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關鍵詞 工程教育 物聯(lián)網(wǎng) 學輔 專業(yè)認證
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A
0 引言
當今社會科技發(fā)展日新月異,所謂的生物人、經(jīng)濟人、理性人、文化人、社會人、復雜人、自我實現(xiàn)人等整體性的人性假設已經(jīng)不能適應當今的知識經(jīng)濟、信息時代、虛擬世界、智慧地球和網(wǎng)絡社會的需要了。本文在“信息復雜全息人”假設的基礎上,依據(jù)復雜系統(tǒng)理論、事理理論和現(xiàn)代信息技術,來思考工程管理專業(yè)教育的問題。從“智慧地球” 、“感知中國”到“智慧城市” 和“智慧人生”,物聯(lián)網(wǎng)“Internet of Things”(IoT)的飛速發(fā)展使得信息技術進一步成為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。現(xiàn)代教育尤其是現(xiàn)代高等教育也已經(jīng)成為人類永續(xù)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié),而工程教育專業(yè)認證則是經(jīng)濟全球一體化進程中的體現(xiàn)人才培養(yǎng)國際實質(zhì)等效性重要標桿。物聯(lián)網(wǎng)正改變著人們的工作、生活、學習的觀念及方式方法,同樣對工程教育專業(yè)認證也帶來深刻的影響,本文主要討論其對工程教育專業(yè)認證中的教學模式、學習方式、師資隊伍等的影響。
1 工程教育的特征及專業(yè)認證的分析
1.1 教育的概念
1997年國際教育標準分類法(ISCED)給出:教育是滿足受教育者學習需要的各種有意識的、有組織的、持續(xù)的、學習、交流、系統(tǒng)的信息傳遞活動,包括一些國家中所謂的文化活動或培訓。信息傳遞是指受教育者的品德養(yǎng)成、知識豐富、技能熟練等都是通過信息交流而進行的。建構學生各種知識、能力和技能相關的信息,可區(qū)分為“硬信息”、“軟信息”和“巧信息”3種。所謂硬信息也可稱之為“一次信息”或“原始信息”,其是指受教育者在外界環(huán)境中直接感受的、身臨其境的各種客觀實在的信息,如看到的山川河流、花草樹木,看演出、聽音樂會等由人的感官直接接收的信息。所謂軟信息也可稱之為“二次信息”,其是指受教育者間接獲得的外界客觀實體的信息,如看書,聽老師講解,觀看歷史文物等。所謂巧信息也可稱之為“控制信息”或“關鍵信息”,是指能控制其他信息的信息,如密碼或指令,其能起到“四兩撥千斤”的作用。在人一生的學習過程中,大量接觸到的是“軟信息”或“二次信息”,吸取、轉(zhuǎn)化、融合“二次信息”可以提高掌握知識或能力的效率。
1.2 “信息復雜全息人”假設
教育是由人參與的實踐活動,人的本質(zhì)是什么?人的意識是如何產(chǎn)生的?這至今仍是一個困難的問題。筆者曾提出:必須把“人”看作是一個由數(shù)十萬億個子系統(tǒng)、小系統(tǒng)、大系統(tǒng)組成的具有耗散結構性、信息性、全息性、量子化、具有自主意識和自適應性的開放復雜巨系統(tǒng)——一個巨復雜自適應智能系統(tǒng)(Giant Complex Adaptive Intelligent System,簡寫:GCAIS,簡稱:格賽思),簡稱“信息復雜全息人”。①筆者曾設想人的意識是產(chǎn)生于腦神經(jīng)物質(zhì)的量子行為和類似于科克(Koch)曲線的組織結構形變,即:對大腦而言,在有限的腦細胞(細胞核、染色體、細胞質(zhì)、分子、亞分子等)系統(tǒng)中可以產(chǎn)生無限的“科克曲線”或“科克突出”——這些“科克突出”這是腦神經(jīng)細胞微小變形——因外界刺激引起的或因與其他神經(jīng)元的相互作用而產(chǎn)生的,每一“科克突出”就對應于一定的知識、信息、意識等,而一系列“科克突出”就相當于“意識流”。量子力學的波粒二象性,實際上,應該是“波粒三象性”——波動性、粒子性和信息性。對于大腦物質(zhì),其量子行為則是“四象性”的,即波動性、粒子性、信息性和意識性,稱之為“波動粒子信息意識四象性”,簡稱:“波粒信意四象性”。這種“波粒信意四象性”應是在腦組織的微觀和渺觀范圍內(nèi)操作的。記憶力是腦思維細胞“科克突出”的“科克突出分形”。②因此,物質(zhì)和精神統(tǒng)一于“波粒信意四象性”,所有人類都包含類似的大腦物質(zhì),也就會產(chǎn)生類似的意識和思維,這是人類之間可以進行溝通的基礎。以此類推,一切具有大腦物質(zhì)的動物都應有它們相應的意識。
1.3 工程的概念
中國語義的“工程”是一個寬泛的概念,如“化學工程”、“土木工程”、“人文社會工程”、“希望工程”、“陽光工程”、“文化走出去工程”等等,其實質(zhì)是人類社會的有目的的系統(tǒng)的實踐活動,工程涉及到人、財、物、事、信息等要素,而對于不同的學科再分別給出各自的工程內(nèi)涵和外延。工程是這些物或事的函數(shù),用公式表示為:
GC = F(物,事,人,財,信息,時間,空間)= F(W,S,R,C,XX,S,K)
式中,GC表示工程;F表示函數(shù)關系式;W表示物(物質(zhì)、能量);S表示事(件);R表示人;C表示財力;XX表示信息;S表示時間;K表示空間。③
從工程要素所涉及的范圍劃分,其也可以分為5個層次,即渺觀工程、微觀工程、宏觀工程、宇觀工程和脹觀工程。
1.4 工程教育是一個GCAIS
由于工程和教育內(nèi)涵的復雜性,它們的整合不管是教育工程還是工程教育都應是涉及到人或者由人參與的實踐活動,包括受教育者、教育者和管理服務者的人是工程教育的主體,因此屬于高等教育體系子系統(tǒng)的工程教育也是一個“巨復雜自適應智能系統(tǒng)”(GCAIS),其必然具有復雜巨系統(tǒng)的諸多基本特征,如整體的開放性、規(guī)模的巨型性、組分的異質(zhì)性、結構的層次性、關系的非線性、行為的動態(tài)性、內(nèi)外的不確定性、整體的涌現(xiàn)性、④信息性、自適應性和智能性,等等。
從總體上看,工程教育的功能除具有人才培養(yǎng)、科學研究、社會服務、文化傳承4項基本功能之外,還應有塑造真誠心靈、維護社會和諧、創(chuàng)造優(yōu)美人生、加強國際合作等職能。⑤
1.5 工程教育專業(yè)認證的指標體系
2005年啟動的工程教育專業(yè)認證,導入了《華盛頓協(xié)議》認證標準的基本原則——“能力導向”(outcome-based)。美國ABET推出的EC2000認證標準強調(diào)培養(yǎng)學生工程教育的產(chǎn)出即學生應具備的能力和素質(zhì),強調(diào)認證工程專業(yè)所培養(yǎng)的畢業(yè)生必須具備數(shù)學、自然科學和工程學知識的應用能力,具備實驗方案設計和數(shù)據(jù)分析的能力等的11種能力。⑥我國的《工程教育專業(yè)認證標準(試行)》規(guī)定了10種能力,如具有人文素質(zhì)、社會責任感和職業(yè)道德;具有文獻與資料獲取能力;懂得專業(yè)相關法律法規(guī);認識工程對客觀世界和社會的影響;終身學習能力和國際視野、交流、競爭與合作能力。⑦高爐教授認為:堅持能力為重,強化能力培養(yǎng),著力提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力,教育學生學會知識技能,學會動手動腦,學會生存生活,學會做事做人,提高學生的信息化學習與生存能力。其將培養(yǎng)學生能力分解為3個核心部分,即一是專業(yè)教育;二是理論教學、實踐教學、自主研學;三是引導學生個性發(fā)展。而專業(yè)教育知識體系、學生發(fā)展體系和質(zhì)量監(jiān)控與管理體系都是圍繞3個核心部分去綜合展開的。⑧
我國《工程教育專業(yè)認證標準(試行)》的指標體系是模仿了美國ABET的EC2000標準的結構而設計的,其包括7個一級指標,即專業(yè)目標、課程體系、師資隊伍、支持條件、學生發(fā)展、管理制度和質(zhì)量評價。陳道蓄教授在《工程教育專業(yè)認證如何結合認證標準做好自評工作》報告中指出:工程教育專業(yè)認證是如下4方面的評價,一是目標導向的評價;二是合格性評價;三是同際實質(zhì)等效;四是認證規(guī)范化。
師資隊伍指標中的教師崗位結構如教學人員、科研人員、管理人員、實驗室技術人員,其他等,這并不是依照學生能力的建構進行設計的,其而是作為一個教學實體的學校人員的結構。如果科研人員也從事教學工作,則應計算為教學或兼職教學人員;若科研人員不承擔教學任務,則其不應計入影響學生能力的師資隊伍之中。按照“教書育人、環(huán)境育人、實踐育人、文化育人、科研育人”的思路,教師承擔的科研工作量應有適當?shù)谋壤粗嗳弧?/p>
2 物聯(lián)網(wǎng)的定義和本質(zhì)
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)主要是通過信息實現(xiàn)物品到物品(Thing to Thing,T2T)、人到物品(Human to Thing,H2T)、人到人(Human to Human,H2H)人到事(Human to Shi,H2S)、物到事(Thing to Shi,T2S)、事到事(Shi to Shi, S2S)之間的互連或者綜合集成的聯(lián)系。
物聯(lián)網(wǎng)的技術本質(zhì)是依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的識別、交互和自組織,并能對人、事、物進行智能化的溝通與控制的工具。物聯(lián)網(wǎng)的哲學本質(zhì)可認為是實體的虛擬化、數(shù)字化、信息化,通過信息溝通現(xiàn)實世界與虛擬世界,形成具有自組織能力的自主網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)的實體虛化模糊了物、動物、人、機器人、事(件)等概念,模糊了物質(zhì)精神兩元論的界線。
3 物聯(lián)網(wǎng)對工程教育的影響
物聯(lián)網(wǎng)除具有“物質(zhì)世界數(shù)字(虛擬)化”、“人、物、事(件)互聯(lián)化”、“教育資源信息化”、“數(shù)據(jù)處理智能化”的功能之外,⑨還有如下幾方面的功能:第五,教育體系輔導化,學校弱化為輔導機構,從而學校主動的教育體系隨著受教育者主體作用的提升而弱化為輔導體系。第六,個體成長發(fā)展“學輔”化,受教育者成了真正的學習主體,教育演化為學習者個體的學習成長,可稱其為“學輔”,這是物聯(lián)網(wǎng)對教育的最根本的沖擊。第七,教學空間微型化,地球村和遠程教育使得教學空間變小了,身在國內(nèi)也能學到境外高校的公開教學課件或視頻。第八,教學時間自主化,由于學習者真正成為了吸收信息的主人,其未必在限定的時間去聽課,可以自由地利用其他時間如吃飯間隙或晚上去學習所需要的知識;同時學習可以在“泛在教育”的時空里進行。
3.1 對教學模式的影響
當前普通高校工程教育的“教學”,“教”是教師的主動的“教”,學生的“學”則是處于次要地位,學生是在教師的引導下進行的學。物聯(lián)網(wǎng)使得終身教育更容易實施,也就是說,學習者可以通過客觀實體(世界)的自我信息表達來感知其環(huán)境的教育信息,也可以通過“軟信息”(二次信息)去學習間接知識。
在以人為本的物聯(lián)網(wǎng)時代,教與學的廣泛性可稱之為“泛在教學”和“泛在學習” (U—learning),即無處不在“教”和無處不在的“學”。對教師的“教”要實現(xiàn)泛在的教和幸福的教;對學生的“學”要落實泛在的學習和自由快樂的學習。教師的任務是告訴學生學習的重要性和為什么學習,大部分教師的主要任務是提供各種輔導。教師的一切工作都是為學生主動的“學”服務的,教師“教”的效果如何就體現(xiàn)在對學生的輔導、引導、指導上面,“教學”就變成了“學輔”,因而,教學范式改變了。
3.2 對學習方式的影響
學習是指任何行為、信息、知識、理解力、態(tài)度、價值觀或技能方面的長進。物聯(lián)網(wǎng)時代的云計算、海計算以及云海計算相適應的“云服務”,人們對知識信息的獲取不再受到空間、時間、體能、知識、訊息等差異的限制,完全可以按需獲取、分享知識、資訊。學生的“學”變成真正意義上的“自主的學”,學什么專業(yè),選哪些課程,選哪位老師的視頻,全部由學生自主選取。什么時候?qū)W什么課程,學到什么程度,做哪些實驗,在哪個地方學習都由學生決定。隨著“虛擬教室”、“智慧實驗室”、“無線網(wǎng)絡”、“數(shù)字城市”、 “智慧城市”、“智慧地球”逐步落實,青少年時期的集中式的學習可能延伸為終身學習。物聯(lián)網(wǎng)使得學習的方式、手段、時空、內(nèi)容等都會發(fā)生根本性的變革,對學習效果的評價方式和手段也會相應地改變。
3.3 對師資隊伍的影響
余壽文教授認為:“大學者,非大樓之謂也,乃大師育才之謂也。”⑩“學生是教師主要的直接的服務對象,教學,包括研究型的教學是教師服務于學生的主要形式。”豘教師在教學過程的作用只是“二次信息”的表達,學生通過老師大多也都是只能獲得間接的知識,而現(xiàn)代信息技術尤其是物聯(lián)網(wǎng)將使得這種間接傳達成為可有可無的狀態(tài)。多媒體技術或3D視頻教學課件有可能取代表達能力較差教師的教學功能。因此,這些通過信息傳遞而完成教師工作量或承擔教學任務的實體可定義為“虛擬教師”。物聯(lián)網(wǎng)可令“虛擬教師”隊伍的數(shù)量快速增長,而其功能將不斷增強。工程教育專業(yè)認證的“師資指標”應作相應的變動或調(diào)整。
以廣東輕工職業(yè)技術學院為例分析如下:參與高校各種職能的全體人員可分為以下9類,一是專職在編人員,省編辦下達的編制是1149名。二是專職非編人員,全校有近百名。三是外聘兼職人員,其中兼職教師共有886名。四是退休返聘人員,全校有十幾人。以上4種可稱其為“顯性教職工”或“顯性職工”。五是勞務外包職工,全校約800名。六是校企合作和職教集團的連鎖協(xié)同單位及聘用專家。七是在學生頂崗實習過程中聘用的指導師傅。此3種人員可稱其為“恢色教職工”或“恢色職工”。以上7種可稱為“實體教職工”或“實體職工”。八是與學校和學生直接發(fā)生聯(lián)系的其他人員,如送快遞的郵政人員、送快餐的物流人員、電訊人員等。這可稱其為“隱性教職工”或“隱性職工”。九是與學校和學生非直接接觸而產(chǎn)生影響的實體(或信息源),如QQ群、BBS站、微博、微信,教學用的錄音錄像資源等,它們對學生起到了教職工的影響作用。其可被稱為“虛擬教職工”或“虛擬職工”。電視教學或錄像教育中教師就可看作是“虛擬教師”。因此,可定義“虛擬教師”為:占具一定的工作崗位、承擔一定的教學任務、能提供某些知識或信息、消耗一定的資源、為教育事業(yè)產(chǎn)生一定的效益的虛擬體、實體或信息集合體。美國于1994年制成了世界第一具“男性虛擬人”,美國已經(jīng)制造了有物理性能的第二代和有生理功能的第三代“虛擬人”。我國2003年第一軍醫(yī)大學構建了首例“女性虛擬人”。無人機實際上就是一個“虛擬軍事戰(zhàn)斗人員”。
4 結論
工程教育是一個“巨復雜自適應智能系統(tǒng)”,其具有復雜巨系統(tǒng)的多種特性。通過信息溝通人、物、事(件)的物聯(lián)網(wǎng)將對工程教育專業(yè)認證指標體系的內(nèi)涵產(chǎn)生深遠的革命性的影響,虛擬教室、虛擬實驗室、虛擬教師、虛擬校園等都將成為現(xiàn)實。
基金項目:此文受廣東省教育科研“十二五”規(guī)劃2012年度研究項目(2012JK091)、2013年廣州市哲學社會科學“十二五”規(guī)劃課題(13G33)、2012年廣東高等教育科學研究課題(GJB125095),廣東省高職高專校長聯(lián)席會議2013年度重點課題項目(GDXLHZD014)和2013年廣東輕院教改課題(JG201365)的資助
注釋
① 張?zhí)觳?現(xiàn)代職教體系協(xié)同現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的機理探析——以廣東省為例[J].淮南師范學院學報,2012.14(5):81-84.
② 張?zhí)觳?高職教育層次論視域下現(xiàn)代職教體系的建構分析[C].Kevin Bo.第三屆教學管理與課程建設學術年會.Hong Kong: E R P press,2012:28-33.
③ 張?zhí)觳?物聯(lián)網(wǎng)視域下管理工程創(chuàng)新的思考[C].王淑云,高光銳,任俊義.2012中國管理科學與工程研究報告.長春:吉林大學出版社,2012:181-186.
④ 張?zhí)觳?終身教育維度下的現(xiàn)代國民教育體系結構和層次分析[J].職業(yè)技術教育,2011.32(22):31-35.
⑤ Tianbo ZHANG, Qiuhong LI.Analysis and Exploration of Management Innovation of the Higher Vocational Education——Guangdong Industry Technical College as an Example [C]//Zhou Bing. The International Conference on Management Science and Engineering.Chongqing:Springer,2012:37-42.
⑥ 朱偉東,張振剛.美國ABET工程教育專業(yè)質(zhì)量認證研究[J].中國高教研究,2009(12):54-56.
⑦ 陳文松.工程教育專業(yè)認證及其對高等工程教育的影響[J].高教論壇,2011(7):29-32.
⑧ 高爐.工程教育專業(yè)認證如何結合認證標準做好自評工作.高等理工教育網(wǎng)[EB/OL].[2013-03-13](2011-03-29).http:///?action=read_article&articleid=455&siteid=0.
⑨ 張?zhí)觳?整合校內(nèi)實訓資源的機理分析與實踐——以構建文科中心為例[J].實驗室研究與探索,2012.31(7):445-448.
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術;智能建筑;成本控制;工程造價
1引言
隨著國家對智慧城市的重視,智能建筑也進入了高速發(fā)展時期,智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術下對增強安防措施、改善居住體驗、節(jié)約能耗等方面進行改善。物聯(lián)網(wǎng)是通過多種信息傳感器實時采集各類信息,在終端設備、邊緣域或云中心通過機器學習對數(shù)據(jù)進行分析。智能建筑可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術對建筑內(nèi)暖通空調(diào)、供水、發(fā)電、照明系統(tǒng)、網(wǎng)絡等通過人工智能處理器對于建筑的整體分析和優(yōu)化,可以大大節(jié)省運營成本,提高投資回報率。智能建筑的核心是5A系統(tǒng):建筑設備自動化系統(tǒng)(BA)、通訊自動化系統(tǒng)(CA)、辦公室自動化系統(tǒng)(OA)、火災報警與消防連動自動化系統(tǒng)(FA)、安全防范自動化系統(tǒng)(SA),通過5A系統(tǒng)使建筑具有安全、便捷、高效、節(jié)能的特點。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2019年我國物聯(lián)網(wǎng)連接量在45.7億,到2025年將增至199億,市場空間非常廣闊,對于智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術下成本控制和造價分析,將成為行業(yè)關注的熱點。
2物聯(lián)網(wǎng)技術對智能建筑的成本控制
利用物聯(lián)網(wǎng)技術對智能建筑進行工程預算是一種新型的技術手段,物聯(lián)網(wǎng)技術通過智能系統(tǒng)提高成本控制的準確性,對于智能建筑項目進行成本預算和控制有十分重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用是智能建筑的基本特點,一般通過開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結合,以及定性控制與定量控制的結合的采用多模態(tài)控制方式,這種方式可以幫人們處理大量的系統(tǒng)問題,通過大數(shù)據(jù)收集資料和人工智能的科學推理,可以對人類的行為和思維進行感知模擬,對智能建筑中5A系統(tǒng)的精準控制。物聯(lián)網(wǎng)通常使用射頻設備、定位系統(tǒng)、激光掃描設備和紅外感應器設備等信息通訊傳感器,通過網(wǎng)絡把所有設備都連接起來,來使信息互聯(lián)互通,實現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術下智能識別、智能定位、智能跟蹤、智能監(jiān)控的管理體系,可以對智能建筑中的各種設備進行有效管理,讓設備和系統(tǒng)進行信息互通和遠程共享,通過收集大量的數(shù)據(jù)信息可以構建一個參量體系,通過參量系統(tǒng)優(yōu)化智能建筑使用成本,給人們提供綠色環(huán)保、舒適健康的生活環(huán)境。
3物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑工程造價
利用物聯(lián)網(wǎng)技術和參量體系可以得到大量信息,通過信息的處理計算得到成本數(shù)據(jù)和工程量,根據(jù)國家規(guī)定定額標準得到工程造價的目標函數(shù)。運用BIM智能建筑模型,合理的博弈控制函數(shù)設計進行智能建筑的造價預測。物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑的工程造價分析模型主要有三種,(1)通過對建筑的主要參數(shù)數(shù)據(jù)的基礎上構建模型。(2)通過物聯(lián)網(wǎng)技術模糊控制和邏輯控制來構建模型。(3)通過物聯(lián)網(wǎng)技術下擬自然隨機最小二乘擬合來構建模型。這種方法由于計算量較大,計算復雜程度較高,無法保證計算的準確性。為了提高計算的準確性,本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術約束參量和工程造價預測模型的方法來提高智能建筑成本控制進度和工程造價預測準確性。
4物聯(lián)網(wǎng)技術進行成本控制參量體系
在智能建筑中工程造價是指工程建設中所需要投入的資金,主要包括前期的投資估算、項目過程中的工程結算、完工后的竣工決算。在智能建筑施工過程中,可以運用物聯(lián)網(wǎng)技術對項目成本和工程造價進行有效控制。第一,合理分析智能建筑工程造價的約束函數(shù)和參量體系;第二,為了構建物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑參量體系和約束模型,需要對建筑規(guī)劃、消防、交通、環(huán)保等實現(xiàn)工程造價合理評估和預測。通過參量體系和約束模型進行智能管理控制,保證智能建筑項目施工進度和施工品質(zhì)。通過構建物聯(lián)網(wǎng)技術參數(shù)模型,保證了智能建筑材料合理選擇和建筑施工成本的精準預測。在物聯(lián)網(wǎng)技術智能建筑成本控制預算中,往往忽視交叉因子對成本的影響。智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術的支持下實現(xiàn)自動網(wǎng)絡控制,利用智能建筑自動控制網(wǎng)絡中的三種通信協(xié)議實現(xiàn)效益評估,可以有效地計算出智能建筑控制成本,在構建物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑的成本控制參量體系中,利用物聯(lián)網(wǎng)技術對工程造價模型設計,實現(xiàn)對智能建筑工程造價成本有效控制和精準預測。由此可見,在物聯(lián)網(wǎng)技術下構建智能建筑參量體系是實現(xiàn)成本控制的重要途徑。
5智能建筑目標模型構建及設計優(yōu)化
利用物聯(lián)網(wǎng)技術建立智能建筑目標模型,通常是采用均衡博弈的計算方法來分析智能建筑的工程和造價,這種方法是用預測函數(shù)以及最小方差來進行成本的預測和造價控制,可以有效地控制智能建筑造價計算精度。但是由于需要收集大量的數(shù)據(jù),在沒有足夠數(shù)據(jù)作為基礎的情況下,智能建筑工程造價預測精度是不準確的。本文為了提高控制精度采用了一種在物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑成本約束參量。通過約束參量貢獻度加權的方法建立工程造價預測和成本控制模型,在參量分析基礎上設計工程造價預測和成本控制模型,構建物聯(lián)網(wǎng)下成本控制系統(tǒng)得到最佳的博弈函數(shù),得到工程造價施工優(yōu)化參數(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術智能建筑施工過程中,不但要考慮在施工成本,還需要對管理成本等多方面進行綜合考量,通過智能建筑成本分析建立工程成本預測模型。為了合理地評估智能建筑的性能,可以采用一種分數(shù)階差分函數(shù)的公式對評價進行有效分析,用函數(shù)公式得出智能建筑成本和建筑質(zhì)量的關系。在智能建筑模型構建時,利用分析方法實現(xiàn)成本投入的時間序列的采集,通過智能建筑施工中的各方面因素進行線性二乘擬合計算構建約束關系模型,可以實現(xiàn)智能建筑工程造價的量化評價參數(shù)模型。在實際施工過程中,包括固定成本和非固定成本,非固定成本是由很多不確定因素造成的,為了實現(xiàn)有效的成本控制,應該對不確定因素進行有效控制。通過物聯(lián)網(wǎng)技術構建量化控制模型,可以有效地對物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑工程項目實現(xiàn)效益最大化。在物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑的控制必須滿足非線性方程的連續(xù)性條件,通過連續(xù)性條件構建一個模型,由此可以得出物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑施工過程中生產(chǎn)效益最大化,并且在物聯(lián)網(wǎng)技術下實現(xiàn)成本與效益最優(yōu)匹配,通過以上決策,智能建筑工程造價的效益值和帶量值可以有效均衡。此外,為了保證施工效率和質(zhì)量構建模型,通過累計方差的公式對建筑成本的參量貢獻度進行自適應加權處理。通過上述介紹的參數(shù)模型,可以在物聯(lián)網(wǎng)技術下對施工成本、施工效率和施工質(zhì)量進行優(yōu)化,不但提高了施工質(zhì)量還降低了施工成本。
6物聯(lián)網(wǎng)技術下仿真實驗和分析
為了對上述模型和參數(shù)進行檢驗,以及物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑成本控制和工程造價分析的可行性,通常需要采用一種仿真軟件進行分析和研究,根據(jù)國家預算定額可以設計物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑成本參量數(shù)據(jù)表。通過成本參量數(shù)據(jù)表進行物聯(lián)網(wǎng)技術下智能建筑成本控制和工程造價仿真建模,對物聯(lián)網(wǎng)技術下預測數(shù)值仿真,通過仿真可以得到不同的成本控制數(shù)據(jù),為了要論證結果,可以把物聯(lián)網(wǎng)技術智能建筑仿真結果和傳統(tǒng)模型計算結果進行對比。從仿真結果可以看出,采用本文所使用的方法有效地降低了項目建設成本,成功的對智能建筑成本控制進行了優(yōu)化。由此可見,通過仿真實驗模擬進行實驗得出的結果是有科學性和可行性的。
7物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑展望
物聯(lián)網(wǎng)技術在建筑業(yè)、工業(yè)、電子行業(yè)、交通行業(yè)、汽車行業(yè)都有了深入的應用。隨著科技的不斷進步,智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下將結構、系統(tǒng)、服務、管理跟用戶需求進行優(yōu)化組合。智能建筑不僅可以提高舒適的環(huán)境,還可以提高工作效率,降低建筑成本,已經(jīng)成為智慧城市發(fā)展的必然趨勢。目前智能建筑主要體現(xiàn)在系統(tǒng)設備自動化和通信系統(tǒng)信息化,隨著科技的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術下的智能建筑會采用系統(tǒng)信息綜合管理,對智能建筑內(nèi)所有的設備信息進行收集、傳輸和處理,在物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑可以實現(xiàn)人與物的連接,物與物的連接,通過云計算收集處理和人工智能邏輯分析決策,朝著智能化方向發(fā)展。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;TCP/IP協(xié)議;教學模式;應用驅(qū)動
近年來,物聯(lián)網(wǎng)(Intemet of Things)受到國內(nèi)外工業(yè)界和教育界的重點關注。物聯(lián)網(wǎng)的概念由美國麻省理工學院于1999年提出,主要通過射頻識別(RFID)技術、無線傳感器、激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)等信息傳輸設備,按照無線傳輸協(xié)議,將物品連接到互聯(lián)網(wǎng)進行信息傳輸,從而實現(xiàn)“物物相連”的應用目標。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同,物聯(lián)網(wǎng)更強調(diào)全面感知,即通過RFID、無線傳感器等感知體采集信息,同時通過無線網(wǎng)絡進行可靠傳輸,智能處理捕獲的信息,真正實現(xiàn)物與物的溝通。物聯(lián)網(wǎng)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信之后的新一代信息產(chǎn)業(yè)化浪潮,深刻影響著人們的生活、工作方式,目前已在智能家居、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)監(jiān)控等領域成功應用。
在教育部首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關本科新專業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)工程相關專業(yè)建設是信息技術與社會需求發(fā)展的必然要求,同時為計算機教育和計算機應用型人才培養(yǎng)提供了新的方向。該專業(yè)旨在培養(yǎng)能系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)相關理論和技能,具備通信、網(wǎng)絡、傳感技術等專業(yè)知識的高級工程技術人才。截止到2012年秋,全國經(jīng)教育部批準開設物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的本科院校有135所。目前,物聯(lián)網(wǎng)工程相關專業(yè)的課程設置、培養(yǎng)模式、實驗配置、教材建設等內(nèi)容尚處于探索和完善階段,同時,物聯(lián)網(wǎng)技術領域需要的從業(yè)人員數(shù)量急劇上升。
由于在技術特點方面,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡、嵌入式軟件、傳感器技術的集成和整合,重點涉及高頻技術和通信協(xié)議棧等核心技術,對從業(yè)人員的知識儲備和實踐能力要求較高。但目前,國內(nèi)相關專業(yè)多專注于單項技術的培育,對上述多種技術的聚合存在較大欠缺,需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術的特點,對其課程內(nèi)容進行升級和擴容。
TCP/IP協(xié)議分析是計算機網(wǎng)絡、通信相關專業(yè)的專業(yè)課,也是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程之一。作為計算機網(wǎng)絡原理的后續(xù)課程,該課程側重于講述TCP/IP協(xié)議族的基本原理和核心技術,使學生對網(wǎng)絡互連的原理有更深刻的認識。對于物聯(lián)網(wǎng),核心技術已由傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)向無線網(wǎng)絡和無線通信,如zigBee無線網(wǎng)絡協(xié)議和IPv6協(xié)議。因此,對于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),TCP/IP協(xié)議分析不僅要講述經(jīng)典TCP/IP協(xié)議,更要側重物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的無線網(wǎng)絡協(xié)議。顯然,要對TCP/IP協(xié)議分析的教學模式進行改革,使其滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)需要。
1、教學現(xiàn)狀分析
TCPflP協(xié)議分析的主體是對TCP/IP協(xié)議族中各層協(xié)議的詳細介紹,增強學生對TCP/IP協(xié)議復雜機理的直觀理解。根據(jù)作者實踐教學總結,目前該課程存在如下問題。
1.1 授課內(nèi)容偏重理論,與先期課程重疊過多
TCP/IP協(xié)議分析的核心是TCP/IP 4層模型及相關通信方式、時序等規(guī)則,一定程度上與計算機網(wǎng)絡原理課程重復,單純的理論闡述會導致學生失去興趣。此外,抽象講解各種協(xié)議的實現(xiàn)細節(jié)容易重復,如每個協(xié)議的組成部分幾乎一致,簡單重復很容易使學生感覺枯燥。
1.2 教學內(nèi)容單一,缺少源代碼分析
通過分析TCP/IP的源代碼,有助于觀察協(xié)議實現(xiàn)細節(jié),深化對協(xié)議的理解,提高網(wǎng)絡編程與內(nèi)核開發(fā)技能,使學生具備根據(jù)需求修改協(xié)議棧的基本能力。然而,在實踐教學中我們發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)TCP/IP協(xié)議分析教材集中于對協(xié)議的抽象分解,如采用示意圖的方式描述幀的封裝過程,在實驗教學中多采用數(shù)據(jù)包捕獲軟件分析協(xié)議的運行機理。這樣無法使學生真正理解網(wǎng)絡協(xié)議,將實際網(wǎng)絡協(xié)議的修改和應用與源碼的實現(xiàn)細節(jié)進行有效結合,造成理論與實踐應用脫節(jié)。以幀的封裝為例,Linux下數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一數(shù)據(jù)結構為“struct sk_buff”,所謂的封裝和解封是該結構體中頭尾2個指針的移動,這個機制簡單,但充滿了技巧,如果不閱讀源代碼,理論和應用之間始終存在隔閡。對于已經(jīng)引入Linux TCP/IP協(xié)議棧源代碼的教師來說,如何有效組織上萬行的協(xié)議棧源代碼是重要問題。在教學中抽取出具有代表性的代碼段,需要根據(jù)不同學生的基礎條件反復凝練,還要兼顧學生的學習熱情,激發(fā)自主學習意識。
1.3 幾乎不涉及無線網(wǎng)絡理論的講授
現(xiàn)行教材幾乎全部以經(jīng)典IPv4為授課內(nèi)容,部分教材擴展到IPv6,對網(wǎng)絡層以下涉及甚少,基本默認以IEEE 802,3標準(以太網(wǎng))為例闡述。而在近些年的實際應用中,無線網(wǎng)越來越成為業(yè)界的技術亮點,各種成熟的網(wǎng)絡產(chǎn)品紛紛延伸至無線網(wǎng)平臺。無線網(wǎng)標準主要以IEEE 802.11和802.15為代表,在實現(xiàn)細節(jié)以及協(xié)議規(guī)則方面與以太網(wǎng)有較大差別,為提高傳輸效率,在網(wǎng)絡層和傳輸層需要有相應的改變。通用的IP和TCP協(xié)議顯得過于冗余且針對性不強,無法應對無線網(wǎng)高容量、短延時、低速率的應用需求。這就決定了現(xiàn)有教學內(nèi)容無法直接應用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。同時,現(xiàn)有的絕大多數(shù)實驗組網(wǎng)設備不適宜無線網(wǎng)絡架構,因此,無法提供這方面的實驗平臺。此外,無論是經(jīng)典的LinuxTCP/IP代碼分析,還是無線網(wǎng)絡協(xié)議的理論學習,均缺乏相應的操作性強的實驗指導教材,這也不利于學生的學習和理解。
2、教學模式改革
依照物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標,TCP/IP協(xié)議分析課程改革遵循“應用為先導、工程為特色、實踐能力為培養(yǎng)重點”的教學理念,按照如下思路進行實踐。
2,1 應用驅(qū)動型的啟發(fā)式教學模式
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應用特點,明確“TCP/IP協(xié)議分析”課程以應用為驅(qū)動,促進學生從應用的角度學習。教師有意識地根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)不同的技術需求,引導學生對經(jīng)典的TCP/IP協(xié)議知識進行重構,從而培養(yǎng)富有探索精神的思維模式和創(chuàng)新精神。
在具體教學中,以Linux協(xié)議棧代碼分析為主,TCP/IP協(xié)議的大多數(shù)原理在先導課程“計算機網(wǎng)絡原理”中已經(jīng)教過,所以課堂教學一半時間講述理論細節(jié),其余時間輔以代碼分析。例如,Linux平臺下“struct sk buff”作為數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一結構體,涵蓋了經(jīng)典協(xié)議棧里的諸多選項,此時,我們除了引導學生對代碼進行分析外,還應啟發(fā)學生思考如何刪減和添加哪些選項,才能保證實現(xiàn)無線網(wǎng)絡高容量、短延時等應用要求。然后以ZigBee協(xié)議為代表,抽選出該協(xié)議下的幀結構以及相應的實現(xiàn)代碼,并以此展開ZigBee協(xié)議的若干細節(jié),比如NPDU中載荷選項的構成、序列信息的作用以及半徑域選項的意義。通過對比學習,學生們可以輕松地過渡到物聯(lián)網(wǎng)技術氛圍。又如,Linux平臺下傳輸層的主要實現(xiàn)函數(shù)為“tcp v4 do rcv( )”,主要工作是遍歷后備隊列鏈表,將合適的數(shù)據(jù)包添加至完成隊列,并作校驗。教師除了帶領學生對此函數(shù)進行詳細分析外,還要指出zigBee協(xié)議中傳輸層功能很小,甚至已經(jīng)合并到網(wǎng)絡層,引導學生思考原因,以及哪些功能可以保留,哪些是冗余,并對比經(jīng)典TCP協(xié)議的滑動窗口機制,分析物聯(lián)網(wǎng)應用環(huán)境下應如何實現(xiàn)擁塞控制。再如,在經(jīng)典TCP/IP協(xié)議中,路由是IP層的核心功能,常用的路由協(xié)議如OSPF、RIP等多考慮廣域網(wǎng)的情況,但在物聯(lián)網(wǎng)應用中,這些協(xié)議顯然都不適合。此時我們引導學生思考,如何通過在路由選擇格式、地址轉(zhuǎn)換計算、算法的實時性、安全性等方面的調(diào)整,以指定適宜短距離無線通信的路由選擇協(xié)議。盡管一兩節(jié)課的時間不足以將改進的細節(jié)討論完善,但通過這樣的學習,使學生既達到了掌握經(jīng)典TCP/IP協(xié)議理論的目的,也明白了物聯(lián)網(wǎng)與常用網(wǎng)絡協(xié)議的異同,為課下自學以及后續(xù)課程的學習打下良好的基礎。
2.2 理論與工程產(chǎn)品相結合的教學方法
TCP/IP協(xié)議內(nèi)容龐雜,涵蓋面廣,協(xié)議細節(jié)繁瑣,根據(jù)教學實踐,如果直接照本宣科,學生容易厭倦,教學效果不好。對于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學生,我們在授課時加入了大量的無線網(wǎng)絡理論,加大IPv6講授部分,這些內(nèi)容在“計算機網(wǎng)絡原理”課程中一筆帶過,實踐中學生的反響非常強烈,聽課興趣明顯增加。例如在網(wǎng)絡層的授課內(nèi)容中,我們加入了配置無線網(wǎng)網(wǎng)關的內(nèi)容,首先從實際無線路由的網(wǎng)關配置演示,擴展到zigBee無線網(wǎng)關協(xié)議轉(zhuǎn)換的實現(xiàn),并給出了無線網(wǎng)關射頻部分(物理層)接收到數(shù)據(jù)報文后進行有效載荷等選項的格式轉(zhuǎn)換細節(jié),直到最終交由802.3以太網(wǎng)網(wǎng)卡處理。數(shù)據(jù)最終還是返回到熟悉的以太網(wǎng),但學生對無線網(wǎng)關的數(shù)據(jù)傳輸原理有了更深入的理解。
此外,我們在教學中增加了物聯(lián)網(wǎng)相關工具箱的應用。目前主要使用ZigBee工具箱做教學對象。由于現(xiàn)在主流ZigBee工具箱體積小、便于攜帶,且都具備在線調(diào)試功能,因此很容易在課堂進行變量觀察,對上述新添加的無線網(wǎng)的理論進行實時驗證。同時,工具箱大多配備圖形、漢字LCD顯示器和各類語音接口,便于學生直觀感受。此外,zigBee工具箱大多開放源代碼,理論授課完全可以伴隨代碼分析。理論講授、工具箱驗證、代碼分析構成了我們教學方法的“三重奏”。
2.3 仿真軟件與編程實踐相結合的教學手段
由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要配備多個傳感器、無線網(wǎng)關和終端,設備成本較高,因此可采用以仿真軟件為主的教學手段。目前我們主要采用NS2軟件,可以方便地設定各類通信環(huán)境和不同的區(qū)域網(wǎng)絡類型,構建虛擬的無線與有線耦合的通信網(wǎng)絡模型,可以觀察不同協(xié)議的運作流程。例如,我們采用NS2仿真zigBee協(xié)議體系中樹形路由的分布式地址分配方式,構造了不同類型的無線網(wǎng)絡節(jié)點接入方式,并可以得到直觀的性能分析定量數(shù)據(jù)?;A實驗以數(shù)據(jù)包捕獲軟件為主,這類軟件有助于學生直觀地了解協(xié)議實現(xiàn)細節(jié),不用在開始就糾纏具體的代碼。目前我們實驗主要采用的是銳捷公司的協(xié)議分析器,界面簡單直觀,所支持的協(xié)議類型全面。此外,我們推薦學生在課余學習中使用Sniffer軟件,這也是一款輕量級的捕獲軟件,便于安裝在學生電腦中。
顯然,單純的捕獲并分析數(shù)據(jù)包只能從宏觀角度理解網(wǎng)絡協(xié)議的原理,如想與物聯(lián)網(wǎng)的應用性接軌,則應在實驗教學中適當引入網(wǎng)絡編程。這里的網(wǎng)絡編程并不是指內(nèi)核(協(xié)議棧)開發(fā),而是指從應用層編程人手模擬部分協(xié)議。由于Linux內(nèi)核編程的基礎知識要求較多,而LinuxSocket編程易學易用,因此我們在教學中引入后者作為實驗技術。例如,講完ICMP協(xié)議后,我們會在課堂上講授基于Linux c的ping程序的主干代碼,然后在實驗中根據(jù)無線網(wǎng)關和無線地址分配的機理,要求學生進行相應的修改。又如,講完TCP的ACK、RST、SYN等報文格式后,我們利用Linux c編寫端口掃描程序,并指導學生進行調(diào)試。引入Linux c網(wǎng)絡編程的直接好處是,學生不再認為TCP8P協(xié)議分析是純理論,產(chǎn)生了濃厚的學習興趣,同時Linux c編程能力也得到了很好的鍛煉。
3、結語
目前,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設尚處于起步和摸索階段。對于該專業(yè)的每門課程都要以物聯(lián)網(wǎng)本身的技術特點和應用需求作為導向,進行教學模式調(diào)整,這樣才有助于實現(xiàn)該專業(yè)的培養(yǎng)目標。作為該專業(yè)的核心課程,TCPhP協(xié)議分析在今后的教學中不僅要完成經(jīng)典網(wǎng)絡協(xié)議原理的講授,更要考慮無線網(wǎng)絡的特殊需求以及對學生實踐能力的培養(yǎng)。
參考文獻:
[1]馮翔,姜鑫,昊永和,物聯(lián)網(wǎng)教育應用的標準建設研究[J],華東師范大學學報;自然科學版,2012(2):42-51。
關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程 專業(yè)設置 可行性 劉國鈞高職校
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。即通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術,必將帶來繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)開啟了新的產(chǎn)業(yè)革命,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,必然帶動其相關技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以斷言,物聯(lián)網(wǎng)必將成為下一個世界經(jīng)濟的增長點,所有這一切都給職業(yè)院校的專業(yè)設置和科研提出了新問題[1]。
1.專業(yè)設置的必要性
1.1國家戰(zhàn)略
近年來,世界各國尤其是主要大國紛紛把發(fā)展信息網(wǎng)絡、節(jié)能環(huán)保、低碳技術等作為新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點,人們的生活方式以及國家的經(jīng)濟社會發(fā)展格局正在發(fā)生深刻變革。而發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)不僅可以節(jié)約成本,提高整體經(jīng)濟效益,而且可以提高具體產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益,更重要的是帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級。
2009年8月7日,總理在視察中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術研發(fā)中心時指示,要加快推進傳感網(wǎng)發(fā)展,在無錫建立“感知中國”中心。2010年3月份,在政府工作報告中,溫總理再次明確提出,將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應用”。
1.2社會需求
目前國內(nèi)無論是物聯(lián)網(wǎng)還是云計算專業(yè)的人才都處于炙手可熱的狀態(tài)。企業(yè)的信息化,制造裝備和生產(chǎn)過程的自動化與信息化,制造產(chǎn)品的信息化與智能化等技術的發(fā)展,都離不開物聯(lián)網(wǎng)工程技術,而這其中,人才是關鍵[2]。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展為高職院校提供了新的發(fā)展機遇,由于企業(yè)急需物聯(lián)網(wǎng)工程方面的專門技術人才,因此高??梢宰プC遇,在物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方面大有作為。
1.3高職學生就業(yè)前景
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)和IT產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展,“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的行業(yè)極其廣闊與靈活。光通信、無線通信、計算機控制、多媒體、網(wǎng)絡、軟件、電子、自動化、信息安全等行業(yè)均將大量需要高技術型、高技能人才及相關的管理人才,這為高職院校提供了新的發(fā)展契機。在人才需求方面,各地政府紛紛上馬物聯(lián)網(wǎng)項目,急需大量的物聯(lián)網(wǎng)人才,而且非常奇缺。例如,無錫到2015年總投資40億元,建成引領中國傳感網(wǎng)技術發(fā)展和標準制訂的中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院,集聚各類傳感網(wǎng)企業(yè)500家,實現(xiàn)產(chǎn)值500億,需要引進和培養(yǎng)高級物聯(lián)網(wǎng)人才5000名,集聚從業(yè)人員5萬人。僅僅無錫就需要5000名高級物聯(lián)網(wǎng)人才,全國需要的物聯(lián)網(wǎng)人才數(shù)量可想而知[3]。
2.專業(yè)設置的可行性
2.1師資條件
雄厚的師資力量是開設相關專業(yè)的基礎,要開展物聯(lián)網(wǎng)基礎教育必須耍有相關專業(yè)教師隊伍。劉國鈞高等職業(yè)技術學校信息工程系現(xiàn)有計算機專業(yè)課教師15位,自動化工程系有兩位教師專門從事單片機開發(fā)教學,專業(yè)師資力量較為雄厚。而且其中大部分教師有實際的嵌入式開發(fā)、單片機開發(fā)、網(wǎng)絡開發(fā)的經(jīng)驗,這對于開展物聯(lián)網(wǎng)的信息采集技術、信息傳輸技術等方面的教育具有很重要的意義,能夠大大提高教育的效果。
2.2學生資源基礎
五年制高職校的生源主要來自初中畢業(yè)生,生源質(zhì)量雖然要比高等教育院校差一些,但是他們已經(jīng)具有接受相關教育的基礎,經(jīng)過前三年的專業(yè)基礎教育使他們足以能理解相關專業(yè)內(nèi)容。但是由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及的內(nèi)容專業(yè)跨度比較大,不但需要計算機相關知識,而且還要學習電子信息與通訊,自動控制,遙感與遙測和電子商務等知識,對學生的要求比較高,因此對于五年制職校生來說還是有一定挑戰(zhàn)性的,有一定難度的。
2.3教學設施及設備條件
教育資源是開設新專業(yè)的重要保障,必須要有相關的教學資源。我?,F(xiàn)在已經(jīng)開展了單片機開發(fā)相關專業(yè)的教學,具有多種單片機開發(fā)板,并且已經(jīng)在此基礎上展了嵌入式開發(fā)相關知識的教學。我校劉鞠秀圖書館是一座生態(tài)化、現(xiàn)代化的省一級圖書館,建筑面積12000多平方米,閱覽座位840個,可提供參考咨詢、閱覽、外借、檢索、復印等多種類型、多層次的服務。目前紙質(zhì)藏書15萬冊,電子藏書5萬余冊,紙質(zhì)報刊300余種,數(shù)字期刊8000余種,內(nèi)容包括文史哲、數(shù)理化、經(jīng)濟、法律、教育、管理、外語、電子工程、計算技術等。專業(yè)藏書涵蓋了財會、物流、計算機、動漫、數(shù)控、汽車等專業(yè),品種豐富,更新及時,相關內(nèi)容的圖書學生學習提供了大量的資料基礎。
2.4實習和實訓條件
劉國鈞高職校設有功能齊全的物聯(lián)網(wǎng)應用實訓室。實驗室面積達120平方米,實驗室不但具有供師生學習實驗功能,還具有開展講座等輔助功能。學校開辦至今,在計算機教學設備上的投入已經(jīng)超過420萬元,學?,F(xiàn)有面向?qū)W生開放的計算機房7個(每個機房可容納45人左右)。特別是近年投資100多萬建立的校園信息網(wǎng)絡系統(tǒng),為廣大師生對內(nèi)、對外的信息交流提供了極大的方便,為提高學生在Internet網(wǎng)絡上的操作水平發(fā)揮著重要作用。
2.5課程設置與教學要求
由于物聯(lián)網(wǎng)涉及的領域非常廣泛,從技術角度,主要涉及的現(xiàn)有高校院系與專業(yè)有:計算機科學與工程,電子與電氣工程,電子信息與通訊,自動控制,遙感與遙測,精密儀器,電子商務等等。其主要課程包括:物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術導論、C語言程序設計、Java程序設計、無線傳感網(wǎng)絡概論、TCP/IP網(wǎng)絡與協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)技術、傳感器技術概論,《傳感器技術》、RFID技術概論、工業(yè)信息化及現(xiàn)場總線技術,《現(xiàn)場總線技術及應用教程》、《中間件技術原理與應用》、《物聯(lián)網(wǎng):技術、應用、標準和商業(yè)模式》等教材。要學習好這些課程,需要學生具有較好的數(shù)學和物理基礎,掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關理論和應用設計方法,具有較強的計算機技術和電子信息技術的能力,掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,能順利地閱讀本專業(yè)的外文資料,具有聽、說、讀、寫的能力。這些對五年制職校生來說無疑是一大挑戰(zhàn)。
3.結束語
過本文分析可以看出,物聯(lián)網(wǎng)有著很大的發(fā)展空間,它勢必會成為未來經(jīng)濟發(fā)展的一個新的增長點,它將極大地影響和改變著我們的生活。但是就目前而言,物聯(lián)網(wǎng)還是一個處于研究及未得到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的概念產(chǎn)品,它是一門綜合性、交叉性學科。需要畢業(yè)生具備電子、通信、計算機等多方面知識和能力,雖然目前我校軟件、硬件條件都比較很完善,但是對于五年制高職生來說,學習物聯(lián)網(wǎng)課程還是具有很大的挑戰(zhàn)性的,因此在五年制高職校貿(mào)然設置“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”需要慎重。但是不可否認,物聯(lián)網(wǎng)肯定會像互聯(lián)網(wǎng)一樣普及到我們生活的方方面面,但這需要一個過程,至少需要10年到20年時間。因此,我校可以根據(jù)實際情況先設置有關物聯(lián)網(wǎng)課程,待到時機成熟再設置無量網(wǎng)專業(yè)。
基金:本文系江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院立項研究課題《五年制高職適應產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的對策研究——以常州劉國鈞高職校為例》的部分研究成果,課題編號:B/2010/09/022。
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關鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);環(huán)境;流通加工;集成優(yōu)化
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)36-0068-04
就流通加工集成本身而言,其置身于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境以后,很多問題的解決都獲得了較多的便利性條件,同時沒有受到太多的限制性影響,各個方面的工作執(zhí)行,都可以創(chuàng)造出較高的價值。從近幾年的工作來看,我國的人均收入開始不斷地增長,而國家建設和城市進步,都進一步了刺激了內(nèi)需的提升,即便是得到了物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的大力支持,流通加工集成依然表現(xiàn)出了“吃力”的現(xiàn)象,在很多方面都沒有創(chuàng)造出較高的價值,自身的工作水平也是有待提升的。通過對流通加工集成問題進行優(yōu)化,能夠更好的解決自身不足,并且將物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的優(yōu)勢充分發(fā)揮,拉動良性循環(huán)體系的建立。
1 流通加工集成分析
1.1 流通加工的定義
從現(xiàn)有的工作來看,流通加工獲得了國家的標準定義,其主要指的是物品從生產(chǎn)地,到使用地的過程當中,中間所產(chǎn)生的系列工作內(nèi)容,包括包裝處理、分割計量、組裝等等。將這一系列的綜合工作,稱之為“流通加工”。在現(xiàn)代化的建設中,流通加工對各個地方所產(chǎn)生的影響非常廣泛,不僅僅是涉及各個行業(yè)的聯(lián)合,同時對當?shù)氐慕ㄔO和社會的穩(wěn)定,也具有一定的作用。流通加工具體情況,如下圖所示。
1.2 流通加工的類型
經(jīng)過長久的發(fā)展和建設,我國的流通加工體系日趨完善,在類型上也走向了多元化的道路。從目前所掌握的情況來看,很多地方的流通加工工作,都會受到較多的制約,但是制約因素本身所產(chǎn)生的雙重影響,又在不斷的推動著流通加工集成優(yōu)化的發(fā)展,這樣就在客觀的工作上形成了良性循環(huán)體系,最終所創(chuàng)造的積極價值是值得肯定的。分析認為,流通加工的類型,主要是表現(xiàn)在以下幾個方面:第一,針對生產(chǎn)領域加工不足的地方,再一次的開展深加工處理。現(xiàn)階段的社會市場競爭非常的激烈,有不少的商品在生產(chǎn)領域當中,得到的加工處理并不理想,還存在一定的缺陷,此時,考慮到內(nèi)部和外部的多項因素限制,必須將商品本身的不足和缺陷,進一步的處理分析,提高價值,更好地迎合市場的需求。第二,為適應多樣化所需要的流通加工。從生產(chǎn)部門的角度來分析,其在過往的追求目標當中,針對生產(chǎn)的效率、生產(chǎn)的規(guī)模是比較關注的。因此,產(chǎn)品本身的特點與功能等,都存在一定的缺陷。而在現(xiàn)如今的時展中,必須要符合客戶的需求,否則難以在市場上站穩(wěn)地位。所以,為了適應產(chǎn)品的多樣化需求,流通加工的開展,是很有必要的。第三,促進銷售的流通加工?,F(xiàn)下的很多商場、超市等,都會開展大量的促銷活動,一方面是為了滿足市場對商品的需求,另一方面是為了更好的清理庫存,同時獲得足夠的資金供應。而在促進銷售的過程中,流通加工則表現(xiàn)的相對簡單,包括捆綁銷售、滿多少贈多少的模式等等,一般情況下,在商場或者是超市的內(nèi)部,就可以完成這種操作,也是比較常見的流通加工模式。
2 物網(wǎng)環(huán)境下流通加工集成優(yōu)化對策
2.1 流通加工集成優(yōu)化原則
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的作用下,流通加工集成優(yōu)化工作得到了很多的幫助,多項問題的解決,均達到了徹底的效果,各方面的工作成就了良性循環(huán)模式。但是,我國在目前的發(fā)展速度較快,很多方面的工作內(nèi)容,都不能出現(xiàn)任何的缺失現(xiàn)象,否則很容易在今后的工作上造成嚴重的不足問題。建議在今后的流通加工集成優(yōu)化當中,嚴格的遵守優(yōu)化原則,這樣才能更好地避免流通加工集成優(yōu)化問題反復出現(xiàn)。結合以往的工作經(jīng)驗和當下的工作標準,認為流通加工集成優(yōu)化的原則,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:第一,必須合理的調(diào)度原材料?,F(xiàn)下的流通加工工作,都存在著非常嚴格的規(guī)范,凡是出現(xiàn)任何的違背,即便是很小的違背現(xiàn)象,都將造成嚴重的影響。原料區(qū)域,存放著龐大數(shù)量的原材料,同時在種類上特別的繁雜。因此,要求操作人員,必須按照入庫批次進行管理。第二,堅持啟用最少的生產(chǎn)線。多數(shù)機構的生產(chǎn)區(qū),都會設計出3條生產(chǎn)線,而每一條生產(chǎn)線,都會配備相應的生產(chǎn)小組。在符合產(chǎn)品質(zhì)量、要求的情況下,盡量少啟用重生產(chǎn)線,能夠?qū)T工工資、生產(chǎn)維修費用等,進一步控制在合理范圍內(nèi),針對成本的節(jié)約而言,得到了較好的效果,符合流通加工集成優(yōu)化的最終目標。第三,有效地將生產(chǎn)周期縮短。對于當代社會而言,任何一種商品的生產(chǎn)周期,都是社會上非常關注的?,F(xiàn)下的市場競爭越來越激烈,消費者的購買也趨向于理性。所以,考慮到生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)能力問題,再加上交貨時間上的限制,必須將生產(chǎn)周期有效縮短,一方面可以加大客戶的訂單數(shù)量,另一方面還可以將經(jīng)濟效益充分的提升。第四,提高出庫效率。經(jīng)過前3項原則的執(zhí)行,流通加工集成優(yōu)化問題的解決,基本上固定在正確的道路上。值得注意的是,我們在今后的工作中,還需要將出庫效率最大限度提升,保證貨物道路的合理性,要在規(guī)定時間內(nèi)裝車發(fā)貨,最快速度的送達,這樣才可以形成流通加工的良性循環(huán)。
2.2 流通加工集成優(yōu)化策略
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的影響下,流通加工集成優(yōu)化的開展,需要按照一定的策略來執(zhí)行,單純的憑借過往的經(jīng)驗來操作,并不能在最終獲得預期的目標。從主觀的角度來分析,過往的流通加工集成優(yōu)化,在環(huán)境的限制性上較強,多數(shù)地方在經(jīng)驗的積累方面較為豐富,所以經(jīng)驗化的優(yōu)化,在以往是比較受歡迎的。但對于現(xiàn)代社會而言,不僅在開放程度上較高,還得到了很多的影響因素制約,想要在最終的成就上達到最佳,經(jīng)驗當中的偶然性,有時會變成一種阻礙。建議在流通加工集成優(yōu)化當中,通過以下方式來完成:第一,按照先進先出策略來完成。對于原料區(qū)域而言,每種原料的存放數(shù)量雖然存在差異,但是至少都會存放1個批次。每一個批次都存在入庫日期。此時,應該將先入庫的原料,進行先出庫處理,以此來更好的避免早期進貨原料出現(xiàn)失敗的情況,達到物盡其用的目的。第二,同單同批次策略。在原料區(qū)域的工作當中,同一種原料也存在差異性,各個批次的生產(chǎn)條件、入庫條件都存在較大的不同,因此在質(zhì)量上表現(xiàn)出一定的不同。此時,在選料的過程中,需要將同一份訂單的同一批次原料進行應用,減少混亂的情況發(fā)生。第三,同單同線策略。一般而言,生產(chǎn)區(qū)會設定3條生產(chǎn)線,為了保證在產(chǎn)品的質(zhì)量上達到一致的特點,需要將同一個訂單的內(nèi)容,盡量的安排到同一條生產(chǎn)線當中,這樣有利于保證產(chǎn)品本身的生產(chǎn)效率,同時很少出現(xiàn)大規(guī)模的問題。
3 數(shù)學模型
3.1 參數(shù)定義
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,流通加工集成優(yōu)化問題的處理,還可以通過數(shù)學模型建立的方法來完成,進而將很多的問題有效處理,減少過往的缺失與不足。從現(xiàn)有的工作來看,數(shù)學模型的建立當中,需要將各個參數(shù)的定義進行明確,從而保證后續(xù)的求解可以得到正確的結論。在本次研究當中,參數(shù)定義主要集中在以下內(nèi)容上:t表示的是時間序列號,t=0、1、2、3......48。N主要表示的客戶訂單的總量。J表示的是產(chǎn)品種類的總量。Nj表示的是,產(chǎn)品為j的原料批次的總量。M表示的是生產(chǎn)區(qū)域當中,生產(chǎn)線的總量。V表示的是成品區(qū)域,貨道的總量情況。Qi表示的是客戶訂單為i的產(chǎn)品需求總量。Xij表示的是,客戶訂單i當中產(chǎn)品j的需求量情況。Rjk表示的是原料區(qū)域當中,存儲的產(chǎn)品j批次的k的原料總量情況。CAm表示的是,生產(chǎn)線為m的生產(chǎn)總能力情況,是一個定值。Sv表示的是貨道為v的貨道容量情況,同樣是一個定值。ek表示的是產(chǎn)品j選擇的批次k原料的單位懲罰值。R表示的是,延期交貨的時候,針對延期訂單的單位懲罰值,這是一個定值。在STi表示的是,訂單為i的流通加工開始時間情況。OTi表示的是訂單為i的具體發(fā)貨時間。PTi表示的是訂單為i的首托盤下線時間情況。FTim表示的是訂單為i在生產(chǎn)線m的生產(chǎn)完成時間情況。
3.2 模型約束
在數(shù)學模型的分析和解答過程中,模型約束具有非常重要的作用,同時可以為最終結果的精確,提供較多的保障。經(jīng)過大量的討論與分析,結合參數(shù)定義以后,決定在模型約束方面,主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
第一,制定選料決策時原料區(qū)原料庫存約束和訂單需求量約束:
第二,制定生產(chǎn)排產(chǎn)時的生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力約束和訂單需求量約束:
第三,制定入庫決策時成品區(qū)的貨道容量約束和訂單需求量約束:
3.3 解答分析
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的影響下,流通加工集成優(yōu)化問題的解決,可以看作是一個多目標的優(yōu)化問題,其涉及的影響因素較多,同時在解決的方案上也不會局限在單一的框架當中。因此,針對該問題的解決,可以嘗試采用多目標的決策方式來完成。從客觀的角度來分析,多目標優(yōu)化的方法,其主要指的是在數(shù)學模型的幫助下,利用多個優(yōu)化的目標函數(shù)來進行解決分析。在解決流通加工集成優(yōu)化問題的過程中,需要從綜合的角度來出發(fā),針對各個目標進行深入的思考。另一方面,在針對各個目標的處理過程中,應該按照協(xié)調(diào)的方法和折中的方法來完成,這樣一來,就可以將每一個目標函數(shù)值,能夠在給定的區(qū)域當中,盡量的朝著最優(yōu)的解答方向進行靠攏,從而實現(xiàn)了多個目標、多個優(yōu)化的解決目的。
4 流通加工智能管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)體系架構
對于流通加工集成優(yōu)化問題的解決,還應該從系統(tǒng)的角度來考慮?,F(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境出現(xiàn)了很大的轉(zhuǎn)變,各方面的內(nèi)容組成,都表現(xiàn)出了很大的改進。而在流通加工的層面當中,倘若僅僅是按部就班的操作,不僅無法在最終得到預期的成效,更加容易造成相反的效果,a生的新問題,很容易對今后的發(fā)展造成威脅。因此,建議在今后的工作當中,有效的設計“流通加工智能管理系統(tǒng)”,將該系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境充分的融合,可以在各項問題的解決上,取得較好的成效。
在系統(tǒng)的設計當中,會通過外部接口的作用,與企業(yè)自身的ERP、WMS進行合理的對接處理,然后在通過ERP的作用,對客戶的訂單信息進行確認。為了防止在工作中表現(xiàn)出問題,還會在WMS當中,獲得較為明確的庫存信息。該系統(tǒng)在運作的過程當中,會通過多項服務來完成流通加工集成的優(yōu)化,包括任務跟蹤服務、統(tǒng)計查詢服務等等,借用了WEB服務的功能,實現(xiàn)了從頭到尾的優(yōu)化處理,能夠?qū)⒘魍庸すぷ?,變得更加高效、快捷,不影響產(chǎn)品本身的質(zhì)量。
4.2 決策集成優(yōu)化模塊
對于流通加工集成優(yōu)化而言,過往的很多工作雖然達到了較高的水平,但是并沒有在自身的問題解決上獲得突破的進展,很多層面仍然是存在一定的隱患。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在現(xiàn)下的發(fā)展速度較快,無論是自身所具備的工作能力,還是最終可以達到的工作效果,都可以將未來的工作更好的完善,最終創(chuàng)造出較高的價值。分析認為,物聯(lián)網(wǎng)在流通加工集成優(yōu)化當中的應用,可以通過“決策集成優(yōu)化模塊”的方式來完成。該模塊的作用,在于將流通加工的任務更好的制定處理,同時還會針對任務的執(zhí)行情況、流通加工的各項信息等等,開展合理的監(jiān)控干預,在這種狀態(tài)下,操作人員可以得到流通加工的實時信息情況,最終將流通加工任務進行有效的調(diào)節(jié),減少了硬性任務所造成的各種不足,可以針對動態(tài)變化情況等,做出充分的反應和決策,將損失降到最低。
(1)基本資料管理子模塊。該模塊主要實現(xiàn)如貨物、庫位、托盤、生產(chǎn)線、員工等流通加工基礎信息的錄入、修改和刪除。在輸入各類基礎信息之前,需要首先定義各類基礎信息的類型,再按類型輸入各類基礎信息。
(2)流通加工單管理子模塊。該模塊主要實現(xiàn)將客戶訂單自動轉(zhuǎn)換成標準需求的流通加工單,并根據(jù)訂單要求的發(fā)貨時間、品種、數(shù)量和各生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度等,預測每張訂單的流通加工開始時間。計劃員首先接收到銷售部發(fā)來的客戶訂單,然后批量將客戶訂單導入系統(tǒng),自動根據(jù)已制定的流通加工單格式轉(zhuǎn)換并保存,同時預測每張訂單的流通加工開始時間。
(3)備料管理子模塊。主要實現(xiàn)將流通加工單分配成備料任務,并可實時查詢備料任務和其執(zhí)行情況。計劃員首先按日期下載需要加工的流通加工單,然后系統(tǒng)按照選料策略和原料庫存信息自動匹配原料出庫庫位和托盤號,將流通加工單分配為備料任務,并給執(zhí)行者。
(4)生產(chǎn)排產(chǎn)管理子模塊。主要實現(xiàn)將流通加工單分配成生產(chǎn)任務,并進行排產(chǎn)且可實時查詢生產(chǎn)任務和其執(zhí)行情況。計劃員首先按日期下載需要加工的流通加工單,然后系統(tǒng)按照排產(chǎn)策略和生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)信息自動將流通加工單制定成生產(chǎn)排產(chǎn)計劃,并給執(zhí)行者。
(5)成品入庫管理子模塊。主要實現(xiàn)將流通加工單分配成成品入庫任務,并可實時查詢成品入庫任務和其執(zhí)行情況。計劃員首先按日期下載己排產(chǎn)的流通加工單,然后系統(tǒng)按照入庫策略(同單同貨道和同單放相鄰貨道等)和成品庫存信息自動匹配入庫庫位,將流通加工單分配為成品入庫任務,并給執(zhí)行者。
4.3 移動手持執(zhí)行模塊
在社會快速發(fā)展的今天,任何一項工作的落實,都不可能通過獨立的內(nèi)容達到較好的完成效果,必須要在多個層面努力,才能將最終的工作充分實現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段的發(fā)展速度較快,無論是自身的體系,還是所具備的功能,都可以針對流通加工集成優(yōu)化提供較多的幫助。經(jīng)過大量的討論與分析,認為執(zhí)行“移動手持執(zhí)行模塊”,同樣可以更好的推動流通加工集成優(yōu)化任務的完成,在各項問題的解決上,均可以達到良性循環(huán)的特點。制動手持執(zhí)行模塊的主要任務,是對流通加工管理任務進行執(zhí)行,并且將已經(jīng)執(zhí)行的任務信息,通過手持終端機錄下來,保持和管理層的數(shù)據(jù)信息同步。操作人員將計劃員分配好的手持任務,使用手持移動端下載下來。由此可見,移動手持執(zhí)行模塊的設計和應用,能夠?qū)α魍庸ぜ蓛?yōu)化,產(chǎn)生更大的積極作用,減少了固有的不足,在可行性方面是比較高的。
(1)揀料作業(yè)子模塊。該子模塊的主要功能是協(xié)助備料員在執(zhí)行揀料作業(yè)過程中將物料從原料區(qū)搬運到生產(chǎn)區(qū),分為整盤揀料和拆分托盤揀料,前者是指將需要揀料的托盤與庫位解除綁定,后者是指從指定的源托盤取出一部分原料放到另外的一個空托盤上揀料。下載備料任務后,備料員根據(jù)任務指示找到并核對源托盤,按照指定的揀料方式執(zhí)行。從執(zhí)行的效果來看,該模塊雖然是基礎的功能體現(xiàn),但是能夠針對大量的繁雜工作進行合理的干預,一定程度上對流通加工集成優(yōu)化,產(chǎn)生了疏導的作用,為后續(xù)工作的運行,提供了保障。
(2)成品入庫子模塊。該子模塊的主要功能是協(xié)助搬運工在執(zhí)行成品入庫過程中將成品從生產(chǎn)區(qū)搬運到成品區(qū)。下載入庫任務后,搬運工根據(jù)任務指示先將成品與托盤綁定,再根據(jù)入庫庫位提示,將托盤搬運到成品區(qū),綁定到指定庫位上。
5 總結
本文對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下流通加工集成優(yōu)化問題展開分析,在現(xiàn)階段的工作中,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境已經(jīng)充分的建設,未來還會持續(xù)很長一段時間。而對于流通加工集成優(yōu)化而言,在日后的工作上,仍然是存在著較多的挑戰(zhàn),當下問題的有效解決,并不意味著將來的工作可以完全符合預期。因此,針對日后的流通集成優(yōu)化而言,還需要在主觀因素、客觀因素的分析上更加細致,將多個方面的內(nèi)容科學執(zhí)行,要創(chuàng)造出較高的價值。
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關鍵詞:公共自行車 物聯(lián)網(wǎng) 信息 服務
1.物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡,以實現(xiàn)對特定物體進行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
在物聯(lián)網(wǎng)時代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發(fā)器,人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度,從任何時間任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物和物與物之間的溝通連接。因此,這為實現(xiàn)新的公共自行車管理方案打下了技術基礎[1]。
2.城市公共自行車租賃服務概況
自行車廉價、便捷、健身、環(huán)保、節(jié)能的特點尤為突出,是當今乃至今后更長時間人們生活中不可獲缺和替代的主要交通工具之一。尤其在低碳環(huán)保的國際背景下,及解決最后一公里的國內(nèi)城市困境下,我國現(xiàn)已有眾多城市主動將自行車納入公共交通領域,意圖讓公共自行車交通與公共交通"無縫對接",破解交通末端"最后一公里"難題,達到低碳出行,美化城市。
公共自行車就是在某個區(qū)域內(nèi),隔一定距離規(guī)劃出一些停放自行車的點如地鐵出口,社區(qū)大門口,一個租賃點放置30輛左右。一個城市就會象公交車站點和地鐵站點一樣,有很多自行車租賃點。
迄今公共自行車項目在全球已有近60多個城市采用。2005年,法國第三大城市里昂率先開始推進這一運動,取得了很大成功。政府在市區(qū)各個地方設置了200個公共自行車租賃點,每個點都有10多輛自行車。目前,這些點已增加到了340多個 。
我國目前有多個城市推出了公共自行車租賃服務,包括杭州、蘇州、溫州、南通、徐州、珠海、太原、昆山、嘉興、江陰、武漢、上海等城市。
杭州公共自行車項目自從在2008年5月1日從61個發(fā)展到現(xiàn)在2719個點,現(xiàn)規(guī)模已發(fā)展成為全球最大。每天租賃次數(shù)在25萬次以上。已累計租賃3億次以上。
無錫市公共自行車的服務網(wǎng)點已達近百個,所有的網(wǎng)點均通過光纖傳輸,數(shù)千輛彩色自行車配備電子標簽號,能自動鎖車、信息跟蹤等。市民在市區(qū)及沿湖出行的“最后一公里”已基本打通。
3.物聯(lián)網(wǎng)在城市公共自行車租賃服務中的應用特點
縱觀物聯(lián)網(wǎng)技術在我國多個城市的公共自行車項目中的應用情況,可以歸納出以下特點:
城市公共自行車信息管理中心運用物聯(lián)網(wǎng)技術監(jiān)控公共自行車的全部流程,確保市民安全便捷的使用公共自行車。每輛自行車都有唯一的電子標簽號。每個車位都設置了自行車控制器,不僅可以用來鎖車,還可以采集到??孔孕熊嚨碾娮有畔?。
使用者在租車時,需要刷自行車卡給自行車控制器開鎖。還車時,則要刷卡來關鎖。刷卡時,相關信息就會傳輸?shù)桨l(fā)卡管理中心。比如,使用者什么時候租的車,又是什么時候還的車,已租了多少次車。管理人員只要輸入使用者的卡號就能查到其使用記錄;輸入自行車代號就能查詢其被使用的歷史記錄。
公共自行車信息管理中心24小時運行,確保為市民提供便捷的借、還車服務,同時,從這里能監(jiān)控到每個站點,每輛公共自行車,比如:各投放點到底有多少個自行車車位;每個車位里是否停放著自行車。
在蘇州工業(yè)園區(qū),市民只需拿出手機,在公共自行車租借站點“閃一閃”,就可以借到公共自行車了。園區(qū)的公共自行車租借系統(tǒng)與市區(qū)相比,解決了市民關心的園區(qū)與古城區(qū)兩個租借系統(tǒng)“通借通還”的問題。有關公共自行車站點租借信息,除了可以直接登錄蘇州市公共自行車網(wǎng)站查詢外,園區(qū)每個站點還設置了“自助查詢終端”,這主要考慮有些市民還車到某一站點發(fā)現(xiàn)“滿位”時,可以在自助查詢終端上刷一下卡,再查看該站點附近7-8個站點的還車情況,再就近還車。同樣,如果發(fā)現(xiàn)所在站點沒車可借,刷一下卡,查詢附近站點是否有車。
4.基于物聯(lián)網(wǎng)信息視角的城市公共自行車租賃服務分析與建議
本文以物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部所匯集的信息為視角,分析城市公共自行車服務的提供者和使用者對物聯(lián)網(wǎng)信息的掌握和使用情況。
政府及相關部門是城市公共自行車服務的提供者,在公共自行車服務系統(tǒng)的建設、投入使用和管理過程中,政府及相關部門全面了解自行車租賃服務系統(tǒng)的有關信息,包括自行車租賃點布局及間隔距離、各租賃點自行車可使用數(shù)量及空余車位等信息。這些信息的及時了解和掌握,有利于政府及相關部門加強服務系統(tǒng)的管理,及時調(diào)整租賃點的自行車供應數(shù)量和車位,新建自行車租賃點,以適應市民對租賃服務的需求變化。
市民是城市公共自行車服務的使用者、消費者。就目前來看,市民要了解租賃服務系統(tǒng)的相關信息,需要到租賃點進行查詢。市民在租賃點可以了解和查詢到的信息主要有剩余自行車的數(shù)量,空余車位的數(shù)量,當前租賃點周圍的若干個租賃點的名稱和大概位置信息。
據(jù)筆者觀察,市民租借公共自行車出行,經(jīng)常會遇到的情況是,市民到達目的地附近后,要么找不到租賃點,要么達到租賃點后發(fā)現(xiàn)沒有空余停車位。因此,市民會浪費較多的時間在尋找目的地周圍的租賃點或?qū)ふ矣锌沼嗤\囄坏淖赓U點上,甚至會出現(xiàn)市民為了還車而原路返回出發(fā)地的現(xiàn)象,沒有享受到公共自行車的便利,反而浪費了時間,耽誤行程,不能合理規(guī)劃市民自身的出行計劃。據(jù)其他學者對武漢居民使用公共自行車服務的滿意度研究表明,享受公共自行車服務的居民滿意程度一般及以下的占到了54.8%,可見武漢居民對公共自行車服務系統(tǒng)的滿意度是比較低的[2]。
造成以上現(xiàn)象的原因,本文認為主要是政府在公共自行車租賃服務上,重管理、輕服務。政府沒有站在服務使用者的角度來思考服務的完善過程。同時,公共自行車租賃服務中的主體雙方(服務提供者和服務使用者)在相關信息的掌握和了解上,呈現(xiàn)不對稱狀態(tài)。與公共自行車租賃點有關的信息主要掌握在政府手中,而市民無法及時、即時獲取,即使能獲取的信息,也是局部信息,無法為出行提供全程指導。
為了讓市民在使用公共自行車的過程中獲得更好的體驗和感受,必須改進服務使用者(市民)在租賃服務物聯(lián)網(wǎng)中對信息的獲取數(shù)量和能力。要做到租賃服務中的物聯(lián)網(wǎng)相關信息能被市民全面、及時、準確的查詢和了解,有助于市民預先做好出行安排,減少在信息獲取中的時間浪費。
具體建議如下,一方面,要增加公共自行車租賃點的公共信息量,如張貼出城市租賃點的平面圖,讓市民大致了解城市租賃點的分布情況;另一方面,通過物聯(lián)網(wǎng)技術和通訊技術的結合,政府為市民提供關于租賃點的物聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡或手機查詢服務,手機查詢服務可以是有償查詢。這樣,市民不論出發(fā)地在哪里,目的地在哪里,都能及時了解到沿途的租賃點信息,為出行提前做好行程規(guī)劃,減少在尋找租賃點和還車上的時間浪費。
參考文獻:
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一、投入毛利率分解模型(GMDM)在互聯(lián)網(wǎng)平臺公司財務報表分析中的適用性
互聯(lián)網(wǎng)是多方共存的生態(tài)系統(tǒng),有著統(tǒng)分結合的雙層結構:“統(tǒng)”即基礎業(yè)務平臺是免費的生態(tài)系統(tǒng),“分”即多元增值業(yè)務的盈利模式。互聯(lián)網(wǎng)平臺公司普遍具有輕資產(chǎn)、無污染、資源消耗少的特征和較強的自主創(chuàng)新能力。
(一)投入毛利率分解模型(GMDM)的基本內(nèi)涵
投入毛利率分解模型(GMDM)既從總體效果上考察互聯(lián)網(wǎng)平臺公司的營銷效果,又深入分析營銷的各種驅(qū)動因素的貢獻價值。該模型的核心公式:投入毛利率=毛利率×單位活躍用戶價值×用戶活躍度×單位營銷效果。其基本框架如圖1所示。
(1)毛利率。在傳統(tǒng)的財務分析指標體系中,銷售費用是作為單獨費用列支的,沒有計入毛利率的成本中,但在互聯(lián)網(wǎng)平臺公司中,用戶數(shù)量和收入由營銷費用驅(qū)動,所以營銷費用應該計入毛利,調(diào)整后的毛利率=(營業(yè)收入-營業(yè)成本-營銷費用)/營業(yè)收入。
(2)網(wǎng)絡效應乘數(shù)。網(wǎng)絡效應是指信息產(chǎn)品存在互聯(lián)需要,信息需求的滿足程度與傳遞網(wǎng)絡的規(guī)模的密切相關。如果網(wǎng)絡中用戶很少,那么他們不僅需要承擔高昂的運營成本,而且只能與有限的人員交流信息和使用經(jīng)驗。隨著信息使用者數(shù)量的增加,這種不利于規(guī)模經(jīng)濟的情況可以得到改善,所有信息使用者都可能從網(wǎng)絡規(guī)模的擴大中獲得更多價值。因而,網(wǎng)絡效應乘數(shù)=單位活躍用戶價值×用戶活躍度×單位營銷效果。
(3)單位活躍用戶價值?;钴S用戶是相對于“流失用戶”的一個概念,是指那些會時不時地光顧網(wǎng)站、并為網(wǎng)站帶來一些價值的用戶。單位活躍用戶價值=營業(yè)收入/活躍用戶數(shù)
(4)用戶活躍度。對于一個網(wǎng)站而言,真正有意義的是活躍用戶數(shù)而并非總用戶數(shù),因為只有這些用戶在為網(wǎng)站創(chuàng)造價值。用戶活躍度=活躍用戶數(shù)/用戶總數(shù)。
(5)單位營銷效果。單位投入獲得的用戶,包括自然流量和購買流量。單位營銷效果=用戶總數(shù)/(營銷費用+營業(yè)成本)。
(二)投入毛利率分解模型(GMDM)與傳統(tǒng)杜邦分析方法的比較
投入毛利率分解模型(GMDM)與杜邦分析體系相比,有其特有的優(yōu)勢,如表1所示。
如表1所示,投入毛利率分解模型的最大特點是針對互聯(lián)網(wǎng)平臺公司特有的核心指標,將其有機整合串聯(lián)成一個整體,更加關注公司的長期發(fā)展能力與潛力。通過對投入毛利率層層地深入分解,可以有效發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)公司的營銷瓶頸與驅(qū)動因素,從而有針對性地采取應對措施。
二、投入毛利率分解模型(GMDM)在互聯(lián)網(wǎng)平臺公司財務報表分析中的具體運用
本文以“去哪兒”與“攜程”兩家互聯(lián)網(wǎng)平臺公司為例,運用GMDM模型對兩家公司進行財務分析,探究是否能發(fā)現(xiàn)一些不同于傳統(tǒng)報表分析方法的結論。
(一)“收入結構”決定盈利模式
從圖2可以看出,“去哪兒”的收入主要來源靠廣告,“攜程”的收入主要是靠傭金;“去哪兒”的盈利模式是建立比價搜索平臺,賺取點擊服務費;“攜程”的盈利模式則是向酒店和票務供應商收取傭金費用。
(二)“成本結構”決定平臺延展性
成本結構主要由固定成本與變動成本的比重決定,如果固定成本比重較高,則平臺延展性越好,收入越增長,毛利率變越高。由于邊際成本在平臺擴張中趨向于零,免費模式有了實現(xiàn)的基礎?!皵y程”的成本結構中,固定成本的比重高于“去哪兒”,說明其平臺的延展性更強。
(三)毛利調(diào)整
通過圖3和圖4可以看出,當作出調(diào)整后,“攜程”的表現(xiàn)明顯好于“去哪兒”,即“攜程”的利潤空間更大。
(四)“去哪兒”的投入毛利率與具體分解
本部分主要對表現(xiàn)不佳的“去哪兒”進行具體分析。
通過對投入毛利率分解后,可以發(fā)現(xiàn)“去哪兒”近年來的投入毛利率的增長主要靠單位活躍用戶價值驅(qū)動,而單位營銷效果不斷下降。從長期來看,“去哪兒”單位營銷效果的下降是不可避免的趨勢,因為隨著各種應用的不斷增多,營銷渠道資源必然更加稀缺,營銷的單位費用自然高企。如果“去哪兒”想繼續(xù)大幅提升投入毛利率,則應該把工作重心聚焦于提升用戶的活躍度。
(五)應收應付與生態(tài)圈的話語權
通過圖5和圖6的比較分析,可以看出“攜程”在行業(yè)內(nèi)更有話語權,其利用上下游資金的能力突出,經(jīng)營風險更小。
整合上述分析,可以發(fā)現(xiàn)“攜程”比“去哪兒”更加值得投資?;趥鹘y(tǒng)分析角度,很可能認為“去哪兒”的業(yè)績更加亮眼,但是通過GMDM模型分解后,無論從應收模型還是營銷效果都顯示出:“攜程”的財務狀況更加健康、財務可持續(xù)性更強。
三、研究結論與展望
綜上,傳統(tǒng)財務報表分析方法對互聯(lián)網(wǎng)平臺公司而言有其固有局限性,主要表現(xiàn)在未能將與互聯(lián)網(wǎng)平臺公司特有的關鍵性指標納入體系之中,如用戶活躍度、單位活躍用戶價值等。本文構建GMDM模型作為對傳統(tǒng)財務報表分析方法的補充與拓展,以適應互聯(lián)網(wǎng)公司的運營特點。該模型更適合于初創(chuàng)發(fā)展期的互聯(lián)網(wǎng)平臺公司,因為初創(chuàng)期的公司更加關注發(fā)展能力與營銷效果。