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第1篇

【摘要】目的：探討健康教育護理模式與傳統(tǒng)護理方法在緩解兒童哮喘發(fā)作中的作用對比分析。方法：將2007年7月至2010年7月在我院進行治療的86例兒童哮喘患者隨機分兩組，觀察組實施健康教育護理，對照組實施傳統(tǒng)護理，比較兩組患者一年內(nèi)累計住院時間、發(fā)作次數(shù)、急診次數(shù)和家屬滿意度。結(jié)果：觀察組在住院時間、發(fā)作次數(shù)、急診次數(shù)、家屬滿意度方面均優(yōu)于對照組，兩組患者比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（p

【關(guān)鍵詞】健康教育；傳統(tǒng)護理；哮喘；兒童

支氣管哮喘簡稱哮喘，是兒童期最常見的慢性呼吸道疾病，根據(jù)現(xiàn)代健康教育護理理念，在加強對患者一般護理的同時應(yīng)該加強對患者的健康教育［1］。我院就2007年7月至2010年7月在我院治療的87例兒童哮喘患者進行研究，取得良好效果，現(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料：將2007年7月至2010年7月在我院治療過的86例兒童哮喘患者隨機分為觀察組和對照組，觀察組42例，其中男23例，女19例；對照組44例，其中男24例，女20例。年齡均為1至7歲，86例患兒均符合中華醫(yī)學(xué)會兒科學(xué)分會呼吸學(xué)組制訂的支氣管哮喘標(biāo)準(zhǔn)［2］，兩組患者在年齡、性別、病程等方面無顯著性差異，具有可比性（p>0.05）。

1.2 方法：對首次入院治療的患者隨機分組并建立檔案，觀察組實施健康教育護理，對照組實施傳統(tǒng)護理。根據(jù)情況隨訪患者家屬，記錄1年內(nèi)患者累計住院時間、發(fā)作次數(shù)和急診次數(shù)，對患者家屬的滿意度進行評價。觀察組在接受兒童哮喘常規(guī)護理的基礎(chǔ)上進行以下健康教育：1心理指導(dǎo)：患者年齡小，疾病的反復(fù)發(fā)作和緩解會對患者心理上產(chǎn)生不良影響，護士要積極與患者交流，使其保持良好的心態(tài)接受治療，同時鼓勵家屬多與患者溝通。2飲食指導(dǎo)：部分食物可成為哮喘發(fā)作的誘因，例如芒果、海鮮等，護士要教育家屬給患者增加營養(yǎng)，避免過敏食物。3運動指導(dǎo)：適量運動可以提高肺通氣量，減少哮喘急性發(fā)作機會。因此在保證患者身體耐受的前提下鼓勵患者多運動，提高機體抵抗力。4發(fā)作時指導(dǎo)：讓患者及其家屬了解哮喘發(fā)作時的先兆表現(xiàn)和具體處理方法，例如咳嗽、胸悶等先兆癥狀，出現(xiàn)這種情況要及時用藥或前往醫(yī)院。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法：采用SPSS18.0進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料采用t檢驗,計數(shù)資料，采用χ2檢驗，檢驗水準(zhǔn)設(shè)定為0.05，當(dāng)P＜0.05說明有差異。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者的護理效果比較： 觀察組患者一年內(nèi)累計住院時間192天，發(fā)作次數(shù)131次，急診次數(shù)34次。對照組患者一年內(nèi)累計住院時間241天，發(fā)作次數(shù)174次，急診次數(shù)46次。兩組三項觀察指標(biāo)比較差異均存在顯著性(P

表1 兩組患者各觀察指標(biāo)比較

組別 例數(shù) 年平均住院天數(shù) 年平均發(fā)作次數(shù) 年平均急診次數(shù)

觀察組 42 4.57±1.52 3.12±0.72 0.81±0.24

對照組 44 5.47±1.60 3.95±0.71 1.05±0.26

2.2 兩組患者對護理的滿意度比較：觀察組42例，滿意34例，不滿意8例；對照組44例，滿意27例，不滿意17例。.觀察組滿意率顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。見表2

表2 兩組患者滿意度比較

組別 例數(shù) 滿意率(%) 不滿意率(%)

觀察組 42 81.0 19.0

對照組 44 61.4 38.6

3 討論

哮喘是一種由多種細胞共同參與的氣道慢性炎癥性疾病，患者表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的喘息、氣促、胸悶和咳嗽等癥狀，嚴重威脅人類的健康。兒童哮喘在國內(nèi)外發(fā)病率普遍較高，嚴重影響了兒童的正常生活和學(xué)習(xí)，同時給家庭和社會帶來了一定的經(jīng)濟負擔(dān)。竇紅偉［3］認為健康教育能讓患者變得樂觀，提高其依從性，增強患者與疾病作斗爭的信心和決心，提高治療效果。耿忠華［4］等人發(fā)現(xiàn)對患者進行健康教育，發(fā)揮其發(fā)揮主觀能動性，能使患者在治療過程中能處于最佳的生理和心理狀態(tài)。有研究表明［5］，哮喘患者在健康教育干預(yù)3個月后,臨床癥狀緩解率、治療依從性、肺功能測定指標(biāo)等均優(yōu)于未被教育者。本研究中，觀察組年平均住院天數(shù)、發(fā)作次數(shù)和急診次數(shù)均小于對照組，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義（p

綜上所述，健康教育護理模式不僅對緩解兒童哮喘發(fā)作有較好的護理效果，而且能夠提高患者及家屬對護理工作的滿意度，是現(xiàn)代護理工作中較好的一種選擇，值得臨床推廣應(yīng)用。

參考文獻

［1］ 沈曉明,王衛(wèi)平.兒科學(xué)（第7版）.北京:人民衛(wèi)生出版社,2010.

［2］ 中華醫(yī)學(xué)會兒科學(xué)分會呼吸學(xué)組,中華兒科雜志編輯委員會.兒童支氣管哮喘診斷與防治指南［J］.中華兒科雜志,2008,46(10):745.

［3］ 竇紅偉.支氣管哮喘病患者的護理及健康宣教體會［J］.航空航天醫(yī)藥,2010,21(7):1225.

［4］ 耿忠華,李學(xué)萍,葛妍圻.支氣管哮喘患者的心理問題及護理對策［J］.中國現(xiàn)代藥物應(yīng)用,2010,4(10):183.

［5］ 王會容,陳美蘭,潘俊,趙雅麗.社區(qū)支氣管哮喘患者的健康教育［J］.社區(qū)醫(yī)學(xué)雜志,2010,(24).

第2篇

關(guān)鍵詞：沉積型礦床；3DMine軟件；地質(zhì)建模方法；礦業(yè)軟件；礦體模型

中圖分類號：P613 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）29-0126-03

1 概述

隨著礦山工程建設(shè)的發(fā)展，地質(zhì)建模技術(shù)也在不斷革新，各種建模軟件和建模方法相繼涌現(xiàn)在工程應(yīng)用實踐中。其中效果好、應(yīng)用廣的礦山三維地質(zhì)建模成了目前的主流趨勢，我們通過了解3DMine軟件建立地質(zhì)模型方法的特點，將其與傳統(tǒng)建模方法結(jié)合在一起進行探討，對于礦山工程建設(shè)發(fā)展將有著重要的意義。

2 傳統(tǒng)建模方法

礦山設(shè)計常常都會面臨項目完成和投標(biāo)時間都比較緊促的難題，項目完成時間一般限制在1～2個月內(nèi)，投標(biāo)時間則更短。沉積型礦床鉆孔數(shù)目密集、面積大、礦體廣布分層，面對這又一重大挑戰(zhàn)，確定一種合適的建模方法就變得尤為

重要。

傳統(tǒng)的建模方法主要是通過利用地質(zhì)剖面線或鉆孔數(shù)據(jù)庫連接礦體，然后利用生成礦體頂?shù)装迕嫔a(chǎn)礦體。礦體頂?shù)装迕媸峭ㄟ^對頂?shù)装妩c進行插值加密法生成，插值方法有距離冪反比法和克里格法兩種。

3 3DMine建模

3.1 軟件介紹

3DMine是一套主要應(yīng)用于礦山測量、地質(zhì)勘探、采礦設(shè)計、生產(chǎn)管理的三維礦業(yè)軟件。它將多種優(yōu)秀礦業(yè)軟件的優(yōu)點和前瞻的設(shè)計理念有機結(jié)合，具備快速響應(yīng)和技術(shù)全面的特點。3DMine還是一種可用來建立數(shù)字型礦山，具有典型特征的礦山地質(zhì)信息系統(tǒng)軟件。

3.2 基本原理和方法

用3DMine軟件建模，第一步要做的是礦體模型的建立，要將礦體形態(tài)以較為精確的形狀和趨勢模擬出來，這和巖石模型的建立一樣。礦體模型實質(zhì)上是一個密實的實體，實體是由一系列線上的點和一系列相鄰的三角面相互連接包裹而成的密實三

角網(wǎng)。

3DMine基本具備了上述傳統(tǒng)建模的方法，并有著自己的特點。按傳統(tǒng)方法的步驟，先把鉆孔數(shù)據(jù)庫建好，然后直接用3DMine軟件提取礦體頂?shù)装妩c，再對這些點進行插值法加密生成頂?shù)装迕妗＝⒌V體的方法：第一步直用3DMine加載各水平的礦體剖面線。在相鄰剖面線條之間連接三角網(wǎng)，選擇其中兩個閉合線，依次連接多段，連續(xù)點擊，三角網(wǎng)連接完成，完整的礦體模型就形成了。

3.3 特有的優(yōu)勢

在露天開采設(shè)計中，要進行露天開采計劃和境界圈定的編制，必須先建立巖石模型。沉積型礦床的賦存面積大，很多甚至在20多平方公里以上，礦體厚度也常在1～2m之間，而次級模塊尺寸小是保證礦體儲量準(zhǔn)確性的基本要求，所以確保大范圍的巖石模型的建立非常困難。但是如果利用3DMine軟件，在沒有約束的地方，它的模型尺寸很大，而在邊緣的約束部位附近，模塊尺寸最小即為次級模塊尺寸，這樣就可以達到減小模型大小的目的，成功解決了大范圍建立巖石模型困難的

局面。

4 建模方法的比選

通過對前面幾種建模方法優(yōu)劣勢的比較分析，可以幫助我們找到一種最佳的方法。

4.1 鉆孔數(shù)據(jù)法

鉆孔數(shù)據(jù)法就是直接利用鉆孔數(shù)據(jù)，提取頂?shù)装妩c來生成頂?shù)装迕妗＿@種方法的優(yōu)點是快速便捷，比較符合沉積型礦床的建模的需求。缺點是在層狀模型中，由于礦體的整體傾向傾角較大，導(dǎo)致多層礦層現(xiàn)象的存在，另外礦層間還有相互交錯的礦脈。針對這種情況，如果直接用這種方法，在礦區(qū)的邊緣，建立出來的模型將與地質(zhì)勘探報告區(qū)別很大。而且這種方法是依靠增多虛擬孔來對礦體形態(tài)進行控制的，如果礦層較多，對礦體形態(tài)的控制將變得很有難度。

4.2 剖面線法

這種方法是利用礦體剖面線上的頂?shù)装寰€來生產(chǎn)頂?shù)装迕妗ａ槍Τ练e性礦床的特點，我們可以直接利用剖面線上的頂板線生成頂板面文件，從而達到約束生成體文件的目的。這樣不僅使手工連接的工作量減少了，而且建立出來的模型也會比較吻合地質(zhì)勘探報告。因為剖面線和頂?shù)装寰€包含了對礦體專業(yè)詳細的分析，特別是在處理礦層邊緣和交叉相錯的問題上，這方面的信息豐富而全面，使礦體建模有依據(jù)，符合礦體建模原則。

另外我們還可以利用3DMine軟件對礦體頂?shù)装寰€、剖面線、地形線轉(zhuǎn)換成三維坐標(biāo)系統(tǒng)來建立礦體模型。這樣還可以利用3DMine與其他軟件的兼容性使工作效率得到提高。礦體頂?shù)装寰€和地形的高程賦值的計算比較繁瑣，但是把它放在3DMine中進行將會很便捷。而且使用這種方法控制礦體形態(tài)和儲量將變得簡單得多，不再需要增多虛擬孔就能達到控制效果，相比第一種方法而言，使礦體建模得到很大程度上的改善。

4.3 綜合法

綜合法即綜合利用底板等高線、礦體剖面線和鉆孔的頂?shù)装妩c等信息來生產(chǎn)礦體。通過分析，我們看到第二種方法有著很好的建模效果，但是仍然存在著一些不足。剖面線法沒能直接利用不在剖面上鉆孔和頂?shù)装甯呔€等方式來達到剖面間礦體形態(tài)的目的。針對沉積型礦床流線形態(tài)的特點，我們可以綜合利用鉆孔頂?shù)装妩c、礦體剖面線和頂?shù)装甯呔€等信息分別生成礦層的頂?shù)装迕妫@將會是一個更好的方法。

我們可以通過采用上述方法建立沉積型礦體模型來驗證其可行性，實踐結(jié)果表明，利用這種方法建立的礦體模型，礦體總儲量誤差在5%以內(nèi)，和地質(zhì)儲量勘察報告的吻合度好，且完全符合生產(chǎn)和設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，滿足復(fù)雜地質(zhì)的建模要求。在礦體的賦存和形態(tài)方面，頂?shù)装迕嬉矟M足沉積型礦床的賦存需求，流暢平滑，和地質(zhì)賦存勘察報告的吻合度也好，完全能夠用來作為地質(zhì)建模施工圖的

設(shè)計。

5 結(jié)語

通過對各種地質(zhì)建模方法的探討，我們發(fā)現(xiàn)了綜合利用頂?shù)装妩c、底板等高線和剖面線進行沉積型礦床地質(zhì)建模是比較好的方法，解決了針對沉積型礦床特點的一些工程難題，同時也說明了工程軟件的應(yīng)用對于礦山地質(zhì)建模的重要性。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以在很大程度上推動工程建設(shè)的發(fā)展，我們要好好利用這項寶貴資源。探討創(chuàng)新的精神在任何時候都是需要的，它才是社會發(fā)展的源

動力。

參考文獻

[1] Joon K I，Ho L J，Ro L S，et al.Probabilistic analysis for regional mineral potential mapping with GIS for sedimentary ore deposits in the Kangwondo Area[J].Korea，2005.

[2] 李志剛，周彥鋒.淺述礦床地質(zhì)建模及礦體經(jīng)濟評價[J].科技資訊，2010，（2）：95.

第3篇

【關(guān)鍵詞】 VANET EESM 建模 誤包率

一、引言

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，汽車在人們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓狡毡椤榻鉀Q日益嚴重的交通問題，車載自組織網(wǎng)絡(luò)（VANET）及其標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11p應(yīng)運而生。車載自組織網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的移動自組織網(wǎng)（MANET），在高速移動的環(huán)境下，通過車與車，車與路邊單元的相互通信構(gòu)建無線通信網(wǎng)絡(luò)，用于輔助駕駛，事故避免，提高交通的安全性，有效性。

在車載網(wǎng)絡(luò)中，車輛通過廣播安全業(yè)務(wù)包來保證交通安全，誤包率是影響車載網(wǎng)絡(luò)有效工作的重要指標(biāo)。

最早的VANET網(wǎng)絡(luò)仿真建模中，用一個接收能量門限作為衡量數(shù)據(jù)包是否被正確接收的指標(biāo)。僅當(dāng)數(shù)據(jù)包未發(fā)生碰撞并且其接收能量超過了一個預(yù)定的門限值，該數(shù)據(jù)包才被判定為正確接收，該模型由于精確度過低被淘汰。之后Q.Chen提出一個基于SINR門限的模型[1]，當(dāng)接收包的SINR超過了預(yù)定的門限值（基于經(jīng)驗結(jié)果）時，該數(shù)據(jù)包被判定為正確接收，這種建模被廣泛的運用在各種研究以及仿真平臺中，成為VANET物理層傳統(tǒng)建模。但是，這種建模把物理層高度的抽象化了，整個數(shù)據(jù)包被抽象成一個傳輸單元，完全忽略了無線通信信號處理的細節(jié)，無法反應(yīng)信道選擇性和數(shù)據(jù)包長度對傳輸性能的影響，精確度有待提高。

本文提出一個基于指數(shù)有效SINR映射（EESM）的車載網(wǎng)絡(luò)仿真建模，能夠以較低的仿真復(fù)雜度得到比傳統(tǒng)建模更精確的誤包率性能曲線。EESM是一種復(fù)雜度低并且精確度高的OFDM鏈路級仿真和系統(tǒng)級仿真之間的映射方法，它能夠?qū)⑺ヂ湫诺乐械亩鄠€瞬時SINR映射成AWGN（Additive White Gaussian Noise）信道下的單個SINR，將信道的多狀態(tài)轉(zhuǎn)化為單狀態(tài)，然后通過查找AWGN信道下該SINR和誤包率之間的對應(yīng)關(guān)系，可以得到精確的誤包率值，能夠很好的解決VANET物理層建模的仿真復(fù)雜度和仿真精確度之間的權(quán)衡問題。

二、EESM介紹

當(dāng)OFDM所有子載波采用相同的編碼調(diào)制方式（MCS）時，EESM可以將k個子載波的SINR集合γk映射成AWGN信道下的單個有效SINR值γeff，然后再用這個有效的SINR值查找到相應(yīng)誤包率的估計值。其基本原理如圖1所示：

EESM的映射公式可以由chernoff聯(lián)合界推導(dǎo)得出：

三、建模介紹

信道建模：VANET的標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11p使用OFDM技術(shù)，頻段設(shè)置在5.9GHz，每個子信道的帶寬為10MHz。故其信道為時間-頻率雙選擇性信道，信道建模必須反映出這個特性。本文信道建模包含大尺度衰落和小尺度衰落，大尺度衰落采用Two-Ray Ground，小尺度衰落實現(xiàn)了專門為車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的高速公路場景下的小尺度衰落[2]。

MAC層：采用IEEE802.11p規(guī)定的帶沖突避免的載波偵聽多址接入技術(shù)（CSMA/CS）。

物理層建模：以EESM為基礎(chǔ)，將數(shù)據(jù)包的多個子載波的瞬時SINR映射成單個有效SINR，在利用該有效SINR在AWGN信道下的誤包率性能得到需要的誤包率值，具體原理請參看第二章。

四、仿真結(jié)果

本章將對新建模和傳統(tǒng)SINR門限建模[3]的仿真性能作出對比，仿真場景為高速公路，信道忙時設(shè)為30%，車輛運行時間60s，廣播的安全數(shù)據(jù)包發(fā)送頻率為10Hz。

圖2為802.11p協(xié)議中的三種發(fā)送速率下，兩種建模的收包率-SINR的性能圖（收包率=1-誤包率），二者仿真復(fù)雜度基本相同。而從圖中可以看出，傳統(tǒng)建模方法較為粗糙，其包接收率在SINR門限處直接由0跳變至1，即當(dāng)接收包的SINR值低于門限值時，被判定為接收錯誤，其SINR大于等于門限值時，判定為正確接收，而基于EESM的建模可以反映出收包率和SINR之間一一對應(yīng)的關(guān)系。不僅如此，對比數(shù)據(jù)包大小為400bytes和100bytes的仿真圖可以發(fā)現(xiàn)，EESM建模可以反映出不同數(shù)據(jù)包大小對傳輸性能的影響，其包大小為100bytes的曲線相對于400bytes的曲線有大約2dB的增益，傳統(tǒng)門限判決建模無法反映出包大小對傳輸性能的影響。傳統(tǒng)門限建模的不足之處可能導(dǎo)致錯誤仿真的仿真結(jié)果，適用性不足。基于EESM的新車載平臺建模方法在保持較低仿真復(fù)雜度的情況下有更高的仿真精確度，必將取代傳統(tǒng)SINR門限建模。

五、總結(jié)

誤包率是影響車載網(wǎng)絡(luò)通信性能的重要指標(biāo)，傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)仿真平臺對物理層的建模過于粗糙，無法精確再現(xiàn)鏈路級誤包率性能，本文提出一個基于EESM的新建模，在不提升仿真復(fù)雜度的情況下，顯著提升了仿真的精確度。該建模可用于VANET擁塞控制，最優(yōu)發(fā)送速率研究，發(fā)送功率控制等方面，為車載研究提供了新的思路。

參 考 文 獻

[1] Q. Chen， F. Schmidt-Eisenlohr， D. Jiang， M. Torrent-Moreno， L. Delgrossi， and H. Hartenstein，： Overhaul of IEEE 802.11 modeling and simulation in ns-2 Proc.10th ACM/IEEE Symp. Model. Anal. Simul. Wireless Mobile Systems， Chania， Crete Island， Greece， pp. 159168， 2007.

第4篇

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)建模與仿真；Petri網(wǎng)；課程教學(xué)方法

作者簡介：劉飛（1976-），男，山東平度人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制與仿真中心，副教授，博士生導(dǎo)師。（黑龍江 哈爾濱 150080）

基金項目：本文系國家自然科學(xué)基金項目（項目編號：61273226）的研究成果。

中圖分類號：G643.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0099-02

Petri網(wǎng)是由德國科學(xué)家C. A. Petri于1962年在其博士學(xué)位論文“自動機通信”[1]中首次提出的，后來，Petri網(wǎng)為眾多計算機科學(xué)家所認識和重視，成為計算機、自動化等學(xué)界的熱門研究課題。Petri網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計算機網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議、軟件工程、柔性制造系統(tǒng)、離散事件動態(tài)系統(tǒng)、生物系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。[2，3]目前，許多高校都開設(shè)了Petri網(wǎng)相關(guān)課程，但是他們通常只關(guān)注Petri網(wǎng)的理論和應(yīng)用。與之不同的是，本課程“基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真”不僅講授Petri網(wǎng)的基本理論和方法，而且重點講授如何利用Petri網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)建模與仿真，目的是讓研究生學(xué)習(xí)和掌握一種可視化的數(shù)學(xué)建模語言和方法，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和邏輯能力。本文將對基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真課程的教學(xué)從教學(xué)目的、內(nèi)容、方法等多個方面進行探討和研究。

一、基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真課程的教學(xué)目的

Petri網(wǎng)是一種重要的離散事件建模方法，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的建模與仿真中，因此，筆者在教授本課程時，要教給學(xué)生一種強大的可視化建模與仿真方法，為學(xué)生開展建模與仿真研究奠定堅實的基礎(chǔ)。

第一，通過課程學(xué)習(xí)讓學(xué)生全面了解該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、前沿、采用的主流研究方法，以及研究資料收集的一般途徑和整理研究資料的常用工具。

第二，通過課堂講授、文獻講解培養(yǎng)學(xué)生掌握Petri網(wǎng)的理論和方法；學(xué)習(xí)并掌握Petri網(wǎng)的仿真算法設(shè)計和實現(xiàn)；最終掌握基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模、仿真和分析方法；讓學(xué)生熟悉這些方法的主要應(yīng)用過程和應(yīng)用范圍，提高研究生對科學(xué)研究工作的系統(tǒng)認知。

第三，結(jié)合實驗利用各種實例使學(xué)生能夠在各自的領(lǐng)域內(nèi)實際運用Petri網(wǎng)。Petri網(wǎng)是控制、計算機等多個學(xué)科中的重要工具，在多個領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，掌握其應(yīng)用能夠為學(xué)生學(xué)習(xí)和今后工作打下基礎(chǔ)。

二、教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新

本課程主要是講授如何利用Petri網(wǎng)來實現(xiàn)系統(tǒng)的建模與仿真。由于教學(xué)目的與其它已有Petri網(wǎng)課程的教學(xué)目的不同，因此需要對教學(xué)內(nèi)容進行創(chuàng)新。針對上述教學(xué)目的，本課程的講授主要分為以下兩個部分。

第一部分講授Petri網(wǎng)的基本知識，包括概念、結(jié)構(gòu)屬性、行為屬性和分析方法等，從而使學(xué)生首先了解和掌握Petri網(wǎng)的基本理論，為下一部分的講授和Petri網(wǎng)的實際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

第二部分主要從系統(tǒng)建模與仿真的角度來講授Petri網(wǎng)。首先講授包含Petri網(wǎng)的各種擴展的建模框架，然后對隨機、連續(xù)、有色等各種不同類型的Petri網(wǎng)分別進行講授。講授過程中重點關(guān)注如何利用各種不同類型的Petri網(wǎng)來建模不同應(yīng)用領(lǐng)域的實際系統(tǒng)，如何設(shè)計不同的仿真算法來實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真和分析等，最終使學(xué)生掌握基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模、仿真和分析方法。本課程的主要內(nèi)容可以概括為圖1。

本課程由哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制與仿真中心開設(shè)，該課程的講授將密切聯(lián)系實際的工程項目，因此需要學(xué)生進行大量的計算機建模與仿真實驗。

三、提高教學(xué)效果的措施

結(jié)合本課程的理論與工程密切結(jié)合的特點，筆者建議從以下幾個方面開展教學(xué)活動。

第一，案例式課堂教學(xué)：根據(jù)本課程的具體教學(xué)內(nèi)容，盡量多設(shè)計一些典型的案例，利用案例進行課堂講授或者進行小組課堂討論。例如，在講授隨機Petri網(wǎng)時，可以設(shè)計排隊系統(tǒng)、Lotka-Voltera系統(tǒng)等多個案例來講授隨機Petri網(wǎng)的基本概念以及如何設(shè)計隨機仿真算法。這樣學(xué)生就會容易理解為什么會應(yīng)用隨機Petri網(wǎng)，如何設(shè)計和實現(xiàn)一個隨機仿真算法等問題。

第二，研討式文獻閱讀：針對課程的相關(guān)內(nèi)容，給學(xué)生提供與之密切相關(guān)的典型學(xué)術(shù)論文，要求學(xué)生分組閱讀和討論，并遞交簡短研究報告，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力。例如，針對文獻，[3]讓學(xué)生閱讀并理解如何使用不同類型的Petri網(wǎng)來建模與分析同一個生物系統(tǒng)，從而使學(xué)生加深理解不同類型Petri網(wǎng)的建模能力。

第三，工具軟件應(yīng)用：Petri網(wǎng)是一種圖形化建模軟件，離不開工具的支持。因此，從課程的開始，就要求學(xué)生學(xué)習(xí)自己開發(fā)的工具軟件Snoopy[3]的應(yīng)用。利用Snoopy可以建立和分析該課程中所有類型的Petri網(wǎng)。不僅如此，與Snoopy配套的相關(guān)軟件工具還可以對Petri網(wǎng)從行為屬性、結(jié)構(gòu)屬性、模型檢查等多個方面提供自動化的分析功能。針對課堂的每個知識點，要求學(xué)生能夠自己應(yīng)用工具軟件去建立和分析Petri網(wǎng)模型。這不僅鍛煉了學(xué)生使用工具軟件的能力，更重要的是加深了學(xué)生對知識點的理解。

第四，計算機實驗：本課程需要進行多個計算機實驗，如連續(xù)仿真算法設(shè)計與實現(xiàn)、隨機仿真算法設(shè)計與實現(xiàn)、利用Petri網(wǎng)建立相關(guān)系統(tǒng)的概念模型等。針對每個實驗，需要為學(xué)生提供足夠的上機時間，讓學(xué)生去自己編程實現(xiàn)相關(guān)的仿真算法或者建立相關(guān)的模型進行仿真和分析等。不僅安排學(xué)生在實驗室統(tǒng)一進行計算機實驗，而且通過將實驗進行分割要求學(xué)生平時自己安排時間完成相應(yīng)的模塊。此外，對于每個實驗，都讓學(xué)生分組完成，但是同一小組的學(xué)生需要分工明確。

第五，結(jié)合科研項目教學(xué)：目前，Petri網(wǎng)已經(jīng)大量應(yīng)用于現(xiàn)在正在進行的科研項目中，如復(fù)雜仿真系統(tǒng)概念建模與分析、仿真劇情校核與分析等。為了讓學(xué)生深刻理解理論與實踐的結(jié)合，有必要從科研項目中提取相關(guān)的研究內(nèi)容，讓學(xué)生去討論和實踐。例如，針對該課程的需要，對相關(guān)科研項目中的模型進行模塊劃分，然后讓學(xué)生充分了解課題的背景，完成相應(yīng)的模塊。最后還要求學(xué)生對此做出總結(jié)，并匯報各自的心得。

第六，論文指導(dǎo)：讓學(xué)生閱讀典型的學(xué)術(shù)論文，引導(dǎo)他們提出研究問題，然后書寫科研論文，從而培養(yǎng)他們科學(xué)研究的習(xí)慣和能力，這也可以作為課程的考核結(jié)果。如果有必要，可以鼓勵學(xué)生發(fā)表與課程學(xué)習(xí)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文。

第七，積極指導(dǎo)學(xué)生查詢Petri網(wǎng)相關(guān)的期刊和會議等，擴展學(xué)生的知識面，引導(dǎo)他們早日進入科學(xué)研究的殿堂。

四、理論和實踐相結(jié)合的考核方式

考慮到本課程理論與實踐密切結(jié)合的特點，采用以下考核方式：

課程考試成績：開卷考試，該成績占課程總成績的40%。

課堂討論成績：根據(jù)學(xué)生在課堂參與討論的具體情況給定成績，評分標(biāo)準(zhǔn)為積極參與次數(shù)、表達能力、分析能力等方面，該成績占總成績的20%。

Petri網(wǎng)課程論文成績：根據(jù)學(xué)生提交的Petri網(wǎng)課程論文的原創(chuàng)性、文獻綜述的全面性、撰寫論文的規(guī)范性、研究內(nèi)容的系統(tǒng)性情況給定成績，該成績占總成績的20%。

實驗成績：本課程是一門工程實踐課程，需要進行多個計算機實驗，因此實驗成績在最終考核中應(yīng)該占有一席之地，如20%。

五、面向應(yīng)用自編講義

“基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真”是航天學(xué)院控制科學(xué)與工程學(xué)科的一門研究生課程，是碩士階段研究生重要的理論與應(yīng)用密切結(jié)合的課程，在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型、綜合型人才方面起著重要的作用。但是目前，還沒有任何一本教材能夠完全覆蓋所有的教學(xué)內(nèi)容，因此筆者結(jié)合相關(guān)的文獻編寫了自己的講義。

教材不僅分析了Petri網(wǎng)課程的主要知識點，還把知識傳授和能力培養(yǎng)有機地結(jié)合起來，由從前的“知識型”講授模式轉(zhuǎn)向“知識能力型”，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，使學(xué)生能扎實地掌握和靈活運用所學(xué)知識。

教材是以服務(wù)教學(xué)為目的，在整體上形成知識網(wǎng)絡(luò)或知識鏈，一方面保持自身的系統(tǒng)性，另一方面與直接關(guān)聯(lián)的實際操作內(nèi)容上相銜接，結(jié)合實驗利用各種實例使學(xué)生能夠在各自的領(lǐng)域內(nèi)實際運用Petri網(wǎng)，使教材在內(nèi)容組織上形成有機整體，并具有強大的可操作性。其中，Petri網(wǎng)的基本理論部分參考文獻；[2，4-6]隨機Petri網(wǎng)部分參考文獻；[7-9]連續(xù)Petri網(wǎng)部分參考；[6，9]有色Petri網(wǎng)部分參考；[9，10]針對每種網(wǎng)類還加入如何利用Petri網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)建模與仿真。

六、德國的Petri網(wǎng)課程教學(xué)

Petri網(wǎng)為德國人所提出，并且德國在很多高校都開設(shè)了該門課程。根據(jù)筆者在德國的學(xué)習(xí)和工作經(jīng)歷，認識到德國大學(xué)的Petri網(wǎng)教學(xué)主要存在以下幾個特點：課堂上老師與學(xué)生充分互動，使得學(xué)生通常能夠在課堂上深入透徹地掌握所講授的內(nèi)容；充分利用Petri網(wǎng)工具來輔助課堂教學(xué)，認真細致地講解如何用Petri網(wǎng)建立和分析每一個實例；將學(xué)生進行分組，合作完成課程作業(yè)和實踐項目，并在課堂上進行討論，分享心得。

這些好的教學(xué)手段都是應(yīng)該借鑒的。在教學(xué)過程中，筆者將充分利用上述這些寶貴的經(jīng)驗來提高教學(xué)效果。

七、總結(jié)

本文對研究生課程“基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與仿真”的教學(xué)進行了一些探討，希望與同行進行交流或?qū)ν刑峁┮欢ǖ膮⒖肌Ｓ捎谠撻T課程具有較強工程背景，因此在講授時不能完全采用傳統(tǒng)的教學(xué)習(xí)慣，必須充分考慮理論與實踐的密切結(jié)合。在以后的教學(xué)工作中，筆者還要根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)繼續(xù)探索適合的教學(xué)手段和方法，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和研究能力的學(xué)生做出貢獻。

參考文獻：

[1]C.A.Petri.Kommunikation mit Automaten [D].Institut fu?r instrumentelle Mathematik，Bonn，1962.

[2]T.Murata.Petri Nets：Properties，Analysis and Applications[J].Proc.of the IEEE，1989，77（4）：541-580.

[3]Chen Ming，Hofest? dt， Ralf （Eds.）.Approaches in Integrative Bioinformatics-Towards Virtual Cell[M].Berlin：Springer，2013.

[4]M.Heiner，M.Herajy，F(xiàn).Liu，等.Snoopy - a unifying Petri net tool [A].Proc.of PETRI NETS 2012，LNCS 7347[C].Berlin：Springer，2012：398–407.

[5]吳哲輝.Petri網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[6]袁崇義.Petri網(wǎng)原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[7]M.Heiner，D.Gilbert，R.Donaldson.Petri Nets for Systems and Synthetic Biology [A].LNCS 5016[C].Berlin：Springer，2008：215-264.

[8]林闖.隨機Petri Nets和系統(tǒng)性能評價[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

第5篇

企業(yè)內(nèi)部控制系統(tǒng)建模是內(nèi)部控制系統(tǒng)實施過程的核心工作之一。在信息化環(huán)境下面向服務(wù)方法學(xué)（SOAD）是一種比較適用于內(nèi)部控制系統(tǒng)建模的方法。本文以A上市公司在信息化環(huán)境下實施內(nèi)部控制系統(tǒng)為例，應(yīng)用面向服務(wù)方法學(xué)（SOAD）對A上市公司采購控制系統(tǒng)進行建模，為其他企業(yè)實施內(nèi)部控制系統(tǒng)提供經(jīng)驗和借鑒。

一、引言

在全球經(jīng)濟一體化建立和資本流動加速的背景下，國內(nèi)外競爭日益加劇，經(jīng)營的潛在風(fēng)險趨向多元化。尤其在全球經(jīng)濟復(fù)蘇緩慢且不穩(wěn)定，歐洲債務(wù)危機的陰霾仍然未消除的形勢下，這些風(fēng)險帶來的不確定性對企業(yè)的內(nèi)部控制和風(fēng)險管理提出了更高的要求。事實證明，只有建立和實施科學(xué)的內(nèi)部控制系統(tǒng)，才能提升企業(yè)風(fēng)險防范能力，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

內(nèi)部控制系統(tǒng)實施過程中的核心工作之一是對企業(yè)正在運行的控制流程和控制點進行建模。所謂建模就是為了理解事物而對事物做出的一種抽象，是對事物的一種無歧義的書面描述。在手工環(huán)境下，面向流程建模方法是企業(yè)內(nèi)控實施人員或內(nèi)審人員最常用的建模方法之一。通過對企業(yè)內(nèi)部控制流程建模，梳理內(nèi)控風(fēng)險點和控制缺陷，提出企業(yè)內(nèi)控整改策略。

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，充分利用信息技術(shù)實施內(nèi)部控制系統(tǒng)已經(jīng)成為一種趨勢。在信息化環(huán)境下內(nèi)部控制系統(tǒng)并未發(fā)生本質(zhì)的變化，它是以信息資源和信息技術(shù)為主要工具，由董事會、管理層和其他人員共同實施的，基于企業(yè)的風(fēng)險管理與內(nèi)部控制運動，由人、信息設(shè)備和控制制度組成的人機一體化監(jiān)控系統(tǒng)。在信息化環(huán)境下內(nèi)部控制系統(tǒng)建模的重點是要充分考慮企業(yè)已有的制度系統(tǒng)和信息系統(tǒng)，劃分人工控制和自動控制界面，甄別人工控制點和自動控制點。所建立的模型中要能夠表達諸如控制流程中哪些控制點可以信息化、哪些控制點不能信息化、企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)已經(jīng)嵌入了哪些控制點、哪些控制流程需要人工控制與自動控制協(xié)同等此類問題。因此僅僅應(yīng)用面向流程方法是遠遠不夠的，還需要運用更優(yōu)的建模方法進行相關(guān)的分析與建模。

本文擬采用面向服務(wù)方法學(xué)（SOAD，Service-Oriented Analysis and Design）對內(nèi)部控制系統(tǒng)進行建模，試圖摸索在信息化環(huán)境下內(nèi)部控制系統(tǒng)建模的方法和思路，并以A上市公司實施內(nèi)部控制系統(tǒng)為例進行分析與總結(jié)，以期能夠為希望借助信息技術(shù)實施內(nèi)部控制系統(tǒng)的企業(yè)提供一些經(jīng)驗和借鑒。

二、面向服務(wù)方法學(xué)（SOAD）的主要內(nèi)容及思想內(nèi)核

面向服務(wù)方法學(xué)（SOAD）起源于面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的廣泛應(yīng)用。面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）最早是從軟件體系結(jié)構(gòu)的角度提出的一種架構(gòu)風(fēng)格，區(qū)別于DCOM、CORBA等分布式計算架構(gòu)。進入21世紀以來，隨著Internet技術(shù)高速發(fā)展，Web service、XML等技術(shù)廣泛應(yīng)用，在微軟、IBM等廠商不遺余力的推崇下，面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）已經(jīng)成為企業(yè)應(yīng)用的核心概念之一。面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）逐步發(fā)展成包含運行環(huán)境、編程模型、架構(gòu)風(fēng)格和相關(guān)方法論等在內(nèi)的一整套新的分布式軟件系統(tǒng)構(gòu)造方法和環(huán)境，涵蓋服務(wù)的整個生命周期，包括建模、開發(fā)、整合、部署、運行和管理。

（一）服務(wù)（Service）的定義和特征分析

服務(wù)（Service）的一般解釋是向消費者提供旨在滿足對方特定需求的一種活動。《辭海》給出的解釋為：履行職務(wù)，為大家做事。因此，從廣義上講，服務(wù)是提供者為消費者完成工作的活動或過程。在面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）方法論里，服務(wù)是面向服務(wù)分析和設(shè)計的最小單位，它可以是一個活動或一個流程。

綜合理論界和實務(wù)界的研究與探討，關(guān)于面向服務(wù)方法學(xué)中對服務(wù)的定義有很多種，其中典型的歸納如下：W3C將服務(wù)定義為服務(wù)提供者完成一組工作，為服務(wù)使用者交付所需的最終成果，最終結(jié)果通常會使使用者的狀態(tài)發(fā)生變化，但也可能使提供者的狀態(tài)改變，或者雙方發(fā)生變化（Nicolai，2008）。葉鈺等（2005）認為服務(wù)是一個粗粒度、可發(fā)現(xiàn)的軟件實體，它以一個單獨的實例存在，并通過一組松散的耦合和基于消息的模型與其他的應(yīng)用或服務(wù)交互。Endrei等（2004）認為服務(wù)是一個邏輯實體，由一個或多個已的接口定義的契約組成。邢少敏等（2008）認為服務(wù)包含一個合約、一個或多個接口和一個實現(xiàn)。

（二）面向服務(wù)建模（SOM）

面向服務(wù)建模（SOM）是指通過業(yè)務(wù)領(lǐng)域和現(xiàn)有系統(tǒng)分析識別全局業(yè)務(wù)模型下可能存在的服務(wù)，確定合理的服務(wù)粒度。面向服務(wù)建模（SOM）的結(jié)構(gòu)是以一個服務(wù)列表作為服務(wù)候選者，展示了當(dāng)前業(yè)務(wù)領(lǐng)域下業(yè)務(wù)模型的所有合理業(yè)務(wù)拆分。主要采用自上而下、自下而上和中間對齊的步驟和方法得到服務(wù)候選者列表。

1.自上而下（領(lǐng)域分解）

自上而下是指從業(yè)務(wù)著手進行分析，將業(yè)務(wù)進行領(lǐng)域分解和流程分解，將業(yè)務(wù)流程分解成子流程或者業(yè)務(wù)活動，逐級進行，直到每個業(yè)務(wù)活動都是具備業(yè)務(wù)含義的最小單元。流程分解得到的業(yè)務(wù)活動樹上的每一個節(jié)點，都是可能的服務(wù)抽取點，所有節(jié)點構(gòu)成了服務(wù)候選者列表。服務(wù)候選者列表經(jīng)過劃分，最終形成層次化的服務(wù)目錄。

2.自下而上（已有資產(chǎn)分析）

自下而上是指利用已有資產(chǎn)來發(fā)現(xiàn)和識別服務(wù)，已有資產(chǎn)包括：已有系統(tǒng)、套裝或定制應(yīng)用、行業(yè)規(guī)范或業(yè)務(wù)模型等。對已有資產(chǎn)的業(yè)務(wù)功能、技術(shù)平臺、架構(gòu)及實現(xiàn)方式的分析，除了能夠驗證服務(wù)候選者或者發(fā)現(xiàn)新的服務(wù)候選者，還能夠通過分析已有系統(tǒng)、套裝或定制應(yīng)用的技術(shù)局限性，盡早驗證服務(wù)實現(xiàn)決策的可行性，為服務(wù)實現(xiàn)決策提供重要的依據(jù)。

3.中間對齊（業(yè)務(wù)目標(biāo)建模）

中間對齊是幫助發(fā)現(xiàn)與業(yè)務(wù)對齊的服務(wù)，并確保關(guān)鍵的服務(wù)在流程分解和已有資產(chǎn)分析的過程中沒有被遺漏。業(yè)務(wù)目標(biāo)建模將業(yè)務(wù)目標(biāo)分解成子目標(biāo)，然后分析哪些服務(wù)是用來實現(xiàn)這些子目標(biāo)的。在這個過程中，為了可以度量這些服務(wù)的執(zhí)行情況并進而評估業(yè)務(wù)目標(biāo)，我們會發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)、度量值和相關(guān)的業(yè)務(wù)事件。

通過以上三個步驟，可以發(fā)現(xiàn)服務(wù)候選者列表，并按照業(yè)務(wù)范圍劃分為服務(wù)目錄。圖1展示了面向服務(wù)建模的過程。

面向服務(wù)建模（SOM）還要考慮的一個因素是服務(wù)的粒度。服務(wù)粒度設(shè)計的太小會影響服務(wù)的松耦合性，不符合服務(wù)的粗粒度特征；服務(wù)粒度設(shè)計的太大也不利于服務(wù)的組合和增值，不符合服務(wù)的可復(fù)用性和可組合性特征。目前對于服務(wù)粒度的設(shè)計并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)具體的需求和場景來確定。

（三）面向服務(wù)方法學(xué)的思想內(nèi)核

面向服務(wù)方法學(xué)的出發(fā)點和基本目標(biāo)是以面向服務(wù)的思想對業(yè)務(wù)流程和功能在傳統(tǒng)方法學(xué)基礎(chǔ)上進行更高層次的抽象和建模，使得業(yè)務(wù)與技術(shù)之間的距離更加接近，以業(yè)務(wù)驅(qū)動服務(wù)和服務(wù)驅(qū)動技術(shù)，更好的為企業(yè)實現(xiàn)業(yè)務(wù)整合和資源整合的信息系統(tǒng)。其基本思想是：首先對企業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域和業(yè)務(wù)功能領(lǐng)域進行劃分，按照自上而下的方式進行領(lǐng)域分解，勾勒目標(biāo)企業(yè)的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，再逐步分解到業(yè)務(wù)流程直至業(yè)務(wù)活動，發(fā)現(xiàn)主要的服務(wù)候選者；其次是對現(xiàn)有系統(tǒng)按照自下而上的方式進行已有資產(chǎn)分析，驗證服務(wù)候選者和發(fā)現(xiàn)新的服務(wù)候選者；最后對業(yè)務(wù)目標(biāo)進行建模，通過中間對齊的方式幫助發(fā)現(xiàn)與業(yè)務(wù)對齊的服務(wù)，并確保關(guān)鍵的服務(wù)在流程分解和已有資產(chǎn)分析的過程中沒有被遺漏。

面向服務(wù)方法學(xué)是一種來源于面向服務(wù)架構(gòu)的全新方法學(xué)，相對于面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)、結(jié)構(gòu)化設(shè)計等傳統(tǒng)方法學(xué)具有更高層次的抽象性，使得業(yè)務(wù)與技術(shù)之間的鴻溝更小。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，開放和標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被普遍支持，服務(wù)作為一個自包含的功能，通過明確定義的接口（契約）來與另一個服務(wù)交互。服務(wù)的概念伴隨著網(wǎng)絡(luò)和分布式計算環(huán)境的發(fā)展而產(chǎn)生，現(xiàn)在服務(wù)要改變?nèi)藗冋J識客觀世界的認知方法，對現(xiàn)有的業(yè)務(wù)、流程按照面向服務(wù)建模以更好的幫助客觀需求在信息化環(huán)境中更好地實現(xiàn)，同時推動新的分布式應(yīng)用的發(fā)展。

三、面向服務(wù)方法學(xué)應(yīng)用于內(nèi)部控制系統(tǒng)建模優(yōu)勢分析

將面向服務(wù)思想應(yīng)用于內(nèi)部控制系統(tǒng)建模，通過將內(nèi)部控制服務(wù)化和系統(tǒng)化來開發(fā)和實施內(nèi)部控制系統(tǒng)具有一定的可行性和可操作性，其具體應(yīng)用優(yōu)勢如下：

（一）兩者具有一定的內(nèi)在融合性和一致性

首先，內(nèi)部控制管理是目標(biāo)為導(dǎo)向的，內(nèi)部控制最終要實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營有效性、財務(wù)報表可靠性、經(jīng)營合法合規(guī)性和資產(chǎn)安全性等目標(biāo)；其次，內(nèi)部控制的要求和規(guī)范是緊緊圍繞著以上目標(biāo)按照自上而下的順序逐步構(gòu)建，涉及到企業(yè)各個層次包括會計、財務(wù)、銷售、采購、研發(fā)、生產(chǎn)、人力資源等；再次，在實踐中企業(yè)一般都已建立了一定的管理制度和管理系統(tǒng)，內(nèi)部控制系統(tǒng)的實施并不是要企業(yè)現(xiàn)有的管理體系，而是要融入到企業(yè)現(xiàn)有的管理體系中，實施過程是按照自下而上的順序逐步完成。面向服務(wù)方法學(xué)試圖通過建立服務(wù)的概念實現(xiàn)企業(yè)目前已存在的管理系統(tǒng)統(tǒng)一和融合，其所包含的自上而下、自下而上、業(yè)務(wù)對齊的建模思想與內(nèi)部控制管理的思想不謀而合。從系統(tǒng)論的角度，內(nèi)部控制系統(tǒng)的構(gòu)成要素由一系列的控制點、控制線、控制面和控制體組成，根據(jù)具體情況將控制點、控制線、控制面分別作為服務(wù)來建模和實現(xiàn)，通過服務(wù)之間標(biāo)準(zhǔn)的通信和互動實現(xiàn)服務(wù)之間的集成達到控制體的整體效果。

從上述分析來看，將面向服務(wù)方法學(xué)應(yīng)用于內(nèi)部控制管理不存在理論上的沖突和技術(shù)上的障礙，兩者具體有一定的內(nèi)在融合性和一致性。將內(nèi)部控制系統(tǒng)的控制點、控制線和控制面作為一種服務(wù)，通過服務(wù)之間的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用實現(xiàn)控制集成，共同服務(wù)于內(nèi)部控制目標(biāo)的實現(xiàn)。面向服務(wù)具有規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、整合等思想的業(yè)務(wù)應(yīng)用集成理念，內(nèi)部控制的實施正是需要這樣的思想，實現(xiàn)企業(yè)管理上的整合和集成。因此面向服務(wù)方法為內(nèi)部控制系統(tǒng)建模提供了可行的實踐路徑。

（二）面向服務(wù)的契約性可以實現(xiàn)內(nèi)部控制系統(tǒng)的集成管理

利用面向服務(wù)的契約性，將內(nèi)部控制的控制規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)暴露成為一個服務(wù)，將服務(wù)交互和調(diào)用所需要公開和約定的相關(guān)信息作為契約予以確定，這樣內(nèi)部控制相關(guān)各業(yè)務(wù)之間可以實現(xiàn)集成。內(nèi)部控制系統(tǒng)要實現(xiàn)集成控制需要跨越多個系統(tǒng)的障礙，例如預(yù)算系統(tǒng)、資金系統(tǒng)、賬務(wù)系統(tǒng)、采購系統(tǒng)及銷售系統(tǒng)等等。在各企業(yè)中以上系統(tǒng)的構(gòu)建和信息化程度完全不一樣，即使在同一個企業(yè)中各業(yè)務(wù)系統(tǒng)由于建設(shè)的時期不同所采用的技術(shù)也不盡相同，因此要想實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)之間的通信和交互，面向服務(wù)方法是目前業(yè)界最合適的解決思路。

例如要實現(xiàn)“按照預(yù)算某部門12月份材料采購額不能大于10萬元，超過10萬元需要財務(wù)總監(jiān)審批”的控制規(guī)則，傳統(tǒng)的實現(xiàn)方式是在采購系統(tǒng)中采用硬編碼的方式內(nèi)置“某部門12月份材料采購額不能大于10萬元”的規(guī)則和邏輯。如果12月份的采購額沒有超過10萬元，采購系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)控制；如果12月份的采購額確實需要超過10萬元，采購系統(tǒng)是不允許執(zhí)行的，即使財務(wù)總監(jiān)已經(jīng)審批，但是由于采購系統(tǒng)無法識別財務(wù)總監(jiān)審批的結(jié)果，因此在系統(tǒng)中無法操作，只能通過非正常手段調(diào)整系統(tǒng)。涉及到采購后續(xù)的資金支付、賬務(wù)核算都會出現(xiàn)類似問題。如果將某部門材料采購的合規(guī)性作為預(yù)算系統(tǒng)的一項服務(wù)暴露出來，由采購系統(tǒng)、資金系統(tǒng)、賬務(wù)系統(tǒng)共享和調(diào)用則能解決此問題。采購系統(tǒng)在執(zhí)行采購操作的時候調(diào)用預(yù)算系統(tǒng)的采購合規(guī)性審核服務(wù)，即可獲得采購審批的結(jié)果，如果12月份低于10萬元則可直接采購，如果12月份超過10萬元則需要獲得財務(wù)總監(jiān)的審批結(jié)果，同時資金系統(tǒng)和賬務(wù)系統(tǒng)在資金控制和賬務(wù)控制上也可以直接獲得審批結(jié)果，以完成資金支付操作和賬務(wù)處理操作。

（三）面向服務(wù)的粗粒度性能夠簡化內(nèi)部控制系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性

從服務(wù)的定義來看，服務(wù)是一個粗粒度的邏輯實體。面向服務(wù)的粗粒度性源于軟件工程理論的“關(guān)注點分離”的思想，即將一個大的、復(fù)雜的軟件問題分解為一系列單個關(guān)注點，每個關(guān)注點所需要解決的問題是更小的相關(guān)片斷的集合，每一段邏輯只處理一個特定的關(guān)注點。這個思想在結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計等不同的軟件開發(fā)方法學(xué)中都得到了一定的體現(xiàn)。只不過相對于它們來說，面向服務(wù)方法學(xué)不是以細粒度的對象和基于私有接口協(xié)議的組件為基礎(chǔ)的，而是以粗粒度、基于開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的服務(wù)為基礎(chǔ)的。例如我們可以將預(yù)算執(zhí)行控制作為一個服務(wù)進行公開，采購、研發(fā)、資金、核算等系統(tǒng)在實現(xiàn)預(yù)算相關(guān)的內(nèi)部控制時候都可以統(tǒng)一的調(diào)用和訪問預(yù)算執(zhí)行控制服務(wù)，判斷是否可以執(zhí)行相關(guān)業(yè)務(wù)，這樣大大降低了預(yù)算執(zhí)行控制在采購、研發(fā)、資金、核算等系統(tǒng)中實現(xiàn)的復(fù)雜度，也提高了內(nèi)部控制的集成和共享。

四、A上市公司內(nèi)部控制系統(tǒng)建模過程

A上市公司是證監(jiān)會2011年上市公司內(nèi)控規(guī)范試點單位之一，筆者作為內(nèi)控實施項目的成員，深度參與了其內(nèi)部控制系統(tǒng)的建設(shè)過程。從項目伊始，A上市公司決定充分利用信息技術(shù)實施內(nèi)部控制系統(tǒng)。由于A上市公司已上線運行多套信息系統(tǒng)，如何充分利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)，確定哪些控制點可以信息化、哪些控制點通過人工完成等是內(nèi)部控制系統(tǒng)建模的重點內(nèi)容。

（一）A上市公司信息化環(huán)境分析

A上市公司經(jīng)過多年發(fā)展，在各業(yè)務(wù)板塊下的分子公司逐步開發(fā)和應(yīng)用了財務(wù)系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)，形成了以分子公司信息化為主的信息系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境。但是目前由于各分子公司的通信和網(wǎng)絡(luò)相互割裂，不能互聯(lián)，母公司無法實時掌握各分子公司的運營數(shù)據(jù)。A上市公司目前已上線運行的信息系統(tǒng)如表1所示。

A上市公司信息化環(huán)境主要存在以下幾個方面的問題：

1.信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)籌管理

從我們調(diào)研的情況來看，母公司未成立信息化部門，也未設(shè)立首席信息官職位，因此集團內(nèi)部對信息化缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和管理，集團信息化缺乏戰(zhàn)略，信息化人才匱乏。信息系統(tǒng)建設(shè)缺乏統(tǒng)籌管理，資金投入分散，整體性不強，綜合效能展現(xiàn)不足。

2.信息資源分散，存在信息孤島

由于母公司缺乏信息化戰(zhàn)略和整體規(guī)劃，分子公司信息化各自為政，互不相通。信息資源的統(tǒng)一管理機制缺乏，信息資源開發(fā)利用程度不高，尚未在決策支持、業(yè)務(wù)規(guī)范、流程優(yōu)化、綜合管理等方面得到深化應(yīng)用。

3.信息安全風(fēng)險較高

雖然各分子公司已經(jīng)使用了用友、金蝶等財務(wù)軟件和ERP系統(tǒng)等軟件，但是軟件系統(tǒng)內(nèi)的用戶權(quán)限未進行不相容設(shè)置，大部分用戶都具備所有操作權(quán)限，數(shù)據(jù)被篡改風(fēng)險較高。同時各分子公司均未建立合理的數(shù)據(jù)備份機制，一旦出現(xiàn)服務(wù)器崩潰等異常情況，容易造成數(shù)據(jù)丟失。

（二）A上市公司內(nèi)部控制系統(tǒng)建模

A上市公司屬于多元化投資企業(yè)，在以紡織服裝為主營業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，逐步向房地產(chǎn)開發(fā)、產(chǎn)業(yè)投資等領(lǐng)域擴張。因此其內(nèi)部控制系統(tǒng)面臨對多行業(yè)的戰(zhàn)略控制問題，即如何將企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略分解并灌輸?shù)礁鱾€業(yè)務(wù)板塊中，保證各業(yè)務(wù)板塊在風(fēng)險可控的條件下運行。針對A上市公司內(nèi)部控制系統(tǒng)的規(guī)劃和梳理，形成了貨幣資金管理、投資活動、籌資活動、采購業(yè)務(wù)、存貨管理、固定資產(chǎn)管理、銷售業(yè)務(wù)、工程項目、業(yè)務(wù)外包、財務(wù)報告、預(yù)算管理、合同管理和關(guān)聯(lián)交易等核心控制流程。

限于篇幅，以下對A公司采購控制業(yè)務(wù)進行建模，闡述內(nèi)部控制系統(tǒng)建模的過程。按照面向服務(wù)建模方法，以上述梳理的采購業(yè)務(wù)控制流程為基礎(chǔ)，分為3個步驟進行建模。

1.自頂向下領(lǐng)域分解

按照層次分析法，對實現(xiàn)內(nèi)部控制目標(biāo)的相關(guān)領(lǐng)域進行層層分解。綜合內(nèi)部控制規(guī)范及配套指引和A公司采購業(yè)務(wù)控制流程，A公司采購業(yè)務(wù)控制流程建模圖如圖2所示。從圖2可以看出，采購控制流程一共分解為三層，第二層流程包括采購計劃、供應(yīng)商選擇、采購定價、訂立合同、質(zhì)量檢驗、付款等控制環(huán)節(jié)，其中供應(yīng)商選擇環(huán)節(jié)又分解為供應(yīng)商資格、風(fēng)險評估、資質(zhì)授信等業(yè)務(wù)活動，訂立合同控制環(huán)節(jié)分解為合同訂立、合同審核、合同簽訂等業(yè)務(wù)活動，付款控制環(huán)節(jié)分解為取得發(fā)票、付款結(jié)算和資金支付等業(yè)務(wù)活動。由此我們可以初步得到一個控制服務(wù)的候選服務(wù)列表，如表2所示。

2.自底向上分析

自底向上分析是根據(jù)A公司目前已有的管理制度、信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)規(guī)范等來抽象、識別和發(fā)現(xiàn)服務(wù)。以紡織分公司為例，公司已經(jīng)使用金蝶K3系統(tǒng)和環(huán)思ERP系統(tǒng)。因此根據(jù)自底向上分析的方法和步驟，采購控制服務(wù)流程自底向上建模如圖3所示。

從圖3中可以看出，在第一步自頂向下分析中得出的候選服務(wù)中，大部分服務(wù)可以通過現(xiàn)有ERP系統(tǒng)和財務(wù)系統(tǒng)獲得，質(zhì)量檢驗控制服務(wù)需要通過人工控制實現(xiàn)。具體分析如表3所示。

通過自頂向下的分析進行領(lǐng)域和流程建模，再經(jīng)過自底向上的已有資產(chǎn)分析，我們基本可確定供應(yīng)商識別、風(fēng)險評估、資質(zhì)授信、采購定價、合同審核、合同簽訂、付款申請和資金支付可通過信息系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制服務(wù)，采購計劃、合同訂立、合同簽訂、質(zhì)量檢驗、取得發(fā)票作為人工控制服務(wù)。

3.中間對齊分析

中間對齊通過對內(nèi)部控制目標(biāo)進行建模，將內(nèi)部控制目標(biāo)進行分解并與以上識別和發(fā)現(xiàn)的服務(wù)進行對比，幫助發(fā)現(xiàn)在第一步和第二步建模的過程中是否有遺漏的服務(wù)。對采購流程內(nèi)部控制目標(biāo)建模如圖4所示。

將采購流程內(nèi)部控制目標(biāo)與采購流程候選服務(wù)列表進行中間對齊后，如表4所示。

通過表4我們可以發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過中間對齊步驟后，將采購流程內(nèi)部控制目標(biāo)與采購流程內(nèi)部控制候選服務(wù)的對比，我們發(fā)現(xiàn)在采購實現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)和提高經(jīng)營效率效果目標(biāo)方面，還需要增加一個采購數(shù)據(jù)實時監(jiān)控服務(wù)，以保證企業(yè)管理當(dāng)局實時掌握各類采購數(shù)據(jù)。在會計核算真實完整目標(biāo)方面，也需要增加支付核算控制服務(wù)和應(yīng)付賬款控制服務(wù)，以保證財務(wù)報告真實完整性目標(biāo)的實現(xiàn)。

通過對A公司采購控制流程的建模，我們可以初步捋清A公司采購控制的控制點和控制線，而且明確出哪些控制點嵌入到信息系統(tǒng)中、哪些控制點由人工控制，以及人工控制和自動控制之間的關(guān)系和流程銜接。綜合上述分析，A公司采購控制系統(tǒng)的整體控制過程如圖5所示。從圖5我們可以看出，A公司采購控制系統(tǒng)由監(jiān)督平臺、人工控制、環(huán)思ERP、合同控制、金蝶K3等人工系統(tǒng)和信息系統(tǒng)共同組成，基本達到在信息化環(huán)境下充分利用信息系統(tǒng)實現(xiàn)內(nèi)部控制系統(tǒng)的目標(biāo)。

四、總結(jié)

面向服務(wù)方法（SOAD）是在信息化環(huán)境下比較適合內(nèi)部控制系統(tǒng)建設(shè)的一種邏輯建模方法。其主要優(yōu)點是能夠基于企業(yè)現(xiàn)有的管理系統(tǒng)、制度系統(tǒng)和信息系統(tǒng)，以服務(wù)的粒度對控制流程和控制點建模，甄別人工控制點和自動控制點，清晰劃分人工控制和自動控制界面，實現(xiàn)人工控制與自動控制的融合和協(xié)同。

作者單位：

第6篇

關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué) 統(tǒng)一建模語言UML 遠程教學(xué) 聾人教學(xué)

1.引言

高等數(shù)學(xué)是一門高等院校最重要的公共基礎(chǔ)課，也是聾人教學(xué)中難度偏大的一門課程。一方面，聾人教師要雙語教學(xué)，而且要寫板書、畫復(fù)雜的幾何圖型，授課不僅費時費力且效果較差；另一方面，受聾生自身聽力障礙的影響，以教師的教為主的教學(xué)很難發(fā)揮學(xué)生的積極主動性［1］，學(xué)生處在比較被動的狀態(tài)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神。互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，使得通過網(wǎng)絡(luò)來進行聾人高等數(shù)學(xué)教學(xué)成為可能。

在軟件開發(fā)過程中，傳統(tǒng)的“瀑布（waterfall）”模型有很多缺點，開發(fā)過程被分割開來，必須按分析（analysis）、設(shè)計（design）、編碼（coding）和部署(deployment)四個階段一個接一個按順序進行，使分析、設(shè)計和開發(fā)三組成員在一起共享重要信息的機會減少［2］。而面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的統(tǒng)一建模語言（UML）彌補了傳統(tǒng)方法的不足，本文采用UML為系統(tǒng)建立了靜、動態(tài)模型。

2.統(tǒng)一建模語言概述

面向?qū)ο蠹夹g(shù)是軟件工程領(lǐng)域中的重要技術(shù)，統(tǒng)一建模語言UML則是近幾年國際上比較流行的面向?qū)ο蟮臉?biāo)準(zhǔn)建模語言。UML(Unified Modeling Language)是在Grady Booch的Booch方法、Jim Rum.Baugh的OMT方法以及Ivar Jacobson的OOSE方法的基礎(chǔ)上演化而來的，是基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。它統(tǒng)一了面向?qū)ο蠼５幕靖拍睢⑿g(shù)語和圖示符號，融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。UML適用于對具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為的系統(tǒng)進行建模。

UML建模的步驟分為三步［3］：第一步是進行系統(tǒng)需求分析，確定系統(tǒng)的功能要求，畫出系統(tǒng)用例圖，建立系統(tǒng)的功能模型；第二步是在用例分析的基礎(chǔ)上，抽象出系統(tǒng)中的類，畫出類圖，建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型；第三步是在前兩步的基礎(chǔ)上，繪制活動圖、順序圖和協(xié)作圖，建立系統(tǒng)的行為和交互模型。其中前兩步屬于系統(tǒng)的靜態(tài)建模，第三步屬于系統(tǒng)的動態(tài)建模。

3.系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)需求分析是確定系統(tǒng)將要做什么，要完成什么功能，這可用UML的用例圖來描述。用例圖能說明系統(tǒng)的參與者、用例，以及它們之間的關(guān)系。在本教學(xué)系統(tǒng)中參與者有兩種：一是學(xué)生，二是教師。學(xué)生和教師共同參與的用例有數(shù)學(xué)手語學(xué)習(xí)、論壇、聊天和注冊，此外教師還可參與試題管理、系統(tǒng)維護、用戶管理、資料和教案修改，學(xué)生可參與基本知識點學(xué)習(xí)、視頻學(xué)習(xí)、教學(xué)動畫學(xué)習(xí)、電子教案和在線考試。由此可得系統(tǒng)的用例圖如圖1所示［4］。

4.系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)的總體設(shè)計是要建立系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)模型，靜態(tài)模型描述系統(tǒng)的對象之間的靜態(tài)關(guān)系，用UML的類圖、包圖和對象圖進行描述；動態(tài)模型主要用順序圖、協(xié)作圖、活動圖來描述。

4.1用類圖對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模

一個類是一類或者一組具有類似屬性和共同行為的事物。類圖描述的是一種靜態(tài)結(jié)構(gòu)，它不僅定義系統(tǒng)中的類，表示類之間的聯(lián)系，如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等，也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類的屬性和操作）。類圖是定義其它圖的基礎(chǔ)，在類圖的基礎(chǔ)上活動圖、協(xié)作圖才能進一步描述系統(tǒng)其它方面的特性。圖2是本系統(tǒng)中主要的類：學(xué)生和教師的類圖［5］。它們分為三個部分，上部是類的名稱學(xué)生和教師；中間是這兩個類的屬性，學(xué)生和教師的共有屬性有姓名、性別、籍貫和年齡，此外學(xué)生有班級屬性，教師有職稱屬性；下部是類的操作，學(xué)生的操作是課程學(xué)習(xí)、手語學(xué)習(xí)、聊天、論壇和在線考試，教師的操作有系統(tǒng)維護、用戶管理、試題管理、資料和教案修改。

4.2 用活動圖繪制系統(tǒng)的行為模型

活動圖被設(shè)計用于簡化描述一個過程或者操作的工作步驟。它是狀態(tài)圖的一種擴展形式。活動圖的技術(shù)思想主要來源于Jim Odell 的事件圖、SDL狀態(tài)建模技術(shù)和Petri網(wǎng)技術(shù)。活動圖本質(zhì)上就是流程圖，它描述系統(tǒng)的活動，判斷點和分支等。圖3是系統(tǒng)中用戶管理的活動圖，它反映了教師進行用戶管理的整個過程，首先進入用戶管理的界面，選擇添加或刪除用戶，如果是添加用戶，則直接輸入用戶的姓名，然后選擇添加；如果刪除用戶，則選擇已有用戶再選擇刪除。在添加和刪除下面是另一個選擇，如果想繼續(xù)管理，則回到用戶管理界面重新操作；否則就會退出用戶管理。

4.3用協(xié)作圖繪制系統(tǒng)的交互模型

協(xié)作圖用于描述相互協(xié)作的對象間的交互關(guān)系和鏈接關(guān)系。雖然順序圖和合作圖都用來描述對象間的交互關(guān)系，但側(cè)重點不一樣。順序圖著重體現(xiàn)交互的時間順序，協(xié)作圖則著重體現(xiàn)交互對象間的靜態(tài)鏈接關(guān)系。圖4是學(xué)生考試的協(xié)作圖［5］，由圖可看出學(xué)生首先進行功能選擇，進入到考試登錄表單后發(fā)送登錄信息，若信息錯誤則提示信息出錯，若信息正確則進入章節(jié)選擇，選擇要考試的章節(jié)后就進入試卷表單，然后答題、提交試卷，系統(tǒng)會自動閱卷并顯示成績，最后退出系統(tǒng)。

5.總結(jié)

聾人高等數(shù)學(xué)遠程教學(xué)系統(tǒng)利用了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，發(fā)揮了聾人學(xué)習(xí)的自主性，提高了教學(xué)效率。使用統(tǒng)一建模語言UML為系統(tǒng)建模，增進了分析、設(shè)計和開發(fā)三類人員的交流，提高了軟件開發(fā)的質(zhì)量和效率。

參考文獻：

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［4］譚波，向民華.用統(tǒng)一建模語言實現(xiàn)中小型糧庫管理系統(tǒng)建模設(shè)計.糧食與食品工業(yè)，2007，2.

第7篇

關(guān)鍵詞：懸架硬點；DMU；快速建模；運動仿真；CATIA；參數(shù)化

中圖分類號：U463.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-2550（2016）06-0054-06

Abstract： This paper mainly expounds the method of rapid modeling of different hard points in CATIA， which is based on the common Mcpherson suspension and double cross arm suspension， and discusses the application scope of the method. Rapid modeling method， choose the same kind of model in the database， modify the design model table （EXCEL） in hard data points， you can quickly create a new application model based on the type of suspension. Compared with the traditional modeling methods， the present method avoids the tedious repetition CATIA modeling process. It can be pre-arranged and the total amount of the drive shaft slip checking to provide technical support， while greatly improving the work efficiency of the pre-research analysis.

隨著目前各汽車公司正向開發(fā)的普及，更多的可行性分析工作需要在整車預(yù)研階段完成，包括動力總成布置可行性分析，傳動軸校核，輪胎包絡(luò)生成等，而此類工作前提是要有懸架的DMU模型。

懸架運動模型的建立，目前比較普遍的方法是：按照零件結(jié)構(gòu)，在3D數(shù)模成型后對各零件用CATIA命令添加運動副和約束，通過較為繁瑣的數(shù)模操作后完成。此種傳統(tǒng)的方法在整車預(yù)研階段存在如下問題：在前期預(yù)研階段，3D數(shù)模暫未建立，在只有硬點數(shù)據(jù)的情況下，該方法無法進行虛擬建模。同時，按照硬點數(shù)據(jù)在3D數(shù)模上建立懸架運動模型，往往只適用于單一懸架形式，硬點數(shù)據(jù)更改，懸架運動模型就需要重新建立，造成工作反復(fù)，工作量大，同時，此種方法不容易掌握，除了懸架本專業(yè)外，總布置等其他專業(yè)較難掌握并加以運用。

對于本文論述的快速建模方法，不需要實現(xiàn)各零件3D數(shù)模，即可完成不同硬點懸架模型的快速建立，而且數(shù)據(jù)庫模型建立，可避免重復(fù)性建模工作，針對任何不同硬點均可通過更改設(shè)計表更新模型，操作過程簡單，便于應(yīng)用。

1 建模流程

建模流程如圖1所示。

建立數(shù)據(jù)庫模型：數(shù)據(jù)庫模型的建立為快速建模的基礎(chǔ)，一種懸架類型對應(yīng)一種模型，針對同種模型不同硬點的DMU建模，即可在更新設(shè)計表硬點數(shù)據(jù)后完成。數(shù)據(jù)庫懸架模型的建立分為模型簡化、模型裝配和模型參數(shù)化等步驟。

建立應(yīng)用模型：在建好的數(shù)據(jù)庫模型基礎(chǔ)上，可以針對同一型式不同硬點的懸架快速建模，分為參數(shù)輸入，建立模型，模型運用三部分。實際中，具體的模型需要根據(jù)不同用途做適應(yīng)性改進，包括添加傳動半軸的模擬數(shù)模為校核滑移量，建立運動法則曲線為制作輪胎包絡(luò)等。圖1為快速建模的建模流程圖。

2 建立數(shù)據(jù)庫模型

建立數(shù)據(jù)庫模型分為模型簡化、模型裝配和模型硬點參數(shù)化等步驟。

模型簡化：因前期預(yù)研階段3D數(shù)據(jù)還不成熟，建模只能通過虛擬化的零件平臺，故將各懸架零件簡化為點、線、面。

模型裝配：利用CATIA操作，根據(jù)各零件間的運動關(guān)系添加約束及運動副，此步和傳統(tǒng)建模方法類似。

模型硬點參數(shù)化：通過將硬點坐標(biāo)與參數(shù)公式進行關(guān)聯(lián)，建立關(guān)系樹與設(shè)計表關(guān)聯(lián)，方便根據(jù)不同硬點快速更新數(shù)據(jù)庫模型。

下面以麥弗遜懸架為例，論述數(shù)據(jù)庫懸架模型的建立方法。

2.1 模型簡化

所有零部件均簡化為點（減震器上鉸接點、三角臂鉸接點、轉(zhuǎn)向拉桿內(nèi)/外點等）、線（減震器、轉(zhuǎn)向拉桿、驅(qū)動軸中心軸桿等）、面（三角臂），便于參數(shù)化。

1）將懸架系統(tǒng)內(nèi)部鉸接視為剛性連接，且不考慮懸架、轉(zhuǎn)向、傳動軸等零件的變形。

2）為模型簡化及參數(shù)化，將無相對運動的零件進行整合，自身內(nèi)部有相對運動的零件進行拆分，參考如下原則：

a、轉(zhuǎn)向機構(gòu)分解為轉(zhuǎn)向器殼體、左右轉(zhuǎn)向拉桿三個零件；

b、驅(qū)動軸分解為外球籠、中心軸桿、內(nèi)球籠三個零件。

第8篇

【關(guān)鍵詞】繪圖數(shù)據(jù)處理

中圖分類號：C37 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

快速繪圖與建模是近年來計算機技術(shù)研究的重點內(nèi)容之一。目前繪圖和建模基本采用參數(shù)化技術(shù)、變量化技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)。普通用戶短時間內(nèi)難以掌握上述方法。本文筆者根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗，探討了繪圖與數(shù)據(jù)處理。

一、數(shù)據(jù)處理

AutoCAD是繪圖軟件，Excel是辦公軟件，兩者的數(shù)據(jù)格式并不相同，直接利用Excel文檔中的測量數(shù)據(jù)實現(xiàn)快速繪圖首先要做的工作是數(shù)據(jù)處理，即如何把文檔中的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成AutoCAD繪圖的矢量數(shù)據(jù)。本文利用Excel的數(shù)據(jù)處理能力把Excel中得測繪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)并按一定的方式保存在Excel中，以便于AutoCAD直接讀取這些數(shù)據(jù)進行繪圖。

1、數(shù)據(jù)解析

測繪數(shù)據(jù)在文檔采用圖表方式描述，數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)元素關(guān)系屬于樹型集合結(jié)構(gòu)，即表中的數(shù)據(jù)元素是“屬于同一個集合”(這些數(shù)據(jù)屬于同一建筑)。從結(jié)構(gòu)上看，該結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)元素之間存在著一對多的關(guān)系，其中的根節(jié)點表示建筑物的邊長，子節(jié)點表示室(戶)的邊長，葉子節(jié)點表示房間的邊長。這種存儲結(jié)構(gòu)可以方便的將數(shù)據(jù)按建筑的幾何特性進行有效組織，并將其轉(zhuǎn)換為能夠方便的進行編輯和移動的節(jié)點的形式；而且這種樹狀結(jié)構(gòu)非常適合系統(tǒng)進行各種遍歷操作。由于文檔中的測量數(shù)據(jù)在格式、組織等方面與CAD完全不同，因此要實現(xiàn)快速繪圖必須把文檔中的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成CAD的格式，進而驅(qū)動CAD自動繪圖。數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換正是數(shù)據(jù)解析所要做的工作。數(shù)據(jù)解析首先對讀入內(nèi)存的文件進行遍歷，讀取所需要的數(shù)據(jù)元素，將其轉(zhuǎn)換成樹形層次結(jié)構(gòu)，其中樹的根節(jié)點表示整個建筑物的尺寸信息，第二層表示房間之間的分界線，葉子節(jié)點表示各房間的墻線信息；然后把根節(jié)點和子節(jié)點的數(shù)據(jù)值賦給對應(yīng)的數(shù)組，每一個數(shù)組表示對應(yīng)節(jié)點的坐標(biāo)。解析就是把每一節(jié)點值轉(zhuǎn)換成CAD中對應(yīng)點的坐標(biāo)格式。

2、Excel概述

Microsoft Excel是美國微軟公司開發(fā)的Windows環(huán)境下的電子表格系統(tǒng)，它是目前應(yīng)用最為廣泛的辦公室表格處理軟件之一。Excel軟件的強大的數(shù)據(jù)處理功能和操作的簡易性逐漸走入了一個新的境界，整個系統(tǒng)的智能化程度也不斷提高。Excel具有強有力的數(shù)據(jù)庫管理功能、豐富的宏命令和函數(shù)、強有力的決策支持工具，它具有以下主要特點：分析能力、操作簡便、圖表能力、數(shù)據(jù)庫管理能力五、宏語言功能、樣式功能、對象連接和嵌入功能。

3、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的任務(wù)是把Excel中的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)并按一定順序保存在Excel中。其工作工作機理：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換實質(zhì)是把Excel工作簿(Workbooks)中工作表(worksheet))中數(shù)據(jù)，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)再保存到另一張工作表(worksheet2)中。

二、基于文檔快速繪圖

（一）快速繪制二維平面圖

1、圖形的分解

建筑物圖形的分解是按照文檔中的數(shù)據(jù)關(guān)系和拓撲關(guān)系來進行。測量數(shù)據(jù)在文檔中采用圖表方式描述，數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)關(guān)系屬于樹型集合結(jié)構(gòu)，即表中的數(shù)據(jù)是“屬于同一個集合”(這些數(shù)據(jù)屬于同一建筑)。從結(jié)構(gòu)上看，該結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)元素之間存在著一對多的關(guān)系，即多個數(shù)據(jù)對應(yīng)一個建筑結(jié)構(gòu)。根節(jié)點表示建筑物的邊長，子節(jié)點表示室的邊長，葉子節(jié)點表示房間的邊長。

2、定義基本圖元對象

根據(jù)圖形的分解結(jié)果，把基本圖形定義為圖元對象并設(shè)置參數(shù)控制其的大小和形狀，用轉(zhuǎn)換后的矢量數(shù)據(jù)對參數(shù)賦值。圖元參數(shù)表示基本圖形的端點坐標(biāo)。這種繪圖方法即能繪制形狀不同的圖形(克服了參數(shù)化繪圖只能繪制形狀相同的圖形)，又避免控制參數(shù)的人工輸入，把人機交互式輸入?yún)?shù)改為程序自動讀取數(shù)據(jù)。

利用VB中對象定義語句創(chuàng)建輪廓線圖元對象，把輪廓線圖元定義為AcadLWPolyline的對象，設(shè)置一組參數(shù)變量作為參數(shù)，參數(shù)值用來表示建筑物輪廓的各點坐標(biāo)，用Linewithds和Linecolor等變量用來定義線寬線型顏色等。

3、繪制基本圖形

繪制輪廓線：把輪廓線圖元對象定義完成后，即可對參數(shù)賦值。數(shù)據(jù)處理中轉(zhuǎn)換的矢量數(shù)據(jù)保存在Excel中，打開Excel讀出單元格中的矢量數(shù)據(jù)對圖元參數(shù)賦值，再用繪圖語句調(diào)用圖元對象參數(shù)進行繪圖。

4、基本圖形的組合

整個建筑的輪廓線、室線、房間線繪制完成后，不同墻線相交時可能會有多余的交叉，此時需要把這些多余的墻線刪除。根據(jù)數(shù)據(jù)處理中的拓撲關(guān)系判斷哪些線段是多余線段。如當(dāng)分戶線與房間線相交時，房間以外的線段即為多余線段。選擇多余的墻線，再調(diào)用修剪命令(Trim)刪去多余的墻線；或者定義一個集合把所有多余墻線放入其中，再把該集合置空。即可得到建筑平面圖。

5、繪圖示例

下面是某辦公樓的快速繪圖過程。

調(diào)用繪圖模塊，選擇繪制輪廓線，系統(tǒng)從文檔中讀取測量數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)矢童化，對輪廓線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的參數(shù)賦值，驅(qū)動CAD繪制辦公樓的外部輪廓線。再分別選擇繪制分戶線、繪制房間線，完成辦公樓的分戶線、房間線的繪制，最后用修剪語句((Trim)刪除草圖中的多余線段，即可得到辦公樓的平面圖。繪圖過程如圖.

繪圖過程示例

（二）快速繪制三維線框圖

建筑物一般由大量基本構(gòu)件組成，如房屋中的房頂、墻體，涼亭的柱等，這些基本構(gòu)件可視為可再分的結(jié)構(gòu)。建筑實體中絕大部分構(gòu)件的幾何形態(tài)都是標(biāo)準(zhǔn)的，其建模方法有規(guī)則可循，可以通過少量的特征參數(shù)來表達。改變特征參數(shù)的值可以控制構(gòu)件的大小和形狀。本文通過特征參數(shù)對構(gòu)件對象建模，構(gòu)件模型通過布爾運算組成建筑模型。這種建模方法的優(yōu)點一方面是降低建模難度。傳統(tǒng)建模方法是對整個建筑建模，本文是對構(gòu)件建模。對構(gòu)件建模比對整個建筑建模簡單得多，對構(gòu)件建模更易于實現(xiàn)。另一方面利用計算機自動建模技術(shù)提高建模速度。在傳統(tǒng)建模中數(shù)據(jù)的輸入和建模過程都靠人工完成，這是造成傳統(tǒng)建模速度較慢的主要原因。快速建模把數(shù)據(jù)輸入和建模過程全部交給計算機完成，因而大大提高建模速度。

結(jié)束語

以上就是筆者在工作中的一些工作體會，當(dāng)然還有待繼續(xù)研究完善，比如：進一步完善繪圖和建模方法，歸納齊全規(guī)則對象和不規(guī)則對象結(jié)構(gòu)特點；進一步完善系統(tǒng)功能，使之不僅能夠繪圖、建模，還能對建立的對象進行材料、載荷等性能進行分析研究等。

【參考文獻】

[1]唐澤圣，周嘉玉，李新友，計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社，1995: 78-100

第9篇

【關(guān)鍵詞】計算機控制技術(shù)；教學(xué)改革；系統(tǒng)建模；數(shù)據(jù)驅(qū)動

0 引言

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、電子通訊、機械設(shè)備等各個領(lǐng)域。因此，許多高等院校都開設(shè)了《計算機控制技術(shù)》這門課程，它是以自動控制原理為基礎(chǔ)，以計算機控制技術(shù)為核心，綜合測控技術(shù)、可編程控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的綜合性學(xué)科，致力于培養(yǎng)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的精密化、生產(chǎn)設(shè)備的信息化、生產(chǎn)過程的自動化的專業(yè)人才。計算機控制技術(shù)本身的特點決定了可以利用軟件來實現(xiàn)控制算法，通過強大的的運算功能和邏輯判斷功能來實現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等連續(xù)控制系統(tǒng)難以勝任的復(fù)雜規(guī)律[1]。鑒于《計算機控制技術(shù)》課程的重要性，對課程教學(xué)的研究、探索和實踐是十分必要的。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算的迅猛發(fā)展，由“人、機、物”三元世界在網(wǎng)絡(luò)空間（Cyberspace）中交互、融合所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多元化將當(dāng)今的信息社會推向了“大數(shù)據(jù)”時代[5]，大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)正逐步改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞健⑵髽I(yè)的運營模式，IBM公司提出了“智慧地球”的理念，德國提出了步向“工業(yè)4.0”的目標(biāo)，今年總理在政府工作報告上也提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念。同時，大數(shù)據(jù)也吸引了不少學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，2008年，英國《自然》雜志推出大數(shù)據(jù)專列，專門探討“P8時代的科學(xué)”以及科研形態(tài)的變化，指出：“數(shù)據(jù)為準(zhǔn)繩的理念指導(dǎo)，以及強大的計算能力支撐，正在驅(qū)動一次科學(xué)科學(xué)方法的革命”。美國《科學(xué)》雜志也在2011年推出專刊“Dealing with Data”，圍繞“數(shù)據(jù)洪流”展開討論，將大數(shù)據(jù)深度分析作為未來研究的重要突破點[2]。所以順應(yīng)時代的潮流，將“大數(shù)據(jù)”的思想融入到《計算機控制技術(shù)》的教育改革，既是一項嚴峻的挑戰(zhàn)也是一個寶貴的機遇。

1 課程教學(xué)中的普遍問題

《計算機控制技術(shù)》課程所涉及內(nèi)容豐富，大體可以分為控制系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)兩大方向。具體的內(nèi)容主要包括如下幾個方面：①以控制理論為主體，闡明離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)在建模、推理、結(jié)論上的區(qū)別；②將計算機系統(tǒng)與控制系統(tǒng)進行融合；③傳統(tǒng)控制論優(yōu)化算法及其仿真模擬；④智能算法、模糊識別的應(yīng)用；⑤微型計算機的嵌入式開發(fā)，如ARM、PLC、等；⑥計算機系統(tǒng)的軟件開發(fā)等[3]。

目前，多數(shù)院校對于《計算機控制技術(shù)》這么課程，主要采用“以課堂為主，實驗為輔”的教學(xué)模式，加上該課程是一門專業(yè)性和綜合性較強的學(xué)科，涵蓋的內(nèi)容較多，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到吃力[4]。此外，課程教材和參考書種類眾多，但內(nèi)容并不統(tǒng)一，基本分為偏重理論教學(xué)和實際工程應(yīng)用兩大類。然而，真正能運用到當(dāng)今主流的大數(shù)據(jù)、云計算相關(guān)技術(shù)的并不多。所以，基于上述問題，對目前《計算機控制技術(shù)》教學(xué)中存在的不足總結(jié)如下：

（1）數(shù)據(jù)的概念不強

目前，許多院校對于《計算機控制技術(shù)》這門課程的重心停留在理論授課上，即使開設(shè)的實驗課程還是以演示性為主，如A/D轉(zhuǎn)換實驗。學(xué)生沒有系統(tǒng)的將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實踐，更談不上對實驗數(shù)據(jù)的信息進行有效的存儲，并結(jié)合所學(xué)習(xí)的理論知識對其進行分析和驗證。此外，對于當(dāng)今主流的數(shù)據(jù)挖掘算法，提供相應(yīng)的實踐機會較少。

（2）傳統(tǒng)建模思維的束縛

傳統(tǒng)控制理論過于依賴模型的建立，為了保證所建立模型的精確性，模型的階次有時會變得很高，基于高階系統(tǒng)模型的控制器設(shè)計、穩(wěn)定性分析等問題就會變得很復(fù)雜。事實上，數(shù)據(jù)只是為了輔助算法，實現(xiàn)對模型進行較好的評估和預(yù)測等功能。

（3）數(shù)據(jù)挖掘算法的普及不深

利用計算機技術(shù)對大數(shù)據(jù)進行挖掘分析，發(fā)現(xiàn)蘊含的知識，研究運行的規(guī)律和發(fā)展的趨勢是挖掘網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)的深層價值和實現(xiàn)社會行為可計算的主要途徑[5]。然而，許多院校在《計算機控制技術(shù)》這門課程中，并沒有在數(shù)據(jù)驅(qū)動這個方向上進行改革和突破。

值得注意的是，很多院校對《計算機控制技術(shù)》教學(xué)的思維方式還停留在工業(yè)時代，即以控制系統(tǒng)相關(guān)學(xué)科作為理論基礎(chǔ)，再通過科學(xué)實驗來強化學(xué)生在計算機軟硬件方面的學(xué)習(xí)。但是隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，“物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)”的提出，迅速取代了人們對于傳統(tǒng)行業(yè)的認知。所以，有必要借助“大數(shù)據(jù)”的思維方式來思考《計算機控制技術(shù)》的課程改革。

2 基于“大數(shù)據(jù)思維”的《計算機控制技術(shù)》課程教學(xué)改革

在傳統(tǒng)建模仿真研究中，數(shù)據(jù)不是模型的本體，它只是為模型的仿真運行提供基礎(chǔ)條件。然而，隨著大數(shù)據(jù)的迅速發(fā)展，由“人、機、物”三元世界的互相交融將數(shù)據(jù)的來源也變得多元化，通過儀器采集、網(wǎng)絡(luò)存儲、仿真模擬生成等方式來獲取數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)對建模的作用也愈發(fā)重要，并開始逐漸成為主導(dǎo)地位。只要數(shù)據(jù)足夠大，只靠數(shù)據(jù)就可以完成科學(xué)發(fā)現(xiàn)，因此不再需要數(shù)學(xué)模型。這就是所謂的“數(shù)據(jù)優(yōu)先”模式[2]，一種由數(shù)據(jù)驅(qū)動的新模式、新思維。正如《連線》主編Chris Anderson所斷言：“數(shù)據(jù)的洪流是傳統(tǒng)科學(xué)方法變得過時，相互關(guān)系已經(jīng)足夠，沒有了具有一致性的模型、統(tǒng)一的理論和任何機械式的說明，科學(xué)也可以進步”。換句話說，傳統(tǒng)建模方法對于科學(xué)而言并不是必須的，大數(shù)據(jù)建模方法將會是一種新的科研范式。

2.1 將“數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方法”作為思考問題的出發(fā)點

數(shù)據(jù)驅(qū)動的概念最早來自計算機科學(xué)領(lǐng)域，在設(shè)計過程中以數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為導(dǎo)向，利用受控系統(tǒng)大量的在線、離線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的評價、診斷、決策、調(diào)度及監(jiān)控等功能[6]，探索背后的科學(xué)規(guī)律。近年來，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，特別是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，迅速豐富了經(jīng)驗建模方法。通過獲得系統(tǒng)的各過程變量（輸入、輸出和中間變量）描述表達式，這種方法稱為“數(shù)據(jù)驅(qū)動”建模方法。

基于實際工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型復(fù)雜、測控信號精度差且不完整、易受隨機擾動的影響、狀態(tài)維數(shù)高等特點，傳統(tǒng)的建模方法，為了保證模型的精確性，模型的階次會變得很高，這樣研究系統(tǒng)的控制方法和動態(tài)特性會變得復(fù)雜，而利用“數(shù)據(jù)驅(qū)動”建模方法，將已知的輸入、輸出數(shù)據(jù)在線或離線學(xué)習(xí)計算與當(dāng)前狀態(tài)相匹配的控制量，再將模式識別、人工智能方法作為補充，從而滿足系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能要求。目前，利用“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的思想建立研究對象的預(yù)測和控制模型是主流的趨勢，而已經(jīng)形成系統(tǒng)的建模方法主要有：線性/非線性自回歸模型、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型、基因算法模型、模糊人工智能模型、貝葉斯分析網(wǎng)絡(luò)模型以及支持向量機模型等。

2.2 基于“數(shù)據(jù)驅(qū)動建模”的教學(xué)方法

一般來說，數(shù)據(jù)驅(qū)動建模流程可分為：數(shù)據(jù)初始化、變量的統(tǒng)計分析、算法模擬和模型的在線校正等過程。

（1）數(shù)據(jù)初始化

通常，數(shù)據(jù)的初始化大致可以分為數(shù)據(jù)的采集、選擇、預(yù)處理。具體的步驟如下：①通過采集的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有一定的認識，同時對數(shù)據(jù)辨識可能產(chǎn)生的問題及建模的復(fù)雜程度有所估計，從而決定適宜的訓(xùn)練模型。②對數(shù)據(jù)模型評估之后，即可以對數(shù)據(jù)進行選擇，一般選取70%的比例作為算法數(shù)據(jù)，其余的30%數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)；③選擇好訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)之后，為了能夠獲得較好地訓(xùn)練效果，必須對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，使其滿足所選辨識方法的要求。例如歸一化處理，填補缺失值，異常值檢驗等。

（2）變量的統(tǒng)計分析

通常，在完成第一步的基礎(chǔ)上，需要結(jié)合統(tǒng)計理論方法對輸入、輸出變量進行相關(guān)性分析、主元分析等，以研究二者間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而對模型進行預(yù)估判斷。此外，為了更好地定性分析，需要適當(dāng)?shù)卦黾优c主導(dǎo)變量有關(guān)的輔助變量，通過機理、經(jīng)驗構(gòu)造輔助變量與主導(dǎo)變量的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而更好地對主導(dǎo)變量進行估計。

（3）算法模擬

在經(jīng)過統(tǒng)計方法的分析之后，利用模糊識別、人工智能算法對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進行回歸分析，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等工具實現(xiàn)線性或非線性的預(yù)測逼近能力。然后再利用測試數(shù)據(jù)在預(yù)測模型上進行測試，得到的輸出結(jié)果和目標(biāo)數(shù)據(jù)進行比對，根據(jù)預(yù)先制定的統(tǒng)一規(guī)則進行評判。通過不斷訓(xùn)練學(xué)習(xí)的辦法獲取輸入、輸出之間的函數(shù)逼近關(guān)系式，得到合適的模型。

（4）模型的在線校正

在線校正是數(shù)據(jù)驅(qū)動建模應(yīng)用中不可缺少的一部分，盡管已有不少離線校正的方法，但在線校正的方法十分有限。因此，開發(fā)更多實用方法，以適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)過程控制的需要。判斷預(yù)測模型的某個關(guān)鍵參數(shù)是否最優(yōu)，其本質(zhì)上就是如何對參數(shù)值進行調(diào)優(yōu)，使預(yù)測模型的錯報率最小化[7]。目前，解決參數(shù)尋優(yōu)問題的研究成果主要有兩種：①定期進行非訓(xùn)練樣本與固定參數(shù)值得的錯誤率敏感性分析，依據(jù)敏感性分析曲線優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)值，如交叉性驗證技術(shù)、留一交叉驗證法等；②根據(jù)知識經(jīng)驗或統(tǒng)計分析確定機器學(xué)習(xí)方法錯誤率的上界，并不斷優(yōu)化錯誤率的上界，使邊界差距盡可能小，從而實現(xiàn)參數(shù)校正目的[8]。

3 結(jié)語

本文圍繞“數(shù)據(jù)洪流”展開討論，嘗試對《計算機控制技術(shù)》進行教學(xué)改革，提倡培養(yǎng)“大數(shù)據(jù)”的思維對系統(tǒng)進行建模。通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合各種交互式教學(xué)方法，提出了一種基于“數(shù)據(jù)驅(qū)動建模”的教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)理論的融合貫通能力，技術(shù)創(chuàng)新思維和動手實踐能力。

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