ARM技术应用领域的现状及发展趋势(精选10篇)
随着我国ARM嵌入式系统板市场的迅猛发展,特别是十二五时期,转变经济增长方式这一主基调的确定,与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。技术工艺的优劣直接决定企业的市场竞争力。了解国内外ARM嵌入式系统板生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用对于企业提升产品技术规格,提高市场竞争力十分关键。本报告通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集,为客户提供ARM嵌入式系统板行业主要技术应用现状、技术研发、工艺设备配套、高端技术应用等多方面的信息,对于企业了解各类ARM嵌入式系统板产品生产技术及其发展状况十分有益。
各种新型微处理器的出现和应用的不断深化,嵌入式系统在后PC时代得到了空前的发展。随着时间的推移和技术的进步,在工业控制、家用电器、智能仪器仪表、机电控制等领域,已不断展现出其独特魅力。与桌面计算机不同,嵌入式计算机系统以应用为中心,具有专用性、低成本、低功耗、高性能、高可靠性等特点。嵌入式系统日益广泛的应用也让人们认识到这项技术蕴含的巨大的市场潜力。市场的需求带动了对技术人才的需求,在未来5年里嵌入式系统领域将有超过120万的人才缺口,社会急需嵌入式系统相关专业的人才。
ARM是一家提供RISC架构的嵌入式微处理器公司,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM 公司的总部位于英国剑桥,成立于1990年11月,在全球设立了多个办事处,是苹果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合资企业。
20世纪90年代,ARM公司的业绩平平,处理器的出货量徘徊不前。由于缺乏资金,ARM做出了一个意义深远的决定:自己不制造芯片,只将芯片的设计方案授权给其他公司,由它们来生产。正是这个模式,最终使得ARM芯片遍地开花,将封闭设计的Intel公司置于“人民战争”的汪洋大海。
进入21世纪之后,由于手机的快速发展,出货量呈现爆炸式增长,ARM处理器占领了全球手机市场。2010年,全球ARM芯片出货量达61亿片,远远超出预期的45亿片。ARM® 体系结构是业界领先的微处理器体系结构,为系统和软件工程师提供了开发低能耗、高性能消费类和工业产品的硅验证解决方案。这些终端产品涵盖了从汽车和工业监视器到家庭娱乐和移动设备的各个领域。
ARM 完整产品线包括微控制器、微处理器、图形处理器、实现软件、单元库、嵌入式内存、高速连接产品、外设以及开发工具。借助于完善的设计服务、培训、支持和维护以及公司的庞大合作伙伴社区,我们提供了一个全面的系统解决方案,为主要电子设备公司提供一条快速可靠的途径将产品推向市场。
ARM 是 32 位嵌入式微处理器的行业领先提供商,已推出各种各样基于通用体系结构的处理器,这些处理器具有高性能和行业领先的功效,而且系统成本也有所降低。与业界最广泛的体系(拥有超过 750 个可提供硅、工具和软件的合作伙伴)相结合,已推出的一系列 20 多种处理器可以解决每个应用难题。迄今为止,ARM 已生产超过 200 亿个处理器,每天的销量超过 1000 万,是真正意义上的 The Architecture for the Digital World®(数字世界的体系结构)。
陶瓷是人类最早使用的材料之一,在人类发展史上起着重要的作用,直到现在,陶瓷仍是人类生活和生产中不可缺少的一种材料。陶瓷产品的应用遍及国民经济的各个领域。不仅在人们日常生活中不能没有陶瓷,就是在工业生产、科学研究中也同样不能缺少陶瓷。这是因为陶瓷材料具有着许多其他材料无法比拟的优异性能,如耐磨损、耐腐蚀、耐高温高压、硬度大、不老化等,能够在其他材料无法承受的恶劣环境条件下正常工作[1]。但是,随着科学技术的发展,人们希望作为三大材料之一的陶瓷材料应具有更广泛的特性和功能。纳米技术的出现为陶瓷材料的改性和增强提供了条件。
1 纳米技术在陶瓷领域的应用现状
纳米技术是在现代物理学和新兴的高新技术相互融合的基础上,于上世纪80年代迅速形成和发展起来的一门基础研究和应用开发紧密联系的高新技术,它是在纳米尺度上研究物质(包括分子、原子)的内在相互作用和特性,并利用这些特征的多学科的科学技术。
作为三大材料之一的陶瓷,随着社会的发展被分成了两大类:普通陶瓷和特种陶瓷。普通陶瓷按其用途分为日用瓷、建筑瓷、电瓷和化工瓷。特种陶瓷又可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷强调材料的力学性能或机械性能;而将具有电、磁、声、光、热、化学及生物体特性,且具有相互转化功能的陶瓷定义为功能陶瓷。纳米技术无论是在普通陶瓷还是在特种陶瓷方面都进行着广泛的研究与探讨。
1.1 在普通陶瓷中的应用
纳米技术在普通陶瓷中的应用近年来已有不少报道,主要是利用纳米陶瓷粉掺入普通陶瓷坯体、釉料或釉表面,从而达到增强、抗菌或自洁的目的。纳米陶瓷粉的尺寸在1-100nm之间,因此晶粒间滑移容易,因而能改善陶瓷坯体的脆性增加其塑性,同时,也能提高材料致密性降低烧成温度。我国是世界日用瓷和建筑瓷生产大国,但其制品的质量、档次一直不能上去,主要原因在于陶瓷制品的脆性大、韧性差、光洁度低等。研究者们在制品中添加适量的纳米Si O2,不但大大降低了陶瓷制品的脆性,而且使其韧性提高几倍甚至几十倍,光洁度亦明显提高,还使陶瓷在较低温度下烧制,从而使陶瓷制品档次提高数级[2]。电瓷方面,实践表明,在95瓷里添加少量的纳米Si O2可以使陶瓷更加致密,冷热疲劳性能、强度性能大大提高[3]。由于陶瓷需要高温烧结,许多纳米粉体在陶瓷中的应用受到限制,目前纳米粉体应用到陶瓷中最多的为纳米抗菌自洁粉体。纳米陶瓷粉在纳米量级时,其比表面积增大,活性增强,显示出突出的抗菌、抑菌和自洁作用。胡海泉等[4]开发出一种复合型(光触媒系和银系复合)高效抗菌釉,施于高温素烧瓷胎上。并且采用双层釉工艺,下部是基础釉,上层是基础釉中加入复合抗菌材料的高效抗菌釉,中温烧成,烧后制品具有杀菌率高、安全等特点。经检测,各项指标全部达到日用陶瓷国家标准。王惠文等[5]通过在底釉的基础上施一层玻璃质透明釉,且透明釉中不含硅酸锆、石英等难熔颗粒,充分保证了釉面的平整度,同时在釉料中加入了高效的纳米复合抗菌剂(Ag2O和Zn O),研制出了微观区域均匀、表面光滑、抗菌防污的卫生洁具。广东东鹏陶瓷有限公司采用特殊的涂附技术,将纳米液态聚合硅均匀分布于陶瓷表面,经高温处理后,得到具有纳米量级膜层的陶瓷,这一膜层能大大降低陶瓷的表面张力,使液体在陶瓷表面呈半球状,不易粘污,易于清洗,其产品经过国家建筑材料测试中心检测,对普通污染源具有优良的易清洁特性[6]。
1.2 在特种陶瓷中的应用
特种陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。功能陶瓷包括热学功能陶瓷、生物功能陶瓷、化学功能陶瓷、电功能陶瓷、光功能陶瓷、涂层/薄膜等。随着纳米技术在特种陶瓷领域研究的不断深入和拓展,特种陶瓷表现出了许多奇异的性能,其应用范围亦在以前所未有的速度延展,下面按分类对其现状及应用进行综述。
1.2.1 在结构陶瓷中的应用
结构陶瓷主要有:切削工具、模具、耐磨零件、泵和阀部件、发动机部件、热交换器、生物部件和装甲等。主要材料有:Si3N4、Si C、Zr O2、B4C、Ti B2、Al2O3和Sialon等。陶瓷刀具是现代结构陶瓷在加工材料中的一个重要应用领域,陶瓷刀具不仅具有高硬度、高耐磨性,同时具有优异的耐高温性,即在高温下仍保持优良的力学性能,从而成为制造切削刀具的理想材料。但现有的陶瓷刀具材料难以广泛应用于更高的切削速度,而使用纳米材料制备的陶瓷刀具与传统的陶瓷刀具相比显示出更优异的性能,它扩大了现有陶瓷刀具的加工范围,能够提高刀具的力学性能、切削速度、增加切削可靠性和刀具的寿命,同时大大提高生产率。目前使用纳米技术制备的陶瓷刀具材料主要有两种:纳米复合陶瓷刀具材料和纳米涂层陶瓷刀具材料。许育东[7]、田春艳等[8]均研究了纳米Ti N改性金属陶瓷刀具的磨损和切削性能,实验证明,经纳米Ti N改性的金属陶瓷刀具热稳定性好、高温硬度和强度高、抗氧化性和化学稳定性好等优良综合性能,并使其具有良好的耐磨性能,延长了刀片的使用寿命。合肥工业大学材料学院的许峰[9,10]研制出了利用纳米材料制作的新型金属陶瓷刀具,即通过纳米Ti N、Al N改性的Ti C基金属陶瓷刀具。研究表明,在Ti C陶瓷中加入纳米Ti N可以细化晶粒。根据Hall-Petch公式,晶粒细化有利于提高材料的强度、硬度和断裂韧性,经与传统的金属陶瓷相比,所研制的纳米改性金属陶瓷刀具具有良好的耐磨性及高温切削性能,特别适合于在高速精加工及半精加工中使用。宋世学等[11]研制成功了使用纳米级的Al2O3粉末和亚微米级的Ti C粉末代替微米级的粉末,并加入少量的金属粘结剂,采用热压烧结技术,成功制备出Al2O3/Ti C纳米复合刀具材料。切削性能实验表明,纳米复合陶瓷刀具的耐磨性能远高于同组分的微米级的陶瓷刀具,且断续切削的能力也有了明显增强。添加纳米材料的Si3N4系复合陶瓷刀具材料比未添加纳米材料的要高,如在Si Cp/Si3N4纳米复合陶瓷中,纳米级的Si Cp粒子既可弥散于基体的晶粒内,也可弥散于基体的晶界,属于晶内-晶间混合型,当纳米材料的体积含量为25%时,强度和韧性都有很大幅度的提高,即使在温度达到1400℃时强度仍未下降。房玉英等[12]研究了新型纳米复合陶瓷球的制造方法,并对不同材质球的性能进行了对比,指出纳米复合氮化硅陶瓷球的性能远优于钢球,这一高科技产品的开发及应用,必将有力的推动我国轴承工业的发展。徐海军等[13]采用两段式无压烧结制备了纳米(Zr O2)(3Y)陶瓷材料,该陶瓷材料相对密度大于99%,从而提高了材料的性能。
在军事领域中纳米结构陶瓷的高活性和耐冲击性能,可有效提高主战坦克复合装甲的抗弹能力;增强速射武器陶瓷衬管的抗烧蚀性和抗冲击性;由防弹陶瓷外层和碳纳米管复合材料作衬底,可制成坚硬如钢的防弹背心;在高射武器方面如火炮、鱼雷等,纳米陶瓷可提高其抗烧结冲击能力,延长使用寿命[14]。
1.2.2 在功能陶瓷中的应用
纳米技术无论是在热学功能陶瓷、生物功能陶瓷、化学功能陶瓷、电磁功能陶瓷、光学功能陶瓷,还是在涂层/薄膜和复合材料等方面的应用都显示出了巨大的潜力。
在生物功能陶瓷方面:利用纳米技术生产的纳米抗菌材料有三类:一类是Ag+系抗菌材料;第二类是Zn O、Ti O2等光触媒型纳米抗菌材料;第三类是C-18A纳米蒙脱土等无机材料。将前两类加入陶瓷中可制成对病菌、细菌有强的杀菌和抑菌作用的陶瓷产品。北京陶瓷厂和日本东陶机器株式会社合资生产的高档卫生洁具“TOTO”产品,既是应用这一技术生产的具有抗菌性能的卫生洁具。另外,利用纳米技术制备的纳米陶瓷在强度、硬度、韧性和超塑性上都得到提高,因此,在人工器官制造、临床应用等方面,纳米陶瓷将比传统陶瓷有更广泛的应用和极大发展前景。李玉宝等[15,16]用硝酸钙、磷酸铵为原料,二甲基甲酰胺为分散剂,在常压下制备出晶体结构类似于人骨组织的纳米级羟基磷灰石针状晶体,可用作人骨组织修复材料;Luo J H等[17]用正硅酸乙酯在氢氟酸催化下,经溶胶-凝胶法制得纳米孔结构的Si O2,再用聚四乙二醇-二甲基乙酰胺经光引发原位聚合制得Si O2/PTEGDMA纳米复合材料,其比传统的牙科用复合材料具有更优异的耐磨性及韧性。另外,国外已制备出含有Zr O2的纳米羟基磷灰石复合材料,其硬度、韧性等综合性能可达到甚至超过致密骨骼的相应性能,通过调节Zr O2含量,可使该纳米复合人工骨材料具有优良的生物相容性[18]。
在光功能陶瓷方面:纳米微粒由于小尺寸效应使它具有常规大块材料不具备的光学特性。例如光学非线性、光吸收、光反射、光传输特性等都与纳米微粒的尺寸有关。中科院福建物构所的洪茂椿院士利用纳米技术研究开发出了性能优良的光功能陶瓷材料,重点研究烧结型透明陶瓷、纳米结构的氟氧化物玻璃陶瓷和硼酸盐微晶玻璃三个相互关联的材料体系。目前正在研制的纳米吸波陶瓷材料不仅具有良好的吸波性能,而且还有功能丰富、频带宽、省材、轻便等特点。纳米陶瓷吸波材料主要有Si C,Si3N4及复合物Si/C/N,Si/C/N/O等,其主要成分为碳化硅、氮化硅和无定型碳,具有耐高温、质量轻、强度大、吸波性能好等优点。尤其是Si/C/N吸波材料,不仅具有以上优点,而且还具有使用温度范围宽(从室温到1000℃均可使用)、用量小、介电性能可调、可以有效减弱红外辐射信号的优良特性。例如:Si/C/N和Si/C/N/O纳米吸波材料在厘米波段和毫米波段均有很好的吸收性能;纳米Si C和磁性纳米吸波材料复合后吸波性能可有大幅度提高;平均粒径为5.2nm的Au/Si O2纳米材料,随着在Si O2熔孔中Au微粒尺寸的减小,出现了等离子共振吸收峰红移[19,20]。
在电功能陶瓷方面:利用纳米技术制备的纳米陶瓷在电学方面具有优异的性能,可以利用其制作导电材料、绝缘材料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料、压敏和非线性电阻以及热电和介电材料等。例如用纳米Ba Ti O3(70nm)陶瓷的室温介电常数达30000以上,可用于超小型、大容量陶瓷叠层电容器(MLC)等现代电子元器件的制造。通过对纳米Zn O陶瓷的研究,发现其有很强的界面效应,有着很高的导电率、透明性和传输率等优异性能,其有效介电常数比普通Zn O陶瓷高出5-10倍,而且具有非线性伏安特性,可用于压电器件、超声传感器、太阳能电池等的制造[21,22,23]。
在涂层/薄膜方面:热喷涂纳米涂层的纳米颗粒由于比表面大,活性高而极易被加热熔融,在热喷涂过程中纳米颗粒将均匀地熔融。由于熔融程度好,纳米颗粒在碰到基材后变形剧烈,平铺性明显优于微米级颗粒。热喷涂纳米结构涂层熔滴接触面更多,涂层孔隙率低,表现在性能上就是纳米结构涂层的结合强度大、硬度高、断裂强度好和耐腐蚀好。M.Gell,E.H.Jordan等[24]人研究了纳米陶瓷涂层与微米级陶瓷涂层摩擦学性能。研究表明,纳米结构涂层致密,裂纹短而小,磨损表面光滑平整,摩擦磨损性优于微米级颗粒涂层。纳米涂层耐磨性高于微米级涂层,且经处理的纳米结构涂层的耐磨性最高,约为微米级涂层的2倍。据报道,在氧化铝陶瓷作为摩擦副,载荷为80N的条件下,纳米WC-Co涂层的摩擦系数为0.32;同样条件下,传统WC-Co涂层的摩擦系数为0.39。真空等离子喷涂的纳米WC-Co涂层还具有较高的抗磨损性能。在40~60N的载荷下,其磨损率仅为同条件下传统磨损率的1/6[25]。纳米结构氧化铝、氧化钛复合陶瓷涂层具有优良的抗磨损性能,显示了良好的韧性和吸附应力的能力,其粘结强度是传统涂层的2倍,抗磨损性是它的3-4倍,抗冲击性能也得到很大提高[26,27]。
2 纳米技术在陶瓷应用中存在的问题
纳米技术虽然在陶瓷中的应用取得了长足的发展,但也存在许多问题亟待解决,这些问题解决的好坏将影响纳米技术在陶瓷中的进一步拓展和工业化应用,主要表现在:
2.1 纳米材料与基体的相容性
对于纳米添加材料,除了要考虑是否适于与工件材料的粘结等问题外,最为关键的问题是纳米材料与基体材料之间界面的相互作用,即分散介质与基体材料的相容性。纳米添加材料与基体材料之间的相容性表现在两个方面:化学相容性和物理相容性,即任意配比下的两组分都能形成均相体系的能力和两种组分之间相互分散而制得性能稳定的共混物的能力。如在陶瓷刀具材料中,纳米材料与工件材料之间的化学相容性问题是一个重要问题。因为对于陶瓷刀具材料,多用于高速切削或难加工材料的加工等领域,接触区的压力和温度相当高,刀具材料与工件材料之间发生化学反应的可能性增大,而化学反应的发生将会使刀具材料的耐磨性能与抗破损性能有不同程度的降低。
2.2 添加纳米材料的分散性
纳米材料具有极微小粒度、高比表面、高表面活性。随着纳米粉体颗粒尺寸的减小,其比表面和表面能增大。在制备和应用的过程中,由于颗粒间普遍存在的范德华力和库仑力,纳米颗粒极易凝聚并团聚形成二次颗粒,即所谓的软团聚,使粒子粒径增大。如果不加以分散而直接混料,大团聚颗粒的存在会使制备的材料在最终使用时失去纳米材料所具备的特性。因此,纳米材料在添加之前能否均匀、稳定地分散是其应用所要解决的首要问题。
2.3 纳米技术在陶瓷中的工业化
目前纳米技术在陶瓷中的工业化研究和应用,还处在起步阶段,许多瓶颈问题有待于进一步的研究和解决。如:如何制备低成本纳米陶瓷粉体问题;如何保持陶瓷材料中的纳米特性问题;生产中怎样控制的问题等等。
3 纳米技术在陶瓷应用方面的发展趋势
纳米技术在无论实在传统陶瓷的应用方面还是在现代陶瓷的应用方面,都将带来革命性的变化。普通陶瓷不再是性脆极难加工的产物,它将在保留其耐腐蚀、耐高温、耐高压等特性的前提下,具有象金属一样的韧性,可进行加工和切削;普通陶瓷也不再是高能耗、高污染的代名词,纳米技术可使其烧结温度降低几百度,由此可节省大量的能源,同时也有利于环境的净化;特种陶瓷在力学性能、电学性能、磁学性能、光学性能、热学性能等方面都将得到进一步的提高和延伸,甚至表现出特异的性能。同时其应用领域也将大为拓展,如:纳米技术应用于特种陶瓷中制成的烧结体可作为储气材料、热交换器、微孔过虑器以及检测温度气体的多功能传感器。它的发展使陶瓷材料跨入了一个新的历史时期。
4 结语
纳米技术在陶瓷中的应用应该说才刚刚开始,在应用过程中还有许多技术问题亟待解决,但是有理由相信它的应用将给传统陶瓷带来决定性的革命,给陶瓷领域翻开了新的篇章。
摘要:综合评述了纳米技术在传统陶瓷、结构陶瓷、光学功能陶瓷、电学功能陶瓷和生物功能陶瓷等方面的应用。对纳米技术在陶瓷应用中存在的问题进行了分析,展望了纳米技术对陶瓷未来的影响。
【摘 要】嵌入式系统已经有了近50年的发展历史,它为自动化控制开辟了广阔的发展空间。本文主要就嵌入式控制系统的一些应用领域做简单的说明,并介绍其发展趋势。
【关键词】嵌入式 控制系统
【中图分类号】TP393 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)03-0095-01
从20世纪70年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器、微控制器的大规模应用,由于嵌入式系统具有功能强大、开发方便的优点,目前已经得到广泛的应用,同时,随着信息化时代的到来,用户对嵌入式生产厂商提出了更高的要求,嵌入式控制系统将会有更大的发展。
1嵌入式系统的介绍
1.1定义:根据英国电器工程师协会(U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
1.2系统结构:嵌入式系统有硬件和软件两大部分组成。
a.硬件包括微处理器、存储器、 外部设备和I/O口、图形控制器等。
b.软件部分包括操作系统,和应用程序。
1.3特点:系统内核小、系统精简、高实时性和高可靠性、智能化和网络化、专用性强、需要有专用的开发工具和环境等。
2嵌入式控制系统应用领域
嵌入式系统以其组网灵活﹑可靠性高﹑抗干扰能力强﹑低功耗和网络容量大等特点在计算机控制领域发挥着显著的作用。嵌入式控制器体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,使其应用深入到各个领域,包括:工业控制、交通管理、信息家电、消费类电子产品及家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、农业及环境工程监测、机器人领域、军事国防领域等。
2.1.工业控制。
随着工业智能化和控制对性能的要求提高,基于嵌入式工业自动化获得长足发展,目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用在如工业过程控制、数铣机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工等系统中。另外,在工业控制器和设备控制器方面采用的嵌入式处理器往往采用16位以上的处理器,各种MCU、ARM、MIPS、DSP、FPGA、68000系列的处理器在控制器中占据核心地位。这些处理器提供丰富的接口总线资源,可以事先数据采集,数据处理,通信及显示。就传统的工业控制产品而言,低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展,32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心,在未来几年内必将获得长足的发展。
2.2.交通管理。
智能交通系统由交通状况监视、交通控制、交通信息采集、信息发布和通信5大子系统组成。在这些应用系统中能对交通数据进行获取、存储、管理、传输、分析和显示,以提供交通管理者或决策者对交通状况现状进行决策和研究。智能交通及其管理系统,要求系统能够在无人监控的状态下全天候不间断的进行运行,在稳定性方面的要求非常高,不允许死机的现象出现,在稳定特性方面嵌入式产品完全可以胜任。
2.3.信息家电、消费类电子产品及家庭智能管理系统。
家电行业是嵌入式应用的另一大行业,具有用户界面、能远程控制、智能管理的电器是未来的趋势。据IDG发布的统计数据表明,未来信息家电将会增长五到十倍。
而我们日常生活中必不可少的消费类电子产品则是各种嵌入式控制系统的天下,手机、MP3、录影机、平板电脑等,这些电子产品的核心部分就是嵌入式系统。
另外,在家庭智能管理系统方面,嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查,并实现更高,更准确和更安全的性能。
2.4.军事国防领域。
在20实际60年代武器控制中就开始采用嵌入式计算机系统了,后来用于军事指挥控制和通信系统,所以军事国防历来就是嵌入式系统的一个重要应用领域。现在各种武器控制系统(火炮控制,导弹控制,智能炸弹制导引爆系统),坦克,舰艇,轰炸机等,各种电子产品在三军当中的运用,雷达,电子战对抗设施,野战指挥作战用各种专用设备等都可以看到嵌入式系统的影子。使用嵌入式技术的武器在伊拉克战争中就曾经被广泛使用。例子:央视报道过嵌入式系统可使老坦克行进中快准狠打击运动目标。
3嵌入式控制系统发展趋势
数字时代,信息时代使得嵌入式产品获得了巨大的飞跃契机,为嵌入式市场展现了美好的前景,在不久的将来嵌入式系统的几大发展趋势:
3.1.嵌入式开发是一项系统工程,因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。
目前很多厂商已经充分考虑到这一点,在主推系统的同时,将开发环境也作为重点推广。比如WindowCE在主推系统时也提供Embedded VC++作为开发工具,还有Vxworks的Tonado开发环境,DeltaOS的Limda编译环境,而三星在推广Arm7,Arm9芯片的同时还提供开发板和板级支持包(BSP)等都是这一趋势的具体现象。这就是竞争导致的市场现象。
3.2. 信息化、网络化的要求随着带宽的提高以及因特网技术的成熟度而日益提高,当代家用电气的功能不够全面,因此必须使设备变得不再功能简单,要具备更加多样性的功能。
这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能,单片机的设计者们采用更强大的嵌入式处理器,同时增加功能接口,如USB,扩展总线类型,如CAN BUS,加强对图形、多媒体等的处理,逐步实施片上系统(SOC)的概念。软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性,简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
3.3.网络互联成为必然趋势。
当代的嵌入式系统更追求多通信和拓展性,因此要求接口的复杂化和多样化,在硬件上支持网络互联成为必然。以往的单片机系统涉足网络的内容并不多,新的嵌入式处理器已经开始内嵌各种网络接口,支持IEEE1394、TCP/IP协议、IrDA、Bluetooth CAN或USB通信接口,同时也需要提供相应的物理层驱动软件以及通信组网协议软件。软件方面可以在设备上嵌入Web浏览器,也可以在系统内核支持网络模块,实现各种网络资源的综合运用。
3.4.精简系统算法、内核,降低功耗和软硬件成本。
未来的嵌入式产品是软硬件紧密结合的设备,为了减低成本和功耗,只保留和系统功能紧密相关的软硬件,需要设计者尽量精简系统,用最低的资源实现必须的功能,这就要求设计者不断改进算法并最大程度的优化编译性能,选用最佳的编程模型。
3.5.提供友好的多媒体人机界面。
用户与嵌入式设备能零距离接触,最重要的因素就是它能提供非常友好的用户界面。图像界面,灵活的控制方式,这要求使得嵌入式软件设计者要在图形界面,多媒体技术上花费更多的精力。语音拨号上网、手写文字输入、收发电子邮件以及图像、彩色图形都会使使用者获得更好的感受。
4总结
嵌入式控制系统因其强大的功能以及高可靠性而被应用在各种领域,巨大的市场需求推动着嵌入式系统的迅猛发展。随着时代的进步,人们对产品的要求越来越高,这将会对嵌入式供应商提出了更高的挑战,但这也是一个难得的机遇,它将会促使嵌入式控制系统不仅从数量上还有质量上发生质的改变。
参考文献:
年级:大一
学号:***
姓名:傅天一
专业:计科
指导老师:
二零一四年五月
摘要:由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速,文章概述光纤通信技术的发展现状,并展望其发展趋势。
关键词:光纤通信技术;趋势;光纤到户;全光网络
一、前 言
1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从
1980年到2000年增加了近1万倍,传输速度在过去的10年中大约提高了10倍。
二、光纤通信技术的发展现状
为了适应网络发展和传输流量提高的需求,传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究,实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究,实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前,以日本为代表的发达国家,在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面,光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成,为下一代宽带信息网络,尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中,WDM技术比较成熟,它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来,可放大带宽约80nm;(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA结合起来,可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说,在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码,限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说,色散限制仅仅为50km。因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中,使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显着增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合,凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势,继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务,而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求,只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开,核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了,它可与多种技术相结合,例如ATM、SDH、以太网等,分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题,APON发展基本上停滞不前,甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用,APON将用于实现FITH方案。GPON对
电路交换性的业务支持最有优势,又可充分利用现有的SDH,但是技术比较复杂,成本偏高。EPON继承了以太网的优势,成本相对较低,但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95%的局域网都使用以太网,所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的,并且原有的以太网只限于局域网,而且MAC技术是点对点的连接,在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网,还可扩展到城域网,甚至广域网,EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
三、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言,超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求陆能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使FITH的实用化成为可能。据报道,1997年日本NTT公司就开始发展FTTH,2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中,FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国,光纤到户也是势在必行,光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,伴随着相应技术的成熟与实用化,成本降低到能承受的水平时,FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍用电器件,限制了目前通信网干线总容量的提高,因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。
四、结 语
作者:北京城市学院信息学部 刘伟
摘要:本文首先介绍了人机工程学的概念,回顾了人机工程技术国内外的研究状况,指出了人机工程技术研究的应用领域;其次通过对人机界面技术及视觉-目标拾取认知技术研究的规律研究的分析,对当前人机工程技术研究的发展趋势进行了探讨;最后对人机工程技术的应用前景进行了分析。
关键词:人机工程;人机界面;视觉;目标拾取。
一、让技术人性化的科学--人机工程学
1什么是人机工程学
人机工程学是研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系,为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力,以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学还研究人的训练,人机系统设计和开发,以及同人机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研究,在美国有人称之为人类工程学“HUMAN ENGINEERING”,人因(素)工程学“HUMAN FACTORS(ENGINEERING)”,在欧洲有人称之为“ERGONOMICS”,生物工艺学,工程心理学,应用实验心理学以及人体状态学等等。日本称之为“人间工学”,我国目前除使用上述名称外,还有译成工效学、宜人学、人体工程学、人机学、运行工程学、机构设备利用学、人机控制学等。人体工程不同的命名已经充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合,实际上,这一学科就是人体科学,环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物,它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”;以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”,而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”,形象地构成了本学科的体系,从人机工程学的构成体系来看就是一门综合性的边缘学科,其研究的领域是多方面的,大致包括电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育、互联网等,人机工程学甚至可用于大规模社会系统,因此可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系。
2人机工程学的国内外发展状况
人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。美国21世纪信息技术计划中的基础研究内容为4项:软件、人机交互、网络、高性能计算机。其中,人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一,并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性,对其它工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一,而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。日本也提出了FPIEND21计划(Future Personalized Information Environment Development),其目标就是要开发21世纪个性化的信息环境。我国973、S-863、十五计划及未来的十一五计划均将人机交互列为主要内容。
在中国,人机工程学的研究在20世纪30年代开始即有少量和零星的开展,但系统和深入的开展则在“文革”以后。1980年4月,国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会,统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。1984年,国防科工委成立了国家军用人-机-环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立,有力地推动了我国人机工程学研究的发展。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会,再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。20世纪90年代初,北京航空航天大学首先成立了我国该专业的第一个博士学科点,随后南京航空航天大学、西北工大、北京理工大学、北大医学部等大学也先后成立了相应的专业。当前,随着我国科技和经济的发展,人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高,对产品的人机工程特性也会日益重视。一些厂商把“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点,也正是出于对这种新的需求取向的意识。
3人机工程的应用领域
(1)事故、健康与安全:包括事故与安全、事故调查、事故改造、健康与安全、健康人机工程、危险分析、健康与安全课题、健康与安全规则的应用、工业工作压力、机器防护、安全文化与安全管理、安全文化评价与改进、警示与提醒技术、安全概率分析;
(2)人体工作行为解剖学和人体测量:解剖学、人体测量、人体测量和工作空间设计、生物力学、残疾人设计、姿势和生物力学负荷研究、工作中的滑倒、差错研究、背部疼痛、听觉障碍研究;
(3)认知工效学和复杂任务:认知技能和决策研究、法律人机工程、团队工作、过程研究;
(4)计算机软件人机工程 :软件设计、软件发展、软件人机工程、执行和可用性;
(5)计算机终端:设计与布局:计算机产品和外设的设计与布局、计算机终端工作站、显示屏设备与规则、显示屏健康与安全、办公环境人机工程研究;
(6)显示与控制布局设计:显示与控制信息的选择与设计;
(7)控制室设计:控制台和控制室的布局设计、控制室人机工程;
(8)环境人机工程:环境状况和因素分析、噪音测量、工作中的听力损失、热环境、可视性与照明、工作环境人机工程、振动;
(9)专家论证:多工作环境 :专家论证调查研究、法律人机工程、工作赔偿申诉、伤害诉讼、伤害原因、诉讼支持;
(10)人机界面设计与评价:人机界面的设计与发展、知识系统、人机界面形式、HCI/MMI原型、GUI原型;
(11)人的可靠性:人的失误和可靠性研究、人的失误分析、人因审查、人因整合、人的可靠性评价;
(12)工业设计应用“信息设计、市场/用户研究、医疗设备、座椅的设计与舒适性研究、座椅设计与分类、家具分类与选择;
(13)工业/商业工作空间设计:工业工作空间设计、工业人机工程、工作设计与组织、人体测量学与工作空间设计、工作空间设计与工作站设计、警告、标签与说明、工作负荷分析;
(14)管理与人机工程:变化管理、成本-利益分析、突发事故应变研究、人机战略实施、操作效能、操作负荷分析、标准化研究、人力资源管理、工作程序、人机规则和实践;
(15)手工操作负荷,安全与培训:手工操作评价与培训、手工操作与举力、手工操作负荷;
(16)办公室人机工程与设计:办公自动化、办公室和办公设备设计、办公室设计人机工
程;
(17)生理学方面和医学人机工程:生理学、生理能力、医学人机工程、医学设备、心理生理学、行为期望、行为标准;
(18)产品设计与顾客:人机工程销售与市场、产品设计与测试、产品中人机工程、产品发展、产品可靠性与安全性、产品缺陷、产品材质、服装人机工程;
(19)风险评估:多种工作状况:风险与成本-利益分析、风险评估与风险管理、风险预测、总体骨骼、肌肉风险研究;
(20)社会技术系统与人机工程:组织行为、组织变化、组织心理学、人机工程战略、社会技术系统、暴力评估与动机;
(21)系统分析:系统分析与设计、系统整合、系统需求、电信系统与产品、人机系统、人员配备研究、三维人体模型、实验设计、系统设计标准与类别、通信分析;
(22)任务分析:任务分析与工作设计、任务分析与综合、团队协作;
(23)管理培训与人员培训:人机工程培训、整体培训、认知技能/决策分析、工程师培训、STUDIO中的训练、训练模型、培训需求分析;
(24)可用性评估:可用性评估与测试、可用性审核、可用性评估、可用性培训、试验与验证、仿真与试验、仿真研究、仿真与原型;
(25)用户需求与用户指导:用户文档、用户指导、用户手册与说明、用户界面设计与原型、用户需求分析与类别、用户实验管理;
(26)车辆与交通人机工程:航空人机工程、头盔显示、乘客环境、铁路车辆与系统、交通设计、车辆设计、车辆人机工程、车辆安全性 ;
(27)其它特殊的人机工程应用:原子能、军队人机工程、过程控制、文化调查、调查与研究方法、自动语音识别。
二、当前人机工程技术研究的发展趋势
1人机界面技术研究
在人机工程学中人机界面是最重要的一个研究分支,它是指人机间相互施加影响的区域,凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。可将设计界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和,它反映着人一物之间的关系。
广义的人机界面:在人机系统模型中,人与机之间存在一个相互作用的“面”,称为人-机界面,人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人,实现机-人信息传递;人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息,经过脑的加工、决策,然后作出反应,实现人-机的信息传递。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。研究人机界面主要针对两个问题: 显示和控制。
狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面。人机界面(Human-Computer Interface),又称人机接口、用户界面(User Interface)、人机交互(Human-Computer Interaction),是计算机科学中最年轻的分支科学之一。它是计算机科学和认知心理学两大科学相结合的产物,同时也吸收了语言学、人机工程学和社会学等科学的研究成果。通过30余年的发展,已经成为一门以研究用户及其与计算机的关系为特征的主要学科之一。尤其80年代以来,随着软件工程学的迅速发展和新一代计算机技术研究的推动,人机界面设计和开发已成为国际计算机界最为活跃的研究方向。随着计算机技术、网络技术的发展,人机界面学的发展,会朝着以下几个方向发展:
(1)高科技化
信息技术的革命,带来了计算机业的巨大变革。计算机越来越趋向平面化、超薄型化;便捷式、袖珍型电脑的应用,大大改变了办公模式;输入方式已经由单一的键盘、鼠标输入,朝着多通道输入化发展。追踪球、触模屏、光笔、语音输入等竞相登场;多媒体技术、虚拟现实及强有力的视觉工作站提供真实、动态的影像和刺激灵感的用户界面,在计算机系统中,各显其能,使产品的造型设计更加丰富多彩,变化纷呈。
(2)自然化
早期的人机界面很简单,人机对话都是机器语言。由于硬件技术的发展以及计算机图形学、软件工程、人工智能、窗口系统等软件技术的进步,图形用户界面(Graphic User Interface)、直观操作(Direct Manipulation)、“所见即所得”(What you see is what you get)等交互原理和方法相继产生并得到了广泛应用,取代了旧有“键入命令”式的操作方式,推动人机界面自然化向前迈进了一大步。然而,人们不仅仅满足于通过屏幕显示或打印输出信息,进一步要求能够通过视觉、听觉、嗅觉、触觉以及形体、手势或口令,更自然地“进入”到环境空间中去,形成人机“直接对话”,从而取得“身临其境”的体验。
(3)人性化
现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。今天的消费者纷纷要求表现自我意识、个人风格和审美情趣,反映在设计上亦使产品越来越丰富、细化,体现一种人情味和个性。一方面要求产品功能齐全、高效,适于人的操作使用,另一方面又要满足人们的审美和认知精神需要。现代电脑设计,已经摆脱了旧有的四方壳纯机器味的淡漠。坚锐的棱角被圆滑、单一的米色不再一统天下;机器更加紧凑、完美,被赋予了人的感情。软界面中颜色、图标的使用,屏幕布局的条理性,软件操作间的连贯性和共通性,都充分考虑了人的因素,使之操作更简单、友好。目前,人机交互正朝着从精确向模糊,从单通道向多通道以及从二维交互向三维交互的转变,发展用户与计算机之间快捷、低耗的多通道界面。
(4)和谐的人机环境
今后计算机应能听、能看、能说,而且应能“善解人意”,即理解和适应人的情绪或心情。未来计算机的发展是以人为中心,必须使计算机易用好用,使人以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式与计算机打交道。
国外一些大公司如IBM、微软等在中国国内建立的研究院大多以人机接口为主要研究任务,尤其是在汉语语音、汉字识别等方面,如汉语识别与自然语言理解,虚拟现实技术,文字识别,手势识别,表情识别等。我们应该在人机交互方式技术竞争中,特别是在人机界面的优化设计、视觉-目标拾取认知技术等方面取得主动权。
2视觉-目标拾取认知技术研究
眼睛是心灵的窗户,透过这个窗口我们可了解人的许多心理活动。人类的信息加工在很大程度上依赖于视觉,来自外界的的信息有80~90%是通过人的眼睛获得的。眼动的各种模式一直与人的心理变化相关,对于眼球运动即眼动的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段,吸引了神经科学、心理学、工效学、计算机科学、临床医学、运动学等领域专家的普遍兴趣,其研究成果在工业,军事,商业等领域得到广泛应用。
在视觉-目标拾取认知技术科学研究中最为重要的问题就是人对信息流的获取(输入)和信息流的控制(输出)这两个问题。据研究人对外部信息流的获取有80%是通过视觉获得的,由于视觉的重要性,有关视觉-眼动系统的研究始终是科学界关注的问题之一,其中有关人眼的搜索机制早就引起了神经病学家、眼科学家、生理学家、解剖学家以及工程师们的极大兴趣,特别是近年来,世界各国对视觉-眼动系统的研究越来越多:NASA、哈佛、麻省、剑桥、牛津等著名科研机构或大学都设有专门的视觉-眼动系统研究部门。而人对外部信息流的控制主要是通过手、脚、口等效应器官进行的,其中研究人的目标拾取运动这一基本、重要的作业运动形式,可以为人机界面系统的设计、评估、操作提供量化的理论依据和理论指导,因此,该研究具有很好的工程应用价值,并一直是工效学、心理学、生理学等学科的研究热点。近年来,随着计算机及人机界面技术的发展,眼动仪在人机界面设计上受到高度重视。美国空军最早在新的人机交互设计中运用视觉追踪技术,最初的主要目的是要把视觉追踪用于战斗机座舱的设计。这一领域的深入研究表明,视觉追踪技术不但可以用于战斗机座舱的设计,而且还可以运用视觉追踪技术,把人眼作为计算机的一种输入工具,形成视觉输入人机界面。另外,日本的ATR通讯系统研究实验室和东京工业大学已将眼动测量用于对虚拟现实的研究,有效地解决了大的视场和高精度的图象显示之间的矛盾。随着高性能摄像机的出现和图象处理技术的发展,眼动仪将朝着高精度、高实用性和低成本的方向发展。
国内对视觉测量的研究起步始于七十年代末、八十年代初。一般都是引进了国外设备作实验研究,西安电子科技大学在自主开发研制眼动仪样机方面做了很多工作。北京航空航天大学人机环境工程研究所九十年代末开展了飞机座舱人机界面评价实验台的研制,利用视觉与眼动系统分析控制面板仪表布局是研究内容之一。
由于人是人-机-环境系统的主体,只有深刻认识人在系统中的作业特性,才能研制出最大程度地发挥人及人机系统的整体能力的优质高效系统。人的目标拾取运动作为人的一种输出形式,具有速度—精确度的折衷关系,即目标拾取运动的完成时间与命中目标的精确度成反比。这种特性广泛存在于人的各种输出和其他控制系统中。所以如何建立人的目标拾取运动过程中实用、精确的速度—精确度折衷关系理论模型就成了研究的主要任务。
三、前景展望
1.1初级阶段(20世纪60年代以前)。
在这一时期,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。
特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。
那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。
由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
1.2蓬勃发展阶段(20世纪70年代~80年代)。
这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。
大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
1.3深入发展阶段(20世纪90年代后期)。
机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。
一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。
这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。
国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。
在制定“九五”规划和发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。
关键词:军用机器人,卫勤保障,现状,对策
1 引言
近年来,随着国际安全形势的不断演变和高新技术在军事领域的广泛应用,在世界范围内掀起了在军事思想、战争形态、武器装备、卫勤装备、军队建设诸多方面的变革。现代战争中,由核生化等高技术武器的应用所导致的战场的危险性以及反恐、地震等现场救援环境的复杂性,使得卫勤保障人员往往囿于自身的生理及心理局限,不能完全满足保障任务的需求。在这种情况下,开展军用机器人等无人装备的研究就显得尤为必要。
所谓军用机器人,就是一种用于完成以往由人员承担的军事任务的自主式、半自主式或人工遥控的机械电子装置。它是以完成预定的战术或战略任务为目标,以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化装备[1]。与一般人员相比较,军用机器人主要包括如下优势:智能化程度高;复杂环境适应能力强;依从性强,完全服从命令和指挥;维护费用低。由此可见,军用机器人可以替代一般人员完成复杂或危险条件下特殊的军事任务,使军人在战争中免遭伤害,所以,军用机器人的发展具有极其重要的意义。
2 军用机器人的分类
军用机器人是机器人重要的组成部分,外型各异,尺寸不一,可以按照作业地域将其分为:地面机器人、空中机器人、水下机器人和空间机器人[2]。
2.1 地面机器人
主要包括自主车辆和半自主式车辆,前者一般都具有智能导航功能,能够自动躲避障碍物,独立完成任务;后者主要在人的监控下行驶,在遇到困难时可由人员进行遥控干预[3]。
2.2 空中机器人
它是一种小型飞行器,可一次性使用或多次使用,能够自主飞行或由人员遥控驾驶,并随机携带各种任务载荷。广义的空中机器人不仅只包括飞行平台,更是一种复杂的系统,主要包括地面站、数传/通信系统、任务载荷和飞行器4部分[4,5],他们共同完成任务。
2.3 水下机器人
主要指无人潜水器,还可根据执行任务的需要,配备各种探测器,是一个水下高技术仪器设备的集成体,主要用于执行长时间、大范围的侦察、维修、攻击和排险等军事任务[6]。
2.4 空间机器人
它是一种轻型遥控机器人,具有在不断变化的三维环境中自主运动的能力,并实时确定所处空间的位置及状态,这种机器人需要事先进行路径预测及规划[7,8]。
各国都非常注重军用机器人的发展,纷纷制定各自的研究计划[9],并将其应用到各个领域。在卫勤领域,目前主要涉及地面机器人和空中机器人2种。
3 应用现状
当前,在信息化大形势下,信息流(见图1)驱动人员流和物资流[10],系统内的各节点(包括机器人等各种装备)实现互联、互通、互操作,从而实现信息化的卫勤保障[11]。
我们可以从信息流的角度来对军用机器人在卫勤领域的应用进行探讨,目前来讲,主要集中于信息采集和伤员控制2个领域。
3.1 信息采集领域
3.1.1 现场勘测机器人
其主要进行危险物及流行病信息的搜集、空中侦察、地面勘测、伤员搜寻等工作。其中,执行伤员搜寻任务时,找到伤员后,还应向后方报告重伤和轻伤2种伤员的伤情信息[12]。
此种机器人在事件发生后,反应迅速,应变能力强,展开时间非常短(一般不超过3 min),质量轻(一般小于1 kg),配有图像传感器、声频传感器、危险物探测传感器及地理信息传感器等。其中危险物探测传感器主要进行定性检测,只探知危险物是否存在,对其属性暂不涉及。其他可选配的传感器包括热成像传感器、氧浓度传感器、温度传感器等。热成像传感器主要用于伤员定位,氧浓度传感器等则用于确定伤员在当前环境下可存活的时间。最佳现场勘测机器人是四旋翼飞行器,可在空中悬停,对周围环境进行监测。与地面机器人相比,四旋翼飞行器具有如下优点:飞行迅速,不必考虑地面上的障碍物;视野广阔,可更好地了解周围环境。
3.1.2 核生化战剂侦检机器人
主要进行污染物的采样和识别,其职能与上述现场勘测机器人有所重叠,两者都可进行危险物和流行病信息的搜集,但战剂侦检机器人获得的信息更加详细[13]。该机器人配备的传感器较多(质量一般为2 kg左右),持续工作时间较长(约为1 h)。必须配备的传感器主要有图像传感器、地理信息传感器、化/生传感器、氧浓度传感器和辐射传感器等。可选配的传感器主要有声频传感器、GPS、红外成像传感器、温度传感器、超声传感器。
3.1.3 现场观察/目标追踪机器人
主要对事件现场进行较长时间的连续监测,也能对事件现场内的个体目标进行追踪。
该机器人展开迅速(一般不超过3 min),持续工作时间都较长。必须配备的传感器为图像传感器。主要采用室外四旋翼飞行器、固定翼飞机和软式小飞艇作为现场观察/目标追踪机器人。室外四旋翼飞行器的不足是持续工作时间短(15~30 min),在此领域的应用受到限制。固定翼飞机需配备万向摄像机来解决悬停定位观察的问题。
3.2 伤员控制领域
3.2.1 伤员检伤分类机器人
承担此项任务的主要为地面机器人。需配备的传感器包括图像传感器、声频传感器和地理信息传感器等,选配的传感器包括温度传感器和氧浓度传感器等。2009年2月,美军委托卡内基梅隆大学开发了远程检伤分类机器人,该机器人手臂上安装的多种传感器可以检测伤员的各项生理指标,医生可通过无线控制设备远程指挥机器人的手臂移动,从而探测和评估伤员的伤情。
3.2.2 伤员运输机器人
此类机器人持续工作时间较长(约1 h),负载较重,由地面机器人承担。必须配备的传感器包括伤员追踪传感器、自我定位传感器和声频传感器。选配的传感器包括一些医用传感器等,用于监控心率、血压等重要生理学指标。
3.2.3 洗消机器人
主要进行救援人员、受伤人员的洗消以及洗消设备的展开。此类机器人必须具备自行展开、自动洗消的能力。
3.2.4 手术机器人
手术机器人的研究主要集中在微创外科领域,按照应用范围可分为通用手术机器人和专科手术机器人2种[14]。目前已投入临床应用的手术机器人主要有宙斯(Zeus)系统和达芬奇(da Vinci)系统。与传统人工手术相比,外科手术机器人克服了精度不足、切口较大、操作疲劳等问题[15],其优势主要体现在手术入路微创、术野图像清晰、操作精细稳定灵活等方面,但也存在着缺乏触觉反馈、价格高昂等不足。
4 我军现状及发展对策
4.1 军用机器人在卫勤领域的应用现状
我国政府一直非常重视军用机器人技术的研究与开发,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》、《国家“十一·五”科学技术发展规划》、《国家高技术研究计划(863)“十一·五”发展纲要》、《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》和《“十一·五”863计划先进制造技术领域发展战略》中都有体现,并在国家863计划、国家自然科学基金、国防科工委预研项目中予以重点支持[1]。经过国家计划的实施,我国在军用机器人技术方面已取得了突破性的进展,缩短了同发达国家之间的差距。在核生化污染侦察方面,主要有中科院沈阳自动化所的“卫富”、“灵蜥”危险作业机器人和北京理工大学智能机器人研究所的轮履复合式地面移动机器人等;伤员搜救、抢/搬运机器人方面,目前清华大学等高校和研究机构发展了适用于地面、墙面、涵道的先进探测机器人、超小型飞行器、浅水潜游探测机器人,燕山大学也与日本合作开发出了“C-Pam”转运机器人;外科手术机器人方面,有北京航空航天大学机器人研究所的遥控操作远程医用机器人系统及上海交通大学的微型智能介入式诊断系统等。虽然我国的军用机器人研究取得了一定进展,但总体来说,大多数尚处于实验室阶段,机器人性能也需进一步提高。
军队层面,我军301医院等单位已经引入美国的达芬奇手术机器人系统,并已在泌尿外科、心胸外科等手术中得到应用,效果理想,但也存在着某些不足,最突出的一点就是费用高昂,给进一步推广应用造成了很大的不便。
与发达国家相比,我国在军用机器人的自主创新性、可靠性乃至产业化方面仍存在一定差距:缺少顶层设计和统一的规划;尚未建立相应的技术标准体系,模块化程度不高,研发周期长、效率不高。
4.2 未来应发展的重点研究领域
综合考虑我国目前的综合科研实力和保障需求,危险环境侦察机器人、伤员搜救机器人和伤员诊疗机器人应是我国需要重点发展的几个领域。
4.2.1 危险环境侦察机器人
危险环境侦察机器人可在各种复杂、危险条件下代替人去侦察情况、采集样本或处理事件,尤其是在核生化污染现场的应用,更加值得关注。
危险环境侦察机器人一般要求便携性好,可方便携带进入侦查地点,展开时间短,可以很快投入工作。一般来讲,危险环境侦察机器人的移动结构独具特色,要能够适应楼梯、马路边沿、碎石、沙地或泥泞地面等复杂地形。侦察机器人系统一般包括2部分:侦察机器人和操作员控制器。此外,还要配备摄像头等各式传感器,主要用于感知周围环境以及定位和导航。危险环境侦察机器人的工作方式主要分为全自主、人-机器人协作的半自主和遥控操作等几种。
4.2.2 伤员搜救机器人
当前,随着军队越来越多地参与各种非战争军事行动的救援,对伤员搜救机器人的需求也日益增强。
在伤员搜救领域,履带式搜救机器人、可变形搜救机器人和仿生搜救机器人等是目前发展的主流。履带式机器人是在传统的轮式移动机器人的基础上发展起来的,主要用于执行军事任务,体积偏大,一般不能用于建筑物废墟等狭小空间内幸存者的搜寻。为了解决这一问题,基于传统牵引式搜救机器人,发展了形态可变的履带式多态搜救机器人。履带式可变形机器人可根据空间的大小改变形状和尺寸,但囿于其驱动方式,体积不可能做到很小。为了满足对更狭小空间搜索的需求,仿生机器人应运而生,这种机器人体积更小,蛇形机器人就是其中很重要的一类。随着科技的不断进步,将会出现更多的仿生机器人,在伤员搜救工作中大展拳脚。
4.2.3 伤员诊疗机器人
顾名思义,诊疗机器人主要是对伤员进行诊断和治疗等操作。与其他机器人不同,诊疗机器人操作的对象是伤病员,所以对机器人的位置精度及伤员的安全性等方面要求很高。
按照目前的保障功能,可将其分为检伤分类机器人、远程诊断机器人、远程手术机器人等几类。其中,远程手术机器人既是未来发展的重点,也是难点之一。手术机器人可消除手部抖动,减少手术者的疲劳并提高精细操作的能力,使患者得到安全的医疗服务;减少手术所需的人力投入,不受地理位置和距离的局限,可在全球范围内开展军事人员的外科救治,并减少外科手术的时间和成本。从军事医学的角度来看,手术机器人最大的应用前景是为处在复杂环境中的军事人员提供医疗救援服务,如战场、核化生危险环境、外太空等。和平时期,作为一项军事医学技术,手术机器人可用于加强医生培训、提高手术的安全性、实现远程会诊和医疗等。
5 结语
关键词:应用;环境;监测技术;现状;趋势
经济快速发展的同时也带来了严峻的环境问题,利用科学的环境监测技术对环境进行实时的监督和检测,可以为相关人员提供寻找解决环境问题行之有效措施的依据,也就是说环境监测技术为环保措施提供了有力的数据支持。通过环境监测技术可以实现对环境污染现状的全面分析,并对其进行综合的评估工作,以此达到保护环境的目的。
一、环境监测技术的现状分析
针对我国的环保问题,环境监测技术的现状可归纳为以下几点:首先,我国的环境监测技术已经形成了较为完善的技术监测体系;其次,我国加大了在环境监测仪器方面的投入力度,提升了技术水平,环境监测仪器的研发和生产能力不断提升;最后,环境监测已经实现连续自动化监测,使得传统环境监测技术下的所有问题都得到了解决,从而提高了我国环境监测的效率和环境监测的准确性。
二、环境监测技术的具体应用分析
(一)生物技术。生物技术的不断发展,使其在环境科学中的应用也较为普遍。生物学、微生物学以及细胞生物学等均属于现代生物技术的范畴,该学科计算机、化学等学科的结合,在很大程度上提升了各学科间的互融互通,有力地推动了生物技术的发展与进步。目前我國在环境领域中,生物大分子标记物监测技术和PCR技术是应用较为广泛的生物技术,前者具有预警性与实用性的特征,不仅可以对生态问题进行有效的分析,而且还能了解环境与生物间的联系,为实现生物修复奠定基础;后者具有准确、便捷的优势,在环境监测中同样发挥着非常重要的作用。
(二)3S技术。3S技术就是遥感技术、地理信息技术和GPS技术的有效结合,而形成的独特技术手段。这种技术可以实现信息的快速获取、精确处理与有效应用。举例说明,当在水资源管理过程应用3S技术时,能够通过调查与评价水资源来达到检测水环境的目的。检测内容主要包括:水资源评价、生态环境变迁分析、水体沼泽检测、水体富营养检测等。另外,湿地的环境监测也可以应用该技术。
(三)物理化学技术。物理化学科学地进步与发展,使得其应用领域有所扩大,常见的物理化学技术有:动态膜压法监测技术与OOAS技术,前者主要作用是监测、分析受污染水体的微表层,而后者可对大气中各种气体的浓度进行有效监测。
(四)信息技术。信息技术的发展促进了PLC技术的诞生。信息技术中例如无线传感器网络技术,这一技术可以实现对监测数据的有效传输,确保数据可以快速传输到数据处理中心;PLC技术,该技术具有抗震、抗热、防尘的特点,可以应用于户外恶劣环境的施工。同时,还可以实现对雨水的远程监控,便于实现农作物的抗旱与防洪。此外,PLC技术还可以实现对河水的水位、水速、水质进行有效监测,使河流水文情况随时被掌控。
三、环境监测技术的发展趋势分析
(一)监测分析精度向痕量方向发展。日常工业生产,人们的日常生活均会产生各种有害物质,包括各类建筑材料与食品,这些有害物质浓度虽不高,但对人体的危害却较大,对其进行全面监测很有必要。所以,为促进环境污染的防空力度,环境监测分析的精确度会向痕量或超痕量方向发展。
(二)环境监测仪器将会向自动便携式转变。进行环境监测工作必不可少的就是监测仪器,所以监测仪器的好坏对环境监测质量的影响较大。未来需要研发更加先进可靠的环境监测仪器。目前我国空气和水污染严重,且这种现状还会持续一段时间,由于大气污染和水环境污染控制较难,所以未来对更加自动化和便捷化的监测仪器的需求量会越来越多,以实现对环境污染的动态、自动监测。
(三)污染物主要以有机污染物为主。据有关环境调查的数据显示,我国在工业发展的同时,化学品等有机污染物逐渐成为我国环境污染的主要组成,是治理我国环境污染的重要一项,因为未来需要在有机物环境监测分析上投入更大,针对实际情况制定更加合理的监测方案和治理工作。
(四)现场快速分析技术会得到普遍应用。在环境管理的实际工作中,通常需要对污染现象进行检测,监测内容主要包括对污染物的排放源与现场污染情况的监测,这便可以实现对环境污染物浓度的分析,为此,在今后的环境监测工作中,使用现场分析技术,以便对现场污染进行全面监测具有极端的必要性。
(五)倾向于实验室管理系统。未来实验室在采集、分析、处理数据等环节的自动化程度会大幅提高,保证监测数据的原始性及精确度,降低实验室成本,实现环境监测数据分析工作的规范化和流程化。对实验室工作人员来说,LIMS(实验室管理系统)的引进还可帮助其熟练掌握实验室的基本情况,实验操作过程中不恰当的管理行为也可得到优化与改善。基于以上优势LIMS的引进将成为国内外环境监测技术发展的重要趋势。
四、结语
综上所述,根据当地环境的污染状况合理选择环境监测技术,是有效提高我国环境监测质量的重要手段,虽然在我国经济和科技水平不断提高的基础上,出现了各种新的环境检测技术,实现了对环境监测的动态、实时、自动监测,但相关工作人员不能因此仅仅依靠环境监测设备,还要不断创新环境监测的工作方法,才能达到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]游正锣.环境监测技术现状分析及其发展趋势[J].资源节约与环保,2016,01:103-104.
[2]刘静,张一凡,方芳.探讨环境监测技术的现状与发展[J].资源节约与环保,2016,03:89.
校园安防应用现状及发展趋势分析
近些年来,我国经济的高速发展直接拉动了社会对安防产品的需求.安防行业也越来越受到社会各界的`高度重视.安防产品的应用范围已经由重要单位、要害部门的局部防范,逐步发展到商业、学校、社区、家庭等全方位的防范.对于教育系统来说,鉴于近年来国内校园的治安形势越来越严峻,国家教育行政主管部门适时提出了要在全国大中小学倡导建设“平安、健康、文明、和谐校园”.相信,随着“平安校园”建设项目不断走向深入,必将极大地拉动学校的安防需求,从而推动国内安防行业的快速发展.
作 者:庞国明 张凤波 作者单位: 刊 名:中国安防 英文刊名:CHINA SECURITY & PROTECTION 年,卷(期): “”(6) 分类号:X9 关键词:
(2013-2014学年第二学期)
《企业资源规划ERP》
第一次课程作业
姓 名:
班 级:信息管理与信息系统111班
日 期:2014/3/10
我国ERP应用现状及发展趋势分析
信息技术的迅速发展大大加快了制造企业的现代化与信息化的进程。制造业信息化已成为全球化的发展趋势。以企业资源计划ERP(Enterprise Resource Planning)为代表的管理数字化是制造业信息化技术特点的重要体现,也是我国制造业信息化工程的重要方面。计算机技术与管理科学的结合促进了现代企业管理技术的形成。企业管理涉及企业经营战略、经营目标、组织与文化、制造资源、资金与成本、技术与产品开发、生产计划与控制、供应链与企业协同等方面。现代企业管理技术基于现代企业管理模式,在资源集成、信息集成、功能集成、过程集成和企业间集成基础上,通过集成化管理与决策信息系统支持企业全面、合理、系统地管理生产和经营过程,可以最大限度地发挥企业内外部资源、技术和人员的作用,大幅度提高企业经济效益和市场竞争力。
一、什么是ERP ERP全称Enterprise Resource Planning,即企业资源计划,由美国企业界首先提出并应用,其核心内容是计划(Planning)。美国著名的计算机技术咨询和评估集团Garter Group Inc,对ERP定义如下:ERP是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP管理思想的核心是实现对整个供应链和企业内部业务流程的有效管理,主要体现在以下三个方面:对整个供应链进行管理的思想;精益生产、同步工程;敏捷制造的思想;事先计划和事中控制的思想。
随着ERP由概念层次逐渐地被国内的软件厂商通过软件来实践,特别是融入了“管理实施”概念之后,Garter Group给ERP所下的定义概念在实际应用中被完全更新了:
1)ERP不只是―个软件系统,而是―个集组织模型、业务流程、企业规范和信息技术、实施方法为―体的综合管理应用体系;
2)ERP使得企业的管理核心从“在正确的时间制造和销售正确的产品”转移到了“在最佳的时间和地点,获得最大利润”,这种管理方渐段其应用范围也从制造企业扩展至了各个不同行业的企业;
3)从软件系统的结构而言,现在的ERP必须能够适应互联网的应
用,可以支持跨平台的多组织的应用,并和电子商务之间的应用具有广泛的数据、业务逻辑的接口。
二、我国ERP应用现状
从1981年中国引进第一套MRPII软件开始,ERP在我国已经应用了30多年。进入21世纪,科技部提出的“制造业信息化工程”行动,带动和掀起了我国企业应用ERP的高潮。有些早前应用MRPII的企业也正在升级使用ERP,以使其功能更加完整、强大,提高集成化程度。在这一阶段,只想能力需求计划扩展,把生产车间计划、销售、财务导入ERP系统,基本形成闭环MRP,或者已经形成MRPII或ERP。随着国家政策的扶持,我国软件发开的迅速发展和ERP市场的深入开发,我国已经能过自主研发ERP系统,其中以用友和金蝶为代表的软件厂商已达到十多家
(一)ERP市场状况。目前,国内外的ERP系统数量繁多,国外著名的ERP软件公司有:SAP、ORACLE、ROSS、People—Soft、SSA、ASW和QAD等,国内的有用友、金蝶、金思维、浪潮通软、深圳天思、神州数码、台湾鼎新电脑等。在中国市场中,国内管理软件销售收入已经超过国外软件,而且国内软件总收入,尤其是以用友为代表的重点国内品牌市场份额都大幅超越国外软件总体收入和SAP为代表的国外品牌市场份额。
(二)ERP在我国出现的问题。就目前我国所出现的ERP实施成功率低、ERP市场混乱、缺乏信息技术应用人员、ERP应用不成熟、管理咨询不足、用户企业满意度不高、安全问题突出等诸多问题,不仅需要ERP软件商进行更适合我国国情的ERP软件的研发与上线工作,还需要增加管理人员的综合管理能力和应用人员的信息技术知识。ERP的实施是一个复杂的过程,要在很长时间后才能体现ERP的价值。因此实施ERP项目,企业应当做好充分的前期准备,按照科学的方法去实施ERP。首先企业高层要充分认识到ERP的重要性,并从自身做起认真学习整个系统相关知识,这样才能调动下属至整个公司的员工积极性,对ERP系统的应用其推进作用。其次将ERP的实施与业务流程重组结合起来,使ERP发挥更大的作用。
三、ERP的发展趋势及对策分析
近30年来,ERP在国内发展经历了MRP II的初步应用、ERP推广应
用、ERP产业创始、ERP深入研究、ERP产业茁壮发展等几个阶段。随着信息技术、管理软件系统的进一步发展,加之管理技术与管理思想的进—步融合,ERP将会得到进一步发展,未来的ERP将会具有更好的适应性、灵活性和开放性以及更强的功能。随着国家863计划对ERP的支持,国内ERP发展逐渐迅速起来,但与国外相比较,还是处于发展的初期,由于中国国情、管理理念等方面的原因,国内ERP发展将会呈现以下几个趋势:
1、本土品牌ERP公司的崛起。从近几年看,用友、金蝶、浪潮等几家国内较大的ERP公司对国外的SAP、Oracle等形成了较大的竞争压力,凭借在设计上更适合国内企业以及在实施和服务方面的优势,用友、浪潮等大的ERP公司迅速占领国内一部市场。
2、与SOA的结合。早在两年前,用友、浪潮、金蝶等ERP公司都发布了基于SOA构架的ERP产品。在新的构架下,业务功能、安全性、易用性等方面都得到了很大改进。另外一个方面。SOA构架能让用户的ERP系统更加的灵活,实施的成本更低。
3、与先进的管理思想进一步交融,增强其适应性。未来的ERP将会在继承当前ERP管理思想的基础上,不断吸纳最新的先进管理思想或模式,如敏捷制造与敏捷虚拟企业组织管理模式、供应链环境下的精良生产管理模式、基于电子商务的企业协同管理模式、跨企业的协伺项目管理模式等,并将其管理思想与ERP业务处理模式结合。此外,应与不同国情的管理模式相适应,例如针对中国这样未完成工业化的发展中国家,应当采用针对性较强的改进型ERP管理模式,如基于主动动态成本控制的ERP管理模式、基于时间成本双主线的ERP管理模式、基于资金流模型的ERP管理模式等。
4、运用各种前沿技术,迅速向网络化,互联网办公模式靠拢。基于Internet的ERP将融合最新的企业管理理念及Internet技术,在全新的浏览器/服务器结构上,基于WEB的以供应链管理为核心的资源整合、客户管理、营销管理、跨企业物流网络管理、代理商和分销商管理,产品生命周期管理、决策支持系统等,使企业发展企业文化、建立知识管理体系成为可能。此外,JAVA技术和面向Internet的数据库技术将使其具有良好的兼容性、安全性和扩展性,使企业的应用从原有的办公室桌面,扩展到世界各个角落的计算机、终端,甚至移
动电话、PDA、信息家电等新型的终端产品,实现前端办公室,商务智能、电子商务、办公自动化系统和供应链管理的整合应用。
四、总结
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