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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇社會系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字圖像處理 圖像分割 灰色系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
近幾年,圖像處理已經(jīng)在社會中廣泛應(yīng)用,圖像分割技術(shù)在圖像處理上面的重要性越加顯著。圖像分割技術(shù)是圖像處理中的基礎(chǔ)性技術(shù)之一,圖像分割技術(shù)質(zhì)量直接影響著圖像識別及分析質(zhì)量,因此圖像分割技術(shù)已經(jīng)成為識別系統(tǒng)中的關(guān)鍵性因素。
1 圖像分割發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域
1.1 發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
在圖像分割中使用統(tǒng)一方法,是現(xiàn)在很多研究人員的主要研究方向,所以圖像分割還是困擾視覺領(lǐng)域上的主要問題,還有很多問題沒有得到很好的處理,現(xiàn)如今圖像分割還存在以下幾個問題:
1.1.1 與人類視覺機理相脫節(jié)
伴隨著研究人員對于視覺機理不斷深入性研究,人們對于視覺認(rèn)識也越加深入,現(xiàn)在圖像分割上面所使用的方法已經(jīng)與視覺機理研究成果之間存在一定差異,難以提高圖像分割精準(zhǔn)性。提高圖像分割精準(zhǔn)性,積極探索先進(jìn)分割方法,就必然將人類視覺特點考慮在內(nèi),讓圖像分割與人類視覺特點相結(jié)合,滿足人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論。
1.1.2 知識的利用問題
圖像分割在實際利用作用主要表現(xiàn)在,對于灰度及空間信息分割,這種分割方式所產(chǎn)生的效果與人類視覺分割之間的效果之間存在較大差異。在圖像分割中應(yīng)該積極與人類視覺相結(jié)合,了解更多知識,這充分認(rèn)識到分割圖像上面知識重要性,同時在視覺上面,人們在研究中經(jīng)常將已經(jīng)掌握圖像分析,這樣就解決了知識所存在的不確定因素,提高圖像分割重要性。
1.2 應(yīng)用領(lǐng)域
圖像處理中的重要技術(shù)就是圖像分割技術(shù),伴隨著圖像處理在個領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)在圖像分割技術(shù)所應(yīng)用的范圍也越加廣泛。到現(xiàn)在為止,圖像分割技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、產(chǎn)品生產(chǎn)等等領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。
2 灰色系統(tǒng)理論
2.1 灰色理論的主要內(nèi)容及特點
灰色系統(tǒng)理論一共包含兩個部分的理論體系,分別是灰色系統(tǒng)理論與灰色系統(tǒng)分析方法,整個理論體系主要內(nèi)容就是灰色朦朧集,將灰色序列作為重要的方法。灰色理論系統(tǒng)所涉及知識范圍十分廣泛,在短時間內(nèi)已經(jīng)取得了快速發(fā)展,應(yīng)用廣泛,主要是由于灰色理論系統(tǒng)在實際應(yīng)用具有三個特點,分別是系統(tǒng)性、聯(lián)系性及動態(tài)性。
2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析
灰色系統(tǒng)分析理論的重要組成內(nèi)容就是灰色關(guān)聯(lián)分析,核心思想就是將幾個曲線之間所具有的幾何形狀進(jìn)行對比分析,也就是不同幾何形狀之間越相似,關(guān)聯(lián)度也就越高,發(fā)展拜年話形式越加貼近。灰色關(guān)聯(lián)度主要是從定量角度對于系統(tǒng)之間各各因素關(guān)系變化分析,通過大小、方向、速度等等因素判斷不同因素之間的關(guān)聯(lián)性。現(xiàn)在在灰色關(guān)聯(lián)計算中,所使用的方法較多,例如絕對關(guān)聯(lián)度、點關(guān)聯(lián)度等等。
3 基于灰色關(guān)聯(lián)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分割
3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是根據(jù)人腦處理方式所形成的智能信息處理理論,模擬人腦學(xué)習(xí)方式。近幾年,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究工作在取得了較大的成果,其中最為顯著特點表現(xiàn)在信息分布及儲存上面,與人類視覺系統(tǒng)越加吻合,具有較高的自學(xué)習(xí)性及兼容性,發(fā)展快速,已經(jīng)在信息領(lǐng)域上面應(yīng)用較大的市場前景。
3.2 神經(jīng)元模型與數(shù)字描述
在對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元與生物神經(jīng)元對比中發(fā)現(xiàn),生物神經(jīng)元主要由三個部分構(gòu)成,分別是細(xì)胞體、樹突和軸突,這些部分別承擔(dān)著信息處理到傳輸?shù)裙ぷ鳌?/p>
在神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型描述中,第i個神經(jīng)元能夠接受到其他神經(jīng)元所傳輸?shù)男盘杧,突觸強度主要應(yīng)w表示,這稱之為權(quán)系數(shù)。這種神經(jīng)元數(shù)學(xué)方程式為:
方程式中的θ表示的是闕值,f表示的是激勵函數(shù)。
3.3 基于灰色-BP網(wǎng)絡(luò)的圖像分割
在圖像分割中已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其中主要應(yīng)用的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的BP網(wǎng)絡(luò),同時應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。在圖像處理過程中具有較多的隱藏層數(shù)及節(jié)點缺陷,隱藏層數(shù)及節(jié)點個數(shù)對于網(wǎng)絡(luò)泛化能力具有一定影響,如果要是應(yīng)用BP網(wǎng)絡(luò),那么最后輸出樣本結(jié)果才是最合適的。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要是過多,主要就是將網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果考慮在內(nèi),其中包含噪聲的影響,網(wǎng)絡(luò)泛化能力在不斷降低,節(jié)點個數(shù)要是過少,網(wǎng)絡(luò)就不能夠有效整合數(shù)據(jù)信息,網(wǎng)絡(luò)泛化能力也會受到影響,最后對于網(wǎng)絡(luò)整體運行造成影響。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化上面,很多研究人員也根據(jù)實際情況提出了一些計算方式,希望能夠簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),例如敏感計算法等等,但是研究人員所提出的計算方法在實際應(yīng)用中取得的效果并不是十分顯著。筆者所提出的灰色系統(tǒng)和BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,能夠有效解決BP網(wǎng)絡(luò)所存在的節(jié)點問題,提高圖像分割精準(zhǔn)度,與傳統(tǒng)BP算法相比較,泛化能力更加顯著,網(wǎng)絡(luò)運行更加穩(wěn)定,分割效果更為顯著。
在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有代表性結(jié)構(gòu),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為三層,也就是一個輸入層,一個隱含層,一個輸出層。為了能夠提升網(wǎng)絡(luò)運行性能,經(jīng)常使用修改學(xué)習(xí)效率及優(yōu)化方法等等方式。
設(shè)一個具有Q層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其中第一層為輸入層,第Q層為輸出層,那么該網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出變換關(guān)系為:
i=1,2,…,nq 其中η為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)效率,
w為修正權(quán)系數(shù),
該式表示第q層第i個節(jié)點與第j個節(jié)點在t次學(xué)習(xí)后的值
4 結(jié)論
圖像分割質(zhì)量對于數(shù)字圖像處理算法工作具有重要作用,因此圖像分割已經(jīng)成為理解系統(tǒng)與識別系統(tǒng)在研究中十分重要的因素。本文基于灰色系統(tǒng)理論的數(shù)字圖像處理算法簡單研究,還存在一定不足,僅供參考。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
1.引言
自Gardner & Lambert (1959) 從社會心理學(xué)角度對二語學(xué)習(xí)者的動機進(jìn)行研究后,二語學(xué)習(xí)動機研究已經(jīng)成為二語教學(xué)研究的重要組成部分(楊濤,李力,2010)。尤其自20世紀(jì)90年代以來,對Gardner動機理論的爭議使二語學(xué)習(xí)動機研究進(jìn)入一個多元化時代(武和平,2001)。二語/外語研究心理學(xué)派的學(xué)者借鑒更廣范圍的心理學(xué)理論,在Gardner等的經(jīng)典動機模式基礎(chǔ)上發(fā)展出一些“擴(kuò)展模式”。其中,英國心理學(xué)家D?rnyei的研究最為引人注目。在梳理本學(xué)派傳統(tǒng)、借鑒社會文化學(xué)派成果的基礎(chǔ)上,D?rnyei (2005)將一些影響重大的二語習(xí)得理論與自我認(rèn)同理論聯(lián)系起來,提出了二語動機自我系統(tǒng)。本文將著重闡述該理論體系產(chǎn)生的心理學(xué)理論基礎(chǔ)及其主要內(nèi)容。
2.二語動機自我系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)
2.1可能自我和未來自我導(dǎo)向理論
自我概念一般被認(rèn)為是通過自己對現(xiàn)實中的自我進(jìn)行分析而得出的對于自我的總結(jié)性論斷,它是個體對當(dāng)前自我的看法。而可能自我是個體未來狀態(tài)下的某種自我表現(xiàn),包括思想、形象和理念,它是個體未來目標(biāo)和志向的表現(xiàn)(D?rnyei, 2005)。
可能自我的概念是由Markus和Nurius(1986)提出的,他們將可能自我定義為“個體對于自身未來愿意成為什么人,想要成為什么人,以及害怕成為什么人的想法”,也就是自我怎樣通過設(shè)立目標(biāo)和期望來約束自己的行為。根據(jù)Markus和Nurius的定義,可能自我是人們對尚未實現(xiàn)的可能性的一種概念化,比如希望、愿望和幻想。從這方面來看,可能自我是一種未來自我導(dǎo)向。
可能自我是抱負(fù)和動機的認(rèn)知表現(xiàn),是動機和自我概念之間的紐帶,有助于動機的產(chǎn)生與維持。概括起來,它用兩種方式影響個體的動機:(1)為積極自我提供明確的奮斗目標(biāo),避免消極自我;(2)為個體實現(xiàn)目標(biāo)的行動提供能量。它的影響方式取決于個體對自身的評價:消極的自我評價導(dǎo)致個體出現(xiàn)逃避動機,力圖避免恐懼自我出現(xiàn);積極的評價激發(fā)個體的動力,有助于實現(xiàn)希望自我。
2.2自我差異理論
D?rnyei(2009)的二語動機自我系統(tǒng)借鑒了人格心理學(xué)中“自我不一致”和“自我導(dǎo)向”理論。Higgins等人(1987)首先定義了三種自我,分別為現(xiàn)實自我、理想自我和應(yīng)該自我。現(xiàn)實自我指個體自己或他人認(rèn)為個體實際具備的特征的表征;理想自我指個體或他人希望個體理想上應(yīng)具備的特征的表征;應(yīng)該自我指個人或他人認(rèn)為個體有義務(wù)或責(zé)任應(yīng)該具備的特征的表征。理想自我和應(yīng)該自我被稱為自我導(dǎo)向或自我標(biāo)準(zhǔn)。在這三種自我基礎(chǔ)上,就產(chǎn)生了自我差異的概念。自我差異指現(xiàn)實自我和自我導(dǎo)向之間的差距。
自我差異理論認(rèn)為,理想自我和應(yīng)該自我是引導(dǎo)現(xiàn)實自我的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)現(xiàn)實自我與這些標(biāo)準(zhǔn)有差異時,就會產(chǎn)生要減少這種差異的動機,這種動機推動著人們以達(dá)到與現(xiàn)實自我相關(guān)的自我標(biāo)準(zhǔn)相匹配的狀況。D?rnyei認(rèn)為(2009),Higgins的理想自我就是一種積極的可能自我,而且從教育心理學(xué)的角度看,自我不一致理論對于動機研究上極具應(yīng)用價值,更適合用來解釋個體動機的變化過程。
3.二語動機自我系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容
在可能自我和自我差異理論的基礎(chǔ)上D?rnyei(2009)建立了二語動機自我系統(tǒng)理論,該理論包括三個層面的內(nèi)容:(1)理想二語自我,指與二語相關(guān)的理想自我部分。如果我們想成為的理想自我是針對某種二語學(xué)習(xí)的,自我就能產(chǎn)生強大的學(xué)習(xí)動力,縮小現(xiàn)實自我與理想自我之間的差距。(2)應(yīng)該二語自我,指人們相信自己為了避免負(fù)面結(jié)果的產(chǎn)生而應(yīng)該具有的那些特征。(3)二語學(xué)習(xí)經(jīng)驗,指與具體學(xué)習(xí)情境相聯(lián)系的動機,如教師、課程設(shè)計、班級小組和前期學(xué)習(xí)經(jīng)歷所帶來的影響。這三層內(nèi)容共同形成了對二語習(xí)得動機進(jìn)行解釋的新的理論框架,其基本假設(shè)是:“如果熟練使用目標(biāo)語是學(xué)習(xí)者理想自我或應(yīng)該自我組成部分的話,他就會具有學(xué)習(xí)目標(biāo)語的強烈動機,因為學(xué)習(xí)者具有消除現(xiàn)實自我與可能自我之間差距的心理愿望”(D?rnyei, 2009)。近年的實證研究已經(jīng)初步證明了二語動機自我系統(tǒng)的有效性。
D?rnyei(2005)認(rèn)為,當(dāng)一個人說英語時,他感覺自己就像一個不同的人,而事實上也經(jīng)常表現(xiàn)得和平時不同。在D?rnyei(2005)的理論模式中,理想中的語言自我把自己看成是一個想象中的目的語社團(tuán)的成員,其心理建構(gòu)的一部分源自現(xiàn)實生活中說英語的社團(tuán),而另一部分則依靠我們的想象而建立。根據(jù)心理學(xué)的自我理論,個體的可能自我并不穩(wěn)定,容易受到外界環(huán)境變化的影響,因此英語學(xué)習(xí)者的理想和二語自我也處于發(fā)展變化之中,二語學(xué)習(xí)經(jīng)歷本身就是一個發(fā)展過程。
4.結(jié)語
二語動機自我系統(tǒng)的理論框架盡管還有待更充分的實證檢驗,但是心理學(xué)派在這方向的努力,清晰地描述了英語學(xué)習(xí)動機的產(chǎn)生機制。因此,二語動機自我系統(tǒng)將有助于英語教師和學(xué)者考查英語學(xué)習(xí)者的社會心理和個人心理。
參考文獻(xiàn):
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國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展的成功經(jīng)驗表明,區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開創(chuàng)新。創(chuàng)新是始終貫穿其中的力量。一個區(qū)域是否具有創(chuàng)新能力,對于其發(fā)掘區(qū)域優(yōu)勢,充分調(diào)動區(qū)域內(nèi)外一切有利因素、加速區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長具有決定性的作用。本文歸納了國內(nèi)外關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的相關(guān)理論成果,從區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的產(chǎn)生、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的整體研究、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的衍生研究三個方面來說明區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論。
一、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的產(chǎn)生
區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的產(chǎn)生是一個演化何積累的過程。對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論進(jìn)行溯源,可以追溯到20世紀(jì)初的創(chuàng)新理論,從而把區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的產(chǎn)生分為四個階段:
第一階段是20世紀(jì)20年代美籍奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特在《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論-對于利潤、資本、信貸、利息和經(jīng)濟(jì)周期的考察》一書中首次將“創(chuàng)新”引入經(jīng)濟(jì)學(xué)的范疇,提出了創(chuàng)新理論,并認(rèn)為創(chuàng)新是新技術(shù)、新發(fā)明在商業(yè)中的首次應(yīng)用,是建立一種新的生產(chǎn)函數(shù),即實現(xiàn)生產(chǎn)要素的一種從未有過的新組合。[1]
第二階段是創(chuàng)新系統(tǒng)概念的提出。門斯(1975)在其《技術(shù)的僵局》一書中分析創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期的規(guī)律問題時,研究了基本創(chuàng)新的集群式出現(xiàn)的現(xiàn)象。創(chuàng)新集群概念的出現(xiàn)可以被看作創(chuàng)新系統(tǒng)概念的一種重要形式。[2]
第三階段是英國學(xué)者弗里曼在1987研究日本的技術(shù)政策和經(jīng)濟(jì)績效時,在《技術(shù)和經(jīng)濟(jì)運行:來自日本的經(jīng)驗》一書中首先提出了國家創(chuàng)新系統(tǒng)的概念,他將國家創(chuàng)新系統(tǒng)定義為:由公共部門和私營部門中的各種機構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò),這些機構(gòu)的活動和相互作用促進(jìn)了新技術(shù)的開發(fā)、引進(jìn)、改進(jìn)和擴(kuò)散。[3]
第四階段是隨著國家創(chuàng)新系統(tǒng)研究的逐步深入,眾多學(xué)者發(fā)現(xiàn),如果缺乏區(qū)域的支撐,國家創(chuàng)新系統(tǒng)理論會特別的空泛和籠統(tǒng),不能很好的解釋區(qū)域?qū)用嫔系膭?chuàng)新活動,因此難以適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。1992年,英國學(xué)者庫克首先提出了區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的概念,并在其后對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)進(jìn)行了較早和較全面的理論與實踐研究,從而開創(chuàng)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)研究的先河。此后,眾多的國內(nèi)外學(xué)者專家在此基礎(chǔ)上對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論進(jìn)行更深一步的研究。
從整體上看,區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是國家創(chuàng)新系統(tǒng)的基礎(chǔ)和分支。而從產(chǎn)生的時間上看,區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論是產(chǎn)生于國家創(chuàng)新系統(tǒng)理論之后,是在國家創(chuàng)新系統(tǒng)理論的分析研究深化之后產(chǎn)生的,因此,我們可以說區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論是國家創(chuàng)新系統(tǒng)理論的延伸,它是國家創(chuàng)新系統(tǒng)理論的區(qū)域化和本地化。
二、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的整體研究
(一)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的概念和涵義
最早提出區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的英國卡迪夫大學(xué)教授庫克對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的定義是:企業(yè)及其它機構(gòu)經(jīng)由以根植性為特征的制度環(huán)境系統(tǒng)的從事交互學(xué)習(xí)。可以從三個方面理解庫克的定義:(1)交互學(xué)習(xí);(2)環(huán)境;(3)根植性。[4][5]
還有其他國外的學(xué)者也對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)進(jìn)行了定義。瑙韋萊斯和里德認(rèn)為,區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是“區(qū)域內(nèi)一套經(jīng)濟(jì)的、政治的和制度的關(guān)系,能促進(jìn)知識迅速擴(kuò)散和產(chǎn)生最佳業(yè)績的集體學(xué)習(xí)過程。”[6]
區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論從國外迅速傳到了國內(nèi),國內(nèi)眾多學(xué)者在借鑒國外對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上,融合了中國的具體實踐,提出眾多對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)概念的定義和看法。如黃魯成認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是在特定的經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi),各種與創(chuàng)新相聯(lián)系的主體要素(創(chuàng)新機構(gòu)和組織)、非主體要素(創(chuàng)新所需要的物質(zhì)條件)以及協(xié)調(diào)格要素之間關(guān)系的制度和政策網(wǎng)絡(luò)。[7]
丁煥峰認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是指一個區(qū)域內(nèi)參加新技術(shù)發(fā)展和擴(kuò)散的企業(yè)、大學(xué)及研究機構(gòu)、中介服務(wù)機構(gòu)以及政府組成的為創(chuàng)新、儲備、使用和轉(zhuǎn)讓知識、技能和新產(chǎn)品的相互作用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。[8]
以上觀點從不同角度和層次對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的概念進(jìn)行了描述。綜合分析已有的區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的定義,可以認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的概念的內(nèi)涵有以下幾點:(1)具有一定的地域空間范圍和開放的邊界;(2)以生產(chǎn)企業(yè)、研究與開發(fā)機構(gòu)、高等院校、地方政府機構(gòu)和服務(wù)機構(gòu)為創(chuàng)新單元;(3)不同創(chuàng)新單元之間通過關(guān)聯(lián),構(gòu)成創(chuàng)新系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu);(4)創(chuàng)新單元通過創(chuàng)新(組織和空間)結(jié)構(gòu)自身組織及其與環(huán)境的相互作用而實現(xiàn)創(chuàng)新功能,并對區(qū)域社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)產(chǎn)生影響;(5)通過與環(huán)境的作用和系統(tǒng)自組織作用維持創(chuàng)新的運行和實現(xiàn)創(chuàng)新的持續(xù)發(fā)展。
(二)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的構(gòu)成
國外對于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的構(gòu)成主要是阿希姆和艾薩克森的觀點。他們認(rèn)為,區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是由兩類主體和它們之間的互動構(gòu)成的。第一類是區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群中的企業(yè),同時包括其支撐產(chǎn)業(yè);第二類主體是制度基礎(chǔ)設(shè)施,如研究和高等教育機構(gòu)、技術(shù)擴(kuò)散機構(gòu)、職業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)、行業(yè)協(xié)會和金融機構(gòu)。[4]
在國內(nèi)學(xué)術(shù)界對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)構(gòu)成有多種看法,代表性的有以下幾種:胡志堅和蘇靖認(rèn)為,構(gòu)成區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的主要要素有主體要素、功能要素和環(huán)境要素,其中主體要素包括區(qū)域內(nèi)的企業(yè)、大學(xué)、科研機構(gòu)、中介服務(wù)機構(gòu)和地方政府;功能要素包括制度創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新;環(huán)境要素包括體制、機制、政府或法制調(diào)控、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和保障條件等。[9]張敦富認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)應(yīng)包括創(chuàng)新結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新資源、中介服務(wù)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)四個相互關(guān)聯(lián)、相互協(xié)調(diào)的主要組成部分。[10]
綜上國內(nèi)外各種觀點,這里可以認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括了三個子系統(tǒng),即主體子系統(tǒng)、運作子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)。主體子系統(tǒng)有三個要素:一是企業(yè);二是研究和科研機構(gòu);三是中介機構(gòu)。運作子系統(tǒng)主要是指制度創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新等,即創(chuàng)新運作的各個環(huán)節(jié)。環(huán)境子系統(tǒng)是指政府的政策法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施等。
(三)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的特征和功能
一般性認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)具有客觀性、多樣性、整體性、自組織性和開放性的特征。
區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的功能研究是側(cè)重于區(qū)域創(chuàng)新對區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長、經(jīng)濟(jì)的區(qū)域競爭能力以及區(qū)域整體競爭力的貢獻(xiàn)。黃魯成(1999)認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)應(yīng)具有:(1)協(xié)調(diào)功能;(2)催化功能;(3)化險功能;(4)解惑功能。[7]
三、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的衍生研究
(一)區(qū)域創(chuàng)新的過程研究
關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新過程研究主要包括兩個方面:一是區(qū)域創(chuàng)新運行機制;另一個是區(qū)域創(chuàng)新的模式研究。
1、區(qū)域創(chuàng)新的運行機制
運行機制是區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新的必要條件,只有運行機制形成并運轉(zhuǎn)正常,區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)才能進(jìn)行創(chuàng)新活動。關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的運行機制,有人認(rèn)為主要包括:(1)利益驅(qū)動機制;(2)學(xué)習(xí)培訓(xùn)機制;(3)決策信息機制;(4)競爭協(xié)作機制。[11]
2、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的模式
縱觀國內(nèi)外各學(xué)者對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)模式的論述,主要可以分為兩類:一類是把區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的模式分為線性模式和非線性模式(網(wǎng)絡(luò)化模式);另一類是分為自主創(chuàng)新模式、模仿創(chuàng)新模式和合作創(chuàng)新模式。
(1)線性模式與非線性模式。
傳統(tǒng)的線性創(chuàng)新模式觀點提出于20世紀(jì)60、70年代。這種觀點認(rèn)為,技術(shù)創(chuàng)新的過程一般遵循發(fā)明-開發(fā)-設(shè)計-中試-生產(chǎn)-銷售等簡單的線性過程。
內(nèi)爾森等學(xué)者較早的提出,由于創(chuàng)新過程的長期復(fù)雜性和外部的不確定性,企業(yè)創(chuàng)新能力不能僅僅限制在單一的企業(yè)內(nèi)部,創(chuàng)新過程不再是簡單地按照原來地線性模式發(fā)生。而是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中地每一個環(huán)節(jié)都有可能成為創(chuàng)新地結(jié)點,而創(chuàng)新地來源也擴(kuò)展到企業(yè)地供應(yīng)商、客商以及內(nèi)部地市場化過程。相對于線性模式而言,以上地創(chuàng)新模式可稱為非線性模式。[12][13]
(2)自主創(chuàng)新模式、模仿創(chuàng)新模式和合作創(chuàng)新模式
學(xué)者傅家驥在參考了國外的研究成果提出了三個基本區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展模式。(1)自主創(chuàng)新模式;(2)模仿創(chuàng)新模式;(3)。[14]
(二)區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境研究
區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境的概念是由1985年成立的歐洲創(chuàng)新研究小組(GREMI)率先提出的。他們將創(chuàng)新環(huán)境定義為:在有限的區(qū)域內(nèi),主要的行為主體(結(jié)點)通過相互之間的協(xié)同作用和集體學(xué)習(xí)過程,而建立的非正式的復(fù)雜社會關(guān)系。這種關(guān)系提高了本地的創(chuàng)新能力。有國外學(xué)者認(rèn)為(Aydolot),本地環(huán)境(主要指社會人文環(huán)境)作為創(chuàng)新的“溫床”或孵化器,對于創(chuàng)新的產(chǎn)生具有決定作用。還有國外學(xué)者認(rèn)為,創(chuàng)新環(huán)境是指整個地域生產(chǎn)系統(tǒng)的創(chuàng)新問題。創(chuàng)新環(huán)境的內(nèi)容,不僅僅包括區(qū)域內(nèi)的企業(yè)對于生產(chǎn)問題和市場機會的共同理解、企業(yè)家的精神、企業(yè)的行為模式、企業(yè)利用技術(shù)方式等,更應(yīng)考慮到企業(yè)外部的技術(shù)文化、技能、勞動力市場等非物質(zhì)的社會文化因子的創(chuàng)新環(huán)境。[12]
四、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論研究的評價
區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論研究自上世紀(jì)末以來,發(fā)展十分迅速,并很快的與實踐相結(jié)合。但畢竟發(fā)展時間比較短,因此在參考了國內(nèi)外關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論的研究,發(fā)現(xiàn)具有以下幾個方面的特征:
(1)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的理論的體系沒有完全建立,缺乏深厚的理論基礎(chǔ),對區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的研究都是以案例為基礎(chǔ),不同的案例都有不同的政策環(huán)境和組織結(jié)構(gòu)。且區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論在一些基本概念上仍然存在著較大的分歧,不同學(xué)者在界定區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)時具有不同的創(chuàng)新觀點。
(2)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論缺乏對創(chuàng)新服務(wù)的分析。區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)往往基于對高科技企業(yè)的研究,這些企業(yè)既是新技術(shù)的生產(chǎn)者,也是新技術(shù)的使用者。在一個交互式網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境中,中間服務(wù)部門起著催化劑和協(xié)調(diào)者的角色。對于創(chuàng)新服務(wù)在區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)中的作用機制,創(chuàng)新系統(tǒng)理論缺乏研究。
(3)在研究方法上,以對具體地區(qū)的創(chuàng)新系統(tǒng)描述為主,缺乏系統(tǒng)和規(guī)范化的分析指標(biāo)體系,即無法對一地區(qū)的區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)進(jìn)行較為完善的分析。評價體系的空白很大程度上制約了理論的深入發(fā)展,并使理論研究更多的停留在實證分析上。
(4)對某些經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)創(chuàng)新的分析研究較多,而對于落后地區(qū)是否具有創(chuàng)新能力,如何根據(jù)本地區(qū)的優(yōu)勢構(gòu)建自己的區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)仍值得進(jìn)一步探討。
參考文獻(xiàn):
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[7]黃魯成:關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)研究內(nèi)容的探討,科技管理,2000年3月,第21卷第2期
[8]丁煥峰,論區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng),科研管理,2001年11月,第22卷第6期
[9]胡志堅和蘇靖:關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)研究,科技日報,1999,(05)
[10]張敦富著,知識經(jīng)濟(jì)與區(qū)域經(jīng)濟(jì),北京:中國輕工業(yè)出版社,2000
[11]王麗麗,面向知識經(jīng)濟(jì)建設(shè)區(qū)域創(chuàng)新體系,山西科技,2000(06)
在工程倫理學(xué)的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)中,較為重要的一個是將工程理解為一項職業(yè)活動。這種工程的職業(yè)化理解的核心,更傾向于在具體的職業(yè)場景中運用工程倫理學(xué)的相關(guān)理論,并且關(guān)注工程師怎樣對自己在商業(yè)組織和職業(yè)化群體中的責(zé)任負(fù)責(zé)。但是容易忽略現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)等相關(guān)內(nèi)在因素和社會因素之間的相互影響。
一、社會技術(shù)系統(tǒng)論淺析
在有關(guān)技術(shù)與社會關(guān)系的研究上,技術(shù)社會構(gòu)建論和技術(shù)決定論二者的強綱領(lǐng)均受到廣泛的批判,在批判過程中也誕生了不少可以替代的理論方案。其中社會技術(shù)系統(tǒng)理論的影響相對較大。
社會技術(shù)系統(tǒng)理論主要是描述社會復(fù)雜關(guān)系的理論,該理論認(rèn)為,技術(shù)不僅是由電子設(shè)備和機械設(shè)施所構(gòu)成的集合體,而且還是物體、人、實踐和意義所匯聚成的一個復(fù)雜系統(tǒng)。其觀點主要可歸納為以下三點:(1)否定技術(shù)決定論,認(rèn)為社會和技術(shù)是影響的;(2)反對把技術(shù)看作是完全的“物質(zhì)現(xiàn)象”,認(rèn)為技術(shù)是人和物體所匯聚成的社會技術(shù)系統(tǒng),尤其是人或物能夠通過社會技術(shù)系統(tǒng)對人的行為與認(rèn)識產(chǎn)生一定程度的影響;(3)反對技術(shù)中性論,認(rèn)為技術(shù)具有負(fù)載價值。
二、工程倫理學(xué)淺析
所謂倫理,就是人與人相處的各種道德規(guī)則、行為準(zhǔn)則。而倫理學(xué)就是關(guān)于道德起源、發(fā)展、人的行為準(zhǔn)則和人與人之間義務(wù)的學(xué)說。而在工程建設(shè)之中所產(chǎn)生與運用的倫理學(xué),可以統(tǒng)稱為工程倫理學(xué)。
現(xiàn)代的工程倫理學(xué)是建立在科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)之上的,因而其能揭示工程中的研究規(guī)律,且對于整個工程體系做了闡明。其較為關(guān)注工程師們?nèi)绾卧趯嶋H工程中對自己的責(zé)任負(fù)責(zé),如何在實際工程建設(shè)中遵守道德規(guī)范以及其他相關(guān)倫理準(zhǔn)則。
三、從社會技術(shù)系統(tǒng)論視角對傳統(tǒng)工程倫理學(xué)的反思
工程倫理的研究與社會技術(shù)系統(tǒng)的研究在20世紀(jì)下半葉中得到了很好的發(fā)展,但在這兩個領(lǐng)域之間仍然缺乏足夠的交流與借鑒。現(xiàn)在,從社會技術(shù)系統(tǒng)論的視角對傳統(tǒng)工程學(xué)進(jìn)行反思。
(一)傳統(tǒng)工程倫理學(xué)采用“自上而下”的解釋模式,堅持簡化的敘事方法,而忽略了技術(shù)社會背景的復(fù)雜性。這種“自上而下”的解釋模式,是在進(jìn)行工程倫理分析之前選取固定的倫理資源及相關(guān)的倫理規(guī)則,然后結(jié)合具體倫理案例對倫理資源和規(guī)范加以解釋。這種解釋模式在斷定之前就預(yù)先設(shè)置了倫理解釋框架,使得原有的倫理道德無法很好地解釋案例本身,甚至?xí)⒐こ處煯?dāng)作是“英雄式的人物”。
(二)傳統(tǒng)工程倫理學(xué)堅持“外在主義進(jìn)路”,對工程活動中工程設(shè)計和其社會價值間的相互影響關(guān)注不夠。傳統(tǒng)的工程倫理學(xué)主要關(guān)注工程技術(shù)活動以外的商業(yè)與社會語境,主要講述工程師們對倫理規(guī)范的遵守,并且堅信對倫理規(guī)范的嚴(yán)格遵守能更好地社會和公眾服務(wù)。然而卻忽略了工程活動的最主要內(nèi)容――工程設(shè)計。
從社會技術(shù)系統(tǒng)論的視角來看,工程技術(shù)產(chǎn)品不完全是“物質(zhì)性的客體”,其主要由社會安排、社會實踐、人工物等所組成的復(fù)雜的體系。工程師們往往在設(shè)計活動中會對工程技術(shù)產(chǎn)品加入一定的價值,然后其他的社會實踐、社會的關(guān)系、制度等產(chǎn)生一定的影響。
(三)傳統(tǒng)的工程倫理學(xué)把工程師看作成“獨立”而不是“客觀”的設(shè)計者,對其他社會群體對工程師工程倫理實踐的塑造作用的重視程度不夠。在傳統(tǒng)工程倫理學(xué)中,工程師責(zé)任倫理的實踐主要來自企業(yè)管理層或者行政結(jié)構(gòu)的影響,而忽略了組織以外的社會群體對工程師倫理責(zé)任直接或間接的影響。
四、社會技術(shù)系統(tǒng)論視角下工程倫理學(xué)
――“解釋 操作 對話”模型
從上面對于傳統(tǒng)工程倫理學(xué)的反思可以看出,傳統(tǒng)工程倫理學(xué)對工程的社會實踐活動的社會技術(shù)背景復(fù)雜性的重視程度不夠。因而從社會技術(shù)系統(tǒng)理論視角來看,技術(shù)與社會之間復(fù)雜的相互影響能夠?qū)ι鐣惱韮r值、工程設(shè)計以及工程師倫理的實踐產(chǎn)生一定的影響。下面將對“解釋 操作 對話”模型進(jìn)行講解,進(jìn)一步對社會技術(shù)系統(tǒng)論視角下的工程倫理學(xué)進(jìn)行分析。
(一)工程倫理解釋。從解釋學(xué)的角度來看,工程倫理解釋發(fā)生具體的情景之中,對于當(dāng)前的工程案例而言社會技術(shù)系統(tǒng)理論可能是一個全新的語境,因而在對倫理問題的解釋上就不能按照原有的模式進(jìn)行。
對此,為了使工程倫理問題能夠得到合理解釋,就有必要全面掌握和工程案例、問題及事件有關(guān)聯(lián)的神會技術(shù)背景信息,這些信息不僅要包含和工程設(shè)計相關(guān)的內(nèi)在因素,也要包括與工程實踐相關(guān)聯(lián)的社會、政治、經(jīng)濟(jì)等外在因素信息。
(二)工程倫理操作。就實踐的有效性來看,評價一種倫理解釋是否起作用還得具體落實到操作上來。從工程技術(shù)的發(fā)展來看,工程技術(shù)產(chǎn)品的社會化過程主要是由研發(fā)政策制定和項目評估、研發(fā)技術(shù)以及使用和接受工程產(chǎn)品三個階段所組成。對于有關(guān)工程倫理的分析要綜合考慮這三方面的復(fù)雜關(guān)系。
就社會技術(shù)系統(tǒng)里論的角度來看,工程設(shè)計與社會價值之間存在著相互塑造的關(guān)系;另一方面,工程設(shè)計活動也受到某些相關(guān)社會群體及其所代表的社會倫理觀的塑造作用。同樣,在社會技術(shù)系統(tǒng)中,工程師的責(zé)任倫理的實踐也會受到社會因素的作用。
(三)工程倫理對話。在工程倫理學(xué)中,倫理解釋不能只憑倫理學(xué)家們來完成,工程師有必要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)敘事;工程倫理的具體實踐操作也不宜被認(rèn)為是工程師們的獨自的任務(wù),他們需要和倫理學(xué)家們在一起進(jìn)行商討,以致在產(chǎn)品設(shè)計中能夠塑造出迎到責(zé)任創(chuàng)新的價值體系。同時社會倫理價值的闡釋也需要倫理學(xué)家們參與完成。因而在進(jìn)行工程實踐活動時,要進(jìn)行有效的具有對話特征的行動。
五、結(jié)束語
由以上分析可知,社會技術(shù)系統(tǒng)論視角下的工程倫理學(xué)有助于克服傳統(tǒng)工程倫理學(xué)在社會技術(shù)背景復(fù)雜性方面關(guān)注度不高的缺點,有助于將工程實踐看成是一個由上游、中游和下游組成的完整的社會過程。
參考文獻(xiàn)
一、 物流與物流管理
物流是若干領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)活動的系統(tǒng)、集成、一體的現(xiàn)代概念,其基本含義可以理解為“按用戶要求,將物的實體從供給地向需要地轉(zhuǎn)移的過程”。這里的用戶指的是商品的購買者、需求方、下一道工序、貨主等,物的實體則包括商品、貨物、原材料、零配件、半成品等。在這個整個過程中,涉及運輸、儲存、保管、搬運、裝卸、貨物處置、貨物揀選、包裝、流通加工、信息處理等多個環(huán)節(jié)。物流就是這些本來各自獨立但又有某種聯(lián)系的活動所形成的集成的、一體化的系統(tǒng)。物流可以說涵蓋了全部社會產(chǎn)品在社會上與企業(yè)中的運動過程,涵蓋了第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)和全部社會再生產(chǎn)過程,因而是一個非常龐大而且復(fù)雜的領(lǐng)域。“物流”作為物質(zhì)資料流通活動組成部分,其歷史與商品經(jīng)濟(jì)的歷史一樣久遠(yuǎn),也就是說從商品經(jīng)濟(jì)開始以來就有了“物流”。但是將物流作為現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營的基本職能之一,對物流活動實施系統(tǒng)化的科學(xué)管理則是到了20世紀(jì)50年代才開始的。
所謂物流管理,是指在社會再生產(chǎn)過程中,根據(jù)物流的規(guī)律,運用管理的基本原理和科學(xué)方法,對物流活動進(jìn)行計劃、組織、協(xié)調(diào)和監(jiān)督,使各項物流活動實現(xiàn)最佳的協(xié)調(diào)和配合,以降低物流成本,提高物流效率和經(jīng)濟(jì)的活動。物流管理的主要方面是物流成本和物流質(zhì)量,具體內(nèi)容包括如下面:第一,對物流活動諸要素的管理,包括運輸、儲存、裝卸、加工等環(huán)節(jié)的管理。第二,對物流系統(tǒng)諸要素的管理,即對其中人、財、物、設(shè)備、方法和信息等六大要素的管理。第三,對物流活動中具體職能的管理,主要包括物流計劃、質(zhì)量控制、技術(shù)手段、經(jīng)濟(jì)核算等職能的管理。
二 、復(fù)雜系統(tǒng)理論在物流管理中的應(yīng)用
(1) 復(fù)雜系統(tǒng)理論
復(fù)雜性科學(xué)是當(dāng)今世界科學(xué)發(fā)展的熱點和前沿領(lǐng)域。目前復(fù)雜性理論及其
應(yīng)用正在向各個學(xué)科滲透,是一門正在逐步形成的新興橫向?qū)W科。而復(fù)雜系統(tǒng)
與復(fù)雜性研究是復(fù)雜性科學(xué)研究的核心問題。
(2) 基于復(fù)雜系統(tǒng)理論的物流管理
復(fù)雜性科學(xué)吸引了眾多的不同領(lǐng)域的研究人員,盡管人們對于復(fù)雜性的了解并不一致,但是對有些問題己形成了共識:研究復(fù)雜性離不開系統(tǒng)。SFI的科學(xué)家們認(rèn)為,復(fù)雜系統(tǒng)是處于混沌的邊緣。混沌是指確定性系統(tǒng)中存在的內(nèi)部隨機性。而混沌的邊緣是指沒有新奇的東西能夠從高度有序和穩(wěn)定的系統(tǒng)以及等級分明、實施嚴(yán)格的中心控制的組織環(huán)境里出現(xiàn)。SFI的復(fù)雜系統(tǒng)概念表明,系統(tǒng)的狀態(tài)可以被看到,也可以被理解,但卻無法把各個要素或單元間的復(fù)雜而簡單的相互作用進(jìn)行一一對應(yīng)的還原。復(fù)雜性研究的主要內(nèi)容是,研究復(fù)雜系統(tǒng)如何在一定的規(guī)則下產(chǎn)生有組織的行為。
(1)就單個企業(yè)來看,物流管理系統(tǒng)是一個自組織系統(tǒng),物流管理系統(tǒng)中的每個企業(yè)自主決策,不必接受任何其它企業(yè)的指揮或命令,他們在選擇上游供應(yīng)商和下游經(jīng)銷商的同時就形成了物流供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。復(fù)雜系統(tǒng)視角下的物流管理系統(tǒng)中不存在著核心企業(yè),隨時都有可能出現(xiàn)成員企業(yè)的進(jìn)入和退出,每個在物流上的企業(yè)都是平等的,都有著自主性,在這條物流上的企業(yè)同時也是其它物流上的參與者,正是由于這樣的原因,在產(chǎn)業(yè)中或者是產(chǎn)業(yè)之間就形成了物流管理網(wǎng)絡(luò),這個網(wǎng)絡(luò)也表現(xiàn)出了動態(tài)型和復(fù)雜性。
(2)物流管理中的主體是那些獨立或半獨立的經(jīng)濟(jì)實體,這些主體之間具有競爭、合作、動態(tài)等多種性質(zhì)的供需關(guān)系。運作單元、業(yè)務(wù)流程、成員企業(yè)、整個運作環(huán)境構(gòu)成了不同層次上的主體,每個主體具有自己的目標(biāo)、經(jīng)營策略、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生存動力。這些主體通過聚集而相互作用,以期不斷的適應(yīng)環(huán)境。對于整個物流管理系統(tǒng)來說,并不存在一個集中控制中心來指導(dǎo)各個主體的行動,但是整個物流管理系統(tǒng)仍然表現(xiàn)出一種有序的狀態(tài)。正是這種主動性以及它與環(huán)境的反復(fù)的、相互的聚集作用,才是整個物流管理系統(tǒng)發(fā)展和進(jìn)化的基本動因。
(3)物流管理中幾乎每一個環(huán)節(jié)都是非線性的關(guān)系。現(xiàn)代企業(yè)生存在一個
市場競爭激烈、不確定性大的環(huán)境之中,在復(fù)雜系統(tǒng)下的企業(yè)所做出的很小的
決定就能夠?qū)ο嚓P(guān)企業(yè)產(chǎn)生很大的影響。例如,在信息不能完全流通的情況下,
有著“蝴蝶效應(yīng)”和“牛鞭效應(yīng)”的發(fā)生,這種非線性的效果使得企業(yè)生存在
一種不確定的環(huán)境中,整體的外部環(huán)境是不斷發(fā)展變化的。同時,環(huán)境也能對
形成企業(yè)的模式、各種規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生影響,而且由于模式、目標(biāo)狀態(tài)、基本
的性能標(biāo)準(zhǔn)以及對環(huán)境適應(yīng)能力的變化等也都會使得物流管理系統(tǒng)其主體對環(huán)
境的適應(yīng)能力的度量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化。
(4)物流管理系統(tǒng)中負(fù)反饋與正反饋需要達(dá)到平衡,也就是控制體制與適應(yīng)體制之間的均衡,這樣才能保證整個物流管理系統(tǒng)的生命力。控制是為了保證組織的穩(wěn)定與秩序,一旦發(fā)現(xiàn)某個成員企業(yè)的行為表現(xiàn)超出正常情形,就利用控制手段將其阻止,并使整個系統(tǒng)回到平衡狀態(tài)中。同時物流管理系統(tǒng)所面對的是一個充滿復(fù)雜性的環(huán)境,在這里主體的隨機性在系統(tǒng)尋找各種可能性的過程中就扮演了非常重要的角色,有些重要的整體特性是在混沌和隨機過程中產(chǎn)生的。這就需要在管理上允許成員企業(yè)有更大的自由度。只有具備靈活性、適應(yīng)性、應(yīng)對能力和快速革新能力的物流管理系統(tǒng)才能被看作是當(dāng)前復(fù)雜環(huán)境下的最佳組織結(jié)構(gòu)。
中圖分類號 F3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363(2017)08-0007-02
土地資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化是通過一定方法對未來土地利用取得經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益的最佳分配,通常采用定性和部分定量方法,但這樣的方法主觀性過強,易造成結(jié)果誤差大等問題。而采用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行土地資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化時,則要面對影響因素的不確定性。針對規(guī)劃模型或約束條件出現(xiàn)不定數(shù)的情況,本文采用灰色系統(tǒng)理論中的灰色線性規(guī)劃等理論,建立動態(tài)規(guī)劃模型,探究分析其應(yīng)用于南京市土地資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性。
1 灰色系統(tǒng)理論
灰色系統(tǒng)理論集系統(tǒng)分析、評估、建模、預(yù)測、決策、控制、優(yōu)化技術(shù)于一體的一門新興學(xué)科的結(jié)構(gòu)體系。其主要內(nèi)容包括以灰色代數(shù)系統(tǒng)、灰色方程、灰色矩陣等為基礎(chǔ)的理論體系;以序列算子和灰色序列生成為基礎(chǔ)的方法體系;以灰色關(guān)聯(lián)空間和灰色聚類評估為依托的分析、評價模型體系;以GM(1,1)為核心的預(yù)測模型體系;以多目標(biāo)智能灰靶決策為標(biāo)志的決策模型體系,以多方法融合創(chuàng)新為特色的灰色組合模型體系以及灰色規(guī)劃、灰色投入產(chǎn)出、灰色博弈、灰色控制為主體的優(yōu)化模型體系[1]。
2 實證研究及算法分析
2.1 研究區(qū)域概況
南京作為長江三角洲的中心城市之一,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平領(lǐng)先,但市內(nèi)各片區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠均衡,區(qū)域內(nèi)不同類型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r差異較大。南京市土地資源比較豐富,但由于南京市人口的快速增長、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,土地利用不夠合理,利用率較低,制約了南京經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展。
2.2 灰色系統(tǒng)理論的應(yīng)用
利用灰參數(shù)線性規(guī)劃,以及灰色系統(tǒng)理論中GM(1,1)模型等,可以靈活應(yīng)對目標(biāo)效益系數(shù)不確定,約束條件變化等不確定因素,以下我們通過和灰色線性規(guī)劃及灰色系統(tǒng)理論在南京市土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的應(yīng)用中分析其可行性。
2.2.1 GM(1,1)的應(yīng)用
GM(1,1)在灰色線性規(guī)劃中用于預(yù)測目標(biāo)效益系數(shù)的灰區(qū)間范圍,以及各約束條件的系數(shù),從而確定灰數(shù)區(qū)間,下面以耕地單位面積GDP為例進(jìn)行應(yīng)用分析。
首先得到2005年―2014年南京市耕地單位面積GDP(萬元/公頃)的序列,其中2005(1.86)、2006(1.99)、2008(2.31)、2009(3.29)、2010(3.75)、2011(4.36)、2012(4.94)、2013(5.53)、2014(5.87)。GM(1,1)的預(yù)測結(jié)果如圖1所示。
2.2.2 變量設(shè)置
根據(jù)南京市國土資源局的信息公開以及《南京市土地利用總體規(guī)劃(2006-2020年)》要求,設(shè)置如下變量:x1(耕地);x2(園地);x3(林地);x4(牧草地);x5(其他農(nóng)業(yè)地);x6(居民點工礦用地);x7(交通設(shè)施用地);x8(水利設(shè)施用地);x9(其他土地)[5]。
2.2.3 目標(biāo)函數(shù)
根據(jù)南京市土地資源優(yōu)化利用的目的和意義,以經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)建立如下目標(biāo)函數(shù):
2)人口總量約束。2020常住人口1?047萬人。
3)宏觀計劃約束。(1)耕地面積。農(nóng)用地比例控制在64.3%,農(nóng)用地中耕地比例穩(wěn)定在55.8%,耕地保有量分別保持236?034.6公頃以上。(2)農(nóng)用地:農(nóng)用地、其他土地比例控制在64.3%、8.5%,其他農(nóng)用地不少于91?650.3公頃。(3)建設(shè)用地面積。2020年,建設(shè)用地比例提高至27.2%,控制在179?175.97以內(nèi)。(4)居民點工礦用地面積,需要大于141?869.5公頃。(5)交通運輸與水利設(shè)施。建設(shè)用地比例提高至27.2%,建設(shè)用地中交通水利設(shè)施用地比例提高至20.7%。
4)生態(tài)環(huán)境約束。(1)林地面積。農(nóng)用地中林地比例提高至20.4%。(2)牧草地面積,要小于20公頃。(3)園地面積大于9?332.4公頃。
3 結(jié)果分析
按規(guī)定中的預(yù)測對上述模型的灰數(shù)進(jìn)行白化,分別取上限、中間值及下限,轉(zhuǎn)化為一般的線性規(guī)劃求解,由Matlab軟件linprog函數(shù)求得最優(yōu)解,求解結(jié)果即3個土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,見表1。
從表中可知,方案1是在人口較少,耕地較少的情況下,其園地面積大于其他方案,生態(tài)環(huán)境由于其他方案,但其交通設(shè)施用地與水利設(shè)施用地相差過大,不利于經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展。
方案3是在人口增長控制較差,前耕地保有量充足的情況下,其交通設(shè)施用地與水利設(shè)施用地比例接近,但園地較少,不益于生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
方案2是在“二孩”政策下人口較多,前耕地保有量較為充足的情況下,其最為符合未來實際需求,其交通設(shè)施用地與水利設(shè)施用地比例最為接近,且園地較多,既考慮了生態(tài)環(huán)境的保護(hù),又注重經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。
綜合考慮,選擇方案2為最優(yōu)優(yōu)化方案。
4 結(jié)論與意見
眾所周知,土地利用是一個復(fù)雜的系統(tǒng),由于灰色線性規(guī)劃中灰數(shù)的不確定性,得出的結(jié)果也只是近似解。本文以經(jīng)濟(jì)利益最大化為目的,建立灰色線性規(guī)劃模型,應(yīng)用于該市土地資源結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,運用Matlab軟件求解,結(jié)果顯示方案2最符合南京市的土地利用規(guī)劃和發(fā)展,在未來可以進(jìn)一步的推廣。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)22-6369-03
Simulation Exemplars for System Simulation Course
HUANG Han-ming
(College of Computer Science and Information Engineering, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China)
Abstract: This paper briefly narrates the general concepts of system and various system theories, and introduces the necessity of system simulation for the researches of systems. Then the teaching purpose and main contents of system simulation course are given. After that, some understandings in this course teaching experiences are presents. Finally, several having applied measures which might be helpful to enhance the effect of teaching are discussed:reinforce simulation principles teaching, guide students broadening scope of knowledge, use simulation case studies as education emphases
Key words: system simulation; course pedagogy; exemplar demonstration
系統(tǒng)是一個與環(huán)境相對的概念,任何相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的部分所組成的一個整體皆可稱為一個系統(tǒng)。系統(tǒng)的各個組成部分之間,通過物質(zhì)、能量和信息的交換而相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互作用;系統(tǒng)與環(huán)境之間,亦存在著物質(zhì)、能量和信息的輸入、輸出關(guān)系。早在古代中國和古希臘的哲學(xué)中,就包含樸素的系統(tǒng)思想。隨著社會的發(fā)展和近、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的興起與進(jìn)步,在軍事、工程、經(jīng)濟(jì)、社會等諸多領(lǐng)域,都存在著大量的有關(guān)系統(tǒng)的問題。為解決這些問題,20世紀(jì)40年代相繼產(chǎn)生了運籌學(xué)、控制論、信息論和一般系統(tǒng)論等系統(tǒng)理論;20世紀(jì)40年代以來,系統(tǒng)理論被大量應(yīng)用于工程實踐,系統(tǒng)工程應(yīng)用學(xué)科迅速發(fā)展,同時其他科學(xué)技術(shù)學(xué)科也在不斷獲得新的突破與發(fā)展,從而對各種系統(tǒng)的性質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)識在不斷深入,產(chǎn)生的一些新的系統(tǒng)理論:耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、動力系統(tǒng)理論、混沌理論、突變論等。
當(dāng)前,對復(fù)雜及復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的研究是系統(tǒng)科學(xué)這門學(xué)科的熱點。國際上,有關(guān)復(fù)雜系統(tǒng)的系統(tǒng)科學(xué)研究可分為三個主要學(xué)派:“歐洲學(xué)派” ―― 以非線性自組織理論為核心內(nèi)容的系統(tǒng)理論(系統(tǒng)元素為無機物,源于物理、化學(xué)系統(tǒng));“美國學(xué)派” ―― 以圣菲研究所(SFI)為代表的理論框架(系統(tǒng)元素為有機物,具主動性,源于生物系統(tǒng));“中國學(xué)派” ―― 以開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)理論為核心的體系(系統(tǒng)元素為“人”,源于大工程協(xié)作系統(tǒng))。其實,這三個主要學(xué)派的主要區(qū)別只是從系統(tǒng)的不同層次為出發(fā)點去把握系統(tǒng)的性質(zhì)和規(guī)律;它們的共同點可認(rèn)為是要從整體上去認(rèn)識問題和解決問題,對系統(tǒng)的許多性質(zhì),部分和的累加并不一定等于整體,整體很可能大于部分和,由于涌現(xiàn)性,整體會出現(xiàn)一些任一部分所不曾擁有的新性質(zhì)。
由于現(xiàn)實系統(tǒng)的廣泛性、多樣性和復(fù)雜性,如果直接對系統(tǒng)進(jìn)行觀測、實驗和研究,可能會對真實系統(tǒng)造成破壞性影響而且可重復(fù)性很可能也差,或者用真實系統(tǒng)試驗時間過長,或費用太昂貴。對于工程系統(tǒng),在系統(tǒng)建立之前需要對其結(jié)構(gòu)、行為特性開展研究,但真實系統(tǒng)尚不存在。這些情況下,系統(tǒng)的模擬仿真是唯一可行的研究手段。
1 系統(tǒng)模擬仿真課程的教學(xué)目的
系統(tǒng)模擬仿真課程的教學(xué)目的為:培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析和解決各類學(xué)科中出現(xiàn)的一般復(fù)雜系統(tǒng)問題的能力,掌握多種解決各種復(fù)雜系統(tǒng)問題的研究、設(shè)計與分析方法。通過本課程的教學(xué),希望學(xué)生能了解系統(tǒng)模型的形式化描述;掌握連續(xù)系統(tǒng)的時域與頻域建模仿真方法:龍格-庫塔法、線性多步法、離散相似法、替換法、根匹配法等;了解離散事件系統(tǒng)的一般概念和離散事件系統(tǒng)的建模工具――Petri網(wǎng),掌握經(jīng)典的離散事件系統(tǒng):單服務(wù)臺與多服務(wù)臺排隊系統(tǒng),庫存系統(tǒng)等的仿真方法;掌握離散事件系統(tǒng)的仿真輸出數(shù)據(jù)的分析方法;了解現(xiàn)代仿真技術(shù)――虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一般概念、分析建模方法和和基于Agent的的建模方法及Swarm仿真和分布建模仿真。
系統(tǒng)科學(xué)專業(yè)碩士點的設(shè)立是為了滿足國家和廣西的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要,旨在培養(yǎng)高層次的復(fù)合型研究與管理人才。系統(tǒng)科學(xué)專業(yè)碩士點有兩個專業(yè):系統(tǒng)理論和系統(tǒng)分析與集成,其中系統(tǒng)理論專業(yè)從2004年起開始面向全國招生,系統(tǒng)分析與集成專業(yè)從2006年起招生。系統(tǒng)模擬仿真課程是系統(tǒng)科學(xué)專業(yè)碩士生的必修課程,本人從2006年起到目前為止連續(xù)5年擔(dān)任了本門課程的任課教師,在此對這幾年的教學(xué)實踐作些總結(jié),以圖對本課程后續(xù)的教學(xué)水平的提高和教學(xué)效果的完善能有所幫助。
2 課程基礎(chǔ)建設(shè)
專業(yè)課程與選修課程的組成,不同課程的先后安排和教材的選擇對教學(xué)目的之達(dá)成與教學(xué)效果之提高至關(guān)重要。系統(tǒng)模擬仿真課程的先修課程為:控制理論,概率統(tǒng)計,至少一種通用程序設(shè)計語言(如:C/C++程序設(shè)計語言和Matlab編程語言)。這幾年教學(xué)過程中的有些學(xué)期,在本課程剛開始時,有些學(xué)生反映從未接觸過其中一門或兩門先修課程,應(yīng)學(xué)生的要求,用一、兩次課程的時間介紹相應(yīng)課程,解釋其中的重要內(nèi)容,并鼓勵學(xué)生自學(xué)相應(yīng)課程,難懂之處同學(xué)之間互相探討,并及時向老師請教。教材選擇的是美國多家高校系統(tǒng)仿真類課程普遍采用的, 由清華大學(xué)出版社出版的原版影印英文教材[1]。該教材著眼于離散事件系統(tǒng)仿真的原理和方法學(xué)的闡述,基本概念通過實例加以闡述展開,對仿真方法、技術(shù)談?wù)撋钊?對新技術(shù)發(fā)展方向描述明確。該教材以C/C++和Fortran為仿真算法的主要編程語言。
開始的連續(xù)2年只使用該教材進(jìn)行教學(xué),有些學(xué)生反應(yīng)跟不上教學(xué)進(jìn)度,仔細(xì)了解,跟不上的原因是難以完全讀懂教材中的英文內(nèi)容和從未學(xué)過C/C++和Fortran語言。為讓每位學(xué)生都能掌握好基本仿真方法、技術(shù)而又不失去對仿真前沿研究的了解,后增加系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)的一般理論及其工程應(yīng)用[2]的介紹,連續(xù)系統(tǒng)仿真原理[3]的介紹和較容易編程實現(xiàn)的仿真實例教學(xué)[4]。作業(yè)與考試方式、頻次的安排設(shè)置對加強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和提高學(xué)習(xí)效果起著極大的作用,除了常規(guī)作業(yè)和期末考試外,增加了每學(xué)期每位學(xué)生上講臺講解至少30分鐘提前布置的、要求學(xué)生課后完成的仿真建模實例小作業(yè)并接著深入討論。還安排了學(xué)期結(jié)束時應(yīng)完成的較復(fù)雜的系統(tǒng)仿真編程大作業(yè),并撰寫一份系統(tǒng)仿真應(yīng)用的研究報告。
3 提高教學(xué)效果的措施
3.1 加強仿真原理教學(xué)
現(xiàn)代仿真是基于計算機、利用合適的算法通過模型(物理的或數(shù)學(xué)的)以代替實際系統(tǒng)進(jìn)行實驗和研究的一門學(xué)科和實驗技術(shù)。 仿真過程中系統(tǒng)、模型與計算機(包括軟、硬件)的關(guān)系如圖1所示。這里模型通常是指數(shù)學(xué)模型。常用的數(shù)學(xué)模型[5]有:初等模型、確定性連續(xù)模型、確定性離散模型和隨機模型。如該圖所示,系統(tǒng)建模、仿真建模和仿真實驗為系統(tǒng)仿真的三個基本活動。
系統(tǒng)的模型是實際系統(tǒng)的簡化或抽象,分物理模型與數(shù)學(xué)模型。系統(tǒng)模型的形式化描述一般可表述為:
S=(T,U,Ω,X,Y,δ,f)
其中:T―時間基, 其若為整數(shù),則系統(tǒng)S為離散系統(tǒng),若為實數(shù),則系統(tǒng)S為連續(xù)系統(tǒng);U―輸入集,U?奐Rn,n∈I+;Ω―輸入段集,某時間內(nèi)的輸入模式,是(U,T)的子集;X―系統(tǒng)狀態(tài)集,是系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)建模的核心;Y―系統(tǒng)輸出集;δ―系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù);f―系統(tǒng)輸出函數(shù),可表達(dá)為:f:X×U×TY。
實際建模時,模型描述的詳細(xì)程度可用如下3個水平來表示:(1)行為水平,只知系統(tǒng)的輸入輸出,系統(tǒng)被視為“黑箱”;(2)分解結(jié)構(gòu)水平,系統(tǒng)輸入輸出及結(jié)構(gòu)組成已知,系統(tǒng)被視為多個簡單“黑箱”的組合;(3)狀態(tài)結(jié)構(gòu)水平,系統(tǒng)的輸入輸出,內(nèi)部狀態(tài)及轉(zhuǎn)移函數(shù)皆為已知。要全面了解仿真過程的核心內(nèi)容,需要較全面的數(shù)學(xué)知識、計算方法知識和編程語言知識。
由圖1可知,系統(tǒng)仿真的第1步是建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。雖然另有一門課程―《數(shù)學(xué)模型》(或稱《數(shù)學(xué)建模》)(應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)課程)專門介紹個各種數(shù)學(xué)建模方法,如不特別介紹,本專業(yè)學(xué)生或許不知有該課程的存在。在建立好系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,可能需要利用《計算方法》中的專門知識,基于學(xué)生熟悉的編程語言(Fortran,C/C++, C#或Matlab等),如學(xué)生對任一編程語言都不了解,推薦學(xué)生優(yōu)先選擇較容易入門且有大量編程工具箱可資利用的Matlab編程語言,把數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為計算機算法程序,得到仿真模型。在設(shè)置好各可調(diào)參數(shù)條件下運行仿真模型(即仿真算法程序),即可得到一系列的輸出,這些輸出要進(jìn)行各種分析[1],如條件允許,并應(yīng)該與實際系統(tǒng)的相應(yīng)數(shù)據(jù)作對比分析。
3.2 引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展知識面
仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域--機械、航空、電力、冶金、化工、電子等方面,和非工程領(lǐng)域DD交通管理、生產(chǎn)調(diào)度、庫存控制、生態(tài)環(huán)境以及社會經(jīng)濟(jì)等方面。幾乎滲透于每一個需要計算的領(lǐng)域和學(xué)科,相關(guān)文獻(xiàn)十分豐富。許多學(xué)術(shù)期刊都刊登有系統(tǒng)模擬仿真方面的研究論文,其中系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域的期刊,尤其值得同學(xué)們?nèi)チ私夂蛯W(xué)習(xí),以擴(kuò)展知識面和了解建模仿真方面的前沿研究。
應(yīng)該特別留意的期刊有:中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院期刊學(xué)會(/)主辦的《系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué)》(中) ,《系統(tǒng)科學(xué)與復(fù)雜性》(英)和《系統(tǒng)工程理論與實踐》,中國系統(tǒng)仿真學(xué)會與航天科工集團(tuán)706所主辦的《系統(tǒng)仿真學(xué)報》,美國伊利諾伊大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)研究中心主辦的《復(fù)雜系統(tǒng) 》,美國UL控制與系統(tǒng)工程學(xué)會和弗羅茨瓦夫理工大學(xué)主辦的《系統(tǒng)科學(xué) 》,IEEE的《智能系統(tǒng)》,圣菲研究所的《復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)報》等。
每年都有多次由不同機構(gòu)發(fā)起、在不同國家舉辦的有關(guān)系統(tǒng)仿真的國際學(xué)術(shù)會議。通過各個級別的系統(tǒng)科學(xué)學(xué)會或系統(tǒng)仿真學(xué)會網(wǎng)站,或直接通過搜索引擎(如, )可檢索到最近舉辦過的系統(tǒng)仿真會議介紹或論文,以及即將舉辦的系統(tǒng)仿真會議的地點、時間和投稿須知, 如:國際系統(tǒng)科學(xué)學(xué)會(International Society for the Systems Sciences, ISSS)網(wǎng)站上 /world/index.php 有當(dāng)年的年度會議信息和最近幾年的會議資料。
3.3 以仿真實例教學(xué)為教學(xué)重點以提高學(xué)生的實際分析問題和解決問題的能力
課堂上詳細(xì)講解一些較簡單的系統(tǒng)問題的仿真實例,可以使學(xué)生逐步明確并不斷加深對建模仿真整個流程的理解:從分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為導(dǎo)出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,再根據(jù)所導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模型使用某種編程工具實現(xiàn)仿真建模,形成相應(yīng)的仿真算法程序,最后運行仿真算法程序,分析結(jié)果并與實際系統(tǒng)相應(yīng)數(shù)據(jù)對比。
編程工具的介紹也要兼顧學(xué)習(xí)效率和算法理解徹底性, 教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)如只介紹通用編程語言(如C/C++)實現(xiàn)仿真算法程序,學(xué)生表示是可以徹底理解所討論問題的算法及代碼;但過后一段時間,再面對類似但稍微復(fù)雜些的問題,學(xué)生就顯得有些不知如何下手改寫原來的程序以解決當(dāng)前的問題。而如使用Matlab .m源碼文件實現(xiàn)仿真代碼,學(xué)生基本能正確改寫程序。如使用更高抽象層上的Simulink模型實現(xiàn)仿真,學(xué)生可以輕松解決類似新問題。現(xiàn)在采用初次碰到典型案例問題時,采用C語言實現(xiàn)仿真算法,再次碰到類似問題時使用Matlab.m源碼,更多的或更復(fù)雜的仿真案例,則采用Simulink構(gòu)建仿真模型。
所選擇的仿真實例兼顧確定與隨機系統(tǒng),連續(xù)與離散系統(tǒng)。所列舉過的離散隨機系統(tǒng)有:單服務(wù)員排隊系統(tǒng)(M/M/1)和多服務(wù)員排隊系統(tǒng)(M/M/N)的仿真;多工作站排隊系統(tǒng)的仿真;采用不同排隊策略的銀行排隊系統(tǒng)仿真。 列舉過的連續(xù)確定系統(tǒng)有: 機構(gòu)運動仿真;傳染病感染傳播仿真;森林救火策略仿真;戰(zhàn)斗減員仿真;游擊戰(zhàn)策略仿真;香煙有害物質(zhì)進(jìn)入人體體內(nèi)的累積量仿真以及生物種群規(guī)模漲落(Volterra模型)仿真等。
下面以機構(gòu)運動仿真和戰(zhàn)斗減員仿真為例,對建模仿真的整個過程進(jìn)行簡要描述:
仿真實例一.曲柄滑塊機構(gòu)的運動學(xué)仿真:
對圖示單缸四沖程發(fā)動機中常見的曲柄滑塊機構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)仿真。已知連桿長度:r2=0.1m,r3=0.4m,連桿的轉(zhuǎn)速:ω2=2,ω3=3,設(shè)曲柄r2以勻速旋轉(zhuǎn),ω2=50r/s。初始條件:θ2=θ3=0。仿真以ω2為輸入,計算ω3和1,仿真時間0.5s。
利用Simulink建模如下:
模塊程序運行過程中自動顯示如圖4所示動畫。
所求仿真時間0.5s內(nèi)1和ω3的變化圖像如圖5。
圖5 0.5s內(nèi)的滑塊運動速度1 (上圖)和連桿轉(zhuǎn)速ω3(下圖)
仿真實例二.戰(zhàn)斗減員問題仿真:
該戰(zhàn)爭模型只考慮雙方兵力的多少和戰(zhàn)斗力的強弱。 假設(shè):(1) 用x(t)和y(t)表示甲乙交戰(zhàn)雙方時刻t的兵力,不妨視為雙方的士兵人數(shù);(2)每一方的戰(zhàn)斗減員率取決于雙方的兵力和戰(zhàn)斗力,用f和g表示; (3)現(xiàn)只對甲方進(jìn)行分析。甲方士兵公開活動,處于乙方的每一個士兵的監(jiān)視和殺傷范圍之內(nèi),一旦甲方某個士兵被殺傷,乙方的火力立即集中在其余士兵身上,所以甲方的戰(zhàn)斗減員率只與乙方兵力有關(guān),可以簡單地設(shè)f與y成正比,即f=ay。a表示乙方平均每個士兵對甲方士兵的殺傷率(單位時間的殺傷數(shù)),稱乙方的戰(zhàn)斗有效系數(shù)。a可以進(jìn)一步分解為a=rypy,其中ry是乙方的射擊率(每個士兵單位時間的射擊次數(shù)),py是每次射擊的命中率。由這些假設(shè)可得本問題的連續(xù)時間模型(方程):
又設(shè)系統(tǒng)輸入為甲乙方的射擊率rx,ry,每次射擊的命中率px,py,雙方初始兵力x0,y0。系統(tǒng)輸出為哪一方獲勝以及獲勝時的剩余兵力。要求有輸入、輸出界面及仿真過程。如何對微分方程進(jìn)行求解,并判斷哪一方獲勝是本問題仿真的關(guān)鍵。
使用GUIDE(圖形用戶接口開發(fā)環(huán)境)接口實現(xiàn)以上簡單的一階微分方程。
調(diào)入該模型程序,按F5運行,出現(xiàn)如圖6所示界面。
在界面中輸入?yún)?shù),點擊“執(zhí)行仿真計算”按鈕,就會在結(jié)果欄中顯示哪一方獲勝,及其剩余人數(shù)。
設(shè)甲乙雙方射擊率都為0.03,初始兵力都為1000,每次射擊的命中率分別為0.023和0.026。執(zhí)行仿真計算后可知是“乙方獲勝”,剩余兵力為339。如圖7所示。
4 總結(jié)
努力加強系統(tǒng)仿真原理教學(xué),以較簡單的經(jīng)典系統(tǒng)建模實例的仿真模型的建立為依托,讓學(xué)生在仿真實例的課堂教學(xué)中逐步明確并不斷加深對建模仿真整個流程的理解。仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域和非工程領(lǐng)域,相關(guān)文獻(xiàn)十分豐富,涵蓋面十分廣闊的,而課堂教學(xué)的課時十分有限。如果我們把系統(tǒng)模擬與仿真這門學(xué)科比作是一片森林,文獻(xiàn)可看作是其中的樹木,仿真的實際應(yīng)用則可看作生活于森林中的動物,當(dāng)然動物也依賴于這片森林的鄰域森林(其他學(xué)科)。課堂教學(xué)只是帶學(xué)生來到這片森林邊沿,仿真原理、理論教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察了眼前的樹木,而課堂仿真實例教學(xué)則是與學(xué)生一起欣賞了樹枝上美麗的小鳥。 對這片森林更深入的了解需要學(xué)生自己出發(fā)去跋涉的、去游歷、去探索、去欣賞。當(dāng)然,帶學(xué)生到這片森林應(yīng)該先哪個邊沿,才能讓學(xué)生對這片森林有準(zhǔn)確的了解并迅速喜歡上這片森林,需要帶領(lǐng)者對這片森林整體的和更準(zhǔn)確的了解,也需要到過這片森林的同學(xué)們的意見反饋。
參考文獻(xiàn):
[1] Law A M.Simulation Modeling and Analysis[M].北京:清華出版社,2000.
[2] 許國志.系統(tǒng)科學(xué)與工程研究[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2001.
中圖分類號:TG80 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0147-02
1 引言
《機械工程測試技術(shù)》課程是機械工程相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,該課程集成了數(shù)學(xué)、電工電子學(xué)、信息科學(xué)、計算機技術(shù)等多學(xué)科原理和技術(shù),并且被廣泛應(yīng)用于各個學(xué)科,具有涉及知識面廣、綜合性強、理論知識抽象、實踐性要求高、學(xué)時少等特點[1]。尤其是對于電工電子學(xué)及信息學(xué)知識相對薄弱的機械專業(yè)本科生,首次接觸信號變換與調(diào)理、系統(tǒng)特性及數(shù)字信號處理等抽象概念時,學(xué)生普遍反映該課程存在理論內(nèi)容不易理解,學(xué)習(xí)難度大等問題。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和機械系統(tǒng)自動化程度的不斷提高,測試技術(shù)在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛,例如新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)過程控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及產(chǎn)品性能試驗等工作均以測試技術(shù)為基礎(chǔ)。因此,《機械工程測試技術(shù)》課程在機械工程相關(guān)專業(yè)課程中具有越來越重要的地位。
基于上述原因,為了使機械專業(yè)本科生能夠更好地理解和掌握機械工程測試技術(shù)的相關(guān)理論,貫徹教育部關(guān)于高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程文件的精神和適應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的需求。改革和創(chuàng)新《機械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)方式,提高課程的教學(xué)質(zhì)量已迫在眉睫。
2 傳統(tǒng)理論教學(xué)及其改革與創(chuàng)新
2.1 傳統(tǒng)理論教學(xué)方式
機械工程測試技術(shù)課程的傳統(tǒng)理論教學(xué)方式是以教師為中心,理論知識的傳遞以灌輸式講授為主,并設(shè)計有少量的驗證性實驗。整個教學(xué)過程中教師發(fā)揮著主導(dǎo)作用,而學(xué)生只能被動地吸收知識,從而難以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,也不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。另外,由于該課程涉及較多的其他學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識,學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中很難快速全面地把自身儲備的知識與新學(xué)知識做到融會貫通和綜合應(yīng)用,從而使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生茫然的學(xué)習(xí)狀態(tài)(特別是在課程的學(xué)習(xí)初期),極大地打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極主動性,甚至有些學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理[2],這將使整個課程的教與學(xué)過程變得非常艱難,以致于課程的教學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下滑。
2.2 理論教學(xué)的改革與創(chuàng)新
教學(xué)改革與創(chuàng)新遵循的基本原則:保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、前沿性和實踐性前提下,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性,積極培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣和積極性,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維方式及工程應(yīng)用能力。
2.2.1 理論教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與更新
《機械工程測試技術(shù)》課程主要內(nèi)容包括:信號及其描述、測試裝置的基本特性、常用傳感器及其原理、信號的調(diào)理與記錄、信號處理初步、典型非電量參數(shù)的測量及計算機測試系統(tǒng)等。
通過對課程主要內(nèi)容的細(xì)致分析和研究,并根據(jù)測試系統(tǒng)組成模塊將上述章節(jié)內(nèi)容重新排序,采用以“信號流”為教學(xué)主線,按照信號在測試系統(tǒng)中的傳輸順序?qū)⒄麄€課程內(nèi)容貫穿起來,從而使學(xué)生建立完整的測試系統(tǒng)概念。重新優(yōu)化調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容:首先講信號的時域描述和分類,然后講常用傳感器及其原理,進(jìn)一步講信號的調(diào)理與信號的數(shù)字化處理,再講信號的頻域描述及分析方法,接下來講整個計算機測試系統(tǒng)。而后采用Matlab/Simulink仿真實例展示信號在測試系統(tǒng)中傳輸時的失真,從而引出測試裝置的基本特性內(nèi)容:最后講解機械領(lǐng)域中典型非電量信號的測量。優(yōu)化調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容不僅兼顧由淺及深的教學(xué)思路,使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程初期理解起來相對容易,從而對課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性大幅提高:而且整個教學(xué)內(nèi)容是先局部后整體,逐步深入測試技術(shù)精髓,符合工程技術(shù)知識學(xué)習(xí)的規(guī)律,使學(xué)生學(xué)習(xí)起來思路清晰,且能夠促進(jìn)學(xué)生較好地理解和掌握測試系統(tǒng)各組成部分的原理和特點。
另外,在教學(xué)過程中,將自己的科研項目和研究成果中與測試技術(shù)相關(guān)的新技術(shù)、新方法及新實例融合到課堂的教學(xué)內(nèi)容,同時注重介紹機械工程測試技術(shù)發(fā)展的新方向和前沿知識,以此來保證教學(xué)內(nèi)容的實時性和前沿性,豐富學(xué)生的知識面,開拓學(xué)生的眼界[3]。
2.2.2 理論教學(xué)方法的改革
課程教學(xué)方法的改革是建立在教學(xué)思想和教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上[4]。隨著機械工程測試技術(shù)的發(fā)展,課程知識的快速膨脹,以“教師”為主體的傳統(tǒng)教學(xué)思想和教學(xué)模式已經(jīng)不能完全適應(yīng)課程的理論教學(xué)任務(wù)。而以“教師”為主導(dǎo)和以“學(xué)生”為主體的新型教學(xué)思想和教學(xué)模式充分發(fā)揮了教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動性,因此,新的理論教學(xué)方法更加適應(yīng)課程快速發(fā)展的步伐。
在新的理論教學(xué)方法指導(dǎo)下,課程的理論教學(xué)過程采用啟發(fā)式講授、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法。在教學(xué)過程中,注重以身邊的生活實例和工程實例設(shè)疑式地啟發(fā)學(xué)生,使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下對實例中所涉及的測試技術(shù)基本原理和技術(shù)展開積極課堂討論,讓學(xué)生成為教學(xué)過程的主體,以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生自主思考、分析和解決問題的能力,逐步培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)造性思維能力。
此外,為了使學(xué)生能夠把該課程的新知識與課程涉及到的其他專業(yè)基礎(chǔ)知識做到融會貫通和綜合應(yīng)用。在每節(jié)課理論內(nèi)容講授完畢后,教師為學(xué)生指點出下節(jié)課將會涉及到的其他課程專業(yè)基礎(chǔ)知識,以便學(xué)生課后可以及時溫習(xí)和回顧,從而使學(xué)生下節(jié)課的理論學(xué)習(xí)變得清楚明確,并且使學(xué)生真切感受到學(xué)以致用帶來的成就感,以進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的積極性,逐漸培養(yǎng)學(xué)生自覺地對教學(xué)內(nèi)容涉及的理論及實踐問題加以追蹤的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實學(xué)習(xí)態(tài)度。
2.2.3 理論教學(xué)手段的創(chuàng)新
在理論教學(xué)手段方面,采用多元化教學(xué)手段,將多媒體教學(xué) 、黑板教學(xué)、仿真演示及實物教學(xué)等多種手段有機結(jié)合起來。
課程充分利用多媒體教學(xué)能夠很好地把概念、圖形、動畫、視頻及聲音等信息載體有機結(jié)合的特點[5],將一些傳統(tǒng)黑板教學(xué)手段難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容和無法觀察的現(xiàn)象采用圖文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動形象地展示給學(xué)生,使沒有工程實際經(jīng)驗的學(xué)生能夠從認(rèn)知的角度建立機械工程測試的相關(guān)概念,力求教學(xué)過程與教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。
對于理論強的教學(xué)內(nèi)容(例如信號變換和信號處理相關(guān)章節(jié))則采用黑板式教學(xué)手段,通過對公式和定理的詳細(xì)推導(dǎo),加深學(xué)生對公式定理的理解。
對于應(yīng)用性強的教學(xué)內(nèi)容(如傳感器原理、信號調(diào)理等內(nèi)容)則采用多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)及實物教學(xué)相結(jié)合的手段進(jìn)行講授,提高學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的工程應(yīng)用能力。
對于抽象性強的教學(xué)內(nèi)容(如測試裝置的基本特性)宜采用Matlab/Simulink仿真演示的教學(xué)手段,幫助學(xué)生直觀地理解抽象的概念,并鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生自己動手搭建仿真程序,培養(yǎng)學(xué)生的求知探索欲和動手能力。
2.2.4 理論考評體系的改革
在理論考核方面,傳統(tǒng)的課程考核模式主要是一次性定時閉卷考試。這種考核模式具有諸多弊端,一是學(xué)生臨時突擊,放松平時學(xué)習(xí):二是難以考查學(xué)生的知識綜合運用能力和創(chuàng)新性思維。課程借鑒國內(nèi)外一流大學(xué)的考評體系[6]。新理論考評體系采用“平時作業(yè)20%+課堂討論表現(xiàn)20%+自主考試10%+期末考試50%”,改變了傳統(tǒng)一次考試定結(jié)論的弊端,重在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、知識綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新探索意識。平時作業(yè)以大作業(yè)為主,重點培養(yǎng)學(xué)生的探索意識和知識綜合運用能力:課堂討論以工程實例為對象,通過考評學(xué)生參與分析討論的積極性和主動性,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,培養(yǎng)其應(yīng)用知識分析解決問題的能力:所謂“自主考試”,即采用教師提供開放式工程題目或?qū)W生自選與課程內(nèi)容相關(guān)的工程題目進(jìn)行課程專業(yè)知識綜合應(yīng)用的一種考核方式,這種考評方式可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新型思維和工程應(yīng)用能力:同時,為了考評學(xué)生對理論知識的掌握程度,在期末采用閉卷考試方式,以此確保學(xué)生對基礎(chǔ)理論和方法的掌握。
3 結(jié)語
通過對機械工程測試技術(shù)課程理論教學(xué)改革與創(chuàng)新的探討,使我們充分認(rèn)識到只有對課程進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新才能達(dá)到提高課程教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才的目標(biāo)。同時,教學(xué)改革工作是一個與時俱進(jìn)的過程,我們在以后的教學(xué)工作中將不斷優(yōu)化和完善機械工程測試技術(shù)的理論教學(xué)過程,從而進(jìn)一步提高課程的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
1概述
1.1水資源概述
大部分人對于水資源的概念存在著模糊性,他不僅是滿足人們?nèi)粘I钚枰梢岳瞄_發(fā)的天然水源,它也包括存在的自然界里,可以被利用的水,如:大氣水、再生水、大陸水和海水等,同時也分為液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)。關(guān)于合理配置的水資源,主要具有可持續(xù)利用的特性,其水質(zhì)和水量可以滿足現(xiàn)在日常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,同時還可為將來創(chuàng)造可持續(xù)利用、生生不息的水資源。
1.2合理配置
按照國家的規(guī)劃技術(shù)大綱,其中有關(guān)于水資源合理配置的定義,其主要內(nèi)容為:通過對公平性、有效性和可持續(xù)性的原則的遵循,并在特定的區(qū)域范圍或流域內(nèi),按照相關(guān)的資源配置規(guī)則和市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律,采用對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量予以保護(hù)和改善的措施,和對有效供給予以保障,對過度需求進(jìn)行抵制的手段,對可利用的水源進(jìn)行合理、科學(xué)地調(diào)配。合理配置水資源可以對水資源、社會經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展予以保證和促進(jìn),由于水資源開發(fā)利用方式存在著不合理,在地理空間、生產(chǎn)力布局等方面存在著差異性,以及地區(qū)和部門之間存在著競爭,都是生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重。
2相關(guān)理論和技術(shù)應(yīng)用
2.1相關(guān)理論
合理配置以實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展的指導(dǎo)思想,即不僅能夠滿足當(dāng)下的資源需求,同時對后代的發(fā)展提供有力的支持,不造成危害的;為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須對生態(tài)環(huán)境予以保護(hù)和改善,生態(tài)環(huán)境保護(hù)會對水資源泉起到有利的保護(hù)作用,但同時也會消耗一定的水資源,因此必須從以往的對生態(tài)用水生態(tài)環(huán)境用水不予以重視的情況,向優(yōu)先保證生態(tài)環(huán)境用水轉(zhuǎn)變,從傳統(tǒng)的給水配置模式轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟(jì)需求進(jìn)行統(tǒng)一合理配置轉(zhuǎn)變。對水資源開發(fā)利用的分析研究主要采用的有大系統(tǒng)理論、不確定性理論,多目標(biāo)規(guī)劃理論以及動態(tài)規(guī)劃理論。因為此研究課題具有不可試驗性,同時具有動態(tài)過程的多變性,因此存在著不少的限制條件。在大系統(tǒng)理論中運用系統(tǒng)動力學(xué),復(fù)雜的系統(tǒng)問題進(jìn)行研究,只具有較大的和潛力;在不確定性理論中,通過應(yīng)用模糊優(yōu)化模型的方式,對水資源的最佳分配方案進(jìn)行確定,并通過動態(tài)層次分析法,對水資源的系統(tǒng)分析取得了較好的成果;多目標(biāo)管理模型對,系統(tǒng)態(tài)勢,目標(biāo)間的競爭以及沖突性進(jìn)行了總體的把握和規(guī)劃,對社會水資源,經(jīng)濟(jì)環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮,并進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化,最終確定最佳的配置方案;動態(tài)規(guī)劃理論運用地下水量和地表水的模型,采用線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃、模擬技術(shù)等相結(jié)合的方式,實現(xiàn)水資源的合理配置。
2.2技術(shù)應(yīng)用
資源的合理配置技術(shù)主要有利用計算機技術(shù)進(jìn)行決策支持的系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)。通過人工智能技術(shù)和計算機支持的決策系統(tǒng)共同組成智能決策支持系統(tǒng),對非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的問題進(jìn)行解決;地理信息系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)管理分析和計算的能力運用,有利于水資源管理的定量研究,目前主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲、查詢、獲取、管理等初級階段,其應(yīng)用還有極大的發(fā)展空間。
3存在的問題
3.1對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的忽視
根據(jù)目前的水資源情況分析,水質(zhì)惡化帶來的問題超過了水量匱乏的問題,目前水量問題還可以通過河流水位調(diào)節(jié)來解決,而對水質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化配置的難度較大,因此必須對生態(tài)環(huán)境予以保護(hù)和改善,資源利用實現(xiàn)良性循環(huán)。
3.2水資源動態(tài)規(guī)劃的忽視
在配置中沒有充分應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃原則,可利用的水資源具有動態(tài)變化性,如果進(jìn)行水量分析時,與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展情況沒有進(jìn)行動態(tài)協(xié)調(diào),則確定的可供水量存在偏差,可能對區(qū)域發(fā)展規(guī)模存在著低估的情況,使當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展受到限制。
3.3大系統(tǒng)理論應(yīng)用的忽視
但對水資源的規(guī)劃利對水資源泉系統(tǒng)的自身開發(fā)利用更為重視,沒有運用經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、社會研究等方面手段進(jìn)行合理配置,同時對傳統(tǒng)的方式的有效性未予以重視,造成了對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約,配置規(guī)劃方案與社會、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)不能互相融合,缺乏實用性。
4模型的實用性缺乏
通過研究方法制作出來的模型,對于決策者的愿望不能真實的反映,只利用高新技術(shù)以及數(shù)學(xué)公式,追求模型的結(jié)果,但是卻無法保障其實用性和可行性。
5發(fā)展趨勢
一、人力資源開發(fā)概述
人力資源開發(fā),是指一個企業(yè)或組織團(tuán)體在組織團(tuán)體現(xiàn)有的人力資源基礎(chǔ)上,依據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)、組織結(jié)構(gòu)變化,對人力資源進(jìn)行調(diào)查、分析、規(guī)劃、調(diào)整,提高組織或團(tuán)體現(xiàn)有的人力資源管理水平,使人力資源管理效率更好,為團(tuán)體(組織)創(chuàng)造更大的價值。HRD是Human Resource Development人力資源開發(fā)的縮寫,是20世紀(jì)80年代興起的旨在提升組織人力資源質(zhì)量的管理戰(zhàn)略和活動。人力資源開發(fā)指一個國家或一個地區(qū)根據(jù)現(xiàn)有的人口、經(jīng)濟(jì)、社會、資源條件,組織一切力量和資金,通過調(diào)節(jié)人口數(shù)量,提高人口素質(zhì),發(fā)展基礎(chǔ)教育,促進(jìn)人口流動,開展職業(yè)教育與技術(shù)培訓(xùn)等手段或措施,不斷促進(jìn)該地域人力資源的合理配置和利用,滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全過程。
人力資源開發(fā)的目標(biāo):一是通過開發(fā)活動提高人的才能;二是通過開發(fā)活動增強人的活力或積極性。提高人的才能,才能是認(rèn)識和改造世界的能力,它構(gòu)成了人力資源的主要內(nèi)容。增強人的活力,通過開發(fā)來增強人在工作中的活力,才能充分、合理地利用人力資源,提高人力資源的利用率。人力資源開發(fā)雙重目標(biāo)的關(guān)系,提高人的才能是人力資源開發(fā)的基礎(chǔ)。人的才能的高低,決定人力資源存量的多寡;增強人的活力是人力資源開發(fā)的關(guān)鍵。有才能而沒有活力,這種才能沒有任何現(xiàn)實意義;有了活力就會自我開發(fā)潛力,提高才能。
二、人力資本的理論起源
人力資本的一般定義是:體現(xiàn)在具有勞動能力(現(xiàn)實或潛在)的人身上的、以勞動者的數(shù)量和質(zhì)量(即知識、技能、經(jīng)驗、體質(zhì)與健康)所表示的資本,它是通過投資而形成的。古典經(jīng)濟(jì)學(xué)家在研究人力資源之始就提出了人力資本的觀念,亞當(dāng)·斯密在他的名著《國富論》(1776年)中提到,一國國民所有后天所獲得有用能力是資本的重要組成部分。因為獲得能力需要花費費用,所以人力資本可以被看作是每個人身上固定的,已經(jīng)實現(xiàn)了的資本。當(dāng)這種能力成為個人能力的一個部分時,也就成為社會財富的一部分。一個工人技能的提高如同一部機器或一件工具的改進(jìn)一樣,可以節(jié)約勞動,提高效率。雖然提高工人技能要投入相當(dāng)多的費用,但這樣做能生產(chǎn)出來更多的利潤,足以補償費用的支出后來,美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家歐文·費雪在1906年出版的《資本和收入的性質(zhì)》一書中,進(jìn)一步闡述了人力資本的概念。然而,直到本世紀(jì)中葉,經(jīng)典的、正統(tǒng)的西方經(jīng)濟(jì)學(xué)并沒有真正把人力資源看作是一種資本。在人(或者說勞動、勞動力)和土地、資本這三項基本要素中,他們把人這個生產(chǎn)要素看作是“非資本的”。
在20世紀(jì)50-60年代以來,人力資本理論研究較突出的是美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家雅各布.明塞爾(JacobMincer)他在1958年發(fā)表了人力資本投資與個人收入分配,建立了個人收入分配與其接受培訓(xùn)量之間關(guān)系的經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型之后,根據(jù)對勞動者個人收益率差別的研究,估算出美國對在職培訓(xùn)的投資總量和在這種投資上獲得的私人收益率概括起來,他最早提出了人力資本收益函數(shù)。
舒爾茨的人力資本理論:舒爾茨的“人力資本”理論的主要內(nèi)容:提出廣義的資本概念,認(rèn)為資本有兩種形式,即一種是體現(xiàn)在產(chǎn)品上的物質(zhì)資本,另一種是體現(xiàn)在勞動者身上的,以勞動者的數(shù)量和質(zhì)量表示的人力資本,兩者共同構(gòu)成國民財富。舒爾茨認(rèn)為,人力資本包括用以形成和完善勞動力的各種投資。具體說來,這些投資主要有:①教育投資,用于發(fā)展教育事業(yè),以提高人們的知識水平和勞動力的質(zhì)量,即提高勞動者的工作能力、技術(shù)水平和熟練程度。②保健投資,用于發(fā)展保健事業(yè),以減少人們的疾病和死亡,提高勞動者的素質(zhì),增強其工作能力,延長其服務(wù)期限。③勞動力遷徙投資,用于發(fā)展勞動力市場行情調(diào)研機構(gòu),以提供有關(guān)信息,并協(xié)助勞動力流動,促進(jìn)解決勞動力余缺調(diào)劑和專長發(fā)揮。認(rèn)為迅速擴(kuò)大的人力資本存量,對勞動生產(chǎn)率的提高和經(jīng)濟(jì)的增長起著越來越重要的作用。舒爾茨注意到傳統(tǒng)增長理論中收益遞減規(guī)律的失靈。主張以人力市場供求變化為依據(jù),以人力價格的浮動為衡量尺度,對教育投資進(jìn)行市場調(diào)節(jié)。
三、人力資源開發(fā)理論起源
人力資源開發(fā)理論最早產(chǎn)生于50年代。隨著西方人本管理思想的出現(xiàn),行為科學(xué)研究的不斷深入以及人力資本理論和人力資源學(xué)說的形成,人力資源開發(fā)這一概念逐漸為人們所接受。80年代中期,人力資源開發(fā)理論開始傳入我國后,有關(guān)它的研究活動迅速得到了重視和發(fā)展。人力資源開發(fā)的定義有許多種,其中代表性的有:①人力資源開發(fā)是指社會人從胎兒開始的教育到成年后的使用,調(diào)配,管理直到老年退休后的開發(fā)余熱等全部過程,其重點在組織一切力量,有效地對全社會進(jìn)行智力開發(fā)。②人力資源開發(fā)是指通過系統(tǒng)的規(guī)劃,培養(yǎng),教育,訓(xùn)練等手段,提高人對于自然界開發(fā)利用能力的過程。這里的能力包括生存能力,勞動能力,智力,體力等。③人力資源開發(fā)是指為了使勞動力得到充分利用,通過教育培訓(xùn),促進(jìn)就業(yè)和有效利用勞動力的人事管理活動及政策。④人力資源開發(fā)是指培植人的知識,技能,經(jīng)營管理水平和價值觀念的過程,并使其經(jīng)濟(jì),社會,政治各方面不斷獲得發(fā)展和得到最充分的發(fā)揮。也就是說,它是一個提高人的素質(zhì),挖掘人的潛力的過程。人力資源開發(fā)和管理是當(dāng)代國家國民經(jīng)濟(jì)管理的一個重要組成部份。
四、人力資源開發(fā)理論依據(jù)
1.學(xué)習(xí)理論
人力資源開發(fā)是發(fā)生在工作場所的學(xué)習(xí),這是其區(qū)別于人力資源其他活動的關(guān)鍵,學(xué)習(xí)處于人力資源開發(fā)的核心,人力資源開發(fā)活動旨在通過學(xué)習(xí)來改變認(rèn)知、態(tài)度和行為。因此,學(xué)習(xí)理論成為人力資源開發(fā)的理論基礎(chǔ)之一,在這里學(xué)習(xí)理論主要包括行為主義學(xué)習(xí)理論,認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論和成人學(xué)習(xí)理論等,并探討其對人力資源開發(fā)的指導(dǎo)作用。現(xiàn)代人力資本理論根據(jù)人力資本的能力類型,將人力資本劃分為三種:一般型人力資本、專業(yè)型人力資本、創(chuàng)新型人力資本,一般型人力資本具有社會平均的知識存量和一般的分析力、計算力、學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力,其載體是普通勞動者;專業(yè)型人力資本具有某項特殊職業(yè)能力,他們一般都接受過特殊專業(yè)知識的正規(guī)教育或在職培訓(xùn),對應(yīng)的社會分工角色是專業(yè)人員;創(chuàng)新型人力資本具有社會稀缺的創(chuàng)新能力,可以具體分為戰(zhàn)略創(chuàng)新型人力資本,制度創(chuàng)新型人力資本和技術(shù)創(chuàng)新型人力資本,對應(yīng)的社會分工角色分別是戰(zhàn)略家,管理創(chuàng)新人員和技術(shù)創(chuàng)新人員,創(chuàng)新型人力資本依附于知識員工,知識員工前期在個人人力資本投資上一般都花費頗多,他們經(jīng)過長期的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)豐富了自己的知識,培養(yǎng)了良好的創(chuàng)新精神和意愿。
2.人力資本理論
人力資本理論是人力資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)從人力資本理論角度來看,企業(yè)所進(jìn)行的人力資源開發(fā)是人力資本投資活動,屬于對在職培訓(xùn)人力資本投資,在這種人力資本投資中,企業(yè)是投資活動的主體,企業(yè)的員工則是投資的對象和客體,作為人力資源開發(fā)理論基礎(chǔ)人力資本理論,主要體現(xiàn)在人力資本。人力資本投資的概念和企業(yè)為主體的人力資本投資等方面。人力資本(Humnacpaiat),是指通過費用支出(投資)而形成和凝結(jié)于人力資源體內(nèi),并能帶來價值增值的智力、知識、技能及體能的總和。它強調(diào)在未來特定的經(jīng)濟(jì)活動中可以給相關(guān)經(jīng)濟(jì)行為主體帶來價值或收益。人力資本是凝結(jié)在人身上的人力,體現(xiàn)在四個方面:體質(zhì)、智力、知識和技能。如果說人的體力和智力主要體現(xiàn)了人的一種先大素質(zhì),那么知識、技能和道德素質(zhì)則是通過后天努力獲得的,它是先天素質(zhì)的改善和提高。人力資本既然是一種資本,無論是個人、組織還是社會,對其投資必然會有收益。企業(yè)人力資源開發(fā)的主要目的就是使企業(yè)人力資源更力,豐富并將其轉(zhuǎn)化為企業(yè)人力資本。人力資本所產(chǎn)生的兩種效應(yīng):即舒爾茨的通過正規(guī)或非正規(guī)教育形成的人力資本所產(chǎn)生的內(nèi)部效應(yīng)與阿羅的邊干邊學(xué)形成的人力資本所產(chǎn)生的外部效應(yīng)。羅默爾認(rèn)為,知識分為一般知識和專業(yè)知識,一般知識可以產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì),專業(yè)化知識可以產(chǎn)生要素的遞增收益,專業(yè)化知識與一般知識相結(jié)合,不僅使知識、技術(shù)、人力資本自身產(chǎn)生遞增的收益,而且也使其它追加的生產(chǎn)要素如資本、勞動的收益遞增”特殊的知識和專業(yè)化的人力資本是經(jīng)濟(jì)增長的主要因素,因為知識不同于普遍商品,它不具有完全的排他勝,即具有溢出效應(yīng)。
3.培訓(xùn)遷移
培訓(xùn)遷移就是將所學(xué)的知識和技能運用到實際工作中去,它重視的是培訓(xùn)發(fā)生后回到工作場所加以應(yīng)用時涉及到的促進(jìn)遷移的活動。這就意味著培訓(xùn)效果的轉(zhuǎn)移不僅涉及到培訓(xùn)者和受訓(xùn)者,更涉及到受訓(xùn)者周圍方方面面的人。傳統(tǒng)的觀念與實踐,從未將教育培訓(xùn)提高到企業(yè)投資高度予以認(rèn)識和運作。人力資本及其教育投資在企業(yè)和整個國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位與作用,引發(fā)人們新的認(rèn)識和實踐創(chuàng)新,視教育培訓(xùn)投資為企業(yè)的“戰(zhàn)略任務(wù)”,是企業(yè)迅速發(fā)展的“秘密武器”,因此,要不遺余力地加大教育投資,加速實現(xiàn)由人才工具化向人才資本化轉(zhuǎn)變。實踐還告誡人們,一個面向未來的企業(yè),不能僅僅堅持“尊重人才、重視人才”,“培育人才,促進(jìn)人才成長”才是企業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)戰(zhàn)略。因為重視人才、重用人才,實現(xiàn)的是人才工具化,它永遠(yuǎn)無法將人才同其知識、技能轉(zhuǎn)化為企業(yè)的無形資本,培育人才、開發(fā)人才,促進(jìn)人才成長,則是實現(xiàn)人才資本化,將人才真正轉(zhuǎn)化為企業(yè)的無形資本,從而使有形資本保值和增值。這種人才工具化向人才資本化的轉(zhuǎn)變,實際上是企業(yè)由傳統(tǒng)的資產(chǎn)經(jīng)營向人才資本經(jīng)營的轉(zhuǎn)變。
4.人力資本投資收益理論
人力資本投資收益的間接性:這種間接性表現(xiàn)在從表面上看,這種投資并未直接作用于生產(chǎn)過程,也未直接生產(chǎn)物質(zhì)財富,而是間接獲得收益,人力資本投資的直接結(jié)果是人力資源質(zhì)量得到提高,這種提高成為經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的推動力量。人力資本投資收益的滯后性:這種滯后性又稱遠(yuǎn)效性,人力資本投資尤其是教育投資周期長,培養(yǎng)一個具有一定知識水平與專門技能的人一般需要十幾年甚至更長,而投資收益的回收時間則更長。但其收益率卻大大超過一般物質(zhì)生產(chǎn)領(lǐng)域里的投資收益率。人力資本投資收益的長期性與全面性:人力資本投資所形成的知識與技能存量將長期發(fā)揮作用,其對人類經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的推動作用也是長期的,也是難以用數(shù)量計算的,這種收益的長效性,是物質(zhì)資本投資所沒有的人力資本投資收益的全面性表現(xiàn)在它既可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,更可產(chǎn)生非經(jīng)濟(jì)效益,既可以使社會受益,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展,也使個人受益,促進(jìn)個人的全面發(fā)展人力資本投資的經(jīng)濟(jì)界限為投資收益的現(xiàn)值不小于投資成本的現(xiàn)值。
5.系統(tǒng)理論
學(xué)習(xí)理論從個體層次提高到組織層次離不開系統(tǒng)理論的影響和貢獻(xiàn)。進(jìn)入80年代以后,美國的經(jīng)濟(jì)競爭力逐漸下降,開始在世界市場上失去大量份額,日本經(jīng)濟(jì)卻全面增長。幫助日本重建戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的戴明的“全員質(zhì)量管理”哲學(xué)在美國得到了廣泛的接受。系統(tǒng)論的觀點是戴明哲學(xué)的核心內(nèi)容。根據(jù)系統(tǒng)論觀點,一個系統(tǒng)應(yīng)是開放的,系統(tǒng)內(nèi)部的各個部分相互依存和相互作用,應(yīng)為系統(tǒng)的總體目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。以系統(tǒng)論觀點來看待人力資源開發(fā),就不能把人力資源開發(fā)看作是組織中一個孤立的事件,它應(yīng)是整個組織系統(tǒng)中的一部分。在從事人力資源開發(fā)活動時,不僅要考慮組織系統(tǒng)對活動的影響,還要考慮活動對實現(xiàn)組織戰(zhàn)略所做的貢獻(xiàn)。
6.效績理論
學(xué)習(xí)從個人層次上升到組織層次,其最終目的是為了提高組織的效績。80年代后期,效績這個詞出現(xiàn)在人力資源開發(fā)的定義中。人力資源開發(fā)就是一個不斷通過雇員的能力來提高組織效績的過程。效績理論的出現(xiàn),標(biāo)志著人力資源開發(fā)從以“學(xué)習(xí)”為中心轉(zhuǎn)移到以“效績”為中心。這個轉(zhuǎn)變意義重大,因為在實際中人力資源開發(fā)雖然為組織提供了很多服務(wù),并且這些服務(wù)也受到了廣泛的歡迎,但這些服務(wù)并不都是以提高效績?yōu)橹行牡摹樘岣呷肆Y源開發(fā)對于組織的戰(zhàn)略價值以及在組織中的地位和可視性,人力資源開發(fā)必須要為實現(xiàn)組織目標(biāo)做貢獻(xiàn),必須要圍繞組織中關(guān)鍵的效績要求來開展工作。關(guān)于人力資源開發(fā)的基本目的是學(xué)習(xí)還是效績的問題,至今在美國的學(xué)術(shù)界還是一個熱點的爭論問題。根據(jù)效績理論,效績有三個層次:個人、群體和組織。以下六個因素影響著效績的提高:激勵、獎勵和結(jié)果、數(shù)據(jù)和信息、效績的標(biāo)準(zhǔn)和反饋、資源、工具和環(huán)境、個人的能力、動機和期望、技能和知識把效績理論和系統(tǒng)理論相結(jié)合,出現(xiàn)了“高效績工作系統(tǒng)”的概念。它是當(dāng)今人力資源、組織行為和管理領(lǐng)域廣泛談?wù)摰脑掝}。高效績工作系統(tǒng)是指這樣一種組織構(gòu)建:能把工作、人員、技術(shù)和信息進(jìn)行最優(yōu)組合從而產(chǎn)出最高效績,即能夠?qū)οM者需環(huán)境變化和機會做出的反應(yīng)。把效績理論和系統(tǒng)理論相結(jié)合。還能夠在不同層次上對效績的缺陷和問題做出診斷和分析。
7.經(jīng)濟(jì)學(xué)理論
經(jīng)濟(jì)學(xué)原理中的人力資本理論是人力資源開發(fā)的又一個理論基礎(chǔ)。根據(jù)人力資本理論,人是一種特殊的資本,人所具有的知識、技能和經(jīng)驗?zāi)軌蛱岣呓M織的生產(chǎn)率從而給組織帶來經(jīng)濟(jì)價值。而提高組織的生產(chǎn)率正是人力資源開發(fā)活動的一個中心內(nèi)容。取得經(jīng)濟(jì)利益是許多組織存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。所以人力資源作為一種資源,對它的投入和產(chǎn)出分析,從而論證這部分投入的合理性和必要性。在一個競爭激烈和高速發(fā)展的商業(yè)世界里,許多組織都面臨著資源短缺的問題,而且有限的資源總是流向收益更高的活動。人力資源開發(fā)活動要想獲得它所需要的資源,必須能夠證明它對組織的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)。
五、總結(jié)
人力資源開發(fā)的理論主要依據(jù)在幾百年前的人力資本理論,現(xiàn)代的人力資本理論。主要包括了學(xué)習(xí)理論、人力資本理論、培訓(xùn)遷移、人力資本投資收益理論、系統(tǒng)理論、效績理論、經(jīng)濟(jì)學(xué)理論等,從不同的角度來看,人力資源開發(fā)是非常重要的。
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