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在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，水体的富营养化现象已成为人类所面临的严重的水环境问题之一。国际上的经验表明，城市污水磷含量约占流入地表水体总磷负荷的34%，因此降低城市污水中磷含量是防止水体富营养化的主要途径之一。
磷有着不同于氮、硫的性质，无论它的氧化态还是还原态都不可能成为气态而被排放到空气中。因此，各种除磷方法，其实原理都是通过把污水中的磷转化为固体物（或原固体物的一部分）而将磷除去。目前污水除磷主要有化学除磷和生物除磷两大类方法，本文主要介绍各种化学除磷技术。
一、化学凝聚沉淀除磷技术
化学凝聚沉淀法是采用最早、使用最广泛的一种除磷方法。化学凝聚沉淀除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离从污水中去除。磷的化学沉淀通常分为4个步骤：沉淀反应、凝聚作用、絮凝作用、固液分离。沉淀反应和凝聚过程在一个混合单元内进行，目的是使沉淀剂在污水中快速有效地混合。常用的沉淀剂主要有钙盐（石灰）、铝盐（硫酸铝、聚合氯化铝）、铁盐（氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁）以及现在发展较快的无机有机复合型絮凝剂等。一般认为磷酸盐沉淀是配位基参与竞争的电性中和沉淀。钙盐除磷是向含磷污水中投加石灰，由于形成氢氧根离子，污水pH值上升，与此同时，污水中的磷与石灰中的钙产生反应，形成沉淀。该法实际上是水的软化过程，所需的石灰投加量仅与污水的碱度有关，而与污水的含磷量无关。
铝盐除磷的原理一般认为是当铝盐分散于水中时，这些铝的多核络合物往往具有较高的正电荷和比表面积，能迅速吸附水体中带负电荷的杂质，中和胶体电荷、压缩双电层及降低胶体电位，促进了胶体和悬浮物等快速脱稳、凝聚和沉淀，表现出良好的除磷效果。铝盐除磷处理适用pH为5.0-8.0，理想pH为5.8-6.9，最佳pH为6.3。铁盐除磷的投加量取决于溶解氧、pH值、生物酶、硫和碳酸盐含量等。传统的铁盐混凝剂有硫酸铁、三氯化铁、硫酸亚铁等，新型的铁盐混凝剂主要有聚合硫酸铁、聚氯硫酸铁、聚合氯化铝铁等，是近年来发展较快的水处理混凝剂。用聚合氯化铝铁混凝剂对城镇生活污水进行处理，处理后磷含量低于0.5nag/L，达到生活污水国家一级排放标准。
采用镁盐作沉淀剂，处理含磷和氨氮的污水，可同时去除污水中的氨氮和磷酸盐，生成可用作肥料的沉淀物一磷酸铵镁，当ph值提高到10.5时，氮和磷的去除率分别可以达到83%和97%锁磷剂是一种新型水体除磷固磷剂，其主要是由改性黏土和稀土镧的化合物组成的混合物。改进生黏土的主要成份是氧化硅和氧化铝为主的膨润土，其中含有少量的氧化钙、氧化镁、氧化铁等。锁磷剂的主要作用原理是，由锁磷剂中的化学活性成分镧化物与水体中的磷酸根反应，生成溶解度极低的难溶磷酸镧沉淀，并附着在改性黏土颗粒载体上，而后随黏土颗粒缓慢沉降到水体底部。由于其形成的难溶磷酸盐性能十分稳定，因而可使所处理的磷长期固化在沉淀底泥中，不产生二次释放污染。同时，这也有利于底泥的清理和回收利用“磁种-高梯度磁分离”。
二、结晶除磷技术
结晶法除磷是向已投加钙盐的含磷污水中添加一种结构和表面性质与难溶磷酸盐相似的固体颗粒，破坏溶液的亚稳态，使磷酸盐以实用的速度结晶沉淀，从而达到除磷目的。磷离子在水中与钙离子发生反应生成各种形式的磷酸钙，当存在上述离子污水的pH值呈碱性时，则以碱式磷酸钙（羟基磷灰石）的形式存在。由于磷灰石的溶解度随碱度的升高而降低，因此升高污水的PH值，使处于亚稳态的范围内的磷离子与晶种接触，在晶种表面产生磷灰石而析出，从而使污水中的磷浓度下降，达到除磷的目的。
影响结晶法除磷的主要因素为污水PH值、反应器的除碳酸效果及晶种的好坏。动态运行时，水力负荷是一个重要因素。对于生活污水的二级处理出水，利用曝气吹脱二氧化碳。提高污水PH值至8左右，可防止结晶床的氧化钙的结垢，并能使出水磷浓度达到一级处理出水标准。对于固定结晶床，磷去除率随水力负荷的增加而下降，但在一定范围内仍能保持较高的去除率。
三、吸附除磷技术
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力来实现的污水除磷工艺。磷通过在吸附剂表面的物理吸附、离子交换或表面沉淀过程，实现磷从污水中的分离，并可进一步通过解吸处理回收磷资源。吸附法除磷工艺简单，运行可靠，可以作为生物除磷法的补充，也可以作为单独的除磷手段。除磷吸附剂一般分为天然吸附剂和合成吸附剂两类。天然吸附剂有：粉煤灰、钢渣、沸石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化铝等；另一类是合成吸附剂，合成除磷吸附剂扩大了吸附材料的选择范围，现在已有Al、Mg、Fe、Ca、Ti、za和la等多种金属的氧化物及其盐类作为选择材料受到研究。
海泡石是一种多孔状富镁硅酸盐黏土矿物，具有平行纤维隧道孔隙，其孔隙体积占纤维体积的二分之一上。将酸化后的海泡石通过热处理制得的海泡石复合吸附剂，在pH值1～6之间对模拟污水中磷的去除率达到98%，对洗涤污水中磷的吸附容量大。
（二）LID优点
1．LID定义
LID是一种生态化的土地开发（或再开发）技术，它将雨水管理尽可能地模拟成自然状态下的排放，其基本原理是通过小规模的、分散的源头控制机制和设计技术，同属综合利用入渗、过滤、蒸发和蓄流等多项技术手段来减少径流排水量，控制暴雨所带来的径流和污染问题。
2．LID与传统的对比
相比于传统的雨水管理技术，LID具有明显的经济及环境效益（表2）。
二、低冲击开发( LID)技术的应用
（一）LID技术体系
LID技术体系（表2）包含两种措施，即非结构性措施和结构性措施。其中，所谓结构性措施就是通过小型落地辅助设施将雨水回收利用起来，雨水管理系统主要包括：渗漏、过滤、存储、收集、处理、存储等手段。
1．雨水滞留系统
当径流较大时，LID雨水滞留系统主要通过降低流速、延长汇集时间、延迟峰流量等技术措施来降低洪峰流量，通常以雨水花园、下凹绿地、生态草沟、绿色屋顶的形式存在。
2．雨水渗透系统
透水性路面（图2）是通常采用透水性较好的材料，使得暴雨径流能够很快地渗入下一层的土壤中，从而减少雨水的流失以及河流污染问题。
渗透管渠：作为雨水渗透设施，对于材料和管径坡度的进行十分严格的设设计，这样可以提高渗透管内的流速，避免沉积物在管道内聚集，通过水体的自重来缓解其他设计和造价的供应。
渗透井：主要包括集水渗透井和渗透溢流井，前者指具有汇集雨水口和雨水下渗功能，后者除具有上述功能外，还具有向外溢流雨水的作用。
3．雨水贮存系统
屋面蓄水池：屋面蓄水系统的两种存在形式：单体建筑物的分散式系统和小区的集中系统，流程包括集水区一输水系统一过滤系统一储存系统一配水系统，需要时还可与储水池相连。
地面蓄水池：在已有的天然池塘的基础上进行一些工程技术处理，形成地面蓄水池，也可以在现有地块的基础上，人工开凿蓄水池。
地下蓄水池：可以在地表加入砾石材料，使雨水暂时储存在砾石间，在减少降雨径流的同时，还能通过自然渗透回补地下水，减少水体流失。
（二）LID技术应用与创新
1．LID园林景观设计运用
LID作为一种生态化的全新理念，在环境景观设计中表现的更为突出，在充分利用园林景观的观赏性的同时挖掘其隐藏的生态手段，例如雨水花园、屋顶花园、下凹式绿地、生态草沟、树盒、过滤带、蓄水池等多方面的LID技术措施，结合相应的景观构筑物的设计，从每个环节中利用现有的资源体系，结合植物的自身的净化特点与多样性特征，使园林绿地在美观的同时还具备保护城市水生态环境的功能。
2．LID建筑单体运用
单体建筑作为构成整个城市运作的实体单元，在对城市雨水进行管理的过程中，建筑的外表面（通常指屋顶及立面）是雨水的主要接受面。其中，建筑屋顶尤为重要，它是降雨过程中与雨水垂直交接的主要界面，可通过屋顶花园以及相关的储存材料来达到收集雨水的作用。
同时，雨水在屋顶形成径流的过程当中，溶解出屋顶中沉淀的许多污染物，使屋顶雨水成为了重要面源的污染源之一，在雨水管理过程中可将单栋建筑作为一个循环单元，进行雨水的回收利用。
3．LID城市居住区运用
通过对居住区进行场地的功能划分、确定不同材料所具有的自然特点不同，有针对性地利用现有的资源，居住区作为人群聚集生活的主要场所，是大量单栋建筑的聚集地，对城市雨水的管理有着重要的影响作用（组图3）。
在居住区的景观规划过程中，通过对居住区雨水生成的源头以及住区径流排放的路径进行分析，结合居住区内部宜人的绿地景观（包括建筑周边绿化、宅间绿地、组团绿地、综合绿地等），将雨洪管理景观设施与居住区景观设计整合于一体。
三、LID技术案例分析——深圳市光明新区示范区
（一）光明新区LID技术的具体运用
201 0年，深圳市光明新区被确立为低影响开发( LID)技术示范区，对于低冲击技术的运用及绿色城市的营造有着重要的借鉴意义。
1．规划先导
总体规划层面基于“LID技术”及“海绵城市”设计理念，确立三方面的实践项目：公共绿色建筑、市政排水道路及公园绿地项目。涉及公共建筑、市政道路、公园绿地、水系湿地、居住小区以及工业园区等层面的应用。
2．完善新区生态环境基础_严格控制新区河道蓝线以及水生系统修护
深圳市光明新区（约1 50平方公里）在原有生态保护线的调整优化基础上（约83平方公里，超过全区面积的50%），划定全区河道蓝线（组图5），全面保护区内山一水环境、湿地、低洼地等生态敏感区，严格控制建设用地规模。
3．技术示范项目引导
详细规划层面实施落地，照新区管委会所编制的《光明新区雨洪利用规划》、《启动区低冲击开发详细规划》、《建设项目低冲击开发雨水综合利用规划设计导则》等要求，规定了年径流控制在70%、初期雨水污染总量削减控制不低于40%的强制指标，同时，细化具体的控制指标：当建筑面积超过2万平方米，必须配套雨水综合设施；对新建项目，在两年一遇24小时降雨条件下的，不需增加雨水外排总量。对改建项目，不替换现有雨水管网基础上，排水能力提高到三年一遇。项目类型细化落实公共建筑、市政道路、公园绿地、水系湿地、居住小区以及工业园区等层面的应用。
（二）光明新区LID技术运用的思考
低冲击开发技术的应用能够从技术上优化我们的生产生活环境，在规划过程中主体从微观的角度进行技术操作，从源头上解决城市雨洪管理问题。
但是，低冲击开发基于宏观层面的量化分析较弱，缺乏相应的技术规范指导，实施政策不够完善，技术的推广缺乏政策支持，后期应充分借鉴、总结国内外实践经验，让低冲击技术被很好地运用到实际的规划设计中。
四、结语
低冲击开发模式作为一种生态化、景观化、低成本的城市雨水管理体系，在城市未来的绿色发展中起着重要的作用。当前，在我国引入低冲击开发理念是一次重大改革，该理念应广泛运用到如今的建设当中，如景观设计、市政规划、建筑设计、环境规划等相关学科，结合相应的地域文化特色，进行城市绿地、园林景观、绿色居住、单体建筑、城市道路等不同类型以及规模的城市开发建设项目，成功地将雨水作为城市的生态之“源”、景观之“源”，尽不是城市的废水之“源”、污水之“源”。
参考文献：
[1]高莹，基于LID雨水管理的大学校园景观设计[C]．第十届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集，大连：大连理工大学
[2]周轩浅谈低冲击开发(LID)技术在绿色建造中的探索与应用
[J]技术与应用，2 014：7
[3]张善峰．低影响开发——城市雨水问题解决的景观学方法[J]．城乡规划·园林景观，2012
[4]叶启明．低冲击开发(LID)模式应用探讨[D]上海：同济大学建筑与城市规划学院，2012
1 台州卷烟物流配送中心项目概况
台州卷烟物流配送中心项目（下文简称项目）位于浙江省台州湾循环经济产业集聚区，现状为一片空地。项目设计规模为卷烟分拣能力37万箱/年，占地面积102亩，建设用地面积53361m2（折合约80亩）。其建设内容涵盖联合工房、生产管理及生活辅助用房、门卫及大门、围墙以及配套室外管线、道路、绿化等。项目建设内容及其详细情况见表1。
2 台州卷烟物流配送中心項目低影响开发设计
2.1 项目低影响开发设计目标
台州卷烟物流配送中心作为工业建筑项目，应首先满足相关建筑设计规范，借鉴绿色建筑理念，根据总图、竖向、给排水、景观等因素综合确定低影响开发措施的适建性；其次，台州卷烟物流配送中心项目位于浙江省台州湾循环经济产业集聚区。该集聚区自2015年按照小雨不积水，大雨不内涝的要求开展海绵城市建设，要求所有入驻项目构建低影响开发雨水系统，且有控制目标：年径流总量控制率达到75%（即单位面积用地控制径流厚度为21mm）和建筑与小区雨水径流污染物（以SS计）削减率50%；最终，台州卷烟物流配送中心应在满足上述要求和集聚区建设目标前提下，根据场地下垫层类型、区域地形及水文等情况，按照源头减排中端控制末端调蓄的思路设计低影响开发设施，实现雨水径流水量与水质的控制目标。
2.2 低影响开发设计思路
首先，在收集相关建筑设计规范、绿色建筑标准和浙江省台州湾循环经济产业集聚区对入园项目建设要求等资料的基础上，综合确定项目低影响开发设计目标；其次，根据区域水文循环系统长年统计资料、场地地形、项目建设内容等现状数据，进行项目低影响开发措施的初步确定和布局；第三，对项目低影响开发措施进行定量评估，并与项目低影响开发设计目标进行对比，反复调整直至结果达到目标值；最终确定项目低影响开发措施的类型、布局和规模。项目低影响开发设计思路如图1所示。
2.3 项目低影响开发设计方案
在上述研究基础上，台州卷烟物流配送中心项目的低影响开发设计措施包括透水铺装地面、下沉式绿地、景观水池、雨水花园和雨水收集回用设施等（具体规模见表2）。
3 项目低影响开发设计措施效果评价
项目低影响开发设计措施包括透水铺装地面、下沉式绿地、景观水池、雨水花园和雨水收集回用设施。笔者以滞蓄能力和年SS总量去除率两项指标评价措施实施后的预期效果。
3.1 项目低影响开发设计措施滞蓄能力评价
项目为工业建筑类，建设用地面积53361m2，按照调蓄、滞留21mm降雨厚度计，项目未采取低影响开发措施情况下，其滞蓄能力为533610.021=1120.58m3。根据住建部《海绵城市建设技术指南》（试行），项目在采取低影响措施后，经计算其滞蓄能力为1148.73m31120.58m3，能够满足集聚区对入驻项目滞蓄能力指标要求。项目低影响开发设计措施滞蓄能力计算见表2。
3.2 项目低影响开发设计措施年SS总量去除率评价
年SS总量去除率，即全年雨水径流中SS的总量去除率。城市径流污染物中SS往往与其他污染物指标具有一定的相关性。因此一般可采用SS作为径流污染物控制指标，用于表征雨水径流中污染物的削减率。
年SS总量去除率=年径流总量控制率低影响开发设施对 SS的平均去除率。
根据美国流域保护中心（Center For Watershed Protection，CWP）的研究數据，本项目的低影响开发设施的污染物去除率分别取：透水铺装地面取85%、景观水池取70%、雨水花园取90%。
项目的年SS总量去除率
=0.75=0.630.5。
中图分类号：G633.55 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0217-02
一、地理教学中的案例教学法
案例教学法也叫实例教学法或个案教学法，即在教师指导下，根据教学目标和内容的需要，采用实例组织学生进行学习、研究、锻炼能力的方法。地理案例教学法强调借助自然界或社会生活中的实际材料来解释地理事物的现象或规律，说明抽象的观点。它能生动、贴切地反映地理事象的特性，帮助学生掌握地理知识，培养学生的地理实践能力[1]。同时由于部分学生的学习不懂的知识迁移、不会知识迁移，对案例教学法往往表现出“只见案例现象，看不到案例背后所呈现的地理知识、技能”，而特殊描述到一般法则对提升案例教学的效率、质量有着其优越的思维借鉴。
二、地理教学中的特殊描述与一般法则
1、地理教学中的特殊描述与一般法则的含义
地理教学中的“一般法则”是指地理学的基本原理、规律、方法等内容，可以进一步的迁移转化和指导后续学习[2]。它要具有科学性、普遍性、适用性和可迁移性的特点，可以是静态的知识以及知识结构，也可以是动态的认知结构和认知过程。也就是说，地理教学中的“一般法则”可能是教学内容，也可能是教学内容背后反映出的共性规律与方法、认知思路、解题规律等[2]。
地理教学中的“特殊描述”是对“一般法则”更具体、更细化的描画;更具个性的事物或特征[3]。它要具有独特性、典型性、条理性和启发性的特点，可以是针对某一特定时空范围内地理规律、原理、方法、知识点等，也可以是教学视角和试题题目的具体描述[2]。
2、 地理一般法则与特殊描述的关系及其对特殊描述的选择
从外在表象分析，“一般法则”所承载的是地理学的原理、方法，所呈现的是地理事物的基本核心;从实质上来讲，是地理科学的外在表达，拥有原理、规则和一般真理的知识。而“特殊描述”从表象分析为具体的地理事物及其发生、发展的过程，且包括与其地理环境的关系;究其实质，是“一般法则”的客观载体。二者在一定条件下相互转化。
对于一般法则的特殊描述的选择要具有典型性，以便于一般法则的归纳与概括。地理教学中的很多空间问题、区域问题都是以案析理的过程，这里的案就指是地理案例教学法中的特殊描述，理就是一般法则。所以在以案析理的过程中，最重要的就是所举案例的典型性与代表性，也就是说地理教师在教学过程中所选择的充当特殊描述的案例一定要能够充分推理归纳出教学目标中所要呈现的一般法则，既要具有典型代表性，又要具有问题分析、推理、归纳的一般特征。
3、由特殊描述到一般法则的意义
地理学习并不是简单知识的灌输，而且重视学生能力的达成，在获得地理知识的同时也获得学习的能力。在近些年的高考试题中，要求机械答题步骤的题目数量已经逐渐在减少，高考题目越来越重视对学生能力的考察。所以，教师在教学过程中，传授给学生的应该是一种分析问题、处理问题、解决问题的能力，让学生获得一种学习的能力。学生得知某一类知识的一般法则，就可以游刃有余的利用这些规律、原理或是方法灵活地解决相关类型的问题。
三、农业的区位选择中由特殊描述到一般法则的“以案析理”
1、 农业的区位选择中的特殊描述――“案例”
在进行农业的区位选择一节内容的学习时，老师可以通过列举若干个不同自然、人文条件的典型地区的农业生产情况，让同学们组织归纳影响农业生产与发展的因素，从而得出农业区位选择的代表性因素，即农业区位选择的一般法则。例如，可以列举以下分别带有不同特殊性描述的实例来帮助总结农业的区位选择因素。
案例一：新疆位于我国西北地区，属于西北干旱和半干旱气候区，这里的哈密瓜、葡萄等瓜果含糖量很高，原因是什么呢？我国北方地区饮食以面食为主，南方则以米食为主，这又是由于什么原因导致的呢？
案例二：千烟洲位于我国江西省泰和县灌溪镇，是一个典型的亚热带红壤低山丘陵地区，这个地区采用的是“丘上林草丘间塘，缓坡沟谷鱼果粮”的立体农业模式，这主要受什么因素影响？
案例三：贺兰山以西是黄沙滚滚的腾格里沙漠，以东却是有着“塞上江南”美誉的宁夏平原，该区年降水量不足300毫米，却有30万公顷良田。贺兰山东西两侧截然不同的景观的原因是什么？
案例四：福建安溪“铁观音”闻名世界，国外茶道研究者曾把茶种带至当地栽培，但茶树种植效果始终欠佳，其原因是什么？
案例五：近年来，我国城市郊区传统农业生产比重不断下降，城郊农业迅速发展，主要受什么因素影响？
案例六：美国农业就业人口800万，占总就业人口的0.58%（总就业人口1.38亿），美国从事农业生产的人口很少，为什么农产品产量却很高？
案例七：荷兰的鲜花出口占全球市场的60%，在24小时内，荷兰的鲜花可以空运到世界上每一个角落，为什么荷兰能做到用鲜花装点了几乎整个世界？
2、 由案例的特殊描述归纳一般法则
以上七个案例中都涉及到了农业生产的区位因素，每个地区的区位因素不同，其农业的生产和发展情况都不一样。通过对以上各个案例的分析，我们就可以总结归纳出农业的区位选择所对应的一般法则。
2.1气候因素
新疆瓜果奇佳的主要原因是该区域干旱的气候。。新疆地区位于温带大陆性气候区，夏季热量充足，气候干旱，年降水量少，晴天较多，光照充足。充足的光照使得植物光合作用强烈。昼夜温差大，使农作物白天光合作用制造大量有机物和糖分;夜晚温度低，使农作物呼吸作用较弱，消耗较少的有机物和糖分。从而农作物糖分积累较多。
我国北方地区多属温带季风气候区，冬冷夏热，年降水量多在800毫米以下，耕作以旱作生产为主，粮食作物以小麦为主。南方地区多属亚热带季风、热带季风气候，热量条件优越，年降水丰富，年降水量多在800毫米以上，耕作以水田生产为主，粮食作物主要是水稻。南北方降水条件的不同，导致南水北旱种植制度、南米北面饮食习惯的差异。
2.2地形因素
地形条件不同导致农业生产类型不同。平原地区平坦开阔，土层深厚，土壤肥沃，宜发展耕作业;山地及缓坡地带，地形坡度大，耕作不便，且不易水土保持，适宜发展畜牧业和果林业;山间沟谷地区，地形低洼，河、溏较多，宜发展渔业。山地垂直地形条件不同，使农业生产随海拔变化而不同。
2.3水源因素
黄河流经贺兰山以东的宁夏平原地区，为宁夏地区带来了丰富的水源，可以解决宁夏地区的灌溉用水和生活用水。虽然宁夏平原降水较少，但由于得到了黄河充足的水源条件，加之充足的光照，使粮食生产数量很高。而贺兰山以西的腾格里地区，本身降水较少，而又缺乏灌溉河流，终然是沙漠景观。所以，水源条件是宁夏农业发展的一个优越的自然条件。
2.4土壤因素
土壤是作物生长的物质基础，不同的土壤种类，适宜生长不同的作物。安溪铁观音茶园的土壤，以红壤为主体，土层深厚肥沃，质地疏松，经过耕作已转变为酸性沙壤土或黄泥沙土，土中氮、磷、钾、硅，以及有机质含量十分丰富。再加上其地植被繁茂，枯枝落叶满盖土表，使土壤犹如覆盖上一层海绵，有利于土壤的吸水供肥。所以铁观音到了非这种土壤养植的地区，产量和质量都不能达到一个好的效果。
2.5市场因素
市场的需求量最终决定了农业生产的类型和规模。当一个地区的农业生产所获得的产品没有一个固定、可以支撑其继续生产的销售渠道，那么这个地区的农业发展将得不到很好的持续。伴随着我国城市化水平不断提高，城郊地租不断涨高，使高附加值的农业生产成为必须;城市人口不断增多，肉蛋奶、花卉等市场需求量大幅增加。这种市场条件的改变使城郊农业快速发展。所以，在进行农业的区位选择之前，要全面的考虑其市场因素，这样才能使农业生产效益获得最大，才不会造成农产品的滞销和运输成本的浪费。
2.6机械因素
机械化水平的高低会影响生产效率。美国的科技水平处于世界领先地位，其农业机械工业发达，农业机械化生产普及率高，当用机械种植、养护、收获时，其工作效率会有很大的提高，也会带来农产品产量的增加。
2.7交通、技术因素
当农产品的生产数量与质量能够得到一定保证的同时，如何快捷、有效的将其他地区所需求的产品运输到当地，也是农业经济发展的一个影响因素。随着交通水平和运输技术的不断发展，运输的效率和质量不断提高，农产品的损失率降到最低，其生产所获得的经济效益也在不断提高。
四、结论
所以，由以上几个特殊案例的归纳，影响农业区位选择的因素可以概括为气候、地形、水源、土壤、市场、机械、交通和技术几个主要方面。通过以上描述，可以发现当一节地理教学内容适合使用多个实例的列举来得出一个一般规律或原理性知识的时候，可以使用案例教学法实现其由特殊描述到一般法则的转换，这样有利于学生将分散的知识集中归纳，培养学生分析问题、解决问题的能力，同时也有效提升了学生迁移知识的能力。
参考文献：
随着社会建设和生活水平不断提高，城市居民日益需要经常性的休闲健身活动来平衡身心，享受自然生态的环境，懂得养生和保持健康的体魄。建设生态城市已经为世人认可，并越来越成为城市发展的目标和方向。城市生态景观设计是生态城市建设的重要组成部分，也是实现生态城市建设目标的途径，因此，重新审视有十分重要的现实意义。
1 项目概况
项目位于南山区塘朗山片区，华侨城北侧、龙珠片区东侧、塘朗山南麓，其西侧紧邻南坪快速，属于深圳地铁7号线深云车辆段上盖工程，项目总占地面积约10.5hm2。规划区内采石场破坏地貌和植被，造成水土流失与视觉景观污染。现状采石场场地已平整，平整区场地宽约220m、长约430m、地面高程约75m。场坪高程根据地形及出入线爬坡条件确定为66.614m。段址基本呈不规则的长方形，宽约307m，长约905m，车辆段需开山建设，场地内拆迁工程较少。基地三面环山，地势起伏较大，东侧为山体陡坡，峰高约为260m。深云车辆段场地尽可能利用已平整场地，但由于车辆段段址用地需求较大，部分场地需要开山建设。
2 深圳地铁文体公园的景观设计
2.1 生态规划
利用生态景观学的基本原理，构建生态基质――生态斑块一生态廊道的基本生态景观单元，利用BIM建立建筑模型，从而期望实现人与自然和谐共生，结合项目基地特点，提出“重新与山连接”的设计理念，最大化对现状已遭破坏的基地进行生态恢复，并赋予其多种复合功能，发挥土地最大的使用价值。
2.2 方案构思
2.2.1 设计目标。设计以原生的自然、人与自然和谐共生的生态系统为依托，将公园场地与自然山体连接，延续山体的生态环境，将人的使用功能与山体的自然生态环境充分融合，从而实现生态上与山体形成连接，功能上与社会需求形成连接，体现该项目人与自然和谐共生的生态特色。从生态角度上看，该项目是城市的人与自然的生态环境之间的一个中转站，社会功能上满足了城市居民的需求，生态功能上承载了塘朗山的生态作用，因此，可以说是城市的绿色驿站，是人与自然互动的一个站点。
2.2.2 方案特色。设计以“融入自然，律动生命”作为主题，将体育运动融入到优美舒适的生态环境中，将人的运动与自然生物的活动融合一起，使文体公园成为城市居民与自然生物共享的一个绿色驿站，成为塘郎山郊野公园的自然健身房、城区的运动休闲带。
①生态休闲：联动车辆段及郊野公园，采用对环境友好的规划及设计理念，融入生态环境，是天然氧吧中的休闲天堂。②地铁文化：中国首创以地铁文化为核心的主题公园，是沉淀地铁文化，呈现地铁历史的平台。③教育创新：项目的地铁实训区，将面向整个深圳市的地铁专业人员和公众进行培训，是技术前沿的教育基地。④融合集约：积极探索生态建设与轨道交通设施建设的接驳点并将其融合，同时，通过对项目各功能块的有机组合实现资源共享，是土地综合开发利用的典范。⑤绿色节能建筑：该项目在建筑设计方面，将引进先进的生态节能技术，在雨水收集、自然通风、垂直绿化、太阳能利用等方面深入研究，努力打造一个节能环保、可持续发展的绿色生态建筑。
2.3 生态建设难点及应对
2.3.1 景观生态系统缺乏连续性。所有的地铁上盖项目，都有一个共同的难点，即如何在混凝土盖板上进行生态建设。上盖项目基本都是与地面脱离，有别于普通住宅的地下车库建设，后者是埋入地下，有一定的土层厚度在地表与自然地面连接，因此，对自然环境的连续性破坏较小。前者往往是高出地面，盖板与地面存在高差，与自然地面无法直接连接，要融入周边生态环境有一定难度，生态绿地的建设往往缺少系统连续性和完整性。
项目基地原本是塘朗山脚下的采石场，三面为塘朗山环绕，因此，有条件利用山体与地面的高差，将盖板与山体自然连接，最大限度将盖板上的绿地与山体绿地连接，使公园成为山体的一部分，这是本项目生态建设的基本出发点。
在公园绿地与自然山体连接的基础上，项目注重利用塘朗山的生态资源。塘朗山自然资源丰富，据现场调查，属国家重点保护的野生植物有7科7属7种，其中有Ⅱ级保护的植物――桫椤和一级级保护植物――仙湖苏铁，众多蝴蝶品种也是本区域重要景观资源。因此，打造良好的生态环境，引入塘朗山的野生动植物，使公园成为塘朗山部分野生生物的栖息地，使公园成为塘朗山生态斑块的一部分，是该公园建设的美好愿景，也是该公园建设的终极目标。
2.3.2 景观绿地的覆土深度受限。上盖绿地的另一个难点，是考虑建设成本投入，结构设计预留的绿地覆土深度往往不足，很难达到理想的种植深度要求，难以建设成多层次绿地生态群落。项目设计中预留覆土深度从0.6～1.2m不等，通过各专业的深入沟通协调，结合盖板下柱间的跨度不同，对种植区、运动区、休息区、服务区等统筹规划。柱间跨度小的区域，划为种植区，提高荷载后建设成本提高较少，因此，预留覆土较深；柱间跨度大的区域，结构荷载越大，建设成本成倍增长，因此，划为运动区或服务区等以减小覆土的荷载要求。此外，景观设计中，在覆土不足的区域，充分利用梁柱位置，设置种植池提高覆土厚度，尽可能增加乔木种植数量。条件不足的区域，利用廊架种植攀援植物，形成立体绿化景观，充分发挥其生态效益。
2.3.3 雨水利用受限。在现代的城市建设中，经常提到雨水利用，尤其是要求大部分雨水自然下渗减少地表径流，提倡建设海绵城市等。而我们的上盖绿地，雨水给盖板所截断，无法到达自然绿地中，因此，需要采用新的方式对雨水收集利用。项目在雨洪规划设计时，采用了2个蓄水系统对雨水收集利用：一是在盖板上设置景观湿地，既解决了部分蓄水需要，又作为生态过滤池净化雨水，同时还丰富了景观绿地的生态功能。二是在盖板下的地面设置地下蓄水池，将盖板上溢流出来的雨水进行收集，然后用泵提升至景观湿地中进行利用，或者直接作为绿化灌溉补水。
2.4 过程保障――车辆段生态文明施工
2.4.1 施工现场封闭式管理，营造文明、安全、整洁、和谐、高效的施工现场工作环境。一是地铁施工现场采用三期地铁统一规划的围挡进行封闭施工，大门处设置门卫室，负责进出人员、车辆登记等。二是场内运输道路按照城市道路标准铺设沥青路面，设置减速带，竖立反光镜，安装限速、禁鸣等交通标识，路面漆上标准的交通标志线，沿线安装路灯。配备洒水车，每天定时对场内道路及场区周围市政道路进行洒水，组织专人对道路清扫维护，有效减少了施工扬尘。三是施工现场的强噪声设备，设置在远离居民区位置，依据调查民意后得出最佳的爆破时间，调整爆破方案。
2.4.2 南坪快速路上架钢桥，“天堑变通途”，最大限度降低泥头车对市区居民的干扰。车辆段土石方运输工程量大，如何减少泥头车穿行市区，最大限度地降低对市区居民的干扰，是施工单位项目部一直努力研究解决的难题。
一切，从库斯科开始
库斯科的历史已经很久，已经分不出哪些是神话，哪些是史书。传说在12世纪，第一代印加王被祖先太阳神派出来寻找大地的中心点，最终在这里找到中心，并建立城市。第九代王Pachacutec开始大规模地战略扩张，疆土一度从现在的厄瓜多尔、哥伦比亚一直延伸的智利北部的沙漠地带，达到了帝国鼎盛的时期。正是在这一时期，建造了以马丘比丘最具代表的众多神话般的山顶城堡。
1526年，西班牙人费朗西斯科·皮萨罗从中美洲的巴拿马向南进发很快发现了印加帝国这片富庶的地方，返回西班牙后开始筹集人力和财力，于1532在厄瓜多尔登陆，很快挺进到印加帝国的心脏地带，并且抓获了第十二代印加王，杀害了几千名手无寸铁的土著居民。最终费朗西斯科下令处死了印加王，接着占领了库斯科。实际上，在当时骑在马背上，铠甲护身，挥舞利剑和火枪的西班牙入侵者已是势不可挡，最终印加帝国的臣民们撤退到了崇山峻岭之中，虽然几次试图西班牙人的统治，但是弓箭长矛终究抵不过科技含量更高的武器，印加人都以失败告终，从此他们不再有往日帝国的辉煌。几百年过去了，从哥伦比亚到厄瓜多尔，从秘鲁到玻利维亚，再到智利，在这片辽阔的曾经是印加人生活劳作的土地上，印加人至今依然是社会的底层，过着很贫苦的生活。
行走在库斯科那一条条笔直又崎岖的山城小路上，偶尔会有印加妇女抱着小羊驼从身边走过，她们身穿艳丽的衣裙，头顶上的方形或圆形帽子上，手工刺绣图案十分艳丽。她们是住在库斯科周边大山里的印加人的后裔，来到这原本属于她们的都城，回顾一下自己的祖先曾经驰骋南美洲大陆、辉煌一时的伟大帝国，看看那些早已被压在天主教堂下面的巨大的皇宫城墙。而住在城里的印加人则早已不再穿着本民族的服装，但是他们的屋脊正中都会有双牛造型的“TORI”，中间是雄鸡报晓，两边分别是梯子和长矛。他们依然还保留着印加人古老的符号，祈求上天给他们带来吉祥和赐福。
从残留的印加宫殿的遗址上不难看出，印加人当时的建造工艺还是相当高的。印加人认为不该从大地上切削石料，因此从周围寻找分散的石块来建造城市。他们深知每一块石头都来之不易，会尽最大可能利用其外形尺寸，但又不违背建筑力学的基本原理，而不是通常人为的开凿切割成同一尺寸和形状的石头。印加人的石头建筑连灰泥都没有使用，完全靠精确的切割堆砌来完成，修成的墙上石块间的缝隙还不到1毫米宽。在一处建筑的下面，你会看到一块多达13条边的巨石，就很好的证明了印加人在这方面的天赋。
如今，库斯科，依然屹立在海拔3400米高高的安第斯山上，周边被群山环绕。随处可以看到印加建筑的巨大石块垒起的敦厚墙壁，狭窄而又陡峭的街道上布满了被经年磨得发亮的鹅卵石。但是，依坡而建的广场上，不仅聚集着原著民印加人，更多的是西班牙征服者的后裔，以及多种族的混血人种。虽然城内有很多讴歌印加人的雕塑，大多表现他们怎样形象高大，怎样勇猛彪悍，甚至抓到西班牙士兵挖出心脏来吃的情景，也被雕塑在城市广场，但是这些都改变不了历史，也改变不了现实，印加人这一古老的民族，他们的文化、宗教、文字、语言、生活习性、甚至人种都已经消失或者在渐渐地消失之中。
我祝愿这一古老的民族能够繁衍生息，尽量减少外来种族和文化对自己固有传统文明的影响。
遗失的城市——马丘比丘
在秘鲁东南方向的崇山峻岭之中，在三面环水的高山顶山，有一处神秘的遗址，印加帝国之城——马丘比丘MACHU PICCHU。它是秘鲁的标志，一个不可思议的帝国之城，至今还有众多的谜团没被揭开：为什么要建造这样一座功能齐全的城市？印加人什么时候建造的？为什么要在这样一个地势十分险峻的地方建造？至今人们对它的认知还十分有限。印加人并未掌握文字的技巧而留下任何描述文字，至今没人明白印加文明（公元前8000年）怎么能够把重达20吨的巨石搬上马丘比丘山顶。
但是这丝毫没有妨碍人们对它的爱恋和探寻神秘的渴望。对于我和绝大多数来秘鲁的游客，甚至是南美人自己来说，能看到“消失”的印加古城马丘比丘都会是旅途中的重要时刻。它的历史如此神秘，它高山之巅那惊人地理位置上的精美石匠工艺水平更是闻名世界。
乘上富丽堂皇的“印加火车”前往帝国之城。 “INCA TRIN”只有一节车头兼做车厢，内壁画有印加人的影像，真皮座椅，航空般的服务，为乘客提供饮料和点心。车厢宽大明亮的车窗和天窗，让客人尽可能多的饱览车外的雪山、森林、河川、印加遗址等美景。秘鲁的火车是窄轨铁路，车子沿着湍急的乌鲁班巴河川，摇摇晃晃地缓慢行驶，中途几次停车，火车司机跳下车去人工搬动道岔，大约一个半小时到达大山中的村子阿瓜斯·卡莲特斯。它紧紧依偎在深深的峡谷之中，被高耸入云的大山和云雾环绕着。这里也是攀登马丘比丘的必经之地，因此现在更多的人就叫它马丘比丘村。
马丘比丘，是秘鲁一个著名的前哥伦布时期印加帝国的遗迹，距库斯科130公里，整个遗址高耸在海拔2350—2430米的山脊上，俯瞰着乌鲁班巴河谷，是世界七大奇迹之一。由于独特的位置、地址特点和发现时间较晚（1911年），马丘比丘成了印加帝国最为人所熟悉的标志。在1983年，马丘比丘古神庙被联合国教科文组织定为世界遗产，且为文化与自然双重遗产。
我看见石砌的古老建筑物，
镶嵌在青翠的安第斯高峰之间。
激流与风雨侵蚀了几百年的城堡奔腾下泄。
在这崎岖的高地，
在这辉煌的废墟，
我寻到能续写诗篇所必需的原则信念。
智利诗人、诺贝尔文学奖获得者巴勃罗·聂鲁达在他著名的《马丘比丘之巅》中这样的赞道。
大雾在群山中缭绕，一会儿云雾，一会儿雨。不远万里来到此地，让我欣赏这帝国之城，更加增添几分神秘的色彩，给我更多的遐想。
马丘比丘分为两部分。马丘比丘上建有太阳神庙，而乌那比丘建有月亮神庙，分别耸立在两个尖尖山头，遥相呼应。两山相距不远，可要想从马丘比丘爬到对面的乌那比丘，那可是要费一番辛苦。要从这个上顶下到半山腰，沿着光亮湿滑长满青苔的印加小路一路手脚并用，走过一段山梁，立刻开始几乎是60-70度的攀爬，很多地方只容一人侧身攀登，很多地方没石阶。你的身边，一边是刀削样直立的峭壁，一边是万丈深渊的峡谷，万一失足，必成千古恨。在即将到达山顶的地方还必须要钻过一处山洞，而且洞内只容得一人在泥水里匍匐通过。
从高高的乌那比丘上可以俯瞰马丘比丘遗址全景，很是壮观。“之”字形的盘山路就像羊肠一般挂在山坡山，高高的马丘比丘被乌鲁班巴河几乎是360度环绕包围着。一股股水汽团从谷底沿着陡峭的山坡向上升起，滚滚的云雾一会儿将对面的山峰遮挡，一会儿显露一下马丘比丘一角，好像是在故意捉弄前来参观的人们，又好像告诉人们这里的神秘氛围。
“的的喀喀”湖上漂浮的村庄
“的的喀喀”——好一个让人欢快跳动的名字。
这美丽的高原湖泊，现在为玻利维亚和秘鲁共享。但是，在两国看到“的的喀喀”景色却是各有千秋。如果你看过波利维亚境内的“的的喀喀”，再来看看秘鲁的“的的喀喀”，你就会觉得同一湖泊，风光竟然大不相同。在玻利维亚，你看到的“的的喀喀”湖水是湛蓝湛蓝的，翠绿的孤岛神奇地立在浩瀚的湖水中，雪山巍峨，白云朵朵，蜿蜒的印加小路、层次分明的梯田，一切都是那样的自然而又纯朴。
而在秘鲁的普诺你看到的湖水是绿色的，大片的芦苇生长在湖中。这里有世上独一无二的，在湖水中漂浮着的人工 “岛屿”—ISLAS FLOTANTES漂浮岛。湖里这些漂来漂去的“小岛”并非真正的陆地，而是是古老的乌鲁斯人（Uros）使用“的的喀喀”特有的TOTORA香蒲草堆积而成。
乌鲁斯人是印第安阿依马拉族的一支。作为一个小部落，古时候他们为了避开好斗的印加帝国的侵略而逃到了湖中。他们择“蒲草和芦苇”而居，既可隐蔽自己又可以在此生存。他们用湖里生长的香蒲草和芦苇捆扎成巨大的漂浮岛。由于厚厚的香蒲草堆铺在一起，浮力很大，乌鲁斯人就在上面用香蒲盖起简陋的小屋，常年居住在这种浮动小岛上，以捕鱼为生，甚至可以在上面种植蔬菜，饲养鸡鸭等。每个漂浮岛上可以住几户人家。他们祖祖辈辈生活在这香蒲草的世界中，保持着世代相传的民族习惯。
乌鲁斯人的主要交通工具也是一种用香蒲草捆扎起来名叫“淘淘拉”的小船，约有2米多长，可载4～5个人，也可以把两只“淘淘拉”绑在一起，在湖中游弋。这种两头尖翘，轻巧灵便的草船类似古代埃及墓碑上所画的月亮形莎草小船。草船航行在湖光山色之中，构成了秘鲁“的的喀喀”湖上的独特风貌。
乌鲁斯人的“土地”是软的忽悠忽悠的香蒲和芦苇，走在上面又软又有弹性，一步一陷，深一脚浅一脚，好似要陷到湖里一样，很是要小心，一不留神就会走出“陆地”，跨界掉到深深的湖水里。他们的房子是香蒲草，门是香蒲草，床是香蒲草，桌子是香蒲草，船是香蒲草。实际上UROS人的生活已经牢牢地和TOTORA香蒲草交融在了一起。“地面”上的香蒲草腐烂后，UROS人就会将上面重新长出的香蒲草芦苇割下来，一段一段交叉铺上去，周而复始。每当大一点的游艇停靠这种浮动的岛屿，整个岛就像一片厚厚的海绵垫上下起伏。他们经常挂在口头上的话就是“不知道什么时候就会漂到玻利维亚去了。”乌鲁斯人知足常乐，在漂浮岛不大的一方天地里，世世代代生活下去，将用苇草制物的手艺口口相授。
湖心有一处小岛叫塔丘勒（ISLATAQUILE），风景绝佳，靛蓝的湖水，天际翻滚的白云，疏密有致的作物，简朴的石拱门。岛上的人痴迷绒线编制，随处可见正在织绒线的土著人，而且不论男女。 男人们都骄傲地戴着自己织的长绒线帽，五彩艳丽的看上去有点像睡帽一样的帽子，是有讲究的，它代表着男人婚否和社会地位。如果帽子是全红的，那么就表示他已经结婚了，如果帽子是红白二色的，那么就表示他还是单身。不同的花色代表不同的身份地位。
塔丘勒岛上的女人有种出世的美，美得让人心碎。她们穿着毛毡一样厚厚的多层百褶裙，上衣绣着漂亮的花朵，长长的辫子稍上再系上几个大大的毛茸茸的彩色圆球。她们从不用穿鞋子和袜子，行走在如诗如画的小岛上。
当你乘坐小艇行驶在纵横交错的水道里，置身于一望无际缥缈婆娑的香蒲草中，立即会被充满梦幻般神秘色彩和意境俘获。
TIPS
签证：秘鲁对中国公民签证苛刻。除了要求申请者提供在职证明、收入证明、无犯罪记录证明，而且还要经过公证和外交双认证，并且必须通过旅行社递交，不接受个人递交签证申请。
到达：中国没有直达秘鲁的飞机，需从北美或欧洲转机，也可通过玻利维亚、智利、厄瓜多尔三国陆路入境。
矿床的形成及演化是地球物质运动的一种表现形式，矿体就是矿区内成矿元素相对集中的区域，其他元素则在矿体之中和周围形成与成矿过程、成矿作用有关的变化，成矿地球化学研究的重要目的之一就是要揭示成矿作用中元素变化的时空规律。这是开展矿床（深部）成矿预测的重要基础。
众所周知，成矿相关元素在成矿作用过程中会在矿体及其形成比矿体范围大得多的相对富集，通常将这种现象称为地球化学原生（异常）晕，而将晕中元素的空间排列规律称之为地球化学分带，它包括水平分带和垂直分带。在深部成矿预测中，人们更关注矿体原生晕的垂向分带特征，即原生晕垂（轴）向分带序列，其中还分为头晕、矿体晕和尾晕三部分。原生晕概念的提出对于促进成矿元素地球化学理论研究的深入及在矿床成矿预测中发挥着重要作用。然而，有关原生晕的讨论主要集中在成矿及其相关元素的空间变化特征方面，而对成矿过程的长期性和多期性等问题考虑较少，亦即对成矿元素地球化学行为的时间效应关注不足。
李惠等在研究金矿原生晕轴向分带时，基于中国金矿床普遍存在多阶段叠加成矿的特点，并根据深部成矿预测的需要，提出了多期多阶段叠加成晕，即原生叠加晕的概念，并建立了利用原生叠加晕开展深部成矿预测的一系列标志和准则。实际上就是在原先的空间轴向分带基础上引进了多阶段的时间参数。这是对经典原生晕理解的一个突出贡献和有意义的创新。原生叠加晕的提出对于单期多阶段成矿作用造成的元素成晕特点及其规律研究提供了有力的工具，成功地解决了许多该类型矿床的深部预测问题。应该注意到，即使是具有很多成矿阶段的单期成矿作用，其热液体系都是一致的，同时同一体系中各阶段叠加的性质也可能是不同的。纪宏金等正是注意到这一点在其对山东山城金矿开展成矿地球化学研究时，探讨使用成矿叠加晕分带序列分解的方法开展工作，进一步深化了原生叠加晕的研究。
越来越多的研究表明，矿床，特别是大型―超大型矿床的形成往往是长期多期成矿地质过程的叠加产物，宏上表现为成矿系统叠加，即形成复合成矿成系统。正如翟裕生院士所提出的成矿系统叠加及多成因矿床发育已构成中国区域成矿的重要特色。对于复合成矿系统而言，矿床的形成可能并不仅是单期多阶段成矿叠加的问题，而是涉及到多个成矿期的叠加。即在同一空间域中，先期成矿系统被后期成矿系统所叠加，造成不同矿床类型的重叠和大型矿形成。不同的成矿期对应于不同成矿事件。由于不同成矿事件形成于特定的地质―构造环境，因此会涉及到不同的成矿体系。在这些不同体系中，成矿物质（矿质或流体）来源及其演化均具有各自的地球化学特点，显然每一次成矿事件都会形成与其相对应的地球化学响应，不考虑多期叠加成矿事件的具体过程而针对矿床所建立的地球化学原生晕或叠加晕实际上是多成矿体系元素地球化学响应的综合反映。这种原生晕或原生叠加晕难以再现多体系成矿过程的多期性和复杂性，因而在许多具体应用中会产生相关问题。显然，如果不将这种复杂状态下形成的元素地球化学响应根据成矿期（阶段）的时间序列进行有效分解，便难以开展符合地质情况的成矿预测。为此我们引入成矿元素地球化学场时空结构的概念，其目的在于更全面地将时间因素引入原生晕研究，试图通过对成矿地球化学场时―空结构的精细解析，全面再现成矿元素的地球化学过程，旨在为解决多源成矿体系条件下复合成矿系统中多期成矿叠加矿床深部成矿预测问题探索一条途径。
所谓成矿（元素）地球化学场，是指成矿及其相关元素在成矿作用过程中于特定地区产生的时间分配和空间分布。因此，成矿地球化学场具有随机性和结构性双重属性。成矿作用及其他各类地球化学过程都可理解为地球化学场空间结构随时间的演化，即地球化学场的时－空结构。因此，地球化学场的时－空结构是成矿作用动力学研究的重要内容。在复合成矿系统中，多种地质－地球化学－成矿作用相互叠接，导致成矿地球化学场表现为复杂的叠加场，这使得地球化学场时空结构的统一性是复合成矿系统研究的核心与关键，而通过对地球化学场时空结构的精细解析来研究有关的地质体和地质过程乃是地球化学场研究的核心。
2 关于成矿多期性或成矿多期叠加的理解
在讨论基于成矿多期叠加矿床进行的成矿地球化学场时空结构精细解析之前，有必要对成矿多期叠加的含义做一完整理解。现在看来，绝大部分大型超大型矿床，特别是金矿床都是多种或多个成矿过程综合作用的产物。人们习惯上用多期成矿叠加来说明这一问题。但是从现有发表的成果文献看，“成矿作用叠加或成矿多期性”这同一个名词表达出来的却是多种含义。（1）表达的是同一成矿期多矿化阶段的成矿叠加或者一个内生成矿期与表生期的成矿叠加。如果是前者，可能涉及只是同一期成矿作用内部的多阶段活动历史，而没有涉及到多期成矿作用的问题。因此将这种叠加描述为多期成矿作用叠加是不确切的。后者中的表生作用对于内生矿床成矿而言，严格来说不能看成是一个成矿期。表生作用是对内生期已经形成的矿床的改造（次生富集）甚至破坏作用，属于矿床形成后的改造与保存范畴的问题。尽管矿床形成后的保存与变化也是矿床学家应该倍加关注的问题之一，原则上这已经不属于成矿叠加的范畴。因此我们也不赞成将这种情况描述为多期成矿叠加。（2）表达的是多种成矿作用参与，即所谓多成因叠加。一般情况下发生在同一成矿期的多成因叠加现象是极少见的，更多的是表现为不同期成矿作用参与。问题的核心在于不同成矿期的成矿作用是否真的形成了（具工业价值的）矿床（体）还是只是形成了其基础？显然，如果矿床（体）只是在最后一个成矿期的成矿作用中形成，此前的成矿作用只是形成了其基础（如预富集）的话，在矿床（体）上就看不出多期叠加的直观表现。在开展矿床成因研究时，通过矿床地质地球化学方法，可能示踪出多种成矿作用的痕迹（如早期的变质作用导致矿质预富集à晚期的岩浆活动导致矿床形成）。在这种情况下，实际上是一个长期多个成矿作用参与成矿的过程，可能涉及到区域上的多个成矿系统，但并没发生真正的成矿叠加现象，而只是继承效应。（3）我们对多期成矿叠加的理解建立在对成矿事件的确定之上。将在一定的时空域内（通常与成矿系统的时空域相对应）形成了具经济意义的矿床（体）一种或一组地质（成矿）作用过程称之为一个成矿事件。它与成矿作用的区别在于前者形成了矿床（体）而后者不一定，有可能只是形成了矿质的预富集（远没有达到可以利用的矿床（体）程度）。可以看出，当某成矿作用形成了具经济意义的矿床（体）时，就相当于发了一次成矿事件。因此，尽管在漫长的地质构造演化中，各种各样的地质作用（变质、沉积、岩浆、构造、流体）等频繁发生，其中也可不同程度地伴随着成矿元素的地球化学行为，但真正能称为成矿事件的却相对要少得多。此外成矿事件是相对成矿元素而言的。即同一地质作用对于这种元素没有形成矿床，不是一次成矿事件，但可能形成了其它元素的矿床，因此又可以称之为成矿事件。一次成矿事件一般对应于一个相对完整独立的成矿系统，当然成矿事件还具有其它多种属性特征。只有当至少两个不同地质时代的成矿事件共同作用于一个矿床（体）时，才能称之为多期成矿叠加。
成矿多期叠加对成矿地球化学场时空结构具有重要影响，这正是开展地球化学原生晕研究时必须为什么要成矿多期叠加的关键所在。由于多期成矿的热液体系不同，它们的成矿晕模式（如头晕、矿体晕、尾元素组合）就可能不相同。对于成矿预测而言，判定标志就会不一样。例如，对于主成矿元素au而言，元素ag或者pb在一种体系中可能作为头晕元素出现，这时其异常（分带位置或异常特征）可以作为深部预测的有效标志之一；而在另一体系中则可能作为矿体晕元素出现，这时就不宜将其作为预测的主要标志。当出现这两种体系叠加同一条矿脉或矿体上时，如果仅用空间分带来表达其地球化学场结构，就反映不了它们本身具有的细微意义。另一方面，虽然整个矿区存在着成矿的多期性，但对于具体的矿脉或矿体而言，多期多阶段成矿叠加的强度、方式、位置也会不同，显然针对不同的情况，其地球化学场结构就会有差异。
上面的讨论是针对同种成矿元素多期成矿叠加的情况。由于成矿事件是相
对于成矿元素而言的，因此，我们还应该考虑到另外一种情况，即在同一成矿空间中发生的多期叠加作用形成了多种矿种（金和银，或金铜，或金银铜铅等等）共生或伴生的矿床，也就是说，一期成矿作用形成了金矿体，而另一期成矿作用可能形成的是其他元素的矿体，或者仅仅形成矿化，二者在空间上同位叠加，显然这种叠加作用的结果是形成了多金属矿床（化），而没有对早期成矿元素造成更加富集。可以认为，正如大型超大型单元素矿床大多是多期成矿叠加作用的产物一样，许多多金属共生或伴生的矿床也同样是复合成矿系统多期成矿叠加的产物，特别是在地球化学性质上相差较远的多个元素共（伴）生于同一矿区（体）时，更可能如此。对于这类矿床而言，在进行深部成矿预测时，开展其成矿元素地球化学场时空结构的精细解析工作就更加必要。总之，复合成矿系统地球化学场时空结构的精细解析是成矿地球化学理论研究与找矿勘探发展的共同要求。通过地球化学场时空结构的精细解析，可以解释可能的矿种、揭示可能的成矿作用过程、缩小找矿靶区、确定矿床（体）剥蚀深度、现有矿床的深部预测和找矿前景。对深化矿床学理论认识和隐伏矿体找矿具有重要的理论意义和实用价值。
3 成矿元素地球化学场时空结构解析的研究思路
成矿地球化学时空结构的精细解析虽然主要针对复合成矿系统多期叠加矿床提出来，但它实际上对于所有矿床都可以应用。当矿床成矿不存在多期叠加时，其时间结构就表现在多阶段的叠加上面，即原生叠加晕的范畴。这是由于多阶段成矿只涉及到一个成矿热液体系，每阶段形成的头、矿体、尾晕元素组合基本是相同的，相对于整个成矿期而言是一个自相似过程，因此对于成矿预测而言，对每个阶段形成的时间结构进行离解并无实际意义。但当矿床研究确定成矿具有多期叠加性时，成矿地球化学场时空结构的精细解析便是必须开展的工作。这也就是说，开展成矿地球化学场时―空结构精细解析，首先应在合适的对象上进行，这要求对矿床地质特征以及成矿的基本问题，特别是成矿期成矿阶段的确定等开展细致而深入的观察与研究。否则建立起来的时空结构就失去了依托，地质意义不清。基于上述，提出成矿地球化学场时空结构精细解析的研究思路是：选取由多期叠加成矿作用形成的典型（金）矿床为研究对象，合理部署野外（矿山）地质调查工作，基于翔实的野外第一手资料和实验测试数据，综合运用矿床地质学、矿物学、岩石学、元素地球化学和数理统计学等多种方法手段，以多期叠加成矿过程中元素地球化学行为差异的深入剖析为切入点，通过对成矿期成矿阶段的精细划分，对应的矿石矿物组合的准确厘定以及蚀变分带演化、成矿流体性质等的系统研究，示踪多期成矿叠加过程中元素的时空演化轨迹，提取不同成矿期次的元素地球化学场时空间结构信息，并建立相应的成矿元素地球化学场时间结构模型和空间结构模型。在此基础上，进行复合成矿系统地球化学场时空结构的耦合研究，确立找矿预测准则，为矿山深、边部及勘探和开发提供科学依据。
4 成矿地球化学场时空结构解析方法
根据上述研究思路，可以将成矿地球化学场时空结构解析分解为以下几个步骤。
4.1 矿床地质研究
构建成矿地球化学场时空结构首先要开展矿床地质研究，其主要目的在于确定多期成矿作用叠加的强度、方式、位置和性质等，重点是讨论不同成矿期次的矿化特征，如含矿热液、矿物组合、矿化样式及其叠加模式。这涉及到矿床地质学研究的各个方面，如矿脉、矿体和矿石的地质特征、矿物组合、围岩蚀变特征、尤其是成矿期次的精细划分，成矿地质－地球化学事件的确立及其间的对应关系等。这些研究是明确成矿元素地球化学统计规律及时空结构所蕴涵成矿地质意义的前提和基础。
4.2 元素地球化学统计分析
以上述矿床地质研究为基础，就可以通过地面、坑道和钻孔全空间的系统现场取样与相关的实验室分析测试，开展具体矿脉（或矿体）元素地球化学的统计分析，揭示其中蕴涵的地质－地球化学－成矿作用信息。主要包括：（1）原始数据整体特征的研究。主要手段为聚类分析和因子分析，目的在于初步考察研究区成矿地球化学场的基本特征。（2）元素含量水平和组合特征的分析。元素组合特征和元素含量水平是对找矿勘探具有决定意义的特征参数，通过研究各组样品中元素含量水平和组合特征，可以判定可能存在的矿种。
4.3 地球化学场时间结构分解
成矿地球化学场时间结构指的是不同成矿期从早阶段到晚阶段相关元素的活动规律。它主要包括成矿期成矿及相关元素组合、期内不同成矿阶段元素的迁移、沉淀和富集规律等内容。显然对于多期复杂叠加的矿床而言，除非各成矿期的矿化产物特点突出，易于鉴别并适于独立开展研究，否则不同成矿期的元素特征只能从其总体中予以离解，我们将这一过程定义为成矿地球化学场时间结构分解。分解着重于成矿元素地球化学特征与成矿期次间对应关系的研究与剖析，通过研究不同成矿期次的元素组合特征与指示元素的关联和区别，以阐释成矿元素组合的地质－地球化学意义，揭示可能的成矿作用过程。
理论上，成矿元素地球化学场时间结构的分解应在成矿期次精细划分的基础上，分别采集相应成矿期（或成矿阶段）的岩石地球化学样品进行综合分析。但是，对于具体的矿区或矿脉来说，由于不同期矿化产物的叠加和复合，在野外样品采集过程中要准确对它们加以区分往往存在很多困难。为此，在实际应用中常常利用多元统计学的分析方法，如相关分析、聚类分析、因子分析或主成分分析等获取成矿元素地球化学场时间结构的重要信息。
这里要特别提及有关地质上常用的因子分析方法。余金生、李裕伟[12]在《地质因子分析》一书中明确强调指出，因子分析可以从以下三个方面为地质工作者提供重大帮助：1、在不损失地质成因信息的前提下尽可能地压缩原始数据；2、能将庞杂纷乱的地质数据按成因上的联系进行归纳、整理、精炼和分类，理出几条比较客观的成因线索，指示成因推理方向，启发人们思考相应的成因结论；3、分解复杂叠加的地质过程。这是因子分析在地质方面最为经典，同时也是最为巧妙的应用。因为地质现象往往都是多种成因过程的叠加产物，岩浆作用是如此，成矿作用更是如此。这种叠加不仅表现在时间上，也表现在空间上，各种过程相互干扰，互相掩盖，使得每个具体过程的特征都面目不清，造成地质成因的复杂化。如何从这种纷繁复杂的地质过程中去识别每一个单一过程的本来面目是地质人员进行成因（包括成矿叠加）研究时最感棘手却又必须解决的问题。因子分析就是从定量方面解决这一问题最为有效和巧妙的方法之一。此外，我们认为，通过因子分析，还可以从定量的数据方面去对地质成因的复杂过程（如多期成矿叠加等）的理论解释提供最有力的证明。研究已经表明，通过这些统计分析，可以对复杂的成矿作用进行分解并在满足需要的条件下为我们提供足够的信息。很明显，详细而准确的成矿期成矿阶段及其矿物共生组合研究既是开展成矿元素地球化学场结构解析的基础，又是其解释的依据，同时二者之间还可以提供相互映证。
4.4 地球化学场空间结构剖析
成矿地球化学场空间结构即以前所称矿体原生地球化学晕。它表征的是与成矿相关元素组合在成矿作用过程中于矿体及其周围空间形成的相对富集现象，对成矿地球化学场空间结构的探索是地球化学找矿领域重要的基础性课题，到目前为止，它仍是矿床成矿预测，特别是深部预测最有效、最准确的方法之一。因而长期以来被视为提高找矿效果，增大找矿命中率的根本途径。根据矿体原生地球化学晕的性质，成矿地球化学场空间结构主要包括两方面的内容。
其一是建立成矿及其相关元素的地球化学分带，即组分分带特征。从勘查地球化学需要出发，人们在开展成矿地球化学场空间结构研究的过程中，与原生晕研究一样，主要着眼于最佳控矿地球化学标志的垂向或轴向分带研究工作，通过垂向分带特征的研究，并结合其矿体之间的关系，确定矿体前缘晕、矿体晕和尾晕元素组合，探寻它们在垂向上的变化规律，阐明其地质找矿明确意义，从中挖掘深部矿体的定位信息。
其二确定不同元素在矿体周围的含量分带，即浓度分带特征。浓度分带特征是表示相应元素富集强度的重要
标志。对于成矿元素而言，当其浓集到一定程度时便构成矿体，由矿体向外一般呈渐变方式逐次降低，形成浓度带。而对于其他成矿相关元素而言，情况往往要复杂得多。首先是这些元素含量尽管（大大）高于背景值，但即使是其浓集中心也多不够成矿体；其次，这些元素浓度的变化并不同主成矿元素完全一致，即主成矿元素含量高的位置，其他相关元素中，有的含量同步增高，但有的却不一定也是最高，相反会可能偏低。主成矿元素和相关元素含量变化间的这种空间结构具有一定的规律性，这正是矿体前缘晕、矿体晕、尾晕划分的重要基础。正是因为存在着这样的差异和规律性，才使得通过元素分带的特征预测矿体成矿为可能。当前，成矿元素地球化学场空间结构的构建着重于原生晕轴向分带序列的研究。显然，原生晕的轴向分带序列是针对各个具体矿脉或矿体建立的。类似地，还可以通过脉体在矿区内的分布特征以及同一标高矿脉的元素分布规律，总结出不同水平上的水平分带序列。这些分带序列是地球化学场空间结构的重要组成部分，对于整个矿区内深、边部隐伏矿脉的预测有重要意义。与时间结构不同，不同脉体间的空间序列往往由于其成矿作用过程的不同而存在不同程度的差异。
对于薄脉型矿体（脉），元素地球化学场的空间结构是在矿脉（体）纵投影图上建立的，它虽然高度概括地表达了元素在该脉（矿）体上的分布规律，但对成矿元素在脉（矿）体不同部位（如勘探线）的局部变化有所压抑。已有研究表明（李惠等，1998），这种方法完全满足规模（主要指走向延长）不是特别大的矿脉（体）的深部预测要求，对于较长的脉体宜分段开展工作，特别需要时也可对感兴趣地段按勘探线建立元素分带加以配合。对厚大且不规则矿脉（体）则应按联合剖面的形式进行，有条件时可以按一定间隔选择尽可能多的勘探线剖面进行取样，开展剖面原生晕分带研究，以利于更好的预测深部成矿前景。
4.5 成矿元素地球化学场时空结构的成因意义
成矿元素地球化学场时空结构不仅是深部成矿预测的重要手段，它同时还能反映一定的成因信息。因为由不同成矿作用形成的矿床，具有与其相对应的特征标型元素组合，体现出成矿作用与元素组合之间的专属性关系，尽管这种关系非常复杂并具交叉，既同主要成矿元素的种类，又同成矿作用的类型有关。大量的研究表明，在内生金成矿作用过程中，与基性、超基性岩浆活动有关的特征元素主要有cr、ni、co、v、ti、pt、fe等；与中酸入岩浆活动有关的特征元素包括：w、sn、mo、bi、li、be、nb、ta、fe、cu、pb、zn等，同样与中酸性岩浆活动有关，但表现为浅成火山热液成矿的则具有富集低温元素，如se、te、as、sb、hg、ba、b、ag、au等特点。源于地幔的热液成矿体系在具有与基性-超基性岩浆岩相关的元素组合同时，则可能还富集k、na、li等碱质元素以及u、ree等稀有元素。上述讨论表明，成矿地球化学场时空结构的成因意义主要通过元素组合关系加以表现，因此，对于单一成矿期成矿作用而言，时间结构和空间结构反映的成因意义是一致的。而对于多期成矿叠加的成矿作用而言，就主要体现在时间结构方面，因为空间结构是多期成矿叠加信息的综合反映。由于元素组合关系的复杂性和多解性，在用元素组合反映成因信息时，应分析尽可能多的元素。
5 成矿地球化学场时空结构耦合与深部成矿预测
5.1 元素地球化学时空结构形成机理
要成功实现成矿元素地球化学场结构的有效耦合，必须先了解其形成机理。正如前述，成矿地球化学场时间结构主要同成矿作用的性质有关。而空间结构的形成则主要同元素的地球化学习性及其活动的空间状态关联，并同其演化经历，也就是成矿过程（时间）密切联系。
前人大量原生晕地球化学轴向分带的研究成果已经证明，对于由简单成矿作用（单成因少成矿阶段，例如不多于3个，形成的完整矿体来说，元素的轴向地球化学分带一般遵从相对低温活泼元素会比其它元素运行的距离更远从而构成前缘晕，成矿及与其密切相伴的元素构成矿体晕，而相对高温元素构成尾部晕的规律。李惠等通过对58个典型金矿床原生晕轴向分带序列的概率统计，得出了中国金矿床原生晕综合轴向(垂直)分带序列，从上往下是：
b-as-hg-f-sb-baèpb-ag-au-zn-cuèw-bi-mo-mn-ni-cd-co-v-ti
前缘及上部 矿体中部 矿体下部及尾晕
李惠等（1999）同时指出，这一规律会因矿床类型、规模等不同而有变化，其中有些元素（如w、ba、pb、ag等）位置变化还会很大，这种同一元素位置上的变化实际是多期多阶段成矿叠加的一种表现。此外，该分带序列表现的是一个完整矿体（所谓完整矿体是指矿体头部（晕）未被剥蚀，矿体尾部正常尖灭）的垂向分带特征。可以从成矿过程的角度解释这规律的形成机制。理论上，高温元素应该先从热流体中沉淀，因在成矿早阶段会形成高温矿物组合，如果具有矿物分带现象，它们应该出现在矿脉靠近脉壁部分（即边部），一般不会离开脉（矿）体而沉淀到很远的距离；而低温元素则随着温度的降低而在最后阶段沉淀，因此它们的矿物组合应该在脉体中央出现，另外，它们可以离开脉体，通过交代蚀变等作用，于脉（矿）体周围或更远的围岩中形成蚀变矿物分带。主成矿元素的沉淀时间则界于前二者之间。因此对于某一期热液成矿作用而言，可以想象这样的矿物（元素）沉淀过程：当含有不同矿质和伴生元素的高温热流体从地下深部进入合适的容矿空间时，随着温压条件度等的变化，高温矿物（元素）组合，如果能够形成的话，先在容矿空间的边部、边部围岩及相对下部开始沉淀，由此形成尾部相对富集的尾晕。当围岩的参透性或连通性好时，它们也可以在围岩中形成不同类型的蚀变。热液继续向前运移，含主要成矿元素的矿物组合随之大规模形成，基本上填满了所有容矿空间，形成矿体，即形成矿体晕元素。最后，低温矿物（元素）组合在矿体的前部以及它们所能到达的各种空间内发生分散沉淀，形成时限范围大，但强度低的前缘晕或晕。由此可以看出，元素空间的分带规律虽然是一种统计结果，但显然还是受到了元素在热液活动过程中地球化学习性的制约，是元素在成矿过程中时空耦合的结果。这一机制是我们下面将要进行地球化学场时空结构耦合的基本原理。
5.2 成矿元素地球化学时空结构耦合原则和方法
5.2.1 成矿元素地球化学场时空耦合的原则
根据成矿元素地球化学场时空结构的形成机理，在开展其耦合时应遵循如下原则：
1、空间结构服从时间结构的原则：建立地球化学场时间结构的目的就在于对多期成矿叠加综合效应的空间结构进行离解，使表征成矿地球化学场空间结构的元素分带更具针对性意义。因此，在进行时空结构有耦合时应遵从空间结构服从时间结构的原则。例如确定了元素hg是银成矿期的主要伴生元素，而不是金成矿期的主要伴生元素，实际上它对金矿化体而言指示意义就不明确，或者可能根本没有指标意义。但在综合的元素地球化学分带中，结合其地球化学习性，它可能归属为反映深部存在矿化的前缘晕元素，而得出错误的预测结果。
2、空间结构的完整性原则：用以进行深部成矿预测的成矿地球化学场空间结构应该完整，即反映矿体头部（前缘）晕、矿体晕和尾晕的元素组合必须齐全并且是真实地通过完整矿体的地球化学工作建立起来的。否则它可能只是反映了矿化过程中的局部现象，从而造成头、尾晕元素组合模糊，或只能借鉴一般的规律进行确定。事实上既使是在同一成矿地质环境由同一成矿事件形成的矿体，其变化性也是存在的。显然这种局部的反映或一般性的规律只能起到参考意义。
3、时空结构与建立（预测）对象对应的原则：一般地说，成矿地球化学场空间结构主要同成矿事件的性质有关，但同一成矿事件作用于不同的对象时，会因其他因素的控制而发生某些局变化，同一组成的含矿热流体当与不类型的围岩作用时，由于水岩反应的局部差异，也会形成的原生晕的变
化，如有些元素在此处会得到富集，而另一些元素就不能发生可识别的富集，这样，最终会影响到成矿地球化学场时空结构。空间结构方面更容易受到局部成矿地质环境的影响。所以时空结构的建立必须与其作用的对象对应起来，时空耦合也应与建立的对象时空状态综合对比分析进行。既使在同一矿区范围内，在这个矿体上建立起来的时空结构可能对于其他的矿体就不完全适用。4、理论服从实际的原则：通过矿体元素地球化学方法建立起来的时空结构本质上是遵从有关地球化学、成矿（规律）学、地质统计学等理论的。但在实际工作中，建立起来的时空结构有时并不能运用相关的理论进行完整的解释，甚至会存在某种矛盾之处。这实际上是由地质、成矿作用的复杂性决定的，原因在于我们不能完全了解成矿的环境、状态及其完整过程。在这种情况下，应遵从理论服从实际的原则，而不能从理论推导出发对工作结果进行随意地变更，让它更适合某种理论要求。
5.2.2 成矿元素地球化学场时空耦合的方法
在遵从上述原则的基础上，成矿地球化学场时空结构耦合的一般工作内容和方法是：
1、以时间结构为依据，从所建立的空间结构中离解出单一成矿期或成矿阶段的空间结构；
2、根据矿体的产出特征，针对不同成矿期形成的时间结构，并结合元素地球化学习性以及前人经验总结，从中离解出同一成矿期内形成的前缘晕、矿体晕或尾晕元素组合；
3、根据空间结构中的浓度分带特征，分别说明前缘晕、矿体晕和尾晕元素组合的成矿预测意义；
4、根据时空结构的耦合结果，制订深部矿体预测的具体流程。
5.3 基于成矿地球化学场时空结构的深部成矿预测
通过成矿地球化学场时空结构的耦合而将元素空间分带按成矿期进行解体之后，以此为依据开展的成矿预测工作同传统的原生（叠加）晕方法基本是一致的。主要的差别在于，对于同种元素（如au）多期成矿叠加而言，首先考虑是否存在同一成矿期内的多阶段叠加，参与预测的元素是该成矿期的相关元素组合。上述耦合结构果中各成矿期内特征或称特有的元素是关键元素，两成矿期共有元素是辅助元素。其次考虑是否存不同成矿期的成矿叠加，参与预测的元素则是前期相关基础上再考虑叠加期的有关元素空间结构特征。对于不同矿种（如金银等）的元素且分别是两期矿化的产物时，预测时应针对矿种并按相应成矿期内的元素组合，特别是特征元素组合进行。即开展金矿体预测时，就考虑金成矿期的元素组合，预测银矿体（如果形成了银矿体）时，应依据银矿化期的元素组合进行。其他类推。
5.3.1 多期成矿叠加的主要样式
由于多期成矿叠加十分复杂，因此在具体预测过程中，首先应明确矿区多期成矿的叠加样式。通常情况下，两期矿化的叠加可能有如下样式（a、b分别表示两个成矿期）（图1）。
图1 两期成矿叠加时的矿化叠加主要样式
aa或bb式叠加(ⅰ)：为同一成矿期形成的矿（化）体，一般表现为该矿化期内的多阶段叠加。元素地球化学场的时空结构特点是：时间结构总体相同，但元素（或矿物）组合视不同阶段而有变化；空间结构总体相似，前缘晕、矿体晕、尾晕元素组合相同；但元素排序视不同阶段的叠加情况而有变化。对于具体矿脉，又可分为串珠式（尖灭再现）（ⅰ-1）和串珠侧列式（尖灭侧现）（ⅰ-2）、头尾相接（ⅰ-3）式和头尾重叠侧列式（ⅰ-4）、同位，即完全在同一位置叠加，常构成角砾状矿石（ⅰ-5）和并置（或平行）（ⅰ-6）叠加式等矿化叠加式。在aa或bb式矿化的情况下，时空结构的成矿预测意义在于确定矿化是哪一期成矿的产物而选用相应的空间结构开展成矿预测。
ab或ba式叠加（ⅱ）：为两期矿化叠加形成的矿体，多数表现为各期矿化中不同阶段程度不同的叠加，每期成矿各阶段都出现且均重要的情况是极少见的。其元素成矿地球化学场时空结构呈现复杂的模式，每期成矿具有自身的成矿元素组合，因此其头晕、矿体晕、尾晕元素也会不一致，根据叠加方式不同具有不同特点。它同样也可划分为6个子式。在这种情况下，应用上述的方法，利用成矿地球化学时空结构进行成矿预测。
aba或bab式叠加（ⅲ）：aa或/和ab（ba）式的之间不同组合方式，情况特别复杂。一般将其简化为ab或ba式加以讨论。
5.3.2 多期成矿叠加矿体的深部预测准则
在确定了主要叠加样式基础上，再将多期成矿分解为各个单一成矿期后分别进行预测工作，最后再考虑叠加效应。而对于单一成矿期的多阶段叠加成矿预测而言，李惠等（1998）对其预测准则进行了全面阐述。根据我们的工作成果，现将其主要内容补充说明如下：
a、有矿准则：指地表或近地表区域，这时由于勘探或采矿深度有限，还无法或难以建立垂向空间分带，因此依据地表元素的异常确定。当主成矿元素异常较低，而前缘晕元素异常较强时，指示其一定深度范围内有矿。
b、无矿准则：在无空间分带时，当主成矿元素无异常或异常很低，而尾晕元素异常较强且无前缘晕元素异常叠加时，指示其深部无矿；在有空间分带时，呈则应正向分带。
c、矿体延深准则：正向分带或在此基础上，下部出现前缘晕元素的情况下（混合分带），当矿体中矿体晕元素很强，且无尾晕异常出现或其很低时，或同时出现前缘晕元素异常时，表示矿体有一定或较大延深。
d、矿体尖灭准则：正向分带或在此基础上，下部无前缘晕元素的情况下，当矿体中矿体晕元素较强，同时尾晕元素异常也较强时，矿体向下一定深度内即将尖灭。
e、深部盲矿准则：又称反分带准则，指前缘晕元素空间分带及其异常出现在矿体下部或尾部，且当前矿体即将或已尖灭，表明深部有盲矿体存在。
在实际工作中的预测工作都表为上述各准则的综合运用，在多期成矿叠加情况下更是如此。显然，在成矿地球化学场时空结构确定之后，具体的成矿预测工作则相对简单。
5.3.3 多期成矿叠加矿床的地质-地球化学模型
在开展具体的成矿预测工作之前，应根据上述各方面的的研究成果，并结合矿床地质地球化学特征等，建立适合于并应用于研究对象的地质-地球化学模型。这种模型应是矿床地质特征和成矿地球化学场时空结构解析成果的高度概括和综合，并同时是矿床深部成矿预测的重要基础。一般情况下，矿床的地质-地球化学模型主要反映如下具体内容。
1、矿体（脉）的空间产状特征；
2、矿体（脉）的蚀变空间分带和元素成矿晕特征；
3、不同成矿期成矿元素地球化学的时空结构特征；
4、不同成矿期成矿元素地球化学的时空结构耦合特征；
图2即是多期成矿叠加矿床的地质-地球化学模型的一个实例。它是
图2山东大尹格庄金矿区两期成矿叠加地质-地球化学场时空结构深部预测模型（说明见正文）
在对山东大尹格庄金矿床地质特征的研究和成矿地球化学场时空结构的精细解析基础上，建立的该矿床基于成矿地球化学场时空结构的深部成矿预测模型。研究表明，该矿床至少存在两个成矿期的成矿叠加。早期为金成矿期，形成了大尹格庄金矿床的主体，晚期为银成矿期，在早期矿化体之上不同程度和方式地又叠加了银矿化，但没有形成银的独立矿体，同时银成矿期金矿化作用也不强。该模型完整地反映了矿床多期叠加由此形成的成矿地球化学场的时空结构。它由如下几部分组成。左边部分表示金成矿期形成的地质-地球化学特征，右边部分表示银成矿期形成的地质-地球化学特征，中间部分反映二者成矿的叠加情况。各部分中不同深度的色调区分别表示各成矿期前缘晕、矿体晕和尾晕异常相对于矿（化）体发育的位置和强度（用面积示意），其中银矿化期矿体晕用点线表示并未真正形成有经济意义的矿体，而晕的元素组合则反映在其上部的表格中。“？”表示相关的异常（图中为前缘晕）叠加是否存在，这是开展深部成矿预测工作的关键之一。矿脉上部的异常表示相关元素可能在地表形成的异常情况，根据它的发育特征可以对近地表部分的盲矿体展开预测工作。
显然还可对每一个成矿期内的多阶段叠加情况建立更为具体的模型，以协助深部预测的开展，其基本原理与上述是一致的。上述的模型充分体现了成矿地球化学场时空结构精细解析为深部成矿预测服务的宗旨，并与深部成矿预测的准则是吻合的。近几年，我们运用成矿地球化学场时空结构解析分别在云南大坪、山东大尹格庄等大型金矿床开展深部成矿预测工作，均取得了良好的找矿效果。
（作者单位：武警黄金地质研究所）
工作实践
廊坊市
规划区工程地质问题宫进忠 李卫东 师淑娟 王 建
廊坊市位于环渤海经济圈的核心地带，素有“京津走廊上的明珠”之称，其城市规划区位于东经116°31′―116°48′，北纬39°27′―39°37′，总面积约355km2，包括市区、开发区、尖塔镇、北史家务乡的全部和万庄镇、旧州镇及北旺乡的大部，总人口45万。20__年实现国民生产总值528.5亿元。
调查区位于中朝准地台华北平原沉降带北缘，冀陷内的廊坊―固安凹馅之东北部。该区自第三纪以来新构造运动的格局是：西北部太行山、燕山地区强烈隆升，东南部河北平原持续下降，形成了北北东向凹陷与隆起相间的复合型断陷盆地，堆积了巨厚的上第三系（2280―4800米）和第四系（500―600米）沉积物。
按地层岩性特征可将第四系划分为四个含水组，分别对应于全新统（底界20―30米）、上更新统（80―150米）、中更新统（340―360米）和下更新统（500―520米）。据最新成果，浅层地下水位埋深从市区的1.3米到郊区的22米，形成反漏斗；深层地下水埋深从市区的72米到郊区的25米，形成降落漏斗。
工程地质问题是指工程建筑与地质环境（由工程地质条件具体表征）相互作用；相互矛盾而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生不良影响的地质现象。
本区主要的不良工程地质现象有饱和砂土地震液化、软弱土层、流土和管涌等。
1. 饱和砂土地震液化
密实的砂土和粉土具有较高的强度和较低的压缩性，是良好的建筑物地基，但被地下水饱和的松散砂土和粉土，不仅强度低，而且水稳定性很差，当其受到外力震动时，颗粒间趋于紧密，孔隙水压力增大，有效应力减小。当有效应力趋于零时，砂土的抗剪强度消失，从而引起地面沉陷、斜坡失稳或地基失效的现象，常伴随有喷水冒砂。
砂土液化在地震时可大规模发生并造成严重危害，1966年邢台和1976年唐山地震中，有些建筑物的破坏就是由砂土液化造成的。
发生砂土液化必须具备砂土、饱和、震动三个条件，影响液化的主要因素有：①砂土的粒度成分，颗粒细小、均匀级配的砂土、粉砂、细砂及含少量粘亲水胶体物质的砂易于产生液化；②砂的密度，疏松的砂易液化，密实的砂抗液化；③上覆土层厚度：有效覆盖压力愈大，愈不容易液化；④液化历史：发生过液化又重新被压密的砂土，较易重新液化；⑤地面震动：动强度（地震震级）愈高，历时愈长，液化破坏愈严重，液化影响的深度愈大，波及范围也愈广。
1.1 工程勘查资料
据地矿廊坊地质工程勘察所等单位多年来岩土工程勘查资料，利用标准贯入试验及土工测试结果，本区判别出砂土液化的钻孔主要分布于万庄商贸、康顺里、第三小学、同乐小区、明珠图书城、恒基家园、市供销社、管道医院、煤炭四部、运通家园、宝隆商贸、第一中学、华苑小区、安次物资和国际花园等地段。
从上述资料可见，本区液化场地水位埋深1.0－4.5米，液化指数0.52－12.05，多数小于5.0，为轻微至中等液化，少数为严重液化；层位分布上可划分为两层，一是黄色粉土、粉砂，层厚1－4米，底层埋深3－5米，n＝6.3－10.5击，fk＝90－120kpa，属歧口组（q4q）；二是灰色细中砂：层厚3－10米，底层埋深8－15米，n＝20.3－22.4击，fk＝200－240kpa，属高湾组（q4g）。
1.2 分布规律
综合分析区内液化场地的岩相古地理和水文地质资料，可以得出下列规律性认识。
（1）空间上呈条带状展布：其中歧口组液化层呈西北向，与近代无定河及浑河河道有关；高湾组液化层呈南北向，与中世纪漯河河道有关。
（2）快速堆积成因：液化场地15米深度内很少或无泥炭和螺壳伴生，表明其快速堆积的冲洪积岩相古地理特征。
（3）水文地质条件：液化带浅层地下水涌水量较高，为7.5－5.0m3/h?m（其余地区5.0－2.5m3/h?m），水化学类型hco3－camg、hco3-namg为主，矿化度小于1.0g/l。
（4）水文地球化学异常：液化带浅层地下水ph值7.4－8.6（平均7.42），色度10－20（背景??5），浑浊度15－30（背景3），mn 450－600μg/ l（平均228μg/l），cu 16－28μg/ l（平均14.3μg/l），zn 9－160μg/ l（平均8.75μg/ l），cr 10-40μg/ l（平均5.19μg/ l）较高，而mg2+23－65μg/ l（平均92.4μg/ l）则较低，反映了偏碱性的氧化环境。
1.3 实地验证
在某一地质环境内已建成的任何建筑物都应被看作为一项重要的原型试验，研究该建筑物是否适应这样的地质环境，往往可以得到很多用勘探、测试手段所难以得到的在理论和实践上都极有价值的资料。通过这种研究可划分出稳定性不同的地段，了解使建筑物受到损害的各种工程地质作用的发展情况，判明工程地质评价的正确性等。对现存建筑物的野外实地调查，研究其兴建后所产生的工程地质现象，是工程地质调查所特有的工作内容。
据建筑物的结构特性、所处的地质环境、出现的变形现象，结合长期观察资料，可分析建筑物变形的原因。
系统的地质环境调查表明，沿上述砂土液化带，发现大量墙体倾斜和房屋建筑开裂现象。
（1）墙体倾斜现象：多沿京山铁路两侧分布，如万庄至采育公路钻前大队段、华北石油小学、采四发热门诊对面、裕华里小区电力宿舍、河北物勘院、第二小学、小廊坊光辉里、桑园东街47号民居、和平路南端大成饭店、安庆里西25号以北（第一中学东）围墙，倾斜70―80°，长50―100m，并伴有开裂腐蚀，有的岌岌可危，靠树木或房屋支撑。
（2）房屋建筑开裂现象：多达数十处，裂缝宽1―5cm，长数米，如中信宾馆三层楼、长途汽车站主楼台阶、十二层的管道局员工公寓（建设中发生倾斜）、第一中学教学楼及门卫、开发区祥云城办公楼等。
调查中还发现，在砂土液化带这一不良地质环境上，发生破坏的建筑物类型多为民用的简易建筑，那些经过适当的地基固化处理的高等级建筑破坏现象较少见。
2 软土地基
软土是美国农业部1975年土壤分类方案中的一个土纲，发育于半湿润和半干旱的温暖至寒冷气候条件下，在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和粘性土，主要包括淤泥、泥炭等。因含大量清水的胶体颗粒，具有海绵状结构，呈软塑状态；其天然含水量大，一般需利用换填、夯实、压密、排水、胶结、加筋及热学等方法进行加固，用以改良地基土的力学性质。
软土在我国滨海平原、河口三角洲、湖泊洼地及山间谷地广泛分布。
在15米岩土地基最小承载力等值线图上，沿李洼村―万庄、古县―西小区―麦洼、楼庄―苗场及王寨―桑园辛庄一带，即两期古河道西南侧出现承载力小于100kpa的带状区域，在其范围内的工程勘察钻孔中多有软土层发育。上述工程地质层符合含水量大于等于液限ω≥ωl、空隙比e??1.0，压缩性高a1-2≥0.5 mpa―1，承载力低于100 kpa的软土定义标准。
软土具有触变性、流变形、高压缩性、低强度、低透水性和不均匀性，易造成建筑物的不均匀沉降、侧向滑移、边坡不稳等，给工程建设造成危害。
3. 流土和管涌
地下水的几种不良地质作用包括渗流破坏、基坑突涌和冻胀等。它们以形成的过程论称为作用，以影响及后果论称为现象。
渗流破坏系指土体在地下水渗流的作用下其颗粒发生移动，或颗粒成分及土的结构发生改变的现象。它与地下水的动力水密切相关。地下水在渗流的过程中对土体格架的作用力叫做动水力，单位为kn/m3。
理论上说，土粒处于悬浮状态，它将随渗流水一起流动，这就是渗流破坏产生的原因。
地基渗流破坏的形式主要有管涌和流砂（土），及介于两者之间的过渡型。
（1）管涌 在渗流水的作用下，地基土中细小颗粒被冲走，土的空隙被扩大，逐渐形成管状渗流通道，从而掏空地基，促使地基破坏。
自然界中，在一定条件下同样会发生上述渗流破坏作用，通常称为潜蚀，有机械和化学两种形式。机械潜蚀是指渗流的机械力将土细粒冲走而形成洞穴；化学潜蚀是指流水溶解土中易溶盐或胶结物使土体变得松散，土粒被水冲走而形成洞穴。这两种作用一般是同时存在的。
（2）流砂（土） 在自下而上的渗透水流作用下，土体某一范围内的细颗粒同时被浮动、沸腾、冲走。这种现象多发生在颗粒较细、级配均匀的细粉砂中，故称为流砂。但这种现象在粘性土中亦有发生，也称流土。流砂（土）能造成大量的土体流动，致使地基破坏、地表塌陷，常给基础施工带来很大困难。
渗流破坏不仅能在建筑物基坑开挖中发生，而且能在有地下水渗出的边坡或地面出现。管涌破坏通常有一个发展过程，而流砂（土）破坏亦是突然发生的[2]。
本区广泛分布的粉砂、粉土为中软土地基，在地下水埋藏较浅地区和龙河、凤河、排水干渠等水岩作用强烈地段管涌和流土现象导致的灾害相当普遍。兹举几例如下：
（1）瞿各庄村北斗渠边深裂缝：在50m宽、60m长、4m深的人工取土坑西缘，经雨水下渗潜蚀冲刷，形成10－20cm宽、10－20m长，外宽内窄的垂直裂缝，引发边坡塌陷。
（2）廊大引渠武警围墙走滑拆离：因跨越廊大引渠边坡，导致墙体走滑、拆离成为两截，形成50－70cm的宽大裂缝，可容行人通过。
（3）河北物勘院门脸简易房开裂：因北邻洗车坑槽，地基不均沉降，导致3cm宽、1m长的开裂。
（4）龙河左堤北昌水文站（火化厂北）房屋开裂：因堤坝水土流失，地基不均匀沉降，导致砖体结构房屋倾斜开裂。
（5）石油管道局教育培训楼地基不均匀沉降导致变形破坏：1995年初，距该楼南约30m建宿舍楼，施工地基开挖面积3000m2，在地基周围布降水孔29眼（未进行隔水处理），3、4月降水深度为9m，以后保持水位降深6m左右。宿舍楼施工后，培训楼主楼中部及东部墙体即出现裂缝数条，裂缝呈垂直状，横穿主楼体。沉降观测表明，主楼中部和西部沉降量明显大于东部，副楼沉降量又小于主楼。可见，地基不均匀沉降是楼体产生裂缝的原因所在。造成地基不均匀沉降的因素有：①横跨古河道边缘，岩性及厚度变化较大；②地下水位大幅度骤降。
（6）市水务局办公室楼因附近开挖基坑而开裂：20__年春季开始，因修建地下通道工程，在该楼西侧2m左右开挖建筑基坑并人工降低水位，导致地基承载力降低，引发楼体开裂成为危楼，办公人员全部撤离，施工暂停，双方纠纷，上达市政府调解。
（7）郊区快速路、京山铁路立交桥基坑管涌流土：因开挖至地下水潜水面以下，基坑的侧壁渗水流砂，涓涓细流成为小溪，源源不断，冲刷成为沟槽，积水成河，堆沙成滩。
（8）九干渠北旺乡政府围墙遭流土破坏：因排水管冲刷，地基沉降，导致墙体开裂呈凸字形。
KEYWORDS: simulation technology、production line、Flexsim、optimize
正文目录
第一章 引言 1
第一节 研究背景与现状 1
第二节 选题的意义 2
第二章 生产线概论 3
第一节 生产线的基本理念 3
一、生产线的概念 3
二、流水式生产线的概念 3
第二节 生产瓶颈 4
一、生产线上的约束 4
二、节拍和瓶颈 4
第三节 生产线评价指标 5
一、生产线最终产量 5
二、操作器的利用率 5
第四节 生产线物流系统仿真方法的优势 6
一、传统生产线物流分析方法 6
二、仿真方法的优势 6
第三章 仿真技术的发展和应用 7
第一节 仿真技术的发展历史及其特点 7
一、仿真技术的发展历史 7
二.仿真技术的特点 7
第二节 仿真技术在生产系统中的应用与分类 8
一.仿真技术的应用 8
二.仿真技术的分类 9
第三节 物流相关仿真软件介绍 10
一、AUTOMOD 10
二、ARENA 10
三、EXTEND 11
四、FLEXSIM 11
第四章 生产线仿真建模 13
第一节 生产线仿真的基本过程 13
一 明确仿真目的 13
二 收集数据 14
三 建立系统的物理模型 14
四 建立系统的逻辑模型 14
五 模型确认 14
六 仿真模型运行 14
七 模型运行结果分析 14
第二节 模型介绍 15
一、圣奥沙发流水线简介 15
二、沙发制造部工艺流程图 15
三、模型实体 16
第三节 模型运行及其结果 23
一、仿真模型 23
二、仿真结果 25
第四节 结果分析以及模型改造 31
一、结果分析 31
二、模型改造 32
三、模型改进后的分析 38
第五章 结论与展望 39
参考文献 40
致 谢 42
第一章 引言
第一节 研究背景与现状
近年来，随着国内外市场竞争的激烈，我国加入WTO，企业面临巨大的挑战。物流的现代化越来越受到人们的关注。传统物流是一个流通与制造过程的附属品，其基本任务仅仅是完成商品流通或制造过程中物料的物理位置的转移，以确保流通或生产过程的正常运行，因此，物流的各个功能环节长期以来是相互分散和孤立的。现代流通与生产过程则是更加注重整体的效益。物流作为一个多因素、多目标的复杂系统，追求其整体的优化是一个复杂的系统分析问题。现代物流越来越多的强调物流的系统化合综合化，现代物流和传统物流的本质区别逐渐显现出来。正式由于现代物流的这一特点，尤其需要运用系统分析的方法对其进行分析研究。
生产线即产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。生产线需要接收和处理大量的产品设计、加工、制造资源等信息，合理调度加工零件。传统的经验分析和人工调度不能适应复杂系统和现代管理的要求。过去，一个企业有十几辆、几十辆车负责产成品的运输。车辆的调度完全依靠管理人员、调度人员的已有经验。今后，企业物流逐步走向社会化。企业要降低成本，缩短供货期，对物流提出了更高的要求。不仅仅满足于车辆的调配，更需要合理选择运输路线、合理配载和返程货物搭载等。而且，由于生产的逐渐多样化，服务的客户化，不再有一成不变的计划生产，市场不断变化的生产和供货，需要管理人员动态调整计划。人工的、经验式的管理必须用科学的控制管理方式代替。系统仿真正是适应了物流系统的复杂化、物流目标的多样化的发展需要。 人们在研究一个较为复杂的系统时，通常可以采用两种办法:一种是直接在实际系统上进行研究;另一种就是在系统的模型上进行研究。在实际系统上研究固然有其真实可信的有点，但是很多情况下是不合适甚至不可行的。这主要有以下几方面的原因:
(1)、需要考虑安全性。在研究重要的，涉及人身安全或设备安全的系统时，不允许在实际系统上进行试验，例如宇航系统，核能系统，航空系统等。
(2)、系统具有不可逆性。有很多系统是不可逆的，例如已经发生的灾害，生态系统等。
(3)、投资风险过大。一些重大的工程项目，重大设备系统很复杂，投资巨大，不允许在实际系统上进行破坏性的实验。
(4)、研究时间过长。多数情况下，在实际系统上研究问题往往需要较长的时间。例如研究复杂的生态系统一般需要数十年;研究一个交通运输系统也至少需要数天甚至数月。
(5)、真实的系统尚未建成。如果希望在系统规划设计阶段评价方案的优劣，显然无法在真实系统上进行。
出于以上主要原因，利用模型来研究系统不仅是必要的甚至在某些情况下是唯一可行的方法。
第二节 选题的意义
生产物流系统是企业物流系统的子系统，同时也是制造系统的重要组成部分。生产物流系统的优化不但可以提高企业生产中物流的顺畅程度、提高生产效率，还可以降低物料搬运成本；进而提高企业的成本、质量、交货期等各项系统性能指标。由于生产系统的复杂性、动态性和随机性，数学解析方法无法对整个生产系统的诸多特征进行建模，也就无法准确地进行投产方案的计算和优化。而系统仿真以相似论、计算机科学、概率论、数理统计和时间序列分析等为理论基础，能够真实地仿真随即时间，实时模拟生产系统的动态特性[1]，再现或预测所需的生产系统特征。
而Flexsim是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用Flexsim系列仿真软件，可在计算机内建立研究对象的系统三位模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。
本文以圣奥有限公司沙发生产线为例，通过仿 真软件Flexsim建立生产线仿真模型，进行物流和调度仿真，瓶颈设备和故障分析与生产线能力评估，为生产线规划与布局及生产调度计划制定提供可靠的科学依据。而用仿真软件做生产线优化还可以可以减少成本，三维效果好，最重要的是仿真优化结果明显。第二章 生产线概论
第一节 生产线的基本理念
一、生产线的概念
产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。
生产线的主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例，决定了一条生产线上拥有为完成某几种产品的加工任务所必需的机器设备，机器设备的排列和工作地的布置等。生产线具有较大的灵活性，能适应多品种生产的需要；在不能采用流水生产的条件下，组织生产线是一种比较先进的生产组织形式；在产品品种规格较为复杂，零部件数目较多，每种产品产量不多，机器设备不足的企业里，采用生产线能取得良好的经济效益。
二、流水式生产线的概念
流水线是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序的通过各个工作地，并按照统一的生产速度(节拍)完成工艺作业连续的、重复的生产过程。
流水生产方式是把高度的对象专业化生产和劳动对象的平行移动方式有机结合起来的一种先进的生产组织方式。
单品种流水生产线又称不变流水线，指流水线上只固定生产一种制品。要求制品的数量足够大，以保证流水线上的设备有足够的复合。
多对象流水生产有两种基本形式。一种是可变流水线，其特点是在计划期内，按照一定的间隔期，成批轮番生产多种产品;在间隔期内，只生产一种产品;在完成规定的批量后，转生产另一种产品。另一种是混合流水线，其特点是:在同一时间内，流水线上混合生产多种产品。按固定的混合产品组组织生产，即将不同的产品按固定的比例和生产顺序编程产品组。一个组一个组地在流水线上进行生产。
第二节 生产瓶颈
一、生产线上的约束
生产线的生产过程是一个按照生产工艺安排的有序过程。因此，可完成生产作业要素受到一定程度上的限制。例如，在安装仪器或者设备外壳前需要装上电动机。进行生产线平衡时，除了考虑优先约束之外还应考虑非生产工艺的约束：
(1)区域约束。它时与生产工位布置有关的限制，分为正区域约束和负区域约束。正区域约束是指某些确定的作业要素应该彼此就近设置;负区域约束是指作业要素之间相互干涉，在位置上不应靠近的限制条件。
(2)位置约束。在大型的生产线上，如汽车的装配线上，由于产品比作业人员可完成的装配作业空间大，不能完成其周边的装配作业，产品装配作业受到空间的限制。
二、节拍和瓶颈
流程的“节拍 ”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。
而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视， 注意生产线平衡的持续改善。
与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。
为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。“生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。
第三节 生产线评价指标
在生产线平衡中，通常可以使用生产线最终产量、工作时间、利用率、空闲率、阻塞率等几个指标来比较和评价生产线平衡的结果，而本文中主要用到生产线最终产量和操作器利用率这两个指标。
一、生产线最终产量
生产线的评价指标之一为该条生产线最终的产量。一般而言，最终产量越多越好，本文中模型改进前后对比的评价指标之一就是生产线的最终产量。不过，现实生活中，企业还是要考虑到生产成本问题。如果生产成本投入很大，相对而言，最终产量增加不多，那么就不一定值得投入更多的生产成本的。
二、操作器的利用率
生产线中机器的利用率也是一个很重要的生产线评价指标，一般利用率较高的生产线比较好。试想，如果一条生产线上的机器大多时间都处于空闲或等待之类的 非处理状态，那就说明这条生产线的利用率不高，存在很大的浪费。本文中模型的第二个评价指标就是机器的利用率，通过模型改造，使得生产线上的各个机器的利用率有大大的提高，充分的使用了其生产能力，没有造成浪费。
第四节 生产线物流系统仿真方法的优势
一、传统生产线物流分析方法
传统对企业的生产流程的优化，主要集中在生产流程、生产节拍和工艺流程方面的优化，且主要由工艺员根据企业现有的规模，建立实体模型，通过改变其中几个瓶颈设备来达到优化的目的。这种优化在很大程度上来说，没有相关理论为指导，多是从生产实际中总结出的一些经验中得出的，常常是局部的优化，可以说只是些修修补补，并不能从根本上解决企业整体存在的问题。针对企业优化问题，目前用的较多的传统生产线物流分析方法是对所研究系统建立起相关数学模型，通过数学工具对系统进行优化。
而对生产线进行分析的数学方法包括有运筹学、系统工程等学科。其内容包含有排队论、目标规划法、模糊综合评判法、层次分析法、关系矩阵法等等。不过类似于这些方法，计算量过大，而且有些时候不一定能得出结果，所以存在一定的弊端。随着生产系统越来越复杂，越来越多采用仿真方法。
二、仿真方法的优势
对于比较复杂的工艺流程，仅用数学方法往往不能发现工艺流程中的瓶颈，因而也无法为系统优化提供依据。因此，需要通过仿真技术的应用，对工艺流程建立仿真模型、设置参数，来实现工艺流程的仿真，从而找到瓶颈，再通过优化方法消除流程中的瓶颈。因为对物流系统的仿真能将制造厂内生产的实际情况逼真的再现出来，并结合虚拟制造、虚拟物流的思想，通过对各种模型设备的工作时间、利用率、空闲率、阻塞率等的分析，找出制约整个系统物流的瓶颈因素，再通过改变相关制约因素来达到系统整体的最优，这不仅有效的解决了传统的数学模型优化不能真实、具体、全面地反映系统运作情况的缺陷，又巧妙的回避了大量不必要的计算，操作起来十分经济方便。
仿真技术综合集成了计算机、网络技术、图形图像技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制的多个高新科技领域的知识，是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行实验研究的一门综合性技术。可有效的解决这种多因素、多目标、多层次的系统优化问题。
第三章 仿真技术的发展和应用
第一节 真技术的发展历史及其特点
一、仿真技术的发展历史
系统仿真是建立在系统理论、控制理论、相似理论、数理统计、信息技术和计算机技术等理论基础之上，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助于专家经验知识、统计数据和系统资料对实验结果进行分析研究，做出决策的一门综合性和实验性的学科。
早在几千年前，我们的先人就懂得了系统仿真的基本原理。中国象棋就是用于仿真古代战争的游戏;军事沙盘用来仿真两军对战的战略;建筑中用木模研究实际建筑物的结构与承载性能等。知道20世纪40年代，冯。诺依曼正式提出了系统仿真的概念，随后1952年美国成立了仿真学会，1963年出版了仿真领域最具权威性的学术刊物《SIMULATION》后，系统仿真之间变成了一门独立的学科。
二、仿真技术的特点
系统仿真技术是模型(物理的、数学的或非数学的)的建立、验证和实验运行技术。现代仿真技术的特点可以归纳为以下几点:
(1)、系统仿真技术是一门通用的支撑性的技术。在决策者们面对一些重大的，棘手的问题时， 能以其他方法无法代替的特殊功能， 为其提供关键性的见解和创新的观点
(2)、系统仿真技术学科的发展具有相对的独立性， 同时又与光、机、电、声， 特别是信息等众多专业技术领域的发展互为促进。因此系统仿真技术具有学科面广、综合性强、应用领域宽、无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地空间的限制等独特优点， 这是其他技术无法比拟的。
(3)、系统仿真技术的发展与应用紧密相关。应用需求倩影、系统带技术、技术促系统、系统服务于应用，这是一个辩证的关系。应用需求是推动系统仿真技术发展的原动力， 系统仿真技术应用效益不但与其技术水平的高低有关， 还与应用领域的发展密切相关。大量实例证明， 系统仿真技术的有效应用必须依托于先进的仿真系统， 只有服务于应用的仿真系统向前发展了， 才能带动系统仿真技术的发展。
(4)、系统仿真技术应用正向全系统、系统全生命周期、系统全方位管理发展， 这些都给予仿真技术的发展。
第二节 仿真技术在生产系统中的应用与分类
一、仿真技术的应用
仿真在生产中的应用，主要依赖于生产力发展水平的提高。对简单的生产过程和系统， 以人工操作为主的生产，仿真显示不出其突出的优点。然而，随着生产自动化水平不断提高， 生产系统越来越复杂。生产节奏越来越快，生产管理者对生产改进的每一决策，都需谨慎考虑。措施不当，往往需付出高昂的代价。而正是由于系统的复杂性、快节奏和柔性，要想预测每一种决策给系统带来的后果。已是人的大脑无法胜任的了。仿真技术正是弥补了这一不足，成为现代生产系统的有用工具，成为生产管理人员的得力助手。仿真在制造业中的应用，主要有以下几方面：
1．生产系统的规划设计
在一个新的生产系统建立时，往往要对该生产系统的方案设计进行评价。除了其它的系统设计与评价方法外，仿真是最常用的一种方法。对新系统建立模型，动态运行此模型，从而找到系统方案存在的问题。多次修改参数与运行，可以寻求一个较优的设计方案。
2．物料的管理
复杂、快节奏的生产系统。物料的管理往往是十分复杂的。不同的物料管理策略，会产生不同的效果。策略得当，可以保证生产系统均衡的生产，保证物料适时、适量的供应。反之，会造成生产物流的失调，或出现积压浪费，或出现供料不足。通过物料管理策略仿真， 可以确定出最恰当的物料管理方案。
3．生产系统的协调
多工序、多设备的复杂生产线。各加工工序生产节奏一般是不协调的。这种不协调会严重影响生产系统整体效率。协调各工序的生产节拍，充分发挥所有生产设备和人力资源的潜力， 力求系统生产的总体高效率，是生产中最常见的难题。仿真可以帮助人们迅速 找到生产的瓶颈，通过采取相应措旖，消除瓶颈，协调生产。
4．生产计划摸拟
企业、公司在制订计划时，为了预测计划下达后的效果，一般都采用定量分析的方法，通过分析来评价计划的合理性。仿真是定量分析方法中应用最广泛的。
5．生产成本分析
仿真可以模拟生产的动态过程。如果将成本作为一个基本变量，生产过程的模拟可以得到生产成本的统计性能。改变参数，多次仿真可以寻求降低成本提高生产率的较优方案。
生产线作为生产系统的重要组成部分，仿真技术在其中的应用同样十分广阔，从原料管理，工具管理，生产设备规划，控制生产吞吐等。
二、仿真技术的分类
系统仿真可以有很多种分类方法。
①．按模型的类型可以分为连续系统仿真、离散事件系统仿真、连续/离散混合系统仿真和定性系统仿真;
②．按仿真的实现方法和手段及模型的种类，可以分为物理仿真和数学仿真;
③．根据人和设备的真实程度，可以分为实况仿真、虚拟仿真和构造仿真等;
连续系统仿真和离散时间系统仿真是根据系统状态变化的不同而进行分类的。连续系统仿真是指系统状态随时间连续变化的系统的方针;离散事件系统仿真则是指系统状态值在一些时间点上发生变化的系统的方针。在系统仿真技术的发展历史中，连续系统仿真较早得到发展和成熟的应用。最为成熟的领域包括自动控制，电力系统，宇航，航空等。离散事件系统仿真是随着管理科学的不断发展和先进制造系统的发展而逐渐被重视和发展起来的。目前，在交通运输管理，诚实规划设计，库存控制，制造物流等领域都开展了离散事件系统仿真的理论和应用研究。
物理仿真是建立系统的物理模型。最早的仿真起源于物理仿真，例如航空飞行用空洞实验研究气流对飞机飞行的影响。数字仿真则是通过建立系统的数学模型进行研究。数学仿真又分为模拟仿真和数字仿真。数字仿真就是建立系统的数字模型。由于数字仿真依赖于计算机，并需要处理大量数据，要求能快速计算，因此数字仿真是随着计算机的发展而形成和不断成熟起来的。随着计算机的发展，数字仿真的研究和应用在系统仿真中占有越来越大的比重。
国外工业发达国家系统仿真技术的应用非常普遍。20世纪90年代初，美国提出了22项国家关键技术，系统仿真技术被列为16项;美国国防部提出了21项国防关键技术，系统仿真技术被列为第6项。美国已经严格规定所有重要的武器研究，必须进行仿真实验后才可投入正式生产和使用。
根据20世纪80年代末的统计，比人企业运用系统工程解决管理和决策问题时，采用系统仿真方法的已经超过80%。英国制造业也普遍采用系统仿真方法解决无聊控制、人力配置、调度评估、投资策略以及均衡生产等问题。根据国外应用统计，运用系统仿真油画系统设计规划可减少投资约30%，在库存控制方面科减少库存约15%。
第三节 物流相关仿真软件介绍
一、AutoMod
AutoMod仿真软件是由美国Brooks Automation公司出品，目前最新版本是11.2。 其研发基地位于犹他州的盐湖城，于上世纪80年代开始研发，目前已成为国际上产品较成熟、应用较广泛的仿真软件之一。 AutoMod的应用覆及汽车、家电、造船、化工、烟草、图书等制造业领域，军事、核工业等国防领域，以及邮政通信、港口、航空、仓储、配送、物料操作等物流及其他服务行业和领域。AutoMod是一款比较成熟的离散事件系统仿真软件，可完成对制造系统、仓储系统、物料处理、企业内部物流、港口、车站、空港、配送中心，以及控制系统等的仿真分析、评价和优化设计等。
二、Arena
Arena是美国System Modeling公司于1993年开始就基于仿真语言SIMAN
及可视化环境CINEMA研制开发的可视化交互级城市商业化仿真软件，为不同需求的用户开发有多种产品类型。
作为通用的可视化仿真环境，Arena的应用范围十分广泛，集合覆盖了可视化仿真的所有领域。在物流领域，Arena的应用涉及从供应商到客户的整个供应链，包括供应商管理、库存管理、制造过程、分销物流、商务过程以及客户服务等。在制造过程仿真应用中，Arena常用来进行四个方面的仿真分析:①生产过程中的工艺过程计划、设备布置等;②生产管理中的生产计划、库存管理(如库存规划、库存控制机制)等;③制造过程的经济性、风险性分析，降低成本或辅助企业投资决策等;④各种先进制造模式如虚拟组织与敏捷供应链管理的可视化仿真等。
三、Extend
Extend系统仿真软件是由美国Imagine That公司开发的通用仿真平台。Extend目前有连续、离散、工业和套装四个版本的商业产品。Extend提供了自成一体的集成环境，为不同层次的用户提供了多种工具，并且Extend的模块可以很容易地搭建并组合在一起，大大方便了建模。Extend在众多行业得到企业、学校和政府的广泛认可。其应用领域包括通讯、制造、服务、卫生、物流和军事等行业。
Extend提供了输入建模、运行仿真模型、数据分析等基本功能。Extend提供了模块化的建模功能，用户可以采用软件提供的基本模块，或者自己建立的模块搭建模型。此外，Extend包含了以个基于消息传递的仿真引擎，提供迅速的模型运行机制和灵活建模机制。Extend采用2D的建模与仿真显示功能，建立的模型和方针运行都显示二维的画面。Extend的方针运行支持及时的参数修改，能够及时看到修改参数后的运行情况。Extend也停工了专门的StatFit数据你和功能，辅助用户进行各种类型的输入数据的处理和分析。
四、Flexsim
Flexsim是一款通用离散仿真软件，被用来对若干不同行业不同系统进行建模和仿真。据粗略估计，大约500个Fortune企业中的一般为Flexsim的客户，包括General Mills， Daimler Chrysler， FedEx等一些著名企业。
Flexsim是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用Flexsim系列仿真软件，可在计算机内建立研究对象的系统三位模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。
Flexsim是新一代离散时间系统仿真的有效工具。面向对象的建模方式使得建模过程更为快捷，只需通过图形的拖动和必要的附加程序就可以快速的建立起系统的模型。软件提供了丰富的物理单元，如处理器、操作员、堆垛机、货架等，大大方便了用户的建模。所建立的物理仿真模 型可以用三维动画方式表现出来。
目前，Flexsim软件已经在物流及生产制造领域里成功的进行了多种系统的建模与仿真分析，如配送中心的拣选仿真、仓储出入库仿真、产品库分拣仿真、生产物流系统仿真、高速公路交通仿真、集装箱码头仿真、机场仿真、城市应急系统仿真等。
以下是运用Flexsim成功解决的一些问题：
• 提高设备的利用率
• 减小等待时间和排队长度
• 有效分配资源
• 消除缺货问题
• 把故障的负面影响减至最低
• 把废弃物的负面影响减至最低
• 研究可替换的投资概念
• 决定零件经过的时间
• 研究降低成本计划
• 建立最优批量和工件排序
• 解决物料发送问题
• 研究设备预置时间和改换工具的影响
• 优化货物和服务的优先次序与分派逻辑
• 在系统全部行为和相关作业中训练操作人员
• 展示新的工具设计和性能
• 管理日常运作决策
Flexsim采用面向对象技术，并具有3D显示功能。建模快捷方便和显示能力强是Flexsim仿真软件的重要特点。该软件提供了原始数据拟合、输入建模、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真实验、对结果进行优化、生成3D动画影像文件等的功能，也提供了与其他工具软件的方便接口。第四章 生产线仿真建模
第一节 生产线仿真的基本过程
生产线仿真的基本流程如图4-1:
图4-1 生产线仿真基本流程
一、明确仿真目的
建立生产线仿真首先要明确仿真的目的，这样才能避免对仿真过程中不必要细节的纠缠，突出问题的重点。
二、收集数据
数据收集包括收集与系统输入输出有关的数据以及反应系统各部分之间关系的数据:包括各个生产线的相互关系、生产时间、准备时间、加工零件路径关系等。这是保证以后Flexsim生产线模型能真正反映真实生产线模型的必要条件。
三、建立系统的物理模型
由Flexsim 中提供的各类资源来模拟生产线设备及产品。
四、建立系统的逻辑模型
通过connect 属性连接各实体， 以及对各实体参数的设置及编程， 实现一定产品加工顺序及不同品种的生产顺序。
五、模型确认
确认是确定模型是否正确代表实际系统，把模型及其特性与现实的系统及其特性比较的全过程。对模型的确认工作往往是通过对模型的矫正来完成，比较模型和实际系统的特性是一个迭代的过程。这个过程重复进行直到认为模型准确为止。
六、仿真模型运行
仿真运行就是将系统的仿真模型放在计算机上运行。在运行过程中了解模型对各种不同的输入数据以及不同的仿真机制输出响应的情况。
七、模型运行结果分析
对仿真结果分析是确定仿真实验中所获得的数据是否合理和充分，是否满足系统的目标要求，同时将仿真结果整理成报告，确定比较系统不同方案的准则、实验结果、数据的评价标准和问题可能的解，为系统方案的最终决策提供辅助支持。
第二节 模型介绍
一、圣奥沙发流水线简介
本模型以圣奥集团有限公司旗下的沙发流水线为实体模型。圣奥现有各类沙发共33款，其中6款为外购产品，25款为自行研发生产，淘汰2款。主要产品类别有: 厚重、气派沙发系列；高层主管(皮质) 稳重、时尚、简约沙发系列；各阶层(皮质及仿皮)贵宾、休闲沙发系列:访客、会客(布艺及皮质)。
二、沙发制造部工艺流程图
图4-2 沙发制造工艺流程图
该生产线的流程为图4-2所示。主要步骤有来料检验、材料入库、开料、钉架、打带、裁绵、裁剪、车缝、喷胶贴绵、成型安装、包装。而开料、钉架和打带是对板材进行处理的。裁绵和车缝是对皮料进行处理的。而各流程的先后顺序以及组合方式就如图4-2所示。
三、模型实体
表4-1 模型实体介绍
模型元素 系统元素 备注
Flowitem 原料 默认生成原料
Processor
机器 进行不同的参数定义以表征不同机器组中的机器
Queue 暂存区 暂时存放货物的区域
Conveyor 传送带 用来传送被加工对象
Source 原材料库 原材料的始发处
Sink 成品库 原料加工后的最终去向
(一)加工工艺及设备:
开料------根据产品、设计、工艺技术要求画板、用开料锯、带锯将板材锯成所需求规格形状(数量、品质)，机械设备及工具:带锯机、推台锯、横截锯、压刨机。
开绵------根据设计技术、样板要求，用电剪将海绵简称所需求规格的产品部件，机械设备及工具:电剪
裁剪------根据技术设计要求，用裁剪工具将皮料和面料裁成所需规格的产品部件，机械设备及工具:电剪，剪刀
车缝------根据设计技术要求，对各型号的产品进行缝合，机械设备及工具:缝纫机、锁边机、双针机
钉架------根据工艺技术要求，对已开好的料进行拼接，机械设备及工具:马钉枪、直钉枪
贴绵------根据设计技术要求，对已钉好的沙发架加贴海绵、造型
成型------对已贴好绵的沙发进行们皮和组装，对沙发进行初步的成型
安装------根据工艺要求对需要组装的产品进行安装固定以达到工艺要求
包装------根据工艺要求对检验合格的产品进行包装以达到工艺需求。
(二)模型假定:
由于工序较多，所以我将生产线中对板材的操作步骤(开料-钉架-打带)合并为一个过程，简称为板材操作，假定存在一板材处理器，能完成此三个程序。同理，将对皮料进行操作的步骤(剪裁-车缝)合并为一个过程，简称为皮料处理器。由于贴绵过程只有一道，所以就不需要合并。此外，圣奥沙发生产流水线上是一个流程一个人负责的。所以因为我把对板材的处理合并为一个流程，所以设定有1个操作员操作该流程。同理可得，裁绵区1人操作，皮料处理区1人操作。综上，整条沙发生产线所需的操作员共有6人。
表4-2 车间生产线机器与操作人员明细表
机器名称 数量 操作人员数
板材处理器 1 1
裁绵器 1 1
皮料处理器 1 1
喷胶器 1 1
成型安装器 1 1
包装器 1 1
沙发生产线首先从原料仓库取材料。由于生产线流程中有来料检验这一步骤，我假设原材料的产品合格率为99%，即只有1%的产品，由发生器随机发送。而与发生器连接的第一个暂存区是存放合格品的，第二个暂存区是存放不合格品的，进入生产线的原材料是由第一个暂存区发出的，因此就不存在有出现有次品进入生产线的问题。板材处理的总时间为各步骤的总和(即开料时间+钉架时间+打带时间)为702s。裁绵时间为78s，皮料处理时间(即裁剪时间+车缝时间)为367s。当板材和绵料都处理完毕后，以1:1的比例进 行喷胶贴绵操作，该过程处理时间为345s。完成后，与处理完毕的皮料进行成型安装，需要时间380s。最后进行成品包装，需时256s。当上述步骤都完成后，将成品入库。
模型的布局如图4-3:
图4-3 模型布局图
图4-4 模型透视图
(三)运行时间:
假定沙发生产线是一周7天都工作，每天工作时间为24个小时，采用班组轮换制度进行运作。总计一次仿真时间为168小时(7*24=168)，即604800s(168*60*60=604800s)。
(四)参数设置:
1.发生器source的参数设置为服从正态分布，均值为50，方差为2。
2.操作器处理时间服从常数分布。
3.除了装载废品的暂存区最大容量为1000，其他暂存区最大容量均为100。
4.由于有来料检验环节，我假定来自原料仓库的材料合格率为99%，所以在发生器的临时实体流分页中的送往端进行设定。如图4-5:
图4-5 发生器参数设置图
5.设定第一台合成器操作之后实体颜色改为黄色，自定义颜色为(R=255，G=255，B=0)。
6.第一台合成器设置:
图4-6 合成器一设置图
图4-7合成器一参数设置图
7.第二台合成器处理过后颜色设置为白色，即(R=255，G=255，B=255)。
图4-8 合成器二参数设置图
第三节 模型运行及其结果
一、仿真模型
由于本文的模型是以一周为一个模型周期的，因此我们用到Flexsim实验控制器的这个功能，实验控制器的参数设定如图4-9:
图4-9 实验控制器设置图
运行中的模型截图4-10。
图4-10 运行中的模型立体图
仿真结束时间为604813.30s。
图4-11 运行中的模型俯视图
该模型场景运行五次之后，观察的最终产量为860。如图4-12:
图4-12 最终产量图
二、仿真结果
(一)板材处理器:
由于在该生产线仿真模型中，我们假设的原料供应是得到充分保证的。如图4-13所示，板材处理器基本上处于满负荷状态，即一直在进行操作。
图4-13 板材处理器状态图
(二)裁绵器:
从图4-14可以看出裁绵器有大量空闲，空闲率超过50%。
图4-14 裁绵器状态图
(三)皮料处理器:
皮料处理器利用率也不高，大部分时间还是处于空闲状态。
图4-15 皮料处理器状态图
(四)喷胶贴绵器:
喷胶贴绵器的工作效率也不高，处理率只有近50%，大部分时间都是在收集。有前面几个操作器的状态可知，由于板材操作器的工作时间过长，导致裁绵器已经工作完成而它还没有操作完成。此外，喷胶贴绵器又是要由板材操作器和裁绵器都工作完后才能将处理过后的材料进行合成，所以它大部分时间都在等待经板材操作器处理过后的材料。
图4-16 喷胶贴绵器状态图
(五)成型安装器:
成型安装器的状态和上一个喷胶贴绵器状态相差不多，原因也相似。由于皮料处理器工作时间相对不是特别长，且工序只有一道，而喷胶贴绵器以及之前的操作不仅操作时间久，而且工序也有两道，所以成型安装器这里大部分时间都在等待喷胶处理过后的材料。皮料处理过后的材料也得闲置着，等待着进行合并。
图4-17 成型安装器状态图
(六)包装器:
由于成型安装器那里大部分时间都在等待，所以会造成包装器大部分时间都是空闲的，只有等待成型安装器安装完成之后才能进行操作，所以利用率不高，空闲率过高。
图4-18包装器状态图
第四节 结果分析以及模型改造
一、结果分析
由上述状态图可以看出，由于板材操作器的处理时间相对于裁绵器和皮料处理器的时间过长，所以导致同一层次的裁绵器和皮料处理器的空闲时间太大，操作率不高。而且，由于板材操作器的处理时间过长，导致喷胶贴绵器的大部分时间都在等待它操作完成。连锁反应，最后的成型安装器大部分时间久在等喷胶贴绵器操作结束。这样以来，最后的包装器大多时间都是空闲的。只有前一步骤的成型包装器完成了之后它才运作。
因此，这条生产线的生产瓶颈就在板材操作器那里。由于生产时间过长，导致整条生产线的利用率不高。其他操作器空闲率过大，利用率很低，而且合成器的大部分时间都是在等待。因此，本文的模型改造主要对板材操作器进行改造的。
下图就可以看出裁绵器后的暂存区十分拥堵。
图4-19运行中的模型图
二、模型改造
针对上述的结果分析，本文对模型进行以下改造:
(一)由于板材操作器是生产瓶颈，所以在模型中增加一台同类型操作器。此外进行技术革新，使其操作时间简短，改造后每台机器的操作时间为300s。
(二)在皮料处理器之后使用一跳传送带，并设定速度为1m/s。这样就使得皮料处理完成之后不会马上拥堵到暂存区。
模型改造后的立体图如下:
图4-20改造后的模型立体图
改造后的模型运行中的图:
图4-21改造后的模型运行图
模型运行结果中各操作器的状态:
板材操作器1:
图4-22改造后的板材操作器一的状态图
板材操作器2:
图4-23改造后的板材操作器二的状态图
裁棉器:
图4-24改造后的裁绵作器的状态图
皮料处理器:
图4-25改造后的皮料器的状态图
喷胶贴绵器器:
图4-26改造后的合成器一的状态图
成型安装器:
图4-27改造后的合成器二的状态图
包装器:
图4-28改造后的包装器的状态图
最终产量:
图4-29改造后的最终产量图
三、 模型改进后的分析
从上面的状态图中可以发现，各操作器的操作率有明显提高，并且最终产量提高了将近一倍。原先一次仿真结果产量为860。增加一台板材处理器之后仿真后的产量为1586，产量增加了84.4%。这个结果十分理想。因此，在设备和人员方面增加投入，换来产量的飞速增长是很值得的。
改造前后的产量比较:
图4-30改造前的最终产量图
图4-31改造后的最终产量图
第五章 结论与展望
通过对中国圣奥有限公司的沙发制造车间的生产线调查，运用Flexsim软件进行该生产线的模拟仿真，并设置参数，从最终的仿真结果中发现该生产线的不足。如板材处理器的生产瓶颈，经过仔细分析，最终在板材处理该环节上提高其生产能力，即增加一台板材处理器，分担部分原材料，并且进行技术革新，使得单板材处理环节的处理时间有所剪断。改造后的模型运行结果十分理想，不仅各个操作器的忙闲率有所提高，处理率增加了，空闲率降低了，最明显的改进结果就是其最终产量，由原先的860增加到1586，将近增加了一倍，表明使用仿真软件能够用方便的找出瓶颈，并且可以明显的对比改造前后的结果。
实体制造企业的生产线是一个十分复杂的系统，其决 策变量十分多，并且一般不是单一目标的系统，而是个多目标的系统。此外，会有很多不定性因素，所以单纯的数学方法很难对其进行准确分析并且找出不足。因而对生产线的建模和仿真是必不可少的。Flexsim的特点就是三位可视化效果好，操作也比较简便，实体类型丰富，数据选择也比较齐全，对于生产线仿真十分适合。
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致 谢
