自主控制（精选10篇）
自主控制 篇1
机器人足球比赛是近年国际上开展起来的一种高科技对抗活动。虽然历时不长, 但由于它集高新技术、娱乐、比赛于一体, 所以引起了社会的广泛关注和极大兴趣。机器人足球比赛, 已成为人工智能与智能机器人研究领域中一个十分令人注目的热点。
足球机器人性能取决于软件和硬件两个方面, 其中机构设计又是硬件中的重要部分, 它的设计具有现代机构学设计的特点。综合国内外先进的机器人设计技术和足球机器人国际比赛规则, 根据制定的设计指标, 采用新的设计手段和分析方法应用到机器人设计中具有重要的意义。
1 运动控制系统的设计要求
运动控制系统是整个足球机器人自主控制系统的基础, 足球机器人的一切动作最后都要由运动控制系统来执行, 因而从某种意义上说运动控制系统的控制质量对整个系统的控制效果有着决定性的影响。运动控制系统的设计要求如下。
(1) 运动控制系统必须具备电机驱动的功能, 控制的对象是全向移动机构的四个驱动电机, 因此系统应该有四个或者四个以上的独立的电机驱动单元。 (2) 足球机器人应有踢球机构, 运动控制系统应具有对踢球机构控制的功能, 实现足球机器人的射门、传球和防守。 (3) 辅助功能, 如电池电压检测功能。
2 足球机器人控制系统的硬件设计
2.1 处理器单元
(1) 处理器选型。在本系统设计过程中对Microchip, Intel, Atrnel, Motorola, TI和AD等公司生产的一些型号的处理器均做了对比。最终采用TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407A该芯片是专门为工业控制和机器人控制设计的集成芯片, 其主要优点在于资源丰富, 运算速度快; (2) 双DSP架构。本文采用双DSP架构, 其中一个DSP芯片为主处理器, 另外一个DSP芯片为从处理器, 主从DSP分别处理两路的电机码盘信号和输出电机驱动信号。
DSP对时钟的要求是能持续稳定地输出没有毛刺的时钟, 利用DSP芯片内部提供的晶振电路, 在DSP芯片的引脚XTALI/CLKIN, XTALZ之间连接一个晶体和适当容量的电容内部振荡器就可以工作, 生时钟信号。晶体为普通无源晶振, 与芯片内部电路组成并联谐振电路。这种形式的振荡电路受温度和芯片工作电压的影响。TMS320LF2407A的运行速度最大可以达到40MHz, DSP控制器的时钟。
2.2 电机驱动单元
为了控制直流电动机, 需用半导体功率器件进行驱动。本文采用H型单极可逆PWM驱动系统。它由四个开关管和4个续流二极管组成, 单电源供电。
2.3 足球机器人挑球机构设计
足球机器人的能根据场上的形势, 选择合适力度的踢球, 这使得足球机器人在射门、传球中更能掌握优势, 更加智能化。所以挑球力度控制电路是运动控制系统必须具备的功能。控制电路采用电子开关控制挑球力度。电磁铁瞬时工作电流可达30A, 工作电压是410V, 因此控制电路采用工作电流是100A, 耐压是1000v的大功率IGBT管做为电子开关。挑球控制电路图如图1所示。
根据实验测试数据, 挑球最高点为3.5米, 挑球点到落球点的最远距离可达7.3米。
2.4 电源单元
本设计采用24/7AH的铅酸电池, 铅酸电池具有可以大电流放电的特性, 可以保证机器人在比赛过程中能够频繁的启动、加速和高速运动。
电源单元设计的可靠性关系到整个机器人控制系统的稳定性。机器人运动控制系统中, 四个直流伺服电动机、射门机构升压电路是大功率负载, 而且直流电动机驱动电路和升压电路工作于开关状态, 会产生电源噪声, 所以必须对这些电源噪声进行处理, 才能保证DSP处理器等控制电路的正常、可靠工作。
3 足球机器人自主运动控制系统的软件流程
整个系统软件编程采用C语言, 程序采用模块化的方式进行编写。其实质是是在CCS开发环境中对DSP的编程。
4 结语
本文在对足球机器人运动控制系统作了较深入的研究基础上, 研制出基于双DSP架构的足球机器人运动控制系统。经过比赛实战, 证明了该系统具有高可靠性、硬件电路简洁、高可靠性等特点, 完全达到了全自主足球机器人的运动控制的要求。本文的创新点在于:研制出基于双DSP架构的全自主足球人运动控制系统, 该系统采用主从双DSP架构的方式共同处理全自主足球机器人底层硬件信息, 有效的解决了单个DSP或者单个控制芯片导致电路复杂, 电路可靠性降低, 系统处理速度不高, 实时性不强等缺点。实验证明, 本文研制的运动控制系统应用在基于全向移动平台的足球机器人上, 充分发挥了全向移动平台的优势, 使得机器人运动性能得到很大的提高。
参考文献
[1]王学慧, 柳林.足球机器人小车总体设计思想及其单片机选型[J].机器人技术与应用, 2001 (5) :10～14.
[2]刘和平, 王维俊, 江渝, 等.TMS32OLF2 4OXDSPC语言开发应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.
[3]王晓明, 王玲.电动机的DSP控制一TI公司的DSP应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.
自主控制 篇2
游戏是幼儿普遍喜爱的一项活动，在游戏中，儿童不再生活在事物的直接的实在之中，而是生活在意象的王国里，正是意象的“亦喜亦幻”，使幼儿获得了自由以及对游戏的迷恋。在幼儿园里，游戏已被纳入有目的有计划的教育活动，从过去“放任自流”的状态转变为今天“备爱关注”的状态。由于逐渐认识到游戏对幼儿成长产生的重大影响，教师开始对游戏寄予很大的期望，于是出现了把游戏置于越来越严密的教育控制下的倾向。这不得不使人思考：游戏的本质是什么？幼儿是否真正体验到游戏的愉悦？教师应怎样根据游戏的本质合理的指导、介入游戏？
首先要认识到游戏的本质是什么？
游戏的本质是指一类由幼儿自主控制的能带来愉快情绪体验的、有操作材料的活动。这三个本质特点中，由幼儿自主控制是游戏的最内在的本质，即幼儿在游戏中学会“自我成长”。这首先是由幼儿自身的特点所决定的。幼儿最接近于自然，最接近于人之本性，因此拥有大量的时间与精力去满足追求自由的愿望与需要。但同时，由于幼儿年龄小、智力、生活经验等方面欠缺，因此幼儿在游戏中，教师会给予一定的指导，介入游戏，幼儿的自主控制是有限的，随着教师的介入，幼儿的自主控制降低，教师的教育（控制）升高，这使幼儿的“自我成长”受到阻碍。如：当几名幼儿在“娃娃家”中玩“做饭”的游戏时，幼儿想做炒白菜和土豆，而如果教师指导做其它菜时，就改变了幼儿游戏的自主控制。幼儿的探索经验和创造力就会随教师的目的发展，幼儿自我成长的主动性受到限制幼儿在游戏中同样得到了愉悦，但不是内部控制得到，而是外部的需求（表扬、鼓励、新的技能）得到了满足。
让幼儿自主的控制游戏，学会自我成长，会发现，创造许多新的知识领域，避免外加的僵化的模式，使幼儿的发展具有更大的可塑性、灵活性。如：在游戏“小小建筑师”中，幼儿根据自已的想象设计建筑了一座房子，而教师则认为这与现实生活中的房屋不符合，因而对幼儿游戏进行指导，这大大限制了幼儿思维的想象力及创造能力。由此可见，教师在指导、介入游戏中，要尊重幼儿自主控制游戏的权利，使游戏真正成为幼儿自已的快乐天地，满足自身的需要。
注重对幼儿自主性、探索性、独立发现和解决问题能力的培养，为幼儿自主控制游戏打下良好的基础。幼儿在游戏的过程中，为实现自已的游戏意图，会不断遇到这样和那样的问题，他们通过探索和已有的生活经验等多种方法解决，使游戏继续开展下去，愿望得以最终实现。如在游戏“理发员”中，当“理发员”给“顾客”理完发后，“顾客”对“理发员”的手艺表示不满，这时“理发员”可以用自已的经验，思考解决的方法。
教师在认识游戏本质基础上，又应该如何做呢？
首先，教师给幼儿创建一个安全的心理环境，对幼儿的游戏给予尊重、鼓励和支持，让幼儿体验探索的乐趣，更好的自主控制游戏。
其次，在幼儿游戏中，教师引导幼儿学会观察比较，分析等方法及运用多种途径独立地发现问题和解决问题，而不是提供现成的答案，代替幼儿思考。教师给予幼儿充分的思考，探索时间，允许幼儿自主控制游戏。
最后，教师对幼儿游戏的评价主要为：幼儿探索的程度，自主控制中发现和解决问题的能力，思维的灵活性、创造性的发展。
通过了解游戏的本质，教师才能真正使幼儿在游戏中“自我成长”，教师的作用就在于适时地加以引导。只有让幼儿自主控制游戏，才能让幼儿在当今科技飞速发展的社会里，迎接科技竟争的挑战，不断更新新的生存发展空间。
浅谈游戏的自主控制
基地第三幼儿园
陈彩霞
述 职 报 告
基地第三幼儿园
陈彩霞 二000年七月
述 职 报 告
穿越了时空，在与孩子们做“老鹰捉小鸡的游戏”中不知不觉地度过了四个春秋。四年来，在这片小天地里，伴随着孩子们的欢乐，微笑与进步，从理论到实践，从实践到认识，我认真落实贯彻《幼儿园教育规程》渗透到一日生活中，围绕着“一切为了孩子”的办园宗旨，热情地服务，做到为人师表，以身作则；并不断参阅书籍，刻苦学习，不断探索研究幼教理论，使自身素质与业务水平日渐提高，教学经验积少成多，师德日益高尚，在平凡而又繁琐的幼儿保教工作上兢兢业业，一丝不苟，总之，回首过去的四年，更多的是紧迫感和对工作，幼儿的热爱与激情。
在这几年中，我能够认真履行岗位职责，兢兢业业认真做好本职工作，积极完成领导交给的各项任务，在这期间，我还认真学习和执行党的方针政策，在思想上、政治上和行动上与党中央保持一致。先后参加了“学习十五大精神”，邓小平同志建设有中国特色的社会主义理论以及“三讲”系列活动的学习，使我提高了思想政治觉悟，了解当前我局的发展形式。增强了紧迫感。在去年的思想学习中，学习了我国教育改革方案和党中央下达的关于“减负”的政策，使我认识到让幼儿真正减轻负担，不但要减轻幼儿的学习负担，而且要减轻幼儿的精神负担，为幼儿创设一个良好的、轻松愉快的成长环境。通过学习，提高了我的自身素质和职业道德，并不断转变教育观念，树立正确的教育观，儿童观。以及正确的教育观念来指导教育实践。
在工作中，为了弥补自身缺少的丰富的教育经验，我不断地与其他教师探讨教育方法和经验，并利用业余时间阅读大量的幼教书籍，如《幼儿教育》，《早期教育》等增长知识，开拓新的教学方法。在工作中，我与配班教师保育员互相配合，共同努力，尽心尽责，依据保教结合，相互渗透的原则，促进幼儿体、智、德、美诸方面全面发展。
说句真心话，当一名幼儿教师很累，但我觉得值得，每当我听到孩子们唱“老师的心像妈妈的心一样温暖、一样真、老师的爱像妈妈的爱一样温馨、一样亲······”时，心中有说不出的感动，这首歌不正是对幼儿教师的真实写照吗？记得我带小班那年，我班新来了一名彭婧小朋友，刚上幼儿园连着几天拉裤子，天天洗屎裤子真是又脏又臭，但我仍耐心地询问她，才发现她胆子小，不敢上厕所，才拉裤子。我没有责怪她，而是经常地与她交谈。通过亲切的爱抚、微笑与鼓励，她渐渐地胆大了，拉裤子现象没有了。在幼儿一日生活中，培养良好的常规和生活卫生习惯是很重要的。有的幼儿吃饭挑食、有的幼儿饭前便后不洗手，有的幼儿玩具扔满地等不好的行为习惯，我通过耐心地向幼儿讲解多吃蔬菜有丰富的营养，可以长高长胖变聪明；饭前便后不洗手手上的细菌进入体内会生病；玩具扔满地丢了弄坏了就没有玩具玩了等等，让幼儿养成良好的生活卫生习惯，健康成长。
在教育教学工作中，我结合幼儿的年龄特征，以游戏为主要活动，寓教育于游戏之中，让幼儿在轻松、愉快地气氛中获取知识。通过灵活多样的教学方法、生动的语言，以及形象可爱的各种教具来吸引幼儿学习的注意力，提高学习的积极性。在教学过程中，我仔细观察每个幼儿、注重个体差异，因人施教，制定不同的教育目标，如我班江山小朋友各方面能力都较强，而李侠小朋友能力弱些，在学习歌曲时，我要求江山小朋友不但要学会唱歌曲而且能够创编相应的动作边唱边跳，对于李侠小朋友则要求他能够掌握歌曲即可。只要幼儿能在原有水平上进一步提高，就要肯定他的进步，坚持积极鼓励幼儿，促进幼儿各方面全面和谐的发展。
在家园联系工作方面，我认真填写家园联系册，让家长了解幼儿的闪光点，家园配合共同教育，定期开展家长开放日活动，让家长具体了解幼儿在园的生活学习情况，对家长提出的正确意见，我积极接受采纳，通过与家长的交谈，了解幼儿在家的情况，共同教育，让幼儿家园一样都是一个好孩子。在这四年的工作中，我保持着高度的工作热忱，严格要求自己，不迟到不早退，坚守教育工作岗位，热爱每个幼儿，以强烈的责任感耐心教育幼儿，并以身做责，为人师表，为不断提高自身素质，积极参加各项活动，锻炼自我能力，在平凡的岗位上贡献自已的力量。
智能自主及网络控制机器人管家 篇3
要做一个真正的机器人管家，就要用机器人实现管家所应当完成的任务，并且主人可以在其它地方通过管家的“眼睛”，了解家中的情况。所以，机器人就要有灵活不受限制的运动系统；对家中各种陈设的位置的判断力；对家中各种电器的控制；对温度、湿度的测量能力；能将采集到的信息上传至家中的电脑。如果主人不在家，还能够通过网络将信息输送至所需要的地方。这样机器人就可以自主地完成各种管家的工作，或者在主人的“指挥”下，料理各种家务。
硬件实现
1.硬件组成
我们为机器人制作了以下七个硬件模块：
（1）单片机控制模块 选用时下流行的美国Atmel公司的89C52芯片。它有内设的8K E2PROM，256 bytes 的RAM ， P0、P1、P2、P3 等四个端口，其中P0、P2为数据/地址双向多用端口。它还有3个定时器，T0、T1和T2。主振晶体为11.0592MHz，以利于通信波特率的精确设置。89C52中还内设8级中断控制系统，3级单向一次性可编程的加密内存，可以防止芯片内的程序被非法读写、拷贝等。
（2）运动模块 为了保证机器人运动灵活，行动准确、到位，系统误差小，我们选用了四相式 15V步进电机(分辨率 200步/周，频率响应0.1～300Hz，功率4W×2) 为两侧主动轮的驱动电机。机器人前后各有一个从动的万向轮，后万向轮加装减震弹簧。这种结构使机器人能在不太平坦的地面上正常行驶。通过单片机改变步进电机的激励电压频率，能够使机器人保持最佳的运行速度。由于机器人自身有一定的重量，在起步时需要克服最大静摩擦，所需力矩较大，而运行时则力矩较小，在运行程序中，加入了一个从起步到最高速的一个加速程序和一个停止时的减速程序，使机器人行走更平稳。
（3）超声测距模块 考虑到机器人工作的环境主要是在家中，机器人需要有自主运行中的避障和测距定位等功能。由于家庭环境中，一般的距离不会超过10m，选择了超声测距的方法。记录声波脉冲发射和接收到之间的时间间隔，再乘以声速，即为所要测量的距离。为了避免各超声传感器之间的相互干扰，没有提高超声的发射功率和接收灵敏度，使其测距范围为 0.1～8 m，完全可以满足在家中运行的需要。我们给机器人加装了四组这样的超声传感器，分别在左侧、前左、前、右侧。对于三个方向上接收到的数据，主要进行两方面的处理：其一是判断有无障碍物，进行自动避障；其二是根据测量的距离，可以自动绕房间一周（沿左墙或右墙），绘制出一张房间的二维地图。
（4）温度、湿度测量模块 温度和湿度的测量，利用A/D 转换器将传感器的模拟信号（电压），转换为数字信号，并通过单片机的8个I/O口，将8位二进制数传送给单片机，通过相应的数学模型进行运算，即为所测量到的摄氏温度和相对湿度。
（5）电器遥控集成模块 家中各种电器控制是通过智能可学习红外遥控器完成的。它可以自动记录家中各类电器遥控器所发射的红外线信号，并储存在flash 里，到时候需要控制什么电器，它就会发射出相应的红外线信号。在知道了家中的温度、湿度之后，可以控制家里的空调、取暖设备及控制微波炉、电饭煲等电器。
（6）图像采集模块 通过网络，实时传输图像是个在目前很复杂的问题。为了降低机器人的成本，使日后管家能够真正运用于人们生活之中，我们采用中科院微视电子公司的PCI视频采集卡，采集、压缩接收到的视频信号，利用提供的2次开发包（动态链接库）进行2次开发。为了提高网络的效率，能使图像更快地传输，并且能够保证图像的质量和实时性，我们将采集进来的视频信号，实时压缩成jpeg文件，通过网络将jpeg文件传输到客户端，并在客户端不断地刷新jpeg文件，形成一个比较连贯的图像传输系统。由于jpeg 文件只有十几KB，利用TCP/IP传输协议进行传输，所需的时间不长。每秒钟可传3~12帧。
（7）各种数据的传输模块 为了使机器人能够自由地在工作环境中不受限制地运行，不能拖着“尾巴”（电线）。我们给机器人加装了无线数据传输模块。数据传输模块有两个，一个用来完成单片机与上位机之间的信息交互，例如传送温度、湿度、超声测距值及各类命令；另一个数传模块则专门用来传输摄像头所拍摄到的视频信号，送到图像采集卡。其中信息数传模块的频率为800MHz，传输距离在空旷地区能达到1km。图像传输模块则有4个在1200MHz 左右的频点可供选择，传输距离在空旷地区能达到200m，可以满足在家中的使用要求。
2.硬件电路
（1）主板 主板电路如图1所示。P1.0端口为两个步进电机驱动模块提供激励电压频率，以改变步进电机的转速，P1.1、P1.2端口控制两个步进电机转动的方向（正/反转），这样在转弯时可以做到原地转弯并且效率较高。通过非门将单片机的控制信号与步进电机控制模块的信号调整同步。P1.5端口控制超声的发射，并同时启动INT0的定时器中断，一旦发出了超声波信号，直至接收返回信号，记录定时器在这一过程中所经过的时间t，再按照s=vt/2的公式算出距离。P1.3、P1.4端口用来选择测温或者测湿电路的启动。P0端口接A/D转换器，以获取由测温、测湿模块测量，并通过A/D转换器（ADC0809）转换得到的8位2进制数。P2端口用来控制智能可学习红外遥控器的8个按键。在串口通信方面，我们将单片机的串口数据通过MAX232芯片进行TTL/CMOS和RS-232电平之间的转换并将其连接至无线串口收发模块。
(2)超声波传感器 超声波传感器原理图如图2所示。其中图(2a)为超声波的发射电路，单片机通过enable（使能）端给出触发信号，发射端通过U1A和U1B两个运算放大器，组成一个振荡器，再通过U1C和U1D两个放大器输出（enable控制U1C的工作状态），驱动压电陶瓷换能器发出超声波；图(2b)为超声波的接收电路，前级由1个MC4558内的两个运算放大器构成前置放大器，后级通过反向器作为输出端的驱动。
（3）温度、湿度传感器 原理图如图3所示。将测温芯片LM35的电压数值通过OP07进行放大，输出给A/D转换器（ADC0809）的第一个输入端（In-0）。我们使用了一个现有的湿度传感器将其输出给ADC0809的第二个输入端（In-1）。ADC0809将接收到的电压值转换成8位二进制数，输出至单片机的P0端口。ADD-A和ADD-B分别对应单片机选择读取的温度和湿度数值的选择端口。
（4）智能可学习红外遥控器 如图4所示。将J2接收到的红外线信号，通过78P156单片机，将红外线信号储存至E2PROM（24C32）中。与单片机8个端口的连接中使用了光电耦合器，以起到模拟按键开关的作用。当单片机的端口发出指令时，通过光电耦合器短路相应的电路，起到了按键的效果。78P156单片机便会将相应位置上储存的红外线信号通过J1发射出去，实现智能可学习红外遥控。
软件部分
在软件方面，主要分为两大部分（软件流程图及源程序见本刊网站）：
1.单片机程序的编写 我们用C51语言编写，通过 keil 软件进行编译。主要分为三大部分。
自动行走 通过4组超声传感器，沿一侧墙壁自动将房间巡视一遍，并将所收到的数据通过串口通信，传送给上位机，以完成地图的自动绘制功能。
控制行走 通过串口通信接收上位机的指令，按照指令要求完成动作。指令分为数组型和字符串型两种。
智能可学习红外遥控器的学习 通过串口通信接收上位机的指令，并打开所选择的遥控器的按钮，以完成多功能遥控器的学习功能和对各种电器的操控。
2.上位机程序的编写 利用 Lab-windows/CVI（C语言）编写整套上位机的程序。整个程序共分为8个子程序。
服务端 建立起串口通信与单片机进行信息交互，利用TCP/IP建立起的网络信息交互平台，将单片机的数据传输到客户端。将PCI采集卡采集进来的图像信息转存成jpeg文件，利用TCP/IP服务协议的另一个端口传输给远端的图像接收程序。
客户端 接收服务端所发送的单片机的数据信息并进行运算，将温度、湿度、机器人在二维地图上所处的位置，直观地表现在程序界面上，并能将控制机器人自动行走、开关电器、巡视、拍照的命令信息发送各服务端，通过服务端，将命令转发给单片机。可以在地图上点击一个地点，根据现在所在的点，算出目标点的方向距离，发送给单片机，单片机旋转指定角度，运行到目标点，途中遇到障碍，按照地图绘制时的避障方法，避开障碍物。能够自动保存上一次的操作步骤，并可自动按上一次的操作重新进行巡逻工作。
图像采集 接收服务端传输过来的图像文件，在指定窗口中打开图像，并实时更新图像。
路线绘制 通过串口通信，制定一条机器人自动巡逻、定点拍照的路线，并储存为指定的文件，供客户端使用。
地图绘制 通过串口通信，将超声测距的数值记录下来，通过三角函数，转化为以0点为起始点的平面直角坐标系上的点，并进行相应的填充，绘制出房间的二维地图，供操作机器人在家中工作时参考。
遥控器学习程序 通过串口通信，学习家中遥控器的红外线信号。
机器人在实际生活中的应用前景
自主控制 篇4
自20世纪90年代以来, 基于小卫星技术的编队飞行概念逐渐受到重视。卫星编队飞行的目的是将复杂的系统通过一定的空间分解, 将其功能分散到多个相对简单的系统中, 然后将多个相对简单的系统按一定的规律“虚拟”出一个庞大复杂、功能强大的系统, 降低成本和风险[1]。根据小卫星编队飞行的任务需求, 设计合理的编队飞行控制系统结构和规划调度系统至关重要。本文针对小卫星编队飞行的自主控制系统和规划调度系统的设计进行研究, 为后续的多颗微小卫星编队地面物理仿真、空间运行试验奠定基础。
2. 小卫星编队飞行自主控制系统的主要设计
从小卫星编队飞行的任务需求上看, 自主控制系统首先要满足有效载荷工作的需求, 其后还需要满足由此衍生出的编队自身的要求。因此, 小卫星编队飞行需要进行两个层次的自主控制:编队系统的自主控制和单颗卫星的自主控制[2]。卫星编队系统的自主控制主要完成星座级的状态感知, 决策和执行功能。
根据卫星编队飞行的任务特点, 本文采用分布式自主控制系统结构进行设计。实际应用中, 存在多种分布式自主控制系统结构, 例如主从式控制结构、团队控制结构、对等控制结构等。这几种控制结构之间不存在绝对的优劣势之分, 采用何种形式的控制结构受到多种条件的约束。这里基于功能设计的视角, 从功能分配的角度进行设计, 具体设计如图1所示:
卫星编队自主控制层由中心控制体和多个功能模块组成。其中:“星座中心控制体”负责将各个功能集成到一起, 完成核心控制功能;“编队卫星状态和功能模块”的主要功能是收集和存储星座的状态和功能知识, 采用功能模型进行描述;“编队卫星任务管理、规划调度”是卫星编队自主控制的决策核心, 它根据编队飞行的任务, 利用编队卫星的状态和功能, 进行规划和调度, 产生合理的任务序列, 分配给各个卫星;规划和调度模块采用基于模型的智能推理方式进行工作。
单颗卫星的自主控制主要根据上层分配的任务, 完成具体的载荷操作, 状态测量, 轨道维持, 姿态调整等任务。单颗卫星的自主控制系统采用基于中心控制体的多Agent协作方式, 该结构既实现了基于结构、功能的系统分解, 又实现了对系统的集中式控制。
系统体系结构包括中心控制体和多个功能子Agent。中心控制体又由三个Agent组成, 主控Agent (MCA) 、规划调度Agen (PSA) 、故障修复重构Agent (MRA) 。功能子Agent是相对独立的功能模块, 它可以和中心控制体进行通信, 负责管理系统的局部资源 (对应的子系统资源) , 和硬件直接进行交互。这一设计思路一方面增强了功能子Agent的智能性, 另一方面, 将中心控制体的功能交由多个Agent来实现, 还增强了系统的鲁棒性, 减轻了对单个Agent的压力。
3. 小卫星编队飞行规划调度系统的主要设计
小卫星编队飞行时, 需要各个参与个体共同配合来完成飞行任务, 这就需要一个系统级的任务规划与调度系统, 它可以简单的理解为根据飞行任务目标和在轨飞行可用资源制定在轨运行的子任务和指令序列, 各个节点根据这些序列来完成飞行任务。因此, “编队卫星飞行规划调度系统”是卫星编队自主控制的决策核心[3]。在这样的需求条件下, 设计合理的编队飞行规划调度系统尤其重要。规划和调度系统采用基于模型的智能推理方式进行工作, 它由任务管理、星座状态、星座功能模型、推理机等部分组成, 具体结构。
其中, 任务管理器负责管理编队卫星需要完成的任务, 包括日常状态测量, 根据状态测量结果产生队形保持任务, 完成载荷操作任务, 根据需要完成地面通信和星间通信等;星座状态模块负责描述编队卫星当前的状态, 它一方面描述编队卫星当前的相对位置、相对姿态、轨道等信息, 另一方面, 它需要描述编队卫星的资源现状、功能现状等;编队卫星功能模型是进行规划和调度的最主要知识基础, 主要描述两个方面的内容, 一是对一个给定的任务, 用一个模型进行描述, 二是描述编队卫星有哪些资源和资源的特性;推理机是规划与调度系统的智能核心, 主要任务是根据编队卫星功能模型和当前状态, 分解飞行任务, 根据资源状况进行调度, 消除冲突, 对飞行任务序列进行优化等;在推理过程中需要利用队形保持策略等专业知识, 把这些知识看作一个独立的专家系统, 它和编队卫星功能模型之间建立接口关系。
4. 结束语
小卫星编队飞行的自主控制和规划调度是小卫星编队飞行研究的重点和难点, 本文根据小卫星编队飞行的特点, 从功能分配的角度对小卫星编队飞行的自主控制系统设计进行了研究, 构建了编队卫星飞行规划调度系统的体系结构, 给出了初步可行的系统方案。
参考文献
[1]Jesse Leither, Distributed Spacecraft Systems Technology Development Program[R], NASA, Goddard Space Flight Center, April27, 2001
[2]代树武, 孙辉先.卫星运行中的自主控制技术[J].空间科学学报, 2002, 22 (2) :147～153
自主控制 篇5
原则上拟控制在本科招生计划人数的3%以内
本报北京11月9日专电(驻京记者王乐)在2010年自主招生选拔过程中，北京大学将试行“中学校长实名推荐制”――由中学校长向北京大学“实名推荐”综合素质优秀或学科特长突出的高中毕业生。 据介绍，11月9日至12日，中学可通过传真、来函等形式向北大招办提出申请，经确认取得资质的中学校长，可按分配名额推荐优秀学生。通过“中学校长实名推荐制”方式录取到北大的学生，原则上拟控制在北大本科招生计划人数的3%以内，具体视申请中学及中学推荐学生的情况而定。
北大招生办公室主任秦春华告诉记者，此次自主招生选拔方式的改革，是对人才多元化选拔模式的探索与尝试。对于中学校长“实名推荐”的学生，北京大学将安排相关学科的专家组，对学生的报名材料进行审核。一旦审核合格，该学生将免于参加北京大学自主招生笔试而直接进入面试环节，面试合格者在高考录取时将享受北京大学一批次录取线下降30分录取的`政策;具备教育部规定的保送资格的学生，可向北京大学申请相关专业的保送资格。
据秦春华介绍，在“实名推荐”试行过程中，北大自主招生专家委员会将根据申请中学的办学条件、生源质量等因素，对递交申请的中学进行评审;而只有评审通过的中学，才能获得参加北大“实名推荐”的资质。
自主控制 篇6
那么何谓学生的自主管理?虽然学者们对此有过不同探讨, 但本文拟主要从社会学视角, 运用社会控制理论揭示高校学生自主管理的社会学特征, 以便使高校学生自主管理得到更规范和高效的发展。
一自主管理的内涵
社会控制是美国社会学家E·A·罗斯于1901年在《社会控制》一书中提出的。他认为, 社会控制是“一种有意识、有目的的社会统治。”我国社会学家孙本文则认为社会控制是“社会所加个人行为的任何约束”。一般认为, 社会控制既指整个社会或社会中的群体、组织对其成员行为的指导、约束或制裁, 也指社会成员间的相互影响、相互监督、相互批评。[1]由于研究者的立场、方法不同, 因而对社会控制的理解存在差异。综合各家之言, 所谓社会控制就是运用社会力量对人们的行动实行制约和限制, 使之与既定的社会规范保持一致的社会过程。社会控制是建立在既定的社会规范之上的, 它既包括以纪律约束控制的刚性控制, 又不排除依靠社会舆论进行控制的柔性控制。此外, 社会控制还可以分为外在控制和内在控制, 它主要表现为外在力量的施加, 但并不排除个人内在约束力的发挥。
所谓自主管理, 是指个体按照自我的主观意志, 参照相应的角色规范, 主动协调自己学习、工作、生活中的多种关系的过程。[2]大学生具有一定的主体意识和自主性, 大学生自主管理就是培养大学生的自我控制、自我管理能力, 激励大学生在管理中的主人翁态度, 树立自主管理的思想。只有充分发挥学生自我管理的功能, 才能启动其他管理要素的正常运作, 学校管理才算抓住了根本。正如著名教育家斯宾塞所言:“记住你的管教目的应该是养成一个能够自治的人, 而不是一个要别人来管理的人。”[3]
二运用社会控制理论实施高校学生自主管理的可能性和必要性
运用社会控制理论分析高校学生自主管理的逻辑前提, 是高校学生自主管理本身蕴藏着与社会控制理论相关的社会学事实。高校学生自主管理的社会控制理论研究关乎自主管理的实践命运, 是本研究的价值所在。
(一) 运用社会控制理论实施高校学生自主管理的可能性
长期以来, 传统的高校学生管理过分强调教师的主导作用, 学校管理者依靠其权力因素, 根据学校的实际情况制定一套系统完整、切合实际的规章制度, 要求学生必须遵守执行。这种单一的“刚性控制”以“规章制度为中心”, 学生的自主性、创新性受到压抑, 学生容易产生逆反心理, 从而导致学生思想政治工作苍白无力, 难以适应现代高等教育的要求。这种刚性控制也在客观上承认了高校学生管理中存在着一定程度的控制霸权状态, 要使高校学生管理取得更好的效果, 教师一方面应注重刚柔相济, 在强调纪律约束的同时, 实施“以人为中心”的柔性控制;另一方面使学生合理分享管理权, 在制度上确立学生的自主管理权, 从而使得学生分享权力的合理欲求有可靠的制度保障。学生主体由此获得了控制其在校行为的权力, 同时也承担着一定的责任。从社会学的层面上, 自主管理的意义在于它明晰了学生管理中控制权力和责任承担, 使这种控制权力与责任承担由分离走向耦合。
由此可见, 自主管理这一概念本身蕴含着学校管理权力的分配及相应的责任承担这一与社会控制理论相关的事实, 这为自主管理的社会控制理论研究提供了可能行。
(二) 运用社会控制理论实施高校学生自主管理的必要性
如果说高校学生自主管理社会控制理论研究的可能性分析更多地属于宏观层面, 那么其必要性分析则更多地属于微观层面。它主要关注高校学生管理中学生自主管理面临的一些主要问题。自主管理这一概念蕴含着学生管理控制权力的分配及相应的责任承担这一社会学事实。高校学生自主管理中的自主是相对而言的。因为, 个体在自主管理过程中除了受自身因素的影响之外, 往往还受到社会角色规范的制约, 这种制约包括硬性的政策规定, 也包括道德、舆论等等。控制权力在不同主体之间的分配也决定着与之相对应的责任承担。上大学之后, 学生能够自由支配的时间和面临的选择突然之间增多了, 部分学生很快适应了这种变化, 进行了有效的自主管理, 而更多的学生则需要经历很长时间的迷茫和不知所措, 还有极少部分学生甚至认为该弥补以前的艰苦岁月, 完全以享受为准则进行自主管理。这表明, 学生个体行为的控制只有控制自主性水平的差异, 而不存在控制有无自主性的问题。正是在这种意义上, 可以说学生行为控制的首要特性是自主性, 学生个体对其行为的管理和控制是一种自主性控制。
因而在高校学生管理实践中, 学生自主管理应落到实处, 做细做精。自主管理由观念性存在变为一种高校学生管理实践具有较大价值, 这正是高校学生自主管理社会控制理论研究的必要性所在。
三社会控制理论在高校学生自主管理中的应用策略
著名教育家杜威认为:教育即生活, 学校即社会, 从做中学。可见, 学校是学生社会化的重要基地, 学校中的很多行为属于社会性行为。下面将从社会控制理论角度探讨在高校管理实践中如何控制学生个体, 实现学生自主管理。
第一, 从控制主体来看, 树立“以生为本, 自我管理”的理念。传统的学校管理中, 校领导和教师构成整个学校的控制主体, 学生往往是被动的接受控制, 是控制客体。当前的高校学生管理要求转变思维, 学生既是控制客体, 又是控制主体, 学生应当拥有一定的管理权和决策权。教师和其他外部条件的控制是外控制, 外控制只能在表面上使学生畏服, 不能使学生从心理上真正接受学校的管理。只有当控制依靠内部力量时, 学生才能将学校规范加以内化, 从而自觉的遵守学校纪律。
高校学生自主管理的终极目标是“自我选择、主动学习、卓越发展”。大学生是实践和认识的特殊主体, 对事物有其独特的认识和改造周围及自身的能力与方式。大学生在自主活动过程中会按自己的方式形成一定的规则, 在自主管理中提出意想不到的措施和方法。这种积极能动的态度和行为就是他们实践和认识周围世界及其自己的特殊方式。对于此, 教师应给与积极的肯定和引导。因此, 教师应从“管理”学生转变为服务学生, 寓教育于服务之中;从管人、管物等“硬”管理向以引导、疏导为主的“软”管理转化。
第二, 从控制方式看, 建立科学合理的管理体制, 以刚性管理为基础, 坚持刚柔相济的原则。当今的大学生主体意识强, 过于以自我为中心, 他们对自身的尊严和权利意识具有更高的诉求, 而且有明显的契约观念。他们在生活状态不满意和自己的需要得不到满足时, 更多的用“维权”的理念处理问题, 而不是简单地服从、听从或顺从。这就要求在高校学生管理中, 要创新管理模式, 实现刚性管理与柔性管理的有机结合。一方面, 学校管理者依靠其权力因素, 建立健全一整套科学合理的规章制度, 健全学生管理组织, 对学生产生一定威慑力和纪律约束, 这是开展正常学生管理工作的基础;另一方面, 把柔性管理引入学生教育管理工作中, 依靠民主管理调动每个学生内心的主动性、积极性和创造性, 引导学生把学校规范转化为自己的自觉认识, 把班级目标转变为班级成员的自觉行动, 从而在学生心理上产生内在驱动, 形成自我约束力。
第三, 从控制的对象和目的看, 高校学生自主管理的控制对象主要是学生个体的学习活动和实践活动。无论是基于学校管理者的外控制还是基于学生自主管理的内控制, 其控制对象都是学生个体的活动, 离开学生个体的活动, 外控制和内控制都不可能发生。内控制之所以发生, 是因为学生个体具有生成关于学习活动和实践活动意义的心向。因此, 在高校学生管理中, 不能简单的把制定好的制度和纪律运用于学生身上, 而是要把学生作为教育活动和管理活动的合作伙伴, 让学生从纪律的制定与遵守中发现问题、学习解决问题的办法。在实际工作中, 辅导员要鼓励学生自己制定学习目标, 指导学生做好职业生涯规划, 引导学生组织拓宽思路, 创造性的组织和开展活动, 并不断的进行自我评估和反思。学生自己制定和理解的规章制度以及学习目标更适合于其自身的发展。由此可见, 高校学生自主管理成为学生成长的一种途径, 促使学生“自我教育、自我管理、自我服务”意识的形成。
总之, 大学是学生自主生活、自主发展之地, 高校学生管理既不是教师对学生进行的霸权式控制, 也不是学生对自身自主性控制的绝对化, 学校对学生的管理需要两者的有机结合。因此, 高校应转变理念, 坚持刚柔相济的原则, 大力实施学生自主管理, 在实践中不断探索学生自主管理的方法, 提高学生自主管理成效, 实现学生工作的终极目标。
参考文献
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自主控制 篇7
美国军方于2004年开始开展无人机自主空中加油系统的研制工作,分别采用GPS,机器视觉识别等方法测量受油机与加油锥套之间相对的距离,于2007年完成了自主空中加油的验证工作[8]。我国在1992年完成了首次空中加油对接,并于2005年首次成功实施多吨量的空中加油。自主空中加油的理论研究也处于有步骤地发展阶段,例如基于输入-输出非线性反馈线性化方法研究了硬式空中加油的控制系统[10]。相比美国等其他发达国家,我国的自主空中加油研究起步较晚,发展空间较大,而且软管式自主空中加油控制系统干扰较多,增加了对接难度且降低了安全性。因此,开展软管式自主空中加油研究,提高空中加油的成功率和安全性是当前迫切需要解决的关键课题之一。
本文针对软管式自主空中加油过程,为实现受油插头对加油锥套的动态跟踪与对接,假定受油机与加油机之间的相对位置通过DGPS或者视觉传感测量获得,采用参考轨迹观测器实时估算出受油机期望跟踪的状态量与控制量,并通过全状态反馈控制,实现对受油机的飞行控制。
1 受油机动力学模型的建立
空中加油分为会合、对接、加油和分离四个阶段[1]。软管式空中加油过程中,受油机按照指令程序与加油机在指定空域会合,加油机放下加油锥套,受油机飞行员控制飞机,实现受油插头与加油锥套的对接,装在加油机吊舱内的燃油泵将加油箱内的燃油经输油管输往受油机油箱[11]。加油时受油机与加油机的相对位置必须保持稳定,实现跟踪控制[9]。加油完成后,受油机与加油机分离。由于加油机与受油机相距很近,受油机受到大气紊流和加油机尾流的影响,控制不当,极易引发安全事故。
图1为空中加油对接示意图。加油机匀速直线平飞,假定受油机已调整到最佳受油姿态并以相同的速度平飞。接到对接指令后,通过处理传感器信息获得相对于加油锥套的位置信息,由飞控系统实现加油插头与受油锥套的对接与保持。
图1中{xbybzb}为受油机机体坐标系,其中原点ob取在飞机质心处,坐标系与飞机机体固连,obxb轴与飞机机身的设计轴线平行,且处于飞机对称平面内,obzb轴在飞机纵向对称平面内,且垂直于obxb向下方,obyb轴按照右手法则确定。{xnynzn}为地面惯性坐标系,其中原点on取地面上的一点(如飞机起飞点),onxn轴处于地平面内并向北,onyn也在地平面内向东,onzn轴垂直地面指向地心。
受油机在完成与加油机会合后,以相同的速度与加油机保持匀速直线水平飞行,在对接加油过程中,受油机的状态变化不大,故受油机动力学特性可以采用线性模型描述:
式(1)中状态变量x=[u,v,w,p,q,r,φ,θ,ψ]',u,v,w为受油机在机体坐标下的三轴速度,p,q,r为机体轴三轴的角速率,θ,φ,ψ分别代表受油机的俯仰角、滚转角和偏航角。控制变量u=[δe,δa,δr,δT]',分别表示升降舵,副翼,方向舵与油门输入。输出量y=[X,Y,Z]',为受油机插头在地面惯性坐标系下的空间位置变化量。空中加油的过程要求实现受油机受油插头与加油机加油锥套实现对接,也即受油插头与加油锥套在地面坐标下的相对位置为零。
2 受油机飞行控制系统设计
2.1 控制系统结构
受油机根据由差分全球定位系统(DGPS)或者视觉传感器测量并处理后得到的受油插头相对于加油锥套的位置,通过观测器在线估算出受油机预期的状态量与控制量,然后通过全状态反馈控制器,实现对期望状态的跟踪,实现对接与保持。同时采用参考轨迹生成模块实时计算出受油机期望飞行轨迹,实现了受油机飞行轨迹的平滑跟踪。
整个空中加油控制系统的结构如图2所示。包括状态观测器,状态反馈控制器,和参考轨迹生成模块等部分。其中,噪声干扰η包括传感器噪声、受油机状态反馈噪声和受油机位置反馈噪声,wg代表气流扰动输入。
2.2 状态观测器设计
假定由参考轨迹生成模块产生的参考轨迹为y*(t),要求受油机跟踪y*,则存在期望的状态量x*(t)和期望控制量u*(t),满足
为了求得受油机期望的控制量,定义
对式(3)求导,可得
式(4)中,
定义观测器的表达式为
其中状态矢量定义为^X=[^x^u]T,包含了受油机状态估计量^x和控制估计量^u。L为观测器的增益。
定义观测器的误差e为期望状态和估计状态之间的差值,即
对式(6)求导,并将式(4)、式(5)代入,可得
假设(A1,C1)可观,则观测器增益L为
式(8)中Po是代数Ricatti方程的稳态解,由式(9)求得
式(9)中Qo≥0;Po≥0。由式(8)、式(9)求得的观测增益阵L能够任意配置(A1-LC1)的特征根,使得式(7)表示的误差系统稳定并收敛。
2.3 全状态反馈控制器设计
由状态观测器估算出的受油机期望跟踪的状态量^x与控制量^u,采用全状态反馈控制实现受油机的跟踪控制。定义受油机的实际飞行状态量与期望的状态量之差为
定义实际的控制量与期望的控制量之差为
对式(10)求导,代入式(1)、式(2),可得
为了提高系统的稳态跟踪精度,引入输出量的积分信号,令
取新的状态变量为
对式(14)求导,可得增广系统方程
对于式(15)的系统,采用LQR状态反馈设计控制阵
K=[KIKP],假设(A2,B2)可控,则反馈增益阵K为
Pc可通过代数Ricatti方程求得
式(18)中Q2≥0,P2≥0。
根据式(10)、式(11)、式(14),式(16)可写成
采用受油机状态与控制的估计值替代式(19)中期望值,则可得
式(20)中
将式(20)、式(11)代入式(15),可得
对式(21)进行变换,可得
由式(6)可得,定义,求导可得
则由式(7),式(22),式(23),可得由跟踪误差与观测误差所组成系统的状态方程
由式(24)可知观测器误差方程是独立的,与跟踪误差无关。因此对控制器K阵和观测器L阵进行独立设计。组合系统的特征值由(A2-B2K)和(A1-LC1)特征值组成。输入^u·有界时,选择K,L,可以保证系统稳定,观测误差与跟踪误差收敛至零。
3 加油对接过程仿真
3.1 参考轨迹设计
参考轨迹生成模块的目的是为受油机提供一个与加油锥套实现精确对接的平滑可行的飞行轨迹。定义xref,yref,zref为参考轨迹函数,是时间t的函数。设对接机动在时间间隔(t0,tf)中进行。t0时刻的初始偏移量是一个常数,为:xd(t0)=x珋d,yd(t0)=y珋d,zd(t0)=珋zd。设计的参考轨迹如图3所示。参考轨迹分为两阶段。
第一阶段,时间从t0持续到t1,目的是使受油机消除初始偏移量y珋d和珋zd,在ynzn平面内使得受油插头跟踪加油锥套。其中t1=γ1tf,参数γ1确保轨迹的变化平滑,即受油机因此能够有足够的时间来跟踪参考轨迹。分别定义yref和zref:yref(t)=f(t)ay,zref(t)=f(t)az,f(t)≡[t4t5t6t7],其中ay,az的四个系数由t1时刻的最终偏移量、零初速度、加速度产生,如式(25)所示,而在xn方向上,要求在t0,tf时刻内实现位置的跟踪。令
其中tx为某一时刻,则系数ax,ay,az分别为:
第二阶段时间从t1持续到tf,进一步减小实现xn方向上的相对位置。由于受到气流扰动的影响,加油锥套会在ynzn平面内会来回振荡,因此需要受油机跟踪加油锥套侧向和垂直方向上位置的变化。
定义该阶段跟踪轨迹为:
从而实现第一阶段到第二阶段参考轨迹的平滑过渡。
3.2 加油锥套的动力学模型
加油锥套与加油机一起沿xn方向向前运动,同时由于受到大气紊流以及加油机尾流动的影响,加油锥套在ynzn平面内振荡,对受油机插头的对接带来困难,其动力学模型如下:
定义加油锥套状态矢量
式(29)中Δxd,Δyd和Δzd代表由于气流扰动引起的加油锥套在惯性空间位置的变化量。wg(t)代表大气紊流产生的外部干扰输入。气流的模型采用Dyden紊流模型[12],仿真中分别加入了无风、轻微、中等、剧烈强度四种不同的气流扰动。
3.3 受油机飞行控制系统仿真实例
以文献[12]的飞机模型进行对接仿真。假定受油机在海拔6 000 m的高度处,以V=126 m/s飞行,初始时刻加油锥套与受油插头相对位置为(30 m,-15 m,15 m),即加油机位于受油机的前左上方。受油机收到对接指令后,跟踪控制系统工作,受油插头跟踪加油锥套并实现对接。图4为受油机受油插头的在剧烈湍流中的三维运动轨迹。其中实线代表根据加油锥套的动态特性设计的受油机运动的参考轨迹,虚线代表实际受油机的三维动态运动轨迹。
图5为受油机四个控制量参数。图6为受油机十二个状态量参数,包括受油机三个轴向上的速度、角速度和姿态。
分析图4—图6,在Dryden剧烈紊流下,受油机仍能精确地跟踪加油机的锥套并实现精确对接,在对接后能够精确跟踪加油锥套的运动,并且保持控制量在工程应用允许的范围之内。考虑无风、轻微、中等和剧烈强度的四种不同风扰动,并进行仿真验证。仿真结果显示受油机跟踪加油锥套的性能良好。
图7为Dryden剧烈紊流下三个轴向上的跟踪误差曲线。由图7可知,Dryden剧烈紊流存在时,受油机第二对接阶段,y轴、z轴方向上误差振荡较大。
4 结论
本文采用基于参考观测器的全状态反馈控制方法设计了软管式自主空中加油受油机的飞行控制系统,保证了受油机动态跟踪加油锥套,实现了受油插头和加油锥套的精确对接,并进行了仿真验证。该方法较为简单、有效地解决了受油机的控制问题,考虑到加油锥套受阵风干扰的运动问题,设计了一个平滑的两阶段参考跟踪轨迹,适合软管式空中加油的工程应用,为改进人工空中加油提供可选方案。未来空中加油系统将拥有更高精度的近距离观察定位传感器,具有更好的自适应性和鲁棒性,适应更为全面的现实约束,能够基于一个庞大、优化的导航算法,建立一个更快捷、更精确的数据链,进行精确的自主编队空中加油,推动我国自主空中加油控制技术向着更高、更全面的方向发展。
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浅谈自主品牌汽车企业的成本控制 篇8
目前,我国的汽车产销量已居全世界其他国家的首位,是全世界汽车产销量最大的国家,但由于在技术创新、资金投入以及发展基础等因素限制的影响,我国的自主品牌汽车企业存在着核心技术创新研发能力落后的现状。此外,我国的轿车工业,基本上被合资的汽车企业所垄断。经过多年的摸索和学习,虽然有所改善,但是自主品牌轿车企业在规模、市场份额、盈利能力等各方面都处于劣势地位。虽然目前我国的自主品牌汽车企业还存在一定的缺陷,但并不能就此否定掉我国自主品牌汽车企业存在的重要作用和发展前景,自主品牌汽车的重要性表现在有利于稳定国家经济安全、提高国家工业实力以及维护国内消费者的利益等。
随着近几年销量增速放缓以及产能的提升,给我国的汽车市场带来了进一步的市场压力。特别是基于环境考虑以及城市管理的需要,一些大城市实现了限购政策,对于汽车市场销量是一个很大的打击。按照产品通行的定价法,产品价格=制造成本+研发成本+市场推广费用+销售费用+管理费用+汇兑损益+合理利润+品牌溢价。相比合资品牌,自主品牌最突出的困难点是品牌溢价低。而在合资品牌强大的品牌溢价能力面前,自主品牌只能“避其锋芒”,改走强化性价比道路。自主品牌未来将面临更加严酷的市场竞争考验,除去同时自主品牌之间的“内斗”,销量增速的放缓压力会倒逼合资品牌会采取降价等一系列措施,这对于溢价能力低的自主品牌更是会受到合资品牌的无情碾压。与此同时,人力资源成本的优势也逐渐消失,自主品牌的发展越来越艰难,品牌无法构成核心竞争优势,通过优化内部管理来做好成本控制成了当务之急。
2自主品牌汽车企业的成本控制阶段
要破解自主品牌汽车企业发展过程中遇到的难题,除了加强自主研发、掌握核心技术、改善产品质量等方法之外,还必须强化新产品成本控制,在为消费者提供优质低价产品的同时,保证企业的盈利能力,这样才能实现企业的可持续发展,才能有更多的资源投入在技术的研发、改善产品质量上。因此自主品牌轿车企业,必须将新产品开发与成本控制结合起来。
自主品牌的汽车企业的成本控制可以分阶段进行:设计阶段的成本控制、采购成本的控制、量产后期成本控制。
2.1设计阶段成本控制
通过论证,80%的成本是设计出来的。所以在项目初期或是产品设计阶段的成本控制时最直接且是最有效的。优秀的设计不止能得到好的产品,更能提供好的感受。成本控制对于整个产品的体系从制造,生产到管理运输等都会有所优化进而得到提升,主要可以从下面三个方面进行成本控制。
2.1.1面向客户的需求进行产品设计
汽车销售出去形成销量,口口相传形成口碑,好的口碑累加可以提升品牌溢价能力。所以能精准辨识客户需求这一点非常重要。新产品汽车的市场定位在哪里?对应的客户群的关注点在哪里?产品的赢点在哪里?这些都需要在汽车设计之初就要确定下来。相当于把整个产品的框架基本上都定义清楚了。通过精准辨识能够把多余的设计去掉,进而实现产品成本控制;
2.1.2目标成本法
通过对产品的客户需求的辨识,倒推出对产品的目标成本范围,通过层层分解,传到到产品工程师手中。在产品设计阶段设置成本目标,相当于给产品设置了红线。通过这种方法能够明确定位,提升产品工程师对零件的理解和方向,进而实现产品成本控制。
2.1.3竞争对手的对标分析
现在越来越多的被主机厂采用,通过对竞争对手的对标分析,学习对方的低成本设计,进而降低自身的成本。比如线束的插接头选择使用国产件等。
2.2采x购成本的控制
采购成本的控制在整个成本控制体系中不可或缺。可以通过以下几种方法实现采购成本的控制:
2.2.1供应商体系的选择
可根据产品定位对供应商的范围进行选择,同时发展自身的供应商资源,也可以与供应商形成战略关系,以实现降成本。并关注其规模化采购能力,供应商销量的增加有助于实现采购成本的降低。
2.2.2供应商参与前期设计
通过对供应商的管理,在前期设计阶段邀请供应商进行平行报价,参与到设计中去。对设计及需求的修改提出建议,从而达到削减成本的目的。等到需求完善后,所有供应商被邀请进行再次报价,对于选中的供应商最终可进行进一步协商实现进一步降成本。
2.3量产后的成本控制
产品投放市场后,仍然需要对产品的成本进行控制,主要方法有:
2.3.1价值工程的运用
定期的成本回顾非常必要的,其中主要的比较好的方法是价值工程(VA/VE)。价值工程方法的概念主要包括以下几个方面,首先它是一个全面和谐完整的系统,它主要针对一些产品、工艺流程以及服务工作等方面存在的高成本或高工作量因素进行识别和处理,从而降低成本或者工作量的工作。该系统完成上述工作是通过运用各种不同的知识和技能来识别并解决那些对于客户需求没有贡献作用的因素,从而使产品的工艺流程和服务工作变得更具高效性和适应性;其次,为了达到产品功能和成本的最优化,价值工程系统通过运用集体性的智慧以及组织性的活动来进行分析,从而最大限度的使低成本获得最大的功能,最终提高产品的整体使用价值。其价值的表达式为:V=F/C,
式中V:研究对象的价值
F:研究对象的功能
C:研究对象的成本
价值工程的核心和目的分别是以提高对象实用价值为目的,以功能分析为核心,以开发集体智慧为动力,以定量计算为手段,从技术与经济相结合的角度上去改进与创新研究对象,研究用最少的代价以取得最合适功能的方法。根据价值工程的表达式,可分为以下几种表现形式:(1)降低成本,功能保持不变;(2)成本保持不变,提高功能;(3)成本略有增加,功能提高很多;(4)功能减少一部分,成本大幅下降;(5)成本降低,功能提高。以上五种看似简单的途径,却能帮助我们在成本控制中如何发现问题、分析问题以及提出解决方案,降低整车产品成本提供了思维的方向,起着指引性的作用。我们可以从以下几个步骤开展价值工程研究:首先,选定对象,根据价值工程的对象原则进行选择,一般对象包括生产过程中急需改进,并在改进功能、降低成本上有较在潜力,易于入手而且有经济效益明显的产品;其次,进行相关信息的收集,主要信息有原材料市场行情,制作工艺、企业内部管理和相关财务数据等等。以上研究步骤可以进一步识别问题根源,从而寻求合理的解决措施和方案。接着通过方案的提出、落实以及跟踪评估,从而明确产品需要满足与确保的功能后,从价值工程分析的基本途径入手,帮助供应商、主机厂共同协作寻求出更好更适合的可以降低成本、满足功能的方案,并对各种方案的经济性、可行性与收益性进行相关的分析与评估,从而最终确定一个最合理的方案,并积极的实施方案,对每个实施环节进行监控和评估。
2.3.2防止成本的反弹
在所有的产品开发项目中,持续进行各模块的对比分析是必要的,在成本出现明显偏差时,需要制定额外的降低成本的措施。在整车开发项目中,不管流程、规划或是跟踪做得如何完善,在具体设计或是上市阶段后仍然会出现大量的变化。针对以上变化制定相应完善的流程及与供应商对于具体变更成本的管理控制时非常必要的。
2.3.3年度成本控制
对于规模化生产的汽车企业,在整个生命周期中,年度成本的削减措施是非常明显的成本控制手段。价值工程作为一门运用管理技术,通过产品设计过程中的成本控制来分析功能与成本的关系,以提高设计项目的价值系数。设计人员要用价值工程的原理来进行设计方案分析,要以提高价值为目标,以功能分析为核心,以经济效益为出发点,从而真正达到成本控制的效果。任何产品的设计指导思想都可以简单地归结为“用最经济的手段提供最适用的商品”。可以说产品设计价值工程实际上就是产品设计的经济运筹学和创造学,从成本控制入手,以价值创新为导向开展产品设计必将为企业的发展注入生机和活力,为企业带来更多的价值和利润。
3总结
综上所诉,自主品牌的成本控制成功与否,直接决定了企业的生死存亡,单一的运用某种方法或是只在某一环节发力已不能满足目前多变且日益严峻的汽车企业生产环境,这就要求自主品牌汽车企业在产品成本管理中综合运用各种成本控制方法。从产品设计到产品生产,从设计部门到采购部门,从项目成本到整个生命周期的产品成本,需要整个产业链、供应链、生产链联合起来,运用先进的方法手段,充分调动上下游的积极性,最终实现产品成本的控制。
摘要：当前我国的自主品牌汽车企业虽然逐步在世界市场中获得声誉,但自主品牌的成本控制仍然制约着我国汽车企业的发展,本文通过提出我国自主品牌汽车企业成本控制的三个阶段:设计阶段成本控制、采购成本的控制、量产后的成本控制,以此希望能为自主品牌汽车企业带来更多的价值和利润。
关键词：自主品牌汽车,成本控制,采购成本的控制
参考文献
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自主控制 篇9
本文在i OS设备及其开发环境下,提出了基于图像跟踪算法的无人机自主航拍巡检系统。在i OS的MVC(Model View Controller)开发模式下,使用DJI Mobile SDK提供的控制软件接口,构建i OS控制终端与无人机之间的通信链路,在Xcode开发环境下调用FFmpeg库并基于H.264标准对实时获取的无人机航拍视频解码,基于Open GL ES For i OS图像库进行视频显示,重点提出高效的改进STC跟踪算法实现对巡检目标的实时跟踪以获得目标在像平面的位置。根据目标成像位置与像平面中心的偏差,自动调整航拍云台方位偏航角和俯仰角,使目标时刻处于像平面中心[1],实现对巡检目标的自主航拍跟踪。
1 总体架构
文中使用的自主航拍系统客户端基于DJI于2015年5月推出的Mobile SDK APIs,该系列SDK开放了相机、云台、飞行姿态、地面站控制、电池、信号、航点信息等接口,因此本系统具备了改变无人机相机航拍参数、操控云台、获取飞行器飞行姿态以及航拍目标视频等功能。系统核心为两大模块,分别为飞行器云台控制模块和基于自适应尺度的STC目标跟踪算法[2,3]。总体功能框架如图1所示。
基本流程为:首先i OS设备通过USB通信接口与无人机控制器连接,机载无线图像传输系统将航拍相机原始YUV格式视频图像基于FFmpeg库实现H.264标准的压缩和传输[4],i OS设备由无人机控制器获取接收视频原始帧,并进行标准解码、显示、格式转换。在UIImageview对象下[5],调用了自适应尺度的STC跟踪器对Mat格式视频图像信息进行目标跟踪,获得跟踪目标的中心位置,根据该位置坐标和像平面中心的误差,云台动作控制模块生成云台角度调整参数并对云台进行角度调整,完成一帧的视频处理过程。
1.1 图像传输与显示模块
DJI Phantom3飞行器的航拍设备拍摄的视频分辨率为3 840×2 160,采用H.264标准进行视频编码,并通过无线图像传输系统进行无线传输。为完成对该编码视频的解码、显示、处理,在Xcode开发环境下,在链接库中添加FFmpeg的头文件和.a格式静态库文件[6],在Frameworks下,添加DJI Mobile SDK相关库,包括DJISDK.framework和libz.dylib。在视频解析、显示函数中定义基于H.264标准的视频接收、解码部分代码位于SDK中Video Frame Extractor.m和View Previewer.mm,视频的显示函数位于Movie GLView.m内。
通过调用Open GL库中GLView控件实现图像的渲染,使用接口函数_gl View render:_render YUVFrame[]完成对YUV格式视频帧的渲染。在实际渲染中由于i OS不支持直接渲染YUV颜色制式图像,视频解码后首先进行了由YUV到RGB颜色制式的转换。转换涉及公式如下
为实现图像处理算法对图像的调用,在View Previewer.mm增加了基于UIImage View控件,以上图像格式转换流程如图2所示。
1.2 图像处理算法
图像处理算法模块是实现自主航拍跟踪的核心,为了提高算法实时性和稳定性,系统基于Opencv For i OS实现STC跟踪算法,Opencv是一种包含了常见图像几何变换、滤波、分割、特征提取等操作的开源方案,具有较好的跨平台运行性能和优异的执行效率,在Xcode平台下进行C++/Object-C混合编程。
在Xcode的Building Phase Framework下添加Opencv2.framework,在View Previewer.mm头文件中添加Opencv相关头文件,创建基于UIImageview控件的跟踪视频显示,实现方法为创建UIImageview对象UI-Image*image,并通过调用CGRecmake()对image.frame属性进行设置。完成UIImageview的创立后,使用delegate方式实现对图像处理算法的调用,使用GCD(Grand Center Dispatch)dispatch_async方式完成对主线程的分配,方式如下:
对H.264标准视频解码、显示、处理需要进行高复杂度、多线程运算,对i OS应用程序、CPU负担极大,其中一个堵塞会引起视频卡顿甚至程序崩溃,这对i OS应用程序的多线程设计提出了较高要求。本系统使用i OS多核多线程特有的GCD任务并行执行线程池解决方案,该技术能够根据系统负载自动增减线程数量,并且实现方式简单,占用资源极少,有效避免了视频卡顿和线程拥堵。
Delegate切合i OS的MVC、单线继承编程思想,可以使主线程中对象更加规范化同时满足对多重场景的及时响应。在主线程中调用图像处理算法前,将UIImage格式图片转换为Mat格式以适应Opencv中特殊制式的图像处理操作,调用方式为:
转换完成后,调用process Image:mat Image完成图像跟踪算法,当外部再次触发设置的delegate则结束图像处理,将图像转换为UIImage进行显示,完成主线程任务。
1.3 云台控制接口
在Gimbal.m文件中定义了云台方位偏航角和俯仰角控制函数接口,其实现函数分别为:
分别用于设置方位偏航角度向前、向后,俯仰角度向上、向下。以俯仰角度向上调整为例,其具体实现方式如下:
首先在以上函数内进行云台角度调整结构体参数设置DJIGimbalRotation pitch={YES,15,Relative Angle,Rotation Forward};
调用set Gimbal Pitch完成角度设定命令的发送setGimbal Pitch:pitch Roll:roll Yaw:yaw withResult:nil。
2 自适应尺度的STC跟踪器的实现
图像跟踪算法是自主航拍系统实现的核心任务,要求算法具备良好的实时性、稳定性,同时能以较高成功率完成对目标的跟踪。STC跟踪器是由Zhang等于2014年提出的基于贝叶斯框架下的高效目标跟踪算法,与目前常用的Meanshift、尺度不变特征等跟踪算法相比,在执行效率、抗遮挡能力、对目标尺度变化的适应性等方面均有显著优势[7]。
2.1 STC算法原理
在STC算法执行中,当前帧目标中心位置设为x*,上下文特征定义为集合Xc
其中:I(z)定义了该点的图像灰度;Ωc(x*)是以x*为中心的局部邻域。当前帧跟踪位置x相对于跟踪目标存在的概率可表示为c(x)=P(x|o),o为跟踪目标。根据概率公式有
显然对于当前帧上下文区域内任意位置x其置信图由两部分组成,P(x|c(z),o)为跟踪区域内具备上下文特征的各点相对跟踪目标的存在概率,P(c(z)|o)为上下文先验概率,即跟踪目标出现在上下文局部区域的先验概率。
根据当前帧与前一帧相关性可知,距前一帧中目标所在位置较近的点在当前帧中属于目标区域的可能性越大,并且其可能在一定范围内,满足距离目标中心位置越近其存在可能性越大,一般认为该分布满足高斯分布,在STC跟踪器中,使用了简化的高斯分布,并将置信图函数表示为
其中:表示卷积;;a为归一化参数,作用是使P(c(z)|o)∈[0,1],σ为尺度参数,I(z)为z点灰度值。在式(4)中可先进行快速傅里叶变换再将对应像素相乘,所以式(4)可转化为
其中:F代表快速傅里叶变换;⊙表示像素乘积。
STC跟踪器将图像跟踪问题转化为非参数估计问题,并通过FFT求解置信图极值获取新一帧图像跟踪目标位置。
2.2 自适应尺度STC算法设计
根据式(5)可知置信度与某像素点的二维卷积有关,对式(4)做适当改动。设上下文区域集合Xc={c(z)=(I(z),z)|z∈Ωc(x*)}中某像素点为z(x,y),记
式中:K(z)=exp(-(x2+y2))/2σ2,为二维高斯分布,
为文献[8]提出Harris角点协方差矩阵。
根据式(7)中Harris角点和STC跟踪器在目标判别方法上的相似性,本文提出使用Harris角点表征STC算法中的特征分布情况,并根据包含跟踪目标特征角点最多的凸包确定初始化目标的尺度,通过角点分布确定跟踪中心点位置。在图形学中,常用凸包表示可以将所有具备特征的点集包围的凸多边形。采用Graham扫描法获取包围风机角点的凸包。
在实时巡检视频中为实现在线逐帧更新STC尺度,将尺度算法更新如下
1)跟踪窗尺寸、尺度参数初始化
其中:S(Ω(h(xi)))为获得的目标特征聚类角点多边形的面积;S0为初始化跟踪区域面积;η取1.5~2.5之间较为合适;k文中设定为1/S(Ω(h(xi)))。
2)在线更新尺度参数。其中引入尺度参数变化率vσ用于表征尺度变化速度,如尺度变化超过阈值,则此时跟踪器跟踪效果较差,需重新执行步骤1),设置跟踪窗面积和尺度参数,未超过阈值情况下尺度参数在线更新方法如下
式中:s't为相邻两帧图像尺度变化的预测参数,为避免因噪声造成尺度变化过于敏感,在st+1计算中使用惯性滤波。
3 云台角度调整算法
设当前帧像平面内目标中心坐标为(ucurrent,vcurrent),像平面中心坐标为(ucenter,vcenter),则像平面内水平和竖直方向目标需要移动的像素分别为
需要将像平面的移动距离转化为云台在方位偏航角和俯仰角的转动角度,建立基于小孔成像模型的相机成像数学模型,如图3所示。
根据相机的视场计算公式
其中:W和H分别是拍摄设备像平面图像水平和竖直方向的像素值大小,f为拍摄设备镜头焦距。根据式(11)得到目标偏移成像公式
其中:α和β分别为拍摄设备在水平和竖直方向上拍摄视角,根据式(12)有
式(13)说明了云台在俯仰和方位偏航方向上角度的调整值与当前帧目标中心位置与像平面中心位置的像素差之间的转换关系。目前航拍设备采用的拍摄设备拍摄视角94°,已达到广角镜头的标准。可以看出云台的转动对目标在像平面成像位置影响较大,因此实现对目标成像位置的实时调整非常重要。
4 实际调试与测试
图4展示了自主航拍系统客户端界面,界面中“Captrue”按钮用于启动对航拍视频的显示跟踪,“Record”则将实时保存接收、缓冲到的视频数据,“Image Pro”用于触发图像处理算法,滑动条用于手动控制云台俯仰角度上下调整。为了说明STC跟踪算法实际效果,图5为Meanshift、原始STC、改进STC跟踪算法在实际航拍目标跟踪过程中跟踪效果测试和对比。图中虚线跟踪窗为Meanshift算法,深色实线跟踪窗为原始STC算法,浅色实线跟踪窗为改进STC算法。航拍场景为无人机进行旋转以改变飞行方向,同时需要航拍系统继续跟踪目标,此时无人机旋转速度可达1.5πrad/s,对跟踪算法执行效率和稳定性要求极高。由于初始帧可以正面拍摄到风机,因此分机形状较为分散,改进STC跟踪器的初始化跟踪窗口面积比原始算法要大,与原始STC跟踪器在旋转中后期丢失目标相比,改进的STC算法可以实现目标完整的跟踪,且跟踪误差趋于平稳。Meanshift算法误差开始较小,但随着拍摄角度和距离发生变化,造成目标颜色特征变化,Meanshift算法跟踪误差无法趋于稳定,而STC跟踪器和改进STC跟踪器对于目标的形变和形态变化不敏感,可以稳健跟踪。
定义跟踪误差计算方式为
式中:xi*和yi*为跟踪算法跟踪窗中心;xo和yo为跟踪目标实际形状质心。若跟踪误差大于跟踪窗较长边长则视为跟踪失败,则3种算法跟踪成功率分别为8.3%,16.7%,91.7%。
5 结束语
本文搭建了基于DJI Mobile SDK的无人机自主跟踪航拍云台控制终端,研究了基于STC框架的适应实际电力行业航拍巡检的目标跟踪算法。在i OS开发环境下采用Open GL ES对视频进行渲染、显示,采用GCD方式避免了视频播放、图像处理、云台控制等线程拥堵,在Opencv for i OS基础上,实现了自适应尺度的STC跟踪算法,有效解决了航拍目标在遮挡、尺度变化、航拍无人机旋转、目标重叠等情况下跟踪效果下降的问题,实现了航拍巡检系统在不同场景下对目标的跟踪。
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自主控制 篇10
从20世纪80年代自愿组建的经济联合体演进为90年代初期的企业集团主要活动实行“六统一”,90年代后期的企业集团又从过去的企业间横向联合演进为实行以资本为主要纽带的母子公司体制。在我国,企业集团的内涵经历了一个特殊的演进过程,这也造成了国内企业集团面临的一些特殊问题。
一方面,当前我国大型企业集团母公司多为国有独资或控股,且政府为主推动的行政授权方式也成为企业集团化的主要力量,因而,母公司会因承担额外的政府社会职能造成母公司制度建设相对滞后于子公司,两者冲突在所难免。另一方面,我国地域辽阔,各地区资源禀赋、所处区域、经济发展基础及改革开放先后等因素的不同,导致同一时间全国各地区之间处于不同的发展阶段上[1]。受这种客观环境约束,母公司可能在实施管理时选择权力高度下放,给予子公司充分自由权,但随之而来的问题是子公司作为独立、分散的利润中心,自身追求利益最大化的行为会影响企业整体利益,甚至出现内部散乱、效率低下的情况[2]。此外,加上地区分散带来的子公司创业特性、行为及特定优势,使母公司做出判断和决策的有效性显著下降,母公司拒绝的子公司自主行为可能才是贡献企业整体的最佳选择。因此,母公司控制一直成为国内外学者和企业家亟待解决的问题。
1 母公司控制能力的重要性及控制研究的发展
1.1 控制的重要性
母子公司关系更像是委托和代理的关系(Eisenhardt)。作为委托人,母公司不能有效制定所有决策,只能依赖子公司特有知识;同时,由于子公司当地利益诉求不一定总与母公司或整个企业一致的事实,使母公司也不能将决策权完全下放给子公司[3]。
这就产生了经典的控制问题,且在大量有关如何处理母子公司关系和子公司自主权程度的文献中出现。对企业来说,必须把握住对每个区域机遇和限制的回应,这包括区域政府干预和由于技术及文化上的差异产生的多样化市场需求(Bartlett和Ghoshal),但由于地理和文化距离的存在增加了控制成本,并加大了保证企业内部下属机构合作的难度。也就是说,跨区域战略会增强企业管理和控制的各方面难度,加大子公司管理者评估的任务。当子公司管理者需要面对适应所在区域环境的复杂性时,企业绩效系统必须考虑各区域一致性问题,并允许通过统一的管理评价来评估子公司运营和业绩。
1.2 控制研究的发展
过去几十年学者们对控制范式的称呼都不尽相同,如控制水平、控制模式、控制机制、控制系统等,但这些控制本质上都涉及组织设置、行为规范过程和组织绩效。Child认为控制是对组织内行为的管制,通过这种方式使行为按照企业制定的政策、规划和目标进行。这一定义强调了控制对保证组织最终目标实现的重要性。根据代理理论,委托方(母公司)通常期望对代理者(子公司)进行控制,实现代理关系成本的最小化。传统上,代理理论学者认为委托方倾向于使用3种类型的控制机制[4]:文化、行为和产出,并伴随不同程度的强度。后续研究中的财务和战略控制大致等同于产出和行为控制。
Ouchi指出行为和产出是可以被监控和评估的。如果产出测量具有可行性和有效性,那么产出就会受到监督和控制。这一控制方式主要关注结果,而不需要考虑由于组织成员复杂性问题而对控制方式的选择。如果产出测量并不具有可行性或者对它们的有效性存在质疑的话,那么另一种控制方式,也就是Mintzberg命名的“行为规划”就会被采用。事实上,行为规划更具约束性,它要求下属个体在特定时间点执行特定决策和行为。如果对于规范、监控行为或产出存在困难和不可行性,那么企业可能只能通过对下属成员进行组织价值观和使命的思想灌输,并期望它们能够按照组织意图来采取行为;此外,下属成员的行为可能很难在较长时间内辨认出来,这会使企业的日常控制更加困难。
2 跨区域子公司的创业型自主行为
2.1 区域差异带来的子公司创业特性
在传统研究领域,创业一直是组织谨慎对待的议题。Birkinshaw认为地域高度分散更要求企业必须听从子公司管理者的意见,这也成为诱使子公司具有创业性的原因之一。
为何企业覆盖区域会呈现高度分散的特征?考虑到中国情境中的制度转型、高速经济增长、要素市场不完善、市场竞争激烈,以及“关系”在商业活动中的作用,地域扩张成为企业进行范围、规模经济的主要方式之一。理论界将其称为区域多元化,也就是把企业触角延伸至不同区域,在不同的区域市场上开展经营活动。区域可以是国内的省、市,也可以是国家。不同区域间政策扶持和约束、消费者基础、经济环境、区域优势资源、文化差异等方面的差异,以及母公司对子公司所在区域市场信息的不确定性,使子公司更容易在隶属企业的外部寻找更多有利于自身和集团发展业务的机遇。目前随着国内外区域多元化进程的加快,子公司逐渐体现出创业性的特征。Boojihawon等人发现子公司的这种创业特征会与一些关键概念联系在一起,如全球视野、创业导向、主导行为、开发过程、总部/母公司与子公司的关系、MNC网络(跨国公司网络)、自主权、目标市场服务和地方环境响应。
2.2 子公司自主行为
传统研究更关注于企业层面创业型行为的采取,但是如果这些行为来自于子公司层面,这就会产生新的研究切入点。当前主流研究将这一现象称之为子公司主导行为(Subsidiary Initiative)。但这一称呼并不符合国内子公司的行为特征。考虑到国外企业或国内企业“走出去”的跨国战略与仅限于国内区域扩张战略的差异和我国特殊的规范、制度体系,造成国内集团隶属子公司不可能与跨国子公司具有足够的自主权进行主导行为,因此,在国内市场存在高度分割的前提下,国内子公司这种行为称作“子公司自主行为”更为合适。
这种自主行为本质上就是一个创业过程,是指子公司管理者在市场上采取的深思熟虑的行动。这个定义存在两个重要前提[5]:(1)这种创业精神源自子公司管理者而非总部;(2)这种行为要能使子公司承担更多企业责任(如在全国范围内管理相应的生产线等)。典型的子公司自主行为就是直接指向新的产品、服务或者新的市场机会,而且他们通常代表的是一种扩展或者是偏离子公司的既定任务。各种来源的证据都强调了子公司主动行为的潜在价值[6],但是他们的结果是不确定的,而且在某种程度上嵌入在当地市场环境中,因此,作为取得母公司关注手段的子公司主动行为的效力是不明确的(Schulz)。
3 母公司控制与子公司自主行为关系
企业建立跨区域子公司的主要原因是基于对资源、市场、效率这三方面的诉求,但受市场高度分割等因素影响,子公司在自有权力和资源基础上产生自主行为已成定律。这种行为不仅是企业进入新市场、把握新机遇的重要手段,而且通过内部竞争还能够增强运营效率,但是过度的自主行为也会使子公司产生离心倾向,这只有通过母公司有效的适度控制才能解决。如图1所示,框架中主要包含了2层关系:母公司控制与子公司自主行为之间的影响;子公司区域环境下形成的子公司特定优势对母公司控制与子公司自主行为关系的影响。
3.1 母公司控制与子公司自主行为关系
对母公司来说,很难对具有高度不确定性的子公司自主行为进行结果控制。尽管有些企业大体上认可子公司自主行为,但在实践过程中仍会设置障碍进行产出控制;而且,大部分企业会通过控制系统或系列相关措施抑制子公司创业特性的体现。
母公司控制会影响子公司对其企业内部地位的重新思考,如子公司会意识到自身潜力是否没有得到充分开发、可否通过外部渠道的拓展来吸引母公司关注。一旦子公司在内部管理和行为发生改变,母公司控制机制也会随之发生改变。在这种相互变化过程中,表现差的子公司与高绩效子公司相比,可能会受到母公司更多的控制。如前所示,控制的目的是为了保证母子公司目标和利益的一致性。由于子公司自主行为的贡献不能预先获知,因此组织内部更愿意选择拒绝,而非接受。“企业免疫系统”的产生就是母公司确保企业资源与那些子公司富有成果的机遇捆绑在一起,避免资源浪费和子公司的战略偏离。因此,子公司管理者若要有效进行自主行为,就需要有一定的战略悟性。有学者建议母公司在对子公司行为进行控制时需意识到以下几个方面[7]:(1)子公司管理者文化和其他需求;(2)特殊组织情境需求;(3)能被所有子公司管理者共享的组织的全球视野、核心价值观、文化原则。
3.2 整合控制对子公司自主行为产生的影响
组织理论把产出和行为控制视为两种可替代、可糅合的控制方式,两者都是对追求利益最大化的控制。代理理论学者同样认为产出和行为控制机制的组合具有一定可行性。任何企业都不是理想型的,因此母公司不会单一确定一个控制机制来管理子公司,而是通过几类控制机制或与之相关配套的整合来进行。这种解释有助于分析学者们在研究企业控制进程中发现的那些似是而非的结果。
Galbraith、Nadler和Tushman把整合角色、矩阵结构等作为组织内部下属机构的协调性正式结构机制,其中,整合机制越复杂,保证内部协调有效性的信息处理能力就越强。它们认为,这种机制并不是不需要成本的,根据其复杂性,这种整合机制的执行成本会随之增加。也就是说,当内部机构之间相互依赖程度高时,复杂的整合机制才能保证管理的有效性;反之,对于内部机构依赖程度较低的企业,简单的整合机制就能使管理具有足够有效性。Andersson和Bjorkman假设母公司会使用多种控制和协调机制来减少代理问题,母公司采取的控制方式可以调解子公司自主行为与对企业能力拓展的贡献之间的关系。
3.3 控制与自主行为作用的影响因素:基于资源基础的子公司特定优势
传统研究沿用的前提假设都认为企业特定优势来自于母公司,而Rugman和Verbeke认为在实践过程中子公司也同样能够创造并维持这种优势。此外,Bartlett和Ghoshal、Gupta和Govindarajan等学者也都认识到子公司具备的特殊性和为企业整体效益带来的巨大潜力。首先,根据早期文献,我们认为子公司在拥有资源水平方面的差异必须被企业所考虑。当子公司所在区域环境复杂性提高时,子公司当地知识的重要性也随之增加,并对企业决策产生重要影响。其次,作为资源的一个重要方面,Birkinshaw认为子公司的独特能力与自主行为间的联系非常显著,这类能力能为子公司自主行为提供专门的技术和知识[8]。如果母公司会对子公司自主行为设置障碍,那么自主行为成功实现的一个必要但不充分条件就是子公司具备独特的能力。
随着资源的增加和能力的提高,子公司会:(1)更加不依赖于母公司;(2)对当地经济越发重要,也更受制于当地制度的压力;(3)对企业绩效更加重要,因为它成为了企业整体资源基础的重大来源部分(Prahalad和Doz)。因此,这种类型子公司会结合自身特定优势自主判断行为决策。而当母子公司目标不一致时,这种资源优势就会对企业内控制的可能性产生抵抗的影响,或者限制以整合企业战略为目的的可能性。因此,企业内部不再是理想中的同质化环境,大量差异化要素存在于组织、各子公司内部,这也是母公司控制难度提高的一个重要因素之一[9]。母公司采用的控制机制,需要与不同子公司面临的环境和资源等权变因素相适应(Ghoshal和Nohria)。
4 结语与展望
面对具有竞争力的子公司,母公司该如何使其不被分离,而是设法将其能力在企业内部其他部门得到传播,成为当前控制机制的关键要点。郭朝阳认为在传统多元化企业中,特别是母子公司体制下的下属业务单位,总是想方设法向母公司证明自身价值,以使自己能够继续留在公司中。这是子公司自主行为产生的根本原因。然而,不少子公司通过自主行为的结果却是纷纷从母公司分离出来。这就产生了母公司控制机制形成的必要性。两者的有效协调才能保证子公司在不违背企业整体战略的前提下进行创新行为,为企业带来收益。
此外,在规模较大的企业集团内部,并非所有决策都有利于子公司。为了避免母子公司间的冲突,母公司必需在传统控制工具之外寻找适当的协调机制。尽管大量文献关注企业内部的控制和协调问题,但是母公司对子公司能力向其他内部机构转移的控制战略相当缺乏。此外,一些文献探讨了子公司层面自主行为的潜在价值(如Ling,Floyd和Baldridge;O' Donnell),但是他们并没有证明这种潜在性是如何实现的。因此,这些要点应该成为今后母子公司控制协调的重点内容。
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