发布时间:2022-08-20 08:57:57
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的实验室设计方案样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
一、结合课本实验,理解实验相关知识,形成实验方案设计的思维导向
化学实验方案设计能力的培养,不可能一蹴而就,所谓“冰冻三尺,非一日之寒”,必须潜移默化,由量变促成质变,应根据学生的认知规律,由浅入深,由简到繁,循序渐进。在教学实践中,笔者结合教材中的典型实验,引导学生理解实验目的、原理,掌握实验设计的基本原则和方法,加强实验设计思维的培养。
【案例1】离子检验或物质检验型实验方案的设计
《化学必修1》第21页“活动与探究”栏目:氯化铵、硫酸铵、氯化钾、硫酸钾均可用作化肥,它们都是白色可溶于水的固体,探究这几种盐中所含离子的检验方法。
教学过程:
问题1:这些物质中有哪几种离子?
问题2:■、Cl- 、■选用什么试剂检验?有什么现象?如何把实验过程用文字描述出来?
问题3:K+用什么方法检验?具体操作如何?
问题4:检验离子应从哪几个方面分析?
拓展:四种盐如何区分?请画出流程图。
[方案]
延伸:如何验证白色固体是NH4Cl?请写出实验方案。
离子检验或物质检验实验方案的设计,要根据各种离子或物质的某些特性对离子或物质进行检验,熟练把握各种离子或物质的性质,并把握实验方案设计的技巧,进而设计合理的方案。
【案例2】物质制备型实验方案的设计
《化学选修6:实验化学》硫酸亚铁铵的制备
实验方案设计流程如下:铁屑的净化制取硫酸亚铁溶液制备硫酸亚铁铵晶体计算产率。
设计这类实验的整体思路:从原料出发,通过控制反应条件,如对温度的控制,先得到目标产物,即粗产品,接着对粗产品进行分离提纯,是这类实验的重点所在。寻找分离提纯的最佳方案,使所得产品纯度高,产率大。
【案例3】原理验证型实验方案的设计
《化学选修6:实验化学》硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素
设计方案见表1。
这类原理验证型实验方案的设计,是在明确反应原理的基础上,通过控制一定的实验条件,控制单因子变量,最终设计可行的实验方案。
从以上这些典例中,我们不难发现,化学教材中蕴含着丰富的实验设计思想方面的素材,教师应深入挖掘,在日常教学中不断渗透实验方案设计思想。每一个成功的实验其设计思想总是包含着对已有知识的灵活应用与创造性的科学构想。
二、结合课本实验,了解化学实验方案设计的一般流程和基本原则
化学实验方案设计的流程包括:知识铺垫提出问题小组讨论形成方案方案优化规范表达。“以铝为原料制备氢氧化铝实验方案的设计”,通过小组讨论,各小组形成的方案大致可以分为以下两种类型。
第一类制备方法:酸碱法
第二类制备方案:电化学法
方案8:电解法――Al为阳极,Cu为阴极,电解氯化钠溶液。
方案9:原电池法――Al、Cu为电极,浸没在通入空气的NaCl溶液中。
各小组在个人意见的基础上,对各自的实验方案进行评价,对比方案1~7,从制备1mol氢氧化铝消耗酸碱量来看,方案7消耗酸碱量最少,从实验室操作的便利性看,通入气体的操作较为烦琐。对比方案8、方案9,从反应速率来看:方案8>方案9,从能源消耗来看,方案8>方案9。综合以上这些因素,方案7为最佳方案。
由此看出实验方案设计应该遵循以下基本原则:
三、充分挖掘课本中的实验素材,加以适当的指导和训练,提高实验设计能力
1.变验证性实验为探究性实验,提高实验设计能力
验证性实验是用以验证已学过知识的正确性,学生处于被动接受知识的状态,而探究性实验是指在实验的基础上,通过科学的分析、综合等思维来获取知识,学生处于一种主动探索知识的状态,对培养学生的创新能力十分有利。因此,教师应精心安排,积极钻研,变验证性实验为探究性实验,通过探究实验来获取新知识。
在一次优质课评比中,有位教师很巧妙地将课本中的验证性实验转变为探究性实验,收到了很好的课堂效果。当时的课题是“影响盐类水解的因素”,给我印象深刻的是这位教师在处理书本中“活动与探究”这个栏目时设计了这样一张实验报告单:
实验目的:探究影响盐类水解的因素
实验方案的设计
这位教师充分利用课本资源,很巧妙地处理了“活动与探究”这个栏目的教学。既可以有效地改变学生的学习方式,调动学生学习的积极性,又能起到提高学生科学素养,培养学生科学探究能力的作用,对学生适应新课程教学活动起到很好的引领作用,达到最佳的教学效果。
2.将课本中相关结论转化为实验,提高实验设计能力
实验是人们认识和研究物质变化规律或验证某一结论的常用科学方法。书本上的知识凡是能够通过实验来验证或探究的,都应启发学生思维,认真引导学生进行实验设计,甚至还可尝试让学生亲自动手做实验,从而提高学生的探究和设计能力。
【案例】第三周期元素性质变化规律
【实验一】Na、Mg、Al和水的反应:分别取一小段钠、镁、铝,用砂纸磨掉表面的氧化膜,放入三支小试管中,加入2~3 mL水,并滴入两滴酚酞溶液。观察现象。
过一会儿,分别用酒精灯给三支试管加热至沸腾,并移开酒精灯,再观察现象。
【实验二】 Mg、Al与稀盐酸反应比较
总结:Na、Mg、Al与水反应越来越 ,对应氧化物水化物的碱性越来越 ,金属性逐渐 。
关键词:视频公开课;录播系统;技术标准
中图分类号:G434 文献标识码:B 文章编号:1673—8454(2012)17—0020—03
《国家中长期教育改革与发展规划纲要(2010—2020年)》提出“加快教育信息化进程”的要求,并制定了“到2020年基本实现教育现代化,基本形成学习型社会,进入人力资源强国行列”的战略目标。[1]为了更好地利用现代信息技术手段,加强优质教育资源开发和普及共享,进一步提高高等教育质量,服务学习型社会建设,教育部启动了国家精品开放课程建设工作(教高[2011]8号),并纳入“十二五”期间实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。国家精品开放课程包括精品视频公开课与精品资源共享课,是以普及共享优质课程资源为目的、体现现代教育思想和教育教学规律、展示教师先进教学理念和方法、服务学习者自主学习、通过网络传播的开放课程。[2]
针对视频公开课建设项目,教育部还特别制定了视频公开课拍摄制作技术标准(教高司函[2011]105号文件),包括录制场地、录制方式及设备等前期录制要求,视频信号源、音频信号源的数据采集技术指标,后期制作、网络传输基本技术规范等。[3]根据要求,在视频制作过程中,要求视频制作者应根据课程内容,尽量采用多机位拍摄,机位设置应满足完整记录课堂全部教学活动的要求。摄像机要求不低于专业级数字设备,推荐使用高清数字设备,录音设备采用若干个专业级话筒,以保证教师和学生发言的录音质量。
一、现有录播手段存在的问题
目前,我校采用奥维亚(AVA)科技公司开发的PROPRE 9移动式录播系统进行视频课程的录制与网络直播,其结构如图1所示,包括系统前端、管理端和播放端,主要由录播主机、音视频信号采集系统(包括教师摄像机、学生摄像机、VGA信号采集)、管理电脑、远程客户端(视频直播/点播)等几部分组成,具有同步录制、实时直播、在线点播、远程导播和后期编辑等功能。
学校现有的录播系统主要用于精品课程录像、视频会议、网络培训、专家讲座等视频的录制与网络直播,并在全校范围内推广应用,拍摄的视频资源经后期处理后上传至学校专用的资源服务器,并提供师生在线点播观看。现有录播系统基本能够满足教学需要,但与精品视频公开课技术标准尚有一定差距,无法满足视频上网的更高层次要求。
与教育部视频公开课所要求的技术标准相比较,如表1所示,现有录播系统在录制场地、视频录制模式、音视频采集方式等方面存在以下不足:
1.录制场地不固定,难以保证设备安装的安全和信号的稳定
拍摄场地不固定,容易造成设备不必要的意外损伤,不能很好地保护录播主机。如地面视频线、音频线、网线布局错综复杂,容易造成线缆移动接触不良;接口频繁拆装造成接触不良,频繁地移动容易降低设备的使用寿命。
2.现有的拍摄场地不能充分保证视频的质量
普通的教室采光和隔音效果较差,录制的视频画面质量不高。
3.现有的单机位—手动导播模式无法满足现场的交流和互动
在教学过程中,教师需要写板书、操作电脑、与学生交流等,视频拍摄时则通过控制摄像头的移动控制画面,但是频繁地移动画面,容易使观看者产生视觉疲劳,影响视频美观。此外,操作人员在进行手动导播时,由于单机位操作,使得工作强度加大,容易手忙脚乱,出现切换不及时、视频定位不准确、教师走出摄像范围等情况。
4.现有的设备不能满足高质量的视频录制需求
视频拍摄的质量不单单取决于操作人员水平的高低,更受到硬件设备的影响,高质量的拍摄设备在画面清晰度、移动定位的平顺性、光线变化反应速度、对焦速度等方面都有很大的优势,这些正是我校现有设备所不足的。
5.现有的设备难以满足高质量的音频录制需求
优质的录音对于视频来说是不可缺少的,我校现有的录音设备只能满足普通音频录制需求,存在音域不广、降噪不强、音质还原不够等问题。
6.现有设备无法满足未来的视频文件存储需求
根据我校网络课程建设目标规定,通过5年左右时间的建设,使大部分本科主干课程建有网络课程。我校现有网络课程200余门,按现有网络课程视频录制安排和现有设备拍摄的画面质量来计算,共需要约1500G的磁盘空间。随着网络课程数量的增加,按照教育部要求采用高清技术标准拍摄,磁盘空间需求必定翻倍甚至更多,将使得原本紧张的服务器资源更加匮乏。
随着学校教育信息化的不断推进,优秀的教学视频上网已提到议事日程,参照教育部视频公开课技术标准建设专用录播实验室已迫在眉睫。
二、智能型录播实验室建设方案设计
1.录播实验室的场地与环境要求
依据教育部精品视频公开课拍摄技术标准,录播实验室场地、环境参数按照以下标准设计:
(1)面积约为50平方米的专用录播教室,6平米左右导播室,预留双层玻璃视察窗。
(2)房间内装饰尽量简朴,墙壁颜色应尽量选用中性、非白色的色调,如浅灰、浅蓝等。避免在室内陈设镜子、悬挂艺术品、放置植物花卉等。否则这些与教学内容无关的背景信息会在摄像头转动或变焦时产生干扰,造成图像编码质量的下降。
关键词:C语言程序设计;实验方案设计;计算思维;能力培养
中图分类号:G433 文献标识码:A 文章编号文章编号:16727800(2014)001018902
基金项目基金项目:湖南省计算机应用技术“十二五”重点建设学科项目(081203);邵阳学院教学改革研究项目(2012JG25)
作者简介作者简介:刘远军(1979-),男,硕士,邵阳学院信息工程系讲师,研究方向为计算机基础教学、数据挖掘、人工智能、图像处理。
0 引言
随着科技的不断进步,计算机基础教学已不再局限于围绕Windows操作系统及几种常见办公软件而进行,更需要对程序设计能力进行培养。目前计算机程序设计语言教学主要涉及C语言、Visual Basic、Visual FoxPro等,其中C语言作为C++、C#、Java等功能强大的主流语言的前身,尤其适合用来作为对计算机编程要求较高的一些专业计算机程序设计启蒙语言。C语言是一种高度过程化的语言,语法灵活,逻辑性非常强。对于C语言的学习,必须依赖大量的上机实践来巩固理论教学内容,强化对编程思维的理解,掌握C语言的精髓。所以,在C语言程序设计教学中,实验的设置显得尤为重要,实验方案设置是否合理直接影响到学生对C语言的理解和掌握。
1 计算思维
计算思维是目前的一个研究热点,自2006年被提出以来,国内外许多著名的计算机科学家和计算机教育家都不遗余力地对它的内涵和外延进行了卓有成效的研究和应用,“计算思维”一经问世,就散发着超强的魔力,引领着计算机科学界尤其是计算机教育界的发展方向。
1.1 计算思维内涵
2006年3月,美国卡内基·梅隆大学计算机科学系主任周以真教授[1,2]首次在权威杂志Communications of the ACM上提出了“计算思维”(Computational Thinking)概念:计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解的思维活动。按照周以真教授的解释,计算思维建立在计算过程的基础上,但是又超越了计算机本身。计算思维现今已不仅仅运用在计算机学科上,也广泛应用在其它自然学科甚至是人文学科中,它是一种思维方式,是一种解决问题的思考过程,从现实角度来说,计算思维就是将问题引入、归纳、求解、引申的过程,也就是将未知问题归纳成若干已知问题从而求解的过程。计算思维不是一个单独的、与其它思维方法毫无关联的孤立方法。计算思维产生于计算机科学,而与计算机科学联系最紧密的思维方法是数学思维、逻辑思维和工程思维。可以将计算思维看作是计算机科学与数学思维、逻辑思维和工程思维的交集,而它们也代表了计算思维的不同层次要求[3]。在计算机课程教学中引入和培养学生的计算思维,进而让计算思维影响学生的一生,帮助学生以计算思维的方式来分析、解决各类科学及社会问题。
1.2 计算思维在C语言实验中的体现
C语言作为一种结构化的程序设计语言,它的学习过程必然是理论与实践相结合,在实验中逐渐进步的过程。同任何计算机编程语言一样,C语言编程能力的提高必须依靠一个又一个上机实验,在不断的“思考—编程—调试—运行—反思”过程中逐步提高。同Visual Basic、Visual FoxPro等面向对象的计算机编程语言不同,C语言是高度过程化的,结构非常严谨,并不像其它语言那样松散和随意,这就需要格外注意其语法和语义的准确性和完整性,而编程者的这些良好习惯和注意度都需要在大量的上机实践中培养。
C语言是一种过程化的语言,它是以时间轴驱动的,用C编写的程序执行过程,类似于我们处理日常问题的一般过程:先做什么,再做什么;如果发生了什么,就做什么;必须要做了什么,才能再去做什么,等等。从宏观上看,C语言采用的是自顶向下、逐步求精、模块化的设计思路,而计算思维就是将问题引入、归纳、分解、进而求解的过程。可以在C语言实验中引入计算思维的思想,帮助我们对实验进行分析和总体设计;反过来,也可以在C语言实验中培养学生的计算思维。
2 引入计算思维的C语言综合实验设计
2.1 问题描述
设计一个万年历,要求实现以下功能:①能显示某一具体日期的星期数;②能显示任一日期所在月的月历;③具备翻页功能,能利用键盘上的左右方向键进行月份的切换,上下方向键进行年度的切换[4]。
说明:以1582年10月15日(星期五)为起始日期(历史上多次修改历法,其中最后一次修改是1582年10月15日,在此之前的星期数是不准确的)。
2.2 问题分析与分解
计算思维的方法就是分解、归纳、化未知为已知的过程。首先对问题进行分解,要完成这个实验,需要解决3个问题:
(1) 确定某一输入日期的星期数。按问题描述,输入任一日期后,首先要求出它的星期数。问题描述中已经给出了初始日期1582年10月15日为星期五,那么只要先求出输入日期与1582年10月15日之间相差的天数day,就可用公式(day%7+5)%7求出该日期的星期数。
在求解这个问题时,又需要考虑一个子问题:怎样解决闰年的问题。闰年的2月有29天,其规则是年份数字能够整除4但不能整除100,或者能够整除400。因此,可以用#define Year(x) (x%4==0&&x%100!=0||x%400==0)?1:0这条参数宏来表示是否闰年。
(2) 如何显示该日期所在月的月历。根据第一个问题的结果,已经知道该日期的星期数,接下来的事情是只要在该日期的基础上向前递减、向后递推就能知道该月每一天的星期数,这个问题又可分成两个子问题:①确定月历的样式、设计格式;②分析并确定该月份中每一个日期在月历中的位置。在求解这个子问题时,需要考虑星期的排列以及日期的换行问题,可以用循环语句加以控制。
(3) 翻页功能设计。根据上两步的结果,接下来增加翻页功能,这里需要从4个方面进行设计:①向左按钮:如果当前月份为2~12月,则年份不变,月份-1;如果当前月份为1月,则年份-1,月份改为12月;②向右按钮:如果当前月份为1~11月,则年份不变,月份+1;如果当前月份为12月,则年份+1,月份改为1月;③向上按钮:月份不变,年份-1;④向下按钮:月份不变,年份+1。
从以上分析可以得出该实验的问题分解情况,如图1
所示。
图1 问题分解
2.3 问题归纳与引导
根据以上分析,将问题分解成若干子问题,每个子问题再进一步细化,最后分解成已知问题,例如闰年的求法、输出格式的设置、月份的加减等问题。计算思维的魅力正在于此。通过对问题的分解、归纳,最终变换成已知问题。在这一实验过程中,为了达到培养学生计算思维的目的,需要特别注意问题的归纳与引导,计算思维强调的是从未知到已知的求解过程,是一种自然归纳、推导、总结的过程,教师在实验指导过程中,不能直接给出答案和源程序代码,而要根据结构化程序设计自顶向下、逐步求精的思想,并以“问题归纳—分解—求解—引申”的模式逐渐引导学生一步一步走向解决问题的彼岸。
3 结语
C程序设计语言的教学离不开上机实践,上机实践过程中实验方案的好坏和教师的实验指导直接决定着学生的学习效果,如要在有效的上机实验课时内达到最好的学习效果,就必须让学生尽早掌握计算思维的能力。计算思维自2006年被提出并被明确定义以来,逐渐成为计算机科学领域和计算机教育界最先进、最流行的思想之一。在C语言程序设计实验方案设计中,时刻注意学生计算思维能力的培养,有着非常重要的积极作用。这种能力的掌握,不仅对学生本身编程能力和计算机能力的提高大有裨益,而且对学生今后更全面、更有效、更科学地处理各类问题也具有帮助作用。
参考文献参考文献:
[1] WING J putational thinking[J].Communications of the ACM, 2006,49(3): 3335.
[2] 周以真.计算思维[J].中国计算机学会通讯,2007,3(11):8385.
【关键词】 煤矿 工作面 沿空留巷 方案设计
1 石槽村煤矿05工作面概况
1102205工作面走向长1400米,倾向宽248.4米(帮对帮平距),其中1102205工作面回风顺槽长1540米,坡度介于0~20°;运输顺槽长1535米,坡度介于0~7°;辅助运输顺槽长1530米,坡度介于0~7°,1102205工作面采用综采一次采全高,工作面采用“三八制”作业方式,早班检修,中夜班生产。
1.1 工作面巷道布置
1102205工作面属于三巷布置方式(回风顺槽、运输顺槽、辅助运输顺槽),工作面三条大巷均沿煤层走向布置,回风顺槽位于工作面西侧,运输顺槽及辅助运输顺槽位于工作面东侧,运输顺槽与辅助运输顺槽保护煤柱为30米,工作面切眼沿煤层倾向布置。三条顺槽均沿煤层顶板掘进。为了便于工作面掘进期间辅助运输,工作面于600米处设有一条自回风顺槽至运输顺槽的联络巷。如图1所示。
1.2 原巷道支护参数
1102205工作面运输巷采用锚网喷+锚索联合支护方式,顶部锚杆采用φ18×2500螺纹钢锚杆,间排距800×800mm,帮部锚杆φ16×1600mm;锚索采用φ17.8×7300钢绞线,间排距2×2m;混凝土喷厚50mm。半圆拱形留巷隔离墙位置恰好在拱弧部三角区,需要清理该区域才能使得隔离墙支撑可靠。这一点不利于沿空留巷。但原支护形式和强度能够满足留巷强度需要。
2 试验工作面可行性分析
2.1 煤层赋存特征适应性
石槽村煤矿1102205工作面运输顺槽沿2-2煤层顶板掘进。2-2煤平均厚度为3.2米,黑色,半暗型,沥青光泽,参差状断口,条带状结构,含黄铁矿结核和方解石脉,煤层下部有一层夹矸,厚度为0.3~0.9米,全工作面发育。
分析:该煤层赋存条件好,煤质较硬,有利于围岩稳定。
2.2 煤层顶底板适应性
2-2煤老顶为细砂岩,厚度4.3米,灰色,以石英长石为主,含煤包体,夹薄层粉砂岩,局部地方老顶2-1煤较发育。2-2煤直接顶为粉砂岩,厚3.6米,灰褐色,厚层状,含碳屑丰富,以平行层理为主,夹少量波状层理,底部夹少量粗砂岩,含透镜体,胶结致密,坚硬。2-2煤伪顶为炭质泥岩,厚0.3米,灰黑色,极易冒落。2-2煤直接底为粉砂岩,厚5.7米,浅灰色,厚层状,含物茎叶化石,平行层理,半坚硬。2-2老底为细砂岩,厚5.0米,灰色,以石英长石为主,含煤包体,夹薄层粉砂岩。
分析:煤层顶部有0.3m伪顶,易冒落,但直接顶胶结致密,坚硬。一般情况下可以不考虑留住伪顶。老顶也比较好。有利于留巷。
2.3 地质构造影响
2-2煤全井田沉积稳定,煤层结构简单。1102205工作面运输顺槽自顺槽2#联络巷至切眼导硐段掘进期间无其他断裂构造,DF17断层预计于1102205工作面中部尖灭。
分析:整个05工作面赋存稳定,地质构造影响不大,留巷条件很好。
2.4 水文地质情况影响
1102205工作面运输顺槽自顺槽2#联络巷至切眼导硐段直接顶板以粉砂岩为主,弱含水,掘进时局部有淋水,裂隙发育时淋水会有所增加,正常涌水量为1~5m3/h,最大涌水量为7m3/h。老顶为细砂岩,弱含水。1102205工作面运输顺槽自顺槽2#联络巷至切眼导硐段顶板距侏罗系直罗组底部砂岩强含水层25~40m,掘进期间该含水层对工作面无影响。
分析:采空区水的预防就是疏放。在沿空隔离墙预留水位监测排放口。
2.5 瓦斯及浮煤自燃对策
瓦斯相对涌出量0.02m3/t,绝对涌出量0.07m3/min,煤尘爆炸指数平均为35.08,有爆炸性。2-2煤属易自燃煤层,自燃发火期为30天。
分析:瓦斯不是主要矛盾,但浮煤自燃周期30天是防范重点。巷旁充填需要采用充填隔离措施。选择混凝土隔离墙是比较成熟可靠的。
3 石槽村矿1102205工作面沿空留巷方案设计
3.1 留巷方案确定
考虑到针对一个矿的沿空留巷最适合的方案需要在试验监测才能取得优化。考虑到目前混凝土隔离墙技术已经完全成熟。本项目基本思路是采用锚柱固定留巷边界并且隔离采空区使得工作区域本质安全。在锚柱网内侧采用袋铸混凝土作为初期试验方案,等到试验工作面获得充分研究数据后采用锚柱网矸石混凝土隔离墙。即留巷方案为:
先期锚柱网袋铸混凝土隔离墙。试验100-200m通过监测分析确定采用锚柱网矸石混凝土隔离墙。关键技术方案如表1。
基本参数:隔离墙厚度600mm,混凝土SCC30。
采用锚柱支撑隔离采空区虽然比使用木点柱价格高。但具有预支撑结构隔离墙模袋简单,墙体厚度减少一半,模袋价格是具有内拉筋柔模价格的二分之一。锚柱网施工简单快速,安全可靠。
3.2 锚柱网袋铸混凝土沿空留巷设计
锚柱网袋铸混凝土技术参数为:①沿空隔离墙——锚柱网袋铸混凝土结构;②预支撑构件——惠天锚柱HT-MZ35-260/108; ③充填模袋——HTT整合接顶模袋HT-TMD3-0.6H3.5;④隔离墙充填材料——C30;⑤接顶充填——HT-JDA1、HT-JDB1;⑥墙体厚度——600mm;⑦留巷宽度——4000mm;⑧巷内模板——TMB2.1×1弹性模板。图2为沿空留巷综合设计图。
3.3 辅助方案设计
(1)1102205运输顺槽加固方案。顺槽加强支护原则:①顶部加固必须要保证回采动压作用后不产生深部宏观断裂。②沿空顺槽不同于常规煤柱开采工作面。留巷顺槽需要在上区段工作面开采结束时予以保留。因此,支护设计不同于常规煤柱开采顺槽。显著地特点是留巷顺槽需要经受多处动压,尤其是经受回采时一端支撑结构突然失去的极端破坏。因此,需要给出合理设计并经过试验研究优化才能够做到安全高效。
1102205运顺顶板加固方案:①在原有支护基础上,顺巷道走向采用桁架锚索加固,间排拒1600×1200,顶板破碎、断层地段加强支护间距800mm;②留帮侧加固:采用Φ20-L2500左旋螺纹钢锚杆,间排拒800×800mm;③被动桁架由以下构件组成:φ17.8-L5200锚索+HT140/28-L3880钢带。
(2)石槽村沿空留巷矿压检测方案。监测主要内容包括:围岩深部位移检测:顶板离层量;两帮和底板深部位移量。表面收敛检测:检测顶底板收敛;两帮收敛量。结构荷载检测:锚杆、锚索、锚柱荷载检测;隔离墙体荷载检测。围岩矿压检测:顶板应力状态检测;下帮应力状态检测;隔离墙体应力状态检测。测站布置位置:距切开眼5m、15m、30m、50m、100m、150m共设6个。
巷道表面位移监测是巷道矿压监测的基础工作,矿压的内部表现最后总是会通过巷道的变形表现出来。巷道内部变形监测是对巷道表面位移监测的升华,能直观的反应巷道的顶板和帮部的变形及情况。锚杆(索)全寿命工作荷载监测可以直接看到出锚杆(索)受力情况,检查锚杆(索)时候能达到正常工作的荷载。前三者共同验证巷道支护设计的合理性,以便及时的提出调整,优化支护设计。
4 沿空留巷系统设计
4.1 采掘系统适应性
采掘系统研究分析——矿山现有系统设计都是基于传统留煤柱开采需要,而沿空留巷的无煤柱开采方法必须有合理的系统才能顺利实施。及早进行合理的采掘体系设计使得矿井具有长远发展效益。
110205工作面运顺和辅助运顺都已经形成,这对实施运顺沿空留巷非常有利。有两条运顺非常有利于初期试验,同时也可以利用运顺做出不同研究试验方案,以便于给以后大规模实施提供积累研究结果。充填泵站放在辅助运输巷内,便于材料输送和设备操作,地面干粉拌合站,用汽车散装运输,井下刮板连续上料机上料。
4.2 通风系统
本方案采用两个运顺进风,经过工作面到回顺的复合U型通风。这种配风方式有利于留巷作业。如图3所示。
4.3 灾害防治
石槽村1102205工作面煤层瓦斯含量低,但煤层自燃发火周期短至30天。因此,采空区防火是重点。石槽村矿顶板富水,采空区积水有利于降温隔氧,煤层赋存稳定,开采煤体回收率较高,采空区遗留浮煤很少,大多数情况下不具备基本条件。因此,防治火灾的最有效手段就是隔离氧气。隔离氧气采用要考虑沿工作面走向长度范围隔离结构整个顶部密封和采空区氮气置换。
4.4 整合接顶模袋特殊设计保证隔离墙质量
由于巷内留巷锚索和外露锚杆头会影响隔离墙顶部密封,因此,模袋设计成底部开口结构,挂设模袋时候人员进入模袋内将锚杆锚索露头捅破模袋后在内部固定。这样就能够保证施工质量。
为了解决模袋顶部接顶不严密的技术缺陷。本次设计了具有弹性的双层复合膜袋。当模袋混凝土灌注满后在模袋顶部的弹性分层内二次注浆使得弹性变形与顶板整合接触。
5 结语
本文设计的石槽村煤矿沿空留巷方案具有施工方便、安全性高的特点,同时该方案投入成本资金控制在了较低的水平,通过投资回报率分析可知,该方案具有较高的经济效益。因此可以验证本文设计的煤矿沿空留巷方案具有较好的可行性和实用性。
参考文献:
[1]王洪存,孙德宁,贺伟伟.西坡煤矿沿空留巷工艺研究[J].山西焦煤科技,2011(05).
[2]柏建彪.沿空留巷围岩控制技术研究[J].煤矿支护,2009(02).
关键词:案例教学;教学误区;试验设计方法;硕士研究生
一、引言
理工科的研究生经常需要做试验。如何做试验,这里面有很大的学问。《试验设计方法》课程就是为笔者所在学院硕士研究生开设的专业必修课,它是专门研究合理地制定试验方案和科学的分析试验结果的方法的一门应用工具学科。试验设计的任务是以概率论与数理统计为理论依据,结合专业知识和实践经验,经济、科学、合理地安排试验,有效地控制试验的干扰,充分利用和科学地分析所获取的试验信息,达到尽快获得最优试验方案的目的。目前,越来越多的高校认识到案例教学对于专业学位研究生培养的重要性,积极倡导以案例教学提升专业学位研究生培养质量的改革。案例教学可以使教师根据教学目的的要求,组织学生针对及具体相关专业的案例内容,用所学知识进行充分的思考、分析、讨论和交流,提高学生对具体问题的分析问题和解决问题能力。这有利于充分调动学生学习主动性,提升教师教学技巧和提高课堂教学质量。本文在分析《试验设计方法》案例教学中的几个误区的基础上,提出适用于本门课程的案例教学模式。
二、认为案例教学就是举例教学
《试验设计方法》是一门应用工具学科,学生要想根据具体的专业背景,熟练掌握各种试验设计方法,对其进行正确的数据处理,得到一个可靠的结论,一定要进行大量的练习。案例教学不是举例教学。之前采用的教学方式是理论教学+大量练习的方式,如讲正交试验设计这部分内容时,有无交互、单因素、多因素、有无混合水平等不同情况下数据如何处理。通过大量的练习,同学们可以灵活掌握不同情况下如何进行正交试验设计。但是通过三年的传统教学方式的实践,笔者发现很多研三同学答辩时试验步骤说得很清楚,而试验目的和方案就不是很清楚。一般情况下试验目的是导师指定的,同学们根据试验目的来设计试验方案时,经常人云亦云,反映了同学们对具体问题分析时对不同试验设计方法的理解不透彻,缺乏深层的思考。案例教学是以一个具体的案例为载体,在教师的指导下启发同学们独立思考“根据课题需要做几个试验,为什么要做几个试验”“为什么选这几个因素、因素水平怎么选取”“如何保证其他试验条件一致”“正交试验设计、均匀设计、回归正交试验设计应用有什么不同”等问题,让同学们对具体的背景材料进行分析研究,提高他们自主学习的能力。案例教学将之前的注重知识变为注重能力的培养。
三、认为案例越多越好
有些教师认为案例越多越好,见多识广。但是学时有限,36学时的课程,每个案例最少要45分钟,时间太短效果不好,导致每个案例分析的不通彻,使同学们没有足够的时间和精力开展自主探索和独立思考。案例教学给教师提出了更高的要求。教师要在上课前根据课程教学目标和要求,精心编制几个案例,设计好案例的呈现方式,初步确定好案例的焦点和争论的主题,培养同学们正向思维和反向思维,使同学们灵活应用所学知识。
四、教师的角色没有转变
有的教师将案例呈现给同学后,就进行分析、推理,剥夺了同学们独立思考的能力。同学们会顺着教师的思路回答问题,做巩固练习。这是以教师为中心,没有争论、没有讨论,把案例教学变成了举例教学,不能起到应有的教学效果。案例教学是一场基于教学理念的改革,教师的职责是启发和引导的作用。课堂的中心是学生而不是教师,之前教师的“满堂灌”“填鸭式”的教学方式,限制了学生的创新性和发散思维。一个题目不一定只有一个答案,一个试验目的不一定只有一种试验设计方案。教师要培养同学们的发散思维,让同学们根据所学的试验设计方法和专业知识相结合,自己进行分析、归纳、判断、决策,培养同学们发现问题能力、归纳总结能力、解决问题能力和口头表达能力。
五、结束语
关键词:云计算;大数据;遥感;GIS;集群
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)44-0227-02
一、前言
社交网络、视频监控、智慧地球等应用的逐步普及,预示着真正进入一个大数据的时代,而云计算无疑是解决大数据的好方式。云计算提供可用、便捷、按需的网络访问,是传统分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化等计算机和网络技术发展融合的产物。
为了适应发展各大高校计算机专业也逐步开设了云计算的课程,但其教学的方式大多还处于基础的理论探讨和现有国外成熟系统的比较分析,使学生很难对云计算有一个直观、透彻的认识。急需要一个云计算的实验教学平台,从理论教学向实践教学转变,才能使学生拨开云计算的“神秘面纱”,走进内部剖析的关键技术。
二、选用遥感云GIS平台作为云计算的实验教学平台的优势
1.遥感云GIS是利用计算机技术对地球表面空间相关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示的技术。其天然的海量数据的管理、计算,是云计算的良好的应用背景。
2.经过几十年的发展,已经有较为成功的遥感云计算平台,如google earth为代表的平台,将全球海量的遥感影像数据放在一个平台上,通过一个轻量级的客户端访问所有数据,能让学生更容易理解。
针对以上情况,本文设计一种开放性的云计算实验教学方案,采用以学生开发为主、教师启发指导为辅的实验教学模式,拓展学生的理论和实践能力。
三、遥感云计算平台系统架构
遥感云计算平台为了应对遥感海量数据存储和高吞吐量的计算的需求,采用“存储―计算”一体化的集群架构,整个集群采用星形拓扑结构,主服务器连接多个节点服务器。主服务器响应外部请求,管理元信息;节点服务器,存储数据和计算工具,避免计算过程中的大量数据迁移、方便性能和存储的扩展。
从逻辑结构上,采用自底向上、层层虚拟化的方式,分别构架资源引擎、数据引擎、计算引擎,最上层采用服务总线统一协调引擎工作并对外提供集群服务。
资源引擎:负责底层所有硬件资源的管理和通讯技术,提供集群文件并行读写的技术支持,使得硬件环境向上透明,上层引擎模块只需要关心逻辑节点,而不再关心硬件服务器。
数据引擎:管理集群内部的所有的遥感、GIS数据的元数据信息,并提供集群数据存储、读取、查询的各种接口,负责数据的迁移、备份、导入、导出等功能。
计算引擎:管理所有的计算工具,进行分布式计算任务的分配、管理等功能。
服务总线:响应来自外部的服务请求,将请求分解到资源、数据和计算,并协调运算,最后响应请求。
在这样的服务体系结构下提供多种遥感云GIS数据服务接口,同时提供二维、三维客户端、智能终端等多种类型的基础功能的客户端。行业应用的开发,只需要根据实际的业务需求在基本客户端的基础上调用数据服务接口进行二次开发,从而大大降低了实验过程中用于基础平台和客户端开发所用的时间。
四、遥感云GIS实验教学方案设计
遥感云GIS实验教学内容主要突出对云计算知识的综合运用能力的培养,通过基于该模拟的云计算平台的实验了解云计算的应用模式,并逐步掌握云计算的内部技术架构。实验包括自主服务搭建、平台服务接口二次开发、计算工具研发等三个方面的内容,从难度上具有一定的层次性,适合不同程度的学生实验。
(一)自主搭建服务
可在虚拟机环境下安装服务器程序,如图2从下到上逐层实现虚拟化,底层服务器节点是单个服务器主要用于存储数据及计算工具之上运行节点守护进程;往上通过四大引擎(资源、数据、计算、可视化)对底层节点实现虚拟化;最上层由主服务和可视化服务对四大引擎实现二次虚拟化,实现对外服务的统一接口;各种客户端通过主服务提供的http接口实现和服务端程序的交互。
学生通过自己动手安装全套遥感服务程序,了解轻量级遥感云服务工作模式,对云计算入门非常有帮助。
(二)平台服务二次开发
该平台的主要功能在于通过网络服务的方式提供基于遥感GIS的二次开发接口,在具体的应用中利用这些接口快速实现遥感服务应用,同时平台提供多种类型的客户端基础模型。
为学生设计多种遥感应用的案例,通过该云服务平台快速完成行业应用的解决方案。
1.林业应用。要求实现对林地区域的管理,以遥感影像作为底图,用矢量数据绘制出林木种类、林区所属等信息,并且在这个基础上实现林区属性数据的查询等功能。利用平台的开放遥感GIS服务接口能够较快速的实现遥感影像及矢量数据的叠加显示,并进行简单的矢量交互查询操作。
2.土地执法应用。通过对某一个区域的不同时间的影像对比,系统自动对变化区域进行提醒报警,方便执法人员主动到现场进行执法调查。该应用利用了调用平台的影像对比工具对指定的影像进行匹配比较,这就是应用了平台的计算服务接口。
3.数字校园应用。主要功能是展示校园的三维场景,在实验中学生自行用3dmax等工具设计学校的建筑物,并导入平台,设定模型的具置。利用平台提供的三维客户端展现在影像地图上的三维场景。该部分的实验主要通过云平台的应用,进一步了解云服务的应用模式,并且在实验开展过程中设计出更多的应用案例,此实验适合具有一定开发能力的学生。
(三)计算工具研发
平台本身除了提供丰富的遥感GIS计算工具之外,也对外开放工具开发接口。设计实验让学生在符合平台工具开发标准的基础上开发自己的处理工具,设计个性化、专业化的数据处理工具,这要求学生具有一定的专业知识,并具有较高的开发能力,对研究生的科研具有帮助。
五、结语
本文提出一种开放性的基于GIS的云计算实验教学方案,涵盖了集群硬件、网络分布计算、遥感GIS大数据存储等关键技术,是对云计算实验教学的一种探索与尝试。通过该实验方案能让学生直接感受到云计算的实际应用,同时激发学生对云计算的学习兴趣。
在近两年的教学过程中,学生基于该实验方案进行设计开发,师生普遍反映对学生云计算的入门和提高有很大的帮助。
参考文献:
[1]任伏虎,王晋年.遥感云服务平台技术研究与实验[J].遥感学报,2012,16(6).
[2]刘展鑫.基于云计算的GIS架构模式研究[J].黑龙江科技信息,2012,(11).
[3]范协裕,任应超,杨崇俊,等.基于集群技术的可伸缩云GIS服务平台研究[J].计算机应用研究,2012,29(10).
[4]丁浩格.云计算环境下虚拟现实实验教学网站的设计与实现[D].漳州:闽南师范大学,2014.
关键词:实验经济学 经济学实验 实验设计 货币报酬 变量
上世纪50年代经济学家张伯伦在课堂上进行供给和需求的试验标志着实验经济学的诞生,1962年费农•史密斯的经典论文《竞争市场行为的实验研究》确立了经济学实验方法在主流经济学中的地位,为此后实验经济学的发展奠定了基础。实验经济学是研究如何在可控制的实验环境下对某一经济现象,通过控制实验条件、观察实验者行为和分析实验结果,是检验、比较和完善经济理论或提供决策依据的一门学科。
实验经济学的发展现状
当今,实验经济学已经逐渐科学化和规范化,成为经济研究的一种成熟工具,并且取得了丰富的成果。成功的经济学实验需要具备很多条件,而其中最重要的就是科学合理的实验设计。目前,我国开展经济学实验的尝试还不是很多,如何把经济学实验科学方法与我国的具体实验环境相结合,探讨适合我国实验条件的经济学实验的一般设计步骤以及需要注意的问题,已经成为实验经济学领域迫切需要研究的课题。本文把这个课题作为研究目标,力争在前人研究的基础上有所突破和创新。
为便于表述,本文需定义如下术语:被试,指实验经济学中所进行的实验的实验对象;主试,指实验经济学中实验的主持者。
史密斯倡导实验经济学应该建立一个与主流经济学研究相衔接的体系,并将该体系总结为:环境、制度和行为。环境,即促使当事人行动或交易的初始禀赋、偏好及行动成本。制度,即对市场交流(买方出价、卖方出价)进行的定义,明确信息交流规则和行动规则,确立从信息或行动而导致某一结果的内部控制机制。行为,指在既定环境和制度条件下,参与人的决策或行动。史密斯认为,实验经济学主要检验和研究的是:在不同的环境和制度下,参与人的行为。为实现上述目标,笔者将以上三方面相融合提出一般的实验设计步骤(见图1)。
实验设计步骤
实验总体要求
首先,应该澄清一个认识误区,不是所有的经济问题都是可以做实验的。在经济学实验方法可以实现的研究问题和研究目标范围内,可以根据研究问题,在整体上给出实验的目的、要求和预期目标。这是实验设计的总依据。
制定相应的实验室交易制度
在经济实验中,被试按怎样的规定进行交易是很重要的,因为实验室交易规则看起来很小的改变可能对博弈论的预测和观测的行为产生重大影响。为解决自己的问题,应作出尽量单纯的经济环境。经济环境越单纯,被试越易理解自身行动与报酬的关系,实验更易受控制,实验结果的解释就越清晰。而复杂的经济环境则可能造成实验结果解释的困难。
常用的实验室交易制度大体有14种,如:明码标价拍卖、双项式拍卖、分散谈判、清算拍卖、折扣制度等。根据所要研究的目标,可以对这些制度在某一方面或者某几方面加以改变或者改变实验室制度中的某一或某些参数,形成适合该研究目标的新的实验室制度,也可以把两种或两种以上的拍卖制度加以结合,形成一种新的实验室制度。例如:“列举/折扣制度”就是明码标价制度的变形。
被试的选择及报酬支付
被试对象的选择 与物理、化学实验等自然科学实验不同的是,实验经济学把社会中的人作为实验对象。实验对象的差异,即人的差异会对实验结果产生巨大影响。
因此,在选择被试时,就要尽量注意减少被试的差异或选择被试差异对实验目的无关或者影响极小的被试。对于我国来说,选择在校本科生或者硕士研究生比较合适。由于我国高校学生所处环境比较单纯,相互差异较少,学习领会能力较强,因此用于对实践经验没有要求或者要求较小的经济学实验效果更好,更易接近现实。
被试数量的选择 被试的数量与实验的质量有很大关系。由于预算经费、实验设备等限制,被试人数不宜过多,应视实验所要描述的实际经济系统而定。一般来说,实验只要接近最小数的被试即可。例如,讨论竞争市场中合理预期模型的适用性、可能性时,若利用3类交易者和两种信息上的约束。为保证任何一个组合均有最小限的竞争,把全部的交易者分为6组,每组至少有2个人,这个市场实验计划至少要用12人的被试。实际上刚好用12个人就可以了。
在绝大多数的实验中,同一状况下配置2~3个被试,实验室市场中达成竞争均衡是足够的。如果被试数目过多,则需重复的实验次数越多,且过多的被试使实验不易控制,结果实验效率并未提高太多反而耗时耗资;被试数目过少,虽然省时省资,但是实验质量较差,不易达到实验目的。
被试的报酬支付 为在实验中做出受控的经济环境,必须给被试支付现金,因为真实的货币更易给被试提供激励,减少被试行为的变异性,降低甚至排除随机行为带来的干扰。这是实验设计的一个关键环节。
对于我国的实验环境和条件,支付大笔的现金显然难以做到。因此探求合适的现金支付数量是经济学实验的重要课题,也许寻找现金的替代品作为实验的支付手段更为实际。本文设想:如果被试是在校学生的话,用学分代替真实货币可能也是可行的。实验经济学研究表明,采用报酬手段作为诱发经济主体(即人)的特征需要满足三个条件:
其一,单调性(Monotonieity)。即被试认为报酬越多越好而且不存在饱和状态。最满足这个条件的就是货币报酬。因此,经济学实验中被试的报酬通常是真实的货币报酬。其二,突显性(Saliency)。被试所得的报酬,必须与被试(以及其他被试)的行动有关,它必须由被试所理解的制度所决定。即被试的行动与报酬的关系,应该能突出显示实验主持者所希望的制度,被试应理解这种关系。其三,优超性(Dominance)。在实验中被试的效用变化来自实验报酬,除此之外的其他原因可以忽略不计。显然,现金可以基本满足以上三个条件,因此通常情况下,实验报酬多数使用的是现金。
学分虽然不完全能够满足上述三个条件,但至少相当接近这三个条件,作为现金的替代品也是一个较好的选择。尤其是在价格层次不多的经济学实验中,学分的这种替代性可能更好。本文可以通过一个简单的实验来考察用学分替代货币报酬的可行性。这时,需要重复同一个实验,第一个方案采用真实货币作为报酬支付;第二个方案采用学分作为报酬支付,然后比较分析实验结果,看其是否存在显著差异,若无显著差异,则说明学分代替真实货币是可行的;反之亦然。
处理好主试与被试间的关系 最重要的就是不可以欺骗被试。因为被试一旦被欺骗就会对实验中已说明的行动和报酬之间的关系产生怀疑,那么实验的积极性就会降低,甚至可能采取一些防御措施,这样就损害了实验的突显性和优超性。即使这种欺骗行为在该次实验中未被发现,那么在以后的实验中也会被发现,这样被试的后续招募就很难,即使能招募到,也可能因被试的抵触和防范使实验结果难接近真实。
但是,不欺骗被试并不等于一切信息公开。在某些特殊的情况下,对被试隐瞒一些信息也是必要的。比如,被试的报酬属于私人信息,应该直至实验结束也不公开,同时规定不可互相询问,这是模拟经济现实的需要,也是经济学实验的需要。如果被试对其他人的货币报酬都了如指掌,那么可能由此产生妒忌或利他主义心理,从而无法使被试自身的利益实现最大化,而无法控制激励的效果,实验结果就会产生偏差。
实验指导语的正确编写与宣读
实验指导语的正确编写 实验指导语是具体指导被试如何参加实验的文件,应包括实验的重要信息。如实验的目的、实验室交易制度、各被试可能采取的行动等,特别重要的是要明确说明被试的行动与报酬之间的关系。还应包括主试为使被试理解实验的若干问题,必须注意主试不要在问题中有意无意地把自己的意图告诉被试。要避免指导语中关于实验目的的叙述成为某种期望效果的暗示,而应叙述的简明具体,容易被试理解。指导语的编写可参考前人已做过的类似的实验说明书,在此基础上根据实验需要加以修改而成。编写出的指导语关键要做到正确、明确及易于理解。
实验指导语的宣读 在实验时,主试或助手应大声朗读实验指导语或播放录音。即使应用计算机在被试的终端屏幕上已有实验指导语文字,主试也应朗读以提高被试的注意力,以期让被试完全理解实验指导语中的内容。
尚需研究和探索的问题
一般来说,经济学实验的报酬远远小于现实的经济报酬。因此,从某种意义上而言,经济学实验的报酬与被试的切身利益并无太大关系。因此,被试可能抱着一种好奇的心态来参加实验,从而影响实验结果。尤其在我国开展经济学实验,报酬可能较少,如何设计更能激发被试积极性的实验方案,是一个亟待解决的问题。
实验经济学主要研究和检验的是参与人的行为,而参与人的行为同参与人的心理有极大关联。社会和经济系统的规则,能影响参与人所受到的激励和参与人的决策。不同国家有不同的政策法规、经济制度、传统风俗,不同国家的被试经济行为的差异不可避免。因此,研究同一经济现象或理论问题,在选择不同国家,或不同人种参与实验所得结果会不同。笔者认为,这一问题也是在我国开展经济学实验所必须面对的一个复杂且具有挑战性的问题。
参考文献:
1.高鸿祯.实验经济学导论[M].中国统计出版社,2003
2.李增刚.行为经济学和实验经济学的基础[J].经济评论,2002 (11)
关键词:设计院;ERP系统;实施方案;措施
中图分类号: S611 文献标识码: A
1A设计院ERP实施状况
A设计院以某公司丙烯腈厂扩建项目工程做为上线项目为例,此项目投资规模一亿七千二百六十六万元,涉及机泵、热系统、管道、水道、消防、材料、应力、电气、电信、自控、结构、建筑、总图、暖通、设备、概算16个专业,参与专业人员达50多人,采用ERP总承包项目形式,按EPC项目结构分解为设计、采购、施工三部分。
在项目运行中,根据A设计院业务特点,使用了财务会计模块(FI)、管理会计模块(CO)、项目管理模块(PS)、物料管理模块(MM)、设备管理模块(PM)、销售与分销模块(SD)六个模块,主要是通过项目管理模块专业设计人员向物采模块提报物料清单,形成网络活动,物采模块将已批准的采购订单、增值发票同工程部材料出入库单一起发送至财务部门,设备维护模块通过ERP系统中创建订单,将维修发票和维修订单发送至财务部门,月结完成正式财务帐套、融合方案及ERP中的数据及时对账。在ERP项目运行当中,项目管理模块、物采模块、设备模块不断更新数据,财务模块需要不断对数据进行更新和维护融合方案中的数据及对照,如图1所示:
图1 运行模式图
2A设计院ERP实施的存在问题
在A设计院ERP系统上线后出现了许多问题,以下结合ERP系统原理和A设计院企业特点针对ERP系统上线后产生的主要问题分析如下:
2.1业务流程方面
业务流程嵌入的过程也就是企业将自身业务流程与ERP系统融合的过程,在目前A设计院业务流程设计不完善,主要受到有二个方面影响。
首先,没有突出反映本企业业务特点。在项目实施前期的流程设计构思上,主要根据以往上线做过的类似公司的成功经验来借鉴实施,没有很好的反应出A设计院上线单位的特点。目前A设计院上线使用的ERP系统,主要参照本系统其它业务单位ERP系统设计的,而A设计院业务主要是工程建设,主营业务涵盖工程建设的勘察、设计、采购、施工和监理等业务整体流程和管理模式与其它业务单位存在很大差别,由于在流程设计上缺少对设计院建设业务流程差别化特点的考虑,所以在流程嵌入系统实施后,逐渐显现出许多不符合设计院工程建设类业务的流程问题。
其次,受到企业内部重组的影响。ERP的系统的前期调研和准备工作,一般需要一至二年的时间,在这期间由于A设计院内部组织的变动和重组,新增和合并许多业务,造成在ERP项目先期调研的内容在实施嵌入实际运用存在偏差。
2.2智能体系方面
ERP系统具有高效的数据处理和信息智能分析功能,它能够帮助企业在经营活动中做出有效的决策支持,提高经济效益。A设计院在管理决策方面的差距主要体现在决策手段和决策的程序化等方面。
首先,没有搭建起智能综合分析平台。A设计院的管理信息主要来源于各专业的项目周报、项目月报,部门报表来反映,但是由于这些信息主要是通过人工花费时间统计和处理,上报结果往往是延后于目前生产状况,并且对于这些数据信息的真实性、准确性无法通过一个有效的科学信息平台来检测,另一方面,各部门信息独立,业务数据没有经过科学的整合,无法形成基于整个企业业务链层面的完整业务流程,影响了管理层及相关人员的决策。
其次,没有科学跟踪监控系统。A设计院的企业经营发展是一个长期的过程,它的经营效益情况和经营能力水平,不能仅限于ERP上线的目前经营分析结果,还有需要对企业管理的各项指标进行一个系统性的跟踪反馈和持续的监控,才能更准确对A设计院的经营发展进行有效测评,对出现的问题能够及时采取应对措施,提高企业业务洞察力,提升效益,降低风险,但在A设计院目前的ERP系统内没有能够实时监控和测评,更不能有实效性的帮助企业做出科学分析。
2.3运维能力方面
ERP运行维护组织是ERP 正常实施和发展运行的重要保障,也是A设计院ERP系统内部和外部上下问题和业务沟通的纽带和桥梁,运维能力的好坏直接关系着A设计院ERP发展的未来。
一方面,运维人才培养机制不建全。ERP系统工程复杂,技术综合性强,涉及部门广,在组织实施应用中,需要综合运用计算机、项目管理、系统工程、行业经验等方面知识和人才,在实施中虽然有外部咨询团队的支持,但是企业的ERP系统工程建设和持续发展的关键还是要企业自身内部的力量来完成,目前A设计院这方面的人材非常稀缺,大部分人不了解ERP系统和管理,也没有一个ERP系统高效运维团队培养机制,缺少掌握信息管理知识又懂业务的复合型技术人才。
另一方面,系统运维组织建设不够。一般企业的运维组织机构大多设有三级运行维护体系。分为专家支持中心;运维中心及外部供应商;地区公司运维团队。每级运维体系通过ERP 运行维护网站来完成维护管理工作。而A设计院运维人员数量少,并且运维人员是兼职ERP的工作,没有形成完善的三级运行维护体系架构,这种情况下,必然造成运维人员在对ERP系统最终用户、关键用户的各模块技术支持不到位,系统开发、配置、调配不到位,同时运维人员形成没有相应的考核制度和激励机制,各级运维作用没有充分发挥出来,解决问题迟缓,造成ERP运行维护能力紧张。
3A设计院ERP改进方案及措施
根据ERP系统成功原理并结合A设计院的企业运行特点,从以下几个方面提出改进方案和措施:
3.1业务流程再造
业务流程的设计是ERP实施成功的根本,如果在设计过程中存在缺陷,就会造成后续方案和实现环节受到影响,当业务流程嵌入到企业实际运行实施中来,必然会有许多问题不断暴露出来。业务流程嵌入的过程也就是A设计院将自身业务流程与ERP系统融合的过程,所以要进行业务流程的合格化改进。
首先,A设计院对业务流程进行重新梳理和设计蓝图的重新确认。从A设计院ERP项目使用不同关键岗位:经营决策岗、项目管理岗、财务管理岗、设备管理岗、销售管理岗、采购管理岗、仓储管理岗出发,对ERP业务重新开展需求调研和分析,找出前期流程设计中存在的漏洞,根据A设计院业务的特点,明确未来业务的变革点,增减A设计院ERP业务流程。
其次,应用先进的信息技术进行流程管理,避免人为错误。采用业务流程管理系统,即BPM系统。它是针对A设计院流程和ERP平台构建需求,针对业务流程的抽象类型以及ERP的构建实施,构成其平台的基本处理构件。这些流程可以包括与人工交互(比如工作流)和自动两种活动,可以跨多个不同的业务应用系统。在业务应用系统中,核心流程是集成到BPM架构中,各部门用户可以根据自身需要来自定义这些流程。本质上来说这些就是核心业务流程,通过对核心流程的标准化设计,将可逐步实现A设计院业务ERP流程的最佳实践。
3.2系统功能开发和设计
提高A设计院ERP系统改进措施仅仅数据的整合并不能减少系统因功能冗余带来的重复操作,随着A设计院业务不断发展,管理精细化程度不断提高,对信息化要求也在提高,所以也需要对ERP系统功能进行开发和增补设计。
首先,使用管理驾驶舱。决策支持层需要实现对整个公司层面的业务、财务综合分析,提供决策支持。管理驾驶舱主要为A设计院高级决策层提供强大的决策工具。它通过从各业务模块实时抽取数据,并对数据信息进行钻取和深层挖掘,将这些数据信息以直观、易于理解的各种图形和图表方式形象的展示出企业的运行状况,并对企业的主要经营绩效指标(KPI)进行分析、监控和预警。它的主要功能包括项目利润KPI、项目执行KPI、销售管理KPI、采购管理KPI、设备管理KPI值的展示功能;关键指标的深层挖掘功能;关键指标超阀值预警功能。A设计院管理驾驶舱功能设计图如下图2所示:
图2管理驾驶舱功能设计
其次,项目管理一体化功能设计。A设计院ERP系统是以“项目管理”为业务驱动,以“工程总承包”为主线的工程建设全过程模式。在前期的ERP实施中,缺少对项目计划的管控和根据项目计划与经营管理的联接,不能实现不同部门和岗位信息的有效共享和业务的联动。为了改进这种状况,增加A设计院计划管理一体化设计。
它的主要工作原理如图3所示:将项目中的WBS(工作分解结构)信息在ERP系统和EPM系统(企业项目管理平台)中传递和共享,通过EPM将项目详细计划信息传递到ERP系统内,进行项目整体计划的查询和分析、比较以及项目分包进度款和总包进度款的核算。然后又将ERP系统中的分包合同信息和合同变更信息传递到EPM系统,EPM系统对分包合同进行细分并在EPM系统中的WBS进行挂接,供后续基于WBS费用查询、分析。当项目现场完工时,将信息状态传递到ERP系统,ERP系统进行项目关闭,控制项目后续业务发展。
图3 项目管理一体化业务流程图
这种方案的设计,可以实现以费用控制为目的,以项目的进度计划为主线,以合同管理为中心,将项目成本费用管理、进度计划管控、合同管理有效结合,打破项目数据信息传递的壁垒。通过项目的进度计划管控和经营管理的有效衔接,实现不同部门和岗位信息的有效共享和业务的联动,提升A设计院的经营管理水平和项目管理水平。
3.3 运维体系构建
完善三级运维机构要结合A设计院ERP系统运维工作内容,为确保系统运行维护的有序开展,完善三级运维组织机构并明确相应岗位职责,落实责任。
(1)一级运维。一级运维指总部信息管理部主管领导、技术专家、各外部供应商,包括咨询实施商、软件商、硬件商等。主要作用包括:推动和保证工程建设应用集成系统在业务运行过程中的实际使用;协调业务需求,确定和维护统一的系统模板;评估关键系统变更要求,决定实施计划并排定优先顺序。从开始就需建立运维支持中心与各业务主管部门的有效沟通机制,并逐步做到主管部门的直接参与。
(2)二级运维。由中油内部信息咨询单位承担,主要职责是:工程建设应用集成系统日常应用支持,接受和处理三级运维提交的问题。负责对三级运维进行系统培训和工程建设应用集成系统变更需求的技术评估、方案制定和实施等。负责软硬件的更新、维护和升级,系统备份和恢复等。负责公共数据的管理与维护支持。与一级专家中心、外部供应商进行沟通,共同解决系统问题。
(3)三级运维。由A设计院自身运维人员组成,信息中心负责统一组织管理,运行维护中心人员由各部门兼职关键用户及技术人员构成。主要职责包括:完成A设计院ERP信息系统日常应用支持工作,接受和处理用户提出的各类问题;按照运维流程,向二级运维组提报应用问题和需求;对ERP系统功能提升、业务流程调整等较大变更需求进行协调,并代A设计院进行提报;开展或协助用户进行ERP系统变更测试工作;配合二级运维组开展其它相关工作。
4 结论
任何一项新系统的上线都将遇到诸多问题,找到A设计院ERP系统上线后问题的病症所在,分析并提出改进方案,有利于A设计院ERP系统建设的不断改进和提高,对A设计院及类似企业以后的ERP实施建设具有指导意义。
参考文献
[1] 靳慧勇,李华方著.ERP培训教程——生产制造篇(上/下) [M].北京:中国物资出版社,2005.
[2] 陈国华 编著.生产与运作管理(第1版) [M].南京:南京大学出版社,2006.
[3] 陈荣秋,马士华编著.生产运作管理(第2版) [M].北京:机械工业出版社,2006.
B.期刊文献:
[4] 赵风景.决定ERP导入成功的内在因素分析[J].中国信息化(综合版),2007年第9期.