,25%。其中任何一部分不合格均视为药剂学工业见习成绩不合格。只有针对药剂学工业见习的特点制定综合客观的考试评价体系,才能够保证工业见习的效果。因此,应综合多方面因素,制定客观合理的考评体系。 集中开展安全教育,强调药剂学工业见习安全性 安全生产高于一切,在开始工业见习前,必须由学院领导及学科负责人开展工业见习安全教育讲座,讲座主要从生产岗位安全人身和财产安全以及精神与网络安全等三个方面展开,强调工业见习期间的安全问题组织纪律以及注意事项。同时各见习点负责带教的老师还应亲临工作现场,配合制药企业方负责人员再进行一次入厂前安全教育,这次安全教育应结合见习点的实际工作情况及规章制度进行,让学生意识到安全第一,安全高于一切。同时,在每个见习点安排两位学生负责人配合见习点负责人以及带教老师监督管理。药剂学工业见习是药物制剂专业本科生培养的一个重要组成部分。工业见习效果的好坏直接关系到学生对所学知识的掌握。如何通过两周的工业见习让学生全面了解药品的生产环境和车间布置,熟悉药品生产GMP规范的具体实施情况,掌握各类剂型的生产操作工艺流程,加深对制药设备工作原理和工作过程的认识[5],将所学的药剂学及药物制剂工程等理论知识与生产实践结合起来,是药学教育工作者需要认真思考的问题。笔者以为重视药剂学工业见习,应从了解药物制剂工业发展现状开始,明确药剂学工业见习目标,精心挑选见习地点,确定药剂学工业见习内容,综合多方因素,制定药剂学工业见习考评体系,从以上几个方面入手完善药剂学工业见习效果,为培养高素质的药物制剂专业科技人才提供参考。 药物制剂论文:药物制剂教材挑选及意见 1引言 早期的高等药学院校药学类专业在课程设置上很少涉及制剂工程及设备相关内容,随着中国加入WTO和医药行业的发展以及国家药品GMP认证制度的实施和日渐完善,制药工业对制剂工程和设备的要求日趋提高。在新的形势下,要求具有既懂得工程技术又有药学专业知识的复合型人才,为此,国家教育部早在1998年在药学教育和化工工程学科中增设了制药工程类专业。此类专业要求学生需具备药物制剂工程及设备相关知识,因此,开设药物制剂设备与车间工艺设计相关课程显得尤为必要,相关书籍也应运而生,而针对不同院校,由于培养目标和培养对象的不同,需要选择合适书籍进行讲授,书籍的选择对于教师和学生而言都是至关重要的。而目前市面上该类书籍种类繁多,如何从繁多的教材和参考书中选取适合本专业教学的教材是首要问题,因此有必要对市场上出现的相关书籍进行对比和遴选。 2各种制剂工程基本信息 制剂工程之类的教材及参考书主要由化工出版社出版,也有中国医药出版社等出版社出版的,详细情况见表1。 3各种制剂工程教材特点 谢淑俊主编的《药物制剂设备》首先介绍和巩固制剂设备的基础知识,包括在机械、光电一体化等的基础上,分章介绍了各种剂型的基本设备,包括固体制剂生产设备、液体制剂生产设备、注射剂生产设备、蒸馏和制水设备、药材提取、浓缩与干燥设备、物料输送、滤过与均化设备及灭菌设备等,该书的特点通俗易懂、图文简洁,适合不同药学基础的读者参考,因此该书比较适合定位为高职院校教材。杨瑞虹编著的《药物制剂技术与设备》定位为高职高专规划教材,该教材剂型种类比较完整,并增加了主要剂型的实验内容,使学生在学习理论知识的同时,通过实验操作掌握一定的实践技能,尽可能缩小学习与岗位操作的距离,便于提高学生的综合素质和职业能力。 目前,该教材最新版为2010年第2版,内容密切结合现代化制剂生产和医疗应用实践,具有较强的专业性、实践性和应用性,同时,还简要介绍了较为新的GMP内容,因此比较适合职院学生使用。王行刚主编的《药物制剂设备与操作》分为固体制剂和液体制剂两部,固体制剂以片剂设备、胶囊剂设备与两种包装设备的结构、操作和维护维修等基本内容为线索进行论述,涉及高速混合制粒设备、沸腾制粒机、压片机和包衣机等片剂设备,软胶囊设备和硬胶囊充填机以及铝塑泡罩包装机和制袋充填封口包装机。同时还包含部分固体制剂设备操作与考核标准两部分附录内容。液体制剂部分主要介绍液体制剂相关设备,包括制水设备、水针剂设备、冻干粉设备、眼药水设备、13服液设备和空调净化及空气压缩系统设备的结构、操作和维护维修等基本内容为线索进行论述。该教材实用性强,其不足之处是尚未涉及GMP内容,适合作为高职专业学生使用。 李亚琴、周建平主编的《药物制剂工程》以GMP为基本理念,突出制剂工程教学的应用性、实践性与新颖性,重点讲述制剂厂房设施、空气净化、设备构造及特点、生产工艺管理、质量监控、制药用水、日趋复杂的药品包装、文件系统及设计等方面,涵盖了制药企业的工业化大生产的全过程。将一些共性问题贯穿于各章节的始终,如注射液的澄明度与热原问题、固体制剂的异物污染与防霉防菌问题、卫生管理问题、新型设备的应用特点及注意事项、空调净化系统的设计及防污染问题、灭菌验证等,并根据制剂工程教学的特点,插入大量图示、图表,如关键岗位的SOP、批生产记录、工艺验证与设备验证等,使教材显得更鲜明、形象、生动。该教材还对关键岗位、关键设备及主要剂型的生产工艺与质量监控做了详细介绍,讲授了制剂工程中种种问题的解决方法。其特色内容就是增加了质量监控内容,因为作为“十一五”规划教材,很适合高等院校制药工程、药物制剂等相关专业使用。华东理工大学教授唐燕辉编著了三部相关书籍,分别是化工出版社的《药物制剂生产设备及车间工艺设计》、高等教育出版社的《制剂工程》、清华大学出版社出版的《药物制剂工程与技术》。《药物制剂生产设备及车间工艺设计》目前已经是第2版,在第1版的基础上,对压片设备、制药用水生产系统、多效蒸馏水机等部分内容进行了修订,并补充介绍了湿法制粒、干法制粒、中药浸膏喷雾干燥、高效包衣、水浴灭菌等新设备,该书内容成为很多书籍参考文献来源,但仍未补充足够的剂型所需是其不足。《制剂工程》系“十一五”规划教材,分生产和设计两大篇。生产篇共有四章,分别为固体制剂生产、液体灭菌制剂生产、中药制剂生产和生物制剂生产,学生通过该部分的学习既能掌握药物制剂生产的基本理论,又有工程实践的概念,工程特色明显。设计篇共有五章,分别为概述、物料衡算和能量衡算、工厂及车间布置、通风空调和空气净化、非工艺设计基础。本书的特色是每一部分均能以GMP为主轴作为指导原则进行分类讲解,而且讲解翔实,很适合选用为制药工程或者药物制剂专业教材。清华大学出版社出版的《药物制剂工程与技术》分为上、下两篇,上篇为固体制剂生产与工程技术,下篇为液体制剂生产与技术,特点为讲解比较详细,因为目标不同,本教材更注重具体剂型,GMP知识介绍较少。 刘红霞等主编的《药物制剂工程及车间工艺设计》分剂型介绍了药物制剂的生产工程技术、设备和现代化厂房的综合设计,特点是对厂房设计和GMP内容介绍详尽,但该书于2006年成书,GMP内容相对落后。广东药学院教授朱盛山主编的《药物制剂技术》目前为第2版,注重介绍制剂各单元操作、制剂生产工程、包装工程、制剂质量控制工程、制剂工程设计、工程验证和制剂新产品研究开发。内容翔实,具有较强的理论性、实践性,缺点是GMP分量不足,现被列为部级十一五规划教材。任晓文主编的《药物制剂工艺及设备选型》分为上、中、下三篇,上篇分为片剂、硬胶囊剂、颗粒剂、滴丸剂、软胶囊剂、口服溶液剂、糖浆剂、混悬剂和乳剂,中篇分为小容量注射剂、大容量注射剂、无菌粉针、冻干粉针以及脂肪乳剂,下篇为滴眼剂、酊剂、软膏剂、眼膏剂、栓剂、气雾剂、粉雾剂以及膜剂和贴剂等的制备设备、设备选型原则,以及对GMP建设车间的要求等内容进行了详细介绍。本书的特点是内容翔实、图文并茂,可作为剂型讲解的补充资料,遗憾的是本书尚不是推荐教材或规划教材。值得关注的是化工出版社出版的张洪斌主编的《药物制剂工程技术与设备》和中国医药出版社出版的张绪峤主编的《药物制剂设备与车间工艺设计》。《药物制荆工程技术与设备)2olo年1月再版为第2版,目前被列为制药工程专业推荐教材,该书的最大特点是密切跟踪当时正在修订中的新版GMP,其介绍的GMP内容丰富及时,使读者能够及早了解最新GMP的特点。同时,作者对各种剂型设备及其进展也进行了详细讲解,加上随书有PPT和多媒体光盘,基本上每种机器具有动画讲解,所以很适合多媒体教学。张绪峤先生主编的《药物制剂设备与车间工艺设计》目前列为普通高等教育药学类规划教材,其前身为同名非规划教材,两个版本没有章节上的差别,规划教材讲解更为翔实,内容丰富,丰富的插图凸显编著者机械学功底,本书足可以作为药物制剂设备与车间工艺设计课程的权威参考书,但本书也有其局限性,即其插图二维图片居多,而且需要一定的机械制图基础才能看明白,对于药物制剂专业读者来说不利于自学用,同时,其GMP知识涉及较少,而且版本较老(2006年版)。 4各类教材的不足之处和建议 与该类教材息息相关的各种法规,如《中国药典》,新版GMP均为2010年版本,而《关于印发药品生产质量管理规范认证管理办法的通知》于2011年8月2日才出台,尽管有些教材如张洪斌的《药物制剂工程技术与设备》涉及新版GMP内容,但是毕竟书籍出版的时候,新版GMP没有下达,其介绍的内容很多地方与新版GMP不符。同时,因为制剂工程一般要涉及公用工程部分,而公用工程部分所涉及的法规《建筑设计防火规范》、《洁净室施工及验收规范》和《厂房建筑模数协调标准》均为2010年版本,因此2010年基本上是各种法规政策的分水岭,而相关教材所涉及内容均未能准确体现最新法规要求,这就给任课老师授课增加了很大的难题,因此,所有制剂工程教材和参考书均急需再版。 5结语 综上所述,各种教材风格各有千秋,任课老师必须针对所培养的学生的目标和特点,选择合适教材,并选取合适的教学用参考书。但新法规的出现,使任课老师在讲课时,必然要参考进行大量查新工作,这也给授课带来一定难度。 药物制剂论文:浅谈影响药物制剂稳定性因素及提高方法 【摘要】药物制剂正在使用和生产的过程中,要确保安全、稳定、有效,这样才能够使得药物达到相应的治疗效果。在药物的存储、制备以及运输的过程中,一定要确保药物制剂的稳定,这样才能够使得使用效果较为良好。本文将对药物制剂稳定性进行深入的分析和研究,并提出提高药物制剂稳定性的方法,希望能够对相关行业的人员有帮助。 【关键词】药物制剂;稳定性;提高方法 引言:药物制剂的稳定和和临床效果有着十分密切的联系,也是患者治疗成效的前提条件。在药物制剂稳定性中,要保证药物制剂在水解和氧化反应等化学的稳定性,使得药物制剂的有效物质能够发生变化,与此同时,还要保证药物制剂的外观、气味以及溶解性等情况的物理方面的稳定性,另外,瑶瑶使得药物制剂的不会受到微生物的污染,不会出现变质和腐败的现象,确保生物上的稳定。在药物制剂的稳定性质中要确保每一个环节都能够顺利的进行,这样才不会使得药物的效果受到影响,消除医疗事故。随着我们国家的生活质量的提高,人们对于医疗方面的质量要求也在不断的提高,医药工作人员对于相关的医药制剂的稳定性也越来越重视,从而确保药的质量和用药的安全。 一、影响药物制剂稳定性因素 (一)物理化学方面的影响 药物制剂会受到离子强度、PH值、溶媒以及其他的活性剂的影响。在PH值中,很多的水解反应都要通过PH原理进分析,当PH值的强度越大,就会使得OH-的浓度越高,同时还能够使得药物氧化反应更加的容易发生,起到了催化的作用。与此同时,当溶媒极性越高,水解产物的急性较大,这样能够一定程度上使得药物的水解反应得到加深,如果,溶媒性急性较低,就会使得药物制剂的水解反应受到阻止。离子强度和药物的降解速到相关联,当正电荷例子别H+催化,负电荷例子和碱根例子相关联,重要是通过OH-进行催化的,所以将药物中加入盐,能够使得离子的强队增强,但是,这种方式在中药的应用中无效,对于不同活性剂会对药物的稳定性造成不同的影响,比如说维生素D3能够降低药物的稳定性。 (二)外界环境因素的影响 在外界环境因素的影响下,一般包装材料成为最为常见的因素,由于药物制剂的材料包装类型十分的多样,不同的材料和不同的药剂之间会形成不同的反应,所以在对药物制剂进行包装的过程中,一定要注意材料的构成。在一些玻璃材质的包装中,会在一定的条件下释放碱性的物质,或者是不溶性碎片脱离,对药物制剂的稳定性造成影响。此外,还会受到温度的影响,当温度每增加10℃左右,就会使得药物制剂的反应速率提高,如果温度降低,也会对药物制剂的抑制加快。还有一些药物制剂会受到光线因素的影响从而造成分解,所以,有些药物要采用棕色玻璃瓶来进行存储,确保药物的稳定性。药物制剂还会受到湿度的影响,所有的药物都会受到水分的影响,从而使得药物制剂的表明形成水化模,发生分解的情况,有些药物制剂的容器中会存在较多的空气,空气中氧会溶解在水中,从而和药物发生氧化反应,降低了药物的稳定性。 二、药物制剂稳定性的提高方法 (一)物理化学方面的提高方法 很多的药物制剂的酸碱性都不同,所以,为了保证药物制剂的稳定性,要在制药的过程中,对每一种药物的PH值进行检验,这样将检测出的PH值控制在合理的范围之内,使得药物的存储环境酸碱度最为合适。当环境中的PH值太高或者是太低,可以采用盐酸或者是氢氧化钠对其进行调节,还可以通过缓冲业进行调节。但是在使用的过程中,要注意有些药物对缓冲液也存在一定的催化作用,当加入的过程中,要对药物的最佳溶液质量进行检测,从而使得PH值最为合适。 为了提高药物的稳定性,可以通过介电常数低的溶媒来抑制药物的水解,如果催化水解和药物的离子电荷不一致,就要采用接电较高的溶媒,这样来提高药物制剂的稳定性。在确保药物制剂稳定性的中要对药物的离子电荷进行判断,然后在和水解离子进行对比,选择最为合适的溶媒。 (二)外界环境因素的提高方法 温度对药物制剂的影响较大,尤其是比较容易发生水解反应或者是氧化反应的药物,所以,一定要将药物制剂控制在合理的温度范围之内,这样才能够有效的降低药物的变质情况。同时温度对包装的影响也较大,然后间接的对药物造成影响。一般情况下,要保C在较低的温度下,才能够使得药物制剂更加的稳定,同时也要根据实际的情况进行合理的分析。同时在药物的容器和形状都要对其构成的成分进行考虑,由于有些药物会对光形成发硬,所以,在存储和生产的过程中,要做好相应的保护和措施。 总结:综上所述,对药物制剂的稳定性的影响因素较多,为了能够提高药物稳定性,使得治疗效果得到保证,就要对药物本身进行分析和研究,对不同的药物的药性进行合理的生产存储等,从而确保药物制剂的稳定性。 药物制剂论文:药物制剂技术课堂教学的思考 摘 要:药剂专业的学生在毕业之后,要进入药品营销、药物制剂等相关行业。这些行业的工作岗位往往需要很多与之相匹配的专业知识与技能,而这些技能知识往往通过课堂教学来实现。但药剂专业需要学习的理论性知识内容多且杂,并且很多都要靠记忆,这容易造成学生的学习兴趣不高,课堂教学质量下降。这样的情况不利于平常教学,不利于学生素质能力的提高。因此,教师要思考如何通过提高课堂教学有效性来提升学生的知识能力。 关键词:药物制剂 学习兴趣 课堂教学 有效教学 药剂专业的知识具有容量大、难理解、枯燥的特点,与学生喜欢新奇、好玩事物的天性不符合。所以就出现了这样的情况:在每学期的开学之初,他们对各门课都很新奇兴奋,但是经过这短暂的保鲜期之后,就逐渐出现了乏味疲惫的状态,之后便再也提不起学习的兴趣。自制力好的学生会努力认真完成老师布置的任务,但是另外有些学生出现了厌学情绪,在课堂上做小动作讲话,甚至提出想要转专业的意愿。如何针对这一情况进行改变,提升学生学习兴趣进而提升教学质量,是教师要探究的方向。 一、药物制剂技术课堂教学中存在的问题 1.课堂教学模式单一 本专业的大多知识内容比较枯燥单调,又抽象难以理解,所以很多老师采取了以讲解为主,作业练习为辅的讲课形式。这样一成不变的形式降低了学生的学习兴趣,进而降低了学习积极性。在教学手段上,我们采用的是将书本的知识点写在黑板上或是用ppt的形式呈F出来。这种方式,在学生刚进入学校的时候还能接受,但是经过一段时间之后,学生在课堂上的注意力开始分散,学习效果明显降低。 2.靠记忆掌握的专业知识多 由于专业的特点,专业课本上的知识通常较枯燥难懂。而职校学生的特点是:处于青春期,喜欢“有意思”的东西,对很多现象或知识都很好奇,但是容易“喜新厌旧”,难以持之以恒。同时药物制剂中的内容,有很多理论性的知识,涉及定义、特点、质量评价等等,知识间很容易混淆,而且要求他们掌握的知识量非常大。 二、药物制剂技术课堂教学中的改革策略 1.丰富课堂教学模式 药物制剂技术是操作性的课程,但是前提是要有丰富的理论知识为基础。本专业知识本身的特点无法改变,但是可以通过改变知识的呈现方式。在药物制剂的课堂上,可以采用实物、图片、视频等多样化的教学手段。如在讲解《片剂》这一章节时,由于学校的条件限制,无法进行实物操作,可以带片剂的实物康泰克片、泰诺片等药品进入教室,通过学生动手将药品包装剥开,同时辅以放大的图片播放,帮助学生对概念产生直观的认识。然后,进入后面的环节:请同学结合日常生活,讲讲片剂的类型。这时候就有个别学生自发地从课桌里拿出了他们自己的片剂像甲硝唑片、维C泡腾片等日常备用的药品。这样整节课的氛围是轻松愉悦的,同时学生掌握了书本中的概念,既丰富了他们的生活常识又提升了他们的学习兴趣,满足了他们的好奇心。讲到片剂的制备这一过程时,结合实物压片机和相关的操作视频,这样一来理论知识就具体化了,学生通过自己动手摸索掌握了压片机的结构和调节方法。到了实训课的时候,学生就会有动手学习的欲望,从而提升学生的学习兴趣。 2.丰富课堂组织形式 通过根据学生的总体情况进行分组,以抢答题目的方式竞赛,将每组学生的表现通过学分,用分值的形式予以量化打分,以竞赛的方式,发动学生的积极性,以得分高低排出名次予以精神或物质上的奖励。这样通过竞赛的方式提升学生学习的成就感,形成你追我赶的学习氛围,增加学生的学习动力,不断地提高学生的专业知识技能。同时,这样的形式也提高了学生的团体意识,有利于形成合作和相互帮助的意识。 在学生学习了重要的理论知识后,仍需要通过小测验或默写的形式检查学生的学习情况,以分数的形式表现出来。这样在检查学生的学习效果的同时,也更好地督促学生在课堂上认真学习,提升学习效果。 学生在技能提升方面,也要有技能考核。这种评价方式能够督促学生提升技能水平。药物制剂毕竟是实操性强的课程,要让学生进入实训室动起来,将课堂交给学生。在实训课堂中,学生能够有自己的项目,能够最终得到自己的劳动成果。在这样的课堂中,他们的学习积极性高,教学效果也得到了提升。 3.在课堂讲课过程中注重对学生知识体系的构建 药物制剂在药剂专业中是和其他学科相互联系的,在讲课的时候会用到相应的知识。因此,教师帮助学生构建药剂专业的知识体系,有利于学生更好地学习理解。如讲液体药剂的类别时,就以化学中的分散体来讲,这样学科之间就构成一个知识体系。在讲解酒剂、酊剂、丸剂等中药剂型时,就会涉及中药的知识,此时可以结合生药学的知识,也扩展了学生的知识面。在这些过程中,由于老师讲到了学生已学过的,并且熟悉的知识,他们就会在课堂上与老师讲课互动,他们也希望老师认同自己的知识掌握情况。这对任课老师而言也是一个提升课堂教学效果的措施。 4.用贴近生活,联系生活的方式去呈现知识 药物制剂整体并不是生活里常态化的东西,所以有些概念定义学生很难理解。但是有些细节分离开来确实在生活中经常用到的,所以在知识的讲述上,可以引入生活化的事例。如讲解粉碎的时候,以米变成粉来讲解,可以在课堂上带入米和粉。这两样食物的带入,给学生带来了新奇感,知识也就一目了然。再如灭菌这一章节的时候,引入家里碗筷消毒这一生活常识,这样一来学科的知识就不会那么抽象。讲防腐剂的知识时,就将生活中的零食的包装引入讲解。这样在讲解专业知识的同时,丰富学生的生活常识,养成他们自己的良好生活习惯。 在讲解知识点的时候,可以采用类比、对比等方法,如讲表面活性剂的时候,以朋友间的关系来打比方,将知识生活化易于理解,也给予学生想象和理解的空间,加深其对知识的印象。同时在语言方面,以生活化平实的教学语言去和学生交流书本的专业知识,让学生对药物制剂的知识产生亲近感。 5.交给学生学习记忆的方法 “授之以鱼,不如授之以渔”,在药物制剂的学科中,学生最头痛的是知识的记忆。由于知识容量多,不好记忆,所以记忆方法在一定程度上比知识更重要。例如,在学习湿法制粒压片法的工艺流程图时,就可以结合散剂、颗粒剂这些学过的剂型,将知识联系在一起,通过比较这三者的异同点,方便学生记忆。当然也可以通过归纳总结、对比列表的方法,或者联系实际生活,或者是案例等等都是可以的。总之,方法可以是多种多样的,每个学生可能适合不同的方式方法,重要的是要让学生发挥他们的想象,掌握知识。这样也能提升学生的成就感。 总之,提升课堂教学效果是一项长期任务,需要在以后的教学过程中,根据学生的情况和专业课程本身特点,不断改进,不断思考探索。 (作者单位:温岭市职业中等专业学校) 药物制剂论文:flash动画在药物制剂技术与设备教学中的应用 摘 要:制药专业课程体系中,药物制剂技术与设备是一门专业性、基础性的职业技能课,和实际生产存在紧密联系。但教学中存在一些问题,影响教学效果发挥。本文中flash动画为切入点,分析其在药物制剂技术与设备课程中的应用,为同行提供经验借鉴与参考。 关键词:flash动画;药物制剂技术与设备;应用要点 1引言 药物制剂技术与设备课程教学过程中,其生产设备与实验室设备存在较大差距,受到很多因素限制。高职院校实验教学课时有限,不可能组织学生长时间参观生产工厂,另外生产企业考虑安全因素也不愿意接待参观学生。同时生产设备型号较多,学校不可能采购所有设备进行教学,这些难点的存在都对教学产生影响,做好相关研究具有现实意义。 2教学现状 作为专业人才培养的重要基地,_展药物制剂技术与设备课程教学对于高职院校来说具有重要意义。因为高等职业院校专业教育规模化、系统化发展时间较短,而且许多院校的前身都是中职院校,在师资配备、教学环境、课程设置、教学条件及教学方式等方面都存在很多不足,在教学体系上还有待进一步完善。从专业角度分析,在实践教学中,药物制剂技术与设备主要偏向于理论教学,但高职专业技术教育其实主要是对学生进行应用技能的培训,与普通的高等教育还是存在很大区别。但在科学及时日益发展的今天,药物制剂技术与设备专业在教学过程中,教学内容陈旧,教学手段和方式上缺乏创新。 3flash动画优势 传统教学过程中教师通常采用平面挂图、黑板画图等方式开展教学,师生都感到枯燥无味,不能有效培养学生灵活使用知识与实践能力。而flash动画具有形象化与具体化的特点,可以将相关设备结构完美展现出来,模拟生产运动过程,方便学生掌握与理解。如教师讲解片剂压片原理知识点时,教材上插图解释压片机工作原理与基本构成,但这些图片相对复杂,学生难以看懂。借助flash软件教师制作一个压片小动画,设置相应运动速度保证压片机内部构造与压片机的冲头运动,让学生可以充分理解压片过程。还可以利用软件拆装内部构造的软件,学生自己动手完成组装,加深记忆。flash动画可以有效解决药物制剂技术与设备教学问题,丰富教学内容,flash动画可以具现化相关知识点,有效突破教学重难点。通常情况下数学知识较为抽象与乏味,充分利用flash动画可以将静态知识动态化,揭示数学知识的内在规律,降低教学难度;利用flash动画可以呈现更多的内容,将传统口语与书面用语用flash动画代替,提高学习效率。另外,flash动画可以让教学过程动态化,提高学生学习成绩。 4flash动画具体应用 本部分笔者以单冲压片机知识点为例,展开相关分析。 4.1单冲压片机从化制作 4.1.1绘制结构图 将单冲压片机中的部件利用flash软件绘制出来,并将每个部件制作成半透明的元件,并按照相关位置排列好注明名称,如图1所示。 4.1.2制作组装与拆卸动画 flash软件中利用关键帧添加补间动画的方式按照顺序组装压片机。制作拆卸动画可以直接复制组装过程动画补间帧,在组装好压片机的最后一帧后粘贴,接着翻转补间帧即可。 图2所示为组装与拆卸效果图,控制组装与拆装过程通过两个制作的按钮元件进行控制。 4.1.3制作原理动画 依据单冲压片机的压片流程,将其逐帧制作成动画,压片每个步骤利用每一个关键帧进行描述。 4.1.4制作拼图游戏 游戏制作过程中利用速表将部件拖至组装后的位置,如果位置不对元件将回到原处,如果全部正确则会播放奖励视频。制作定位依据部件组装后的坐标范围。 4.2课堂讲解 教师在带领学生学习单冲压片机工作结构时,可以先利用flash动画中鲜明的立体效果图让学生对单冲压片机的结构有一个简单全面的认识,再利用组装和拆卸按钮帮助学生进一步清晰认识单冲压片机各部分结构方式,待其组装完毕后点击运行按钮,这时单冲压片机就会按照事先是定好的程序运行。这样的方针过程能够帮助学生直观的了解的单冲压片机的工作过程。最后还可以利用软件上的只能拼图游戏,加深学生对于压片机结构的掌握和记忆。 4.3塑造教学场景 作为现代化教学工具flash动画相比于传统的教学工具而言具有无法比拟的优势,不仅能够极大地减轻教师工作负担,还能够进行实时编辑,应用灵活,工具丰富。但教师在实际教学过程中也不能忽视对于传统教学工具的使用,而应根据学生实际反应和课堂教学的实际需求进行合理选择,必要时可以混合使用,将教学工具最大程度的利用起来,增强教学效果。另外,在教学过程中合理利用动画创建一个良好的教学氛围,帮助学生提高感知力。想要更好的利用flash动画,首先转变思想,提高重视程度。响应相关部门号召,引入flash动画也是教学中主要内容,每位教师结合实际情况开展多媒体教学,有计划有目标的开展较多活动,活跃课堂氛围,降低教学难度,促进教学质量提高。 5结语 总而言之,药物制剂技术与设备课程具有极强的专业性与实践性,涉及到如何使用药物剂型制备与相关设备,学生又不能直接接触生产设备,这就造成教学难度极大。引入flash动画教学方法后,可以将设备结构、运动过程具体形象的展现出来,提高教学质量。 药物制剂论文:五年制高职《药物制剂技术》课程混合式学习的实证研究 摘要:文章充分、合理运用并整合了现代信息技术、校园网络资源、数字媒体资源和信息化教学环境,以我校理实一体化、信息化教学场所――药物制剂实训中心为载体,充分开发并利用我校优质教学平台――超星泛雅网络课程教学平台开展混合式教学,以任务驱动为教学方法,探索基于混合式学习的《药物制剂技术》信息化教学模式,有助于实训教学任务的实施,以期为药物制剂技术等药学类相关课程的理实一体化教学探索有效的教学方式。 关键词:混合式学习;超星泛雅MOOC学习平台;药物制剂技术;信息化教学 一、引言 随着信息化教育的不断发展,教学理念和教学模式不断更新,混合式学习的逐步流行,引起了各职业学校的关注,越来越多的学校采用混合式学习模式开展教学活动。[1][2][3]混合式学习一般是指多种学习方式的混合,特别是指在线学习和面对面的课堂学习的有效组合。各学校教师结合课程特点,针对特定学习群体,探索将在线学习和面对面的课堂学习两者的优势有效结合起来,充分体现学生作为学习过程主体的自主性与创造性,同时发挥教师引导、启发、监控的作用,使教学效果达到最优化。[4][5] 混合式学习就是要把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来,也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。[6] 混合式学习的研究内容主要包含学习理论的混合、学习资源的混合、学习环境的混合、学习方式的混合等方面的研究。本课题组所研究的混合式学习,是指以线上线下相结合的学习方式的混合为主要研究方向的混合式学习,即充分利用网络的力量,将网络学习与课堂面授有机结合。有实时与非实时、同步与异步的教师讲授,可进行讨论学习、协作W习,基于“合作”理念的小组学习,还有传统和围绕网络开展的自主学习。将线上自主学习与线下课堂教学无缝对接,让学生的学习生活更加充实便利。 《药物制剂技术》作为一门以实验实训为主的学科,涉及一些设备的操作和工艺处方的讲解,学生理解起来较困难,教学内容较为抽象,且设备操作要求较高,教师在课堂上通过传统的灌输无法提起学生对该课程的兴趣,难以激发学生学习的积极性,因而利用现代化的信息技术和网络资源,结合学生的特点和课程特点,合理运用信息化教学手段进行药物制剂技术课程改革是十分必要的。 二、药物制剂技术课程的教学现状 “药物制剂技术”是在药剂学理论指导下,研究药物制剂生产和制备技术的综合性应用技术课程,是制药类专业优秀专业课程,药学类专业重要专业课程之一。根据高职高专制药类人才培养定位,课程教学在内容上突出专业性、实用性、技能性。课程内容突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行,并融合药物制剂工对知识、技能和态度的要求。针对五年制高职药学类的学生而言,该门课内容设计以各类药物制剂的制备与质量控制为线索来进行,共分7个模块,并分化出35项工作任务,总课时为216学时,12学分,分两个学期完成。第一学期重点讲解药物制剂基础知识和基本单元操作,第二学期主要讲解各种剂型。 该课程注重理实一体化的教学,实验实训教学项目较多,设备的操作、工艺的把握要求较高,对学生的动手能力和理论基础要求较高,特别是结构复杂的操作设备,在教学过程中往往都是教学难点,学生掌握起来有一定的困难。 在实验实训教学中,一个学期一种剂型只开一次课,学生分组上课,动手操作的时间和机会是有限的,需要学生做好充分的预习和反复的练习才能真正的掌握一门技能,而学生在日常教学过程中很难做到主动到实训场所进行预习、复习。 学生学习主动性较差,在应用性课程的学习上,往往欠缺一种良好的学习方法。此外,学生对职业岗位操作和管理了解不够,学生存在个性差异,理解能力与思维方式各不相同,对知识的理解和接受能力具有差异化的特点。 三、五年制高职学生学习特征分析和调查 利用问卷星进行“学生对混合式学习的认知调查”网络问卷调查[7],选取江苏联合职业技术学院连云港中医药分院4届五年制高职药物制剂技术专业学生进行问卷调查和随机访谈,了解学习者对混合学习的认知、满意度,并调查学习者的学习风格和团队技能来分析学习者特征。问卷调查结果分析,学生喜欢理实一体化的教学模式,特别是对面对面教学与网上教学相结合的教学方式“强调在老师的引导下,学生在网上学习平台的支持下进行自主学习”的学习方式非常感兴趣,但是在学习过程中,缺乏自主性、主动性,并且很难将知识串联起来,综合运用,遗忘的速度较快。 访谈高年级学生发现,该时期的学生模仿能力较强,对实训课的学习积极性较高,特别是带料生产的实训内容,学习态度良好,但是学习的主动性和探究能力较弱;喜欢探究新事物,成长在网络时代,对信息化的教学手段感兴趣,乐于通过网络智能终端获取互联网优质的教育资源。 四、教学平台与教学资源的建设与完善 从网络教学平台建设、教学资源库建设入手,结合现有该课程信息化教学研究基础和学生的学习特点,建设泛雅网络教学平台,同时结合《药物制剂技术》课程特点,参照课程标准进行模块化设计和课程结构梳理,分别设立了药物制剂基本单元操作模块、固体制剂生产模块和液体制剂生产模块等重要生产模块。学生可以利用泛雅网络学习平台进行课程学习、做作业、测试、学习话题讨论等学习活动,也可以查看应用教学资料、查看学习记录、进入学习社区分享交流,打破时间及空间壁垒,利用网络拓展传统教学模式,更好地提升个人的自主学习能力。 五、以任务驱动开展学生混合式学习活动设计 以“学生活动为主体,教师行为为主导”的职教理念为指导,结合本团队教学理念“职场化管理、开放式训练、体验式教学”,充分利用我校药物制剂实训工厂理实一体化的网络多媒体实训室,采用多元化的教学手段及信息资源,通过建立药物制剂泛雅学习交流平台,整合精品课程、教学视频、仿真模拟软件等教学资源及内容,充分利用现代信息化教学方法解决学生在药物制剂技术学习中遇到的设备结构复杂、操作复杂、实训操作安全性要求高等问题。[8][9][10][11] (一)课程开展前的学习活动 在教学开展前以小组为单位,用任务驱动的方式开展网络教学平台学习,充分挖掘网络教学平台的功能特色,分别在课前为各小组的同学们设置任务或者讨论主题及预习内容,需要学生根据任务或者讨论主题提出方案或者自己的见解,带着问题和方案进入课堂学习,比如固体制剂中的胶囊剂,课前通过泛雅平台讨论,为学生设置情境“每逢春夏、秋冬季节变换之际,都容易感冒发烧。这时习惯到药房去买点感冒胶囊服用。那么同学们知道胶囊有哪些种类吗?知道胶囊是如何生产出来的吗?请各小组工艺员带领大家绘制胶囊剂生产的工艺流程图”,学生通过平台上胶囊的微课,了解胶囊剂,带着问题进行讨论和资料收集,在下次课前就对胶囊剂展开调查,这对熟悉课堂要学的内容是十分必要的。 再以药物制剂技术中的滴丸制备为例,学生在生活中可能并没有见到过滴丸,不像片剂和胶囊剂那样普遍应用,所以单纯的理论讲解是抽象而低效的,结合网络教学平台上的视频(历届学生的作品和美拍小视频),动画、教师制作的微课单元和仿真模拟操作,学生可以在课前小试牛刀,自己预习并仿真模拟生产。这样,既对整个工艺流程先进行了熟悉,同时也对滴丸有了最直观的感受,而在理实一体化的教学中,带着任务去学习,带着揭开面纱的好奇去探索,学习效果得到了明显的提高。 (二)药物制剂混合学习课堂教学活动 课堂上,学生带着任务和目标开展理实一体化教学,在学生实训生产前分别观看胶囊生产的微课集中学习,结合历届学生制作过程的美拍视频,实操视频,给学生以感官上的冲击,在教师的带领下完成仿真模拟练习,在解决虚拟仿真制作胶囊产生的问题同时,将每个小组出现较多的困难进行汇总,集中讲解。比如“全自动胶囊机设备的启停顺序”如果在生产中因为不熟悉操作流程而错误操作,就可能会造成设备的损坏乃至人员的伤害。结合线上学习,教师进行现场正确操作演示,学生在工艺员带领下,小组分工合作完成实训生产。从而实现线上线下的结合式混合教学。实训任务完成之后,各小组可以选择教师设置的闯关模式、游戏模式、测试题模式,完成本次课的任务点,各个任务点分别可以设置障碍,如在胶囊的生产操作视频中,插入操作测试题,如填空题、选择题、判断题或者“大家来找茬”等项目。例如,“大家来找茬”让学生找出刚才视频中的错误操作,加深学生对正确操作的认识,提升学生规范操作意识,学生完成测试题后方可进行视频继续观看,在游戏模式中学会了本节课知识。课堂教学设计如图2。 课堂通过工艺员基础知识展示、交流讨论、仿真操作、教师引导、学生进行体验式实训活动、小组合作、各岗位互相配合等方式达成本节课的教学目标。过程实施主要分为5个环节:基础知识探讨仿真模拟操作角色体验式实训操作产品检测总结评价。通过在不同环节中合理运用各种教学手段,有助于学生掌握本节课的学习重点,成功制备出胶囊剂仿真样品和合格的胶囊剂作品,从而突破该实训项目的学习难点,激发学生学习兴趣,调动学生学习的积极性,真正做到“做中教,做中学”,同时以完成实训任务为主线,不仅提高了学生自主学习和小组合作的能力,而且提升学生职业竞争力,培养学生的专业素养。 (三)课堂教学效果评价设计 运用多种评价资源,采用多种评价方式进行多元评价。[12][13]不仅注重知识目标的考核,还强化能力目标与素养目标的考核。包括作品评价、过程评价及项目评价。在评价主体方面采取多维度,包括学生测评和教师点评;在线测评、口头点评、课堂观察及作品展示等,客观有效地实施对学生的评价。教学评价方式设计如图3。 1.现场评价 组内自评、组间互评与教师评价相结合,小组成员对照行业标准对制备的滴丸作品进行组内自评,总结在实训过程中的亮点和不足;各小组之间对滴丸作品进行打分互评,评选出最佳作品。教师对学生的作品进行总结评r,针对实训部分出现的问题进行总评。 2.学习平台辅助评价 学生在课前、课中和课后的登录学习情况,会在学习平台上记录统计,自动生成评价分数,教师通过设置不同的分值比例,分配课前课中课后的分数权重,学生可以将实训过程中产生的视频或图片作品上传至学习平台作品区,平台公众对作品公开投票,点赞得分,以赞多多得分的形式给学生打分,评选最优作品。 3.评分系统 利用评分系统软件,对学生的学习效果进行检测。通过学习过程评价表和作品完成情况评价表对目标达成情况和各阶段任务的完成情况进行系统打分,以便教师动态的了解学生的学习进度。 六、教学效果反馈 混合式的教学模式,充分运用了药物制剂实训工厂和药物制剂技术学习交流平台,将丰富多样的教学资源进行整合,便捷的操作功能、功能强大的后台管理模式、个性化的学生互动平台,结合现代化的信息手段,GMP仿真模拟车间可以帮助学生课前自主完成新知的构建;利用互动交流平台将企业一线技术人员与教师、学生紧密的结合在一起,让学生在专业课的学习上能够与企业生产一线接轨,充分发挥信息化教学的优势,通过Flash演示动画,仿真模拟软件,精品课程网站,Iebook电子期刊等信息化教学资源的开发,让学生对内容领悟更透彻,并将所学理论知识运用到实际生产实训中,指导学生的规范操作。课堂通过采用任务驱动教学方法,结合小组协作式学习,调动了学生的学习积极性,培养了学生主动探究和团结合作的能力。通过多元化的活动,来进一步巩固知识和拓展提高。从而使学生更加明确教学目标,培养了学生良好的职业素养。 为了进一步了解学生对该门课程的学习情况,利用问卷星进行“学生对药物制剂技术课程混合式学习的满意度调查”网络问卷,选取在校两届五年制高职药物制剂技术专业学生进行问卷调查[10]和随机访谈,调查结果表明,学生在专注、相关、信心、满意四个维度的15个问题项的应答得分率F值均大于0.5,调查数据采用SPSS分析软件进行分析,α信度系数法分析结果,α信度系数为0.955,大于0.8,问卷信度可靠;效度分析结果KMO值为0.87,大于0.7,表明此问卷信度较高。对问卷调查内容分析结果见表1,说明学生对“药物制剂技术”混合式教学的评价非常高,学生对该课程的关注度高,认为课程学习与自身发展相关性较高,喜欢混合式学习的教学模式,对于药物制剂技术课程的学习充满信心,并对课程教学任务的实施与效果感到满意。学生访谈表明,喜欢理实一体化的教学模式,特别是对面对面教学与网上教学相结合的教学方式“强调在老师的引导下,学生在网上学习平台的支持下进行自主学习”的学习方式非常感兴趣。 七、Y语 混合式学习在江苏联合职业技术学院连云港中医药分院药物制剂技术课程的开展,主要以课前学生自主进行开放式训练,教师进行督导的方式,采用体验式教学法开展实训教学,同时依托基于泛雅辅助药物制剂技术教学平台,结合仿真模拟软件、精品课程网站等信息化教学资源,围绕“**剂型的制备”这一主题,形成了多元化的教学实施和评价模式,解决药物制剂实训课教学方式单调、重点突破难等问题,最终建立了科学、高效的药物制剂技术实训课教学模式。 在线学习的方式具有丰富的课程资源、友好的交互与课堂外拓展的实时协作交流、讨论,提供给学习者有效的个性化支持与快乐的学习体验。课堂内更集中于学习者探讨课前在线学习中遇到的问题,教师提供指导及教师对重要知识点的讲解。结合两者优势,真正实现学习者为中心的自主学习,促进学生高级思维技能和创新能力的培养。 混合式学习的教学模式,以信息技术为支撑,优化教学策略,构建适合不同学科的教学模式,打破了传统教学的弊端,为学生提供有效的和个性化的学习支持,力求实现教学效果的提升,从而实现创新人才培养的终极目标。 药物制剂论文:以创新能力为导向的药物制剂技术专业实践教学改革 【摘 要】随着商品经济的发展,市场逐步在资源配置中起着主导作用,而在市场起主导作用的同时也逐步丰富了市场的多样性,在市场中要想获得绝对的竞争优势就必须提高自主创新能力。创新的重要性不仅体现在经济社会和政治社会中,在文化教育领域也有着举足轻重的作用。随着提出的文化创新,各大高校也相继对于自己院校的学科设置以及教学方式进行了调整与改革以便培养出符合当今时展的创新性人才。从古至今我们一直较为关注医学这门学科,因为它与我们的身体健康有着密切联系。医学作为一门实践性的学科对于人类社会做出贡献,药物则是主要的治疗途径之一。近些年来各大院校对于医学专业也较为重视,但是在教学过程中仍然存在一些问题。本文将基于药物制剂技术专业的课程教学存在的问题提出一些建设性建议以便实现该专业的教学改革,培养出大批的创新性人才。 【关键词】创新;改革;药物制剂;实践 引言 各大高校纷纷开设了医学专业,并进行了详细地划分,提供相应的设备与资金。药物制剂技术专业作为医学专业的分支学科对于医学事业的贡献也是有目共睹的。但是对于药物制剂技术专业学生的教学却存在种种问题,教育工作者总是侧重于学生的理论基础知识而忽视了其实践能力。而药物制剂技术专业是实践能力、应用能力极强的学科,需要大量的实践才能对于本专业学科的知识有所了解。要想在药物制剂技术专业有所成就就必须拥有创新精神,而创新发挥作用也必须要以药物制剂技术专业实践教学为基础。所以各大高校必须要以创新为总指挥,进行药物制剂技术专业实践课程进行改革,这样才能培养出社会所需要的人才。 一、药物制剂技术专业课程的开设 改革开放以来,中国的经济有了一定程度的提高,国际地位也逐步提高,随之我们也加大了对于科教文卫事业的投入,科技强国和教育强国将是我国未来发展的目标。而我国要想发展成为一个具有超高科技水平的国家首先必须要成为一个教育强国,教育将会源源不断地为各个领域输送人才。随着国家对于教育事业的日渐的重视,各大高校也纷纷建立,以培养人才为己任,药物制剂技术专业则以新型的专业崭露头角。药物制剂专业所从事的工作就是研制药物来解决人类身体的疾病。这是一门技术要求高、实践性强的学科,这门学科与人们息息相关,可以说这个专业的出现会促进医学事业的发展,也将为人类健康的保护神。 二、药物制剂技术专业教学中的问题 (一)由于药物制剂技术专业需要有着一定的药学知识储备,所以在药物制剂技术专业的教学过程中教育工作者和广大受教育者则对于这些基础性的药学知识极为关注,而在此同时,却忽视了药物制剂技术专业的实践性。甚至有些学生花费大量的时间和精力去熟记厚厚的医学书籍,却没有时间待在实验室进行实验。这便是药物制剂技术专业教学过程中存在的最严重的问题―实践性的忽视。我们都知道药物制剂技术专业它不是单纯地进行理论研究,而是一门与药物的研制、生产有着密切关系的技术含量极高的学科,实践的缺失会导致该学科丧失原来的学科作用,也不能为科技领域输送社会所需要的人才。 (二)药物制剂技术专业它也不是一门纯技术的学科,我们一整天待在实验室并不一定会研制出新型的药物。这门专业同时也需要一定的药学基础知识,而该专业的技术性则使得人们将更多的注意力放在实践上,从而忽视了对于基础知识的掌握和对于前人药学基础知识的学习,这会导致一切的实验都将是徒劳的。药物制剂技术专业的教学过程中缺乏创新意识的渗透,学生和老师只是纠结于前人的研究成果反复实验但不会有新的发现,所以我们必须在学习前人药学知识积累的前提下,以创新精神去引导,这样才能使得药物制剂的研究有所成效。 三、实行药物制剂技术专业实践教学改革的必要性 既然药物制剂技术专业的实践教学出现了种种问题,那么我们应该及时的解决这些问题,这些才能有好的学科建设,也能使得各大高校能够培养出社会所需要的人才。药物制剂技术专业实践教学的改革则是必须的,只有进行药物制剂技术专业实践教学的改革才能培养出既有药学理论又能基于药学理论研制出极为有效药剂的全面型人才,这也是我们当前进行素质教育的必然结果。 四、进行实践教学改革的必备宝典―创新精神 上文已经提到药物制剂技术专业实践教学的改革是非改不可了,那么药物制剂技术专业的实践教学该如何改革呢?接下来我将为大家提供一些可行性建议: (一)在药物制剂技术专业的教学过程中,我们应该将药学基础知识和实践课程并行关注,这样才能使得药学知识能够应用到实践,也能够使得每次的实践都将是极为有效的。理论和实践的共同发力才能使得药物制剂技术专业能够培养出高质量的技术人才。 (二)我们应该以创新为动力和导向进行药物制剂技术专业实践教学的改革。需要我们需要一定的创新精神,敢于向既定的成果挑战,敢于前人没有走过的路,这样才能走好属于我们这一代人的路,也能探询到新的奥秘。 五、结束语 药物制剂技术专业作为一门独立的学科,它不同于我们所学习的人文科学,可以说它是一门技术型专业,操作性和实践性极强。在当前的各大高校里都有开设这样的专业,其原因是药物制剂技术专业与中国未来的医学事业以及人类的身体健康有着必然的联系。但是,在药物制剂技术专业的实践教学过程中存在创新精神丧失和理论知识不够充分的问题,所以我们必须要培养学生的创新精神,学生的个性就是创新的来源和可行性,以创新为导向进行药物制剂技术专业的改革才是有效的。 作者简介:马莎(1984-),女,民族:回,籍贯(省、市):云南省蒙自市,学历:硕士,职称:助教,研究方向:中药药剂学。 药物制剂论文:项目化教学在药物制剂技术课程中的有效运用 【摘 要】当前,在药物制剂技术课程教学中,以往老的教学形式已经和实际需求不相适应,因而,深化药物制剂技术课程改革显得尤为重要。本文立足当下制药企业的实际需求,结合药物制剂课程的设置情况,针对药物制剂技术课程运用项目化教学方式开展了初步的探讨。 【关键词】药物制剂技术;项目化教学;探索 引言 项目化教学就是要学生结合所学的理论知识,以项目为主要实践形式,自主在项目实践中利用理论知识完成相关计划,教师则不直接参与其中,而是仅仅提供必要的指导和咨询服务。理论教育的最终目的是指导运用于实践活动。因此,作为一门应用型的课程,药物制剂课程教学必须在理论教育的基础上做好实践锻炼。基于这一出发点,本文探讨了项目化教学在药物制剂课程教学中有效运用的相关问题。 一、现有药物制剂技术课程教学方式中存在的问题 (一)现有教学模式割裂了理论与实践的结合 当下,在药物制剂课程的教学中很多教师都沿用以往的教学形式。这种形式偏重于理论教学,忽略实践应用,理论和实践基本处于割裂状态。这就导致在这种教学形式下成长起来的学生毕业以后所学理论无法在实际岗位中得到有效应用。学生普遍的直观感受就是在学校一无所获。 (二)现有教学模式缺乏与学生的互动交流 在现有教学模式下,教师的主要任务是站在讲台单纯的进行理论性讲授,而学生则是单方面的在课堂倾听。课堂中与学生的交流非常缺乏,学生的思维活动不能有效的被带入到所讲授的内容当中。这就容易导致学生注意力不集中,课堂教学效果差等问题,严重降低了教学的趣味性和广大学生的学习的积极性。 (三)现有教学模式与用人岗位需求不相适应 教育的目的最终是要把对口的人才输送到社会生产各个领域,特别是在职业教育方面,教学课程设置与社会生产岗位需求的适应性要求极强。而药物制剂技术课程就是这样一门实践运用性非常强的一门课程,它的教学质量的优劣程度直接关乎学生毕业后的岗位适应性。然而,从现实来看,这种教学方面目前已经很难适应社会实践中岗位的需求。 二、项目化教学方式运用要点 (一)项目选择要适当 采取项目化教学的目的是提高学生理论与实践的结合程度,充分调动其学习的积极性,提高其对课程内容的实际掌握程度。因此,教师在为学生设定项目的时候,一定要注意对口学生的情况,有针对性的设定,不要太简单,也不能太难,最好还有些趣味性,同时要注意与实际应用的结合。这样不仅能够激发学生的学习主动性,增强学习自信,而且可以使学生高效的掌握理论知识,提高实践技能。 (二)以社会需求为导向 项目设计要围绕提高学生的技能水平和操作能力为出发点,详细了解社会岗位需求对学生技能和综合条件的基本要求,结合学生的职业发展路径,有侧重的进行项目的选择和设计,只有项目与学生职业规划、社会岗位需求条件相适应了,才能真正起到提高学生就业能力的目的。通常情况下,职业院校在学生实训基地建设方面比较欠缺,因此科学的项目设计显得尤为重要,既要达到提高学生技能的教学目的,也要综合考虑项目成本。 (三)项目要以学生为主导 因为药物制剂技术课程操作性强的特点,在项目设计中要注意让学生成为项目全过程的参与者和主导者。对于课程中的相关内容,要结合企业需求设计实际模拟情景。在项目实施的不同阶段,要鼓励学生积极发挥其主观能动性,促其成为项目实施的主导力量。而作为教师则仅仅提供适当的咨询帮助。教师应当全过程监督学生对项目设计和过程的实施,对于出现偏差的要及时予以纠正。 (四)营造现实工作场景 为了使项目更加贴近现实工作场景,教师可以把参与项目的学生分组分类,将项目流程划分橄质瞪产中的几个板块,以此增加项目的趣味性。在此过程中教师要注意引导并对每个小组进行客观公正的评价,指出其好的一面和不足的一面。 (五)进入对应企业进行见习训练 在前期项目模拟训练的基础上,学校要依据教学安排,为学生适度安排几次到企业见习训练的机会,以此来巩固和拓展所学知识。学校也可以创造条件把教学课堂移动至企业生产现场,通过实地讲解企业生产流程、工作原理等,增强学生的学习直观感受。 (六)以项目论文升华理论所学 由于项目化教学是一个相互联系的系统化过程,每一个阶段完成以后的小结不能总体上检验出学生的掌握程度。学生通过项目论文的写作,找出各环节数据之间的关系,找到项目各模块间的因果联系,不仅进一步加强了理论知识和技能,而且还可以更深层的了解分析项目的实施成果,站在理论的高度来回顾项目实施的整个过程。这样不仅巩固提高了学生的理论和技能,还可以使学生今后能够更好的满足企业的需求,更好地服务于地方经济,进而贡献出更多更好的社会价值。 三、采取项目化教学的优势 (一)学生的主观能动性得以充分激发 本课程主要设置在职业院校,而这类院校的学生理论知识基础相对比较薄弱,同时对于课堂的理论学习也缺乏兴趣。项目化教学把药物制剂技术课程的内容以项目的形式呈现出来,学生可以形象直观的在实际中掌握和应用课程内容,也可以在实际操作中检验学习的效果,学生在项目设计、项目实施等整个过程中发挥主导作用。 (二)学生的综合能力得以有效提升 项目教学法是基于让学生自主学习的一种教学模式,旨在培养学生的综合职业素质、资料检索能力、项目设计能力。对于提高学生综合技能水平具有十分显著的效果, 四、结束语 综上所述,项目化教学在药物制剂技术课程教学中的积极作用非常明显,既可以调动学生的学习积极性和主观能动性,也可以进一步巩固学生的理论和实践技能,增强课堂知识与企业需求的岗位适应性,有效增加了学生的就业技能。 作者简介:马莎(1984.8-),女,民族:回,籍贯:云南省蒙自市,学历:硕士,职称:助教,研究方向:中药药剂学。 药物制剂论文:优化药物制剂工艺的多种数据处理方法的研究 摘 要:目前在药物制剂领域中对其运用的数据处理方法种类较多,本文主要以领域内相关的文献资料作为分析基础,对其中方差分析、多元回归分析等多种数据处理方法进行分析及总结,对这些数据处理方法在药物制剂中可以起到的优化作用进行探讨,从而确定其在药剂质量控制中的作用。 关键词:药物制剂;数据处理;分析;作用 目前科技的快速发展决定了各类科学理论知识在一定程度上会相互渗透、相互作用,而利用数据处理方法对药物制剂工艺进行优化是领域内重点研究的方向之一。由于在药物制剂生产的过程中,其流程、方法、时间、温度、配比、PH值等都可能影响药物的实际药效,因此在药物制剂工艺使用的过程中需要对各项指标及方法标准进行确定。 一、多种数据处理方法的作用 在实际中使用不同的数据处理方法会对药物制剂实验结果产生不同的影响,对药物制剂中单指标及多指标采用的数据处理方法也有所不同,根据目前药物制剂工艺优化采用的数据处理方法来看,其单指标多采用方差分析法,这种分析方法在多指标数据中并不适用,单独使用会使数据出现偏差,无法起到优化药物制剂工艺的作用,因此可以选择数据处理方法的联用来提高数据结果准确性,为工艺优化提供数据支持。 二、多种数据处理方法 1.方差分析-多指标综合加权评分法 在药物制剂中采用指标是为了保证制剂工艺的准确性、科学性、标准性及规范性,因此在多指标数据的处理上需要根据实际进行加权处理,从而对其进行综合的评分。对各评价指标按其相对重要程度分配系数,然后以累加法、连乘法或加乘法累计总分,根据总分高低排出优劣顺序。目前方差分析-多指标综合加权评分法在实际的使用中计算方法较为繁琐,但是其在药物制剂工艺的评价上有突出重点、结果准确等优点,综合加权评分法所具有的结果分析的特点可以选出方案中最佳的工艺方法。虽然采用方差分析-多指标综合加权法能达到优化工艺的效果,但存在不足。首先,方差分析只依赖于指标值,一旦某点或几个点的指标值误差很大,势必会影响计算结果的可靠性,从而影响数据结果分析的准确性;其次是对实验点的误差大小无法判断;再次,在进行工艺优化时只能从正交或均匀设计表中找出最好点的实验条件作为优化条件,但这未必是真正的优化条件。 2.多元回归分析-效应面法响应面法 这种组合式数据处理方法结合了数学运算及统计方法的优点,其建模可以对药物制剂中的多指标数据进行组合分析。采用多元回归结合效应面法计算,首先可弥补正交方差计算的不足,如回归方程既能明确每个因素对指标的影响,又可判断实验点的实验误差,更有利于结果解释和工艺条件的优化;其次,多元回归分析所需要的试验数量较少,且对于多指标中参数之间的作用可以有效的减少,因此在进行数据处理上较一些其他数据处理方法更加有效,所得计算结果也更加精确。该分析方法符合一般数学多元回归模型: Y=b0+b1p+b2m+b3pm+b4p2+b5m2 b0~b5是评估模型的参数,p、m表示自变量,Y表示因变量,该多元回归模型能预测自变量与因变量的关系。然后再通^建立连续变量曲面模型,精确地表述因素与响应值之间的关系,对影响制剂工艺的因素水平进行优化和评价。 3.人工神经网络系统(ANN) ANN是理论化的人脑神经网络的数学模型,能很好地预测多因素多水平非线性关系,很适于解决多元同时优化的问题,广泛应用于药学领域。ANN是复杂的非线性网络模型,不仅可以省略复杂的统计,就能把自变量和因变量结合起来,而且在模拟和预测时,结果偏差均较RSM小。ANN在优化制剂工艺方面,包括网络模型的构建与训练、实验条件仿真及优化两过程。 4.多维空间三角形面积法 多维空间三角形面积法,即任一时间点,多组分释放度或多组分吸收度是多维空间中的一个点,连续3个时间点连线的三角形面积反映了多组分释放或吸收的动力学变化特征。通过计算多维空间中点与点的距离,得到任意连续3个时间点(释放/吸收)形成三角形的3个边长,进而计算其面积(图1)。以释放度三角形面积累计值-吸收度三角形面积累计值的相关性来表征药物的多组分释放-吸收体内外相关性,而大量文献报道,体内外相关性可用于评价及优化药物制剂工艺。所以,多维空间三角形面积法作为一种新的数据处理方法,在优化药物制剂工艺方面,将会有更广阔的应用前景。 三、展望 药物制剂工艺是非常复杂的过程,方差分析-多指标综合加权评分法、多元回归分析-效应面法、ANN及多维空间三角形面积法都能揭示多因素多水平之间的规律,可以达到优化工艺的目的。 在保证指标值误差不是很大的情况下,选用方差分析-多指标综合加权评分法进行优化更为简单;RSM数据分析结果太依赖于具体的非线性方程,且在模型拟合方面较为困难,所以,在联系不是很复杂且对结果要求不是很高的情况下,运用RSM法进行优化更为实用;ANN是以实验数据为基础,经过有限次迭代计算而获得的一个反映实验数据内在规律的数学模型,且无需目标函数具备明确的数学表达式,并且模型的建立与寻优的过程都可以利用数据可视化技术以直观的图形展现出来,为解决多维非线性系统的优化问题提供了一个全新而有效的途径;多维空间三角形面积法作为一种新的数据处理方法,适合研究物质组分比较明确,且组分在体内外均可检测到的多组分药物。通过大量实验研究及查阅相关代谢组学文献,拟合出代谢组学动态数学模型,即以代谢产物含量为检测指标,来考察影响制备的主要因素,可用于优化多组分中药的制备工艺。目前,多维空间三角形面积法和代谢组学动态数学模型在国内极为少见,随着多学科交叉的渗透以及制剂工艺研究工作者研究水平的不断提高,这两种方法必将得到更广泛的应用。 综上所述,上述的几种数据处理方法在药物制剂中较为常见,根据实际需要应用适当的数据处理分析方法可以补足制剂工艺中存在的不足,并在科学的基础上对这些工艺进行进一步的优化,完善药物制剂工艺,可以为药物制剂的质量提供一定的保障。 药物制剂论文:《药物制剂设备》课程教学方法改革初探 【摘要】药物制剂设备课程是一门实践性较强的学科,采用传统教学模式难教、难学,学生学习兴趣不高。本文对《药物制剂设备》课程的教学方法进行了初步的改革探索。既能提高学生的学习兴趣,又培养了学生的实践动手能力,取得了较好的教学效果。 【关键词】药物制剂设备;教学方法;改革 【中图分类号】R94-4 《药物制剂设备》是药物制剂技术专业的一门专业必修课。主要以药剂学、工程学、材料学、GMP及相关理论和工程技术为基础,综合研究制药生产通用设备、制剂生产专用设备的原理、结构、特点、设备选型、使用方法和维护保养,同时还介绍了药物制剂车间的工艺设计原理和方法,是一门具有浓厚工程学科色彩的课程。而药物制剂技术专业属于理学专业,课程涉及的知识绝大多数与生产实践有关,而生产中的情况通常又很复杂,学生学习起来感觉无所适从。常常感到非常抽象、枯燥、难以理解,容易使学生产生畏难情绪,而难以激起学习兴趣。基于本课程特点,我们在课堂教学中进行了教学方法改革和实践探索,在授课过程中进行了一系列有益尝试,取得了一定成效。 1. 课程教学体系的改革与创新 1.1 重视理论教学,激发学生的学习兴趣 理论部分是设备教学的开端,上好理论部分课程能够很好的激发学生的学习兴趣和求知欲望,调动学生的学习积极性。在理论课堂上,可以通过提出各种类型的问题,采用启发式教学,引发学生的思考与讨论,促进学生将感兴趣的问题与课程内容相结合,让学生成为教学过程中的主体,从而调动学生的学习主动性。 1.2 在课堂教学中充分利用多媒体教学手段 《药物制剂设备》是理论与实践密切结合的专业课程,因此在以往教学中各个章节当涉及到制剂设备的结构和工作原理时,只看课本上提供的图片,使得教学过程直观性差、内容抽象。学生听课过程中常常感到枯燥、又很难理解,渐渐就失去了听课兴趣。为了提高教学水平、教学效果,我们充分利用多媒体教学方法[1],以增强学生对制剂设备的结构、原理和制药生产的认识。利用多媒体教学将各种制药设备的结构、工作原理和设备的运行状态的静态界面以踊的形式形象直观的呈现在教学过程中、学生面前,从而提高学生的学习兴趣,增加教学的趣味性,提高了教学的效果。 1.3 合理采用案例教学法,提高学生分析问题和解决问题的综合应用能力 药物制剂设备的原理结构是很难让学生理解掌握的,因此,可以结合课堂内容与实际生活中的案例[2],以加强学生对制剂设备的理解。如在讲解GMP与设备管理内容时,可以跟学生分享GMP认证的案例,让学生从案例中掌握相关的设备知识,并增强生产过程中的责任心。再如在讲解往复泵原理时,可以类比医院给病患注射时的情况,引导学生思考针水如何被吸取,又是如何被注入等问题,促进学生分析、解决诸如此类的问题,以提高学生的综合应用能力。 1.4 采用灵活多变的教学方法,提高学生的动手能力,促进知识、能力、素质的协调发展 提高教学质量的重要手段是教学方法的应用,教学方法不仅是实现培养目标的有效途径,更是完成培养目标的具体措施。因此,在《药物制剂设备》教学过程中,为达到理想的教学效果,可以采用灵活多变的教学方法[3],如把理论与实践教学结合。制剂设备是应用在药厂大规模生产中的,因此将理论与实践结合是十分必要的,把理论与实践教学结合起来,不仅能够让学生掌握生产实际过程,还能够培养高级应用型人才。 1.5 开展实训教学,促进综合素质的协调发展 制剂设备结构复杂,仅仅凭课堂上的讲解是无法让学生理解的,即使理解了没有接触实物动手操作过是很容易忘记的。我们学校给学生提供了固体制剂、液体制剂和质量检测实训室,我们在完成部分理论教学后,就带学生去实训室参观相关设备。首先是教师进行演示教学,先对学生简单讲解设备的基本结构、工作原理,再开机运行,让学生观察设备的运行情况,然后让学生亲自动手操作,使学生能够获得与真实的生产设备近距离的接触机会,减轻学生对大生产设备的畏惧心理,加深了他们对课本知识的理解。同时利用学生对生产设备的好奇心理,很好的进行实地教学。这种教学方法还可以让学生在操作中发现问题,并学着去解决问题,激发了他们的动手能力和独立思考的能力,促进学生的综合素质的协调发展。 2. 结语 根据《药物制剂设备》课程的特点,通过几年来对教学方法不断改革、创新,教学工作取得了较好的效果,也获得了学生的认可。该课程教学体系的改革与创新将理实集为一体化,对于培养药学类应用型技术人才提供了有益的尝试,也可为其他相关课程提供参考。 药物制剂论文:高职院校药物制剂技术实践教学体系的重构 摘 要:本文根据高职院校药物制剂技术专业人才培养的目标,提出了药物制剂技术实践教学体系的重构设想,以改善实践教学效果。 关键词:药物制剂技术;实践教学;重构 药物制剂技术是研究药物制剂的配制理论、生产技术、质量控制与合理应用等内容的综合性应用技术学科,具有很强的综合性与实践性。课程性质与行业的需求都决定了从事药物制剂的高职毕业生要具有药品生产专业知识与较高的综合素质,熟悉药物的生产过程及其GMP管理,能解决药品生产中的一般问题。可见,实践教学是该门课程的重要环节和必不可少的重要部分。然而,传统的实践教学以基本操作和验证性实验为主,对学生职业技能训练效果并不理想。因此,对高职院校药物制剂技术的实践教学体系进行重构,改进药物制剂技术实践教学,以提高药物制剂技术实践教学乃至整个学科的教学质量,是很有必要的。 一、传统实验教学 传统的实践教学以基本操作和验证性实验为主,以1~3人为一组,实验条件与实际生产相差较大,导致教学效果受到质疑。然而,这种实验教学还是有其意义的,在现阶段也是不可缺少的。一方面,传统实验操作能印证课堂理论教学的基本知识。许多剂型的制备,不管设施条件如何不同,其原理是相通的。有些仅仅是生产能力大小的区别或者是手工与机械的区别,比如乳剂及乳剂型基质软膏的制备,注射剂灭菌后的检漏等。另一方面,通过实验操作及与同组同学的合作,学生可以随时观察现象的变化与制剂形成过程,在操作与讨论过程中培养协作精神。学生提交实验报告时,除了实验目的、实验原理、实验步骤和实验结果等内容外,要特别注重实验讨论部分的内容,学着以理论知识去解释实验现象及实验成败的原因,从而增强分析问题解决问题的能力。因此,对于一些比较简单的剂型,如液体制剂或者暂不具备实训条件的教学项目,可以采用传统实验教学方式。 二、制药企业见习 在学生接受理论知识的同时,安排一定的时间让其到制药企业参观见习。这样能使学生一方面对未来职业、就业岗位及工作环境有初步了解,另一方面对本专业所需的知识和技能有初步的认识。这种实践教学形式既可以使学生将理论知识和生产实践结合起来,促使学生用理论知识去理解生产实践,也有助于学生利用习中获得的感性认识理解课堂知识。 三、校内实训教学 实训是对学生包括单项能力和综合技术应用能力进行的训练,是接近生产实际条件和环境要求的应用性实践教学。我院“药物制剂实训车间”按照GMP要求建设,拥有高效粉碎机、高效混合制粒机、全自动胶囊填充机、压片机、铝塑包装机等先进设备,可用于散剂、颗粒剂、胶囊剂与片剂等制剂的实训教学。按GMP管理要求和标准操作规程对相关岗位操作进行培训,可使学生熟悉相关剂型制备工艺流程,掌握生产操作技术,结合生产操作与法规规范的要求,进而通过实训考取药物制剂中级工或高级工证书。这种实践教学方式大大缩短了学生从学校到企业之间的适应期。 四、多媒体及仿真实训软件教学 利用动画或录像等多媒体形式,讲解一些制剂设备的运行过程和剂型的形成过程,是板书教学无法相比的,如球磨机的粉碎、空心胶囊的掉头、压片过程的压力和片重调节等。因此,这类资源应充分运用。中国药科大学高等职业技术学院首创开发的药物制剂GMP仿真实训教学软件,是一个数字化教学平台,它采用3D场景模拟生产现场的实际状态,将生产中的洁净区管理、各剂型生产岗位操作、生产文书的填报、GMP规范应用等知识融合到一起。它展现各个岗位的生产实景,模拟真实的角色扮演,引导操作者逐步熟悉和掌握各剂型生产工艺流程,给予实训学生直观的现场感受。该软件很好地解决了实践教学中的实训设备和空间不足、所需经费高、实际操作危险性大、实际操作时间长等问题,实现了专业与产业、职业岗位的对接,是实训教学的有力补充。 五、校外顶岗实习 校外顶岗实习是药物制剂专业教育的最后一个教学环节,是学校教学和生产实践相衔接的阶段,对学生巩固专业知识、掌握生产技能、培养行业兴趣、调整就业心态具有关键的影响。完善校外顶岗实习,首先要建立和稳定相应数量的实习基地,为学生提供足够的实习空间,期间要注意企业生产的剂型品种、硬件条件和带教能力是否符合教学要求。其次,在落实实习单位的过程中,要根据企业条件确定合适的毕业课题,在顶岗实习结束时也完成毕业论文。再次,在毕业实习阶段,要有意识地考虑就业问题,通过顶岗实习能够直接顶岗操作,真正实现零距离就业。 作者简介:郑柏勤(1966― ),男,浙江兰溪人,硕士,副教授,从事生物制药教学与科研工作。 药物制剂论文:高职高专院校药物制剂专业GMP课程教学研究初探 【摘 要】文章以浙江医药高等专科学校药物制剂专业GMP教学为主要研究对象。在教学过程中,通过理论教学、实践活动和仿真实训相结合的模式进行教学,将理论与实践相结合,为GMP教学改革进行探讨。 【关键词】高职高专 GMP教学 改革探讨 随着我国经济形势持续高速发展,人们对医疗健康的需求越来越高,带动了医药行业的快速发展,促进了整个制药工业的繁荣。与此同时,对药品生产实施全过程监控,把影响药品质量的人为差错以及对药品的污染和交叉污染减少到最低限度,成橹埔┕ひ党中发展的重中之重。GMP(Good Manufacturing Practice)的全称是药品生产质量管理规范。目前世界上各个国家的制药行业都以GMP作为药品生产和质量管理的基本准则,GMP也是药品生产企业对药品质量进行全面监控的重要组成部分。 高职高专院校药物制剂专业学生毕业后,制药企业是其主要的就业方向之一。随着我国高等教育事业的发展,GMP课程是高职院校培养制药专业、药物制剂专业等药学相关专业复合型应用型人才的专业基础课程。 本文主要对高职高专院校药物制剂专业GMP教学模式进行探讨,在GMP教学过程中,将理论教学、实践教学和仿真实训相结合,采用三位一体的教学模式保证教学效果。 一、理论教学 我国现行版GMP全文共有十四章共313条,内容繁多,知识点较为琐碎,使理论教学内容较为枯燥,传统的理论教学方法不能很好地调动起学生的积极性,使理论教学质量难以提高。因此,在课堂教学环节中,需要不断调整教学内容,改变教学方法。 首先是教材的选择,经过综合比较,最终选择《药品GMP实务》作为参考教材。该教材以我国现行版的GMP为主线,全面系统地介绍了药品生产及流通过程中涉及的相关GMP知识,而且每个章节都附有知识链接、课堂讨论、目标检测等学习模块,条理清晰,内容科学实用,难度适中,对没有GMP相关知识基础的药物制剂专业学生来说,《药品GMP实务》是一本比较合适的参考教材。但是该教材中各个章节的设置是参考2010版GMP中各章节排序,在教学过程中按该章节顺序进行讲解,系统性不强。经过调研,在进行课程设计时,将原来的章节顺序打乱并重新整合,以药品生产过程为主线,即按照物料采购、生产前准备、生产操作、生产结束、质量检查、药品销售的顺序,将课堂教学内容分为7个模块进行教学[1]。 在教学过程当中,采取比较法、案例法、讨论法等多种教学手段,对教学内容进行设计。比如在介绍现行版GMP时,采用比较法,将我国现行版GMP与1998版GMP进行对比,找出不同版本之间哪些条款有变化,有哪些变化,帮助学生更好地理解GMP的理念,加深对现行版GMP的认识;也可将我国的GMP与美国的CGMP进行对比,拓宽学生的视野,在纵向上找到我国的药品生产行业与国际之间的差距。 在教学内容上,应做好相应的取舍。GMP内容十分丰富,而理论教学时间安排十分有限,无法对每个知识点进行面面俱到的讲解。因此根据高职教育的特点,以“贴近学生、贴近岗位”为原则,以培养专业技能型人才为最终目的,对选定的教学内容进行相应的取舍。 二、实践教学 GMP中每个条款的实践性都非常强,而在校学生从未真正在制药企业一线岗位上从事过药品生产工作,几乎没有药品生产实践的经验。在学习过程中,即使能够记住GMP中的条款,但是对条款的理解仍有很大的困难。因此,在GMP教学过程中,应突破课堂教学的框架,充分利用我校的优势资源――药物制剂实训平台,通过构建完整的实训教学体系,建立合理的运行机制和管理体制,构建出一套完整的实践教学体系。首先通过药物制剂生产技术训练让学生掌握各类制剂的最基本的单元操作,比如固体制剂的粉碎、分筛、制粒、干燥、压片、包装、检验等操作。学生具备了一定的实践技能后进行专业技能训练,也就是按照GMP 的运作流程和SOP(标准操作规程) 的要求,模拟岗位环境进行现场操作,熟练掌握药物不同剂型的制药工序、设备和生产操作技能。通过实践教学的训练,结合理论教学相关知识点的讲解,可以达到能力和素质共同培养的目的,在药品生产的实践学习过程中,同步建立良好的GMP意识。 三、GMP仿真实训 GMP仿真实训系统能够完全实现制药生产主要工作任务的模拟,学生进入GMP仿真实训环境,犹如进入真实的GMP车间,可以使学生真实感受到制药生产的全过程,模拟实实在在的技能训练。 四、总结 在GMP的教学过程中,通过上述立体式的教学手段,对GMP的学习不再是枯燥乏味的法规解读,而是在仿真实训时的实习模拟,在实践时可以操作。因此,学生的学习兴趣有了很大的提高,将来也能够更快地融入工作情境,适应制药企业的工作。
现代生物技术论文:环境监测现代生物技术论文 1PCR技术 PCR技术是一种将特异性DN段在体外合成方法,也是聚合酶链式反应。通过PCR技术,环境中的有害生物,包括病毒,病原菌等都可以被监测到。过程主要包括分析与监测PCR扩增产物、PCR扩增靶序列、提取模板核酸等。不仅如此,环境中的特异性种群也都可以通过PCR进行监测,甚至基因表达都可以以之来测定。同时,PCR也可以用来对环境中基因工程菌株进行跟踪监测。 2生物发光监测技术 大自然非常神奇,各种各样的生物都有。而在其中有些昆虫会发出亮光,比如萤火虫。其实不止萤火虫等昆虫,包括真菌、细菌等在内的许多生物也都可以发出亮光。这些细菌天生对土壤中的重金属敏感,会根据重金属的多少而发出强弱程度不同的光。只需要通过判断其放射荧光的强度便可以对其所处环境的污染程度完成监测。较之常规监测方法,生物发光监测技术具有监测方便、快速、特异性强、灵敏度高等特点。 3生物酶技术 3.1处理功效高 生物酶技术利用微生物和酶结合,极大地提高了其处理污染的效率,较之通常的化学和生物方法,生物酶技术可对有机物进行快速降解,速度得到极大提升,是传统方法的百倍。将生物酶技术应用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同时也能对水质进行净化处理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。这也是有些洗衣粉品牌在广告语中强调酶含量的原因所在。 3.2适应性更广 生物酶技术通过微生物和酶的结合,大幅度增加了微生物对环境的适应性,使得微生物可以在多种生存条件下得以生存并逐渐适应多种温度和pH值范围。如此一来,微生物便可以在低氧环境中也能有效发挥作用。 3.3更有针对性 生物酶技术现在拥有多个研究配方,甚至多达四十多种。可在不同领域、不同用途和不同的污染环境中广泛使用;即使碰上处理不了的,也可根据具体治理对象的具体情况,专门研发出针对性的、最具效力的配方。 3.4治理成本最低 生物酶技术产品投入资本小,但治理效果却十分显著。无需花高价购买地皮建厂,也不必购置大型仪器,在综合治理成本上有着明显优势,非常值得采用。 3.5纯绿色环保 当今环保意识已逐渐渗透到每个人们的心中,绿色产品成为人们普遍关注的焦点。而生物酶技术产品由纯天然菌种和酶复合后生成,在它的成分内既无转基因,也不包含任何的化学物质,也自不会给环境造成二次污染,是一种生物技术在环境保护应用上非常值得大力推广的环测方法。 4生物芯片技术 生物芯片技术起源于速测试试条发明后的次年,亦即1995年,通过这项技术,数以万计的基因的表达情形都可以被自动且迅速地监测出来。依照固定于芯片上的探针种类的不同,生物芯片可分为基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片以及组织芯片等。近日,国外的一个资深生物学家通过不断研究,发明了一种新的,独特的,可提供更多基因信息的组织芯片和细胞芯片。较之基因芯片或蛋白芯片,组织芯片可提供的信息更为庞杂,对于环境监测而言更为有用。因此许多环境科学家逐渐意识到了生物芯片技术的强大,并将之引入到环境科学研究中来。在科学技术较为发达的西方国家,他们基因学研究的新趋向便是基于生物芯片技术的环境基因学。作为科学技术稍显落后的我国,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在国家自然基金委与科技部都对这项新兴技术予以大力支持,并将之列入了前沿课题项目中,相信在不久的将来,我国的生物芯片技术也会取得非常成就。 5生物传感器技术 电子科技技术研发的不断深入、以及生物技术的研究的持续发力,使得生物传感技术应运而生,并获得人们的逐渐认可。它的特点在于高度集成化、微型化和自动化,能够快而有效地帮助环境监测进行有害物质分析。不仅常被用于环境监测,在食品工业与生物医药领域也都应用广泛。生物传感器通常由转换器和敏感材料(分子识别单元)俩个部分构成,其特点为:测定速度快、成本低、且操作简便。相信在未来会被广泛应用于环境监测中去,会大有所为。 6结语 近年来,现代生物技术在环境监测中的应用逐步增多,尽管受限于其方法和生物材料的来源,存在一定的问题,但都会在未来逐一被解决。笔者坚信现代生物技术在未来将对环境监测以及其他应用方面起到不可替代的作用,也将给我国的环境保护贡献力量。 作者:李菁华 单位:贵州省黔南州环境保护监测站 现代生物技术论文:现代林业生物技术论文 1林木组织培养育苗 林木组培培养是采用林木的器官和组织作为外植体进行苗木快速繁殖的技术,目前可以通过组织培养繁殖的木本植物多达120余种,并且逐年在增加。美国1978年已经使用火炬松组培苗进行小范围造林,1983年其里格斯苗圃林木组培苗的生产规模就达到100万株,德国、法国、加拿大和巴西等国家对云杉、杨树、桉树等树种的组培方面也进行了较为系统的研究,并投入了工厂化生产。我国于20世纪70年代开始了林木组织培养研究。通过科研工作者的不懈努力,先后分别有杨树、桉树、马尾松、泡桐、杉木、湿地松、马褂木、柚木和桑树等树种通过组织培养成功获得再生植株。目前,我国的林木组织培养育苗研究已从实验室研究进入工厂化生产阶段,分别华北和华南建立了具有国际先进水平的组织培养育苗工厂,仅中国林业科学院在湛江的南方桉树中心,年产桉树组培苗就达到300万株。 2林木转基因育种 基因工程是生物技术五大工程之一,是生物技术的优秀,基因工程育种的原理是将目的基因片段整合到到相应的受体植物细胞的染色体中,改变受体植物的DNA组成,进而改变林木自身的相关性状,产生新的有利性状,转基因为林木遗传改良提供了一条全新的途径。基因工程技术与常规杂交育种和纯合育种相结合,可以大大缩减育种周期,加快林木育种进程,可以有效打破远缘杂交不亲和的生殖隔离障碍,创造新物种和选育新品种,对优质人工林的营造和生态环境保护具有重要意义。近年来,基因工程在林木育种工作中开始大量应用,其中主要技术有基因片段的分离与鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植株的鉴别等。目前我国的林木基因工程育种研究取得了较大进展,已经有几十种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、罗威云杉等先后进行了基因工程研究,已经获得转基因植物的有杨树、核桃、柳树、松树、苹果、李和葡萄等。研究领域主要有抗病虫害、抗除草剂、抗逆性、花色花期调控等基因,其中抗虫基因工程已经取得突破性进展,培育的抗虫转基因杨树新品种已实现商品化生产。 3林木分子标记辅助育种 遗传标记是指能稳定遗传,容易识别的遗传学特征,包括形态特征、细胞学特征、生化特征和分子标记等。分子标记是在分子生物学基础上发展起来的一项技术,已经广泛应用于生命科学研究的各个领域,由于DNA分子具有多态性,能体现生物的基因特征,常作为分子标记的遗传标记。目前,在林木育种工作中用的分子标记手段主要有4种,分别是限制性片段多性(PFLP)、随机扩增多态性(RAPD)、扩增性片段多态性(AFLP)和简单重复序(SSR)等。在林木遗传改良中,分子标记主要用于种质鉴定、遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、分子标记辅助选择、)重要经济性状基因定位等方面。目前,借助分子标记技术,杨树、桉树、松树等主要经济树种已经建立了遗传图谱,通过遗传图谱能识别遗传标记的具体位置,可以对树高、胸径、材积、干形等指标进行定位研究,遗传图谱对林木育种工作有极大的促进作用,有利于优良品种的定向选育与培养。随着分子标记技术的发展和应用成本的不断降低,作为一种行之有效的遗传标记,在现代林木遗传育种研究中发挥着越来越重要的作用。 4林木次生代谢物质生产 植物通过次级代谢途径产生的物质称为次生代谢产物,并非生命活动所必须。采用植物细胞培养技术,利用生物反应器将林木细胞排泄到液体培养基中的次生代谢物质,然后使用生物技术的方法将其分离和纯化,可以用于制药、生产化妆品和染料。目前使用细胞培养技术生产的次生代谢物质有药物成分、生物碱、活性肽、色素和香精等,在某些植物细胞培养物中次生代谢物质的含量接近和超过亲本,通过细胞培养提取次生代谢物质比传统的溶剂提取法、超声提取、微波萃取等物理和化学的方法,效率更高,且不受季节和地域的限制,一年四季都可以生产。如通过培养人参细胞提取人参皂苷、培养毛地黄细胞提取地黄酮,培养红豆杉细胞提取紫杉醇等技术已经投入工业化生产。 作者:祝剑峰 李芬 单位:湖北生态工程职业技术学院 现代生物技术论文:现代生物技术废水处理分析论文 1现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以DNA技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1固定化微生物技术固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2生物强化处理技术为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除1~3gCOD,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3生物反应器技术生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便,运行费用低,所以欧美地区约有7%的污水处理厂采用该技术[6]。3生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术废水生物处理生物修复水处理剂 现代生物技术论文:现代生物技术制药研究论文 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在,世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用,生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 有些学者认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同,生物技术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。科学家预测,生命科学到2015年会取得革命性进展。这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题,彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量,为社会安全和刑侦提供新的手段。有些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。产生新的有机生命的研究也会取得进展。 1.生物制药现状 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。 美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘,已进入Ⅱ期临床;Cetor′s公司研制一种TNF-α抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。Chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。 4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2.生物制药展望 今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下: 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数,但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。目前主要生物技术公司多分布在美国,如Amgen,Geneticsinstitute,Genzyme,Genentech和Chiron,还有Biogen也发展较快。1987年尚没有一种重组DNA药物进入世界药品销售额排名前列表,但到1996年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生物技术药物主要含3大类,即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。 药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 值得注意的是,制药工业的知识产权保护在世界各地是不平衡的。某些地区(例如亚洲)会继续以生产专利过期药物为主,有些地区(如美国和欧洲)除了继续生产低利润的药物外会不断开发新的药物。 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 现代生物技术论文:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代农业生物技术论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代生物技术在油菜育种中的应用 摘要:介绍了植物组织培养技术、重组dna技术和分子标记在油菜育种中的应用。植物组织培养技术已日趋成熟,应用在了油菜的单倍体育种、远缘杂交和染色体诱变等方面;重组dna技术在油菜抗除草剂,抗虫和抗病等方面已发挥巨大作用;随着基因饱和度的增加,基因图谱与物理图谱的建立,分子标记将有望在提高选择效率,培育好的油菜品种方面发挥大的作用。 油菜是世界四大主要油料作物之一,属十字花科芸薹属,包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜、白菜型油菜3个栽培种。多年来,油菜生产国政府和科学工作者均十分重视油菜的生产和科研工作。从70年代开始发展起来的现代生物技术则给动植物品种改良带来了一场革命,把育种技术从宏观水平提高到微观水平,以植物组织(细胞)培养技术、重组dna技术、分子标记技术为主体的现代生物技术已成为作物品种改良的前导技术。本文就生物技术在油菜育种中的应用加以综述。 1、植物组织培养 植物组织培养是指植物的离体细胞、组织或器官在人工培养基上的生长、维持或分化。组织培养的全部实践都是以细胞的全能性和体细胞有丝分裂的均等性为依据的。植物组织培养根据外植体来源和培养目标的不同分为愈伤组织培养,器官培养,分生组织培养,细胞培养和原生质体培养及融合等类型。组织培养作为一种新的手段,对植物改良有重要价值。 1.1单倍体育种技术 控制和改变植物染色体倍数来达到选育优良品种的技术,其中最突出的是单倍体育种。以花药为外植体组织培养获得单倍体个体,无论花粉来源于纯合体还是杂合体,经加倍后即纯化,为加速育种进程提供了前所未有的机会。目前,花药培养已在200多个植物种中获得成功,中外学者对影响花药培养的内外因素进行了广泛深入的研究,运用花药培养已经获得新品种的重要作物有水稻、小麦和大麦等,通过花药培养也获得了一批纯合玉米自交系。甘蓝型油菜通过花药均获得单倍体植株,进而加倍,已成为常规育种的重要辅助技术。 1.2通过胚培养克服远缘杂交不亲和性和杂种后代的自交不亲和性,拓宽种质范围 远缘杂交是植物育种的二个重要方面。通过远缘杂交,可以获得品种间杂交难以得到的变异类型。通过栽培种和野生种间的杂交,还可以从野生种那里获得如抗病性和对恶劣环境适应性等经济性状。但远缘杂交也存在许多困难。其中之一是杂种胚乳不能正常发育,杂种胚也会因饥饿死亡。在芸薹属、萝卜属等作物上,远缘杂交均有成功的报道,我国也有不少成功的例子,如甘蓝型油菜与兰花籽、诸葛菜的种属间杂交等。 1.3原生质体培养及融合技术 植物原生质体是指用特殊方法脱去细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。这种裸露细胞在适当的外界条件下,还可以形成细胞壁,进行有丝分裂,形成愈伤组织和诱发再生植株,因而仍然具有细胞的全能性。原生质体培养就是指以这种裸露细胞作为外植体所进行的离体培养。原生质培养的主要目的是实现远缘物种的体细胞杂交和外源染色体、dna或细胞器的导入,以这种生物学手段对植物进行改良。在植物育种上应用最多而且期望最高的是体细胞杂交。 体细胞杂交又称原生质体融合,是指2种原生质体间的杂交。它不是雌雄配子间的结合,而是具有完整遗传物质的体细胞之间的融合。因此,杂交的产物一异型核细胞或异核体中将包含有双亲体细胞中染色体数的总和及全部细胞质。当然,由于自然的原因,由杂种细胞再生成的杂种植株内,染色体数目和细胞器的组成以及其它细胞质成分还有不同程度的变化,因而大大增加了后代的变异。此外,由于人为的控制,也会使杂种细胞内的遗传物质发生某种变化,例如体细胞杂交过程中有意识地去除(或杀死)某一亲本的细胞核,得到的将是具有l个亲本细胞核和2个亲本细胞质的杂种细胞,通常把这种细胞称为胞质杂种。 关于原生质体融合技术,自carlson(1972)获得第l个烟草体细胞杂种以来,到80年代中期报道有15个种内组合,38个种间组合,13个属间组合的体细胞杂种植株。大多数属于茄科植物,十字花科只有少数。据不完全统计,到90年代,通过体细胞杂交技术又增添了再生植株的种内杂种14个,种间62个,属间47个,并有2个科间组合的胞质杂种分化出植株。油菜的原生质体融合在70年代也开始了尝试,如拟南芥菜和白菜型油菜原生质体融合获得了自然界不存在的属间体细胞杂种一拟南芥油菜。banneret等通过种间杂交将ogura在萝卜中发现的雄性不育性胞质转移到甘蓝和甘蓝型油菜中。pelletier等通过体细胞融合的方法产生雄性不育的甘蓝型油菜胞质杂种,从而得到优良的没有缺点的雄性不育系。heyn通过油菜雄性不育和raphanobrassica(萝卜×甘蓝型油菜杂交的双二倍体)种间杂交,将恢复基因从萝卜导入到甘蓝型油菜中,pelletier等选择得到了具有改良的最佳胞质杂种组胞质全恢复植株,这类种质具有一个显性恢复等位的基因,近年来,通过不断改良,萝卜胞质三系已接近生产和利用阶段。 1.4诱发与筛选遗传变异,转移创造抗逆、抗药、抗病性突变 因为组织培养改变了细胞分裂的正常周期,使异染色质dna复制更加延迟,从而使带有异染色质区的染色体在细胞分裂过程中发生断裂、引起染色体畸变,诱发转座因子。因此,在组织培养条件下,无论有无诱变剂存在,都有较高的突变率,再生植株中存在着丰富的遗传变异。由于组织培养的环境条件可以严格地加以控制,我们就有可能模拟出各种自然灾害条件,如培养基中nacl的浓度、ph值、添加对某些作物危害最大的流行病菌毒素或者最有效的除莠剂等,组成各种特异性选择培养基,从而筛选出具有对特殊自然灾害抗性、抗药性或抗病性细胞系或再生株,为作物改良提供宝贵的基因来源或种质资源。 2、植物基因工程技术 基因工程即重组dna技术,或分子克隆。是一种外科手术式的遗传操作。它不是通过一般传统的有性杂交方法,而是采取类似于工程建设的方法,按照预先设计的蓝图,借助于实验室的技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状,成为新的类型。用重组dna技术实现对某一植物的改造,大体上要经过以下5个步骤:①从某种特定的生物中获取外源dna或目的基因; ②从原核生物中获取目的基因的载体并进行改造;③用限制性内切酶将载体切开,用连接酶把目的基因连接到载体上,获得dna重组体;④以欲改造的植株作受体,使重组dna进入受体细胞,即实现外源dna的转化; ⑤被转化的受体细胞再生完整植株,外源dna在受体内表达。 利用基因工程技术可以改良作物蛋白质成分,提高作物中必需的氨基酸含量,脂肪酸组成,培养抗病毒、抗虫及抗逆境植株,在当前农业生产中已经显示出巨大的经济效益。因此,倍受重视,已经成为研究人员多,投资大,进展快并极富活力的生物技术产业,并展示出在未来农业生产中的诱人前景,是我国"863"计划的重点项目。 近年来,油菜基因工程研究已蓬勃开展,据不完全统计,1985-1991年,十字花科基因工程研究共23篇,其中油菜占13篇。在加拿大,1992年全国转基因植物试验共205个,其中油菜164个。在这164个试验中,抗除草剂试验159个,抗病试验l个,改变蛋白质试验1个,提高含油量的试验l个。 2.1抗除草剂 将除草剂耐性引入农作物是增加对除草剂选择性及完全性的一条新途径。在油菜基因工程中,对抗草甘磷的epsp合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase)突变基因的导入取得成效。草甘磷(glyphosate)是一种非选择性的广谱除草剂,它是通过抑制epsp合成酶的活性而阻断芳香族氨基酸的合成,最终导致受试植物死亡。 目前已从e·coli分离出一个突变株,它含有抗草甘磷的epsp合成酶的突变基因,将其引入到作物中,当使用草甘磷时,作物不受损害。由于草甘磷无毒,无残留,易分解,不污染环境,因此,人们对抗草甘磷的epsp合成酶基因的遗传操作十分重视。目前加拿大已有2个抗草甘磷的转基因油菜品系,多加1992一1994年加拿大油菜品种联合试验,这些品系在产量方面与当前品种相当,但品质和抗性加强。 2.2抗虫 培养抗虫植物是基因工程的一个重要应用领域,不仅对改良作物具有重要意义,同时对种子工业和农业化学也有不可低估的影响。在抗虫方面,主要是通过克隆编码。将苏云金芽孢杆菌(bocillas thuringiensis)即b·t·的毒素蛋白基因(也称杀虫晶体蛋白基因)转移到植物细胞中,从而获得抗虫的转基因植株。目前已将其转入到烟草、番茄、棉花中。在姜芸薹抗虫基因工程中,已将苏云金杆菌毒蛋白基因转入油菜、花椰菜、花茎甘蓝,结球甘蓝中。 利用一些蛋白酶抑制剂基因,也可获得抗虫植株。如英国已克服了豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因,将该基因转入植株,就产生抑制剂,能破坏虫体胰蛋白酶的活性。害虫食转基因植株后,便因消化不良而死亡。 2.3抗病性 病毒对植物的危害是农业生产上损失最大的病害之一,目前普遍采用的控制和避杀传毒昆虫、选育带有抗病基因的品种、生产脱毒苗以及接种病态的弱毒株系以达到交叉保护的作用等常规方法,均或多或少存在限制因素,导致效果欠佳或产生相反的效果。利用植物工程防治病毒的方法有以下几种。 ①病毒外壳蛋白基因的导入:即利用导入的外壳蛋白基因形成交叉保护,防止或减轻病毒危害,已经获得的抗病毒转基因蔬菜作物有番茄、马铃薯、辣椒等。美国于1986年获得了转化tmv外壳蛋白基因的番茄植株,在大田试验条件下,有tmv外壳蛋白的番茄接种tmv后只有5%的植株发病,产量不减,而对照植株发病率达99%,减产26%~35%。已经成功转化的病毒外壳蛋白基因还有马铃薯x病毒(pvx)、马铃薯y病毒(pvy)、黄瓜花叶病毒(cmv)和大豆花叶病毒(smv)等。 ②病毒卫星rna的crna导入:1986年英国科学家把cmv的卫星rna转成cdna。再将它转进植物中去,第l次获得了抗cmv的工程植株。我国学者赵淑珍也获得了类似的转基因植株。 ③病毒的反义rna:日本科学家1993年已将cmv反义rna基因导入到辣椒中并探索反义技术在抗病毒育种上的应用价值。其抗病机理就是将病毒的基因组反向结合在启动子上,转入植株,使转基因植株编码出反义基因的rna,当外源rna病毒侵入时,反义rna便与之形成互补,构成双链结构,从而阻止病毒复制,减轻病毒危害。 除上述3种方法外,还可以利用植物自己编码的抗病基因以及利用病毒上的其它基因等方法进行抗病品种的育种。 2.4品质改良 据davies(1992)报道,在脂肪酸代谢过程中催化不饱和反应的酶为质体中18碳酰基载体蛋白脱氢酶。将其反义rna基因导入油菜和芜菁。结果使转基因植物中饱和的18碳烷酸含量由2%提高到40%,增加20倍。但油脂含量仅为正常种子的一半。另据kuntzon等报道,由加州月桂树分离得到的月桂酸酰基载体蛋白硫酯酶基因导入油菜中,使转基因油菜种子油中月桂酸(13碳饱和脂肪酸)含量高达50%。此外,据krebbeors等(1991)、stayton等(1991)、altenbach等(1992)报道,通过根瘤农杆苗导入拟南芥和豌豆2s白蛋白基因和巴西坚果富含甲硫氨酸种子蛋白基因,使转基因油菜蛋白质总量成倍增加,甲硫氨酸和赖氨酸含量显著提高。这些事实都说明,提高基因工程改良种子中油脂和蛋白质组成是可能的。 2.5自交不亲和性的转变 自交不亲和性(si)有孢子体和配子体2个主要系统,孢子体不亲和系统是不亲和花粉管在柱头表面生长停滞,配子体不亲和系统是不亲和花粉长出花粉管,花粉管生长停滞一般发生在进入柱头之后。甘蓝(brassica oleracea)仅孢子体系统,其s一座位(s-locus)含有2个多态基因(polymorphic genes)。即s一座位糖蛋白(slg)和s一受体激酶(spk)基因,两者是分离的,相隔约200kb。srk基因中一个类似于slg的结构区域,一个假定的穿膜结构区域和一个激酶结构区域。 甘蓝型油菜(brassica napus)属于自交亲和性的植物,将其slg基因转入自交不亲和性的甘蓝(brassica oleracea)后,甘蓝即变成自交亲和株。这可能是甘蓝的slg基因在受到有益抑制,引起柱头发生变化造成。 2.6育性 决定植物育性的ta29基因及转基因杂种油菜已取得突破性进展。ta29核酸酶基因最先是由goldberg r·b·在烟草花器中发现的。这一基因转至油菜等作物中可以表达。据marlani c·等研究,外源的ta29核酸酶基因在绒毡层中专一表达时,致使绒毡层细胞败育,而绒毡层细胞主要是为花粉粒发育提高营养的,败育后导致花粉发育不正常而表现为雄性不育。为了达到育性的恢复,marlani c·又设计了用绒毡层专一启动子与ta29核酸抑制物基因构成融匣?虻既胫参铮?肷鲜龅既?a29核酸酶基因后得到的雄性不育株杂交,在f1代中,由于ta29核酸抑制物基因表达,抑制了ta29核酸酶的活性,从而恢复可育。 为了使基因工程雄性不育可保护下去,mariani c·又设计了将ta29核酸酶基因与bar基因(编码抗除草剂磷化黄酮的ppt乙酰转移酶)串联在一起的转化植物。这一转基因雄性不育植物当与正常油菜杂交时产生的后代即可用除草剂处理,选择性杀死可育株而保留不育株。现在比利时pgs公司(1993)已利用这一套材料生产杂种。 3、分子标记 分子标记(molecular marker)是指与特定基因或标记连锁的一段经过扩增并可检测出的dna序列。经典的分子标记rflp(限制性片段长度多态性)至今仅l0多年的历史,但人们利用它已构建了数以百计的植物分子标记遗传连锁图。后来发展了基于pcr技术的各种分子标记,如ssr、rapd、scar、aflp等等。这些分子标记各有千秋,已有许多专文予以介绍。这里仅就分子标记在辅助作物育种中的功用概述之。 从本质上看,分子标记与构建经典细胞遗传连锁图的形态学标记和生化标记是一致的。所不同的是与后两者相比较,前者直接反映了dna序列上的变异,并在数量上具有无限性,因此在辅助作物育种上有更广泛的用途。 3.1作物品种资源的dna指纹分析 这种分析不仅将导致对遗传资源本质的评价、归类和利用,还将在品种的纯度测定和品种知识产权保护上发挥作用。 3.2标记重要基因 有些重要基因,如抗病基因检测不仅很费时,还受植物发育阶段的限制。利用与这些基因紧密连锁的分子标记,无疑有助于在育种过程中对特定基因型的选择。如果利用分子标记与目的基因之间的连做关系,构建出类似于细胞遗传图的分子标记遗传连锁图,那么分子标记还将有下述用途: ①辅助回交育种 回交育种中需要解决的问题之一是连锁累赘。利用分子标记可能检测到在目的基因两侧各发生了一次交换的个体,因而可以仅经过二、三次回交,便可达到常规回交育种中回交上10次也达不到的目的。 ②全基因组选择 借助于饱和的分子标记连锁图,可以对各预选单株的整个基因组组成进行分析。在此基础上选择出不仅具有多个目标性状,且遗传基础最为理想的个体。 ③杂种优势分析和预测 杂种优势来源于dna的杂合性,分子标记第一次提供了准确判断杂交组合dna杂合性的手段,从而也第一次有可能从dna水平预测杂种优势。利用分子标记,还可人工培育出在dna序列的重要片段可能高度杂合的亲本,从而配制出超优势的f1组合。 4、结语 处于世纪之交的现代植物育种学是以组织培养、分子克隆和分子标记3大生物技术同育种实践紧密渗透为特征的。组织培养技术已日趋成熟,成为油菜常规育种的重要辅助手段,随着基因图谱的饱和度日益提高,以及rflp标记图谱,基于pcr标记图谱、物理图谱间对应关系的建立,育种家在不久的将来有望利用分子标记来提高选择效率,更快地培育出更好的品种。基因工程除在抗除草剂、抗病、抗虫等方面发挥巨大的作用外,在创造新的雄性不育材料、充分利用杂种优势方面亦展现出诱人的前景。 现代生物技术论文:现代生物技术在环境保护中的应用和前景 摘 要 针对我国目前生态环境状况,论述了现代生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护 1 我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2 500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2 现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以dna分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2) 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(las)方面取得较大进展,对于含100mg/l废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 3.2 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 3.3 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组dna技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(phas),研究人员正设法构建出自溶性phas生产菌种,即将phas重组菌进行发酵,在积累大量的phas后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,phas析出,以简化胞内产物phas的提取过程,降低提取成本。 3.4 化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物co2和h2o,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组dna技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 现代生物技术论文:现代生物技术在水污染控制中的应用 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂 0 引言 随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 1 现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2 现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。 3 生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4 微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 现代生物技术论文:现代生物技术在水污染控制中的应用 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是 现代 生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂 0 引言 随着 工业 的高速 发展 ,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和 经济 的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 1 现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2 现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从 自然 界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。 3 生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使 自然 生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:① 经济 ,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需 发展 鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4 微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代 生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 现代生物技术论文:现代分子生物技术实验教学体系构建 摘要:依据我国对于创新型人才培养要求,增加实践创新型人才培养力度,促进高校开展创新人才培养计划,为我国提供更多的创新型专业人才做出积极贡献。本文针对现代分子生物技术研究生创新型实验教学体系进行探讨,为我国现代分子生物技术的发展奠定基础。 关键词:现代分子生物技术;研究生创新型实验教学体系 1创建全新生物技术实验教学体系 社会科技的不断发展,分子生物技术的实验教学体系也在不断完善。社会发展对于专业的生物技术实践人才需求越来越大,高校也在逐步增加现代分子生物技术创新实验教学,将综合分子生物学的基本实验进行科学分解,并且安排分子生物学实验教学环节、生物技术实验教学和高级生物实验教学三部分,形成了全新的生物技术创新实践教学体系。通过将三门的生物实验教学内容独立分开,又能够将三门实验教学内容相互衔接,通过完整规划分子生物技术创新实践教学体系,使研究生通过理论知识内容能够有效的与实践技能相结合,增强了研究生的科研开发能力、动手能力,研究生在实践过程中,培养了自身的数据分析能力、问题解决能力和钻研能力,并且完善了研究生的创新科学思维方式。通过建立全新的现代分子生物技术实验教学体系,能够有效开发研究生的发展潜能,解决了生物教学过程中的专业技能训练和理论知识的脱节问题,有效提高了专业人才的培养质量。 2创新型实验教学体系创建办法 2.1自主实验设计教学 在教学过程中,教师应该鼓励研究生自主开发实验,并且对实验进行独立研究,积极培养研究生的独立操作能力、创新意识、学习兴趣。自主实验设计应该包含:资料的整理查阅、实验选题、实验方案设计、自主操作实验环节、实验总结。督促研究生将研究性问题和实验过程中的数据信息完善整理,鼓励研究生通过期刊、电子文献等资源完善自己的实验体系,增加数据资料的收集途径,有效的训练研究生开发能力和实验能力。 2.2教学内容和科研成果结合 教师在教学过程中,应该将最新的教学科研成果和前沿的实验发现有效的引用到教学实验中,有效丰富了教学内容,提高了教学内容的先进性,例如:教师在教学实验中将钙调蛋白磷酸酶的克隆技术和分离净化结构的研究数据作为教学内容,增加了教学课堂的先进性。 2.3增加全新的科研动态教学 实验教学中,教师应该不断向研究生传递全新的英语前沿科技文献,并且结合教学内容选择教学方法,让研究生通过实验教学内容了解实际科研的过程,增强研究生对于实验材料的搜集意识,加强了研究生对于实验课堂项目的参与感和投入感。 2.4多媒体教学 在实验教学过程中使用多媒体教学设备,让研究生通过多媒体教学设备感受教学实验中视频、音频、文字内容,更加直观的感受到生物实验教学的转换过程。例如:在分子生物实验教学中,对于实验的基本操作和设备使用等内容设置成视频形式,通过生物实验将分子筛层分析原理进行动画视频展示,促进了研究生对于生物技术的直观认识,促进了实验教学的代入感,提升了研究生的学习兴趣。 2.5网络教学 社会科技不断发展,教学形式不断发生改变,通过网络教学平台创建实践教学课程,将教学理论内容、教学参考资料和实验仪器操作技术等等方面直观展示给研究生,拓展了研究生的学习渠道,并且增加了研究生自主选择学习时间的自由,增加了研究生的学习机会,加强了研究生的自我管理能力。 2.6多元化教学评估方式 在教学过程中,教学成绩应该由日常成绩和年度考核成绩组合而成,日常成绩包含出勤、实验记录完整性、实验参与态度、实验基础常识、实验报告、教学课堂参与性等等。年度考核成绩一部分是实验操作技能测试,教师针对每位研究生的操作技术进行科学评估,一部分是自主创新实验,包含实验目标设计、实验环节操作、实验结果展示、论文分析和实验总结汇报等等,一部分是教学实验中的总结感受。教师对所有实验环节都进行严格管理。 2.7开放教学法 高校通过开放生物技术教学实验室,增加研究生的参观机会,加强教学内容相关联的实验设备讲解,积极促进研究生参加生物技术专业学术报告会,拓展研究生的视野,促进研究生对于分子生物技术的了解,提高对于分子生物技术创新实验的兴趣,加强了研究生的自我探索能力。 3结语 通过建立现代分子生物技术研究生创新生物技术教学体系,能够促进我国的实验教学方式发展,并且结合自身实际情况,有针对性的开发有自身特色的实验教学体系。通过不断完善和创新,能够加强实验教学体系的构建,积极推动了我国高校实验教学体系的发展,提高实验教学质量,为我国分子生物技术的发展奠定坚实基础。 作者:曾嵘 陈绍文 单位:湖北中医药大学 现代生物技术论文:食品检验中现代生物技术的应用 摘要: 现阶段,人们的生活质量水平得到了进一步提高,对食品安全愈加重视。为了保障食品安全,就要采取相应措施检验食品安全。将现代生物技术应用在食品检验当中,能起到积极作用,食品安全检验的效率比较高,技术应用也较方便。本文主要阐述了食品检验中现代生物技术应用重要性和主要生物技术,对现代生物技术的应用和发展趋势详细探究。希望能借此理论研究,对现代生物技术科学应用起到一定促进作用。 关键词: 现代生物技术;食品检验;技术应用 食品安全检验的方法较多,在随着新技术的发展应用下,为食品检验工作提供了技术支持,大大方便了食品检验。从理论上深化对现代生物技术的应用研究,能为实际的食品检验工作提供参考依据,促进食品检验工作顺利开展。 1食品检验中现代生物技术应用重要性和主要技术 1.1食品检验中现代生物技术应用重要性 食品安全问题已经成为社会话题,尤其在近些年出现的食品安全事件比较突出,严重威胁着人们的身体健康。加强食品检验就成为重点工作,传统食品检验主要技术就是通过物理化学仪器,对食品检验的整体效率较低,很难满足实际的需求。而在当前的科学技术进一步发展下,将生物技术应用在食品安全检验中,就能发挥积极作用[1]。现代生物食品检验技术的应用,主要是通过动植物自身对某化学物质特异性识别检验食品性质,能准确检测出食品中各种成分,对保障食品安全起到了积极作用。另外,现代生物检测技术的应用,弥补了传统食品安全检测的不足,提高了食品检验的效率和准确性。现代生物技术的应用,对食品的生产加工等各个环节都能应用,对食品的品质以及安全性和精密性的检验比较有利[2]。对食品的品质评价以及质量控制有着良好作用,未来的发展前景也比较广阔。 1.2食品检验中现代生物关键技术 1.2.1生物传感器食品检验技术 食品检验中运用的现代生物技术类型较多,其中生物传感器技术是应用比较广泛。在用生物传感器技术检验食品时,是把生物相关特性作为依据,把信息输入到传感器识别系统当中,对输入的信息识别分析,转化成有效数据,这样就能方便食品检验工作人员了解食品安全[3]。在对生物传感器检验技术应用的优势比较突出,对食品安全的检验比较迅速,检验的结果准确度较高,提高了食品检验的效率。 1.2.2生物酶食品检验技术 在食品的质量安全检验技术中,生物酶技术应用比较广泛,这是对食品当中的农药残留以及微生物污染安全问题检验的技术,特异性比较强。生物酶技术是结合了免疫学以及酶学,检验技术应用比较广泛,对食品的检验范围在ng及pg,有着高精度的检验优势,在实际的技术应用方面比较简单[4]。对食品样品当中所存在的有害成本,能够准确识别,有助于保障食品检验工作过的质量,应用价值较高。 1.2.3PCR生物食品检验技术 现代生物技术中的PCR是重要技术类型,这一技术是从遗传学角度对食品中微生物种类数量分析。通过对指定基因的分析,能有效判断食品当中的微生物种类数量,能对转基因以及基因克隆成分有效控制。这一技术在食品样品微生物形状和遗传背景分析有着积极作用,对保障食品安全有积极作用[5]。在对食品样品病原菌检查后,能分辨食品当中致病菌种类和数量,为食品检验的工作质量提高打下了基础。 1.2.4生物芯片食品检验技术 食品质量安全检验中对生物芯片检验技术的应用起到积极作用,这一技术的主要原理就是光导原位合成以及微量点样,对食品样品当中生物分子实施标记,对大量生物分子排序,固化在指定载体,从而形成二维分子排列,然后和已经标记的生物分子杂交,根据相应仪器的应用就能对生物分子信号强度分析,对食源性疾病临界值加以判断。这一新型检验技术,对食品安全的检验有积极作用。在这方面由夏俊芳等撰写的《生物芯片应用概述》一文可知,目前世界上第一个能够检测肉类中兽药残留的生物芯片系统在北京国家工程研究中心研制的,该芯片能够分析大量的生物分子,快速准确地完成肉类中兽药残留的检测工作[6]。而唐晓明等利用基因芯片对从水中分离的20株细菌杂交检测,用传统方法对这些菌株鉴定,基因芯片检测结果与传统方法鉴定结果的一致性达95%。还有,陈广全等研制了一种高通量检测食品中常见致病微生物的寡核苷酸微阵列芯片,结果表明该芯片的特异性良好,在所检测的菌株之间无交叉反应,与同属其他菌株之间也不存在交叉反应。生物芯片技术在农产品安全检验中和保障食品安全方面发挥重要作用,在产生巨大经济效益的同时,也在很大程度上保障了人们日常生活的安顺。 2食品检验中现代生物技术的应用和发展趋势 2.1食品检验中现代生物技术的应用 现代生物技术在食品检验的各个环节都能应用,对食品当中存在的有害微生物检验方面,发挥积极作用。食品质量安全其中比较严重的就是微生物威胁,对食品当中存在的微生物如果不能有效处理和控制,必然会对人的身体健康造成威胁。通过对生物技术的应用,对微生物生存特征和生理生化特征的了解,有助于判断分析微生物的种类和含量,按照我国的食品质量安全保障的法律和行业的标准,对微生物的含量是不是存在超标的情况的判断,能最大化把对人的身体健康的微生物威胁降低[7]。在生物技术中的PCR技术的应用能有效达到检验目标。食品检验中对生物传感器技术的应用,能检测食品的成分,以及检测食品当中存在的添加剂。在技术应用的时候用生物传感器检测食品添加剂,对甜味剂以及发色剂的有效检测[8]。在对食品的成分检验上也能发挥积极作用,食品成分也决定着食品的营养价值。通过生物传感器技术对食品的成分检验有着显著实用性。通过现代生物技术的应用,对食品当中存在的农药残留检验,也能发挥其积极作用。食品当中的农药残留超标,必然会威胁人的身体健康。在生物技术的应用下,能对食品中农药残留精确分析,有效保障食品的安全,所应用的技术中通过生物酶技术以及生物传感器技术,能对食品农药残留准确检验。食品质量检验中生物技术应用在转基因食品的检验方面比较重要,当前食品当中出现的转基因食品种类比较多,转基因食品对人的身体健康和生态环境会造成一定影响,加强对转基因食品的检验,就能保障食品安全[9]。通过相应生物技术的应用,对转基因食品检验,主要是对食品中酸检测以及蛋白质和酶活性检验。在这些方法的应用下,能有助于保障食品安全。 2.2食品检验中现代生物技术的应用发展趋势 2.2.1高效性发展趋势 现代生物技术在食品检验当中的应用发展,随着科学技术的进步,生物技术的应用将会向着高效性方向迈进。对食品的质量安全检测工作实施,要在时间上节约,这就对食品质量安全检测的效率要求有所提高,要在短时间内完成食品检验的任务,所以保障生物技术的应用高效性就显得比较重要。结合我国的法规和行业标准,对食品的检验科通过PCR生物技术对食品微生物检测,能大大提高检测效率。 2.2.2多样化发展趋势 食品检验工作实施过程中,对现代生物技术的应用就要充分重视技术的多样化,这样才能保障食品质量安全检验的准确性。在我国的工业化发展进程进一步加快下,工业生产带来的污染问题愈来愈严重,而食品受到污染的现象比较突出。在各种污染源的影响下,食品的质量安全问题也比较多,采用单一的检验技术已经不能满足食品检验工作的需求,所以采用多样化的生物检验技术应用就比较重要[10]。保障生物检验技术对多种有害物质检测,要加强抗干扰能力,从而保障食品质量安全。 2.2.3灵敏性发展趋势 在食品检验工作实施中,现代生物技术的应用在灵敏性的要求上愈来愈严格。科学技术的进步在各个领域中都得到了提高,发挥着重要作用。在食品检验领域中,对生物技术的应用提高食品检验的质量,提高技术应用的灵敏性就显得比较重要。有的食品污染是受到农药残留的因素影响,对人体健康有着严重威胁,而保障生物技术的应用灵敏性,提高检验的准确率,才能保障食品的质量安全。 3结语 综上所述,近些年的食品安全问题频发,对食品安全检验已经成为保障人们食品安全食用的重要举措。在现代化的发展过程中,加强食品的检验效率提高,通过生物技术的科学性应用就显得比较重要。从理论上对生物技术的应用研究,就能进一步深化生物技术的应用认识,从而为实际食品质量安全检验工作的实施打下理论基础,为实践提供参考依据。 作者:朱娅媛 单位:广东天地壹号食品研究院有限公司 现代生物技术论文:现代生物技术防治作物病虫害探析 摘要:农业是我国的第一产业,从狭义上来说,农业主要指的是种植业,主要生产活动包括有粮食作物种植、经济作物种植、饲料作物种植等等,只有农业稳定才能够保障工业以及我国第三产业的稳定,对农作物的病虫害进行防治是否有效直接关系到农业的生产和发展。随着科技的不断进步,现代生物技术逐渐被应用到对作物病虫害进行防治的工作中,本文主要分析了几种有效防治病虫害的生物技术,希望对相关领域的研究人员提供借鉴意义。 关键词:现代生物技术;农业;农作物;病虫害防治 随着科技的进步和发展,在防治病虫害时逐渐开始应用生物技术,并且取得了非常良好的效果。使用微生物技术进行病虫害的防治不仅符合农业发展的要求,同时也符合环境保护的要求,有效的促进农作物保持健康的生长状态,防治病虫害的发生。接下来,笔者从基因工程对于作物病害防治、生物技术在防治病虫害的实际应用以及生物技术在防治草害的应用和生物农药的应用这4个方面展开论述。 1基因工程对于防治病害的作用 CP基因能够适当诱导作物对病毒进行免疫,有效地提升作物对于病害的抵御能力,因此,无论是国内还是国外,都对基因工程非常重视。RP基因是能够实现病毒复制的一种复制酶基因,能够将病毒进行编码,再通过不同形式和组合生成聚合酶,快速合成病毒基因DNA,除此之外,RP基因还能够把一些存在问题的复制酶基因传入作物中,使得病毒复制速度大大降低。Sat-RNA和中和抗体的应用。Sat-RNA和中和抗体是低分子RNA的一种,需要通过依靠病毒实现复制,在复制的整个过程中,会产生对辅助病毒的影响,在症状表现上出现变化。在防治作物病害过程中,通过病毒症状来减弱Sat-RNA,对病虫害的防治有着非常积极的作用,应该得到科研人员的重视。 2生物技术对防治病害的作用 在大多数的生物体内,都含有一种蛋白酶抑制剂,这是一种能够使得生物体代谢正常维持的保障的基因,同时,这种基因也能够有效的对外来各种蛋白水解酶形成抵御,防治生物体遭到损坏。近几年来,随着科技的不断进步,生物技术也处在快速发展的阶段,科研人员越来越重视蛋白酶抑制剂这种基因的研究,所研究的范围也更加广,蛋白酶抑制剂在抗击病虫害这一方面的作用逐渐被发掘出来。通常情况下,在杀虫工作中,蛋白酶能够起到的主要作用是有效的对病虫肠道的蛋白活性进行抑制,直接破坏病虫自身的消化系统,病虫会因为体内缺少氨基酸而无法正常的成长和发育,最终死亡。就目前情况来看,用蛋白酶来对病虫生长进行抑制的方法在作物生长过程中起到了良好的保护作用和促进作用,得到了越来越广泛的使用,有效的推动了作物对病虫害的防治能力,有助于作物实现健康的生长。 3生物技术对防治草害的作用 通过使用生物技术能够把一些具有抵抗除草剂效果的基因转移至作物中,使作物自身增强对于草害的抵御能力,一般情况下,这些能够抵御除草剂的基因主要包括利用编码将除草剂酶分解的酶和在扩增时被除草剂破坏的酶等,这些基因能够有效的达到抵抗草害的效果。近几年来,随着人们环保意识的逐渐加强,生物技术的研究中也开始注重保护环境,通过生物技术实现草死苗长的效果,可以有效的推动除草剂应用的价值的提升。 4生物农药应用研究 生物农药主要包括有微生物农药、生化农药、农用抗生素以及植物源农药等,生物农药的研究不仅能够更好的抑制作物病虫害的发生,更能够降低对于环境的污染,将病虫致死,又能够保证对人畜没有害处。随着时代的发展和人们环保意识的逐渐提升,生物农药逐渐得到了越来越广泛的应用和认可。 5结束语 近几年来,随着科技的进步和发展,作物的病虫害防治工作也取得了非常明显的效果,有效的应用生物技术,能够使得作物同病虫害之间的互相作用的机制得到充分的研究,有效的提升作物对于病虫害防治的效果和能力,使得作物能够健康的生长,在环境保护意识日益增强的今天,生物技术逐渐得到了越来越广泛的认可和应用。本文作者主要分析了现代生物技术对于作物病害防治的几个典型应用,以期对相关领域的研究人员提供借鉴意义。 作者:赵海兰 单位:甘肃省甘南州舟曲县农业技术推广站 现代生物技术论文:现代生物技术在环境工程中的应用 摘要:尽管当前发展已经成为当前全球范围内时代两大主题之一,经济的发展与城市建设在不断改变人们生活习惯、提高生活质量的同时,也不可避免地带来了环境问题。为了应对当前层出不穷的环境问题,生态环境工程建设活动也随之成为工程建设中的新生力量与重要组成,只有切实处理好生态环境工程问题,才能真正实现可持续发展与绿色发展。在环境工程的发展进程中,现代生物技术的创新与变革起着关键性的作用,它既带来了科技的跨越式发展,同时也有环境工程的顺利进行提供了新的思路和途径。本文拟就对现代生物技术在环境工程中的具体应用问题进行研究分析,以供相关学者专家参考批评。 关键词:现代生物技术;环境工程;应用 经济发展与城市建设作为当前时展的主流与基本趋势,尽管在多年来已经取得了显著的成就,然而由于城镇在自身发展的过程中过于追求经济效益,而忽视了必然的社会效益,生态环境问题油然而生。针对当前愈演愈烈的环境问题,只有不断完善发展环境工程项目体系,不断创新发展已有的现代生物技术,才能真正在探索解决环境问题新方法的基础上,实现经济效益和社会效益的有效统一,真正为人类的可持续发展做出重要贡献。 1现代生物技术在环境工程中的应用 现代生物技术在构成上主要以DNA技术为基本引导,包括一系列生态高新技术,例如细胞工程技术、基因工程技术、微生物工程技术、生物修改技术等。从环境工程的角度来看,由于该技术具有无污染、再生方便、循环性强等基本特征,因此在环境工程中具有较高的应用价值,能够在确保生态环境友好的基础上追求最大化的经济效益。下面将以生物技术和基因工程技术为例来具体论述。 1.1生物技术的应用 生物技术在生态环境工程中的作用体现在多个方面,以医学为例,DNA重组技术的出现使得血浆蛋白相关临床病理特征不再那么神秘。研究人员开始利用生物及时对血浆蛋白进行结构上的优化处理,并通过母体繁殖的方法,制造出了大量的人体蛋白,而这些蛋白在临床上都具有极高的应用价值和显著疗效。与常规的临床治疗技术进行对比,生物技术的优势特征主要体现在两个方面,首先,生物技术的副作用低,由于人体蛋白是经由生态技术所获取的,因此应用于人体具有很高的适用性,不良反应发生率极低;其次,由于生物技术能够通过作用与人体网络功能体系的方式来达到综合医疗的临床诊治效果,因此比常规的化学疗法或放射性疗法具有更高的临床适用性。 1.2基因工程技术的应用 以植物基因工程技术为例,随着当前基因工程技术的不断创新发展,我们已经构建起了完善系统的生物技术体现,经由将植物基因工程的相关研究内容放置到标准操作流程当中,不仅能够植物基因工程在实际操作过程中科学性和准确性,同时还能够帮助研究人员研制出更多的转基因植物,进而产生大量的医学蛋白,为医学发展创造有利条件。 2现代生物技术继续发展的建议 当前现代生物技术的创新发展对生态环境工程建设活动起了重要的推动作用,而为了适应当前日益增长的环境保护与绿色发展的要求,就需要我们进一步地发展现代生物技术的重要作用。由于上文针对生物技术和基因工程技术展开了论述,下面将继续就这两点分析继续发展壮大现代生物技术的建议措施。 2.1提供生物技术在能源问题的应用效率 能源问题作为时展与经济建设的重要问题,与生态环境之间有着密切的关系。这就给我们以有益提示,在发展生态技术的过程中,应当强调将生物技术与能源开发与利用有机地结合起来,一方面不断提高旧能源的利用效率,另一方面不断研究探索新型能源与绿色能源,着力转变能源应用的传统地位,尝试新思路与新途径。可以说,基于生物技术的能源开发与利用是未来经济发展的重要途径与趋势之一。 2.2强化转基因工程及时在环境自治问题上的应用效果 生态环境问题在迫使人类开始重新审视人与自然关系的同时,也开始让人从环境保护的基本思路转变为强调提高环境的自治能力,因此如何在发展的过程确保生态环境的自我恢复能力,已经成为当前环境工程的重要研究课题。以转基因工程技术为例,通过将转基因技术与新植物培育与养殖有机地结合起来,从而达到植物品种改良、土壤优化的目的。此外,研究人员还可以考虑改良一些具有显著吸附能力的植物,通过将土壤中一些已经超标的金属元素予以有效吸收,在提高土壤自身恢复能力的基础上,提高当地生态环境的自治能力。另一方面,经由转基因工程技术所培育出的植物在应用过程中能够兼具经济效益和社会效益,这就达到了二者的有机协调。 3结语 事实上,现代生物技术所涵盖的范围与内容及其广泛,由于篇幅原因,本文在此只是简单地选取了生物技术和基因工程技术两方面的内容。当前现代生物技术在生态环境工程中的应用价值与实际效果已经为人为熟知,为了确保现代生物技术能够在未来更好地为环境问题作出重要贡献,就需要不断实现该技术的创新与发展,不断将现代生物技术与生态环境工程有机地结合起来,达到经济效益和社会效益的和谐统一。 作者:刘晔 单位:江西立成景观建设有限公司 现代生物技术论文:现代生物技术应用进展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,现代生物技术应运而生,被广泛应用到食品工业中,发挥着至关重要的作用,为其注入了新的活力,不断促进新时期食品工业向前发展。在现代生物技术作用下,提高了食品资源利用率,改良了食品的品质,食品包装实现了产业化,有效解决了食品工业生产中产生的环保与健康问题,不断促进食品工业走上健康持续发展的道路。 关键词:食品工业;现代生物技术;应用进展;分析 生物技术是一种对生命有机体进行加工改造、利用的重要技术,也是新时期国际上食品领域的最具前沿的关键性技术。随着经济日益发展,人们的生活水平日渐提高,对食品提出了更高的要求。而现代生物技术的应用有效解决了食品工业发展中存在的各种问题,满足了人们对食品的客观要求,不断推动食品这个极具发展潜力的新兴产业向前发展,能够更好地应对来自各方面的挑战,不断发展壮大,促进我国社会经济的持续发展。 1基因工程、细胞工程在食品加工业中的应用 在现代生物技术中,基因工程技术是其不可或缺的组成元素,是分子遗传学、工程技术作用下的产物,可以有效改良微生物、动物的基因,为食品工业提供多样化的动植物原材料,价格低廉的酶制剂,增加食品功能,不断促进新功能食品的开发。以改善食品原材料品质、加工性能为例,在食品加工过程中,动、植物都是重要的基本原料。在生产植物食品原材料方面,基因工程能够改良品种,促进新品种的开发,促使原材料增产,比如,耐除草剂植物。基因工程在一定程度上丰富了食品原料的种类,优化了食品资源的品质特性,大大增加了食用以及营养价值。比如,充分利用反义RNA技术,把不同类型的基因结构顺利转移到番茄植株上面,延缓了番茄的后熟、老化,具有更长的架货期,极大地提高了经济效益。此外,基因工程的应用促使谷类蛋白质中的氨基酸比例发生变化,提高了谷类物质的营养价值。就细胞工程而言,以细胞为基点,按照相关规定,有计划地改造生物的生产性能、遗传特性,来获取所需的新生物体、细胞成品的一种技术。在食品工业中,细胞工程的应用和细胞培养、细胞融合技术紧密相连。在植物细胞作用下,生产出各种功能性食品、食品添加剂,比如,天然香料。就我国而言,充分利用胡萝卜细胞,生产出大量的胡萝卜素,其繁殖速度相当快,周期也非常短,为实现工业化生产奠定坚实的基础,具有非常广阔的应用前景。 2酵工程在食品工业中的应用 2.1食品保鲜: 从某种角度来说,酵属于生物催化剂,具有多样化的特点,比如,较高的催化剂率,被广泛应用到食品工业中。在食品保鲜方面,生物酶发挥着不可替代的作用,要根据不同物质中酶的种类,选用适宜的生物酶,有效抑制食品中不利于保质的酶或者减慢其发展速度,实现食品保鲜。比如,在瓶装饮料中加入适量的葡萄糖氧化酶,能够有效吸取瓶隙存在的氧气,适当延长食品的保鲜期,避免食品坏掉,增加生产运营成本。对于溶菌酶来说,能够有效溶解革兰氏阳性菌,主要用于这些食品的保鲜,比如,干酪、水产品;而对于细胞壁溶解酶来说,能够在一定程度上避免一些微生物的大量繁殖,取代了有毒化学防腐剂的地位,食品具有非常好的保鲜贮藏效果。 2.2食品加工: 在酶工程作用下,传统食品工业发生了质的转变,比如,玉米在酶作用下实现液化、糖化等,能够生产大量的果葡萄浆,取代了蔗糖的地位,作为饮料、食品重要的甜味剂。就日本而言,推出了谷氨酞胺转胺酶,具有催化蛋白质分子的特点,转移分子内部的酞基,能够改变低档次面粉中的蛋白质,具有较好的口感,面食具有较好的弹性、持水能力。对于玉米面来说,它的口感比较粗糙,运营效益并不理想,在酶工程作用下,改良后的玉米面深受社会大众喜爱,具有很好的销量。 3发酵工程在食品工业中的应用 在食品领域中,发酵工程技术是应用最早的生物技术,在该技术作用下,能够有效改造传统发酵食品,不断加快现酵产品的研发,涉及到不同食品工业领域,比如,食品加工催化剂、饮料稳定剂。以“开发功能性食品”为例,在相关研究中,发现很多真菌中都含有多糖成分,比如,冬虫夏草、猴头菇,可以提升人体的免疫力,更好地抵抗各类疾病。更为重要的是,有些的真菌还具有较好的抗肿瘤能力、抗衰老作用。而这为发展功能性食品提供了关键性的原料。就传统生产方法来说,主要是依靠人工,采摘或者种植,但其规模大都比较小,产量较少极易受到各种客观条件的影响,无法满足社会市场的客观需求。在发酵条件下,可以实现真菌多糖的工业化连续生产,在增加产量的同时,还提高了真菌的质量,为更好地研制功能性食品做好了铺垫。 4结语 总而言之,在食品工业发展中,现代生物技术的应用发挥着不可替代的作用,其应用范围不断扩大。但在应用过程中,需要注重自主创新,加强国际科技合作,优化利用国外先进技术,寻求新的发展出路。而生物技术企业也需要意识到现代生物技术的重要性,不断增加产品的科技含量,扩大自身规模。以此,在促使现代生物技术优化利用的基础上,不断促进新时期食品加工业走上长远发展道路。 作者:陈家禄 单位:海南师范大学 现代生物技术论文:现代生物技术应用与发展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,我国农业已步入崭新的发展阶段。在新时代下,现代生物技术被广泛应用到农业生产中,有效解决了当前世界面临的粮食、人口等关键性问题,不断促进社会经济的持续发展,已成为未来农业发展的重要方向,促使其走上“高产、高效、优质”的可持续发展道路。 关键词:农业生产;现代生物技术;应用;发展;分析 就高新技术而言,农业生物技术是重要的研究领域之一,也是整个生物技术、相关产业发展的首要前提。生物技术产业属于知识密集型产业,具有多样化的特点,比如,高产量、高汇报率,能够优化利用自然界中的各种再生能源,实现可持续发展。在农业生产过程中,现代生物技术的应用有效解决了经济、社会发展中的各种问题,比如,环境、人口,改变了农业生产现状,极大地提高了农产品的产量、质量。在优化利用各种农业资源的基础上,生态环境也得到了应有的保护,具有较好的“经济、社会、生态”效益。 1农业生产中现代生物技术的应用 1.1植物育种、繁殖: 在新时代下,生物技术日益发展,被广泛应用到植物育种、繁殖中,充分发挥基因工程的作用,把某些品种的优良性状转移到其它品种中,提高品种的产量和质量或者提高转入品种的抵性,简化传统种植操作,比如,病虫害防治,远远优化传统育种,在减少运营成本的基础上,具有较高的经济效益,在未来农业发展道路上植物基因工程有着非常广阔的发展前景。当下,抗虫、抗病等转基因玉米、大豆等正处于大规模的商业化阶段。 1.2生物农药: 就生物农药而言,是在优化利用生物活体、代谢产物的基础上,防治病虫草鼠害,促进农作物的健康成长。在应用过程中,站在广义的角度来说,生物农药就是微生物源农药,能够大规模生产。在现时代下,我国生物农药正处于飞速发展中,药物生产企业不断增多,各类新型的生物农药频繁出现,各自发挥着不同的特点。 1.3提高植物的抗性 1.3.1抗虫: 在抗虫方面,世界范围内,由于虫害的影响,粮食产量、质量都受到影响。在农作物种植过程中,人们普遍采用化学杀虫剂有效控制虫害,避免造成严重的经济损失。长此以往,引发了一系列问题,比如,环境污染遭到严重污染,不利于农业的健康发展。面对这种情况,必须优化利用基因工程,培育出抗虫植物新品种,解决虫害问题,降低对周围生态环境的污染程度,还不需要花费大量的运营成本,已成为社会大众关注的焦点。就其研究现状来说,我国已获取不同类型的抗虫基因,被广泛应用到不同类型的农作物中,比如,油菜、玉米,甚至有些方面已经走上了“商品化生产”的道路。 1.3.2抗除草剂、抗寒: 当下,世界范围内除草剂已有2000多种,在社会农药市场中占据优秀地位。但除草剂具有其局限性,无法正确区分庄稼、杂草,甚至有些除草剂必须在野草长出来之前进行使用,抗性草类使用量较大,严重污染周围的生态环境。为此,在研究除草剂的过程中,需要大力研究抗除草剂的转基因作物,有效解决除草剂存在的问题。如果温度过低,植物细胞将会受到损害,影响农作物的正常生长,产量和质量。在生物膜作用下,充分利用其中双层脂分子的流动性,不断增加其中不饱和脂肪酸的含量,提高其抗冻性,避免农作物受到自然灾害的影响。 2农业生产中现代生物技术的发展 2.1光合作用机理: 在农作物生长过程中,适当提高其光合作用效率,可以不断增加农作物产量,提高作物质量,提高能源利用率。光反应、暗反应是光合作用的重要组成元素,把光能转化为化学能,叶绿体在相关物质作用下能够有效催化底物的加氧反应。但想要提高其中固定二氧化碳的具体运行速度,需要适当降低加氧酶活性,并提高Rubisco的羧化酶活性。面对这方面,研究者大力研究Rubisco各个方面,比如,结构、功能,为进一步提高农作物的光合作用做好铺垫。 2.2生物固氮、基因组学: 在种植过程中,一旦农业土壤氮元素不断流失,将会出现水体富营养化现象,生物技术的优化利用能够有效解决这一问题,不断促进农业的持续发展。生物固氮的应用能够在一定程度上节约能源,保护生态环境。就我国而言,固氮基因工程正处于飞速发展中,在基因组、功能基因学作用下,生物固氮迎来了崭新的局面。在实际中,我国已经成功研制出12株水稻粪产碱菌耐氨工程菌,给农作物施加这种细菌,可以节约一定量的化肥,还能增加产量。在二十一世纪中,基因组研究发生了质的转变,逐渐向“功能基因组”方向发展,很多国家在这方面投入大量资金,研究农作物,构建全新的突变体库,为全面认识基因功能做好铺垫。 3结语 总而言之,在世界人口不断增长的浪潮中,农业发挥着举足轻重的作用,而现代生物技术是推动农业持续发展的关键所在。现代生物技术的应用能够优化农业生产方法,不断提高农业生产力,提高各种农业资源利用率,减少运营成本,实现最大化的经济效益。还能在一定程度上保护人类赖以生存的环境,实现人与自然的和谐相处,具备较好的生态效益。此外,随着农业不断发展壮大,为国民经济注入新鲜的血液,有利于社会稳定发展,具有较好的社会效益。 作者:曾永平 单位:海南师范大学
中药制药论文:中药制药专业项目教学论文 1教师应以工作任务中的典型产品为载体安排和组织教学活动 尽量做到通过该项目的完成使学生能够掌握或熟悉本剂型产品生产的基本工艺流程、关键岗位、常用原辅料、质量控制点、生产区域洁净要求及其他相关的工作过程知识和其它有关的基础知识。 2教师应按照项目的学习目标编制项目任务书 项目任务书应轮廓清晰,工作成果有一定应用价值,在项目工作过程中可安排一定的教学内容,使学生能自己运用已有的知识克服在项目工作中的现场问题,并在一定范围内学习新的知识技能和工作过程知识。项目任务书应明确教师讲授或演示内容;明确学习者复习、预习的要求;提出该项目整体安排以及各模块课时、内容等。按小组形式进行学习,应注意以下几个问题。 2.1分组安排以6~8人一组为宜。每组成员可以好、中、差生混合,这样有利于互帮互学体现团队的合作精神;亦可相似水平的编为一组,以让每个人都有展示自我的机会,以增加其成就感和自信心,并在学习过程中同样受到尊重与激励。 2.2合理分工,结果整合小组间要体现大体平衡,但在小组内可把任务分成若干块,小组成员各负其责,除了必须完成独立承担的任务外,还必须为小组集体成果负责。这样形成了互帮互学的合作气氛。 2.3个人计算成绩,小组合计总分合作学习既追求团队总分,也不放弃个人得分;既发挥了优势学生的积极性,也调动了弱势学生的积极性。在小组内必须人人努力,而且互帮互学,共同进步,才能取得团体总分上的好成绩。 2.4分配角色,分享领导学生可根据课题内容轮流担任小组负责人,亦可分担不同任务角色,使每个人都在不同角色中得到锻炼和提高。 3教师应以学习者为主体,建立一种新型的教学互动、教学相长、平等和谐的关系,营造民主和谐的教学氛围 不要对学生的意见立即做出评论,在项目工作过程中,应保持旁观、克制的态度和咨询师的角色,尽量少提供直接答案,而只提供信息来源。激发学习者参与教学活动,提高学习者的积极性。 4教师应指导学生完整地完成项目 指导学生完整地完成项目,并在此过程中有意识地培养其遵纪守法、爱岗敬业、以质量为本的良好职业道德,操作上严谨细致的工作作风,互帮互助、团队合作的精神风貌;将有关知识、技能与职业道德和情感态度有机融合。 5项目任务书编制案例 5.1教学项目板蓝根颗粒的制造。 5.1.1项目任务制造1000包(规格:含糖5g/包)符合质量要求的板蓝根颗粒。 适用专业:药物制剂专业(中专或高职) 学习时间:查阅资料,18课时,生产制造48课时 5.1.2学习目标通过项目学习学生能够绘制颗粒剂的生产流程、写出质量控制点、知道颗粒剂质量要求和相关理论;能够熟练进行各岗位操作、设备操作、工艺计算、检测仪器使用以及生产过程中的质量、物料、状态、卫生控制等;能防止与排除常见的生产、质量、安全问题,适应车间班组的工作、组织环境;能对产品的半成品和成品做出初步的质量评价;在工作中遵纪守法,爱岗敬业,以质量为本,操作上严谨细致,并有良好的团队合作精神。 5.1.3工作任务按GMP人员净化要求,进入相应洁净级别的岗位操作间;用提取浓缩设备制备板蓝根清膏;用粉碎机、分筛机,按工艺要求和SOP熟练将需要粉碎的物料进行粉碎、过筛,得到细度符合工艺规定的粉末;根据批生产指令正确领取合格物料,按工艺规程及配料称量SOP熟练完成物料地称、量、取,使用高效湿法制粒机,按工艺要求和SOP熟练将物料与清膏或润湿剂混合制备湿颗粒,湿颗粒必需符合质量要求;使用热风循环烘箱,按工艺要求和SOP熟练将合格的湿颗粒进行干燥,得到干颗粒,干颗粒必需符合质量要求;使用整粒机、原盘分筛机,按工艺要求和SOP熟练将合格的干颗粒进行整粒分级,并与其它物料混匀,得到符合质量要求的颗粒;根据批生产指令正确领取合格的内包材,使用颗粒包装机,按工艺要求和SOP熟练将合格颗粒进行分装,分装出符合半成品质量要求的板蓝根颗粒;根据批生产指令正确领取合格的外包材,按操作规程熟练进行手工外包装,随时自查、互查外包质量。 6教学实施案例 6.1板蓝根清膏的制备(18课时) 6.1.1学生复习内容板蓝根、板蓝根清膏及板蓝根颗粒的质量要求,煎煮法、酒精沉淀法、减压蒸馏法及相关设备操作。 6.1.2教师演示内容板蓝根有效成分的理化性质。 6.1.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差生混编式。 6.1.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?本次为何要选用煎煮法,其它还有那些提取方法?各设备操作的注意事项有哪些? 6.1.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 6.2蔗糖粉的制备(6课时) 6.2.1学生复习内容辅料、糖粉的质量要求,锤式粉碎机的操作。 6.2.2教师讲授内容出粉率及物料消耗定额。 6.2.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差混生编式。 6.2.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?医药生产中常用的粉碎设备有哪些?本次为何要选用锤式粉碎机?讨论并制定蔗糖出粉率。 6.2.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 6.3板蓝根颗粒的制备(12课时) 6.3.1学生复习内容板蓝根颗粒的质量要求,湿法制粒,湿颗粒干颗粒经验判断法,颗粒机、干燥箱及筛分机的操作。 6.3.2教师演示内容湿颗粒、干颗粒质量的经验判断方法。 6.3.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差混生编式。 6.3.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?各设备操作的注意事项有哪些?颗粒剂质量控制点有哪些? 6.3.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 6.4板蓝根颗粒的分装(12课时) 6.4.1学生复习内容颗粒内包材的质量要求,颗粒分装机的操作。药品内包、中包、外包材相关知识。 6.4.2教师讲授内容包材特点及其与药品质量的关系。 6.4.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差混生编式。 6.4.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?各设备操作的注意事项有哪些?颗粒剂的工艺流程如何绘制?本次产品的出率如何计算? 6.4.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 总之,作为一种新的教学模式,项目教学还应具备一定的硬件、软件基础,如一定层次的实训基地、领导的支持度、教师的实践能力、学生的知识结构等,其对项目教学的成败也起到至关重要的作用。 【关键词】中药制药专业项目教学 中药制药论文:湖北医药学院中药制药专业综合改革 [摘要] 普通高校本科专业综合改革需要从多个方面开展,对管理机制、绩效考核方式、教学实践管理等各个方面进行整合和管理,努力地提升高校的专业建设水平,不断地探究出符合高校专业发展的新模式,为高校的学科建设提供良好的环境。本文结合湖北医药学院(以下简称“我校”)中药制药专业近十年的建设历程,从“双师型”师资队伍建设、人才培养模式、教学方法改革、实践教学等4个专业综合改革方面,详细阐述了我校在建立起新型校企联合培养中药制药专业人才培养模式中的经验与做法。学术带头人、企业与学校教师的培训和本科生导师制是“双师型”师资队伍建设的优秀,省级标准化实训基地和四年不间断实践教学为学生铺平了就业道路,多种教改方法的灵活应用与培养服务地方医药产业发展需求的目标相结合,最终形成一种人才培养由企业与学校两大教学模块组成,课程与实践、科研和师徒传授等多方面相结合的人才培养方式。本文旨为培养面向中药及其相关领域的应用型人才培养方案和改革提供借鉴。 [关键词] 中药制药专业;综合改革;湖北医药学院 长期以来,湖北医药学院(以下简称“我校”)以推进教育教学改革、提高教育教学质量为立足点,注重加强专业内容建设,提升人才培养质量。2003年,为适应医药卫生发展对人才的需求,在充分调研论证的基础上,我校开始招收药学专业四年制本科生,并设立中药制药方向。2009年,药学专业成为湖北省品牌专业建设项目。到2011年药学院成立,学校投入一千余万,对药学院软、硬件全面升级,药学专业(中药制药方向)便进入了快车道。近五年来先后成为了湖北省战略性新兴产业计划人才项目,本科教学工程“专业综合改革试点”部级建设项目,建设成了湖北省高校省级实习实训基地、校级重点学科、硕士学位授予权学科等等。目前,该专业办学定位准确,服务面向明确,在培养模式、教学团队、课程教材、教学方式及教学管理方面具有特色,培养出的毕业生受到用人单位广泛好评。本文将从如何建设“双师型”师资队伍、“2+3”一体化人才培养模式、教学方式方法改革、实践教学等四个方面介绍我校药学院在专业综合改革方面采取的措施,以此抛砖引玉,希望推动药学相关专业的综合改革。 1 “双师型”师资队伍 1.1 专业带头人 应选择学历职称高、实践技能水平高、教学学术水平高、师德高的“四高”教师为本专业带头人。定期派遣专业带头人到国内外知名大学访问交流,不断更新教学理念;建立激励机制,明确目标责任,促进专业带头人提升专业能力和学术水平;搭建省级重点实验室和校企研发中心,激励专业带头人确定以武当中药品种为主要研究方向;聘请美国休斯敦大学、香港大学知名专家学者担任本专业兼职教授,帮传带本校专业带头人快速成长。聘请美国休斯敦大学教授Ming Hu为外籍院长,为学科建设把脉。经过5年的建设,校内45岁以下专业课教师中具有博士学位教师比例超过20%,有企业实践经验教师比例达80%,形成一支70人左右师德高尚、教学水平高、实践经验丰富、动手能力强、具备创新能力的“双师型”教师队伍。 1.2 企业教授的培训与聘用 聘请合作企业的专业人才和技术骨干担任专业兼职教师,参与课程开发、教材编写、实践教学、指导学生科研和论文撰写等教学活动。学校、企业的授课教师进行双向培训,企业人员到学校主要进行教育理论、教学技能方面的培训,每期不少于1周;学校教师深入企业一线,进行实践能力培养,每期不少于1个月。定期召开由校企双方参加的教学研讨会,加强学校与企业的“产学研”合作,实现以理论指导实践,以实践提高技能,以科研引导教学的目标。 1.3 本科生导师制 本科生导师制是近年来我国部分高校在借鉴国外高校教育和管理工作经验的基础上,适应我国高等教育发展需要,探索在本科生教育中培养出一批具有潜质的创新型高素质人才的一种新的工作机制[1-5]。我校采用双导师,即学业导师和职业导师的机制。新生入校即建立与其对接的“导师制”,给予其生活、学习和职业生涯上的指导。最初2年在校以基础理论学习为主,学生重点完成对专业基础知识和基本技能的培养;暑假和寒假期间强化专业技能,结合市场需求及学校现有实验室条件精确定位方向;将学科带头人的科研成果转化或者企业的特色技术为教学内容,带领学生早进实验室、早参加课题研究。后期1年的实践学习中,实训教学环节主要依靠本专业教师和合作企业内的导师联合指导和培养,使学生紧密结合药学实际,深入到中药产品的研发、生产、设计、营销和管理等环节中,完成在企业实训阶段的学习任务。实施本科导师制,发挥教师在学生培养教育过程中的主导作用和学生的主体作用,建立新型师生关系,更好地实施因材施教和个性化培养,提高学生创新精神、创新能力、团队精神,使学生在教学计划和导师的指导下,自主地构成合理的知识结构和技术特长。 2 全面升华实践教学,为学生就业铺平道路 建立由“认知教育、实践训练、联合培养、企业创业”四个阶段构成的“四年校企实践合作不断线”实践教学模式[6-8]。实行早期实践、连续实践、多次实践和多时实践,建设省属一流的专业实验室、实训室、实践基地和科研平台,加强实验技术人员培养,选派高水平教师带教实验,激励学生开展自选性、协作性试验,努力使学生达到“四能”,即能识药、能验药、能制药、能研药。 2.1 按照“一体两翼,两个结合,三个环节,四年不断线”的原则强化实践教学 “一体两翼”是指以构建实验实训课程教学和专业见习实习为主体、以课外科技创新和综合社会实践为两翼的学生实践能力培养体系;“两个结合”指校内实践教学资源与校外实践教学基地相结合,教学与生产实践相结合;“三个环节”指见习环节、实习环节和毕业论文设计环节的实践训练,见表1;“四年不断线”指从大一开始到大四,加强实践能力培养不中断。在整个实践锻炼过程中,始终强调创新能力、综合运用知识能力、设计能力、科学研究能力、计算机与外语应用能力、文献检索能力和技术经济分析能力的培养,使必修课∶选修课∶实践教学之比达到4∶1∶1。 2.2 省级人才培养实训基地建设 在高等教育中,实践教学是提升学生专业途径的必要途径,通过实践与理论有机结合,可显著提升教学效果[9-10]。我校以校内省级重点实验室“武当特色中药研究实验室”“武当山中药资源开发与利用”“中药新制剂研究开发”“药物分析”三个国家中医药科研二级实验室和“中药药理(肿瘤)研究”国家中医药科研三级实验室以及“湖北医药学院中药产业化工程技术研究中心”等一系列科研平台作为培养产业人才的开放实验室,完善管理办法,优化运行机制。把企业生产中遇到的问题和教师的科研方向作为学生设计性、自选性、综合性实验选题的主要依据,目前通过导师的实验指导,学生完成的设计性、自选性、综合性实验达到总实验项目数的50%。逐步完善企业的湖北省高校省级实习实训基地,2014年中药制药省级实习实训基地完成了我校和湖北中医药大学药学和制药工程两大专业600余名学生的见习、毕业实习教学任务。此外,在校内建设药物研究所、药用植物标本馆和百草园,以加强学生对本专业知识的理解与掌握。密切与九州通、湖北天圣清大制药有限公司、湖北神龙本草中药饮片有限公司、湖北天圣康迪制药有限公司、十堰神农医药科技园有限公司等战略性新兴(支柱)产业人才培养项目合作单位合作,以校企合作为基础、产学研合作为纽带,全力建设科技创新平台、产学研合作平台,多项重大成果取得突破,达到学校与企业“优势互补、资源共享、互惠互利、共同发展”的双赢目的。 3 教学方式方法改革 应用学导启发式、问题探究式、小组讨论式等教学方式,注意因材施教、因人施教;坚持以培养目标为导向,以学生为主体,以培养能力为优秀,结合课程特点,运用多种教学方法保证教学质量。 3.1 开放式教学和“第二课堂”教学 积极推行开放式教学,充分开放教学资源。通过成立“小神农科研小组”、药用植物盆景和中医药文化进课堂、药用植物野外采集、第二课堂等多种方式,培养学生对中药制药专业的认知和兴趣。在开放《药用植物学》和《生药学》的辅导体系和标本馆的基础上,加大力度建设专业课和特色课程的辅导体系;将学校与企业共同开发的五门特色课程安排到企业生产车间和野外药用植物采集点,加深学生对知识的掌握和理解;广泛开展技能比赛、科研设计大赛、专业趣味活动等,使学生能在比中学、学中乐,提高学生学习效率和学习效果。 3.2 课程与教材建设 按照“厚基础、强能力”的总体要求,优化课程结构,突出学生创新精神、实践能力和自学能力的培养,构建新型的课程体系。在课程设计上,公共基础课、专业基础课、专业课、特色课程等四类课程的学时比例达到2.0∶2.9∶2.4∶0.5;必修课、选修课、实践课学时之比达到4∶1∶1;建成专业课程自学辅导体系(参考书、题库、教学光盘等)。建设3门校级精品课程,1~2门省级精品课程,公开出版3本以上特色教材,编制实验实训教材讲义5本[11]。特色课程模块为校企联合或与其他学科协同开发。课程以实训教学为主,着重培养学生运用现代化技术解决中药生产过程中的中药材养殖、栽培、植保、饮片加工炮制、中药制剂等方面的关键技术和能力。具体课程包括:①湖北省中药资源开发现状,主要介绍湖北省中药资源分布、资源种类、开发应用前景及开发现状。②鄂西北中药资源开发,主要介绍鄂西北(神农架、武当山地区)特色中药资源与开发,神农架地区的地理特征、气候特色、资源分布、特色资源和开发应用现状。结合鄂西北区域性中心城市重点产业建设,建立鄂西北特色中药资源(房陵丹参、柴胡等)GAP基地。③湖北省中药资源文化,以神农医药文化、李时珍医药文化和鄂西北生态文化为主线,介绍湖北省中医药文化和中药资源文化,提高学生对湖北省中药资源文化的认识,培养学生对中医药文化和中药资源文化的认同感和传承能力。④湖北省及鄂西北中药饮片生产及标准研究概况,主要讲授湖北省及鄂西北中药饮片生产现状、生产工艺改革、饮片质量标准研究及应用现状。⑤中药制剂实用技术,包括“半仿生提取法(SBE)、大孔树脂吸附法及膜分离技术在中药制剂中的应用”“中药传统制剂、丸剂、膏剂”“滴丸、分散片、固体分散体、微囊等制剂的制备技术及质量控制方法”“软胶囊制剂技术”以及“中药注射剂、粉针剂制剂技术”等几个板块。通过该课程的学习能帮助学生进一步掌握中药制剂理论和实用技术。 3.3 开展以问题为主导大教学(PBL) 借鉴药剂学教研室PBL教学的经验,在中药制药专业课中推进PBL教学,对开展PBL教学的教师给予一定的政策奖励[12]。我院药剂学学科自2003年开始探索以问题为主导大教学,探讨PBL在医学教育中的应用范围。经过长达十年的研究和数届学生的反馈总结出了PBL教学法在本科药学教育中的优势与不足,研究了PBL教学模式的适用范围,表明PBL教学模式在大学三到四年级的高年级学生较低年级学生更适用、专业课比基础课更适用、实践实习课程较适用。我校在此基础上,针对性地在中药制药专业的大部分专业课程中开展了PBL教学,收到了良好的效果。 3.4 促进学生自主学习 自主学习是与传统的接受学习相对应的以学生作为学习主体的一种现代化学习方式。正对药学专业学生终身学习的特点,教学改革中大力缩减课堂授课学时,扩大学生自学空间;开放实验室、标本馆、实训室、自主学习中心、图书馆、百草园等,鼓励学生组成学习小组积极开展探索性、设计性、综合性实验,鼓励学生主动和教师进行互动,鼓励学生质疑和提问教师,鼓励学生自主选择导师;制订相应评价制度,引导学生开展自主学习。 4 “2+3”一体化人才培养模式 人才培养模式是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的教学内容和课程体系,管理制度和评估方式,实施人才教育的过程的总和[13-17]。通过校企合作,建立一种新型的“2+3”一体化人才培养模式。“2”是指人才培养分别在学校和企业两大板块进行,“3”是指培养过程实现三个方面的结合,即教学与生产实践结合、教学与科研结合、课堂教学与师带徒结合。依据人才层次的应用性、知识和能力的专业性、人才类型的技能性、毕业生去向的基层性等方面特点,构建了“见习-企业实践实训-校企研发中心基本功训练和专项实训-企业综合实习-顶岗实习”渐进式实践体系。校内模拟实训与校外顶岗实操相衔接,进一步提升学生的实践技能。大力改革课内理论教学的形式,采用了课堂理论教学与边讲边练、专业实训与校外实习结合等多种教学方法,逐步形成理论学习与基本实践能力、专业技术应用能力、综合实践能力有机结合的教学体系。增加部分专业特色实践课时,如在校企共同开发的课程、企业优秀文化、人文素养等。 5 存在的问题及建议 经过近五年的建设,我校中药制药专业毕业生已经在各个企业茁壮成长,学生就业率一直在省内同等专业前茅。但在建设过程中也遇到了各式各样的问题,希望大家能够借鉴:首先,学生的发展问题,中药制药专业人才培养的目标希望学生为当地区的生物医药产业发展做贡献,但是很多学生想继续考研深造,结果大部分学生选择深造而与用人单位解约,这给学校和企业带来了很多问题;其次,理论教学与实践教学的问题,很多学生在学习过程中更加注重科研技能、操作技术等问题,出现了重实践轻理论的现象,因为实践技能具有较强的实用性和成就感;再次,培养计划在实习实训的基础上,建设的企业特色课程模块补充实训教学,着重培养学生运用现代化技术解决中药生产过程中的中药材养殖、栽培、饮片加工炮制、中药制剂等方面的关键技术和能力,但是目前由于资金和企业专业人才的缺乏导致课程开发进展缓慢。要针对这些问题展开探讨和分析,针对性解决“专业综合改革试点”建设中的问题,深化专业建设改革、实现校企合作,探究实践新模式、有效评估,完善质量考核机制,只有不断地进行探索和分析,才能够促进高校本科专业建设质量的提高,让教学管理模式趋于合理[18-20]。 中药制药论文:基于“互联网+”及“双师型”对中药制药应用型人才培养的教学改革 【摘要】我国政府发展中提出要把教育与“互联网+”结合起来,加快应用技术型人才培养。“双师型”教师一专多能型培养:培养专业教师一个专业领域,多种技能并存。国家教育部明确表示将有600多所高等院校学校转向职业教育,因此“互联网+”及“双师型”对医药院校的学习模式、教学方式、教学资源等带来深刻的影响,引导学生化被动为主动学习;丰富授课方式;企校合作提升师生实践能力。 【关键词】互联网+ 双师型 中药制药应用型人才 教学改革 近年来,我国中药制药工程教育理在实践教学方面一直进展不大。然而在“互联网+”的影响下出现了好转,“互联网+”派生出多种新型互联网的教育模式,将传统课堂教学与网络平台教学,促进中药制药行业新型发展,掀起“互联网+中药制药应用型教育”的热潮。医药院校“双师型”要教师发展一个专业领域中多种技能并存,取得技术技能多能化[1],达成学校与中药制药应用型人才培养、企业与学校、企业与中药制药应用型人才的“共赢”模式,带动中药制药应用型人才培养“共享、协同”的绿色发展。 1.中药制药应用型人才培养现况 我国中药制药专业实践教育教学与企业的联系不密切,导致培养的中药制药学生难直接为中药制药企业作出贡献[2]。中药制药应用型教育旨于培养具有良好职业道德、在中药制剂生产、质量控制、新药研究上有实践与创新能力的应用型人才。目前中药制药应用型专业涉及的科目数量比较多,既要求学生具有扎实的制药基础知识,更需要引导学生参与解决实际医药生产研发中可能会遇到的问题,以培养学生的实践和创新能力。 2.“互联网+”与中药制药应用型人才培养的定位 “互联网+”是通过互联网把创新成果与社会各领域深度融合,提升实体经济创新力和生产力,形成以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。“互联网+”要求中药制药专业教师熟练利用网络平台教育教学。例如运用网络远程在线教学,实现学生翻转课堂,让学生通过网络学习掌握知识技能,再进行授课。但目前医药院校对互联网仿真实训室建设的投入不足,对学生的培养不足以满足企业对医药院校毕业生的技能要求。 3.“双师型”与中药制药应用型教师培养的定位 实践指导教师应了解中药制药应用型学生的情况并为他们进行针对性训练,准确地为学生讲解操作流程和注意重点,及时反馈给学生[3]。然而“双师型”仍然存在某些问题,如难以评定“双师型”教师在理论教育方面与一般教师是否应该有所差别而在实践能力方面没有具体规定等[4]。为逐步完善“双师型”师资建设,对外与国内外知名大学友好交流沟通,此外对于“双师型”教师要严格其任职标准,明确其能力资格,健全其培训体系,设置其激励机制[5]。 4.“互联网+”及“双师型”对高校教育的影响与改革 4.1 “互联网+”和“双师型”教师引导主动学习丰富课堂的授课方式 互联网为学生带来广泛的学习资源,可是在自主学习中学生通常缺乏学习强制性,难以辨别信息的实效性。需要教师引导学生对网络信息的收集、整理应用的能力[6]。目前课堂的知识可以从有趣多样的互联网获取,传统的灌输式授课不能诱发学生的求知欲,教师应该转换角色,运用其专业实践知识,运用互联网技术,整合互联网上的专业信息,合理经加工处理,激发学生的学习兴趣,让其注视点从互联网上转回到课堂上。 4.2“互联网+”和“双师型”教师结合完善课程设置,专业课精品化 在互联网时代,培养中药制剂应用型人才要开放合作、建立互通互助平台,“双师型”教师完善课程设置,体现专业特色,突出了专业课程的理论性、实践性。“双师型”教师可以了解互联网上新技术发展,运用教育方法将实质技能准确教授给学生,使专业课精品化成为可能,共享本校的精品课程在网络平台上交流,还可以有效利用成熟的慕课(MOOCs,即大规模开放式在线课程)可以作为借鉴模板,整合精品教学资源,构建教育资源交流平台。 4.3“互联网+”和“双师型”教师基于企校合作,提升师生实践能力 中药制剂应用型人才培养有与不少企业与高校共建基地项目,学生可以从中获到很好的实践训练。但学生不一定熟识全部各环节,使培养出的应用型人才出现不全面的缺陷。在“互联网+”平台上,根据学生的实践情况和内容不同,有大量的学习资源供其学习,包括提供的企业实践视频。也可以聘请企业精英担任兼职教师,实现来源上教师的“双师型”。教师可以在网络上获取加深对实践岗位认识的信息资料,与岗位上的精英交流互动,提高自身实践素质。同时教师在企业岗位实习通过员工标准自我评价,设计符合自身的评价标准,为“双师型”师资建设开辟一条新道路。 作者简介: 曾宇(1978.10-),女,博士,副教授,中药学研究方向。 通讯作者:王淑美(1966.11-),女,博士,教授,中药学研究方向。 中药制药论文:菏泽“第一股”步长制药着陆A股 欲打造中药行业龙头 中医药行业的发展一直是我国高度重视、重点发展的领域,医药股也历来都是资本市场的“宠儿”。据悉,我国中成药行业的标杆企业――山东步长制药股份有限公司(下称:“步长制药”)已拿到证监会批文,近期将正式登陆A股市场,成为医药股的新“宠儿”。 此次步长制药拟公开发行不超过6980万股新股,占发行后总股本的比例不低于10%。募集资金将用于“陕西步长制药有限公司心脑血管用药生产基地新建、扩建,山东步长制药股份有限公司稳心系列产品生产基地”等10个项目。 值得注意的是,步长制药上市后,将填补菏泽A股市场没有上市公司的空白,成为菏泽“第一股”。步长制药董事长赵涛表示,“我们要做中药行业的龙头企业,进一步推进中药的现代化和国际化,发挥带头作用,弘扬中国的传统文化。” 菏泽“第一股” 据了解,步长制药是一家专注于中药专利药研发、生产、销售的国内知名企业,在山东、陕西、河北、东北、四川均设有生产基地,分支机构遍布中国主要省份。 2012年,步长制药完成股改,由山东步长制药有限公司整体变更而来,总股本61200万股。公司招股意向书显示,拟公开发行不超过6980万股新股。募集资金将用于“陕西步长制药有限公司心脑血管用药生产基地新建、扩建”等10个项目。 招股书数据显示,前6个生产项目投产后,预计年新增营业收入分别为30.77亿元、27.42亿元、20.14亿元、6.13亿元、32.26亿元、9.93亿元,合计126.65亿元;预计每年新增税后利润分别为5.39亿元、3.33亿元、3.49亿元、0.79亿元、4.49亿元、1.34亿元,合计18.83亿元。投产后的新增规模相当于再造一个新“步长制药”。 近年来,步长制药业绩保持快速增长。招股书显示,2013年、2014年和2015年,步长制药营业收入分别为85.92亿元、103.34亿元和116.56亿元;归属于母公司所有者的净利润分别为11.69亿元、13.24亿元和35.37亿元。 根据统计数据显示,按照申银万国行业分类,2015年仅有4 家中医药上市企业的营业收入超过步长制药。而步长制药去年实现归属于母公司股东的净利润远超同行业上市公司。 目前,步长制药已形成了一支理论功底扎实、经验丰富、创新能力突出的专业科研团队。公司以“聚焦大病种、培育大品种”为发展战略,坚持“储备一代,研发一代,构思一代”的新药研发战略,重点围绕心脑血管、妇科、糖尿病、恶性肿瘤、消化系统和呼吸系统等大病种治疗领域,加大新产品开局。 拥有224项国家专利 三大产品市场地位突出 步长制药现已建立多层次、宽领域的在研产品储备,构建了从临床前研究到新药证书审批的完整产品梯次,为公司的长远发展提供了优秀支持。 目前,公司拥有10个年销售收入过亿品种、17个过5000万的品种,近160个品种收录在《国家医保目录》,50余个品种收录在《国家基本药物目录》,近180个在研品种覆盖心脑血管、妇科、糖尿病、消化系统和呼吸系统等大病种治疗领域,形成了立足心脑血管市场、覆盖中成药传统优势领域、聚焦大病种、培育大品种的立体产品格局。 随着《国家医保目录》的全面实施、基本药物制度加速推进,公司优势将得到进一步发挥。公司一贯重视产品的知识产权保护,现拥有240余种国家专利。 其中,步长制药的主导产品脑心通胶囊、稳心颗粒和丹红注射液均为专利保护品种,头痛宁胶囊、康妇炎胶囊、红核妇洁洗液、消乳散结胶囊和通脉降糖胶囊等储备产品亦取得了专利权。并且,主要产品的专利到期日都在10~20年以后,能够长期排除竞争对手、掌握定价权,随着研发的进一步深入,公司还将拥有更多的专利产品和独家产品。 步长制药研发的脑心通胶囊、稳心颗粒和丹红注射液三个独家专利的拳头产品,在市场上有突出地位。2013年、2014年、2015年,这三个品种合计收入分别为67.52亿元、78.63亿元和88.17亿元。统计数据显示,2015年公司在心脑血管中成药市场占有率达9.23%,排名第一。 据了解,心脑血管疾病用药一直是全球医药市场前三大用药品种。在国内临床终端,2010-2014年,心脑血管中成药市场从551亿元增长到1029亿元,增速保持在15%。随着人口老龄化的不断增长,心脑血管中成药的市场呈现扩大趋势。 借力资本市场弘扬传统文化 由于主导产品销量呈逐年上升趋势,且新产品需求也在快速增长,亟须新建和扩建产能。传统中药行业一般按照传统方式经营管理,但董事长赵涛认为,近二三十年为中医药发展的重要时机,借力资本市场不仅为步长制药带来快速发展,同时也能将传统中医文化进一步传承。 “随着国家整体实力的提升,中华文明的魅力重新绽放,我们希望借助资本市场的力量,开发出更多现代化的独家中药专利品种,努力成为全球植物药的代表企业。”步长制药有关人士表示。 国家目前对于中医药的发展与传承也给予支持,2月26日消息称,国家印发中医药发展战略规划纲要,文件提出到2030年,中医药治理体系和治理能力现代化水平显著提升,中医药服务领域实现全覆盖,中医药健康服务能力显著增强,中医药工业智能化水平迈上新台阶。 此次步长制药上市积极响应国家政策,以对产品质量及高度不断地追求和企业上下对于中医药文化的认知、传承,为步长制药踏入资本市场带来更扎实的基础和更稳健的战略。 该专业人士表示,中医药和西药都是人类文化的结晶。不过,中医药发展面临的困局是“戴着镣铐跳舞”。在申请药品文号时,国内的中药产品也需要按照西方新药上市流程,进行临床研究和试验。尤其是独家专利药品,失败的概率很高,耗时长。此外,即使拿到了药品文号及独家专利认证,中药在市场推广时也面临难题。 由于目前大多数医生接受的都是西方医学理论,这使得中医药在推广时加大了难度。中药企业需要耗费大量人力物力进行产品推广。该人士进一步指出,中医药欲突破西医西药一家独大的“惯性制约”,需要国家、社会和企业三方共同努力。 中药制药论文:探讨中药制药工程理论研究和实践 摘 要:中华制药工程是运用传统中药理论和当下药学理论、传统生产工艺和当下技术结合的新时代代产物。中药制药工程技术是保证中国中药产业进步和进入良性发展的理论和生产实践的基础。中药制药工程技术的研究的领域应该按照质量可控、工艺规范、中试放大和装备标准四个要素的理念。中药产业走过了中药机械化、中药工业化和中药现代化发展的三个阶段,当下的辉煌成绩和实践经验,来自于以前的经验教训,及时分析总结是重中之重的问题。需要关注到,中药现代化发展是国家宏观政策指导和主管部门的正确引导之后的成绩。但是中药行业本身工程素质和技术标准是关键的关键至关重要。 关键词:中药制药工程;质量控制;工艺规范化;技术标准化;装备标准化 一、中药制药工程研究现状和需要注意的一些问题 1、中药制药工程优秀 (一)来自历史的原因,我国中药工业还是仿造化工、食品、轻工和机械行业等的技术和设备,缺少专业的工业研究,技术装备和中试放大的科学技术平台,出现工艺与技术装备滞后,产品不稳定和高投入,低产出的尴尬僵局,严重制约中药产业的快速发展。中药制药工程研究是中药产业链的重要技术之一。所以中药制药工程是研究中药工业生产制作过程规律和解决单元工程技术问题的科学,中药制药工程技术研究优秀内容总结一下几点:1质量可控性研究分析。中药的有效成分与无效成分的分离纯化的定性和定量。2工艺规范化研究。认真分析最佳工艺参数、制定生产工艺流程化。3装备标准化研究。展开工程技术,进行工程和装备设计。 (二)中药制药工程技术的进程发展 1加入世贸后中药产业经受着严格考验。建国以来中药产业生产技术水平发生了很大的变革,走过了中药机械化、中药工业化、和90年代的中药现代化的三个发展时期。因为许多原因制约,中药产业现代化理论研究和生产实践还处在探索阶段。我国中药工业总量偏小、大型企业少、工艺技术滞后技术装备和计算经济指标低、成本高、缺少成套自控工艺装备。据国家经贸委统计数据;全国中药生产企业总数为1127家,工业总量为534.02亿元,工业销售产值为498.52亿元,其中独立核算大型企业为107家,工业总产值为229.84亿元;中成药年销量超过500万元的品种有384个,包括5000万元的有82个。超过1亿是41个,这就说明,中国中药工业产值总量具有潜力。上升空间还很大。因制药工程的工艺装备是确保中药工业产值的必要条件。 2分析2001年全国中药企业结构:因大型中药企业只占9%但是产值的42%、销售额为45%、出口创汇为50%;全国中药企业生产值总量偏小,生产小企业比较分散,市场竞争力不强发展不快。 3分析2005年到2015年中药工业产值和新增能力预测结果: 中药工业发展速度按照行业的15%和16%的增长能力计算,其工业总产值为984亿元,=40~45%;新增药材生产能力12.3万吨和159.3万吨,为工业装备的发展提供了市场空间。 (三)中药制药工程技术和国际的距离 中医药是我国在自然科学领域里拥有优势的特殊行业,也是国际市场最有优势竞争力的行业。因为我国制药技术水平还比较滞后,削弱了中药进入国际市场的竞争力。日本的汉方制剂和韩国的传统药物都来自中国,因为他们重视现代工艺工程技术的研究和开利用,汉方药和天然植物药生产达到了国际先进的工程技术水平。也为我们的中药产业提出了考验和鞭策。因此,研究推广先进的工程技术就成为中药产业发展的重中之重的问题亟待解决。也为我们中药产业发展空间提供了方向。 (四)中药制药工程发展的优秀技术 中药制药工程是保证中药现代化发展的基础,是利用现代工程技术方法手段,达到实现中药产业化的目的。中药行业发展战略目标的实现,需要国家对中药产业政策、技术导向、基础研究、资源配置、风险基金的建立以及中药产业本身工程技术水平、中药现代化是系统工程,按照中药生产通用性和相关性的特点,中药制药工程研究范围是中药材预处理单元,中药提取单元、浓缩分离单元、干燥单元制剂单元等五个单元。按照工程学分类的五个部分,其中,中药工艺规范化工艺装备标准研究,是行业发展的薄弱环节,需要提高,因为他是推动产业化规模的前提。 二、中药制药工程技术研究重大进程 中药制药工程单元数学模型设计与应用是中药工艺规范化与工艺标准化研究的基础,是技术进步的标志。中药工艺来自生产实践,是中药生产过程中长期客观规律的总结。 (一)中药逆流多级浸取工艺与工业设计原则 原理是合理运用固液两相的浓度梯度差,逐步把药材中有效成分扩散到起始浓度相对较低的套提溶液中,浸取工艺过程技术参数的溶质量、药材表面积、扩散时间、扩散系数和浓度梯度的关系ds=D.F.dc/dx.dt表示,原理是溶质在药材细胞溶出的瞬间过程,是经过对溶出的数学模型微化后的变化率。 (二)中药多效浓缩工艺研究和工业设计 三效浓缩蒸发工艺的原理,是在单效蒸发基础之上,在真空条件下,把蒸发过程中一效和二效产生的二次蒸汽逐步进入二效和三效蒸发器的原理的设计工艺。三效蒸发流程为加热蒸汽和材料液的流向应哟逆流式工艺。 (三)中药喷雾干燥工艺分析研究和工业设计 中药喷雾干燥由于受热时间短,适用热敏性药物。喷成粉末或颗粒状溶解度更好,在实际生产中发现物料粘度高,制约了应哟范围。当下中药工程干燥系统的动力学数据还缺少准确测定,不能全部靠理论数据来解决。对不一样药品种,设计关键工艺参数需要现场工艺试车的经验进行调整,确保安全生产。含蛋白质类大分子化合物容易凝固变性。减少粘壁办法可按照品种特性,调整有关工艺参数。 三、完善本土国际化的中药制药工程技术平台具有时代意义 完善中国本土特色的国际先进的制药工程技术平台。研究探索中药制药工程技术理论和生产实践,是业内人士的重中之重的首要任务。 (一)探索一条具有中国特色的自主技术产权创新的中药制药工程技术平台。 针对中药生产工艺的多样性,在长期生产实践的基础上采用多终端模块式新组合工艺,是新型中药工艺生产目标。按照终端产物的各种要求,安排各单元模块的组合。保证传统中药二次开发和标准提取物研制配套实验和设计生产工艺装备线。中药制药工程技术单元主要有1工业膜分离技术,膜分离技术可在原生物体系环境下完成物质分离,能高效浓缩集产物。微虑、超滤、反渗透和纳滤都能为中药工业采用。但是膜分离的预处理工艺很关键。这一工业技术算基本成熟,能为中药液的无热源浓缩。采用中药一二类新药和中药注射剂的生产。 (二)新微粉化技术 微粉化技术对药材细胞进行超细粉碎,提高生物的利用度,我国百余种药材进行了超细粉碎,喷雾干也能达到好效果。我国也有此类雾化器,像这样生产的中药细粉比药材超细粉碎的微粉纯度高许多。 (三)新二氧化碳的超临界萃取技术 这个技术的工业化生产已经成熟,超临界萃取在中药行业采用主要是发挥提取,和萃取中药脂溶性成分。我国研究结构一对100个中药品种展开了提取研究,超临界萃取用于开发一、二类新药所要求的高纯度中药有效成分提供了有效工艺装备和技术。运用中试参数和产品特性,选取中药专用的超临界萃取工业装备。 新工业色谱分离技术是获取高纯度中药有效组成的又一种分离技术,分离原理是吸附剂对不同吸附性能的化学物质的吸附―解吸―再吸附。因为工业色谱分离当下在世界上也具有成熟的工业装置,为中药工业装备标准化应用提供基础。 (四)新大孔树脂吸附分离技术 采用大孔树脂内部的孔隙选择吸附相应分子直径的制药成分,用于中药提取物纯化、分离的目的。 (五)新利用微波、超声、辅助萃取技术 这个技术能使中药成分更快更多的渗出。 (六)新指纹图谱技术 应用指纹图谱技术进行质量监控是中药现代化和国际化发展方向。中药制药工程技术和科学建设在全国得到推广应用。 四、结束语 综上所述,中药制药工程是专业工程学,任务是解决行业传统技术落后的技术问题。这些需要工程专家和药学专家需要研究的难题。只有通过学术交流和广泛开展产学研合作。才能不断深化完善中药制药工业工程理论研究和生产实践。 中药制药论文:中药工业4.0:从数字制药迈向智慧制药 [摘要]该文对中药制药工程科技进行前瞻分析,设计了中药制药业“未来工厂”愿景,进而提出“中药工业4.0”战略构思和技术路线图,构划了相关优秀技术体系,由此阐明中药工业从数字制药迈向智慧制药的技术发展路径在定义中药制药过程控制在线检测过程质量监测等概念及术语基础上,阐述了数字制药与智慧制药的技术理念及技术特征,倡议大力推进中药数字制药技术的广泛应用,通过制药过程高度信息化和多学科集群创新,创建中药智能制造技术,为中药产业提质增效及技术升级提供新动能 [关键词]中药制药工程;中药工业4.0;数字制药;智慧制药;先进制药技术 中国制造2025战略规划以来,中药制造业对采用先进制药技术有了强烈愿望,中药工程科技创新驱动力正在形成。为实现“制药强国”建设目标,我们应该以更高的站位和更宽的视野谋划中药制药工程科技创新发展战略,牵引中药产业技术创新升级,建立全面提高国家药品标准的支撑技术体系,占据国际天然药物制造业的科技制高点,进而使我国倡导并制定的中药工业技术标准成为全球规则。 具有现代工业形态的我国第一代中药制药技术创始于 20世纪70年代,以水煮醇沉等工艺的“机械化和半机械化”为技术特征,可称为“中药工业1.0”,20世纪90年代出现了第二代中药制药技术,以中药制药设备的“管道化自动化和半自动化”为技术特征,可谓“中药工业2.0”;21世纪初笔者率先提议运用高新技术改造中药传统制造方式,重视发展中药制药工程技术,应尽快实现中药工业数字化网络化自动化及智能化等技术突破,提高产品质量及资源利用度并降低物耗(即提质增效),引导中药制造业步上先进产业台阶这可视作提出“中药工业3.0”构想:面对“云计算”和大数据时代的到来,笔者提出创新发展以制药工艺“精密化、数字化及智能化”为主要技术特征的第三代中药制药技术,实现中药制药技术的升级换代,迎接第三次工业革命。2013年7月在天津举办的国家人社部高级研修项目“现代中药制药质量控制技术高级研修班”上,笔者分别介绍了新一代中药制药技术及中药数字制药;同年8月在中国工程院主办的第165场中国工程科技论坛上,笔者在专题报告“从数字制药到智慧制药;大数据时代的制药工程科技”中提议:大力发展数字制药技术,打造数字化中药先进制造平台,并推动中药工业从数字制药迈向智慧制药时代;在2015年4月召开的第201场中国工程科技论坛上,笔者阐述了“对制药工程科技创新与中国医药工业4.0的思考”。本文根据国际先进制药技术最新进展,对笔者以往论述进行整理和归纳,结合我国制药强国建设中现实情况,进一步思考中药制药技术创新升级策略,提出发展“中药工业4.0”的战略性构想和技术路线图。 1中药制药工程科技前瞻分析 中医药是实现“健康中国梦”的重要支撑力量,中成药是中华民族贡献给人类的拥有特定临床优势的药品,中药工业是在我国生物医药领域中具有重要战略地位的优秀产业,确保中药产品安全、有效和质量可控是医药工业界肩负的重大使命。为切实提高中药产品质量,必须将制药工艺与制药工程技术创新研究延展前移到中药新药研发阶段;而对于已上市中成药品种,应当实施制药技术升级改造,这也是制定中药配方颗粒制备工艺标准及生产技术规程中必须重视的问题。如何使用化学组成差异度较大的药材原料制造质量一致性较好的中药产品是世界性难题,唯有通过中药制药工程科技创新才有可能破解。 1.1中药工业的历史遗题 受制于药品原研时代在医药知识、工艺技术、制药设备以及药品监管政策等诸多方面的历史局限,大部分中成药品种的制药技术较落后,存在粗放、缺控、零乱、低效、高耗等问题,导致相关药品标准难以提升,这是做大做强中药产品必须直面的关键性挑战。 1.2中药工业的新动能 数字化是当今世界的技术潮流,前所未有的巨量数据喷涌给人们带来大数据时代的空前机会。笔者认为,应尽快推动大数据技术在制药业的应用,当前须对药品生产全过程注入“数字技术NDA”,即实施制药车间数字化改造,收集、管理、分析及利用制药过程数据;倘若大量使用工业传感器和智能检测仪表甚至分析仪器等过程检测设备,将使制药过程数据呈指数级增长,积累形成制药工业大数据,这是极为重要的信息资产,具有不可估量的知识资源价值,从而引发颠覆性的制药技术理念和模式创新;应采用数字技术将制药工艺系统与生产管理系统相融合,由此提升制药过程管控技术水平,依据真实数据而不是经验及直觉做出控制和管理决策,这将为制药过程质量控制、制药工艺品质优化、降低生产成本及节能减排、药品质量风险管控、生产车间管理及企业经营决策等提供强有力的技术支撑,为中药工业跨越发展提供新动能。 1.3中药工业的重大挑战 中药制药车间的现实技术表现远达不到人们理想的要求,更不是理论上完善的技术设计,设计和建造优质中药产品生产线已成为中药制药工程界的紧要任务。中药制药过程的分段式工艺布局形成了“各自为政”的割裂式控制现状,积累的大量数据分散在各自的“信息孤岛”,无法有效用于制药过程控制与管理决策,导致实现中药生产全程质量控制目标的技术难度极大;另一方面,药品要求的均质性与药材以及制药工艺过程的异质性形成了中药制造的复杂性,如果不对制药过程进行全面而深刻的持续性跟踪考察与系统研究,就难以透彻地认知控制药品质量的各项要素;再者,不同种类的中药工业数据都是以彼此独立的方式收集,对众多来源的庞大数据集群进行整合及自动化分析存在难以想象的困难,考验着业界的智慧和能力,上述这些都是设计和建造数字化制药工厂所面对的艰巨挑战。 目前,中药制药工程界技术概念陈旧落后,没有围绕制药过程质量控制这一提高药品质量的关键优秀技术开展系统深入的研究。在中药生产车间技术改造中,有人将制药工艺设备自动化说成是数字制药,甚至出现将近红外光谱检测等同于在线质量检测并等同于过程质量控制的怪象,严重误导中药企业,造成花大钱没有解决质量控制实际问题的不良后果。因此,如何引领我国中药工业迈向数字制药时代面临极严峻的技术挑战 1.4中药制药工程科技战略思考 面对新一轮工业革命的机遇与挑战,应当认清中药产业乃至全球医药产业大格局,着眼于未来国际制药业竞争,思考中药工业战略性定位,注重中药制药技术的后发优势,进行前瞻性技术布局,制定中药制药工程科技创新的大战略(grand strategy),即开展中药工业大设计(grand design)。布局未来需要我们显示战略勇气和智慧,也需具备全球眼光及产业战略思维。通过启动中药制药工程科技创新的引擎就能激发中药产业发展的新活力,建立撬动显著提升中药产品质量和生产效能的“新支点”。 当制药工业跨入大数据世界,依赖经验对制药过程进行操控和管理的传统方式将沦为落伍。谁拥有药物“智”造的优秀技术,便拥有了改变医药产业格局的话语权,仍采用陈旧制药技术的企业将可能淘汰出局 时不待我,中药制造业应集结千帆竞发的聚合之势,加快推进中药工业数字化和信息化,谋势而动,顺势而为,乘势而上,借梯登高,迎接和把握国际制造业科技变革大趋势,借助数字化网络化智能化制药技术提高药品标准,实施中药工业技术标准国际化战略,造就一批中药企业成为附加值更高的价值链环节 中药制造业应当采用制药工业物联网及医药大数据等领先一步的前沿技术,建设智能制药的“未来工厂”,将中药产业从粗放型向智慧性升级 1.5中药制造业的“未来工厂”德国工业4.0所引发的工业革命悄然而至,其技术特征是将信息物理融合系统(GPS)广泛应用于制造业,构建智能工厂并实现智能制造,这标志着世界即将进入以智能制造为优秀的智能经济时代制造中药的“未来工厂”应瞄准国际前沿技术水平,以制药工业物联网为优秀,将所有结构性与非结构性数据整合进“大数据仓库,”构建功能强大的中药工业信息智能管理系统通过大数据分析从巨量数据中提炼出有价值信息,同时通过可视化技术将数据转变成明晰易懂的制药过程信息,并进一步转化为知识,应用于改善过程管控模式、提高药品质量、避免生产事故、减少质量风险、降低能耗和物耗、预测制药过程结果、增加生产效力等。 中药制造由多个单元工艺组合而成,导致其制药过程数据集合以分段式的复杂多维空间为基本特征。因此“未来工厂”应在信息技术的主导下多段融合,建立多维多段一体的全过程管控模式,重构制药过程控制与管理体系。运用数据挖掘工具发现制药过程动态规律、各类关联和最佳控制模式,构建预测模型以优化控制和管理决策,弥补操作和管理经验的不足,提高生产精益化程度,进而持续提升中药产品质量和生产效能,实现智能制药和绿色制造目标。 2中药制药工程领域若干概念、术语及定义 中药制药界许多概念、术语或技术名词在中药制药工程理论上尚无明确的定义,某些术语含义不确切,在有歧义时仍含混使用,导致不同的人使用同一个名词时,其词意差别很大,易引发技术困惑或误导,甚至影响某些先进技术方法的声誉,阻碍了先进制药技术在中药产业的应用与发展。因此,极有必要厘清这些概念、术语或技术名词的真实含义,对其涵义作准确的定义。 2.1中药制药过程管控 通常简称过程管控,包括过程控制与过程管理两大方面,制药过程控制主要包括:①提取浓缩、干燥、纯化、制剂等工艺的制药设备控制,②制药工艺品质控制,③制药过程质量控制,④中药产品质量检验,⑤质量风险控制。制药过程管理主要包括:①GMP管理,②以设备为中心的全员生产管理,③IS010012测量管理,④AQ/T9006企业安全生产管理,⑤IS014000环境保护管理等。 2.2在线检测 这是一个常被混淆的技术名词。在线检测系指在生产线上检测制药过程参数,而过程参数通常包括工艺参数、状态参数、质控参数、物料属性参数及环境参数等不同类别参数(如密度,pH,水温,乙醇浓度,蒸气压力,气温,流量等)。显然,在线检测不等同于在线检测药品质量或检测药用物料质量,更不意味着在线质量控制。 2.3质量在线检测 通常是指在生产线上检测药用物料质量。在不至于混淆的情况下,有时也将检测与药品质量相关的过程参数称之为质量在线检测。有必要指出,物料质量属性并不等同于质控参数,质控参数不一定是药用物料成分当检测的物料属性参数与药品质量无关时,则无法表征药用物料质量;即检测物料属性参数并不一定能检测出药用物料质量。因此,在使用近红外光谱等过程分析仪器检测药材或某工艺环节的药用物料质量前,必须全面深入研究哪些成分与药品质量相关,以及这些成分含量的范围。 2.4过程质量监测 一般是指不仅检测药用物料质量参数,而且在给定的范围内进行观察和判断质量状况,通常设置越限报警功能。因此,检测与监测的工业意义不同,监测质量比检测质量更为重要,难度也更大。 2.5过程质量监控 一般是指不仅检测药用物料质量参数,而且将这些质量参数调控在给定的范围内。显然,近红外光谱在线检测并不一定能在制药过程中准确检测出药用物质,也难以应用于监测过程质量;过程质量监控需要多种技术方法的融合才能实现,仅靠单一的近红外光谱检测技术无法控制中药产品质量,不少企业盲目投资建设近红外在线检测系统失败的主因就在于此。 2.6过程质量控制 一般是指在中药生产全程中通过调节各种关键的过程参数来控制药品质量,使制药工艺流程制造出来的中药产品符合特定的质量要求。 由上述定义可知,在线检测方法包括工业传感器、过程检测仪表及过程分析仪器等;不能将在线检测视作为在线质量检测,也不能将在线质量检测等同于过程质量监测,更不能视作为过程质量控制;过程质量监测不等同于过程质量监控,也不能视作为过程质量控制。 3中药数字制药技术概述 中药数字制药是采用统一的数字化技术,不仅对制药工艺参数、质控参数、状态参数、物料属性参数、环境参数等过程参数进行数字化检测、控制及储存,而且对药材原料及制药过程中药用物料进行数字化检测,监测各类过程参数与药用物质在制药过程中的变化轨迹,综合判断过程状态并控制工艺进程,从而控制中药产品质量;同时,对CMP,计量器材,安全生产,生产车间,环保,仓储及物流等实施数字化管理按照制造业国际上目前通行的观点,可称之为“中药工业3.0”。 中药数字制药的主要技术特征是:原料药材数字化、药用物质数字化、制药过程各类参数的数字化(包括工艺参数、状态参数及质控参数等)、单元工艺模型化及定量化、生产车间各类管理体系数字化、全过程测管控信息一体化、各类信息集成管理和综合应用。 中药数字制药技术包括:①提取、浓缩、干燥、纯化、制剂等工艺的制药设备自动控制技术;②制药工艺模型化及定量化/制药工艺品质优化技术;③复制药过程各类参数在线检测技术;④制药过程质量数字化控制技术;⑤制药过程分析建模/PAT技术;⑥制药过程测管控信息一体化技术;⑦质量风险数字化管理及控制技术;⑧药效物质数字化辨析技术;⑨数字GMP系统;⑩精益生产MIS系统;⑾药品质量检验LTMS系统;⑿数字化仓储系统等。经过十余年的努力,本团队已建立中成药二次开发优秀技术体系(包括中药数字制药技术),促进了中药产业的数据制药时代到来。 笔者认为:在中药数字制药技术体系建设中,单元工艺建模是前提,数字化设备是基础,全过程测管控信息融合是关键,管控质量风险是底线,药用物质全程监测是优秀,数据集成管理及应用是根本,数字CMP管理是保障。中药制药工程界应当在中药制药工艺模型化和定量化方面聚焦发力,根据单元工艺流程将制药过程质量控制序贯化、精准化和规范化并具备预测性,将精益生产理念渗透到中药制造过程的每一个工艺环节,打造“数字化透明”的中药制造平台,实现制药过程数字追溯,为持续性提升中药产品质量奠定技术基础。 4中药智能制造技术概述 21世纪的工业信息科学将像20世纪的硅信息科学一样具有变革性意义,将产生全新的产业技术并使药物制造方式发生根本性改变伴随着数字制药技术广泛应用而产生的以各种形式存储的海量数据可创造丰硕的知识财富和经济价值,这就需要制药工业的大数据分析师“点石成金”。超大规模的信息交互与多维融合必将引发制药过程控制模式和生产管理方式的深刻变革,在制药过程高度信息化前提下实现知识发现管理和应用,牵引“数字化透明”中药制造平台向智能化发展,从而升华形成中药智能制造技术,即中药工业4.0。 中药智慧制药的主要技术特征是,使用大量的工业传感器过程检测仪表以及过程分析仪器等组成一张庞大而灵敏的可反映制药过程全貌的感知网,并将信息技术与制药技术深度融合,进而实现人与人、人与机器机器与机器生产管理与过程控制等之间互通互联,通过制药设备、生产管理、质量检测等与过程控制系统网络化联接,形成集聚了原料/制药生产/药品流通/临床使用等中药产品全生命周期信息的智能网络,使制药过程的每一个工艺细节均被注入“智慧基因”通过赋予中药制造平台学习和思考能力,用充满智慧的数据整合、分析与挖掘,从多种来源的中药工业数据中寻找关联,发现制药过程规律,洞察引起药品质量波动的因素,不仅实现制药工艺精湛控制,而且达到管理精益化要求,实现优质保量低耗绿色高效能制药。 中药智能制造技术主要包括:①制药信息处理、信息解释、信息利用、知识发现与管理等关键技术;②测管控信息融合智能管理技术;③中药产品质量智能预测技术;④质量风险智能预警及预控技术;⑤制药过程智能预测控制技术;⑥制药过程轨迹智能追踪分析技术;⑦水、汽、电系统智能优化管理技术;⑧精益生产智能管理技术等。 5中药工业4.0技术路径 制药工业数据储备、数据分析、数据建模、数据挖掘及可视化能力将成为医药产业未来最重要的优秀竞争力。工业信息感知技术的发展,使获取制药过程全貌的数据描述成为可能,通过分析各类数据集群间关联关系,不仅能认知制药工艺各环节输入/输出的药用物料变化规律,而且可以揭示在生产全过程中物质、能量、信息等变换规律,发掘出中药工业数据的内在价值,创新定义数据制药技术,开辟获取中药工艺知识的新路径,重新建构中药工业技术格局,这是建设中药工业4.0的战略价值所在。 目前,我国有些地方已出现智能制造园区及智能工厂建设热潮,许多地方政府在规划未来5年建设上千个智能工厂或车间,但至今未见制药企业参与,以工业互联网为代表的信息技术如何进入制药工业领域仍面临巨大困难。一方面工业互联网和大数据在制药业并无技术应用基础,缺乏制药信息工程技术人才,容易出现只做“表面文章”而没有促进企业提质增效现象;另一方面,很多制药企业生存艰难,无暇顾及新概念技术,缺乏应用新技术的积极性或足够资金。我国中药制造业仍处于工业2.0进程中,传统制药工艺与现代制药技术共生,落后与先进并存。 根据中药工业的上述现实情况,笔者认为在实现中药工业4.0战略目标的征程中应实行分步走策略,倡议在现阶段首先大力推进中药数字制药技术的广泛应用,促进中药工业化与信息化融合,以应用目标牵引,构建“信息主导、系统集成”的中药数字制造技术平台,为实施中药工业4.0技术升级工程建设夯实数字化基础,创造必要的技术条件。人才是第一资源,组建科技创新团队是我国中药工业跨越发展的关键,应当构建成长性环境以及多样性、包容性学术生态,使中药制药工程科技创新力量成为中药产业可持续发展的发动机和推动力。 在新兴信息技术进入中药工业领域时,工业互联网只是一种技术工具,主导我国中药产业创新升级的应是精湛的制药工艺和过程质量控制技术。唯有通过制药相关技术的融合创新,提升中药产业的整体质量及效益,以工业物联网为优秀的智慧制药技术才能在中药工业“落地”。因此,在中药制造向中药智造转向发展中,不仅需要基于物联网思维的现代工业精神,而且需要追求精益生产目标的“工匠精神”,更需要注重工业转化,防止出现一哄而上、不重视实效的局面。 设计中药工业4.0技术体系应当面向临床应、用面向中药大品种培育、面向国际谋划全局,通过中药制药工程科技集群创新和协同融合策略,破解中药制药过程管控难题。从解决中成药品种个性化难题出发,瞄准中药工业共性关键技术的突破,在构建先进适用制药技术体系上创新发力,打造中药制药升级版,从制药工业标准的被动接受者转变为掌控国际制药工业标准主导权。 我们必须同舟共济、齐谋创新,开源而达均衡,通过中药高端制药技术的突破,描绘中国制药新的技术版图,建立既符合中药特点又顺应世界新科技革命潮流的中药工业技术体系,使中药这一古老的传统产业重焕青春,为全面实现“健康中国”宏伟目标做出历史性贡献。 中药制药论文:高新技术在中药制药领域的应用研究 摘 要:在经济建设的水平不断加快的过程中,对于高新技术的要求越来越强烈,以制药领域为例,中药制药一直以来都是十分主要的一个行业,为了在激烈的市场竞争中占据优势,就需要在这一行业中应用高新技术,从而促进制药生产率水平的进一步提高。本文重点对这一技术的应用问题进行了论述,针对当前中药生产过程中存在的问题进行了探讨,为未来中药生产指明了正确的方向,随着科学水平的进一步提升,相信在中药制药领域中可以应用的技术手段将会更多,也会让中药的发展道路更加开阔。 关键词:高新技术;中药制药领域;分析 要想促进中药生产效率的进一步提高,就需要掌握好中药生产过程中的一些技术手段,在我国的传统中药生产过程中,其技术手段可以说是相对落后的,因此文中提出了一种新的技术手段,高新技术是集合先进理论研制出来的技术之一,可以帮助制药生产朝着自动化以及规模化的方向发展,本文重点对高新技术在中药制药过程中的应用情况进行了论述,希望能够对今后的生产效率有所帮助,更好的发挥药材自身所具有的价值,促进我国中药市场规模的进一步扩大。 1 高新技术在中药制药工程中的应用与分析 1.1 泡制全浸润工艺与装备 在中药制剂生产的过程中需要经过一系列的过程,这些过程都是十分复杂的,最终才能制成饮片,但是在临床医药治疗的过程中却具有十分显著的效果。在所有的工序中,其中一个比较重要的环节是浸润工艺,这不仅是重要的工艺环节之一,同时也是最后一道工序,在这一工序中对浸润的时间提出了严格的要求,因为时间过长或者过短都会对中药的生产造成一定的影响,因此需要在这一环节中具备完善的工艺以及设备,这样就能有效的控制不同药材的浸润时间。 1.2 动态提取技术 在生产中药的过程中,提纯技术又是比较重要的一个操作技术,在当前的提取技术应用过程中,主要采用的技术方式是乙醇以及水,在此基础上加以进一步的沉降,但是因为相应的设备比较落后,这样就会造成药物具有较低的使用效率,所以要想让药物得到更加充分的提炼,将药材的价值发挥出来,就需要进一步完善相应的提取技术,在动态提取技术的应用过程中,主要是在提取的过程中加入药材,采用机械化的方式进行提炼,保证药材中的有效成分能够得到最大化的提炼与溶解,同时还能对药物的相对浓度差加以进一步的保证,有效的促进药物溶出率的提高。 1.3 仿生技术 在生物学中具有仿生技术这一技术手段,将其应用在中药制药的过程中是具有十分显著的意义的,主要是对药物在人体内的使用情况加以进一步的模拟,这样有助于将药物研究以及分子技术有机的结合在一起,经过人体消化以后进而得到合理化设计的一种制药工艺,因为酸碱环境的不同,所以中药制剂在生产环境中所要求的溶解度标准也具有一定的差异性,只有选择出最为合适的酸碱值,才能更好的实现对药物的提取,保证药物的质量,促进其价值得到有效的发挥。 1.4 生物酶技术 生物酶技术也是经常应用到的一种技术,这一技术与仿生技术具有一定的相似性,主要是在生物工程技术以及酶工程技术的基础上加以进一步融合最终形成的技术手段,可以帮助对中药进行提取,在应用这项技术的过程中,主要采用了催化剂这一方式,生物酶就是一种高效的催化剂,其具备特殊的催化作用,采用这项技术可以保证让中药的成分得到最大化的发挥,并且在中药提取完成以后,其中是含有一定杂质的,在生物酶的作用下,可以帮助将这些杂质挥发掉,促进药物的浓度更高。 2 中药制剂应用高新技术应注意的问题 2.1 理论与实践相结合研究重要处方中的重要活性成分、部位或药物配比的关系 在进行中药研制的过程中,应该进一步确定其中所蕴含的活性成分,并且对有用的部分加以更加充分的利用,这样才能研制出高效的药物。中药药剂中包含的药剂成分是十分多样化的,为了保证相互之间能够得到有效的融合,同时让各个部分以及药物都达到良好的配比关系,就需要充分的运用先进的高新技术,将药物资源的应用加以进一步拓展。我国在目前的研究工作中,主要的方向是中药药性以及药物组成方面的研究,所以在药物量效方面的研究是缺失的。因此,我们在继承和发扬我国传统中医中药理论和处方方剂的基础上,要从理论研究与实验方式相结合的方式进行发展和研究。 2.2 中药产品的内在质量和技术含量是至关重要的问题 解决这个问题的办法是要求我们完善药物提取可控制行的强制化标准。目前,我国中药制药产业中经常发生的农药超标、重金属超标问题、中药制剂的理化性质问题、当前中药产业的生产效率和质量控制等问题已经有了很大程的提高和完善,同时也极大的促进了中药制药产业的发展。但是仍然还存在着尚待解决的问题。中药制剂的质量可控的重点工作就是中药处方各中药制剂的药性如何确定、如何检测,除了采用指纹图谱技术之外还需要我们研究更为实用的新技术。农药残留问题和重金属超标问题应该从药材的种植源头抓起,中药制剂的理化性质包括溶解率、缓释等问题的改进和药物易吸湿、霉变的稳定性问题必须依靠先进的技术和可靠的设备得以改变。对于中药制剂在药性的最大化保留和药物性质的稳定问题上应尽量采用新技术和新设备进行生产,而固体制剂应该改变以往的传统的生产模式,同样应该采用高新技术和先进的生产设备,例如新制粒技术、包衣技术、固体分散技术、包合物技术、包囊技术等。此外,为了药物的物理和化学性质的稳定应该采用先进的包装技术。 2.3 应用现代检测技术控制中药质量在当前的中药制药领域中 为了提高中药制药产业的生产技术和质量控制水平,大力发展想指纹图谱技术和其他的相关控制技术是十分有必要的,在未来应采用更加先进的高新技术,例如薄层色谱、高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳、并与二极管阵列检测器、质谱联用等。 结束语 随着科学技术的进步和发展,未来中药制药领域的高新技术和设备的使用的频率和数量将不断的增大。中药制药领域使用高新技术不但能提高整个产业的生产效率和药物制剂的质量,而且还会大大的促进我国中药制药领域的发展和繁荣。总而言之,为了提高中药制药的整体水平,在该产业领域就必须加大对高新技术的使用率和应用的程度。随着科学技术的日新月异,我们相信,未来的中药制药领域一定会有更加先进的科学技术应用到该领域中去。 中药制药论文:浅议当今我国中小中药制药企业发展策略 【摘要】在中国医疗体系改革进入攻坚深水区大环境下,中国的中药制药行业正面临一个整合的时代。大型医药集团跑马圈地、境外医药机构虎视耽耽,中小型企业度日艰难,正可谓机遇与挑战并存,痛苦与希望皆有。为了在激烈的市场竞争中求得生存并发展,中小型企业必须改变经营思路,提升优秀竞争力,才能不被无情的市场所淘汰。本文就我国中小型中药企业的现状进行分析,探讨中小型中药生产企业的存在的问题和发展策略。 【关键词】中小型中药企业 发展 策略 医改进入深水区的影响对制药行业的冲击是非常显而易见的。特别是各地各项新医改政策的出台,如制订并颁布《国家基本药物目录》,基本药物招标生产和直接配送,药房托管减少中间流通环节,降低药品价格;药品集中采购由批发企业投标改为药品生产企业直接投标及集中采购二次议价等。这些政策的出台在规范药品市场的同时,又对我国中小型中药制药企业的发展提出更高的要求。如何在产业危机中寻找企业发展中存在的问题与缺陷,这对于中小型中药制药企业在未来发展制定制定应对策略是至关重要的。 一、目前我国中小型中药制药企业存在的问题以及面临的困难 (一)“一小二多三低”的现象在中小型中药制药企业中广泛存在 “一小”指大多数中药生产企业规模小。虽然国家对医药生产企业实施强制的GMP认证,控制了低端企业数量,保证了药品质量。但是总体而言,中药生产企业中大多数依然为中小企业。这些企业中大多数并无自身优势产品,仅靠生产成熟简单的仿制药品存活。“二多”指产品重复多,以致这些产品供大于求。“三低”指大部分中小中药生产企业产品技术含量低,新药研究开发能力、管理能力和经济效益都很低。 (二)企业管理水平差,产品科技含量低 当前我国制药企业在成本控制方面普遍存在着成本控制能力缺陷,而人才方面既缺少能委以重任新药研发专家,也缺少既精通药品的管理又能拓展市场的管理人才。这样研发导致医药行业的技术创新能力低下。制药企业不注重研发的主要原因在于制药产业的研发风险非常高。 (三)环保压力哦非常突出 史上最严格的新《环保法》给制药企业的环保再敲警钟,,细分化的《制药行业水污染排放标准》给企业污水处理提出了更高的要求。企业为了环保达标讲不得不由投入大量资金,而当今低迷的经济形式又给我国中小型中药制药企业增添了新的压力。 二、中小型中药制药企业发展策略思考 (一)改变经营思路,进行科学管理 利用科学的管理方法和全新理念管理企业。譬如高效的界面管理有助于药企的创新发展。中小中药制药企业在融资、知识、信息获取等方面长期处于劣势地位。其市场分割现象严重,不同区域交易成本高,使得中小型制药企业技术创新所需要资源难以整合,阻碍了企业创新,积极开展界面管理能有助于企业更多的整合创新资源,敏锐的捕捉医药市场信息,制定科学的创新政策,获取社会信任与政府的支持,提高企业融资与创新所需的必要资源的获取能力。 (二)创新渠道与促销模式,转变向专业性学术化 医药产品的营销渠道主要是两种:(1)患者者可以在各种药店买到非处方药品(OTC)。这种渠道模式创新就是“弱化一级经销商,加强二级经销商,决胜终端零售商”。厂家一方面通过加强对商、经销商、零售商的等环节的服务与管理,使自身的产品能及时、准确的达到零售终端。同时厂家能加强零售终端的管理,使之激发消费者的购买欲望。(2)只能在医院买到的处方药。随着国家对药品监管力度的不断加大,从我国医药企业自身发展的角度说以往的促销模式必须改变,带金销售的模式必然要被逐渐被淡化。应医药企业自身的专业性的学术促销模式才是适应市场主流的,可以加快我国医药行业的发展。确立产品的市场定位。这种通过市场理论与销售策略相结合的方法,能达到深入发掘市场潜力目的。市场利益的驱动以及国家对医药行业的加大力度整顿也必然要求非专业化促销必须向专业化促销的转变。专业化的促销既提高了制药企业的拜访促销效率,又保证了医生的用药安全性,对医生的临床的处方技能的提高也起到了非常好的促进作用,这会促使国内医药行业持续健康发展。 (三)培养企业的自主创新能力,提升企业优秀竞争力 企业的发展战略应结合自身的优秀竞争力来制定,只有二者的有机结合,才能使企业保有持续的竞争优势。一个企业的研发水平,代表着一个企业优秀竞争力的强弱。提高研发能力,需要增加研发资金的投入,这是提高企业研发能力的关键所在。中小型中药制药企业间可以通过资产重组,合作开发等形式,资源互补与企业间互动,整合资源开发有价值的产品。我国制药企业普遍规模较小,研发实力偏弱是不争的事实,在稳步提升主业的同时,逐步兼并扩张是企业持续发展的一条必由之路。 (四)利用政策机遇,实现资源整合, 深化医药卫生体制改革将有利于延续医药行业的景气状态。专家学者曾对医改深化带来的市场扩容做过估算,随着政府投入的增加,新农合将带来市场新增支付能力约450亿元,社区医疗市场新增支付能力在500亿到2900亿元。药企如果能抓住这个时机,扩大社区、农村网络,就有望抢占市场先机,借机放量,争取足够的市场销售费用支撑。而且随着近年来国家政策的扶持,市场购买力呈逐年递增的趋势,对于中小中药企业来说这更是一个机遇! 中药制药论文:步长制药:中药现代化引领者 截至2016年6月30日,公司年销售收入过亿品种10个、过5000万品种17个。 中国资本市场医药板块的格局即将被改写,随着中药现代化领军企业之一――步长制药(603858.SH)的成功发行与上市,医药板块不仅将迎来一只重量级的中药股,整个医药板块在A股市场的地位也将随之提升。 作为一家专注于中药专利药研发、生产、销售的国内知名企业,步长制药业务范围覆盖心脑血管疾病药物、抗肿瘤纯中药注射剂、妇科类药、消化类产品、普药、西药、OTC产品。秉承“聚焦大病种、培育大品种”战略,步长制药以专利中成药为优秀,致力于中药现代化,凭借着诸多强势产品、GAP种植基地、强大的产品储备、市场网络及先进的企业文化,公司在心脑血管和妇科用药领域建立了强大的竞争优势。 其中,在心脑血管中成药领域,公司培育了脑心通胶囊等3个优秀产品,市占率稳居国内心脑血管中成药领域第一。截至2015年年底,公司年销售收入过亿品种为10个,且覆盖多数大病种治疗领域。公司也拥有显著的专利优势,现已拥有244项国家专利,在研药品近180余种。 2013年,步长制药蝉联中国制药工业百强中药企业第一,并荣膺“2013中国五星级企业公民”荣誉称号。2015年,公司实现营业收入116.56亿元、净利润35.34亿元,在南方医药经济研究所《医药经济报》评选的“2015年度中国制药工业百强榜”位列第六位。 更重要的是,步长制药始终以“中药现代化、市场国际化”为己任,努力打造中国中药第一品牌,挑起中医药行业发展的重任,此次,借力资本市场不仅为步长制药带来更快的发展步伐,同时也能将传统中医文化进一步传承。 大病种大品种 中医药是中华民族的文化瑰宝,为人民的健康事业做出了重要贡献。随着“健康中国”上升为国家战略,中国中医药产业迎来“刚需+政策”双重利好,获得了良好的发展机遇。 根据米内网的《2014年中国医药市场发展蓝皮书》显示,中国的中成药工业取得了长足的进展,“十一五”期间的复合年增长率为20.79%,2013年达5242亿元,同比增长23.26%。 而在中医药领域,随着中国老龄化人口的递增,心脑血管疾病用药成为中国中成药的一大重要临床终端市场。 中国老龄化速度加快,到2020年,老年人口将达到2.48亿,中国心脑血管病例数也由1993年的0.37亿人增加到2008年1.14亿人,发病率明显上升。 鉴于中成药在心脑血管疾病方面具有辨证施治、标本兼顾等独特优势,心脑血管中成药在医院终端中成药市场中占据了重要地位,连续多年市场份额都在35%以上。2011年至2015年间,心脑血管疾病中成药市场规模从645亿元增长到1073亿元,增速保持在13%以上。 步长制药秉承“聚焦大病种、培育大品种”战略,在脑心同治论指导下开发了一系列特色专利中药,在发病率高、用药量大、治疗周期长的大病种领域形成专利产品群,提升品牌影响力。 在心脑血管用药领域,步长制药充分发挥中成药在心脑血管这一“大病、慢病”领域的治疗优势,研发、培育出了脑心通胶囊、稳心颗粒和丹红注射液三个独家专利品种,治疗范围涵盖中风、心律失常、供血不足和缺血梗塞等常见心脑血管疾病。 公司脑心通胶囊、稳心颗粒、丹红注射液市场地位突出,其2013年、2014年、2015年和2016年1-6月的合计收入分别达67.52亿元、78.63亿元、88.17亿元和37.41亿元。根据《心脑血管中成药市场研究报告(2015年度)》的统计数据,公司2015年度在心脑血管中成药市场合计的占有率为9.23%,排名第一。 公司的上述三个主要品种均进入了《国家医保目录》,其中脑心通胶囊、稳心颗粒同时收录于《国家基本药物目录》,三者均享受国家医保基金比例报销的政策支持。作为心脑血管中成药的主要品种,其在未来的市场规模将得到进一步的提升。 步长制药的优势领域并不仅是心脑血管用药一个领域。截至2016年6月30日,公司年销售收入过亿品种10个、过5000万品种17个,收录《国家医保目录》品种近160种,收录《国家基本药物目录》品种50余种,在研品种近180个,覆盖心脑血管、妇科、糖尿病、恶性肿瘤、消化系统和呼吸系统等大病种治疗领域,形成了立足心脑血管市场、覆盖中成药传统优势领域、聚焦大病种、培育大品种的立体产品格局。 而随着《国家医保目录》全面实施、基本药物制度加速推进,步长制药“聚焦大病种、培育大品种”的优势将得到进一步发挥。 研发构筑竞争力 步长制药研发坚持市场需求导向,通过行业地位、营销网络等优势及时了解、掌握市场需求,确定研发方向,避免无效研发。在研发过程中,公司紧跟市场需求变化,适时调整研发方向和研发策略,提高研发的经济性。 公司重点围绕心脑血管、妇科、糖尿病、恶性肿瘤、消化系统和呼吸系统等大病种治疗领域,加大新产品开局。公司在心脑血管等领域拥有权威的专家顾问及合作科研机构网络,提高了新药研发的效率和成功率。 此外,公司广泛开展产学研合作,与国内外高等院校、科研院所进行合作,引进创新药物和先进技术,整合科技、人才和新药品种,进一步提升科技创新能力。 结合循证医学和现代制药技术,步长制药持续对优势品种进行开发。2010年启动、2012年完成的稳心颗粒循证医学研究为公司改进生产工艺、提升产品质量、延长产品生命周期做出了重大的贡献。与此同时,公司其他产品的二次开发亦在持续进行,以挖掘已有产品潜力,延长产品生命周期。 而且,针对中成药复方结构普遍、生产工艺复杂并显著影响药品疗效这一特点,公司构建了以配方和工艺专利为优秀,以剂型专利和质量标准为辅的多层级知识产权保护体系,多途径延长公司独家专利品种的生命周期,保持市场竞争力。 目前,步长制药已拥有244件国家专利。公司主导产品脑心通胶囊、稳心颗粒和丹红注射液均为专利保护品种,头痛宁胶囊、康妇炎胶囊、红核妇洁洗液、消乳散结胶囊和通脉降糖胶囊等储备产品亦取得了专利权。 公司主要产品的专利到期日都在10-20年以后,能够长期排除竞争对手,掌握定价权,针对这些专利产品,公司亦在不断研发新的专利,以延长保护期。 截至目前,步长制药共有在研产品近180种,覆盖心脑血管、妇科、糖尿病、恶性肿瘤、消化系统和呼吸系统等大病种治疗领域。公司已建立多层次、宽领域的在研产品储备,构建了从临床前研究到新药证书审批的完整产品梯次,为公司的长远发展提供了优秀支持。 凭借着强大的研发实力,步长制药一方面进一步巩固、强化公司在心脑血管和妇科用药领域的优势,并向糖尿病、抗肿瘤、泌尿消化、呼吸系统等大病种治疗领域扩展,形成相互补充、相互渗透的产品群,增强公司的持续成长能力。 同时,公司也关注缓控释化学药物和高端生物制药的研发和国内首仿,为公司创造新的利润来源,提高优秀竞争力。 由此,步长制药形成了中药为主线、高端化药为右翼、生物技术药为左翼、高科技含量产品为尾翼的鹰状新产品布局,并形成了“上市一代、储备一代、研发一代、构思一代”的良性循环。 募投描绘未来蓝图 凭借着强大的竞争优势,步长制药近年来的财务数据十分靓丽。2013年至2016年1-6月,公司营业收入分别为85.92亿元、103.33亿元、116.56亿元、51.51亿元,复合增长率为16.46%,归属于母公司的净利润分别为11.69亿元、13.24亿元、35.37亿元、6.05亿元,复合增长率为73.94%,同期,公司综合毛利率分别为81.30%、80.43%、82.79%、82.96%。 在快速发展的同时,步长制药也面临着产能不足等问题,为抓住中医药发展的好时机,步长制药采取了“研发+并购”两条腿走路的方式。 此前,步长制药通过数次收购完善了产品线,而此次首次公开发行更是公司发展的一个良好契机。 此次发行后,将增加步长制药的产品竞争优势,心脑血管用药生产基地新建、扩建项目、稳心系列产品生产基地项目、丹红生产基地(注射液GMP车间改扩建)项目及妇科用药生产基地二期项目的建成将扩大公司现有主要产品的生产能力,进一步降低生产成本,提高产品质量,从而扩大市场占有率,增强产品竞争优势。同时,企业化信息平台建设项目将大大提高公司的信息化水平,增强信息化平台对公司运营和决策的支持力度,提高公司运营效率,降低决策风险。 此外,募集资金用于对营销网络建设项目的实施,将进一步完善销售渠道和销售网络,为公司在国内市场打造产品品牌、扩大销售量、增强产品的影响力起到关键作用。 随着心脑血管用药生产基地新建、扩建项目、稳心系列产品生产基地项目、丹红生产基地(注射液GMP车间改扩建)项目及妇科用药生产基地二期项目的建成达产,公司产能空间得到提升,高效而完备的营销网络恰能与此配合,充分消化提升的产能,并将其转化为经营成果。而营销信息体系的建成,将提升公司应对市场变化的反应速度,促进业务流程重组与优化,增强产、供、销协作能力,实现供应链体系上的合作,实现针对专业领域的客户服务,实现以客户为中心的品牌企业的认同优势。 中药制药论文:中药制药工艺学考试方法改革探讨 摘 要: 本文针对高校教学考试中存在的问题,结合中药制药工艺学课程性质及教学实践,对考试方法的改革进行探讨,并指出该课程考试方法的改革能更全面客观地评价学生的学习成绩,发挥学生学习的主观能动性。 关键词: 中药制药工艺学 考试方法 教学改革 长期以来,我国高校教学活动中评价教学的方法比较简单,通常是采用试卷考试或者期末课程论文等形式,但是过于单一的考核模式暴露出诸多缺陷,如考试内容覆盖范围的局限性,论文评价标准的主观片面性等。国外高校的考试方法相对比较复杂,一般由四个部分组成:笔试、个人陈述、论文和平时作业[1]。考试作为高校教学活动中检测教与学的重要手段,可以帮助反馈教学过程中存在的各种问题和信息,评价学生的学习效果,反映教师的教学水平,传统的考试方法滞后于现代教学的要求,对传统考试方法的改革应成为高校教师密切关注的问题。 中药制药工艺学课程在对学生的考核中通常采用的是期末闭卷考试形式,这种传统的“一卷定成绩”的考核方法让学生形成了考前强记强背理论知识的应付考试固定思维模式,培养出来的学生运用理论知识分析解决实际问题的能力较弱,不利于创新型高素质人才的培养。中药制药工艺学是制药工程专业(中药制药方向)本科生的专业优秀必修课,是在相关学科基础上,以中药现代化为优秀,围绕现代中药制药领域和中药生产过程中的优秀技术而形成的一门综合性专业学科[3],它提供学生从事中药制药工作必需的基本理论知识和基本实践知识。近年来,在中药制药工艺学教学过程中,我们积极探索能更全面客观地评价学生学习成绩,发挥学生学习主观能动性的考核模式,结合本校实际情况,对该课程的考核方法与手段进行改革。 1.平时成绩 目前,高校很多课程考核都是采用期末闭卷考试模式,某些学生平时学习不积极,期望老师考试前划重点,临时强记强背应付考试。中药制药工艺学课程既需要学生学习基本理论知识,又要求学生应用理论知识分析解决实际问题,这些要求仅凭考前的突击记忆是不可能完成的,学生必须从平时一点一滴做起,在学习基本理论知识的基础上锻炼对实际问题的分析和解决能力。从中药制药工艺学的教学实践看,教学过程中除了采用多种教学方法外,还需要采取多样化的考核方法和手段,最大限度地调动学生学习的主观能动性,达到教学目的和要求。通过考核方式的改革,将平时成绩计算到总评成绩中,而且将平时成绩所占比重加大到占该课程总成绩的50%,使学生平时学习更有目的地进行,增强学习效果。 按平时成绩满分为100分计算,其考核内容主要包括:(1)平时考勤,严格遵守上课时间,不允许迟到早退和旷课,每迟到早退一次平时分扣3分,旷课一次平时分扣10分,课堂上认真听讲,不允许聊天、听音乐、手机上网或玩游戏,每发现一次平时分扣5分。该项为扣分项,直到平时分扣至零分为止。(2)上课积极回答问题和课后提出问题,上课积极回答问题,每答对一次平时分加5分,答错不扣分。课后对所学知识进行思考,提出问题,根据所提问题情况进行加分。该项为加分项,用于奖励平时喜欢积极思考探讨问题的学生,直到平时分加到满分为止。(3)五次作业(提取与分离纯化工艺一次,浓缩与干燥工艺一次,固体制剂工艺三次),根据作业上交情况、作业完成态度、作业的正确率等进行打分,五次作业满分为50分。(4)PPT报告及分组讨论,在课程学习进行到一定阶段后,可以组织学生进行中药制药相关知识点的分组讨论或者分组PPT报告,每组学生根据老师所给文献资料或范围,进行分组讨论或者制作PPT并进行报告。该项满分30分。 通过平时成绩的考核,学生减少了考前的临时抱佛脚,可以循序渐进地对所学知识进行理解掌握,在学习过程中逐渐建立自信心,减少侥幸浮躁的不良心态。老师每一次给学生平时分时都是对学生的肯定和鼓励,极大地调动学生学习的积极性,促进教与学的良性发展。 2.期末考试 期末考试是对一门课程的总结性考试,期末考试成绩在课程总评成绩的评定中占有重要的地位[3],对于中药制药工艺学这样的优秀必修课程来说,这种传统的考核方法是非常重要的,针对我校的具体情况,我们对该课程期末考试内容和题型进行了改革。目前,我们将其在总成绩中所占的比例规定为50%。虽然期末考试这种考核方法发展比较成熟,可以较系统地考查学生对该课程基本理论和基础知识的掌握情况,但是,如果试卷内容和题型模式一成不变,就很容易让学生抱有侥幸心理,形成考前突击的思想。我们在试卷内容中加入一些平时教学中涉及的实例分析,这些实例可以来自于平时作业和发给学生的文献材料,也可以来自于学生自己的PPT报告,考试内容与平时教学有机地结合起来,试题除了可以考查学生对基本理论知识的学习情况外,还可以考查学生运用理论知识分析、解决实际问题的能力。这样期末考试内容灵活性更强,学生不得不从平时就开始进行有的放矢的学习,上课认真听讲,课后钻研问题,积极地进行知识积累和整理,很难再通过临时抱佛脚的方式应付考试。对期末卷面考试的题型要进行适当改革,避免出现过多需要死记硬背的考题,体现学生分析和解决问题的能力,使学生平时学习时可以把更多精力放在对课程内容的理解上,增强学生钻研和归纳总结问题的能力。教师对考试试卷进行批阅后,通过学校的网上考试分析系统对试卷题型和学生考试成绩进行统计分析,找出存在的问题,为以后的理论考试改革提供依据。 3.结语 中药制药工艺学课程考试需要经过长期不断的改革探索才能更好地反映教与学的质量。在中药制药工艺学课程教学过程中,对学生平时成绩进行考核,在总评成绩中加大学生平时成绩比重,丰富平时成绩考核方法,改革期末考试内容和题型,发挥学生平时学习的主观能动性,逐步提高学生的学习质量。 中药制药论文:浅谈中药制药技术专业实验资源的高效利用 摘要:分析了在教学工作中实验资源在各课程实验应用中存在的问题,结合专业课程设置探讨了如何高效利用实验资源,节约实验材料,降低实验成本。 关键词 :中药制药技术 实验资源 高效利用 在中药制药技术专业的人才培养计划中,为了培养行业需求“宽口径、重技术”的应用型人才,需要开设大量的实验课培养学生的实践动手能力,确保毕业学生的质量。近年来随着物价的不断升高,学生的培养成本也顺势而涨,再加上诸多因素造成的实验经费的减少,使实践教学面临越来越多的困难和挑战。怎样用较少的钱做更多的事情已经成为摆在我们每个教师面前的一个重要课题。高效利用实验资源已经成为我们减少实验资金投入的一个有效途径。经过一段时间的探索我们发现,结合中药制药专业的特点,如果把每门课程所需要的实验资源进行合理分配和利用,可以节约实验材料,降低实验成本。 1中药制药技术专业的培养目标 中药制药技术专业培养目标是为中药制药行业的生产、管理、服务一线培养具有一定的中医药理论基础,具备现代中药制药生产所要求的知识技能,能够胜任中药生产企业的中药制剂、中药饮片生产,质量控制等工作且能够从事中药营销和调剂等方面知识和技能的高素质技能应用型专门人才。要求学生掌握基本理论知识并且熟练掌握相关的专业技能,要达到培养目标需要开设大量的实验课程作支撑。 2中药制药技术专业所开设的主要专业课程 药用植物鉴别技术:主要学习识别植物,为中药鉴定技术的学习奠定基础。 中药鉴定技术:主要学习来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定等方法鉴定中药材和饮片的真伪优劣。 中药学:主要学习各种中药饮片的功效及应用。 中药炮制技术:主要学习净选、饮片切制、炒法、炙法、煅法、蒸煮法、复制法、发芽发酵法、制霜法、制曲法等炮制方法,把药材炮制为饮片,满足中医临床需要。 中药调剂技术:主要学习中药调剂工作中的审方、计价、配方、复核、发药等技术。 中药提取技术: 主要学习常规提取技术、浓缩技术、色谱分离技术、干燥技术等。 中药制剂技术:主要学习丸剂、散剂、片剂、颗粒剂、硬胶囊剂、酒剂、酊剂、口服液剂等剂型的制备技术。 中药制剂分析检验技术:主要学习利用各种仪器或理化方法检验药材或中成药的药典中规定的理化指标,确保药材和中成药的质量。 中药制药设备:主要学习中药制药设备的种类、构造和原理、使用方法,简单故障排除方法等,并懂得一些设备的维护保养的知识。 3实验资源在各课程实验应用中存在的问题 3.1缺乏高效利用实验资源的意识 各任课老师在安排实验时缺乏沟通,各课程实验没有做到相互衔接,使实验材料只在一门课程中应用,用完后丢弃,缺乏实验资源高效利用的意识,造成实验资源的浪费。 3.2缺乏低成本获得实验资源的意识 任课老师上实验课往往是安排好实验项目,由实验老师通过市场购置实验材料。在实际工作中,其实有些项目的实验材料只要有意识地去动手制作,可以减少实验材料的购买量。 3.3缺乏科研实验项目与教学实验项目整合的意识 高校教师有很多科研项目,实施过程做很少与教学实验项目整合,使实验资源不能得到最大化的利用。 4降低实验成本的方法 4.1实验资源的高效利用 通过各课程实验的衔接,利用其他课程实验的产品作为本课程的实验材料,统筹安排相关课程实验材料的利用,减少本课程实验材料的购置。中药鉴定技术课程所用的药材先完成中药鉴定技术的实验要求后,再通过中药炮制课程的实验制成饮片,满足中药学、中药制剂、中药提取等课程实验的需要,而中药制剂课程的实验产品又可作为中药制剂检验技术的实验材料。中药设备课程实验中所用的设备又可满足中药制剂、中药提取课程对设备的需求,通过专业教研室内部统筹安排,使本专业课程的实验资源得到最大化利用,避免了课程之间的脱节和实验材料的浪费,减少了实验经费的投入,既低碳环保,又节约实验经费,符合当今社会发展的潮流。 4.2自己制备实验材料 药用植物课程需要每年带领学生到校外实习基地进行实习,实习过程中,学生采回来大量的草药,我们进行整理后就可作为中药鉴定正品或伪品的实验材料。学生把药用植物栽培实验课中种植的药材采收后可为我们提供了很多的中药鉴定实验材料,既提高了学生的参与意识和动手能力,又减少了实验材料的购置,降低了实验成本。 4.3科研试验项目和教学实验项目有机结合 有科研项目的任课老师可以和所担任的课程结合起来,尽可能在根据自己的科研项目设计部分教学实验项目,可以使科研经费、实践教学经费都能得到高效利用,又有利于学生创新意识的培养。 不同的专业有不同的特点,我们仅仅是对中药制药技术专业的的实验资源的高效利用进行了总结,目的是为更多专业在实验资源高效利用方面提供一个新的思路。 中药制药论文:超微粉碎技术及其在中药制药中的应用 摘 要:超微粉碎技术是最近20年刚刚发展起来的一种新型的药品粉碎技术,这项技术在应用的过程中能够展现出非常好的溶解性、分散性以及吸附性,同时其还具备非常强的化学活性,所以,该技术也广泛的应用在了中药的制药过程中,本文主要分析了超微粉碎技术及其在中药制药中的应用,以供参考和借鉴。 关键词:超微粉碎;中药制药;应用 超微粉碎技术通常就是指采用机械或者是流体动力的途径,将药料颗粒粉碎到直径不足10μm颗粒的过程,超微细粉末是超微细粉碎处理过程中的最终产品,这种技术在应用的过程中能够展现出其他技术无法展现出来的优势,所以其在化工医药和食品行业等都得到了非常广泛的应用。 1 超微细粉碎设备及其原理分析 1.1 机械粉碎机 机械粉碎机在发展的过程中一个非常明显的表现就是能够在很大程度上改变粉碎介质,同时还能非常明显的增加搅拌振动装置,对及其结构抑或是整个设备的运行方式加以调整,其设置了分级器,这样就可以使得不同形式的外力形成联合,从而对物料进行更加全面的处理,展现出更好的粉碎效果。最新研发的剪切超细粉碎机是一种粉碎原理以及结构和传统粉碎机完全不同的特点,其在应用的过程中具有非常大的离心力场,在运行的过程中借助搅拌臂来带动介质球和物料,并且使其能够发生摩擦桩基等,这样就使得物料可以得到非常好的细化处理,在非常短的时间之内就可以收到非常好的效果。 1.2 气流粉碎机 气流粉碎机通常又被人们称为流能磨,它在运行的过程中主要运用的是高压电流,从而使得粉碎的物料粒子能够相互碰撞,从而真正的达到粉碎的作用。和普通的机械式粉碎机比较而言,气流粉碎机能够更好的保证产品的细度,同时粒径分布的范围也得到了有效的控制,气体在喷嘴的位置可以膨胀降温,粉碎温度变化并不是十分的明显,这一特性也使得低熔点和热敏性相对较高的物质能够实现超微粉碎。但是其在气流粉碎的过程中会产生非常大的能耗,采用国际上较为先进的多喷灌技术和流化床技术以及卧式分级系统,其在运行的过程中E狗展现出非常好的自动分级功能,产品的细度较高,同时具有非常好的均匀性。 1.3 超声波粉碎机 超声波发声器以及换能器在运行的过程中可以产生高频的超声波,超声波在待处理的物料当中可以十分有效的引起超声空化的作用,超声波传播的过程中会产生密疏区,在负压的作用下会产生一定数量的空腔,所以空腔在高频压力变化的影响下发生了振动而膨胀和爆炸,所以,真空腔在爆炸的时候就可以起到非常好的物料粉碎作用。此外,因为超声波在液体中传播时会产生非常明显的扰动,这样也就使得颗粒有非常大的速度,物料会产生较为明显的碰撞,超声波粉碎之后会在液体当中会生成固体颗粒或者是生物组织,同时粒度分布也处于相对比较均匀的状态。但是目前这种粉碎机的生产效率并不是很高。 2 超微粉碎技术在中药制药中的应用 2.1 中药和中药复方超微粉碎后药效学研究 三七的粉碎度不用,其溶出度也会存在着一定的不同,在众多形态的三七中,三七粉的入药效果比较好,在研究的过程中发现将原生要材料以传统的粉碎方式进行处理,其粒径为150-200目的的粉末,而使用当前的研制方法可以将中心粒径控制在10μm以下,在研究中还发现采用不同方式所生产出来的药效指标存在着十分明显的差异,采用超微粉碎技术能够十分明显的减少中药的服药量,同时超细珍珠粉在临床应用的过程中能够展现出更好的效果,更加有利于人体的吸收。 2.2 可以十分有效的提升植物药材提取率 研究人员对山茱萸和红参普通粉碎方式和超微粉碎处理方式的溶出速度进行了非常细致的比较,研究结果充分的标明,超微粉碎技术可以十分有效的提升植物药材的提取率。 2.3 可改善中药制剂工艺 某药厂超微粉碎技术在中药散剂中的应用,通过对珍珠、炉甘石超微粉碎与传统粉碎的比较,发现超微粉碎技术可明显缩短上述两味药的生产周期,降低了成本,提高了效率,有利于大批量生产,同时使得到的中药粉体粒径更小,提高了药物的临床应用疗效。 3 对超微粉碎技术应用于中药制药业的思考 3.1 中医药的特色得到更大的发挥 有着几千年历史的中医药,为人类的健康做出了巨大的贡献,辨证性治疗、整体性治疗、综合性治疗体现着中医药的无穷魅力。传统的中药剂型丸、散、膏、丹、汤等正是在这种理论的指导下,作为中医临床给药的不同方式发挥其神奇的疗效。中药或中药复方治疗疾病靠的是诸多成分之间的相互联合、相互制约作用,具有多组分、多靶点的特点,不像化学药物那样,单一成分作用于特定的靶点而发挥疗效。将超微粉碎技术应用于传统的中药剂型的制剂工艺改进,使原有物料处于一种超微细粉末的一种“新的状态”,充分发挥超微细粉独特的理化性质,中药的有效成分不但不会丢失或减少,而且还会被人体充分吸收利用,中医药的特色将得到更大的发挥。 3.2 增加中药的科技含量,赋予中药以时代特征 尽管中医药有自己的优势和特色,但烦琐的煎药过程不能适应当今快节奏的生活。某些中药饮片经过超微粉碎后,可省去烦琐的煎药提取过程,经口服吸收后起效迅速,吸收更加完全,为减少中药服用剂量奠定了基础。若能够通过粘膜给药,其疗效更为迅速。故超微粉碎技术的应用将为中药向现代剂型的发展,提供更加广阔的空间。 3.3 巨大的经济效益和社会效益 中药制药不同于西药制药的一个重要方面就是它们所用的原料不同,即中药制药要经过一个复杂的原药材前处理阶段。原药材提取率的高低,在一定程度上反映着中药制药的水平,同时也严重影响着中药疗效的发挥。中药经过超微粉碎后,原药材的提取率明显提高,可减少中药材资源浪费。同时保健中药超微细粉末还可以作为食品添加剂加入饮料、面包、饼干、糖果等食品中而制成各种各样的保健食品,还可将其运用到纺织业中,加工成具有一定保健作用的产品,形成产业链,带动一个地区的经济发展。 3.4 要提供客观指标 超微粉碎技术毕竟是中药制药领域中的一项新技术,在中药领域应用的研究还处于刚刚起步阶段,因此其最终应用于各种各样的中药材时还应具体问题具体分析。必须要通过大量的实验研究,提供诸如超微与药材性质,超微粉末与指标成分提取率及体内吸收、超微粉末的药效学、临床疗效等各项客观指标,证明中药材经超微粉碎后,各项指标均与其经普通粉碎后得到的结果存在显著性差异,不可一味追求高科技,盲目应用超微粉碎技术。 结束语 超微粉碎技术在中药制药的过程中得到了非常广泛的应用,在技术适应性上存在着非常多的问题,但是我国的科学技术发展水平在不断的提高,在技术发展的过程中,这些问题也会解决,所以这一技术在发展的过程中会越来越广阔。同时它对我国中药制药现代化的发展也起到了非常重要的推动作用。 中药制药论文:IC和CASS联动在处理中药制药废水中的应用 摘 要:中药制药废水包含了每一个生产车间中清洗药、封罐瓶、高温蒸煮以及清洗等程序里产生的废水,是一种成份复杂多样、污染物质种类繁多的具有一定浓度的有机废水,其中也含有许多天然药物活性成分。废水会污染环境,因此,有效处理废水的同时产生优良的环境效益成为了亟待解决的问题,该文通过分析IC和CASS这两种废水处理工艺在中药废水处理中的应用以及搭配使用所产生的效果,旨在探索一种新型的中药废水处理工艺与模式,从而使得处理废水更加合理。 关键词:IC CASS 中药 制药废水 应用 中药制药废水水量大,其中有机污染物浓度高,某些组分具有生物毒性,生物降解性好,属于高浓度易降解有机废水[1]。随着节能减排工作的进行,制药企业废水排放标准不断提高,诸多以生物处理为主要处理方式的药品企业排放废水已达不到排放要求,从而面临可持续发展的限制。 内循环厌氧反应器(IC)是一个厌氧生化反应塔,能够通过一系列的生物化学反应来有效的降解制药废水;周期循环活性污泥法(CASS)发源于美国,可以连续给水,间歇排水,在制药企业废水处理中应用也很广泛。笔者接下来分析两种废水处理方法在中药制药废水处理中的联合应用,以期获得一种新型的废水处理模式。 1 内循环厌氧反应器(IC) 1.1 IC的起源与由来 近些年来,已有许多处理工业废水UASB反应器被建立。之前的研究[2]表明:为了防止升流速度过大导致的悬浮体流失,UASB反应器在处理中低浓度(1.5~2.0g COD/L)废水时,反应器的进水容积负荷率一般限制在5~8kgCOD/(m3d),在此负荷率下,最小HRT为4~5h;在处理 COD浓度为5~9g/L的高浓度有机废水时,反应器的进水容积负荷率大体被限制在10~20kgCOD/(m3d),以免由于产气负荷率太高而增加紊流造成悬浮体的流失。为了解除这些限制,PaquesBV公司开发了一种内循环(internalcirculation,IC)反应器。 1.2 IC的运作 IC反应器具有很大的高径比,一般可达4~8,反应器的高度可达16~25m。从外形上看,IC反应器实际上是个厌氧生化反应塔。进水通过泵由反应器进入第一反应室,与该室内厌氧颗粒污泥混合均匀。废水中所含的部分有机物在此处被转化成沼气,所产生的沼气被第一反应室的集气罩聚集,沼气沿着提升管上升。与此同时,第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器,被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管排出去。分离出的泥水混合物沿着回流管回流到第一反应室底部,与底部的颗粒污泥和进水充分混合均匀,实现第一反应室混合液的内部循环。 1.3 IC处理中药制药废水的的优势 IC反应器通过采用内循环技术,大幅度提高了COD容积负荷,实现了泥水间的良好接触。因为使用了高COD负荷,所以沼气产量提高。加之内循环液,颗粒污泥处于膨胀流化状态,强化了传质效果,使得泥水充分接触。内循环技术不但改善了泥水接触,也增加了生物量,发挥了生化处理能力,抓住了厌氧废水处理的关键,从根本上提高了生化反应速率,大幅度提高处理容量得以实现。 2 周期循环式活性污泥法(CASS) 2.1 CASS概述 CASS是一种间歇式的反应容器,在同一个反应池中将生化化学反映与泥水分离共同完成。能很好的处理一般的污水,不需要庞大的组织与结构。CASS反应池由两个部分组成,分别是主反应区和生物选择区,两大分区之间有隔板分开。CASS每个反应分为四个循环,分别为曝气、沉淀、上清液排除、闲置阶段[3]。 2.2 CASS技术特征 与传统的SBR工艺相比,CASS的特点是可以持续进水,这也是CASS相比传统SBR来说一个进步与创新的关键部位,此外,CASS运行有顺序,但是工艺流程具有一定的稳定性,溶解氧的浓度有时也很高[4]。 2.3 CASS技术优点 CASS占地面积小、投资低、流程简单,生化反应中机制利用率高,生化反应的后盾很强;此外,CASS的沉淀效果较好,不受温度等因素的影响;且抗冲击能力很强,不会因为水流量大而损坏,运行比较灵活;系统稳定性好,不会发生污泥膨胀;这样的一种方式适合于分期建设,而且适用范围广;所产污泥性质稳定[5]。 3 中药制药废水处理工艺的选择 中药生产过程中产品的提纯与净化都离不开水。中成药生产过程的洗药、浸泡、蒸煮、煮药、蒸发浓缩、提取、出渣、离心过滤都需要以水为载体。在应用上述两种工艺之前,可以先进行预处理:粗滤,有效去除细小纤维素等不溶性悬浮物,减轻后续生化处理的负荷;与此同时,因为中成药生产废水排放的不连续和水质变化大,在滤膜后面设置一个调节池,以均衡水质水量,有效降低冲击负荷,便于后续的处理。 中药生产废水易于生物降解,可生化性较好,适合用生物法处理,其废水特点有:有机浓度高、水量大、冲击负荷大、色度高等。基于以上因素和上文提到的IC塔优势特点,可考虑选择IC反应器进行粗处理反应;对任何公司来说,降低生产、环保成本是必然追求,上述CASS工艺有着运行成本低,投资少,管理方便,能够间歇式运行等优点。基于以上考虑因素,中药制药废水可选择IC+CASS治理模式。 综上所述,两种工艺各有优点,两种模式配合使用;两者可以结合,成功建造出另一种模式,具有一定的推广价值。可以很好的处理中药制药废水,达到排放标准,提高企业的竞争力。 中药制药论文:吉首大学制药工程专业开设中药资源学课程的探索 摘 要:制药工程专业是与生命健康息息相关的特殊专业,由于多学科的交叉,专业成立时间不长,培养的学生缺乏工程意识。本文结合吉首大学制药工程专业中药资源学教学的实际,提出了一些建议,为制药工程专业更好地发展提供思路。 关键词:吉首大学;制药工程;中药资源学;教学 高等学校开设中药资源学的目的在于,调查中药资源的种类、数量、分布及动态规律;根据中医药理论,进行中药新药开发、道地药材规范化种植,合理开发中药资源,为制药工业的发展提供药材原料。在“宽口径专业教育”成为新世纪人才培养模式的今天,吉首大学制药工程专业开设中药资源学课程,是培养制药人才的需要,也是发展区域经济、建设资源型社会、提高欠发达地区普通高等教育水平的需要。本文就开设中药资源学课程的必要性、教学内容和教学目标做有益探讨。 一、开设的必要性――发展地方经济 吉首大学地处湘、鄂、渝、黔四省(市)边区的武陵山区,该地区植物资源丰富,是我国南方重要的植物原料、中药材和果品基地。药用植物有273科、1020属、2461种,约占全国药用植物总数的22%,占全省药用植物总量的67%。据测算,野生药用植物资源蕴藏量达400多万吨。丰富的药用植物资源是中国药材公司直接联系的野生药材收购点和药材种植主要基地之一,是本科生、研究生进行天然药物绿色高效提制、天然药物有效成分筛选、天然药物成分分离与分析、天然药物修饰与纵深开发、高值终端产品原料开发的物质基础。 近五年来,吉首大学在植物开发加工应用方面,以湘西猕猴桃、杜仲、花椒、盾叶薯蓣、倍子倍花等药用植物与农林产品为突破口,开展基础与应用研究。在药物研究方面已申报专利40余项,针对药用植物成分进行结构修饰,在药物化学相关期刊上发表学术论文100余篇。同时,还通过校企合作平台开发出“果王素”、金雪康杜仲胶囊、天之骄青花椒精华素胶囊、薯蓣皂素、双烯、花椒油、倍花单宁酸等产品,“果王素”成为国家名牌产品。这些项目的推广和产业化,产生了显著的经济效益,有效推动了地方经济的发展,也促进了我校制药工程学科的迅速发展,形成了鲜明的学科特色。 二、开设的内容――教学内容的选择 围绕理论教学的重点和难点,精心设计教学内容,以激发学生的学习热情。 总论介绍中药资源调查和质量评价、地理分布、化学成分、开发利用、资源的保护更新等问题,以增强学生有关资源保护和合理开发利用的意识、理念。中药资源学的基本理论包括:中药资源的调查与评价;我国中药资源种类、分布,了解我国中药资源的种类,重点了解民间药和民族药的地位、特点以及在中药资源开发中的利用地位,了解我国地道药材的概念与含义、形成原因以及对现代中药开发研究的意义,同时要了解我国各地区的地道药材资源,了解其特点以及新的资源开发前景,牢记通过GAP认证的产地与药材。介绍中药资源的开发与利用,使学生了解我国药材的一级开发、二级开发和三级开发的含义,同时要了解扩大和寻找中药资源产量的途径和方法。介绍中药资源保护、更新与可持续利用,使学生了解我国中药资源保护与管理的现状和意义,同时要了解扩中药资源更新的意义、分类、方法及基本措施,了解中药资源的再生性,寻找中药资源可持续利用的方法与途径。 分论有针对性地对学生进行有关资源科学知识、技能、技巧的专业教育。每章先概说,主要入药部位的不同药用植物的生药名、来源与植物学特征、成分与功效、资源开发与保护等,然后简单介绍代表药物的药性、功效与应用。 三、培养目标――教学目标的确定 利用药理学、生物化学和天然药物化学等相关知识,建立相互交叉的制药工程专业的课程体系,培养学生的资源开发利用意识以及利用天然药物开发新的药物的专业技能,为湘西及周边地区培养优秀的制药工程方面的人才。 由于该课程具有较强的理论性,在教学过程中应密切联系武陵山片区的中药资源优势,加强实地调研环节,加强学生的学习兴趣培养。根据吉首大学的实际情况,结合湘西地区的特点和人才要求,拟定合理的调研项目。改善教学手段,使学生了解中华民族丰富的“中药资源”,以及湘西地区的药物资源,培养药物开发方面的人才。 建设规划方面,与我校的对口支援学校――中山大学、中南大学或湖南师范大学联系,采用课程进修的形式培养师资。初步把握教材的编排体系,学习、体会进修学校教师处理教材的方法与技巧,搞清教材的重点与难点,领会和推敲教学方法和教学模式。根据吉首大学的实际情况,结合湘西地区的特点和武陵山片区中药材多的特点,合理增加教学内容。 作者简介:冯秋菊(1980― ),女,山东济宁人,讲师,主要从事绿色有机合成研究。 中药制药论文:制药工程专业中药学基础教学改革探索的思考 【摘 要】中药学在相关医学院校是中医药教育中的主干课程之一,中药学知识掌握程度对学生下一阶段的专业学习和未来临床工作都具有重要影响。但对于工科定位的制药工程专业开设中药学基础课程,如何开展好课堂授课,将是一个值得探讨的话题,本文对近两年来对中药学基础课程的教学实践探索,浅谈笔者的思考、看法。 【关键词】中药学基础;教学改革;制药工程 中药学是中医药院校里必修的一门具有实践性很强的专业基础课程。为达到扩大学生的知识面,加强基础,拓宽口径的效果,在本校设立的制药工程专业课程中设有中药学基础这一门选修课程,而制药工程专业为工科专业,其在中医药理论基础知识上,可谓是非常薄弱。本文结合笔者近年的教学经验,就目前制药工程专业的培养模式现状,中药学基础在制药工程中的地位及作用,中药学基础教学改革探索,浅谈笔者的几点思考。 1.制药工程专业人才培养模式现状 近年来,制药工程作为新兴的专业,悄然在各大高校中兴起,一些老牌院校得益于雄厚的硬件基础和先进的软件设施,很快发展成优势专业。部分刚刚转型升本的高校也纷纷紧随其后,陆续开设利于地方的,具有独特的制药工程专业。纵观各学校该专业的培养模式现状,就人才培养目标要求及主干课程上有如下特点: 1.1人才培养目标 培养具备生物制药、化学制药、中药制药方面基本理论知识、实验技能和工程实践能力,能在制药、生物化工和食品等行业从事产品的研制开发、生产以及应用研究和经营管理等工作的高级工程技术人才。 1.2人才培养要求 制药工程专业主要以化学工程与技术、化学及生物工程、细胞工程为主干学科。采取宽口径人才培养模式,突出制药工艺、设备的开发和工程设计特色,专门研究药物生产的原理、方法、工艺与设备的开发与设计。学生在校期间学习制药的基本理论与基本知识,经过专门实验技能、制药工程实践,具备药物的研制、生产、工程设计的能力、创新能力和独立获取知识的能力。以期培养出能在医药、化工、卫生、食品等领域的企业、事业单位从事生物药物、天然药物、精细化工产品的技术开发、产品研制、化学分析、仪器操作、生产管理、教学培训、商品检验和技术服务等工作的应用型高级专门人才。大致的主要课程有有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、生物化学、微生物学、微生物发酵制药、生物催化、生物分离、药物化学、药理学、天然药物化学、药剂学、制药工程、化工原理、化学制药工艺学、制药工程工艺学、生物制药设备学等;根据各学校办学特色和社会需求,开展一些主要实践环节,包括化学与制药基础实验、生产实习、计算机软件模拟实际生产及生产线实践、课程设计、毕业设计等。可以看出,制药专业涉及多学科的交叉融合,特别是药学、化学占据很大比重。 2.中药学基础在制药工程中的作用 随着现代医学技术的飞速发展,制药工程专业作为一个与医药学紧密相关的工科专业,观其培养模式及相应课程设置,药学基础知识这方面的进一步加强势在必行。中药学基础这门课,它强调了学习中药的基础,也是对药学知识的重要补充。中药涵括了天然中草药、民族药、西药等部分药物,制药工程专业学习过程中,可以达到标本兼治的效果。不仅可以优化学生的知识结构,而且为今后制药技术指导打下牢固的基础。如果培养出来的学生只知道如何摆弄机器,而不知道所制药物的根本原理,那就等同于专科培养模式,影响其进一步深造。因此,中药学基础可以说是链接各主干课程的纽带,具有很好的驱动作用,是药剂学、药理学、药物分析、制药工艺学等与药学相关课程的理论基础。 3.中药学基础教学改革探索的思考 通过几届学生的教学实践和不断探索研究,对于在制药工程专业中开设中药学基础课程教学改革,谈谈几点思考和看法。 3.1中药学基础教学模式的改革探索 目前,中医药院校中药学的教学模式大部分是根据教材编写内容确立的,总论依次按中药的发展沿革、药性理论、药物的采收、煎药方法、配伍服用禁忌、炮制方法意义等顺序讲授,各论分药材来源、性能、功效主治、临床应用的顺序授课,其涉及到大量的中医的各种病证,从中医的病因病机来解释中药的作用,而制药工程专业中强调的是基础知识,如果按照中医药院校照本宣科的教法,学生学习过程是非常艰难乏味的,失去学习兴趣,教学效果的提高是无法凑效的。因此,在授课过程中,教师应在每个章节授课过程中,适当给予补充一些中医内容,以临床案例为导向,对疾病诊断中出现的症候、用药法则进行通俗讲解。进而讲授中药学的基本理论,诸如四气、五味、归经、升降浮沉、有毒无毒、配伍法度,煎煮方法、服药时间,用药禁忌等基本知识,学生就会积极主动吸收消化,激发其学习兴趣。 3.2中药学基础教材、教学大纲与内容的改革 在制药工程专业中开展中药课程,其教材、教学大纲内容应有自己的特色,可根据国家中医药类规划教材《中药学》及其教学指导大纲进行编写属于本专业的课本,内容编写上要求通俗化,介于科普知识与专业知识之间。达到传授传统中药理论知识外,教师还应紧密联系临床诊断表现,将中药化学成分、药理研究进展及临床报导贯穿一起,把现代科学的前沿科研成果的内容融入到课堂教学中去。根据专业培养需要和课程设置需要,对相应的知识模块采取适当取舍,使之适应不同层次的学生。 3.3中药学基础教学方法上的改革 中药学内容很多,功效相似药物容易使学生产生混淆,而制药工程专业本来中医基础理论知识就薄弱,其学习难度就会加大,导致学生缺乏学习热情,只能被动的接受。在教学方法上,课堂讲授要形成灵活多样、生动活泼的教学方法,教师授课过程中善于运用增强记忆能力法,综合比较法,多媒体教学法等具体教学措施。改变教学观念,以学生为中心,问题为导向,让学生主动参与课堂教学。教师可做出部分课时计划,开展中药学实验课,譬如带学生野外考察,上山采药,制作药材标本,下到医药药房及社会药店的中药柜台进行实践技能锻炼,使学生身临其境,更好掌握中药知识和技能,满足社会需求。 3.4中药学基础考评制度改革 考试可以体现出学生对中药学知识掌握的程度,合理的考核方式是改革的重要环节。我们曾尝试以开卷考试的方式考核,但开卷考试学生往往容易投机取巧,平时不认真学习的同学也得到相似的分数,分数无法拉开,数据体现不出没有正向分布的规律,成绩结果得不到有效的评价,也没有达到掌握中药基础知识的目的。而后又采用闭卷考试,运用分段考评方式在学生学习中药学过程中进行两次中期考试,期末成绩分为两部分,包括平时成绩和卷面成绩,其比重为30:70,对中药学基础实验课进行考试,考试采取通过分组抽签的方式,主要是认识常用药物和功效主治,将其纳入到平时成绩部分,这样学生就会自主地去学习、查阅相关文献资料。最终结果显示,该方法能提高学生学习主动性,牢固掌握课堂所学知识并加以内化,提高了教学质量。 中药学是一门基础学科,在中医药院校是重要课程,若在制药工程中开展教学工作,我们必须得量体裁衣,在教学中不断改进,完善教学内容,紧扣培养方案,科学合理考评,既可以使学生获得知识补充,又能让教师在教学上形成自身独特的教学风格。 作者简介: 潘立卫,男(1987-),硕士,实验员,研究方向:中草药有效成分研究。 中药制药论文:高职中药制药专业中药化学的项目教学法研究 [摘要] 根据中药制药技术专业人才培养目标,结合现代高职教育特点,辽宁医药职业学院在中药化学实用技术教学过程中采用项目教学法,促进学生的主动式学习,提高学习积极性。本文就课程设计思路、教学目标、教学内容的选择、教学项目和任务的设计、实施过程、教学手段、教学评价、教学成果及未来发展目标等方面阐述项目教学法实施过程,以提高授课效果、学生的创新能力和解决问题的能力。 [关键词] 高职;中药制药技术专业;中药化学;项目教学法 中药一直以来以历史悠久、安全有效、毒副作用小为中华民族的繁衍昌盛做出了巨大的贡献。随着社会的发展、疾病谱的变化、药物的滥用等因素导致的某些疾病无法医治,如20世纪80年代疟原虫对奎宁类药物产生抗药性从而西方国家转而求助于中药。2011年9月,中国中医科学院研究员屠呦呦因为发现青蒿素获得拉斯克临床医学奖,人们更加意识到中药之于人民身体健康的重要性。但目前中药由于同物异名、同名异物、一药多来源及生产、采收、炮制、加工、运输、贮藏等因素的影响质量难以控制,在一定程度上阻碍了中药现代化的进程[1]。故应培养中药相关专业的技能型人才,以有效控制中药材及中药制剂的质量,为中药走向国际市场开辟通道并更好地为全世界人类服务。 辽宁医药职业学院(以下简称“我校”)于2001年设置中药制药专业,根据专业人才培养目标和未来就业岗位群分析,使学生初步具备中药制剂的制备、调剂、质量控制的能力[2],并能胜任药品生产企业的生产技能性操作岗位及管理岗位等。通过对该专业知识、能力及素质结构分析,《中药化学》为其专业优秀课程之一,在中药专业知识结构中起着举足轻重的作用。同时,在国家人力资源和社会保障部主办的中药药剂员职业资格考试中,中药化学为其考试内容之一。通过本门课程的学习,使学生掌握中药中的黄酮、生物碱、蒽醌、香豆素和木脂素、皂苷、强心苷、萜和挥发油等常见成分的结构、理化性质、提取分离和检识方法[3],能采用合适的方法提取分离中药中的各类成分,并且进行检识。 1 目前中药化学教学现状 中药化学需有机化学、分析化学等学科作为前期基础课,涉及的知识面比较广泛,学生普遍反映化学基础差,且化学成分结构、理化性质等方面对高职学生而言比较抽象,学习本门课程难度相当大,学习兴趣不大。就教师而言,上课容易出现“一言堂”,几乎就是教师一人的独角戏,学生被动式学习,授课效果可想而知。我校中药制药专业中药化学总学时为72学时,其中理论课40学时,实践课32学时,理论、实践几乎各占50%,但传统的授课模式下,先理论再实践,学生无法将理论更好地融入实践,操作过程中只是机械的重复验证性实验,缺少主动性思考过程,更多的情况下只是问该做什么,而不去想为什么。根据高等职业教育理念,以就业为导向、以能力为本位,我校的目标是培养技能型人才。怎样提高学生的学习热情,提高其发现问题、解决问题的能力,是目前中药化学教学过程中必须解决的问题。目前的教育现状迫切需要进行中药化学的教学改革。 2 项目教学法在中药化学课程教学过程中的设计与应用 2.1 关于项目教学法 项目教学法最早源于美国教育家凯兹和加拿大教育家查得合著的《项目教学法》,德国引进后制订了“以行动为导向”的项目教学法法规,并开始应用于现代职业教育[4]。项目教学法以建构主义学习理论为基础,过程中改变了传统的以教师和教材为中心,而改由学生和实践项目为中心,由教师或师生共同制订相应教学内容的项目并且完成这些项目[5]。项目教学法改变了以往教师讲授为主、学生被动学习的传统教学形式,采用项目导向、任务驱动、演示讲解、现场点评、师生角色互换等教学方法,全面提高学生的职业能力。根据“以服务为宗旨,以就业为导向”的职业教育目标,在高职中药制药技术专业的《中药化学实用技术》教学中,打破传统的教学模式,采用项目教学法的教学模式,并以此来推动学生职业技能培训环境与模式改革,用全新的模式培养出高素质的技能应用型人才。在整个学习的过程中,学生不再是简单的接受知识的容器,靠死记硬背的方法去死读书、读死书,而是从被动的“让我学”转变为“我要学”,学生可通过动口、动脑、动手真正地参与到教学中来,成为知识的主动构建者。 2.2 课程设计思路 本着“课程教学目标服务于人才培养目标,课程教学内容服务于课程教学目标,课程教学方法适合课程教学内容”的教学设计思路[6],采用项目教学法,结合中药制药技术专业的未来岗位群、岗位职业能力分析,确定知识目标、技能目标和素质目标,通过对课程内容的整合,确定适合学生学情的项目及任务,提高学生的职业能力,实现与未来工作岗位的零对接。 2.3 课程教学目标 2.3.1 知识目标 掌握中药中八大类化学成分生物碱、黄酮、蒽醌、香豆素、木脂素、强心苷、皂苷、萜和挥发油等化学成分的提取分离技术及必备的理论知识,并了解中药中各类化学成分的存在、分布及生理活性及中药化学成分的提取分离新技术、新方法。 2.3.2 技能目标 能熟练根据各类化学成分的结构、理化性质选择合适的提取、分离的步骤和方案,并可采用化学检识法初步鉴别中药化学成分的基本技术。 2.3.3 素质目标 具备科学严谨的学术作风和良好的职业道德;具备信息获取能力,利用书籍或网络获得相关信息,并经归纳整理,能够解决岗位实际问题;具备团结协作精神,互相帮助,共同学习,达到目标。 2.4 教学项目的选择 在项目教学法的实施过程中,如何针对所选的教学内容及不同学习基础的学生选择合适的项目是问题的关键,既要保证教学的基本知识点的学习,同时要兼顾到学生的学习积极性,所以在项目的选取上一定要注意难度,项目不能太大、太难,必须保证学生在必要的指导下顺利实施。同时项目的设计既有以小组为单位的大项目,也有以个人为单位的小项目,或者有些项目二者兼有。这样设计的目的是在教学质量评价的环节既可体现小组的团结合作,也可体现个人的实际操作水平,避免出现小组中某些或某个学生参与度不高,激发学习的主动性和参与的积极性。比如,皂苷的提取与检识方法,在项目设计中,以三七中皂苷为例,采用甲醇回流提取并回收溶剂,取适量三七皂苷的甲醇提取液,进行Liebermann-Burchard反应的定性检识。操作过程中,三七皂苷的提取可以以小组为单位进行评价,而理化反应检识可单独评价。 当代职业教育目标,将中药化学实用技术内容分割成两大模块,八大项目。两大模块分别是中药提取分离方法、中药各类化学成分的提取分离技术;八大项目分别是生物碱、黄酮、蒽醌、香豆素、木脂素、强心苷、皂苷、萜和挥发油的提取分离技术。对每一项目进一步分割成适合教学基本目标的若干子项目,每个子项目设计基本理论学习和专业技能训练,实施项目化教学。通过子项目的实施,使学生达到对应知识点的理论要求及能力要求。 以生物碱为例,生物碱具有明显的生理活性,已知生物碱种类约10 000种,是中草药中最为重要的有效成分之一,如黄连、苦参、防己等均含生物碱,且为其重要的活性成分。生物碱结构种类很多,性质比较复杂,学生在学习时通常感到难度很大,学起来很吃力。我校在过程中选用项目《一叶c中一叶c碱的提取、分离和检识》进行教学,通过一叶c碱的提取和分离来掌握生物碱的基本性质和一些提取分离方法[7]。见表1。 表1 生物碱教学项目设计 之所以选择一叶c中生物碱的提取和分离,是因为过程中用到了渗漉法、离子交换树脂法、索氏提取法等多种方法,而且通过分离可得到一叶c碱的单体,学生实验结束后直接可看到成果――一叶c碱的浅黄色结晶,更为直观,也更有成就感。据笔者了解,多家同类院校在生物碱一章中多选择黄连中小檗碱的提取分离和鉴定作为实训项目,过程中包括酸溶碱沉、盐析的操作,而且得到的是小檗碱、黄连碱等生物碱的混合物,无法得到单体。相较而言,一叶c中生物碱的提取分离技术所呈现出来的是更多的实验操作,成果显著而直观,可说是生物碱一章的经典实训项目。 2.5 教学实施过程 将中药制药技术专业每班学生30名左右,分成8组,每组3~4名,明确各组分工及成员分工。教学过程包括创设任务情境、知识铺垫、制订方案、项目实施、总结评价,引导学生完成既定任务,并进行组间及组内讨论、组间互评及对每组学生进行教师评价,总结记入成绩。如以上述一叶c碱的提取分离为实例,首先布置查阅文献,确定提取分离路线。开展组内讨论及组间讨论,并适时教师介入点评。根据模块――提取分离方法的学习,确定索氏提取法的操作要点及对应分值。观看视频,并对既定评分标准进行修订,在项目实施过程中采用自评、组间评分或随机抽调几人为评分小组进行打分。操作结束后各组进行讨论,总结心得。教师随即抛出问题,引导学生重新回忆操作过程及要点难点,如索氏提取法的优点和操作要点,为什么树脂先经碱化后再用石油醚索氏提取。通过这样的教学形式,使学生深刻的理解索氏提取法及生物碱的提取分离的操作过程,而不是单纯的理论说教,过程中课堂气氛活跃,学生的学习热情很高。教师扮演的不再是课堂的主角,而是给予必要时适时、适度的指导,避免出现将项目教学法的课堂沦为把理论课搬到实验室中的尴尬现象。 值得注意的是,课程教学过程中必须注意同学生的交流,既包括课前交流、课堂交流,也包括课后交流。有些同学在专业学习、课程学习及未来就业形势或生活等方面产生困惑时应及时解惑,鼓励健康向上的行为及观点,及时纠正片面或偏激的行为;课堂交流主要指在授课过程中耐心解答随堂产生的疑问并配合学校德育部门及时解决;课后交流主要指课后或学生毕业后做到积极与学生沟通,了解本门课程学习情况或行业应用情况,并及时对教学环节进行改进完善。教学以人为本,不仅仅是知识的生硬传授,所谓教书育人,不仅仅要达到学习目标和技能目标,还要培养德、智、体、美全面发展的技能型人才[8]。目前许多院校的专业课教师主要把注意力放在教学改革上,忽视了学生的德育培养,对此应引起足够的重视。 2.6 教学手段 目前全国各大院校在中药相关专业采用的教学方法多种多样,除传统的教学模式外,目标教学法、启发式教学法、Seminar教学法[9]、任务型教学法[10]、TDL教学法[11]、感官刺激法[12]等多种方法应用其中,提高授课效果。但由于中药化学教学内容很多,学生的学习情况也不尽相同,所以各种方法各有利弊。在中药制药专业的授课过程中,采用项目教学法教学方式,并且在必要阶段辅以其他方法进行教学,提高了学生主动学习的热情,并可避免传统教学模式中理论和实践相脱节的现象,取得了一定的成果。 另外,笔者及课题组成员参与国家教育部主持的药物制剂专业的资源库建设,可充分利用这一平台,充分利用既有的网络资源,如图片、视频、动画等开展教学。 2.7 教学评价 传统教学模式下,采用的考核方式包括平时成绩、实践课成绩及期末考试成绩三部分,平时成绩包括出勤情况及课堂表现、实验报告,实践课采用各类化学成分的理化检识操作,期末考试为闭卷答题所得的分值,三部分所占比例为20%、20%和60%。考试过程中可能会出现学生考试发挥不理想带来的成绩不好的情况。学生参与并完成项目的过程是一个动态过程,为此,笔者采用过程性评价和终结性评价相结合的方式,并加大过程性评价的权重,弱化终结性评价,以期真实反映学生的实际操作水平[13]。改革后的教学评价方式更为灵活、全面地反映学生的学习情况,主要包括平时成绩、在项目实施过程中的组间评价、教师评价及期末考试四部分,理论考试的比例也下调至40%。 3 中药化学教学改革未来发展目标 3.1 教材建设方面 在现行版本的中药化学教材中,糖和苷类单列一章,但在历年的教学过程中不难发现,本章内容比较抽象,涉及很多的有机化学基础知识,而且在以后各章节教学中,有些重点内容反复提及,如糖和苷的检识反应――Molisch反应。所以在教学过程中,笔者直接将其打散,揉入其他各章。如在黄酮一章中,选用“槐米中的芸香苷提取、分离和检识”为例,将芦丁的检识方法作为子项目,采用Molisch反应进行检识,从而将抽象的方法作为一个可操作、可以直观观察到结果的形式出现,令学生更加印象深刻;再比如苷的水解反应是一个难点,将其结合到强心苷的酸水解反应中,两方面内容互相补充,互相说明,授课效果更好。 另外,现在许多教材虽按照项目教学法的教学过程进行编排,但许多内容根本不适应教学,一些有效成分的提取只是参见以前版本的教材。比如,甘草中皂苷类成分的提取,实际在操作过程中很难得到甘草次酸单体。笔者近几年也多次参与《中药化学》教材的编写工作,但是关于项目教学法的内容也在逐渐摸索中,未来期待能编写更适应当代职业教育的《中药化学》教材,而不仅仅是拘于编排形式的变化。 3.2 教学项目的设计 教学项目的设计应注重与药物分析、中药炮制、中药药剂等学科的融合,通过开设学科交叉的项目设计,使学生做到中药学知识的系统掌握,而不是死学硬学。目前开设的实验多与现代工业化药企的生产差距较大,所以未来将开展与更多家药企合作,通过行业专家参与教学制订教学项目,真正实现工学结合[14]。 3.3 师资建设 中药化学的项目教学法在教学实践中逐渐摸索和不断改进是一个长期的过程,包括教学流程设计和教学质量的评价体系也在不断的完善。教学模式的改变带来的成果毋庸置疑,但笔者想说的是,在教学改革的过程中,同样重要的是教师素质能力的培养,尤其是实践能力的培养。目前许多高职高专类学校的专业课教师主要来源于高校毕业生,经试讲、面试、考试合格后即可具备教师资格,从一个学校走向另一个学校,没有企业生产经验[15-18]。笔者认为教师应不仅仅拘泥于校门之内,拘泥于学校的实验室,更应该走向药厂,结合生产一线强化实践技能。目前许多高校教师走向工作岗位仅仅是作为一个旁观者的形式,企业出于生产效益、风险预估或等多方面因素的影响不愿让实践者参与其中,教师专业素质是否真正得到提高可想而知。期待以后更多院校和药企关注此类问题,使教师真正具备双师资格。 4 小结 项目教学法在中药化学教学过程中的优势地位无可替代,但实施起来问题较多,诸如每年学生情况不同,如何提高学生的能动性是一线教师一直致力于解决的问题,过程中很容易出现课堂气氛沉闷、把理论教学搬到实验室中的情况,同时,教学评价方法也应逐步完善。怎样提高学生的创新能力及发现问题、解决问题的能力需不断进行深入研究。 目前,全国多所职业院校在《中药化学实用技术》的教学过程中相继采用项目教学法进行教学,但辽宁省可说寥寥无几,故此次教学改革除可填补这一不足之外,也期待在前人的基础上更为创新,培养高素质的技能型人才。
计算机工程论文:计算机工程建设论文 1计算机科学与技术运用到工程建设项目管理的意义 1.1实现技术、经济的一体化及资源共享 一直以来,工程建设项目在管理上都采用传统的管理方式进行管理,而传统的管理方式在现如今的工程项目管理中已经不适用。并且,负责建设项目管理的工作人员管理方式落后,既不懂管理也不懂技术,导致管理出现混乱的局面。采用计算机科学与技术进行管理,将各个部门相互联系,在日常工作中交换信息,各部门的人员可以通过网络来进行技术交流,实现了技术与经济一体化。在工程建设项目管理中使用计算机科学技术,可实现资源共享,项目管理需要对信息进行跟踪、收集以及处理等,过程相当复杂,并且信息量大,只是靠人为来处理信息很容易造成信息丢失。而采用计算机处理信息则不同,将建筑工程项目各种信息资料,通过互联网进行整理、归类,以工程数据库为中心,进行科学管理。在建设工程管理中,会有很多资料,例如建议书、施工设计图、工程验收等各阶段所产生的材料,计算机系统根据工程信息的格式、类型等进行一体化管理,并根据各部门的需要将资料实现共享,使建设工程各个部门联合在一起,形成一个紧密联系的整体,更便于管理。 1.2控制物资,实现现代化管理 在建设项目管理中使用计算机可了解到物资管理的情况,并结合项目的实际情况对物质进度进行适当的调整。在工程施工中,常常需要采购工程材料,此时可通过计算机编辑限制条件,可在第一时间里了解到采购量是否满足或是大于请购量,请购量是否与设计量一致等,再采取相关措施,从而降低项目建设成本。使用计算机科学与技术还可有效提高资金的管理水平,工程项目的结算、验工计价等,均在企业内部进行,在计算机的辅助下,资金运作实现了统一管理,合理使用,满足工程需要的同时,更降低了资金的运作成本。就我国目前建设项目管理水平来看,与发达国家还存在很大的差距,我国加入WTO之后,与世界各国的合作机会不断增多,计算机技术是拉小我国项目管理水平与发达国家项目管理水平的有效途径。 2计算机科学与技术在工程建设项目管理中的应用 2.1采用计算机进行项目预算 建筑企业的生存离不开项目预算,工程项目预算是企业获得利益的关键环节,但是,建设项目预算往往比较复杂繁琐,预算人员难免在预算中出错。预算工作常常需要消耗预算人员大量的时间和精力,而所取得的效率并不高,为了解决这一问题,设计、管理部门可采用计算机来提高工作效率。采用计算机进行工程项目的概预算编制、审核等工作,计算机相关软件可达到审核、预算编制的要求,直接打印概预算资料,不仅节省了大量的时间,而且错误率低,大大减轻了预算人员的工作量。这样一来,预算人员便可将更多的精力放在经济分析上,采用计算机相关的软件,根据公式输入数据计算出预算结果,通过计算机计算出来的结果准确率为百分之百,不仅如此,通过计算机整理出来的预算文件十分完整,并保存简单,具有安全性,需要进行更改时,打开相应文件便可更改。预算工作量大,预算人员若是单纯进行手工预算工作,则需要消耗大量的时间和精力,采用计算机则不同,可以在较短时间内完成预算工作,并且计算结果得到保证,是提高工作效率的有效途径。 2.2评标工作 建设工程项目在施工前期需要进行投标工作,标前评审、造价询问等一系列工作都十分重要,运用计算机辅助评标工作,可将实际中的评标工作转化为电子方式评标。在招标与投标这两个项目过程中,招标的一方首先要负责的工作就是制作电子版的招标文件,电子版招标文件与传统的纸质版文件相比,更方便携带。然后招标方根据电子版的招标文件准备相关的设备,开展招标工作。至于投标方当收到电子版的招标文件之后,需要进行招标文件的填写工作,填写数据以及价格等,完成填写之后生成本件进行保存,电子存储设备上会有清楚的记录,最后形成一个完整的招标文件。电子版的招标文件具有较高的准确性,实现了公平、公正、公开的招标制度。另外,在计算机分析技术下,历史数据和招标工作存在的规律,可不断提高评审水平,使评审决策更加具有科学性。招标工作是建设项目中一个重要的工作环节,将计算机科学技术运用到此项工作中,使传统的招标文件转变为电子版文件,有效提高了招标的工作效率,使招标工作更加公平化和规范化。 2.3在审计与监理中的运用 计算机科学与技术是企业发展不可或缺的一部分,当下,我国计算机科学与技术水平也取得了很大的突破,在各个领域上都得到广泛运用。在工程审计工作中也使用到了计算机科学与技术,工程审计工程一般包括两方面的工作,一方面是投资的检查核对,另一个方面是工程量的检查及核对,工程程序复杂,并且工作量大。在此工作中使用计算机技术可有效提高工作效率,在审计中,计算机主要是充当监督和审查的角色,对已经竣工的工程项目进行审查和监督,并结合国家制度,对已经结束的工程、工期等一一进行审核。另外,在监理工作中亦可使用计算机科学与技术,近年来,我国监理工作逐渐规范,此时,将计算机科学与技术运用到其中,可有效促进监理工作的健康发展。使用计算机技术,主要是在监理过程当中,采用科学的方法来处理各种信息,达到控制监理整个过程的目的。传统的工程监理主要是通过手工的方式来处理,这样的处理方式效率低,极不适应现如今竞争日益激烈的建筑行业需。采用计算机来完成监理工作,取代手工方式,可有效提高工作效率,为企业带来更大的经济效益。审计与监理工作一直以来都是人力来完成,而这两项工作较为复杂,人工完成的过程中常常出现问题,采用计算机来完成,可使监督和审查规范化,更具有科学性,有利于建筑企业的健康发展。 3结语 我国建筑行业发展的过程当中,常常忽视建设项目管理,而建设项目管理水平与建筑质量息息相关,因此,要提高工程质量,就要做好管理工作,将计算机科学与技术运用到管理当中,促进我国建设行业的快速发展。 作者:韦姗单位:广东省清远市勘察测绘院 计算机工程论文:计算机工程绘图土木工程论文 一、从教师的角度寻找提高专业绘图能力的途径 教师的教学要结合职业技术学院学生的特点,应采用适合的教学方法,教学内容与本科学生要有一定的区别。应结合职业技术学院学生实际进行教学改革,以工作任务为中心组织教学内容;以典型的建筑施工图为载体,设计教学活动。突出实践性,强调学生的自主学习。教师的实践总结,融合进教学之中,从而达到让学生自主提高专业绘图能力的效果。 (一)改革教学方法和教学手段 过去教师系统讲解理论知识、满堂灌、学生被动听课的传统的教学方法,学生缺乏积极性、主动性和创造性,现在职业技术学院的教学应重视激发学生的积极性、主动性和创造性。对于计算机工程绘图这一门课程来讲,主要应采用项目引领、任务导向等教学方法;并采用多媒体教学及人机互动等教学手段。提高学生听课的专注程度,提高学生的学习热情。 1.项目引领项目引领的教学方法,改变了传统的教学过程,以实际的工程项目为依托,并根据学生能够接受的程度,展开针对性的教学。通过计算机工程绘图这门课程,提高学生的绘图能力,在进行教学时,以项目引领的方式,使用具体的工程项目教学;在绘制具体的工程图的各个环节,在学生急需知道下一步做法时,传授必要的理论及实践知识。学生在这种情况下,是最想学习的时候,学习效率也是最高的,学习兴趣也是最浓的。 2.任务导向任务导向的教学方法,强调把一个工程项目,分解成若干个任务,以实际的工作过程(建筑工程施工图)为载体,提炼出典型的工作任务,使学生在完成工作任务的过程中,学会绘图命令、修改命令以及与之相关的各种高级操作命令。打破原有的章节顺序,以任务为引领,逐级深入。以能让学生在自主学习中真正、切实地掌握绘图技巧,精确熟练地利用课内知识,以及内容的精准应用为主。让学生自主实践,自主结合课内知识,自己动手并总结经验。这样做的目的,避免学生在绘制工程项目时,由于工作量大,而感到枯燥,并产生厌烦情绪。在绘图的过程中,教师在给学生渗透理论知识的同时,融入企业岗位资格标准。学生在完成一个个的小任务时,绘图能力自然就得到了提升。并且体验到了其中的乐趣,从而愿意去主动学习。 3.教学做一体化将课堂教学和实训室整合在一起,采用一体化教室上课,理论教师与实践教师由同一名(批)教师担任。通过项目引领、任务导向“边做边学、边学边教”,促使学生学习相关理论知识和实践技能,打破了原来的理论课和实训课的界限,是一种非常适合职业技术学院学生的学习方法,这种教学方法的教学过程实际上就是教学做一体化。“教学做一体化”的教学模式是我国职业教育界普遍认可的一种教学模式。在这种教学模式中,学生是主体,教师起到的是主导的作用,教师多半时间都是在辅导学生,而不是讲理论课。 4.应用广播教学软件教学广播教学软件可以完成:一机(教师机)对多机(学生机)的广播(授课或播放各种软件、课件等)、一机(教师机)对一机(学生机)的辅导、控制和查看学生机的屏幕。应用这种教学软件,代替了传统的教学手段,也代替了投影仪加大屏幕的多媒体的教学,并且不会受到投影仪投影效果的影响,是一次教学方式的改革和飞跃。采用这种教学方式,学生乐于接受,效果显著。 (二)整合教学内容 职业技术学院工程绘图的教学内容,不能是本科这门课教学内容压缩或简单地删减,学生不愿意接受或很难接受的理论知识,尽量地少讲甚至不讲,尽量多地带领学生进行实际操作,在操作的过程中,渗透给学生能够理解并且容易接受的理论知识。为了让学生在将来的工作岗位上得心应手,学校的教学内容应以将来的实际工程应用为主。要打破原来的章节顺序,按照工程图的绘制顺序,整合教学内容。使学生更加易于接受。 (三)模拟真实的工程实例,进行课程设计,增强实践力度 为了使学生的绘图能力得到巩固和提高,必须增强实践力度。可以适当地增加课程设计,在课程设计中,要模拟真实的工程实例,绘一小型工程的施工图,根据课时量,模拟的施工图内容可以进行适当的删减,绘制典型的施工图纸,比如建筑的平、立、剖、节点都只画一张等,学生在绘图时,要严格执行各种建筑绘图规范。能力是练出来的,只有通过典型工作任务的参与、独立完成,才能形成相应的技能,掌握实用的理论知识。 (四)提高教师的专业技能 教师的专业技能,对土木工程类学生绘图能力的提高,起到了很大的影响,教计算机工程绘图的教师,最好能具有双师素质,也就是要具有一定的实践经验,教师的双师素质,在整合教学内容,以及按照绘制施工图的顺序,重新排列教学内容的先后顺序、贯穿整个教学内容的主线上等方面,均起到一定的作用。由于教师具有相关的工作经验,可以很随意地找到一些极容易画、学生又感兴趣的建筑施工图或结构施工图的相关内容,能够对各种相关规定,把握得相当到位,并能根据新规范、新图集及时修订所教的内容,使学生所学与将来的工作完全接轨。同时做到教学相长,有时学生的思路,也会给我们带来启发,并且对以后的教学产生一定的影响,使更多的学生因此而受益。 二、结束语 综上所述,对于动手能力很强的职业技术学院的土木工程专业学生来说,要想提高其计算机工程绘图能力,并不是件多么困难的事情,这需要任课教师和学生的共同努力,教师要根据学生特点,按照实际施工图的要求,进行教学方法和教学手段的改革,同时对教学内容进行整合,其中所有的案例都围绕真实的施工图进行,并且重视对学生好奇心和求知欲的培养,激发学生的学习热情,变被动为主动。要培养学生的专业热情,学生有了对专业的热爱,了解具有绘图能力的必要性,从而愿意去画图,这样在老师的指导下,才能去主动练习。按照这样的途径去执行,学生应用计算机绘制工程图能力一定会提高的。 作者:谢桂英 张威琪 杨化奎 霍堂霞 王滨生 单位:哈尔滨职业技术学院 黑龙江省质量监督检测研究院 计算机工程论文:计算机工程专业方向系统设计论文 1研究思路与目标 集成电路技术的发展,使集成电路和处理器的关系密不可分。随着多核技术的出现,处理器已经变成构成系统级芯片(SoC)的基本单元,因此,从集成电路的功能级设计层面讲,计算机系统设计实现采用的方法就是大规模集成电路(VLSI)系统的设计方法。从卓越人才培养的角度,VLSI系统设计是微处理器的逻辑实现手段,而数字逻辑是计算机组成的物理实现基础。学生的数字逻辑系统设计能力和VLSI系统设计能力直接决定了其计算机系统设计能力。因此提升学生计算机系统设计能力的关键是提升学生的数字逻辑系统设计能力和VLSI系统设计能力。为了切实提高计算机工程专业方向本科学生的计算机系统设计能力,教学改革研究工作的目标确定为:以数字逻辑设计方法为设计基础、以硬件描述语言为设计工具、以硬件仿真系统为设计环境、以FPGA为系统实现手段、以计算机系统设计实现为目标和主线,将计算机系统设计实践完整地贯穿于专业优秀课程之中;教学改革研究思路确定为:系统视角、整体优先、设计牵引、讲做结合、注重能力。该研究思路不同于一般的课程群,不是简单的知识点的审视,是“自顶向下”的观点和“自底向上”的实现的一种结合方法,最终目标是提升计算机工程专业方向本科学生的计算机系统设计能力。 2研究内容 计算机工程专业方向的主干课程包括数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、计算机系统设计、VLSI系统设计等。课程各有目标,课程之间有宏观上的先后顺序,有微观上的相互穿插,有内容上的重叠。经过近几年的教学研究和改革,各门课程都发生了非常大的变化[1]:VLSI课程中会涉及算术逻辑单元的设计甚至处理器设计方面的内容;汇编语言的作用已经从编程工具转变为描述和理解计算机系统工作原理的有效工具;HDL语言和仿真工具不再专属于数字逻辑电路设计领域,已经成为计算机系统设计的通用语言和工具。但是,由于总目标不明确,导致课程分头讲,实验分头做,总体学时不少,最终效果欠佳。笔者的主要研究内容以计算机系统设计为目标,从能力培养的视角看待和理解数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、VLSI、计算机系统设计等课程,借鉴CDIO的思想,将系统设计思想和设计实践贯穿整个计算机工程专业方向人才培养过程。 2.1重新审视和修订教学计划 在研究过程中,我们首先整理涉及的各门课程的全部知识点,对相互影响的重要知识点整体排序,整合相近和相似的知识点,归并出一些重要的专题,提出有利于培养计算机系统设计能力的完整实践教学体系,全线引入HDL语言,全线引入基于FPGA开发板的设计实验,紧密配合理论课、设计方法课、实践课,形成“学习—构思—设计—实现”的完整过程。 2.2数字逻辑电路设计课程内容的改革 数字逻辑电路设计课程改革的研究重点是设法强化和提升学生使用硬件描述语言说明硬件系统的能力,将硬件设计语言的介绍提前到课程的开始部分,使学生在学习数字逻辑电路设计过程中就开始使用硬件设计语言,相当于使学生掌握了一个设计工具,为计算机组成原理课程和计算机系统结构课程提供支持,另外,从教学上形成学习数字逻辑电路设计就是学习集成电路设计的理念。数字逻辑电路设计课程的实验既有使用逻辑电路器件搭建实验电路的传统型实验,又有使用FPGA开发板的设计实验。 2.3计算机组成原理课程的教学改革 计算机组成原理课程借鉴“深入理解计算机系统”教材中的思想,调整了部分课程内容和授课重点,比如,在数据表示部分增加了C语言的整数表示以及比较运算的示例,在存储器部分增加了程序访问局部性原理的C语言示例,在指令系统部分增加了寻址方式的C语言示例等。增加C语言的示例是进行教学视角调整的一种尝试,由于学生已经学习过C语言,已经初步掌握了编程方法,但是并不清楚程序在计算机内部,特别是在计算机系统底层硬件中是如何表示、如何执行的。通过在计算机组成原理课程中增加一些C语言的示例,让学生真正理解程序的执行过程。 2.4计算机系统结构课程内容的调整 计算机系统结构课程在课程内容方面进行了一些调整,主要为了更好地与计算机组成原理和计算机设计与调试等课程衔接。增加多核处理器和多线程调度等方面的内容;对教材中给出的一些具体处理器实例给予更多关注,比如Pentium、PowerPC和MIPS处理器实例等;重视向量运算和向量处理器部分的内容。 2.5计算机设计与调试课程实践教学改革 计算机设计与调试课程把以往让学生设计实现一个有十几条基本指令的微程序控制器改变为设计实现向量协处理器;以PowerPCRISC处理器的指令系统为参考,把设计PowerPC扩展指令协处理器AltiVec模块中的VSFX指令部分作为教学内容。整个设计任务分为8个相互联系、难度逐步增加的子任务,通过教师引导、分组讨论、学生实践、实现设计、完成测试等一系列教学环节,让学生完成协处理器中的部分设计工作并熟悉完整的协处理器的设计与调试方法。 2.6嵌入式系统设计课程实践教学改革 嵌入式系统设计课程开发出嵌入式系统计算机结构及相关软件的综合实验,使硬件与软件相结合,强化对学生计算机综合开发应用能力的培养,提高学生的实践能力。综合实验要求学生完成一个嵌入式系统开发实现的全过程,包括完成硬件、软件的功能分配,进行主控数字系统硬件的设计和制作,设计驱动和功能软件,硬件、软件的分别测试与综合测试等。 2.7VSLI系统设计课程实践教学改革 VSLI系统设计课程的实践教学改革,把实践分为3种类型:课程实验、自主实验和课程设计,3种类型的实验全部基于Nexys3FPGA开发板进行设计。课程实验包括XilinxFPGA设计流程、Nexys3FPGA开发板主要模块接口设计和基于IP的数字电路设计等。自主实验部分的题目类型包括:串—并转换电路、FIFO存储器设计、大数加法器设计和FIR数字滤波器设计等。课程设计部分的题目类型包括密码协处理器设计、数字信号协处理器设计和图像处理协处理器设计等。 3实验室建设 天津大学计算机科学与技术学院2006年建立了数字逻辑电路设计实验室、计算机组成实验室、计算机系统结构实验室、嵌入式系统实验室,建立了超大规模集成电路设计与应用研究所。实验室配备了数字逻辑实验台、计算机组成原理实验台、计算机系统结构实验台(带有FPGA模块)、嵌入式系统设计实验台等教学实验设备。这些实验室和实验设备能够满足常规的计算机系统实验,但对计算机系统设计能力培养的支持还不够。为此,学院2013年与美国Xilinx公司合作,建立了天津大学—美国Xilinx公司计算机系统设计联合实验室,实验室配备了50多块Nexys3FPGA开发板,实验时可以满足每人一块开发板的要求。超大规模集成电路设计与应用研究所于2012年引进BEECube公司先进的BEE3系统,该系统基于计算机系统的第三代商用FPGA系统,包括4个Virtex5FXTFPGA芯片,以及高达64GB的DDR2ECCDRAM和8个用于模块间通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA开发板和BEE3系统,我们具备了实现学生设计的各种计算机系统的设备平台,为培养学生计算机系统设计能力提供了强有力的支撑。 4结语 经过两年多的教学改革与实践,在新的教学改革思路指引下,学院调整了教学计划和课程内容,建设了新的实验室,引入了新的实践手段和方法,教学研究和改革实践工作取得了初步成效。“计算机学院教学管理过程化规范化改革”和“嵌入式系统设计课程实践教学改革”两项教学研究成果获得2013年天津大学教学成果二等奖。 作者:张钢 郭炜 车明 魏继增 李雪威 单位:天津大学计算机科学与技术学院 计算机工程论文:安全维护的计算机工程论文 1适应性维护 适应性维护,即确保计算机软件运行时能更好地应对外部环境及其变化需求。其中包含转变或升级数据环境、升级计算机操作系统及软、硬件设施等方面。计算机软件,相当于一种应用程序,通过开展适应性维护工作,可为用户使用计算机提供功能性辅助,从而提升其工作效率。除上述4类维护活动外,还包含其他类型维护活动,如支援性维护:即提供最新的用户或者是联机用户文档,并对用户定期开展培训,安排专业维护人员等,来保证计算机工程的顺畅运行。软件维护工作任冲道远,但有其自身的必要性。上述几项维护工作中,预防性维护与改正性维护在总维护工作中占比最高(约为80%),软件维护成本相应也偏高。可知,软件维护难度增加,这也是迫切需解决的问题。 2计算机软件工程的维护策略 计算机软件应用过程中,通常受到软、硬件设施等因素限制,加之用户有时操作出现问题,使得软件极易发生故障,工作效率被降低。因此,我们必须通过科学的维护方法,来保证软件工程的顺畅使用。 2.1构建病毒防御机制为确保计算机工程软件的正常运行,我们就必须构建病毒防御机制,避免计算机遭受病毒的入侵与干扰。出于上述目的,可选择性安装性能较好的防御软件,如毒杀或防火墙等等。与此同时,用户自身也应培养科学的上网习惯,不断增强自身防范意识,切勿随意浏览或是下载非法复制软件及文件夹,应增强对系统的扫描检查,提高软件应用的安全性。 2.2减少系统盘程序数量,定期予以优化计算机系统,是安装程序软件的重要载体,对软件运行的安全性有较大影响。假如将全部程序都置入系统盘内,必然会降低软件的运行效率及稳定性。因此,用户在使用过程中,应尽量缩减软件的安装数量,为系统盘腾出更广阔的运行空间。另外,用户还应定期重装系统,以调整和优化系统盘所占空间,提升系统的运行速率。 2.3科学选择程序设计语言从本质上看,程序设计语言的选择合理与否,很大程度上决定着计算机软件工程维护的成效。通常而言,低层次语言即计算机换边语言或者是机器语言。针对该类语言,人类要理解和掌握,相对较为困难,维护工作更是如此。而针对高级语言,其理解难度相对较小,维护起来较为简便。然而,在理解高级语言时,应明确分析其中差异性,以便更好地开展相关工作。不同程序设计,其所选语言也不相同。只有根据程序语言采取针对性的维护方案,确保计算机软件工程的高效运行,才能真正发挥出计算机软件工程的应用实效。 2.4提升软件工程的整体质量模块与技术在实际计算机软件工程开发工作中,为全面提升计算机软件工程的维护性,我们就必须就是全面提升软件工程质量,控制和压缩其研发成本。实际上,通过上述措施,能实现对程序的重复测量及测试,并在软件运行中及时发现和改变存在的序列错误,以提升程序的运行效率。此外,如转变软件工程中的某个功能模块的功能,其他模块并不会受到影响。在软件工程开发工作中,通过程序设计技术便能增强计算机系统的可维护性。即便不了解模块内部状况,通过更换软件工程的某个外部模块,也能降低模块错误率。 3结论 新时期,计算机的应用范围日益在扩大,对计算机软件工程的维护也提出了更高的要求。该形势下,我们在使用计算机时,就必须结合自身实际,对计算机软件工程采取科学的维护方法,以提升计算机软件运行时的安全性与可靠性。只有认真管理和维护计算机软件工程,才能真正发挥出软件的辅助功能,为人类工作及生活提供更多便利,并推动计算机软件工程的稳步发展。 作者:陈晖单位:同济大学银川中侨假日旅行社 计算机工程论文:课程教学计算机工程论文 1.课程教学中存在的主要问题 1.1教学方法传统单一 传统教学是先由教师把非常系统的知识讲完,让学生进行知识储备,然后再应用某些知识点进行练习训练。“计算机工程制图”授课一般是先课堂授课,黑板板书加上一些PPT课件和教学模型展示,布置作业,而后是AutoCAD授课与上机练习,最后是零部件测绘实训。并且未能根据课程内容和学生特点,灵活运用现代教育技术和教学方法。这样教学的弊端是学生在毫无目的地被动接收,学习没有积极性,学习效果往往不够理想。 1.2课程实践性不够强 高等职业技术教育作为高等教育的一个重要组成部分,培养的是具有高素质的技能型复合人才。但当前多数学校制图课程教学中,重理论,轻实践,而且理论与实践教学不能有效结合,使在校学习的内容与生产企业的实际工作过程脱轨严重,没有很好地体现职业性、实践性和开放性的要求,因此很难培养出学生真正的职业技能。 2.课程建设思路 通过对课程教学中存在的主要问题进行分析和企业实际生产调研,结合部级精品课程评估指标,课题组明确了建设《计算机工程制图》精品课程的思路。按照“实用为主、必须和够用为度”的原则重组与企业人才需求相适合的课程体系和内容;根据课程内容体系,建设与之相适应的教材、教学方法与教学手段;强化教师培训与再教育,建设一支教学观念新、教学水平高、教学手段先进、职称结构合理的“双师素质”教师队伍;坚持走工学结合的道路,开展校企交流与合作,建设一流的校内实训基地和校外实训基地,进而完善教学设施;完善学生专业基本技能、职业综合技能、创新意识和创新能力的培养,满足学生未来就业岗位需要。 3.课程建设内容与成果 3.1教学内容 课题组认真研究相关专业人才培养目标,遵循国家制图员职业资格考试的标准要求,进行了岗位需求调查,并且经过大量的企业调研,发现机械设计与制造、化工等工科类专业学生就业主要从事制图、产品检验与研发、机床操作、技术改造、设备管理与维修等职业岗位。2000年以前,我校的《机械制图》和计算机绘图《AutoCAD软件》课程分别单独设置,计算机绘图课程安排在学习完工程制图课后开设,总学时144学时,其中实践学时16学时,占总学时11%,课程内容强调知识的系统性、完整性与严谨性。2000年后合并为《机械制图及AutoCAD》,对教学大纲和教学内容进行了更改,适当降低了画法几何、机械制图部分内容的难度要求,开始注重生产实际需求,高度重视读、画工程图样能力的培养,总学时调整为124个学时,实践学时24,占总学时19%。2003年,我们将“机械制图”和AutoCAD软件课程整合,编写完成了面向21世纪规划教材《计算机工程制图》、《计算机工程制图实训教程》,获我校教学成果二等奖。2006年我们以我校机械制造与自动化专业被国家教育部确定为高职高专教学改革示范专业为契机,对课程进行了重新设计,探索基于工作过程系统化的课程开发,将《机械制图》、《计算机绘图》、《零部件测绘》有机整合,并注重“实用为主、必须和够用为度”,教学内容强化了实践教学,制定了新的教学大纲,总学时变为128学时,实践学时62,占总学时49%。2009年,我们编写出版了基于工作过程的《计算机工程制图与测绘》和《计算机工程制图与测绘实训教程》,内容选取力求与工作岗位的需求紧密相连,比如实训项目———减速器全套图纸测绘的主要学习任务就包括螺纹画法、轴类零件画法、箱体类零件画法、装配图画法、计算机绘图、公差知识及测绘方面知识的使用等,该教学内容的工作对象包括机械零部件、设计方案、要绘制的工程图样和三维造型等,运用CAD/CAM软件、绘图工具及仪器、测绘用工量具等各类工具。教材的使用取得了很好的教学效果。 3.2教学方法和手段 3.2.1教学模式设计把课程学习内容联系企业生产实际,提出各种任务,进行任务驱动式教学。将学生置于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中学习,比如利用常用的减速器模型,提出减速器的某个零件属于哪一类零件,如何表达绘制该类零件图,零件图上哪些尺寸是重要尺寸,哪些表面有表面粗糙度的要求,零件图有何用处等任务。引导学生进行主动思考,优化了教学过程,从而提高了课程质量和效率。课程实践教学充分利用校内外实习、实训基地,邀请工厂技术人员现场指导。由企业教师有针对性地安排与课程相关的任务并指导学生,使学生在学中做,在做中学,让学生在生产实境中体验图纸表达的内容,深切体验到知识的实用性,从而提高学生的读识图能力和绘图能力,也培养了团队合作精神及适应社会的能力。工学结合应该是课内结合与顶岗实习等相结合,课内结合应为最终的顶岗实习做好准备。通过顶岗实习,使学生在真实的环境中进行实践锻炼,在企业教师的指导下,完成真实工作环境下的测绘、计算机绘图及其它任务,强化学生专业能力和岗位适应能力。同时结合本课程的教学内容及进程,开展了创新设计大赛、计算机绘图竞赛,参加《计算机工程制图》课程网站开发的建设等实践性环节,取得了较好的实践效果。3.2.2根据不同内容采用相应的教学方法(1)采用现代化教学手段(利用多媒体课件等)讲授制图基本知识部分(体上的点线面、基本体与组合体),大量运用模型演示与动画模拟,对学生进行空间想象思维训练。同时讲解计算机绘图(CAD)的基本操作和绘图命令,使抽象的理论变得直观、形象,容易理解。(2)按工作过程导向讲授机件表达、零件图和装配图,对学生进行机械制图基础训练。打破章节界限,采用幻灯片、模型、零部件实物展示台和台虎钳等真实零部件进行教学,并利用多媒体课件加以操作演示,同时讲解计算机绘图(CAD)的零件图、装配图、标注等内容。模拟了生产工作过程,也提高了直观性与趣味性。(3)测绘实训教学。针对具有工程意义的减速器、台虎钳、齿轮泵等做零部件测绘、手工绘制草图能力训练,再利用计算机软件把全套工程图样绘制出来,而后总结撰写测绘实训报告。这样提高了学生动手和构图的能力,同时也强化了计算机绘制工程图样的能力。3.2.3采用多种现代教学技术手段采用先进的教学手段、利用多媒体课件和网络教学,可增加大学生获取知识的信息量。在理论和实训教学中,课程组教师制作了集图片、动画、flash和声音为一体的《计算机工程制图》教学课件,建立三维模型、虚拟项目等仿真教学环境,全部教学过程采用多媒体授课方式,并结合其它方式。多样的信息承载形式,丰富了学生的空间想象力,提高了教学效果。依托校园网,建设精品课程网站,将《计算机工程制图》课程的电子教案、多媒体课件、课程教学视频、三维模型、实训项目、练习题库等相关资料全部上网,实现开放式教学。丰富的网络资源可以满足本课程学生自主学习和上网学习的需要。 3.3教师队伍 我校极为重视青年教师的培养,采用培养和引进相结合的办法,大大提高了师资队伍素质。制订师资培养计划,鼓励青年教师参加理论进修和企业顶岗学习,每年完成不少于一个月到企业单位顶岗,以提高生产实践经验,增强职业能力。同时对企业兼职教师进行师德培训,支持其参加高等教育学和高等教育心理学的课程学习,以增强其执教能力。经过几年的培养,教师队伍中全部具有多种职业资格证书,专任教师全部是“双师型”教师,在企业中担任技术服务。部分教师为河南省成人制图学会成员,教师教学理论及实践水平大幅提高,教学观念新颖、教学水平较高、教学手段先进。已经形成一支老、中、青结合的较为理想的教学队伍,且各自所学专业形成交叉,知识结构很合理。组成了不同知识层次和年龄的教学梯队;教学队伍中从事课堂教学的教师6人(其中3人兼带实验),专职从事实践教学的教师4人;校外兼职教师4名,均系工学结合单位的生产实践经验丰富的技术人员,参与了课程的设置、教学内容的制定,负责本课程实践教学环节,实现了教学过程的开放性。 3.4教学条件 《计算机工程制图》是我校机电、化工、建筑等工科类专业的技术基础课程,学校对该门课程的建设、发展给予了高度重视。为保证该课程教学的顺利实施,已建设了良好的校内教学与实践环境。为保证学生在校学习与实际工作的一致性,强化学生专业能力、方法能力和岗位适应能力,学校加强了校外实习基地的建设,与河南中轴控股集团股份有限公司、焦作三岛输送机械有限公司、厦工机械(焦作)有限公司、焦作科瑞森机械制造有限公司、焦作市迈克冶金机械有限公司等5家单位建立了长期合作关系。可以满足学生企业认知实训、课程实训和生产性实习等实践教学的需要。 4.课程建设成效 《计算机工程制图》精品课程建设符合教育部教高[2006]16号文件精神,很好地实现了工学结合与一体化教学。课程组全体教师经过几年的努力,取得了较好的成效。清华大学著名教授王先逵在听取了《计算机工程制图》的教学汇报后,给予高度评价,认为这门课程的改革力度较大,具有较高的可操作性,走在了工程制图课程改革的前列,是一项有积极意义的尝试,能够提高学生的学习兴趣和课程的教学质量。近5年,在《计算机工程制图》课程教学团队的教师每学期期中教学检查中,学生的评价结果均为优秀、良好水平,平均得分97.75分,并多人次获得“受学生欢迎的教师”称号,均评为优秀,同行专家及我校督导组听课评价较高。根据对机械制造与自动化专业、应用化工技术专业近5届毕业生回访调查,毕业生认为《计算机工程制图》课程对自己的读画工程图、计算机绘图、协作能力等多项能力帮助很大,课程教学体系使自己学习了生产技能、团队意识,为尽快适应岗位打下了坚实的基础。近5年,通过对近20余家用人单位的问卷调查,用人单位对学生的制图水平给予了充分肯定。认为毕业生的制图功底较为扎实,识图能力很强,进入角色较快,适应能力强,基本达到了毕业能直接上岗的要求。目前有约60%的毕业生从事与设计、维修和测绘等相关工作,满意率达到95%以上。 5.课程建设完善思路 精品资源共享课程建设是国家精品开放课程建设项目的组成部分,为高校师生和社会学习者提供优质课程教学资源。为使该课程达到高等学校精品资源共享课程的要求,以下4个方面有待进一步完善提高。①实现课程与后续课程如模具设计基础、PRO/E、数控加工的有机融合,进一步强化学生的测、绘及制图软件使用的职业能力、协作能力及创新意识。②进一步加强电子课件建设,并将教学视频全部上网,完善试题库建设,丰富课程资源,加强利用先进信息技术和网络技术,实现教、学兼备,互动交流。③根据企业岗位设置和岗位能力需求,与合作企业共同探索更加适应的教学内容与载体,进一步开发学习情景和项目,并实施完善。④结合教育部高职高专教学改革示范专业建设项目、河南省示范性实训基地建设项目,与企业共同进行课程的深度开发,进一步完善具有鲜明工学特色并有较强示范性的充分开放共享课程。 作者:范俊玲曹军卢杉单位:焦作大学河南理工大学 计算机工程论文:关于能力培养的计算机工程论文 1计算机实践教育理念的形成与传承 国防科技大学的计算机事业起步于上个世纪50年代,人才培养随着科研型号项目的推进而逐渐形成规模和体系。当时计算机还是个稀罕物,计算机人才极为紧缺。老一辈银河擎旗人慈云桂先生高瞻远瞩,在科研工作十分忙碌的情况下,组成了一支精干力量的教学团队,自编教材,边干科研边搞教学。教学的舞台甚至就在科研实验室,科研仪器设备经过加工改造成为最合适的实验器材。我国第一代电子管计算机(鱼雷指挥仪)研制成功不久就安装到教学实验室,开创全国用整机开设计算机实验课的先河,在人才培养方面发挥了重要作用,这一优良传统一直得到了继承和发扬。斗转星移,一代又一代的栋梁之才培养出来了,人才培养体系逐渐建立和完善并凝聚成了“坚持教学、科研、生产三结合,促进计算机学科建设”教学成果。1989年,该项成果获得了国家教学成果特等奖。纵观半个世纪的银河事业,毫不夸张地说,正是国家的需要具体化为学院一项项重大科研工程,正是科研工程的需要牵引教学与人才培养体系的建设和发展,正是科研和教学的紧密结合形成了具有丰富内涵的实践教学体系和教学相长的人才培养模式。一方面,寓人才的培养于科研一线,通过解决实际问题不断磨砺和提升教师的能力;另一方面,不断选拔在工程研制中涌现出的经验丰富的优秀骨干充实到教学第一线,以解决理论脱离实际的问题。在数十年的奋斗历程中,崇尚实践,崇尚创新成为一代又一代银河人的共同信念。面向计算机、微电子、软件工程、网络与信息安全技术的飞速发展与交叉融合的局面,实践教学的理念与手段亦需有创新。可喜的是,计算机实践教学团队也在不断进步,围绕教书育人、实践育人又有了新的贡献和创造。近些年来,在国家和军队重点建设计划的支持下,我校计算机实践教学条件有了长足的进步。计算机教学实验室在用房、设备、人员等方面获得了很大的补充,持续推进的实践教学改革成果丰硕:建成了部级计算机实践教学示范中心,先后有7门课程进入部级精品课程行列;研发和推广了一批实验教学系统和实验平台工具;与全国同行一道,编撰《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》等指导性文件,以教育部计算机教学指导委员会的名义出版,在全国高校推广,产生了广泛的影响。 2计算机实践教学的特色与发展 2.1创建新的计算机实践教学体系 着眼未来国家和国防建设的需要,我校在制定人才培养方案中始终强调“坚持把重实践作为推进人才培养科学发展的重要理念,作为提高人才培养质量的重要着力点,作为统筹人才培养工作的重要抓手”,着力塑造厚基础、重实践、强能力、实践贯穿全程的教学特色。与之相呼应,计算机学院提出并实践了“4433”计算机专业实践教学体系:将计算机实践教学与能力培养贯穿于课程实验、实习/实训、课外实践和毕业设计等四个环节;进一步将课程实验分为基础验证性实验、课内综合性实验、综合课程设计和自主科研创新活动四个层次;全方位培养学生计算机硬件、软件、网络与安全三个方面的工程实践能力;并通过不断建设和完善教学团队、实践教学环境和实践教学管理三个支撑条件使整个实践教学体系得以有效运转。特别是通过学生自己组织的“银河之光”文化节开展系列科技创新实践活动,在培养学生创新思维的同时,锻炼学生的组织协调能力;通过与地方单位和部队建立实习和实训基地,使学生在实践中发现和解决应用问题;通过开展学科和军事特色浓厚的专题式毕业设计组训方式改革,90%的毕业设计选题与科研课题、工程项目或者部队实际系统有关,强化了学生工程实践能力培养与服务部队意识的养成。 2.2拓展计算机实践教学内涵改革 进入新世纪,特别是近年来,信息技术仍处在高速发展的态势,学科间的交叉与融合更加丰富,如何因应发展态势,优化学科特色,拓展为军服务能力成为我校计算机实践教学内涵改革的重要内容。 2.2.1突出系统级训练,形成以硬件能力见长的特色与优势 长期以来,国内计算机人才培养普遍都存在重软件轻硬件的现象。一方面,由于软件人才需求量相对较大,在资金投入、技术积累、实践条件要求等多方面相对较低;另一方面,随着EDA设计技术的发展,计算机硬件系统设计的软件化现象越来越普遍,导致很多高校轻视学生硬件实践能力培养。长此以往,将会造成宏观上人才结构不合理,微观上人才的发展空间受限。随着社会对复合型、创新型人才的需求不断提升,系统级(软、硬结合)实践能力的缺失将带来严重的负面影响。以“银河”、“天河”系列超级计算机、“银河玉衡”优秀路由器、“银河飞腾”系列芯片为代表的一系列大型科研课题不断扩展,使得计算机教学实验室在硬件以及系统级能力训练上提供了国内一流的实践条件,教师团队有意识强化学生的硬件实践能力培养并形成了独特的优势。在制定人才培养方案时,充分考虑硬件系列课程在课程体系框架中的独特地位,开出了一组高水平的硬件系列课程及相应的配套实验课。以“计算机原理课程设计”实验课程为例,20多年的教学历程总结起来大致可划分为三个阶段。第一个阶段,(上世纪90年代初),学生在面包板实验箱上以VLSI芯片(74LS181、74LS138、74LS00等),配以成组的导线设计并实现各种类型的CPU。多轮实践下来,学生普遍反映对CPU基本工作原理与特点有了深刻的理解。第二个阶段(上世纪90年代后期),学生使用可编程逻辑器件在实验箱上实现CPU。第三个阶段(2000年以后),我们依靠多年技术积累和技术革新,先后研发了“六合一”计算机系统实验平台、“天河阳光”硬件综合实验平台。该平台采用“ARM+FPGA”架构,可开展从元件、部件到系统各层面的实践教学,针对不同的课程可以采用原理图输入、提供构件设计以及基于HDL语言的设计方法,实现了硬件课程实验平台的统一,使得硬件课程实验内容可以一体化设计。同时,学生可以通过先进的实验平台设计验证CPU多级流水、Cache、多核等功能,并在此基础上开展创新实践。更进一步,通过升级可以将操作系统、编译环境移植到该平台上,实现一个软硬皆可实验的综合实验平台,有效地锻炼学生全系统设计实践能力。此外,当今的硬件设备呈现微型化、智能化、网络化发展趋势,以Google眼镜、iWatch、3D打印机、智能机器人、无人机等新设备与新装置层出不穷。针对发展趋势,实验室积极引进新设备,更新实践教学计划,整合软、硬件开发能力训练。例如,批量采购Lego、NAO等多款智能机器人,引入Android智能终端、无人机等平台,更新和优化“程序设计”、“人工智能”、“嵌入式系统”等课程实验内容,同时大量设置创新实践题目,鼓励由学生自拟题目,自组团队申请各级创新实践计划。可以说,实践条件的改善,自由竞争氛围的建立唤起了学生强烈的探索兴趣,对于实现从实验验证到综合创新的跨越,突出学生硬、软件一体化的实践能力的培养起到了重要的作用。 2.2.2因应网络空间发展形势,积极规划网络应用与网络安全能力培养 计算机网络迄今已在全社会广泛普及,没有网络,现代社会将无法运转。与此同时,互联网上病毒感染、木马植入、私密信息泄漏等安全事件层出不穷,也让人们意识到网络空间安全的严峻形势。加强学生网络信息安全的实践能力已成为计算机人才培养关注的新焦点,这不仅仅是信息技术学科乃至工科大学生专业素质与能力训练与时俱进的需要,更是建设信息化军队的需要。2012年,信息安全专业纳入军队招生计划,标志着我校网络信息安全人才培养进入新的发展阶段。在专业建设上,实验室对照网络空间安全人才专业能力的定位,构建了综合化的网络安全实验平台涵盖网络预警、安全态势感知、入侵检测到灾难恢复与评估等方面,并推出相应的实验大纲与讲义。面对网络技术突飞猛进和网络应用的蓬勃发展,学院继续贯彻网络硬件、软件并重的人才培养理念。在网络工程科研平台上进行拓展、充实和改造,多层次开展本科生网络与信息安全方向实验教学。例如,在开展下一代互联网关键技术的基础上,自主研制了可编程实验平台—NetMagic。该平台通过自定义网络功能单元、接口和通信协议,可使学生全面了解和熟悉网络优秀设备硬件、软件的设计,首先满足网络协议设计和验证等实验,进一步可支持对网络拥塞控制、服务质量等关键网络机制的创新实践活动。该平台在ACMSIGCOMM’11国际会议上获得了大会主席A.Chesnais教授的高度评价并已推广到香港理工大学、清华大学等高校。针对云计算、物联网技术的快速发展,实验室正在以微型化的天河机为服务器搭建一个云计算平台,以“天河阳光”硬件综合实验平台为终端、配置各种传感器使学生通过网络在天河机上开展物联网实验。随着互联网进入大数据时代,同时在线人数达到百万甚至千万级,管理上百TB数据的网络集群系统开始浮出水面,应该看到高校暂时还不具备相应的实验条件,但可以通过教育部卓越工程师计划,与企事业单位合作共建的实习实训基地,培养学生深入内容分发网络、负载均衡、海量数据挖掘等一线开展实验与创新实践,在工程实战中锻炼学生的能力,进而满足社会对人才能力的需要。 3先进的条件环境是实践能力培养的物质基础 3.1引入先进IT技术,加快实验室的现代化建设 “工欲善其事,必先利其器”。培养实践能力强的人才首先需要建设一流的实践教学环境。 (1)必须使实验室设备能够得到及时更新。近些年来,国家和军队对教育投资的力度不断加大,而IT设备器材的价格一直呈现快速下降通道,为实验环境的更新换代提供了良好的条件。 (2)随着云计算技术的成熟,积极推行瘦客户机/服务器的实验模式。实验室过去多采用的网络同传、硬盘还原方式进行日常维护与管理。当一台计算机上安装的软件越来越多,软件运行时所占用的系统资源越来越大时,整个实验环境性能急剧下降的问题便突显出来。相比之下,瘦客户机/服务器模式更廉价、更安全、更易于管理。每一台终端机使用的软件和数据均保存在服务器上,学生通过瘦客户机远程运行软件、数据访问,较好地解决软硬件升级、软件许可等困扰实验室发展与设施更新多年的问题,可最大限度地节省各种费用。 (3)在实验室管理方面,若管理工作停留在简单的数据表格填写处理,不能充分利用网络化的强大能力、提供具有翔实而有说服力的统计数据,那么实验室服务能力是令人置疑的。随着互联网的快速发展,教师们应该充分意识到云计算、大数据技术给实验室管理带来的新气象。这些年来,学院实验室管理系统从简单的信息化过渡到网络化、智能化的管理平台,开始实现尝试无人值守实验及实验室管理的云服务技术。智能化的云服务不仅仅是体现在实践教学本身,同时也是实验室管理能力螺旋上升的必然趋势,基于实验室运行数据挖掘下的决策与管理代表着未来实验室建设的重要方向。 3.2整合优势资源,打造优良的科技创新实践环境 IT新技术的推广与应用,为计算机人才培养提出了新的挑战与机遇。优良的科技创新实践条件,可有效支撑从理论设计到实际验证的跨越,成为培养创新型人才的必要条件。计算机学院将优势科研资源与实验教学资源进行有效整合,使学生一方面可以共享使用科研环境中各类性能先进、种类齐全的精密仪器设备;另一方面,通过将科研成果部署在教学实验室中,化为实践教学内容,使学生可以快速接触和学习前沿技术。同时,为了找准人才需求定位,通过与部队及地方单位共建实习/实训基地,实现办学资源的整合、优势互补。更重要的是通过现场与工程师的交谈,通过应用需求的亲身了解,注重专业知识的综合应用,强化实践能力的导向性,熟悉项目规划与决策。创造条件让学生投入到社会化的实践活动,还有一个重要的作用,就是使学生明白作为“社会人”所应具备的道德与职责,学会与别人相处,学会被领导和领导。 4专业化的教师团队是高水平实践教学的保障 “师者,所以传道受业解惑也”。培养学生是高校中心工作,也是教师最根本的任务。在实践环节,建立一支专业化的教师团队对于提升实践教学质量的作用同样十分重要。在教学团队中,我们很早就建立一个专门负责教学实验保障的小组,以后随着招生规模的扩大,逐渐引入研究生充当助教。回顾我们的历程,科研工程经验丰富的教师转入教学一线,很快便能赢得学生的喜欢,因为他们的授课充满了活生生的科研案例,在实验课题设计与评估中往往能给予学生非常中肯的意见与独到的见解。除了课程实验的充实和优化,实践能力培养的一个重要领域便是课外创新实践活动,这也是学院发挥学科整体优势,培养创新人才的着力之处。计算机学院也明确研究所同时应肩负有人才培养的任务,并制定明确的目标,从业绩评价与职称晋升中予以明确。本科生一般从大二开始便在教师带领下,组成各种兴趣小组,包括信息安全、程序设计、超级计算、数模竞赛等兴趣小组,参加的学员占总数的一半以上。指导教师一部分来自教学系,还有相当一部分来自研究所以及国防科技重点实验室。教师通过指导学生小组选择课题,申请各级创新实践基金或创新实践项目,参加学校级、省级、部级乃至国际上的学科竞赛。以竞赛活动融会贯通所学知识,熟悉和掌握科研实践的方法、手段,体会到科研实践的艰辛和成功的快乐。近些年,学生们获得了数十项部级大学生创新项目,数十队次获得国际级、部级竞赛一等奖,充分证明了学生的才华和创新潜力。实际上,教师率领学生组队赴国内外参加竞赛本身也锻炼了学生的自我管理与团队协作、语言和文字表达、沟通与社交乃至外语运用等素质和能力,这些素质和能力恰恰也是实践能力中不可或缺的组成部分。在国家教育部质量工程的推动下,实践教学的地位有明显改变。对于国家和军队人才的旺盛需求而言,学校还需要做更多的工作。作为管理机构,应鼓励高水平教师参与到实验教学中去。 (1)从政策上要改变原有实验教师低人一等的局面,使高水平教师安心实验教学。近年来,学校为吸引和鼓励更多高水平人才全身心参与实验教学,制定了多项倾斜政策。对实验队伍实行两个单列的政策,即技术职务评聘数量和条件单列,教学岗位聘任数量和条件单列;鼓励开展实验教改研究,在申报教改课题时对实验教学人员倾斜,对取得的教学研究成果在参加教学成果奖评选时予以支持。 (2)在人才交流政策方面予以倾斜,安排实验室教学骨干出国深造、参加国内外教学研讨会,开阔视野。以教育部“卓越工程师计划”为先锋,建立大学生实习实训基地,持续推动校企合作,鼓励教师与企业合作开展工程项目等方式,增强教师们对于前沿信息技术的掌握。 5结语 高素质专业人才的培养宏观上需要有更科学的管理体制、更先进的运行机制,保障实践教学改革措施能够落实到实处,同时应配套改革实践教学人员的绩效评估机制,使成功的措施能够固化下来成为制度,从而为人才培养质量提供长久保证。众所周知,一个高水平的学者不一定能成为一个高水平的教师。实践环节教学工作需要教师既有工程实践经验,又能够长期保持热情和时间精力上的投入。如何从机制上用好指挥棒,充分调动教师实践教学上的积极性,营造一支稳定的、受学生爱戴的实践教学团队,值得我们认真思考。每一个学生的天赋不同,能力潜质上也有区别,创新实践能力培养不可能整齐划一去培养。一方面,通过大学教育,使学生获得必要、共同的实践能力训练,使之具备该专业的基本能力。更重要的是,营造尊重创造、宽松和谐的氛围,让学生在实践活动中了解自己的特长和个性,发挥自己的潜质和创造性。大学不是职业技能培训机构,不必过分关注于就业岗位的第一技能。相反,应通过有意识的培养和训练,使学生具有自适应性,也就是自我学习的能力。只有具备了自我学习能力才能使学生适应未来客观条件、需求与环境的改变。最后,关于人才的团队协调沟通能力,逐渐引起社会和教育界的重视。在课堂上书本知识的学习难以培养团队精神。只有在实践中,以问题求解作驱动,以团队成员的分工合作来体验感受团队攻关的价值与乐趣,自觉扮演好团队的角色,通力合作直至问题的最终解决。“十年树木,百年树人”。实践乃育人之本,然而育人又是一个长期的、艰巨的工作。需要我们站在更高的境界,具备更广阔的视野,营造更先进的育人环境,创造更有竞争性的氛围,未来的路还很长。 作者:周兴铭单位:国防科学技术大学计算机学院 计算机工程论文:关于应用问题的计算机工程论文 1计算机工程应用的相关问题 计算机工程具有高效性和便捷性等特点,但与此同时,也容易受到黑客的攻击和病毒的入侵,造成很大的安全隐患。例如,很多计算机工程应用中存在安全漏洞,计算机的非法用户通过非法入侵和电子邮件截获等手段对系统进行攻击,严重威胁着计算机工程应用的安全。另外,很多黑客也通过网页口令攻击和数据读取与写入攻击等方式,对计算机系统进行攻击。在实际应用的过程中,很多Web服务器无法确保系统的安全性,对浏览器的信息无法实施全面保护。很多操作人员在进行CGI程序编写等过程中,在编辑和修改中存在一定的安全漏洞,存在着操作不当等问题。因此,我们必须高度重视计算机工程的安全问题,合理、有效地保护计算机工程中的数据信息、应用程序和软硬件设施等,确保计算机工程的安全性。通常说来,在计算机工程应用中,应确保计算机工程具有较强的实体安全性,有效控制计算机系统的电磁辐射,在计算机安全标准的指引下对各项指标进行控制,确保计算机的实体安全。在软件设施方面,应更安全地对计算机中存储的信息进行管理和控制,有效防范非法用户的入侵和攻击,避免数据的流失。此外,要加强计算机实体的技术条件,能够有效地对数据信息进行保护,避免存储过程中出现漏洞,规范用户的读写操作,将用户作业的范围进行约束。在数据信息的管理和控制上,应及时、准确地对用户的操作进行记录,并对系统的运行情况进行监控,安排专人负责计算机的数据安全管理工作。在计算机工程应用中,应严把数据传输的审核关,全面、系统地对数据处理信息进行审查和核实,按照一定的审批手段对信息的传输进行控制,并建立健全数据传输审批的程序。在用户身份的辨别上,计算机系统通常通过口令辨别用户身份,因此要对口令进行全面的保护,对用户登记信息进行严格的管理和控制。如果在计算机工程应用中存在用户的非法请求,计算机系统应对其进行跟踪和监管,及时掌握数据信息的应用状况,并准确识别非法的数据传输终端。最后,应做好计算机工程应用中的日志记录,全面、客观、详细地对计算机系统的各项信息进行记录,包括节点名称、口令、用户名和数据传输终端等方面,有效识别非法操作,对数据信息进行保护。对于计算机工程应用中存在的问题,要制定出具体的安全目标,在实现计算机工程应用的便捷性的同时,也应当确保计算机工程应用的安全性。为此,要根据计算机的安全测定标准,对计算机的安全水平进行认定,对低、中、高不同层次的计算机系统进行分层管理。在计算机工程的安全保护方面,首先,应确保计算机系统的保密性,对信息资源的使用进行授权管理,对网络资源的存取与调用进行限制。其次,应确保信息传输过程中的整体性与可用性,确保计算机系统信息的授权的情况下才能修改,要重视计算机系统的可操作性与可行性,应体现出丰富的动态数据信息,保证数据信息的可见性。 2计算机工程应用的优势 一方面,计算机工程应用在目前还存在着很多问题,在安全性上还有待提高,需要更好地针对系统漏洞进行安全保护;另一方面,计算机工程应用也有其不可忽略的优势。例如,可以应用加密技术方法非法入侵者的攻击,可以通过防火墙技术对计算机用户进行约束和防范,这些计算机技术都能够在一定程度上弥补计算机工程应用在安全性上的不足,实现有效的计算机防御系统。在计算机工程应用系统的保护方面,要加强对计算机系统的安全管理,提高计算机系统的安全水平。要通过数据加密技术有效防范数据的流失,确保计算机系统数据的安全。要不断优化计算机工程的网络系统,采取优化端口保护等方法,做好安全防控工作。对于数据传输和远程终端等环节的信息安全问题,应加强对应用端口的保护,弥补计算机系统中的薄弱环节,利用单、双端的安全保护措施,提高计算机工程应用的安全性。在计算机工程应用水平不断提高的今天,计算机工程应用的优势主要表现在推动经济发展的作用上,通过计算机系统的应用带动相关产业的发展,并提供了大量的就业机遇和空间。在做好安全防护措施的基础上,我们应充分利用计算机工程应用的优势,积极推动电子商务等产业的发展,为计算机用户提供安全、可靠、放心的网络空间,更加高效、便捷地为客户服务。 3结语 在计算机工程应用的过程中,安全问题是最大的问题,只有解决好计算机工程应用的安全问题,提高计算机系统的安全性,才能够充分发挥计算机工程应用的优势,体现计算机工程在推动经济发展进步方面的作用。为此,我们必须认真分析计算机工程应用中的安全问题,明确问题的原因、特点与防范措施,利用有效的管理与控制方法,有针对性地进行安全防控,提高计算机工程应用的安全性,进一步发挥计算机工程系统的应用效能,消除计算机的安全隐患,更好地利用现代化信息技术推动社会经济的发展。 作者:李会山单位:辽宁广播电视大学 计算机工程论文:计算机工程教育虚拟实验室建设实践 摘要:随着科技的飞速发展,信息化计算机技术已经在全球得到了广泛的应用。而传统的计算机技术已经不能满足当前人们对于计算机信息技术的要求。为了推行计算机信息技术融合当前高校的教学工作,本文通过研究基于云服务的计算机工程教学,虚拟模式实验室的相关建设方案,在针对当前的虚拟教学需求基础之上完成相应的分析,之后依照现如今的教学需求,从而阐述计算机工程教育的虚拟实验室相关应用实践,推进高校的计算机工程教学发展。 关键词:云服务;计算机工程教育;虚拟实验室 随着我国的“卓越工程师计划”的实施,实践工程教育的开展,大学生要想取得较好的实践体验,就势必要依从实训平台,通过融合当前的计算机信息技术,从而完成整体教学的多层次调整和提升。我国的相关教学规划纲要中指出,要在各高校的计算机工程实践教学中,建立优质的基于计算机的实践仿真实验室。虚拟实验室的使用就是基于计算机终端,从而构建的虚拟的实验环境,主要是为了能够实现工程教学中,诸多不同的工程用具以及电子化教学环境。在此种教学环境中,实现了有效的实践化科研教学活动。虚拟实验室的存在,有着较为功效的自动化实验教学仿真环境,具备了成本投入较低,课程开展多元化,提供实践平台的教学体验。 1虚拟仿真共享云服务平台建设 在各大高校的计算机工程实践教学过程中,通过构建虚拟仿真共享云服务平台,本着服务资源两者高效结合的教学原则,建设具备了一定开放性、拓宽性、延展性的云计算虚拟服务管理体系以及信息资源共享平台。主要包含了对于物质的多样化虚拟管理,以及对教学资源的多平台共享系统。虚拟云服务共享平台中的仿真软件,以及监控所存在的整个虚拟仿真过程,以及仿真实验平台的诸多管理系统以及集成软件,都提供了多方面的共享教学。云服务平台的存在,不仅实现了教学资源的云存储以及虚拟化教学资源管理,更实现了平台化的监控服务管理,以及相关安全权限管理的多样化功能。将教学过程中的诸多工程课程开展设备的存储,以及系统化计算机信息化资源的虚拟化统一,更是实现了教学资源在云计算的相关环境中,通过给予较多使用者的相关资源供给,依照用户的诸多使用需求,完成教学资源的分配。在开展教学中,提供了具备一定灵活性的虚拟化部署以及虚拟化的模拟配置功能。提供了可视化的监控感知机构管理,给予角色的相关访问权限管理。实现了计算机信息基础的应用管理同时,主要通过使用Swift技术,对计算机云存储功能完成管理,实现虚拟化的接口管理功能。通过在虚拟仿真实验平台中引入诸多终端化操作程序,主要涵盖了计算机网络体系中的应用程序,以及不需要计算机主体的终端操作程序。基于SPICE桌面完成与云服务设备的终端通信功能。云终端可以完成不同设备之间的连接,不同设备之间的虚拟资源共享,从而有效的实现了网络仿真平台的实验便捷以及安全操作性(如图1所示)。学生在使用过程中也可以通过借助云终端,完成对于实验数据的获取,对于应用服务以及教学资源的共享使用。基于云计算的虚拟仿真实验平台,实现了更加高效率的教学资源整合管理,完成了软件以及硬件多种教学设施的综合性共享,打破了专业的实验教学限制,从而有效的满足了多个教学学科,完成虚拟化教学平台的教学需求,构建适当的虚拟化实践教学,在完成了多功能教学资源共享的同时,满足了学生在使用过程中的虚拟化仿真实验。 2虚拟方针实验教学资源管理模板 虚拟仿真实验教学的实验室,通过利用工程学科的原本学科优势,完成了虚拟的仿真实验系统整合,通过共享教学资源的信息化资源设备,添加多种自主化的教学虚拟课程软件。学生可以在开展工程实践教学过程中,借助云终端客户平台,完成特属账号的登陆,从而进入虚拟仿真实验平台。按照工程课程的开展诸多教学需求,依照课程的相关实验开展,创设适合的实验仿真平台,虚拟仿真实验室的存在为学生的实践学习,构建了特色化的实验性操作平台系统。并且可以依照学生之间的不同设计能力,发散学生的创新思维,构建属于自身的不一样的操作创新平台。通过按照教学资源中的诸多教学模板需求,完成对于仿真平台的诸多教学资源管理,完成定制的满足客户诸多需求化管理版块。在云定义的个性化通用模型之上,实现计算机的多样化视图版块,完成不一样的操作进程,在计算机终端中得以体现。 3虚拟仿真平台实验教学组织结构 在对工程教学的实验仿真平台教学中,通过在云服务的计算机仿真平台之上,开展实践教学过程中,由各个教师可以提前设置具备一定多样性的仿真虚拟化实验操作方案,完成虚拟化控制仿真过程,适当的在课程开展中,展开虚拟仿真工程实践操作的多方面资源整合。为了能够有效的确保虚拟化仿真教学的实验平台可以顺利的完成,教师通常在对教学方案进行设计的过程中,需要根据提前设置或者规定相应的随机教学目标,完成教学课题的范围选择,从而建设针对性的实验教学课程开展方案。 4结语 通过建设以云桌面计算机技术为主要教学系统的虚拟化计算机实验室,在整合教学资源的基础之上,完成了计算机工程的实践教学,很大程度的发散了学生的创新思维,有效的推进了高校计算机工程的整体教学成效。 作者:廖程静 单位:四川护理职业学院 计算机工程论文:项目教学法在计算机工程制图中的应用 摘要: 项目教学法是以项目为载体、教师为主导、学生为主体的一种新型教学模式。该教学法一方面提高了教师教学的水平,促进了教学方式、质量的改进;另一方面可充分调动学生学习的积极性,开发创新意识,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。 关键词: 项目教学法;计算机辅助设计;项目 1计算机辅助设计的现状及其存在的问题 计算机辅助设计在工程和产品设计中,可以帮助设计人员利用计算机及其图形设备进行与设计有关的工作。因此,《计算机辅助设计》成为相关专业学生的必修课。传统教学中,由于缺乏对学生创新意识、自主意识的培养,教学方式上比较单一,一般以教师讲授为主。虽然有部分教师在授课过程中也加入了一些简单的案例分析,但由于时间有限,教师为了能把大纲要求的知识点传授给学生,多是讲得多、操作得少,实践不足。考核上,形式也比较单一。考核成绩一般是由平常成绩与期末成绩综合得分。此分数并不能很全面地反应出学生对专业技能的掌握情况和使用能力,特别是无法锻炼学生的实践能力和创新能力。学生在接受知识的过程中一般都处于被动,未体现其主体作用。虽有一些参观、实习活动,但机会不多,学生的实践整体偏少。因此,如何有效地利用项目教学法改变高校传统教学模式是需要首要考虑的问题。 2项目教学法的内涵 项目教学法是一种新型的教学模式。它把教学大纲中有关的专业知识点与工程案例相结合融入到项目教学中,形成以项目教学为主线,学生为主体、老师为主导的新型教学模式。师生通过共同实施一个完善的项目进行课程教学活动,使学生能积极学习,自主进行课程知识体系的构建。这种方式的教学可以充分调动学生的积极性,培养其动手操作能力,让学生在自己设计的项目中巩固原有专业知识,累积新知识,提高解决综合问题的能力,最后全面、深入地掌握这门课程在实践中的应用。同传统教学相比,项目教学法注重的不是专业知识点是否讲授完毕,而是教学成果,即确定学生是否在这一项目中获得了知识和技能,是否激发出其创造能力,是否已具备企业专业人员的综合能力。 3项目教学法的特点 项目教学法的出现将打破原有传统理论教学模式,向新型的教学模型推进。在其教学的过程中,以工程案例作为课程教学的载体,将大纲里的各个教学知识点与工程案例紧密结合,让学生更深地理解专业知识在实践中的应用,从而实现理论知识与实践技能相结合,有效解决该类课程教学中理论知识和实践技能的对接问题。项目教学法具有实践性。项目一般模拟真实的案例或者由校企合作单位提供一些项目,具有一定的社会性和实践性,让学生在有限的实践中学习,形成以项目为载体,学生为主体,老师为指导的教学模式,以充分调动学生的积极性。身临其境,在项目中主动思考,主动学习,懂得运用行业中的专业知识解决问题完成项目,获得实践经验,掌握专业知识与技能,以达到社会对其的要求。项目教学法能开发学生的创新意识。项目教学要求学生善于利用已有的专业知识对项目进行深入观察与分析,要针对项目实际性的问题提出有效的解决方案,最后模拟成图。在项目完成过程中,要充分发挥教师的指导作用,调动学生的主体地位,挖掘学生的创新意识,培养学生的主动性和创新性,进而提高学生的综合能力。项目教学法培养了学生的基本沟通能力和团队合作精神。项目以小组为单位,在小组内制定计划,协商问题,分工合作。而这要求学生必需相互理解,相互协作,充分发挥自己的个人优势,将自己掌握的知识和技能融入实践。 4项目教学法在计算机辅助设计中的实践 4.1明确项目任务 在《计算机辅助设计》教学程序中,将依据教学大纲对计算机辅助设计知识点的要求,从工程案例中选取合适学生的一些项目。这些项目要具有一定的实践性,难度适中,且与生活相贴近。项目选取完毕后,编写项目任务书,让学生接触CAD前就能大概了解自己所学的内容和必须要掌握的操作。 4.2项目的实施 项目实施的过程要始终贯彻以项目为主线、老师为主导、学生为主体的线路,让学生充分融入实践,认识团队合作的重要性。 4.2.1分组 当老师把项目任务书发给学生后,老师将根据对学生的了解和他们自身的意愿,对班级各位同学进行小组划分。划分后,小组对自己手头上的项目进行讨论、分析,整理思路,对有问题的地方和不理解的知识点向老师进行咨询,并对项目进行合理规划设计。 4.2.2开始储备知识 学生在明确自己的任务后,开始根据项目的要求查找、搜查相关资料,掌握相应的知识。老师利用学时数给学生介绍CAD相关的基础知识,了解其基本操作、编辑图形及绘图的注意事项。 4.2.3项目实施 师生在明确项目任务后,将按照项目任务书的要求开始实施。在实施过程中,学生不断思考,探索实践路径,体验实践过程中的艰辛和乐趣。遇到问题时,小组成员相互讨论、探讨。当项目进行到一定阶段时,可让学生进行阶段性总结,向老师汇报各组项目进行的情况及其遇到的问题。此外,各个小组之间可互相交流经验、学习、互相探讨问题的解决方案。老师在项目实施期间,要不定期查看他们对知识点的学习情况,及时纠正不良的作图习惯,查看其对细节的理解是否到位,项目规划是否合理。针对学生绘图过程中遇到的问题,老师应给予适当引导,让学生更能明确任务。 4.2.4实践项目检查与评价 学生在完成项目后,可对学生的项目成果做出三种评价方案。第一种是让学生自评,让项目组成员的学生在课堂上给其他各组同学和老师介绍自己的设计思路和设计方案,指出本组项目设计出彩的地方;第二种是让学生互评,各组成员在听取完组员自评后,可针对项目指出其他各组设计中的问题和不足,并对其提出相应问题,形成相互质疑、相互答辩的形式。让学生学会发现问题、分析问题、掌握解决问题的知识与技能,使项目在实践中更具有科学性和实用性。最后,由老师和请来的专家组成员对各项目进行点评,指出各组项目中的优点和不足,同时设立相应的奖项更好地激励学生。 4.2.5归纳整理 项目结束后,老师将跟踪学生项目过程中所遇到的问题进行归纳整理,列出他们的不足之处,反思自己在这一次项目中引导失误的地方,思考并寻找更佳的解决方案,以期为以后的项目教学做好更充足的准备。 5项目教学法的注意事项 项目教学法与传统教学比较,其课堂的主体对象、教学内容、组织形式都有了不同层次的变化,特别是对教师的要求有了更高层次的要求。项目教学法中,教师的授课方式有了很大改变。传统的教学老师一般都是集体授课,学生被动去接受知识点。教师并不能全程掌握学生的学习程度,具有单向性,互动不够。项目教学中,教师要随时注意自己的定位,做好项目的引导者,且其引导的好坏直接关系学生是否能正确理解项目,灵活运用专业知识和技能顺利完成设计任务。这要求专业教师不仅要有扎实的理论知识,更应具备丰富的实践工作经验。因此,这就要求高校能提供给老师一个平台,让老师的专业技能走进社会,走进企业,更深地去了解该行业对专业人员实质性的要求。同时,老师在项目选取上要充分考虑学校对该专业设定的课程,让所选的项目具有实用性和教学性。既能充分调动学生的积极性,又可涵盖专业知识,让学生在实践项目的过程中加强创新能力,锻炼动手能力,实现所学即所用,熟练操作CAD软件,掌握新的专业知识技能,更加符合企业所需人才的标准。 6结语 从实践过程中可以看到,项目教学法是一种新型的教学模式。该教学方法让学生在学习的过程中有明确的目标,从而激发学习兴趣,由被动接受知识转变成在潜移默化中掌握教学要点,感受到学习的成果,切身体验学习的乐趣。因此,要将项目教学法应用于《计算机工程制图》教学,以更好地培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。 作者:高微 单位:福建农林大学东方学院 计算机工程论文:计算机工程信息化管理思索 计算机技术在工程管理中的应用 我们目前常用的计算机软件包括P6,P3项目管理软件,以及EPM工程管理软件,它们在企业的工程管理过程中发挥着巨大的作用。计算机技术使企业从传统的手工、人力模式中解放出来,利用计算机来控制工程项目的各个环节。现代工程项目规模大,参与单位人员多,而且往往涉及国内外,信息量大,涉及的载体介质也很繁多。传统的工程项目管理是以纸为载体,其传输方式是与传统的金字塔式管理体制相适应的纵向沟通方式,这种方式层次多,效率低,费用高,极易因信息交流沟通失误造成损失。在信息高速膨胀的今天,企业必须充分利用先进的计算机技术,结合互联网技术来提升项目管理水平。一个庞大的工程项目如果没有计算机技术的支撑是无法完成的,项目上的运作管理有了计算机技术变得简单易行,而且摆脱了时间、空间的束缚,在管理上切实做到了科学性、多样性和时效性。企业在利用计算机技术管理工程项目过程中,数据的采集与处理,信息的沟通、文档的管理都得到了很好的运用。企业运用计算机技术的重点是开发应用以Internet为平台的项目信息管理系统,建立数据库和网络连接,实现网上投标、网上查询、网上会议、网上材料采购等。通过建立网上虚拟组织,变纵向信息交流方式为平行交流方式,提高效率和准确性,实现信息资源的共享,改进沟通与合作,提高决策的科学性和时效性。总之,计算机在工程项目管理上的应用范围在不断扩大,应用层次在不断深入。 计算机技术在工程管理应用中存在的问题 企业通过计算机技术来管理工程项目,在管理过程中,安全、技术问题不容忽视。近几年计算机网络技术获得了跨越式的发展。企业在工程项目管理中,信息的处理和传递都超越了地域和时间的限制,利用互联网技术可以很好地解决信息传递和沟通的问题。一方面,互联网技术特有的交互性特点使通信过程由单向变成双向,项目人员可以利用互联网实时查看工程进度、更新数据、统计报表等,能以最直接,最快的速度来反馈信息。另一方面,计算机网络技术运用于企业通讯,缩短了空间距离,实现了“近距离”控制。在现代企业管理中,一些网络通讯工具的应用拉近了公司决策层与基层员工的距离,实现了“近距离”管理。这种管理和监控保障了公司的有效运作,促进了公司的管理结构转变,甚至是管理层次的转变,进而实现公司的扩展性管理。 在软件程序或者编制当中导入的能影响计算机数据或者正常功能、正常使用并且可以实现自我复制的特殊的计算机程序代码或者指令,我们称之为计算机病毒。它能够损害计算机系统的正常使用,破坏计算机使用功能,还有极大的传染性,一旦计算机感染病毒后没有及时发现和清理,那后果是相当严重的。近几年,关于网络的安全事故层出不穷,前有震荡波、冲击波,后有熊猫烧香等。其对企业的危害是相当大的,计算机中病毒导致局域网瘫痪,无法处理事务,会给企业带来巨大的不可逆转的损失,所以计算机病毒的防范工作是重中之重。要做好防御工作,一是要在管理层面上防范,二是要在技术层面上防范,利用先进的防病毒软件来实时监测计算机,病毒无处可侵。计算机技术的成熟发展,保障了企业网络的安全性,为工程项目管理打下了坚实的基础。 计算机技术的发展与展望 计算机技术作为一种先进的工具,可以明显改进工程项目管理中各个方面的数据采集。协同设计等工作,通过网络实现资源共享,为决策者提供最及时最有效的依据,提高管理者的管理效率。计算机技术只有和先进的管理思想、管理方法、管理模式相结合,才能最大化发挥自己的作用,帮助企业实现更好更快的发展。企业的发展趋势是国际化,在与国际接轨的过程中,计算机技术的快速发展为企业的发展提供了强有力的保障。而计算机技术在企业工程管理中的运用保障了企业信息化的顺利进行,同时也提高了企业生产力,加强了管理手段。计算机技术在企业工程管理过程中发挥着重要的作用,它是信息化的产物,是在企业对于信息要求不断提高的情况下产生和发展起来的,它的应用必将为企业的发展添砖加瓦。(本文作者:董亚萍 单位:中国昆仑工程公司 (北京)) 计算机工程论文:计算机工程教育培养思路 本文作者:高德勇 金涛 单位:兰州交通大学教务处 甘肃政法学院公安技术学院 随着科学和技术的不断进步、计算机技术日新月异的发展,计算机软件的知识体系变得越来越庞大。与此同时,现代企业对软件工程师的项目实践能力、团队工作与交流能力提出了更高的要求。因此,基于项目开发应用的工程教育,促使学生进行更多更深的理论知识和更高的能力与素质的培养。所以,我们需要对传统的课程体系、教学理念和学习方法作出重大变革以应对这样的挑战。为了更好地培养学生的能力,必须对传统的教学模式进行改革。因此,针对传统教学模式下计算机相关专业日常教学中学生主动性和积极性不强、缺少综合能力训练内容、作业抄袭、新知识与新进展反映不理想等问题,为了解决这些问题将工程教育理念引入实际教学中,可以通过设定合理题目,将课程设计与项目开发紧密结合,利用学生的好胜心理、竞争性和成就感等,提出了新的教学模式。也可以将实践动手能力强的同学组织起来,承担一些项目和课题。教学实践证明,新的教学模式能够充分调动学生学习的积极性和主动性,提高学生对专业知识的综合应用能力、工程实践能力,同时也避免了作业抄袭现象的发生,强化了学生的自信心。另外,也对新模式中存在的问题进行了思考与建议。 一、工程教育理念与方法 工程教育包含构想(conceive)、设计(design)、实施(im-plement)、操作(operate),教育深入到工业产品从构思、设计、实施、运行到结束生产周期整个过程,是麻省理工学院和和几所瑞典大学在瓦伦堡基金会的资助下,经过4年的跨国研究和探索后于2004年提出的一个工程教育理念。工程教育首先定位培养什么人和如何培养人这两个方面出发探索工程教育问题。工程教育的是为让学生尽快进入企业工程环境而将学生置身于在企业真实产品生产周期中,在产品的构思、设计、实施和运行过程的工业环境中接受工程教育,将学生在工程环境下,快速掌握工程应用的实际的技术、深入研发新产品和新系统的开发和运行、理解技术的研究发展周期。工程教育工程是教育改革一种较好的思路,能够掌握现代工业系统开发的主要技术的现代工程师所需要具备的知识、能力,以工程实际开发设计为背景环境,建立的课程体系相互联系、相互支撑,让学生在实际工程应用的实践环境中取得丰富的设计、制作和主动学习的经验,促进学生能力和素质的综合成长。CDIO工程教育模式可以在课堂上有效建立互动的、启发式的和探究式的学习方式,能引导学生提出问题,找到解决问题的方法。实践教学课程的教学改革既要遵循该课程的传统理论知识,又要符合CDIO工程教育模式对项目支撑课程的要求。 二、工程教育培养模式的探索 工程教育培养模式是一种建立在架构教学理论基础上的新方法。架构理论认为:传统的教育模式是通过教师传授得到,工程教育模式是让学习者在一定的工程情境下,利用必要的学习资料,借助他人的帮助,自主学习快速成长的经历。在企业提供工程环境下,获得的充分实践的探究式学习模式。在这种环境下,企业安排的项目,驱动着学生,在遇到不懂的知识需要通过查询资料文档和上级领导进行沟通,这种方式极大地激发学生的学习兴趣和求知欲望和调动了学生的积极性和主动性,从而培养学生自主分析问题、解决问题的能力,以及团队协作能力和探索、创新的精神。同时还可以提出了导师负责制的项目开发驱动教学模式,根据企业对软件技术人才的需求,以教师承担的项目为教学课题,以分组团队协作的模式,由带队导师负责学生的项目任务的安排,技术培训和监督管理。此外,还可以通过校外软件实习基地为教学研发场所,委托师资力量强的教学机构以专题培训、技术讲座、实战项目辅导等多种教学模式相组合的方式为教学手段,使得学生在项目的驱动的环境下进行学习和开发。以上的工程教育教学模式是在项目开发为主线的情况下,鼓励学生自主学习,相互学习,培养团队协作,让学生学会与项目主管沟通,使得学生在工程环境下快速成长。CDIO工程教育改革是一个系统、全面的改革。它具有明确的培养定位、详细的培养目标和全面、系统的培养方法指南。众所周知,教育改革绝不可能一蹴而就,需要长期努力、逐步提高。有明确目标的系统性的改革为改革少走弯路、提高效率、持续改进提供了重要的基础。 1.构建完善课程体系 根据工程化思想,从专业知识的结构和所需能力培养入手,建立科学的工程化的课程体系是十分必要的。课程体系大纲包括专业知识、职业能力、团队合作和工程综合能力四个层面,对现代企业工程师应该具备的知识和能力,以课程体系的方式逐级细化设置,形成具体对教师和学生都具有明确意义的课程体系,提高实践教学的比重。比如可以在计算机相关专业的教学计划中,设置以下的编程语言的教学计划。对于大一、大二的低年级新生,设置《C语言程序设计》课程、《C++面向对象程序设计》、《高级C++应用程序设计》(包括WIN32SDK和MFC框架应用的高级应用设计),在大三、大四高年级的学生根据个人的爱好可以就多个工程应用级的C++学习方向进行学习,可以是游戏DirectX方向、GDI图形图像设计、dot net框架的管理信息系统、驱动程序的开发等企业级应用开发,和企业进一步沟通,确定订单式培养计划,将企业应用需求引入到培养计划中来。因此,为每一门课程(包括每一个项目)制定课程教学大纲,课程大纲明确学生应掌握的知识和能力,规划如何使学生学到这些知识和能力,如何考查学生的知识和能力,并明确教学、实验、作业/项目的安排。大纲中除了列出本门课程的知识点之外,还根据本课程所承担的能力目标。以教学大纲的形式具体细化专业培养目标,将培养目标根据专业的知识、能力和素质的培养分配到每门课程,各门课程根据自身特点承担相应的知识、能力和素质的培养。通过改革教学方法给予学生一体化的学习经验、构建他们的知识和能力体系。 2.教学方法的转变 在教学方法上,引导教师更新教学观念,从以教师为中心转向以学生为中心,引导学生自主学习,摆脱对老师的依赖,提高自我思考能力,突出通过实践动手来分析问题和解决问题,增强创新意识,巩固知识概念。鼓励老师进行教学改革,增加实践环节的比重,将课程设计和实验课并入相关的课程内,使得代课老师承担一定比重的实验课,任课老师也成为了实验课的教师之一,对于实验课的内容要认真规划和企业工程实践尽量结合,让学生在校园里就处在工程教育氛围中,教师尽可能统筹安排课程内的实验,做到大纲详尽,实验细节细致入微。从大一开始就注重对缺少实践动手能力学生的培养,针对课程安排丰富的综合性实验和课程设计,让每一位学生自己动手、自主完成并全身心投入。适当的压缩教师授课学时,改革教学方法,设立场景教学,鼓励学生采用一边听一边实验一边讨论的方式,让学生成为课堂上的主角。设置丰富的设计-实现项目,利用课堂和现代学习场所或实验室加强学生学习的主动性、实践性和团队合作精神。#p#分页标题#e# 3.课程设计与项目开发紧密结合 针对一些专业课程,增加课程设计环节,可以巩固学生的理论知识,培养学生科研和自主学习的能力。基于CDIO培养模式是将所学知识和实际的工程项目相结合,对于优秀课和专业选修课的的课程设计中引入工程教育的理念,通过贴近工程应用的课程设计可以让学生接触实际工程应用开发的方法,尽量提高学生对所学知识的综合应用能力。因此,从教师的角度,搞好课程设计的关键,应设计好题目并做好课程设计的准备工作,引导学生自主学习,积累储备知识,跟踪主流技术。教师出课程设计题目的时候,选择贴近企业实际工程项目,同时结合所学课程、学生掌握的知识情况,为了提高课程设计的质量,总结以往学生的课程设计的过程中常出现的问题,提出循序渐进式的课程设计指导教学方法,将往届学生中课程设计中的优秀作品和设计思路去启发应届学生,本届学生在往届学生的基础上进一步深入设计开发。 4.通过竞赛提高学生的实际应用能力 每年举办各种大学生应用技能竞赛包括“创新杯计算机应用能力大赛”、“CAD计算机辅助设计大赛”、“全国大学生数学建模比赛”、“全国大学生电子设计大赛”和“全国大学生机器人大赛”等竞赛,提供了培养学生应用能力的一个舞台。比赛的题目注重实际问题的解决和实践动手能力的提高,旨在培养学生分析问题解决问题的能力和参赛团队协作精神。竞赛给学生提供了充分的自我发挥平台,对于学生个人综合实力的全方位考核,同时挖掘学生的个人潜质。针对比赛各二级学院积极组织、认真准备,分别进行赛前培训、集中训练和赛前选拔工作。同时,根据大赛的项目和内容,对于现有的教学计划进行修订,对于课程内容也要不断优化,改进教学手段和教学方法,使得教学内容贴近工程应用,对于日常考核方法进行改革,采取灵活多样的考试方法,积极申请专项资金建设特色实验室,通过加强实践动手能力的培养,对现有课程体系进行改革和优化,为培养学生的实际应用能力创造良好条件。通过参加比赛,不仅培养了大学生对科技活动的参与兴趣,锻炼了学生根据已经掌握的知识解决实际问题的综合能力,也培养学生的团队协作精神和创新能力。教师在指导学生参加竞赛时,积极做好赛前准备,进行赛前训练和选拔工作,在指导过程中善于激发学生的创新意识,努力提高学生的自主学习能力,同时营造宽松的研讨氛围,使学生在良好的学术氛围中,共同提高,互相促进,团结协作,争取取得好的成绩。 5.毕业实习实践环节对学生的培养 校外教学实习基地选择的代表着应用工程教育理念培养学生的工程实践场所,毕业实习实践环节的选择和建设采用不同的合作方式,选择有一定实力的企业和师资良好的校外实习基地,建立广泛的多种多样的校企合作关系,以便让学生学习和体验软件产品的从需求、规划、设计和测试整个产品的生命周期。校外实习基地是工程实践场所,它提供了一系列广泛的设施,包括企业的职场工作环境、团队协助开发项目的工作环境和工程化的任务实施管理方式。基于工程教育的的工程实践场所的包括以下基本特征:学生动手学习和自主学习产品的开发和设计、通过学习掌握系统的开发过程和熟悉企业工程产品的设计流程,为学生们提供了学习多学科知识的平台;同时也促进了学生个人人际交往能力提高;学会与小组的交流,也引导学生逐步适应社会交往和学习社会知识。此外,学校将毕业实践环节变成直接走出校门走入订单企业中去,提前到企业的环境去锻炼,使他们从择业观念、就业技能进一步的改变,完成其从学生到职业人角色转换,以及从学校到社会的人生环境的自然过渡。根据学生在企业工作的岗位设定毕业论文题目,让他们在锻炼的同时,完成毕业论文的设计。这样间接的促进学校工程教育模式的发展,为教育模式的转变积累经验。他们的课程设计的方向和题目也在进一步的影响教学方式的转变。学院制定详尽的管理方法和实施细则,在政策上给予倾斜,这样可以避免学生就业找工作和毕业论文的相互影响。 三、结束语 企业处在竞争环境中,急迫需要具有实践动手能力强、较好创新意识的IT人才。培养具备工程实践能力的应用型专门人才是高等院校的最为根本的任务,为此,学校在围绕实验室硬件建设、教学环节的改革和创新、加强师资队伍建设和考核方法的改进等多个方面不断努力、勇于探索、努力创新,根据工程教育的思想优化学校人才培养的课程体系,努力营造工程环境,提高实践教学教学的比重,逐步提升的学校的教学质量,使学生能够较好的适应新时代的发展的需求。 计算机工程论文:计算机工程管理中医院管理应用 摘要:计算机工程管理是一项利用计算机等现代化技术进行电子信息控制和处理的管理学科。随着计算机技术的不断发展以及信息化技术的推进使计算机工程管理水平有了很大的提高。现在计算机工程管理已经广泛的应用到医院的各个部门和领域,成为一种安全和高效的管理方式。本文就计算机工程管理在医院中的具体应用提出了自己的观点。 关键词:计算机工程;医院;应用 现代医院结构复杂、人员众多,涉及到临床、医技和行政后勤科室等众多部门,医院管理的内容涵盖了所有的科室,包括医德医风、科研教学、审计监督、绩效核算医技人才建设等方方面面。庞大的数据信息处理需要计算机工程的支持。计算机工程管理在提高医院运行效率、整合医院资源和提高决策依据等方面发挥了重要的作用。医院管理中信息资源的管理也成为医院发展的重中之重,也是深化医院管理分工和结构调整的动力。自2010年国家卫生部要求医院实施电子信息工程以来,计算机工程管理在医院中的应用也越来越广泛。从原有的HIS系统到现在的整合LIS系统和PACS系统,可以说医院的计算机工程管理已经渗透到医院管理的各个方面,成为医院进行医疗数据统计、制定医疗管理决策和绩效考核的重要方法。 一、利用计算机工程管理来统计电子化的医疗数据 利用计算机工程管理来统计医院的医疗数据,建立高效、综合的管理数据模型,利用计算机建立各种图形和报表来给医院领导提供直观的分析体系,实现医院数据的持久化管理。计算机工程管理依托数据模型,运用数据仓库和数据分析处理技术,将医院医疗电子数据进行汇总、整理和对比分析。在具体运用方面,是以医院的原始数据为基础,把医院HIS系统、PACS系统、LIS系统、以及财务收费数据和病例系统进行数据整合,遵循卫计委制定的数据标准组成基础的统计数据库,融合了门急诊、住院和各临床医技科室的基础数据。 二、利用计算机工程管理来实现信息化的管理决策 计算机工程管理以医疗数据统计构建的平台为基础,利用医院数据分析与决策支持系统也就是BI系统来对医疗数据进行挖掘分析,监测医院的运营数据并完成指标统计分析,为医院管理部门提供便捷的实用分析数据,分析医院经济业务的规律性和发展趋势,让医院管理者根据数据分析做出正确的发展决策。利用计算机工程管理分析和管理决策平台的数据,能够实现医院管理的精细化。建立病人健康档案,分析出某一类疾病在何种季节和何种年龄段属于高发并上报给上级卫生部门,帮助卫生部门制定相应的预防措施,也能为某些季节性疾病的研究提供宝贵的医疗数据来源。 三、利用计算机工程管理实现医院绩效考核的智能化 医院各科室众多,每个科室情况不一,对医院的绩效进行考核要分别临床、医技和职能科室来进行,职能和性质不同的科室绩效考核方法也是不一样的,科室绩效考核既要兼顾效率又要兼顾公平,是一项十分复杂的工作,必须借助计算机工程管理来实现。利用计算机工程管理将医院的HIS系统、人事管理信息系统和财务管理系统组成统一的信息平台,通过HIS系统统计科室收入、通过人事管理系统管理职工工作量和考勤,通过财务管理系统来核算科室收支情况,三者之间资源共享,通过对日常数据的维护,让核算单元细化到每一个员工,并实现每月绩效工资的生成和发放。利用财务系统将医院各种成本进行逐级分摊,按照临床科室、医技科室、医辅科室和职能后勤科室分类,核算最小成本单元的直接成本和间接成本,直接成本直接计入科室成本,间接成本通过一定的分摊方法分配到科室,实现医院的全成本核算。绩效管理系统以最小的核算单元为基础,按照出院病历和收费信息核算每个病种的收费情况,不但有利于医院做好成本费用管理,还为单病种限价提供了可参考的成本数据。计算机工程管理在医院中的应用是十分广泛的,利用计算机管理规范医院的内部管理流程,使医院的人力、物力和财力都得到了充分的利用和监督,最大程度的节约了医院的成本,提高了医院的效益,通过计算机工程进行信息共享,在数据库的支持下,医院各种调整都能直接的落实到每一个工作岗位中,利用计算机管理系统,医院对全院的工作都能改造成网络化的控制结构,有利于院领导进行决策。 四、计算机工程管理在医院中的发展趋势及问题 首先,计算机工程管理在医院中的应用会逐渐标准化。将计算机管理融入到医院各个科室,提高医院整体的工作效率和管理能力,促进医院各部门之间的合作,应该制定统一的计算机系统管理标准,标准统一后各个医院之间的沟通和协作会更加方便,无论是电子病历的传输还是病人的诊断都能够直接拿来参考,实现了不同医院之间的资源共享,促进了医院之间的合作,也是整个医疗行业得到了飞速发展。其次,计算机工程管理将逐渐趋于决策化。医院通过计算机管理系统收集大量的基础数据,由计算机进行筛选和整合,将有效的信息筛选出来及时的提供给医院管理者,管理者就可以随时掌握医院的数据信息作为决策的依据。最后,计算机工程管理在医院中会更加效能化。利用计算机管理系统制定标准化的制度来协调医院各科室之间的关系,大大减少了在计算机信息管理系统中的投入,缓解医院的资金紧张情况。计算机管理工程在医院应用过程中,很多职工对计算机管理不熟悉,缺乏算计方面的知识,医院应该针对这部分员工进行集中培训,确保计算机管理顺利实施;计算机工程管理需要医院在信息化建设方面投入一定的资金,因此需要院领导的支持和重视,才能把医院打造成信息医院、数字医院,提高工作效率从而提高医院的经济效益;计算机工程管理利用的是医院的基础数据,部分员工对基础数据填写不认真,认识不足,从而影响了计算机管理的实施,医院要制定相应的奖惩措施确保基础数据的真实性。总之,我国人口众多,医院每天的业务量很大。病人对医院的满意程度与医院的管理效率息息相关。医院利用计算机工程管理,不断提高医院的工作效率和管理质量,促进了医院各方面的发展,也让医院的管理更加的科学化和规范化,因此计算机管理工程值得所有医院借鉴和使用。 作者:陶山山 单位:河北省邯郸市第一医院人事科 计算机工程论文:计算机工程安全的维护 【摘要】安全维护是计算机工程的重点,以现阶段计算机工程安全工作情况为基础,结合近年来安全维护工作特点,分析计算机工程的安全维护方案。 【关键词】计算机;安全;维护;工程 现阶段,随着我国信息化进程的不断加速,网络工程技术得到了大范围的推广,突破了传统意义上信息沟通的形式,成为现阶段大部分人与外界沟通和获取信息的一种形式。但是,计算机工程技术在优化人们生活形式的过程中,因为计算机工程自身具备的特点,在实际发展中有关计算机工程的安全问题在逐一涌现出来,影响了健康的网络环境,威胁着人们的正常生活,为网络安全的发展埋下了隐患。由此,分析计算机工程的安全维护方案是发展的必然。 1影响计算机工程安全的相关因素分析 1.1网络病毒的影响 现阶段,计算机的病毒形式多,并且可以在运行中明确互联网中存在的漏洞,且在这些漏洞中入侵到整体的网络中,以此传播,促使更多的软件受到影响。若是计算机内部软件受到影响,会导致网络中占据的内存增加,导致系统更为缓慢,影响实际生活中人们的应用。 1.2计算机内部软件自身存在漏洞 计算机中很多的软件都不是安全的,多多少少都会存在病毒或者是漏洞,这也是推广的必然,就像美国微软公司应用的软件也存在这一问题。这些漏洞会成为非法应用者获取重要信息或者是文件的途径,这也是影响内部信窗的重要途径。攻击形式主要是协议漏洞,也就是应用POP3等对整体计算机实施入侵,可以有效获取系统管理者的权限。另一种形式是缓冲区漏洞,攻击人员可以依据这一漏洞提出相关的指令,这些指令要超出缓冲区的权限约束范围,导致系统运行较为缓慢,还有的导致整体运行瘫痪。同时,也可以进行口玲玲攻击,主要是黑客破译了网络口令造成的,以此入侵到一个系统当中。另外,还有IP地址攻击等形式[1]。 1.3竞争对手的恶意破坏 市场竞争的不断提升,促使同行业的竞争也在日益增加,很多企业为了获取更多的效益会弄虚作假,对存在竞争关系的企业网络系统实施破坏和影响,主要是获取竞争对手的网络信息,或者是改变其所在网站的信息,还会在网站上大量散播竞争对方的虚假信息,导致网络系统无法顺利运行,影响实际工作的实施。 1.4应用者的方法不正确 计算机管理工作者在应用过程中出现马虎或者是不细心的情况都会使工作出现问题,在不规范的操作下,很容易为网络非法者的入侵提供平台。同时,大部分管理工作者的警戒心不强,经常应用自己的电话号码或者是出生日期作为密令,缺少强大的严谨性,或者是随意将账号给他人应用,导致信息出现遗失或者是整改、盗用等情况[2]。 2计算机工程系统安全维护方案分析 2.1计算机病毒的预防 计算机病毒入侵一直都是影响应用者的重要问题,要想解决这些问题最先要对内部管理工作者实施优质的教育培训,从而提升工作者的安全预防观念和安全维护技能,促使上网和工作都可以在安全的状态下实施。其工作主要分为以下几点:第一,设计分级权限,对口令实施全面的管理。大部分计算机系统会应用口令对系统资源访问权限实施管理,这是有效与方便病毒的重要方案,也是非常经济的形式。网络管理者与终端操作人员依据自身的责任和权力选择多样化的口令,促使应用程序的信息操作更为科学,预防越权信息访问或者是无约束的应用网络资源。在设计口令的过程中,至少要选择五个字母或者是数字组合的口令,并且要定期改变自己的口令,也可以设计网络密保,依据系统自身不会泄密,但也要具备认证信窗的传递,从而可以口令的管理并不是唯一的形式。第二,构建简单化的安全和集中管理形式。软件的安全和管理也是工程安全维护工作的重要内容,在日常工作中要将一个优越的杀毒软件安装在组织中的NT服务器上,也可以下载到具备目标的计算机上,依据网络管理者统一实施管理和划分。杀毒软件与其他操作系统结合到一起,成为网络安全管理工作的重要组成部分,也可以为预防网络病毒提供有效的依据。第三,定期杀毒,预警隔离。在计算机病毒影响网络资源应用程序的过程中,这些病毒将处于信息共享网络介质上,因为就需要在网络上设计预防系统,定期对网络杀毒。依据网络病毒具备的特点,需要从整体上优化预防,在互联网上逐层构建预防系统,结合每一个病毒可能出现的节点实施隔离和锅炉,促使后台操作更为安全和优越。 2.2设计黑客攻击的应对方案 其主要分为以下几点:第一,包过滤技术。这种技术是防火墙技术的一种,通常情况下应用在OSI模型网络层上,在其实际运行中增加了传输层,并且以IP协议数据报文途径为基础进行应用,将两者层段作为信息监察目标,全面研究每一个信息系统中的协议、地址、端口等信息资源,并且审查其与设计优越的防火墙过滤要求,若是明确了某一个节点或者是多个区域过滤规则匹配好条件设定为阻碍之后,这一过滤包就会自主失效。动态包的锅炉特点可以明确报文的传递和其是否对系统产生影响,若是触碰到某一个判断机制,防火墙就会自主构成新的过滤规则,改变以往的规则,预防不良信息资源的再一次传递。第二,应用技术。整体防火墙可以作为一个透明线路,若是外界信息资源进入到一个防火墙访问客户端的过程中,应用协议也会依据应用层协议解决方案,通过设计解决规则明确信息资源是否存在影响。依据这一特点不用组合有限报文协议。因此,防火墙可以依据信息层提供的数据明确相关内容的有效性,研究服务器的日志,判断各项影响问题。第三,状态监测技术。其也是一种防火墙技术,不会影响网络平台的正常应用,只是依据一些信息监测网络通信不同层次,结合过滤规则实施明确和判断[3]。 3结语 总而言之,计算机工程的安全防护工作是一项综合性的系统工程,具备长期性和多样化的特点。计算机工程中的安全维护工作,需要设计防火墙过滤信息、提升病毒的维护方案、入侵检测技术的应用以及提升计算机网络风险的预防,深入了解计算机工程中安全预防技术的应用方案,从而有效提升计算机工程的安全管理技能,确保计算机网络的安全性,以此为人们创造一个优质的、丰富的计算机网络环境。 作者:薛成光 单位:滨州市教育局 计算机工程论文:计算机工程管理医院应用分析 摘要:计算机工程管理是一项利用计算机等现代化技术进行电子信息控制和处理的管理学科。随着计算机技术的不断发展以及信息化技术的推进使计算机工程管理水平有了很大的提高。现在计算机工程管理已经广泛的应用到医院的各个部门和领域,成为一种安全和高效的管理方式。本文就计算机工程管理在医院中的具体应用提出了自己的观点。 关键词:计算机工程;医院;应用 现代医院结构复杂、人员众多,涉及到临床、医技和行政后勤科室等众多部门,医院管理的内容涵盖了所有的科室,包括医德医风、科研教学、审计监督、绩效核算医技人才建设等方方面面。庞大的数据信息处理需要计算机工程的支持。计算机工程管理在提高医院运行效率、整合医院资源和提高决策依据等方面发挥了重要的作用。医院管理中信息资源的管理也成为医院发展的重中之重,也是深化医院管理分工和结构调整的动力。自2010年国家卫生部要求医院实施电子信息工程以来,计算机工程管理在医院中的应用也越来越广泛。从原有的HIS系统到现在的整合LIS系统和PACS系统,可以说医院的计算机工程管理已经渗透到医院管理的各个方面,成为医院进行医疗数据统计、制定医疗管理决策和绩效考核的重要方法。 一、利用计算机工程管理来统计电子化的医疗数据 利用计算机工程管理来统计医院的医疗数据,建立高效、综合的管理数据模型,利用计算机建立各种图形和报表来给医院领导提供直观的分析体系,实现医院数据的持久化管理。计算机工程管理依托数据模型,运用数据仓库和数据分析处理技术,将医院医疗电子数据进行汇总、整理和对比分析。在具体运用方面,是以医院的原始数据为基础,把医院HIS系统、PACS系统、LIS系统、以及财务收费数据和病例系统进行数据整合,遵循卫计委制定的数据标准组成基础的统计数据库,融合了门急诊、住院和各临床医技科室的基础数据。 二、利用计算机工程管理来实现信息化的管理决策 计算机工程管理以医疗数据统计构建的平台为基础,利用医院数据分析与决策支持系统也就是BI系统来对医疗数据进行挖掘分析,监测医院的运营数据并完成指标统计分析,为医院管理部门提供便捷的实用分析数据,分析医院经济业务的规律性和发展趋势,让医院管理者根据数据分析做出正确的发展决策。利用计算机工程管理分析和管理决策平台的数据,能够实现医院管理的精细化。建立病人健康档案,分析出某一类疾病在何种季节和何种年龄段属于高发并上报给上级卫生部门,帮助卫生部门制定相应的预防措施,也能为某些季节性疾病的研究提供宝贵的医疗数据来源。 三、利用计算机工程管理实现医院绩效考核的智能化 医院各科室众多,每个科室情况不一,对医院的绩效进行考核要分别临床、医技和职能科室来进行,职能和性质不同的科室绩效考核方法也是不一样的,科室绩效考核既要兼顾效率又要兼顾公平,是一项十分复杂的工作,必须借助计算机工程管理来实现。利用计算机工程管理将医院的HIS系统、人事管理信息系统和财务管理系统组成统一的信息平台,通过HIS系统统计科室收入、通过人事管理系统管理职工工作量和考勤,通过财务管理系统来核算科室收支情况,三者之间资源共享,通过对日常数据的维护,让核算单元细化到每一个员工,并实现每月绩效工资的生成和发放。利用财务系统将医院各种成本进行逐级分摊,按照临床科室、医技科室、医辅科室和职能后勤科室分类,核算最小成本单元的直接成本和间接成本,直接成本直接计入科室成本,间接成本通过一定的分摊方法分配到科室,实现医院的全成本核算。绩效管理系统以最小的核算单元为基础,按照出院病历和收费信息核算每个病种的收费情况,不但有利于医院做好成本费用管理,还为单病种限价提供了可参考的成本数据。计算机工程管理在医院中的应用是十分广泛的,利用计算机管理规范医院的内部管理流程,使医院的人力、物力和财力都得到了充分的利用和监督,最大程度的节约了医院的成本,提高了医院的效益,通过计算机工程进行信息共享,在数据库的支持下,医院各种调整都能直接的落实到每一个工作岗位中,利用计算机管理系统,医院对全院的工作都能改造成网络化的控制结构,有利于院领导进行决策。 四、计算机工程管理在医院中的发展趋势及问题 首先,计算机工程管理在医院中的应用会逐渐标准化。将计算机管理融入到医院各个科室,提高医院整体的工作效率和管理能力,促进医院各部门之间的合作,应该制定统一的计算机系统管理标准,标准统一后各个医院之间的沟通和协作会更加方便,无论是电子病历的传输还是病人的诊断都能够直接拿来参考,实现了不同医院之间的资源共享,促进了医院之间的合作,也是整个医疗行业得到了飞速发展。其次,计算机工程管理将逐渐趋于决策化。医院通过计算机管理系统收集大量的基础数据,由计算机进行筛选和整合,将有效的信息筛选出来及时的提供给医院管理者,管理者就可以随时掌握医院的数据信息作为决策的依据。最后,计算机工程管理在医院中会更加效能化。利用计算机管理系统制定标准化的制度来协调医院各科室之间的关系,大大减少了在计算机信息管理系统中的投入,缓解医院的资金紧张情况。计算机管理工程在医院应用过程中,很多职工对计算机管理不熟悉,缺乏算计方面的知识,医院应该针对这部分员工进行集中培训,确保计算机管理顺利实施;计算机工程管理需要医院在信息化建设方面投入一定的资金,因此需要院领导的支持和重视,才能把医院打造成信息医院、数字医院,提高工作效率从而提高医院的经济效益;计算机工程管理利用的是医院的基础数据,部分员工对基础数据填写不认真,认识不足,从而影响了计算机管理的实施,医院要制定相应的奖惩措施确保基础数据的真实性。总之,我国人口众多,医院每天的业务量很大。病人对医院的满意程度与医院的管理效率息息相关。医院利用计算机工程管理,不断提高医院的工作效率和管理质量,促进了医院各方面的发展,也让医院的管理更加的科学化和规范化,因此计算机管理工程值得所有医院借鉴和使用。 作者:陶山山 单位:河北省邯郸市第一医院人事科 计算机工程论文:计算机工程技术常见方法探析 摘要:在我国社会经济发展进程向前推进的过程中,计算信息技术工程逐渐在我国社会各个领域中得到较为广泛的应用,它不单单会使得我国人民的生产及生活模式发生一定程度的变化,也会使得我国人民的生活模式呈现出来一种日新月异的态势。但是将现阶段我国计算机电子信息技术应用实际情况作为依据,针对计算机信息技术提出了崭新的要求,计算机安全性也难以得到应有的保证。 关键词:计算机工程技术;常见方法;应用模式;现阶段;分析 正文: 现阶段计算机技术和我国社会中的各个行业有机的相互融合在一起,这会使得我国社会中各个行业中的工作人员承担比较大的工作压力,将计算机技术在电子信息工程领域中应用有着远大的前景以及长远的未来,其实也是可以这么说,计算机技术逐渐完善起来的基础上,促使电子信息工程发展速度得到一定程度的提升。计算机网络技术可以在电子信息工程领域中起到一定程度的引导性作用。在电子信息工程领域当中,计算机网络技术得到的应用较为广泛。信息的处理工作是难以离开计算机单独存在,信息的传递和处理工作其实都是依赖着通信技术措施。 1.首先对计算机工程技术措施的实际应用情况进行分析 在计算机硬件技术及软件技术发展进程向前推进的过程中,各种类型的计算机应用程序呈现出来一种逐渐成型的态势,因此这一个时代中的技术工程师自从从校门当中走出来之后,就一直在计算机之上开展工程计算、设计等工作。他们由小到大都一直经历计算机计算流程,甚至在某些情况之下对计算机产生了迷信的心理,认为计算机似乎是将所有工程问题解决的源泉性内容,简单而直接的予以计算机充分的重视。但是在计算机软件开发工作发展进程不断向前推进的过程中,又难以对计算机软件的质量水平做出一定程度的保证,其中包含得失软件开发人员和技术支持的技术资政证明;软件开发商的质量保证工作、质量控制流程应当得到较为严格的评价管理,软件开发工作进行的过程中使用到的各种类型的技术措施的理论依据应当得到严格的论证;简单以及复杂习题测试工作得到的结果严格评价工作以及其他单独求解结果进行相互比较的基础上,其实存在一些会对工程技术安全造成影响的因素,但是上文中提及到的这些问题却都被计算机软件的发展速度遮挡在了阴暗面。随着计算机及信息技术的发展,人们越来越愿意详细计算机技术措施本身是可以对工程做出正确的判断,但是却很少有人会想到一个问题,尤其是年纪比较小的工程师基本上是不会去想象,假如说计算机不存在的话,工程师在这种情况之下需要使用到的是那些必要性的知识和实际工作经验。人们都愿意相信的一个问题是,解决工程实际问题的过程中需要使用到的专业知识其实就是怎样应用计算机技术以及计算机领域当中的专业知识,甚至在某些企业当中将计算机技术水平当时评判一个人的完全标准,工程技术领域当中的工程师都愿意相信的一个问题是,他们在日常工作的过程中单单在对计算机技术措施加以一定程度的应用的基础上就可以使得所有的工程问题都得到妥善的“解决”。在此情况之下人们想要认识到工程技术行业中丰富的工程项目经验、脑力劳动工程以及设计思想的重要性显得比较困难。 2.怎样才可以使得计算机工程技术措施得到正确的应用 在年纪比较小的工程师当中,应当让他们认识到的问题是工程设计工作本身的危险性,对人民群众的切身利益造成的影响,并且工程技术领域中的相关工作人员在实际工作的过程中应当秉承着高度的责任感,应当让他们了解到的问题是,工程特征和工程设计工作质量水平之间呈现出来的相互关系较为密切。实际工作经验较为丰富的工程师,在工程设计工作进行的过程中,不使用计算机就可以开展工作,计算机工程技术在工程技术领域中应用不是一件坏事,但是需要明确的了解到的一个问题是工程计算领域中应当怎样去应用计算机,计算机是不可以在工程设计和计算领域中滥用的,因为滥用之后引发严重的后果。 3.结语 总而言之,电子信息工程和计算机技术之间呈现出来的相互关系较为密切,难以相互分离开来。计算机技术在电子信息工程发展进程向前推进的过程中发挥出来的作用较为重要,假如说没有得到计算机技术措施的支持的话,电子信息工程想要独立的将相应的操作妥善的完成是一件较为困难的事情。电子信息安全故那里工作的系统性和复杂程度比较高,所以在正式施行这种操作之前需要做好长期工作的准备,站在整体的层面上展开综合性规划工作,并将电子信息工程领域中的安全管理工作妥善的完成,所以说需要针对相关的问题施行针对性比较强的应对措施,并在此基础之上构建出来建立健全的安全管理机制,使得安全检测工作的力度得到一定程度的提升,从而也就可以使得相关工作人员的人身安全得到有效的保护。 作者:郑芳芳 计算机工程论文:职业院校计算机工程信息技术教学 摘要:针对职业院校的计算机专业课程现状,对学生的学习兴趣、学习基础、学习能力等现状进行分析,找到因为传统课堂带来的问题,以及翻转课堂的优势,结合学生的特点和课程的属性,将翻转课堂应用到职业院校的计算机课程中,通过优势发挥与资源重组,实现教学课堂效果的有效提升。 关键词:职业院校;翻转课堂;计算机应用课程 《工程信息技术》作为国家规定的职业院校学生必修的文化基础课程,在提高学生的计算机应用能力、实现学生信息技术综合素养的提高上,有着非常重要的作用。课程培养的是学生运用计算机知识发现并解决问题的能力。但是纵观职业院校学生的实际情况,我们会发现他们的学习能力千差万别,学习兴趣普遍不高,再加上学习的基础设施配备不足,使他们的课程学习长期处在一个“雪上加霜、”的境地。面对这样的现实情况,改革与发展工程信息技术课程就成为一个迫在眉睫的事情。 一、高职学生学习“计算机应用基础”课程的现状 1.学习基础千差万别职业院校教育在近几年得到了蓬勃的发展,生源数量大大提高,学校考虑到经济原因也大多进行大面积扩招,这就导致招进来的学生在学习基础和学习能力上有着比较悬殊的表现。还有,进入到职业学校学习的学生在家庭经济状况上的差别也比较大,有的学生在入学之前已经对计算机的操作非常熟练,有的学生则连基础的入门都达不到。这就导致了学习能力较高的学生吃不饱,学习能力偏低的学生又吃不了。严重阻碍了教学效果的发现。 2.学习兴趣悬殊较大职业学校的学生和普通学校的学生相比,学习的兴趣差异还是比较大的。一部分学生对计算机有着浓厚的兴趣,另一部分学生则认为学习计算机是一件可有可无的事情。即使在学习兴趣浓厚的学生中间,也有一大部分学生是因为被网络游戏等吸引,并不是真正想要提高计算机实际应用能力。所以,学习兴趣之于学生既是千差万别的也是层次丰富的,如果没有足够的针对性,教学是不可能有效激起学生的学习兴趣的。 3.学习内容陈旧滞后目前,大部分职业学校使用的“工程信息技术”课程的教材都是由国家教育部统一制定编写的,这种教材的适用于一般标准,但是具体到实际教学中,有些内容已经不能满足现实的需要。而这样的教材要想改版一次,常常需要付出比较大的成本,地方院校要是制定地方教材,程序繁琐,成本较大。这些都使得教材的内容几年甚至十几年如一日的呈现出“老三篇”---计算机基础知识、windows操作系统、office办公软件。相关知识点的配套和教授素材严重缺乏创意,学生的学习兴趣被压制的同时,也使得职业院校的计算机学习整体呈现出一种在市场面前的“无力感”与“挫败感”。而所有专业共用一本教材的现状也充分暴露出当下教学的盲目性,学生在学习内容上使用的精力大部分是无效精力。 4.教学手段贫乏单一 “工程信息技术”强调的是学生动手实践的能力。目前,职业学校的计算机课的确都是在多媒体教室上,但这并不代表实践能力就得到了有效地提高。很多学生在面临实际操作时,还是茫然无措。这是因为我们只是在环境上配备的比较专业,但是在教学方法上仍然是以教师讲、学生听为主,学生在课堂上不是进行创造性学习,而是进行模仿性的学习,这样的方法严重的抑制了学生的学习兴趣,学生的学习情况不尽如人意。 二、“翻转课堂”的含义 传统的教学模式中,教师是课堂的主导者,占据了课堂的大部分时间进行讲授。学生则只是被动的往脑子和笔记本里记知识点。这样的方式完全是把学生放在了同一个水平线上,无视学生的兴趣差异、能力差异、各项差异指标在传统课堂上成为均质化。学生的学习进度也变成了步调一致的“进行曲”。所以在课堂上,每个学生呈现出的状态最终的结果都是不尽如人意,而在课下完成作业的时候,可能出现的状况就更多了,最常见的一种是学生完全不写作业,最终养成了常年不写作业的学习习惯。随着课程深度改革的开始,我们看到很多教师已经出于课堂实践的实效性发出了改革的意识和愿望,他们认识到了因材施教的重要性,但是这需要付出较之以往更多的时间与精力,在教学资源的消耗上也远远高于传统教学。这就使得翻转课堂这一因势利导的教学方式被提出来。在这种教学模式之下,学生可以找到适合自己的平台进行计算机知识的学习。每个人可以根据自己的能力进行学习,即使在学习的过程中遇到了不会的问题,也可以通过教学最后环节进行集中地处理。当然,还有一些课程对于学习能力比较低的学生来说,无论如何都是有难度的,这时就可以让学生在专业的平台上反复的进行学习,不断深入的学习,还可以在平台通过互动寻求教师和同学们的帮助,总而言之就是通过各种渠道对其进行学习,最终提高的教学效率是有针对性的。同时,翻转课堂也使每一个教师全面而深刻的掌握学生的情况成为现实,教师既可以通过全体授课讲解知识点,还可以通过单独授课,解决学生的个性化需求。这也就使得学生的能力培养成为了可能。由此,我们可以总结出翻转课堂的含义就是在信息化教学的背景下,课程教师通过信息化平台向学生提供以视频为主的学习资源帮助学生进行学习。学生的学习既可以是在课前,也可以是在课上,还可以在课下,对学习的资源进行充分的利用,同老师、同学互助交流,共同构建新型课堂的同时,提高学生的学习实效。翻转课堂的特点有以下几个:第一,翻转课堂的学习氛围相对轻松,视频素材的大面积加入,使学生的学习变得有效有趣,更能激发学生的学习兴趣。第二,学生可以成为自己学习的真正的主人,遇到学习上的困难,可以通过反复观看,各个击破等形式,自己决定学习的内容和节奏,实现真正意义上的因材施教。第三,翻转课堂的模式极大地丰富了教学的内容,扩大了教学的信息量,学有余力的学生可以通过平台获得大量丰富的课外学习资料,拓展视野的同时也使综合素质得到了显著的提高。第四,网络资源呈现开放性,可供学生随时查阅、随时复习、随时温故知新,有利于学生充分的利用与掌握学习资源,而反复的出现,本身就是一个学习上的好办法。第五,教育资源真正实现了和谐共享,这种利用集体的智慧得到的教学模式可以加强教师之间的沟通和交流,使学习的内容、学习的难度以及学习课型的结构设计完美的呈现出来。 三、翻转课堂教学模式与“工程信息技术”教学的结合 翻转课堂将知识的传授与学习迁移到了课前。课堂上的时间主要用来进行知识内化的学习,这项发源于西方的教学模式在西方取得了重大的突破,所以在引进国内的课堂时,也是比较顺利的。依据当前职业教育的大背景,结合翻转课堂的教学模式,对于翻转课堂在工程信息技术上的运用应该是从两个方面进行完成的。 (一)课前自学部分 课前自学部分主要是教师结合“工程信息技术”课程教学的特点与学生学习的特点,搜集、整理或自己创建教学视频。在教学视频中,要引导学生掌握了知识的重点,甚至达到突破难点的目的。为了实现这一目标,可以设置内容导读,布置对新课程的学习要求,并为每个知识点设计一个与现实情境中的具体问题密切相关的实践性任务,以激发学生的学习动机。学生观看教学视频,提出学习中遇到的问题。紧接着要完成教师布置的课前任务,进一步发现在学习中存在的疑难之处。对于这些问题,学生可以通过信息平台在课下和教师、同学进行互动,也可以在留言板上留言,这种实时的互动不仅可以解决问题还可以沟通收获,为进一步的学习提供了重要的基础。 (二)课中学习部分 建构主义理论中提出,知识的学习必须在一定的情境下通过人与人之间的协作活动来完成与实现。因此,在翻转课堂教学中,教师要充分的利用情境、协作、会话等要素设计课堂学习活动,组织课堂汇报、讨论环节,鼓励学生相互质疑,充分发挥出学生在学习中的主体性,完成知识的内化。教师根据课程内容和学生观看教学视频、课前练习中提出的疑问,总结出具有探究价值的问题。依据学生的理解程度指导其选择相应的探究题目。根据所提的问题将学生划分到同一个小组中,每个小组内的成员可以互相借力,也可以通过多种方式去验证自己所提出的和研究的问题,内化知识点的同时,达成了学习目标。这实际上是一种分工协作所显示出来的优势,但是,如果没有翻转课堂为基础,这样的优势是不可能实现的。课程的尾声,学生需要通过成果汇报等形式,向教师和同学们展示自己思索的成果,然后通过课堂评价与相互评价,最终实现小组之间学习之间的高效学习,教师在这个基础上,再根据学生对知识点的掌握情况,布置一定量的课堂作业,以固化本次课程的知识点,并布置下一课的内容。 四、结语 通过翻转教学在“工程信息技术”课程中的应用研究我们可以看出,翻转课堂是让学生带着问题走进课堂,实实在在的掌握课堂的主导权,充分的融入到课堂之中,带着问题来、带着思考去。在这样的模式中,充分激发学生利用课外时间充分的进行自主学习的兴趣,而且能很好地解决职业学校学生学习基础差异较大的问题,对培养学生的自助探究合作能力,提高学生的意志品质有着非常重要的作用。 作者:杨媚 单位:重庆水利电力职业技术学院