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系统集成论文(6篇)

时间: 2024-01-06 栏目:公文范文

系统集成论文篇1

[关键词]集成创新;内涵;要素;综合评价方法

[中图分类号]G303[文献标识码]A

1引言

随着经济全球化和知识经济的发展,创新已成为全球竞争的焦点和世纪的主旋律,对于不同的国家和民族,创新已成为其兴旺发达、繁荣富强的源泉和不竭动力;对于企业,良好的技术与创新管理已成为其增强国际竞争力、赢得市场竞争优势的重要基础和保障。在经济全球化和信息化过程中,中国的企业面临着前所未有的国内、国际竞争压力,迫切需要对知识、技术、组织以及战略进行有机集成。但是,就现状来看,我国的技术创新还处在一个粗放式的水平上,大量的研究资源分散在企业和科研单位,各自为政,低水平、重复性研究耗费了大量的人力、物力资源,而有限的科研成果难以转化为现实的生产力。

知识经济时代,产品的技术复杂程度日益加剧,单个企业不可能也不必要掌握新产品研发和开发所需要的全部技术;同时,由于产品生命周期的缩短以及市场不确定性的增加,简单的模仿、引进创新方式已经无法适应复杂的技术变化和市场要求,集成创新已成为企业的必然选择。

2集成创新的内涵

集成创新思想源于熊彼特的创新理论,熊彼特认为创新就是“一种生产函数的转移,或是一种生产要素与生产条件的新组合”,同时他认为创新有以下5种形式:引进新产品、引入新技术、开辟新市场、控制原材料新的供应来源和实现工业的新组织。20世纪70年代,迪隆(Dillon)、多西(Dosi)及厄特贝克(Utterback)等人进一步研究了企业内的组织形式、决策行为、学习能力、营销战略以及与企业外部因素的相互作用对企业创新的影响,并认为上述各要素的协同作用是提高企业技术创新的关键所在。70年代,纳尔逊(Nelson)和温特(Winter)在生物进化理论的启示和借鉴下,在分析技术创新活动中知识演进和组织能力之间关系的基础上,提出了创新系统演进的观点,认为技术创新过程的集成促进了各种资源要素的优势互补。随着进化论和系统论的发展,集成的思想在科技创新领域得到了广泛的应用。1998年美国哈佛大学商学院Marcolansiti教授,在研究计算机企业的技术集成能力培养过程中,发现技术集成管理更加有能力应付不连续的技术创新,他认为“通过组织过程把好的资源、工具和解决问题的方法进行应用称为技术集成”。至此,集成的概念首次在企业创新领域被提出,企业集成创新思想在实践中的作用日益凸显。

我国学者从20世纪90年代开始专注于集成创新的有关研究,逐步形成了有关集成创新方面的研究成果。对于集成创新的概念界定,不同学者的叙述各有不同,但是本质意思却是相同的。鲁玉祥[1](2007)认为所谓企业集成创新,就是创新主体采用系统工程的理论和方法,将创新要素(企业家、企业战略、技术、资源等)在企业内部和外部两个层面进行优化组合,相互之间以最合理的结构形式结合成有机体,并使有机体的整体功能发生质的跃变的过程。韩晓东[2]认为集成创新是将各种创新要素通过创造性的融合,使各项创新要素之间互相匹配,从而使创新系统的整体功能发生质的跃变,形成独特的创新能力和竞争优势。史宪睿[3]等认为企业集成创新是企业作为技术创新的主体,以培养企业核心能力、提高企业核心竞争力为导向,以市场价值的最终实现为目标,在企业内外环境的作用下,首先从企业战略决策层面实施集成,通过对企业内部和对企业外部组织的集成,实现技术创新资源要素层面的集成,迅速汇集企业内外的创新资源(如能力、资产、技术、知识等),将技术创新活动有关的各个环节和相关的要素以适宜的形式集成起来,形成一个创新系统,快速实现产品的开发和商业化的自主技术创新过程。曹洲涛[4]认为集成创新是企业利用各种信息技术、管理技术与工具等,对各个创新要素和创新内容进行选择、集成和优化,形成优势互补的有机整体的动态创新过程。

综上,集成创新是创新主体将创新要素(技术、战略、知识、组织等)优化、整合,相互之间以最合理的结构形式结合在一起,形成具有功能倍增性和适应进化性的有机整体。

3集成创新的要素

企业集成创新系统是各集成层面的功能子系统组成的复杂大系统,体现的是集成借力、优势互补、相互融通的运作思想。各层面间在很大程度上是复杂的、非线性协同关联。这种关联机制构成了企业集成创新系统的结构,决定了企业集成创新系统的功能。

我国学者结合我国实际情况及企业发展的特点,对集成创新的构成要素进行了相应的完善与修正。陆晓春,李栋,孙昭[5]从技术集成、知识集成、组织集成、战略集成四个层面提出了集成动态创新模式。鲁玉祥[1]从企业家及企业家创新精神、企业的技术集成能力、战略集成能力和资源集成能力方面叙述了企业集成创新模型的各个要素的功能。陈劲[6]分析,研究企业形成集成创新的机制,将企业内部运转的三个层面―――技术集成、知识集成和组织集成作为构成企业集成创新的要素。李文博、郑文哲[7]在剖析企业集成创新理论内涵的基础上将集成创新的构成要素划分为四个方面:技术、战略、知识、组织。黄玉杰、李忱、田杨茁[8]则将企业的集成创新分为企业内部各要素的集成创新和企业之间的网络集成创新。其中,与本文研究相符合的企业内部各要素的集成创新包括技术的集成创新、管理职能的集成创新和企业整体的集成创新。史宪睿、金丽、孔伟[9]认为企业集成创新能力是企业通过集成创新模式实现企业竞争力的能力,企业集成创新能力是由各种能力要素连接而成的能力系统,包括战略集成能力、知识集成能力、组织集成能力。赵光辉[10]认为集成创新是一个包括生产、经营、管理、组织等各方面内容的一个系统总体,是对企业各种要素进行整合和集成的过程。孙金梅、黄清[11]则将集成创新的要素划分为六个方面:战略集成、技术集成、知识集成、资源和能力集成、组织集成和时间集成。

4集成创新的综合评价方法

根据以上对企业集成创新能力构成要素的分析,评价企业的指标体系按结构性指标划可分为:技术创新能力、制度创新能力、集成外部资源能力,每个指标再细分为若干小指标。比较典型的还有将集成创新能力分解为技术集成能力、战略集成能力、知识集成能力、组织集成能力四分法以及人才素质、产品结构、运行机制、技术开发、适应市场、获奖荣誉六分法等。在建立一套科学合理的评价指标体系后,还要选择合适的评价方法对企业集成创新能力进行评价。评价方法不同,结果往往大相径庭,因此评价方法的合理选择对评价结果的准确性和有效性是至关重要的,在选择评价方法时,应结合实际充分考虑被评价对象的特点和评价任务的要求,做出科学的选择。根据已获得的文献资料,发现企业集成创新能力综合评价方法涵盖面广,种类较多,常见的有因子分析法、聚类分析法、主成分分析法、模糊综合评价法、AHP层次分析法、秩和比法、灰色关联分析法、BP人工神经网络评价法、EDA数据包络分析法,集对分析法等等。

4.1多元统计分析方法

多元统计分析方法在企业集成创新评价中比较常用,主要的方法有主成分分析和因子分析。聚类分析和判别分析也有不同程度的应用。这类方法一般是利用指标的相关性,筛选出少数综合性的指标,然后确定权重,最后对评价对象进行综合评价。优点在于定量化的数据处理,合理科学的计算方法,避免了人的主观随意性,使结果更具有说服力。美中不足的是对数据要求比较高,样本容量不能太小,资料要求服从一定分布,大大限制了此类方法的应用范围。

4.2数据包络分析

数据包络分析(DataEnvelopmentAnalysis,DEA)是1986年由著名运筹学家A.Charnes和W.W.Copper创建的。以凸分析和线性规划为工具,对多投入、多产出的多个决策单元进行效率评价,它是研究具有相同类型部门的相对有效性的有力工具。数据包络分析方法是一种非参数估计方法,适于处理多指标数据,并且不需要数据本身满足一个明确的函数形式,因此,该方法在很多领域被认为是一种主要的评估工具。

4.3层次分析法

层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP)是20世纪70年代中期由美国著名运筹学家托马斯・塞蒂提出的,它是将决策相关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法,整个过程体现出分解、判断、综合的系统思维方式。由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性,很快在世界范围得到重视。尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。

4.4模糊综合评价

模糊综合评价法是1965年由美国控制论专家首次提出的。它是利用模糊数学理论对现实世界中广泛存在的那些模糊的、不确定的事物进行定量化,从而为决策者提供可以进行比较和判别的依据,提高决策的科学性,进而解决具有模糊性的实际问题。它是一种较科学和很有价值的方法。

4.5灰色综合评价方法

灰色系统理论和方法是20世纪80年代,由中国学者邓聚龙教授首先提出来的。灰色系统理论提出了一种新的分析方法,即系统的关联度分析法。对两个系统或两个因素之间关联性大小的量度,称为关联度。如果两者在系统发展过程中相对变化基本一致,则认为两者关联度大,反之,两者关联度就小。其基本思想是依据关联度对系统排序,是一种研究少数据、贫信息不确定性问题的新方法。主要用于解决一些包含未知因素的特殊领域的问题,它广泛应用于农业、地质、气象等学科。优点在于对样本数据没有特殊的要求,计算方法比较简便。

5总结

综合以上分析,可以看出企业集成创新能力的综合评价方法原理各异,各具特点。在选用综合评价方法时,应当注意根据研究目的和所收集数据的特点,灵活选择,合理运用,才能有效地发挥综合评价方法的作用,才能最真实地对企业集成创新能力做出评价。

参考文献

[1]鲁玉祥.论企业集成创新[J].改革与探索,2007(05).

[2]韩晓东.企业集成创新理论研究综述[J].科技创业,2007(06).

[3]史宪睿,刘则渊,于冬.企业集成创新及其系统模型[J].科技管理研究,2007(04).

[4]曹洲涛,杨建梅.现代企业创新新模式―集成创新[J].科技管理研究,2003(05)

[5]陆晓春,李栋,孙昭.企业集成创新的动因及框架体系研究[J].科技管理研究,2006(03).

[6]陈劲.集成创新的理论模式[J].中国软科学,2002(12).

[7]李文博,郑文哲.现代企业的集成创新及其综合评价研究[J].科技进步与对策,2005(04).

[8]黄玉杰,李忱,田杨茁.基于集成创新的企业竞争优势分析[J].北京工业大学学报(社会科学版),2004(3).

[9]史宪睿,金丽,孔伟.企业集成创新能力的概念及其基本模型[J].科技管理研究,2006(07).

[10]赵光辉.我国企业集成创新及管理研究的现状与方向[J].科技与管理,2006(2).

系统集成论文篇2

【关键词】不完备区间值信息系统优化决策规则

引言:

进入新世纪以来,我国的信息系统规模不断扩大,数据呈现出爆炸的趋势。在信息系统中有大量的数据资源,有些数据资源具有突出的实用价值,有些资源的功能性并不突出,为了对不同的数据信息进行区别,需要对集合数据进行科学分析。信息系统按照属性的不同被划分为完备区间和不完备区间,不完备区间值的获取难度较大,需要根据序信息系统的优势关系进行分析。

一、不完备区间值信息系统的优化决策规则获取理论概述

近几年来,我国的信息系统数据分析需求不断膨胀,在此基础上我国引进了粗糙集理论,提高了数据获取和分析的效率。粗糙集理论最早是由波兰数学家提出的,这是一种集合数据分析的方法,随着数学视野的不断扩展,以及技术手段的不断创新,粗糙集理论被广泛应用在数学识别、规则获取和知识集成等领域,并收获了良好的应用效果[1]。

在粗糙集理论中存在若干研究领域,而不完备区间值信息系统的优化决策规则获取是重要组成部分之一。在对不完备区间值进行分析的过程中,需要形成不同的集合,对支配集中的数据进行约简,从中获取信息价值最高的数据,摘除信息价值最低的数据,以此来满足优化决策的规则需要。在确定支配集的相互关系时,需要遵循优势规则,了解序信息系统的决策属性。

不同学者对优势规则展开分析,一些W者认为,在区间值获取时,可以采用不完备区间转换成完备区间的方法,一些学者认为,在区间值获取时,可以按照信息系统的偏序关系,得到一个近似值。上述两种观点的确能简化区间值的获取流程,但是却不能起到决策规则优化的作用,由于不完备区间具有较大的不完备性,很多信息属性容易出现遗漏,为了弥补缺失信息,可以引入描述子概念,以此为基础展开决策规则优化分析。

二、不完备区间值信息系统的优化决策规则获取方法

2.1基础概念

在信息系统中包括四元组成要素:第一个要素是有限论域,第二个要素是数据集合,第三个要素是数据的值域,第四个要素是信息函数。

在进行决策规则优化的过程中,应该对四元组成要素进行定义。上述四种要素存在密切关联,在有限论域上,属性子集V为有限论域的等价关系,依据二者的相关性,可以在粗糙集理论基础上建立一个动态模型,储存离散数据值,并对数据属性进行分析。在信息系统中,数据属性具有一定的可变性,如外界气温数据、降水数据等等,这些数据范围难以用固定区间进行限制,因此可以采用不完备的区间,对信息数据进行储存[2]。

在不完备区间中,仍然包含基础的四元组成要素,为了方便后续的抉择规则优化,需要定义不同的优势关系:

第一,假设IS为不完备区间,且子集B包含于A,那么B子集的函数范围也应该包含于A子集的函数范围。

第二,假设IS为不完备区间,且子集B包含于A,那么A子集的支配集应该包含B。

2.2决策规则

为了对存在优势关系的支配集进行约简,下文将以x为例,对x支配集进行讨论。假设IS为不完备区间,x为IS中的一个支配集,且信息决策系统中的有限论域可以被看做是一个决策表。设描述子为t,t是对P的属性描述,在有限值域的范围内,可以得到一个决策规则。设有一子集Q,将P与Q相比,发现Q包含与P,那么Q的描述子比P更小,说明对Q属性的描述更加详细。

在x支配集的作用下,可以诱导出确定性程度最高的规则,理论上称该规则为初等决策规则。在进行规则约简的过程中,需要假设决策理论的前提,假设决策理论的确定性固定,Q的描述子一直比P小,那么在进行简化时,可以将P等同于Q,得出最简决策[3]。

三、结论

综上所述,为了提高信息系统的性能,必须掌握不完备区间值信息系统的优化决策规则获取方法。

参考文献

[1]管延勇,王洪凯,徐法升.序决策信息系统中区间决策规则的获取[J].控制与决策,2014,(09):1611-1616.

系统集成论文篇3

关键词:粗糙集理论;不确定性;知识约简;粗糙模糊集

中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:2095-1302(2017)06-00-02

0引言

粗糙集理论由波兰华沙理工大学Z.Pawlak教授于1982年首先提出,通过结合逻辑学和哲学中对不精确、模糊的定义,针对知识和知识系统提出了知识简约、知识依赖、知识表达系统等概念,并在此基础上形成了完整的理论体系――粗糙集理论。粗糙集理论把知识看作关于论域的划分,认为知识是有粒度的,而知识的不精_性是由知识的粒度过大引起的。从1992年至今,每年都要以粗糙集为主题召开国际会议,近两年,召开的关于粗糙集的会议有2015年国际粗糙集联合会议(IJCRS2015)和2016年第十六届中国粗糙集与软计算联合学术会议(CRSSC2016)。粗糙集越来越受到各行业专家和科研人员的重视,随着对粗糙集理论研究的不断加深,越来越多的领域开始运用粗糙集解决问题。

1粗糙集理论

1.1知识与知识系统

将研究对象构成的集合记为U,这是一个非空有限集,称为论域U,任何子集,称其为U中的一个概念或范畴。把U中任何概念族都称为关于U的抽象知识,简称知识。一个划分定义为:X={X1,X2,…,Xn},,Xi≠φ,Xi∩Xj=φ,且i≠j,i,j=1,2,…,n;∪niXi=U。U上的一簇划分称为关于U的一个知识系统。

R是U上的一个等价关系,由它产生的等价类可记为[x]R={y|xRy,y∈U},这些等价类构成的集合U/R={[x]R|x∈U}是关于U的一个划分。若PR,且P≠φ,则∩P也是一种等价关系,称为P上不可分辨关系,记为ind(P):。

1.2粗糙集与不精确范畴

给定知识库K=(U,Q),对于每个子集和一个等价关系R∈ind(Q),定义在知识系统U/R下集合X的下近似为:

上近似表示属于X的对象组成的最小集合,即X的正域,记为POSR(X),而肯定不属于X的对象组成的集合称为X的负域,记为NEGR(X)。

在知识系统U/R下集合X的上近似为:

上近似是可能属于X的对象组成的最小集合。集合X的边界区域为:

边界区域BNR(X)是根据知识R,U中既不能肯定包含于集合X,又不能肯定包含于集合的元素构成的集合。

1.3知识简约与知识依赖

知识简约,是在保持知识库分类能力不变的条件下,删除其中不相关或不重要的知识。令R为一簇等价关系,r∈C,若ind(R)=ind(R-r),则称r为R中不必要的,若对于每一个r∈C都为R中必要的,则称R为独立的,否则称R为依赖的。P中所有必要关系组成的集合称为核,记为core(P)。

定义知识R对知识Q的依赖程度为:

显然,0≤ξQ(R)≤1。当ξQ(R)=1时,知识R完全依赖于知识Q;当ξQ(R)1时,说明定义知识R对知识Q的依赖程度高。ξQ(R)的大小从总体上反应了知识R对知识Q的依赖程度。

1.4知识表达系统

在粗糙集理论中,一个知识表达系统可表示为S=(U,R,V,f),为其中U为论域,R为属性集合,V为属性值集合,f为一个信息函数,其对象的每个属性赋予一个信息值。即。

决策表是一类特殊而重要的知识表达系统。设S=(U,R,V,f)为一个知识表达系统,R=C∪D,C∩D=φ,称C为条件属性集,称D为决策属性集。具有条件属性集和决策属性集的知识系统称为决策表。

2粗糙集理论的应用

粗糙集理论具有很强的实用性,目前在各领域已有诸多应用。

2.1故障诊断

文献[1]中提出了一种基于粗糙集与证据理论的航空装备故障诊断方法,利用粗糙集框架实现对故障诊断模型的构造并对冗余信息进行简约,通过边界粗糙熵来衡量每个条件对决策的重要程度;文献[2]利用变精度粗糙集和信息论中互信息增量的特性,针对倾转旋翼机在过度转换时的故障进行诊断,利用OMELM对变精度粗糙集属性简约进行故障分类。

2.2图像处理

粗糙集理论对不精确问题能够提供较好的解决方法,文献[3]将粗糙集理论与模糊聚类算法相结合用以解决图像分割问题。文献[4]依靠粗糙集对边界区域近似有较好的解决能力,将粗糙集近似集与粒子群算法相结合来解决图像分割问题,利用粗糙集理论得到图像的最优粒度,再通过粒度划分得到图像的近似集,从而利用近似集得到便捷的精准刻画。

2.3专家系统

粗糙集理论对规则的抽取有较好的应用,因此能够为专家系统的构造提供理论基础。文献[5]利用粗糙集理论获取知识,建立决策表,并利用可辨识矩阵对决策表进行条件属性简约,能够获得需要诊断的故障树。

2.4模式识别

文献[6]中关于矿井突水问题,可利用粗糙集对非正态、非线性和高维数据的处理能力,对存在大量不明确对应关系的特征进行简约,剔除与决策无关的属性,得到简约样本。

系统集成论文篇4

关键词:集成电路设计与集成系统;CDIO;一体化

1CDIO一体化课程

CDIO一体化课程是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的构建能力为一体的方案所设计出的课程计划[1]。即按照CDIO(构思-设计-实施-运行)理念,在不增加教学内容和时间的基础上,调整和优化原有教学的计划,以实现知识、能力和态度培养的一体化及专业技能与人文素养培养的一体化。同时,CDIO一体化课程也是“做中学”和“基于项目的教育和学习”(projectbasededucationandlearning简称PBL)的具体体现[2]。PBL区别于传统教学法实现了三个转变:以教师为中心转变为以学生为中心、以课本为中心转变为以项目为中心及以课堂为中心转变为以经验和能力为中心。强调学习的目的性和主动性。

2集成电路设计与集成系统专业课程体系及问题分析

课程体系理论对课程计划的研究与设计起着指导意义,从一定程度上反映了对学科知识体系和学生能力培养的认知[3]。下面从课程组织上来分析集成电路设计与集成系统专业传统课程设计存在的问题。

集成电路设计与集成系统专业课程组织及问题分析。基于Grinter报告[4],现将我校集成电路设计与集成系统专业的公共课,专业基础课和专业课等进行了重新划分,如表1所示。再对比麻省理工学院(MIT)的航空航天工程专业课程[5,6],(MIT多年来被QS世界大学排名和世界大学学术排名评为世界第一,其已成为CDIO工程教育的标杆),讨论了基于CDIO一体化课程理念下我国集成电路设计与系统专业在课程设置上存在的问题:(1)工程实验课程比例低。工程分析与设计及工程实验类需要发挥学生能动性的课程仅为21%,远低于基础科学等理论课程.而麻省理工学院2014级航空航天工程专业课程体系中实践课程学分比例为45%;(2)人文社科类课程比例较低,不足10%。MIT航空航天工程专业课程体系中人文社科类课程学分比例为37%,人文社科类课程目标是培养学生作为一个公民应具有的基本素质和作为专业人士应具有的职业道德,在强调专业教育的同时不可忽视人文社科类的教育;(3)选修课比例不足。非限定性选修课程不足5%。而MIT课程体系中选修课程比例为55.8%,其中非限定性选修课程比例为24%。大量选修课的设置充分给予了学生学习的主动性,尊重学生个性发展及创新力的培养。

3基于CDIO的集成电路设计与集成系统专业一体化课程体系模型研究

集成电路设计与集成系统作为一个典型的工科类专业,注重学生的动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力及人文素养的培养。而课程体系的建立能从学科知识体系方向来引导学生各方面能力的培养。

集成电路设计与集成系统专业一体化课程设计。采取“自上而下”的总线型结构模式,如图1。即以项目设计为导向,先给出宏观、整体的概念,再由宏观到微观,由整体到局部,由项目所涉及的专业知识到专业知识所涉及的专业基础知识等展开整个课程。

对比传统课程体系具有明显的优势:第一,通过以职业方向为导向的规划,学生可根据自己兴趣选择适合自己的团队,达到因材施教的目的;第二,以组建团队来制定课程并完成项目,打破了传统的分班教学制,学生通过相互讨论,沟通以解决问题能培养团队合作意识。第三,实现了学科间的相互支撑及联系,学生每上一门课程都能明确该课程与先修课程和后续课程之间的联系,以及整个课程体系的学习目的。第四,经历了一到六学期的学习为最后项目的实现做好了充分准备,若以该项目为学生的毕业设计可提高论文质量,又避免了论文作假,抄袭等现象等。第五,从课程组织上看,以项目为主线展开的必修课程大大减少,除此以外的专业课程、专业基础课程和学科基础课程均作为选修课程,使学生拥有更多跨专业学习的选择机会。另外,人文社科类等公共课程贯穿于整个大学课程中,以实现专业技能与人文素养的一体化培养。

与此同时,该课程体系对当前的教学模式也提出了相应要求,比如学生学习方法和教师授课方式的改革,教师团队培养的改革,学生考核方式的改革,配套教材的改革等等。

结束语

围绕CDIO理念,重新构建了集成电路设计与集成系统专业一体化课程结构,即以专业方向指导项目,再以项目指导课程,将能力培养融入理论学习,将知识应用融入项目实践。希望借助课程体系改革,以实现集成电路设计与集成系统专业学生知识、能力和态度培养的一体化,专业技能与人文素养培养的一体化。同时,对我国高校工科类课程体系改革具有一定的指导意义。

参考文献

[1]顾佩华,包能胜,康全礼等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究,2012,3:24-40.

[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,3:1-6.

[3]王伟廉.高等学校课程体系现代化研究[D].厦门:厦门大学,2004.

[4]孔寒冰.国际工程教育前沿与进展2007[M].浙江:浙江大学出版社,2009:179-192.

[5]张英.基于CDI0理念我国机械设计制造及其自动化专业本科课程体系研究[D].浙江:浙江大学,2014.

系统集成论文篇5

关键词:产业集群有序度适应性

从产业集群演化机制到产业集群绩效、从产业集群构型到产业集群风险……,产业集群理论日益丰满。产业集群是一个系统,系统演化的序既是系统演化的产物又是系统演化的标度,在一定程度上讲,系统的属性取决于其有序程度(新疆维吾尔自治区科学技术协会,1988)。因此,在产业集群理论研究过程中,产业集群系统有序是一个值得探讨的问题。

系统“有序”内涵的发展

“序”是系统的存在状态,有序度变化标识了系统的演化方向,在系统理论发展历史上,对系统有序问题的阐释曾出现具有三座里程碑意义的理论,分别为熵理论、序参量理论和负载自适应系统理论。

熵概念最早由克劳修斯(Clausius,1854)用于描述能量的可资利用程度,随后玻尔兹曼(LudwigBoltzmann,1878)认为熵取决于系统内微观粒子排列的概率(宋毅,1986),阐释了克劳修斯熵的微观意义。哈肯(Haken,1976)进一步发展了朗道(L.D.Landau,1937)的序参量理论,认为序参量是役使子系统的模(变量),慢变量支配快变量,把具有支配地位的慢变量称为序参量(李士勇,2006)。自适应性是圣菲研究所在研究复杂自适应系统理论时提出的概念。复杂自适应系统理论认为适应是复杂自适应系统必不可少的条件,系统演化过程是在一定规则支配下,一定数量相互作用的主体与环境相互适应的过程;系统主体的适应是系统演化的决定性因素,系统宏观特征是有具备适应和学习能力的主体在适应环境过程中涌现出来的(约翰·霍兰,2006)。适应度大小成为衡量系统演化方向的新判据。

从能量可资利用程度、系统结构对称破缺,进一步发展到系统主体的适应性,系统有序内涵的演化,一方面与不同系统理论研究对象不同有关,另一方面也反映了对系统演化决定因素认识的不断深入。熵理论和序参量理论的研究对象是简单巨系统,系统构成要素同质且被动适应环境变化;以自适应性标度系统演化方向的复杂自适应系统理论,重点研究多样性、智能型主体构成的系统,主体与环境之间相互影响、共同演化,主体多样性的特征内含了系统结构对称破缺,由于复杂自适应系统研究对象的特殊性,难以构建系统状态演化方程,而是通过个体适应探索系统特征。

适应性与产业集群系统有序度内涵分析

有序度作为产业集群系统的一个重要特征,已经引起学者们的重视,《产业集群系统有序度的测量》一文对此问题已作较全面的综述,笔者在此不再赘述。熵增理论要求系统构成要素同质、运输过程无障碍和孤立系统三个前提假设(张保林,2011);耗散结构理论从熵变视角探索开放系统的熵变过程,将熵视为和能量一样能够传递的物理量,把系统的熵变分解为系统与外部环境之间熵交换产生的熵流和系统内部的熵产生,并认为熵流可正可负,熵产生绝不为负。序参量理论从系统状态方程出发,分析系统演化过程中的序参量和序参量变化,但序参量理论同样要求系统构成要素同质,另外,在构建系统演化状态方程时,序参量理论需要全面考虑系统的演化状态。

产业集群系统是一个复杂自适应系统,系统构成要素具有主动性和智能性,很显然熵产生绝不为负的假设并不一定满足,其次系统构成要素的多样性也导致熵理论和序参量理论假设系统构成要素间等概率交互作用难以满足,另外,由于社会经济系统的数理基础比较薄弱,导致难以建立具有普遍性的系统演化方程。故此复杂自适应系统理论是目前研究产业集群系统有序度最合适的选择。

(一)适应性的内涵分析

适应性表征系统的持存能力。从生物学的角度来讲,适应是生物体调整自己以适应环境的过程(约翰·霍兰,2000),适应度表明了生物产生可生存后代的能力(约翰·霍兰,2000),具有较高适应性的生物则能更加成功的将基因传递下去,同时适应性还与种群大小有关(盖尔曼,1997)。在非生态系统中虽然难以确定与基因相对应的物质实体,但是依据基因的基本功能,可以将系统主体行为规则视为基因图式,虽然非生态系统中图式代间遗传的特征没有生态系统那么明显,但规模大小仍是衡量特定时期系统适应性的一个重要方面。

适应性具有动态性。复杂的自适应系统形成之后,将通过可变图式、表型结果、系统对环境的影响及环境选择压力构成的回路进行演化。图式决定了主体的表型结果,并且通过表型结果影响环境,同时接受环境检验;在环境选择压力下,系统为适应环境选择而出现图式间竞争,在竞争过程中,系统主体倾向于探测出大量可能性,并开辟出高层次的复杂性与新的复杂自适应系统;主体潜在能力与实际能力之间的信息差异则会趋向逐渐缩小(盖尔曼,1997)。

适应性具有相对性。适应至少具体发生在三个不同的层次上,直接适应是一特定时期占优势的图式在与环境相互作用时的适应能力;另一个层次是设计图式改变,在不同的图式竞争中,一个图式的优劣取决于环境的选择压力;适应的第三个层次是达尔文的适者生存,一个系统不能生存下去了,也许就是因为他的图式不能应适应境变化这一简单的原因(盖尔曼,1997)。

适应性变化具有自组织临界性。适应性还体现在复杂自适应系统演化过程中关口事件的重要性。处于混沌边沿的复杂自适应系统,关口事件通常创造出具有重要意义的有利条件,决定性关口打开导致小生境爆发式形成,一个复杂自适应系统在形成之后能够不断填充小生境,在填充过程中又不断创造小生境,在不断寻找机会、试验新奇事物的过程中,复杂自适应系统增加了系统的复杂性,并偶尔发生一些关口事件,这些事件使包括新兴复杂自适应系统在内的一些全新结构的出现成为可能。

(二)产业集群系统有序的内涵分析

产业集群是一组多样性、局部化相互作用的智能型主体,通过非线性的相互作用而学习和适应环境的复杂自适应系统。在产业集群演化的过程中,集群内的主体不断与环境交互作用,实现集群系统与环境的共同演化;在外部环境的选择压力下,集群内主体的行为规则间会发生竞争,适应环境变化的主体得以生存,否则就会消亡或迁移出集群所在区域,如果集群内大部分主体能够适应甚至影响环境变化,那么集群不断向前发展,反之将出现集群衰退;在集群内主体图式间的竞争过程中,主体不断探索、学习和积累适应环境变化的能力,这将进一步优化集群系统竞争力。

通过上述分析,笔者认为产业集群系统有序是指产业集群演化过程中,对外部环境的适应性和产业集群与外部环境的协同演化能力。产业集群演化过程就是产业集群系统在与外部环境相互作用的过程中,产业集群不断影响外部环境,并且不断适应外部环境的过程。产业集群有序度是产业集群内的主体与环境反复相互作用过程中所形成的产业集群对外部环境变化的适应能力。

产业集群系统有序度测量指标体系

如何测量复杂自适应系统的适应度,盖尔曼(Gell-mann,1994)认为给适应性一个有严格数值属性的定义和设定一个有真正意义的测量方法是不可能的,霍兰(JohnHolland,1995)认为由于适应度无论如何定义都与情景有关,且不断变化,所以无法给染色体的适应度赋于某个固定值,……每一个适应性主体的“福利状况”都来自与其他主体的交互作用,而不是一些预定的适应度函数(约翰·霍兰,2000)。本文并不期望建立类似熵和序参量那样适用于整个系统演化过程的固定测量方法,而从适应性的内涵和复杂自适应系统一般特征出发,构建产业集群系统有序度评价指标体系。

霍兰提炼了复杂自适应系统的七个基本点,其中包括标识、内部模型、积木块三个机制和集聚、非线性、流和多样性四个特性。标识用来操纵系统内主体之间的对称性,促进选择性的相互作用;内部模型主要研究主体的行为规则;积木块是内部模型构造时所选择的最基本规则。集聚特性主要描述系统的层级结构特征;非线性曾是耗散结构理论和协同学在研究复杂系统时认为导致复杂性的主要来源,复杂自适应系统也把非线性纳入到系统特征中来;流表明主体间的相互作用,在复杂自适应系统中网络中的流会随着主体适应度的改变而出现和消失,反映出变异适应性的模式;多样性除了描述主体表型结果的差异外,还包含主体行为规则的差异。由于本文并不研究产业集群的演化机制,后文主要从复杂自适应系统集聚、非线性、流和多样性出发,结合适应性的内涵设计指标体系。

(一)流的有序度

作为复杂自适应系统的产业集群,商品流、信息流、货币流等既是系统与环境间以及主体间交互作用的通道,也是交互作用的结果,仅从系统特性来考虑,流的有效性是产业集群系统有序度的直接表现,《产业集群系统有序度的测量》一文专门从产业集群系统相关流的特征出发,通过容流潜力、供需匹配度和边界通透性测量了产业集群的有序度,关于流特征的分析在此不再赘述。

(二)主体多样性

主体多样性是复杂自适应系统的基本要求。支持复杂系统演化的一个主要特征是多样性,一个拥有适当多样化主体的系统将比不具有多样化特征的主体拥有更快的进化速度。霍兰(2000)认为多样性是不断适应的结果,每一次新的适应,都为进一步相互作用和新生态位开辟了可能。Ashby(1956)曾建议,成功地适应需要一个系统至少拥有与外部环境多样性相匹配的内部多样性,吴先华(2008)认为集群内主体具有中等程度的异质性,集群的创新能力最强。但吴先华(2008)也认为企业的异质性指集群中每一个节点与网络核之间联系紧密程度的差异,笔者认为这是对复杂系统理论中多样性认识的一个误解,不可否认主体所拥有的资源和行为的多样性确实影响着集群网络结构,但主体与集群核之间联系紧密程度的差异并不能直接说明主体之间的差异性。笔者认为衡量集群主体的多样性最重要的是主体市场竞争行为多样性,企业市场竞争行为包括价格战和产品差异化两种基本战略,众所周知价格战并不是最优的选择,在此建议利用产品异化程度来测量产业集群的多样性。

(三)规模有序度

大量的模拟和实证结果都显示,系统在处于有序和无序之间的自组织临界状态(混沌的边沿)时,系统被一种资源按幂定律分布为特色的变迁方式所吸引,而这类系统中都必须包括数目巨大种群的相互作用(盖尔曼,1997),复杂自适应系统在有序和无序之间的一种中间条件下运作的最好(盖尔曼,1997),因此对于产业集群系统来讲,合理的规模是系统有序度提高的基础。产业集群发展速度由低到高的转折点所对应的规模就是产业集群的临界规模,产业集群内需要集聚充分多、超过临界数量的企业和相关机构,通过关联、互动,形成相互依存、功能互补的状态,才能对微观主体的绩效产生实质性影响,。虽然学者们已经认识到集群发展受环境容量、市场容量、文化容量等容量限制,但如何测量产业集群演化过程中的自组织临界规模,已非本文所能完成。

(四)网络结构有序度

正是产业集群内主体之间有流的存在,亦即主体之间存在相互作用,产业集群才能成为系统。流的存在使产业集群形成一张复杂网络,从结构-功能主义视角来看,结构影响功能,网络特征影响流的效率,复杂网络强调的网络特征通常有三个:平均聚类系数、平均路径长度和度分布(杜海峰等,2007)。本文也从这三个角度出发,测量集群网络结构有序度。

1.主体节点度分布。节点度指与节点直接相连的边的个数,节点度反映了集群主体占有网络资源的情况,节点度越高,说明该主体占有的集群资源越多,在集群中的地位越高。节点度也反映了节点与系统内其他主体间交互作用的强度。主体间相互作用的强度到底多少最适合系统发展,目前尚无明确结论。Kauffmann认为“那些具有把他们推向混沌边沿的关联性的基因组有着最优的演化能力”,但是K/N(N代表系统的构成主体数量,K代表每个主体发生直接作用的其它主体数量)取值为多少时,系统的适应能力最强,考夫曼并没有给出可参考的结论。

复杂网络理论对此也作出了有益的探索,无标度网络是一种介于规则网络和随机网络之间网络结构,路径长度较短但聚合系数较高,节点度满足幂率分布(蔡宁等,2006),鉴于无标度网络对随机攻击的鲁棒性和流的高效性,笔者以无标度网络的节点度分布的幂率来衡量集群节点度分布的有序度,如果集群节点度分布满足幂率,认为集群有序度高。但是如果集群内部网络呈现无标度特征就意味着有核心节点的出现,这些核心节点占有大部分网络资源,如果产业集群中具有这种特征的节点数目过少,一旦核心节点出现危机就会使整个集群陷入困境。从商品流、信息流等集群内相关流的效率来考虑,希望产业集群呈现小世界、无标度网络特征,从集群安全性考虑,希望集群内核心节点的数量越多越好。

2.平均路径长度。平均路径长度主要用来描述一个主体平均经过多少步才能与另一个主体相连。与节点度测量主体间的直接相互作用不同,平均路径长度测量了集群内主体间的直接和间接相互作用。格兰诺特(Granovetter,1973)的弱连接理论启示我们,与直接相互作用相比,间接相互作用可能对提高主体的适应性更有意义(格兰诺特的弱连接理论是从互动时间、情感强度、亲密程度以及互惠行动的内涵来界定连接的强弱,本文是从主体间是否发生直接相互作用来说明主体间相互作用对主体适应性的影响,因此两者内涵上是不同的)。

如果主体间没有相互作用,集群将不再成为一个系统,如果集群内所有主体间都产生直接的相互作用,则可能产生锁定效应,因此,笔者认为中等平均路径长度最有利于集群内主体适应能力的提高,也最有利于集群有序度的提高。

3.平均聚类系数。一个主体的聚类系数主要考察与其相连的其他主体之间直接联系的紧密程度,平均聚类系数反映了集群内主体之间直接相连的平均程度。对于产业集群系统来讲,如果平均聚类系数较低,就意味着集群网络密度较低,主体间产生直接联系的不确定性较高,内部交易成本较高;如果平均聚类系数较高,意味着主体间直接联系较强,系统的开放程度越低,网络结构可能趋向僵化,降低产业集群对外部环境反应的灵敏性,因此,过高或过低的平均聚类系数都不利于产业集群优势的发挥。

(五)潜在有序度

流的有序度、结构有序度、主体多样性和规模有序度是对产业集群系统在某一特定时点有序度的测量,是系统的直接有序度。依据适应性的相对性和动态性特征,系统在给定时间内的有序性,并不保证系统在未来获得较高的有序度,如果一个系统在给定时间内能以很高的概率进化出有序度较高的系统,则称这一系统的潜在有序度较高。从适应性的动态性和适应性变化的自组织临界性来考虑,系统有序度提升的路径包括主体图式随环境变化适应性改变和关键关口事件的打开,因此,图式随环境变化的转换能力和创造并及时打开关口事件的能力是衡量系统潜在有序度重要方面。对于产业集群系统来讲,主体图式随环境变化适应性改变的能力,主要是指集群内的企业和机构能够随着集群外部环境和内部环境的变化,主动调整自己的行为规则以适应环境变化。

进一步讨论

有序度是系统演化方向的标度,系统“有序”问题的经典阐释传统上只包含熵理论和序参量理论,本文尝试将复杂自适应系统理论中的自适应理论融合进该理论体系,充实了系统有序度相关理论。将产业集群系统有序度界定为系统的适应性也属首次,为产业集群评价提供了新的思路,由于复杂自适应系统理论正处于发展过程之中,相关理论发展尚未完善,产业集群系统适应度的测量依据复杂自适应系统的特性和适应性的内涵从直接适应和潜在适应两个角度设计了产业集群系统有序度的测量指标体系。由于从复杂自适应系统理论视角研究产业集群相关问题也处于发展之中,很多指标尚未有合理的测量方法和评价标准,如自组织临界规模、创造并及时打开关口事件的能力等,这些都需要进一步的深入探索。本文只期望能抛砖引玉,引起学者们对此问题的重视。

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系统集成论文篇6

关键词:电厂;热工系统;系统;集成设计

中图分类号:TM6文献标识码:A

1电厂热工系统集成设计的数据管理

1.1系统集成设计处理的数据

电厂热工系统会经常性的收集相应的数据并将其存储在数据库之中,但是由于众多原因例如人为操作的不当、系统设备的故障问题、非正常电厂热工系统的运作等,都会导致收集并且已经存储的数据从数据库当中丢失甚至是产生了错误数据。而系统集成设计中的数据管理会方便工作人员的操作,并能在做出决定之前可以有充足的时间查看相应数据并以此为参考。数据管理分为很多方面,例如设施集成管理又有基础信息的数据管理、维护的数据管理、购买数据的管理等许多模块构成。在基础信息的数据管理上不但可以较为清楚的查看到相应资料,还可以快速的通过查询,寻找到设施故障的基础信息。但在得到这样的效果之前要有具体的步骤,下面就来叙述一下数据管理的详细的流程。首先是对数据进行收集,其次是对已知的数据进行划分筛选,进而发现错误的或是和其他有着较大的差距的数据。当然在之前的步骤都做得非常出色之后,就是选择出适合的数据,最后进行构建模型。这样基本理想要求就达到了。

1.2系统集成设计构建模型

在之前论述的是在集成设计基础下完成了数据的处理问题,数据处理完成之后还是不能对数据有个清晰地理解,所以接下来就是要对数据进行构建模型。首先我们的操作就是先将所收集到的数据进行一下随机的排列,并根据不同的要求分成组,将每组的前百分之八十用于之后数据训练,将剩下的数据进行检测是否准确。这样在电厂热工实际实施中的效果将非常有效,而且还可以避免一些不必要的复杂运算,在这种前提下,电厂热工系统集成设计的数据管理将会提前就绪,不但节省成本,还省下了宝贵的时间。

2电厂热工系统集成管理功能的设计

集成管理功能的设计是电厂热工系统集成设计的核心部分,为统一进行管理以及统一进行处理提供了有力的模板,同时也为系统的安全设备以及故障信息做出了巨大贡献。比如说,系统集成管理功能的设计可以具体到相应名称、相对于正常值的上下取的极限,还有测量具体数据时的精确描述等等。这些与上文论述的系统集成数据管理有了异曲同工之妙,尤其是在基础设施管理方面,想这些详细的操作,都会有如何继续进行下去的人性化提醒。为实施工作减少了不少的麻烦。当然了系统集成管理功能的设计还需要制定一个评定的模板,如果在一定时间内评定模板的内容并不令人满意,甚至是不理想,都需要对其进行重新的设定和重新进行设定,操作起来也较为繁琐。由于集成管理功能所要涉及的内容信息量庞大,所以必须要有完整的规定以及相应的管理模式来对其进行组织和管理,对于电厂热工系统集成管理功能的基本要求有以下几点,系统的完整性、可利用性以及性能,这是集成设计的基础,其次就是可以完整、流利的表达出内容的相关联系并必须按照之前的规定和管理模式。这样才能初步形成对功能管理的基本设计。

3电厂热工系统的管理研究

3.1管理研究的理论基础及方法

早在20世纪,以数学为基础模型的管理研究方法就已经越来越到人们的重视,这种管理模式是基于电厂热工系统的运行的信息,其中包含了系统自身的输入以及输出,将这种管理方法所测量得到的信息与从系统自身输出的信息进行检查,从而使管理研究能正确,并且快捷的进行实施工作之中。电厂热工的管理研究的工作原理较为简单,步骤如下,将要管理的信息先经过系统输入到系统执行器之中,然后会将其默认为管理的对象,将其设计为对象之后建立起相应的模型,并进行筛选和预测,最后将管理的信息经过系统传感器输出。当然这是最早的电厂热工系统的管理研究,随着社会的不断进步与发展,在这种管理研究的基础上又演绎出了更加精细的管理研究。

3.2系统管理研究的热门以及应用

电厂热工系统的管理研究能够确认在系统出现突发性事故的情况下,仍然能安全、正常的进行工作。这样可以为电厂热工系统的可靠性以及系统效率开辟出一条新的道路。正如上文所提到的管理研究的分累共有两点,主动管理以及被动的管理研究。目前系统管理研究的热门有以下几个方面。首先,要快速寻找到管理方法研究。其次,研究的热门是主动管理中综合以及分析管理集成设计等一系列内容。还有的就是管理时出现的多变对象的集成设计问题。更为之重要的就是电厂热工系统过程中出现的故障,以及对问题的诊断和有效的措施,也被人们称为保障系统的最后一道防线。由于热工系统流程复杂而又庞大,比如说系统中需要管理的设备有发电机、电厂汽机、加热与散热仪器等等,一旦某一个设备出现故障都有可能造成经济上的损失甚至是安全上的损失。目前,在电厂热工系统的管理研究已经有了较大进展,但是在热工系统的故障保障上的研究还是较少,目前研究成果还未见过相关报道,但是电厂热工系统的管理研究尤其是故障的诊断都会对经济效率和安全状况产生积极的影响。

3.3系统管理的管理研究现状

电厂热工流程明显不同于其他的工业流程特点,目前国外的电厂热工都采用先进的管理技术,进一步提高了热工流程中系统运作效率和管理质量,而近些年来,国内电厂的管理系统也采用了来自国外的分散性控制系统,从而更加方便、快捷的完成预期目标。但无论是国内自主生产还是来自国外的进口货都采用相同的管理方案。这种常规管理方案并不一定能达到预期的管理效果,很大程度上影响了电厂热工系统的管理品质。

结语

随着社会的不断发展,国家对电厂热工系统的集成设计以及管理研究更加重视,并在生产、生活实际中都取得了一定的收获。本篇论文主要就两大方面进行详细的论述,第一就是集成设计方面,分别从如何采集数据以及如何构建数学模型进行阐述,而且数学模型的故障安全即管理研究方面在电厂热工系统中存在着非常广泛的应用前景,当然也存在着一些局限性,限制了其应用。其次是对管理研究的阐释,相信在拥有了先进的管理技术,在管理研究方面一定会有所收获。

参考文献

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