三维分析模型

三维分析模型（精选十篇）

三维分析模型 篇1

一、农产品项目投资风险分析

对于农产品项目来说, 由于影响项目的风险因素很多且相互关系错综复杂, 各种风险因素所引起的后果的严重程度不同, 同时风险因素之间与外界交叉影响又使风险显示出多样性、多层次性。因此农产品项目风险类型, 可以从不同的角度, 根据不同的标准进行分类。

1.根据项目发展的时间顺序把农产品项目风险划分为项目投资决策阶段风险、项目建设阶段风险和项目商业化阶段风险。

2.根据风险发生的后果带来的结果把农产品项目风险划分为纯风险与经营风险两类。纯风险是指与经营活动无关的偶然事件, 如地震, 这类风险的后果是给项目带来损失;经营风险是指与项目经营活动密切相关的风险, 这类风险如果管理得当, 会给项目带来一定的收益, 如技术风险、财务风险、 管理风险、政策法律风险、市场风险等。

汪小金教授通过对《PMBOK指南》给出的项目风险管理流程进行归纳总结, 得图1所示的项目风险管理流程。农产品项目风险管理贯穿于项目的各个阶段, 农产品项目风险管理涉及的因素众多、环节也较为复杂, 既受到外部环境, 如宏观经济、制度法律等方面的影响, 也受内部要素, 如技术、组织、资源等因素的牵制。整个环节从风险识别、风险风险、制订应对措施、风险控制四个过程组成的不断迭代、循环往复的风险管理体系。

二、农产品项目风险分析的三维模型构建

项目风险产生于项目全寿命周期的不确定性, 可从项目内部因素、外部因素与项目过程三个方面综合考虑, 将各风险因素放入一个空间维度中建立三维模型, 其中的三个维度为内部因素、外部因素与过程 (如下页图2所示) 。

1.过程维。农产品项目过程也叫项目进程, 是描述项目推进的过程, 随着过程的推进, 农产品项目的不确定性减少, 风险降低。本文将农产品项目过程分为项目启动、项目规划、项目执行与收尾过程四个阶段。风险存在于项目的各阶段, 各风险之间具有相关性。过程维度产生的风险主要有决策风险、技术风险、财务风险、技术风险、市场风险、管理风险、竞争风险、政治风险等。

2.外部因素维。用项目所处的外部因素来描述农产品项目风险可能来源, 其主要有政治风险、政策风险、市场风险、 环境风险等。

3.内部因素维。农产品项目的内部因素是指项目团队识别、分析、监控与防范项目风险时需要的知识和技能, 主要是人为风险因素, 如对整个项目管理风险, 在管理过程中各个组织间的沟通协调风险。另外, 一个项目的成功与否还要涉及到决策风险、技术风险与财务风险等的合理控制。

本文构建的农产品项目风险分析三维模型首先将项目过程和外部因素有效的结合起来。农产品项目的各个阶段可能存在不同来源的风险, 不同来源的风险也可能存在于不同的阶段当中;其次, 此模型加入了内部因素维度, 主要是应对各种风险的管理能力, 都是属于经营风险。农产品项目管理能力的科学性, 可以为投资者提有效的风险预警与风险应对策略, 降低各种风险出现的概率和发生的程度, 另外也可以使得各风险转变为经营风险, 为项目获得收益。此模型还为项目投资者在风险识别、分析、应对和监控阶段构成了连续的有机循环的系统 (见图3) 。

三、结论

农产品项目风险分析的三维模型有效地将项目过程、内外部因素有机结合起来, 诠释它们之间的相互关系, 为农产品项目风险识别、分析、应对与监控提供了一个有效的分析方法。它将农产品项目的各种风险因素进行综合考虑, 对农产品项目的投资决策与实施提供了一套完整的分析思路, 有助于项目投资者对农产品项目风险分析研究, 有一定的指导意义。

摘要：针对农产品项目风险及其风险类型分析, 结合农产品项目风险特点, 构建农产品项目风险分析的三维模型, 阐述农产品项目过程、内部因素与外部因素的三维风险分析模型, 诠释它们之间的相关性, 为农产品项目风险分析研究提供研究思路, 对农产品项目的风险识别、分析、应对和监控有一定指导意义。

关键词：风险管理,风险,农产品项目,三维模型

参考文献

[1]汪小金.项目管理方法论[M].北京:人民出版社, 2011.

[2]李海凌, 史本山.基于多视角的PFI项目风险评估研究[J].技术经济与管理研究, 2010, (2) .

[3]沈建民.项目风险管理[M].北京:机械工业出版社, 2006.

三维分析模型 篇2

基于选择性模型组合的三维荧光光谱水质分析方法

摘要：为提高三维荧光光谱水质分析的精度,提出一种选择性模型组合方法,采用相关系数法对三维荧光光谱激发波长进行选择,并将被选中的`激发波长下的荧光发射光谱水质分析子模型采用岭回归法进行模型组合,得到对水质指标的组合模型.以一组总有机碳(TOC)范围在3.41～125.35 mg・L~(-1),化学需氧量(COD)范围在22.80～330.60 mg・L~(-1)的32个地表水和城市生活污水水样做为研究对象,对其三维荧光光谱220～400胁范围内的10个激发波长采用上述方法进行选择,分别针对TOC和COD指标筛选出260,280,400 nm和220,280,400 nm各3个激发波长.采用部分最小二乘方法建立上述激发波长下荧光发射光谱水质分析子模型,根据岭回归法计算各子模型的组合系数,分别得到对TOC和COD指标的组合模型.实验结果表明:采用该方法得到的组合模型对TOC和COD两种指标的预测误差均方根(RMSEP)相比精度最高的单一荧光发射光谱子模型分别减小了15.4%和17.5%,相比未经模型选择的组合模型分别减小了6.1%和10.9%.Abstract：A selective model combination method is proposed in this paper to improve the precision of water quality analysis with three dimensional fluorescence spectra. A correlation coefficient criterion was designed to select effective excitation wavelengths for sub-models building, based on which the ridge regression method was adopted to combine the selected sub-models to get the stacked model Thirty two samples from surface water and urban wastewater were used as research objects with total organic carbon (TOC) index from 3. 41 to 125. 35 mg・L~(-1) , and chemical oxygen demand (COD) index from 22.80 to 330. 60 mg・L~(-1) , and 10 excitation wavelengths in the range of 220-400 nm were adopted to generate three dimensional fluorescence spectra. Following the proposed correlation coefficient criterion, the excitation wavelengths of 260, 280 and 400 nm, and the excitation wavelengths of 220, 280 and 400 nm were selected respectively for TOC analysis and COD analysis, based on which two stacked models were built by using partial least square regression method for sub-models building and ridge regression method for sub-models combination. The experimental results show that, compared with the sub-models with the best prediction precision, the root mean square errors of prediction (RMSEP) of the stacked models decreased by 15.4% for TOC analysis, and 17.5% for COD analysis; and compared with the models without sub-models selection, the RMSEP of the stacked models decreased by 6.1% for TOC analysis and 10.9% for COD analysis. 作者： 武晓莉[1]李艳君[2]吴铁军[3] Author： WU Xiao-li[1]LI Yan-jun[2]WU Tie-jun[3] 作者单位： 浙江科技学院,浙江,杭州,310023浙江大学城市学院,浙江,杭州,310015浙江大学工业控制技术国家重点实验室,浙江,杭州,310027 期 刊： 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal： SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年，卷(期)： ,30(4) 分类号： X832 O657.3 关键词： 三维荧光光谱 模型组合 激发波长选择 模型选择 总有机碳 化学需氧量 Keywords： 3-D fluorescence spectra Model combination Excitation wavelength selection Model selection Total organic carbon Chemical oxygen demand 机标分类号： TN2 O65 机标关键词： 选择性模型组合三维荧光光谱水质分析分析方法CombinationModelBasedFluorescence Spectraquality analysisregression methodcorrelation coefficient激发波长荧光发射光谱three dimensional组合模型子模型TOCfluorescenceCOD 基金项目： 国家(863计划)项目

三维模型档案化管理初探 篇3

关键词：三维模型电子文件档案化管理

大量生成的三维模型，正成为电子文件的重要组成部分。从档案管理角度出发，是否需要对三维模型进行档案化管理？在实践中，三维模型的档案化管理存在哪些困境？未来可以做哪些方面的探索笔者将对此问题进行初步阐述，希望能够起到抛砖引玉的作用。

一、三维模型档案化管理的必要性

三维模型是指利用三维建模软件生成的，存在于计算机或计算机文件的“点和其他信息集合的数据”。从上述描述中可以看到，三维模型具备电子文件的基本特征，可以将其理解为一种特殊的电子文件。对这种特殊电子文件的管理，即三维模型档案化管理则是指在一定的制度框架下，由档案部门对三维模型进行前端控制和全过程管理，确保其具有真实性、完整性和有效性。

（一）三维模型具有档案价值且已经大量生成

1.三维模型具有档案价值。首先，三维模型具有凭证价值。从内容上看，三维模型是设计人员运用三维软件设计的图形，它如实地记载了业务活动过程和业务工作成果，是业务活动的直接记录。从形式和技术上看，三维模型是以数字化的超文本形式在计算机环境中生成的，其背景信息被系统程序控制，由此保证了它的可追溯性。其次，三维模型具有情报价值。三维模型是业务活动的伴生物，它记载了大量的知识信息，这些知识信息不仅可以为业务活动提供参考，也可以为同类设计提供借鉴。

2.三维模型已经大量生成。目前，三维设计已成为工程行业设计的主要方法之一。与二维设计相比，三维设计技术更能表达设计者的意图，便于加快图纸生成速度，提高产品设计效率。以三维模型作为产品最重要的信息载体，可以将设计、生产、管理等各个独立环节联系在一起，并将设计细节融入在建模过程中。[1]三维模型的技术优势使得其在各领域能够被广泛运用，另据相关调查显示，目前在某些领域三维模型的生成数量和速度已经远远超过了二维模型。从这个角度而言三维模型已经大量形成。

（二）三维模型不适用“双套制”与“双轨制”管理模式

为了规避电子文件真实性难以认定的风险，在工作实践中，对电子文件往往采用“双轨制”与“双套制”管理模式，即在文件运转过程中，电子版本与纸质版本共存，两种版本的文件与业务流程同步运转；在文件归档过程中，同一份文件既归档电子版本，又归档纸质版本，并且电子版本与纸质版本需一一对应。[2]国家标准也推荐使用“双套制”归档方式，2002年颁布的《电子文件归档与管理规范》（GB/T18894-2002）中规定：“具有保存价值的电子文件，必须适时生成纸质文件等硬拷贝，进行归档时，必须将电子文件与相应纸质文件等硬拷贝一并归档。”虽然三维模型也是一种电子文件，但其特殊性决定了它不可能像普通文本和二维图形一样打印成纸质文本。因此，三维模型不适用“双轨制”与“双套制”管理模式。

（三）三维模型管理失范

目前三维模型的管理处于失范状态，无法满足业务活动的需求，一是管理制度尚未制定。三维设计技术已经广泛运用，三维模型的数量也呈几何级增长，但是针对三维模型的管理制度并未建立。尽管已经有不少针对电子文件的管理制度，但是其中基本没有涉及三维模型管理的条款，更没有制定三维模型管理的专项制度。二是管理主体尚不明确。档案部门应是三维模型的管理主体，但是目前档案部门的主体地位并未明确，大部分三维模型都由形成者自行保管。三是管理流程尚未建立。由于管理制度与管理主体尚未明确，三维模型的管理流程也没有建立。业务活动结束后，三维模型的流向不明确，即档案部门也不知道通过何种渠道接收需要归档的三维模型。

二、三维模型档案化管理的实践困境

（一）三维模型的真实性认定困难

在纸质档案管理模式中，为了维护档案的原始记录性，必须保证载体与信息的统一。对于纸质档案的管理，档案实体的管理与档案内容信息的管理是统一的，保护了载体的原始性即确保了档案内容的原始记录性。然而，三维模型作为一种电子文件，其载体与信息的可分离性，使得上述要求并不能适应三维模型的管理。存储于计算机系统的三维模型因为软硬件升级、系统迁移等要求，可能会出现信息的迁移。在三维模型的管理过程中，随着存储介质与方式的变更，载体与信息的统一性难以得到保证。因此，判断三维模型是否具有真实性变得更加困难。

（二）三维模型的标准体系并未建立

三维设计技术已经在各领域得到了广泛运用，但相应的标准体系并未建立，使得三维模型的存储格式没有统一的规范，给三维模型档案化管理带来了困难。从档案管理角度而言，目前也没有建立起三维模型归档的格式标准。虽然，归档电子文件的格式标准基本建立，但是现行标准并没有将三维模型档案化管理纳入其中。三维模型标准体系的缺失给三维模型档案化管理带来了诸多问题：首先，三维模型形成者在存储三维模型时，特别是格式选择带有较大的随意性，导致三维模型的通用性较弱；其次，由于三维模型格式多元化且没有统一的规范，即使归档至档案部门，也可能面临无法读取的风险。

（三）三维模型的安全控制难度较大

作为一种电子文件，三维模型与其他电子文件一样面临诸多安全风险。电子文件载体与信息的可分离性、对系统的依赖性以及载体的不稳定性，使得它与纸质文件相比，安全控制难度更大。同时，三维模型无法进行纸质化管理，所有的安全控制措施只能在计算机系统中实施，一旦发生操作失误、病毒入侵、软硬件系统故障等事故，没有任何缓冲余地。此外，三维模型管理制度与标准缺失也带来了极大的安全风险。多种安全风险的叠加使得三维模型的安全控制难度较大。

三、三维模型档案化管理的

初步设想

三维模型档案化管理是一个系统工程，它需要制度、标准、技术和人员等诸多方面的支撑。可以说，在三维技术日臻成熟、三维模型大量生成的背景下，探索三维模型档案化管理的可行路径是档案部门不得不面对的课题。

（一）三维模型档案化管理的目的

三维模型档案化管理的目的不是完成三维模型的归档，而是确保三维模型的真实性、完整性和有效性。对于纸质档案，原始记录性是其根本属性，维护其原始记录性是档案管理工作的首要任务。然而，电子文件的载体与信息的可分离性，使得其原始记录性很难得到维护。所以，档案界一般认为，对于电子文件的管理应该转向维护其真实性、完整性和有效性，而不是单纯地追求其原始记录性。作为电子文件，三维模型档案化管理的目的就是要确保其真实性、完整性和有效性。

（二）三维模型档案化管理的前提

三维模型档案化管理的前提是制度化。制度化的作用主要体现在三个方面：一是明确权责，划分三维模型形成者、系统维护者、档案管理者等责任主体的权限与责任，并要求其对自身的管理行为负责；二是制定规范，即制定三维模型档案化管理的制度与标准，确保其符合业务活动的需求和档案化管理的要求；三是确定流程，即通过固化的流程确保人员责任落实、管理过程受控、业务运行顺畅。

（三）三维模型档案化管理的主体

三维模型档案化管理的主体应是档案部门。档案部门的优势在于建立了一套完整的文档管理系统，不论是对文件归档还是归档后的管理都形成了一套较为成熟的体系。此外，档案部门作为三维模型档案化管理的主体，贯穿文件管理的全过程，有利于实现对三维模型的全生命周期管理。

（四）三维模型档案化管理的手段

三维模型档案化管理的手段是前端控制与全过程管理。前端控制要求档案人员在三维模型形成之初就提前介入，参与三维模型管理软件的设计，参与文件质量的控制，提出档案化管理需求。全过程管理要求档案人员对文件的全生命周期进行管理，参与程序控制、规则制定和质量控制。

*本文为上海市档案局科研项目“企业集团数字档案信息资源整合与共享模式研究”（项目编号：沪档科1511）的阶段性研究成果之一。

注释及参考文献：

[1]张少辉.三维设计现状及发展趋势[J].聚酯工业， 2013（2）：15.

[2]冯惠玲.电子文件与纸质文件管理的共存与互动[J].中国档案，2003（12）：40.

三维分析模型 篇4

供应链风险是指供应链在运行过程中,由于各种无法预知的不确定因素的存在,打破了供应链的正常运作,使链上各成员受到影响的状况。供应链风险传导是指风险源越过企业的风险阈值,借助一定的载体,沿某一路径,传给另一企业的过程。本文基于供应链风险传导机理,以节点企业的状态信息为出发点,沿供应链风险传导方向的逆方向,逆向挖掘供应链风险影响因素,在此过程中,基于三维结构模型来描述企业的状态信息,并构建供应链风险感知因素指标体系。

为了进一步研究供应链风险感知因素,阐述企业状态与供应链风险的关系,本文借助解释结构模型(ISM),厘清供应链风险感知因素间的复杂关系,进而验证风险感知因素指标体系的合理性,同时也为供应链风险防范工作奠定基础。

二、节点企业状态信息的描述——基于三维结构模型

在构建节点企业状态信息的三维结构模型时,首先确定反映企业状态的三大因素,然后分别将这三大因素设为立体空间中的三大维度,紧接着对每一维度指标进行细分,通过分析各指标间及指标与企业状态的关系,对每一维度的指标重新整合,最终确定供应链风险感知指标体系。

(一)企业状态信息的三维结构模型的构建

一个企业的发展水平,既取决于企业自身的状况(如生产能力、偿债能力等),也决定于企业的合作者的评价(如价格的合理性、售后服务情况等),还依赖于企业所在的发展环境。因此,为了系统评价企业的状态信息,本文构建了节点企业状态信息三维结构模型,即:行业环境维、企业能力维、服务水平维,具体见图1:

图1表明,企业的状态是企业能力、服务水平、行业环境三个维度综合作用的结果,可以用以下模型表达:

上式中,B代表企业状态,C代表企业能力,E代表行业环境,S代表服务水平,三者均为B的自变量。企业能力是企业生命力的象征,它影响着企业的服务水平,也受行业环境的制约,企业能力决定了企业的前途与命运。服务水平决定了合作者对企业的满意度,服务水平的好坏也决定了企业能否在这个行业中立足。行业环境在很大程度上受国家政策及其经济运行状况的影响,一个行业的环境状况决定了整个行业的发展方向。

此模型的构建是根据企业的状态由多层面体现的,此模型也是对层次分析理论的延伸与扩张。在节点企业状态信息的三维结构模型中,每一维度都可用层次分析法将指标继续细分,如企业能力由企业的生产能力、科研能力、盈利能力、偿债能力组成;行业环境可由企业的市场影响度、企业间的信息共享情况体现;服务水平由产品质量、产品价格的合理性、企业信誉、供货能力等构成。模型指标分解如图2所示:

(二)基于节点企业状态信息的风险因素挖掘

只有将体现企业状态的相关信息层面充分考虑在内,使企业的状态完整准确地展现,才能挖掘出企业潜在的风险,进而构建相应的风险指标体系。基于节点企业状态信息,对企业进行风险挖掘,关键是对每个维度上的指标进行细分,就可以找出体现企业状态的关键指标,以真实呈现企业状态。

对企业状态信息进行描述,了解企业现状,对企业做出评价,挖掘企业潜在的风险,这项工作早在1966年就已经开始了。最具影响力的是Dickson,他在研究供应商选择时通过调查273名代理商及相关人员,提出了质量、价格、生产设备与产能、交货期等23项选择指标,并将其发表在《采购》杂志上,这一研究成果在当时及后来对企业评估、风险挖掘研究领域产生了深远的影响。

进入21世纪后,随着经济的快速发展,市场环境、供需关系也相应发生了重大转变,原有的评价指标已不能完全适用于如今的企业。因此,在Dickson的研究基础上,学者们纷纷提出了新的指标。Jayaraman(2000)提出了“订货提前期”指标;Lee(2001)提出了“开发新产品能力”指标;Chan(2003)提出了“设计力量”指标;Prahinski(2004)提出了“需求变更能力”指标;Kreng(2005)提出了“交货的准时性、及时性”指标等。

近年来,国内外学者对企业的考核研究仍在继续。国内学者王道平和王煦(2010)根据当今的市场环境和需求变化,提出了“环保”、“企业文化”指标,他认为发展绿色企业是当今时代的要求。钱芝网(2011)提出了供应商选择的7大标准,即质量、服务、成本、可靠性、柔性、管理水平、创新与发展能力,并将其具体细分为28个指标。在他的理念里“企业柔性”位居第一,而不再是传统观念里的质量、服务、成本。

由企业状态体现供应链风险的关系可知,企业状态的正常与否反映了供应链运行的良好程度,企业状态的异常对供应链的运行起着至关重要的作用。因此,为了准确地挖掘企业风险,有必要基于节点企业状态信息的三维结构,对每一维度展开深层次的挖掘。

1. 基于企业能力的供应链风险挖掘。

企业能力决定了企业的综合竞争力,代表企业能力的指标主要有企业的生产能力、科研能力、盈利能力和偿债能力。

(1)生产能力是指企业在规定时间内生产产品的能力。企业生产能力的强与弱主要由企业的装备能力和技术能力决定。企业的装备能力是指企业硬件设施的先进性,是企业完成订单的基本要求。企业要想拥有富有竞争力的生产能力,先进设备是基础,技术能力是关键。技术能力是指企业为了捕捉市场变化,借助装备设施,通过添加新工序等手段来响应市场需求的手段。

(2)科研能力是指企业开发新技术、新产品的能力。企业科研能力的强弱主要体现在开发新产品能力、改变产能和降低成本的能力上。企业要想在激烈的市场环境中生存,快速、灵活地捕捉市场需求是关键,因此,开发新产品是企业时刻都在进行的工作。除此之外,以最低的成本创造出最大的利润,是企业的最终目的。那么,在开发新产品的基础上,降低企业成本、提高企业产能也是企业生存的基础。

(3)盈利能力和偿债能力是企业运营状况的真实体现,它们之间存在因果关系,盈利是偿债的前提条件,企业只有具备一定的盈利能力,才会具备相应的偿债能力。

综上所述,企业能力由企业的科研能力、生产能力、盈利能力和偿债能力体现,它们相互影响、相互作用。企业拥有良好的科研能力,给企业生产能力的提高提供了技术支持,促进了企业生产能力的提高;生产能力提高了,企业也就具备了一定的盈利能力,较强的生产能力是企业获得盈利能力的前提条件;企业只有具备一定的盈利能力,才会具备偿债能力;企业具备了偿债能力,说明企业存在一定的资金基础,而资金支持是企业开展研发的基础。它们之间的关系如图3所示:

2. 基于服务水平的供应链风险挖掘。

服务水平代表了企业的软实力,不仅仅是指宏观上企业提供给顾客的有形或无形的服务。这里的服务水平是指企业主观上可以调配、掌控的,提供给顾客和合作伙伴的一切行为,代表企业服务水平的指标主要有产品质量、产品价格的合理性、交货能力、供应能力和企业信誉。

(1)产品质量用来评判产品是否达到既定要求,它包括产品质量的优劣性和质量的稳定性。质量的优劣性以产品的合格率来体现,即合格产品占总交货产品的百分比,又称产品的达标率。质量的优劣性不仅反映了企业的生产能力,还间接影响到企业信誉。质量的稳定性是针对质量的优劣性而言的,即质量的稳定性是指质量优劣的稳定性,也就是产品达标率的稳定性。

(2)价格的合理性是针对产品质量而言的,判定价格的合理性主要从价格高低、报价程序的合理性和价格弹性三个方面考虑。价格高低是针对产品质量及当时的市场环境而言,一般情况下,产品价格与产品质量成正比,与产品上市时间成反比。同时,产品价格的波动与报价程序也有一定的关系,报价程序越详细、越正规,企业价格越合理。除此之外,产品价格也会随购买数量发生波动,即价格弹性。一般情况下,价格会随着购买数量的增加而降低,两者成反比。

(3)供应能力是指企业在规定时间内完成订单的情况。一般来说,企业的供应能力与企业的生产能力直接挂钩,且企业的生产能力越强,其供应能力也就越强,企业的供应能力主要表现在产品的订货提前期、需求变更能力等方面。订货提前期是指客户从下订单到货物被运送到客户的这段时间。订货提前期不仅考察了企业的生产能力,同时也考察了企业的组织管理能力;需求变更能力是指企业对于内部或外部干扰所能做出的调整范围。当目标顾客的需求增加或发生变化时,企业为了满足顾客需求,必须具备较好的供应能力,具体表现在企业的生产柔性上。

(4)企业的交货能力是指企业交货时,产品是否保质保量,即企业交货的准时性和及时性。有时企业的交货情况也会受到企业供应能力的影响,供应能力决定了企业的交货能力。

(5)企业信誉是指外界合作者、消费者对企业的评价。它主要受企业质量执行情况、售后服务情况内在因素及合作者评价外在因素的影响。企业的质量执行情况是指企业在交货时是否保质保量地完成订单的情况;售后服务情况是指产品在完成交易以后,提供给顾客的各种服务,它是在企业跟踪推进阶段提高企业信誉的一种手段;合作者的评价直接关系着企业的信誉,企业要想树立好的形象,获得市场份额,首先需要获得合作者的认同。

综上所述,企业服务水平的影响因素是相互影响、相互制约的。企业的服务水平最直接的表现方式是产品的质量和企业的供应能力,产品质量又是价格合理性的评判标准,而企业的供应能力在一定程度上决定了企业的交货情况,产品价格的合理性和企业的交货情况最终决定了企业的信誉,同时企业信誉是企业服务水平的综合体现。它们之间的关系如图4所示:

3. 基于行业环境的供应链风险挖掘。

企业的生存都离不开它所处的行业环境,行业环境的有序性体现了整个行业的发展状态,体现企业所处行业环境的指标主要有市场影响度、信息沟通情况。

(1)市场影响度是指该企业在所处行业中的地位,是市场占有率的体现。一个企业的市场影响度与该企业规模及它在同行中的地位有直接的联系。企业规模是对企业生产经营范围的一个划分,同时也是对企业的动产、不动产的划分。企业规模的大小在某种程度上决定了企业的占有率,影响了企业在行业中的地位。与此同时,企业在行业中的地位受企业规模、企业信誉、企业能力等因素影响。

(2)信息沟通情况是指在某个行业中信息的流通情况,包括信息共享程度以及信息传递的及时性和有效性。各行各业都在追求自身利益的最大化,企业在研究市场动态、捕捉市场需求时,为了抓住市场走向,了解行业内相关信息是必要的,行业信息共享程度越大,整个行业发展就越快。除此之外,信息不仅要共享,而且传递要及时、有效,只有快速、无误地抓住市场信息,才能准确地响应市场需求。

综上所述,某个行业的行业环境,是行业内的企业共同作用的结果,而在其中起主导作用的是行业的龙头,它的确定是由其市场影响度决定的。市场影响度与公司规模密切相关,它在一定程度上决定了企业在同行中的地位。行业的龙头决定行业发展趋势,同时它也决定了市场信息的共享程度及信息的传递情况。信息共享程度和信息传递的及时、有效性反映了该行业的信息沟通情况,而行业信息沟通情况也是反映行业环境的重要指标。其相互作用关系可用图5表示:

(三)供应链风险感知指标体系的构建

为了能够进一步细化前述模型中的企业能力、服务水平、行业环境因素,便于完整描述企业状态和挖掘潜在风险,本文基于三维结构模型,通过对每一维度进行风险挖掘,构建了基于企业状态信息的风险感知指标体系,如图6所示:

三、节点企业风险感知因素分析——基于解释结构模型

由供应链风险的产生和传导机理可知,供应链风险受多元化的因素影响,且极其复杂。产生供应链风险的因素颇多,每种影响因素对供应链的影响规律、作用机理也不尽相同。在实际情况下,由三维结构模型可知,这些影响因素之间并不是孤立的,常常伴有因果关系等。因此,为了研究节点企业状态信息因素间的关联性和层次性,验证企业风险感知指标体系的合理性,本文采用解释结构模型来加以分析。

(一)解释结构模型

解释结构模型(ISM)是美国J·华费尔特教授分析复杂的社会经济系统的相关问题,在1973年提出的一种模型。该模型认为:一个复杂的大系统都是由若干个小系统组成的,可以结合人们的实际经验等相关知识和电子计算机的帮助,最终将系统构造成一个多级递阶的结构模型,进而将模糊不清的复杂思想转化成更为直观的结构关系。

对于解释结构模型的应用,近年来不同的学者将其应用于不同的领域。伊洪英、徐丽群(2010)为了研究路网的脆弱性对因素间关联性的影响,构建了路网脆弱性解释结构模型,找出了最直接和最根本的原因,并提出了相应的建议。

王宛秋、张永安(2009)将解释结构模型应用于企业技术并购协同效应影响因素分析中,对所提出的13个协同影响因素进行了合理的解释。

章俊(2015)为了找出影响农村居民医疗服务满意度的直接因素和关键因素,对其影响因素采用解释结构模型进行解释,进而验证了解释结构模型在医疗服务满意度评价中的可行性和科学性。

本文将节点企业状态信息因素作为风险感知要素,采用解释结构模型挖掘企业风险。其解释结构模型构架思路如图7所示:

(二)节点企业风险因素解释结构模型的构建

1. 构建供应链风险感知要素关系结构图。

为了准确识别供应链风险感知要素间的关系,我们邀请了10位不同领域的供应链管理实践专家和10位理论学者对要素i和j的影响关系进行判断。根据实践经验和理论知识,认为供应链风险感知指标体系中的三级指标间的重叠过多,因此本文采用二级指标因素加以验证,对这些指标因素予以命名:运营状况(S1)、生产能力(S2)、科研能力(S3)、价格合理性(S4)、产品质量(S5)、交货情况(S6)、供应能力(S7)、企业信誉(S8)、市场影响度(S9)、信息沟通情况(S10),共计10大因素。其影响关系结构如表1所示:

注:表中A表示Si影响Sj;V表示Sj影响Si;X表示Si、Sj相互影响;O表示Si、Sj没有关系。

2. 构建要素的邻接矩阵A。

为了使各要素间的关系更清晰,需要进行数量化处理。根据表1中各要素间的相互关系,按照以下规则,构建要素间的邻接矩阵。Si对Sj有直接影响,则aij取1,否则取0;Sj对Si有直接影响,则aij取1,否则取0;Si与Sj相互有较强的影响,则aij取1,否则取0。

3. 生成可达矩阵。

得到邻接矩阵A后,计算A+I(I为单位矩阵),然后运用布尔代数规则对A+I做幂运算,直到(A+I)n+1=(A+I)n,得到可达矩阵M=(A+I)n+1,n+1为运算次数,矩阵M中元素Mij为1,说明元素Si对元素Sj存在可达路径,即元素Si对元素Sj存在直接或间接的影响;若元素Mij为0,说明元素Si对元素Sj不存在可达路径,即元素Si对元素Sj没有影响。

借助Matlab软件,得到可达矩阵M:

4. 构建层次化的可达矩阵。

对供应链风险感知要素进行层次的划分,首先对感知要素的整个系统进行区域划分,使得每个子区域相互独立,且子区域内各要素相互影响。根据可达矩阵M找出可达集合R(Si)、先行集合A(Si)和共同集合R(Si)∩A(Si),可达集合R(Si)表示要素Si可以影响到的所有要素的集合,即R(Si)={Si∈N/mij=1};先行集合A(Si)表示所有可以到达Si元素的集合,即A(Si)={Si∈N/mji=1},N表示所有的节点集合;共同集合R(Si)∩A(Si)表示可以相互到达的所有元素的集合。

划分完不同的区域后,对每个子区域进行层次的划分,即依次找出最高级元素。若元素Si满足R(Si)∩A(Si)=R(Si),那么要素Si在解释结构模型中处于最高级位置,然后将其在可达矩阵中划去所有的行和列。以此类推,再从剩下的可达矩阵中找出次高级元素,直到最低一级元素被找出,其结果可见表2:

通过层次划分,将可达矩阵划分为3个层次,L={L1,L2,L3},其中L1={S4,S5,S8};L2={S1,S6,S7,S10};L3={S2,S3,S9},以此为依据,对可达矩阵进行重新排列,得到层次化可达矩阵,即骨架矩阵M'。

(三)节点企业风险因素解释结构模型分析

根据层级的划分结果,我们可以得到节点企业风险感知因素的解释结构模型,如图9所示:

从节点企业风险感知因素的解释结构模型可以看出,利用解释结构模型分析企业风险感知因素,有利于将企业风险感知因素间的复杂关系层次化。根据风险感知因素的递阶结构图可以得出:

构成供应链企业风险的最直接最根本的因素是企业的综合竞争力,具体表现为:生产能力、科研能力、市场影响度。它们是构成供应链风险的最基本的因素,是供应链的内部影响因素,这些因素受到下一层因素的影响,其他因素要通过它们才能影响供应链。因此,要想从根本上杜绝供应链风险的发生,提高企业综合竞争力是关键。

构成供应链风险的中间层面的影响因素主要是企业的日常运营状态因素,包括:企业的交货情况、供应能力、信息沟通情况、盈亏状态。这些因素是通过企业的生产能力、科研能力、市场影响度来影响供应链。

引发供应链风险的最基本因素,即最低等级的影响因素,是产品质量、产品价格的合理性和企业信誉。它们是企业的外部影响因素,这些因素基本不被其他因素影响,却直接或间接地影响着其他因素,是通过内部影响因素影响供应链的,是最容易操作、最容易收到效果的因素。在对供应链风险的管理过程中,如果能够及时应对这些因素的异常状态,觉察到威胁并立刻做出反应,则能够有效降低供应链风险。

(四)实践意义

利用解释结构模型分析企业状态信息风险感知因素,主要是为了挖掘构成供应链风险的关键因素,以及这些因素的相互影响和层次关系。通过运用解释结构模型我们可以清楚地知道,基于节点企业状态信息挖掘企业风险时,需要考虑哪些方面,以及在风险防范过程中要有层次、有重点,有轻重缓急之分,分阶段进行。例如,根据以上结构模型我们可以得知,在供应链风险挖掘过程中,企业的生产能力、科研能力、市场影响度是需要首先关注的。

四、结论

本文利用三维结构模型,通过描述企业的状态信息,挖掘企业的风险感知要素,构建了分析感知指标体系。为了进一步研究风险感知要素间的关系,借助解释结构模型,明确了风险感知要素间的层次结构关系,并分析了导致供应链风险的根本因素和直接因素,发现提高企业的生产能力、科研能力、市场影响度是提高企业综合竞争力、降低企业风险的关键。引发供应链风险的因素颇多,且每种因素对供应链的影响规律、作用机理大不相同,因此,研究这些因素间的耦合机理,定量研究这些因素的时空变换对供应链的影响是一个值得探讨的课题。

参考文献

Diskon G.W..Analysis of Vendor Selection Systems and Decision[J].Journal of Purchasing,1996(2).

Jayararnan V..Supplier Selection and Quantity Allocation:A Comprehensive Model[J].The Journal of Supply Chain Management,2000(6).

Lee E.K..Supplier Selection and Management System Considering Relationship in Supply Chain Management[J].IEEE Transactions on Engineering Management,2001(3).

Chan F.T..Interactive Selection Model for Supplier Selection Process:an Analytical Hierarchy Process Approach[J].International Journal of Production Research,2003(15).

Prahinski C..Supplier Evaluations:Communication Strategies to Improve Supplier Performance[J].Journal of Operations Management,2004(22).

Kreng V.B..Supplier Management for Manufacturer a Case Study of Flexible PCB[J].International Journal of Advanced Management Technology,2005(25).

王道平,王煦.基于AHP/熵值法的钢铁企业绿色供应商选择指标权重研究[J].软科学,2010(8).

钱芝网.BP神经网络及其在供应商选择评价中的应用[J].工业工程与管理,2011(3).

尹洪英,徐丽群,权小锋.基于解释结构模型的路网脆弱性影响因素分析[J].软科学,2010(10).

王宛秋,张永安.基于解释结构模型的企业技术并购协同效应影响因素分析[J].科学学与科学技术管理,2009(24).

三维分析模型 篇5

图形分析：阀盖零件的外形由左边前端倒角30度的正六边体，右边四个角R=12mm的底座，中间有一个倒45度角和R=4mm连接左右两边，该零件的轴向为一系列孔组成。根据该零件的构造特征，其三维模型的创建操作可采用：(1) 拉伸外轮廓及六边形；(2)旋转主视图中由孔组成的封闭图形；(3)运用旋转切除生成30度和45度、R4的两个封闭图形，生成外形上的倒角；(4)运用差集运算切除中间用旋转生成的阶梯轴（由孔组成的图形旋转而成），来创建该零件中间的阶梯孔，完成三维模型的创建。零件图如图1所示。图1  零件图具体的操作步骤如下：1．除了轮廓线图层不关闭，将其他所有图层关闭，并且可删除直径为65mm的圆形。然后，结果如图2所示。图2 保留的图形2．修改主视图。 将主视图上多余的线条修剪，如图3所示。图3  修改主视图3．将闭合的图形生成面域。单击“绘图”工具条上的“面域”按钮，框选所有的视图后，按回车键，命令行提示：已创建8个面域。4．旋转左视图。 单击“视图”工具条上的“主视”按钮，系统自动将图形在“主视平面”中显示。注意：此时，显示的水平线，如图4 a）所示。输入“RO”（旋转）命令，按回车键，再选择右边的水平线（即左视图）的中间点，输入旋转角度值 90，按回车键，完成左视图的旋转如图4 b）所示。在轴测图中看到旋转后的图形如图4 c）所示。图4 a） 旋转前           图4 b） 放置后提示： 图中的红色中心线是绘制的，用该线表明二视图的中心是在一条水平线上。图4 c） 轴测视图5．移动视图将两视图重合的操作如下：① 单击“视图”工具条上的“俯视”按钮，系统自动将图形转换至俯视图中，如图5所示。图5  俯视图显示       图6 标注尺寸② 单击“标注”菜单，选择“线性”标注，标注出二图间的水平距离，如图6所示。标注尺寸的目的是便于将图形水平移动进行重合。③ 按“M键”，框选左视图，向左移动鼠标，然后，输入“96．77”，按回车键结束视图的移动，如图7所示。图7  二视图重合提示： 以上移动操作，也可用“对齐”（AL）命令进行，其结果比移动操作更加方便快捷，

6．拉伸生成三维视图。 单击“建模”工具条上的“拉伸”按钮，或者直接输入：EXT命令，选择左视图中的外轮廓和4个小圆，向左拉伸12 mm。如图8所示。再将六边形向左拉伸为42 mm，如图9所示。图8 拉伸外轮廓和4个圆                       图9 拉伸六边形7．旋转图形生成三维对象。 单击“建模”工具条上的“旋转”按钮，或者直接输入：REV命令，按回车后，选择有倒角30度的图形，再选择直线上的二个点作为旋转轴线。单击“回车键”完成图形的旋转并生成旋转实体，如图10所示。图10 旋转生成倒角实体              图11 创建倒斜面角8．求差后生成六边体上的倒角。单击“建模”工具条上的“差集”按钮，或者直接输入：“SU”命令。先选择六边体，按回车键后，再选择旋转实体，按回车键完成求差操作，结果如图11所示。9．求和运算。 单击“建模”工具条上的“并集”按钮，或者直接输入：“UNI”命令。选择前面创建的实体和刚创建的倒角六边体，按回车键后，将其合并成一个整体，如图12所示。   提示：合并操作后，两物体间的正六边形与底面间的“交线”没有了，表明两物体已经合并成一个整体了。图12 合并物体                     图13 旋转生成实体10．旋转生成阶梯轴物体。单击“建模”工具条上的“旋转”按钮，或者直接输入：REV命令，按回车后，选择绘制在轴线上的图形，选择图形的底边上的两点，作为放置轴线，按回车键后，生成阶梯轴状的实体。如图13所示。11．求差操作创建四个孔和台阶孔造型。 单击“建模”工具条上的“差集”按钮，或者直接输入：“SU”命令，按回车键后，选择前面合并的物体，再按回车键，选择4个小圆柱体和旋转生成的台阶轴对象，按回车键完成零件的创建，创建的阀盖零件三维实体模型如图14所示。图14  阀盖零件三维实体图

三维分析模型 篇6

1.1 背景

随着信息技术的不断深入发展, “大数据”浪潮正以浩浩荡荡、锐不可当之势向袭来, 更加规范、直观、高效的三维铁路工程勘测、设计、施工、运营维护随之而起。基于BIM技术的三维信息模型充分利用了“大数据”的信息技术成果, 以公共、标准化的模型为基础, 将工程建设中的业主、设计、施工和用户紧密联系在一起, 基本实现了项目全生命周期内的信息共享互用。

信息时代解决信息交换与共享问题要制定标准, 研究BIM的building SMART联盟制定和维护的Industry Foundation Classes (IFC) 是中性公开标准, 是目前建筑行业广泛认可的国际性公共产品数据模型格式标准。基于IFC的IFCXML是利用XML语法表达标准的公用格式, XML是在Internet环境中跨平台和依赖内容的技术, 是当前处理结构化文档信息的有力工具。IFC定义了模型中实体生命周期内所有阶段的信息如何检索、如何存储, 可以容纳几何、计算、数量、设施管理、造价等信息。IFC的总体框架采用分层和模块化, 分为四个层次, 从下至上为资源层、核心层、共享层 (协作层) 、领域层, 每个层次包含若干模块, 每个模块含有很多信息;其规则是上层调用下层, 下层不能调用上层。信息模型建立后, 通过模型的信息交付手册进行信息交换, 通过路基字典对获得的信息进行校核, 以便在全生命周期中开展任何子项目的工作。

1.2 必要性

铁路建设具有场地广大、专业众多、施工组织复杂、运营维护不便等特点。常规的二维表达是通过层层规定对行业的简化描述。目前信息技术高速发展, 日新月异, 在铁路行业的全生命周期内建立基于BIM技术的信息模型, 可提高各个环节的信息共享互用, 减少不必要的信息重复输入和转换, 提高铁路行业的工作效益和质量。

在铁路行业推广BIM技术, 建立三维信息模型是关键。铁路路基是铁路项目中的一个子项目, 建立三维路基信息模型可直观反映业主的建设意图、形象表达设计思想、方便施工组织和运营维护。

目前, 三维设计、虚拟施工、仿真运营早已展开, 各种三维翻模公司及团体如火如荼, 大型软件公司也推出了各自的系列软件。有的软件建模方便灵活, 广泛应用于飞机、汽车制造等行业;有的软件向建筑行业进行延伸;有的软件很好地解决了BIM建模;有的软件在Auot CAD基础上进行了二次开发, 增加了一些功能;有的软件只面向机械行业;有的软件用于建筑及基础图形环境, 面向建筑设计。这些软件存在没有道路里程等概念、不适用于铁路路基建模、路基支挡防护实体较弱和实体信息添加不便, 以及不适于道路建模等缺点。

目前, 各个公司及团体的数据自成体系, 兼容性不强, 三维实体的内部数据关系及外部数据关联的定义不统一, 不能相互转换, 致使各阶段的相同实体需要根据不同阶段重复建立模型, 增加的工作量巨大, 不可避免地出现“差、错、漏、碰”。因此, 必须建立铁路路基信息模型。

2 路基信息模型

对路基信息模型实体定义时, 应梳理路基实体的相互关系, 应用面向对象的分析和设计方法, 结合IFC模型的四个层次进行划分。每个层次包含相关信息的描述模块, 模块间遵守“重力原则”:每个层次只能引用同层次和下层的信息资源, 不能引用上层资源。当上层资源变动时, 下层资源不受影响, 保证信息描述的稳定。当前铁路路基设计中使用的路基诸表, 可基本反映路基的信息模型, 以各表所列实体的基础属性构建路基信息模型中的资源层, 以各表所列的实体作为构建模型中的核心层, 以各表单项工程名称构建模型中的共享层, 以各表名称构建模型中的领域层, 使信息模型既符合现实生产真实情况, 便于工程传统思维理解, 又便于模型的推广应用。

2.1 资源层

资源层的类 (信息集合单元) 可被IFC模型任意一层定义的类引用, 其与核心层一起在实体级水平上构成信息模型基础, 是通用的资源, 是作为定义高级层里的实体属性, 是独立于具体实体的通用信息, 包括一些项目管理使用的概念类、度量类、材料类, 规定了产品的几何形状和拓扑描述资源, 定义了对象和关系的各种各样特性。

在IFC2x3Final的大纲中, 平台类有日期时间资源、材料资源、拓扑资源、工具资源等14类。非平台类有材料属性资源、标注资源、结构荷载资源等12类。对路基信息模型, 材料类有土石方类、混凝土类、钢筋类等;计量单位类有长度类、面积类、体积类等;外观定义类有矩形、梯形、梅花形等;侵蚀性等级类有T2、T3、H1、H2、H3等。这些基本概念类的信息供核心层、共享层、领域层调用, 是路基实体的属性体现。

2.2 核心层

核心层由核心和核心扩展两部分组成。核心部分提供信息模型要求的所有基本概念, 核心扩展部分是为行业领域在核心部分定义的类的特例。例如在产品类中, 定义了元素、空间、场地等概念;在过程类中, 为掌握有关生产产品的工作信息, 尽可能定义工作任务和资源;在文档类中, 对行业中使用的典型文件类型信息类内容详细说明 (例如造价表) , 可引用资源层定义的类, 也可被共享层和领域层里的类引用。

在路基信息模型中, 核心层适用于定义路基专业的基本实体, 例如桩身、锚索、锚具、垫板、骨架等;也定义了填方、挖方、挖基、路堑、路堤、基床、路肩等路基信息模型中的基本概念。在这些基本概念类中, 将资源层定义的类作为数据成员, 形成路基基本实体, 例如一个填方实体, 带上资源层定义的特有属性后, 变为填普通土、填软石、填次坚石、填渗水土、填级配碎石等;挖方实体带上资源层定义的特有属性后, 可组合为挖土、挖石, 也可带上另一种属性后组合为挖基土、挖基石等;对路基土石方工程, 运输距离可作为在资源层定义的单独属性类, 引用在本层定义的填方、挖方的基本实体中。

在类定义中, 应确定该层资源的合理选择范围, 一般情况下以铁路路基设计中的路基诸表表头所列内容为基础, 将诸表中的各类路基工程分解为最小的实体单元, 在EBS (Engineering Breakdown Structure) 分解中对应路基工程实体的分类编码。

2.3 共享层

共享层是定义路基的通用实体类, 是路基专业信息模型互用共享的基本单元。通用实体的组成部分在资源层和核心层已有详细定义, 共享层是将这些资源组合起来, 形成单项完整的路基工程项目, 以便在设计、施工、运营维护等各阶段进行信息建立与交换。

在路基信息模型中, 包含了各类挡土墙、框架护坡等。以路肩挡土墙为例, 在核心层定义了重力式路肩墙墙身、衡重式路肩墙墙身, 也定义了反滤层、挖基、伸缩缝、泄水孔等;在资源层定义了材料类型 (片石混凝土类型、混凝土类型) 、单位 (墙身圬工用体积类单位、伸缩缝用面积类单位) 等。共享层除引用上述已定义的类外, 还要增添实体的起止里程、左右侧、基地及墙背的物理力学参数等属性, 形成完整的单项工程项目。共享层还包含抗滑桩、骨架护坡、锚杆框架、侧沟等等。其资源的划分一般下以铁路路基设计中路基诸表的内容为基础, 详细描述该单项工程实体的具体属性, 例如侧沟应包含侧沟项目的各个完整子项目 (沟身圬工、泄水孔、挖基、回填等) 。

2.4 领域层

领域层定义行业的一些专有概念和复合实体, 是模型中最高层次, 可引用共享层、核心层、资源层定义的类的对象, 不能被其他层的对象引用。

在路基信息模型中, 领域层次定义了各种路基特有的概念和信息实体, 包括地基处理、支挡工程、土石方工程、防护工程、排水工程等, 可以是多个单项路基工程的集合, 例如深路堑工点可能包括一个或多个桩间挡土墙实体, 一个或多个 (也可没有) 挡土墙或护坡工程。对路基工点正面图、横断面设计图、过渡段、取土场、弃土堆、排水系统图, 采用地图这样的路基复合信息实体, 可在领域层单独建立对象类, 方便二维出图向三维模型交付过渡。

2.5 路基三维模型信息交付标准

路基数据模型建立后, 运用模型展开与路基相关的工作, 需要确定信息交换的流程, 以及流程的功能和执行这些流程的结果, 每个信息交付过程需要单独定义。例如, 施工时需要获得挡土墙墙身材料、墙背材料的物理力学参数要求等;运营维护时外部条件发生变化, 对挡土墙的抗滑和稳定分析需要的信息接口。

构建模型的目的是便于存储和检索、方便信息共享互用。因此, 在建立模型前, 应详细梳理实体在全生命周期中的信息使用流程, 在信息模型中留有尽可能完整的信息存储空间。

2.6 铁路路基字典框架

信息模型中应将路基各种实体概念与其名称和描述分开, 每个实体对应一个唯一的标识符, 在各交付过程中定制特定环境下的实体名称及描述, 保证在项目全生命周期内, 每个人通过信息交换得到的信息与其想要得到的信息一致。

3 基于IFC的路基建模平台架构

路基BIM三维信息模型是面向铁路路基全生命周期的完整工程信息集, 包含各实体的几何及非几何属性。随着路基工程的进展与扩展, 数据不断集成, 需要一个路基BIM信息集成展示平台。平台应具备路基实体信息 (三维几何数据、完整的工程信息描述数据、施工信息数据、工程安全性能维护数据、路基实体间的工程逻辑关系数据等) 保存、跟踪和扩充功能, 实现数据模型的读取、保存、修改、合并、删除和三维实体显示, 并支持基于路基BIM技术的各种软件 (稳定分析、沉降分析、流域流量分析等) 的接口, 实现项目全生命周期各阶段的信息交换和共享。平台的基本构架见图1。

4 模型应用分析

基于BIM技术的路基信息模型建成后, 设计期间通过对三维实体全方位的空间观察, 可更加合理确定设计方案, 方便核查专业内设计措施的碰撞情况, 直观反映业主的建设意图, 大大提高设计文件质量;施工期间根据模型共享实体信息, 可反复虚拟施工过程, 优化施工组织, 减少施工干扰, 合理确定施工阶段人员安排及材料准备, 最大限度地减少施工成本, 提高施工效率;运营维护期间可即时查询实体信息, 分析环境变化后的稳定及安全状况。

5 结束语

全面分析铁路路基的工作流程及工作内容, 合理划分基于BIM技术的路基资源层次, 是建立三维铁路路基信息模型的成败关键。实现模型集成和展示平台, 是铁路路基运用BIM技术的标志, 是路基工程中提高工作效率与质量的根本保障。基于BIM技术的路基三维模型是贯穿路基项目的全生命周期的模型, 对模型的需求是形式多变的、内容丰富的, 时间跨度很大。因此, 应立足于模型平台的自主开发, 如果不能自主开发, 应保证在建模平台下, 增加基于IFC或IFCXML的标准交换接口。无论是自主开发平台, 还是在主流三维软件 (例如达索Catia及欧克特Revit、Civil3D等) 下进行二次开发, 在交换过程中, 存在一些不确定的问题, 因为IFC标准本身不够成熟和完善, 对一些信息无法完整表述, 随着BIM技术的飞速发展, 这些问题将迎刃而解。

摘要：论述建立铁路路基信息模型必要性。对资源层、核心层、共享层、领域层、路基三维模型信息交付标准和铁路路基字典框架进行定义和分析, 提出基于IFC的路基建模平台架构和路基BIM三维信息模型应具备的功能, 并针对模型应用进行阐述和分析。实现模型集成和展示平台, 是路基工程提高工作效率与质量的根本保障。

关键词：BIM,三维信息模型,铁路路基,IFC

参考文献

[1]何关培.BIM总论[M].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[2]刘照球.基于IFC标准建筑结构信息模型研究[D].上海:同济大学, 2010.

三维分析模型 篇7

浮雕,是一种在平面背景上雕刻出凹凸起伏形象的雕塑[1]。它的艺术表现形式介于三维圆雕和平面绘画之间,相较于平面绘画,浮雕具有艺术表现力强和视觉空间延伸感突出的优势;同时,相较于圆雕,浮雕又有着得天独厚的节约空间的优点。近年来伴随着数字化浮雕研究的深入,浮雕的应用也日益广泛,可以说目前浮雕研究已经在工业生产生活中得到了越来越多的重视。根据输入的数字化数据源的类型的不同,浮雕的数字化生成算法可分为两类:一类是基于二维图像,另一类是基于三维几何模型。第一类方法通过将二维图形灰度值拓展映射为一定范围内的高度值的思想来生成2.5维的浮雕,该方法以图像作为处理对象,数据排布规则,故运算速度很快,但由于该类算法生成的浮雕细节效果不够理想,且需要较多的人机交互,自动化程度不够高。相对于第一类浮雕生成算法,基于三维几何模型的浮雕生成算法中数据源包含被抽象物体的原始几何信息,因而浮雕细节效果更佳,自动化程度更高。

本文研究一种基于三维几何模型的浮雕生成算法,这里三维模型用能表示任意复杂形状的分片线性三角网格来描述。将三维模型沿某一视角方向压缩,得到浮雕曲面模型这是一种直觉感知的方法。Cignoni等人[2]在1998年首次对此问题进行了探讨与研究,该方法利用透视投影和图形显示技术中的Z缓冲算法获得深度值并进行线性压缩,虽然能得到浮雕,但由于算法较为简单,导致细节特征缺失严重,对细节丰富的模型不能产生的好的浮雕视觉效果。因而,后来的研究人员均在考虑模型几何特征的基础上提出新的深度压缩算法。文献[3]将图像处理中的适应性直方图均衡化(adaptive histogram equalisation)方法拓展应用到三维模型上,对模型深度值这一几何信息进行梯度加权的直方图均衡化,来确定深度压缩系数。文献[4,5]借鉴高动态范围图像(high dynamic range image)压缩中一种在梯度域上的图像亮度压缩[6]思想,建立三维模型的深度与曲率高斯卷积[4]或梯度[5]之间的Possion方程,对曲率高斯卷积或梯度进行线性或非线性压缩后,求解模型的深度值,实现浮雕生成。其中文献[5]还提出将梯度根据数值的大小分成不同的频率带,对各频率带给定不同的系数,实现特征效果不同的浮雕。近期,国内文献[7,8]对原物体模型高度场梯度进行压缩,并对压缩后的梯度场进行积分求解得到曲面浮雕模型。

上述已有的算法直接对深度进行操作或在梯度域上进行操作,本文提出一种新的解决思路,即通过网格频谱分析在模型频域上对网格能量进行压缩,进而生成浮雕。

本文首先对重采样后的网格模型进行频谱分解,然后根据频率的大小对网格能量进行压缩,再将能量压缩后的频谱进行网格重构,就可得到压缩后的网格浮雕模型。在频域上,数值大的频率对应着模型的细节,对该频率的幅值进行少量的压缩,就可保留模型更多的细节。其中第一节介绍对输入模型预处理方法,第二节介绍网格频谱分析方法,第三节中着重阐述浮雕曲面生成算法,第四节对实验结果进行分析。

1 模型预处理

浮雕模型只需保留三维模型在某视觉方向的几何表面,视觉上不可见的部分并不是组成浮雕的一部分,将其删除可以提高算法效率。故在三角网格模型进行高度上的几何压缩之前,先要对输入模型进行预处理,删除不可见部位。

同时为了得到易于二维傅里叶变换处理的对于某视线方向图像二维规则化的网格曲面,本算法需要对原始三角网格进行网格重采样处理。该重采样算法简单快速,易于编程实现(图1)。其过程叙述如下:首先输入原始三角网格模型M,该三角网格模型可以由一系列的点undefined、边、面组成的集合来表示,将M记为M=(V,E,F),调整视线方向向量pv,由此得到模型上离视点最远点为模型最低点,给定分辨率定义过该模型最低点并垂直于视线方向的平面为采样图像背景平面。将原始模型M投影到背景图像平面上,计算该采样背景图像每个像素点(i,j)的高度值h,该高度值大小为该采样背景平面上某像素点与过该点作垂直于背景平面的法线nij和原始模型三角面片求交所生成新网格点Pij的距离。对采样背景上的每像素点做一次遍历,依次求得与原始模型的投影交点,对于具有视线方向高度歧义性的点(像素法线nij与原模型求交可能得到可见与不可见两类点),统一规定选取更靠近观察者的外参考点即离视点较近的可视点,最后将这些点重新生成一张网格曲面,就得到一幅规则化的深度图像。

原三维模型在网格重采样之后,网格拓扑信息被改变,局部细微特征发生微小变形,但从数字浮雕预处理模型要求的角度出发,模型的主体形状并未改变且特征细节并未丢失,考虑到数字浮雕本身属于艺术范畴,认为重采样后的模型可以应用于后续浮雕压缩的研究。不规则网格重采样转换为深度图像的网格曲面,是一种为了利于图像算法直接应用于网格而采用的折中的方法,其特征的保留程度,显然与采样频率有着直接的关系。在实际应用中发现,重采样后的模型不可避免的存在一些梯度较大的区域,见图2所示的深红色部位。在本章后续的浮雕曲面生成研究中,该区域也是提取压缩的难点。需要指出的是,该大梯度台阶区域在后文的频谱分析中,属于频谱信号的高频部分。

2 网格频谱分析

定义一张尺寸为M×N的深度图像视线方向高度函数为f(x,y),其离散傅里叶变换可由下面等式表示:

undefined

类似与一维的离散傅里叶变换,表达式中u,v的取值分别为(u = 0,1,2,…,M-1)和(v = 0,1,2,…,N-1)。同理可得,其傅里叶反变换的表达式如下:

undefined

其中,x = 0,1,2,…,M-1,y = 0,1,2,…,N-1。正如一维的离散傅里叶变换一样,以式(1)、(2)两式正好构成了二维离散傅里叶变换对。其中,变量u和v图像变换后的频谱变量,而x与y即是空间图像变量。因为对称的滤波函数利于构造,故为了方便后期滤波函数的实现,通常会在对某图像进行傅里叶变换之前先进行中心化处理。即对图像乘以(-1)x+y来进行中心变换,从而使得变换后的频率谱图像关于其自身中心对称。对于二维离散傅里叶变换后的结果,可以得到该图像的相角和频率谱:

undefined(3)

P(u,v)=R2(u,v)+I2(u,v) (4)

其中,R(u,v)和I(u,v)分别是离散傅里叶变换F(u,v)的实部和虚部。

在算法实际实现过程中考虑到算法速度的问题,采用了快速傅里叶变换(FFT)进行频谱特征的获取。FFT算法可以更快的得到同普通离散傅里叶变换结果相同的答案,按定义利用普通离散傅里叶变换算法算法复杂度为O(n2),而FFT算法的复杂度为O(nlogn)。由于FFT算法本身要求二维平面长度W和宽度H的值是2的阶乘,为了满足该需要,本算法通过扩延补零的方法即对深度图像的规则二维方向进行了补零扩充处理(图3)。算法中补零的依据是因为之前在重采样的时候定义了背景平面为高度值为0的零参考平面。如果之前定义的背景平面高度不为零,在此扩延操作中对应补上相应的背景高度值。

3 浮雕生成算法

通过以上步骤,对于规则化后的网格进行FFT处理,即可得到深度图像对应的频谱图像。浮雕网格曲面的获得,设计思想是要对频谱能量的高频区进行保留,对低频区进行大尺度的衰减。故设计一个高通滤波器是解决问题的关键。最简单的滤波器是通过截断傅里叶变换后的一段频率成分来达到滤波目的的理想滤波器,有离散傅里叶变换性质可知,该高频成分处在距离变换原点较远的位置,即距离D0取值较大的区域。定义理想二维高通滤波器,其变换函数可以表达为:

undefined

(5)

其中,D0是算法指定的非负距离值,对于理想滤波器称D0为截止频率。D(u,v)是(u,v)点相较于频率矩形原点的距离。在频率域里,定义基本的滤波模型为:

F*(u,v)=H(u,v)F(u,v) (6)

其中F*(u,v)是原离散傅里叶变换滤波后的结果。

由于理想滤波具有较大的跳跃性,通过实验发现对于规则化后的网格进行傅里叶变换得到功率谱,进行理想高通滤波,对原模型的处理造成了较大的失真,(如图4所示,图中截止频率D0长度为0.45×min(Pw,Ph),其中Pw表示规则化外延扩充后背景图像宽度,Ph表示规则化外延扩充后背景图像高度),重塑后的曲面表面噪声较大,故改进滤波器设计,采用高斯高通滤波器,其二维滤波函数由下式给出:

H(u,v)=1-e-D2(u,v)/2D20 (7)

其中,D(u,v)是(u,v)点距频率矩形的原点的距离,σ表示高斯曲线扩展的程度。若使σ=D0表达式可转变为:

H(u,v)=1-e-D2(u,v)/2D20 (8)

其中,D0表示该滤波器的截止频率,当D(u,v)=D0时,滤波器下降到最大值的0.607处。

对应于不同的截止频率D0,模型的高度会有较大的变化。对于高斯高通滤波函数,如果截止频率D0取值较大,即模型整体能量压缩就较多,对应最后模型的整体高度会较低。图5给出不同截止频率D0对应的Dragon曲面模型正面效果图。其中,重采样后的Dragon模型原始高度在进行高斯高通滤波之后模型高度变小,实验D0分别取值为0.05×min(Pw,Ph),0.08×min(Pw,Ph)与0.15×min(Pw,Ph)。注意,该Armadillo模型的Pw值与Ph值并不相同,在截止频率计算选取Pw与Ph较小值。

由图5看出,伴随着D0的增大,虽然模型的整体高度得到了较大的压缩,但同时曲面表面本身的细节的也被严重模糊。见图5(c),Dragon模型在原细节丰富部位细节纹理如头部胡须,躯干部表面鳞片缺失十分严重,同时对于原模型细节并不丰富的特征部位如四肢特征也有所减少。通过抬高频段滤波器的放大倍数可以突出部分的模型细节但同时噪声也被放大,故想要得到理想的浮雕,截至频率半径D0的选取需要多次试验尝试。对于本实验的Dragon模型,当D0为0.05×min(Pw,Ph)模型表面细节纹理较为清晰,具有进一步生成浮雕模型的潜质。正如第1节最后提到的,原网格模型在直接进行重采样之后会产生一些大梯度值的区域,而在直接应用图像频谱分析方法进行分析,该部分区域属于模型的高频信息,在最后滤波压缩函数设计的时候,无法很好的提取该部分信息进行压缩。见图6所示,对于滤波后的网格模型,将该大梯度值区域分为以下两部分:一部分是网格模型的外轮廓边界,图6中深灰色线标出,另一部分是非网格边界内的大梯度区域,下面本文称之为“墙”。由于第一部分边界属于网格模型外边界易于提取处理,在实际浮雕设计中统一定义该边界所有点高度值均为最后浮雕背景平面高度。第二部分大梯度区域即称之为墙的区域,由于墙面上点的提取与高度压缩直接决定了最后生成浮雕的品质,所以下面主要介绍对于“墙”点的提取算法与高度值压缩。

“墙”点与非墙点几何信息区别在于墙点与其一阶环临界点的高度差明显大于非墙点与其一阶环临界点的高度差。定义一表示网格点高度差的变量:

undefined(9)

其中N(i)={j|(i,j)∈E},该变量表示了网格上某点在视线方向的与其一阶环的最大高度差。设定一阈值ε用来控制墙点的取舍。如果网格上某点计算得到的κi大于阈值ε认为该点为墙点。见图7分别给出了不同阈值下墙点的分布情况。

阈值选取的越大得到的墙点个数就少,对于得到的墙点通过压缩函数将其压缩至浮雕预想高度。压缩函数选取:

undefined(10)

对于不同的模型多次试验测试,找到最合适的参数α的值。浮雕预想设计高度越低,参数α的取值越大。如图8所示,通过对数函数作用后墙的高度压缩较为明显,其中参数α取值为10,阈值ε的取值为。

4 实验结果与分析

本文作者在Microsoft Visual Studio 2008平台上通过编程实现了上述算法,硬件配置环境为:CPU Pentium(R) Dual-Core E5200 2×2.50GHz,内存2G。在对输入模型进行删除不可见部分的重采样预处理后,Dragon模型包含27165个顶点,48279个三角面片。

4.1 模型重采样后细节丢失情况讨论

拉普拉斯本章算法中的滤波器设计拟得到功率谱,并曲面的获得,总体如图9所示,在对Dragon模型进行投影重采样之后,观察模型表面细节发现原模型在视线方向可视的特征纹理并未消失,如Dragon模型的头、四肢等主体特征以及触须、鳞片等细节纹理在重采样之后依旧清晰可见。虽然网格拓扑结构虽然发生了变换,但对于本文数字浮雕生成算法研究而言该拓扑结构变换并不会对模型的频谱特征产生大的变换,所以本文提出的重采样预处理过程对于数字浮雕研究是可行的。

4.2 复杂模型实例

对Dragon模型进行浮雕压缩实验,浮雕曲面效果图如图10所示。其中D0=0.05×min(Pw,Ph),在后续的浮雕压缩实验中,α取值10,ε的取值为0.08。从最后浮雕生成效果来看,对于原先细节丰富的三维几何模型,其数字浮雕效果令人满意。生成浮雕表面细节清晰,主体轮廓分明,适合后期加工制作。

通过实验发现,本文算法对模型的边缘提取压缩效果尤为显著。对于那些本身细节并不丰富的模型本算法更为适用。见图11与12,两图分别展示了场景模型Table与Helicopter的浮雕效果。其中Table浮雕模型厚度为0.6277mm,制作的参数选择如下:D0分别取值为0.15×min(Pw,Ph),α取值10,ε取值为0.10。Helicopter模型厚度为0.7552mm,制作的参数选择如下:D0分别取值为0.15×min(Pw-Ph),α取值10,ε取值为0.15。由于该类模型本身表面细节纹理并不突出,利于大特征以及边缘特征的提取,从最后效果看,该类模型最后生成的浮雕类似于刻线浮雕。

5 总结与展望

本文提出了一种基于图像频谱分析的浮雕生成算法。该方法的核心思想是通过对原非规则网格进行规则化重采样,生成深度图像,应用图像频谱分析方法来压缩网格,从而生成数字浮雕。在图像频谱中,模型高度的主要能量集中在频谱的低频段,而梯度变化大的细节信息主要对应于频谱的高频部分,故浮雕生成算法基于频谱分析的研究可以抽象对低频部分的大尺度压缩并对高频部分进行保真处理的方式来实现。通过对多个三角网格模型实例浮雕生成的结果显示,对细节丰富和细节较不丰富的模型均有较好的效果,但该方法在细节控制,高度控制等方面还不够直接,有待进一步的改进。

参考文献

[1]http://en.wikipedia.org/wiki/Relief.

[2]P Cignoni,C Montani,R Scopigno.Computer-assisted generationof bas-and high-reliefs[J].Journal of Graphics Tools,1997,2(3):15-28.

[3]Sun Xianfang,Rosin P L,Martin R R,and et al.Bas-relief genera-tion using adaptive histogram equalisation[J].IEEE Transactionson Visualization and Computer Graphics,2009,15(4):642-653.

[4]W.Song,A.Belyaev,H.P.Seidel.Automatic generation of bas-reliefs from 3D shapes[C].IEEE International Conference onShape Modeling and Applications(SMI'07),2007,211-214.

[5]T.Weyrich,et al.Digital bas-relief from 3D scenes[J].InProc.of the 2007 ACMSIGGRAPH,2007,26(3).

[6]R.Fattal,D.Lischinski,M.Werman.Gradient domain high dynam-ic range compression[J].ACM Transactionson Graphics(Pro-ceedings of ACMSIG-GRAPH2002),2002,21(3):249-256.

[7]赵鹏,边哲.曲面浅浮雕生成算法[J].计算机辅助设计与图形学学报,2010,22(7):1126-1131.

三维分析模型 篇8

Rashid首先提出用弥散裂缝模型模拟混凝土结构的开裂行为。Bazant给出了张开型裂缝在某点开始出现后, 局部坐标下的应力应变全量关系, 并提出著名的断裂带理论, 克服了弥散裂缝模型在计算时的网格敏感性。弥散裂缝模型的基本思路是:将实际的混凝土裂缝“弥散”到部分单元中, 将开裂后的混凝土单元假定为各向异性材料, 利用混凝土材料的本构模型来模拟裂缝的影响。这样, 当某一些单元的应力超过了混凝土开裂应力, 只需改变单元形式或重新划分单元网格, 就能确认裂缝的大致位置, 易于在有限元程序中实现。该方法能比较准确预测裂缝的区域及有效估算构件开裂对应的荷载, 缺点是无法得到每条裂缝的信息。

(一) 开裂混凝土单元应力应变关系矩阵

使用ANSYS软件模拟混凝土桥梁结构的开裂过程时, 可根据该程序自身设定的一套计算裂缝单元的应力应变关系矩阵来分析结构的变形和裂缝变化。当结构构件只沿一个方向开裂时, 混凝土单元的应力应变关系矩阵为:

式中, R t为混凝土割线模量

在固定裂缝模型中, 裂面剪力传递系数β的确定是一个比较复杂的问题, 其取值跟混凝土的开裂应变、结构的截面型式、所加荷载的大小、加载速度等因素有关, 简单的处理方法一般是假定裂面剪力传递系数为0~1的常量。陆新征、江见鲸等建议按式 (2) 计算:

式中, εcckk为混凝土开裂应变;εiu为混凝土等效单轴压应变。

若混凝土构件沿两个方向或三个方向开裂, 其应力应变关系矩阵为:

对于混凝土闭合裂缝, 压应力沿着开裂面法线方向传递, 则有:

(二) 混凝土破坏准则

本文根据混凝土拉应变是否达到开裂应变εcckk, 来判断混凝土构件是否会开裂, 下面以结构构件沿x方向开裂为例, 介绍开裂应变的计算:

当构件只沿x方向开裂时

当构件沿x、y方向开裂时

当构件沿x、z方向开裂时

当构件沿三个方向开裂时

式 (5) ~ (8) 中, εxck、εyck和εzck分别为x轴、y轴、z轴方向的开裂应变。

(三) 弥散裂缝模型

使用ANSYS软件建立全桥实体有限元模型, 普通钢筋对混凝土的作用可通过两种方式模拟:一是用Link8单元模拟, 混凝土单元与钢筋单元之间通过约束方程实现两者的位移协调;二是在混凝土材料参数中设定配筋率。当结构的应力较小时, 两种处理方式得到的计算结果偏差不大, 当拉应力达到甚至超过混凝土抗拉强度时, 前一种建模方式能将钢筋的作用体现出来, 而且能更好地体现钢筋的位置和根数, 比较接近实际受力状态。

对于只有单条裂缝的桥梁结构, 计算模型中混凝土单元网格尺寸划分得越小, 当主拉应力超过混凝土抗拉强度时, 仅仅在同一方向上主拉应力最大的单元开裂, 该单元开裂后, 相邻单元卸载收缩, 这样采用弥散裂缝模型能较好地确定裂缝位置, 开裂处的局部分析结果接近实际情况。实际的混凝土结构, 往往在开裂的区域内有多条平行的裂缝, 此时, 可根据所观测到的实际结构构件开裂区域的宽度, 建立不同单元网格尺寸的模型试算, 根据计算结果确定最合理的单元网格尺寸。建议沿裂缝区域宽度范围内的单元总数不少于3个。由于弥散裂缝模型的最大特点是将裂缝“弥散”到单元中, 可根据开裂区域内单元的应变增量来分析裂缝宽度w, 按式 (9) 计算:

式中, ε为单个混凝土单元与裂缝延伸方向垂直的应变;b为结构开裂区域的宽度。

另外, 也可以参考我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 中有关混凝土结构构件裂缝宽度的计算公式, 以验算式 (9) 计算出来的裂缝宽度是否合理。

式 (10) ~ (13) 中, MQK为由试验荷载在裂缝出现位置产生的弯矩。

(四) 算例

1. 静载试验

广东省某市旧桥改造工程中的引桥为两跨简支现浇混凝土空心板, 每跨跨度为12.5 m, 分左右两幅, 每幅桥为单向两车道, 左幅桥面宽9.8 m, 右幅桥面宽10.73 m, 空心板高度为55 cm, 中间分隔带边缘距离右幅桥面边缘0.1 m。设计荷载等级为公路II级、人群荷载 (3.5 kN/m2) 。为了了解该桥在试验荷载下的实际工作状态, 从而判断其安全承载力及评价桥梁的运营质量, 对该桥进行静载试验。由于汽车荷载偏载时, 左幅桥偏载侧的变形较右幅大, 故这里选择左幅桥进行受力分析。试验时间为2007年12月27日晚上22:00至次日凌晨2:00, 根据结构受力分析可知, 当试验荷载为3辆重量34 t的汽车时, 荷载试验效率约为1.0。满载时车辆荷载的布载位置见图2所示, 车辆载重见表1。静载试验加载分9级:0车→1车→2车→3车→0车→3车→0车→3车→0车。

图3中的2#~4#、6#~8#挠度测点位于空心板底, 使用百分表读数, 1#和5#测点位于支座轴线上方的桥面, 使用精密水准仪测试, 1#和5#测点用于修正支点沉降的影响。用电阻应变片测试跨中断面板底应变。用裂缝放大镜观测空心板底裂缝宽度。

加载前, 由于在空心板自重和人行道板重量的作用下, 在靠近人行道侧下缘已出现5#裂缝 (见图4和表2) , 而由于施工缺陷, 2#、3#裂缝在加载前就已出现, 见表2所示。从图4可见, 所有裂缝延伸方向基本与行车方向垂直, 可判断裂缝由空心板下边缘拉应力过大引起。第一轮分级增加车辆荷载至满载时, 随着荷载的增加, 裂缝宽度和裂缝长度持续扩展, 但经过3次反复加载、卸载后, 裂缝宽度和裂缝长度基本稳定, 且无新的裂缝出现。

2. 计算模型

建立全桥三维有限元模型, 模拟分级施加车辆荷载到钢筋混凝土空心板时, 空心板跨中断面下边缘开裂的全过程, 计算模型见图1所示。由图4可见, 裂缝主要分布在跨中断面附近, 且与横桥向平行, 裂缝区域宽度约为0.5 m, 模型的单元最大网格尺寸为0.2 m。根据不同荷载等级下的试算结果与实测结果的比较, 确定裂面剪力传递系数取0.15。模型中车轮的加载位置与实际一致, 按实际车轮与桥面的接触面积换算为均布荷载。人行道板荷载对空心板的作用也按均布荷载施加。在空心板两端支座轴线处施加水平约束和竖向约束, 约束沿横向与垫板的宽度一致。

3. 计算结果与实测结果比较

由计算结果可知, 在恒载作用下, 人行道侧空心板下缘拉应力已接近混凝土抗拉强度, 此处有可能出现裂缝。随着荷载的增加, 偏载侧空心板下边缘的应力逐渐增大, 当桥面只有1车时该处已达到混凝土的抗拉强度, 处于将要开裂状态。表3只列出第一次满载前的挠度, 第二、第三次满载的实测结构相差不大, 表中的实测值由空载时的挠度计算值加上实测各级荷载下的挠度增量得到。从表3可见, 使用弥散裂缝模型, 能比较准确地计算出结构的挠度变化, 各测点的最大误差为18%, 满载时误差小于10%, 且变化规律基本一致。计算结果有误差的原因主要是: (1) 表3中的计算值不考虑前一次加载产生的变形, 对后一次加载的影响; (2) 实际的裂面剪力传递系数在加载过程中应为变量, 由于本次试验缺乏实测数据, 这里只按常量来计算。

图5以底板偏载侧为横坐标原点, 裂缝宽度计算值由式 (9) 计算得到, 表2中1#~3#裂缝对应于图5的横向坐标0~2.35 m范围, 计算出的最大裂缝宽度为0.12 mm, 而实测裂缝宽度为0.13 mm;4#裂缝对应于图5的横坐标4.84~8.94m范围, 是由载位3处的汽车荷载引起的, 沿横桥向从载位3向边缘延伸, 计算最大裂缝宽度为0.13 mm, 实测最大裂缝宽度为0.12 mm;5#和6#裂缝由结构自重、人行道板的重量及车辆荷载共同作用引起, 计算最大裂缝宽度为0.08 mm, 与实测结果一致。若按式 (10) ~式 (13) 来计算, 得到跨中断面的最大裂缝宽度为0.13 mm, 有关的计算参数见表4所示。参考我国桥涵设计规范中的裂缝宽度计算方法, 只能估算1#~3#裂缝的最大裂缝宽度, 难于准确预测4#裂缝的裂缝宽度。这是由于结构开裂后, 按弹性分析方法得到的荷载横向分布系数与实际相差较大。

(五) 结论

1. 使用弥散裂缝模型能比较准确地预测出现裂缝对应的荷载。

2. 使用三维弥散裂缝模型, 能比较准确的计算出桥梁结构在加载过程中, 所有位置的挠度变化。

3.根据观测到的裂缝区域, 建立有限元模型时, 选择适当的单元网格尺寸, 就能计算出空心板沿横向的裂缝宽度和找出最大裂缝可能出现的位置。

参考文献

[1]侯艳丽, 张楚汉.用三维离散元实现混凝土Ⅰ型断裂模拟[J].工程力学, 2007, 24 (1) :37-43.

[2]侯艳丽, 周元德, 张楚汉.用3D离散元实现Ⅰ/Ⅱ型拉剪混合断裂的模拟[J].工程力学, 2007, 24 (3) :1-7.

[3]姜庆远, 叶燕春, 刘宗仁.弥散裂缝模型的应用探讨[J].土木工程学报, 2008, 41 (2) :81-85.

[4]江见鲸, 陆新征, 叶列平.混凝土结构有限元分析[M].北京:清华大学出版社, 2005.

三维分析模型 篇9

根据Standish Group咨询公司在2003年公布的调查数据表明,在被调查的13522个项目中,绝对成功的项目比例远远低于50%,仅为34%,彻底失败的项目为15%。根据美国斯坦福国际研究所总裁S.P布菜克统计约40%的R&D项目在技术上未能最终完成;技术上获得成功的项目中约有45%没能开发出产品,已经商品化的项目中,约有60%在经济上不能获利。布菜克的统计结果表明,大量的R&D项目在研发过程中未能达到设计目标或最终失败。本文提到的R&D项目是指产品开发和工艺改进类项目,并以其为研究背景,通过对R&D项目的风险分析和识别建立一个三维模型,来解决R&D项目在选择、开发、生产和市场推广等全过程的风险管理和防范。

一、R&D项目的风险分析

对于R&D项目来说,由于影响项目的风险因素很多且相互关系错综复杂,各种风险因素所引起的后果的严重程度不同,同时风险因素之间与外界交叉影响又使风险显示出多样性、多层次性。R&D项目风险类型,可以从不同的角度,根据不同的标准进行分类。

1、根据项目发展的时间顺序把R&D项目风险划分为项目立项阶段风险、研发阶段风险和项目商业化阶段风险等三类。

立项阶段,该阶段是R&D项目的早期,主要包括初步筛选评估和小型试验评估阶段。在这一阶段的主要风险有技术风险、资金风险、研发人员风险和管理风险。

开发阶段,开发阶段即是将小型实验阶段的科研成果经中试和放大并完善为一个符合市场要求的产品阶段。在这一阶段中,除技术风险、资金风险、R&D人员风险以及管理风险仍然存在外,市场风险开始显现。

商业化阶段,在商业化阶段,技术风险和资金风险以及R&D人员风险己转化为次要风险,而市场风险则上升为主要风险。

2、按照R&D项目的风险是否可控划分为可控制的风险和不可控制的风险两类。

通常把与R&D项目所在国家政治、经济、法律环境紧密相关的风险,称为不可控制的风险,对于这类风险,项目企事业单位一般无法控制,通常应由项目所在国家政府加以控制和承担。与R&D项目具体实施相关的风险称为可控风险,通常包括技术风险、项目管理和组织风险、成本超支、研发人员、技术及质量问题、能源及材料供应、运营风险,这类风险在某种程度上是由项目企事业单位加以控制和承担。

3、根据项目风险的主要来源,现阶段我国R&D项目的主要风险是:研发风险、财务风险、生产风险、组织管理风险、技术风险、环境风险等,具体内容见表1。

项目风险管理大致需要经历四个阶段,其基本程序见图1。R&D项目风险管理贯穿于项目的各个阶段,R&D项目风险管理涉及的因素众多、环节也较为复杂,既受到外部环境,如宏观经济、制度法律等方面的影响,也受内部要素,如技术、组织、资源等因素的牵制。整个环节从风险识别、风险评估、风险计划、风险跟踪及风险控制五个过程组成的不断迭代、循环往复的风险管理体系。

二、R&D项目风险分析的三维模型

R&D项目风险客观存在,贯穿于R&D选择、开发、生产和市场推广的各个阶段,R&D项目风险具有高度不确定性、循环传递性、损失递增性、阶段性、潜在性等特点。R&D项目风险产生于项目全寿命周期的不确定性,可从项目环境影响、项目自身能力、项目过程三个方面综合考虑,将其放入一个空间维度,建立三维模型。其中的三个维度为过程、环境及能力。本文在对R&D项目的风险分析中提出了三维分析模型。见图2:

1、过程维。R&D项目过程也叫项目进程,是描述项目推进的过程,随着过程的推进,R&D项目的不确定性减少,风险降低,在生产阶段期前,由于投入的增加,损失度将递增,遵循不确定性递减、损失度递增律。本文R&D项目过程分为决策、方案选择、研发、生产、营销及项目(产品)更新换代六个阶段。在项目的整个过程中各阶段都存在风险,各阶段风险具有相关性。过程维度产生的风险主要有预测风险、决策风险、技术开发风险、财务风险、产品生产风险、技术风险、市场风险、竞争风险、政治风险等。

2、环境维。环境用来描述R&D项目所处的环境风险可能来源,主要包括市场风险、政策风险、生态风险、财务风险等。其中市场风险分为上游市场、下游市场、同行竞争市场的风险、市场容量风险、市场占有率风险等;政策风险有政治、外交、经济、环境、军事等政策改变的风险;生态风险有污染、爆炸、腐蚀、中毒、安全等风险;财务风险有筹资风险、投资风险、现金流量风险、连带财务风险、外汇风险等。

3、能力维。R&D项目能力是指项目团队识别、分析、防范项目风险时需要的知识和技能,主要是人为风险因素。市场风险的应对需要市场方面的知识和专业能力,政策风险的应对要具备政治、经济、法律等方面的综合知识与能力,生态风险的应对要了解R&D项目的安全、环保,污染性,财务风险需要财会方面的知识和能力等。另外整个项目的管理能力,团队协调能力、技术能力是整个项目进程中不可缺少的。当项目自身缺乏某一或某些方面的应对知识与能力时,有可能导致项目达不到预期目标或导致失败。

R&D项目风险分析三维模型首先将项目进程和环境有效的结合起来——R&D项目的各个阶段可能存在不同来源的风险,不同来源的风险也可能存在于不同的阶段当中;其次,此模型加入了能力维度,主要是应对各种风险的能力,项目能力的缺乏可成为项目达不到目标的重要原因,能力维度为决策者提出了自身能力风险的风险预警,自身能力的提高可以大大降低各种风险出现的概率和发生的程度。此模型还为项目决策者在识别、分析、处理和防范风险管理阶段构成了连续的有机循环的系统(见图3),首先明确过程维中R&D项目过程的各个阶段,然后在过程维的各阶段从环境维分析项目风险影响因素,最终通过能力维寻找解决不同特征风险所需的技能,以防范、规避项目风险。图3

三、结论

R&D项目风险分析的三维模型有效地将项目过程、环境因素以及所需知识构架有机结合起来,诠释出它们之间的相互关系,为R&D项目风险识别、分析和防范提供了一个适用而有效的分析方法。它将项目风险因素进行综合考虑,避免忽略产生风险的各种因素。针对R&D项目风险的特点,风险的三维模型分析方法为企事业单位的R&D项目决策、投入、实施提供了一套完整的分析思路,有助于项目决策者和执行者开展R&D项目风险分析研究工作,具有较强的工程指导意义。

参考文献

[1]、戚安邦.项目管理十大风险[M].北京:中国经济出版社,2004

[2]、许庆瑞主编.研究与开发管理[M].北京:高等教育出版社,1986

[3]、KLEINSCHNMIDT E J,COOPER RG.The relative importance of New product success Determinants-Perception Versus Reality[J]R&D Management,1995,(3):15～39

三维分析模型 篇10

1 引言

艾伦·鲁宾逊和萨姆·斯特恩[1]给公司 (企业) 创造力下的定义是:如果公司雇员未经直接示范或教导就能做一些新的、也许有用的事情, 那么这个公司就是有创造力的。企业创造力[2]具有潜在性、全员性、复杂性、意外性、环境依赖性和难管理性的特征, 因此企业创造力是一个复杂的系统。为了将企业创造力开发的过程明晰化, 本文通过构建企业创造力开发的霍尔三维结构模型进行研究。

霍尔三维结构[3]可以将复杂的系统用多个要素表达出来, 使得系统条理清楚、更加明确。由于霍尔三维结构的产生于20世纪60年代, 主要用于定量分析, 以工程系统为研究对象, 但随着国内外学者将其用于定性分析的案例[4]中, 如融资模式分析、投融资风险管理、质量管理、保险营销等, 它的内涵也得到了补充。本文将霍尔三维结构用于企业创造力开发中, 将企业创造力开发的运行阶段及各阶段需要的工作和知识显示在三个维度上, 使创造力开发的流程明晰化, 规范化。

2 基于霍尔三维结构的企业创造力开发模型构建

企业创造力开发的过程是一个企业将潜在员工身上的创造力挖掘出来并进行整合管理的过程, 因而企业首先需要员工自身认识到人人都有创造力, 破除创造力的神秘感, 这是员工创造力的发现阶段;其次在员工发现自身具有潜在创造力时, 对员工进行培训与教育, 学习创造技法, 使员工的潜在创造力能够显现出来, 这是员工创造力的培养阶段;再次根据前面所学的知识, 针对企业出现的问题或组织的活动, 如六西格玛、QC小组活动, 利用员工自身挖掘出来的创造力, 然后企业对每个员工创造力进行整合, 这是员工创造力的实践阶段;最后针对前面出现的问题进行总结, 即为总结阶段。为此, 将企业创造力开发的时间维分为四个阶段:发现阶段、培养阶段、实践阶段和总结阶段。针对这四个阶段每阶段的工作步骤, 将逻辑维分为五个步骤:提出问题、设计目标、综合方案、系统选择和实施计划。逻辑维和时间维的交点即是一项活动, 而在这活动的进行中, 需要了解一定的知识, 这些知识构成了企业创造力开发的知识维。在企业创造力开发过程中, 需要了解的知识有一般知识、专门知识和创造知识等, 因此, 将知识维分为人文、科技、创造、管理和专业知识等。据此, 构建企业创造力开发系统的三维结构如图1所示。

3 基于霍尔三维结构的企业创造力开发模型分析

3.1 企业创造力开发的时间维分析

企业创造力开发的时间维有四个阶段:发现阶段、培养阶段、实践阶段和总结阶段, 下面针对每个阶段进行分析。

(1) 发现阶段

在发现阶段, 是为了让企业员工认识到人人具有创造力的, 且是可以被开发的。主要目标是消除影响人们创造力发挥的各种思想上的障碍以及树立并增强学员的创造意识。其中, 思想上的障碍表现为[5]:人类的思维定势, 习惯以经验解决问题;认为创造是研发人员的事, 觉得创造是件神秘的事而具有自卑感;迷信权威, 不敢存疑等。

需要做的工作:一是普及创造力开发的相关知识, 在企业的网页、宣传栏及工作手册等写有关创造学的理论知识;二是开设创造力培训课程, 可以在企业内部培训或外包培训;三是建立激励机制, 将员工的创造力开发与奖励 (经济奖励、行政奖励和荣誉奖励) 挂钩, 员工的加薪、晋升、授予先进工作者等均与对企业作出的创造力贡献相关。

(2) 培养阶段

在认识到人人具有创造力而且可以被开发的基础上, 需要让员工掌握创造技法, 训练创新思维、培育创造精神及增强知识产权保护意识。主要目标是培育员工的创造性思维并对知识产权进行保护, 如及时申请专利等。

需要做的工作:一是开设创造学系列课程, 讲授常用的、简便易学的创造技法, 如头脑风暴法、缺点列举法、和田十二法等;二是开展企业创新活动, 如“合理化建议”, “每周一交流、每月一建议、每月一评比、每季度一奖励”等活动;三是及时申请专利保护企业的知识产权, 在创造思维培训和创新活动中, 会产生一些实用且创新的点子、技术, 需要及时申请专利。

随着中国企业信息化变革的不断深化, 传统的工作模式的弊端越显突出, 用信息技术来改变传统工作模式已势在必行。在企业创造力开发, 特别是在培养阶段, 可以通过计算机辅助创造力开发的应用系统来培训企业员工的创造力, 如创造力的测试、创造技法的实战训练等。同时可以建立企业合理化建议系统, 对合理化建议的提出、采纳、实施和成果评审与奖励进行管理, 有效提升企业合理化建议管理的效率, 从而提升企业整体创造力。

(3) 实践阶段

在了解创造学的相关理论与方法后, 将创造理论与方法用于企业的实际生产中。主要目标是应用创造学的相关理论与方法于企业的实际生产运营中, 为企业存在的问题提出解决方案, 提高企业的工作效率、降低成本等, 为企业创造经济和社会效益, 提高市场竞争力。

主要工作为:结合企业的实际工作, 如企业的5S管理, 流程优化, 持续改进活动, QC小组活动等, 采用创造技法对出现的问题进行分析, 提出可能产生这个问题的原因, 然后找出若干种方案并找出最合适的方案, 付诸实施。设立“创新技法室”, 定时/定期交流学习, 将每个员工的创造力进行整合为企业创造出效益。

在这一阶段[6], 针对企业实际生产运营中出现的问题, 需要充分发挥基层员工、技术人员和管理者的创造力, 利用创造学相关知识, 找出问题的解决方案。在解决问题前, 先对该问题的技术方案进行专利检索, 了解该技术领域的历史、现状以及未来的发展方向;在解决问题中, 充分利用各种创造技法, 对产生的实用而且具有创新点的技术、产品等及时申请专利, 同时注意避开可能产生纠纷的专利, 对具有商业秘密价值的方案, 作为企业的商业秘密进行保护。

(4) 总结阶段

在这一阶段, 主要是对前面几个阶段出现的问题进行深入分析, 找出原因并采取措施。此外, 还要不断总结经验教训, 以巩固取得的成绩, 防止发生的问题再次发生。

主要工作为:一是总结成功经验和失败教训, 将其规范化, 纳入知识产权管理的标准和制度中, 以巩固已取得的成绩, 防止不良结果再发生, 提高后期的工作效率;二是提出尚未解决的问题, 并将其转到下一创造力开发的过程中去, 不断减小当前现状与理想情况的差距, 使企业创造力开发与知识产权管理工作更加的完善。

根据上述分析, 可知企业创造力开发系统的时间维各个阶段之间的关系如图2所示:

时间维的各个阶段不仅仅是一个工作阶段或进程, 它更是一个不断改进、不断缩小当前现状与理想情况的差距的过程, 是螺旋阶梯式上升的过程[7]。

在发现阶段、培养阶段和实践阶段的运行, 引发创造力开发过程中的新问题, 在总结阶段后, 将出现的问题进行反馈并将尚未解决的问题转到下一创造力开发的过程中去。如此循环, 不断上升, 使企业创造力开发的水平不断提高, 塑造企业创造力开发的企业文化。

3.2 企业创造力开发的逻辑维设计

时间维的每一阶段均是一个相对独立的系统工程项目, 也是系统中的主体。而逻辑维反映的是系统工程每个阶段工作所应该遵循的逻辑顺序和工作步骤。为此, 根据企业创造力开发理论, 将逻辑维分为:提出问题、设计目标、综合方案、系统选择和实施计划。

(1) 提出问题

分析企业的现状, 了解企业处于创造力开发的哪一阶段中, 明确需要解决的问题以及要求, 同时收集企业创造力开发所需要的相关资料。

(2) 设计目标

根据提出的问题, 确定目标并拟定详细的评价标准。如申请的专利数量、解决的问题的难易程度、解决问题后产生的效果是否持续等。

(3) 综合方案

在现有知识的基础上, 企业员工通过创造性的思维, 结合系统中的物质、信息等要素, 形成各种不同的可行方案。

(4) 系统选择

根据企业所处市场、法律等环境的约束条件下, 通过分析、评价和优化, 从各入选可行方案中择出最佳方案, 作为行动方案。

(5) 实施计划

根据最后选定的方案, 按计划将系统付诸实施。

3.3 企业创造力开发的知识维设计

完成企业创造力开发的整个活动, 确保企业创造力开发系统目标的实现, 需要一系列的条件保障, 这些保障条件构成了整个企业创造力开发系统的知识维。在知识基础方面, 企业创造力开发所需知识主要包括人文、科技、创造、管理等共性知识和每个企业所涉及领域的专业技术知识。如在企业创造力发现阶段, 需要了解基本创新方面知识、日常工作中需要的知识等;在培养阶段, 需要知道并运用创造技法、计算机相关知识以及解决问题需要的专业知识等;在实践阶段, 需要灵活运用创造学相关知识、技术、管理及专业知识;在总结阶段, 需要管理相关知识、创新、基本知识等。因而, 企业创造力开发的知识维为:人文、科技、创造、管理和专业知识等。

4 结论

企业创造力开发是一个复杂的系统, 根据企业创造力开发的特点, 通过改变霍尔三维结构的三个维度的阶段、步骤和所需知识, 构建出企业创造力开发的霍尔三维模型。然后针对企业创造力的三个维度进行分析, 将企业创造力开发的过程明晰化, 便于企业合理配置系统中的要素, 提高企业创造力开发的效率, 对企业具有一定的指导意义。

摘要：在知识经济时代, 企业创造力开发显得越来越重要。为将企业创造力开发的过程明晰化、规范化, 本文基于霍尔三维结构的思想, 构建企业创造力开发的三维结构, 将时间维分为发现、培养、实践和总结四个阶段, 逻辑维分为提出问题、设计目标、综合方案、系统选择和实施计划, 知识维分为人文、科技、创造、管理和专业知识等。便于企业在进行创造力开发时, 根据目前企业的现状, 合理配置企业的资源, 有效提高企业创造力开发的水平, 对企业具有一定的指导意义。

关键词：创造力,企业创造力,创造力开发,霍尔三维结构

参考文献

[1]艾伦.鲁宾逊, 萨姆.斯特恩.公司创造力——创新和改进是如何发生的[M].杨炯, 译.上海:上海译文出版社, 2001.

[2]彭灿.企业创造力及其开发与管理[J].研究与发展管理, 2003 (3) .

[3]汪应洛.系统工程[M].4版.北京:机械工程出版社, 2008.

[4]李金海, 徐敏.基于霍尔三维结构的项目风险管理集成化研究[J].项目管理技术, 2008 (8) .

[5]刘云虎.浅析“三段式”创造力开发教学模型[J].北京市计划劳动管理干部学院学报, 1999 (7) .

[6]钱莹, 杨晨, 朱艳红.企业知识产权管理的三维结构模型分析[J].科学学研究, 2005 (12) .