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堆垛机研究现状论文

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堆垛机研究现状论文

中国企业自动化立体仓储的未来发展趋势分析报告 仓储是现代物流的一个重要组成部分,在物流系统中起着至关重要的作用,是厂商研究和规划的重点。高效合理的仓储可以帮助厂商加快物资流动的速度,降低成本,保障生产的顺利进行,并可以实现对资源有效控制和管理。仓储的发展经历了不同的历史时期和阶段,从原始的人工仓储到现在的智能仓储,通过各种高新技术对仓储的支持,仓储的效率得到了大幅度的提高。本文介绍了仓储的发展历程,分析了我国现阶段的仓储业发展状况和其中存在的问题,并提出了解决方法。 关键词 :物流 仓储 自动化高层仓库 仓库管理] 自从有了生产活动,仓储就出现了,它是生产活动的一个重要组成部分,并随着生产的发展而发展,在其发展的过程中经历了不同的阶段。随着我国制造业的崛起,物流业也得到了迅猛的发展,仓储越来越受到厂商和社会的广泛关注,大大促进了人们对仓储理论的研究,使其逐步发展完善,从而成为一门独立的学科。 仓储的发展过程 人工和机械化的仓储阶段 这阶段物资的输送、仓储、管理、控制主要是依靠人工及辅助机械来实现。物料可以通过各种各样的传送带、工业输送车、机械手、吊车、堆垛机和升降机来移动和搬运,用货架托盘和可移动货架存储物料,通过人工操作机械存取设备,用限位开关、螺旋机械制动和机械监视器等控制设备来运行。机械化满足了人们对速度、精度、高度、重量、重复存取和搬运等方面的要求,其实时性和直观性是明显优点。 自动化仓储阶段 自动化技术对仓储技术和发展起了重要的促进作用。上世纪50年代末开始,相继研制和采用了自动导引小车(AVG )、自动货架、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统。到上世纪70年代,旋转体式货架、移动式货架、巷道式堆垛机和其他搬运设备都加入了自动控制行列,但只是各个设备的局部自动化并各自独立应用,被称为“自动化孤岛”。 随着计算机技术的发展,工作重点转向物资的控制和管理,要求实时、协调和一体化。计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与主计算机之间的通信可以及时的汇总信息,仓库计算机及时地记录订货和到货时间,显示库存量,计划人员可以方便地作出供货决策,管理人员随时掌握货源及需求。 信息技术的应用已成为仓储技术的重要支柱。到上世纪70年代末,自动化技术被越来越多地应用到生产和分配领域。 “自动化孤岛”需要集成化,于是便形成了“集成系统”的概念。在集成化系统中,整个系统的有机协作,使总体效益和生产的应变能力大大超过各部分独立效益的总和。集成化仓库技术作为计算机集成制造系统(CIMS-Computer Integrated Manufacturing System )中物资存储的中心受到人们的重视,在集成化系统里包括了人、设备和控制系统。 智能化仓储阶段 在自动化仓储的基础上继续研究,实现与其他信息决策系统的集成,朝着智能和模糊控制的方向发展,人工智能推动了仓储技术的发展,即智能化仓储。现在智能化仓储技术还处于初级发展阶段,21世纪仓储技术的智能化将具有广阔的应用前景。上世纪70年代初期,我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库。1980年,由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成的我国第一座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产。从此以后,立体仓库在我国得到了迅速的发展。 据不完全统计,目前我国已建成的立体仓库有300座左右,其中全自动的立体仓库有50多座,其中高度在12米以上的大型立体仓库有8座,这些自动化的仓库主要集中在烟草、医药保健品、食品、通讯和信息、家具制造业、机械制造业等传统优势行业。在此基础上我国对仓库的研究也向着智能化的方向发展,但是目前我国还处于自动化仓储的推广和应用阶段。 自动化仓储的优势和劣势 自动化仓储的优势 采用自动化的立体仓库,充分利用空间自动化立体仓库是现代化仓储的一个重要组成部分,采用多层存放货物的高架仓库系统,高度可以达到30米以上,根据需要可以设置不同的高架类型:高层(大于 12米)、中层(5-12米)、低层(5米以下)。这与平库相比可以节约将近70%的占地面积。 实现机械化、自动化,从而提高仓库的管理水平自动化立体仓库系统由货架、堆垛机、出入库输送机、自动控制系统与管理信息系统等构成,能按照指令自动完成货物的存取作业,并对仓库的货物进行自动化管理,使物料搬运仓储更加合理。由于采用货架储存,并结合计算机管理,可以容易地实现先入先出、发陈储新的出入库原则防止货物自然老化、变质、生锈等现象的出现。 降低对人工需求的依赖,特别是降低特殊仓储环境中的人力资源成本 由于采用了自动化技术后,自动化仓储能适应黑暗、有毒、低温等特殊场合的需要。 自动化仓储固有的劣势 投资较大,建设周期长自动化仓储的主体是由自动化仓库组成的。自动化仓库的基本组成部分包括:建筑物、货架、理货区、管理区、堆垛机械、配套机械、相关的管理系统和信息系统。这些硬件和软件需要很高的资金投入和安装建设费用。对于自动化仓库的建设项目要进行评估和设计,包括必要性评估、技术评估、系统开发、敏感度的分析。这就要求对过去和未来3-5年中仓库的吞吐量、仓储容量、订单货物的类别等要素分析,还要对设备进行性能评估和选择,这些都需要很长的时间周期和很大的人力、物力、时间投入。 物资吞吐量和种类固定,缺乏弹性 当一个自动化的仓库按照计划建设完成之后,仓库的类型、物资的吞吐量和仓库的容量就固定了下来,这时如果外部的因素发生了突然的变化,仓库对其变化不具有较强的适应和变化能力,也就是缺乏弹性。 我国仓储业的优化策略 我国仓储业现状 当前我国自动化仓库使用中存在的主要问题是利用率低、效果不明显、规模不确定、优势不突出,使许多库场资源闲置,特别是一些产品批量小而单一的生产企业实现仓库自动化,库场设施设备资源闲置与重复配置矛盾突出。追究其原因主要是以下的几个方面: 没有做好仓库建设和规划的充分调查分析工作 这就使得自动化仓库在建设前的设计和规划中,存在着重大的决策问题。为了自动化而自动化,没有对其必要性进行研究和分析,在建设完成之后才发现在实际的利用中对于自动化的要求很低,利用率很小。 对提高仓库作业机械化、自动化的思想认识不足 由于认识不足,对配备的装备不愿使用,思想观念仍停留在人工作业的基础上,对新型的自动化仓库信心不足,并没有把自动化仓储放在一个重要的地位上,从而在思想上放弃了自动化仓储的研究和使用。由于外部因素和形势的变化 收发任务的变化、作业量的变化、货物种类的变化,但是仓库设备和管理系统没有跟着变化和升级,久而久之就失去了原有的市场,仓库处于一种闲置状态。人员素质跟不上 不注重机械操作人员和维修人员的培训,操作维修人员缺乏,使现有装备发挥不出应有的作用。在新建库房设计时没有考虑后续的维护和开发,限制着设备的使用、自动化水平的提高。安装后,部分系统失灵损坏,配件和售后服务跟不上,维修十分困难。 积极应对的措施由于以上出现的问题直接造成了自动化仓库使用频度低和大量资源的闲置,因此应采取积极的应对措施以改变现有的状况。盘活资产,充分利用现有设备开发闲置资源,盘活资产存量,提高设备利用率,是物流业在转换经营机制过程中提高经济效益的一个重要措施。把闲置的资源充分置于开放的市场中,打破行业与行政区域界限,让市场对资源进行有效合理的配置。出台相关的政策,鼓励专业机构经营闲置设备,扩展设备信息交流渠道,增强信息服务手段。通过正常渠道有偿转让、变卖、租赁、换用闲置设备。尽可能实现资源共享,防止资源的不必要浪费研究与推广现代物流管理与运作方式,让生产过程与自动化仓库技术结合,提高企业内部物流的速度。利用网络技术,开展电子商务,实现物流手段现代化和组织网络化,充分利用外部相关产业、企业的资源,真正实现物流经营的规模化、资源共享、风险共担与厂商、批发商、零售商共同建设和使用自动化仓库,成为存货商、配送商、运输商、中转商、流通加工基地及其自有物流基地的后援。为社会提供第三方物流服务,形成一个完整的物流配送体系。在最短时间内完成任何区域内(包括国际)的物流任务,并使物流成本合理,尽可能进行横向联合,开放各自的物流资源,提高市场占有率。全面提高员工素质,完善自动化仓库的管理机制物流设备要实现高效能利用,需要有相适应的物流环境和科学管理,这些都要求有高素质的人才。在目前缺乏实践经验的情况下,可采取“走出去,请进来”的办法,去发达国家考察学习,请专业人士或高校教师介绍经验、传授知识、办学习班等,或在技术院校招聘物流专业技术型人才,尽快解决操作人员和维修人员缺乏的局面。做好消化吸收工作,使其尽快国产化,以适应市场需要。自动化仓储是物资流通中的关键单元,担负着重要的作用,在发达国家“建库就建自动仓库”已成为必然。我国经济已逐渐融入世界经济,成为全球的加工基地。但目前,我国自动化立体库市场总体状况是供过于求,且普遍利润较低。自动化立体库是加工企业所需的二线或三线装备,长远来看,其中蕴藏着巨大商机。随着加工企业规模的扩大和投资者信心的增强,自动化立体库必将得到广泛使用。

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电子商务条件下我国企业物流模式研究 摘要:本文认为,电子商务时代,物流发展出现服务化、信息化、自动化、智能化、网络化、柔性化、一体化、国际化趋势,对传统物流观念、企业物流系统结构、物流运作方式、物料采购、客户服务、运输以及存货等都产生了巨大影响。文章提出,在电子商务环境下,我国企业必须根据自己的实际情况选择适合自身发展的物流模式,在积极推进第三方物流的同时,灵活运用自营物流、物流联盟模式或者多种模式共同发展,使企业获得最佳的经济效益。 关键词:电子商务,物流联盟,自营物流,第三方物流 电子商务的迅速发展给人类经济生活带来了前所未有的变革,这场变革所产生的产业大重组,将把现代物流业提升到一个非常重要的位置。物流是电子商务的瓶颈,也是电子商务的基础和条件,没有物流的发展和支撑,电子商务将成为空中楼阁。但电子商务的发展,也给企业物流的发展带来新的课题,人类已经进入网络经济时代,电子商务的发展是大势所趋,企业必须顺应这—人类社会发展规律,建立适应电子商务环境的企业物流模式。 一、电子商务的发展现状 互联网的迅猛发展以及其所创造的无与伦比的效率与价值,使得构建在互联网之上的电子商务应运而生,且发展强劲。 电子商务有着巨大的市场与无限的商业机遇,现实的和潜在的商业利润丰厚。根据美国朱庇特(Jupiter)研究公司的预计,未来五年里,B2B电子商务将会飞快成长,从2004年的3360亿美元增至2005年的6.3兆亿美元,整个经济中B2B电子商务所占比例将从目前的3%增至42%。在未来数年中,亚太地区的B2B电子商务市场(不包括日本)将占全球电子商务市场销售总额7.3万亿美元的13.6%。在2004年,亚太地区的电子商务企业将有91%的企业是以B2B模式运作,B2B交易网站将会成为市场主导。截止到 2004年12月31日,我国上网用户总数突破9000万,网站数量达到65.2万个,网上购物成为时尚,用户使用电子银行在网上直接付款超过货到付款方式。易观国际《互联网研究系列报告——电子商务 (2004)》显示,我国电子商务的交易总额在2004年达到4400亿元, 2005年即增至6200亿元。 电子商务是通过互联网络进行商务活动的新模式,是21世纪信息化、网络化的产物,代表了未来商务的发展方向。电子商务的产生使复杂的多渠道的商品交易简单化、快捷化,减少了交易成本,简化了交易流程,提高了交易效率。电子商务是商业领域内的一次革命,而电子商务物流则是物流领域内的一次革命。要改变过去那种重商流、轻物流的思想,把物流提升到竞争战略的地位,注重社会电子化物流系统的发展。国家与企业共建电子化物流系统从而形成全社会的电子化物流系统,需要政府和企业共同出资,政府要在高速公路、铁路、航空、信息网络建设等方面投入大量资金,以保证交通流和信息流的通畅,形成一个覆盖全社会的交通网络和信息网络,为发展电子商务物流提供良好的社会环境。企业要投资于现代物流技术,要通过信息网络和物流网络,为客户提供快捷的服务,提高竞争力。要吸引更多的制造企业和商业企业上网,通过上网提高企业的竞争力和盈利水平,促进电子商务的发展,从而促进电子商务物流的发展。信息化、全球化、多功能化和一流的服务水平,已成为电子商务环境下企业追求的目标。 但企业在发展电子商务时也面临着一些问题。 一是互联网对传统企业似乎是一种“中断的技术”,它将挑战企业现有的组织、生产流程及人员心态,改变传统经营模式,使拥有文化基础的传统企业很难接受它。 二是由于经营模式比较成熟,无法得到投资者的青睐,很难迅速获得大额融资,使开展电子商务面临巨大的资金缺口。 三是营销模式的改变。零售企业具有较好的商务经营和配送优势,精减库存和货架计划,但要完全适应网络零售环境下地域广泛、业务量小、送货上门的个性化营销的新型网络零售模式,还需要一个过程。 四是缺乏既懂商务又懂技术的复合型人才,且网络人才资本昂贵。 二、电子商务对企业物流的影响 1.电子商务条件下物流的特点 在电子商务时代,物流有了一系列新特点: (1)服务化。现代物流以实现顾客满意为第一目标。 (2)信息化。电子商务时代,物流信息化是发展的必然要求。 (3)自动化。核心是机电一体化,外在表现是无人化,效果是省力化,另外还可以提高作业能力,提高物流效率。 (4)智能化。这是物流自动化、信息化的高层次应用。 (5)网络化。网络化也是信息化,它有两层含义:一是计算机通迅网络系统;二是组织网络化。网络化也是物流信息化的必然。 (6)柔性化。柔性化是指根据顾客的需求灵活变化生产工艺,是以实现“顾客为中心”的理念而在生产领域提出来的。 (7)一体化。电子商务的发展,使物流内部、供应链之间以及企业与外界的物流联系更加紧密,更趋一体化。 (8)国际化,电子商务的发展,国际物流必然迅速发展,也使企业物流的发展日趋国际化。 2.电子商务对企业物流的影响 电子商务条件下物流具有新的特点,将对企业物流产生巨大的影响,现代企业如何应用,建立一套适应电子商务的现代物流系统,可以从以下几个方面进行分析: (1)对传统物流观念的影响。电子商务将改变人们传统的物流观念。电子商务作为一个新兴的商务活动,为物流创造了一个虚拟性的运动空间。在电子商务的状态下,人们在进行物流活动时,物流的各种职能及功能可以通过虚拟化的方式表现出来,在这种虚拟化的过程中,人们可以通过各种组合方式寻求物流的合理化,使商品实体在实际运动过程中达到效率最高、费用最省、距离最短、时间最少。 (2)对企业物流系统结构的影响。电子商务对企业物流系统结构的影响,主要表现在以下几个方面: 一是由于网上客户可以直接面对制造商并可获得个性化服务,故传统物流渠道中的批发商和零售商等中介将逐步淡出。 二是由于网上时空的“零距离”特点与现实世界的反差增大,客户对产品的可得性心理预期加大,导致企业在交货速度上的压力也随之增大。因此,物流系统中的港、站、库、配送中心、运输线路等设施的布局、结构和任务将面临较大的调整。 三是信息共享的即时性使制造商在全球范围内进行资源配置成为可能,故其组织结构将趋于分散并逐步虚拟化。当然,这主要是那些拥有品牌和产品在技术上已经实现功能模块化及质量标准化的企业。 四是大规模的电讯基础设施建设将使那些能够在网上直接传输的有形产品的物流系统隐形化。这类产品主要包括书报、音乐、软件等,即已经数字化的产品的物流系统将逐步与网络系统重合,并最终被网络系统取代。 (3)对物流运作方式的影响。首先,电子商务可使物流实现网络的实时控制。传统的物流活动在其运作过程中,不管是以生产为中心,还是以成本或利润为中心,其实质都是以商流为中心,从属于商流活动,因而物流的运动方式是紧紧伴随着商流来运动。在电子商务下,物流的运作是以信息为中心的,信息不仅决定了物流的运作方向,而且也决定着物流的运作方式。在实际运作过程中,通过网络上的信息传递,可以有效地实现对物流的实时控制,实现物流的合理化。 其次,网络对物流的实时控制是以整体物流来进行的。在传统的物流活动中,虽然也有计算机对物流实时控制,但这种控制都是以单个的运作方式来进行的。而在电子商务时代,网络全球化的特点,可使物流在全球范围内实施整体的实时控制。 (4)对物料采购的影响。企业在网上寻找合适的供应商,从理论上讲具有无限的选择性,这种无限选择的可能性将导致市场竞争的加剧,并带来供货价格降低的好处。但是,频繁地更换供应商将增加资质认证的成本支出,并面临较大的采购风险。所以,从供应商的立场来看,应对竞争的必然对策是积极地寻求与制造商建立稳定的渠道关系,并在技术、管理、服务等方面与制造商结成更稳固的战略联盟。同样,制造商也会从物流的理念出发来寻求与合格的供应商建立一体化供应链。作为利益交换条件,制造商和供应商之间将在更大范围内和更高层次上实现信息资源共享。通过物流信息系统的对接,使供应商与制造商紧密地连接在一起。 (5)对客户服务的影响。要求实现客户服务的个性化,只有当企业对客户需求的响应实现了某种程度的个性化对称时,企业才能获得更多商机。这就要求企业网站的主页设计要个性化,要针对特定的客户群体;要求根据客户需求的变化进行不同的服务营销组合,实现企业经营的产品或服务的个性化;要求企业对客户追踪服务的个性化。网络时代客户需求的个性化增大了市场预测的离散度,故发现客户个性化服务需求的统计特征将主要依赖对客户资料的收集、统计、分析、追踪等。 (6)对运输的影响。在电子商务条件下,速度已上升为最主要的竞争手段。物流系统要提高客户对产品的可得性水平,在仓库等设施布局确定的情况下,运输将成为决定性的因素。 (7)对存货的影响。一般认为,由于电子商务增加了物流系统各环节对市场变化反应的灵敏度,可减少库存,节约成本,相应的技术手段也由看板管理(QIT)和物料需求计划 (MRP)等转向配送需求计划(DPR)、重新订货计划(ROP)和自动补货计划(ARP)等基于对需求信息作出快速反应的决策系统。但从物流的观点来看,这实际是借助于信息分配对存货在供应链中进行了重新安排。存货在供应链中总量是减少的,但结构上将沿供应链向下游企业移动,即经销商的库存向制造商转移,制造商的库存向供应商转移,成品的库存变成零部件的库存,而零部件的库存变成原材料的库存等等。 三、国外电子商务条件下的物流解决方案 国外电子商务已非常发达,其电子商务条件下物流的解决方式以美国的物流中央化、日本的高效配送中心等最为典型: 1.美国——物流中央化。美国物流中央化的物流模式强调“整体化的物流管理系统”,是一种以整体利益为重,冲破按部门分管体制,统一从整体进行规划管理的管理方式。在市场营销方面,物流管理含分配计划、运输、仓储、市场研究、为用户服务五个过程。在流通和服务方面,物流管理过程含需求预测、订货过程、原材料购买、加工过程,即从原材料购买直至送达顾客的全部物资流通过程。 2.日本——高效配送中心。物流过程是:生产——流通——消费——还原(废物的再利用及生产资料的补足和再生产)。物流是非独立领域,受多种因素制约。物流(少库存多批发)与销售(多库存少批发)相互对立,必须利用统筹来获得整体成本最小的效果。物流的前提是企业的销售政策、商业管理、交易条件。 3.适应电子商务的一种全新的物流模式——物流代理.物流代理 (含义为第三方提供物流服务)。物流代理是“物流渠道中的专业化物流中间人,以签订合同的方式,在一定期间内,为其他公司提供的所有或某些方面的物流业务服务”。 从广义的角度与物流运行的角度看,它包括一切物流活动及发货人可以从专业物流代理商处得到的其他一些价值增值服务。提供这一服务是以发货人和物流代理商之间的正式合同为条件的。这一合同明确规定了服务费用、期限及相互责任等事项。狭义的物流代理专指本身没有固定资产但仍承接物流业务,借助外界力量,负责代替发货人完成整个物流过程的一种物流管理方式。物流代理公司承接了仓储、运输代理后,为减少费用的支出,同时又要使生产企业有利可图,就必须在整体上尽可能地加以统筹规划,使物流合理化。 四、电子商务条件下我国企业物流模式 根据电子商务的发展情况和电子商务条件下物流的特点,结合国外发达国家的经验,我国企业在电子商务条件下可采取的物流模式主要有: 1.企业自营物流模式。企业自营物流是指企业自身经营物流业务,组建全资或控股的子公司完成企业物流配送业务。 对于已开展普通商务的公司,可以建立基于Internet的电子销售商务系统,同时可以利用原有的物资资源承担电子商务的物流业务。拥有完善流通渠道包括物流渠道的制造商或经销商开展电子商务业务,比ISP、ICP或Internet经营者为从事电子商务而开辟销售渠道和物流系统更加方便。 国内从事普通销售业务的公司主要包括制造商、批发商、零售商等。制造商进行销售的倾向在20世纪90年代表现得比较明显,从专业分工的角度看,制造商的核心业务是商品开发、设计、制造,但越来越多的制造商不仅拥有庞大的销售网络,而且还有覆盖整个销售区域的物流配送网,国内大型制造商的生产人员可能只有3000-4000人,但营销人员却有一万多人,制造企业的物流设施普遍要比专业物流公司的物流设施先进。这些制造企业完全可以利用原有的物流网络和设施支持电子商务业务,开展电子商务不需要新增物流、配送投资。对这些企业来讲,比投资更为重要的是物流系统的设计和物流资源的合理规划。 2.第三方物流模式。第三方物流随着物流业的发展而发展,是指为适应电子商务发展而采用的一种全新的物流模式,又称物流代理,是物流专业化的重要形式。物流业发展到一定阶段必然会出现第三方物流,且它的占有率与物流业的水平之间有着非常紧密的相关性。第三方物流的发展程度反映和体现着一个国家物流业发展的整体水平。现代意义上的第三方物流是一个约有 10-15年历史的行业。第三方物流是现代物流服务发展的趋势所在,第三方物流作为我国物流业发展过程中一种新型的管理模式,已经过近几年实践的检验,并在实践中不断发展完善。 (1)物流业务的范围不断扩大。一方面,商业机构和各大公司面对日趋激烈的竞争,不得不将主要精力放在核心业务上,将运输、仓储等相关业务环节交由更专业的物流企业进行操作,以求节约和高效;另一方面,物流企业为了提高服务质量,也在不断拓宽业务范围,提供配套服务。 (2)提供客户定制的物流服务。很多成功的物流企业根据第一方、第二方的谈判条款,分析、比较自理的操作成本和代理费用,灵活运用自理和第三方两种方式,提供客户定制的物流服务。 (3)物流产业的发展潜力巨大,具有广阔的发展前景。第三方物流已经成为适应电子商务的一种全新的物流模式。这种集成模式的发展,来自电子商务成功的经验,并加快了物流一体化的发展进程。 3.物流一体化。物流一体化是以物流系统为核心的由生产企业经由物流企业、销售企业直至消费者供应链的整体化和系统化。它是在第三方物流基础上发展起来的新的物流模式。在这种模式下,物流企业通过与生产企业建立广泛的代理或买断关系,与销售企业形成较为稳定的契约关系,从而将生产企业的商品或信息进行统一处理后,按部门订单要求配送到店铺。这种模式还表现为用户之间广泛交流供应信息,从而起到调剂余缺、合理利用、共享资源的作用。在电子商务时代,这是一种比较完整意义上的物流配送模式,国内海尔集团的物流配送模式基本上达到了物流一体化模式的标准。 4.物流联盟模式。物流联盟 (Logistics Alliance)是指两个或两个以上的经济组织为实现特定的物流目标而采取的长期联合与合作,其目的是实现联盟参与方的“共赢”。物流联盟具有相互依赖、核心专业化及强调合作的特点,是一种介于自营和外包之间的物流模式,可以降低前两种模式的风险。物流联盟是为了达到比单独从事物流活动更好的效果而使企业间形成相互信任、共担风险、共享收益的物流伙伴关系。企业之间不完全采取导致自身利益最大化的行为,也不完全采取导致共同利益最大化的行为,只是在物流方面通过契约形式形成优势互补、要素双向或多向流动的中间组织。联盟是动态的,只要合同结束,双方又变成追求自身利益最大化的单独个体。狭义的物流联盟存在于非物流企业之间,广义的物流联盟包括第三方物流,本文指的是狭义的物流联盟。 在电子商务条件下,我国企业必须根据自己的实际情况选择适合自身发展的物流模式。国际上流行的做法是电子商务企业将物流全部交给第三方物流企业,我国则应在积极推进第三方物流发展的同时灵活运用自营物流、物流联盟或者多种模式共同发展,使企业获得最佳的经济效益。

国内码垛机器人研究及现状论文

作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。据相关统计数据表明,工业机器人主要用于汽车工业及汽车零部件工业,占整个机器人市场的61%,金属制品业占8%、橡胶及塑料工业和电子电气行业分别占7%,食品工业占2%,其他工业占15%。依赖进口——我国工业机器人之阵痛目前,我国进口的工业机器人主要来自日本,随着我国从劳动密集型向现代化制造业方向发展,虽然机器人保有量达到一定的规模,但与发达国家相比仍然有不少差距。仅从汽车工业每百万名生产工人占有的机器人来讲,(日本1710台、意大利1600台、美国770台、英国610台、瑞典630台,而我国还不到90台),中国仍然是世界上相对比较落后的国家。面对中国这样庞大的市场,每一个机器人供应商都有着非常大的用武之地。产业化不足——我国工业机器人之弊端20世纪90年代末,我国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。产业化基地的建设给产业化带来了希望,为发展我国机器人产业奠定了基础。目前,我国已经能够生产具有国际先进水平的平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运码垛机器人等一系列产品,不少品种已经实现了小批量生产。“机器人产业化已呈星火燎原之势!”尽管如此,我国工业机器人产业化却存在着巨大的问题。除了众多历史原因造成制造业水平低下的原因外,更多的是对工业机器人产业的认识和定位上存在着不同的观点。首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。第二,中国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。第三,国家认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。日本战后对机器人采取的一系列相关政策,极大地推动了机器人产业的发展,目前,日本已是世界上工业机器人的第一生产大国。工业机器人作为高新技术产品,应该比照新能源中的电动汽车,出台相应的扶植政策。政策扶持——我国工业机器人之推进剂中国机器人产业化正处于关键的转折点,如果政府的扶植力度再向前推进一步,中国的机器人产业将会越过目前的“临界期”,跨上一个新的台阶,进入快速发展阶段。同时,如何适应快速变化的国内外市场需求,如何以高质量、低成本和快速反应的手段在市场中取得生存和发展,已是我国企业不容回避的问题。这些问题为我国工业机器人提供了不同的市场需求,促进我国工业机器人的应用市场日趋成熟。●以市场需求为导向抓住几个重点产品集中突破;●通过国家行业来专项立项,发展我国自己的机器人产业;●以企业为主体,推动产学研联盟建设,形成强大的研发、生产、销售应用队伍;●国家的政策是加速机器人产业化的重要前提。我们必须在民族产业链上应用自己的机器人产品,摆脱国外的垄断。特别是新一代的工业机器人要我们自己的器件来做,降低成本。在未来,为应对国际挑战,我国应从如下几个方面对新一代工业机器人的技术进行研究。●机器人本体优化设计技术●新一代智能控制机器人技术●关键机器人单元部件制造技术●机器人离线编程和仿真技术●基于外部传感器技术的机器人运动控制●工业机器人产业化制造技术●工业机器人故障远程诊断与修复技术●工业机器人与成套装备协同作业技术●复杂机电系统机构优化设计技术及对系统性能的影响●具有柔性、高度加速,大负载机器人机构动力学建模、模型简化、辨识及控制方法

智能机器人应用越来越广泛 ,提高效益的作用是大家耳目共睹的!

随着信息技术与互联网的快速发展与普及,智能机器人技术得到了突飞猛进的发展,其能够部分代替人工工作,已经成为未来各个领域的关注焦点,目前我国智能机器人技术还相对落后。本文主要从国内外机器人的发展现状入手研究,经过对相关的资料分析,提出未来智能机器人的发展趋势,并以我国农业智能机器人应用经验为例,分析智能机器人对我国农业领域的应用情况,对于我国农业水平的提高具有深远意义。1 国内外智能机器人研究现状随着科学技术的发展,人们越来越希望自己能从日常琐碎事务中解脱出来,利用空余时间能做更多、更重要的事情,因此机器人技术应运而生。根据联合国的美国机器人协会给机器人的定义可知,机器人是一种由编程操作执行某项专门任务、综合了机械、电子、遥控器、人工智能、仿生学等多种科学的复杂智能机械。机器人是当代研究热点话题之一,其可以做人类做不到的高危险性的工作,甚至是在外太空或者深海领域的探究过程中都可以使用机器人,甚至可以说在人类难以生存的环境中,机器人可以在某种程度上替代人类。1.1 国外智能机器人发展现状国外的机器人是最早起步的,发展较成熟,其中以日本、美国、英国为首的国家,其根据自身生产力的需求,研发了各种各样的机器人,并且机器人的销量成比例逐渐增加,在2014年,全球工业机器人的销售额增长了11.5%(如图1所示)。机器人产业的蓬勃发展,为全球经济带来了巨大的变化,机器人的应用将影响到人类社会生活和经济发展的每个领域。二战后,美国机器人技术得到大力发展,制造业技术提升、经济快速发展,而机器人是功不可没的;在欧洲,欧盟启动了“SPARC”研发计划,该计划投入了28亿欧元,创造24万个就业岗位,在世界范围内的各个领域、各个行业都有机器人的身影,因此产生了深远影响;日本正将机器人作为未来经济发展的重要工具,其可以促进社会经济有着更大范围的提升;韩国也在大力发展机器人产业,并将生产的机器人销往海外市场,促进了机器人产业的壮大。1.2 国内智能机器人发展现状在中国,机器人技术起步较晚,但是发展迅速,在20世纪70年代,以工业机器人的研究与制造工作逐渐有了起色,其发展阶段可以分为3个部分:第一个阶段是从20世纪80年代末开始起步,具有产权的切割、焊接、喷漆、运输、包装等产品相继出现,可以说在这一阶段中,中国机器人向实践迈出了第一步,并且在此阶段中,我国政府不断出台机器人发展规划的相关政策。第二个阶段是从2010年后,中国机器人装机容量逐步上升,开始面向机器人产业链发展。全球机器人几大巨头分别是瑞典ABB、德国库卡、日本发那科、日本安川等,这些知名机器人制造商看好中国市场的发展前景,纷纷在中国市场中设立分支机构,从机器人的生产、销售、制造等领域开始全面铺设。而国内的机器人品牌起步较晚,以沈阳新松、广州数控等公司为首,通过并购、引进技术等方式开始涉足这些行业。第三个阶段是2013年4月21日,我国机械工业联合会创建的中国机器人产业联盟将国内机器人科技和产业单位进行资源整合,构成实现健康有序发展的服务平台。通过3个阶段的发展,可以看出我国机器人行业发展势头良好,但是与发达国家相比,我国机器人在发展速度、核心技术、市场份额等方面还相对较弱,究其原因,中国在机器人产业上还没有形成研制、生产、制造、销售、服务等有序的产业链。2 智能机器人的发展趋势分析(1)关键部件和核心技术的发展。现有机器人传感器的各项性能有了较大的改观,采用集成技术后可以增加信息的融合量,需要专业人员专门研究关键部件,从细节解决问题,在一些核心技术上促进机器人的标准化和网络化发展,并深入研究与归纳仿真功能、方向感知、心情管理、生物神经系统理论与方法。(2)机器人网络化。机器人网络化是未来机器人技术发展的重要方向之一,利用互联网技术,对目标机器人实现联网,并通过网络对其进行有效控制,并实现多机器人协作,促进更快、更好地完成任务。另一方面,很多作业项目难以靠一个机器人的能力完成,特别是在一些相对较为复杂的环境条件下,实现对计算机的远程网络控制,也是未来机器人技术发展的主要方向。(3)更好的交互方式。目前市场中的机器人还没有能力去实现相关理论与方法,依旧需要依赖于相关的知识,因此需要把机器需要完成的任务加载进去。人类与机器人的交互需要更加简单化、多样化、人性化、智能化,因此需要研究设计自然语言、文字语言、图像语言、手写字识别等,采用更加人性化的方式与用户交互交流,保证人与机器之间信息交流的协调性。3 智能机器人的具体应用很多国家在工业领域内使用机器人较多,并且发展到一定程度,日本、美国等国家在农业等领域应用了智能机器人。在农业采摘过程中,这些采摘机器人(图2)依托机械手臂、三维视觉传感器、末端执行机构、压力传感器等部件进行采摘,使采摘番茄的成功率超过75%左右,采摘蘑菇的成功率为81%。这些采摘机器人在采摘过程中可以避开障碍物采摘得当,并对多余部分进行剪修。另外,一些国家的农业领域中应用了嫁接机器人,其可在嫁接的3个重要环节中实现全自动模式,并且能让成功率高达97%,节省了巨大的人力、物力成本。除此之外,耕耘机器人、农药机器人、除草机器人等多种机器人类型也应用于农业领域中。

最多追加100好吧,怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。

堆积层滑坡研究现状论文

(一)滑坡的概念及特征

1.滑坡的概念

斜坡上的大块岩(土)体,在地下水和地表水的影响及重力作用下,沿一定的滑动面做整体下滑的现象,称为滑坡。滑坡常常在松散土层中,或沿松散土层与基岩接触面滑动,有时也沿岩层层面或断层层面滑动。滑坡体的滑动速度一般比较缓慢,一昼夜只有几厘米,甚至几个月才移动几厘米。但在一些特殊情况下,如暴雨或大地震时,滑坡速度也可以很快。

2.滑坡的形态特征

滑坡有许多形态特征,如滑坡体、滑动面、滑床、滑坡壁、滑坡裂隙、滑坡阶地和滑坡鼓丘等(图3-5)。我们常常从这些方面来描述和研究滑坡。

图3-5 滑坡示意图

a—纵剖面;b—平面;c—横剖面

1—环状张裂隙;2—破裂隙;3—滑坡阶地;4—醉汉树;5—滑动面;6—分支滑动面;7—挤压裂隙;8—滑坡体;9—滑坡洼地或水池;10—滑坡鼓丘或张裂隙;11—滑坡微褶皱;12—平行羽状拉张裂隙

(1)滑坡体 滑坡体是斜坡上沿弧面滑动的岩体或土体。滑坡体的平面呈舌状,它的体积不一,最大可达数立方千米(图3-6)。滑坡体上的树木,因滑坡体旋转滑动而歪斜,这种歪斜的树木称为醉汉树。如果滑坡形成已有相当长的一段时间,歪斜的树干又会慢慢长成弯曲形,叫做马刀树(图3-7)。

(2)滑动面 滑动面是滑坡体与滑床之间的滑动界面,又称主滑动面。滑动面大多是弧形的,在滑动面上往往可以看到滑坡滑动时留下的磨光面和擦痕,在紧邻滑动面两侧土体中可见到拖曳构造现象。有时滑坡体下滑时,因各段滑动速度不同,在滑坡体内形成次一级的滑动面,称为分支滑动面,一系列分支滑动面构成滑动带。

(3)滑床 位于滑动面之下,支撑滑坡体而本身未经移动的斜坡组成部分称滑床,又叫滑坡基座。滑坡体与滑床之间在平面上的分界线称为滑坡周界。

图3-6 滑坡体示意图

图3-7 马刀树示意图

(4)滑坡壁 滑坡壁是滑坡体向下滑动时,在斜坡顶部形成的陡壁。滑坡壁又称破裂壁,它的相对高度表示垂直下滑的距离。滑坡壁平面呈弧形线。

(5)滑坡阶地 滑坡阶地是滑坡体下滑后在斜坡上形成的阶梯状地形。如果有好几个滑动面,则可形成多级滑坡阶地。滑坡阶地面经常是向内坡倾斜,有些规模较大的滑坡,在向内坡倾斜的滑坡阶地面上常形成小湖。例如宝鸡附近的卧龙寺滑坡,由于含水层被滑坡错断出露,在滑坡壁下的滑坡阶地上曾形成一个10m深的小湖泊。

(6)滑坡鼓丘 滑坡鼓丘是滑坡过程中滑坡体的前端受到阻碍、后部不断推挤而鼓起的小丘。其内部常见到由滑坡推挤而成的一些小型褶皱或逆冲断层。由于滑坡体的前端形成了突起的小丘,在滑坡体的中部相对低洼的部位,则能积水成湖。

(7)滑坡裂隙 滑坡裂隙是滑坡即将滑动时或滑动过程中形成的。根据裂隙的分布部位和力学性质可分为:①环状拉张裂隙。它们分布在滑坡壁的后缘,与滑坡壁的方向大致相同。这种裂隙多是因滑坡体将要下滑或在下滑过程中的拉张作用形成的,故斜坡上环状拉张裂隙的出现是将要形成滑坡的预兆。②平行剪切裂隙。滑坡体在滑动时,由于滑坡体不同部位的滑动速度不同,形成一些和滑坡运动方向一致的剪切裂隙,常分布在滑坡体的中部和两侧。在滑坡体的两侧边缘,由剪切裂隙派生一些平行的拉张裂隙或挤压裂隙,形如羽状称羽状裂隙。③滑坡鼓丘部位的拉张裂隙和挤压裂隙。当滑坡鼓丘隆起时,顶部拉张作用,形成拉张裂隙;如滑坡体前端受阻碍但仍有强大的挤压作用时,滑坡鼓丘部位就产生很强的挤压作用,形成一些挤压裂隙。这些拉张裂隙和挤压裂隙的方向是一致的,它们和滑坡的滑动方向垂直。④滑坡前端放射状裂隙。滑坡前端因滑坡体向外围扩散而形成一些张性或张剪性放射状裂隙。滑坡裂隙常常是滑坡发生早期的征兆。

(二)滑坡发生的条件和过程

1.滑坡发生的条件

斜坡的地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及地表流水特征,特别是斜坡的高度、坡度和外形是决定滑动力大小的主要因素。一般外貌起伏和缓、坡度不大、植被覆盖较好的山坡,大多是比较稳定的。但在高陡的山坡或陡崖,斜坡上部的软弱面形成临空状态,就会加大下滑力,减小抗滑力,使斜坡上部土体或岩体处于不稳定状态,容易产生滑坡。

斜坡的物质组成与地质结构也直接影响着滑坡的发生与否,不同土体、岩体的工程力学特征不同,它们的抗剪强度、抗风化、抗软化、抗冲刷的能力也不同,发生滑坡的频率也不一样。粘土和松散堆积层浸水后,黏聚力骤降,大大增加了其可滑性;沉积岩互层中夹有软弱的薄层页岩、泥岩、煤系等地层容易发生滑坡;变质岩系中如含有绿泥石、叶蜡石、云母等矿物的片岩、千枚岩分布地区,滑坡也常常成群分布。这些地层常称之为易滑地层。岩层的各种结构面,如层面、片理面、断层面、解理面、堆积层内的分界面及其基底面、地下水含水层的顶底面及岩基风化壳中风化程度不同的分界面等,常常构成滑动带的软弱面。特别当岩层结构面的倾向与坡向一致,岩层的倾角又小于斜坡的坡度角时,最易发生滑坡。

地表水和地下水的作用是促使滑坡发生的极重要的因素。水可以增大滑坡体质量,起到润滑作用,降低抗滑力。实验证明:当粘土的含水量增加至35%时,抗剪强度会降低60%以上,泥岩或页岩饱水时的抗剪强度,比天然状态下的抗剪强度降低30%~40%。如果地下水在隔水顶板上汇集成层,还会对上覆岩层产生浮托力,降低抗滑力。地下水还能溶解土石中易溶物质,使土石成分发生变化,逐渐降低其抗剪强度。地下水位升高,会产生很大的静水与动水压力,这些都有利于滑坡的产生。

2.滑坡发生的过程

滑坡发生的过程大致可分为三个阶段,即蠕动变形阶段、滑动阶段和稳定阶段。

(1)蠕动变形阶段 斜坡上岩(土)体的平衡状况受到破坏后,产生塑性变形,有些部位因滑坡阻力小于滑坡动力而产生微小滑动。随着变形的发展,斜坡上部开始出现拉张裂隙。裂隙形成后,地表水下渗加强,变形进一步发展;中部开始微微蠕动向前挤;在滑坡两侧相继出现剪切裂隙,后缘出现弧形裂缝(即滑坡壁的雏形);滑动面逐渐形成。

(2)滑动阶段 滑动面已形成,滑坡体向下滑动,滑坡壁已出现较大垂直错距,滑坡前缘形成滑坡鼓丘;一些滑坡裂隙也相继出现,裂隙错距不断加大;滑坡阶地明显出现;上、下部滑动面同时滑动且后部与边部裂隙贯通;在滑动面的下方出口处,常有混浊的地下水流出。

(3)稳定阶段 滑坡体滑动后,不断受阻,能量消耗,滑坡体趋于稳定。滑坡停息以后,滑坡体在自重作用下,一些曾滑动的松散土石块逐渐压实,地表裂隙逐渐闭合,滑坡壁因崩塌而变缓,甚至生长植物,滑动时一些东倒西歪的树木又恢复正常生长,形成许多弯曲的马刀树。滑坡稳定后,如再遇到特强的触发因素,又能重新滑动。地震触发的滑坡在较短时期可以形成较大的滑坡体,没有蠕动阶段。

(三)滑坡的分类

滑坡类型的划分可根据不同的原则,常见的有以下几种:

(1)根据滑坡的物质组成可将滑坡分为黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基岩滑坡。

(2)根据滑坡与岩层产状、构造的关系,可将滑坡分为顺层滑坡、构造面滑坡和不整合面滑坡等。

(3)根据滑坡体的厚度可将滑坡分为浅层滑坡(数米)、中层滑坡(数米至20m)和深层滑坡(20m以上)。

(4)根据滑坡的触发原因可将滑坡分为人工切坡滑坡、冲刷滑坡、超载滑坡、饱水滑坡、潜水滑坡和地震滑坡等。

(5)根据滑坡形成年代可分为新滑坡、老滑坡和古滑坡。

(6)根据滑坡驱动形式可将滑坡分为牵引滑坡和推动滑坡。

上述各种滑坡类型的划分都是根据某一单项指标来考虑的,实际上自然界的滑坡形成是多因素的,例如由于地震触发的滑坡,可以在同一土层中形成滑坡,也可沿层面或断层面形成滑坡,因而只考虑一种因素来划分滑坡类型是不完全的。

由于人口的增长,可供利用的土地不断减少,城市化向不稳定地区扩张,滑坡等地质灾害造成的损失不断增加。当决策者面临灾害防治和减轻决策时,不仅需要对过去灾害事件的“静态”环境的空间表征,更需要具有“预测性”的空间表征。这意味着管理决策者需要知道未来灾害的发生概率和可能的发生地点,以便采取适当的防灾措施和制定减灾计划。为此,从20世纪80年代后期开始,世界各地广泛开展了滑坡危险性评估以及滑坡风险评估与区划研究等工作。

一、滑坡灾害危险性评估

Cross于1996年采用滑坡敏感性指数(LSI)(Landslide Susceptibility Index)作为定量化指标进行滑坡灾害危险性区划,并在英国Derbyshire地区进行了实践。FinlayP.J. 和 Fell Robin(1997)从滑坡灾害风险辨识和可接受滑坡风险水平出发,对澳大利亚和香港的滑坡灾害进行了研究,其成果包括滑坡灾害的调查、土地开发原则、滑坡灾害的分类、滑坡灾害造成的生命财产损失可接受概率等。Finlay P.J., Mostyn G.R.&Fell Robin(1999)用统计学原理,对香港1984-1993年间的3000多个滑坡灾害记录数据库进行了统计分析研究,建立了机遇滑坡灾害几何条件的预测滑坡灾害水平运动距离的多元回归模型。 Conor G.Smyth & Stephen A. Royle (2000) 以Niteroi城市为研究对象,研究了湖泊承灾体城市居民的易损性,分析了滑坡致灾因子及其影响,并提出了相应的滑坡灾害风险管理措施。Fausto Guzzetti(2000)建立了意大利1279-1999年间滑坡灾害导致生命死亡的数据库,对致命滑坡的发生频率及其致命率的评估进行了系统的研究。Piyoosch Rautelal 和 Ramesh Chandna Lakhera(2000) 利用GIS和遥感技术对印度的Giri 和 Tons River (in Himachal Himalaya)流域的滑坡灾害进行了风险评估研究。B.Temesgen 和 M.U. Mohammmed(2001) 利用GIS和遥感技术研究了滑坡灾害与致灾因子之间的统计关系,并用风险系数(0-1)来评估滑坡灾害风险。 Ragozin等在2000年提出了应用于滑坡灾害风险评估的危险性指标和易损性指标以及相应的表达式。Johnson等2000年在澳大利亚一项为城市发展规划服务的崩塌、滑坡、泥石流灾害预测中,把地质灾害危险性、易损性和风险评估作为一体,以GIS软件为技术平台,分别采用了平面和三维评估系统,对Cairns地区进行了崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的危险性分析和风险区划研究。P. Aleollt(2000)采用了GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及总的风险进行了区划性制图研究。A.Ragozin(2000)从理论上研究了滑坡灾害风险评估中的危险性、易损性和风险性,提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标,并用其主要控制因素的概率乘积表示;对于区域性滑坡灾害评估,提出用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。

Suzen等人提出了运用滑坡种子元(seeds)图和统计百分位(percentile)图的新概念进行区域滑坡危险性评估。其主要原理是,运用统计学方法,估计影响滑坡稳定性的各因素的相对贡献率。种子元是指未被扰动的地貌单元(地带),它用来确定滑坡边界;而百分位类型的划分则用来将连续变量转化为类级离散变量。他们将这一方法应用到土耳其的Asarsuyu集水流域的滑坡灾害危险性评估。在GIS环境下生成岩性、到断层线段距离等13个影响边坡稳定性的变量图。分别将13个影响变量图与滑坡灾害分布图相叠置,获得“种子元”和“滑动元”的属性数据库。根据各影响因素中不同百分位类别中滑动单元的数目以及未滑动(种子) 元的数目,计算出各影响因素的权重。

Bonham提出了基于统计学的Bayesian方法的数据驱动权重模型(weights ofevidence modeling),将其应用到找矿领域。Van Westen进一步将该模型应用到滑坡灾害危险性评估领域。数据驱动权重模拟方法的主要原理是利用滑坡历史分布数据,建立滑坡分布与各影响因子之间的统计关系,即根据在各影响因子不同类别中滑坡分布的统计情况来确定各影响因子对滑坡灾害的贡献率(权重)大小。与专家知识模型相比,该类模型对权重的确定更加科学和可靠,避免了专家的主观性所带来的不确定性。最后,利用另一时期的滑坡分布历史数据对评估结果进行检验和成功率预测,调整不合理的边界,使评估结果更加具有可信度。基于贝叶斯(Bayesian)统计方法的数据驱动权重模型较其他统计方法更加严谨,充分考虑了滑坡影响因素之间的关系,以及各影响因素与滑坡灾害的关系;并进行影响因素的独立性分析,找出最关键的影响因子。在此基础上再计算各影响因素的权重。

Carrara(1989)利用多变量或“黑箱”模型,在意大利的一些地区开展了滑坡危险性定量评估编图工作,预测实际和潜在滑坡的失稳事件。作为一种“预警”工具,这种编图可用于选择“危险性大”、需进一步详细调查的场所。所采用的主要方法包括:①根据专家经验和知识进行直接的估计;②将代表斜坡不稳定因素的图层按一定的权重进行叠加获得“指数”主题图;③利用多变量模型,通过统计方法评估实际/潜在的斜坡不稳定性,以确定滑坡危险性概率水平。应用这些方法的基本假设条件是:在统计训练样本地区滑坡失稳的产生条件与整个研究区的环境条件相同。统计分析中的基本单元是“具有地貌意义”的斜坡单元(面积大小不等)。影响滑坡失稳的各种影响因子之间的运算都是在GIS环境下的基本网格单元上进行。利用判别分析方法,将稳定性斜坡单元和不稳定性斜坡单元分成不同类别,在此基础上将其转换成概率。最后将得到的滑坡危险性预测概率图与实际/编目的滑坡图进行对比,获得“可靠性”程度的检验。不幸的是,在许多案例分析中往往这样的可靠性检验实际上没有任何意义。因为进行预测分析所使用的滑坡数据就是实际的滑坡数据,即进行预测建模的数据与验证模型的数据没有分开,是同一组数据。

Mark和Ellen(1995)对美国加利福尼亚州数千条泥石流记录的数据库和5个滑坡要素图层进行了回归分析。在分析中假定暴雨触发泥石流的条件与1982年加州暴雨事件相同。对滑坡重现的研究使用了模拟技术,选用了10m精度的DEM数据。他们利用一组浅层泥石流数据(200多个泥石流)的分布和频率来模拟泥石流的触发区、滑动体积、沉积区以及最大物质运移距离,划分出泥石流高、中、低危险区。用另一组历史滑坡数据对模拟预测结果进行了验证。

Carrara和Guzzetti(1995、1999)在以前的研究基础上,将基础编图单元划分为三种:网格单元、独特条件单元、斜坡单元,对三种危险性模型进行了对比分析:I-对斜坡单元进行判别分析;II-对独特单元进行了条件分析;III-对独特单元进行判别分析。在危险性模型(I)中,使用了40个因素用于建立判别函数,将266个斜坡单元划分为稳定地区(滑坡面积不超过2%)和不稳定地区。65%的单元数据集为训练数据,其余35%的单元数据集用于检验。结果表明,三种危险性模型划分单元的“正确率”分别是83.8%、82%、75%。

Liener等(1996)提出了SLIDISP的滑坡危险性评估程序,利用通过岩土调查获得的安全系数来确定滑坡易发区。在瑞士的研究区,根据安全系数确定滑坡临界坡度,大于临界坡度的地区为滑坡易发区,对不同滑坡类型和土壤估计出不同的临界坡度,编制称为SLM的滑坡危险性图。经验证发现,这种方法的准确率达到86%。然而该方法的缺陷是,不能进行滑坡预测,因而不能说明未来滑坡事件的可能发生位置及其与几个参数图层(或参数组合)之间的关系,从而无法对危险性指数进行检验。

Guzzetti等(1999)对滑坡危险性评估现状进行了全面的评述,指出:“滑坡危险性预测图的可靠性和危险性评估的标准没有规范可循”。尽管他对此没有提出任何有关的建议,但他注意到,“滑坡危险性预测模型不易用传统的科学方法进行检验,检验滑坡预测图的唯一方法是时间。针对这些挑战,其解决途径可能是通过新的科学实践处理不确定性难题。”

Clerici等(2002)提出了基于条件概率和GIS的滑坡敏感性评估的程序,编写了宏语言用于处理繁杂的空间数据计算。他们考虑了5个与滑坡发生相关的环境因素:地质、土地利用、坡度、降雨量、层状地层/地形坡度关系。5个要素图进行了叠加后将整个研究地区划分为无数个“独特-条件多边形”。每个多边形是均质的,即其产生滑坡的环境条件相同。空间数据库的分辨率是5m×5m,共有1300万个单元。假定滑坡密度等于滑坡敏感性。计算每个多边形的滑坡密度后再进行分类,最后划分为5个敏感性等级。滑坡敏感性图由2131个独特-条件区组成,其中1542个独特-条件区至少受到一个滑坡的影响。共考虑了6种不同类型的滑坡,但没有将它们区别计算。因此,所产生的敏感性图是一种“一般”性的概略图。关于用于预测的统计分析方法以及进行验证所使用的技术在文献中作者都没有提及。

Dai和Lee(2002)利用逻辑分析方法对香港的Lantau岛进行了斜坡不稳定性预测评估,还研究了滑坡的物质活动行为特征,但遗憾的是,同样没有对预测结果进行检验评估。

Gritzner等(2001)尝试将历史滑坡数据随机分为两组,一组用于预测,一组用于检验,但遗憾的是,他们的分组不是根据滑坡的历史发生时间进行的,然而这种分组评估和验证思路是正确的。

Disperati等(2002)利用由Chung和Fabbri(1993)提出的统计技术,对意大利中部的一个研究区开展了滑坡危险性区划研究。他们使用了1∶10000空间数据库(包括滑坡、陡崖、物质位移范围等数据,还包括岩性、坡度和坡向、高程、土地利用等滑坡影响要素图层)。在预测建模中,随机选取了一组训练数据集,将不同的滑坡影响因素进行了组合叠加,得到滑坡危险性预测图。利用剩余的一组数据集通过生成的预测率曲线(prediction-rate curves)对预测图进行了检验。尽管预测结果并不理想,但毕竟他们的工作在使用系统程序开展滑坡危险性空间定量预测并检验和解释其预测结果方面向前迈出了重要的一步。

Park等(2002)分析和研究了滑坡危险性编图中的空间不确定性。他们对空间预测模型中的影响要素图层的边界模糊性进行了表征。用预测率曲线来解释和验证了不同要素组合和不同空间不确定水平下的预测结果。

表2-1和表2-2概述了在过去30多年里,世界各地关于滑坡编目和危险性空间分析研究的主要情况。在区域尺度的滑坡空间分析研究中,广泛使用了统计方法进行滑坡敏感性分析(如Baeza和Corominas,2001;Carrara,1989;Fernandes等,2004;Griffiths等,2002)和危险性评估(如Guzzetti等,1999;Asch等,1992),最近还使用了模糊模型(如Ercanoglu和Gokceoglu,2002;Pistocchi等,2002)和概率预测模型等先进的统计方法(Pistocchi 等,2002)进行滑坡敏感性分析。

岩石滑坡空间分析主要包括岩石塌落和(大规模)岩石滑动(表2-3)。一些岩石滑坡的编目给出了其空间分布的信息,还有一些编目利用统计方法和经验模型对岩石塌落进行了空间分析(如Dorren和Seijmonsberegen,2003;Mei,2001;Wieczorek等,1998)。还有一些研究人员(如Guzzetti等,2002a)开发了数值模型模拟岩石滑坡的空间运动模式。

世界各国广泛开展了泥石流的流域、区域和国家尺度的调查(表2-4)。主要是泥石流发生的空间分布编目以及在显著的触发事件(如暴雨、地震等)作用下发生的滑坡分布情况。普遍采用了统计技术以及数值方法评估泥石流敏感性和危险性(如D’Ambrosio等,2003;Lorente等,2002)。除了流域和区域尺度外,一些国家(如美国和瑞士)还开展了国家尺度的泥石流编目和敏感性空间分析。

世界各国还广泛开展了土体滑动的空间分析研究(表2-5)。主要包括深位滑动和浅层转换滑动。对于场地尺度的浅层转换滑动,主要应用无限平衡滑坡稳定性分析模型,用以估计坡体的安全系数(FoS)和失稳概率(如Dietrich等,1995;Montgomery 等,2000;Wu和Abdel-Latif,2000)。Moller等(2001)开发了基于水文响应单元和土壤力学响应单元的一种无限滑坡模型。启发式(heuristic)专家评判方法主要用于区域和国家尺度的研究。这种研究为进一步使用先进模型的研究奠定了基础。

从国家尺度的研究来看,Paige-Green(1985)基于专家判断给出了滑坡危险性的分类。Jones和Lee(1994)概述了英国滑坡编目的信息。Guzzetti等(1994)对意大利进行了滑坡的综合编目。Dikau和Glade(2003)根据岩性和坡体的几何特征进行了国家尺度的滑坡敏感性编图。尽管国家尺度的分析所提供的信息是粗略的,但它们为进一步开展区域滑坡风险分析奠定了基础,例如,结合风险承灾体(风险元素)和相关的社会—经济属性,可以开展区域滑坡风险评估。

表2-1 世界不同地区滑坡编目(流域和区域尺度)

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表2-2 世界各地滑坡空间危险性分析概览

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表2-3 世界各地崩塌、岩质滑坡空间评估概览

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表2-4 世界各地泥石流危险性空间分析评估概览

表2-5 世界各地土体滑坡空间分析评估概览

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二、滑坡灾害风险评估

联合国减灾组织-UNDRO于1982年提出了风险概念。此后有不少研究人员(如Brabb,1984;Einstein,1988;Fell,1994;Hearn和Griffiths,2001;Leoneo等,1996;Leroi,1996;等)将这一概念引入滑坡灾害领域。由Cruden和Fell(1997)编辑出版的滑坡风险评估国际研讨会论文集,首次全面介绍了滑坡风险研究的情况。此后,陆续出版了滑坡风险研究的案例(如Cardinali等,2002;Dai等,2002;Finlay等,1999;Guzzetti,2000;Hardingham等,1998;Hearn和Griffiths,2001;Michael-Leiba等,2000)。

目前普遍采用的是滑坡工作组风险评估委员会(IUGS,1997)和由澳大利亚岩石力学协会的Fell(2000)提出的滑坡风险定义。大多数滑坡风险研究主要采用的是自然科学的方法,而关注社会对滑坡灾害事件的应对战略或受影响社区的弹性能力相关的社会科学研究与洪水或地震等自然灾害相比还十分有限。以下列出了最近10多年来滑坡风险研究的重要成果。

Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl(1994)在分析哥伦比亚的 Meddllin 地区地质灾害危险性和土地及生命易损性的基础上,利用GIS技术将二者合成产生了风险评估分区图。R.Anbalagan和Bhawani Singh(1996)在前期关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上,提出了风险评估制图的新方法;风险评估矩阵(RAM)。Jefferies等在1996年提出了用Bayesian方法进行风险概率的评估。

Mejía -Navarro和Garcia(1996)开发出IPDSS,即综合规划决策支持系统(Integrated Planning Decision Support System),它是基于GIS平台和图形用户交互界面的滑坡灾害危险性、易损性和风险评估的综合信息系统。滑坡危险性(敏感性)评估是根据影响滑坡的要素图层(如地形、坡面、基岩、地表和构造地质、地貌、土壤、土地覆被、土地利用、水文、降雨量、行洪道分布图以及以前灾害的历史数据)按一定的权重叠加完成的。权重是根据多变量统计分析及专家知识得出的。同样地,IPDSS系统没有将物质运动划分为不同的时段,因而无法表征滑坡发生地与其影响因素之间的关系,也就无法验证预测模式。尽管IPDSS相比以前的研究前进了一步,除了危险性评估,还进行了易损性评估和风险评估,但在整个评估过程中,其属性表征和选择随意性大。

Cardinali等(2002)通过航片解译和野外调查,编制并分析了多时段滑坡编目图。他们将调查限制在过去60年正在发生物质运动以及过去发生过物质运动的地区,重点研究各种失稳类型的演化和分布。通过以下战略开展滑坡危险性、易损性和风险性评估:①确定研究区范围;②编制多试点滑坡编目图和分类图;③确定滑坡灾害带(单相和多相滑坡的影响范围);④滑坡危险性评估;⑤识别并编制承灾体图,并评估其对于不同滑坡类型的易损性;⑥滑坡风险评估。假设条件是研究区内未来发生的滑坡可能会出现在已发生过滑坡的邻近地区或发生在同一坡体上或同一水系流域中。出于经济的考虑,作者只进行了局部滑坡危险性评估(占研究区面积的21.4%,980个滑坡影响带中的210个影响带,面积为20km2),没有对整个研究区或汇水流域进行区域滑坡危险性评估。滑坡危险性区划也只限定在可能会发生物质运动的地区。将估计的滑坡频率等级和观测到的滑坡强度等级进行交叉后得到不同危险性等级,将其归并后重新划分为4个相对等级。在编制的1∶10000的概略图上,表征了11种承灾体,针对每种滑坡类型的不同滑坡强度,划分出3个易损性等级。该项研究特别让人感兴趣的是,对过去60年内的物质运动进行了航片解译,将滑坡的演化过程进行了时间对比分析。但该项研究还存在3大缺憾:①没有给出滑坡危险性水平的定量化绝对值;②对滑坡危险性评估/预测结果没有进行检验;③没有使用一致性的空间单元和空间覆盖。

Lerio(1996)对法国上世纪70年代以后,特别是在1982年7月13日颁布自然风险规划法(PER)以来的滑坡风险性评估与编图进行了全面的评述。根据PER法律的要求,在法国普遍开展了1∶5000到1∶10000的滑坡风险性编图工作,并将编制的图件作为灾害防治和灾后补偿的依据。灾害风险评估与编图主要回答以下问题:①物质运动的类型是什么?②潜在不稳定地区在哪里?③什么时候会触发灾害的发生?④灾害影响范围有多大?⑤灾害与环境的关系是什么?是自然原因还是人为因素造成的?⑥灾害引起的损失有多大?Lerio总结出3种可供使用的编图方法:①专家评估(具有主观性,需要进行解释和运用统计技术);②回归分析(利用已发生滑坡地区可靠的空间数据库,建立物质运动模式与其环境因素的关系,据此推测其他类似地区滑坡发生的可能性,主要用于较大区域的分析);③机械分析(基于确定性稳定性模型,预测滑坡发生概率,主要用于场地尺度的滑坡评估与预测)。Lerio指出:“几乎所有的风险图都没有将时间概念综合进去,而灾害的预防投资将需要基于大量历史数据的可靠的灾害时空预测模型。

Leone等(1996)提出了损失函数,作为构建易损性框架的一部分。为此,收集和对比分析历史滑坡及其相关数据是至关重要的。必要的表征是将研究区划分为若干个空间区块,不同区块其滑坡发生概率不同。

Glade(2001)在德国Rheinhessen地区开展了区域滑坡风险评估。将不同土地利用划分为不同的风险因素,因生命风险在该地区很小,所以在该研究中忽略了生命风险分析。对每类风险因素(不同土地类型)进行了货币价值的折算(表2-6)。将滑坡灾害信息与风险因素的易损性相结合,构成风险矩阵。以此划分滑坡风险的不同等级。90%地区划分为低风险区,8%地区为中等地区,2%为高风险区,0.2%为非常高风险区。尽管所得出的滑坡风险图不能用于当地政府的详细规划目的,但所确定的滑坡灾害易发区无论是对当地政府还是地区政府用于确定“热点”地区的详细分析,无疑都具有很大价值。

表2-6 不同潜在损害价值(欧元)的风险因素(Glade等)

Glade和Jensen(2004)在冰岛fjord西北地区Bildudalur开展了崩塌灾害风险分析研究,确定了建筑物的易损性和人员伤亡的风险概率。尽管历史上没有崩塌灾害的伤亡记录,但这种研究还是为当地政府对危险岩石的恰当管理提供了可靠的依据。在研究中将确定的崩塌路径转换为危险带区划,再与潜在的损失价值和相关的风险因素相结合,确定了风险水平。在后果分析中,不仅考虑了研究区任何地点的易损性、影响的时空概率,还考虑了崩塌灾害的季节影响概率。在GIS环境下,将这些成果以图件的形式表征出来。最后确定的风险不仅包括个人生命风险,还包括社会生命风险。崩塌灾害的个人风险很低,范围是1.1×10-5/年至5.6×10-5/年;92%地区属于低风险,8%地区属超低风险区;然而社会风险则变化在1.6×10-3/年至2.1×10-5/年,4%地区属超低风险区,27%地区为低风险区,58%地区为中等风险区,11%地区属高风险区。所计算的生命总风险水平,即年死亡率为0.009。

表2-7概述了世界不同地区开展的各种空间尺度的滑坡风险评估。一些研究基于编图程序进行了滑坡危险性和风险区划(如Espizua和Bengochea,2002),另一些研究提出了泥石流(如Liu等,2002)等不同类型的滑坡风险评估的经验公式,还有一些研究利用概率方法进行滑坡风险评估(如Chung和Fabbri,2002;Rezig等,1996)。尽管在许多出版的文章中,“风险”一词出现的频率很大,但真正意义上的滑坡风险研究并不多。滑坡风险研究还处于探索阶段。

表2-7 世界各地地质灾害风险空间评估概览

续表

激励机制现状研究论文

国有企业员工激励机制存在的问题及对策分析论文

本文首先对激励机制进行了说明,引出探讨国有企业员工激励机制的必要性;其次对国有企业员工激励机制中存在的问题以及问题的原因进行了分析;最后则给出了一些有利于国有企业员工激励机制改革的对策。希望本文能够为国有企业员工管理工作的进行提供帮助和建议。

引 言:

在现代市场经济形势下,企业创造利益的主要动力在于员工对企业工作的积极程度,因此,激励员工在工作岗位上完成工作任务、履行职责、以企业的发展为根本的职业价值观成为企业管理中十分重要的内容。国有企业在市场经济发展过程中经历过各种改革,但对于员工管理的改革始终是不彻底的,这导致员工激励中出现各种问题,解决员工激励问题是进一步强化国有企业经营和发展能力的有效方法,值得我们进行思考和探索。

1、激励机制概述

1、1 激励机制的理论基础

激励机制的理论基础是源于心理学的激励理论。最早的激励理论重视利益对员工的影响作用,认为使用经济利益来激励员工是十分有效的;随着经济的发展,利益激励被认为“失效”,美国管理学教授提出基于人际关系理论的激励原则,即将人的社会性作为激励的作用点,满足员工的社会需要被认为是最有效的激励方式。

1、2 激励机制的重要作用

有效的激励能够使企业的凝聚力更强,激励机制发挥作用之后,企业员工的职业价值观会体现出十分一致的发展趋势,职业价值观的一致直接促进了企业的凝聚力的增强;有效的激励机制能够使企业实力快速增长,企业员工在激励机制的促进下能够努力工作,企业整体的工作效率会大幅度提升,利益形成的更快,有利于企业资本积累;有效的激励机制能够使企业文化快速建立起来,企业文化是一个企业长久发展的动力之一,而激励机制的作用正是使企业所有员工的职业态度达到统一,统一的职业态度会使员工对企业文化的认同感更强,企业文化的建立和发展也会更加顺利。

1、3 研究激励理论在企业管理中运用的必要性

在我国,对企业管理加以重视是市场经济发展之后才开始的,包括国有大中型企业在内,大多数的国有企业在企业管理方面还缺乏经验,不仅管理理念落后,在管理方法上也存在缺陷,单纯认为靠企业制度和员工的职业道德去约束和鼓励员工为企业的发展做贡献是不切实际的,在企业管理的过程中使用激励手段,是能够在最短时间内转变管理方式、改善管理手段、更新管理理念的途径,在企业管理中使用激励理论,将对企业发展起到重要的影响。

2、1 激励观念落后

国有企业的企业管理观念相对于私营企业来说是比较落后的,一方面,国有企业受计划经济时代的管理制度限制,企业结构相对冗繁,在市场经济时代的企业改革中难以大展手脚;另一方面,国有企业的实际管理存在政企不分的状况,实际管理企业的并不是专业的企业管理者,这使得企业运营过程中的很多问题都得不到科学的解决。目前很多国企的激励观念还停留在“员工要为企业服务、为社会奉献”的角度,这与现代企业的价值观建设有很大的出入,激励机制的作用不佳也不足为奇。

2、2 激励方法单一

国有企业的激励机制中的激励方式选择是十分单一的,主要以物质为主要的激励条件,而忽视了员工的心理需求,这就意味着国有企业所承认的激励理论中满足员工需要是主要的激励原则,但是员工的需要被限定在物质条件的满足上。因此,选择多种激励方法是十分必要的。

2、3 激励效果不佳

在企业管理中,激励机制如果能够真正发挥作用,整个企业将表现出来人人都认真对待自己的工作岗位、踏实做事,整个企业会体现出一种蓬勃向上的状态。但是实际上大多数国有企业的员工工作状态是相对散漫的,人浮于事的情况很多,可见激励机制的效果不佳。导致这个问题的根本原因在于激励机制的使用并没有影响到员工的职业态度,管理者对员工经过激励之后的变化没有进一步强化,使得激励的反馈作用没有体现出来。

3、改善国有企业员工激励机制的对策

3、1 采取合适的激励形式对员工进行激励

根据内容型激励理论,只要企业能够给予员工在某种需要上的满足感,员工就会在工作上有动力。纵观我国现代的社会发展,“赚钱”仍旧是每个企业员工的最主要信念,因此,只要企业能够给员工符合他们劳动价值的经济报酬,员工就会在工作动力方面有所增加。丰厚的经济报酬和完善的社会福利及公司的各种福利待遇往往会使员工对工作有多留恋,也会成为企业吸纳新员工的一张大牌,这正是内容型激励在企业管理中的应用。

过程型激励理论重视精神激励对员工的作用,因此,在进行企业管理时,管理者应该将员工与企业之间的情感联系建立作为重点。根据员工自身的条件、了解员工对职业的规划并帮助员工进行职业规划和职业指导,使员工感受到企业对自己的“重视”;根据每个员工的性格、兴趣、爱好和专长进行职位安排,帮助员工实现工作价值,使员工感受到工作的乐趣,也是员工与企业建立情感的有效方式;对员工的考评应该以员工的实际情况为出发点,完全从企业获利的角度对员工进行绩效考评会使员工觉得自己作更像是“机器”,而源于员工自身的考评标准则会使员工从客观、理性的角度审视自己的工作。这些都是有效的精神激励的手段。

3、2 重视对激励的强化过程

无论是过程型激励理论还是强化理论,都重视企业提供给员工的“管理条件”对员工的激励作用,在过程型激励理论中表现为企业提供给员工的“公平”的职业环境,在强化理论中表现为合理的企业环境使员工对激励产生正向的情感反应,这种情感反应使激励的效果加以强化。例如,企业按照员工的实际能力安排职位,而不按照入职的早晚和年龄的长幼或关系的亲疏来分配职位,这样就给了员工一个较为公平的工作环境,也使员工在竞争更高的职位过程中不受到其它无关因素的影响,可靠的、公正的、严格的管理者的委任和合理的企业制度的制定是保证职业环境公平的必要手段,只有在公平的环境中,员工才能感受到激励对自身职业的影响;除此之外,企业管理者还应该不断加强自身的管理能力,无论对员工进行管理还是对企业制度进行制定,都应该建立在合理、细化的掌握企业员工的心理、需要、能力的基础上,只有这样,管理才能真正深入到每个员工心中,管理才能使每个员工认同和佩服。

有些企业制定的管理制度并不是以员工的整体情况为标准,而是以领导层或者以优秀员工、特殊员工为标准,这样的管理制度使大部分员工觉得“不公平”、“不信任”,在这种条件下,无论企业即便使用物质激励的方式,员工也会因为对管理环境的排斥而将物质激励视为对“不公平”的补偿,而不将其当做接受激励的结果。这是因为企业的管理结果使员工的情感反应是负向的,激励并没有被强化反而被弱化了。因此,无论使用何种激励方式,建立公平、公正、符合员工实际、符合企业实际的管理制度、使企业的工作环境更加公平,才能使激励行为更加有效。

3、3 提升员工工作满意度而提高激励效果

工作不但是员工生存的一个必要的手段,而且也是员工自我实现的一个载体,为此,企业要不断提升员工对工作的满意度,使其在工作中找到更多的乐趣,增强员工工作的热情,这样才能激励员工不断努力。具体来说,企业可以从如下几个方面来着手:其一,创设优美的环境。员工工作的环境若是狭小、阴暗、紧密的话,会使其心理造成很大的负担,这样就不能使其发挥最大的效率,相反若是在明亮、分明、宽阔的环境中工作的话,员工就会心里舒适,这样就能更好地发挥自己的才能,提高自身的工作效率。

其二,积极向上的氛围。企业的氛围和领导者有着很大的关系,领导者若是能有饱满的热情开展工作的话,则会对员工产生积极的影响,使其也已爆满的热情投入到自己的工作中。此外,领导者还需要注重和员工之间的交流,要对其进行及时的鼓励,使其对自己的付出享受到满足,这样就会创造积极的心理体验,使其更好地完成自身的工作。其三,尊重员工。现在企业的一个重要的特征就是平等,随着思想、信息等方面的逐渐开放,沟通或是交流变得更加自由和开放,为此,领导者应该以平等的姿态来与员工进行交流,不能依靠权威足以来进行管理,而应该靠着自身的魅力来统摄员工,这样才能吸引更多的员工发表自己的意见和建议,畅通企业的言论通道,为企业的发展建立良好的言论基础。

4、结语

综上所述,国有企业员工的激励机制还存在种种问题,而激励机制作为企业管理中的重要手段,是有必要进行改善的。选择多种激励理论、采用多种激励方法、重视激励效果反馈,会使激励机制成为真正能够促进企业发展的管理办法。

激励机制是现代企业管理中重视员工、尊重员工、激发员工工作积极性的有效举措。在激励机制的运作中,主要以资金、福利、工资等物质手段来调动员工的工作积极性。在国有企业中,激励机制是人力资源管理的重要部分,随着现代企业管理理念的深入,激励机制在各个企业中越来越受到重视,对于企业来说建立一套适合企业本身的激励机制是关乎企业前途的重要的举措。

一、激励机制的作用

1、激励机制是员工潜在能力的激发器。现代企业管理理论认为,员工是企业的最大财富。企业之间的竞争归根到底是企业中每个员工加在一起的竞争力之间的竞争。英国的现代企业管理理论研究者曾对企业的员工做过一项实验。实验表明在企业中工作的以时间为准的员工只在工作中投入了其%30的注意力和努力,而以实际工作件数计算工资的工作者则能投入其%80以上的注意力和努力。这项实验充分说明了激励机制的重要作用,通过激励机制可以激发员工的工作积极性,从而提升企业的整体竞争力。

2、激励机制是员工素质的把关口。员工在企业中工作,最直接的目的就是获得工资,得到企业的认可与尊重。而激励机制给员工最直接的工作目的注入了更多的活力。所以,激励机制鼓励着员工不断进行学习,提升自己的素质,只有这样才不会被不断前进的企业所抛弃。激励机制给了员工学习的动力,从根本上提升了企业的竞争力。

3、激励机制是企业凝聚力的凝聚剂。凝聚力是企业生命力的重要保证。一个企业只有拥有良好的凝聚力才能保证有更好的发展。如果一个企业每个员工都有自己的小算盘,不为企业的大局着想,那么一个企业无异于一盘散沙,在日益激烈的市场竞争面前就会毫无竞争力。合理有效的激励机制能够激发员工的集体荣誉感,所有企业的员工都团结一致,为企业的发展贡献自己的力量,这样就会汇成一股强大的凝聚力,提高企业在市场中的竞争力,为企业赢得更好的发展。

二、我国国有企业激励机制的现状及问题

1、员工升迁机制不健全。对于员工来说最好的鼓励就是给那些工作优秀的员工一个晋升的机会。晋升对于员工来说不仅仅是企业对于个人的认可,更是自身价值与企业价值的融合。但是我国国有企业的人力资源激励机制中升迁机制不健全,员工没有得到平等的晋升机会,让有能力的工作者没有得到重用,这些现象严重打击了员工的工作积极性,对于企业的发展来说也是一种不利的表现,严重限制了企业的发展。

2、人文关怀的重要性。对于员工的激励机制,不但要在工作方面上有效建立,而且还要落实和贯彻到员工的精神层次上,充分体现出企业的人文关怀精神,这也是企业取得更好发展的保障和关键因素。企业要时刻关心员工的思想动态和基本状况,在员工遇到困难时,及时对员工进行人文关怀,并且鼓励员工走出困境,这样才能帮助员工将全部精力投入到工作中。但是,我国大多数企业都没有意识到人文关怀的重要性和关键性。

3、培训与发展的关键性。在国有企业发展过程中,员工的培训与发展工作还没有得到社会各界的高度重视,为了能够推进企业的发展,提升员工的综合素质,使他们能够将全部精力投入到工作中,企业必须要重视员工的培训与发展工作,促进员工能够自觉和主动提高自身的专业知识和专业技能等。但是,我国很多企业并不重视员工的培训与发展,只是关心企业未来的发展和经济状况,才会严重发生人才流失现象,导致很多企业无法运行或者倒闭,所以对于员工的培训与发展方面,企业应该高度重视。

4、建立健全的薪酬发放制度和标准。企业想要取得更好的发展,必须要充分考虑到员工的自身利益,明确掌握员工的自身需要。每一位员工最关心的是薪资待遇问题,因为职位和部门之间的不同,所以员工的薪资待遇也是不同的,为了防止各员工之间产生误会和疑问,国有企业必须要建立健全的薪酬制度,还需要保证薪酬制度的公开性和透明性,建立科学合理的发放标准,有效地防止员工之间发生关于薪资待遇的矛盾。

三、国有企业人力资源激励机制的制度及策略

1、保障晋升过程的公开化和透明性。企业在培训员工和晋升方面,需要保证晋升制度的合理性和公平性。在晋升的过程中,具有较强的公开性和高度的透明性,一般都经过公开的笔试、考核实践技能、面试等一系列程序,最终选取出最优秀的人员。坚决抵制那些利用自身的关系进入到企业的员工,要制定出科学合理的培训体系和方案,明确规定培训的目标,合理的分配培训课程和培训时间,才能达到满意的培训效果。在员工晋升方面,不但要做到上述所讲到的各方面工作,而且还要建立一个良好的竞争平台,建立出最合理最公平的竞争制度,激励员工积极上进,整体提高员工的自身素质。

2、建立科学合理的管理理念。每一个企业都会制定出属于自己的管理制度,在实施文化管理过程中,不断改善和建立员工的管理规章制度,要建立科学和人性化的管理制度,有利于推进企业的取得更好的发展。制定出合理的制度,是管理和约束员工日常工作行为的重要方式,唯有运用科学合理的管理方式,始终坚持以人为本的管理理念,在考虑企业利益的同时,也能充分考虑员工的自身利益。所制定的管理制度,必须要符合公平合理的特点,引导员工建立自我批评、自我管理、自我进步等工作理念,为企业取得更好的发展而共同努力。

3、创造出良好的发展环境。明确建立合理、适当的工作目标,引导员工向更高的目标不断努力和追求。除了薪酬目标之外,国有企业应该重视引导员工对责任目标和个人目标的追求。随着我国经济的快速发展,国有企业已经逐渐向数字化、信息化的管理方式迈进。国有企业不但要在制度上激励员工选择继续深造和进修,而且还要定期开展各方面培训活动来提高员工的综合能力,从而才能真正满足员工追求自身目标的需求。当员工实现个人目标时,他们就会主动和自觉地关心企业的未来发展的状况,因而也会对自身的工作产生出强烈的责任感和职责感,将全部的精力投入工作之中。另外,国有企业需要创造出积极向上的发展环境。国有企业想要取得更好的发展,建立良好的内部环境很关键,唯有建立了良好的发展环境,才能实现企业内部的科学管理,同时也能留住优秀人才。国有企业在人力资源管理方面,要重视培养与激励高层次的管理人才,尽一切努力为其创造出和谐向上、舒适宽松的工作条件和工作环境,将优秀人才的内在潜能充分激发出来,因而他们才能为企业的发展贡献出自身的最大力量。

4、薪资待遇合理分配。首先建立合理、完善的薪资待遇体系,保证薪资的公平分配和及时发放,实现员工的薪资待遇与工作时间的合理对接,并且要充分保障薪酬制度方面具备公开性和透明性,要充分体现出“多劳多得,少劳少得”的工资待遇特点。另外,可以建立积分制和淘汰制的工作制度,刺激员工对待工作的认真性和积极性,确保日常工作的正常开展和顺利进行。其次,在分配员工福利项目方面上,要做到合理分配和落实到位,确保员工的各项奖金和各种假期都能及时发放和及时落实,鼓励员工更加积极努力的工作。

总体来讲,国有企业在制度规章方面上,要建立健全各方面奖惩制度,充分发挥人力资源的创造性和积极性,同时也是发展的需要。随着社会的快速发展,国有企业的人力资源在国有企业中占据着重要的.位置,及时建立和完善激励机制是一项刻不容缓的工作。所以,国有企业人力资源激励机制的各方面工作应该全面贯彻和落实,同时也需要得到各相关部门的高度重视和大力支持。

激励机制作为企业的重要的约束机制,具有其他机制所不可比拟的积极作用。国有企业财务管理激励机制是具有发展中国特色的现代国有企业的重要内容之一,良好的激励机制能够使员工发挥最大价值提高工作效率,为实现企业的发展目标而努力,使企业朝着更高的目标前进。笔者将对我国国有企业财务管理激励机制的现状进行分析,提出相关建议。

一、激励理论的基本观点

激励理论是出于对人的自我信任提出的,它认为人的动机对人的行为具有支配作用,人的动机则是出于对需求的追求,由此可见,激励实际上就是通过满足人的需求激发其内在动力,这种动力通常表现出热情的情绪。一个人在工作过程中呈现出怎样的状态取决于利益、信念和心理状态,激励理论就是从这三方面入手取得预期效果。

美国行为科学家赫茨伯格通过试验调查提出了激励因素和保健因素。所谓保健因素是指能够对员工身体健康存在促进作用的因素。保健因素包括公司政策、管理措施、监督、人际关系、物质工作条件、工资、福利等。当这些因素低于员工可以接受的水平以下时,就会产生对工作的不满意;当员工认为这些因素很好时,它只是消除了不满意,并不会导致积极的态度,形成中性状态。而那些能够带来积极态度和满意的因素就叫做激励因素。

二、国有企业财务管理激励机制的现状

1、激励机制的简单化和物质激励的矛盾

很多国有企业在对激励机制的理解上存在失误,从而出现对激励机制的简单化现象,有些企业甚至直接将激励和金钱画上了等号。有些企业为了调动员工的工作积极性,在工资和奖金上下足了功夫,严重忽视了员工的精神需求,没有提供良好的工作氛围和企业文化,最终的结果往往没有提高企业的经济效益,还会由于没有对员工的真正关心和激励造成员工更多的不满,得不偿失。出现这种情况的另一原因是企业在奖金和工资的发放上常常按照员工的工作年限长短而非工作业绩来看,致使那些原本积极性较高的员工出现不满,最终达不到提升企业效益的目的。另外有些企业对员工的精神需求体现出更多的关怀和激励,否定了物质的作用,使得很多想要实质性奖励的员工得不到激励。如何处理好精神需求和物质需求这对矛盾,是国有企业在对激励机制进行改革的重要突破点。

2、激励机制和绩效考核制度的表面化

很多国有企业在企业改革中建立起了激励机制,以此来提高企业的经济效益,但是由于企业在实际的激励实施上墨守成规,缺乏灵活性,导致照搬其他企业的激励机制而不是结合单位自身实际情况,无法发挥其实际作用。此外,绩效考核作为国有企业进行激励的重要措施,经过这多年的改革已经建立起相对成熟的绩效考核标准和制度,却由于在实际操作中相关考核人员的懈怠使绩效考核流于形式,无法为激励机制提供科学公平的参考和依据。

三、国有企业财务管理激励机制的改革和创新途径

1、实现物质激励和精神激励的结合

国有企业经营者要处理好物质激励和精神激励的关系,实现最大激励效果。这要求企业经营对企业员工加强了解,通过对员工的了解来确定员工占据主导的需求面,在进行激励时尽可能满足。在物质激励中改变原有的增加基本薪金和奖金形式,适当的加入股票、股票期权等经济奖励方式。财务管理者作为中间人,一方面要协助做好决策者的决策内容分析,一方面要考虑到能否满足员工需求,务必要统筹全局,将短期激励和长期激励安排好,将物质激励和精神激励有机结合。

2、完善激励机制和绩效考核制度

为保障激励机制的公平合理性,企业务必建立起成熟的绩效考核制度,规范绩效考核标准,绩效的清楚记录能够促使财务主体形成积极主动地工作意识,尽心尽力的履行其职责,改变原来力不从心的工作状态。另委派财务总监进行监督,为了避免在进行绩效考核中出现不合理的甚至卖人情的疏漏,财务总监要积极代表企业出资人的利益,既要保证出资人对激励机制的监管,同时要提高激励机制的完备性,从而让激励机制充分发挥出应有的作用。

国有企业要积极落实按劳分配与按生产要素分配相结合的分配制度,使企业员工树立起“多劳多得、少劳少得”的理念,薪资待遇和激励奖励做到因人而异,以培养和留住人才,激发员工的潜能。首先,奖励与部门工作业绩和质量挂钩,从而提高员工的整体性意识,强化团队精神。第二,企业要优待人才,在不违背公平性原则的前提下实现工资待遇向优秀者倾斜。第三以岗定薪,在保证基础工资的前提下,对某些较冷门的、危险性较大的、技术要求高的岗位适当的增加工资,并且在员工激励时着重体现,保持其积极的工作态度。第四,激励机制和惩罚并存,通过奖罚并举的机制,进一步激发员工的积极性,改变员工懒散懈怠现状。

四、总结

综上所述,推动国有企业深化改革的进程,发展中国特色的现代化国有企业都离不开良好高效的激励机制,激励机制的巨大推动作用不仅仅在于其对员工物质需求的满足,也在于企业文化的建设和内部环境的改善,在此基础上满足优秀员工的精神需求,激发其主观能力性,使员工为企业创造出更多的经济效益,促进企业目标的实心,以强化国有经济在面对经济全球化和国际市场新秩序的能力和实力。

员工激励是企业一个永恒的话题,随着世界经济一体化和知识经济的来临,员工的素质和活力已成为企业发展的根本动力,激励问题作为人力资源的核心已成为决定企业成败的重要因素。下面是我为大家整理的企业员工激励研究论文,供大家参考。

论文关键词:现代 企业管理 ;激励机制;核心员工;薪酬管理

论文摘要:核心员工是企业人力资源最关键、最重要的组成部分,是企业核心竞争力和核心能力的根本来源。激励机制是否科学。直接关系到企业人力资源工作。 文章 对企业核心员工激励机制进行了探讨。

现代企业管理是以人为中心的管理,一个组织内部的效率取决于员工特别是核心员工的努力水平,企业管理实践的需求、知识经济时代的发展客观上要求建设有效的企业激励机制。

一、建立激励机制的基本原则

(一)精神激励与物质激励相结合的原则

从经济学角度上来分析,单纯的物质激励的效益要远低于精神激励。这是因为金钱的边际效用是遵从递减规律的。精神激励,主要是满足人的尊重、成就、自我实现等高水平的需要,是一种主导的、持久的激励形式,具有持续的内驱动力作用。

(二)正激励与负激励相结合的原则

根据美国心理学家斯金纳的强化理论,可把激励(即强化)划分为正激励和负激励。所谓正激励(正强化)就是对员工的符合组织目标的期望行为进行奖励,以使得这种行为更多地出现。所谓负激励(负强化)就是对员工违背组织目标的期望行为进行惩罚,以使得这种行为不再发生。显然正激励与负激励都是必要的且有效的,但鉴于负激励具有一定的消极作用,容易产生挫折心理和挫折行为,应该慎用。因此,笔者认为领导者在激励时应该把正激励与负激励巧妙地结合起来,坚持以正激励为主,负激励为辅。

(三)按需要激励原则

建立激励机制的起点是满足员工个人的需要。经心理学家研究表明:人们的行为动机是由其优势需要所支配、决定的。运用到管理上,就是要求企业建立激励机制时要考虑员工不同层次的需要,并为每一层次的需要设计相应的激励 措施 。在激励上并不存在一劳永逸的解决 方法 ,更没有放之四海而皆准的法宝,因而企业的激励方式应该因时而变,因人而异,更有针对性,才能更具成效,才能提高职工积极性、创造性,才能吸引人才、留住人才,实现企业长远发展的目的。因此,建立激励机制首先就是要考虑员工的需求,特别是员工的优势需要。

(四)个人目标与组织目标相结合的原则

建立激励机制的长远目标是使组织的行为目标与员工的行为目标更趋一致。建立激励机制必须与企业的长远发展紧密相联,能够激发员工的工作热情和创造性,提高工作效率,以推动组织目标的完成的同时,组织给予相应的回报,以便帮助其实现自己的目标。

(五)效率与公平的原则

效率优先,兼顾公平是任何经济体制下的分配制度首先应遵循的原则。缺少两个要素中任何一个因素的激励机制都不是一个很好的机制。

二、不同生态位层次核心员工的激励机制设计

对企业核心员工的有效激励措施不可能是千篇一律的,必须针对不同层次的核心员工制定合理的激励机制。

第一类核心员工是低生态位的基层核心员工。他们因为有着高超的专业技能以及较强的个人能力而成为基层员工中不可或缺的人物,基层核心员工主要是那些有着高学历、深厚专业知识的年轻员工。他们在企业中工作的时间不长,因而处于基层,但他们有很大的发展潜力,有理想、有抱负,是企业准备重点培养的未来栋梁。所以他们在近期内结婚、买房、抚养子女的需求最为迫切,对金钱的渴望程度较高。可见,他们的需求还处于最基础的生存需求层次上。

第二类核心员工是中生态位的中层核心员工。他们由于突出的技能和能力而上升到了企业中层岗位上,如:财务主管、部门经理等。这类员工已经在企业工作了较长时间,年富力强,虽然仍然有经济压力,但是与基层核心员工相比,他们的生活质量已经大为改善,于是开始享受生活,因此,中层核心员工的需求层次已经超越了基本的生理生存需求,应处于中间的安全需求和社会需求层次上。

第三类核心员工就是高生态位的高层核心员工。这类核心员工的职位、事业都达到了顶峰状态。他们占据企业金字塔等级的最高层,他们衣食无忧,他们还有着广阔的社会圈子,经常是众星捧月、高朋满座。对于企业的高层核心员工来说,其需求处于尊重和自我实现的最高需求层次上。

三、激励对策

(一)报酬激励

1.薪酬。薪酬管理是现代 人力资源管理 的重要组成部分,在经济快速发展的今天,薪酬激励仍然是一种十分重要的激励方式。薪酬给核心员工提供了物质生活保障,是核心员工生存和发展的前提,也代表了企业对核心员工工作成绩与能力的认可,也代表了社会对该员工的人力资本的衡量,也是显示其社会地位高低的重要标志。所以薪酬激励是一种非常复杂的激励,它既属于物质激励范畴,能基本满足核心员工的生理需要,但它不单是物质激励,它又暗含着成就的激励、地位的激励等精神方面的激励,能在一定程度上满足员工的成就感。

2.福利。福利是指为了吸引员工到企业工作或维持企业核心人员的稳定而支付的作为基本薪资的补充项目,如失业金、养老金、午餐费、医疗费、退休金以及利润分红等。福利作为内容丰富且有激励效用的薪酬成分,在整个薪酬体系发挥着重要作用。好的福利往往是为了吸引并留住优秀员工。它体现企业对员工生活的关心,增强员工对企业的认同感,增加员工对企业忠诚度,有助于员工同企业结成利益共同体。福利可分为强制性福利、菜单式福利和特殊性福利。 (二)精神激励

在激励核心员工方面,薪酬体系固然重要,但它并非万能。对核心员工起长期激励作用的是社交、受人尊重和自我实现的需要,他们非常看重周围人的认可和尊重,以及自己能否实现更大的成就,能否充分发挥自己的才能,所以为了得到令人满意的激励效果,就应该更多地采用精神激励的方法,在较高层次上调动核心员工的工作积极性,其激励深度大,维持时间长。我们可以从下几个方面来实施企业核心员工的精神激励。

1.目标激励。斯金纳的强化理论强调激励员工首先要设立一个明确的、鼓舞人心而又切实可行的目标,只有目标明确且具体可行时才能进行衡量和采取适当的强化措施。同时还要将目标进行分解,分成许多小目标,且完成每个小目标都及时给予强化,这样不仅有利于目标的实现,而且通过不断的激励可以增强信心。

从核心员工个人的角度来看,当员工明确了行动目标,并把自己的行动与目标不断加以对比,明白自己前进的速度并不断缩小达到目标的距离时,他行动的积极性就能持续。人的努力水平在一定程度上取决于目标对他的吸引力,取决于目标能够在多大程度上满足员工的需要。所以需要对核心员工个体制定一个科学合理的目标,目标不能太高,也不能太低,跳起来能摸着可视为最为合适。在使用目标激励过程中,必须使核心员工清楚地认识到这样一个道理:要实现个体的目标,就需将组织目标与个体目标结合起来,这样个体目标才有可能实现,才能够充分地激发每一个核心员工为企业的整体目标而奋斗,激发他们的潜能。

2.工作激励。核心员工更关心的是自我发展、工作自主和工作成就等方面的需要,这些需要其实都可以归结到工作中去,是其重要的激励因素。如果核心员工能够从工作本身感到趣味、意义、责任、发展及成就,则工作本身就会成为激励员工最主要的动力源。企业中的激励性工作设计具体表现在:工作扩大化、工作丰富化、以及工作轮换等,这些工作方法对于提高员工的工作满意度,提高工作绩效起着积极的作用。

3.尊重无价。首先,要信任核心员工。信任是尊重的基础,是与核心员工建立良好关系的重要保证。常言道“用人不疑,疑人不用”,可是习惯相信自己,放心不下他人,经常干扰下属的工作,往往是管理者的通病。其次,要理解核心员工。“士为知己者死”,可见理解获得的回报是多么的丰厚。而实际上真正做到理解并非容易,关键之处就是管理者要学会换位思考,只有真正从核心员工的角度思考问题,才能真正地理解员工,才能明白他们真正的主导需要是什么以及需要的合理性。最后,核心员工参与管理。现代人力资源管理的研究和实践 经验 表明,核心员工都有参与管理、当家作主的要求和愿望,因此创造和提供一切机会让员工参与管理是调动他们积极性的有效方法。

四、激励核心员工时应注意的问题

激励时要考虑需要层级。层级不同,激励的方式就不一样。相对而言,层级越高,越重视精神方面,层级越低,越重视物质方面。激励时应注意激励的频率与强度,激励的次数不可过多也不可过少,强度不可过大也不可过小,否则,都起不到激励效果。

五、评估激励对策并反馈信息

在对核心员工进行激励后,应考察激励成本与核心员工在这种激励下的努力程度和绩效,并于激励前的努力程度和绩效加以对比,及时反馈对比信息,从中吸取经验和教训,并建立激励档案,为以后优化激励措施提供借鉴,通过这些措施,企业能够在对核心员工的激励中做到有的放矢,充分调动每个核心员工的工作热情。

综上所述,激励贵在有效激励,无论是物质激励还是精神激励,关键是对企业核心员工量身定制,以核心员工为导向,“没有万能的激励制度,只有合适的激励制度”。所以,不同的地域,不同的行业,不同的企业应采用适合自己的有效激励机制模式。

[摘要]任何想长久发展的企业必须建立自己的有效激励机制,这不仅是企业面对市场竞争加剧和经济体制改革现状下的中心环节之一,也是企业日常工作的任务之一,更是吸引人才、留住人才的迫切需要。激励机制运用的好坏在一定程度上是决定企业兴衰的一个重要因素。如何运用好激励机制也就成为各个企业面临的一个十分重要的问题。

[关键词]人力资源;激励机制;企业管理

在现代企业管理中,对人的管理尤为重要,而如何有效地使用激励机制又是摆在企业管理者面前的一个新的课题。激励是一种精神力量或状态,是一种原动力,是用人艺术的一个重要组成部分,也是领导者的一项主要职能。员工激励是人力资源管理的一个重要内容,许多管理者都希望在公司中实施有效的激励政策来提高员工工作的积极性,从而提高整个公司的效率。从企业管理的角度来看,激励也是一种投资,投资的回报是工作效率的提高。任何想长久发展的企业必须建立自己的有效激励机制,这不仅是企业面对市场竞争加剧和经济体制改革现状下的中心环节之一,也是企业日常工作的任务之一,更是吸引人才,留住人才的迫切需要。面对全球一体化、高度整合、激烈竞争的时代,人才和科技成为竞争的焦点。自从“人力资源”这个名词由外企进入中国以来,中国企业的“人事部”纷纷改头换面,挂上了“人力资源部”的牌子,然而,仅仅换汤不换药是不够的,我们应该思考的是如何做,如何激励员工,如何建立适合本企业的激励机制。

一、激励的概念及含义

“激励”一词,作为心理学的术语,指的是持续发展的动机的心理过程。通过激励,在某种内部或外部刺激的影响下,使人始终维持在一个兴奋状态中。将“激励”这一概念用于管理,就是通常所说的调动人的积极性的问题。一个有效的激励手段必然是符合人的心理和行为活动的客观规律的;反之,不符合人类心理活动客观规律模式的激励措施就不会达到调动人的积极性的目的。

激励是管理心理学中的一个重要课题。广义而言,激励就是激发鼓励,即激发人的动机,诱导人的行为,调动人的积极性、主动性和创造性,实现目标的心理活动过程。具体而言,激励可以从以下三个角度理解:(1)从诱因和强化的观点看,激励就是将外部适当的刺激(诱因)转化为内部心理动力,从而强化(增强和减弱)人的行为。(2)从内部状态来看,激励即指人的动机系统被激发起来,处在一种激活状态,对行动有强大的推动力量。贝雷尔森和斯坦纳给激励下定义为“一切内心要争取的条件:希望、愿望、动力等等都构成人的激励。它是人类活动的一种内心状态”。(3)从心理和行为过程来看,激励主要指由一定的刺激激发人的动机,使人有一股内在的动力,朝向所期望的目标前进的心理和待业过程。未满足的需要的激励过程的起点,由此而引起个人内心(生理上或心理上)的激奋,产生目标导向与目标行动,导致个人从事满足需要的某种目标行动,达到了目标,需要得到满足,激励过程也就宣告完成。然后新的需要发生,又引起新的行为和新的激励过程。

二、设定激励机制模式应采取的原则

1.激励形式应具有针对性,能够满足员工的需求

“激励理论”可以简单地概括为:需要引起动机,动机决定行为。员工的需要使员工产生了动机,行为是动机的表现和结果。也就是说,是否对员工产生了激励,取决于激励政策是否满足员工的需要。要做到这一点,首先就要了解员工的需求。在需求理论中,最著名的要数美国心理学家马斯洛提出的“需求层次理论”。该理论运用到管理上,就是要求管理者要考虑员工不同层次的需要,并为每一层的需要设计相应的激励措施。而且管理者还要考虑每个员工特殊的需要,要了解员工现在哪一层次的需要占主导地位,从而相应地为该层次需要的满足提供条件。具体来说,从纵向上看,不同层次的员工(知识层次、薪酬层次)处于不同的需求状态,如对于薪酬较低的员工,则要侧重满足他们的生理需求和安全需求(即提高他们的生存水平);对薪酬较高的员工,更需满足他们的尊重需求和自我实现的需求。从横向上看,对于同等层次的员工,由于他们的个性和生活环境不同,他们的需求侧重也有不同,如有些员工很看重物质待遇,有些员工则喜欢娱乐和消遣,还有些员工以钻研某项技术为乐,工作需求强烈。员工的需求是复杂和多样的,企业的激励方式应该因时而变,因人而异,更有针对性,才能更具有成效。

2.应采取物质与精神兼顾,实施全面薪酬激励机制

“全面薪酬战略”是目前发达国家普遍推行的一种薪酬支付方式,也是基于员工各方面需求而制定的一种比较科学的激励机制。它将薪酬分为外在的和内在的两大类,两者的组合,被称之为“全面薪酬”。外在的激励主要是指为受聘者提供的可量化的货币性价值。比如:基本工资、奖金等短期激励薪酬,股票期权等长期激励薪酬,失业 保险 金、医疗保险等货币性的福利以及公司支付的其他各种货币性的开支。内在的激励则是指那些员工提供的不能以量化的货币形式表现的各种奖励价值。比如对工作的满意度、为完成工作而提供的各种顺手的工具(比如好的电脑)、培训的机会、提高个人名望的机会、吸引人的公司 文化 、相互配合的工作环境以及公司对个人的表彰和谢意等等。

外在的激励与内在的激励各自具有不同的功能。它们相互补充,缺一不可。据不久前中国社会调查事务所的统计,当代大学生择业的主要考虑的因素依次为:个人发展前途、薪金水平、公司的实力、公司的管理水平、职位、人际关系和工作环境。可见,人们对物质和精神的激励都是需要的,我们在制定激励政策时,要兼顾员工这两个方面的需求。

3.要考虑个体差异来制定激励机制

企业要根据不同的类型和特点制定激励制度,而且在制定激励机制时一定要考虑到个体差异。例如女性员工相对而言对报酬更为看重,而男性则更注重企业和自身的发展;在年龄方面也在差异,一般20—30岁之间的员工自主意识比较强,对工作条件等各方面要求的比较高,因此“跳槽”现象较为严重,而31—45岁之间的员工则因家庭等原因比较安于现状,相对而言比较稳定;在文化方面,有较高学历的人一般更看重自我价值的实现,既包括物质利益方面的,但他们更看重的是精神方面的满足,例如工作环境、工作兴趣、工作条件等,这是因为他们在基本需求能够得到保障的基础上而追求精神层次的满足,而学历相对较低的人则首要注重的是基本需求的满足;在职务方面,管理人员和一般员工这间的需求也有不同,因此企业在制定激励机制时一定要考虑到企业的特点和员工的个体差异,这样才能收到最大的激励效力。 三、建立有效激励机制的途径

1.突破常规体制,实行人才动态管理

所谓人才的“动态管理”,就是要在企业中引入竞争机制,建立能者上、庸者下,以人为本、用人唯才的用人机制,使得到提升的员工产生强烈的成就感和责任感,其他员工树立更远大的进取目标,更使原有的干部产生危机感,从而激发全体员工的积极性和创造性。

在动态管理机制中,一方面要破除传统观念,大胆起用优秀人才,另一方面还在注重保持适度的下岗率。首先,人才是事业成败的关键,更要彻底打破论资排辈,构造全新的人才晋升 渠道 。大胆启用年轻人,营造人才脱颖而出的新机制,对有发展前途的年轻人才,要定向培训和培养,破格提拔,为他们提供一个能充分发挥自己优势的空间,做到人尽其才、才尽其用。其次,结合本企业实际,实行“末位淘汰制”。建立劳动用工置换机制,通过竞争上岗、二次竞岗,形成螺旋式提高队伍素质的用工、培训和再就业方式,逐步增加高素质的在岗职工。所有干部岗位在全体员工中公开竞聘,一经聘用,到岗任职,落实待遇。不称职者下岗培训,再上岗后仍不能胜任者,易岗易薪,降职使用或解聘免职,空余岗位再行招聘。这样一来,就形成了竞争淘汰机制,增强了职工的危机感,从而促进了员工学习业务、提高素质的积极性。

进行动态管理,还可以在一些岗位实行换岗制。比如一些日常管理工作,通常分工较细,且多是事务性的工作,不具备太大的挑战性,而长期在一个岗位工作,容易使职工产生懈怠心理,影响职工积极性的正常发挥,但是如果在职工熟悉原工作之后,给他另换一个新岗位,面对新的工作、较为生疏的任务,任何人都会有一种精神一振的感觉,从而以充盈的斗志迎接挑战。这样既可提高员工的才干,又可充分调动员工的积极性,使企业充满生机和活力,可谓一举两得。

2.建立科学的考核评价体系

对员工进行晋升、聘任、奖惩及调整工资待遇都要有一定的依据,这就需要有一套科学的绩效考核评价体系。员工绩效考核是按照一定的标准,采用科学的方法,检查和评定员工对职位所规定的职责的履行程度,以确定其工作成绩的管理方法,其目的主要在于通过对员工全面综合的评估,判断其是否称职。考核要坚持客观公正、民主公开、注重实绩的原则。考核的内容包括“德、能、勤、绩”四个方面,重点考核工作实绩。不同专业和不同职务、不同技术层次的工作人员在业务水平和工作业绩方面应有不同的要求。

科学、公平的绩效量化考核体系要真正做到客观、公正地评价每一位职工的工作业绩,使各项考核奖惩有本可依,同时为进一步开展减员增效提供依据。绩效量化考核激励机制能进一步加大内部分配的激励职能,适应现代企业减员增效工作的需要。同时绩效量化考核结果不仅在物质分配上体现,还在非物质分配方面,如培训机会、各项荣誉、晋升机会、下岗分流等方面进行体现,从而更有效地发挥绩效量化考核的激励作用,激发每一位职工的潜能,是企业充满生机和活力。

3.加强 企业文化 建设,以远大的目标激励职工

人的需求多种多样,即有物质方面的,又有精神方面的。过于强调物质利益,会使自我极度膨胀,自私自利,工作积极性更是无从谈起;然而,过于强调精神方面的内容又会形成望梅止渴的现象,解决不了实际问题。因此,在满足员工的物质利益的同时,还应大力提倡企业文化建设,形成讲牺牲、讲贡献的良好企业氛围,以精神内容的引导升华职工的各种劳动行为,充实员工的思想和生活,给他们以强大的精神力量,使之有目标可奔有方向可寻。

4.注重经营管理变化。随时改变激励方式

由于人的需求是多变的,同时当低层次的需要满足后,就会上升到较高层次的需要。因此激励方式也不是一成不变的,而是应该随着员工生活水平、收入的提高有所变化。这样激励政策才能保持持续的有效性,员工积极性才能不断提高,创造力不断挖掘,使企业永葆生机和活力。除此之外,激励方式还应因人而异。应为人的层次不同、生活水平不同,需要自然也不一样。尤其是高学历人才与一般职工的需求相差很大。一般来说,高学历人才的需要偏重于晋升、有挑战性的工作、长远的发展等精神方面的追求,而一般员工则偏重于物质方面的鼓励或短期的利益。因此,对于不同人员的激励应有所差别,即所谓看人下菜碟,这样才能实现各取所需,达到提高员工积极性、创造性、吸引人才、留住人才及企业长远发展的目的。

5.建立立体化、精确化的激励机制

企业要让团队有激情,只在企业内部设立激励机制,创造激情的工作氛围是不够的,还要有愿意接受挑战和对工作满腔热忱、富有激情的员工。否则,即使公司文化氛围再浓,如果一个员工本身不具备这样的性格,再培养也是徒劳无功。因为从本质上讲,员工的激情更多是带有天生的综合素质的一种表现,是自身品质、精神状态和对事物认识程度的一种外化表现,如果没有这些作后盾和基础因子,仅凭企业对该员工的培训也不一定能行。

6.企业家的行为是影响激励制度成败的一个重要因素

企业家的行为对激励制度的成败至关重要,首先是企业家要做到自身廉洁,不要因为自己多拿多占而对员工产生负面影响;其次是要做到公正不偏,不任人惟亲;要经常与员工进行沟通,尊重支持下属,对员工所做出的成绩要尽量表扬,在企业中建立以人为本的管理思想,为员工创造良好的工作环境;最后是企业家要为员工作榜样,即通过展示自己的工作技术、管理艺术、办事能力和良好的职业意识,培养下属对自己的尊敬,从而增加企业的凝聚力。总之企业家要注重与员工的情感交流,使员工真正在企业的工作得到心理的满足和价值的体现。当然在激励中也不能忘记对企业家的激励,最近国家出台对企业家的年薪制就是要充分调动企业家工作的积极性,进一步推动企业向前发展。

国外风机研究现状论文

风力发电是一种清洁的、可再生的能源。下面我整理了风力发电技术论文,欢迎阅读!

风力发电技术

摘要:随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展,加之人们对环境保护的要求,人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源,它是取之不尽用之不竭的能源,还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。风能的利用,从风车到风力发电,证明了文明和科学进步。绿色和平组织和欧洲风能协会2002年提出了《风力2012》报告,报告中指出到2020年,世界风力发电将达到世界电力总需求量的12%,我国电力发展“十一五”发展纲要中也指出,中国的风力发电将占世界风力发电总量的14%。风力发电与火力发电和水力发电比较,具有单机容量小、可分散建设等优点。随着国家对能源需求和环保要求力度的不断加大,风力发电的优势和经济性、实用性等优点也必将显现出来。

关键词:风力发电技术

一、风力发电国内外发展现状

1、 国外风力发电发展现状

2012 年新增风电装机容量最多的10 个国家占世界风电装机的87%。与2007 年相比,美国保持第1 名,中国超过西班牙从第3 名上升到第2 名,印度超过德国和西班牙从第5名升至第3 名,前3 名的国家合计新增装机容量占全世界的60%。根据世界风能协会的统计,2012 年全世界风电装机容量新增约2726 万kW,增长率约为29%。累计达到1.21 亿kW,增长率为42%,突破1 亿kW 大关。风电总量为2600 亿kWh,占全世界总电量的比例从2000 年的0.25%增加到2012 年的1.5%。尽管风电的发展仍然存在着很多困难,如电网适应能力、风能资源、海上风电发展等,但相比于常规能源,经济性优势逐步凸显,世界各国都对风电发展充满了信心。

2、 我国风力发电的现状

我国的风力发电始于20世纪50年代后期,在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场,但其后就处于停滞状态。直到1986年,在山东荣城建成了我国第一座并网运行的风电场后,从此并网运行的风电场建设进入了探索和示范阶段,但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并网型风电场,总装机容量为4.215MW,其最大单机容量为200kW。在此基础上,风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段,到1995年,全国共建成了5座并网型风电场,装机总容量为36.1MW,最大单机容量为500kW。1996年后,风力发电进入了扩大建设规模的阶段,其特点是风电场规模和装机容量均较大,最大单机容量为1500kW。据中国风能协会最新统计,2007年中国除台湾省外新增风电机组3,144 台。与2006 年相比,2007年当年新增装机增长率为145.8%,累计装机增长率为126.6%。2007年中国除台湾省外累计风电机组6,458台,装机容量5,890MW。

各种风力发电机的优缺点

风力发电机组主要由两大部分组成:

风力机部分它将风能转换为机械能;

发电机部分它将机械能转换为电能。

根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征,再加上它们的不同组合,风力发电机组可以有多种多样的分类。

(1) 按照功率传递的机械连接方式的不同,可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。

有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性,可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。

而直驱型风机则另辟蹊径,配合采用了多项先进技术,桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴,使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构,减少了故障几率,优点很多,现多用于大型机组上。

(2) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为:

“定桨距(失速型)机组”桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时,桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机组结构简单、性能可靠,在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。

“变桨距机组”叶片可以绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化,其性能比定桨距型提高许多,但结构也趋于复杂,现多用于大型机组上。

(3) 按照叶轮转速是否恒定可分为:

“恒速风力发电机组”设计简单可靠,造价低,维护量少,直接并网;缺点是:气动效率低,结构载荷高,给电网造成电网波动,从电网吸收无功功率。

“变速风力发电机组”气动效率高,机械应力小,功率波动小,成本效率高,支撑结构轻。缺点是:功率对电压降敏感,电气设备的价格较高,维护量大。现常用于大容量的主力机型。

(4) 根据风力发电机组的发电机类型分类,可分为两大类:

“异步发电机型” “同步发电机型”

只要选用适当的变流装置,它们都可以用于变速运行风机。

异步发电机按其转子结构不同又可分为:

(a) 笼型异步发电机转子为笼型。由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网,而在小、中型机组中得到大量的使用;

(b) 绕线式双馈异步发电机转子为线绕型。定子与电网直接连接输送电能,同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率。

同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为:

(a) 电励磁同步发电机转子为线绕凸极式磁极,由外接直流电流激磁来产生磁场。

(b) 永磁同步发电机转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极,通常为低速多极式,不用外界激磁,简化了发电机结构,因而具有多种优势。 二、相关风力发电控制技术

随着经济节约型社会的逐步推进,风能作为清洁的可再生能源,实现风力发电也越来越受到人们关注。然而面对风况的可变性(锋速的大小、方向的随机性)以及风电场中风力发电机组布置的分散性,要实现风电低成本、超大规模开发利用,作为其可靠、高效运行的关键技术,控制技术需要进行不断地改进,并具有广阔的研究前景。

三、风力发电机组控制系统构成

风力发电机组控制系统由本体系统和电控(总体控制)系统组成,本体系统包括空气动力学系统、发电机系统、变流系统及其附属结构;电控系统由不同的模块构成,主模块包括变桨控制、偏航控制、变流控制等,辅助模块则包括通讯、监控、健康管理控制等。而且,在本体系统与电控系统间实现系统的联系及信号的变换。例如,空气动力系统的桨距由变桨控制系统控制,保证了风能转化的最大化,功率输出的稳定等作用。风轮的自动对风及连续跟踪风向引起电缆缠绕的自动解缆受偏航控制系统控制,分为主、被动迎风两种模式,目前大型并网风电系统多采用主动偏航模式。变流控制常和变桨距系统结合,对变速恒频的运行及最大额定功率进行控制。

根据风电机组不同的分类标准,可将机组控制系统分为不同种类。目前风力发电的主流机型主要是依据桨距特性,发电机类型等分类,通过技术不断改进,控制系统由最先的定桨距恒速恒频控制到变桨距恒速恒频控制,随之发展为变桨距变速恒频控制。此外,据连接电网类型可将风电控制系统分为离网型和并网型,前者已步入大规模稳定发展阶段。后者则成为现阶段控制系统的主要发展方向。

1.变桨控制

变桨控制是风电机组控制系统的研究重点,其实际上即对功率的控制。相对于定桨距控制无法解决桨叶自动失速,功率不稳的问题,该系统通过改变桨距角,使得在低风速(即低于额定风速)时,风机处于最优的风能捕获状态,桨距保持为零,实现风能的最大利用率;在高风速(即高于额定风速)时,改变攻角变化,降低叶片空气动力转矩,又能达到调节速度、限制功率的目的。减小风速、风向可变性对机组的影响。因相应的风轮特性的不同,变桨控制分为主动和被动控制。

2.偏航控制

偏航系统又称对风装置,是风电机组特有的伺服控制系统,将风向改变的信号经过一系列的控制系统程序,调整风轮与风向一致,保证了风电机组的平稳运转,使得风能高效利用,进而大大降低发电成本并有效保护电机。作为随动系统,连续跟踪风向很可能造成电缆缠绕,偏航系统也具有自动解缆的功能。同样对应不同的风电机组,应用不同的偏航装置,分为尾舵对风、侧风轮对风、伺服电机或调向电机调向,前两者为被动迎风,后者为主动迎风。

3.变流系统

变流系统采用全功率变流,完成风电机组输出功率的变换与并网。现今并网系统包括直接并网、降压并网、准同步并网、软并网,而软并网目前使用最普遍。

风电机组启动时,变流控制原件实现风电机的并网,在正常工作中,变流控制单元又要接受主控器的命令,控制输出功率,实现了电网有功功率与无功功率的灵活控制。

四、风力发电技术发展趋势的展望

在我国大力发展以风能太阳能新发电方式为代表的电力系统成为长期的国策,新能源电力不远将来成为我国电力建设不可缺少的部分,随着洋品牌不断降价,整机厂介入,新一轮竞争越来越激烈,要和国内整机厂结合起来大家要做。电网友好耗型的故障穿越式的技术是国产变流器必须解决的问题,国产化使我们国家整个技术水平上一个台阶。

五、风力发电前景的建议

1 做好风能资源的勘察

风资源的测定是发挥风电作用的前提基础,因此将来应该在这方面增大投入,对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解,为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况,必须加快开展风能资源的普查工作。这方面,不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入,各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察,认真调查确定可开发风电场的分布和规模。

2 提高风电机组的制造技术

要提高我国风力发电应用的技术水平,需要不断增进与发达国家的交流,学习其先进技术,只有清楚彼此差距,才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出,到2010年风电装机要有80%的国产化率,必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定:“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。

3 依托政策发展风电

2006年国家正式实施了《可再生能源法》,2008年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。

中国的风电发展迄今已经有30多年,取得了显著进步。但由于基础薄弱,风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展“十一五”规划》的出台,以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高,风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机,为风电的全面发展作一个系统可行的规划,逐步解决风电发展中的困难,完善风电机制,在提高风电战略地位的同时,早日使风电普及惠民。

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物理是研究物质质量结构、物质相互作用和运动规律的自然科学,我整理了,欢迎阅读!

基于计算流体力学的风机数值模拟

随着国民经济的的不断进步和发展,风机的产生在国民经济的生产发展中起到很大的促进作用,以下是我蒐集整理的一篇探究计算流体力学的风机数值模拟的论文范文,供大家阅读参考。

摘要:风机是在国民经济发展的各个部门都被广泛使用的机器,通常在冶金、石油、化工、纺织、电力、轻工等工矿业较为广泛,在这些部门生产发展中起到很大的帮助作用,随着计算机软硬体的发展水平的提高,应用计算流体力学软体可以对风机进行数值模拟和分析,为深入了解和分析风机数值带来巨大便利,利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的控制方程,揭示流体运动的物理规律,进而得出风机的工作原理,本文同过对计算流体力学进行分析,解析出风机的数值模拟,不断完善发展风机技术。

关键词:计算流体力学;风机;数值模拟;发展前景

引言

随着国民经济的的不断进步和发展,风机的产生在国民经济的生产发展中起到很大的促进作用,风机将随着时代的发展,不断更新技术研究,从而能够更好的适应经济发展的需要,传统的风机设计,人们仅靠试验取得资料和经验公式,试验发现问题,改进设计。但由于试验研究方法受到各种条件的限制,很多模拟引数的测量受到很多不良因素的影响,给测量结果带来很大的困难,很容易降低风机数值的实用性,对风机数值测量的误差加大。而现阶段,由于科学技术的不断发展,利用商业CFD软体对风机的全三维流场进行模拟已越来越普遍,也就是利用计算流体力学对风机进行数值模拟的研究,给数值模拟工作带来了很大的便利,通过对计算结果进行了分析,模拟结果有助于理解风机内部的流动规律。

1 计算流体力学的概念分析

计算流体力学putational Fluid Dynamics,简称CFD起源于20世纪60年代,当时的学科兴起跟计算机的技术发展有很大关系,随着人们对其不断的发展和研究,计算流体力学已经被广泛的应用,各种商品化的CFD通用性软体开始应用这类力学研究,同时更是对很多工业领域的生产发展起到很大的作用,计算流体力学以计算机为基础,利用数值的方法进行对流体力学各类问题的研究和模拟,主要在离散格式、湍流模型与网格生成等方面进行相对的数值试验、计算机模拟和分析研究,利用计算流体力学研发出得CFD技术,不仅极大的克服了传统流体力学中不完善的问题,而且还在应用领域得以全面的扩大,很多核能、化工、建筑等领域都有其力学的涉略。风机在以上领域也有其所用之处,为此,计算流体力学对风机的设计和研究也有很大的作用。

2 风机的数值模拟分析

众所周知,风机的国民经济发展的重要工具,其在对生产过程中发出的大量溼、热、工业粉尘、甚至有害气体和蒸汽都有着有效的防护和净化处理的作用,同时还能回收再利用,有效的对资源进行合理的分配整合,其中风机在纺织业的作用较为突出,络筒机的离心风机提供了吸纱的作用,不仅可以免去资源浪费,还能减少纺纱机的能源消耗,有效的提高纺纱质量,具有更多的促进作用。在工业发展中,风机从节能、降低噪声污染的角度来说,尤其更大的促进作用,因此在风机的设计原理上,更多的要注重高效率,但就目前市面上的风机产品,可谓参差不齐,很多规格和品种配套性极差,为此在工业应用上也受到了很大的影响,需要对已有的风机进行改造,数字模拟其实是以电子计算机为工具,把数学模型蕴藏的定量关系展示出来,利用计算流体力学对风机的复杂流动问题的模拟计算,通过数值离散求解流体运动方程,揭示风机流体机理和流动规律,从而研制出新的风机设计,使整个产品从开发到运用都能够达到更为经济和省时的作用。

3 基于计算流体力学的风机数值模拟的应用

利用计算流体力学来研究风机的数值模拟,这种方法对风机的设计提供更为依据原理,对风机的不断完善起到促进作用,其应用范围很广,例如:通过对地铁专用轴流风机的设计来说,这类风机主要应用在地铁车站和隧道区间内,因其受都流量大、压头高和功率大等特点的制约,试验成为了地铁轴流风机的设计检验的一般途径,但是却在人力物力上有极大的消耗,造成设计成本的浪费。为了克服这一弊端,采用计算流体力学的原理,对地铁轴流风机采用进行数值模拟,主要是对地铁轴流风机在不同转速和安装角度进行模拟,通过得出的最后结果进行指导设计方案,并将模拟结果与厂家的试验资料作了对比,酌情查处风机是否有需要改动之处,从而提高风机的设计效率,具有明显的应用价值和经济效益。

4结论

以上对计算流体力学的风机数值模拟的分析和研究,计算流体力学不仅是对风机的设计有很大的促进作用,更大的提高风机的设计效率,随着科学技术的进步,其作用会越来越大,充分了的利用计算机和数值数学的结合,对流体力学的各类问题进行数值试验、计算机模拟和分析研究,以解决实际问题。从而有助于人们对风机的构造设计进行深入了解和不断完善,依靠合理的计算来优化风机的设计技术,计算流体力学不仅是科学技术革新的依据,更是极大满足了国民经济发展的需要,计算流体力学进行对风机数值模拟的技术研究,更是对设计高效率的风机具有重大意义。

参考文献

[1]黄其柏.离心风机旋转频率噪声的理论与声辐射特性研究[D].西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协年学术年会文集,2009.

[2]姚巨集,王大枚,雷丛林.浅圆仓五种机械通风方式比较试验[D].中国粮油学会第二届学术年会论文选集综合卷,2010.

[3]刘长生,刘玉山,李尚.高大平房仓机械通风对比试验报告[D].全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协学术年会论文集上,2010.

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