时间：2022-03-19 09:00:03
序论：速发表网结合其深厚的文秘经验，特别为您筛选了11篇专家系统论文范文。如果您需要更多原创资料，欢迎随时与我们的客服老师联系，希望您能从中汲取灵感和知识！
2.专家系统核心规则数据库逻辑上个性化推荐系统的静态数据库可以使用专家系统的核心规则数据库作为程序建立的核心内容，用来存放专家系统运行的领域知识结构以及内容，并设置相应的辅助参数保证专家系统核心规则数据库的良好运行。规则特性每一个规则包括四个特性，例如PREMISE规则的前提部分、ACTION规则的操作部分等等，同时注意CATEGORY规则按照上下文分类，每条规则只能用于某几个上下文，以便调用；设置参数每个设置参数应该各自存储一组属性，用来咨询以及程序调用，同时规定好每一个参数的参数组名称、参数取值范围、参数的类型结构。动态数据库电子商务网站的用户数据库以及产品数据库都隶属于动态数据库的存储范围，每一次客户登录或者登出的过程中，电子商务网站的动态数据库都会随之实时更新一次，添加相应的动态数据内容。动态数据库对数据的主要存储方式是根据相关对象、相关对象的具体属性以及相关对象的具体参数数值（对象可信度、对象参数、对象跟踪次数）来确定对该对象的信息存储、追踪和使用过程。
3.电子商务用户数据库电子商务用户数据库的存储信息主要是商务网站浏览和登录登出过程中各个用户的主要信息，包括用户的性别、年龄、职位、爱好、收藏、收入、购物经历以及其他相关信息等等。电子商务商品数据库电子商务商品数据库的存储信息主要是诸多网站商户的产品细细，包括产品的名称、品牌、价格、尺寸、重量、功能、材料、生产日期、保质期、售后服务以及其他相关的产品信息等等。资讯子系统资讯子系统的主要功能是根据客户在电子商务网站上的登录、访问、收藏、购物等一系列信息对网站的客户数据库提供对客户的定位信息，更好的做好客户个性化产品的推荐工作，同时有效的满足客户产品咨询的功能。规则子系统规则子系统的主要功能是专家系统的核心规则内容，专家智能系统能够凭借自身的核心规则以及规则子系统的有效连接来实现客户的产品推荐工作。结果子系统结果子系统的主要功能是记录客户浏览、咨询以及最终购买的过程，为客户的可信度数值提供相应的资讯信息，并记录下客户本次的操作内容，为客户的下次购买提供信息支持。
专家系统(ES)是人工智能(AI)的一个分支，产生于60年代中期。专家系统是一个(或一组)能在某特定领域内，以专家水平去解决领域中困难问题的计算机程序(黄可鸣1988，陈世福等1988，Waterman1986)．国外环境专家系统的研究起步较晚，但发展较快。就美国环境专家系统的发展状况而言(白乃彬1993)，1985年前尚无环境专家系统，然而最近几年发展很快，环境各个领域都出现了专家系统，实用性强是它们的共同特点。从应用功能来分，有以下类型：评价、预测、诊断、设计、管理、教育和生产控制等，其中大部分是环境评价专家系统。国内环境专家系统的研究从1987年开始，目前已有城市环境噪声防治、城市污水处理、水资源保护、区域大气环境质量评价等方面的专家系统。本文首次报道废物最少化专家系统的研究成果。
1问题界定
废物最少化最早由美国提出，并已在很多国家得到实施。美国国家环境局对废物最少化的定义是：在可行的范围内，减少产生的或随之贮存、处理、处置的有害废物量。废物最少化制度将环保部门通常使用的逆向反馈控制模式与生产部门通常采用的正向控制模式结合起来：它不仅能减少废物的数量和毒性，进而减少其处理与处置成本，而且希望能减少生产成本、提高生产率和产品质量，增加企业收入。废物最少化以系统眼光分析解决问题，不仅仅着眼于生产过程或废物的处理过程，而从产前、产中、产后全过程入手。因此，废物最少化所处理的问题应是如何在企业产前、产中、产后的生产全过程中减少废物的数量、降低废物的毒性。
2废物最少化专家系统的设计原则
2.1实用性
建立废物最少化专家系统是为企业的生产管理、环境管理提供技术咨询服务的，系统是否实用是系统成败的一个重要标志。因此设计人员要紧密结合行业生产特点来设计系统的功能，系统设计的每一个阶段都应与该行业紧密结合，并取得行业专家的配合。
2.2系统性
用系统工程方法，对废物最少化专家系统进行全面的系统分析。废物最少化强调的是企业生产的全过程，应系统分析企业生产的各个环节，明确削减废物的可能性及可行性，确定系统在各个环节的功能目标和作用界面。
2.3领域专家与知识工程师相结合
对于一般的计算机应用系统来说，系统处理问题所使用的知识比较简单、数量也较少。程序设计人员同时扮演着领域专家及知识工程师的角色。对于专家系统来说，情况则大不相同。一方面专家系统要达到领域专家的水平，就必须掌握领域专家处理问题时所使用的大量专门知识，特别是经验知识，另一方面专家系统是一种很复杂的计算机程序，开发一个专家系统需要大量的计算机科学、特别是人工智能和知识工程方面的知识。这就决定了废物最少化专家系统的开发必须是知识工程师、行业专家与环境管理专家密切合作、共同努力的过程。
2.4面向用户
系统的开发应贯穿为用户服务的宗旨，针对企业现有条件及存在的问题，提出切实可行的废物最少化方案。系统应有较好的用户界面，为增强用户对系统信心，系统应具有良好的解释功能，以增加系统的透明度，提高系统的可接受性。
2.5知识库与推理机相分离
这是一般专家系统设计的基本原则，只有知识库与推理机相分离，才能实现解释功能和知识获取功能。
2.6尽量使用统一的知识表示方法
这就便于对系统中的知识统一处理、解释和管理，从而使专家系统的实现工作相对简化。
3废物最少化专家系统的结构设计
废物最少化专家系统是全国范围内推广废物最少化技术的有效手段，将为企业提供涉及废物最少化技术的远程、即时咨询服务。系统开发坚持贯穿废物最少化的综合设计思想。从企业诊断及技术经济分析着手，建立废物最少化专家系统
3.1知识库
用以存放废物最少化技术的专门知识，由规则集及事实组成。因为专家系统的问题求解是运用专家提供的专门知识来模拟专家的思维方式进行的，所以知识是决定一个专家系统性能是否优越的关键因素。知识工程师一方面要频繁地采访专家，从同专家的对话和专家以往处理问题的实例中提取专家知识(称为知识获取)，另一方面．耍选择合适的数据结构把获取的专家知识进行形式化存入知识库中(称为知识表示)。
3.2数据库
反映具体问题在当前水解状态下的符号或事实的集合，它由问题的有关初始数据和系统求解期间所产生的所有中间信息组成。
3.3推理机
在一定的控制策略下针对数据库中的当前问题信息，识别和选取知识库中对当前问题的可用知识进行推理，以修改数据库直至最终得出问题的求解结果。推理的控制策略常用的有数据驱动的正向推理方式、目标驱动的逆向推理方式和正向与逆向结合的混合推理方式3种。本设计采用目标驱动的逆向推理方式。由于实际问题的证据和知识库中的知识常常含有不精确成份，因此推理应具有不精确推理功能。
3.4解释器
回答用户对系统的提问，对系统得出结论的求解过程或系统的当前求解状态提供说明。
3.5人机接口
将专家和用户的输入信息翻译成系统可接受的内部形式，同时把系统向专家或用户的输出信息转换为人类易于理解的形式。
4知识获取及形式化表示
获取知识并把知识表达成专家系统可用的形式，是专家系统开发中的主要瓶颈之一。专家系统的主要知识源是领域专家。由于领域专家的知识绝大部分是启发性知识，这些知识多来源于经验，没有正确性保障，一般不会写入教科书或其它专业书籍中。另一方面，对于行业专家和环境管理专家来说，专家系统是一种新鲜事物，他们并不真正了解构造专家系统需要什么知识、不需要什么知识，所以由他们整理出来的知识往往就能满足构造专家系统的要求。因此，在知识获取过程中，必须长时间同领域专家一起工作，通常要与领域专家进行一系列深入的系统的面谈，从专家对大量实例的分析中获取专家解决问题的思路、知识、经验及规则。例如，对于镀铬行业废物最少化专家系统而言，废物最少化技术涉及到配方工艺、操作工艺、漂洗工艺、铬雾回收工艺、废水处理及无害化工艺等方面，这些方面知识的获取就要与电镀专家、环境管理专家进行深入、细致的面谈，确定各个环节所需要的概念及各种概念之间的关系，同时还需确定问题的控制流程、求解问题的约束条件等。
建立知识库的下一步工作是对获取的知识进行形式化表示。知识表示模式有多种，台规则表示、框架表示和语义网络表示等。当用于表示在某领域中多年解决问题积累的经验知识时，用规则表示方式是很合适的。规则用IF桾HEN语句表示。对于镀铬行业废物最少化专家系统。我们整理了21条规则，该知识库是一个多目标知识库。
5系统的建立
由于专家系统开发工具具有缩短系统开发周期、提高工作效率等优点，我们以系统性能及人机接口较好的M．1专家系统开发工具建立镀铬行业废物最少化专家系统。
6结语
a废物最少化专家系统的开发具有明显的现实意义：能及时有效地利用专家知识和经验，避免了专家个人原因无法提供咨询服务的困难；易于普及专家知识，可以在更大范围内推广废物最少化技术和经验；避免让专家进行雷同的咨询，使专家能够集中精力从事新的创新研究；为用户提供灵活的建议，用户可以根据该建议所基于的系统推理过程自行决定接受建议与否。
b专家系统开发工具能缩短系统开发周期、提高工作效率。由于每种人工智能基本技术都有一定的局限性，所以用这些技术实现的各种专家系统开发工具也不可避免地具有一定的局限性。因此能否选择一个合适的工具是一项重要的工作。M．1是一种适合于小型专家系统开发的专家系统开发工具，实践证明，用M．1建立废物最少化专家系统是合适的。
c废物最少化专家系统的开发是一个长期的过程，是系统不断修改、不断完善的进化过程。一方面由于废物最少化本身是一个相对、动态的概念，废物最少化技术处于不断完善之中；一个方面知识获取是一项长期而艰苦的工作，需用大量实例测试系统的运行结果，不断修改、完善知识库。
d环境专家系统是继环境数据库、环境管理信息系统之后出现的解决环境问题有用工具之一。是环境决策支持系统的重要组成部分，值得做深入的研究。
参考文献
0.引言
教育硕士是具有特定教育职业背景的专业性学位，主要培养面向基础教育教学和管理工作的高层次人才。教育硕士学位论文的质量评价不仅反映了学位申请者本人的科研能力和学术水平，也是学位与研究生教育质量的集中体现。学位论文标准论文质量的评定是个复杂性的评价与决策问题。模糊综合评判是一种基于模糊数学的综合评判方法。该方法不同于经典的综合评判；而是模糊技术同经典的综合评判理论相结合。使用模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。本文采用模糊评判方法进行评价。首先采用文献调研法确定评价的指标体系，其次通过模糊数学的方法建立评判模型，然后设计开发设计网上论文评价系统，来解决论文评价问题。
1.建立评价体系
1.1确定指标体系
教育硕士专业学位不是学术型学位，也不同于其他专业学位，它是专门为从事基础教育职业的人设置的一种专业性学位，其授予对象主要是在基础教育战线工作的教师和管理人员，因而，在评价标准上，区别于学术性硕士，通过使用文献调研法，查阅大量教育硕士及相关专业的专业硕士的培养文件、论文评价标准和学科论文评价指标体系等方面内容，并综合天津师范大学教育硕士导师和学生的意见，初拟指标项：一级指标4项，二级指标10项（见表1）。
表1天津师范大学教育硕士学位论文评价标准
1.2模糊综合评判方法
在实际工作中，对一个事物的评价常常涉及多个因素或多个指标，这时要求根据多个因素对事物做出综合评价。模糊综合评判是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种有效的多因素、多指标的决策方法。它根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，是模糊数学中应用的比较广泛的一种方法，能较好地解决模糊的、非确定性、模糊性问题的解决。具体原理如下：
（1）确定与评估有关的各参数集：评价因素集U=
，...，r 表示因素ui的评判结果，rij=1 。结合表1，可得U={论文选题，知识能力，论文水平，答辩表现}，V={好，较好，一般，较差，差}。
（2）因素集中诸因素对事物的影响各有不同，所以需对每个因素设置相应的权重，表示成U上的模糊集A=（a.a，...a） ，其中a=μ （u）表示因素 u对评判对象的重要程度。一级权重A=（0.2，0.3，0.3，0.2）。
（3）评判结果为：=。=（b，b，...b），其中b=μ（v）表示评语uj 在评判结果中占的权重。
（4）归一化 ，使bj=1 。
最终结果的处理根据上述算法，可按照最大隶属度原则，取中最大隶属度对应的评价结果作为最终评价结果也可以根据评价集中各一级影响因素的标准值及其权重，计算其加权平均值。
2.教育硕士学位上评价系统的设计
2.1设计思想
本系统的总体目标是运用模糊综合评判理论，构建教育硕士专业学位论文的动态评价体系，提高论文评价决策的科学化、智能化水平。设立通用的数据处理功能，并允许用户根据需要对评价指标体系作及时调整，实现层次变化、评价指标重定义、权重重新分配等功能。针对用户使用的特点及分布情况，在网络结构和应用软件功能设计过程中，计算机处理透明化，处理过程自动化，具有较强的通用性。
2.2系统结构
教育硕士学位上评价系统采用层次结构，包含系统管理、指标管理、网上评价、评价对象管理几个部分，可进行用户、评价对象、指标数据的维护和管理，数据的采集和报表打印等操作，系统有较好的完善性维护功能。当发现数据处理方法不够理想时能按用户的某些要求进行处理直到较理想为止。
（1）系统管理模块。该模块分为密码与权限管理、用户管理、登录管理等几个部分。用户管理主要用于密码修改、学生基本信息录入；登录管理对不同用户划分不同的权限，用户分为系统管理员、评审专家、一般用户几种角色，系统管理员负责指标数据的维护，评审专家针对评价对象按照指标进行论文评价。
（2）指标管理模块。维护评价体系的各类指标及权重，包括了增加、修改、删除指标及权重，并允许用户根据需要对评价指标体系作及时调整，评价指标重定义、权重重新分配等功能，保证（下转第31页）（上接第14页）指标体系的导向性、科学性、合理性。
（3）网上评价模块。网上评价是该系统的主要功能。模块完成模糊综合评价的过程包括数据的采集、处理、统计查看结果及打印报表等功能。采集专家对某论文的评判，通过对系统自动采集到得模糊评判记过的量化，可得到评判结果集{U1，U2，……Un}，模糊变换后得到模糊集{R1，R2，R3，……Rn}，从而得出模糊评判矩阵R，最后按照模糊评判算法计算。评价的最终结果可存储在数据库中，也可进行报表打印输出。
（4）评价对象管理模块，主要完成对被评价对象即学位论文的管理，包括对评价对象的增加、删除、查看管理，对已评价对象进行数据输出和评价结果分析功能。
3.结束语
教育硕士专业学位论文是一个复杂性评价问题，网上论文评价系统采用模糊数学模型综合评价教育硕士专业学位论文的质量水平，针对各评价指标之间的内在关系和评价系统的模糊性，利用模糊数学方法对教育硕士专业学位论文进行建模，所得到的量化值在一定程度上能反映论文水平的实际情况，可根据系统需求，调整指标内容和权重，具有很强的可操作性和推广价值。
【参考文献】
[1]龚艳丽，梁纯生，周珊珊，孙娜.研究生学位论文评价指标体系的改革与实践[J].科技成果纵横，2007，（1）.
二、基金项目管理的特点
基金项目除了具有科技项目的一般特性外，还具有如下特点:(1)基金项目是基础研究，其研究过程和研究成果具有很大的不确定性，简单的量化管理是不适合的。(2)基金项目管理除了国家自然科学基金委员会(以下简称基金委)外，离不开依托单位、专家的支持，而基金委与依托单位、专家是一种松散的关系。(3)基金项目的体量大。2011年基金项目申请量达到了15万项左右，2011年资助项目34000项左右。(4)基金委负责组织科学基金项目管理的整个业务过程的运转，并对依托单位的具体管理工作进行宏观指导。(5)基金委依靠评审专家对基金项目进行评价与遴选。(6)依托单位具体负责基金项目实施的管理和监督。
三、“科学基金共同体”在基金项目管理过程中的作用
“科学基金共同体”是在共同价值观的基础上，通过一定的规范和制度，建立和协调各个组成部分之间的关系，实现科学知识生产的松散组织［1］。韩智勇等［2］阐述了科学基金共同体的“四支队伍”(研究专家队伍，评审专家队伍，基金委工作人员队伍，以及依托单位、联络网、地方科技主管部门)、“三类机构”(依托单位及其联络网、地方科技主管部门和联合资助机构与基金委)和“两大系统”(专家系统和管理服务系统)的内涵和作用。科学基金共同体的各组成部分是一个有机的整体，各部分相互协作、相互依存，各自在基金项目过程管理中发挥着不同的作用。
1.专家系统是“基金制”的基础
“宏观引导、自主申请、平等竞争、同行评审、择优支持”是科学基金制的基本特点。包括申请者、承担人和评审专家在内的专家系统是过程管理的主体，是基础研究的承载者，是科学基金项目绩效能否实现的关键因素。专家系统既直接参与基金项目整个生命周期，又参与业务过程的评估和信息反馈。专家系统的学术水平、科研道德水平决定了这个群体能否尊重科学规律，自由探索，甘于寂寞，潜心从事“敢为天下先”的风险性强的研究;能否尊重首创精神，发扬学术民主，公平、公正、无私地评价和遴选出探索性强的项目。
2.管理服务系统是科学基金的保障
包括基金委、依托单位及其联络网、地方科技主管部门和联合资助机构及其工作人员在内的管理服务系统是科学基金项目运行的保障。基金委是一个学术性管理机构，是基金项目管理过程中的协调者和政策制定者，其职责是制定、解读、宣传政策和各类基金项目的管理办法，组织专家系统和服务管理系统开展各项工作，保证科学基金项目的顺利实施，实现科学基金项目的绩效。由于基金委工作人员没有时间也没有精力跟踪每一个项目，因此科学基金项目具体实施必然离不开依托单位及其联络网、地方科技主管部门和联合资助机构及其工作人员，他们与基金委工作人员一道组成科学基金项目的保障系统。
四、建立基金项目过程管理的必要性
基于上述基金项目管理的特点，特别是随着科研人员对基础研究的重视，基金项目申请量与资助量逐年增加，资助经费也逐年快速增长，项目管理的复杂度和工作量大幅提高，对科学基金的专家系统和管理服务系统提出了挑战。而且，随着社会、经济的发展，公众也越来越关注国家自然科学基金在提高我国原始创新能力、服务于创新型国家建设中的作用。因此，有必要积极研究和探索对基金项目的管理规律，对基金项目管理过程进行科学、有效的评价，从而不断改进和创新基金项目管理过程，以适应基金项目的不断发展，充分发挥自然科学基金在国家创新体系中的作用。基金项目过程管理，就是充分发挥科学基金共同体的作用，运用先进的信息技术，通过对基金项目业务流程的跟踪、监督，在建立较为科学、可行、规范的评价体系的基础上，不断创新和改进基金项目管理的每一个业务过程的绩效，从而提高国家自然科学基金的绩效，实现基金委的“卓越管理战略”。
五、基金项目过程管理构建设想
1.建立基金项目业务过程的评估体系
过程管理的特点之一就是，通过不间断地监控各业务过程的运行情况，进而实时评价和优化业务过程。对各业务过程进行信息采集是优化管理业务过程的基础性工作，对各业务过程进行评估是优化业务过程的必然要求。基金项目管理的业务过程主要包括项目申请、项目评议(包括通讯评审与会议评审)、项目批准与实施、项目中期检查与结题验收、后期成果跟踪。为了有效地评估基金管理各业务过程，需要采集基金管理业务过程的信息，建立各业务过程的绩效目标和评估方法。需要采集的信息主要包括:
(1)“项目申请”业务过程采集的信息包括:项目指南、申请书内容、管理办法、年度申请通告等。
(2)“项目评审”业务过程采集的信息包括:评审要求、通讯评审意见、通讯评审专家信息、会议评审意见、会议评审专家信息。
(3)“项目批准与实施”业务过程采集的信息包括:项目计划书、调整计划书、进展报告、项目信息变更等。
(4)“项目中期检查、结题验收”业务过程采集的信息包括:中期检查意见、中期检查专家、结题验收意见、结题验收专家信息、经费使用情况等。
(5)“后期成果跟踪”业务过程采集的信息包括:延续研究的进展情况、后期发表的论文、专利、奖项等。2007年国务院颁布的《国家自然科学基金条例》中明确指出了国家自然科学基金的绩效是:“提高国家自然科学基金使用效益，促进基础研究，培养科学技术人才，增强自主创新能力”。基金项目管理的各业务过程的绩效目标是:
(1)“项目申请”业务过程的绩效目标是:便于申请者获得项目申请的有关信息和政策导向，鼓励和引导申请者自由申请，勇于提出高风险性的研究项目。
(2)“项目评审”业务过程的的绩效目标是:公开评审标准和程序，公正、公平、透明地遴选出风险性较强、创新性较强的研究项目。
(3)“项目批准与实施”业务过程的绩效目标是:按照审批程序批准项目，及时启动项目研究，组织协调并处理项目执行中需要协调、处理的问题。
(4)“项目中期检查、结题验收”业务过程的绩效目标是:及时了解项目进展情况，监督、规范项目经费的使用，恰当评价项目进展情况，促进项目研究过程不断改进，达到项目预期研究目标。
(5)“后期跟踪管理”业务过程的绩效目标是:了解项目的后续进展情况。由于基础研究项目研究过程和研究成果的不确定性，因此对基金项目管理的业务过程的评价宜采取定性的评估方法，不适于定量的评估方法。建议由第三方定期对科学基金项目管理的业务过程，根据业务过程绩效进行评估。
2.优化基金管理的业务过程
业务过程优化的目的是:根据组织的管理目标，管理层能够有效地监督和控制各个业务过程，优化资源的分配，降低管理成本，提高投入产出比，达到最佳的管理目标。假定把整个基金项目管理整体看做是一个业务过程，笔者认为优化基金项目过程管理的标准是:(1)是否能将原始创新项目遴选出来;(2)是否凝聚和培养了基础研究队伍;(3)是否给专家更多专心进行科学研究的时间;(4)遴选项目过程是否公开、透明、民主;(5)业务过程是否便于公众监督与检查;(6)是否有利于自由的学术研究气氛的营造;(7)是否符合国家的法律、法规和管理办法;(8)是否有利于管理效率的提高;(9)是否充分利用了先进的信息技术、网络技术。
3.完善基金项目管理的反馈系统
反馈就是由控制系统把信息输送出去，将反馈的结果与预期目标进行比对后，对再次输出的信息进行必要的调整，使其作用的结果接近理想的目标。过程管理的目的就是要不断提升和改进项目绩效。对基金项目是否进行了有效的管理，需要建立一个实时、准确、灵敏的反馈系统，及时了解各业务过程的运行情况，不断分析研究实际管理过程中出现的各种因素，优化基金项目的管理过程。
4.完善基金项目的评价系统
国家自然科学基金绩效由每一个基金项目所取得的进展和成果汇集而成，因此如何遴选出原创性的项目是整个业务过程的核心。笔者认为项目评价系统分3个部分:评价标准、评审专家和评审环境。为加强和改进科学技术评价工作，建立健全科学技术评价制度，规范科学技术评价活动，正确引导科学技术工作健康发展，2003年科学技术部颁布了《科学技术评价办法》(试行)(以下简称《评价办法》)。《评价办法》主要明确了评价目的、原则、分类方法、评价准则及监督机制。
【关键词】电控发动机故障分析
电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。
1发动机电控系统的组成
电控燃油喷射系统由三个系统组成:燃油系统、进气系统和电控系统。
1.1燃油系统
燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。燃油从燃油箱内由电动汽油泵吸出,经汽油滤清器后,再由压力调节器加压,将压力调节到比进气管压力高出约250Kpa(2.55kgf/cm2)压力,然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器,喷油器根据电控单元ECU发来的脉冲信号,把适量燃油喷射到气缸内。
1.2进气系统
进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。空气经过空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气岐管进入气缸。节气门全闭,发动机在怠速工况下运行时,空气经旁通气道直接进入进气岐管。
1.3电控系统
电控系统是电控单元根据传感器检测到的发动机运行工况和汽车运行工况来确定喷油量及点火提前角,从而控制发动机在最佳工况下的运转。
与传统的化油器式发动机相比,电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:
(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。“联系”可分为:结构类、功能类、传感器测点类,各自均有一定的层次性,包括顶级即电控发动机本身,分系统级由电控系、冷却系、启动系、机械系等组成。各类与各层次间既有各自独立的功能,又相互影响、相互牵制。整个机体通过ECU的控制来协调各子系统,完成发动机总体功能,各子系统的功能又是由各自部件的功能相协调来实现的,各部件的功能又需要通过各元件的协调来实现。
(2)功能控制的集中性随着电子技术的飞速发展,电子控制单元采用了数字电路及大规模集成电路,同时微机处理速度的不断提高和存储容量的增加使其控制功能大大增加,并具有备用功能。另外,与汽油喷射控制、点火控制及其它控制系统相关的各种控制器,由于所用的传感器均可通用,如水温传感器、进气温度传感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同设置传感器和ECU,而将多种控制功能集中到一个ECU上,不同控制功能所共同需要的传感器也就只设一个,这就是集中控制系统。
汽车发动机电控系统的主要部件有:电子控制单元(ECU)、空气流量计、节流阀体、发动机转速传感器等,其中节流阀体又包括:节气门电位计、怠速节气门电位计、怠速开关、怠速调节电机等。从控制原理来看,发动机电子控制系统可以简化为传感器、电子控制单元(ECU)和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件,功用是采集控制系统的信号并转换成电信号输送给ECU,以提供汽车运行状况和发动机工况等相关信息。ECU接收来自传感器的信息,进行存储、计算和分析处理后发出响应的控制指令给执行器。执行器即执行元件,其功用是执行ECU的专项指令,从而完成控制目的。
2发动机电控系统的故障分析
发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。主要表现有:
(1)多维层次性对电控发动机而言,其故障可划分为电控系、起动系、点火系、冷却系及机械系等子系统,子系统又由各部件与元件构成。同样,其按功能也可划分为若干个层级。因而发动机电控系统的故障原因与故障征兆也相应与不同的结构层级、功能层级以及传感器测点类相关联。
(2)传播性发动机电控系统故障传播方式有两种:横向传播,例如电控系系统内某一传感器故障可引起电控系内其它传感器功能失常或失效;纵向传播,即由元件的故障相继引起部件故障—子系统故障—系统故障。因此微小的故障如不及时发现和排除会造成严重的后果。
(3)相关性某一故障可能对应若干征兆;某一征兆也可能对应若干故障。它们之间存在着错综复杂的关系。
(4)时间性发动机电控系统故障产生与表现常常与时间有关,这是由于发动机运转的动态性所决定的,如间歇性故障。
2安全生产预警的运用现状分析
安全生产预警作为安全问题事前管理以及事故控制的有效手段，起着举足轻重的作用。目前，安全生产预警已经被广泛应用于各个领域，笔者选取煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及道路交通安全预警等高危行业进行安全生产预警现状分析。
2．1煤矿安全生产预警
煤矿安全生产预警是以煤矿安全生产法律法规为依据，利用现代化工具和各种技术手段，收集各类数据如人、环、物等状况，同时针对安全生产活动进行评估、审核、整理、分析、监测，发出不同阶段的安全生产预警信号。国内在20世纪90年代后期出现了煤矿行业的微观预警，其思想和方法基本源于经济预警的基本理论。其后，张明从作业人员、设备设施、工作环境、管理状况方面建立了初步的煤矿安全生产预警指标体系，构建了基于模糊综合评判法的预警管理系统。牛强等利用自组织神经网络研究了煤矿安全生产预警模型和安全生产预警专家系统。随着人工智能技术以及计算机技术的发展，一些新兴的改进的方法也被提出，如丁宝成构建了基于模糊层次分析法及补偿模糊神经网络的煤矿安全生产预警组合模型。邵长安等构建了基于地理信息系统(GIS，GeographicInformationSystem)的煤矿安全生产预警系统，通过GIS技术对空间的动态数据进行收集及处理，并采用BP神经网络进行系统模型构建。这一系列的研究极大地推动了煤矿预警技术的发展，为预警技术在煤矿安全生产中的应用做出了积极的贡献。
2．2建筑施工安全生产预警
我国的建筑生产安全事故严峻程度仅次于矿山和危险化学品领域，严重影响了建筑业的可持续发展。国内外很多学者从20世纪六七十年代就开始对建筑业的安全和健康问题进行了大量深入细致的研究，主要通过调查统计方法建立模型，获取安全管理指数，进行建筑安全事故预警。目前，一些学者通过对建筑安全事故的成因分析，已研究了用预先危险性分析法、灰色综合评价方法等多种风险预测理论方法，对生产事故风险进行预警。冯利军通过事故致因理论以及危险源辨识对建筑安全事故成因进行了深刻的分析，建立了建筑安全事故成因诊断的分析模型(ARCTM，Acci-dentRootCausesTracingModel)。在建筑安全事故预警方法上，运用比较多的有基于模式分类的贝叶斯预警方法、神经网络方法以及遗传－神经网络法等。随着计算机技术的发展，一些学者也采用了新兴的方法进行事故预警，如赵平等强化人、机、环境、管理4方面的安全隐患信息和危险源的预警管理，采用多源信息融合技术的D－S证据理论法对不确定的复杂的工程数据进行定性分析和融合，用融合的最终数据判断施工项目的安全施工状态。针对建筑安全事故数据收集困难、数据集为小样本的特点，解决小样本数据集有特殊优势的支持向量机方法也逐步运用到建筑安全事故预警研究中。赵元庆等针对建筑施工项目安全风险评估的精度要求以及施工特点，首次提出基于粒子群算法优化的支持向量机方法，从人员、设备、材料、环境、技术以及管理几大方面进行指标选取，结果显示精度较高，具有一定的实际应用价值。
2．3城市道路交通安全预警
道路交通安全预警，就是依据对道路交通事故发展稳定状况的判断，采用定性与定量相结合的方法，对道路交通安全发展态势进行过程描述、追踪分析和警情预报。国内交通安全预警理论的研究，包括高速公路交通安全管理、铁路交通安全管理、空中交通安全预警管理、城市道路交通安全预警以及交通灾害的研究。城市道路交通安全预警方法多样，基于车速的交通事故贝叶斯方法、模糊评判法等都是较为常用的预警方法。例如:王宁从宏观层面和微观层面分别构建了区域城市道路交通安全预警系统和局部城市道路交通安全预警系统的模型，采用贝叶斯矩阵法(BMOM，BayesianMethodofMatrix)预测交通事故，分析城市道路交通安全状况，根据预警等级进行报警。例如:宇仁德等针对道路交通监测数据多样性、空间性以及多属性等特点，建立了基于GIS的道路交通安全预警系统，构筑了数据采集与接收子系统、数据分析与处理子系统、数据查询子系统、事故评价、检测与预测子系统以及报警与调度子系统。此外，李玲琦对基于智能交通系统(ITS，Intelli-gentTransportSystem)的事故多发路段预警技术进行了研究，提取了运行车速作为单车运行状态下的事故前兆特征变量，建立了由交通环境信息采集、危险状态判别、预警信息和通信4部分组成的高速公路事故多发路段预警系统。
3各行业安全生产预警对比分析
煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及城市道路交通安全预警都是安全生产预警在重要行业的具体应用，安全生产预警系统要求首先对该行业生产事故影响因素分析，通过指标选取原则，从影响因素中提取指标，并采用层次分析法或者相对重要程度等级法进行指标权重的划分，再选取相应的数学方法构建预警模型，通过输出值确定安全状态，并相应的预警信号。不同行业安全生产预警的流程基本相同，但是仍旧存在一些差异，主要概括如下:
3．1指标的选取
煤矿安全生产预警中指标的提取主要包括作业人员、机械设备、工作环境、管理状况、地质条件等，大部分学者主要从以上5个方面进行指标体系的构建，部分学者则选取了煤层赋存条件及开采条件作为预警指标进行安全生产预警，指标覆盖性不够，因此预警效果不明显。建筑施工安全生产预警中指标的提取则主要从人、物、环境、管理4个方面进行，对建筑行业来说，物的因素主要指的是施工过程中所涉及的设备、材料、半成品、燃料、施工机械、机具、设施、能源等;此外，在建筑施工安全生产预警指标中，还考虑了安全投入这一因素。城市道路交通安全预警指标主要从人、车、道路、交通管理、交通环境5个方面进行了考虑。各行业安全生产预警指标的选取见表1。
3．2预警方法
安全生产预警是通过分析事故影响因素与事故发生或者事故发生风险之间的关系的技术，常用的预警方法包括指数预警法、统计预警法以及模型预警法，其中模型预警法主要用于监测点比较多、影响因素复杂的情况，包括灰色系统理论、模糊综合评判法、人工神经网络等。针对于不同行业的基本特点，安全生产预警方法的选取也不尽相同。煤矿安全生产预警、建筑施工安全生产预警以及城市道路交通安全预警常用的方法见表2。
3．3运行效果
国内的煤矿预警研究早期主要借鉴经济预警的理论和方法，但经济运行机制与煤矿灾害的发生机理迥异，缺少对煤矿灾害预警机理的研究。同时，部分研究工作中构建的煤矿灾害指标体系主要针对水灾、火灾、瓦斯突出等某一具体灾害，不具有动态适应性。现今的煤矿安全生产预警系统能够从宏观上进行把握，针对煤矿的整个生产和安全系统进行全方位的系统设计，并且预警的准确程度也在逐步提高。
在建筑生产安全事故管理方面，绝大多数研究都是对建筑生产安全事故的事后分析，少数进行生产安全事故预警工作的研究也主要是利用传统的方法进行，建筑施工预警理论不成熟。要想在建筑安全生产预警方面取得一定的进展，就必须广泛借鉴其他学科，特别是人工智能、模式识别、人工神经网络、遗传算法等智能学科和非线性系统学科的研究成果。对于城市道路交通安全预警问题已经进行了大量卓有成效的理论研究和工程实践，但研究工作还相对较为零散，只是进行局部的指标体系设计，没形成一个清晰成熟的交通安全预警系统的概念。
4结论
1)单指标预警时可通过对各项指标的国家标准值进行预警阈值的确定，综合预警则通过事故等级或者安全状态各区间临界值，确定统一的预警阈值。
2)预警指标的选取涉及生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化等因素，根据各影响因素确定指标原则能够使指标的全面性和完整性得到保障。
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6842-02
Web Services and its Application on Fault Diagnosis
WU rui
(Information Center Pipeline Storage and Transportation Company Sinopec, Xuzhou 221008, China)
Abstract: In this paper, a analysis system based on the technology of Web Services and XML is proposed and applied to fault diagnosis. It is very useful to solve the problem that the difficulty of recomposing and reusing as well as the nonsupport for isomerous and distributed of data and system, which is brought by the traditional analysis system.It is useful to increase the product quantity in a collaborative enterprise.
Key words: analysis system; web services; XML; SOAP; fault diagnosis
1 概述
随着信息技术和网络技术的发展,制造业正面临一场生产模式的变革,要求生产企业对瞬息出现的市场机遇作出敏捷反应,而资源重组、资源共享、优势企业动态组合和异地协同合作将成为一种正常的生产组织形式,一个按照市场要求驱动的具有快速响应机制的网络化制造模式正在逐步形成。在这种模式下,已有的制造技术和软件资源得到充分的重复利用,而适应制造技术的数字化、智能化和协同化发展趋势的新的故障诊断技术与方法正不断被研究[1-3]。
一些企业将信息服务扩展成为业务服务,促进和完善了企业间的相互合作和应用集成。高效、快速地利用这些服务资源已经成为企业在日益激烈的市场竞争中致胜的法宝。由于数据挖掘、人工智能、知识库技术的成熟和广泛应用,将分析作为一种可以随时提供的服务已经成为可能,并日渐被人们所重视。但在现有的网络环境下,传统的分析服务存在着很多的局限性。本文提出了一种分布式分析服务系统解决方案,并且运用于企业设备故障诊断决策中。
2 设备监测及故障诊断原理
设备故障诊断技术是近20年发展起来的新学科。从本质上讲,设备诊断技术是一个模式分类及模式识别问题,即把机器的运行状态分为正常和异常两类,诊断过程就是研究信号的样本究竟属于哪种运行状态(或故障状态)。
设备诊断流程分为信号采集、信号处理和故障诊断三个阶段,相关的信号采集、信号处理及故障诊断等基础理论以及系统论、信息论、控制论、非线性科学、小波分析及神经网络等最新的技术在其中都有广泛的应用。
机器在运行过程中,内部零件受到力,热以及摩擦、磨损等多种因素的作用,其运行状态不断变化,一旦发生故障,往往会导致严重的后果。因此在故障诊断系统中,能否正确地处理故障信息,获取有效的故障特征量是对可能发生的故障进行分析、识别和预防的前提。只有有效地分析及确定故障发生的原因,才能采取相应的措施,尽可能减少经济损失和提高生产率。机械设备故障监测与诊断系统如图1所示。
3 分布式分析服务关键技术
为了实现分析服务系统在Internet/Intranet上的扩展,增强其对分布性及异构性的支持,改善其重组性和重用性,必须依靠多种技术手段。其中关键技术有Web Services和XML。
Web Services是一种在Internet上共享数据和功能的手段,其查找、描述和调用遵循特定的技术标准,如XML协议、简单对象访问协议SOAP、服务描述协议WSDL、服务注册、查找、集成协议UDDI。Web Services架起了不同分析服务之间交互的桥梁。
另外,XML这种标记语言是使用文本形式描述数据的,并可以在异构系统间进行数据交流。它的一个突出的优点就是XML与具体的软硬件平台是无关的,所以用XML表达知识可以达到最大的通用性[4]。知识包含概念、事实、规则三个层次。常用的知识处理语言PROLOG是建立在一阶谓词逻辑(Horn子句)的基础上。下面举例说明如何利用XML来表示PROLOG中Horn子句以达到表达知识的目的。例如有一个Horn子句like(Emily,Music),它表示“Emily喜欢听音乐”这个事实。其中关系名为like,对象为Emily和Music这两个常量。于是上述这个例子用XML就可写成:
like
Emily
Music
4 分布式分析服务系统设计
将Web Services和XML技术与传统的分析服务相结合产生了一种全新的分布式分析服务系统解决方案:基于WebServices的分布式分析服务系统,较好地解决了系统的分布性、异构性、重组性以及重用性等问题。
4.1 体系结构
整个分析服务系统是建立在分布计算环境之上的,主要由系统数据平台、分析服务器、Web服务调用框架、Web服务器、Web浏览器等部分组成。其系统体系结构如图2所示。
其主要模块功能如下:
1) 系统数据平台。系统的数据来源于分布在整个网络空间中的所有相关的异构数据库、知识库甚至是数据仓库。它们组成了整个系统的低层数据平台。
2) 分析服务对象。本身带有一定的分析推理机制,可以直接从系统的数据平台上提取分析所需的数据,独立完成具体的分析处理工作;也可以请求相关的分析服务器进行分析处理;甚至可以请求本地或远程的其他分析服务进行分析。其建立可以基于不同的技术机制,比如EJB,CORBA或Java。
3) 分析服务器。具备强大的数据分析功能,但是必须提供可编程的接口。
4) 客户端。使用浏览器从Web服务器下载HTML页,根据用户需求调用相应的Web服务,并将返回的数据直观地提供给用户。
5) 分析服务注册中心。它是一个全局的、共享的分析服务点。分析服务提供者将分析服务的描述信息,包括服务详细分类、服务接口、知识表示说明以及服务提供者的信息等通过UDDI管理工具进行注册。分析服务使用者使用UDDI查询工具可以检索这些信息,按照分析服务分类标准可以快速定位到自己需要的分析服务,然后获得并解析服务的WSDL文件,从而发起对服务的调用请求。
4.2 工作原理
1) 数据采集,在Matlab 应用程序支持下,系统接受设备加工状态、运动状态中的数据,并对其进行实时处理、神经网络训练,同时保存设备状态参数、运动参数、系统调整信息等,供使用设备的用户查询、浏览。
2) 处于客户端的用户使用浏览器向Web服务器发出调用请求,其中包含了进行分析所需要的各种参数。
3) Web服务器分析请求。如果是SOAP请求,直接将其交给XML转换引擎;如果为HTTP请求,则将其交由分析请求处理器进行预处理,再将其封装成SOAP请求,交给XML转换引擎[5]。
4) XML转换引擎主要做如下的工作:①解析SOAP报文,从中得到调用服务的名字以及所要传递的参数值,为下一步对服务的调用做准备。②映射服务调用到对应的格式,并具体实施对服务的调用。因为不同的服务对象可能会由不同的技术实现,比如CORBA,EJB或Java,所以对它们的调用方法就会有所不同。
5) 分析服务对象得到调用,提供相应的分析服务。可以有以下几种工作模式:① 不使用分析服务器,而是由分析服务对象直接实现在底层数据平台上的分析推理,分析服务对象直接执行分析任务,获得分析结果。② 使用分析服务器,利用它提供的编程接口发出分析请求,分析服务器分析处理后直接返回分析结果。③ 如果能找到直接满足需求的分析服务,则分析服务对象就向它发起调用;否则,如果复杂分析过程可以分解成几个子过程,则分析服务对象寻找相应的分析服务并调用之,最后获得综合的分析结果。
6) 分析服务对象将经过分析与综合的基于XML的知识返回给XML转换引擎。
7) XML转换引擎将分析结果封装成SOAP响应直接返回web服务器或分析请求处理器,再经它们返回给用户。
4.3 优点
与传统的分析服务相比较,分布式分析服务在服务范围、服务的重用、重组以及异构和分布性方面有明显的优势:首先,虽然每个具体服务还是针对某个特定的需求,但由于使用者可以在整个网络中搜索自己所需的服务,所以从整体上看,服务的应用范围很广。其次,对于服务提供商来说,只要适当调整服务粒度,就可以使得不同的服务可以灵活地集成、重组,以满足不同用户的需要。最后,由于采用了Web Service和XML技术,使得在不同格式、不同位置的数据和分析服务可以很好地集成和共享,最大限度地满足了用户多变的分析需求。
5 应用实例
5.1 实现方案
我们以一个设备诊断决策分析系统来说明分布式分析服务的特点。设备故障诊断决策系统类似于一个专家系统,其主要的任务是根据检测到的实时设备状态信息分析,确定故障性质、类别、程度、原因、部位,提出控制故障继续发展和消除故障的对策,最后将诊断结果返回给分析服务的调用者。设备诊断决策子系统的实现方案如图3所示。
5.2 系统特点
首先,分析服务调用灵活,服务的重组性和重用性好。如图3所示,由于诊断设备具有层次性,对每个大设备的诊断,调用其不同部件的诊断服务并将之集成,避免了使用者自己重新开发设备诊断分析机制的困难,降低了设备维护的难度和风险,同时提高了诊断服务的重用性和重组性。其次,就是服务的动态调用机制 故障诊断系统需要动态集成诊断分析服务,Web服务器接收用户的诊断请求,根据诊断设备的厂商、设备所属设备系统编码以及具体诊断设备,并采用规范化编码.实现动态调用诊断分析服务。
6 总结
本文提出了基于web Services的分布式分析服务的慨念、体系结构、工作原理,并将其运用于设备故障诊断分析系统的设计和实现中,提高了分析资源的利用率,改善了分析服务的重组性和重用性,简化了分析处理过程的复杂度。为提高协同企业制造产品的质量提供了有力支持。
参考文献:
[1] 杨叔子,吴波,,等.网络化制造与企业集成[J].中国机械工程,2002(2):45-48.
[2] 王隆太,李吉中,李雪峰.基于网络化制造模式的数控系统的研究[J].中国制造业信化,2003(2):98-100.
分类号 B848.5
1 智力开发模式的基本类型
智力研究不仅发现了对智力个体差异有较好解释力的g因素，而且还发现了g因素具有可变性、可提高特性[1]。正是基于后一点，形成了一系列的智力开发理念。根据对g因素性质和内容的理解以及重点开发内容，可以将智力开发活动划分为：神经潜能开发，心理管理与反省经验开发，专家技能开发，多元智力开发，社会分布式认知开发，知识表征重组开发，环境重组开发。
1.1 神经潜能开发模式
神经潜能开发模式认为智慧行为原因在生理层面，智力开发的根本在于提高神经活效率，促进神经系统成熟。其理念与一系列从神经层面论述智力并解释智力个体差异理论有关。詹森认为智力就是神经效能，神经效能的指标有神经传递信息的速度、神经加工信息的容量以及神经层面对信息的保持时间[2~4]，Dennis Garlick认为是神经活动的可塑性就是g，而可塑性的质量决定于轴突和树突之间的神经网络质量，网络形成与环境和成熟有关[5]。Schafer和Neubauer等人的研究发现智力个体差异与皮质神经活动的习惯化和去习惯化的适应质量有关[6]。而对神经活动与行为和环境关系的论述成为神经潜能开发的主要理论来源：Deary, Stough认为基本神经加工效能与检测反映时存在负相关，通过时间累积效应形成智力行为水平的差异[7,8]；环境刺激的丰富程度影响神经元网络结构的发育；大脑的生化机制中发现一些生化物质与行为的活动水平关系密切[9]；认知方式的差异与大脑的活动部位和活动水平有关，大脑是高度分化又高度整合的机能系统，其发展与含有特定刺激的活动有密切关系；刺激的操作以及反馈对神经系统功能和结构具有塑造作用；早期经验影响着后来的神经通路发展，大脑在生命的早期经历一个不断成熟的过程[10]，选择性刺激和某些神经团的放大有助于确定皮层区域，有助于形成神经环路和神经团，恰当的刺激和行为活动有助于神经系统发育，从而提高智力活动的行为水平。
神经潜能智力开发模式主张对智力进行早期开发、早期教育，注重关键期内智力的充分发展；提供特定的材料和活动对神经活动系统进行刺激唤醒，形成高效率的神经活动状态，为后续的智力活动提供神经层面的最佳准备状态。较有代表性的开发实践有Abecedarian Project早期干预[11]和国内的吴天敏[12]等人所作的动脑筋训练以及中国传统的调息训练，从更为广泛意义上来说，早期教育的意义就在于促进神经系统机能的提高。
Abecedarian Project的被试是来自于低收入家庭的智力落后危机儿童，给他们提供学前儿童必要的营养、学习和游戏活动，但是特别干预了语言发展，结果发现试验组儿童取得较好的认知分数；对进入小学后的危机儿童，进行了家庭和学校联系的干预，干预内容包括了学习成就和在学校和家庭中的行为报告，以此创建一种家庭和学校之间相互合作和信任的氛围，结果发现在这一活动对参加了学前干预计划的危机儿童是有效的，而对于没有参加学前期干预而只参加家庭和学校合作信任干预的危机儿童却无效。这就说明言语发展计划对于危机儿童的智力发展是有效的，干预效果会随着时间的累积而增加，错过了某些智力发展关键期的干预其成效是较低的，或者是无效的。
国内主要以吴天敏教授的动脑筋心理训练，她认为智力的根本在于神经系统机能，智力行为是神经系统机能的外显，改善神经系统的功能就是提高了智力。猜谜语等动脑筋活动可使大脑处于特定的活跃状态，提高神经系统功能，达到开发智力的目的。其智力开发效果得到显著提高的实验结论证实了其模式是有效的。
但是不能忽视的是：人的生物潜能是多方面的，潜能与环境之间是相互作用的，而且相互作用的形式和内容是复杂的。很多因素与智力提高关系密切。发展心理学对智力的认知发展研究表明：同伴关系、亲子关系、养育方式等都影响着认知的发展。所以，IQ以及其他智力行为水平的提高不一定就意味着主管智力活动的神经效能功能改变，也可能是经验的原因或者其他心理机能与认知机能联系的改善导致了智力水平的提高。
尽管特定神经团转化为某一行为的具体机制还不清楚，分离神经层面的开发效果、确定具有开发某些脑机能区域的刺激序列还相当困难，但从智力神经生物基础上考虑智力开发的思路却与心理是脑的机能这一原理是吻合的。
1.2 心理管理与反省经验开发模式
心理管理与反省经验开发模式认为智力是由基本的认知结构单元加工[13,14]和可控制的加工构成[15,16]，前者相当于具有相对稳定性能的硬件加工，硬件加工改变的空间是有限的，而可控制加工相当于中央控制管理系统下的软件加工过程，中央控制管理系统功能可以通过优化控制管理过程实现。其理念来源有两个：一是对工作记忆的中央控制系统与智力水平的相关研究，主要有Kyllonen, Christal的研究发现工作记忆对智力个别差异的相关较高，甚至可以将一般因素等同于工作记忆[17]，Grabner对工作记忆与智力关系研究中发现：需要工作记忆的中央执行控制参与的任务比存储和加工任务对智力更有预测能力[18]；另一个是对控制加工的元认知过程的相关研究，主要有 Sternberg的元认知过程、Simon和Carpenter[19]等人的控制性加工过程、Das的计划过程以及Brown对不同智商群体的元认知差异研究等[20]，这些研究成为此模式理念的重要来源。
心理管理和反省经验的开发模式主张对元认知策略进行开发，主要是增加元认知知识，增加元认知体验，提高对认知活动过程的监控和管理能力。该模式的具体实践较多，如有：交互式互动教学；董奇等人的学习过程的元认知培养[21]；Meeker(1969)的视觉的封闭性，相似判断，言语关系的理解，分析能力，推理能力，演绎和归纳推理能力，决策能力的开发[22]；意在培养推理类比形成假设等能的儿童哲学教程[23]；Feuerstein(1980)的工具强化[24]。此外还有通过自我言语、自己设问的方法进行阅读、数学问题解决、物理问题解决的元认知训练。
工具强化基本理念来源于Feuerstein对智力的认识，他认为智力是可以改变的，个体与环境没有充分互动会导致个体智力功能低下。实施程序首先进行学习潜能评估，然后在实际生活场景中进行学习如何学习的训练，主要是一般性的处理信息策略的训练，在此之后进行环境支持系统的建设，并要求个体在处理信息过程中对理解过程进行反省。
交互式互动教学有同伴和不同年龄的导师两种主要形式。具体做法是通过同伴或者是不同年龄段的不同年级的正常或者优秀儿童与智力落后儿童之间的互教和互学活动来提高具体策略水平的干预措施。这种措施承认了能力的连续分布，在不同能力水平的个体之间的学习经验交流有助于策略的形成。这个方法的主要目的也是增加学习能力，提高和改善学习策略水平，增加元认知能力。
董奇等人选择了学习活动中的元认知活动来进行干预，其干预的内容包括了学习前、学习中、学习后等各个学习阶段中的认知活动进行训练，其内容包括了预习、计划、检查、反馈等各个环节，通过检查评估，活动检核表等方法来训练和提高元认知能力。
在这个层次的研究与一般智力结构以及群体间的对比研究的重要结论具有一致性：执行控制功能是智力活动过程和不同群体之间相互区别的重要成分。
1.3 专家技能开发模式
专家技能开发模式认为智力是由经验知识组成，智力活动受到知识和经验的调节，专家的知识和经验对于特定智力行为有更为重要的意义，专家知识技能系统是智力的基本构成部分，认知成分的基本性能受到特定的知识和经验的调节，智力开发主要任务是形成专家知识技能系统。专家知识是一个持续不断地获得、消化吸收有利于生活的技能系统[25]。Sternbergr认为智力实际上是一个不断发展的专家系统，这个专家系统包括了思维技能、学习技能、元认知技能、情景和动机，智力测验所测量的实际上是专家系统中非常有限的部分[26]。专家和新手问题解决过程特征、专家型学习者对知识进行知识和经验的组织过程、晶体智力等研究都是专家技能开发模式重要理论依据。
专家知识技能培养主张要通过形成具有专家型的认知过程和思考模式来开发智力，使每一个受训者都像专家一样进行问题解决、像专家型学习者那样来进行学习，形成专家型新手。这些专家型新手在解决含有复杂规则的问题过程中，向专家一样有较多的反省性监控，对注意资源的较多的调节，对更多的有意义的深层次的信息给予关注，具有更大的情景敏感性，随着复杂性的增加而提升解释的复杂性，对任务性质和难度等进行判断，对过程进行调整、对过程提出问题并不断对进行自我评价。领域特殊性的专家技能开发模式主张要形成特定领域的知识技能系统，而不是领域普遍性的知识技能的开发。较为有代表性的有Schoenfeld和Herrmann的数学解题技能培养[27]，Williams和Sternberg等人的实践智力开发等[28]。这些模式首先是进行专家加工系统的调查，形成专家加工认知过程模式，然后提供实际情景机会进行练习、反馈、评价。
1.4 社会分布式认知开发模式
社会分布式开发模式认为智力活动是社会性的、情景性的，智力发展是在情景中发展的，特别是在文化情景中发展起来的，维持和实现智力潜能的关键是支持性的社会文化结构，认知结构的社会性建构是知识技能发展的重要原因。这个理念来源于维列鲁学派的心理发展理论、Ceci的智力功能的情景发展理论以及社会建构论对心理的理解以及情景认知理论对智力活动的理解。其核心的观点认为[29]：认知成就部分地依赖于个体外部的结构和过程。
社会分布式智力开发模式主张建立个体与文化环境良性互动关系，以此来开发和提高智力。文化包括物质层面的文化，如计算机、书籍、图表等，社会层面的文化，如教育、青年文化、民族文化、班级文化等，支持抽象思考的符号，如文字、图例，社会历史文化，如维果茨基意义上的学科概念体系和方法论等，这些文化在获得技能、信念、价值观、态度等倾向性和敏感性方面具有重要的作用。在实际开发上主要通过文化环境的建构，使个体处于认知结构的社会性建构活动中，如支持性社会情感，互动式的合作学习与问题解决过程等，在活动中提高心理活动的认识和体验水平，增加对认知过程的调节和控制能力，提升对文化属性的智力行为的敏感性。有代表性的主要模式有：Brown和Campione的对认知技能、求知技能、元认知技能和专家技能的支持性文化价值导向干预[30]，Scardamalia的以知识的社会性建构理论为基础的计算机支持的创造性学习环境干预[31]。
在社会分布式认知开发模式中，能够形成反省倾向和专家技能、使用思考模式的敏感性，使学习者体验到了文化价值和自身情感，后两者对于解决使用高级认知策略、进行高活动状态的智力活动的意愿和敏感性提供了解决问题的方向。
1.5 多元智力开发模式
多元智力开发模式认为在每个人身上都有多种智力，每种智力都有各自表征符号系统和加工过程，每一个社会活动领域都需要几种智力参与，任何领域技能都反映了不同的智力，个体可以通过不同符号系统的智力过程取得同等智力水平，一种智力活动过程可以通过其他智力活动的辅助来发展，因此智力的开发应该关注处理与能力倾向的交互作用，任何领域的智力开发可以从多项智力入手，凭借不同符号系统的智力活动过程来获得。该模式理念来源于对智力多元理论和能力倾向与处理倾向的相互作用理论。主要有Gardner的多元智能[32]、Sternberg的成功智力理论[33]。
Gardner的理论对于教学中进行智力开发的主要启示有：对同一个主题可以通过使用不同符号的智能来理解，如角色扮演，逻辑演绎，故事复述或者其他符号系统的表述；对不熟悉的主题可以凭借对熟悉主题的类比来进行推理；可以使用不同模式符号语言来表达，如通过图表，论文，戏剧等。
Sternberg认为存在三种智力，分析性智力、创造性智力和实践性智力，这三种智力在言语、形象、数字、操作领域中都是存在的，不同的智力其有效开发方式是不同的。他以教学方式为自变量，观察了不同智力倾向与教学方式的交互作用，发现了与智力倾向相匹配的教学取得了较好的学习成绩，从而也就能够促进智力发展。
1.6 知识表征重组开发模式
知识表征重组开发模式认为知识成分在智力活动起到模式性调节作用，适应不良的智力管理模式与阻碍智力行为的陈述性知识和程序性知识以及对环境的错误认识等关系密切，对这些知识重组和改造，形成良好的适应性模式，是智力开发的主要内容。知识表征包括概念性、信念性、价值性、情感性陈述性知识以及有关思考过程、认识过程、反省和管理这些过程的程序性知识，这些知识或者以内隐的智力理论、认知理论起到方法论作用[34]，或者通过个体的知识背景起调节作用、或者通过智力技能组织方式直接影响智力操作。朴素心理理论对这个方面的研究较多，朴素的智力理论对知识、智能具有组织框架作用，并能够引导个体进行与能力有关信息的理解、解释和预测[35]，不良的朴素智力理论会产生不良的智力行为适应模式。代表性的研究有Perkins的不良程序性知识驱动的四种不适应性认知模式，包括思维草率、思维狭窄、思维模糊以及思维缺乏组织[36]，Gardner对知识的朴素理论和错误认知的研究，Dweck对理解过程的朴素认识研究[37]。
教会学习者如何学习，形成有效的学习策略和解决问题策略以及有效的智力活动内隐理论是智力开发模式的主要任务。有关的开发实践常见于在教育领域内学习策略训练和学法指导。这方面的开发包括了记忆策略、注意策略、思维策略、创造技法等程序性知识学习以及对学习过程的认识了解和体验活动。
1.7 环境重组开发模式
环境重组开发观点认为智力是适应环境的主要机制，环境会对适应机制提出不同的挑战和机遇，要求复杂程度和方式不同的智力活动，其结果导致了智力水平和典型智力活动方式差异，通过改变环境以及对智力认识也可以提高智力。其理念与对环境对智力功能的影响、智力跨文化研究以及朴素智力观念的研究结论是一致的。对Flynn Effect的研究表明：改善环境有助于提高智力功能水平，Howard对120年的国际象棋发展研究表明：国际象棋能力水平提高与环境不断改善联系紧密[38]，Blair认为该效应与儿童个体的早期教育的提前有关，数学教育环境和正规教育的发展促进了神经系统的发育，从而提高智力功能水平[39]；对智力的跨文化、朴素智力观的研究发现，不同生态环境压力可产生了相异的生产生活方式，结果导致智力操作和对聪明的看法的差异，陈中永、郑雪对中国多民族的认知方式和智力的朴素观念以及环境之间的关系研究也说明了环境与智力之间的复杂关系[40]。
环境重组模式一方面是通过直接改变环境特征来实现，另一方面也可以通过改变个体与环境的关系状态来实现环境的塑造，前者是通过提供更有利于个体的环境刺激来实现智力开发，本质上属于自上而下的数据驱动加工来实现，后一种是通过改变个体对环境的认识来改变个体对环境行为反应进而影响个体智力，本质上属于概念驱动。这两种改变实质上是通过改善个体在环境中使用智力活动的机会、动机水平、智力活动的复杂程度，从而提高智力水平的。Marcus(1988)的有关研究表明学习者中只有很少的一部分人对物理环境进行改变，而大部分学习者对环境选择了保持现状的行为，Salomon(1993)的研究表明，学习者经常把自己看作是信息的容器，他们认为环境是静止不变的，他们对环境中很多学习机会并不能够很好的把握，使他们在很多的问题解决过程中认知负载过多，影响着个体的智力活动的精细化的组织进程和质量[41]。这方面的开发实践处于刚刚兴起阶段。但是可以相信，在提高智力操作的水平和智力适应环境的敏感性和倾向性方面，环境重组的开发模式必将有更大的潜力。
众多的智力开发实践表明了智力并不是一个稳定不变的功能性结构，观察到的或者表现出来的只是冰山的一角，还有一部分处于潜在的状态，只要条件充分，开发方法得当，处于潜在状态的智力是可以转化为现实的智力。
2 智力开发的一些反思
从已有的研究来看，智力开发模式也存在一些问题:
第一，智力开发模式的分化研究有余，而整合不足。智力开发模式是以g因素的研究为主线，以特定层面的智力结构为基础，着眼于某一个特定的要素进行开发，缺乏对多个层面的要素的整合开发的思考。
第二，智力开发理论和实践研究落后于基础理论研究。智力基础理论是关于智力活动的基本规律的系统化认识，而智力开发理论则是关于发展智力的活动中的规律性内容的系统化认识，前者重在揭示智力活动的机制，后者重在揭示发展智力的活动机制。智力基础理论研究已经从单一的认知领域向人格、意识领域不断的拓展，非认知结构对认知结构、环境与认知、文化与认知是密切联系的，Gignac（2004）[42]和Luciano（2004）[43]等有关研究表明了智力活动同人格联系密切，Koriat和Levy-Sadot发现智力活动的有意识和无意识的元认知活动是通过表征状态相联系的[44]，这些研究成果都有待进一步为智力开发消化和吸收。
第三，关于特定群体的智力结构开发模式还没有作为研究重点。智力个体差异不仅是要素功能水平上，他还是在共性的智力结构基础上的智力结构模式的差异，针对不同群体的智力结构模式特点的智力开发模式研究，特别是对正常人群不同群体的智力开发模式还远远不够。
随着对g因素的局部心理机能和各个心理机能关系以及智力与环境关系、智力与人格关系的深入研究，未来的智力开发活动方案仍然会在局部要素开发上继续深化，但是也会在深入了解环境与认知的关系、认知与人格的关系、文化与智力适应关系、认知与朴素认识关系基础上出现整合的开发模式。然而，这需要有几个转变：
第一，g研究要由较为封闭认知系统向开放性认知系统转变。智力结构与其他心理结构、智力结构与内部世界和外部世界、生理系统相互联系，因此，应还整体心理活动背景和外部环境下的智力活动本色，承认和尊重智力的自然性和社会性。
第二，由线性思考模式向非线性的、多变量的、时变的系统论思维转变。要对智力系统在外部环境输入的条件下，内部的各个要素之间的序对关系的涨落变化进行系统思维，从整体上考察要素开发在多变量的、时变的、非线性变化中的地位与作用，真正做到有序、协调、可持续开发。
第三，由获得心理工具开发模式向获得工具和形成使用工具意愿并重开发模式转变。智力开发的终极目的不仅使个体获得有效的适应环境的中介性心理工具，而且要使个体愿意使用这些工具，如此，心理工具才真正成为个体的一部分。这就需要辩证认识动机和认知、理性和非理性的关系，把智力开发与动机激发和培养相融合，这将有助于实现有效性和意愿性的统一。
参考文献
[1] Irvin S H. Intelligence and cognition: contemporary frames of reference.Martinus Nijhoff Publishers, 1987
[2] Jensen Arthur A. The g factor: the science of mental ability. Praeger publishers, 1998. 137~150
[3] Jensen A R. Jensen on Jensenism. Intelligence, 1998, 26: 181~208
[4] Jensen Arthur R. Process difference and Individual difference in Some Cognitive Tasks. Intelligence, 1987, 11: 107~136
[5] Dennis G. Understanding the nature of the general factor of intelligence: the role of individual difference in neural plasticity as an explanatory mechanism. Psychological review, 2002,109(1): 116~136
[6] Neubauer Aljoscha C. Intelligence and individual differences in becoming neurally efficient. Acta Psychologica, 2004, 116: 55~74
[7] Deary I L, Stough C. Intelligence and inspection time: achievements, prospects, and problems. American Psychologist, 1996, 51: 599~608
[8] Deary Ian J. Human intelligence differences: towards a combined experimental-differential approach. Trends in Cognitive Sciences, 2001, 4: 101~115
[9] McRorie M, Cooper C. Synaptic transmission correlates of general mental ability. Intelligence, 2004, 32: 263~275
[10] Edelman G M. The remembered present :a biological theory of consciousness. New York: basic books, 1989
[11] Ramey C T, Campbell, Assessing the intellectual consequences of early intervention with high-risk infants. American Journal of Mental Deficiency, 1977, 8: 318~324
[12] 吴天敏. 提高智慧的初步研究. 心理学报, 1983, 3: 56~62
[13] Larson G E. Cognitive correlates of General Intelligence: Toward a Process Theory of g. Intelligence, 1989, 13: 5~31
[14] Siegried Lehrl, Bernd Fisher. The basic parameters of human information processing: their role in the determination of intelligence. Personality and individual difference, 1988, 9: 883~896
[15] Campione Joseph C, Brown Ann L. Toward a Theory ofIntelligence : Contributions from Research With Retarded children. Intelligence, 1978, 2: 279~304
[16] Susane E . The Role of Working Memory Capacity and General Control Processing. Intelligence, 1995, 20: 169~189
[17] Kyllonen P C, Christal R E. Reasoning ability is (little more than)working memory capacity? Intelligence, 1990, 14: 389~433
[18] Grabner R H, Fink A, Stipacek A, et al. Intelligence and working memory systems: evidence of neural efficiency in alpha band ERD. Cognitive Brain Research. 2004, 20: 212~225
[19] Carpenter Partricia A. What one intelligence test measures: A theoretical account of the progressing in the Raven Progressive Matrices Test. Psychological Review, 1990, 97: 404~431
[20] Campione Joseph C, Brown Ann L. Toward a Theory ofIntelligence :Contributions from Research With Retarded Children. Intelligence, 1978, 2: 279~304
[21] 董奇, 周勇, 陈红兵. 自我监控与智力. 浙江人民出版社, 1996
[22] Meeker M N. The structure of Intellect: its interpretations and uses. Columbus, OH: Charles Merrill, 1969
[23] 转引自：屈凯. 论儿童哲学与逻辑心理教育. 江西教育学院学报, 1994, 1: 43~47
[24] 转引自：刘育明. 弗斯坦中界学习经验理论及其工具强化. 外国教育资料，1988: 1, 78~82
[25] Sternberg R J. Intelligence as Developing Expertise. Contemporary Educational Psychology, 1999, 24:359~375
[26] Sternberg R J. Intelligence as Developing Expertise. Contemporary Educational Psychology. 1999, 24: 359~375
[27] Schonfeld H, Herrmann D. Problem perception and knowledge structure in expert and novice mathematical problem-solvers. Journal of Experimental Psychology: Learning Memory and Cognition, 1982, 8(5): 484~494
[28] Sternberg R J. Abilities are forms of developing expertise. Educational researchers, 1998, 27(3):11~20
[29] Wortham R. Interactionally situated cognition: a classroom example. Cognitive Science, 2001,25 :37~66
[30] Brown A L, Barclay C R. The effects of training specific mnemonics on the metamneumonic efficiency of retarded children. Child Development, 1976, 47: 70~80
[31] Bernadette Berardi-Coletta, Dominowski Rober L. Metacognition and problem solving: a process-oriented approach. Journal of Experimental Psychology: Learning Memory and Cognition, 1995, 21: 205~223
[32] Gardner Howard. 杰出的头脑. 中国友谊出版公司, 2000. 6
[33] Sternberg R.J 成功智力. 华东师范大学出版社, 1999. 11
[34] Ivar Braten. Epistemological beliefs and implicit theories of intelligence as predictors of achievement goals. Contemporary Educational Psychology, 2004, 29: 371~388
[35] Kinlaw Ryan C, Kurtz-Costes Beth.The development of children beliefs about intelligence. Developmental Review, 2003, 23: 125~136
[36] Perkins D N, Grotzer T A. Teaching intelligence. American Psychologist, 1997, 52(10): 1125~1133
[37] Dweck C S. The role of expectations and attributions in the alleviation of learned helplessness. Journal of Personality and Social Psychology, 1975, 31: 674~685
[38] Robert Howard W. Objective evidence of rising population ability: a detailed examination of longitudinal chess data. Personality and Individual Differences, 2005, 38 :347~363
[39] Clancy Blair. Rising mean IQ: Cognitive demand of mathematics education for young children, population exposure to formal schooling, and the neurobiology of the prefrontal cortex. Intelligence, 2005, 33: 93~106
[40] 陈中永，郑雪. 中国多民族认知方式的跨文化研究. 辽宁民族出版社, 1995. 3
[41] Salomon. Distributed cognitions. New York: Cambridge University Press, 1993
[42] Gignac Gilles E. Openness, intelligence, and self-report intelligence. Intelligence, 2004, 32:133~143
[43] Luciano M. Personality, arousal theory and the relationship to cognitive ability as measured by inspection time and IQ. Personality and Individual Differences, 2004, 37: 1081~1089
[44] Koriat A, Levy-Sadot R. Conscious and unconscious metacognition: A rejoinder, consciousness and cognition, 2000, 9: 193~20
Advance in the Ideas and Practices of the Developing of Intelligence
Zhong Jianjun, Chen Zhongyong
继2004年北京大学率先在国内建立“智能科学与技术”本科专业之后,2005年,北京邮电大学、南开大学和西安电子科技大学;2006年,首都师范大学、北京信息科技大学、武汉工程大学和西安邮电学院;2007年,北京科技大学、厦门大学和湖南大学;2008年,河北工业大学和桂林电子科技大学;2009年,重庆邮电大学和大连海事大学;2010年,中南大学和上海理工大学先后经教育部批准先后设立了“智能科学与技术”本科专业[1-2]。在中国人工智能学会教育工作委员会的指导下,自2002年起,各相关专业教师定期召开智能科学与技术教育学术研讨会,并出版教育论文专辑,大力推进了我国智能科学与技术教育的健康、快速发展,并对我国智能科学技术的人才培养和学科建设起到了极大的带动作用。
作为一个发展中的新兴专业,目前各高校仍主要结合自身基础和特点建设该专业。如南开大学以智能技术与智能工程为核心专业课程[3];北京科技大学从社会需求角度出发,以提高学生软件实践能力为切入点[4];河北工业大学根据相关专业的就业现状,以提高学生硬件实践能力为着力点[5]。为了解决南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校共同面临的课程体系和教材建设等问题,三校教师分别于2010年6月16日和8月2日在南开大学、河北工业大学进行了两次研讨,现将研讨成果汇总于此。
1研讨背景
“智能科学与技术”专业自开办以来,不可避免地要回答如下3个方面的问题:
1) 来自用人单位的问题:“智能科学与技术”专业是做什么的?与其他专业相比优势何在?
2) 来自学生及家长的问题:“智能科学与技术”专业是学什么的?与其他专业相比优势何在?
3) 来自教师自身的问题:“智能科学与技术”专业应该教什么?与其他专业相比优势何在?
无论是做什么、学什么还是教什么,归根到底是课程体系和教材内容。无论是研究生课程下移(带来学生接受知识的困难),还是在其他专业教学体系基础上做简单的增、删、改(带来学生知识结构的凌乱),都是不行的,长此以往的后果将是没有优势,只有劣势。
南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校的“智能科学与技术”专业建设都源于自动化专业基础,而且都具有典型的工科特色;同时3所高校分别是教育部直属“985”高校、教育部直属国家“优势学科创新平台”建设项目试点高校和河北省属“211”高校,3所高校的“智能科学与技术”专业分别于2006、2007和2008年招生。3所高校在“智能科学与技术”专业建设上的异同特点以及地域便利的条件,为优势互补、交流融合提供了机遇。
2课程体系
根据研究任务的不同,智能科学技术涵盖的内容可以划分为智能科学、智能技术、智能工程三个层次[6]。
1) 智能科学:主要任务是研究人的智慧,建立人机结合系统理论,并用其模拟人的智慧。
2) 智能技术:在智能科学的框架内创建人机结合智能系统所需要的方法、工具和技术。
3) 智能工程:利用智能科学的理念和思想,充分运用智能技术工具创建各种应用系统。它是当前新技术、新产品、新产业的重要发展方向、开发策略和显著标志。
根据上述智能科学技术的划分,智能科学与技术专业的课程体系同样划分为理论、技术与工程应用3个层次,具体框架如图1所示。
需要说明的是,由于课时、学时等因素的限制,有些课程需要包含未列入课程的部分内容。如智能科学与技术概论课程内含系统论的简要介绍;智能控制系统包含可编程序控制器、智能传感器、智能执行器等内容;智能工程包含若干典型智能系统实例。
3教材建设
经南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校的讨论,一致认为工科专业应以技术和工程应用两个层次为核心,并将人工智能导论和智能信息处理两门课程的教材合并为智能技术。同时,根据南开大学侧重理论、北京科技大学侧重软件、河北工业大学侧重硬件的原则进行分工,编写对应课程的教学大纲和教材内容。
3.1智能技术
本课程包括智能计算和计算机视觉两部分,分别介绍以对人脑的物理结构进行模拟为主要特征的联接主义智能技术和以模拟人类视觉处理为主要特征的计算机视觉两部分。它是智能技术的主干内容;也是实现智能技术、组成智能系统的重要工具,属于本专业本科生的专业基础课。通过智能技术的学习,学生应能够掌握智能技术的基本原理和方法。通过课堂讲解、,并配合一定的作业练习、上机实验等环节,学生应初步具备运用智能技术和方法分析和解决问题的能力。本课程拟定90学时,其中授课54学时,实验36学时。
教材内容包括智能计算和计算机视觉两部分,智能计算部分包括神经网络、模糊理论和遗传算法/蚁群算法,计算机视觉包括计算机视觉导论、计算机视觉理论基础、图像预处理、图像分割、物体识别、图像理解、双目立体视觉、三维视觉技术、主动视觉。
神经网络讲授单个神经元(感知器)的动作原理,与实际生物神经元的对应关系;讲授BP神经网络的组成,网络的特性和对非线性函数的模拟功能;介绍BP算法的优、缺点;讲授H网络的组成结构,H网络在解决优化问题的优越性。模糊理论讲授模糊集合的概念,建立隶属度函数的概念;介绍模糊规则的建立原则,模糊规则与模糊系统收入输出量之间的关系;介绍模糊化以及模糊量精确化的几种常用方法。遗传算法和蚁群算法只作简要介绍,重点介绍这两种算法的特点和成功的应用实例,使学习者有一个感性认识,明确这种类型算法的“迭代”特点以及总体最优目标与个体行为之间的联系。
计算机视觉理论基础主要介绍Marr的视觉计算理论、图像的相关知识、傅立叶变换基础;图像预处理主要介绍像素亮度变换、几何变换、直方图修正、局部预处理、图像复原;图像分割主要介绍阈值处理方法、基于边界的分割方法、基于区域的分割方法;形状表示与描述主要介绍链码、使用片断序列描述边界、尺度空间方法、基于区域的形状表示与描述;物体识别主要介绍知识的表示、统计模式识别、神经元网络、遗传算法、模拟退火、模糊系统;图像理解主要介绍并行和串行处理控制、分层控制、非分层控制;双目立体视觉主要介绍双目立体视觉原理、精度分析、系统结构、立体成像、立体匹配、系统标定;三维视觉技术主要介绍结构光三维视觉原理、光模式投射系统、标定方法、光度立体视觉、由纹理恢复形状、激光测距法;主动视觉主要介绍从阴影恢复形状、从运动恢复结构、主动跟踪。
3.2智能控制理论与技术
本课程是“智能科学与技术”专业的一门重要专业课程,目的是使学生了解智能科学与控制理论结合所产生之智能控制理论的基本概念和应用价值;使学生熟知当前主流智能控制技术的种类,并掌握模糊控制、神经网络控制以及进化计算、群体智能的基础知识,了解智能技术与传统控制方法的结合点;加强MATLAB仿真实验的训练,以使学生更好地理解基础知识,培养学生使用高级智能控制方法解决实际控制问题的能力。本课程的学习将使学生加深对控制理论的理解,明晰智能技术在控制中的应用技巧,也为本科生继续深造打下基础。本课程拟定64学时,其中授课54学时,实验10学时。
教材内容包括智能控制概论,介绍智能控制的发展历程和应用领域,简介几种重要的智能控制方法;专家控制,简介专家系统的基本结构,讲授专家PID控制器的原理与设计方法;模糊控制,讲授模糊数学基础知识、传统的模糊控制原理和控制器设计与实现方法、模糊PID控制的两种形式,特别是PID控制参数的模糊整定技术;神经网络控制,讲授前馈神经网络和递归神经网络中几种典型的网络模型以及学习算法、基于神经网络的线性系统辨识技术、神经网络逆模控制等;进化计算与控制,讲授进化计算的概念、遗传算法的原理及其与其他智能方法的结合,介绍遗传机器人学;群体智能与控制,讲授蚁群算法的基本原理及其在控制问题中的应用,介绍群体机器人学。
3.3单片机原理与应用
本课程是“智能科学与技术”专业的一门专业课程,目的是使学生了解单片机的组成原理及常用控制算法的实现;掌握51系列单片机指令系统和一般汇编程序设计编写方法;熟悉常用的单片机硬件扩展技术;在此基础上,熟练掌握控制算法的单片机程序编写与调试。本课程拟定54学时,其中授课38学时,实验16学时。
教材内容包括单片机系统概述,介绍单片机定义、单片机发展过程及单片机硬件结构;单片机指令系统及程序设计,介绍指令系统和汇编语言程序设计;硬件资源及接口技术,介绍硬件资源和接口技术;单片机使用技术,介绍抗干扰技术、C语言应用程序设计;依次介绍PID控制器、状态反馈控制器、模糊控制器、系统辨识、卡尔曼滤波、滑模控制器、最优控制器、鲁棒控制器、自适应控制器、神经网络控制器的历史沿革、基本原理、常用形式和单片机具体实现方法。
3.4嵌入式系统
本课程以当前主流的嵌入式系统技术为背景,以嵌入式系统原理为基础,以嵌入式系统开发体系为骨架,以嵌入式控制系统开发为目标,较为全面地介绍嵌入式系统的基本概念、软硬件的基本体系结构、软硬件开发方法、相关开发工具、应用领域、热门领域的开发实例以及当前的一些前沿动态,为学生展示较为完整的嵌入式控制系统领域概况。本课程拟定64学时,其中授课48学时,实验16学时。
教材依据嵌入式控制系统的特征,将控制算法、嵌入式系统硬件、操作系统、应用程序设计及组态软件作为统一的技术平台介绍,突出嵌入式技术在控制系统中应用的特点,重点介绍嵌入式控制系统软硬件、电路、操作系统、实时性、可靠性等特性,从软件体系结构及开发的角度出发,强调实时调度、Bootloader、BSP、嵌入式实时多任务系统设计、交叉开发与仿真开发等关键技术,并特别引入了工业控制中需要的电磁兼容性设计和大量的典型嵌入式控制系统实例设计。通过本课程的学习,学生不但可以学会使用工具开发嵌入式软硬件,而且可以从总体角度选择适当的技术和方法,全面规划和设计嵌入式系统。
3.5智能工程
本课程是“智能科学与技术”专业的一门核心专业课程。面向智能技术的实际应用,着眼于解决工程应用中的技术问题,从典型系统设计案例分析出发,通过大量实验提高学生的工程实践能力。本课程拟定36学时,全部为授课学时。
教材内容包括智能工程概论,介绍智能工程现状、工程设计原则和工程实际流程;常用传感器原理,介绍传感器一般特性、光电式传感器和视觉传感器;典型智能系统设计案例,包括智能移动机器人、智能电梯群控电梯等系统。
3.6智能机器人
课程通过对一个具有代表性的仿人机器人的拆解,将知识点拆解成6个主要教学模块:1)机器人控制模块,介绍各类控制模块的原理与组成;2)机器人运动系统,介绍电机与舵机的原理与控制方法;3)机器人动作系统,介绍机器人各部件的协调控制;4)机器人视觉系统,介绍典型的超声波、影像传感器的原理与识别算法;5)机器人表现系统原理,介绍人与机器人的交互原理;6)机器人通信系统原理,介绍机器人之间的数据与信息传递方法。学生学习时,能够与基础知识相联系,并能掌握机器人这门技术,为从事机器人产品研发工作打下坚实的基础。本课程拟定54学时,其中授课44学时,实验10学时。
教材面向“智能科学与技术”专业,同时兼顾信息类专业学生编写,根据这类专业学生的知识结构和特点组织内容。从具体的机器人控制需求出发,将自动控制的基本理论和机器人控制特点相结合,讲授机器人控制系统的组成、规律、特点和设计方法。理论上反映当前的最新进展,内容上考虑初学者的需求,侧重普及性、实用性和新颖性,结构体系符合信息类和控制类专业学生的特点,力求简洁、清楚,对技术的叙述遵循目标、问题、理论依据、实现方法、实际情况、发展方向的方式。做到重点突出,符合实际,满足需要,指导性强。
3.7智能控制系统
本课程是“智能科学与技术”专业的一门专业课程,使学生了解智能控制系统的基础知识;掌握智能控制系统中最新的智能传感技术、智能控制器、智能执行能执行器及智能网络与接口技术;掌握智能控制系统中多个关键硬件装置的识别及其使用。通过学习多个智能控制系统的开发实例,学生应掌握智能控制系统的设计方法与技术,坚实地掌握最新智能控制系统知识,提高理论联系实际的能力,并为学习其他课程的打下坚实基础。本课程拟定64学时,其中授课48学时,实验16学时。
教材内容包括概述,介绍智能控制系统的基本概念、基本内容和机构及其发展趋势;智能传感系统,讲授智能数据采集技术、传感器智能化的数据处理方法、多传感器信息融合的方法、智能传感器实现方法与典型实例;智能控制器设计,讲授基于单片机的智能控制器设计及其应用、基于高性能嵌入式ARM的智能控制器设计及其应用、基于PLC的智能控制器设计及其应用;智能电动执行器,讲授智能电动执行器的硬件实现技术,软件设计技术以及典型的智能电动执行器实例及其应用;智能网络与接口技术,讲授无线传感器智能网络,工业现场总线网络以及智能传感器、智能控制器和智能执行器的网络接口实现技术;智能控制系统设计实例,综合利用前面的知识设计网络化智能压力传感器的系统设计、基于声音定位的智能机器人系统设计、基于微机电惯性传感器的汽车多路况智能防撞系统的设计、大型设备的PLC智能控制系统设计。
4结语
通过南开大学、北京科技大学和河北工业大学3所高校的研讨,我们凝练出较完整的“智能科学与技术”专业课程体系,体现出本专业的特色;提出可供3所高校共同使用的教学大纲和教材内容,体现出学生培养的工程实践导向。这些研究成果可以为开办“智能科学与技术”专业的兄弟院校进一步研讨提供蓝本,也可以为筹建该专业的高校所参考。
注:本文受到北京科技大学教学研究会第六批教学研究课题、北京科技大学教育教学研究基金青年教师教育教学研究立项项目、河北工业大学教改项目(2010-12)支持。
参考文献:
[1] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.
[2] 教育部关于公布2009年度高等学校专业设置备案或审批结果的通知[S]. 教高〔2010〕2号,2010.
[3] 方勇纯,刘景泰. 南开大学“智能科学与技术”专业教学体系与实验环境建设[J]. 计算机教育,2009(11):21-25.
[4] 石志国,刘冀伟,王志良.“智能科学与技术”本科专业软件实践类课程建设探讨[J]. 计算机教育,2009(11):93-97.
[5] 刘作军,张磊,杨鹏,等. 谈我校增设“智能科学与技术”专业的设想与措施[J]. 计算机教育,2009(11):53-56.
[6] 卢桂章. 无处不在的智能技术[J]. 计算机教育,2009(11):68-72.
A Study on the Course System and Textbook Construction for the Discipline of
Intelligence Science and Technology
YANG Peng1, ZHANG Jian-xun2, LIU Ji-wei3, ZHANG Lei1
(1. Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China; 2.Nankai University, Tianjin 300071, China;
在我们跨入21世纪之际，由现代信息技术，特别是网络技术引发的全球信息化浪潮冲击着传统社会生活的每一个角落，网络化、数据化、知识化已成为时代的主旋律。网络时代改变了整个社会经济的生产结构和劳动结构，打破了传统的企业管理模式和会计模式，由此，也动摇了传统会计理论的框架，其中，首当其冲的是改变了会计的时空观。
一、网络经济与会计
现代社会经历的信息革命是人类历史上文明发展的崭新阶段。随着20世纪40年代末信息论、系统论、控制论的产生，经典理论中关于宇宙\"实体\"和能量要素的观念被物质、能、信息三要素理论所取代。从信息角度对事物客体加以新的描述，已成为现代人的认识和思维方式。[1]目前，微电子技术、现代通讯技术、生物工程、人工智能、CI设计等知识密集型产业的迅速倔起，形成了继第一产业(农业)、第二产业(工业)、第三产业(商业)之后的第四产业，从而将人类社会从\"工业文明\"推进到\"信息文明\"。在现代信息技术的催化下，全球的网络经济已具雏形，网络己不仅仅是信息传递的媒介，更为企业的生产经营活动提供了新的场所，开创出一些全新的经济组织(如虚拟企业)和经营方式(如电子商务)。因特网给世界经济上足了发条:以往建立一个公司直到其上市，通常需要几年甚至十几年时间，可是今天的网络公司，从几个人的小作坊摇身一变成为几亿美元的上市公司，只需十个月;电子计算机从50年代开始发展，40多年间，从286到386……到奔腾，芯片的发展速度呈现出每18个月翻一番，同时保持成本基本不变的趋势，这就是著名的\"摩尔定律\"。因特网驱赶着IT业一路狂奔，加紧工作，不断创新，因为18个月后\"不成功便成仁\"。可以说，因特网己渗透到整个世界的每一角落，正深刻改变着经济社会的\"游戏规则\"。[2]
会计是社会生产力发展的产物，\"经济越发展，会计越重要\"。会计作为社会经济计量的支柱，从内容到形式总是体现着各个时代经济发展的主要风貌，它的不断发展标志着社会文明和经济管理的进步。就信息文明对会计学科的影响而言，它便会计发展史经历了由会计电算化到会计信息化两次重大变革。
会计电算化是以电子计算机替代人工记账、算账、报账的过程，它的出现是会计技术手段上的一次\"革命\"。会计电算化的到来，把广大会计工作人员从那种日夜埋头于抄写、计算、整理、汇总、核对等繁重的手工作业中解放出来，使他们得以腾出精力，逐渐由\"核算型\"转向\"管理型\"，从而提高了会计工作的效率，促进了会计工作的规范化，为整个管理规则的信息化和现代化奠定了基础。值得注意的是，尽管手工会计系统的纸张、笔墨、算盘己被电子计算机所替代，但会计规则(如会计假设、会计原则)并没有因使用计算机而改变。因此，有人将此时的电算化会计系统称之为\"手工会计系统的仿真\"。[3]
近期来，现代信息技术、尤其是网络技术在会计领域的应用和发展，预示着会计技术手段由会计电算化进一步跨越到会计信息化阶段。会计信息化的目标是通过将会计与现代信息技术(主要是网络技术)的有机结合，对会计基本理论与方法、会计实务工作、会计教育等多方面均进行全面发展，进而据以建立满足现代企业管理要求的会计信息系统。因此，会计信息化的本质是会计与现代信息技术相融合的一个发展过程。作为会计发展史上的又一个里程碑，会计信息化是一次\"质\"的飞跃，其意义在于:它不再是会计技术手段的简单替代，或电子计算机的延伸，而是由此引发的对现行会计规则的挑战，以及对传统会计理论与方法的整合。对此，一些有识之士，适时提出\"网络财务\"[4]或《网络会计\"的全新概念。
二、从网络经济角度重新审视会计的时空观
康德哲学认为，宇宙本体之下，最基本的范畴是时间和空间。经济学意义上的时空观意味着满足人类需求的衡量:农业文明，产品生产者就是自身产品的需求者，没有商品交换，没有产品的社会性，不需要也不可能跨越时间和空间去满足他人需要;工业文明，产品变成商品，扩大了人们的经济交往范围。商品生产者投人资本进行商品生产，资本是一种时间的等待，就是牺牲当前的消费，投资于长远的利益。此外，为实现商品价值，需要通过动力型的生产力，也就是蒸汽机来跨越商品生产者与商品消费者之间的空间距离;信息文明，由于因特网，世界变成了一个地球村，此刻，时间和空间的距离又变小了。只要在线，发个E@M队IL，瞬间即可沟通信息，与地球另一边的企业距离变得很近。如不上网，与隔壁企业的距离却很远，这完全是另外一种意义上的时空概念。因特网的本质就在于使时间和空间的距离为零，或近似于零，也就是便距离带来的磨擦系数降低，减少科斯所说的交易成本，加速度地实现商品流通。[5]
目前，随着信息文明的到来，会计所面临的社会环境和经济环境与工业时代相比，发生了巨大变化。但现行的会计理论与方法仍局限于工业文明的层次，这种过时的思维模式如同机器上的固定齿轮，僵化呆板而又缺乏大局观。如果从网络经济的角度重新审视，展示在我们面前的将是一片会计时空的新视野。
(一)网络会计的空间观对会计主体假设的影响
空间，是指运动着的物质的伸张性和广延性，一定的空间范围对物质运动的发展有制约和影响作用。传统会计的主体假设从空间上限定了会计工作的具体范围，在这一假设基础上，资产、负债、所有者权益、收入、费用、利润等基本要素才有空间的归属。[6]在网络经济时代，企业作为会计主体，其外延不断变化，至少表现在两个方面:
1．模糊性。例如，已构成母、子公司关系的企业集团出现后，会计为之服务的主体已具有双重性;再如，基于网络的一种临时性结盟组织(VIRTUALFIRMS虚拟公司)已不同于传统意义上的企业组织，它借助于计算机网络根据工作任务或市场变化的需要，可以迅速地进行分合、重组，即其\"主体\"可能时而膨胀、时而缩小、甚至解散;[7]以及近期出现并快速发展的基金项目。如此，便会计核算的空间范围处于一种模糊状况。对于会计主体的这种模糊性，需要重新认识和拓展会计主体假设的空间界限。
2．整合性。随着全球经济一体化和国际资木流动的加剧，企业间不断进行分化、重组、兼并，跨地区、跨行业、强弱联合、强强联合，成立企业集团，乃至跨国集团公司，会计主体呈不断整合之势。以往由于受传统方式的空间局限，集团型企业(总公司)对异地机构(子公司、分公司)的会计核算和财务管理，在技术难度和管理成本上都是高昂的。因而，在一定程度上，制约了资本的流动和企业的整合。基于互联网的会计系统突破了这一空间局限，无需远行，通过远程报表、远程监控，使物理距离变成鼠标距离，使其管理能力能够轻易地延伸到全球的任何一个结点。从而，也使得\"大企业变小\"、\"复杂机构变得简单明了\"。从这个意义上来说，又缩小了会计为之服务的空间范围。
(二)网络会计的时间观对持续经营、会计分期假设的影响
时间，是指事物运动的持续性和顺序性，是运动着的物质存在的形式。时间是无限的，但具体事物运动的时间是有限的，它是一种不可再生的资源。持续经营假设和会计分期假设确立了会计工作的时间范畴，前者设定会计主体是一个\"健康肌体\"，后者的设定是为了便于对会计主体\"健康状况\"的定期诊断。网络会计对持续经营、会计分期假设的突破表现在:
1．即时性。持续经营假设设定了企业在未来的一定期间内不会发生解体清算的前提条件，这是进行资产计价和收入配比、费用分配的基础。但现代经济中的不确定因素不断增加，随时都可能导致企业解体，比如，按照\"摩尔定律\"IT业企业的生命周朔只有18个月;而短期的基金项目、网络会计的虚拟公司是一种临时性组织，从事的多是一次易，完成后即告解散，生命周期极短，显示出即合即分的\"即时性\"特征。因此而引发对持续经营假设的否定，缩短了会计的时间界限。
2．实时性。会计分期假设为定期报告企业财务状况，确定经营损益提供了前提，同时，它也是权责发生制、会计要素确认与计量的依据。在网络环境下，计算机强大的运算和传输功能，使手工处理信息高成本的障碍被扫除。如果说PC时代的会计系统主要解决工作量问题，那么网络会计将在此基础上重点突破速度问题。时间上便会计核算从事后达到实时，财务管理从静态走向动态，只要需要，无需顾及和等待会计期末，击点鼠标即可生成所需的会计信息，丰富了会计信息的内容，提高了信息的质量和价值。由此，可以满足期货业务、衍生金融工具的特殊需求，满足广大投资者(股民)的投资需求，去年11月，国际会计准则委员会就了\"因特网上的会计报告\"的文件。网络会计的实时性便会计分期假设消除了时间的断点。
三、穿越网络时空隧道的会计反思
会计的时空观是构架会计理论与方法的哲学。网络环境下，它的重大改变必将引起会计系统的一系列变化:
l．集成化。会计信息是对企业经济活动的反映，其数据源于业务部门(如，人、财、物、供、产、销)。基于互联网的企业管理信息系统，将企业整个生产经营活动的每个信息采集点都纳入企业信息网之中，大量的数据通过网络从企业各个管理子系统(如生产管理系统、库存管理系统、人事管理系统)直接采集，并通过公共接口，与有关外部系统(如银行、税务、经销商等)相联结，便会计系统不再是信息的\"孤岛\"，绝大部分的业务信息能够实时转化，直接生成会计信息，会计数据处理呈集成化之势。
2．简捷化。由于电子计算机具有强大的运算功能，系统由计算机来执行从会计凭证到财务报告全过程的信息处理，人工干预大大减少，客观上消除了手工方式下信息处理过程的诸多技术环节，如平行登记、错帐更正、过帐、结帐、对帐、试算平衡等。[8]再者，计算机又承担起存货计价、成本计算和计提折旧等繁杂的核算工作。因此，相对于手工会计而言，会计电算化的技术性及其复杂程度也大幅度降低，传统的手工会计处理将逐渐退出历史舞台。
3．多元化。即:(1)收集与提供信息多元化。在经济社会一体化、数字化、网络化的基础上，会计系统通过对企业内外各个机构、部门的信息接口转换、接收货币形态的信息，同时亦可接收非货币形态的相关信息，其信息渠道更加宽敞;随着多媒体技术的采用，电算系统除了提供数字化信息，也可提供图形化信息(如财务分析、预测的直方图、折线图)以及语音化信息(如有声财务分析报告);(2)处理信息方法多元化。电算化条件下，会计系统在主体认定的计算方法(如固定资产折旧的直线法)的同时，如果需要亦可选用其他备选方法(如双倍余额递减法、年数总和法)进行计算，比较差异。为加强管理与考核，甚至可以启用手工方式下所不得不放弃的核算方法，例如，零售企业的\"售价数量金额核算法\"、工业企业的\"作业成本法\"等全新的核算方法;此外，由于系统可以接收(或调用)大量非货币形态的相关信息，便于系统运用有关数学模型，进行财务分析、预测和决策;(3)提供信息空间多元化。借助于信息处理方法多元化的结果，会计系统提供信息的空间非常广阔，根据需要，有货币形态的信息，亦有非货币形态的相关信息(如职工的招聘与下岗、社会公益事项)，既有历史信息(历史成本)，也有现在信息(重置成本、公允价值)和未来信息(预定成本、目标利润)，最终的会计信息将摆脱现有模式，能够满足不同用户的个性需要，用户可以通过\"菜单\"或\"会计频道\"，[9]选择搭配会计信息的\"套餐\"或\"节目\"。
4．电子化。我国会计电算化的初级阶段便会计手段由算盘到键盘，从账本到磁盘。而网络会计将便会计介质继续变化，迅速走向电子化，如各种发票、结算单据均以电子化的形式出现，会计数据流动过程中的签字盖章等传统确认手段失去意义。此外，随着电子商务的兴起，货币的\"质地\"也将变化，不再是原来的纸币或硬币。网络会计环境是一个集供应商、生产商、经销商、用户、银行等机构为一体的网络体系，巴不存在货款的直接交易，而代之以电子货币进行网上结算。计算机信息处理的集中性、自动性，使传统职权分割的控制作用近于消失，信息载体的改变及其共享程度的提高，又使手工系统以记账规则为核心的控制体系失效。[10]对此，现代信息技术给企业的内部控制赋予了新的内涵:如口令控制、数据加密、职能权限管理、访问时间权限管理、操作日志管理等。
5．开放化。基于互联网的会计系统，大量的数据通过网络是从企业内外有关系统(如证监会、银行、企业的生产部广]、人事部门等)直接采集。特别是企业外部的各个机构、部门(如会计师事务所、财政、审计、税务、银行、证券监管、保险监管等)可根据授权，在线访问，通过Intemet进入企业内部，直接调阅会计信息。瞬间沟通便会计信息系统由封闭走向开放，由数据的微观处理逐步登上宏观数据运作的殿堂。对此，企业会计信息系统必须注意系统的安全性，加强回叫设备(C/L「一BM旺DEVIC磅)以及防火墙(FI旺WML)等技术，防止网上泄密和恶意攻击。[11]会计信息透明度的增强，有效地避免会计处理的\"黑箱\"操作，有利于对企业会计信息系统的社会监督和政府监督。
6．智能化。电算化会计系统可以理解为一个由人、电子计算机系统、网络系统、数据及程序等有机结合的应用系统。它不仅具有核算功能，而且更具控制功能和管理功能，因此，它离不开与人的相互作用，尤其是预测与辅助决策的功能必须在管理人员的参与下才能完成。所以，会计信息化不再是一个简单的模拟手工方式的\"仿真型\"或\"傻瓜型\"系统，而是一个人机交互作用的\"智能型\"系统。目前，随着我国经济体制改革的深化，面对已经来临的全球化知识经济的浪潮，会计工作加快了由核算型向管理型的重心转移。由此，要求会计系统必须放大功能，而网络会计所表现出来的集成性、简捷性、开放性、多元性、实时性等技术特征，为此提供了坚实的技术基础。并且，在这种战略性转移的过程中又不断推陈出新，例如，建立以会计为核心的\"企业管理信息系统(EIP)\"[lz]、\"智能型会计专家系统\"等，从而，又推动会计职能向更深的层次延伸。
综上所述，在网络经济环境下，会计系统以计算机、网络技术等新型的信息处理工具置换了传统的纸张、笔墨和算盘。而这种置换不仅仅是简单的工具改变，也不再是手工会计的简单模拟，更重要的是它所带来的对传统会计理念、理论与方法前所未有的、强烈的冲击与反思，如果我们能够认识到这一点，充分发挥现代信息技术的潜能，将会引发又一场会计发展史上的大革命。
主要参考文献:
1(美)A沃尔勃特·信息经济学·吉林:吉林大学出版社·1992
2石子强·改变游戏规则·北京晚报，北京:北京晚报社，2000年2月15日
3薛云奎·电算化会计的局限:仿真手工·财会世界，北京:中国财经报社，2000年2月24日
4王文京、胡迸平·网络财务时代扑面而来·会计研究，1999;10:37一41
5奇平;无需远行，无需久等·南方周末，广东:南方周末报社，1999年11月5日
6王世定·论会计假设·见:中国会计学会，1994年会计学论文选，北京:中国财经出版社，1996:157一169
7雷光勇、黄斌·试论网络公司及其对财务会计的影响·会计研究，1999;1:24一27
8刘志涛·会计电算化对会计理论和实务发展影响的研究·见:中国会计学会，中国会计学会重点科研课题文集，北京:中国财经出版社，1998:33一48
9薛云奎·管理集成与会计频道·会计研究，1999;11:30一36
在我们跨入21世纪之际，由现代信息技术，特别是网络技术引发的全球信息化浪潮冲击着传统社会生活的每一个角落，网络化、数据化、知识化已成为时代的主旋律。网络时代改变了整个社会经济的生产结构和劳动结构，打破了传统的企业管理模式和会计模式，由此，也动摇了传统会计理论的框架，其中，首当其冲的是改变了会计的时空观。
一、网络经济与会计
现代社会经历的信息革命是人类历史上文明发展的崭新阶段。随着20世纪40年代末信息论、系统论、控制论的产生，经典理论中关于宇宙\"实体\"和能量要素的观念被物质、能、信息三要素理论所取代。从信息角度对事物客体加以新的描述，已成为现代人的认识和思维方式。[1]目前，微电子技术、现代通讯技术、生物工程、人工智能、CI设计等知识密集型产业的迅速倔起，形成了继第一产业(农业)、第二产业(工业)、第三产业(商业)之后的第四产业，从而将人类社会从\"工业文明\"推进到\"信息文明\"。在现代信息技术的催化下，全球的网络经济已具雏形，网络己不仅仅是信息传递的媒介，更为企业的生产经营活动提供了新的场所，开创出一些全新的经济组织(如虚拟企业)和经营方式(如电子商务)。因特网给世界经济上足了发条:以往建立一个公司直到其上市，通常需要几年甚至十几年时间，可是今天的网络公司，从几个人的小作坊摇身一变成为几亿美元的上市公司，只需十个月;电子计算机从50年代开始发展，40多年间，从286到386……到奔腾，芯片的发展速度呈现出每18个月翻一番，同时保持成本基本不变的趋势，这就是著名的\"摩尔定律\"。因特网驱赶着IT业一路狂奔，加紧工作，不断创新，因为18个月后\"不成功便成仁\"。可以说，因特网己渗透到整个世界的每一角落，正深刻改变着经济社会的\"游戏规则\"。[2]
会计是社会生产力发展的产物，\"经济越发展，会计越重要\"。会计作为社会经济计量的支柱，从内容到形式总是体现着各个时代经济发展的主要风貌，它的不断发展标志着社会文明和经济管理的进步。就信息文明对会计学科的影响而言，它便会计发展史经历了由会计电算化到会计信息化两次重大变革。
会计电算化是以电子计算机替代人工记账、算账、报账的过程，它的出现是会计技术手段上的一次\"革命\"。会计电算化的到来，把广大会计工作人员从那种日夜埋头于抄写、计算、整理、汇总、核对等繁重的手工作业中解放出来，使他们得以腾出精力，逐渐由\"核算型\"转向\"管理型\"，从而提高了会计工作的效率，促进了会计工作的规范化，为整个管理规则的信息化和现代化奠定了基础。值得注意的是，尽管手工会计系统的纸张、笔墨、算盘己被电子计算机所替代，但会计规则(如会计假设、会计原则)并没有因使用计算机而改变。因此，有人将此时的电算化会计系统称之为\"手工会计系统的仿真\"。[3]
近期来，现代信息技术、尤其是网络技术在会计领域的应用和发展，预示着会计技术手段由会计电算化进一步跨越到会计信息化阶段。会计信息化的目标是通过将会计与现代信息技术(主要是网络技术)的有机结合，对会计基本理论与方法、会计实务工作、会计教育等多方面均进行全面发展，进而据以建立满足现代企业管理要求的会计信息系统。因此，会计信息化的本质是会计与现代信息技术相融合的一个发展过程。作为会计发展史上的又一个里程碑，会计信息化是一次\"质\"的飞跃，其意义在于:它不再是会计技术手段的简单替代，或电子计算机的延伸，而是由此引发的对现行会计规则的挑战，以及对传统会计理论与方法的整合。对此，一些有识之士，适时提出\"网络财务\"[4]或《网络会计\"的全新概念。
二、从网络经济角度重新审视会计的时空观
康德哲学认为，宇宙本体之下，最基本的范畴是时间和空间。经济学意义上的时空观意味着满足人类需求的衡量:农业文明，产品生产者就是自身产品的需求者，没有商品交换，没有产品的社会性，不需要也不可能跨越时间和空间去满足他人需要;工业文明，产品变成商品，扩大了人们的经济交往范围。商品生产者投人资本进行商品生产，资本是一种时间的等待，就是牺牲当前的消费，投资于长远的利益。此外，为实现商品价值，需要通过动力型的生产力，也就是蒸汽机来跨越商品生产者与商品消费者之间的空间距离;信息文明，由于因特网，世界变成了一个地球村，此刻，时间和空间的距离又变小了。只要在线，发个E@M队IL，瞬间即可沟通信息，与地球另一边的企业距离变得很近。如不上网，与隔壁企业的距离却很远，这完全是另外一种意义上的时空概念。因特网的本质就在于使时间和空间的距离为零，或近似于零，也就是便距离带来的磨擦系数降低，减少科斯所说的交易成本，加速度地实现商品流通。[5]
目前，随着信息文明的到来，会计所面临的社会环境和经济环境与工业时代相比，发生了巨大变化。但现行的会计理论与方法仍局限于工业文明的层次，这种过时的思维模式如同机器上的固定齿轮，僵化呆板而又缺乏大局观。如果从网络经济的角度重新审视，展示在我们面前的将是一片会计时空的新视野。
(一)网络会计的空间观对会计主体假设的影响
空间，是指运动着的物质的伸张性和广延性，一定的空间范围对物质运动的发展有制约和影响作用。传统会计的主体假设从空间上限定了会计工作的具体范围，在这一假设基础上，资产、负债、所有者权益、收入、费用、利润等基本要素才有空间的归属。[6]在网络经济时代，企业作为会计主体，其外延不断变化，至少表现在两个方面:
1．模糊性。例如，已构成母、子公司关系的企业集团出现后，会计为之服务的主体已具有双重性;再如，基于网络的一种临时性结盟组织(VIRTUALFIRMS虚拟公司)已不同于传统意义上的企业组织，它借助于计算机网络根据工作任务或市场变化的需要，可以迅速地进行分合、重组，即其\"主体\"可能时而膨胀、时而缩小、甚至解散;[7]以及近期出现并快速发展的基金项目。如此，便会计核算的空间范围处于一种模糊状况。对于会计主体的这种模糊性，需要重新认识和拓展会计主体假设的空间界限。
2．整合性。随着全球经济一体化和国际资木流动的加剧，企业间不断进行分化、重组、兼并，跨地区、跨行业、强弱联合、强强联合，成立企业集团，乃至跨国集团公司，会计主体呈不断整合之势。以往由于受传统方式的空间局限，集团型企业(总公司)对异地机构(子公司、分公司)的会计核算和财务管理，在技术难度和管理成本上都是高昂的。因而，在一定程度上，制约了资本的流动和企业的整合。基于互联网的会计系统突破了这一空间局限，无需远行，通过远程报表、远程监控，使物理距离变成鼠标距离，使其管理能力能够轻易地延伸到全球的任何一个结点。从而，也使得\"大企业变小\"、\"复杂机构变得简单明了\"。从这个意义上来说，又缩小了会计为之服务的空间范围。
(二)网络会计的时间观对持续经营、会计分期假设的影响
时间，是指事物运动的持续性和顺序性，是运动着的物质存在的形式。时间是无限的，但具体事物运动的时间是有限的，它是一种不可再生的资源。持续经营假设和会计分期假设确立了会计工作的时间范畴，前者设定会计主体是一个\"健康肌体\"，后者的设定是为了便于对会计主体\"健康状况\"的定期诊断。网络会计对持续经营、会计分期假设的突破表现在:
1．即时性。持续经营假设设定了企业在未来的一定期间内不会发生解体清算的前提条件，这是进行资产计价和收入配比、费用分配的基础。但现代经济中的不确定因素不断增加，随时都可能导致企业解体，比如，按照\"摩尔定律\"IT业企业的生命周朔只有18个月;而短期的基金项目、网络会计的虚拟公司是一种临时性组织，从事的多是一次易，完成后即告解散，生命周期极短，显示出即合即分的\"即时性\"特征。因此而引发对持续经营假设的否定，缩短了会计的时间界限。
2．实时性。会计分期假设为定期报告企业财务状况，确定经营损益提供了前提，同时，它也是权责发生制、会计要素确认与计量的依据。在网络环境下，计算机强大的运算和传输功能，使手工处理信息高成本的障碍被扫除。如果说PC时代的会计系统主要解决工作量问题，那么网络会计将在此基础上重点突破速度问题。时间上便会计核算从事后达到实时，财务管理从静态走向动态，只要需要，无需顾及和等待会计期末，击点鼠标即可生成所需的会计信息，丰富了会计信息的内容，提高了信息的质量和价值。由此，可以满足期货业务、衍生金融工具的特殊需求，满足广大投资者(股民)的投资需求，去年11月，国际会计准则委员会就了\"因特网上的会计报告\"的文件。网络会计的实时性便会计分期假设消除了时间的断点。
三、穿越网络时空隧道的会计反思
会计的时空观是构架会计理论与方法的哲学。网络环境下，它的重大改变必将引起会计系统的一系列变化:
l．集成化。会计信息是对企业经济活动的反映，其数据源于业务部门(如，人、财、物、供、产、销)。基于互联网的企业管理信息系统，将企业整个生产经营活动的每个信息采集点都纳入企业信息网之中，大量的数据通过网络从企业各个管理子系统(如生产管理系统、库存管理系统、人事管理系统)直接采集，并通过公共接口，与有关外部系统(如银行、税务、经销商等)相联结，便会计系统不再是信息的\"孤岛\"，绝大部分的业务信息能够实时转化，直接生成会计信息，会计数据处理呈集成化之势。
2．简捷化。由于电子计算机具有强大的运算功能，系统由计算机来执行从会计凭证到财务报告全过程的信息处理，人工干预大大减少，客观上消除了手工方式下信息处理过程的诸多技术环节，如平行登记、错帐更正、过帐、结帐、对帐、试算平衡等。[8]再者，计算机又承担起存货计价、成本计算和计提折旧等繁杂的核算工作。因此，相对于手工会计而言，会计电算化的技术性及其复杂程度也大幅度降低，传统的手工会计处理将逐渐退出历史舞台。
3．多元化。即:(1)收集与提供信息多元化。在经济社会一体化、数字化、网络化的基础上，会计系统通过对企业内外各个机构、部门的信息接口转换、接收货币形态的信息，同时亦可接收非货币形态的相关信息，其信息渠道更加宽敞;随着多媒体技术的采用，电算系统除了提供数字化信息，也可提供图形化信息(如财务分析、预测的直方图、折线图)以及语音化信息(如有声财务分析报告);(2)处理信息方法多元化。电算化条件下，会计系统在主体认定的计算方法(如固定资产折旧的直线法)的同时，如果需要亦可选用其他备选方法(如双倍余额递减法、年数总和法)进行计算，比较差异。为加强管理与考核，甚至可以启用手工方式下所不得不放弃的核算方法，例如，零售企业的\"售价数量金额核算法\"、工业企业的\"作业成本法\"等全新的核算方法;此外，由于系统可以接收(或调用)大量非货币形态的相关信息，便于系统运用有关数学模型，进行财务分析、预测和决策;(3)提供信息空间多元化。借助于信息处理方法多元化的结果，会计系统提供信息的空间非常广阔，根据需要，有货币形态的信息，亦有非货币形态的相关信息(如职工的招聘与下岗、社会公益事项)，既有历史信息(历史成本)，也有现在信息(重置成本、公允价值)和未来信息(预定成本、目标利润)，最终的会计信息将摆脱现有模式，能够满足不同用户的个性需要，用户可以通过\"菜单\"或\"会计频道\"，[9]选择搭配会计信息的\"套餐\"或\"节目\"。
4．电子化。我国会计电算化的初级阶段便会计手段由算盘到键盘，从账本到磁盘。而网络会计将便会计介质继续变化，迅速走向电子化，如各种发票、结算单据均以电子化的形式出现，会计数据流动过程中的签字盖章等传统确认手段失去意义。此外，随着电子商务的兴起，货币的\"质地\"也将变化，不再是原来的纸币或硬币。网络会计环境是一个集供应商、生产商、经销商、用户、银行等机构为一体的网络体系，巴不存在货款的直接交易，而代之以电子货币进行网上结算。计算机信息处理的集中性、自动性，使传统职权分割的控制作用近于消失，信息载体的改变及其共享程度的提高，又使手工系统以记账规则为核心的控制体系失效。[10]对此，现代信息技术给企业的内部控制赋予了新的内涵:如口令控制、数据加密、职能权限管理、访问时间权限管理、操作日志管理等。
5．开放化。基于互联网的会计系统，大量的数据通过网络是从企业内外有关系统(如证监会、银行、企业的生产部广]、人事部门等)直接采集。特别是企业外部的各个机构、部门(如会计师事务所、财政、审计、税务、银行、证券监管、保险监管等)可根据授权，在线访问，通过Intemet进入企业内部，直接调阅会计信息。瞬间沟通便会计信息系统由封闭走向开放，由数据的微观处理逐步登上宏观数据运作的殿堂。对此，企业会计信息系统必须注意系统的安全性，加强回叫设备(C/L「一BM旺DEVIC磅)以及防火墙(FI旺WML)等技术，防止网上泄密和恶意攻击。[11]会计信息透明度的增强，有效地避免会计处理的\"黑箱\"操作，有利于对企业会计信息系统的社会监督和政府监督。
6．智能化。电算化会计系统可以理解为一个由人、电子计算机系统、网络系统、数据及程序等有机结合的应用系统。它不仅具有核算功能，而且更具控制功能和管理功能，因此，它离不开与人的相互作用，尤其是预测与辅助决策的功能必须在管理人员的参与下才能完成。所以，会计信息化不再是一个简单的模拟手工方式的\"仿真型\"或\"傻瓜型\"系统，而是一个人机交互作用的\"智能型\"系统。目前，随着我国经济体制改革的深化，面对已经来临的全球化知识经济的浪潮，会计工作加快了由核算型向管理型的重心转移。由此，要求会计系统必须放大功能，而网络会计所表现出来的集成性、简捷性、开放性、多元性、实时性等技术特征，为此提供了坚实的技术基础。并且，在这种战略性转移的过程中又不断推陈出新，例如，建立以会计为核心的\"企业管理信息系统(EIP)\"[lz]、\"智能型会计专家系统\"等，从而，又推动会计职能向更深的层次延伸。
综上所述，在网络经济环境下，会计系统以计算机、网络技术等新型的信息处理工具置换了传统的纸张、笔墨和算盘。而这种置换不仅仅是简单的工具改变，也不再是手工会计的简单模拟，更重要的是它所带来的对传统会计理念、理论与方法前所未有的、强烈的冲击与反思，如果我们能够认识到这一点，充分发挥现代信息技术的潜能，将会引发又一场会计发展史上的大革命。
主要参考文献:
1(美)A沃尔勃特·信息经济学·吉林:吉林大学出版社·1992
2石子强·改变游戏规则·北京晚报，北京:北京晚报社，2000年2月15日
3薛云奎·电算化会计的局限:仿真手工·财会世界，北京:中国财经报社，2000年2月24日
4王文京、胡迸平·网络财务时代扑面而来·会计研究，1999;10:37一41
5奇平;无需远行，无需久等·南方周末，广东:南方周末报社，1999年11月5日
6王世定·论会计假设·见:中国会计学会，1994年会计学论文选，北京:中国财经出版社，1996:157一169
7雷光勇、黄斌·试论网络公司及其对财务会计的影响·会计研究，1999;1:24一27
8刘志涛·会计电算化对会计理论和实务发展影响的研究·见:中国会计学会，中国会计学会重点科研课题文集，北京:中国财经出版社，1998:33一48
9薛云奎·管理集成与会计频道·会计研究，1999;11:30一36
