功能要求论文范文（精选10篇）
功能要求论文 第1篇
图1a是常见的机械零件。设计时, 为了明确控制4个孔相对A轴线和B平面的相互位置误差, 往往采用形状和位置公差的方式, 也就是需要由两个或者三个单独的基准按照一定的顺序构成的基准体系来确定被测要素的几何位置关系。在图1b、图1c、图1d中的基准体系中, 可以看到采用的是三种不同的基准顺序。
这三种不同的表达方法中, 主要区别在于基准体系中两个基准的前后顺序不同。那么, 对于同样的机械零件, 基准前后顺序的差别将会对机械零件的设计、制造、使用产生哪些影响呢?
2 基准 (Datum) 和基准体系 (Datum Reference Frame) 的概念
所谓基准, 是与被测要素有关且用来确定其几何位置关系的一个几何理想要素 (如轴线、直线、平面等) , 一般可由零件上的一个或者多个要素构成。而基准体系则是由两个或三个单独的基准构成的基准组合, 以便用来确定被测要素的几何位置关系的系统。换句话说, 基准表示的是一个理论上精确的几何形状, 基准系统表示的是一个理论上正确的空间位置。
从理论力学中可以知道, 一个在空间中处于自由状态的刚体, 具有六个自由度, 即:沿三个互相垂直的坐标轴的移动自由度, 以及绕这三个坐标轴转动的自由度。基准体系的建立实际上就是通过对这六个自由度的约束, 以使其位置固定、唯一。表1是表示基准及其控制的自由度示意图。其中, TX、TY、TZ表示沿X、Y、Z三个坐标轴的移动自由度, RX、RY、RZ表示沿X、Y、Z三个坐标轴的转动自由度。
图2是机械图样中表示基准体系的形位公差框格。图2中, A、B就是单独的两个基准, 而由A、B基准构成的基准组合则是基准体系。图2表示的就是在A、B组成的基准体系中, 被测要素相对于理想的空间位置的变动量 (本例遵循最大实体原则, 所以加注符号“M”) 。
3 基准的先后顺序不同, 表达的结果也不相同
在基准体系中, 不同基准的先后顺序是根据零件的功能要求而定的。事实上, 在图样上标注的基准的先后顺序对实际控制的结果的影响是很大的。国家标准GB/T 17851-1999《形状和位置公差、基准和基准体系》有明确规定“当一个基准体系由两个或三个要素建立时, 它们的基准代号字母应按各基准的优先顺序在公差框格的第三格到第五格中依次标出”。
下面将通过实例说明不同的基准先后顺序表达的不同结果。
3.1 实例一
图3是一个平带轮和轴的装配示意图。在设计阶段, 为了保证带轮平稳运转, 设计人员往往希望带轮外圆柱面的轴心线与轴的轴心线重合。在分析带轮和轴的功能时, 尤其是带轮和轴之间的装配连接时, 就会发现只有首先保证带轮的法兰部位和轴的端面贴合, 然后在保证同轴度的情况下将轴穿过带轮中心孔, 才能保证带轮的正常工作, 因此我们经常按照图4所示进行形位公差标注。
由图4可以看出, A为第一基准 (主要基准) , 它是位于实体外部、并且直径为30的圆形表面形成的区域的切面;B为第二基准 (辅助基准) , 它是与A垂直、并且内接于实际孔的最大圆柱的轴心线。本基准系统的设计初衷是:先将带轮的法兰部位和轴的端面紧密贴合 (实际上消除了TY、RX、RY三个自由度) , 然后在保证同轴度的条件下将轴穿入带轮中心孔, 最后完成装配 (实际上消除了TX、TZ两个自由度, 虽然还余下一个自由度, 但由于这两个零件对轴心线无定位要求, 即加工和装配该零件时, 带轮和轴可以自由转动, 而不会影响加工和装配要求) 。按照这个基准顺序组成的基准体系正确地模拟了带轮正常的装配环境和工作环境, 符合设计人员的意图。
假设改变A、B基准的先后顺序, 就会建立另外的基准体系。在图5a中, B基准为第一基准, A基准为第二基准。其实建立这个基准体系的意图是这样的:先将轴穿入带轮中心孔, 并紧密贴和 (消除TX、TZ、RX、RZ四个自由度) , 然后再使带轮的A面贴紧轴的端面B (消除TY一个自由度, 还剩下一个RY不影响加工和装配) 。但实际上, 由于制造误差的存在, 假设带轮的A面和带轮的轴心线不垂直, 这样, 当轴穿入带轮中心孔的时候, 由于已经消除了TX、TZ、RX、RZ四个自由度, 轴的端面非常有可能和带轮无法贴严 (接触面较长, 图5b) 或者贴严后带轮已经偏斜 (接触面较短, 图5c) 。也就是说, 虽然零件的制造符合设计规范, 但是由于设计的基准体系存在错误, 因此使装配无法进行或者装配后无法正常使用。换言之, 该基准体系没有真实模拟出零件的装配过程, 造成了装配、使用的困难。
3.2 实例二
现在回来看图1所示的零件, 在图1a中, 设计人员希望4个小孔的轴心线平行于基准A的轴心线, 并且垂直于B基准面, 这样才能保证和其他零件的装配。
图6表示了三种不同的基准体系。
在图6a中, 圆柱的轴心线A为第一基准, B平面为第二基准, 此时位置度要求可以理解为任意4孔轴心线与A轴心线的平行度要求最为重要, B面与A轴的垂直度是次要的。但是由于制造误差的存在, 同样有可能造成如上例中装配时无法贴严或者贴严后已经偏斜的现象。
而在图6b中, B平面为第一基准, 则此时位置度要求可以理解为4孔轴心线与B面的垂直度要求尤为重要, 也就是说, 先保证装配时贴和, 然后在满足位置度要求的前提下进行装配。因此, 这种表达方法是准确的, 基准体系正确地模拟了零件的装配环境和工作环境, 符合设计人员的意图。
在图6c中, 基准后面附加了表示相关原则的符号“M”, 意义又和前面不同。实际上, 对于图中的零件, 图6c的表达方法有很大的优越性, 在实际中也广泛应用。
3.3 实例三
在齿轮和轴装配的过程中, 经常遇到图7a的结构。分析该结构的功能和装配条件时, 设计者希望齿轮的左端面既和基准A表示的轴心线垂直, 又和基准B表示的端面平行 (图7b) ;在装配时, 先和基准A表示的圆柱面贴和 (接触面较长, 消除TX、TZ、RX、RZ四个自由度) , 再与B面接触 (消除TY一个自由度, 余下一个RY自由度对装配不受影响) , 图7c中的基准体系则准确地表达了设计和装配意图, 真实模拟了齿轮与轴之间的位置关系。
而如果仅仅强调齿轮左端面和端面B的位置, 而忽略和基准A的关系, 则这样的基准体系将不具有功能性, 同理, 有可能虽然制造出符合设计规范的零件, 但却不能完成装配 (图7d) 。
4 基准体系中基准的先后顺序的确定
下面以一个实例详细说明基准先后顺序的确定和其表达的意义。
图8a所示是液体管路中的一个装配部件图, 为了使装配紧密, 确保液体流经时不泄漏, 分配器 (图8b) 的位置是由本体上的一个端面、本体中心孔和分配器的圆柱、定位键确定的, 并用螺栓最后固定 (图8c) 。
首先对分配器的装配原理和消除的自由度进行分析。装配时, 首先要使分配器的端面和本体的端面贴和 (消除RX、RZ、TY三个自由度) , 然后进行径向定位, 穿入轴 (消除TX、TZ两个自由度) , 接着增加一个圆周方向的定位, 防止分配器偏转, 使液体通孔对正 (消除RY一个自由度) 。这样, 分配器就会准确、唯一的安装在本体上了。
根据以上分析, 就可以按照一定的顺序确定组成基准体系的各个基准了。由于端面A是需要首先贴和的部位, 因此将端面A (实质是位于实体外的切面) 作为主要基准 (图9a) ;接着进行径向定位, 分配器的短圆柱的轴心线B成为第二基准 (辅助基准, 与“A”垂直的最小圆柱体的轴心线) ;为了防止分配器偏转, 保证键槽位置准确, 还要引入第三基准C (图9b) 。基准C的建立是这样的:与平面A垂直且经过轴心线B, 同时还要使它位于键槽的两个侧面的中间平面上 (图9c) 。
至此, 分配器形位公差的基准体系就准确的确定起来了。在这个基准体系中, 可以清晰地看到, 分配器三个螺栓孔的公差带的是在理论正确位置上的三个直径为0.2的圆柱 (图10) 。也只有在这个体系中, 分配器才能正常装配并发挥其功能和作用。
在基准体系的确定过程中, 最终被选定的基准应该综合考虑以下各种因素。
a.考虑功能性 (Function) : (1) 基准应该考虑选择在零件装配的配合面上; (2) 被选做基准的要素 (如轴线、直线、平面等) 应该使因装配产生的偏差最小化; (3) 零件的基准应该能够代表实际零件的某些特征关系。
b.考虑基准的可重复性 (Repeatability) : (1) 基准自身必须在制造过程中保持尺寸稳定; (2) 基准必须具有可重复性, 不会因装配、拆卸而变化; (3) 基准要素应该对各种尺寸误差或者形位误差不敏感。
c.考虑基准的一致性 (Coordinated) : (1) 建立的基准体系应该在零件的制造、检测和装配过程中尽量共用、一致; (2) 零件的制造过程中的基准、零件的检具基准、零件的工装基准和子系统的基准必须一致。
5 结束语
在形位公差的基准体系中, 基准的顺序对实际控制结果影响很大。这些都已经在实践中被广泛证明。正确按照一定的先后顺序确定基准体系, 其优越性在于: (1) 通过确定符合零件在其环境中的均衡条件的基准体系能有效地提高产品质量; (2) 通过使用与产品规范、生产方法和确认方法相适应的基准体系能有效地降低生产成本。
摘要：在形位公差基准体系中, 各个基准的前后顺序对实际的控制结果影响很大。本文通过列举实例的方式分析了基准前后顺序不同所产生的不同结果, 并说明了基准体系确定的方法以及正确确定基准体系的积极意义。
关键词：基准,基准体系,顺序,自由度,功能
参考文献
[1]国家标准GB 17851-1999.形状和位置公差基准和基准体系[S].北京:中国标准出版社, 1999.
[2]国际标准化组织.ISO 5459:1981 Geometricaltolerancing-Datums and datum-systems forgeometrical tolerances.
各功能室建设要求标准 第2篇
（一）各类专用教室的数量标准
一、初中（12室）：
图书室、阅览室、实验室（理、化、生各1）、准备室（各1）、仪器室（各1）、计算机教室、语音室、音乐教室、美术教室、劳技教室、多媒体教室、卫生室。
二、小学Ⅰ类标准（11室）：
图书室、阅览室、少先队和科技活动室、仪器室、实验室、计算机教室、语音室、美术教室、音乐教室、劳动器材室、电化教室。（卫生室可与其他室兼用、各专用教室是按4轨，班容量45人的标准设计的，规模较大或规模较小的学校，可酌情增减。）。
三、小学Ⅱ类标准（7室）：
图书阅览室、少先队和科技活动室、仪器室、实验室、计算机教室、音乐教室、劳动器材室。4轨以上的小学相应增加实验用房套数。
（二）各专用教室的内部设施及布局标准：
一、初中理、化、生仪器室：
1、仪器橱40个以上，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。化学仪器室要有通风排气装置。
2、仪器种类和数量，按照河北省2007年颁布的《中小学各科教学器材配备目录》中的一类配备，以满足教学的需求为最低标准。
3、上墙制度有：1.仪器室管理制度。2.仪器借用制度。3.仪器损坏赔偿制度。4.危险品安全保管和使用制度（化学仪器室）
4、教师或学生自制的教具，也要在仪器室内设专门的仪器橱陈列摆放。
二、初中理、化、生准备室：
每室要有实验准备台（至少1个）和仪器橱（至少1个，放常用仪器），其中化学准备室还要有通风排气装置，有通风橱，准备台上要有防腐胶垫。准备室应有足够的维修工具（中学实验室常用工具）。
需要上墙内容:1.实验教师岗位职责。2.实验项目及进度表。
三、初中理、化、生实验室：
每室实验桌凳25套以上，室内电源要有总闸，电线应暗线铺设，有安全保护装置，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。其中物理实验室电源到实验桌、讲台。化学实验室有通风排气装置，有通气橱，防护屏，水源到桌，实验桌、讲台上铺设防腐胶垫。生物实验室电源到实验桌、讲台，有供水池，每桌设局部光源。
需要上墙内容：
1.学生实验守则。2.实验室管理制度。3.张贴科学家名人肖像，与教学有关的挂图、资料或激励学生探究科学的警句
四、小学仪器室（含准备室）：
1、Ⅰ类小学：仪器橱12个以上，准备台1个（铺防腐胶垫），有窗帘，有防火、防危、防盗措施。Ⅱ类小学：仪器橱8个以上，准备台1个（铺防腐胶垫），有窗帘，有防火、防危、防盗措施。准备室应有足够的维修工具（小学木工、金工、塑料工具箱）。
2、仪器种类和数量，按照河北省2007年颁布的《中小学各科教学器材配备目录》，以满足教学的需求为最低标准。
3、仪器室需要上墙制度有：1.仪器室管理制度。2.仪器借用制度。3.仪器损坏赔偿制度。4.实验教师岗位职责。5.实验项目及进度表。
无论是中学仪器室还是小学仪器室，都要加强管理，仪器摆放要整齐、合理、科学、存取方便，无尘土，仪器分类要明确，要有编号和橱目标签，仪器室内要放有仪器维修工具，要有仪器维修记录。化学仪器要设有危险品专用柜，要设两把锁，双人管理，要有危险品存取记录，化学药品瓶标签有防腐措施。有总帐（后勤），明细帐（仪器室），做到帐帐相符、帐物相符。
五、小学实验室：
Ⅰ类小学：实验桌凳24套以上，电源到实验桌、讲台，室内电源要有总闸，电线应暗线铺设，有安全保护装置，水源到桌，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。
Ⅱ类小学：实验桌凳12套以上，电源到讲台，有公共水源，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。小学实验室需要上墙制度有：1.学生实验守则。2.实验室管理制度。3.张贴科学家名人肖像，与教学有关的挂图、资料或激励学生探究科学的警句。
需要强调：（1）以上中、小学实验室、仪器室、准备室为了教学方便，应互相连通。（2）实验室要有灭火器、沙袋和排风扇。化学实验室应有防护屏。
（3）不论是中学还是小学，教师演示实验和学生分组实验都要有记录单，即：要有三单：实验通知单（演示实验提前3天，分组实验提前1周）；实验原始记录单（作实验当天）；学生实验报告单（作实验当天）。报告单要有教师批改批语和日期。
（4）不论是中学还是小学，教学器材的使用也要有记录，即：两单： 器材使用通知单（提前3天）； 器材使用记录单（使用的当天）（4）不论是中学还是小学，要有实验教学工作计划、实验教学工作总结、实验教学开展情况（包括演示、分组实验开出率、仪器设备管理使用、各项课外科技小组活动情况）、实验教学考核情况（包括制度、计划、总结、试题、成绩等）档案材料。
以上档案材料都要按学期装订成册，分类存放在档案盒内备查。档案期限至少从04年下学期至今。
六、图书室、阅览室
1、按照教育部颁发的《中小学图书馆（室）规程》的要求，图书室要有足够的建筑面积，中学：12个班，181平米；18个班，261平米；24个班，340平米；30个班，420平米。小学：12个班，120平米；18个班，170平米；24个班，220平米；30个班，270平米。
2、图书室、阅览室要进行适当的整修（油漆、粉刷等），体现以人为本，读者至上的思想。形成借阅合一的格局，做到布局合理，装饰美观，环境优雅，方便实用，赏心悦目。
3、阅览室要有足够数量的阅览桌椅。各达标中学学生阅览室座位与人数比为1：10；小学学生阅览室座位与人数比为1：12；有条件的学校应设置教师阅览室，教师阅览室座位与人数比最低要求1：3。
4、图书室、阅览室有足量的书架、报架、刊架、手推车等。
5、图书室、阅览室五防（防火、防潮、防尘、防盗和防虫）设施齐全。
6、图书室、阅览室要配有消毒柜、空调或排气扇。
7、有条件的学校要上电子阅览室。
8、图书数量初中按Ⅰ类配备，生均图书40册。
县城小学、中心小学：按Ⅰ类配备，生均图书25册。其它小学：按Ⅱ类配备，生均图书20册。
每种图书的复本原则上不超过5册，每年生均图书经费初中生均不少于4元，小学生均不少于2元。
9、图书要优先装备教育部和省市级教育主管部门推荐的图书，要有一定数量的工具书，小学150种以上，初中200种以上。图书质量要符合要求，做到无盗版书，无黄色淫秽和非法出版物。要适当补充一定数量的新图书。
10、图书的管理，要建有：总帐、总括帐、个别帐。做到帐帐相符、帐物相符。中小学图书要按《中图法》分类上架，并标有明显的分类标签，每本图书上要贴有书标并正确标出索书号。
11、图书的使用，为了方便师生借阅，中小学图书室要建有：书名目录和分类目录。目录的形式可使用：卡片式目录、书本式目录或张贴式目录。师生借阅时要有详细的记录。借阅记录，要按学期师生分别装订，存放在档案盒内备查。档案期限至少从04年下学期至今。
12、图书室需要上墙制度有：（1）中小学图书馆（室）规程。（2）图书管理员岗位职责。（3）图书借阅制度（含学生、教师）。（4）图书损坏赔偿制度。（5）借阅方式及借阅时间。
13、阅览室需要上墙的内容有：（1）阅览室管理制度。（2）关于读书方面的格言警句。同时，阅览室可考虑放置一些展牌或成果。展牌可介绍阅读方面的小知识、小技巧等，成果可以是学生摘抄的好词佳句，师生读后的所思所想，校报、校刊或学校自编的校本课程等等，能充分展示学校的办学特色。
七、计算机教室
按照河北省中小学计算机教室建设标准的要求，切实做好计算机教室的科学管理工作，软件容量达到《河北省现代技术教育资源配备标准》的要求。
各校要配备足够数量的教师备课专用机，高中20台以上，初中10台以上，小学6台以上（以上指12个教学班，规模较大的学校相应增加）。
1、做好防火、防水、防盗、防鼠害、防事故、防病毒等工作，确保计算机教室安全运行。每天进行卫生清扫，保持良好的室内环境卫生。
2、要有学生上机使用记录、计算机设备日运行及设备维修维护记录，这些记录要按学期装订成册，分类存放在档案盒内备查。档案期限至少从04年下学期至今。
4、需要上墙内容有：1.计算机教室规章制度。2.现代教育技术图片或激励学生的标语。
八、多媒体教室
按照河北省中小学多媒体教室建设标准的要求，切实做好多媒体教室的科学管理工作。
1、按照迎查要求，学校要建有与教学规模相适应的多媒体教室，初中班室比例达到6：1。小学班室比例达到9：1。
2、配置要求：一般应有主控台、多媒体投影机（注意不是投影仪）、视频展示台，多媒体计算机、电动幕、音响、中控系统、录像机、VCD（或DVD）、UPS电源、软件等。
3、多媒体教室一切设备由专人负责保管、使用，要定期检查、保养、维修，确保设备完好能用。
4、使用多媒体教室的教师要填写多媒体教室使用记录表。记录表要按学期装订成册，分类存放在档案盒内备查。档案期限至少从04年下学期至今。
5、需要上墙内容：1.多媒体教室学生守则。2.现代教育技术图片或激励学生的标语。
九、劳技、音乐、美术器材室：
1、装备仪器橱、劳技8个以上、音乐2个以上、美术2个以上。
2、按照各类标准配齐教学器材。仪器存放科学、分类明确、编号准确，取用方便。
3、音乐有五线谱黑板、钢琴（或风琴）、合唱台、资料柜等，美术有标准静物台、写生灯、窗帘、画架、画板、展柜等，劳技室要有工作台、劳动工具、器材柜、活动用工具及材料等。
4、各室布置要坚持科学性与趣味性相结合，墙壁可张贴国歌图片，音乐家图片、乐理知识挂图、美术知识挂图等，也可悬挂一些民族乐器，营造艺术氛围。
5、在室内摆放师生的美术作品、教师的三字一画、手工制作等成果。
6、各种帐目齐全，建立总帐，明细帐及器材目录表，帐目相符、帐物相符做到。有器材借用记录，器材维修记录，器材报废、丢失记录等档案材料，档案材料都要按学期装订成册，分类存放在档案盒内备查。档案期限至少从04年下学期至今。
7、上墙内容：工作人员职责，器材借用制度，器材损坏、丢失赔偿制度等
十、少先队活动室
1、活动室前面正上方要有“队徽”、有呼号“时刻准备着为共产主义事业而奋斗”。
2、有鼓架、号架、旗架。配齐鼓号、大中小队旗等且都要摆放在架上。
3、在醒目位置张贴有中国少年先锋队队歌、少先队队史、入队誓词等。
4、室内悬挂学校少先队组织机构，并入框上墙。
5、上墙内容：
少先队室管理制度、少先队活动原则、大队辅导员工作职责、中队辅导员职责等。宣传挂图、英雄人物画像及思想教育的格言、语录等也要上墙。
十一、体育器材室
1、按标准配齐体育器材
2、有器材存放架及存放台，数量要求满足各种器材存放需要，器材摆放整齐有序，便于使用。器材使用率达到100％。
3、各种帐目齐全，建立总帐，明细帐及器材目录表。有器材借用记录、体育教学工作计划、工作总结、各项达标情况统计表、教学计划、运动会比赛成绩等档案材料，档案材料都要按学期装订成册，分类存放在档案盒内备查。档案期限至少从04年下学期至今。
4、上墙内容：体育器材保管制度、体育器材使用制度、教学器材维修保养制度、器材借用制度、器材损坏、丢失、赔偿制度。可张贴有关体育运动的图片、资料、广播体操挂图等营造体育文化氛围。
十二、卫生室：
1．橱柜2个（一个器材柜，一个药品柜），有常用药品、消毒灯器、视力表、污物箱等。
2、办公桌1个，诊床1个。
3、上墙内容：中小学卫生人员职责范围、卫生室操作规程等制度。
4、灯光视力表、卫生挂图等上墙，体现出卫生室的特点。
实验仪器配备要求
小学、初中各科教学仪器设备按河北省2007年颁布的《中小学各科教学器材配备目录》配备。初中和县城小学、中心小学按Ⅰ类标准配备；农村其他小学按Ⅱ类标准配备。各科仪器的到位率不低于95%，完好率99%以上，利用率达95%以上。
1、初中各科每套（按4轨）仪器设备 物理：162种，1445件，教学挂图4套。
化学：164种，3282件，教学挂图6套，药品58种。生物：236种，2482件，教学挂图7套。音乐：34种，145件。
体育：16个班及以下必备：60种，860件。17—23个班必备：60种，1110件。24个班及以上必备：60种，1156件。美术：49种，196件。
劳技：按目录根据教学内容选配。卫生：37种，401件。电教：37种，476件。
2、小学各科每套（4轨）仪器设备
自然：Ⅰ类标准：142种，1333件，教学挂图3套，药品7种。
Ⅱ类标准：139种，879件，教学挂图2套，药品7种。农村小学教学点，仪器种类不可少，但件数根据需要可适当少一些。
音乐：Ⅰ类：34种，128件。
Ⅱ类：25种，99件。
体育：Ⅰ类：7个班及以下必备：57种，785件。8—11个班必备：57种，819件。12个班必备：59种，1048件。13—23个班必备：59种，1284件。
Ⅱ类：7个班及以下必备：41种，391件。8—11个班必备：41种，518件。12个班必备：41种，605件。13—23个班必备：41种，826件。美术：Ⅰ类：35种，188件。
Ⅱ类：25种，148件。劳技：可选配二至三个种类。卫生：Ⅰ类：37种，40件。
Ⅱ类：25种，28件。电教：Ⅰ类：17种，294件。
Ⅱ类：11种，135件。
（二）各类专用教室的配备标准
县城初中和县城小学、乡镇中心小学按Ⅰ类标准配备，乡镇初中和农村其他小学按Ⅱ类标准配备。
1、中小学各类专用教室数量要求： ⑴初中Ⅰ类标准（12室）：
图书室、阅览室、实验室（理、化、生各1）、准备室（各1）、仪器室（各1）、计算机教室、语音室、音乐教室、美术教室、劳技教室、电化教室、卫生室。（各专用教室是按4轨，班容量50人的标准设计的，规模较大或规模较小的学校，可酌情增减。）
⑵初中Ⅱ类标准（9室）：
图书室、阅览室、实验室（理、化、生各1）、准备室（各1）、仪器室（各1）、计算机教室、语音室、音乐教室、卫生室（电化教室可与其他室兼用）。6轨以上的初中相应增加实验用房套数。
⑶小学Ⅰ类标准（11室）：
图书室、阅览室、少先队和科技活动室、仪器室、实验室、计算机教室、语音室、美术教室、音乐教室、劳动器材室、电化教室（卫生室可与其他室兼用、各专用教室是按4轨，班容量45人的标准设计的，规模较大或规模较小的学校，可酌情增减。）。
⑷小学Ⅱ类标准（7室）：
图书阅览室、少先队和科技活动室、仪器室、实验室、计算机教室、音乐教室、劳动器材室。4轨以上的小学相应增加实验用房套数。
2、各专用教室的内部设施（按一套计）：
⑴初中理、化、生仪器室：仪器橱合计40个以上，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。化学仪器室要有通风排气装置。
理、化、生准备室：每室要有实验准备台（至少1个）和仪器橱（至少1个，放常用仪器），其中化学准备室还要有通风排气装置，有通风橱，准备台上要有防腐胶垫。
理、化、生实验室：每室实验桌凳25套以上，室内电源要有总闸，电线应暗线铺设，有安全保护装置，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。其中物理实验室电源到实验桌、讲台。化学实验室有通风排气装置，有通气橱，防护屏，水源到桌，实验桌、讲台上铺设防腐胶垫。生物实验室电源到实验桌、讲台，有供水池，每桌设局部光源。
其他各专用室按“普九”手册标准配备。⑵小学
仪器室（含准备室）：
Ⅰ类：仪器橱12个以上，准备台1个（铺防腐胶垫），有窗帘，有防火、防危、防盗措施。Ⅱ类：仪器橱8个以上，准备台1个（铺防腐胶垫），有窗帘，有防火、防危、防盗措施。实验室：
Ⅰ类：实验桌凳24套以上，电源到实验桌、讲台，室内电源要有总闸，电线应暗线铺设，有安全保护装置，水源到桌，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。
Ⅱ类：实验桌凳12套以上，电源到讲台，有公共水源，有窗帘，有防火、防危、防盗措施。其他各专用室按“普九”手册标准配备。
（三）图书配备标准
县城初中：按Ⅰ类配备，生均图书40册。其他初中：按Ⅱ类配备，生均图书30册。
县城小学、乡镇中心小学：按Ⅰ类配备，生均图书25册。农村完小和高小：按Ⅱ类配备，生均图书20册。其他小学：按Ⅲ类配备，生均图书15册。
每种图书的复本原则上不超过5册，每年生均图书经费不少于2元。
二、教育技术装备的管理
1、健全领导机构
各学校要建立如下领导小组： ⑴教育信息化领导小组 ⑵教育技术装备领导小组 ⑶信息技术领导小组 ⑷信息技术研究小组 ⑸实验教学领导小组 ⑹实验教学研究小组 各领导小组要加强领导，切实抓好设备和各专用教室的管理和使用，做好实验教学和信息技术教学的教研工作。各小组要装框上墙（教导处）。
2、各种管理制度
各专用教室要张贴如下制度： ⑴仪器室
a、教学仪器管理制度 b、教学仪器借用制度 c、教学仪器赔偿制度 ⑵准备室
a、实验教师岗位职责 b、实验项目及进度表 ⑶实验室
a、实验室管理制度 b、学生实验守则 ⑷校园网中心控制室 a、校园网管理制度 b、网络管理员岗位职责 ⑸计算机教室
a、微机室管理制度 b、微机室使用规则 ⑹语音室
a、语音室管理制度 b、语音室使用规则 ⑺课件制作室
课件制作室管理制度 ⑻多媒体教室
多媒体教室管理制度 ⑼图书室
a、图书管理员岗位职责 b、图书管理工作制度 c、图书借阅制度 d、图书损坏赔偿制度 ⑽阅览室
阅览室管理制度
各室专职人员要严格按照相应制度执行，把工作落到实处，确保把各专用教室及设备管理和使用好。
3、专用教室及器材的管理
中小学各室制度齐全并悬挂或张贴上墙，仪器摆放整齐、合理、科学、存取方便，无尘土，分类明确，有编号和橱目标签，有仪器维修工具和维修记录，设有危险品专用库、柜，有危险品存取记录，化学药品瓶标签有防腐措施。有总帐（后勤），明细帐（仪器室），做到帐帐相符、帐物相符。
4、图书管理工作 图书的管理要建有：
总帐、总括帐、个别帐。做到帐帐相符、帐物相符。中小学图书要按《中图法》分类上架，并标有明显的分类标签，每本图书上要贴有书标并正确标出索书号。
三、“普九”教育技术装备的使用
1、教学仪器的使用
中小学教学仪器在使用时必须做到： 各种手续记录齐全： ⑴借用手续有记录。
⑵使用仪器要有三单： 实验通知单（演示实验提前3天，分组实验提前1周）； 实验原始记录单（作实验当天）；学生实验报告单（作实验当天）。报告单要有教师批改批语。
2、教学器材的使用 ⑴借用手续有记录。⑵课堂教学使用要有：
器材使用通知单（提前3天）；器材使用记录单（使用的当天）
3、图书的使用
钢琴基本手型的功能要求与科学依据 第3篇
关键词：基本手型；自然；支撑；稳定
基本手型是钢琴初级教学的基础内容之一。由于钢琴教学偏重实践性，不少教师易忽略必要的理论指导，他们并未了解钢琴基本手型的内在的功能要求和科学依据，只是简单地让学生从外观上模仿所谓“标准”手型，缺乏对基本手型的明确规格要求，致使学生手型疲软、关节塌陷，或肌肉僵硬、动作呆板，进而养成难以纠正的错误习惯，影响钢琴演奏技能的正常发展。为此有必要对钢琴弹奏的基本手型问题从理论上作进一步分析和阐述。
钢琴弹奏的机械原理和发声的物理特点，决定着人手的生理适应性。并不是任何人随便把手放上键盘就能完成正确、科学的弹奏。钢琴演奏作为一门学科，受其自身规律的支配和制约。演奏者既要遵循和利用钢琴弹奏发声的性能特点，又必须适应并发挥手部运动生理方面的科学性与可能性，使之达到控制协调，动作自如，灵活准确，省力高效的演奏状态。钢琴学习初级阶段训练培养的正确基本手型和良好的弹奏习惯，则是实现上述目标的坚实基础。
根据钢琴基础弹奏技术(包括非连奏、断奏、连奏，音阶，双音、和弦等)形成的基本手型，在静态下具有明显的自然圆拱型外部特征，初学者易识别和模仿。然而手型并不是刻板固定、一成不变的某种“样板”姿式。在钢琴弹奏的动态环境中，基本手型与具体弹奏内容紧密相关、是充满活力的、积极的技能状态。常见的书籍里对基本手型只是外形的简单描述，让人不知其所以然。
本文尝试从理论上探析钢琴基本手型的功能和要求，归纳为以下几个方面。
一、自然与协调
当演奏者把手置于琴键上时，首先必须做到自然协调，确保手型及整个手臂处于舒适放松状态。其功能要求是：
(1)消除肌肉的紧张僵硬。手部僵紧是多数人初次接触钢琴时心理畏惧引起的生理反应，只要从心理和生理上予以放松，手部肌肉即可恢复正常状态，避免肌肉紧张导致的种种恶果；
(2)防止肌肉相互干扰。表生理学揭示，人体所有关节的动作都是由配置成对的、功能作用相反的肌肉(稱对抗肌)共同参与，并相互调节完成的。弹琴更需要手部肌肉神经之间精确的调控。既要保证与弹奏有关的肌肉必要的收缩运动，又要不断通过放松去抑制那些与弹奏无关的、包括已经完成了弹奏动作(如触键)的肌肉因过度兴奋引起的多余紧张，有效防止它对正常弹奏动作的干扰。
(3)提高动作的控制和反应能力。当肌肉分工明确并相互协调后，大脑与手指弹奏有关的肌肉神经就能逐步建立清晰准确的控制联系，形成正确弹奏动作的条件反射习惯。如弹奏连音、双音时手指之间敏捷准确的交替衔接，实现手指的独立分工和灵活反应。
二、支撑与传力
科学的自然重量弹奏法要求基本手型能够胜任手部从上臂到指尖，甚至肩背弹奏重量的支撑与传力。因此基本手型应具备以下功能-
(1)构筑圆拱。①由于手部屈肌的先天作用，在自然情况下各手指均会微微向内弯曲，关节稍外凸，掌指呈现自然圆拱形。从力学上看，圆拱形受力均匀、结构牢固，能以较少的力达到很强的承重效果。这种手型最符合钢琴弹奏的需要：②手部重量会根据不同的弹奏任务而变化，比如运用自然臂重弹奏的和弦、重音，或仅用手指弹奏的单音、弱音等，就需要及时改变手指屈肌张力，调节圆拱形的稳固程度，去支撑不同的弹奏重量。
(2)有效传力。①传力的关键在于指尖(第一关节)牢固与否，指尖位于圆拱手型的基底，所有弹奏重量都通过指尖传递到琴键上发声。强奏时需要指尖牢固支撑传力，即使弱奏时指尖也应结实稳固，才能细致触键，控制声音；②手部肌腱软弱的儿童甚至成年人，在支撑时因手指触键角度改变，或指尖关节、掌关节塌陷造成圆拱变形，使弹奏产生分力，削弱了弹奏重量的正常传递。
(3)张弛有度。圆拱手型并非始终要用力支撑。按照钢琴发音的机械原理，指尖击键发声时绒槌已退离。琴弦处于自由振动状态，传力任务宣告完成。这时只需用较少的力维持手指在键上保持住手型。手部不需也不应继续对键盘施加压力，造成多余无用的紧张僵硬。这在弹奏和弦，重音或长音时尤为重要。
(4)手型各异。不同的演奏者手部条件亦不相同，不存在人人必须模仿的“样板”标准。应根据不同演奏者手部发育的程度、掌指的宽窄长短、肌肉力量及肌腱柔韧性等具体条件，去建立弧度不尽相同，但又能有效支撑臂重的圆拱手型。对于小手，手指较短或手指纤弱者，其手型弧度需相应缩小，更接近半圆(球)形，以充分发挥掌指关节构筑圆拱的稳固性；大手、手指粗壮有力及手指较长者，手型可适当伸展，这时圆拱虽然较为平坦，同样具有强有力的支撑传力。每个演奏者都必须经过探索、检验，建立符合自己手部生理条件的恰当手型。
三、平稳与定位
正确手型下的基本弹奏动作，是钢琴演奏的基础技能，它要求手指以掌关节(也称第三关节)为轴心，干净、准确、灵活有效地起落运动。因此：
(1)掌关节的定位。在基本手型状态中，掌关节与键盘之间的高度距离至关重要，它直接影响基本弹奏的动作和效果。必须保证掌关节稳定在最佳位置，才能发挥手指的正常运动功能：①提供各指自然有效的活动范围(幅度)，获得足够的弹奏动势，②使弹奏的肌肉(肘部伸屈肌)处于效率最佳状态，即肌肉收缩最轻松灵活的位置，手指动作得以迅速有力。以上两点对初学者很重要。反之，掌关节的变位(下陷或过高隆起)会使手指活动受限，弹奏无力，进而依赖上臂压键，腕掌部位颠簸摇晃。
(2)腕部的稳定。腕部连接手型与手臂，在基本弹奏中应大致稳定在合适高度，即与掌关节平行或略低的位置(弹琶音可略高)。其功能：①确保掌关节与键盘之间的最佳活动高度，让手指正常有效运动；②提供前臂(肘部)肌肉协调舒适的环境，防止腕部过高过低时，对抗肌(伸屈肌)之间的平衡状态遭到破坏，引起手部僵硬不适，并可提高手指弹奏持久性(耐力)。必须注意，这里要求腕部的稳定是针对初学者建立正确基本手型后的基本弹奏动作而言，不包括大幅提臂，分句、呼吸等腕部位置需要变化的演奏状态。随着学习程度加深和音乐表现的需要，腕部会随手指手臂的大幅运动做出各种方位的、适应性的协调配合。
(3)手指的稳定。在基本弹奏动作中，手指依照运动杠杆原理工作：肘部屈肌为力点，掌关节为支点，手指为动臂，指尖
为阻力点。在正确圆拱型下，手指关节因自然弯曲，缩短了动臂，使弹奏轻松省力。因此，固定手指前三个关节的弧形状态(即指型)，可防止抬指及下键时出现伸指或勾指多余动作，使弹奏过程干净，准确。
(4)触键点的定位。①在基本弹奏时，手指应以指尖部位垂直(大指以指甲侧沿)触键，使力点集中，触感敏锐。触键点勿随意滑移，以保证重量传递、弹奏准确和发音质量；②从学琴之初就应建立一个手指对准一个琴键中央，手指“各就各位”的良好的把位習惯。但对掌指太小的幼儿则需注意，防止伸展时肌肉过度紧张；③肩、臂亦需自然平稳，不可耸肩、拐肘或任意伸缩前臂。确保各手指的接触点在键盘上相对固定(呈自然弧线排列)，避免手部随便挪动摇晃，指尖在键上滑移，以提高手指弹奏质量。为音阶、跑句的准确均匀、干净流畅打好基础。
四、把握基本手型功能的辨证关系
通过以上分析清楚看到，科学正确的基本手型具备的各种功能之间密切配合，相辅相成 圆拱手型既是手部自然放松、肌肉协调的产物，它又是支撑臂重的牢固构架，并为手指弹奏动作提供舒适合理的位置状态；再如指尖在圆拱手型中接近垂直的触键，既是手部放松的生理结果，它又为弹奏重量的支撑和传递创造了科学省力的最佳角度(与地心引力方向一致)：而手指自然状态下的适度弯曲，又形成高效、省力的杠杆动臂。它们各自的功能都在弹奏过程中达到了科学合理的协调统一。
凡事总有度，不能走向极端。基本手型也存在如何恰当把握尺度分寸的问题：
支撑非常重要。它是手型牢固承重和传导弹奏重量的前提，需要手部肌肉积极参与。但过分强调用力会造成力量浪费，肌肉紧张、传力受阻，弹奏生硬。因此，支撑用力应针对弹奏任务(可归纳为强支撑或弱支撑)的不同要求而区别对待，该用力则用力，该节省则节省。
平稳也很重要。它是基本弹奏动作准确、高质高效的保证。在较慢速度的原位弹奏(如五指训练、哈农练习、双音或三和弦弹奏)的相对静态环境下，基本手型趋于稳定。但在快速大幅度移动弹奏(如音阶、分解和弦或琶音)的动态环境下，手型，腕部、甚至臂部需随着穿跨动作的移位而适度调整，作出左右或上下的协调配合，以利于重量的传输，弹奏的准确以及穿跨动作的柔顺连贯。
功能要求论文 第4篇
一、主体功能区划是塑造我国区域发展格局的新举措
(一) 对主体功能区的基本认识
主体功能区的核心思想是根据资源环境的承载能力、现有国土开发密度和发展潜力, 确定哪些区域适宜优化开发和重点开发, 哪些区域应当限制开发和禁止开发。确定各自的主体功能定位, 并按照功能定位调整和完善区域政策和绩效评价, 规范空间开发秩序, 形成合理的区域发展格局。
功能区划是引导和约束我国未来人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局的总体方案, 将对我国规范空间开发秩序、形成合理的空间结构产生深远和实质性的影响。各级政府应按照主体功能区定位调整完善区域政策和绩效评价, 这是主体功能区形成长效保障机制的关键。
(二) 主体功能区的类型
“十一五”规划纲要指出, 根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力, 统筹考虑未来我国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局, 将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区, 按照主体功能定位调整完善区域政策和绩效评价, 规范空间开发秩序, 形成合理的空间开发结构。
优化开发区域是指国土开发密度已经较高、资源环境承载能力开始减弱的区域。这类地区要改变依靠大量占用土地、大量消耗资源和大量排放污染实现经济较快增长的模式, 把提高增长质量和效益放在首位, 提升参与全球分工与竞争的层次, 继续成为带动全国经济社会发展的龙头和我国参与经济全球化的主体区域。具体包括三类地区:第一是以珠三角、长三角、京津冀三大都市圈为代表的沿海经济核心区, 如广州、深圳、上海、北京、天津等沿海城市地区;第二是中西部及东北开发密度较大的超大城市中心区;第三是亟待产业转型的资源型城市。
重点开发区域是指资源环境承载能力较强、经济和人口集聚条件较好的区域。这类地区要充实基础设施, 改善投资创业环境, 促进产业集群发展, 壮大经济规模, 加快工业化和城镇化, 承接优化开发区域的产业转移, 承接限制开发区和禁止开发区域的人口转移, 逐步成为支撑全国经济发展和人口集聚的重要载体。具体可分为三种情况:一是中西部及东北的中心城市及交通干道沿线地区;二是中西部具备大规模开发条件的资源聚集地区;三是东部沿海发展潜力较大的地区。
限制开发区域是指资源环境承载能力较弱、大规模集聚经济和人口条件不够好并关系到全国或较大区域范围生态安全的区域。这类地区要坚持保护优先、适度开发、点状发展, 因地制宜发展资源环境可承载的特色产业, 加强生态修复和环境保护, 引导超载人口逐步有序转移, 逐步成为全国或区域性的重要生态功能区。如大小兴安岭森林生态功能区、东北三江平原湿地生态功能区、川滇干热河谷生态功能区等。
禁止开发区域是指依法设立的各类自然保护区域。这类地区要依据法律法规规定和相关规划实行强制性保护, 控制人为因素对自然生态的干扰, 严禁不符合主体功能定位的开发活动。具体包括国家级自然保护区、世界文化自然遗产、国家重点风景名胜区、国家森林公园、国家地质公园等。
二、生态经济学科的发展演变综述
(一) 生态经济理论产生的背景
自20世纪60年代以来, 随着工业经济的迅猛发展和人类对自然改造强度的日益加大, 人类面临着一系列最紧张的问题, 如可持续发展、酸雨、全球变暖、物种灭绝和财富分配不均等, 正是在工业文明所造成的这一系列生态环境问题的背景下, 开始了对不同空间尺度、不同类型区域生态经济可持续发展的研究与实践。
国外开始于20世纪60年代的生态经济研究, 至今还不足40年的历史。最早是以罗马俱乐部的《增长的极限》为代表, 引起了人们对新古典经济理论在解决人口和污染问题能力上的怀疑, 以此为开端引发了更多的关于经济与生态环境之间关系问题的思考, 产生了“悲观派”、“乐观派”和“协调派”三种生态经济观点, 经济学家和生态学家开始沟通。但将其真正作为一门学科提出来却是20世纪80年代末的事情, 当时有50多位科学家组织在一起成立了国际生态经济学会 (ISEE) , 创立了生态经济学, 并在1989年开始编辑出版E-cological Economics杂志, 从此国际上针对不同空间尺度、不同类型的生态经济研究方兴未艾。
国内对生态经济的研究始于20世纪70年代末至80年代初, 最早在1973年中国第一次环境保护会议确定将环境纳入国民经济计划的发展战略, 这一时期政府虽然显示了对生态环境问题的高度重视, 但行动仅限于治标措施。同时, 自然科学家开始接触生态经济问题, 发表了一些描述和揭露生态经济问题的文章, 但对生态系统和人类经济系统之间的相互依存关系缺乏清晰的概念, 尚未深化到理论阶段。此时, 国外著名的生态经济理论也开始传播到中国, 并于1980年8月中国著名的经济学家许涤新发起召开了首次生态经济座谈会, 揭开了中国创建生态经济学的序幕。
20世纪90年代以后, 可持续发展理论和生态经济价值理论受到各国学者密切关注和重视。1992年6月联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开, 大会通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。这次会议揭开了全球可持续发展的序幕, 此后世界各国对可持续发展理论展开了广泛而深入的研究。2001年, 美国布朗教授在《生态经济——有利于地球的经济构想》一书中提出, 经济系统是生态系统的一个子系统的观点, 这一思想在生态经济学界掀起轩然大波, 给人们提供了一种全新的视角。
综上所述, 可以发现生态经济学理论演进的清晰路径:20世纪60年代末至70年代末生态经济学理论强调生态系统与经济系统的矛盾运动, 关注的焦点是生态平衡以及如何解决“人类困境”;20世纪80—90年代生态经济学研究强调生态系统与经济系统的协调发展, 关注的焦点转向环境容量与资源承载力;20世纪90年代至今, 生态经济学研究则强调可持续发展战略与模式, 关注的焦点扩展到生态经济价值理论, 这一阶段的研究成果标志着真正意义上的生态经济分析的开始。而回顾国内外比较生态经济研究的历史, 可以发现二者的共同点都是在对经济增长与生态环境关系进行反思基础上, 才开始对特定生态经济问题的讨论、研究与实践的。
(二) 生态经济理论
1. 生态经济发展的理论基础 (1) 系统论
系统论强调系统之间的正向反馈与负向反馈双重作用机制的影响, 对于生态系统而言, 前者可导致系统的无止境增长或衰退, 后者则促使系统在稳态附近维持稳定, 这是由于生态经济系统中各要素均相互衔接、相互促进造成的。廖尚华、胡宝清 (2007) 认为, 系统论是在强调整体有机性的基础上, 直接针对机械论的单一化倾向建立起来的。由于区域生态经济学的研究对象———区域生态经济系统内的各要素间存在着复杂的相互作用, 因此, 在研究过程中必须始终坚持系统论的观点。
(2) 人地关系地域系统理论
该理论从区域与区域之间不同时空尺度的人口、资源、环境和发展的相互联系、相互影响的制约关系出发, 分析了人地系统的特点、结构和功能。申玉铭等 (1998) 提出可持续发展的实质是人地关系的协调, 人地关系系统是区域可持续发展的理论基础。人地关系系统的优化是可持续发展的核心, 建立了区域可持续发展的理论模式, 从理论上把人口增长、经济增长、资源消耗、技术进步、环境变化之间的综合作用过程简化为四个阶段, 认为要使人口、资源、环境与社会经济协调发展演化, 人类就必须自觉地调控自身及系统各要素的发展, 使系统总体发展轨迹与资源环境容量的限制作用相适应, 最终实现持续发展的目标。
(3) 协调发展理论
环境与经济系统的协调发展理论要求在发展经济子系统的同时必须兼顾到环境子系统承载力, 发展既要保持适当的增长速度, 更要注重经济增长的质量和效益, 绝不能以浪费资源和牺牲环境为代价片面追求高增长 (Taylor, 1986;suresh Chandra Babu, 2000) , 两者之间要有一个协调关系。它要求环境和经济之间要相互适应、相互满足的发展 (李文彦, 1994;李善同, 2002) , 使两个子系统的协调发展既表现为质上的协调, 又表现为量上的协调。从环境子系统对经济子系统发展的影响和制约来看, 环境子系统是经济子系统发展的物质基础、物质手段。环境子系统的承载力容量决定着、制约着经济子系统的发展规模和发展水平。就经济子系统对环境子系统的影响和制约来说, 经济子系统是环境子系统发展的大脑中枢和催化剂。环境子系统通过经济子系统的化学反应可以产生巨大的社会效应和发挥出其应有的物质流本质。
2. 生态经济的定义及内涵
在20世纪60年代后期, 美国经济学家鲍尔丁在他的《一门科学———生态经济学》的论文中首先提出的生态经济学的概念, 针对世界发展所面临的主要问题, 提出了“宇宙飞船经济”理论, 主张对自然资源循环利用, 节约资源, 提高效率, 减轻对生态环境的污染。
在国内以马世骏先生提出的复合生态系统理论为先导, 我国的科技工作者开始对生态经济研究的基本范畴和理论体系做了大量的探索。先后针对人口、资源、环境、社会和经济复杂巨系统提出了诸如可更新资源管理理论、生态承载力理论、PRED协调理论、区域承载力理论、生态经济协调理论, 并对系统中生态与经济的相互关系、生态经济区划以及生态经济区模式的效益评价等进行了广泛探索。
王松霈 (1992) 认为:“生态经济系统是由生态系统和经济系统相互作用、相互交织、相互渗透而构成的具有一定结构和功能的复合系统;王东杰等人 (1999) 将生态经济定义为:“它是研究生态经济系统中生态系统与经济系统之间关系及其规律的科学”, 重点在于探讨人类社会的经济行为与其所引起的资源与环境嬗变之间的关系。此外, 季昆森 (2001) 提出:“生态经济学是一门从经济学角度来研究由社会经济系统和自然生态系统复合而成的生态经济社会系统运动规律的科学”。
总之, 现今基本达成一致的观点都认为:生态经济主要是研究经济和生态协调一致的共同作用和发展等规律, 将经济和生态当作完整的、经济生态系统中的两个子系统, 并具有不同的结合程度和不同的作用范围。
3. 应用基础研究
在生态经济学基本原理的指导下, 在解决不同类型区生态经济问题的实践过程中, 逐步形成了一系列的应用基础理论, 如恢复生态学理论、生态经济区划理论、生态产业理论、生态经济持续发展理论、生态经济效益评价和管理理论等。
最早从生态环境和资源利用的角度, 巴巴拉沃 (1972) 出版了《只有一个地球》的报告, 第一次从社会、政治和经济角度分析当今环境问题, 是现今系统研究生态系统对人类制约的起源;随后如Clark (1973) 的资源保护理论, 以及1975年3月在美国佛吉尼亚工业研究所和州立大学 (Virginia Polytechnic Institute and State University) 召开的题为“受损生态系统的恢复”国际会议为起端的恢复生态学理论以及Vitousek (1986) 为代表的生态承载力理论等。到20世纪80年代末, 随着国际生态经济学的创立, 一系列从生态与经济系统协调的角度进行探讨的理论又相继出现, 如可持续发展理论、生态经济区划理论、生态环境价值理论和生态经济效益评价理论等。对中国农业生态区划中就曾将中国划分为三大生态农业区, 即东部农业区、蒙新农业区和青藏农业区等。我国生态经济学理论的精华主要是生态经济协调理论和持续发展理论, 其中70年代末到80年代中期主要是以前一个理论为代表, 80年代后期, 中国学者逐渐提出了生态经济可持续发展理论, 并将这些理论应用到生态农业、生态工业、人居环境建设、生态旅游等的实践中去, 产生了明显的生态经济效益。
(三) 生态经济理论的方法研究
1. 资源环境价值核算方法
国民经济核算体系在可持续发展的背景下有了新的发展, 主要是突破以往以GDP为主的方法, 提出了资源—环境—经济核算框架。绿色GDP的研究很多, 有研究者认为, 绿色GDP是从现行统计下的GDP中扣除自然部分和社会部分的虚假进步和外部化成本。有研究者提出了绿色GDP测算模式构架。实际上, 这些表示方法只是扣除了环境成本, 即在经济发展总量中除去了对环境有负面影响的部分。
2. 生态经济的整合模型
模型是解释现实世界的形势和发展趋势的一种研究工具。近年来, 国内不少学者致力于生态经济整合模型的研究, 并在诸如生态经济规划模型等方面取得了显著成绩, 如系统动力模型、多目标灰色规划模型、人工神经网络模型等。这些模型通常都有比较完善的经济、生态系统子模型, 并对生态问题和经济问题耦合关系做了适当的处理。
3. 能值分析法
能值概念的引入, 使得生态经济系统中流动的和储存的各种能量和物质有了统一的核算单位。Odum给出的能值定义是:一个流动或储存的能量所包含另一类别能量的数量, 称为该能量的能值。太阳能是地球一切生命的能量来源, 在实际研究中, 通常用太阳能来作为衡量其他能量能值的标准。能值分析也使得自然生态系统及资源环境的经济学分析成为可能, 在经济价值分析和自然能量分析之间架起了桥梁。用能值指标体系可以全面地衡量区域生态经济发展水平。能值指标体系的主要指标有能值/货币比率、能值—货币价值、能值投资率、净能值产出率、能值交换率、能值扩大率、能值自给率、能值密度、人均能值用量等。我国有研究者根据能值分析理论对区域生态经济系统进行了分析。
4. 生态足迹分析法
生态足迹最早由Wackernagel等 (1996) 提出并完善。生态足迹是指任何已知人口 (某个人、一个城市或一个国家) 的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所生产的所有废弃物所需要的生物生产性土地 (包括陆地和水域) 面积。也就是说, 生态足迹是指能够持续地提供资源和消纳废物的具有生物生产力的地域空间, 是区域内所有消费商品的生物生产性土地面积之和。
三、新时期主体功能区划对我国生态经济学科的发展要求
(一) 主体功能区划要求生态经济学研究有新思路
根据区域的环境承载能力和发展潜力, 不同区域的主体功能不同, 但区域内的人们却是既需要经济的发展, 也需要社会的进步, 还需要生态环境的改善。而一个区域的主体功能只有一种, 不能同时满足人们多方面的需求。因此, 要想使人们的生活水平整体提高, 就必须加强不同主体功能区之间的分工与合作, 实现区域间的互惠共赢。
主体功能区给各个区域提出了分工:优化开发区域应该把提高经济增长质量和效益放在首位, 着力推动产业结构升级, 提高参与国际竞争的层次, 成为带动全国经济社会发展的龙头和参与全球竞争的主体;重点开发区域应该增强吸纳资金、技术、产业转移和人口集聚的能力, 加快工业化和城镇化步伐, 逐步成为支撑我国未来经济发展和聚集人口的空间载体;限制开发区域应该重点加强生态环境保护, 因地制宜发展可承载的特色产业, 引导人口自愿平稳有序转移, 不断强化区域的生态功能;禁止开发区域应该依据法律法规规定, 实行强制性保护, 严禁不符合主体功能定位的任何开发和建设活动。
生态经济学在继续偏重理论探讨的同时, 要借鉴主体功能区规划对我国区域协调发展理论的创新, 积极探索区域生态经济发展的新思路, 用生态经济的基本理论方法指导主体功能区的实践。
(二) 主体功能区划要求生态经济研究明确区域指向性
我国传统的区域发展理念基本都是以行政区或东中西等空间区为地域单元定位和谋发展的, 这样做虽然有利于行政政策的传递和区域积极性的调动, 但是对区域的定位不够客观, 也容易引起区域间的盲目攀比。同一行政区或空间区内的不同区域的主体功能可能并不相同, 而对它们的定位却相同, 为其制定的发展的政策和措施也相同, 这样显然就不利于各区域的发展。
主体功能区的提出使对区域的定位更加明确、客观。它是根据区域的资源环境承载能力和发展潜力划定的, 分优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区, 针对不同的区域给以不同的定位, 在不同的区域实施不同的环境保护政策和经济发展政策, 各区域的发展不用再遵循笼统地行政政策和措施, 突破了传统的以行政区或空间区位为地域单元谋发展的理念, 确定了区域的主体功能是社会的、经济的、还是生态的, 从而有利于区域因地制宜的发展。在限制开发和禁止开发区域, 要求生态经济重点加强生态环境保护, 实现资源环境的可持续利用;在优化开发和重点开发区域, 生态环境恢复和循环经济发展研究重点。生态经济学的研究在微观层面上应更加具有区域指向性。
(三) 主体功能区绩效评价研究要求生态经济学提供科学合理的评价依据
主体功能区绩效评价是以不同类型的主体功能区为评价的地域单元, 通过建立与主体功能定位和发展方向相一致的综合评价指标体系, 对其发展绩效的综合评价。它是从发展的角度, 对不同主体功能区域的发展方式、发展成就和发展潜力的综合评价。主体功能区绩效评价具有较强的导向、激励、调节和监控作用。因此, 实施主体功能区绩效评价是推进形成主体功能区的重要任务。
主体功能区的提出为衡量区域发展提供了多元化的指标, 不再以经济总量作为衡量区域发展水平的唯一指标, 结合社会指标和生态指标等, 对区域的衡量更加多元化、科学化。它清楚地说明, 不同区域的主体功能是不同的, 区域的主体功能可以是经济方面的, 也可以是社会方面的或生态方面的。对于那些以生态功能或社会功能为主体功能的区域。就不能再用经济指标去衡量, 应该采用与其相对应的社会指标或生态指标更加科学地去衡量, 进而有利于制定更有效的政策和措施, 促进区域的全面健康发展。如何制定出科学合理的生态经济指标, 就成为生态经济学科发展的重要任务。
摘要：国家对不同的主体功能区域实施差别化的区域政策, 同时利用评价指标引导它们的建设。主体功能区划是塑造我国区域发展格局的新举措。生态经济理论作为主体功能区提出的理论基础之一, 是一种全新的理论发展视角, 也是未来可持续发展领域的重要研究趋势。在新时期背景下国家主体功能区划对生态经济学科发展建设提出了新要求, 生态经济学科研究要有新思路, 要有明确的区域指向性, 并提供科学合理的评价依据。
关键词：主体功能区,区划,生态经济
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校园电视直播&转播系统功能要求 第5篇
系统名称：校园电视直播、转播系统
系统功能：
学校将建立一套闭路电视系统，实现对班级电视机的管理并播放学校的自办节目和转播有线电视台的新闻及重要节目等，其中节目源设置根据学校的需求设计也可接入各类卫星电视、有线电视、录像机、DVD校长讲话、现场直播、转播联欢会、教师示范课、计算机多媒体教学节目。
学校现在有80间教室，主要实现如下功能：
VOD视频点播（学校相应的课件等），80个班可同时看80个不同课件； 八套电视节目转播
一套直播节目
系统主要功能
授权管理
系统通过主控软件自动或手动完成对各教室使用的节目源在各时间段占用的频道进行授权管理。
现场直播
系统可将现场实况、校长讲话等电视信号覆盖到全部或部分频道，并直播到全部或部分教室. 电视定时分组转播
主控室对教室内电视的控制可以预先设定分组、任课教师可以按照星期
浅析对功能性限定权利要求的解释 第6篇
一、我国关于功能性限定的规定
我国《审查指南》对权利要求中的功能性技术特征的定义如下: 只有在某一技术特征无法用结构特征来限定, 或者技术特征用结构特征限定不如用功能或效果特征来限定更为恰当, 而且该功能或者效果能通过说明书规定的实验或者操作或者所属技术领域的惯用手段直接和肯定的验证地情况下, 使用功能或者效果特征来限定发明才可能是允许的。
关于对功能性限定技术特征的解释, 《审查指南》中规定权利要求中的功能性限定技术特征, 理解为覆盖了“所有能够实现所述功能的实施方式”。而《最高人民法院关于审理侵犯专利权纠纷案件应用法律若干问题的解释》对功能性限定技术特征在司法审理阶段的确定有了新的理解, 将功能性限定技术特征理解为“具体+ 等同的实施方式”。
二、对审查指南以及司法解释中对功能性限定采用不同解释方式的理解
我国学者对功能性限定权利要求的研究主要集中对其解释的分歧上, 他们认为审查指南与司法解释分别采用的两种不同解释立场的局面, 使得专利在授权阶段很容易出现得不到说明书的支持以及新颖性和创造性的问题, 更难获得授权, 而在侵权时又得不到与授权阶段相匹配的保护, 对申请人来说很不公平, 打击了发明人的创新积极性, 阻碍了科技的发展。因此, 大部分学者同意统一解释方式, 以平衡专利权人和公众的利益[1]。
根据《审查指南》对于功能性限定的定义可知, 我国并不鼓励此种撰写方式。专利审查以及司法解释中对功能性限定的解释不同, 看似是对申请人不公平的规定, 深究起来却发现这两种解释方式是殊途同归的。现阶段, 在某些新兴特定领域如信号处理、通讯、计算机等, 会出现很多用结构、步骤无法描述的技术特征, 采用功能性描述更加合理, 然而这些领域也是我国要加快发展跟上西方国家进展的领域, 这些领域中有更多的未知的技术, 采用功能性语言描述, 会让那些不属于申请人的贡献的部分被纳入保护范围, 更有甚者, 申请人可以根据某个效果即可“占领”一个新型的领域, 阻碍科学技术的发展。为了促进科技进步, 在专利审查过程中就应当对功能性限定进行严格把关, 采用“包括全部能够实现该功能的实施方式”的解释方式, 使采取这种撰写方式的专利更难获得授权, 能够过滤掉更多的采用功能性限定方式描述的发明。专利侵权判定中, 采用“具体+等同”的解释方式, 也避免了申请人将其没有做出贡献的或者是申请日以后出现的能够实现该功能的发明创造纳入其保护范围, 符合《专利法》的立法宗旨。
从“公开换保护”的原则的角度来说, 专利审查以及司法解释中两者解释方式的不同符合该原则。在专利审查阶段, 由于功能性限定方式相对于其他撰写方式具有相对宽泛的范围, 专利审查是将不属于申请人的发明内容排除在保护范围之外, 以确定一个属于申请人贡献内的保护范围, 因此, 采取“包括全部能够实现该功能的实施方式”的解释方式符合上述原则。在专利侵权判定中, 对于功能性限定, 由于申请人未在说明书中公开全部实施方式, 对于说明书中未公开的能够实现该功能的其他实施方式, 可以理解为申请人根本就不知道还有其他实施方式, 或者是其知道还有其他实施方式而“选择放弃”的一部分, 如果没有公开而受到保护, 对于公众来说是不公平的。
三、关于如何对待功能性限定的建议
立法建议: 通过对有关功能性限定权利要求的专利侵权案件进行分析, 发现大部分的矛盾点在于某个技术特征是否为功能性限定技术特征, 主要原因是对功能性限定的定义不明确。专利审查以及司法解释采取的不同解释方式符合我国现状, 符合《专利法》的立法宗旨和原则, 基本上能够平衡公众和专利权人的利益, 因此, 重点在于应当完善对功能性限定的定义。
实务中的建议: 在专利审查中, 如果功能性限定实在无法避免, 根据功能性限定权利要求所能够检索到的对比文件大大增加, 进而对专利“三性”进行严格审查, 使申请人主动缩小权利要求的保护范围, 更能够令申请人信服; 在专利侵权判定中, 应当更准确的把握发明的实质, 才能够清晰的判定技术特征是否为功能性限定技术特征; 对于专利撰写人来说, 应当清楚的把握技术方案, 尽量少用功能性语言来描述专利, 提高撰写能力, 在上位概括与功能性概括之间灵活变换, 方能使权利人的权益不受损失。
参考文献
功能要求论文 第7篇
专利法第22条第2、3款规定了新颖性和创造性,授予专利权的发明和实用新型,应当具备新颖性、创造性和实用性。
在《审查指南》第二部分第三章第3.2节中给出了有关新颖性的审查基准,即“同样的发明或者实用新型,是指技术领域、所要解决的技术问题和技术方案实质上相同,预期效果相同的发明或者实用新型(下称四相同)”;在审查指南第二部分第四章第3.2节中给出了有关创造性的审查基准,即“判断发明是否具有突出的实质性特点,就是要判断对本领域技术人员来说,要保护的发明相对于现有技术是否显而易见”。
由上面看来,判断新颖性和创造性的标准已经很清楚了。但是对于权利要求中包含功能性限定的技术特征这一情况,由于功能描述不同于结构描述具有客观唯一性,其概括的范围需要通过主观认定,因此,在判断时需要首先判断该功能描述是否对该特征起到限定作用,然后根据判定结果确定审查过程适用于新颖性还是创造性。
2功能描述限定作用的判断思路
《审查指南》第二部分第三章3.2.5关于功能性限定有如下解释,“如果该用途由产品本身固有的特性决定,而且用途没有隐含产品在结构和/或组成上发生改变,则该用途特征限定的产品权利要求相对于对比文件的产品不具备新颖性”,即功能性限定最终要落实在产品的结构上,看结构是否相对于现有技术发生了改变。
根据《审查指南》中上述关于功能性限定的解释可知,当功能性限定的内容可由结构直接地毫无疑义地确定时,功能描述不具备限定作用;然而,当功能性限定的内容无法直接地毫无疑义地由现有技术公开的结构特征确定时,从本专利与现有技术是否能解决相同的技术问题的角度出发,可对功能描述的限定作用进行有效判断。
下面结合两个实际案例对上述观点进行具体阐述。
2.1是否能直接地毫无疑义地确定
一涉及具有通风功能灯具的发明专利(下称专利一),其权利要求1请求保护的技术方案为“具有通风功能的灯具,其特征在于,包括:散热单元3,开设有至少一个两端呈开放状的中空散热流道311;光源4,设置于所述散热单元3上;导光单元5,接收所述光源4发出的光线且设置于所述光源前端,并开设有与所述散热流道311相连通且两端呈开放状的通风穿孔511”。专利一的发明目的是通过通风穿孔及散热流道以对流方式散热,提升散热效率。
在专利一的实质审查过程中,审查员提供了一篇专利文献作为对比文件,该对比文件涉及一种LED球泡灯,其公开日期位于专利一的申请日之前,并具体公开了如下技术方案:光源板支持柱5为一中空的柱状结构,其顶端安装有中心光源安装板4,另一端和灯座7连接,光源板支持柱5的中部围绕光源板支持柱5安装有外围光源安装板6,同时光源板支持柱5还连接有一个散热器,中心光源安装板4和外围光源安装板6通过支持柱5和散热器连接传热,外围光源安装板6和中心光源安装板4上分别安装有两组LED,外围光源安装板6还连接有导光体3,导光体3引导LED射出的光线向灯泡的侧向射出,导光体3设置于外围光源安装板前端,导光体3具有两端呈开放状的通风穿孔,散热器具有与支持柱相适应的中空结构。
通过特征对比可知,对比文件中公开的支持柱和散热器整体相当于开设有至少一个两端呈开放状的中空散热流道的散热单元,并且与具有两端呈开放状的通风穿孔的导光体3以对流方式散热,因此,专利一中“具有通风功能”这一功能描述可由对比文件公开的上述结构直接地毫无疑义地确定,即此处功能描述不具备限定作用。
2.2是否能解决相同的技术问题
对于本专利与现有技术的区别仅仅为发明主题中的功能性描述,特征部分的结构特征完全一样的情况,是否可以直接依据“结构决定功能”判定该功能描述不具备限定作用呢?下面结合另一案例进行分析。
一涉及锡液滴靶产生装置的发明专利(下称专利二),其权利要求1请求保护的技术方案为“用于极紫外光刻机的锡液滴靶产生装置,其特征在于,包括:第一储液器10,用于储存工作物质;压力装置16,用于使得所述第一储液器中保持正压;恒温控制器,用于对所述第一储液器中储存的工作物质进行加热使所述工作物质熔化成液体状态并保持恒温;真空喷射室12,位于所述第一储液器的底部,用于使喷射环境保持真空状态;喷孔18,位于所述第一储液器底部与所述真空喷射室顶部之间,使得第一储液器与所述真空喷射室连通;在第一储液器与真空喷射室压力差的作用下,液体从所述喷孔喷出并形成射流柱;以及均匀扰动装置20,用于给所述第一储液器中的液体施加扰动并使得所述射流柱断裂形成均匀液滴靶”。专利二的发明目的是提供能够生成均匀锡液的液滴靶产生装置。
在专利二的实质审查过程中,审查员提供了一篇硕士论文作为对比文件,该对比文件也是涉及一种液滴靶产生装置,其公开日期位于专利二的申请日之前。该对比文件正文第二章公开的技术方案为“一种均匀液滴喷射工艺(USD)设备,坩埚下底可拆卸,底盘与坩埚间用石墨垫片密封;气路系统,从氮气瓶A阀门的气体分为两路,一路通入坩埚,另一路通入腔室,开关C的作用是当上述充气过程中一旦压强值超过目标值时,可以用其进行放气以恢复目标值;坩埚外边装有电阻式加热圈采用PID温度控制器进行加热控温;真空系统由机械泵和腔室组成;坩埚底盘上固定有红宝石小孔,熔融合金经过小孔后形成断裂的金属液滴,在下落过程中凝固后进入硅油进一步冷却;震动系统采用压电换能器将超声波驱动电源的正弦波电信号转换为金属杆的机械振动,从而对金属Sn射流产生单一频率的连续稳定扰动”。
通过对比文件与专利二权利要求1中技术特征的逐一对比可知,该对比文件已经公开了权利要求1中结构描述的所有技术特征,唯独没有公开功能描述的该均匀液滴喷射工艺(USD)设备可具体应用于极紫外光刻机这一技术特征。
审查指南中关于新颖性的审查基准为四相同,具体到本案,技术方案实质上相同,预期效果均为能够生成均匀锡液,由对比文件公开的技术特征可以确定其属于均匀液滴喷射技术领域,而专利二权利要求1主题中的功能限定的具体限定作用,是判断其属于极紫外光刻机技术领域还是均匀液滴喷射技术领域的关键,并且直接影响该技术方案所要解决何种技术问题。因此,如何确定技术领域关系到权利要求1要求保护的技术方案是否满足“四相同”的新颖性审查基准,上述情形究竟适用新颖性和创造性中的哪一条款呢?
从对比文件“均匀液滴喷射工艺”与专利二“实际解决的技术问题”之间技术启示的角度分析:专利二旨在通过调整狭缝宽度及喷孔大小产生不同大小的均匀锡液滴靶,具体应用于极紫外光刻机光源时,可解决现有技术中固体靶碎屑多以及气体靶转换效率低的问题,而对比文件公开的是一种与专利二相同的可产生均匀锡液滴靶的装置,并未公开其应用的具体领域及应用于该领域后实际解决的技术问题,即功能性限定具备限定作用,对比文件与专利二相比,它们直接应用的具体技术领域并不相同。
通过上面的分析,笔者认为在判断类似问题的时候,适用创造性的法条更加具有说服力,且更加合理。
3小结
当对比文件公开的技术方案与本专利权利要求1要求保护的技术方案之间,其区别仅仅为功能性限定的特征时,不能简单依据“结构决定功能”对该功能描述的限定作用进行判定,而是要基于对比文件已经公开的内容进行合理推定,判断对比文件中公开的技术方案是否与本专利解决了相同的技术问题,然后,以此判断结果为依据来把握功能性限定特征的限定作用。
参考文献
[1]《专利审查指南》(自2010年2月1日施行2010)第二部分第二章第三节.
[2]黄翀.关于功能性限定的审查.审查业务通讯,2010.
功能要求论文 第8篇
一、内燃机驱动的机械传动系统
内燃机驱动的机械传动系统由离合器、变速箱、万向传动装置、驱动桥等机件组成。
内燃机驱动的车辆机械传动系统的特点:它具有结构简单、工作可靠、价格低廉、重量轻、传动效率高, 以及可以利用发动机运动零件的惯性进行作业等优点, 因此, 采用机械传动的车辆在中小功率的车辆上得到广泛的应用。但机械传动也存在以下主要缺点:一是在工作阻力急剧变化的工况下, 内燃机容易过载熄火;二是采用人力换挡时, 换挡动力中断时间长;三是传动系统零件受到的冲击载荷大;四是由于外载荷的急剧变化, 又通过传动系统影响动力装置, 因而降低了动力装置和传动系统中各零件的使用寿命。为了减轻驾驶员的劳动强度、缩短换挡时的动力中断时间, 有的车辆传动系统中采用了动力换挡变速箱。
二、液力机械传动系统
机动车液力传动也称动液传动, 其特点是传动系统中装有液力元件, 由于在液力元件之后, 串联安装一个机械变速箱, 因而多将这种传动称为液力机械传动。液力机械传动具有以下优点:能在规定范围内根据外界阻力的变化, 自动进行无级变速。这不仅提高了内燃机的功率利用率, 而且大大减少换挡次数, 降低了驾驶员的劳动强度。
与机械传动相比, 液力机械传动的主要缺点:一是传动效率低, 采用液力变矩器以后, 车辆起步时不能利用飞轮的动能;二是不能利用发动机制动;三是采用动力转向的车辆, 在发动机熄火后, 不能拖转向和拖启动。
三、液压传动系统
液压传动具有以下一系列优点:液体的工作压力比气体工作压力高, 传递的力或力矩大。与气压传动相比, 在同等功率情况下, 液压执行元件体积小、重量轻、结构紧凑;液体具有不可压缩性, 夹紧刚性较高;液压传动装置工作平稳, 由于重量轻、惯性小, 油又有吸振能力, 便于实现快速启动、制动和频繁的换向;使用油液作为工作介质时, 可以自行润滑运动构件, 有利于提高元件使用寿命;由于液压传动的压力、流量及方向是可控制的, 再加上电子技术的配合, 便于实现自动化, 控制方便, 可在很大范围内实现无级变速, 还可以在运动过程中进行调速, 容易实现直线运动;液压传动的元件已实现标准化、系列化, 对制造和设计使用都很方便。
但液压传动系统结构复杂, 液压元件制造精度要求高, 使加工制造比较困难, 尤其是用于控制的液压阀, 为防止油液的泄漏, 对零件的加工精度要求非常严格, 因而成本比气压元件高;为防止泄漏对工作效率及工作平衡性的影响, 对密封要求较为严格, 即便如此, 泄漏也难以避免。油液的黏度随温度的变化而变化, 会直接影响传动机构的工作性能, 因此, 在低温及高温条件下采用液压传动较为困难。控制部分比气压传动复杂, 不适合远距离操纵, 除非采用电液联合控制。
四、电传动系统
功能要求论文 第9篇
随着社会的飞速发展, 人们对于生活品质不断提高, 传统的管理理念和手段已无法适应建筑业快速发展的要求。在这样的形势下, 为社会提供质量高、工期短、造价低的建筑产品, 逐渐成为影响建筑产业发展的关键因素。而充分运用信息技术所带来的巨大生产力, 提高自身的信息化应用水平和管理水平, 无疑成为建筑产业长足发展的重要砝码[1,2]。
射频识别技术作为物联网技术的重要组成部分, 正被物流、医疗等领域纷纷引用到自身的管理工作中。而随着现代建筑产业中装配式建筑的兴起及建筑产品的运用, 射频识别技术必将再一次被建筑领域所关注。本文对建筑产品管理中的射频电子标签的功能设计进行探讨, 对电子标签的功能设计提出要求。
1 RFID技术概述
射频识别 (RFID) 技术是物联网技术的主要构成部分, 是一种通信技术。它以电子标签作为信息载体, 利用射频信号自动识别目标, 识别时无需人工干预, 且可识别动态目标和多个目标。
1.1 工作原理
RFID技术的硬件部分由电子标签、天线、阅读器和计算机 (PC机或嵌入式设备) 组成, 而电子标签又由耦合元件和数据芯片构成, 所有的数据信息皆存储在芯片中。阅读器是读取电子标签信息的设备。天线主要用于与信息读取设备间通信, 它可以在阅读器与电子标签之间传递射频信号[3]。当电子标签在阅读器的有效识别范围内时, 会感应到阅读器发出的射频信号, 电子标签被电磁感应激活并获得能量。同时, 电子标签首先将自身的序列代码通过天线发送给RFID阅读器, 阅读器读取返回的标签序列代码, 然后输出给计算机进行数据处理, 一旦标签被允许向阅读器传输数据, 标签将把存储的信息传输给阅读器并显示。RFID技术硬件系统如图一所示。
1.2 RFID电子标签的优势
条形码技术是目前市场上的主流识别技术, 它是利用平行的线条按照一定的规律排列, 通过线条的粗细和间距来表示二进制数“0”和“1”。通过激光扫描器发射的激光对其扫描并利用光电转换器将反射光线的明暗转换成数字信号, 以此表达其所蕴含的信息。所以RFID射频识别技术与目前市场上广泛使用的条形码技术相比, 具有以下突出优势[4,5]:
(1) 信息存储量大
条形码受存储形式影响, 其信息存储量一般为50Bytes, 存储信息量有限。而电子标签的存储量可达2KB, 且随着日后产品的信息量增大还可扩充容量。
(2) 扫描高效便捷
条形码的扫描需要激光扫描器进行接触式扫描, 且一次只能扫描一个标签, 效率低下。电子标签是利用射频信号为数据载体获取信息, 扫描时无需光源接触, 甚至可以透过外包装识别, 也可以进行几十厘米至几十米距离的动态扫描, 并能同时识别多个电子标签。
(3) 抗污损能力强, 使用寿命长
条形码的载体一般为纸或塑料制品, 这使得条形码的保存极易受到潮湿等环境的影响且易折损。相比之下, 电子标签则更易保存, 使用寿命更长。
(4) 产品信息唯一
条形码技术只能对一类商品的数据进行编译和识别, 它不能使每个商品拥有单独的信息。而电子标签则可对每个单品赋予唯一的编码, 使产品拥有单独、具体的产品信息。
(5) 保密性高
因为电子标签承载的是电子式信息, 所以标签内的数据信息可以通过加密的方式进行保护, 使其不会随意造成信息泄露和篡改。
(6) 形式多样化
条形码因为识别方式的原因, 所以对尺寸等方面存在着一些要求。电子标签与条形码相比, 受识别方式和信息存储形式的影响较小, 所以体积上可以更多样化, 并可以更小型化, 以便适应不同领域的应用。
(7) 与产品结合方式多样
条形码受其识别方式的影响只能附着于较平整的产品表面, 而电子标签则可附着在不同形状的产品上, 还可以嵌入到产品内部, 尤为适用于对美观性要求较高的产品中。
2 现代建筑产业领域电子标签的设计
随着电子信息工业的到来, 以及物联网时代的来临, 射频识别技术已经得到了发展。电子标签作为数据信息载体具有关键的作用, 在现代建筑产业的管理中扮演着重要角色。我国出台的国家标准对射频识别标签的工作频率、工作电压、用途等都做了详细的说明, 但随着电子标签在各行各业愈来愈广泛的应用, 应在其具体的应用领域做出更细致的规范。
2.1 电子标签的基本设计要求
简单来说, 电子标签就是一张单个商品的身份证, 它所包含的电子信息可以是独一无二的, 功能也可以有所侧重。下面根据现代建筑产业领域的实际情况, 对电子标签的功能进行具体讨论。
(1) 标签内容
电子标签运用到装配式建筑上, 其主要目的是为了利于对建筑质量的监督和追溯。所以电子标签内部的数据应尽可能详细, 例如制作墙板的原料来源、生产者和设计者信息等等。为了有效的追溯, 在建筑物组装完成后应将建筑日志和建筑物所有部件中的电子标签的信息详细地集成在一个电子标签中并验收, 这样在日后的质量追溯中可以不必逐项查找, 提高了效率。
(2) 标签信息不允许更改
在建筑产品中, 电子标签在产品成型后应将写入通道烧毁, 防止标签信息被任意篡改, 确保产品的质量和防伪性。
(3) 标签ID必须唯一
标签的ID应具有唯一性, 并在产品出厂前将ID固化于标签中, 可防止作假以及方便产品的管理。
(4) 识别距离
因为施工现场范围较大, 建筑物本身体积较大, 且为了方便对建筑部件的查找和管理, 提高效率, 电子标签的识别距离应越远越好。
(5) 数据保存年限
为了对建筑物的质量, 包括在地震、洪涝等自然灾害中的质量进行有效的追溯, 电子标签的使用寿命和内部数据的存储年限绝不能低于建筑物本身的使用年限。甚至, 电子标签的数据保存年限应能达到永久保存。
(6) 与建筑部件结合方式
现今的电子标签大部分是附着在产品表面, 而在装配式建筑中如果将电子标签贴附在建筑部件表面, 则不利于标签的保存和信息的保密, 对于室内的美观与装潢也会产生影响。所以在不影响建筑部件受力的情况下, 宜将电子标签嵌入在建筑部件的内部并封死, 并且电子标签在所有同类建筑部件中的位置也应相对固定, 以方便日后的质量追溯。
(7) 保密性
建筑产品的电子标签应具有一定保密性, 防止他人随意获取并复制盗用信息。
(8) 电子标签供电方式
目前市场上的电子标签按照供电形式可分为无源与有源两种, 无源标签利用电磁感应获取能量, 有源标签则使用本身自带电源供电。在实际使用中, 由于电子标签采用嵌入到产品中的结合方式, 无法对标签的电源进行更换, 所以现代建筑产业中宜采用无源形式的电子标签。
2.2 电子标签的编码设计
电子标签的ID编码可参照一维条形码的Code128编码形式, 包含产品类别、生产企业编码、产品编号 (可由生产日期及批次组成或由企业自行编译) 和效验码, 也可采用其他形式编译。但在制定ID时应注意, 每个电子标签的ID应是独一无二的, 并且标签ID应尽量简短, 以便在标签识别时减少识别时间, 降低对阅读器识别性能的影响。尽量使用前缀序列代码对不同产品进行分类编码, 这样在之后的识别中可以对所有产品根据不同产品类别进行分组识别并可实现定向识别, 大大提高识别效率。
3 防碰撞算法在建筑产品识别中的应用
射频识别技术的一个主要优点就是多目标识别。在系统工作的时候, 阅读器周围可能会有多个标签同时存在, 而当多个标签数据同时传输其ID的时候就产生了碰撞, 导致标签信息不能正常读出。目前使用最广泛的防碰撞算法是时分多路法 (TDMA) , 该方法又包括ALOHA协议算法和基于树结构的二进制算法。下面讨论基于树结构的二进制算法在建筑产品中的应用。
3.1 一般的二进制搜索算法
二进制搜索算法是目前使用最广泛的防碰撞算法之一, 该算法是基于标签ID的唯一性来选择标签进行通信。二进制算法识别率高, 不存在错误判断问题, 且信道利用率较高, 吞吐量大, 但ID不能过长, 一旦ID过长则将延长标签的识别时间, 同时需要精确的检测出碰撞位[6]。但通过改进此算法, 可以大大提高其效率, 减少碰撞次数, 增加吞吐量, 减少ID长度对标签识别的影响。
二进制算法能可靠工作的关键在于需要标签同步传输其ID, 因此, 一个合适的编码方式同样重要。Manchester编码可以在同时接收到不同码值时使上升沿和下降沿叠加相抵消, 使阅读器能够接收到不间断的载波信号, 从而准确地识别出碰撞位。目前正被广泛的使用于树结构的二进制算法中。
一般二进制搜索算法的基本原理为[7]:
(1) 阅读器执行REQUEST (1111…1111) 命令, 要求识别范围内所有标签都产生应答;
(2) 检测有无碰撞, 若发生碰撞则锁定碰撞的最高位;
(3) 将碰撞的最高位置0, 高于碰撞位的不变, 低于碰撞位的全部置1, 得到的二进制数作为下一次REQUEST命令的参数;
(4) 重复执行命令 (3) , 直至识别出一个标签ID;
(5) 重复上述步骤, 直至阅读器执行REQUEST (1111…1111) 命令时无碰撞发生。
3.2 动态二进制搜索算法在建筑产品识别中的应用
在二进制搜索算法中有一种对已知相同高位进行动态分组查询的方式, 称为动态二进制搜索算法[8,9]。而本文在标签ID编码设计要求中提出, 标签ID应尽量按产品类别采用前缀序列代码, 正是基于这种动态算法的考虑。其目的是按不同产品类别进行分组, 以提高识别效率。例如, 建筑产品中可分为楼板、柱子、墙体和横梁这四类, 对这四类产品进行编码并设置在标签ID的前端。在识别标签时, 阅读器可按顺序发送具有某一产品前缀代码的REQUEST (UID1111…1111) 命令, 仅使标签ID中具有该产品前缀代码的标签响应, 如识别出响应标签中的碰撞位, 再按照二进制搜索算法对碰撞标签进行处理即可。当该类产品全部识别完毕后方可对其他类别产品进行识别。对标签ID设置产品前缀代码不仅可以对大量的建筑产品进行分类识别, 减少阅读器负担, 还可以进行某一类别的产品查询, 提高识别效率。
4 结束语
我国拥有较高的建筑水平, 但建筑产业的信息化建设却几乎停滞不前。射频识别技术在物流、医疗等产业的管理中发挥的巨大作用为现代建筑产业及建筑产品的管理提供了新的思路与发展方向。本文研究建筑产品电子标签的功能设计要求, 旨在推动射频电子标签在现代建筑产业应用中的发展, 为建筑产品的电子标签标准化提供思路。而通过后期的探索及建筑产业的实际需求, 电子标签的功能将会逐步完善。
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功能要求论文 第10篇
我国有着十分丰富的水能资源, 作为一种重要的可再生资源, 目前得到了较大规模的开发。我国很多河流都有着较大含量的泥沙, 通过调查发现, 很多电站的发电设备, 如水轮机、转轮室等, 都存在着严重的空蚀、磨损破坏问题。这些问题会降低机械设备的发电效率以及运行可靠性, 并且对于水电站的安全运行也会造成较大的威胁, 不利于电网的安全运行。因此, 水轮机检修的主要任务就是补焊和修磨那些受到空蚀和磨损破坏后的水利发电设备。
目前在维修水力发电设备时, 往往将人工操作模式给应用过来, 如葛洲坝电厂, 水轮机过流部件存在着严重的磨蚀问题, 那么主要是在机组A/B修时进行修复。在A修时, 利用水轮机叶片备品来对水轮机叶片成套的更换, 然后制造厂家修复这些更换下来的叶片, 将其作为备品。通常情况下, 机组A修周期在15年到20年之间。B修周期在4年到5年之间, 补焊和磨光工序在转轮室内现场进行, 将环氧金刚砂抗磨涂料施工应用到叶片上。对靠右岸两台机组, 中修频率控制在每两年一次, 对水轮机磨蚀问题进行处理, 结合不同的磨蚀严重程度, 通常需要消耗3吨左右的焊条, 工期保持在35天左右。这种方法需要较长的维修周期, 有着十分恶劣的工作环境和较大的劳动强度, 需要将较大的人力和物力资源投入进来, 并且没有较好的质量和效率。针对这种情况, 就需要对机器人大力研究, 对人工作业模式进行取代。
1 国内水轮机自动化检修设备研究及应用现状
我国在上个世纪八十年代开始大力研制水轮机修复机器, 在1993年, 我国研制了一台大型移动式随形磨削机, 可以在检修车间内来打磨从机坑内吊出的叶轮。但是打磨机有着较大的体积, 对于两个相邻叶片之间2米多深的部位, 无法有效打磨叶片腐蚀表卖弄, 在磨削时, 需要利用较长的机械臂。磨削有着较大的切削力, 机械臂没有足够的刚度, 这样修磨质量无法得到保证。并且采用这种方法, 需要运输几十吨重量的叶轮, 需要划分较长的时间, 相较于全手工操作修理方法, 有着更低的劳动强度, 但是检修周期却无法得到缩短。
兰州理工大学近些年来, 提出了采用轨道式移动机构水轮机修复机器人设计方案, 并且将样机制造了出来, 本机器人主要包括移动装置和操作臂, 将软轨式移动机构应用到移动装置中, 机器人工作过程中, 在叶片上焊接软轨点, 机器人将工作任务完成之后, 切下软轨, 在新的工作位置上点焊, 将6自由度串联机构作为它的操作臂。本机器人在对叶片进行修复时, 可以结合修复位置, 对软轨位置不断的更换。
2 存在的问题和发展方向
在研制开发水轮机修复专用机器人的过程中, 是一项复杂的系统性工程, 涉及到诸多的方面和内容, 需要将很多专业的技术给应用过来, 如机器人结构设计、运动学、动力学、操作机轨迹规划和控制、传感技术、信息融合技术等。如今, 还有诸多的问题存在于目前的叶片修复机器人中:
一是无法将导轨的束缚给摆脱掉, 只有较为狭小的工作空间:目前, 可以将轨道式机器人应用到机坑内, 在叶片表面, 机器人却无法自主移动, 没有较好的灵活性, 只有较为狭小的工作空间, 并且轨道有着十分昂贵的价格, 在修复的过程中, 需要对导轨位置进行不断更换, 这样工作量就得到了加大, 生产率得到降低。
二是现场维修不能适用:目前研发出来的水轮机叶片修复机器人往往有着较为庞大的统计, 那么就无法在基坑内进行现场维修。在维修的过程中, 需要从机坑中将水轮机叶轮给吊出来, 需要花费较多的时间和精力, 没有较高的生产率。
三是不能够直接应用到国内水轮机叶片的修复过程中:目前只有Scompi可以在基坑内直接修复叶片, 但是因为没有较好的刚度, 只有较小的覆盖范围, 因此只能够在清水电站中适用, 我国水轮机修复工作的要求无法得到满足。另外, 本类型的修复机器人有着较为昂贵的价格, 需要花费较多的成本。
3 水轮机叶片坑内关键修复技术研究
研究开发在机坑内直接对水轮机叶片汽蚀磨蚀表面进行全位置补焊与打磨的水轮机修复专用机器人, 对于缩短停机检修周期、提高修理质量和形面精度、彻底改善检修人员的工作环境具有重要的实际意义。因此, 要深入了解基本功能, 进而提高基本功能的效果, 进而对作业臂和磨削工艺技术, 以及相应的补焊、清理工作, 以及检测工艺进行适当的工艺试验和优化策略。
3.1 基本功能
机器人包括多自由度机械臂和机器人本体两个组成部分, 操作人员通过监视器, 来对吸附于作业面上的机器人进行遥控, 促使其能够自由移动。首先利用测量装置来测量、记录和存储叶轮饰面的情况, 结合现场气蚀状况, 对叶轮待修部位进行确定, 清理磨削装置, 然后对焊枪进行更换, 这样就可以实施全位置补焊作业, 然后对磨削装置进行更换, 以便对补焊表面进行修形, 随后对测量装置和探伤装置进行更换, 以便促使形面测量和探伤作业能够开展下来, 最后对喷枪进行更换, 以便开展喷涂处理工作。在基本功能的基础上, 还促使机器人自动定位功能得到是修按, 自动规划全位置焊接、修磨以及喷涂工艺参数, 可以在线评价修复质量。为进一步提高基本功能, 进而有效实现机器人的自动定位, 达到叶轮三维形貌测量和信息良好重构效果, 进而可自动规划全位置焊接工艺、修磨工艺及喷涂工艺参数, 提高质量在线评价等诸多功能。
3.2 提高作业臂自由度及磨削工艺水平
根据理论计算数据及相应的试验测量结果, 使用磨削工艺对焊后的修形进行确定, 以实现刚度好、作业范围大的6自由度串并联结构的机械臂, 进而以此构建三维模型。
3.3 补焊、清理及检测工艺
补焊工艺技术的选择必须以水轮机的叶片材质为前提, 如此再在此基础上进行机器人立焊和横焊工艺试验;通过空气等离子弧气刨工艺对选定焊前叶面进行清理, 然后进行初步试验;在通过作业过程监控及蚀面检测系统对方案进行论证。
4 结束语
通过文章的叙述分析可以得知, 在水轮机自动化检修设备方面, 还有很长的路要走, 通过研究水轮机修复相关问题, 可以促使停机检修周期得到有效缩短, 促使修理质量得到显著提升, 检修人员的工作环境也可以得到显著改善。相关的工作人员需要不断的努力, 深入研究和设计, 以便更好地开展水轮机自动化检修工作。
参考文献
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