時(shí)間:2024-02-10 16:37:59
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關(guān)鍵詞 工程教育 物聯(lián)網(wǎng) 學(xué)輔 專業(yè)認(rèn)證
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0 引言
當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展日新月異,所謂的生物人、經(jīng)濟(jì)人、理性人、文化人、社會(huì)人、復(fù)雜人、自我實(shí)現(xiàn)人等整體性的人性假設(shè)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今的知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息時(shí)代、虛擬世界、智慧地球和網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的需要了。本文在“信息復(fù)雜全息人”假設(shè)的基礎(chǔ)上,依據(jù)復(fù)雜系統(tǒng)理論、事理理論和現(xiàn)代信息技術(shù),來思考工程管理專業(yè)教育的問題。從“智慧地球” 、“感知中國”到“智慧城市” 和“智慧人生”,物聯(lián)網(wǎng)“Internet of Things”(IoT)的飛速發(fā)展使得信息技術(shù)進(jìn)一步成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。現(xiàn)代教育尤其是現(xiàn)代高等教育也已經(jīng)成為人類永續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而工程教育專業(yè)認(rèn)證則是經(jīng)濟(jì)全球一體化進(jìn)程中的體現(xiàn)人才培養(yǎng)國際實(shí)質(zhì)等效性重要標(biāo)桿。物聯(lián)網(wǎng)正改變著人們的工作、生活、學(xué)習(xí)的觀念及方式方法,同樣對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證也帶來深刻的影響,本文主要討論其對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證中的教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式、師資隊(duì)伍等的影響。
1 工程教育的特征及專業(yè)認(rèn)證的分析
1.1 教育的概念
1997年國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類法(ISCED)給出:教育是滿足受教育者學(xué)習(xí)需要的各種有意識(shí)的、有組織的、持續(xù)的、學(xué)習(xí)、交流、系統(tǒng)的信息傳遞活動(dòng),包括一些國家中所謂的文化活動(dòng)或培訓(xùn)。信息傳遞是指受教育者的品德養(yǎng)成、知識(shí)豐富、技能熟練等都是通過信息交流而進(jìn)行的。建構(gòu)學(xué)生各種知識(shí)、能力和技能相關(guān)的信息,可區(qū)分為“硬信息”、“軟信息”和“巧信息”3種。所謂硬信息也可稱之為“一次信息”或“原始信息”,其是指受教育者在外界環(huán)境中直接感受的、身臨其境的各種客觀實(shí)在的信息,如看到的山川河流、花草樹木,看演出、聽音樂會(huì)等由人的感官直接接收的信息。所謂軟信息也可稱之為“二次信息”,其是指受教育者間接獲得的外界客觀實(shí)體的信息,如看書,聽老師講解,觀看歷史文物等。所謂巧信息也可稱之為“控制信息”或“關(guān)鍵信息”,是指能控制其他信息的信息,如密碼或指令,其能起到“四兩撥千斤”的作用。在人一生的學(xué)習(xí)過程中,大量接觸到的是“軟信息”或“二次信息”,吸取、轉(zhuǎn)化、融合“二次信息”可以提高掌握知識(shí)或能力的效率。
1.2 “信息復(fù)雜全息人”假設(shè)
教育是由人參與的實(shí)踐活動(dòng),人的本質(zhì)是什么?人的意識(shí)是如何產(chǎn)生的?這至今仍是一個(gè)困難的問題。筆者曾提出:必須把“人”看作是一個(gè)由數(shù)十萬億個(gè)子系統(tǒng)、小系統(tǒng)、大系統(tǒng)組成的具有耗散結(jié)構(gòu)性、信息性、全息性、量子化、具有自主意識(shí)和自適應(yīng)性的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)——一個(gè)巨復(fù)雜自適應(yīng)智能系統(tǒng)(Giant Complex Adaptive Intelligent System,簡(jiǎn)寫:GCAIS,簡(jiǎn)稱:格賽思),簡(jiǎn)稱“信息復(fù)雜全息人”。①筆者曾設(shè)想人的意識(shí)是產(chǎn)生于腦神經(jīng)物質(zhì)的量子行為和類似于科克(Koch)曲線的組織結(jié)構(gòu)形變,即:對(duì)大腦而言,在有限的腦細(xì)胞(細(xì)胞核、染色體、細(xì)胞質(zhì)、分子、亞分子等)系統(tǒng)中可以產(chǎn)生無限的“科克曲線”或“科克突出”——這些“科克突出”這是腦神經(jīng)細(xì)胞微小變形——因外界刺激引起的或因與其他神經(jīng)元的相互作用而產(chǎn)生的,每一“科克突出”就對(duì)應(yīng)于一定的知識(shí)、信息、意識(shí)等,而一系列“科克突出”就相當(dāng)于“意識(shí)流”。量子力學(xué)的波粒二象性,實(shí)際上,應(yīng)該是“波粒三象性”——波動(dòng)性、粒子性和信息性。對(duì)于大腦物質(zhì),其量子行為則是“四象性”的,即波動(dòng)性、粒子性、信息性和意識(shí)性,稱之為“波動(dòng)粒子信息意識(shí)四象性”,簡(jiǎn)稱:“波粒信意四象性”。這種“波粒信意四象性”應(yīng)是在腦組織的微觀和渺觀范圍內(nèi)操作的。記憶力是腦思維細(xì)胞“科克突出”的“科克突出分形”。②因此,物質(zhì)和精神統(tǒng)一于“波粒信意四象性”,所有人類都包含類似的大腦物質(zhì),也就會(huì)產(chǎn)生類似的意識(shí)和思維,這是人類之間可以進(jìn)行溝通的基礎(chǔ)。以此類推,一切具有大腦物質(zhì)的動(dòng)物都應(yīng)有它們相應(yīng)的意識(shí)。
1.3 工程的概念
中國語義的“工程”是一個(gè)寬泛的概念,如“化學(xué)工程”、“土木工程”、“人文社會(huì)工程”、“希望工程”、“陽光工程”、“文化走出去工程”等等,其實(shí)質(zhì)是人類社會(huì)的有目的的系統(tǒng)的實(shí)踐活動(dòng),工程涉及到人、財(cái)、物、事、信息等要素,而對(duì)于不同的學(xué)科再分別給出各自的工程內(nèi)涵和外延。工程是這些物或事的函數(shù),用公式表示為:
GC = F(物,事,人,財(cái),信息,時(shí)間,空間)= F(W,S,R,C,XX,S,K)
式中,GC表示工程;F表示函數(shù)關(guān)系式;W表示物(物質(zhì)、能量);S表示事(件);R表示人;C表示財(cái)力;XX表示信息;S表示時(shí)間;K表示空間。③
從工程要素所涉及的范圍劃分,其也可以分為5個(gè)層次,即渺觀工程、微觀工程、宏觀工程、宇觀工程和脹觀工程。
1.4 工程教育是一個(gè)GCAIS
由于工程和教育內(nèi)涵的復(fù)雜性,它們的整合不管是教育工程還是工程教育都應(yīng)是涉及到人或者由人參與的實(shí)踐活動(dòng),包括受教育者、教育者和管理服務(wù)者的人是工程教育的主體,因此屬于高等教育體系子系統(tǒng)的工程教育也是一個(gè)“巨復(fù)雜自適應(yīng)智能系統(tǒng)”(GCAIS),其必然具有復(fù)雜巨系統(tǒng)的諸多基本特征,如整體的開放性、規(guī)模的巨型性、組分的異質(zhì)性、結(jié)構(gòu)的層次性、關(guān)系的非線性、行為的動(dòng)態(tài)性、內(nèi)外的不確定性、整體的涌現(xiàn)性、④信息性、自適應(yīng)性和智能性,等等。
從總體上看,工程教育的功能除具有人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)、文化傳承4項(xiàng)基本功能之外,還應(yīng)有塑造真誠心靈、維護(hù)社會(huì)和諧、創(chuàng)造優(yōu)美人生、加強(qiáng)國際合作等職能。⑤
1.5 工程教育專業(yè)認(rèn)證的指標(biāo)體系
2005年啟動(dòng)的工程教育專業(yè)認(rèn)證,導(dǎo)入了《華盛頓協(xié)議》認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基本原則——“能力導(dǎo)向”(outcome-based)。美國ABET推出的EC2000認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生工程教育的產(chǎn)出即學(xué)生應(yīng)具備的能力和素質(zhì),強(qiáng)調(diào)認(rèn)證工程專業(yè)所培養(yǎng)的畢業(yè)生必須具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力,具備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的能力等的11種能力。⑥我國的《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(試行)》規(guī)定了10種能力,如具有人文素質(zhì)、社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)道德;具有文獻(xiàn)與資料獲取能力;懂得專業(yè)相關(guān)法律法規(guī);認(rèn)識(shí)工程對(duì)客觀世界和社會(huì)的影響;終身學(xué)習(xí)能力和國際視野、交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作能力。⑦高爐教授認(rèn)為:堅(jiān)持能力為重,強(qiáng)化能力培養(yǎng),著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力,教育學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)技能,學(xué)會(huì)動(dòng)手動(dòng)腦,學(xué)會(huì)生存生活,學(xué)會(huì)做事做人,提高學(xué)生的信息化學(xué)習(xí)與生存能力。其將培養(yǎng)學(xué)生能力分解為3個(gè)核心部分,即一是專業(yè)教育;二是理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、自主研學(xué);三是引導(dǎo)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。而專業(yè)教育知識(shí)體系、學(xué)生發(fā)展體系和質(zhì)量監(jiān)控與管理體系都是圍繞3個(gè)核心部分去綜合展開的。⑧
我國《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(試行)》的指標(biāo)體系是模仿了美國ABET的EC2000標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的,其包括7個(gè)一級(jí)指標(biāo),即專業(yè)目標(biāo)、課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件、學(xué)生發(fā)展、管理制度和質(zhì)量評(píng)價(jià)。陳道蓄教授在《工程教育專業(yè)認(rèn)證如何結(jié)合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)做好自評(píng)工作》報(bào)告中指出:工程教育專業(yè)認(rèn)證是如下4方面的評(píng)價(jià),一是目標(biāo)導(dǎo)向的評(píng)價(jià);二是合格性評(píng)價(jià);三是同際實(shí)質(zhì)等效;四是認(rèn)證規(guī)范化。
師資隊(duì)伍指標(biāo)中的教師崗位結(jié)構(gòu)如教學(xué)人員、科研人員、管理人員、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員,其他等,這并不是依照學(xué)生能力的建構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,其而是作為一個(gè)教學(xué)實(shí)體的學(xué)校人員的結(jié)構(gòu)。如果科研人員也從事教學(xué)工作,則應(yīng)計(jì)算為教學(xué)或兼職教學(xué)人員;若科研人員不承擔(dān)教學(xué)任務(wù),則其不應(yīng)計(jì)入影響學(xué)生能力的師資隊(duì)伍之中。按照“教書育人、環(huán)境育人、實(shí)踐育人、文化育人、科研育人”的思路,教師承擔(dān)的科研工作量應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤粗嗳弧?/p>
2 物聯(lián)網(wǎng)的定義和本質(zhì)
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)主要是通過信息實(shí)現(xiàn)物品到物品(Thing to Thing,T2T)、人到物品(Human to Thing,H2T)、人到人(Human to Human,H2H)人到事(Human to Shi,H2S)、物到事(Thing to Shi,T2S)、事到事(Shi to Shi, S2S)之間的互連或者綜合集成的聯(lián)系。
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)本質(zhì)是依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的識(shí)別、交互和自組織,并能對(duì)人、事、物進(jìn)行智能化的溝通與控制的工具。物聯(lián)網(wǎng)的哲學(xué)本質(zhì)可認(rèn)為是實(shí)體的虛擬化、數(shù)字化、信息化,通過信息溝通現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界,形成具有自組織能力的自主網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)體虛化模糊了物、動(dòng)物、人、機(jī)器人、事(件)等概念,模糊了物質(zhì)精神兩元論的界線。
3 物聯(lián)網(wǎng)對(duì)工程教育的影響
物聯(lián)網(wǎng)除具有“物質(zhì)世界數(shù)字(虛擬)化”、“人、物、事(件)互聯(lián)化”、“教育資源信息化”、“數(shù)據(jù)處理智能化”的功能之外,⑨還有如下幾方面的功能:第五,教育體系輔導(dǎo)化,學(xué)校弱化為輔導(dǎo)機(jī)構(gòu),從而學(xué)校主動(dòng)的教育體系隨著受教育者主體作用的提升而弱化為輔導(dǎo)體系。第六,個(gè)體成長發(fā)展“學(xué)輔”化,受教育者成了真正的學(xué)習(xí)主體,教育演化為學(xué)習(xí)者個(gè)體的學(xué)習(xí)成長,可稱其為“學(xué)輔”,這是物聯(lián)網(wǎng)對(duì)教育的最根本的沖擊。第七,教學(xué)空間微型化,地球村和遠(yuǎn)程教育使得教學(xué)空間變小了,身在國內(nèi)也能學(xué)到境外高校的公開教學(xué)課件或視頻。第八,教學(xué)時(shí)間自主化,由于學(xué)習(xí)者真正成為了吸收信息的主人,其未必在限定的時(shí)間去聽課,可以自由地利用其他時(shí)間如吃飯間隙或晚上去學(xué)習(xí)所需要的知識(shí);同時(shí)學(xué)習(xí)可以在“泛在教育”的時(shí)空里進(jìn)行。
3.1 對(duì)教學(xué)模式的影響
當(dāng)前普通高校工程教育的“教學(xué)”,“教”是教師的主動(dòng)的“教”,學(xué)生的“學(xué)”則是處于次要地位,學(xué)生是在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行的學(xué)。物聯(lián)網(wǎng)使得終身教育更容易實(shí)施,也就是說,學(xué)習(xí)者可以通過客觀實(shí)體(世界)的自我信息表達(dá)來感知其環(huán)境的教育信息,也可以通過“軟信息”(二次信息)去學(xué)習(xí)間接知識(shí)。
在以人為本的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,教與學(xué)的廣泛性可稱之為“泛在教學(xué)”和“泛在學(xué)習(xí)” (U—learning),即無處不在“教”和無處不在的“學(xué)”。對(duì)教師的“教”要實(shí)現(xiàn)泛在的教和幸福的教;對(duì)學(xué)生的“學(xué)”要落實(shí)泛在的學(xué)習(xí)和自由快樂的學(xué)習(xí)。教師的任務(wù)是告訴學(xué)生學(xué)習(xí)的重要性和為什么學(xué)習(xí),大部分教師的主要任務(wù)是提供各種輔導(dǎo)。教師的一切工作都是為學(xué)生主動(dòng)的“學(xué)”服務(wù)的,教師“教”的效果如何就體現(xiàn)在對(duì)學(xué)生的輔導(dǎo)、引導(dǎo)、指導(dǎo)上面,“教學(xué)”就變成了“學(xué)輔”,因而,教學(xué)范式改變了。
3.2 對(duì)學(xué)習(xí)方式的影響
學(xué)習(xí)是指任何行為、信息、知識(shí)、理解力、態(tài)度、價(jià)值觀或技能方面的長進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的云計(jì)算、海計(jì)算以及云海計(jì)算相適應(yīng)的“云服務(wù)”,人們對(duì)知識(shí)信息的獲取不再受到空間、時(shí)間、體能、知識(shí)、訊息等差異的限制,完全可以按需獲取、分享知識(shí)、資訊。學(xué)生的“學(xué)”變成真正意義上的“自主的學(xué)”,學(xué)什么專業(yè),選哪些課程,選哪位老師的視頻,全部由學(xué)生自主選取。什么時(shí)候?qū)W什么課程,學(xué)到什么程度,做哪些實(shí)驗(yàn),在哪個(gè)地方學(xué)習(xí)都由學(xué)生決定。隨著“虛擬教室”、“智慧實(shí)驗(yàn)室”、“無線網(wǎng)絡(luò)”、“數(shù)字城市”、 “智慧城市”、“智慧地球”逐步落實(shí),青少年時(shí)期的集中式的學(xué)習(xí)可能延伸為終身學(xué)習(xí)。物聯(lián)網(wǎng)使得學(xué)習(xí)的方式、手段、時(shí)空、內(nèi)容等都會(huì)發(fā)生根本性的變革,對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)方式和手段也會(huì)相應(yīng)地改變。
3.3 對(duì)師資隊(duì)伍的影響
余壽文教授認(rèn)為:“大學(xué)者,非大樓之謂也,乃大師育才之謂也?!雹狻皩W(xué)生是教師主要的直接的服務(wù)對(duì)象,教學(xué),包括研究型的教學(xué)是教師服務(wù)于學(xué)生的主要形式?!必Z教師在教學(xué)過程的作用只是“二次信息”的表達(dá),學(xué)生通過老師大多也都是只能獲得間接的知識(shí),而現(xiàn)代信息技術(shù)尤其是物聯(lián)網(wǎng)將使得這種間接傳達(dá)成為可有可無的狀態(tài)。多媒體技術(shù)或3D視頻教學(xué)課件有可能取代表達(dá)能力較差教師的教學(xué)功能。因此,這些通過信息傳遞而完成教師工作量或承擔(dān)教學(xué)任務(wù)的實(shí)體可定義為“虛擬教師”。物聯(lián)網(wǎng)可令“虛擬教師”隊(duì)伍的數(shù)量快速增長,而其功能將不斷增強(qiáng)。工程教育專業(yè)認(rèn)證的“師資指標(biāo)”應(yīng)作相應(yīng)的變動(dòng)或調(diào)整。
以廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例分析如下:參與高校各種職能的全體人員可分為以下9類,一是專職在編人員,省編辦下達(dá)的編制是1149名。二是專職非編人員,全校有近百名。三是外聘兼職人員,其中兼職教師共有886名。四是退休返聘人員,全校有十幾人。以上4種可稱其為“顯性教職工”或“顯性職工”。五是勞務(wù)外包職工,全校約800名。六是校企合作和職教集團(tuán)的連鎖協(xié)同單位及聘用專家。七是在學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)過程中聘用的指導(dǎo)師傅。此3種人員可稱其為“恢色教職工”或“恢色職工”。以上7種可稱為“實(shí)體教職工”或“實(shí)體職工”。八是與學(xué)校和學(xué)生直接發(fā)生聯(lián)系的其他人員,如送快遞的郵政人員、送快餐的物流人員、電訊人員等。這可稱其為“隱性教職工”或“隱性職工”。九是與學(xué)校和學(xué)生非直接接觸而產(chǎn)生影響的實(shí)體(或信息源),如QQ群、BBS站、微博、微信,教學(xué)用的錄音錄像資源等,它們對(duì)學(xué)生起到了教職工的影響作用。其可被稱為“虛擬教職工”或“虛擬職工”。電視教學(xué)或錄像教育中教師就可看作是“虛擬教師”。因此,可定義“虛擬教師”為:占具一定的工作崗位、承擔(dān)一定的教學(xué)任務(wù)、能提供某些知識(shí)或信息、消耗一定的資源、為教育事業(yè)產(chǎn)生一定的效益的虛擬體、實(shí)體或信息集合體。美國于1994年制成了世界第一具“男性虛擬人”,美國已經(jīng)制造了有物理性能的第二代和有生理功能的第三代“虛擬人”。我國2003年第一軍醫(yī)大學(xué)構(gòu)建了首例“女性虛擬人”。無人機(jī)實(shí)際上就是一個(gè)“虛擬軍事戰(zhàn)斗人員”。
4 結(jié)論
工程教育是一個(gè)“巨復(fù)雜自適應(yīng)智能系統(tǒng)”,其具有復(fù)雜巨系統(tǒng)的多種特性。通過信息溝通人、物、事(件)的物聯(lián)網(wǎng)將對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證指標(biāo)體系的內(nèi)涵產(chǎn)生深遠(yuǎn)的革命性的影響,虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬教師、虛擬校園等都將成為現(xiàn)實(shí)。
基金項(xiàng)目:此文受廣東省教育科研“十二五”規(guī)劃2012年度研究項(xiàng)目(2012JK091)、2013年廣州市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(13G33)、2012年廣東高等教育科學(xué)研究課題(GJB125095),廣東省高職高專校長聯(lián)席會(huì)議2013年度重點(diǎn)課題項(xiàng)目(GDXLHZD014)和2013年廣東輕院教改課題(JG201365)的資助
注釋
① 張?zhí)觳?現(xiàn)代職教體系協(xié)同現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的機(jī)理探析——以廣東省為例[J].淮南師范學(xué)院學(xué)報(bào),2012.14(5):81-84.
② 張?zhí)觳?高職教育層次論視域下現(xiàn)代職教體系的建構(gòu)分析[C].Kevin Bo.第三屆教學(xué)管理與課程建設(shè)學(xué)術(shù)年會(huì).Hong Kong: E R P press,2012:28-33.
③ 張?zhí)觳?物聯(lián)網(wǎng)視域下管理工程創(chuàng)新的思考[C].王淑云,高光銳,任俊義.2012中國管理科學(xué)與工程研究報(bào)告.長春:吉林大學(xué)出版社,2012:181-186.
④ 張?zhí)觳?終身教育維度下的現(xiàn)代國民教育體系結(jié)構(gòu)和層次分析[J].職業(yè)技術(shù)教育,2011.32(22):31-35.
⑤ Tianbo ZHANG, Qiuhong LI.Analysis and Exploration of Management Innovation of the Higher Vocational Education——Guangdong Industry Technical College as an Example [C]//Zhou Bing. The International Conference on Management Science and Engineering.Chongqing:Springer,2012:37-42.
⑥ 朱偉東,張振剛.美國ABET工程教育專業(yè)質(zhì)量認(rèn)證研究[J].中國高教研究,2009(12):54-56.
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能建筑;成本控制;工程造價(jià)
1引言
隨著國家對(duì)智慧城市的重視,智能建筑也進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期,智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下對(duì)增強(qiáng)安防措施、改善居住體驗(yàn)、節(jié)約能耗等方面進(jìn)行改善。物聯(lián)網(wǎng)是通過多種信息傳感器實(shí)時(shí)采集各類信息,在終端設(shè)備、邊緣域或云中心通過機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。智能建筑可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)建筑內(nèi)暖通空調(diào)、供水、發(fā)電、照明系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等通過人工智能處理器對(duì)于建筑的整體分析和優(yōu)化,可以大大節(jié)省運(yùn)營成本,提高投資回報(bào)率。智能建筑的核心是5A系統(tǒng):建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BA)、通訊自動(dòng)化系統(tǒng)(CA)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)(OA)、火災(zāi)報(bào)警與消防連動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)(FA)、安全防范自動(dòng)化系統(tǒng)(SA),通過5A系統(tǒng)使建筑具有安全、便捷、高效、節(jié)能的特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年我國物聯(lián)網(wǎng)連接量在45.7億,到2025年將增至199億,市場(chǎng)空間非常廣闊,對(duì)于智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下成本控制和造價(jià)分析,將成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能建筑的成本控制
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能建筑進(jìn)行工程預(yù)算是一種新型的技術(shù)手段,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過智能系統(tǒng)提高成本控制的準(zhǔn)確性,對(duì)于智能建筑項(xiàng)目進(jìn)行成本預(yù)算和控制有十分重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用是智能建筑的基本特點(diǎn),一般通過開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)合,以及定性控制與定量控制的結(jié)合的采用多模態(tài)控制方式,這種方式可以幫人們處理大量的系統(tǒng)問題,通過大數(shù)據(jù)收集資料和人工智能的科學(xué)推理,可以對(duì)人類的行為和思維進(jìn)行感知模擬,對(duì)智能建筑中5A系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。物聯(lián)網(wǎng)通常使用射頻設(shè)備、定位系統(tǒng)、激光掃描設(shè)備和紅外感應(yīng)器設(shè)備等信息通訊傳感器,通過網(wǎng)絡(luò)把所有設(shè)備都連接起來,來使信息互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能識(shí)別、智能定位、智能跟蹤、智能監(jiān)控的管理體系,可以對(duì)智能建筑中的各種設(shè)備進(jìn)行有效管理,讓設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行信息互通和遠(yuǎn)程共享,通過收集大量的數(shù)據(jù)信息可以構(gòu)建一個(gè)參量體系,通過參量系統(tǒng)優(yōu)化智能建筑使用成本,給人們提供綠色環(huán)保、舒適健康的生活環(huán)境。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑工程造價(jià)
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和參量體系可以得到大量信息,通過信息的處理計(jì)算得到成本數(shù)據(jù)和工程量,根據(jù)國家規(guī)定定額標(biāo)準(zhǔn)得到工程造價(jià)的目標(biāo)函數(shù)。運(yùn)用BIM智能建筑模型,合理的博弈控制函數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能建筑的造價(jià)預(yù)測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的工程造價(jià)分析模型主要有三種,(1)通過對(duì)建筑的主要參數(shù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建模型。(2)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模糊控制和邏輯控制來構(gòu)建模型。(3)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下擬自然隨機(jī)最小二乘擬合來構(gòu)建模型。這種方法由于計(jì)算量較大,計(jì)算復(fù)雜程度較高,無法保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。為了提高計(jì)算的準(zhǔn)確性,本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)約束參量和工程造價(jià)預(yù)測(cè)模型的方法來提高智能建筑成本控制進(jìn)度和工程造價(jià)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行成本控制參量體系
在智能建筑中工程造價(jià)是指工程建設(shè)中所需要投入的資金,主要包括前期的投資估算、項(xiàng)目過程中的工程結(jié)算、完工后的竣工決算。在智能建筑施工過程中,可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)項(xiàng)目成本和工程造價(jià)進(jìn)行有效控制。第一,合理分析智能建筑工程造價(jià)的約束函數(shù)和參量體系;第二,為了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑參量體系和約束模型,需要對(duì)建筑規(guī)劃、消防、交通、環(huán)保等實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)合理評(píng)估和預(yù)測(cè)。通過參量體系和約束模型進(jìn)行智能管理控制,保證智能建筑項(xiàng)目施工進(jìn)度和施工品質(zhì)。通過構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)參數(shù)模型,保證了智能建筑材料合理選擇和建筑施工成本的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑成本控制預(yù)算中,往往忽視交叉因子對(duì)成本的影響。智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)控制,利用智能建筑自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)中的三種通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)效益評(píng)估,可以有效地計(jì)算出智能建筑控制成本,在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的成本控制參量體系中,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)工程造價(jià)模型設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)智能建筑工程造價(jià)成本有效控制和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。由此可見,在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下構(gòu)建智能建筑參量體系是實(shí)現(xiàn)成本控制的重要途徑。
5智能建筑目標(biāo)模型構(gòu)建及設(shè)計(jì)優(yōu)化
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立智能建筑目標(biāo)模型,通常是采用均衡博弈的計(jì)算方法來分析智能建筑的工程和造價(jià),這種方法是用預(yù)測(cè)函數(shù)以及最小方差來進(jìn)行成本的預(yù)測(cè)和造價(jià)控制,可以有效地控制智能建筑造價(jià)計(jì)算精度。但是由于需要收集大量的數(shù)據(jù),在沒有足夠數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的情況下,智能建筑工程造價(jià)預(yù)測(cè)精度是不準(zhǔn)確的。本文為了提高控制精度采用了一種在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本約束參量。通過約束參量貢獻(xiàn)度加權(quán)的方法建立工程造價(jià)預(yù)測(cè)和成本控制模型,在參量分析基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)工程造價(jià)預(yù)測(cè)和成本控制模型,構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)下成本控制系統(tǒng)得到最佳的博弈函數(shù),得到工程造價(jià)施工優(yōu)化參數(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑施工過程中,不但要考慮在施工成本,還需要對(duì)管理成本等多方面進(jìn)行綜合考量,通過智能建筑成本分析建立工程成本預(yù)測(cè)模型。為了合理地評(píng)估智能建筑的性能,可以采用一種分?jǐn)?shù)階差分函數(shù)的公式對(duì)評(píng)價(jià)進(jìn)行有效分析,用函數(shù)公式得出智能建筑成本和建筑質(zhì)量的關(guān)系。在智能建筑模型構(gòu)建時(shí),利用分析方法實(shí)現(xiàn)成本投入的時(shí)間序列的采集,通過智能建筑施工中的各方面因素進(jìn)行線性二乘擬合計(jì)算構(gòu)建約束關(guān)系模型,可以實(shí)現(xiàn)智能建筑工程造價(jià)的量化評(píng)價(jià)參數(shù)模型。在實(shí)際施工過程中,包括固定成本和非固定成本,非固定成本是由很多不確定因素造成的,為了實(shí)現(xiàn)有效的成本控制,應(yīng)該對(duì)不確定因素進(jìn)行有效控制。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建量化控制模型,可以有效地對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)效益最大化。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的控制必須滿足非線性方程的連續(xù)性條件,通過連續(xù)性條件構(gòu)建一個(gè)模型,由此可以得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑施工過程中生產(chǎn)效益最大化,并且在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下實(shí)現(xiàn)成本與效益最優(yōu)匹配,通過以上決策,智能建筑工程造價(jià)的效益值和帶量值可以有效均衡。此外,為了保證施工效率和質(zhì)量構(gòu)建模型,通過累計(jì)方差的公式對(duì)建筑成本的參量貢獻(xiàn)度進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)處理。通過上述介紹的參數(shù)模型,可以在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下對(duì)施工成本、施工效率和施工質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,不但提高了施工質(zhì)量還降低了施工成本。
6物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下仿真實(shí)驗(yàn)和分析
為了對(duì)上述模型和參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn),以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本控制和工程造價(jià)分析的可行性,通常需要采用一種仿真軟件進(jìn)行分析和研究,根據(jù)國家預(yù)算定額可以設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本參量數(shù)據(jù)表。通過成本參量數(shù)據(jù)表進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本控制和工程造價(jià)仿真建模,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下預(yù)測(cè)數(shù)值仿真,通過仿真可以得到不同的成本控制數(shù)據(jù),為了要論證結(jié)果,可以把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑仿真結(jié)果和傳統(tǒng)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。從仿真結(jié)果可以看出,采用本文所使用的方法有效地降低了項(xiàng)目建設(shè)成本,成功的對(duì)智能建筑成本控制進(jìn)行了優(yōu)化。由此可見,通過仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果是有科學(xué)性和可行性的。
7物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑展望
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑業(yè)、工業(yè)、電子行業(yè)、交通行業(yè)、汽車行業(yè)都有了深入的應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步,智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理跟用戶需求進(jìn)行優(yōu)化組合。智能建筑不僅可以提高舒適的環(huán)境,還可以提高工作效率,降低建筑成本,已經(jīng)成為智慧城市發(fā)展的必然趨勢(shì)。目前智能建筑主要體現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化和通信系統(tǒng)信息化,隨著科技的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能建筑會(huì)采用系統(tǒng)信息綜合管理,對(duì)智能建筑內(nèi)所有的設(shè)備信息進(jìn)行收集、傳輸和處理,在物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑可以實(shí)現(xiàn)人與物的連接,物與物的連接,通過云計(jì)算收集處理和人工智能邏輯分析決策,朝著智能化方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程;TCP/IP協(xié)議;教學(xué)模式;應(yīng)用驅(qū)動(dòng)
近年來,物聯(lián)網(wǎng)(Intemet of Things)受到國內(nèi)外工業(yè)界和教育界的重點(diǎn)關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)的概念由美國麻省理工學(xué)院于1999年提出,主要通過射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、無線傳感器、激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)等信息傳輸設(shè)備,按照無線傳輸協(xié)議,將物品連接到互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸,從而實(shí)現(xiàn)“物物相連”的應(yīng)用目標(biāo)。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同,物聯(lián)網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)全面感知,即通過RFID、無線傳感器等感知體采集信息,同時(shí)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠傳輸,智能處理捕獲的信息,真正實(shí)現(xiàn)物與物的溝通。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信之后的新一代信息產(chǎn)業(yè)化浪潮,深刻影響著人們的生活、工作方式,目前已在智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)監(jiān)控等領(lǐng)域成功應(yīng)用。
在教育部首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科新專業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)建設(shè)是信息技術(shù)與社會(huì)需求發(fā)展的必然要求,同時(shí)為計(jì)算機(jī)教育和計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了新的方向。該專業(yè)旨在培養(yǎng)能系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論和技能,具備通信、網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)等專業(yè)知識(shí)的高級(jí)工程技術(shù)人才。截止到2012年秋,全國經(jīng)教育部批準(zhǔn)開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的本科院校有135所。目前,物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置、培養(yǎng)模式、實(shí)驗(yàn)配置、教材建設(shè)等內(nèi)容尚處于探索和完善階段,同時(shí),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域需要的從業(yè)人員數(shù)量急劇上升。
由于在技術(shù)特點(diǎn)方面,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、嵌入式軟件、傳感器技術(shù)的集成和整合,重點(diǎn)涉及高頻技術(shù)和通信協(xié)議棧等核心技術(shù),對(duì)從業(yè)人員的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐能力要求較高。但目前,國內(nèi)相關(guān)專業(yè)多專注于單項(xiàng)技術(shù)的培育,對(duì)上述多種技術(shù)的聚合存在較大欠缺,需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn),對(duì)其課程內(nèi)容進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)容。
TCP/IP協(xié)議分析是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信相關(guān)專業(yè)的專業(yè)課,也是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程之一。作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的后續(xù)課程,該課程側(cè)重于講述TCP/IP協(xié)議族的基本原理和核心技術(shù),使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)互連的原理有更深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng),核心技術(shù)已由傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)向無線網(wǎng)絡(luò)和無線通信,如zigBee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和IPv6協(xié)議。因此,對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),TCP/IP協(xié)議分析不僅要講述經(jīng)典TCP/IP協(xié)議,更要側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。顯然,要對(duì)TCP/IP協(xié)議分析的教學(xué)模式進(jìn)行改革,使其滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)需要。
1、教學(xué)現(xiàn)狀分析
TCPflP協(xié)議分析的主體是對(duì)TCP/IP協(xié)議族中各層協(xié)議的詳細(xì)介紹,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)TCP/IP協(xié)議復(fù)雜機(jī)理的直觀理解。根據(jù)作者實(shí)踐教學(xué)總結(jié),目前該課程存在如下問題。
1.1 授課內(nèi)容偏重理論,與先期課程重疊過多
TCP/IP協(xié)議分析的核心是TCP/IP 4層模型及相關(guān)通信方式、時(shí)序等規(guī)則,一定程度上與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程重復(fù),單純的理論闡述會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去興趣。此外,抽象講解各種協(xié)議的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)容易重復(fù),如每個(gè)協(xié)議的組成部分幾乎一致,簡(jiǎn)單重復(fù)很容易使學(xué)生感覺枯燥。
1.2 教學(xué)內(nèi)容單一,缺少源代碼分析
通過分析TCP/IP的源代碼,有助于觀察協(xié)議實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),深化對(duì)協(xié)議的理解,提高網(wǎng)絡(luò)編程與內(nèi)核開發(fā)技能,使學(xué)生具備根據(jù)需求修改協(xié)議棧的基本能力。然而,在實(shí)踐教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)TCP/IP協(xié)議分析教材集中于對(duì)協(xié)議的抽象分解,如采用示意圖的方式描述幀的封裝過程,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多采用數(shù)據(jù)包捕獲軟件分析協(xié)議的運(yùn)行機(jī)理。這樣無法使學(xué)生真正理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,將實(shí)際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的修改和應(yīng)用與源碼的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行有效結(jié)合,造成理論與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)。以幀的封裝為例,Linux下數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為“struct sk_buff”,所謂的封裝和解封是該結(jié)構(gòu)體中頭尾2個(gè)指針的移動(dòng),這個(gè)機(jī)制簡(jiǎn)單,但充滿了技巧,如果不閱讀源代碼,理論和應(yīng)用之間始終存在隔閡。對(duì)于已經(jīng)引入Linux TCP/IP協(xié)議棧源代碼的教師來說,如何有效組織上萬行的協(xié)議棧源代碼是重要問題。在教學(xué)中抽取出具有代表性的代碼段,需要根據(jù)不同學(xué)生的基礎(chǔ)條件反復(fù)凝練,還要兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)自主學(xué)習(xí)意識(shí)。
1.3 幾乎不涉及無線網(wǎng)絡(luò)理論的講授
現(xiàn)行教材幾乎全部以經(jīng)典IPv4為授課內(nèi)容,部分教材擴(kuò)展到IPv6,對(duì)網(wǎng)絡(luò)層以下涉及甚少,基本默認(rèn)以IEEE 802,3標(biāo)準(zhǔn)(以太網(wǎng))為例闡述。而在近些年的實(shí)際應(yīng)用中,無線網(wǎng)越來越成為業(yè)界的技術(shù)亮點(diǎn),各種成熟的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品紛紛延伸至無線網(wǎng)平臺(tái)。無線網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要以IEEE 802.11和802.15為代表,在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)以及協(xié)議規(guī)則方面與以太網(wǎng)有較大差別,為提高傳輸效率,在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層需要有相應(yīng)的改變。通用的IP和TCP協(xié)議顯得過于冗余且針對(duì)性不強(qiáng),無法應(yīng)對(duì)無線網(wǎng)高容量、短延時(shí)、低速率的應(yīng)用需求。這就決定了現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容無法直接應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。同時(shí),現(xiàn)有的絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)組網(wǎng)設(shè)備不適宜無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),因此,無法提供這方面的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。此外,無論是經(jīng)典的LinuxTCP/IP代碼分析,還是無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理論學(xué)習(xí),均缺乏相應(yīng)的操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材,這也不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解。
2、教學(xué)模式改革
依照物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),TCP/IP協(xié)議分析課程改革遵循“應(yīng)用為先導(dǎo)、工程為特色、實(shí)踐能力為培養(yǎng)重點(diǎn)”的教學(xué)理念,按照如下思路進(jìn)行實(shí)踐。
2,1 應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型的啟發(fā)式教學(xué)模式
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn),明確“TCP/IP協(xié)議分析”課程以應(yīng)用為驅(qū)動(dòng),促進(jìn)學(xué)生從應(yīng)用的角度學(xué)習(xí)。教師有意識(shí)地根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)不同的技術(shù)需求,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)經(jīng)典的TCP/IP協(xié)議知識(shí)進(jìn)行重構(gòu),從而培養(yǎng)富有探索精神的思維模式和創(chuàng)新精神。
在具體教學(xué)中,以Linux協(xié)議棧代碼分析為主,TCP/IP協(xié)議的大多數(shù)原理在先導(dǎo)課程“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”中已經(jīng)教過,所以課堂教學(xué)一半時(shí)間講述理論細(xì)節(jié),其余時(shí)間輔以代碼分析。例如,Linux平臺(tái)下“struct sk buff”作為數(shù)據(jù)包的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)體,涵蓋了經(jīng)典協(xié)議棧里的諸多選項(xiàng),此時(shí),我們除了引導(dǎo)學(xué)生對(duì)代碼進(jìn)行分析外,還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思考如何刪減和添加哪些選項(xiàng),才能保證實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)高容量、短延時(shí)等應(yīng)用要求。然后以ZigBee協(xié)議為代表,抽選出該協(xié)議下的幀結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)代碼,并以此展開ZigBee協(xié)議的若干細(xì)節(jié),比如NPDU中載荷選項(xiàng)的構(gòu)成、序列信息的作用以及半徑域選項(xiàng)的意義。通過對(duì)比學(xué)習(xí),學(xué)生們可以輕松地過渡到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)氛圍。又如,Linux平臺(tái)下傳輸層的主要實(shí)現(xiàn)函數(shù)為“tcp v4 do rcv( )”,主要工作是遍歷后備隊(duì)列鏈表,將合適的數(shù)據(jù)包添加至完成隊(duì)列,并作校驗(yàn)。教師除了帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)此函數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析外,還要指出zigBee協(xié)議中傳輸層功能很小,甚至已經(jīng)合并到網(wǎng)絡(luò)層,引導(dǎo)學(xué)生思考原因,以及哪些功能可以保留,哪些是冗余,并對(duì)比經(jīng)典TCP協(xié)議的滑動(dòng)窗口機(jī)制,分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境下應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)擁塞控制。再如,在經(jīng)典TCP/IP協(xié)議中,路由是IP層的核心功能,常用的路由協(xié)議如OSPF、RIP等多考慮廣域網(wǎng)的情況,但在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,這些協(xié)議顯然都不適合。此時(shí)我們引導(dǎo)學(xué)生思考,如何通過在路由選擇格式、地址轉(zhuǎn)換計(jì)算、算法的實(shí)時(shí)性、安全性等方面的調(diào)整,以指定適宜短距離無線通信的路由選擇協(xié)議。盡管一兩節(jié)課的時(shí)間不足以將改進(jìn)的細(xì)節(jié)討論完善,但通過這樣的學(xué)習(xí),使學(xué)生既達(dá)到了掌握經(jīng)典TCP/IP協(xié)議理論的目的,也明白了物聯(lián)網(wǎng)與常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異同,為課下自學(xué)以及后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
2.2 理論與工程產(chǎn)品相結(jié)合的教學(xué)方法
TCP/IP協(xié)議內(nèi)容龐雜,涵蓋面廣,協(xié)議細(xì)節(jié)繁瑣,根據(jù)教學(xué)實(shí)踐,如果直接照本宣科,學(xué)生容易厭倦,教學(xué)效果不好。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生,我們?cè)谑谡n時(shí)加入了大量的無線網(wǎng)絡(luò)理論,加大IPv6講授部分,這些內(nèi)容在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中一筆帶過,實(shí)踐中學(xué)生的反響非常強(qiáng)烈,聽課興趣明顯增加。例如在網(wǎng)絡(luò)層的授課內(nèi)容中,我們加入了配置無線網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的內(nèi)容,首先從實(shí)際無線路由的網(wǎng)關(guān)配置演示,擴(kuò)展到zigBee無線網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn),并給出了無線網(wǎng)關(guān)射頻部分(物理層)接收到數(shù)據(jù)報(bào)文后進(jìn)行有效載荷等選項(xiàng)的格式轉(zhuǎn)換細(xì)節(jié),直到最終交由802.3以太網(wǎng)網(wǎng)卡處理。數(shù)據(jù)最終還是返回到熟悉的以太網(wǎng),但學(xué)生對(duì)無線網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸原理有了更深入的理解。
此外,我們?cè)诮虒W(xué)中增加了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工具箱的應(yīng)用。目前主要使用ZigBee工具箱做教學(xué)對(duì)象。由于現(xiàn)在主流ZigBee工具箱體積小、便于攜帶,且都具備在線調(diào)試功能,因此很容易在課堂進(jìn)行變量觀察,對(duì)上述新添加的無線網(wǎng)的理論進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證。同時(shí),工具箱大多配備圖形、漢字LCD顯示器和各類語音接口,便于學(xué)生直觀感受。此外,zigBee工具箱大多開放源代碼,理論授課完全可以伴隨代碼分析。理論講授、工具箱驗(yàn)證、代碼分析構(gòu)成了我們教學(xué)方法的“三重奏”。
2.3 仿真軟件與編程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)手段
由于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要配備多個(gè)傳感器、無線網(wǎng)關(guān)和終端,設(shè)備成本較高,因此可采用以仿真軟件為主的教學(xué)手段。目前我們主要采用NS2軟件,可以方便地設(shè)定各類通信環(huán)境和不同的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)類型,構(gòu)建虛擬的無線與有線耦合的通信網(wǎng)絡(luò)模型,可以觀察不同協(xié)議的運(yùn)作流程。例如,我們采用NS2仿真zigBee協(xié)議體系中樹形路由的分布式地址分配方式,構(gòu)造了不同類型的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接入方式,并可以得到直觀的性能分析定量數(shù)據(jù)?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)以數(shù)據(jù)包捕獲軟件為主,這類軟件有助于學(xué)生直觀地了解協(xié)議實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),不用在開始就糾纏具體的代碼。目前我們實(shí)驗(yàn)主要采用的是銳捷公司的協(xié)議分析器,界面簡(jiǎn)單直觀,所支持的協(xié)議類型全面。此外,我們推薦學(xué)生在課余學(xué)習(xí)中使用Sniffer軟件,這也是一款輕量級(jí)的捕獲軟件,便于安裝在學(xué)生電腦中。
顯然,單純的捕獲并分析數(shù)據(jù)包只能從宏觀角度理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理,如想與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用性接軌,則應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)引入網(wǎng)絡(luò)編程。這里的網(wǎng)絡(luò)編程并不是指內(nèi)核(協(xié)議棧)開發(fā),而是指從應(yīng)用層編程人手模擬部分協(xié)議。由于Linux內(nèi)核編程的基礎(chǔ)知識(shí)要求較多,而LinuxSocket編程易學(xué)易用,因此我們?cè)诮虒W(xué)中引入后者作為實(shí)驗(yàn)技術(shù)。例如,講完ICMP協(xié)議后,我們會(huì)在課堂上講授基于Linux c的ping程序的主干代碼,然后在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)無線網(wǎng)關(guān)和無線地址分配的機(jī)理,要求學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的修改。又如,講完TCP的ACK、RST、SYN等報(bào)文格式后,我們利用Linux c編寫端口掃描程序,并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)試。引入Linux c網(wǎng)絡(luò)編程的直接好處是,學(xué)生不再認(rèn)為TCP8P協(xié)議分析是純理論,產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)Linux c編程能力也得到了很好的鍛煉。
3、結(jié)語
目前,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程建設(shè)尚處于起步和摸索階段。對(duì)于該專業(yè)的每門課程都要以物聯(lián)網(wǎng)本身的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用需求作為導(dǎo)向,進(jìn)行教學(xué)模式調(diào)整,這樣才有助于實(shí)現(xiàn)該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。作為該專業(yè)的核心課程,TCPhP協(xié)議分析在今后的教學(xué)中不僅要完成經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理的講授,更要考慮無線網(wǎng)絡(luò)的特殊需求以及對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]馮翔,姜鑫,昊永和,物聯(lián)網(wǎng)教育應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)研究[J],華東師范大學(xué)學(xué)報(bào);自然科學(xué)版,2012(2):42-51。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)工程 專業(yè)設(shè)置 可行性 劉國鈞高職校
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。即通過射頻識(shí)別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù),必將帶來繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)開啟了新的產(chǎn)業(yè)革命,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,必然帶動(dòng)其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,可以斷言,物聯(lián)網(wǎng)必將成為下一個(gè)世界經(jīng)濟(jì)的增長點(diǎn),所有這一切都給職業(yè)院校的專業(yè)設(shè)置和科研提出了新問題[1]。
1.專業(yè)設(shè)置的必要性
1.1國家戰(zhàn)略
近年來,世界各國尤其是主要大國紛紛把發(fā)展信息網(wǎng)絡(luò)、節(jié)能環(huán)保、低碳技術(shù)等作為新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),人們的生活方式以及國家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展格局正在發(fā)生深刻變革。而發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)不僅可以節(jié)約成本,提高整體經(jīng)濟(jì)效益,而且可以提高具體產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,更重要的是帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級(jí)。
2009年8月7日,總理在視察中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時(shí)指示,要加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展,在無錫建立“感知中國”中心。2010年3月份,在政府工作報(bào)告中,溫總理再次明確提出,將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”。
1.2社會(huì)需求
目前國內(nèi)無論是物聯(lián)網(wǎng)還是云計(jì)算專業(yè)的人才都處于炙手可熱的狀態(tài)。企業(yè)的信息化,制造裝備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化與信息化,制造產(chǎn)品的信息化與智能化等技術(shù)的發(fā)展,都離不開物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù),而這其中,人才是關(guān)鍵[2]。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展為高職院校提供了新的發(fā)展機(jī)遇,由于企業(yè)急需物聯(lián)網(wǎng)工程方面的專門技術(shù)人才,因此高??梢宰プC(jī)遇,在物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)方面大有作為。
1.3高職學(xué)生就業(yè)前景
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)和IT產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展,“物聯(lián)網(wǎng)”專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的行業(yè)極其廣闊與靈活。光通信、無線通信、計(jì)算機(jī)控制、多媒體、網(wǎng)絡(luò)、軟件、電子、自動(dòng)化、信息安全等行業(yè)均將大量需要高技術(shù)型、高技能人才及相關(guān)的管理人才,這為高職院校提供了新的發(fā)展契機(jī)。在人才需求方面,各地政府紛紛上馬物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目,急需大量的物聯(lián)網(wǎng)人才,而且非常奇缺。例如,無錫到2015年總投資40億元,建成引領(lǐng)中國傳感網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)制訂的中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院,集聚各類傳感網(wǎng)企業(yè)500家,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值500億,需要引進(jìn)和培養(yǎng)高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)人才5000名,集聚從業(yè)人員5萬人。僅僅無錫就需要5000名高級(jí)物聯(lián)網(wǎng)人才,全國需要的物聯(lián)網(wǎng)人才數(shù)量可想而知[3]。
2.專業(yè)設(shè)置的可行性
2.1師資條件
雄厚的師資力量是開設(shè)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ),要開展物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)教育必須耍有相關(guān)專業(yè)教師隊(duì)伍。劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校信息工程系現(xiàn)有計(jì)算機(jī)專業(yè)課教師15位,自動(dòng)化工程系有兩位教師專門從事單片機(jī)開發(fā)教學(xué),專業(yè)師資力量較為雄厚。而且其中大部分教師有實(shí)際的嵌入式開發(fā)、單片機(jī)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn),這對(duì)于開展物聯(lián)網(wǎng)的信息采集技術(shù)、信息傳輸技術(shù)等方面的教育具有很重要的意義,能夠大大提高教育的效果。
2.2學(xué)生資源基礎(chǔ)
五年制高職校的生源主要來自初中畢業(yè)生,生源質(zhì)量雖然要比高等教育院校差一些,但是他們已經(jīng)具有接受相關(guān)教育的基礎(chǔ),經(jīng)過前三年的專業(yè)基礎(chǔ)教育使他們足以能理解相關(guān)專業(yè)內(nèi)容。但是由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)涉及的內(nèi)容專業(yè)跨度比較大,不但需要計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí),而且還要學(xué)習(xí)電子信息與通訊,自動(dòng)控制,遙感與遙測(cè)和電子商務(wù)等知識(shí),對(duì)學(xué)生的要求比較高,因此對(duì)于五年制職校生來說還是有一定挑戰(zhàn)性的,有一定難度的。
2.3教學(xué)設(shè)施及設(shè)備條件
教育資源是開設(shè)新專業(yè)的重要保障,必須要有相關(guān)的教學(xué)資源。我?,F(xiàn)在已經(jīng)開展了單片機(jī)開發(fā)相關(guān)專業(yè)的教學(xué),具有多種單片機(jī)開發(fā)板,并且已經(jīng)在此基礎(chǔ)上展了嵌入式開發(fā)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)。我校劉鞠秀圖書館是一座生態(tài)化、現(xiàn)代化的省一級(jí)圖書館,建筑面積12000多平方米,閱覽座位840個(gè),可提供參考咨詢、閱覽、外借、檢索、復(fù)印等多種類型、多層次的服務(wù)。目前紙質(zhì)藏書15萬冊(cè),電子藏書5萬余冊(cè),紙質(zhì)報(bào)刊300余種,數(shù)字期刊8000余種,內(nèi)容包括文史哲、數(shù)理化、經(jīng)濟(jì)、法律、教育、管理、外語、電子工程、計(jì)算技術(shù)等。專業(yè)藏書涵蓋了財(cái)會(huì)、物流、計(jì)算機(jī)、動(dòng)漫、數(shù)控、汽車等專業(yè),品種豐富,更新及時(shí),相關(guān)內(nèi)容的圖書學(xué)生學(xué)習(xí)提供了大量的資料基礎(chǔ)。
2.4實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)條件
劉國鈞高職校設(shè)有功能齊全的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室。實(shí)驗(yàn)室面積達(dá)120平方米,實(shí)驗(yàn)室不但具有供師生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)功能,還具有開展講座等輔助功能。學(xué)校開辦至今,在計(jì)算機(jī)教學(xué)設(shè)備上的投入已經(jīng)超過420萬元,學(xué)校現(xiàn)有面向?qū)W生開放的計(jì)算機(jī)房7個(gè)(每個(gè)機(jī)房可容納45人左右)。特別是近年投資100多萬建立的校園信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為廣大師生對(duì)內(nèi)、對(duì)外的信息交流提供了極大的方便,為提高學(xué)生在Internet網(wǎng)絡(luò)上的操作水平發(fā)揮著重要作用。
2.5課程設(shè)置與教學(xué)要求
由于物聯(lián)網(wǎng)涉及的領(lǐng)域非常廣泛,從技術(shù)角度,主要涉及的現(xiàn)有高校院系與專業(yè)有:計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程,電子與電氣工程,電子信息與通訊,自動(dòng)控制,遙感與遙測(cè),精密儀器,電子商務(wù)等等。其主要課程包括:物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)導(dǎo)論、C語言程序設(shè)計(jì)、Java程序設(shè)計(jì)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)概論、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、傳感器技術(shù)概論,《傳感器技術(shù)》、RFID技術(shù)概論、工業(yè)信息化及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及應(yīng)用教程》、《中間件技術(shù)原理與應(yīng)用》、《物聯(lián)網(wǎng):技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式》等教材。要學(xué)習(xí)好這些課程,需要學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ),掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論和應(yīng)用設(shè)計(jì)方法,具有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù)的能力,掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,能順利地閱讀本專業(yè)的外文資料,具有聽、說、讀、寫的能力。這些對(duì)五年制職校生來說無疑是一大挑戰(zhàn)。
3.結(jié)束語
過本文分析可以看出,物聯(lián)網(wǎng)有著很大的發(fā)展空間,它勢(shì)必會(huì)成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)新的增長點(diǎn),它將極大地影響和改變著我們的生活。但是就目前而言,物聯(lián)網(wǎng)還是一個(gè)處于研究及未得到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的概念產(chǎn)品,它是一門綜合性、交叉性學(xué)科。需要畢業(yè)生具備電子、通信、計(jì)算機(jī)等多方面知識(shí)和能力,雖然目前我校軟件、硬件條件都比較很完善,但是對(duì)于五年制高職生來說,學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)課程還是具有很大的挑戰(zhàn)性的,因此在五年制高職校貿(mào)然設(shè)置“物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)”需要慎重。但是不可否認(rèn),物聯(lián)網(wǎng)肯定會(huì)像互聯(lián)網(wǎng)一樣普及到我們生活的方方面面,但這需要一個(gè)過程,至少需要10年到20年時(shí)間。因此,我??梢愿鶕?jù)實(shí)際情況先設(shè)置有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)課程,待到時(shí)機(jī)成熟再設(shè)置無量網(wǎng)專業(yè)。
基金:本文系江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院立項(xiàng)研究課題《五年制高職適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的對(duì)策研究——以常州劉國鈞高職校為例》的部分研究成果,課題編號(hào):B/2010/09/022。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);環(huán)境;流通加工;集成優(yōu)化
中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)36-0068-04
就流通加工集成本身而言,其置身于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境以后,很多問題的解決都獲得了較多的便利性條件,同時(shí)沒有受到太多的限制性影響,各個(gè)方面的工作執(zhí)行,都可以創(chuàng)造出較高的價(jià)值。從近幾年的工作來看,我國的人均收入開始不斷地增長,而國家建設(shè)和城市進(jìn)步,都進(jìn)一步了刺激了內(nèi)需的提升,即便是得到了物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的大力支持,流通加工集成依然表現(xiàn)出了“吃力”的現(xiàn)象,在很多方面都沒有創(chuàng)造出較高的價(jià)值,自身的工作水平也是有待提升的。通過對(duì)流通加工集成問題進(jìn)行優(yōu)化,能夠更好的解決自身不足,并且將物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮,拉動(dòng)良性循環(huán)體系的建立。
1 流通加工集成分析
1.1 流通加工的定義
從現(xiàn)有的工作來看,流通加工獲得了國家的標(biāo)準(zhǔn)定義,其主要指的是物品從生產(chǎn)地,到使用地的過程當(dāng)中,中間所產(chǎn)生的系列工作內(nèi)容,包括包裝處理、分割計(jì)量、組裝等等。將這一系列的綜合工作,稱之為“流通加工”。在現(xiàn)代化的建設(shè)中,流通加工對(duì)各個(gè)地方所產(chǎn)生的影響非常廣泛,不僅僅是涉及各個(gè)行業(yè)的聯(lián)合,同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)和社會(huì)的穩(wěn)定,也具有一定的作用。流通加工具體情況,如下圖所示。
1.2 流通加工的類型
經(jīng)過長久的發(fā)展和建設(shè),我國的流通加工體系日趨完善,在類型上也走向了多元化的道路。從目前所掌握的情況來看,很多地方的流通加工工作,都會(huì)受到較多的制約,但是制約因素本身所產(chǎn)生的雙重影響,又在不斷的推動(dòng)著流通加工集成優(yōu)化的發(fā)展,這樣就在客觀的工作上形成了良性循環(huán)體系,最終所創(chuàng)造的積極價(jià)值是值得肯定的。分析認(rèn)為,流通加工的類型,主要是表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,針對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域加工不足的地方,再一次的開展深加工處理?,F(xiàn)階段的社會(huì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常的激烈,有不少的商品在生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中,得到的加工處理并不理想,還存在一定的缺陷,此時(shí),考慮到內(nèi)部和外部的多項(xiàng)因素限制,必須將商品本身的不足和缺陷,進(jìn)一步的處理分析,提高價(jià)值,更好地迎合市場(chǎng)的需求。第二,為適應(yīng)多樣化所需要的流通加工。從生產(chǎn)部門的角度來分析,其在過往的追求目標(biāo)當(dāng)中,針對(duì)生產(chǎn)的效率、生產(chǎn)的規(guī)模是比較關(guān)注的。因此,產(chǎn)品本身的特點(diǎn)與功能等,都存在一定的缺陷。而在現(xiàn)如今的時(shí)展中,必須要符合客戶的需求,否則難以在市場(chǎng)上站穩(wěn)地位。所以,為了適應(yīng)產(chǎn)品的多樣化需求,流通加工的開展,是很有必要的。第三,促進(jìn)銷售的流通加工。現(xiàn)下的很多商場(chǎng)、超市等,都會(huì)開展大量的促銷活動(dòng),一方面是為了滿足市場(chǎng)對(duì)商品的需求,另一方面是為了更好的清理庫存,同時(shí)獲得足夠的資金供應(yīng)。而在促進(jìn)銷售的過程中,流通加工則表現(xiàn)的相對(duì)簡(jiǎn)單,包括捆綁銷售、滿多少贈(zèng)多少的模式等等,一般情況下,在商場(chǎng)或者是超市的內(nèi)部,就可以完成這種操作,也是比較常見的流通加工模式。
2 物網(wǎng)環(huán)境下流通加工集成優(yōu)化對(duì)策
2.1 流通加工集成優(yōu)化原則
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的作用下,流通加工集成優(yōu)化工作得到了很多的幫助,多項(xiàng)問題的解決,均達(dá)到了徹底的效果,各方面的工作成就了良性循環(huán)模式。但是,我國在目前的發(fā)展速度較快,很多方面的工作內(nèi)容,都不能出現(xiàn)任何的缺失現(xiàn)象,否則很容易在今后的工作上造成嚴(yán)重的不足問題。建議在今后的流通加工集成優(yōu)化當(dāng)中,嚴(yán)格的遵守優(yōu)化原則,這樣才能更好地避免流通加工集成優(yōu)化問題反復(fù)出現(xiàn)。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為流通加工集成優(yōu)化的原則,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,必須合理的調(diào)度原材料?,F(xiàn)下的流通加工工作,都存在著非常嚴(yán)格的規(guī)范,凡是出現(xiàn)任何的違背,即便是很小的違背現(xiàn)象,都將造成嚴(yán)重的影響。原料區(qū)域,存放著龐大數(shù)量的原材料,同時(shí)在種類上特別的繁雜。因此,要求操作人員,必須按照入庫批次進(jìn)行管理。第二,堅(jiān)持啟用最少的生產(chǎn)線。多數(shù)機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)區(qū),都會(huì)設(shè)計(jì)出3條生產(chǎn)線,而每一條生產(chǎn)線,都會(huì)配備相應(yīng)的生產(chǎn)小組。在符合產(chǎn)品質(zhì)量、要求的情況下,盡量少啟用重生產(chǎn)線,能夠?qū)T工工資、生產(chǎn)維修費(fèi)用等,進(jìn)一步控制在合理范圍內(nèi),針對(duì)成本的節(jié)約而言,得到了較好的效果,符合流通加工集成優(yōu)化的最終目標(biāo)。第三,有效地將生產(chǎn)周期縮短。對(duì)于當(dāng)代社會(huì)而言,任何一種商品的生產(chǎn)周期,都是社會(huì)上非常關(guān)注的?,F(xiàn)下的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,消費(fèi)者的購買也趨向于理性。所以,考慮到生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)能力問題,再加上交貨時(shí)間上的限制,必須將生產(chǎn)周期有效縮短,一方面可以加大客戶的訂單數(shù)量,另一方面還可以將經(jīng)濟(jì)效益充分的提升。第四,提高出庫效率。經(jīng)過前3項(xiàng)原則的執(zhí)行,流通加工集成優(yōu)化問題的解決,基本上固定在正確的道路上。值得注意的是,我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦?,還需要將出庫效率最大限度提升,保證貨物道路的合理性,要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)裝車發(fā)貨,最快速度的送達(dá),這樣才可以形成流通加工的良性循環(huán)。
2.2 流通加工集成優(yōu)化策略
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的影響下,流通加工集成優(yōu)化的開展,需要按照一定的策略來執(zhí)行,單純的憑借過往的經(jīng)驗(yàn)來操作,并不能在最終獲得預(yù)期的目標(biāo)。從主觀的角度來分析,過往的流通加工集成優(yōu)化,在環(huán)境的限制性上較強(qiáng),多數(shù)地方在經(jīng)驗(yàn)的積累方面較為豐富,所以經(jīng)驗(yàn)化的優(yōu)化,在以往是比較受歡迎的。但對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)而言,不僅在開放程度上較高,還得到了很多的影響因素制約,想要在最終的成就上達(dá)到最佳,經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中的偶然性,有時(shí)會(huì)變成一種阻礙。建議在流通加工集成優(yōu)化當(dāng)中,通過以下方式來完成:第一,按照先進(jìn)先出策略來完成。對(duì)于原料區(qū)域而言,每種原料的存放數(shù)量雖然存在差異,但是至少都會(huì)存放1個(gè)批次。每一個(gè)批次都存在入庫日期。此時(shí),應(yīng)該將先入庫的原料,進(jìn)行先出庫處理,以此來更好的避免早期進(jìn)貨原料出現(xiàn)失敗的情況,達(dá)到物盡其用的目的。第二,同單同批次策略。在原料區(qū)域的工作當(dāng)中,同一種原料也存在差異性,各個(gè)批次的生產(chǎn)條件、入庫條件都存在較大的不同,因此在質(zhì)量上表現(xiàn)出一定的不同。此時(shí),在選料的過程中,需要將同一份訂單的同一批次原料進(jìn)行應(yīng)用,減少混亂的情況發(fā)生。第三,同單同線策略。一般而言,生產(chǎn)區(qū)會(huì)設(shè)定3條生產(chǎn)線,為了保證在產(chǎn)品的質(zhì)量上達(dá)到一致的特點(diǎn),需要將同一個(gè)訂單的內(nèi)容,盡量的安排到同一條生產(chǎn)線當(dāng)中,這樣有利于保證產(chǎn)品本身的生產(chǎn)效率,同時(shí)很少出現(xiàn)大規(guī)模的問題。
3 數(shù)學(xué)模型
3.1 參數(shù)定義
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,流通加工集成優(yōu)化問題的處理,還可以通過數(shù)學(xué)模型建立的方法來完成,進(jìn)而將很多的問題有效處理,減少過往的缺失與不足。從現(xiàn)有的工作來看,數(shù)學(xué)模型的建立當(dāng)中,需要將各個(gè)參數(shù)的定義進(jìn)行明確,從而保證后續(xù)的求解可以得到正確的結(jié)論。在本次研究當(dāng)中,參數(shù)定義主要集中在以下內(nèi)容上:t表示的是時(shí)間序列號(hào),t=0、1、2、3......48。N主要表示的客戶訂單的總量。J表示的是產(chǎn)品種類的總量。Nj表示的是,產(chǎn)品為j的原料批次的總量。M表示的是生產(chǎn)區(qū)域當(dāng)中,生產(chǎn)線的總量。V表示的是成品區(qū)域,貨道的總量情況。Qi表示的是客戶訂單為i的產(chǎn)品需求總量。Xij表示的是,客戶訂單i當(dāng)中產(chǎn)品j的需求量情況。Rjk表示的是原料區(qū)域當(dāng)中,存儲(chǔ)的產(chǎn)品j批次的k的原料總量情況。CAm表示的是,生產(chǎn)線為m的生產(chǎn)總能力情況,是一個(gè)定值。Sv表示的是貨道為v的貨道容量情況,同樣是一個(gè)定值。ek表示的是產(chǎn)品j選擇的批次k原料的單位懲罰值。R表示的是,延期交貨的時(shí)候,針對(duì)延期訂單的單位懲罰值,這是一個(gè)定值。在STi表示的是,訂單為i的流通加工開始時(shí)間情況。OTi表示的是訂單為i的具體發(fā)貨時(shí)間。PTi表示的是訂單為i的首托盤下線時(shí)間情況。FTim表示的是訂單為i在生產(chǎn)線m的生產(chǎn)完成時(shí)間情況。
3.2 模型約束
在數(shù)學(xué)模型的分析和解答過程中,模型約束具有非常重要的作用,同時(shí)可以為最終結(jié)果的精確,提供較多的保障。經(jīng)過大量的討論與分析,結(jié)合參數(shù)定義以后,決定在模型約束方面,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
第一,制定選料決策時(shí)原料區(qū)原料庫存約束和訂單需求量約束:
第二,制定生產(chǎn)排產(chǎn)時(shí)的生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力約束和訂單需求量約束:
第三,制定入庫決策時(shí)成品區(qū)的貨道容量約束和訂單需求量約束:
3.3 解答分析
在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的影響下,流通加工集成優(yōu)化問題的解決,可以看作是一個(gè)多目標(biāo)的優(yōu)化問題,其涉及的影響因素較多,同時(shí)在解決的方案上也不會(huì)局限在單一的框架當(dāng)中。因此,針對(duì)該問題的解決,可以嘗試采用多目標(biāo)的決策方式來完成。從客觀的角度來分析,多目標(biāo)優(yōu)化的方法,其主要指的是在數(shù)學(xué)模型的幫助下,利用多個(gè)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行解決分析。在解決流通加工集成優(yōu)化問題的過程中,需要從綜合的角度來出發(fā),針對(duì)各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行深入的思考。另一方面,在針對(duì)各個(gè)目標(biāo)的處理過程中,應(yīng)該按照協(xié)調(diào)的方法和折中的方法來完成,這樣一來,就可以將每一個(gè)目標(biāo)函數(shù)值,能夠在給定的區(qū)域當(dāng)中,盡量的朝著最優(yōu)的解答方向進(jìn)行靠攏,從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)目標(biāo)、多個(gè)優(yōu)化的解決目的。
4 流通加工智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)
對(duì)于流通加工集成優(yōu)化問題的解決,還應(yīng)該從系統(tǒng)的角度來考慮?,F(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境出現(xiàn)了很大的轉(zhuǎn)變,各方面的內(nèi)容組成,都表現(xiàn)出了很大的改進(jìn)。而在流通加工的層面當(dāng)中,倘若僅僅是按部就班的操作,不僅無法在最終得到預(yù)期的成效,更加容易造成相反的效果,a生的新問題,很容易對(duì)今后的發(fā)展造成威脅。因此,建議在今后的工作當(dāng)中,有效的設(shè)計(jì)“流通加工智能管理系統(tǒng)”,將該系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境充分的融合,可以在各項(xiàng)問題的解決上,取得較好的成效。
在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中,會(huì)通過外部接口的作用,與企業(yè)自身的ERP、WMS進(jìn)行合理的對(duì)接處理,然后在通過ERP的作用,對(duì)客戶的訂單信息進(jìn)行確認(rèn)。為了防止在工作中表現(xiàn)出問題,還會(huì)在WMS當(dāng)中,獲得較為明確的庫存信息。該系統(tǒng)在運(yùn)作的過程當(dāng)中,會(huì)通過多項(xiàng)服務(wù)來完成流通加工集成的優(yōu)化,包括任務(wù)跟蹤服務(wù)、統(tǒng)計(jì)查詢服務(wù)等等,借用了WEB服務(wù)的功能,實(shí)現(xiàn)了從頭到尾的優(yōu)化處理,能夠?qū)⒘魍庸すぷ?,變得更加高效、快捷,不影響產(chǎn)品本身的質(zhì)量。
4.2 決策集成優(yōu)化模塊
對(duì)于流通加工集成優(yōu)化而言,過往的很多工作雖然達(dá)到了較高的水平,但是并沒有在自身的問題解決上獲得突破的進(jìn)展,很多層面仍然是存在一定的隱患。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在現(xiàn)下的發(fā)展速度較快,無論是自身所具備的工作能力,還是最終可以達(dá)到的工作效果,都可以將未來的工作更好的完善,最終創(chuàng)造出較高的價(jià)值。分析認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)在流通加工集成優(yōu)化當(dāng)中的應(yīng)用,可以通過“決策集成優(yōu)化模塊”的方式來完成。該模塊的作用,在于將流通加工的任務(wù)更好的制定處理,同時(shí)還會(huì)針對(duì)任務(wù)的執(zhí)行情況、流通加工的各項(xiàng)信息等等,開展合理的監(jiān)控干預(yù),在這種狀態(tài)下,操作人員可以得到流通加工的實(shí)時(shí)信息情況,最終將流通加工任務(wù)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),減少了硬性任務(wù)所造成的各種不足,可以針對(duì)動(dòng)態(tài)變化情況等,做出充分的反應(yīng)和決策,將損失降到最低。
(1)基本資料管理子模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)如貨物、庫位、托盤、生產(chǎn)線、員工等流通加工基礎(chǔ)信息的錄入、修改和刪除。在輸入各類基礎(chǔ)信息之前,需要首先定義各類基礎(chǔ)信息的類型,再按類型輸入各類基礎(chǔ)信息。
(2)流通加工單管理子模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)將客戶訂單自動(dòng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)需求的流通加工單,并根據(jù)訂單要求的發(fā)貨時(shí)間、品種、數(shù)量和各生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度等,預(yù)測(cè)每張訂單的流通加工開始時(shí)間。計(jì)劃員首先接收到銷售部發(fā)來的客戶訂單,然后批量將客戶訂單導(dǎo)入系統(tǒng),自動(dòng)根據(jù)已制定的流通加工單格式轉(zhuǎn)換并保存,同時(shí)預(yù)測(cè)每張訂單的流通加工開始時(shí)間。
(3)備料管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將流通加工單分配成備料任務(wù),并可實(shí)時(shí)查詢備料任務(wù)和其執(zhí)行情況。計(jì)劃員首先按日期下載需要加工的流通加工單,然后系統(tǒng)按照選料策略和原料庫存信息自動(dòng)匹配原料出庫庫位和托盤號(hào),將流通加工單分配為備料任務(wù),并給執(zhí)行者。
(4)生產(chǎn)排產(chǎn)管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將流通加工單分配成生產(chǎn)任務(wù),并進(jìn)行排產(chǎn)且可實(shí)時(shí)查詢生產(chǎn)任務(wù)和其執(zhí)行情況。計(jì)劃員首先按日期下載需要加工的流通加工單,然后系統(tǒng)按照排產(chǎn)策略和生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)信息自動(dòng)將流通加工單制定成生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)劃,并給執(zhí)行者。
(5)成品入庫管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將流通加工單分配成成品入庫任務(wù),并可實(shí)時(shí)查詢成品入庫任務(wù)和其執(zhí)行情況。計(jì)劃員首先按日期下載己排產(chǎn)的流通加工單,然后系統(tǒng)按照入庫策略(同單同貨道和同單放相鄰貨道等)和成品庫存信息自動(dòng)匹配入庫庫位,將流通加工單分配為成品入庫任務(wù),并給執(zhí)行者。
4.3 移動(dòng)手持執(zhí)行模塊
在社會(huì)快速發(fā)展的今天,任何一項(xiàng)工作的落實(shí),都不可能通過獨(dú)立的內(nèi)容達(dá)到較好的完成效果,必須要在多個(gè)層面努力,才能將最終的工作充分實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)階段的發(fā)展速度較快,無論是自身的體系,還是所具備的功能,都可以針對(duì)流通加工集成優(yōu)化提供較多的幫助。經(jīng)過大量的討論與分析,認(rèn)為執(zhí)行“移動(dòng)手持執(zhí)行模塊”,同樣可以更好的推動(dòng)流通加工集成優(yōu)化任務(wù)的完成,在各項(xiàng)問題的解決上,均可以達(dá)到良性循環(huán)的特點(diǎn)。制動(dòng)手持執(zhí)行模塊的主要任務(wù),是對(duì)流通加工管理任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行,并且將已經(jīng)執(zhí)行的任務(wù)信息,通過手持終端機(jī)錄下來,保持和管理層的數(shù)據(jù)信息同步。操作人員將計(jì)劃員分配好的手持任務(wù),使用手持移動(dòng)端下載下來。由此可見,移動(dòng)手持執(zhí)行模塊的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,能夠?qū)α魍庸ぜ蓛?yōu)化,產(chǎn)生更大的積極作用,減少了固有的不足,在可行性方面是比較高的。
(1)揀料作業(yè)子模塊。該子模塊的主要功能是協(xié)助備料員在執(zhí)行揀料作業(yè)過程中將物料從原料區(qū)搬運(yùn)到生產(chǎn)區(qū),分為整盤揀料和拆分托盤揀料,前者是指將需要揀料的托盤與庫位解除綁定,后者是指從指定的源托盤取出一部分原料放到另外的一個(gè)空托盤上揀料。下載備料任務(wù)后,備料員根據(jù)任務(wù)指示找到并核對(duì)源托盤,按照指定的揀料方式執(zhí)行。從執(zhí)行的效果來看,該模塊雖然是基礎(chǔ)的功能體現(xiàn),但是能夠針對(duì)大量的繁雜工作進(jìn)行合理的干預(yù),一定程度上對(duì)流通加工集成優(yōu)化,產(chǎn)生了疏導(dǎo)的作用,為后續(xù)工作的運(yùn)行,提供了保障。
(2)成品入庫子模塊。該子模塊的主要功能是協(xié)助搬運(yùn)工在執(zhí)行成品入庫過程中將成品從生產(chǎn)區(qū)搬運(yùn)到成品區(qū)。下載入庫任務(wù)后,搬運(yùn)工根據(jù)任務(wù)指示先將成品與托盤綁定,再根據(jù)入庫庫位提示,將托盤搬運(yùn)到成品區(qū),綁定到指定庫位上。
5 總結(jié)
本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下流通加工集成優(yōu)化問題展開分析,在現(xiàn)階段的工作中,物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境已經(jīng)充分的建設(shè),未來還會(huì)持續(xù)很長一段時(shí)間。而對(duì)于流通加工集成優(yōu)化而言,在日后的工作上,仍然是存在著較多的挑戰(zhàn),當(dāng)下問題的有效解決,并不意味著將來的工作可以完全符合預(yù)期。因此,針對(duì)日后的流通集成優(yōu)化而言,還需要在主觀因素、客觀因素的分析上更加細(xì)致,將多個(gè)方面的內(nèi)容科學(xué)執(zhí)行,要?jiǎng)?chuàng)造出較高的價(jià)值。
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關(guān)鍵詞:公共自行車 物聯(lián)網(wǎng) 信息 服務(wù)
1.物聯(lián)網(wǎng)的概念
物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體,讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定物體進(jìn)行智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動(dòng)收發(fā)器,人類在信息與通信世界里將獲得一個(gè)新的溝通維度,從任何時(shí)間任何地點(diǎn)的人與人之間的溝通連接擴(kuò)展到人與物和物與物之間的溝通連接。因此,這為實(shí)現(xiàn)新的公共自行車管理方案打下了技術(shù)基礎(chǔ)[1]。
2.城市公共自行車租賃服務(wù)概況
自行車廉價(jià)、便捷、健身、環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)尤為突出,是當(dāng)今乃至今后更長時(shí)間人們生活中不可獲缺和替代的主要交通工具之一。尤其在低碳環(huán)保的國際背景下,及解決最后一公里的國內(nèi)城市困境下,我國現(xiàn)已有眾多城市主動(dòng)將自行車納入公共交通領(lǐng)域,意圖讓公共自行車交通與公共交通"無縫對(duì)接",破解交通末端"最后一公里"難題,達(dá)到低碳出行,美化城市。
公共自行車就是在某個(gè)區(qū)域內(nèi),隔一定距離規(guī)劃出一些停放自行車的點(diǎn)如地鐵出口,社區(qū)大門口,一個(gè)租賃點(diǎn)放置30輛左右。一個(gè)城市就會(huì)象公交車站點(diǎn)和地鐵站點(diǎn)一樣,有很多自行車租賃點(diǎn)。
迄今公共自行車項(xiàng)目在全球已有近60多個(gè)城市采用。2005年,法國第三大城市里昂率先開始推進(jìn)這一運(yùn)動(dòng),取得了很大成功。政府在市區(qū)各個(gè)地方設(shè)置了200個(gè)公共自行車租賃點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)都有10多輛自行車。目前,這些點(diǎn)已增加到了340多個(gè) 。
我國目前有多個(gè)城市推出了公共自行車租賃服務(wù),包括杭州、蘇州、溫州、南通、徐州、珠海、太原、昆山、嘉興、江陰、武漢、上海等城市。
杭州公共自行車項(xiàng)目自從在2008年5月1日從61個(gè)發(fā)展到現(xiàn)在2719個(gè)點(diǎn),現(xiàn)規(guī)模已發(fā)展成為全球最大。每天租賃次數(shù)在25萬次以上。已累計(jì)租賃3億次以上。
無錫市公共自行車的服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)已達(dá)近百個(gè),所有的網(wǎng)點(diǎn)均通過光纖傳輸,數(shù)千輛彩色自行車配備電子標(biāo)簽號(hào),能自動(dòng)鎖車、信息跟蹤等。市民在市區(qū)及沿湖出行的“最后一公里”已基本打通。
3.物聯(lián)網(wǎng)在城市公共自行車租賃服務(wù)中的應(yīng)用特點(diǎn)
縱觀物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國多個(gè)城市的公共自行車項(xiàng)目中的應(yīng)用情況,可以歸納出以下特點(diǎn):
城市公共自行車信息管理中心運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控公共自行車的全部流程,確保市民安全便捷的使用公共自行車。每輛自行車都有唯一的電子標(biāo)簽號(hào)。每個(gè)車位都設(shè)置了自行車控制器,不僅可以用來鎖車,還可以采集到??孔孕熊嚨碾娮有畔?。
使用者在租車時(shí),需要刷自行車卡給自行車控制器開鎖。還車時(shí),則要刷卡來關(guān)鎖。刷卡時(shí),相關(guān)信息就會(huì)傳輸?shù)桨l(fā)卡管理中心。比如,使用者什么時(shí)候租的車,又是什么時(shí)候還的車,已租了多少次車。管理人員只要輸入使用者的卡號(hào)就能查到其使用記錄;輸入自行車代號(hào)就能查詢其被使用的歷史記錄。
公共自行車信息管理中心24小時(shí)運(yùn)行,確保為市民提供便捷的借、還車服務(wù),同時(shí),從這里能監(jiān)控到每個(gè)站點(diǎn),每輛公共自行車,比如:各投放點(diǎn)到底有多少個(gè)自行車車位;每個(gè)車位里是否停放著自行車。
在蘇州工業(yè)園區(qū),市民只需拿出手機(jī),在公共自行車租借站點(diǎn)“閃一閃”,就可以借到公共自行車了。園區(qū)的公共自行車租借系統(tǒng)與市區(qū)相比,解決了市民關(guān)心的園區(qū)與古城區(qū)兩個(gè)租借系統(tǒng)“通借通還”的問題。有關(guān)公共自行車站點(diǎn)租借信息,除了可以直接登錄蘇州市公共自行車網(wǎng)站查詢外,園區(qū)每個(gè)站點(diǎn)還設(shè)置了“自助查詢終端”,這主要考慮有些市民還車到某一站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)“滿位”時(shí),可以在自助查詢終端上刷一下卡,再查看該站點(diǎn)附近7-8個(gè)站點(diǎn)的還車情況,再就近還車。同樣,如果發(fā)現(xiàn)所在站點(diǎn)沒車可借,刷一下卡,查詢附近站點(diǎn)是否有車。
4.基于物聯(lián)網(wǎng)信息視角的城市公共自行車租賃服務(wù)分析與建議
本文以物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部所匯集的信息為視角,分析城市公共自行車服務(wù)的提供者和使用者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息的掌握和使用情況。
政府及相關(guān)部門是城市公共自行車服務(wù)的提供者,在公共自行車服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)、投入使用和管理過程中,政府及相關(guān)部門全面了解自行車租賃服務(wù)系統(tǒng)的有關(guān)信息,包括自行車租賃點(diǎn)布局及間隔距離、各租賃點(diǎn)自行車可使用數(shù)量及空余車位等信息。這些信息的及時(shí)了解和掌握,有利于政府及相關(guān)部門加強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)的管理,及時(shí)調(diào)整租賃點(diǎn)的自行車供應(yīng)數(shù)量和車位,新建自行車租賃點(diǎn),以適應(yīng)市民對(duì)租賃服務(wù)的需求變化。
市民是城市公共自行車服務(wù)的使用者、消費(fèi)者。就目前來看,市民要了解租賃服務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)信息,需要到租賃點(diǎn)進(jìn)行查詢。市民在租賃點(diǎn)可以了解和查詢到的信息主要有剩余自行車的數(shù)量,空余車位的數(shù)量,當(dāng)前租賃點(diǎn)周圍的若干個(gè)租賃點(diǎn)的名稱和大概位置信息。
據(jù)筆者觀察,市民租借公共自行車出行,經(jīng)常會(huì)遇到的情況是,市民到達(dá)目的地附近后,要么找不到租賃點(diǎn),要么達(dá)到租賃點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)沒有空余停車位。因此,市民會(huì)浪費(fèi)較多的時(shí)間在尋找目的地周圍的租賃點(diǎn)或?qū)ふ矣锌沼嗤\囄坏淖赓U點(diǎn)上,甚至?xí)霈F(xiàn)市民為了還車而原路返回出發(fā)地的現(xiàn)象,沒有享受到公共自行車的便利,反而浪費(fèi)了時(shí)間,耽誤行程,不能合理規(guī)劃市民自身的出行計(jì)劃。據(jù)其他學(xué)者對(duì)武漢居民使用公共自行車服務(wù)的滿意度研究表明,享受公共自行車服務(wù)的居民滿意程度一般及以下的占到了54.8%,可見武漢居民對(duì)公共自行車服務(wù)系統(tǒng)的滿意度是比較低的[2]。
造成以上現(xiàn)象的原因,本文認(rèn)為主要是政府在公共自行車租賃服務(wù)上,重管理、輕服務(wù)。政府沒有站在服務(wù)使用者的角度來思考服務(wù)的完善過程。同時(shí),公共自行車租賃服務(wù)中的主體雙方(服務(wù)提供者和服務(wù)使用者)在相關(guān)信息的掌握和了解上,呈現(xiàn)不對(duì)稱狀態(tài)。與公共自行車租賃點(diǎn)有關(guān)的信息主要掌握在政府手中,而市民無法及時(shí)、即時(shí)獲取,即使能獲取的信息,也是局部信息,無法為出行提供全程指導(dǎo)。
為了讓市民在使用公共自行車的過程中獲得更好的體驗(yàn)和感受,必須改進(jìn)服務(wù)使用者(市民)在租賃服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)中對(duì)信息的獲取數(shù)量和能力。要做到租賃服務(wù)中的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息能被市民全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的查詢和了解,有助于市民預(yù)先做好出行安排,減少在信息獲取中的時(shí)間浪費(fèi)。
具體建議如下,一方面,要增加公共自行車租賃點(diǎn)的公共信息量,如張貼出城市租賃點(diǎn)的平面圖,讓市民大致了解城市租賃點(diǎn)的分布情況;另一方面,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)的結(jié)合,政府為市民提供關(guān)于租賃點(diǎn)的物聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)查詢服務(wù),手機(jī)查詢服務(wù)可以是有償查詢。這樣,市民不論出發(fā)地在哪里,目的地在哪里,都能及時(shí)了解到沿途的租賃點(diǎn)信息,為出行提前做好行程規(guī)劃,減少在尋找租賃點(diǎn)和還車上的時(shí)間浪費(fèi)。
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一、投入毛利率分解模型(GMDM)在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司財(cái)務(wù)報(bào)表分析中的適用性
互聯(lián)網(wǎng)是多方共存的生態(tài)系統(tǒng),有著統(tǒng)分結(jié)合的雙層結(jié)構(gòu):“統(tǒng)”即基礎(chǔ)業(yè)務(wù)平臺(tái)是免費(fèi)的生態(tài)系統(tǒng),“分”即多元增值業(yè)務(wù)的盈利模式?;ヂ?lián)網(wǎng)平臺(tái)公司普遍具有輕資產(chǎn)、無污染、資源消耗少的特征和較強(qiáng)的自主創(chuàng)新能力。
(一)投入毛利率分解模型(GMDM)的基本內(nèi)涵
投入毛利率分解模型(GMDM)既從總體效果上考察互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司的營銷效果,又深入分析營銷的各種驅(qū)動(dòng)因素的貢獻(xiàn)價(jià)值。該模型的核心公式:投入毛利率=毛利率×單位活躍用戶價(jià)值×用戶活躍度×單位營銷效果。其基本框架如圖1所示。
(1)毛利率。在傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)分析指標(biāo)體系中,銷售費(fèi)用是作為單獨(dú)費(fèi)用列支的,沒有計(jì)入毛利率的成本中,但在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司中,用戶數(shù)量和收入由營銷費(fèi)用驅(qū)動(dòng),所以營銷費(fèi)用應(yīng)該計(jì)入毛利,調(diào)整后的毛利率=(營業(yè)收入-營業(yè)成本-營銷費(fèi)用)/營業(yè)收入。
(2)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)乘數(shù)。網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)是指信息產(chǎn)品存在互聯(lián)需要,信息需求的滿足程度與傳遞網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模的密切相關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)中用戶很少,那么他們不僅需要承擔(dān)高昂的運(yùn)營成本,而且只能與有限的人員交流信息和使用經(jīng)驗(yàn)。隨著信息使用者數(shù)量的增加,這種不利于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的情況可以得到改善,所有信息使用者都可能從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大中獲得更多價(jià)值。因而,網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)乘數(shù)=單位活躍用戶價(jià)值×用戶活躍度×單位營銷效果。
(3)單位活躍用戶價(jià)值?;钴S用戶是相對(duì)于“流失用戶”的一個(gè)概念,是指那些會(huì)時(shí)不時(shí)地光顧網(wǎng)站、并為網(wǎng)站帶來一些價(jià)值的用戶。單位活躍用戶價(jià)值=營業(yè)收入/活躍用戶數(shù)
(4)用戶活躍度。對(duì)于一個(gè)網(wǎng)站而言,真正有意義的是活躍用戶數(shù)而并非總用戶數(shù),因?yàn)橹挥羞@些用戶在為網(wǎng)站創(chuàng)造價(jià)值。用戶活躍度=活躍用戶數(shù)/用戶總數(shù)。
(5)單位營銷效果。單位投入獲得的用戶,包括自然流量和購買流量。單位營銷效果=用戶總數(shù)/(營銷費(fèi)用+營業(yè)成本)。
(二)投入毛利率分解模型(GMDM)與傳統(tǒng)杜邦分析方法的比較
投入毛利率分解模型(GMDM)與杜邦分析體系相比,有其特有的優(yōu)勢(shì),如表1所示。
如表1所示,投入毛利率分解模型的最大特點(diǎn)是針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司特有的核心指標(biāo),將其有機(jī)整合串聯(lián)成一個(gè)整體,更加關(guān)注公司的長期發(fā)展能力與潛力。通過對(duì)投入毛利率層層地深入分解,可以有效發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)公司的營銷瓶頸與驅(qū)動(dòng)因素,從而有針對(duì)性地采取應(yīng)對(duì)措施。
二、投入毛利率分解模型(GMDM)在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司財(cái)務(wù)報(bào)表分析中的具體運(yùn)用
本文以“去哪兒”與“攜程”兩家互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司為例,運(yùn)用GMDM模型對(duì)兩家公司進(jìn)行財(cái)務(wù)分析,探究是否能發(fā)現(xiàn)一些不同于傳統(tǒng)報(bào)表分析方法的結(jié)論。
(一)“收入結(jié)構(gòu)”決定盈利模式
從圖2可以看出,“去哪兒”的收入主要來源靠廣告,“攜程”的收入主要是靠傭金;“去哪兒”的盈利模式是建立比價(jià)搜索平臺(tái),賺取點(diǎn)擊服務(wù)費(fèi);“攜程”的盈利模式則是向酒店和票務(wù)供應(yīng)商收取傭金費(fèi)用。
(二)“成本結(jié)構(gòu)”決定平臺(tái)延展性
成本結(jié)構(gòu)主要由固定成本與變動(dòng)成本的比重決定,如果固定成本比重較高,則平臺(tái)延展性越好,收入越增長,毛利率變?cè)礁摺S捎谶呺H成本在平臺(tái)擴(kuò)張中趨向于零,免費(fèi)模式有了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)?!皵y程”的成本結(jié)構(gòu)中,固定成本的比重高于“去哪兒”,說明其平臺(tái)的延展性更強(qiáng)。
(三)毛利調(diào)整
通過圖3和圖4可以看出,當(dāng)作出調(diào)整后,“攜程”的表現(xiàn)明顯好于“去哪兒”,即“攜程”的利潤空間更大。
(四)“去哪兒”的投入毛利率與具體分解
本部分主要對(duì)表現(xiàn)不佳的“去哪兒”進(jìn)行具體分析。
通過對(duì)投入毛利率分解后,可以發(fā)現(xiàn)“去哪兒”近年來的投入毛利率的增長主要靠單位活躍用戶價(jià)值驅(qū)動(dòng),而單位營銷效果不斷下降。從長期來看,“去哪兒”單位營銷效果的下降是不可避免的趨勢(shì),因?yàn)殡S著各種應(yīng)用的不斷增多,營銷渠道資源必然更加稀缺,營銷的單位費(fèi)用自然高企。如果“去哪兒”想繼續(xù)大幅提升投入毛利率,則應(yīng)該把工作重心聚焦于提升用戶的活躍度。
(五)應(yīng)收應(yīng)付與生態(tài)圈的話語權(quán)
通過圖5和圖6的比較分析,可以看出“攜程”在行業(yè)內(nèi)更有話語權(quán),其利用上下游資金的能力突出,經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)更小。
整合上述分析,可以發(fā)現(xiàn)“攜程”比“去哪兒”更加值得投資?;趥鹘y(tǒng)分析角度,很可能認(rèn)為“去哪兒”的業(yè)績(jī)更加亮眼,但是通過GMDM模型分解后,無論從應(yīng)收模型還是營銷效果都顯示出:“攜程”的財(cái)務(wù)狀況更加健康、財(cái)務(wù)可持續(xù)性更強(qiáng)。
三、研究結(jié)論與展望
綜上,傳統(tǒng)財(cái)務(wù)報(bào)表分析方法對(duì)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司而言有其固有局限性,主要表現(xiàn)在未能將與互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司特有的關(guān)鍵性指標(biāo)納入體系之中,如用戶活躍度、單位活躍用戶價(jià)值等。本文構(gòu)建GMDM模型作為對(duì)傳統(tǒng)財(cái)務(wù)報(bào)表分析方法的補(bǔ)充與拓展,以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)公司的運(yùn)營特點(diǎn)。該模型更適合于初創(chuàng)發(fā)展期的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)公司,因?yàn)槌鮿?chuàng)期的公司更加關(guān)注發(fā)展能力與營銷效果。