人工智能研究综述
利用人工湿地处理净化污水,是近年来发展起来的一项新技术.文章综述了人工湿地的构造、特点,去除污染物的.效果、机理、影响因素.同时指出了人工湿地技术存在的问题,并提出了改进措施.
作 者：刘东阁 孙爱花 谢文军 作者单位：刘东阁(滨州市滨城区堡集镇农技站,山东滨州,256653)
孙爱花(滨州职业学院)
谢文军(滨洲学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室)
关键词：鱼群算法,基本原理,改进算法,发展应用,研究趋势
近年来,人工智能学科飞速发展,学者们通过研究动物群体和人类社会的智能行为,提出了群体智能(Swarm Intelligence)算法。它具备天然的分布式和自组织特征[1],是通过模拟自然界生物群体行为来实现人工智能的一种方法。典型的群体智能算法主要有粒子群算法、蚁群算法、等。
2002年,李晓磊等[2]成功地将动物自治体的概念引入优化算法,提出了人工鱼群算法(Artificial Fish Swarm Algorithm,AFSA)。它采用自下而上的思路,应用了基于行为的人工智能方法,因为是从分析鱼类的活动出发进行寻优,故称为人工鱼群算法。目前,关于AFSA算法的研究已经渗透到多个应用领域,并且得到了很好的应用效果,成为群智能计算领域的研究热点之一。
1 人工鱼群算法的基本原理
在一片水域中,鱼生存数目最多的地方一般就是本水域中富含营养物质最多的地方,依据这一特点来模仿鱼群的觅食等行为,从而实现全局寻优,这就是AFSA的基本思想[2]。基本人工鱼群算法是用来解决连续值域内不受约束的优化问题,在离散域内将行为定义稍加改动也同样适用。
假设有条人工鱼,当前状态为Xi,随机选择人工鱼另一状态为Xj;其中,xi=[xid](i=1,2,L,SN,d=1,2,L,D)是一个D维向量,xi=[xid](i=1,2,L,SN,d=1,2,L,D)同为一个D维向量;状态Xi的食物浓度(适应度函数)为Yi=f(Xi),其中f(.)为目标函数;人工鱼个体之间的距离表示为di,j=‖Xi-Xj‖,其感知距离(视野范围)为Visual,移动步长为step,拥挤度因子为δ。算法中,几种行为与寻优命题的解决有着较密切的关系。
(1) 觅食行为
设人工鱼当前状态为Xi,在其感知范围内随机选择一个状态Xj,在求极大值问题时,若Yi
undefined
式中,Rand为一个(0,1)的随机数。
(2) 聚群行为
设人工鱼探索当前邻域内(di,j
undefined
(3) 追尾行为
设邻域内(di,j
undefined
(4) 公告板
用来记录最优人工鱼个体的状态。
2 基本人工鱼群算法的改进
2.1 初始化的改进
初始化种群是算法进行搜索的起点。AFSA算法的初始种群生成是随机的,通常情况下可以保证初始鱼群分布均匀,但对于个体的质量不能保证,解群中有一部分远离最优解。
宋潇潇等[3]提出了基于极坐标编码的改进人工鱼群算法。它通过设定编码规则,并将此编码方式运用到三种行为当中,计算出每一个编码母体获得的人工鱼的概率,选择大概率的母体作为算法初始化的起点,有效提高算法的收敛性。宋志宇等[4]利用混沌系统产生混沌变量,并在参数允许范围内随机产生各个人工鱼个体的初始状态。陈广洲等[5]引入了免疫算法中的消亡算子,经算子运算更新,相互比较,摒弃非优个体,将其重新初始化,以此保持种群的多样性。
2.2 算法参数的改进
AFSA算法参数较多,且通常情况下是固定的,δ设置不合理,收敛效果不明显。在算法后期,随着人工鱼个体逐渐靠近最优点,这时当前较好的解只有一两位元素与最优解不同,所以在其附近仍采用在Visual与step范围内觅食的方式寻优是不合理的。
王冬冬等[6]提出了分段优化的思想,令食物浓度η为分界线,大于η时,为前期过程,采用较大的step和Visual,能使算法较快地得到一个相对较优的解;小于η时为后期过程,采用较小的step和Visual,得到一个精度更高的解。黄华娟等[7]通过公式(4)和公式(5)自适应减小了步长和拥挤度因子。
undefined
δk+1=αδk . (5)
其中,k为当前迭代的代数,α∈[0,1]为衰减因子。俞洋等[8]通过公式(6)逐渐减小视野。
Visualk+1=αVisualk . (6)
Xiao J M等[9]运用最优适应值变化率K和变化方差σ2作为是否进行参数变化的衡量标准,从而避免算法的退化。
2.3 与其它算法相结合的改进
算法一般在优化初期具有较快的收敛性,而在后期却往往收敛较慢。虽然通过对参数的改进可以解决此问题,但是从计算复杂度、收敛效果及速率等因素来考虑,仅从算法自身改进不足难以达到更高的要求。因此,在AFSA算法中引入其它算法,综合二者的优点,成为AFSA改进的一个主流趋势。
(1) 与粒子群算法相结合
罗德相等[10]将种群分为两部分,一部分运用粒子群算法,一部分运用鱼群算法,将二者比较后的最优值赋予公告板,以此提高收敛速度。
(2) 与遗传算法相结合
张梅凤等[11]将变异算子引入鱼群算法,实现人工鱼个体的跳变,从而调整优化群体。曲良东等[12]引入高斯变异和差分进化两种变异算子,通过变异使得劣解得以更新,确保了算法的寻优性。
(3) 与禁忌搜索算法相结合
李亮等[13]通过邻域禁忌搜索,构造两点禁忌寻优算子对解空间进行无重复的搜索,以此来跳出局部最优点,确保算法的高效性。
(4) 与其它算法相结合
高德芳等[14]提出鱼群-蚁群算法的概念,将蚁群算法融入ASFA中。
3 鱼群算法的应用
基于鱼群算法的优点,其在很多领域得到广泛应用。如对连续函数进行优化;将算法运用到多用户检测;解决旅行商问题及约束优化问题等。综上所述,AFSA算法在很多领域都展现出了其良好的解决问题能力。
4 总结与展望
目前针对鱼群算法的研究已逐渐趋于成熟,但许多问题仍有待进一步的研究:
首先,AFSA算法的基础理论研究尚待完善。例如算法参数较多,且参数设置也缺乏确切的理论依据,通常依靠经验来设定。
[关键词]视频监控；智能视频分析；运动目标检测；
[中图分类号]TP391.4 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0203-01
1 引言
随着科学技术的发展以及人们对安全防范意识的不断增强，具有智能分析功能的新一代视频监控系统，已经开始渗入到我们的日常生活当中。
智能视频监控是指在不需要人为干预的情况下，利用计算机视觉分析方法对视频序列进行自动分析，实现运动目标检测、分类、识别、跟踪等，并在此基础上，通过预先设定的规则对目标的行为进行分析，从而为采取进一步措施提供参考（比如在对象进入设防区时自动报警）。其中，运动检测的目的是通过对监控视频图像序列的分析，确定监控场景中有无运动目标，进而把运动区域（也称前景区域）从检测图像中提取出来。在智能视频监控中扮演着重要的角色，是后续目标跟踪和运动分析的基础。
2 运动目标检测算法发展状况
国外对运动目标检测的理论及应用的研究较早，尤其在1996年至1999年间美国国防高级研究项目署的视频监控重大项目VSAM（Videosurveillance and Monitoring）。主要目标是通过视频理解、传感器融合、网络通信技术实现对未来战场、城市、机场等进行自动监控。
在国内，中国科学院自动化研究所里的生物识别与安全技术研究中心CBSR（Center for Biometrics and Security Research）研究开发有行人与车辆的多目标检测、跟踪以及分类、目标异常行为的识别与报警等智能分析技术，并实现一个动态场景集成、分析和演示系统，并最终推向实用。
3 现有的运动目标检测算法
根据序列图像的背景情况，运动目标检测算法可以分为静态背景下运动目标检测算法和动态背景下运动目标检测算法。静态背景是指摄像机在整个监视过程是静止的，而动态背景是指在监视过程中摄像机发生了移动，如平动、旋转或多自由度运动。动态背景下的运动目标检测由于目标与摄像机之间存在着复杂的相对运动，所以检测算法要比静态背景下的检测算法复杂的多。目前，—般的视频监控系统都是采用固定摄像头的方式，因此这里主要是研究静态背景下的运动目标检测算法。
运动目标检测方法主要有以下几种：帧间差分法、背景差分法、光流法以及混合高斯模型法。这些方法基于的原理不同，且各有优劣，以下详细介绍这几种方法。
3.1 帧间差分法
帧间差分法是一种基于像素的运动检测方法，它通过对视频图像序列中相邻两帧或相邻几帧图像进行差分运算来获得运动物体轮廓。
该法是运动目标检测方法最简单的一种，具有较低的时间复杂度以及运算简单等特点，可用于实时检测的系统。但是，这种算法存在一些局限性：（1）检测的运动目标区域大小与目标的运动速度有直接关系。当物体运动缓慢时，相邻两帧间的目标移动的距离小，检测的区域和实体相差也小，但如果速度慢到一定程度就会检测不到；当运动目标的速度很大时，检测的区域相应的会变大，从而造成检测的运动目标准确性偏低。（2）提取的运动区域会产生“空洞”现象。
3.2 背景差分法
背景差分法是通过对给定的视频序列图像进行学习，使用特定的数学模型来对图像中场景的背景进行建模并存储起来，然后用当前的视频序列图像与存储的背景模型做差分并通过选定适当的阈值来二值化，最终就得到相应的运动区域。该法在场景比较简单时，使用简单的背景模型可得到很好的检测效果，但在复杂多变的场景，就会出现过多的漏检现象。
因此，该方法仍需解决以下问题：（1）如何获取理想的背景模型以及建立理想的背景模型；（2）如何保持与更新背景。但是在环境比较复杂的情况下，背景都会随着时间的推移、外界光线变化以及现场环境的变化而发生改变，该法还是不能准确完整地提取运动目标。
3.3 光流法
光流是指图像中灰度模式的运动速度，它是图像中景物的三维速度矢量在成像平面上的投影，它表示了景物在图像中位置的瞬时变化，而光流场是运动场在二维图像上的投影，该物理量包含了有关运动和结构的重要信息。一般情况下，可以通过物体的运动场研究物体的运动，把光流看作运动场，通过研究光流场来估计图像序列的运动情况。
光流法的优点是检测精度较高，适合做精确分析，可以获得目标的运动参数等信息，也可以解决传统的基于特征的运动目标检测难以解决的遮挡，重合等问题。但实际应用中，存在运算量大、件要求较、对噪声非常敏感等问题。
3.4 混合高斯模型法
Grimson等人首先提出了基于混合高斯模型的背景建模算法，它的基本思想是：每一个像素的颜色值用个单高斯分布描述，的选取依赖于像素值的分布情况，通常值取3～5。由于彩色图像颜色通道之间相关性很小，可以忽略各通道间的之间相关性，假定了三个通道相互独立，且具有相同的方差，因此只需对均值、方差和协方差三个参数进行初始化、计算、更新，即可实现混合高斯模型的背景建模。
因此，该算法具有鲁棒性强，受外界条件变化的影响较小，能够适应复杂环境下运动目标检测，不仅克服了帧间差分法容易出现遗漏的缺点，也很好地解决背景差分法对光照等外部条件造成的动态场景变化过于敏感的问题，能够对运动目标进行快速准确的定位。由于混合高斯模型有其自身的优点，所以得到广泛学者的研究。
结论与展望
一、趋势：机器人代替人工时代来临
十多年前，一部由斯皮尔伯格导演的电影《人工智能》精准地描绘了人类技术文明快速发展，令大批可提供服务的智能机器人(42.30,0.370,0.88%)取代人工，并全面渗透生活。如今，这样的科幻图景正在走入现实：从亚马逊仓库中自动装卸货物的机器人、富士康生产线装配零件的机器人、执行特殊危险任务的特种机器人及以智能化军用无人机，各类用途机器人正在被广泛地应用于丰富的场景之中。
而在中国，随着工业化技术水平提高及智能化、互联网化渗透，日益倒逼着传统产业转换思路，提高自动化率及工业生产智能水平，这也为中国工业机器人产业兴起埋下伏笔。与此同时，在长三角(3627.82,165.950,4.79%)、珠三角(5795.95,279.620,5.07%)等用工密集的区域，结构性用工荒加剧也进一步加速企业“机器换人”节奏。据《经济学人》杂志报道，2013年中国已超过日本，成为购买工业机器人数量最多的国家。
机器人时代来临，令资本各方看准产业蓝海时机，加速在机器人产业布局。据了解，来自日本、瑞士、德国等各国工业巨头近期均扩大在华产能，各路力量摩拳擦掌，意图在智能工业领域大肆开疆辟土、谋求主导权。同时国内各类产业自动化也在加速，中国机器人下游应用开发提速，行业内并购整合日益成为趋势，令中国庞大机器人市场更具看点。
随处可见的代工机器人
在广东某工业园区生产车间内，一台身长不足一米、形似铁皮箱、每分钟跑60米的机器车，装上双层支架之后，就可以变为一个独立完成搬运作业的机器工人，而它也是这个车间最主要的装卸工人。据了解，这个身材小巧的铁皮员工，只需跟着脚下铺设好的磁性感应轨道走，就能轻松将货物从车间流水线一端搬向另一端。
据该机器人厂商销售负责人介绍，类似这种自动化智能产品完全可以想象为新一代的“机器工人”，它们既可以实现24小时连续工作，同时也能帮助企业节约人工成本。从“机器工人”替代效应看，一台标配无人搬运车相当于三个搬运工兼司机加一台运输车。如果以每人每月最低3500元计算，三个工人月工资则是10500元。而一个机器工人的应用操作扣除维护等费用，一年可为企业节约12600元工人工资。与此同时，还能将生产效率提高到20%以上。如果以月产值一亿元的工厂计算，将相当于2000万元效益空间。
目前“雇用”工业机器人正成为越来越多制造企业的选择。在深圳宝安区石岩黄峰岭工业区一家家电企业厂区内，负责人正在忙于和员工商定如何在2015年继续提高机器人自动化水平。“经过两年的生产线改造，我们已有效减少了用工。在一些生产线中，工人人数已下降一半以上，并且机器人生产效率比人工提高20%以上，产品良品率也有明显提高。”上述负责人表示。
不难发现，由于科技水平发展及智能化生产普及，“机器换人”正在日益成为众多传统企业转型升级的重要战略。另一方面，人口红利时代结束、老龄化社会来临及劳动人口大量缩减，也驱使着“机器换工”大潮出现。深圳三和人力资源公司总经理许琴指出，不同城市已进入或者往老龄化方向发展，劳动力供应不足问题现实存在。劳动力成本抬升令企业经营难度加大，加上90后就业观念转变，部分简单岗位存在被取代趋势，这也造成越来越多企业更倾向于雇用“机器工人”。
国际巨头抢滩“蓝海”
值得注意的是，由于看中中国庞大的机器人(42.30,0.370,0.88%)需求市场，不少国际巨头纷纷加大砝码进驻中国，并在国内扩大产能，以谋求在新智能工业格局下的市场主动权，各路资本角逐机器人市场的竞争也日益激烈。
以日本工业机器人行业龙头安川电机为例，今年12月，公司在上海成立涵盖机器人中心、解决方案中心、售后服务中心等在内的新展示中心，为中国企业客户提供各个领域机器人应用产品。据了解，安川来自中国机器人销售收入已占据集团20%，未来还将进一步扩大沈阳工厂产能。除了安川之外，国际机器人行业巨头公司瑞士ABB和德国KUKA也在今年进一步扩大其在中国的产能，并积极扩大在中国大陆市场上机器人业务销售规模。
业内预计，伴随越来越多的资本和实力企业进驻中国市场，加大机器人市场的竞争，未来工业机器人价格还将进一步下降，促动更多企业选择“机器换人”。而另一方面，由于当前国内机器人产业起步较晚、企业发展各自为战，中国企业为扩大竞争实力，未来必将经过一轮市场竞争，通过收购兼并优胜劣汰，逐渐形成大龙头企业。因此，并购整合或成为国内机器人产业常态。此外，互联网技术应用也将会为中国机器人产业实现弯道超车提供机会。
机器人产业或迎井喷期
无论是制造业复兴计划还是技术更新换代，以及当前最热炒的工业4.0概念，都离不开机器人产业内容。业内人士认为，“机器人+互联网”智能化数字生产方式将改变全球制造业格局，而拥有庞大市场容量的中国自然也不会缺席这场机器人盛宴。
根据国际机器人联合会（IFR）统计报告，当年全球工业机器人销售量约18万台，其中在中国销售量约3.7万台。在12月下旬举行的2014年世界机器人及智能装备产业大会上，业内一致预期，今年我国机器人市场销量可能突破5万台，且在未来5年内市场增速有望保持在每年40％以上，机器人产业井喷之势已可见。有研究认为，国内机器人行业投资可以分为三个阶段，第一个阶段，主要以并购、合作等机器人概念股票为主的主题投资；第二个阶段，机器人概念股业绩将出现分化，好公司将脱颖而出；第三个阶段，行业格局趋于稳定，投资龙头股成为王道。目前市场处于第一阶段与第二阶段重叠处，在追逐机器人概念股的同时，需找出有竞争力和有业绩的机器人企业。这也意味着，未来机器人板块将从“主题投资”逐渐过渡到“业绩为王”阶段。
而对于中国目前在技术水平上存在的瓶颈问题，专家建议，要通过多种途径来寻求“突围”和赶超。首先要加强对国际机器人技术跟踪研究，制定出台符合我国发展实际的“机器人技术路线图”，明确技术发展步骤、重点突破的关键核心技术、工艺与零部件以及产业化路径。其次，要确立符合我国发展实际的机器人发展模式。机器人技术国家工程研究中心副主任曲道奎认为，在中国机器人产业发展中，发展企业比发展技术更重要。优先发展有实力的机器人企业，然后通过到海外并购成熟技术和公司来提升机器人质量
二、优势：工业机器人成本低效率高 加速取代人工
美国波士顿咨询公司最新报告说，未来十年，更便宜、更好的机器人将加速取代工厂工人，推动人力成本削减１６％。波士顿咨询公司预测，到２０２５年，世界前２５大出口国对工业机器人的投入将增多，年涨幅由目前的２％至３％上升至１０％。人力成本的降低和效率的提高将填补这些投入。报告预计，机器人将使韩国的人力成本削减３３％，日本削减２５％，加拿大削减２４％，美国削减２２％。
三、影响之一：机器人替代人工将影响制造业发展
道外媒称，10日出炉的一份报告称，未来十年，在全球的工厂中，价格更低、性能更佳的机器人将加速替代人工。工厂的劳动力开销将降低16%。
据美联社2月10日报道，美国波士顿咨询公司预测，到2025年底，全球25大出口国工业机器人投资的年增长率将从目前的2%-3%加速至10%。这种投资带来的回报将是更低的开销和更高的效率。
在韩国，机器人能将劳动力开销降低33%，在日本为25%，在加拿大为24%，在美国和台湾地区则为22%。在所有可自动化的工作岗位中，目前只有10%实现了自动化。波士顿咨询公司预测，到2025年自动化率将达到23%。
新生代机器人能做更多的事，老机器人只能应对事先设定好的一些情况。而新一代机器人能使用更新、更完善的传感器来应付意料之外的情况。
加拿大皇家银行全球资产管理公司称，当产品需要更新换代时，给机器人重新编程远比对人员进行培训要快速高效得多，尤其是对于智能手机或其他很快就会过时的产品来说，机器人具有关键优势。
波士顿咨询公司高级合伙人哈罗德·西尔金说：
“随着全球劳动力成本上升，制造商们为保持竞争力迅速采取措施提高人均产量就变得愈发关键了。”
据英国《金融时报》网站2月10日报道，最新研究指出，在未来几年内，尤其在东亚，包括自动化和电子产品在内的诸多行业越来越多的工作岗位将由机器人代劳。
波士顿咨询公司称，去年工业机器人的全球销量增长了23%，而按照这种趋势，到2018年机器人销量将再翻一番，并给制造业领域带来巨变。
机器人在制造业出现已有数十年时间，然而近来，得益于技术的发展，机器人的造价不仅有所降低，性能也得到了提高。新一代的可重复编程、多用途机器人现已投入使用。未来十年，在工业机器人投资方面，中美日德韩五国将占到80%。
使用先进的机器人旨在降低成本，提高生产力，减少发达国家工业的雇员人数，同时提高在岗雇员的技能水平。它们还能让制造商在选择投资地时不用再把劳动力开销当作一个重要因素去考虑。
波士顿咨询公司估计，去年工业机器人的销售量从2013年的16.3万台增加到20万台，未来三年内或升至40万台。
据悉，在汽车和其他运输设备、电脑以及电子电气产品等已实现绝大部分自动化的制造业领域，约有85%的工作可由机器人代劳。未来十年，这些领域使用的机器人可能会是最多的，不过化工和金属等行业或许也会越来越多地运用最新颖、最灵活的机器人。
据《今日美国报》网站2月10日报道，周二公布的一项研究称，未来十年中，随着机器人造价愈发便宜，不仅能完成更多工作，还能抑制工资上涨，美国的制造厂商将在工厂中大幅增加机器人的使用量。
波士顿咨询公司称，这将极大推动生产力发展，减少长久以来全球工厂为获得廉价劳动力而不断迁移的做法。
包括美中两国在内的一些国家将会成为这一自动化浪潮的最大受益者。
波士顿咨询公司说，到2025年，部署到全美的智能机器人还将增加大约120万个。届时，电脑及电子业、电气设备业、交通运输业和机器制造业四大产业将引领这一转变潮流，因为这四大产业的工作可以自动化，且能最大限度地节省开销。
该公司说，目前，约有10%的制造业功能实现了自动化，未来十年中，随着机器人视觉传感器和抓取系统的改进，这一比例将提高到近25%。
延伸阅读机器人将“占领”东亚制造业
英国《金融时报》 艾德·克鲁克斯 纽约报道
一项新研究显示，未来几年，机器人将取代自动化和电子产品等行业越来越多的工作岗位，尤其是在东亚地区。
波士顿咨询集团(BCG)表示，全球工业机器人销量去年增长23%，到2018年将翻一番，这将令很多制造业领域发生彻底变革。
尽管机器人在工业中的使用已有几十年时间，但最近科技的进步降低了机器人成本并提升了其性能，此际新一代可再编程的多用途机器人正投入使用。
工业机器人的价格一直在稳步下降，过去4年已累计下跌14%左右，至13.3万美元，同时性能一直在提升。
一些机器人的价格甚至更低： Rethink Robotics的Baxter机器人基础定价为2.5万美元，让那些可能很难投资于之前几代机器人的较小公司也能买得起。
预计中国、美国、日本、德国和韩国5国将占到未来10年工业机器人投资的80%左右。
先进的机器人旨在降低成本并提升生产率，从而减少发达国家制造业就业，同时提高现有员工所需的技能水准。
它们还可能会在制造商在做出投资目的地决定时，让劳动力成本的因素不那么重要。
BCG估计，去年工业机器人销量达到20万台左右，高于2013年的16.3万台，到2017年，这一数字可能会升至40万台。
在最容易实现自动化的制造业(包括汽车和其他运输设备、电脑、电子产品和电器设备)，约85%的工作可能会由机器人完成。
未来几十年，这些行业使用的机器人可能会最多，但化工和金属等其他行业使用这种更为新颖灵活的机器的做法可能也会越来越多。
工业机器人的使用情况将会因国家和行业的不同而不同，这取决于很多因素，包括薪资成本以及劳动力监管规定—这些规定可能会限制雇主用机器人取代员工的能力。BCG预测，韩国、台湾和泰国将是最快使用机器人的国家，这些国家拥有大量能够实现高度自动化的行业，劳动力成本高于一些低薪资竞争国家，而且就业保护有限(就业保护将阻止裁员)。
预计其他使用工业机器人相对迅速的国家将是中国、日本、美国、英国和加拿大。
BCG称，最慢接纳新一代机器人的国家可能是那些欧洲监管较严的经济体，包括法国、意大利和西班牙等，还有巴西和印度。
四、影响之二：机器人将加速取代人类员工
新浪科技讯 北京时间2月11日早间消息，波士顿咨询公司周二发布的报告显示，今后10年，更便宜、更好用的机器人将在世界各地的工厂里加速取代人类员工，将制造业的人力成本压缩16%。
波士顿咨询公司预计，从现在到2025年，25个最大的出口国家或地区对工业机器人的投资将实现每年10%的增长，高于目前的2%至3%的速度。虽然投资增加，但却可以收获更低的成本和更高的效率。
机器人将把韩国的劳动力成本降低33%，日本降低25%，加拿大降低24%，美国和中国台湾降低22%。事实上，在所有能实现自动化的工作中，只有10%的岗位已经由机器人来完成。波士顿咨询公司预计，2025年的这一比例将超过25%。
机器人的成本正在不断降低，例如，拥有和使用机器人电焊机的成本已经从2005年的18.2万美元，降到了去年的13.3万美元，并将在2025年降至10.3万美元。
新型设备还可以从事更多工作：老式机器人只能在可以预测的环境中使用，而新型机器人则可以使用先进的传感器应对意料之外的情况。
在另外一份报告中，加拿大皇家银行资产管理公司指出，机器人的重新编程速度已经大幅加快，效率也远高于人类，可以在产品更新或升级时进行重新调整—在这样一个智能手机和各种产品快速更新换代的时代，这将成为一项重要进步。
“随着世界各地的人力成本上涨，迅速采取措施来提升每名员工的产能，以此保持竞争优势，就变得非常重要。”波士顿咨询公司高级合伙人哈罗德·希尔金(Harold Sirkin)说，“相关企业发现，机器人和其他制造技术的进步，为大幅提升生产力提供了最佳机会。”
波士顿咨询公司去年对25个国家或地区的21个行业展开了研究，采访了许多专家和客户，并为政府和行业报告提供了咨询支持。
机器人的崛起不会局限在发达国家，即便是工资较低的中国大陆，也可以利用机器人将劳动力成本降低18%。
自动化程度的增加可能改变企业在建厂时的选址决策。波士顿咨询公司认为，制造企业不会再单纯追求廉价劳动力。工厂聘用的人员将越来越少，留下来的工人可能都拥有较高的技能。这可以吸引更多制造企业从工资较低的新兴市场转移回美国国内。(书聿)
五、影响之五：机器人代替人工时代来临 加速布局智能工业
十多年前，一部由斯皮尔伯格导演的电影《人工智能》精准地描绘了人类技术文明快速发展，令大批可提供服务的智能机器人(42.30,0.370,0.88%)取代人工，并全面渗透生活。如今，这样的科幻图景正在走入现实：从亚马逊仓库中自动装卸货物的机器人、富士康生产线装配零件的机器人、执行特殊危险任务的特种机器人及以智能化军用无人机，各类用途机器人正在被广泛地应用于丰富的场景之中。
而在中国，随着工业化技术水平提高及智能化、互联网化渗透，日益倒逼着传统产业转换思路，提高自动化率及工业生产智能水平，这也为中国工业机器人产业兴起埋下伏笔。与此同时，在长三角(3627.82,165.950,4.79%)、珠三角(5795.95,279.620,5.07%)等用工密集的区域，结构性用工荒加剧也进一步加速企业“机器换人”节奏。据《经济学人》杂志报道，2013年中国已超过日本，成为购买工业机器人数量最多的国家。
机器人时代来临，令资本各方看准产业蓝海时机，加速在机器人产业布局。据了解，来自日本、瑞士、德国等各国工业巨头近期均扩大在华产能，各路力量摩拳擦掌，意图在智能工业领域大肆开疆辟土、谋求主导权。同时国内各类产业自动化也在加速，中国机器人下游应用开发提速，行业内并购整合日益成为趋势，令中国庞大机器人市场更具看点。
随处可见的代工机器人 在广东某工业园区生产车间内，一台身长不足一米、形似铁皮箱、每分钟跑60米的机器车，装上双层支架之后，就可以变为一个独立完成搬运作业的机器工人，而它也是这个车间最主要的装卸工人。据了解，这个身材小巧的铁皮员工，只需跟着脚下铺设好的磁性感应轨道走，就能轻松将货物从车间流水线一端搬向另一端。
据该机器人厂商销售负责人介绍，类似这种自动化智能产品完全可以想象为新一代的“机器工人”，它们既可以实现24小时连续工作，同时也能帮助企业节约人工成本。从“机器工人”替代效应看，一台标配无人搬运车相当于三个搬运工兼司机加一台运输车。如果以每人每月最低3500元计算，三个工人月工资则是10500元。而一个机器工人的应用操作扣除维护等费用，一年可为企业节约12600元工人工资。与此同时，还能将生产效率提高到20%以上。如果以月产值一亿元的工厂计算，将相当于2000万元效益空间。
目前“雇用”工业机器人正成为越来越多制造企业的选择。在深圳宝安区石岩黄峰岭工业区一家家电企业厂区内，负责人正在忙于和员工商定如何在2015年继续提高机器人自动化水平。“经过两年的生产线改造，我们已有效减少了用工。在一些生产线中，工人人数已下降一半以上，并且机器人生产效率比人工提高20%以上，产品良品率也有明显提高。”上述负责人表示。
不难发现，由于科技水平发展及智能化生产普及，“机器换人”正在日益成为众多传统企业转型升级的重要战略。另一方面，人口红利时代结束、老龄化社会来临及劳动人口大量缩减，也驱使着“机器换工”大潮出现。深圳三和人力资源公司总经理许琴指出，不同城市已进入或者往老龄化方向发展，劳动力供应不足问题现实存在。劳动力成本抬升令企业经营难度加大，加上90后就业观念转变，部分简单岗位存在被取代趋势，这也造成越来越多企业更倾向于雇用“机器工人”。
国际巨头抢滩“蓝海”
值得注意的是，由于看中中国庞大的机器人(42.30,0.370,0.88%)需求市场，不少国际巨头纷纷加大砝码进驻中国，并在国内扩大产能，以谋求在新智能工业格局下的市场主动权，各路资本角逐机器人市场的竞争也日益激烈。
以日本工业机器人行业龙头安川电机为例，今年12月，公司在上海成立涵盖机器人中心、解决方案中心、售后服务中心等在内的新展示中心，为中国企业客户提供各个领域机器人应用产品。据了解，安川来自中国机器人销售收入已占据集团20%，未来还将进一步扩大沈阳工厂产能。除了安川之外，国际机器人行业巨头公司瑞士ABB和德国KUKA也在今年进一步扩大其在中国的产能，并积极扩大在中国大陆市场上机器人业务销售规模。业内预计，伴随越来越多的资本和实力企业进驻中国市场，加大机器人市场的竞争，未来工业机器人价格还将进一步下降，促动更多企业选择“机器换人”。而另一方面，由于当前国内机器人产业起步较晚、企业发展各自为战，中国企业为扩大竞争实力，未来必将经过一轮市场竞争，通过收购兼并优胜劣汰，逐渐形成大龙头企业。因此，并购整合或成为国内机器人产业常态。此外，互联网技术应用也将会为中国机器人产业实现弯道超车提供机会。
机器人产业或迎井喷期
无论是制造业复兴计划还是技术更新换代，以及当前最热炒的工业4.0概念，都离不开机器人产业内容。业内人士认为，“机器人+互联网”智能化数字生产方式将改变全球制造业格局，而拥有庞大市场容量的中国自然也不会缺席这场机器人盛宴。
根据国际机器人联合会（IFR）统计报告，当年全球工业机器人销售量约18万台，其中在中国销售量约3.7万台。在12月下旬举行的2014年世界机器人及智能装备产业大会上，业内一致预期，今年我国机器人市场销量可能突破5万台，且在未来5年内市场增速有望保持在每年40％以上，机器人产业井喷之势已可见。
有研究认为，国内机器人行业投资可以分为三个阶段，第一个阶段，主要以并购、合作等机器人概念股票为主的主题投资；第二个阶段，机器人概念股业绩将出现分化，好公司将脱颖而出；第三个阶段，行业格局趋于稳定，投资龙头股成为王道。目前市场处于第一阶段与第二阶段重叠处，在追逐机器人概念股的同时，需找出有竞争力和有业绩的机器人企业。这也意味着，未来机器人板块将从“主题投资”逐渐过渡到“业绩为王”阶段。
摘要
新药的研究和生产过程，第一个要考虑的是新药的选题，一个好的选题是新药研究的方向，是新药研究成功的关键。所以，如何选好题目是新药研究首先要考虑的问题。一个好的选题，就算成功一半了。目前,新药研究虽然数量较多,但在创新方面尚有不足。在探讨新药研发过程中,在选题立项方面需要注意的问题很多,新药选题时应当在明确临床疗效基础上,结合中医理论创新,应将充分调研市场需求作为新药立项前的必备工作,以免重复申报,浪费资源。同时，在有好题目的前提下，新药各方面的研究也是成功的重要因素。
关键词：新药研究过程，新药研究的选题。
前言
在药物研发领域，中国与发达国家之间的距离超过了我国主要工业产品与国际间的差距。我国大部分医院所用的主流抗生素类西药，几乎全部都是西方国家拥有知识产权的药品；主导国际西药市场的主要药品中，几乎没有中国的专利产品；我国不少西药生产企业所生产的心脑血管、抗肿瘤、抗生素类药品，几乎全都是仿制国外专利药品专利保护期限已过的产品。严格地说，除中药之外，我国目前生产的药品中很少有拥有自主知识产权的药品，且产品趋同严重，一种仿制药可能有几十家企业同时生产，加剧了市场混乱、资金不足和创新性低的恶性循环。随着专利制度的不断完善，可仿制的药品将越来越少，在科研开发投入明显不足的情况下，如何创新是我国每个医药企业都需要思考的问题。而新药的创新又是在好的题目下结合各个方面的药物研究的出来的结论。所以，选题和药物研究将占了新药研究的主要部分。
内容
新药的来源包括：天然产物、半合成化学物质、全合成化学物质。所以新药生产的选题也要从这些方面来选题。比如说天然产物的植物药物，我们在选题的时候，要根据有效药物的植物分类学寻找近亲品种进行筛选。同时从有效药物化学结构与药理活性关系推断，定向合成系列产品筛选。但是，新药的生产过程所选的题目，要符合社会需要性，科学性，可行性，创新性以及效益性等这几个原则，这些是关系到一个新药品能不能被社会接受的关键因素，比如说选题的需要性主要表现在药物用于治疗疾病中多发的，常见的，市场容量大的，例如抗肿瘤药等等。如果具有一定的科学性并且有临床的可行性的话，是很有效益的，并且可以很快被社会接受。为了能最好的选题，首先要做市场调查，随时关注同类产品的开发动态，了解文献调研的内容，参考期刊杂志等等，根据统计数据来确定题目。还有就是，选题的可行性要表现在：人力物力资源分配要做到合理，还有就是生产要规范话，原材料的生产和来源要充足，工艺也要合理，有厂家可以生产。
在新药的选题做好了之后，还有做好充足的临床前的研究。主要有以下几点：药学研究，药理研究，药效研究，毒理研究和药代动力学。首先是药学研究中的制备工艺研究，是药学研究的主要内容之一，它主要包括：制剂处方、制法、工艺流程、工艺合理性研究，具体内容包括：剂型选择、提取、分离与纯化、浓缩与干燥及成型工艺。当中有一个是中药天然药物制剂工艺的研究，它是根据临床用药和制剂要求，用适宜溶剂和方法从药材中富集有效物质、除去杂质的过程。要求设计科学、合理、稳定、可行的工艺。包括以下的内容：一.提取、纯化工艺研究，是指不同的提取纯化方法均有其特点与使用范围，当中影响提取、纯化效果的主要因素药材的鉴定与前处理包括1，鉴定依据：符合法定标准；2，前处理：对药材进行净制、切制、炮制、粉碎等加工处理。而提取纯化工艺路线中常见的工艺路线有：药料粉碎---药料水煎煮---再醇沉淀，药料醇回流---再水沉淀，药料水汽蒸馏提取挥发油，酸水/碱水/酶解/超临界提取等。而提取纯化工艺参数指标主要有三点：a、有效成分提取、纯化的评价指标主要是得率、纯度b、有效部位提取、纯化的评价指标得率、含量、组分稳定c、单方/复方提取、纯化的评价指标应考虑其多成分作用特点d、在提取、纯
化过程中，有可能引起安全性隐患的成分应纳入评价指标，如：毒性成分。二.浓缩、干燥工艺研究。这当中又包括浓缩与干燥应根据物料的性质及影响浓缩、干燥效果的因素，优选方法与条件，使达到一定的相对密度或含水量，并以浓缩、干燥物的收率及指标成分含量，评价工艺过程的合理性与可行性，1、浓缩、干燥方法有：常压浓缩、减压浓缩、真空恒温干燥、喷雾干燥、冷冻干燥。浓缩、干燥工艺评价指标：色泽、外观、吸湿性、有效成分含量，挥发性（有效成分在浓缩、干燥过程中考虑挥发性）
三、.制剂成型性研究。药天然药物制剂研究是指将制剂原料（有效成分、提取物或浸膏）通过制剂技术制成适宜剂型的过程要求达到“三效、三小、五方便”。三效：高效、速效、长效。三小：剂量小、毒性小、副作用小。五方便：生产、运输、储存、携带、使用方便…还有就是剂型选择，要求三个要素：
1、临床需要及用药对象：如临床急重症、老年人、儿童。
2、药物性质及处方剂量：不同剂型的载药量不同。
3、药物的安全性：中药注射液。而制剂处方设计也有严格的要求：
1、制剂处方前研究制剂原料、辅料、设备对制剂工艺影响大，如溶解性、吸湿性、流动性、稳定性、可压性、堆密度
2、辅料的选择影响制剂成型、理化性质、释放过程、临床疗效安全稳定。
3、制剂处方筛选根据临床用药的要求、制剂原辅料性质、剂型特点。
新药的生产还有制剂成型工艺研究，它要求的基本原则：考虑成型工艺路线和制备技术选择可行性，评价指标的选择：评价制剂性能与稳定性，制剂技术和设备中药天然药物的中试研究是指在实验室完成系列工艺研究后，采用与生产基本相符的条件进行工艺放大研究的过程，中试研究是对实验室工艺合理性的验证与完善同时中试研究是保证工艺达到生产稳定性、可操作性的必经环节。评价指标：投料量、半成品率、成品率是衡量中试研究可行性、稳定性的指标。中试研究一般须经过至少3批次试验，以达到工艺稳定的目的。生物制品工艺研究，其中生物制品：是以微生物、细胞、动物或人源组织体液等为原料、应用传统技术或现代生物技术制成的。生物制品在生物学、理化性质及制备工艺的独特特点：1.生物学：种属差异、免疫原性、多功能性。2.理化性质：用量少生理活性显著、稳定性差。3.制备工艺：无菌操作、低温操作。
新药研究中的几个方法：
1.要注意质量控制分析方法，分析方法要求：具有较高的专属性、准确度和线性关系，并需进行严格的方法学验证，化学原料药：纯度要求高、限度研究严格，生物制品：生物效价测定。生物制品的疗效与生物活性密切相关，与含量往往并无线性关系。
新药研究中的分析方法要做到以下几点：专属性：指在其他成分（如杂质、降解物、辅料等）可能存在的条件下，采用的分析方法能够正确鉴定、检出被分析物质的特性（鉴别、杂质检查、含量测定），线性：指在设计的测定范围内、检测结果与供试品中被分析无的浓度（量）直接呈线性关系（5个浓度）。范围：指测试方法适用、能够达到一定的准确度、精密度和线性的供试品中被分析物高低限浓度或量的区间（含量测定范围浓度80-100%），准确度：指测定值与真实值或认可的参考值的一致性或接近程度(3个不同浓度)，精密度：指在规定条件下对同一均质供试品多次取样进行的一系列检测结果之间的接近程度（标准差、相对标准差、至少6次取样测定）；检测限：指供试品中的被分析物能够被检测到的最低量（考察分析方法具备的检测灵敏度）定量限：指准确性和精密度都能达到要求时供试品中的被分析物能够被定量测定的最低量（保证含量很少的杂质能够被准确测出）,耐用性：指测定条件发生小的变动时，测量结果不受影响的能力，用于说明通常使用条件下该分析方法的可靠性.2.新药质量标准控制中常用的分析技术:显微鉴别技术:利用显微镜对药材的组织结构、细胞或内容物等特征进行鉴别.计算机辅助显微数码成像技术,借助于计算机数码成像技术，直接记录显微图像，不仅使图像更加真实直观，而且实现了形态描述的数字化.激光共聚焦
显微技术,新型的高精度显微镜，使用可激发的荧光探针对样品进行标记后再利用计算机进行图像采集处理，这样不仅可以观察经固定的各种细胞和组织结构，还可对活细胞的形态、结构、离子的实时动态等进行观察和定量荧光测定以及定量图像分析,现代色谱法在新药质量控制分析中应用.。分光光度法:专属性和准确性较低，一般不用于纯度要求高的单体成分（如化学原料药、中药有效成分）的含量测定.薄层色谱法:设备简单、操作简便.气相色谱法:用于检查挥发性杂质，不挥发的物质需采用衍生化试剂制备成挥发性的衍生物后进行测定。
摘要：兵团精神是兵团实现跨越式发展和促进新疆长治久安的强大精神动力。近年来，关注兵团的广大学者对于兵团精神的研究主要是从兵团精神的形成与发展、内涵、价值和传承等方面进行了研究，出现一大批成果。今后对于兵团精神的研究，应从新时期兵团精神的阐释、兵团精神与社会主义核心价值体系的关系、新职工与兵团精神的传承问题等方面进一步深化对兵团精神的研究。
关键词：兵团精神 研究 综述
[作者简介] 郑伟，农一师党校讲师，西南大学马克思主义中国化硕士
以“热爱祖国，无私奉献，艰苦奋斗，开拓进取”为主要内涵的兵团精神是兵团履行屯垦戍边历史使命，实现跨越式发展和促进新疆长治久安的强大精神动力。近年来，兵团理论工作者对于兵团精神进行了较深入地、系统的研究，出现一很多成果。这里，笔者根据所掌握的材料，对兵团精神的研究成果进行综述，并针对当前兵团精神的研究现状与存在的问题，提出今后深化兵团精神研究的思路与拙见。
一、关于兵团精神的形成与发展
对于兵团精神形成与发展的问题，学术界观点基本趋于一致，学者们认为：兵团精神是兵团人在长期屯垦戍边实践中形成的，是兵团各项事业发展的精神动力和宝贵财富。在新的历史时期仍需始终不渝地弘扬兵团精神，丰富和发展兵团精神。这方面，具有代表性的成果有，王崇久主编的《兵团精神》一书。书中指出：“兵团精神是兵团人在半个多世纪屯垦戍边伟大实践中创造的，是兵团几代人精神价值的集中体现，始终是凝聚人、感召人、鼓舞人的精神动力。它对于提高广大干部、职工的素质，对于凝聚人心、振奋精神，对于更好地履行屯垦戍边历史使命都具有不可估量的作用。在任何时候都不能丢，必须随着时代的发展而发扬光大，为屯垦戍边事业发展提供强大的精神动力。”“在改革开放和发展社会主义市场经济条件下弘扬兵团精神，必须赋予兵团精神新的时代内涵，并就“热爱祖国”、“无私奉献”、“艰苦奋斗”和“开拓进取”新时代内涵做了探讨。”梁金贵撰写的《兵团精神的形成和发展研究》：“在半个多世纪的奋斗中,兵团儿女用自己的青春、热血和生命,凝成了‘热爱祖国、艰苦奋斗、无私奉献、开拓奋进’的兵团精神,成为兵团事业不断发展的强大动力和值得兵团人永久珍惜、世代相传的精神财富。”“兵团精神尽管产生于特殊的历史时期,在以往的屯垦戍边进程中,发挥了巨大的作用。兵团儿女在新世纪的创业发展实践中,在新世纪要实现全面实现小康社会的历史任务，还要始终不渝地弘扬兵团精神,丰富和发展兵团精神,使兵团精神与时俱进,成为促进兵团经济与社会发展的不竭动力。”梁金贵在《兵团精神和兵团文化的形成和发展研究》一文中也指出：“兵团精神是兵团文化的核心，是兵团人在长期斗争实践中用血汗凝成的最宝贵的精神财富，它是兵团人真实生活的反映。兵团屯垦戍边的艰难与辉煌，是兵团百万职工弘扬以“热爱祖国，无私奉献，艰苦创业，开拓进取”为主要内涵的兵团精神的体现。”文章同时强调：“兵团精神既是历史性的，也是时代精神的体现。兵团精神已成为兵团事业不断发展的强大动力和值得兵团世代相传的精神财富。在全面建设小康社会，建立和谐社会的奋斗中，一定要将兵团精神不断发扬光大。”
二、关于兵团精神的内涵
学者们对于兵团精神内涵的研究有两种观点。一是学者们较一致的认为“热爱祖国，无私奉献，艰苦奋斗，开拓进取”是兵团精神的主要内涵，其中热爱祖国是兵团精神的核心，无私奉献是兵团精神的品格，艰苦创业是兵团精神的重要内容，开拓进取则是兵团精神的内在要求。二是认为兵团精神应该是兵团时代精神的体现，在改革开放和市场经济的今天，应赋予热爱祖国、无私奉献、艰苦奋斗、开拓进取以新的内涵。张振华在《试论兵团精神的基本内涵与弘扬》一文中指出：“热爱祖国是兵团精神的核心，是兵团人的信念，是兵团人的生活准则。热爱祖国在兵团主要体现在无私奉献和艰苦创业上，正是这种无私泰献、艰苦创业的精神造就了今天新疆的繁荣与稳定，因此无私泰献是兵团精神的品格，艰苦创业是兵团精神的重要内容，无私泰献和艰苦创业共同构成了热爱祖国的具体内容；开拓进取是兵团精神的内在要求，不开拓进取，不与时俱进，兵团就无法发展。以热爱祖国、无私奉献、艰苦创业、开拓进取为主要内涵的兵团精神，是一个有着内在逻辑联系的完整体系，是兵团文化的核心。”文章还指出：“兵团精神应该是兵团时代精神的体现。兵团要始终走在时代前列、保持其兵团精神的先进性，就不仅要弘扬兵团精神，而目要不断地培育兵团精神，也就是根据时代的进步、世界的发展和社会的要求，不断丰富和发展兵团精神。”这方面代表性著作还有：梁金贵的《兵团精神与兵团文化传承问题研究》、王崇久主编的《兵团精神》一书。
三、关于兵团精神的价值 学术界一致认为，弘扬兵团精神具有极其重要的价值，但研究的角度不仅一致，主要有三种观点。
部分学者是从兵团精神理论渊源的角度出发，认为兵团精神具有共同的传世价值，对于全社会都有教育和激励的作用。郭江华撰写的《兵团精神价值浅论》中指出：“兵团精神是兵团人屯垦戍边的核心价值观，却又不仅仅属于兵团，而是民精神财富的有机构成，也是中国革命精神的重要组成部分。缘由不是别的，就因为兵团精神就是民族精神在兵团人身上的具体体现，就是中国革命精神在兵团的延续和弘扬，与社会主义核心价值体系具有根本的一致性，因而不仅对兵团人而且对全社会都具有引领、教育、激励的巨大作用。”王崇久主编的《兵团精神》一书中也强调：“兵团精神是我们中华民族精神在兵团的延续和具体体现，和井冈山精神、长征精神等一样是我们党优良传统的集中体现，是民族精神的重要组成部分，是宝贵的精神财富。它对于提高广大干部、职工的素质，对于凝聚人心、振奋精神，对于更好地履行屯垦戍边历史使命都具有不可估量的作用。
有的学者是从兵团精神对于促进兵团未来事业发展角度对这一问题做了研究。王江英撰写的《论兵团精神的时代价值》中强调：“新世纪新阶段，我们必须继续坚持弘扬和培育兵团精神，不断地增强全兵团人的精神力量，不断提高全兵团人的精神世界，使之成为兵团建设的巨大精神动力。坚持弘扬和培育兵团精神，是全面实践“三个代表”重要思想，保持党的先进性的需要，是全面建设小康社会，发展壮大兵团的需要，是应对西方敌对势力，维护新疆稳定的需要。” 还有的学者从价值体现角度对这一问题做了探讨。如麻霞撰写的《兵团精神的价值体现》，文中指出：“兵团在其50多年的奋斗历程中凝聚而成的兵团精神是支撑兵团人在艰苦环境下始终忠实履行屯垦戍边使命，不负党和人民重托的关键所在。其价值体现在:热爱祖国体现了中华民族精神的核心；艰苦创业体现了自强自立的拼搏意志；无私奉献体现了顾全大局的政治胸怀；开拓进取体现了改革创新的时代特征。”
四、关于兵团精神的传承
学者们普遍认为弘扬兵团精神具有重要意义，但强调弘扬兵团精神要与时俱进丰富其内涵，拓展其方式。王丽撰写的《兵团精神的弘扬与培育》中指出：“对于兵团人来说，正是在兵团精神的鼓舞和凝聚下，才有蒸蒸日上兵团事业的今天。党的十六大提出全面建设小康社会的奋斗目标，在21世纪初的兵团，培育和弘扬兵团精神显得尤为重要。首先，参与社会竞争需要兵团精神。其次，全社会对兵团的认同需要兵团精神。再次，兵团发展建设需要兵团精神。由此可见，兵团精神的弘扬和培育，关系到兵团事业的兴衰成，关系到是否能实现全面建设小康社会的目标。”但是，我们要认识到：“兵团精神固然有许多稳定的内容，但总的来说，其内容是历史性的。兵团精神应该是活的精神。弘扬兵团精神，就要不断地培育兵团精神，也就是根据时代的进步，世界的发展和社会的要求，不断丰富和发展兵团精神。”马志成在《兵团精神贵在坚守重在实践》中强调：“大力弘扬兵团精神, 贵在坚守、重在实践, 关键在于做到坚持“三个结合：坚持继承优良传统与赋予时代特征相结合；坚持宣传教育与设置载体相结合；坚持树立典型与鞭挞丑恶相结合。”王崇久《在屯垦戍边新实践中继续弘扬兵团精神》一文中指出：“兵团精神始是兵团综合实力的重要组成部分，对于促进物质生产力的发展、提高干部职工素质，对于凝聚人心、振奋精神，继续履行好屯垦戍边使命具有不可限量的作用。因此，弘扬兵团精神具有很强的现实意义和深远的历史意义。”“弘扬兵团精神，就是要认真践行“三个代表”重要思想，就是要在当前国际国内形势下坚持发展是硬道理这一方针。”王崇久撰写的《兵团精神:新中国屯垦戍边的核心价值观》中指出：“进一步弘扬兵团精神，应当培养世界眼光和战略思维，应当体现以人为本的科学发展观，应当增强其务实进步的时代特征。”武晓凤在《兵团经济的腾飞需要兵团精神》一文中强调：“弘扬兵团精神必须采取切实有效的传播方式。可以利用现代传媒，特别是大众传媒，如电影、电视等群众喜闻乐见的一切形式；也可以利用广告，特别是形象广告等；还可以通过新闻发布会、举办经贸会、以及兴办各种文化节、举办各种文化沙龙、邀请国内外名人访问座谈等等。通过宣传，在传统与现实的比较中，在丑陋与美好的反差中，在潜在与外在的诱导中，在形式与内容的统一中，使人们接受兵团精神。”
五、关于兵团精神需要进一步深入研究的问题
一是需要对新时期兵团精神的阐释问题进行研究。张春贤在兵团党委六届六次全委（扩大）会议上指出：“要深入挖掘和升华兵团精神，并不断赋予其新的时代内涵。”兵团精神固然有许多稳定的内容，但总的来说，其内容是历史性的。兵团精神应该是活的精神，是兵团时代精神的体现。新世纪新阶段，兵团面临的发展环境、遇到的复杂情况、需要破解的改革难题同过去相比都有了非常巨大的变化，有很多是前所未有的，这些都提出了进一步丰富兵团精神内涵的新要求。对新时期兵团精神阐述问题研究，使兵团精神与时俱进，更加贴近时代，贴近干部职工、贴近生活，这对于使之成为兵团人的主流价值、转变为职工群众的自觉追求，引领兵团上下自强不息、团结奋斗，为推进跨越式发展和长治久安筑牢思想基础、凝聚强大合力、提供不竭动力，具有重要的理论意义和现实意义。
二是需要对兵团精神与社会主义核心价值体系的关系进行研究。兵团精神是兵团人的核心价值观。那么应如何从社会主义核心价值体系的角度认识兵团精神，二者之间究竟是什么关系。如何在新日期倡导社会主义核心价值体系过程中，在的新的改革开放和市场经济条件下，将兵团精神塑造为兵团人的核心价值观，使其成为促进兵团跨越式发展和长治久安的强大精神动力需要研究。
三是需要进一步研究新职工与兵团精神传承问题。随着老一辈兵团人的离、退休，大量内地偏远贫困地区的农民落户兵团成为新职工，目前兵团职工队伍发生了很大的变化。据调查，农业连队一线的职工80%以上是内地民工。这批人到兵团的目的就是挣钱，与老职工相比，他们对于兵团精神既不了解，也难以认同。如何使新职工成为一支具有兵团精神的职工队伍并将兵团精神传承下去，关系到新型团场建设的成败，关系到兵团事业不断发展，关系到兵团能否继续成功履行党中央交付的屯垦戍边使命。这有待兵团广大理论工作者积极推进兵团精神研究成果向实践转化，使兵团精神成为兵团人的核心价值观。
参考文献：
[1] 王崇久.兵团精神[M].北京：人民出版社，2008.[2] 梁金贵.兵团精神的形成和发展研究[J].河北广播电视大学学报，2007（2）
1 人工林地力衰退的原因
1.1 人工林群落的结构简单导致功能降低
人工林分是以培育目的树种为绝对优势树种组成的植物群落, 培育树种的生物学特性和生态学特性决定了人工林生态系统的物质循环和能量流动。在培育人工林中针叶树种占有较大比例。由于组成纯针叶林为单层林, 结构简单, 个体间生态习性高度一致, 生态位高度重叠, 造成系统的多样性下降, 缓冲能力和反馈调节能力弱, 从而导致整个生态系统失去相对平衡地位。
1.2 土壤微生物种群区系的变化
土壤微生物是生态系统中的分解者, 在物质循环中起着关键性作用。人工林的特殊群落结构形成了独特的林下生态环境, 如杉木, 落叶松人工林郁闭后林分郁闭度近1.0, 林下光照不足, 温度较低, 形成了相对封闭的小气候, 造成土壤动物和微生物种类和数量的减少。土壤中含氮有机物质经过氨化和硝化作用形成氨态氮、硝态氮, 供植物生长所需, 这两类细菌下降, 不利于含氮有机物的分解, 而纤维素分解菌减少, 不利于土壤有机质转化。土壤微生物的减少, 降低了营养元素循环中的凋落物分解速度, 从而对营养元素生物循环产生深刻影响。在土壤生物区系里, 土壤动物的种群、密度、生物量受炼山影响而显著减少, 对土壤理化性质和凋落物分解产生不利影响, 这方面的研究目前还不多, 还有待于进一步加强。
1.3 土壤理化性质和生化特性
连栽引起林分生长量下降, 是因为肥力下降, 而土壤理化性质的变化与土壤肥力有直接关系。许多研究表明, 人工纯林的物理性状产生不良影响, 土壤容重增加, 土壤孔隙度下降, 孔隙比例失调, 排水、供水性能降低。土壤营养元素含量随着连栽代数的增加, 表现出明显的下降趋势, 土壤酶活性 (除多酚氧化酶) 下降, 脉酶、转化酶、过氧化氢酶等活性明显低于头栽土壤, 2代比1代下降5%~10%, 3代比1代下降40%~50%。而连栽地力多酚氧化酶的增加, 使酚类物质不能及时被氧化成醌, 没有进一步形成腐殖质, 导致土壤中酚类物质的积累, 使土壤中毒, 对林木产生危害。不少研究指出, 森林土壤中毒现象与植物微生物有关, 且森林土壤比耕作土壤具有更强的毒性。土壤酸碱性影响土壤微生物活动, 土壤有机质分解土壤营养元素的有效性以及土壤发生过程中营养元素的释放和迁移。研究表明, 针叶凋落物分解慢, 使得林下凋落物不断积累, 易形成酸性粗腐殖质, 导致土壤酸化, 再加上有些林地长期接受酸性沉降物和受酸雨的影响, 加剧林地酸化, 加重森林危害。
1.4 栽培措施干扰
1.4.1 整地及幼林抚育。
整地是人工造林中常采用的措施, 但整地不当时有不利后果。国外一些报道, 整地 (耕作) 可造成森林土壤有机质和氮的大量流失, 采用垄耕使立地级降低1.5~2级 (18%~24%) 。在我国杉木林区, 多采用全垦整地而引起严重的水土流失。全垦整地水土流失量最多, 平均固体径流量达3.14t/h, 坡度达25°以上水土流失量急剧增多;撩壕整地、水平带状整地年固体径流量分别为0.45t/h和0.06t/h;穴垦整地范围小, 保留植被面积大, 水土保持效果最佳。
幼林抚育是促使及早郁闭的有力手段, 但在郁闭前林地刚炼山不久, 植被稀少, 幼树根系分布范围有限, 吸收水肥能力弱, 经过扩穴、松土、锄草等使表土层松散, 抗蚀能力差, 而幼林抚育在一年中多在4~5月间进行1次, 故一遇大雨暴雨必然产生趋渗径流, 造成严重的水土流失。
1.4.2 不合理的采伐利用方式。
随着对木材利用工艺水平的提高, 一些国家兴起了全树利用, 使木材利用率大为提高, 但同时也必然导致土壤养分的大量消耗。由于枯枝落叶全部掳走, 落叶中富含营养元素不能归还林地, 造成土壤养分循环中断, 肥力下降。据美国对2个集水区的研究, 全树采伐比一般采伐取走的生物量多2倍。工业用材林培育过程中, 林木充分利用了地上空间和土壤营养物质资源, 使之达到速生丰产。轮伐期越短, 林分消耗的营养元素越多, 每采伐单位木材带走的营养元素量就越高, 并且林木径级越小, 其营养元素含量就越高, 这样在林木生长过程中一直消耗着土壤库的养分, 使之土壤发生地力衰退。
2 防止人工林地力衰退的对策
2.1 调整林分结构, 保护林下植被
林下植被是人工林生态系统的重要组成部分, 在促进系统养分循环, 提高林地肥力方面起了巨大作用, 林下植被养分含量较高, 一般情况下草本大于灌木, 灌木大于乔木, 同时林下植被的凋落物分解快。因为人工林郁闭后林下植被发育很差, 为此也可因地制宜, 改密植为适当疏植, 增加透光度, 促进林下植被生长;或每隔一定时间对林下植被砍割1次, 为土壤提供更多的营养元素, 以恢复地力。
2.2 采用林地施肥及土壤改良措施
由于树种混交、轮栽, 保持适量林下植被等生物措施恢复地力过程缓慢, 施肥对于一般人工林经营中维持和恢复林地肥力是一项较好的措施, 而对定向培育的短轮伐期的工业用材林来说, 施肥则是一项必需的基础技术措施。在南方定向培育杉木, 东北区定向培育落叶松中辅助于施肥能促进林木生长, 有人用客土造林及微生物菌肥来研究杉木及木麻黄的二代更新情况, 但在定向培育杨树过程中, 连茬2~3次欧美杨生长量未剧减, 土壤中有机质和N、P、K含量略有增加, 肥力有改善趋势, 所以施肥也要因林而宜。在我国经济条件不是很好的情况下, 为了培育木材基地的持续发展, 对于一些超短轮伐期和短轮伐期的工业用材林, 施肥是一条行之有效、经济可靠的途径。
2.3 采取科学营林措施
皆伐、炼山、全垦整地和不合理的林地管理都可引起有机质消耗和水土流失, 造成大量营养元素从生态系统中输出, 为此可以通过不炼山, 带状整地及块状抚育措施和抚育季节调整;尽可能保留不妨碍幼林生长的草本、灌木, 增加地表覆盖度, 以减少水土流失;尽量减少采伐集材过程中机械对林地土壤压实范围, 改大面积皆伐为小面积块状皆伐。另外还得慎重确定轮伐期, 不能越短越好, 相反应当适当延长, 最好超过数量成熟龄。
3 人工林地力衰退研究展望
人们从土壤肥力的营养因素和环境因素以及人工林群落结构功能、微生物区系组成等方面探讨了发生人工林地力衰退的原因, 但由于受研究方法及经费限制, 研究的范围和深度受一定限制, 结论也不可避免地具有片面性, 而引起地力衰退的最直接或最主要的原因, 各研究者得出结论不一。对地力衰退产生的机理研究不够深入, 故有必要从土壤生态系统角度, 全面而深入地研究人工林与土壤的作用机制。人工林地力衰退问题是个复杂问题, 它涉及到持续林业经营思想, 生态环保意识的社会问题和与其它众多学科如土壤化学、生化、微生物、营林、生态学等的联系。为了集中力量, 统一研究, 可组织跨学科、跨部门的协作研究网, 建立新的栽培制度, 形成不同地域、不同树种栽培模式, 使人工林的研究和栽培水平不断提高, 林地得到长期的持续利用。
摘要：从人工林群落结构、土壤微生物种种群区系、土壤理化性质和生化特性, 栽培措施等方面, 分析了导致人工林地力衰退的原因, 提出了调整林分结构, 保护林下植被、混交, 林地施肥和土壤改良、科学营林等措施防止地力衰退;概述了人工林地力衰退的研究进展和今后研究方向。
关键词：人工林,地力衰退,防止对策
参考文献
[1]方奇.杉木连栽对土壤肥力及其杉木生长的影响[J].林业科学, 1987, (4) :389-396
[2]张其水, 俞新妥.杉木连栽林地微生物的季节动态研[J].福建林学院学报, 1991, (4) :422-427
关键词：数字PID；超调控制
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01
PID控制因其具有结构简单、稳定性好、可靠性高等优点，而被广泛应用在工业控制领域。但是，现代的工业控制过程中，许多被控对象机理复杂，具有严重的非线性、时变不确定性和纯滞后性，采用传统PID控制不能达到理想的控制效果，这种情况下，智能PID控制应运而生。
一、传统PID控制
（一）控制原理
PID控制规律是比例（P）、积分（I）和微分（D）控制，根据系统的产生误差，利用比例（P）、积分（I）和微分（D）算法，计算出控制调节量进行控制的。
（二）PID控制的特点
1.比例（P）控制
比例（P）控制是最基本、也是最简单的控制方式，控制器的输出信号成比例反映输入信号。只要系统有误差，控制器就会起控制作用，减小系统的稳态误差。比例系数KP决定比例控制的强弱，增大KP能提高系统开环增益，提高系统的控制精度，但是KP过大，又会降低系统的相对稳定性，甚至导致闭环系统不稳定。
2.积分（I）控制
积分（I）控制的输出与输入误差的积分成正比关系。对于有差系统，要消除稳态误差，就必须在控制器中加入积分项，积分项随着时间的增加而加大，使系统的稳态误差进一步减小，直到为0，消除稳态误差。通常，积分（I）控制的主要作用使系统没有稳态误差，但是积分作用会产生相位滞后，因此如果积分作用太强，会使被控系统的稳定性变差。
3.微分（D）控制
微分（D）控制的输出与输入误差的微分成正比关系。微分（D）控制能够反映误差的变化率，只要系统有误差，而且误差随时间变化时，控制器对误差进行微分，提前抑制误差，避免被控系统产生过大的超调量。但是对于无变化或是变化缓慢的控制对象，微分（D）控制不起作用。
由于比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制都有优缺点，因此，在工业控制系统中，多采用组合控制—PI、PD或是PID控制。控制器根据被控对象的特性，调整PID的三个参数，使系统达到满意的控制效果。
（三）控制算法介绍
计算机PID控制系统中使用数字PID控制器。目前经常使用的有位置式PID控制算法、增量式PID控制算法。（1）位置式PID控制算法。该算法的优点是原理简单、使用方便；不足是对e（k）的累加增大了计算机的存储量和运算的工作量；u（k）的直接输出易造成执行机构的大幅度变化。（2）增量式PID控制算法。该算法的优点是：只计算增量，计算精度对控制量的影响较小；不对偏差累加，不易引起积分饱和；得出的是控制量的增量，误动作影响小；易于实现手动到自动的无冲击切换。缺点是有静态误差、积分截断效应大、溢出影响大。
二、智能PID控制
传统PID控制算法简单，调整参数方便，且具有一定的控制精度，所以在生产实际中，有95%以上的工业控制使用PID控制。但是，随着工业控制系统的越来越复杂，传统PID控制器的弊端也越来越明显。比如，传统PID控制只有用在时不变系统时，才能达到满意的效果；对于非线性或是不确定性系统，则可能致使系统性能变差甚至造成系统的不稳定。因此，工程技术人员在使用传统PID控制的同时，也对其进行了多种改进，其中，智能PID控制器就是众多控制系统中较为典型的新一代控制器。
智能PID控制是以传统PID控制为核心，应用智能控制技术研发的新型控制器。具备两者的优点，既具有传统PID控制器结构简单、可靠性高和整定方便的特点，又具备智能控制系统自学习、自适应、自组织的功能，能够在线调增PID控制器的三个参数，以适应过程参数变化。
智能PID控制根据智能技术的类别主要分为三类：专家PID控制、模糊PID控制、神经网络PID控制。下面主要介绍一下几种智能PID控制器的特点。
（一）专家PID控制
专家PID控制的实质是通过人工智能技术组织和利用被控对象和传统PID控制规律的专家知识，求得被控系统尽可能的实用化和优化。专家PID控制采用传统PID控制形式，根据专家知识和经验，在线调整PID三个参数，使响应曲线达到某种最佳响应曲线。专家PID控制具有良好的控制特性，能应付控制过程中出现的不确定性。但是，专家PID控制，进行实时自适应控制的依据是专家知识或是大量经验。因此，获取专家知识和总结实验经验尤为重要，是设计控制器的重点也是难点。
（二）模糊PID控制
模糊PID控制器优点是不需要被控对象的数学模型，而是依据现有的控制系统知识，运用模糊控制方法建立控制决策表，由该表决定控制量的大小。模糊PID控制既具备模糊控制灵活和适应性强的特点，又具备传统PID控制器结构简单、精度高的优点。模糊PID控制系统的控制效果在于如何建立模糊控制器规则和确保模糊关系的真实性，但是建立模糊规则通常带有主观性，这就一定会影响到系统的动态特性，因此，一些学者在模糊控制器设计中增加自学习的功能，使系统能够自我完善。
（三）神经网络PID控制
基于神经网络的PID控制与模糊PID控制和专家PID控制不同，是直接利用神经网络作为控制器。神经网络作为在线估计器，控制信号由常规控制器发出。首先，神经网络通过学习算法进行离线学习，然后介入控制系统，间接地调整PID参数，给出最佳控制规律下的PID控制器的参数，同时，继续自学习，根据受控对象不断变化调整神经网络的权系数，获得最理想的控制效果。
不论是何种智能控制PID控制方式都是基于传统PID控制基本原理，将智能控制技术与传统PID控制结合，直接或间接地动态整定PID参数，使控制达到更优的效果。
三、结束语
智能控制理论研究的深入，必将带动智能PID控制器的研发，从而完善PID控制性能，提高控制效果。
参考文献：
[1]石辛民，郝整清.模糊控制及其Matlab仿真[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2]易继锴，侯媛彬.智能控制技术[M].北京：北京工业大学出版社，2005.
