生产线均衡改进研究论文（共8篇）
生产线均衡改进研究论文 篇1
一、财政均衡政策的内涵
(一) 财政均衡政策的界定
现代财政均衡政策一般定义为保证各级政府有较均衡或者均等的财政能力以提供全国范围内均等的基本公共服务。
广义上的财政均衡政策, 包括各级政府间事权的划分、财权的划分及支出责任的划分, 以谋求各级政府的收入与支出责任相匹配。但是单纯的权责划分并不能保证实现政府间财政能力的均衡, 受各地区地理环境、资源禀赋、历史继承等因素的影响, 财权的均衡并不等于实际财力的均衡。由此, 经常存在纵向不均衡 (上下级政府间的财政收入与支出责任不匹配) 和横向不均衡 (地区间财政能力差异) 的现象。从狭义上来说, 财政均衡政策是在既定的各级政府职能与收入和支出划分的基础上, 通过均衡性税收分配或政府间均衡性财政转移支付 (一般性转移支付为主) 等手段来调节纵向和横向财政不均衡的制度。
本文所讲的粮食生产财政均衡政策, 既包括了上述一般意义上理解的纵向均衡和横向均衡, 同时, 也包括了通过粮食生产均衡财政政策的制定实施, 达到粮食安全中数量安全、品质安全和生态安全三个层次目标的均衡。
(二) 制度均衡与财政政策均衡的辨析
对于制度均衡的认识, 主要有两种不同的观点, 一种是制度的数量均衡观, 另一种是制度的行为均衡观。数量均衡观是以新古典经济学的供给与需求的分析范式来分析制度均衡。制度是一种特殊的商品, 具有公共物品的属性, 作为商品, 就存在着供给主体与需求主体。制度均衡就是指在影响人们的制度供给与需求因素一定的情况下, 制度供给适应制度需求。与之相对应, 张曙光 (1992) 认为制度均衡是一种行为均衡, 就是人们对既定制度安排和制度结构的一种满足状态, 因而无意也无力改变现行制度。张旭坤 (1993) 也指出制度均衡不是数量均衡而是行为均衡, 意味着任何两种现存的具体制度之间都不存互斥关系, 而是处于相互适应协调的状态, 同时还是适合各群体意愿的状态。除上述观点之外, 还有的学者从制度演化的角度考察制度均衡, 认为制度均衡本质上是结构的均衡, 是制度结构从不均衡到均衡, 从均衡到不均衡, 再从不均衡到均衡的这样一个无限循环的过程。
综合以上观点, 我们认为制度是处理人与人之间关系的行为规范, 制度均衡, 是不同利益集团在反复博弈过程中达成的一种平衡状态, 即不存在制度冲突或者制度真空, 并且由于路径依赖的存在, 均衡的制度结构与制度效率之间并没有必然的联系。
财政政策属于正式制度的范畴, 财政政策的均衡在本质上和制度均衡是一致的, 都是出于协调不同集团利益的考虑, 促成一种相对稳定的状态, 以实现资源配置的帕累托最优。财政政策均衡的手段主要是转移支付和均衡性税收分配, 其目的是要做到各级政府在纵向和横向上的事权、财权、财力、支出责任的匹配。
二、当前我国粮食生产财政政策失衡的表现
(一) 粮食风险基金与纵向失衡
纵向失衡是指中央政府和主产区政府之间事权与财力的划分不相适应。粮食风险基金是中央和地方政府调控粮食经济的专项基金。我国的粮食风险基金由各级包干筹集, 地方粮食风险基金由中央补助和地方财政预算安排构成, 二者的比例是1∶1.5, 并按1∶1的比例筹集缺口, 地方财政还担负着粮食老财务挂账本金, 新增粮食财务挂账本息的消化任务, 如此一来, 主产区省份产粮越多, 财政负担越重, 造成“穷省补贴富省”。这种单一的补贴资金来源, 造成两方面的消极后果, 一方面, 地方财政压力较大。另一方面, 粮食安全作为全国性的公共产品, 受惠公众分散在全国范围内, 理应由中央政府承担主要的供给责任, 补贴资金应由中央政府全部承担或承担绝大部分。
(二) 粮食安全的区域外部性与横向失衡
粮食, 是一种特殊的商品。粮食产业作为整个国民经济的基础产业, 处在社会生产的上游环节, 粮食产量和粮食价格的波动会直接影响到整个产业链条的变化。粮食在提供生产生活资料的同时, 还关系到社会的稳定, 国家经济主权、政治主权的独立。粮食安全具有公共消费的性质, 属于具有正外部性的公共物品。我们把粮食主产区省份在保证国家粮食安全过程中, 对其他省份产生的利益外溢现象, 称为粮食安全的区域外部性。粮食安全区域外部性的存在, 不利于调动和保护主产区省份及粮农的生产积极性, 不利于主销区省份树立危机意识, 构建自身的粮食安全预警系统和应急处理机制, 不利于省际间关于粮食生产和流通协调机制的建立与完善。总之, 粮食安全的区域外部性产生了不同粮食产能省份的横向不均衡, 粮食主产区政府在确保国家粮食安全中承担了主要责任, 其他地区尤其是主销区享受了主产区的外溢利益。
(三) 现行粮食生产补贴政策与粮食安全多层目标失衡
现行的粮食生产补贴政策, 主要有粮食直补、良种补贴、农机具购置补贴和农资综合直补等。政策的实施中, 除补贴标准过低、范围较小, 补贴方式不合理等问题外, 在补贴目标上比较单一, 单纯注重粮食产量, 忽视粮食品质与粮食生产过程中带来的农业生态问题。我国粮食生产中科技贡献率远远低于美国、西欧等发达国家 (地区) , 粮食生产利用资源的效率较低, 气候资源利用率为发达国家的50%~70%, 农田光能利用率为世界农作物高产国家的60%。我国农作物复种指数为156%, 世界先进水平为180%;我国灌溉水利用率约为30%, 世界先进水平为70%~80%;我国自然水利用率为10%, 而日本为30%, 以色列为85%;全国有2/3的农田为中低产田。此外, 化肥、农药等使用量过大但利用率低, 浪费资源的同时, 造成大面积土地的板结, 耕性变坏, 并且造成水体和土壤污染。粮食安全不仅包括数量安全, 而且应该包括品质安全和生态安全, 三个层次目标应该以数量安全为基础, 协调发展。现阶段对于品质安全和生态安全的忽视导致粮食安全多层次目标的失衡。
三、构建粮食生产均衡财政政策的几点设想
(一) 改革粮食风险基金, 减轻主产区政府财政压力
应对粮食风险基金总额包干进行调整。粮食风险基金改革的原则应该是对主销区与主产区、老库存区与新库存区区别对待;将补贴重点由储存环节转向销售环节, 积极处理高价位库存粮食, 加快粮食市场化改革步伐。改现行的中央与地方1∶1.5比例筹集资金, 缺口按1∶1比例弥补为由中央财政完全负担主产区省份的粮食风险基金, 其他地区也应加大中央的出资比例。
(二) 建立横向转移支付制度, 明确省际间支出责任
美国公共选择理论的创始人布坎南认为, 基于公平与效率兼顾的原则, 财政政策应致力于财政均衡。并指出财政均衡应建立在更基本的、被一般所接受的横向均衡原则之上, 以使每一个处于平等地位的人都得到“平等的财政对待”。建立粮食安全的横向转移支付制度, 可以采取粮食消费税的办法, 在粮食的购买环节统一征税, 税收收入归属中央后, 根据主产区省份的粮食产量扣除自身消费量后的规模确定转移支付数额。
(三) 完善粮食补贴体系, 促进粮食安全多层次目标协调发展
财政补贴体现国家的政策意图, 起到行为导向的作用。对粮食生产的补贴, 要按照粮食安全的数量安全、品质安全和生态安全三个层次要求, 设计补贴政策。加大科技投入数额, 加大对农民的培训力度, 引进先进生产要素, 扩大良种补贴的范围和品种, 提高粮食品质。建立应用性技术的推广补贴办法, 引导粮农使用生物农药等有利于农业生态的生产资料, 实施科学的“测土施肥”, 对因减少化肥农药使用量而造成的减产给予生态补贴。土壤肥力下降比较严重的, 给予其休耕补贴等。
摘要：粮食生产事关一国的粮食安全, 关系到国家经济安全和主权独立。稳定粮食生产, 提高粮农收入, 对于确保国家的政治经济社会稳定具有重要意义。为此要改革粮食风险基金, 建立横向转移支付制度, 完善粮食补贴体系, 促进粮食安全多层次目标协调发展。
关键词：财政均衡,制度均衡,粮食补贴
参考文献
[1]张馨.公共财政论纲[M].北京:经济科学出版社, 1999.
[2]卢现祥朱巧玲.新制度经济学[M].北京:北京大学出版社, 2007.
[3]岳锋, 王智慧, 周国新.制度均衡与制度非均衡[J].2005 (6) .
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[5]吴茂群, 谢晶莹.对我国粮食直补政策问题的探讨[J].经济研究导刊, 2007 (12)
生产线均衡改进研究论文 篇2
马克思生产价格的意义，是不同生产部门之间不同利润率平均化的结果，就如马克思自己所说：“求出不同生产部门的不同利润率的平均数，把这个平均数加到不同生产部门的成本价格上，由此形成的价格，就是生产价格”。 而对不同生产部门利润率的平均化必定是一个渐进的过程，不可能一下子就能够将全部所有的生产部门利润率平均化。这样，生产价格的形成就是一个渐进的过程，它首先是少数几个部门之间的利润率平均化，然后再根据市场中资本自由流动的情况，渐渐扩大出去，从而包括更多的生产部门。
这样就出现了生产价格意义的歧义化。因为生产价格的本来意义是所有市场化的生产部门之平均利润率加上不同生产者的成本价格的结果，现在却出现了各个“局部生产价格”，从而使生产价格问题变得复杂化。这种复杂性表现在：一个部门的成本价格有可能包含着另一个部门的生产价格。马克思说：“在资本主义生产中，生产资本的要素通常要在市场上购买，因此，它们的价格包含一个已经实现的利润，这样，一个产业部门的生产价格，连同其中包含的利润一起，会加入另一个产业部门的成本价格，就是说，一个产业部门的利润会加入另一个产业部门的成本价格。” 马克思的这个观点，在马克思自己看来“对商品成本价格的定义是一种修改”。 他进一步指出：“我们原先假定，一个商品的成本价格，等于该商品生产时所消费的各种商品的价值。但一个商品的生产价格，对它的买者来说，就是成本价格，并且可以作为成本价格加入另一个商品的价格形成。因为生产价格可以偏离商品的价值，所以，一个商品的包含另一个商品的这个生产价格在内的成本价格，可以高于或低于它的总价值中由加到它里面的生产资料的价值构成的部分。必须记住成本价格这个修改了的意义，因此，必须记住，如果在一个特殊生产部门把商品的成本价格看作和生产该商品时所消费的生产资料的价值相等，那就总可能有误差。” 但是，这个在马克思看来“没有进一步考察的必要”的“误差”问题，却引来他身后的一个“百年难题”，即“价值向生产价格转化”的“转型问题”。马克思的.转型问题是“价值向生产价格转化”，但其难点却在于这里，即“成本价格包含生产价格”的情形，而这又是马克思所忽视的，因为在他看来，通过“总量计算”，就可以解决这个问题了；他说：“尽管这个论点对特殊生产部门来说要加以修改，但其根据始终是如下的事实：从社会总资本来看，它所生产的商品的成本价格小于价值，或者在这里从所生产的商品总量来看，小于和这个价值相一致的生产价格。” 但是，问题仍然缠绕着马克思以后的思想家，世界各国的著名思想家们竞相贡献智慧来解决这个政治经济学领域的“费尔马大定理”。中国学者张忠任这样描述了问题的重要性：“转型问题的难点在于，如何证明成本价格的生产价格化以后，‘总计一致2命题’是否能够同时成立…如果不能成立，后果是极其严重的…转型问题成立与否，一致被视为马克思经济学生死攸关的根本问题。”
但是在此对马克思“成本价格，可以高于或低于它的总价值中由加到它里面的生产资料的价值构成的部分”这个“误差”观点深感质疑。因为如果一个领域、一个生产者以至一个商品的成本价格高于其生产资料价值（因此也有可能高于作为生产资料价值与利润之和的总价值），那么这种亏损现象是不可能稳定存在的。众所周知，亏损性的供给是不能维持的。因此，马克思将生产价格建立在这种成本价格“高于或低于”相应价值的思想，并不是合理的。我们知道，生产价格必须建立在资本得到充分自由流通的条件下，同时我们也不难想象，在这种资本充分流通的情况下，不会再存在着这种“高于或低于”的现象，因为超额利润与亏损都会被充分流通的资本所削平与消除。
实际上，一个部门所生产产品的成本构成中，包含着其上游部门（上游行业）产品的利润，这是人类市场经济活动的基本事实。上游部门产品中的价格，既具有成本价格，又必定有一定的利润，没有利润，产品就不可能得到供给。这个利润变成下游部门产品价格构成中的成本价格部分，是最自然不过的事情。问题在于这个加入下游部门产品成本构成中的上游利润是个什么利润，是特殊的部门利润呢？还是象马克思所理解的，是“平均利润”？如果是平均利润，那么它是什么“平均”的利润？即是多少个部门的平均利润，或者是市场化了的所有部门的平均利润？显然，它完全是一个永远难以确实的因素，因为它永远在有限的部门与全部所有的部门之间的渐进过程；同时它还要面临各个部门内部的各种可以影响其成本与利润的变化情况。所以前面就已经指出了“生产价格”这个概念具有一种歧义性，即它本来是指全部所有生产部门的利润率平均化的结果，但它却不得不面临着局部部门的利润率平均化，从而形成多个“局部生产价格”，但这种“局部生产价格”是真正意义上的生产价格吗？
我们假设存在全部所有的部门T1、T2、T3、T4…Tn，它们各自形成了自己部门特殊的利润率t1、t2、t3、t4…tn；同时，它们各自的成本价格也用T1、T2、T3、T4…Tn表示。从这些特殊利润率中可以形成全部部门的平均利润率p，即p=（t1、t2、t3、t4…tn）÷n。于是，这些部门的生产价格分别是T1+p、T2+p、T3+p、T4+p…Tn+p。从“生产价格”的本来意义上说，平均利润率p必须是全部所有部门的所有特殊利润率平均化的结果。但按“成本价格包含生产价格”的情况，就等于至少存在着一个其利润率未被平均化到p的部门（或者某个生产者，甚至只指某个商品），因为它是在p形成后才产生或者才开始运作的；由于它是后来产生的，所以它才能够在自身利润还未产生以前，就包含着其它部门的生产价格---“成本价格包含生产价格”就已经说明：在这个部门内，外界部门的生产价格先于其利润的形成而存在。这样，“成本价格包含生产价格”与生产价格的本来意义就存在逻辑上的矛盾，因为生产价格中的平均利润率p至少有一个部门没有包括到，尽管这个部门是后起的部门。因此，“成本价格包含生产价格”中的生产价格，实际上并不是本来意义上的生产价格，而只是“局部生产价格”；从这个意义来说，“成本价格包含生产价格”的情形是不能成立的。
如果对以上这种无限多部门的情况难以理解的话，我们不妨用马克思所举Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ这有限的五个部门的事例来说明问题。此时，具有不同资本构成的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个部门各自的特殊利润率共同形成了一个平均利润率p。那么，按“成本价格包含生产价格”的思想，我们设想部门Ⅰ中的成本价格包含着部门Ⅱ的生产价格（或者部门Ⅲ中的成本价格包含着部门Ⅴ的生产价格等等）。这样我们就不难看出问题：“部门Ⅰ中的成本价格包含着部门Ⅱ的生产价格”这句话包含着“部门Ⅰ的特殊利润率还未产生，部门Ⅱ的生产价格先于部门Ⅰ的利润率而形成出来”的意思。这样，（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五部门各自特殊利润率共同形成的）平均利润率p就不可能存在，因为部门Ⅰ还未形成出它的特殊利润率。可见，“成本价格包含生产价格”与生产价格的本来意义确实存在着逻辑矛盾，让人觉得其难以成立。
本章关于生产价格的新思想，强调了生产价格从每个生产部门以至每个生产者的每个商品的价值运动中内在地产生，而不是外在地强加于每个生产部门、每个生产者、每个商品的价值、成本与价格上面。如果生产价格具有什么外在于它们的特征，那么它只具有这样一个幻觉：即每个生产部门与每个生产者、每个商品，在规定自己产品的出售价格时，都追求获得尽可能大的
利润与利润率，这种利润与利润率的最大化，又必然导致它们自己的平均化与边际化，从而形成生产价格中的平均利润。但是幻觉的实现却经常受到种种因素的制约，难以使资本充分自由地流动，从而形成利润率的平均化与边际化。因此，生产价格实际上只是一种动态与近似的东西，而不能作为一种确定的东西从外面强加于每个生产者的商品价值上。
玉米淀粉糖生产工艺改进研究 篇3
1实验材料及方法
1.1实验材料和仪器。玉米淀粉为黑龙江昊天玉米开发有限公司生产,耐高温α-淀粉酶(120KNU/L)、诺维信酶制剂、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚甲基蓝、盐酸、葡萄糖、磷酸氢二钠、柠檬酸和碘化钾均为上海生工生物工程技术服务有限公司生产。年产6万t液体糖生产线一条,由黑龙江昊天玉米开发有限公司生产;SG2型p H计,由上海梅特勒-托利多仪器有限公司生产。1.2试验方法。在进行实验之前还需要进行玉米淀粉提取准备工作。所谓的准备工作就是按照相应比例对玉米淀粉进行加水调和,在这个过程中涉及的相关数据需要按照准备工作的相应标准全面进行。搅拌均匀之后还需要按照实验需求做好相应记录,使得在之后提取实验中有合理的参考依据。1.2.1次喷射液化。在进行玉米淀粉糖制取的过程中还需要采用合理的方法实施喷射液化,在这个过程中使用的仪器是承压罐,对于进行这个步骤的淀粉乳对其自身的温度也应该控制在标准的范围内,这样不仅仅能够促使实验更加顺利的进行,对玉米淀粉糖自身质量也起到保障作用。一般使用承压罐应该保持承压时间为4-8分钟,在这个时间段内能够促使淀粉乳得到充分的糊化,方便下一步工作的进行。当整个玉米糊整体粘度降低的时候还需要采用闪蒸罐仪器对其进行真空冷却,在这个过程中也应该按照标准数据进行。对于这一步骤进行之后应该保持其自身DE值控制在11-13之间。1.2.2在上述步骤中获取到的液体还需要通过喷射灭酶步骤,并在达到相关标准之后参与糖化罐反应,对这个过程中应该对整个液化液自身的酸碱度进行控制,主要控制参考依据在于4.2-4.5。只有达到这个酸碱度标准,才能确定为液化步骤完成。
2实验结果及分析
在通过上述实验之后,对玉米淀粉糖的之悲哀也有一定了解,这就需要对整个实验步骤影响玉米淀粉糖提取的因素做出深入研究,在实践研究过程中清楚发现玉米淀粉糖在提取过程中,温度、酸碱度和提取时间对最终玉米淀粉糖质量都会产生一些影响,因此这就需要对这几个方面做出深入研究。
2.1玉米淀粉液化实验结果及分析。2.1.1耐高温α-淀粉酶添加量对液化液DE值影响。在对整个实验的温度影响进行研究中,清楚了解到耐高温α-淀粉酶的整体添加量与DE值之间还存在某种关联,在实践研究中,发现这两者之间的关系是一种正向比例变化关系,也就是说在耐高温淀粉酶添加数量逐渐增多的情况下,液化液自身DE值也发生相应上升。对于这种关系示意详见图1。2.1.2液化时间变化对液化液DE值的影响。在研究中发现液化时间对整个过程的液化液DE值也有很大的影响,按照不同液化时间对实验中液化液自身DE值进行深入研究,发现液化时间不断增加的过程中,液化液自身的DE值也发生明显的上升趋势,也就是说这两者之间的关系也是以一种正向比例变化显示的。在对整个实验中涉及的相应数据制成图表,对液化时间和液化液自身DE值的关系有一个全面表达,其两者之间的联系详见图2。2.1.3 p H值变化对液化液DE值的影响。p H值的分别选取5.0,5.2,5.4,5.6,5.8,6.0,6.2,耐高温α-淀粉酶的添加量为400m L/t干基淀粉,液化90min,测定液化液的DE值根据所得数据做p H值的变化与DE值的关系曲线图(如图3所示),分析液化液DE值随着p H值的变化而变化的规律。从图3可以看出,随着p H值的提高,液化液的DE值逐渐升高;p H值低于5.4时,液化液的DE值下降很快,说明p H值低于5.4时酶的活性降低很大。2.2玉米淀粉糖化实验结果及分析。2.2.1强效复合糖化酶的添加量。强效复合糖化酶的添加量分别选取500,520,540,560,580,600,620m L/t干基淀粉,调节p H4.4±1,在温度60℃下进行糖化,相同时间(55h)后测定糖化液的DE值。可以看出,随着糖化酶添加量的增加,糖化液的DE值逐渐升高,当添加量达到580m L/t时,DE值达到最高点,以后随着添加量的增加,DE值不再上升。2.2.2糖化p H对糖化液DE值的影响。糖化p H分别选取4.16,4.24,4.32,4.4,4.48,4.56,4.64,强效复合糖化酶的添加量为580m L/t干基淀粉,在温度60℃下进行糖化,糖化55h后灭酶,测定糖化液的DE值。可以看出,随着糖化液p H值的增加,糖化液的DE值逐渐升高;当p H达到4.48时,DE值达到最高点,以后随着添加量的增加,DE值逐渐下降;当p H大于4.6以后,糖化液的DE值下降很快,说明p H开始抑制酶的活性。2.2.3糖化温度对糖化液DE值的影响。糖化温度分别选取54,56,58,60,63,65℃,强效复合糖化酶的添加量为580m L/t干基淀粉,调节p H值为4.48,糖化55h后灭酶,测定糖化液的DE值。可以看出,随着糖化温度的增加,经过相同的糖化时间后,测定各温度下的DE值,糖化液的DE值逐渐升高;当温度达到60℃时,DE值达到最高点,以后随着温度的增加,DE值逐渐下降;当温度大于63℃以后,糖化液的DE值下降很快,说明部分糖化酶已经失去活性,被灭掉。
结束语
综合上述实验可以清楚看出在对鱼粉淀粉进行加工和糖化过程中,其自身液化液的DE值变化主要有温度、液化时间和酸碱度影响,因此在制备玉米淀粉糖的时候需要对上述实验中涉及的几方面因素做出全面分析,并从根本的角度上控制相关因素,促使玉米淀粉糖在制备的过程中其自身质量能有一定提升。
参考文献
[1]张强,蒲小平.耐高温α-淀粉酶产生菌产酶条件的研究[J].食品工业科技,2008(8).
生产线均衡改进研究论文 篇4
无线传感器网络的路由协议按网络的拓扑可分为平面路由协议和层次路由协议。平面路由协议需要维持较大的路由表,占据较多的存储空间,因而并不适合在大规模网络中采用,而分层路由协议却可以在一定程度上解决这个问题。LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议是层次型路由协议的代表,比一般的平面多跳路由协议和静态分簇算法优越。但LEACH协议簇头选取的随机性,使簇头位置分布不均,导致传感器节点能量分配不均;另外簇头的选取和簇的建立没有考虑能量因素,同样会导致节点能量分配不均,从而影响网络的寿命。
1 LEACH协议简述及优缺点分析
LEACH协议引进了轮的概念,将每一轮分为两个阶段,即簇的建立和稳定状态阶段。LEACH协议的整个运行过程是周期性进行的,每个周期由R轮组成,如图1所示。
在簇的建立阶段,LEACH协议通过设定一个阈值T(n),传感器节点i通过分布式计算,自动生成一个(0,1)之间的随机数random,如果random
其中,P是期望的簇头节点在总的节点中所占的百分比,r是当前轮数,G是在前(r-1)轮中未成为簇头节点的节点集合。p值取决于期望的簇头节点数,LEACH协议在计算最优簇头数时,采用文献[2]的第一顺序无线电模型。
理论上,一个周期结束,每个传感器节点都恰好轮流担任过簇头一次。在形成簇的过程中,节点先判断自己是否为簇头。如果是簇头,则广播成簇消息,等待加入请求消息;如果为非簇头,则等待簇头的广播,并根据所接收到的簇头广播消息的信号强弱来判断自己该加入哪个簇,然后发送加入请求给选定的簇头。当各簇的节点稳定加入后,簇头节点创建本簇的TDMA时隙表,并发送给本簇成员;非簇头节点收到时隙分配消息后,整个传感器网络进入稳定状态过程。
在稳定状态阶段,非簇头传感器节点以一定的数据采集频率检测数据,待自己时隙到来时发送给各自的簇头节点。簇头节点收到所有簇成员发送的数据后,进行数据融合,最后将融合后的数据发送给sink节点或者基站BS,即为一轮结束。在下一轮开始时,就必须重新选簇头,建簇,如此循环。
LEACH协议的最大优点是能保证所有传感器节点在一个周期内轮流担任簇头节点一次。相对其他层次型路由协议,比较均衡的分配了传感器节点的能耗,延长了网络的寿命。
但是LEACH协议也有一些缺点。首先,LEACH协议假定所有传感器节点的初始能量值完全相同,不符合实际工程应用;其次,簇头选取的随机性,以及整个过程未考虑传感器节点的能量状态,使某个节点能量提前耗尽的可能性增大;另外,频繁的选择簇头,浪费较多的能量在簇的建立阶段。
2 改进的LEACH协议
目前研究LEACH改进的协议有很多,其中,典型的如文献[3],在T(n)计算中引入了节点能量与网络中节点的总能量之比但该比值本身较小,且随着网络周期向后延续,该比值将越来越小。工程中,阈值T(n)变化很小时,对网络实际影响不大,不能达到最优选簇的效果。同理,文献[4]考虑了节点成为簇头节点的次数,加入项以修正单项的值,但同样存在文献[3]中的问题,且算法较复杂。
考虑到传感器节点初始能量本身达不到理想的均衡,以及传感器网络工作进程中,由于很多原因使得实际工程中传感器节点的能量不均衡的情况,本文对LEACH协议进行了改进,在簇的选择过程中,有效地考虑了能量效应,可使无线传感器网络广泛应用于任何能量状况。
本文于LEACH协议一样,假设传感器节点具有能量感知以及相应的计算能力,并在簇头选取之前将自己的剩余能量发送给簇头,由簇头转发给sink节点,sink节点收集到所有传感器节点当前能量,计算并建立能量状况表,然后将当前传感器节点的平均能量Ecur_aver、最大能量Ecur_max、最小能量Ecur_min,发送给所有传感器节点,作为节点当选簇头重要条件。
另外,在簇的建立阶段,本文采用最优簇成员数k作为建簇的另一个门限值,保证簇的大小相当,使得传感器节点能量分配更加均衡;并且非簇头节点以距离最近的方式加入簇,使得非簇头节点与簇头节点的距离较近,避免了簇头与其簇成员远距离通信,减少不必要的能量消耗。
2.1 改进的簇头选取公式
该簇头选取算法的优点是:考虑了当前传感器节点i的能量状况,并考虑到实际工程应用中门限值误差很小,实际改善的效果不会明显的情况,引入了乘性因子该因子中,分母引入后,当传感器节点能量分配极其不均的时候,避免了T(n)变化很小的情况,使得能量较多的传感器节点成为簇头的可能性远大于能量较少的传感器节点。即当节点的能量分配极其不均匀时,当前能量较大的传感器节点将以更大的概率当选为簇头,以这种方式平衡节点之间的能量更加有效。当簇头节点能量比较均衡时则此时选取簇头的方式与LEACH协议几乎完全相同,这又保留了LEACH协议的优势部分。
2.2 改进后的算法流程图
本文对LEACH协议改进后的算法流程图如图2所示。
2.3 改进的算法思想描述
在选取簇头之前各个传感器节点i将当前的剩余能量值Ei-current通过簇头节点传送给sink节点,sink节点计算并建立能量表后,将当前传感器节点的能量状况(包括传感器节点的平均能量Ecur_aver、最大能量Ecur_max、最小能量Ecur_min)广播出去,作为各个传感器节点选取簇头的重要条件,即动态确定簇头选取的门限值T(n)。
(1)传感器节点优先考虑自己在以前轮中是否担任过簇头,若没有,则自动生成(0,1)之间的随机数random,random
(2)选为簇头的传感器节点均以相同的发送功率广播自己成为簇头的消息,并邀请附近的节点加入该簇。
(3)非簇头节点接收到来自多个簇头节点的广播消息,以收到信号的强弱判断簇头节点的远近,最终选择向最近的簇头节点发送请求加入簇消息。
(4)簇头节点收到加入该簇的请求消息后,比较当前簇成员数M,若M小于最优簇成员数的门限值k,则接收请求,同时簇成员数为(M+1),并发送应答消息;若M的值增加到门限值k后,再收到来自节点的请求消息,则不再增加簇成员,并发送拒绝消息。
(5)非簇头节点若收到应答消息,等待簇头的时隙分配广播;若收到拒绝消息,则向距离次近的簇头发送加入请求,直到收到应答消息。
(6)簇建立后,簇头节点以TDMA方式为本簇内所有传感器节点分配时隙,并向簇内广播。
(7)非簇头节点收到簇头的时隙分配消息后,等待自己时隙的到来。
(8)当时隙分配完成后进入稳定状态阶段。传感器节点以一定的频率采集数据,在自己时隙到来时向簇头节点发送数据。簇头节点收到簇内所有节点发送的数据后,进行数据融合,将融合后的数据发送给sink节点或者基站BS。
(9)发送任务完成标志轮的结束,则重新选取簇头,即新的一轮开始。
3 LEACH改进协议的性能评价
与LEACH协议以及相关的改进协议相比,本文改进LEACH协议后,以下几个方面有所优化。
(1)改进门限值T(n),考虑当前簇头选取的能量因素,适合工程中初始能量并不是理想均衡的环境;并在传感器网络运行的过程中,该簇头选择机制不断有效地调节节点的能量均衡,当节点能量趋于均衡时,又能兼并LEACH协议的优点。
(2)在簇的建立阶段,通过LEACH协议的最优簇头数的计算,得到近似的最优簇成员数k,保证了传感器网络中簇的分布均匀,更有利于均衡传感器节点的能耗。
(3)非簇头节点以最短距离加入簇,避免了簇内远距离的传送数据,减小不必要的能量消耗。
4 总结
本文提出了一种新的LEACH改进协议,该协议从两个方面进行了改进:一是门限值T(n)的改进,考虑了传感器节点的能量有限性和能量不均衡的状况;二是对网络中簇的大小进行均衡,且非簇头节点以距离最近加入簇,有效避免簇内非簇头节点与簇头节点长距离通信的能耗。改进后的协议更适合实际工程应用,并能更有效地延长网络寿命。但是本文只对改进协议作了相关的理论分析证明,进一步的工作便是仿真实现。
参考文献
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一种改进的加权多模盲均衡算法 篇5
数字有线电视主要采用QAM调制方式,高阶的QAM调制具有较高的频带率用率,已经成为现代通信的重要手段。但是随着调制阶数不断提高,给盲均衡增大了难度。恒模算法(CMA)[1]和修正的恒模算法(MCMA)[2],由于只有单一模值进行判决比较,对于4阶以上具有多模值形式的QAM星座,收敛达不到最优。在MCMA算法基础上提出的双模式盲均衡算法(MCMA+DD)[3,4],要达到正好在眼图打开转化为DD判决算法,比较难于实现。而加权多模盲均衡算法(WMMA)[5],虽然能实现算法模式的逐步转变,但需要预先通过仿真设定权值门限,工作量太大。文献[6]提出的改进加权多模盲均衡算法(IWMMA)虽然不需要设定门限,但静态多模盲均衡算法(FWMMA)[5]权值的得出本来就是通过多次仿真实验得到,具有不确定性,而且对不同的信号还得提前计算理想权值,通用性差。因此,本文提出了一种改进的加权多模盲均衡算法(MWMMA),该算法引入Sigmoid函数的变形,通过均方误差的逐步减小对指数幂进行调整,实现MCMA模式通过多模逐步转变为DD模式。
1 系统模型
图1是盲均衡系统的基带等效模型。
发送信号通过信道后接收信号采样序列为
式中:s(n)是原始发送QAM信号序列,且s(n)=sr(n)+jsi(n),sr(n)和si(n)分别是信号的实部和虚部;h(n)是信道的冲激响应;v(n)是加性高斯白噪声。y(n)是线性均衡器的输出序列,其输出关系可表示为
式中:y(n)=yr(n)+jyi(n);W(n)=(w0(n),w1(n),…,wM(n))T是均衡器抽头系数向量,M是均衡器阶数。
2 改进的加权多模盲均衡算法
2.1 WMMA算法
文献[5]提出了一种加权多模算法—WMMA(Weighted Multi-Modulus Algorithm),这种算法引入判决符号的指数幂来调整代价函数中的模值,在均衡器系数迭代过程中自适应修正模值,从而实现均衡模式转变。其代价函数的形式为
式中,加权因子λr,λi∈[0,2]。实部和虚部的模值分别为
式中:判决符号
式中,参数η为遗忘因子,取0.99。
2.2 改进的加权多模算法(MWMMA)
由于门限值选取不同得到的仿真结果也会不同,具有不确定性,而要得到最优阈值状态必须经过大量仿真实验,复杂度高,本文引入Sigmoid函数通过均方误差的逐步减小,实现加权值λr和λi从0～2的转变,使算法从MCMA逐步切换到DD。新的指数幂权值取值方法为
λ(n)=λr(n)=λi(n)=
式中,
根据式(3)定义的代价函数,可以推导出均衡器抽头系数更新公式为
3 算法仿真
为了评估本文均衡算法的性能,以有线电视常用的64QAM为处理信号,采用复信道模型为h=[-0.005-0.004j,0.009+0.030j,-0.024-0.104j,0.854+0.520j,-0.218+0.273j,0.049-0.074j,-0.016+0.020j][7];输入信号序列为5 000个采样;采用11抽头系数的线性均衡器,初始化均衡器中心抽头为1,其他为0;信噪比为20 dB,迭代步长为5×10-5。对CMA,MCMA,FWMMA,WMMA以及本文的MWMMA均衡算法进行仿真,得到图3～图9。
图3为信道输入的64QAM星座图;图4为通过信道模型之后的星座图,可以看出由于信道的非理想特性,已经对输入信号产生了严重的失真。图5～图9分别为运用CMA,MCMA,FWMMA(λ(n)=0.700),WMMA和MWMMA算法进行仿真后的信号星座图。通过比较可以看出,图5的CMA算法不仅没有对相位进行调整,而且输出后的星座图收敛得最差;图6的MCMA算法虽然对相位进行了恢复,但是它也是基于一般单模理论进行的均衡,均衡后星座点依然不够集中;图7为FWMMA均衡算法均衡后的信号星座图,是文献[5]通过大量仿真实验得出的对64QAM信号均衡固定模式中的最优模式,但它没有最终转变为DD判决算法,还有优化的空间;图9是本文提出的改进的加权算法,此算法均衡后星座点与前3种算法均衡后图形相比收敛得很集中,均衡效果可以达到从实验仿真得到的最佳阈值的WMMA均衡后的效果,如图8所示。
为了比较稳态性能,定义均衡器输出端的剩余码间干扰为
式中:h(n)表示信道系数向量;w(n)表示均衡器系数向量。通过仿真比较FWMMA(λ=0.700),WMMA和MWMMA均衡后剩余码间干扰,如图10所示。FWMMA在2 300次迭代后剩余码间干扰在-27 dB上下仍有较大波动;WMMA在迭代3 000次收敛到-42 dB上下;MWMMA在迭代2 500次收敛到-41 dB上下。通过比较可以看出,改进的算法虽然不需要大量实验预先确定阈值,但仍能实现较好的均衡效果。
为了验证本文算法的通用性,应用此算法对更高阶的256QAM信号进行均衡,迭代步长设定为3×10-6,其他标准不变。仿真结果如图11～图14所示。可以看出发送信号(图11)通过非理想信道后信号受到严重干扰(图12),经过MWMMA算法均衡后输出信号星座已经收敛集中(图13),均衡的剩余码间干扰在经过3 600次迭代后也收敛到-42 dB上下,从仿真结果可以看出此算法适用于高阶QAM信号。
4 结束语
针对数字有线电视常用的高阶QAM信号特性,本文提出了对加权多模盲均衡的一种改进算法。新算法引入Sigmoid函数,在不需要设定门限的条件下,实现从MCMA通过多模逐步转变到DD算法,降低了仿真的工作量,而且通用性更强。通过对64QAM信号仿真表明:该算法能够有效实现收敛,达到较小的剩余码间干扰,适用于高阶QAM信号。
参考文献
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[5]许小东,戴旭初,徐佩霞.适合高阶QAM信号的加权多模盲均衡算法[J].电子与信息学报,2007,29(6):1352-1355.
[6]薛伟,杨小牛,张朝阳.一种改进的加权多模盲均衡算法[J].系统仿真学报,2011,23(3):451-455.
生产线均衡改进研究论文 篇6
研制基于无线传感器网络技术的传感器网络节点包涵了多种科学技术, 其中包括传感器、嵌入式系统、无线通信、自动控制以及微电子技术等。传感器网络节点的功能是能够完成实时监测环境对象信息, 并将采集的数据进行实时处理并以无线方式经过基站传输到远程服务器, 把信息提供给网络上的终端用户以实现实时监视以及控制。本项目研究和开发的多功能无线传感器网络节点具有低功耗的高性能、高可靠性、长传输距离等特点, 支持面向井下煤矿行业应用的多通路传感器以及特殊需求功能的集成。
研发传感器网络节点, 第一步要从硬件着手设计传感器网络节点的系统架构以及每一个单元部分的功能, 节点应具有低功耗、可重构和高稳定性等特点;根据节点的特性对嵌入式操作系统进行裁减优化, 利用最小的CPU占用率对节点进行全面控制。
普通传感器节点具有功耗低, 在节点全功率工作发射数据状态下功耗可以控制在50m W以下, 在接收信号状态下功耗控制在25m W以下, 在节点进入休眠模式后功率可以控制在15m W以下。
节点具有通信距离远特点, 传感器节点之间通讯距离在开阔地可以达到300m以上, 在室内可以达到50m~100m, 在井下也可以达到40m~60m;节点体积相对较小, 传感器节点体积可以控制在3cm×5cm×2cm以内;节点可进行实现远程控制, 可以在远程控制端对节点进行远程管理, 改变网络节点的工作方式和功率等;集成了多种类型传感器以及特殊功能要求 (如定位) , 同时可以对环境进行综合判别;软件设计采用了嵌入式软件操作系统, 具有体积小、效率高和稳定性强等特点, 同时由于该系统的设计采用了模块化的设计方式, 因此具有裁减性、方便修改和易于维护等特点。
2 移动井下人员定位技术和定位功能模块
井下作业人员的流动性大以及工作环境复杂, 一旦事故发生, 井下人员的确切数量以及每个人所处的具体位置都很难确定, 从而给营救工作带来极大困难, 常常会延误营救的最佳时机并造成严重后果。另外, 一旦意外事故发生遇难人员的具体位置不能确定, 导致发生被困人员生死不明的情况。同时, 为了避免挖掘中对人员的伤害便不能使用大的机械设备进行救援, 从而导致救援进展缓慢。如果能够确定井下工作人员的确切位置便将会大大加快救援的进度, 这样就有可能营救出更多的人员, 从而把损失降到最低的限度。
1) 系统定位方法和定位模块
井下定位系统的采用集中的定位方式由管理中心进行定位。定位步骤如下:首先布设网关和参考节点, 保持网关之间的距离, 再布设一些位置已知的参考节点保证每个移动节点至少要处于多个参考节点的射频信号覆盖范围之内。
欲定位时首先确定当前节点相对于参考节点之间的位置, 因参考节点的位置把移动节点相对参考节点的位置和参考节点的绝对位置相加, 即可得到该移动节点的绝对位置。具体定位步骤如下:
首先进行移动节点的相对定位来确定移动节点相对于参考节点的位置。采用的测距技术为无线电信号强度和无线电信号覆盖关系相结合的技术。
RSSI测距是指无线射频通信时, 节点所接收到的射频信号强度是随距离衰减的, 采用信号强度随距离衰减模型并不增加额外装置。
距离测量是节点定位时, 通过检测相邻参考节点的无线信号强度来计算它们信号强度之比, 利用RSSI计算出该员工到多个参考节点的距离。
位置计算指的是移动节点根据所计算得到的距离值, 根据两点、三边以及三角测量法等方法, 计算出该节点距离最近的网关的二、三维距离, 从而实现了移动节点相对于参考节点的定位。
移动节点把得到的相对于参考节点的位置值传送到网关, 然后, 加上自己的位置信息传输到网络管理中心, 管理中心的计算机根据移动节点的位置和网关的位置就可以确定该移动节点在井下的绝对位置便实现移动节点的精确定位。
2) 基于无线传感器网络的井下人员实时定位系统
目前, 井下定位一般采用射频识别卡 (RFID) 的方式。员工随身携带写有唯一编号的电子射频识别卡, 巷道的询问装置发射询问信号接收员工电子识别卡的应答信号从而实现员工的定位。这种定位系统存在诸多问题, 首先是定位精度低, 它的定位精度取决于巷道询问装置间的距离, 一般的电子识别卡定位方式中巷道询问装置的距离是几十米的量级定位精度, 不能精定位便对于紧急情况的救援只能提供有限的帮助。另外射频卡一般是被动卡, 从而只能应答固定的询问。在发生意外时员工仅仅依靠电子识别卡仅能确定事故发生之前的大概位置而不能与巷道询问装置进行双向通信。
3 用于煤矿生产安全实时监控子系统管理平台
基于已有的通用管理信息系统, 针对煤矿生产安全监控的特殊需求为煤矿管理者定制开发一个监控管理信息系统, 该系统具有用户认证数据管理、数据查询以及实时监控等多项功能。配置了针对矿井应用的专用无线传感器网络, 用于数据管理的数据库服务器和便于信息共享的Internet服务器。适用于各类气体以及人员位置监控的现代化管理系统。本项目中的监控系统能够提供基于GIS的和采用自定义条件方式的查询、统计和报表功能。提供对所有监测信息的数字信息、图像或视频的实时监视。整个监控系统采用模块化的设计方法, 能够随着需求的变化增加新的功能从而不断地进行完善具有良好的可扩展能力。
4 技术趋势
传感器网络有着巨大的应用前景和发展空间, 被认为是将对21世纪产生巨大冲击的技术之一。传感器网络以一种新的无处不在的主动式计算模式推动科技发展和社会进步已成为国家竞争的焦点, 从而关系到国家政治、军事和社会安全等诸多方面。发展具有自主知识产权的传感器网络技术, 完成推动新兴传感器网络产业化的跨越式发展, 对于我过在21世纪的国际战略地位具有领先地位至关重要意义。
传感器网络综合了传感器、计算机嵌入式、分布式信息处理和通信技术等多个领域, 无线传感网络的发展既对各行业各学科的发展可以起到推动作用, 但又强烈地依赖于各行业各学科的技术支撑。
参考文献
[1]钱春丽, 张兴敢.用于矿井环境监测的无线传感器网络[J].电子技术应用, 2006 (9) .
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尖峰类图像的直方图均衡改进算法 篇7
关键词：图像增强,累积直方图,直方图均衡
1概述
由于各种获取图像、视频电子设备的广泛使用, 这些图像成为人们获取信息的重要来源。但是, 这些图像的质量跟获取时的天气、光线和设备有很大的关系。在条件不好的情况下, 获得的图像质量就差, 细节不容易辨识, 因此经常需要对这类图像做增强处理, 而提升对比度就是获得较高清晰度图像的一种重要方法。其中, 直方图均衡就是最常用的间接对比度增强方法。
2直方图均衡算法
直方图均衡处理的方法就是将原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间转到全部灰度范围内的均匀分布, 这就增加了像素灰度值的动态范围, 从而图像整体对比度得到了增强。
直方图均衡算法是通过灰度级的概率密度函数求出灰度变换函数, 是以累计分布函数变换法为基础的直方图修正法。变换函数T ( r) 与原图概率密度函数pr ( r) 之间的关系为:
直方图均衡算法应用于数字图像处理的离散形式:
3直方图均衡算法的不足
利用直方图均衡方法, 处理火星卫星图片Phobos后, 出现了如下效果 ( 如图1所示) : 通过直方图均衡变换后, 该图像的灰度从0快速上升到接近160, 这是因为原始图像中有非常大量的像素灰度接近0, 出现了像素数目的突变, 即在直方图中0附近存在尖峰, 因此导致均衡后, 直方图向高端偏移, 图像亮度出现非常大的跳变。
4直方图均衡改进算法
通过直方图均衡, 能够增强整体对比度, 图像变得清晰, 但是对于原图像直方图中如果存在尖峰的这类图像, 它的累积直方图在尖峰处会非常陡峭, 导致均衡后的结果亮度出现非常大的跳变。为了改善这一问题, 应该避免直方图出现尖峰, 因此提出对原始具有尖峰的直方图做变换, 得到改善后的直方图, 其尖峰被抑制了, 然后再进行直方图均衡处理, 该处理方法如下:
4.1对图像直方图进行变换处理
原始直方图越平坦, 直方图均衡效果越好。因此, 我们在对图像进行直方图均衡前, 先对图像原始直方图进行变换处理, 使其接近均匀分布的直方图, 但同时保留原始直方图的基本形状。假设h表示原始直方图, u表示均匀分布的直方图, 对h进行变换处理得到新的直方图v, 使得v接近均匀分布的直方图u。
为了让v接近均匀分布的直方图u, 我们把原始直方图的每一个h[i], i = 0, …, 255, 看做一个质点, 对其施加一个作用力, 让它向u[i]靠拢。如图2所示:
为了有效的压制尖峰, 对于| h[i]- u[i]|比较大的质点, 需要施加比较大的作用力, 对于| h[i]- u[i]|比较小的质点, 只需要很小的作用力。因此用以下插值公式来表示变换过程:
其中, α[i]表示第i个灰度级的变换系数, α[i]越大, 则h[i]的变化就越小, α[i] 越小, 则h[i] 就越接近于u[i]。根据以上分析, 当d[i] = abs ( h[i]- u[i]) 越大, 需要的改变量越大, 即 α[i]越小, 因此 α[i]随着d[i]增大而单调递减, 因此用以下公式来定义 α[i]:
这个公式保证了 α[i]是d[i]的单调递减函数, 同时满足 α[i]∈[0, 1]。其中参数 λ 用于调节 α[i]的变化程度, 在实验中, λ 都取值0. 001。
4.2均衡处理
对经过上述变换处理后的图像再进行直方图均衡处理。实验结果如图3所示 。
4.3结果分析
图像Phobos使用改进的直方图均衡方法处理后, 对比原图, 亮度提高了, 细节更清楚了, 较好地保持了原图的明暗立体效果, 又对暗部进行了增强, 其直方图仍分布在整个灰度级范围, 较好地保持了原图像的直方图的特性, 丢失的灰度级也比直方图均衡处理丢失的灰度级要少得多。
5结论
本文针对直方图存在尖峰类的图像, 用直方图均衡直接处理, 导致图像冲淡, 因此提出了一种适于尖峰类图像的改进直方图均衡算法来提升对比度。实验结果表明, 该算法能够较好的保持源图像的直方图特性, 同时提高了亮度, 对图像暗部进行了一定的增强, 在提升对比度的同时降低了图像的失真度。
参考文献
生产线均衡改进研究论文 篇8
焊接是船舶制造工艺的组成部分,在船体制造的过程中,焊接任务大约占了总工作量的2/5,其成本大约占造船总成本的30%~50%。焊接的生产技术和质量决定了整个船舶的质量,更是在很大程度上影响了造船业的未来发展。对于我国来说,焊接技术在造船业已经应用了20多年,从目前来看,高效的焊接技术将会在造船业获得越来越广泛的应用。虽然如今焊接工艺和技术逐渐成熟,焊接设备也在不断更新换代,在船舶焊接领域占据着非常重要的地位。但同国际先进的焊接技术相对比,其与日本、韩国等国家的差距还是比较大的,尤其是在焊接技术人员的水平和焊接质量控制方面,差距更是明显。
1 我国的焊接技术和质量现状
如果在造船过程中出现焊接质量问题,不但增大了船舶制造的花费成本,而且后期还要投入大笔资金定期进行修复,甚至对船舶的航行埋下了一个不小的安全隐患。若是货船出现了问题,商人的损失会很严重,若是客船出现了安全隐患,就会对人们的生命健康造成巨大的威胁,这种损失是不可估量的。因此,改进焊接生产技术和质量,对于整个社会的和谐发展也非常重要。下面对焊接生产技术和质量现状以及存在的一些问题进行分析。
1.1 焊接设备与材料
虽然近些年造船技术取得了很大的进步,但是在焊接过程中所使用的设备以及材料还存在一些问题。如今所使用的焊接材料还是原来的焊接材料,质量、性能都很一般。一些性能较好、花费较高的特殊材质使用较少。比如像一些大型的船舶,在进行焊接时选择的焊接材料一般是多丝埋弧单面焊的焊丝以及焊剂,对于电极数目多、运转速度快的船舶表面则要使用具有较好的防锈性能的焊丝。另外,我国所引进的焊接设备也存在一些不足之处,比如管子焊接的生产线就经常出现问题,无法正常工作。这些问题都是我国造船业需要改善和解决的。
1.2 焊接生产技术
在焊接生产技术中,平面以及立体分段组装等均已达到了一个较高的水平,然而立向与横向的曲面船台焊接技术仍然存在很多问题,尤其是规模不大的造船企业,更容易受到这些问题的影响。由于立向平直段的合拢口是由自动焊进行焊接的,焊接质量和水平都比较高。而其他位置的合拢口还是使用CO2单焊工艺,这种内外焊接质量的差距往往会引起船舶检验师的怀疑,对造船商是很不利的。
1.3 焊接结构设计
一般而言,焊接结构设计主要由船舶强度设计以及硬度设计两个方面组成。理想状况下,在进行焊接时,使用的焊接材料无论是在强度上还是在硬度上都要和母材等同,只有这样焊接质量才能得到保证。但是在实际操作中,多数情况下一般都会使用与焊缝强度以及硬度不等同的焊接材料,比如说熔敷金属材料。目前,低合金高强度钢作为焊接材料,应用十分广泛。该材料的硬度一般都要高于需要焊接的金属,不符合硬度等同的条件。因此,焊接质量难以得到保证。
1.4 焊接技术人员
就目前而言,船舶制造业已经朝着流水化以及机械化两个方面进行发展,人的作用已经逐渐减弱。但是对于焊工来说,其相关技能,职业素质以及理论知识等方面要求都在不断提高。然而,部分焊工仍存在一些不良行为,如不遵守焊接工艺、用料不足和玩忽职守等。另外,一些资历比较老的焊工不能清楚地认识到焊接技术的革新,依旧使用过时的技术,甚至对于企业新引进的焊接设备也不知道怎样使用。在焊接技术快速发展的当下,这种现象会使企业焊接技术无法达到最新的标准,最终遭到淘汰。还有一些焊工在进行焊接时粗心大意,导致出现一些焊接缺陷。比如说在进行焊接时且没有焊透的情况下,因一些杂物未清理干净或者没有调好电流的干扰,再通过外部温度的冷却,从而导致焊接质量较差。
2 解决焊接生产技术和质量问题的对策
2.1 在焊接工艺技术和设备方面
一方面,要充分利用现有的焊接技术以及设备,进一步改善CO2单焊等焊接技术,提高其应用率。对于难以正常工作的引进设备要及时进行维修诊断,挖掘这些设备的应用潜力。另一方面,对于用于焊接船体某一特定位置的焊接材料来说,其本身的使用量较小,使用范围也较窄,因而在实际的焊接工作中,通常会选择用普通的焊接材料来进行焊接,使得这些专用的焊接材料不能得到有效利用,也影响了整个船舶结构的稳定性。因此,造船企业要根据需要增加这些特殊焊接材料的购入,对船舶特殊位置进行焊接时,要使用特定的焊接材料,同时保持同专用焊材生产销售商之间的密切联系与合作,尽力构建与供应商之间的和谐关系,实现双方的互利共赢,进一步使专用的焊接材料得到有效使用和研发。
2.2 焊接质量控制
第一,大力提升焊接质量最重要的方法就是要持续推进焊接的自动化以及机械化。就目前来看,我国船舶制造业的焊工在焊接技能、职业素质以及理论知识等方面普遍有所欠缺。因此,只有不断地推进焊接的自动化以及机械化,同时再结合合理的焊接工艺,只有这样才可以将人为因素在焊接过程中的影响降到最低。
第二,提高我国船舶制造业焊接技术人员各个方面的能力是改善焊接质量的重要手段。虽然当下我国的焊接技术人员整体素质有所欠缺,但是可以对外包公司进行严格的调查筛选,对于外包公司里焊接技术人员可以进行相应的焊接基本功考核,只有考核通过才可以参与工作。另外,焊接技术人员应该经常接受焊接操作的集中培训,这也能在很大程度上提升焊接技术队伍的整体素质。
第三,保证所生产的产品符合焊接质量要求的一个重要措施就是要从严考核以及加强相应的现场工艺纪律的监管。在对焊接工艺进行合理制定的情况下,焊接工艺技术工作人员不仅需要积极地配合现场生产管理人员,还要及时与质量监管人员进行良好的沟通,从而三者可以共同指导焊接技术人员按照工艺纪律开展焊接工作。这样不但能够使焊接生产得以安全进行,而且可以保证产品的质量水平。
2.3 提高焊工技能和专业知识水平
随着焊接技术的不断进步,焊接技术人员更应该积极地学习焊接理论知识,并且通过实践来学习正确的焊接技术,从而不断地提高自身的专业知识以及操作能力。对于广大的造船企业来说,要注重考核焊接技术人员的每一项专业知识以及技能,通过定期对焊接人员进行考核,并按照考核结果制定相关的奖惩制度,激发焊工们自主学习的热情。积极开展与“焊接质量”相关的一系列活动,凸显焊接质量在实际生产中的重要性,并且督促焊工要严格地按照焊接工艺进行相应的操作。另外,相关人应该对焊工所焊接的产品进行定期和不定期的抽查,了解焊工是否按照规范的焊接工艺进行操作。
摘要：焊接在船舶的制造过程中是非常重要的一道工序,船舶焊接的质量将影响整只船的质量,所以必须要重视可能影响焊接施工质量的每个因素。虽然我国的焊接工艺取得了一些成就,但是整体上还存在很多问题。因此文章针对焊接生产技术和质量的现状,提出了具体的解决对策,希望对我国造船业的发展能提供一些帮助。
关键词：船舶制造,焊接质量,对策
参考文献
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