系統(tǒng)工程理論與應(yīng)用范文
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篇1
【關(guān)鍵詞】 灰色系統(tǒng)預(yù)測;建筑工程造價;灰色理論
隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,其對國家經(jīng)濟的影響越來越大 ,為了能夠更好的把握建筑工程的未來發(fā)展趨勢,保證其對國家的重要作用,逐漸提出了工程造價的理念,且對其關(guān)注度越來越高。而隨著國際經(jīng)濟的發(fā)展,我國同世界各國之間的經(jīng)濟競爭越來越多,這就為建筑工程的發(fā)展帶來了新的難題,為了能夠更好的解決這一問題,我國逐漸將灰色系統(tǒng)預(yù)測理論引入其中,從而對建筑工程的未來發(fā)展趨勢進行準確的把握,保證我國能夠具有更強的競爭力。本文對我國當前的灰色系統(tǒng)在建筑工程造價中的應(yīng)用進行了簡單的介紹。
1 灰色系統(tǒng)的含義
對于灰色系統(tǒng)來說,其命名主要是根據(jù)其所需要研究的內(nèi)容而進行的,在這一定義中,黑色代表的是一些還沒有了解的內(nèi)容,而白色則代表對其具有充足了解的內(nèi)容,而其中的灰色部分則是代表一些在工程建設(shè)過程中沒有一個明確的定義,卻有一部分了解的內(nèi)容,這一部分由于信息不夠明確,導(dǎo)致其在進行生產(chǎn)時經(jīng)常需要對其進行更改或者調(diào)查。對于這些灰色內(nèi)容,主要包含以下幾種情況:首先是工程的參數(shù)信息不夠完全,甚至有的只了解一部分的工程信息,另一個則是對于工程的結(jié)構(gòu)信息不夠了解,還有一種是邊界信息不完全,這一部分的信息在生產(chǎn)過程中往往難以確定,最后一種則是運行行為信息不完全,對于這幾種信息不完全的內(nèi)容,統(tǒng)稱為灰色系統(tǒng)。對于灰色系統(tǒng)中的成分,其一部分信息是已知的,而灰色系統(tǒng)的主要作用就是通過大樣本的數(shù)據(jù)信息對工程中未知的信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析,但在進行實際工作時,大樣本數(shù)據(jù)往往很難尋找到,這就導(dǎo)致大部分的系統(tǒng)都是灰色系統(tǒng),對于生產(chǎn)具有較為嚴重的影響【1】。
2 建筑工程的灰色系統(tǒng)造價模型建立
2.1 基本原理
在灰色系統(tǒng)中,存在著已知和未知的信息,該系統(tǒng)通過對內(nèi)部的各種影響因素進行具體的分析和總結(jié),得到各個因素之間的關(guān)系和矛盾,從而得到能夠?qū)φw目標造成影響的主要因素,并對得到的因素和目標之間的關(guān)聯(lián)程度進行量化的分析,得到具體的數(shù)據(jù)信息。通過實際運行情況對數(shù)據(jù)進行分析,若實際操作和理論計算之間的發(fā)展態(tài)勢相差較小,則表明該系統(tǒng)具有較大的應(yīng)用價值。但對于建筑工程來說,其在建設(shè)過程中沒有關(guān)聯(lián)的工程,且由于其對場地的依賴較大,導(dǎo)致其在進行灰色系統(tǒng)的使用時往往會受到較大的限制,為了能夠更好的通過灰色系統(tǒng)對工程的造價進行準確的預(yù)測,需要對整體工程中存在的工程全部工序進行分析,可以發(fā)現(xiàn)其中存在著眾多相似的工程,這些工程就能夠很好的使用灰色預(yù)測系統(tǒng),從而在整體上反映工程的造價。在對某個建筑工程進行造價預(yù)算時,先將這個工程定義為待估工程,然后對工程中的相關(guān)信息進行收集,并將收集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,再根據(jù)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中尋找類似的工程,這些工程和所需要建設(shè)的工程具有較高的相似度,根據(jù)灰色數(shù)據(jù)和待估工程進行比較,計算兩者之間的關(guān)聯(lián)度。根據(jù)得到的關(guān)聯(lián)度,我們能夠?qū)蓚€工程之間的相似度進行量化的評定,然后根據(jù)相似工程的造價統(tǒng)計通過指數(shù)平滑法對待估工程進行造價預(yù)算,這樣能夠從整體上把握待估工程的具體造價預(yù)算,保證預(yù)算的準確性【2】。
2.2 計算過程
首先是對工程的整體參數(shù)和系數(shù)等進行確定,由于一個建筑工程包含的內(nèi)容非常多,這就使得影響工程造價的因素非常多,在這種情況下,進行灰色預(yù)測時,需要先對工程造價中的主要因素進行統(tǒng)計和分析,得出其中最主要的影響因素,并將其進行集中處理。在這些參數(shù)確定之后,根據(jù)這些參數(shù)選擇相似的典型工程,從中選擇合適的典型工程,通過灰色預(yù)算的計算方法將得到的數(shù)據(jù)進行計算,得到待估工程造價的準確預(yù)算。在對工程中的參數(shù)進行統(tǒng)計時,由于每一個影響因素對工程造價的影響程度不同,需要對其進行合理的分配,具體權(quán)重分配原則是花費的時間、精力和技術(shù)越多的工程,其占據(jù)的權(quán)重系數(shù)越大。
然后是對典型工程的選擇,在進行典型工程選擇時,由于搜尋的范圍較大,其中的相似工程數(shù)量較大,這對工程的灰色預(yù)測工作是具有較大影響的,因此,在選擇典型工程時,可以依據(jù)以下幾點原則,保證典型工程的合理性:第一是在選擇典型工程時,需要保證其數(shù)據(jù)參數(shù)和待估工程最接近,總的典型工程數(shù)量一般在4到6個之間,這樣既能減少選擇工作,同時,也能保證數(shù)據(jù)的準確性;第二是對于典型工程的特征參數(shù)的系數(shù),在選擇時為了能夠使其和待估工程之間的參數(shù)相似性更高,需要保證其參數(shù)在0.5以上,這樣能夠保證灰色預(yù)測數(shù)據(jù)的準確性;第三則是在對數(shù)據(jù)參數(shù)進行關(guān)聯(lián)度計算時,若其數(shù)值小于0.5時,則需要將其進行舍去,然后根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)重新尋找合適的典型工程,保證典型工程的較高關(guān)聯(lián)度,提高工程造價預(yù)算的準確性。
在這些統(tǒng)計和收集工作做完之后,根據(jù)灰色預(yù)測系統(tǒng)的計算公式,對待估工程的造價預(yù)算進行準確的計算,然后將得到的數(shù)據(jù)進行可靠性的檢驗。在數(shù)據(jù)檢驗完成之后,對其進行整體的估價,若實際結(jié)果和估價之間相差為5%之內(nèi)時,則表明該系統(tǒng)的計算方法精確度較高,其能夠作為典型工程進行使用,而當誤差較大時,則需要重新對典型工程進行選擇【4】。
3 具體應(yīng)用實例
像在某個住宅樓進行造價預(yù)算時,首先需要對其整體數(shù)據(jù)進行調(diào)查,該工程的總體建設(shè)面積大約為3800O,主體結(jié)構(gòu)是磚混結(jié)構(gòu),然后采用攪拌樁磚條形作為建設(shè)基礎(chǔ),而內(nèi)部的墻壁粉刷則采用普通的粉刷方法等,通過對這些數(shù)據(jù)進行搜集,能夠?qū)υ摴こ痰恼w數(shù)據(jù)有一個大致的把握,然后根據(jù)數(shù)據(jù)對其進行具體的造價估算。首先確定工程的主要特征因素,包括基礎(chǔ)施工和室內(nèi)的裝飾等,并將收集到的因素進行權(quán)重分配。在權(quán)重分配完成之后,將其進行統(tǒng)計,然后從數(shù)據(jù)庫中搜尋和該建設(shè)工程的數(shù)據(jù)參數(shù)相似的四個工程,根據(jù)其統(tǒng)計的數(shù)據(jù)信息對該工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)度計算,若兩者之前的誤差滿足使用要求,則根據(jù)典型工程中的費用對該工程中的相關(guān)費用進行預(yù)算,最后總結(jié)出整體工程的造價預(yù)算。最后,將得到的典型工程數(shù)據(jù)參數(shù)進行可靠性檢測,若其中存在誤差較大的項目,則需要重新搜尋相似工程,并對數(shù)據(jù)重新進行計算和檢測,直到典型工程的數(shù)據(jù)能夠滿足該工程的使用【3】。
4 總結(jié)
在本文中,對灰色系統(tǒng)預(yù)測理論在建筑工程造價中的應(yīng)用進行了簡單的分析,并將該系統(tǒng)的基本原理和使用方法等進行了簡單的介紹,從而使其能夠更好的應(yīng)用在建筑工程造價中。對于灰色系統(tǒng)來說,其在建筑工程造價中的應(yīng)用具有非常廣泛的市場,隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,該理論的使用將越來越常見,通過該系統(tǒng)的使用,能夠使我國的建筑工程造價更加準確,增加建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1]錢穎,李立新,史明遠等.灰色預(yù)測原理在工程估價中的新應(yīng)用[J].價值工程,2010,29(34):75-76.
[2]張傳友.灰色系統(tǒng)理論在建筑工程快速估價中的應(yīng)用[J].福建工程學院學報,2006,4(1):64-67.
篇2
[關(guān)鍵詞] 運籌學 系統(tǒng)工程 局限性 軟運籌學
一、引言
目前,有些人把運籌學和系統(tǒng)工程混淆起來,甚至認為二者是一個內(nèi)容。國外的運籌學與國內(nèi)系統(tǒng)工程有相似的內(nèi)容,因此被稱為“狹義系統(tǒng)工程”;而按錢學森教授所建立的系統(tǒng)科學體系,系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論是運籌學、控制論和信息論等組成的一類技術(shù)科學,其基本工具是計算機以及為其提供計算方法的計算科學。
二、運籌學和系統(tǒng)工程理論的聯(lián)系、區(qū)別
1.運籌學是從系統(tǒng)工程中提煉出來的基礎(chǔ)理論,屬于技術(shù)科學;系統(tǒng)工程是運籌學的實踐內(nèi)容屬工程技術(shù)。
2.運籌學解決具體的“戰(zhàn)術(shù)問題”;而系統(tǒng)工程側(cè)重于研究戰(zhàn)略性的“全局問題”。
3.運籌學只對已有系統(tǒng)進行優(yōu)化;系統(tǒng)工程從系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計開始就運用優(yōu)化的思想,是研究整個過程的理論。
4.運籌學是系統(tǒng)工程的數(shù)學理論,是實現(xiàn)系統(tǒng)工程實踐的計算手段,是為系統(tǒng)工程服務(wù)的;系統(tǒng)工程是方法論,著重于概念、原則、方法的研究,只把運籌學作為手段和工具使用。
三、常用運籌學方法應(yīng)用時的局限問題
1.數(shù)學規(guī)劃
不論哪種數(shù)學規(guī)劃問題,在實際應(yīng)用中都有其局限性。首先,數(shù)學規(guī)劃理論所要求的“系統(tǒng)”比較難以確定范圍;其次,理論中的約束條件要用數(shù)學表達式表示出來,實際問題中有些問題很難用定量的數(shù)學形式表達出來;再次,理論模型有限,很難將各種問題都加以解決。
2.動態(tài)規(guī)劃
動態(tài)規(guī)劃應(yīng)用的局限在于,階段的劃分導(dǎo)致動態(tài)轉(zhuǎn)移方程比較難以確定,階段間的聯(lián)系難以形成量化的數(shù)學形式。常見的類型如資源分配問題、生產(chǎn)庫存問題和機器負荷等,一旦問題中的某些條件隨實際情況改變,則模型可能失靈,這些現(xiàn)實問題是很可能出現(xiàn),但數(shù)學形式的求解方式卻很難快速“應(yīng)變”。
3.庫存論
常見模型可分確定型不允許缺貨和允許缺貨、進貨方式分為一次進貨和持續(xù)進貨,不管是哪種分法,在實際應(yīng)用中很難符合實際情況要求。比如除非對市場需求的預(yù)測非常準確,更多的實際情況是不確定型;還有為了形成“零庫存”狀態(tài),我們需要隨時觀察出貨情況,再決定合理進貨時間和進貨量。
4.排隊論
排隊問題要求對顧客到達、服務(wù)情況等做定量分析,將各種情況概括成各種分布模型。但實際應(yīng)用時,隨機情況很多,系統(tǒng)的大小也未必會達到仿真的要求,造成結(jié)果的誤差。
5.網(wǎng)絡(luò)分析和網(wǎng)絡(luò)計劃
應(yīng)用過程中要求對整個“項目”的情況了如指掌,各個環(huán)節(jié)的銜接關(guān)系非常明確,網(wǎng)絡(luò)圖的繪制就顯得非常重要,而工期的確定由于各個工作的隨機性存在,工作時間也有所變動,項目越大則工期變化越大。
6.決策論
決策的準則通常采用期望值的方式,由于采用“期望”的方式,所以它不是決策最后的實際益損值,故而與實際情況發(fā)生時有一定出入,這就要求決策人還要有一定“主觀判斷”的能力。
7.對策論
這種方法要求首先確定對策問題的贏得矩陣,這是一個定量化過程,本身就比較主觀,而且有限的模型同樣不能概括所以可能的對策類型。
鑒于運籌學存在的片面性,國內(nèi)外學者提出了運籌學軟化的思想。軟運籌學研究的議題,本身存在爭議的問題,除了使用理性工具中的數(shù)學模型還包括為理請思路引入的概念模型,追求的是滿意解或可行且滿意的行動方案。
參考文獻:
[1]董肇君:系統(tǒng)工程與運籌學[M].第2版.北京L國防工業(yè)出版社,2007.28~30
[2]梁 迪:系統(tǒng)工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005
[3]周德群:系統(tǒng)工程概論[M].北京:科學出版社,2004
篇3
關(guān)鍵詞:系統(tǒng)工程;危險有害因素;技術(shù)監(jiān)督;安全管理
我國近些年中,各種機械、輕工業(yè)傷害事故較為嚴重,對廣大操作人員的身體與生命安全造成了嚴重威脅。因此,對于這類的企業(yè)來講,需要應(yīng)用有效方法來進行生產(chǎn)作業(yè),確立起“安全第一,預(yù)防為主,綜合治理”的方針,將安全工作始終作為企業(yè)非常重要的一項工作來抓。而系統(tǒng)工程作為一個重要的學科,可以更好的研究和分析企業(yè)安全隱患問題,為企業(yè)構(gòu)建良好技術(shù)監(jiān)督安全管理體系提供幫助與支持。
1系統(tǒng)工程理論思想含義
系統(tǒng)工程理論主要是運用有效理論知識、思想、方法、手法依據(jù)實際需要,將企業(yè)生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟活動等進行有機聯(lián)系,運用定性分析、定量分析的模式與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計算機技術(shù)進行融合,對企業(yè)技術(shù)監(jiān)督安全管理體系結(jié)構(gòu)、要素、信息控制反饋與交流等等方面進行科學分析,優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)、管理的方面工作,保障企業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和安全性。其中,霍爾三維結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)工程理論應(yīng)用方法的基礎(chǔ),體現(xiàn)了系統(tǒng)工程的標準化、最優(yōu)化、綜合化、系統(tǒng)化特征(其結(jié)構(gòu)形態(tài)如圖一所示)。而切克蘭德方法更適合經(jīng)濟與企業(yè)經(jīng)營管理中的“軟”系統(tǒng)問題分析和研究工作。
2某軸承廠主要危險有害因素
2.1主要危險有害因素的確定與分析
某軸承廠主要危險有害因素有:第一,爆炸與火災(zāi)?;馂?zāi)的發(fā)生主要來源于回火用油與淬火。往往在油溫失控情況下,超過了燃點就會發(fā)生自行火災(zāi)等等為問題。一些有機的清洗劑、滲碳劑(甲醛、丙烷)等燃料、一些制備可控氣體原料發(fā)生泄露的情況下,遇到明火就會發(fā)生火災(zāi)問題。同時,工廠的配電室存在設(shè)備、線路老化的問題,也存在發(fā)生火災(zāi)的危險問題。第二,觸電。在軸承廠中存在大量的設(shè)備。這些設(shè)備與雷電有效接觸后就非常容易造成電擊風險。第三,高處墜物風險。一些人員在勞動作業(yè)中沒有嚴格遵守相關(guān)規(guī)定,導(dǎo)致設(shè)備部件發(fā)生脫落、裝置失靈問題,會對于人體安全造成嚴重威脅。第四,車輛損害。一些車輛駕駛?cè)藛T沒有嚴格依照相關(guān)規(guī)定進行車輛操作,出現(xiàn)了對人員的損害問題出現(xiàn)。第五,機械損害。一些機械部件在運行中與人的身體部位發(fā)生直接接觸,發(fā)生了絞、割、刺、夾擊、卷入、碰撞等方面問題。
2.2自然環(huán)境危險有害因素分析
一些自然環(huán)境因素也會對人員等造成安全上的威脅。比如:雷擊、雨水、高低氣溫等等,會導(dǎo)致人們處于一種危險環(huán)境中,需要工廠采取有效舉措,降低人員的傷亡與財產(chǎn)損失[1]。
3系統(tǒng)工程在企業(yè)技術(shù)監(jiān)督安全管理中應(yīng)用方法
3.1規(guī)劃論在企業(yè)安全管理中的應(yīng)用
(1)安全成本控制原則。企業(yè)在新形勢下需要構(gòu)建起安全成本控制體系,運用有效控制原則,保障企業(yè)的生產(chǎn)安全、管理安全,實現(xiàn)企業(yè)良好經(jīng)濟效益和社會價值。具體來講,第一,企業(yè)需要嚴格的遵守三個全面原則,即對于生產(chǎn)與管理全過程進行控制,對于全體的工作人員進行控制,對于企業(yè)的生產(chǎn)成本進行全方位控制。第二,需要遵循成本效益的原則。在進行企業(yè)技術(shù)監(jiān)督安全管理工作中,需要投入較小的成本,實現(xiàn)最大的控制效益和價值。第三,需要遵循系統(tǒng)性原則。第四,例外性原則。第五,及時性原則。第六,動態(tài)性原則。(2)事故損失程度估測。在進行安全事故損失評估工作中,需要性、安全性。對于主要的設(shè)備進行定期檢查、維護與保養(yǎng)工作,提升這些機械設(shè)備運行的質(zhì)量和安全性,極大降低了軸承廠發(fā)生安全事故的程度,有利于提升系統(tǒng)工程應(yīng)用的效益和價值,保障軸承廠技術(shù)監(jiān)督安全管理工作的質(zhì)量和水平,為企業(yè)的進一步發(fā)展打好基礎(chǔ)[2]。
4結(jié)論
本文以某軸承廠為例子,就系統(tǒng)工程理論思想含義、軸承廠主要存在的危險有害因素、提高系統(tǒng)工程在企業(yè)技術(shù)監(jiān)督安全管理工作中方法進行全面性分析和研究,構(gòu)建起安全投入最優(yōu)配置方式,加強了人員、機械設(shè)備等管理水平,降低了企業(yè)發(fā)生安全事故的概率,為提升企業(yè)的競爭力,實現(xiàn)良好效益和價值奠定了基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]姜鵬.系統(tǒng)工程理論在企業(yè)安全管理中的應(yīng)用技術(shù)研究[D].中南大學,2012.
篇4
關(guān)鍵詞:采礦工程;系統(tǒng)工程;發(fā)展;現(xiàn)狀;趨勢
一、引言
由于采礦工程所涉及大的范圍較廣,且作業(yè)環(huán)節(jié)也較為繁雜和分散,要想更好地實施采礦作業(yè),獲得最大化綜合效益,就必須要從整體上對其實施全面且合理地協(xié)調(diào),而這也需要通過系統(tǒng)工程才可達到這一目的,通過和系統(tǒng)工程的結(jié)合,將不同學科內(nèi)容交叉與滲透,并在采礦工程中引入計算機信息技術(shù)與現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù),以此提升整個采礦工程科學性與準確性,為采礦事業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入新活力。
二、采礦系統(tǒng)工程發(fā)展現(xiàn)狀的研究和分析
(一)采礦系統(tǒng)工程特點
采礦系統(tǒng)工程作為一門由采礦工程和系統(tǒng)工程之間的結(jié)合所形成的學科,目前該工程也逐漸被人們所關(guān)注與重視,其主要表現(xiàn)在以下幾個方面:第一,整體性,由于采礦工程自身所涉及到的范圍比較廣,所受到的各種影響因素也相對比較多,且作業(yè)點也較為分散,因此需總體上來實施協(xié)調(diào),而這也正是采礦系統(tǒng)工程的一個主要特征。第二,伴隨著社會市場經(jīng)濟發(fā)展速度的加快,社會信息發(fā)展也隨之發(fā)生了相應(yīng)的變化,而采礦系統(tǒng)工程也隨著這種變化發(fā)生了相應(yīng)的變化,在采礦作業(yè)中,不管是軟件,還是硬件均日益科學化、成熟化,綜合性探礦技術(shù)也得以廣泛地應(yīng)用。第三,邊緣性。在以往采礦工程中,脫節(jié)是一種較為常見的現(xiàn)象,而隨著系統(tǒng)工程的出現(xiàn),伴隨各學科間互相交叉以及滲透,出現(xiàn)了一些邊緣性學科,即地質(zhì)統(tǒng)計學科、安全系統(tǒng)工程學科等,使得采礦工程各領(lǐng)域均實現(xiàn)了信息化、科學化。
(二)我國當前采礦工程發(fā)展所存問題
第一,在應(yīng)用范圍上,盡管我國采礦事業(yè)在計算機信息軟件上取得的進步較大,但是和國外軟件相比,其自身的綜合市場競爭力仍舊比較低;第二,在采礦作業(yè)中,所采用的硬件設(shè)備仍舊較為單一、老舊,總體實力較差,所用設(shè)備還不是很健全;第三,在發(fā)展過程中,所采用的采礦工藝仍舊是傳統(tǒng)的工藝,大多采用的模仿或者照搬的方式,采礦技術(shù)滿足不了采礦工程不斷發(fā)展變化的需求。
(三)發(fā)展現(xiàn)狀
基于上述內(nèi)容的闡述,下面筆者就采礦系統(tǒng)工程中的井下開采煤礦技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行闡述。從我國采礦工藝的歷史變遷以及演變情況來看,發(fā)展至今,我國井下采礦工藝主要可分為以下幾個方面:即連采工藝、綜合機械采礦工藝、爆破采礦工藝以及普通機械化采礦工藝,在這幾種采礦工藝中,綜合機械采礦工藝為當前應(yīng)用最為廣泛的一種工藝,該工藝是把井下所有工藝均轉(zhuǎn)變成為連續(xù)且機械化的作業(yè),該工藝不僅減輕了采礦人員勞動強度,同時還大大了其工作的成效與安全系數(shù),在其生產(chǎn)流程中主要包括以下幾個階段,即割煤、采空區(qū)處理、運煤以及工作面的支護等。而普通機械采礦工藝則是指其裝煤工序與落煤工序為機械化作業(yè)。而在爆破采礦工藝中,落煤工序主要采取的是爆破法,而裝煤則采用的是人工手工操作的方式,運煤采用的是機械化方式,在工藝中,打眼為關(guān)鍵環(huán)節(jié),在進行該項工作時,應(yīng)按照施工現(xiàn)場頂板條件、煤層的厚度以及節(jié)理裂脫發(fā)育的實際情況等來明確爆破打眼參數(shù)。連采工藝從其實質(zhì)上來講,該工藝其實就是上述綜合機械采礦工藝的輔助或者補充,該工藝主要包括兩個方面的內(nèi)容,即煤柱回收與煤房掘進。
三、采礦系統(tǒng)工程新發(fā)展趨勢研究和分析
基于上述內(nèi)容可知,采礦系統(tǒng)工程除了具備采礦工程特點、規(guī)律以外,同時還具備系統(tǒng)工程的特點和規(guī)律,是一門綜合性很強的學科,必須要遵循其內(nèi)在規(guī)律,對系統(tǒng)工程中基礎(chǔ)理論知識與方法進行合理且科學的應(yīng)用,按照實踐過程中所存問題以及具體的要求,不斷探索出新方式合理且科學地優(yōu)化采礦工程的設(shè)計工作、規(guī)劃工作以及其施工等。采礦系統(tǒng)工程新發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,該工程為一個環(huán)境變化大、目標多、隨機性強、變量多以及因數(shù)多等動態(tài)過程,其必須要在各種技術(shù)的統(tǒng)一、合作與協(xié)調(diào)下,利用多種不同研究的方式來綜合進行研究和考慮。由于該工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較繁雜,具備多環(huán)節(jié)以及多層次特點,同時各礦區(qū)之間的條件也存在著較為明顯的差異,礦產(chǎn)資源的實際條件又各不相同,所涉及到內(nèi)容不僅多,同時其所產(chǎn)生的影響也比較大。對此,需從全局出發(fā),站在更高層次來進行研究和分析,不斷擴大其研究的范圍,擴展其研究的對象,這樣才可獲得更大的經(jīng)濟效益與社會效益。
第二,加大計算機信息技術(shù)的應(yīng)用,在采礦過程中應(yīng)增強其可視化作用,廣泛應(yīng)用各種先進技術(shù),促使我國采礦系統(tǒng)的科學化、信息化,不斷完善軟硬件系統(tǒng)。同時在實際采礦過程中,應(yīng)廣泛應(yīng)用各種采礦新技術(shù)以及新方法,借助于各種高新技術(shù)來不斷優(yōu)化其采礦的方式,逐步向采礦工作自動化方向發(fā)展,從而提高采礦工作的效率。
第三,基于采礦工程的實踐和采礦系統(tǒng)工程功的理論,促進采礦系統(tǒng)工程研究方式的更新,使其理論研究結(jié)果轉(zhuǎn)移至采礦事業(yè)實際應(yīng)用,通過理論來創(chuàng)新技術(shù),以此促進采礦工程的實踐發(fā)展,通過實踐成果推廣采礦項目,使其成為一個合理且科學的循環(huán)鏈。采礦系統(tǒng)工程是一門綜合性很強的學科,近年來,隨著社會經(jīng)濟與信息技術(shù)的發(fā)展,新技術(shù)以新學科的廣泛應(yīng)用,使得該工程也在不斷地進步和成熟,在計算機信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)等各種技術(shù)指導(dǎo)下,不斷融合與交叉,展現(xiàn)出了一種新發(fā)展面貌與趨勢,使該工程邁上了一個更高且更新的臺階。
第四,采礦工藝的新發(fā)展趨勢。隨著礦產(chǎn)生產(chǎn)集約化與自動化程度提高,在一些礦區(qū)生產(chǎn)過程中,若其具備一定地質(zhì)條件,可將其生產(chǎn)模式逐漸向集約化生產(chǎn)方向發(fā)展,不斷地簡化采礦流程,盡量減少在采礦過程中所需的地面設(shè)施。同時還應(yīng)加大短壁采礦工藝的發(fā)展和創(chuàng)新,實現(xiàn)機電的一體化和自動化。此外,還應(yīng)提高采礦工程的網(wǎng)絡(luò)化與自動化監(jiān)測監(jiān)控技術(shù),利用不同礦用攝像器、控制器、通信終端以及傳感器等對礦井工作面實現(xiàn)自動化監(jiān)控。
第五,隨著該工程軟硬件的不斷發(fā)展與更新,在市場經(jīng)濟化這一形勢下,在采礦作業(yè)中,所用軟件的價格與市場也逐漸規(guī)范化、合理化,而這也使得礦用軟硬件逐漸向商品化這一特征轉(zhuǎn)變,繼而推動采礦技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新,使其更為規(guī)范化。此外,通過不同學科的綜合研究,在其今后發(fā)展過程中,綜合性的實時監(jiān)測系統(tǒng)也必將成為其發(fā)展的主要趨勢,逐步向?qū)嵱没c科技化方向發(fā)展,借助于微型計算機信息技術(shù)完善其研究軟硬件,使其更為靈活。
第六,在采礦系統(tǒng)工程今后發(fā)展過程中,尤其在井下開采煤炭技術(shù)上,必須要對現(xiàn)有的這些開采方式和工藝進行改進與完善,對巷道布置不斷進行優(yōu)化,盡量簡化。同時還應(yīng)該在原有基礎(chǔ)上不斷健全采場圍巖的相關(guān)控制理論,采取高效、合理且科學的各種控制技術(shù),以此確保井下煤礦開采活動有序的進行,確保其活動的安全性與高效性。此外,還應(yīng)加大新型支護設(shè)備設(shè)施的研究,做好沖擊地壓的各項防治工作,利用系統(tǒng)工程,對沖擊地壓進行模擬,從而明確相應(yīng)的防治措施。
參考文獻:
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篇5
【關(guān)鍵詞】復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu);系統(tǒng)科學;系統(tǒng)工程;復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)
在社會不斷發(fā)展與進步過程中,環(huán)境、生態(tài)等自然問題以及社會工程技術(shù)等經(jīng)濟問題逐漸引起國人關(guān)注。社會研究人員與環(huán)境管理等工作人員曾多次對問題進行分析并解決,同時遇到很多本質(zhì)問題,進而模糊了人們對問題客觀認識。
一、學科發(fā)展趨勢分析
對于系統(tǒng)科學而言,主要對系統(tǒng)一般屬性及系統(tǒng)運動規(guī)律、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系等進行細致研究并進行有效分析。不論何種系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)外部環(huán)境共同決定著系統(tǒng)性能;系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)外部環(huán)境所發(fā)生的改變都將對系統(tǒng)功能產(chǎn)生或多或少變化。系統(tǒng)工程,主要在于對人工系統(tǒng)抑或是對人工系統(tǒng)同人類相關(guān)系統(tǒng)進行的研究。
系統(tǒng)工程較系統(tǒng)科學涉及領(lǐng)域廣,具體包括軍事方面、工業(yè)方面、農(nóng)業(yè)方面、交通運輸方面、經(jīng)濟方面、能源方面等。我國所擁有系統(tǒng)科學及系統(tǒng)工程學科在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天正面臨重要挑戰(zhàn),如何準確確定我國系統(tǒng)科學同系統(tǒng)工程學科發(fā)展策略與方向,對我國系統(tǒng)科學同工程學科在未來社會發(fā)展具有深遠影響和重要意義。
二、學科重要問題及學科優(yōu)先發(fā)展方向
1.復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能涌動機制以及進化歷程
涌現(xiàn)作為復(fù)雜性科學較為核心議題,其研究充分體現(xiàn)我國系統(tǒng)科學最為基本思想,部分之和略小于整體,并由此產(chǎn)生新層次系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)。層次問題也是復(fù)雜性科學較為核心議題之一,涌現(xiàn)問題與層次問題息息相關(guān)。層次問題主要研究對象即為層次形成條件、層次區(qū)分方法及層次穩(wěn)定條件。系統(tǒng)涌現(xiàn)與系統(tǒng)演化過程在管理方面、引導(dǎo)方面以及控制方面共同組成系統(tǒng)涌現(xiàn)與系統(tǒng)實際應(yīng)用完美結(jié)合的橋梁。涌現(xiàn)現(xiàn)象具有普遍性且其實踐意義較為清晰。針對環(huán)境和文化等不同類型系統(tǒng)所產(chǎn)生涌現(xiàn)現(xiàn)象,并通過理論與實際有效結(jié)合方式,揭示了涌現(xiàn)現(xiàn)象存在的普遍規(guī)律。這一規(guī)律在許多學科中均可得以充分有效利用。
2.復(fù)雜群體系統(tǒng)行為機制、模擬及調(diào)控
群體系統(tǒng)作為較典型的復(fù)雜系統(tǒng),指的是通過系統(tǒng)科學有效方法對自然群體、工程群體及社會群體等進行定量建立有效的群體行為模型,進而對此類群體實施調(diào)控,令群體內(nèi)涌現(xiàn)我們期望的行為。涌現(xiàn)是由于個體和其周邊個體以及環(huán)境之間相互作用而產(chǎn)生,而群體行為產(chǎn)生需要通過建立有效模型并進行分析。群體協(xié)作機制及其調(diào)控作用在工程運用過程中同樣具有重要意義。
3.復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在其結(jié)構(gòu)、功能、性質(zhì)及其應(yīng)用等方面分析
復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)指的是擁有復(fù)雜拓撲結(jié)構(gòu)及復(fù)雜節(jié)點等行為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對于現(xiàn)實世界是一個涵蓋各種較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的抽象概念。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在理論上需要研究的內(nèi)容為各種各樣看似毫無關(guān)系可言的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相互之間存在的共性問題及其相應(yīng)解決辦法。當前復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在研究方面存在的較為重要問題即為對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)演化機理等方面依然欠缺可靠系統(tǒng)性理論支持,而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)功能相互之間存在的關(guān)系研究依然存在其片面性,針對有效調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)性能缺乏及時可靠辦法。各工作人員從不同角度出發(fā)對相同問題進行探討研究,使得在對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進行研究過程中出現(xiàn)越來越多矛盾、互不相容、甚至完全對立結(jié)果。
4.面向復(fù)雜任務(wù)進行有效調(diào)度、規(guī)劃和決策理論及方法
諸多領(lǐng)域均或多或少包含復(fù)雜任務(wù)。復(fù)雜任務(wù)在進行有效調(diào)度、規(guī)劃和決策等問題過程中應(yīng)以實踐為基礎(chǔ),且以實際運用為宗旨,此類問題大多具有較強隨機性、動態(tài)性及其不確定因素。就目前而言,解決具備復(fù)雜任務(wù)進行有效調(diào)度、規(guī)劃和決策問題過程中涉及相關(guān)問題具體包括以下幾方面:
面向具備不確定因素、定性和定量信息共享、多決策目標等特性復(fù)雜任務(wù)進行合理規(guī)劃及決策問題多個領(lǐng)域內(nèi)知識獲取與表達方法;面向具備結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化、信息不確定性、目標相互沖突等相關(guān)特性復(fù)雜性任務(wù)決策問題方法與理論;面向具備遞階、分層、多人決策等特性復(fù)雜任務(wù)決策方法及理論;在進行復(fù)雜任務(wù)有效調(diào)度、規(guī)劃和決策過程中,具備任務(wù)連續(xù)性以及任務(wù)時變性等重大問題。當前多數(shù)人憑借經(jīng)驗解決問題,顯然無法適應(yīng)現(xiàn)代化問題,然后動態(tài)算法則是解決此類問題的有效手段。
三、系統(tǒng)科學同系統(tǒng)工程學科發(fā)展戰(zhàn)略建議要點分析
1.重視復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜性科學有效研究
自動化學科發(fā)展特點大致分為數(shù)字化、信息化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化,自動化學科研究系統(tǒng)在其復(fù)雜程度方面也越來越高,急需在理論及研究方法等方面進行相應(yīng)改善,復(fù)雜性科學地位及其作用越來越重要。
2.重視真實且復(fù)雜的系統(tǒng)研究
復(fù)雜性科學在研究方面重點在于以下幾點:(1)首先研究具備復(fù)雜性這一特征真實系統(tǒng);(2)其次對具備復(fù)雜性這一特征機理進行揭示;(3)尋找描述復(fù)雜性系統(tǒng)演變過程中進化方法;(4)最后將理論與實踐進行有機結(jié)合。
3.注重學科之間相互融合與交叉
復(fù)雜性科學在研究對象方面涉及許多領(lǐng)域,這一特點使其成為宏觀意義上具備一定基礎(chǔ)性的復(fù)雜學科,該學科在發(fā)展過程中應(yīng)不斷汲取相關(guān)學科成果,并與相關(guān)學科進行有機融合和交叉,促進自身不斷發(fā)展與進步。
4.明確系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程學科的定位
在系統(tǒng)科學同系統(tǒng)工程學科研究過程中,更多強調(diào)較為常見的理論及方法步驟,符合自動化學科以應(yīng)用基礎(chǔ)學科定位這一理念,而且其研究基礎(chǔ)方法及其理論同自動化學科具有極大共性。
四、結(jié)束語
在科學技術(shù)不斷發(fā)展的今天,信息技術(shù)發(fā)展愈加重要,系統(tǒng)科學同系統(tǒng)工程學科地位日益提升,系統(tǒng)科學同系統(tǒng)工程學科所產(chǎn)生的新理論及實踐運用等問題層出不窮,急需較為有效解決方案,希望更多有識之士投入到系統(tǒng)科學同系統(tǒng)工程學科發(fā)展研究課程中來。
參考文獻
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篇6
關(guān)鍵詞:安全系統(tǒng)工程;煤礦安全管理;應(yīng)用
在我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中,煤礦生產(chǎn)是其重要組成部分,煤炭是我國重要的能源結(jié)構(gòu)種類,在消費結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)過程中都占據(jù)著重要比重,也是社會生產(chǎn)的重要應(yīng)用能源[1]。在煤礦安全管理中通過安全系統(tǒng)工程對其進行分析與研究,消除煤礦安全災(zāi)害問題,控制事故發(fā)生,在煤礦安全管理中安全系統(tǒng)工程發(fā)揮著重要的作用,只有根據(jù)現(xiàn)代煤礦企業(yè)實際發(fā)展情況和系統(tǒng)工程理論,建立現(xiàn)代化管理系統(tǒng),才能為煤礦安全管理提供充實的保障。
1煤礦安全管理中安全系統(tǒng)工程應(yīng)用必要性
在現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的過程中,煤礦產(chǎn)業(yè)作為國民支柱型產(chǎn)業(yè),對國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要的促進作用,在煤礦生產(chǎn)過程中安全管理工作十分重要,為更好的控制煤礦事故發(fā)生,提高煤礦安全管理水平,就要在煤礦安全管理中加強對安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用,從而解決在煤礦生產(chǎn)及安全管理中所遇到的問題。由此可見,安全系統(tǒng)工程在煤礦安全管理中發(fā)揮著重要的影響。安全系統(tǒng)工程即根據(jù)管理學理論知識和煤礦企業(yè)實際情況,通過系統(tǒng)性和科學性的方法來控制和消除煤礦事故的發(fā)生,通過系統(tǒng)工程來對煤礦企業(yè)中各個單元之間的關(guān)系進行協(xié)調(diào)控制,從而減少煤礦安全事故發(fā)生[2]。隨著現(xiàn)階段經(jīng)濟全球化的快速發(fā)展,國際化趨勢加重,社會形態(tài)更加復(fù)雜,而人們在社會進步發(fā)展的同時也面臨著嚴重的自然環(huán)境問題,在社會發(fā)展的新形勢下需要構(gòu)建安全系統(tǒng)工程,在煤礦安全管理中通過安全系統(tǒng)工程來解決所存在的問題。
2安全系統(tǒng)工程作用
2.1辨識危險因素
由于煤礦生產(chǎn)作業(yè)多是在井下完成施工,煤礦開采困難,極易導(dǎo)致煤礦安全事故發(fā)生,為了更好的預(yù)防在煤礦生產(chǎn)中的安全事故發(fā)生問題,在煤礦安全管理中就要加強對安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用。安全系統(tǒng)工程在煤礦安全管理中應(yīng)用,可以對煤礦生產(chǎn)作業(yè)中的危險因素進行辨識,如在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中可能會發(fā)生瓦斯爆炸,對井下作業(yè)人員生命安全帶來了嚴重的威脅,或是在煤礦開采中存在煤塵,而煤塵會帶來各種疾病或引發(fā)爆炸。另外,在煤礦開采中需要根據(jù)地質(zhì)條件來開采,其中爆破法是一種常用的開發(fā)方法,但爆破作業(yè)極易導(dǎo)致人員傷亡。在礦井下生產(chǎn)作業(yè)還存在水災(zāi)、火災(zāi)等安全隱患。總之安全系統(tǒng)工程在煤礦安全管理中的應(yīng)用可以辨識煤礦生產(chǎn)作業(yè)中潛在的危險因素。
2.2煤礦安全管理分析
由于煤礦生產(chǎn)作業(yè)中的潛在危險較多,并可能存在較多事故問題,因此煤礦安全管理工作十分重要,在煤礦安全管理中通過安全系統(tǒng)工程進行細致分析,通過安全評價來得到準確數(shù)據(jù),根據(jù)其存在的具體問題提出相應(yīng)的解決措施,從而最大化的降低煤礦安全事故發(fā)生程度及發(fā)生范圍。另外,在煤礦安全管理中利用安全系統(tǒng)工程還要應(yīng)用安全措施,通過評價結(jié)果來對煤礦企業(yè)中的安全目標進行相應(yīng)的調(diào)整,并在一些煤礦安全事故多發(fā)地帶及管件位置加大管控措施和管控力度,降低煤礦安全事故發(fā)生可能性,并充分發(fā)揮安全系統(tǒng)工程的作用和價值。具體來看,煤礦安全管理需要從兩個方面控制,即煤礦安全事故的預(yù)防,以及減少煤礦安全事故所造成的損失,最大程度的減少煤礦安全事故所帶來的影響,提高煤礦安全管理效率。
3煤礦安全管理中安全系統(tǒng)工程的具體應(yīng)用
3.1安全檢查表,構(gòu)建事故樹
在煤礦安全管理中安全系統(tǒng)工程的應(yīng)用,主要是應(yīng)用安全檢查表分析方法來識別在煤礦安全生產(chǎn)中所存在的危險項目,并對存在情況進行統(tǒng)一規(guī)范,在安全系統(tǒng)工程中十分重要。通過安全檢查表不僅可以對煤礦生產(chǎn)過程中的潛在危險進行深入檢查,同時也作為安全制度制定與實施中的重要工具,是一種基礎(chǔ)性分析方法,在安全系統(tǒng)工程中起著關(guān)鍵性的作用,也有助于提高煤礦管理安全性能。由于安全系統(tǒng)工程中管理方法較多,其中安全檢查表和事故分析是常用的管理方法,在事故樹構(gòu)建中主要是針對煤礦生產(chǎn)中所存在的安全隱患來構(gòu)建事故樹,并在事故樹基礎(chǔ)上來進行安全管理與控制分析,從而促進煤礦企業(yè)的安全管理技術(shù)更加完善,在安全管理中同時還要注重技術(shù)工作,確保可以對煤礦生產(chǎn)進行綜合管理,切實落實煤礦安全管理的各項問題。
3.2體制管理
在煤礦企業(yè)發(fā)展過程中應(yīng)注重對安全管理方法的創(chuàng)新,要讓企業(yè)生產(chǎn)及管理人員充分調(diào)動自身工作積極性,促進煤礦安全管理工作落實。同時煤礦企業(yè)還要加強對生產(chǎn)環(huán)境的管理,確保在煤礦生產(chǎn)過程中其環(huán)境質(zhì)量與標準要求相符合,在生產(chǎn)中保持環(huán)境干凈、衛(wèi)生,實現(xiàn)煤礦企業(yè)良好發(fā)展,并形成健全的安全文化建設(shè)規(guī)范,充分調(diào)動和提高員工的環(huán)境保護意識。另外,還要加強對煤礦企業(yè)中的工作人員管理,在煤礦實際生產(chǎn)作業(yè)中,應(yīng)對企業(yè)員工進行專業(yè)和系統(tǒng)性的培訓,讓員工在生產(chǎn)過程中形成安全生產(chǎn)意識,對安全問題產(chǎn)生充分的認識,避免因人為因素導(dǎo)致在煤礦生產(chǎn)過程中存在安全隱患。煤礦安全管理工作還包括有對生產(chǎn)設(shè)備的安全管理,在煤礦生產(chǎn)過程中確保各項機械設(shè)備運行負荷自動化要求,保障運行狀態(tài)穩(wěn)定、安全、可靠,為更好的確保生產(chǎn)安全還要定期安排維修人員對機械設(shè)備的工作狀態(tài)進行定期檢查,延長設(shè)備的使用壽命,提高設(shè)備使用效率,也為煤礦企業(yè)員工的生命安全提供充足的保障。
4結(jié)語
綜上所述,煤礦生產(chǎn)作業(yè)是一項極具危險性作業(yè),對煤礦企業(yè)和行業(yè)發(fā)展來說發(fā)揮著重要的影響。目前在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中還存在較多的問題,安全事故頻發(fā),需要加大對煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全管理,控制安全事故發(fā)生頻率及發(fā)生程度,減少對作業(yè)人員生命安全的威脅,也控制對企業(yè)財產(chǎn)安全的影響。因此在煤礦安全管理中充分發(fā)揮安全系統(tǒng)工程的作用,加大對煤礦生產(chǎn)作業(yè)安全,確保煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益,促進煤礦行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)思想 系統(tǒng)工程 城市交通
用系統(tǒng)思想來解決交通運輸問題,即將研究對象作為系統(tǒng)來考慮,找出相關(guān)要素及外部環(huán)境,設(shè)定系統(tǒng)的總體目標,進行系統(tǒng)分析后,改變系統(tǒng)的輸入變量,以求獲得系統(tǒng)的最優(yōu)輸出。系統(tǒng)思想的核心是建立系統(tǒng)的整體最優(yōu)及平衡的協(xié)調(diào)。城市交通是一個由其內(nèi)部要素集合而成,復(fù)雜開放、隨機可控的大系統(tǒng)。從系統(tǒng)工程的角度看,城市交通系統(tǒng)的本質(zhì)特征包括:相關(guān)性、動態(tài)平衡性、結(jié)構(gòu)性。
一、系統(tǒng)思想在城市交通規(guī)劃中的應(yīng)用
新形勢下,要緩解城市交通問題,適應(yīng)城市社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,交通規(guī)劃需更加注重系統(tǒng)思想的應(yīng)用。
(1)交通規(guī)劃目的更加多元化。系統(tǒng)工程理論指出,系統(tǒng)的目標對系統(tǒng)的發(fā)展起著決定性的作用。要實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展,交通規(guī)劃的目的必須多元化。因此,一是要降低城市環(huán)境污染;二是要提高單位土地利用效率;三是要促進城市體系、區(qū)域布局的健康發(fā)展;四是要支撐城市經(jīng)濟發(fā)展,促進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟布局的調(diào)整。
(2)交通規(guī)劃的決策過程更加注重各種分析方法的綜合利用。在交通規(guī)劃中,需要更加注重將專家理論、數(shù)據(jù)和各種信息與計算機仿真技術(shù)有機地結(jié)合起來,將科學理論與實踐經(jīng)驗有效地結(jié)合起來,充分發(fā)揮綜合系統(tǒng)的整體優(yōu)勢。
(3)交通規(guī)劃更加注重先進規(guī)劃方法的應(yīng)用。規(guī)劃目的的多元化,極大地增加了規(guī)劃的研究內(nèi)容交通規(guī)劃需更加注重交通系統(tǒng)與社會其他系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合,更加注重解決戰(zhàn)略規(guī)劃層面的問題為分析復(fù)雜系統(tǒng)之間的關(guān)系,作為理論基礎(chǔ),宏工程等先進系統(tǒng)工程理論需逐步引入到交通規(guī)劃中。
(4)交通規(guī)劃更加注重交通網(wǎng)絡(luò)的可靠性研究。在重大自然災(zāi)害,交通系統(tǒng)對于城市的援救與恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用。在災(zāi)害發(fā)生時,道路交通系統(tǒng)功能對于城市系統(tǒng)總體功能的恢復(fù)具有重大影響,因而需要提供具有一定可靠性、能夠在災(zāi)害中發(fā)揮作用的交通網(wǎng)絡(luò)。
二、系統(tǒng)思想在城市交通管理中的應(yīng)用
近年來,城市交通的管理更加趨向于管理手段的智能化和管理方式的人性化。并且交通量是進行城市規(guī)劃和管理的基礎(chǔ),所以對城市交通量的預(yù)測對于城市交通管理來說尤為重要。在城市交通管理方面,系統(tǒng)思想的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)出行生成預(yù)測。出行產(chǎn)生包括出行發(fā)生與出行吸引。居民出行產(chǎn)生預(yù)測的方法很多,常用的方法有交叉分類法、回歸分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次數(shù)法等。通過全面考慮出行生成的各個影響因素,利用交叉分類法、回歸分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次數(shù)法等,來有效管理交通運輸。
(2)交通分配預(yù)測。在掌握各分區(qū)出行產(chǎn)生、出行吸引,以及出行分布情況后,即知道了各分區(qū)之間有多少出行交換量后,就可著手進行交通分配。交通分配就是把各分區(qū)之間的空間O-D量分配到具體的交通網(wǎng)絡(luò)上。通過交通分配所獲得的路段、交叉通量資料是檢驗道路規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)是否合理的主要依據(jù)之一。
(3)停車需求預(yù)測。世界上許多大城市均對停車需求預(yù)測進行過深入研究,由于具體情況不同,其計算方法差異較大。常用的預(yù)測模型有:停車生成率模型、用地與交通影響分析模型、相關(guān)分析模型、機動車OD預(yù)測模型、交通量-停車需求模型、靜態(tài)交通發(fā)生率模型。在上述模型中,大都全面考慮各自本國或地區(qū)的實際狀況,綜合各自的需求預(yù)測分析后的結(jié)果,系統(tǒng)的制定對策,將管理推進。
三、系統(tǒng)思想在城市交通控制中的應(yīng)用
隨著城市化進程的逐步加快,城市交通控制問題已經(jīng)成為中國各大城市共同面對的難題。越來越多的現(xiàn)象表明,城市交通控制問題往往突出表現(xiàn)在城市道路交叉口處擁擠。因此,道路資源充分利用與否的關(guān)鍵是交叉口資源的控制利用。目前城市交通控制系統(tǒng)基本上是引用SCOOT、SCAT等國外開發(fā)的系統(tǒng),這些系統(tǒng)皆是建立在機動車為主的道路交通條件基礎(chǔ)之上的被動型控制系統(tǒng)。實踐證明:這些系統(tǒng)不僅不適應(yīng)混合道路交通情況,在連續(xù)流與間斷流的協(xié)調(diào)控制、公共汽車交通優(yōu)先控制方面也存在問題,更難以適應(yīng)于城市發(fā)展智能交通系統(tǒng)(ITS)的需要。針對以往交通控制系統(tǒng)的問題和未來發(fā)展的需要,有著實時自適應(yīng)控制與管理系統(tǒng)的方法。
四、系統(tǒng)思想在城市交通中的評價
現(xiàn)有的評價系統(tǒng)是就其特點、合理性及總體的綜合評價,采用多目標原則,對影響城市交通系統(tǒng)的各個方面進行定性和定量分析,在確定評價準則和方法的基礎(chǔ)上,然后綜合研究整個城市交通的整體水平。首先可以通過評價認清交通現(xiàn)狀與社會服務(wù)的差距,并通過交通運輸管理來調(diào)整差距。其次,通過評價找出影響城市交通的主要問題,研究如何解決問題的主要手段,并指明解決方向,最后通過評價為各個部門提供數(shù)據(jù)支持,方便全面的解決問題。
五、總結(jié)
交通運輸業(yè)是國家的重要產(chǎn)業(yè)部門,是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)。近年來,我國的交通運輸事業(yè)有了較大的發(fā)展,已經(jīng)形成了由鐵路、公路、水運、航空、管道等多種運輸方式組成的現(xiàn)代綜合交通運輸體系。交通系統(tǒng)工程理論是指導(dǎo)交通發(fā)展沿著綜合性、系統(tǒng)性和整體性的軌跡建設(shè)的重要依據(jù),也是一體化交通系統(tǒng)的理論基礎(chǔ).中國系統(tǒng)工程學會交通專業(yè)委員會,自成立以來就一直努力探索系統(tǒng)工程的思想和理論在交通運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用,尤其是應(yīng)用到綜合交通體系的建設(shè)之中。
參考文獻:
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1、航空工業(yè)的新特點和新思考
一方面,人員、技術(shù)儲備相對薄弱,面對一些復(fù)雜項目,我們就顯得力不從心、毫無頭緒;另一方面,航空裝備組件間、系統(tǒng)間的相互作用與影響也呈現(xiàn)出前所未有的復(fù)雜關(guān)系;同時,傳統(tǒng)系統(tǒng)工程很難能看到元素間的相互作用與關(guān)系,無法體現(xiàn)具體的流程走向,一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,尋找根本原因就變得錯綜復(fù)雜;面對如此形勢,我們用傳統(tǒng)系統(tǒng)工程就顯得捉襟見肘。而基于模型系統(tǒng)工程,會通過自上而下有效的貫徹需求管理,能打通專業(yè)、領(lǐng)域之間的隔閡,讓各部門、各專業(yè)真正的成為一個整體。研究發(fā)現(xiàn),有效的使用系統(tǒng)工程可實現(xiàn)管理流程的交互集成、實現(xiàn)對系統(tǒng)復(fù)雜性的有效解決。
2、基于模型系統(tǒng)工程的方法
系統(tǒng)工程是一個跨學科的方法和手段,它采用整體至上的思維方式,專注于定義客戶需要和功能需求。可以說系統(tǒng)工程是一個視角、一個流程、更是一個方法論?;谀P偷南到y(tǒng)工程是一種系統(tǒng)工程方法,是對建模的形式化應(yīng)用,以滿足系統(tǒng)需求定義、架構(gòu)分析、設(shè)計、驗證和確認。目前大數(shù)據(jù)、跨學科高度交叉是我們面臨的問題,基于模型系統(tǒng)工程正是解決這些問題的方法論。它通過可執(zhí)行的用例模型、架構(gòu)分析模型、用例活動圖等完成需求分析、系統(tǒng)功能分析和集成設(shè)計,完成了從設(shè)計到仿真、制造到驗證的實踐過程。
3、基于模型系統(tǒng)工程的應(yīng)用
3.1系統(tǒng)生命周期中的應(yīng)用
在系統(tǒng)生命周期中主要有概念開發(fā)階段、工程開發(fā)階段、生產(chǎn)和部署階段和運行及保障階段?;谀P拖到y(tǒng)工程在各階段的主要應(yīng)用如下圖1所示。概念開發(fā)階段,主要活動有從分析利益攸關(guān)者的需要進行需求分析、制定系統(tǒng)工程管理計劃框架和運行概念。這個階段尤為重要,許多項目不夠重視,導(dǎo)致項目成本增加、進度延期或項目失敗。工程開發(fā)階段,主要活動有分析系統(tǒng)/子系統(tǒng)需求,進行詳細設(shè)計??刹捎肨OP-DOWN(自上而下)的方式進行架構(gòu)設(shè)計。生產(chǎn)及部署階段,主要活動有軟硬件實踐,單元測試,子系統(tǒng)集成驗證和系統(tǒng)驗證。通過BOTTOMUP(自下而上)的方式,分別進行對應(yīng)計劃的驗證,以解決生產(chǎn)問題、降低成本、提高產(chǎn)品/系統(tǒng)時效性。運行和保障階段,可以有計劃的引入產(chǎn)品更改,以提高系統(tǒng)適應(yīng)力。尤其在解決保障性問題、降低運營成本、延長系統(tǒng)壽命方面可以進行V型模型多層次迭代應(yīng)用,實現(xiàn)產(chǎn)品的持續(xù)更改,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代和升級。總之,通過基于模型系統(tǒng)工程的應(yīng)用,可以降低項目風險、加強供應(yīng)鏈溝通和提高勞動生產(chǎn)率等目的。
3.2基于模型的知識庫建立
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關(guān)鍵詞:工程教育;工程實踐能力;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程;回歸實踐
文章編號:1672-5913(2013)14-0118-04 中圖分類號:G642
教育部發(fā)起的“卓越工程師培養(yǎng)計劃”,要求高等教育以社會需求為導(dǎo)向,以實際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,著力提高學生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力。目前,許多工科院校都開設(shè)了工程類課程,讓學生在理論知識學習的基礎(chǔ)上,提升將理論應(yīng)用于工程實踐的能力,激發(fā)其研究探索知識的興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新思維模式,實現(xiàn)多樣化人才培養(yǎng)目標。
電子科技大學通信與信息工程學院在2002年首次為本科生開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程。在多年的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程教學過程中,電子科技大學通信與信息工程學院一直進行著以工程型人才培養(yǎng)為目標的教學探索與改革實踐。
1 理論為主的教學方法在工程類課程教學中的不足
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程具有很強的工程特性,其教學目標是讓學生理解計算機網(wǎng)絡(luò)工程的概念,掌握計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要工程技術(shù)與實施環(huán)節(jié)。這門課程要求學生對TCP/IP協(xié)議、局域網(wǎng)、接入網(wǎng)等知識進行深入分析與綜合,進而掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)設(shè)計、建設(shè)實施、運行管理等工程環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)知識,并能利用這些知識、結(jié)合實際的網(wǎng)絡(luò)工程需求,學習實現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、實施、運維等計算機網(wǎng)絡(luò)工程的全過程,達到具備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程建設(shè)的初步能力。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程在開設(shè)初期主要以建設(shè)課程理論知識體系為目標,采用“課堂理論講授為主、課程實驗為輔”的傳統(tǒng)教學方法。在教學過程中,發(fā)現(xiàn)“理論+實驗”的傳統(tǒng)教學方法無法有效實現(xiàn)本課程的工程能力培養(yǎng)目標,具體原因如下:
1)理論與實踐環(huán)節(jié)的關(guān)系設(shè)置不合理。
在傳統(tǒng)的“理論+實驗”教學過程中,理論教學是主環(huán)節(jié),實驗教學是輔助環(huán)節(jié),教師采取“灌輸式”教學方法,使得這類具有過程特性的工程類課程內(nèi)容顯得較為枯燥。這種主動教授的方式,忽視了對學生自主學習與知識探索能力的培養(yǎng),也難于培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。
2)課程實驗不是真正的工程實踐。
工程類的課程實踐教學環(huán)節(jié)多是通過課程實驗來實現(xiàn),實驗內(nèi)容多采用對某個或某幾個理論知識點的驗證或綜合,或是完成某一個特定的工程環(huán)節(jié),不能體現(xiàn)實際工程實施的全過程,與真實的工程有很大差距。
3)傳統(tǒng)教學模式的“單一化”培養(yǎng)特點。
高校教育需要在教學中啟發(fā)學生對知識的興趣,允許差異化發(fā)展,從而培養(yǎng)出多樣性的人才。傳統(tǒng)教學中教師怎么教,學生就怎么做,容易讓學生形成“等、靠、要”的依賴思想。傳統(tǒng)教學中的實驗通常也采用一種“演示一模仿操作”的方式,實驗過程中遇到的問題也是由教師進行現(xiàn)場解答,難以激發(fā)學生獨立思考問題、探索解決問題的能力。
針對上述問題,電子科技大學通信與信息工程學院從2007年開始在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程教學中引入了“工程實訓”的課程設(shè)計環(huán)節(jié),通過不斷探索與實踐,逐步形成了一種基于“回歸實踐”法的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程教學方法。
2 “回歸實踐”教學法
“回歸實踐”教學法來源于MIT工學院院長喬爾?莫西斯提出的“工程教育必須回到工程實踐的根本上來”。在1994-1995年期間,美國工程教育協(xié)會(AS-EE)、美國國家科學基金會(NSF)、美國國家研究委員會(NRC)針對工程教育相繼發(fā)表了3個報告,其核心思想就是提出工程教育應(yīng)為工程實踐服務(wù),要求工程教育“回歸實踐”。
把教學回歸到工程實踐,并不是簡單的場景回歸或技能培訓。“授人以魚,不如授之以漁”,教學就是要授之以漁。教學要求在短時間內(nèi)高效率、多目標地提升學生的能力,使學生不但掌握知識還要學習獲得知識的能力。
“回歸實踐”教學法不是簡單地增加課程實驗、加大課程實驗比例,而是營造真實工程場景的教學內(nèi)容回歸,讓學生主動參與教學過程的教學方式回歸,展現(xiàn)學生個性魅力的教學模式回歸,科學、全面評估學生綜合能力的考核方式回歸。通過這4個回歸,寓教于樂,使學生在學習中找到樂趣,從樂趣中再激發(fā)學習的動力,達到回歸教學的本質(zhì)。
3 “回歸實踐”教學法在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程中的應(yīng)用
2007年,我們在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程中增加了包含課程實驗學時在內(nèi)的工程實訓課程設(shè)計環(huán)節(jié)。實訓內(nèi)容是以項目小組的形式完成一個小型組網(wǎng)工程的設(shè)計與實施,并使用軟件進行組網(wǎng)模擬實現(xiàn)與測試,讓學生通過實訓熟悉網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的全過程,掌握網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)過程中使用的相關(guān)技術(shù)和方法,能將所學知識應(yīng)用到實踐中,同時培養(yǎng)學生的表達、溝通和協(xié)作能力。
在實訓過程中,采用“回歸實踐”教學方法,對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程的教學內(nèi)容、教學方式、教學模式和考核方式進行了工程性回歸的教學改革與實踐。
3.1 教學內(nèi)容的回歸――實際案例出發(fā),以招標文件形式展示
教師收集大量網(wǎng)絡(luò)工程的實際案例,根據(jù)學生人數(shù)從中選取幾個能較好覆蓋本專業(yè)課程知識點、且具有一定規(guī)模的典型項目供學生選擇,學生根據(jù)其興趣自主或抽簽選擇相應(yīng)的項目。
教師以招標書的形式向?qū)W生展現(xiàn)項目內(nèi)容,其中包含招標商務(wù)文件、資質(zhì)要求、技術(shù)招標文件和相關(guān)圖紙,與現(xiàn)實工程項目相同,學生不僅要考慮項目中的技術(shù)問題,還要考慮項目管理、項目實施經(jīng)費等問題,讓實訓內(nèi)容更貼近真實的工程環(huán)境。學生通過招標文件來分析項目需求,分析要實現(xiàn)的目標。
整個實訓周期貫穿于課程教學過程中,隨著課程理論知識的講授,工程實訓也會進行到不同階段,學生通過依據(jù)實際工程建設(shè)周期劃分的階段性學習與實踐,完成整個網(wǎng)絡(luò)工程項目的系統(tǒng)性與過程性學習及實踐。從實際案例出發(fā),以實際工程中的招標文件形式為學生營造真實工程場景的教學內(nèi)容回歸,能有效激發(fā)其工程實踐熱情和探知欲望。
3.2 教學方式的回歸――以教師為主體和以學生為主體的講授方式穿行
改革后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程實踐學時比例提高到30%,實踐內(nèi)容不再是以驗證型或綜合型為主的單一課程實驗操作,而是以針對工程實訓的課程設(shè)計形式體現(xiàn)。課程的理論知識教學環(huán)節(jié)以教師為主體,向?qū)W生講解新的網(wǎng)絡(luò)知識和工程知識;實訓環(huán)節(jié)則以學生為主體,獨自闡述其設(shè)計觀點和思路,講解其在項目的每個階段中的設(shè)計與實施方案。這兩種形式穿行于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程的整個課程教學過程中。
實訓與實驗的主要區(qū)別在于,實驗一般都在實驗室完成,學生大多照搬執(zhí)行指導(dǎo)書上的詳細實驗步驟,缺少自我探索的過程,難于體會實踐過程的樂趣。而實訓沒有詳細的指導(dǎo)書可照搬執(zhí)行,學生還需要花大量業(yè)余時間,翻閱大量資料,查詢相關(guān)信息,按照實訓要求(招標書)分階段完成項目的工程實施內(nèi)容。在整個教學過程中,給學生留下了獨立思考和探索的空間,鍛煉其分析問題、解決問題的能力。
以教師為主體和以學生為主體的穿插講授方式,實現(xiàn)了一種回歸實際工程階段特性的教學方式,同時也提出了更高的要求。沒有實驗演示,沒有標準答案,沒有實驗手冊指導(dǎo),這就要求學生具有較強的綜合能力及分析問題、解決問題的能力;教師面對學生的不同展現(xiàn),善于發(fā)現(xiàn)學生的知識盲點和閃光點,能因地制宜地進行引導(dǎo),協(xié)助他們完成項目實施。
3.3 教學模式的回歸――分小組進行,組內(nèi)團隊合作,組間競爭
在實際工程項目中,工程師往往結(jié)成團隊配合完成任務(wù)。在實訓項目的教學中同樣采用了小組模式,實訓中的每個工程項目案例由2~3組參與,每組可以根據(jù)其成員的興趣和特長,進行項目分工。每組的項目負責人主要負責整個項目的組織管理,保證項目的正常進行。其他成員根據(jù)其分工完成相應(yīng)的工作任務(wù)和工作報告,如,需求文檔、設(shè)計文檔、施工圖紙、經(jīng)費預(yù)算等。多組參與同一個項目是為了將競爭意識引入到實訓過程中,形成一種與現(xiàn)實社會中多個公司參與投標、競標相類似的競爭環(huán)境。工程項目的設(shè)計與實施沒有唯一答案,它要求學生不能死記硬背理論知識,而是要將學到的理論知識與實際結(jié)合起來,尋找解決辦法。教師通過方案的比較,觀察學生在考慮問題時的不同角度,不同方案所具有的優(yōu)、缺點。通過小組問的答辯,讓學生看到自己的不足,并學習到新的方法,進而不斷調(diào)整、改進方案。
基于項目小組的組內(nèi)分工協(xié)作和組間競爭,讓每個學生都能在項目組中發(fā)揮特長,實現(xiàn)了展示學生個性魅力的教學模式回歸,加強了學生的主動參與和團隊合作意識,為學生的多樣化發(fā)展提供了實踐平臺。
3.4 考核方式的回歸――以報告和答辯的形式展現(xiàn)項目成果
傳統(tǒng)教學的考核以學生參加考試或提交論文及報告等形式為主,而在工程項目中,則不會出現(xiàn)由項目驗收專家為工程師出題考試的驗收方式。因此采用方案答辯和成果展示等形式,結(jié)合角色扮演的教學方法來實現(xiàn)考試方式的回歸。每組在不同階段都以提交報告和述標的方式闡述其設(shè)計方案,同時還要作為評審專家對其他項目組方案進行提問和考核,并給出意見和建議。當學生作為專家評審方案時,就會發(fā)現(xiàn)一些問題,引起述標方和專家的辯論,教師需要誘導(dǎo)學生思考問題,通過輔地提問鼓勵學生們自己討論,及時發(fā)現(xiàn)方案的不足并優(yōu)化完善。這樣對于參與設(shè)計的學生和參與評論的學生都是一個學習的過程,在加大信息容量的同時,也加強了學生的自信心。
學生的實訓成績由整個小組的合作實施、臺上闡述、方案優(yōu)化改進和評審這4部分組成。教師通過觀察學生在不同角色下的表現(xiàn)綜合評定學生的實訓成績,同時劃分出一定比例的分值,由各項目組的項目負責人進行內(nèi)部討論評定。
以報告和答辯的形式展現(xiàn)項目成果,由教師和項目組進行分項、綜合的評定學生實訓成績,實現(xiàn)了科學、全面評估學生綜合能力的考核方式回歸,易于考察學生的綜合素質(zhì)。
4 實施效果與總結(jié)
“回歸實踐”教學法在第一次開設(shè)就收到了良好的反響。學生們在實訓報告中詳細總結(jié)了項目實施中遇見的問題,提出可行性解決方案,歸納自己的體會與收獲。實訓教學使學生熟悉了計算機網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的全過程,掌握網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)過程中使用的相關(guān)技術(shù)和方法,掌握網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)過程中文檔的編寫方法,將所學知識應(yīng)用到實踐中,培養(yǎng)其表達、溝通和協(xié)作能力,對學生步入工作崗位大有益處。
學生們在整個實訓工程中的參與意識非常強烈,通過實施項目負責制,由學生調(diào)動學生的積極性。而且教師也能通過這樣的實訓看到學生間存在的差異,為以后多樣性培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
“回歸實踐”教學法把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程從實踐中提煉并產(chǎn)生的理論知識,在教學過程中放回到工程實踐,讓學生體會學習的快樂,尋找學習的真諦。通過這樣的方法極大程度地鍛煉了學生應(yīng)用理論知識去研究、分析并解決各種大型系統(tǒng)工程問題的能力,增強了學生對知識的融會貫通能力,加大了自主學習空間,提高學生積極思考和探知的能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。
5 結(jié)語
在基于“回歸實踐”的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程教學改革與實踐過程中,實訓環(huán)節(jié)中的組網(wǎng)工程實施因時間有限采用的是模擬軟件實現(xiàn),在一定程度上影響了“回歸實踐”法的實現(xiàn)力度及其實施效果。因此,在今后的工作中將進一步探索網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程與網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)實踐課程即綜合課程設(shè)計的結(jié)合,嘗試在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的綜合課程設(shè)計課程中進行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程的工程實訓環(huán)節(jié),將實驗室的真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備引入實訓環(huán)節(jié),讓學生有更多的實踐時間、更多接觸并使用真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的機會,從而增強學生對網(wǎng)絡(luò)工程實施的感性認識,深入實踐并完善網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程課程的理論知識與工程培養(yǎng)體系。
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關(guān)鍵詞:安全系統(tǒng)工程;課程教學;安全工程
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)21-0064-02
“安全系統(tǒng)工程”課程作為安全工程專業(yè)的核心課程,對安全工程專業(yè)人才職業(yè)關(guān)鍵能力的培養(yǎng)起著支撐作用,也為該專業(yè)畢業(yè)生的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。長期以來,社會生產(chǎn)意外事故頻頻發(fā)生,人們面臨著各種各樣的風險。在此形勢下,安全工程類專業(yè)的高等教育得到了飛速發(fā)展。湖南農(nóng)業(yè)大學開設(shè)了安全工程本科專業(yè),并于2010年開始招生。
北京科技大學謝振華對“安全系統(tǒng)工程”教學中應(yīng)用事故案例法的效果進行了闡述,指出事故案例法在這門課程中起到了很大的促進作用;[2]鄧齊根、牛國慶通過“l(fā)earning ByDoing及PBt”教學方式并結(jié)合案例應(yīng)用探討了“安全系統(tǒng)工程”課程的教與學。[3]由此可見,“安全系統(tǒng)工程”是一門非常重要的課程,但是該課程的涉獵面非常廣泛,知識非常抽象,學生需要熟悉多方面知識,才能真正把所學理論運用到實際生產(chǎn)中。本文結(jié)合安全系統(tǒng)工程教學實踐,對該課程的建設(shè)進行了探索。
一、合理構(gòu)建教學課程內(nèi)容體系
1.教材的選用
教材的質(zhì)量在很大程度上影響著教學效果。因此,任課教師必須慎重考慮。只有在合適教材的基礎(chǔ)上,才能更好地發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。
選擇教材主要考慮兩個方面:一是人才培養(yǎng)目標。如湖南農(nóng)業(yè)大學安全工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是立足湖南,面向農(nóng)業(yè)行業(yè),培養(yǎng)掌握安全科學、安全工程及技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能的,能在科研院所、化工、建筑、交通運輸、大型工業(yè)企業(yè)等相關(guān)部門從事安全管理和監(jiān)察、安全評價、安全教育與培訓、安全設(shè)計與生產(chǎn)等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。二是學生的能力與知識水平。教材的難易程度并不是任課教師單方面決定的,必須充分考慮學生本身的文化水平和對知識的接受能力。此外,由于“安全評價技術(shù)”課程內(nèi)容中涉及到安全評價的有關(guān)內(nèi)容,所以要有選擇性的選取教材。
綜合考慮,筆者選用由煤炭工業(yè)出版社出版,張景林、崔國章主編的《安全系統(tǒng)工程》作為學習教材,而系統(tǒng)分析方法是“安全系統(tǒng)工程”課程的重點講授內(nèi)容。
2.課堂教學內(nèi)容的組織
在“安全系統(tǒng)工程”課程教學中,事故是安全系統(tǒng)工程要研究的主要對象。危險性(系統(tǒng))分析、事故(系統(tǒng))結(jié)果評價、事故(系統(tǒng))危險控制技術(shù)是安全系統(tǒng)工程的三大核心內(nèi)容。
煤炭工業(yè)出版社出版的《安全系統(tǒng)工程》教材涉及的內(nèi)容比較全面。在教學時應(yīng)該根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)計劃及學生的特點有所側(cè)重。利用該教材在教學中一定要牢牢抓住“分析、辨識―評價―控制”這條主線,在學時分配上第一部分控制在20學時,第二部分安全評價分配8個學時,由于第三部分在安全管理學中有所涉及,所以4個學時即可。
根據(jù)課程性質(zhì)和教學目標,可確定重點教學內(nèi)容為系統(tǒng)安全分析以及系統(tǒng)安全評價,具體內(nèi)容包括:安全檢查表法、預(yù)先危險性分析法、故障類型和影響分析、危險性和可操作性研究、事件樹分析、事故樹分析、概率評價法、指數(shù)評價法等分析方法和評價方法。二、課堂教學方法
1.結(jié)合多學科教學
隨著專業(yè)方向越來越寬,專業(yè)知識的覆蓋面不斷擴大,學生畢業(yè)后在安全工業(yè)領(lǐng)域中所從事技術(shù)工作的專業(yè)范圍也比較廣泛,不僅涉及到安全工程、機械工程、結(jié)構(gòu)工程、化學工程、裝備控制等專業(yè),還包括設(shè)計、管理、計劃等領(lǐng)域,如過程裝備的設(shè)計和制造、工藝過程分析、動力系統(tǒng)的安全運行、故障診斷等,因此安全工程專業(yè)的教學過程具有多種學科交叉的特點。[3]這就要求教學過程實施多學科交叉集成,使學生具有交叉學科的知識結(jié)構(gòu),學生畢業(yè)后在工作崗位上能運用多學科的基本知識,從安全工程的角度提出問題,綜合分析和解決問題。
2.結(jié)合實際案例教學
提高教學效果的關(guān)鍵是讓學生對課程有興趣,讓學生感覺這門課程對安全生產(chǎn)具有重要作用,能解決生產(chǎn)中的安全問題,在未來的工作中能用得上?!鞍踩到y(tǒng)工程”中關(guān)于系統(tǒng)安全分析方法及安全評價方法的介紹包括概念、原理、步驟等,內(nèi)容比較單調(diào),學生有時不愿意認真聽,也不容易抓住關(guān)鍵點。以前在教學中都是先講完方法再講應(yīng)用實例,如果在內(nèi)容講解前先介紹與該方法相關(guān)的事故案例,能活躍課堂氣氛,提升學生精神。介紹完方法后再結(jié)合事故案例進行分析,能讓學生更深刻地理解和掌握相關(guān)方法。
采用案例可以提高學生的學習興趣、能引出講解內(nèi)容、引導(dǎo)學生思考、加強學生的應(yīng)用能力與交流互動。例如,在講授安全檢查表法、故障類型與影響分析時應(yīng)主要采用案例教學方法;在講授事故樹分析部分內(nèi)容時可采用講授式教學、案例教學和啟發(fā)討論教學等多種方法相結(jié)合的教學方法。
三、實踐教學
1.專業(yè)課程實驗教學內(nèi)容
很多學校都認為“安全系統(tǒng)工程”是一門理論性很強的課程,沒必要做實驗,所以大部分學校的安全工程專業(yè)培養(yǎng)計劃上都沒有安全系統(tǒng)工程的實驗課。但實際上安全系統(tǒng)工程的學習內(nèi)容較為抽象,所以湖南農(nóng)業(yè)大學為加強學生動手能力,促進理論與實踐結(jié)合,設(shè)置了12學時的實驗課,并且為該專業(yè)購進了Windchill Quality Solutions軟件,利用此軟件可以完成FMEA分析、ETA分析、FTA分析。
目前國內(nèi)有少部分科研院所自主研發(fā)這樣的軟件,但是算法不夠先進,結(jié)果不是很精確。Windchill Quality Solutions軟件是美國relex公司研制的,用于安全工程專業(yè)教學和科研,任課教師反應(yīng)該軟件技術(shù)先進,性能穩(wěn)定,是完成實驗及科學研究的極佳軟件。
2.課程設(shè)計
(1)安全系統(tǒng)分析軟件設(shè)計。安全系統(tǒng)工程課程結(jié)束后,利用多學科交叉教學以及實驗課程的上機操作聯(lián)系,結(jié)合“安全信息數(shù)據(jù)庫”課程,讓學生利用計算機技術(shù)完成系統(tǒng)工程中的安全檢查表、故障類型和影響分析、危險性與可操作性研究、事件樹、事故樹等軟件的編寫設(shè)計。該課程包含系統(tǒng)安全分析和系統(tǒng)安全控制,其中涉及到大量較為復(fù)雜的運算,如事故樹的定性定量分析、系統(tǒng)可靠性分析、安全決策以及事故預(yù)測等方面。同學們都接觸過WQS軟件,加上都選修了安全信息數(shù)據(jù)庫,可嘗試引導(dǎo)其對軟件進行改進或自主編程,這樣既能加深對安全檢查表、故障類型和危險性分析、危險性和可操作性研究、事故樹、火災(zāi)爆炸指數(shù)等分析方法的理解,又能提高效率,扎實專業(yè)技術(shù),同時能提高學生獨立思考及動手的能力。
(2)安全評價的設(shè)計與撰寫。利用長沙市周邊的有利條件讓學生對加油站、煤礦等進行真實的安全評價,在評價過程中全面、真實、綜合的“安全系統(tǒng)工程”課程的思想、方法,使學生得到實戰(zhàn)體會。[4]課程設(shè)計采用每5人一題,題目不重復(fù),且是與安全相關(guān)的真題。比如設(shè)計題目《××煤礦通風系統(tǒng)安全現(xiàn)狀評價》《××加油站經(jīng)營危險化學品安全評價》《學生宿舍安全現(xiàn)狀評價》等等。為嚴把課程設(shè)計質(zhì)量關(guān),避免課程設(shè)計流于形式,也避免學生互相抄襲,在學生課程設(shè)計提交后,還留有一定的時間讓學生進行課程設(shè)計答辯,要求每名學生做一個5分鐘左右的PPT,并講解給大家聽。課程設(shè)計考核小組由3~5位教師組成,學生在講解過程中,教師可以隨時提出各種問題。
四、結(jié)論
對于安全工程專業(yè)學生而言,不論以后從事安全管理或者任何其他崗位的工作,都需要學生掌握安全系統(tǒng)工程基礎(chǔ)知識。要想把課程精華傳授給學生,使學生不但掌握方法還要將其靈活運用到實踐中,對其的教學工作應(yīng)結(jié)合培養(yǎng)計劃、教學目標等選擇合適的教材和教學內(nèi)容,進而采取多種教學手段相結(jié)合的方式,加強實踐教學,以提高學生的學習興趣、理解和接受安全系統(tǒng)工程知識。
參考文獻:
[1]張景林,崔國章.安全系統(tǒng)工程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,
2002.
[2]謝振華,劉建.采用事故案例改善“安全系統(tǒng)工程”的教學效果[J].教育教學論壇,2013,(31):74-75.
[3]王珂.安全工程專業(yè)實施多學科交叉集成教學的探討[J].中國電力教育,2013,(25):79-80.
[4]張營營,劉冉冉.高職安全系統(tǒng)工程課程建設(shè)探索[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學院學報,2013,(4):66-68.
[5]丁厚成,劉海英. 安全系統(tǒng)工程課程教學內(nèi)容與教學方法研究[J].安徽工業(yè)大學學報(社會科學版),2011,(3):108-109.
[6]鄧奇根,牛國慶.“安全系統(tǒng)工程”課程的教與學探討[J].中國電力教育,2010,(18):100-102.
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