系統(tǒng)論文

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系統(tǒng)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞自動(dòng)微分切線性模式數(shù)據(jù)相關(guān)分析統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確率

1.引言

計(jì)算微分大致經(jīng)歷了從商微分，符號(hào)微分，手寫代碼到自動(dòng)微分幾個(gè)階段。與其它幾種微分方法相比，自動(dòng)微分具有代碼簡(jiǎn)練、計(jì)算精度高及投入人力少等優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)微分實(shí)現(xiàn)的基本出發(fā)點(diǎn)是：一個(gè)數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立的程序?qū)ο螅Ｊ健⑦^程、程序段、數(shù)值語句乃至數(shù)值表達(dá)式），無論多么復(fù)雜，總可以分解為一系列有限數(shù)目的基本函數(shù)（如sin、exp、log）和基本運(yùn)算操作（加、減、乘、除、乘方）的有序復(fù)合；對(duì)所有這些基本函數(shù)及基本運(yùn)算操作，重復(fù)使用鏈?zhǔn)角髮?dǎo)法則，將得到的中間結(jié)果自上而下地做正向積分就可以建立起對(duì)應(yīng)的切線性模式，而自下而上地做反向積分就可以建立起對(duì)應(yīng)的伴隨模式[1]。基于自動(dòng)微分方法得到的切線性模式和伴隨模式，在變分資料同化[2]、系統(tǒng)建模與參數(shù)辨識(shí)[3]、參數(shù)的敏感性分析[4]、非線性最優(yōu)化以及數(shù)值模式的可預(yù)測(cè)性分析[5]等問題中有著十分廣泛的應(yīng)用。

迄今為止，已有數(shù)十所大學(xué)和研究所各自開發(fā)了能夠用于求解切線性模式的自動(dòng)微分系統(tǒng)，比較典型的有TAMC系統(tǒng)[6]、ADJIFOR系統(tǒng)[7]和ODYSSEE系統(tǒng)[8]。在一些特定的運(yùn)用中，它們都是比較成功的，但在通用性和復(fù)雜問題的處理效率上還存在許多不足。通常，自動(dòng)生成切線性模式的關(guān)鍵難題在于對(duì)象自身的強(qiáng)相關(guān)性，這給系統(tǒng)全局分析（如數(shù)據(jù)IO相關(guān)分析和數(shù)據(jù)依賴相關(guān)分析）和微分代碼的整體優(yōu)化都帶來了很多困難。同時(shí)，對(duì)于程序?qū)ο蟛豢蓪?dǎo)處的準(zhǔn)確識(shí)別和微分處理，至今仍還沒有一個(gè)統(tǒng)一而有效的算法。另外，最優(yōu)或有效求解稀疏雅可比矩陣一直是衡量一個(gè)自動(dòng)微分系統(tǒng)有效性的重要尺度。

統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確率被我們視為評(píng)價(jià)一類自動(dòng)微分工具及其微分模式代碼可靠性與有效性的重要尺度。其基本假設(shè)是：如果對(duì)于定義域空間內(nèi)隨機(jī)抽樣獲得的至多有限個(gè)n維初始場(chǎng)（或網(wǎng)格點(diǎn)），微分模式輸出的差分和微分逼近是成功的；那么對(duì)于定義域空間內(nèi)所有可能初始場(chǎng)（或網(wǎng)格點(diǎn)），微分模式輸出的差分和微分逼近都是成功的。微分模式統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確率評(píng)價(jià)的具體方法是：在所有隨機(jī)抽樣得到的初始場(chǎng)（或網(wǎng)格點(diǎn)）附近，當(dāng)輸入擾動(dòng)逐漸趨向于機(jī)器有效精度所能表示的最小正值時(shí)，模式輸出的差分和微分之間應(yīng)該有足夠精度有效位數(shù)上的逼近。

DFT系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)，它能夠完全接受用FORTRAN77語言編寫的源代碼，微分代碼結(jié)構(gòu)清晰，其微分處理能力與問題和對(duì)象的規(guī)模及復(fù)雜性無關(guān)。它基于YACC實(shí)現(xiàn)，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。DFT系統(tǒng)具有四個(gè)重要特色。它通過對(duì)象全局依賴相關(guān)分析，準(zhǔn)確求解雅可比矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)，自動(dòng)計(jì)算有效初始輸入矩陣，從而可以用較小的代價(jià)求得整個(gè)雅可比矩陣。同時(shí)，它可以自動(dòng)生成客觀評(píng)價(jià)微分模式效率與可靠性的測(cè)試程序，對(duì)奇異函數(shù)做等價(jià)微分處理，并采用二元?dú)w約的方法，在語句級(jí)層次上實(shí)現(xiàn)微分代碼優(yōu)化。

2.系統(tǒng)概況

DFT系統(tǒng)主要由兩部分組成：微分代碼轉(zhuǎn)換和微分代碼評(píng)價(jià)，圖2.1。微分代碼轉(zhuǎn)換部分接受用戶輸入指令并自動(dòng)分析對(duì)象模式，生成切線性模式代碼及其相關(guān)測(cè)試代碼，后者直接構(gòu)成微分代碼評(píng)價(jià)系統(tǒng)的主體。微分代碼評(píng)價(jià)是DFT系統(tǒng)的一個(gè)重要特色。DFT系統(tǒng)的開發(fā)小組認(rèn)為，一個(gè)微分模式如果在可靠性、時(shí)間和存儲(chǔ)效率上沒有得到充分的驗(yàn)證，至少對(duì)實(shí)際應(yīng)用而言，它將是毫無意義的。

原模式切線性模式

統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2.1DFT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.1微分代碼轉(zhuǎn)換

DFT系統(tǒng)是基于YACC在UNIX環(huán)境下開發(fā)的，其結(jié)構(gòu)圖2.2所示。通過DFT系統(tǒng)產(chǎn)生的切線性模式代碼成對(duì)出現(xiàn)，并在語句級(jí)程度上做了簡(jiǎn)化，可讀性很強(qiáng)，如圖2.4。

切線性模式

評(píng)價(jià)函數(shù)集

圖2.2微分代碼轉(zhuǎn)換

微分代碼轉(zhuǎn)換部分從功能上分為四個(gè)部分：詞法分析，語義分析，對(duì)象復(fù)雜性及數(shù)據(jù)相關(guān)分析和微分代碼轉(zhuǎn)換。對(duì)于一組具有復(fù)雜數(shù)據(jù)相關(guān)的程序模式對(duì)象，通常需要系統(tǒng)運(yùn)行兩遍才能得到有效而可靠的微分代碼。這主要有兩方面的考慮：其一，根據(jù)對(duì)象的復(fù)雜性（如最大語句長(zhǎng)度、最大變量維數(shù)、子過程或函數(shù)數(shù)目、子過程或函數(shù)內(nèi)最大變量數(shù)目等對(duì)象特征）選擇合適的系統(tǒng)參數(shù)以求最優(yōu)的運(yùn)行代價(jià)；其二，模式內(nèi)各子過程或函數(shù)之間以及一個(gè)子過程或函數(shù)內(nèi)往往具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)相關(guān)性，需要事先保存對(duì)象的相關(guān)信息并且在考慮當(dāng)前對(duì)象的屬性之前必須做上下文相關(guān)分析。

圖2.3PERIGEE源程序代碼圖2.4DFT系統(tǒng)生成的切線性代碼

2.2微分代碼評(píng)價(jià)

通常，評(píng)價(jià)一個(gè)編譯系統(tǒng)的性能有很多方面，如處理速度、結(jié)果代碼可靠性及質(zhì)量、出錯(cuò)診斷、可擴(kuò)展和可維護(hù)性等。對(duì)于一類自動(dòng)微分系統(tǒng)來說，由于軟件開發(fā)人力的局限以及對(duì)象模式的復(fù)雜多樣性,通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換得到的微分模式并非常常是有效而可靠的（即無論是在數(shù)學(xué)意義上還是在程序邏輯上應(yīng)與期待的理想結(jié)果一致），因而在微分模式被投入實(shí)際應(yīng)用前，往往需要投入一定的人力來對(duì)其做嚴(yán)格的分析測(cè)試。

對(duì)切線性模式做統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)測(cè)試的主要內(nèi)容可以簡(jiǎn)單敘述為：在網(wǎng)格化的模式定義域空間內(nèi)，選擇所有可能的網(wǎng)格點(diǎn)形成微分模式計(jì)算的初始場(chǎng)；在不同的網(wǎng)格點(diǎn)附近，隨機(jī)選取至少個(gè)線性無關(guān)的初始擾動(dòng)，對(duì)每個(gè)擾動(dòng)輸入分別進(jìn)行網(wǎng)格點(diǎn)逼近，統(tǒng)計(jì)考察模式輸出差分和微分在有效位數(shù)上的逼近程度。圖2.5描述了整個(gè)測(cè)試過程，它包含網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)隨機(jī)采樣（1）和網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)逼近（2）兩級(jí)循環(huán)。

圖2.5切線性模式代碼的測(cè)試過程

3.系統(tǒng)主要特色

DFT系統(tǒng)并不是一個(gè)完整的FORTRAN編譯器，但它幾乎可以接受和處理所有FORTRAN77編寫的源模式代碼，并且可以很方便地?cái)U(kuò)展并接受FORTRAN90編寫的源模式代碼。本節(jié)將著重介紹DFT系統(tǒng)（版本3.0）的以下幾個(gè)重要特色。

3.1結(jié)構(gòu)化的微分實(shí)現(xiàn)

DFT系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的代碼實(shí)現(xiàn)，切線性模式的擾動(dòng)變量和基態(tài)值變量、微分計(jì)算語句和基態(tài)值計(jì)算語句總是成對(duì)出現(xiàn)，并具有清晰的程序結(jié)構(gòu)。微分代碼保持了原模式本身的結(jié)構(gòu)和風(fēng)格（如并行和向量特性、數(shù)據(jù)精度等），即語句到語句、結(jié)構(gòu)到結(jié)構(gòu)的微分實(shí)現(xiàn)。在奇異點(diǎn)或不可導(dǎo)處，DFT系統(tǒng)對(duì)微分?jǐn)_動(dòng)采取簡(jiǎn)單的清零處理，實(shí)踐證明這對(duì)抑制擾動(dòng)計(jì)算溢出具有重要意義，但并不影響評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果。

3.2全局?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)分析

DFT系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)相關(guān)分析能力，它包括全局?jǐn)?shù)據(jù)IO相關(guān)分析、全局?jǐn)?shù)據(jù)依賴相關(guān)分析、全局過程相關(guān)分析以及數(shù)據(jù)迭代相關(guān)分析幾個(gè)不同方面。數(shù)據(jù)依賴相關(guān)與數(shù)據(jù)IO相關(guān)關(guān)系密切，但又存在根本不同。前者強(qiáng)調(diào)每個(gè)變量在數(shù)學(xué)關(guān)系上的依賴性；而后者描述了一個(gè)對(duì)象的輸入輸出特性，且具有相對(duì)性，即任何一個(gè)變量參數(shù)，無論它是獨(dú)立變量還是依賴變量，在數(shù)學(xué)意義上都可等價(jià)為一個(gè)既是輸入又是輸出的參數(shù)來處理。

DFT系統(tǒng)記錄所有過程參數(shù)的IO屬性表，通過深度遞歸相關(guān)計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算每個(gè)過程參數(shù)的最終IO屬性。DFT系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)矩陣做模二和及自乘迭代計(jì)算（An+1=AnAn2）來完成數(shù)據(jù)的依賴相關(guān)分析，這種算法具有很好的對(duì)數(shù)收斂特性。DFT系統(tǒng)通過全局過程相關(guān)分析的結(jié)果，自動(dòng)生成模式的局部或整體相關(guān)引用樹結(jié)構(gòu)（如圖3.1），這對(duì)用戶分析復(fù)雜數(shù)值模式和微分評(píng)價(jià)測(cè)試都具有很好的指導(dǎo)作用。DFT系統(tǒng)還具有分析局部數(shù)據(jù)迭代相關(guān)和函數(shù)迭代相關(guān)的能力，這兩種形式的數(shù)據(jù)迭代相關(guān)是自動(dòng)微分實(shí)現(xiàn)頗具挑戰(zhàn)的難題之一。

圖3.1GPSRayshooting模式的相關(guān)樹結(jié)構(gòu)片段

3.3自動(dòng)生成測(cè)試程序

基于IO相關(guān)分析的結(jié)果，DFT系統(tǒng)自動(dòng)生成微分測(cè)試代碼，分別對(duì)切線性模式的可靠性和運(yùn)行代價(jià)做統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)測(cè)試。特別地，DFT系統(tǒng)還可將任何模式參數(shù)都視為輸入輸出參數(shù)，生成在數(shù)學(xué)意義上等價(jià)的測(cè)試代碼，這樣處理的不利之處在于往往需要極高的存儲(chǔ)開銷。

3.4基于語句級(jí)的代碼優(yōu)化

目前，DFT系統(tǒng)僅僅具備局地優(yōu)化能力。在語句級(jí)微分實(shí)現(xiàn)上采用二元?dú)w約的方法對(duì)微分代碼進(jìn)行優(yōu)化是DFT系統(tǒng)的一個(gè)重要特色。根據(jù)右端表達(dá)式的乘法復(fù)雜性及含變?cè)獢?shù)目的不同，DFT系統(tǒng)采取不同的分解策略。二元?dú)w約的方法避免了微分計(jì)算中的許多冗余計(jì)算，在一些復(fù)雜的非線性表達(dá)式的微分計(jì)算中具有最小的計(jì)算代價(jià)，同時(shí)也非常適合于微分系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)于某些特殊的運(yùn)算操作（除法、乘方）和特殊函數(shù)（如sqrt、exp），DFT系統(tǒng)較好地利用了基態(tài)值計(jì)算得到的中間結(jié)果，避免了微分實(shí)現(xiàn)中的冗余計(jì)算。

4.系統(tǒng)應(yīng)用

運(yùn)用自動(dòng)微分工具得到的切線性模式，可以在無截?cái)嗾`差意義下求解函數(shù)的數(shù)值微分和導(dǎo)數(shù)、稀疏雅可比矩陣。同時(shí)這些結(jié)果在數(shù)值參數(shù)敏感性分析、非線性最優(yōu)化以及其它數(shù)值理論分析中有著非常重要的應(yīng)用。這里簡(jiǎn)單介紹切線性模式的幾個(gè)基本應(yīng)用。

4.1符號(hào)導(dǎo)數(shù)和微分

如果輸入為數(shù)學(xué)關(guān)系式，DFT系統(tǒng)可以自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的微分表達(dá)式和梯度，而與數(shù)學(xué)關(guān)系式的復(fù)雜程度無關(guān)。例如我們輸入關(guān)系式：

，（1）

DFT系統(tǒng)將自動(dòng)生成其符號(hào)微分形式及其梯度形式分別為

，（2）

4.2數(shù)值導(dǎo)數(shù)和微分

切線性模式最基本的應(yīng)用就是在一定擾動(dòng)輸入下求解輸出變量的擾動(dòng)（響應(yīng)）。表4.1給出了DFT系統(tǒng)在對(duì)IAP9L模式、GPSRayshooting模式和GPSRaytrace模式三個(gè)數(shù)值模式做切線性化的具體應(yīng)用中，一些不同計(jì)算粒度、不同引用深度和不同程序風(fēng)格的核心子過程，以及它們的切線性模式在SGI2000上運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果，其中切線性模式的可靠性指標(biāo)都準(zhǔn)確到六個(gè)有效數(shù)字以上，在運(yùn)行時(shí)間、存儲(chǔ)開銷和代碼復(fù)雜性方面分別是原模式的兩倍左右，比較接近于理想的微分代價(jià)結(jié)果（1.5倍）。除了IAP9L模式由于過于復(fù)雜僅做粗略統(tǒng)計(jì)外，其余模式都用非注釋語句行數(shù)來表示各自的代碼復(fù)雜性。

表4.1DFT系統(tǒng)在三個(gè)數(shù)值模式中的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果

性能指標(biāo)

對(duì)象模式運(yùn)行時(shí)間（10-3秒）存儲(chǔ)開銷（字節(jié)數(shù)）代碼復(fù)雜性

原模式切線性

模式

原模式切線性

模式

原模式切線性

模式

Xyz2g2.5306.1605524110485589

IntCIRA1.5602.750133426614165

Dabel0.0350.072601202749

LSS8.30017.50669133879143

RP42.4085.10360572102238

Vgrad10.1000.21218564368282454

RefGr43.0086.0071865414373083578

LL2JK0.6261.350262252442232

RayFind462.70

×103125.4

×103985618212111179

EPSIMP1.76011.50445589101327

Hlimits0.8301.8802425774842543774

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MAKE

NCEP1340392072292514458504584

Curvcent0.0130.038527542754

DYFRM3.800

×1037.250

×1035000*9500*161279

PHYSIC2.750

×1035.385

×10330005000*1399*

(含注釋行)2826*

(含注釋行)

適當(dāng)設(shè)置輸入擾動(dòng)的初值，運(yùn)用切線性模式可以簡(jiǎn)單求解輸出變量對(duì)輸入的偏導(dǎo)數(shù)。例如，對(duì)于一個(gè)含有個(gè)輸入?yún)?shù)的實(shí)型函數(shù)

（3）

這里設(shè)，。運(yùn)用DFT系統(tǒng)，可以得到對(duì)應(yīng)的切線性模式

（4）

其中，為切線性模式的擾動(dòng)輸入?yún)?shù)。可以通過以下辦法來求得偏導(dǎo)數(shù)：

（5）

其中。如果對(duì)于某個(gè)既是輸入?yún)?shù)又是輸出參數(shù)，可以類似以下過程引用的辦法來處理。對(duì)于過程引用的情形，例如一個(gè)含有個(gè)輸入?yún)?shù)的子過程

（6）

其中，為輸入?yún)?shù)；，為輸出參數(shù)；，既為輸入?yún)?shù)又為輸出參數(shù)。運(yùn)用DFT系統(tǒng)，可以得到對(duì)應(yīng)的切線性模式為

（7）

其中，，，分別為切線性模式的微分?jǐn)_動(dòng)輸入、輸出和輸入輸出參數(shù)。可以通過以下輸入擾動(dòng)設(shè)置并引用切線性模式（7）來求得偏導(dǎo)數(shù)：

a)設(shè)置；（，）；（）可以同時(shí)求得（）和（），其中。

b)設(shè)置（）；；（，）可以同時(shí)求得（）和（），其中。

4.3稀疏雅可比矩陣

運(yùn)用上節(jié)討論的方法來求解稀疏雅可比矩陣,具有極高的計(jì)算代價(jià)。例如，一個(gè)含個(gè)獨(dú)立和個(gè)依賴參數(shù)的子過程，為求解整個(gè)雅可比矩陣就需要反復(fù)調(diào)用次切線性模式，當(dāng)相當(dāng)大時(shí)，這對(duì)許多實(shí)際的數(shù)值計(jì)算問題是不能接受的。事實(shí)上，如果雅可比矩陣的任意兩列（行）相互正交，那么可以通過適當(dāng)設(shè)置擾動(dòng)輸入值，這兩列（行）的元素就可以通過一次引用切線性模式（伴隨模式）完全得到。設(shè)和分別為雅可比矩陣的行寬度和列寬度，即各行和各列非零元素?cái)?shù)目的最大值，顯然有，。這里介紹幾種常用的求解方法。

正向積分當(dāng)時(shí)，通常采用切線性模式來計(jì)算雅可比矩陣。根據(jù)雅可比矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)，適當(dāng)選擇右乘初始輸入矩陣，可以獲得接近的計(jì)算時(shí)間代價(jià)。DFT系統(tǒng)采用一種逐列（行）求解的方法，來有效求解右（左）乘初始輸入矩陣。其基本思路是：按照某種列次序考察雅可比矩陣的各列；考察當(dāng)前列中所有非零元素，并對(duì)這些非零元素所在行的行向量做類似模二和累加運(yùn)算（即將非零元素視為邏輯“1”，零元素視為邏輯“0”），從而得到一個(gè)描述當(dāng)前列與各行存在“某種”相關(guān)的標(biāo)志向量（其元素都是“1”或“0”）；依據(jù)此標(biāo)志向量，就很容易得到一個(gè)與之正交的列初始向量，其中與當(dāng)前列序號(hào)對(duì)應(yīng)的元素設(shè)置為“1”，而與標(biāo)志向量中非零元素序號(hào)對(duì)應(yīng)的元素設(shè)置為“0”，與標(biāo)志向量中非零元素序號(hào)對(duì)應(yīng)的元素設(shè)置為“-1”，顯然，該列初始向量是唯一的，并且對(duì)應(yīng)著當(dāng)前右乘初始輸入矩陣的最后一列；逐一考察已求解得到的列初始向量，如果某列初始向量與當(dāng)前求解得到的列初始向量按下面定義的乘法（見過程4）正交，那么這兩列就可以合并，即將當(dāng)前列初始向量中非“-1”的元素按照對(duì)應(yīng)關(guān)系分別賦值給該初始向量，并從記錄中刪除當(dāng)前列初始向量；重復(fù)以上過程，繼續(xù)按照給定列次序考察雅可比矩陣的“下一列”。不難說明，按照不同列次序求解得到的右乘初始輸入矩陣可能不同。其中逐列求解右乘初始輸入矩陣的過程可以簡(jiǎn)單敘述為：

1）將右乘初始輸入矩陣所有元素的初值均設(shè)置為，，。。

2）如果，轉(zhuǎn)6）。否則，如果雅可比矩陣的第列中的所有元素均為，，重復(fù)2）的判斷。否則轉(zhuǎn)3）。

3）計(jì)算標(biāo)志向量。令，做如下計(jì)算：

，;

4）設(shè)為的列向量。在上定義乘法，對(duì)任意的，我們有：a）；b)如果，必有和。然后，做如下計(jì)算：

,;

，6);

2);

5）令，并做如下計(jì)算：

，;

令,。如果，轉(zhuǎn)6）；否則，重復(fù)2）的判斷。

6）對(duì)，，如果，則。取的前列，這樣，我們就得到了一個(gè)維右乘初始輸入矩陣。

這里需要說明的是，運(yùn)用上面的方法求得的右乘初始輸入矩陣不僅與求解雅可比矩陣的列序有關(guān)，而且與過程4）中的合并順序也有關(guān)系。至于如何最優(yōu)求解右乘初始輸入矩陣，目前還很難討論清楚。但是，大量模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)用上面自然次序求得的右乘初始輸入矩陣寬度已經(jīng)非常接近于其下界值。

反向積分當(dāng)和時(shí)，通常采用伴隨模式來計(jì)算雅可比矩陣。根據(jù)雅可比矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)，適當(dāng)選擇左乘初始輸入矩陣，可以獲得接近的計(jì)算時(shí)間代價(jià)。其中左乘初始輸入矩陣的求解過程完全可以按照上面的方法進(jìn)行，但是在處理前必須先將雅可比矩陣轉(zhuǎn)置，最后還需將得到的初始輸入矩陣轉(zhuǎn)置才能最終得到左乘初始輸入矩陣。同時(shí)，其行寬度也已經(jīng)非常接近于其下界值。

混合積分如果將切線性模式和伴隨模式相結(jié)合，往往可以避免梯度向量運(yùn)算中的諸多冗余計(jì)算。例如，ADJIFOR系統(tǒng)在求解雅可比矩陣時(shí)，在語句級(jí)微分實(shí)現(xiàn)中首先用伴隨方法求得所有偏導(dǎo)數(shù)，然后做梯度向量積分；其計(jì)算時(shí)間代價(jià)與和模式的語句數(shù)目有關(guān)，而其存儲(chǔ)代價(jià)為。具體討論可參考文獻(xiàn)[7]。

5．結(jié)論

切線性模式在無截?cái)嗾`差意義上計(jì)算函數(shù)的方向?qū)?shù)、梯度或雅可比矩陣，以及在模式的可預(yù)測(cè)性及參數(shù)敏感性分析、伴隨模式構(gòu)造等相關(guān)問題中有著廣泛應(yīng)用。DFT系統(tǒng)主要用于求解FORTRAN77語言編寫的切線性模式，具有很強(qiáng)的全局?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)分析能力。此外，DFT系統(tǒng)還具有其它幾個(gè)重要特色，如結(jié)構(gòu)化的微分實(shí)現(xiàn)、自動(dòng)生成微分測(cè)試程序以及基于語句級(jí)的微分代碼優(yōu)化。本文簡(jiǎn)單給出了DFT系統(tǒng)在求解數(shù)值和符號(hào)導(dǎo)數(shù)和微分、稀疏雅可比矩陣中的應(yīng)用。為評(píng)價(jià)一類自動(dòng)微分系統(tǒng)，本文初步提出了統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確率的概念。

參考文獻(xiàn)

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Derivatives--Fast"inControlProblemsinIndustry,editedbyI.LasieckaandB.Morton,pages1-16,Birkhauser,

系統(tǒng)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞:營(yíng)銷系統(tǒng)速度

正如《兵經(jīng)百篇•速》中所講:“視而不見,人將先發(fā)。發(fā)而不敏,人將行發(fā)。難得者時(shí),易失者機(jī)。迅爾行之,速哉”。知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,先機(jī)即商機(jī),兵貴神速,速度超過成本或品質(zhì),成為企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)的主流,成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)首要目標(biāo)和核心競(jìng)爭(zhēng)力主要內(nèi)容。在這種形勢(shì)下,企業(yè)應(yīng)調(diào)整自身結(jié)構(gòu),采取適宜對(duì)策,構(gòu)建提速機(jī)制,建立速度營(yíng)銷系統(tǒng)。從企業(yè)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)出發(fā),構(gòu)建企業(yè)速度營(yíng)銷系統(tǒng)應(yīng)包括靈敏的營(yíng)銷信息系統(tǒng)、高效產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng),柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)以及快速產(chǎn)品分銷系統(tǒng)等諸多子系統(tǒng)。只有將這諸多子系統(tǒng)統(tǒng)籌起來考慮才能明顯、有效地提高系統(tǒng)響應(yīng)市場(chǎng)需求的速度,最大限度地縮短從觀念到現(xiàn)實(shí)的時(shí)間。雖然與企業(yè)經(jīng)營(yíng)有關(guān)的部分因素的改進(jìn),也能局部地提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,但均不可能達(dá)到未來速度營(yíng)銷的要求,無法確保當(dāng)前的改進(jìn)在不斷變化的市場(chǎng)中依然獲得有利的回報(bào)。

高速營(yíng)銷信息系統(tǒng)

市場(chǎng)瞬息萬變,有速度還要有正確的決策,而正確的決策的基礎(chǔ)是及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的信息。快速反應(yīng)的營(yíng)銷信息系統(tǒng)作為聯(lián)結(jié)企業(yè)與環(huán)境的紐帶,對(duì)企業(yè)的內(nèi)外部信息溝通和決策等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)起著重要的支持作用。大多數(shù)企業(yè)原有營(yíng)銷信息系統(tǒng)是完全按照以前營(yíng)銷策略和運(yùn)作流程設(shè)計(jì)的,基本上是一個(gè)日常業(yè)務(wù)處理系統(tǒng),缺乏決策支持功能,缺乏外部數(shù)據(jù)采集功能,系統(tǒng)封閉性較強(qiáng),營(yíng)銷信息與企業(yè)整體信息系統(tǒng)無法對(duì)接,與ERP制造信息脫節(jié),導(dǎo)致現(xiàn)有營(yíng)銷信息系統(tǒng)無法大幅度地提高營(yíng)銷管理水平,成為實(shí)現(xiàn)速度營(yíng)銷的瓶頸。因此,必須引進(jìn)先進(jìn)的管理技術(shù),采用先進(jìn)的、集成的營(yíng)銷信息管理系統(tǒng)。

應(yīng)大力投資建立企業(yè)新型的數(shù)字式基礎(chǔ)設(shè)施,建立公司的營(yíng)銷數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)。營(yíng)銷數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)使事實(shí)和思想更容易從公司的基層涌現(xiàn)出來,從掌握這些信息的雇員處涌現(xiàn)出來——而且,可能還會(huì)使許多新答案被提出,并且它使公司能快速地完成這一切。

營(yíng)銷數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)能幫助企業(yè)快速地獲取銷售、合作伙伴、顧客等重要信息,快速地為公司內(nèi)部需要它的人提供有價(jià)值信息,提供完美集成的信息流,在正確的時(shí)間到達(dá)系統(tǒng)的正確地方,使能夠?qū)栴}和機(jī)遇做出更快速的反應(yīng),從而使公司在高速商業(yè)世界中具備與對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)需要的反應(yīng)速度;通過營(yíng)銷數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)將營(yíng)銷實(shí)體過程轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M過程,從而構(gòu)建企業(yè)虛擬價(jià)值鏈,通過鏡相的世界,增強(qiáng)企業(yè)有效地“看”物質(zhì)運(yùn)作的能力并使企業(yè)能在市場(chǎng)空間控制協(xié)調(diào)這些市場(chǎng)場(chǎng)所的活動(dòng),進(jìn)一步用虛擬活動(dòng)代替實(shí)質(zhì)活動(dòng),并在市場(chǎng)空間上利用信息建立“新的顧客關(guān)系”,為顧客創(chuàng)造新的價(jià)值;建立營(yíng)銷數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)合理結(jié)構(gòu),通訊部分、數(shù)據(jù)庫部分和應(yīng)用程序部分都應(yīng)有合適的體系結(jié)構(gòu),并且相互之間要協(xié)調(diào)運(yùn)作,密切配合;大力開展網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷。網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷是目前進(jìn)行商貿(mào)活動(dòng)的一種最先進(jìn)手段,它是用戶將自己的各類供求意愿按照一定的格式輸入網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)便會(huì)根據(jù)用戶的要求提供給用戶各種選擇。一旦用戶確認(rèn),網(wǎng)絡(luò)便會(huì)自動(dòng)完成買賣合同簽訂、分類、傳遞和款項(xiàng)收付等全套業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)營(yíng)銷活動(dòng)的快速開展;進(jìn)行面向過程的企業(yè)再造。基于傳統(tǒng)的功能層次組織結(jié)構(gòu)下開發(fā)的營(yíng)銷信息系統(tǒng),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是一種功能層次結(jié)構(gòu),每一個(gè)功能單元幾乎是一個(gè)個(gè)近乎封閉的任務(wù)團(tuán)塊,它們之間很難進(jìn)行有效的交互和協(xié)調(diào)工作,這嚴(yán)重制約了營(yíng)銷信息系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力。

快速反應(yīng)的營(yíng)銷信息系統(tǒng)必須要考慮所有功能及其相互之間的協(xié)作,為適應(yīng)這一要求,就需要采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)營(yíng)銷信息系統(tǒng),使系統(tǒng)中的異構(gòu)部件在企業(yè)組織結(jié)構(gòu)再造的基礎(chǔ)上有機(jī)的集成起來,形成面向業(yè)務(wù)流程過程的營(yíng)銷信息體系結(jié)構(gòu),這是快速反應(yīng)營(yíng)銷信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。

總之,在新營(yíng)銷環(huán)境下,大多數(shù)業(yè)務(wù)都將變成自我服務(wù)的數(shù)字化業(yè)務(wù),客戶服務(wù)將成為每一家企業(yè)增加價(jià)值的主要職能,變革的速度以及針對(duì)客戶個(gè)人情況的關(guān)注的需要將迫使公司在內(nèi)部采納數(shù)字化程序。理解這種變化及變化的性質(zhì),構(gòu)建基于全新理念的速度營(yíng)銷信息系統(tǒng),對(duì)于構(gòu)建企業(yè)未來的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

高效產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,企業(yè)產(chǎn)品生命周期越發(fā)短暫,加快產(chǎn)品創(chuàng)新,縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間已成為企業(yè)獲得和保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。領(lǐng)先開發(fā)新產(chǎn)品往往能獲得技術(shù)專有性,給后進(jìn)入者設(shè)置較高的進(jìn)入壁壘,同時(shí),還可以為產(chǎn)品技術(shù)或其它活動(dòng)確定標(biāo)準(zhǔn),迫使后來者采納這些標(biāo)準(zhǔn),而這些標(biāo)準(zhǔn)又反過來使企業(yè)的領(lǐng)先地位更持久。創(chuàng)新領(lǐng)先企業(yè)可以優(yōu)先獲得稀缺資源,優(yōu)先選擇勞動(dòng)力、原材料供應(yīng)商、設(shè)備及有經(jīng)驗(yàn)的管理人員,選擇開發(fā)具有較大需求潛力的產(chǎn)品,開拓有吸引力的市場(chǎng),迫使競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手處于不太理想的競(jìng)爭(zhēng)地位。

要使產(chǎn)品創(chuàng)新處在領(lǐng)先地位必須建立高效產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng),這須首先從轉(zhuǎn)變產(chǎn)品開發(fā)指導(dǎo)思想入手。樹立正確產(chǎn)品開發(fā)思想必須對(duì)環(huán)境和產(chǎn)品本身有正確認(rèn)識(shí)。產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境正在從產(chǎn)品和服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化、壽命期長(zhǎng)、信息含量少、一次易的環(huán)境向產(chǎn)品和服務(wù)個(gè)性化,壽命期短,信息含量大,并且顧客基礎(chǔ)不斷變化的環(huán)境轉(zhuǎn)變。市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)狀況重新驅(qū)動(dòng)了對(duì)產(chǎn)品的定義,產(chǎn)品被定義成顧客問題解決方案,這種解決問題的方案是由顧客和生產(chǎn)者聯(lián)合確定的,并且是開放式的,它的最終用戶可以對(duì)方案進(jìn)行改進(jìn)、升級(jí)或重新配置,在此基礎(chǔ)上形成連續(xù)的方案產(chǎn)品替代,并且方案的替展與顧客所遇問題的發(fā)展步調(diào)一致。這就需要同顧客建立一種戰(zhàn)略性的關(guān)系:穩(wěn)定的、長(zhǎng)期的、能經(jīng)受不斷的市場(chǎng)變化考驗(yàn)的關(guān)系。當(dāng)生產(chǎn)者與顧客能相互理解,共同創(chuàng)造解決方案時(shí),這種不可避免的互相依賴互相影響便成了這種長(zhǎng)久關(guān)系的基礎(chǔ),另外,以個(gè)別顧客的信息為依據(jù)的日益富有彈性的生產(chǎn)能力也使企業(yè)真正能夠提供方案。

在新的速度競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中,傳統(tǒng)的分步式產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)已經(jīng)不適宜于速度競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的產(chǎn)品開發(fā),在產(chǎn)品開發(fā)過程中應(yīng)引入并行工程和虛擬技術(shù)。并行工程即“集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。”并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技術(shù)支持下,將原來分別進(jìn)行的工作在時(shí)間和空間上交叉、重迭,充分利用了原有技術(shù),并吸收了當(dāng)前迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的優(yōu)秀成果,使其成為先進(jìn)制造技術(shù)中的基礎(chǔ)。在并行工程中為了達(dá)到并行的目的,必須建立高度集成的主模型,通過它來實(shí)現(xiàn)不同部門人員的協(xié)同工作;為了達(dá)到產(chǎn)品的一次設(shè)計(jì)成功,減少反復(fù),它在許多部分應(yīng)用了仿真技術(shù)并引入了工作流管理概念,以滿足同步、異構(gòu)、分布式團(tuán)隊(duì)等復(fù)雜管理的要求。并行工程的運(yùn)用不僅可以縮短開發(fā)時(shí)間而且可以減少誤差,如由于在產(chǎn)品開發(fā)中有顧客參與,減少了顧客信息誤差,由于有生產(chǎn)人員參與減少了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到生產(chǎn)過程的誤差,而且由于標(biāo)準(zhǔn)化、信息化滿足了可重組、可重用及范圍的可變性等要求。并行工程的進(jìn)一步發(fā)展就是虛擬制造。所謂虛擬制造又叫擬實(shí)制造,它利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)制造活動(dòng)中的人、物、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真,以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題,在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施,從而達(dá)到產(chǎn)品一次性制造成功,來達(dá)到降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的目的。虛擬制造的重大作用主要表現(xiàn)為:運(yùn)用軟件對(duì)制造系統(tǒng)中的五大要素(人、組織管理、物流、信息流、能量流)進(jìn)行全面仿真,使之達(dá)到了前所未有的高度集成,為先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更廣大的空間,同時(shí)也推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步;可加深人們對(duì)生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解,有利于對(duì)其進(jìn)行理論升華,更好地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn),即對(duì)生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進(jìn)行優(yōu)化配置,推動(dòng)生產(chǎn)力的巨大躍升。

柔性生產(chǎn)系統(tǒng)

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向圍繞市場(chǎng)需求的生產(chǎn),多品種、少批量生產(chǎn)方式成為企業(yè)主要生產(chǎn)方式,適應(yīng)這一特點(diǎn),企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)逐步柔性化。

柔性生產(chǎn)系統(tǒng)是以生產(chǎn)為中心,將各個(gè)與之相關(guān)的部門有機(jī)結(jié)合起來,形成一個(gè)完整、靈活、效率高的生產(chǎn)系統(tǒng)。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是處理與生產(chǎn)相關(guān)的各種管理數(shù)據(jù)的能力。只有采用計(jì)算機(jī)管理,才能充分保證企業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)各種信息的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)處理。因此,建立一套完善的生產(chǎn)計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的前提。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)單元化重組。它類似標(biāo)準(zhǔn)件的組合,將生產(chǎn)過程盡量劃分為一系列標(biāo)準(zhǔn)的或半標(biāo)準(zhǔn)的、獨(dú)立的或協(xié)作的智能模塊,各單元之間具有暫時(shí)的遞階層次關(guān)系,當(dāng)某一特定的項(xiàng)目產(chǎn)品完成后,這一關(guān)系自動(dòng)解散,并隨時(shí)準(zhǔn)備生成適應(yīng)新項(xiàng)目的產(chǎn)品遞階關(guān)系,這樣生產(chǎn)規(guī)模有伸縮性,能夠迅速自行組織以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品、產(chǎn)量和交貨期限的要求。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)也要求管理上的變化,在傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)中,是以生產(chǎn)線流水作業(yè)為主要生產(chǎn)方式來組織生產(chǎn)的,有著明確的分工。而計(jì)算機(jī)集成技術(shù)卻將生產(chǎn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、工藝流程等環(huán)節(jié)全部集成起來由計(jì)算機(jī)來共同完成,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)一體化作業(yè),生產(chǎn)作業(yè)的一體化也要求實(shí)行一體化的管理體系,傳統(tǒng)的部門之間職責(zé)分明的管理體系被打破,同時(shí)由于許多工作由計(jì)算機(jī)完成,從而導(dǎo)致管理層次減少和管理幅度增加。對(duì)生產(chǎn)作業(yè)工人和管理人員要求具有復(fù)合能力和靈活應(yīng)變能力、能夠迅速適應(yīng)新的工作要求。

柔性生產(chǎn)管理中還引入準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)和精益生產(chǎn)的概念。準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)方式的基本思想是在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間生產(chǎn)出恰當(dāng)?shù)牧悴考a(chǎn)成品,把生產(chǎn)中出現(xiàn)的存儲(chǔ)、裝備和等待時(shí)間、殘次品等視為一種浪費(fèi)。準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)所依據(jù)的基本原則是“準(zhǔn)時(shí)”,即在零件剛好被需要時(shí),才將它生產(chǎn)出來并送到需要地點(diǎn),其追求的理想目標(biāo)是“零庫存”。為了達(dá)到“零庫存”,生產(chǎn)過程必須嚴(yán)格控制,生產(chǎn)按定單進(jìn)行,前道工序由后道工序觸發(fā),當(dāng)后道工序在控制庫存以下時(shí),前道工序才為補(bǔ)充后道工序的控制庫存而生產(chǎn)。也就是說,對(duì)整個(gè)定單而出現(xiàn)產(chǎn)品庫存減少到控制庫存以下時(shí),才會(huì)再裝配產(chǎn)品補(bǔ)充庫存并進(jìn)而觸發(fā)前面工序的生產(chǎn)。由于生產(chǎn)過程并非按計(jì)劃而是從后向前由定單觸發(fā),因而相應(yīng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)被稱作為拉動(dòng)式系統(tǒng)。準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)的柔性主要表現(xiàn)在它具有動(dòng)態(tài)的自我完善機(jī)制,從根本上消除隱患,以防再度發(fā)生,具有良好的生產(chǎn)過程控制能力。精益生產(chǎn)要求企業(yè)的各項(xiàng)活動(dòng)都必須運(yùn)用“精益思維”。精益思維的核心就是以最小的資源投入,包括人力、資金、材料、時(shí)間和空間,創(chuàng)造出盡可能多的價(jià)值,為顧客提供新產(chǎn)品和及時(shí)的服務(wù)。精益生產(chǎn)的特點(diǎn)在于:強(qiáng)調(diào)人的作用和以人為中心,各部門間人員密切合作,并與協(xié)作戶、銷售商友好合作,減掉一切不產(chǎn)生價(jià)值的工作,它是需求驅(qū)動(dòng)的簡(jiǎn)化生產(chǎn),簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的開發(fā)過程,簡(jiǎn)化了信息的傳遞,簡(jiǎn)化了組織機(jī)構(gòu)和非生產(chǎn)的費(fèi)用,消除了生產(chǎn)過程中一切錯(cuò)誤、積壓、多余、過度加工、等候等浪費(fèi)現(xiàn)象。精益是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)柔性的前提條件,整個(gè)生產(chǎn)組織系統(tǒng)的精益制造是生產(chǎn)系統(tǒng)柔性的重要保證。

現(xiàn)代企業(yè)柔性生產(chǎn)還突破了組織內(nèi)柔軟性發(fā)展到組織間柔性。面對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的瞬息萬變,要求企業(yè)有靈敏的反映,而產(chǎn)品越來越復(fù)雜、個(gè)性要求越來越高,任何一個(gè)企業(yè)已不可能快速、經(jīng)濟(jì)地制造產(chǎn)品的全部,這就需要建立動(dòng)態(tài)聯(lián)盟式虛擬企業(yè),非常快速地合成新的生產(chǎn)能力。這些能力可由企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間分散于不同部門及眾多崗位的人力和物力資源,經(jīng)常、快速地通過電子網(wǎng)絡(luò)這種理想方式進(jìn)行合成。它是對(duì)市場(chǎng)機(jī)會(huì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),市場(chǎng)機(jī)會(huì)消失,虛擬企業(yè)就解體。它使資源運(yùn)籌的外延從企業(yè)內(nèi)部延伸到企業(yè)外部,極大地拓展了資源優(yōu)化配置的范疇,使各種優(yōu)勢(shì)資源互相集成,催生出更加強(qiáng)大的綜合優(yōu)勢(shì),以整體的優(yōu)勢(shì)應(yīng)付多變的市場(chǎng),快速提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。虛擬企業(yè)形成了一個(gè)具有時(shí)間上的“快速性”和空間上的“全球性”的動(dòng)態(tài)合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體,超出了單個(gè)企業(yè)的邊界,涵蓋了“外組織”,它也成了組織結(jié)構(gòu)的一部分。虛擬企業(yè)之間的合作可以通過業(yè)務(wù)外包、合資經(jīng)營(yíng)、戰(zhàn)略聯(lián)盟等形式實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)外包首先是由一個(gè)核心成員企業(yè)發(fā)現(xiàn)客戶對(duì)某一個(gè)產(chǎn)品或服務(wù)的需求時(shí),在確定自己的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)后,集中自己的資源放在具有核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的活動(dòng)上,將其余的活動(dòng)外包給其他專業(yè)公司。如果企業(yè)沒有某方面的核心能力,又出于對(duì)技術(shù)或成本的保密而不愿外包時(shí),可以由幾家企業(yè)共同出資建立一個(gè)專門化合作中心、利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān),因此有人將這種合資經(jīng)營(yíng)形式叫企業(yè)共生。當(dāng)幾個(gè)企業(yè)的擁有的資源和技術(shù)相互補(bǔ)充而各自的市場(chǎng)不互相矛盾時(shí)可采取戰(zhàn)略聯(lián)盟來進(jìn)行的長(zhǎng)期合作,共同開拓一項(xiàng)長(zhǎng)期的事業(yè)。虛擬企業(yè)是基于新經(jīng)營(yíng)機(jī)遇而組建,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)或顧客的跟蹤,使產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、個(gè)性真正適應(yīng)市場(chǎng)的需求,滿足顧客定制的要求。

柔性生產(chǎn)還包括其支撐的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)即敏捷供應(yīng)鏈系統(tǒng),這需要對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行簡(jiǎn)化、整合。制造企業(yè)就不再是孤立的個(gè)體,而是社會(huì)化大系統(tǒng)中的一個(gè)成員,并作為動(dòng)態(tài)的制造環(huán)境中一個(gè)可使用的制造個(gè)體資源,以企業(yè)集成的形式,通過合作與競(jìng)爭(zhēng),加入敏捷供應(yīng)鏈。因此,企業(yè)集成的范圍應(yīng)擴(kuò)大,向供應(yīng)商和客戶擴(kuò)展,或者說向企業(yè)的上游和下游擴(kuò)展,組建面向柔性生產(chǎn)的敏捷供應(yīng)鏈系統(tǒng),對(duì)企業(yè)從客戶到供應(yīng)商的全程供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)模式進(jìn)行全面重組,以期能顯著縮短企業(yè)對(duì)客戶訂單的響應(yīng)周期,并同時(shí)有效控制產(chǎn)品在全程供應(yīng)鏈上的全程成本。

快速產(chǎn)品分銷系統(tǒng)

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,任何一個(gè)產(chǎn)品制造企業(yè)要想提高競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益,求得生存和發(fā)展,其中的一個(gè)關(guān)鍵就是要解決產(chǎn)品上市快的問題,即以盡可能少的費(fèi)用和盡可能短的時(shí)間,將產(chǎn)品推向市場(chǎng),在滿足消費(fèi)者需要的同時(shí),實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略目標(biāo)。本質(zhì)上講,產(chǎn)品分銷決策是企業(yè)營(yíng)銷活動(dòng)(4P)的一個(gè)重要組成部分,產(chǎn)品分銷決策過程研究的是產(chǎn)品從生產(chǎn)者向消費(fèi)者轉(zhuǎn)移過程的系列決策,包括依次進(jìn)行地區(qū)市場(chǎng)需求潛力預(yù)測(cè)、地區(qū)分銷點(diǎn)決策、分銷渠道選擇與評(píng)估、中間商選擇與評(píng)價(jià)、倉儲(chǔ)點(diǎn)及運(yùn)輸決策以及分銷資源分配決策等。分銷渠道決策是公司營(yíng)銷管理中最為重要的決策之一,一個(gè)分銷系統(tǒng)也是公司一項(xiàng)關(guān)鍵性的外部資源,它的建立通常需要若干年細(xì)致的選擇與組織,并且不是輕易可以改變的。快速的分銷系統(tǒng)首先要求有合理的分銷體系結(jié)構(gòu),包括分銷渠道長(zhǎng)度、廣度及經(jīng)銷商的選擇。縮短渠道長(zhǎng)度正成為越來越多企業(yè)的選擇,愈來愈多的企業(yè)越過中間環(huán)節(jié)采用直復(fù)營(yíng)銷的方式。一體化的渠道結(jié)構(gòu),相比于傳統(tǒng)的分銷渠道更有助于提高渠道系統(tǒng)響應(yīng)市場(chǎng)需求的速度。在零售環(huán)節(jié)上實(shí)施渦輪營(yíng)銷對(duì)于食品、飲料等行業(yè)的公司尤為重要,因?yàn)槟芊窀斓鼗蛟谄渌?jìng)爭(zhēng)對(duì)手無能為力的情況下將產(chǎn)品送到顧客手中,成為衡量他們競(jìng)爭(zhēng)力、能否贏得長(zhǎng)期顧客的極其重要的因素。美國(guó)多米諾比薩餅店在零售環(huán)節(jié)上實(shí)施渦輪營(yíng)銷,它向顧客保證半小時(shí)內(nèi)送貨到家,否則將免費(fèi)贈(zèng)送或低價(jià)出售比薩餅。為此,公司在貨車上安裝了烤箱和電話,在通往顧客家的路上就可以將比薩餅烤好,成功地實(shí)施渦輪營(yíng)銷使其在美國(guó)比薩餅市場(chǎng)上占有相當(dāng)份額。

快速的產(chǎn)品分銷系統(tǒng)需要有敏捷的物流作支撐。長(zhǎng)期以來,人們都習(xí)慣把關(guān)注的焦點(diǎn)放在生產(chǎn)領(lǐng)域,但隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展,這個(gè)焦點(diǎn)已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)移到流通領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國(guó),全部生產(chǎn)過程中只有5%的時(shí)間用于加工制造,95%的時(shí)間則用于搬運(yùn)、儲(chǔ)存等物流過程;在日本,物流費(fèi)用約占產(chǎn)品總成本的10%~12%;在我國(guó),物流費(fèi)用大約占商品進(jìn)銷差價(jià)的70%,僅在賬面上反映的物流費(fèi)用就占商品總成本的40%。由此可見,物流在企業(yè)速度營(yíng)銷信息系統(tǒng)中占有重要地位。物流系統(tǒng)快速,實(shí)際上包含著多種含義。首先對(duì)于需方來說,快速是指在正確的時(shí)間將貨品送達(dá)目的地,也就是及時(shí)性;對(duì)于物流系統(tǒng)而言,快速是指高效完成系統(tǒng)中的物流,這可以減少資產(chǎn)負(fù)擔(dān)并提高相關(guān)的周轉(zhuǎn)速度,在某種程度上也意味著高效利用庫存;另外應(yīng)該注意到的是,快速還指物流系統(tǒng)對(duì)于業(yè)務(wù)變遷的適應(yīng)能力。敏捷物流系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)得益于信息技術(shù)發(fā)展,主要是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)最實(shí)際的例子就是超市中一維條碼的廣泛應(yīng)用。條碼技術(shù)的意義在于物流與信息流的結(jié)合。在沒有應(yīng)用條碼的時(shí)代,操作中出現(xiàn)差錯(cuò)的幾率非常大,這實(shí)際上就是由于物流與信息流脫節(jié),條碼則緊密地將物流與信息結(jié)合在一起,大大減少了出錯(cuò)的可能性。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從有線到無線并非只是簡(jiǎn)單的媒體變化,這種媒體變化帶來了新的可能性。GPS與GSM/CDPD/GPRS的組合,可以提供實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)的車輛位置信息,這些信息對(duì)于運(yùn)力調(diào)配有著重要意義。

總之,在生活快節(jié)奏的21世紀(jì),面臨當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化,企業(yè)就需要開發(fā)速度營(yíng)銷系統(tǒng),而高速度需要將各個(gè)環(huán)節(jié)高度集成進(jìn)行全面提速和加速。

參考文獻(xiàn):

系統(tǒng)論文范文第3篇

JamesF.Moore在《競(jìng)爭(zhēng)的衰亡》一書中提到，GregoryBateson一生致力于復(fù)雜系統(tǒng)工作的研究，對(duì)其在商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)方面的思考影響巨大。Biggiero和WysockiJr.等提出復(fù)雜巨系統(tǒng)的理論提供了另一個(gè)視角來思考組織的管理。如果組成系統(tǒng)的成分?jǐn)?shù)量龐大且種類眾多，這些成分之間的關(guān)系也錯(cuò)綜復(fù)雜，還形成多種層次結(jié)構(gòu)，那么我們稱這類系統(tǒng)為復(fù)雜巨系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)是復(fù)雜巨系統(tǒng)，社會(huì)系統(tǒng)也是復(fù)雜巨系統(tǒng)。相對(duì)于自然生態(tài)系統(tǒng)，社會(huì)系統(tǒng)由于人的意識(shí)作用更復(fù)雜。商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是社會(huì)系統(tǒng)，因此，商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)。nGeneraInsight智庫董事會(huì)主席、著名新經(jīng)濟(jì)學(xué)家TapscottDon在《Macrowikinomics:RebootingBusinessandtheWorld》一書中提到，企業(yè)在經(jīng)營(yíng)發(fā)展過程中，與消費(fèi)者一起組成共同體，對(duì)公司的決策經(jīng)營(yíng)非常有好處。自組織理論是20世紀(jì)60年展起來的一種系統(tǒng)理論，主要包括耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同論、突變論、超循環(huán)理論等，吳建材利用自組織理論研究商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化機(jī)制，認(rèn)為只要條件滿足，商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也可以以超循環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)自組織進(jìn)化。Backers認(rèn)為復(fù)雜系統(tǒng)理論的研究成果對(duì)分析企業(yè)與競(jìng)爭(zhēng)者、供應(yīng)商和消費(fèi)者之間的復(fù)雜關(guān)系非常有效。

2商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究方向

綜上所述，所謂的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，其實(shí)就是一個(gè)基于自然生態(tài)系統(tǒng)思想精心創(chuàng)建起來的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組織。和自然生態(tài)系統(tǒng)一樣的是，商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也是復(fù)雜巨系統(tǒng)，在條件滿足的時(shí)候，同樣能實(shí)現(xiàn)自組織的進(jìn)化。與自然生態(tài)系統(tǒng)不同的是，參與系統(tǒng)的成員是被精心選擇發(fā)展的；與普通企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組織不同的是，它具備生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過企業(yè)生態(tài)位的分離，創(chuàng)造協(xié)同進(jìn)化的條件。同時(shí)，它又符合復(fù)雜巨系統(tǒng)的特征。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的成果看，目前針對(duì)商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究可以分為兩個(gè)方向，即自然生態(tài)系統(tǒng)的方向和復(fù)雜系統(tǒng)研究的方向。

2.1引用自然生態(tài)系統(tǒng)知識(shí)方向從這個(gè)方向開展研究的學(xué)者認(rèn)為商業(yè)世界中的企業(yè)組織就像自然生態(tài)系統(tǒng)中的生物一樣，企業(yè)與企業(yè)之間既存在著競(jìng)爭(zhēng)，也有合作的關(guān)系，它們之間在競(jìng)合過程中形成了類似于自然界中食物網(wǎng)的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)企業(yè)是這個(gè)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)成員(結(jié)點(diǎn))，承擔(dān)了這個(gè)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)功能，比如蘋果移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的富士康科技公司，其主要功能就是為蘋果公司生產(chǎn)iphone手機(jī)，一旦富士康科技公司的生產(chǎn)出現(xiàn)大面積的問題，將嚴(yán)重影響蘋果公司iphone手機(jī)品牌的聲譽(yù)。因此，商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵企業(yè)(結(jié)點(diǎn))的缺失將對(duì)商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展造成重大的破壞。從自然生態(tài)系統(tǒng)方向開展研究的學(xué)者，特別重視對(duì)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)中關(guān)鍵知識(shí)的延伸理解和使用。比如在商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的創(chuàng)建形成方面，JamesF.Moore認(rèn)為，如同自然生態(tài)系統(tǒng)的形成主要是“集合定律”的作用一樣，商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的形成同樣適用這個(gè)規(guī)律；EricSchmid相信“企業(yè)組織與自然界的生物體一樣具有DNA”，這種組織DNA(即企業(yè)文化、企業(yè)行為和企業(yè)精神等方面)主要來自于組織最初的創(chuàng)立者或組織強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)者；DanielZ.Sui研究發(fā)現(xiàn)，自然界中，生物間的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致其生態(tài)位的分離，并最終形成自然界中生物的多樣性現(xiàn)象，也才有了今天我們見到的如此繽紛絢麗的世界。商業(yè)世界也有相似的情況，同一條食街的酒家選擇了“回避性定位”的策略，減少了彼此間的競(jìng)爭(zhēng)，而且群集效應(yīng)為他們帶來了更多的消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)了“協(xié)同進(jìn)化”。

2.2復(fù)雜系統(tǒng)研究方向從復(fù)雜系統(tǒng)方向開展研究的學(xué)者認(rèn)為，基于線性思維的理論并不適用于現(xiàn)實(shí)的商業(yè)世界，現(xiàn)實(shí)的商業(yè)世界運(yùn)行錯(cuò)綜復(fù)雜，不可預(yù)測(cè)。李志堅(jiān)等認(rèn)為商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)典型的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng),具有適應(yīng)性、協(xié)同進(jìn)化、自組織、涌現(xiàn)、反饋和有意識(shí)選擇的復(fù)雜適應(yīng)性特征；劉健輝認(rèn)為商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)通過自我組織、突發(fā)性和協(xié)同進(jìn)化而得到發(fā)展，并以此獲得適應(yīng)性。吳建材運(yùn)用基于耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)理論和超循環(huán)理論分析了商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演化發(fā)展及其動(dòng)力問題，指出商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演化發(fā)展的方式是協(xié)同進(jìn)化，具體來說，是通過內(nèi)部各子系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同，形成系統(tǒng)發(fā)展的序參量，并支配著商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化發(fā)展。Biggiero和Lucio強(qiáng)調(diào)自組織過程在創(chuàng)建商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要性。

2.3存在的問題商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一種嶄新的研究領(lǐng)域，在體系上還沒有完善，需要更多的學(xué)者和專家來補(bǔ)充和發(fā)展，任何一個(gè)有益的方向都是值得探索的。總的來說，自然生態(tài)系統(tǒng)方向的研究更注重商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)在實(shí)踐上的運(yùn)用，尤其是達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說等生態(tài)學(xué)理論早已深入人心，故這個(gè)方向的研究更容易讓人理解。不過，該方向的研究未能很深入到商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)問題。復(fù)雜系統(tǒng)研究方向則不同，它從系統(tǒng)演化發(fā)展的角度，引入包括序參量、熵等概念，深入理解商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自組織進(jìn)化的條件、動(dòng)力和方式，有助于整體把握商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)和內(nèi)在機(jī)制。隨著信息通信技術(shù)(尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù))的發(fā)展，企業(yè)組織將擺脫空間和時(shí)間的限制，迎來企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的大變革時(shí)代，管理和任務(wù)可以通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行集成，自組織管理模式將會(huì)是未來組織管理的一個(gè)研究方向。

3商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要研究領(lǐng)域

對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究進(jìn)行歸納總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)，目前商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的研究領(lǐng)域主要集中在以下幾方面。

3.1基于商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)視角研究企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略像美國(guó)蘋果公司一樣，組建以自己為中心的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是所有渴望成功的企業(yè)夢(mèng)寐以求的追求。因此，研究商業(yè)生態(tài)的開拓、領(lǐng)導(dǎo)和創(chuàng)新就成了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界研究的熱點(diǎn)。JamesF.Moore在《競(jìng)爭(zhēng)的衰亡》一書中寫道，商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演化發(fā)展經(jīng)歷四個(gè)階段，依次是生態(tài)系統(tǒng)的開拓、生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)展、對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)和自我更新或死亡。關(guān)鍵企業(yè)必須做到能開發(fā)比現(xiàn)有系統(tǒng)更有效的、新的首尾相接的價(jià)值創(chuàng)造系統(tǒng)、吸引更多的參與者并保持系統(tǒng)成員的多樣性、處理各種內(nèi)外部沖突、持續(xù)地為系統(tǒng)注入新的思想和創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)等。

3.2商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的演化機(jī)制和評(píng)價(jià)體系吳建材提出商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)是協(xié)同進(jìn)化，其演化機(jī)制是系統(tǒng)內(nèi)成員通過功能耦合實(shí)現(xiàn)自組織進(jìn)化，競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同在進(jìn)化過程中扮演著動(dòng)力的關(guān)鍵作用。杜國(guó)柱、王娜、李愛玉等構(gòu)建了自然生態(tài)系統(tǒng)的健康模型，并提出了商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的健壯性評(píng)價(jià)體系，認(rèn)為所謂商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康是指能高效將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩挠袡C(jī)體，面對(duì)環(huán)境的干擾與沖擊，能持久地生存下去，并隨著時(shí)間的推移能創(chuàng)造出新的有價(jià)值的功能。

3.3基于商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論視角研究地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)集群黃昕和潘軍從商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性和關(guān)鍵物種等角度，提出我國(guó)汽車工業(yè)缺少成熟和有力的關(guān)鍵企業(yè)的觀點(diǎn)，而且汽車工作處于長(zhǎng)期封閉和孤立的狀態(tài)，導(dǎo)致了汽車企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、配套不完善、產(chǎn)業(yè)鏈斷裂等一系列問題；吳建材基于商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論視角研究廣州服裝專業(yè)批發(fā)市場(chǎng)，提出專業(yè)批發(fā)市場(chǎng)已進(jìn)入?yún)f(xié)同進(jìn)化的時(shí)代，應(yīng)從商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)角度構(gòu)建專業(yè)市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。HaraldMahrer和RomanBrandtweiner運(yùn)用商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論分析奧地利國(guó)家電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，認(rèn)為奧地利電子商務(wù)發(fā)展正處于商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的第二階段。

3.4商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論在多領(lǐng)域中的應(yīng)用胡崗嵐等從商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論的視角研究我國(guó)電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)的集群化現(xiàn)象，并給出了電子商務(wù)生態(tài)系統(tǒng)的定義，同時(shí)認(rèn)為我國(guó)電子商務(wù)生態(tài)系統(tǒng)的演化發(fā)展過程包括開拓、擴(kuò)展、協(xié)調(diào)、進(jìn)化等四個(gè)階段。張蓓運(yùn)用商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論研究我國(guó)零售業(yè)，提出建立健康零售業(yè)商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的思路，建議走協(xié)同進(jìn)化的道路，建立共贏的商業(yè)社會(huì)。郭哲從商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理論的角度，提出構(gòu)建無線城市的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模型，并給出了三種發(fā)展戰(zhàn)略，即網(wǎng)絡(luò)核心型戰(zhàn)略、支配主宰性戰(zhàn)略和縫隙型戰(zhàn)略。

4結(jié)語

系統(tǒng)論文范文第4篇

安薩爾多CBTC列車控制系統(tǒng)由列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛（ATO）系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸（DCS）子系統(tǒng)等組成。CBTC車載控制系統(tǒng)提供ATP和ATO功能，負(fù)責(zé)確定列車速度和位置、超速保護(hù)、緊急制動(dòng)、列車停靠、方向控制、安全的車門控制、CBTC運(yùn)行模式等。車載控制系統(tǒng)設(shè)備包括車載控制器（CC）和速度傳感器、查詢應(yīng)答器主機(jī)（TI）天線、司機(jī)操作顯示單元（TOD）和移動(dòng)無線設(shè)備（MR）天線。CC與速度傳感器、TI主機(jī)和TOD接口，以確定列車的位置，顯示駕駛信息，設(shè)備狀況，并給司機(jī)報(bào)警。本系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，采用802.11g來提供更大的帶寬和更強(qiáng)的抗干擾的數(shù)據(jù)通信能力；采用802.11i無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來保障安全，阻止未授權(quán)用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)；防火墻提供額外的防護(hù)措施來抵御惡意攻擊。MR用于車載設(shè)備和軌旁設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。ATP和ATO子系統(tǒng)通過兩個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)連接到MR。A、B網(wǎng)同時(shí)工作，當(dāng)一端通信中斷時(shí)，系統(tǒng)會(huì)接受另一端的車地通信信息，以保證車地通信的可用性，實(shí)現(xiàn)冗余車載網(wǎng)絡(luò)的交換和擴(kuò)展。以太網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備ESE利用雙絞電纜彼此連接，實(shí)現(xiàn)車廂之間的網(wǎng)絡(luò)通信。當(dāng)列車經(jīng)過信標(biāo)時(shí)，儲(chǔ)存在其中的信息通過應(yīng)答器天線發(fā)送給TI主機(jī)。主機(jī)接收到報(bào)文后進(jìn)行解碼，將解碼后的數(shù)據(jù)用兩個(gè)不同的通道傳送給CC。CC將會(huì)關(guān)聯(lián)來自TI主機(jī)的診斷信息、磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)和信標(biāo)正在讀取的信息來判斷TI主機(jī)是否故障。隨著車輪輪齒的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)傳感器經(jīng)過輪齒的時(shí)候會(huì)輸出數(shù)字脈沖。這些脈沖由硬件計(jì)數(shù)器來計(jì)數(shù)，可以在給定周期內(nèi)測(cè)試速度。系統(tǒng)采用獨(dú)立的模塊測(cè)量列車的位移和速度。即使其中一個(gè)速度傳感器部分失效，CC也會(huì)正常工作。2個(gè)光電速度傳感器和4個(gè)加速度計(jì)（2個(gè)數(shù)字型和2個(gè)模擬型，以避免共模故障），用于速度測(cè)量和車輪空轉(zhuǎn)/打滑的補(bǔ)償。一旦檢測(cè)到空轉(zhuǎn)/打滑，CC將利用速度傳感器上一次的安全速度和位置，通過加速度計(jì)測(cè)量出來的加速度來更新列車速度和位置，位置誤差通過信標(biāo)來消除。每個(gè)處理器有四個(gè)處理模塊：應(yīng)用處理器模塊（App），比較處理器模塊（VO），交互式存儲(chǔ)處理器模塊（ME），接口處理器模塊（CPL）。App用于計(jì)算，VO對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行檢查，ME實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，CPL主要處理數(shù)據(jù)的輸入和輸出。處理器采用3取2比較結(jié)構(gòu)，通過各自的APP模塊獨(dú)立運(yùn)算，相互通過ME模塊交換結(jié)果，再通過VO模塊表決，保證三個(gè)計(jì)算機(jī)至少有兩個(gè)的結(jié)果一致。如果表決同意，處理器會(huì)通過通信模塊發(fā)送控制信號(hào)給列車，允許列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。這也就是保證在單點(diǎn)故障時(shí)的安全運(yùn)行的冗余方式。

二ATO與ATP子系統(tǒng)

ATP子系統(tǒng)是保證列車運(yùn)行安全的系統(tǒng)，它根據(jù)線路數(shù)據(jù)、列車臨時(shí)限速信息、聯(lián)鎖設(shè)備提供的列車進(jìn)路信息，提供列車運(yùn)行間隔控制、超速防護(hù)、車門和站臺(tái)屏蔽門監(jiān)督等安全防護(hù)功能，且符合故障-安全原則。ATO子系統(tǒng)在非人工狀態(tài)下通過控制牽引和制動(dòng)力來控制列車運(yùn)行，列車按運(yùn)行圖規(guī)定的區(qū)間走行時(shí)分行車，自動(dòng)完成列車啟動(dòng)、加速、巡航、惰行、減速和停車的合理控制。ATO子系統(tǒng)為熱備份，即當(dāng)主ATO單元故障時(shí)，能夠自動(dòng)從主ATO單元切換到備用ATO單元。“熱備份”在這里是指主備兩套ATO單元運(yùn)行完全相同的軟件，獲得相同的傳感器輸入，獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)算；但是同時(shí)只有一套ATO單元作為主機(jī)和其他子系統(tǒng)如ATP、車輛、TOD、ATS等交互，備用ATO不提供任何輸出。僅當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前主ATO單元發(fā)生任何故障時(shí)，并且列車完全停車后，能夠自動(dòng)進(jìn)行切換，這樣，就避免了影響運(yùn)行，或司機(jī)進(jìn)行一些不必要的操作。ATO和ATP分別運(yùn)行于獨(dú)立的CPU處理器中，彼此通過高速PCI總線連接。系統(tǒng)采用連續(xù)速度-距離曲線控制模式進(jìn)行閉塞設(shè)計(jì)。當(dāng)列車運(yùn)行速度接近ATP最大允許速度時(shí)，車載設(shè)備產(chǎn)生聲光報(bào)警，并采用常用制動(dòng)降低列車速度。采用常用制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)連續(xù)地檢查列車的制動(dòng)率，如常用制動(dòng)率達(dá)不到規(guī)定值，或車速未按要求進(jìn)行減速而列車速度達(dá)到ATP緊急制動(dòng)觸發(fā)曲線速度時(shí)，實(shí)施緊急制動(dòng)。

三結(jié)束語

系統(tǒng)論文范文第5篇

總體設(shè)計(jì)

仿真系統(tǒng)在指揮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)全過程的作用，如圖所示：從上圖可見，仿真系統(tǒng)在反坦克導(dǎo)彈連指揮控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中有著重要的頂層分析、輔助設(shè)計(jì)、論證優(yōu)化作用。仿真系統(tǒng)的定制開發(fā)的基本流程是：

1）從作戰(zhàn)使用層面，需要詳細(xì)分析反坦克導(dǎo)彈體系的協(xié)同和信息交互及導(dǎo)彈連戰(zhàn)斗關(guān)系系統(tǒng)的使用環(huán)境、作戰(zhàn)原則、系統(tǒng)配置、攻擊對(duì)象特性和不同作戰(zhàn)過程、不同使用模式下的系統(tǒng)響應(yīng)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系，形成系統(tǒng)的工作流程。

2）從信息交互層面，需要詳細(xì)分析導(dǎo)彈連戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)所需信息，研究信息交互的內(nèi)容、對(duì)象、交互類型和方式、交互頻度和實(shí)時(shí)性要求等，明晰系統(tǒng)對(duì)信息融合、傳輸、處理和信息共享、分發(fā)及協(xié)同的需求。

3）根據(jù)需求，建立仿真所需的硬件平臺(tái)，并組成相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)。

4）分析設(shè)計(jì)仿真對(duì)象，形成對(duì)象配置文件。

5）編輯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、程序接口，形成仿真規(guī)劃配置文件。

6）利用可視化開發(fā)工具，編輯二維、三維可視化設(shè)計(jì)，生成可視化規(guī)劃配置文件。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

反坦克導(dǎo)彈指揮控制仿真系統(tǒng)通過構(gòu)成無線、有線、有無線混合組網(wǎng)等通信方式，采用標(biāo)準(zhǔn)通信格式，模擬反坦克導(dǎo)彈連與上級(jí)、友鄰、協(xié)同部隊(duì)、保障分隊(duì)通信的互聯(lián)網(wǎng)，以及模擬反坦克導(dǎo)彈連內(nèi)部指揮控制專用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)硬件節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)互通。

反坦克導(dǎo)彈指揮控制仿真系統(tǒng)包含下列硬件節(jié)點(diǎn)：

1）服務(wù)器：用于外部數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳輸。

2）任務(wù)規(guī)劃席：用于用戶對(duì)仿真任務(wù)的配置及過程控制。功能包括：開始、結(jié)束仿真；新建或選擇仿真任務(wù)；配置仿真對(duì)象屬性；仿真速度倍率控制。

3）車輛模擬席：用于仿真車輛的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，包括：仿真發(fā)射車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及位置數(shù)據(jù)，仿真車輛通信、偵察、指揮、射擊、裝填等業(yè)務(wù)能力、作業(yè)過程及作業(yè)結(jié)果。

4）車輛指控席：用于仿真車輛的指揮終端所執(zhí)行的功能，當(dāng)驗(yàn)證在研指揮控制系統(tǒng)時(shí)，可更換為實(shí)裝設(shè)備，直接進(jìn)行半實(shí)物仿真測(cè)試。

5）敵軍模擬席：用于顯示敵軍單位信息，包括：仿真敵軍位置數(shù)據(jù)及車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，仿真已毀和剩余敵軍目標(biāo)信息。硬件結(jié)構(gòu)部署圖如下:

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1軟件體系結(jié)構(gòu)概述

反坦克導(dǎo)彈指揮控制仿真系統(tǒng)包括業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)和可視化界面開發(fā)兩個(gè)基本層面。

1.1仿真對(duì)象模型

仿真對(duì)象的模型設(shè)計(jì)是干預(yù)、表現(xiàn)和分析仿真過程的實(shí)體要素，是決定仿真系統(tǒng)嚴(yán)密性、魯棒性、可控性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。仿真對(duì)象模型設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)各作戰(zhàn)單元的狀態(tài)分工的充分考慮，仿真對(duì)象的特性和狀態(tài)通過屬性變量來表述控制，仿真對(duì)象的全部狀態(tài)屬性，構(gòu)成了虛擬作戰(zhàn)環(huán)境的總體狀態(tài)空間，各仿真對(duì)象屬性相互依存影響，對(duì)仿真對(duì)象屬性的更改程度直接決定了仿真過程的復(fù)雜程度。

1.2仿真算法庫

反坦克導(dǎo)彈連指揮控制系統(tǒng)的仿真算法庫的建立是指設(shè)計(jì)整理出指揮控制系統(tǒng)中的基礎(chǔ)的、典型的算法模型，定義相關(guān)數(shù)字接口，形成算法構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化、體系化功能，這對(duì)于仿真系統(tǒng)的有效性、通用性有著至關(guān)重要的意義，涉及仿真系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)、工況及狀態(tài)遷移、信息交互、信息融合等技術(shù)，主要包括：

1）基本數(shù)學(xué)庫；

2）數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換庫；

3）時(shí)間運(yùn)算庫；

4）車體運(yùn)動(dòng)模型；

5）導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)模型庫；

6）彈藥信息組裝及解析庫；

7）擴(kuò)展數(shù)學(xué)庫；

8）坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換庫；

9）休眠模塊。同時(shí)，仿真系統(tǒng)的通用軟件接口，可接入典型的反坦克導(dǎo)彈連指揮控制模型。

1.3事件響應(yīng)關(guān)系

從仿真的角度來說，模型的執(zhí)行序列是由作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)的事件調(diào)度機(jī)制決定的，即使每個(gè)仿真對(duì)象都設(shè)計(jì)得完備有效，而模型間的事件調(diào)度機(jī)制不充分嚴(yán)密，可能無法實(shí)現(xiàn)想定的作戰(zhàn)意圖，甚至得到扭曲的仿真結(jié)果。事件響應(yīng)關(guān)系就是進(jìn)一步明確指揮控制系統(tǒng)中各單位分工、作戰(zhàn)使用需求和工作流程，建立起仿真對(duì)象的調(diào)用順序、調(diào)用條件和調(diào)用結(jié)果的規(guī)則庫，來體現(xiàn)模型運(yùn)行的約束性。

2可視化界面開發(fā)

反坦克導(dǎo)彈連指揮控制仿真系統(tǒng)的可視化平臺(tái)建立了一個(gè)可視化仿真框架，包括分布式仿真系統(tǒng)配置模型和運(yùn)行機(jī)制的可視化，以及配套的管理及開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了仿真任務(wù)的可視化定制。同時(shí)，建立了一個(gè)具有多種指揮、顯示功能的綜合指揮顯示系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了整體作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)及武器系統(tǒng)、車輛、設(shè)備的狀態(tài)和遷移過程的二維、三維可視化集中顯示和集成控制。以下為部分典型操作的可視化開發(fā)界面：