结构重构（精选九篇）
结构重构 篇1
目前, 理论界对大数据并没有一个统一的定义, 它是一种为了“从高频率的、大容量的、不同结构和类型的数据中获取价值而设计的新一代架构和技术”。简而言之, 大数据技术就是从数量巨大、结构复杂、类型众多的数据中快速获得有价值信息的能力。
1.1 数据完整性强
大数据代表的是一种数据处理能力, 其“大”主要表现在两个方面:一是数量“大”, 二是信息来源范围的扩大。传统数据处理方式是以少量的样本数据特征来推断整体特征。在大数据时代, 着重使用整体数据进行决策, 其意义在于, 巨大的数据处理能力把传统数据处理方式下被“过滤掉”了的细节信息又重新利用了起来。所以, 大数据要求的是所有的相关性数据, 而不仅仅是所谓的重要数据。未来会计数据来源从自身向外部拓展, 会计信息的种类从结构化向非结构化转变是大势所趋, 会计数据必然会发生质和量的变化。
1.2 数据多样化
在传统数据处理系统中, 为了便于“处理”, 把大部分重要的原始数据都“过滤”了, 会计数据的整体性受到了破坏, 导致会计信息质量下降。大数据处理方式下, 数据源是多样性, 格式是多样化, 这是大数据的另一个重要特征。数据来源多样性主要体现在, 电子商务、社交网络、行车记录等都有可能成为人们采集数据信息的来源;格式多样性体现在, 音频、视频、社交网络、微信、电子邮件等等, 都可以作为数据的载体, 大量的非格式化数据进入了会计信息系统。
1.3 数据适时性强
传统会计目标是用历史静态结构数据来反映过去, 即会计系统只能提供过时的历史会计信息, 这显然满足不了投资者决策需要。数据处理速度极快是大数据的又一个重要特征。大数据时代, 由于系统产生了巨量信息, 只有加快数据处理的速度才能更充分利用数据的价值, 否则, 随着时间的推移, 会计信息的价值会迅速降低, 这就要求系统对数据进行及时的处理, 其实这也是现代会计系统对信息质量要求之一, 即会计信息的时效性。所以, 在大数据时代, 会计信息会越来越强调数据的实时性, 即会计信息的及时性。大数据时代, 可以通过动态会计信息的实时提供实现对企业经营活动的实时会计预测、决策、控制和分析。
2 大数据时代对会计人员素质和能力的挑战
随着“大数据时代”的来临, 企业的管理决策将越来越多地依赖会计信息, 需要对会计数据进行完整地采集、挖掘和分析, 以形成决策信息。企业管理决策越来越基于数据和分析而非基于经验和直觉做出。因此, 会计的管理职能会越来越重要。这就要求会计信息系统摒弃传统的会计核算的主观性, 历史性、程式化, 着重提供适时性、未来性、多样性的会计信息。
据麦肯锡公司预测, 美国到2018年需要深度数据分析人才缺口将近20万人, 2014中国大数据行业调查显示:非专业人士难入手这一难题的比例达到了46.5%。这一数据说明, 在全球范围内, 大数据下的会计从业人员稀缺是客观现实, 也是会计行业面临的最大挑战。一方面, 高等院校的会计专业的教育理念还停留在传统会计信息化的基础上, 重会计核算忽略管理的后果已经暴露了出来;另一方面, 个别从业人员对大数据在会计中的应用认识严重不足, 对相关会计知识储备不足, 很难应对大数据时代对会计工作的挑战。
3 大数据时代会计人员素质和能力的培养
3.1 政府会计监管层面
国家在经济方面应加强宏观调控, 为信息化下会计人员的发展提供良好的环境。良好的经济环境是一切经济从业者健康发展的前提条件。一旦经济势头良好, 那么其他经济相关的产物必将如雨后春笋般蓬勃发展起来。会计信息化作为一个新兴产物, 是伴随着近三十年来中国经济高速发展而产生的。其中会计信息化下的会计工作者们也需要在良好大的环境下来适应并熟悉这一新兴产物, 从而使其素质得到不断进步和提高。一旦经济环境萎缩, 则伴随的是倒退和失业。就如2008年至2009年全球性的经济危机, 由于一场由外至内的经济风暴, 使经济发展环境恶劣, 会计行业市场凋零, 从而造成了大批会计人员失业的现象。
国家应在政策法令方面加大对会计从业者的保护。以法律为手段的保护往往是最有效地保护手段, 法律法规不仅是对会计从业者的保护, 也是对会计人员的不断鞭策和限制。只有通过法律的不断规范, 会计人员的业务素质才会在规范中得到不断匡正和提高。不然则会造成会计行业的紊乱, 滋生会计人员的腐败, 使会计人员素质日益低下等后果。然而现行的法律法规还不能满足会计信息化下所带来的时代变化, 因此, 法律应因时而变。国家应不断完善和提高会计法规的质量, 来迎合不断到来的会计信息化要求, 进而使会计人员的素质得到不断提升。
国家应在司法检查方面加大对会计行业的监督。监督和制约历来是民主规范的有效途径。对于会计人员而言因其从事行业的特殊性, 对会计人员的监督机制就显得尤为重要。因此, 国家有关部门应加大对会计从业人员的监督力度。
3.2 企业层面
企业管理层有责任关注大数据时代会计人员素质的培养, 关注会计人员的成长。企业需要做好以下几方面的工作:第一, 企业可以将自己对会计人员知识和能力的要求体现在岗位职能当中, 以便为广大会计人员继续学习提供向导;第二, 企业应提高招聘门槛, 对应聘会计人员的素质进行严格把关, 不仅要把握好对会计人员业务素质的考核, 更要加强对会计人员职业责任感的考核和职业道德素质的考核。
3.3 个人层面
大数据时代, 新技术以其强大的冲击力迫使会计人员抛弃传统观念, 不断学习、更新相关的专业知识来更好地接受新的理念。要想成为一名合格的会计人员, 必须树立不断学习, 终身学习的理念, 未雨绸缪, 提升素质, 为适应会计工作环境的不断变化做好充分的准备。
3.4 高校层面
在大数据时代, 高校作为培养会计人员的基地, 要把好出口关。高校应重点引导会计知识与计算机知识的结合。由于会计信息化对会计人员有着计算机操作水平的要求, 学校有必要把会计专业知识与计算机知识的结合作为重点。此外, 学校还应该重视会计专业学生思想道德的教育。首先要从树立正确的人生价值观做起, 一旦人生价值观正确, 就好比给自己树立了一根标杆, 引导自己一生的思想倾向;其次, 要帮助学生树立正确的职业道德观, 让会计人员自觉地用职业道德感来束缚自己的言行;最后, 还应教导学生们具有远大而崇高的职业理想, 把个人理想融入社会的共同理想之中去。
4 结语
毋庸置疑, 大数据对会计的影响是空前的、长期的, 是一个渐进的过程, 在这个过程中, 对会计人员和会计工作的挑战也是空前的, 会计人员需要积极地应对这些挑战。会计人员的工作应聚焦于价值管理和创造, 其角色应转变为企业中有资格的业务导向。因此, 会计人员要不断地加强继续教育, 不断地提高个人的知识水平和业务能力, 以适应大数据时代对会计工作转型的要求。
参考文献
[1]杨硕.试论大数据时代会计面临的挑战和出路[J].商, 2015, 25.
结构重构 篇2
歼击机结构故障的检测与自修复控制律重构
针对鲁棒动态逆控制的.飞机,提出一种有效的故障检测新方法及自修复控制律重构方法.设计了一种基于理想模型的非线性故障检测器,通过监测残差信号,能够可靠地对各类故障进行辨识,并利用补偿信号来抵消故障舵面产生的影响,可以满足自修复飞行控制的实时性要求.
作 者：胡寿松 郭伟 张德发 Hu Shousong Guo Wei Zhang Defa 作者单位：胡寿松,郭伟,Hu Shousong,Guo Wei(南京航空航天大学自动控制系,南京,210016)张德发,Zhang Defa(601研究所,沈阳,110035)
刊 名：航空学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA 年，卷(期)： 19(6) 分类号：V249.121 关键词：故障检测 输入重组 自修复控制结构重构 篇3
《新结构经济学--重构发展经济学的框架》一文认为"经济结构内生于要素禀赋结构，并倡导以新古典经济学的方法来研究经济结构及其变迁，以及整肃市场在此过程中的作用"。其中，新古典经济学的分析方法要求充分认识市场是资源配置的基础，而不是片面强调政府的干预作用。
通过阅读此文，可以看出林教授提出的新经济结构学重构了发展经济学的框架。传统的发展经济学经历了两波理论思潮。第一波理论思潮--结构主义强调国家经济的落后原因在于市场失灵，认为市场无法进行有效的资源配置。第二波理论思潮--新自由主义认为政府过多干预，主张"休克疗法"。而新结构经济学与传统发展经济学的不同之处在于其强调了要素禀赋结构和这种结构变化对经济发展的决定性作用。其政策主张是一个特定国家的产业结构的升级同时要求要素禀赋结构的升级和新技术的引进及基础设施的相应改善。文中提出了新结构经济学的三个要点。第一，一个经济体的禀赋及其结构在每一个特定的发展水平是给定的，并随发展水平不同而不同，因而经济体的最优产业结构也会随发展水平不同而不同。第二，经济发展水平并非仅有"穷与富"或"发展中与发达"这两种离散情况，而是一条从低收入农业经济一直到高收入工业化经济的连续频谱。第三，在每个给定的发展水平，市场是配置资源最有效率的根本机制。
二、读后感想
本文基于林毅夫教授提出的新结构经济学的三个要点就新结构经济学的"新"谈谈自己的感想。
1.新旧结构经济学的区别
首先，林指出新结构经济学与以往发展经济学的不同之处首先在于其分析方法。旧结构经济学支持发展中国家通过行政手段和价格扭曲措施发展违背比较优势的产业，实质上就是通过政府的系统性干预来优先发展不具有比较优势的产业--资本密集型产业。例如上个世纪一些发展中国家优先发展重工业等资本密集型产业，而忽视了本国产业发展的比较优势，从而造成了一系列适得其反的后果。相反的，新结构经济学则强调市场在资源配置中的中心作用，政府只能因势利导而不能过度干预。
其次，新结构经济学与旧结构经济学还区别于经济管理的关键工具的运运用方式。旧结构经济学中政府的系统性干预是经济发展的核心手段，如国内幼稚产业的保护政策。遵循与政治利益思潮和过于宏达的经济目标的经济政策都有可能导致失败。新结构经济学强调经济发展如产业升级必须符合国家的要素禀赋结构、比较优势及其变化。
2.对于中国经济发展的启示
首先，中国作为最大的发展中国家发展经济首先要遵循市场在资源配置中的决定作用。十八届三中全会指出"经济体制改革是全面深化改革的重点，核心问题是处理好政府和市场的关系，使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用"。与之前的"基础性"作用相比此次更加强调了市场的主导地位。政府不能强行实施系统性干预，而只能在一些"外部性问题和协调问题"上发挥因势利导的作用。关于"协调问题"，林教授特意注明在这里不是指过去经常发生的发展中国家政府的协调作用。对于经济体制改革，政府应采取一种"务实、渐进"的的方法，"一方面为原优先发展产业提供暂时性保护以维护宏观稳定，另一方面则放手让那些符合经济体比较优势的产业发展以获得经济成长"。
其次，中国应该发展要素禀赋具有比较优势的产业。新结构经济学将贸易理论中的要素禀赋理论应用于发展经济学，认为要素禀赋结构决定经济产业结构、经济产业结构的变迁和提升决定经济从低收入到高收入的发展。一个国家应该根据当时给定的禀赋结构所决定的比较优势发展它的产业 。政府在产业升级过程中不能进行过多的行政干预总而违背比较优势理论优先发展不具有要素禀赋优势的产业。在林看来，遵循比较优势战略发展经济，就是要政府去选择符合自身禀赋条件的产业，形成与之相适应的产业结构，这样的产业才能自生下来，不需要政府补贴来维持其存在。例如，发展中国家产业升级的过程其实就是要素禀赋结构发生变化的结果。当资本越来越多，其相对价格越来越便宜时，最优的决策就是生产更多的资本密集商品，以逐渐取代劳动密集商品，从而形成"倒V"形产业动态过程并持续下去，这又被称为经济发展的"飞燕模式"。
再次，在产业升级的同时需要强调基础设施配套的必要性。当一个发展中国家在经济发展过程中顺着产业阶梯拾级而上时，生产的规模效应也在扩大，需要更大的市场，这些都要求基础设置的相应配套。新结构经济学认为在现代经济增长中随着技术创新和产业升级，生产的经济规模、产品的市场范围和交易的价值不也会断扩大，企业对资金的需求也就越来越多，面对的风险也越来越大，因此硬的基础设施，像交通、电力、通信、港口等必须不断改进。同时，软的基础设置，也就是金融、法律等制度也必须有相应的完善，这样才能降低各种交易费用，充分发挥技术创新和产业升级增加生产、促进发展的效用。
第四，大力引进外商直接投资。新结构经济学认为外商直接投资是一种对发展中国家最为有利的外国资本流动形式。外商直接投资一般都会带来资金、技术、管理、市场等资源，这些正是发展中国家所缺乏的也产业升级所必需的资源。与旧结构经济学将外国资本看做发达国家对发展中国家进行有害控制的工具不同，林认为发展中国家应该区别看待外商直接投资和那些旨在套利的投机资本。
最后，重视发展人力资本。新结构经济学认为人力资本是国家禀赋的组成部分，人力资本的提升必须与物质资本的积累和产业升级保持齐头并进。否则，人力资本就会成为经济发展的瓶颈。人力资本的核心是提高人口质量，人力资本以教育投资为主要部分。国家不应当把人力资本的再生产仅仅视为一种消费，而应视同为一种投资，这种投资的经济效益往往远远大于物质投资的经济效益。
参考文献：
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结构重构 篇4
产业优化升级作为资源配置的有效途径，在整体区域、国家与城市的发展中处于中心战略地位。而中心城市，位于城镇群的中心位置，其产业与城市空间的协同演化决定了附属城市的经济定位，对区域经济的发展意义重大。以中心城市为主体的城市群的发展正在成为区域发展的核心动力，而产业结构与城市空间结构的转变是城市发展历程的重要节点，这种以分工为基础的产业结构的优化，促进了城市规模效应的发挥和要素在空间上的集聚。
如果把城市看作一个共享体，它所具有的不可分割的设施和空间是保证产业发展的基础资源；同时由于城市知识和人力资源的正外部性，使得城市共享这一属性更加明显。共享更多中间产品的供应商使得要素边际产出增加，导致了定域经济的存在。经济的集聚过程还体现在企业间共享资源获得的效率收益，体现在企业和工人在城市空间上的集聚趋势；在减小错配成本和工资匹配度的情况下，城市的独有性显得更加重要，这使得城市间的合作也更加重要。
二、城市空间重构与产业结构优化的理论基础
保罗·克鲁格曼（Paul R.Krugman）在“核心—边缘”模型中提出，经济活动在空间上的集聚创造了城市，即所有的经济活动聚集在一个狭小的地理范围内；同时城市的要素集聚促进了区域的专业化、国际分工与合作，使得某类型的产业聚集在一定的地理空间并与其他地理空间进行产品贸易的过程中形成了城市群，例如美国五大湖城市群。从广义上来说，这种聚集在空间上的产业会继续进行下去，经济活动空间聚集本身创造持续聚集或导致进一步聚集的经济环境。而生产者由于接近大市场而成为产品的供给地，同时自身有成为大市场。这种根植性的特性和路径依赖使得城市的定域性凸显。同时，克鲁格曼将运输成本加入到区位关联中，以此来考虑运输成本下的规模经济和非完全竞争性经济带来的现实变化。
斯塔雷特通过证明空间不可能定理，将空间维度纳入到阿罗—德布鲁框架中，认为不存在空间均质的情况下，存在规模收益递增，这对于城市空间变化与产业集聚理论的发展有着先导作用。
三、产业结构优化与城市空间重构的内涵
在社会制度和资源充足的情况下，各种可投入要素诸如人力资源、矿物能源的使用不仅对自身要素产生影响，而且还会受到产业间各要素关联的影响。在现实中，城市如果要获得规模经济的好处，就需要不断地投入教育等要素，创造新的动力以不断延伸产业链。产业的前向和后向效应形成稳定的网络状结构和深化的经济联系，减少了经济运行的总成本使得企业产出比增加，从而创造出更多的经济价值。经济的规模效应和技术外溢使得更多的企业加入，使得区域经济结构更加富有弹性，稳定性收益预期也不断增加。
产业结构的改变是经济转型的基础，产业结构的合理化与高级化需要经历由低级到高级，由简单到复杂的过程，使得各产业及其相互之间的联系更加复杂，结构更加稳定，抗风险能力更强。区域经济的整体生产效率提高，以及企业网络分享效果帕累托最优的达成，是时间积累的结果和产业开放性的必然选择。产业集聚有着特定的路径，一旦开始便不会停止，内部的协调与效率的提升，实现了城市乃至城市群的集约化和经济效益的大幅提升。如果从动态角度来观察经济发展的动向，会发现产业由劳动密集型向资本密集型与技术密集型发展，由加工贸易转为技术贸易，其附加值不断提升，与此同时的城市地理空间和产业价值链式分布也趋于合理。
四、城市产业结构优化与空间的重构
美国地理学家诺瑟姆(Ray.M.Northam)提出了诺瑟姆曲线，城市化的过程分为三阶段，即：起步阶段，加速阶段和成熟阶段。在加速阶段会出现郊区城市化的现象，而在成熟阶段则会出现逆城市化现象。对城市的产业来说，每个阶段有着不同的特征，起步阶段是第一产业包括农业、林业、牧业与渔业为主；加速阶段是第二产业包括制造业、矿业等为主；成熟阶段则以第三产业，包括了大部分的电信、金融、医疗等服务部门。
在城市的发展历程中，原有的城市经济发展水平是基础，鉴于中国国情的复杂性，中国的产业有着特殊的分布，选择主导产业或者支柱产业是每个城市发展规划的重点。在一个迅速成长的城市中，该城市的正的外部性以及优越的区位，在产业的转型升级中会促进城市的进一步扩张升级，对城市的发展进程起到重大影响。当城市的产业发展水平达到顶峰后，各要素以及经济条件达到最优，相对于其他的附属城市来说，中心城市产业结构强度高于周围，这种“区位差”是造成产业流通的重要原因。城市产业与城市规模是密切相关的，城市产业结构也是随着城市经济的不断发展变化的，产业的发展一定程度上被区域经济整体水平影响，城市产业的结构也作用于城市的经济发展。中心城市通过产业空间集聚，将城市发展所需的所有资源、资本与知识技术吸引过来，导致了城市空间绩效的提升和产业利润链的延伸，多中心化的地租价格使得中心城市收益增大。因此，国家宏观调控的重点应该放在中心城市的支柱型产业上，在调整产业发展的均衡上实现地区结构的升级，是企业由OEM转向OBM，实现区域生产导向往消费导向的转变。城市经济活动推动了城市空间的重构，随着中国全球化的加深，中国大城市的发展向全球性大城市如伦敦、纽约和新加坡等看齐，服务业的比重越来越大，城市空间开始了三级重构；非农人口的聚集使得CBD等中心商业区的功能性转变；另一方面，城市的边缘也在聚集人口，不仅使得城市的规模扩张，同时使得城市边界更加模糊。
以发达城市为例，上海的服务业增长明显高于一般城镇水平，区位商在1.5～2之间，在成为消费型城市的时候，上海已经完成自身的转型，成为了长三角乃至整个中国的经济中心。进入了21世纪后，金融也成为了上海的主打产业，汇丰、花旗等银行在上海办理自己的业务。如今随着服务业的进一步扩张，特别是贸易等产业使得上海更加国际化，成为了区域产业、城市空间密度最发达的地区。有别于之前的制造业对集聚的强烈需求，在互联网等一系列技术推动下，服务业开始变的分散化，同时与集聚共存。一方面，信息产业的迅速发展使得沟通变得更加便捷，人们可以在家办公，使得服务产品轻型化；另一方面发达国家的产业转移到东南亚等国家，继续全球化的郊区化过程。城市的产业空间分布变得均衡起来，加上便利的交通，城市的范围扩大了，大城市的郊区化开始了。服务业的大发展使得城市郊区化，中国的特大城市也几近饱和，因此服务业对我国城市结构的优化意义重大。
在进入21世纪以来，我国的国际化大都市如北京、上海、广州、深圳，在投资、贸易、人力资本等方面具有着难以比拟的优势，随着国际化的加深，一线城市的发展要普遍快于一般的城市，同时都市产业经济居于区域领先地位，带动着我国整体的产业与经济的转型升级。在国际产业转移中，我国的国际化的步伐进一步加快，城市经济空间进一步扩大。一些中心城市开始占据大区域的主导地位，如长三角的上海、环渤海的北京、珠三角的广州、深圳等成为了第一梯队，集约化生产导致产业分工也在不断加深，劳动力也不断向核心城市集聚。
在经历了2008年金融危机动荡之后，我国的经济发展开始由高速转向中速，新常态显现，直至今年上半年，经济下行压力仍然巨大，U型经济形态开始筑底；城市经济面临着诸多问题，在工业化的后期主要依赖投资的现状没有改变，资源环境进入瓶颈期，出口面临严峻挑战。在此情形下，城市的转型升级迫在眉睫，抵制高耗能的重化工业的快速扩张与发展，减缓环境的退化与恶化，珍惜资源并提高技术对资源的利用率，是应对人口红利减少压力的良方。针对我国资源型价格形成机制的严重偏离，应体现供求的平衡。同时应加大区域城市间的合作组织的构建，实现城市经济的外部性内部化，维持城市群的风险共享机制，提升区域经济的抗冲击力。
五、总结
本文通过城市由一般简单构成走向复杂型网络空间产业结构的论述，描绘了城市群和产业结构的变化规律，同时基于我国二元经济发展过程中的问题提出了相应的解决方案。对于不同的城市异质性城市间产业来说，城市的经济基础以及产业间的互补性决定了收益的来源。在城市发展的过程中，信息在城市群之间的组织中占据着重要作用，使得城市群的成长更加迅速，尤其是高层次的人力资本集聚，在城市的复合型增长与创新型知识溢出的路径依赖中扮演着越来越重要的作用。
产业结构的优化作为城市经济的重要组成部分，表现为更多的空间特征，通过对他们之间的比对，可以看出产业结构的路径依赖，同时人类的能动与智能影响着整个城市与产业的变动。由于城市污染等不良外部性的存在，以及城市的离散力的推动，产业结构和城市空间边界也在变化，这种动态的此消彼长影响着区域经济的转变模式。根据我国产业结构的变动规律研究表明，在核心城市发展规划时应该尽量避免承接与自身发展路径不相符的产业，抓住大环境下的趋势推动资本技术型产业的升级，谋求经济又好又快地发展。
摘要：在我国城市化与产业化的相互演进过程中,产业结构的优化升级是城市空间维度发展的必要途径,而合理的城市空间重构是产业结构优化扩张的必然结果。通过对我国城市空间格局变化与产业结构优化升级的研究,以城市间的相互合作为媒介,探讨了后金融危机背景下我国产业结构升级与城市空间演变的机理,针对以往区域空间经济发展中的问题,提出了促进我国城市群的空间效应与产业集群效应的政策与建议。
关键词：城市空间重构,产业结构,产业转移
参考文献
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传统法律规范结构观的批判与重构 篇5
休谟与韦伯都认为法律的合理性来自于法本身的可计算性、可预测性。这种关于法律合理性的形式化理解不可避免地遭遇到价值合理性（或实质合理性）的诘问，面对形式与内容关系的辩证考量，价值合理性的优先选择观点得到了更多的支持，尤其是在中国，由于传统型社会思维方式的延续与渗透，形式合理性很长时间门庭冷落。然而也正是因为这样的社会认知环境，法治文明的整体构建才更应将重心向形式合理性方面进行转移，在这个过程中对于法律规范结构的分析研究一定程度上成为了一条捷径。
法律规范是规定法律上的权利、义务、责任的准则、标准，或是赋予某种事实状态以法律意义的指示、规定。[1]法律规范所以区别于其他的社会规范，并不仅在于强制力的性质和程度、制定和实施方式、国家参与性方面，更在于其组成结构的独特性。法律规范总是通过一定的结构表现出来，符合结构的一切特点。当然法律规范的结构从不同的角度又可以作出不同的分类，从法律的语言表现角度，存在法律规范文法结构；从法律体系角度，存在法律规范系统结构；从法律规范的组成要素的关系的角度，存在法律规范的逻辑结构。其中法律规范的逻辑结构则是我们研究的重点。
所谓法律规范的逻辑结构指的是组成法律规范的各要素之间存在的既定逻辑关系的方式和状态。
1 传统法律规范结构观分析
1.1 传统法律规范结构分析观点
(1）旧三要素说。受到前苏联法学思想的影响，以孙国华为代表的国内一些学者认为法律规范由假定、处理和制裁三部分构成。所谓假定，是指法律规范中规定使用该规范的条件部分，它把规范的作用与一定的事实状态联系起来，指出在发生何种情况或具备何种条件时，法律规范中规定的行为模式便生效。所谓处理，是指法律规范中为主体规定的具体行为模式，即权利和义务，它指明人们可以怎么做，应该怎么做，不能怎么做，以此指导和衡量主体的行为。所谓制裁，是指法律规范中规定主体违反该规范时应当承担怎样的法律责任、接受怎样的国家强制措施的部分。
(2）两要素说。受到西方法学思想的影响，以沈宗灵为代表的国内一些学者认为法律规范由行为模式和法律后果两个部分构成。所谓行为模式是指从大量实际行为中概括出来作为行为的理论抽象、基本框架或标准。从总体上可分为授权式行为模式、义务式行为模式、权义复合式行为模式三种。而每种又可以继续细化，比如授权式行为模式又可以细化为鼓励式行为模式和容许式行为模式，命令式行为模式又可以细化为命令式行为模式和禁止式行为模式。所谓法律后果是指法律对具有法律意义的行为赋予的某种结果。可分为肯定性法律后果和否定性法律后果。
(3）新三要素说。以张文显为代表的国内学者在对两要素说和传统三要素说批判和整合的基础上，提出法律规范由假定、行为模式和法律后果三部分构成。所谓假定是指法律规范对于行为发生时间、空间、主体、方式等事实状态的预设。所谓行为模式是指法律规范中对于主体权利义务的规定。所谓法律后果则是关于是否按照法律规范要求行为所应承担的后果。
(4）四要素说。以李步云为代表的国内学者则提出了法律规范由适用主体、适用条件、行为模式、行为后果等四个部分构成。所谓适用主体是指法律通过法律规范赋予哪些主体以一定的权利，约束了哪些主体以一定的义务，以及同时既赋予又约束了哪些主体以一定的职权或职责。所谓适用条件是指法律规范适用于具体主体时的条件，包括主体自身条件和非主体自身条件，也即包括主观条件和客观条件两大类。所谓行为模式是指法律规范对于主体在一定条件下如何行为的规定。所谓行为后果是指对于主体依法行为和违法行为分别作出的评价和处理。
1.2 传统法律规范结构观弊端分析
这四种观点对于中国法律和法学的发展以及民众知悉把握法律规范起到了一定的积极作用。但对于法律规范的合理性和有效性的发现乃至于新规范的理性建构以及旧规范的批判改造却产生较大程度的阻碍。这些负面作用体现在以下五个方面：
(1）对法律规范的性质把握失于模糊，都未能通过逻辑构成角度离分法律规范与其他社会规范的本质不同。如宗教规范“行邪术的女人，不可容她存活”[2]用四种要素观去分析这条宗教规范都是可以进行的，也就是说以往的这些观点都没有触及法律规范结构的特质。
(2）对法律规范的逻辑构成的分析过于主观，未能呈现法律规范的作为认知世界客观实在的性质；法律不是发明物，而是人类的一种发现，法律规范的逻辑构成要素并不是法学家主观意志的产物，而是一个客观既定的本体论问题，它的结构状态是具有规律性意义的客观真实。
(3）对法律规范适用主体的分析过于片面，未能明确而全面地指出法律规范的适用主体范围，仅将民众的作为治理对象。但是法律秩序的实现实际上是通过多方位主体的互动来实现的，法律规范所面对的既包括普通民众，也包括立法者、执法者与司法者。
(4）对法律规范结构的分析从过程到结论得出过于武断，历时性推导过程到共时性结构得出明显矛盾，因果关系式的规范构成要素推导，与规范逻辑结构得出南辕北辙。按照结构主义哲学的观点，结构依赖于每个构成要素，离开任何一个要素，结构都不复存在；各要素之间是共在关系，任何要素都离不开其他要素而存在。也就是说“存在即同构，非同构不为存在”，[3]那么四种要素观都是在一种“因果关系式”链条中建立的，因果关系本身的过程性或历时性特征与法律规范结构的共时性或同构性特征明显矛盾。
(5）都只是对于法律规范间的关系的分析，是规范间结构的分析，而并不是对于单一法律规范结构的分析。比如有学者认为通常情形下法律规范的结构都不是以完整的形式存在的，往往需要两个或两个以上的规范协作嵌套才能得以完整，譬如张曙光指出“执行调整功能的规范和执行保护职能的规范之间在逻辑上有内在的联系，二者必须结合起来，才能完整地发挥法律的职能。保护性规范中的假定，恰恰就是违反某个调整性规范中处理部分规定的事实状态。我们将在内容上有必然关系的调整性规则和保护性规则结合起来，就形成了一个由假定、处理和制裁三要素构成的逻辑上完整的法律规范。”[4]
2 法律规范逻辑结构分析
由于法律规范的结构是结构理论中的一种具体表现，具有严密整体性、灵活转换性和自身调整性等特征。凯尔森主张：“强制的问题并不是保证规则实效的问题，而是规则内容的问题。”“法律规范如果有效力的话，就是规范。”[5]法律规范的效力与其实效存在着很明显的区别。波普尔提出的“三个世界”理论中，分出“物理的世界”、“心理现象世界”和“客观知识的世界”，“客观知识的世界”虽然是人的心理的创造，但一旦被人陈述出来，就成为了一种本体性的客观实在。[6]法律规范就是这样的客观存在。效力强调的是法律规范作为行为的尺度和标准，指出的是应为（当为）或须为的行为，法律规范必然具有效力，不是自然必然，而是逻辑上的必然，在规范逻辑世界中法律规定了行为标准，不存在例外情形；实效指的是行为标准实际被适用和服从，法律规范一般具有实效，这是事实上的概然，存在例外情形。也就是说法律规范的逻辑必然性或规范性是法律规范有效性的基础，而这种规范性依赖于本法律规范逻辑结构中每个要素的互动协调，缺乏任何一个要素，结构都不复存在；反之，任何要素都不能离开其他要素而独立存在，一个要素只能在与其他要素的共在关系中才能存在，法律规范的各个要素是按照一定组成规则构成的整体，各个要素的法律意义依赖于本法律规范整体的存在而获得，法律规范的有效性则依赖于各要素的共时性同构而成立。
2.1 结构组成部分（要素）
在规范当中，逻辑关系的基本公式是：如果……，则……，所以任何一项社会规范都可以被划分为两个基本组成部分，分别是“条件假设”和“行为处理”，“条件假设”是“如果……”所表明的部分，“行为处理”是“则……”所表明的部分，也就是说如果出现和具备怎样的条件，则可以怎样行为，须得怎样行为，或不得怎样行为。法律规范不同于其他社会规范的地方在于其他社会规范通常都只具有单层逻辑结构，即只存在一次逻辑关系，而法律规范却存在相关涉的三次逻辑关系，即三层逻辑结构。究其原因在于单层逻辑结构总是不严格、不完整，其规范自身很难以达到对人们行为的明确且彻底的指引，当规范的要求没有被人们所遵循的时候规范本身无法提供进一步的行为指引，也缺乏对于被否定后的要求再次肯定的外力辅助，此外，当所制定的规范并不符合人们的利益或者制定者本身并不受其制约的时候，规范存在的合理性基础便出现了漏洞。
法律规范的逻辑结构是一种层级叠加式结构，从总体上来看有三次逻辑关系，而每次逻辑关系之间紧密联接，每次逻辑关系都表现为条件关系，每次条件关系又都可以在适宜的情形下互换，继而使得法律规范具有不同层面的意义。具体三层逻辑结构分析图如下：
三者的关系是一种递进关系，可分析如下：
（如果……，则……）并且（如果……，则……）并且（然则……，则……）
（如果……，则……）并且（如果……，则……）并且（否则……，则……）
下面对此作出具体说明：
第一次逻辑关系：
行为条件、行为内容。行为条件是指立法主体在严格既定的立法程序约束制定的关于人们如何行为的前提条件的规定，即在什么样的条件下人们可以、应该或不得进行行为。行为条件中的规定主要涉及：主体条件（包括年龄、能力、身份、职务等的规定）、时空条件（包括时候、时机、地方、场合、处所、位置、方向等的规定）、背景条件（事件、活动过程、状态、环境等的规定）。行为内容是指立法主体在严格既定的立法程序约束制定的关于人们如何行为，是作为还是不作为，如何作为和不作为的规定，即在既定的条件下人们可以如何行为、不得如何行为、必须如何行为。
第二次逻辑关系：
适用主体、行为选择及行为后果。适用主体指的是普通大众。行为选择是指普通大众在以立法主体制定的法律规范中引导自己的行为，可以怎样行为、必须怎样行为或不得怎样行为。行为后果是法律规范中关于人们在作出合式与否选择时赋予相应后果，是普通大众面对既定法律规范的行为认知。
第三次逻辑关系：
适用主体、适用条件与行为后果。此处的适用主体指的是拥有法律执法及司法权的国家机构。适用条件指的是司法和执法主体对于行为主体适用既定法律规范的行为方式判断。行为后果指的是司法和执法主体对于行为主体适用既定法律规范进行相应行为的条件判断及其遵从和违背既定法律规范规定的行为赋予相应法律后果的规定。行为后果分为肯定性后果和否定性后果，肯定性后果是对合式选择行为的保护、认可或奖励；否定性后果是对违式选择行为的否定、阻止、撤销或制裁。
2.2 实例分析
以《中华人民共和国刑法》115条的规定为例：
放火、决水、爆炸、投毒或者以其他危险方法致人重伤、死亡或者使公私财产遭受重大损失的，处十年以上有期徒刑、无期徒刑或者死刑。
此处的法律规范结构分析如下：
第一次逻辑关系：
行为条件———公民个人；
行为内容———不得做出放火、决水、爆炸、投毒或者以其他危险方法致人重伤、死亡或者使公私财产遭受重大损失的行为；
第二次逻辑关系：
适用主体———公民个人；
行为选择———选择为上述行为或不为上述行为；
行为后果———如果为上述行为，那么公民个人将被判处十年以上有期徒刑、无期徒刑或者死刑。如果为不为上述行为，那么公民个人的行为受到国家的保护（隐含）；
第三次逻辑关系：
适用主体———司法裁审人员
适用条件———某公民做出放火、决水、爆炸、投毒或者以其他危险方法致人重伤、死亡或者使公私财产遭受重大损失的行为；
行为后果———处该公民十年以上有期徒刑、无期徒刑或者死刑。
按照以往的传统要素观点分析，此条规范的结构很难被分析的明确，有的学者为了所谓的逻辑周延，提出将此条规范拆解成两个甚至多个规范，一次达致结构分析的目的，但结果确实适得其反，更是令人一头雾水，法律规范的规范之力是辐射性的，任何的主体都一定被其所关涉到，而也只有保证和固守它的完整性才能使其更好的有效率的运作。
摘要：法律规范不仅是法律制度构建与完善的基础,也是法律效力实现的保障根基。然而传统法律规范结构观对法律规范的性质把握过于模糊、对其逻辑构成的分析过于主观、对其适用主体的分析过于片面。因此只有理清法律规范内部逻辑关系才能对法律规范的结构进行合理化重构。
关键词：法律规范,逻辑结构,逻辑关系
参考文献
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[4]孙国华,朱景文.法理学[M].第二版.北京:中国人民大学出版社,2004:294.
[5][奥]凯尔森.法与国家的一般理论[M].沈宗灵,译.北京:中国大百科全书出版社,1996:30-42.
深孔加工机床的结构模块可重构设计 篇6
在机械制造加工中,总量约1/4为孔加工,而这其中深孔加工量又约占到孔加工总量的40%。深孔加工机床作为一种专用的加工设备,其机加工能力普遍受到较大的限制。现阶段常规的深孔加工设备包括枪钻设备、BTA设备、DF设备和喷吸钻设备等。对于直径及工艺不同的工件,需要应用不同的设备,而且不同的加工设备所需要的辅具也不相同,因此其所要用到的专用机床的数量也就随着刀辅具设备的发展而变得越来越庞大,同时占有国内很大比重的深孔机床需要从国外进口,这样就致使生产成本居高不下。在此情况下,深孔加工机床的结构可重构构想就应运而生了。
可重构制造系统是指在市场的不确定需求突然改变时,很快地对一类产品族内的生产能力和功能进行改变,并一起对结构以及硬、软件功能模块进行快速改变而定义的制造系统。
1 深孔加工
机加工中,通常用长径比L/D(孔深L同孔径D的比)来区分深孔和浅孔。一般深孔是指L/D≥5的孔;浅孔是指L/D<5的孔。加工深孔通常需要专用的加工刀辅具以及技术支持来实现。
1.1 深孔零件所需加工方式[2,3,4]
深孔的制备加工与一般内孔的制备加工是有差别的,通常通过工件固定、刀具进给旋转来对一般内孔进行制备加工;而通过工件旋转、刀具进给来制备加工深孔零件。 常见的深孔钻削有以下3种方式:
(1)工件旋转,刀具进给,如盘类零件加工。
(2)工件固定,刀具旋转进给,如加厚板材上钻孔。
(3)工件旋转,刀具旋转进给,如管料钻孔、枪炮管加工。
1.2 深孔刀辅具分析
一般来说,深孔机床上专用的刀具和辅具被称作深孔刀辅具。深孔刀具主要指深孔扩钻、SIED钻、喷吸钻、BTA钻、DF钻、枪钻等。
2 机床功能结构的模块化设计[5,6,7]
具有标准接口是对机床结构模块化的基本要求。在分析产品功能的前提下,一系列结构功能模块被划分并设计出来,再通过选用相应的模块组合成不同功能的机床,从而加工出各类产品,这样的过程就叫做模块化设计。对机床模块化后,可以只批量生产各标准模块,在需要时,可以对机床部件进行“即插即用”,随时组装形成适合加工所需产品的机床。
2.1 模块化的形成
按照可重构技术和方法及深孔机床加工零件的特点,可将深孔机床划分为独立床身模块、直线进给床身模块、主轴模块和抽屑动力头模块。
2.2 结构可行性方案及可重构性分析
(1)被加工工件尺寸发生变化时,通过调整可变床身的长度或调整直线运动模块来达到需求。
(2)被加工件几何复杂度发生变化时,通过调整机床运动模式与改变数控程序来适应。
(3)被加工件加工工艺发生变化时,通过改变加工刀辅具以及程序来适应。
3 各结构模块的设计
采用各模块使机床重构后,可以完成其特定的加工任务,设想具有如下的重构方式。
3.1 基本的机床床架
基本的机床床架,也就是所谓的底座,其作用是承载其他设备。
3.2 独立的承载模块
该模块主要是为了承载工件而设置,如将以前的一体机床改为分体设计。在该模块内部设置升降装置,方便对齐。独立床身模块如图1所示。
3.3 直线进给床身模块
该模块是可重构机床的一类很重要的结构组成部分,一定要保证足够的精度,且在它导轨上表面要做好通用的标准接口,以实现模块的插接组装。它由进给箱、伺服电机(提供进给动力)、丝杠等组成,主要完成刀具的进给运动。
而主轴模块、抽屑动力头模块、夹具模块等,在此不再赘述。
3.4 标准的结合界面形式
可重构的一大重要设计就是接口的标准化,标准接口部件分两部分来设计,即电机接口和刀辅具接口。V型槽接口如图2所示。
4 各模块的组合以适应不同的加工模式
针对文章中描述的深孔零件所需加工方式,笔者对常见的3类加工模式进行试组合,形成了以下3种机床组合模式,分别如图3、图4和图5所示。
工件旋转与刀具进给的模式,如图3所示,可以完成回转类零件的加工。
本件不动与刀具旋转进给的模式如图4所示,表示了加工非回转体零件时的模式。同时,通过独立床身的左右运动,可以做到加工偏心孔。
图5为工件旋转与刀具旋转进给的模式。这类重构机床主要可以用来对管料进行加工,而对一些长径比大的枪炮管,加工起来尤为方便。
5 结论
对可重构深孔加工机床的研究符合目前国内国际市场的需求,而本文针对其中结构重构方面的设计切实可行,对深孔加工机床理论起到了丰富作用。随着以后这些理论变成实际产品,势必将提高生产效率,从而降低深孔加工的成本。
摘要：首先阐述了可重构系统及深孔加工机床的概念,然后以结构模块作基础,设计出切实可行的方案对深孔加工机床进行重构。使所设计的设备能完成不同的深孔加工任务,具有深远的理论意义和实用价值。
关键词：可重构,深孔加工机床,结构模块
参考文献
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[5]崔贵波.发动机深孔构件加工机床的可重构设计研究[D].太原:中北大学,2008:45-77.
[6]袁建亭.可重构机床及其关键技术的研究[J].机械管理开发,2011(2):82-86.
结构重构 篇7
关键词：主导——主体,教学结构,教学要素,教学模式,教学模块
引言
教学结构是在一定的教育思想及学习理论指导下, 教师、学生、教学内容、教学模式和教学手段等教学系统要素相互联系、相互作用, 所产生的教学活动进程中稳定关系的表现形式[1]。因此, 从教学系统的各个要素出发, 注重教学要素的特征, 融合教学要素的优势, 重构教学要素间的关系, 构建主导——主体型教学结构, 是达到优化教学效果、培养具有创新能力的高素质人才的重要而有效的途径。
一、教学结构的分类
1.教师中心型教学结构。这种教学结构强调教师是主动的施教者, 而作为学习过程主体的学生处于被动接受状态, 其优势是有利于教师主导作用的发挥, 有利于各学科知识的系统传授, 但不足是强调由教师主宰课堂, 忽视了学生在学习过程中的主体地位, 助长学生被动式学习的惯性, 不利于具有发散思维、批判性思维等创新思维和创新能力的人才的培养。
2.学生中心型教学结构。这种教学结构强调学生是信息加工的主体, 教师是课堂教学的组织者、指导者, 其优势是有利于学生的主动探索、主动发现, 但不足是强调学生的“学”, 忽视教师主导作用的发挥, 过分依赖学生的自控性, 不利于学科知识的系统传授, 不利于达到教学目标尤其是情感类教学目标的要求。
3.主导——主体型教学结构。这种教学结构对上述两种教学结构彼此取长补短, 教师要对学生及其学习过程中的教学内容、教学方法和教学媒体进行总体的把握和组织, 学生拥有经过教师选择、设计和控制的学习资源。其优势在于教师既是主动的施教者和教学过程的组织者、指导者, 又是学生自主学习的帮助者、促进者, 而学生是信息加工的主体、知识意义的主动建构者。
二、教学基础要素的分类
教学内容、教学模式和教学手段作为构成教学系统的三个基础要素, 对于教学目标的有效实现起着至关重要的作用, 深入分析这三者的特性, 是科学建立三者间相互关系的必要前提, 是设计主导——主体型型教学结构的重要基础。
1.教学内容分类。教学内容是“学”与“教”相互作用过程中有意传递或建构生成的信息。要使学生在学习过程中能有效的获取、加工这些信息而生成为自己的知识和能力, 教师应该对所承担课程的教学内容的特点和属性有清晰的理解。在教学实践中, 教师重视和了解教学内容的分类, 对教师进行教学活动以帮助学生获得、加工与生成知识和能力有很好的指导意义。对教学内容较为常见的分类方式很多, 例如有:事实型, 事务的外部特征、名称、事件 (场景、事务、发生和发展的过程) ;概念型, 反应客观事物的一般的、本质的特征的符号, 原理型: (定性原理、定量原理) 反应事物之间关系和发展规律的概括性的描述 (定理、定律) ;推导型, 是由某些已知因素依据定理、公理等逐步推到获得结论的知识;操作型, 是关于如何做事、如何完成一项工作的知识, 通常为一系列动作、行为程序, 或者完成任务所需的步骤。
2.教学模式分类。教学模式是为完成特定的教学目标而设计的规范的教学策略和教学行为框架, 具体地规定了教师的教学行为, 使得教师在课堂上有章可循[2]。常见教学模式大体可以分成如下三类:
(1) 主导类:主导类教学模式或称为替代性教学模式, 主要指的是此类教学模式有利于发挥教师的主动施教和对学生学习进行组织、指导的作用, 有利于学科知识的系统性掌握。典型的如传递——接受式、概念获得式、奥苏贝尔式等。
(2) 主体类:主体类教学模式或称为生成性教学模式, 主要指的是此类教学模式有利于突出学生在学习过程中的主体性, 有利于教师的因材施教, 有利于发挥学生的自主性和创造性。典型的如自学——辅导式、探究式、抛锚式等。
(3) 兼容类:兼容类教学模式或称为指导性教学模式, 主要指的是具有普适性的教学模式。此类教学模式可以根据教学内容的不同, 在前两者之间取得平衡, 扬长避短, 使前两者的优点相得益彰, 通过教师的灵活驾驭体现出主导类或主体类的作用。典型的如巴特勒的自主学习式、范例式、现象分析式等。
每种教学模式的有效运用需要一定的条件, 教师在教学工作中都在自觉不自觉地按照一定的教学模式进行教学, 只不过存在一个是否科学合理的问题。
3.教学手段分类。教学手段是师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备。从使用的广泛程度上说, 教学手段以载体形式划分则主要是传统课堂教学手段、多媒体技术教学手段和网络技术教学手段。
(1) 传统教学手段。传统课堂教学手段指的是口述+黑板的形式, 其优势概括起来就是在于其信息交流的即时性、亲和性、交互性, 优秀教师的风采也会对学生的人格塑造产生良好的影响。
(2) 多媒体教学手段。多媒体技术教学手段使用文字、图形、动画、声音等以动态的方式呈现每个知识点, 极大地增加了信息量, 不仅可以开阔学生的视野而且有利于引发学生的联想, 使学生更加容易接受知识, 激发学生的创造欲望[3]。
(3) 网络教学手段:网络技术教学手段用于教学可以使教师与学生进行实时或非实时的互动交流, 使优质教育资源得以共享, 有利学生自由选择发展个性。
三、教学基础要素匹配的现状
1.教学手段运用中的问题。传统课堂教学、多媒体教学和网络教学三种教学手段都有各自的优缺点, 同样的教学内容采用何种教学形态虽然没有严格规定, 但简单地采用单一的教学手段而不考虑教学内容是否适应所带来不理想的教学效果是显而易见的。
2.教学模式运用中的问题。教学模式就是指为了达成一定的教学目标, 依据一定的教学原理, 为教师和学生进行教学活动而建立起来的一种具有稳定性、指向性、操作性、完整性和灵活性的基本程序。
在运用教学模式的过程中必须考虑到学科和教学内容的特点、教学手段的特点, 将其运用于具体的教学活动就会显示不同的效果。但是实际的教学活动中, 对教学模式的选择与使用存在很大的盲目性和单一性, 导致教学内容、教学手段与教学模式脱节, 对于培养具有创新精神的高素质人才十分不利。
根据上述几方面的分析, 教师应该充分掌握不同教学模式的教学基本程序及其优缺点, 针对教学内容的多样性和差异性, 根据教学手段的特点, 选择合适的教学模式或方法, 通过重构教学要素间的关系, 构建出符合教育目标的教学结构。
四、主导——主体教学结构的教学模块构建
(一) 教学模块的内涵与架构
1. 教学模块的内涵。
教学模块是主导——主体型教学结构的“主导——主体”理念的物化, 是教学结构的运行基石, 是科学地融合教学内容、教学模式与教学手段这三个教学基础要素而构建的教学策略范型。教学模块是载物、载法与载体有机的三维融合体, 其载物是教学内容, 其载法是教学模式或教学方法, 其载体是教学手段。
2. 教学模块的四级架构。
主导——主体型教学结构提出具有四级结构的教学模块架构:一级为教学内容属性分类;二级结合相应课程的内容属性和知识点拓扑结构设计相应的教学模式及采用的教学手段;三级是具体课程知识点的单元教学模块设计, 对于各知识点给出相应的教学方法及教学手段;四级是具体的课堂教学方案设计。四级教学模块层次示意如图1所示。
(二) 教学模块的特征
教学模块的构建按照以下原则:由载物的属性选择合适的载法和载体, 由载法的特点和载体的形式设计恰当的载物, 其有主要特征是
1. 创生教学内容:
教学内容的组织形式从教学内容的知识结构出发, 进行教学内容结构重设, 变“线性教学设计”为“框架式教学设计”;教学内容的交流方式从教学内容的属性分类出发, 选择相应的教学模式, 变单一教学模式为多样化教学模式;教学内容的展示形态从教学内容的教学目标出发, 采用恰当的教学手段, 变单一教学手段为综合教学手段。
2. 匹配要素关系:
教学模式的类型和教学手段的形态根据教学内容的属性、教学时空的条件和教学目标等进行选择;教学手段形态的采用根据其表现力、接触面、参与性等因素, 教学模式根据其教学内容及相应的教学目标采用合理的教学手段形态, 恰当匹配以优化教学效果和教学进程。
3. 规范教学程序:
教学模块的提出与构建, 科学的规范了教学进程和课堂教学行为, 同时提供了教师进行教学能充分发挥自己的创造性、主动性的弹性空间, 可以有效发挥教师及教学团队的智慧与经验, 极大提高教学进程的效率。
(三) 主导——主体型教学结构的特性
本文主要通过优化重构教学内容、教学模式和教学手段要素的匹配关系来体现“主导——主体”的理念, 其在教学结构的运行中的具体体现是课程教学模块的分类构建与实施、针对教学模块制作的多媒体教学课件与网络教学平台。
在教学模块基石上构建的主导——主体型教学结构的基本运行程式为:内容分析——模式选择——媒介搭配——模块构建——教学实施, 其具备了现代教学结构的五个基本特性。其依附性体现于该结构设计理念在教学模块构建过程中的映射;其稳定性体现于该结构运行程式的可操作性与固态化;其动态性体现于该结构中教学要素的匹配灵活性和可塑性;其系统性体现于该结构是由教学要素在教学活动进程中相互联系、相互作用而形成的整体形式;其层次性体现于该结构可以在不同学科、不同教学单元的层面运行。
结束语
主导——主体型教学结构是在现代教育理念指导下, 基于现代教育技术应用的基础上设计构建的一种新型教学结构, 它具有如下特色:
(一) 主导性与主体性兼容
教学结构通过教学模块设计和网络教学平台的相关功能, 既能高效体现教师主动施教和良好组织者、指导者的角色, 又能给学生创造彰显学习主体的良好环境, 为培养高素质、创新性人才提供了了有力的保障。
(二) 指导性与操作性相辅
教学结构是针对具体的教学活动和教学进程进行研究和构建的新型教学结构。它来源于教学一线的的现实问题, 聚集了课题组成员和所在优秀教学团队的集体智慧, 为教师进行实际教学提供了可操作的教学程式和指导作用。
(三) 复合性与有机性统一
教学结构从单一教学方式发展成复合教学结构, 根据不同教学内容的特点选择不同的教学方法和教学手段, 有机融合了各种教学手段和教学方法的优势, 优化了教学效果和教学进程, 为提高教学质量奠定了坚实的基础。
(四) 规范性与灵活性结合
教学结构的运行基本程式和教学模块的构建规则, 规范了教学活动进程和教学策略规范;多样化教学模式的应用为教师灵活制定教学方案提供了参照范例, 避免了教学进程的无序性和随意性。
参考文献
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基于结构光的反光工件在机三维重构 篇8
智能制造的普及让现代制造业趋于工业自动化,基于机器视觉的在机三维重构能够在一定程度上实现在机工件检测的自动化。对工件进行在机三维非接触测量避免了在加工过程中出现的二次装夹误差,同时也减少了工件的检测时间,降低了人力劳动。在数控加工中心上,对工件采用快速、有效的三维重构方法,对于提高工件的加工效率,降低加工成本具有广泛的应用前景和重要的研究意义[1~4]。
全燕鸣等基于双目视觉原理,搭建了一套在机测量的双目视觉系统,工件三维空间线性尺寸的检测精度达±1.3%以上,但该方法需要贴标志点,要求工件不反光且效率偏低[5]。结构光投影三维测量技术是近年来迅速发展起来的一种主动式非接触测量技术,以其高的测量速度、较高的测量精度和实用价值成为主动式视觉的主要技术之一,同时也是国内外视觉测量问题研究的热点[6]。不同于双目立体视觉,结构光测量系统通过投影仪投射编码条纹图案到待测物表面,条纹图案由于物体表面的起伏而发生变形,最终由相机获取变形条纹,从而进行解码。
文献[7]基于结构光投影,针对航空零件设计了一种转台系统测量,该机构能够实现对零件的快速、方便测量,但不能用于在机测量。文献[8]利用组合格雷码解码技术对物体模型进行三维重构,效果明显。在反光工件测量方面,文献[9]利用漫反射光和镜面反射光线偏振特性的不同,在测量物体形貌时,将工业相机前加装偏振片,利用偏振片滤除具有偏振特性的镜面反射,只让漫反射光进入工业相机,从而实现对反光物体表面的测量。文献[10]基于投影栅相位法,用于开发处理从光亮表面反射的条纹图像,通过获取具有不同的相机曝光时间和投影条纹强度,将条纹图案进行融合,生成合成条纹图像,该方法还解决了环境光对测量的影响。本文针对在机工件,设计了一种安装于数控立式加工中心外部的相机和投影仪夹持机构。在现有算法的基础上,进行了在机反光工件的表面三维重构。
1 视觉检测系统原理及搭建
结构光投影测量系统将双目视觉中的一个相机换成投影仪,其基本结构由相机,投影仪及计算机等几部分组成,其原理如图1所示。对于空间中相机与投影光平面的任意交点P,在相机成像面显示为点p,P'物点P在参考平面上的投影。
本文设计的在机三维形貌重构的夹持机构,固定于数控立式加工中心外,无需拆卸工件即可对其进行快速、有效的三维重构。整个检测系统设计如图2所示。相机投影仪分别固定于支撑板的两端,在支撑板上,相机和投影仪可旋转及沿支撑板移动。支撑板可做俯仰角度调节,连接杆上的滑块可带动支撑板沿支撑柱上下移动,即作测量高度的调节。
在机重构的方法流程为:
1)根据加工工件的大小及位置调整投影仪投射角度以及与工件的距离,使得投影仪的投射区域覆盖整个工件,然后调整相机与投影仪的间距及角度,让相机捕获包含工件在内的整个投影区域。
2)对相机-投影仪系统进行标定,确定相机与投影仪的内外参数。标定使用普通的11×8的棋盘格标定板,每个方格的大小为20mm×20mm。相机拍摄被一组格雷码条纹完全覆盖的标定板,改变标定板的空间姿态,相机再次拍摄被条纹覆盖的标定板,如此拍摄3~4组,进行测量系统的标定。
3)移去标定板,向加工工件投射该组格雷码条纹图案,采集投射在工件表面的条纹图像,完成前期的图像提取,共需要拍摄42幅图像。图像拍摄可以采用遥控连续拍摄,以节省时间。
4)导入3)中得到的标定参数,将提取的图像进行解码,最终生成三维点云数据,完成对反光工件的三维形貌重构。
2 检测系统标定及工件反光处理
结构光三维测量能够实现物体型面的快速精准重构,标定的精度决定了最终重构结果的准确度,因此系统标定是三维测量最基本和重要的环节。本文基于张正友的自由平面靶标的方法,改进现有算法进行系统标定。
2.1 相机-投影仪模型
该测量系统使用扩展了相机和投影仪径向和切向畸变[11]。设XR3是世界坐标系的一点,令uR2为相机平面中,点X在图像的像素坐标,X与u的关系可用以下方程表示:
Kc为相机的标定内参,k1和k2为径向畸变系数,k3和k4位切向畸变系数。同样,如果R和T分别为旋转矩阵和平移矢量,编码投影仪光心在世界坐标系的投影。令vR2为投影仪平面中,点X在图像的像素坐标:
Kp为投影仪的标定内参,(R,T)为立体视觉系统标定外参。
2.2 相机-投影仪标定
标定涉及到采集平面标定板的图像。如图3所示为四种不同位姿的标定板,通过投射一组编码条纹图案到标定板表面,进行数据采集,将数据导入算法从而完成相机-投影仪标定。
2.3 反光抑制
在数控加工中心上对工件的高精度加工,致使金属工件表面具有类镜面特性,此类表面也被称为非朗伯表面。非朗伯表面的反射光由环境光、漫反射光和镜面反射光三部分组成。
机器视觉的测量精度与物体表面的光学性质有关,投影仪投射结构光时,加工工件表面的局部会产生镜面反射。反光区域的“高光”会造成局部信息的缺失,影响最终的检测精度。针对反光,利用水平方向和竖直方向的编码条纹图像序列来计算图像的直接光分量和间接光分量,设L={I1,I2, …,Im}为输入的编码条纹图像序列,p为图形上的某个像素点,点p的直接光分量和间接光分量分别为Ld(p)和Lg(p),则有:
其中b∈[0,1),表示环境光占投影仪直射光的比例系数,是由投影仪投射的暗条纹灰度值决定的。
利用图像每个像素点的Ld(p)和Lg(p),对图像中的编码条纹进行阈值分割,然后用编码的逆过程对阈值分割后的图像进行解码,得出每个投影仪图像上的每个像素点坐标。以实验室中测量的反光铝件为例,检测算法的有效性。如图4所示,(a)为实物,(b)为重构后的表面形貌,重构的点云密度为9.12个/mm2,反光区域点云缺失量少于普通视觉测量重构的点云。
3 在机重构与实现结果分析
通过在数控加工中心对反光工件的在机三维形貌重构实验,验证本系统的实用性。
加工工件的在机三维形貌重构实验现场如图5所示,采用的仪器设备为:Canon相机(EOS600D,分辨率5184×3456)和Ben Q投影仪(ML6277,分辨率1 0 2 4 × 7 6 8 ) , 机床为数 控立式加 工中心(XHK715-4),软件环境为Open CV和VS2010。
调整好相机与投影仪的位置及角度,对整个系统进行标定。标定结果如表1和表2所示。
按1中所设计的方法,提取在机工件表面被调制的条纹图像。载入标定结果,对在机工件进行三维形貌重构,生成的点云如图6所示。
采用本文提出的方法,除开标定和图像获取时间外,三维重构软件算法执行时间为0.923s,重构的点云密度达9.07个/mm2,较好地实现了金属反光件的三维形貌点云重建。
4 结论
本文利用设计的相机-投影机夹持机构,在数控加工中心上对加工的反光工件进行在机检测,研究结果表明,这种方法对在机的反光加工工件进行三维重构具有较好的效果,对实现智能制造中工件的加工检测一体化具有一定的应用前景。
摘要：工件的在机三维重构对于实现智能制造中的加工检测一体化具有重要的意义。在立式加工中心外,设计了一种安装于地面的相机和投影仪的夹持机构。利用设计的机构,调整相机与投影仪的位置,以便投影仪能投射编码条纹图像至加工工件表面,同时相机能捕获经加工工件表面调制后的条纹图像,最终通过改进的算法对获取的条纹图像进行解码,重构出拍摄工件的表面三维形貌。改进的重构算法通过计算直接光分量与间接光分量,能够有效抑制工件表面反光对光学测量的影响,避免反光区域的点云大范围缺失。对用数控加工中心加工的汽车凸缘进行了在机三维重构实验,实验结果表明,该方法是一种快速有效的重构方法,算法执行时间为0.923s,重构的点云密度达9.07个/mm2。
结构重构 篇9
目前,在企业中主要存在两类制造系统,即专用制造系统和柔性制造系统(FMS)。专用制造系统成本较低,能进行多刀加工,故生产效率高,但没有柔性,系统的软件、硬件都是为特定零件而设计的,不能扩展。柔性制造系统则具有软件柔性,能控制固定的硬件设备完成众多加工功能,及时响应市场变化,但造价高、软件冗余大,只能进行单刀加工,生产效率较低。可重构制造系统(reconfigurable manufacturing system,RMS)企图综合上述两种制造系统的优点,为响应市场或不确定需求的突然变化,迅速调整出一个零件族内的生产能力和功能,为快速改变系统结构以及硬件和软件组件而构成一种可重构制造系统。这种系统硬件、软件均可重构,可进行多刀加工,系统造价适中,但硬件有冗余。由于可重构制造各级组织充分利用资源,因此符合可持续制造策略。
为了解决这一问题,20世纪90年代中期,国外学者和研究机构提出了可重构制造的概念。同一般制造系统相比,RMS主要有以下3个特点:1)加工设备的模块化结构和开放式接口;2)机床布局及生产规模的可调整性;3)控制软件和体系结构的高度重构性。然而,从理论和实际应用中分析知道,要解决可重构制造系统对市场需求的适应性必须首先解决重构系统的控制结构问题及其实现技术,因此,可重构制造系统的控制结构和系统布局的研究是必须首先解决的关键问题。
2 RMS的控制结构
制造系统主要有三种基本结构形式:集中控制结构(centralized form)、分层递阶控制结构(proper hierarchical form)和协同控制结构(heterarchical form),如图1所示。
集中控制结构具有设备投资少、易于全局优化等优点,所以早期的控制系统大多采用这种结构;但它同时也存在着可靠性低、响应速度慢和可扩展性不好等缺点。目前的控制结构普遍采用分层递阶结构,在实现方法上采用自顶而下的结构化实现技术。用这种结构开发的系统大多为定制控制系统,当控制系统的需求发生变化时,这种控制系统大多必须重新开发。当前的计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)大多采用这种结构,这是目前FMS和CIMS在推广应用和进一步研究开发遇到的主要问题之一。另外一种是协同控制结构,在实现方法上大多采用面向对象或代理(Agent)技术来实现,虽然具有巨大的灵活性和可重组性,但它仅适应用于需求变化大、具有足够同构资源的控制环境。由于这种控制结构在这方面的限制,所以很少在控制系统中应用。由此可见,上述各种控制结构很难实现“可重组”的性能指标。为了实现“可重组”必须采用新的控制结构。
在此,引入一种合弄监控结构(holarchy)。所谓合弄(holon),它是指一种系统构造单元,相对于其上层组层具有协作特性的部分,相对于其下层组织具有自律特性的整体;一个合弄可以是另一个合弄的一部分,同时又可以是由其它一些合弄组成的。
合弄结构将递阶结构和协同结构的优点很好地结合在一起,体现在其控制的相对分散性和集中性上。集中控制是和递阶控制方式过于刚性,很容易突然失灵;则协同监控结构方式过于分散、缺少整体优化性。在合弄控制中,由于合弄的相对自律性以及整个系统负责的系统协调机制的存在,控制既是相对分散的,又是相对集中的,由所有合弄共享,在系统的每层上都存在有管理控制功能。
因此,以这种控制结构形式的控制系统就像一个“魔方”,其功能组成单元就好像是魔方的一个个不同颜色的方块,市场对控制系统的需求就像人们要求的魔方的目标,人们可以按市场需求重组控制系统各组成单元。控制系统中的每一个功能模块既具有相对独立性又和控制系统其它部分具有合作性,可随时按市场需求构成所需的结构形式,实现可重组控制系统的目标。
3 合弄控制结构
合弄及其相关概念来自匈牙利记者Koestler对社会组织和生物组织中的层次结构关系的研究。他发现绝对意义上的“整体”和“部分”在任何情况下是不存在的。Koestler将现实生活中具有“整体”、“部分”双重特性的对象定义为holon,将其译成合弄,既是音译又是意译。
同时,Koestler还将由合弄这种自相似单元组成的分层结构定义为合弄结构(Holarchy)。在该结构中,合弄是一种系统构造单元,相对于其下层组织则是具有自律特性的整体;一个合弄可以是另一个合弄的一部分,同时又可以是由其它一些合弄组成的。
合弄结构将递阶结构和协同结构的优点很好地结合在一起。一方面,合弄间相互协作以求达到全局目标;另一方面,合弄又表现为是具有智能和自适应特征的自律的、分布式的实体。例如,生物系统中的细胞,它既具有高度的自律性,又与其它细胞一起协商按照上一层组织的策略采取某种行动。
因此,合弄结构可以作为发展下一代制造系统控制结构的基本参考模型。以合弄结构为参考模型,结合制造系统控制结构的发展,可以导出合弄控结构。如图2所示。
合弄控制结构由不同层次上的合弄构成,从底层往上看,它是一种合弄结构;从顶层往下看,它是一种分形结构。每一层次上的合弄既是自控制者,又是执行者,具有相对独立性和稳定性,不怕干扰的影响,遇到意外事件时可以自己处理而不必向上层请示;同时它又是一种中间形式,受上层合弄的控制,通过通迅网络系统与结构中的其它合弄协商协作共同完成某项更大的任务。合弄的任务不是由自己确定的,而是来自上层和系统。但是,如何完成任务则取决于自己。
4 合弄制造系统的结构形式
合弄是一种具有自律特性和协作特性的制造系统结构单元(积木块),它在制造系统中用于对信息和||或物理对象进行转换、运输、储存和确认。合弄通常包括一个信息处理部分和一个物理处理部分。一个合弄可以是另一个合弄的一部分。合弄制造系统集成了从订单预定一直设计、生产和打入市场在内的所有制造活动的、以实现敏捷制造为目的的合弄结构。
合弄制造系统的结构形式和特性可以用图3加以说明。系统中制造单元之间的关系是以合弄之间的协商协作为基础的。首先,信息合弄与客户及制造系统协商,形成和提出客户化的产品要求;接着,装配合弄协商如何得到对象D和B;第三,制造合弄为了把A制造成D,协商如何得到A和所需要的工具;第四,装配和制造合弄协商D的运输,装配合弄在D和B到手后装配成C,这时C变成为一个合弄(意味着它自身携带着关于其目的地的智能和知识);最后,合弄C协商它自己如何运到客户那里去的运输。
而传统的递阶制造系统中,如图4所示。首先,客户借助信息处理设施选择标准产品加一些选件;接着规划控制系统安排对象A进入,并命令加工设备把它转换成对象D;第三,系统命令运输设备把D运给装配设备;第四,系统安排B进入,并命令装配设备把D和B装配成C;最后,系统命令运输设备把C运给客户。
可以明显看出,与传统的制造系统相比,合弄制造系统在物理设施方面并不一定有什么不同,而主要不同的地方在于制造单元的特性和单元与单元之间的关系方面。在子系统层上,各制造单元是具有高度的自律性和智能性的合弄结构;在系统层上,合弄系统表现为其单元间的协作和高度的柔性,系统单元间的关系和作用可以随时变化;因此,花较少的投资亦可在现有制造系统的基础上实现合弄制造系统。
5 RMS的系统布局规划
可重构制造系统按照可重构粒度可以分为:设备层和系统层。其中,设备层实现主要研究加工设备的动态变化能力,即未来机床应能通过改变自身结构,灵活完成多种任务;系统层实现主要研究如何保证加工系统能在不产生较大扰动的情况下允许添加或减少设备,使系统具有动态重构能力,满足不同产品生产的需求。
5.1 设备层
机床功能模块合理划分、模块之间机械界面的标准化、机床可移动性研究和基于软构件的设备层控制系统等。
5.1.1 机床功能模块化合理划分:
如何正确划分功能模块是可重构制造系统的关键技术之一。合理的模块化分可以简化设备的结构,降低设备的重构频率,提高模块之间的精度匹配。模块应具备确定的功能,过小、过大的模块划分都是不合适的,过小的模块划分将导致重构频繁发生,过大的模块划分将使设备的柔性受到极大的限制。
5.1.2 模块之间机械界面的标准化:
只有各种模块的界面标准化,可重构制造系统才能得到广泛应用。其中包括:机械、液压、润滑、冷却、电控接头。
5.1.3 机床可移动性研究:
对于可重构制造系统,由于工艺路线的变化,导致机床布局的重新调整是经常发生的,因此可重构制造系统的机床必须具有标准的对地基、能源等要求,重量较轻,调试容易。
5.1.4 基于软构件的设备层控制系统:
可重构制造系统的机床由于生产任务的改变,需要经常增加、减少模块,其控制系统也应该用模块化的设计方法并应用软构件的思想支持控制软件重构,允许应用模块方便地在控制系统中“插入和拔出”。
5.2 系统层
长期的实践表明,阵列式是实现RMS的高柔性和高效率特点的一种优秀的布局方式,它是一种基于组态式制造单元(Configurational Manufacturing Cell,简称CMC组成的阵列式布局的结构体系如图5所示。布局中每行为一个CMC单元,它是一个由符合工艺需要的加工设备串联构成的最小自治化整体。CMC为具有合弄(Holon)特征的基本工艺单元,但其加工设备的类型和数量可根据产品族的不同进行调整和重构,因而开发面向对象的组态软件进行单元控制。根据产品的产量不同,可以并联多组的CMC,各CMC间通过物流输送系统耦合构成所需的制造系统。
由CMC阵列式布局构成的制造系统与当前欧美一些机床厂研发的并串联复合布局的敏捷制造单元(AMC)如图6所示,相比具有柔性更强、加工质量变动小、便于进行生产管理和质量控制的特点。
6 结束语
动态多变的市场环境要求制造系统具有可重构性,制造系统重构实际上就是功能-资源重新映射的过程。可重构制造系统作为新的制造模式,强调最大限度地利用现有资源对制造系统进行快速重构,以最低的成本获得最高的效益,它与柔性制造系统并不矛盾,可以说是对柔性制造系统的发展。
可重构制造是一个涉及面极为广阔的领域,可重构制造技术的研究刚刚起步不久。今后在如下方面还需要进行更深入的研究:1)可重构制造系统的生命周期经济学建模。通过建模,对工艺装备和生命周期成本以及系统投入等因素进行研究,确定可重构制造系统满足产品需求范围的最佳方案。2)对可重构系统相关的设计理论、方法和使用技术的研究。包括可重构系统的可靠性理论,模块化结构与组件(控制器、硬件、软件)设计等方面的应用研究。3)在开放体系结构环境中进行可重构制造系统的可重构控制器、系统管理程序的集成设计等。4)可重构制造系统所依赖的支持技术的研究,如系统建模与仿真、可重构制造系统通讯软件、可重构制造数据库等。
摘要：为了使可重构制造系统的重构更加有效和快速,提出了一种新的控制结构和系统布局设计方法。首先引入一种合弄控制结构(holarchy),该控制结构中的每一个功能模块既具有相对独立性又和其它控制结构具有合作性,可随时按市场需求构成所需的结构形式,实现可重构控制的目标。然后,从设备层、系统层的布局设计中涉及的关键技术和实现方法进行了探讨。
关键词：可重构制造系统(RMS),合弄结构,设备层,系统层,布局规划
参考文献
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