信息装备结构模型（精选八篇）
信息装备结构模型 篇1
1信息化装备保障指挥体系的基本内涵
研究信息化作战装备保障指挥体系的结构模型, 首先应从概念入手,对信息化装备保障指挥体系的基本内涵进行解读,只有先明确和统一对概念的认识, 才能对其结构模型进行准确和深层次地探讨。
1.1 体系
目前,军语还没有对“体系”这个词进行严格、准确、公认的规范。《苏联百科辞典》将“体系”一词定义为,“体系是互相联系、互相关联着而构成一个整体的诸元素的集, 分为物质体系和抽象体系”。结合上述的解释,我们可以将“体系”一词理解为,由两个或两个以上已存在的、能够独立行动实现自己的意图的、系统组成或集成的具有整体功能的系统集合。
1.2 信息化装备指挥体系
在《信息化作战装备指挥》一书中,对“信息化装备指挥体系”的定义是,“根据信息化条件下作战的要求,对各种装备指挥要素进行科学地划分与组合,而形成的具有一定结构和功能,能够充分发挥战时装备保障效能的有机整体”。“各种装备指挥要素”可以理解为,各个方向、军兵种、作战部队的装备指挥员、指挥机构及指挥对象。信息化作战装备指挥体系的核心任务是,在信息化作战中,根据不断变化的战场情况,对装备保障行动进行随机、及时地干预和控制,将信息优势转化为决策优势和行动优势,以满足快节奏作战的需要。
2信息化装备指挥体系结构
2.1 结构组成
在信息化作战中,装备指挥关系复杂、指挥信息密集、指挥对象多元、指挥重心多变,装备指挥员所面临的将是一个全新的动态化决策过程。要确保在作战中装备指挥顺畅、稳定和高效,就必须针对战场实际,改变传统的纵长树状指挥体系,建立适应信息化作战需求的“扁平”式体系结构。为方便读者理解,笔者对信息化作战装备保障指挥体系构建简易四维立体结构模型,如图1所示。
该四维立体结构模型,由指挥层次维、指挥机构维、指挥对象维和指挥信息维组成。其中,指挥层次维、指挥机构维、指挥对象维将分别划分若干个单元, 每个单元对应一种装备保障指挥要素;指挥信息维贯穿于模型之内,成为融合结构体系内各要素的桥梁和纽带。
2.2结构分析
2.2.1 指挥层次维
信息化装备保障指挥体系,建立统帅部装备指挥机构、战区联合装备指挥机构和各作战部队装备指挥机构的三级基本指挥体系。统帅部装备指挥机构是信息化作战装备指挥体系的最高层次, 以总装备部为主建立, 通常由装备系统的最高指挥员担任,负责对信息化作战装备保障的整体筹划和协调;战区联合装备指挥机构是信息化战场上装备保障的最高指挥机构, 通常由最高统帅部指定指挥员,负责信息化作战战区联合装备指挥;作战部队装备指挥机构通常根据不同的作战要素、不同的作战方向、不同的军(兵)种等建立。这种层次结构,依托全军装备指挥信息系统, 有利于实现保障资源共享和实施快速有效的装备保障活动。
2.2.2 指挥机构维
装备保障指挥机构是在装备保障指挥员的领导下, 通过计划、协调和控制等活动,来具体组织指挥部队装备保障。根据信息化条件下装备指挥活动的过程,通常设置“4个中心”,即装备指挥决策中心、协调控制中心、信息采集中心和系统管理中心4个综合性的部门。装备指挥决策中心由装备指挥员、战技和业务部门的相关人员组成, 在装备保障过程中根据信息采集中心提供的信息,确定保障目标及对实现目标的方法、步骤、措施等进行选择和做出决定; 协调控制中心由各相关军种的装备专业人员组成,根据信息采集中心提供的信息,负责将装备指挥员对装备保障行动的指令信息付诸实施,进而实现装备指挥员的意图;信息采集中心主要负责搜集、处理和传输装备保障信息,为装备指挥员和各指挥机构提供及时可靠的信息资源; 系统管理中心主要由一些专门人员组成,负责管理信息系统,保证装备指挥信息系统的正常运行,并确保装备指挥信息系统的安全。
2.2.3 指挥对象维
指挥对象指各装备指挥机构的指挥员在指挥活动中所作用的对象,是装备保障活动的基础,是完成装备保障活动的根本力量。根据信息化条件下装备指挥活动的基本要求,将指挥对象划分为3个层次,即指挥人员、指挥机关、装备保障部(分)队。
2.2.4 指挥信息维
装备保障指挥信息是指与装备保障指挥有关联的装备保障及防卫等方面的,情报、资料、指示、命令、数据库的统称,是装备保障指挥预测的依据、决策的基础、协调的纽带、控制的手段。在信息化作战装备保障指挥体系中,通过对信息的获取、加工、处理和输出,将各指挥要素进行融合,实现“纵横一体”的信息流程最优化,确保在作战中装备保障指挥的高效、快捷、顺畅。
2.3 结构特点
2.3.1 指挥体系结构 “扁平 ”
与传统“横短纵长”的“树状”形指挥体系结构不同,信息化装备指挥体系在外在的结构要素和表现形态上呈“横宽纵短”的“扁平”状。在横向上 ,由各方向、各军 (兵 )、各作战部队的装备指挥机构组成;在纵向上,分别为统帅部装备指挥机构、战区联合装备指挥机构和各作战部队装备指挥机构的3个基本指挥层次,如图2所示。
“扁平”式体系结构 :1精简了指挥层次 ,使整个指挥体系的结构更精干。“扁平”式体系结构指挥层次少,形成了最短的指挥链,使信息传递快、行动反映快,满足了信息化作战快速决策的需求;2拓宽了指挥跨度,使指挥的时效性大大增强。指挥跨度的增大,加强了各指挥机构的联系,使“内耗”减少,同时增强了信息的“保真度”,提高了指挥的效率。
2.3.2 内部结构 “集成化 ”
在指挥体系的内部结构中, 由各指挥元素和机构形成的“4个综合性部门”,在计算机网络的基础之上具有高度的集成化特点。各专业人员在保证信息网络系统优势的基础之上,各信息技术人才和专家型人才通过与计算机的交互, 对战场环境信息实施搜集、加工、整理和输出,各指挥主体根据信息中心提供的信息,结合各方面的建议,定性综合集成为指挥决策,并交付各装备专业人员付诸实施,从而实现装备指挥员的意图。
体系内部结构“集成化”实现了装备指挥形散力聚、动态随机、信息聚合和效能融合,在实施装备保障活动中极易产生“1+1>2”的整体涌现,从而实现了装备指挥的实时化、高效化和科学化。
3构建信息化作战装备保障指挥体系亟待解决的问题及对策
信息化作战是未来我军的基本作战形式, 而我军现行的装备保障体系在组织结构、保障水平和保障效益上,还远远达不到信息化条件下未来战争的需求。因此,研究信息化条件下作战装备保障的特点和规律,建立与之相适应的装备保障指挥体系,克服装备保障指挥体系建设中存在的矛盾是亟待解决的问题。
3.1 加快国防信息基础设施的建设
国防信息基础设施是支持诸军种各种信息功能系统和信息作战武器系统综合集成的平台和技术设施。建立体系完整、设备先进、功能齐全、服务保障能力强大的国防公共基础设施环境,是提高信息化战争能力, 获取信息化条件下作战优势的基础。1建立集成性基础结构,从而实现战场信息从搜集、整理、计算、输出到应用各层次的高度集成;2统一兼容性标准,确保能为各种信息终端提供战场信息资源;3健全信息安保体系,以保护已方信息和确保信息系统各种行动的安全。
3.2 强化指挥控制手段
目前, 我军装备指挥自动化的水平与西方发达国家有很大的差距。主要问题是:1标准不统一,发展不平衡;2应用不深入,联通性差;3效益偏低,发展受限。提高我军装备指挥体系自动化建设的发展水平, 要以加强装备机关办公自动化建设为突破口,通过抓好装备机关办公无纸化、网络化、自动化,进一步提高工作效率, 从而为信息化条件下装备指挥自动化建设打下良好的基础。
3.3 提高指挥员综合素质
信息化条件下作战装备保障指挥自动化, 对装备保障指挥员的素质提出了更高的要求。目前,人才短缺和素质不高已经成为制约当前部队装备保障建设的“瓶颈”,装备技术干部培训体系不完善、管理机制不健全和编制不合理的问题仍然突出。因此,为适应未来信息化作战装备保障指挥的需求,必须做好人才培养工作。1要完善干部培训体系,调整院校培训结构和增加干部培训数量;2制订相关政策、法规和制度,增加专业技术人员,特别是指挥人员的编制比例;3强化奖罚力度,把指挥综合素质的提升与职务晋升等个人利益相挂钩。
4结束语
信息装备结构模型 篇2
随着计算机技术的发展与性能的提高，及通信量的与日俱增，传统的局域网已经愈来愈超出了自身的负荷，在这种情况下，局域网交换技术应运而生，基于交换机技术的发展，合理的设计信息网络的结构模型是确保网络建设可持续发展的保证。网络交换机技术的使用不但大大提高了局域网的性能，还能显著的增加带宽，使在地理位置上相对分散的终端设备高速的进行通信，使局域网具有了高度的可扩充性。
合理的设计信息网络结构模型的必要性
传统的局域网网络模型结构设计中，一个局域网会将所有的用户包含里面来，当所有用户共同的使用网络时，会造成网络性能的急剧下降，出现ARP病毒时导致形成广播风暴无法使用网络；而当很少一部分人使用网络时，又会造成网络资源的极大浪费。随着局域网技术的深入使用，人们对其性能及服务标准要求也越来越高，人们需要一种合理的信息网络结构模型，那么，合理的信息网络结构模型就亟待有相应的技术来实现。
为了保证局域网的稳定性与安全性，要求设计上还应保持内部网络与外部网络要有一定的隔离，可以通过防火墙的使用来解决防止计算机病毒和网络黑客入侵的问题，这样局域网内部传送的信息的安全性就可以得到保障了。而一方面，局域网的用户有时要需要浏览Internet上的信息与资源，这就要求局域网要与Internet相连，并要实现信息传递的畅通性。那么，鉴于对这两方面的考虑，就对信息网络的结构的设计提出了难题，既要与外网隔离，又要与外网相联，如何解决这个矛盾，成为了当前人们在进行网络信息结构设计时要考虑的问题。然而，这种矛盾在现实生活中的局域建设中存在的，而且是必须要解决的，换句话说，只有解决好这个问题，才能建立起可持续发展的网络。
合理设计信息网络结构模型的常用技术
VLAN技术的应用。VLAN并不是一种新型的局域网技术，而是交换网络为用户提供了一种服务，它允许网络管理员使用软件实现业务功能、网络应用、组织机构或其他任何需要，灵活的划分虚拟网，增加或删除虚拟网的成员。同一虚拟网中的成员不受物理网段的位置限制，组中的成员可以不在同一物理网段上。当终端设备移动时，无需修改它的IP地址。在更改用户所加入的虚拟网时，也不必重新改变设备的物理连接。VLAN提供了动态组织工作环境的功能。
VLAN的划分。局域网一般是一个单位或一个组织机构组建的中型网络。在进行网络设计时，应考虑到单位或组织中不同的部门对网络的应用也存在不同的需要，在数据查阅、信息传递等方面应具有不同的使用权限。例如行政科室和领导办公室就有很多数据上的传送，还有就是财务办公室的数据只有由特定的用户进行访问等。那么，在进行VLAN划分时，就要对单位的组织机构以及机构内部不同部门的工作职能进行分析与调研，根据用户的性质和各服务器被访问的情况综合考虑后进行分组划分VLAN。
VLAN用户访问策略的制定。VLAN用户访问策略是指VLAN中的不同用户对不同信息的访问权限的设定，这可以规范局域网中信息访问秩序。由于不同的用户由于其工作性质不同，因此对信息的访问权限也存在着差异，可以利用三层交换机的访问控制列表及其路由功能实现网络信息访问权限的设定。例如只有相关领导才能具有访问财务信息的權限，只有相关领导才能访问单位的人事信息，单位总负责人具有访问任何部门信息的权限，但是下属部门并不能有访问领导的权限。还有些部门为了工作的需要可以进行互访等。这些都是由VLAN用户访问策略的制定来实现的。
VLAN用户工作站管理策略的制定。VLAN用户工作站管理策略是指对局域网中处于不同的VLAN中的用户要进行使用局域网中功能上的管理。例如在单位的图书阅览室内可以实现对Internet的浏览；例如在一些信息比较重要的VLAN中，为保证数据信息不被泄漏，宜采用无光驱、无软驱、禁用移动存储介质和无线上网卡的工作站；例如在一些部门共同存放信息的服务器，应对其存储设备可以通过安装防火墙、病毒查杀程序进行重点防护。这些都属于用户工作站管理策略的制定。而这些管理策略的实施有的要借助于硬件来实现，有的也可以通过对VLAN的设置来实现。
防火墙的应用
单位的局域网可以有任意的结构，但进出局域网的通道上必须要经过一个防火墙。防火墙将局域网与外部的网络隔离开来。防火墙是在网络之间执行控制策略的系统，它既可是硬件，也可以是软件。设置防火墙的目的主要有两方面，一方面是防止外部没有授权的用户访问内部数据，另一方面是防止内部数据被窃取，发生丢失。在单位局域网中，防火墙技术可以在局域网与外部网络的接口处增添一个硬件防火墙，实现数据包的转发、包过滤、访问控制和防止入侵与攻击。在一些数据信息比较重要的部门，可以将这些部门的VLAN也从防火墙接入，保证这些部门系统的安全。对于那些可以共同访问的部门，也要通过安装防火墙保证数据的安全性。
当前，任何单位都要进行局域网建设，这是信息化社会发展的标志与趋势。在进行网络的建设过程中，网络的设计者应充分考虑到用户的需求、信息的安全、网络的性能及可扩充性等多个方面。伴随着局域网技术的发展与应用范围的扩大，交换机技术的使用越来越广泛，由于其在拓宽网络的有效使用带宽上，在数据的传输速率上，在网络资源的合理利用上都显示出了巨大的优势，因此，基于交换机技术如何实现网络的信息模型的合理设计以实现网络建设的可持续发展成为了当前技术发展的重要课题。也为局域网技术的发展指明了方向。
（作者单位：永城煤电控股集团有限公司）
[1]吴敏飞.浅析VLAN在提高网络性能中的作用[J].管理观察，2010.19
[2]李 庆.VLAN技术在企业网中的应用[J].科技信息，2010.16
[3]林维忠.虚拟局域网技术[J].有线电视技术，2003.12
信息装备结构模型 篇3
随着未来战争形式的多样化、复杂化, 油料保障需求呈现出多样化和个性化的趋势。油料装备作为遂行油料保障任务的专用设备, 如何快速设计和大批量生产出能够满足不同种类勤务需求的油料装备, 是一个亟待解决的难题。大规模定制 ( mass customization, MC) 生产模式以接近大批量生产的效率, 提供能够满足多样化用户需求的产品, 成为这一问题解决的方案[1,2]。
产品族 ( product family, PF) 是共享通用技术、组件且满足一定范围相互关联市场需求的一组产品[3,4,5]。产品族设计始于产品规划, 将现有产品进行族类划分, 构建相应的产品族体系结构和可配置模型。在此基础上进行设计和开发, 可减少产品设计时间、缩短产品制造时间, 是支持大规模定制生产模式的有效解决方案[6]。兰林春等[7]从不同产品之间在功能、物理特征上的相似性出发, 提出基于公理化设计 ( axiomatic design, AD) , 比较产品在功能域的功能需求 ( FR) 和物理域的设计参数 ( DP) 的相似程度划分产品族, 为此问题的解决提供了新的思路。闫树田等[8]以不同产品结构的相似性为依据, 采用层次聚类算法对可重构制造系统中产品族的划分展开了研究。马丽梅等[9]在文献[8] 研究的基础上, 提出结构模块相似性、通用性相似性、可重用性相似性指标, 以指标值构成综合相似矩阵衡量产品之间的相似性, 并运用改进的层次聚类算法处理相似矩阵, 从而得到产品族划分结果。
以上学者大多从产品结构相似性角度对产品族划分问题进行了研究, 并没有从产品所具有的设计知识角度相似性出发, 考虑产品之间在市场需求、功能特征、技术原理、结构组成等方面的相似性。本文以实例油料装备的功能-原理-结构 ( function-principle-structure, FPS) 映射分解模型为基础, 考虑油料装备之间在功能需求、技术原理、结构组成上的相似性, 从而将不同型号油料装备归类划分, 构建产品族。
1 油料装备的FPS模型
FPS模型能够表达油料装备产品概念设计过程的功能层、原理层和结构层逐层映射的 关系[10], 如图1所示。
功能体现产品的设计意图, 抽象化描述了产品特定的工作能力[11], 功能层用于描述油料装备所具有的功能组成。原理是实现油料装备功能的科学与技术方法, 包括物理效应和功能载体两方面的内容, 如定理、物理化学属性、几何特性、机械特性、运动特性等[12], 原理层为功能层到结构层映射提供相应的原理或解决方案, 功能层到原理层的映射一般为1: 1或互斥的1: N映射关系。结构是实现某一 ( 些) 功能、原理而采用的一组元件, 它是功能的载体, 分解得到的油料装备结构层主要指组成零部件 ( 模块) 或系统, 原理层到结构层的映射应为1: 1或n: 1的映射。如图2是某型油料装备的FPS分解模型。
2 基于FPS模型的油料装备产品族划分方法
相关市场需求、通用技术共享、相同或类似组成结构是产品族的主要特征[13]。油料装备产品族的划分是根据各型油料装备自身特征, 依据成组相似性原理对油料装备 ( 以下简称装备) 进行归类, 属于多准则决策问题。本文以产品族的特征为依据, 定义不同型号装备之间在功能需求、原理、结构组成上具有的相似性作为产品族划分的准则。
基于装备FPS模型进行产品族划分, 先在对待划分装备进行FPS模型分解的基础上, 按照功能需求相似性初步划分, 将得到划分为同族的装备依据原理相似性进行划分, 再将划分结果是同属一族的装备按照结构相似性的原则划分, 得到最终的产品族划分结果。
2. 1 基于功能需求相似性的油料装备产品族划分
油料装备是满足油料保障勤务需求的军用机械, 同族装备之间能够满足相同或相近的勤务需求。功能需求相似指装备间应具有相同 ( 相似) 的功能, 且各功能上的勤务需求水平相同 ( 相似) , 功能需求相似程度是决定多型装备是否同属一族的首要条件。
在比较装备之间功能需求的相似性时, 基本步骤如下。
2. 1. 1 构建装备功能需求矩阵
首先对所有待比较n型装备Z1, Z2, …, Zn进行功能-原理-结构的逐层映射分解, 得到各型装备的FPS模型, 将所有FPS模型中不同的m种功能记为F1, F2, …, Fm。装备功能需求矩阵是一个n×m矩阵, 记为N, 矩阵中任意元素aij是某型装备Zi ( i = 1, 2, …, n) 在功能Fj ( j = 1, 2, …, m) 的需求水平值, 由设计人员根据个人知识、专家集体评议等方法给出, 以0 ~ 5的数字表示, 如表1所示。
2. 1. 2 装备功能需求矩阵的规范化
由于2. 1. 1节得到的矩阵N中的分值是主观给定, 用以下方法进行处理, 得到具有客观分值的规范矩阵N'。规范处理基于两点: 在打分过程中, 所有装备具有同等重要性; 功能类型越多, 该装备越复杂, 其每项功能需求分值应更高。规范矩阵N'中的元素aij'用以下公式计算,
其中: 装备Zi所具有的功能个数:, Heavi是海维赛德函数所有装备平均功能个数:装备Zi的功能需求总分值所有装备平均功能需求分值
2. 1. 3 构建装备功能相似矩阵
为得到基于功能需求相似性的装备之间模糊相似关系矩阵G, 按照模糊数学相关原理[15]将2. 1. 2节得到的规范矩阵N'进行归一化, 由于衡量标准是功能需求程度, 所以对矩阵N'的列进行归一化处理, 以最大值为归一化范数, 得到归一化矩阵N″。通过矩阵N″采用绝对值减法求矩阵G的元素:
其中:c是调节系数 (一般取0.2) 。
2. 1. 4 通过模糊相似关系矩阵对装备分类
根据模糊数学中模糊聚类算法, 需要得到装备之间的模糊等价矩阵[15]。应用传递闭包法[15]获得模糊等价矩阵G', 作出动态聚类图, 得到装备产品族的初步分类结果为若干个族, 每个族记为Li。后文对模糊相似关系矩阵的处理方法与此相同。
2. 2 基于原理相似性的油料装备产品族划分
原理提供实现功能的方法和途径, 同一种功能的实现存在多种可行的原理方案, 所以同一族装备应该还具有原理上的相似性, 对上文得到的产品族初步划分结果, 进一步基于原理相似性方法的进行产品族划分。
2. 2. 1 构建装备原理矩阵
以L1族为例, L1族中的k型装备 ( 假定为Z1, Z2, …, Zk) 的FPS模型中的所有不同性质的原理记为Pjh, 其中: j是原理对应的功能Fj的序号 ( j≤m) , h是同一功能映射不同原理的序号。装备原理矩阵能够表达装备具有的原理类别, 记为B。B中元素bijh的取值表示装备Zi是否具有原理Pjh, 取值为1 ( 具有) 或0 ( 不具有) 。
2. 2. 2 装备原理相似矩阵
原理相似包括通用性相似性和可重用性相似性。由2. 2. 1节得到的矩阵B是一个由经典集合变型的布尔型矩阵 ( boolean matrix) , 利用经典集合中的比值运算, 和值运算, 可以计算通用性相似性和可重用性相似性。假设x是装备Zi、Zk共有的原理数目, y是装备Zi具有而装备Zk所没有的原理数目, z是装备Zk具有而装备Zi所没有的原理数目, 计算公式如下:
装备Zi、Zk通用性相似性是可重用性相似性是综合原理模糊
2. 2. 3 通过模糊相似关系矩阵对装备分类
同理采用传递闭包法得到模糊等价矩阵, 进行聚类分析, 得到进一步的划分结果。
2. 3 基于结构相似性的油料装备产品族划分
装备结构是原理的物理实现, 同族装备间结构的相似性体现在通用化组件、接口、工艺及装配等, 通过上节基于原理相似性进行产品族的进一步划分, 得到更为详细的划分结果, 下面以结构相似性为准则进一步进行划分。在比较装备结构相似性时, 首先选定一个具有代表性的装备 ( 或是综合众多装备结构特征的虚拟装备) 作为基装备, 以此装备的结构为参照, 考虑结构的可互换性、加工工艺相似性、装配接口相似性、几何尺寸相似性等因素, 用模糊评价法评价出其他装备对应结构的相似程度值Vi, 以下公式得到待求装备 ( 假定为Z1, Z2, …, Zk) 与基装备结构的相似性, 并构建装备结构矩阵。
其中, m是基装备所具有的结构数量。以求得的所有待划分装备相似度Ck为依据, 与预先设定的阈值进行比较, 得到最终的产品族划分结果。
3 实例分析
本文选取Z1型油库车、Z2型油库车、Z3型运油车、Z4型自装卸加油站、Z5型加油挂车、Z6型群车加油车、Z7型群车加油车、Z8型机场管道加油车、Z9型运油车这9个典型的在役装备进行产品族的划分。先建立如图2所示的为Z1型油库车的FPS分解模型, 由于篇幅受限, 其余装备不详细列出。
3. 1 基于功能需求相似性的产品族划分
所有装备分解的不同种功能有: F1= 运载装备 ( 支撑) ; F2= 运载装备 ( 移动) ; F3= 提供输转系统动力; F4=储存油料; F5= 油料灌桶; F6= 车辆加油; F7= 收发运油车油料; F8= 主体自装卸; F9= 储油设备装卸; F10= 加油设备装卸等。按照2. 1节中的方法构造各型装备的功能需求矩阵, 最终得到的的装备之间功能相似性模糊等价矩阵G'如表2。
作出动态聚类图, 如图3所示。选取λ = 0. 2, 将各型装备初步分为{ Z6、Z7、Z4、Z9、Z5} 、{ Z1、Z2} 、{ Z8} 、{ Z3}这5个产品族。
3. 2 基于原理相似性的产品族划分
通过上一节得到Z1型油库车和Z2型油库车的相似度为0. 8585, 由它们的FPS模型可以看出, 同种功能映射原理只有功能F7 ( 收发运油车油料) 的映射原理有差异, Z1型油库车是刚性连接, Z2型油库车是柔性连接, 故仍将Z1、Z2划分为一族。
下面对Z6、Z7、Z4、Z9、Z5型装备进一步进行划分, 分解得到的原理如: P1 _1= 垂直支承; P1_2= 水平支承; P2_1=空间移动; P3_1= 能量转换 ( 化学能转化机械能) ; P4_1= 空间密闭; P6_1= 设备承载 ( 软管回卷固定) ; P6_2= 柔性连接;P6_3= 流路启闭; P6_4= 流路换向; P6_5= 能量转换 ( 机械能转换油料动能) 等。以2. 2节的方法构造装备的原理矩阵, 最终得到Z6、Z7、Z4、Z9、Z5五型装备间的模糊等价矩阵B″如表3。
做出动态聚类图 ( 略) , 以阈值λ=0. 15, 进一步将Z6、Z7、Z4、Z9、Z5型装备分为{ Z6、Z7、Z9、Z5} 、{ Z4} 两个产品族。
3. 3 基于结构相似性的产品族划分
经过前两次的产品族划分, 仍须对已划为一族的装备进行基于结构相似性的进一步划分。不难看出Z1型、Z2型装备之间的结构相似度很大, 所以仍划为一族。下面对Z6、Z7、Z9、Z5装备进行划分, 选取Z7装备为基装备, 结构分为: S1 =方舱; S2= 底盘架; S3= 底盘; S4= 发动机; S5= 油罐; S6= 加油卷盘等。通过模糊评价法给出结构相似度评价值, 同时采用Delphi法确定结构相似度因素权重, 如表4所示为装备部分结构之间的相似度模糊评价值。
利用EPS模型的油料装配产品族划分节方法求得相对基装备的相似度, C5= 0. 26; C6= 0. 72; C9= 0. 65, 选取相似度阈值为0. 6, 则Z6、Z7、Z9、Z5装备进一步划分为{ Z6、Z7、Z9} 和{ Z5} 两个族。
综合的产品族划分结果为: 9种型号油料装备划分为5个族, { Z6, Z7, Z9} 、{ Z1, Z2} 、{ Z3} 、{ Z4} 、{ Z5} 。
4 结语
信息装备结构模型 篇4
(一) 装备体系结构构建是牵引装备跨越式发展的迫切需要
适应新军事变革和未来信息化战争的要求, 加速从半机械化、机械化向信息化转型, 是当今武器装备发展的总体趋势。我军部队武器装备“两化”建设是一项前人未曾涉足的充满荆棘的全新领域, 搞好这项宏大建设工程, 必须在深入研究未来我军作战构想、作战理论、地位作用和任务使命的基础上, 搞清楚我军部队武器装备“两化”建设的宏观思路、具体对策和方法, 设计并构建一体化联合作战任务要求的信息化部队装备体系、相关的建设标准和具体需求等, 用科学的理论指导和牵引我军部队武器装备建设实践。考虑到当前我军部队武器装备“两化”建设的紧迫性和复杂性, 更加凸显出搞好信息化部队装备体系构建的重要意义。
经过多年建设, 我军部队武器装备形成了以主战装备、电子信息装备、保障装备为主体的基本体系。特别是近年来研制和装备了一批高质量、高性能装备, 并在一些装备技术领域取得了突破, 填补了空白, 使我军部队武器装备的整体水平有了较大提高。但与强国相比仍存在较大差距, 空地一体的精确作战能力薄弱, 远程机动能力和特种作战能力还不能适应未来一体化联合作战的需要。网络化、一体化的综合电子信息系统尚未形成, 严重制约着我军一体化作战能力的发挥。[1]
加速推进我军部队武器装备向信息化转型, 必须适应信息化的时代特征, 坚持信息主导, 加强系统集成, 按照前瞻性、实践性和层次性的要求搞好顶层设计, 遵循“打什么仗发展什么装备”的思路, 深入研究作战理论、作战方式的变革对作战目的、作战要素及指挥信息流程的影响, 实现作战需求与装备发展的良性互动。必须沿着机械化和信息化复合式推进的大方向, 按照精确打击、全域机动、立体防护、高效指挥、实时保障的要求, 完善装备体系。在机械化建设上, 要实现空地一体、轻重结合、轮履并重;在信息化建设上, 要实现实时感知、互联互通、精确控制。
加速推进我军部队武器装备跨越式发展, 必须以建设信息化我军为目标, 重视发展信息装备、直升机、特种弹药和导弹、轻型装备、无人作战装备等, 探索信息化部队的装备建设, 科学确定未来信息化部队装备体系结构和演化规律, 及早规划、突出重点、优化结构、分类建设, 在装备体系的配套和保障上下工夫。
(二) 装备体系结构构建是引导装备保障精确化的必然要求
装备保障, 就是组织实施武器装备的申请、补充、调拨供应、换装、调整、交接、退役、报废、储备、使用、维护、修理和管理的各项措施与活动的统称, 是装备工作的重要内容。可概略区分为装备调配保障和装备维修保障。前者主要是通过装备保障机关和部 (分) 队, 将研制、生产出来的装备和作战物资编配到全军部队;后者则是通过维修机构和部 (分) 队, 使储备和编配到全军部队的装备和作战物资得到良好维护, 使损坏的武器装备得到及时和妥善的维修, 从而恢复战术技术性能, 再生出战斗力。
装备保障, 说到底是为作战服务的, 必须适应未来信息化作战的变化, 以满足部队的作战需求为最终目的。满足部队作战需求, 对装备保障而言, 更直接的是以装备为服务对象, 以装备的需求为牵引。也就是说, 有什么样的武器装备, 必然要有与之相适应的装备保障。适应未来信息化战争的需要和作战形式、作战方式的转变, 未来装备保障的对象、手段、环境、保障方式、保障模式等将发生巨大的变化。以作战任务需要牵引装备发展, 以装备作战需求牵引对装备保障的需求, 是实现装备保障跨越式发展的基本要求。精确化是未来作战对装备保障提出的基本要求, 就是要实现“在需要的时间, 需要的地点, 提供需要的保障”。而研究解决“何时何地提供何种保障”, 则必须深入研究未来作战样式、作战对象及战场的特点, 研究装备运用特点和保障规律, 明确装备保障目标、体系、重点和保障力量的整体布局, 提出适应装备保障精确化的检测装备、维修装备、补给装备和装备保障指挥装备等装备保障装备的需求。所有这些, 必须以具有合理优化的信息化部队装备体系结构为前提。[2]
二信息化部队装备体系结构构建的原则
(一) 适应性原则
随着武器装备的发展, 作战的理论以及方式方法也在不断变化, 这是“技术决定战术”的主要表现, 而作战理论和作战方式的变化, 对武器装备的发展又提出了新的军事需求, 这是“技术决定战术”的一种反作用。这种反作用对武器装备体系产生着重大影响。信息战理论要求各种武器装备要实现信息化, 各装备系统之间要实现信息的资源共享, 信息要在各武器装备之间能够形成实时或近实时的传输, 这是构建信息化部队装备体系的基本原则。因此, 我们构建的信息化部队装备体系, 必须要适应现代信息战等一些基本作战和保障理论。
(二) 任务性原则
根据不同类型部队在未来信息化战争中所担负的任务, 来配备其所需要的各种武器装备。编成内各单位必须具备多种作战功能。能够实施独立作战, 尤其是基本作战单元功能要齐全。例如构建的某轻型信息化部队装备体系内步兵装备、炮兵装备、工兵装备、防化装备、航空装备、通信情报装备要样样俱全, 并且结构要合理。
(三) 效能性原则
形成和发挥最佳作战效能, 是武器装备编配的基本目的。由于现代信息化战争是立体战争, 是系统与系统、体系与体系的对抗, 单一兵种、单一类型的装备已不能适应现代战争的要求。武器装备自身完整配套, 保持能发挥其应有战术技术性能的良好状态。武器装备的技术配套应重点落实武器平台、检测维修装备、训练设备、保障装备同步建设和同步列装。随着部队武器装备日益现代化, 技术、后勤和战斗保障越来越复杂, 系统化的要求也越来越高。越是先进的武器装备, 对保障系统的依赖程度就越大, 任何一个环节出了问题, 都可能对武器装备系统效能的发挥产生严重影响。因此, 我军未来信息化部队武器装备的配备, 必须按照系统配套的要求, 以形成最佳作战效能为标准。
(四) 进化性原则
我军信息化部队装备体系的构建, 既要立足现实, 又要着眼未来, 即构建的装备体系要具有进化性。立足现实, 就是要在本国国防科技和经济实力允许的范围内, 考虑武器装备体系的发展问题, 就是要以现有武器装备为考虑问题的出发点, 在现有武器装备的基础上对武器装备体系进行科学合理的调整和补充。这也是本论文在举例时构建的轻型信息化部队装备体系在很大程度上还具有初级信息化部队装备体系的原因所在。着眼未来, 就是要着眼于未来战争对武器装备的需求, 在构建武器装备体系时, 要充分考虑作战急需的、对提高武器装备总体水平能起到关键作用的高新技术装备, 或用高技术改造的武器装备的发展问题。将这些高技术信息化武器装备补充到装备体系中, 将大大提高装备体系的作战和保障效能。
(五) 协调性原则
我军信息化部队装备体系的构建, 还要坚持协调性原则。装备体系内各种武器装备系统协调配套主要指战术使用配套, 即不同类型武器装备比例适当、结构合理, 能形成最佳作战体系和火力配系。现代信息化战争是立体化、全方位的战争, 多种武器装备、多军兵种联合作战已成为现代战争的主要作战样式。任何一种武器装备, 任何一个军兵种的超前发展都不可能真正形成军事优势。因此, 避免单一军兵种和某一种武器系统的片面发展, 增加武器装备综合化、系统化研究开发的投资, 使武器装备能形成整体大于部分之和的集成结构功能, 形成武器装备体系化发展, 使各种武器装备系统之间协调配套。具体应重点落实火力打击武器与侦察指挥通信装备协调匹配、打击地面目标与打击空中目标装备协调匹配、突击装备与火力支援装备协调匹配、空中突击装备与地面装备协调匹配、精确打击与火力覆盖装备协调匹配、主战装备与保障装备协调匹配、硬杀伤与软杀伤装备协调匹配等, 努力消除“木桶效应”。[3]
(六) 模块化原则
在未来信息化作战中, 我军来自各方面的威胁是不确定的, 不可能用一、两种模式的部队来应付各种各样的威胁, 但又不可能预先就编成数量庞大的各种战役军团来应付不确定的威胁, 也就是说不可能完全用预先编配的部队装备体系来应付所有的作战形式。为了以不变应万变, 在设计我军的装备体系时应充分考虑战时能迅速编成新的各种类型的作战编成的要求, 建立便于组合的模块化的体系结构, 以适应不同地区、不同强度、不同规模的作战。战术基本模块一般是营装备子系统, 利用各种不同的营装备子系统可以组成各种不同的旅装备体系来完成相应的作战任务[4]。模块化的体系结构要求各个模块自身相对独立, 而且功能齐全。模块化的体系结构适应性强、节约装备和兵力, 便于训练和管理。同时, 模块化组合增强了联合作战能力。借助于一体化的通信指挥系统, 这些模块化的营装备子系统和旅装备体系将不仅能与海军、海军地面部队和空军部队结合为一体并协同作战, 而且可以在不需要或几乎不需要加强的情况下, 像积木那样“插入”其他部队, 因此也将能够在以海军、海军地面部队和空军部队为中心的更大规模的联合部队内履行下级单位的职能。
摘要：根据信息化作战理论、装备体系对抗理论、装备系统效能理论和装备保障理论, 提出构建信息化部队装备体系结构构建的“五性一化”原则, 即:适应性原则、任务性原则、效能性原则、进化性原则、协调性原则和模块化原则, 从而为实现信息化部队装备体系结构构建打下基础。
关键词：信息化部队,装备体系,体系结构
参考文献
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[3]李明.武器装备发展系统论证方法与应用[M].国防工业出版社.2000, 9
信息装备结构模型 篇5
关键词：面向质量设计,制造信息,产品设计
0 引言
面向质量的设计是指在产品的开发和设计过程中,根据一定的准则和方法将各种需求转化为产品的质量特性[1]。在转化过程中,需要产品生命周期知识特别是与质量有关的知识的支持[2,3]。制造信息是产品生命周期知识的重要组成部分,包括产品性能、材料、制造过程、可加工性、可装配性、可维护性等[4～6]。在实际设计过程中,制造信息若能及时、准确地反馈给设计人员,会提高产品开发效率,降低产品生产成本。
为设计人员提供支持面向质量设计的制造信息,需要研究制造信息与面向质量设计全过程的关系,并由此建立支持面向质量设计的制造信息结构,为最终开发支持面向质量设计的制造信息系统提供基础。
1 面向质量设计过程分析
1.1 面向质量设计工具
面向质量设计的一个重要工具就是质量功能展开(Quality Function Deployment,简称QFD),它将产品质量和产品实现过程质量综合在一起,把顾客的需求展开到产品设计过程中,包括产品规划、零部件配置、工艺设计和生产规划四个阶段。在展开过程中,上一层的输出就是下一层的输入,从而确保设计的产品在质量上满足用户的需求。
1.2 设计各阶段任务
根据每个设计阶段需要输入及输出的内容,可确定各阶段的主要任务。每个阶段所要完成的任务不同,所需要的制造信息也不同。不同设计阶段的任务可用图1来表示。
2 面向质量设计对制造信息的需求分析
2.1 支持设计的制造信息分类
结合面向质量设计各阶段所要完成的任务及所需要输出的内容,在不同阶段,需要考虑不同的制造信息。比如,在产品规划阶段,要确定产品是否选用新材料,这时需要考虑新材料的可获得性及成本等因素。在工艺规划阶段,要编制零件工艺卡片,这时需要了解车间设备的加工能力等因素。
为了清晰地表示产品设计各阶段对不同制造信息的需求并方便收集制造信息,首先对制造信息进行分类。按照产品的生产过程,将制造信息分为以下几类:
1)生产准备信息。包括材料库存率,新材料的可获得性,设备使用现状,成本和产量相关性。其中,成本和产量相关性是指在生产过程中,有时设计的产品或零件可以制造出来,但批量生产时,受到设备稳定性或工装要求等限制,可能会使成本大幅度提高。
2)生产过程信息。这主要是指产品生产过程中影响产品质量的因素,包括设备的加工能力,材料的性能及供应现状,工作人员的业务素质,零件的工艺流程方法,对质量特征值的检测方法,生产所处的环境。
设备的加工能力:设备可加工的零件,所能达到的精度和粗糙度,设备运行时的稳定性。
注:各层从内到外依次是面向质量设计-设计阶段-设计各阶段任务-完成任务所需制造信息。
工作人员的业务素质:包括设计人员,工艺人员,制造人员的业务熟练水平,对产品质量的责任意识,以及学历、年龄、控制自身情绪不稳定性的能力等
材料的性能及供应现状:材料的供应状态,规格,品种,材料的物理性能、力学性能及化学性能,材料的工艺性及加工处理方法。
零件的工艺方法:零件的工艺方法,上下工序的衔接,每道工序的具体加工方法。
对质量特征值的检测方法:产品或半成品的测量指标,采用的测量工具,测量方法,测量的判定标准。
生产所处的环境:生产车间所处的环境质量状况,如温度,湿度,尘埃等与产品质量直接相关的因素。
3)检验信息。检验部门对各个工序的产品或半成品进行检验,记录相关的质量特征值,严禁不合格产品进入下道工序,同时分析产品缺陷的产生原因,对产品实行质量控制。
4)装配信息:零件紧固方法和装配路径,零件之间的配合间隙和配合区段长度,零件的夹持表面。
生产过程中产生的制造信息一般通过文档来记录,通过对制造信息分类,可以根据各类信息的不同来源由相关人员录入到制造信息系统中,从而规范地记录制造信息,为设计者提供参考。
2.2 设计各阶段对制造信息的需求
根据第二节对面向质量设计各阶段设计任务的描述,详细分析设计与制造信息的需求关系。比如在产品规划阶段,确定是否采用新材料时要考虑现有设备能够加工的材料种类;零部件配置阶段估算产品性能时则需要考虑所用材料的力学性能、化学性能等。面向质量设计与制造信息的关系具体如图2所示。
设计对制造信息的需求贯穿在整个设计过程之中。随着设计阶段的不断深入,对制造信息的考虑越来越多,越来越具体。同时,在设计的不同阶段,又需要共享很多制造信息。
3 制造信息结构模型构建
在对产品设计过程、设计任务进行描述的基础上,分析了产品设计对制造信息的需求。在此基础上,建立支持面向质量设计的制造信息结构模型如图3所示。其中,数据库中存储质量检验数据、设备数据、材料数据等,通过系统进一步的数据挖掘来生成设计者所需要的制造信息。知识库中存储质量标准、以往不同产品与合格率之间的关系、生产装配知识等能够直接为设计者提供决策支持的知识。模型库中存储各种分析方法,对设计者的问题进行推理,分析,对设计者的方案进行优化,最终为设计者提出可行性建议。模型库是系统的核心的部分,因为设计者很少依靠数据直接进行决策,通常都要经过模型库的分析才能支持自己的设计决策。数据库,知识库,模型库既可以单独为设计者提供设计支持,也可以互相提供支持信息。
支持面向质量设计的制造信息功能结构模型建立后,以此为基础可开发实现支持面向质量产品设计的制造信息系统。将制造信息按照不同类别录入系统,系统会通过数据挖掘技术对录入信息进行处理、存储并实时更新,使设计人员能够查询与自己所负责的设计阶段相关的制造信息,提高设计质量。
4 结论
采用QFD分析面向质量的产品设计过程,明确产品设计各阶段所需完成的任务。对制造信息按照产品生产过程分类,便于信息采集与处理。根据设计任务分析设计对制造信息的需求,建立面向质量的产品设计与制造信息的关系。在此基础上,建立支持面向质量设计的制造信息结构模型。模型面向用户进行开发设计,使具有不同任务的设计者在设计决策时能够考虑制造约束,设计与制造之间信息共享,为开发支持面向质量设计的制造信息系统提供基础。
参考文献
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信息装备结构模型 篇6
1 建筑信息模型的建筑结构图设计优势
建筑信息模型在进行建筑设计的阶段, 是采用数字的方式展现建筑结构的多种信息, 为了提升建筑信息的利用率, 在实践过程中要掌握其应用优势。以下将对建筑信息模型的建筑结构图设计优势进行分析。
1.1 信息集成量大
建筑信息模型 (BIM) 的信息集成量比较多, 能及时对各类信息进行比较和分析。考虑到所用的材料和建筑结构之间的关系, 需要对其进行综合性的分析和处理, 以网络技术形式为例, 由于不同种类的信息对数值化和模型化有一定的要求, 建筑设计人员要为其提供更便捷的资料, 保证施工的便利性。
1.2 实现可视化操作
建筑设计人员和施工人员在资料分析阶段, 要对建筑信息模型进行对比, 为了实现图纸的可视化操作, 在BIM技术基础上将建筑结构进行立体化操作, 使其更为立体的展示在设计师面前。施工人员实现可视化操作后, 可以有效提升建筑施工效率[1]。
1.3 满足后期施工要求
采用BIM模型进行优化设计, 能为后期修改工作奠定基础。考虑到参数指标的特殊要求, 在数据和模型分析阶段, 为了实现建筑周边空间的有效利用, 可以以BIM指标为基础, 对施工标准进行分析, 只有合理设计参数, 才能将数据信息转化为有用的信息, 实现对建筑周边空间的有效利用, 达到优化设计方案的目的。
2 建筑信息模型的建筑结构施工图设计
针对BIM的特殊要求, 在后续设计过程中需要从实际情况入手, 对施工比例和标准进行分析。以下将对建筑信息模型的建筑结构施工图设计进行分析。
2.1 确定设计流程
考虑到建筑信息模型结构施工图和传统结构设计图的特殊性, 在后续操作过程中, 需要从实际情况入手, 明确不同设计方式的差异性。传统的施工设计形式以CAD为主, 属于二维图档模式, 结构设计人员根据建筑设计指标的具体要求, 对结构进行分析和利用。此类设计形式存在一定的劣势, 需要工作人员及时对其进行调整。应用BIM设计形式, 其优势明显, 在操作过程中需要提前进行建模操作, 根据建筑设计形式的要求, 对文档和文件进行有效的处理。在充分利用BIM模型基础上对平台信息进行分析, 尽量提取模型中的结构构件信息, 满足设计流程要求。具体设计流程如图1所示。
2.2 掌握模型描述要求
建筑结构施工图的设计以物理模型为核心, 涉及到结构物理模型, 此外也包括关联信息和管理信息等, 根据不同信息指标的特殊要求, 需要对节点信息形式、截面设计形式和约束信息等进行分析, 信息之间存在属性关系, 考虑到模型和视图的变化, 要根据模型版本信息和用户权限等进行对比, 选择最佳形式。在现有的IFC标准设定阶段, 对结构构件有一定的要求, 考虑到建筑模型的指标要求, 要按照柱、梁、基础和楼梯构件形式的要求对其进行设计。所有构件信息都是来自于构建实体, 在IFC模型设计阶段, 要对实体进行分析, 根据关联实体以及建筑实体的具体要求确定楼层间的关联性, 最终结合实体要求对其进行确定。建立实体和楼层间有效的联系后, 能最终实现对墙体模型的定义[2]。
2.2.1 关联性定义
BIM模型设计阶段, 对关联性设计指标有明确的要求, 考虑到关联特征的特殊要求, 需要对模型信息进行概括和分析。在IFC模型设计阶段, 不同构件存在不同程度的联系, 考虑到关联性的具体变化, 要按照模型体系的指标要求对其进行设定。
2.2.2 非关联性定义
非关联性定义指的是两个实体间的联系和差异, 主实体的修改直接给实体带来相应的改变, 考虑到实体变化的特殊要求, 在后续控制阶段, 要对墙体和洞口进行比较, 洞口作为实体, 在墙体之上, 如果对墙体进行破坏性的操作, 则必然导致洞口受到影响。
2.3 BIM模型设计
BIM模型设计系统比较特殊, 需要对逻辑结构进行分析, 按照设计流程进行操作。IFC模型文件的导入起到重要的作用, 其中涵盖不同的结构部门, 在结构构件模型比较分析阶段, 要掌握构件之间的属性关系, 包括墙体和梁柱间的关系, 结构形式和结构属性间的联系等。由于不同关联体系存在明确的联系, 因此需要根据混凝土材料和钢筋等信息模型要求, 实现对BIM模型动态扩展, 提升其操作有效性。由于建筑工业工程对象趋于多样化, 产业结构比较分散, 对工程信息有一定的要求, 因此在后续操作过程中需要充分利用现有的框架结果, 对数据信息进行比较。IFC标准下对三种模型扩展方式有一定的要求: (1) 实体扩展模式; (2) 属性扩展模式; (3) Ifc-Proxy, 其中实体扩展形式超出原有架构形式, 其运行效率比较高, 能对软件进行有效的识别。针对Ifc-Proxy扩展模式的特殊性, 要对少量模型信息进行比较, 使其具有一定的灵活性, 考虑到运行效率的特殊要求, 可以实现创新设计, 支持大量模型信息扩展[3]。
2.4 BIM系统的实现
BIM系统作为基础系统, 可以通过有效平台的建立, 实现二次开发和利用。根据BIM结构原型的开发需求, 在整个操作阶段, 为了实现数据层的有效利用, 为其提供全面的资源和数据信息, 必须按照系统数据库的指标要求对其进行应用[4]。接口层的作用是实现物理存储数据和模型接口的有效衔接, 模型层是整个系统的核心所在, 不仅能对系统进行全面的定义, 同时可以满足施工设计图的种种要求。数据层是本系统相关数据的来源, 包括系统信息、模型信息、设计规则信息、图档管理信息、文件信息等, 通过有效的访问设计形式能实现有效操作, 进而实现设计结果的规范检查、算量统计和模型和图档的有效设计等[5]。
3 结束语
针对建筑信息模型设计的特殊性和复杂性, 在实践过程中需要从实际情况入手, 对操作形式进行评估和分析, 考虑到各项指标的设计要求, 需要按照设计比例的具体要求对其进行应用。传统的结构设计形式无法满足日益发展的工程设计要求, 通过BIM系统结构设计形式可以解决原有系统操作阶段存在的种种难题, 其优势显著。需要注意的是在不同操作阶段要对施工设计图进行审核, 保证设计的有效性。
摘要：我国建筑设计系统取得了突出的进步, 各项技术不断被引进到建筑系统设计中, 使得施工设计变得更为规范和完善。考虑到建筑信息模型的特殊性, 在实践阶段需要对结构施工图进行优化设计, 掌握设计流程, 将具体措施落实到实践中。本文中以建筑信息模型框架设计为基础, 对结构施工图的后续设计进行详细的分析。
关键词：建筑信息模型,建筑结构,施工图设计
参考文献
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信息装备结构模型 篇7
公司股权结构与公司绩效关系的研究一直是学术界关注的重点。Mcconnell和Servaes (1990) 用托宾Q值来衡量公司经营绩效, 发现其与内部股权比例有曲线关系。Jensen和Meckling认为公司价值取决于内部股东所占股份比例, 这一比例越大公司价值也越高, 即公司股权集中与公司绩效正相关。张宗益 (2003) 研究发现, 股权结构、公司经理层持股比例并不影响经营绩效。杨飞 (2007) 研究发现, 信息披露质量较高的公司, 其市场表现和财务绩效也都较好。唐跃军 (2005) 研究发现:上市公司信息披露完整性越高, 净资产利润率越高;同时得到公司规模和每股收益、净资产收益率、主营利润率正相关。李俊 (2008) 研究发现:上市公司规模、审计意见与信息披露质量显著正相关。从综述可以看到, 以往对上述变量的实证研究多集中于Logistic回归模型、多元回归模型, 且各变量都是用单一指标衡量。其缺点在于衡量不够准确, 回归分析时忽略了其他因变量的存在及其影响。论文基于上述研究状况, 尝试运用结构方程模型来研究我国上市公司经营绩效、股权结构、信息披露质量、公司规模之间的关系。
二、研究设计
1. 基本观点和假设的提出
国内学者普遍认为, 信息披露水平的提高有助于完善公司治理结构;同时信息披露质量的提高, 可以降低权益资本成本, 提高公司的价值。H1:信息披露质量与经营绩效成正向关系。
从理论上说, 只有股权结构合理, 才能保证公司取得良好的经营绩效;同时股权结构决定着公司所有权的配置效率, 直接影响公司的激励约束机制及经营绩效, 也影响公司管理层的信息披露行为及信息披露质量。H2:股权结构与经营绩效成正向关系;H3:股权结构与信息披露质量成正向关系。
理论上规模越大的公司为了减少交易费用, 会增加信息披露的次数与程度。同时, 其信息披露违规被揭发会引起股价下跌, 造成的违规成本明显高于小公司, 所以其违规披露的可能要小些。披露的好坏会影响到公司的市场价值, 其表现为公司的经营绩效。H4:公司规模与信息披露质量成正向关系;H5:公司规模与经营绩效成正向关系。
由于我国特殊的国情, 国内大公司多由国有企业改制后形成, 其“一股独大”“流通股比例小”“国家股比例过大”等不合理的股权结构长期存在。使得我国大公司的股权结构并不比小公司的更合理。H6:公司规模与股权结构成负向关系。
2. 数据样本的来源和选择
本文以2005年前在深证证券交易所上市的制造业公司为样本, 对ST、PT公司进行剔除, 同时剔除了部分数据不全的样本, 最终整理得到387家上市公司成为实际研究样本。
3. 自变量与因变量的选择与确定
本文在综合比较评价国内外对信息披露质量的衡量后, 借鉴唐跃军 (2005) 建立了披露质量评价指标体系。 (1) 及时性指标。上市公司的年报刊登期限是本会计年度结束后的120日内。因此, 将会计年度后的120日等分为40个区间, 每三日一个区间, 在第一个区间公布年报的上市公司及时性得分为1, 分值间隔为0.01, 以此类推。 (2) 年度财务报告被出具的意见。确定分值如下:被出具无保留标准意见得分为3;被出具带说明段的无保留意见得分为2;被出具保留意见得分为1;被出具否定或拒绝表示意见得分为0。 (3) 公司受证监会的处罚情况。对应的分值如下:无处罚, 得分为3;通报批评, 得分为2;公开谴责, 得分为1;警告及其他, 得分为0。 (4) 深证证券交易所的诚信档案。根据年度评级, 被评为优秀得3分;良好得2分;及格得1分;不及格得0分。
股权结构包括股权属性和股权集中度, 本文股权结构指标选用了流通股比例、第一大股东持股比例、前十大股东持股比例。之所以选这几个指标, 其一是因为它们是目前完善我国公司治理系统很重要而且需要首要考虑的因素;其二是在于对他们进行研究的可能性。衡量企业绩效的指标很多, 在综合借鉴和筛选后, 本文选用总资产净利润率、资产报酬率、流动资产净利润率、资产负债率同时来衡量经营绩效。公司规模被认为是资本结构的重要影响因素之一。本文则采用公司总资产、营业收入两者的自然对数共同来衡量公司规模。
三、实证分析与结果探讨
本文的创新之处在于引入了结构方程模型 (SEM) 来研究各变量之间的关系。在数十次建模过程中, 根据结构方程模型理论, 尤其是模型拟合度的要求, 文章对潜在变量及观测变量做出少量相应的调整。最终得到如下结果 (如图) 。
输出的主要拟合指标为:χ2/df=2.36 (<5) , RMSEA=0.069 (<0.08) , GFI=0.93 (>0.9) , NFI=0.94 (>0.9) , NNFI=0.95 (>0.9) , CFI=0.96 (>0.9) , PNFI=0.72 (>0.5) 。从输出结果可以看到拟合指标均大于所给的参考值, 故本文建立的模型是非常理想的。
另外结构模型中, 各路径均通过了t检验, 根据路径系数标准化值得到如下结论:公司信息披露越可靠、越及时公司所表现的经营绩效也越好;规模大的公司其股权结构反而越不合理, 这是跟我国特殊的国情联系在一起的。
我国的大中型企业主要是通过改制或未改制的国有企业, 其特点是以国有股和法人股等非流通股为主体, 个人股所占比重较小, 国家股所占的比重过大, 股权过度集中。所以易形成大股东操纵公司的一切, 监督和约束机制不能有效发挥作用, 个人股东力量较小, 对公司治理的影响甚微, 这种不合理的股权结构;另外可以看到公司的规模与信息披露质量也成正向关系, 说明大公司信息披露质量较高;公司规模与经营绩效成正向关系, 说明了大公司更有能力整合资源降低成本, 更能开展研发与创新, 从而拥有更好的经营绩效。值得强调的是公司规模还通过影响信息披露质量进而间接影响经营绩效, 其间接影响的路径系数为0.056。实证结果也表明, 所建模型中我国股权结构对经营绩效和信息披露质量的影响并不明显。从而验证了张宗益 (2003) 等学者的观点。通过以上结论可以看到以下几点: (1) 虽然我国的证券市场发展较晚, 但各种规章制度正在逐步完善, 使得投资者越来越关注上市公司的信息披露质量, 并开始把它作为影响公司价值和绩效的一个因素。 (2) 中国的上市公司长期存股权高度集中, 一股独大等股权结构不合理的现象, 所以现阶段更应加大对我国国有大中型企业的关注, 加大在优化股权结构方面的研究与改革。
参考文献
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信息装备结构模型 篇8
关键词：CIS/2标准,产品数据模型,数据结构
BIM技术正在高速地发展。基于BIM的数据标准现在已经开发出来了, 如IFC标准。但是由于时间较短以及软件开发商之间的沟通、还有建筑信息模型本身的复杂性等问题, 在应用上显得并不是很成熟。由于钢结构的发展, 设计、制造及安装的规范化、系统化程序较高。所以, 针对于钢结构工程项目的集成一体化设计条件已经成熟。在BIM提出之前, 欧洲尤里卡计划就独立的发展出一个更为成熟的数据标准。最先提出钢结构设计数据标准的, 也是目前最完善的数据标准是欧洲钢结构集成设计项目CIMsteel Project中所提出的CIS标准, 它对于欧洲范围内钢结构建筑的设计/计算, 更重要的是她对零部件加工等数据有了完善的规定, 使得钢结构项目的设计与施工完全无缝接合。
本文即对CIS/2标准进行相关的研究。本文意在通过实例分析的方式对钢结构工程信息化模型与CIS/2模型信息交互标准的概念进行阐释, 并且对CIS/2的数据结构、适用的程序软件及应用的优势进行分析, 以期达到对CIS/2模型信息交互标准的深入理解。
一、钢结构工程信息化模型
目前面向钢结构工程的BIM建模技术的应用具有三大优势: (1) 重复使用BIM中分析信息, 提高了工作效率, 改进了制造质量; (2) 可以在钢结构设计阶段就考虑“制造的简单性”, 降低了项目总体成本; (3) BIM信息集成使得制造商与设计人员之间形成自然地信息反馈循环。
钢结构BIM对制造业的信息集成主要体现在基于BIM的钢结构构件详图的自动绘制以及提供BIM与数控机床CNC的数据接口。
对于结构BIM软件架构以及程序实现类研究主要成果集中在三家主流的BIM结构软件公司, 分别是Autodesk公司, Bentley公司以及Tekla Structure公司。
(1) Autodesk公司的结构BIM软件Revit Structure。Autodesk结构BIM解决方案主要集成的工程信息是分析信息、三维可视化信息、施工图信息、结构详图信息等。能够支持多用户协作的协同工作模式。Revit Structure的数据格式并非公共标准, 最近几年, Autodesk公司承诺并开始支持IFC标准。
(2) Bentley公司的结构BIM软件Bentley Structure。Bentley结构BIM解决方案软件集成了结构工程的分析、设计信息, 三维可视化信息, 施工图信息以及详细的明细表信息。其软件数据格式为通过公司自行定义的数据格式进行操作, 实现结构工程各个阶段工程信息的共享, 最后实现结构BIM软件的数据格式与IFC的接口。同时, Bentley Structure提供了协同工作管理的功能模块。
(3) Tekla公司的结构BIM软件Tekla Structure。该结构BIM软件的主要研究目标为基于结构BIM实体模型进行详图设计, 被定义为“结构建造信息模型系统”。除此之外, 其也能够实现其它相关结构工程信息的集成, 可适用于多高层钢框架、轻钢门式刚架及重钢厂房结构。
二、CIS/2概述
CIS/2 (CIMsteel Integration Standards Release 2) 标准是一种钢结构产品的数据模型[1]。CIS/2标准是泛欧尤里卡EU130项目CIMsteel Project的成果, 受到美国钢结构研究所 (AISC) 的支持并作为他们电子数据交换的技术基础。CIS/2标准的目标是在钢结构建造所有项目参与者之间建立一个无缝、综合的信息流。这些参与者中包括钢结构设计师、分析师、深化设计师、制造商和建设者。
CIS/2标准产品数据模型处理的是钢结构在整个分析、设计、深化和制造生命周期中的信息。结构的几何信息只是产品数据模型的一个属性。其他结构的属性包括各部分如何组成程序集和结构、分析荷载和结构反应、材料类型、连接细节、部位和图纸之间的联系以及修改的历史。
一种模式定义了产品数据模型。该模式详细说明了在CIS/2标准中所有的信息表示以及每个实体相互之间如何对接。它还定义了使用各种实体及实体中包含信息的规则。STEP (ISO10303:1992) , 即产品模型数据交互标准, 是用来表示CIS/2标准信息的技术基础。STEP是集全世界的努力开发出的工程数据交换和共享机制。CIS/2文件通过一定的格式可以被钢结构相关的软件导入导出, 而该格式需要以一种标准的方式来方便各种应用程序之间的信息交换。STEP的第21部分--实现方法, 定义了一个CIS/2文件的物理结构。
三、逻辑产品模型 (LPM)
CIS/2标准数据模型称为逻辑产品模型 (LPM) [2]。1999年首次公开时的版本为LPM/5。LPM支持低、中、高层建筑工程, 商业和工业环境。框架可以支撑或放松。连接可以是固定的、刚性的、或者半刚性的。后两个可以承受全部或部分的力。框架通过制造集合组装的, 反过来, 是由零部件和连接系统构成。零部件可以是轧钢、钢板、钢片或铸件。连接可以是螺栓连接、焊接连接等。虽然CIS标准的开发主要是为了建设结构框架工程, 它也可以应用到其他类型的钢结构框架, 如工业厂房吊装, 输电塔和海上结构建筑。
图1中的虚线边界内的内容表示PLM解决了应用程序之间数据的交换问题。实线内的是钢结构制造商。PLM支持的应用程序在钢结构生命周期中有着广泛的应用。LPM围绕三个子模型建立:分析模型、设计模型和制造模型。CIS/2标准反应出, 在实践中钢结构的发展可能需要不止一次重复这三个阶段。
基于CIS三个子模型, 早期的一致性等级 (CCs) 被制定出来。但在实践中, 应用程序在为模型提供支持时产生了与不同功能相关的大量不同的边界。这些大量不同的边界影响了不同功能实体间的配合使用。在第2版的修订中, 一致性等级 (CCs) 被扩大成了一个非常大的组, 允许任何支持不同的功能实体进行组合, 并符合一致性等级的规定。
在2003年初, 为了响应用户需求, PLM更新为PLM/6。物理负荷类被添加进来, 集合了所有应用于钢结构的分析负载;简化了数据管理一致性 (DMC) 等级;一个全局标识符 (GUID) 被用作数据管理替代了三个分别管理的整数型数值。数据转换历史被放到一个单独的一致性等级中, 简化了基本的数据管理。弯梁被添加到设计子模式中。从项目模型生成的与图纸相关的数据、NC文件和其他报告得到了详细的阐述。改善焊缝和螺栓机制描述也得到了补充。PLM/6还整合了新版本的ISO-STEP综合资源中实行的变化。
PLM/6的另一个重要的部分是将更复杂的企业资源规划系统 (ERP) 的数据添加到产品模型数据中区。新这些的信息对于管理钢结构项目的时间节点、制造、交付、采购和安装施工具有重要的意义。其他补充的还包括各种制造商再制造过程中常用的工业标志, 例如初始标签、条形码和工厂标志。新的PLM版本计划将每2年更新一次。
四、CIS/2的数据结构
CIS/2文件可以支持三个主要的钢结构信息模型:分析模型、设计模型和制造模型。三种模型中的信息可以共存在相同的CIS/2文件中。钢结构的分析模型包括节点和元素, 支持多种静态和动态分析方法。设计模型将钢结构表示成一个设计集合, 允许对组件和连接方式进行设计。设计集合被分割成一系列更简单的设计集合, 并最终得到设计组件和连接系统。设计组件和连接系统分别代表了一个基本的钢铁部件和基本的连接系统。
CIS/2中的制造模型将一个钢结构表示成一个制造集合。制造模型的目的是为深化设计、制定, 生产计划和生产。在制造模型中, 定位的集合由定位的部件组成。定位的连接系统分别表示一个基本的物理组件和一个基本的物理连接系统。所有定位的项目可以结合成更大的集合, 并最终得到一个完整的结构[3]。
图2展示了一个CIS/2文件的一部分的例子。文件格式参照了STEP第21部分。每个CIS/2实体实例分配到了一个数字并用“#”标记出来。CIS/2实体的名称用大写字母表示。每个实体都有一定数量的字段包含文本字符串、数值、布尔值、其他实体的引用或用美元符号表示的空值。添加了缩进可以显示出层次以及各个实体之间的关系。
最高级的实体是LOCATED_PART (#43) , 将PART (#33) 与一个坐标系统 (#42) 联系在一起。LOCATED_PART同时指向着LOCATED_ASSEMBLY (#20) 。PART指向着SECTION_PROFILE (#21) 、LENGTH (#26) 和MATERIAL (#27) 。LOCATED_ASSEMBLY也指向着COORD_SYSTEM (#18) 、ASSEMBLY (#19) 和STRUCTURE (#10) 。这些语句描述的是一个W14X158宽缘的部分, 给定了长度以及在集合中的位置, 并在结构中依次定位。
根据CIS/2模式, 所有定义的零件必须是唯一的。然而, 可能多次引用同一个组成部分。对于一个简单的框架结构, 每个梁或柱都是一个定义的部分。然而, 只需要有一个引用部分, 有着相同的部位资料和长度。多个部分可以引用同一集合。例如, 梁、夹角度、加固板的两端可以是同一个定义集合的组成部分。组件的特性比如孔洞的布局、处理和斜接可以应用于LOCATED_FEATURE_FOR_LOCATED_PART实体。这个实体是指向规格和尺寸的特性, 以及用坐标系统定位的特性应用的部位。连接系统可以是一个螺栓或焊接连接, 以类似的方式定位在集合中。
五、支持CIS/2标准格式输入/输出的应用程序
行业内有诸多结构建模、结构分析等软件支持CIS/2标准格式的输入输出[4], 如下表所示:
六、CIS/2标准的优势
6.1产品模型采用同一标准并通过中间文件进行数据交换。产品模型采用同一标准来交换数据的优势是很明显的。它可以为整个集合了各种类用户群体提供数据交换的功能, 从而可以减少总成本。每个软件公司 (在理论上) 只需要开发一个导入和导出功能, 而不需要为任意两个程序之间的数据交换开发单独的接口。如果需要在两个新的程序间交换数据, 同时这两个程序都有一个接口接到现有的CIS/2子模型 (例如设计、分析、制造模型) , 通常只需要一些简单的工作就可以完成数据交换。
在实践中可以看出, 为了支持不同种类软件之间的信息流动, 不同的转换器仍然是必需的。钢结构设计和结构分析软件数据交换中包含的实体不同于设计和深化软件数据交换中包含的实体。这些数据交换现在可以依据实体进行仔细的定义, 并进行高度可靠的开发。
两家公司的软件之间的直接交换时, 一个通用接口有时会产生冲突。软件公司可以选择专有解决方案、企业合作或采用开放的接口。软件公司一直不愿放弃这些和其他公司之间交互的工作。现在, CIS/2标准已被用于促进新的市场安排。例如, RAMsteel和SDS/2之间的合作。
CIS/2也取代了前面几个专有的数据交换格式。SDNF是一种广泛使用交换文件格式。它是由Intergraph公司开发并被PDMS, Stru CAD, Steel Cad, SDS/2和Xsteel等等软件所采用。另一种广泛使用交换文件格式是KISS。它是由Fab Trol公司开发, 并用于输入进他们的MIS制造控制系统。这两种格式都有很广泛的用户群体和非常合理的功能, CIS/2需要一段时间去完善来证明它的优越性[5]。
早期对产品的使用和优势的展示很重要。如果用户准备接受和使用新的IT技术, 会承受失败甚至延迟导致严重金融影响的风险。一个CIS/2早期应用的例子是Chavez/Grieves咨询工程公司和制造商Am Fab公司在图森市附近的新太阳赌场中使用了CIS/2标准。新太阳赌场面积85000平方英尺, 采用框架钢结构支撑。新赌场的设计和分析工作是使用RAM国际公司的RAMSteel软件进行的并与2001年3月7日完成。建设安装工作从2001年3月22日开始, Am Fab公司使用CIS/2转换器, 将项目实例模型输入进Design Data’s SDS/2深化设计软件, 仅在19天内完成了第一序列 (50%) 的制造。如果没有数据接口, Am Fab公司的Mark Mosher估计需要额外的4周才能完成。
一个更复杂的早期宣传例子是Steel Fab, Inc., of Charlotte, NC。他们使用RAMSteel将结构转换到Tekla Xsteel进行深化设计。使用CIS/2标准将实例模型从RAMSteel转换到Xsteel, 竞标过程更快捷, 更准确。深化团队的负责人苏珊解释说:“CIS/2转换器通过将模型导入Xsteel然后再导入Fab Trol来估算材料成本, 节约了大约4天。”这个1700吨的办公大楼项目也得益于早期了解大约需要为项目预留的钢材的数目和类型。在这个工作流中, 从Xsteel中也提取了数控文件, 来支持Peddinghaus数控切割和钻孔的机器[6]。
6.2增强生产状况的反馈。参与公司正在探索工作流程的精化。这样能够迅速得到项目状态的报告。这涉及到输出制造状态信息并将它与相应的车间深化的CAD模型联系起来。使用此功能, 制造商可以很快看到哪些部件集合已经产生, 哪些在等待零件, 哪些已经经过检查和批准可以运走, 等等。在订单发生变化时这样的审查很重要, 可以更快和更准确地应对。
深化后的实例模型状态信息的分配是一个典型的工作流程, 超越双边文件交换, 需要一个简单的数据合并。它提供了另一种在钢结构制造中跟踪项目和产品状态的方法。
6.3基于产品模型数据的新应用程序。多个应用程序已经开发出来, 用来访问产品模型数据。一种是钢结构模型的VRML浏览器。它是基于NIST开发出来的[8]。这个软件被一些制造商用来协调建设单位, 外包单位和其他参项目建设的各单位。
已开发的应用程序的另一个用途是设计或检查特定的功能。一个示例软件可以读入Part21文件并深化设计特定的连接细节。这个软件是基于web的, 它允许工程师在不同的公司位置来访问和使用它。基于CIS/2标准集成的全部潜力仍在探索之中。
结论
CIS/2标准是应用产品模型早期的一个例子。它服务于双边数据的交换与对象模型库的实现。它提供了丰富的资源来研究开发这种数据系统的优势和潜在缺陷。我们希望这个数据系统在未来几年内变得越来越普遍。在CIS/2标准的运用越来越广泛时, 可以看出其利用率还是很低的, 更多的时间被用作是双边文件数据交换的另一种形式。
产品模型库和更先进的工作流程的开发需要解决许多技术问题, 包括数据管理、数据删除和更改的传播等等。它还取决于将这类的产品开发趋势。CIS/2标准产品模型需要易于使用、具有提供简单的审查和访问的功能、具有强大的可靠性以及易于维护等。
参考文献
[1]K.A.Reed, Role of the CIMsteel integration standards in automating the erection and surveying of constructional steelwork, 19th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC) , NIST, Gaithersburg, MD, 2002, pp.15-20.
[2]Crowley A, Watson A.CIMsteel integration standards, release two, vol.4, logical product model.:Steel Construction Institute and Leeds University;2000.
[3]ISO DIS10303 Part 1.Product data representation and exchange:overview and fundamental principles 1994.
[4]Watson A.Product models and beyond.In:Brandon P, Betts M, editors.Integrated construction information.London:E&FSpon;1995p.159-72.
[5]ISO DIS10303 Part 42.Integrated generic resources:geometric and topological representation, Corrigendum, 2 1999, ICS 25.040.40 1999.
