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【關鍵詞】數字圖像處理 圖像分割 灰色系統 神經網絡
近幾年,圖像處理已經在社會中廣泛應用,圖像分割技術在圖像處理上面的重要性越加顯著。圖像分割技術是圖像處理中的基礎性技術之一,圖像分割技術質量直接影響著圖像識別及分析質量,因此圖像分割技術已經成為識別系統中的關鍵性因素。
1 圖像分割發展現狀及應用領域
1.1 發展現狀及存在的問題
在圖像分割中使用統一方法,是現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域上的主要問題,還有很多問題沒有得到很好的處理,現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
伴隨著研究人員對于視覺機理不斷深入性研究,人們對于視覺認識也越加深入,現在圖像分割上面所使用的方法已經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性。提高圖像分割精準性,積極探索先進分割方法,就必然將人類視覺特點考慮在內,讓圖像分割與人類視覺特點相結合,滿足人工神經網絡理論。
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在,對于灰度及空間信息分割,這種分割方式所產生的效果與人類視覺分割之間的效果之間存在較大差異。在圖像分割中應該積極與人類視覺相結合,了解更多知識,這充分認識到分割圖像上面知識重要性,同時在視覺上面,人們在研究中經常將已經掌握圖像分析,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 應用領域
圖像處理中的重要技術就是圖像分割技術,伴隨著圖像處理在個領域內的廣泛應用,現在圖像分割技術所應用的范圍也越加廣泛。到現在為止,圖像分割技術已經在工業、產品生產等等領域內應用。
2 灰色系統理論
2.1 灰色理論的主要內容及特點
灰色系統理論一共包含兩個部分的理論體系,分別是灰色系統理論與灰色系統分析方法,整個理論體系主要內容就是灰色朦朧集,將灰色序列作為重要的方法?;疑碚撓到y所涉及知識范圍十分廣泛,在短時間內已經取得了快速發展,應用廣泛,主要是由于灰色理論系統在實際應用具有三個特點,分別是系統性、聯系性及動態性。
2.2 灰色關聯分析
灰色系統分析理論的重要組成內容就是灰色關聯分析,核心思想就是將幾個曲線之間所具有的幾何形狀進行對比分析,也就是不同幾何形狀之間越相似,關聯度也就越高,發展拜年話形式越加貼近?;疑P聯度主要是從定量角度對于系統之間各各因素關系變化分析,通過大小、方向、速度等等因素判斷不同因素之間的關聯性。現在在灰色關聯計算中,所使用的方法較多,例如絕對關聯度、點關聯度等等。
3 基于灰色關聯和神經網絡的圖像分割
3.1 人工神經網絡
人工神經網絡就是根據人腦處理方式所形成的智能信息處理理論,模擬人腦學習方式。近幾年,人工神經網絡研究工作在取得了較大的成果,其中最為顯著特點表現在信息分布及儲存上面,與人類視覺系統越加吻合,具有較高的自學習性及兼容性,發展快速,已經在信息領域上面應用較大的市場前景。
3.2 神經元模型與數字描述
在對于神經網絡神經元與生物神經元對比中發現,生物神經元主要由三個部分構成,分別是細胞體、樹突和軸突,這些部分別承擔著信息處理到傳輸等工作。
在神經元數學模型描述中,第i個神經元能夠接受到其他神經元所傳輸的信號x,突觸強度主要應w表示,這稱之為權系數。這種神經元數學方程式為:
方程式中的θ表示的是闕值,f表示的是激勵函數。
3.3 基于灰色-BP網絡的圖像分割
在圖像分割中已經開始廣泛應用神經網絡,其中主要應用的是神經網絡中的BP網絡,同時應用已經十分成熟。在圖像處理過程中具有較多的隱藏層數及節點缺陷,隱藏層數及節點個數對于網絡泛化能力具有一定影響,如果要是應用BP網絡,那么最后輸出樣本結果才是最合適的。網絡節點要是過多,主要就是將網絡訓練結果考慮在內,其中包含噪聲的影響,網絡泛化能力在不斷降低,節點個數要是過少,網絡就不能夠有效整合數據信息,網絡泛化能力也會受到影響,最后對于網絡整體運行造成影響。在網絡結構優化上面,很多研究人員也根據實際情況提出了一些計算方式,希望能夠簡化網絡結構,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用中取得的效果并不是十分顯著。筆者所提出的灰色系統和BP網絡結合,能夠有效解決BP網絡所存在的節點問題,提高圖像分割精準度,與傳統BP算法相比較,泛化能力更加顯著,網絡運行更加穩定,分割效果更為顯著。
在BP神經網絡具有代表性結構,拓撲結構為三層,也就是一個輸入層,一個隱含層,一個輸出層。為了能夠提升網絡運行性能,經常使用修改學習效率及優化方法等等方式。
設一個具有Q層的人工神經網絡,其中第一層為輸入層,第Q層為輸出層,那么該網絡的輸入輸出變換關系為:
i=1,2,…,nq 其中η為系統的學習效率,
w為修正權系數,
該式表示第q層第i個節點與第j個節點在t次學習后的值
4 結論
圖像分割質量對于數字圖像處理算法工作具有重要作用,因此圖像分割已經成為理解系統與識別系統在研究中十分重要的因素。本文基于灰色系統理論的數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
[1]陳志國,傅毅,孫俊.群體智能算法的遙感圖像處理研究[J].計算機應用研究,2013(08):2538-2540.
[2]王偉,王輝,張瀟.基于免疫和灰色系統理論的網絡認知研究[J].微電子學與計算機,2013(06):117-121.
[3]李曉峰,劉光中.人工神經網絡BP算法的改進及其應用[J].四川大學學報(二程科學版),2015(03).
[4]邵虹,徐全生,崔文成.基于BP神經網絡的人臉圖像識別方法的研究[J].沈陽工業大學學報,2014,2(04):346-348.
[5]匡錦俞,丁俊民,陳十祿.圖像的小波系數神經網絡預測編碼[J].北京師范大學學報,2015,35(04):464-467.
作者簡介
1.引言
自Gardner & Lambert (1959) 從社會心理學角度對二語學習者的動機進行研究后,二語學習動機研究已經成為二語教學研究的重要組成部分(楊濤,李力,2010)。尤其自20世紀90年代以來,對Gardner動機理論的爭議使二語學習動機研究進入一個多元化時代(武和平,2001)。二語/外語研究心理學派的學者借鑒更廣范圍的心理學理論,在Gardner等的經典動機模式基礎上發展出一些“擴展模式”。其中,英國心理學家D?rnyei的研究最為引人注目。在梳理本學派傳統、借鑒社會文化學派成果的基礎上,D?rnyei (2005)將一些影響重大的二語習得理論與自我認同理論聯系起來,提出了二語動機自我系統。本文將著重闡述該理論體系產生的心理學理論基礎及其主要內容。
2.二語動機自我系統理論的基礎
2.1可能自我和未來自我導向理論
自我概念一般被認為是通過自己對現實中的自我進行分析而得出的對于自我的總結性論斷,它是個體對當前自我的看法。而可能自我是個體未來狀態下的某種自我表現,包括思想、形象和理念,它是個體未來目標和志向的表現(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立目標和期望來約束自己的行為。根據Markus和Nurius的定義,可能自我是人們對尚未實現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向。
可能自我是抱負和動機的認知表現,是動機和自我概念之間的紐帶,有助于動機的產生與維持。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,避免消極自我;(2)為個體實現目標的行動提供能量。它的影響方式取決于個體對自身的評價:消極的自我評價導致個體出現逃避動機,力圖避免恐懼自我出現;積極的評價激發個體的動力,有助于實現希望自我。
2.2自我差異理論
D?rnyei(2009)的二語動機自我系統借鑒了人格心理學中“自我不一致”和“自我導向”理論。Higgins等人(1987)首先定義了三種自我,分別為現實自我、理想自我和應該自我。現實自我指個體自己或他人認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具備的特征的表征;應該自我指個人或他人認為個體有義務或責任應該具備的特征的表征。理想自我和應該自我被稱為自我導向或自我標準。在這三種自我基礎上,就產生了自我差異的概念。自我差異指現實自我和自我導向之間的差距。
自我差異理論認為,理想自我和應該自我是引導現實自我的標準,當現實自我與這些標準有差異時,就會產生要減少這種差異的動機,這種動機推動著人們以達到與現實自我相關的自我標準相匹配的狀況。D?rnyei認為(2009),Higgins的理想自我就是一種積極的可能自我,而且從教育心理學的角度看,自我不一致理論對于動機研究上極具應用價值,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理論的主要內容
在可能自我和自我差異理論的基礎上D?rnyei(2009)建立了二語動機自我系統理論,該理論包括三個層面的內容:(1)理想二語自我,指與二語相關的理想自我部分。如果我們想成為的理想自我是針對某種二語學習的,自我就能產生強大的學習動力,縮小現實自我與理想自我之間的差距。(2)應該二語自我,指人們相信自己為了避免負面結果的產生而應該具有的那些特征。(3)二語學習經驗,指與具體學習情境相聯系的動機,如教師、課程設計、班級小組和前期學習經歷所帶來的影響。這三層內容共同形成了對二語習得動機進行解釋的新的理論框架,其基本假設是:“如果熟練使用目標語是學習者理想自我或應該自我組成部分的話,他就會具有學習目標語的強烈動機,因為學習者具有消除現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初步證明了二語動機自我系統的有效性。
D?rnyei(2005)認為,當一個人說英語時,他感覺自己就像一個不同的人,而事實上也經常表現得和平時不同。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的成員,其心理建構的一部分源自現實生活中說英語的社團,而另一部分則依靠我們的想象而建立。根據心理學的自我理論,個體的可能自我并不穩定,容易受到外界環境變化的影響,因此英語學習者的理想和二語自我也處于發展變化之中,二語學習經歷本身就是一個發展過程。
4.結語
二語動機自我系統的理論框架盡管還有待更充分的實證檢驗,但是心理學派在這方向的努力,清晰地描述了英語學習動機的產生機制。因此,二語動機自我系統將有助于英語教師和學者考查英語學習者的社會心理和個人心理。
參考文獻:
[1]Gardner,R.C.,&Lambert,W.E.Motivational variables in second language acquisition.Canadian Journal of Psychology,1959,13(4),266,272.
[2]楊濤,李力.動機過程觀、自我系統和二語動機策略研究.外語與外語教學,2010(5).
[3]武和平.九十年代外語、二語學習動機研究述略[J].外語教學與研究,2001,33(2).
[4]D?rnyei,Z.The Psychology of the language learner:Individual differences in second language acquisition[M].Mahwah,N.J.:Lawrence Erlbaum,2005.
[5]Markus,H.& Nurius,P.Possible selves.American Psychologist,Vol 41(9),Sep 1986,954-969.
國內外經濟發展的成功經驗表明,區域經濟發展離不開創新。創新是始終貫穿其中的力量。一個區域是否具有創新能力,對于其發掘區域優勢,充分調動區域內外一切有利因素、加速區域經濟增長具有決定性的作用。本文歸納了國內外關于區域創新系統理論的相關理論成果,從區域創新系統理論的產生、區域創新系統理論的整體研究、區域創新系統理論的衍生研究三個方面來說明區域創新系統理論。
一、區域創新系統理論的產生
區域創新系統的產生是一個演化何積累的過程。對區域創新系統理論進行溯源,可以追溯到20世紀初的創新理論,從而把區域創新系統理論的產生分為四個階段:
第一階段是20世紀20年代美籍奧地利經濟學家熊彼特在《經濟發展理論-對于利潤、資本、信貸、利息和經濟周期的考察》一書中首次將“創新”引入經濟學的范疇,提出了創新理論,并認為創新是新技術、新發明在商業中的首次應用,是建立一種新的生產函數,即實現生產要素的一種從未有過的新組合。[1]
第二階段是創新系統概念的提出。門斯(1975)在其《技術的僵局》一書中分析創新與經濟發展周期的規律問題時,研究了基本創新的集群式出現的現象。創新集群概念的出現可以被看作創新系統概念的一種重要形式。[2]
第三階段是英國學者弗里曼在1987研究日本的技術政策和經濟績效時,在《技術和經濟運行:來自日本的經驗》一書中首先提出了國家創新系統的概念,他將國家創新系統定義為:由公共部門和私營部門中的各種機構組成的網絡,這些機構的活動和相互作用促進了新技術的開發、引進、改進和擴散。[3]
第四階段是隨著國家創新系統研究的逐步深入,眾多學者發現,如果缺乏區域的支撐,國家創新系統理論會特別的空泛和籠統,不能很好的解釋區域層面上的創新活動,因此難以適應區域經濟發展的要求。1992年,英國學者庫克首先提出了區域創新系統的概念,并在其后對區域創新系統進行了較早和較全面的理論與實踐研究,從而開創區域創新系統研究的先河。此后,眾多的國內外學者專家在此基礎上對區域創新系統理論進行更深一步的研究。
從整體上看,區域創新系統是國家創新系統的基礎和分支。而從產生的時間上看,區域創新系統理論是產生于國家創新系統理論之后,是在國家創新系統理論的分析研究深化之后產生的,因此,我們可以說區域創新系統理論是國家創新系統理論的延伸,它是國家創新系統理論的區域化和本地化。
二、區域創新系統理論的整體研究
(一)區域創新系統的概念和涵義
最早提出區域創新系統理論的英國卡迪夫大學教授庫克對區域創新系統的定義是:企業及其它機構經由以根植性為特征的制度環境系統的從事交互學習??梢詮娜齻€方面理解庫克的定義:(1)交互學習;(2)環境;(3)根植性。[4][5]
還有其他國外的學者也對區域創新系統進行了定義。瑙韋萊斯和里德認為,區域創新系統是“區域內一套經濟的、政治的和制度的關系,能促進知識迅速擴散和產生最佳業績的集體學習過程?!盵6]
區域創新系統理論從國外迅速傳到了國內,國內眾多學者在借鑒國外對區域創新系統理論的基礎上,融合了中國的具體實踐,提出眾多對區域創新系統概念的定義和看法。如黃魯成認為區域創新系統是在特定的經濟區域內,各種與創新相聯系的主體要素(創新機構和組織)、非主體要素(創新所需要的物質條件)以及協調格要素之間關系的制度和政策網絡。[7]
丁煥峰認為區域創新系統是指一個區域內參加新技術發展和擴散的企業、大學及研究機構、中介服務機構以及政府組成的為創新、儲備、使用和轉讓知識、技能和新產品的相互作用的網絡系統。[8]
以上觀點從不同角度和層次對區域創新系統的概念進行了描述。綜合分析已有的區域創新系統的定義,可以認為區域創新系統的概念的內涵有以下幾點:(1)具有一定的地域空間范圍和開放的邊界;(2)以生產企業、研究與開發機構、高等院校、地方政府機構和服務機構為創新單元;(3)不同創新單元之間通過關聯,構成創新系統的組織結構和空間結構;(4)創新單元通過創新(組織和空間)結構自身組織及其與環境的相互作用而實現創新功能,并對區域社會、經濟、生態產生影響;(5)通過與環境的作用和系統自組織作用維持創新的運行和實現創新的持續發展。
(二)區域創新系統的構成
國外對于區域創新系統的構成主要是阿希姆和艾薩克森的觀點。他們認為,區域創新系統是由兩類主體和它們之間的互動構成的。第一類是區域產業集群中的企業,同時包括其支撐產業;第二類主體是制度基礎設施,如研究和高等教育機構、技術擴散機構、職業培訓機構、行業協會和金融機構。[4]
在國內學術界對區域創新系統構成有多種看法,代表性的有以下幾種:胡志堅和蘇靖認為,構成區域創新系統的主要要素有主體要素、功能要素和環境要素,其中主體要素包括區域內的企業、大學、科研機構、中介服務機構和地方政府;功能要素包括制度創新、技術創新、管理創新和服務創新;環境要素包括體制、機制、政府或法制調控、基礎設施建設和保障條件等。[9]張敦富認為區域創新系統應包括創新結構、創新資源、中介服務系統、管理系統四個相互關聯、相互協調的主要組成部分。[10]
綜上國內外各種觀點,這里可以認為區域創新系統的構成主要包括了三個子系統,即主體子系統、運作子系統和環境子系統。主體子系統有三個要素:一是企業;二是研究和科研機構;三是中介機構。運作子系統主要是指制度創新、技術創新、管理創新和服務創新等,即創新運作的各個環節。環境子系統是指政府的政策法規、基礎設施等。
(三)區域創新系統的特征和功能
一般性認為區域創新系統具有客觀性、多樣性、整體性、自組織性和開放性的特征。
區域創新系統的功能研究是側重于區域創新對區域經濟增長、經濟的區域競爭能力以及區域整體競爭力的貢獻。黃魯成(1999)認為區域創新系統應具有:(1)協調功能;(2)催化功能;(3)化險功能;(4)解惑功能。[7]
三、區域創新系統的衍生研究
(一)區域創新的過程研究
關于區域創新過程研究主要包括兩個方面:一是區域創新運行機制;另一個是區域創新的模式研究。
1、區域創新的運行機制
運行機制是區域創新系統進行創新的必要條件,只有運行機制形成并運轉正常,區域創新系統才能進行創新活動。關于區域創新系統的運行機制,有人認為主要包括:(1)利益驅動機制;(2)學習培訓機制;(3)決策信息機制;(4)競爭協作機制。[11]
2、區域創新系統的模式
縱觀國內外各學者對區域創新系統模式的論述,主要可以分為兩類:一類是把區域創新系統的模式分為線性模式和非線性模式(網絡化模式);另一類是分為自主創新模式、模仿創新模式和合作創新模式。
(1)線性模式與非線性模式。
傳統的線性創新模式觀點提出于20世紀60、70年代。這種觀點認為,技術創新的過程一般遵循發明-開發-設計-中試-生產-銷售等簡單的線性過程。
內爾森等學者較早的提出,由于創新過程的長期復雜性和外部的不確定性,企業創新能力不能僅僅限制在單一的企業內部,創新過程不再是簡單地按照原來地線性模式發生。而是企業生產經營過程中地每一個環節都有可能成為創新地結點,而創新地來源也擴展到企業地供應商、客商以及內部地市場化過程。相對于線性模式而言,以上地創新模式可稱為非線性模式。[12][13]
(2)自主創新模式、模仿創新模式和合作創新模式
學者傅家驥在參考了國外的研究成果提出了三個基本區域創新系統的創新發展模式。(1)自主創新模式;(2)模仿創新模式;(3)。[14]
(二)區域創新環境研究
區域創新環境的概念是由1985年成立的歐洲創新研究小組(GREMI)率先提出的。他們將創新環境定義為:在有限的區域內,主要的行為主體(結點)通過相互之間的協同作用和集體學習過程,而建立的非正式的復雜社會關系。這種關系提高了本地的創新能力。有國外學者認為(Aydolot),本地環境(主要指社會人文環境)作為創新的“溫床”或孵化器,對于創新的產生具有決定作用。還有國外學者認為,創新環境是指整個地域生產系統的創新問題。創新環境的內容,不僅僅包括區域內的企業對于生產問題和市場機會的共同理解、企業家的精神、企業的行為模式、企業利用技術方式等,更應考慮到企業外部的技術文化、技能、勞動力市場等非物質的社會文化因子的創新環境。[12]
四、區域創新系統理論研究的評價
區域創新系統理論研究自上世紀末以來,發展十分迅速,并很快的與實踐相結合。但畢竟發展時間比較短,因此在參考了國內外關于區域創新系統理論的研究,發現具有以下幾個方面的特征:
(1)區域創新系統的理論的體系沒有完全建立,缺乏深厚的理論基礎,對區域創新系統的研究都是以案例為基礎,不同的案例都有不同的政策環境和組織結構。且區域創新系統理論在一些基本概念上仍然存在著較大的分歧,不同學者在界定區域創新系統時具有不同的創新觀點。
(2)區域創新系統理論缺乏對創新服務的分析。區域創新系統往往基于對高科技企業的研究,這些企業既是新技術的生產者,也是新技術的使用者。在一個交互式網絡創新環境中,中間服務部門起著催化劑和協調者的角色。對于創新服務在區域創新系統中的作用機制,創新系統理論缺乏研究。
(3)在研究方法上,以對具體地區的創新系統描述為主,缺乏系統和規范化的分析指標體系,即無法對一地區的區域創新系統進行較為完善的分析。評價體系的空白很大程度上制約了理論的深入發展,并使理論研究更多的停留在實證分析上。
(4)對某些經濟技術發達地區創新的分析研究較多,而對于落后地區是否具有創新能力,如何根據本地區的優勢構建自己的區域創新系統仍值得進一步探討。
參考文獻:
[1]SchumpeterJA著,經濟發展理論-對于利潤、資本、信貸、利息和經濟周期的考察,何謂等譯,北京:商務印書館,1997
[2]劉曙光著,區域創新系統-理論探討與實證研究,青島:中國海洋出版社,2004
[3]Freemanc.Technologypolicyandeconomicperformance,LessonsfromJapan.London:Pinter,1987
[4]顧新著,區域創新系統論,成都:四川大學出版社,2005
[5]魏后凱主編:現代區域經濟學,北京:經濟管理出版社,2006
[6]Naulaers,c.&Reid,InnovativeRegions?AcomparativeReviewofRethondesofEvaluatingRegionalInnovationPotential.Brussels:EuropeanCommission
[7]黃魯成:關于區域創新系統研究內容的探討,科技管理,2000年3月,第21卷第2期
[8]丁煥峰,論區域創新系統,科研管理,2001年11月,第22卷第6期
[9]胡志堅和蘇靖:關于區域創新系統研究,科技日報,1999,(05)
[10]張敦富著,知識經濟與區域經濟,北京:中國輕工業出版社,2000
[11]王麗麗,面向知識經濟建設區域創新體系,山西科技,2000(06)
在工程倫理學的學術傳統中,較為重要的一個是將工程理解為一項職業活動。這種工程的職業化理解的核心,更傾向于在具體的職業場景中運用工程倫理學的相關理論,并且關注工程師怎樣對自己在商業組織和職業化群體中的責任負責。但是容易忽略現代科學技術等相關內在因素和社會因素之間的相互影響。
一、社會技術系統論淺析
在有關技術與社會關系的研究上,技術社會構建論和技術決定論二者的強綱領均受到廣泛的批判,在批判過程中也誕生了不少可以替代的理論方案。其中社會技術系統理論的影響相對較大。
社會技術系統理論主要是描述社會復雜關系的理論,該理論認為,技術不僅是由電子設備和機械設施所構成的集合體,而且還是物體、人、實踐和意義所匯聚成的一個復雜系統。其觀點主要可歸納為以下三點:(1)否定技術決定論,認為社會和技術是影響的;(2)反對把技術看作是完全的“物質現象”,認為技術是人和物體所匯聚成的社會技術系統,尤其是人或物能夠通過社會技術系統對人的行為與認識產生一定程度的影響;(3)反對技術中性論,認為技術具有負載價值。
二、工程倫理學淺析
所謂倫理,就是人與人相處的各種道德規則、行為準則。而倫理學就是關于道德起源、發展、人的行為準則和人與人之間義務的學說。而在工程建設之中所產生與運用的倫理學,可以統稱為工程倫理學。
現代的工程倫理學是建立在科學技術基礎之上的,因而其能揭示工程中的研究規律,且對于整個工程體系做了闡明。其較為關注工程師們如何在實際工程中對自己的責任負責,如何在實際工程建設中遵守道德規范以及其他相關倫理準則。
三、從社會技術系統論視角對傳統工程倫理學的反思
工程倫理的研究與社會技術系統的研究在20世紀下半葉中得到了很好的發展,但在這兩個領域之間仍然缺乏足夠的交流與借鑒。現在,從社會技術系統論的視角對傳統工程學進行反思。
(一)傳統工程倫理學采用“自上而下”的解釋模式,堅持簡化的敘事方法,而忽略了技術社會背景的復雜性。這種“自上而下”的解釋模式,是在進行工程倫理分析之前選取固定的倫理資源及相關的倫理規則,然后結合具體倫理案例對倫理資源和規范加以解釋。這種解釋模式在斷定之前就預先設置了倫理解釋框架,使得原有的倫理道德無法很好地解釋案例本身,甚至會將工程師當作是“英雄式的人物”。
(二)傳統工程倫理學堅持“外在主義進路”,對工程活動中工程設計和其社會價值間的相互影響關注不夠。傳統的工程倫理學主要關注工程技術活動以外的商業與社會語境,主要講述工程師們對倫理規范的遵守,并且堅信對倫理規范的嚴格遵守能更好地社會和公眾服務。然而卻忽略了工程活動的最主要內容――工程設計。
從社會技術系統論的視角來看,工程技術產品不完全是“物質性的客體”,其主要由社會安排、社會實踐、人工物等所組成的復雜的體系。工程師們往往在設計活動中會對工程技術產品加入一定的價值,然后其他的社會實踐、社會的關系、制度等產生一定的影響。
(三)傳統的工程倫理學把工程師看作成“獨立”而不是“客觀”的設計者,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。在傳統工程倫理學中,工程師責任倫理的實踐主要來自企業管理層或者行政結構的影響,而忽略了組織以外的社會群體對工程師倫理責任直接或間接的影響。
四、社會技術系統論視角下工程倫理學
――“解釋 操作 對話”模型
從上面對于傳統工程倫理學的反思可以看出,傳統工程倫理學對工程的社會實踐活動的社會技術背景復雜性的重視程度不夠。因而從社會技術系統理論視角來看,技術與社會之間復雜的相互影響能夠對社會倫理價值、工程設計以及工程師倫理的實踐產生一定的影響。下面將對“解釋 操作 對話”模型進行講解,進一步對社會技術系統論視角下的工程倫理學進行分析。
(一)工程倫理解釋。從解釋學的角度來看,工程倫理解釋發生具體的情景之中,對于當前的工程案例而言社會技術系統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、問題及事件有關聯的神會技術背景信息,這些信息不僅要包含和工程設計相關的內在因素,也要包括與工程實踐相關聯的社會、政治、經濟等外在因素信息。
(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。從工程技術的發展來看,工程技術產品的社會化過程主要是由研發政策制定和項目評估、研發技術以及使用和接受工程產品三個階段所組成。對于有關工程倫理的分析要綜合考慮這三方面的復雜關系。
就社會技術系統里論的角度來看,工程設計與社會價值之間存在著相互塑造的關系;另一方面,工程設計活動也受到某些相關社會群體及其所代表的社會倫理觀的塑造作用。同樣,在社會技術系統中,工程師的責任倫理的實踐也會受到社會因素的作用。
(三)工程倫理對話。在工程倫理學中,倫理解釋不能只憑倫理學家們來完成,工程師有必要進行詳細的技術敘事;工程倫理的具體實踐操作也不宜被認為是工程師們的獨自的任務,他們需要和倫理學家們在一起進行商討,以致在產品設計中能夠塑造出迎到責任創新的價值體系。同時社會倫理價值的闡釋也需要倫理學家們參與完成。因而在進行工程實踐活動時,要進行有效的具有對話特征的行動。
五、結束語
由以上分析可知,社會技術系統論視角下的工程倫理學有助于克服傳統工程倫理學在社會技術背景復雜性方面關注度不高的缺點,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
一、 物流與物流管理
物流是若干領域經濟活動的系統、集成、一體的現代概念,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、信息處理等多個環節。物流就是這些本來各自獨立但又有某種聯系的活動所形成的集成的、一體化的系統。物流可以說涵蓋了全部社會產品在社會上與企業中的運動過程,涵蓋了第一、第二、第三產業和全部社會再生產過程,因而是一個非常龐大而且復雜的領域?!拔锪鳌弊鳛槲镔|資料流通活動組成部分,其歷史與商品經濟的歷史一樣久遠,也就是說從商品經濟開始以來就有了“物流”。但是將物流作為現代企業經營的基本職能之一,對物流活動實施系統化的科學管理則是到了20世紀50年代才開始的。
所謂物流管理,是指在社會再生產過程中,根據物流的規律,運用管理的基本原理和科學方法,對物流活動進行計劃、組織、協調和監督,使各項物流活動實現最佳的協調和配合,以降低物流成本,提高物流效率和經濟的活動。物流管理的主要方面是物流成本和物流質量,具體內容包括如下面:第一,對物流活動諸要素的管理,包括運輸、儲存、裝卸、加工等環節的管理。第二,對物流系統諸要素的管理,即對其中人、財、物、設備、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、質量控制、技術手段、經濟核算等職能的管理。
二 、復雜系統理論在物流管理中的應用
(1) 復雜系統理論
復雜性科學是當今世界科學發展的熱點和前沿領域。目前復雜性理論及其
應用正在向各個學科滲透,是一門正在逐步形成的新興橫向學科。而復雜系統
與復雜性研究是復雜性科學研究的核心問題。
(2) 基于復雜系統理論的物流管理
復雜性科學吸引了眾多的不同領域的研究人員,盡管人們對于復雜性的了解并不一致,但是對有些問題己形成了共識:研究復雜性離不開系統。SFI的科學家們認為,復雜系統是處于混沌的邊緣。混沌是指確定性系統中存在的內部隨機性。而混沌的邊緣是指沒有新奇的東西能夠從高度有序和穩定的系統以及等級分明、實施嚴格的中心控制的組織環境里出現。SFI的復雜系統概念表明,系統的狀態可以被看到,也可以被理解,但卻無法把各個要素或單元間的復雜而簡單的相互作用進行一一對應的還原。復雜性研究的主要內容是,研究復雜系統如何在一定的規則下產生有組織的行為。
(1)就單個企業來看,物流管理系統是一個自組織系統,物流管理系統中的每個企業自主決策,不必接受任何其它企業的指揮或命令,他們在選擇上游供應商和下游經銷商的同時就形成了物流供應網絡。復雜系統視角下的物流管理系統中不存在著核心企業,隨時都有可能出現成員企業的進入和退出,每個在物流上的企業都是平等的,都有著自主性,在這條物流上的企業同時也是其它物流上的參與者,正是由于這樣的原因,在產業中或者是產業之間就形成了物流管理網絡,這個網絡也表現出了動態型和復雜性。
(2)物流管理中的主體是那些獨立或半獨立的經濟實體,這些主體之間具有競爭、合作、動態等多種性質的供需關系。運作單元、業務流程、成員企業、整個運作環境構成了不同層次上的主體,每個主體具有自己的目標、經營策略、內部結構和生存動力。這些主體通過聚集而相互作用,以期不斷的適應環境。對于整個物流管理系統來說,并不存在一個集中控制中心來指導各個主體的行動,但是整個物流管理系統仍然表現出一種有序的狀態。正是這種主動性以及它與環境的反復的、相互的聚集作用,才是整個物流管理系統發展和進化的基本動因。
(3)物流管理中幾乎每一個環節都是非線性的關系?,F代企業生存在一個
市場競爭激烈、不確定性大的環境之中,在復雜系統下的企業所做出的很小的
決定就能夠對相關企業產生很大的影響。例如,在信息不能完全流通的情況下,
有著“蝴蝶效應”和“牛鞭效應”的發生,這種非線性的效果使得企業生存在
一種不確定的環境中,整體的外部環境是不斷發展變化的。同時,環境也能對
形成企業的模式、各種規則或標準產生影響,而且由于模式、目標狀態、基本
的性能標準以及對環境適應能力的變化等也都會使得物流管理系統其主體對環
境的適應能力的度量標準發生變化。
(4)物流管理系統中負反饋與正反饋需要達到平衡,也就是控制體制與適應體制之間的均衡,這樣才能保證整個物流管理系統的生命力??刂剖菫榱吮WC組織的穩定與秩序,一旦發現某個成員企業的行為表現超出正常情形,就利用控制手段將其阻止,并使整個系統回到平衡狀態中。同時物流管理系統所面對的是一個充滿復雜性的環境,在這里主體的隨機性在系統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生的。這就需要在管理上允許成員企業有更大的自由度。只有具備靈活性、適應性、應對能力和快速革新能力的物流管理系統才能被看作是當前復雜環境下的最佳組織結構。
中圖分類號 F3 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363(2017)08-0007-02
土地資源結構優化是通過一定方法對未來土地利用取得經濟、社會、生態效益的最佳分配,通常采用定性和部分定量方法,但這樣的方法主觀性過強,易造成結果誤差大等問題。而采用系統的數學模型進行土地資源結構優化時,則要面對影響因素的不確定性。針對規劃模型或約束條件出現不定數的情況,本文采用灰色系統理論中的灰色線性規劃等理論,建立動態規劃模型,探究分析其應用于南京市土地資源結構優化的可行性。
1 灰色系統理論
灰色系統理論集系統分析、評估、建模、預測、決策、控制、優化技術于一體的一門新興學科的結構體系。其主要內容包括以灰色代數系統、灰色方程、灰色矩陣等為基礎的理論體系;以序列算子和灰色序列生成為基礎的方法體系;以灰色關聯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)為核心的預測模型體系;以多目標智能灰靶決策為標志的決策模型體系,以多方法融合創新為特色的灰色組合模型體系以及灰色規劃、灰色投入產出、灰色博弈、灰色控制為主體的優化模型體系[1]。
2 實證研究及算法分析
2.1 研究區域概況
南京作為長江三角洲的中心城市之一,經濟發展水平領先,但市內各片區域經濟發展欠均衡,區域內不同類型經濟的發展狀況差異較大。南京市土地資源比較豐富,但由于南京市人口的快速增長、城鎮化進程的加快和經濟的快速發展,土地利用不夠合理,利用率較低,制約了南京經濟又好又快的發展。
2.2 灰色系統理論的應用
利用灰參數線性規劃,以及灰色系統理論中GM(1,1)模型等,可以靈活應對目標效益系數不確定,約束條件變化等不確定因素,以下我們通過和灰色線性規劃及灰色系統理論在南京市土地利用結構優化的應用中分析其可行性。
2.2.1 GM(1,1)的應用
GM(1,1)在灰色線性規劃中用于預測目標效益系數的灰區間范圍,以及各約束條件的系數,從而確定灰數區間,下面以耕地單位面積GDP為例進行應用分析。
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)的預測結果如圖1所示。
2.2.2 變量設置
根據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劃(2006-2020年)》要求,設置如下變量:x1(耕地);x2(園地);x3(林地);x4(牧草地);x5(其他農業地);x6(居民點工礦用地);x7(交通設施用地);x8(水利設施用地);x9(其他土地)[5]。
2.2.3 目標函數
根據南京市土地資源優化利用的目的和意義,以經濟效益最大化為目標建立如下目標函數:
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。農用地比例控制在64.3%,農用地中耕地比例穩定在55.8%,耕地保有量分別保持236?034.6公頃以上。(2)農用地:農用地、其他土地比例控制在64.3%、8.5%,其他農用地不少于91?650.3公頃。(3)建設用地面積。2020年,建設用地比例提高至27.2%,控制在179?175.97以內。(4)居民點工礦用地面積,需要大于141?869.5公頃。(5)交通運輸與水利設施。建設用地比例提高至27.2%,建設用地中交通水利設施用地比例提高至20.7%。
4)生態環境約束。(1)林地面積。農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 結果分析
按規定中的預測對上述模型的灰數進行白化,分別取上限、中間值及下限,轉化為一般的線性規劃求解,由Matlab軟件linprog函數求得最優解,求解結果即3個土地利用結構優化方案,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,生態環境由于其他方案,但其交通設施用地與水利設施用地相差過大,不利于經濟的良好發展。
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,其交通設施用地與水利設施用地比例接近,但園地較少,不益于生態經濟的發展。
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,其交通設施用地與水利設施用地比例最為接近,且園地較多,既考慮了生態環境的保護,又注重經濟的健康發展。
綜合考慮,選擇方案2為最優優化方案。
4 結論與意見
眾所周知,土地利用是一個復雜的系統,由于灰色線性規劃中灰數的不確定性,得出的結果也只是近似解。本文以經濟利益最大化為目的,建立灰色線性規劃模型,應用于該市土地資源結構優化中,運用Matlab軟件求解,結果顯示方案2最符合南京市的土地利用規劃和發展,在未來可以進一步的推廣。
參考文獻
中圖分類號:TP391文獻標識碼: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
系統是一個與環境相對的概念,任何相互聯系、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。系統的各個組成部分之間,通過物質、能量和信息的交換而相互關聯、相互影響、相互作用;系統與環境之間,亦存在著物質、能量和信息的輸入、輸出關系。早在古代中國和古希臘的哲學中,就包含樸素的系統思想。隨著社會的發展和近、現代科學技術的興起與進步,在軍事、工程、經濟、社會等諸多領域,都存在著大量的有關系統的問題。為解決這些問題,20世紀40年代相繼產生了運籌學、控制論、信息論和一般系統論等系統理論;20世紀40年代以來,系統理論被大量應用于工程實踐,系統工程應用學科迅速發展,同時其他科學技術學科也在不斷獲得新的突破與發展,從而對各種系統的性質和規律的認識在不斷深入,產生的一些新的系統理論:耗散結構理論、協同學、動力系統理論、混沌理論、突變論等。
當前,對復雜及復雜適應系統的研究是系統科學這門學科的熱點。國際上,有關復雜系統的系統科學研究可分為三個主要學派:“歐洲學派” ―― 以非線性自組織理論為核心內容的系統理論(系統元素為無機物,源于物理、化學系統);“美國學派” ―― 以圣菲研究所(SFI)為代表的理論框架(系統元素為有機物,具主動性,源于生物系統);“中國學派” ―― 以開放的復雜巨系統理論為核心的體系(系統元素為“人”,源于大工程協作系統)。其實,這三個主要學派的主要區別只是從系統的不同層次為出發點去把握系統的性質和規律;它們的共同點可認為是要從整體上去認識問題和解決問題,對系統的許多性質,部分和的累加并不一定等于整體,整體很可能大于部分和,由于涌現性,整體會出現一些任一部分所不曾擁有的新性質。
由于現實系統的廣泛性、多樣性和復雜性,如果直接對系統進行觀測、實驗和研究,可能會對真實系統造成破壞性影響而且可重復性很可能也差,或者用真實系統試驗時間過長,或費用太昂貴。對于工程系統,在系統建立之前需要對其結構、行為特性開展研究,但真實系統尚不存在。這些情況下,系統的模擬仿真是唯一可行的研究手段。
1 系統模擬仿真課程的教學目的
系統模擬仿真課程的教學目的為:培養學生科學分析和解決各類學科中出現的一般復雜系統問題的能力,掌握多種解決各種復雜系統問題的研究、設計與分析方法。通過本課程的教學,希望學生能了解系統模型的形式化描述;掌握連續系統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;了解離散事件系統的一般概念和離散事件系統的建模工具――Petri網,掌握經典的離散事件系統:單服務臺與多服務臺排隊系統,庫存系統等的仿真方法;掌握離散事件系統的仿真輸出數據的分析方法;了解現代仿真技術――虛擬現實技術的一般概念、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。
系統科學專業碩士點的設立是為了滿足國家和廣西的經濟和社會發展的需要,旨在培養高層次的復合型研究與管理人才。系統科學專業碩士點有兩個專業:系統理論和系統分析與集成,其中系統理論專業從2004年起開始面向全國招生,系統分析與集成專業從2006年起招生。系統模擬仿真課程是系統科學專業碩士生的必修課程,本人從2006年起到目前為止連續5年擔任了本門課程的任課教師,在此對這幾年的教學實踐作些總結,以圖對本課程后續的教學水平的提高和教學效果的完善能有所幫助。
2 課程基礎建設
專業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目的之達成與教學效果之提高至關重要。系統模擬仿真課程的先修課程為:控制理論,概率統計,至少一種通用程序設計語言(如:C/C++程序設計語言和Matlab編程語言)。這幾年教學過程中的有些學期,在本課程剛開始時,有些學生反映從未接觸過其中一門或兩門先修課程,應學生的要求,用一、兩次課程的時間介紹相應課程,解釋其中的重要內容,并鼓勵學生自學相應課程,難懂之處同學之間互相探討,并及時向老師請教。教材選擇的是美國多家高校系統仿真類課程普遍采用的, 由清華大學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仿真的原理和方法學的闡述,基本概念通過實例加以闡述展開,對仿真方法、技術談論深入,對新技術發展方向描述明確。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2年只使用該教材進行教學,有些學生反應跟不上教學進度,仔細了解,跟不上的原因是難以完全讀懂教材中的英文內容和從未學過C/C++和Fortran語言。為讓每位學生都能掌握好基本仿真方法、技術而又不失去對仿真前沿研究的了解,后增加系統科學與系統的一般理論及其工程應用[2]的介紹,連續系統仿真原理[3]的介紹和較容易編程實現的仿真實例教學[4]。作業與考試方式、頻次的安排設置對加強學生的學習動力和提高學習效果起著極大的作用,除了常規作業和期末考試外,增加了每學期每位學生上講臺講解至少30分鐘提前布置的、要求學生課后完成的仿真建模實例小作業并接著深入討論。還安排了學期結束時應完成的較復雜的系統仿真編程大作業,并撰寫一份系統仿真應用的研究報告。
3 提高教學效果的措施
3.1 加強仿真原理教學
現代仿真是基于計算機、利用合適的算法通過模型(物理的或數學的)以代替實際系統進行實驗和研究的一門學科和實驗技術。 仿真過程中系統、模型與計算機(包括軟、硬件)的關系如圖1所示。這里模型通常是指數學模型。常用的數學模型[5]有:初等模型、確定性連續模型、確定性離散模型和隨機模型。如該圖所示,系統建模、仿真建模和仿真實驗為系統仿真的三個基本活動。
系統的模型是實際系統的簡化或抽象,分物理模型與數學模型。系統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,則系統S為離散系統,若為實數,則系統S為連續系統;U―輸入集,U?奐Rn,n∈I+;Ω―輸入段集,某時間內的輸入模式,是(U,T)的子集;X―系統狀態集,是系統內部結構狀態建模的核心;Y―系統輸出集;δ―系統狀態轉移函數;f―系統輸出函數,可表達為:f:X×U×TY。
實際建模時,模型描述的詳細程度可用如下3個水平來表示:(1)行為水平,只知系統的輸入輸出,系統被視為“黑箱”;(2)分解結構水平,系統輸入輸出及結構組成已知,系統被視為多個簡單“黑箱”的組合;(3)狀態結構水平,系統的輸入輸出,內部狀態及轉移函數皆為已知。要全面了解仿真過程的核心內容,需要較全面的數學知識、計算方法知識和編程語言知識。
由圖1可知,系統仿真的第1步是建立系統的數學模型。雖然另有一門課程―《數學模型》(或稱《數學建模》)(應用數學專業課程)專門介紹個各種數學建模方法,如不特別介紹,本專業學生或許不知有該課程的存在。在建立好系統數學模型的基礎上,可能需要利用《計算方法》中的專門知識,基于學生熟悉的編程語言(Fortran,C/C++, C#或Matlab等),如學生對任一編程語言都不了解,推薦學生優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,把數學模型轉化為計算機算法程序,得到仿真模型。在設置好各可調參數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,這些輸出要進行各種分析[1],如條件允許,并應該與實際系統的相應數據作對比分析。
3.2 引導學生擴展知識面
仿真技術廣泛應用于工程領域--機械、航空、電力、冶金、化工、電子等方面,和非工程領域DD交通管理、生產調度、庫存控制、生態環境以及社會經濟等方面。幾乎滲透于每一個需要計算的領域和學科,相關文獻十分豐富。許多學術期刊都刊登有系統模擬仿真方面的研究論文,其中系統科學領域的期刊,尤其值得同學們去了解和學習,以擴展知識面和了解建模仿真方面的前沿研究。
應該特別留意的期刊有:中科院數學與系統科學研究院期刊學會(/)主辦的《系統科學與數學》(中) ,《系統科學與復雜性》(英)和《系統工程理論與實踐》,中國系統仿真學會與航天科工集團706所主辦的《系統仿真學報》,美國伊利諾伊大學復雜系統研究中心主辦的《復雜系統 》,美國UL控制與系統工程學會和弗羅茨瓦夫理工大學主辦的《系統科學 》,IEEE的《智能系統》,圣菲研究所的《復雜系統學報》等。
每年都有多次由不同機構發起、在不同國家舉辦的有關系統仿真的國際學術會議。通過各個級別的系統科學學會或系統仿真學會網站,或直接通過搜索引擎(如, )可檢索到最近舉辦過的系統仿真會議介紹或論文,以及即將舉辦的系統仿真會議的地點、時間和投稿須知, 如:國際系統科學學會(International Society for the Systems Sciences, ISSS)網站上 /world/index.php 有當年的年度會議信息和最近幾年的會議資料。
3.3 以仿真實例教學為教學重點以提高學生的實際分析問題和解決問題的能力
課堂上詳細講解一些較簡單的系統問題的仿真實例,可以使學生逐步明確并不斷加深對建模仿真整個流程的理解:從分析系統結構或行為導出系統的數學模型,再根據所導出的數學模型使用某種編程工具實現仿真建模,形成相應的仿真算法程序,最后運行仿真算法程序,分析結果并與實際系統相應數據對比。
編程工具的介紹也要兼顧學習效率和算法理解徹底性, 教學過程中發現如只介紹通用編程語言(如C/C++)實現仿真算法程序,學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雜些的問題,學生就顯得有些不知如何下手改寫原來的程序以解決當前的問題。而如使用Matlab .m源碼文件實現仿真代碼,學生基本能正確改寫程序。如使用更高抽象層上的Simulink模型實現仿真,學生可以輕松解決類似新問題?,F在采用初次碰到典型案例問題時,采用C語言實現仿真算法,再次碰到類似問題時使用Matlab.m源碼,更多的或更復雜的仿真案例,則采用Simulink構建仿真模型。
所選擇的仿真實例兼顧確定與隨機系統,連續與離散系統。所列舉過的離散隨機系統有:單服務員排隊系統(M/M/1)和多服務員排隊系統(M/M/N)的仿真;多工作站排隊系統的仿真;采用不同排隊策略的銀行排隊系統仿真。 列舉過的連續確定系統有: 機構運動仿真;傳染病感染傳播仿真;森林救火策略仿真;戰斗減員仿真;游擊戰策略仿真;香煙有害物質進入人體體內的累積量仿真以及生物種群規模漲落(Volterra模型)仿真等。
下面以機構運動仿真和戰斗減員仿真為例,對建模仿真的整個過程進行簡要描述:
仿真實例一.曲柄滑塊機構的運動學仿真:
對圖示單缸四沖程發動機中常見的曲柄滑塊機構進行運動學仿真。已知連桿長度:r2=0.1m,r3=0.4m,連桿的轉速:ω2=2,ω3=3,設曲柄r2以勻速旋轉,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1和ω3的變化圖像如圖5。
圖5 0.5s內的滑塊運動速度1 (上圖)和連桿轉速ω3(下圖)
仿真實例二.戰斗減員問題仿真:
該戰爭模型只考慮雙方兵力的多少和戰斗力的強弱。 假設:(1) 用x(t)和y(t)表示甲乙交戰雙方時刻t的兵力,不妨視為雙方的士兵人數;(2)每一方的戰斗減員率取決于雙方的兵力和戰斗力,用f和g表示; (3)現只對甲方進行分析。甲方士兵公開活動,處于乙方的每一個士兵的監視和殺傷范圍之內,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,所以甲方的戰斗減員率只與乙方兵力有關,可以簡單地設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),稱乙方的戰斗有效系數。a可以進一步分解為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),py是每次射擊的命中率。由這些假設可得本問題的連續時間模型(方程):
又設系統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。如何對微分方程進行求解,并判斷哪一方獲勝是本問題仿真的關鍵。
使用GUIDE(圖形用戶接口開發環境)接口實現以上簡單的一階微分方程。
調入該模型程序,按F5運行,出現如圖6所示界面。
在界面中輸入參數,點擊“執行仿真計算”按鈕,就會在結果欄中顯示哪一方獲勝,及其剩余人數。
設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
努力加強系統仿真原理教學,以較簡單的經典系統建模實例的仿真模型的建立為依托,讓學生在仿真實例的課堂教學中逐步明確并不斷加深對建模仿真整個流程的理解。仿真技術廣泛應用于工程領域和非工程領域,相關文獻十分豐富,涵蓋面十分廣闊的,而課堂教學的課時十分有限。如果我們把系統模擬與仿真這門學科比作是一片森林,文獻可看作是其中的樹木,仿真的實際應用則可看作生活于森林中的動物,當然動物也依賴于這片森林的鄰域森林(其他學科)。課堂教學只是帶學生來到這片森林邊沿,仿真原理、理論教學是引導學生仔細觀察了眼前的樹木,而課堂仿真實例教學則是與學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生自己出發去跋涉的、去游歷、去探索、去欣賞。當然,帶學生到這片森林應該先哪個邊沿,才能讓學生對這片森林有準確的了解并迅速喜歡上這片森林,需要帶領者對這片森林整體的和更準確的了解,也需要到過這片森林的同學們的意見反饋。
參考文獻:
[1] Law A M.Simulation Modeling and Analysis[M].北京:清華出版社,2000.
[2] 許國志.系統科學與工程研究[M].上海:上海科學技術出版社,2001.
中圖分類號:TG80 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0147-02
1 引言
《機械工程測試技術》課程是機械工程相關專業的一門專業技術基礎課,該課程集成了數學、電工電子學、信息科學、計算機技術等多學科原理和技術,并且被廣泛應用于各個學科,具有涉及知識面廣、綜合性強、理論知識抽象、實踐性要求高、學時少等特點[1]。尤其是對于電工電子學及信息學知識相對薄弱的機械專業本科生,首次接觸信號變換與調理、系統特性及數字信號處理等抽象概念時,學生普遍反映該課程存在理論內容不易理解,學習難度大等問題。然而,隨著科學技術的迅猛發展和機械系統自動化程度的不斷提高,測試技術在機械領域中的應用日益廣泛,例如新產品開發、生產過程控制、設備狀態監測及產品性能試驗等工作均以測試技術為基礎。因此,《機械工程測試技術》課程在機械工程相關專業課程中具有越來越重要的地位。
基于上述原因,為了使機械專業本科生能夠更好地理解和掌握機械工程測試技術的相關理論,貫徹教育部關于高等學校本科教學質量與教學改革工程文件的精神和適應學校培養創新型工程應用人才的需求。改革和創新《機械工程測試技術》課程的教學方式,提高課程的教學質量已迫在眉睫。
2 傳統理論教學及其改革與創新
2.1 傳統理論教學方式
機械工程測試技術課程的傳統理論教學方式是以教師為中心,理論知識的傳遞以灌輸式講授為主,并設計有少量的驗證性實驗。整個教學過程中教師發揮著主導作用,而學生只能被動地吸收知識,從而難以充分調動學生的學習積極性和主動性,也不利于培養學生創造性思維和創新能力。另外,由于該課程涉及較多的其他學科專業基礎知識,學生在課堂學習過程中很難快速全面地把自身儲備的知識與新學知識做到融會貫通和綜合應用,從而使學生在課程學習過程中產生茫然的學習狀態(特別是在課程的學習初期),極大地打擊了學生的學習興趣和積極主動性,甚至有些學生產生厭學心理[2],這將使整個課程的教與學過程變得非常艱難,以致于課程的教學質量嚴重下滑。
2.2 理論教學的改革與創新
教學改革與創新遵循的基本原則:保證教學內容的基礎性、前沿性和實踐性前提下,充分發揮學生的主觀能動性和創造性,積極培養學生學習課程的興趣和積極性,努力培養學生的創新型思維方式及工程應用能力。
2.2.1 理論教學內容的優化與更新
《機械工程測試技術》課程主要內容包括:信號及其描述、測試裝置的基本特性、常用傳感器及其原理、信號的調理與記錄、信號處理初步、典型非電量參數的測量及計算機測試系統等。
通過對課程主要內容的細致分析和研究,并根據測試系統組成模塊將上述章節內容重新排序,采用以“信號流”為教學主線,按照信號在測試系統中的傳輸順序將整個課程內容貫穿起來,從而使學生建立完整的測試系統概念。重新優化調整后的教學內容: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,進一步講信號的調理與信號的數字化處理,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。而后采用Matlab/Simulink仿真實例展示信號在測試系統中傳輸時的失真,從而引出測試裝置的基本特性內容:最后講解機械領域中典型非電量信號的測量。優化調整后的教學內容不僅兼顧由淺及深的教學思路,使學生在學習課程初期理解起來相對容易,從而對課程的學習興趣和積極性大幅提高:而且整個教學內容是先局部后整體,逐步深入測試技術精髓,符合工程技術知識學習的規律,使學生學習起來思路清晰,且能夠促進學生較好地理解和掌握測試系統各組成部分的原理和特點。
另外,在教學過程中,將自己的科研項目和研究成果中與測試技術相關的新技術、新方法及新實例融合到課堂的教學內容,同時注重介紹機械工程測試技術發展的新方向和前沿知識,以此來保證教學內容的實時性和前沿性,豐富學生的知識面,開拓學生的眼界[3]。
2.2.2 理論教學方法的改革
課程教學方法的改革是建立在教學思想和教學模式轉變的基礎上[4]。隨著機械工程測試技術的發展,課程知識的快速膨脹,以“教師”為主體的傳統教學思想和教學模式已經不能完全適應課程的理論教學任務。而以“教師”為主導和以“學生”為主體的新型教學思想和教學模式充分發揮了教師的引導作用和學生的主觀能動性,因此,新的理論教學方法更加適應課程快速發展的步伐。
在新的理論教學方法指導下,課程的理論教學過程采用啟發式講授、工程案例剖析與課堂討論相結合的方法。在教學過程中,注重以身邊的生活實例和工程實例設疑式地啟發學生,使學生在教師的引導下對實例中所涉及的測試技術基本原理和技術展開積極課堂討論,讓學生成為教學過程的主體,以此調動學生的學習積極性和激發學生自主思考、分析和解決問題的能力,逐步培養其理論聯系實際能力和創造性思維能力。
此外,為了使學生能夠把該課程的新知識與課程涉及到的其他專業基礎知識做到融會貫通和綜合應用。在每節課理論內容講授完畢后,教師為學生指點出下節課將會涉及到的其他課程專業基礎知識,以便學生課后可以及時溫習和回顧,從而使學生下節課的理論學習變得清楚明確,并且使學生真切感受到學以致用帶來的成就感,以進一步提高學習的積極性,逐漸培養學生自覺地對教學內容涉及的理論及實踐問題加以追蹤的嚴謹務實學習態度。
2.2.3 理論教學手段的創新
在理論教學手段方面,采用多元化教學手段,將多媒體教學 、黑板教學、仿真演示及實物教學等多種手段有機結合起來。
課程充分利用多媒體教學能夠很好地把概念、圖形、動畫、視頻及聲音等信息載體有機結合的特點[5],將一些傳統黑板教學手段難以表達的教學內容和無法觀察的現象采用圖文并茂、靈活多樣的多媒體方式生動形象地展示給學生,使沒有工程實際經驗的學生能夠從認知的角度建立機械工程測試的相關概念,力求教學過程與教學效果達到最優化。
對于理論強的教學內容(例如信號變換和信號處理相關章節)則采用黑板式教學手段,通過對公式和定理的詳細推導,加深學生對公式定理的理解。
對于應用性強的教學內容(如傳感器原理、信號調理等內容)則采用多媒體教學、黑板教學及實物教學相結合的手段進行講授,提高學生對教學內容的工程應用能力。
對于抽象性強的教學內容(如測試裝置的基本特性)宜采用Matlab/Simulink仿真演示的教學手段,幫助學生直觀地理解抽象的概念,并鼓勵和指導學生自己動手搭建仿真程序,培養學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,一是學生臨時突擊,放松平時學習:二是難以考查學生的知識綜合運用能力和創新性思維。課程借鑒國內外一流大學的考評體系[6]。新理論考評體系采用“平時作業20%+課堂討論表現20%+自主考試10%+期末考試50%”,改變了傳統一次考試定結論的弊端,重在培養學生的學習主動性、知識綜合應用能力和創新探索意識。平時作業以大作業為主,重點培養學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,通過考評學生參與分析討論的積極性和主動性,以提高學生的學習主動性,培養其應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學生自選與課程內容相關的工程題目進行課程專業知識綜合應用的一種考核方式,這種考評方式可以充分發揮學生的創新型思維和工程應用能力:同時,為了考評學生對理論知識的掌握程度,在期末采用閉卷考試方式,以此確保學生對基礎理論和方法的掌握。
3 結語
通過對機械工程測試技術課程理論教學改革與創新的探討,使我們充分認識到只有對課程進行教學改革與創新才能達到提高課程教學質量和培養創新型工程應用人才的目標。同時,教學改革工作是一個與時俱進的過程,我們在以后的教學工作中將不斷優化和完善機械工程測試技術的理論教學過程,從而進一步提高課程的教學質量。
參考文獻
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,他不僅是滿足人們日常生活需要,可以利用開發的天然水源,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、固態和氣態。關于合理配置的水資源,主要具有可持續利用的特性,其水質和水量可以滿足現在日常生活和經濟發展的需要,同時還可為將來創造可持續利用、生生不息的水資源。
1.2合理配置
按照國家的規劃技術大綱,其中有關于水資源合理配置的定義,其主要內容為:通過對公平性、有效性和可持續性的原則的遵循,并在特定的區域范圍或流域內,按照相關的資源配置規則和市場經濟規律,采用對生態環境質量予以保護和改善的措施,和對有效供給予以保障,對過度需求進行抵制的手段,對可利用的水源進行合理、科學地調配。合理配置水資源可以對水資源、社會經濟以及生態環境的協調發展予以保證和促進,由于水資源開發利用方式存在著不合理,在地理空間、生產力布局等方面存在著差異性,以及地區和部門之間存在著競爭,都是生態環境問題日益嚴重。
2相關理論和技術應用
2.1相關理論
合理配置以實現可持續化發展的指導思想,即不僅能夠滿足當下的資源需求,同時對后代的發展提供有力的支持,不造成危害的;為了實現可持續發展,必須對生態環境予以保護和改善,生態環境保護會對水資源泉起到有利的保護作用,但同時也會消耗一定的水資源,因此必須從以往的對生態用水生態環境用水不予以重視的情況,向優先保證生態環境用水轉變,從傳統的給水配置模式轉變為生態環境和國民經濟需求進行統一合理配置轉變。對水資源開發利用的分析研究主要采用的有大系統理論、不確定性理論,多目標規劃理論以及動態規劃理論。因為此研究課題具有不可試驗性,同時具有動態過程的多變性,因此存在著不少的限制條件。在大系統理論中運用系統動力學,復雜的系統問題進行研究,只具有較大的和潛力;在不確定性理論中,通過應用模糊優化模型的方式,對水資源的最佳分配方案進行確定,并通過動態層次分析法,對水資源的系統分析取得了較好的成果;多目標管理模型對,系統態勢,目標間的競爭以及沖突性進行了總體的把握和規劃,對社會水資源,經濟環境等因素進行綜合考慮,并進行聯合優化,最終確定最佳的配置方案;動態規劃理論運用地下水量和地表水的模型,采用線性規劃和動態規劃、模擬技術等相結合的方式,實現水資源的合理配置。
2.2技術應用
資源的合理配置技術主要有利用計算機技術進行決策支持的系統和管理信息系統以及地理信息系統。通過人工智能技術和計算機支持的決策系統共同組成智能決策支持系統,對非結構化或半結構化的問題進行解決;地理信息系統具有強大的數據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,目前主要應用于數據存儲、查詢、獲取、管理等初級階段,其應用還有極大的發展空間。
3存在的問題
3.1對生態環境保護的忽視
根據目前的水資源情況分析,水質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節來解決,而對水質進行優化配置的難度較大,因此必須對生態環境予以保護和改善,資源利用實現良性循環。
3.2水資源動態規劃的忽視
在配置中沒有充分應用動態規劃原則,可利用的水資源具有動態變化性,如果進行水量分析時,與當地的經濟發展情況沒有進行動態協調,則確定的可供水量存在偏差,可能對區域發展規模存在著低估的情況,使當地的經濟發展受到限制。
3.3大系統理論應用的忽視
但對水資源的規劃利對水資源泉系統的自身開發利用更為重視,沒有運用經濟規劃、社會研究等方面手段進行合理配置,同時對傳統的方式的有效性未予以重視,造成了對產業發展的制約,配置規劃方案與社會、經濟系統不能互相融合,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,只利用高新技術以及數學公式,追求模型的結果,但是卻無法保障其實用性和可行性。
5發展趨勢
一、人力資源開發概述
人力資源開發,是指一個企業或組織團體在組織團體現有的人力資源基礎上,依據企業戰略目標、組織結構變化,對人力資源進行調查、分析、規劃、調整,提高組織或團體現有的人力資源管理水平,使人力資源管理效率更好,為團體(組織)創造更大的價值。HRD是Human Resource Development人力資源開發的縮寫,是20世紀80年代興起的旨在提升組織人力資源質量的管理戰略和活動。人力資源開發指一個國家或一個地區根據現有的人口、經濟、社會、資源條件,組織一切力量和資金,通過調節人口數量,提高人口素質,發展基礎教育,促進人口流動,開展職業教育與技術培訓等手段或措施,不斷促進該地域人力資源的合理配置和利用,滿足社會經濟發展的全過程。
人力資源開發的目標:一是通過開發活動提高人的才能;二是通過開發活動增強人的活力或積極性。提高人的才能,才能是認識和改造世界的能力,它構成了人力資源的主要內容。增強人的活力,通過開發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。人力資源開發雙重目標的關系,提高人的才能是人力資源開發的基礎。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的關鍵。有才能而沒有活力,這種才能沒有任何現實意義;有了活力就會自我開發潛力,提高才能。
二、人力資本的理論起源
人力資本的一般定義是:體現在具有勞動能力(現實或潛在)的人身上的、以勞動者的數量和質量(即知識、技能、經驗、體質與健康)所表示的資本,它是通過投資而形成的。古典經濟學家在研究人力資源之始就提出了人力資本的觀念,亞當·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,已經實現了的資本。當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一樣,可以節約勞動,提高效率。雖然提高工人技能要投入相當多的費用,但這樣做能生產出來更多的利潤,足以補償費用的支出后來,美國經濟學家歐文·費雪在1906年出版的《資本和收入的性質》一書中,進一步闡述了人力資本的概念。然而,直到本世紀中葉,經典的、正統的西方經濟學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,他們把人這個生產要素看作是“非資本的”。
在20世紀50-60年代以來,人力資本理論研究較突出的是美國經濟學家雅各布.明塞爾(JacobMincer)他在1958年發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量之間關系的經濟數學模型之后,根據對勞動者個人收益率差別的研究,估算出美國對在職培訓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。
舒爾茨的人力資本理論:舒爾茨的“人力資本”理論的主要內容:提出廣義的資本概念,認為資本有兩種形式,即一種是體現在產品上的物質資本,另一種是體現在勞動者身上的,以勞動者的數量和質量表示的人力資本,兩者共同構成國民財富。舒爾茨認為,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,用于發展教育事業,以提高人們的知識水平和勞動力的質量,即提高勞動者的工作能力、技術水平和熟練程度。②保健投資,用于發展保健事業,以減少人們的疾病和死亡,提高勞動者的素質,增強其工作能力,延長其服務期限。③勞動力遷徙投資,用于發展勞動力市場行情調研機構,以提供有關信息,并協助勞動力流動,促進解決勞動力余缺調劑和專長發揮。認為迅速擴大的人力資本存量,對勞動生產率的提高和經濟的增長起著越來越重要的作用。舒爾茨注意到傳統增長理論中收益遞減規律的失靈。主張以人力市場供求變化為依據,以人力價格的浮動為衡量尺度,對教育投資進行市場調節。
三、人力資源開發理論起源
人力資源開發理論最早產生于50年代。隨著西方人本管理思想的出現,行為科學研究的不斷深入以及人力資本理論和人力資源學說的形成,人力資源開發這一概念逐漸為人們所接受。80年代中期,人力資源開發理論開始傳入我國后,有關它的研究活動迅速得到了重視和發展。人力資源開發的定義有許多種,其中代表性的有:①人力資源開發是指社會人從胎兒開始的教育到成年后的使用,調配,管理直到老年退休后的開發余熱等全部過程,其重點在組織一切力量,有效地對全社會進行智力開發。②人力資源開發是指通過系統的規劃,培養,教育,訓練等手段,提高人對于自然界開發利用能力的過程。這里的能力包括生存能力,勞動能力,智力,體力等。③人力資源開發是指為了使勞動力得到充分利用,通過教育培訓,促進就業和有效利用勞動力的人事管理活動及政策。④人力資源開發是指培植人的知識,技能,經營管理水平和價值觀念的過程,并使其經濟,社會,政治各方面不斷獲得發展和得到最充分的發揮。也就是說,它是一個提高人的素質,挖掘人的潛力的過程。人力資源開發和管理是當代國家國民經濟管理的一個重要組成部份。
四、人力資源開發理論依據
1.學習理論
人力資源開發是發生在工作場所的學習,這是其區別于人力資源其他活動的關鍵,學習處于人力資源開發的核心,人力資源開發活動旨在通過學習來改變認知、態度和行為。因此,學習理論成為人力資源開發的理論基礎之一,在這里學習理論主要包括行為主義學習理論,認知主義學習理論和成人學習理論等,并探討其對人力資源開發的指導作用?,F代人力資本理論根據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、專業型人力資本、創新型人力資本,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、學習能力和適應能力,其載體是普通勞動者;專業型人力資本具有某項特殊職業能力,他們一般都接受過特殊專業知識的正規教育或在職培訓,對應的社會分工角色是專業人員;創新型人力資本具有社會稀缺的創新能力,可以具體分為戰略創新型人力資本,制度創新型人力資本和技術創新型人力資本,對應的社會分工角色分別是戰略家,管理創新人員和技術創新人員,創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,他們經過長期的學習和培訓豐富了自己的知識,培養了良好的創新精神和意愿。
2.人力資本理論
人力資本理論是人力資源開發的經濟學基礎從人力資本理論角度來看,企業所進行的人力資源開發是人力資本投資活動,屬于對在職培訓人力資本投資,在這種人力資本投資中,企業是投資活動的主體,企業的員工則是投資的對象和客體,作為人力資源開發理論基礎人力資本理論,主要體現在人力資本。人力資本投資的概念和企業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)而形成和凝結于人力資源體內,并能帶來價值增值的智力、知識、技能及體能的總和。它強調在未來特定的經濟活動中可以給相關經濟行為主體帶來價值或收益。人力資本是凝結在人身上的人力,體現在四個方面:體質、智力、知識和技能。如果說人的體力和智力主要體現了人的一種先大素質,那么知識、技能和道德素質則是通過后天努力獲得的,它是先天素質的改善和提高。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。企業人力資源開發的主要目的就是使企業人力資源更力,豐富并將其轉化為企業人力資本。人力資本所產生的兩種效應:即舒爾茨的通過正規或非正規教育形成的人力資本所產生的內部效應與阿羅的邊干邊學形成的人力資本所產生的外部效應。羅默爾認為,知識分為一般知識和專業知識,一般知識可以產生規模經濟,專業化知識可以產生要素的遞增收益,專業化知識與一般知識相結合,不僅使知識、技術、人力資本自身產生遞增的收益,而且也使其它追加的生產要素如資本、勞動的收益遞增”特殊的知識和專業化的人力資本是經濟增長的主要因素,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。
3.培訓遷移
培訓遷移就是將所學的知識和技能運用到實際工作中去,它重視的是培訓發生后回到工作場所加以應用時涉及到的促進遷移的活動。這就意味著培訓效果的轉移不僅涉及到培訓者和受訓者,更涉及到受訓者周圍方方面面的人。傳統的觀念與實踐,從未將教育培訓提高到企業投資高度予以認識和運作。人力資本及其教育投資在企業和整個國民經濟發展中的重要地位與作用,引發人們新的認識和實踐創新,視教育培訓投資為企業的“戰略任務”,是企業迅速發展的“秘密武器”,因此,要不遺余力地加大教育投資,加速實現由人才工具化向人才資本化轉變。實踐還告誡人們,一個面向未來的企業,不能僅僅堅持“尊重人才、重視人才”,“培育人才,促進人才成長”才是企業發展的主導戰略。因為重視人才、重用人才,實現的是人才工具化,它永遠無法將人才同其知識、技能轉化為企業的無形資本,培育人才、開發人才,促進人才成長,則是實現人才資本化,將人才真正轉化為企業的無形資本,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變,實際上是企業由傳統的資產經營向人才資本經營的轉變。
4.人力資本投資收益理論
人力資本投資收益的間接性:這種間接性表現在從表面上看,這種投資并未直接作用于生產過程,也未直接生產物質財富,而是間接獲得收益,人力資本投資的直接結果是人力資源質量得到提高,這種提高成為經濟與社會發展的推動力量。人力資本投資收益的滯后性:這種滯后性又稱遠效性,人力資本投資尤其是教育投資周期長,培養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生產領域里的投資收益率。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揮作用,其對人類經濟與社會發展的推動作用也是長期的,也是難以用數量計算的,這種收益的長效性,是物質資本投資所沒有的人力資本投資收益的全面性表現在它既可以產生經濟效益,更可產生非經濟效益,既可以使社會受益,促進經濟和社會發展,也使個人受益,促進個人的全面發展人力資本投資的經濟界限為投資收益的現值不小于投資成本的現值。
5.系統理論
學習理論從個體層次提高到組織層次離不開系統理論的影響和貢獻。進入80年代以后,美國的經濟競爭力逐漸下降,開始在世界市場上失去大量份額,日本經濟卻全面增長。幫助日本重建戰后經濟的戴明的“全員質量管理”哲學在美國得到了廣泛的接受。系統論的觀點是戴明哲學的核心內容。根據系統論觀點,一個系統應是開放的,系統內部的各個部分相互依存和相互作用,應為系統的總體目標做出貢獻。以系統論觀點來看待人力資源開發,就不能把人力資源開發看作是組織中一個孤立的事件,它應是整個組織系統中的一部分。在從事人力資源開發活動時,不僅要考慮組織系統對活動的影響,還要考慮活動對實現組織戰略所做的貢獻。
6.效績理論
學習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,效績這個詞出現在人力資源開發的定義中。人力資源開發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,標志著人力資源開發從以“學習”為中心轉移到以“效績”為中心。這個轉變意義重大,因為在實際中人力資源開發雖然為組織提供了很多服務,并且這些服務也受到了廣泛的歡迎,但這些服務并不都是以提高效績為中心的。為提高人力資源開發對于組織的戰略價值以及在組織中的地位和可視性,人力資源開發必須要為實現組織目標做貢獻,必須要圍繞組織中關鍵的效績要求來開展工作。關于人力資源開發的基本目的是學習還是效績的問題,至今在美國的學術界還是一個熱點的爭論問題。根據效績理論,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、獎勵和結果、數據和信息、效績的標準和反饋、資源、工具和環境、個人的能力、動機和期望、技能和知識把效績理論和系統理論相結合,出現了“高效績工作系統”的概念。它是當今人力資源、組織行為和管理領域廣泛談論的話題。高效績工作系統是指這樣一種組織構建:能把工作、人員、技術和信息進行最優組合從而產出最高效績,即能夠對消費者需環境變化和機會做出的反應。把效績理論和系統理論相結合。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.經濟學理論
經濟學原理中的人力資本理論是人力資源開發的又一個理論基礎。根據人力資本理論,人是一種特殊的資本,人所具有的知識、技能和經驗能夠提高組織的生產率從而給組織帶來經濟價值。而提高組織的生產率正是人力資源開發活動的一個中心內容。取得經濟利益是許多組織存在和發展的基礎。所以人力資源作為一種資源,對它的投入和產出分析,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展的商業世界里,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濟貢獻。
五、總結
人力資源開發的理論主要依據在幾百年前的人力資本理論,現代的人力資本理論。主要包括了學習理論、人力資本理論、培訓遷移、人力資本投資收益理論、系統理論、效績理論、經濟學理論等,從不同的角度來看,人力資源開發是非常重要的。
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