电气工程及其自动化的智能化技术广泛应用,使社会化大生产中,取消了人力作业,减少了人的劳动负担,提高了机械化生产的安全性和生产效率,越来越满足人们的人性化服务需要,新形势下,为进一步挖掘电气工程及其自动化智能化技术的应用潜力,创新自动化智能化技术的发展空间,需要对该技术的应用做进一步的研究和探索。 1电气工程及其自动化智能化技术的应用产生和发展 随着经济的迅速发展,工农业社会化大生产的自动化技术水平越来越高,计算机和网络技术的发展与普及应用,使机电一体化的自动化生产步入智能化发展轨道。人工智能技术模拟人类思想,在生产作业中自主操作和智能控制,打破了空间、时间、位置、温度对人类生产能力的局限性,发挥了明显的技术优势,不但提高了生产效率,满足了企业的安全生产需求,还具有很好的环境保护功能,使工业化社会化大生产中机电一体化生产的经济效益和社会效益得到全面发展。随着各种自动化智能化软件技术的开发应用,电气工程及其自动化智能化技术应用将不断创新,有力地支持经济社会实现可持续发展。 2电气化工程智能化技术的优势与应用特点 2.1智能化技术的应用不受控制模型的局限 传统的机电一体化生产中,生产设备的自动化生产,需要控制器进行有效控制,每种生产设备都有相应的控制模型,生产实践中,电气工程往往被控制模型复杂化,使自动化生产设备难以发挥较好技术的效果,同时,建立控制模型的过程中,还会出现很多难以解决的问题,无形中增加了电气工程自动化运行的困难。智能化技术的普及应用,电气化工程的自动化生产,不需要建立相应的控制模型,打破了模型的各种局限,提升了电气工程自动化设备的运作、生产效率,推动了电气工程的发展。 2.2能够规范统一的处理数据 应用智能化技术能够规范统一处理机电一体化生产中的各种数据,使生产程序的控制、生产工艺的和各种功能以及产品规格的实时监测更精准,有效提升生产作业过程的监督管理的精确性。智能化技术还能根据不同的生产对象、工艺、产品具有的不同的特点,及时调整控制程序,使各个生产环节高效平稳运行。 2.3使电力设备系统整体的控制能力得到提升 智能化技术通过互联网计算机与电气工程的服务器实现无缝隙连接,一方面能够有效控制自动化生产中的工序、设备的监测维护、产品生产过程的监测和质量的检测,还能根据软件指令进行相关的生产服务;同时,生产自动化的调节实现了远程控制,技术人员或相关人员通过手机随时随地都能掌握生产状况和管理控制信息,对有效的指导生产,控制和减少生产隐患,提高安全生产水平创造了条件。 3智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用 3.1可编程逻辑控制技术(PLC)的应用 近年来,以机电一体化生产为主的电气化工程的自动化生产中,广泛应用了可编辑控制器即PLC技术取代了传统的机电一体化生产设备的控制器。使机电一体化设备的智能化生产水平大大提高。PLC能够自动切换供电系统,使机械化生产的安全生产水平与生产的安全平稳运行有了可靠的保障,不但实现了生产设备的满负荷生产,提高了生产效率,还对生产设备的运行状况和故障隐患,实现了实时监测与数据共享,使设备生产的无人操作和远程控制发展到了新的水平,提升了电气工程人工智能化生产的质量。 3.2设备故障的智能化诊断技术的具体应用 在电气工程生产设备控制系统中,运用智能化技术软件,能够对设备故障隐患进行实时在线监测和科学的诊断。计算机网络设备配装的智能技术软件,能够收入机电设备的使用说明、安全警示、控制版面介绍、程序功能介绍服务指南、故障现象及处理方法、故障显示与处理、规格及技术参数等信息,并根据需要建立信息共享的数据库,电气设备一旦产生故障隐患。软件的相关程序,就会发生警示,同时,根据信息库中,故障现象与处理方法提供的数据信息,及时有效的进行诊断分析,提供故障排除方案,使故障问题得到快速的解决。由于机电一体化电气工程的生产设备较多,丰富的网络信息资源和共享能力,大大提高了设备故障智能化诊断水平,有利于机电设备的定期进行维护和检修,防止了设备超负荷运行和带病生产现象[3]。 3.3优化设计在电气工程智能化技术中的应用 机电一体化设备生产运行的自动化控制,是人工智能化技术在电气工程自动化系统装置中的具体应用,由于各种各样的生产设备众多,产品制造、纺织服装、冶炼化工等不同的生产领域机电设备有不同的生产特点和日常维护保养措施,因而,智能化技术除了要具备多面功能还要有主要的个性化本领,所以,优化设计技术在智能化发展中应用价值,促使电气工程的智能技术不断进步。 4结束语 现代化大生产和人们生活服务的智能化需求,为电气化工程及其自动化智能化技术的应用创新了空间,随着科技水平与经济社会的发展,多种多样的智能化技术不断问世,在不同的生产、科技、生活中广泛普及应用,加大地改善了人们的生产、生活条件和质量水平,全面开展电气工程及其自动化智能化技术的应用,对推动全社会的科技进步和可持续发展理念的深入,有着积极的意义,因此,需要广大科技人员以电气化工程的智能化技术应用为研究基点,不断创新,全面发展。 参考文献: [1]杨怡璇.电气工程及其自动化的智能化技术应用[J].电子技术与软件工程,2018(08):140. [2]尹向东.试论电气工程及其自动化的智能化技术应用[J].科技创新与应用,2017(34):145+147. [3]张桂昌.探究当前智能化技术在电气工程自动化控制中的运用[J].通讯世界,2015(19):247-248. [4]农高海,吴再群.智能化技术在电气工程自动化中的应用[J].电子技术与软件工程,2015(15):157. 作者:梁家泰 张文艺 单位:山东科技大学泰安校区机电工程系
期刊收录:维普收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊) 哥白尼索引(波兰) JST 日本科学技术振兴机构数据库(日) 万方收录(中) CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版) Pж(AJ) 文摘杂志(俄) EI 工程索引(美) 知网收录(中)
智能网联汽车作为新兴产业,是未来汽车产业发展的重要方向,为汽车产业发展提供人才支撑,是职业教育发展的重要方向。 1智能网联汽车发展背景 中国政府高度重视智能网联汽车的发展,2021年3月,新华社受权发布的《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称《纲要》)提出了智能网联汽车发展的相关要求,明确积极发展智能网联汽车、建设现代化综合交通体系,在高端芯片、人工智能算法、传感等领域实现技术突破,构建与数字经济发展相适应的政策法规。《纲要》还提出传统消费的提升应将汽车消费品由购买管理朝着使用管理方向转变。目前国内智能网联汽车公司有四维图新、海格通信、凯龙高科、华域汽车、科大讯飞、上汽等[1]。我国已经布局智能网联汽车的生产环境,近年来,政府政策引领,大大刺激了汽车行业的发展创新。 2智能网联汽车发展的优劣势 2.1优势 我国是世界上著名的制造大国,拥有较为完善的工业体系,智能网联企业的发展拥有非常牢固的基础,在稳定发展的基础上,改革可以将制造朝着“智造”的方向转变。我国人口基数大,城市化发展迅速,汽车市场的需求量极大,在国际市场上中国汽车市场仍旧占据重要地位,在互联网技术和高端芯片研发成功的背景下,在数字化和传感网络的支持下,未来的智能网联汽车发展空间会越来越大,在这种情况下可以充分发挥本身优势。在工业基础不断强大、政策不断完善的背景下,即使当前我国的智能网联汽车还处于初步阶段,随着时代的发展,也将打入更广阔的市场[2]。 2.2劣势 虽然我国工业基础强大,但是汽车发展与国际发展不匹配。从生产配件来看,我国的部分元件、工艺都需要进口,在借鉴国外生产制造基础上,美国与德国等工业老牌国家的工业发展仍旧值得借鉴。我国缺乏大量人才作为支持,尤其是在汽车行业方面的创新型人才。由于智能网联汽车行业在发展初期缺乏关注,因此,我国的汽车行业发展在当前还处于初级阶段,且在发展过程中大多运用别人的先进技术,长期发展下去必然会处于落后阶段。我国在零部件组装和工业制造方面存在一定的优势,但是技术创新并没有多大的成果。因此,只有重视技术创新,我国智能网联汽车才能得到更好的发展,否则我国的发展必将处于社会发展的低端,限制产业的发展。 3智能网联汽车专业改革关键问题与改革方法 3.1关键问题 据前文所述,智能网联汽车的发展需要人才作为支撑,而人才匮乏的主要原因是缺乏培养的教学条件,因此,在院校内建设新型智能网联汽车专业发展方向来适应当前的产业发展成为汽车专业需要思考的问题。专业建设过程中存在以下问题:其一,师资建设情况,智能网联汽车人才的缺乏是整个市场出现的问题,博士学历等高精尖人才更为匮乏。现阶段汽车市场缺乏专业人才,学校拥有的汽车专业人员数量更少,从而限制了学校汽车专业教学。其二,院校课程体系设计方面的问题,我国能参考的智能网联汽车专业课程体系设置经验极少,智能网联汽车专业的课程体系设计、培养大纲、课程体系设计仍旧需要认真研究,在现有基础上创新,这应成为现阶段教育改革的重点。其三,教材问题,现阶段智能网联书籍主要以概述为主,体系过于陈旧单一,全面性专业教材很少,教学资料不完善。其四,学校实训设备问题,智能网联汽车专业实践课程在实践设备方面存在的问题有两点,一方面是智能网联汽车实操设备和软件价格昂贵,投入的实训设备金额较多;另一方面市场上缺乏智能网联汽车学生培养所使用的实践教学设备[3]。 3.2改革方法 为解决关键问题需要培养智能网联汽车产业方面的高素质人才,以产学深度可做模式开展智能网联汽车的专业建设,实现教学改革,是汽车专业教学改革发展的重要方向。改革内容、改革方向有:其一,结合高校学科设置和教师专业特色打造汽车专业教学团队,加强智能网联汽车师资队伍的内部挖掘、培养。校内人员无法满足师资要求和新开设课程需要的情况下,可以通过出国进修、企业实践、高薪聘请专业人才的方式,为学校专业建设课程开设培养专业师资力量。其二,智能网联汽车专业规划和人才的培养方案应遵循产学联合需求来制定,与市场企业研讨智能网联汽车对人才方面的需求,结合院校实际情况打造专业建设方案,探究符合地方、学校实际情况的课程,开设特色课程,定位人才培养方向,联合多方制定适合地方高校学生层次的理论课程,同时推出配套实践课程。其三,智能网联汽车实践学习需要设备与场地作为支撑,产学联合是主要方向。实践课程的开设在课程联合制定基础上,与汽车企业协商分析,制定出开发满足学校实践学习所需要的条件,开发适合学生学习与竞赛设备,应占地面积小、设备成本低、可循环利用、利用程度高、应用在智能网联汽车方面的设备[4]。其四,学生的实习、就业应该与企业挂钩,课程改革之前进一步加强智能网联汽车全产业链调研、分析,找准人才定位,建立起合理的产学联合实习、就业机制,让学生在毕业之后能够在汽车行业内发光发热。 4智能网联汽车专业教学的改革研究 4.1课程体系建立 结合智能网联汽车技术的相关要求,在人才培养阶段应立足基础应用。学生应具备掌握智能网联汽车专业的软件能力、硬件能力。软件能力包含C语言编程、MALAB软件、嵌入系统等;硬件学习包括电路板、印制线路板(PrintedCircuitBoard,PCB)电路设计、仪表开发设计。只有综合水平满足要求,才可以在毕业之后更好投入到智能网联汽车的研究中。人才培养工作的课程开展是核心,结合核心技术,行业对人才的需求分析,决定专业发展方向必须具备全面的综合性特征,智能网联汽车的发展方向为信息、车辆、控制三个阶段,因此学校专业课程开设应具备“一主多从”的特色。专业课程的开设主要包括基础课程、技能课程。其中基础课程包括的课程知识,以理论为主,专业技能课程的开设主要是培养学生的动手实践能力,结合不同学科开展学习。 4.2课程开设的具体方式 之前的汽车专业教育中师资力量薄弱导致教学质量提升效果不明显,出现这种情况的原因有两个:一方面是师资匮乏;另一方面是教师能力有限。智能网联汽车专业对教师的计算机、汽车专业身综合素养各方面有着非常高的要求,教师不仅要懂得汽车专业知识,还要学会将各种技术变成理论知识、实践操作手段,因此,专业人员数量极为匮乏[5]。和其他新型企业相比汽车行业缺乏吸引力,实际招收教师的资质各方面很难令人满意。教师队伍组成大部分是在毕业之后直接从事本专业工作,这些教师的基础知识比较扎实,但是缺乏历练、锻炼和实践操作能力。另外也有汽车专业教师在经过企业的学习之后担任教师工作,但是经验不够丰富。在这种情况下学校需要结合本身发展需求,打造一支具备专业素养的优秀教师团队。首先,在招聘人才的时候对现有专业积极扩展来提高准入门槛,将优秀人才吸引进来,考量这部分人才的技术、教学能力、知识基础等,确保教师水平满足实际发展要求。其次,汽车智能专业课程开设应与其他专业相协调,比如将通信、自动化等专业结合,容纳到团队中,安排教师顶岗学习,智能网联汽车市场不断扩大的背景下,汽车专业除了建立传统实训教学之外,还要额外设置技术实训、仿真实训教学。当前的高职院校,依然无法满足智能网联汽车的实训教学工作。改革方面应从两个方面入手,首先,以课程内容作为核心,其中如果涉及其他专业、学科,可以根据改革的师资团队力量开展对应实践,对现有资源进行充分而合理运用。其次,学校与企业开展合作,与智能网联企业相联系进行研发、研究,在学校内部开展培训模式,让学生在学校学习两年时间之后,剩余时间进入研究基地、汽车企业学习锻炼,保证实训资源得以充分运用,从而提高实训质量[6]。 4.3新增专业核心课程 在新时期新增专业核心课程应从智能网联汽车基础知识学习方面入手,增加智能感知、互联网、规划、控制、仿真等方面内容,如编程语言学习,人工智能的实现与编程语言是相互依存的关系,智能网联汽车感知层的目标检测、语言分割等主要是使用Python语言编写,且大部分智能网联汽车开源平台支持Python开发,因此,汽车专业的内容集中在Python语言学习有利于汽车研发;人工智能(ArtificialIntelligence,AI)研究是当前的重点,智能网联汽车的定位、感知等都需要机器学习,因此,这也是课改学习的重要内容;系统知识的学习也很关键,智能网联汽车执行层面控制系统以及汽车运动学、动力学知识、控制理论,这也是汽车专业学习的核心课程。 4.4善用信息化手段 在信息化背景下激发学生对智能网联汽车的学习欲望,提高学习效率。高职院校智能网联汽车专业的教学改革能够在融合现代信息技术的基础上整合资源。现阶段的学生善于接受新事物,对信息接受能力很强。在这种情况下运用现代化信息技术创新课程,整合课程资源,这样的方式有利于课堂教学,也要激发学生的学习欲望,如此才可以提高汽车专业教学水平。在运用信息化手段的基础上,还要融合学生课本知识,真正做到寓教于乐,学生的学习兴趣、探索欲望会增加,教学质量会提高,课程改革效果也能得到显著的体现。 4.5拓展校企合作模式 智能网联汽车专业对实践能力要求很高,学生除了要学习课堂理论知识以外,更主要的是要加强自身动手能力。学校可以开展校企联合模式,学校作为人才输出端,公司是人才接收端,两种模式形成闭环,通过合作不仅仅能提高学校教学水平,为学校输送高质量人才,企业也可以从中获得人才支持,满足企业发展的需要。学校定期输送学生进行岗位实操,老师改进教学方式,有的放矢,企业可以为学生提供场地和装备。 5结论 专业教学改革是教育领域内的难度高、复杂而系统的工作,虽然在当前的教学改革中已经取得了一定的成就,但是仍旧存在问题,核心仍旧是专业人才的缺乏。本文结合汽车智能网联课程现状,提出通过改革课程、采取信息化手段等方式创新教学,培养先进的汽车专业人才,打破传统的汽车专业教学局限,为我国汽车产业的未来发展输送高素质的人才。 参考文献 [1]李祎承,蔡英凤,王海.车辆工程专业智能网联汽车课程改革研究[J].教育教学论坛,2020(51):165-167. [2]杨智宇,杜力,王旭东,等.智能网联汽车专业教学改革分析与思考[J].教育教学论坛,2020(38):176-177. [3]杨智宇,王旭东,裴英栋,等.汽车服务工程专业领域教改论文成果分析与探讨[J].科教导刊(下旬),2019(36):39-40. [4]孙力.新能源智能网联汽车专业培养高技能人才的探索与实践[J].文学教育(中),2019(12):160-161. [5]颜建强,唐重.基于数字化制造的机械类专业实践教学改革与探索[J].新教育时代电子杂志(教师版),2019(15):119-120. [6]唐智川,王董玲,夏丹,等.“人工智能+设计”:设计学专业产品设计类课程教学实践新探索[J].装饰,2020(1):120-123. 作者:田禹宇 单位:兰州职业技术学院
1先进设计理念及技术介绍 随着科技的发展,项目建设用到的先进理念及技术逐渐增多。先进设计理念和设计技术的应用,可以提高项目建设质量,满足绿色生态建设要求。下文对其中比较常见的“海绵城市”理念和BIM技术展开介绍。 1.1“海绵城市”理念 “海绵城市”理念作为一种新的城市设计理念,打破了传统“以排为主”的雨水管理模式,强调采用“低影响开发”理念来整合城市雨洪资源,建立新的城市发展模式,从而实现资源与环境协调发展的目标。随着我国城市化进程的加快,城市高密度的开发建设对雨水径流、循环等产生了较大的影响。雨水径流是城市水循环和区域水循环系统中的重要环节,对补充、调节地区水资源,改善生态环境发挥着极为关键的作用。如果雨水径流环节出现了问题,在遭遇强降雨情况下,城市中现有的排水系统就难以满足雨水排放需求,最终将造成严重的城市内涝问题。而“海绵城市”理念在工程项目中的应用成为破解上述问题的有效手段。相关工作人员可在工程项目中设计透水铺装、下凹式绿地、雨水收集装置等,以保证排水效果。 1.2BIM技术 BIM技术即建筑信息模型技术,它是一种数字化的管理手段,其核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,赋予模型全面完整的建筑工程信息(如描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息等),对工程规划、设计、施工等环节展开高效的信息管理。工程技术人员应用BIM技术,能够正确理解和综合运用各种建筑信息,为设计团队以及建筑、运营等各建设主体提供协同工作的基础。BIM技术有助于集成建筑信息,可以应用于建设工程项目的全生命周期中。BIM技术的应用将改变从业人员项目建设和运营管理的工作方式,实现在建设项目全生命周期内提高工作效率与工程质量的目标。 2先进设计理念及技术在项目前期工作中的应用价值 如前所述,“海绵城市”理念和BIM技术是项目建设前期较为常见的先进设计理念及设计技术,因此,接下来对“海绵城市”理念和BIM技术在项目前期工作中的应用进行简要介绍。 2.1“海绵城市”理念在项目前期工作中的应用价值 在项目前期工作中应用“海绵城市”理念,可以有效改变项目所在区域的径流环境,为后期更好地应对雨涝灾害打下基础。同时,在项目前期工作中应用“海绵城市”理念,还可以有效实现工程对雨水的回收利用,这在一定程度上可以缓解城市水资源短缺的压力。在项目前期工作中应用“海绵城市”理念,还可以为项目的环保性能加分,使项目能够满足相关部门绿色生态建设的要求,并能顺利通过主管部门审批,进而加快工程进度,提高工作效率。除此之外,在项目前期工作中应用“海绵城市”理念,还能够提升项目建设质量,满足人们多元化的住房需求,实现打造精品工程的目的。 2.2BIM技术在项目前期工作中的应用价值 在项目前期工作中应用BIM技术,可以完成现状分析、方案比选、成本估算等工作。 (1)现状分析:在项目前期工作中,设计单位将BIM技术与倾斜摄影技术相结合,可以得到高精度的三维场地模型。设计人员可在模型中创建道路红线,然后结合道路规划断面来建立相应的方案模型,最后基于方案模型来分析交通需求、征迁情况、工程关键节点等,从而保证项目的建设质量。 (2)方案比选:在项目前期工作中,设计单位可利用BIM+倾斜摄影技术,将实景与项目设计方案相融合,并以三维可视化的形式向建设单位展示、汇报设计方案,以便建设单位能够以更直观的方式选择出最优方案。 (3)成本估算:设计单位应用BIM的信息化功能,能够整合相关工程造价信息,并可据此估算项目成本。另外,设计单位还可以通过比对不同方案的造价差异,为方案比选提供可靠的数据参考,从而选择性价比最高的设计方案。 3未来项目前期工作中先进设计理念及技术的发展 2020年,我国正式提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的战略目标。“双碳”目标的提出必将对社会经济的发展产生深远的影响。我国“双碳”目标的提出,将直接关系到整个工程建设领域未来的可持续发展,并对项目设计理念、建设方式、运营模式等产生较大的影响。因此,为了让“双碳”目标如期顺利实现,相关部门应从工程设计、施工、运营等各个阶段来严格控制碳排放量。 3.1未来项目前期工作中先进设计理念的发展 “海绵城市”理念被广泛应用于项目施工中,其实施效果得到了广泛认可。随着科学技术的不断发展,未来,“海绵城市”理念的应用和发展将更加多元化。 (1)智慧化发展。在人工智能技术的推动下,未来“海绵城市”理念将与智慧观念相融合——使用大量的信息技术手段,实现各种绿色能源设施的协同工作,从而使“海绵城市”建设与管理更加高效和智慧。 (2)采用现代化绿色设备,实现高效集水。随着科技的不断进步,未来城市建设会将“海绵城市”理念与先进绿色设备以及现代生态技术相结合,从而大幅降低城市河道的径流峰值与径流总值,同时有效减少径流污染,以免对周围环境造成不利影响。 3.2未来项目前期工作中先进技术的发展 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出,要推动“产业数字化,数字产业化”。数字化是国家未来重点发展的方向。BIM技术与云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能等新型信息化技术的结合,将为项目建设带来新的变化。 (1)项目设计方案更合理。在人工智能技术的推动下,未来BIM技术将会与倾斜摄影技术融合。融合后的新技术可以根据当前项目的数字化需求和前置条件,自动计算生成并选择性价比最高的建设方案,并可以提供多维度的量化数据,以保证建设方案的精确性。例如在立交桥设计中,施工人员通过BIM技术与倾斜摄影技术的融合,可以根据交通量和用地限制自动生成合理的项目解决方案,并为方案提供最优化参数设置,以保证该项目的建设质量。 (2)管线设计使项目实施更有序。未来,对于城市路网改造,管线迁改依旧是项目能否顺利实施的“卡脖子”工程。施工人员利用BIM技术,可以对既有、保留、迁改、新建管线进行可视化建模,进而有效解决管线交叉和碰撞问题,排定管线实施工序,从而使得工程项目得以顺利进行。 (3)设计工作的效率和质量更高。未来,工程数字化技术有望得到进一步的发展,工程数字化通常涉及图纸驱动阶段、模型驱动阶段、数据驱动阶段三个阶段。在模型驱动阶段,工程数字化技术借助BIM技术,利用基于三维模型的协同设计,将赋能传统交付方式,提升设计工作的效率和质量。 4结语 先进设计理念及设计技术在项目前期工作中具有较大的应用价值。项目应用“海绵城市”设计理念可以有效改变所在区域的径流环境,有助于实现项目工程对雨水的回收利用,以及提升建设质量等。在先进设计技术方面,项目应用BIM技术可以高效完成现状分析、方案比选、成本估算等工作。随着我国“双碳”目标的提出,从工程设计、施工、运营等各个阶段来严格控制碳排放量将是大势所趋。未来,在项目前期工作中,先进设计理念及设计技术将不断发展:“海绵城市”将实现与智慧观念的相互融合,现代化绿色设备将得到广泛应用;BIM技术与云计算、大数据、物联网等新型信息化技术的结合,也将使得项目设计方案更合理、项目实施更有序、工程质量更优良。 参考文献: [1]李俊奇,张毅,王文亮.海绵城市与城市雨水管理相关概念与内涵的探讨[J].建设科技,2016(01). [2]仇保兴.海绵城市(LID)的内涵、途径与展望[J].中国勘察设计,2015(07). [3]刘照球,万福磊,李云贵.BIM内涵及其在设计与施工中的价值分析[J].建筑科学,2014,30(07). [4]庞志显,黄宇辰.基于正向设计思路的BIM技术在市政道路工程设计中的应用[J].建设科技,2019(18).[5]王健宇.BIM深层内涵与未来趋势[J].工程建设与设计,2012(11). 作者:余健 单位:合肥城建投资控股有限公司
空中交通管理论文:民航空中交通管理传输业务浅析 民航空中交通管理(简称空管)日常运行中,需要通信网络传输承载的业务包括甚高频(VHF)、管制移交电话、航管雷达、航空电报等。这些业务有着不同的特性,对于传输网络的要求也不尽相同。通过对不同业务分类分析,了解其特性,明确其传输要求,可为空管通信传输网络优化及设计提供参考。 1民航空管传输业务分类 民航空管传输业务可按照话音业务、数据业务分类,详述如下。 (1)话音业。 话音业务主要包括甚高频、管制移交电话等。甚高频是管制中心的管制员与飞机驾驶员之间采用的主要语音通信手段。飞机机载VHF电台与沿航线建设的多个地面VHF电台建立无线电联系,而这些地面VHF电台通过地面传输网络与管制中心建立通信,从而实现管制员和驾驶员的通话。管制移交电话是不同管制区域、范围之间的管制员进行工作联系的热线电话,管制员通过其进行日常业务沟通。管制移交电话采用传统标准话音通道,可利用通常的传输网络接续。 (2)数据业务。 数据业务主要包括航管雷达、航空电报等。航管雷达用于定位飞机的空中位置。分为一次监视雷达(PSR)和二次监视雷达(SSR)两类。PSR是PrimarySurveillanceRadar的缩写,其基本工作原理是通过测量雷达天线发射的电磁波在空中传播碰到目标后返回所需要的时间,来确定出目标的距离和方位。SSR是SecondarySurveillanceRadar的缩写,其工作原理是地面发射机发出询问电磁波,飞机机载应答设备接收到询问后反馈应答脉冲,地面设备通过接收到的应答信号确定目标的距离和方位。目前航管雷达主要采用二次雷达,数据格式为HDLC。雷达信号从雷达站传输到管制中心,管制中心的雷达综合信号显示系统融合多部雷达的信号后,将飞机的位置信息显示出来,为管制指挥提供支持。航空电报是空管管制单位之间确认飞行计划、动态的书面凭证,分为AFTN、SITA两种类型。AFTN是航空固定电信网(Aeronauticalfixedtelecommunicationnetwork)的英文缩写,AFTN电报是国际民航组织定义的标准电报,用于民航空管单位之间通信。SITA是国际航空电信协会(SocieteInternationaleTele-communicationsAeronautiques)的英文缩写,SITA电报是国际航空电信协会规定的标准电报,用于航空公司、机场等民航单位之间的通信。电报通过自动转报系统处理后,应用于民航业务运行。自动转报系统可以将电报报文通过同步、异步两种模式传输。异步模式采用传统的“N81”字符流;同步模式是指将报文用X.25、帧中继等同步通信协议封装后传输。 2民航空管典型传输业务分析 在话音、数据业务中,符合一般特性的业务可以利用通常的传输网络传输,如管制移交电话、航空电报等;有的业务还有其典型特性,如话音业务中的甚高频、数据业务中的航管雷达,以下分别分析。 (1)甚高频。 管制员在指挥航班飞行的过程中,地面VHF电台与飞机机载VHF电台建立通信联系,双方都“守听”在约定的VHF频率波道上。当管制员需要与飞行员通话时,按下管制席位的PTT(PuttoTalk)按钮,PTT控制信号通过地面传输网络传递到地面VHF电台,触发其发信机发射,话音信号通过无线电波发送出去,机载VHF电台接收的该信号时,飞行员就能听到管制员的声音。在以上过程中,发信机平时处于“待命”状态,仅在PTT信号触发时工作。可见,PTT信号的传输是关键环节之一。常见通信接口中,E M接口的E M信令可用于传递PTT信号。对于一个E M语音信道,当一端E线置为有效时,对端M线被置为有效。管制员侧,PTT控制信号与传输端口E线连接;在地面VHF电台侧,传输端口M线与VHF发信机的PTT信号相连。需要注意的是,VHF地面电台PTT信号的电气特性(尤其是电平值变化范围),与通常的E M接口不同,在其互连时,需要通过转换接口的电气特性使之相互匹配。 (2)航管雷达。 航管雷达信号需要从信号源所在地向多个目标但并非所有目标传输,这种方式属于定向组播,空管业内习惯将这种方式称为“雷达广播”。航管雷达信号采用的HDLC协议支持广播功能,但不支持定向组播。对于“雷达广播”的承载,可以通过传输设备的改造实现,也可以在传输网络外增加单独的分发设备实现。传输设备的改造,是指在设备厂家配合下,在设备中增加对HDLC数据帧定向组播的支持,可采用虚电路加帧复制的方式实现。外加分发设备是指在不改变原传输设备的前提下,配置多条点对点电路,通过外加的分发设备将一路雷达信号源复制为多路,分别接入各条点对点电路,以实现“雷达广播”。显然,传输设备改造的方式,可以使传输网络设计更集约,业务更容易监视与控制。 3结语 民航空管传输业务中,管制移交电话、航空电报等,符合一般特性,可以利用通常的传输网络设备传输;而甚高频、航管雷达业务具有典型特性,在传输承载方面有其特别需求。甚高频可以可采用E M信令传输PTT控制信号,但需注意解决接口电气特性的匹配;航管雷达需要满足其“雷达广播”的承载要求。民航空管传输系统优化或设计时,充分考虑所承载业务的特性,才能使其较好的适应业务需求。本文所做的初步分析,可为业内同行提供参考。 作者:廖锟磊 单位:中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局 空中交通管理论文:全球定位系统在空中交通管理中的应用 1全球定位系统特点分析 全球定位系统(GPS)是一种以卫星及通讯发展为基础的无线电导航系统,由GPS星座、地面监控系统和GPS信号接收机三部分组成。在全球范围内任何位置,不管是任何天气条件,都可以24小时不间断地获得GPS定位到的准确的几何图像。全球定位系统的卫星分布和运转的轨道与地球相距约11000海里,通过GPS信号接收机就可以获得传回用户设备的导航信息。全球定位系统有着相比于以往的雷达定位系统更加高精度、全天候、自动化和高速度的优势,因此被广泛应用于诸如交通、航空、测绘、勘察等多领域多学科。虽然全球定位系统最初的设计目标是作为军用,但当它研制成功之后,人们在实际应用中发现了这个早期军用系统的专属产品其实在民用领域同样能发挥巨大的作用,人们甚至可以在日常生活中使用全球定位系统进行导航。 2空中交通管理重点介绍 民用航空的空中交通管理,顾名思义是为了对民用航空所进行的飞机飞行活动提供飞行支持和维护,同时由于民用航空的逐渐发达,空中交通管理还会对空中交通流量进行和陆地类似的交通秩序维护。总而言之,空中交通管理是为了保证民用航空有序飞行和旅客安全到达目的地的一系列管理措施。空中交通管理主要分为三类,分别是空中交通服务管理、空中交通流量管理和空域管理。 2.1空中交通服务管理 空中交通服务管理应该提供的服务有:空中交通管制服务、飞行信息服务和危险警告服务。空中交通管制服务的主要目标是防止航空飞机在飞行过程中和其他飞机相撞,同时要防止飞机在机场或附近空域内与其他飞机或障碍物相撞,保证空中飞行活动的安全和良好的交通秩序。飞行信息服务可以为处于起飞、飞行、降落状态的飞机提供实时的飞行信息,并适当地提出一些操作性高的可避开危险和加速飞机飞行的建议。危险警告服务主要是为了解决飞机飞行中遇到问题需要救援的问题,帮助定位待救援飞机的位置和所遇到的情况,协助搜救工作。 2.2空中交通流量管理 空中交通流量管理(ATFM)可以监控空中交通的当前情况,管理的目标是帮助飞行中的飞机之间进行高效的沟通,科学地预测和控制交通流量,在保证所有航线、空域的交通流量不超过航空运输局规定的最大安全容量的前提下,尽可能地加大交通流量。提高空中交通管理的能力可以帮助空管部门更加有效地利用空域和地面等多种资源。 2.3空域管理 空域的划分应在国家安全和飞行需要的基础上,结合空中交通管理和通信、全球定位系统、地面基础设施及机场周边环境等进行。我国空中交通管理发展的目标是由国家使用先进的空中交管系统进行统一的空域管理。 3全球定位系统在空中交通管理中的应用 3.1全球定位系统帮助维护空中交通秩序 城市的陆地有纵横交错的公路、高架桥等,公路有交通规则才能确保车辆行驶的安全。而空中的各种航线更为复杂,不仅有平面间隔还有垂直间隔。飞机在飞行中相比陆地车辆更容易受到自然环境诸如气流和气压的影响,因此需要一套航空适用的更加严格缜密的交通规则。飞机的大小和性能决定了它可被允许飞行的高度。小型飞机的活动范围在3000米以下,大中型飞机可以活动在3000米高空以上。1000到7000米之间属于中空飞行,7000到12000米之间属于高空飞行,更高的距离属于平流层飞行。不同飞机,不同的高空距离时飞机之间的垂直间隔都在交通秩序规范之内,而实际飞行中具体如何确保飞机都遵守了这些交通规则,就需要全球定位系统的帮助,让空域中所有飞机之间实时的精确间隔都在空中交通管理的监测之内。 3.2安装全球定位系统有效缩短航线成本 随着我国民用航空业的迅速发展,大多数民航公司都开始安装全球定位系统来达到有效缩短航线总体成本的目标。在空中交通管理系统中应用全球定位系统对于航程较短的航线和直达航线的成本改进效果尤为明显。全球定位系统可以大幅地减少飞机在高空中原有的大部分多余的盘旋,用合理的小程序间隔指挥引导飞机少绕弯路到达目标。 3.3全球定位系统与数据传输相结合的ADS系统 在海洋上、地面HF无线电通信和雷达都无法覆盖的区域,飞机要想与地面空中交管系统取得联系,离不开全球定位系统的协助。这是全球定位系统在空中交通管理中的另一应用。因为全球定位系统是在任何地方都可以获得定位信号的,因此在这些情况下它依然能全面地控制飞机的飞行。当飞机飞过无线电和雷达无法覆盖的区域上空时,以前的方法是增大飞行程序间隔,因此飞机必须遵循较远的安全航线,虽然确保了飞行安全也增加了航线的成本。而全球定位系统与数据传输数据相结合的ADS系统,使空中交通管理中心不再依靠地面警戒雷达来控制飞机,这样空中交通管理的指挥就不再是不确定或者未知的,ADS系统会将正在海洋上空飞行的飞机的位置准确地反映给空管中心,表现为飞机把自身定位自动汇报给地面而不再需要加大航线距离来飞过未知区域。 3.4民用计算机卫星通信系统正逐步发展 我国通过对比和研究全球定位系统的特点,正在自主研制和开通一系列民用计算机卫星通信系统。目前民航总局的卫星数据通信网已大幅度覆盖全国重要省份和城市,尤其是客运量较大的主要通航城市,未来这一通信网还会继续扩大面积,使空中交通管理更加高效。我国民用航空业结合自身的实际发展需求,将全球定位系统最大化地利用起来,提高了空中交通管理的效率,保证了民用航空的安全性,同时也促进了空中交通管理的发展。总而言之,全球定位系统在空中交通管理中的应用是我国民用航空发展过程中必不可少的需求,全球定位系统的应用使得民用航空技术更加完善,空中交通管理系统更加高效,确保了空中交通更加畅通和安全,这对于我国在公路、铁路、港口、运河和勘探导航等其他领域有着重要的指导意义。 作者:朱星磊 单位:民航华北空管局北京区域管制中心 空中交通管理论文:民航空中交通管理论文 1我国针对空中交通管理的现状采取的措施 和发达国家的空中交通管理制度相比,中国的空中管理制度还不够完善,同时关于空中管理的技术手段还有待提高,并且对空中管理制度的评价机制还未健全。基于此种情况,我国针对空中交通管理的现状采取了一些措施,具体如下。 1.1引进发达国家先进的空中交通管理设备 发达国家的空中管理经验比我国的空中管理经验要成熟很多,自然设备上也比我国的设备要先进很多,同时,发达国家的科学技术水平也比我国的科技水平高出来很多,所以,直接引进发达国家先进的空中交通管理设备,是提升我国空中交通管理设备先进程度的方法之一,同时也加速了我国空中交通管理能力的提升。 1.2学习并借鉴发达国家成熟的空中交通管理制度,逐步完善我国的空中交通管理制度 发达国家的空中管理制度建立的时间比我们国家空中管理制度的建立早了很多年,所以无论是技术还是经验都比我们成熟很多。所以,学习发达国家成熟的空中交通管理制度,是完善我国的空中交通管理制度的捷径之一,从而使我国的空中管理能力得到逐步地提高。 1.3加大我国空中管理科学技术的研究力度,争取早日研发出属于自己的空中管理的高科技设备 我国的空中管理设备大部分都是引进自发达国家的先进技术和设备,由于本国自行生产的空中管理的设备的技术还不成熟,所以我们只有依赖发达国家的产品,但是在我们使用发达国家的空中管理设备同时我们也受到了诸多的限制,比如,不同的语言系统造成对我国的工作人员对其产品的理解不够透彻,不能够很好的运用,同时,发达国家对于优秀的技术都是采用保密措施的。由此可见,加大我国空中管理的科学技术的研究的力度,争取早日研发出属于自己的空中管理的高科技设备,是提升我国空中管理能力的必经之路。 2制约民航空中交通管理安全运行的因素 民航空中交通安全管理是一个纷繁复杂、难度系数非常高同时又是不能有丝毫失误的工作。因为制约着民航空中交通管理安全的因素有很多,比如:天气因素、沟通问题、飞机的检修问题等等,但是只要有一个不良因素的存在都会为民航空中交通管理埋下不安全的隐患,下面是对制约民航空中交通管理安全运行因素的详细叙述。 2.1天气因素 良好的飞行环境是飞机得以安全航行的基础,所以天气环境的好坏是制约民航航空中交通管理安全运行的最主要因素。所以,如果没有良好的天气和适宜飞机飞行的环境,即便有再先进的空中管理设备,再高超的驾驶员的驾驶水平,也是毫无用处,不能航行的。 2.2航行中的机组人员和地面的工作人员沟通不畅 飞机在飞行过程中一定要和地面的工作人员时刻保持联系,以确保地面对飞行中的飞机各方面的情况都能清楚掌握。有时,由于飞机机器设备的故障或恶劣的天气环境,都会导致通讯信号的不良,从而使机组人员无法和地面的工作人面进行有效的沟通,使处在危险中航行的飞机不能得到专业的指挥,也无法通过地面工作人员的信息传送了解地面的环境,这也是制约航空中交通管理安全运行的因素之一。 2.3飞机检修人员的专业技术水平 飞机都是要定期进行检修的,所以工作人员的专业技术水平就决定了飞机的检修质量,如果飞机检修人员的专业技术水平过低的话,就会给飞机的安全飞行埋下了不安全的隐患。所以,飞机检修人员的专业技术水平也是制约民航空中交通管理安全运行的因素之一。 2.4驾驶人员的身心健康水平 文章主要侧重驾驶员的心理健康程度对安全驾驶的影响,因为但凡能成为驾驶员,身体一定都是非常健康的,因为驾驶工作是一项十分耗体力的工作,如果身体素质不行,就无法胜任这项工作。由于驾驶人员如果存在心理问题不容易被发现,所以,这才是飞机不安全航行埋下了隐患的因素。近些年来,因为驾驶员的心理问题引发了很多飞机的安全事故,没有给人民的人身安全提供有效的保障。由此可见,驾驶人员的身心健康水平也是制约航空中交通管理安全运行的因素之一。 2.5对地面工作人员的管理制度不够完善 航行中的飞机是通过无线信号和地面进行联络的,尽管科技再先进,信号的终端也都是需要人工进行操作,但凡人工操作就难免会出现失误。而在所有的航空事故中,因为工作人员的操作不当而引起的航空事故也占据了一定的比例。因为地面的工作人员要对机组人员进行时时追踪,所以,就要求地面的工作人员在工作的过程中不得有丝毫的马虎,精神要高度集中。然而在实际的工作中,由于地面的工作人员觉得已经对这些工作内容非常娴熟,从而每天麻木地处理工作中的事宜。所以,民航的管理人员要经常对地面的工作人员进行安全知识方面的培训,提升他们的安全意识,同时要完善对地面的工作人员的管理制度,加大惩罚力度,使地面工作人员的薪资和工作成果相挂钩,这样才能端正地面员工的工作态度,使地面的工作能够有序有效的展开,减少航空事故的发生,为飞机乘客提供安全保障。 3结束语 总而言之,要想民航空中管理能够安全运行,不仅要分析制约民航空中管理安全运行的因素,比如,天气因素、和地面沟通问题、飞机的检修问题以及地面工作人员管理的问题等等,因为只有了解这些因素,我们才能对这些引发飞机安全事故的因素加以防范,减少航行事故的发生。同时,我们也要向发达国家学习先进的空中管理经验,同时引进发达国家的先进的空中管理设备,只有这样促进我国民航空中管理的安全运行,才能为我国人民的人身财产安全提供有力保障。 作者:荆飞 单位:中国民用航空中南地区空中交通管理局 空中交通管理论文:民航空中交通管理问题研究 1我国民航空中交通管理现状 简单来说空中交通管理(ATM)就是借用现代高科技对飞机的飞行情况和飞行状态进行跟踪控制,确保飞机在飞行过程中的安全。其主要任务包括:有效的维护和促进空中交通安全,维护空中交通秩序,保障空中交通畅通。主要分为空中交通服务,空中交通流量管理和空域管理三部分。由于我国还没有比较健全的空中管理体制,管理技术手段不成熟,空中交通的评估机制存在欠缺,为了适应我国民航航空发展,我国空中交通管理部门采用了国外空中交通管理机制,主要包括以下几个方面:第一,采用国外先进的空中交通管理理念和制度。国外的空中运输事业比我国的空中事业建设早,而且发展较快,所以国外的空中管理理念和制度相对来说比较完善。第二,引进国外先进的空中交通管理系统。针对空中流量统计问题,减小统计人员的工作负荷。我国空中交通管理部门引进了美国ETMS空中流量管理系统和欧洲CFMU中央流量空中交通系统,这些先进技术的引进,促进了我国空中交通现代化管理,推动了我国民航事业的发展。第三,加强研发空中管理能力的脚步。为了有效地捍卫我国空中国土资源,我国的民航管理机构也在研发属于自己的空中交通管理系统,我国的空中交通系统能够在空中管理上发挥重要作用,避免从外部引进管理系统从而限制了我国的空中交通运输发展。 2我国民航空中交通管理存在的问题 受到我国基本国情的限制,我国空中交通管理的效果并不是特别理想,尤其是民航空中交管,存在着很多问题。 2.1国外民航交通与国内实际情况不符 外国民航交通情况与国内民航空中交通情况不同,引用的管理理念与实际情况有冲突。因此,国外交通管理理念和制度并不适用于国内民航空中交通管理体系中。国外民航空中交通管理制度比较严谨,有关的工作人员和工作流程都能够按照相关的规章制度进行处理,突发性应急事件发生的概率也比较小。 2.2国外空中交通管理系统难以与国内实际情况相符 国外引进的空中交通管理系统与国内民航空中交通管理的实际情况不契合。由于国外的空中交通管理理念发起的比较早,国外的民航空中交通管理是相当完善管理制度,而且国外的管理设施又比较先进,是针对其国家的真实国情而研发的,被广泛应用于其本国的各种空中交通管理事务上。但是,我国将国外的管理系统引进过来的时候并没有联系国内实际的空中交通管理情况,结合实际问题对引进的管理系统进行相应的改进。因此,在实际的应用中会出现很多的突发情况,国内的相关管理人员又没有处理类似问题的经验,导致国内民航空中管理状况停滞不前。 2.3投资方式固化 导致投资效益不高空中管理的基础设施建设的投资大部分来源于国家的财政资金。其中90%以上都是来自民航的发展基金。民航的发展基金属于国家财政资金范畴,要履行严格的管理和审批程序。另外,地区空管局可以在地区管理局的审批权范围内向其申报项目,在投资管理上人为的打破一体化的格局,形成了多级多头的管理现象。 2.4运行机制老化 导致运行效率较低安全是航空运输的主体,空管系统也始终秉承着安全第一的信念。各级单位都要向一级单位签订安全责任书,实行奖罚责任制度。民航空中交通管理的工作重心应该放在如何保证安全,如何坚守安全事故发生上,而不是追究谁的责任上。 3我国民航空中交通管理改革建议 3.1建立健全符合中国空管情况的管理制度 结合中国的实际国情,将国内民航空中管理的实际管理情况带入到国外的管理理念中,取其精华,去其糟粕,建立一个完善的符合中国民航实际运营情况的管理制度,对经常发生的民航空中交通问题,应该提出有效合理的解决办法;提出一些可能会发生的空中交通问题,作为备用的应急措施;一定要有应对应急措施的预备人员,以便能够在突发事件发生的第一事件进行应急处理,将损失最小化。 3.2购买符合中国民航空中交通管理情况的空管系统 我们不能将国外的空管系统直接买过来使用,因为不同国家的实际运营情况是不同的。我们应该组织人员根据我国民航实际空中交通情况研发自己国情的空中监察系统,以便能够更好地反应我国民航空中交通情况。以便更好的适应世界空管制度。 3.3改变空管管理机构,做到政事分开 空中交通管理引进商业化的管理机制和对空管系统进行企业化改革,大部分国家的空中交通管理制度都采用国家政府系统统一的组织机构传统模式。政府机构的管理模式应用比较简单,有利于国内民航空中交通管理的进步。民航局实行政事分开的管理制度,将政府职能完全分离出来,交通空管办管理,民航空管局负责空管系统的行政业务和运行。 4结束语 民航空中交通管理的良好发展有利于促进我国空中交通管理的整体进步,为我国市场经济的飞跃式发展做出了相当大的贡献。因此,对民航空中交通管理的改革势在必行。使我国的空中运输能够更好的适应世界空中运输的步伐,早日赶上世界的发展脚步,加入发达国家的行列。 作者:刘伟单位:中国民航西南地区空中交通管理局云南分局 空中交通管理论文:新课改空中交通管理论文 一、航空气象技术的发展历史与运用的对象 1.航空气象技术的发展历史。从二十世纪六十年代开始,我国的航空气象技术有了很大的发展,其主要标志是航空港的形成,地面设置了自动化观测网络,监测气象就可以了解起飞地和着陆地的气象状况,将观测的数据告知给气象工作人员、飞行工作人员以及航班管理人员,能够为空中交通管理提供巨大的帮助。改革开放以来,我国民航事业发展得非常迅速,但是航空气象技术仍然无法满足民航事业的要求。现在,我国的航空气象技术得到了很大的进步,气象工作部门在获取航线的天气预报时采用的是制作网格点数据的方法,这种方法能够增加天气预报的准确性。 2.航空气象技术运用的对象。航空气象技术的主要工作是收集气象信息,并且整理和公布气象信息,让航班管理人员了解天气状况,确保航班飞行安全。空中交通管理的内容是空中交通管理的规章制度以及领空区域管理等。航空气象技术应用的对象主要有航空公司、机场、空中交通管理机构以及空中区域管理机构。航空公司在计划航班的时间前,要得到准确无误的气象信息。所以,运用航空气象技术能够准确地了解天气状状况,航空公司根据气象信息,可以调整航班计划,并且在紧急事件发生时。还能够制定应急措施。机场的天气状况会影响航班的起飞时间,所以,机场要准确地了解天气情况,如果天气状况不佳,就要采取合理的措施来应对。空中交通管理机构的主要职责是保证航班空中交通的安全与稳定,相关工作人员要通过了解气象状况来管理航班飞行区域的天气状况。空中区域管理机构通过管理领空区域来选择航班的飞行路线,而且还要对航线内的天气状况进行预测。这也需要借助航空气象技术对气象进行预测,以此来保证航班的安全。 二、目前航空气象技术在空中交通管理中的应用情况 1.预测气象状况。预测航空气象状况和普通的天气预报是不一样的,其不同点在于前者所应用的科学技术更加的先进,预测结果也更加准确。航空气象状况所包含的主要是机场和航线的天气情况。在预测气象状况时,主要对风向,云量以及空气的温度等作出准确的预测。在紧急情况下要及时采取措施解决问题。 2.对天气的实时情况进行报告。天气的实时情况指的是全面地预测天气。要对天气进行不断地观测,得出观测报告,还可以运用雷达技术,得出云雨的降水量以及风的强度等,根据这些,能够制定合理的航班计划。此外,卫星云图可以观测出云的变化特点,这也会影响航班的飞行。 3.对特殊的天气情况进行报告。特殊的气象情况是指对航班的飞行有着严重阻碍作用的天气状况,比如冰雹、强热带风暴等。出现这种情况时,必须及时利用航空气象技术,观测天气状况,及时将信息传达给相关部门,通过制定相关措施,比如延迟或者取消航班,来保证乘客的人身安全。 4.对恶劣的天气进行报告。当通过观测天气状况,发现有某些恶劣的天气可能影响航班的安全飞行时,就要通过天气预警来对航班进行调整;如果天气的发展趋势是良好的,就可以安排航班按正常时间运行。空中交通管理工作部门要及时对天气情况做出预警,保证航班的安全。 三、如何航空气象技术应用到空中交通管理中去 1.统一气象信息。航空气象技术能够将在不同模式之下得到的气象信息进行处理,得到统一的气象信息,这就可以让不同的用户在不同的地点得到一致的气象信息了。航空气象技术能够应对天气的急剧变化,并且可以对气象数据资料进行整合与分析,形成航空气象资料的共享平台,这有利于空中交通管理机构在一致的气象信息之下做出合理的决策。如果空中交通管理机构需要在不同的时间来收集气象信息,并且对航班的时间进行决策,航空气象技术就能够对可能严重影响航班正常运行的相关因素进行概率性预报,这样也可以对决策的风险性进行分析和判断。 2.利用多种航空气象技术来提供天气警报。在这里主要有三种气象技术可以提供天气警报,分别为五维可视化信息技术、航班燃油消耗的分析技术以及雷达技术。第一种技术通过显示航线上的天气区域、风场等纵向剖面图以及不同高度上的横向剖面图,并借助这种技术,既提供气象的实时信息,又提供预测信息。这种技术还可以显示飞行区域的危险区域,让航班能够避开这些地方,保证自身的安全,而且还可以节约时间,节省燃料。第二种技术是在保证航班飞行安全的情况下,估计此次航班的燃料消耗量。通过分析温度等条件,得出燃油消耗量和航班时间与天气状况的关系,并且进一步对此关系进行数据分析,在制定航班计划的时候通过了解航行的天气状况以及降落机场天气状况,来估计航班总航程的总燃料消耗量。当降落机场的天气状况不佳时,可以通过改变降落机场来减少燃料的消耗量,节约成本。第三种技术是针对天气对流发生强烈变化时采用的一种对流天气预报技术。强对流天气会对航班产生巨大的危害,很有可能导致航班的延误或取消,而雷达技术就可以准确地分析天气的对流,得出降水的区域以及热带风暴存在的区域,能够对灾害性天气进行准确的预测,这些气象信息都可以为航班工作人员的决策提供重要的依据。 作者:肖锋单位:湖南省张家界荷花机场航务部 空中交通管理论文:空中交通管理研究型人才培养的探索 摘要:航空交通运输业的快速发展对空中交通管理专业的人才培养提出了新的要求。根据空中交通管理行业的实际需求,分析了现有人才培养机制存在的问题,考虑了“本硕博”一体化研究型人才培养要求,提出了研究型空管技术人才培养的教学改革思路,进而结合实际人才培养中的典型案例进行了深入分析。 关键词:人才培养;空中交通管理专业;研究型技术人才;教学改革 一、引言 随着我国航空交通运输业的迅猛发展,空中交通流量快速增长,空中交通管制压力持续增大,加之空管新技术的不断涌现,高素质空中交通管理(简称空管)人才缺口成为制约我国航空交通运输业发展的瓶颈,国内外在培养空管人才上还存在一定差距[1]。目前国内各航空院校,如中国民航大学、南京航空航天大学所建立的空中交通管理专业,多注重培养能够从事空中交通管理、飞行运行管理及机场运行管理的运行人才[2,3]。随着各类新技术在航空运输系统中的应用与普及,高技术密度的研究型任务大大增加,以管制员为培养目标的传统空管专业人才培养体系已经不能满足相应的业务需求。而空管系统组成复杂、耦合紧密,计算机、通信、电子电路等专业培养的技术人才往往难以胜任空管中的研究型工作,因此迫切需要新的教学培养方案和新的教学模式来完善空管研究型技术人才的培养。为此,北京航空航天大学专门设置了交通运输(民航信息工程)专业,针对新时期空管运行的实际需求制订了相应的“本硕博”一体化的研究型人才培养方案,旨在培养不仅熟知空管业务运行,而且具有航空通信、导航、监视和空中交通管理等方面的设计和研发能力的高素质研究型空管技术人才。 二、空管研究型技术人才的培养目标 空中交通管理专业的研究型技术人才必须在兼顾基础知识与专业技能的同时,注重实践过程对研究能力的提升。研究型空管技术人才培养要让学生在培养过程中体验真实的研究过程,要保证一半以上的学生直接参与到教师的科研工作中。针对现阶段空中交通管理专业技术人才培养中存在的问题,根据空管研究发展的前景及对人才培养的需求,北航将培养体系改革的主要目标确定为:完善标准、突出特色、强化实践、加强创新、提升能力,坚持“强化基础、突出实践、重在素质、面向创新”的人才培养方针,培养出的人才需要适应社会发展需要,掌握扎实的自然科学基础知识和必备的专业知识,具有良好的学习能力、实践能力与创新能力,具有团队合作精神与国际视野,具备从事空中交通管理等方面的研究、设计及工作能力,同时具备到航空航天企事业单位就业的优势。 三、空管研究型技术人才的培养方法 1.突出专业特色,建立新型培养模式。在建设空天信融合特色的远景目标下,空管专业人才培养应该突出空管信息融合的特色,注重空管专业基础理论研究和专业实践相结合。空管专业大学生在掌握空中交通相关基础知识的同时,具备研究空管领域前沿问题的能力,从而成为空管领域的优秀建设者和行业领导人才,同时,要建立新的培养模式来培养空管新型研究型人才。在本科阶段注重基础知识与基本研究能力的培养,在硕士、博士研究生阶段注重“产学研用”一体化的培养,形成一个完整的空管专业研究型人才培养体系。在新的时代背景下,通过依靠空管行业特色和优势,紧密结合学科发展前沿,建立适应全球空管的发展培养模式。在培养模式上注重学生综合素质的培养,人文与技术并重,提高人才培养的质量。2.完善本科教学培养体系。在本科教学培养体系改革方面,按照“统一规划、分类要求、强化基础、突出特色”的原则,强化民航空管的技术特色和信息融合的优势,按照基础理论知识教学、专业能力培养和综合素质与创新能力提升三个方面来设计和调整本科课程体系和教学环节,建立完整的教学培养方案[4]。(1)基础理论知识。在研究型大学培养学生创新能力方面,基础理论课程教学是第一环节,使学生打好空管专业的数学、工具基础。空中交通管理专业在基础理论课设置方面主要包括数学分析、高等代数、复变函数和概率统计等数理基础课程,大学语文、大学英语等人文类课程,C语言程序设计和计算机软件技术基础等软件设计类课程。(2)专业知识理论。在基础理论知识的基础上,专业知识理论的教学突出了专业的特色,加强了纵深研究,使得学生对专业背景、专业理论和专业技能有更加深入的认识。专业知识课程的设定使得学生对空管领域有全面的认识,并掌握相关的研究技术,这对空管问题研究有重要的支撑作用。空中交通管理专业在专业知识理论课程设置方面主要包括专业基础课程和空管专业特色课程,以便使学生掌握电子信息专业的基础理论知识,建立电子信息系统的整体认识,掌握空管领域多个研究方向的专业知识。(3)综合素质和创新能力。综合素质和创新能力是当代高校人才培养的目标。学校要以空管相关科研活动为平台,改变当前课堂教学重知识讲授、轻思维启发以及重教书、轻育人的倾向,促进形成本科生早期科研训练的学术氛围,最终形成科研与教学于一体的良好学术生态环境。空管专业在实践创新能力课程体系方面主要包括生产实习、课程设计和毕业设计等环节,鼓励学生到民航科研机构、飞机设计与制造公司等单位开展实习与毕业设计[5]。3.“硕博”学生培养注重“产学研用”一体化。硕士生、博士生是空管研究型人才培养的精英,也是民航科技创新的重要驱动力,因此在“硕博”学生培养方面,特别需要注重通过“产学研用”一体化的方式培养拔尖创新型工程科技人才。“产学研用”生产、学习、科研、应用的系统合作,能够充分利用学校与航空企业、空管科研单位等多种培养资源,以及在空管专业人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与生产、科研实践有机结合。在具体培养过程中,我们采取的方法是:(1)设计了系统化的硕士、博士专业课程,鼓励教师将最新的空管新技术和学术前沿等内容加入到空管专业课程教学,鼓励小班化、研讨型专业课的教学模式;(2)依托民航数据通信及新航行系统科研基地,建立与一线空管运行人员、优秀技术开发人员的定期交流机制,并鼓励学生参与到空管系统的实际研发中;(3)针对空管运行的全球化国际化特色,积极邀请国际一流的空管专家做前沿讲座,并设立了专项基金资助博士生参加国际学术会议交流;(4)针对空管专业知识更新较快的特点,定期举办空管业务培训班,使已经在一线工作的空管技术人员不断更新知识体系,促进空管科研的持续创新。 四、结语 新时期空中交通管理专业研究型人才培养需要根据航空业发展的新需求,对传统空管教学体系进行深入、广泛的改革创新,需要明确培养目标,采用突出专业特色的新型培养模式,以打好基础理论知识根基、开阔掌握专业知识理论、促进提升综合素质和创新能力为出发点来完善本科教学培养体系,并通过多种渠道、途径和方式培养“硕博”学生的“产学研用”一体化综合素质。以此思路为依据,北航团队在长期的教学实践中不断探索,初步建立了“本硕博”贯通的一体化教学改革框架,逐渐完善了空管专业的培养体系,为国家输送了大批高素质研究型空管技术人才。 作者:杜文博 徐桢 刘凯 单位:北京航空航天大学电子信息工程学院 空中交通管理论文:光环网技术在空中交通管理中的应用 摘要:空中管理系统业务的要求随着科技的进步不断提高,相较于传统的基于大对数电缆的综合布线技术,光环网技术有着链路速率高、运行稳定等功能上的优势。本文针对光网技术在空中交通管理系统中的实际应用做出具体分析,将从光环网的传输业务、运行稳定及智能监测等方面进行详细论述,以期为相关工作人员提供参考。 关键词:光环网;智能;稳定性 我国的信息化程度不断加深,电网的规模更是呈逐年上升的趋势,各个行业对生产通信技术都提出了更高的标准与要求。基于新时代的背景下,生产通信网络的技术水平需要不断提高,从而促进光环网技术的进一步研究。目前,光环网技术展现出良好的发展前景,不仅其运行的稳定程度与信息的安全程度大大提升,而且被更加广泛地运用在社会的各个领域中,尤其在空中交通管理系统中的应用尤为普遍。 1光环网技术在空中交通管理系统中的传输业务作用 按照相关规范,空中管理系统需要在不同的位置设置不同类别的设备台站,用来探测分节点,以获取空中管理业务所需要的信息,利用定位系统信息和电话语音等同复传输链路将信息汇聚起来,在中心服务器对信息进行加工处理[1]。例如,民航山东空中管理分局,要想将信息汇聚在其航管楼中,需要接入不同的办公楼和报告室才能最终探测到信息,之前使用的大对数电缆存在布线复杂、稳定性差的缺点,尤其会在雨季因潮湿而导致线路接触不够稳定的问题,这会为空中交通管理业务造成极大的影响。而光环网具有故障自动修复、可靠性高、操作简单等性能,因而替代了原有的线路,进而提高了空中管理业务的安全性和可靠性。以民航山东空中管理分局的光环网方案的设计为例,在实际施工过程中,现有的余下管孔能够被光缆敷设时充分地利用,节省了大量的资源,减少了成本的消耗,从而大大提高了项目的经济效益。山东空中管理分局光环网工程主要采用了两部分设备,一是SDH光环网传输设备,二是PCM信号接入设备,可提供多种业务接口,与其他设备组成灵活的网络体系,实现同一个平台的高效数据传送,结构简洁,功能异常强大,而且极为灵活,同时还具备完善的保护机制。根据节约成本等相关规划,山东分局光环网设计了与航管楼为优秀节点结构相同的双纤环。航管楼的高阶交叉容量高达200G,可以同时提供15个业务槽位,完全可以满足本期网络的传输和接入设备的需求。并且在各个节点处,串口信号可以通过PCM复用设备接入光环网进行再次使用,最终汇集到航管楼的中心节点。接入设备时,应考虑各节点的业务传输种类,再根据其业务量相应接入。而在各个节点的接入设备中,可以在航管楼的传输机房内建设一个统一的网络管理系统,监控全网的接入设备并对其进行有效管理。 2光环网技术在空中交通管理系统中的稳定运行作用 作为民用航空运行体系中的重要一环,空中交通管理系统担当着重要的角色。美国航空无线电委员会在早年便已提议了一个描述空域复杂性的构想,来研究交通密度、间隔标准等问题,该委员会指出,针对动态密度的度量与预测是实现管制员工工作负荷评估的关键技术。而为了集合动态密度的信息,美国许多公司曾共同制定了一个研发计划,主要针对动态密度的技术研发,并于3年后提出相关管理计划,互相分享数据,整合各家企业的资源,进行协同研究。当前,在全球范围内已经开始实施先进航空通信、航空导航等技术,这为空中交通管理作出了巨大贡献。我国新一代空中交通管理系统也将于2025年竣工。根据中国民航发展的“十三五”规划,我国将积极推进航空系统升级,加快构建新一代空中交通管理系统的步伐。当前,使用得最为成熟的技术是数字空管集成系统,其中的数字化自动航站情报服务系统能将飞行员和管制员紧密联系起来,不仅减轻了工作人员的工作压力,又使得信息在传递的过程中更加安全稳定[2]。在我国的某项空中管理设施建设的过程中,光环网技术在空中交通管理系统中的稳定运行作用已经成功实践。通过此项设施的建成,充分展现了光环网技术在空中交通管理系统中的稳定性运行作用,使得光环网的应用范围不断扩大,它可以将各个站点进行组合连接,并将其组成两个光环网络,通过高光纤来保证接口之间稳定、准确的连接。此项设施的建成工程的同步时钟,分别为主时钟和副时钟,在通过本地和卫星时间的共同处理后,可以使各项设备都得到信号,顺利解决网络管理系统的同步信号问题。对传输网络进行有效的监控和管理,促进了网络系统的正常运转。针对此次项目来讲,光环网采用的系统是热备份方法管理服务器,在其他服务器的选择上都是通过同城部署来处理中心楼层。增加的两台本地终端和远程维护终端,在单位的建筑楼层与监管中心楼层之间,通过采取特定的模式,高效、稳定地将信息输送到网络管理系统。 3光环网技术在空中交通管理系统中的智能监测作用 经过时间的检验,早期的敷设光缆已经出现逐渐老化的现象,光缆的维护与修理逐渐进入大众的视野,成为不可忽视的问题。基于此,新兴的光环网技术可以实现实时监测,提供了高效的检测手段,不仅可以提升光缆线路维修的保障能力,还能在空中交通管理系统中实现其智能监测的作用。其具体的功能可以分为远程监控、系统配置以及安全防护等,当光环网正常工作时,监测中心会向监测单元发出不同的检测指令,随后,由光功率检测模块对光纤段进行检测,采集其色散值及绝缘电阻值。若出现超过标准的数据,检测单元便会马上发出警示,并上报告检测数据给检测中心,再由检测中心对所有数据进行分析。除此以外,光环网的网络结构易于扩容,通过增加节点的方式使得整体结构可供工作人员随时调增,而快速的恢复机制可以支持多种等级的业务,根据空中交通不同业务的需要,光环网技术可以提供不同的保护恢复等级,同时可以开展新型的业务办理,以此不断适应电力通信业务的新需求。传统的SDH网络管理系统中的电路管理和配置功能智能型较差,只能用人工来操作完成,而如今的光环网技术采用的分布式智能,资源可自动发现动态配置,并进行相互连接,帮助网络管理者减轻压力,使得网络管理更加便利。又因与光环网及时的可扩性和透明性,所以可以随着新业务的产生不断更新换代,便于引入新的业务类型,不断向传送网迈进。 4结论 综上所述,当前的社会需要不断地发展,而生产通信行业的技术水平更需要在不断的实践过程中总结和积累经验,保证电力设施在使用过程中的安全和稳定。光环网的使用已经基本实现了空中交通的集中管理,并为其提供了有力保障,但是工作人员对于光环网设备的使用仍然存在诸多问题,因此,我们对生产通信中光环网技术的关注度应该加大,充分发挥其功用,为人类的进步作出贡献。 作者:梁锐 单位:中国民用航空华东地区空中交通管理局安徽分局 空中交通管理论文:空中交通管理的人为因素分析 摘要:随着我国经济社会的快速发展,我国的航空业也在快速的发展中,在我国经济发展中航空业的发展也占据了举足轻重的地位。但是,高空作业是具有一定的危险性的,最近,在世界范围内就出现了很多关于航空事故的报道,一些事故发生后至今都没有找到具体原因,也无法解决,对人们的生活影响很大。所以,这就要求空中的交通部门要针对国际上出现的空中事故进行分析研究,吸取经验教训。本文将针对在空中交通管理中由于人为因素的影响进行分析研究。 关键词:空中交通管理;协同决策;人为因素 1前言 随着我国国民经济综合实力的不断增强,我国的国际地位也在进一步提升,人民的生活水平也得到了一定程度的提升,很多人在出行时都改变了交通工具,从原来的乘火车变成乘飞机。但是,由于航空运输一直存在很大的安全隐患,也制约了航空事业的发展,发生的航空事故不在少数,且每次都很严重。其中很多的航空事故确都是由于人为因素造成的,可以看出,人为因素的影响已经是比恶劣的天气环境影响更加重要的因素之一。在这些因素中,人为因素的影响是不可预知的,并且不能准确的判断,尽管提前针对极端恶劣的天气环境做好了处理方案,但还是会发生航空事故。民众普遍了解,航空事故只要一发生,就会比陆地上的任何一种交通事故影响和损失都巨大,因为是在空中发生的,所以不能进行及时的解救,所以每次的航空事故的发生后果都是非常严重的。 2空中交通管理中人为因素干扰的表现 2.1空中交通管理部门管制人员缺乏责任心 在现在的很多空中交通管制岗位的管制员都没有足够的工作热情,对待工作不积极,不主动,也认识不到自己工作对于高空飞行的重要程度,飞机上的机组人员和乘客的安全问题得不到很好的保障,由于管制员对待工作责任心的缺失,很可能会造成一次大的航空事故,对空中的一系列成员的安全都造成了很大的威胁。在工作中,很多管制员都会互相推卸责任,遇到事情不积极解决,做事拖沓,自己也并没有认识到错误。 2.2空中交通管理部门管制人员抗压能力不足 由于空中交通管理部门工作的特殊性,在工作中每个工作人员都责任重大,这就要求他们在工作中要求一定不能出现错误,不能疏忽大意,否则就会造成对航空器的损害,甚至造成非常惨痛的空中事故。由于这种特殊性,加上单位的领导同事,社会上的舆论,都会使自己身心承受巨大的压力。一些抗压能力弱的管制员就会在工作中出现紧张压抑的情绪,从而影响动作的正常进行。在这种过度紧张的状态下,也会影响自己的身体健康,长期的紧张心情得不到缓解,就会形成恶性循环,影响睡眠等,也会影响到工作,给航空运行造成很大的隐患。 3空中交通管理中人为干扰因素的解决措施 由于航空事业的特殊性,因此,就需要我们采取科学的管理模式和合理的管理策略来提升空中交通管理工作的安全性。 3.1注重空中交通管制员的性格培养 由于每个空中交通管理部门管制员的性格不同,要对这些管制员进行合理的调配。在调配时要注意不要只是考虑年纪和能力,还要注重每个人的性格特点,科学的进行合理搭配。在搭配工作时,可以把资历深的,经验丰富的老员工和对工作充满热情的新员工搭配在一起工作,如果将两名老员工在一起工作,由于他们各自都有自己的一套工作程序,在工作就很容易产生分歧,最后可能会无法顺利的开展工作。 3.2树立空中管制员正确的思想观念 人类的行为是由思维和意识主导着的,在空中交通管理部门中,负责思想教育方面工作的同时要积极的帮助同时树立正确的人生观价值观,工作中要保持实事求是的原则,对于各种问题要灵活处理。要不断提升管制员的业务能力,使他们能具有很强的竞争力和技术能力。在处理遇到的各种问题时,必须要求空中交通管理部门的管制员具备较强的业务能力和较高的知识水平,运用科学的管理方法,还要对管制员进行思想健康教育,只有这样才能很好的避免事故的出现。 3.3提高管制员工作的积极性 随着航空事业的飞速发展,航班量也不断的增加,但是由于航空领域的限制,这就要求管制员要合理的优化航路,工作量也就随之加大,导致管制员在节假日不能正常的休息,薪资待遇不合理,新员工的工资甚至都无法维持自己平日的正常生活,常常加班,加班费也是很少,而且还严重的影响了身体健康,每年的体检都会在管制员中查出很多的问题,在多种因素的影响下,致使管制员对自己的工作没有了积极性和认同感。所以,空中管理部门应该是适当的提高管制员的薪资待遇,合理的安排管制员的工作时间和假期,让管制员增加工作的积极性,提高他们工作的动力。 4结语 综上所述,随着我国航空事业的发展,空中的交通管理能力也变得尤为重要,通过分析可以看出人为因素影响下造成的空中事故已经远远超过了科学的预测,我国航空事业的发展不能因为人为因素的影响而停止发展,需要我们从自身出发,提高空中交通管理部门管制员的素质,运用科学的管理制度,最大程度的减少人为因素的产生,这也对我国社会经济发展和航空事业的发展起到了巨大的促进作用。 作者:吕器寅 单位:民航珠海进近管制中心 空中交通管理论文:人为因素在空中交通管理的影响 摘要:近现代以来我国经济快速发展,各行各业也在飞速提升。其中航空事业迅速崛起,在提供便利的同时也为国家经济贡献了巨大的力量。然而近年来航空事故频发。调查显示,人为因素是导致航空事故的主要因素。这毫无疑问为人们敲响了警钟,提醒着人们相关安全措施对于航空事业的重要性。关于空中交通管理中人为因素的研究,对于航空事业安全来说是极其重要的。因此该文旨在研究人为因素对于空中交通管理的具体影响和相关解决方法。 关键词:人为因素;航空安全;空中交通;解决方法 1相关航空事故中人为因素影响重大的具体原因 1.1相关空管人员业务能力不足,经验贫乏 空中交通管理对空管人员的水平要求是相当高的,不仅要拥有丰富的相关工作经验和大量的工作时长,更要能熟练应对飞行时各种各样的突发情况,及时采取正确的解决措施,以避免事故发生。然而却有相当一部分的管制员在各个方面的问题处理上都十分生疏,专业知识不齐全,使用不熟练,比如:对空中动态判断、计算、调配错误;不了解航空器的基本性能、飞行原理;不熟悉管制空域范围结构、机场周围地形地貌、进离场程序、航线安全高度等,完全无法在事故真正出现时冷静及时地为飞行器做出正确的指向和引导,甚至有时还会起到反作用,从而造成不可挽回的悲剧[1]。 1.2相关空管人员缺乏责任感,工作积极性不足 少部分空管人员对待工作缺乏责任感,没有热情,无法意识到自己的小小失误就有可能造成数量庞大的资金损失,甚至威胁到飞机上几百人的生命安全。执行工作时态度消极,抱着“事不关己高高挂起”的心态指挥工作[2]。也许他们可以做到勉强完成分内的工作,但是对于空中交通中存在的一些安全隐患毫不在意,视而不见。或者将其推脱到别人的身上,互相踢皮球,谁都不放在心上,关键时刻就有可能造成无法挽回的悲剧。除去责任感不足,这类管制员完成工作时普遍不够严谨,即使出现错误也完全不放在心上。极个别的老员工,不止为了偷懒消极怠工,还会将所谓偷懒的方法教给新的员工,恶性循环,这都为航空事故的发生埋下了隐患。 1.3部分空管人员抗压能力不足,心理崩溃 空中交通管制是一门风险相当高的职业,需要从业人员有很强的抗压能力。因为空管人员的一个小小失误往往就会造成无法挽回的悲剧。而悲剧一旦发生,这些空管人员不仅要承担相关责任和经济上的惩罚,更要受到难以想象的社会舆论指责,所谓人言可畏。因此大多数管制员工作时精神都是高度紧绷的。尤其是夜班的空管人员,生活作息颠倒,无法得到良好的休息,生物钟调节困难,整个人本来就已经极其疲劳,再加上长时间处在高压力的状态下,对人的心理影响非常大,严重时很容易导致抑郁症等难以治疗的心理疾病。 1.4工作环境恶劣 空管人员由于工作时间较长等原因,其工作环境的好坏很大程度上影响着其工作态度。当光线不足、声音嘈杂、员工休息室配置较差等导致工作环境不理想的因素出现时,都会影响到管理人员的工作积极性。良好的工作环境可以使得工作人员心情愉悦,态度积极,更好地去应对工作中的各种大小情况[3]。 2针对空中交通管理中人为因素所采取的相关解决措施 2.1加强对员工业务能力的培训 空管人员的业务水平对航空事故的发生率有着重要的影响。如果空管人员没有足够的知识和经验,是无法担任这项工作的。因此,必须加强对空管人员综合素质的培养,提升其应对各种突发状况的能力水平,创造一定的竞争氛围,督促员工们不断提升自己、充实自己[4]。当空管人员的平均专业水平普遍提升后,才能在遇到问题时不慌不忙,敢于应对,从而避免大量的因空管人员误操作、误指挥导致的航空事故。同时还要培养空管人员对工作的责任心,树立正确的工作态度,积极完成自己工作的部分。当发现飞行安全隐患时及时指出并进行处理,严格按照相关规章制度去完成。 2.2合理安排工作,开展一些集体娱乐活动,舒缓员工心情 空管人员由于工作的特殊性,普遍工作压力较大,工作繁忙,缺少互相交流学习的机会。应当根据每位员工不同的情况适当构建工作小组,要考虑到工作年龄、经验丰富程度、员工不同的性格特征等多种因素。部分工作由两人或多人一起完成,互帮互助,减轻工作负担。建立轮换制度,当其中一人工作时间过长时进行换班,由他人来接替工作,而先前的那名员工则去休息放松。这样可以很大程度上避免员工出现因为工作时间过长而导致的剧烈疲劳、消极怠工等情况。适时开展一些员工集体娱乐活动,如集体出游、聚餐等,培养员工之间相互合作的默契程度。互相关照,加深了解,可以有效营造出一种和谐愉快的工作氛围,提高工作积极性,有助于员工们在遇到紧急情况时可以更好地进行团结协作,应对困难。当个别员工心理压力过大,无法缓解,从而出现抑郁症等心理疾病时,应当及时给予帮助、提供治疗等,而不是对其进行指责或谩骂。可以安排一些专门从事于心理疾病辅导的岗位,帮助患者走出困境。 2.3大力改善空管人员工作环境,提高工作效率 良好的工作环境可以有效提高工作人员的工作效率,使其全身心地投入工作中。相反,恶劣的工作环境会大大打击员工的工作积极性,导致员工对工作失去信心,影响员工的工作活跃度。而关于对员工工作环境的改善则是方方面面的,并不单指工作场所的环境,还包括休息室、员工福利、薪资、领导作风等。因此必须全面提升员工的工作环境。首先就是硬件设施,空管人员一般都会有自己的员工休息室,尽量做到一人一房间,房间配置良好是极其重要的。如果能在休息室得到很好的放松的话,可以有效提升员工的工作积极性。关于薪资,一般员工入职就业前企业都会对薪资做出规定,但是有时可以适当地提升一些表现良好的员工薪资,激励他们更加努力工作,形成一定的竞争氛围,从而得到进步。与此同时,员工福利也必不可少,结合加薪可以有效督促员工,员工们努力工作得到表扬,有利于形成良性循环。 3人为因素对空中交通管理影响的总结 通过此文的论述和研究,我们能清楚地感受到人为因素对空中交通管理造成的巨大影响,其后果往往超出人们的预料,造成难以想象的损失。随着近年航空事业的高速发展,飞行器的运行量也大大提升,这无疑加剧了航空事业监管的难度,增加了航空事故的发生频率。但是对于当今多元化的世界和高速发展的中国来说,航空事业的发展无疑是相当重要的。面对困难,航空交通管理部门的人们更应当结合实际,针对当前事故频发的主要原因积极采取科学有效的对策,减少因人为因素造成的航空事故,大力推动我国航空事业的高速发展。 作者:郭恒 单位:民航西北地区空中交通管理局 空中交通管理论文:空中交通管理安全预警与权重分析 摘要:空中交通管理安全预警系统是非常重要,和西方发达国家比较而言,我国起步较晚。为此,空中交通管理安全预警指标体系还不健全,本文结合其他国家的发展历程,提出了一些符合我国空中交通管理安全预警指标体系的合理化建议。 关键词:空中交通;安全预警;权重;预警模式 目前,我国的空中交通管理安全预警指标体系还不够健全,相比较西方发达国家而言,相差甚多,在运行态势方面也存在很多不足的地方。例如有些指标不明确,使得实际的定量分析标准存在一定的误差,有些指标之间存在着重复,无法达到预警的效果。空中安全预警是指识别空中可能会遇到的安全事故的提前预警。通过飞机及各个飞行器运行轨道的事先,然后对各个飞行轨迹进行综合分析,使飞机的空难事故降到最低。 一、各国在空中这一领域的发展状况 在美国,超低空领域造就已经做到全面开放,那里有20万架私人飞机,上百万人拥有飞行执照,这为美国提供了大量就业岗位,这不仅培养出了大量的飞行员,还为美国在航空方面的科技发展不断提供动力。为此,欧洲的许多国家开始效仿美国这一做法,也采取了适度宽松的超低空管理政策。在我国,还没有对超低空领域的开放,低空领域一般由军队控制,一般不对外界开放,在高空主要是由客机所使用。 二、我国空中交通管理体制存在的问题 1.管制人员的综合素质不高。我国的空中管制人员存在思想素质和管理心理不佳等问题。有些空中管制人员安全意识单薄、作风散漫、在实际管制中不思进取,没能做好自己的本质工作。有些空中管制人员没有专业的素养,缺乏必要的工作既能,职能解决一般的管制问题,一旦遇到突发状况,应急能力不强,然而空中作业很多事情是常人难以预料的,这就可能使得空中管制工作陷于混乱。 2.安全监督管理不到位。安全监督管理不到位会使得空中作业会出现许多安全隐患,当出现安全隐患早期征兆时,不能被第一时间查出,直到事故的出现,才忙于整理和追查问题原因。对空中违章行为控制力度不够,使得飞机在飞行时任意操作,极大的提高了安全事故发生的频率。此外,还有对安全隐患认识不足、安全责任制度落实力度不够、人员安全教育培训低效、人员选拔安置不当、安全监管人员薪酬管理问题、劳动组织不合理、人力资源开发不足、设备设施管理不得力、信息技术管理水平低等诸多问题还有待解决。 三、交通管理安全预警指标的设计原则 选择合适的交通管理安全预警指标是非常必要的。预警指标的设定应遵循以下原则:(1)时效性。所有的指标都不是绝对的,有静态的也有动态的,应该随着时间和空间的不同,不断进行修改完善,以满足时效性的需求。(2)灵敏性。评价标准必须能够灵敏的反映空中安全状态,以及安全管理波动变异的条件以及波动的趋势大小,提前报警达到预防空难发生的目的。(3)关联性。通过对空中各个飞行器的轨迹进行搜寻,通过对每项指标进行分析,要求从某一角度正确反映预警的内在关联,关联性不是指测评对象的同一方面,而是保证关联的同时防止重合而发生的事故。(4)科学性。采用科学的方法,对所收集的材料进行整合,结合以往出现空中事故的内在原因和外在原因,把导致灾难现象的数据加以综合,使每项指标能够科学合理的反应被测对象的特点。 四、构建空中安全预警模式系统 空中管理安全预警系统是一个拥有多功能的数据系统,它可以采集和处理信息,还可以将信息进行处理,并针对可能出现的问题进行提前的预警。同时,通过安全预警信息的输出,为航空部门制定风险及时应对策略也起到了重要的作用。空中预警信息通过设计原则和评价原理制定预警指标体系再由预警体系划分出6项人的因素预警指标;相设备因素的预警指标;12项环境因素的预警指标;12项管理因素预警指标。空中安全预警指标体系。在高空中,受很多因素影响,其中主要手人的因素、设备的因素、环境的因素、管理因素的预警。(1)人的因素。现代交通管理系统认得因素是可以控制的,人是各种飞行器的操作人员。包括飞行员的选拔,疲劳驾驶等因素在内。包括个人操作违规率、空管指挥失误率次数、技术考核不合格率、管制组配合默契程度、行为人因素不安全事件发生率、航情报失真率、生理状况、心理状况所组成。(2)环境因素。空中交通必须要考虑环境因素,天气是否适合飞机飞行,空域是否有冰雹大雾天气,空中是否有飞鸟群,这些因素考虑不周全都有可能发生空难。从环境因素分析检测、识别有利于管控未知的危险因素。(3)设备因素。航空设备在起飞钱必须由航空后勤保障部门的批准才能起飞,在飞机要升空前,需要航空后勤人员对设备进行全面的检查,必须保证设备的配置达标。除此之外还包括设备维修失误率、设备维护质量未达到标准率、技术标准失察率、设备原因不安全事件发生率、空管设备失灵次数等因素的影响。(4)管理因素。管理因素主要包括:关键人才的流失率、不公平感、信息沟通失真率、部门冲突频度和强度、组织结构合理性、群体凝聚力、管理标准失察率、员工违纪率、人事变动率等。 五、权重因素 对于空中交通管理安全预警指标的权重因素,有很多确定方式,应用最多的是专家评估法是频数统计法。层次的分析法应用也相对较多,它主要是把复杂的问题分解为多个不同因素,并按照不同层次进行组合,形成一个多层次的分析结构模式。该方法省去了过去复杂的分层和对比。 六、权重指标的确定 各个评价指标在评价指标中的作用是不同的,为了更好的区分各项因素指标的重要程度,会使得评价结果更加准确和可靠。确定权重最重要因素,是根据湿地调查和丰富的工作经验,由各个专家和决策者进行对比,然后利用科学的方法进行权重的计算。层次分析法。层次分析法是现阶段较为常用的一种空中安全预警权重分的方法,它的一般步骤为明确问题建立递阶层次结构模型(如图1)比较判断矩阵层次单排顺序一致性检测权重的确定 七、空中交通管制的对策和建议 安全评价本身是为了预防事故发生,是一种决策手段。为此,通过安全评价标准,对于安全事故提前做好预警工作,不断完善我国的空中安全管制工作,笔者有以下三个方面的建议。1.从末端的评价结果提出安全决策建议。在空中安全预警机制中,可以从末端评价得到安全等级的提升,这有利于对空中安全管控状况整体的认识。采取相应的措施,以减少安全隐患的发生。在空中管制方面我们可以分为优良差三个等级。(1)当飞行条件处在综合安全评价标准最优阶段时,说明空中管理体系全面准备妥当,且个部门运行状况良好,对环境空中设备以及飞行员之间都已相互协调好。此时的阶段非常适宜飞行。(2)当飞行条件处在综合安全评价标准良阶段时,说明整个安全管理系统品质一般,对环境空中设备以及飞行员之间都已相互协调好,安全工作较为理想,此时的阶段属于可以飞行,但可能会存在一定的不稳定因素。(3)当飞行条件处在综合安全评价标准差阶段时,说明各个部门还未能协调好,天气状况也不佳,所以在这个阶段不建议飞机出行。总上所述,飞机最好选择在各项指标为优或者良时选择出行,在各个部门都处在良好的运行工作出行可以保证飞机的安全。对于飞机出行而言,必须要考虑人员设备、天气、环境、空中管理等各方面因素。为此空中管理部门需要提高预警能力,重视提高空中管理人员的综合素质,警惕因为环境和管理不善造成的空中隐患,保证各个部门相互协调。 作者:张立力 单位:民航重庆空管分局 空中交通管理论文:空中交通管理中人工智能应用分析 摘要:在航空业的发展中,人工智能技术起着积极的促进作用。本文介绍了空中交通管理中的人工智能理论及方法运用,为优化空中交通流量管理系统提供理论依据,更好地服务于空管系统。 关键词:人工智能;空中交通;管理 人工智能,即ArtificialIntelligence,是计算机科学的一个分支,研究对人的意识及思维的信息过程的模拟并对其进行延伸和扩展,通过了解人类智能,研究出类似的反应的智能机器。随着计算机技术的发展,人工智能越来越多的运用于民航的各个方面,如飞行间隔的控制,空中流量的预测,飞行冲突的调配。但随着民航业的飞速发展,飞行流量日益增大,需要将人工智能技术有效运用于空中交通流量管理中,建立人工智能辅助系统,扩大空域容量,优化空中交通流量,提升空管秩序。 1空中交通流量管理探讨 在空中交通流量管理(AirTrafficFlowControlManagement)中,空中交通流量是指单位时间和空间通过的航空器数量。通过优化空中交通流量,将空中交通管制服务与机场、航路有效结合,减少延误,提高机场和空域的利用率。从时间角度上,空中交通流量管理可以分为航路流量管理和机场终端区流量管理两部分,从时间上又可划分为战略流量管理,预战术流量管理和战术流量管理。当航空器数量饱和时就要对航空器进行流量控制,目前的常用的控制措施如下:1)地面等待,最主要的空中交通流量管理措施,本着地面让空中的原则,对地面航空器的起飞时间进行限制;2)空中等待,航空器在航路上或终端区规定的等待点或没有冲突的临时等待点进行盘旋等待;3)更改航路等待,当航路航线的容量饱和时,航空器可以通过选择其他航路航线;4)控制航路间隔,通过对航空器进入空域的间隔进行限制,来达到流量管理的目的,吸收部分拥挤的流量。 2人工智能的应用研究探讨 Agent在人工智能的研究中,指能自主活动的软件或者硬件实体,目前国内普遍翻译为智能体。在人工智能中,设计关键智能体,对于研究人工智能的应用是非常重要的。在空中交通流量管理中,设计如下关键智能体:航班智能体、航路智能体和机场终端区智能体。航班智能体的属性有高度、速度、上升/下降率、起飞机场、目的地等。航班智能体可以与区域内或终端区的其他航班智能体建立通信,通过获取航班信息和逻辑判断,结合周围环境与自身状况,指导控制自身行为。如果航班智能体需要做出相应的调整如改变高度航向等,需要给上级的航路智能体或机场终端区智能体发出申请,上级智能体批准后,航班智能体才能采取相应的调整,作出相应的控制行为,才能通过交互环境反馈相应结果。在实际工作中,这个过程是通过空中交通管制员指挥航空器实现的。空中交通管制员在实际指挥工作中,需要结合当时的空中交通状况和自身的经验知识。航路智能体的主要属性有航路的高度、宽度、容量等。航路智能体需要对航班智能体进行指挥,管理航路上的智能体,同时与其他航路智能体和机场终端区智能体进行通信,对航班智能体进入和离开航路的时机进行协调,记录流量信息并报告给上级流量管理部门,接收上级智能体的指令。在航班智能体进入航路之前首先要进行容量评估。通过评估后的航班智能体回收到航路智能体发出的放行许可才能进入航路。如果没有通过容量评估,则要向上级智能体发送将流量限制的申请,流量限制后航路就不能批准航班智能体的进入,通过减少航班智能体的数量,控制航路交通流量。机场终端区智能体:在实际工作中,机场终端区的航班管理包括管制指挥、流量控制、地面场面监视、进离场等,难度较大。终端区智能体(通常运行中为塔台管制)首先要处理所收到的信息,如天气雷达信息、地面运行信息和情报信息等等,结合已有知识开展机场的容量评估。如遇到低云低能见度、雷雨等天气时可以调低终端区/机场容量,对进入离开的航空器进行限制。通过容量评估,塔台会给航班智能体一个SLOTTIME,航班智能体按照塔台的SLOTTIME起飞或降落,从而达到流量控制。如果没有通过容量评估,则需要通过上级的智能体批准,流量控制,限制终端区的流量,通过控制进入或离开的航空器数量达到流量限制的目的。机场终端区智能体(塔台)对终端区的航空器进行管理,还需要与航路智能体和平级的终端去智能体进行通信,对航班进出的SLOTTIME进行协调,并将流量管理信息报告给上级流量管理部门,接收上级智能体的命令。如果出现拥堵机场终端区智能体需要通过一些措施来管理流量,如分配SLOTTIME、指挥航空器地面或空中盘旋等待。 3结论 综上所述,以往在模拟空中交通流量进行研究的时候,首先制定流量控制信息,再在系统模拟航班飞行计划。这样的模拟过程不能解决容量告警问题。如果流量控制不合理,只能重新设定流控信息,再次进行模拟,因而加大模拟过程的工作量。而通过智能体的运用,可以在模拟中不断调整智能体来模拟空中流量,增加了模拟流量过程中的灵活性,将人工智能运用于模拟中,借助智能体来模拟空中流量,可以更好的分析空中交通流量问题。 作者:许言 单位:中国民用航空深圳空中交通管理站 空中交通管理论文:空中交通管理低空开放的影响 [摘要]低空开放对我国空中交通管理工作有巨大的影响,本文首先强调了其对于空管管理、航空基础设施、空管管理能力提升、国土安全的影响,同时对低空开放的改进策略进行相应的研究,提出五点方案,意在解决低空开放对我国空中交通管理的影响问题。 [关键词]低空开放;空中交通管理;影响 2014年底低空空域管理改革会上提出要争取在2015年全面开放1000米以下空域管理改革试点,目前全国都在紧锣密鼓的开展着低空开放的工作,低空开放将对经济产生影响,对民航的发展产生推动作用,彻底的打破空航业的宁静。低空开放将对我国空中交通管理产生巨大的影响,相关部门需要改进策略应对挑战。 一、低空开放对我国空中交通管理的影响 (一)低空开放对空管管理体制的影响 目前我国空管管理的体制主要是由国务院及中央军委空管委员会指定的,原则为“统一管理,分别指挥”,这种管理体制存在弊端,军用飞机是由海军和空军来负责指挥的,而民用飞行和外航飞翔是由民航实施指挥的。在这种混合管理的模式下,是很难达到完全的低空空域开放的,因此是需要建立完善的管理体制,同时真抓实地落实改革的宗旨,建立一个完整、科学的管理体制。 (二)低空开放对航空基础设施的影响 目前我国的机场大部分通用航空机场为小型机场,各种设备是跟不上现在航空业飞速发展要求的,同时通航业的发展并不景气,很多发展状况是滞后的,各种设施、通信和导航设备也无法适应通航密度大的要求[1]。低空开放会吸引大量的资金投入到此项建设当中,以保证空管的指挥能力提升,同时机场的基础设施就会提高。这样空管的指挥能力会有显著的提升,也就是通航的发展逼迫各项设备随之发展。面对一些设备不符合最先进的管理要求的情况,需要找准问题,意识到不是一朝一夕就能够完成的,需要保障通航业的发展。 (三)对空管管理能力的影响 空管管理的从业者在面临低空开发的情况,会比较重视对于低空开放后的空域的管理工作,这对于空管人员将是一种挑战,要求他们学会更多的技能去面对空中交通管理复杂的要求,很多管理者在最开始是缺乏低空的管理能力的,无论从各项技术上都是一个挑战,需要有效的空中交通管制管理人员去填补这个空白。另外,低空的开放将促进空域的管理进入正轨,航空器将大范围的增多,各类航空器必然存在对于空域的争夺,需要空管的管理能力提升去应对这个挑战[2]。 (四)低空开放对于国土安全管理的影响 低空开放在一定程度上会促使通航业发展迅猛,逐渐改变了原来通用航空的现状,随着通航的逐步发展,需要解决的问题随之而来,如何在低空开放的情况下,把握好通航的管理需求,保证飞机稳步有序的飞行,之前军用航空器和民用航空器是分开军队和民航管理的,这样碰到一些突发的状况或者遇到国土的冲突问题,需要进行很好的协调,来保证飞行器的管理问题,使得两者飞行器不会发生冲突[3]。另外,注册管理、运行审核和飞行规矩的制定也成为争论的焦点,需要保证民航不会影响军用航空器的使用情况。 二、我国空中交通管理应对低空开放的改进策略 (一)建立完善的管理和行政体制 目前国家的低空开放政策一直不明晰,所以低空开放的管理体系建立,需要一定的时间,这种制度的建立一定是在符合国情的基础上的一次有效的尝试,结合中国的现状,目前空管的管理者要对低空的管理特点进行分析,同时也要吸取国外的先进经验,制定出合理的管理体系和要求,所有的管理流程要明朗清楚,包括相应的行政制度的建设也要提到工作日程上来,真正的实现有效管理。 (二)加快民用航空基础设施的建设工作 低空开放想要顺利推广,离不开民用航空基础设备的搭建和运行,很多地方为了通用航空的发展,建立了专门的通用航空机场,而这些基础设施的顺利建成成为了保障低空开放顺利推广的基础[4]。在这些设备建成的基础上,还需要建立相应的配套设备,不能忽略基础设施的建设工程,也不能忽略通讯设备的打造过程,这种建设的过程就是加快民用航空基础设施建设的过程。 (三)重视军用航空、民用航空之间的关系构建 现在比较矛盾的是军用航空和民用航空管理制度之间存在一些矛盾的区域,需要相应国家的号召,改变管理模式,将两者进行统一的有效管理,起码需要知道同一空域领域下两者的相互交融情况。在低空开放管理的过程中,是一个民用航空和军用航空交流的契机,实现稳步的合作,才是两者能够和谐发展,保证飞机能够安全落地的基础。民用航空只有和军用航空建立合作关系,才是低空开放共荣的基础条件[5]。 (四)加强对于低空开放制度的宣传过程 目前民众对于低空开放的制度和空中管理的知识一知半解,很多人对于航空知识的知晓,还是存在于一些基础词汇,而对于低空开放这种问题的了解就更为的缺乏了,者需要相关的工作者提高低空开放好处的宣传力度,进行一系列的空管知识的讲演,善于使用多种渠道去接触公众,强调低空开放的好处意义和价值,同时能够表现出低空开放对于我国空中交通管理事业的帮助作用。 (五)重视空管人员和民航机组人员的培训 空管人员的专业素养直接关系到千万人的生命安全,需要对低空开放后的空管人员进行专业的培训,提高其管理能力和决策能力,能够面对复杂的工作挑战。对于可能会发生空中交通管理人员能力不足,专业素养不高的情况,可以对于其进行有针对性的培训,通过选拔,选出其中优秀的人选,同时培训以点带面,通过对选拔人员的培训,倡导每个人都自学知识,对空中交通管制给予充分的重视,做到对通航飞行人员的培训。 三、结语 由上可知,优质交通管理中需要重视低空开发,同时要认识到更需要通过各部门的共同努力才能完成向低空开放的平稳过渡,每个航空管理人员都需要深入思索现状,总结问题,改进创新。 作者:张啸 单位:中国民用航空华北地区空中交通管理局 空中交通管理论文:空中交通管理协同决策CDM的应用 摘要:本文在协同决策概念基础上,研究了CDM(Collabora⁃tiveDecisionMaking)的发展历程和应用情况,并在研究协同决策在我国空中交通应用的情况之上,介绍应用该系统后空中交通的改善情况。本文的研究将对解决空中交通拥堵、减少航班延误和提升空管系统运行效率上有着积极意义。 关键词:协同决策;应用;空中交通应用;展望 近几年来,伴随着全球航空运输业的飞速发展,空中交通的飞行流量也急剧上升,空中交通拥堵现象逐渐成为常态,以至于很多航班都不能够正常运行。另外,由于高空之上雨雪、雾霾等突发天气状况经常发生,机场上航班的起降频率也进一步下降。航班延误情况的增多,不仅严重影响航空公司的形象,也给乘客的正常出行活动带来极大的不便。为了确保空中交通安全和航班的有序运行,在经过多方的探索和研究之后,CDM(协同决策)逐渐应用到了空中交通管制工作当中。 1.CDM(协同决策)的概念及分析 1993年9月,协同决策的概念第一次出现在美国联邦航空管理局的实验当中。美国联邦航空管理局通过航空数据交换协议实验,证明了系统决策的应用能够在很大程度上减少航班延误,并证明了航空流量管理部门对减少航班延误、提升空中交通安全性和空中交通效率方面都具有重要意义。为了缓解和防止空域出现超负荷运行、空中交通意外的发生、空域交通堵塞以及空中交通意外等情况,美国联邦航空管理局(FAA)在1970年的4月建立了空中交通流量管理系统。随着空中交通的不断发展,该系统逐渐完善,已成为能够适应各种突发天气状况的协作系统,其在解决美国空中交通、提高航班运营效率方面发挥着重要作用。1994年5月,美国联邦航空局成立了旨在协调军用航空和民用航空矛盾的空中交通管制指挥系统,以使美国的空中航线更加多变、安全和高效。在空中交通的运输系统中,空中交通管理系统、机场、航空公司、军用航空管理部门等不同的组织之间以及每个部门的内部之间虽有明确的职能分工,但也可避免的会出现各种冲突和矛盾。各种冲突和矛盾的出现是各部门之间缺乏对最新信息的了解和分享的结果。协同决策系统表现的是航空公司和政府部门之间的一种合作关系,在该种关系中,政府相关管理部门制定空中交通的约束条件,航空公司在政府的约定之下,根据自身情况优化航班,最终实现双方在决策上的统一。民航协同决策系统是将机场、航空公司、空中交通管理部门联合起来,通过信息交互、数据共享,以提高对空域的利用率,优化对空中交通的流量管理,并为空中交通的各个参与方提供最大的利益保障。CDM(协同决策)是一种能够实现航空运输系统性能最优的理念,而不是一个工具或者目标。该理念是使空中交通管理的工作在多方的协调下更加高效、有序、安全的进行,以便国家对于空域的宏观调控和合理安排。CDM(协同决策)是一个多方部门共同参与以实现相互沟通、信息共享的理念,因此其既能够实现高效、正确的决策,又能满足各个参与方的不同工作需求。协同决策系统的存在不是为了剥夺航空公司的权利和利益,而是以更加优良的管理理念,更加先进的管理手段来提高整个系统的工作效率和安全性。 2.协同决策在我国空中交通的应用 协同决策在我国的应用主要表现在三个方面,一个是数据和信息共享。现阶段,多数航空公司各个部门之间都建立了数据共享机制,以便实现更为高效的管理;二是管理观念的转变。在建立协调决策的基础上,各航空公司之间逐步实现了资源共享,在资源共享之上的决策能够实现其的最大利益;三是传统工作流程的改变。工作流程的改变使各部门的工作不再是孤立的单元,而是一个相互协作相互配合的整体。这三方面直接改变了传统空中交通的运作方式,一种更科学、更高效、更快捷的方式代替了以往陈旧的管理方式,使得我国空中交通效率大幅度增加。CDM系统作为一个集容量、效率和安全为一体的综合平台,其可以根据空中交通管理部门和飞行计划等信息来计算出航班的各种信息。因此,机场、空中管理部门能够在第一时间得到共享的空域资源信息,以便对航班进行更加合理的设计和更改。目前,CDM系统已经在我国的华东空管局、华北空管局、西南空管局等地投入试运行,运行结果表明CDM系统效果显著,能够在很大程度上加强对空中流量的管理,并在减少航班的延误,促进空中交通运行安全性、扩大航班容量方面也有着积极作用。例如成都将航班协同放行工作扩展至西南空管局、成都双流国际机场及各基地航空公司等驻场单位,联合启动离港航班协同放行工作,使西南地区流量管理系统建设步入至一个新阶段。但是,我国目前还没有建立起全国性的空中交通流量管理系统,地方性的试运行还没有扩展到全国的运行。其原因主要是一些方面的技术还不够成熟,还存在着应用上的一些问题。例如我国在一些相关系统数据的管理上仍相对保守,实用性依然不强。国外的成功案例表明,建立一个完整的协同决策机构需要在流量管理中心处建立一个协调决策中心协调席位,以便在全国范围内协调不同区域之间的流量分配。同时,还需要在区域级管理单位建立各自的协同决策席位。该种模式能够实现中心协调地方,地方也能及时把各种信息汇报给中心系统。这样的协同决策系统,既能保证飞行安全,又能提高我国空域使用效率。综上所述,协同决策系统是一种新兴的工作流程和工作机制,更好的体现了团队配合的优势,并能保证个体在团队中的利益。协同决策系统通过标准化的协同方式让信息在整个系统内部实现共享,使系统在内部实现各方合作,共同做出最科学的决策。同时,协同决策提高了资源的利用率,其在充分考虑参与者利益的同时,也保证了机场航班的正常运营、增强了空中交通管理部门对空域的管控、协调了空中交通流量、提升了航空公司的经济效益。所以,协同决策推广到全国普遍使用只是时间的问题,并且随着市场的需求和科技的发展,我国一定能够对协同决策系统做出进一步的改进,使之能够适应更加复杂的具体情况。随着应用范围的不断扩大和人民群众出行对空中交通持续增长的需求,我国的空中交通状况必将逐步的改善,整体的空域使用情况也将更加良好。 3.协同决策的应用展望 协同决策的早期应用主要体现在空中交通流量管理的方面,但是现在已经渗透到组织结构之间的作用、关键技术的开发与应用、系统工具的集成等一系列相关的领域中,并向其他业务领域不断的蔓延。比如,在CDM(协同决策)的机制下,美国的航空公司与美国的国家气象局合作,协同开发了天气预报的功能,使得空中交通管理部门能够在非正常天气系统未到来之前对飞行计划做出调整,进而保障飞行的安全以及旅客大面积滞留在机场。另外,这两个领域的合作也提高了天气预报的有效性,让天气预报能够预测更长日期的天气情况,让天气的预报更加准确。特别是对流天气与雷雨冰雪天气的预测,在CDM(协同决策)的机制下,可以自动生成天气预报图像,确定未来72小时之内的天气情况。在CDM(协同决策)机制下的合作,不仅对两者都产生了有益的影响,方便空中交通管理部门对飞行计划的安排,也促进了天气预报智能化、科技化的发展。协同决策是一个透明开放的平台,也是一个可靠、高效的运行机制,其可在很多领域投入使用,例如气象部门、机场、学术界和政府等。该机制在学术界的应用,不仅可以最大程度的实现资源共享,让科研人员得到第一手的研究数据,增加研究成果的可行性,增强专家学者之间的交流,还能够让人们及时发现存在的问题,形成有效的互助团体。系统各参与者之间的相互讨论,能够不断发现存在的问题,使研究不断完善。最终的系统决策也是所有参与者汗水和智慧的结合,是一项具有有科学性的研究结论。 4.结语 协同决策是一个相对较新的领域,它不是一个目标,而是一种管理理念。协同决策系统当前在全球空中交通管理系统中的应用,极大的改善了全球的空域容量不足、航班延误、地面各个管理部门无法协调飞行计划等问题,使全球的空中交通流量得到极大的改变,也使当前的飞行结构得到优化,更提高了国家对于空域的管控能力。另外,协同决策也在向着不同的领域蔓延,在相关的领域发挥着不可取代的作用。随着我们不断的研究和发现,CDM(协同决策)的应用也一定会越来越广泛。 作者:刘芳 单位:民航华北空管局空管中心流量室 空中交通管理论文:空中交通管理数据仓库技术研究 摘要:我国是一个人口大国,对于交通方面的要求非常之高。特别是近年来生活水平和商业的发展,为航空交通的发展提供了契机,同时也增大了压力。所以要求我们建立一种有效控制空中交通的管理技术,提高我国空中交通运转的流畅性。文章以数据仓库技术为基础,研究空中管理系统的建立,文章介绍了数据仓库系统的基本内涵,并分析了这一空中系统所应具备的功能和实施方法。 关键词:数据仓库技术;空中交通管理系统;系统开发 1数据仓库技术和空中交通管理系统的概念 1.1数据仓库技术 数据仓库专家W.H.Inmon对于数据仓库进行了以下叙述:数据仓库具有主题性,运行相对稳定,能够反映历史变化,并且可以对不提供数据库进行集成的系统,主要作用是支持管理者进行决策,为其提供数据依据,由多个异构的数据源组成,存放在其中的数据一般不会进行二次修改。其组织形式以星型和雪花型为主,用户可以通过数据仓库取得针对主题的有效信息[1]。主要构成包括数据采集、数据存储、数据访问者三个基本部分。整个数据库包含数据源、数据存储管理、OLAP服务器、前端工具这四个部分,每一部分又具有不定数量的子部分。 1.2空中交通管理 空中交通管理是新航行系统的重要组成部分,新航行系统指的是以星基为主的全球通信、监控、导航、自动化的空中交通管理体系。空中交通管理系统以用户需求和先进的科技为基础,以满足飞行剖面、提高交通效率、安全的运转为目标,由空中流量管理、空中交通服务、空域管理着三个部分构成,能够提供交通管制、航情报告服务、气相信息、警告服务等。可以保证飞行器之间的间隔、提供可以促进飞行有效性和安全的信息,如机场中状态、导航、天气状况、空域限制等方面的情况。必要时,还可以提供航空器的搜救信息。 2基于数据仓库技术的空中交通管理 2.1构成 整个数据仓库技术在空中管理中的构成如图2。数据定义指的是在运行中可以对仓库中的数据库模式、数据源、提取数据的规则和模型、数据仓库的结构进行定义;提取指的是对在数据库中获得的数据进行处理,符合统一的格式和语义,包括误差修正和提炼、数据整理、检查数据的完整性和相容性、数据类型的转换;数据管理指的是对数据进行维护、使用、访问。技术目录指的是数据源、变换规则、数据提取等,维护人员可通过技术目录对数据仓库中的数据库进行优化、重构。业务目录指的是数据描述程序,可以对数据进行定义、分类和命名。信息导航目录是复制业务目录系统,能够提取、访问不同语义的数据;数据支持指的是可进行常用数据表示和分析,可在客户端用分析软件进行分析[2]。 2.2应用 在空中交通系统中,数据仓库的创建具有重要作用,集建立、应用、修改、扩展于一体。首先要设计数据仓库的模型,完善空中交通管理的描述信息,建立面向应用的数据源集成标准。这一模型主要包括航空交通的主题域、主题域之间的关系、描述主题的码和属性值。然后筛选空中交通管理记录中的历史数据,转换到数据仓库之中。需要删除纯操作数据,增加信息描述,以人工关系代替参照完整性。根据生成的数据库,进行数据的物理模型设计,建立搜索策略、贮存结构,规范数据存放的位置和储存的分配。并建立空中管理记录系统和数据仓库的对接,防止数据的老化[3]。建立主题域,进行主题域的调整。可选用少量数据建立主题域,加快完善的速度,然后不断进行改建和扩展。对于主题的扩展和应用,应该建立数据库挖掘体系,提供有效的数据。数据仓库决策体系的应用有两种模式,一种是分散式,先建立一种内部关联的数据仓库,各单位选取其中与自己有关的部分建立局部数据仓库。一种是集成式,各单位建立先建立局部数据仓库,形成数据集市,以此建立全部的数据仓库。以空中交通管理的业务特性来说,选择第二种方案是可行的,可以直接汇总各子单位的数据,进行统一监控。对于空中交通的特性来说,安全是放在首要的,所以,分析历史事故趋势、事故原因、事故原因变化趋势、历史流量发展趋势、流量管制原因、管制原因变化趋势是主要的工作。进行历史数据的发掘就应该以此为框架,采集流量管理和事故发生的原始信息,按照筛选规则进行数据的过滤和采集,进行二者关联的分析,并进行蕴含式、规则的显示,为管理者提供决策依据。在应用过程中,应涵盖浏览器端、服务器端,能够进行相关数据的访问和交互。 2.3参数输入 首先计算航路容量,基本公式如下:C=NT其中,C表示航线的容量;N表示航空器的架次;T总服务时间。然后进行到达航班排序的计算,尾流量最小间隔标准如下(表1)。进行系统参数的设置,包括航空器的平均速度、管制时间参数。不同的空域管制时间也是不同的,所以最好进行管制时间裕度和管制时间间隔的设置。通过以上设置基本上能够实现空中交通流量的预测,为管理人员提供决策支持。数据仓库系统可以对以下方面进行预测,包括飞行计划的修正、每天收到的领航计划报、次日进出港的飞越情况以及某一时间段的飞行器数量[4]。在整个空中管理数据仓库的建设中,数据模型、数据挖掘框架、集成模式是研究的重点,可根据具体情况进行调整。 3结束语 文章介绍了空中交通管理和数据仓库的概念,并着重分析了数据仓库在空中管理数据仓库技术的应用,并浅略的分析数据仓库建立所需要的数据。随着我国航空事业的发展,空中交通管控的压力越来越大。总体上来说,航空事故是所有交通事故中发生概率最低的,但是,所造成的损失却是最大的。所以,我们应该把航空事故的概率降到最低,保证人民的生命安全。 作者:段志远 单位:中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局 空中交通管理论文:空中交通管理与机场管理的衔接分析 摘要:飞机作为高效的交通运输工具,相对于其他交通运输工具更加安全,随着我国人们生活水平的提高,无论企业还是个人选择飞机出行已经成为了大家日常出行普遍选择的交通方式。为了提高航空业的竞争力,应该做好空中交通管理与机场管理的有效合理衔接,文章结合个人工作经验和国内外航空运行情况,从技术和管理两方面分析了空中交通管理与机场管理的各自运行现状和之间的关系,从而为高效运行空中交通管理系统和机场管理系统提供参考和借鉴。 关键词:空中交通管理;机场管理;衔接性;航空安全性 由于飞机在运行安全、效率等方面相较于其他交通运输方式有着明显的优势,随着我国人民生活水平的提高和国民经济的飞速发展,飞机成为了现在企业或者个人出行选择的主要出行方式。自然伴随着近年来航空运输业得到了高速的发展,同时由于我国大部分地区取消了设置民航局,机场转由地方进行管理设置了12家机场集团,导致了许多问题的出现,比如空中排队、飞行冲突等问题,如何处理好空中交通管理与机场管理的有机衔接是当前各机场集团和空中交通管理部门需要共同关注的问题。 1空中交通管理和机场管理的介绍 (一)当前空中交通管理的现状 空中交通管理作为一个非常复杂的系统工程,它就是系统管理整个飞行过程中所涉及的所有对象,经过40多年的应用和发展其相应的管控系统即为现代自动空中交通管理系统,它主要包括空中交通管制系统、空中交通流量管制系统、空域管制系统以及机场管控系统。现代自动空中交通管理系统的主要任务包括以下几个方面:第一,保证飞机的整个飞行过程中严格按指令飞行,能够随时受地面塔台指挥调度和管制指令;第二,有效地利用空域,尽量维护空中交通安全、保证空中交通秩序;第三,确保导航勤务的准确性和安全性,提供有效消息和情报比如进入空域的飞机的有关数据和代号或者迷航遇险飞机的具体情报,保障飞行安全。 (二)当前机场管理的现状 文章主要讨论的"机场管理"同中国12家机场集团经营业务中的"机场管理"含义是有所区别的,它主要包括机场运行监控、航站楼监控、空中交通管理、机场建设等几个方面,其中机场运行监控主要是合理调度停机坪上的飞机、机场范围内的车辆和人员等;航站楼监控主要负责票务办理、旅客候机、转机及上下级、旅客行李处理以及飞机停靠处理;空中交通管理主要是负责收发相关讯息,合理调度进入空管区域的飞机;机场建设就主要负责完善机场的基础设施,增强机场的航空运营能力。由于机场管理的改制,机场集团的成立,民航局的取消,以及航空事业的飞速发展,在机场管理方面出现了一系列问题亟待解决,具体体现以下几个方面: (1)属地化管理造成了机场管理工作的混乱 自从2004年以来国家取消了全国大部分地区的民航局,机场交由地方政府实施属地化直接管理,在我国航空运输的飞速发展的,我国各大机场集团也面临着经大量亏损的窘境。这不仅影响了企业针对相关问题有效的改革和调整,也影响了外资对于中国航空业的投资信心,目前空中交通管理和机场管理缺乏有效的沟通机制,经常出现航道拥挤和排队现象,航空运输业的运营方面出现了短时间的混乱情况。 (2)属地化管理影响了航空设备的更新换代进度 自从实施机场属地化管理滞后,地方政府不仅要关注地方经济增长的问题,还要考虑机场管理的资金问题。在当前航空业普遍亏损的情况下,难以有充足的资金来对设备更新换代,不仅流失了大量乘客,而且降低了飞行安全性。 (3)属地化管理导致了大量从事航空运输服务的工作人员失业 为了尽快解决航空业的亏损窘境,地方政府对大部分机场裁撤和重组,由于航空业是一个复杂的系统产业,它涉及服务、交通、安全等行业。机场的裁撤也会导致大量从业人员下岗,也会影响地区的稳定性。 2空中交通管理与机场管理的衔接 空中交通管理系统主要包括空中交通管制系统和空中交通流量系统。空中交通管制系统利用雷达和GPS等设备来确定管控区域内的飞机飞行速度、航向等交通信息,把相关信息及时提供给飞行员和地面控制系统(塔台),为安全飞行服务。空中交通流量系统确定每个航空段的飞行数量,预防排队和飞行冲突,及时处理管控空域内的拥堵情况。把以上两个系统进行有效结合利用,及时采集数据,为飞行员和塔台工作人员及时提供信息,维护飞行安全性和保证飞行秩序,并预防飞机事故的发生。 3结语 在航空运输业的飞速发展过程中,机场管理仍旧存在一些问题,未来需要不断的努力和改善,与空中交通管理系统做到紧密衔接,保证我国的机场管理工作和空中交通管理工作顺应时展的要求,为我国经济发展做出贡献。 作者:叶林 单位:中国民航飞行学院交通运输系 空中交通管理论文:智慧空中交通管理系统及其运用 摘 要:针对新型智慧空中交通管理系统,在明确系统框架、关键技术和支撑平台的基础上,对其在不同方面的实际应用进行分析,为系统优化及发展奠定良好基础。 关键词:空中交通管理;系统框架;关键技术;应用 智慧空中交通管理系统将现有管理系统作为基础,根据系统的未来发展走向,由空中运行管理工作涉及的不同环节入手,以可靠连接计算机网络基础设施与空中交通管理基础设施为新系统的特色,同时注重人和系统之间产生的相互作用,从而使现代空中交通管理踏上新台阶。 1 智慧空中交通管理系统框架 (1)感知层。感知层相当于系统神经末梢,同时也是确保系统得以正常运行的重要保障。感知层由三部分构成,分别为机场场面、航路传感器与管制中心。其中,航路传感器主要包括一次雷达、二次雷达和自动监视系统等。一次雷达的主要作用在于监视机场附近及航路上的飞行情况;二次雷达的主要作用在于监视高密度空域及终端区上的飞行情况;自动监视系统主要作用在于监视山区、丛林、沙漠及大洋空域上的飞行情况。考虑到细微故障容易造成连锁反应,使管理服务受到影响而直接威胁到飞行安全,所以感知层还要包含可对系统导航监视设备实施动态监视的传感器[1]。 (2)网络层。网络层是对复杂空管信息进行融合的重要基础,通常采用空中交通管理局域网、Internet网与航空固定通信网等相关网络技术。正是对此类网络技术的充分应用,可为全新的空中交通管理系统提供良好的互联互通支撑。 (3)平台层。平台层还可称作系统应用平台层,是指对监视数据进行应用,建立直接面向管理的应用型平台,根据不同的应用服务类型,可分为交通服务、计划管理、流量管理和空域管理等若干种。由于已经有部分平台可以在空中交通管理中应用,所以智慧管理系统能在现有平台上通过合理的改造直接实现,无需对平台进行重新开发。 (4)专业应用及决策支持层。该层的主要作用为向交通管理活动提供必要的决策支持,为流量管理、告警、设备监视与空域管理等新服务的实现提供基础条件,是使空中交通管理真正走上协同一体化道路的重要举措,有利于提升空域资源实际利用率。 2 智慧空中交通管理系统的关键技术 (1)RFID技术。RFID即射频识别,具有非接触与自动识别等特点,利用射频信号对目标对象进行自动识别,同时获取信息和参数,整个识别过程可彻底摆脱人工干预。技术原理为:磁场中有标签进入以后,对射频信号进行接收,依靠感应电流所获能量对储存于芯片当中的信息实施发送,由解读器对信息进行读取与解码之后,传输至系统开始分析处理[2]。 (2)无线传感器网络。该技术是对嵌入式计算机、分布式信息处理、传感器及无线通信等技术进行集成而得到的具有信息获取能力与分析处理能力的新技术。在系统不同环节布置传感器,实现对空域单元实际运行情况的动态监测,明确设备所处状态,并对获得的信息实施处理之后采取无线方法予以传输,以此确保管理部门可以在第一时间获取设备状态及空情数据。 3 智慧空中交通管理系统的支撑平台 (1)交通服务平台。该平台作用在于对航空器的起降与航行进行管理,以确保系统安全及飞行秩序为目标。其承担以下任务:避免飞机相撞;避免飞机滑行和其他物体、飞机与车辆等相撞;提升空域资源实际利用率。基于智慧空中交通管理系统,该平台致力于将以EUROCAT为基础,深入探究基于物联网的多源异构数据整合,旨在管制席位对交通态势施以实时显示,从而实现交通服务全覆盖。 (2)流量管理平台。该平台作用在于当空中的实际交通流量和管制服务最大能力相接近时,对流量进行适当调整,确保以最佳的流量状态顺利通过空域,达到提升空域及机场等资源实际利用率的目的。该平台构建需要应用协同决策机制,通过对物联网的合理开发、运用,采取多源数据接入等方法有效提高数据交互水平,同时依靠相关决策模型,实现更高的自动管理水平,从而对空情进行智能化预测评估,良好适应日益增长的交通需要[3]。 (3)空域管理平台。该平台综合各用户需求,对时间及空间进行合理化划分,以此实现资源利用最大化目标。为了有效提高管理的水平和效能,保证资源利用具有更好的灵活性与安全性,同时增进用户之间的合作与协同能力,系统深入探究了怎样以物联网技术为优秀实现广泛感知,利用新兴数据技术对空域实际使用状况进行动态监视,使各个部门都能认识到空域管理具有的重要作用;探究怎样从战术角度入手对不同用户提出的空域需求进行管理,平衡不同区域、国家的空域需求。 4 智慧空中交通管理系统应用 (1)场面运行管理。在航空运输系统中,机场是十分重要的组成部分,其场面管理的效能会对整个系统管理水平带来直接的影响。场面运行管理指的是借助现阶段新型科技对各类资源实施协同决策及动态监控,将确保运行效率与安全作为根本目标,同时尽可能降低人员工作强度。在智慧空中交通管理系统中,可将不同类型的传感器应用于系统的场面监视,以此对目标的实际运行状况进行监视,再应用配套平台完成冲突控制及滑行调度,最终为场面活动的全体参与人员提供合理化的建议、指导。 (2)空域运行管理。如今,空域运行所具有的复杂性日益增加,为适应这一需要,空中管理对于空域管理专业必须将动态化的运行管理作为主要研究方向。在智慧空中交通管理系统中,可对不同类型的监视方式进行融合,以此完成协同和动态化的空域运行监视,同时配以专业应用平台,根据环境及使用要求,为管制员提供相应的管理决策。 (3)协同流量管理。协同流量管理指的是以各方协同的方式对流量实施管理的模式,即对由使用者与管理者提供的各类信息实施整合,再过协同处理提出有效管理措施。在智慧空中交通管理系统中,可将传感单元设置于不同部分之间,借助物联网提供的强大支持,共享空中交通态势信息,同时配以专业应用平台,开展协同流量管理活动[4]。 (4)跑道运行安全管理。在飞行区的运行管理中,跑道是一项十分重要的资源,其运行安全涉及以下内容:避免跑道遭受侵入、防止飞机冲出或偏离跑道、跑道上异物检测。在智慧空中交通管理系统中,可充分利用传感器技术动态监视跑道实际使用状况,确保管制部门可在第一时间获取相关信息,提升机场跑道对于不安全因素的预控能力。 (5)设备状态管理。我国的空中交通管理设备正不断向网络化、精密化与系统化的方向发展。空中交通管理设备得以正常运行必须得到保障技术大力支持。如前所述,任何一个细微故障都有演变为连锁反应的可能,如果故障处理不及时,还会威胁到飞行安全。在智慧空中交通管理系统中,为了实现设备状态管理,可将传感器设置于各种空中管理设备中,同时借助物联网传输信息,以便及时开展保养和维修。 5 结束语 智慧空中交通管理系统作为现阶段空中交通管理发展的必然结果,它以RFID与无线传感器网络为系统关键技术,以交通服务平台、流量管理平台和空域管理平台为支撑平台,可在场面运行管理、空域运行管理、协同流量管理等方面实现良好应用。 作者简介:王瑞,男,汉族,新疆阿勒泰市,本科,助理工程师,民航西南空中交通管理局,研究方向:空中交通管制。 空中交通管理论文:管窥空中交通管理的复杂性特点及化解措施 摘 要:在当代,我们出行方式会越来越多地选用航空飞机这个形式,因而对它的需求量在逐步增加。排班非常紧张、空中交通繁忙,尤其是在节假日其间,航空交通更是变得拥挤不堪,这些航空交通管理的复杂性在很大程度上阻碍了空中飞行的安全性能。为了实现最大的安全可靠性,有关单位要关注空中交通管理的合理性,快速解除潜藏的飞行危机。所以,本文重点探讨了空中管理优化措施,希望能给以后的有关工作以有益的指导。 关键词:空中交通 管理 复杂性 化解 这些年来,航空飞机出事的新闻耳熟能详,最为爆炸的当属“马航370”事件了。一波未平一波又起的航空事件,使大众对空中交通安全生出了层层的疑云。为了高效化解上述问题,很多单位需要高度注重高空交通管理安排,科学合理排班,不断提升机组人员的专业素养,实现空中交通管理工作的高效化。这是当前工作的重点内容。 一、空中交通管理题的复杂性特点表现形式 1.空中交通管理问题概述 空中交通管制在现代,是通过更加前沿的科学技术支持来实现对航空飞机飞行情况的追踪、管理与协调控制的,依托技术监管中心收集的很多数据与资讯来调整飞行状况。这是确保飞机安全可靠飞行的重要因素。空中交通管制的重要工作是快速维护与统筹管理高空交通安全运作过程中发现的问题,合理控制总体高空交通运转环境中的飞行有序性,进而确保飞机飞行的安全性与有序性。高空交通管理工作的进行要求有专业的高空交通管制技术人员参与,他们的主要职责是应对高空交通管理工作以及意外情况的处置工作,掌握各个时间段内高空交通的飞行量,并依据这个数目情况采用相应的管控策略,意在保证飞机和机场的正常运转。现在,中国交通管理系统依旧没有获得全面的完善,管理手段还没有成熟,交通管理评价系统没有发展到成熟阶段,以上这些问题都从不同侧面体现了空中交通管理问题的复杂性特点。 当前中国在高空交通管理上的系统化完善措施,是参考了世界各国的有关方面的管理内容,依旧保存着世界上发达国家的交通管理形式,依托外国的有关规定与条例,来达到对我国内部高空交通的高效管理目的。和国内的管理水平相比较,世界各国在高空交通管理上更有逻辑性、更有系统性,因而其管理也更为成熟,可持续发展的后劲更强。笔者对我国国内与国外的高空交通管理系统进行了细致的比对,发现世界上发达国家的高空交通管理系统更为详细具体、各项规定更为健全。在交通飞行量的测算上,中国参考了美国的计算方式以及欧洲有些国家的测算方式,把各种前沿的技术彼此科学组合在一起,最终得到了先进的管理系统,这对于高空交通管理工作的顺利开展打下了牢固的基础。 2.复杂性特征 外国的高空交通管理知识在我国的运用获得了相应的成效,然而还是会有一些副作用出现,很多交通管制的因素和中国目前的基本国情之间存在差距,影响了高空交通管制工作的顺利开展。其复杂性主要体现在:中国和外国民用航空交通的现实运作系统存在差别。对于中国而言,外国高空交通管制系统诞生的时间较早,有关的交通管制机制发展成熟,运用范围广,并可以推广的范围更大。但是这样一个近似完美的系统在我国的运用并没有使我国的高空交通得到根本的改善。所以,在现实工作中,若是发生意外情况,有关技术人员缺少这方面的经验;第二,缺少完备的高空交通管制机制。由当前高空交通管制的情形来看,很多交通管制危机的潜伏和其管理机制之间存在密切的关联。若是管理机制不健全,未得到有效的规范,权责问题没有得到清晰地界定的话,那么势必会带来很多的高空交通管理难题,影响目前交通管理工作的有序开展。 二、化解高空交通管理问题的策略 1.建立适合中国国情的空管机制 若想高空交通管理机制有效运作,则一定要建立符合中国国情的空管系统,不能盲目照抄外国的空管体系。外国的空管系统费用高昂,而且在我们国内使用还有水土不服的情况出现。所以,在建立空管系统之前,需要高效解析与管控中国民用航空的交通运转情况,综合我国的现实情况,参考外国的有关空管系统,达到对交通系统的有效监测目的。 2.健全高空管理委员会的职责 为了达到高空交通管制有效性目标,需依据现实情况引入有商业化模式的高空管理机制,快速升级与变革空管体系。目前,有些国家的高空管理是由政府有关组织与行业组织在主导,政府在交通管制上的策略较为粗糙,对中国的民用航空产业的发展意义重大。假若民航局在开展高空交通管理工作时能够树立“政事分开”的准则,那么可把政府势力从中抽出,将管理的自主权归还给民航局。 3.培养高素养的空管组织队伍 要想达到高空管理的理想目标,那么有关部门对空管员工的素养必定要提出更高的要求。为了高效处理各种空管难题,一定要增强对空管队伍的构建,培养高素养的专业化管理团队。此是提升高空交通管制水平的高效路径之一。做好空管工作,管理员工不但要具备超强的心理素质与优秀的专业知识,还要具备逻辑系统的思维能力和想象创造力。管理人员需无时无刻不保持警醒状态,用理性战胜感性来接受工作中的挑战,按照程序做好安检、自我检测与防护等工作。因此,在初期需对管理人员做好完整的培训工作,有关组织要号召他们积极加入到必要的交通管理培训课程中去,使这些管理人员能够在现实工作经验与培训的过程中收获必备的知识,不断反省,追求自我提升,将自己培养成为一名合格的、高素质的空中管理人员。 三、结束语 总而言之,在现在这个社会中,中国的航空飞行产业不断壮大,特别是这些年来,旅游产业、物流产业还有商务外事等行程增多,对航空事业运输能力提出了更高的要求。为了处理好目前高空交通管理中现存的问题,一定要持续优化与健全我们的高空管理模式,清除潜藏着的危机,这对于我国航空事业的大发展大繁荣是极为有利的。 作者简介:贾索(1978年―)男,籍贯:河南省南阳市,就职于云南机场集团有限责任公司丽江机场,副总,助理工程师。 空中交通管理论文:人为因素对空中交通管理的影响 摘 要:近现代以来我国经济快速发展,各行各业也在飞速提升。其中航空事业迅速崛起,在提供便利的同时也为国家经济贡献了巨大的力量。然而近年来航空事故频发。调查显示,人为因素是导致航空事故的主要因素。这毫无疑问为人们敲响了警钟,提醒着人们相关安全措施对于航空事业的重要性。关于空中交通管理中人为因素的研究,对于航空事业安全来说是极其重要的。因此该文旨在研究人为因素对于空中交通管理的具体影响和相关解决方法。 关键词:人为因素 航空安全 空中交通 解决方法 1 相关航空事故中人为因素影响重大的具体原因 1.1 相关空管人员业务能力不足,经验贫乏 空中交通管理对空管人员的水平要求是相当高的,不仅要拥有丰富的相关工作经验和大量的工作时长,更要能熟练应对飞行时各种各样的突发情况,及时采取正确的解决措施,以避免事故发生。然而却有相当一部分的管制员在各个方面的问题处理上都十分生疏,专业知识不齐全,使用不熟练,比如:对空中动态判断、计算、调配错误;不了解航空器的基本性能、飞行原理;不熟悉管制空域范围结构、机场周围地形地貌、进离场程序、航线安全高度等,完全无法在事故真正出现时冷静及时地为飞行器做出正确的指向和引导,甚至有时还会起到反作用,从而造成不可挽回的悲剧[1]。 1.2 相关空管人员缺乏责任感,工作积极性不足 少部分空管人员对待工作缺乏责任感,没有热情,无法意识到自己的小小失误就有可能造成数量庞大的资金损失,甚至威胁到飞机上几百人的生命安全。执行工作时态度消极,抱着“事不关己高高挂起”的心态指挥工作[2]。也许他们可以做到勉强完成分内的工作,但是对于空中交通中存在的一些安全隐患毫不在意,视而不见。或者将其推脱到别人的身上,互相踢皮球,谁都不放在心上,关键时刻就有可能造成无法挽回的悲剧。除去责任感不足,这类管制员完成工作时普遍不够严谨,即使出现错误也完全不放在心上。极个别的老员工,不止为了偷懒消极怠工,还会将所谓偷懒的方法教给新的员工,恶性循环,这都为航空事故的发生埋下了隐患。 1.3 部分空管人员抗压能力不足,心理崩溃 空中交通管制是一门风险相当高的职业,需要从业人员有很强的抗压能力。因为空管人员的一个小小失误往往就会造成无法挽回的悲剧。而悲剧一旦发生,这些空管人员不仅要承担相关责任和经济上的惩罚,更要受到难以想象的社会舆论指责,所谓人言可畏。因此大多数管制员工作时精神都是高度紧绷的。尤其是夜班的空管人员,生活作息颠倒,无法得到良好的休息,生物钟调节困难,整个人本来就已经极其疲劳,再加上长时间处在高压力的状态下,对人的心理影响非常大,严重时很容易导致抑郁症等难以治疗的心理疾病。 1.4 工作环境恶劣 空管人员由于工作时间较长等原因,其工作环境的好坏很大程度上影响着其工作态度。当光线不足、声音嘈杂、员工休息室配置较差等导致工作环境不理想的因素出现时,都会影响到管理人员的工作积极性。良好的工作环境可以使得工作人员心情愉悦,态度积极,更好地去应对工作中的各种大小情况[3]。 2 针对空中交通管理中人为因素所采取的相关解决措施 2.1 加强对员工业务能力的培训 空管人员的业务水平对航空事故的发生率有着重要的影响。如果空管人员没有足够的知识和经验,是无法担任这项工作的。因此,必须加强对空管人员综合素质的培养,提升其应对各种突发状况的能力水平,创造一定的竞争氛围,督促员工们不断提升自己、充实自己[4]。当空管人员的平均专业水平普遍提升后,才能在遇到问题时不慌不忙,敢于应对,从而避免大量的因空管人员误操作、误指挥导致的航空事故。同时还要培养空管人员对工作的责任心,树立正确的工作态度,积极完成自己工作的部分。当发现飞行安全隐患时及时指出并进行处理,严格按照相关规章制度去完成。 2.2 合理安排工作,开展一些集体娱乐活动,舒缓员工心情 空管人员由于工作的特殊性,普遍工作压力较大,工作繁忙,缺少互相交流学习的机会。应当根据每位员工不同的情况适当构建工作小组,要考虑到工作年龄、经验丰富程度、员工不同的性格特征等多种因素。部分工作由两人或多人一起完成,互帮互助,减轻工作负担。建立轮换制度,当其中一人工作时间过长时进行换班,由他人来接替工作,而先前的那名员工则去休息放松。这样可以很大程度上避免员工出现因为工作时间过长而导致的剧烈疲劳、消极怠工等情况。适时开展一些员工集体娱乐活动,如集体出游、聚餐等,培养员工之间相互合作的默契程度。互相关照,加深了解,可以有效营造出一种和谐愉快的工作氛围,提高工作积极性,有助于员工们在遇到紧急情况时可以更好地进行团结协作,应对困难。当个别员工心理压力过大,无法缓解,从而出现抑郁症等心理疾病时,应当及时给予帮助、提供治疗等,而不是对其进行指责或谩骂。可以安排一些专门从事于心理疾病辅导的岗位,帮助患者走出困境。 2.3 大力改善空管人员工作环境,提高工作效率 良好的工作环境可以有效提高工作人员的工作效率,使其全身心地投入工作中。相反,恶劣的工作环境会大大打击员工的工作积极性,导致员工对工作失去信心,影响员工的工作活跃度。而关于对员工工作h境的改善则是方方面面的,并不单指工作场所的环境,还包括休息室、员工福利、薪资、领导作风等。因此必须全面提升员工的工作环境。首先就是硬件设施,空管人员一般都会有自己的员工休息室,尽量做到一人一房间,房间配置良好是极其重要的。如果能在休息室得到很好的放松的话,可以有效提升员工的工作积极性。关于薪资,一般员工入职就业前企业都会对薪资做出规定,但是有时可以适当地提升一些表现良好的员工薪资,激励他们更加努力工作,形成一定的竞争氛围,从而得到进步。与此同时,员工福利也必不可少,结合加薪可以有效督促员工,员工们努力工作得到表扬,有利于形成良性循环。 3 人为因素对空中交通管理影响的总结 通过此文的论述和研究,我们能清楚地感受到人为因素对空中交通管理造成的巨大影响,其后果往往超出人们的预料,造成难以想象的损失。随着近年航空事业的高速发展,飞行器的运行量也大大提升,这无疑加剧了航空事业监管的难度,增加了航空事故的发生频率。但是对于当今多元化的世界和高速发展的中国来说,航空事业的发展无疑是相当重要的。面对困难,航空交通管理部门的人们更应当结合实际,针对当前事故频发的主要原因积极采取科学有效的对策,减少因人为因素造成的航空事故,大力推动我国航空事业的高速发展。 空中交通管理论文:人工智能技术在空中交通管理中的应用 [摘 要]在空中交通管理中,相关技术人员必须要科学应用人工智能技术,逐渐提升空中交通管理工作效率,发挥人工智能技术的应用作用,并逐渐规范其行为,保证可以提升人工智能技术的应用质量,提升空中交通管理工作质量。 [关键词]人工智能技术;空中交通管理;应用措施 1 空中交通管理现状分析 空中交通管理工作是利用现代更为先进的技术要素来实现对飞机飞行状态的跟踪、管理和控制,借助技术平台反馈诸多数据和信息。这是保证飞机平稳、安全飞行的重要条件。空中交通管理的主要工作就是及时维护和管理空中交通安全运行过程中出现的问题,科学控制整个空中交通运行环境中的飞行秩序,以保证飞机飞行的安全性和畅通性。空中交通管理工作的开展需要专业的空中交通管理人员,其主要负责空中交通管理服务工作和紧急应对操作,掌控某段时间内空中交通流量值,并根据交通流量情况采取一系列的管理措施,旨在确保飞机的正常飞行。现如今,我国交通管理体系不完善,管理技术不够成熟,交通管理评估体系不健全,这些都是当前亟待解决的重要问题。 目前,我国在空中交通管理上的规范充分借鉴了国外的相关内容,仍旧保持着国外的交通管理方式,借助国外的相关规范和条文,实现对国内空中交通的有效管理。相较于国内,国外在空中交通管理上的规范更为成熟,起步比较早,且发展速度比较快。比较国内外的交通管理体系,国外的更加具体、完善。在交通流量统计上,我国借鉴了美国的ETMS空中流量管理系统,还适度参考了来自欧洲的CFMU中央流量空中交通系统,将多种先进的技术相互结合,最终形成了先进的管理体系,为空中交通管理工作的实施提供了条件。 2 空中交通管理人工智能系统构成简述 人工智能技术在空中交通管理中的应用有助于建立人工智能辅助系统,建立新的空中交通管理模式。“但不要忘记采用不同的技术和运作概念也会带来不同的空中交通管理模式,特别在新技术层出不穷的今天,我们更不能忽略这个方面。”它能使空中交通流量管理高效、有序、安全,有效提升空中交通的空间与时间利用率,对空中飞行冲突进行有效的预测与解决。空中交通管理的优秀是科学合理安排空中交通流量。飞行流量的智能化管理、飞行冲突的预测、飞行冲突的解决等方面是人工智能辅助系统研究的侧重点。空中交通管理人工智能辅助系统由飞行流量管理模块、冲突探测与解脱模块、辅助决策模块等三个附属系统构成。这几个模块间的关系是在冲突探测与解脱模块与飞行流量管理模块之中渗透辅助决策模块,最终形成智能飞行流量管理、智能冲突探测与解脱模块系统,它们能够为空中管制员提供有效的决策辅助信息,切实减轻空中管制员的工作负担,提高空中飞行的安全性与管制效率。 3.人工智能系统在空中交通管理中的实现方式 在空中交通管理过程中,相关技术人员需要科学应用人工智能技术,保证可以提升空中交通管理工作质量。 3.1 人工智能系统飞行流量管理辅助决策的实现途径 人工智能系统中的子系统模块飞行流量管理模块主要结合了空域资源的空闲概念和辅助决策以及A算法。人工智能系统飞行流量管理模块主要在飞行流量管理管理数据库的基础上,对相关的数据进行存储和读取,并对空中交通流量进行预测,以预测飞行冲突。在建立A算法数学模型时,主要参考基本容量模型。A算法数学模型主要用来对空中航班您进行静态和动态的排序,人工智能系统就是通过这种途径实现飞行流量管理辅助决策的。 其中在建立飞行流量管理数据库时,要给予充分的重视,因为保证飞行流量管理数据库的建设客观、准确是非常重要的。因为,飞行流量管理数据库中的数据可以直接的影响到辅助决策的有效性,如果数据不准确,那么人工智能飞行流量管理模块所做出的辅助决策也就没有任何参考价值,因此,要保证飞行流量稻菘庵械氖据及时、准确和可靠。另外,ODBC是开放数据库间的互相连接的基础,也是进行连接的标准,还可以提供标准接口给SQL语言的存取;然后再对数据库的信息进行仔细的分析,通过飞行动力学计算出飞机降落的具体地点和时间,以便合理的对航班进行安排;在预测飞行流量冲突时,主要是通过比较流量和相应的容量,将相关的冲突的飞机架次、冲突时间和冲突地点列出来。 3.2 人工智能系统飞行冲突探测与解脱辅助决策的实现途径 人工智能系统中的飞行冲突探测与解脱辅助决策系统模块主要的工作就是将高效的避免飞机碰撞的方案提供给空中交通管制员,管制员作为一名工作人员,在工作中必定会产生一定的误操作,这也是不可避免的,然而,飞行冲突探测与解脱辅助决策系统可以对管制员决策中存在的不足进行弥补,并分析飞行冲突的情况,以找出有效的解脱方案。 飞行冲突探测与解脱辅助决策系统模块在进行推理时,为了完成其推理过程,需要遵循一定的规则:避免碰撞方案确定规则、航空器优先级别评定规则、建立避撞路线规则等。 4 空中交通流量管理措施 4.1 对空中流量进行实时控制管理 在行业中,实时流量控制是极为有效的流量管理措施,但是这种手段的技术性不够,在实施中缺乏合理性,也不够灵活。虽然空中管理系统流量控制工作,但是很多时候并不是空中管理因素导致的。实时的流量控制是航空以及机场等各方面保障能力受到限制,空中管理单位及时响应进行的,比如遇到恶劣天气或者突发情况。各单位之间对信息的掌握是不对称的,并且不能及时传递信息,因此空中管理系统通常是被误解的。不仅需要对先进的流量管理软件进行开发研究,使流量控制更加科学合理,还能够使信息传输和流通的渠道得以拓宽,使关键性的信息能够得到很好的传递,而且各单位之间也能有足够的时间应对空中的不利影响。 4.2 扩大空域自由 如果空域有很大的自由度,飞行流量的疏散程度就会增大,能够很好的解决空中交通拥挤的问题。如果航空器飞行的空域范围比较小,空中交通流量集中的程度就会增大。当前科学技术不断发展,作为空中交通管理部门,需要对飞行模式进行改变。在实际工作中,如果航空器不需要地面导航制定的航线飞行,地面管制单位有比较先进的雷达系统进行控制,空中交通飞行的安全性和运行效率就会得到提升,能够高效的利用空域,增加飞行的流量。 4.3 优化空中交通流量管理方式 当前我国空中交通流量管理水平还比较低,现有的管理方式无法满足空中交通流量的需要,主要是由于管制手段、方式等有效性不强,不同领域间的沟通不足,使区域管理方式也存在比较大的差异,管理效率不能得到全面提升。我国东南沿海比较发达的地区使用雷达进行管制,但是中西部经济欠发达地区,还使用程序管制方法。雷达管制的飞行间隔时间会减少,能够使空域容量增加,空中流量更加顺畅。 结语 在控制交通管理过程中,相关技术人员需要科学应用人工智能技术,并对其进行全面的分析与处理,创新人工智能技术的应用方案,并针对人工智能技术等全面开展相关活动。 空中交通管理论文:基于信息处理的空中交通管理安全研究 【摘要】 这几年科技的发展让很多人开始重视空中资源,所以一信息处理为主的空中管理安全就成为了热门话题。这篇文章主要是从三个方面来进行研究,第一是空管信息处理系统的简介,第二是空管信息处理与空管安全,第三是空管信息处理的改进研究。针对这三个方面我们进行合理的阐述。 【关键词】 信息处理 空中交通 交通管理安全 引言:随着最近几年的社会发展,我们国家的国民经济和生产技术都发生了质的飞跃,而现在越来越多的空中资源也开始得到人们的关注和重视,成为了现代化社会必不可少的资源。而且是以信息处理为主的空中交通管理安全也开始受到人们的关注,所以相对应的管理工作要求和内容都能得到有效的改进和优化。 一、空管信息处理系统的基本概念 我们国家的经济正在快速的发展,空中交通流量也随着时间而不断的增长,所以如何提高空管安全和如何进行高效的运行已经成为了现在时下比较热门的研究话题。空管信息处理可以体现在管制员在对航空器进行的管制指挥当中。要想进一步的保障空管安全,可以对空管信息处理进行深入的研究。信源,存储,处理,传输,显示这五个子系统组成了空管信息处理系统。空管信息的采集就是对信源的操作,它对操作有严格的要求,这个操作需要做到完整,准确和及时,从信源处得来的信息并不完全符合特定的空管的需要。现在,空管信息处理的标准化程度不高以及自动化的水平不高使得信息加工变成了一种高难度的空管工作。由于各大空管局的设备不同使得有些空管信息需要人工加工和传递。空管信息通过文字记录和电子动态以及雷达识别标志这三种显示方式来显示管制员能否“感知”信息。不统一,不规范以及大脑抽象记忆比例大的信息格式会丢失信息,这主要发生在以人工为主的系统中,这也是空管事故发生的重要原因之一。 二、空管安全和空管信息处理 2.1信息处理中出现的差错以及原因 我们国家的民用航空公司从80年代起开始放弃苏联的民航模式转而采用或者是参考国际标准。我们国家在法规体系,设备标准和运行规章上都还未建立起系统性的标准体系。这使得各个单位的执行标准,运行方式以及使用的设备不统一。航班量的增加使得航班信息量也在增加。每一天都要对几百架次的航班提供空中交通服务,这个运行单位每天需要汇总多达10万条的空管信息。我们国家现在无法采用电子化处理空管信息,使得管制员在处理信息的时候出现的错误呈现高频率和增大的趋势。 2.2空管安全与空管信息处理的关系 我们大家都知道一个人的反应时间会影响一个人的行为。除此之外,视觉和听觉,经验技能和疲劳程度都会对一个人的行为进行影响,所以在日常的空管指挥工作中,飞行量的增加使得管制员指挥的航空器数量也增加,处理信息的时间就不得不缩减。管制员所能承受的工作上的负荷能力,听说能力以及处理信息的能力对管制人员来说很重要。我们知道工作负荷会直接影响它的工作状态,而管制员的工作负荷主要取决于任务的性质,内容,和飞机数量,陆空通话量等,而这些工作又与管制员的工作经验,知识水平挂钩。人只有在正常的工作负荷上才能呈现出适宜的工作状态,这种状态的管制员思维清晰,反映敏捷,情绪稳定,认知良好也能及时预测未来的状况,工作呈现高效率和高准确性。空管采用标准的陆空通话用语来避免产生人为差错。管制员的认知,记忆,决策,执行等方面都会影响信息的处理,这些方面展示信息加工的全过程。管制员有时候会遗漏一些重要的信息,这跟工作量的增加和记忆力下降有关,从而影响了决策。 三、空管信息处理改进研究 通过分析08年发生的空管责任事故症候,我们发现空管信息处理出现差错主要在专职人员负责的时候而且信源可靠地情况下。这可能是因为管制员在得到飞行状态后并没有及时准确的更新空管信息,也缺乏这方面的经验,在信息处理的自检和互检这方面的措施也很缺乏。空管单位应该将空管信息的采集和存储在统一岗位完成,才能解决这个问题。另外,应该做到对空管信息进行再分配,必要时进行推测,计算,修订等工作。还有,管制人员要及时与外界进行实时关联以及更新以此来确保空管指挥的安全。最后还可以出现的错误进行探讨和分析,找出错误来源并提出应对措施,特别要减少人为的错误。 结语:现在的空中交通事业已经得到相关工作人员的高度重视,空管运行工作也成为了研究的重点,空管信息的处理与加工也是相关工作人员的研究热点。我们的管制人员应该做到在工作的过程中,要有效地了解自己工作的设备模式和要点,有效避免人为因素造成的差错,从而有效的保障空管运行的安全,畅通,除此之外,我也需要对空管运行安全的影响因素,如空管设备,法规条例,给予高度的重视。
图书馆在人类文明发展进程中起到重要作用,不仅能传承丰富的智慧和经验,还是人类知识与文明传承的主要基地[1]。但在信息时代,传统图书馆面临越来越大的生存困境,智能化转型势在必行。从实际情况来看,图书馆智能化转型是一把双刃剑,既能提高图书馆的服务水平和效率,又埋藏着诸多的风险,主要包括运营、技术、价值等方面的风险。图书馆在转型过程中应正确理解和分析这些风险,并通过相应措施降低风险,才能实现智能化转型的最终目标。 一、图书馆智能化转型的风险来源 1.图书馆组织结构变化 图书馆作为持续发展的组织机构,必须跟随时代潮流不断调整,才能在竞争激烈的环境中生存下去。图书馆智能化转型需要配套相应的管理模式,由此带来组织结构的变化,成为图书馆一个主要的风险来源。在传统模式下,图书馆组织结构侧重于稳定性,根据业务不同对相关部门进行划分,最上层是馆长、副馆长,中间层是各部门主任,最底层是普通馆员,属于一种自上而下的垂直式组织结构[2]。但在信息时代,传统的组织结构已很难满足图书馆智能化转型的需求,有一些转型中的图书馆尝试使用联盟式、总分馆式等组织结构,取消或合并相关部门,使组织结构从垂直转向扁平。这种变化的目的是提高智能化管理效率,以适应信息时代带来的环境转变,让图书馆将工作重心从纸质资源转向数字资源,但总体效果还有待观察。组织结构是图书馆的主心骨,一旦发生变化会产生难以预料的后果。从实际情况来看,有不少图书馆在组织结构转型的过程中,无论联盟式还是总分馆式,除了管理系统不兼容需要改造,还会额外支出一定的经济和人力资源成本,形成比较重的负担。在这种情况下会产生投入成本与所获收益不对称、信息阻隔等风险。 2.图书馆服务方式 变化服务是图书馆的立馆之本,一切工作都是围绕为读者服务展开的。当图书馆进行智能化转型时,其服务方式也会发生一定的变化。在传统模式下,图书馆服务具有鲜明的实物特征,尽管计算机管理系统已逐渐在图书馆普及,但其服务重心依然是“一本书对应一位读者”,这种实物关系始终没有被打破。而在信息时代,数字化资源可以实现共享,一本数字图书能够被无数读者同时阅读,而且智能手机的广泛应用进一步拓展了图书馆的服务范围,服务模式创新成为图书馆智能化转型的一个重要环节。例如,上海图书馆推出的全年无间断数字化服务、清华大学图书馆推出的崁入式移动服务等,都是在智能化转型背景下对图书馆服务模式的创新尝试。还有一些图书馆充分结合社会力量,按照“互联网+图书馆+企业”的方式构建创客空间,或者将图书馆服务进行整体外包等,进一步创新图书馆服务类型。但从实际情况来看,新型的服务模式不仅会增加硬件投入,包括射频识别设备、读码器等,还会增加软件投入,包括新的服务系统、服务外包管理系统等。此外,图书馆的服务质量评价体系标准也需要重新设立,相关支撑技术要同步创新,馆员服务水平要相应提升。以上种种因素都会导致潜在风险的产生。 3.图书馆业务流程变化 传统的图书馆业务流程一般由以下环节组成:市场调研、图书选购、目录编制、图书典藏、书目推荐、现场阅览、借书还书等[3]。而在智能化转型过程中,图书馆业务流程会进一步拓展,包括数字资源采集、管理、整合、评价等。从现实情况来看,业务重组的实施难度较大,不仅是简单的业务环节精简、合并或者增加,还需要全新设计业务流程,服务人员的职能界限会被打破。相关研究成果表明,图书馆为适应智能化转型而进行的业务流程更新,属于一项长期的、系统的工程,既有高回报,也有高风险,实施成功可以极大地提升图书馆的服务效率,但也会产生人力资源风险、经济投入风险、系统管理风险等,真正达成目标的不到50%[4]。从具体情况来看,图书馆业务流程变化要有一个明确的方案,充分考虑业务流程转型可能带来的冲击,了解馆员的感受与意见,考量管理者的决策与应变能力,这些都可能成为风险的来源点。 二、图书馆智能化转型存在的主要风险 1.图书馆运营的风险 图书馆作为一个市场实体,需要有具体的运营模式,包括运营计划编制、运营业务组织、运营方案实施和运营方向控制[5]。在图书馆智能化转型中,运营风险时刻存在。一是内外部运营环境的改变。图书馆智能化转型不仅要适应外部运营环境的变化,还要不断调整业务流程。无论是业务重组还是业务整体外包,都可能会改变原有岗位结构,影响馆员情绪和业务运营质量。同时资源传输方式、图书采购模式等也会发生一定的改变,原有的业务流程由人工模式向自动模式、智能模式转化,如果对接不上将影响图书馆运营的稳定性。二是图书馆运营考验管理者的领导能力。图书馆智能化转型要求管理者有强大的决策力、敏锐的战略思想和开阔的视野,能够果断确定图书馆整体运营思路和基本运营方案,这需要管理者不断提高自身的专业素质和综合素质。相关调查数据显示,非图书馆学专业出身的馆长超过了70%,绝大多数都是从其他行政岗位调过来的[6]。管理者专业不对口现象有可能引发图书馆运营风险。三是图书馆智能化转型会产生一些全新的岗位,包括社交平台管理员、RFID技术员等,这对馆员素质提出了更高要求。如今,有不少图书馆在招聘人才时,明确提出复合型人才将择优录取。由此可见,人力资源是图书馆运营的根本保障,当人才储备难以跟上图书馆智能化转型速度,则会凸显出较大的运营风险。 2.技术革新的风险 图书馆智能化转型牵涉到计算机技术、信息技术、人工智能技术的应用,这是一个融合与采纳新技术的过程。技术革新与传统管理方式的冲突,会导致一定的风险产生。例如有的图书馆为了实现现场在线阅读和资料打印服务,购置了触摸屏设备、3D打印机等,对技术要求很高,但是传统图书馆的灵活性较低,馆员应变能力不足,即使调整了相关业务流程,也不一定能取得很好的效果,浪费资金投入的同时,智能化转型也可能失败。此外,新技术与图书馆传统业务的融合至关重要,包括业务流程、馆员、用户等方面的融合。例如文献微缩复制、RIFD等技术,都需要紧密结合传统业务。馆员要具备使用新技术的能力,同时新技术应用也要满足用户需求。根据IFLA趋势报告结果,新技术可以方便人们获取信息,但也可能阻碍人们获取信息[7]。例如北京市朝阳区计划建立150个自助式的图书馆,但多年也没有完成目标,主要原因是设备维护难、地点选择难、满足用户个性化需求难。图书馆智能化转型是为了提升“服务均等”理念,但实际上可能使新技术应用与用户群体的距离越来越远,因此图书馆在转型过程中应关注技术革新的风险。 3.图书馆优秀价值被弱化的风险 图书馆优秀价值理念是以组织文化为基础的,伴随着组织的发展而发展,并对组织发展结果造成直接的影响[8]。目前,国内图书馆先后实现智能化转型,成果斐然,例如,国家图书馆门户系统允许实名制读者远程访问50多种数据库,为读者查阅国家图书馆资源提供了方便;广州图书馆构建了“数字阅读平台”,读者注册登录后就能免费阅览海量的数字信息;上海图书馆通过微博、微信等社交平台,进一步拓展为读者服务的途径,让知识传播实现广泛的共享。但必须注意的是,智能化转型在提高用户服务质量的同时,也会冲击图书馆的优秀价值;由于智能化图书馆支持远程访问,读者通过电脑、手机等在任何时间任何地点都能访问图书馆系统,最终导致读者的到馆率逐年下降,图书馆阅览部的一些传统服务被弱化。可以说,图书馆智能化转型在增加新型服务的同时,传统服务优势也在逐渐下降。此外,智能化图书馆强调用户的个性化需求,但如果只追求高层次的知识服务,将会偏离“为全体读者服务”的宗旨,导致其他读者的利益被忽略,这与图书馆传统的优秀价值观不相符。因此,如何维持和提高图书馆的优秀价值,成为图书馆智能化转型亟须解决的一个问题。 三、图书馆智能化转型的风险控制策略 1.通过优化治理降低运营风险 针对图书馆智能化转型存在的运营风险问题,图书馆可以通过组织结构、客户关系、人才专业等方面的优化治理,转移运营风险。一是全面治理组织结构。《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确规定:公共图书馆可以按照现代治理的方式组建理事会,广泛吸纳社会各界人士参与管理[9]。这种理事会制度具有民主性和开放性等特征,能够吸纳外部的专业人士进入决策层,充实图书馆对运营进行决策与监督的人才队伍。理事会制度是一种标准的法人治理结构,决策层、监督层和执行层得到了有效分离,这有利于激发图书馆的运营活力。二是客户关系治理。图书馆在运营的过程中,需要采购多方资源和设备,在传统模式下,图书馆主要与图书批发商合作,但在智能化转型后,图书馆与服务器运营商、智能设备提供商、软件制造商、服务外包商等市场方的合作增多。图书馆可以通过规范合同条款,明确双方的权利及义务,确保自身的权益受到保护,以此降低运营风险。三是人才专业的治理。首先,制定馆长专业的规范标准,要求必须图书馆专业出身才能任职馆长,这在一定程度上可以保障管理者专业对口;其次,加大人才储备,多招收复合型人才,为智能化转型后的图书馆运营奠定人力资源基础。 2.通过环境掌控降低技术风险 技术革新支撑着图书馆的智能化转型,但也带来一定的风险,图书馆可以通过环境掌控不断降低技术风险。一是加大信息环境的控制。技术革新改变了传统信息环境,图书馆应观察新形势下的信息业态变化,不仅要发挥传统优势,还要积极融入新的信息环境,使自身的智能化转型发展适应新环境。在传统模式下,图书馆主要依靠馆藏资源开展服务,而在智能化转型之后,图书馆有了更多的服务途径和平台,因此要掌控信息环境,尽量减少技术风险。二是无缝对接用户环境。信息时代,用户获取信息变得更加方便、快捷。图书馆智能化转型的主要目的是提高用户服务质量,满足用户的个性化需求,因此,图书馆实施技术革新不仅要改变信息环境,考虑如何无缝对接用户环境,使图书馆服务贴近大众生活,还要密切关注用户的行为变化,真正发挥技术革新的效用。三是掌控内部管理环境。图书馆智能化转型带来了业务流程的变化,图书馆内部管理环境也出现了相应的转变。在新技术、新业态下,要有相配套的管理模式,才能从最大程度上降低技术风险,这就需要图书馆全面掌控内部管理环境(包括成本管理,例如转型前期的成本预测、转型后期的投入预算等)和馆员对新技术应用的适应情况(包括情绪波动状况、队伍稳定性等)。 3.通过业务创新降低价值风险 图书馆智能化转型存在优秀价值被弱化的风险,图书馆可以通过相关业务的创新,不断提高读者的到馆率,规避价值风险。第一,创新图书馆服务理念。图书馆智能化转型会产生一些新的业务流程,但工作效率不一定能及时提高,因为业务流程重组只是影响因素之一,还要关注其他的影响因素。一是要对相关的服务内容和工作方法进行配套,形成合理的业务运行方式;二是要对用户需求的满足进行评估,总结智能化转型是否符合自身的发展理念,现有资源和开拓中的资源是否能够有效支撑读者服务。例如,南昌图书馆对外开放科学数据服务,杭州图书馆增加了旅游数据的智能化检索服务,都属于有益的业务创新,增强了服务实践效果,使图书馆智能化转型进一步纵深发展。第二,提高馆员队伍的素质水平。图书馆业务创新的本质是人的创新,加强馆员队伍建设有利于提高馆员的素质水平,让他们更好地理解和吸纳业务创新理念,从而降低图书馆智能化转型所带来的价值风险。图书馆可以构建内部人员成才机制,或者引入职业资格认证机制,通过有效的手段强化馆员的专业培训和素质教育,不断提高馆员队伍的整体水平,这既能拓展新的价值理念,又能最大限度地维护传统优秀价值观。 |参考文献| [1]孙笑,董泽稼,颜涛.我国数字图书馆智能化信息服务模式研究[J].现代情报,2016(12):111-113. [2]侯松霞.智慧图书馆顶层设计研究[J].图书馆工作与研究,2016(6):5-9. [3]李全华.“一体式”图书馆的创新发展启示[J].出版广角,2017(20):77-79. [4]王东波.“十三五”:图书馆的发展趋势与战略转型[J].情报杂志,2016(10):76-80. [5]卫军英,刘晶.拥抱技术的变革:智媒时代对公共图书馆服务重塑的启示[J].图书馆杂志,2018(1):27-32. [6]黄晓斌,吴高.人工智能时代图书馆的发展机遇与变革趋势[J].图书与情报,2017(6):19-29. [7]李后卿,董富国.智慧图书馆服务实现策略探析[J].图书馆,2016(5):80-84. [8]王欢.图书馆的智能形态变革及新服务论析[J].出版广角,2018(3):41-43. [9]杨娟,刘澍.论公共图书馆治理模式的立法预设——基于内源发展的远眺[J].图书馆论坛,2017(6):82-90. 作者:刘平 姚蕊
随着科技的发展与普及,计算机全面应用于各个行业之中,它在促进了各行业发展的同时,也让我们进入了信息时代。在这一背景下,为了能够有效发挥计算机的便捷性与智能性,更好地应用该技术,需要加强计算机硬件与软件整体革新,发挥其强劲动力。现阶段,我们在应用计算机时,仍存在不足,严重制约了计算机发展。 1计算机在各个领域中的应用分析 计算机技术融入大众生活,有效提高了工作效率,同时优化了该技术的综合应用,其价值力和影响力不断扩大。根据目前转型发展的时代诉求来看,智能化、现代化和科技感恰恰是计算机技术的重要特点。因此,将计算机技术应用到各大领域,将有效地满足当前时代对计算机技术应用的系统化需求[1]。计算机与人们的生活、工作和学习联系日益紧密。比如在课堂上,就有计算机的应用。教师通过多媒体授课,使得教学内容更形象、生动,学习活动也更加有效。在多媒体的辅助下,学生对学习内容的理解更加全面,与传统课堂教学形式相比,学生更喜欢计算机辅助教学。在日常生活中,我们到超市购买各种商品,通过扫描二维码就可以快速结账,这极大地方便了人们的生活。在考试中,统一使用标准的答题卡作答,通过专门的扫描设备扫描上传之后,教师可以在计算机上批改试卷,批阅效率大大提高。在家庭劳动中,计算机在智能家电中发挥着重要作用,如智能扫地机器人的应用,智能洗碗机等,减轻了人们的劳动负担,提高了生活的幸福度。在医疗行业中,计算机的出现提高了人们挂号的效率,不需要再到人工窗口排队挂号,而是通过手机直接预约,在固定时间到达医院,扫描身份证即可看病就诊。在医生看病的过程中,计算机大数据库也发挥了重要作用,其可以记载病患的既往病史,给医生带来全面直观的患者病情分析,有利于医生对症下药,提高就医的准确性。此外,在农业生产等各个方面,都有着计算机的广泛应用。当前计算机与我们的生活、工作和学习密不可分,一旦脱离了计算机,我们将受到很大的影响。计算机的具体应用包含的内容日益丰富,其中主要以计算机理论为基础。在计算机应用体系日益优化的时代背景下,许多行业都以计算机为具体的应用载体,从资源应用、实践活动,乃至具体的技术融合等多个角度入手,实现了计算机应用的全面优化发展[2]。 2计算机应用的发展趋势探讨 计算机充分发挥技术优势,与社会发展深度融合,从而实现了计算机应用全面创新。随着当前计算机技术不断发展,计算机技术、软件和相关计算机设备等逐渐成为人们关注的焦点,是人们生活中不可缺少的重要内容。当然,在人们应用计算机技术时,需要做好相关设备与软件的研发工作,结合互联网技术和人工智能等相关性技术,从而有效地激发计算机发展的活力,这实际上也是对当前时代“产业融合”理念的生动诠释,因此,对计算机应用发展的趋势进行具体分析,并选择合适的应用方向,至关重要[3]。计算机在人们生活中的价值日益突出,其让我们的生活更加高效、智能,同时通过与信息化的深度结合,未来计算机应用活动将变得更加多样化。当然,就目前人们的生活状况和实际应用看,计算机将朝着差异化、针对性的方向发展。比如中老年群体计算机知识水平有限,所以针对这一群体,应注重研发那些相对简单、便于操作的软件设备,这有利于真正实现计算机技术的全面普及。例如银行的智能柜台,字体较大,且运用简单,非常适合老年人进行操作。 3结语 在信息时代的背景下,计算机被应用于社会诸多领域,如服务业、零售业和教育领域等。计算机技术水平的进步与不断普及,将带动更多行业发展,从而促进社会的进步。 参考文献 [1]全梅.试析计算机网络技术在医院信息管理系统中的应用[J].科技资讯.,2016(06):131~132. [2]赵洪亮,李竹林,江红霞,谢立勇,国力.高等农业院校计算机应用课程教学改革与实践———以农村区域发展专业计算机应用课程为例[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2017(09):111~113. [3]宋晖,刘晓强,杜明,王志军.面向“互联网+”创新应用能力培养的计算机基础教学体系[J].计算机教育,2018(05):106~108. 作者简介:朱文杰(2000-),男,汉族,新疆乌鲁木齐人,高中在读。
智能化物流以其信息化、智能化、自动化、柔性化、系统化的运作模式得到了全社会的认可。通过移动技术和PC平台构建的智能化物流,实现了免费托管、自助取件的全新物流服务模式,为城乡居民提供便利。以智能化为平台,创新高校校园物流“最后一公里”服务也将具有非常重要的意义。 一、智慧物流及校园物流“最后一公里”发展概述 在互联网+元素下,智能化物流在配送、运输、仓储等多个环节中广泛应用了人工智能技术、全球定位系统、GIS技术、EDI技术、条形码、射频识别技术等先进技术,伴随着人工智能和电子商务在中国的发展,在“智能化”驱动下,我国物流行业以创新、智能为引领,得到了快速的提高,实现了物流过程的高效运作。作为物流配送服务的一部分,物流配送“最后一公里”被誉为企业和广大民众关注物流服务最重要的一个环节,校园物流“最后一公里”服务是在校园内将快递物品直接交到用户手中的最后一个快递环节,它直接面对广大学生群体,是高校物流的重要环节,直接影响着学生对快递速度和快递服务质量的满意度。 二、当前高校校园物流“最后一公里”服务困境 高校物流“最后一公里”一直是物流行业和电商的短板。一方面学生抱怨“取件难”:在校内或校外指定的地点取快递,取件成本较高,耗费大量的时间,另一方面,快递小哥有苦难言:想送送不进,对点投递不现实,定点取件饱受大家的诟病。 1.投递服务的情况 校园物流的投递特点和困境包括:同学们在网上买东西,电商发货选择的快递公司不尽相同,快递公司多,投递驿站网点建设杂乱。同时,多数快递公司都把投递驿站建设在校外指定地点,工作人员素质不高、服务水平低,对于不能及时取件的学生无可奈何。 2.学生吐槽的现状 目前在校学生对快递的满意度很低,“取件难”成了学生共同吐槽的方向,具体包括:快递点在校外,不能送货上门,路途远,时间成本较高,安全问题成隐患;由于人工暴力分拣和随意堆放等情况存在,货物损坏多;因上课时不方便取快递,取件的时间多集中在课间和午休,人数过于集中,人数多排队时间长;大多数快递公司采用短信通知领件的形式,有些信息被移动商屏蔽,不能及时通知;学生自建的代取微信群,冒名领取事件时有发生,个人信息的保密性堪忧。 3.物流公司的窘境 校园小社会环境下,快递点租金较高,快递点面对在校学生、教师等人数庞大的服务群体,投递环境复杂,快递物件、问题件多等问题,货物交杂、安全性低等问题给管理带来了很大的困境,学生满意度不高,网络评分不高。 三、创新高校校园物流“最后一公里”服务模式的意义 立足我国高校校园快递“最后一公里”服务现状,提出优化建议,打破过去校园快递单纯配送服务的不良服务状态,将智能化引入校园,特别是引入到校园“最后一公里”的服务当中,积极构建以智能化、电子信息、互联网技术、移动平台技术为特征的校园物流新体系,从智能化平台建设、智能化信息共享、智能化仓储管理、智能化配送管理、智能化人资管理等多个角度,对探索校园“最后一公里”物流服务的创新以及校园物流的健康和谐发展的提出具体对策和建议,实现校园物流“最后一公里”的有质量的发展。 四、智能化视阈下高校校园物流“最后一公里”服务模式创新 1.智能化平台建设 设计制造校园物流“最后一公里”服务抢单模式的APP平台,勤工助学的学生可以利用APP提供的平台信息,在“互联网+”模式下,获取客户订单资源——配送时间和配送地址,再根据有效的信息内容,科学规划线路,安全、合理的配送货物。 2.智能化信息共享 网络购物、移动支付、共享经济等在高校的蓬勃发展,给校园智能化信息共享提供了有效的平台,通过构建的APP平台和物联网技术,在保证用户信息保密性的前提下,对学生领取快递信息(例如时间、地址等)的需求情况实施共享,有利于更多的学生得到舒适、便捷的校园物流“最后一公里”服务。 3.智能化仓储管理 基于RFID手持机,采用智能化快件箱或自提柜的模式,对快件进行数据确认、盘点、查询和存储,实施24小时免费托管,学生可以避开自己的上课时间24小时随时自主取件,提升满意度。 4.智能化配送管理 高校人口相对密集,送件多集中在宿舍和教学楼、实验室,可以采用智能运输工具,例如湘潭大学学生发明的智能校园运输车;采用智能运输方式,例如利用电子计算机对校内快递线路进行编程,规划最方便、最节省路线,提高配送的效率和质量,提升学生满意度。 5.智能化人资管理 对高校校园“最后一公里”实行智能化人资管理,在校园范围内聘用兼职学生,增加学生的勤工俭学机会,为学生提供勤工俭学的场所和岗位;同时可以为在校物流专业学生提供实习实训平台,达到让学生边学理论知识,边实践操作的真正目的,为快递公司节省人力成本。 参考文献: [1]邓旭宇,谢永梅.高校校园快递发展现状与对策研究[J].物流工程与管理,2015(11):202-204. [2]赵业佳.校园快递“最后一公里”的物流配送模式研究[J].物流商论,2017(05):51-52. 作者简介:艾奕(1984-),女,吉林长春人,吉林工商学院工商管理学院教师,硕士,研究方向:物流管理。
工程电气论文:电气自动化技术电气工程论文 1.电气工程和电气自动化技术 1.1电气工程 电气工程,作为一门颇为引人关注的技术学科在现代生活中发挥的作用越来越大了,尤其是和我们的日常生活的密切程度越来越深了,并且其对于计算机网络技术的进一步发展和普及也做出了最为突出的贡献,在不知不觉中逐步地改变着人们的生活方式和工作模式,在极大的方便了人们的日常生活的同时为我们的工作也带来了很大的便利,值得我们进一步的研究和探讨。 1.2电气自动化技术 电气自动化,其实也就是我们常说的电气工程及其自动化,从名称我们就可以看出其和电气工程之间存在着密不可分的关系。电气自动化技术的开发和使用在很大程度上提高了人们的生活水平和生活质量,并且其对于电气工程的推动作用最为明显,可以说电气自动化技术的开发使用给电气工程的发展带来了新的活力,使其发生了天翻地覆的变化。 2.电气工程中电气自动化技术的应用方向 2.1电气自动化技术在远程监控中的使用 远程监控系统的应用范围是比较广泛的,在电气工程中的很多地方都可能会用到远程监控系统,而电气自动化技术在电气系统中的一个主要的应用方向就是在远程监控中的使用。在远程监控系统中合理的运用电气自动化技术能够在很大程度上节省人力、物力和财力,在节约成本的同时还能够提高远程监控的效果,使得监控变得更加灵活,更加有效,尤其是在一些对于通讯信号要求较高的远程监控系统中更是能够发挥突出的效果。 2.2电气自动化技术在集中式监控中的使用 相对于原有的监控设施的散乱性和独立性,当前监控设施主要体现出了集中性,这种集中式的监控对于电气工程来说是极为合适的,这种方式能够有效改变原有的监控模式对于电缆数量和处理器数量的高要求,在很大程度上节约了投资成本,虽然原有的监控模式能够很好地对于整个的电气工程进行监控,及时发现问题并且予以解决或者报警,但是相对于其高额的资金投入也是很不划算的,一直是困扰着电气工程负责人员的重要问题,而现在集中式监控模式的使用就很好的解决了这一问题,其不仅仅投资小,在监控效果上甚至比原有的监控模式更好,这主要就是得益于电气自动化技术的合理使用。在集中式监控中合理的使用电气自动化技术能够更为简便的发现电气工程中出现的问题并且能够自动化的给予解决的办法,这些都是以往的传统监控模式所不能达到的,也是现代化的电气自动化技术在电气工程中的一个重要应用方向之一。 2.3电气自动化技术在现场总线监控技术中的应用 现场总线监控技术可以说是当前电气工程中应用最为频繁的一种技术,其应用的效果也颇为受人欢迎,应用这种技术的优势还是比较明显的,比如,这种技术的使用能够有效减少隔离设备的使用,还能够有效的控制端子柜的应用,最终能够起到节约成本,提高效率的目的。这种现场总线监控技术在各地电气工程中都有应用,尤其是融入了电气自动化技术之后其效果更为突出,也更为明显,更为受人欢迎,使得电气自动化的应用范围进一步扩展。 3.电气工程对电气自动化技术的融合使用措施 3.1电气自动化技术在电网调度中的应用 电网调度是电气工程的主要工作之一,在电网调度中融合使用电气自动化技术能够起到较好的效果。电气自动化在电网调度中的应用离不开自动化设备的参与,因此,融合了电气自动化技术的电网调度设备都是采用的一些自动化系统装置的显示器、打印机、计算机网络设备等,这种自动化设备的应用能够更好地进行全网电力的调配,更加科学合理的进行电网调度,通过自动化的分析和计算,针对整个的电网中电力的需求状况进行合理的调度,确保整个电网的正常运行,避免电力调度事故的出现。 3.2电气自动化技术在发电厂分散测控系统中的应用 发电厂是电气工程的一个重要组成部分,在发电厂中合理的运用电气自动化技术能够有效提高发电厂的生产效率,有效减少发电厂发生事故的概率,尤其是在发电厂分散测控系统中融合使用电气自动化技术的话能够直接监控到每一个的执行单元,进而对于整个的电气工程流程进行监控,并且所获得的各种数据和效果图都是高质量的,在确保发电厂正常运行的同时提高了整个运行的安全性和稳定性。 3.3电气自动化技术在变电站中的应用 变电站是电力系统中电力运输过程中不可获取的一部分,在变电站中应用电气自动化技术能够完全取代电力人员的作用,采取全自动化的装置来进行电力的转换,在确保安全的同时提高了电力转换的效率,并且其多层次的监控模式还能够为变电站的高效运行提供有力保障。 4.结语 综上所述,电气工程的发展离不开电气自动化的参与,把电气自动化技术合理的融入到电气工程当中能够发挥意想不到的效果,就当前我国电气工程中电气自动化的融合使用现状来看,虽然已经有了明确的方向,但是具体的融合使用力度还不够,还需要我们在今后的电气工程工作中进一步的推广使用电气自动化技术。 作者:孟德福 单位:河北汇发装饰有限公司 工程电气论文:安装工程建筑电气论文 1关于电气工程安装施工的安全管理 1.1关于电气工程施工人员的安全管理 随着建筑行业的不断发展进而很好的促进了电气安全施工的技术在快速的而进步,并且在电气工程安装施工的过程中,其施工的安全管理使其重要的组成内容,然而在实际的电气工程安装施工过程中,施工人员经常会出现一些不安全的行为,不仅仅使自身的安全无法得到保证,同时也没有办法保证工程的质量。因此在电气工程安装施工的过程中必须要对以下问题进行重视,以此来保证工程的质量以及施工人员的安全。第一是要不断的对施工人员进行安全管理,并且对于电气安装工程来说,其安全管理是一项十分重要的内容,同时也是十分必要的内容。在电气工程安装施工的过程中普遍的存在着施工人员的安全意识不强,对于出现安全威胁没有能够做好及时的防护措施,进而导致十分容易出现安全事故。因此对于施工人员的安全意识进行加强管理是十分重要的,同时也能够为施工人员的安全带来保障。第二是在电气工程安装施工的过程中,施工人员必须要根据有关规范的要求来进行施工,同时在施工的过程中对于每一项都要严格的执行,这样也能够保证施工人员的安全。同时对于电气安装工程的施工人员来说必须要做好培训的工作,同时在进行上岗工作之前要对其进行培训在获得相关的证书之后才能上岗。与此同时施工人员要随时的做好工作的总结。施工人员通过在上岗之前的总结以及上岗之后的总结能够更好的提高对于危险意识的识别,同时在出现问题的时候也能够及时的进行解决,进而有效的保障了施工的安全。 1.2要不断的加强施工安全管理 在对电气工程安装施工加强安全管理的额过程中,其主要是存在着以下方面的内容:第一是要对施工制定出安全的管理制度,同时要将这些制度能够有效的落实到实际的施工单重,并且每一项电气工程安装施工的过程中都要严格的遵守这些制度来进行操作。在电气工程安装施工管理的过程中必须要对施工人员安全管理意识进行严抓,同时还要对施工人员采取定期的培训工作,以此来使其安全意识能得到提供。第二是在安装施工的过程中必须要将安全第一的观念进行施工,并且要对有关技术人员做好技术交底的工作,同时在施工过程中应该要不断的加大安全检查的力度,如果发现问题要及时的进行解决,以此来防止安全事故的出现。 2电气工程主体安装的施工管理 2.1工程安装质量的管理 在建筑工程中,其质量是建筑工程最为重要的内容,然而在实际当中,对于工程项目的质量管理相对来说是比较复杂,其主要是包括着很多方面的内容。并且在一个工程项目当中其所含有的工序时十分多的,然而对于每一道工序必须要进行质量的检查。所以,在工程施工的过程中必须要根据工程的总体质量目标进而逐层的检查,进而做到对工程项目能够层层的检查,最终将工程的质量每一项指标能够有效的落实到实际的施工过程中。 2.2关于电气工程安装施工的管理 在工程建筑的过程中,对于电气工程的安装是一项十分复杂的程序,因此必须要及时的了解到工程的进度以及变化,进而针对其问题来提出相应的解决措施,这样才能够有效的保证工程项目能够在规定的日期之内交付完成。在电气安装的过程中,必修要对其进度进行严格的管理,同时还要从工程的技术、合同以及信息等方面进行全面的管理。然而根据工程的施工组织设计来说,其主要是为了能够更好的明确每个层次管理人员的职责,同时要对其分配具体的工作人员。与此同时必须要对工程建起离完善的施工进度组织控制的系统,以此来对工程的项目进行合理的分解以及确定工程的施工进度目标。在电气工程安装施工的过程中要对影响工程进度的因素进行控制,比如对于影响工程进度的人为因素、质量因素以及技术因素等进行全面的控制,同时要找出影响工程进度的原因。然而对于工程的技术来说,其主要是在工程施工的过程中所采用的施工技术。根据工程的经济来讲,主要是为了能够更好的保证电气工程安装施工进度所需要的经费,以此来保证工程能够顺利的进行。然而根据工程的信息来说,其主要就是在电气工程安装施工的过程中要对所出现的信息进行收集以及整理,并且要将其作为和工程的计划施工进度进行对比,进而从二者之间找出有关的差役,之后对其采取相关的措施来进行纠正,最终使工程的施工进度能够得到有效的保证。因此在电气工程安装施工的过程中必须要通过多方面的措施来进行控制,以此来使电气工程安装施工的进度能够得到保障。 3关于电气工程安装施工竣工验收的管理 为了对电气安装工程质量进行充分的保障,首先应该做的就是对竣工验收工作进行做好。如果发现质量方面的问题,一定要及时的采取相应措施,并对其进行相应的解决,在工程中所出现的问题,应该找出根源,并且对其进行不断的总结,在一定程度上避免以后工作过程中发生同样的情况。在进行竣工验收的过程中,首先应该由相关的施工单位提出申请,然后让是施工、监理、设计等三方单位进行共同的验收,并且通过检查合格之后,才能够对验收进行通过,在一定程度上办理有关的移交手续。 4总结 在电气工程进行安装的过程中,其工程项目将会涉及到很多的环节,比如工程的质量、进度以及成本等方面,因此在对其电气工程进行安装的过程中必须要对其质量进行严格的管理,同时要做到实时的检测,以此来保证电气工程安装的质量能够满足规范的要求。同时在施工的过程中必须要安全问题放在首位位置,并且要不断的提供施工人员的思想意识,以此来保证电气工程的安装能在安全以及稳定的条件下进行施工。 作者:杨添哲 单位:深圳市恒浩建工程项目管理有限公司海南分公司 工程电气论文:自动化专业实训电气工程论文 1实践教学环节的内容 这种强化实践教学的新的举措,适应了高校人才培养目标的要求,锻炼了学生的动手能力,开阔了学生视野,培养了竞争意识,对综合素质提高起到了极大的推动作用。学生凭借自己在学校学到的一技之长,毕业后能够找到满意的工作,为社会奉献了他们应有的贡献。但还应该看到,实行新的教学改革模式并非一帆风顺,在实施过程中尚存一些问题。 2存在的主要问题 当前教学实践环节存在的问题,可概括为散慢、肤浅和随意。从面上看,实践教学环节安排的比较松散,实践过程衔接不紧,逻辑性也不强;实践过程中说闲话的、从事其它活动的有不少人,这种现象称就是“散”。从实践安排的内容上看,缺乏一定的深度,实践只在表面上打转转,对问题的本质触及不多,这种现象称就是“浅”。从实践参与的主客体来看,有比较大随意性:一是老师比较随意。有的教师治学不严,放松对学生日常教学管理,对各种不良现象不问不管,听之任之,管理、指导均不到位。二是学生随意。有的学生缺乏必要的纪律约束,自由涣散,旷课、迟到经常发生。这种现象就是“随意”。“散”、“浅”“、随意”成了很多高校目前制约实践教学的质量提高的主要问题。对广东海洋大学电气工程专业而言,前面这些问题虽然也有一点,但并不突出,该系专业教师都能认认真真对待每一次实践环节,珍惜每一次给学生提高实践技能的机会,甚至自己出钱找关系为学生联系实习,但是巧妇难为无米之炊,该专业多年来一直缺乏实验条件,建设专业实验室投资较大,去生产单位也只能参观不能动手实践,这成了制约专业实训开展的主要原因。 3解决办法 3.1提高思想认识,重视实践环节教学过程 在认识上重视学校实践教学过程,这是深化实践教学改革的关键。实践教学需要相对的教学投入来保障,投入高,成本大,如果流于形式,不把实践教学环节的内容落到实处,使其发挥应有的作用,既贻误了学生,还造成教学资源的极大浪费,必须予以高度重视。 3.2加强实际培训,提高指导老师技能实践教师的能力直接影响着实践的效果,教师只有对指导的方法、实践的内容了如指掌,才能保证指导到位。目前很少有老师能做到这一点。因此需要组织实践教师进行培训,邀请专家开展讲座,提高指导教师的技能,除此之外,新、老教师之间还要互帮互学、取长补短,老教师传帮带,新教师积极虚心学习,充分利用和发挥各自的优势,建设一支专业技能强,作风过硬的专兼职实践教师队伍。 3.3加大经费投入,提高实践教学工作量的比例 加大实践教学的比例,改变传统的实践教学依附理论教学的观念,创建有利于培养学生实践能力和创新能力的实践教学体系。作为从事教学多年的老师都懂得,一个老师既要指导学生实践,还要保障学生安全,可谓是责任重大,但在实际的工作中,教师并没有得到公平的待遇,导致教师进行实践教学的积极性不高。要保证实践教学教师队伍的稳定,让老师安心工作,必须要有相应的物质制度措施,提高其工作积极性。 3.4加强过程管理,进行必要的考核和监控 积极探索新的教学模式下教学管理的方法和体制,采取合理措施,加强对实践教学的老师管理、现场管理;对实践教学实施情况实行督导和过程监控,并要清楚认识设备的危险性,告知学生,对实施效果进行严格考核,确保各种措施实施到位。我们学校电气工程及其自动化专业实训采取指导教师责任制,这个专业特点是危险性较大,所以必须有安全责任到位的意识,必须树立安全第一的原则。 3.5拓展实践教学形式,强化校校合作办学 校校合作办学方案随着社会进步和新科技革命的到来,普通高校教育的培养目标决定了学校必需和企业或者其它有实力的学校合作,校校合作是广东海洋大学办学改革的重要方向,也是大力发展实践教育的必然要求。在校校合作和产教结合作为学校办学重要性、必要性的趋势下,能为校-校联合办学带来一条新路,使全社会办学互助,节约型办学,共享型办学。这学期该校有3周的专业实训就采取了这个办法。选择华南理工大学电力学院作为该校的合作学校,原因有三个,一是华南理工大学电力学院是华南地区该专业办学条件最好的学校,拥有一名院士和电气工程专业博士后流动站,拥有设备齐全的实验室;二是费用较低,不出省路费节约,住宿在对方学校学生宿舍,住宿费用也低廉,对方学校收的实训费也在该校预算之内;三是地处广州,学生可以利用这个机会利用实训间隙走访一些与专业相关的企业,因为从该校多年的就业数据统计,电气工程及其自动化专业90%以上的学生都在珠三角工作。按照教学计划安排和要求,在对方学校安排了电气工程的三个实训内容,包括电力系统稳态和暂态的过程实训、电能计量和校核、综合自动化动态模拟等内容,这些内容在广东海洋大学均没有实训条件。学生充分利用这个机会,亲自动手体验电力系统主要生产环节的工作,实训结束后都表示这次实训真正是实训,不虚此行。 4结语 笔者认为实习、实训基地建设方面,坚持校内校外相结合是一个可行的选项。校内生产性实训基地建设,由学校提供场地和管理,力求功能多样化、现代化,能满足应用型人才培养的需要,便于产学研结合,利于开展课题化训练。专业课教学全程实施案例教学,由学校提供设备需求、技术和师资支持。校校合作正好解决了各个学校不同专业实训条件的不足与互补,使我们的办学条件立刻得到大幅度改善,培养的学生也更具竞争力,真正达到了应用型人才培养的目标。 作者:李一峰 樊海红 吴卫祖 单位:广东海洋大学信息学院 工程电气论文:自动化节能技术电气工程论文 一、电气工程和电气自动化存在问题 (一)电气工程质量管理方面的问题 在电气工程管理中,领导人员过于注重质量结果,而忽视质量管理方面的问题,致使电气工程的质量检测得不到有效监控,从而影响电气工程的正常发展。在电气工程的施工中,材料浪费、工序不合理、施工工艺不正确等情况时有发生,给电气工程的施工进度带来极大影响,最终降低电气工程的整体质量。 (二)电气工程节能方面的问题 随着经济不断发展,环保和节能成为经济可持续发展的重要保障。在电气工程中,节能问题成为影响电气工程不断发展的重要因素,在电气工程设计、电气节能使用等方面,造成大量能源、资源的浪费。现代化建设中,先进电气设备的引进和使用,大大提高电气工程的自动化程度,在电气工程的应用中发挥着重要作用,从而影响建筑工程的整体质量。我国电气工程管理和能源利用水平存在着较大差距,不能很好的满足建筑项目的各种需求,在照明、调温、公共用电等方面造成大量能源浪费。 (三)二次回路自动化设计问题 根据电气工程的实际情况来看,电气工程的二次回路设计存在局部控制失效、信息监测不全、开关误动等问题,给企业生产带来一定影响,从而影响电气自动化发展。 (四)系统配置方面的问题 在电气工程自动化发展中,系统软件存在配置不当、经常出现故障等问题,在电气工程自动化系统中,DDC没有独立的指令系统,控制灵活性较差,只能使用固定的功能块,PLC的问题是对生产过程不能进行有效的控制。先进信息技术的不充分应用,网络技术的不合理利用,电气自动化控制系统的不完善,都给电气工程自动化发展造成一定影响。 (五)系统结构方面的问题 在电气工程自动化系统的中,系统结构有集中式和分层分布式两种形式,并且具有各自的优势和不足之处。在集中式控制中,系统单一、软件量大、组态不灵活和调试麻烦等问题,导致系统故障问题经常发生。在系统网络化发展中,系统的现地层和网络层等的设备很容易出现网络通信问题,受到技术人员和控制操作模式的影响,路由器、网线等经常出现中断现象,致使工作被迫停止,给整个生产过程造成极大影响。 二、电气工程和电气自动化问题的解决对策 (一)提高电气工程设计水平 针对上述问题,在电气工程的设计方面,不断提高设计水平,引进先进的网络技术,选择合适的网络设备,提高电气工程管理的网络化程度。与此同时,培养专业技术人员,提升企业网络技术水平,注重节能技术的合理应用,在加强自然能源的充分利用力度上,提高照明、生产等方面电能的自动化控制程度,从而给电气工程自动化发展提供有力支持。 (二)提升电气工程质量管理水平 根据电气工程质量管理存在的各种问题,提高工作人员的综合素质、专业技能,加强质量管理力度,制定完善的绩效考核制定,才能不断增强企业员工的工作热情,从而促进电气工程的高水平发展。与此同时,加强材料采购和领用的管理,注重电力工程的质量检测,才能确保电气工程施工顺利完成。 (三)注重电气工程信息化发展 在现展中,根据电气工程自动化系统的实际运行情况,注重综合自动化系统的合理应用,以对电气工程的测量和计算等进行统一化管理。在实践过程中,由计算机系统通过网络技术进行信息管理、数据采集等,通过主变压器和高压线路保护线路的组合屏完成相关操作,可以有效推动电气工程的智能化、信息化和自动化发展。 (四)注重系统配置,提高系统可靠性 根据实际生产情况选择合适的系统软件配置,提高系统的可靠性,才能保证电气工程的施工质量,从而促进企业经济效益提升。一般情况下,系统软件有标准自动化设备、国内知名自动化公司的软件,在进行系统软件的合理配置时,要注重降低成本投入,加强环境保护,才能满足电气工程的各种需求,最终达到提高系统可靠性的目的。 (五)注重电气工程开放化发展 在电气工程自动化发展中,系统结构拥有相对独立的继电保护,可以对控制中心进行直接通信、联系,在设计和安装方面非常方便。因此,注重电气工程信息的共享,是电气工程开放化发展的重要途径,对于推动电气工程自动化发展具有重要影响。 三、结束语 综上所述,现代化建设中,针对电气工程和电气工程自动化存在的各种问题,注重信息技术、先进管理方法、网络技术和计算机技术的合理应用,可以有效提高电气工程的自动化程度,从而促进我国工业可持续发展。 作者:牛婕 单位:新疆新能咨询有限责任公司 工程电气论文:自动化人工智能电气工程论文 1人工智能在电气工程中的优势 1.1人工智能技术不易受其他因素影响 过去传统的控制器在进行工作的时候会遇到很多外界因素或者机器自身的问题的干扰,并且会对工作造成不良影响。但是人工智能技术在这方面的优势则比较明显。例如,人工智能技术不需要精确的动态模型,所以,即使模型设置的参数发生了变化,也不会对其造成太大的影响,而且其对环境的要求也不苛刻。所以,人工智能技术在其运行的过程中,可以不受不确定因素的影响,并且可以实现较为精准的自动化控制。 1.2人工智能技术产生的误差小 人工智能技术在运行过程中基本不受到来自外界的影响,而且其本身的抗干扰能力就很强,所以,一旦提前对系统设定了参数,那么在操作过程中就不用担心参数发生变动。这些参数在整个过程中会保持在一个值域之内,所以不需要担心会有较大的差值,因此其工作效率也比较高。 2人工智能在电气自动化中的应用 2.1智能控制和保护功能 2.1.1进行操作控制。 在进行操作的过程中,使用人员可以通过键盘或鼠标对隔离开关、断路器等进行现场的或者远程的控制,对励磁电流进行精准的调整。除此之外,还能够进行带负荷操作和停机操作,对相关的人员的权限进行限制。 2.1.2对相关数据的收集和处理。 人工智能技术对所有开关量、模拟量数据进行实时的采集,而且根据先前设计好的要求进行定时批量的存贮以及整理等工作。设置和修改某些参数,及时地保护软压板的退投。 2.1.3对设备的管理。 人工智能在对电力系统进行管理的时候,可以对运行日志进行自动保存,并生成报表的存储或打印、描绘系统运行曲线等。 2.1.4实行有效的监控。 智能技术能够对模拟量与开关量进行全程同步的监测,当检测过程发生异常时,则可以选择多种模式进行报警,同时还可有序地记录系统里的各项事件、在线分析负序量计算等。 2.1.5对画面的显示。 人工智能技术可以运用图像生成软件进行真实画面模拟,可以对有关设备和整个系统的工作运行进行模拟,并且最终以画面的形式显现到屏幕上。 2.1.6进行故障录波。 智能技术对故障波形的获取具有良好的功能,在获取的同时还可以做好相关的记录,对模拟量故障及时地进行录波和捕捉相关波形。 2.2智能信息检索 作为人类智能的模拟理论而产生的新兴技术方法,人工智能具有良好的信息检索功能。其不仅可以对网络中出现的较为模糊和不确定性的因素进行科学的换算以及推理,还可以根据信息检索的结果提出一些切实可行的解决方案。人工智能技术的优势还在于它可以将正确的指令精确无误的传达给各种机器,进而机器在接受到指令后能够进行正确、正常的运转,确保任务的完成。3.3提高电气自动化性能,提高产品质量人工智能系统具有优越的条件,其模拟人类智能,并将人工智能技术中的遗传算法投入到电器产品的应用中。利用人工智能技术,可以将产品的性能优化,假如可以科学合理地把人工智能技术运用到电气自动化的控制中,那么电子自动化性能就会得到显著的改善,电气设备的运行效率也会被大大提高,电气自动化控制的准确性便有所保障。这样一来,就可以减少在电气工程自动化中人力资源的使用,劳动成本也可以随之降低,进而推进电气工程事业的发展。此外,人工智能技术还可以在各种电器产品的会设计中辅助进CAD,使产品的开发周期得到有效缩短,并且能够对提高CAD技术的开发和应用程度有很大的帮助,设计难度也会有所降低,产品的质量自然就会提高。 2.4电气设备优化设计 有关电气设备的优化设计工作是比较复杂的,需要结合多方面的理论知识,比如电磁场、电机电器、电路等相关知识,此外还需要丰富的设计经验知识。过去的电气产品设计效率很低,一般是因为缺乏相关的技术的支持,再加上工作量本身就很大,所以整个设计就显得比较难,很少有科学合理的设计。但是如今计算机技术发展迅速,手工设计逐渐被计算机辅助设计(CAD)所代替,产品的开发周期缩短了,设计人员的设计产品质量和设计的效率也提高了,而且设计已经越来越趋于智能化和高效化。人工智能技术在电气产品的优化设计应用中,主要有两种方法,即专家系统和遗传算法。其中,遗传算法可以直接操作结构对象,对优化和自动获取搜索空间、自行调整搜索的方向方面具有指导作用,而且采用先进的计算方法,计算结果很精确,因此在电气产品的智能化优化设计中应用广泛。而专家系统则不同,它是主要依据相关领域的一个或是多个专家所提供经验与知识来进行工作的,它是一个对专家的决策过程进行模拟的过程,从而对需要人类专家处理的问题进行处理,这种方式也比较重要。当然,除此两种方法还有很多其他方法,比如神经网络、模糊逻辑等。 3结束语 人工智能技术是科技发展的成果,也是社会快速发展的产物。人工智能技术在电气工程自动化中的应用是明智的,因为这不仅可以促进电力产业的结构调整,还可以提高电气工程自动化技术的发展的水平,更是大大推动了电气工程技术产业的蓬勃发展。人工智能技术在电气工程自动化的发展中的作用是非常重要的,一定要好好利用这项技术,为生产造福,为社会造福。希望我国在人工智能化的道路上能越走越远,不断创新和进步! 作者:谢珍茹 郭文军 单位:江西省送变电建设公司 工程电气论文:自动化控制电气工程论文 1、智能化技术在电气工程自动化控制中的重要作用 1.1电气工程自动化模型得到了简化。 通常而言,在电气工程自动化控制达到智能化目的之前往往需要建立相应的模型,除此之外,在模型建立的时候还需要综合考虑到很多会直接或者间接影响模型的参数。鉴于此,通过模型来实现自动化控制归纳的说就是通过相关的动态方程来控制和反馈数据的,但是通过这种方式是无法保证在数据传输的期间不出现意外状况来影响数据的传输以及反馈,这样一来数据的及时性和准确性就无法得到保证了,使得理论结果与现实实践之间出现偏差也就不足为奇了,这会导致电气工程自动化控制的工作效率大大的降低。然而我们通过实践得出,引入智能化技术能够非常有效的跳过设计与建立模型这一环节,可以实现调节的自动化,从根本上降低了出现上述情况的可能性和风险,在很大程度上避免了那些不可控制的客观因素发生,提高了控制器的精确度和自动化的控制效率。 1.2确保电气工程自动化控制的统一。 传统的自动化控制器一般地说都是就某个模型对象来加以控制的,事实证明,这种方式对于单个的模型控制效果良好,但是无法统一而全面的控制电气工程自动化控制系统,这样一来就极易造成不同的模型之间各不相同。然而智能化电气工程的自动化控制就可以有效避免模型设计的这一环节,因此无法控制模型的复杂性这一问题就不复存在了,这不管是对于指定的对象或者非指定对象都能够保证控制上的一致性,从根本上确保了电气工程自动化控制的统一,这样一来不仅大大提高了自动化控制器的工作效率,工作质量也得到了质的提高。 1.3有效控制了电气工程自动化系统。 前面已经讲到,智能化技术能够控制和反馈对电气工程中所有设备的数据,与此同时还能够有效根据响应时间、下降时间和鲁棒性变化等参数来对电气工程自动化的控制程度实现自动调节,这样一来就可以节省了重新建立模型的时间,另外还可以在第一时间来处理因客观因素以及预警自动化控制过程中所造成的错误。这样及时的处理和高效的警惕大大降低了风险,节省了很多的人力物力财力的消耗,从而更好的实现了对电气工程自动化系统的有效控制。 2、智能化技术的有效应用 就目前而言,智能化技术在电气工程中主要应用表现为以下几个方面。 2.1模糊逻辑与控制。 一般地说,电气工程的自动化控制系统中都会含有一定数量的模糊控制器,它能很好的代替PID控制器。就目前而言,模糊逻辑的控制主要有M型与S型两种应用类型,但是有一点需要强调的是,这两种控制器都有各自的规则库,又可以叫做ifthem的模糊规则集。其中S型控制器的规则为if。X是G,y是H,则W=f(X,Y),这里所说的G与H指的都是模糊集,下面分别对这两种应用类型进行介绍。M型控制器主要由模糊化、知识库、推理机与反模糊化这四大部分所共同构成,主要用于实现变量的测量、量化、模糊化的目的,其隶属函数的形式也是多种多样的;知识库主要是由语言控制的数据库与规则库两个部分,其开发方式是将专家知识与经历置于控制及应用目标上。值得注意的是,在建模的过程中,一定要使用神经网络的推理机与模糊控制器对其加以操作;推理机同样也是模糊控制器中不可或缺的重要组成部分,它能够很好地模仿人类决策与推理模糊控制行为;反模糊化主要用来量化与反模糊化,它包括的技术种类也比较多,其中应用得最为广泛的当属中间平均技术与最大化的反模糊化这两种了。 2.2优化设计与诊断故障。 在过去的很长一段时间里,设计产品通常都是依靠实验或者传统手工检验来完成,通过这种方式所得方案往往不是最优方案。随着计算机技术的蓬勃发展以及在各个领域的广泛应用,越来越多的电气工程产品开始更多的选择使用CAD来进行设计。这样大大减短了产品的开发周期,如果在这个过程中很好地渗透智能化技术,可谓是如虎添翼,使其设计质量与效率得到大大的提升,专家系统的设计就是一个典型案例。不仅如此,智能化技术在优化设计还体现在遗传算法方面。众所周知,遗传算法是当前全世界范围内比较先进的计算法,其最大的优势之处在于计算精度高,因此在电气工程中得到了亲睐,而且在其中也起到了极其重要的作用。除此之外,故障和它的预兆在电气工程中的关系是错综复杂的,具有不确定与非线性的特点,这给我们的判断带来很大的困扰。 3、总结语 综上所述,随着科技的大力发展,电气化工程的自动化过程中越来越多的应用到了智能化技术。但是由于我国的智能化技术与国外先进国家相比起步较晚,因此双方还具有比较明显的差距,但是我们不能因此而放弃使用,而应该充分认识到此项技术对于电气工程的重要作用,它不仅能在很大程度上提高企业自身的市场竞争力,还能还能促进国民经济的快读发展,因此在今后的应用过程中要精益求精,不断的实践和探索,为更好的应用于各个领域做出努力。 作者:徐磊 单位:日照钢铁控股集团有限公司能源动力部转底炉作业区 工程电气论文:电气工程安装施工管理论文 1关于电气工程安装施工的安全管理 1.1关于电气工程施工人员的安全管理 施工人员通过在上岗之前的总结以及上岗之后的总结能够更好的提高对于危险意识的识别,同时在出现问题的时候也能够及时的进行解决,进而有效的保障了施工的安全。 1.2要不断的加强施工安全管理 在对电气工程安装施工加强安全管理的额过程中,其主要是存在着以下方面的内容:第一是要对施工制定出安全的管理制度,同时要将这些制度能够有效的落实到实际的施工单重,并且每一项电气工程安装施工的过程中都要严格的遵守这些制度来进行操作。在电气工程安装施工管理的过程中必须要对施工人员安全管理意识进行严抓,同时还要对施工人员采取定期的培训工作,以此来使其安全意识能得到提供。第二是在安装施工的过程中必须要将安全第一的观念进行施工,并且要对有关技术人员做好技术交底的工作,同时在施工过程中应该要不断的加大安全检查的力度,如果发现问题要及时的进行解决,以此来防止安全事故的出现。 2电气工程主体安装的施工管理 2.1工程安装质量的管理 在建筑工程中,其质量是建筑工程最为重要的内容,然而在实际当中,对于工程项目的质量管理相对来说是比较复杂,其主要是包括着很多方面的内容。并且在一个工程项目当中其所含有的工序时十分多的,然而对于每一道工序必须要进行质量的检查。所以,在工程施工的过程中必须要根据工程的总体质量目标进而逐层的检查,进而做到对工程项目能够层层的检查,最终将工程的质量每一项指标能够有效的落实到实际的施工过程中。 2.2关于电气工程安装施工的管理 在工程建筑的过程中,对于电气工程的安装是一项十分复杂的程序,因此必须要及时的了解到工程的进度以及变化,进而针对其问题来提出相应的解决措施,这样才能够有效的保证工程项目能够在规定的日期之内交付完成。在电气安装的过程中,必修要对其进度进行严格的管理,同时还要从工程的技术、合同以及信息等方面进行全面的管理。然而根据工程的施工组织设计来说,其主要是为了能够更好的明确每个层次管理人员的职责,同时要对其分配具体的工作人员。与此同时必须要对工程建起离完善的施工进度组织控制的系统,以此来对工程的项目进行合理的分解以及确定工程的施工进度目标。在电气工程安装施工的过程中要对影响工程进度的因素进行控制,比如对于影响工程进度的人为因素、质量因素以及技术因素等进行全面的控制,同时要找出影响工程进度的原因。然而对于工程的技术来说,其主要是在工程施工的过程中所采用的施工技术。根据工程的经济来讲,主要是为了能够更好的保证电气工程安装施工进度所需要的经费,以此来保证工程能够顺利的进行。然而根据工程的信息来说,其主要就是在电气工程安装施工的过程中要对所出现的信息进行收集以及整理,并且要将其作为和工程的计划施工进度进行对比,进而从二者之间找出有关的差役,之后对其采取相关的措施来进行纠正,最终使工程的施工进度能够得到有效的保证。因此在电气工程安装施工的过程中必须要通过多方面的措施来进行控制,以此来使电气工程安装施工的进度能够得到保障。 3关于电气工程安装施工竣工验收的管理 为了对电气安装工程质量进行充分的保障,首先应该做的就是对竣工验收工作进行做好。如果发现质量方面的问题,一定要及时的采取相应措施,并对其进行相应的解决,在工程中所出现的问题,应该找出根源,并且对其进行不断的总结,在一定程度上避免以后工作过程中发生同样的情况。在进行竣工验收的过程中,首先应该由相关的施工单位提出申请,然后让是施工、监理、设计等三方单位进行共同的验收,并且通过检查合格之后,才能够对验收进行通过,在一定程度上办理有关的移交手续。 4总结 在电气工程进行安装的过程中,其工程项目将会涉及到很多的环节,比如工程的质量、进度以及成本等方面,因此在对其电气工程进行安装的过程中必须要对其质量进行严格的管理,同时要做到实时的检测,以此来保证电气工程安装的质量能够满足规范的要求。同时在施工的过程中必须要安全问题放在首位位置,并且要不断的提供施工人员的思想意识,以此来保证电气工程的安装能在安全以及稳定的条件下进行施工。 作者:杨添哲 单位:深圳市恒浩建工程项目管理有限公司海南分公司 工程电气论文:关于常见问题的建筑电气工程论文 1、建筑电气工程中的常见施工问题 建筑电气工程在施工过程中的防雷接地的施工问题是最常见的内容,主要因为在搭接避雷带、接地装置、引下线等情况时,容易出现搭接时长度不够,不能有效完成防雷接地工作。有时,会因为在搭接处的相关焊接缝隙出现问题,焊接的缝隙不能饱满,施工人员不够专业,在相关材料的运用上存在错误,用圆钢搭接却用成了螺纹钢,有的施工人员会把对头焊接主钢筋用作防雷引导,在相关的技术性操作时达不到标准,如接闪器的相关制作壁厚、连接的方式存在较大的技术漏洞,在相关的接地装置过程中,对其端头的带出操作不标准,一些施工人员甚至会忘记带出端头。建筑电气的电缆敷设出现问题,如垂直电缆的不合格,较为软小。电缆在一些地方的设置没有做好防火设备的隔堵工作,特别是在过墙处和进机柜的位置。电缆在敷设之后忘记在首要时间段进行整理、挂牌。一些电气的配线特别混乱,如电气配线颜色的颜色中零线和接地保护线的颜色标不同。开关和插座的设置较为凌乱,如在配电箱和机柜等地方的开关。还有一些电缆进行屏蔽时没有做好相关的工作,造成信号干扰和屏蔽。建筑电气中在电气管线及桥架中的常见问题如,对钢管的暗敷穿线时,焊接口容易引起烧穿现象或者容易出现结瘤,线管中的线缆对绝缘层破坏,线管容易出现变形等情况,线管在敷设时达不到相应的深度标准,在箱体内的线管口没有顺直,且线管口不整齐等问题。在电气工程中还有配电箱的安装也会遇到常见的一些情况,如配电箱不按要求进行设计和安装、选择,配电箱的外箱壳较为薄弱,不能很好地防止变形,导致安装后的箱体和壳体都变形,电箱的设备型号通常没有达到标准,对相关接地零件使用偏小。接地线在电箱内的保护地线没有接地,没有和工作零线一块牵引,在电箱内的油漆被破坏,油漆的保护层是为了配电箱与焊切割开孔。配电箱还容易与墙体有隔离,形成孔隙,安全隐患较大。建筑电气工程中的布线问题,在工程布线的施工环节中,容易出现诸多问题,如布线的管线铺设问题和管道的穿线问题、连接导线时出现的常见问题。以导线的连接问题主要是,在连接导线时,焊接头断裂是首要原因,焊接的过程中不认真,导致焊接不结实,客观原因一般是铜铝线的氧化较为迅速。对于导线的连接问题,在排列时凌乱,没有用铜做连接头,多股导线在连接时的连接头在外面裸露着。施工工作人员在穿线布线时,对导线的颜色分不清,不能熟练区分各种导线的颜色。在穿线的过程中,一些施工人员把很多导线穿在一个线管里等各种问题。在铺设管线时,处理步骤较为粗心,对管内容易出现的堵塞现象、漏水现象较多。 2、建筑电气工程中应对对策 在防雷接地的相关作业的应对策略,在防雷接地上容易出现的问题上,在施工之前必须对相关的施工人员和专业负责焊接的工人讲明施工质量和施工要求,在施工作业过程中认真施工,对相关技术的应用和要求上,及时和老技术员工进行询问,避免在作业中出现失误,影响工程的质量。要进行技术交底工作,深入了解电气工程的施工工艺与质量要求,对扁钢和圆钢的各自搭接长度问题,一定要了解清楚,必须达到相关的施工标准,在施焊的过程中是三面施焊还是两面施焊等问题,一定要询问清楚,避免施工中不必要的麻烦。在电缆的敷设上和电缆的接线工作上的应对策略,主要是电气相关施工人员要按照规程操作相关的电缆敷设,对水平和垂直敷设的固定工作中一定要按照要求选择相关的配件,在电缆桥架的技术标准如转弯和电缆的弯曲要一致,对于多个相位的电源安装时,要根据规定颜色选择绝缘层的颜色和接地色,或者两者的颜色应设置成相同颜色。要必须保证相关的单股铜芯线的横截面和多股铜芯线的横截面的配置要求。建筑电气工程在施工的前后,必须认真的学习和技术交底,施工人员对自身的技术有明确的认识、对工艺的要求和质量上的要求有清晰的概念,努力提高自身的工艺水平和技术业务。在建筑电气工程中的线管问题方面和桥架的施工方面容易出现的问题,采取相应的措施。在施工之前,要求相关的施工人员严格地对建筑电气材料进行检验,使线管的质量得到保证,达到相关的预埋标准。在施工的过程中,施工人员严格按照相关工艺标准和施工要求,对相关的工艺规范有熟练的掌握,如对焊接的要求,禁止金属导管的接口焊接,在焊缝的特殊要求,在焊缝的后壁钢管与相应的套管进行焊接时,需焊接的焊缝保证密集和全面。要特别注意避免渗漏水分,用严密的措施连接连接薄壁钢管螺纹。对于非镀锌类的电缆桥架的连接板两端不要接地线的跨接,在进行手工开槽时,若不能手工开槽,施工人员应维持较好的机械开槽状态。在配电箱安装方面的施工应对策略时,要检查配电箱的施工情况,对相关的规章制度和施工作业方案、图纸进行追责检查,方便对相关配电箱在安装时出现的安装线路问题进行检修和解决。在安装铁制的配电箱时,要确保铁制的钢板厚度完好无损固定,在配线时的回路要比配电箱上所开的孔数少。在建筑电气工程的布线施工对策主要是在导线的连接和管线在铺设的施工过程中进行分析,特别需要保证其精密度在对衔接出的导线接头处焊接情况。在确保接地线的氧化时要抹上大黄油,以保证其氧化的速度下降。不同的导线是不能混杂在同一管线里面,还要防止划伤绝缘体,区分相、零和接地线的颜色。 3、结语 在建筑电气工程的施工中,有许多常见性的问题,如不加以仔细解决,就会对整个电气工程造成质量上的不合格。一个建筑的漂亮和实用价值,最直接的体现就在电气工程的质量上。因此,需要电气施工人员精心的施工和扎实的专业技术把建筑电气工程顺利完成。在工作和管理上,电气工程中的各种细节问题,需要相关电气人员不断的攻坚克难,针对工作中的问题,找出相应的策略,为电气工程的质量取得更大的突破和完善。 作者:陈道竑 单位:九江石化工程建设监理有限公司 工程电气论文:消防工程建筑电气论文 1建筑电气消防工程设计及施工策略的重要性 经济建设的发展和城市化进程的加快使得土地资源的利用越来越紧张,建筑群朝着高层化、密集化方向发展,这样一来,对建筑电气消防工程与施工也就提出了更高的要求。经济建设的发展促进了人民生活水平的提高,人们在民用住宅建筑内安装的家用电器设备也越来越多,比如电脑、电视、空调等等,在公共建筑或者是办公建筑中安装的广告牌和玻璃幕墙等也增加了建筑物的火灾隐患。建筑物用电负荷的增加,使得电器与装修方式多样化,违规电器或者是装修方式的不合理也使得火灾隐患大大增加。火灾发生后,火情的蔓延速度特别迅速,高层居民无法及时疏散,生还率较低。在这种情况下,消防人员的救援难度也相当大,如果仅仅依靠消防人员的救援,恐怕会给人民的生命财产造成巨大的损失和威胁,不利于社会的和谐稳定发展。因此,设计单位要充分考虑建筑电气消防工作的重要性、安全性,制定合理的设计方案与施工方案,提高建筑设计人员的消防意识,加强对建筑电气消防设计与施工工作的管理,严格遵守国家的消防设计规范,增加建筑的安全性,减少消防事故发生的可能性。 2建筑电气消防工程设计及施工策略 建筑电气消防工程设计通常包括火灾自动报警系统、消防联动控制系统以及消防设备配电系统三个方面,笔者在下面将做详细介绍。 2.1火灾自动报警系统 火灾自动报警系统的设计要按照供电负荷等级的确定进行设计与施工,根据《建筑防火设计规范》的规定,在确定供电负荷等级时要确保一级供电负荷保持两个电源的供电,其中一个电源产生故障时要确保另一个电源不受影响;而且供电负荷要保证出现线路故障时,供电不会中断或者是迅速恢复。因此,在布置火灾自动报警系统时,要充分考虑各种火灾探测器的位置问题,因地制宜,确定好探测器的种类和位置。在蓄电池间可以设置氢气探测器、防爆感温探测器等,及时监测着火的可能性和状态。根据GB50116—98火灾自动报警系统设计规范中8.1.8条“探测器周围0.5m内,不应有遮挡物”,在火灾自动报警系统设计时,要留出日后调试、更换探测器的空间,不要将复杂的管道和电缆桥架布满屋顶,特别是电缆桥架存在着火的可能性,不要将探测器安装在桥架附近。与自动报警系统不同的是,手动报警按钮的设置要充分考虑其位置的显眼性,可以将其安装在便于操作的出入口位置。手动报警按钮只具有报警功能,在火灾发生时,可以通过手动报警按钮向火灾报警器发出信号,所以更应该灵活设置手动报警按钮的位置,宁滥勿缺,降低建筑的损失。 2.2消防联动控制系统 消防联动控制系统需要三个工作协调配合,即消火栓的联动、喷淋系统的联动、消防控制室与压力开关及喷淋泵的运行状态的联动。启动消火栓有三种方式:直接按消火栓泵按钮;通过消防控制中心的联动柜;通过消防泵房的控制柜,与此同时,要确保消防泵的运行状态能及时反馈到消防泵控制器上。喷淋泵的启动可以通过压力开关直接启动,另两种方式与消火栓的启动方式一致,总之,压力开关与喷淋泵的运行状态都要及时反馈到消防控制器上。在以上的火灾自动报警系统中,需要做好防水、防潮措施,可采用开式消防水喷头和闭式消防水喷头。开式喷头一般是敞口的,火灾发生时安装在管道上的控制阀自动开启,喷头自动洒水并灭火;闭式喷头一般在室温达到一定温度时,控制器作出相应的反应,此时要打开喷水器喷口的密封盖才能喷水灭火。比火灾更可怕的是浓烟,烟中多含有有毒物质,火灾发生时人往往会因为缺氧而窒息。因此,在消防中,除做好灭火工作外,还需要做好排烟工作,为逃生提供通道。在消防工程的设计时,要考虑到与防烟、排烟系统的联动,火灾自动报警系统开启后,排烟口的电动防火阀应该给出相应的信号,并关闭空调送风机。此外,还可以设计自然排烟窗,一种是自动开启,一种是手动开启,要避免在建筑外墙上布设广告牌,也不应该设计跨层窗和高窗。要充分利用窗户的有效可开启面积,避免窗户长期处于关闭状态,提高排烟率。防火阀的设计也有利于提高建筑的排烟率,在设计和安装时,要规范防火阀的安装与质量管理,并给予高度重视。消防联动控制系统也可以采取消防广播的做法,火灾报警联动系统可以与火灾应急广播联动,通过“火警系统”来控制。目前,应用较为普遍的消防广播系统是独立设置的,这样有利于控制。火灾报警系统采用的声光报警器能够迅速引起人们的注意,消防广播系统通知人们逃生,减少火灾带来的损失并有效减小踩踏事故发生的频率。 2.3消防设备配电系统 消防设备配电系统也是建筑电气消防工程设计与施工的重要部分,在消防过程中,电源供电突然中断时,要确保应急发电机组能够自动启动正在运行的消防设备。应急发电机组的功率具有特殊性,不能允许全部的供电负荷。所以,设计单位在设计时要采取适当的措施,避免由于发电机组的熄火导致的长时间断电,分批启动消防设备能够减少该情况发生的频率。在进行建筑电气消防设计与施工时,可以通过低压断路器将非消防电源进行切除。由于低压断路器所需的电流与框架电流不同,采用配电室低压出线开关的方法,或者是在主配电箱上切除消防电源,能够最大程度的允许电流通过,既安全又能满足要求。 3结语 城市化进程的加快,使得建筑工程面临着新的机遇和挑战。建筑电气消防工程设计与施工是建筑工程的重要部分,涉及到很多相关专业。因此,各单位在进行设计时,要对工作人员进行相应的专业培训,了解消防设计与施工方面的专业相关知识,提高设计与施工队伍的整体水平。设计单位要遵守建筑消防设计与施工的相关规范,重视设计与施工,充分认识消防工程设计与施工的重要性,保障施工质量,提高建筑消防工程的施工水平。施工单位和监测部门也要对消防工程加以重视,按照标准严格检查与监测,加强对建筑电气消防工程设计与施工的管理,以保证建筑电气消防工程的安全性。 作者:庞存锁 单位:山西四建集团消防分公司 工程电气论文:安装施工电气工程论文 1电气工程安装施工前需要做的相关准备 第一点,电气工程在施工前应当先由相关技术人员在把握总体状况的基础上,进一步制定合理、系统的设计与规划,同时就电气工程设计环节中的某些内容需提出严格的要求,比如说:在相关的施工设计图纸里面最好明确对线路固定件的预埋设计及电气设备的标示等等。第二,更加适合、科学的电气安装及施工方案的选择十分重要。在这项工作开始之前,有关单位及人员应该对某些重点内容进行检查;另外,电气工程设计人员还需将安装施工规划方案同实际的施工安装情况进行仔细比对,看两者是否存在严重冲突,并及时改正;管理人员也必须积极配合,为避免实际施工过程中很多不必要问题的出现,他们必须做好审核和检查工作。此外,要想更好地保障电气工程安装施工的顺利进行,相关人员一定要做好有关的准备工作,例如施工环节会用到的预埋件的准备等。 2电气工程安装施工过程中的相关要点分析 2.1配电箱等电气设备的安装要点 从本质上来讲,配电箱就是用来接收并分配电能的一种标量,它也是工程施工现场可以直接进行电力负荷控制的一种控制装置。为了进一步保障电气工程建设过程中弱电负荷、照明和动力等均处于一个正常平稳的工作状态,必须提升配电箱的性能。因为电气工程当中使用的配电箱数目繁多、型号复杂、不少配电箱还会在很大程度上受到弱电专业的管控,加上配电箱的内部构造机理非常严谨、复杂,各种型号的配电箱在没有打开箱门的时候,要求其防护等级必须高于IP40,而在箱门开启的前提下,其防护等级则限定不得低于IP20。像配电箱等专业设备的制作与安装,除了考虑施工现场的实际状况外,还必须采用上进上出、下进下出的接线方法。 2.2管道铺设的要点分析 有关人员在进行预埋施工工作的时候,最重要的就是必须熟悉施工图纸中的设计理念,并且严格依照设计图纸中的构想进行管道的敷设,慎重考虑相关因素,如敷设方法、管线型号、管线规格等方面,再进一步实施敷设工程。依照施工设计草图里的具体要求,对不同楼层间的暗管进行合理敷设;另外,就是当混凝土垫层施工达到1d后,有关人员必须提早拆除对出线口分线盒中的塑料盖等装置。除此之外,施工人员还应当及时、彻底地清理管路线槽中堆积的杂物和积水,对于热风系统吹干管路线槽的内部来讲,我们也应保证其干燥和清洁。 2.3配电箱、柜相关要点分析 电气工程施工人员应该在地面施工完成后完成对配电箱、柜的安装及墙柱上明装箱等工作;关于接线箱和配电箱的暗装工艺,最好在抹灰装置安装前进行,同时依照其厚度进行适当的暗装。另外,在配电箱及配电柜的安装过程中,一定要找准对应的安装位置,同时做好其他的一些细节工作,如:确保必要零部件的齐整,箱体的开孔大小应当适当,暗式配电箱的塑料盖必须与墙面紧贴,切口整齐等。此外,经由汇流等方式完成零线的排接,防止铰接等现象的出现,确保盘内外的清洁,开关和箱盖等都需要设计得十分灵活,回路编号也不能混淆,用整齐的接线实施绑扎工作。还有一点,分线箱、接线箱及配电箱在开孔时,不得采取气焊开孔的方式,而应当使用专门的开孔器完成这一操作。 2.4电缆铺设工作的相关要点 电气工程安装施工人员在电缆的敷设环节,当出现多条电缆同时敷设的情况时,尽可能防止交叉敷设,而是对它们进行有序的排列,同时固定好这些电缆,然后于电缆线的埋设位置和接头地点设置对应的标识。在配置高低压电力电缆和弱电控制等的时候,最好依次有序地进行,比如桥架的电缆敷设,不能超过三层,对于其他一些普通的设备支架来说,则不得多于一层。除此之外,施工人员在电缆的制作环节,除了自觉依照设计规划的要求和规范开展工作之外,还要求有一个良好的制作环境,尽可能避免在存有污物、灰尘的环境下制作电缆接头,防止污染现象的发生。对于电缆接头的制作工作来讲,最重要的一点就是必须一次完成,相关人员还必须对其进行严格地管控,杜绝其长期处于一个非常湿润的环境下,目的是以免电缆受潮,从而导致其芯线破坏、绝缘性能的降低等;在电缆芯线进行密封操作过程中,应及时采取相关防潮措施,再进行密封工作。上述工作的根本目的都在于营造一个良好的、安全的电缆运行环境。 2.5防雷接地工作要点 想要更好地保证电气工程安装施工的安全性,防雷接地工程十分关键。金属管道、电缆线、金属部件等都必须做好防雷接地工作,即便是拥有绝缘防护层的支架及电缆线也应当进行此处理。除此之外,为了更大程度上保障电气工程施工安装工作的有效性,提升整体的防护性能,需要有关施工人员做好许多较为细致的工作。举例说明,像必须把辅助用的圆钢作为防雷接地施工的下线,并且必须确保圆钢拥有足够的长度,达到工程建设的基本要求。 3结语 综上所述,伴随着现代化科技的飞速发展,现阶段的电气工程安装施工技术也不断进步,相关装置及设备的数目不断增多、质量大幅提升,并呈现出持续增长的强劲势头。因此,有关电力企业及部门更应该加强对电气工程设备的安装及建设工作,结合电气工程施工中的要点,进行综合、全面的考虑,注重眼前的实际情况,展望未来的发展趋势,做出自己的判断,制定更加系统科学的施工方案,以推动电气工程安装施工工作的有序开展。 作者:蔡宗绵 单位:汕头市粤洋设备安装有限公司 工程电气论文:自动化实践教学电气工程论文 一、实践性教学体系的建设思路 根据电气工程及其自动化培养目标,结合我校的实际情况和专业特点,在实践教学环节过程中,突出电气工程及其自动化实验和实践教学在整个教学过程中的重要性,探索新的实验和实践教学实践模式,切实提高实验和实践环节在教学中的重要性。专业教学实践要与人文社会实践结合,教育学生学会做人、做事,锻炼其适应社会的能力,提高学生的综合素养;实践教学要走产、学、研相结合的道路,解决实践基地的建设及其可持续发展问题;实验教学要与科研相结合,构建完善的实践教学体系,改进实验内容,配置更新实验设备,改善实验教学环境;加大科技创新活动力度,鼓励学生参加实验室建设或教师的科研项目,提倡毕业设计结合实际,真刀真枪;淡化专业授课教师与实践指导教师、教室与实验室的界限。将实践教学环节等固化到实践教学计划和大纲中,以保证整个实践教学计划的实施。 二、电气工程及其自动化实践教学体系 实践教学的内容包括通识教育实践、课程实验、综合课程设计、科技创新活动、专业实习和毕业设计等。本文提出了以通识教育实践为基础,“课程实验、专业实习、综合设计和创新实践”四层次、渐进式的实践教学新体系。第一层次,课程实验:注重实验基础培养,增强工程意识;第二层次,专业实习:注重实践及认知能力的训练与培养;第三层次,综合设计:注重独立设计能力的培养,集综合性、设计性和应用性于一体;第四层次,创新实践:注重创新思维、创新实践能力的培养,是因材施教、特色发展的具体体现。层次之间、层次内部均是逐层递进的关系。电气工程及其自动化专业的实践教学有很强的系统性和实践性,我校经过多年的摸索和改革,根据专业的办学定位、实验室资源等实际情况在学时和内容方面进行优化,已形成了一个完善的实践教学体系,包括通识教育实践、课程实验、专业实习、综合设计和创新实践等环节,如表1所示。整个实践教学体系一个面四个层次,贯穿于人才培养的整个过程,由浅入深、由表及里,涵盖知识、能力、素质等全方位的学习和训练。我校从2010年开始实践教学体系改革方案在不同的年级实施收到了比较好的效果,如已经开展了四年的专业实习,通过在专业方面的锻炼,学生的学习动力增强了,团队协作能力提高了。 三、实践教学内容 实践教学的内容包括通识教育实践、课程实验、综合设计、科技创新活动、专业实习和毕业设计等。 1.通识教育实践。 中共十八大报告明确提出“三个倡导”,即“倡导富强、民主、文明、和谐,倡导自由、平等、公正、法治,倡导爱国、敬业、诚信、友善,积极培育社会主义优秀价值观”。通识教育包括科学教育、人文教育、社会教育、文明教育、文化教育、专业道德规范及法律教育、团队精神教育和学生从事某种职业所必需的心理教育等,通过各类实践活动,以培养学生有效的思考、融洽的沟通、恰当的判断、正确的价值观等实践能力。 2.课程实验。 课程实验与课堂理论教学相辅相成,达到了理论联系实际的目的。课程实验应是开放性的,一方面传授实验基础知识,包括实验设备使用、测量手段、试验方法等,另一方面训练学生的基本实验技能,包括实验设备的操作、使用、维护、实验结果分析和报告的组织能力等。课程实验可分为演示性实验、验证性实验和综合性实验,有条件也可以开设研究性的实验。典型的课程实验包括(根据情况进行选择)电类基础课程实验(电路、数电、模电、电机与拖动基础等)、计算机技术课程实验(微机原理与接口技术、计算机控制技术等)、专业课程实验(控制理论、过程控制、运动控制、电力拖动控制系统、电力电子技术、电气控制与可编程控制器、船舶电站和船舶电力拖动系统等)。 3.综合设计。 考虑到综合课程设计对学生实践能力培养的重要性,综合课程设计应该作为独立的实践教学环节。可以根据几门相关联的课程实验综合开设一门综合设计的实验课,如电子技术综合设计、微机控制系统综合设计、印刷电路设计与制作、电气控制与可编程控制器、电力拖动控制系统设计等。毕业设计是培养学生理论与实际结合、提高实践能力的重要环节,可以与教师的科研项目相结合,也可以与企业合作,毕业设计的题目要相对独立,优秀的学生可以提前进入毕业设计环节,以获得更多的实践机会。毕业设计是学生在毕业前提交的一份专业论文或综合课程设计,它是本科层次的学生在结束四年大学专业学习前进行的最后一项实践教学活动,其目的是要综合评价学生的专业学识水平和专业基本技能和综合素质,包括对现实问题的认识能力、分析能力、运用专业知识能力、创新能力、科学研究能力、写作表达能力等。在进行毕业设计的组织管理时,要注意毕业实习的好坏直接关系到毕业设计的科研价值和实用价值。 4.专业实习。 专业实习包括电子工艺实习、专业综合实习、企业实习、毕业实习等。专业实习是检验学生运用大学所学知识在实践中发现问题、分析问题、解决问题能力的重要环节,在实习中充实专业知识、提高理论联系实际和分析与解决实际问题的能力。实习的内容包括了解控制高效与工程学科的相关理论及技术应用及前沿的发展动态,了解电气工程控制系统的开发过程和团队合作沟通的技巧。实习方式可以是分散的,也可以是集中的,特别要充分利用校外实习基地的作用。 5.创新实践。 创新是民族进步的灵魂和不竭的动力,我校在培养具有创新精神与实践能力协同发展的创新型人才方面做了很多工作。开展的创新实践包括大学生创新项目(部级,市级和校级)、大学生创业项目、学科竞赛、社会实践等。创新实践能回答“培养什么样的人”和“怎样培养人”这两个最关键的问题。深化教学改革,创新人才培养模式,应重在创新实践的探索。 四、结束语 本文在“卓越工程师教育培养计划”指导思想下,对电气工程及其自动化专业实践教学体系进行研究。我们认为构建合理的实践教育体系是培养具有创新意识的高素质人才的重要环节,随着教学改革的深入和课程的进一步综合和整合,实践体系也需进一步调整,大力加强对学生实践和动手能力的培养,在发挥专业优势和办出专业特色方面将会取得重大突破。 作者:薛士龙 郭燚 刘以建 耿攀 石虹 单位:上海海事大学物流工程学院 工程电气论文:智能化技术电气工程论文 一、智能化技术的特点 经由过程研究,笔者总结出智能化手艺有以下几个特色:第一,同等的强节制。一般来说,平常的节制方式只是对特定的工具有节制结果,而对于其他的非特定节制工具的节制效果比较差。但是通过智能化控制技术所使用的方法对于指定的数据或者未指定的数据,都可以较有效的的控制,这就是它的第一大特点。第二,系统适应性增强。与传统控制技术相比,智能化控制设备在收集新信息时能够更快捷更有效的提高控制系统的性能,这是智能化技术的又一大亮点。第三,性能大大提高。采用智能控制技术后,只需较为适当的调整相关参数就能提高控制设备的控制性能,这个步骤非常简单,这就是智能化技术的优越性。第四,设计思路较简洁。使用智能技术,只需要通过函数近似器就能简单的进行控制我们想要控制的对象。以上所总结的智能化技术的特点,电气工程的技术工作人员可以借鉴一下,因为其确实比相对于传统的控制技术要实用。 二、智能化技术在电气工程自动化控制中的重要性 智能化技术一直在电气工程自动化控制中占据着重要的位置,体现在以下几个方面: (1)可以简便地控制电气工程自动化模型 在电力系统运行过程中,使用智能技术使控制电气自动化模型能使这个操作过程简化,免去了很多复杂的工作。在电力运行体系中,假如电气工程自动化控制过程中的主要参数出现一丝变化,都有可能对整个电力体系的治理和控制造成困难。可是,智能化技术恰好能处理这一问题,智能化技术在电气工程自动化控制中得到了很好的利用,运用智能化技术不但可以让电力系统的参数越发精准,而且可以有效及时地减少电力故障的发生。 (2)增强电力运行体系的整体控制力 在电气工程自动化控制过程中,如果利用智能化技术就能够及时节制电力体系中的有关电力装置和数据,平常我们使用智能化技术来组装电力运行体系控制器来保证电力系统的正常运转。尤其是在针对有关的电力装置实施调控的过程中还可以有用的施展自动化这一特有优点,可以对电力装置中存在的弊端实施必要的警示并且直接反馈信息。 (3)确保电气工程自动化各个环节一致 电力体系的正常运转与各个环节的监控和经管是分不开的,经过利用智能化技能,以提高对全部电力运行体系的控制能力。经由过程对智能化技能的运用不只可以有效的提升电力体系的运行效力,并且还可以充分利用高科技,发挥其优点。 (4)免除创建控制模型步骤 技术工作人员若在自动化过程中只利用一般通常的控制器来进行控制,则会因为被控制对象具有比较复杂的动态方程,致使无法对其进行准确掌握,导致难以提前作出设计调节模型的方案,设计出来的模型很可能不精准,最终导致自动化控制的实际工作效率将会大大降低。而智能化控制器刚好解决了这一难题,因为智能化控制器直接就省去了模型设计工作的这一步骤,使得自动化控制器更加精密。 (5)便于对电气系统实施调整控制 智能化控制器很是简单调整控制,具备很强的实用性,比平常的控制器更加合适运用在电气工程自动化的现实工作中。智能化控制器有一个明显的优势:当调节控制电气设备时,只要根据其相关数据的变化,它就可以进行自己调节,并且能随着数据的时刻变化而时刻进行自我调节,不需要有专业的技术人员在场,甚至能够进行远距离的调节控制,实现了电气工程无人控制的自动化控制目标。 (6)节能作用 有关智能化技术的优势,我们可以对电气工程进行远程控制操作,这样不仅可以提高整个电力运行系统的控制运行能力,并且可以节省人力、物力,从而达到节约能力资源的目的。 三、智能化技术在电气工程中的详细运用 智能化技术在电气工程中的很多方面都得到了应用,而在智能控制、故障诊断、设计优化三方面的应用最多,笔者总结如下: (1)智能控制方面 将智能化技术投入到电气工程自动化控制中,大大提高了电气工程控制的效力,还可以远程控制乃至是无人操控。当处理、诊断电气系统故障时,只需要通过计算机就能准确控制电气运行系统,时刻监督着电气系统运行状态。智能化控制技术不仅在电气工程系统得到运用,而且因为其特有的优势,也为其在其他领域的运用作了铺垫。 (2)故障诊断方面 电气工作系统在运行中,电气设备监测人员虽然经常会维修检测变压器的电气设备,但是却无法避免某些未能预测的故障,在这种情况之下,我们就需要依靠智能化技术,因为这种技术能够准确的预测电气工作系统的运行状况,若运行会出现问题,则就能预测出来,就可以及时的采取相应的措施避免故障的发生,这就在源头上避免了电气工作系统产生损失。 (3)设计优化方面 设备设计过程是相当复杂的,不仅需要设计工作人员对电路以及电气等学科知识有一定的了解,而且还要求设计人员要有非常丰富的工作经验,这就对工作人员造成了很大的压力,且这类人才也较缺乏。现代的设备设计我们就直接采用计算机的辅助软件来完成,这样不仅保证设计方案的质量优质,而且还可以减少设计时所需要花费的时间。 四、结语 本文经过对智能化技术实施较为具体的剖析,指出了智能化技术对电气工程的重要之处。总而言之,智能化控制技术在电气工程中的现实应用,不但加强了电气设备举行自动化控制的技能,并且它还促使了电气工程得到迅猛发展。 作者:战书红 单位:秦皇岛港股份有限公司第九分公司 工程电气论文:电气自动化电气工程论文 1电气自动化与电气工程概述 1.1电气工程 科技与经济的发展使得电气自动化技术不断更新,电力系统的规模不断扩大,这些变化对我国电力系统提出了新要求:电力系统的调节形式有所变化。在先前着重强调安全高效、安全保护和自动化调节过程的基础上,更加注重对电力系统容量的高要求,即在实现综合化管理工作和加强经济调节稳定性的基础上,对电力系统的容量提出新要求,其单机容量至少要达到20万千瓦。 1.2电气自动化技术 电气自动化技术大多运用于工业生产控制系统之中,是指在无需工作人员手动操作的情形下,利用机器设备的自动化完成加工生产,并在生产管理过程中完成产品质量检测、自动处理产品信息、对实际情况分析判断等。所有这些程序都不需要人工手动操作,全部采用机械自动化控制系统完成。由此可知,电气自动化技术即指利用电气设备控制生产顺序、控制时间的技术,是与电气工程和机械设备息息相关的内容。自动化系统的开发、调试、应用、维护与产品研发和电力技术的管理与应用对电气自动化的要求越来越高。 2电气自动化设计理念 2.1远程监控式理念 远程监控系统是一项高技术、高难度的新技术,是指利用电脑终端对其他各个地方的设备进行集中控制的技术。在电气工程中运用这项技术,可以大幅度减少电缆使用量,节省安装支出和材料使用的成本,还可以实现系统之间的组态灵活性和可靠性,获取更高效益。但监控式对传输信号强度依赖性较高,电气工程的通讯量通常较大,加之现场通讯速度较低,在信号较差时远程监控式便会受到较大的限制。因此,远程监控式设计理念更适合于系统控制范围较小的情况,在全自动化电气工程控制系统中并不适用。 2.2集中监控式设计理念 所谓集中化即指将所有的系统运行项目控制在一个系统中集中管理、运行,这种设计理念操作简单、对控制站的要求较低、在系统运行与维护方面较为简洁。单一分散的监控不管是在处理器安装方面还是在电缆铺设连接方面,都十分繁琐,而且大量的单一电缆搅合在一起,处理器增多就会影响处理速度,使处理速度大为降低,这将导致投资成本增加,除此以外,系统的安全可靠性能也会受到影响。集中监控式设计理念在电气工程中的实际应用,不仅可以减少投资成本支出,还可以进行统一管理、方便快捷,促进电气工程的高效有序运行,满足工作新要求,因此,集中监控式设计理念在电气工程中应用较为广泛。 2.3现场总线监控式设计理念 现场总线监控式技术在当前的电气工程中应用最为广泛,究其原因不外乎其高效性的特征。这项技术具有实践性特点,是在大量应用实践经验基础上不断发展起来的,不同间隔采取不同的技术措施是这项技术能够广泛应用的重要原因。在具体的操作实践中,主要的工作方式是现场安装,同时不断优化电缆连接技术,以能够有效降低电气工程中设备的投入成本。在优化电缆连接技术、降低设备成本的同时,还要尽量减少设备的隔离和端子柜的使用量,不仅可以降低成本,提高电气工程的安全性、可靠性和有效运行,还可以增加运营效益。 3电气自动化实现方式 3.1计算机自动控制、调节、操作的实现方式 利用计算机进行相关设备的操作,是在遵循调度方案的前提下,对能够使电缆关闭的设备进行调节与控制,电力系统不仅能够自主的、合理的利用现场控制命令,还能够转换和设置相关设备的运行方式,如电网的开和关,限制修改操作命令,各种整定值,报警信号复归等。 3.2人机联系的实现方式 人机联系的实现方式是指电气设备,包括鼠标、键盘、打印机等,通过电气自动化系统的允许以后,为达到实时监控、调节与打印数据的目的而调动一切可利用的电气设备来运行画面并对定值不断修改的方式。此外,这种实现方式是开发新的应用程序的绝佳方式,极其方便。但其缺点也显而易见,操作人员只能通过操作台完成控制调节、监控电气设备、设置参数值等简单操作。 4电气自动化在电气工程中的实践与应用 4.1在电气管理中的应用 在电气工程领域实现电气自动化是高新技术走入各行各业的显著表现,是高科技发展的代表,这一应用过程注重编程调试。在应用时采集相关流量、温度、压力等数据,并对这些数据分析检测,发挥电气自动化的输出控制功能、技术处理功能,使设备的使用量和投资额大大降低,有效实现了设备控制的精度。对于电气工程来说,在施工中应用电气自动化技术能够有效遏制工作人员弄虚作假、敷衍了事的情况发生。 4.2在电网调度中的应用 对于电网调度中电气自动化的应用来说,其技术主要表现在应用性领域的界定,即指实现电气系统局域网中电厂、变电站终端和下级调度中心三者之间的有效连接。在应用领域中,由网络实现连接中心服务器、电网调度、打印设备、大屏显示器等设备。在电网调度中,电气自动化的实际应用不仅可以实时性评估电力系统的运行状态,还可以对以电力负荷为基础的预测采取及时调度策略。不仅可以保证电力系统的安全可靠运行,还可以对数据及时的收集整理分析和监控,以适应现代化市场的营销需求。 4.3在分散测控系统中的应用 在这方面的应用主要以分层的结构实现,包括太网、工作站、数据通讯网和过程控制单元等四部分组成。工作站主要包括两类,分别是工程师和运行员,是人机接口的主要负责人。过程控制单元是直接应用于生产的,其运行状态主要通过设备的检测实现,并能够有效控制设备,以实现整个生产过程的连续性和过程的检测、保护和控制。过程控制单元和工作站输出的所有信息,发出的所有指令,都必须经由工作站运行员接受。工程师工作站的主要职能是负责实行必要的诊断与维护工作。 4.4在变电站中的应用 传统变电站为实现自动化实时监测功能,主要采用电磁装置,而当今的全微机设备,技术先进使得电气自动化装置可以自动进行监视操作。在变电站中使用电气自动化技术不仅可以加强变电站的监控功能,还能够大幅度提高变电站的运行水平和效率。全微机设备的应用不仅可以实现监视画面的屏幕化,还能够使管理自动化。 5结语 随着经济水平的不断提升,科技力量的不断增强,电气自动化水平也相应提升。电气自动化作为电气工程的重要组成部分,在电气工程的发展过程中发挥着愈来愈重要的作用,为当前我国工业的发展提供了不竭的动力与支持,其重要性的凸显也使其成为国家经济发展水平的标志。因此,为实现国家经济迅猛发展,适应社会主义现代化发展进程,实现电气工程的高效安全稳定运行,满足工业发展的需求,提高电气行业水平,将电气自动化科学合理的应用到电气工程的实践之中是十分必要的。 作者:吴松 单位:黔西南民族职业技术学院 工程电气论文:变电站工程中电气工程论文 1变电站电气工程质量与造假管理环节中存在的隐患问题探讨 工程造价管理的优秀要诀在于严格审查单位部件购置金额,杜绝不必要的浪费迹象。现下电气工程造价管理工作具体存在三个层面问题。首先,在投标阶段,由于战略定位不够精准,无法快速掌控成本合理特性,衍生恶性竞标现象;再就是刻意追求经济效益而选择人为提升报价数目,最终无法在竞争活动中拔得头筹;另外则是为了中标而无休止地降低报价数额,使得施工企业低于成本价格而获取中标机遇,后期亏损结果已成定局。其次,在签订合同期间,有关既定合同计算程序、设计变更以及材料价格签发等细节无法确认,包括后期合同执行流程中可能衍生的风险不能及时预测。最后,建筑项目实施环节中,涉及整体成本数量尚未事先预测,现场控制被动趋势极为显著;加上现场动态管理实效不足,无法掌握成本管控关键,企业一时之间入不敷出,经营活动开始面临巨大经济危机。电气工程施工还存在很多的不确定性,由于施工繁杂,并且,中间环节过多,质量要求高。因此,在施工过程中,需要预防以及注意的地方非常多,并且,复杂,进而会产生很多影响施工质量以及施工效率的不确定因素。有效把握施工阶段的不确定因素是控制施工质量的重要保障,因此,应给予其高度的重视。 2完善电气工程质量与造价管理能效的细化策略解析 2.1工程设计初期。 工程系统化设计需要参与人员发挥无限想象力,尽管这方面费用在工程总体造假中占据份额不多,但是影响效应十分显著,尤其作为电气工程师,必须详细处理好电气图纸审查工作,严禁任何敷衍行为滋生。目前从事此类工程设计的单位内部人员流动性较大,而设计项目又相对比较繁多,如若内部专业沟通不够顺畅,就非常容易令图纸、施工动作冲突。为了科学验证施工图纸规范性,就应该时刻贯彻以人为本等适用性服务理念,规避盲目求全、求大意识,同时界定工程施工便利和经济性结果,确保内部员工能够权衡不同技术与材料使用的利弊效果。 2.2电气工程施工阶段。 1)前期准备活动。 特定项目布置前期,作为电气工程师需要全面审核图纸,能够对当中不良问题提出整改意见,杜绝擅自变更行为,必要时筹划会审图纸,并确保对参与人员已经做好入场安全与技术操作能力培训。 2)项目主体施工细节。 技术工程搭建环节中,现场人员需要及时联合土建处理好强、弱电专业进户电缆穿墙管以及止水挡板预埋活动,注意当中任何细节都必须在墙体防水处理之前得到完善,以此规避防水层破坏与墙体渗漏隐患。对待有必要进行预埋的螺栓部件更应该同土建主体做好交流。再就是接地装置焊接流程,须参照图纸精确审查焊接实况,避雷引下焊接位置不可遗漏。须知接地与防雷工程管理会直接决定相关建筑结构安全质量,尤其是在主体施工中的接地装置焊接过程中,均压环、防雷引下线都应与土建进度维持一致效应,杜绝虚焊、漏焊结果;而作为电气工程师有义务视其为重点单元予以检验。目前主体施工阶段中造价管理内容具体包括:依照施工合同内容进行工程量进度每月审核,材料价格不允许与市场标准产生极高偏差,必须将管材视为重点审查对象;再就是出现状况时应快速进行变更索赔,有关增加或者是减少的内容需要在报告资料中详细陈列,避免后期工程纠纷侵扰。 3)工程装修期安装与调试环节。 电气工程可说是变电站分部工程内容,涉及建筑电气照明、供配电、电气动力与防雷接地系统架构等。需要特别关注的是,分项工程质量是稳定变电站工程运营绩效的基础媒介,要求任何细节都经过系统评定,争取运用工序质量调试稳定工程整体安全稳定绩效。有关增加造价不够把握的技术要禁止使用,特别是变更要求与技术都要事先予以审查。至于电气工程造价层面,内部工程师需要熟练掌握既定工程量清单计价标准,快速应用概预算与造价管控内容,能够透过工方与业主签订的合同资料进行对应调试;再就是审查进度预算和实际施工内容、市场材料价格是否相符,规避重复计算状况衍生。整个流程中,涉及工程索赔工作要处理得当,原始资料全面搜集可以方便后期结算查阅。在规整材料期间,可以委派两名预算人员执行,确保工程量得到一致水准;对待已经完成的分项工程要及时报验,维持工程量计量与支付进度同步衔接效果,至于尚未接受报验的工程则不列入进度款申请内容之中。 2.3工程竣工结算阶段。 这部分结算工作要求极为严格,计算过程中容不得任何模糊迹象,同时要求参与人员尊重实际状况,尽量在不进行高估冒算基础上稳定质量与价格精准特性。作为建设单元预算人员,不仅仅要熟练运用不同工程量计算法则、定额子目组成单元内容、工程造价计算流程,同时更应快速衔接三者之间编制原理,确保其中联系能够融会贯通。另一方面,技术经济管理人员也有必要学习电气工程相关技术知识原理,能够针对现场施工现象提出更加合理化的整改意见,并且能对签证过程中任何不严谨的行为做出质疑反应。 3结语 综上所述,变电站建设项目投资数目高昂、工期相对漫长且内部影响细节因素众多,针对整个投资活动做出科学调试决定是一项十分复杂的系统性工程。作为优质化管理人员有责任在建设期间进行全方位监管,包括信息化技术发展步伐加快,必要时能够利用网络电价竞争控制工程造价水平,由此形成电力工业商业化运营的良性循环结构;再就是加大内部工程师职业素养与技术能力的考核力度,确保单位人员能够及时预测各类计划的影响后果,能够依据现场变化状况做出适应性调整,稳定计划实施效率,更好地调配人力与物力资源,最终贯彻降低成本动机指标。 作者:张鹏 单位:河西学院物理与机电工程学院 工程电气论文:电气工程学科建设论文 1学科内涵 1.1发展 电气工程学科的发展重在理论实践的结合,因此要重视理论基础的巩固,同时扩展知识面的宽度。随着现代社会的发展对新技术的要求,电气工程科技必须不断的进步和创新,其专业的人才必须掌握多方面的技术,把自动化专业技术和计算机信息技术综合在一起。 1.2重要性 在信息技术化的今天,电气工程影响着整个民族科学技术进步的水平。电气工程的开始要追溯到十九世纪上半叶“磁效应”和“电磁感应定律”的发现,电磁理论的发明奠定了电气工程的理论基础。不久,西方国家开设了电气工程专业。在我国,电气工程专业始于1908年的南洋大学堂,在之后的一个多世纪,开设该专业的大学数量不断增多,这是我国相关人才的匮乏的体现,电气工程专业在我国大专院校中的地位日益提高。 2专业建设 科学技术发展到今天,广泛的电气工程学科下的很多技术都陆续被独立出来,成为独专业的学科,但由于它们来自于电气工程学科,与电气工程的内容有着扯不断的联系,不是其他学科能够比较的。所以,现在电气工程具有良好的发展和就业前景。本专业把电气工程包含的所有专业以及交叉学科的相关知识都做了系统的分析,理论与实践相结合,注重德育的教育,培养了一大批合格的高技术型人才。电气工程专业将来会以电机控制、电力与电子技术、电力系统的自动化三个专业为发展方向。 3建议 为了更好的发展电气工程专业,把培养技术人才作为目标观念,采取开放性的人才策略,充分利用现有的人才,并不断培养和引进人才。就必须成立优秀的教师队伍,完善师资力量,培养和引进两手都要抓。 3.1人才引进 各学校要根据发展规划,积极引进拥有高资历的国内外人才,尤其是具有国家性的专业研究经历、参与过过国内河国外较大工程项目的人才。根据学校学科建设和教学的需要,制定引进计划和人员的数量。 3.2师资建设 积极培养现有的教师队伍,通过学习参观的方式进行深造。不断提高教师自身的水平,使各科老师的学历、年龄等结构分配上更加合理。加强年轻老师的计算机和外语水平,对其进行岗前培训,并加入到社会实践中。指定德高望重且教学水平高的老教师指导青年教师,使青年教师尽快了解教学重点,顺利进入教师的角色。针对青年教师的教学,学院可组织听课或座谈的形势,改进青年教师的教学方法,提高他们的教学质量。 3.3提高教学水平 教师教学水平与科学新领域的开拓息息相关,教学水平的高低影响着教师在学生面前的威信。教师是否有威信,也是教师的品质、能力、知识以及教育方式的一种体现,直接表现在学生在内心深处崇拜和敬佩的态度。老师的教学水平是影响着学生的学习兴趣和爱好,是影响教学效果的一个关键因素,是学生是否愿意接受教育的前提之一。自古以来,我国的教师就有着爱岗敬业、默默奉献、工作负责、为人师表、以学生做为根本的优良传统。对教师业务水平的管理,是各个学校对教师教学的能力以及水平进行帮助和提高的一种表现,是学校管理层为使教师具备精湛的专业知识、渊博的文化储备和教育教学方法,运用多种模式对教师业务水平有计划有安排进行整体加强的过程。由于教师是知识的传授者,并对学生的能力进行培养和发展,因此教师的水平直接对学生的智力开发有着影响。教师业务水平的管理,有助于提高专业知识的教学水平,教师只有对教材内容熟练的掌握和适度的拓展,才能更好的进行专业知识的教育,把合适的学习方法传授给学生,使学生对专业知识轻松的掌握和理解,很好的运用到现实生活中。 4结束语 综上所述,本文对电气工程学科的概念、建设及发展方向做了陈述,着重阐述了电气工程专业的重要性。并且对如何加强该专业的建设与发展,以及人才培养提出了几点建议,并进行了深入的分析,希望有助于各大院校明确电气工程专业日后的主要发展趋势,同时也希望我国电气工程专业发展的更好。 作者:王涛 单位:七台河龙洋焦电有限责任公司
计算机科学与技术论文:计算机科学与技术经济管理论文 1、计算机科学与技术在经济管理中所体现的作用 在进行经济管理工作的时候,需要从工作中出现的庞大的信息进行分析和处理,这些数据是重要的资源公司和机构需要这些资源做了分析、决策。然而,经济管理人员如何处理这些信息,从而使这些资源能够得到更好的决策服务,是经济管理人员需要不断探索的问题,在很多的研究过程中相关的许多研究人员已经取得了较为合适的方法去处理数据,但这些方法往往并不适用于人们获得大量正确的感官使自己不足以判定自己的决定或感觉。不过由于计算机技术的发展,让人们在处理这些数据的过程中,获得了很大的方便,因为电脑可以有效地对大量的数据进行处理,分析,因此,计算机科学与技术,经济管理提供了在工作过程中带来极大的方便。 2、计算机科学与技术在经济管理过程中的应用形式 2.1运用人工神经网络的形式来对信息进行分析 在动物界的神经传递过程,以及两者之间的神经元有突触,发挥信息的一对神经元之间传递的作用。在传送过程中会被用来传播若干神经递质,这些不同类型的神经递质的那些神经元接收时的轴突,会有许多分支。神经递质中的信息传送的神经元再传递到受体细胞,然后。这种形式的信息传递有很多好处,研究人员受到这些启示后,他们发明了一种自组织特征映射算法,以实现有效的传递信息。因此对计算机技术,其在外界的时间表达的发展以及当前正在使用的方式为数值向量,并且对于神经系统,这也是在该信号中的信息的传播的移位。因此,使用计算机技术进行的信息的神经之间的信息发送处理,具有非常相似的地方。 2.2这种人工神经网络的信息处理方式具备的功能 有关信息处理这个人工神经网络,它是基于神经网络的生物的形式来学习了,那里的人工神经网络的这个系统,也就是现在的一些智能计算机功能与神经系统的生物学特性有很大一部分是类似的,。第一,它具有如下特性反映在存储器中,因为它是基于生物神经模型来设计,因此,其在信息存储和分析,将在第一保留该信息,并且还具有关联存储器的功能。其次,它具有的功能,可以是非线性映射。因为在许多实现该操作,不能够建立的输入信息与输出的数量之间的线性关系,因此设计了许多熟悉的模型不能在其他信息处理系统来执行。然而,使用人工神经网络的设计方法,使得它可以满足非线性映射信息处理的过程中,也可以设置在设计过程中大量的非线性数学模型,并且每个字段可以是得到了应用。另外,该人工神经网络的信息处理模式中,还可以输入的信息来确定和实现有效的分类,原本存在于该信息的信息处理是不容易的分离和鉴定的问题,以便有效的解决方案。最后一个是,它可以具有的信息和输入,并输出将是一种有效的处理数据知识的内容的功能,因为该人工神经网络模型具有神经传递在生物学的特性,所以它可以在信息到达时,它的分析和信息处理为那些谁满足要利用的条件,并存储。这使信息的处理时,数据可根据它们的特性进行分类和分析。 3、人工神经网络的信息处理技术在经济管理中的应用 计算机科学与技术带来的这个神经网络的信息处理模式的发展过程中,因为它的一些特性和功能,已有效地用于许多领域,解决了传统的信息处理那些不能够解决谁的问题,并取得了良好的效果。因此,目前的做法是,不仅能够使用在经济管理过程信息,还是在医药,工程和其他经济领域已被广泛使用。由于计算机模拟人类思维与人类思考有着极大的相似度,因此在经济管理和其他需要人类思维仔细工作的领域中计算机就可以代替人类进行大量的思考,从而减少人脑处理数据的时间提升效率的同时也降低了人们的劳动脑力,提升了工作品质。 3.1在信贷分析过程中需要对这种信息处理技术加以利用 对于信贷分析,信贷评估机构是有自己的特点,所以在信息化的过程,因为这些公司带来不同形式的信息,制作过程,以判断其可信度,大的问题,这是很难判断出来,使很多时候会带来大量的经济损失。然而,采用这种判断方法的人工神经网络的信息技术,将上有效地解决这些问题完成的。在这些贷款时,信用评级公司,只需要输入信息编码到它,你可以分析数据,由于数额较大的信息输入,使评价过程更加准确地完成更多的工作。利用这种技术,不仅可以做到的准确度,而且还避免了主观的思维操作者的形式。这是这些优点的存在,使得其被非常广泛地应用于在企业风险分析的过程。 3.2使用这种方法可以对市场做到更准确的预测 在经济管理过程中,需要对一些看起来似乎是有效的市场进行分析,并做相关的未来发展趋势的预测,在决策过程,这些预测结果能够起到参考作用,使得投资的风险可以减小。利用人工神经网络预测市场上的信息处理技术,使得市场价格走势和走势进行了考虑和分析,让一个可靠的市场模型可以被创建。例如,在期货市场上使用这种技术,可以预测其未来的价格。而这项技术也已经在股市应用。随着科学技术和计算机技术的发展日趋成熟,使得在其工作过程中已经能够针对非常复杂的工作得到了良好的解决方案。在经济管理过程,从而产生大量的数据,使用传统方法是难以解决的,但是利用计算机科学和技术,我们可以模仿人在神经传递中的处理信息的方式来进行处理,利用它们工作为人类提供了极大的方便。 4、结束语 综上所述,我国经济管理随着电子计算机科技的不断发展和科技电子计算机智能化的不断进步,以往很多经济管理类的工作也逐渐有了更方便的工作方式,既减轻了工作人员的负担又提升了相关产业的发展,电子计算机技术和软件工程的开发在经济学领域的帮助不言而喻,因此在推广及普及电子计算机技术上相关的部门要下足功夫,为了使我国经济市场电子化进程早日实现一定要不断开发新型的电子计算机技术和相关软件,做到与时俱进。 作者:徐世宇单位:黑龙江省机场管理集团有限公司信息管理部 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业人才培养 一、计算机科学与技术专业应用型人才培养模式的现状 1.计算机科学与技术专业的教学内容跟不上社会需要 计算机科学与技术是发展非常快的学科,尤其是在社会需要的推动之下,计算机科学与技术学科的发展日新月异,需要我们能够不断地对学科前沿技术进行关注,并且在教学的过程中向学生传授这些前沿知识,以促进学生专业知识的更新和增长。但是,我们现有的计算机科学与技术专业的教学内容较为陈旧,没有根据社会发展而进行相应的更新,导致学生所学的知识跟不上社会发展的需要,学生也难以获得社会的认可。 2.计算机科学与技术专业人才培养模式中忽略了对学生应用能力的培养 计算机科学与技术专业对于从业人员的应用能力要求非常高,因为只有从业人员具备了相关的应用能力,才能够切实承担各种工作任务,解决各种突发问题。但是,很多学校在计算机科学与技术专业人才培养的过程中,只关注学生理论素质的提升,而忽略了对学生应用能力的培养,导致学生的高分低能,使得学生难以快速地融入到岗位工作当中。 3.计算机科学与技术专业的教学方法存在问题 良好教学方法能够保障教学目标的实现。在计算机科学与技术专业的教学过程中,教学方法不科学,严重地影响了教学效果和教学目标的实现。很多学校在教学的过程中,采用的是教师教授、学生听讲的教学方法。在这样的教学方法影响下,学生主动思考的意识差、对教学过程的参与程度低,因而教学质量较为低下,难以实现教学目标。 二、计算机科学与计算专业应用型人才培养模式构建策略 1.及时更新计算机科学与技术专业的教学内容 首先,对计算机科学与技术专业的学科前沿内容予以不断地关注,然后对专业教学内容进行相应的更新,将学科前沿知识融进来,既能够让学生明白学科发展方向,又能够让学生掌握一定的学科前沿知识,提升其专业知识的新鲜程度,避免被社会淘汰。其次,对计算机科学与技术专业的教材内容进行更新。将计算机科学与技术专业的教材内容分为两部分,一部分为基础知识,另一部分为学科前沿知识,基础知识为固定的教材,学科前沿知识则根据专业技术的发展而随时更新,促进教材内容的时新性。 2.在计算机科学与技术专业人才培养的过程中重视对学生应用能力的培养 首先,加大计算机科学与技术专业实践课程的比重,使学生能够对所学的知识进行充分的应用。实行理论课程与实践课程相结合的教学策略,在理论课程之后开展实践,让学生充分掌握理论知识,同时促进学生实践能力的增强。其次,让学生进入到相关的企业中进行实践,让学生在企业真实的环境中进行计算机科学和技术专业知识的应用和学习,促进其计算机应用能力的提高。 3.改善计算机科学与技术专业的教学方法 首先,在计算机科学与技术专业教学过程中采用教、学、做一体化的方法开展教学,使教师的教与学生的学和做结合起来,使学生在对知识理解的基础上实现应用能力的提升。其次,在计算机科学与技术专业教学过程中采用互动教学法来进行教学,在实际教学的过程中通过师生的互动来促进教学过程的进行,促进学生积极参与到课堂之中,从而提升学生的学习兴趣,促进学生在兴趣提升的前提下实现应用能力的发展。 三、小结 综上所述,随着现代社会的快速发展,计算机科学与技术专业应用型人才越来越受到社会的欢迎。因此,我们需要对计算机科学与技术专业应用型人才培养过程中存在的问题进行分析,进而构建出相应的应用型人才培养模式,最终促进计算机科学与技术专业人才应用能力的大幅提升。 作者:王月红 单位:唐山劳动技师学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业课程探讨 1.三段制学分课程设置比较 第一,美国大学公共基础课所占比重小于中国大学。如果按照公共基础课、专业课、选修课的三段式教学过程分类,中国的计算机科学与技术专业的课程学分和国际上总体相差不大。但是在公共基础课方面兰州大学和中国科技大学明显高于美国的三所大学,中国科技大学的公共基础课(占总学时的71%)之多是普渡大学(20%)的三倍有余,是UIUC(24%)大学的近三倍,同时是麻省理工大学(43%)的近两倍。兰州大学(37%)也是接近普顿大学(20%)与UIUC大学(24%)的两倍。在我国,第一、第二学年主要是学习公共基础课,这体现了基础课教学的重要性。但是另一方面,在总学分有限的情况下,这会导致专业优秀课程的弱化。由于基础课大多数属于必修课,必修课所占比重过高,课程的多样性会受到限制,从而影响学生的自主选择性,进而可能会影响学生的全面发展、个性塑造以及创新能力的培养。美国三所大学公共基础课比例相对较小,有利于学生把更多的时间、精力投入到专业基础课、优秀课程和实践课程的学习。不仅扎实了学生的专业基础知识,还培养了学生的实践动手能力。 第二,选修课课门类多,任选课学分比例大。虽然两国在选修课学分比例方面不相上下,但是美国三所大学的选修课课程门类多,任选课比例大,每个学生选课的模式多种多样,同一专业的学生注重差异性和独特性的培养。美国的计算机科学与技术专业的课程采取主辅修制,学生除了主修学校规定的必修课以外,课程的设置通常包含与本专业无关的其它学科领域的课程内容,这样就能加强计算机科学专业与非专业之间的横向合作,有利于学生发散思维能力的培养,形成了一些新的与计算机科学与技术专业相关的新的专业和与此协调的课程。我国课程设置中任选课门类偏少,学分分值相对较高,学分和课程内容衔接较弱,学生自主选课的空间相对窄小。有一些选修课也是集体课程,对学生的个性发展以及知识面的扩宽有一定的限制。随着近几年教学改革的发展,虽然选修课的数量和范围都有所增加,但仍然都局限在计算机科学与技术专业范围内,难以有所突破。 2.启示及建议 通过上述比较分析发现,国内计算机科学与技术专业在课程设置方面存在公共课比重大、选修课比重小以及选修课门类少,无法满足学生全面发展需要等问题。因此,在课程设置方面要合理安排必修课和选修课,在保障政治理论教育质量的前提下,适当缩减以公共基础课的比重,增加选修课占比以及选修门类以满足不同专业方向学生的需要。同时以培养良好的科学素养为人才目标,以公共课程为基础,以本学科的课程内在逻辑体系为根本依据,以提高学生的研究和开发计算机的能力为着眼点,注重基本理论、概念和方法的掌握与运用。 作者:王澄海 王漫 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术程序设计探索 1如何构建“TESE”的实践教学模式 1.1、Target——确定实践教学目标。(1)学生能力图表的制定。该图表需要依据课本的层次将单元、单项以及整合能力进行划分。这样能保证学生将各种单元与单项能力向整合,最终形成学生自己的实际专业操作能力。(见图1)。(2)实训教学大纲的修订。教师依据上述图表制定相应的实训内容与项目来修订相应的大纲,这样的实训大纲才能确保学生实现相应的能力目标。 1.2、Environmen——创设实践教学环境。(1)实训的硬件环境。学校实训环境布置必须贴近软件企业的实际情况。实训学员不但可以参与校内科研课题,还可以承揽校外项目。通过多形式、多角度重复性的实训保证其有实际的锻炼学习机会。(见图2)。(2)实训的软件环境。1)有效开发实训资源。由于教师在教学中占主导地位,因此我们有必要依靠自身经验与各种外部资源来整合实训内容。2)构建实训的虚拟环境。以课程和实训工作室为前提构建相应的公司模式。学生在该环境中负责对应的工作,这样能很好的提升的团队的沟通、协作力。3)创设实时的课堂教学情境。灵活生动的教学应结合案例、项目以及不同的角色进行。 1.3、Simulation——实践交互模拟。任何软件开发都需要按照相应的流程重复进行,不是一次就能完成的。因此,有必要组件相应的团队开发模式,根据实际需求对软件进行设计、分析、调试、编码与培训。 1.4、Evaluation——能力评估。以课程能力图表为前提,引进各种评价体系。可以采用笔试、口试、现场测试与答辩等多种形式。课程设计实训需以作品质量与个人在团队中的能力相结合进行考核。实训可以采取虚拟货币工资的形式对学生进行考核。顶岗实习的考核需以企业管理人员的评价、相应成果作为评判标准。 2“TESE”教学模式的实践 2.1实施。(1)合理配置资源,主要包括:软件与硬件环境配置、师资配置。我们需要针对工作室与实训室配置硬件,同时,合理配置虚拟场景与实训项目等软资源。要有针对性的选配优秀教师进行进修和培训,保证他们能够很好地落实“TESE”实践教学。三是多项保障措施并举,切实加强过程管理。采用召开动员大会,成立实验小组,制定实施计划并执行,进行数据收集与信息反馈,加强经费保障,采用“走出去、请进来”的方式进行教师培训进修等多种举措,对“TESE”教学模式的实施进行科学管理。(2)教学过程与教学方法的选用。构建学生为主体的教学策略体系。要不断驱动案例或任务方式,真正构建出学生为主体的教学体系。通过各类引入各类竞赛,保证学生保持实际工作状态,这样可以很好的调动他们的创新热情,激发他们上进心。(3)采取多种措施,加强过程管理。通过不断地宣传,成立各种实验组来制定相应的计划。还需采取多种措施保证教师进行相应的进修于培训,从而保证该教学模式的推进。 2.2评价。“TESE”效果需要由学生、教师与社会等多角度进行评价。恶声评价侧重于教学发放与过程以及策略。教师评价应侧重于该模式是否可行、科学、效果与学生专业能力培养效果等方面。社会评价的主题主要是实习企业与各种技能大赛的主办方。 2.3效果。通过一个周期或者多个周期的实践,可以在很大程度上提高学生的团队合作能力、软件开发能力,同时还能很好的提升学生的职业素养。通过各种软件大赛或者用工单位的评价来确定“TESE”教学模式的实用价值。 作者:贺体刚 单位:湖北省荆楚理工学院 计算机科学与技术论文:高校计算机科学与技术教学论述 一、计算机科学与技术教学的培养要求 计算机科学可以运用在各个领域,技术教学亦然;计算机科学在社会经济发展的影响下任何方面的更新周期都会变短,技术教学亦然。这显著的特点使得高校计算机科学与技术教学等方面的专业人才,必须具备多项知识结构,必须将他们按照专业的培养目标和定位来进行归纳。它们主要有一下几种:人文社会科学知识、数学物理知识、从事计算机软件、信息技术应用、计算机网络等方而的专业知识及相关领域知识,并学习和探讨这些领域的开发及应用的关键技术。作为计算机科学与技术教学专业的学生们来说,必须具有以下几项要求:第一,最基本的便是掌握好本专业的基础知识和理论,他们是发展计算机科学的前提;第二,必须具备专业学生掌握并分析系统软件的主要的设计能力;第三,对于网络系统方面,学生们必须学会对其进行运用、管理与维护方面的初级计划;第四,学生们在具备基础知识之后,还必须掌握计算机科学的实际运用的方法,学校在此基础上培养出具有高素质的人才;第五,学生们要时刻关注计算机科学与技术教学的最新情报,掌握它们的发展方向,将自己的学习情况与时展进行同步等等,多方面的培养专业素养与道德品格素质。 二、计算机科学与技术教学的整合与优化 首先,需要完成对两者的定位,确立正确的教育模式。高校计算机科学与技术教学对于学生们的实际操作能力与整体的素质有一定的要求,所以以此作为制定培养目标的前提,就必须使其具有扎实的专业基础知识与基本的知识与技能,而且能够举一反三,将其运用在实际的计算机科学的技术教学中,以培养出高级全面的素质人才作为终极目标。计算机科学与技术课程体系的构建。我国各高校必须能够找寻学生们自身的特点,为他们制定适合自己的教学模式,努力培育学生们的动手学习等方面的积极性,计算机科学与技术教学的整合与优化,一方面使得学校培养出更多的社会需求的人才,同时在另一方面提高了学校的教育整体水平。其次,需要对教学的内容进行改善。分析新时期人才市场的情况,可以发现计算机科学是十分重要的学科,在进行技术教学的时候必须能够将不同类型的学生进行专门的有针对性的培育,在完成教学目标的前提下,能够更好的拓宽学生们的眼界,计算机科学与技术教学将专业课程与教师教育课程以及两者的基础课程进行整合与优化,让学生学习到不同的内容,将教学的内容变得更多样化。所以高校的教师们可以将将学生们带入更多的领域中,让他们根据自己的爱好与特点选择想要学习的专业,为社会培养出一大批专业性强知识面广的高素质人才。最后,学校要更加具有开放性,能够与更多的企业进行双向交流。我国大部分高校还是与社会具有隔离性,是学生们缺乏社会实践经验,对于未来步入职场具有很多的阻碍,不利于学生们能力的提高与创新思维的产生。计算机科学与技术教学必须能够开设更多的与社会有联系,与企业有关系的实践课程,扩充实习基地的数量,提高实习基地的质量,积极的加强双方之间的联系,采取双方共赢的方式,共同进步。 三、结语 高校计算机科学与技术教学的整合与优化,希望学生们能够接受更好的教育,为社会培养出更优秀的人才,是一件对社会与学校还有学生自己来说对十分有益的事情。学校要设计出更合理的教学模式,学生们也要更加努力的充实自己,社会也需要给予高校更多的扶持,实现高校计算机科学与技术教学两者更大的发展。 作者:韩冰 单位:河南艺术职业学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展趋势 1深度发展计算机科学与技术 计算机的深度发展就是实现计算机的智能化。计算机人工智能化发展研究的课题主要有如何更好地实现人机互动,如何将网络上复杂的信息为己所用等等。人工智能的关键在于智能方面,计算机智能化以后,会具备多种感知能力,具备只有人类拥有的逻辑思维能力,到那时人类才算真正实现了人机沟通。虚拟现实技术领域的发展使得人类通过交互设备获得身临其境之感,同时百年存储器的发明使永久存储信息不再是梦想。 2计算机科学技术的具体发展趋势 近年来,人们紧盯着硅技术,使得硅技术的发展逐渐进入一个枯竭的状态,计算机科学家不得不把目光放到新技术的开发上,在这个背景下,各国的研究人员纷纷开始注重纳米计算机、量子计算机、光学计算机等新型计算机技术的研究。计算机的发展从来没有让我们失望,每隔几年,计算机领域就会出现一次大的变革,因此我相信,未来,新型计算机也会进入人类的视野,并得到广泛运用。计算机技术的发展从近几年的研究成果来看具体有以下几个发展趋势: 2.1计算机的运算速度将会大大提高 近年来美国人发明了一种能够使电脑运算速度获得大幅提高的新技术,这项技术是通过空气的绝缘性来完成的。时间研究表明计算机的运行速度主要取决于晶体管和芯片之间信号的传递速度,根据这个特点美国纽约保利技术公司的研究人员发明出一种新型电路,这种新型电路的芯片主要靠由90%的空气组成的胶滞体进行连接。因为空气的绝缘性质,使得这种胶质体在连接时不会吸收信号,所以传递信息的速度能够大大提高。这种导线可以直接安装不需要再更换芯片,而且还能够节约成本,降低电耗。这种导线最大的优点就是能够提高计算机的运行速度,它的缺点在于散热效果较差,无法及时排出热量。目前美国太空宇航局正在测量这种导线能否承受太空失重,如果试验取得成功,空气胶滞体导线将会广泛应用于计算机中,到那时计算机的运算速度将会获得大幅度的提高。 2.2以光为传输媒介的光学计算机 光学计算机主要以光作为传输信息的手段,这种计算机拥有传统计算机无法比拟的优势。①众所周知,光的速度非常快,以光作为传输信息的手段能够大大提高信息的传输速度,而且光具有一定的频率和偏振特征,能够使得计算机传输信息的能力获得提升。②光不需要导线来进行发射,所以就算光与光之间产生交汇也不会有任何干扰。③在智能水平上,光学计算机比电子计算机高出很多。由此看来,光学计算机是一种具备超高优势的理想计算机。世界各国早在20世纪90年代就开始了光学计算机的研究,并且在这上面投入了很大的人力、财力、物力。有美国、意大利等六十多个国家研制的光学计算机不仅有着相当高的运算准确率,而且运算速度也比电子计算机高出1000多倍,除此之外光学计算机还有不受温度控制、存储量高,适应能力强的优点。 2.3量子计算机 近年来科学家在量子计算机领域取得了一定的研究成果,例如美国在量子计算机领域完成了4个锂离子量子的缠结状态,这也标志着人类在量子计算机领域的一大进步。纳米计算机顾名思义就是运用纳米技术研制的高性能计算机,这种计算机的内存芯片只有人类一根头发丝的千分之一那么大,其体积也只有几百个原子大小。纳米计算机体积小、存量大、造价低、性能好。未来,如果纳米计算机研制成功,那么它将会取代芯片计算机,这也标志着计算机的研究领域再次取得质的飞越。 3计算机科学与技术快速发展的原因 3.1时代的变化与需求 二战时期,人们对信息处理的需求较大,因此在计算机领域投入了相当大的人力、物力和财力,这在一定程度上促进了计算机的生产与诞生,人们对计算机的研究也逐步深入。现阶段,政府、军事、各种尖端设备、各类研究领域都离不开计算机,对计算机的运行速度和存储量的要求也越来越高,计算机也逐步走向民用化。因此,计算机需要不断发展才能满足国家和人民日益增长的需求。现阶段,如果企业能够领先竞争对手创造出新技术,这就意味着企业创造了更多的利益,在这样的利益驱使下,许多企业纷纷在计算机领域投入更多的财力和精力,这同样也促进了计算机的大力发展。 3.2计算机科学与技术信息共享的发展基础 现阶段,信息共享是计算机发展的基础,各界人士根据共享的信息可以更快的获得技术与资料的支持,推动计算机科学与技术的发展。并且信息共享使得开发周期减少,计算机的研究质量也能获得提高。 3.3计算机的理论基础使得技术发展 研究人员对计算机的研究与试验越多,得到的理念与涉及的灵感也越多,在具体的实践中就可以运用这些理念。理念要经得起实践的检验,同样实践也可以促进理念的发展。在实践中难免会出现一些错误,对这些错误进行总结和归纳,就能够促进计算机技术的革新,新技术的发展同样可以催生新理念的诞生。当新技术转化为人们手中使用的产品,对相关技术的诞生也会起到促进作用,例如计算机辅助设计的应用促进了计算机软件与芯片的新技术的开发。 4结语 以上是笔者对计算机科学与技术的发展趋势所做的总结,并分析讨论了计算机获得快速发展的原因。未来计算机的发展会朝着多元化、高效化、智能化的方向进行。如今,计算机已经渗透到老百姓生活的方方面面,渗透到政府的日常工作,渗透到各个科学领域的课题研究。计算机改变了我们的生活方式,丰富了我们的生活内容,我们越来越离不开计算机,计算机已经逐步成为我们生活的保障。未来计算机的发展将会日新月异,研究者们也会在计算机领域做出更多的努力。 作者:高飞 单位:华中光电技术研究所 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术人才培养模式 1计算机科学与技术专业存在的问题 传统计算机科学与技术专业以算法理论为基础,专业人才需具备扎实的算法知识与研究能力。因此,在传统计算机科学与技术专业教学中,强调的是对学生学术造诣与研究潜力的培养。 1.1学校专业定位调整不及时 近年来,虽然信息技术不断发展,但是高校计算机科学与技术专业教育却没有实现与时俱进,始终停留一个较为落后的阶段和水平。学校对专业的定位,严重脱离市场需求,这也成为导致毕业生出现就业困难的重要原因。 1.2落后的教学方法与内容 因为计算机科学与技术专业这门学科的发展速度快,从而其更新速度也非常快。在这一现状中,中国多数高校并没有结合学科特点及时有效地改进和调整教学方法与教学内容。 1.3教学中对实习实践环节的不重视 高校传统落后的教学观念根深蒂固,在此观念的影响之下,高校计算机科学与技术专业教学中,对于学生的实践能力、操作能力以及相关的实习活动,并不重视且没有落实到实处,从而导致教学中理论知识与实践的脱离,从而导致毕业生不能适应社会和用人单位的需求。 1.4学校师资建设不完善 通过实践我们发现,在多数高校中,从事计算机科学与技术教学的教师主要以理论知识传授型为主,而且长期以来他们从事理论教学工作,对于与学科相关的研究极少参加,甚至也很少参加相关的技术实践操作活动。在课堂中,他们向学生单纯的传授理论知识,很大程度上决定了学生的学习模式,直接或间接的造成学生在实践操作方面的能力严重不足。此外,在教学中教师的综合素质与专业水平相对不高,对于自身的职业发展缺少合理、科学的规划。学校师资建设的不完善,导致了高校计算机科学与技术专业教学水平的落后。 2计算机科学与技术改进的重要举措 2.1对传统教学观念的创新改变 在高校教学中,一切活动的开展以教学观念为基础,并且以此作为指导思想引导教学活动的顺利开展。传统计算机科学与技术专业重视传授理论知识,关注学生学术能力的培养与潜能的开发,使学生形成一种接受性的学习。随着信息技术的发展,这种教育观念已经不能适应现状。特别是以职业化为主的高校,教学中如果只是重视培养学生的理论知识,那么与社会急需应用型人才的理念背道而驰。传统计算机科学与技术专业在教学观念中,对学生的实践与实习并不重视,学生动手与操作能力不强。基于此,为社会和用人单位培养适宜的应用型人才,首先就需要从改变传统教学观念开始,通过不断创新发展的教学观念以适应时代的发展和需求。 2.2传统教学体系与课程设置的改革 对传统教学体系的改革创新,应当实现以人为本,全面提升学生的综合素质能力,注重理论知识与实践的结合。这一创新教学体系的应用,可从学生素质能力所欠缺的方面有针对性的培养加强,保证学生在学习过程中保持良好的心理素质,提高学生的沟通、分析能力。关于高校课程设置的改革,学校可根据社会分工对其进行细化设置,将计算机科学与技术专业的相关课程以必修课与选修课进行划分,让学生结合自己的研究方向灵活的选择课程。对教学课程的设置将极大提高学生学习的自主性与积极性,提高和培养学生学习规划能力,并在激烈的社会竞争中做出准确的判断与选择,最终脱颖而出。 2.3加大力度开展校企合作模式,建设培养学生实践操作能力的实习基地 在课堂中,学生对理论知识的学习程度再高,若不能及时通过实践活动进行强化与巩固,那么也很难保证学生能够全面的理解和掌握知识。因此,高校应当积极寻求各种途径增强学生实践能力的培养和提高。其中校企合作模式不仅能够为学生提供实习和实践的机会,而且也为企业提供了技术支持与优先选择人才的机会。通过校企合作,学生在相应的工作岗位中,深入的理解所学理论知识,并且与实践的结合了解信息技术的发展趋势与市场未来发展动向,不断开阔眼界,提前做好从学生到步入岗位的角色转换。当然,在条件允许的情况下,学校还可以组织学生参加与计算机科学与技术专业相关的研究,以此激发学生的学习兴趣和热情,积极主动的投入到理论知识的学习中。 2.4学校重视构建理论知识与实践能力兼备的双师型师资队伍 教师在教学活动中起到了重要的作用,因此培养应用型人才,对师资队伍建设提出了更高的要求,要求教师不仅具备理论教学能力,而且在项目设计、开发应用方面具有较高的能力。由此,高校要重视构建双师型师资队伍建设。一方面,在教授课程能够深入的把握知识要点,并且讲解过程中能与应用实例结合,将问题分析的更透彻、清晰,便于学生的理解。 3结语 随着计算机信息技术的广泛应用,在我国计算机科学与技术以及应用也得到普及,但是当前多数毕业在应用能力、开发与设计能力等方面存在着严重不足,无法将所学的理论知识灵活的应用到实际工作中。对此,文章从多个方面对这一现状问题详细分析,并针对具体存在的问题从学校体系、课程设置以及师资建设等多个方面提出解决对策,以此保证和实现高效能够培养出满足社会发展和用人单位需求的计算机应用型人才。 作者:刘博 单位:河南检察职业学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术专业规划研究 一、专业实践环节没有建立合理的管理、激励及评价体系 由于学院缺少对思维过程的评价,导致学生只看重结果,而忽略过程的重要性,也不可能促使学生注重科学探究的过程,容易于形成一些似是而非的认识与习惯,限制学生解决问题的灵活性和创造性。造成部分已经有的实践教学不能很好地执行,没有真正发挥专业实践教学的重要作用。总结出问题所在,我们进行了计算机专业实践教学体系的设计,提出在实践教学体系的应用方案,并且指出在实施实践教学过程中必须特别注意的问题,希望能够与应用型人才的培养目标相同。依据计算机技术专业的要求,围绕着专业,结合各门课程特点,我们对计算机实践环节进行了相应的改革尝试。 二、面向问题找到计算机专业实践教学方案 1.制定明确的培养目标和实践教学大纲,独立院校计算机专业以理论知识以“必须、够用”为度,有一定的专业认识能力和抽象能力、具有较强的设计能力和实践能力。与自信、创新、吃苦耐劳精神品质为培养目标。专业教师也需要对人才培养目标进行认真理解,以此作为教学导航。在制定实践教学大纲时,不能向以往一样只罗列出知识点,必须在提出典型应用的项目及项目分解的任务,纳入计算机前沿知识,从而培养学生思考、解决实际问题的能力。在进行具体任务操练时还需指明课程群中各课程间的联系,以及实践环节中对综合项目的实际作用,并要求提供全面、专业的参考资料。在实际操作过程讲解中要增加对学习方法的引导,引导学生主动学生、高效学习、快乐学习。我们对已有的专业课程实验内容进行整合,突出联动性和任务性,对任务的难易进行相应的分类,加大设计性实验的比例使实践教学活动改变过去演示性和验证性的现象。 2.制作出严格规范的实践流程。实践性环节与理论授课相差甚远,要改变传统课堂教学模╟╟教师中心,强调以学生为本,通过对项目内容的深层挖掘分析,对任务的恰当安排,充分调动学生参与实践项目的积极性,让学生真正成为教学中的主体。实践流程的实施一般包括:项目的收集,任务课题的拟定、任务课程的实施步骤、学生设计与开发、提交、评阅、总结等。教师的引导要从收集到总结,穿插在每个实践环节之中;利用网络及参考资料辅助学生搭建项目知识框架、划分出重难点,引导学生发现任务中的问题,引出一些开放性的问题,由学生去自主探究,让学生发挥更大的潜能。每个实践环节的具体任务都要明确要求,使教师的引导和学生的做都有统一的标准。实践操作的实施主要体现出对学生操作能力的培养,以及对产生相应的文档资料的编写能力。 3.挖掘适合的实践项目作为计算机专业课程群中的主干基础课程。计算机专业中课程群的实践教学项目,不要仅限于课程本身,而应尽可能地与课程群内其他课程相关知识点贯穿起来,形成一个综合的、科学的项目。当学生在完成某一主干课程实践任务时,能复习或了解先前学习的相关课程,并在本课程的学习和实践中,能通过本课程任务进行综合理解,知晓本课程在计算机专业课程群中的地位与作用。这样就要求实践项目既要锻炼学生对本课程知识的掌握,更需要给学生理解本专业实践设计整体知识体系的网络。引导学生在操作过程中认识计算机专业本身的规律,让感性认识升华为理性思维,可以达到举一反三之效果。满足就业岗位需求。 4.制定合理有效的考核制度。考核对学生起着至关重要的导向性作用。考核不仅能体现教学效果,发现教学中的问题并进行有效改变;同时也能够评价学生的知识体系及操作能力,从而促进学生积极学习,激发学习兴趣。对实践教学的考核应分层分类的进行,过程考核与综合考核相结合,课内考核与课外考核相结合。重点考核学生的分析问题、解决问题的能力。在具体课程实施过程中,在每一个单元中设置考核评价环节,考核内容,评分要求、评价方式非常明确,将学生态度也纳入考核内容。过程考核占最终成绩的60%,综合考核点最终成绩的40%。总而言之,在完成综合项目及各项操作任务与考核任务过程中提升技能、增长知识、学以致用,同时也学会学习、养成良好的习惯,让每一位学生终生受益。独立院校在科学、严谨的教学制度下能够培养出具有真正的实践动手能力,具有自我可持续发展、终身学习的能力,成为真正德技兼备的高素质人才。 作者:许志英 单位:绍兴文理学院元培学院 计算机科学与技术专业实践教学综述 一、当前的计算机教学条件限制教学质量 当前由于很多高校的发展不均衡,开设计算机课程的条件也不同,特别是计算机的硬件设施不能够满足当前学生的教学需要。如果计算机教学的硬件设施配备不上,学生就不能在很好的多媒体教室进行计算机操作练习,学生的操作技能不能得到很好的训练。此外,学校受条件的限制不能开展丰富的课外科技活动,学生不能形成良好的学术研究氛围。 二、计算机科学与技术专业实践教学体系的构建 1.计算机科学与技术专业实践教学体系的构建原则 为了更好的开展计算机科学与技术专业实践教学,我们学院结合自己的实际情况,构建了计算机科学与技术专业实践教学体系的基本原则如下:(1)体系构建的目标:培养高级的专业应用型人才(2)体系构建的规范化:计算机科学与技术专业实践教学体系的构建必须与人才的培养计划相一致,并且对各个实践教学环节进行规范,使实践教学具有较强的科学性和实践性。(3)体系构建的整体化:根据计算机科学与技术专业人才培养的目标和特点,按各实践教学环节的作用,与课程体系改革相适应,运用科学的方法构建实践教学体系,使体系内的各个环节协调统一,贯穿于计算机科学与技术专业的全过程,并分层次逐步深化提高。 2.计算机科学与技术专业实践教学体系的构建 根据计算机科学与技术专业实践教学的构建原则,我们学院的实践教学体系由五个部分组成,分别是课程实验、教学实习、课程设计、社会实践和创新创业。(1)课程实验:课程实验是通过对学生的某项专门能力或技术应用能力进行训练,使学生在该领域的工作能力、操作能力、技术应用能力等都得到大幅度提高。具体教学内容包括引导学生掌握基本实验技能和方法,将整个学科知识贯穿起来,促进学生科学思维和创新思维,并通过模拟生产项目培养学生解决实际问题的能力。(2)教学实习:实习是每个高校学生在学习一门学科时所必须的,因为通过实习可以对所学知识如何在生产生活中进行应用有充分的了解。具体可以学院内部组织学生进行实习,学院联系单位学生进行实习,或是学生自己联系单位进行实习,并撰写实习报告,教师通过学生的实习报告对学生的实习结果进行鉴定。(3)课程设计:主要内容包括课程设计、综合设计及毕业设计等,通过课程设计使学生能够把在课堂中所学的理论知识灵活地应用于实践中,提高学生解决实际问题的能力、基本的科研能力和社会责任意识。(4)社会实践:社会实践的内容主要包括学生社团、勤工俭学、学术讲座、社会服务等。通过这些丰富多彩的社会实践活动,可以让学生深入了解社会,并提高自己的对综合素质。(5)创新创业:我们学院在进行计算机科学与技术专业实践教学改革的过程中,主要通过采取开放实验、科研科技活动及创业大赛等活动对学生实施创新创业教育,并在具体的实践过程中取得了较好的结果,学生的动手能力、创新能力和理论联系实际能力等得到了较大提高。 三、结语 在具体的实践中已取得了较为显著的效果,但计算机科学与技术专业实践教学体系构建是一个长期的、系统的工程,需要我们在今后的教学过程中不断地实践并进一步构建和完善,从而为学生提供更好的实践环境,全面提高学生的综合素质能力。 作者:甘赟 单位:海口经济学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术特色实践与思考 1培养目标 计算机科学与技术的积累和发展,对社会的影响巨大。针对计算机专业人才需求,已成为国家未来发展的重中之重,因此高校将计算机专业化人才培养方案作为战略标准,来衡量一个学校综合实力。以计算机科学与技术为前提,利用软件技术为工具,培养具有扎实的工程实践能力、技术创新能力和良好团队协作能力的计算机特色专业化人才,是高校计算机科学与技术特色专业建设的目标。计算机科学与技术专业可培养软件设计研发、计算机硬件、信息化应用工程类及IT研究型专业人才。从市场需求来看,计算机行业需求较多的是高级软件工程师、支持工程师、硬件工程师、软测试工程师及项目经理。 2计算机科学与技术特色专业建设现状 目前国内大多数高校计算机科学与技术专业建设,重理论轻实践,理论体系越来越庞大,专业特色越来越不明确。总体来看主要存在下列问题。2.1实践能力培养欠缺大多高等院校注重理论知识的学习,庞大的理论体系包含了从计算机基础到数据库、高级程序语言等繁多内容,过于宽泛有失重点,而留给实践的时间非常有限。加上高校实践教学资金不足,当前实训基地不能满足学生实践能力的培养要求。2.2专业特色不明显计算机科学发展迅速,但大多高校的教学大纲却几年都不更新,因此缺乏专业特色,有的学校甚至采用延续十几年的讲义,学科发展严重滞后,无法顺应形势。培养出来的学生好像都懂却又都不懂,步入社会后适应能力差,对所学专业失去信心,无法满足高校向社会输送优秀人才的需要。2.3招生状况逐年下滑计算机专业兴起之初优势明显,随着计算机的普及,社会对计算机专业的整体认可度呈现下滑趋势,但与此同时,社会对计算机专业人才的要求却越来越高。就业市场对毕业生提出了更高的要求,既要有专业扎实的基础,又要具有较强的实践能力,同时还要具备沟通、合作、吃苦等优秀品质,因此就业形势非常严峻,对高校的人才培养提出了相当高的要求。 3计算机科学与技术特色专业建设的思考 3.1科学准确的专业定位高校要结合所在区域和自身特点,制定独特的人才培养目标,避免盲目照搬照抄。例如,矿业类高校在学科建设上可融入矿业特色,石油类院校可定位于石油系统的计算机应用。这样有利于得到行业和地方的支持,培养的毕业生也容易融入社会。3.2加强师资队伍建设加大人才引进,拓宽渠道引进高层次的专业人才充实教师队伍,另外加强青年教师的培养,鼓励青年教师积极参与教学研讨,给青年教师配备经验丰富的教学导师,帮助其尽快适应教学,并尽早成熟形成自己的教学特色。教师队伍的师德建设也是当前高校需要重点研讨的问题,当前的社会风气或多或少影响到了高校,盲目追求利益的思想在学校蔓延,导致很多教师将主要精力放在盈利的项目上,忽视了对教学的研究。因此加强师德建设,努力营造教书育人、爱岗敬业的氛围,提高学校的教学质量。3.3拓展实践方式传统的实践教学方式单一,实践能力得不到培养,与付出的时间不成正比。因此需要在日常的教学中,探索实践的新方式,例如利用课程设计的机会,鼓励学生在合作企业完成设计课题。利用电子设计大赛等竞赛活动,鼓励全员参加,再通过评比评选优胜参赛。3.4健全保障体制成立领导专业化建设小组,制定特色专业建设计划,并跟进落实,保证建设项目有序进行,提升高校整体教学水平。 4结语 伴随着计算机特色专业人才市场需求的增加,高等院校计算机科学与技术特色专业教学管理是提升高校管理水平的必然要求,建立科学完备的专业化教学体系是专业化建设的关键。培养具有扎实的专业实践能力、一定的创新能力和良好的团队协作能力的计算机专业综合型人才,是高校计算机科学与技术特色专业的培养目标。 作者:李瑛 单位:贵州省黔西南州广播电视大学 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展微探 1来自于制造业发展的推动 制造业的发展进步也给计算机科学与技术的发展带来巨大的能量。在上世纪五六十年代,困扰计算机发展的最大因素就是制造计算机的材料品质低下效率很差,使的无法实现相关理论。出现了空有理论却无法实现的局面。但是随着制造业的发展,用以制造计算机的各种元件不断问世,集成电路和微处理器的革命性出现,都给计算机科学与技术的发展注入了强劲的动力,使其在短时间内得到了质的转变。 2来自于个人对于PC的需求 在计算机逐渐推广普及之后,越来越多的个人用户开始接触到计算机PC,并且开始了解其具体功能和一定的技术原理。随着社会整体的科技水平不断进步,智能化时代逐步来临,通过计算机PC进行办公、学习和娱乐,已经成为许多个体单位对计算机的需求。在未来,其对于计算机的需求将会更高。个人用户的不同需求,将成为计算机科学与技术未来发展的关键推动力量。 3计算机科学与技术的发展方向分析 3.1向更高的方向发展 计算机的未来发展,更高是不可避免。更高的要求就是计算机的处理速度越来越高,综合性能越来越高,其优秀在计算机的主频上得以体现。目前,英特尔公司已经开发出了晶体管数量超过10亿个的微型处理器,不仅如此,对于一台计算机来说,其不仅仅只是使用一个处理器。根据实际情况和需要,一台计算机可以使用成百上千个处理器进行并行处理,如此可以超大幅提升计算机的性能,使其具有超高的处理能力,能够满足任何计算工作的需要。当前世界上使用处理器最多的通用机达到了上万个处理器,由此可见,专用机的处理器使用数量将会更加庞大。向更高的方向发展,需要注意两个方面的问题,第一是构建高效的操作系统,保证各处理器之间的高速信息交换渠道;第二是加强计算机之间的协调配合工作。 3.2向更广的方向发展 在社会进步和经济发展的背景下,计算机已经走进千家万户,成为大多数家庭的必备产品,大大提升人们的工作和学习效率,丰富了其娱乐生活。但是,计算机的发展绝对不可满足于此,还应该朝着更广的未来发展。更广的发展方向主要可以分为三个方面。第一是大力拓展计算机科学技术的应用范围,使其更广地渗透到各行各业。目前计算机PC的普及率虽然很高,但是相关科学技术的普及程度并不高,诸多行业多缺少计算机科学技术的应用。因此,需要加强计算机科学技术在和行业的普及。第二是大力拓展计算机技术产品的使用范围,当前计算机产品主要被应用工作、学习和娱乐,这并不是计算机产品的全部,其还可以被运用到更多方面,这就需要相关科技企业细心分析大胆创新。第三是大力拓展计算机技术在其他产品中的应用,推动智能化生活的构建。诸如将计算机技术运用到洗衣机、冰箱等各种家用电器,构建智能化的生活环境。 3.3向更深的方向发展 更高和更广的发展方向主要是从外部推动计算机科学技术的发展,而更深的发展方向主要是从内部加强计算机科学技术的发展。具体来说,更深的发展方向主要就是向人工智能的方向发展。人工智能可以说是计算机科学技术发展的致高点,这里所说的人工智能并不只是简单的可以进行人机交互程序的机器,而是具备独立的思维逻辑,能够进行不受人为因素影响的逻辑分析。人工智能将成为社会的一次重大变革,需要足够的计算机科学技术来实现。 4计算机科学与技术的发展趋势具体分析 4.1生物计算机的发展分析 生物计算机的理念提出已经长达三十年了,但是其发展依旧缓慢,成果甚低。这主要是由于世界计算机科学技术人才依旧主要着力与传统计算机的发展,生物计算机缺少足够的人才进行相关研究。生物计算机的研究始于上世纪八十年代,其最显著的特点就是利用生物工程技术产生的蛋白质分子来构成生物芯片,再将其用于计算机。生物芯片的优点十分显著,其信息的传递是通过波的形式进行,运算速度相当于普通计算机的几十万倍,储存空间巨大,能耗极低,只占普通计算机的十分之一左右。生物芯片的这些特点,正是计算机技术未来发展所应该逐步达到的目标。不仅如此,蛋白质分子具有一定的再生能力,在生物计算机发展故障时,其可以通过自我修复排除芯片故障,极大地延长了计算机的使用寿命。目前,生物计算机的相关技术已经得到了初步的应用,证实了其所具备的高效性和实用性。诸如超微生物机器人,就是基于超微生物技术的研究成果。 4.2光学计算机的发展分析 光是速度极快的一种物质,或者说波。就目前的认知范围来讲,还没有任何一样物质的运动速度能够超过光速。所以将光作为计算机的信息传输手段,将可以极大提高计算机的信息数据处理能力。光学计算机相比传统计算机来说具有多个方面的优点,其数据处理能力远超传统计算机;其偏振和频率特性提高了信息传输能力;光的传播不需要导线,所以光学计算机内部信息数据不会产生互相干扰;光学计算机的智能化程度也远远高于传统计算机。光学计算机的研究起于上世纪九十年代,世界范围内诸多国家都投入了大量的人力财力物力来进行光学计算机的研究,并切实研发出来基于光学的计算机,其数据处理速度超出电子计算机一千多倍。光学计算机不会受到环境的限制,可以在各种极限环境下使用,加之抗干扰能力强悍,但从适用性角度来讲,光学计算机的发展前景不可估量。 4.3量子计算机的发展分析 量子理论近年来被广泛提及,其开始被逐渐运用到一些高精尖领域,计算机也是其中之一。基于量子理论开发量子计算机,具有极其重要的意义。量子计算机的运算速度极快,相关信息数据以量子形态进行传输和储存,能够极大地提高硬件使用率;量子计算机的信息安全度很高,基于测不准原理,量子态化的信息数据很难被拦截和破译,可以极大提高计算机的信息安全等级。目前,美国的研究机构已经实现了锂离子的量子形态缠绕,推动量子技术在计算机领域的应用向前跨进了一步。不过从量子计算机的发展历程来说,其仍然处于构想阶段,想要实现还存在技术方面的诸多缺陷。 5结束语 计算机科学与技术的发展历经百年,从一无所有直到今天的高度,离不开一代又一代科学家的努力。计算机科学与技术的未来发展需要明确更高更广更深的发展方向,结合一系列先进的科学技术,创新出更加优良的计算机设计构想,以推动计算机科学技术的发展。 作者:王科超 单位:河南工程学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的发展方向 摘要:随着我国经济水平的快速提升,科学技术得于迅速的发展,计算机科学与技术在人们的生活与生产中扮演着越来越重要的角色,极大地改变了人们的生活,促进了生产力的发展。因此,结合当前计算机科学与技术的发展现状,探讨了计算机科学与技术的发展趋势。 关键词:计算机科学与技术;探讨;发展趋势 在现代社会中,计算机科学与技术所发挥的作用是显而易见的,并且与我们的生活、工作、娱乐等紧密相连。通过人们的不懈努力以及多年发展,计算机科学与技术的发展趋势逐步从过去的单一化走到如今的多元化,从过去的封闭发展到如今的全球发展,正是因为计算机科学与技术的不断深入发展,才促使我们对计算机科学与技术的未来趋势充满了好奇和期望。 一、计算机科学与技术的发展现状 1.发展迅速,应用广泛。计算机科学与技术在科学技术的发展过程中发挥了重要的作用,在科技生产中,由于计算机技术的快速发展,极大地刺激了科技生产的发展,给科技生产带来了新的动力。而计算机技术通过在人们生活中和生产中的普遍应用,不断的加以完善和发展,技术得于更好的运用和创新,逐步的渗透到社会发展的各个领域,给人们的生活和生产带来了质的提升,对现代社会的发展产生了重大的影响。 2.走向专业化、多功能化。在当前社会中,走向专业化和多功能已经成为众多产业的一种发展趋势,计算机科学与技术也是同样如此,逐步的与各行各业的发展联系越加紧密。特别是在如今的信息化时代,通过对计算机科学与技术合理利用,对各行各业提高自身竞争力有着重要的作用。因此,基于人们对计算机科学与技术的重视,以及在社会各行各业的广泛运用,对计算机科学与技术的专业化人才的需求不断扩大,从而带动了计算机科学的专业化发展,通过专业化的培养,大批专业化的计算机科学与技术人才服务于社会发展当中。与此同时,单一性的产品随着经济的快速发展已经数据被淘汰,只有多功能的产品才能够满足当下人们的需求,正因为如此,计算机科学与技术迈向了多功能的产业链当中,更好的服务于人们的生活和促进各行各业的发展。 二、计算机科学与技术的发展趋势 1.智能化的发展趋势。在社会经济快速发展的驱动下,人们开始越来越注重便捷和效率。与此同时,计算机科学与技术的广泛运用,使得计算机当前所面临的处境就是需要处理的数据越来越多以及越来越大,不仅工序复杂,还在运行过程中所暴露的问题也在不断增多,面对当前社会对大数据的计算需求,普通的计算机技术已经已难以满足,已成了当下计算机科学与技术发展所面临的一大难题。但是,基于当前计算机科学与技术的发展趋势来看,必将经历层层突破,走向一个新的领域,未来的计算机将会是超导技术、光学技术、微电子技术和电子仿生技术相结合的产物。在面对大数据的计算需求,计算机可以在实际应用当中,通过独特的设计机构、平行技术等对各种数据乃至各种指令进行合理的分析,推动计算机科学与技术向智能化发展。同时,还将用智能化计算机取代人工进行生产,为人们提供便捷的服务,提升生产的整体效率,满足社会的发展需求。因此,在未来的社会发展过程中,计算机科学与技术必将走向智能化的发展趋势。 2.高性能的发展趋势。在当前大数据的驱动下,计算机需要处理的信息数据量将越来越大以及越来越多,社会各行各业对计算机的性能要求也随着社会发展逐步提高。而当前大多计算机都是通过采用与之相通用的芯片来完成相关操作,与发达国家相对比,还存在着明显的差距。为了给人们生活生产带来更加便捷的服务,必将提高计算机科学与技术的水平,特备是计算机性能上。因此,在计算机的发展过程中,高性能的处理系统必将成为重点探究对象,只有不断的研制出高性能的计算机技术,才能够更好的满足当下时展的要求。 3.体验式的发展趋势。社会经济的发生发展,人们的消费理念不断的在变化,更加讲究物质享受和精神享受。为了迎合人们的消费需求,社会各行各业展开了激烈的竞争,不断的改善服务理念,通过先体验,让消费者感受到产品的功能和效果后,在促使消费者购买。然而,就计算机科学与技术而言,它已渗透到社会发展的各个领域服务于人们的生活和生产,为了更好的服务于人类,以及及时的发展在发展过程中存在的不足,展开体验式的服务理念是促进计算机科学与技术向前发展的重要体现。因此,在未来的计算机科学与技术的发展过程中,体验式的发展思路也必将成为潮流。 三、结语 总而言之,计算机科学与技术的发展已成了我国当前社会发展的重要一部分,在未来的计算机科学与技术发展过程中,必将会有更多的高新技术不断涌现,服务于人们的生活和生产当中,促进我国社会经济的发展。 作者:林开斌 单位:海南师范大学 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的展望 一、计算机技术发展的整体趋势 高、广、深这三个字概括了计算机科学技术的整体发展方向,即使如今计算机科学技术如此迅速的发展,其发展的方向仍离不开这三个字。计算机技术向“高”发展的趋势主要体现在计算机的主频上,计算机主频的提高对于其性能的提高具有巨大的作用,随着主频的提高,计算机运行速度也会逐渐提高。目前为止,能够集成十亿个以上的晶体管的微处理器已经由英特尔公司研发成功,这标示着一台计算机可以使用多达几十、几百甚至更多的处理器进行并行处理。现如今性能最好的通用机就使用了多达上万个处理器,而专用机的并行程度甚至要更高于通用机。操作系统则是其优秀关键技术,主要包含两个方面,一是怎样能够高效地使计算机之间产生联系,使得处理机之间能够高速通信,另一方面是对这些计算机的有效管理,使计算机之间相互配合,相互协调。 随着计算机科学技术的飞速发展,计算机已经得到了广泛地普及,而计算机技术的网络化范围的扩大以及向各领域的渗透就是向“广”发展,可以想象,在数年之后,计算机将会出现在我们生活中的每个角落,无论是冰箱、洗衣机,甚至是我们所用的书籍都会出现计算机的身影,计算机将会成为我们生活中最常见的组成部分。深则指的是计算机技术向着人工智能的方向发展的趋势,智能在计算机中占据主要部分,同时具有感知能力和逻辑思维的能力就是所谓的人工智能,人工智能的发展将使得人与计算机的交流更加方便、灵活、快捷。 二、计算机技术具体的发展方向 从目前计算机科学技术发展的状况来看,未来计算机发展的具体方向主要有以下几个方面。近年来,美国纽约市的伦斯雷尔•保利技术公司的科学家研发出一种新型电路,这种电路的芯片是用一种包裹着胶滞体的导线进行连接的,空气的比例占了组成这种“胶滞体”的物质的90%,而空气恰恰是一种优良的绝缘体。经过研究得出,晶体管或芯片间信号传递的速度直接影响计算机运行的速度,保利技术公司研发的胶滞体导线,与目前所普遍使用的硅二氧化物导线相比,在信息传输的过程当中对于信号的吸收近乎为零,使得信息在其中的传递速度更快。 另外,伦斯雷尔•保利技术公司研发的导线对于电能的消耗也大幅度的降低且无需对计算机芯片进行改动。但其存在散热效果较差的缺点,保利公司为此研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即将装有液体的微型管道放在计算机电路当中,以此来吸收电路形成的热量。目前,美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验,如果实验成功,胶滞体导线技术将被推广到全球计算机当中,从而大幅提高计算机的运行速度。生物计算机采用由“蛋白质分子”组合构成的生物芯片,因为这种分子具备再生的能力,经过自我组合,它可以合成新的微型电路,正是因为这种生物芯片使得计算机具有了生物体的基本特征,所以这种使用生物芯片的计算机就被称为生物计算机。信息在这种生物芯片中以波的方式传递,运算速度远远高出普通计算机,且储存空间巨大,但其能耗仅约为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。 除了高速计算机与生物计算机之外,以光作为传输信息的手段的智能水平远高于电子计算机的光学计算机、量子计算机以及采用纳米技术研发的纳米计算机也是计算机科学与技术未来发展的几个具体方向。 三、应如何发展计算机科学与技术 唯有加大力度开拓应用,才能真正地推动计算机科学与技术的发展。实践得真知,没有实践,科学技术是根本无法发展的。我们要看一个国家真实的计算机应用水平,就是看计算机的应用是否得到迅速推广以及在国民经济中是否占据着重要的地位,在应用方面是否有从科学技术扩展到数据、知识和信息处理以及从军用扩展到民用。在计算机应用中,科学计算只占10%,而信息、数据处理等则占90%之多。大多数国家的计算机技术的发展,都是首先在军事上大规模应用,之后才逐渐转向民用。而从军用到民用的转变的时机以及转变速度的快慢,对计算机技术的发展具有重要影响。 作者:潘增欣单位:大连大学辽宁大连 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术人才培育体制探微 一、建设计算机科学与技术专业人才培养体系的方法 (一)构建多维分流的培养框架 多维分流的框架模式利于学校有针对性地开展教学与培养。对于高校学生来说,可以将他们通过横向与纵向的方式来进行分流,横向指的是为学生提供不同的课程选择方向,如软件工程、基础理论或是网络技术等,而纵向则是根据学生毕业后的计划来进行分流,如有的学生选择直接就业,而有的学生选择考研,继续深造。在一二年级学校可以统一开展计算机科学与技术的基础教学,三年级开始分流,有针对性地开展专业课程的教学,四年级则更多关注实习和毕业设计。 (二)深化课程体系改革 通过对课程体系的研究与改革,能够为计算机专业教学提供有效指导,为人才培养创造良好条件。在深化课程改革的过程中,需要做到以下几点:首先要对计算机科学与技术专业的基础课程引起足够的重视,通过线性代数、电子线路、大学物理等课程的学习来使学生形成抽象思维,通过汇编语言、数据结构、软件工程等必修课的学习来确保学生掌握专业思想与方法。其次,要从社会需求出发,根据计算机科学的发展来进行选修课程的设定。第三,要重视人文类课程的教学,使学生在正确的人生价值观指导下来开展学习活动,确保学生能够利用所学专业来为国家建设贡献力量,避免学生误入歧途。第四点就是要促进学生的综合发展,促使学生掌握更多其他学科的知识,涉猎如新闻、管理、教育类的课程,使学生成为社会需要的复合型人才。 (三)加强实践力度 计算机科学与技术专业的人才除了具备理论知识外,具备良好的实践能力也同样重要。学校在培养实用型人才时要把握以下几个方面:首先,要拓展实验教学,增加实验课程的比例。在实验课上让学生充分掌握基础计算机科学与技术,并根据社会发展需求来加强教学的实时性,加强LINUX、ORACLE等主流系统的实验力度。其次,要引导学生们多多参加各类计算机科技竞赛,使学生们借竞赛之力来灵活运用学到的知识,拓展视野,提高独立思考能力和动手能力,并通过此类竞赛来培养学生的创业意识。第三,不能忽略毕业论文的重要性,毕业论文是学生四年来学习成果的体现,能够在一定程度上反映学生的理论水平和实践能力。教师在进行论文指导时,要着重加强学生的分析、设计、运用能力,确保学生通过毕业论文的撰写来提升综合能力。 二、结束语: 通过计算机科学与技术专业人才培养体系的构建能够使人才的知识结构更加完备,更加符合社会的信息技术发展需求。作为社会及高校应该时刻把握教育目标,从目标出发来构建培养框架,深化课程改革以及引导学生加强实践,通过这些方法的运用来培养各类专业型的人才,促进计算机科学与技术的发展,从总体上提升我国的信息技术水平。 作者:姚霞单位:海南师范大学信息科学技术学院 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术的展望 1计算机科学与技术发展的专业化趋势 PC今天是如此的受欢迎,因为他的通用模块设计的推动起了决定性的作用,后来的个人电脑也不会牺牲的优点,但也会发扬,不仅要实现在内置的读卡模块,甚至提供多个外槽,供人们使用添加新的模块,提高性能或功能,使用起来,现在在一个笔记本PCMICA更接近一点。这个槽将使用PCI表达的接口技术,PCI表达具有高性能,高的可扩展性,可靠性高的特点,可扩展性好以及成本低的特点,它必将取代PC现在总线。在同一时间的热交换原理,我们可以设计机模块化的概念,下面是一些制造商戴尔,已经在组合WinHEC2002的概念表明,当我们需要一个功能,只需要给机器的功能提供了一个模块,可以提供的功能,无需关闭,因为它是现在我们使用的设备简单。也许未来的计算机将是一个密封的设备,所有设备将由其他USB外接口。但计算机卡通过PCIExpres总线,从而支持热插拔。 不是每一个工作都需要一个高性能的PC来完成,有时甚至使用高性能计算机也可能引起麻烦,因为高性能势必对高能耗的负面影响,高温和其他不良。未来的电脑因为工作不同,形状不同的性能。一般的PC将逐渐由专用设备(硬件和软件集成的计算机)所取代,以提高工作效率。如果你仔细看的话,事实上,目前在美国发生这样的变化,如彩票终端销售,在收银机的购物商场,银行终端等,都是为了提高项目的效率和降低成本,逐渐被广大PC逐渐演变。也许,这种趋势在我们的家庭生活,为“家庭控制计算机”将成为家居电气控制中心,为我们控制的家用灯,冰箱,微波炉,空调等。 2计算机科学与技术发展的智能化趋势 计算机已经变得越来越流行,各种家用电器也开始得到情报,这些现象将促进网络家电和电脑的过程中,家庭网络的分布式系统将逐步取代目前的单机模式,计算机可以通过各种各样的家电网络控制,家用电器通过互联网下载各种新的应用,以提高家电的功能,家电等性能的改善。还可以通过在家电网络远程控制,在办公室的时候就可以提前让家中的电器做好饭,煮好菜,开空调等等。人工智能的研究已经有很多年,人工智能是基于模糊逻辑,计算机可以对计划实施过程中遇到的困难,对最优解的自动选择。智能化最成功的应该是在航天技术应用,并有机会和精神已成功登陆火星,人不仅宣布再次进入外层空间的一步,同时,人工智能的成功,火星和地球的距离大约5576万km,即使使用无线电通信一个信号,来回需要6.2min,在火星上是没有出路的机器人实时控制。这就要求机器人本身具有一定的智能性,应对突发事件。随着计算能力的提高,民用计算机也开始有了一定的智能,帮助解决日常生活中的琐事,甚至出现了专门做家务的机器人,可以使人们花更多的时间学习,娱乐,通信等。 3计算机科学与技术发展的人性化趋势 作为未来人类的工具和家中的控制中心,计算机需要和使用人进行非常多的交流,才能更好为使用人服务。这就要求计算机和人之间的交流要人性化,才能让使用人真正乐意使用计算机。为了实现这一目标,在未来的交互式计算机将是多元化的,不仅可以控制,而且通过控制语言,或通过眼睛能控制。由于智能化的提高,大多数计算机可以自动选择的操作流程,过程不需要人的参与,因此软件的界面是越来越简单,使用起来像家用电器或移动电话的使用简单,人们不需要专门学习,甚至老年人可以运用自如。 因为家里和办公室的未来会有多台电脑,专门的计算机正变得越来越流行,所以电脑的功能和定位将更加清晰,这将使传统的电脑部,电脑制造商根据人们的习惯和使用范围使用,产生不同类型的计算机,以满足人们的要求。现在传统的台式机和笔记本,以及PDA的界限将变得模糊,计算机将根据工作分类。由于人工智能技术,机器人技术的迅速发展,有一天,传统的计算机和机器人将被合并,所以未来的计算机之间的差异可能比笔记本电脑和台式电脑,家用电脑可以在机器人或电子宠物的式出现在我们的生活中,使计算机将不再一一静机,但也参与了我们的生活。但也可能办公室电脑演变为办公室机器人和个人便携终端两个,工作人员的工作和办公室发出指令,由便携式终端,根据指示准备和处理日常事务的机器人,不需要人的干预,到那个时候,这个职业秘书可能出现的就业危机。 提高计算机的性能,能源消耗将增加,计算机在家庭生活中扮演着越来越重要的作用,运行时间会更长。为了不让计算机成为权力最大的电器在家里,技术人员和先进的方法,让计算机来减少能源消耗,如通过上述专业计算机,让计算机效率大大提高,能够与职业功能性能低的硬件系统,降低能源消耗。也可以通过使用新的架构,如使用“量子”,“光子”的“DNA”代替现有的硅结构的计算机,大大降低计算机的能耗。第二大功率的消耗———显示系统,也会因为LCD,OLED显示器的普及,而不再成为用电大户。 4结束语 今天,计算机已经成为现代社会生活中不可缺少的工具,作为一股潜在的发展技术来满足人们现实生活需要,在人们的日常生活的影响逐渐扩大,越来越多的对开发高效,智能化,多样化的趋势。一个更明显的趋势是网络渗透到各个领域,信息智能的全面发展和进步。计算机科学的发展及时,像一个科学的边缘,渗透到国家,社会,生活的各个领域,丰富了人们的社会生活,改变人们的生活方式,提高学习效率,促进社会文明的发展和时代的进步,我们是乐观的发展趋势计算机科学与健康技术,遵循其进步的脚印,让电脑科技带领我们探索世界的神秘和未知的未来。 作者:任青孙茜单位:四川电力设计咨询有限责任公司 计算机科学与技术论文:计算机科学与技术发展探索 1前言 随着信息技术的应用,计算机在各行各业的发展高效地促进了经营效率的提升。计算机在企业管理系统的应用实现了管理的信息化、及时性,增强了企业与员工之间的沟通与交流。借助计算机科学与技术,企业实现管理系统的信息化,使得企业与员工之间可以进行良性的互动,减少了信息交流的时间,提升了互动沟通的效率。企业可以根据不同的员工特征进行针对性的管理,调动员工的工作热情,可以有效促进企业的可持续发展[1]。与以往的管理方式比,计算机技术的成本更低、反映迅速等优势,解决了信息的单向传递、时间间隔长等问题,方便了人与人之间的沟通,满足人们对信息的要求。计算机的这种交流模式,弥补了传统企业管理方式的不足之处,推动员工工作热情的提升,方便员工之间进行信息和资源的交换,充分调动了他们主动探索消息的热情。 2计算机科学与技术的跨越式发展对企业的作用 2.1提高企业管理效率 计算机科学与技术的跨越式发展,对于企业的进一步发展具有重要的作用。为了适应当前社会激烈的市场竞争,企业应该借助计算机技术,实行现代化的管理方式,通过制定符合企业自身情况的管理系统,结合员工的个人信息和能力,获得员工工作的需求,从而提升企业的管理的质量效率。不同的员工由于自身所处的环境不同,需要有不同的管理模式以及工作计划,企业的信息管理系统应该根据不同部门和岗位的需求,制定合理的管理方案[2]。 2.2促进企业可持续发展 随着经济全球化的发展,企业纷纷应用计算机科学技术推动企业的可持续发展。在当前知识经济的背景下,能否科学利用计算机技术促进企业的效率提升,成为影响企业成败的重要因素。企业应该积极探索高水平的计算机科学技术,使得企业在激烈的市场竞争中保持不败的地位,为后续的发展积累力量。在市场环境发生变化的时候,只有能够快速适应市场环境的变化,才能够实现自身的可持续发展。 2.3方便进行人力资源管理 当前社会竞争的日趋激烈,企业先进产品技术发展与优秀人才吸纳方面存在着激烈的竞争。只有积极探索高水平的科学技术摒弃发展优秀的人才队伍企业才能够适应当代激烈的市场环境。人才促进企业发展的关键因素,是企业人力资源管理的重要组成部分[3]。通过计算机科学与技术的使用,可以实时了解员工的信息,对人才进行针对性的管理,促进企业的可持续发展。 3企业实施计算机科学与技术跨越式发展的措施 3.1加强与员工之间的交流,培养企业忠诚度 企业要想获得进一步的发展,必须注重与员工之间的沟通,获取员工关于工作反馈的信息。在当前的企业管理模式下,员工们管理角色已经有了很多转变,都倾向于主动获取信息,向企业阐明自身的要求。但是,企业如果要实现计算机科学与技术的跨越式发展,必须加强与员工之间的交流,培养员工的企业忠诚度。企业可以从以下几个方面着手:(1)通过建立企业内部的信息交流网络,如bbs论坛等形式,通过让员工在内部平台进行交流,可以实现企业与员工的良性互动。企业可以建立资料收集库对员工的信息进行归纳,从而获取有效的信息。(2)企业可以通过建立网上客户交流中心,对客户进行调查和访谈,使得有效信息在企业内部实现共享,提高资源的使用效率。(3)企业可以设立电子信箱,通过匿名的方式获取员工对企业改进的反馈。(4)为了实现企业与员工之间的良性的工作关系,企业应该建立现代化的管理系统,使得企业可以充分了解员工的工作状况,满足员工的个性需求,调动员工的工作热情,提升管理的效率[4]。 3.2加强对企业的管理调查 任何技术的发展都离不开实地调查和研究。因此,要想实现计算机科学与技术的跨越式发展,企业应该加强自身的科学管理,进行管理调查,加强企业管理系统的使用程度,从而开展进一步的深入研究。通过对企业进行管理与调查,可以帮助企业掌握全面的、具有针对性的信息,促进企业管理的科学化进行。在计算机时代,企业每天都会面临很多信息,如果进行分门别类的有效管理,进而从中制定出符合企业实际的管理计划,就需要我们队企业的客户和员工进行管理调查。企业可以利用内部的公司网站和bbs论坛等形式,对员工的需求信息进行整理和分析,还可以通过发送电子邮件的方式,了解具有针对性的信息。通过管理调查的方式,可以提高企业信息的质量和水平,促进企业管理效率的提升。 3.3充分调动员工的工作积极性 在当前市场环境下,只有重视员工的作用,充分发挥员工自身的能力与水平,调动员工的工作主动性,才能使得企业获得长足的发展与进步。企业在选取员工时,应该对人才的质量进行严格的审查,既要注重员工的职业素质,还要选取真正适合岗位的人员。此外,企业应该注重对员工进行培训,促进员工知识水平和技能的更新,提高工作的质量和效率。作为企业发展的重要影响因素,企业要想实现计算机科学与技术的跨越式发展,更应该充分发挥员工的积极作用,使得员工以饱满的热情投入到工作中去[5]。企业应该注重关注员工,倡导以人为本,注重人才队伍的建设,从而使得员工增强对企业的忠诚度。 4总结 计算机科学与技术不仅方便了人们的生活,还促进了市场经营效率的提高。随着计算机科学技术的进一步发展,企业在管理方式中应用计算机技术,可以优化企业管理系统,提升管理的质量,促进企业积极探索计算机科学与技术的跨越式发展。 作者:潘波 单位:河海大学文天学院
智能制造论文:制造智能技术的农业机械论文 1农业机械制造智能技术 智能化是制造自动化的发展方向,很多专业性机械制造智能技术已经发展到相当水平,而在农业制造领域,还在起步阶段。农业机械制造智能技术是专门研究产品的设计、生产、加工、销售、售后乃至维护维修的整个技术过程,并将提高产品质量、效益、竞争力作为最终的目标。农业机械制造智能技术包含了生产对象、生产资料、能源、人力资源、生产和质量信息等内容。其中,生产对象、生产资料与能源属于硬件范畴,生产和质量信息则是软件范畴,而人力资源则是两者都属于。在诸多的生产要素之中,人的要素处于主要地位。 2兵团农业机械制造智能技术现状及其与内地的差距 2.1兵团农业机械制造智能技术现状 近年来,虽然很多企业在农业制造业方面不断采用先进的制造技术,像北疆的科神数控设备已占企业机加工设备的30%以上,且已经引进了CNC加工中心,企业的机加工能力得到了很大提升。公司已经启用了企业资源计划系统(ERP),以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理和服务。南疆的天诚对企业设备也进行了较大投资,且已经在某些焊接生产线采用了焊接机器人,大大提高了产品的焊接质量和工作效率。但是这些进步与内地专业化农业及机械制造业相比,仍在许多方面存在着较大的差距。 2.2兵团与内地在农业机械制造智能技术上的差距 2.2.1管理 内地优秀的农业机械制造业广泛采用计算机进行管理,对于组织和管理制度的更新与发展都较为重视,并对生产模式加以完善,力求达到准时、快速、高效的生产制造。比如采用MES(制造执行系统),该系统包括计划排产、过程纠偏、质量控制、资源优化、数据采集、电子看板、ERP集成等模块。系统依据ERP或手工输入的生产任务,通过精细排产,得到可执行的工序级生产排程,并通过对生产执行过程的详细进度、用料、用时及质量等信息实时跟踪统计,以数字化的方式、智能化的形式直观地展现生产全过程。而兵团农业机械制造业采用计算机管理的水平还正处于起步阶段,大多数的企业仍然处于陈旧的经验管理阶段,是兵团农业机械的制造业发展步伐缓慢的原因之一。 2.2.2技术设计 内地优秀的农业机械专业化厂家对设计方面要求严格,且更新速度较快。由于大量采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),部分大型企业甚至已经开始脱离图纸进行设计和生产制造。而兵团农业机械制造企业,对于计算机辅助设计技术的使用尚比较局限,使用水平有待提高,兵团农业机械制造业技术发展推动力不足。 2.2.3制造工艺 内地农业机械专业厂家比较广泛的使用数控加工,许多新型的加工方法,例如:激光切割、高精密加工、复合加工技术等也得到广泛应用。然而这些新型技术在兵团农机制造企业基本没有应用,有的甚至还在企业议程之中,使得兵团农机机械制造技术仍然处于低水平状态。 3发展建议 3.1系统优化 农业机械制造过程中对速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求较高。在采用高速控制系统的同时又改善了机床的特性,使得机床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不仅仅指机械本身,还有群控系统的柔性,数控系统的本身就是采用模块管理的方式进行管理,裁剪与组合性比较强,能够满足用户的不同设计和需求;群控系统则是根据制作流程的要求不同自动进行修正和调整,使得群控系统的效能充分发挥出来。为了适应快速变化的社会市场环境,仅有柔性化是不够的,机械制造智能化也需要不断升级改造以适应当今科学技术的不断发展和提高,只有具备了智能化才能应对更加复杂的市场发展环境。 3.2多媒体技术的应用 在智能化的数控系统中要做到用户界面的图形化、科学计算的可视化与多媒体的结合和应用。用户界面是系统与使用人员之间的桥梁与窗口,由于使用人员的要求不同和专业性差异,给计算机软件的开发与研制带来了较大的难度,采用图形化用户界面后,使用者在使用时较为方便。科学计算的可视化可使可视信息直接使用,比如说图像、动画演示等。可视化技术的应用与计算机的虚拟技术环境结合起来,使智能化领域又进一步得到拓宽。而计算机、声像以及通信技术完整的结合便形成了多媒体技术,它使计算机拥有了综合处理数据的能力。多媒体在智能化数控领域中可综合化、智能化地处理信息,在现场监控系统中也有着重大的应用价值。 3.3体系结构的优化 在农业机械制造过程中,改善和发展体系结构较为重要。首先,企业数控机床占用比例应不低于50%,使智能制造系统应用效率达到基本要求。在此基础上集成企业CPU资源系统来提高集成度和运行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPRD、CPRD以及专用集成电路ASIC芯片的新一代PCNC数控系统,并应用LED平板显示器平台,以实现超大尺寸的显示传导和发散信息。采用增强集成电路的密度来改进性能,使组件的尺寸减小,可靠性提高。其次,硬件的模块化使数控系统的集成和标准化更加简单和方便。如显示器、CPU、输入输出设备、以及存储器等最基本的模块,都可成为独立的载体,在通过不同方法的组装、搭配以及减持和增加以便构成档次和功能不一的数控系统。最后,通过系统中心枢纽对机床进行网络化,通过机床联网的手段,可以在任意一台机床上进行多台操作,使不同机床的画面在同一台机床的屏幕上出现,实现对机床的远程控制或者是无人化操作。将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服系统、自适应控制动态数据管理及刀具补偿、动态仿真等高新技术融为一体,形成严密的制造过程闭环控制体系,使产品制作过程灵活多变,以适应当前农机市场多品种、多批次的市场需求。 4小结 农业机械制造智能技术的应用是农业机械制造业的发展趋势,该技术的推进将会给农业机械制造行业带来巨大活力,可大大提高产品的质量、效益和市场竞争力,较为有效地促进兵团大农业机械化的发展。 作者:黄春辉 李国祥 单位:新疆科神装备科技开发有限公司 智能制造论文:人工智能汽车制造论文 1人工智能在汽车制造业中的应用 概述制造业是国家的经济命脉,而汽车制造又是战略性支柱产业,它包括了整车、各种零配件厂等生产商,也包括了各地经销企业和销售企业。近年来,我国汽车行业面临着前所未有的挑战,原材料、生产、物流成本上涨、利润下降,以及国际经济形势的影响。因此,汽车企业可以运用具有智能分析功能的商务智能系统,通过分析历史数据快捷、及时地输出各类报告,预测未来的客户需求和销售趋势,在宏观上为企业管理人员提供决策依据。计算机人工智能技术发展到了今天,已经开始使用庞大的知识库来有效地取代人类器官或机构的记忆方法,近些年来很多的专家决策系统在考虑一定规则的基础上对人类的诊断和经验上的分析都能够做出很好的判断,甚至处于主导地位。这个系统可以很好地利用知识库,并从中挖掘出我们想要的问题答案、成功地寻找到其中的关联性,并提取相应的模式等。而实际上,这样的专家系统已经在很多领域都有了非常不错的应用,帮助很多企业在很短的时间内就做出相应的生产计划、调度计划、运输计划等,非常有效率,而且可以大大地增加收益,并很好地控制企业的人力成本。我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步。经过二十年余年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年,我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右,年销售额在20亿元以上。统计数据显示中国市场上工业机器人总共拥有量近万台,占全球总量的0.56%,其中完全国产工业机器人行业内规模比较大的前三家工业机器人企业,行业集中度占30%左右。其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主,年出口量为100台左右,年出口额为0.2亿以上。多年来我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位、劳动强度大、作业环境恶劣、焊接质量不易保证,而且生产的柔性也很差,无法适应现代汽车生产的需要。 1.1搬运机器人在汽车制造业中应用 汽车桥箱类零件具有精度高、加工工序多、形状复杂、重量重的特点。为提高其加工精度及生产效率,各重型汽车生产厂家纷纷采用数控加工中心来加工此类零部件。而在使用数控加工中心加工工件时,要求工件在工作台上具有非常高的定位精度,且需要保证每次上料的一致性。由于人工上料此类的工件具有劳动强度高、上料精度不好控制等缺点现在正逐步被工业机器人或专机进行上下料所取代。工业机器人具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化、自动化程度高等、突出的优势,与人工相比,能够大幅度提高生产效率和产品质量,与专机相比具有可实现生产的柔性化、投资规模小等特点。机器人智能化自动搬运系统作为减速器壳体加工的重要生产环节,虽然已经在国内重型汽车厂内取得成功的应用,但依然尚未普及。在国家经济建设飞速发展的进程中,重型载重汽车的生产能力及生产力水平亟待有一个质的飞跃,而工业机器人即是提升生产力水平的强力推进器。 1.2焊接机器人在汽车制造业中的应用 汽车行业的发展水平,代表了一个国家的综合技术水平,汽车工业的发展将会带动其他行业的发展。各厂商为了在日渐激烈的竞争中立于不败之地,必须率先实现焊接自动化。因此,今后除了如汽车、摩托车这样的大批量生产行业。一些产品多样化的企业,为了提高焊接质量,也将会考虑使用焊接机器人,如钢结构等行业,与此同时,对焊接机器人的要求也必然会逐步提高,如说对焊道的自动跟踪系统的需求会逐步加大等。作为焊接机器人和焊接机的专业生产厂家,OTC公司将继续为提高中国的高速、高效、自动化焊机做出自己的贡献。对于在汽车工业中的点焊应用来说,目前已广泛采用电驱动的伺服焊枪。日本丰田公司已决定将这种技术作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。 1.3装配机器人在汽车制造业中的应用 在国内外各大汽车公司装配生产线上被广泛采用的装配机器人。一方面使汽车装配自动化水平大大提高,目前,国外某些大批量生产的轿车的装配自动化程度已达50%~65%。另一方面,有效地减轻了工人的劳动强度,提高了装配质量并明显地提高了生产率。在汽车整车装配中,机器人不仅用于挡风玻璃的密封济涂覆、安装和车轮备胎、仪表盘总成、后悬梁、车门、蓄电池等部件的安装。 1.4喷涂机器人在汽车制造业中的应用 喷涂机器人在汽车制造业中可喷涂形态复杂的汽车工件而且生产效率和很高。多用于汽车车体的喷涂作业,如喷漆、喷釉等。除了上述机器人以外,汽车制造业中应用的机器人还有用于特殊加工的激光加工机器人用于部件形状测量、装配检查和产品缺陷检查的检测机器人,抑制尘埃粒子大小及数量的水切割机器人和净化机器人等。 2人工智能在汽车制造业中的进展分析 随着中国汽车工业的迅猛发展,机器人在先进汽车制造中的重要性也越来越凸显。机器人的产品应用广泛,覆盖焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管理等领域。在汽车行业的应用主要分为以下五大部分。车身系统中,采用虚拟仿真等手段,主要针对车身覆盖件不断开发出新的标准化、模块化解决方案,动力总成系统中,提供了涵盖汽车传动系统优秀部件,发动机、变速箱和传动轴的全套装配测试系统。在冲压自动化系统方面从卷材与堆垛到零件的码垛,从提供控制系统到企业ERP,从设计到生产支持与效率优化,拥有全面的工程能力,涂装自动化系统方面,以高柔性高精度的喷涂机器人来帮助客户提升涂装质量,减少生产废料,而在焊接自动化系统中,机器人比较典型的应用是电阻点焊、电弧焊,其最新一代机器人配套提供一系列高度人性化的软件工具。汽车工业的最大特点是产量大,生产节拍快,产品一致化程度高。消费者对汽车质量要求越来越高,是促使机器人应用越来越普遍的一个重要原因。机器人本身只是集装箱里的一个货物,随机器人的设备功能越来越精细,客户的思维在这时候逐渐走向成熟,在采购时不再单单考虑某生产工位的瓶颈,而更多地考虑到长期战略因素,如维护成本加入的高低,长期投资回报是否划算,服务涵盖地域是否广泛,响应是否及时,全球技术支持能力有多强,中期后期不同阶段解决问题的能力有多大等等。这时,产品本身的价格和意义相对弱化而长期的价值越发凸显。 3结束语 人类智能主要包括三个方面——“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。而人工智能是指由人类利用人脑特有的智力表现制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。人工智能在汽车制造工业方面的应用体现在问题求解,逻辑推理,自然语言理解,自动程序设计,专家系统等方面,这些方面就体现了自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械人类意识能力,强化控制自动化,因此人工智能在汽车制造领域将会大有作为。 作者:韩旭萍单位:陕西职业技术学院 智能制造论文:智能制造行业发展与人才需求变化研究 摘要:智能制造的发展给职业教育提出了加强培养信息化人才、技术技能型向知识技能型人才转型、单一技能向专业群技能人才转型、单学科向交叉学科人才转型等新的要求。 关键词:智能制造;人才需求变化;职业教育 智能制造最为突出的特点是可以有效的缩短产品研制的周期,提高工作效率和生产产品的质量,降低成本和能耗。智能制造是工业转型升级的重要路径和最主要攻克的方向,也是走向制造强国的必经之路。我国以及地方政府一直将大力发展制造产业作为未来产业政策导向的重点。2015年5月,国务院印发“中国制造2025”,实施制造强国战略,到2025年实现制造业重点领域全面实现智能化、产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。聊城市“十三五”规划中明确指出了要大幅度的发展智能制造,促进传统制造业的升级和转型,提高优秀竞争力。 一行业产业现状 (一)我国智能制造行业产业现状 装备制造业是为我们的国民经济提供必要技术装备的基础产业,关联度相当高、吸收就业的能力强、集聚技术和资金,是其他产业升级、技术进步的强有力保证和国家综合国力的重要体现。经过六十多年的高速发展,我们的装备制造业经济总量已经连续七年位居世界的首位。但是装备制造产业目前整体上仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段,例如国产机器人的精密减速器、控制器、伺服系统等优秀零部件还是需要依赖从国外进口,占到总生产成本的百分之七十左右。没有实际掌握优秀技术,对外依赖性强,重要零部件受制于国外。2015年以来,我国在政策措施、重大工程项目等方面加大智能制造推进力度,推动大众创业万众创新。2016年12月15日,在云栖大会上华中数控与阿里云宣布,双方要在云计算、大数据、物联网等领域的工作规划和实施方面达成合作,联合推动制造装备从“数控一代”向“智能一代”升级。《中国制造2025》已经正式拉开中国工业转型的大幕。《中国制造2025》规划纲要强调创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本,指出“完善多层次多类型人才培养体系,促进产业转型升级,培育有中国特色的制造文化,实现制造业由大变强的历史跨越”,种种这些意味着智能制造后续发展潜力的巨大。 (二)山东省智能制造行业产业现状 “十三五”时期是山东省转方式调结构、实施创新驱动发展战略、实现“一圈一带”发展战略历史时期。山东省“十三五”科技创新计划中指出,把握装备制造世界前沿技术和产业发展方向,立足我省良好的装备制造产业基础,以大型企业为龙头,加快发展自动化生产线集成技术和智慧工厂支撑技术、典型行业、高端装备制造、智能制造装备及智能化生产关键技术,推动装备制造向柔性、绿色、智能、精细转变,提升我省装备制造和智能化生产技术的优秀竞争力,巩固在高端智能制造和智能化生产技术方面的优势,实现高端装备制造业由大变强的转变。 (三)聊城地区智能制造行业产业现状 作为整体发展水平欠发达的聊城,工业发展正进入转型阶段。怎样抓住产业转型机遇,智能制造产业是一个重要的突破点。聊城作为济南都市圈副城市、山东西部经济隆起带中心城市,对加快推进实现“一圈一带”发展战略起到至关重要作用。聊城地区新能源和智能环保产业共有87家,其中规模以上企业48家,主要集中在循环经济和智能产品制造两大领域。从企业整体情况来看,主要体现四个方面:一是以高新技术开发区企业为代表的机电类行业,其智能化设备应用比较广泛。二是以日发织机为代表的纺织机械行业设备的自动化程度较高。三是以东阿阿胶为代表的食品企业自动化程度较高,但是一些关键参数的控制侧重于专家经验。四是以鑫亚公司为代表的机械加工企业设备均已实现自动化。聊城地区大部分规模企业已经实现设备自动化,但还未实现智能化管控。聊城工业发展正在进入迅速转型阶段,聊城产业的转型升级亟需大批量的智能制造、精密制造方面的高端技术技能人才作为支撑。 二发展趋势 我国“十三五”规划中先进制造的总体目标是:强化制造业优秀基础能力,构建企业业务系统及创新应用模式,推进制造过程向智能化、绿色化、服务化发展,提升装备智能制造水平。“十三五”规划中先进制造的重点任务是:制造资源数字化管控、智能工厂、全生命周期制造服务、智能机器人、3D打印、激光制造、高端成套装备、制造基础技术与关键部件、绿色制造。智能制造业由大走向强,工匠型人才紧缺成为软肋。同时,在“一带一路”国家战略和企业“走出去”背景下,急需培养能对接国际先进工艺流程、产品技术服务标准、管理手段与方法的人才。作为中原经济区东部优秀城市,2016年12月国务院批复《中原城市群发展规划》,该城市群的发展规划包括山东省的聊城市和菏泽市。聊城作为服务一带一路重要战略城市,加快聊城企业融入一带一路走出去的步伐,推动产业转型升级,同时也增加对具有国际视野的高素质技术技能人才需求,为此聊城市政府紧跟国家加快发展现代职业教育的战略决策,确立了“加快推进现代职业教育体系建设,构建鲁西技术技能型人才培养高地”的工作思路。以构建聊城现代职业教育区、实训实习产业区、产业服务区为优秀内容,打造聊城产业发展与职业教育深度融合的新平台、新高地,从而带动优质企业入驻发展,最终实现区域经济与产业的转型升级。作为聊城地区唯一一所高等职业院校肩负着为区域提供大量高素质技术技能人才和智力支持重任,也为聊城职业技术学院更好更快发展提供良好的外部机遇。 三人才需求变化 先进的信息技术已经与制造业紧密结合在一起,正在酝酿着新的产业变革,逐渐形成新的生产方式、产业形态、商圈模式,塑造新的经济增长点。智能制造涉及到的学科比较多,专业知识分布零散,涉及了高职不同的专业,这也对培养企业所需的专业人才提出的了更高的挑战。 (一)人才需求数量分析 人力资源和社会保障部《高技能人才队伍建设中长期规划(2010-2020)》中提到:2020年技能劳动者需求将分别比2015年增加近3290万人,其中高技能人才需求将增加约990万人。到2020年,全国技能劳动者总量达到1.4亿人,其中高技能人才达到3900万人,占技能劳动者的比例达到28%左右。根据教育部官网2012-2015年统计数据表明,十大重点领域年度人才总缺口最大的就是高档数控机床和机器人,年度最大缺口20万人左右。根据人才需求数量分析,智能制造业的人才供需状况仍为供不应求。 (二)人才需求质量分析 智能制造所需的专业知识分散在高职不同的专业中,培养适应智能制造生产模式的复合型人才对高职教育提出了新的挑战。产业转型升级还对不同工作岗位人才岗位能力要求有所变化。根据《中国制造2025》规划给出的相关政策,规划中明确了技术改造的时间表,2017年将迎来大范围的设备改造,制造类规模生产企业将有一半实现全自动化生产。技术工人既要有丰富的专业知识,又要具备熟练的动手操作能力和解决复杂问题的创新能力。随着国家有计划地进行传统制造企业数控化、信息化、智能化、工业机器人、3D打印等智能装备的普及,员工还要具备对企业生产过程的分析能力。 (三)人才培养对策 ①适应产业新形态,打造专业特色中国制造面临新产业形态挑战,智能制造专业群应围绕聊城有色金属及深加工、新能源汽车、化工新材料、高端装备制造业、生态造纸、纺织服装、轴承加工、食品加工8大产业集群发展规划,形成特色鲜明的智能制造专业群。 ②紧跟行业新技术,升级开发课程成立或加入工业机器人、3D/VR等与智能制造相关的联盟,了解新技术新进展新资讯,紧跟智能制造行业发展,开发特色课程。 ③提升国际新视野,建构师资团队打造一支具有国际水准、对接国际行业标准、具备行业影响力的师资队伍,为培养对接国际先进标准的高素质技术技能型人才提供基础。 ④借鉴国际化标准,持续改进质量打通学分互认,增加专业选修课比例,形成技术复合,适应智能制造产业机构的调整。 四结语 智慧制造的理念还在萌芽阶段,职业教育要做的是充分了解智能制造企业,用典型的智能装备为例,在教学的过程中结合企业的实际需要,有针对性的讲解,帮助学生了解前言科技和企业实际所需,开发专业的模块教学课程,和企业接轨,培养专业实用人才。 作者:刘倩婧 单位:聊城职业技术学院 智能制造论文:智能制造产业发展研究 摘要: 在第四次工业革命的驱使下,智能制造产业正在全球范围内孕育兴起,主要工业化国家发展智能制造立足本国的产业优势,并得到了一定的发展,其发展受制于各种因素的影响。本文分析了智能制造产业发展的影响因素、趋势和我国智能制造产业发展现状,试图探究我国智能制造产业发展脉络的理论依据。 关键词: 智能制造;产业发展;互联网 智能制造产业成为全球新一轮制造变革的优秀内容,世界各国纷纷加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,智能制造产业发展的主导产业、智能协同效应等方面都出现重大变革。全球智能制造的发展趋势基本一致的,但影响因素却不尽相同、错综复杂,发展路径和发展模式也各具特色。因此,结合我国实际分析智能制造产业发展的影响因素和趋势,可以推动智能制造产业的良性发展。 一、智能制造产业发展的影响因素 (一)互联网发展影响。2015年,全球约有150亿产品连入互联网,预计到2020年将增长至300亿。新一代信息技术所产生的庞大的科技动力和新的能量促进工业朝互联网化方面发展,构建起大的互联网空间,正在和工业空间、企业和工业体系,互联网催生的智能技术对工业进行全方位的改造、提升和变革,一系列工业生产的新模式、新业态和新的价值链体系正在全方位形成,把虚拟世界和物理世界紧密融合在一起,发挥协同作用。 1.互联网改变制造业的生产组织方式。第三次工业革命使个性化定制成为可能,数字化制造、机器人、人工智能与新型材料技术的成熟和应用使企业可以跨国中间商,直接响应用户的需求,并通过可重构生产系统或柔性生产线,按照用户的个性化需求交付产品(C2M)。而且与大规模定制相比,个性化定制的成本并不显著增加、交付时间也不会显著延长,这就使具有个性化定制能力的企业获得了显著的优势,这些都需要新型的智能制造业作为支撑。 2.互联网促进新的制造业业态的形成。现在制造业和互联网双向融合的趋势越来越明显,把产业互联网、消费互联网和产业互联网的发展模式高度融合为一体,包括消费环节、产品运营、技术研发、生产流程和产业服务等全方位的融合。互联网时代的新一代智能产品不断涌现,产品制造过程也不断智能化,同时,产业边界和流程界限变得模糊。互联网融合促使工业的生态环境、业态环境也发生了深刻的变化形成工业的智能生态系统,成为一个分享经济、共享经济的时代,新的智能制造业的业态正在全方位形成。 3.互联网改变工厂形态。如果说第一代工厂是机械化、第二代工厂是升级版的机械化(电力驱动的大规模生产)、第三代工厂是自动化(IT技术),那么第四代工厂则是由工业互联网连接而成的“信息物理系统”(CPS),即智能化。供应商、生产者和消费者之间,原材料、生产设备、产品之间,研发设计、生产和销售之间,均被互联网连接起来,各个实体、单元、环节相互之间可以进行高效、实时的通讯。原材料能感知生产设备的需求及自身的数量,及时供货和备货;生产工厂可以及时掌握用户的需求采购原材料,根据产品销售情况调整生产进度。在计算机系统(人工智能系统)的控制下,完全无人化的智能工厂将成为可能。同时,互联网提高了制造业生产效率,产业互联网通过加快研发设计流程、优化供应链、加快加工制造速度、改善产品质量、减少库存和原材料消耗、提高产品附加价值等手段,同样能够推动生产效率的提高。 4.互联网催生新的产业。互联网技术对其他产业的影响不仅表现在流程上,而且表现在对最终产品、服务的颠覆上。一方面,互联网技术的广泛应用本身就会形成巨大的市场需求,从而产生新兴产业,譬如智能传感器产业、智能机器人产业、智能工厂解决方案提供产业、云计算、云存储产业;另一方面,互联网技术与其他产品、服务的结合也将形成新的产品和服务,随着市场需求的扩大演变为新的产业部门,譬如智能家居产业、可穿戴设备产业、大数据分析产业及系列的服务型制造产业。 (二)《中国制造2025》战略影响。《中国制造2025》明确了智能制造是建设制造强国的主攻方向。要在重点产业关键领域推进智能化升级;促进研发设计模式不断创新,打破传统的封闭式研发创新模式,加快推动产业链整体科技创新能力提升;推进制造业服务化智能改造,实现工程机械的远程监控、工况分析、运维服务,工程机械联网服务的成功应用提升了工程机械工作效率,在安装、维修、培训、设计、系统集成、工程总包、软件开发等领域取得较快发展,通过加强大数据和物联网技术应用,不断提升服务能力和效率。推进智慧车间和工厂的建设运营,打造线上企业资源充分共享、制造能力高度智能、产业链环节紧密协同的云端制服务体系。推进《中国制造2025》与德国工业4.0合作试验区建设,重点发展智能制造、高端装备、工业互联网、智能服务等产业。 (三)装备智能化与智能互联的影响。工业4.0引领智能制造产业作为第四代工业革命的范式,其主要特征包括高度柔性制造环境下的大规模定制,以及工业流程的自我配置、优化与诊断。在大数据支持下,智能服务提供商也能够越来越准确地预测用户的需求,智能服务根据不同客户的特定需求提供特定服务。智能空间为互联网嵌入式物品、设备等提供互联的智能环境,依赖于底层高性能技术基础设施,智能产品被嵌入至技术基础设施层,形成网络化物理平台。而软件平台成为异质性物理系统和服务的整合层,服务平台作为业务集成层,营造数字生态系统。 二、智能制造产业研究演进 (一)国外研究演进。从20世纪90年代开始,美国国家科学基金就着重资助有关智能制造的相关研究,包括制造过程中的智能决策、智能协作求解、智能并行设计、智能物流传输等。2011年,奥巴马宣布实施《先进制造联盟计划》。日本于1990年首先提出为期10年的智能制造系统国际合作计划。欧盟于2010年启动了第七框架计划的制造云项目。2010年,德国推行《高技术战略2020计划》部级战略,旨在奠定“工业4.0”的关键工业技术,领先于国际地位。 (二)研究的焦点。主要是讨论智能制造的概念、内涵、模式、发展路径及影响因素等方面。由于制造技术、信息技术、网络技术等不断发展,关于智能制造的概念和内涵,也处在不断变化、充实和完善之中。杨叔子和丁洪从智能制造的研究背景和发展现状出发,指出智能制造研究领域主要包括智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS),同时强调了智能制造从属于21世纪先进制造范畴,双I是其重要特征。朱剑英从科学、技术和产业三者关系的角度对智能制造进行了研究,并指出在实现智能制造时要重视中小企业和传统产业的数字化智能化,另外相比于机器设备的智能化而言企业管理的智能化更为重要。熊有伦从产业交叉融合的角度对智能制造进行了阐述,指出智能制造是工业化和信息化深度融合的产物,并概括了智能制造的范围的各类智能产品。虽然学界对智能制造理解的侧重点不同,但总体上可概括为两个层面,一是制造设备、产品的智能化,二是制造过程、管理的智能化。前者关注制造对象,后者关注制造主体,后者的研究正受到越来越多学者的重视。针对智能制造的模式、发展路径以及影响因素,国内学者大都是在借鉴国外先进经验的基础上展开相应研究。例如,张爽生以全球信息化为背景,分析了企业生产制造所面临的新问题,提出需借鉴发达国家经验,对中国企业生产模式进行改造。易开刚和孙漪主要从要素环境、制度环境、产业环境等方面,探讨了民营制造企业智能化转型影响因素,并针对民营企业“低端锁定”问题,提出了相应突变路径。智能制造与产业的关系,主要研究智能制造与制造业转型升级的相互关系,以定性为主。丁纯和李君扬从德国“工业4.0”的动因、内容、前景等方面入手,介绍了德国制造业智能化的特点和发展趋势,并给出了中国应对全球制造业变革的对策建议。杜晓君和张序晶研究了国外发达国家制造业升级路径,总结了国外经验对中国制造业转型升级的启示和借鉴意义。陈雪琴针对高端制造向发达国家回流,低端制造向东南亚等国转移这一新形势,指出中国制造业亟需从要素驱动转型升级为效率驱动、创新驱动,并强调需积极开展智能制造试点示范,提升制造业的智能化,推动产业升级。以上结果说明,智能制造已成为发达国家产业转型升级的重点发展领域,中国也必须给予足够的重视,积极开展相关研究和实践。智能制造与企业关系,主要探讨智能制造环境下的企业集成、企业智能化升级、企业管理智能化、企业运营绩效等问题。例如,等人在分析制造业发展趋势和企业面临问题的基础上,提出了智能制造环境下企业集成的总体目标和原则,以及企业集成的信息模型和实现技术。易开刚和孙漪等论证了智能制造可有效打破民营企业“低端锁定”路径依赖,并从外部政策支持及企业内部变革两方面,提出了民营企业实施智能制造策略的路径。蔡为民以轮胎制造企业为例,研究了智能制造与企业运营绩效的关系,并从生产效率、节能减排、服务质量等方面进行了统计,分析表明智能制造可助力制造企业提质增效。智能制造其它方面的研究,该部分主要探讨了智能制造与管理创新、企业社会责任等其他方面的话题,研究内容较宽泛。例如,陈佳贵以国外管理学百年发展历程为背景,研究了中国管理学创新发展问题,并在文章中指出“大数据、智能制造、移动互联网为代表的新技术正在激发企业组织结构、制造模式等一系列管理范式的变革”。云制造是近年来由李伯虎院士等借用云计算的思想,提出的一种基于知识、面向服务的网络化智能制造新模式。更进一步,姚锡凡等在云制造、制造物联、企业2.0等基础上,提出了智慧制造,并探讨了从云制造到智慧制造的实现路径。 (三)国内研究进展。综上,国内智能制造理论研究主要是对制造业智能化现象的笼统描述、转型路径的浅层分析和发展模式的简单总结,未见理论上的深层次探讨,研究深度尚显不足。主要表现为:对智能制造内涵和外延的界定比较模糊、不够清晰;对制造业智能化转型升级的影响因素没有完整的分析;对智能制造发展路径和模式的探讨更多集中在现象描述层面,缺乏微观机制和内部动力等视角的深入分析;对智能化转型中企业的组织架构、管理方式变革等方面只有少部分论述,未见系统的探讨。因此,在今后的工作中,不仅需要对智能制造的内涵、外延等进行详细阐述和研究,还要注意结合创新理论、运营管理理论、组织理论等对智能制造发展的路径、模式、规律等进行深入、系统的研究,为后续工作奠定扎实的理论基础。 三、智能制造产业发展现状和趋势 (一)国内智能制造产业发展现状。当前,我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存发展阶段,对多数企业处在由工业2.0向工业3.0过渡阶段。我国工业基础落后,高端传感器、重要操作系统和数字化基础的智能化水平还有待提高,互联网与工业的融合发展还有很大空间;制造业自动化水平存在区域、行业间、行业内部的多层次不均衡,在自动化及智能化装备和生产线、生产加工的数字控制、企业信息管理方面基础较为薄弱。《2016~2020年中国智能制造行业深度调研及投资前景预测报告》中指出,我国智能制造处于初级发展阶段,同样也是大部分处于研发阶段,仅16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看,52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%,60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。 (二)智能制造产业发展趋势。 1.智能制造产业将与以互联网为代表的新一代信息技术产生深度融合。新一代互联网技术向生产和消费领域全面渗透,在物联网、云计算、大数据等新一代互联网基础设施的支持下,制造业产品、生产流程管理、研发设计、企业管理乃至用户关系将出现智能化趋势,互联网重构了产业生态链及价值链,生产组织方式、要素配置方式、产品形态和商业服务模式都发生变革,已成为撬动智能制造的重要力量,将推动“中国制造”向“中国智造”转型。 2.大数据驱动下,智能制造产业将出现按需定制的制造模式变革。智能制造产业开始走向个性化定制的一个新时代,进行网络化和智能化的柔性和协同生产,将出现网按需定制的制造模式变革。生产制造系统将具备高度柔性化、个性化以及快速响应市场等特性。将出现消费需求智能感知的制造模式变革,对制造业的生态和业态产生深刻的影响,从而重构智能制造产业生态圈,推动智能制造产业集群在线上实现转型升级。 四、结语 通过上述分析,智能制造业的发展离不开对发展趋势的把握,要利用好有利因素,克服不利因素;借鉴美国GSP智能协同系统,德国工业4.0的智能制造业的发展模式,充分发挥互联网对智能制造升级的引领、融合、创新驱动作用,有针对性地选择智能制造的创新路径和重点突破口,实现智能制造的创新发展。 作者:唐德淼 单位:无锡环境科学与工程研究中心 智能制造论文:服装企业智能制造创新工程研究 摘要: 从设计、生产、管理等3个方面,阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。在设计环节,实施设计数字化,引入PLM模式。在生产环节,采用基于物联网技术的MES系统对生产过程进行实时监控,促进企业充分利用各种生产资源、合理安排生产。在管理环节,通过ERP、PLM、MES系统融合,实现协同制造、集成管控,实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成,使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量及使用等方面的信息情况,为高层管理人员经营决策提供科学依据,有效提高企业的优秀竞争力。 关键词: 服装智能制造;服装设计数字化;生产智能化;管理信息化;智能工厂;数字化车间 近年来,由于人力成本急剧上涨,作为劳动密集型产业的服装制造业面临着许多新的压力,服装企业的生产方式开始转变,逐步从人力密集型向技术密集型转变。国家提出了中国制造2025战略计划,服装企业面对产业转型升级和智能制造该如何应对。本文从设计技术创新、生产技术创新、管理技术创新等方面阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。 1设计技术创新 1.1设计数字化、网络化、信息化服装设计受流行、消费者需求、风格、定位、结构、材料、工艺、成本、文化等诸多因素的影响,服装企业通常会将设计研发中心设置在流行的中心城市,这就要求设计师能协同、高效的把流行、技术等信息及时传递给企业。设计的数字化、网络化、信息化很好的解决了此类问题[1]。计算机辅助设计技术使得服装这一劳动密集型产业得以数字化,促使服装产业快速发展。常用的通用设计软件有Photoshop、CorelDraw、Illustrator等。服装专业软件有GERBERCAD、LECTRACAD、富怡CAD等。服装CAD可完成服装创意设计、结构设计、样板设计、样板缩放、工艺设计、工艺单等技术文件的设计开发。利用CAD进行设计开发时,可以借助款式库、材质库、色彩库、图案库、配件库等辅助设计师完成设计工作。智能化的CAD软件还可以实现自动缩放、自动排料等功能。3D服装设计系统可以高效地完成一款服装的整体设计。数字化技术对于服装业技术革新具有重要意义。由于CAD/CAM系统能大幅缩短服装产品开发周期和生产周期,有效提高生产经营效率,因此,这种数字化、网络化、信息化的辅助设计与制造系统更适应当前服装企业多品种、小批量的生产经营模式[2]。 1.2设计研发引入PLM模式服装设计流行周期短、款式多、批量小,这给设计管理带来不小难度。产品生命周期管理(简称PLM)为服装设计管理提供了一种有效的管理方式[3]。产品生命周期管理是以产品为对象,将产品的生命周期从创意到生产、销售、退出不同阶段都进行监控管理,产品生命周期管理如图1所示,让经营者将每个阶段中的人员、资金、物料等生产要素进行优化整合。PLM是企业现有信息系统(计算机辅助设计与制造CAD/CAM、计算机辅助工程CAE、产品数据管理PDM、企业资源计划ERP等)的整合,它促进创造、计划和控制之间的协同,有效地优化产品开发过程。PLM是企业信息化的基础,企业应用系统(如企业资源计划ERP、供应链管理SCM、客户关系管理CRM等)是产品生命周期管理重要的组成部分。企业所有业务数据都按照统一的产品定义信息与过程模型被集成到PLM中,相关部门都能够过PLM获得信息服务。服装业PLM解决方案将与产品有关的数据(具体包含过程及项目管理、产品数据管理、图文档知识管理、设计变更管理、协同设计开发等内容)进行集中统一管理,确保数据的完整性、一致性和正确性,实现企业内部信息共享,服装PLM设计流程架构如图2所示。我国服装企业应用PLM软件已经取得了初步成效,对于企业实现研发过程的协同工作起到了一定的作用。它可以提高设计方案的市场需求导向性、有效缩短生产周期、提高设计效率和规划能力、提高设计方案的可转化性、实现内外部协作开发[4]。 2生产技术创新 服装产业是典型的劳动力密集型行业,产品的生命周期和生产周期不断缩短,要求服装企业具有快速反应机制。这就要求企业能够及时了解各种生产信息,以便指导生产。为了适应服装款式的快速变化及消费者的个性化需求,在服装制造过程中融入制造企业生产过程执行管理系统(简称MES)[5],这将有助于企业充分利用各种生产资源、实时监控制造进度、合理安排各个生产环节。 2.1生产制造过程控制数字化、网络化、智能化MES系统是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统,主要包括生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理等4个功能。在过程控制方面,MES通过相关信息的采集与处理,对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行实时监控管理,对生产过程中发生的异常情况能够及时反馈,使其相关人员及时采取对应措施进行整改。MES是服装企业CIMS信息集成的纽带,是企业实现车间敏捷生产的基本手段。作为车间信息管理技术的载体,MES在实现服装企业生产过程自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。制造执行系统MES在企业信息管理系统中主要用于对服装车间现场生产过程中的组织与管理,其作用主要有3个:一是实时对生产进行指导。依据服装生产定单的要求,计划与设置工作单元具体的生产任务和工艺流程,均衡生产计划,降低非生产用工时,准确掌控进度。二是对生产进行有效和实时监控。实时监控生产现场统计生产数据,掌控服装制造的全部生产过程,实时跟踪物料流向,及时发现并警示瓶颈所在。三是生产中的各种信息可追溯。采用条形码或RFID技术追溯产品生产过程信息、产品质量信息等,做到对服装产品加工每道工序的详尽管控,提高质量管理力度,降低损耗,减少浪费。 2.2基于物联网技术的信息交互、实时控制从目前服装企业生产现场看,生产车间中的各种服装设备之间的网络通信性能差、信息利用率较低,不能及时获取需要的信息和数据,所有的信息依靠人工方式输入,工作量大而且慢,出错率高。针对这一情况,研究人员开发了一套适合服装工业缝纫机生产现场的MES系统。MES系统的管理模块通过数据采集控制层可以实时地监控到服装车间内部的情况,服装制造执行系统工作流程,如图3所示。数据采集控制层主要是由末端设备以及网关组成的。末端设备是由各种类型的数据采集和控制模块组成的,比如传感器设备,像湿度传感器、RFID、声音传感器等。底层传感器设备将采集的数据上传给MES系统[6],实现信息流、物料流、劳动力流、设备流实时数据采集和控制,帮助企业及时获取生产进度、员工表现、各工序完成及工时情况、作业效率等信息,实时反映车间现场状态,为管理决策提供可靠依据。通过引进先进的自动化设备及相关软件来改造传统服装业[7],不仅可使工艺标准化、管理透明化,而且可以优化或简化生产流程,减少用工数量,同时还降低工人的劳动强度,缩短产品设计研发与生产周期。 3管理技术创新 随着服装企业竞争的加剧,如何进行高效管理的问题日益突出。未来,一些服装企业中的设计、生产、销售等环节可能分布在不同的地域。服装企业的生产经营过程主要包括:计划制定、前期开发、设计展开、结构调整与制版、工艺确定、样品试制、新产品客户确认或市场试销、新产品调整、批量生产等诸多环节[8],各主要经营环节中又包含许多分支环节。整个过程信息反馈周期较长,某道环节一旦有问题且信息反馈不及时,企业经营便难以顺畅推进。通过实施企业资源计划系统[9](简称ERP)可以实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成,使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量、使用等方面的信息情况,同时可以将企业的各类资源及时调配和平衡。为高层管理人员经营决策提供科学的依据,从而有效提高企业的优秀竞争力。 3.1协同制造协同制造是指企业充分利用网络技术和信息技术实现供应链内及跨供应链间的产品设计研发、制造、管理和商务等方面进行紧密配合与协调的一种制造运营模式[10]。它是21世纪的现代制造模式,是敏捷制造、协同商务、智能制造、云制造的优秀内容。对服装企业来说,协同制造能够最大限度的缩短服装新品上市时间,缩短生产周期,快速响应客户需求,提高设计、生产的柔性。通过网络技术和信息技术使企业财务、生产加工、成本管理、物流、人力等方面快速、有效协同,使企业资源最充分利用。协同制造可以大幅度地提高产品设计效率和可制造性以及成本的可控性,有利于降低生产经营成本,提高产品质量,提高客户满意度。 3.2集成管控服装企业运用信息化手段,打通设计、生产、管理等各方面的信息通道,充分集成PLM、MES、ERP等各个系统,PLM、MES、ERP的互动关系如图4所示,使企业实现对主要生产经营环节的有效管理,主要体现在以下3个方面:一是对整个供应链进行管理;二是精益生产、并行工程和敏捷制造;三是事先计划与事中控制。图4PLM、MES、ERP的互动关系PLM(创新)、ERP(计划)、MES(执行)是工程数字化和自动化作业控制系统主要组成部分。PLM、MES和ERP系统的功能可以互相延伸和对接,共同构建更为完善的现代化服装企业信息管理体系。数字化技术和信息化技术的快速发展,不仅使服装企业具有了快速响应市场需求的能力,同时也提高了企业的生产能力和生产效率。服装企业管理数字化和信息化是一个具有投资大、周期长、系统复杂和高风险等特点的系统工程。对多数服装企业来说,这些系统现阶段应用尚有一定困难,但在满足产品附加值较高、自动化设备广泛应用、RFID技术成本进一步降低等条件后,还是具备可行性的。毕竟,数字化、网络化和信息化是服装企业未来发展的一个重要方向。因此,服装企业在上述系统应用过程中必须结合企业自身实际情况,从系统工程和科学管理的角度出发,选择适合本企业的成熟软件,企业要有接收变革的心理准备,做好风险控制和周密完善的计划,由实力强大的团队实施,确保各管理系统项目的成功实施。 4结语 在互联网时代,零距离交互、分布式共生的基因会更加广泛地渗透。服装产品研发设计数字化、生产过程智能化、企业管理信息化、采购营销网络化、协同研发与生产等现代制造业特征正逐步在服装企业中体现出来,这种以数据驱动,利用互联网信息平台和数据进行智能制造模式会逐步在服装企业中应用并推广。服装企业数字化、智能化、信息化将成为一种全新的制造模式。 作者:张志斌 李鹏 陈上 单位: 邢台职业技术学院 河北科技大学 艺术学院 智能制造论文:机电一体化技术在企业智能制造的运用 1智能控制系统种类 机电一体化技术需要一个智能化的控制系统来运转,为了更好的促进制造生产工艺的创新和发展,维持企业智能制造的稳步推进,开发人员设计并研发了应对各种情况的智能化控制系统,能够对生产制造进行管理和控制,极大的提高了生产效率。下面就介绍几种常用的控制系统。人工神经网络系统是一种模仿动物的神经网络的行为特征,将各种信息处理工作才去分布于网络中,并行进行处理的控制系统,这种系统的复杂程度很高,方便利用和调整其内部存在的大量神经节点之间的相互连接的关系,以此来处理信息,而且能够适应大多数生产制造过程中遇到的情况,可以自主记忆和学习。专家控制系统主要是指一个高智能的计算机程序系统,内部包含着大量的专业知识和积累下来的宝贵经验,比如制造加工的工艺和相关技术,就可以存储在该系统之中,系统在处理生产制造某个故障和问题时,就可以将以往的知识和经验方法拿出来,迅速有效的解决问题,而且可以解决很多的高难度问题,高效迅速,节省了大量的检修时间和工作量。 2机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 2.1传感技术的应用。传感技术在智能制造过程中发挥着传递与接收信息信号的重要作用,在电子设备与机械设备之间需要做出指令和信息的传递时,传感器就可以凭借其极高的敏锐度和高效的传递信息的能力,在指挥生产制造中起到重要的连接作用,目前,很多制造企业为了加强这种联系,强化信息传递的能力和水平,使生产效率进一步加快,使用了更加具备系统化和规范化的传感网络,也就是专门用于传递接收信息的处理系统,加快了信息传递的速度,并且缩短了反应时间,能够在很短的时间内完成对信息的识别和判断,经过解析后再发出有效信息,以其先进的技术和极高的效率极大地促进了智能制造的快速发展和应用。2.2数控生产中的应用。数控机床在生产制造中属于最关键的设备之一,而数字化和智能化机床的进一步研发和应用,也促进了相应的机电一体化相关技术的发展,可以说数控生产也是智能制造发展过程中的重要部分,将电子智能化产品与生产机械完美的融合在一起,这本身就是一种机电技术相结合的创举,我国的数控机床的最尖端产品已经处于世界领先地位,这就是将机电结合,生产制造智能化的重要体现,随着数控机床所利用的机电技术愈来愈多,功能更加多样实用,“中国智造”并将获得更快的发展和更大的进步。2.3自动生产线与自动机械的应用。由于智能制造的发展理念更加深入人心,企业的制造生产过程为了应对快速发展带来的挑战和机遇,自动化的生产流水线被大量装备到企业的厂房中,通过智能机械设备代替大量人工,在各个生产环节中减少误差,有助于提高产品的精密度,从而提高制造能力和工艺水平,打造智能化生产线。2.4工业智能机器人。工业智能机器人是机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并结合多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量中发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 3机电一体化在企业的智能制造中的发展前景 智能化技术的发展从未有过像最近十年的发展速度,智能机器人的应用范围愈加宽广,中国资本一方面大力发展本国的智能技术的创新和应用,另一方面通过国家合作与资本收购其他先进智能制造产业来加快促进智能化建设,可谓双管齐下,发展速度极快。制造业的生产制造过程是优秀,也是基础,而要将智能技术完美的融合进制造工艺之中,还必须有配套的技术和措施加以促进,这就是机电一体化技术,将拥有智能化的电子设备与企业的机械生产设备结合应用,就做到了制造业与智能制造的融合,机电一体化技术作为两者之间的重要联系纽带,也是目前国家制造业转型升级中的关键科学技术,其发展和技术上的突破,能够带动整个制造业的加速转型,为实现成为制造业强国的宏伟目标提供充足的动力源泉,无论是智能化的系统还是科学技术,为了增强制造加工的智能化水平,就必须借助发展机电一体化技术来促成,将每个生产设备和环节统一纳入到智能化管理和控制之中,制造企业的管理与生产将获得质的飞跃。 4结语 总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。 作者:王哲 智能制造论文:互联网+智能制造实现传统制造业服务化转型升级路径研究 摘 要:面对传统产业市场竞争加剧的格局和互联网信息化手段的兴起,互联网+智能制造成为不少传统生产型企业转型升级的应对策略和手段。本文通过阐述智能制造内涵,着重分析传统生产型产业智能制造发展的现状和智能制造的价值优势,以此为众多正在转型中的传统产业提供具体的解决方案。 关键词:互联网+;智能制造;传统产业;服务化 一、智能制造的内涵 智能制造是以产品的全生命周期为导向,融合互联网、大数据、物联网等现代信息技术,运用数据挖掘出客户需求信息并贯穿于供应链中各个生产环节,包括生产、设计、产品库存、客户需求、物流配送、客户关系管理等关键环节,使用先进自动化机械设备及制造系统进行柔性化生产,形成一个多维度的智能制造系统。通过智能制造提高优秀竞争力,革新旧有的劳动密集型模式,把传统制造业打造成高附加值并提供生产服务化的高科技企业。智能制造的内涵体现在以下四个方面: 1.工业化和信息化的有机融合 智能制造集中体现在“智”。随着互联网+APP技术的兴起,“智”更多在于通过最新的信息通信技术拉进与终端消费者的距离,通过海量的数据采集并利用大数据挖掘客户的有效信息获知客户的需求,融合先进制造技术在设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,在互联网+时代形成工业化和信息化的有机融合。 2.智能工厂为载体,全面深度互联 智能工厂是实现传统制造业智能制造的重要载体。而智能制造系统则是智能工厂的优秀环节。在生产过程中实现智能化调度,有效执行生产和按需生产,按订单投产零库存是智能制造中最关键的制造节点和生产管理节点。以数据互联互通为特征的智能生产系统为导向,围绕产品全生命周期,通过打造可视化、智能化的工厂,实现生产过程如每个生产单元、工艺设计、智能设备的投放和使用、知识工人的运用、执行系统、物流自动化配送等系统进行实时管理和优化。 3.以客户端到生产端信息数据流为优秀驱动 现代化的信息技术手段使得客户能在网上直接下单,C+M模式和O2O模式已成为现实。传统制造企业通过对网上生成的大批量订单进行智能分析,可以实现对个性化定制中的同类项需求合并。智能制造的驱动要素主要在于数据,当产品可以变成数据时,每一个生产工序能用一组数据进行串联,即可实现以互联网进行数据交换实现全程生产协同完成整个制造流程。简言之,智能制造环节是以客户端、生产端的信息源为优秀驱动,使客户需求变成协同化制造的生产单元,实现大规模化的生产定制,从而实现从生产向服务、由用户直接驱动的制造方式。 4.以互联网驱动的新型产业制造模式 通过互联网+智能化技术、数字化、智能化3D打印技术、先进生产装备、机器人的应用,传统制造业中的流水线生产可升级为个性定制化的大规模生产,在设计、供应、制造和服务各环节实现端到端无缝协作的智能工业生态系统,生产型制造企业逐步转变为以提供服务为主的高科技制造企业。 二、传统生产型产业智能制造发展的现状 1.传统制造业附加值低,产销结构不合理 我国传统制造业大而不强,土地资源环境约束、产品附加值低、产销不对路导致库存积压、产业结构不合理、竞争力不强、创新能力弱等问题制约着制造业的发展。 2.先进制造机械零部件依赖进口,替换成本高 智能制造的生产更新换代需要机器人的投入使用,需要提升生产效率。而先进机器人的优秀零部件主要依赖于进口,一些中小企业由于订单小、资金周转慢等原因,大面积把工人替换成机器人也不现实。 3.智能软件系统发展滞后,自主研发程度低 《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中明确提出积极发展智能制造和大规模个性化定制,提升网络化协同制造水平,加速制造业服务化转型等一系列“互联网+”协同制造行动。传统的生产线操作远远不能满足大规模个性化定制的要求,特别是落后的生产软件系统无法生成一系列自动指令来指挥机器人操作。数控机床、机器人、行业内的生产工序的操作系统大多靠国外软件公司。国内智能制造装备生产企业的软件技术非常滞后,如CAD、ERP、MES、传感器等基础操作系统,仅有部分大型企业能根据自身产品的特点自主研发生产操作系统,融入客户个性化需求进行柔性化生产。 4.各行业内自动化生产基础差异导致智能化升级难度大 由于原有行业内的生产自动化、数字化基础差异,各行各业的智能制造升级路径存在较大差异。传统的生产制造主要企业生产什么,市场就会提供什么产品。但随着互联网+制造业工业融合的发展,企业可以通过分析客户的订单,掌控最新的市场需求,实现对产品的全生命周期的监控。而部分企业数据集成和综合利用能力低,无法利用海量的源数据提取有效的客户需求信息,从而无法转化成生产数据和精准的经营决策。 三、智能制造的价值创造优势 当前,我国已进入消费者个性化需求时代。而产业链两端高附加值低、产品同质化现象严重、价格战、劳动力成本上升、小批量多批次的定制化生产需求制约着中国制造业的发展。通过智能制造转型升级,我们可以通过互联网、物联网、大数据应用、云计算等现代通信技术,结合生产制造资源进行敏捷化柔性化生产,基本可以实现个性化定制、制造业服务化、资源高效利用,以及互联网与工业跨界融合。 1.提升生产效率,降低生产成本 在客户端,互联网融与制造工业的融合使得来自全球或全国各地的订单数据 能够零时差、零失误传递至生产企业内部;企业从网络云端获取订单数据,依照客户个性化需求进行定制生产,企业所有员工直接面对客户,避免了盲目生产,生产效率大幅度提升。在生产端,通过机器人的投入使用把工人从纯手动操作释放出来。生a过程采用全程数据驱动,把各项生产工序转变为系统指令,实现人机一体化,大大缩减研发、设计、管理人员,提高了企业资源的使用效率,降低生产成本。 2.满足个性化需求,实现需求驱动 通过互联网技术,采用C+M的商业模式可以使消费者与生产者深度融合,满足顾客个性化私人定制的需求。以需求驱动为契机,企业生产效率更高,服务更为精准化。订单平台集合而来的数据,基本可以体现消费者的个性化设计需求。数据驱动和智能生产制造能有效化解个性化定制与大规模生产之间的难题,从而形成面向客户的极有竞争力的优势,把传统的制造企业变成高附加值以服务客户为主的网络科技企业。 3.实现了零库存,引导消费主权时代 通过智能制造,推进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务的综合应用,发展生产过程智能化,提升企业智能化水平,可以实现零库存。个性化定制采用全程数据驱动,先付款后定制,避免了企业产销不对路的市场供给方式,原辅料和产品均能实现“零库存”,解决了库存长期积压企业资金周转慢的顽疾。 四、启示:传统制造业服务化转型升级的解决方案 根据Andy Neely对全球13000家制造业上市公司研究的结果,发达国家制造业服务化的水平明显高于正处在工业化进程中的国家。美国制造与服务融合型的企业占制造企业总数的58%,而中国制造业的服务化进程相对落后,具备服务型制造能力的企业进展所有企业的2.2%。通过“互联网+智能制造”,传统的制造业对生产加工、产品研发、销售模式、盈利模式、物流系统重新再造,建立高效合理的业务流程和模式,实现生产和管理的智能化。 1.革新产业业态与定制化运营模式 从“互联网+智能制造”的视角出发,树立协同创新的信息化和工业化深度融合的商业思维,将产品设计研发、线上线下联动销售、生产制造流程、物流配送、售后服务等过程进行高度整合,重塑价值链延长产品的全生命周期,逐步有序现大规模个性化定制、创客和众包设计,从而增强产业链整体竞争力。 2.打造智能车间、数字化工厂 通过打造智能车间和数字化工厂,让制造资源、生产过程、现场运行、物料管控、质量管控数字化,可大大提高生产效率和工人的积极性。此时,通过机器换人,把人从传统的工序中剥离出来,由传统的“人指挥机器”转变为“人根据信息指令完成生产工序的调度”,解决工业化进程中人类脑力劳动自动化效率低的难题,同时可有效应对人力成本上升带来的中低端产业转移至毗邻的发展中国家的挑战。 3.制造业智能服务化的战略及实现路径 (1)注重客户需求,实施个性化定制 通过移动互联网+电商渠道模式,积极探索客户需要,鼓励客户参与产品研发过程、消费体验,让制造企业从价值链低端逐渐延伸到价值链高端实现产品全生命周期的价值共创,提高服务化产出,进而提升服务化水平。在产品销售管理方面,通过线上线下渠道、微信公众号、网络商城、天猫淘宝、移动电商、跨境电商等渠道,来拓宽客户需求的层面。同时,鼓励自动化生产基础强、有一定影响力的制造企业率先实现大规模个性化定制形成智能制造试点示范中心,从而带动薄弱的中小微企业逐步升级为以服务提供商为主的制造企业。 (2)打造全生产服务生态链 以消费者为优秀,重构产品个性化研发、柔性化生产、大规模定制的智能制造体系,通过云计算、云存储、物联网的运用,融入顾客参与设计产品服务的流程,增加制造业服务要素的投人和供给,加强制造业与服务业的深度融合,向研发、设计等价值链上游扩展,提高产品附加值,实现价值链中的价值增值。此外,借助大数据的统计分析,打造智能产品平台和渠道平台实现全生命周期的生态链延续。 (3)应用信息技术,革新营销方式 应用最新的信息技术,建立企业自身涵盖客户需求层面和工厂内部生产过程及设备运用的大数据体系,要将信息技术和业务流程、组织结构等有机结合起来,对企业进行内部治理。根据客户需求开发新技术、新工艺,革新营销方式和销售渠道等,进行服务创新。 (4)政企联动,鼓励智能制造服务化 长期以来,受粗放型工业发展影响,制造业企业过度追求规模、以产定需、重产品轻服务、忽视客户个性化需求,产品的附加能力相对较低。随着《中国制造2025》战略的出台,企业继续通过智能制造转型来解决产能过剩、产品同质化现象严重、白热化的价格战、劳动力成本上升的困境。为保障战略的顺利实施,应采用政企联动战略,即通过政府的“手”打造生产性服务集群基地,在财政税收、土地政策上给予适当的政策倾斜和优惠措施,健全服务型制造公共服务体系,鼓励制造企业和服务企业融合发展,以点带面,实现规模化效益。 作者简介:蔡丽娟(1984.03- ),女,广东佛山人,广东环境保护工程职业学院讲师,经济师,国际商务师,研究方向:国际经济与贸易、跨境电子商务 智能制造论文:智能制造的大数据机遇与挑战 作为一个数据科学家,我这里表达两个观点。 第一,我非常欣赏杭州市萧山区对大数据的认识,我不认为大数据对近一两年GDP的贡献有那么大,但我可以很肯定地说,大数据对于三年、五年之后的GDP贡献巨大。换句话说,只有沉得下心,愿意扎扎实实打好基础的政府和企业,才能从大数据技术上获益。 第二,大数据技术并非已经成熟的技术,是一个正从应用中逐渐走向成熟的技术,目前的挑战多于成熟。 今天,我的演讲主要分为两部分:第一部分,大数据承载了如此多的期望,有些期望是合理的,有些期望未必合理,我想从科学的角度说一些科学问题。第二部分,回到智能制造,也就是工业大数据的重要方面,谈谈自己的认识。 大数据及大数据原理 什么是大数据?大家都知道数据是什么?数据就是资料的数字化。资料是什么?资料就是生产过程、管理过程,乃至经济、社会、生活过程的记忆,那些记忆可能表现为一个文件,一段演讲,一段文字等,这是资料。资料不放在计算机上,一般不叫数据。但放在计算机上就叫数据,所以有个标准的说法:数据是指以编码形式存在的信息载体,是资料的数字化形式。 因而,数据一定要放在机器上,要有空间。其实真正的大数据是指大而复杂的资料集,这些复杂性包括了海量性、时变性、异构性、分布性等,我们从互联网数据能够观察到其特征。 那么,到底什么是大。凡是对一些问题积攒的数据量超过这个量,就叫大数据,反之则不叫大数据。因而讲大数据是两件事:第一,大和小是相对概念;第二,相对特定问题而言,不同的决策问题要求的数据不一样。否则大家就认为现在是大数据时代,大数据可以解释任何事情,我认为不要神化它,大数据可以做很多事,但也不是能做所有事,这是我的基本观点。 现在都说大数据是基本的生产资料,大数据是基本的生产力,因而,大数据是经济社会的基本生产资源。看看互联网就知道,互联网主要在信息传递上发挥作用,近几年的发展,是把互联网从复杂的信息传递到消费互联,再到生产互联(也就是物联网),再到智慧互联,这就是互联网的大体走向。在这个走向中非常大的问题就是信息技术在互联网产生以后,和其他任何领域要深度整合,这就是今天谈论信息工业化、谈论大数据的主要原因。 这里面还有一些问题要说清楚。我们知道了太多的新技术,例如物联网、互联网、人工智能、移动互联网等,其实这些新技术都是信息技术的一个层面,大家不要期望某一项技术包打天下。真正产生效益和作用的是所有技术的综合运用,这是今天和大家分享的第二个观点。 千万不要以为有了大数据就不讲物联网,讲物联网就不讲互联网,讲互联网就不讲人工智能,其实大家是互补的,都是从不同的层面讲问题。物联网讲的是交互方式,人工智能讲的是应用模式。那么,大数据讲的是信息技术,是人和人、人和机器、机器和机器交互的内容特征。 所以,从这个意义上讲,大数据是最底层的信息技术。因而,大数据掌握的技术,是基本的标配,任何工业要实现“两化”,任何政府要实现科学决策,大数据是基本标配,这是我的第三个观点。 大数据时代的思维改变 关于大数据应用,我有五个观点,想讲五句话。 第一,明确目标是前提。每个地区、每个政府、每个企业,要解决的问题不一样,必须要真正解决问题,大数据才有用。 第二,拥有数据是基础。大数据产业就是以现代技术设施为基础,以数据为生产要素,以数据的价值挖掘为创新活动的产业,叫大数据产业。因而没有数据谈不上大数据产业。 第三,计算平台是支撑。没有一定的计算架构和计算平台,计算不了。它是支撑作用,但做企业的人不必过分强化,也不必过分低估。 第四,分析技术是优秀。这是今天较少讲的主题,也是领导较少讲的主题。我非常担心在整个大数据的链条中,有些链条做得过分粗壮,有的链条过分纤弱了一些,也就是我担心的产业链布局不均衡,有的过分膨胀,会产生新的产能过剩。 第五,产生效益是根本。就是说,数据是基础,平台是支撑,技术是优秀,赚钱是王道,记住这四句话不走样也不失望。 为什么大数据可以带来超凡价值、背后的原理是什么?在这个大潮中又给思维带来怎样的改变呢? 我概括了三条原理:第一,量变到质变的原理。第二,分析出价值原理。第三,跨界关联原理。举一个简单的例子,假设一个火锅店的老板想提高营业额,这是目标。他当然会收集一年当中的采购量资料、现金流资料等等,这些是企业内部数据。但如果能采集到这个火锅店周围的人口分布数据,如果能够买得到这个地区天气预报的精细数据,对火锅店的营业而言就是极为重要的。我们都知道湖南人和四川人比较喜欢吃火锅,天气潮湿的时候比较喜欢吃火锅,这就是赚钱的道理,就是跨界关联原理。 这个过程中有很多观念要改变:第一,数据是资产。第二,用户是资源。谈谈用户,过去企业是上帝,那是教育员工的服务态度,因为我们都知道神是拿来敬的,用户是心里尊重的。但到了大数据时代,产业模式变了,用户是我们的生产资源,要个性化服务。如果没有用户的反馈,为谁服务?我知道过几年数据会免费,因为重要的是三大运营商在实时报告我们的信息、行为、爱好,这些是他们挣钱的主要依据,是不是资源?第三,服务即感知。滴滴、快车已经告诉了我们这件事情,还有公共服务免费,高价值服务盈利也是基本的盈利模式。 制造大数据至关重要 制造大数据也非常重要,“中国制造2025”主要讲的就是这件事。继互联网之后,真正能够对企业产生重大影响的就是大数据。再次重申,讲大数据的时候不要和其他技术隔离开。我也重申,现在人工智能潮正在到来,我要告诉大家的是不要冷落了大数据,人工智能在可见时间内,真正能够称得上人工智能,真正发挥作用的就是数据智能,就是大数据。 因为人工智能简单来说是两大类,一类是模拟人脑工作机制、行为方式,是仿脑类脑的技术。另一类是快速的认识,因为人脑对大数据的认识本身没有那么快,但获取数据的速度极强,可以从数据中分析出人类认识问题特定的方式方法,@部分就是数据智能,也叫人工智能。 大家说大数据能服务于转型升级,转什么型,升什么级,至少要清楚这个问题。具体转什么?对工业来讲,转型就是从过去以产品为中心,以产品组织设计、制造、销售管理的过程,到以服务为中心,以定制化为中心。 最近有一个基本的观点,说从过去的老三基到新三基,过去的材料、工艺、零部件是老三基,现在的新三基是大数据、传感器和零部件。我希望大家了解,对一个行业来讲,数据极其复杂,来源于设计、制造、运行和服务,仔细分析每一步的数据。离散型和连续型并存,数值型和非数值类型并存,结构化和非结构化并存。 大数据必须关注完整属性,必须关注产品全寿命特性,必须关注全方位连接,关注制造系统融合等等,这些要求使得我们认为基本难点在认知知识数据。 总体上说,我想向大家传递的是如果要做工业大数据,互联互通是基础。首先解决数据采集问题,就是互联互通问题;定制化服务是中心,基本模式要转变,懂数据会分析是关键。今天我想用这点时间和大家分析基本的观点。 智能制造论文:智能制造背景下机械工程应用型人才培养模式探索 (重庆科技学院机械与动力工程学院,重庆 401331) 摘要:在智能制造和产教融合等应用技术大学教学新常态下,针对机械工程专业学生的工程应用能力培养问题,从智能制造的技术特征和技术体系分析出发,研究了智能制造背景下企业对机械工程专业人才的新要求。依据机械工程人才对新技术的要求,构建了符合专业要求和当前背景的实验教学体系,搭建了实验教学平台。以产教深度融合为指导方针,研究了合作企业的特点和选择原则,制定了学生在企业阶段的学习方案和教学执行计划,为培养高素质的、符合企业要求的机械工程应用型人才提供了参考方法和管理运行方式。 关键词:智能制造;产教融合;机械工程;高职教育 在经济新常态下,高等教育也处于新常态的运行模式下。对于应用型本科院校的机械工程专业而言,目前的新常态主要表现为智能制造和产教融合[1]。智能制造是发展方向,产教融合是指导方针。周济院士[2]指出“智能制造是新一轮工业革命的优秀技术,是中国制造2025的主攻方向”。为了贯彻落实《中国制造2025》中提出的五项基本指导方针,结合地方本科院校转型发展的需要,探索智能制造背景下应用型人才的培养模式是重中之重。本文从智能制造的技术体系入手分析智能制造对人才的新要求,结合产教融合方法提出了符合要求的机械工程专业的实验教学体系和实验室建设思路,研究了校企合作培养符合智能制造要求的应用型人才的新实施方案。 一、智能制造对学生能力的需求分析 智能制造是在常规制造技术基础上,随着科技发展而升级换代的新制造技术。所以对从业人员能力的需求也是在常规能力基础上提出了新的要求,需要从业者具备一些新的能力和技能。为此,我们从技术的需求出发分析了智能制造企业对一线人才的能力需求。 1.智能制造的技术体系。智能制造技术的优秀是“智慧工厂”,是将新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套设备形成一个智能网络[3]。通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、服务与服务之间,能够形成互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成,其技术体系如图1所示。根据智能制造的技术体系,其优秀技术主要有:数字化建模技术、计算机网络技术、移动互联网技术、工业机器人技术、智能传感器和物联网技术、数控编程技术、数字化制造技术、虚拟现实与模拟仿真技术等[4,5]。 2.智能制造背景下对人才技能的新需求。智能制造具有高度自动化、信息化和网络化三大基本特征。自动化将导致工业形态发生改变,特别是企业工作者的角色和地位将发生较大的改变,这要求新型工人拥有新的知识和技能,并能够与机器人进行协作。信息化使工业机器人能协同工作,由于互联网技术(特别是移动互联网技术)在生产制造领域的广泛应用,将更容易提高生产效率,形成学习型生产系统。因此,智能制造对专业人才具有如下的新要求[6-8]:(1)技术人员需要更多的机电一体化实践经验,能迅速解决设备运行中遇到的问题。(2)技术人员需要掌握更多的信息技术和网络技术,能运用网络技术解决生产中遇到的问题。(3)技术人员需要与软件工程师紧密合作,解决智能机器中的软件问题和软件的用户体验。(4)技术人员需要掌握特定的编程技能,以及复杂系统的控制、操纵和设置技术。根据上述要求可以看出,智能制造导致了对优秀员工标准的转变,人机交互以及机器之间的对话将会越来越普遍,技术人员从服务者、操作者转变为一个规划者、协调者、评估者和决策者。 二、实验教学体系及实验室建设 针对智能制造对技术人员的新要求,实验教学是能力培养的根本保证。这就需要构建先进的、符合能力培养要求的实验教学体系,并在该体系的指导下进行实验室建设。为此我们坚持“以学生为本,依托环境教学,突出应用能力,培养创新精神和系统观”的实验教学理念,构建了“四级能力层次、七个教学模块、三类驱动项目、三种结合方法”的“4733”实验教学体系,搭建了准工厂化环境的实践教学平台。创新实验教学方法,培养学生的工程应用能力和创新能力,增强学生团队意识和社会责任感。该教学体系从能力上着眼于循序渐进,从内容上覆盖装备设计、检测、制造和生产组织全过程,从方法上着重于项目驱动,从培养模式上依靠产教融合。实验教学体系的能力层次分为基础能力、专业能力、综合应用能力和创新应用能力四级。由机械基础模块支撑基础能力的培养,机械设计模块、机械制造模块、机电液控制模块和石油冶金装备模块支撑专业能力的培养,综合实践模块专注于综合应用能力的培养,机械创新模块服务于创新应用能力的培养。使用三类产品贯穿上述7个教学模块,将各个教学模块串联成一个整体,培育学生的系统观和整体观。在教学项目开发和教学方法上采用“产学结合、虚实结合和赛课结合”的方式。 三、校企合作培养模式探索 产教融合是本次教学改革和高校转型发展的根本指导原则。产教融合的实施效益可以从学生、教师、学校和企业等四个主体来分析。(1)学生方面:基于产教融合的教学方法、教学内容和教学案例可以激发学生的学习兴趣,明确学习目标,改善学习效果,提高动手能力和实践能力,使之更适合企业需求。(2)教师方面:产教融合要求教师深入企业、加强与企业的联系,从而更进一步地了解企业和社会的需求,避免“盲教”。同时在与企业导师合作指导学生的过程中将有助于提高教师的工程实践能力。(3)学校方面:产教融合为进行应用技术大学试点探索新的教学方法和人才培养模式,为学校成功转型积累经验,提供参考。同时,与地方中小企业的合作也为学生就业难题提供新的解决途径和解决办法。(4)企业方面:首先,企业与学校深度合作,所合作企I亦可借助学校的科研平台和人才优势,解决中小企业技术力量薄弱的问题。其次,企业与学校合作培养学生的工程能力也是响应国家政策,为政府排忧解难,对提高企业社会效益和社会美誉度具有一定的作用。另外,改革方案也为企业选拔优秀人才提供了一个更为可靠的解决方法。 1.产教融合中联合培养企业的选择。(1)签署联合培养协议的企业数量要多。在不影响企业生产的前提下,考虑企业可接纳人数的限制,参考国外高校人才培养的实习生制度,将学生分散到各个企业中去,每个企业安排2-10名学生,故签署合作的企业数量要求众多。例如重庆科技学院机械与动力工程学院为了完成机械设计制造及其自动化或机械电子工程两个专业学生的联合培养工作已经与40多家重庆本地的从事各种设备(或机电一体化装备)设计制造的中小企业签署了产学研合作协议。他们计划将签署合作协议的企业数量扩展到100-150家。(2)合作企业突出地方性。在企业的一年学习期间,需要将理论知识与实际工程项目结合,注重实践动手能力和解决问题能力的培养,学生需要与专业教师之间频繁联系交流,同时为了对学生监管的方便,离学校空间距离不远的地方性企业无疑是最佳的选择。同时要了解地方经济的发展、地方企业对人才的需求,使得培养的学生更能快速融入地方经济,服务于地方经济,体现学校的地方性特色。(3)合作企业以单件小批量生产模式从事设备(装备)的设计制造为主。所选择的企业大部分均为单件生产模式的集设计与制造一体的装备或机电一体化产品生产企业。因为该类型的企业从概念设计、详细设计到生产制造以及生产管理等所有生产内容均有所涉及,使得学生可以得到更为全面的锻炼;同时,这类企业对技术人员的需求更为旺盛;另外,大批量生产模式企业生产的产品较为单一,技术也较为成熟,而单件模式的企业产品开发项目众多,更适合于基于项目教学的培养方式。(4)合作企业的生产规模以中小型为主。一方面因为这类企业技术力量薄弱,对专业人才更为渴求;同时这类企业灵活多变,对市场反应灵敏,产品开发速度快,适合学生培养。另外,学校导师组对企业也可以起到技术支持作用,企业有与高校合作的意愿和动力。 2.企业学习阶段的实施和运行。在企业学习培养阶段,学校与企业之间应该建立全方位的合作关系,形成一套系统的有机的运行机制。共同商定学生的培养计划、学生的监管、学习效果的评价以及学校对企业的技术支持等。学校需将所签订联合培养的企业按照产品类型进行分类,然后成立一批“导师组”,“导师组”由学院不同知识结构的老师及企业一线工程师组成。由导师组负责学生在企业学习阶段的指导、联系、管理和学习质量监控。全过程参与学生专业课程学习、毕业论文(毕业设计)的指导等。教学方式:采用“教师提出问题-学生自主学习-实践-教师辅导”的教学模式。重点是深度参与项目关键技术、设备的开发与改造,并通过专业知识、相关资料、计算分析等方法解决其中的部分问题,以实际项目为驱动,完成专业课程的学习及完成设计、制造、生产管理等技能训练。考核方式:主要考察基本理论在实际工作中的应用及动手操作能力。导师组对课程学习报告、以案例为内容的大作业、以项目为对象的课程论文、学习小组(或)专题的汇报和答辩以及其他要求进行综合评定,确定学生学习成绩。 在“中国制造2025”和“工业4.0”背景下,中国要想实现从制造大国到制造强国的转变,适宜智能制造的应用型人才的培养将是实施“中国制造2025”的关键。智能制造专业人才培养要建立以市场为导向、制造企业深度参与、校企融合、多学科联合共建的智能工场结合以非正式学习形式的人才培养模式。 作者简介:何高法(1972-),男,安徽舒城人,重庆科技学院机械与动力工程学院教授,博士,主要从事先进制造技术、精密测量技术等领域的科研和教学工作,已20余篇。 智能制造论文:机电一体化技术在智能制造中的应用分析 摘要:进入21世纪以来,人工智能技术取得飞速发展,在工业制造中人工智能发挥的作用越来越明显,尤其在南方沿海发达地区,很多企业都已经几乎实现了100%智能化无人生产。在工业制造领域,机电一体化技术成为当前最炙手可热的技术和应用。本文主要立足于机电一体化人工智能技术所处的特殊的宏观时代背景,对其在机械制造领域的应用现状、呈现的特点及存在的问题等做梳理分析,结合当前最新的理论与发展实际,探讨改进的措施和对策。 关键词:机电一体化;智能制造;应用 随着经济社会的进步与发展,机电一体化在工业制造生产中的应用越来越广泛。所谓机电一体化,通俗讲就是机械电子学,是电子信息科学技术在工业制造领域中的应用。在当前激烈的市场竞争中,可以说机械化程度的强弱,已经成为企业竞争实力强弱的体现之一。因此,从企业发展的角度看,不断加强机电一体化技术的推进,是企业长久发展直观重要的推动因素。 1机电一体化的意义 所谓机电一体化,主要强调的是将机械技术与电子技术之间的结合,在当前计算机技术的高速发展,再加上网络技术的辅助性作用,使得机电一体化的发展提升到一个新的高度上来。从客观上来看,机电一体化已经成为集中计算机技术、信息技术与自动化技术等为一体的综合性技术体制。在未来,C电一体化会朝着更为广阔的应用空间发展。 2机电一体化发展的现状 机电一体化技术研究的时间比较常,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的水平和目标,应用范围也并不十分广泛,技术没有得到充分发展。 如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。当前,在全球化趋势的推动作用之下,工业生产已经并不单纯局限于某一个单独的领域当中,而是就地取材,遍布世界的诸多角落。所以,关于机电一体化的含义也被融入了新理念,因此,在现代化机电一体化技术当中,我们不难看到远程控制技术和远程监视技术的存在。伴随着科学技术的不断发展,机电一体化技术也处于不断完善与发展的过程当中,在未来,势必会突破原有的生产模式,从而对于机电产品的部分标准进行统一与规范。 3机电一体化技术在智能制造中的应用 3.1在自动生产和自动机械中的应用 当前,机电一体化在企业当中已经得到了广泛地应用,其中最为突出的就是智能化制造技术的应用,不仅体现了自动生产线在实际生产当中的运用,也体现了自动机械在实际生产当中的运用。无论是现代传感技术,还是电子技术,在实际生产当中都有着一定的运用。我们将计算机化的制造系统成为柔性制造系统技术,对于这一技术来说,将数控机床、计算机、工业机器人等进行连接,从而成为一个生产网络整体当中的生产技术。其存在着一个显著的优势,就是能够满足于生产部门所提出了相应问题[3]。 3.2计算机的集成化体制 基于当前的战略发展理念,借助于全局动态的形势,能够帮助促进整个计算机集成制造系统的完善与优化。在这一体系当中,其建立与组合,并不单纯是子系统的简单组合,而是立足于当前地系统,将各个部门之间的界线得以突破,在这一系统当中,制造系统是主干系统。对于企业本身来说,在其具有一定的集成性特征时,就能够对于生产因素当中的各项资源进行优化配置,从而在客观上保证生产开发水准的提升,使得企业当中所蕴含的潜力和发展潜力被激发出来。 3.3在工程建设当中的使用 机电一体化在工程建设当中的使用,能够体现在以下几个方面:首先,在建筑物照明系统的应用,在@一功能当中,主要能够通过通信系统和计算机控制系统联合实现的,因此,对于不同时段的照明系统,应当进行有效控制。在这一照明体系当中,对于照明时间的自动控制,能够帮助减少电能损耗,实现智能化控制。其次,在建筑内部空调系统的控制方面,也存在着智能化特征,利用比例积分调节器闭环的形势,从而对于不同季节的空调使用模式进行设置,这样能够实现空调的智能化调节,保证整个建筑物的室内空气的优化,从而最大程度上减少能量的损耗。 4机电一体化未来使用的方向 首先,在当前机电一体化趋势越来越明显的背景之下,其已经开始逐渐朝着微型化的方向发展,而就微型化发展本身而言,体现出来的是对于高新科技产品的发展与完善。就现有状况来看,由于卫星机电一体化产品在题记方面相对比较小,所以损耗的能量也不是很大,能够完成很多任务。 其次,从智能化角度上来看,工业领域对于人工智能的重视程度已经提升到一个新的程度上来,其中不仅涉及到机器人智能应用,也涉及到相应的数控智能应用。虽然当前的数控机床领域,并不能够与人类一样实现完全地智能化,但是,拥有部分人类智能的性能对于提升机电一体化产品的性能有着极强的帮助作用。 再次,无论机电一体化的发展方向如何,其最终目的始终是为人类服务,所以,在实际设计的过程当中,应当尽可能保存人性化的设计,在色彩和造型方面起到一致性,在满足上述条件之后,可以融入艺术性色彩。 5结语 总的来说,机电一体化设计对于人类的影响是极大的,这也是当前现代化经济发展的产物,也是多重高新技术的集合体。因此,在未来研究与发展的过程当中,有必要在智能性方面进行深入研究,从而实现生产方式的深化改革,保证生产质量和效率的提升,与以人为本的发展理念相契合。 智能制造论文:机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 [摘 要]随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。 [关键词]智能制造;机电一体化;应用 前言 在当前市场竞争日趋激烈的形势下,机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备,探寻新的生产方式,而智能制造作为一种更加先进的生产方式,自然就引起了越来越多人的重视。现实中,智能制造一般包含两层含义,一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术,另一层就是指代智能制造系统。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式,构建智能化的制造系统。可以这么说,在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势,对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。 1 智能控制系统种类 智能控制系统的好坏决定着机电一体化系统的优劣。广泛应用于机电一体化的智能控制系统有:神经网络系统、模糊控制系统、家控制系统以及分级递阶智能控制系统等等。分别给予介绍:(1)专家控制系统。该系统汇集人的知识、经验以及技能于一体,将其录入到计算机中,按照编制好的指令程序对运行控制系统进行操作;(2)分级递阶智能控制系统。该系统又被称为分级控制系统,基于自组织和自适应控制,通过组织级、执行级等发挥控制作用;(3)神经网络系统。在机电一体化中,神经网络系统的应用十分广泛,其控制原理是:通过人工神经元、神经细胞等,进行非线性映射、对人的智能进行模仿以及分布处理等.其优势是:适应性强,能够实现自组织控制等;(4)模糊控制系统。在专家模糊控制中实现了多层次知识的表达和利用,对于提高控制的智能化来说十分有利;基于神经网络的模糊控制能够实现相应的模糊逻辑控制功能。 2 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 2.1 传感技术的应用 传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。 2.2 数控生产中的应用 在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CPU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。 2.3 自动生产线与自动机械的应用 目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统,主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。 2.4 工业智能机器人 工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技g是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 结束语 总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。 智能制造论文:3D打印分布式智能制造模式创新 摘要:基于中国3D打印制造模式创新的现实需求,应用新兴产业创新管理的基本思想,通过对大量现实案例的总结,识别了3D打印分布式智能制造模式的P键要素,揭示了3D打印分布式智能制造模式的管理特征,基于传统集中智能制造参照模式提出了全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式、跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。最后,给出了推进我国3D打印分布式智能制造模式发展的政策建议。 关键词:3D打印;云智能平台;分布式制造;管理特征;模式创新 作为第三次工业革命重要标志的3D打印(3D printing)引起了社会各界人士的广泛关注,中国为此专门出台了重要文件――《国家增材制造产业发展推进计划(2015~2016年)》,以推进这一战略性新兴产业的发展。 3D打印制造技术具有产品设计民主、无限满足个性化需求、单件或小批量制造、精确地点打印等典型特征[1],其中:产品设计民主、无限满足个性化需求等特征将促进“以企业设计师为中心”的产品专制设计模式向“以客户为中心”的产品民主设计模式转变[2],单件或小批量制造、精确地点打印等特征将推动“大规模集中制造模式”向“单件或小批量分布式制造模式”变革。因此,3D打印制造技术与新兴信息技术的深度融合,将产生引领高端制造业革命的优秀发动机――3D打印分布式智能制造模式[3],该制造模式的突出优势在于可制造复杂和个性化的特殊产品[4]、可提升产品的研发能力和设计水平、可创造新的就业机会和形成新的经济增长点[1]。 学者们对“3D打印制造技术所导致的制造模式变革”这一前沿领域的相关研究明显滞后于社会实践,这主要是由于管理学者应对挑战性问题的勇气不足、缺少文献和数据、缺乏自然科学知识等原因造成的。因此,本文研究3D打印分布式智能制造模式创新具有十分重要的理论意义和实践价值。 1关键要素 云智能制造是一种依托新兴信息技术和公共服务平台,为消费者提供各种按需制造和服务的智能化制造新模式[5]。在此基础上,可对3D打印分布式智能制造模式作如下定义:针对消费者的个性化需求,借助于物联网、云计算和大数据等新兴信息技术与公共服务平台,联合具有不同生产规模和能力、处于不同地域的3D打印制造企业,提供成本低、质量高、使用易的个性化产品制造新模式。依据此定义,可以识别出该制造模式所蕴含的关键要素。 113D打印制造技术 3D打印是一种做增材制造的先进制造技术,被广泛应用于消费行业和工业领域,取得了很大效益,典型案例见表1所示。据统计,在1988~2010年间世界3D打印产业产值保持着年均26%的增长速度,预期在2020年全球规模将达108亿美元[1]。但沃顿商学院的Karl Ulrich教授表示,要快速拓展3D打印的主流应用市场,就必须开发出与3D打印制造技术相匹配的制造模式。由表1可知,随着3D打印制造技术与物联网、云计算和大数据等新兴信息技术的深度融合,可以利用新兴产业创新管理的基本思想,开发出能够有效克服传统制造模式在产品设计不民主、无法充分满足消费者个性化需求等缺陷的3D打印分布式智能制造创新模式。 然而,传统集中智能制造模式尚存在一些缺陷:首先,采用“以企业为中心”的专业设计师主导的产品设计模式,该设计模式难以准确把握消费者的需求;其次,采取模具铸造和机械化加工等硬件制造方法,其造型能力有限,难以实现宏微结构一体化制造和复杂结构制造[4]。再次,采用系统化的产品物流与仓储设施,产品制造后需要运送到各地,会消耗大量人财物。最后,采用大规模集中制造的生产方式,企业与社会大众在产品设计、产品制造、产品消费等环节的动态交互显得无足轻重,消费者因为没有更多选择只能被动接受产品,难以满足消费者的个性化需求。 32全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式 对传统集中智能制造模式作进一步改进,可以开发出全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式(见图2),与前者相比该模式有如下发展:首先,3D打印分布式制造代替了大规模集中制造;其次,系统化的产品物流转变为最后一公里产品物流;第三,零部件供应企业和产品库存消失;最后,通过搜索和众包的方式,网络社会大众中的创新者可充分参与企业创新。 由图2可知,该创新模式可以有效克服传统集中智能制造参照模式的缺陷:首先,采用3D打印制造技术,降低了单件小批量产品制造、复杂结构产品制造的成本;其次,采用以消费者为中心的产品民主设计模式,通过搜索与众包方式,网络社会大众中的创新者可参与企业创新,共同设计出能够充分满足消费者个性化需求的产品;第三,采用社会大众参与产品制造的全价值链模式,有效衔接了消费者的个性化需求与企业的制造能力;最后,采用分布式制造模式,可有效解决3D打印目前存在的打印速度慢、难以批量制造等问题。例如,实力雄厚的大企业3D Systems公司就采用了该创新模式。 33跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式 随着大数据、物联网、云计算等新兴信息技术深度融入各行业,企业的边界变得模糊,这种趋势将深刻影响企业的制造模式,甚至重构其企业文化和组织结构[12]。在这一情景下,企业管理者将会发现更多跨越领域进行合作的创新机会,这就是跨界的基本思想[13]。基于此,对全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式作进一步改进,可开发出跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式,如图3所示。与前者相比,该创新模式有如下变化。首先,虚拟控制决策中心① 替代了实际的企业管理决策中心;其次,由C2B2C的两面市场模型取代了C2B的价值链模型。第三,由工商一体化的产品自制转变为外包产品制造业务。 在基于跨界平台服务的3D打印分布式智能制造创新模式下,实力雄厚的大企业将转变为平台型虚拟企业以实现跨行业混合经营,否则就会因为难以准确找到自己的竞争对手和目标消费者而出现经营困难,甚至破产;小企业则可利用其大企业所不具备的灵活性优势,借助于开放的云智能平台展开业务经营,极大降低了与大企业竞争的门槛。例如,Shapeways公司就采用了跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。 4结论与建议 在我国大力推进3D打印这一战略性新兴产业发展的大背景下,本文采用大量案例总结与文献分析相结合的研究方法,识别并刻画了3D打印分布式智能制造模式的关键要素,揭示了3D打印分布式智能制造模式的管理特征,基于传统集中智能制造参照模式提出了全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式、跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。研究成果能够为促进我国传统制造业的升级改造、推动我国3D打印智能制造模式创新提供重要的理论支撑与决策借鉴。 然而,3D打印分布式智能制造模式创新不是一蹴而就的,需要依靠官学商的共同努力。基于此,本文给出如下政策建议:(1)科研投入。3D打印分布式智能制造模式的发展要依托技术创新和管理创新。国家应加大对材料技术、新d信息技术、打印装备、软件技术、组织和管理创新等关键领域的科研资金投入力度,重点扶持新兴信息技术与3D打印制造技术融合的交叉领域研究,鼓励经济管理学者对3D打印制造技术领域的管理创新进行探索性研究。(2)产业链规划。3D打印分布式智能制造模式创新将催生新的产业链形态,这需要完善的供应商、服务商和市场平台体系,包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商、3D打印设备经销商、3D打印服务商、第三方检测验证支持、金融支持、知识产权保护支持等等。国家应制定3D打印产业链发展规划,推进行业协会和产业联盟的建设,推动产学研协同创新、知识产权保护法案制定、技术和行业标准制定。(3)平台建设。云智能平台是3D打印分布式智能制造模式的优秀要素,是一种面向行业、服务企业、对离散的社会服务资源起带动作用的公信度高、服务面广、公益与效益相结合的服务性平台。政府应主导云智能平台的建设,基本思路是政府引导、多元化投资主体、企业建设和运营[11]。(4)人才培养。3D打印制造技术的特征不仅要求从业人员掌握技术创新、组织和管理创新、服务和艺术创新等多方面的知识和能力,还应具备与不同领域的专家合作进行协同创新的能力和素质。因此,3D打印分布式智能制造模式的创新发展需要更加灵活和自由的专业人才培养模式,可采用线上线下互动配合、产学对接、实战训练的三维3D打印专业创新人才培养模式,以应对未来3D打印产业发展对人才的需求。 智能制造论文:面向智能制造的特色网络工程专业人才培养的研究 摘要:在国家提出振兴东北老工业基地,提出工业智能制造2025、“互联网+”等重点战略部署的新形势下,处于政策高地中的辽宁,面临相关人才缺失的巨大压力,而多数高校网络工程专业的设置上仍偏重于传统网络运维。为此,本文研究了面向工业背景的特色“网络工程”专业的建设和工程实践能力培养问题,提出了立足辽宁自身需求的高校网络工程专业的改革方案,并在我校网工程专业进行了相应试点。试点结果表明,对于以应用型人才培养为目标的普通高校来说,对原网络工程相关专业进行特色改革可以有效地满足地方对该领域的人才需求,同时也提高了该专业的学生学习兴趣和就业前景。 关键词:东北老工业基地;互联网+工业;智能制造2025;网络工程专业应用型人才培养 一、引言 在我国提出智能制造2025的背景下,研究面向工业特色的“网络工程”专业的建设是我省目前迫切需要解决的问题;另一方面,“网络工程”是一门实践性很强的技术性学科,同时,工业领域对该专业的工程实践能力培养要求很高。因此,面向东北老工业基地的特色“网络工程”专业应用型人才培养的研究具有极大的现实意义和研究价值。 二、专业建设总体规划方案 1.专业定位、专业特色和培养模式。①专业定位,为抓住辽宁省大力发展精细化工产业这一良好契机,结合教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录(2012)》以及辽宁省重点产业集群基本情况,并根据我院现阶段自身特点,我院将以“地方性,应用型,国际化”为办学方向,明确地将我院专业定位为“工程应用型”。②专业特色,主动适应地方经济发展对本专业人才的需求。在深入调研的基础上,结合学院的办学经验,明确专业定位为依托合肥学院,立足安徽,面向全国,培养适应面宽、实践能力强、具有创新思维和敬业精神的计算机工程应用型人才。③培养模式,结合地区经济社会发展对计算机专业人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体需求,注重理论与实践结合。强调以知识为基础,以能力为重点,知识、能力、素质协调发展,注重对学生实践能力、沟通与合作能力(理解、表达、团队合作)、创新能力(理论应用)的锻炼和培养。在专业方向、课程设置、教学内容、教学方法等方面均以知识应用为重点。 2.专业建设指导思想和基本思路,在辽宁省大力发展精细化工产业和辽宁省重点产业集群基本情况的大背景下,以国家教育部学科建设和专业建设有关文件精神为指导,坚持以人为本,不断改革,努力创新;以学科建设为龙头,以师资队伍建设为关键,以人才培养为根本,规范各项管理,全面提高专业办学水平和能力。并依据按以下基本思路开展专业建设工作:①专业规模适度发展,从现在四个专业年招生9个班逐步发展到六个专业13个班。其中拟申办“信息安全”专业和“物联网技术”专业,这两个专业均是“工业自动化”和“信息化”两化融合过程中急需的专业,也是精细化工产业发展所需的辅助专业。②在全面加强国际、校企合作办学,本着“加强基础、拓宽专业、优化课程、突出实践”的原则,完善人才培养方案,强化国际、校企合作。③按照工程素质和应用创新能力的培养这一基本思路,对实践教学的各环节进行有机整合,形成以工程技术应用为主线的递进式(基本技能训练、工程素质综合训练、创新能力培养)实践教学新体系。拟在实践教学内容中特别加入与精细化工产业相关的管理类软件、生产控制与仿真类软件开发实训。④强化学风建设和素质教育,培养全面发展的学生。⑤树立以“学生”和“教学”为中心的全面服务意识,建立系统的教学评估、检查体系与监控网络,形成教学活动健康运行的长效机制。 3.实习基地建设规划,在现有实习基地的基础上,进一步拓展在辽宁地区与精细化工产业相关或辽宁省重点产业集群中的企业实习基地。①每年选派一定数量学生到基地进行认识实习和生产实习,企业为本专业的实践教学提供支持和帮助。同时,针对本专业大四毕业生,通过学生与企业双向选择方式,实施校企业学分置换。②双方合作开展有关课题的研究。实习单位可以根据企业目前实际运营过程中存在的难点、重点问题,提出具体课题,由实习单位、学院和学生共同组建项目组,定期展开研究、探索解决方案的相关活动。③双方合作开展培训工作。我院教师可为实习单位员工开展针对性地相关培训,同时也可邀请实习单位的工程技术人才不定期来我院兼课或做讲座。④充分发挥合作企业所具有的工程教育资源优势,与本校的人才培养优势实行优势互补,将更多具有综合性、实践性、创新性和先进性的企业课程引入到教学中。 三、特色“网络工程”专业的建设 首先,我们对工业企业进行了大量调研,形成了专业需求报告。其次,结合国内外相关专业建设情况,针对工业企业需求报告进行了面向工业背景的特色“网络工程”专业方向课程建设和相关实验和实践环节的设计,形成系统、全面的“网络工程”专业的建设方案。再次,对方案进行了广泛意见征求,请了教育界和工业企业界专家进行评估和考核,同时进行了试点。最终形成了以下特色。 1.专业特色,以网络通信技术和计算机技术为基础,突出工业控制网络、无线传感器网络和物联网等跨学科综合技术的培养,使本专业培养的学生不仅具有商业网络应用系统设计和网络工程设计能力,更具有面向工业网络应用系统设计和网络工程设计能力的特色优势。 2.办学特色,指导思想:宽基础、重技能、有特长、广选修。培养计划:制定了“先基础、后专业、理论与实践同步”的培养措施,与学校的优势学科联合,共同培养(面向工业背景的特色“网络工程”专业)。就业前景:紧跟国家发展和人才需求导向(在未来五年至十年内对面向工业和商业的泛在网络建设的人才需求极大,而目前该方面的人才短缺),本专业正是针对这一市场需求培养人才,充分依托我校特色优势化工工业背景,有效地提高本专业毕业生的市场竞争力。 四、小结 我校网络工程专业从2010年开始招收第一批本科生,因为是新办专业,每年最多招收一个班,在校生人数为120人。从2010年制定的培养模式开始,该专业经历了三次培养方案的制定工作,分别为2010培养方案、2013培养方案和2016培养方案。在这三个培养方案中,我们都采用了“3+1”的工程教育培养模式,即3年完成公共基础知识、专业基础知识和专业知识的学习,第4年进入全年技能实践培训学习。一部分学生进入企业实习,另一部分学生在学校继续完成技能培训。而教学内容设定上,在参考国家专业委员会认定的专业知识体系基础上,根据工程技术人才需求,按照工程教育的思想,分别设定了本专业的三个培养主线,即企业级网络工程系统设计与实施、java企业级网络应用系统设计与开发、.net企业级网络应用系统设计与开发。以一个企业级项目为指导,所涉及的项目实际内容分散到专业知识体系涵盖的课程内容中,学生在第4年实践环节开始时,就能以团队或个人的形式,掌握专业各项知识和技能。就目前培养模式看,已经接近于CDIO的工程教育理念,其培养的人才定位于服务辽宁智能制造行业。 智能制造论文:计量科学在智能制造产业中的应用 摘要:分析国内智能制造领域的各种问题,指出我国推进实施“中国制造2025”战略,必须狠抓优秀关键部件自给率、提高精密测量技术,将计量科学真正应用于智能制造领域,实现复杂参数测量的等效一致性和关键技术标准的国际接轨,才能从根本上摆脱高端制造业受制于人的局面。 关键词:计量科学;智能制造;人工智能;国家质量基础; 0引言 中国对智能制造和产业自动化升级的需求,催生了巨大的机器人市场。然而作为新兴智能装备制造业的机器人产业,计量标准体系的缺失,可能令机器人产业难以走入良性循环,进而影响我国智能制造产业的发展。世界领先的工业机器人制造商ABB公司质保及校准部经理Peter Fixell认为:“一台真正好的工业机器人,应该在其整个生命周期内都会保持良好的精度……”。然而在中国,一直是国外机器人的天下。因此,尽快制定我国具有自主知识产权的机器人基础标准和计量检测体系,打破国际技术性贸易壁垒并实现与国际标准接轨,为推进机器人产品走向市场奠定基础,对推动中国制造抢占高端制造业市场具有重要意义。 1智能制造的发展现状 智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和,前者是智能的基础,后者是指获取和运用知识求解的能力。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统,智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库,具有自学习功能,还有搜集与理解环境信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力。 早在2011年,美国就率先了国家先进制造伙伴计划,重点关注和支持智能化技术和智能制造。德国作为全球制造业中最具竞争力的国家之一,也于2013年了工业4.0战略。其他制造业区域如欧盟、日本、韩国也纷纷了与智能制造相关的国家机器人发展战略。可见当前,新一轮工业革命已成为世界各国战略布局的主要方向,发达国家和地区纷纷把智能制造和机器人作为国家战略,抢占智能制造技术和市场的制高点。以机器人、智能制造为代表的“工业4.0”时代已悄然来临。我国经过多年的高速发展之后,已进入经济发展的新时代,目前是在由制造业大国向制造业强国迈进的关键时期。 中国工程院院士卢秉恒就中国制造业的发展提到了支撑智能制造的三大技术:机器人、智能装备、3D打印机,其中机器人技术是助推智能制造的关键之一。与此同时,自2013年起连续三年时间内,我国已提前步入机器人时代,产业急速井喷,目前已然成为世界第一大机器人市场。 然而,我国的机器人产业大而不强。首先,我国的装备制造业中,关键零部件自给率低,如目前80%的集成电路芯片制造装备还严重依赖进口,更别说高性能传感器、先进材料以及高速精密轴承等。 其次,我国装备制造业中先进技术对外依赖度高,精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件、机器视觉都非常缺乏。新型传感器的感知技术、在线分析技术、大功率变频技术等构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术主要依赖进口。 这些电路芯片、先进传感器、精密测量和控制技术都是机器人产业、智能制造的基础。机器人的材料、关键零部件到整机、装备到系统集成,都需要进行测试,才能检验其是否满足性能的要求。伴随着机器人产业的发展,作为直接关联的传感器、仪器仪表和计量测试行业,成为未来的重点发展方向。 2计量科学是智能制造能力提升的保障 2016年是国家“十三五”规划开局之年,也是“十三五”规划的政策落地年。为推动中国传统制造业转型升级和可持续发展,加快智能制造技术与装备创新发展和产业化,不单政府在积极制定政策助力中国制造协同创新发展,高校、研究院所、企业等机构也自发组织产业协会和联盟,期望通过机器人技术推动制造业实现跨越发展,最终实现我国从“制造大国”向“制造强国”迈进。 在各类国家创新能力的驱动和评价模型中,很少提及计量和质检工作,但是计量质检水平却又被确认为国家竞争力和国家综合国力的最直接的体现。这说明计量和质检工作对促进国家创新能力的系统性作用的研究和认识还十分欠缺。以机器人技术中的传感器为例:对于机器人来说,传感器必不可少,同时,机器人对传感器有非常严格的要求,主要表现为准确度高、可靠性强、稳定性好;电磁干扰、强机械振动、灰尘和油垢等恶劣气候环境和机械环境下抗干扰能力也非常关键;最后就是整机性能和安全、噪声、储能和易于校准。 此外,复杂的几何量测量也是智能制造的优秀关键。只有几何量测量仪器结合智能制造中工业机器人,形成智能制造的全方位感知系统,才能促进制造过程中的智能化,为真正形成智能制造打下坚实的基础。然而,我们也要清楚地意识到,目前几何量仪器自动化程度极低,还不能形成网络化,难以在测量现场形成测量数据。 伴随着智能制造的快速发展,计量科学家也在努力研究新的非接触测量技术、在线测量技术、自动测量技术,使其能满足智能制造的高准确度需求。在“2014中国仪器仪表学术产业大会”上,学术界和工业界一致将“智能制造”作为当下的最重要的议题,指出传统仪器仪表行业应借助“智能制造”寻求新的突破。而我国质检和计量部门也在积极寻求和高校、研究院所合作,以期在智能装备制造产业发展中牢牢占据科技领先地位,表1为近年来寻求技术合作的情况。 从表1可以看出,地方政府、高校已经开始围绕战略性新兴产业开始了“政产学研”的合作,充分发挥科研机构、高等院校科研优势,有效提升质检技术机构服务能力,而且积极开展这些合作的省份均是我国机器人产业集群区,或者是经济发达、对外开放程度高、高校云集以及老重工业基地。这些监督、检验和测试中心的成立,对于未来加强我国机器人产品质量监督、相关测量仪器的准确度,提升智能制造产业质量水平有着重要的意义。 3计量科学和智能制造共同助力“中国制造2025” 地方政府在积极推进这项工作的开展,中央政府部门如科技部、发改委也都开始从顶层开始支持我国智能制造、计量科学的发展。2016年科技部会同国家质检监督检验检疫总局等13个部门,制定了国家重点研发计划《国家质量基础的共性技术研究与应用》重点专项实施方案。该方案聚焦产业转型升级、保障和改善民生、提升国际竞争力等国家重大需求。此项重点研发计划的实施,其中涉及了多处先进制造和智能制造方面的重点支持方向,如表2所示。 这里提到的国家质量基础(Nation Quality Infrastructure,NQI),是由计量、标准、合格评定(检验检测和认证认可)共同构成。这个概念是基于联合国工业发展组织和国际标准化组织在总结质量领域100多年实践经验而提出的,被国际公认是提升质量竞争能力的基石,更是保障国民经济有序运行的技术规则、促进科技创新的重要技术平台、提升国际竞争力的重要技术手段。 而对于测量仪器和高端设备来说,提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平也是当前的重中之重。国家科技计划管理部际联席会还设计了《重大科学仪器设备开发》专项来进行重点支持,以形成具有自主知识产权、“结实耐用”和功能丰富的重大科学仪器设备产品,并进一步服务科学研究和经济社会发展。 在《重大科学仪器设备开发》专项的申报指南中,提到“传感器”有29处,可见,《重大科学仪器设备开发》和《国家质量基础的共性技术研究与应用》两个重点专项对于未来我国的智能制造、高端计量仪器的研究有着非常大的支持力度。 4结语 智能制造随着全球制造业的发展而不断进步,而计量科学的最终目的就是支撑我国智能制造产业的不断发展。在这种新形势下,智能制造的发展就必须以智能生产为目的,以互联互通为手段,以计量测试为关键优秀技术,并能把一切测量结果进行综合分析和运用。在处理各种测量数据时,能够以反馈的形式,利用实时测量数据进行在线校准。整个智能制造过程中,实时、准确、可靠的计量无处不在,而这些对计量科学提出了全新的挑战。 虽然现有的计量技术还不能满足智能制造中对准确度、测量效率、测量环境的复杂性以及在线测量的要求。国家已经通过各种科研项目的支持和政策的引导,积极鼓励计量更进一步的发挥其重要作用。相信在“十三五”期间,伴随着我国科技体制的改革,一大批重大项目将会发挥其应有的作用。 智能制造论文:智能制造下的管理会计创新探索 摘要:为了加快我国制造业由大国向强国的转变,政府制定了“中国制造2025”规划,与之相对应的一个重要概念便是“智能制造”,对产业格局产生了深刻的影响。作为企业管理的基础,管理会计与智能制造在多方面进行高度融合。在智能制造的环境特征下,企业需逐步推进管理会计创新工作,努力实现自身绿色制造的转型和服务型制造的升级。 关键词:智能制造;管理会计;创新 一、研究背景 制造业在我国国民经济占主体地位,即是立国之根本、兴国之利器、强国之基石。在创新驱动下,许多新的生产方式、新产品、新形态和新的商业模式应势而生。“中国制造2025”规划正在推进,供给侧结构性改革不断深入,制造业的优化转型升级和创新发展都面临着新的机遇。智能制造内涵包括:一方面人工智能广泛应用于生产制造的各个环节,减缓相关人员的工作强度,以达到提高产品的质量与生产的效率的目标;另一方面其体现“互联网+”技术的创新需求,奠定了“新经济”桥梁的基础。管理会计为了与“智能制造”相适应,应实施“智能管理”,依靠“人工智能”大力提升其处理系统多样性和复杂性的能力;充分理解管理对象异质性,有效、合理配置智能化管理工具,最大限度发挥管理会计管理控制和信息支持的功能。 二、智能制造下的管理会计 (一)以“互联网+”为代表的现代科学技术,形成复杂多变的企业组织关系。要求管理会计控制系统不断通过优化升级产销流程,加强产品生产过程的可控性,同时重视企业价值增长的战略空间、管理过程、控制绩效,加大在不同战略选择下的成本管控力度,力求实现企业成本最小化和企业效益最佳化的最终目的。 (二)根据管理会计信息支持系统,有效、合理配置生产计划并掌控生产进度,深化产品生产的可视性。智能制造时代背景下,以网络通信技术为媒介,工业机器、设备、存储系统及运营资源紧密连接在一起,充分发挥了良好的信息集成功能,并依赖于开放的管理会计信息支持系统将技术与经济结合起来,实现管理会计“管理控制”与“信息支持”活动的横纵双向沟通与交流,实现企业财务与业务有机结合、敏捷快速运作。 (三)影响管理会计的价值增值目标。1.从企业的外部环境看,持续不断的推进智能制造,对降低智能设备等的成本费用有促进意义,零成本社会的内在属性在智能化设备的配套环境中也得到了体现。2.从企业的内部环境看,通过改革智能化管理会计的供给端结构,充分利用外部廉价的制造能力,将企业的固定成本转为可变成本,极大程度地提高企业的资源配置效率。 三、管理会计工具创新 智能制造是一个商业生态圈系统,由智能设备、智能工厂和智慧员工构成,结合企业具体的情境特征,创新管理会计工具可从智能制造与新经济的结合、智能制造与“互联网+”技术的融合程度上进行。 (一)约束理论(TOC),每一个组织的发展都会受到来自不同约束条件的限定及制约。智能制造业绩高低主要是从完工效益、存货和营业费用三个方面进行考察。根据约束理论,实现“互联网+”为代表的现代移动技术与企业生产经营活动的融合,有利于充分发挥企业的有形成本要素与无形成本要素。当前,依靠管理会计的创新驱动,智能制造的内在需求便是充分发挥无形成本的内在潜力。 (二)适时生产制(JIT),智能制造能使适时生产制进一步拓宽。适时生产制是作为一种无库存的生产系统,追求消除一切只增加成本而不向产品增加价值的过程。依靠价值链与供应链中的智能化成本管理,使企业线上与线下的经营活动紧密连接,使管理会计工具由时间驱动向时间与空间双驱动的融合创新方向发展。 (三)持续改善(Kaizen),智能制造对企业产生持续的改善作用,通过对产品与服务的质量、员工的努力、民主参与意识的高低等进行主动的沟通和调整,利于提高管理会计控制系统的效率与效果。实现智能制造与管理会计的结合,企业的成本或利润不仅仅是“数量”的要求,更是对“质量”的规范。 (四)精益成本管理(LCM),智能制造自身就是一种精益成本管理的过程。通过建立一种交互用户的平台,基于大数据分析,实现由生产型制造到服务型制造的升级,不仅为用户提供全流程个性化体验,而且能实现企业的价值的增值。 (五)业务流程再造(BPR),智能制造与科技创新相结合可能会引起激进式的流程变迁。伴随现代科技的的迅猛发展,工业机器人已经是十分重要的自动化工具。广泛运用工业机器人,不但提高产品的产量与质量,且对人身安全的保证、劳动环境优化、劳动强度降低、劳动生产率的提高、原材料消耗的减少和生产成本的降低具有非常意义。智能制造的业务流程再造是实现“互联网+”与新经济对传统产业的改造的一种新兴工具。 (六)平衡计分卡(BSC),智能制造与平衡计分卡的结合有两个重要的优点。一个是能增强管理会计的战略导向性,另一个是能够促使企业的前景理论与平衡计分卡执行力的紧密融合。智能化平衡应当包括两个层面:一是基本平衡,指长期目标与短期目标的平衡、实现结果与制约因素的平衡;二是具体平衡,具体指财务指标与非财务指标的平衡、实体价值链与虚拟价值链的平衡、链式整合链与网式整合链的平衡、内外群体的平衡、经营中的领先指标与滞后指标的平衡、学习与创新中的东方古典哲学与西方精细化管理的平衡。 (七)作业成本法(ABC),智能制造将从根本上对作业活动实现变革。智能作业管理能提供更加完整的成本核算信息,凭借合作联盟网站等网络式竞争平台,增强企业内外作业活动之间的合作、交流与服务,合作建立起产业作业链与技术联盟,形成网络集聚,扩大与拓展智能化作业管理的内涵与外延。 (作者单位:厦门立洲五金弹簧有限公司) 智能制造论文:智能制造背景下机械设计实验教学改革探索 摘 要:结合数控技术专业的学情特点、专业特色及智能制造的发展趋势,探索了机械设计基础课程基础型实验、综合型实验及创新型实验教学内容的改革;基于该实验教学的实践性特点,探索了动静结合、信息化导入、理论教师参与实验操作等教学手段,同时优化了考核评价方式。 关键词:机械设计基础 实验内容改革 教学手段改进 考核方式优化 随着“智能制造”计划的制定,加快制造业转型升级提上日程。实现制造强国的战略目标,为与制造业相关的数控技术专业的教学带来新的机遇和挑战。机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程,该课程作为一门实践性很强的课程,其实验教学是一个十分重要的实践环节,除了起到加深学生对理论知识的理解、对课堂上教授的理论知识的验证作用外,更重要的是培养学生实践动手能力、理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力,启迪其创新思维,开拓其潜能的重要手段[1-3]。如何结合专业特点同时迎合中国制造2025计划的需要,舍弃陈旧,吸取精华,接纳新鲜内容,是机械设计基础实验教学中面临的重大 课题。 1 当前教学现状 机械设计基础实验教学是该课程教学的重要组成部分,是学生将理论知识应用于实践中的媒介,更是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力及启迪其创新思维的重要途径。然而,目前实验教学以传统验证型实验为主要内容,实验内容单一,既不能反映数控专业的特色内容,也束缚了学生的思想,更不能适应“中国制造2025”的时代背景;另外,实验教学手段单一、考核方式不够科学[4],不利于充分调动学生的积极性,最终导致实验教学的效果与实验课的教学目标相差甚远。 2 实验教学内容改革探索 2.1 结合学生的兴趣点设置基础型实验 基础型实验包括机构认知、零部件认识等认知性实验和机构简图测绘、齿轮范成等验证性实验。根据本课程的特点,巧妙安排该类实验教学和理论教学的先后顺序,使两者有机结合起来激发学生的学习兴趣。例如,在平面四杆机构的理论课程前设置认知性实验,带领学生参观机械原理陈列柜,可以使学生在理论学习之前对该章节所涉及的典型机构和零件有感性的认识,在此基础上,引导学生动手做平面四杆机构的搭接实验,使学生进一步理解平面四杆机构的功能性,从而激发学生对理论课程的兴趣;而在齿轮范成加工方法的理论课程之前,组织观看齿轮加工的影像,在理论课程之后设置齿轮范成实验,学生通过了解实验原理、记录和分析实验参数,不仅对齿轮范成加工进行了印证,也学会了验证某一原理或设计成果可行性的方法,然后带领学生进校实训车间,现场观察滚齿机切制齿轮的加工过程,增加学生的学习信心[5]。 2.2 结合数控专业特色设置综合型实验 机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程,其实验教学是提高本专业技能最重要的实践环节,为更进一步的突出课程实验对本专业的服务性特点,笔者结合本专业所涉及的机床及数控加工工艺设置机械设计基础综合型实验,通过对机床机械结构的实际零部件的测量与分析提高学生分析抽象机构及典型零件的能力,进而提高学生对数控加工方法和工艺的分析与设计能力[6-8]。 综合型实验教学的具体内容设置如图1所示。 2.3 结合“智能制造”设置创新型实验 结合“智能制造”创新发展和制造业与信息技术融合的理念,在实验教学时设置创新拔高型实验,以适应“智能制造”的要求[9]。 如图2所示,以机构创新认知实验、校园环保自行车创新设计与制作等为代表的创新发展类实验,使学生层层深入到典型机构与创新产品中去,既能逐步激发学生的兴趣、锻炼学生分析问题和解决问题的能力,又能培养学生的创新意识。利用信息技术设置虚拟设计与仿真类实验,例如通过计算机辅助设计与制造软件模拟机器人的运动过程、设计与制造实训车间智能运输小车,以有利于学生实训的实际产品勾起学生的创新欲望[10-12]。设计与制造实训车间智能运输小车为例,首先将学生分成若干组,使各组学生运用其在一年级所学的CAD课程、同期CAM课程,分别设计智能小车的各个零部件并进行三维造型,由实验教师将各组设计的零部件组装,并进行编程模拟运动,让学生参与设计与制造,真实体验机械零件设计过程的实质和乐趣。 3 实验教学手段改革探索 3.1 “动”与“静”结合 在实验教学中,实验室教具、模型设置,对学生动手操作兴趣的提高有重要影响。“动”体现在物品陈列的状态和教师讲授过程,根据陈列物品种类的不同,将典型运动机构、传动部件及机械零件设置为可运动的动态陈列柜,便于学生观察机构的实际动作及零部件的实际运动。教师讲授过程配以动作演示,将实验指导书的讲解转变为实物操作讲解。“静”体现在学生自动作业以及以小组为主的自主学习、合作交流。运用“动”与“静”的结合提高实验教学效果。 3.2 引入信息技术 教学辅助材料通常为纸质实验指导书,大量的文字表达,学生往往不能抓住实验要领。现将实验指导书涉及的特殊工具、典型量具、专用仪器、操作方法与步骤及实验结果处理手段以电子课件的形式呈现,配以小视频和动画促进学生对 3.3 优化实验教学人员 现将理论课主讲教师与实验员共同参与实验课教学、教研及科研,使理论教学与实践教学无缝隙结合,这一教学模式获得学生的一致好评[13-14]。 4 优化考核评价方式 基于基础型、综合型及创新型的实验内容设置,优化考核评价方式。基础型实验考核占比50%,综合型实验考核占比30%,创新型实验考核占比20%。 4.1 基础型实验考核 基础型实验考核包括考勤成绩10%、操作过程成绩20%、实验结果分析20%。考勤成绩涉及学生的出勤率,操作过程成绩涉及学生操作的正确性、参与度及团队协作度,实验结果分析成绩涉及学生实验数据的分析整理的准确度、是否独自思考及书面整洁度[15]。 4.2 综合型实验考核 为了考查学生对知识的综合应用,对综合型实验的考核包括出勤率10%,操作过程成绩10%、实验结果分析10%。考虑到学生学习层次的差异性,在综合型实验考核时均分比例,促进学生对此类实验重视程度的提高。 4.3 创新型实验考核 新考核项,占总评成绩的20%。包括参与分5%,创新操作10%,实验结果分析5%。鼓励学生积极参与创新型实验,学生能对本课程所学的知识点或对应的训练提出自己独到的见解并能以一定成果展示即可获得创新分数。 5 结语 实验教学与理论课教学是相辅相成,相互促进的关系,结合学生特点、专业特色及行业趋势将机械设计基础实验教学内容设置成基础型实验、综合型实验及创新型实验三个层次,配合多种教学手段和综合考核评价,使学生在实践学习环节逐步深入,提高了学生的实践兴趣,同时激发了学生的创新潜能,也促进了学生对理论课程的学习和理解。
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自动化控制论文:人工智能技术电气自动化控制论文 1人工智能技术的特点和优势 人工智能技术是人类科学技术不断发展进步的必然结果,也是工业发展过程中,促进工业自动化科学化发展的重要推动力量。在人工智能技术的发展中,科技的发展和工业技术的进步会促进人工智能技术的发展;反之,人工智能技术的进步,可以完成那些人类自身无法办到、技术条件效果不好的生产技术操作。当前的人工智能主要是计算机技术的发展结果,随着计算机技术的飞速发展,通过对计算机信息特点和操作性能的了解和设计,使计算机操作系统具有更多更先进的人工化反应,并在实际的信息技术处理过程中,通过其系统内部的人工化、智能化识别和处理系统,对电气自动化控制和其他工业技术领域在运行中的问题进行自主解决。如今,人工智能技术已经取得了较大的进步,其研究发展项目也越来越多,越来越先进,实用性越来越强。人工智能技术已经广泛运用与工业自动化、过程控制和电子信息处理等先进的技术领域。人工智能技术通过模糊理论算法、遗传算法和模糊神经算法等方式,可以在电气自动化控制中,采取更灵活多变的控制方式,对电气自动化设备运行中的不稳定因素和动态变化进行自主的调整,从而保障其运行的准确和高效,减少出错率。人工智能技术的运用,可以大大减少在电气自动化控制等领域的人力成本,并且能够解决一些工作人员无法有效监控和解决的问题,做到及时有效。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1人工智能控制实现了数据的采集及处理功能 在电气设备的运行过程中,数据的采集和处理是了解电气设备自动化控制情况,发现运行过程中的问题和提出解决办法的重要依据。在传统的自动化控制中,由于技术水平和实际运行中的动态变化,数据的采集和传输无法做到准确和稳定,保存数据容易出现丢失的情况。人工智能技术的使用,可以保障电气自动化运行过程中对动态信息的及时收集和稳定传输,对相关数据的保存工作也更安全,这就提高了电气自动化的控制水平,充分保障了电气运行中的安全性和稳定性。 2.2人工智能控制实现了系统运行监视机报警功能 电气自动化控制是用电气的可编程控制器,控制继电器,带动执行机构,完成预期设计动作的过程。在此过程中,系统内部各部分之间的运行都要严格按照设计模型和函数计算的基础上进行,如果系统中的一点出现问题,就会造成整个自动控制系统的故障。在以往的自动化控制系统运行中,对系统内部各部分之间的运行数据和运行状态进行实时监测,对运行中的特殊情况进行及时的报警处理,帮助自动化系统及时处理可能出现的故障,提醒电气管理人员加强对电气系统的管理。 2.3人工智能控制实现了操作控制功能 电气自动化控制的主要特征之一就是通过计算机的一键操作,就可以实现对电气系统的整体控制,保障电气自动化运行符合现实的需要。传统的自动化系统的操作,需要靠人工对系统各个环节进行人工操作,从而促进自动化系统内部的协调和配合,这种方式既降低了自动化运行的效率,也增加了自动化系统的故障发生频率。人工智能技术对电气自动化系统的控制,是通过各种先进的算法,按照电气自动化的需求,对自动化系统进行自动化和智能化设计,从而实现对电气自动化控制系统的同时操作,大大提高了自动化控制的效率,减少了单独指令操作中容易出现的不协调情况的发生。 3人工智能技术在电气自动化控制中的控制方式 3.1模糊控制 模糊控制以模糊推理和模糊语言变量等为理论基础,并以专家经验作为模糊控制的规则。模糊控制就是在被控制的对象的模糊模型的基础之上,运用模糊控制器,实现对电气控制系统的控制。在实际控制设计过程中,通过对计算机控制系统的使用,使电气自动化系统形成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统,从而达到对电气自动化系统的科学控制。 3.2专家控制 专家控制是指在进行电气自动化控制过程中,利用相关的系统控制理论和控制技术的结合,通过对以往控制经验的模拟和学习,实现电气自动化控制中智能控制技术的实施。这种控制方式具有很强的灵活性,在实际运行中,面对控制要求和系统运行情况,专家控制可以自觉选取控制率,并通过自我调整,强化对工作环境的适应。 3.3网络神经控制 网络神经控制的原理就是基于对人脑神经元的活动模拟,以逼近原理为依据的网络建模。神经控制是有学习能力的,属于学习控制,对电气自动化控制中出现的新问题可以及时提出有效的解决办法,并通过对相关技术问题的分析解决,提高自身的人工智能水平。 4结语 人工智能技术是科技发展到一定程度的必然结果,也是促进科技继续发展和工业自动化技术更加进步的重要推动力量。电气自动化控制的操作要求使人工智能在电气自动化中的运用越来越广,随着人工智能技术的发展,电气自动化控制技术也将逐渐提高,系统运行效率也会不断增强。 作者:姜关胜 单位:75240部队 自动化控制论文:智能技术电气自动化控制论文 一、智能技术的优势 与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。 二、人工智能技术应用 基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的优秀技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。 (一)智能化设计分析 人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。 (二)PLC技术应用 随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。 (三)智能诊断和CAD技术应用 智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。 (四)神经网络技术应用 神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。 三、总结 随着科技的不断发展,电气自动化控制系统逐渐实现了数字化和智能化。智能技术的使用提高了自动化控制的效率,基于人工智能理论的智能技术是电力企业发展的必然。智能技术不仅是计算机技术的重要组成部分,也对计算机技术具有一定的依附性。但目前,智能技术的应用尚存在一定的缺陷,甚至存在一定的错误。基于此,应提高操作人员对智能控制化技术的认识,以保证智能化技术的可持续发展。 作者:许武文 单位:海南师范大学 自动化控制论文:智能化技术下电气工程自动化控制论文 1智能化技术的理论基础 从20世纪50年代开始,一直到现在的几十年探索中,人工智能化已经可以像人一样进行感应与行动,凭借着高效率、高精度以及高协调性等特点超越来传统的控制技术。随着计算机技术的不断发展,对人的思维能力进行模拟的构想现在已经得到了实现,后来在程序语言编制上,智能化模拟的可实施性也得到而来增加。随着电气工程自动化控制技术的不断发展,智能化技术的市场得到不断拓宽,这种技术的应用不仅可以使电气工程的工作速度得到提高,同时还在电气工程中节约了大量的人力与物力[1]。智能化技术在整个电气自动化控制行业中主要是利用不断实践来进行的,其中包含的内容十分广泛并复杂。智能化技术属于计算机高端技术的一种,因此要想很好的掌握其应用,那么必须要具备专业性计算机理论知识。智能化技术不仅有效有提升了电气自动化控制的工作效率,同时也也很大程度上降低了工作人员的压力,优化了资源配置,促进了电气工程自动化系统的稳定运作。 2智能化技术的主要特点分析 对于很多人来说,智能化技术是一个陌生的词汇,然而它却与我们的生活息息相关,下面我们就对它的主要特点进行阐述,帮助大家深入理解智能化技术。作为电力系统中的关键环节,电气工程自动化控制对电力系统的正常运行存在着决定性的作用,为了保证电气工程的顺利发展,从而有效提升恒业的整体水平,对智能化技术进行应用是大势所趋。 2.1高精度与高效率 在电气工程自动化控制中,精度与效率是两项重要指标,在智能化技术指导留下,对多个CPU与高速CPU芯片进行使用,电气工程控制工作效率与精度得到了显著的提高。 2.2多系统控制 智能化技术的应用可以有效减少相关工序,同时还能使工作效率得到显著提高,目前该项技术在电气工程自动化控制中的实际应用正朝着系统控制的方向发展着。 2.3科学计算的可见性 在电气工程自动化控制中,智能化技术的应用可以对数据进行有效的处理,不仅可以通过文字和语言进行信息交流,同时还能利用图形与动画实现信息交流,这在很大程度上提升了工作的效率。 3智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 在电气工程自动化控制系统中应用智能化技术,有效提升了系统的工作效率,降低了工作人员的压力,对于电气工程自动化控制中智能化技术的应用主要体现在三个方面:(1)怎样将智能化技术应用到电气工程中对病因的诊断与维修之中;(2)如何对电气产品与设备进行优化设计;(3)通过怎样的形式对电气工程智能化控制进行实现。 3.1对电气工程自动化控制中的病因进行诊断 利用传统的人工方式对电气工程系统中的病因进行诊断是非常复杂的,同时对工作人员的要求也非常高,而且也不能对病因进行准确的诊断。在电气工程自动化控制中难免会发生一些设备和数据问题,依靠人工诊断方式往往不能对病因进行及时的诊断与处理。而智能化技术的应用不仅可以使病因诊断的效率得到明显提高,同时还可以使定时检测与诊断得到实现,在这一过程中很多问题的出现都会得到避免。 3.2对电气工程设计进行优化 在传统电气工程设计中,往往需要通过工作人员在工作过程中进行反复的实验才能完成。在这一过程中工作人员很有可能不会考虑到一些具体情况。如果真的出现复杂性的问题,也不能对其进行及时的解决,在这种情况下,工作人员不仅要掌握大量的专业设计知识,同时还要很好的将自己已经掌握的理论知识运用到实际应用中。智能化技术得到应用以后,设计人员就可以利用计算机网络和相应的软件对电气工程自动化控制进行设计,这样一来,设计数据的准确性得到而来增加,同时设计样式也非常丰富,另外,还能对一些复杂问题进行及时的处理,电气工程自动化控制的顺利运行就得到而来有效的保证。 3.3对整个电气工程进行自动化控制 电气工程控制系统中存在着很多控制环节,智能化技术的应用正好可以使对整个电气工程的自动化控制得到实现。智能化技术在应用过程中通过神经网络与模糊控制等方式实现对电气工程的自动化控制。其中,神经网络控制的应用是非常关键的,它可以进行反向的算法,同时具有多层次的结构。在神经网络控制的子系统中,其中的一个子系统可以结合系统参数对转子的速度进行调控与判断,而另一个子系统就可以按照以上参数对转子的速度进行判断与控制。目前神经网络控制已经在识别模式以及信号处理等方面得到了广泛的应用。智能化手段的应用使电气工程的远距离与无人操控自动化控制得到了实现,通过公司局域网的帮助,智能化技术的应用使得对电气系统各环节的实际运行情况进行了详细的反馈分析。 4结语 综上所述,电气工程自动化领域中智能化技术的应用已经取得了显著的成就,同时智能化技术还会逐渐在其他各领域中得到广泛应用。在目前激烈的市场环境中,对电气自动化控制的要求逐渐升高,在这种情况下,需要相关工作人员在目前理论研究的基础上进行深入的分析和研究,不断增强电气工程中自动化控制的性能,只有这样,才能使电气系统的工作效率得到进一步提高,进而使人们的各种需求得到满足,最终促进企业的市场地位得到显著的提升。 作者:张华平 单位:泰州机电高等职业技术学校 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:1992lxm工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现 摘要:本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理,具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法,以及变频器在锅炉改造中的应用,提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。 关键词:工业蒸汽锅炉 炉膛负压 蒸汽压力 变频控制 水位三冲量 一、引言 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势: 1.直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象,减少观察的疲劳和失误; 2.可以按需要随时打印或定时打印,能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象; 3.在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值,并修改系统的控制参数; 4.减少了显示仪表,还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元,(例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等),从而减少了投资也减少了故障率; 5.提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元; 6.锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%; 7.锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象,诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时,所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便; 8.锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统,可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的; 9.作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中,有十分周到的安全机制,可以设置多点声光报警,和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。 综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。 二、锅炉控制系统的一般结构与工作原理 常见的工业锅炉系统如图1所示。首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀,通过给水调节阀进入省煤器,冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成温水进入汽包,在汽包内加热至沸腾产生蒸汽,为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置,蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器,在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成热空气进入炉膛。煤经过煤斗落在炉排上,在炉排的缓慢转动下煤进入炉膛被前面的火点燃,在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水,同时产生热烟气。在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器,把预热传导给进入锅炉的水和空气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘,去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、PLC、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分,手动控制时由操作人员手动控制,用操作器控制变频器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,以免锅炉发生重大事故。 微机控制系统由工控机、显示器、打印机、PLC、手操器、报警装置等组成,能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制,使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上,以保证锅炉的安全运行,平稳操作,达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的,同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明,还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警,发出声光信号,还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表,有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。 锅炉控制系统的硬件配置,目前有几种,功能较好首推可编程序控制器PLC,适合于多台大型锅炉控制,由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能,所以抗干扰能力强,能置于环境恶劣的工业现场中,故障率低。PLC编程简单,易于通信和联网,多台PLC进行链接及与计算机进行链接,实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络,另外使用PLC加上位机的控制系统具有很好的扩容性,如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可,为以后的控制系统升级改造和其他功能的添加打下良好基础,也为以后一机多炉控制系统等其他工厂级自动化网络打下良好基础。虽然,从短期的角度看价格稍高,如果从长远观点看,其寿命长,故障率低,易于维修,值得选用。 三、锅炉控制系统中各控制回路的介绍 锅炉控制系统,一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。 3.1 锅炉给水控制回路 给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。在控制回路中被调参数是汽包水位(H),调节机构是给水调解阀,调节量是给水流量(W)。 对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量D、炉膛热负荷(燃料量M),给水量(W)。 ① 蒸发量D扰动作用下水位对象的动态特性 当给水流量不变,蒸发量忽然增加D时,如果只从物质不平衡角度来看,则反映曲线如图2(a)中的H1(t)所示,但由于蒸发量增加时,汽包容积增加,水位将上升,水位的反映曲线如图2(a)中的H2(t) 所示。H1(t)和H2(t)相结合,实际的水位阶跃反应曲线如图2(a)中的H(t)所示。 ② 炉膛负荷扰动(燃料量M扰动)时水位对象的动态特性 燃料量增加M时,蒸发量大于给水量,水位下降。但开始是由于有虚假水位存在,水位线上升,然后再下降。如图2(b)中所示。 ③ 给水流量(W)扰动时的水位对象的动态特性 当蒸发量不变,而给水量阶跃扰动时。汽包水位如图2(c)所示。在开始阶段。由于刚进入得水水温较低。使汽水混合物中的汽泡吞量减少。水位下降,如图2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物质不平衡引起的水位变化,H1(t)和H2(t)相加得到了总的给水量扰动的阶跃反应曲线H(t)。 由于给水调节对象没有自平衡能力,又存在滞后。因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。具体调节过程方框图如图3所示。 先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数,通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G,那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G=0的关系式存在。其中Dk为蒸汽流量系数 Wk为给水流量系数。如果再设定时,保证在稳态下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此时调节器的输出就与符合对应,给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化,平衡状态被破坏,PI调节模块的输出必将发生变化。当水位升高了,则调节模块的输出信号就减小,使得给水调节阀关小。反之,当水位降低时,调节模块的输出值增大,使给水阀开大。实践证明三冲量给水单极自动调节系统能保持水位稳定,且给水调节阀动作平稳。 锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉补水必须提供更高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压,具体实现方式是: 系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行,系统检测给水管的水压,当变频器频率上升到工频时,如水压未达到设定的压力值,系统自动将第一台电机切换至工频直供电,并由变频器拖动第二台水泵运行,如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电,再由变频器拖动第三台运行,依次类推,直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少,变频控制系统可自动降低变频器的运行频率,如变频器的频率到零仍不能满足要求,则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行,依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是:始终利用一台变频器自动调整水泵的转速,切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定,同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水,所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。 除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制,除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧,这是一个单闭环控制回路,输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉,这是一个单闭环控制回路输入参数,是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。 3.2 锅炉燃烧调节系统 燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳起来,燃烧过程自动调节系统有三大任务: ① 维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。 ② 保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性。 ③ 调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛压力不变。 燃烧调节系统一般有三个被调参数,汽压p、烟气含氧量a和炉膛负压pt。一般有3个调节量,他们是燃料量M,送风量F和引风量Y。燃烧调节系统的调节对象对于燃料量,根据燃料种类的不同可能是炉排电机,也可能是燃料阀。对于送风量和引风量一般是挡板执行机构或变频器。 燃烧调节系统是一个多参数变量调节系统。这种调节系统通常把它简化成互相联系,密切配合但又相对独立的3个单变量系统来实现。为便于分析,下面我们按3个系统来分别分析。这三个系统分别是以燃料量维持锅炉压力恒定的蒸汽压力调节系统,以送风量维持锅炉经济燃烧的送风调节系统,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 3.2.1 蒸汽压力调节对象的特性 引起蒸汽压力变化的主要原因是燃料量和用汽负荷发生变化。其动态特性如下。 ① 燃料量扰动下的汽压变化特性 在用汽负荷不变的情况下,如锅炉燃料量(B)发生B的阶跃扰动,此时汽压的飞升曲线如图4(a)所示。此时对象没有自平衡能力,具有较大的迟滞和惯性。但如果锅炉出口的用汽阀门开度不变,那么由于汽压因燃料量扰动而发生变化时,蒸汽流量也将发生变化。由于汽压变化时,蒸汽流量增大自发地限制了汽压的变化,因此对象有平衡能力。此时汽压的飞升曲线如图4(b)所示。 ② 用汽负荷扰动下的汽压变化特性 负荷阶跃扰动下,汽压变化的动态特性也有下列两种情况:当用汽阀门阶跃扰动时,对象表现出具有自平衡能力,没有延迟,但有较大的惯性,并有一个与阀门变化成比例的启始飞跃,飞升曲线如图4(c)所示;当用汽量阶跃扰动时,其飞升曲线如图4(d)所示,此时对象没有自平衡能力,如果不及时增加进入锅炉的燃料量,那么,汽压将一直下降。 3.2.2 送风自动调节对象的特性 送风调节系统的工作好坏,直接影响炉膛的空气过剩系数的变化也就是排出烟气的含氧量。引起空气过剩系数变化的主要扰动是燃料量和送风量配比。风量扰动下对象的动态特性具有较大的自平衡能力,几乎没有延迟和惯性,近似为一比例环节。而燃料量扰动时,需经过输送和燃烧过程而略有延迟。由于送风系统几乎没有延迟和惯性。所以在燃料充足的情况下送风量的大小将比较直接的反应在锅炉的蒸汽压力上。那么怎样才能保证股风量和燃料量的搭配适宜,这里我们引入了风煤比这个概念。风煤比就是在当前风量下所能燃烧的煤的最大值。在控制作用中风煤比主要是根据当前风量来限制炉排的转速,防止由于风量不够导致煤不能充分燃烧。该参数对节煤和环保都有很大意义。因为如果不能充分燃烧将会导致煤渣的含炭量增高,这样比较浪费煤,同时还会造成烟气含炭量增高影响排放。 3.2.3 炉膛负压自动调节对象的特性 炉膛负压自动调节对象的动态特性较好,但扰动通道的飞升时间很短,飞升速度很快。 根据以上对燃烧系统调节对象的分析,下面我们针对燃烧自动控制系统三个任务对控制采用的方案进行分析。 燃烧过程控制系统一般采用的控制流程图如图5(a)所示,先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号,与设定蒸汽压力进行比较,判断出鼓风PI调节器调节的方向和大小,通过鼓风PI调节单元计算出鼓风变频器的输出大小。同时把该信号输出给风煤比计算单元,相应的算出在当时的风量下炉排的最大输出值。再把蒸汽压力的差值信号送给炉排PI调节器,通过炉排PI调节单元计算出炉排变频器的输出大小。经过风煤比限位,输出给炉排变频器。在实际调试过程中我们往往把鼓风PI调节中的比例系数设的比炉排PI单元的大,这样可以很好的保证鼓风系统对蒸汽压力的敏感度要高于炉排。实践证明通过该方法控制下锅炉的蒸汽压力稳定性好,在蒸汽负荷变化时相应程度高。灰渣含碳量低。 炉膛负压的大小对于节能影响很大。负压大,被烟气带走的热量大,热损失增加,煤耗量增大,理想运行状态应在微负压状态。它能明显增加悬浮煤颗粒在炉膛内的滞留时间,增加沉降,减少飞灰,使煤充分燃烧提高热效率。但由于负荷变化,需要改变给煤量和送风量,随之也要改变引风量,以保证炉膛负压的稳定,但由于系统有一定的滞后时间,为避免鼓风变化而引起炉膛负压的波动,系统中引入鼓风信号作为前馈信号对引风机进行超前调节。炉膛负压控制系统一般采用的控制流程图如图5(b)所示,调节原理比较简单属于单闭环调节系统,它的输入量是炉膛负压输出量是引风变频器,同时引入鼓风量作为前馈信号。 另外系统各回路中都设置了手自动两种操作方式,为了实现无扰动切换,系统引入了各控制对象的反馈值,在手动操作时PLC输出会自动跟踪控制对象的反馈,当切换到自动状态时可以进行无扰动切换,使系统平稳的过渡到自动状态。 四、锅炉控制系统组成结构 上面我们针对锅炉控制系统的各控制回路原理的做了简要分析,依据以上分析,我们知道构建一个可靠的、智能随动的智能控制系统是保证锅炉安全生产的基础。锅炉控制系统是典型的多变量、纯滞后、强耦合的控制系统,如果不能在控制策略和软件实现上很好地解决多变量解偶关系和滞后响应问题,那么,实施智能锅炉控制系统改造后同样也将无法实现预期的目标。 在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动(P—T方案)的集散控制思想,把控制系统分为三层: a) 信息管理层:完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能;主要由上位工控机(IPC)、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成; b) 控制层:主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能;主要由可编程逻辑控制器(PLC)的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、PLC应用程序等组成; c) 设备层:主要接受来自PLC的控制命令,执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。 五、结束语 综上所述,锅炉控制系统改造具有很好的市场发展空间和投资收益前景,值得广泛地推广。它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,总之锅炉的计算机自动化控制是锅炉行业发展的大势所趋,也是一项利国利民的发展方向。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 排泥水处理采用的工艺流程见图1。 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.4 滴灌灌溉制度的拟定 ①灌水定额:是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量,如果用灌水深度表示,可用式(4-8)计算,即 H——计划湿润层深度(米),一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米; p——土壤湿润比,70%-90%。 ②设计灌水周期:滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后,在作物适宜土壤含水率的条件下,保障作物正常生长的可能延续时间T,用式(4-9)计算,即 ③一次灌水延续时间:一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量,在不产生径流的条件下,均匀分布于果园田间所用的灌水时间,用式(4-10)计算,即 i. 轮灌区数目的确定:(a)对于固定式滴灌系统,轮灌区数目可按式(4-11)计算:(b)对于移动式滴灌系统,则有: ii. 一条毛管的控制灌溉面积:(a)对于固定式滴灌系统,毛管固定在一个位置上灌水,控制面积为 f=SeL (4-13) 式中 f——每条毛管控制的灌溉面积(平方米) L——毛管长度(米),移动式滴灌系统中为出流毛管长度。 (b)对于移动式滴灌系统,一条毛管控制的灌溉面积为 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 ②局部阻力hj 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:楼宇自动化控制网络技术的新发展 摘要:简要介绍了楼宇自动化系统,分析了传统集散控制系统和新兴的现场总线控制系统优缺点以及应用,并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明了以太网技术的发展以及在楼宇自控领域中的最新应用情况,对现场总线控制系统和以太网进行了比较 关键词:楼宇自动化控制网络 现场总线控制系统 以太网 楼宇自动化系统 目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation system,缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。 2 现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用 上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed ControlSystem,简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点: (1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难; (2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差; (3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(FCS),FCS克服了DCS的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比,FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点,控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在,FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。 2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线 由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。 (1)LonWorks 美国Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技术,又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点: ①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线; ②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25Mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个; ③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的NEURON C语言,它是ANSI C语言的扩展; ④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器; ⑤开发LonWorks网络节点的时间较短,也易于维护。LonWorks采用的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中,这样可以节省开发LonWorks网络节点的时间,也方便维护。 同其它现场总线一样,LonWorks也有自身的缺点。首先,LonWorks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点,LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以来,LonWorks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。 (2)BACnet BACnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,BAcnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。BACnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,BACnet标准最大的优点是可以与Etherent、LonWorks等网络进行无缝集成。不过BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。BACnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的ISO标准。虽然我国是WTO和ISO成员国,但是BACnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的BACnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化BACnet相关产品。 (3)CAN CAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点: ①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强: ②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点; ③采用无损坏的仲裁技术; 4 CAN芯片不但价格低而且供应商多。 CAN缺点是:CAN总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,CAN总线技术比较简单,CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。 (4)EIB EIB是欧洲安装总线(European Installation Bus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB项目基本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。 3 以太网开始进入楼宇自控领域 以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的IEEE802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3Com、华为、DLINK等公司开始提供符合IEEE802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如ODVA(开放DeviceNet供货商协会)和CI(ContolNet国际组织)的EtherNet/IP标准、FF(现场总线基金会)的HSE(Hig}l Speed Ethemet,高速以太网)、Profibus国际组织的ProfiNet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如MOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet/IP)、北京航天华辉自动化技术有限公司的AnyBus-S IO/100M(支持Ethemet/IP和Modbus/TCP)等。美国VDC(Venture Development Corp.)调查报告指出,Ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。 伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2001IP智能建筑测控系统。ENC-200liP控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过ENC参量控制模块集成到以太网上;带有RS232或RS485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;IP电话以及IP摄像机直接连接到以太网上。 在楼宇自控网络中采用基于现场总线的FCS的优点是: ①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计 图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用CSMA/CD的以太网的时实性好; ②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。 在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。 4 结束语 就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的FCS还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,FCS和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 图2、闸门自动控制程序流程图 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:基于PLC井下主排水泵综合自动化控制的研究 摘 要:智能高效的地排放矿井涌水,对保障煤矿安全生产意义重大。本系统采用plc和组态软件对井下排水系统进行智能控制,中心控制器采用s7-300系列plc,利用传感器对各参数进行采集,通过软件编程等完成了避峰就谷、自动轮换等节能优化排水过程,本系统还具有故障监测和保护功能,主要包括过压、过流、漏电保护、水泵漏水保护、流量、压力保护。上位机使用组态王进行操作,可实现远程监控,实时显示信息,井下排水调试运行证明该系统提高了生产效率,节省能耗,降低了生产成本。 关键词:plc;组态;智能高效;远程控制 引言 现在许多煤矿采用传统的继电器控制方法代替煤矿工作人员的监测的方法是非常复杂的[1-3],并且需要一个相对繁重的人力消耗。为了满足矿井排水系统的需求,采用plc和组态软件结合设计自动化排水系统,通过工业以太网进行远程控制,不仅提高了水泵的运行和使用效率,更重要的是节省能耗,降低生产成本。同时,本系统具有故障监测和保护功能[4]。 1 排水系统的控制 1.1 排水系统的总体控制要求 (1)水泵自动运行原则;(2)“避峰填谷”原则;(3)系统保护原则:a.漏水保护;b.超温保护;c.过电流保护;d.两种工作方式切换;e.系统远程监控原则。 1.2 排水系统的控制策略 水泵房中水泵的运行主要是根据液位传感器提供的液位,结合自动控制程序,在保证安全条件下的水仓水位和水仓所能容纳的最大涌水量做出相应的判断,决定投入运行的水泵数量和运行时间。由于煤矿井下的水位条件非常复杂,无法建立精确的数学模型对涌水量进行准确的定量描述,所以,选择九点控制策略,通过对水位信号的实时采集,根据相邻两次采集的水位变化量和采集的时间间隔得到水位的变化率,并以此作为系统的控制依据水位的变化量和变化率,进而提高了排水系统应对不规则的涌水能力。 九点控制策略的基本原理如图1所示,该控制策略的优秀即为九点控制器。控制系统预先设定被控制量的基准值,此基准设定值与传感器检测的数值比较得到误差 ,此误差作为九点控制器的输入量。 在图1中,r即为系统预先设定的基准值;c为传感器检测的数值即为系统的输出量;e为控制参量的变化量,由系统设定的基准值 r与系统的被控量c之间的差值,即e=r-c。uc为九点控制器的输出量,是根据控制参量的变化量e和控制参量的变化率■的实际状态所决定的。 2 系统的硬件设计 2.1 排水系统的硬件结构 为满足上述基本要求,系统的控制部分硬件是以s7-300可编程控制器为优秀控制芯片。在此plc基础上,又扩展了模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和上位机监控中心。图2为系统硬件整体框图。 图2 控制系统硬件整体框图 2.2 传感器的选择 2.2.1 井下水仓液位检测传感器。本系统采用投入式液位传感器,该传感器是一种测量液位的压力传感器,基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号。 2.2.2 温度传感器。系统选择工业用的红外测温仪实时监测点击的轴温。原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度。 2.3 排水管路系统的阀门选型 本系统所选用的电动闸阀是zb180-24/400型矿用隔爆型电动闸阀,并配有kxbc系列隔爆型控制箱,该控制箱是zb系列电动阀门的专用控制装置,具有短路保护、过载保护、欠压保护等功能,并设置了行程控制、远方/就地控制的切换功能,反馈到plc的到位等信号皆为无源点输出,有较强的抗干扰能力。电动球阀选用了qmb5型隔爆电动球阀,密封性好、动作速度快、动作可靠、故障率低。控制电压为dc24v,可由plc输出继电器直接驱动,采用霍尔传感器检测到位信号,比传统的机械触电更为准确,提高了控制精度。 2.4 水管流量监测 本系统选用lcz-803型超声波时差流量计,该流量计采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术,能够有效地抵抗来自变频设备的干扰、电磁场的干扰和系统流态的干扰。 2.5 真空度检测 r 本系统选用kgy4型负压(压力)传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体的差力压进行连续监测,并实时的显示被测点的差压值。 2.6 水泵出口压力检测 本系统选用kgy7型压力传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体、液体的压力进行连续监测,并实时的显示被测点的表压值。 3 控制系统软件设计 该井下排水系统中的软件设计中要包括:主程序设计、水泵自动运行子程序设计、“避峰填谷”子程序设计、系统保护子程序设计、两种工作方式切换子程序设计和系统初始化子程序设计。系统软件设计框图如图3所示: 在系统开始运行后,首先需要是检查plc是否有故障,设备是否有故障,如果有故障,系统马上停止,等待工作人员检测排除故障。在主程序中,选择系统的运行方式,是手动运行还是自动运行,以及选择那个水泵那个管道记性具体的选择。 4 通信及上位机监控系统的实现 现在使用的是西门子的315-2pn/dp cpu,cpu本身集成了工业以太网接口,可以直接使用网线将现场的plc和工控机连接在一起。在工控机中安装simatic net作为opc服务器,组态软件中opc link作为标准的opc接口,这样上位机组态软件就可以和下位机plc进行数据交换了。 图5 远程监控总体示意图 本系统采用组态软件为“组态王”,该软件开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点明显。根据实际的运行流程,本系统需要按照排水系统的具体要求画出如下操作画面:水泵房需监测的量主要有水位,水泵吸水管真空度,水泵出水口压力,水泵电机轴温度,电机定子温度,出水管流量等。其中总监视画面、手动画面、历史曲线画面如图6-图8所示: 5 结束语 文中针对煤矿井下排水设备自动化程度不高的现状,研究设计了plc 控制与上位机相结合的煤矿井下自动排水系统。系统选用s7-300 系列plc和“组态王”软件编制的自动监测程序,用其监视设备的运行情况及各个运行参数,实现了泵房无人值守、设备安全可靠运行,减少了人力投入,提高了工作效率。 作者简介:王军,本科生,电气工程及其自动化。 自动化控制论文:电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究 【摘 要】随着我国改革开放的不断深入和国民经济的飞速发展,我国的工业化进程也不断地得到推进,而在现代的工业体系和社会发展中。电气自动化控制系统发挥着非常重要的作用。文章简要地介绍了电气自动化控制系统的功能、特点及应用,并对未来的发展趋势进行分析研究。 【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势 电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的优秀领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。 1.电气自动化控制系统的功能及特点 1.1电气自动化控制系统的功能 依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。 1.2电气自动化控制的特点 首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。 2.电气自动化技术的应用 随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。 2.1智能电网技术 智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。 2.2仿真技术 目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。 2.3智能技术 电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。 2.4远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远 程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。 3.未来发展趋势 3.1电气自动化控制系统的统一化 电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。 3.2电气自动化工程的生产将更加的安全 电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。 3.3电气自动化工程控制系统的创新技术 目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。 3.4电气自动化控制系统的标准化接口 由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。 4.结语 电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。 自动化控制论文:自动化控制在水泥工业中的应用分析 摘 要 自动化控制在从最初的单板机发展到单片机再到微型计算机和工业控制机,控制水平有了长足的发展,在水泥工业的应用中,国内的自动化控制有一定程度的滞后。水泥生产中逐步实现了生产全过程的自动化,对生产过程中各项指标进行检测监控,包括生料质量、游离氧化钙、水泥细度以及水泥回转窑筒体温度,促进水泥质量提升。 关键词 自动化;水泥;温度 1 自动化技术的应用状况分析 从20世纪80年代开始,立窑水泥生产中开始运用计算机技术,伴随着该技术的不断发展,其在水泥行业的应用也有了提升。从最开始垄断性质的8位微处理器单板机到单片机为优秀进行配料和成球控制,再到微型计算机以及工业控制机的应用,档次都在不断的提升,自动控制也取得了更佳的效果。相对于国外水泥行业的计算机控制应用情况,国内发展相对较慢,在技术方面相对于产品开发也存在滞后,计算机在水泥行业的推广会加速技术发展以适应需求。 水泥行业的自动化技术应用初期,主要是体现在自动化仪表,重点环节是生产配料,通过检测计量与仪表控制相配合来实现。随着配合预加水成球技术的发展,通过微机来实现对立窑煅烧过程进行自动控制,相对之前的自动控制达到了一个新的高度,但真正实现立窑水泥生产的权限自动控制还是在计算机新技术的应用后,通过集散式控制方式来对生产过程进行控制和监督管理。 对自动控制的发展过程分析可发现,随着技术的发展,控制环节增多、控制算法更高级、技术功能更充实和更全面的应用。早期的自动控制仅仅是实现了对生料和配料过程的控制,后期逐步实现对预加水成球及立窑等工序的控制,再到全程监控。控制的算法则是从单参数的pid控制逐步演变为如模糊逻辑控制等智能、综合控制。技术功能从单纯的显示和监控演变为对生产过程的全面自动控制。而自动控制的范围也发展到分析化验、生产调度和数据管理多个方面的控制网络。 2 生产过程的自动化控制 相对于单片机控制,20世纪90年代后期的可靠性更高的集散控制系统dcs可实现操作人员在总控室对全系统进行控制。工控机上的画面显示包括流程图、分组控制、分组启停、分组趋势记录以及报警等,通过这些画面能了解到全厂的生产情况,对于需要了解的详细内容页可以通过点击获取,鼠标点击就能对整个系统进行操作。水泥企业在产业结构调整中,dcs系统的应用能有效降低人工使用费用,提升设备效率而减少了成本。 集散型控制系统一般由管理命令系统mcs、过程控制单元pcu以及工程师工作站ews三部分组成,通过厂还环路来实现连接。mcs是操作人员调整参数、开停现场设备以及监控工况的系统,其实现主要是通过对pcu的操作来实现。pcu的部件有i/o供电电源、模件供电电源、i/o从端子模件、i/o从模件以及冗余多功能处理器模件mfc等。mfc为一种增强型控制处理器,具有多环路的批处理、模拟和顺序,在系统中,mfc都使用了冗余配置。i/o端子模件和从模件来间接mfc和现场设备之间的通信。模件总线负责pcu内模件之间的通信,总线接口模件和厂环接口模件负责pcu机柜之间的通信。ews主要是实现制作画面图像、设计组态程序以及对pcu主模件进行管理功能和检测系统参数,其组成为计算机接口单元和pc机组成。厂环通讯系统为双环冗余的可靠环路通讯,是无主次封闭系统。厂环实现了mcs、ews和pcu之间的连接以及各点的通讯。 3 检测技术探讨 水泥生产过程中的检测随着精密仪器、光学、粉体技术以及微电子学的发展而逐步提升,加强了再现性和可靠性,这里主要介绍下面5类。 3.1 计量装置与机电一体化 该技术主要是为了实现整体最佳化,初级系统为集成电路来提升机械设备的效率,高级系统则是通过计算机的应用来实现智能化生产,在现今水泥生产中,两类运用都较多。机电一体化系统通常包括五部分:机械装置、变送器和传感器、检测装置、驱动器和执行器、信息处理部分以及接口。常见的计量装置有冲击式流量计、电子皮带秤、天平式定量给料器和转子秤以及空气输送在线流量计等。这类装置都是具有较高的可靠性,能对信息进行检测和反馈到上级控制系统来完成生产过程的自动化。 3.2 生料质量控制系统 对于生料化学成分稳定性的检查收到的影响因 较多,包括人磨原料成分出现的波动、生料粉磨系统的滞后以及原料成分分析的不及时。而该控制系统的应用就能控制实时参数、虚拟校正以及固定批量校正,以此达到对原料配比的实时调控。该系统的组成包括x射线荧光粉成分分析仪、γ射线分析仪以及通讯接口装置,其中,γ射线分析仪主要是对原料成分进行检测,实现超前控制。 3.3 游离氧化钙的在线检测 水泥生产中一个非常重要的环节就是煅烧,以实现从生料到熟料的转变,对熟料的检测监控主要包括单位体积密度和fcao含量。国内的检测为离线检测,其测定是进行取样、粉磨和制样后采取化学分析法或x荧光分析仪来实现。为保证熟料质量,更好的方法是在线检测技术,在线检测仪的应用就是对信号进行测定,通过配套软件来对回转窑的煅烧进行优化控制。 3.4 水泥细度的在线检测 水泥颗粒在0.1 μm到100 μm,但决定其强度的颗粒主要集中在3 μm到30 μm,因此水泥的性能和其颗粒的粒度分布有很大关系。对于水泥细度的在线检测主要是以下几个方面:对水泥细度的测定为实时监控,对相关参数能随时打印,包括平均粒径和水泥比表面积;该技术能在监控水泥细度的基础上诊断粉磨系统的操作状态;在监控反馈信息的基础上,对选粉机操作参数进行调整来提升水泥品质。国内水泥行业在使用该技术上采用激光粒度仪来进行补充分析以保证更好的监控磨机状态。 3.5 水泥回转窑筒体温度检测和保护 窑筒体温度扫描检测系统可对生产情况进行监控,保证回转窑筒体不出现耐火砖烧坏脱落。该系统可对窑筒体温度进行不间断、长时间的监控,操作人员通过观察其反应的窑内状况来进行操作以提高运转率,系统的显示包括窑径向和轴向的温度曲线、温度的最大值和最小值以及温度分布的二、三维色相图。工业电视与比色高温计系统能实现和生产过程控制的系统联网,对窑内的煅烧情况进行电视监控。国内水泥行业在引进该技术后进行二次开发而更好的使用。 4 水泥行业中ethernet网络的应用 ethernet技术的应用更好的实现了现场设备的通讯。ethernet技术有着极高的通信速率,对于同等数据吞吐量,更高的速率则有着更低的网络负荷、更小的延时以及更低几率的网络碰撞。其次,采用星型网络拓扑结构,通过交换机划分网络。ethernet交换机有着存储和转发数据的功能,能实现输入、输出数据帧的缓冲而不出现碰撞,也可对数据传输过程进行过滤,保证在本地网段下进行各网段节点间的传输,这样不会经过主干网而降低网络负荷。而全双工通信保证了端口间双绞线在进行接收和发送时不出现冲突,与交换式集线器的使用减低碰撞几率的同时又不存在冲突域,使得ethernet通信具有更好的实时性和确定性。
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2014年总理在“世界互联网”大会上提出互联网是“大众创业,万众创新”新工具,肯定了互联网在社会经济发展中的推动作用,由互联网衍生出的电子商务、互联网金融、信息产业等产业正在飞速发展,2015年,总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划,旨在推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业、金融等领域的深度融合,“互联网+”并不是简单的“互联网+传统产业”,也不是传统产业利用互联网技术进行升级改造,而是将互联网与传统产业进行深度融合,使二者产生良好的“化学反应”,例如将互联网的创新基因注入到传统产业中使之不断创新驱动,催生出全新的产业生态。“互联网+”中的加号并不是简单的物理相加,而是将互联网产业的优秀价值与传统产业的优秀价值对应相加。“互联网+”行动计划主要利用互联网进行社会资源的合理配置与集成优化。“互联网+”具备明显的创新驱动、结构重组、跨界融合等特点。在企业运营管理中,财务管理是重中之重,良好的财务管理能够帮助企业决策层更全面了解市场行情,制定更加科学的决策,在当前“互联网+”产业融合的背景下,需要充分对现行财务管理模式进行探究,在与互联网充分融合的基础上,进一步提升财务管理质量,进而帮助企业实现发展壮大。 一、当前财务管理现状分析 (一)管理模式陈旧 当前财务管理的服务领域集中在薪酬管理与外部营销,在这种情况下,财务部门由优秀部门边缘化为职能部门,所需要的人员较少,财务人员的工作仅仅是制作财务报表,一是记录生产过程中的成本情况,二是计算企业市场营销中的利润数据;同时多数企业将主营生产业务管理与财务管理人为分割,出现信息的不匹配等情况,在企业决策体系中将财务管理排除在外,导致企业的战略决策(例如融资工作、战略投资等)与市场实际情况不吻合。 (二)财务管理的信息化程度严重滞后 传统经济模式下,市场渠道是企业发展的主要依赖工具,市场主体之间的信息交互较少,信息的传播速度也较慢,需要少量财务人员即可满足需求,但是随着互联网的发展,市场调研、开拓工作便借助互联网展开,企业财务管理也顺应时展,开始电算化改造,旨在利用计算机强大的运算功能代替人工,进而降低时间成本与人力成本,但是电算化仅仅是将人工操作改为计算机运算,输出的也是企业的收支明细,并未带来信息化的质变,所谓财务管理信息化是指对企业发生的财务数据进行整理、分析并筛选,能够为决策层提供充分的参考依据,进而做出更加科学合理的决策,但是当前多数企业对于财务管理的信息化建设并不重视,财务管理的信息化仍旧停留在传统的“电算化”时代,与当前的“互联网+”时代下的发展要求格格不入。 (三)专业信息管理人才匮乏 “互联网+”背景下,财务管理需要依托信息化的财务平台,此信息平台需要综合各部门的信息,因此在平台建设与信息维护上需要专业人才的支撑,但是多数企业未配备专业的信息管理人才,导致信息化建设严重滞后。 (四)未建立风险防范机制 “互联网+”背景下,企业的财务管理与互联网是密不可分的,但是由于互联网的开放性,导致财务管理平台在运营过程中极易受到安全威胁,例如病毒入侵、黑客攻击等,但是多数企业尚未建立有效的风险防范机制,导致现代财务管理平台高风险运行,一旦商业机密信息泄露将会造成严重损失。 二、“互联网+”背景下财务管理模式的创新途径 (一)实行财务核算与运行决策一体化的职能管理 前文提到,在企业决策中往往将财务管理排除在外,导致决策过程中的参考信息不够全面客观,进而导致决策失误,基于此,需要打通财务数据与市场信息之间的屏障,实现财务核算与运行决策的一体化建设,将财务管理中所产生的信息纳入到决策参考信息中,财务人员需要在“互联网+”的背景下,优化数据处理形式,将资金流、信息流、物资流与人员流的信息深度加工,以供决策使用。 (二)实行非结构化的财务管理模式 传统财务管理模式中将财务管理工作进行“结构化”细分,整个财务管理工作被肢解为一项具体的模块,每个模块均由不同的人员负责,各司其责,例如成本会计、销售会计,在该种工作模式下形成的财务管理输出数据存在很大的局限性,且之间没有关联性。在“互联网+”背景下,尤其是要将财务管理数据纳入到企业决策信息中,更要深度挖掘财务管理数据的相关性,不能一叶障目,例如财务管理既要关注“经济数据”,也要关注“市场数据”,要将财务管理输出数据与其他数据充分融合并进行科学运算,这就要求必须打破现有的“结构化”管理模式,转向“非结构化”集成化管理方式。 (三)延伸财务管理区间,实行动态实时管理模式 传统财务管理模式是事后静态式管理模式,很多市场营销活动、生产活动往往都是最后进入付款环节的时候财务管理才会介入,该种管理方式具有严重的滞后性,多数情况下财务只能“签字画押”,无法进行更改,财务管理处在异常被动的位置,但是在“互联网+”背景下,形势瞬息万变,这种略显滞后性的管理方式已不再使用,而是要求延伸财务管理区间,实施动态实时管理模式,利用互联网相关技术,实现信息的及时传递,保证审核、批复等管理工作实时进行。让企业的经营业绩和资产等信息实现动态化的处理,最终提升财务管理工作开展的效率。 (四)进一步开发智能化财务管理系统 当前财务管理都是通过管理系统来实现,随着企业规模的不断增大,一些财务管理工作(例如预算编制等)需要借助智能化的软件来实现,而不能仅仅依靠以往经验,因为经验型数据往往不能将外部市场环境与环境干扰(例如政策变化等)纳入到考虑范围中,而且即便是考虑到上述因素,但也只能进行定性描述,而不能定量化分析,因此在“互联网+”背景下,需要开发更加智能化的财务管理系统,提高数据分析能力,降低财务管理成本,甚至能够进行市场趋势预测分析。当前随着人工智能技术、大数据等技术的发展,上述智能化财务管理系统的开发成为现实,比如利用大数据技术中的数据挖掘功能即可实现对海量市场信息的深度挖掘。同时智能化财务管理系统走的是闭环反馈系统,还可以实现数据的实时更新与调整。 三、结论 “互联网+”时代背景下,提升财务管理水平还需要引进专业信息管理人才等途径,无论如何,财务管理必须顺应当前发展潮流,转变结构化的管理模式,实时动态实时管理,借助大数据、人工智能等开发智能化的软件管理系统,为企业决策提供科学全面的参考依据,最终帮助企业不断发展壮大。 参考文献: [1]邓典雅,祁明.“互联网+”产业融合背景下企业财务管理创新[J].财会通讯,2017(05). [2]杨吉.“互联网+”背景下企业财务管理模式的创新研究[J].金融经济,2017(18). [3]李莉.“互联网+”时代背景下企业财务管理探究[J].中国高新技术企业,2016(11). [4]李红,黄燕.“互联网+”背景下企业财务管理模式的创新研究[J].湖南科技学院学报,2016(05). [5]姚新文.如何做好“互联网+”背景下的财会管理[J].科技创新与应用,2017(18). [6]卢林静,牛晶磊.“互联网+”背景下企业财务管理部门的重塑[J].企业导报,2016(03). 作者:吴瑞铮 单位:东营市胜利第二中学
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建筑电气智能化技术研究:建筑电气工程中的智能化技术探究 摘要:建筑电气工程的智能化技术是改变传统电气自动化技术的一种改革模式也是一种创新手段,这种智能化的技术能够增加工作人员的工作效率,在节省时间的前提下还能够增强工作质量。能够将人力资源更加合理的进行利用,随着时间的推移,我国建筑智能化发展将会越来越壮大。 关键词:电气工程;智能化;技术应用 引言 随着人民生活水平的提高,人们对建筑住宅等也提出了更高的要求。市场竞争日益激烈,如何在建筑行业中脱颖而出,增强国际和国内市场的竞争力,唯一的出路就是充分将科学技术应用于社会生活中,实现建筑电气工程智能化技术发展。我们不仅要在建筑基础工程上提升水平,更要在建筑电气工程等其他辅助工程中更加完善服务质量,全面智能化,提升市场竞争力。 一、智能化技术在电气工程自动化控制中的重要性 1、可以简便地控制电气工程自动化模型 在电力系统运行过程中,使用智能技术使控制电气自动化模型能使这个操作过程简化,免去了很多复杂的工作。在电力运行体系中,假如电气工程自动化控制过程中的主要参数出现一丝变化,都有可能对整个电力体系的治理和控制造成困难。可是,智能化技术恰好能处理这一问题,智能化技术在电气工程自动化控制中得到了很好的利用,运用智能化技术不但可以让电力系统的参数越发精准,而且可以有效及时地减少电力故障的发生。 2、增强电力运行体系的整体控制力 在电气工程自动化控制过程中,如果利用智能化技术就能够及时节制电力体系中的有关电力装置和数据,平常我们使用智能化技术来组装电力运行体系控制器来保证电力系统的正常运转。尤其是在针对有关的电力装置实施调控的过程中还可以有用的施展自动化这一特有优点,可以对电力装置中存在的弊端实施必要的警示并且直接反馈信息。 3、确保电气工程自动化各个环节一致 电力体系的正常运转与各个环节的监控和经管是分不开的,经过利用智能化技能,以提高对全部电力运行体系的控制能力。经由过程对智能化技能的运用不只可以有效的提升电力体系的运行效力,并且还可以充分利用高科技,发挥其优点。 4、节能作用 有关智能化技术的优势,我们可以对电气工程进行远程控制操作,这样不仅可以提高整个电力运行系统的控制运行能力,并且可以节省人力、物力,从而达到节约能力资源的目的。 二、建筑电气工程智能化技术应用 在建筑电气工程中,智能化技术主要应用于建筑电气工程的自动化控制、建筑电气设备故障预测分析以及建筑电气设备的优化设计等。所以建筑电气工程的智能化技术应用分析主要包括:智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用;智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用以及智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用等。 1、智能化技术在建筑电气化工程自动控制中的应用 在进行建筑电气工程过程中,不论是照明装置、变压器装置还是其他电器设备的安装,都需要安装自我控制系统和保护系统。这样才能在内部形成保护系统,有效的控制事故的发生,防止突发性的安全事故。在这种保护系统的应用中,我们就可以采用智能化技术,将电气工程中的电气设备等应用GPS定位系统,将其所在的位置进行定位,然后利用计算机传感技术,将电气设备、线路运行以及照明设施等的工作情况、运行状况等传送给计算机系统,技术人员根据电气设备,电路等知识设定系统程序。进而对各种电气的装置形成有效的控制,防范突发事故。再将计算机系统中所收集到的所有信息进行分析对比,形成良好的运行机制。以便于及时发现电气工程中存在的问题,从而能够进行有效的防控。最终实现了对建筑电气工程智能化管理。 2、智能化技术在建筑电气工程事故检测中的应用 将智能化技术应用到建筑电气工程的主要目的,就是使建筑中电气工程中设备的故障的检测更加便利。传统建筑电气工程的故障检测通常是由人力提供的,其浪费了大量人力物力,而且由于人力检测会受到一定专业,经验的限制,在事故检测过程中,容易因为人为因素导致失误,从而增加人们的安全隐患。如果将智能化应用到电气系统中,将会很好的解决这个问题。计算机系统根据电气设备的常规运行情况,进行程序编辑,一旦发生了计算机系统常规程序以外的情况,就可以通过设置警报等形式,通知到管理人或监控人,进而对发生问题的地方实行监控,重点管理。利用好智能化技术,不仅在于每一次事故的检测,同时还可以根据每次传送到电脑的数据,形成智能化故障分析系统,对所有发生问题的部分进行故障分析。电气工程智能化技术的应用,不仅能提前有效的检测故障,而且还可以做到防患于未然,增加建筑电气化工程的稳定性和安全性。 3、智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用 建筑电气工程是一项重要的建筑工程之一,基础建筑在建设过程中是建筑的主体,而电气工程作为辅助工程,在整个建筑工程项目中同样占有着非常重要的地位。电气工程会随着建筑水平的提高而不断优化,电气工程在设备优化过程中,如果将智能化技术融入到其中,将会使电气设备优化将得到全面高速的发展。在建筑电气工程中,可以考虑将智能化技术的遗传算法和专家系统两者应用到电气设备的优化中。 三、建筑电气工程中智能技术应用注意事项 1、经济 智能化技术在电气安装中的应用带来了技术优势,但是同时考虑到其技术成本,要从经济实用角度对技术进行调整,在保障精准性、可靠性的同时保证经济节约。因此,从建筑电气方案开始设计时就要考虑到智能化技术水准进行调整,参考当前技术水平对方案进行不断优化,应用安全可靠的技术时保障所提供建筑电气产品的合格性、可靠性与质量,通过新型简化系统更好的提供服务,从而达到降低造价、保证质量与保障实用的目标。 2、设计 建筑电气工程的智能化设计要遵循高效实用理念,制定合理目标,循序渐进的实现各项功能。对于设施较为复杂且设计、管理难度较高的建筑,要从方案设计伊始对其局限性、缺陷、功能、性能进行深入探讨,在追求创新、全面、功能齐全先进的同时兼顾质量,避免走上脱离现实的老路。另外,如果设计方案过于高端,还会增大实际施工难度,造成运行支出增多、投资成本加大、资源浪费等诸多后果,还不一定能达到预想结果,所以在应用时一定要坚持经济、实用理念,从建筑电气项目根本需求入手,选用最为合适的设备与技术进行施工,为后续运行、管理提供方便。 3、质量 虽然智能化技术本身在保障质量方面有先天优势,但是技术本身如果存在失误或缺陷,必定会造成严重后果,因此要依靠技术优势之外,对技术应用本身也要保持负责任的心态,做好设计方案的校对、数据的审核,确保每个细节都准确无误。 结束语 综上所述,建筑电气工程中智能化技术的应用可高效完成故障检测,有助于设计优化和自动化控制系统的运行,对于保障电气系统的安全、质量有积极意义,因此值得大力推广运用,但是使用智能化技术的过程中要加以注意,实现多方共赢。 建筑电气智能化技术研究:建筑电气工程的智能化技术应用分析 【摘要】本文主要围绕着建筑工程智能化技术展开论述,分析了建筑工程智能化技术的应用问题,希望能够为今后建筑工程智能化技术的施工和应用提供借鉴。 【关键词】建筑工程;智能化技术;应用 一、前言 当前,建筑电气工程智能化技术的应用非常广泛,如何提升建筑电气工程智能化技术的应用效果值得关注,因此,要进一步分析建筑工程电气智能化技术。 二、建筑电气工程概述 随着建筑业的发展,居民生活供电、给排水、照明、信息通信和安全防护等方面的要求越来越高,建筑电气工程也得到了很大的进步。同时,由于关联学科的增加,建筑业与其他学科交叉发展,逐渐衍生出一门综合性的技术,即建筑电气技术。建筑电气工程综合了信息技术、控制技术、电子技术和电工技术。当前,建筑电气工程的智能化趋势愈加明显。 以建筑供电系统为例,将微处理器安装在供电系统的高压、低压开关柜的智能断电器中,可以对供电系统的回路状态进行有效测控,使整个供电系统形成网络化布局,以数字化能源系统实现对系统的控制,对供电系统的运行状态进行实时监控和综合管理。建筑物的供电系统已不再是过去的强电设备,而是包含了电子、电工、信息、控制技术的综合性的应用系统。 在建筑电气工程中,约有70%以上的负荷是由电动机作为动力来源,建筑用电对供电系统的要求非常高。在供电设备的运行过程中,可能受到很多的干扰,其工作性能会受到很大的影响,导致建筑物的整体管理存在着很大漏洞。同时,为了满足人们信息通信等服务的需求,建筑电气工程中安装了网络通讯设备,通过对接线处理、防雷处理、布线技术、静电屏蔽等技术措施,保障人们的通信需求。 三、建筑电气工程智能化技术 社会经济在发展,科学技术也在不断的发展,人们对自身生活条件的要求也越来越高,对建筑的各个方面更是提出了更高更严格的要求,尤其是在建筑的电气化工程上。人们不仅要求有足够通畅的电气路线和设备,更是需要更加安全和适用的电气工程。而所谓的“建筑电气工程”主要包括了以下步骤: 首先是安装成套的建筑电柜和控制装备,有利于在整体上控制建筑中的电路;其次是安装电缆线和电线,这一步从整体上对电线分布和光缆的位置进行了规划;然后便是安装变压器以及一些动力装置,并在调试的过程中对出现的问题及时地进行解决和改进,保障施工完成之后的正常使用;这之后是各种细致的安装工作,如接地设置、母线、导管、照明装备等;最后便是施工完成之后的检查和验收,这一步极其重要,要将之前没有发现或改进的问题进行集中的研究处理,保障安全。 建筑电气工程建设随着社会经济的不断发展逐步的开始了更新和变革,开始运用越来越多的新科技和新技术,尤其是智能技术的使用,更是加快了建筑电气工程建设的信息化和科技化步伐。智能化技术就是人工智能技术,是由全球定位系统技术、紧密传感技术和高科技计算机技术相互综合之后的产物,总的来说是属于计算机技能智能化分支。人工智能化系统主要包括语言图像识别系统、处理系统、控制系统和专家系统等各个方面,而在建筑的电气工程建设中,人工智能主要是使用了控制系统,比如在电气电力方面的控制等。 科学合理地使用智能系统有助于自动化的发展,并且可以方便快捷地恢复设备的系统,加强使用装备的自我修护和保护能力。一旦发生了什么事故或者意外,可以及时地进行处理和解决。 四、建筑电气工程的智能化设备和技术的应用分析 1、建筑电气工程的智能化设备 建筑电气工程的智能化系统主要是通过建筑物内部分散安装的中央处理设备和远程处理机等实现的,以总线桥实现信息交换和通信,包括系统设备、系统输入设备和输出设备三种,按照智能化设备的结构方式可以分为以下几类:一是中央处理设备,主要包括中央电脑、显示屏、数字化仪、打印机和操作键盘组成。二是远程处理机,现代建筑一般采用TA6585和TA6711两种型号的远程处理设备,这两种设备与接收处理设备(RPU)的功能基本上是一致的,可以实现对建筑物的实时监控和数据通信。远程处理机也可以通过总线桥直接连接到M7的中央系统中,形成二级控制的专用系统。三是总线桥,总线桥是专门用于二级控制系统通信的处理器,总共有8条通信的线路,其中每一条通信线路可以连接到至少30个区域的控制器。四是控制键和测量元件。控制键主要包括继电器、二通阀和三通阀。由于不同型号的测量元件在流量传感器、湿度传感器、温度传感器、压差传感器等方面有所不同。 2、建筑电气工程的智能化技术的应用 目前,建筑电气工程注重将建筑物环境结构、住户服务、物业管理和智能化系统的结合,在建筑物的优化设计中,为住户提供舒适、安全和便捷的生活和工作环境。建筑电气工程的智能化和自动化要求对整个建筑物系统的给排水、供电、照明、通信、消防、电梯等众多生产生活设备进行实时监测和控制,不仅可以节省大量的人力、物力和财力,还能保证建筑物系统的运行安全。建筑物电气工程的智能化技术应用如下: 第一,远程处理机。建筑的自动控制系统和接收处理设备之间可以实现完全透明的通信,电气工程的智能化可以通过同一条线路的不同接收处理器来完成。从建筑电气工程的总体上来看,建筑电气工程智能化系统主要对空调主机的运行状态进行监控,因此可以将接收处理器安装在机房附近或者机房中,将空调控制系统用于安装之后的输入输出接口连接在旁边的照明控制、水位信号和水流量计中。同时,为了方便装修和维修工程,接收处理器接口处应预留300%左右的空间。 第二,建筑电气设备智能化系统线路。在建筑电气设备智能化系统的布线过程中,应对那些需要专门导向的线路如流量计线路、温度湿度的传感器线路、通信线路和水位开关线路等进行专门施工。电源线、控制电缆和信号电缆要分管、分槽布线,网光、网络控制器、计算机等设备的布线应与弱电工程共用接地干线。在建筑电气工程中,由于不同的电子设备属于不同的供电系统,其功率和抗干扰能力存在着差异,因此布线的要求也不同。电子设备与防雷接地在布线时可能会采用共同的接地装置,这时应该采用埋地的铠装电缆,以防止电子设备遭受雷击。对于抗干扰能力较弱的电子设备,不应与防雷接地共用,在布线过程中应与防雷接地保持在20m左右,而对抗干扰能力较强的设备,可以适当减小两者的距离,但也不应低于5m。 五、结束语 综上所述,建筑电气工程的智能化施工要采取有效的施工技术,在应用智能化技术的同时,应该明确智能化技术的特点和应用的方法,从而保证技术应用的效果。 建筑电气智能化技术研究:建筑电气工程的智能化技术应用 摘 要随着人们对于智能电气设备依赖程度的不断增加,人们对于建筑物电气工程的施工情况也予以了越来越高的关注。为了满足人们的需求,建筑单位开始将智能化技术运用到了电气工程施工之中。以智能化技术介绍为切入点,对智能化技术在建筑电气工程应用现状以及应用方式进行分析,并就智能化技术在建筑电气工程中的发展前景进行预估,期望能够为智能化技术在建筑电气工程中的立足与推广提供一定的帮助。 【关键词】应用领域 建筑电气工程 智能化技术 故障诊断 为了提高建筑工程的施工效率,保证工程的施工质量,建筑施工单位都对自身的施工技术进行了优化,并开始将现代化技术引进到了建筑工程的各个项目施工之中,整体应用效果较为理想,尤其是电气工程,在智能化技术运用之后,不仅减少了施工人员的工作量,同时也有效提高了电气施工的技术水平,保证了电气工程的施工质量。 1 智能化技术概述 智能化技术是以信息技术为依托的新型、综合性技术,以GPS定位技术、计算机技术以及精密传感技术的应用为主。智能化技术具有诸多优势,不仅能够代替人工进行危险性操作,提供工程施工安全性,同时机械自动化的操作,也切实提升了工程的施工进度,无论是在工程施工故障排除方面,还是在工程施工精度提升方面都发挥出了极大的作用。在市场竞争日益激烈的今天,该项技术的运用优势更加明显,已经被应用到了各个领域之中。 2 智能化技术在建筑电气工程的运用现状 2.1 智能化技术的应用范围较窄 由于建筑单位技术能力以及其他客观因素的限制,智能化技术只在部分领域得到了运用,像发动机以及电动机等等,但在其他建筑电气工程领域中,还是没有得到全面的应用,与生活化领域相比,应用范围较窄。因此可以判断出,智能化技术在建筑电气工程中的应用还处于初级阶段,发展空间较大。 2.2 智能化技术运用水平有待提高 虽然智能化技术的应用范围还没有达到全面普及的程度,但也得到了一定的发展,对建筑电气工程的施工起到了较为积极的作用。但如上一问题所述,目前在建筑电气工程中,智能化技术还处于低级水平,所以智能化技术还没有与工程各个项目达到融合的效果,在很多领域中,该项技术还处于理论阶段,整体实践运用水平相对较低。 3 建筑电气工程中,智能化技术的运用 3.1 在电气自动化控制中的运用 建筑物中的电气工程都需要24小时连续运作,单纯依靠人工无法适应这种强度的工作,必须要使用智能化技术建立自动保护系统以及控制系统,如果电气系统出现故障,系统会自动对故障进行控制与保护,避免出现严重后果。一方面要通过定位功能,对电气工程所有的电气设备装置配件以及线路位置进行确定;一方面要运用传感技术将电气工程各项运行情况上传到电脑终端,使相关人员能够及时对运行数据进行收集;另一方面计算机系统会通过电路、电机设备以及电磁场等方面的信息,对采集的数据进行科学的评估,从而按照上传的数据值对整体工程进行有效控制,实现智能化控制。 3.2 在电气故障诊断中的运用 电气工程场长期运行过程,难免会出现设备故障以及线路故障等方面的问题,对用户使用造成影响,而且如果没有及时对此进行修补,就会增加重大事故的发生机率,出现电气工程大面积瘫痪的情况。传统的故障断定手段不仅程序较为繁琐,而且需要大量的检测时间,其故障检测准确率也无法保障。而智能化技术的运用,可以有效改善传统检测工作中存在的缺陷,通过系统对电气工程进行精确的分析,在短时间内准确找到故障的发生位置,以及故障的发生原因,便于技术人员及时对故障进行排除。 3.3 在电气设备优化设计中的运用 在使用智能化技术对电气自动化设备设计进行优化时,通常会使用专家系统与遗传算法两种智能化技术。技术人员会利用遗传算法对生物遗传进行模仿的特点,对系统中的生化规律进行摸索,从而准确找到系统中存在的问题,并及时对其采取相应的优化措施。为了保证设备的优化质量,技术人员会将专家系统与遗传算法有机结合在一起,同时使用。 目前技术人员还研发出了模糊逻辑以及神经网络两种新的设备优化方式。基于物理方法的模糊逻辑,以及基于计算机算法的神经网络,打破了传统网络运算速度的束缚,能够设备优化效率得到了显著的提高。 4 智能化技术在建筑电气工程中的发展前景 通过对目前建筑电气工程中智能化技术应用现状的分析,我们推测出智能化技术在建筑电气工程中会拥有十分广阔的应用空间,预计今后智能化技术会向着两个方向进行发展: (1)智能化技术的应用范围会逐渐扩大。随着智能化技术在建筑电气工程中应用的不断深入,目前存在的智能化技术运用水平较低、应用领域范围较小等方面的问题都会得到显著的改善。智能化技术的运用水平会由原来的初级阶段逐步进行提升,运用领域也会逐渐得到扩充,建筑电气工程的施工情况也会随之得到改善。 (2)智能化技术的理论部分会与实践部分有机结合在一起。虽然国内电气工程智能化技术的理论研究水平较高,但实践水平始终没有得到显著的提升。现在行业专家已经认识到了这一问题,并开始对外国先进经验进行了借鉴,正在积极探索一条理论与实践有机结合的途径,相信不久的将来,这一目标必然能够达成,智能化技术会有效带动建筑电气工程的发展。 5 结束语 虽然目前建筑电气工程智能化技术的优势与功能还没有被完全挖掘出来,在运用水平方面以及运用领域方面还存在着一定的局限,但仍然在建筑电气工程中发挥着极大的作用,能够有效降低工程人员的工作强度,提高电气工程的维护水平以及故障排查效率,进而有效提高电气工程的整体运行质量,为广大用户带来更加稳定、安全的用电体验。希望通过本文的论述,能够为建筑电气工程智能化技术的应用与发展带来一定的启示。 作者简介 韩思宇(1995-),男,黑龙江省哈尔滨市人。在读本科。 作者单位 黑龙江工业学院 黑龙江省鸡西市 158100 建筑电气智能化技术研究:建筑电气工程的智能化技术应用分析 摘 要:近年来,随着人们生活质量水平的不断提升,建筑工程规模不断扩大。在建筑施工中,电气工程作为极为重要的施工环节,受到广泛的关注。所谓的电气工程,主要是对电缆线路、电气设备的配备安装。将计算机等先进技术应用在建筑工程中,能够有效的收集、分析和处理各类信息,促进建筑智能化的实现,使工作效率大幅提高,其意义重大。本文主要围绕建筑电气工程的智能化技术的发展意义,简要分析了电气智能化系统技术特点和技术的应用情况,希望能够进一步提升建筑电气工程的智能化技术水平。 关键词:建筑电气;智能化技术;应用 近年来,我国不断提高的社会经济水平促进了建筑工程规模的不断扩大,各类技术应用在建筑工程中日趋成熟。在工程的施工中,电气工程的智能化技术逐渐被广泛应用,智能化技术进一步提高了建筑的电气工程水平。智能化技术的广泛应用使施工人员的劳动量大幅降低,使施工操作更加精确,使工程进度不断加快进一步降低了施工成本。 一、建筑电气工程的智能化技术应用对现代建筑发展的意义 随着建筑电气工程的不断发展,人们对电气工程的质量要求也不断提高,为了提高建筑工程的品质,各种新技术在电气工程的应用也越来越广泛。智能化技术以其节约、环保、安全、智能的特点在建筑电气工程中应用广泛,智能化技术又叫人工智能技术,是综合了精密传感技术、 GPS 定位技术以及计算机技术的一种新兴应用技术。智能化技术主要应用在控制方面,例如电气控制等。主要系统包括自动控制系统、图像、语言识别系统、语言处理系统以及专家系统等。在建筑电气工程中应用智能化技术,可以提升建筑电气工工程的整体质量水平。一方面建筑电气工程的智能化技术的应用,可以实现对建筑物的整体管理和控制。 通过对建筑的电气工程进行实时监控,对建筑电气工程的运行情况及存在的问题进行分析,提高工程或系统装置等的整体可靠程度。而且能够帮助电气装置或者设备等实现自动化运行控制管理等内容,提高操作速度以及操作精准度,提高工程的可靠程度;另一方面可以有效地减少人工操作量、降低成本。另外建筑电气工程的智能化技术应用为人们提供了生活生产所需的水、天然气、电、湿度、温度等能源资源的需求,为人们的生产生活提供便利。同时,通过电子计算机的通信网络实现信息的实时共享,提高了建筑物的安全性,保障了人们生命和财产安全。如自动化的自动排烟设备、灭火设备、消防电梯、事故照明等,能在事故发生之后自动进行报警或者处理,减少了人员伤亡和财产的损失。 二、建筑电气设计原则以及建筑电气智能化系统技术特点 1、建筑电气设计原则。在建筑电气设计中,设计原则主要包括:经济、节约、效益原则,根据相关规范以及要求,从建筑工程实际配电方式、用电负荷以及变压器容量等用电情况出发,在不断整合整个建筑工程成本、效益、经济的同时,根据建筑工程给排水、动力、暖通等实际情况进行设计规划。在这个过程中,电气工程设计主要包括:电力负荷情况、建筑电压等级、供电电源、配电系统、设备配置、接地防雷保护、电气照明以及变电站选定等。在建筑电气工程规划、设计合理时,质量工程才能得到保障。其中,建筑电力负荷情况作为整个电气工程的重要载体,对整个建筑工程正常运行具有重要作用;配电系统以及电气设备选择作为整个电气工程的优秀,它是供电系统和建筑工程的重要内容;供电电源以及变电站位置确定则是整个电气工程的关键部分,接地防雷保护是整个建筑电气工程顺利运行的保障。另外,电气照明系统在建筑电气功能保护中,由于非常贴近居民生活,因此,电气照明合理设计逐渐成为建筑电气工程经济节能的重要目标。 2、建筑电气智能化系统技术特点。在智能化和建筑电气联合应用中,实现了建筑电气智能化系统,和传统建筑电气系统比较,具有明显的技术、工艺创新,它能在有限的能源利用中,达到安全监管、集中控制的目标。从技术领域来看,传统技术和现代技术相比,最大的不同点在于电气智能化体系,它将传统建筑逐渐分离成控制信息、电气设备以及各类子系统,再利用计算机网络系统逐渐形成统一协调、相互联系的整体性网络,从而实现控制信息和当代建筑电气管理、任务、资源共享重组。由于能源消耗较大,占整个当代建筑总能耗的45%左右,它在满足居民对工作环境、生活空间要求时,大量应用当代智能化技术方法、手段,从而在技术方法上最大限度的降低能源消耗;它可以根据建筑电气工程不同的环境以及实际要求,设定不同形式的运行方案,通过不同形式的建筑电气自动化控制方式,实现节能降耗的要求。 三、建筑电气工程的智能化技术的应用 1、智能技术在建筑电气自动化控制中的应用。一是智能化技术在电气设备中的应用,在电气化的领域中,电气化的操作是一个复杂的工作。因为它涉及的领域较多,需要高素质的人员才能进行控制。同时还要通过控制人员具备高度的责任感,来确保操作的良好进行;二是电气控制中人工智能的有效应用,电气控制在整个的建筑电气工程中间是关键的一个环节,实现电气控制的智能化就可以提高工作的效率、加快工程的进程、提高工程的质量、降低工程的成本。在电气工程中,我们的电气工程需要自我保护,我们通过将GPS的定位系统安装在里面来确定电气控制的线路。一旦出现问题,我们的计算机智能系统就会自动的传送出运行状况,然后对传出的数据进行分析,最后进行智能化的电气控制。 2、远程处理机。建筑的自动控制系统和接收处理设备之间可以实现完全透明的通信,电气工程的智能化可以通过同一条线路的不同接收处理器来完成。从建筑电气工程的总体上来看,建筑电气工程智能化系统主要对空调主机的运行状态进行监控,因此可以将接收处理器安装在机房附近或者机房中,将空调控制系统用于安装之后的输入输出接口连接在旁边的照明控制、水位信号和水流量计中。 3、建筑电气设备智能化系统线路。在建筑电气设备智能化系统的布线过程中,应对那些需要专门导向的线路如流量计线路、温度湿度的传感器线路、通信线路和水位开关线路等进行专门施工。电源线、控制电缆和信号电缆要分管、分槽布线,网光、网络控制器、计算机等设备的布线应与弱电工程共用接地干线。在建筑电气工程中,由于不同的电子设备属于不同的供电系统,其功率和抗干扰能力存在着差异,因此布线的要求也不同。电子设备与防雷接地在布线时可能会采用共同的接地装置,这时应该采用埋地的铠装电缆,以防止电子设备遭受雷击。 4、电气照明系统。智能电气照明成为目前建筑电气工程智能化工作的重要内容,电气照明系统可以从灯具、光源和照明控制系统三个方面进行努力。通过新型的采光材料和方法,可以充分利用自然光,能够减少电能的消耗。建筑的电气照明控制应包括现场控制、集中控制、照明控制、火灾控制等。所谓集中控制,即应设置一个中央监控照明系统,将电气照明信息进行收集,为设备的运行和维护提供依据。在建筑的电气照明系统中,可以在卫生间和楼梯通道处设置声控或红外控制的灯具,不仅能够方便住户的照明,还能节约电能。 四、结束语 在当今建筑行业发展中,建筑电气工程智能化已经成为发展的必然趋势,严重影响着电力系统的发展。所以,在实际应用中,需要按照电气工程设计原则、意义以及各种技术要求,对国内外先进技术经验进行不断整合,进一步完善和提升我国建筑电气工程智能化技术应用,使经济效益和社会效益有效提高。 建筑电气智能化技术研究:探究建筑电气工程的智能化技术应用 摘 要:建筑电气工程是一种和各种电气设备、照明设置和线路电缆有关的技术工程。计算机智能化中包含了智能化技术,在对建筑电气工程智能化技术应用的探究中起到重要作用。文章首先解释了建筑电气工程和智能化技术的含义,然后介绍了智能化技术在建筑工程上的应用,最后探究了在应用过程中存在的问题,并给出了解决方案。 关键词:建筑电气工程;智能化;技术应用 1.建筑电气工程和智能化技术概述 1.1建筑电气工程 伴随着现代社会科技的迅猛发展,智能化技术在电气工程中的普遍应用使得对建筑电气工程的要求越来越严格,要想保证智能化建筑高质量运转,一定要有电气技术的支持,其涉及到了很多种类的电气、电子设备,规格和功能作用也各不相同。建筑电气工程施工包含的工序十分复杂,具体有安装控制装置、安装电缆桥架及架上电缆、安装变压器、安装照明配电装置、安装发电装置,安装发电机组,开关插座接地装置等。安装成功之后,对整个装置进行试运行并对出现的错误进行改正、验收。 1.2智能化技术 所谓的人工智能技术又称为智能化技术,智能技术是GPS 技术、计算机技术等技术的综合体。智能化技术的优秀是利用对图像、语言等要素的识别,比如用语言处理、识别系统,用图像和文字分析系统以及专家系统等。随着时代的发展,智能技术加入了仿生学、自动控制、语言学等新的理论,逐渐构成了一个更加完整的系统。智能化技术不但提高了智能技术的稳定性,而且提高了它的运转速度,提高了经济效益,加强了它的系统性能。 2.智能化技术在建筑电气工程中的应用 智能化技术已经普遍的应用到建筑电气工程中,建筑电气工程中使用的智能化技术的应用主要有对建筑电气工程进行自动化控制、对建筑电气设备的故障进行有效的预测分析,另外还有对建筑电气设备的优化改进设计等。 2.1智能化技术在建筑电气工程自动化控制中的应用 在电气工程的自动化控制中,需要对电气设备进行定位,通过GPS 定位系统全面监控各种电气设备、线路的工作状况。计算机系统和技术人员将传感器技术传送出的运行数据进行分析,达到高效控制电气设备的目的,保证用电安全,实现了智能化的电气控制。 2.2智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用 系统的智能化检测可以检测出在控制中出现的故障。电气设备发生故障时,诊断不及时或不准确都会引发严重的损失,传统的检测方法耗费大量人力物力,不仅浪费时间而且准确率低。将智能化技术应用在在电力系统中,利用计算机技术监控电气设备的运行情况,形成智能化故障分析系统。通常采用模糊网络、神经网络和专家系统等方法进行故障分析,增加稳定性和安全性。 2.3智能化技术在建筑电气工程电气设备优化设计中的应用 近年来,电气工程在建筑中的应用不断增加,为了使电气设备优化得到快速发展,可以采用智能化技术对电气设备进行优化设计。提高建筑电气工程的电气设备的优化通常是结合了遗传算法和专家系统这两种方法。除此之外,还可以考虑运用模糊逻辑,利用物理方法进行设备的优化,另外对设备进行更高层次的优化还可使用神经网络的办法,提高运算速度。 3.建筑电气工程智能化技术存在的问题及解决方案 3.1智能化整体水平较低 目前我国建筑和电气领域发展速度很快,智能化技术在各个领域的发展日渐成熟,在建筑电气工程领域的发展也初具规模。但是仍处于未完全成熟阶段,经验匮乏,理论和实践不能做到很好的结合,需要深入探讨。 3.2智能化应用领域狭窄 当前,智能化技术在建筑电气工程中的应用只在电动机和发动机等部分领域有所发展,但其他生活化的领域内未实现全方位的应用。因此,目前我国智能化技术应用范围相对狭窄,还处在初始阶段,需要进一步提高。 3.3智能化缺乏创新 当今时代是不断发展的,创新在新技术的应用、进步和发展中起到重要作用。我国的建筑电气智能化的实践相对于理论研究而言是不成熟的。但是,问题在我国的智能化技术的实践中频频出现,创新不足,所以我们在今后发展过程中更要加强创新。 针对以上智能化技术存在的问题,为了使建筑电气工程智能化技术得到更好的发展,我们需要提出有效的解决方案。首先要扩大智能化适用的范畴,其次我们应该把智能化理论应用到实践中去,还要加强对智能化技术的创新和改革。 4.结束语 我国建筑电气智能化正处于初始阶段,各方面发展尚未成熟,在现代化建筑电气工程中,为顺应时展需要运用智能化技术,并且要不断发展创新,扩大其应用领域,将理论与实践相结合,提高我国建筑电气发展水平,提高竞争力,满足人们各方面需求。
图书馆信息化管理研究篇1 高职院校是培养技术型、复合型及各类专业型人才的教学机构,与传统高校不同,高职院校侧重职业化教育,涉及的职业类教育课程众多。在国家加快新型人才培养的大背景下,教育部及全社会对于高职院校的学生的职业培训、专业课程教育、职业素养要求,也提出了更严格的要求。鉴于此,利用计算机和信息化管理技术,帮助学校构建智能型图书馆,实现对图书馆传统管理模式的转变,有利于拓展图书馆的数字化资料,提高服务质量,帮助学生加快对资料的查询、借阅及学习,也便于高职院校加强对图书馆的管理。 一、将信息化管理应用在高职院校图书馆的价值与意义 图书馆是人们借阅书籍、学习知识、增强文化素养的场所。高职院校作为培养复合型职业人才的教学基地,要深化职业教育目标,就需要加强对图书馆管理模式的建设,并使之发挥应有的功能和价值。 (一)信息化管理在高职院校图书馆的应用价值信息化时代的到来,全球的网络、电子计算机、大数据技术不断升级,人们将这些技术手段,引进企业或公共组织的内部管理中,这一新型管理模式被称为“信息化管理”。信息化管理是以技术为依托,其可实现对文本、数据、纸质资源的整合,转变传统的纸质化管理模式。因而,将信息化管理模式引进高职院校图书馆中进行结合应用,可以实现对图书馆借浏览服务功能的优化,已成为寻求教育变革的必然趋势。大量实践表明,将电子计算机和多媒体技术等载体,应用在高职院校图书馆当中,可发挥资源整体的优势。具体包括:实现对“智慧图书馆”“智能化服务”“数字化服务”等模式的拓展;提升教学改革水准;响应国家“人才培养”“新课程改革”等政策,促进国家教育事业的蓬勃发展[1]。 (二)高职院校图书馆信息化管理的意义经实践调查,可将高职院校图书馆信息化管理的意义,总结为社会意义、公共服务、教学深化三个方面。1.社会意义高职院校图书馆实现信息化管理,可充分发挥“互联网+”“大数据挖掘技术”“智能化平台”的优势,实现更好的职业教育及社会教育。一是实现对纸质书籍、报刊、文本资料的数字化管理,加强对图书资源的数字化整合,帮助高职院校构建“数字化图书馆”;二是减少高职院校人力、时间及材料的损耗,丰富图书馆的内涵;三是改进图书馆服务模式,通过构建信息化场所,优化其内在功能,从而促进高职院校的发展。2.公共服务意义众所周知,高职院校图书馆除面向教师和职业学生开放之外,同时还是学校连接外界、开阔学生知识视野、促进学校教育转型的重要钮带。因而,高职院校图书馆实现信息化管理极为必要。显然,相较传统型图书馆,信息化图书馆的功能更加多样化。高职院校是否实现信息化管理,是人们评判高职院校是否重视“职业”教育,同样也是人们判断其是否具备“公共服务”功能的关键要素之一。因而,当前我国很多高职院校在响应国家人才培养、新课程改革政策的同时,通过引进计算机、网络技术、电子借阅平台,以实现图书馆的创新转型,并更好地服务大众。3.教学深化意义将信息化管理手段引进高职院校当中,构建可以线上查询、借阅、学习的数字化图书馆平台,不断深化高职院校的教育功能。一是可减轻教职人员的教学压力,实现图书馆的信息化管理,方便教师借助数字化资源,建立智能型教学平台,打造智能化教学模式,从而实现教学创新;二是可节省图书馆工作人员的时间精力,提高对书籍类型、材料归档、数据查询等的管理效率,为教师和学生的教学互动,创造更多的便利条件。无论从宏观或微观层面,图书馆实现信息化管理模式,都是时代文明与科学进步的表现。它既可保留以往的人工管理方式,又可以借助技术手段,来提高对社会教育资源和图书资源的优化整合效率。这一方式是对传统教育管理模式的创新,学校可加强对学生学习情况的了解,学生则可增强学习体验,拓展眼界和丰富知识阅历。 二、高职院校图书馆实现信息化管理的需求分析 (一)学生的学习需求分析对高职学生而言,报考高职院校的目的,是为了学习职业知识,以便日后寻找到专业对口的工作。学生进入图书馆的目的,无非是为了查找资料、借阅专业书籍或是在馆内学习。通常大部学生进入馆内,会清楚自己是要寻找哪类书籍,从而快速查询到相关书籍和学习资料。但也有部分学生,则存在较大的盲目性和随机性,对这些学生而言,其对于学习的目的性不强,因而在寻找书籍和资料的过程中,往往会花费较多的时间思索,对于职业书籍的查询和学习应用,也往往没有明确性。因而,高职院校要实现图书馆的信息化管理,就需分析学生的学习需求,通过掌握学生需求,以加强对馆内职业书籍的分类、排列,打造舒适的学习场景。这样将能直观地向学生展示馆内图书资源的题材及服务功能,也可节省学生查找资料的时间和精力,增强学生的阅读兴趣[2]。 (二)馆内信息化服务功能需求分析在我国大多高职院校中,学校对图书馆的借书管理,仍是以人工管理为主。即学生借用书,根据索书号进行查找,或是需要向管理人员询问才可找到相关书籍,学生要借用书籍和资料,往往也是由管理人员进行人工登记。以上的管理模式,显然已不符合时代需求。因而,高职院校要实现图书馆的信息化管理,就需要注重对新技术的应用,利用网络、电子计算机和多媒体设备,需简化人工所带来的繁琐借书流程,简化业务流程。根据高职院校图书馆信息化管理建设的需求,高职院校需重视新型技术的应用,根据自身的职业教育发展,全面分析图书馆的内涵价值,并实现功能延伸,建立起可帮助学生加快资料查询和图书借阅的信息化管理平台,以体现图书馆的多功能服务优势,为学校的职业教育和人才培养提供全新的技术解决方案。 (三)馆内空间布局的需求分析就现实情况而言,要优化高职院校图书馆功能,应突出“职业教育”“复合人才培养”的特点。对此,高职院校除了要重视信息化应用,还应重视对图书馆空间布局的优化,以彰显图书馆的“信息化”服务功能。然而,当前我国大多数高职院校图书馆的建设,仍存在设施简陋、空间布局不合理、藏书资源不足等问题。而随着现代教育改革力度的加大,当前我国很多高职院校的招生规模也与日俱增,职业课程的设置和教学内容,也越发地丰富和复杂化,因而简陋的空间格局和阅读设备,显然无法满足学校及学生的需求。鉴于此,高职院校需要同步拓展图书馆的空间并提高利用效率,根据学生的人数规模,开辟出适当的内在空间,优化整体布局,以增强学生的学习体验。由于图书馆是以学习为主,因而在优化空间布局之时,可利用无线射频技术,加强对馆内书籍材料、学习场所、休闲区域等所在位置的指引[3]。 三、信息化管理在高职院校图书馆结合应用的策略 要实现对高职院校图书馆的信息化管理,同步促进学校的职业教育,深化图书馆的服务模式改革,就需要重视信息化建设,打造出数字化图书馆,实现高效的人文教育及职业教育作用。对此,本文参考大量资料,从技术和信息化管理角度,为我国高职院校如何实现图书馆的信息化结合应用,提出相应的策略。 (一)利用基于“信息化管理”的资源整合优势要突出高职院校图书馆的“信息化”服务功能,应立足于学校的教学改革目标,并围绕学生的借阅学习需求,充分利用校内的资源优势,将之与网络和新型通讯技术相结合,使高职院校图书馆的运行模式和服务功能更加多样化。一是建立图书馆信息化管理平台。对此,高职院校应打破传统的运营管理思维。一方面,可结合自身职业教育及图书馆信息化管理的实际需求,对图书馆现有的藏书资源、管理制度及运营模式进行分析和改进;其次,对图书馆空间布局进行规划和调整,包括加强对信息化管理系统的应用和配置,配置相应的借阅平台和智能化管理设施;另一方面,发挥自身的资源优势,与其他学校或公共图书馆建立“资源共享”平台,以实现对图书资源的更新和交换。如此一来,当馆内没有相关藏书之时,学生可通过关联检索,查找到其他平台的藏书和学习资料。这一方式,可打破传统管理模式,为学生提供“转向借阅”的服务功能,使学校图书馆的服务模式兼具人性化特色[4]。二是建立图书借阅风险管理体系。高职院校作为职业教学机构,学生人数较多,图书馆内的职业书籍,无论种类或是数量都较多。因而要升值图书馆功能,优化运营管理模式,学校应同步重视书籍的借阅风险管理。对此,高职院校在加强对信息化平台建设的同时,还应同步建立“借书风险管理体系”。例如,构建可覆盖可馆内各区域的监控系统,并建立连接各借阅平台的集中管理系统。当学生借书之后忘记交还,或是出现遗失,那么可以最大化地减少损失。通过构建风险管理体系,可以帮助学校加强对馆内藏书的管理,这不仅可对学生的借书情况、学习及还书情况进行动态监督,而且可对馆内的藏书资源进行统计和数据化管理。 (二)发挥网络化管理及服务导向作用如前文分析,要打造高效的信息化管理模式,使图书馆的借阅管理功能、服务功能更加精细化,就需要注重业务简化。一是简化图书馆业务办理流程。通过建立网络化管理体系,建立规范化的图书借阅及业务管理流程,深化高职院校图书馆的管理功能。当前,我国很多高职院校仍沿用人工管理模式,且大部分的图书管理员无论是工作技能、服务意识,还是职业素养都较低。对此,高职院校应重视信息化建设,利用网络技术的优势,来转变图书馆运行管理模式。首先,构建智能业务办理系统,从而弥补人工管理的不足,节省学生借阅书籍的时间,提高学生的学习体验。其次,可使图书馆信息化服务功能得以体现,并加强对各类藏书的采购、统计及更新管理,从而提高其运行管理质量。二是打造线上服务模式。对此,高职院校可通过推出APP平台、建立图书公众号、线上借阅平台,以此来打造图书馆的信息化服务功能。如此一来,学生可通过下载APP,注册账号进行线上登陆,通过利用手机、电脑及其他移动设备,查询是否有相关书籍,并在线上对所需书籍和材料进行预订。这样不仅可节省学生的时间,也可提高高职院校图书馆的管理效率,使其体现出人性化及智能化的服务功能。 (三)完善空间区域及场景设计高职院校要创新图书馆管理模式,应与时俱进,摒弃传统的服务管理方式。随着信息化时代的到来,大数据挖掘技术和电子计算机的应用也越发普遍。高职院校要培养优秀的职业型人才,应加快对图书馆的信息化建设,拓展其价值功能,以发挥良好的社会功能、教育功能和公共服务功能。对此,其需要同步加强图书馆空间布局的优化设计。一是丰富馆内空间区域。高职院校图书馆信息化建设,除了需要体现教育功能之外,还应体现出智能化、多功能化及人性化特点。对此,高职院校可借助影视化设备,引进多媒体技术,来优化图书馆内在功能[5]。例如,吸取国外先进经验,打造出可供学生娱乐和休闲的区域,将科学馆、交流区、茶饮区引进馆内,以供学生学习娱乐和放松,这不仅可缓解学生的学习压力,还可拓展他们的社交能力。二是注重多功能场景设计。在加强信息化结合应用过程中,高职院校还应注重办公场所、信息化服务、软硬件设施的兼容设计。一方面,应为图书馆工作人员提供相应的工作场所和休息区域;另一方面,应为教师和学生开辟专门的影视化教室和学习区域,通过创建多功能区域,优化馆内的场景设计,从而不断促进高职院校图书馆的教学服务转型。 四、结束语 将信息化管理手段应用在图书馆中,将之与传统的纸质化管理模式相结合,可促进高职院校的教学改革,丰富学校图书馆的藏书资源,提高其教学质量。整体而言,高职院校实现图书馆信息信息化管理,可节省资源成本,减少业务办理流程,发挥良好的社会教育、公共服务及职业教学功能。对于高职院校学生而言,则可增强学习体验,培养其阅读兴趣,提高他们的职业素养。随着科学文明的进步,电子与网络技术更新换代,为转变传统图书馆的管理模式提供了全新的思路。未来阶段,我国高职院校将全面加快职业教育改革,而寻求信息化管理模式,将信息化管理技术引进图书馆当中,通过构建智慧型图书馆,加强对职业人才的培养,将是我国职业教育的未来发展趋势。 作者:刘筑闵 单位:哈尔滨职业技术学院 图书馆信息化管理研究篇2 随着互联网时代的到来,高校管理事务越来越多地融入信息化管理的思路,信息化管理逐渐成为了高校管理技术的主流。艺术类高校图书馆信息技术在应用方面进一步迈进,我们需要充分地利用信息化技术的便捷性、高效性、迅速性,有效提高图书馆运作效率,同时也有效减少图书馆不必要的浪费和资源消耗。因此,我们基于艺术高校图书馆建设为出发点,分析目前信息化建设的趋势与方向,制定正确的图书馆信息化发展策略,让信息化建设为高校图书馆的发展有效地发挥作用。 一、艺术高校信息化图书馆管理特点 随着互联网技术的迅速推广,信息数据越来越多的应用到信息搜索与查询中,通过信息技术可以将原来的信息搜索转化为系统搜索,能够有效地提高学生进行书籍查询的效率,更快地获取自己所需的图书资源,进而实现图书馆资源利用率的有效提高,同时也强化了图书馆服务的针对性和实效性。在信息化时代下,图书馆的馆藏种类,不只局限于纸质书本的馆藏,同时也越来越多地储存电子图书资源或者云端图书资源,打破了时空限制,进一步拓宽了图书馆的服务功能,有效地改进与丰富了阅读方式,优化了图书馆的发展。将信息化融入到图书馆管理中,能够让学生通过手机、电脑等多元途径进入到图书馆网络系统中查询自己所需的知识或图书资源,给读者带来诸多便利性,有效地拓展了图书馆的服务范围[1]。 二、互联网背景下艺术高校图书馆信息化建设的意义 (一)满足艺术高校图书馆在当今时代发展的需要 改革开放后,随着经济的长足发展,广大人民对文化艺术的需求日益增多,带动的是相关教育业的同步发展。据数据统计资料显示,随着高校的持续关注,艺术院校的数量也迅速增加。2002年,共有597所艺术学院和大学,2012年增至1679所。除了以往的传统艺术本科院校外,许多综合性大学也设立了艺术学院。在民办高校,他们设立了艺术类高职院校。在过去的十年里,全国高校增加了1082所,考生数量增加了97万人。面对众多学校的竞争和挑战,艺术院校图书馆应充分考虑艺术教育专业设置和教学科研活动的专业性,除了普通高校图书馆的基本功能外,在艺术活动方面进行重点建设,真正为师生提供丰富优质的信息服务,也为提高学校竞争力提供重要支撑[2]。随着科学技术的迅猛发展,如今,全新的数字化时代已然到来。图书馆的发展历程中出现了新形式———数字图书馆,这种新形式逐渐被广大高校和社会人士所青睐。而面对如今飞速的信息网络环境,艺术高校图书馆要想取得长足发展,一定要大力发展数字图书馆,通过多元信息数据向师生读者提供服务。另外,还有一个发展关键点就是,要提供自己的特色信息资源,必须充分利用图书馆的特色资源提供必要的信息咨询和服务,可见,高校图书馆特色资源库的建设已成为一个支点,同时很多高校已经陆续依托数字图书馆的完美平台展示和提供特色资源数据,以供师生更多地学习、科研和再教育选择。说到这里,目前,一些艺术类高校图书馆的特色资源库建设主要以图书等为主,缺乏全文、图形、音频、视频、实录型数据库等,因此,除了建立文献信息数据库外,还建设了独具特色的图书馆电子库和传统,重点加强全文型、音像型和事实数据库建设。只有专业、全面、丰富的特色资源库,才能满足现代艺术高校图书馆在当今时代发展下的必然需要,也能进一步缩短与国外艺术高校在信息化水平上的差距。 (二)艺术高校图书馆信息化时代发展的必然要求 高校图书馆本身属于公共文化的一部分,为公共文化进行服务,也是学校开展科学研究和智力探索的重要场所,肩负着传播文化、传播知识,促进人类文明发展的重要责任。进一步提升图书馆的信息化发展,能够有效地让图书馆发挥自身的社会责任,提升图书馆的服务质量,培育高素质的人才,进而有效提升我国整体科研技术的研究水平,这一切势在必行。在信息化技术支持下,通过图书馆建设的网络资源服务平台与线下借阅服务平台的有效融合,能够突破局限,为读者提供更为全面的服务,增强读者与图书馆的交互性,激发读者探索知识的积极性与主动性,在培养人才道路上良性运转,这是当今图书馆发挥必要职能和社会责任的必然体现和职责所在[3]。 (三)为艺术类高校校园文化创新提供动力 艺术类大学生的思维具有发散性,同时也具有相当的活跃性,因此,艺术类大学生普遍具有创新的巨大潜力。新时代的大学生思维活跃、见识广泛,如果能够通过艺术类高校图书馆知识的积淀,相信会有巨大的发展潜力和创新实力。因此,在推动艺术类高校图书馆信息化建设的进程中,能够有效利用图书馆的各种馆藏资源,满足从事艺术学科的大学生扩充知识与学习提高的需求,通过线上、线下的图书馆资源共享模式的有效联动,让学生可以随时随地地开展学习,进一步激发学生的创新能力,同时满足学生在不同时间段、不同地点的学习需求,为学生的智力发展和学术研究奠定良好的资源基础[4]。 三、艺术高校图书馆信息化管理存在的问题 艺术类高校在图书馆信息化建设过程中虽然取得了巨大成效,但是不可否认,也客观存在着一些问题,比如说在实际管理中,一些图书馆管理人员并没有充分认识和采取信息化建设中的先进理念,思想固化,导致图书馆管理工作过于机械化、单一化,管理方式仍显守旧低效,并没有切实有效地将信息化建设充分渗透进高校图书馆建设的方方面面。同时,个别艺术类高校针对当今时代下图书馆的发展与建设趋势,缺乏审时度势的战略眼光,甚至只是急功近利,没有制定长远的规划,更没有合理的布局,使得本校图书馆管理不甚理想,特别是现代信息化建设更为受阻,发展缓慢[5]。另外,有些院校由于经费投入不足、重视力度不够等原因,使得信息化软、硬件的建设和强化都无法有效落实,比如:大数据技术、AI等其他人工智能技术等,很多高校都已采用,并取得很好的使用效果,但是这些院校却未能顺利投入使用,这也会严重制约着高校图书馆信息化管理工作的开展,信息化管理水平迟迟上不去,这些也必然影响图书馆为读者服务的初衷。 四、艺术高校图书馆信息化管理创新 (一)信息化背景下艺术高校图书馆管理创新的客观情况 在信息化的背景下,获得图书等资源信息的渠道越来越多元化,同时也使得信息的传播速度得到了进一步的拓展和加强。艺术高校图书馆在信息化建设的过程中,利用多元化、多样性的信息传播渠道,进一步发挥了图书馆信息传播中的主要作用。随着信息时代的发展,电子音像、电子文献等信息资源的规模和使用率相比过去正在越来越大,储存方式也在与时俱进的改变着。很多艺术高校图书馆,正充分利用丰富而庞大的电子音像、电子文献资源,一改传统的储存方式,加强信息化资源建设,丰富馆藏资源多元性存储媒介,同时,也在优化着信息管理系统,为实现多元化的信息服务方式提供保障,满足全体师生日益增长的信息化资源需求。 (二)信息化背景下艺术高校图书馆管理创新策略 1.融入先进技术打造高效图书馆最为主要的是需要融入到先进的技术,进一步完善图书馆基础设施建设,有效地提高图书馆的信息化水平。随着大数据、云计算等先进的人工智能技术的应用,艺术高校图书馆也需要进一步地完善基础设施,引进先进的技术设备进一步优化图书馆建设,增强学生阅读体验,为学生进行图书借阅提供便利。进一步打破图书馆的时空限制,通过手机端为学生提供更加全面的服务,引入AI人工智能降低管理成本,提高借书效率,同时需要进一步完善云端图书馆的建设,让学生可以随时随地地进行图书资料的查询[6]。在现代化的信息建设发展中艺术高校图书馆也需要进一步完善其管理平台,为广大的读者和学生老师进行更加全面周到的服务。要立足于校园实际状况和学科设置以及学生的需求来进行图书馆管理服务平台的建设,在进行图书馆管理服务平台建设的过程中必须要注重大数据的运用,利用大数据来进行图书馆管理建设,提供丰富多样的资源,通过大数据增强与读者沟通联系,动态化的展示读者需求,基于用户信息进行分析,不断增强图书馆为用户服务的质量,不断对馆藏内容和图书馆信息化建设内容予以改进,进一步提升师生读者对于图书馆信息化建设的满意度,真正地将图书馆打造成服务学生学习、教师科研的现代化综合性信息服务平台。2.加强艺术高校图书馆的交流图书馆作为教学和学术研究机构的辅助部门,除了自身的研究外,主要提供学术服务,因此,文献检索服务应与科研、档案、出版等相关行业有机结合,进而促进图书馆文献管理、开发利用,以及高效的文献服务。艺术院校可以为师生、社会艺术家和设计师提供学术交流平台,也可以利用网络图书馆和数字艺术图书馆来实现文化艺术的学术交流活动,促进学校发展,积极提高美术教学和科研水平。例如,艺术院校图书馆可以举办与艺术新书发行活动有关的各种学术专题讲座,介绍当前文化艺术研究领域的研究动态和方向;邀请当地传统艺术家介绍民族民间艺术。当前,艺术类大学生要丰富民族传统民间文化艺术知识,提高学习传统艺术资源的能力;举办与图书文学、艺术学术收藏等相关的展览。例如,兄弟艺术院校与当地博物馆、文化档案馆等机构联合,利用信息技术建立文献资源共享,扩大艺术文献的传播和利用等;这些举措不仅有利于培训和传统文化艺术知识的传播,也有利于拓展服务领域,促进艺术院校图书馆的良性发展。3.改进图书馆服务模式图书馆的作用不仅在于文献资料的存储,同时也是智慧与科研成果的结晶。为了进一步发挥图书馆的效率,需要有效地开发图书馆的空间资源,利用图书馆来进行学习活动、研讨活动以及一系列的文学科研交流活动。在潜移默化中引领良好的学术氛围,让老师和学生能够获取更加先进的知识,开拓视野,通过一系列讲座来加深对专业知识的前沿了解,发挥图书馆育人的作用。图书馆作为文化的集聚地,在进行文献存储的过程中也需要发挥其德育作用,通过云计算等技术对图书馆内在的数据进行深入化的分析,在师生通过图书馆开展研学和收集资料中树立积极正面的学风,进一步发挥图书馆在艺术高校建设中的作用,推动其前沿高效发展。艺术高校图书馆应该立足本地特色的视觉文化资源,如民间美术、民间戏曲、民间手工技艺等带有审美特色的地方性文化知识,在此基础上形成自身图书馆馆藏文献资源特色,力求搭建一个带有地方性特色文化传统的人文社会科学馆藏文献资源信息平台。图书馆馆藏地方性特色的文献资源的建设需要花费较大的气力,尽可能地搜寻当地遗留的文献种类,并通过信息化建设在图书馆效能中发挥强大功能和作用,为师生带来巨大福利。 五、结语 新时期随着信息化技术的进步,5G时代已经来临。面对如今飞速变化的新形势的要求与挑战,作为艺术高校图书馆,需要坚持与时俱进,不断地将先进的技术管理经验以及现代化管理方式融入到图书馆建设中,真正发挥图书馆为师生提供教研与学习服务的重要作用,不断提高图书馆的服务质量。随着新时代到来,人工智能必然在图书馆信息化建设中发挥着越来越重要的作用。艺术高校图书馆在管理服务的过程中也需要注重改革与创新,将信息化服务模式与不断革新的思维模式充分融入到图书馆管理建设中,力求打造更加现代化、更加智能化、更加信息化的图书馆管理服务模式。解放思想,实事求是,立足实践,更新理念,同时还要融入先进的科学技术,例如大数据、云计算等人工智能技术,进一步提高图书馆建设水平,构建高质量的图书馆服务平台。面对图书馆的信息化管理,人员管理也十分重要,必须进一步发挥人员潜能,增强图书馆工作人员的信息化培训工作,对全校师生开展图书馆相关信息化宣传、引导,让图书馆信息化建设深入人心,深入到全校师生每一个人,力争创造出共建共享的现代化艺术高校图书馆,让图书馆能够更好地服务于师生的学习,发挥图书馆在教书育人方面的本职作用。最后,希望本文的研究能够为信息时代下艺术高校图书馆管理模式的发展提供一定的借鉴与参考,能够为艺术高校图书馆的信息化建设提供帮助。 作者:田磊 图书馆信息化管理研究篇3 随着社会的不断进步和发展,对图书馆的档案日常管理工作的需求也在逐渐变得多样化和资源一体化。在这种背景下,想要能够符合新时代的要求就只能对图书档案管理工作进行创新,其中档案管理理念和用到的工具都必须有变化。图书档案工作中实施电子化管理可以有效避免纸质图书的遗失和损坏情况的发生,同时还可以对档案管理的效率进行提高,无论是统计数据还是查询都会变得更为方便快捷,可以更好地服务社会。 1图书档案管理信息化概述 1.1图书档案管理信息化建设的含义在互联网的时代下,对图书档案管理进行信息化建设是针对过去传统管理方式的创新。档案管理信息的智能化主要表现在图书馆核心管理的智能化和图书馆工作人员管理的现代化这两方面。经过对智能的信息技术及图书档案管理进行科学合理的设计,以便于提高档案管理工作的效率和其安全性,降低了传统工作人员手工管理会出现问题的情况。图书馆档案的信息化管理是在国家的档案管理行政部门的组织和领导下推广进行的,目的在于推动档案管理工作流程的现代化水平逐渐增强。 1.2图书档案管理信息化的特点图书档案管理应用信息化技术后各方面均有显著变化,并有以下两个特点。其一,过去获取信息的唯一途径是纸质图书,而数字图书的出现打破了这一局面,数字图书的信息含有量是远大于纸质图书带来的信息量的,图书信息的最大化是利用通过互联网及计算机硬件的记忆技术得以实现。其二,图书管理的信息化让图书借阅变得更便利,图书管理人员在对图书进行登记信息的时候清点会更加准确和完整,数字图书可以让读者进行远程阅读,选择图书也更为容易。 1.3图书档案管理信息化的重要性图书馆所有的文献记录档案资料都是非常重要的宝贵资产,图书馆内各项工作内容都被图书档案资料全面记录,它是考核和评估图书馆档案管理工作人员的一个重要参考依据。图书馆的档案资料对图书馆各个方面的工作开展和规划都有着很重要的影响,所以信息化管理工作的创新,有着非常重要的意义。图书档案管理的信息化可以对各方资源进行一个最大限度的整合,图书馆的图书信息资源可以共享,服务变得更加人性化,让人们在阅读选择上变得更加丰富且拥有很好的体验感。同时,图书馆的图书信息安全也得到了保证,有效避免一些不必要的丢失情况,降低档案管理工作后期的部分维护成本和人工成本。 2图书档案管理工作存在的问题 目前的图书档案管理工作还是存在有很多问题,首先工作人员对其认识和认知的不统一导致了管理和发展进度缓慢。其次,档案管理工作的效率不够高,很多档案资料都还是纸质的文献,在当今这样的信息化时代未能实现其社会功能和体现真实的社会价值。 2.1对档案管理的理解概念不够深入有部分图书档案管理人员对图书档案管理工作的理解停留在比较表面的阶段,对其工作内容的理解仅仅是对资料的收集和整理而没有更深入的探究。档案管理的工作模式对提高其效率有着很重要的影响,但是由于现在对档案管理的认识和管理方法还存在着比较大的争议,还没有达成一致的意见。 2.2图书档案管理工作中存在的问题图书馆有许多档案是长期被保存的状态,一旦管理出现任何疏忽,就很容易发生遗失,所以图书档案管理工作在图书馆工作中是非常重要的。现在仍有许多图书馆是没有专门管理图书档案的人员的,员工不固定或者员工身兼数职,工作分配比较分散。图书馆的档案管理工作内容又是相对广泛和复杂的,档案的整理工作往往需要花费很长的时间才能够完成,而如果当负责档案保存的工作人员不够稳定时,档案的完整性就会受到影响无法保证。此外,还有一些图书馆的档案没有进行科学的有结构的分类管理,图书馆的信息资源没有被很好地利用,其管理模式还处于过去式,也没有运用信息化的一些管理工具,造成了文献混乱的情况,无法更好地为社会提供服务。大多数图书馆仅能为极少数的用户提供简单的咨询和借阅服务。虽然计算机已经在图书档案管理中应用开来,并为图书馆的档案管理工作提供了不少帮助,但是效果均不理想,计算机互联网的优势并没有被很好发挥出来,多数图书馆虽然有计算机但是并不能提供多样化的信息服务,信息化档案管理的服务层次不够高,资源共享和资源管理的服务并没有得到很好的挖掘。 3信息化时代下图书档案管理工作创新建设的可行性建议 图书馆的档案管理是图书馆开展各项工作以及社会活动的一个基本保障,部分图书馆并没有建立科学合理的档案管理制度,在收集整理登记相关资料这方面工作的时候没有制度可循,导致收集不全面、档案分类不清,极大地影响着信息化档案管理的建设,使得图书馆发展缓慢。所以在信息化时代背景下,图书馆信息化档案管理的创新迫在眉睫,随着档案管理人员越来越重视档案管理工作,信息化建设的意识也在逐步提高,把图书档案管理信息化建设与如今的形势有效结合起来,科学合理高效的管理这些档案,体现出档案管理所带来的文化价值,为社会提供更好的服务。 3.1图书档案管理信息化建设的意识提高在如今信息化的时代背景下,图书馆要想有更好的发展,图书档案实现信息管理是必然趋势。图书馆的图书档案管理工作目前主要工作内容是对文献资料进行充分收集,合理分类各项档案,并逐步建立信息档案的管理程序,将图书馆的资源转化为数字化信息资源,更好地为社会服务。这就要求图书馆的管理人员先对自己本身的信息服务水平进行一个提高,并对档案资源加强信息管理。图书档案管理中现代化信息管理技术的应用,可以帮助图书馆的档案资源发挥出其本来应有的作用。随着负责档案管理工作人员对管理信息化建设的认识加深,有助于他们对图书档案管理工作进行创新,只有这样才能更好地找到高效管理档案的方法。同时管理档案工作人员的信息化建设意识被提高,有利于相关人员对档案管理信息化高新技术的科学研究和对其利用水平的提高,通过不断的优化图书馆档案管理的配置使其更加健康有益地发展下去。 3.2信息化建设的技术与资金投入加大任何信息化的建设都需要相当大的资金和人力物力的投入,在社会知识传播这方面,图书馆的档案管理发挥着非常重要且不可替代的作用。目前图书档案管理由于高新技术的应用缺少以及资金的支持不足,导致信息化的程度并不理想。首先,无论是公立大学的图书馆还是各省市政府负责的公共图书馆都是必须先得到有关管理部门进行直接资金方面的支持,才能够开展实施图书馆档案管理的信息化建设的。其次,培养档案管理信息建设方面的人才要持续,对图书馆现有员工中具备信息技术方面知识的工作人员要合理的安排工作职责,鼓励其对信息化建设项目的引进和后续维护。图书馆在进行管理信息化建设的过程中,一定要根据图书馆本身的性质和规模来制定合理的规划。不同的图书馆其建设的信息化标准是不同的,有意识的区别对待才能发挥信息化建设的最大益处。国家可以根据以上情况给予一定的政策和资金方面的支持帮助图书馆档案管理信息化建设最大化。 3.3培养具备信息化技术水平的图书档案管理队伍就目前的形势而言,图书档案的管理模式还达不到无人值守的局面,图书馆档案管理的信息化只能实现一定范围内的智能操作和部分管理的自动化。在信息化档案管理中,有许多必要的操作以及信息系统的维护仍然是需要人工来完成。所以,培养具备信息化技术知识的图书档案管理队伍就显得尤为重要。这就要求图书馆在选择档案管理人员的资质上要严格的甄选把关,要制定完善公正的录取制度或者标准,根据图书馆档案管理工作的需求选拔出优秀的管理人才。同时还要对已经在图书馆工作的人员进行有计划的培训,根据其信息技术知识的掌握程度来进行系统的培训,不断提高信息技术水平。图书馆可以定期对在职档案管理人员的工作能力进行测试,以便发现不足点时进行及时完善,努力打造出高效率的图书档案管理队伍。优秀的管理队伍利于管理的创新进步,让图书馆的价值真实体现出来,更好地为社会提供多样化的服务,促进文化的繁荣。 3.4信息化图书档案管理相关制度的不断完善信息化时代对图书档案管理工作的影响是非常大的,过去一成不变的图书档案管理中老旧且固定的制度已经不再适合现在的图书管理的发展趋势和要求了。信息化档案管理制度需要根据时代的发展来进行不断完善,实现图书档案管理工作的高效率和管理稳定性以及档案的管理安全。图书馆要根据图书档案管理现有的情况进行充分、全面的认知并作出合理及科学的判断,信息化图书档案管理的制度和要求要根据实际状况有规划的制定,管理制度一旦确定就要严格按照相关标准去执行落实。要坚持档案管理的职权责任的统一,管理人员的理念要跟进时代变化及时更新,对档案管理制度的细节方面要及时地更正,缺少的地方进行完善,以此更好推进信息化图书管理的发展。 3.5图书档案管理人员素质的提升图书档案管理的信息化系统是一种人工和智能设备的结合,档案管理人员是这个信息系统中重要的一部分,无论是数据录入还是信息的处理以及设备的维修保养都离不开人工,所以高素质的图书档案管理工作人员对图书馆的良好发展是非常重要的,档案管理人员对信息化管理技术知识的认知要提高,培养其良好的职业操守,对待工作要有保密性的认识,才会对图书馆未来的发展起到有利的作用。图书档案管理部门要保证本部门所有工作人员的专业水平随着社会的需求变化而不断提高,要重视工作人员自己本身对信息技术能力掌握的程度,要始终保持管理队伍的高素质,可以定期举办培训班,帮助管理人员及时汲取新知识,实现对信息化图书档案管理工作的创新。 3.6开展技术创新并提高服务质量相关部门的图书档案管理理念一定要及时跟上时代的变化,通过结合国外一些图书馆档案管理信息化建设中的一些优秀经验,可以明显感受到信息化技术运用在档案搜索和记录方面的优势,过去档案检索流程极为复杂,工作人员的工作时间很多都花在了整理档案和登记上,且一旦出错查询起来也更加麻烦,大大降低了工作效率。档案管理的信息化在档案管理服务和档案管理信息化共享的这个过程中,可以通过现代的计算机,在对图书档案进行管理时运用互联网技术,全面提高档案管理工作的水平。各部门单位只有持续不间断地进行档案管理信息技术的创新,才能应对当代社会对图书档案管理的需求。同时网络系统也应用于图书馆的档案管理系统的研发中,档案管理工作的创新使档案信息资源的收集整理职能以及搜索利用功能不断进步完善,适应社会的需求,将多部门的信息资源集合成资源共享,从而为社会提供优质的服务。 4结语 在网络技术以及信息现代化的背景下,图书档案管理工作的创新是非常有必要且有很重要现实意义的。现在越来越多的图书馆开始重视图书档案管理的信息化,虽然在一些方面还存在着很多不足,但是通过不断改进努力完善,图书档案管理的效率正在有所提高,为更好地服务社会做着准备工作,我国的文化繁荣也在建设中,图书档案管理信息化是图书馆未来发展的趋势而信息化技术也必将普及。 作者:张玺 单位:山东建筑大学
随着大数据技术和人工智能技术的不断发展,机器人生产新闻成为可能。机器人在新闻领域的写作改变了新闻的生产模式,对于传媒业来说,机器人新闻写作既有优势,也有局限性。 一、什么是机器人新闻生产 机器人新闻生产是指运用一定的计算机程序,通过对数据进行加工处理,自动生成新闻报道的过程。机器人的新闻生产与传统媒体采编人员的新闻生产在生产方式上有本质的区别。传统媒体的新闻生产是新闻媒体采编人员经过新闻收集、编辑加工、制作、的生产过程,这一过程是单向链条的。机器人的新闻生产主要通过数据采集(对数据智能化抓取)、数据加工(对数据技术化分析)、自动写稿(算法生成文本)、编辑签发(新闻稿件审核)四个环节进行,形成了新的采编流程。不论是新华社的“快笔小新”、今日头条的“张小明”,还是湖北广播电视台的“云朵”,都是大数据时代下人工智能技术在媒体应用的产物,这必将对媒体产生深远的影响。 二、大数据时代机器人新闻生产的优势 (一)新闻生产效率高 机器人新闻生产缩减了传统媒体新闻生产的环节,将采访、写作、编辑、校对、等过程融合在一起,优化了新闻的生产流程,提高了新闻生产效率。由于机器人写作是对信息和数据的抓取,所以基本上可以省掉采访这一环节。另外,记者编辑在大量的、高强度的新闻报道中精力、体力可能都会跟不上,会出现报道缓慢甚至是错误频出的问题。机器人在新闻生产中可以很好地克服这一点,一方面,机器人不会受到外界因素困扰;另一方面,只要程序设置合理,机器人可以24小时“不眠不休”坚持作业。 (二)新闻生产速度快 时效性对新闻来说就是生命,如果不能及时报道出来,那么新闻就成了旧闻,就不具备新闻价值了。传统媒体在争抢新闻时效性方面做过各种努力,但是这些努力都抵不过技术的进步。当机器人新闻生产出现后,机器人通过抓取、分析数据后,在几秒钟内就能生成稿件,也就是说事件刚刚发生,稿件就已经完成并传播了。而传统媒体发稿还需要经过记者采访、编辑稿件、等待审核通过等流程,因此,机器人新闻生产的时效性是无可比拟的。 (三)新闻生产精准化和客观化 面对庞大的数据、信息,人工收集、甄别不可避免地会出现一些疏漏和错误,而且传统媒体的记者在写作的时候极其容易掺杂自己的私人感情,影响新闻稿件的客观性。但是机器人的运算能力和信息处理能力十分强大,可以有效地避免这些人为的错误,提高信息和数据的精准度,进而提升文稿的精准化。并且机器人写作会完全按照数据进行,不带有任何情感,其新闻生产符合对新闻客观性的要求。 (四)新闻生产个性化 大数据时代,机器人通过数据分析、判断用户的偏爱和阅读习惯,形成稿件后,稿件可以根据不同用户的喜好生成不同的内容版本。每个用户看到的都是符合自己阅读习惯的形式和内容,即便是喜欢某种版本的用户只有一位,机器人也可以生产只有这一位用户阅读的新闻稿件,这是传统媒体的采编人员无法做到的。 (五)使记者编辑从初级新闻生产中解放出来 机器人可以帮助记者编辑对繁杂的资料进行收集整理,也可以在一些程式化的新闻报道中写作时效性强的稿件。通过这些初级新闻生产,能够将记者从大量的数据和同质化新闻中解放出来,从事更具有创造性的工作,比如深度新闻的挖掘、评论稿件的写作等。 三、大数据时代机器人新闻生产的问题 机器人新闻生产在给人们带来便利的同时,因为机器的特点,也会相伴而生许多问题。 (一)写作范围有限 因为机器不会思考,所以只能按照既定的新闻写作模板进行新闻生产,生产体育、财经类的报道,因为这些领域的新闻报道比较简单,只是数据的罗列和分析处理,材料比较固定,模式比较单一。机器人在新闻生产时能提供海量的数据,但却无法生产深度新闻、解释性新闻和评论等。 (二)内容缺乏深度 机器人生产新闻虽然速度快,但是固定的模板使其只能简单地罗列数据,对数据进行排列组合,因此每篇文章在篇章结构和文字表达上都差不多,同质化严重,读多了只能味同嚼蜡,没有新意和深度。并且机器人写作新闻不能进行规律的总结,不能进行引人入胜的描述,甚至对有些特定词汇的语义无法理解,极易产生伦理道德方面的问题。 (三)内容错误易造成不良后果 机器人新闻写作与传统媒体记者的新闻采写一样也会出错,但是出错后远比人工写作危害要大得多。由于数据录入以及数据收集可能会出现错误,一旦机器人抓取了错误数据,生成不实新闻并自动出去,瞬间就能传遍整个互联网,人力是不可能及时干预和修正的,这会造成无法挽回的后果和损失。 (四)威胁信息安全 信息时代,人们的工作生活已经离不开网络,用户习惯了在网上办公、学习、阅读等,每时每刻都不能与网络分离,用户的信息都被保存在互联网上,信息量十分庞大。由于互联网具有开放性、跨时空的特点,加之互联网的法律法规还不完善,网络监管不到位,用户的信息和个人隐私极容易被泄露和盗取。机器人新闻生产的运用,更会对个人隐私和数据安全带来威胁。机器人在进行数据抓取的过程中,由于其是在新媒体和网络上采集信息,很有可能滥用数据、侵犯用户的个人隐私。 四、机器人新闻写作背景下新闻生产的发展途径 (一)人机结合进行新闻生产 虽然机器人写作已经成为现实,但是机器人还远远代替不了记者的位置,因为它有自身的技术和写作的局限性。对记者而言,不能将机器人只看作是自己职业的威胁,而盲目地加以排斥,而是应该用开放的眼光看到机器人写作对自己写作的帮助,并借此不断提升自己的综合素养。可以利用机器人进行初级新闻生产,生产出最基本的数据和现象,省却了记者耗费大量时间而做的收集和整理工作,记者能够在此基础上进行更深入的采访和分析,快速切入主题,找准重心,进行深度报道和解释,使用户既能获得大量真实数据,又能知道现象背后隐藏的本质内涵,在稿件完成后还可以帮助记者及时校对,实现机器人新闻生产和新闻从业人员的良性互补。 (二)拓宽报道领域 随着科技和人工智能的不断发展、大数据平台的逐步完善,机器人报道的领域必将不再局限在体育、财经等单一领域,而是向多领域发展。机器人数据处理能力的不断加强,可以写作的领域将更加广泛,甚至通过编程、语义理解等技术的发展,机器人写作具有情感性、民生类、深度报道等新闻也可以成为现实。 (三)提供个性化服务 传统媒体的传播方式是一对多的大众传播,媒体处于主动地位,媒体生产什么,用户就得接受什么,用户处于被动地位,没有选择的权利。大数据时代,机器人写作兼具大众传播和人际传播的特点,不仅能进行一对多的传播,还能进行一对一的传播。技术的进步使得机器人新闻写作能充分利用大数据技术,分析用户的爱好和阅读兴趣、阅读习惯,并按照这些兴趣和习惯进行个性化新闻的写作,进而进行个性化新闻的推送,满足用户的个性化需求,即使某一稿件只有一个用户有兴趣阅读。这种个性化服务的提供能够增加用户对媒体的黏合度,提高媒体的传播效果。 (四)新闻从业者提升综合素养 机器人新闻生产的出现,对新闻从业者而言是他们提升综合素养的机遇。新闻从业人员要改变自己的传统思维,树立大数据思维,不仅要提高传统媒体的新闻采写、编辑的业务能力,而且要在媒体融合环境下掌握新媒体和新闻深度报道的能力。要不断加强学习,掌握新的技术,提高写作能力和水平,在机器人新闻生产的基础上写作出更有创意和深度的新闻稿件。 (五)完善相关法律法规 大数据时代对于新技术应用领域的法律法规还不健全、不完善,有关部门要制定对数据的利用和管理、大数据对人的隐私侵犯、机器人新闻生产的伦理层面等的法律法规,促进传媒业健康有序发展。 参考文献: 1.徐曼.国外机器人新闻的发展与思考[J].中国报业,2015(23):32-34. 2.喻国明.“机器新闻写作”时代传媒发展的新变局[J].中国报业,2015(23):22-23. 作者:翟欣 单位:河南广播电视大学
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电气工程智能化技术研究:建筑电气工程智能化技术的施工策略研究 摘 要:随着我国建筑行业的飞速发展,其中建筑施工技术也在不断进步,呈现多样化的发展趋势。同时,随着现代科技的发展,电气工程与智能化技术之间的关系也越来越密不可分,智能化技术贯穿着整个电气工程。为了不断提高建筑电气工程中智能化技术的应用水平,我们必须对这一课题进行深入的研究。本文首先对建筑电气工程进行阐述,接着对建筑电气工程中智能化技术施工的重要意义进行分析,最后,结合我国建筑电气工程智能化技术的应用现状,提出对应的施工策略。 0 前言 在整个建筑工程的施工过程中,作为建筑工程的关键组成部分,电气工程的建设涉及到整个工程的各个方面,其主要施工的内容是电气的相关设备、装置等。在一定的程度上,电气工程施工的水平直接影响到整个建筑工程的进度与质量。因此,我们一定要重视电气工程的施工。随着我国科技的飞速发展,在建筑电气工程的施工过程中,我们逐步引进智能化技术,通过研究我们发现在电气工程中引入智能化技术具有十分显著的成效,可以不断提高电气工程的施工准确度与工程的质量。但是,通过研究我们发现在建筑电气工程智能化技术在施工过程中存在一些问题,这严重影响到我国建筑电气工程的发展。因此,本文选择这一课题进行研究。本文首先对建筑电气工程进行阐述,接着对建筑电气工程中智能化技术施工的重要意义进行分析,最后,结合我国建筑电气工程智能化技术的应用现状,提出其施工策略。 1 建筑电气工程概述 随着我国人民生活水平的提高,居民对建筑物的要求也在不断地提高,尤其是建筑电气工程的施工水平。随着我国科技的飞速发展,相关新技术也被广泛的应用于电气工程中去,为了居民的生命安全,我们必须不断提高电气工程中智能化技术的应用水平。在建筑电气工程施工中主要工序包括以下几个方面:变压器的安装、电缆线路的铺设、灯具及其它照明装置的安装、避雷设置的安装、架空线路、变压器及动力装置的安装、建筑电气工程的最终验收等。 2 智能化技术在电气工程中应用的重要意义 通过研究我们发现,智能化技术在电气工程的应用具有十分重要的意义,例如,它可以提高电气工程的质量,方便人们的生活,详细内容如下。 2.1 智能化技术具有灵活性 在电气控制器这一方面,传统的控制器操作较为繁琐,同时,它也过多的依赖于人的主观性,因此,很容易造成人为的失误,智能化技术就可以弥补这一点。通过智能化技术的应用,我们不仅可以保证电气工程施工的准确性,同时,它还能减少技术人员的工作量,从而不断增加电气工程施工的灵活性,在没有相关技术人员的指导下,我们也能利用相关智能化技术来完成任务。 2.2 智能化技术一致性高 这一特点主要体现在对不同数据的处理上。通过智能化技术的应用,其再输入陌生的数据形式,它也能在输入之后完成相关评估,进而实现电气工程自动化的标准。而对于不同的控制对象,其产生的作用也会随之改变,虽然它有时候没有及时作出相应的控制动作,但是也会产生相同的效果。但是,我们也要清楚地意识到当控制对象被更换了之后,预期的效果可能就不会实现。因此,我们在进行设计工作的时候,就一定要足够的谨慎,加强对工作细节的处理,防止错误的出现,控制好误差。 2.3 提高相关控制器的安全性 通过研究我们发现,每年居民因电气系统的安全问题而出现事故的人数有所增加,尤其是在一些较为老旧的建筑物中。出现这一现象的主要原因是在老旧的建筑物中,电气系统的工作效率较为低下,安全性差,从而导致事故发生。通过智能化技术的应用,我们可以发现其安全事故的发生明显减少,主要原因是智能化技术较为敏感,其灵敏性较高,因此,一旦居民出现操作不当或是其它工作人员出现操作不当时,相关智能化技术就会立即感应出来错误,并给予及时的控制,从而预防事故的发生,提高相关控制器的安全性,进而保证了人民的生命安全。 3 建筑电气工程智能化技术的施工策略 为了提高智能化技术的应用水平,本章节结合我国现阶段建筑电气工程智能化技术的应用现状,从而提出具有建设性的建议。 3.1 利用传感技术实现资源共享 在建筑电气工程施工过程中,我们要利用传感技术实现资源共享。例如,建筑电气工程部门在利用传感技术将整个工程的施工和工作状况收集到一起后,可以利用计算机系统,并结合电机设备、电磁场以及电路等专业性质较强的学科知识对所收集到的数据进行综合分析 。然后,相关管理人员要对其分析结果与工程最初设置的数据进行分析、比较,对实际运营出现的结果进行自动化控制,进而更好地进行智能化技术在电气工程中的应用。 3.2 进行目标管理 无论是什么工程在开始之前都要有一个明确目标,这一目标往往是由工程完成的效果来体现的。例如,我们在进行输电线路工程中,我们的目标完成主要体现在电网的架设以及变电所的建成等,除此之外,目标的完成还要考虑到工程完成的质量以及工期方面的问题。因此,我们在进行智能化技术应用过程中也要注意到目标的管理,从而提高电气工程的施工效率,促进电气工程高质量完成。 4 总结 通过以上对建筑电气工程智能化技术的施工策略的深入研究,我们可以发现在现在信息飞速发展的阶段,智能化技术在建筑电气工程施工过程中的重要性。通过智能化技术的应用,我们不仅仅可以提高电气工程操作的准确度,同时我们还能促进电气工程的质量的提高,提高相关电气控制的安全性。但是,通过研究我们可以发现,智能化技术在电气工程中应用存在较多的问题,这在一定程度上影响着电气工程的质量。因此,我们一定要重视这一方面的发展。本文选择这一课题进行研究,并结合我国现阶段建筑电气工程智能化技术的应用现状,提出以上施工策略,以达到提高建筑电气工程智能化技术应用水平的目的。 作者简介:潘书才(1972-),男,江苏扬州人,大学,副教授,高级工程师,主要从事:建筑工程管理及建筑安装工程咨询。 电气工程智能化技术研究:智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 摘 要:电已成为人类生活必不可少的资源,随着社会的进步和电气工程的发展,智能化技术也应用到了电气系统中。也可以说,智能化的发展水平决定着电气工程的质量。随着智能化技术应用到电气工程中,电气工程就进入到了一个新的时期,智能化的时代。本文主要对电气工程自控智能化技术的设计理念、优越性及具体的使用情况进行阐述。 关键词:智能化技术;电气工程;优越性;设计理念;具体应用 电子技术的发展带动了技术的智能化发展,智能化技术是一门新的科学技术,是社会发展的必然产物,它阐述了智能本质,利用智能反应创造出各类智能机器。电气工程使用智能技术,促进了电气工程智能化的发展。如今,衡量一个国家的科技水平主要依据其智能自动化的应用度。将来,智能化技术将会越来越广泛的被应用到电气工程中,并会向着其他的行业发展。它的发展缓解了劳动力短缺的现象,使人类工作更加高效快捷。 1 智能化技术在电气工程中的设计理念 1.1 电气工程的自动化控制的主要设计理念是集中监控,其优势是: ①运行方式和维护方式比较方便和简洁,操作性强。 ②集中监控较少受到限制性,不会受到外界的干扰。 ③与其他系统相比较,设计时较简单,不繁琐。运行该系统时,很容易体现出集中化这一理念,能用同一处理器处理系统中已改革部分功能。 1.2 远程监控式的应用 电气工程中使用远程监控带来了很多方便: 其一,可以大幅度的减少电缆的用量降低成本;其二,安装方便,省时省料省费用,物美价廉,是人们的理想目标;其三,可靠性强,使用功能强大,因此远程式监控能够广泛应有于电气工程的自动化控制上。当然也有一些缺点,比如通讯速度较为缓慢而且量大,绝大多数中小企业会选择远程监控系统。也有一些企业选择其他的运行系统。 1.3 现场总线监控式的应用 现场总线的监控是具有较强针对性的设计理念,能根据不同间隔和不同功能进行设计。此类监控系统不光具有自身的优势,还兼备远程式监控的优点,它能减少隔离设备、端子柜与模拟量等的数量,节省了运输电缆的费用和安装费用,也不需要过多的安装人员,使用起来也较方便,是理想的选择。 2 电气工程自动化控制中智能化的优越性 智能化技术应用在电气工程自动化控制中,非线性的函数相似控制器是由遗传算法与模糊神经两者组成的,对总体的了解这就非常方便,还能综合研究和开发控制策略。我们日常所见的函数估计器没有这些优势。使用人工智能化控制器,不需要控制对象模型,只要有下降与响应的时间,它就能根据实际情况进行自我调整从而提高自身性能。在没有专家的指导时,它也能根据显示的数据、语言与信息等完成调节设计。忽略驱动器对其产生的影响,可以估计出任意输入的数据。人工智能还体现出自动化特征,所以电气工程自控中广泛应用智能化技术,并发挥着极大的作用。让电气工程的设计更优化,诊断故障的能力更强更准,摆脱了人为操作的束缚实现自控化,让电气工程的工作效率更高,更好的服务于设计,生产。 3 智能化技术在电气自动化控制中的具体应用 大量的研究结果表明,电气工程自动化控制的前提条件是智能控制、优化设计以及故障诊断的合理使用。 3.1 智能控制 电气工程的自控中融入智能化技术,是人类智慧的结晶,是科技的一次质的变化,电气工程从此进入远程化、无人操作化、自主化和高效化时代,广泛被人们接纳和使用,给人们提供了方便,为智能化控制工作更进一步的发展创造了良好条件;智能化应用的广泛度证实了它的优越性、先进性,给我们工作和生活带来了便捷。各行各业相继使用了这种新技术,出现了智能手机,智能机器人等等,社会从此进入了智能时代。 3.2 优化设计 电气设备的设计技术在电气工程中经常用到,设计过程很复杂,质量要求也很高,非专业人员是无法做到的,所以对设计人员的素质要求也是极高的,不仅要求要懂得磁力、电气和电路等方面的知识,并把这些知识恰到好处地融入到设计中,还得要有丰富的工作经验,因为见的多就可能会懂得多。原来的设计师是把实验和经验结合起来用手工设计出来,速度慢效率低,还不易修改。采用智能化技术后,设计师们用CAD技术和其他辅助软件来进行设计,这样既节省了时间还提高了质量,所设计的方案不但使用功能强而且满足人们的需要。遗传算法是智能化技术在优化设计时的一种具体形式,它的实用性与先进性都非常的强,使用它优化了设计形式,提高了设计员的工作效率。 3.3 故障诊断 任何系统的运行都有发生故障的可能性,电气工程系统也不例外,但是任何故障的发生都不是偶然的,肯定存在一系列的征兆,当然这些征兆有时我们是无法用肉眼看到的,这时智能化技术就发挥作用了,它能及时准确地发现问题,锁定故障范围,帮助我们找出原因,缩短了时间并减少了对系统的伤害,我们就可以在第一时间进行更换或维修。电气设备中的变压器非常重要,而且价格不菲,它是整个系统的优秀,监测人员会特别重视它的运行情况,如果出现了问题整个系统都有可能瘫痪,所以选用智能化技术就是最好的选择,用它来定期检测诊断,出现问题及时维修,尤其是对渗漏油的检测,是把气体分解后进行分析,锁定范围找出故障的位置并对其进行检修。这样做就能很快找到故障原因,及时维修,缩短因故障而停工的时间,降低企业的损失,它还能避免电气设备因故障而造成严重的损失,如大量的维修费,机器无法运行而停工造成的损失等,这样就可以大大提升电气设备给企业运行带来的经济效益。 4 结语 人类社会已经进入到智能化时代,电气的智能化起到了重要的作用,在将来电气智能化一定会有突飞猛进的发展,如智能电饭煲,无人驾驶汽车会走入寻常百姓家。从而使我们的生活更加舒适,便捷。利用智能化技术会不断增强电气工程的自控能力,提高电气工程的安全性和质量,推进电气工程向着健康环保方向快速发展。 电气工程智能化技术研究:试论电气工程及其自动化的智能化技术应用 【摘要】伴随着我国社会经济文化水平的进步和发展,科学技术领域上的一些智能化技术手段已经在各个行业的发展中被广泛普及和运用,并表现出科技给人们生产和生活带来的优越性。本文主要从智能化技术在电器工程自动化领域的应用方面展开分析和讨论,主要分析了该技术在电器工程应用中具体情况和相关特征,并对技术的优化提出进一步的展望和要求,希望能够加快我国电气工程发展实现全面的智能化的进程的发展和转变。 【关键词】电气工程 自动化 智能化 技术应用 一、前言 在我国的电器工程行业的发展中,伴随着科学技术水平的不断提高,当今最新的一些智能技术自动化逐步地在该行业进行渗透和应用,已经发展成为其中重要的组成部分。但是受到了我国目前科技发展水平的制约,该技术在我国电气工程自动化的应用中还是存在一定问题的,一定程度上影响了企业的发展。本文接下来会对智能化技术手段进行全面的综合性分析,希望能够让该技术在电气工程的应用上更加科学和完善,促进我国经济的全面可持续发展。 二、智能化技术的发展 (1)智能化技术的涵义。智能化技术是一种时代科学发展的产物,早在上个世纪的五十年代,该技术已经出现萌芽和发展。并且会跟随时代的不断进步和发展,也在进行不断的更新和进步。在当前的社会发展中,智能化技术已经在社会中的各个行业和领域中得到了广泛的发展和应用,并在向更多的空间上进行渗透。智能化的技术主要涵盖了人文科学,语言科学,以及医药生物学等方面的技术理论和信息等学科领域。 (2)智能化技术的优越性。由于智能化的技术具有科学严谨的信息数据理论基础,在相关领域上的应用时能够为其提供更加科学的依据作为指导。让人们在进行生产操作和使用的方式上变的更加人性化和智能化,只要根据相关信息数据的录入和语言程序编排,就能够实现简单的智能操作,将相关的工作人员从原本复杂的人工操作中解放出来。弥补了人工操作时繁杂性,让工作变得更具条理性。在具体的操作中由于有了科学数据做基础,将原本的工作变得更具有精确性,有效减少了人工操作时出现的错误。一旦出现数据错误,还可以进行及时的修改,更具有实用性和操控性,大大提高了生产和工作效率。 三、智能化技术在电气工程自动化中的应用现状 (1)对电气工程中出现的故障做出正确的诊断。在电气工程自动化系统中引用智能化技术后,对电器化设备运行中出现的故障和问题能够做出及时的诊断和分析。在电气设备一旦出现了问题之后,智能化技术应用后就能够及对这些问题做出及时的诊断,及时的采取相关措施将问题迅速解决。将智能化技术运用到相关的检测设备上后,系统还会对相关设备做出科学的数据分析。如果是变压器出现了故障,智能化技术就会对变压器做出科学的分析,对其渗漏的一些气体形态进行分析,将故障出现的目标集中诊断出来,做到治标又治本,提高了工作中的效率,缩短了设备检修的时间。 (2)有效实现了电气工程中的自主化智能控制。将智能技术引用到电气工程自动化系统中,充分发挥了该系统运作中的自主化只能操控性能。在对于系统操控功能实现方式上,一方面可以对信息模型数据的使用量上进行有效的收集和录入,便于系统基于数据储存和管理。另一方面,通过智能设备的模拟画面的显示,可以将电气工程设备中各个设备之间的运行状况有了更加直观的反应。另外,在系统设备的运行和管理上,能够辅助系统生成相关专业的数据和表格形式,以及各种模拟图表的建立。将出现故障的的形态和过程做出实时的记录,生成相关轨迹,以便后期的运用。在系统的操作上也比较的简单,可以同直接通过鼠标的操作进行。减少了人员操作的工作负荷量,在一些关键隐私领域,设置系统的操作登录权限,有效保障了系统的安全性运行。在系统的运行中实现全程监控,一道出现状况,系统设备会自动开启警报装置,便于在第一时间发现问题,解决问题。 四、智能化技术在我国电气工程自动化中的特征 (1)加强了电气工程操作系统中的操作的便利性。在电气工程系统中采用智能化技术手段主要想通过借助这一技术来实现对于传统系统操作中的操作上的智能化调整,有效缩短系统操作的时间,确保每一步工作之间的及时衔接。让电气系统的运行更加稳定,促进电气工程行业的有序发展。 (2)简化了电气工程中建立的控制模型。在传统的电气工程操作中,首先需要建立一个完整的控制模型才可以进行操控,否则就会影响系统的整体操作。在引进了智能技术手段后,就省略了这一步骤,通过智能的操作手段直接实现对系统的操作并确保系统运行的精确性,大大提高了工作效率。 (3)加强了系统的整体操控能力。在电气工程的运作过程中,通过对智能技术的合理利用有效提高了电气工程设备的整体运作情况。对其实施过程实行全方面的监督和远程操控和管理,在系统运行时出现的问题做出及时的预警并作出相关解决措施。确保整体电力系统运行中的稳定性,提高了我国电力工程系统运行过程中的整体操控能力。 五、智能化技术在未来中发展趋势 在我国的电气工程自动化设备的设置上涉及到了很多的科学内容,这也就对系统相关的操作人员提出了更高的要求。相关的操作人员需要具备更加专业和丰富的设计经验和理论知识储备,在对智能技术设备的应用上才能够更加的熟练和精确,利用智能取代人类大脑达不到的领域,有效解决工作中的难点问题,提高工作效率。在未来智能技术发展的领域上,不断更新和扩展新的内容,建立更加完善的学科数据体系,对相关的科学理论知识进行全方面的搜集和收录,形成更加强大的数据知识储备,进一步促进智能技术在各个领域的渗透和发展。 六、结束语 综上所述,这种智能化技术会随着我国科学技术水平的不断进步和发展不断呈现出新的变化,赋予更多新的内容。其发展的速度更快,应用范围也更加广泛。尤其在我国的电气工程自动化系统的发展中发挥更加强大的作用,本文用来大量的文字对这一智能化技术在电器工程上的应用方面进行了全面的分析,希望能够给为我国的电气工程行业以及其他领域的工作带来新的思路,提供更具价值的指导意义。 电气工程智能化技术研究:智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 智能化技术是从计算机科学技术中分支出来的一项新兴技术。本文以智能化技术为研究对象,简要地阐述了智能化技术的理论基础,具体地分析了智能化技术在电气工程自动化控制中的优越性能和现实意义,并且深入地探讨了电气工程自动化控制中智能化技术的应用举措,以期为相关方面的研究者和工作者提供参考和帮助。 【关键词】智能化技术 电气工程 自动化控制 应用 智能化技术从兴起到发展所经历时间还很短,但在各个领域行业生产的实际应用中却收到了良好的效果和评价。将智能化技术应用于电气工程的自动化控制系统中,不仅可以实现信息数据的自动处理,减轻工作人员的工作负担和工作强度;还能在不断完善发展的过程中增强对信息数据的识别、判断、评估和处理能力,利用计算机的编程技术来维护系统内部的安全运行和稳定作业。 1 智能化技术的理论基础 从计算机技术中衍生出来的智能化技术涵盖了大量的文字语言、经济数据、生物医学、图像表格和音频视频等多种专业性知识,具有大范围的信息综合性。智能化技术主要的研究方向就是将具有良好实用性和适应性的人工智能应用到电气电子和数据处理等领域的实际操作中去。而电气工程自动化控制系统对智能化及技术的引进就是最好的一个实例。 2 电气工程自动化控制中智能化技术的优势和意义 2.1 电气工程自动化控制中智能化技术的优势 一方面,智能化技术采用的是高速运转的CPU芯片和处理复杂指令的RISC芯片。由多个芯片系统共同组成的计算机智能化技术,系统完善,操作简洁,精度和准确性都很高,具有良好的工作效率。而精度、准确性和工作效率是电气工程自动化控制系统最重要的三大指标。另一方面,智能化技术的工作结果可以在信息数据的记录上直观地表现出来。智能化技术可以迅速有效地处理大量复杂性的信息数据,并及时而精准地用图像动画、语言文字或者声音视频的形式来具象地展示抽象的数据形象,提高数据的辨识度。 2.2 电气工程自动化控制中智能化技术的意义 在电气工程自动化控制系统中引进智能化技术可以简化电气工程自动化的控制模型。智能化技术通过响应时间和下降时间来有目的地调节对电气系统的控制程度,提升控制系统自动处理临时状况的精确性、时效性和及时性。这样就减少了人力资源的投入,增强了电气工程自动化控制系统的精密程度。省去了建模的麻烦工作之后,也从源头上避免上一部分不稳定因素和不可控因素可能会带来的问题和故障。智能化技术还可以同时处理不同类型的复杂信息,满足电气工程对自动化数据控制的所有要求,使技术和系统之间达到极高程度上的一致性。 3 电气工程自动化控制中智能化技术的具体应用 3.1 优化设计过程 人们在设计产品的时候往往都会依赖于自身的操作阅历和以往的工作经验,但是这种完全依靠阅历和经验的设计方法并不是次次都能获得完美的成效,甚至还会出现质量方面和技术方面的重大问题。随着电脑的普及和推广而被广泛应用于社会各个生产行业和生活领域之中的计算机技术,在电气工程自动化行业的设计工作中也逐渐形成了自己的一席之地。通过不断的实验和开发,研究者们应用成熟的计算机技术研制出了一种名为CAD的电子技术。CAD技术指的是利用计算机辅助设计师完成整个设计过程的一种设计技术和应用技术。在电气工程自动化控制中应用这种CAD技术,可以大幅缩短生产产品所需的必要劳动时间和制作周期。以专家系统和遗传算法为例来详细地分析智能化技术在电气工程自动化控制系统前期设计阶段中的成功应用,不难看出,智能化技术大大提高了专家系统的工作效率和生产水平,为电气工程节省下了一大笔的成本支出。就当下的现实情况来说,遗传算法是目前世界上最先进、最现代化的计算方法之一。在这种算法中加入智能化技术就能持续性地提高计算的精确度,并将这种精度保持在一个较高的水平上。 3.2 模糊化控制设备的控制逻辑 人们在通常的情况下都会在电气工程自动化控制系统的内部安装一些模糊控制的设备。这些设备具有很多可以代替PID控制器进行操作的功能。当前的模糊控制设备主要有M型和S型这两种型号。M型号的模糊控制设备和S型号的模糊控制设备具有不同的规则库。M型模糊控制设备比S型的更为常见一些,使用频率也比S型的高,主要由知识库、推理机、模糊化和反模糊化这四个部分共同构成。四个组成部分之间协调合作,实现和控制设备中变量的数据量化和信息模糊化。在控制设备进行模糊性操作的工作时,知识库需要利用神经网络和模糊控制来控制操作对象,然后由推理机模拟人类的思维逻辑、设计决策和模糊控制的行为,最后再根据量化得出的数据信息来决定模糊化和反模糊化的具体用量。这是模糊化和反模糊化在操作过程中最常用的合作手段,也是整个智能化设计的过程中数据信息最庞杂最繁琐的操作阶段。电气工程在项目建设工艺流程的自动化控制中引入智能化技术,既保证了电气工程内部各个工艺的先后顺序和工期控制,又在一定程度上提高了电气工程的生产效率和产品质量。 3.3 实现自动化的机器故障检测 电气工程自动化控制系统内部电气设备的设置和安排相当复杂,而投入使用后按时检查修理的工作和定期维护保养的工作很难保证和落实,所以电气设备一旦长时间地操作运行,就会出现一些问题,发生一些故障。传统的维修方式非常麻烦,需要维修人员对电气设备进行逐一的排查之后才能确定问题原因和故障区域,耗费时间和人力的同时,效果还事倍功半。智能化技术的自动化管理功能可以实现电气设备运行过程中问题故障的自动化管理。利用计算机技术来监控电气设备的工作情况,对发生问题和故障的时间、地点进行精准的定时定位,不仅提高了检修故障的效率,还强化了对电气设备问题故障的预测功能和警报功能。 4 结束语 智能化技术是计算机技术中的一个新兴的分支技术,具有良好的发展前景。将智能化技术引进电气工程自动化控制系统,就要科学合理地优化电气工程的设计过程,实现监控和定位问题故障的自动化管理。 作者单位 许昌电气职业学院(许昌技师学院) 河南省许昌市 461000 电气工程智能化技术研究:智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究 摘 要:第三次科技革命开展以来,世界经济在高速发展的同时更加重视科技的进步与应用。我国作为世界上最大的发展中国家,在注重全面、综合发展的同时也要更加注重发展的质量和先进技术的应用。本文以电气工程自动化控制为例,探讨智能化技术在其中的应用。 关键词:智能化技术;电气工程自动化控制;应用研究 随着中国经济的复兴与崛起,我国对电力能源的需求越来越大,作为中国经济发展的基本动力,电力行业不断进步并试图通过新的发展形势、应用先进的科技以取得更加突出的进步。本文主要分析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用与研究。 一、智能化技术在电气工程自动化控制中的理论基础 所谓的智能化技术,就是在人工智能的理论基础之上,建立以模仿和识别人的动作、语言、指令等为优秀的机器,通过利用新兴的计算机技术,结合大量的学科体系和逻辑思维体系,以帮助人完成基本的工作。 将智能化技术应用于电气工程自动化控制中,就是在电气工程系统运行、常规操作等领域投入智能化技术,在电气工程发展过程中加入智能化的因素,以促进行业的发展。 二、智能化技术在电气工程自动化控制中应用的优势 在现代社会发展和人们的生活实践中,电气工程是这些活动能顺利实现的重要因素,同时,控制器智能化是电器自动化控制过程中应用的重点,所以,通过改进技术,利用现代计算机技术最新成果,将智能化技术应用其中。通过建立信息收集、处理系统,通过及时的信息反馈和识别,提高电气工程自动化水平,同时将新兴的改进后的控制器应用其中,在改进工作质量、节省人力资源和时间的同时保障电力事业的发展。 (一)智能化技术更加易于调节 所谓的智能化技术,就是要求在某些方面由机器代替人,完成某些工作。对于电气工程来说,传统的控制器需要工作人员按照一定的步骤、遵循一定的操作方法,通过人工操作完成某些工作。通过利用智能化技术,建立智能化操作,即使专家没有在现场,也能通过数据的传导、资料的分析和信息自动识别系统完成工作。这样在避免了工作危险性的同时还提高了工作的效率,更加有利于电力行业的发展。 (二)智能化技术具有很强的一致性 智能化技术对于同一个控制对象具有很强的一致性,在输入不同数据的情况下,面对同一控制对象,能进行很高的估计,产生理想的效果。所以,在对智能化技术设计和利用时,应当把握重点,明确设计的对象,对各个工程的环节进行合理的估计和预期,以免影响工程的准确性。 (三)智能化技术不需要建立控制模型 在传统的电气工程中,被控制对象通常具有复杂的方程,这些方程中由于具有大量不确定因素,工作人员无法对其进行合理估计,计算出来的结果与设计模型往往具有不一致性,在不能合理估计的情况下,人们往往无法建立符合实际的模型。通过智能化技术,利用智能控制器直接忽略被控制模型的设计工作,通过省略这一设计,从根本上减少人为估计的误差,提高自动化控制的精密度,从而建立更加准确、有效的电力系统。 三、智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 (一)智能化技术对电气工程中出现的故障进行合理的诊断 对于电气设备来说,由于使用频率高、工作时间长,电气设备本身容易损坏,出现偶然或者是必然的问题,工作人员无法对其规避。例如变压器,作为电气工程系统工作的优秀,变压器本身就容易损坏,工作寿命短,容易出现各种各样的问题。当变压器出现问题时,利用提前设定好的自动化程序,对可能出现的范围及设备本身进行检测和估计,再通过缩小范围确定出现问题的地方,通过智能化技术对出现的问题进行排查和检修。在此过程中,减少了人力资源的投入量,节省了人员成本;通过一系列设定好的自动化程序及时发现出现的问题并应用相关的对策进行检修,减少人为出现的错误,在一定程度上提高了对故障的判断率,提高了工作的效率,减少断电对经济活动影响的同时提高了经济效益。 (二)智能化技术优化了电气工程的设计 电气技术与物理知识有关,需要具有专业知识的人员在相关的基础知识之上利用自身工作经验进行工作,在此过程中,涉及到电器、电路等知识,所以,这项工作本身就是高要求、严标准。而且,在智能化技术实施以前,都是由工作人员利用已有的动态公式、在手工设计的基础之上进行推导、估计,存在很大的误差。现在,在电气工程中应用智能化技术,通过计算机软件搭配智能化技术合成方案的设计,减少实验设计中的人为误差,提高该设计的准确度,同时通过合理的电脑程序提高设计过程中的时间,提高工作效率。 (三)智能化技术实现电气工程自动化控制中的智能控制 现代社会在追求经济高速发展的同时还要关注经济发展的质量和效益,科技的进步最关键的目的就是将科技转化为生产力,在生产前线加入最新的技术成果,以提高整个行业的整体实力。对于电力行业来说,关系到国家经济发展和人们生产、生活活动能否顺利进行,所以,在促进电力行业进步发展过程中,更应当主动先进技术的发挥和实现。在电气工程中结合现代计算机技术,使用智能化技术,利于实现电气工程的自动化、智能化操作,通过由机器代替人,在节省人力成本的同时尽最大可能的提高工作效率,减少人为失误,实现最大程度的经济效益。 四、总结 在现代激烈的行业竞争中,提高综合实力还是要依靠技术的进步,智能化是现代社会经济发展的导向。电力行业与人们的生活息息相关,在电气工程自动化控制中应用现代先进的智能化技术,通过加快实现自动化控制、加强电气设备工作效率以提高整体行业的竞争力,为电力行业的健康、稳定发展奠定基础。
一、引言 信息技术的发展改变了人们的学习和生活方式,高校档案管理过程中,始终坚持跟随时展,在实践中不断创新。然而目前高校档案管理工作中仍然存在诸多不足之处,目前高校高度重视管理工作的创新发展。因此,创新发展已成为高校档案管理工作的必然发展趋势,探讨“5G时代”高校档案管理工作的发展趋势具有现实意义。 二、“5G时代”的发展演变 5G的全称:第五代移动电话行动通信标准、第五代移动通信技术,是在4G基础上的进一步演变,目前5G尚处于研究过程中,预计2020年正式推广应用。5G将在网络速度上具有大幅度提升,具有多种优势,其中涵盖了高速度、高效率、多领域等,5G时代即将到来。相比于传统的1/2/3/4G网络,不仅提高了速度,同时也实现了高覆盖以及安全性、灵活性,在测试过程中显示速度将高于4G网络十倍,能够带给用户更好地体验。5G时代的到来,全社会发展都迎来了新机遇,彻底革新了传统网络模式,新一轮的变革将会对整个社会都来了影响作用。5G的最新技术能够应用于多个领域,加快信息传播速度,以及人工智能技术等,将会实现智能化的生活。 三、当前高校档案管理工作存在的不足之处 (一)管理理念落后 档案管理工作是高校管理和教育的重要构成部分,同时也为其提供了强有力保障。随着现代信息技术的发展,许多高校在管理过程中不断引入现代化信息技术手段,想要革新传统的管理模式,在管理过程中,高校及档案管理工作者高度重视,一直在不断完善档案管理工作,想要实现与时俱进。然而在实际开展档案管理过程中,高校档案管理工作者的管理理念未得到有效革新,始终处于相对落后的状态。受到传统管理理念的影响,对档案管理工作缺乏正确认知,认为档案管理工作仅是一项单纯的资料管理,并未认识到档案管理工作对高校整体管理和发展的重要作用,将档案管理工作过于片面化,没有高度重视档案管理模式创新。档案管理工作者将更多的时间放在了档案的编目和检索工作中,缺少创新理念。 (二)工作手段落后 高校档案管理工作是一项较为复杂的工作,所涉及的内容较多,同时传统的管理模式也为管理者带来了较大的工作量。档案管理过程中,管理工作者需要进行档案分类、储存等多项工作,同时在调阅档案时还要花费一定的时间查找。许多高校在档案管理方面,仍然采用传统的纸质档案,档案中记录着大量的信息内容,需要对其进行分类划分和管理,需要保证信息的准确性和安全性,整个过程中需要耗费大量的人力、物力、时间,并且工作实效性无法得到有效提升。这样的工作模式下,档案管理工作不仅极其容易出现差错,同时容易出现档案丢失、遗漏等问题,不仅工作效率低,同时服务质量也相对较差。这样的管理现状,档案管理工作不仅无法充分发挥作用,也降低了高校整体管理质量。 (三)基础设施落后 由于各地区经济发展存在差异性,导致不同高校处于不同的经济发展水平。许多地方高校在档案管理工作基础设施建设过程中,由于经济水平相对较差,高校资金量不足,无法为基础设施建设提供足够的经费支持。然而许多现代化信息设备的价格较高,许多高校无力购置设备,这样一来,也就造成了目前许多高校档案管理仍然是人工管理,无法实现智能化、信息化、数字化管理模式,在很大程度上阻碍了高校档案管理工作的发展。与此同时,也有部分高校配置了较为完善的现代化设备,然而许多管理工作者综合素质较低,由于无法熟练运用现代化管理设备,仍然将高校购置的昂贵设备当作摆设,没有充分发挥其积极作用,导致高校档案管理工作发展止步不前,信息化建设落后。 四、“5G时代”高校档案管理工作的发展趋势 (一)实现管理理念创新 “5G时代”时代背景下,高校档案管理工作的进步和发展,需要具备新型管理理念,管理理念创新是发展的基础前提,同时也是“5G时代”的新要求。高校档案管理工作应始终跟随“5G时代”发展理念,将信息化、高效率作为档案管理工作的发展目标,从根本上摒弃传统落后的管理模式,根据时展需求,制定顺应时展的创新管理规划。高校档案管理工作者应不断革新自身思想理念,充分认识到档案管理工作在高校发展过程中的重要性,将更多的时间和精力放在创新管理上,将5G技术充分运用于档案管理工作中,重视档案管理工作的效率提升、信息化发展。 (二)实现服务模式创新 传统的档案管理手段是阻碍创新的主要因素,因此,想要实现服务模式创新,应运用新型管理手段。随着5G网络技术覆盖,档案管理将会逐渐走向数字化、信息化、人工智能化。随着高校每年的招生人数逐渐扩增,高校人数的逐年增加,档案信息资料也随之增加,传统的档案管理模式已无法适应新的发展形势。因此,在“5G时代”背景下,档案管理能够运用网络云进行档案资料储存和备份,不仅能够实现高储存量,同时能够进一步提升档案资料的利用率。为了适应“5G时代”,高校档案管理工作应顺应时展需求,进一步提高档案管理工作的服务水平,实现档案管理工作的服务模式创新。高校档案管理工作应从传统的被动服务,逐步向积极主动服务转化,达到高效、多元化的服务方式。运用5G网络,在档案信息资料检索查阅过程中,能够实现高速服务,5G网络相比传统网络形式,速度将能够达到1GBps,进一步推动了高校档案信息化管理进程。与此同时,需要高校加强与其他高校之间的联系,通过5G网络实现信息高速传播,实现信息资源共享。 (三)实现科学技术创新 高校档案管理工作想要实现高效率,档案管理的每个环节均需要运用先进信息技术作为支撑。随着5G网络的全覆盖和高速发展,首先,能够有更多先进的信息设备运用于高校档案管理工作中,高校档案管理部门应进一步加强数字化设备的基础设施配置,高校也应加强建设经费投入,实现档案室全数字化管理。其次,高校档案室可利用5G网络优势,开发多样化的档案管理软件,运用管理软件不仅能够实现科学化管理,同时能够弥补纸质档案的弊端,减少档案管理工作者的工作量。再次,构建高校档案检索系统,能够通过关键词等进行实时检索,提高档案管理及档案利用的效率。高校档案管理工作量随着人数增加逐渐增大,检索系统的运用能够实现及时快速检索内容,为高校档案服务带来了便利。 (四)实现人力资源创新 当前大部分高校档案管理工作,通常是由管理人员进行统一管理,然而管理人员的综合素质参差不齐,许多管理人员管理理念落后,并且对先进的数字化设备使用存在困难。因此,“5G时代”背景下,高校应加强对档案管理人员的信息技术培训,对于数字化设备的操作等内容进行系统化教学,保证每个档案管理人员能够熟练运用基础设施,强化管理人员综合素质,促进高校档案管理工作高效率。与此同时,可引进具备先进理念以及掌握多元化数字设备操作的管理人才,通过管理人才的引领,配合高校的激励机制,共同提高档案管理工作者的管理能力。高校档案管理人员的服务意识、团队意识同样在管理工作中发挥着重要作用,因此,应通过开展培训,以及在日常管理工作中培养管理人员的服务意识和合作精神,在“5G时代”中真正实现人力资源创新。 五、结语 综上所述,高校档案管理工作不仅涵盖了繁琐的工作内容,同时对管理人员也有着较高的要求。“5G时代”的到来,高校档案管理工作将迎来新的发展趋势,能够实现管理理念创新、实现服务模式创新、实现科学技术创新、实现人力资源创新。高校领导者也应对档案管理给予高度重视,充分发挥其促进高校整体发展的积极作用。 【作者简介】朱璐(1990-),男,学士,本科,初级,研究方向为档案管理、行政管理。 【参考文献】 [1]陈海英.大数据时代背景下高校档案管理模式的变革和优化[J].辽宁经济,2017(1):59-61. [2]何秀清.基于信息资源共享的高校档案管理模式探讨[J].皖西学院学报,2013,29(6):147-152. [3]董佳.“互联网+”时代高校档案管理信息化管理存在的问题与对策[J].智库时代,2019(13):77+79. [4]周宁馨,马梦丹.信息化背景下高校档案管理工作的现状与对策探究[J].城建档案,2018(8):56-58.
1南沙自贸区分析 国家一直致力于把南沙自贸区与发达城市接驳起来,促进内地与港澳经济深度融合,深入推进粤港澳服务贸易自由化,强化粤港澳国际贸易功能集成,探索构建粤港澳金融合作新体制,打造国际一流大湾区和世界级城市群,其中南沙港可以说是一种直接体现,南沙港位于珠江干流上,虎门外珠江右岸的龙穴岛围垦区的东岸线上,是香港、澳门两个特区与内地市场相互联系、相互交流、合作共赢的桥梁。南沙港不但在原有基础的吞吐量上有所增长,并且能带来全球经济信息的共享,南沙自贸区可通过信息的共享,迅速的调整地区经济的发展,并且能够迅速的对全球市场做出准确的判断,减少中间商所产生的的费用,大大减少资金的浪费。以下是关于“一带一路”背景下南沙港物流发展对南沙自贸区经济发展的机遇与挑战。 2机遇 2.1吞吐量增长 南沙港作为自贸区的一个重要表现,港口也在不断的进行优化,最直观的改变便是吞吐量的持续增长,加上内地近几年来蓬勃发展的电子商务行业,扩大了南沙港现代物流行业发展的格局,直接带动南沙港货物吞吐量的指数性上升,而跨海大桥的建设对南沙港货运的冲击并不大,原因有两点:其一,跨海大桥主要运输行为种类为客运,而非货运;其二,运输成本消耗所占企业资源计划的比重永远是客户最关心的首要因素,基于当下该地区物流资源结构成分析可知,该地区主体运输方式为桥梁运输,该主体运输方式的形成是源于其配送需求和配送资源分布,货物桥梁运输成本与水路运输成本相比较,明显后者在比前者的成本低之余,受到气候,地形等客观影响因子影响小,作用时间短。 2.2利用地理优势,建设多元化合作平台 将“一带一路”战略与自由贸易区政策进行有机结合,并且在南沙实施,正是利用南沙独特优越的地理优势,通过港口运输带动航空事业的发展,建立起合理的运输网,从而形成该地区合理的存储结构,此处以澳门为例子,现在的澳门物流业可以更多地吸纳制造业工人和吸引更多的内地货源,都源于对澳门空运一致看好,而对空运的一致看好则是与澳门配送资源的完善密不可分,这一切来源于昔日澳门特区政府对物流业的日益重视,其认识到建设并且完善一个配送周期短,可靠性高,仓储调配灵活的物流体系之重要性,因此,南沙在建设航空物流方面可以在借鉴澳门的经验之余,上层建筑更要学习先进的建设理念,统筹兼顾地让南沙成为新的资源集散地,此举可加深与澳门特区的合作,亦可就此使得南沙自贸区在航空及其他配送资源的建设健全上少走弯路,在自动化智能化仓储的建设上多投入,为以后全面完善南沙物流体系的构建夯实基础。 2.3推进粤港澳金融等方面的合作 依托毗邻港澳这一先天优势,从而扩大南沙港的物业范围,通过建设南沙自贸区的区域科技创新中心、粤港澳创新创业平台、港澳联合创新基地等高新技术园区,形成技术园区集散地,为创建一个国际级城市群,吸引更多高端技术人才做好提前的基础建设准备,不断吸引全球高端人才,加大该地区的劳动平均产量和资本平均产量,南沙新区倘若要与港澳进行对称性的资本金融合作,就必须具备经济学上的交换最优条件。要形成最优条件,要从两个方面发展:其一,政府对于技术研发部门的建设与投入,依托柯布—道格拉斯生产函数,对南沙新区的各种资源分布进行调整;其二,政策的优惠力度直接影响初始资本的积累程度,要寻求合作,必须保证该地区的资源是总体均衡,政府宏观调控与市场资本流动处于动态平衡和相辅相成的前提。 2.4拥抱“互联网+”,线上线下新模式 近几年阿里巴巴、京东、唯品会等企业的迅猛发展,脱离不开互联网的发展,如今更是提出了互联网+、大数据、云计算等理念,南沙自贸区可以紧抓着国家全面建设更高水平的互联网贸易这一巨大优势,推动海关顺势监管,充分运用新技术,在保证监管力度的同时,缩短检查时间,简化监管流程,节约通关成本。这对于南沙港等在内的港口来说,意味着跨境业务不会再受到传统的海关检验手段等的在时间、效用方面的影响,此举将大大缩短货物在检验环节所耗费的时间,节省了物流运输成本,为南沙自贸区进一步加快发展跨境电子商务业务提供了助力,对于新理念在南沙的运用,不仅是物流行业,在其他传统的行业中,也可以与互联网深度融合,开启新型的线上线下的合作模式,降低不利因素对南沙新区的负面影响。 2.5AI实践卓有成效 依靠“智检口岸”一体化改革,打造全国首创全新的全链条闭环监管模式,以信息化、智能化为手段,全面整合监管过程中的所有信息,对接国际贸易市场窗口,缩短采购进出口商品通检时间,提供科学精准、高效率、便捷的通道,中国人工智能技术近年来都在领先世界潮流,因此,南沙不仅打造人工智能城市典范,还必须要在人工智能产业上率先发展,为打造粤港澳大湾区、世界级城市群,人工智渗透到交通、环保、公共安全、教育、医疗等建设领域能起到不可替代的作用(今日南沙)。 3挑战 3.1大多数人处于观望的状态 南沙新区当前的资本产出比率没有达到能够吸引优秀企业的数值,在市场的竞争中的优势不明显,这样使得南沙自贸区总体看起来有所发展,但实际上发展的速率会处于下行状态,这样的发展会令南沙新区未能从本质上有所飞跃,在产品运输需求大,货运量数额持续上升的前提下,提升南沙港的总体服务水平,优化仓储结构,完善仓储体系,构建系统化的物流,才能真正从根本上改变南沙自贸区发展的现状,才能将南沙新区发展建设逆差逐步减少,逐步打破南沙新区融于金融市场的壁垒。 3.2人才匮乏、基础设施设备不完善 南沙与国内外发达城市的人口规模发展相比较相去甚远,人口增长速度不足以达到发达城市应有的基本水平,并且市场消费方面存在差异寡头,市场在该地区所产生的派生需求无法达到企业的要求,企业基于边际递减原则,会减少对于南沙的投入,这是阻挡大型企业入驻南沙自贸区发展的壁垒性因素,同时,南沙城市化建设是近几年才均速开展,与港澳地区相比较基础设施滞后很多。人们对于南沙的未来发展前景因为其他因素的存在一定程度的偏颇,对于当前不完善基础设施的怀疑,不敢轻易尝试。 3.3金融体制机制不完善 另外南沙可以通过借鉴香港金融建设的经验,完善金融机制,南沙作为具备建设成为第三大国际金融中心的最主要条件在于,它地处于拥有着世界级的基建设施和与制造业发达的珠三角,南沙金融体制机制的不完善这一最大的弊病,致使他们持有观望的态度,当前政府应该在鼓励境内外金融机构以及各法人机构,注册地域国际性、全国性管理总部、业务运营总部落户南沙自贸区方面推出各式优惠政策,在吸引大量境内外法人机构在南沙落户的愿景下进行可承受性的让步,才能为南沙自贸区的发展提供资金上原始积累和支持基础建设的完善,为南沙新区现代物流体系的构建,物流技术的创新提供原动力。 参考文献 [1]马玉成,尹传忠,徐启文,等.“一带一路”战略背景下我国港口物流发展的策略研究[J].中国水运(下半月),2015,15(7):45-47. [2]林健绎.促进粤港澳企业新一轮深度合作[J].中外玩具制造,2014,(4):50-51. [3]周建珊.南沙创建区域航运金融集聚区的思考[J].广东水利电力职业技术学院学报,2013,11(1):74-77. [4]苏明,张艳琳.南沙港发展现状及对策探讨[J].广州航海学院学报,2010,18(4):23-25. [5]丛超.南沙自贸区的SWOT分析[J].对外经贸,2016,(12):17-18. 作者:徐真真 肖莲英 单位:广州工商学院
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智慧时代云计算、物联网、大数据、移动互联网等技术飞速发展,为社会发展增添了强劲动力。在教育领域,信息技术为教育创造了共享的优质学习资源、便捷的学习支持服务、实用性强的学习平台、新型的教学方式等,为开放与终身学习提供了丰富的条件支撑,为建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会创造了条件。智慧时代教育资源的建设为远程教育、开放教育、终身教育的持续发展奠定了基础,为其发展跃升提供了更大可能。新时代赋予了教育新使命,优质资源共建共享助力教育资源均衡分布,为促进教育公平找到了一条可持续发展之路,但随着信息化进程加快,多样化可选择的优质教育资源不断丰富的同时,资源建设在内容设计、应用范围、拓展更新等方面存在的问题也逐渐显现[1]。《教育信息化2.0行动计划》提出,要完善数字教育资源公共服务体系、实施教育大资源共享计划、做好网络扶智工程,实现“互联网+”条件下的区域教育资源均衡配置机制、缩小区域城乡校际差距,实现公平而有质量的教育。同时也指出,当前数字教育资源开发及服务能力与新时代的要求仍存在一定差距,新时代要有新目标、新举措[2]。本文通过梳理当前远程教育资源建设的发展现状,归纳教育资源建设存在的问题,并提出智慧时代网络远程教育资源建设发展建议,以期为远程教育资源建设更好地服务教育教学提供参考,促进教育资源建设实现从共建共享到融合开放的发展。 1远程教育资源建设发展现状 随着教育信息化不断发展,远程教育经历了从函授教育、广播电视教育到网络教育3个阶段,网络远程教育打破了时空限制,远程教育资源建设为正式与非正式学习提供了强有力支撑。科技进步带动远程教育资源多元发展、信息高度共享、知识广泛传播,成为个性化学习与精准教学的内生动力。当前远程教育资源不再局限于专门的使用对象、使用方式、使用情境,而是人人共建共享的学习资源与可利用的教学资源,其发展呈现出资源建设速度快、数量多、效果好的景象。 1.1资源建设速度 (1)国家政策支持。《2018年教育信息化和网络安全工作要点》指出,要发挥教育信息化对教育改革发展的引领作用,启动实施智慧教育引领行动;基本形成国家数字教育资源公共服务体系,提升数字教育资源服务均等化、普惠化、便捷化水平;宣传构建以学习者为中心,以互动、开放、共享、规范为主要特征的资源观[3]。目前丰富的教育资料可通过网络在全球免费传播,公众对免费获取更多知识的期待日益强烈;当地理因素不再阻碍学习者进行沟通联系时,学习者应该有意义地利用这些机会增加学习渠道。《工作要点》强调了资源建设的重要性及当前资源建设方向,国家相关政策文件的加快了资源建设步伐。《教育信息化2.0行动计划》对数字资源服务普及行动进行了详细部署。国家政策文件相继出台,为网络远程教育资源建设提供了顶层设计,加快了资源建设速度,不断推动资源建设广覆盖、大丰富、全包含,助力教育教学优质资源快速发展。 (2)区域及时跟进。国家了相关政策文件指导区域教育资源建设规划实施,各区域按照要求紧锣密鼓实施教育信息化行动。通过“智慧教育示范区”的设立,各区域组建教育信息化实践共同体,共同启动百区千校万课行动,促进区域资源共建众享,使教育资源超出校园向更大、更广泛的地区不断辐射,共同普惠。教育资源建设的优势与价值正不断发挥作用,资源建设者组织各级各类学校发挥其学科与资源优势,整合最好的师资力量与教学成果通过网络广泛传播,使学习者受益。在国家数字教育资源公共服务体系对越来越多省份实行资源覆盖的同时,各个区域也在积极探索尝试适合自身特点的资源服务体系,区域间对口帮扶也在有序进行,真正实现优质资源共同利用。 (3)学校教育需求提升。当前学校对各类资源的需求不断提升,越来越多的学校认识到教育信息化的价值,希望通过教育信息化提升学校办学质量,引进优质教育资源促进教育教学变革。学校的需求同时推进了资源建设速度,网络学习空间不断扩展,需要资源填充以支撑体系运行。但目前学校在对资源进行选择的过程中带有一定的盲目性,虽然网络教育资源可满足授课对象、时间、地点、课程、内容的双向自由灵活选择,但在实际选择过程中缺乏实际考量与辨别,学校教育资源的大需求加快了教育资源建设速度,但还需要建立相应的筛选机制匹配学习内容,以达到高效利用的目标。 1.2网络学习空间覆盖范围与资源建设 (1)不断深化基础教育资源开发与应用。“三通两平台”的建设将汇聚的资源引入教育教学,对于农村中小学数字教育资源全覆盖项目,国家层面已经作好顶层设计,将362个学时资源重新开发和整合更新,并可根据教学进度播放,中小学免费使用这些资源;民族司与人教社对制定少数民族学科双语教学资源建设制定了资源开发细则,对维吾尔语和哈萨克语的物理、化学资源进行开发,推进少数民族基础教育资源建设。通过对农村、少数民族地区进行针对性的资源设计计划,资源建设数量不断增加,不同类别的教育资源因材施教地发挥作用,资源精准化、精细化进程不断加快,资源数量的增多扩大了各地区基础教育建设的涵盖面,使之不断深入内化。 (2)持续推进职业教育与高等教育资源建设。传统观念中对职业教育存在“技术至上”的偏见,认为职业教育重在实践操作,过于注重实物技能性训练,因此对于教育资源的配置比较单一。随着社会发展模式的转变,国家对职业教育的重视程度不断提升,职业教育资源不断扩充,职业教育专业教学资源库的应用与建设持续推进,目前已建有部级资源库,促进职业教育教学持续发展。同时加快职业教育与高等教育网络优质资源建设应用,由高教司主要负责,认定第二批国家精品在线开放课程500门以上。接受职业教育与高等教育的学习者已具有较强的自主学习能力,能够主动查找、获取所需资源进行自主学习,学习型社会学习者的自我要求不断提高,且学习意愿不断加强,远程教育资源平台为学习者提供了多层次、分类别、可选择的各种资源,以满足不同层面的教育需求。 (3)深入探索继续教育资源开放共享长效机制。继续教育主要是面向学校教育之后的成人教育活动,脱离正规教育的社会成员仍有学习进步和接受教育的更高追求,继续教育是终身学习的重要组成部分。《2018年教育信息化和网络安全工作要点》提出要进一步推进高校继续教育数字化资源开放与在线教育联盟建设,推动“求学圆梦行动”信息化服务平台面向全体社会成员开放优质网络学习资源,推动国家开放大学网络学习课程、通识课程等建设,完成“三农”特色课程、“助力计划”课程等专项共建共享课程建设。在科技、经济迅猛发展的当代社会,全民学习、终身学习成为大众自觉行为,只有不断汲取知识充实自己,才能跟上时代进步的步伐,避免被淘汰;另一方面,教育资源数量不断增,为满足社会成员的学习需求,帮助其进一步完善知识结构与提升专业水平创造了良好条件。1.3资源建设效果单纯的讲授式教学已无法满足现代学生对知识求索的欲望,教育信息化的发展打破了传统教学模式授课方式的壁垒,优质教育资源的出现丰富了课堂形式,为教师教学设计增添了新元素。当前部分教师能够从教育资源平台按需获取优质资源服务教学,提高资源利用率。沈书生等[4]从区域教育资源平台应用现状、切实需求、建设态度3个维度,以问卷与访谈形式对南京市江宁区教师展开调查发现,大多数教师熟知区域的教育资源平台并能够加以利用,教师资源需求重心正由基础性资源转向新型资源,教师对资源属性与需求的侧重会因学段与教龄的不同表现出差异,并且教师会根据资源内容的质量、丰富性、平台易用性、资源精准性等因素选择资源平台。区域性调查虽然不能代表全部教师意向,但总体上反映教师尤其是年轻教师乐于接受给教学带来实效性改变的数字化教学资源,不论课堂内外,很多师生会根据自身需要获取教育资源辅助教与学。 2远程教育资源建设中面临的问题 大规模教育资源建设积累了丰富的优质资源,但同时不可避免地出现了一系列问题,主要表现在资源庞杂、供需不匹配、评价机制不到位、缺乏教学设计等方面。 (1)资源庞杂,学习者在资源的海洋中迷航。资源库内容持续增加形成了庞大的数量,但同时也导致质量参差不齐。学习者面对同种资源进行选择时不知该如何辨别、判断。与信息所处困境类似,“我们淹没在信息数据的海洋中,却在忍受着知识的饥渴”,在面对庞杂的教育资源时,学习者常常也是在资源的海洋中“溺水”,同类资源数量繁多,没有专业的筛选机制。以视频教学资源为例,大规模在线开放课程同类教学视频数量非常丰富,学生面对眼花缭乱的资源时,需要真正体验、试错之后才可判断课程质量以及是否可满足自己的需求,试错时间成本较大。 (2)远程教育资源供需不匹配,利用率不高。当学习者与资源无法有效对接时,便造成了资源浪费。资源建设往往束缚于行政驱动,缺乏切实调研与需求分析。当同类资源大量出现,便出现马太效应,“名校名师”创建的资源无疑是学习者竞相学习的对象,学习者热衷于根据播放热度选择教育资源,如此循环便形成了两极分化的现象,而此时其它资源播放量或利用率将持续降低。没有头衔加持的教育资源吸引力不足,学习者关注度较低,一部分优质资源因此埋没,造成资源浪费;另一方面,同质化资源层出不穷,缺乏合理的设计规划,资源没有达到最大化利用,资源的无序性重复已经造成一定程度的供大于求,需进一步推进教育资源供给侧结构性改革。 (3)缺少规范的资源评价机制,审核管理不到位。资源数量庞大、资源浪费的一部分原因是缺少专业规范的资源评价机制,审核管理机制不到位。研究结果证实,在线教育资源对用户个体、网络交互行为、网络学习环境的支持是影响资源评价的重要因素[5]。资源平台定位功能不强主要是由于缺少评价机制,难以对资源进行等级划分,评估资源质量不但可以解决无效资源浪费空间的问题,还可帮助学习者正确判断资源,根据需求快速定位到相应优质资源。 (4)资源内容缺乏教学设计,适切性不强。资源泛化导致量大而质不精。学科性资源强调内容完整性、系统性、理论性,职业性资源则凸显独立性、岗位性、应用性的特点[6],但目前资源建设还未达到相应专业化程度,部分视频资源缺乏专业化教学设计,教师仅针对知识点进行讲解,缺乏趣味性与吸引力,导致无法有效契合教学需要。智慧时代开放教育资源正由以教为中心转向以学为中心,现阶段开放教育资源大多基于“以学为中心”的理念设计开发学习资源,为学习者提供了个性探究的机会,其中部分课程还提供学习辅导和学习工具,利用网络测试系统生成形成性评价[7]。在教育理念不断优化的同时,教育资源的知识观与教学法要适应知识传输模式的变革,如何利用技术与环节设置增强远程教育资源交互性是当前资源面临的一大挑战。资源交互性是教学双方必不可少的特性之一,不论是师生还是生生互动,通过网络进行教学交互是教育必备因素。当前远程教育资源忽视了教学中的情感因素,虽然可以通过屏幕进行面对面的交流,也可以通过文本方式进行师生、生生交互,但人与人之间的传递反馈是不及时、机械式的。新兴技术可促进教育资源建设,如何增强人机交互以加强情感交流也是建设中的一大挑战。 3远程教育资源建设发展建议 (1)资源建设供需匹配,采取有效的资源管理机制。资源建设应与需求相匹配,既要宏观把控,又要微观调研,只有真正了解学习者、教师、社会成员等的真实需求,才能进行资源建设的合理规划,打造供需匹配的教育资源库。资源优化配置必然以服务于“人”为最终目的,配置过程中应特别重视学习者对资源的选择权、使用偏好和使用体验[8]。供需匹配是开展教育资源建设工作的重要依据,也是国家平衡优质教育资源配置的重要考虑因素。当前资源建设主要以政府为主导,研究制定导向性举措对资源建设进行设计规划,区域地方自上而下进行实施举措,顶层设计的基础应以基层的问题导向、需求导向为中心,兼具学科性与职业性,采取有效的资源管理机制分学科门类、内容层级、针对人群、类别属性进行设计调度,达到资源与需求者的有效对接与汇聚融通,建立以需求为导向的市场化教育体系,真正实现学习者可迅速找到所需资源、资源高效匹配学习者要求的资源高效利用模式。 (2)因地制宜地进行资源设计,根据地区特点定制资源服务。教育资源的建设需因地制宜,结合区域特点与本土化课程、教材设计符合区域特色的教育资源。区域教育资源同时可结合当地传统文化,发挥弘扬地方文化的优势,进行资源定制。鼓励各地区、学校及单位自行建设“自产自销”型的适合个性化、个别化教学需求的教学资源,这类资源主要用于满足区域性需求而不是普适性需求,以针对性强、简单、合用、小成本、易更新、不重复为原则;该类课程资源可作为统一的、普适性和标准化资源的补充[9]。这种资源定位更加精准、明确,能够提供针对地方特色的精准化资源服务。 (3)规范评价审核机制,促进资源利用良性循环。对教育资源进行规范的评价审核,能够筛选出优质资源,一方面便于学习者选择,另一方面也可以减少资源浪费,将质量水平不高的资源淘汰掉,减少冗余的教育资源,净化教育资源环境。教育资源建设需要相关专家、课程管理者、教学媒体设计人员、教育技术专业人员等通力合作,从课程设计、建设到成果呈现,都经过一个有组织的、严格的、有质量保障的过程,主要包括课程团队开发测试、内部评价、外部评价、内容编辑与制作、审核与等[10]。在智慧时代,可以利用人工评价与人工智能相结合的审核机制,将专家审查、同行评审与用户评价意见通过系统化审核机制进行等级评分,结合大数据、人工智能等先进技术的客观筛选,对学习资源进行有序管理。通过使用者对资源打分、点评与专家审核评估等层层筛选机制,最后通过人工智能机器学习形成系统化评估体系,减少人工评估的复杂流程,形成客观标准的评价规则,从而促进资源良性循环利用。此外,以区块链技术为底层技术构建的开放教育资源分布式管理平台包括用户管理中心、资源创作中心、资源管理中心、版权管理中心、虚拟币交易中心和学习证书管理中心六大优秀系统,可促进开放教育资源发展[11]。 (4)契合教育教学需要,系统构建课程资源体系。从建设定位看,国家资源库的教辅设计与“学导”需求存在错位,用户认为国家资源库的建设首先应定位于“支持学生学习”,其次为“支持教师教学”和“支持科学研究”,可见学习需求是主导性的,排在第一位的[12]。教学资源设计应以学习者、教师需求为出发点,从资源内容、资源媒体类型、资源适用对象等多方面考虑。远程教育资源在促进教育公平方面应由知识性教育的层面上升到创新创造力提升的层面[13],随着3D数字化、虚拟现实、人工智能技术支持下的教学资源升级,其进一步丰富了未来课堂中的开放教学资源,增强了资源多样性和情境性,有助于启发学习者积极的学习心态,激发和维持学习者学习动机,促进智慧学习的发生[14]。针对学习者的人群特点、学段特点、学科门类、学习内容、学习时段等对远程教育资源的课程体系进行规划设计,既要在宏观上对课程门类、内容设计进行管理规划,也要在微观上对每门课程的教学设计、教学时长、教学媒体与技术的搭配使用等按照学习者特点进行细化,实现供需对接、精准教学、新颖创新,满足学习者需要。同时,与教师教学环节的对接也是教育教学类资源需要满足的特点,结合教师的课堂教学内容与情境,使教师主动获取资源,促进资源高效利用。 4结语 远程教育资源建设是一项动态持久的过程,随着教育信息化2.0时代的到来与智慧教育的发展,远程教育资源建设将朝着精准化、智能化的方向不断发展,继续发挥其在突破时空限制、促进教育公平方面的作用。学习型社会的发展离不开教育资源建设的有序开展,为社会输送优质教育资源以提升全民知识水平与学习能力是资源建设持续发展的动力。远程教育资源建设应合理配置、使各种因素实现供需匹配,避免发生资源废墟的现象,使资源得到有效利用,进而形成资源物尽其用与优化共享的和谐氛围。 参考文献: [1]王长文,宗诚.当前高等职业教育专业教学资源库面临的困境与对策[J].黑龙江高教研究,2018,36(12):118-121. [2]教育部.教育信息化2.0行动计划[EB/OL]. [3]教育部办公厅.2018年教育信息化和网络安全工作要点[EB/OL].329823.html. [4]夏琪,沈书生,王家文.区域基础教育资源应用现状与建设新思路——基于对南京市江宁区的调研[J].中国电化教育,2018(5):103-109+124. [5]胡萍,赵呈领,梁云真,等.在线教育资源PEI交互评价模型构建及实证研究[J].开放教育研究,2018,24(2):113-120. [6]郭青春,裴海燕.应用视角下的数字化教学资源共享对策研究——以“国家现代远程教育资源库”为例[J].中国远程教育,2009(12):53-57+80. [7]李新,杨现民.应用区块链技术构建开放教育资源新生态[J].中国远程教育,2018(6):58-67+80. [8]杨文正,徐杰,李慧慧.生态学视角下数字教育资源优化配置模型构建[J].现代远程教育研究,2018(2):94-102. 作者:林秀清 单位:江苏师范大学
工程机械机电一体化研究:工程机械中的机电一体化 一、工程机械中机电一体化应用所具有的优势 1监控作用工程机械中所具有的电子监控系统,其能够对机械设备的运行状况以及机械设备的实际应用状况进行有效的监测,当机械设备在运行过程中出现严重的磨损或者故障问题时,其能够发挥出本身所具有的诊断功能,发出报警提醒,使得相关的人员能够及时的对故障问题进行有效的排除,从而保障工程机械可以顺利的运行。这样就可以有效的保障工程机械的工作效率,从而降低安全事故出现的几率。 2节能功能在过去,工程机械在实际的施工中,其利用率相对较低,这样就造成了资源的严重浪费。而为了解决这一问题,相关的研究人员研发出有效的电子节能控制器,利用该控制器实现对工程机械设备的有效利用,使得相关的大型工程机械设备能量的利用率可以得到最大限度的提升,从而实现节能的发展目标,这样可以有效的保障资源的储备量,保持生态环境的平衡。而且利用该电子节能控制器,也可以使得工程机械的操作变得更加的简单,同时还能够降低机械设备的磨损率,使得机械的工作效率得到提升,这对于推动工程机械的发展具有积极的影响意义。 3保证成品的作业精度在工程机械中,应用电子控制系统,能够有效的提升工程机械应用的效率,在称量上,也可以有效的提升称量结果的精确度,使得称量的过程变得智能化和自动化,这样能够有效的规避因人工操作失误所带来的测量误差问题,从而可以使得成品在具体的作业中,作业精确度可以得到有效的提高。同时将电力控制系统应用到工程机械中,可以使得工程机械实现自动化,这样就能够有效的减少人工的应用,从而可以降低人工成本的支出,进而使得相关企业的经济效益可以得到提升。 二、机电一体化技术的发展趋势 机电一体化技术是在原有技术的基础上所发展得来的,其体现了现代化工程机械的发展趋势,其应用在工程机械中,使得工程机械的原有功能和性能都得到了极大的改进,从而有效的推动了工程机械企业的进一步发展。机电一体化技术通过计算机技术的支持,实现了机械工程的自动化和智能化。机电一体化在工程机械中所具有的发展趋势有以下几点: 1智能化趋势智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、计算机科学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。 2微型化趋势微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3网络化趋势由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。 三、结语 总而言之,机电一体化具有许多突出的应用优势,其在应用到工程机械中后,能够有效的简化其操作的工序,从而使得相关工作人员的工作负担减轻,进一步的推动工程施工的开展,使得工程机械企业的经济效益可以得到有效的提升,实现工程机械企业的可持续发展。随着工程技术以及机械运行的不断进步,机电一体化技术得以出现,在这一技术出现后,其使得机械的运行效率得到了有效的提高,为企业发展节省了大量的人力、物力和财力,推动了企业经济效益的增长。可以说,机电一体化技术的应用,可以使得工程机械实现智能化和数字化,使得工程机械的质量得以提升,从而使得人们的生活更加的便利。 作者:刘继峰 单位:光大新能源(砀山)有限公司 工程机械机电一体化研究:工程机械中的机电一体化论文 1在工程机械中应用机电一体化技术的必要性 可以说,机电一体化技术的出现,将会是我国现代工程技术水平的重要体现,更是工程机械主要的发展趋势。而这一技术无论是对工程施工质量,还是工程机械的使用性能好坏,都有着关键的影响与意义。在实际的施工过程中,工程机械作为一种不可或缺的设备,随着施工单位对于机械设备的自动化要求越来越高,原有的工程机械技术已经无法再满足工程施工技术需求。因此,通过在工程机械设备中应用机电一体化技术,使其充分发挥自身高效、安全的实用性,确保在预期时间内完成工程任务,同时保障工程项目建设质量,降低工程建设成本。下面,就详细阐释了机电一体化技术在工程机械中应用的必要性,具体表现在以下几个方面:首先,由于当前大部分工程规模普遍较大,这就对工程机械设备的生产效率有着较大的要求,而机电一体化的工程机械能够有效提高施工效率,能够确保在规定时间内,交付工程项目。其次,在现代工程施工中,各大施工单位对于工程机械的耗能量有着明确的要求,通常都是希望在完成施工任务的前提下,又可以降低能耗量,真正实现节约能源,降低施工成本的根本目标。再者,如果工程机械设备的自动化程度越高,这就说明对于工程施工难度也就越高,在实际施工中,有很多分项工程项目是需要应用到大量工程机械。反之,若是这些机械设备的自动化程度较差,就无法充分保障机械施工质量。此外,在工程施工过程中,通常使用的工程机械设备自动化程度非常高时,一般就不会需要浪费大量的人力,甚至有些施工工作完全不用劳动力完成。并且,机电一体化技术的工程机械实际操作起来十分简单,只需一、两个操作人员即可,这就为施工单位节省了一部分的劳动力成本。最后,在工程机械设备应用一体化技术,不仅能够大大提高其使用寿命,还有效降低了运行故障的发生率,在充分保障工程施工质量的同时,还减少了一定的设备维修费用。通常上文几点描述,我们也不难看出,传统的工程机械技术已经无法在满足于现代化工程的施工需要,而机电一体化技术的出现,彻底解决了这些问题,尤其是在工程机械设备中占据十分重要的地位,达到了非常理想的施工效果。 2机电一体化在电力变压器绕线机的应用 电力变压器的环型铁心使用高导磁率的硅钢带绕置。用环型铁心绕制的电力变压器,具有低损耗、低躁声、漏磁小的特点,是近几年电力行业推广使用的电力变压器。电力变压器绕线机是制造这种电力变压器的专用设备。该绕线机可以绕制100kW以下的电力变压器的三相绕组。该设备能够根据绕组导线的线径调整绕制的速度;具有缓慢起动、停止的功能,以防止绕线机因快速起动造成断线的现象;能够自动记录绕组的绕制匝数;能够预置绕制匝数,当实际绕制匝数等于预置绕制匝数时,绕线机能够自动停车。可以说,在变压器绕线机中运用机电一体化,极大的提高了其运行效率和质量。其中,机电一体化绕线机的控制系统是由可编程序控制器和变频器组成。其控制面板包适各种按钮、选择开关,用于给PLC输入控制信号。绕组匝数的预置使用4位拨码盘,将4位十进制数转换成16位二进制数,送到PLC的输入口。旋转编码器将转数脉冲送到PLC的输入口,从而测定绕组的实际绕制匝数。旋转编码器将主轴电动机转数变为脉冲计数信号,作为比较数据。在这样的控制系统下,变压器的绕线机实现了较高的自动化和智能化,生产效率有了显著提升。 3机电一体化的主要发展方向 3.1智能化。机电一体化产品的智能化主要是使高性能、高速的微处理实现机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,机器人与数控机床的智能化就是重要应用代表。智能化通过对机器行为的描述,在控制理论科学的基础上,应用人工智能、运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学等新思想和新方法,使机器具有逻辑思维、判断推理最终能够自主决策。 3.2模块化。模块化是机电一体化技术中的一项重要而艰巨的工程。机电一体化产品种类和生产厂家繁多的现实情况使得相关单位制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配,企业研制和开发具有标准机械接口、动力接口、电气接口和环境接口等的机电一体化产品单元,在这些标准单元的基础上就可迅速开发新产品,同时也可以扩大生产规模。 3.3微型化。微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积越来越小,耗能也越来越少,运动更加灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。综上所述,机电一体化在工程机械中的应用,具有很多优点,而且体现了工程的现代化。这项技术在工程机械中的应用取得了良好的效果,既加快了工程施工的进度,也提高了工程施工的质量,具有高效的特性。 作者:李松峰单位:特变电工沈阳变压器集团有限公司 工程机械机电一体化研究:工程机械中机电一体化技术的运用 摘要:随着科学技术的发展与进步,我国的机电一体化系统也逐渐从传统技术的束缚中走了出来,并充分融合了时代的技术成果,将技术充分的运用到了工程实践过程中。机电技术的综合性特征表现出技术领域的专业性,交叉学科的融合发展拓展了机电设备的应用领域。下面,本文就针对工程机械中机电一体化技术的应用进行简单分析,以供日后参考。 关键词:工程机械;机电一体化技术;应用 简单来说,所谓的机电一体化技术,指的就是机械电子学,它可以对计算机信息技术以及机械技术等技术均有所涉猎,是一种实践性以及系统性极强的技术。该技术在20世纪70年代就已经被人们所知晓,随着现阶段社会经济以及科学技术的不断发展,微电子技术的产生使让机电一体化技术发生了巨大的改变。它在工程机械领域的大范围应用,不仅可以提升生产质量、产品的性能以及工程机械的施工效率,还能很大程度上改变现阶段的机械面貌。 1工程机械机电一体化技术概述 (1)工程机械现状分析。从本质上来说,如果我们想要有效的提高工程机械的应用效率,把机电一体化技术引入其中,就必须要对工程机械的使用性能有一个充分的了解,才能对工程机械中的机电一体化进行系统的探究。随着社会经济的不断发展,工程项目中的人力作用已经在逐渐的消退,取而代之的是机械化施工,机械化在工程中的施工可以很大程度上减少施工中的人力成本,还可大大提高工程的运行效率。要想使施工进程的工作效率最大化,就要逐步对机械性能进行更新,电子信息系统的应用与探索在不断促进机电一体化的发展进程,所以现阶段的工程机械所面临的要求就是要把机电一体化应用到工程机械当中。 (2)机电一体化的概述。就针对于目前的实际情况来看,我国的工程机械依然处于关键的发展时期,所以将机电一体化应用到工程机械当中成为现阶段发展阶段的必然要求,机电一体化的应用可以促进工程机械的发展,并且使得机械工程逐步地向综合且系统的趋势发展,这样会大大提高工程机械的运行效率,而且也会对工程机械的投入使用效果进行改善,提升经济性以及可靠性。在现阶段的工程机械的制造过程中对机电一体化的使用主要体现在微电子处理器方面,以此来实现综合的处理以及优化、总结项目中的系统设备。随着当前经济水平的不断提升,随之而来的工程机械的发展在不断为机电一体化引导发展方向。在现阶段的工程项目发展过程中,电子设备的应用依旧是运行的主体,并且相关的技术也在工程机械的运行过程中被大范围的引用,比如工程中设备运行过程中的自主故障消除与检测以及实时动态检测等,而且电子控制设备也在安全、高效以及经济的应用至大型的工程机械当中。根据可靠的调查数据显示,我国对工程机械的进口数量在不断提升,这也是当前机械工程在发展中面临的重要问题。 2工程机械中机电一体化技术的应用策略 (1)降低机电设备消耗。就针对于传统的柴油动力的机电设备来说,由于其自身的缺陷已经难以完全满足时代的发展需要,因此,我们应当全面提升技术含量,减少柴油消耗,提升节能技术含量,减少废弃物的排放。在追求工作效率最大化的同时将消耗能源减到最小,平衡消耗和污染两个重要问题。在提升节能技术过程中,在机电设备系统中加入电子控制系统,削减柴油输出,减少耗油损失,来提高能源利用率。 (2)提升自动化能力。从本质上来说,所谓的机电一体化,指的就是机电工程自动化技术的革新,传统的机电一体化已经具备自动化功能,但自动化水平较低。机电一体化的发展趋势就是逐渐提升自动化水哦的过程,自动化的发展将提升工作效率,减少人员投入,降低生产成本,保障产出和效率。自动化是从技术主体为出发点,机电自动完成工作任务,在面对突发问题时自动解决或停止工作,在自动分配过程中保证工程规律性进展。机电自动化发展将提升机电设备的工作能力,减少部分因素的影响,保障整体工程顺利进展。机电一体的智能化是随着互联网信息技术发展而来,智能化的机电设备对技术要求提升到一个新阶段。智能化发展使现代技术提倡的发展战略,也是国家鼓励的机电技术创新政策。提升机电设备整体信息储备能力,协调机电设备各项功能,保障系统化的系统力度。系统化发展是将整体化只能技术进入信息处理阶段,提高信息处理能力,习惯成全系系统化发展模式。同时,利用光学技术,改善传感器敏感度,精确设备,提升技术应用能力。 (3)制定系统化发展战略。事实上,要想促进机电一体化的发展,就要求我们必须要基于机电技术和机电设备,坚持发展理念。机电一体化在未来发展方向上应制定系统化的发展策略。系统化发展包括几点技术在一定程度上应用于实际工程中的系统性,在落实工程建设过程中独立运营机电系统,在多个机电设备同时工作的情况下,有效协调工作内容,形成系统化分配方案。在应对外界变化时,及时采取有效方式。以上的机电一体化都要求机电设备附有完善的自律分配系统。更好地完成机械工程工作。在信息技术发挥作用的今天,对机电工程全方位系统化发展目标越来越明确,全方位的机电一体化系统将从不同方面规划机电工程,对自动化操作制定更晚辈的一体化指令。在人工智能化的时代背景下,发展方向越来越体现出系统化科学化。机电一体化体现出机电工程中的电子工程尤为重要。随着机械工程难度的提升,机械工程要求复杂性和精确性相结合。对于传统的机电一体化设备的继承,光机电一体化加入了光学原理,在设计制造的过程中融入科技内涵,提升了科技含量,尤其对光学利用中传感器的使用,体现在各个系统结构中。所以,制定系统化的机电一体化发展规划,是提升机电技术水平,提高机电设备科技含量,提升机电工程效率的有效保障。 3结语 总而言之,机电一体化技术的使用价值逐渐提升,机电自动化发展也逐渐完善,精确化智能化成为未来机电一体化系统发展的方向。文章从机电一体化系统的应用特征入手,分析几点一体化系统在实际工程中应用情况。在科技领域,机电技术是科技融合发展的重要方面,以机械设备为基础,融合电子信息技术等多学科的结合发展,推动技术水平的提升。机电技术为各领域的发展提供技术来源,学科之间理论与实践的结合,互相渗透在技术领域中。 作者:马永薪;许永行 单位:四川省成都理工大学 工程机械机电一体化研究:工程机械机电一体化论文 1机电一体化概述 机电一体化作为一门独立的交叉学科,具有跨学科性、综合性性的特点。现代信息时代的到来,尤其是现代计算机技术的不断改进和完善,促使机电一体化飞速发展并且在现实生活中得到前所未有的广泛应用。 2机电一体化发展趋势 随着各科技术的不断发展、相互融合,以及社会经济发展对机电一体化提出的必然发展需求,导致机电一体化在未来的发展过程中将呈现以下几大趋势: (1)智能化。人工智作为科技进步的一种体现,代表着一种新的生产力,在问世之初就得到了社会各个方面的关注。“智能化”的主要描述对象是机器设备的行为,这是各科学技术相互融合的一个必然结果,即结合控制理论、计算机科学、心理学等新思想,使机器本身如同人类一样具有逻辑、判断以及自主决策等能力,从而更好的控制发展进程,实现目标。 (2)微型化。微型化主要指的是物体的体积方面,泛指机电一体化产品的体积之小,其尺单位一般用毫米,甚至是微米、纳米。微型化的主要特点是主要体现在:体积小、耗能小、运动灵活。机电一体化技术的微型化将在社会的各个方面得到应用,尤其是精细化的行业和部门,如:医疗、军事、信息等多个方面。 (3)绿色化。社会的持续发展给人们带来巨大改变,在物质丰富、生活舒适的同时,资源减少,生态环境严重污染等问题要同时浮现。在保护环境成为社会发展的必然前提的社会环境下,绿色产品的概念应运而生。作为绿色产品必需满足符合环境保护及人类健康这两大硬性指标,这主要体现在其产品的设计、产品的制造过程、产品的使用以及使用后期的销毁的几大方面。而作为机电一体化这一特殊的对象,其绿色化主要体现在产品的使用以及使用后期的销毁的两大大方面,即在使用的过程中不污染生态自然环境,同时能够回收利用。设计绿色的机电一体化产品,顺应了时代的发展要求,将具有广阔的发展前景。 (4)模块化。在现实社会的生产过程中,生产具有标准的、统一接口的一体化产品需要具备两大方面的因素:第一、一体化产品的各种类具有明确的技术标准,第二,生产机电一体化电子产品的厂家能够严格按照各种类的技术标准进行生产,且所生产的产品各项技术指标过关。但是,现实社会中这两方面的因素不能够达到生产标准化、统一接口的机电一体化产品单元,成为一项十分复杂的事情。但研制和开发具有标准接口机电一体化产品单元本身对于机电一体化的发展是非常重要的事情。 (5)网络化。随着网络技术的发展,科学技术、工业生产、人们生活等方面都发生了重大改变。在全球经济发展过程中,各产品的生产、销售等各个环节都随着网络的全球化纳入到全球经济发展过程中,各企业之间的竞争也随着这种进程呈现出全球化的态势。可以毫不夸张的说,只要研制出的机电一体化新产品满足社会需求且质量保证,畅销全球将不是问题。 3机电一体化技术在工程机械中的应用 机电一体化技术在被引进工程机械这一领域后,其应用领域及范围非常广泛,这主要源于机电一体化技术在工程机械领域所产生的以下几大方面作用: 3.1监督与控制 机电一体化这一技术被引入到工程机械领域之后,在该领域所发挥的作用主要是利用电子一体化产品的各种功能如智能化,其所发挥的作用主要多种多样,其中监督与控制作用是在该领域所发挥的关键作用之一。监督和控制主要是利用了机电一体化的半智能化特点,对工程机械的使用过程及故障的出现进行自动的监督和控制,从而减少相关事故的发生,提高安全性。这主要体现在以下三大方面:第一、电子监控,第二、自动报警、第三、故障自诊。 3.2节能降耗 没有将机电一体化引入至工程机械领域时传统意义上的工程机械领域,存在一个非常突出的问题:功能与功能之间无一定的相关性、联系性,呈现相互杜历的态势,这就致使各功能之间不能进行有机的协调统一,从而致使设备的利用效率偏低,生产资源浪费相对比较严重。 3.3提高作业精度 产品的作业精度直接影响着工程的质量,对于工程所具有的各种效益必将产生直接的影响。这不仅体现在施工过程中,在简单的产品生产过程中同样如此。一般情况下,机床加工的不良产品的成因主要是人的因素,即人的技术水平以及操作经验。机电一体化技术在工程机械中的引用,很大一方面是借助电子系统的精密控制系统,从而,不仅实现了其自动化、智能化,而且同时减少人为因素引起的各种失误和偏差,从而提高工程机械工作的精密程度,确保产品质量。 3.4降低劳动强度 目前,工程机械施工操作过程中呈现的自动化或者半自动化这一特点,是对机电一体化技术引入后的一个必然结果。这促使在施工过程中,劳动者的劳动强大得到大大降低,同时能够在同时间段内完成各种不同工作,促使工作效率得到大大提高。 4结语 机电一体化技术是各种科学技术共同发展、相互融合的产物,是社会进步的一种标志、体现。机电一体化技术在引入至工程机械中的后,所起的作用不仅包括对工程机械的工作过程进行监督和控制,从而降低生产过程中的能耗,提高作业精度、提高产品质量,同时降低人员的工作强度,使人力资源得到更好的配置。 作者:顾子旭 单位:河北南玻玻璃有限公司 工程机械机电一体化研究:机电一体化在工程机械中的应用 一、机电一体化概述 就机电一体化化技术的内容来说,其中最主要的内容就包括机械、电子技术以及计算机这三个方面的内容,机电一体化技术通过利用计算机技术来推动工程的发展。所谓的机电一体化就是在机械设备所具有的原有功能上,结合现代各种先进的技术,来对机械的工作效率以及工作水平等进行提升的一种技术手段,在各个企业中应用机电一体化都可以有效的推动企业的发展,从而实现企业的可持续发展。在机电一体化中所包含的三方面内容都各自有着各自的功能,其可以根据施工具体要求的不同,而发挥出不同的作用。但是,机电一体化系统在运转的时候,也需要依据一定的要求和原则,要有序的进行运转工作,保障每个运转环节都能够顺利的进行,从而避免出现严重的运转失误现象。因此,在工程机械中应用机电一体化的时候,要坚持机电一体化系统运转的原则,对其运转的特点进行全面的了解,以保障工程机械生产可以顺利的进行。 二、工程机械中机电一体化应用所具有的优势 1监控作用 工程机械中所具有的电子监控系统,其能够对机械设备的运行状况以及机械设备的实际应用状况进行有效的监测,当机械设备在运行过程中出现严重的磨损或者故障问题时,其能够发挥出本身所具有的诊断功能,发出报警提醒,使得相关的人员能够及时的对故障问题进行有效的排除,从而保障工程机械可以顺利的运行。这样就可以有效的保障工程机械的工作效率,从而降低安全事故出现的几率。 2节能功能 在过去,工程机械在实际的施工中,其利用率相对较低,这样就造成了资源的严重浪费。而为了解决这一问题,相关的研究人员研发出有效的电子节能控制器,利用该控制器实现对工程机械设备的有效利用,使得相关的大型工程机械设备能量的利用率可以得到最大限度的提升,从而实现节能的发展目标,这样可以有效的保障资源的储备量,保持生态环境的平衡。而且利用该电子节能控制器,也可以使得工程机械的操作变得更加的简单,同时还能够降低机械设备的磨损率,使得机械的工作效率得到提升,这对于推动工程机械的发展具有积极的影响意义。 3保证成品的作业精度 在工程机械中,应用电子控制系统,能够有效的提升工程机械应用的效率,在称量上,也可以有效的提升称量结果的精确度,使得称量的过程变得智能化和自动化,这样能够有效的规避因人工操作失误所带来的测量误差问题,从而可以使得成品在具体的作业中,作业精确度可以得到有效的提高。同时将电力控制系统应用到工程机械中,可以使得工程机械实现自动化,这样就能够有效的减少人工的应用,从而可以降低人工成本的支出,进而使得相关企业的经济效益可以得到提升。 三、机电一体化技术的发展趋势 机电一体化技术是在原有技术的基础上所发展得来的,其体现了现代化工程机械的发展趋势,其应用在工程机械中,使得工程机械的原有功能和性能都得到了极大的改进,从而有效的推动了工程机械企业的进一步发展。机电一体化技术通过计算机技术的支持,实现了机械工程的自动化和智能化。机电一体化在工程机械中所具有的发展趋势有以下几点: 1智能化趋势 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、计算机科学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。 2微型化趋势 微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3网络化趋势 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。 总而言之,机电一体化具有许多突出的应用优势,其在应用到工程机械中后,能够有效的简化其操作的工序,从而使得相关工作人员的工作负担减轻,进一步的推动工程施工的开展,使得工程机械企业的经济效益可以得到有效的提升,实现工程机械企业的可持续发展。随着工程技术以及机械运行的不断进步,机电一体化技术得以出现,在这一技术出现后,其使得机械的运行效率得到了有效的提高,为企业发展节省了大量的人力、物力和财力,推动了企业经济效益的增长。可以说,机电一体化技术的应用,可以使得工程机械实现智能化和数字化,使得工程机械的质量得以提升,从而使得人们的生活更加的便利。 作者:刘继峰 单位:光大新能源(砀山)有限公司
计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术的发展趋势分析 摘要:互联网已经形成一个连接世界的巨大网络,互联网改变了人民的生活方式,推动了社会的进步,互联网的发展依托于计算机科学与信息技术的发展,因此计算机科学与信息技术的不断提高,有利于提高国家的综合国力和竞争力,促进我国互联网的发展,对我们过计算机科学与信息技术的发展现状分析,有利于推动我国计算机科学未来的发展。 关键词:计算机科学;信息技术;发展;趋势 1引言 世界第一台计算机的诞生至今,已经差不多过去了半个世纪的时间,从原来的体积庞大,速度慢成本较高的计算机,到如今,越来越微型化,智能化,多样化,由于计算机技术在军事上的应用,促使很多国家和地区的政府部门不断投入资金和精力进行研究,从上世纪九十年代开始,计算机的发展在军事和民用上的分化越来越明显:一是计算机不断往微型计算机方面发展,进入到企业和家庭之中,二是计算机在全面应用在国防、军事以及科研等重要的领域,在军事应用中开始普及[4]。互联网+”是把互联网的创新成果与经济社会各领域深度融合,推动技术进步、效率提升和组织变革,提升实体经济创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态。随着互联网+在我国的不断推进,计算机技术也在不断发展,为了更好的适应云物联,大数据的需求,计算机技术也在不断的发展,纵观我国计算机的发展,不难发现计算机每一次的革新和发展都是符合社会潮流的,每次计算机技术的发展,都使得计算机更有生命力和发展前景。 2计算机科学与技术的发展现状及特点 2.1计算机科学技术应用广泛性 计算机科学技术的不断发展和互联网时代的到来与发展,越来越多的个人和企业通过计算机来解决一些生活和学习中遇到的实际问题。例如:人们足不出户就可以浏览世界风光、网络购物。一些企业可以通过计算机的超级强大运算能力代替了人类对商业数据和信息的分析与处理。计算机已经逐渐渗透到人类的政治、经济、文化、商业、军事等多个领域中,对人类社会的发展和现代文明的进步产生了广泛性的影响。 2.3计算机科学技术具有智能性和专业性 计算机在全世界范围内的广泛普及,使得计算机越来越专业,其计算机的功能,也越来越综合,特别是微电子、集成电路、半导体晶体管等技术上取得了重大的成就,计算机也正向着智能性和专业性的方向发展。例如,随着互联网+的不断发展,物联网技术引入家庭,使得家用电器开始越来越智能化,其功能也越来越专业化,同时物联网的应用,也极大方便了人民的生活,能够让人的生活工作,变得更加简单。 2.4计算机科学技术具有实用性 计算机科学技术的发展,越来越具有实用性,在生活方面,人们通过计算机网络更加快捷、更加广泛的获得多方面的信息,在工业应用中,工业生产中的自动化过程、辅助设计过程、信息管理、集成制造等方面的完成都是由计算机的通信技术和程序编程来实现的。在教育方面,计算机的实用性更为突出。例如:现代教育中教师充分利用计算机来完成课堂教学,不仅丰富了学生的课堂,更提高了教学效率。 3计算机科学与技术的发展趋势 我国在计算科学与技术方面投入了巨大的人力、物力财力,经过多年的发展,我国计算机科学与技术已经不断的和世界接轨,但是计算机科学与技术的水平,还有待进一步的提高,在某些方面,计算机科学技术还没有掌握自主知识产权,这使得我国的计算机有技术,很难有所突破,这也使近年来我国计算机的发展道路越来越窄,因此,笔者认为,为了更好地发展我国的计算机科学技术,应该对计算机科学技术的未来发展趋势进行整体的把握: 3.1计算机技术会朝着更高层级发展 随着计算机性能以及运行的速度不断提高,计算机技术会朝着高层级能方面不断发展,目前英特尔公司已经拥有十亿以上的晶体管处理器,在一个计算机中同时使用上千个处理器,而目前很多国家最高级的计算机都使用计算机的并行处理。这使得英特尔公司在人工智能方面走的越来越远,处理器的基础,决定了人工智能发展的水平,因此,计算机的处理方式更加的高级的同时,也使计算机技术会朝着更高层级发展不断发展。 3.2计算机科学技术的发展全面化 计算机科学技术的不断发展,使得计算机技术能够应用到全世界各个领域,随着物联网、云计算,大数据的不断发展,计算机在全世界范围内的各个领域大力的发展,因此,未来的计算机科学技术,会渗透到人们生活的各个领域,并且在广度上有着前所未有的拓展。因此,笔者认为,未来计算机将完全融入到生活的各个方面,成为家庭的必备电器,我们的学习和上班将会完全电子化,而计算机的价格未来也会非常的平民化,成为人们最日常、最普通的日用品。3.3计算机科学技术人工智能化计算机科学技术的不断网高层级和全面化发展,最终会使得计算机科学技术不断的往智能化方面发展,人工智能计算机的发展,能够帮助人民分析大量的数据信息,为人民提供最多的帮助[3],因此,笔者认为,随着人们对计算机的要求越来越高,计算机科学与技术的发展趋势最明显的就是,将计算机往智能化方面设计,让计算机更具有感知能力,具有了更加高级的思维能力,让我们运用计算机的时候不再是单一地输入汉字和语言符号,而是能够通过手写文字、用表情、用语言直接与计算机进行沟通,让我们直接感受到真实的人类与计算机直接交流的场景,而不是电影中虚幻的先进技术,这是计算机未来发展的优秀技术的体现。 4总结 计算机科学与信息技术的不断提高,有利于提高国家的综合国力和竞争力,为了更好地发展我国的计算机科学技术,应该对计算机科学技术的未来发展趋势进行整体的把握,促进我国互联网的发展,对我们过计算机科学与信息技术的发展现状分析,有利于推动我国计算机科学未来的发展。 作者:杨莉 单位:陕西省汉中市种子管理站 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术的发展趋势 摘要:计算机信息技术作为重要的科学技术,正逐步延伸到生活的方方面面。当前,计算机科学与技术的发展成为了体现国力的重要标志,全世界各个国家都在大力发展计算机科学与技术,因此,计算机科学与技术的发展趋势成为必须研究的方面,所以强化对计算机科学与技术的发展,对于加快计算机科学与技术的迅速发展,提升社会的经济与发展十分有利。 关键词:计算机;科学;技术;发展趋势 作者简介:谈青青(1994-),女,江苏扬州人,大学本科,研究方向:计算机与技术 由于经济的不断发展,计算机发展趋势逐渐深入。通过长期发展,计算机应用范畴由单一化迈向多元化。当前,计算机科学与技术逐步成熟,计算机体积逐渐变小,运转速度大大提升,成本也逐渐降低,变成工作与生活中的必备品。并且大型计算机的发展也尤为迅猛,不论是国防、军事还是天文方面,计算机能力逐渐展现出来。当前阶段,计算机科学与技术融入到社会生产及生活的各个角落,有效提升了百姓的生活,为社会的发展推波助澜。 1计算机科学与技术的发展现状 1.1计算机科学与技术的普遍性与深入发展 科技的发展令计算机技术的发展尤为迅猛,计算机的发展也加快了科技生产力的进步,所以计算机对人类生产生活具有较大的意义。计算机普及与发展令人们的生产、生活更加便利,已经融入到人们生活、经济、文化等各方面,且由于生产力的发展对人们产生较大的影响。 1.2计算机科学与技术的专业化及综合化的发展 随着计算机的普及,不但令发展趋势更为大众化和综合化,也令计算机的运用愈发专业。相对而言,为了满足一些特殊专业与人员所需,计算机的专业化随之提升,为人们的不同所需提供服务。 1.3计算机科学与技术的突破及深入的发展 计算机技术的发展令其在不同领域的专业化发展愈发迅速,功能也更为固定,这令计算机应用专业化及专业功能显著区分,为计算机的发展迎来更多的突破及挑战,从电子管到计算机,历经了40余载的时间,而半导体电视取缔晶体管的历程仅历经了10年。到了集成电路时则发展的更加迅速,这一转变,为计算机科学与技术的发展迎来了愈来愈多的深入与突破的机遇。计算机技术通过化学与工程学科为出发点,作为具有实践性的基础学科,需要不断加快人们对意识的发展。传统而言,意识到提升必定会变成现实推动力而加快实践发展。可是在计算机研究范围内,意识与实践相互作用更为显著,计算机科学与技术在国外计算机研究出晶体管以后,成为科学范畴热学的一大进步,所以,对于计算机半导体的理论也创建起来,并且随着意识的提升而不断发展。 2计算机科学与技术迅速发展的原因 首先,计算机科学与技术的发展改革是为了可以令此类时常性、创造性的方式更加便于处理,如此可以更为符合当代人的所需。因此,创造性与时常性的方式加快了计算机科学与技术的高速发展。其次,计算机科学与技术通常需要可以在理论中执行,也可在计算机中执行。一旦出错,则会令所有计算机系统发生问题。再次,计算机市场竞争关系加快当前计算机科学与技术的发展,计算机融入到人们的生活与学习当中。因此,计算机市场竞争也加快了计算机科学与技术的发展。最后,计算机科学与技术价值的分析需要较长时间,在此期间,会有较多不稳定因素对最终的价值及选择形成影响。通过实践可以看出,用户与市场选择对计算机科学与技术的发展造成影响,受到市场竞争的影响,优于其他计算机科学与技术在技术方面具有优势,则令产品具备较强的竞争力,可是用户选择会受到众多因素的制约,有些用户不但需要计算机在技术中超前,还需在社会中获得认可。因此,计算机科学与技术的发展需要依照市场所需以及的人们认可方能获得进步[1]。 3计算机技术发展的总体趋势 计算机科学技术的总体趋势能够分为高、广、深,虽然当前计算机科学技术的发展尤为迅速,可是其发展动向依旧以这三点为主。计算机技术朝着“高”的方面发展主要表现在计算机硬件工作频率方面,提升计算机工作频率可以有效提高计算机性能,由于计算机工作频率的提升,其运转速度更为快速。当前,英特尔公司已经可以研发出约10亿个晶体管的微处理器。当前性能最优的通用是计算机集成了高达上万个微处理器,对于有些专用机而言,其并行程度较高。除却硬件更高之外,操作系统性能的提高对计算机发展尤为关键,其包括两点:①令计算机与人们相互间引发人性化衔接;②关于计算机资源采取有效管理,令计算机内部可以相互搭配,共同工作。由于计算机科学技术的持续深入,其已经由不同方面进入生活当中,计算机的普及逐渐扩大,“广”字体现出计算机网络覆盖范畴的加大以及计算机技术向不同领域的融入。可以发现,未来计算机技术会在人们生活的各个方面所体现。“深”则代表计算机技术人员智能化发展动向,智能化将会在此后计算机科学技术发展中具有较高的比例,并且,计算机科学技术也会结合相应的感知能力与逻辑思维,这一人工智能的发展会令人们与计算机的沟通更为顺利[2]。 4计算机科学与技术的发展趋势 4.1高性能新型计算机的诞生 由于计算技术的不断发展,计算机芯片技术日趋成熟,芯片技术在开发阶段具有较大的发展前景。当前,众多不同类别的计算机也在研发当中。其中有三种计算机因此产生。 4.1.1量子计算机 为了令计算机能耗问题得以解决,源于可逆计算机的探究,一个依照量子力学规律执行的高速数学与逻辑运算、处理及保存量子信息的物理设备孕育而生,其可以运算并解决量子信息,执行量子算法,这就是量子计算机。 4.1.2纳米计算机 纳米自身则为计量单位,纳米技术由微电子机械系统出发,将电动机、传感器以及各类处理器均设置于一个硅芯片当中,以此创建一个系统。通过纳米技术产生的芯片成本较低,令纳米计算机备受重视,其无需具备精密的生产车间,也无需具备较高的试验设施与技术成产团队,则能够制作出芯片,不仅运用较广且成本较低[3]。 4.1.3光子计算机 此种计算机是作为从光信号进行数字计算、逻辑操控以及信息处理的全新类型,因为光具有高速性与天然性,令光子计算机在处理方面的能力较强,不但具备较强的高运算能力,还具备与人脑类似的兼容性。由于光学与计算机科学技术的相融合,令光子计算机变成十分有利的工具。 4.2计算机科学与技术的智能化发展趋势 一般计算机无法进行繁琐、庞大的数据核算,所以则需开发智能化超级计算机。因为智能化超级计算机在配置方面十分强大,处理器较多,所以能够顺利进行繁琐、庞大的数据核算。智能化超级计算机的特点为具备了较强的处理技术及特有的设计构造。面对高端领域,智能化超级计算机能够细致分析数据。在某种层面而言,透过运用智能化超级计算机不但能够节约时间,还能够节约人力。在生活当中,智能化超级计算机系统十分便利,功能较为完善,因此有利于人们的工作与生活。 5结语 综上所述,计算机的发展是社会发展不可分割的部分,丰富了人们的生活,提高了工作的效率,加快了社会的发展,计算机科学与技术的发展已经融入到生活中的各个方面,为人们的生活给予了有效的保障,随着计算机科学与技术的发展,也会为国家乃至社会提供更多的便利条件。 作者:谈青青 吴健康 单位:江苏科技大学 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术现状及发展前景 计算机在生活中的应用十分广泛。在现在人们的生活中,人们足不出户就可以了解到股市行情、新闻播报和邮件收发等;另外计算机也可以进行购物,和朋友视频聊天;人们还可以通过计算机进行知识的传授和查询,可以进行工作办公和文件传输等;同时,出行的人可以通过计算机购买车票,有效的节省了出行的时间,各个行业的人员可以通过计算机进行知识交流,可以有效的促进知识素养的提升;政府部门还可以通过网络建立平台,和百姓进行直接交流,收集社会民声,可以有效的促进政府工作的顺利开展。随着计算机科学技术的不断发展,必将会对人们的学习和生活产生更大的影响,会有效的提升人们学习和生活的效率。 1专业化和智能化发展 计算机在社会中的应用体现出了智能化和专业化的特点。随着计算机科学技术的发展,其他科学技术不断的进步,计算机技术已经融合了集成电路、微电子技术和半导体技术等,计算机技术已经显得更加智能化和专业化。计算机的智能化可以按照人类的思维方式而展开活动,包括信息的提取、储存和传送等,可以对用户提出的问题进行分析,从而完成相应的活动。计算机的智能化分析和解决问题的思路是相同的,但是因为面临的问题不同,其解决方案和相应的活动也是不同的,因此,计算机技术将不同的解决方案集合起来,可以构建成为一个可以为社会所运用的信息技术平台,这是计算机智能化的重要体现。随着计算机智能化的发展,家庭网络智能化已经代替了传统的人工操作,可以有效的提高人们的生活质量。 2纳米技术和微处理器 计算机的重要发展体现在计算机的微处理器和纳米技术。随着计算机科学技术的不断发展,微处理器的尺寸也在不断的缩小中,可以有效的缩小计算机的体积,并且微处理器的发展能够有效的提高计算机的使用性能,现在的计算机晶体管制作更为小巧精细,从而有效的促进了计算机技术的发展。现在的计算机表现出了诸多的优点,例如运行速度变得更快,与传统计算机相比其运行速度呈几何倍数增长;计算机的体积也变得更加微型,比较适合人们的应用和携带;同时计算机的操作更加智能化,可以更加有效的让人们解决问题。随着纳米技术的发展,已经逐步运用在计算机中,计算机利用纳米技术,将会使计算机的尺寸变得更加微型,其运算速度将会变得更加迅速,能够有效的解决人们面临的各种难题。 3计算机科学技术的发展展望 3.1计算机技术向着生物计算机方向发展 随着计算机科学技术的发展创新,必然向着生物计算机的方向发展。美国的一位博士在二十世纪九十年代就曾提出生物计算机的概念,所谓的生物计算机是指用DNA的序列来做信息编码的载体,使用分子技术和控制酶等促使DNA序列发生变化,从而实现计算机数据的运算。随着科学技术的发展,DNA生物计算机科学技术必然会实现,其运算速度将会远大于人脑的思维速度。在2013年,英国科学家将莎士比亚的作品编入了DNA序列,其储存密度竟然达到了2.2PB每克,这一重大发现给计算机科学技术的发展带来希望的曙光,生物计算机的发展必将成为一种趋势。 3.2计算机技术向着量子计算机方向发展 随着科学技术的不断发展,量子计算机也必然成为计算机的一种发展趋势,所谓的量子计算机是指,将量子状态的原子做为计算机的内存和中央处理器,原子具有可以在同一个时间点出现在不同位置的特性,可以有效的提高计算机的运算效率,可以加强计算机的存储,可以将现在计算机中的二进制代码替换,可以极大程度的加快计算机的运算效率。其运算速度将比传统的计算机快上几亿倍。目前,很多科学家都实现了对原子的操作,这为计算机科学技术向着量子化的方向发展提供了无限的动力,使得计算机科学技术向着量子计算机发展成为了可能。 3.3计算机技术向着光子计算机方向发展 随着科学技术的发展,光子计算机必将成为计算机科学技术的一种发展趋势,光子计算机是使用光路来做为计算机的基本元件,用光子信号进行信息处理和存储可以较大程度的提高计算机的运行效率。与现在的计算机相比,光子计算机具有较高的集成密度,不会受到介质的干扰,并且将以几何的倍数提高计算机的运行效率。目前,科学家已经研制出了光电混合的计算机,其运行速度快,同时可以对图形等进行识别,但是,光电混合计算机的体积较大,还不适用于推广和普及,还需要科学家努力发展研究,但是光电混合计算机带给了我们实现光子计算机的可能性。 3.4计算机技术向着模糊计算机方向发展 现在社会的发展中,存在着一系列无法界定的概念,例如好和坏,我们无法用语言去对其进行划分,针对这一系列无法界定的概念,科学家设计出模糊计算机,此计算机可以进行思考和判断,这是未来计算机发展的趋势,虽然科学家已经设计出了模糊计算机,但是其功能还有待提高,模糊计算机的完善发展,还需要多门学科的融入,例如社会学、心理学和电子学等,模糊计算机是计算机科学技术的发展趋势,对其进行研制,将会对人们的生活产生重大的影响。 4结语 随着科研人员对计算机科学技术的不断研究,计算机技术必将得到高速的发展,将会更好的融入到人们的生活之中,会给人们的学习和生活带来更高的效率。希望通过本文对计算机科学技术的介绍和发展展望,能够让社会人士积极的投入到计算机事业的发展中,建设出完善的信息社会,以期更好的促进社会的发展。 作者:冯广利 单位:北京航空航天大学 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术现状及发展趋势 一、在教学过程中计算机科学技术的重要推动作用 (一)在教学中的作用 在教学过程中教师重视的便是学生学习效率的高低,教师的作用便是在教学过程中对学生进行教学管理,一方面随时了解学生们的日常学习的情况,对学生们的学习情况通过测验的方式进行了解;另一方面也需要管理学生们除了学习之外的其他事情。传统的教学管理既浪费师生们的时间又降低教师的教学活动的创造性,产生负面的影响。在现代化教育中,计算机科学技术在教学管理中的运用,集成学习的计算机系统以及计算机测验软件的运用,在教师们的教学管理中发挥着重要的作用,既提高了教学管理的效率又提高了教师的教学水平,节省出更多的时间来进行其他教学活动,学生们在日常生活中更具自由性。计算机科学技术特色课堂教学的重要组成便是多媒体的交互应用。计算机的大力发展使得教学资源更加丰富,资源共享更加方便。计算机教学课件大量的运用,都提高了教学水平。教师们将这些计算机科学技术合理的运用在自己的课堂之上,使得学生们在学习时更好的理解掌握这些知识,教师们也可以与学生们利用计算机科学技术进行交流,增加师生间的互动性,形成师生共同参与的高效的具有特色的课堂教学。远程教育是随着计算机的发展同步发展的新型教学模式,现在也在高校中广泛地被使用。在师生互动的课堂教学之外还存在多媒体教学,这样学生在学习过程中接收了知识的图像视频语音,比老师的教授更加具有生动性与趣味性,使教学过程变得更加的直观形象;还可以让学生们按照自己的学习情况来安排学习的进度,更具灵活性。 (二)提高学生能力起到重要作用 创新是灵魂。教育教学过程中是否具有创新力的参与,是提高学生们能力的重要部分。高校需要为学生们创造良好的创新教育教学环境。既要提高计算机科学技术的教学环境,也要揣摩教学过程中学生的心理。教师不能限制学生的思维,在他们拥有自己的思维活动时,教师应该大力的鼓励学生们将自己的想法表现出来,提出自己的问题,提高学生们的创新能力。计算机科学技术教学是一个十分开放性的体系,教师在进行教学时,要将计算机方面的最新动态与学生们的学习相结合,通过计算机科学技术与学生们日常学科的结合,将其运用到学生们的各个领域,加强学生们的创新能力在各个学科间的运用。兴趣是创新的开始,教师们在日常的教学过程中要加大学生们对课堂的学习兴趣,计算机科学技术特色课堂教学的作用便体现出来了;在计算机科学技术运用的同时不要忽视教材的重要作用,所有的教学都要以教材为基础进行拓展,要求学生们自行探索。这些都可以加强学生们的创新能力。 二、计算机科学技术特色课堂教学未来发展趋势 现在计算机科学技术在高校教学过程中的运用只是一小步,随着计算机技术的进一步发展,其在教学中的重要性越来越明显,这是就必须加强创新能力,这就需要在未来进行更多的实践。首先需要提高教学过程的环境。学生们对于特定的学生内容具有很强的兴趣并且会努力进行探索与检验他们还会不断的找寻解决问题的途径,在这个过程中学生们在思维方面的强化以及对计算机中学习资料的灵活运用,既增加了理论的学习也增强了组织与动手能力,将会从两方面提高了学生们的创新能力。再者随着社会的发展,教育的发展,学生们在课堂教学中的中心地位将被体现,其计算机科学技术特色课堂教学将会建立以学生为中心的超媒体教学模式。就是采用计算机科学技术将其作为学生学习的主要方式,教师的作用便是辅助学生,不再在学生的学习中占据太多的地位。计算机在未来的教育界的作用一定会是无穷大的,现在的技术还无法达到,但是会渐渐的在实践中去实现它,尽早的让学生们的学习变得更加高效,更加有趣,更加丰富。 三、结语 计算机科学技术特色课堂教学的现在的发展是在慢慢探索的,其未来发展是无限美好的,要好好利用这个手段将课堂教学全面的调动起来,师生共同努力,迎接新时代的到来,迎接新世界的到来,要对未来充满希望。 作者:韩冰 单位:河南艺术职业学院 计算机科学技术发展趋势:计算机科学技术发展阐述 一、现在,计算机科学技术的发展现状 从普及的方面看,计算机又具有普遍性,因为当今社会的人民生活中,计算机技术已经处在普遍应用的基础上。人们的各种家用电器都蕴含着计算机技术力量。不仅如此,计算机技术在社会、文化、商业、经济等方面都被广泛应用。计算机科学技术的发展具有专门性和综合性。在计算机技术被普遍应用的今天,它的专门性和综合性也得到了激发。比如现在很多家庭的装备都趋于智能化,用计算机的高智能技术取缔了以往单一的控制技术,利用植入芯片的方法,将空间智能化,开灯、关灯、播放电视、订餐甚至查询事物都可以运用计算机技术来执行,这样大大顺应了当今快节奏的生活方式,节省了人们的时间,合理利用计算机技术的专门性强化它的综合性,更好的为人们的生活、工作带来便利。 计算机科学技术的发展具有突破性和深入性。随着计算机技术的普及与发展,促使它的定位愈加明确,实现更快速的突破发展,并更加深入到人们生活的方方面面中去。计算机技术的突破主要表现在它的发展历程中,由电子管的产生到第一台计算机的诞生,中间的技术发展经历了42年,紧随其后的半导体晶体管、半导体计算机消耗了10年时间,微电子到集成电路的发展,用时不过2年,从集成电路到第四代计算机的诞生,经历的时间更短。由此可见,计算机技术每一次的大踏步都在缩短时间,这样突飞猛进的发展历程不但体现了技术人员、研发人员的进步,更体现了当今社会发展的进步。而现在,计算机技术更是依照社会的需求创造出各种类型的电脑,并仍在不断改进中,计算机技术将会深入到人们切实的工作生活中,创造出相对应的计算机产品,让大家更加方便使用。 二、未来,计算机科学技术的发展趋势 计算机科学技术正在向信息智能化的更深层次迈进中,在某种程度而言,网络技术是计算机技术的关键,它在普及计算机功能上起到了至关重要的作用。宽带、光线等高速上网服务已成为当前计算机的主要特点,未来将会有更多更好的发展技术在社会中得到应有的体现。于此同时,人们通过网络了解到所需的世界各地的信息资源,极大的满足了人们的求知欲、提升了人们的视野。 计算机科学技术的普及,促进了其向不同领域发展的历程。随着社会经济的发展,计算机也由过去的使用局限性到现在的广泛应用。人们过去查询事情若想借助计算机网络可能会非常困难,但发展到现在,不论是任何年龄段的人都可以随处进行查阅,工具也广泛到可以随身携带,例如笔记本电脑、平板电脑、手机等等。这样不仅方便使用,还提高了效率,更适应了当今快节奏的生活趋向。计算机科学技术的效率及性能愈发提高。现在计算机的更新换代实属平常,一段时间内如果不关注计算机领域,恐怕你都要对推陈出新的产品叹为观止。随着技术的不断更新,计算机中越来越多的问题被曝露出来,这也使技术人员要更快的对这些不适应社会发展的弊端进行改良换代,这样才能使高性能、高品质的产品得到更好的发展,也可以更快的促进科学技术的进步。 三、结束语 社会的发展离不开科技的进步,一个国家只有在计算机技术研发上加大力度,才能将军事、教育、医学等等都得到壮大,计算机科学技术对当今社会而言是发展的基础,它会为我国的其他教育领域都得到提速,它是连接各国技术的纽带,计算机科学技术的发展是健康稳定的,在国家加大投入的同时,更加强化计算机科学技术人才的培养,而这一领域的高端人才也在这个社会中趋于不败地位,也通过这样好的环境因素更加努力的研发,我们应当根据这种趋势探索到更多未知领域,在未知的领域里加大我国的经济实力,让经济同技术有效结合,互相协作,使我们的社会得到更好的发展。 作者:克延栋单位:哈尔滨商业大学08级计算机科学与技术
工程机械机电一体技术探讨:浅析工程机械中机电一体化技术的应用 【摘要】因为机电一体化技术涉及到多方面的内容,尤其是各个专业的技术相互融合,因此要想完全掌握这项技术还有一定的难度,由此可知,相关工程机械企业还应该加大力度培养精英人才,以此确保机电一体化技术能够在工程机械中发挥出最佳的效能。 【关键词】工程机械;机电一体化;技术应用 机电一体化的运用主要是通过电子控制系统加以实现的,电子控制系统应用的好坏直接影响到工程机械的安全性、经济性、施工质量、使用寿命等伴随着科学技术的飞速发展以及微电子技术的出现,使得机电一体化技术发生了根本性的改变,它也被大面积应用在工程机械领域,这不仅改善了机械面貌,还显著提高了生产质量,并提升了产品性能。 1 工程机械中机电一体化技术的应用 机电一体化技术涵盖了多方面的内容,其中比较重要的有三方面,一是机械 ;二是电子技术 ;三是计算机。机电一体化可以说是现代计算机技术发展的产物,其应用推动了工程机械向着现代化的方向发展,其是以机械设备自身所带有的功能为基础,融合现代高新科技技术,能够满足不同类型的工程机械企业的需求。 1.1 机电一体化和工程机械的关系 现阶段工程机械较传统工程机械来说各种性能都得到了显著改善,如操作舒适性提高;机械功率高且能耗小;可靠性提高;作业精度及作业效率提高等。工程机械各种性能的提高正是因为将机电一体化技术引入到工程机械中,使得机械、液压技术和电子控制技术有机结合。目前现代工程机械的许多领域都应用了电子技术,表现为应用电子控制装置(系统),这种装置(系统)以微机或微处理器为优秀,诸如工程机械的状态监控与故障自诊,拌和设备称重计量过程的自动控制等。 1.2 机电一体化对工程机械功能的改进 现代工程施工通常要求工程机械具有较高的性能:1)具备运行状态的监视功能、自动报警及故障自诊功能 ;2)机械功效高且能耗小 ;3)技术性价比较高 ;4)自动化程度及精度越高越好;5)使用成本较低;6)操作安全、简单,使用寿命长。下面对现代工程机械的电子(微机)控制系统实现的功能进行说明。 1.2.1 控制柴油机 发动机排放质量与最低油耗间的矛盾,给柴油机技术的深入发展和研究带来了很大的困难。随着电子技术的发展,冷风扇的转速随温度的变化自动控制、电子节能液压泵系统减小能耗、根据负荷条件自动调节柴油机油门、电子控制自动变速等装置的应用,使柴油机在各种变工况下自动选择能同时满足经济指标和排放指标的最佳喷油定时,充分实现节约能源、净化排气、提高效率的目的。 1.2.2 保证成品的作业精度 电子控制系统应用到工程机械设备上,不光使称量精确且过程自动化,同时避免了人工测量误差较大的弱点,提高成品的作业精度。如混凝土搅拌站的计量过程大多都实现了自动化,这种电子计量系统广泛采用微机控制。推土机上采用激光导向和电液伺服控制技术,自动控制铲刀的切土深度,减少了推土机往返作业的遍数和行程,提高了作业精度和作业效率,降低了施工成本,同时也减轻了操作人员的劳动强度。 1.2.3 降低能耗,提高生产率 传统工程机械的燃料能量利用率仅为20%左右,非常低,所以提高能量利用率在现代工程机械的发展中势在必行。新型节能控制器(OLLS系统)应用于日本小松公司生产的新型挖掘机上后,燃料可节省23%,节能效果良好,因为该系统能使发动机转矩和泵吸收转矩经常保持在最佳配合状态,可有效地利用发动机功率,使作业机构动作迅速,大大提高了生产率。 1.2.4 电子监控、自动报警及故障自诊 电子监控和故障诊断专家系统设置各种类型的传感器,监控工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态,在故障发生之前预先发现问题,从而避免损坏机件事故的发生,保证作业人员安全。同时能动报警并准确地判断故障发生的位置,提供处理方法,降低设备维修成本,降低设备故障率及停机台次,保证设备安全、稳定及长周期运行。如日本三菱Ms160O型矿用液压挖掘机、美国卡特皮勒公司生产的936型装载机等都备有电子监控报警系统。 1.2.5 作业过程的自动化或半自动化 采用自动化或半自动化控制方式在提高生产率的同时降低了操作者的劳动强度,作业精度也不会受到操作人员的技术和生产经验的影响,达到提高工程机械的运作效率和质量的目的。例如,日本和欧美各国研制的新型挖掘机可实现作业模式自动化,工作装置―铲斗的形状与运动轨迹可由操作人员预先在在自动化的挖掘轨迹控制板上设定,完成后各种传感器将信号将传输到微机控制系统,动臂、斗杆和铲刀受到微机系统的控制而按预设定动作,完成各种特定形状和断面沟槽和斜面等,从而减少操作人员因经验不足产生的误差或事故的发生。 1.2.6 提高安全性 为了防止了翻车和断臂事故,提高作业安全性,国外塔式起重机和轮式起重机大多装有微机控制的力矩限制器,一旦超负荷立即发出警报。此外,国外的许多井下挖掘机采用无线电遥控装置,实现无人驾驶,使工程机械在有放射性物质污染地区和高温或水下等危险地点上进行作业。 2 工程机械领域机电一体化的发展趋势 2.1 智能化 智能化是机电一体化技术的必然发展趋势,其应用需求也越来越高。所谓智能化,即立足于相关控制理论,将心理学、生理学、计算机网络、运筹学、人工智能等多学科知识运用到工程机械领域,使工程机械的操作可以逐渐取代人为操作,进一步降低工程预算成本,实现更精准的控制,满足工程施工的更高要求,因此工程机械的智能化仍是大势所趋。 2.2 微型化 微型化这一概念源于上世纪80年代末期,是指机电一体化向微电子机械系统领域发展的趋势。微型机电一体化产品是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物,它的特点主要是体积小、耗能低、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等领域有着不可超越的优越性。现阶段微型机电一体化产品都朝着小于1立方厘米的体积发展,甚至是朝着微米、纳米级别发展,其瓶颈为微机械技术。 2.3 网络化 随着计算机网络的普及,基于网络的各种远程控制设备可以达到让人们足不出户即可控制多种设备的目标,使工程机械的操作更加便捷,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。工程机械领域中远程控制盒监控技术的快速发展使得机电一体化产品向着网络化方向发展成为必然趋势。 2.4 节能环保化 随着工业化进程的持续推进,人类社会的经济化水平不断提高,但与此同时人们赖以生存的环境也遭到了巨大的破坏。进入新世纪以来,社会公众对环保的关注和呼声越来越高,国家也出台了一系列的相关政策来号召节能减排,为适应节约型社会的发展,机电一体化产品在使用时不造成资源浪费和环境污染,报废后可以回收利用,实现绿色化产品概念和绿色化设计制造更能适应今后的市场需求。 2.5 传感器技术 传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制 ;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。 3 结语 机电一体化对工程机械具有重要的应用意义,它不仅改善了机械面貌、优化了机械性能,还显著提升了机械运行效率,它和工程机械的融合将成为未来的主要发展趋势。为不断提升机电一体化水平,完全实现机械化,我们应积极探讨,大胆尝试,勇于改进,最终将工程机械机电一体化推上更高的层面。 工程机械机电一体技术探讨:机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用分析 摘 要:随着现代社会经济及科学技术不断发展,工程机械也得到很快发展,在社会生产过程中有着十分重要的作用及意义。在现代工程机械中,很多新技术及新工艺均得到十分广泛的应用,其中一种就是机电一体化技术。因此,为能够使现代工程机械得到更好应用,相关工作人员应当熟练掌握及运用机电一体化技术。 关键词:工程机械;机电一体化技术;运用 机电一体化技术是现代社会上一种新型技术,在社会上很多领域内均有着十分广泛的应用,其中一个方面就是在现代工程机械中的运用。在现代工程机械中应用机电一体化技术,可使工程机械功能得以进一步增强,使其能够发挥更好作用,对现代工业生产可起到很大促进作用。所以,在现代机械工程中应用机电一体化技术具有十分重要的作用及意义。本文就机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用进行分析。 1 现代工程机械中机电一体化技术应用分析 1.1 在工程机械的监控功能中机电一体化技术的运用 在现代工程机械中通过引进机电一体化技术,可实时监控工程机械运行过程中,其内容主要包括执行装置、传动系统以及制动系统,此外还包括液压系统,当有异常情况出现时便能够实现自动报警,可将工程机械中所发生故障的位置准确找出。因此,在现代工程机械中通过应用机电一体化技术,可有效提升机械使用效率,可使机械设备维护工作在很大程度上降低其强度,使故障维修时间可得以大大缩短,从而使生产效率能够得到有效提高。 1.2 在工程机械的节能降耗中机电一体化技术的运用 对于传统工程机械而言,其能量充分利用率及使用率均比较低,比如,对于液压挖掘机而言,其燃料充分利用率仅仅能够达到30%,其余能量均被浪费。由于当前能源利用越来越紧张,导致机械工程发展应当向“节能降耗”方向发展。比如,由小松公司所生产挖掘机,其在节能降耗方面便能达到较好效果,所节约燃料能够达到大约23%,分析其原因主要就是在机械中使用新型控制节能器。再比如,由日立公司所生产挖掘机,在机械中选择的节能控制体系为“卡特电子效率”体系,其能够全面、综合控制泵及发动机,可使燃料利用率得以大大提高,并且在能够在很大程度上提高生产效率。 1.3 在工程机械半自动化及自动化中机电一体化技术应用 在工程机械实际应用过程中,通过实现半自动化及自动化作业,可使操作人员在实际工作过程中大大降低其劳动强度,可在很大程度上提高工程生产效率。另外,通过在工程机械中引进自动化技术,还能够有效避免一些缺乏经验的工作人员在操作过程中有失误情况出现,可使作业精度得到有效保证。比如,由三菱公司所生产挖掘机,其中便应用挖掘轨迹控制系统,其能够预先设定耗铲斗运行轨迹,并且利用微机控制系统,可自动化控制铲刀及动臂杆运行,进而可更好实现自动化控制,并且能够使作业精度得以有效提高[1-2]。 2 在现代工程机械中机电一体化技术应用展望 2.1 机电一体化技术应用向微型化方向发展 在当前机电一体化技术发展过程中,微型机电一体化系统属于新的方向,并且也是在纳米程度上电子技术和机械技术两者相融合而得到的产物。对于微型机电一体化产品而言,其所指的主要就是在几何尺寸方面向微米及纳米级别发展,通常情况下及体积均小于1立方厘米,这中系统在社会上各个领域运用中均表现出明显有数,具有体积小、能耗低及运动灵活特点,属于当前社会上十分关键的一项技术。 2.2 机电一体化技术应用向高性能化方向发展 对于机电一体化技术高性能化而言,其所包括内容主要有高精度应用、高速度应用以及高可靠性应用与高效率应用。对于新型CNC系统而言,其中多个CPU结构利用多总线进行连接,其主要目的就是为能够使上述四个方面要求得到满足。对于该类系统而言,其选择精简指令集机,能够使多个操作系统同时运行,从而对相关操作进行处理,进而使机电一体化产品能够具备较高性能。 2.3 机电一体化技术应用向智能化方向发展 通常情况下,对于现代机电一体化进步及发展而言,其主要就是在控制理论基础方面得以体现,即相比于传统机械自动化控制技术而言,现代化机电一体化技术与其所存在区别主要就是在智能化技术方面,而这种区别的实际表现就是在产品智能性方面。对于现代化机电一体化技术而言,其综合人工智能、计算机科学以及生理学等相关一系列智能方法及思想,可对人类智能进行模拟,该技术当前正处于不断探索及应用阶段,在今后必然会有十分广阔的发展前景[2-3]。 3 结语 在现代工程机械发展过程中,机电一体化技术有着十分广泛的应用,并且对现代工程机械科学性及功能性的提高具有很大帮助作用。因此,在现代工程机械实际使用过程中,应当充分掌握机电一体化技术应用情况,并且应当准确把握其发展趋势,从而使机电一体化技术能够在到更好应用及发展,进而使工程机械能够得到更好发展。 作者简介:张波(1969-),甘肃庆阳人,研究生,副教授,主要研究方向:机电一体化。 工程机械机电一体技术探讨:工程机械中机电一体化技术的应用分析 摘 要:随着我国科学技术的飞速发展,机电一体化技术也取得了相当显著的成绩,其应用范围也是越来越广,尤其是在工程机械制造方面,更是发挥着至关重要的作用。不仅有效提高了工程机械的生产质量,也极大地促进了其运行效率,为工程机械企业经济效益的提升带来很大的便利。文章也对工程机械中机电一体化技术的应用进行详细的阐述和分析。 关键词:工程机械;机电一体化技术;应用分析 机电一体化技术,是新时期的一种科技产物,其综合了多种技术形式,如:计算机、机械、自动化控制等技术。工程机械中通过运用机电一体化技术,不仅提升了产品的生产质量和生产效率,而且也增强了工程机械企业的市场竞争能力,使其生产水平达到一定的先进性和科学性。目前,我国社会经济发展仍处于发展中阶段,工程机械行业也在不断的完善和成熟,相关技术人员应对机电一体化技术进行大力的研究,这样才能促进工程机械领域的发展和进步。 1 机电一体化技术的具体应用 1.1 机电一体化技术的应用特点 1.1.1 自动检测 机电一体化技术具备较强的自动检测功能,可对工程机械中所涉及的一切子系统进行全面的检测和分析,并对工程机械的运行全过程做出详细的反映。一旦发现异常情况,系统将会自动发出警报,并帮助检测人员准确地判断出故障发生的位置和成因,以便于可以在第一时间内排除故障,恢复设备的安全运行。由此可见,工程机械通过使用机电一体化技术,不但有效提升了自身的运行效率,降低了机械检测成本,而且也大大缩短了设备维修和保养的周期,为其日后的安全运行提供了充分的保障。 1.1.2 高精度 机电一体化技术具有高效的精确度,在实际应用过程中,其可以全面提升机械工作的准确性和实效性,使工程机械的运行效率获得有效提高。如:在混凝土搅拌设备中安置相应的电子称量系统,这样,既能使搅拌器发挥自动称重的优势,又能保证混凝土摊铺的均衡,使得施工质量获得充分的保障。同时,还能在一定程度上加快现场工作人员的施工进度,减轻人工操作的作业压力,从而为节约工程企业的造价成本带来巨大的福利。 1.1.3 自动化 机电一体化技术除了具备上述两种应用特点,还拥有先进的自动化使用性能,在实际操作过程中,通过机电一体化技术的运用,使得传统手工工程机械完全演变成半自动化或者完全自动化的运行状态,不仅大大缩减了企业在人员中的成本投入,而且也有效地减轻了人工作业负担,降低了作业难度。因为在以往人工操控机械过程中,由于相关操作人员缺少丰富的实践经验,经常发生人为操控失误的现象,给机械设备的正常运行带来很大的阻碍,而机电一体化技术的出现,则大大解决了这一操作难题,不但提升了工程机械的应用性能,也在一定程度上为工程企业增加了经济利润。 1.2 机电一体化技术的具体应用 1.2.1 监控作用 在工程机械制造过程中,通过运用机电一体化技术,不仅完善了整体设备系统的运行效果,也实现了自动监控目标,当发生故障问题时,系统会自动发出警报提示音,以便于检测人员可以更加准确地找到故障位置,及时地采取有效措施,在第一时间内恢复设备的正常运转,为其长期、稳定的发展提供方便、快捷的保障条件。 1.2.2 调整施工精度 机电一体化技术在工程机械中的广泛应用,可有效地提升机械设备的施工精度,因为一体化软件通常都安置在设备内部的电子控制系统中,这样不但实现了设备的自动称重目标,也大大增强了称重效果的准确性和科学性,以免工作人员因违反操作流程而导致设备发生故障,影响其安全运行效果。 1.2.3 节能作用 在以往工程机械运行过程中,为了使其能够保持良好的运行效果,通常都要消耗大量的电能源,这样才能使工程机械在超负荷运载情况下也能维持正常的使用。而机电一体化的应用则彻底完善了这种能源消耗的运用方式,其能均衡调节设备的运行功率,使工程机械充分发挥出节能节源的应用优势。 2 机电一体化技术的未来发展趋势 2.1 应结合网络信息技术 为了实现机电一体化技术的可持续发展,首先就应保证与其相关产品的安全性和可靠性,这样才能提升机电一体化的市场竞争能力,扩大其普遍应用范围。因此,机电一体化技术只有与网络信息技术有效融合,这样才能顺应时代潮流,成为实现远程监控的必然发展趋势。 2.2 应结合微电子 在未来机电一体化技术应用中,其应与微电子进行有机结合,才能从根本上缩小产品尺寸,使其向纳米产品的发展方向靠拢。因为纳米产品具有高效能、使用轻便的良好优势,可适用于不同的生产领域,并能发挥出显著的应用效果。因此,只有不断优化微机机械技术,才能最大化实现微机电一体化。 2.3 应结合传感器 目前,在我国大范围的工程机械制造中,都会运用到先进的传感器装置,其具有良好的精确性和可靠性,可有效提升机械设备的 运行效率,使其保持安全、高效的运行效果。因此,机电一体化技术只有充分与传感器相结合,才能在最短时间内实现工程机械的多样化、集约化发展目标,由此可见,在未来社会发展中,传感器装置将会被广泛应用到工程机械中,这不仅是提升工程机械使用性能的必然技术手段,也是保证其长期发展的有效途径。 3 结束语 综上所述,机电一体化技术对工程机械有着很实际的应用意义,其不但使传统机械提升了使用性能,而且也在一定程度上提升了工程机械的运行效率和运行和效果,为了更好地提高我国机电一体化水平,实现工程机械的一体化目标,技术研究人员应大力开展对一体化技术的分析和创新,最终将工程机械机电一体化引领到世界领先水平。 工程机械机电一体技术探讨:现代工程机械中机电一体化技术的应用情况探究 摘 要:近些年来,在现代化进程的指引下,各领域发展都发生了翻天覆地的变化。伴随着科技化、信息化发展战略目标的实施开来,作为我国国有经济的重要组成部分,自然脱离不了与现代化观念的结合与应用,尤其是在工程机械作业当中,为了进一步提高工作效率,稳固工作质量,机电一体化技术的运用为现代工程机械该工作的开展注入了新的活力与生机,由此,文章展开了机电一体化技术在现代机械工程应用情况的探究。 关键词:现代;工程机械;机电一体化;技术;应用 随着新一轮科学技术的开发与实践,对于自动化、智能化技术的运用则成为了社会发展与建设的优秀主题,与此同时也为各领域的生产生活带来了良好的机遇与保障。在现代工程机械当中,机械运行的稳定性、可靠性、安全性则是现代工程机械实施效果的首要前提,因此,必须在工程机械操作过程中融入对先进科学技术的使用,机电一体化技术的运用就是代表性技术之一,为了确保机电一体化技术能够在现代工程机械中发挥出更大作用与效能,因此,关于机电一体化技术应用有效性的探索就显得尤为关键。 1 机电一体化技术的特点 通过了解,在现代工程机械操作过程中,机电一体化技术已经得到广泛的运用和研发,之所以机电一体化技术能够受到现代工程机械的青睐与支持,主要源于机电一体化技术在应用中具有以下优势。 1.1 涉及领域宽泛 机电一体化技术作为新时期下由自动化技术衍生出来的一种新型技术,因此就赋予了机电一体化技术复合性功能,与传统技术相比,在复合性技术的融合之下,机电一体化技术更容易涉足各方面,领域的生活生产等各个方面,也使机械设备的整体性能增强,为满足各领域生产规模化需求奠定了更加坚实的保障。 1.2 可靠性加强 对于现代工程机械来说,随着生产速度的加快,安全问题则成为了工程机械实施效果的首要前提,自从投入了对机电一体化技术的应用以后,工程机械的整体安全性都得到了的提高,并且在机电一体化技术复合性功能的辅助之下,比如自动保护功能、监视功能、报警功能等,进而给机械设备更加稳定、可靠的运行提供了有利条件,如果机械设备在运行过程中存在故障等问题,通过机电一体化技术的复合性功能可以对设备故障进行提前预测、判断以及处理,确保了工程机械运作的安全性、系统性和实效性,大大降低了机械故障发生几率,为工业经济的稳步提升奠定了良好的基础。 1.3 操作灵活方便 在工程机械日常工作中,必要的保养与维护是对机械设备运行的有效保证,然而复杂的拆卸过程却给机械维修人员带来了很多不便与阻碍、机电一体化技术的维修过程采用的是一体化操作模式,自动化管理系统,利用机电一体化自检系统,借助机械设备内部的各种设备参数,进而实现对工程机械性能、运行模式的设计和调整,使工程机械拥有最佳的工作状态,同时,在机电一体化技术应用中,自检系统还可以根据工程特点进而对机械设备进行准确地调节,减少了能源在机械设备上损耗。 2 机电一体化技术在现代工程机械中的应用 通过观察,目前机电一体化技术在现代工程机械中的运用尤为突出,与此同时也给工程机械运行增添了许多保障。以下是现代工程机械中对机电一体化技术应用的具体表现。 2.1 机电一体化技术在现代工程机械中的监控应用 按照对机电一体化技术结构的掌握,液压系统、传动系统、制动系统等都是其内部结构组成成分,利用这些结构,能够充分实现对工程机械监控的目的。例如,在工程机械工作时,一旦出现异常情况,机电一体化技术就会通过相关机制对工作人员进行预警和告知,这样就减少了由于故障原因而给机械设备带来的损害。伴随着现代工程机械运作节奏的加快,机电一体化技术的监控手段成为了工程建设保障的关键,不仅实现了机械设备的自动修复、自动防护功能,而且也加强了工程机械的运作效果,对工程更加有序的开展起到了一定的促进性作用。 2.2 机电一体化技术在现代工程机械能耗控制中的应用 现代工程机械正呈现出规模化、系统化的发展趋势,那么能源使用必定大量增加,由此,耗能控制对于现代工程经济来说就显得尤为重要。事实证明,以往的工程机械能源运用当中,能好控制存在明显缺陷,就拿液压挖掘机为例,其能源利用率仅仅达到百分之20左右,这夜致使能源浪费现象严重。基于此种问题,日本某公司在机电一体化技术基础上融入了对节能问题的考虑,由此研发出了一种针对能源耗费问题而制造的节能控制器,被命名为OLLS系统。这种系统可以将能源利用率提高到百分之三十以上,但是伴随着实践的不断深入,不难发现,这种控制系统仍然存在能源控制不彻底的问题,接着该公司又对机电一体化技术能耗控制进行了改进和完善,最终研制出了卡特电子效率器附加在挖掘机的节能控制上,达到了很好的效果。 2.3 机电一体化技术在现代工程机械精度控制中的应用 自从现代工程机械引入了对机电一体化技术的使用之后,机械精度控制环节就得到更好的保证。比如说,在常规工程混凝土搅拌操作中,由于材料标准、用料而导致的误差是常有的,这就会对成品的制造精度产生一定的干扰,机电一体化技术当中,添加了微机控制电子称量系统,利用这一系统,不仅可以对称量环节实施准确控制,而且在误差降低的情况下,产品价值自然而然也就得到了提升。 3 机电一体化技术在现代工程机械中的应用展望 作为一种新型自动化应用技术,在现代工程机械中机电一体化技术的应用始终处于一种不断完善和改进的状态,要想机电一体化技术能够在现代工程机械中发挥出更大的效能,那么就一定要对机电一体化技术加以开发和创新,这样才能更好的体现机电一体化技术在现代工程接卸中的潜在价值与意义。 3.1 现代工程机械中机电一体化技术应用智能化 智能化是现代工程机械与传统工程机械最大区别所在,也是机电一体化技术最显著特点,正是由于融入了智能化的操纵模式,因而机电一体化技术才能实现自动报警、自我修复等人性化功能。未来的发展中,随着智能化水平的不断提高,现代工程机械对机电一体化的应用智能化特征也变得越来越明显,甚至会推出更多先进理论的畅想,包括模糊理论、神经网络理论等。 3.2 现代工程机械中机电一体化技术应用网络化 在信息化发展战略中,网络技术与科学技术的融合已经成为了时展的必然趋势,以后的现代工程机械中,模拟机电一体化技术将会取代人工操作方式,通过网络化的控制手段是先全自动化的运作体系,在机械运行效率、运作质量得到巩固的同时,人工成本等必要的支出也得到了完美控制,实现了经济的合理开发和利用。 3.3 现代工程机械中机电一体化技术应用绿色化 未来的现代工程机械操作要与实际相结合,能源节约、资源重复利用将会成为现代工程机械操作的主题思想,因此,机电一体化技术应该严格遵循客观事实发展规律,以无污染、高效能、可持续作为研发的首要前提,打造一个适应社会发展、满足时代需求的环保型技术成果,促使现代工程建设能够更好的带动市场经济发展,为全球绿色机电一体化目标的早日实现给予有力契机。 4 结束语 归根结底,良好现代工程机械发展形势要以高水平的科学技术做依托,只有对机电一体化技术进行不断完善、改进、开发和创新,机电一体化技术才能在现代工程机械发展中显现出其重要的位置与价值。 工程机械机电一体技术探讨:浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用 【摘 要】科学技术的发展给我们的生活和生产都带来了极大的便利, 而进入新世纪以来, 机电一体化技术也获得了更高层次的发展,这种发展不仅仅局限在其本身技术的更新和提高上,很大程度上还取决于其应用范围的扩展上,当前其在工程机械使用中的应用就很好地说明了这一点。本文就主要抓住机电一体化技术在工程机械上的应用首先介绍了当前机电一体化在机械应用中的现状,然后重点分析了机电一体化技术在机械应用中的主要作用,最后分析了机电一体化在工程机械应用中的前景。 【关键词】机电一体化;工程机械;技术应用 引言 机电一体化在我国的发展时间相对较长,随着经济的进步取得了诸多成就。电机控制是时展与技术进步的综合产物,具有能源消耗少,投入资金相对较少的优点。在机械工程中应用机电一体化技术需要利用计算机以及先进的信息技术,所以,这项技术具有一定的先进性,随着科技的发展,机电一体化技术也在不断的创新与改进,这也促进了机电一体化技术在机械工程中的推广,经过实践发现,应用这项技术可以有效提高机械工程的效率,还能促进机械工程企业经济效益的提升。 1 机电一体化技术在机械工程中应用的优势 1.1 提高产品的性能 机电一体化技术1971年起源于日本,由机械学和电子学组成,如图1。它可以实现机械工程操作的自动化以及智能化,其需要利用计算机等先进的设备,应用这项技术可以通过数字显示器以及控制技术实现对产品按钮的操作,这也简化了按钮操作的次数,减轻了工作人员的工作量,使得控制操作更加简便。所以,利用机电一体化技术可以有效的提高产品的性能,还能实现机械工程控制的智能化。 图1 机电一体化基础 1.2 机械设备的养护更加方便 应用机电一体化技术,可以有效的控制机械工程的质量,其可以通过输入程序,并分析工程运行的特点,在不借助任何配件的前提下,有效的对机械设备进行调整。如果机电一体化技术需要应用在具备储备功能的机械设备中,则需要在该设备中安装特定的体系,以满足机械设备需要为目的,有效的实现机械设备操作的自动化。这项技术还可以根据企业不同的生产需求对操作进行调整,这样也可以提高机器运转的效率。另外,机电一体化技术还具有自动报警的功能,其在机械设备出现故障时可以自动发出警报,并对故障进行及时的检测与修复,避免了因为设备故障而出现的低效率问题,保证了工程机械设备正常、问题的运行。 1.3 提高了设备的安全性 由于机电一体化设备具有安全报警以及自动检测、修复的功能,所以, 应用这项技术可以有效的提高设备运行的安全性以及高效性。机电一体化设备是对传统设备的革新,其具有重要进步意义,这种技术自动修复的功能有效的提高设备的安全性,保证了机械设备的正常运行。 1.4 扩大了机械设备的应用范围 机电一体化设备是对传统机械设备的改进与创新,其改变了传统设备应用范围窄,功能单一的问题,扩大了机械设备的使用范围,有效的提高了机械工程的效率。所以,应用机电一体化技术,可以有效的促进机械工程行业的发展。 2 机电一体化技术在工程机械中应用的必要性 机电一体化技术的出现,标志着我国现代工程技术水平日趋成熟,也体现了工程机械当前最主要的发展趋势。这一技术无论是在鉴定工程机械使用性能的好坏上,还是对工程施工质量的监督上,都有着重要的影响与意义。在实际施工过程中,随着施工单位对于机械设备的自动化要求越来越高,原有的工程机械技术已经无法满足工程施工技术的需求,因而工程机械已经成为了一种不可或缺的设备。因此,在工程机械设备中运用机电一体化技术,使其充分发挥自身安全、高效的实用价值,确保工程任务能够在预期时间内完成,保障了工程项目建设质量的同时也能够有效降低工程建设成本。 而机电一体化技术在工程机械中应用的必要性一般表现在以下几个方面:第一,由于目前大部分工程规模普遍较大,这就对工程机械设备的生产效率有着较高的要求,如果机电一体化技术能够在的工程机械中提高施工效率,那么就能确保施工单位在规定时间内,交付工程项目。第二,在现代施工工程中,施工单位对于工程机械的能耗量有着明确的要求,希望能在完成施工任务的同时又能够降低能耗量,最终实现节约能源、降低施工成本的根本目标。第三,在实际施工中,工程机械会被应用到很多分项工程项目中。因而工程机械设备的自动化程度越高,就说明工程施工难度要求也就越高。反之,工程机械设备的自动化程度越差,机械施工质量就无法得到充分的保障。此外,在工程施工过程中,使用的工程机械设备自动化程度非常高时,浪费的人力就越少,甚至有些施工工作完全不用劳动力。并且,机电一体化技术在工程机械中的实际操作也十分简单,只需一、两个操作人员即可,这就为施工单位节省了大量的劳动力成本。最后,在工程机械设备中应用机电一体化技术,不但能够延长机械的使用寿命,而且还能有效降低运行故障的发生率,保障工程施工质量的同时也减少了设备维修费用。通过以上几点描述,我们可以清楚的看到,传统的工程机械技术已经无法满足于现代化工程的施工需要,机电一体化技术的出现,刚好解决了这些问题,尤其是在工程机械设备中占据十分重要的地位,达到了非常理想的施工效果。 3 机电一体化在机械工程中的发展方向 近年来,机电一体化在工程应用中价值已得到了充分的肯定,其发展前景较为乐观,发展方向也就比较明确,发展方向主要体现在以下几个方面:(1)智能化。机电一体化产品的智能化在我国已经提出了很久,其主要是使用高性能、高速的微处理,来实现机电一体化产品的人工智能,使其赋有低级智能或者人的部分智能。因而如何把人工智能应用到机电一体化技术中值得我们研究。(2)模块化。模块化是机电一体化技术中的一项重要而艰巨的工程,包含的内容也极为广泛。现实中由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,所涉及的单元、部件也就相对比较复杂,因而加强匹配性就成为模块化发展的一个主要方向。(3)微型化。微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,泛指那些几何尺寸不超过1cm3 的机电一体化产品。微机电一体化产品体积越来越小,耗能也越来越少,运动更加活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。 4 结语 综上所述,机电一体化技术是一项新型的技术,该技术在工程机械中的应用取得了良好的效果,这项技术在工程机械中的应用取得了良好的效果,加快了工程施工的进度,也提高了工程施工的质量。近年来机电一体化技术在工程机械中的应用越来越广泛,地位和作用也越来越重要。所以,应用机电一体化技术也引导这机械工程行业未来发展的方向,提高了机械设备运行的稳定性以及安全性。此外设备使用和管理作为工程机械工作中的优秀环节,因而管理人员应当尽快了解和掌握这门技术,更好的融入科学技术含量,从而实现现代化社会发展需求。
农业知识论文:农业知识产权与新农村建设论文 摘要:农业知识产权是指在农业科研、生产等农业科学技术领域所涉及的知识产权的统称。文章通过当前新农村建设过程中知识产权工作存在的主要问题和农业知识产权保护的特殊性进行研究分析,指出了新农村建设中涉及农业知识产权保护的重点领域,明确提出了做好顶层设计,加快制定知识产权服务新农村建设工作的总体规划等七个方面的对策建议,对于做好当前和今后一段时间的新农村建设工作具有一定的现实指导意义。 关键词:知识产权;新农村建设;农业 一、农业知识产权保护对新农村建设的意义 (一)加强农业知识产权保护,有利于提高农业生产的综合竞争力 加强农业领域的知识产权保护是提高农业综合竞争力的重要途径。在加入WTO之后,我国农业企业将不可避免地受到国际农产品贸易的影响和冲击。在这种情况下,要发展现代农业,建设社会主义新农村,提高我国农业生产的综合竞争力与优秀竞争力,必须重视加强对农业科技创新过程中所产生的知识产权进行合理有效地保护,才能使农业生产在激烈的市场竞争中处于优势地位。 (二)加强农业知识产权保护,有利于更好地发展农业高新技术 当前,在世界范围内随着基因重组技术、酶的固定化技术以及动植物细胞组织培养技术等的迅猛发展,标志着农业生产已进入了一个崭新的发展阶段。事实证明,无论是国际还是在国内市场,依靠拼资源、拼劳力换取高额利润的生产经营方式已经成为过去。近年来,欧、美等一些西方发达国家纷纷加强了对本国农业的知识产权保护,正是通过知识产权制度的激励以及合理有效配置技术创新资源的特殊作用,这些国家和地区的农业高新技术得到了广泛的普及和应用,农业也因此获得了飞速的发展。 (三)加强农业知识产权保护,有利于促进农业增产和农民增收 实践证明:产品在市场上的畅销程度不仅取决于产品的质量和性能,也取决于产品的品牌等综合因素。知识产权制度正是通过赋予发明创造者各种形式的专有权利,权利人通过将知识产权与农业生产进行紧密结合后在市场上交易,从中取得相应的高额投资回报。广大农民群众通过商标(品牌)、专利、植物新品种以及地理标志等途径对农产品进行有效的保护和包装后,农产品将会“身价倍增”,其价格也将得较大幅度的增加。 二、当前新农村建设中知识产权工作存在的主要问题 (一)农民群众科技文化素质相对较低、知识产权保护知识普遍匮乏 当前我国农村劳动力平均受教育年限较短,整体素质不高。有关资料表明,全国4.9亿农村劳动力中,高中及以上文化程度的只占到13%。陕西作为西部地区一个农业省份,其农村劳动力的文化素质基本上与全国平均水平持平。由于农民群众科技文化素质相对较低,知识产权知识普遍缺乏,观念和认识不到位、对申请专利、植物新品种保护、商标以及著作权的条件、程序等都知之甚少,对新技术、新成果进行专利保护的敏感性较差,因此,主观认识上缺乏知识产权保护的能力和动力。 (二)缺乏有效的知识产权保护体系 由于长期受传统计划经济体制的影响,我国对知识产权工作特别是农业知识产权保护与研究工作起步较晚,知识产权综合服务体系不健全,政府等相关部门对农业知识产权工作缺乏长期有效的政策和服务等支持,在不同程度上造成了当前农业知识产权保护工作难以深入开展。由于我国地大物博,历史文化悠久,自然、人文资源极为丰富,在地理标志、农副产品商标、植物新品种以及民间文化艺术作品保护等方面有着不可限量的巨大潜力,由于当前缺乏适应我国实际情况的知识产权保护体系做支撑,造成很多重要资源得不到有效的保护和开发利用。 (三)由于农业生产的特殊性,致使打击侵权行为较为困难,保护不力 农业是弱势产业,农业科研具有研制周期长、可控性差、保密难等特点。由于农业生产对温度、湿度、光照等自然因素依赖性较强,从事这方面的研究和生产所产生的成果及专利数量也相对较少,因此研究和保护起来相对比较困难。此外,专利制度的优秀是专利保护,专利权如果得不到切实有效的保护,会从根本上阻碍专利工作的开展。由于农业专利保护的特殊性,打击侵权行为较为困难,专利保护不力,致使非法盗种、育种猖獗,假冒行为严重,严重挫伤了广大农业科技人员和农民群众发明创造的积极性。 (四)专利实施资金缺乏,政府等相关部门对农业企业特别是龙头企业的扶持不到位,产业化推进乏力 知识产权制度从本质上讲是市场经济的产物,在很多情况下,智力劳动成果转化成市场产品需要一个漫长的过程,仅有创造者的积极性是不够的,还需要有社会其他方面的大量资金投入。在这种情况下,政府的扶持和推动就显得尤为重要。当前企业普遍资金匮乏。客观地讲,一是多数企业本身自有资金缺乏;二是政府对企业投入相对较少。大部分政府是“吃饭财政”,“有钱养兵,无钱打仗”。第三是由于中小企业经营规模偏小、负债率高、技术落后、效益低下、财务管理混乱、企业资信度差,导致银行等金融机构“惧贷”,使得企业取得资金慢,融资速度慢。由于完全依靠市场行为进行农业方面的专利转化本身就很困难,再加上资金短缺,专利技术实施转化就更是困难重重。 (五)企业拥有自主知识产权的技术和产品数量相对较少,知识产权保护形式严峻 长期以来,我国大多数企业的自主创新能力不强,多以跟踪或模仿国外技术为主,企业还远远没有真正成为技术创新的主体。同国外企业相比较,我国企业最大的差距还在于技术研发力量薄弱。近年我国专利申请的统计数据明确显示,在电子信息等高技术产业领域的专利申请80%为外国企业所占据,这预示着未来10年到20年的相关市场份额将被他们垄断。[1]随着竞争的规范化和法制化进程不断加快,企业的竞争越来越依靠具有自主知识产权的技术实力。因此,加强企业技术创新,增强原始性技术创新、集成创新以及引进消化吸收和再创新能力,不断提高企业拥有自主知识产权的数量和质量是当前我国企业发展过程中面临的最紧迫的任务。 三、新农村建设中涉及农业知识产权保护的重点领域 (一)植物新品种(种质资源) 植物新品种制度是推动农业发展过程中最活跃的生产要素和战略性保障。植物新品种在农业增产、增效和品质改善中起着至关重要的作用。加强植物新品种保护,不仅可以维护重大农业科技成果,还对促进农民增产增收起着非常重要的意义。陕西作为农业大省,自然资源和科教资源得天独厚,具有产生和形成植物品种权的基础条件,因而要在加强植物新品种保护战略研究的基础上,提高植物新品种保护意识,将资源优势变为知识产权优势,才能在农业生产和农产品贸易过程中赢得主动权。 (二)农产品商标(品牌) 商标作为产品在市场流通过程中的一种标志,是产品质量和企业信誉的特殊标记。加强对农产品商标(品牌)的保护,是推进现代农业发展的一部强力引擎。结合陕西实际,今后应重点在食品加工(主要是在粮油精深加工、畜禽水产品加工、茶叶加工、果蔬加工、乳品加工、林产品加工、中药材加工以及营养保健品加工)、农林良种繁育、生物技术等领域通过商标(品牌)这种形式进行有效的保护,大力实施和推进名牌战略,努力开发具有自主知识产权的知名品牌,振兴陕西“老字号”,切实推进“品牌兴农”。 (三)地理标志 地理标志是一特殊种类的商业标志,和商标的区别在于并不是由其所属的某个经营者独家享有专用权,而是由某一地区内经营者的代表机构进行注册和管理,凡是该地域内的经营者都可以使用。地理标志指示了产品具有特定的品质、质量特性,提高了产品的信誉度,形成了商品的附加值。今后对于类似的产业和产品要进一步深入挖掘,对能申请地理标志保护的要积极组织申报,努力争取。目前在我国对地理标记的保护可以根据《商标法》的规定向国家工商总局商标局申请证明商标或集体商标,也可以根据《原产地域产品保护规定》向国家质检总局申请原产地域产品保护。 四、通过知识产权保护促进新农村建设的对策建议 (一)作好顶层设计,加快制定知识产权服务新农村建设工作的总体规划 认真开展调查研究,作好顶层设计,加快研究和制定知识产权服务新农村建设工作的总体规划,进一步明确当前知识产权服务新农村建设工作的具体思路和服务重点。 要积极推进现代企业制度,建立和实施名牌产品、名牌企业战略,加大对优势企业技术改造、人才培养的支持力度,形成本区域的支持企业技术创新系统,包括政府的产业政策、基础研发设施、产业环境、人力资源等要素,确保这些要素能够得到有效地合作和互动。 (二)加大宣传培训工作力度,不断提高广大干部群众的知识产权保护意识 当前,要利用报告会、培训班以及专题讲座等形式,举办一系列形式多样的知识产权宣传和教育活动,让知识产权保护早日转变成为广大农民群众和农业企业的自觉行动。要不断提高广大干部群众的知识产权保护意识,特别是商标意识和品牌意识;全面开展实施知识产权“进村入户”工程,不断增强知识产权在新农村建设中的影响力和覆盖面。同时,更要加强宣传,动员全社会都来关心和支持农业知识产权保护工作。 (三)加强企业创新能力的培养,不断增强企业自主知识产权的拥有量 根据熊彼特的观点,技术创新就是建立一种新的生产函数,把生产要素与生产条件重新组合并引入生产体系,实现商业目标。技术创新实质上是一个起始于科学研究与市场需求交互作用中的创新构思,通过新产品的设计、试制、生产而止于市场销售的系列活动过程,是一个技术的创造、转换、应用和实现的复杂过程。当前,必须加强企业创新能力的培养,不断扩大企业专利、商标等自主知识产权的拥有量,努力提升企业的优秀竞争能力,培育一批具有较强国际、国内影响力的知名品牌和大企业集团。 (四)加强和完善基层知识产权管理体系,为知识产权工作的顺利开展提供良好的组织保障 加快建立健全社会化、网络化的知识产权管理和服务体系。把知识产权管理机制向县(区)延伸,努力形成多层次、协调运作的知识产权管理机制,逐步建立专利管理工作评价体系,稳定专利管理工作队伍,更好地发挥政府职能部门的作用,注重从政策措施、工作机制、管理模式、服务手段等方面开拓创新,不断提高知识产权事务的管理能力和服务水平。 (五)疏通投融资渠道,加大投入力度,为农业专利技术实施转化提供良好的经费保障 各级政府应加大力度,疏通融资渠道,尽快建立、健全贷款担保机构和担保基金,中小企业发展基金和风险投资基金等,从根本上解决县域中小企业担保难问题,确保中小企业在日常生产活动的资金需求。各级金融机构要加强对中小企业的信贷支持力度,政府财政部门也应了解实际情况,有针对性的扶植一批有一定规模和影响力的农业产业化龙头企业,从而“以点带面”起到示范、辐射和带动作用。 (六)加强对“一村一品”农业发展模式中的知识产权保护 “一村一品”是根据一定区域的资源禀赋和特点,以市场为导向,变资源优势为产业和品牌优势,使其逐步成为具有区域特色的产业链或产业集群。发展“一村一品”,对于发展现代农业、建设新农村、构建和谐社会都具有十分重要的意义。以陕西为例:经过多年努力,陕西省已基本形成以奶畜、秦川牛、强筋小麦、特色蔬菜、猕猴桃为主的关中农业产业带;以苹果、奶山羊、设施蔬菜为主的渭北农业产业带;以名优杂粮、白绒山羊、大红枣为主的陕北农业产业带;以中药材、瘦肉型猪、蚕桑、茶叶、食用菌、“双低”油菜为主的陕南特色产业带。据各地调查统计,全省已有1000多个村初步形成了“一村一品”生产格局,其中种植业类670多个,畜牧业类300多个,加工、手工艺、旅游观光等非农产业类50多个。这些村从事主导产业(产品)生产的农户已占70%以上、来自主导产业(产品)的收入已占当年农民人均纯收入的70%以上,已成为当地经济发展的特色产业和农民增收的主要来源,其发展为壮大我省县域经济奠定了基础。[2]今后要围绕这些产业加快知识产权保护步伐,努力做大做强。 (七)重视对民间文化艺术的知识产权保护,将民间文化资源做大做强 民间文化艺术是各民族在自己的文化环境中生存繁衍、最终形成自己社会的一系列规范和要求,这种规范和要求对民族的社会团结、稳定、发展以及对民族群众完成自身社会化过程和民族认同、民族心理、民族自豪感等均具有极为重要的作用。[3]日前陕西省政府公布的陕西省首批非物质文化遗产名录中,西安鼓乐等145个项目被列入陕西省首批非物质文化遗产名录,其中包括24个已列入首批部级非物质文化遗产名录的项目。陕西历史文化悠久,自然、人文资源极为丰富,具有成为文化艺术资源大省的巨大潜力,蕴藏着巨大的经济价值。当前一定要充分利用市场这个巨大的产业空间,把民间文化的展示和生产、销售结合起来,使民间文化艺术实现产业化,力争社会效益和经济效益实现双赢。 农业知识论文:农业知识产权司法保护理论与实践浅析论文 一、农业知识产权的保护内容 农业知识产权目前主要包括植物品种权、农业专利权和农业科学成果及公共技术产权等方面: 1、农业专利。 《中华人民共和国专利法》规定,农业领域可以申请发明或实用新型专利的成果包括农、牧、渔、机具的发明与改进,肥料和饲料配方、农药和兽药组合物,食品、饮料和调味品的酿造技术,新的生物菌种及产品,培育动、植物新品种的方法等。 2、植物新品种。 指由植物新品种保护审批机关依照法律、法规的规定,赋予品种权人对其新品种所享有的生产、销售、转让、标记等经济权利和精神权利的总称。一般认为,农业专利系统不适于品种保护。除美国外,世界大部分国家都未将植物品种纳入专利保护范畴。但是,随着《中华人民共和国植物新品种保护条例》(1997年3月)的颁布及《中华人民共和国种子法》(2000年7月)的出台,我国对植物新品种权已经开始实施全面的保护。 3、农业商标。 除指注册商标所有人对其所注册商标享有的专用权外,对名、优、特、稀农产品的地理标志权或原产地域名称权的保护一般也属于农业商标权保护的范畴。 4、农业商业秘密。 指农业科研单位对其繁殖材料、数据、栽培方法等技术信息,以及农产品经营对其决策、价格、客户名单等信息等所享有的经济利益权利。 5、农业著作权。 即农业科技人员对其科技活动中所产生的著作、论文、工程设计图纸及说明、农业科技、影音资料及软件等,享有的精神权利和经济权利。 二、农业知识产权司法保护的特征 受产业特征的影响,农业知识产权除具有排他性、地域性、时间性等知识产权的一般特征外,还具有易扩散性、权利主体的难以控制性、产权价值标准的不确定性等特征: 1、易扩散性。 指由于农业科学研究新成果、新技术的示范推广大多在田间进行,所以较易被他人非法窃取或流失; 2、权利主体的难以控制性。 受生产分散性特点的影响,在农业的一些权利领域范围内,权利主体往往难以控制,如地理标志权、商业秘密权、发明权、植物新品种权等; 3、产权价值标准的不确定性。 农业生产过程是一个自然和经济的交互过程,在这样一个过程中形成的农业知识产权难以用一定的标准去衡量。 4、侵权数额难以计算。 以小麦新品种为例,除非收割并根据市场价收购,难以估算其产量、价格。 三、农业知识产权侵权鉴定问题 1、鉴定单位的鉴定资质问题 目前对植物新品种的鉴定,尚无国家规定的标准方法和授权的鉴定资质单位。法院还是应当从保护权利人合法权益的审判宗旨出发,不能仅仅因为资质问题而不去委托鉴定。只要鉴定单位具备相应的技术检测水平和专业技术人员,采用了科学先进的鉴定方法,其作出的鉴定结论就可以采信. 2、鉴定方式和标准问题。 DNA指纹技术、醋酸同工酶电聚焦电泳和蛋白质电泳的方法,是目前我国通用的三种种子鉴定方法。但这三种方法除个别国家认可外,尚不是国际上公认的方法。相对于国际公认的种植方法(DUS方法),这三种方式有其快捷、方便,成本低的优势。鉴定方法的选择,既要考虑公正,又要考虑诉讼效率,兼顾诉讼成本。采用上述三种方法进行鉴定是首选的鉴定方法,种植的方法可以作为最终的手段。若一方当事人对采用上述三种方法作出的鉴定结论有异议,且提出了充分的证据反驳,才可以采用种植的方法。即使采用种植的方法,也要对如何进行种植设定相应的标准,以保证从种到收这一长段时间内不出现差错。 四、关于证据保全的问题 在以侵权人因侵权所获得的利益或被侵权人所受到的损失作为损害赔偿额的依据时,能否查证侵权人侵权销售的数量直接关系到权利人赔偿请求的实现。 在采取保全措施时: 1、从仓库入手,直接到仓库清点库存被控侵权产品; 2、控制被告的财务帐册、入库单、销售发票,由于目前种业公司管理相对规范,财务帐册、入库单、销售发票等资料比较齐全,能够比较完整地反映其销售量; 3、通过铁路部门调取货运单据和附随的植物检疫证等证据,证实其调入的种子量。 目前,许多侵权者为了逃避责任,采用散装种子销售,销售凭证、账目、货运单据均不体现侵权品种名称,或者干脆变换名称出售,既使掌握了这些证据也无法确定是否为被控侵权品种时,可以考虑举证责任分配问题,即由被告举证证明其购进的或销售的品种名称。否则,法院可以调取的销售量作为全部侵权产品的销售量来计算损害赔偿额。、利害关系人诉权的确定 我国《植物新品种保护条例》第39条规定是品种权人或者利害关系人,有权对侵犯植物新品种的行为,提起民事诉讼的具体法律依据,但是,利害关系人在什么条件下可以作为原告提起诉讼,以什么形式参与诉讼,法律没有具体规定,实践中各地法院的做法不一。一般来讲,法院应当允许利害关系人和品种权人共同提起侵权之诉。如果利害关系人符合相应的条件,也可以单独提起侵权之诉。因生产、销售同一新品种,侵权人不需支付任何费用,而被许可人必须支付使用费,那么被许可人的产品成本必然高于侵权者,侵权者的产品在市场上将具有更强的竞争力。因此侵权案件中经营者往往是更大更直接的受害者,所以必须赋予利害关系人以相应的诉权。 利害关系人应当是指品种权实施许可合同的被许可人。根据实施许可合同的性质不同,利害关系人主要有以下两种:一是独占许可合同的被许可人。独占被许可人是当然的利害关系人,有权独立地对侵害品种权的行为提起诉讼。二是非独占被许可人。非独占被许可人未经品种权人的许可不得单独提起诉讼。但非独占许可人可以在许可合同中与许可人约定对侵权诉讼享有诉权。如果有合同约定,非独占许可人也可以享有单独提起诉讼的权利。 六、植物新品种权侵权的判定 (一)、品种权侵权行为的构成要件 侵犯植物新品种权的行为是指在品种权的有效期内,行为人未经品种权人的许可,生产、销售、使用其授权品种的行为,法律另有规定的除外。品种侵权行为的构成要件应当是: 1、有被侵犯的有效品种权的存在。 一项品种只有在其被授予品种权的有效期间内,才受法律保护,在授予品种权前、品种权期限届满后、品种权被宣告无效后或者已经终止后,第三人的使用行为不构成侵权。在品种权有效地域范围内的行为才可能构成侵权。 2、有利用品种权的行为。 生产、销售授权品种的繁殖材料、将授权品种的繁殖材料重复使用于生产另一品种的繁殖材料。 3、未经品种权人的许可。 许可应包括书面许可、口头许可以及默示许可等形式。 4、以营利为目的的商业经营。 即以营利为目的实施一定的行为,才可能构成侵权;不以营利为目的,不构成侵权。 (二)、不构成侵权的抗辩理由 根据《条例》的规定,法律规定的例外情形,即不构成侵权的抗辩理由应当包括以下四种情形: 1、品种权人的权利限制,即合理使用和强制许可使用。合理使用包括科研特权和农民特权。2、品种权终止。 3、品种权被宣告无效。法院审理侵犯植物新品种权纠纷案件,被告可在答辩期间内向行政主管机关植物新品种复审委员会请求宣告该植物新品种权无效,因植物新品种权的授予是经过实质审查,法院一般不应中止诉讼。 4、诉讼时效。应适用《民法通则》关于普通诉讼时效期间和最长时效期间的规定。对于连续实施的侵权行为可以依照最高法院法[1998]65号《关于全国部分法院知识产权审判工作座谈会纪要》中的规定执行,即从权利人知道或者应当知道侵权行为发生之日起至权利人向人民法院提起诉讼之日止已超过2年的,在该项知识产权受法律保护期间,人民法院应当判决被告停止侵权行为,侵权损害赔偿额应自权利人向人民法院起诉之日起向前推算2年计算,超过2年的侵权损害不予保护。 实践中当事人常以持有种子管理站颁发的种子生产许可证作为抗辩理由,对于此种抗辩,一般不予采纳。各级种子管理站如果没有审查申请人是否征得品种权人的书面同意,而颁发了种子生产许可证,这种颁发证书的行为并不必然认可其生产授权品种行为的合法性。因为生产品种包括授权品种和非授权品种,根据《种子法》的规定,在申报生产许可证之前,申请人必须确认自己所申报的品种是否授权品种,这种确认行为是一种法定义务,违背了法定义务,应承担相应的责任。 (三)、销售方是否承担赔偿责任 在植物新品种侵权纠纷中,销售方对产品的来源的合法性有严格审查的义务,销售方应当承担严格责任。这是由种子生产、经营的特殊性所决定的。我国《种子法》对此有专门的规定,因此应当适用特别法。生产方必须严格按照许可证许可生产的品种进行生产,经营方从生产方处购买种子首先要审查生产方的生产许可证,看其生产的种子是否具备生产许可的条件,也就是说经营方必须对种子的来源进行严格的审查。因侵权品种的生产方未经权利人许可,无法取得权利品种的生产许可,其对外销售侵权产品具有明显的违法性,经营方若再购买销售,就具有明显的主观过错,两者的行为已经构成共同侵权,应当承担连带责任。 七、被告拒不提供有关侵权获利的证据,赔偿数额的计算 对于那些侵犯他人知识产权又拒不提供其记载因侵权所获利润情况的会计账册或者提供虚假会计账册的人民法院除了可以查封其账册等资料。依法组织审计外,也可以综合全案的证据情况,推定原告的合理主张成立,不能使侵权行为人逃避应承担的民事法律责任。这完全符合《民事诉讼证据规定》第75条的规定。在被告拒不提供有关侵权获利证据的情况下,完全可以推定原告主张的合理赔偿数额成立。如果被告的生产规模大,并以侵权产品为主要的经济来源,完全可以支持原告主张的全部赔偿数额。 故此,关于推定侵权证据有对方当事人掌握的问题,对当事人有证据可提供而不提供的,可以根据《民事诉讼证据规定》第75条的规定,推定其持有侵权证据。这样即可以加强对权利人的保护,减少保全的风险,有可以有效的遏止抗法行为,便于保全措施的顺利完成。八、植物新品种损害赔偿的原则、计算方法 l、品种权侵权损害赔偿的归责原则和赔偿范围 在品种权侵权损害赔偿没有特别规定的情况下,应适用过错责任原则。同时确定全面赔偿原则为损害赔偿的基本原则,但不适用“惩罚性赔偿”原则。损害赔偿的范围包括直接损失和间接损失。直接损失指对侵权直接造成的品种权使用费等收益减少或丧失的损失,因调查、制止和消除不法侵权行为而支出的合理费用。间接损失是指品种权处于生产、销售、转让等增值状态过程中的预期可得利益的减少或丧失的损失。 2、损害赔偿额的具体计算方法 基于品种权与专利权的相似性,参照专利法的有关计算方法,确定品种权损害赔偿的具体计算方法: (1)、以权利人因被侵权所受到的损失作为损害赔偿额的依据。根据品种权人的授权品种因侵权所造成销售量减少的总数乘以授权品种的合理利润所得之积计算。权利人销售量减少的总数难以确定的,以权利人生产的平均利润与行为人已销售的产品数量乘积作为损害事实。 (2)、侵权人因侵权所获得的利益作为损害赔偿额的依据,根据该侵权产品在市场上销售总数乘以每单元侵权产品的合理利润所得之积计算。侵权人因侵权所获得的利益一般按照侵权人的营业利润计算,对于完全以侵权为业的侵权人,可以按照销售利润计算。 (3)、参照许可使用费,根据品种的类别、侵权人侵权的性质和情节、许可使用费的数额、该许可的性质、范围、时间等因素,参照该许可使用费的1至3倍合理确定赔偿数额。 (4)、确定法定赔偿额。品种权的保护规定没有确定法定赔偿额,但是根据2001年6月12日在全国法院知识产权审判工作会议上的讲话精神,其他侵犯知识产权纠纷案件的酌定赔偿额问题,可以参照专利、著作权等有关司法解释的精神,由人民法院根据侵犯的知识产权的性质和侵权人的侵权情节公平合理地予以确定。专利权是与品种权最相近似的知识产权,在酌定赔偿额上参照专利权赔偿数额的规定。 九、侵权产品的处理 这个问题主要涉及农民的利益。种子生产企业一般委托农民制种,并按照合同进行回收。若侵权产品仍在田间,按照品种权不延及收获物的原则,应允许种植农民收获。但不能按照种子进行收购,应作粮食收购并加工,以防止其作为种子再流入市场。由此给种田农民造成的差价损失应当由侵权人承担。为维护农民的切身利益,如果品质权人同意,也可以由此根据制种的质量按照种子回购。若侵权人已经回收种子入库,应当依法收缴,并加工为成品粮出售,粮款收归国库。 对于被诉侵权人对侵权品种无异议,且处于生长期、铲除后尚来得及补种其他作物不至于造成更大损失的,可判决侵权行为人铲除侵权品种;对于侵权品种尚难以从外观性状准确判断或已作出准确判断,但如判决铲除再行补种已误农时难以补种其他作物的,可对被诉侵权品种的种植区域确定地址,在当地村民委员会、原被告双方共同参加的情况下,以现场勘验笔录、摄像、录像等方式固定证据,待收获后再行收集证据或处理侵权产品;对于已收获的侵权产品可借鉴种子行政管理部门的一些处理方法促成调解。由权利人以商品粮或略高于商品粮的价格回收。如调解不能促成权利人回收侵权产品的,可判决将侵权产品交由粮食收购部门收购,由侵权人赔偿损失。在粮食部门收购前,对侵权产品一定要采取保全措施.收购后要监督侵权产品混入商品粮,防上其流入种子市场。 十、农业知识产权保护有待加强 1、进一步加强农业知识产权的立法工作。 建立统一完善的农业知识产权法律体系,能够使公众更全面、准确地了解自己和他人权利的范围及救济手段,避免法律规范之间的交叉冲突,是农业知识产权保护工作的基础和依据。在完善的农业知识产权法律体系中应包括动、植物进出境检疫法及其配套法规,农产品、食品和农业生产资料的进口技术标准,与地理标志和民间工艺等相关的规定,对动、植物新品种及新组合的保护,以及根据我国实际的承受能力,逐步放开的对农业生物技术中转基因技术、基因克隆技术等的保护等。此外,在加强立法工作的同时,还要加强对农业知识产权有关法律知识的宣传、学习、教育工作,以努力提高国民的法律意识和遵守知识产权法的自觉性。 2、完善司法保护中的各项制度。 司法保护是知识产权保护的中心和关键环节,是最重要的知识产权法律实施活动。加入世贸组织以来,随着一些领域的过渡宽限已经逐渐到期,处于弱势地位的中国农业将受到严峻挑战,因而加强农业知识产权保护,除了要建立完善的法制体系外,还要建立高水平的司法体系。具体而言,一是要建立健全农业知识产权案件审判组织。由于审理农业知识产权案件要求的专业性强、技术含量高,各省、直辖市、自治区的高级人民法院和中级人民法院,要根据需要设立农业知识产权审判庭或在有关审判庭里设立专门审理知识产权案件的合议庭,以保证执法的统一性,并积累经验、提高知识产权案件的司法水平;二是要完善各项责任制度。即对于侵犯他人知识产权情节严重、构成犯罪的,可以依法追究其刑事责任,对公民、法人和其他组织因不服知识产权行政管理机关处理的知识产权纠纷决定提起的行政诉讼,人民法院有责任依据行政诉讼法进行审理,并依法做出维持、撤销或变更行政决定的判决。 3、强化权利人自我救济意识。 自我救济包括知识产权集体管理组织保护与知识产权人或其他利害关系人的自我保护两种。集体管理组织是对知识产权创造者或其他权利人自身权利予以保护的社会组织。发达国家的公司、企业等都十分重视自身知识产权的保护,设有专门从事知识产权法律事物的部门,我国各级农业行政管理部门、科研教学单位、企业、农民要自觉学习农业知识产权保护及相关法律知识,深入了解申请专利、植物新品种保护、商标以及著作权的条件、程序等,树立知识产权观念,提高维权意识和能力,积极依法取得自主知识产权,提高农业知识产权申请的数量和质量。 4、加强政府监管、增强执法力度。 切实有效地保护农业知识产权是实行农业知识产权保护制度成功与否的关键所在,因而加强执法部门的执法水平和执法力度至关重要。除了人民法院外,知识产权行政执法是查处违法和保护产权的重要力量,要求有关部门提高执法人员素质,严格执法,同时强化农工商、公检法、技术监督等部门联合执法,与人民法院密切配合,共同营造有利于农业知识产权保护的法制环境,确保农业知识产权的有效保护。 农业知识论文:基于人工智能的农业知识培训平台开发 [摘要]随着科学技术的不断发展,人工智能以其智能性、方便性、可操作性等特点逐渐渗透教育领域,也为教育培训提供了新思路。文章分析了人工智能应用于农业知识培训的优势,并针对于农业知识培训的特点,提出了一种基于人工智能的农业知识培训模式,是人工智能技术应用于农业教育培训领域的一次尝试。 随着信息技术的不断发展,计算机科学渗透生活的各个领域,改变了人们的生活方式和学习方式。其中,人工智能作为计算机科学中迅猛发展的一部分,正在以其独特的魅力走进人们的视野。“人工智能”(Artificial Intelligence),顾名思义,即通过应用计算机来模拟人脑的信息接收、思考、判断以及决策等思维行为过程,进而扩展人脑的思维和行动,帮助人们高效智能化地解决特定问题。近年,人工智能在教育领域中发挥的作用越来越显著[1],其与众不同的特点决定了其在教育培训中的地位,将人工智能应用在农业知识培训中的可行性也成为教育界热议的新话题。 1我国农业发展背景和农业培训必要性分析 11我国农业发展背景 我国是传统的农业大国,农业对我国的经济发展具有极其重要的影响,一方面是由于我国人口基数大;另一方面是由于我国进出口贸易主要依靠农产品,农业发展成为影响我国经济发展最重要的因素之一。但由于各方面原因,我国农业发展还比较落后,尤其与发达国家的现代化农业相比,依旧有较大差距。 12开展农业知识培训的必要性 反思其他发达国家在r业发展上实施过的举措,包括重视农业教育、科研和技术推广,注意提高劳动者素质;推广现代农业机械和高技术,重视农场管理;经营集约化、产业化;生产专业化;服务社会化;市场机制与政府扶持相结合;加强农业基础设施建设等,可以看出,我国在农业知识培训、素质教育、技术推广方面与发达国家差距明显。为发展我国农业,培养一批高素质、懂技术、会经营的农民以及一批愿意为农业发展做出自己贡献的高学历人才成为关键。农业的发展离不开农民的发展和进步,也离不开受过高等教育的精英人才的共同努力,而开展农业知识培训,则是为他们的发展奠定了一条夯实的道路。 2人工智能在教育中的应用与发展 近年来,伴随着人工智能在各行业的应用和发展,人工智能在教育领域中发挥的作用也越来越显著。例如,智能化的作业批改可以大大减轻教育工作者的沉重负担,在线学习等网络教学模式可以让人们更灵活地接受教育。从人工智能诞生伊始,其就与教育产生了密不可分的联系,延续发展至今,人工智能在教育领域中的应用主要包含以下几个方面。 21基于人工智能的计算机网络课程 计算机网络教育是对传统教育方式的一次革新,而人工智能对网络教育的渗透,又将其推向了新的发展高度。[2]学生可以自主地登录网络平台进行在线学习,根据智能导学系统制订学习计划,进行在线测试。例如近年来大为流行的MOOC课程,学生可以便捷地通过网络获取全球最高质量的教学资源,并可以量身打造自己的学习计划。 22基于人工智能的教师辅助系统 近十年来,智能传感器、语音识别、图像识别、深度学习、大数据等方面的蓬勃发展令信息的采集及处理越来越准确高效,这无疑使得人工智能与辅助教学系统的融合变得越来越深入。借助于语音识别、图像识别等技术,学生可以将学习过程中遇到的问题上传至系统,借助于数据库系统对信息准确的搜素和整合能力,实时地为学生提供答案或相关信息,答疑解惑。目前此类应用软件的应用广泛,例如小猿搜题、百度作业帮等。 23基于人工智能的教育数据库系统 随着信息化时代的到来,如何高效地搜集、分类和检索碎片化的教育信息和教学资源,无疑是一项巨大的挑战。为了更有效地分配和管理信息,在教育中引入智能化的数据库系统势在必行。现如今数据挖掘和深度学习的研究成果不断深入,依托知识库系统对教育信息的整合与构建,学生可以将已习得的零星的知识点进行扩充,由点至面的不断学习新知识;依托教育资源管理系统中来,教育管理工作者可以合理分配教学资源,让人们从爆炸式的高密度信息中解放出来,真正做到物为己用,因材施教。 3人工智能与农业知识培训的结合 新时代社会经济的发展为国家农业产业的发展翻开了新的篇章,如何加快社会主义农业现代化,促进农业转型,这为新时代的农业知识教育提出了新的要求。另外,近年来劳动力转型的趋势日益显著。随着农业劳动人口数量的减少,为了提高农业生产效率,需要有素质、懂知识的农民投入农业生产中来。因而,对于农业知识培训的革新作为农业现代化建设的重中之重,已被提上日程。 人工智能技术和教育领域融合的不断完善成熟,基于人工智能的农业知识培训正如雨后春笋般涌现,在农业教育培训领域崭露头角。 31人工智能应用于农业知识培训的优势 从我国农业发展的现状看,较之于发达国家,我国农业从业者的基数巨大但是整体受教育程度偏低,农业专业领域的知识匮乏,农业知识教育的推广不仅薄弱,而且效率低下。因此,伴随着信息化时代“互联网+”的新型教育模式对传统教模式的强有力革新,基于人工智能的农业知识培训展示了其强大的威力和优势,具体可以总结为如下两个方面。 311个性化教育针对性强 相比于课堂教学的传统模式,基于人工智能的网上在线教育模式能够为学生个性化地制订学习计划,灵活安排学习时间。这有力地解决了学生参加农业知识培训的时间成本问题,农业从业者可利用闲暇时间自主安排学习。另外,针对于培训者的当前知识水平和培训需求,培训平台可以个性化地安排教学相关领域的专业知识和操作技能。 312教育资源利用率高 我国当前的农业知识培训,教育教师需求数量和实际在岗教师资源极不匹配,具备丰富农业专业知识和农业生产经验的教师数量缺乏,这是导致农业知识培训推广速度缓慢的重要原因。而人工智能为这一问题的解决带来了福音,智能化的教学进程得以让教师从繁重的教学负担中解放。同时,基于网络的课程资源共享可以让先进的农业技术走进千家万户,让学生与优秀农业知识的距离不再遥远。 4平台开发的系统架构 基于人工智能技术,一个合理的农业知识培训平台能够像一个优秀的教师那样具备完备的农业专业知识和优良的教学技能知识,并且能够模拟及扩充教师的教学过程。除此之外,该培训平台还能够准确实时地与学生进行信息交互,有针对性地开展个性化教学,并可以自适应地完成教学效力评估和反馈,不断更新和完善教学内容和教学策略。基于以上分析,该开发平台的系统架构分为学生模型、教师模型、综合数据库模型和人机交互接口四个组成部分,结合下图对每一部分分别进行详细阐述。 41学生模型 学生模型应针对不同的学生,准确地评估学生当前的学习水平,对学生的学习背景、知识水平、知识架构进行诊断和评定,以便有针对性地制订教学方案,进而实施个性化教育。 另外,学生模型需要对学习过程中的学生的学习情况进行记录入库,对教育效果进行评定,从而诊断出当前教学计划是否合适,以便下述教师模型中对教学内容和教学策略的灵活调整。 42教师模型 教师是教学工作开展过程中的主体,一个合理的教师模型应该包括如下三个部分。 教师模型首先完成教学内容的选择,这要根据学生模型中对学生当前的学习水平的评定,并且针对学生既定的学习目标,并从下述知识库中调取对应的内容,为教学的开展做好准备。 在确定了教什么的问题之后,教室模型要确定如何教的问题,即选取合理的教学策略开展教学。教学方式的选择依附于学生模型,而又能根据学生学习情况记录进行反馈动态,不断完善和调整教学策略。 另外,在传统教学模式中,教师传授知识,并能为学生答疑解惑。当学生在学习过程中遇到问题和疑惑时,教师模型应该实时地提供信息支持,为学生提供针对性的帮助。因而教师模型要实现与人机交互接口的实时连接,在问题到来时控制模块驱动应答部分为学生答疑解惑。 43综合数据库模型 综合数据库模块为农业知识培训系统提供数据库支持,主要包括以下三个模块。 知识库模块中分类别地存放着农业领域的专业知识,包括文本、图像、自然语言、多媒体等多个类型的学习知识。一旦教师模型中完成了教学内容的选择,便由此模块中调取相对应的文件开展教学。 专家评估模块用于处理教学过程中的教学效果评价和经验总结,为教师模型中的各个环节的反馈和更新迭代提供数据支持。在一个完善的教学过程,教师需要根据学生的学习效果进行总结和反馈,以此指导下一步的教学内容和策略的更新。 为了对学生阶段性学习的效果进行评估,还需要引入测试考核模块对学生的成绩进行量化考核。测试考核模块中包含学生答题库和成绩测评库,准确检测出开展农业知识培的作用与效果。 44人机交互接口 基于人工智能的农业知识培训的过程是学生和系统进行交流的过程,所以一个友好的人机接口是系统必不可少的组成部分。在这一模块中,友好的图形用户界面的设计能够帮助学生流畅地接收信息,提高学习效率。同时,借助于人工智能中对语音和图像信号的先进识别技术,人机交互接口可以智能化地接收分析和理解学生的自然语言信息和动作信息,进而为系统提供宝贵的输入信息。 5总结和展望 本文提出了一种基于人工智能的农业知识培训模式,是人工智能技术应用于农业教育领域的一次尝试。依托于人工智能应用于农业知识培训的优势,并针对于农业知识培训的特点,提出了农业知识培训平台的具体系统架构,实现了对教学过程的模拟和扩展。这种基于人工智能的培训平台,能够根据学生自身特点因材施教,实现个性化的教学模式;并且具备良好的人机信息交互和教学反馈能力,自适应地开展农业知识教学,是对传统教育模式的扩充与革新。 [作者简介]王香蒙(1996―),女,汉族,四川成都人,西华师范大学;陈琳,电子科技大学;通讯作者:曹蕾,西华师范大学,副教授。 农业知识论文:加强农业知识产权运用助推农业供给侧改革 [摘 要]农业是关乎国家稳定、民心安定的战略性产业,我国农业资源有限,人力成本不断增加,单纯地追求产量的农业生产方式已经走到了尽头,必须加强农业供给侧改革,加快培育发展新动能,加强农业知识产权保护和运用,将科技创新优势转化为市场竞争优势才能实现农业更快的发展,本文从专利角度为农业供给侧改革提供一些途径。 [关键词]农业 创新 专利 供给侧 前言 新春伊始,《中共中央国务院关于深入推进农业供给侧结构性改革加快培育农业农村发展新动能的若干意见》(下称《意见》)正式印发,《意见》突出强调以推进农业供给侧结构性改革为主线,加快培育发展新动能,提出一系列新政策、新举措,明确要求强化科技创新驱动,加强农业知识产权保护和运用,引领现代农业加快发展。而在加速农业科技创新的同时,必须将创新成果转化为能被依法保护的知识产权,才能将科技创新优势转化为市场竞争优势,同时,为落实中央一号文件,在农业部下发的《关于推进农业供给侧结构性改革的实施意见》中也明确提出了推进农业供给侧结构性改革具体措施,其中包括完善科技创新激励机制、加快科技成果转化,加强农业知识产权保护运用;推进农业生产全程自动化、大力发展农产品及工业;支持农民工、大中专毕业生、退役士兵、科技人员等返乡下乡创业创新。 1.行业发展受制于人,专利申请后来居上 农业关乎国家稳定、民心安定的战略性产业,我国农业资源有限,人力成本不断增加,单纯地追求产量的农业生产方式已经走到了尽头,农业发展必须向增加市场有效供给转变,只有通过推动农业创新,发展现代农业,才让农民生产出来的产品实现更高的市场价值,由于国内企业国际竞争力尚不够强,农机具方面,凯斯纽荷兰、克拉斯、约翰迪尔等公司均在我国建厂并进行专利布局,我国农机具行业的主要技术很多依赖进口,经笔者检索:下图1为农机行业国内国外及全球专利申请走势图,其中申请量最大的是关于种植和移栽机械相关专利,在2005年以前国外相关专利申请量一直遥遥领先中国,2005年之后由于国家提出了知识产权战略,国内外专利申请量差距开始明显缩小,在2008年由于国家正式颁布知识产权战略,国内申请量超越国外,并且不断拉大和国外差距,可见国家政策对农业知识产权发展影响重大,本文将从创新农业运用模式为基础,分析当前加强农业知识产权运用助推农业供给侧改革进程中的模式。 2.依靠创新农业专利运用模式,助推农业供给侧改革 发展现代农业,科技创新是关键,专利不仅仅代表着农业生产者、经营者的科技实力和水平,也是提升农业产品市场竞争力的优秀所在,专利申请要重视数量和质量,更要重视专利的运用,目前我国农业发明专利转化利用率只有10%左右,只有专利运用到市场中,才能为农业供给侧结构改革注入动力,为此《意见》提出了搭建农业科技融资、信息、品牌服务平台,探索建立农业科技成果交易中心,充分发挥科研院所、高校及其新农村发展研究院、职业院校、科技特派员队伍在科研成果转化中的作用等具体措施,这将进一步完善知识产权创造、运用和管理机制,充分释放制度红利。中国农科院作为农业领域的科研院所的代表,经笔者检索,截止2017年2月,其共申请专利9649件,其中发明专利7253件,占比超^75%,在2016年共申请1459件,其中以中国农科院油料作物研究所的“黄曲霉毒素检侧技术和产品”为例,其共申请了37项发明和2项实用新型专利,并且对专利申请号为cn20121011761.2、发明名称为“杂交瘤细胞株10G4及其产生的抗黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2总量单克隆抗体”的发明专利在美国进行了布局,其创新了农业发明专利的运用模式,选择了自主实施和与企业联合实施并举的途径,通过与美国Agri-Analysis公司等8家企业成功签署了合作协议,成功融资7400万元,许可2700万元,知识产权出资9696万元,近三年技术应用获得新增利润434亿元,新增税收48亿元,节支超过1亿元,在技术得到广泛许可和应用后,取得了明显的社会和经济效益,实现了对黄曲霉素的高灵敏现场检侧,增加了粮食安全性的保障,促进了粮食安全的供给侧改革。 3.搭建专利运用平台,助推农业供给侧改革 重视专利运用的另外一个方面是要搭建专利运用平台,以专利为引擎,用好专利来驱动农业的再升级,让农业发明专利和技术发挥出最大效益,并让所有参加发明和创新的企业和个人等都得利,各地现在都在依据地方特色组件农业专业合作社,以国家农民合作社示范社吴江盛泽镇吴江家和蚕业专业合作社为例,经笔者检索发现以吴江市家和蚕业专业合作社为申请人检索发现截止2017年2月,其共申请专利564件,其中不仅有关于花布的外观专利554件,而且拥有关于草莓繁殖、脱毒、虫草培养繁殖等10件发明专利,该专利合作社重视产学研相结合,科工贸一体化,建立相关的农业技术和发明公共服务平台,增加其有效性和对接性,促进各个创新要素和团体的深度融合,让农业发明专利和技术发挥出最大效益,促进了蚕业养殖的供给侧改革。可见加强产学研结合,创新农业专利技术运用模式有助于供给侧结构改革。 4.结论 综上所述,通过创新农业专利运用模式,搭建专利运用平台能够有效助力供给侧结构改革,笔者试图从专利的角度为农业供给侧改革提供一些途径。 农业知识论文:基于本体的农业知识建模研究 摘 要:针对农业领域存在的知识表示、共享、重用等问题,将本体理念与技术引入农业领域。介绍了本体论的有关概念和理论,在关于本体已有研究的基础上,提出了构建农业领域本体的基本原则、流程和方法。最后,以枸杞病虫害知识为例构建了领域本体,可为促进枸杞病虫害综合防治的知识共享及重用提供参考。 关键词:农业本体; 知识建模; 知识管理;农业信息化 0 引言 随着信息技术的飞速发展,信息量不断增加,如何合理描述、表达、组织和管理海量无序的知识资源,并有效进行知识共享和服务是知识管理领域迫切需要解决的问题。本体(Ontology)作为共享概念模型的明确的形式化规范说明,为知识和概念提供了一个科学的组织方法。由于本体的支持,知识服务如搜索、积累和组织等效率得到极大提高,同时知识的发现、重用和共享变成现实。作为农业信息化的基础,农业领域知识是一种可以大幅度提高农业劳动力和生产效率的生产要素。因此,研究农业领域的本体知识建模,构建面向本体的农业知识库,完善农业知识服务体系,是推动农业信息化合理发展的必要措施。 为加强农民和农技人员对农作物病虫害认识,有效指导病虫害的防治工作,农作物病虫害知识和信息的表示与共享技术显得尤为重要。目前已有的农作物病虫害知识表示方法有: 基于模糊推理的知识表示方法[1]、基于产生式规则表示知识[2]和基于案例推理的知识提取方法[3]等。这些传统方法构建的知识库不仅具有很强的领域特性,而且在知识获得、表达、共享和重用等方面都存在不足。随着本体论研究在农业信息管理领域的渗透,农业病虫害本体的研究不断深入,如水稻病虫草害本体[4]、蔬菜病虫害知识库[5]、柑橘病虫害本体[6]、玉米病虫害[7]等,但大多数相关研究都存在领域的局限性。本文借助本体理论的思想,运用本体方法组织知识,选择枸杞病害和虫害作为研究对象,构建结构良好的枸杞病虫害领域本体库,为枸杞病虫害知识服务提供支持。 1 本体与农业本体 本体论原是哲学领域中为研究存在而发展出来的一个概念,现在被用于信息科学中,其概念和内涵也随之改变和不断完善。在信息科学领域中本体论是一种利用计算机语言和模型来进行领域知识表示和组织,结合信息技术进行知识管理、共享和服务的科学方法论。本体是通过领域专家的积极参与和通力协作而构建的领域概念、关系和公理体系的集合,以计算机能理解的语言和形式描述、表示和组织知识,促进知识重用、知识共享和知识服务[8]。农业本体是农业学科领域内概念、概念与概念间的相互关系以机器能理解的形式化语言表示和组织农业知识和模型。农业本体给农业领域提供了统一的术语和概念,使得农业知识高效可靠地获取、共享和服务成为可能。随着本体论研究在农业领域的渗透,本体在农业知识库构建、知识共享服务及智能检索等方面具有良好的应用前景。 2 本体构建 2.1 本体模型 本体在结构上包含5个基本建模原语:概念、关系、函数、公理和实例。概念通常也被称为类,指任何事物,表示领域中具有相同属性的对象的名词集合,是知识领域内的标准与规范,为知识的共建共享提供了基础,概念以层次关系加以组织;关系描述概念相互之间的交互关系,如继承关系、整体与部分的关系等;函数是一种特殊的关系;公理采取特定逻辑形式的断言(包括规则在内),表示任何情况下都正确的描述;实例代表元素,也就是概念中的具体例子,是整个本体的基础对象。本体是知识概念化的显式规范说明,它将知识以一种明确的、形式化的方式表示出来。本体可以表示为一个五元组O=(V,C,R,A,X),其中,V表示论域中的术语集,C表示概念集,R表示概念间的层次关系,具有自反性、无环性、有向性和传递性,A表示概念和关系的属性值集合,X表示公理集,是对概念和关系属性值的约束。 2.2 本体构建原则 本体是一种先进的信息资源知识组织方法,本体构建是一项复杂的系统工程,目前没有统一的本体构建方法和规则,Gruber提出本体构建的5个原则,即本体的定义具备清晰性、完整性、一致性、最大单向可扩展性和最小编码相关性[9]。对于领域本体的构建,还应遵循以下4个原则: 标准化建设原则、本体复用原则、协作原则和评建结合的原则。其中,标准化可以提高本体的共享性、防止和避免信息应用相互脱节;本体复用采用多层次继承方法,减少和避免本体的重复定义;协作原则要求众多领域专家、知识工程师和IT人员协作参本体构建;评建结合原则要求在本体构建过程中检验本体是否完整,是否满足用户的实际需求,需要不断接受评估和提高。 2.3 本体构建方法和流程 随着本体在各领域的广泛应用,出现了多种本体构建方法,国内外比较有影响的本体构建方法有骨架法、IDEF5法、TOVE法、METHONTOLOGY法、XHEMICALS方法、SENSUS方法及七步法等[6,10]。本文借鉴本体构建相关方法,依据农业领域知识的特点,确定了农业领域本体构建的方法,其流程如图1所示,具体思路如下:①构建本体之前,进行需求分析,确定领域本体框架,明确领域本体的应用目标和范畴;②通过专业相关书籍、文献资料、权威网站信息等途径获取领域知识,结合农业领域专家建议,对领域知识进行分析、整理和归纳,得到所需领域的概念和关系;③对领域知识充分了解的基础上,结合需求分析,将领域中的主要概念和关系列举出来,在农业领域专家指导下,确定领域的优秀概念和关系;④基于前面划分的概念层次结构,使用本体构建工具对类、属性和实例等本体元素进行编码及形式化定义,实施本体构建;⑤本体建立后,领域内概念的定义是否清楚,关系是否明确,需要运用推理工具自动判断和检验,并对有逻辑错误的地方进行修改,以满足用户的实际需求;⑥本体创建是一个反复迭代的过程,需要不断优化和完善,以便更好地适应实际使用。 3 枸杞病虫害本体构建实现 3.1 应用背景分析 枸杞病虫害本体是利用计算机语言规范枸杞病虫害的相关概念、概念间的关系,形成对枸杞病虫害知识组织结构的共同理解,为进一步建立枸杞病虫害语义Web,开展枸杞病虫害知识服务奠定基础。在枸杞病虫害本体的支持下,对枸杞病虫害知识的获取、搜索和使用等相关服务的效率大为改善,实现真正意义上的知识重用和共享。 3.2 知识及获取 在学习了很多相关枸杞病虫害书籍和大量文献资料的基础上,结合枸杞病虫害领域专家建议,以宁夏地区常见的枸杞蚜虫、枸杞红瘿蚊、枸杞瘿螨等51种枸杞害虫和根腐病、炭疽病、白粉病等15种枸杞病害为研究对象,对枸杞病虫害领域知识进行分析、整理和归纳得出优秀概念集合。 3.3 本体知识建模 由于枸杞病虫害领域复杂的领域间关系,在本体构建过程中以枸杞为优秀,综合考虑与其相关的枸杞病害类型、枸杞虫害、虫害体征、症状、危害部位、发生发展规律、病原、防治方法等要素,通过描述其领域中的类(概念)、属性关系和实例(个体),构建完整的枸杞病虫害本体。 3.3.1 本体类结构及层次模型建立 构建本体类层次结构模型是构建领域本体过程中非常重要的任务。首先将枸杞病虫害本体分为5个一级类,分别是枸杞病害(Disease)、枸杞虫害(Pets)、危害部位(Part)、危害症状(Symptom)和防治方法(Prevention)。然后依据枸杞病虫害的知识体系结构内容,对概念作进一步细分。在Protégé环境中,将下位概念逐一添加到一级子类中,形成如图2所示的本体类层次结构。 3.3.2 本体属性关系定义 定义本体属性是确定一个类内部以及类之间关系的过程,通过定义本体属性来建立概念间的关系是实现知识推理的基础。属性描述的是一个二元关系,Protégé中提供了3种类型的属性关系,即对象属性(Object properties)描述的是两个概念的实例间的关系,数据属性(Data properties) 指某个类属于某一个数据类型,注释性属性(Annotation Properties) 是对概念属性的注释。在Protégé中定义属性时除了包括属性名称、描述信息、数据类型的定义外,还要确定定义域、值域、顶级属性、子属性、逆属性等约束信息。 通过分析整理,枸杞病虫害领域本体中所定义的主要对象属性如表1所示。比如,对象属性cause,定义域为枸杞病害,值域为病因,表示枸杞叶片病害由某病因引起,而病因是枸杞疾病的根源,因此它们之间的关系是caused-by,这就是逆属性关系。类似的方法可以定义数据属性和注释性属性。使用Addsubproperty即可构建子属性,形成树状层次结构。 3.3.3 本体实例添加 本体属性关系确定之后,就要进一步为类添加实例。类是实例的抽象归类和表示,实例是类的具体表现,一个类可以赋予多个实例,形成实例集。每个实例继承类中的特性,用属性值描述实例的特征。如“枸杞虫害”类中包含了很多害虫的实例,对于其中的“蝽类”就包含了7种虫害。在Protégé中选择individuals选项可以在相应的类中添加实例,同时为实例添加相关的属性及属性值。例如在类“蛾类”中添加枸杞蛀果蛾、枸杞卷梢蛾、枸杞鞘蛾、枸杞绢蛾和枸杞黑绢蛾5个具体实例,在每个具体的实例中可以添加它的属性内容。 3.3.4 枸杞病虫害本体知识库 根据上述构建步骤,将枸杞病虫害作为研究对象,以诊断和防治为研究目标,抽取领域中的重要概念、属性及实例,构建了一个体系完善的枸杞病虫害本体库。构建好的枸杞病虫害本体的类结构如图3所示,共计37个本体 类,基本涵盖了实际生产中主要的枸杞病虫害种类。本体中有7个数据属性和12个一级对象属性用于描述枸杞病虫害的基本信息,还包括51个害虫实例,15个病害的实例和其它本体类的实例。 4 结语 本体以科学知识组织的方式实现了知识间逻辑关系的形式化定义。本文在农业本体模型形式化定义、构建原则、构建流程和方法分析的基础上,以枸杞病虫害领域的相关知识为例,运用本体开发工具建立了枸杞病虫害知识本体,构建了枸杞病虫害知识库,为促进枸杞病虫害防治知识应用和共享奠定了基础,为下一步利用知识库进行本体检索和推理等提供了参考,同时为其它领域本体构建提供了借鉴。 农业知识论文:农业知识产权保护迫在眉睫 提起知识产权,很多人大概都知道,但是农业知识产权就未必那么多人了解了。简单说来,农业知识产权包括农业植物新品种权、农业发明和实用新型专利、农产品地理标志,其中农业植物新品种权是最主要的保护对象,而这恰恰也是最难做到、最易被忽略的方面。 根据2011年上半年农业部的《中国农业知识产权创造指数报告》显示,在全面实施《国家知识产权战略纲要》和《农业知识产权战略纲要(2010―2020年)》背景下,农业知识产权事业取得了长足发展,农业知识创造能力显著增强,成为农业持续发展的重要支撑。 这一变化在我国首个农业知识产权试点园区陕西杨凌示范区得到了充分印证。2001年,国家知识产权局、陕西省人民政府以“省部共建”的方式,在杨凌建立了我国第一个以农业知识产权保护为主要内容的试点园区。10年来,杨凌示范区累计申请三种类型专利2669件,专利申请量由10年前的37件/年增加到2011年的500多件/年,专利申请量10年增长了14倍,年增长率达到45.1%,亿元GDP专利密度近10件。 这一过程对很多杨凌人来说是漫长而难忘的。杨凌一直被称为我国小麦育种专家的沃土,在全国推广面积最大的6个小麦品种中的四个出自这里。然而,多年前在杨凌,很多小麦育种专家宁愿自己掏钱忙自己所热爱的育种,却不愿将研究成果申请知识产权保护。 出现这一状况的原因有很多,其中之一就是小麦的自身特点。小麦是常规育种,这意味着推广后根本不可能控制种源。公司、农民、产粮大户都可以直接留种,自给自供,可以和育种者没有往来,所以要谈保护是很困难的。“小麦常规育种不像水稻、玉米的杂交育种,可以把种源始终控制在育种者手里。即使申请了保护,又怎么可能挨家挨户向农民开口说他们直接留种的做法是侵权呢?”西北农业科技大学教授、陕西省知名的小麦育种专家高翔觉得他根本开不了这个口,也不想这样干,“所以不保护。” 其次,当时杨凌当地的小麦品种评优是根据推广面积的大小来决定的。推广的面积越大,评优的几率就越高。这种农科评价体系实际上起着一种重推广的引导作用,然而如果强调保护,推广起来就不会特别快。高翔表示,新品种推广前要经过行政审定,审定就要求布点试验,区域试点实际上就是新品种推广扩散的过程。小麦新品种只要进入试点,就如泼出去的水,是收不回来的。因此对于小麦育种者来说,申不申请知识产权保护意义不大。而且,“在当时实际上也根本申请不起。”高翔说,每年国家给他三四万元的育种经费,科研组五六个人紧巴巴地用着,根本也没有再多的钱申请知识产权保护。“我的情况还算好的。有的老师连育种都是自己贴钱请人收麦子,哪还有经费申请保护呢?”有过申请经验的人告诉记者,“至少要8000元。另外,还要准备很多的资料,什么基因图谱啊等等。而且在当地还申请不了,还要跑北京,一趟肯定不行。这些费用加在一起,不是小数字。” 这几年,杨凌的情况得到了明显的改善,尤其是建成在全国范围内都颇具影响力的推动农业知识产权工作的平台――杨凌农业高新技术成果博览会(下称杨凌农高会)以后。作为全国“5A”级农业展会和四大科技展会之一,杨凌农高会为农业知识产权的宣传推广提供了绝好机会。 据统计,10年间,杨凌农业高新技术产业示范区专利、版权、商标、计算机软件保护、植物新品种的拥有量均取得了突破。截至2011年8月,杨凌示范区共提交专利申请2406件,试点10年间的申请总量2185件,占申请总量的90.8%,其中发明专利申请1363件,实用新型专利申请464件,外观设计专利申请358件。其中1件专利获中国专利金奖。然而,不论对杨凌人来说,还是对我国的农业知识产权保护来说,这些成绩还是远远不够的。 据统计,“十一五”期间,我国农业植物新品种申请量和授权量年均增加4.89%和29.16%,分别是“十五”期间的1.72倍和4.29倍,农业专利和农业植物新品权申请量和授权量快速增加,标志着我国农业科技创新能力和育种创新能力快速增强。 一个值得关注的现象是,科教单位主导了农业知识产权创造,企业的创新主体作用有待提高。科教单位在农业植物新品种权申请和授权中,分别占全国申请总量的56.10%和授权总量的61.76%,企业只占全国品种权申请总量的32.03%和授权总量的32.31%。在国内农业发明专利授权和有效专利中,科教单位分别占40.21%和43.36%,企业占15.25%和18.45%。 国内企业具有品种权优势,但在专利上处于劣势。企业品种权排名显示,前20名主要为国内企业,山东登海种业股份有限公司以96件植物新品种权而荣居榜首。企业农业专利权排名显示,前20名主要为国外企业,如拜尔集团(德国)、巴斯福公司(德国)、岛野株式会社(日本)、雀巢集团(瑞士)等,国内企业鲜有上榜。 从总体上看,我国植物新品种保护制度仍有待完善,农产品地理标志登记制度尚处于起步阶段,农业生物遗传资源权属管理制度尚未建立,农业知识产权创造、保护和转化能力不强,中介服务体系发展缓慢,专业人才短缺,知识产权意识薄弱,侵权现象时有发生,知识产权对农业发展的促进作用尚未得到充分发挥。 《农业知识产权战略纲要(2010―2020年)》提出的战略目标是,到2020年,把我国农业知识产权创造、运用、保护和管理能力提升到新的水平,政策法规基本完善,管理体系基本健全,公共服务和技术支撑能力显著增强,知识产权意识深入人心,中介服务机构和人才队伍建设适应形势发展需要,农业领域自主知识产权拥有量跨入世界先进行列。 这表明,知识产权对建设中国特色农业现代化的支撑作用已受到政府的高度重视,为了完成这一目标,各级政府、科教单位和企业还需努力。 农业知识论文:在我国农业知识产权保护现状基础上略谈解决方法 [摘 要]目前,我国多数的人民群众对于农业知识产权知识缺乏深入的了解,所以,由于对农业知识产权的关注度不够导致了人们自身在农业贸易中受到了利益的损害。文章重点对中国农业知识产权保护的相关制度在国际贸易中的意义进行了讲解,并将我国农业知识产权与其他国家的保护制度相比较,继而对我国农业产权保护中存在的问题进行了探讨,并对造成问题产生的因素进行了分析,从而制定出强化我国农业知识产权保护的有效措施。 [关键词]农业知识产权保护;中国农业知识产权问题;对策 一、中国农业知识产权保护的现实意义 农业知识产权,即在农业生产过程中农业知识产权所属人按照相应的法律法规制定有效的智力成果、商标、版权和农业商业机密、经营管理活动以及信誉等所持有的权限。而这一内容具体表现了以下两点涵义:其一,农业知识产权只应用在农业生产范围内,法律对在农业生产中的智力成果给予确认。第二,农业知识产权不仅仅对农业知识产权所有人的智力成果进行确认与保护,并且还对其信誉、商标等予以确认。加强农业知识产权保护具有重要的现实意义。 (一)加强农业知识产权保护有助于提高我国农产品的竞争力 随着各国经济往来不断加强,国际贸易不断增加,经济全球化的发展已经成为必然趋势,所有国家都可以参与到国际贸易当中,分享国际贸易这一块“大蛋糕”在国际贸易中竞争是非常激烈的,各国所获取利益不尽相同,甚至可以说所获悬殊。其中的一个重要原因就是优秀竞争力―――知识产权。因此在国际农业贸易当中我们更应该注意保护农业知识产权,调动农业科研人员的研究积极性,通过农业科技创新来增强中国农产品的竞争力。 (二)加强农业知识产权保护有利于调动农业科研人员的积极性 从事农业科研工作的人员通过不断地刻苦钻研,最终研制出自己的农业科研成果,这种通过科研人员辛勤工作换来的成果应该受到法律的保护。通过加强法律对农业知识产权的保护,又能够调动农业科技人员研发积极性,创造更多的农业科研成果。 (三)加强农业知识产权保护有利于我国农业结构的调整 运用法律手段对农业知识产权进行强有力的保护可以更好的保证农业科技工作人员的科研成果,同时还可以将农业科技工作人员的工作激情有效的激发,使其为农业科技研发做出更多贡献。多数农业科研成果的涌现势必能有效调整当前小规模、粗放型的农业结构,推动农业现代化的快速发展。 二、中国农业知识产权保护存在的问题及成因 近阶段,虽然我国对农业知识产权的保护力度不断强化,可是和其他国家相比还是存在一定的差距,也有很对问题亟需解决。目前,我国农业知识产权中还存在着保护体系的标准以及国际知识产权保护体系之间不均衡的现象,这就造成了我国农产品在国际市场的竞争力有一定下降,对中国农业科研人员的知识产权保护不够到位。因此,我们仍然要加强农业知识产权保护方面的研究,更大限度地保护我国农业科研人员及农民的农业知识产权。中国农业知识产权保护现存的问题及原因如下。 (一)农业知识产权法律保护意识不足 随着中国对外开放不断加深,中国对外贸易越来越多,中国越来越重视农业知识产权的保护,但是与发达国家相比仍然存在一定的差距。中国农业科研人员及农民对农业知识产权的保护还比较薄弱,人们对农业知识产权保护这一概念还知之不多。在中国科研领域中对农业科技科研的重视不够,很多人认为农业科研成果就应当无偿提供给社会,人们头脑中根本就没有农业科研工作者的知识产权这一概念,因此虽然在农业科研领域成果很多,但是人们往往忽视了对农业知识产权的保护。正是我国对农业知识产权保护的轻视,导致近年来我国许多农业科研成果被国外轻易窃取,致使我国农业科研工作者的合法权益受到侵害。 (二)农业科研工作者的积极性调动不够 由于我国农业知识产权保护的法律法规没有形成完整的体系,人们对于农业知识产权的界限划分不是特别清晰,并且当前我国在对农业知识产权保护制度当中不太重视农业科技人员应当依法通过发明创造获取正当的物质利益,与科研投入成本相比,农业科研人员通过专利制度等方面获得的物质收益并不算高,知识产权保护并没调动起农业科技人员从事农业科技研究的积极性。因而农业科研人员即使有新的发明创造,也不愿意去主动申请农业知识产权保护,甚至有些农业科研工作者根本就没有知识产权保护的意识,把自己的农业科技发明直接无偿让别人使用。在大多数市场经济中经济交易中,这样的现象司空见惯。 (三)农业知识产权保护执法力度不够 打击农业知识产权侵权问题需要许多相关部门的配合,这就增大了农业知识产权保护的难度,因此,有时农业知识产权侵权问题判定难以定论,也无法得到及时的处理。这就导致农业知识侵权成本不大。低成本的侵权高收益的牟利使农业知识产权的侵权问题时有发生,这与中国在农业知识产权保护的执法力度不够有关。打击力度不力削弱了我国对农业知识产权保护的程度,对农业知识产权侵权者难以起到震慑作用。 三、中国农业知识产权保护的应对之策 (一)增强人们农业知识产权保护的法律意识 如果人们对农业知识产权这一概念了解不够,那么对农业知识产权的保护就根本无从谈起,因此提高人们农业知识产权的保护意识是加强农业知识产权保护的前提条件。在当今这个新传媒时代,我们应当运用多种媒体工具,利用多种渠道,广泛地宣传农业知识产权保护的理念和重要性。 (二)完善奖惩机制,调动广大科研人员创新积极性 由于当前中国农业知识产权的创新奖励机制并不完善,在农业知识产权的创新与保护当中农业科研人员积极性难以调动起来。构建并完善中国农业知识产权评价体系成为农业知识产权保护的基础,明确农业知识产权的归属,明确农业知识产权的主体成为农业知识产权保护体系规范的重点。依法规范农业知识产权管理机构的职权,切实保障农业科研人员的正当权益。 (三)加大农业知识产权保护的执法力度 不断强化我国农业知识产权保护的执法力,有效保证农业科研者的合法权利,保证中国农业知识产权的安全性。这就需要将执法人员的综合素质进行不断的提高,按标准严格执行,同时还要和每个部门之间有效的链接,增强执法力度,创造出良好的农业知识产权保护的法制环境。还需要加强农业知识产权的宣传,通过多种途径宣传农业知识产权保护的法律法规,充分发挥各个部门的优势,提高人们对农业知识产权保护的认知程度,帮助人们树立知识产权保护意识。 (四)完善农业知识产权法律保护体系 中国农业知识产权保护方面的法律法规在近几年得到了健全和完善,可还是存在一定的缺点需要增强改善。目前,中国农业知识产权保护的法律还没有制定明确的针对农业知识产权的范围和要点,而且还有部分法律和现在我国农业知识产权保护的现状完全不符,随着经济的发展我们在法律的制定当中更应该注意农业知识产权为农业科研工作人员带来的经济利益,保证农业知识产权所有人的利益不受侵害。 农业知识论文:朱权《神隐》中的农业知识探析 摘要:古今学者对朱权《神隐》一书的性质还存在争议,农史学界对该书的研究还不够深入。本文首次对《神隐》中的农业知识进行详细的分析,认为《神隐》是农家日用百科全书、是中国古代月令体裁农书的重要代表作。《神隐》卷上记录了农家房屋的建造、农事活动所用农具、农村日常生活的常识和经验等内容;卷下以月令的方式记载农事活动。《神隐》在继承《农桑衣食撮要》优秀成果的基础上,进行了补充完善,《神隐》所述内容更为丰富、条理更加清晰、语言表达上更为完整准确。《神隐》农业科技方面的成就主要体现在农作物栽培、畜牧兽医以养蚕技术及三个方面。 关键词:朱权;《神隐》;《农桑衣食撮要》;农业知识 明太祖朱元璋第十七子宁王朱权一生著述颇丰,平生撰述纂辑见于著录者约70余种,至今存世约28种,涉及史学、文学、农学、医学、道家等多个领域。[1]朱权撰写的《神隐》一书,《百川书志》将此书载录在“隐家类”,[2]《明史・艺文志》载于“子部・农家类”,《四库全书总目提要》将此书划入“道家类”。王毓瑚《中国农学书录》、天野元之助《中国古农书考》以及袁名泽《朱权农学思想考论》都认为该书是农书,并曾对其做过简要的介绍。[3]董恺忱虽然承认《神隐》是月令体裁的农书,但是认为该书“缺乏新的内容,而且又多是寄情寓性漫不经心之作”。[4]华蓓苓却认为《神隐》是一部“古今罕见的卫生学专著”;[5]叶明花也将此书划入医学类,并详细探讨了书中的养生思想。[6]学界对《神隐》一书的性质还存在分歧,对书中所描写的农家生活、农事活动的研究也较为薄弱,存在一些误读。本文围绕《神隐》中的农业知识展开论述,认为从本质上讲《神隐》是中国古代月令类农书的重要代表作。 1 农家山居生活的全景记录:《神隐》卷上主要内容 《神隐》上卷主要写隐逸生活的乐趣、农家生活、养生之道以及农村日常生活的常识和经验,但该卷着墨最多的还是关于农家生活的描述。在朱权看来古往今来农事活动最为牢固,“恐有不甘于贫而怨饥寒者,乃取古今兴亡成败英雄事业得失之由,编之为书,知夫功业有如此之不坚,而农事何其固乎?千万载而下未有官守言责之到山家也。”[7]《神隐》上卷介绍了农家生活的方方面面,朱权认为农家生活必须要首先治其家道,“家道齐而农事具,所事必谋诸妇,妇贤则家道可成”,妇贤是家道可成的重要条件。而选择妻子不要选城市之家及乡村大户的女儿,“惟贫难之家最佳”,因为她们“能辛苦,一也;不嫌贫,二也;善织纺,三也;会养牲,四也;脚大可为活,五也。”[8]朱权所言虽然不免绝对,不过倒也符合农村生活对妇女品行、体力方面的实际要求。 “卜筑之计”二十三条讲述了如何建造农家院落,正屋、厨房等房屋的建筑规格、建造方法及注意事项,其中蕴含了合理的选址布局经验。如首先应选择在向阳、背山、临流的地方建造房屋;厨房不应靠近正屋,“恐烟气及人,……火烛尤宜防慎。”文中对于与农事活动有关的建筑,如菜园、打谷麦场、仓囤、地窖等的记载颇为详细。菜园中可凿井“用大柳斗壳篓,系于秤竿之上以取水,最是省力。”[9]打谷麦场应选在靠近田边的“好黄土纯实之地”,于春夏间以辘轴碾平;秋收的时候,可堆积谷堆于麦场北面遮风,“其场四围约二三十步切不可留草,先令斩去,方可堆谷,不然恐沿野火。”[10]体现出很高的防范意识。朱权认为南方之地卑湿以致地窖不可用,而北方之地土无湿气,土气又善收养五谷,北方农家不可不知道地窖的造法。地窖应建在“高阜向阳处,撅地深七八尺,上覆以草不留窗隙,但留一门可供人出入。”[11]以此来收藏瓜果花木,可免去冬天的 “冻损之患”。 “山家农具”十五条介绍农事活动中常用农具,如牛车、蓑笠、犁钯、锄、斧、锯、镰、网、连锴、禾杈、石碾、磨等。例如在介绍镰刀时称:“镰有两样:有割草用锯齿者佳;腰镰所斫砍木皆可当斧使之,其家每人当用一把。”[12]文中认为北方、南方之人锄田所用之锄样式不同的原因在于土壤硬度不同,“南人薅田用高头锄;北人用鹅项锄,种菜多用鹰嘴锄,因地冻坚硬故也。”[13]“山居饮食”九十九条详细讲述了一年中“不拘时月”都可制作的食物,从春夏做白酒法,到如何制作腊肉,再到如何造豆芽菜,如何做浆衣粉法,列举了几十种农家日常生活中食物的做法,犹如一本简单的烹饪全书。“收藏果物”二十七条介绍了一些如何长久储藏果物的技巧,如“枣子以粟草置裹中相间,令匀收之,不蛀。”[14] 《神隐》上卷中还记载了许多农村日常生活常识和经验。“草堂杂用”中介绍了炼炭法,以及造香煤、香炭、香饼子、兽炭等燃料的方法。朱权介绍称在炭中加入铁屑等物,可以使炭三日不灭,“炭十斤,铁屎十斤合捣成末,生芙蓉叶三斤,再捣入糯米胶和,捻作兽物形状,晒干,要用烧红三日不灭。”[15]蜡烛是古代农村夜间照明不可少之物,书中介绍了一种一昼夜仅用一寸蜡烛的制作方法,“黄蜡松脂槐花各一斤,浮石四两同一处溶,有灯心布浇一昼夜仅点一寸。”[16]“禁辟虫物”七十三条中记载了如何治鼠耗法、治蚊虫法、辟蛇法等防虫患、鼠患知识。 2 以月令记农事:《神隐》卷下内容 《神隐》卷下题为“归田之计”,以月令的方式记叙了农家生活以及每个月所应从事的农事活动。由春(正月至三月)151条、夏(四月至六月)123条、秋(七月至九月)105条、冬(十月至十二月)86条,再加上牧养之法16条、治六畜诸病法64条组成。[17]朱权在每月农事活动之前,撰文总结概述一月内重要的农事活动、农村社会生活场景,是下卷中比较有价值的内容。在具体内容上,《神隐》卷下则多继承元代鲁明善《农桑衣食撮要》的优秀成果。 文中称农历正月里天气下降,地气上升,阴阳和同,草木萌动,一年的农事活动刚刚开始。百姓立春之日要“迎春于东郊”,此后举行庆祝春节的种种活动,包括迎祀灶神、钉桃符、贴门神以及祭祀祈福等。“一岁之务”中介绍了筑墙垣、编篱落、开沟渠等九事,强调了和睦、勤劳在家庭中的重要性。“务农”中说牛是农家生活的根本,应该“爱惜饱养”,调教小牛耕田时,可以与惯耕老牛共同负犁耙,则小牛自然知晓“耕道”。“种木”介绍了移栽树木、骟诸色果树、种柳树以及桑树等的方法和注意事项。“莳种”介绍了种植麻、菜瓜、芋秧、栽葱和韭薤、莴苣、生菜、四月芥以及作种大葫芦坑的方法。“莳药”介绍了种地黄法、种天门冬的方法。“修馔”介绍了小豆酱的做法。 二月里“农事大作”,百姓不应让其它事情妨碍农事活动的进行。该月也同样举行一些祈求五谷丰登的活动,“社日农家当祭五谷之神,王者祭社稷,以祈求一年的丰熟。”[18]“务农”活动包括压桑条、种黍、种麻子、种大豆、种碗乌豆。“种木”介绍了栽松、栽梨、栽桃、种栗、种银杏、种枣、栽葡萄、种茶等的方法,嫁接技术介绍了接诸般果木、腰接、根接等嫁接的方法。“莳种”包括种黄瓜、种菜瓜、种大葫芦法、种茄子、种萝卜菘菜、种西瓜等的方法。“莳药”介绍种牛蒡子、商陆、野菊、百合等的技术。“种花”介绍种盆内花、种菖蒲、栽茉莉花等的方法。 三月间“生气方盛,阳气发泄,时雨将降”,农家应该修堤防、通沟壑,为水利灌溉做好准备工作。此月里百姓开始为农事活动忙碌,“蚕始生,农事方作,男力畎亩,妇工桑林”。[19]朱权认为“一年之富在于春,一春之富在于此月”,此月家中的男丁应在田地里辛勤耕作,而妇女则应好好养蚕。文中还介绍了踏青、寒食、清明祭祖等活动。农事活动主要包括犁秧田、浸稻种、种芝麻、种大豆、种粟谷、种棉花等,文中强调了做这些事时应注意的事情,如种棉花要“时常掏去苗尖,不要长高,若高则不结”。“莳药”介绍了种山药、种枸杞等的方法。此月中重点介绍了养蚕的方法。 四月里“蚕事毕,麦乃登”,应驱赶禽兽,勿使其伤害五谷。文中介绍了防止沙雾伤麦的方法,有沙雾时,当“用苘麻散拴长绳上”,清晨让两个人持其绳在麦子上牵拖过去,这样就伤不到麦子了。“种木”记述种植槐、杏等的方法。“收藏”介绍了收杏子、收诸色菜子以及收皮货虫不蛀、收毡毛物品虫不蛀的方法。五月里“芒种至,布谷催耕,可尽力于陇亩”,此为一年之计。文中记载了人们庆祝端午节的风俗习惯,“务农”介绍了插稻秧、收豌豆、刈苎麻、收小麦的方法,指出稻秧应在芒种前后插之,小麦半黄时应趁天晴尽快收割,过熟则容易造成浪费。“种木”记述了种杏、种桃、种桑葚、嫁枣、治竹子枯萎法等。“收藏”里记载用麦面煮粥加入盐,等冷却后倒入瓮中,将桃放入粥内,密封瓮口,当冬天取食时如新桃一样。 六月里“土润溽暑,可以粪田畴肥陇亩。”六月六日凡经书、图书、衣服、器用之类物品都应暴晒;农家则晒蓑笠、鞋袜等,以应一年之候。六月里的主要农事活动包括耕麦地、种绿豆、刈麻、耘稻、晒小麦、种萝卜、种胡萝卜等。六月初旬便可耕麦地,耕过后田地内可种少许绿豆,到七月时用犁翻豆秧入地,胜过用粪,而且麦苗还容易长的茂盛;开垦荒地时先烧去野草,犁过后漫撒芝麻,种芝麻一年,然后再种五谷就没有荒草之害。“修馔”中介绍了六月里可以制造的食物,如豆酱、小麦醋、米醋等。 七月里农家要供奉谷物给上帝、后土之神,然后“方炊献于长者”称作尝新,妇女“当急织”,缝制衣物。七月七日要用瓜果祭祀牛郎织女星,妇女有“穿针弄影”的习俗。荞麦应该在立秋前后种植,宜稠密撒种,这样结果实多,若稀则结子少。“莳种”介绍了种菠菜、割蓝、种蔓菁、种苜蓿的方法,譬如菠菜应等生芽时在肥地松土内种植,经常用水浇灌就会生长的茂盛。八月里“饰仓廪,用收敛,多积聚,乃用事于麦。”社日农家要祭五谷土神,文中还介绍了中秋节的习俗。种小麦时土地要耕犁的熟,种麦时间的选择上以“雨经社日”为佳。“莳种”包括种葱子、种常食白菜、种蒜、分韭菜等,种蒜需在薹出时拔去,这样则蒜瓣肥大、韭菜根多年交结后就不茂盛,需作畦分栽,将大老根摘去,留嫩根栽种,用猪、鸡粪壅之则茂。 九月“农事备举,五谷之要以供租税于官,无致租吏之害。”[20]该月里应该伐薪烧炭以供一冬之用,九月九日“日当重九,阳极之辰”,父老乡亲缚茱萸于臂,登高山,以祛除不祥。“务农”介绍了收五谷、收芝麻秆、收诸色豆秆等法;将芝麻秆收于米仓内,则米不会蛀,将豆秆晒干后收贮,冬天可以饲养牛马。油菜适宜在肥沃土地中种,须用水经常浇灌。“收鸡种”介绍选取形小、毛浅、脚细短者为佳,小鸡才出生时宜喂干饭。十月里“天气上升,地气下降,闭塞而成冬,农乃休息,可造酒以供一年之用。”[21]十月里应该用稻草包裹畏寒的树木,“莳种”介绍了南方、北方如何种植过冬白菜。“修馔”中介绍了割蜜的方法。此月中可用蓑草为牛编织蓑衣,当遇到寒冷天时,可将蓑衣搭在牛背上用麻绳拴紧,以防牛被冻伤。 十一月“天开于阳气发生之辰,君子道长之时也。其眷属当行拜贺之礼,食馄饨譬天开混沌之意。”[22]此月应该伐竹木、收蔬菜、猎取野兽“淹腊”以供一年之用。农事活动可以收牛粪、修池塘。“收藏”中介绍了收藏雪水的方法,用大瓮盛雪埋于水窖内,如果没有水窖可以埋于背阴高阜地下,用稻草盖住,不要让雨水流入。十二月里可“作农计耦耕事,修耒耜,具田器。”此月八日可“用五味煮粥而食之,取其逼寒邪去阴气也”,文中重点介绍了除夕日守岁、放爆竹等风俗活动。“种木”中介绍了裁桑的具体做法。“收羊种”介绍称腊月出生的小羊最好,正月亦佳,春夏间宜早放早收,秋冬间宜晚放。 3 继承与发展:《神隐》卷下与《农桑衣食撮要》的比较 元代鲁明善撰写的《农桑衣食撮要》被称为元代三大农书之一,是我国传统月令体裁农书中完整地保存至今的佳作。该书分二卷,按十二月份分别列举每月内农家所应从事的农事活动,分项用简练的文字写明技术要求、操作方法或应用效果等。将朱权撰写的《神隐》下卷与《农桑衣食撮要》进行比较,便可发现《农桑衣食撮要》中的大部分项目,一字不易或稍加修改后被辑入《神隐》下卷中。但《神隐》下卷并不仅仅只是继承,而是在继承的基础上进行了发展与完善。 《神隐》卷下与《农桑衣食撮要》相比,[23]内容更为丰富。《神隐》中每月增加了介绍一月内物候、重要农事活动以及民间习俗的文字。《神隐》在介绍每月所应从事的农事活动时,增加了有关种药、种花、治药等方面的内容,并对种树、莳种、修馔等的内容进行了扩充,在修馔内容上的扩充最为明显。如正月在“种柳”方面,采取了较《撮要》更加复杂的方法;[24]二月增加了莳药、种花、治药的内容;六月中介绍酱、麦醋的做法较《撮要》更为细致。在具体条目介绍上,《神隐》有时也增加内容,扩充相关知识。如二月“种藕莲”条,前面文字与《撮要》“种藕莲”相同,最后多加“荷极怕桐油”一句;三月“养蚕法”《撮要》只用一百余字进行介绍,而《神隐》则对养蚕的各个环节都进行了全面详细的介绍;《神隐》八月“种蒜”条中,增加了“薹出拔去则肥大不然则瘦小”一句。《神隐》还在最后“牧养之法”、“医六畜诸病法”中,增加了有关饲养牲畜以及治疗六畜疾病方面的内容。 《神隐》卷下与《撮要》相比,条理更加清晰。《撮要》中每月所列举的条目条理性不强,基本上属于随机排序。而《神隐》下卷在列举每月农事活动的条目时,将农事活动分为务农、种木、莳种等几个类别,然后按一定的顺序排列。把比较重要的条目如有关务农、莳种的内容排列在前,突出重点。《神隐》下卷每月记载内容的顺序,首先是概括叙述此月所应重视的农事活动以及月内重要的民俗节日,然后按务农、种木、莳种、莳药、种花、治药、修馔、收藏、牧养的顺序来进行叙述。在具体一个类别的叙述中,也常常把较为重要的条目放在靠前的位置。 《神隐》卷下与《撮要》相比,在语言表达上更为完整准确。《神隐》在收录《撮要》相关条目时,对其中意思表达不清楚、不准确的条目,通过增加文字、调整顺序等方式使文字表达的更为完整、准确、通顺。如《神隐》二月“压桑条”,《神隐》将《撮要》“压桑条”的前后顺序调换,把“湿土压则条烂不生根,燥土压之则易生根”改为“用燥土压之则根易生,若湿土压则条烂不生”;[25]“种茶”条中,将“茶性恶水”一句放在前面,后面续以《撮要》相同的文字,这样就与《撮要》中“水浸根必死”一句相照应。三月“种粟谷”条,《神隐》把《撮要》中“浸谷用腊雪水浸过耐寒辟虫伤”改为“粟谷用腊雪水浸过耐寒辟虫伤”,语句更为通顺。八月“放芋根”条,《神隐》把《撮要》中“锄开根边,上别泥”改为“锄开根边土,却上肥泥壅根”。 4 耕、畜、蚕并举:《神隐》中的农业科技成就 农作物种植、畜牧养殖、养蚕等是中国古代农事活动的主要内容。《农桑衣食撮要》中对畜牧养殖、养蚕等的介绍比较简略,《神隐》则在这些方面予以加强充实。《神隐》在农业科技方面的成就主要体现在农作物栽培、畜牧兽医以及养蚕技术三个方面。 《神隐》中的关于农作物栽培技术的记载主要集于每月的农事活动中,这些内容在继承前人优秀成果的基础上,进行了创新、发展。如种植小麦,《神隐》在八月中强调种植小麦的土地应“耕犁的熟”,不同时间种植的播种量不同;十月应注意及时将麦地内的杂草锄去,“若不耘锄者其麦少收”;四月要采取措施防止沙雾伤害麦子;五月收割小麦时,应在小麦半黄时趁天晴尽快收割,小麦过熟就很容易被浪费掉;六月初旬四五更时,可乘“露水未干、阳气在下”时耕麦地,此时“牛得其凉”,耕过的土地内稀种绿豆,到七月时用犁翻豆秧入地,比使用粪料的效果还好,麦苗更易茂盛;三伏日适宜晒麦,晒干后方可收藏,用仓耳、辣蓼与小麦一起收藏,效果甚好。《神隐》中对其它农作物如水稻、黍、大豆、桑树等的栽培技术也有详细论述。 《神隐》“牧养之法”中详细阐释了饲养家畜的技巧、方法以及如何治疗家畜病患。“六畜房圈”中强调农家要重视畜牧业,细心照看牲畜,六畜“虽是畜生,其性与人亦同也,有饥寒之苦不可不留心。”[26]文中根据马、牛、养等牲畜、家禽的不同特性,记载了不同的养殖方法和注意事项。养马条载:“马者火畜也,其性恶湿,利居高燥”;养马须“中春放淫顺起性也,季春必恐其退也,盛夏必浸恐伤于暑,季冬必温恐伤于寒”[27]养猪时,母猪应选取“短喙无柔毛者良”;“牝者子母不同圈”,若子母同圈,则喜相聚而不食,肥壮者同圈则无害。养羊时需注意“羊者火畜也,其性恶湿,利居高燥,作棚栈宜高,常除粪秽。……若母羊有十只,羝羊只用二只,少则不孕多则乱群。”[28]选取鹅鸭的良法是“鹅鸭母其头欲小;口上有小珠,满五者生蛋多,满三者为次”。[29]“医六畜诸病法”介绍了马、牛、羊、猫、鸡、狗、猪、鱼、鸽子等动物病症的治疗方法,这些记载简单、易操作,对于处理一些常见的牲畜病患非常有用。 《神隐》中对养蚕过程中的各个环节都有细致入微的阐述,这些记载主要保存在《神隐》下卷“三月”的农事活动当中。书中介绍蚕出生一月之前应将蚕屋泥补干净,如果墙壁潮湿会影响蚕的生长,蚕蚁出生之前的三五日应先用火将蚕屋熏暖。下蚁后先均匀铺一层细软蓐草,把切细的桑叶掺于蓐草之上,然后将蚕连翻搭叶上,蚁自下连。应根据桑叶的多少放蚁,千万不要贪多否则会劳而无功。“凉暖总论”曰:“自蚁初生相火两眠,蚕屋正要温暖,蚕母须着单衣可知凉暖”,若养蚕者自身感觉寒,则蚕必寒,应添热火;若自身感觉热,可酌量去火。[30]蚕必须昼夜饲养,若饲养顿数过多则早老,少则迟老。“二十五日老一箔,可得丝二十五两;二十八日老,得丝二十两,若月余或四十日老,止得丝十余两。”[31]饲养蚕的桑叶要均匀,若阴雨天寒时可“先用干桑或去叶秆草一把,点火绕箔照过,逼出寒湿之气”,然后喂养蚕则蚕不生病。饲养用的桑叶欲薄,“厚则多伤”,须勤饲,最忌“露水湿叶并雨湿叶饲之”,不然蚕则多生病。《神隐》中记载的农业栽培技术、牲畜家禽的养殖与病症治疗、养蚕技术,既是当时农事活动经验的总结,又蕴含着许多合理的科学因素,对指导、促进当时的农业生产生活有积极作用。 综上所述,《神隐》一书内容涵盖了农村生活衣、食、住、行、用等方面,下卷集中叙述了农家农事活动,包含了很多农业技术知识。《神隐》一书百分之八十以上的内容都与农业、农村生活有关,因而从本质上讲《神隐》是一部农书,是农家日用百科全书,是中国古代月令体裁农书的重要代表作之一。《神隐》并不是“漫不经心”之作,该书在继承《农桑衣食撮要》基础上进行了许多创新。朱权在叙述每月农事活动之前概述该月的“天气”、“地气”的变化,体现了很高的“尊崇自然、师法自然和顺应自然的深层生态伦理”[32]意识。书中大量增加了农村日常生活知识的介绍,对农业生产、农家生活具有很强的指导性。 农业知识论文:恩施州茶叶地理标志特征与农业知识产权保护 摘要:恩施州为我国茶叶重要产区,茶产业已成为其优势支柱产业。该州享有“世界硒都” 美誉,是天然富硒茶的最佳产地.。介绍了该自治州茶叶的地理标志特征与知识产权保护现状,分析其农业知识产权保护对策,并提出了相关的建设性建议。 关键词:恩施州;天然富硒茶;地理标志;农业知识产权 为贯彻落实《国家知识产权战略纲要》,2010年6月10日,中国农业部了《农业知识产权战略纲要》(2010-2020年),此将有助于提升农业知识产权-技术支撑。2012年中央1号文件突出强调农业科技,并对加快推进农业科技创新作出了全面部署[1]。因此,需要运用农业知识产权保护农业科技创新[2-4]。 农业知识产权,特指农业领域的知识产权保护,包括涉农专利、商标、版权以及植物新品种、地理标志、农业生物遗传资源与传统知识、农业商业秘密等[5-7]。其中,地理标志,是指标示某商品来源于某地区,该商品的特定质量、信誉或者其他特征,主要由该地区的自然因素或者人文因素所决定的标志[8-10]。 湖北恩施土家族苗族自治州,位于新阶段扶贫攻坚主战场武陵山片区,辖恩施、利川两个县级市和巴东、来凤、咸丰、建始、鹤峰、宣恩6个县,为我国茶叶重要产区。其中,鹤峰县、恩施市、宣恩县、利川市、咸丰县,均入选2013年度全国重点产茶县(100名),并分别排名17、23、34、37、59,并且鹤峰县、宣恩县被中国茶叶流通协会分别授予“2012年度全国十大生态产茶县”、“2013年度全国十大生态产茶县”。恩施玉露、恩施富硒茶、伍家台贡茶、鹤峰茶、马坡茶等实施了国家地理标志保护。湖北十大茶叶名乡名镇中,该州有3个,即恩施市芭蕉侗族乡、宣恩县万寨乡、利川市毛坝乡。 恩施州具有发展茶产业(尤其是天然富硒茶产业)的资源优势,茶产业已成为其优势支柱产业。2013年,该自治州启动茶叶等六大产业链建设,推进了特色产业发展。因此,本文对世界硒都恩施州茶叶地理标志特征与农业知识产权保护对策进行了研究。 1 恩施州茶叶的地理标志因素与知识产权 1.1 地理标志自然因素 恩施州茶叶的地理标志自然因素主要有:①喜湿类植物茶叶适合生长地带;②绿色生态环境;③天然富硒农业地质环境;④优质茶树品种;⑤富硒等茶叶品质特点。 1.1.1 喜湿类植物茶叶适合生长地带 恩施州地理坐标东经109°4′48″-109°58′42″,北纬29°50′24″- 30°40′00″,属亚热带季风和季风性湿润气候。总的气候特点是:冬少严寒,夏无酷暑,雾多寡照,终年湿润,降水充沛,雨热同期。 该州由北部大巴山脉的南缘分支--巫山山脉,东南部和中部属苗岭分支--武陵山脉,西部大娄山山脉的北延部分--齐跃山脉等三大主要山脉组成的山地。全州地势是三山鼎立,呈现北部,西北部和东南部高,逐渐向中、南倾斜而相对低下的状态。境内除东北部有海拔3 000 m以上小面积山地外,普遍展示着海拔2 000~1 700 m,1 500~1 300 m,1 200~1 000 m,900~800 m,700~500 m等五级面积不等的夷平面,并存在一至二级河谷阶地。 因地形错综复杂,地势高低悬殊,又呈现出极其明显的气候垂直地域差异。热量、温度随地势升高而下降,年平均气温,低山16.3 ℃,中山13.4 ℃,高山7.8 ℃;年降水量,东南部1 100~1 300 mm,西北部1 000~1 900 mm,中部1 400~1600 mm;年平均日照,低山1 300 h,中山1 200~1 350 h,高山1 000~1 350 h;无霜期,低山238~348 d,中山237~264 d,高山170~233 d;相对湿度,低山82%,中山85%,高山82%。 恩施州气候温和,雨量充沛,峰高雾缭,甘泉潺潺山地较多,土地肥沃,土壤呈酸性至弱酸性,适宜喜湿类植物茶叶生长。 1.1.2 绿色生态环境 恩施是个人口较少且以农业为主的自治州,基本上没有工业污染与农业过度开垦问题,山清水秀,森林覆盖率近70%,享有“鄂西林海”、“华中药库”等美誉,为鄂西生态文化旅游圈的优秀区、国家天然林资源保护工程区、高浓度负氧离子区域。 州域森林资源尤为丰富,共有树种171科,645属,1 264种。其中,属国家重点保护的珍稀树种有水彬、珙桐、秃彬、巴东木莲、钟萼木,光叶珙桐、连香树、香果树、杜仲银杏等40余种,约占全省列入国家重点保护树种的90%。生态恩施,万物殊佳:古银杏、古杜鹃、古珙桐,嘉木异株,旷世珍稀;江边一碗水,头顶一颗珠,七叶一枝花,天下奇绝;北纬三十度,物种起源地;青山生灵草,沃土育家珍。 1.1.3 天然富硒农业地质环境 该州硒资源极为丰富,其含量之高居世界之首,被公认为“世界硒都”[11],是天然富硒茶的最佳产地。其中,恩施市双河渔塘坝硒矿床,是世界惟一的沉积型独立硒矿床,该市于2011年9月19日,被国际人与动物微量元素大会(TEMA14)组委会授予“世界硒都”称号。 恩施州天然富硒土壤分布较广,其成因类型有两种:(1)石煤型;(2)燃煤型。其中,石煤型富硒土壤是由二叠系下统孤峰组(P1g)、奥陶系上统-志留系下统龙马溪组(O3S1l)、寒武系下统牛蹄塘组(∈1n)等黑色岩系中的石煤风化作用与成壤作用而形成的;燃煤型富硒土壤是由二叠系上统龙潭组(P2l)、二叠系下统梁山组(P1l)、三叠系上统九里岗组(T3 j)、侏罗系下统桐竹园组(J1t)等煤系地层风化作用与成壤作用而形成的。该州龙潭煤系煤含硒2.4-20.0 mg/kg[12]。 恩施州黑色岩系与煤系地层出露较广,富硒岩石、富硒土壤、富硒矿泉水、富硒动植物资源聚集形成了天然富硒地质环境与富硒生物圈。 1.1.4 优质茶树品种 恩施州种植的茶树品种,主要有引进的部级优质茶树良种福鼎大白茶、龙井43、鄂茶1号,以及优良的地方茶树品种恩施玉露1号、鄂茶10号、恩苔1号、恩苔2号、恩苔早、宣恩27、恩茶红、毛坝早等。其中,恩苔早群体种等地方茶树品种,是当地农业物种类遗产品种。 1.1.5 富硒等茶叶品质特点 硒(Se)是世界卫生组织(WHO)确定的第三种人体必需微量元素[13],威胁人类健康和生命的40多种疾病都与人体缺硒有关。世界卫生组织提醒,中国公民缺硒逼近健康警戒线。富硒茶中的硒呈有机态,是补硒养生福音。恩施州茶叶富硒,有的高达7.53 mg/kg[14]。除了富硒外,绿林翠峰、伍家台绿针、恩施花枝茶、恩施玉露、雾洞绿峰等著名绿茶品质特点还以味鲜、香高、色绿、形美等著称于世,著名红茶利川红具有“冷后浑”现象。 1.2 地理标志人文因素 恩施州茶叶的地理标志人文因素主要有:(1)茶树栽培历史悠久;(2)制茶工艺古老;(3)贡茶文化;(4)名茶品牌;(5)茶文化遗产丰富;(6)标准化生产与绿色生态化发展。 1.2.1 茶树栽培历史悠久 恩施州茶树栽培的历史悠久。据西晋人所著的《荆州土地记》中记载:“武陵七县通出茶,最好”。东晋人千宝所著《述异记》中云:“巴东真香茗,其花白色如蔷薇,煎服令人不眠,能诵无忘。”说明早在距今1 700多年之前,恩施州的茶叶已进入宫庭。 1.2.2 制茶工艺古老 蒸青绿茶,是指利用蒸汽来杀青的制茶工艺而获得的成品绿茶,为我国古代最早发明的一种茶类,比炒青的历史更悠久,恩施玉露、当阳的仙人掌茶、宜兴的阳羡茶等是仅存不多的蒸青绿茶品种。 蒸青绿茶的工艺,保留了较多的叶绿素,蛋白质,氨基酸,芳香物质等内含物,形成了“三绿一爽”的品质特征,即色泽翠绿,汤色嫩绿,叶底青绿;茶汤滋味鲜爽甘醇,带有海藻味的绿豆香或板栗香。 恩施玉露,是我国保留下来的为数不多的一种蒸青绿茶,其制作工艺及所用工具相当古老,与陆羽《茶经》所载十分相似[15]。其香鲜爽口,外形条索紧圆光滑,色泽苍翠绿润,毫白如玉。 1.2.3 贡茶文化 伍家台贡茶的创始人伍昌臣,在宣恩县伍家台忠堡屋脊苦心栽培茶叶,生产出来的“白茶”,独具许多优点:味甘、汤色清绿明亮、似熟板栗香。头年的春茶密封在坛子里,第二年饮用,其色、香、味、形不变,保持新茶的一切特点。由于有这些优点,逐渐远近驰名,官吏豪绅争相索购,并且作为贡品献给乾隆皇帝,皇帝品后大悦,下旨御赐《皇恩宠赐》匾,以资嘉奖[16]。 1.2.4 名茶品牌 早在清朝,乾隆御笔《皇恩宠锡》的伍家台贡茶就久负盛名,具有很高的历史、艺术和科学价值。恩施玉露1965年被评为“中国十大名茶”,2009年3月28日被授予“湖北省第一历史名茶”牌匾。 宜红茶,历史上因由宜昌集散、加工、出口而得名,是我国十大工夫红茶品种之一。宜红茶区位于武陵山系和大巴山系的湖北、湖南三市州(湖北的宜昌市、恩施土家族苗族自治州、湖南的常德市)二十余县,是我国历史悠久的著名茶区。 1.2.5 茶文化遗产丰富 恩施州有丰富的茶文化遗产。其中,恩施玉露、伍家台贡茶、宜红茶等的传统制茶工艺,是重要的传统技艺类非物质文化遗产[17];而“恩施玉露侗乡茶文化系统”,是重要的农业系统及其相关的农业生物多样性、文化和知识体系,为重要农业文化遗产,属物质文化遗产[18]。 1.2.6 标准化生产与绿色生态化发展 2005年,恩施州农业局出台了《无公害茶叶标准化生产技术》。鹤峰县创建全国绿色食品原料(茶叶)标准化生产基地项目,2010年9月28日通过专家组验收。恩施市茶叶栽培部级农业标准化示范区项目,2013年10月15日已进行考核验收。恩施玉露、恩施富硒茶、伍家台贡茶、鹤峰茶等国家地理标志产品均有相应的质量标准。 为落实“重品质、重安全、重环保、重民生”的可持续发展目标,推动中国茶叶行业绿色生态化发展,中国茶叶流通协会开展全国十大生态产茶县评选。其中,鹤峰县、宣恩县分别被授予“2012年度全国十大生态产茶县”、“2013年度全国十大生态产茶县”。 1.3 知识产权保护 涉及茶叶的知识产权主要有:地理标志、商标、专利、农业生物遗传资源、传统知识、植物新品种等。 1.3.1 地理标志 地理标志,是世界贸易组织(WTO)《与贸易有关的知识产权协议》(TRIPS协议)规定的七种独立的知识产权之一,为多哈回合知识产权谈判的三大议题之一[5]。我国地理标志保护目前存在三个主要系统,其中,恩施州茶叶实施国家质量监督检验检疫总局的地理标志产品保护的有:恩施玉露、伍家台贡茶、鹤峰茶;注册国家工商总局的地理标志商标的有:恩施富硒茶、恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶;农业部登记的农产品地理标志的有:鹤峰茶、伍家台贡茶、马坡茶。 1.3.2 商标 商标是商品的生产者、经营者在其生产、制造、加工、拣选或者经销的商品上或者服务的提供者在其提供的服务上采用的,用于区别商品或服务来源的,由文字、图形、字母、数字、三维标志、声音、颜色组合,或上述要素的组合,具有显著特征的标志,是现代经济的产物。恩施州茶叶共注册了好几十件商标,其中,核准使用国家地理标志产品伍家台贡茶专用标志的企业,就共有14件商标(表1)。 地理标志商标是一种特殊的商标,申请地理标志证明商标是目前国际上保护特色产品的一种通行做法。地理标志商标,是标示某商品来源于某地区,并且该商品的特定质量、信誉或其他特征主要由该地区的自然因素或人文因素所决定的标志。恩施州茶叶有国家地理标志商标4件:恩施富硒茶、恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶。 著名商标,是指具有较高市场声誉和商业价值,为相关公众所熟知,并依法被认定的注册商标。恩施州茶叶商标中,有湖北省著名商标18件(表2)。 2013年3月,经国家工商总局批准,湖北三峡酒业“三峡牌及图”商标被认定为中国驰名商标,湖北恩施州实现了驰名商标零的突破,但是,目前该州茶叶还没有中国驰名商标。 1.3.3 专利 专利制度,旨在保护技术能够享受到独占性、排他性的权利,权利人之外的任何主体使用专利,都必须通过专利权人的授权许可才能获得使用权。恩施州茶叶生产、制茶、深加工等方面,共有国家专利30项(表3)。 1.3.4 农业生物遗传资源 遗传资源是国家的重要战略物资,关系到国计民生的基础性资源。遗传资源的产生并非一朝一夕的事情,而是一个长期的过程,往往不仅仅是现在持有者的培养和保护,而是经过数代人,数十代人,数百代人甚至更长时间的过程。恩施苔子茶群体种,是地方群体品种,为重要的农业生物遗传资源。恩苔1号、恩苔2号分别是从巴东县溪丘湾乡苔子茶群体中、鹤峰苔子茶群体中采用单株育种法育成,鄂茶10号是从恩施苔子茶群体种中经系统选育而成。优质茶树品种(尤其是外来品种)大规模推广,直接威胁到恩施苔子茶群体种。 1.3.5 传统知识 传统知识,可解释为知识系统、创造、创新和文化表达一般地从一代传向下一代,通常被认为与特别的民族和地域有关,并随着环境变化而保持着原有内涵和形式。恩施玉露、伍家台贡茶、恩施宜红茶等的传统制作技艺,是宝贵的非物质文化遗产,并包含许多传统知识。然而,恩施州茶叶传统制作技艺尚未登录《部级非物质文化遗产名录》,而《湖北省级非物质文化遗产名录》中相关的也仅有两项:恩施玉露制作技艺、宣恩伍家台贡茶制作技艺。 1.3.6 植物新品种 植物新品种,是指经过人工培育的或者对发现的野生植物加以开发,具备新颖性、特异性、一致性和稳定性并有适当命名的植物品种。1999年我国加入了国际植物新品种保护联盟(UPOV),2008年4月21日公布的《华人民共和国农业植物新品种保护名录》(第七批)中,包含有茶组[melliaL. Section Thea (L.) Dyer]。虽然恩施州茶叶科究人员近几年育成一些具备新颖性、特异性、一致性和稳定性并有适当命名的茶叶品种,但尚未申请植物新品种保护。 2 恩施州茶叶的农业知识产权保护对策 2.1 开展主要茶区大比例尺生态农业地质调查,揭示富硒等地理标志自然因素 因种种原因,恩施州的农业地质工作起步很晚。2012年该队完成了湖北省国土资源科技计划项目“宣恩县优质贡茶产地土壤地球化学特征研究”(编号ETZ2010A08),发现伍家台贡茶富硒富锌,2013年才负责恩施州财政公益性项目“恩施州硒资源与生态农业地质调查”(编号2150199)。 依目前的资料粗略统计,恩施州富硒土壤( 0.4 mg/kg)共有60.9%。与江汉流域等平原不同,恩施农业地质环境复杂,受基岩类型、地形地貌等控制明显,环境横向变化大,土壤种类多。 因此,需要开展主要茶区,尤其是恩施市芭蕉侗族乡、宣恩县万寨乡、利川市毛坝乡等湖北十大茶叶名乡名镇,以及恩施玉露、恩施富硒茶、伍家台贡茶、鹤峰茶、马坡茶等的地理标志保护范围的大比例尺(1∶5万或1∶1万)生态农业地质调查,评价区域农业生态地质条件,揭示各种名优茶叶的最佳生态地质环境,尤其是富硒等地理标志自然因素。 2.2 研究传统名茶的地理标志人文因素,保护茶文化遗产 传统名茶的地理标志人文因素中包含有非物质文化遗产、物质文化遗产(尤其是传统农业系统)等。 因此,需要研究恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶、恩施宜红茶等传统名茶原产地特有的产品生产工艺、流程等,揭示其地域性与独特性的人文因素,并申请恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶、恩施宜红茶等制作技艺的部级非物质文化遗产项目,其中作为我国第一蒸青绿茶,恩施玉露理应领街申报绿茶制作技艺的世界非物质文化遗产,申请“恩施玉露侗乡茶文化系统”的中国重要农业文化遗产,从而保护恩施州悠久的茶文化遗产,并且开展非物质文化遗产生产性保护,传承茶叶制作的传统知识。 2.3 对恩施宜红茶实施地理标志知识产权保护,传承百余年历史的品牌类文化遗产 《湖北茶业贸易志》记:鸦片战争前夕,由于广东茶商到鹤峰、五峰一带改制红茶,也促进了鄂西茶叶生产的发展,五峰、鹤峰、长阳生产的宜红茶,很受英商欢迎,成为国内著名出口红茶产品。由此可见,宜红茶是具百余年历史的品牌红茶,为品牌类文化遗产;和宜昌市一样,恩施州是宜红茶的主要产区。 宜昌市的宜都市宜红茶协会注册了国家地理标志商标“宜红工夫茶”,宜昌市的五峰土家族自治县茶叶专业经济协会、宜都市宜红茶协会分别登记了国家农产品地理标志“五峰宜红茶”、“宜都宜红茶”。然而,恩施州尚无红茶的国家地理标志,也没叫得响的红茶品牌,稍有点名的红茶是“利川红”、“利川宜红茶”等,尽管该州目前仍然是我国红茶的重要产区。 因此,需要对恩施宜红茶实施地理标志知识产权保护:①向国家质量监督检验检疫总局实施国家地理标志产品“恩施宜红茶”保护;②向国家工商总局注册国家地理标志商标“恩施宜红茶”;③向农业部登记国家农产品地理标志“恩施宜红茶”。并且,以“恩施宜红茶”统一全州红茶品牌,传承百余年历史的品牌类文化遗产――宜红茶(即宜红、宜红工夫茶)。 2.4 认定四个中华老字号,传承茶叶制作的传统知识 中华老字号,是指历史悠久,拥有世代传承的产品、技艺或服务,具有鲜明的中华民族传统文化背景和深厚的文化底蕴,取得社会广泛认同,形成良好信誉的品牌。恩施市润邦国际富硒茶业有限公司、恩施州伍家台富硒贡茶有限责任公司、利川市飞强茶业有限责任公司、湖北省鹤峰县翠泉茶业有限公司,分别拥有世代传承的茶叶恩施玉露、伍家台贡茶、鹤峰绿茶、恩施宜红茶,是老字号。 因此,上述四个企业的认定中华老字号应传承恩施玉露、伍家台贡茶、鹤峰绿茶、恩施宜红茶制作的传统知识。 2.5 鼓励国家专利、植物新品种的申报,保护茶叶科技创新 恩施州茶叶生产、制茶、深加工等方面有30项国家专利(表3),但其中创新性与实用性均强的少见。该州尚未申请茶组的植物新品种保护。因此,应该激励茶叶生产、制茶、深加工等方面研发,支持茶叶育种,鼓励国家专利、植物新品种的申报,保护茶叶科技创新。 2.6 选地理标志为战略品牌,整合茶叶的区域公用品牌 地理标志产品的某些特定品质、声誉或其他特点在本质上可归因于该地理来源。显然,地理标志本身就是品牌。地理标志可由商品来源地所有的企业、个人共同使用,只要其生产的商品达到了地理标志所代表的产品的品质,这样在同一地区使用同一地理标志的人就不止一个,使得地理标志的所有者具有集团性。 因此,除了完善恩施州绿茶的地理标志知识产权保护外,还应该加强红茶(恩施宜红茶)、乌龙茶(咸丰乌龙茶)、黑茶(恩施黑茶)等的地理标志保护,并选茶叶地理标志(国家地理标志产品、国家地理标志商标、国家农产品地理标志)为战略品牌,并在品牌、包装、质量、标准、宣传五统一的前提下,有效整合茶叶的区域公用品牌。 2.7 重点培育品牌,创建中国驰名商标 恩施州茶叶没有中国驰名商标,只有18件湖北省著名商标(表2),目前有4件国家地理标志商标:恩施富硒茶、恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶。显然,现有的18件湖北省著名商标,其使用者相当分散,商品生产规模不大,难以升格为中国驰名商标。 因此,应加快注册国家地理标志商标“恩施宜红茶”,重点培育恩施富硒茶、恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶、恩施宜红茶的品牌,申请国家地理标志商标的湖北省著名商标,并以国家地理标志商标争取认证5件中国驰名商标。 2.8 建立茶叶种质园,保护当地茶叶遗传资源 恩施苔子茶群体种等为恩施州重要的农业生物遗传资源,是经过许多代人长期种植茶叶所遗留下的,是茶叶新品种育种的种质。 因此,为了防止引进的福鼎大白茶、龙井43、鄂茶1号等对当地种质资源的威胁,应建立恩施州茶叶种质园,保护当地茶叶遗传资源,同时还应开发茶叶种质园的旅游资源,发挥茶叶种质园多功能。 2.9 宣传农业知识产权,提高知识产权保护意识 随着我国农业农村经济的不断发展,以专业大户、专业合作社、家庭农场、农业企业为代表的新型农业经营主体日益显示出发展生机与潜力。 因此,需要向恩施州社会大众,重点向茶叶专业大户、茶叶农民专业合作社、茶叶家庭农场、茶叶龙头企业(湖北真香茗生态农业发展有限公司、恩施市润邦国际富硒茶业有限公司、湖北省鹤峰县翠泉茶业有限公司、利川市飞强茶业有限责任公司、咸丰县人头山茶业有限责任公司、恩施州伍家台富硒贡茶有限责任公司等)宣传农业知识产权,着力培育新型农业经营主体的知识产权保护意识。 3 小结与建议 恩施州具有发展茶产业(尤其是天然富硒茶产业)的资源优势,茶产业已成为其优势支柱产业,为我国茶叶重要产区。该州茶叶的地理标志自然因素主要有:①喜湿类植物茶叶适合生长地带;②绿色生态环境;③天然富硒农业地质环境;④优质茶树品种;⑤富硒等茶叶品质特点。其人文因素主要有:①茶树栽培历史悠久;②制茶工艺古老;③贡茶文化;④名茶品牌;⑤茶文化遗产丰富;⑥标准化生产与绿色生态化发展。 恩施州茶叶有3种国家地理标志产品、4件国家地理标志商标、3种国家农产品地理标志。全州茶叶共注册了好几十件商标,其中,核准使用国家地理标志产品伍家台贡茶专用标志的企业就共有14件商标。除4件国家地理标志商标外,恩施州茶叶商标中,有18件湖北省著名商标,但没有中国驰名商标。该州茶叶生产、制茶、深加工等方面共有30项国家专利。恩施苔子茶群体种,为重要的农业生物遗传资源。恩施玉露、伍家台贡茶、恩施宜红茶等的传统制作技艺,是宝贵的非物质文化遗产,并包含许多传统知识。其中有湖北省级非物质文化遗产两项:恩施玉露制作技艺、宣恩伍家台贡茶制作技艺。尚未申请茶组的植物新品种保护。 我们分析了恩施州茶叶的农业知识产权保护对策,并建议:①开展主要茶区大比例尺生态农业地质调查,揭示富硒等地理标志自然因素;②研究传统名茶的地理标志人文因素,保护茶文化遗产;③对恩施宜红茶实施地理标志知识产权保护,传承百余年历史的品牌类文化遗产;④认定中华老字号,传承茶叶制作的传统知识;⑤鼓励国家专利、植物新品种的申报,保护茶叶科技创新;⑥选地理标志为战略品牌,整合茶叶的区域公用品牌;⑦重点培育恩施富硒茶、恩施玉露、鹤峰绿茶、伍家台贡茶、恩施宜红茶等品牌,争取认证5件中国驰名商标;⑧建立茶叶种质园,保护当地茶叶遗传资源;⑨宣传农业知识产权,培育新型农业经营主体的知识产权保护意识。 农业知识论文:农业知识库的设计与实现 摘要:通过对数据库技术及农业信息分类技术的研究,设计农业知识数据库结构,并开发农业知识采集系统,为农业知识采集提供录入接口。农业知识库的设计为农业知识检索系统开发奠定基础。实际应用证明,该知识库为农业信息检索系统开发提供了很好的支持。 关键词:知识库;农业信息分类;mysql 新疆地域辽阔,农业、牧业生产较分散,特别是牧民生产生活地点不固定,农业科技人员很难进行定点科技服务。通过农业知识库建设,建立农业信息话务咨询中心,农牧民在田间地头通过为农服务热线即可咨询生产过程中遇到的各种问题,这将大大提高我区为农服务水平,及时帮助农户快速解决生产中遇到的各种问题,提高为农服务质量,促进我区农、林、牧、副、渔业快速发展。因此农业知识库的构建与实现是建立农业信息话务中心的迫切需求。 1 农业信息分类 农业知识库需要储存大量的农业数据,为了合理的构建农业知识库,需要研究农业信息科学的分类方法。经过调查研究、咨询相关专家以及查阅相关书籍,依据“农业信息分类标准草案”,我们将农业信息分为种植业及制品、渔业、畜牧业、农业生产资料、园林、农机械、植物病理、动物病理八大类,每个大类下面又分二级类别、三级类别、四级类别。以种植业及其制品为例,其二级类别又可分为粮食作物、经济作物、蔬菜、瓜果类、油类。二级类别下又设三级类别,以粮食作物为例其三级类别又可分为谷物,三级类别下又设四级类别,以谷物为例,其四级类别包括大麦、燕麦、荞麦、青稞等具体植物;经济作物的三级级类别又可分为油料、豆类、棉麻、糖类作物。油料的四级类别又分为花生、油菜、芥菜等植物;豆类的四级类别包括大豆、蚕豆、豌豆、等植物;棉、麻的四级类别包括棉花、细绒棉、木棉、野麻、剑麻等植物;糖类作物的四级类别包括甘蔗、甜菜。蔬菜的三级类别又可分为根菜类、茎菜类、叶菜类、花菜类、果菜类、种子类。根菜的四级类别分为萝卜、大头菜、牛蒡等植物;茎菜类的四级类别又分为马铃薯、菊芋、藕等植物;叶菜类的四级类别包括小白菜、菠菜、芹菜等植物;花菜类下面有花椰菜、青花菜、金针菜等植物;果菜类四级类别包括黄瓜、南瓜、苦瓜等植物;种菜类四级类别包括籽用西瓜、莲子、芡实;瓜果类三级类别包括瓜类、果类、坚果、干果。瓜类四级类别包括西瓜、甜瓜、哈密瓜等植物;果类下面有苹果、桃、石榴等植物;坚果、干果下面有按巴旦木、核桃、葡萄干等植物。油类又可分为食用油。食用油下面有花生油、豆油、菜籽油等。按照这样的方法将其余七类由大至小细分。 3 知识录入系统的设计与实现 知识库数据的获取主要包括三种途径,第一种途径是通过网络爬虫从相关农业网站抓取信息,然后分类导入知识库,第二种途径为人工录入已掌握的大量农业科技信息,第三种途径为用户检索过程中查询不到的关键词经客服人员搜索再次录入知识库,通过这三种途径不断丰富农业知识库,为方便人工录入,开发了农业知识库录入接口,开发技术采用jsp+servlet+strus,服务器使用fedora14.农业知识录入界面如图2。 在知识录入过程中,首先要选择所录农业科技知识所属一级类别、二级类别、三级类别和四级类别,然后在标题栏中输入农业知识标题,在内容栏中输入农业知识内容,点击提交即可。农业信息的分类不但利于数据的存储,而且为后期开发农业科技知识检索系统及用户个性信息定制提供了基础。 4 结束语 目前该知识库已设计完毕,数据录入工作正在进行,已录入农业科技知识3000余条,网络爬虫采集数据经分类入库350多万条,为农业知识检索系统提供了数据支持,起到了为农服务的目的。 农业知识论文:基于专利引文的农业知识转移研究现状 〔摘要〕发明专利的数量与质量是衡量一个企业甚至国家创新活动的重要指标。专利引证活动可以反映知识转移情况。针对2011年申请的中国“收获和割草”领域的发明专利,从申请人、发明人、分类号、关键词等多个方面展开分析,并且考察了其中的专利引证活动,包括对专利文献的引证和对非专利文献的引证,对我国基于专利引文的农业知识转移研究现状进行了梳理,总结了基于专利引文的农业知识转移的特点。 〔关键词〕专利;引文分析;知识转移;农业 专利是受法律规范保护的发明创造,它是指一项发明创造向国家审批机关提出专利申请,经依法审查合格后向专利申请人授予的在规定的时间内对该项发明创造享有的专有权。专利权是一种专有权,这种权利具有独占的排他性。非专利权人要想使用他人的专利技术,必须依法征得专利权人的同意或许可[1]。 被授予专利必须符合以下三个条件:(1)不明显性或潜在性,即使一个熟练的实践者也可能不知如何实施;(2)必须有用,这就意味着其具有潜在的商业价值;(3)必须是法律界定的创新[2]。专利在国家创新体系中发挥着越来越重要的作用。在一定程度上,专利的数量和质量被用于衡量一个企业或国家的创新活动。科技是第一生产力,而创新是发展的优秀动力。近年来,创新被越来越关注,尤其是中国这样一个以农业为主的发展中国家,为了赶超发达国家就必须重视创新活动。 本研究课题重点关注的是基于专利引文所开展的农业领域知识转移活动。为此,展开了相关文献调研与分析。 1研究方法与数据来源 选择研究数据库时,考虑到以下几个方面:(1)数据库的全面性和权威性将为数据的权威性和准确性提供有力保证;(2)描述的数据项必须是完整、全面和准确的,以便进行多角度、多层次的深入分析和评估;(3)中国国家知识产权局是中国专利的权威官方机构,其网站是专利信息披露的官方平台。因此,本研究的相关数据全部来自于中国国家知识产权局网站[3]。 在国际专利分类体系中有8个部,其中“A”部代表“人类生活必需”,“A01”类代表“农业;林业;畜牧业;打猎;诱捕;捕鱼”,其子类“A01D”代表“收获,割草”。由于农业领域应用广阔,其发明专利往往涉及多个学科领域。在此,重点关注了非常有农业特色的“收获和割草(Harvesting and Mowing)”类目下的发明专利,以其国际专利分类号“A01D”作为搜索关键字对分类号进行检索。针对我国2011年有关“收获和割草”的发明专利的引文情况进行分析研究,可以反映农业领域的知识转移与创新活动。于2012年4月19日收集了中国该领域发明专利了共计246项。运用文献计量、数据挖掘、计算机技术、可视化方法等分析相关发明专利申请书,从申请人、发明人、分类号、关键词等多个角度展开研究[4-5]。在此基础上,将运用词频分析、共词分析、社会网络分析、数据可视化以及其他先进的科学计量学方法,研究农业领域的知识转移活动[6-8]。 2研究结果 2.1总体情况 2011年以“A01D”为分类号的来自于中国大陆地区的226项发明专利,主要分布于27个省份或地区(如图1)。宁夏、海南、西藏、青海等四个省份和地区未检索出相关发明专利。另外有20项发明专利申请来自于国外公司,如日本本田汽车有限公司等。并且,有147个企业或组织均只申请了一项发明专利。 2.2申请人分析 2.2.1机构申请人 共计180项发明专利是由机构申请的,包括企业、大学和科研机构。其中,浙江亚特电器有限公司有12项发明专利,泉峰(中国)贸易有限公司有9项,本田技研工业株式会社有8项,宁波大叶园林设备有限公司有7项。浙江三佳农业机械装备有限公司和中国农业大学均有6项发明专利。迪尔公司、华南农业大学、江苏大学、农业部南京农业机械化研究所分别有5项发明专利。山东理工大学有4项,浙江大学和浙江理工大学均有3项发明专利。另外,有20个机构分别申请了2项发明专利。机构申请人的总体情况如表1。 2.2.2个人申请人 共有66项发明专利是由个人申请的。其中有5项专利涉及到14个申请人。来自安徽省淮北市杜集区石台镇学田村的孙明芹是申请相关发明专利最多的人,达到了3项。江苏省苏州市高新区泰山路2号博济科技园的曹安柏、山东省德州市禹城市人民路南首禹城亚泰机械制造公司的程广森、福建省泉州市南安市洪濑镇谯琉村尾厝11号的戴文育、安徽省淮北市黎苑新村34栋1单元202室的冯政、湖南省长沙市天心区大托村333号长沙市南田收割机公司的贺炳松均申请了2项发明专利。 2.3发明人分析 2.3.1发明人分布 共有657名个人发明人,其分布情况如表2。其中,浙江亚特电器有限公司的陈勇、泉峰(中国)贸易有限公司的基思帕克和宁波大叶园林设备有限公司的苏克等3人,分别发明了7项专利。本田技研工业株式会社的广濑信之和浙江三佳农业机械装备有限公司的卢志乐分别发明了6项专利。农业部南京农业机械化研究所的曹明珠、顾峰玮、王冰、于向涛、张延化、钟挺、江苏大学的李耀明均参与了4项发明专利。 2.3.2发明人的合作网络 基于所采集的数据,我们针对出现2次以上(包括2次)的发明人共计138人展开分析,试图构建他们之间的合作矩阵。发明人之间的合作网络(如图2所示)可以揭示发明人之间的联系、信息交流甚至创新激励活动。 整个合作网络是由几个小型的合作小组构成,线条的粗细代表了发明人之间的合作与交流的频率。其中一些发明人是非常重要的,例如庞靖与超过13人进行了合作发明活动。而曹明珠与钟挺、胡志超、王海鸥、尚书旗、于向涛等人合作频繁。这表明:发明专利往往是合作的成果。此外,频繁的合作将激励创新活动的发生,从而促进新发明的产生。 2.4分类号分析 2.4.1主分类号 对于每一个发明专利申请书而言,都有一个主分类号。由于很多专利都是跨学科领域的发明成果,其主分类号存在不确定性和随意性。对主分类号进行分析将帮助我们揭示跨学科的创新活动。通过对采集数据进行统计发现:有11个主分类号分别指向5个以上专利(如表3所示)。 有17项专利的主分类号为“A01D46/00”,代表“水果、蔬菜、啤酒花或类似作物的采摘;振摇树木或灌木的装置”。主分类号为“A01D45/02”的15项专利涉及“玉米的收获”。与甘蔗收获相关的专利(主分类号为A01D45/10)有14项。主分类号为“A01D34/68”的11项专利是有机动切割器或轮的割草装置。有9项专利(主分类号为A01D69/06)涉及收割的传动装置。专用于联合收割机的控制和测量装置(主分类号为A01D41/127)、生长作物的收获(主分类号为A01D45/00)、棉花的采摘(主分类号为A01D46/08)、作物处理机(即破碎或研碎禾秆的机械)(主分类号为A01D82/00)、园艺或蔬菜的栽培(主分类号为A01G1/00)等专利数量分别达到了7项。花生收获机(主分类号为A01D29/00)的相关专利达到了6项。 调节切割高度(主分类号“A01D34/74”)、联合收割机的零件(主分类号“A01D41/12”)用于分别采摘作物的自动装置(主分类号“A01D46/30”)的相关专利分别达到了5项。挖掘机如马铃薯挖掘犁(主分类号“A01D13/00”)、自走式联合收割机(主分类号“A01D41/02”)、水下植物的收获如海菜的收获(主分类号“A01D44/00”)、用摘棉花机的(主分类号“A01D46/14”)、手动操作的水果采摘工具(主分类号“A01D46/247”)相关专利分别达到了4项。 柔性线切割器(主分类号:A01D34/416)、联合收割机即与脱粒装置联合的收割机或割草机(主分类号:A01D41/00)、割草机所携带的箱体(主分类号:A01D43/063)、带收割作物的切碎装置(主分类号:A01D43/08)、振摇树木或灌木的装置以及同时所使用的水果捕获装置(主分类号:A01D46/26)、收割台(主分类号:A01D47/00)、制动器(主分类号:A01D69/10)、生长在土壤上的产品收获(主分类号:A01D91/04)相关专利分别达到3项。大部分的主分类号分别指向1项专利。 另外,有14项发明专利的主分类号不在“A01D”的下位类,如表5所示。这些专利涉及运输、化工、冶金、机械、物理、电力的相关方法和理论在农业领域中的运用。 2.4.2分类号 对每一个发明专利而言,有不止一个的可以反映专利归属学科的分类号。有9个分类号出现不少于10次,如表6所示。有20项发明专利是有关收割的传动装置。其他分类号的分布情况如表7所示。分类号为“A01D46/08”的专利有9项,均与棉花的采摘有关。有82个分类号仅出现了1次。 2.4.3分类号的共现 每个发明专利申请书中都包含有主分类号和分类号。为了揭示专利的学科分布情况,有必要对分类号的共现进行分析。我们重点关注出现不少于5次的分类号,共计29个。分类号的共现情况如图3所示。图中线条的粗细代表共现的频率,线条上的数字代表共现的次数。图中左侧部分出现了一个小型的网络,由“A01D34/74”、“A01D34/68”、“A01D34/82”、“A01D34/73”以及“A01D101/00”等5个分类号作为节点构成。这些分类号均与切割设备相关。而图的右侧部分存在一个大型网络。其中,“A01D45/10”和“A01D43/00”联系最为紧密,共现了7次之多,均与甘蔗的收获中的割草机有关。“A01D69/06”是一个非常重要的节点,与其他节点联系最为频繁,与其他9个节点共现的频率达到了15次。其自身的共现达到了20次。有35项专利与传动装置有关。“A01D45/00”与其他8个分类号联系紧密,有21项专利有关生长作物的收获。“A01D91/04”仅仅与“A01G1/00”发生共现,且共现次数达到6次。这意味着有6项专利与蔬菜的种植与收获有关。1111图3出现不少于5次的分类号的共现情况1111 2.5关键词分析 2.5.1关键词的分布 在采集的原始数据中,并没有关键词这一项信息。为了揭示发明专利之间的潜在联系,我们根据专利说明书的摘要内容来手动标引关键词。共有2 849个关键词,其出现次数的综合达到了4 450次。关键词的分布情况如表8所示。绝大多数关键词仅出现了一次,有6个关键词分别出现了25次以上。关键词“机架”出现了37次;关键词“收割机”出现了34次;关键词“收获机”33次;关键词“方法”出现29次;关键词“收割”出现27次;关键词“联合收割机”出现了26次。可见,收获的机械与方法是发明专利的主要内容。 2.5.2关键词的共现 我们针对出现5次以上的关键词展开共现分析,如图4所示。图中将未与其他关键词发生共现活动的孤立词删除掉了。图的左侧部分是一个庞大的网络,“维护设备”、“拖拉机”、“机械化”、“机器人”、“切割机构”和“末端执行器”等节点都是网络的重要节点。同时,图的右侧出现了一个仅由“安全”、“马铃薯”、“采摘机”、“挖掘铲”4个节点构成的小型网络。另外,“小麦”与“传动机构”共现2次,却均不与其他关键词共同出现。 2.6引文分析 2.6.1对专利文献的引证 在246项发明专利中,仅仅有75项发明专利引证了其他专利,其分布情况如表9所示。被这75项发明专利引证的专利数量达到113项,其中,80项为中国专利,超过70%;22项为日本专利,不足20%;11项为美国专利,不足10%;仅1项为欧洲专利。 被引证的专利文献的分布情况如表10所示。黄斯产申请的“多功能甘蔗联合收割机”(申请号:CN200420064926)、柳州市汉森机械制造有限公司申请的“甘蔗联合收割机”(申请号:CN200520200252)和“甘蔗联合收割机”(申请号:CN200520200253)等3项专利分别被引证了6次。美国专利“LAWN MOWER HAVING IMPROVED DECK HEIGHT ADJUSTMENT MECHANISM”(公开(公告)号:US5526633A)被引证了5次。日本专利“WALKING-TYPE LAWN MOWER”(公开(公告)号:JP2599658B2)被引证了3次。中国农业大学申请的“一种高架草莓中低层自动采摘装置”(申请号:CN200810116978)、程广森申请的“一种高杆作物收割机”(申请号:CN200910013936)以及韦政康申请的“甘蔗联合收割机”(申请号:CN99209789)分别被引证了2次。另外有103项专利文献仅分别被引证了1次。有1项专利的发明人引证了其发明的其他专利,即覃志明发明的“一种联合收割机的后轮液压驱动系统”(申请号:CN201110242095)引证了其发明的“一种后轮设有液压驱动装置的铰接式拖拉机”(申请号:CN200510031547)。有1项专利的申请人引证了其申请的其他专利,即荣成市海山机械制造有限公司申请的“玉米收获机果穗升运器的排杂装置”(申请号:CN201110175841)引证了该公司申请的另一项专利“玉米收获机的果穗升运装置”(申请号:CN200820174761)。 2.6.2对非专利文献的引证 在246项发明专利中,仅有10项发明专利引证了非专利文献,不足5%,其分布情况如表11所示。其中,中国农业科学院油料作物研究所申请的“一种高效低耗机械化收获冬油菜的方法”(申请号:CN201110034784)引证的非专利文献最多,达到9篇。其次是宁波大叶园林设备有限公司申请的“串激电机电动割草机”(申请号:CN201110230393)引证了4篇非专利文献。云南省农业机械研究所、云南云海机械制造有限公司、西南林业大学联合申请的“一种三面齿切割器刀片”(申请号:CN201110164216)引证了3篇非专利文献。中国科学院新疆生态与地理研究所申请的“一种荒漠肉苁蓉制种的方法”(申请号:CN201110194066)、宁波大叶园林设备有限公司申请的“改进的刀片自离合割草机”(申请号:CN201110198503)、宁波大叶园林设备有限公司申请的“有降噪措施及液压无级变速的骑乘割草机”(申请号:CN201110175601)、四川农业大学申请的“一种层架式立体袋料栽培灵芝收集孢子粉的方法”(申请号:CN201110224973)均分别引证了2篇非专利文献。北京农业智能装备技术研究中心申请的“高架栽培果实智能采收设备及采收方法”(申请号:CN201110108181)、南京工程学院申请的“球状果实采摘机器人末端执行器”(申请号:CN201110106057)、浙江农林大学申请的“一种铁皮石斛优质高效的精准采收方法”(申请号:CN201110044520)均只引证了1篇非专利文献。 被引证的非专利文献类型主要包括期刊论文、标准文献、会议论文和著作4种类型。共有8篇期刊论文被引证,如表12所示。 3结论 通过运用文献计量、数据挖掘、可视化、计算机技术、信息计量学等多种方法和技术对2011年中国关于“收获、割草”类的发明专利,从申请人、发明人、分类号、关键词、引文等多个角度展开了研究,描绘了发明人的合作网络、分类号的共现网络、分类号的共现网络,从而初步揭示了该领域发明活动中的知识转移、共享与合作活动,有利于对其中的创新活动进行更加深入的研究。 通过对采集数据的引证情况展开分析,发现:在246项发明专利中,仅仅有75项发明专利引证了其他专利,仅有10项发明专利引证了非专利文献。引证活动并不频繁,而且引证的专利多为本国的专利,对其他国家或地区专利的引证较少,这意味着我国专利发明过程中还需进一步与国际接轨,多参考国外的先进方法和技术。对于非专利文献的引证活动还需进一步加强,因为非专利文献中往往包含了大量的系统的、先进的理论、方法和技术,这些对于发明活动而言无疑是良好而坚实的基础。 基于专利引文的农业知识转移存在以下特点: 3.1类型多样 农业领域的发明专利引证的文献不仅包括专利文献,还包括非专利文献。专利文献往往是农业领域中的一些前期发明、实用新型等类型的成果。而非专利文献的类型多样,包括期刊论文、会议论文、著作、标准等多种形式。 3.2学科的交叉性 基于专利引文的农业知识转移活动不仅仅局限于农业领域,还与多个学科领域发生了联系,例如生物工程、机械工程、自然资源学等。可见,该领域的发明专利是多个学科的理论、方法、技术交叉、融合、创新作用的结果。 3.3国际化趋势 农业领域的发明专利在发生引证活动时,不仅引证了本国的专利文献和非专利文献,还涉及了国际上的相关标准文献、国外专利、国际会议、外国期刊上发表的论文等。这意味着,我国农业领域中以专利引文为载体的知识转移活动存在国际化趋势。尽管对国外文献的引证偏少,但这种良好的趋势不容忽视,应该进一步鼓励。 总而言之,中国在“收获、割草”这一农业领域的发明专利借助引文为载体进行的知识转移和创新活动还有待进一步加强。
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