区域网-子系统集成

区域网-子系统集成（精选7篇）

区域网-子系统集成 篇1

1 集成创新及运营模式[1]

1.1 集成与集成创新

集成作为一种社会现象早已存在。社会组织是人的集成, 机器设备是零部件的集成, 生产线是机床、工具的集成。但是, 集成作为一个科学概念被人们所认识和明确提出则是近年来的事。企业中的成组单元 (GTC) 、柔性制造系统 (FMS) 、制造资源计划 (MRP) 、准时生产制 (JIT) 、并行工程、技术创新小组等都是将各种不同部门的人才、技术等资源有机地集成起来的组织形式或方法。从管理学的角度来说, 集成是指一种创造性的融合过程, 即在各要素的结合过程中, 注入创造性思维。也就是说, 要素仅仅是一般性地结合在一起, 并不能成为集成, 只有当要素经过主动的优化、选择搭配, 相互之间以最合理的结构形式结合在一起, 形成一个由适宜要素组成的, 相互优势互补、匹配的有机体时, 这样的过程才称之为集成。从技术集成的角度看, 美国学者Macro Iansit认为“通过组织过程把好的资源、工具和解决问题的方法进行应用称为技术集成”。因此, 从本质上讲, 集成是将两个或两个以上的集成单元集合成一个有机整体的过程或行为结果。除了聚合之意, 集成更值得重视的是其演进和创新的含义。集成强调人的主动行为和集成后的功能倍增性与适应进化性, 这无疑是构造系统的一种理念, 同时也是解决复杂系统问题和提高系统整体功能的方法。

集成创新是将各种创新要素通过创造性的融合, 使各项创新要素之间互补匹配, 从而使创新系统的整体功能发生质的跃变, 形成独特的创新能力和竞争优势。其体现几个方面的要点:第一, 集成创新是指创新的融合, 是技术融合的进一步延伸。这种融合通过把企业创新生命周期不同阶段、流程以及不同创新主体的创新能力、创新实践、创新流程和竞争力集成在一起, 从而形成能够产生新的核心竞争力的创新方式。第二, 集成创新涉及技术、知识、战略、组织层面, 区别于单一的技术集成、知识集成、战略集成和组织集成。即超越了传统的企业边界, 要求考虑产品、生产流程、创新流程、技术和商业战略、产业网络结构和市场创新的集成。第三, 集成创新和组织绩效有积极、直接的关系, 是组织获取新财富的有效途径。

综上所述, 集成创新是创新主体将创新要素 (技术、战略、知识、组织等) 优化、整合, 相互之间以最合理的结构形式结合在一起, 形成具有功能倍增性和适应进化性的有机整体, 组织通过学习为商业创新和竞争优势创建一个管理秩序。实践证明, 任何层次的创新, 都不应当仅仅是分配资源, 更主要的是按照既定的目标, 组织和集成资源, 否则, 许多技术和成果就无法实现它应有的价值。因此, 要增强企业竞争力, 必须利用集成创新, 创建和吸收新知识。

1.2 集成创新流程模型

集成创新流程模型演化都集中在如何改善创新项目的理解上。常规的模型认为创新是技术推动、市场拉动和交叉功能团队与供应商和客户集成的结果, 这不能解释和预测复杂产品系统的创新流程。而集成创新流程适应了公司经营环境变化的特点, 比如研发的电子化、战略网络化流程, 以及创新传播超越了公司的传统边界。此外, 重要的环境变化, 比如研发成本增加、技术趋同、产品生命周期缩短、全球竞争增加以及快速的技术变革, 在很多研究密集型企业导致从竞争性到协作性战略转移。而创新者, 作为合作开发流程的一部分, 与初级供应商、研发者, 甚至客户交换电子数据。这些都导致更快速和有效的变革流程, 以及复杂的创新集成。

对于集成创新流程而言, 主要包括3个方面。

1.2.1 概念创新流程。

这更多是针对产品创新流程, 通过在产品创新中的设计概念的体现, 使得社会技术体系不断变革的目标得以实现。在这个流程开始, 一个具体市场需求就被定义。对这个需求的分析导致产品需求。在这个基础上, 产品构想形成了。通过把产品需求转换成多样化产品功能, 为产品设计和开发打下了基础。产品功能形成充分考虑与之呼应的技术和科学原则, 并且通过技术来实现并理解。技术由具体的个体选择知识以显性和隐性的形式构成, 以产品和流程导向发现自然、社会科学和工程的用途。这个实现通过开发新技术或者先前存在的技术来实现。通过生产, 形成适于销售的产品。其结果会推动市场形成、产品维护和分销流程的成熟。

1.2.2 流程创新流程。

这个流程是对与技术相关的流程概念所进行的创新, 它针对各种企业要素组合过程中的变革与创新。对于这个流程而言, 自然和社会科学及工程现象, 决定了技术创新的出发点。技术思想涌现于对现象的观察。如果这个思想是可行的, 实际的技术开发就形成了。从而形成具体的技术, 最终得以利用。

1.2.3 社会创新流程。

社会创新属于环境创新, 是针对社会技术系统中的企业或者主体之间关系的可计划的变革。对于复杂创新系统而言, 社会创新流程显得异常复杂, 由于涉及到各种不可控因素, 社会创新流程的成功和持续与否, 取决于主体之间关系以及这种关系可计划的程度。

2 区域创新体系构建及运营实践

2.1 区域创新系统及其构成

区域技术创新系统是国家技术创新系统运行的前提和组成部分, 是国家宏观技术创新发展与企业创新的桥梁, 其决策目标的制定过程, 是实现宏观创新目标相互作用和相互融合的过程。区域技术创新既是国家宏观创新发展决策的具体化, 又要有利于推动企业创新的发展。区域的创新能力直接关系到一个地区乃至一个国家的国际竞争优势的提升。

区域创新系统的定义: (1) 具有一定的地域空间范围和开放的边界; (2) 以生产企业、研究与开发机构、高等院校、地方政府机构和服务机构为创新主要单元; (3) 不同创新单位之间通过关联, 构成创新系统的组织结构和空间结构; (4) 创新单元通过创新 (组织和空间) 结构、自身组织及其环境的相互作用而实现创新功能, 并对区域社会、经济、生态产生影响; (5) 通过与环境的作用和系统自组织作用维持创新的运行和实现创新的持续发展。

区域技术创新系统应该由下列子系统共同组成。

2.1.1 区域教育子系统。

教育是区域技术创新系统中最重要的子系统之一。在教育协调中, 教育投入与教学机构起着重要的作用。一个地区各类科技人员的合理比例应取决于发展科学技术和区域经济的需要以及科学技术和经济发展水平所提供的可能性。

2.1.2区域科技子系统。

科技体系是区域技术创新系统中的另一重要子系统。科技体系的要素主要有:科技队伍及其结构、科研投入和支出经费、R&D占地区国民生产总值的比例、研究和发展机构、研究和发展机构承担的科技课题和科技服务、科技交流、科技成果及其技术转让等。一个地区的科技体系决定着本地的科技是否可以为当前的经济发展提供研究成果, 以及从外部引进科技时, 能否很快地加以使用、消化和吸收。国内外区域发展的经验表明:一个地区如果没有研发队伍和研发工作, 对引进技术的消化吸收就很困难, 更不用说改造和创新了。因此, 在科技体系中, 必须要加大科技投入, 重视研究发展队伍和研究发展机构的建设。

2.1.3 区域资金子系统。

区域技术创新资金的来源及其数量决定着创新能否顺利地进行, 对欠发达地区来说, 这个问题尤为突出。各个地区都有不同的融资手段, 各个地区政府都有各种研究开发的税收优惠及各种风险投资银行以支持本地区的技术创新。就区域技术创新资金的来源而言, 主要有以下几种:私人资金、风险投资资金、政府补助 (包括拨款) 、集体融资、银行等金融机构的贷款和境外投资等。

2.1.4 区域政府子系统。

在当今社会, 区域技术创新是一个在制度、组织和文化背景下进行的活动, 市场在激励技术创新方面具有自我组织、自我加强的作用, 但市场在激励技术创新方面, 存在若干缺陷, 如市场并不能创造有利于技术创新的外部环境, 很难使科技的发展和创新活动处于社会需求的最优水平。基于市场对激励区域技术创新的局限性, 要求政府从整个区域的全局角度, 在协调区域技术创新系统中发挥积极的作用。政府对区域技术创新的调节主要通过政府制定创新政策实现, 以政策干预来引导科技发展与创新。

2.1.5 区域文化子系统。

技术的创新和进步过程, 必然要涉及到地区的文化氛围。组织和地区的文化是否有利于技术创新, 直接影响到区域技术创新的进程, 尤其是重大的技术创新, 必然是以相应的文化氛围为前提。甚至可以说, 一个地区的文化特性, 可能决定该地区的创新道路。

2.2 云南省曲靖市区域创新集成体系运营模型

根据前述云南省曲靖市区域创新体系构架, 构建起运营模型如图1所示。

该模型将曲靖市区域创新系统中的要素有机地整合和集成在一个模型中, 政府通过创新规划引导和推动整个区域各行业、各类企业的技术创新活动, 同时, 给教育、科研院所指明了地方经济建设服务的科技创新方向, 促进教育、科研院所为地方特色优势产业科技创新服务。通过创新基础设施平台 (开发区、孵化中心、中介服务体系、成果转化中心等) , 进入生产系统。经过农业科技进步集成体系、工业技术创新集成体系和民营科技创业集成体系对创新成果的验证和应用, 成熟的创新成果进入市场, 通过商业机制进一步扩散和推广, 推动经济社会发展更上一个台阶。而创新得到的工、农业产品价值的增值积累又反过来支持各产业创新过程。集成系统模型构建起良性循环的全社会技术创新运营体系。

2.2.1 科技管理集成体系。

科技管理集成体系由宏观指导层 (科技规划) 、中观管理层 (一把手工程、成果管理、基金管理、项目管理等) 、微观执行层 (成果转化体系、示范基地、工程中心等) 构成。

2.2.2 农业科技进步集成体系。

将产前、产中、产后科技创新实现纵向集成;同时, 政府、农业龙头企业、农村经济合作组织、科研院所的科技成果实现横向集成, 促进农业科技进步。

2.2.3 工业技术创新集成体系。

由创新战略集成 (企业家创新战略决策) 、创新管理集成 (文化、组织、人力、资金集成) 、创新过程集成 (工程中心、孵化中心联系政府、教育科研等集成) 、创新成果集成 (成果引进、消化、吸收、整合) 构成。

2.2.4 民营科技创业集成体系。

官、产、学、研的有机整合与集成, 民企之间、民企与行业龙头间等的整合与集成, 以联合创新、整合创新、配套创新为主。

3 启示

(1) 区域创新体系的建设及运营必须以科技管理集成体系建设为前提、指导和纽带; (2) 区域创新体系必须围绕当地优势资源的开发和优势产业的发展来建设, 才能使创新体系真正成为地方经济发展的重要支撑; (3) 区域创新体系的建设, 必须建立较完善的知识创造与传播系统和环境与基础设施系统, 才能构成对人才、技术、资金、项目的较强吸引力; (4) 区域创新集成体系的建设必须与产业集成体系构建相融合 (如工业技术创新集成体系、农业技术进步集成体系、民营技术创业集成体系建设) ; (5) 区域创新集成体系的建设, 必须倡导产业链各个环节企业之间、各个行业之间、同行业大小企业之间、企业与高校科研单位之间的联合创新, 实现区域优势产业集群创新和发展。

摘要：围绕区域创新体系的构建、运营模式进行了一系列实践性的探索。在常规的区域创新体系构建模式的基础上, 提出集成创新的概念, 并明确提出以宏微观科技管理集成为指导, 农业科技进步集成体系、工业技术创新集成体系和民营科技创业集成体系为支撑的区域科技创新系统。同时, 结合云南曲靖科技创新体系的建设实践, 探索具可操作性的区域创新体系建设和运营模式。

关键词：区域创新系统,集成,模型,实践

参考文献

[1]李国强, 王剑屏, 等.科技创新集成体系构建及运营模式[M].北京:时代经济出版社, 2007.

区域网-子系统集成 篇2

起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术历经几十年的起伏和徘徊, 随着科学技术的不断进步, 21世纪前后真空冷冻干燥技术在制药生产的应用日趋成熟, 可以说, 这一时期是真空冷冻干燥技术飞速发展时期, 正是因为其凭借了其他干燥方法无法比拟的优势, 在制药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到了日益广泛的应用。其中, 同其他小容量无菌注射剂相比, 无菌冻干粉针剂 (下简为冻干) 有着更大的优势, 其已日渐成为制药生产与制药市场的宠儿。然而, 冻干粉针剂生产是由冻干机完成的药品冻干工艺, 近年来与洗、烘、灌联动线等无菌生产工艺一起组成的冻干生产线呈现了高速发展的趋势。

1.1 冻干核心区域工程系统集成的必要性

目前, 国内广泛使用的冻干药品生产线, 通常采用对涉及生产工艺的流水线设备/系统、配制过滤设备/系统、清洗灭菌设备/系统, 以及洁净/无菌厂房环境、HVAC系统、工艺用水系统、压缩空气/氮气等公用工程分别设计和组合安装, 这样的结果往往会形成各设备/工程子项目之间标准不统一、建造水平参差不齐。同时, 由于认识的差异可能导致设计建造标准高的项目对药品质量的影响不大, 而对药品质量影响大的项目反而标准偏低, 以致生产系统设计和建造水准的不一致和不平衡, 各工艺、设备与整体工程项目的可验证性也很差。

随着GMP要求的不断提高和国际制药工程界日新月异的技术进步, 要求中国制药行业与国际标准接轨的步伐日益加快, 我国冻干制造区域产业与国外在加工质量、配套设备、自控水平、节能结构和环保要求、人性化设计等方面的差距日趋突出, 尤其在冻干核心区域的关键工艺和主要工艺之间连接方面存在大量不可验证的工艺缺陷。为满足GMP对设备的过程管理要求, 加强工艺技术和设备系统的可验证性, 促使西药和生物制品的冻干工艺走向标准化、国际化与现代化, 提高冻干制造核心区域的安全、可靠、适用的整体性能已迫在眉睫。

加强我国冻干粉针剂制造核心区域产业资源的整合, 建立冷冻干燥单元和工艺制造设备、工艺用水系统、HVAC系统、自动化控制等单元结合的工程系统集成与成套技术十分必要。将冻干生产线中的各单体工艺设备、系统和公用工程有机整合在一起, 使其具有“三高化”, 即高标准化 (设计、建造、制造标准) 、高效率化 (高产出、低能耗) 、高验证化 (没有任何不可验证的设备、系统和工艺) 。同时, 将其工程集成内容从设计、制造、建造直至系统验证形成一个完整的技术产业链, 真正实现冻干粉针剂制造核心区域的“四个转向”, 即从劳动密集型转向技术密集性、高耗能低产出转向低耗能高产出、从高投入低安全 (非最终灭菌无菌药品的生产特点) 转向低投入适当高的安全性、从较低的系统可验证性转向系统完全没有不可验证的工艺设备或系统项目, 最终要求核心区域通过工程集成, 使整个冻干药品的制造过程由系统自动完成, 在参数设定后, 完全不需人为干预, 排除人的主观性对生产过程重现性的影响, 满足无菌冻干粉针剂制造系统的可验证性, 避免“人”对产品的潜在污染。

冻干生产线制药工程系统设备集成, 无论在国外还是国内将有很高的期待, 通常将工程集成分为制造核心区DCS系统集成和项目总集成FCS系统。

1.2 冻干核心区域工程系统集成的市场性

根据医药行业的发展趋势, 预计我国医药市场增长速度将高于世界医药市场增长速度, 年均增长12%左右。然而, 早先被用在化学制药的真空冷冻干燥工艺, 近几年已被用于中药生产中, 解决了中药不能制成针剂的传统难题, 在提高药品质量和贮存期限的同时, 其发展速度得到了高速增长。在生物技术产品领域, 因为真空冷冻干燥工艺为保存生物活性提供了良好的解决途径, 所以其应用规模和领域也在不断扩大。为此, 真空冷冻干燥必将成为21世纪制药的一项重要应用技术。

2005年前, 我国已有专业的冻干药品生产车间上百个, 配置冻干设备200多台/套, 这些生产线的综合能力均处于较低的水平, 都具有前述的安全、技术效率的改造需求。国际著名的制药机械厂商, 如法玛度、爱德华、伊马、博殊等厂商均已先行一步, 积极开展了制药机械和工程集成的有关业务, 并有所建树。例如, 博殊公司为成都某知名制药企业提供的一套将自动流水线集成在一起的用于冻干药品生产的隔离系统, 价值高达1 000万欧元。而按爱德华公司为国内某知名制药企业集成配套供应的冻干项目为例, 一条洗、烘、灌流水线和3台40 m2冻干机及一套自动装卸料系统, 价值也高达700多万欧元, 如果再把洁净厂房、HVAC系统和工艺用水系统集成在一起, 其价值估计会达到1 800～2 000万欧元。

据统计分析, 中国市场2008年冻干机的年需求量约为4～5亿元人民币, 国际市场有3～4亿美元的份额。可以说, 我国现有的制药机械制造商 (尤其是冻干设备制造商) 若能从单一设备制造商转型走向制药工程的集成系统供应商的话, 将会具有十分广阔的发展前景。由于冻干机区域是整个无菌冻干粉针剂生产的中枢, 因而制造商如能对冻干机所完成的关键工艺的上下游工艺、设备和系统进行集成, 市场和商业规模将会进一步扩大。初步估计, 2008年后冻干核心区域工程系统的集成仅中国每年就将会产生25亿人民币以上市场需求, 同时在国际市场上每年也将会产生10～15亿美元以上商业份额。

2 冻干核心区域工程系统集成适用的设计标准与施工 (或制造) 标准

2.1 冻干核心区域工程系统集成适用的设计标准

2.1.1 药品生产质量管理规范 (GMP)

核心区域系统集成中的工程设计中采用的GMP规范应尽量按FDA的cGMP和EU GMP标准设计, 至少也应按照中国即将实行的新版GMP的有关要求设计。

(1) 美国FDA cGMP, 21 Code of Federal Regulations Parts 210 and 211 (美国联邦法规第21篇第Ⅰ章210和211部分) (注:210部分为药品生产、加工、包装或贮存的cGMP法规总则, 211部分为成品药剂的cGMP法规) ;

(2) 欧洲联盟 (EU) GMP, Good manufacturing practices (Medicinal products for human and veterinary use 1998) ;

(3) 中国cGMP。

2.1.2 各国药典对制药工程的特殊要求

主要参考:中国药典 (CH) 、美国药典 (USP) 、欧洲药典 (EU) 和日本药局方。

例如, 美国药典 (USP) 中关于制药工艺用水系统的附录规定中, 详细规定了制药工艺用水 (饮用水、纯化水PW和注射用水WFI) 和非药典用水的制备、贮存、分配和微生物控制的具体要求, 以及水系统验证的相关规定。

2.1.3 国际上具有较大影响的专业协会的工程指南

主要参考:药品注册技术要求国际协调会 (ICH) 、国际制药工程协会 (ISPE) 、非肠道类药物协会 (亦称注射剂协会PDA) 、中国医药工程设计协会 (CPAED) 、中国制药装备协会 (CAPE) 以及中国医药设备工程协会 (CPAPE) 等主流工程协会的有关指南。

(1) 国际制药工程协会 (ISPE) 共5卷的工程指南 (ISPE Pharmaceutical Engineering Guides for New and Renovated Facilities vol. (1～5) march 2001) , 其涵盖了制药工程中的无菌和非无菌药品的制造工艺、制造环境的HVAC系统和制药工艺用水系统的设计和验证;

(2) 国际制药工程协会 (ISPE) 的医药工程质量管理规范 (GEP) 。PDA有关验证的要求:Technical Monograph No.1, 2006 Revision (Validation of Moist Heat Sterilization Processes-Cycle Design, Development, Qualification andOngoing Control;

(3) 中国医药工程设计协会 (CPAED) 关于制药用水系统、HVAC系统和湿热灭菌的相关指南等。

2.2 冻干核心区域工程系统集成适用的施工或制造标准

核心区域施工的工程适用标准主要采用美国的ASME标准、UL标准、欧洲国家的CE及PED标准、ISO标准, 尤其是美国的ASME标准是工程集成重点选择的标准。

2.2.1 ASME (美国机械工程师协会)

在ASME中, 关于生物加工 (制造) 设备 (Bioprocessing Equipment) 的标准包括生化制药使用的容器、管路、附加物 (如泵、阀门、配件设计, 材料, 结构, 检验, 测试) 等, 其几乎包括了制药工程范围内的所有工程和设备制造要求, 在无菌药品制造的核心区域内的工程集成所涉及的关键内容如下述项目都包含其中: (1) 稳定的设备设计维持清洁和无菌程度; (2) 总体要求; (3) 无菌和清洁的设计; (4) 不锈钢自动焊接和卫生管道管件夹具的尺寸和公差; (5) 材料连接, 不锈钢和高级合金的内表面抛光, 以及设备的密封。

2.2.2 制药过程自动化GAMP

GAMP即《良好自动化生产规范 (GAMP) 指南》 (目前为第四版) , 分GAMP4 (2001 GAMP Guide) 指南和GAMP Guide-Management Appendix (管理附录) , 由ISPE在2001年发布。旨在目前的良好行业规范的基础上, 实现以一种既周到又有效的方式建立起符合所有目前法规的自动化系统, 其是冻干核心区域制药工程集成中自动控制系统主要遵从的规范。

通常, 在工程集成中控制软件要符合FDA 21 CFR PARTⅡ的要求及ISPE协会的GAMP4的要求。很快, GAMP5就要出版, 未来的冻干核心区域工程集成应按照GAMP5的要求实施。

3 冻干核心区域工程集成考虑的内容和思路

3.1 冻干制剂洁净/无菌工艺操作区域采用隔离屏障方式设计的封闭系统

封闭系统的基本原理是将高风险、高要求的灌装与冻干区域设置于制造区域的核心控制区域, 向外部辅助支持区域配制、更衣、内包材的清洗灭菌逐级降低要求, 不同要求的工艺区域间由空气闸或缓冲设施建立隔离与联系, 每个高区域对低区域都处于封闭状态。

与此同时, 要求冻干核心区域内的药液配制容器和过滤管道输送系统等的在线清洗 (CIP) 、在线灭菌 (SIP) 以及灭菌后的系统保存均处于密封或正压保护的可验证状态下。

图1即为ISPE推荐采用的封闭系统设计原理图。

3.2 冻干粉针剂生产核心区域工程系统集成的范围

3.2.1 冻干核心区域工艺流程

冻干核心区域工艺流程如图2所示, 主要流程如下:

(1) 在无菌冻干粉针生产核心区域内, 原料、辅料经称量后用注射用水溶解配制;

(2) 经粗滤去除杂质, 而后经除菌过滤后通过管道送至液体灌装机;

(3) 抗生素瓶在洗瓶机内经注射用水洗涤、淋洗后, 用注射用水和无菌空气冲洗、吹干, 然后自动排瓶进入隧道式干热灭菌机, 进行洁净空气热风循环连续干热灭菌, 并去除热原物质;

(4) 抗生素瓶干燥灭菌冷却后, 在A级 (100级) 层流保护下通过传送带进入A级区内的液体灌装机;

(5) 滤液在周边环境为B级, 局部A级环境下进行灌装和半压胶塞;

(6) A级 (100级) 区域内使用的灭菌胶塞和工器具, 由专用的带层流保护的移动小车或用RABS的结构, 运送至灌装机旁待用;

(7) 灌装后的半成品采取自动装置进出冻干箱体, 即灌装半压塞后, 通过集瓶装置整理好的半成品由带层流 (由FFU提供) 保护的电动小车 (AGV) 运送到冻干机干燥箱内干燥。已干燥完毕并封塞的半成品由AGV运送到分瓶装置, 通过传送带传输到轧盖机轧盖密封。

(8) 半成品通过缓冲气闸室在非洁净区检漏, 灯检、贴签、包装。

3.2.2 冻干核心区域的划分

通常冻干药品是不耐热的, 不能通过热处理的方式来去除制品中可能存在的微生物。因此, 冻干药品生产大多采用非最终灭菌工艺生产, 而非最终灭菌工艺生产无菌药品在工艺过程的最后内包完毕后, 制品没有一个单独的灭菌过程。ISPE按照工艺特点为冻干药品生产给出了图3所示的区域划分。

图3将冻干药品的生产与管理划分为4个既有密切联系又相对独立的区域, 即:

(1) 进行高风险无菌灌装的1万级无菌核心区域;

(2) 药液配制、工器具清洗灭菌和内包装材料处理的1万级非无菌辅助支持区域;

(3) 大于1万级的非无菌轧盖包装区域;

(4) QC、公用工程、原辅料包装处理及成品仓储区域。

3.2.3 冻干制剂工艺平面的设计参考

图4为按照ISPE冻干工艺区域划分原则设计的冻干制药工艺平面的核心区域和辅助支持区域布置, 图4是一个具有3台20 m2冻干机配自动进卸料装置的系统, 该系统在冻干药品的生产间歇中, 还能满足灌装采用非最终灭菌的抗生素瓶装小容量注射剂的特殊要求。

3.3 冻干生产核心区域工程系统集成的思路

冻干生产核心区域工程系统集成的主要目的是增加药品生产的安全性和提高工作效率, 在药物本身品质可靠的基础上, 生产过程中的不安全因素就是交叉污染和人为差错。因此, 核心区域内集成的生产工艺应按照封闭系统理念进行设计与验证, 核心区域工程集成的封闭系统基本理念应能满足以下要求:

(1) 所有工艺设备都能够进行在线清洗 (CIP) 和在线灭菌 (SIP) , 所有的在线清洗 (CIP) 和在线灭菌 (SIP) 工艺都可以被验证。主要有:1) 冻干机的干燥箱体和真空冷凝器要求具有CIP和SIP功能;2) 自动进卸料装置 (移动进料系统AGV和固定排列式进料系统Fixed Rowby-Row Cold shelf) 均应具有单向洁净空气流保护半成品瓶口的功能, 以及CIP和SIP的功能;3) 灌装机的药液管道 (包括缓冲罐) 和灌装针头组成的灌装系统, 应能够在使用前后顺利完成CIP和SIP。同时, 灌装机环境保护用RABS的结构应能够方便灭菌后的胶塞不受污染的进入;

(2) 工艺生产中使用的所有过滤器都将在使用前和使用后分别进行在线的完整性测试;

(3) 所有设备灭菌之后, 都保持正压。如果设备无法保持正压, 设备的所有连接口都有容器密封性验证;

(4) 所有的灭菌过程均应具有前验证和再验证的安排;

(5) 设备的所有连接口都有容器密封性验证;

(6) 容器、器具和管道经灭菌处理之后, 整个无菌生产过程中没有不可以验证的无菌连接等操作过程;

(7) 所有工艺设备都具有预维护;

(8) 核心区域内无菌灌装系统应能通过培养基模拟操作验证 (ASTM试验) 。

3.4 冻干生产核心区域工程系统集成的主要内容

无菌冻干粉针剂生产核心区域工程系统集成主要围绕冻干制剂的关键工艺 (冻干工艺) 所展开, 主要的工程集成项目处于1万级无菌操作区域和1万级非无菌辅助支持区域, 下面围绕冻干粉针剂生产中转移工程集成主要涉及的工艺胶塞与设备、洁净环境 (HVAC) 和工艺用水等方面内容展开讨论。

3.4.1 制药工艺系统

3.4.1. 1 冷冻干燥系统

该系统由冻干机和与之配套的进出料设备组成。通常, 冻干机的数量和自动进出料装置按2:1、3:1和4:1的方式配置, 即采用2～4台冻干机配置1～2套自动进出料装置。参与工程集成的冻干机必须具有CIP和SIP的基本配置, 冻干机的导热隔板要能够自动升降定位, 方便自动进卸料。

3.4.1. 2 药液灌装封口系统

药液灌装封口系统由灌装半加胶塞机、轧盖机等工艺设备组成, 如图4所示, 这个系统工程集成关注的重点内容有3个。

(1) 药液的灌装管路系统和装量, 药液从药液储罐用氮气或药液泵压到药液缓冲罐。灌装泵从药液缓冲罐取药液, 按照批生产指令规定产品规格将药液灌入无菌抗生素瓶中。药液缓冲罐自动液位调节装置控制其中的液量。其中, 灌装精度反映冻干药品的剂量准确性。

在灌装前, 对灌装机药液接触部分进行CIP, CIP使用0.4%CIP100清洗液、纯化水与WFI。然后进行SIP, 使用纯蒸汽对灌装机从缓冲罐到灌装头进行湿热灭菌。SIP时, 灌装缓冲罐上游过滤器也进行灭菌, 灭菌后通入无菌压缩空气, 使整个系统保持正压密封状态, 并在验证的时间内使用。

(2) 药液灌装前后及灌装过程中, 药液及无菌内包装材料需洁净 (无菌) 的保护, 灌装机从抗生素瓶进口到加塞后抗生素瓶出口都在Active RABS里。图5为灌装过程单向洁净空气流保护及其在线监控。同时, 在灌装过程中对A/B级区进行在线且连续的环境检测。在Active RABS中通常设置3个在线微粒和3个微生物取样点。灌装量的检测可采用手动装量检测或自动检测。

(3) 轧盖后的半成品通过检漏测试设备逐瓶检测其内包装组合系统的完整性 (密封性) , 剔出密封缺陷半成品, 它确定药品保存期 (药品的有效期) 的可靠性。

3.4.1. 3 药物称量与配制过滤系统

该系统由药物的主药 (活性成分) 与赋形剂 (辅助成分) 的配伍称量与药液的配制工艺组成, 如图4所示。系统集成所关注的主要内容是: (1) 称量的方式与称量精度; (2) 配制罐的配置方式和除菌过滤后药液的输送和无菌控制。通常, 配制液的定量采用称重方式, 管道系统始终处于正压密封状态。

药液的过滤通常由2个0.22μm的亲水性除菌过滤器完成, 过滤器安装在316 L不锈钢的过滤器内。其中, 一个0.22μm的亲水性除菌过滤器安装在灌装机的缓冲罐上;另一个0.22μm的亲水性除菌过滤器安装在无菌药液储罐前端。此外, 除菌过滤器与无菌药液储罐和灌装缓冲罐同时进行SIP。SIP结束后, 对过滤器进行使用前的在线完整性测试。完整性测试前须用注射用水对过滤器进行冲洗, 其目的为湿润过滤器滤芯和冲洗掉过滤器可能带有的可溶性杂质。

3.4.1. 4 无菌区域内使用的胶塞、抗生素瓶及器械的供给系统

该系统的集成中要求彻底解决目前胶塞灭菌后与灌装机加胶塞间的污染问题, 通过集成技术解决无菌操作区域器械和无菌内包装材料转移过程的无菌保证问题。图6与图7为核心区域工程集成胶塞输送的2种方式。

(1) 一种方法是使用胶塞清洗灭菌干燥一体机处理胶塞, 通过带RTP接口的专用无菌胶塞容器 (罐) 将胶塞机内胶塞无菌转移至灌装机的Active RABS旁, 用提升机将胶塞容器提升至Active RABS接口高度, 将胶塞容器旋转180°通过RTP接口与Active RABS上胶塞振荡斗连接, 将胶塞加入灌装机的胶塞振荡斗中, 胶塞的无菌转移过程如图6所示。

(2) 另一种为胶塞清洗和灭菌分离的方法, 即胶塞清洗后使用蒸汽呼吸袋包装, 然后在蒸汽灭菌机内灭菌。灭菌后胶塞运输至灌装机旁, 在RABS胶塞缓冲区内去外包装后进入Active RABS。在Active RABS内用手套开内包装, 之后加到胶塞桶内。Active RABS胶塞缓冲区内自带A级层流区域, 如图7所示。

3.4.1. 5 核心区域使用的器械清洗与灭菌准备

冻干核心区域内使用的所有直接或间接接触药液的容器具均采用CIP或器具清洗机清洗, 以避免难以验证的手动清洗。

小型容器和瓶及其他生产用具, 通过无菌气闸从无菌区域转运到设置于1万级非无菌区域内的器具清洗间, 先经过初步手工清洗后, 放入专门设置的器具清洗机内按程序清洗。然后进行装配, 再放入湿热灭菌机灭菌。由于器具和罐通过清洗即可达到去除热原的目的, 在湿热灭菌前, 无需再进行干热灭菌。工程集成中采用清洗机的清洗结构应根据所需清洗的物品设计, 此为冻干制造中应重点考虑的工程集成内容。

所有器具在湿热前都必须使用蒸汽灭菌和环氧乙烷两用灭菌包装材料包装, 对需要传入Active RABS使用的器具进行双层灭菌呼吸袋材料包装, 器具包装好后使用无菌袋封口机封口处理。

3.4.2 HVAC系统

冻干核心区域无菌 (洁净) 状态形成与保持的关键依赖于良好的HVAC系统控制。由于核心区域的无菌要求, 往往需要对区域内的空间进行必要的清洁消毒处理。因此, 该区域内HVAC系统设计中的考虑远比普通的净化系统复杂, 这也是系统集成的必要性和优势所在。

通常, 在冻干核心区域工程集成中, 为生产线配置3～5套HVAC系统, 分别满足制造系统无菌与非无菌的要求、称量活性粉末的控制要求、轧盖过程产生铝屑的控制要求及特殊工艺设备产生的热湿负荷控制的要求。当然, 在核心区域工程集成中, 在满足工艺环境有效控制的前提下, 也应尽量考虑投资与运行成本的节约。图8为一个典型核心区域带消毒排风的HVAC系统流程示意图。

目前, 国内HVAC系统与国际水平差距较大, 主要体现在对洁净室内各空气参数没有有效的控制与管理, 这是由于企业通常认为空气参数不直接体现在产品的质量指标上, 也不会直接产生市场反映。因此, 这也成为核心区域工程集成的重要注意方向。

3.4.3 工艺用水系统

冻干生产核心区域内很少使用工艺用水, 工程集成中工艺用水主要在配料和内包装材料和器械清洗中使用, 与HVAC系统不同, 目前国内工艺用水系统的水平与国际要求相差甚远, 工程集成中主要考虑注射用水 (WFI) 的制备、贮存、分配及微生物与细菌内毒素的去除和控制。

图9为典型的冻干生产用注射用水 (WFI) 系统贮存和分配流程图。其流程图简要说明:

(1) 各用水点独立降温运行, 回水升温至70℃的系统。该系统在满足标准的情况下, 各用水点温度可根据工艺要求各不相同;

(2) 使用点冷却器要求具有防止污染的双端板结构, 冷却水可使用7℃冷冻水。

3.4.4 核心区域工程集成中的自动控制要求

核心区域工程集成中自动控制系统是工程集成成败的关键。通常, 在核心区域制药工程集成中要使用自动控制集成技术将所有影响产品质量的各种参数集中在一起显示和控制, 并将关键工艺参数不可更改地记录在产品的批生产记录中。

核心区域工程集成需要将下列工程项目的自动控制系统再次综合集中在一起控制和数据的集中检测采集。其包括:

(1) 原辅料的称量数据的检测、复核、采集、记录和自动控制;

(2) 药液的配制与含量、p H、温度、溶液重量比重等关键工艺参数的检测、采集、记录和自动控制;

(3) 药液过滤工艺和过滤器系统的完整性测试参数、流量等关键工艺参数的检测、采集、记录和自动控制;

(4) 配制过滤使用的关键设备和管道在线清洗 (CIP) 和在线灭菌 (SIP) 的关键参数的检测、采集、记录和自动控制;

(5) 灌装系统装量精度与偏差风险分析, 通过自动控制系统完成并记录;

(6) 自动进料装置的装卸料和运行参数的检测、采集、记录和自动控制;

(7) 冻干机干燥工艺中各阶段关键参数的检测、采集、记录和自动控制;

(8) 半成品轧盖、产品泄漏 (密封性) 检测、采集、记录和自动控制;

(9) 洁净室环境参数 (温度、相对湿度、空气差压、洁净度、空气流动方向、高效过滤器效率和泄漏、浮游菌、沉降菌) 的检测、采集、记录和自动控制;

(10) HVAC系统参数 (送风量、回风量、新风量、排风量、冷冻水温度与流量、冷却水温度与流量、蒸汽压力和温度流量、送风干湿球温度、阀门的开启与关闭状态等) 的检测、采集、记录与自动控制;

(11) 工艺用水制备、贮存、分配与微生物控制关键参数 (产水量、水温、水压、管道内流量与流速、阀门的开启状态等) 的检测、采集、记录和自动控制。

4 结语

集成化区域物流配送体系优化研究 篇3

区域物流配送体系是一个区域内原材料采购、运输、制造、零售等一系列增值活动构成的网链结构。区域物流配送体系优化是通过物流、资金流和信息流将网络的各环节紧密连接,从而实现整个区域内各环节运营的整体最优[1,2]。

物流配送体系优化涉及到生产、库存、运输和分配各个环节,目标包括利润、成本、时间和路程等,是一类多目标、多过程的优化问题。库存控制与设施选址和车辆路线安排密切相关,分别研究容易导致局部最优。本文根据战略需要和地理环境提供若干个备选配送中心,对设施选址、路径选择及库存控制进行联合优化,确定生产工厂与配送中心的供应关系,以及配送中心和零售点间的供应关系,同时确定最优订货频率和订货批量,使得一定供应满意度下的总物流成本最低。

1 问题描述

本文旨在构建并优化一个完备的区域物流配送体系,设计一个三级物流配送网络,包含若干个生产工厂、配送中心和零售点。配送中心向生产工厂申请物资以供应所辖零售点。每个零售点只向唯一的配送中心订货。配送中心设置安全库存,零售点只设置循环库存。

给定生成工厂和配送中心的备选地址集合,从备选地址集中选出一定数目的地址建立配送中心,并确定配送中心与生产工厂的订货关系,以及配送中心对零售点的配送关系,使该区域物流配送体系的总物流成本最低。如图1所示。

为简化模型,设各配送中心的订货提前期均为L,订货手续费为F,订货装卸费为g;单位物资的年库存保管费为h,生产成本p,银行存款年利息为η,且(0<η<1)。用运输权重系数β和库存权重系数θ来调节运输和库存费用的比重(其中0<β,θ<1)。其它参变量设置如下:J为供选配送中心的集合,且j∈J;I为零售点集合,且i∈I;零售点需求满足正态分布,μi为第i个零售点每天的需求均值;σ${}_{\text{i}}^2$为第i个零售点每天需求的方差;Dj为配送中心j每年的总需求;λ为一年中零售点有物资需求的天数;Aj为配送中心j的设施建设成本,Bi为零售点i的设施建设成本;pj为配送中心j的库存容量;aj为配送中心j订购单位物资的运输费;bji为配送中心j到零售点i的单位物资运输费;n为各配送中心每年的订货次数;Qj为配送中心j订货批量;Xj在配送中心j被选中时为1,否则为0;Yji在配送中心j向零售点i供应时为1,否则为0。

2 配送中心成本分析

配送中心的物流成本包括订货成本、库存成本和设施建设成本。由于配送中心只进行物资转运,故不考虑物资的采购成本。下面分析物流配送体系各环节的成本构成,并构建该体系一年的物流成本函数。

2.1 设施建设成本

配送中心的库存容量由需求和库存管理策略确定。采取(R,Q)订货策略时,配送中心的最大库存发生在订货提前期内没有需求时,此时库存为再订货点库存与订货批量之和[3],所以配送中心j的库存容量应设置为:

$p{}_j=R{}_j+Q{}_j=D{}_j/n+U{}_{\partial }\sqrt{L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}(}\sigma {}_i^{2}Y{}_{ji})}+L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\mu }{}_{i}Y{}_{ji}(1)$

2.2 库存成本

配送中心库存包括安全库存和循环库存,经济批量订货模型中,库存数量变化如图2所示。

经济批量模型中,配送中心j年需求量Dj,每次订货量为Dj/n,在需求均匀经济批量模型中,平均循环库存为Dj/2n。允许缺货率α下,为了使物资在订货提前期L内不脱销[4],安全库存数量应设置为$U{}_{\partial }\sqrt{L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}(}\sigma {}_i^{2}Y{}_{ji})}$。

单位物资库存费用包括库存保管费用和库存持有费用。库存持有是物资生产与运输占用资金的贷款年利率,是积压物资费用的机会成本[5],所以单位物资在配送中心年库存持有费为η(aj+p)。

由上可得,库存成本=(安全库存+循环库存) (库存持有+库存保管),配送中心j的年库存成本为

$(D{}_j/2n+U{}_{\partial }\sqrt{L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}(}\sigma {}_i^{2}Y{}_{ji})})(a{}_j\eta +p\eta +\theta h)(2)$

2.3 订货成本

由经济批量模型可知,最佳订货时机是循环库存恰能满足订货提前期内需求之时,所以配送中心j的再订货点库存为

$R{}_j=U{}_{\partial }\sqrt{L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}(}\sigma {}_i^{2}Y{}_{ji})}+L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\mu }{}_{i}Y{}_{ji}$。

订货成本包括订货手续费和订货运输费,各零售点每次订货手续费为常数F,订货运输费包括装卸费和运输费,可得配送中心j每年订货总成本为

Fn+β(g+ajDj/n)n (3)

根据库存容量和地理环境进行估计,得到配送中心j设施建设成本Aj,综上可得,配送中心j的年物流成本为

$\begin{array}{l}C{}_1=A{}_{j}X{}_j+Fn+\beta (gn+a{}_{j}D{}_j)+(D{}_j/2n+\\ U{}_{\partial }\sqrt{L{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}(}\sigma {}_i^{2}Y{}_{ji})})(a{}_j\eta +p\eta +\theta h)(4)\end{array}$

3 零售点成本分析

零售点的物流成本包括设施建设成本、订货成本和库存成本。

3.1 设施建设成本

由库存容量和地理环境估计,得到零售点i的设施建设成本为已知常数Bi,这样配送中心j下辖零售点的设施建设成本为${\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}Y}{}_{ji}B{}_i$。

设零售点年订货次数是配送中心的Λ倍,即零售点年订货Λn次。零售点i每年的需求为λμi,因零售点实行(0,Q)订货策略,订货需求可以及时得到满足,且零售点只有循环库存,故最大库存发生在物资交付的时候,库存容量为$\frac{\lambda \mu {}_i}{\Lambda n}$。

3.2 订货成本

零售点的订货成本由订货手续费和运输成本组成。零售点i年订货总成本为FΛn+β(g+bjiλμi/Λn)Λn,中心j下属的零售点年订货总成本为

${\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\left[Y{}_{ji}(F\Lambda n+\beta g\Lambda n+\lambda \beta \mu {}_{i}b{}_{ji})\right]}(5)$

3.3 库存成本

零售点只有循环库存,其需求能够瞬时补充。库存费用包括库存保管费和库存持有费。零售点i订货批量为$\frac{\lambda \mu {}_i}{\Lambda n}$,经过两级运输,单位物资的年库存持有费为η(aj+bji+p),配送中心j下辖的零售点的年库存成本为

${\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\left[Y{}_{ji}(\eta a{}_j+\eta b{}_{ji}+\eta p+\theta h)\frac{\lambda \mu {}_i}{2\Lambda n}\right]}(6)$

由上可得,配送中心j下辖零售点的物流成本为

$\begin{array}{l}C{}_2={\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}[}Y{}_{ji}B{}_i+Y{}_{ji}(F\Lambda n+\beta g\Lambda n+\lambda \beta \mu {}_{i}b{}_{ji})+\\ (\eta a{}_j+\eta b{}_{ji}+\eta p+\theta h)\frac{\lambda \mu {}_{i}Y{}_{ji}}{2\Lambda n}](7)\end{array}$

4 配送体系和运营策略

配送中心j的总成本包括配送中心本身物流成本和其下辖零售点的物流成本。由式(2)和式(7)可得,配送中心j总成本为

min Cj=C1+C2 (8)

约束条件为

$\{\begin{array}{l}{\displaystyle \sum _{j\in J}Y}{}_{ji}=1;Y{}_{ji}\le X{}_j\\ {\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\lambda }\mu {}_{i}Y{}_{ji}\le p{}_j;Y{}_{ji}‚X{}_j\in \{0‚1\}‚\forall i\in {\rm I}‚\forall j\in J\end{array}(9)$

式(9)中,第一项表示每一个零售点只由一个配送中心供应,第二项表示只有某个配送中心被选中,它才能为零售点供应物资,第三项表示配送中心供应量不能超过库容,第四项表示决策变量均为0-1变量。

若每个零售点的需求变化率相同,即σ${}_{\text{i}}^2$/μi=γ(γ为已知常数),代人$D{}_j={\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\lambda }\mu {}_{i}Y{}_{ji}$,同时令$E{}_{ij}=\frac{2\lambda \mu {}_i}{\Lambda }[(a{}_j\eta +p\eta +\theta h)(\Lambda +1)+\eta b{}_{ji}]‚{\rm K}=(F+\beta g)\Lambda ‚J=$F+βg,Mij=λμiβ(aj+bji)+Bi,Nij=Lγμi(ajη+pη+θh)2U2∂,

整个物流配送体系的总物流成本为

$\begin{array}{l}\min {\displaystyle \sum _{j\in J}[}{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}{\rm M}}{}_{ij}Y{}_{ji}+\sqrt{{\rm N}{}_{ij}Y{}_{ji}}+\\ \sqrt{{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}E}{}_{ij}Y{}_{ji}(J+{\rm K}{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}Y}{}_{ji})}+A{}_{j}X{}_j](10)\end{array}$

由$\frac{\partial {}^{2}C{}_j(n)}{\partial n{}^2}=\frac{D{}_j}{\Lambda n{}^3}[(\Lambda +1)(a{}_j\eta +p\eta +\theta h)+\eta b{}_{ji}]>0$,可知目标函数是订货次数n的凸函数(向下凸),令$\frac{\partial {}_{Fun}}{\partial n}=0$,此时可以得到该区域配送体系的年最优订货次数和订货批量为

$n{}_j=\sqrt{\frac{{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}(}E{}_{ij}Y{}_{ji})}{J+2F\Lambda {\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}Y}{}_{ji}}}(11)$

$Q{}_j=2\sqrt{(J+{\rm K}{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}Y}{}_{ji}){\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}\left(\frac{\lambda {}^2\mu {}_i^{2}Y{}_{ji}}{E{}_{ij}}\right)}}(12)$

5 案例求解

某产品改造区域物流配送体系,计划从5个备选地址中选出3个建立配送中心,为6个零售点供应该产品。假设工厂的生产能力能够满足需求,考虑各配送中心、零售点的设施建设成本、运输和库存成本等因素,根据各零售点需求来确立物流配送体系的结构和运作方式(订货频率和批量),使得物流总成本最低。各参变量取值为:L=10,F=g=25,p=20,h=10,η=0.1,λ=250,U∂=0.95,Aj=(600,495,580,510,550),aj=(4,7,6,3,8),bij=rand(2,3),Bi=(200,190,270,230,160,180),μi=(6,4,7,7,8,9),σ${}_{\text{i}}^2$=(0.6,0.4,0.7,0.7,0.8,0.9),(其中1≤j≤5,1≤i≤6),Λ=2,β=0.2,θ=0.4。

因为选址-配送和车辆-路线问题都是NP hard问题,而本文对设施选址、路径选择及库存控制进行联合优化,精确求解更加困难,通常采用启发式算法[6]。文中设遗传算法适应度函数为h(x)=MA-A1,(其中MA为预计最大费用,A1为目标函数)。终止条件为最大遗传代数,根据适应度函数得到个体的适应度并按大小排序,采用适应度比例法随机选择100次,将复制出的个体放到匹配池中。设置初始种群的规模为100,交叉概率为0.6,进化500代,表1列出部分代表数据。因第二组数据总成本最低,为满意解。计算中对订货次数采用向后取整法,并在此基础上计算订货批量成本,这样更加符合实际。

6 结论

研究了动态需求下的物流配送问题,建立了经济订货批量下的物流成本函数,确定了物流配送的体系结构和运营策略。可以看出,物流体系的运营成本对整个物流成本的影响很大,订货手续费限制了订货次数,采用电子交易可以增大订货次数以减小库存成本。模型对于物流配送体系在理论上并非最优,但符合现实区域物资供应的划区供应、用旧存新等实际情况,确保了一定供应满意度下的总成本最低。

参考文献

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区域网-子系统集成 篇4

关键词：新开发区域,供热项目,全寿命集成化管理

集中供热指的是由集中热源产生的热水以及蒸汽等, 利用供热管网供给一个区域采暖、工业用热以及生活所需热量的一种形式。在现代化的城市当中, 集中供热已经成为了一种十分普遍的基础设施, 属于城市公用事业中的一个重要组成部分。新开发区域采用集中供热的形式, 可以为居民提供必要的、持续的热源, 从而促进新开发区居民生活环境以及生活质量的改善和提升。此外, 集中供热还可以很大限度地减少城市污染, 有利于建设资源节约型社会和城市美观, 并促进城市空间有效的利用。新开发区域集中供热, 具有良好的经济效益以及社会效益。

1 供热项目和供热行业的特性

1.1热量所具有的商品属性城市的供热项目具有较强的公益性以及公共性, 还具有较低的可替代性, 因此通常人们将供热项目看作是政府的一项福利性很强的事业, 往往忽视了供热项目中经营者同用热者之间存在的一种买卖的关系。实际上, 热量也需要存在生产、交换、销售和消费环节, 热量具有商品的属性。

1.2热量输送的网络属性要想对蒸汽以及热水等热能进行输送, 那么就离不开管网, 所以供热项目就有了网络化输送的特性。随着供热管网技术的不断发展和进步, 网络建设的成本有所降低, 网络输送的效率以及实效性也有所提升。

1.3供热管网的区域垄断性由于供热项目具有较强的公共性, 且投资的回报期比较长, 为了防止重复建设, 通常情况下, 特定区域会设置和接受一个主要热源, 供热管网存在一定的区域垄断性。

1.4供热服务的季节性同供水以及供电等行业不同的是, 供热服务具有很强的季节性, 并且不同的地区供热的时长也有所差别。供热项目在北方的冬季属于生活的必需品, 因此要想提升新开发区域供热项目管理的有效性, 则需要采取有效的措施来将供热的成本加以降低, 尽量减少污染的排放等。

2 当前新开发区域在供热项目中存在的不足

近几年来, 我国很多城市都出现了一些新开发的区域, 由于区域发展不平衡以及不同地方政府在经济实力方面存在一定差异, 造成了供热项目全寿命集成化管理的水平也存在着较大的不同, 产生了一系列的问题和不足, 主要体现在以下几个方面。

1在新开发的区域中缺乏供热的集中规划, 这往往会导致重复建设情况的出现, 从而造成了经济上的损失以及资源方面的浪费。2新开发的区域内部存在着数量较多的锅炉房, 对环境造成了严重的污染。部分项目存在匆忙上马的情况, 规划和验收的手续也并不完善和齐全, 这就会造成一定安全隐患的存在。3从事供热项目人员的工作水平之间还存在着差异, 这也会对供热项目的正常运行造成安全隐患和施工隐患。在供热项目的生产以及运营方式上还有较大的完善和上升的空间, 从而会对整个供热项目的盈利能力造成影响。4政府为了能够将招商平台加以完善, 为了提升区域的竞争能力, 使得很多的供热企业长期亏损。

要想解决上述问题, 就需要区域的相关负责人和规划人员对运行以及管理的方式加以优化, 采取有针对性的措施, 将生产的成本加以降低, 促进经济效益以及社会效益的全面提升。

3 对供热项目采用全寿命集成化管理的要点

全寿命集成化管理指的就是在新开发的区域中, 从决策阶段开始, 一直到项目完结, 对供热项目进行全面而又细致的规划, 使得项目能够最大限度地满足客户以及投资方的实际需求, 使得建设成的供热系统能够更好地实现投资的目标, 更好地形成效益的最大化。全寿命集成化管理的周期还包括了项目在投入使用阶段的财务管理以及运行的管理等, 属于一种综合性很强的管理模式。供热项目全寿命集成化管理的一个十分重要的目标就是实现整体效益的最大化, 这个管理的过程需要供热项目的设计方、施工方以及运营方等全部参与其中。对供热项目采用全寿命集成化管理可以分成几个阶段和步骤, 首先就是策划阶段、其后包括了建设阶段 (包括建设的实施、验收和交付使用) 、生产调试和最后的验收运营阶段等。

在供热项目建议书的编制阶段, 相关的编制人员应该注意首先需要对供热区域的实际需求进行深入而又细致的调查研究, 此外还要调查相关的技术参数, 调查新开发区域内部及外部热源的分布以及已建成一级及二级供热管网的分布, 并且与同区域内部供热的相关规划结合在一起, 从而确定供热的覆盖范围以及供热的形式, 燃料的种类等。最后还要初步评价所选择能源对环境的影响。项目建议书的编制虽然只是需要对项目进行初步描述, 但是对于后续项目的实施却有着十分重要的影响。以天津市2014年居民供热项目为例。 (见表1)

由此可见, 燃料种类的不同对于供热项目的运行成本有着十分重要的影响。在编制了项目的建议书之后, 就需要进行可行性的研究, 可行性研究包括了供热项目的选址以及对项目周围环境的评价等, 是对项目建议书的一种深化。

在项目准备阶段, 需要开展相关单位的招标和投标工作。在这个过程中要严格地按照相关规定来进行, 从而确保选择出优质的施工队伍, 采用优质的供暖设备, 从而最大限度地保障供热项目的整体质量。在供热项目实施的过程中, 由于参与的主体比较多, 建设的任务重大, 人员高度的密集, 因此需要采用更加高效、合理的协调方式才能使供热项目的施工能够顺利开展。在项目的实施阶段, 主要的管理任务就是确保项目的安全、项目的质量以及项目的进度, 并合理把握好项目的投资。相关的施工人员要加大对于项目质量的重视程度, 因为施工的质量不但会对投资方制定的目标能否顺利的实现产生影响, 还会对投资的回报效果产生重要的影响。

生产调试和验收阶段同样也是十分重要的一个环节。生产调试人员要制定详细的方案, 并严格落实实施环节, 确保能够对所建设的供热项目进行充分的验证。验收人员要把好验收的质量关, 从而确保工程的质量以及后期的运营。在交付使用的过程中, 建设相关资料, 施工的图纸以及设备的备件等都要做好移交的工作, 为后续的生产运营和检修提供准确的基础资料。

4 结语

新开发区域供热项目有着很大的影响, 同民生有着密切的关系, 此外还有着很大的经济效益和社会效益。在供热项目中采用全寿命集成化管理可以使得项目在不同的阶段都被给予充分重视, 从而使得新开发区域的供热项目能够实现效益最大化, 提升区域内部人们的生活质量和供热项目实施的效率和科学性, 提升新开发区域供热项目的全寿命集成化管理水平和管理质量, 缓解污染程度, 为供热事业的可持续发展提供思路和参考。

参考文献

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[4]何清华, 陈发标, 芦勇.全寿命周期集成化管理模式的思想和组织[J].基建优化, 2001 (02) .

区域网-子系统集成 篇5

关键词：局域网,计算机,网络集成

最近几年以来, 集成局域网在局域网中获得了广泛的应用与迅猛的发展, 集成局域网属于计算机局域网的重要发展方向, 其已经成为社会所共同关注的热点话题, 全球相关领域的专家都高度重视这个问题。计算机网络集成局域网在不断运行的进程当中, 局域网自身的运行情况时常回产生非常大的变化, 而局域网自身的运行环境变化的频率也非常高, 应当将局域网所具备的特征与属性实施有效融合, 从而有效监管集成局域网。

1 局域网的网络集成问题分析

计算机局域网管理当中的集成问题属于局域网领域必须要研究的关键问题, 进行研究的重要依据来自于局域网的安全技术标准和局域网管理工作中的数据保密、存储、传输以及处理等各个属性的评价指标。所以, 必须要建设保障局域网安全的体系, 同时采用行之有效的安全策略, 有效减少局域网所面临的安全威胁。计算机网络集成的原理主要是依据局域网当中安全隐患发生的数量、频率等相关信息, 从而有效提取集成局域网当中的属性融合自律特点, 构建局域网自律特点评估的对应模型, 最终达到计算机网络集成的目的。计算机网络集成属于一种信息获取、传输以及处理的自组织通信的局域网, 其主要集成了分布式信息处理技术、无线通讯技术以及传感器技术, 充分运用信息资源有限但是成本相对较低的传感节点, 利用这些节点相互之间的协作来达成实时处理、采集、感知以及检测, 同时发布感知信息来完成对应的任务。

2 局域网的计算机网络集成管理措施

2.1 局域网网络集成管理

局域网管理当中的需求分析属于进行局域网管理开发的基础条件, 其将用户的需求抽象成为模型, 能够为软件局域网管理中的开发打下坚实的基础。文章中所要实现的局域网管理主要是针对用户、管理员以及超级管理员这三者: (1) 用户需求分析, 依据用户但对于局域网信息资源的利用模式以及局域网项目管理的相关需求, 针对广大用户在传统局域网当中的基本工作流程等实施分析与研究, 在实施计算机瓦格罗加成花平台管理和操作的时候, 应当拥有下面这些功能:需要登录局域网实施管理的时候应当不需要输入用户名与密码, 能够直接进行局域网信息的查询工作;经过网络地址、楼层、安全责任负责人以及局域网名称等多个选项实施查询, 掌握所需局域网设施的详细状况与空闲状况。然而普通的用户都是没有权利修改局域网当中的借用数据信息资料, 如果需要借用局域网, 就必须要使用者进行登录, 并且要提前预约。 (2) 管理操作需求分析, 之前的局域网管理工作主要是包含局域网日常事务管理、局域网资料管理、局域网人员管理以及项目基金管理等几个方面, 所以, 局域网化平台必须要达到完善的管理操作功能, 包含登陆时必须要输入管理员帐号与密码, 从而有效保障局域网管理信息的安全, 只有管理员拥有针对局域网内部信息数据库实施操作的相关权利, 而局域网管理也应当为管理员提供完成的数据库维护功能, 能够让管理员便捷的实施局域网管理, 包含实验预约管理、实验报告管理以及实验管理。 (3) 超级权限分析, 局域网化平台所面向用户水平以及其所需求的业务程度也存在较大的差异, 所以, 针对局域网资料与基金项目等, 还必须要具备一些超级权限的用户, 其针对局域网平台的可操作性与安全性实施全局方面的保障与指导, 运用超级权限功能, 能够达到当局域网管理出现异常或者管理重要信息的时候, 能够方便的实施操作, 与此同时, 有效提升局域网管理的安全性与稳定性。

2.2 计算机网络集成当中的攻击检测

所谓攻击检测通常可以分为行为异常的检测与专家知识滥用检测这两个方面, 从跟本上来说, 攻击检测局域网管理当中的研究在于数字信号在于安全领域当中的运用, 其同时也是信息与信号处理学科的不断发展与在现代化局域网安全学科当中的前进, 从信号处理与数据分析措施方面来分析, 当中, 针对滥用检测技术来分析, 其是先构建攻击模式的资料库, 当检测到的局域网管理当中的信息、信号、用户的行为方式、资料库当中的记载具有匹配相关性, 则能够判断这些信息数据或者行为属于攻击类的。

3 结语

综上所述, 在局域网大背景下实施计算机网络集成系统的建设, 不仅是数字化信息技术不断发展的新需求, 同时也是各个机构实施稳定生经营的有效保障, 从而有效提升企业生产经营的效率。

参考文献

[1]韦斌.大中型规模局域网建设的研究与实现[J].电脑知识与技术, 2010 (28) .

区域网-子系统集成 篇6

20 世纪80 年代以来,以费孝通为代表的国内大批学者开始了关于村镇规划的理论研究,并形成了大量的理论成果[2]。在研究早期,村镇规划的研究多脱胎于城市规划理论,区域整体观、城市观念、可持续发展观念[3]等是当时小城镇规划的典型观念。社会主义新农村建设蓬勃展开后,村镇规划研究进一步深入,学者们开始强调村镇规划与城市规划的差异性[4,5,6,7,8,9,10]。2006-2008 年我国各地区编制了大量的村镇规划,规划任务主要集中于改善基础设施、进行道路硬化、安装太阳能路灯、统建住宅等,但从现状村镇规划实施效果看,普遍存在村镇规划覆盖率低、管理滞后,基础设施规划对农业现代化和农村发展支撑力不足,村镇体系规划重居民点轻农村产业和生态、生产空间等实际问题。其主要原因是村镇规划仍简单使用城市规划体系与方法技术,尚未形成自己完整的规划理论和技术体系,规划理念集中在居民点的控制上,而在农村地域完整的生产、生活系统层面上所做的规划和研究尚且不足。

国外关于村镇发展和规划的研究相对较早,一些发达资本主义国家在20 世纪初开始关注并逐渐重视乡村建设,在区域性村镇规划层面取得了丰富经验[11]。如美国小城镇建设注重城乡融合与乡村特色保护,日本“造村运动”与韩国的“新村运动”从改善乡村贫困状态出发,注重基础设施的投入和村民主体地位的发挥,英国“中心村建设”和“绿带”政策、法国的“农村整顿”比较注重城乡融合与村镇环境、可持续发展等,瑞典“农家人”合作社、加拿大农村协作伙伴计划均鼓励农民主导村域的发展[12,13,14,15,16,17,18]。国外城乡空间统筹规划与乡村发展、建设对我国城镇化推进和新农村建设有重要借鉴意义。

本文在对国内外村镇规划理念、乡村发展模式等进行系统梳理的基础上,针对我国尤其是西南丘陵山区村镇建设中存在的一系列问题,采用“技术集成+ 典型示范”、理论与实证相结合的方法,尝试对村镇区域空间规划关键技术进行集成研究,探讨形成较为完整的村镇规划技术体系,并选取地形地貌复杂多样、城乡社会经济发展差异显著集于一体的重庆市作为典型地区,进行技术应用示范,因地制宜构建村镇发展模式,以期提高村镇区域土地的节约集约利用程度,提升村镇功能,转变发展方式,提升村镇生活质量。

1 村镇区域空间规划集成技术体系

1.1 村镇区域空间规划

本文所界定的村镇区域空间规划主要从国土资源管理的角度,在统筹考虑社会经济发展规划、土地利用总体规划、村镇规划、生态环境保护规划和产业规划的基础上,对乡镇范围内的村镇体系、基础建设、用地规划、居民点和产业布局等进行整体部署,内容主要包括综合评价村镇发展条件,确定村镇的性质和发展方向,测算拟定村镇的人口规模和结构,布局基础设施和主要公共建筑,指导镇区和村庄建设规划的编制等,目的是促进村镇区域生产、生活、生态空间健康可持续发展,提高“三生空间”的协调度,优化各类土地的利用方式。

1.2 技术集成

技术集成是一种具有重大应用价值的创新模式,技术集成研究最初是在计算机主机、半导体等行业进行实证研究, 随后逐渐扩展到了装备制造业等其他行业[19,20]。现有对技术集成的研究通常分为技术层次和管理层次两个方面,技术层次的研究通常将技术集成看作产品开发的技术路线,是对现有技术的整合过程;管理层次的研究是把技术集成看作一种技术管理和生产组织方式,研究技术集成这种产品开发模式会要求企业进行哪些方面的管理变革,以适应和促进这种产品开发方式[21]。在科技管理学中,技术集成是相对于单项技术而言,其内涵可理解为“从技术应用的关联环境出发,以创造技术可供资源为目标,通过对关联技术的要素、结构、功能等的调查、评估和提炼,整合而生成不同于原单项技术的新技术,这一系列活动的集合就是技术集成”[22]。因此,技术集成内容的确定是以清楚集成的宗旨和目标任务为前提,通过科学地选择、融合与目标相关联的各项单体技术,以实现单个技术实现不了的技术需求。

1.3 村镇区域空间规划集成技术体系

根据村镇区域空间规划的任务和目标,按照目标导向原则,村镇区域空间规划技术主要包含规划基础信息调查、综合评价与整治、规划布局、评估监测4 类关键技术,这4 类技术是相互关联、相互制约、相互作用的。

1.3.1村镇空间规划信息调查与补充获取技术

主要包括基于GNSS、卫星遥感、中低空遥感、无人机航摄、GIS等现代高新技术的村镇空间规划基础数据快速获取技术与方法,以及多源遥感数据融合技术方法和基于高分辨率遥感的大比例尺成图方法,以实现村镇空间规划信息的快速更新。目的是获取土地利用基础数据与村镇空间规划数据等,为村镇空间规划提供所需的现势性较好的基础数据。

1.3.2基于生态安全的村镇发展建设评价与整治技术

主要包括村镇建设生态安全评价技术,以及包含坡地微地貌改造、植物型坡面固土、生态型基础设施建设技术等的“多位一体”的生态化整治工程综合配套技术体系。目的是为村镇建设进行选址。

1.3.3村镇空间规划布局和结构优化技术

主要包括村镇体系综合评价技术、村镇区域空间优化技术和土地节约集约利用技术。目的是通过运用居民点布局、产业结构、基础设施配置优化调整技术,编制村镇区域空间规划,实现村镇区域城乡统筹、产业节约集约用地和生态环境可持续发展。

1.3.4规划实施评估与监测技术

主要包括村镇空间规划实施的监测要素及要素信息的获取和融合技术、规划实施效果的评价等。目的是及时发现问题并分析原因、提出相应对策,确保村镇区域空间规划的顺利实施和规划目标的实现。

1.4 村镇区域空间规划技术集成过程

采用综合技术集成方法,以村镇区域空间规划编制为主体,运用人—机结合,定性与定量结合,把专家体系、信息与知识体系以及计算机体系与区域空间规划有机融合为一体。村镇区域空间规划的业务流程主要包括基础数据采集与处理、村镇区域发展建设评价与整治、空间布局优化三部分。首先,以“数据快速获取—数据标准化—数据整合处理—数据质量检查—数据库构架”为主线,统一数据基础,为村镇空间评价与规划提供基础数据支撑与保障。其中,数据标准化通过先制定统一的数据标准,再进行投影转换、格式转换、拓扑检查与编辑达到数据的标准统一,进而实现地理空间数据标准化;数据整合主要是对多源异构数据进行数据基础和数据格式的统一,对非空间数据通过制定编码规则进行分类管理。其次,挖掘村镇区域内部“居民点布局—产业发展—基础设施配置”耦合关系,以生态化土地整治技术为手段,为村镇区域空间规划提供指引。最后,以“指标体系设计—实施评估—预警调控”为主线,实现村镇区域空间规划实施评估与实时监测。

2 研究示范区概况

兼顾重庆市地形地貌、生态环境、社会经济、民族特色等条件的典型代表性,分别在平坝、丘陵、山地及三峡库区4 种地貌类型中,经济发达、较发达与欠发达地区中,都市近郊区、远郊区、少数民族贫困区中,选择地域特色明显、基础数据基础好、地方配合度高的村镇开展村镇区域空间规划技术示范,并可充分结合、运用国家或重庆市新农村建设、土地整治等相关科研项目试点、重点工程建设资金或成果,开展示范建设。基于以上原则,分别选取了重庆市低山丘陵农业发达区潼南县崇龛镇、浅丘平坝都市近郊区巴南区石龙镇、三峡库区生态敏感区涪陵区义和镇、边远山区少数民族贫困区彭水县润溪乡四个典型示范基地,进行村镇区域空间规划技术集成示范,通过归纳、总结、提炼,形成普适性空间规划集成技术和范式,以期促进村镇区域土地的优化利用。

崇龛镇位于105°31′-105°41′E、30°06′-30°11′N,地处重庆市潼南县的西部,丘陵地貌和河谷阶地地貌为主,镇域面积约87.6 km2,是以生态农业休闲旅游引领的,以油菜、蔬菜、柠檬、养殖等产业为主的集镇。石龙镇位于106° 50′ -106° 57′E,29° 11′ -29° 21′N,地处重庆市主城区之一巴南区的东南隅,属典型的丘陵倒置低山谷地区,镇域面积约111 km2,森林覆盖率达68%,是以发展水景生态旅游、现代农业观光、城郊休闲养生为特色的城乡统筹示范镇。义和镇位于118° 17′ -118° 23′E,37° 48′ -37° 57′N,地处重庆市涪陵区西北部,三峡库区腹地,沿江浅丘地带,镇域面积99.45 km2,是集生态农业、观光、休闲、度假为一体的现代综合性小城镇。润溪乡位于107° 52′ -108° 1′E,29° 2′ -29° 13′N,地处重庆市彭水县西南部,中低丘陵为主,平均海拔较高,乡域面积108.72 km2,是以农业为绝对主体产业的边远山区小乡镇。

3 村镇发展模式构建与空间规划技术集成

通过在示范基地实施应用调查、评价、规划、评估监测等系列程序和方法,并结合各示范区的自然地理特点和社会经济发展存在的问题,因地制宜构建村镇发展模式,实现村镇区域土地资源的合理空间配置和节约集约利用,推进城乡统筹和村镇社会经济可持续发展。

3.1 低山丘陵农业发达区“特色农业+ 乡村旅游”发展模式

3.1.1发展现状及有利禀赋

潼南县崇龛镇地处成渝经济带川渝交接点,属渝西粮油农业大镇,拥有油菜、无公害蔬菜和柠檬三大产业基地,现代农业产业发展已初具规模,以菜花为主题的农业生态旅游已初步打造成品牌项目。

3.1.2主要制约因素

现代农业生态旅游生命线不长,季节性强,主旅游区面积不大,容量有限,活动多样性不够,功能分区不明显,农田水利设施老化,水库较少,农业发展受阻,道路等基础设施配建滞后。

3.1.3技术集成

综合运用村镇区域空间规划技术,通过开展村镇区域空间规划信息调查、发展建设评价以及对油菜花、有机蔬菜、柠檬种植等产业发展的诊断,对村镇体系、农村居民点、公共服务/基础设施的现状评价等,编制崇龛镇村镇空间规划,提出了特色农业发展、乡村旅游发展和村镇建设发展的模式,提炼并总结了村镇区域空间规划信息调查技术体系、村镇区域建设发展评价技术体系、村镇区域空间规划布局技术体系、村镇区域空间规划监测评估技术体系、耕地保护与基本农田建设技术体系、村镇区域建设发展建设技术体系、农村居民点综合整治技术体系。构建了低山丘陵农业发达区“特色农业+乡村旅游”发展模式与村镇区域空间规划综合技术集成(图1)。

3.2 浅丘平坝都市近郊区“村改社区+ 高端养老”发展模式

3.2.1发展现状及有利禀赋

巴南区石龙镇隶属重庆主城半小时经济圈,交通条件较好,水资源、森林资源等自然资源丰富,丘陵深谷较多,小高原气候为重庆市主城区独有,具有发展以农业为基础的观光、体验型旅游产业的良好基础。同时,石龙镇是重庆市统筹城乡综合示范改革示范镇,组建了土地股份合作社。

3.2.2主要制约因素

地处城市外边缘,易受城市化影响和城区拓展“吞噬”,规划实施变动性较大。旅游业辐射范围较小,与邻近地区发展模式雷同,影响力不高。外出务工人数众多,农业劳动力流失较为严重。

3.2.3技术集成

以村镇区域空间规划编制、实施监测与评估技术为主,配合信息调查、发展评价与整治技术,对各项建设、产业发展布局、土地利用优化等进行安排,获取空间规划实施信息,分析原因,提出调控措施,构建了村改社区、高端养老发展模式。归纳、总结、提炼形成了村镇区域空间规划信息调查技术体系、村镇区域建设发展评价技术体系、村镇区域空间规划布局技术体系、村镇区域空间规划监测评估技术体系、统筹城乡土地利用管理技术体系、土地规模化经营技术体系、农村低效建设用地再开发技术体系。构建了“村改社区+高端养老”发展模式与规划实施监测评估技术集成(图2)。

3.3生态敏感区“工业带动+回乡创业”发展模式

3.3.1发展现状及有利禀赋

涪陵区义和镇位于涪陵西北部长江上游北岸,作为涪陵区李渡工业园区的工业拓展区、产业集聚和人口集中的综合服务中心,经济发展较快,呈现“以现代农业为主,多种经营齐头并进”的局面。

3.3.2主要制约因素

地处三峡库区,生态环境较为敏感,易受到人类活动的影响。城镇规模较小,设施配套严重不足,人居环境较差,人地矛盾突出。

3.3.3技术集成

以生态型整治技术为主,配合山区村镇建设地质适宜性评价技术、人口承载力评价技术对新农村建设和产业发展空间等进行优化,改善人地关系,建立了工业带动发展、回乡创业发展、村镇发展建设等模式。提炼并总结了村镇区域建设发展评价技术体系、村镇区域空间规划布局技术体系、库区生态化整治技术体系、国土资源承载力评价技术体系、库区生态环境保护技术体系、土地资源可持续利用技术体系。构建了三峡库区生态敏感区“工业带动+回乡创业”发展模式与综合整治技术集成(图3)。

3.4 边远山区“特色产业+ 高山扶贫”发展模式

3.4.1发展现状及有利禀赋

彭水县润溪乡地处武陵山区,平均海拔较高且海拔落差比较大,以传统种植业为主,近几年烤烟种植业等特色产业发展速度较快。

3.4.2主要制约因素

因地形限制,无法实现大规模机械化生产,水利设施匮乏,靠天吃饭的现状十分严峻,经济发展较为落后。

3.4.3技术集成

重点运用村镇区域空间规划技术,配以信息调查技术和建设发展评价技术,通过编制村镇区域空间规划,对润溪乡各项建设进行了合理安排,并提出了打造烟草、高山药材种植为主的特色产业发展模式,合理开发自然资源,形成独具特色的生态旅游风貌,以增加居民收入,实现脱贫致富。同时,提炼、总结形成了村镇区域空间规划信息调查技术体系、村镇区域建设发展评价技术体系、村镇区域空间规划布局技术体系、山区生态化整治技术体系、山区石漠化治理技术体系、城乡土地资源配置技术体系。构建了“特色产业+高山扶贫”发展模式与空间规划技术集成(图4)。

4 结论

本文对村镇区域空间规划与土地利用优化关键技术进行了梳理、总结和补充完善,集成了村镇区域空间规划信息调查技术、村镇区域建设发展评价技术、村镇区域空间规划布局技术、村镇区域空间规划监测评估技术等共性技术。在重庆市巴南区石龙镇、潼南县崇龛镇、涪陵区义和镇、彭水县润溪乡四个示范区进行了村镇区域空间规划与土地利用优化技术集成示范,并因地制宜,构建了“村改社区+ 高端养老”、“特色农业+ 乡村旅游”、“工业带动+ 回乡创业”、“特色产业+ 高山扶贫”四类发展模式,实现示范区村镇区域土地资源的合理空间配置和节约集约利用,推进城乡统筹和村镇社会经济可持续发展。

区域网-子系统集成 篇7

关键词：快速成型,集成制造,计算机辅助设计

快速成型制造技术 (Rapid Prototyping&Manufacturing:RP&M) 是指在计算机管理与控制下, 根据零件的CAD模型, 采用材料精确堆积 (由点堆积成面, 由面堆积成三维实体) 的方法制造原型或零件的技术, 是一种基于离散/堆积成形原理的新型制造方法。快速成型制造可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件 (模具) 、有效地缩短了产品的研发周期, 是提高产品质量、缩减产品成本、优化产品设计的有力工具, 受到了学术界和工业界的极大重视, 并在航空航天、汽车、机械、电子、医学、艺术品等许多领域获得了广泛应用, 取得了极大的成果。

随着RP&M技术应用领域的不断扩大, 对该项技术的要求也在不断的提高。为使该项技术能够发挥更大的效益, 发挥其传统加工技术无法比拟的长处, 把这一技术与其他制造技术紧密结合, 构建RP&M集成制造系统已经成为快速成型制造技术发展的必然趋势。

1 快速成型制造系统的数据处理

在快速成型制造技术中的数据处理过程中, STL是RP&M技术的常用数据转换格式, STL文件格式最初是在立体光刻造型技术中得到应用, 由于它在数据处理上较简单, 而且与CAD系统无关, 因而很快发展为快速成形领域中CAD系统与快速成型系统之间数据转换的标准。

作为与CAD系统的接口, STL已经很好地服务于快速成型制造工业。它的优点在于其结构简单和应用广泛, 其简单的数据格式可由CAD系统方便地产生, 而且易于RP&M系统的操作。但由于STL数据格式本身具有的缺陷, 使得RP&M研究者花费大量的时间和精力用在检验STL数据格式的正确性或修正其错误。这些常见的问题包括:数据截断误差、面片间的间隙、法矢错误、错误的面相交和退化的面片等。

为了解决STL数据格式存在的缺陷问题, RP&M研究者在研究检测和修补STL数据错误的同时, 还提出了一系列新的数据交换接口来克服STL存在的不足。这些数据交换接口有:基于层轮廓数据格式的SLC、通用层数据接口格式CLI、实体自由制造的柔性数据格式RPI等。此外, 在CAD系统内直接对模型进行分层处理也是解决这一问题的途径之一。

采用在CAD系统内直接分层和利用新的RP&M数据格式进行分层都在一定程度上克服了STL模型分层处理时所存在的一些缺陷, 大大降低了数据冗余, 提高了分层处理的效率和精度。但由于这些方法往往只适合于某一类CAD系统, 而与其它CAD系统都不兼容, 导致这种数据处理方法的通用性较差, 所以也极大地限制了它们与其它系统的集成应用。

2 基于STEP-NC的快速成型集成制造系统

为了解决RP&M系统与其它CAX系统的数据接口问题, 本文提出了以STEP-NC作为统一数据接口, 实现RP&M集成制造系统的构想。STEP-NC是在产品模型数据转换标准STEP (Standard for the Exchange of Product Modal Data) 的基础上发展起来的, 它将STEP扩展到CNC领域, 重新制订了CAD/CAM与CNC之间的接口, 它要求CNC系统直接使用符合STEP标准的CAD三维产品数据模型 (包括工件几何数据、参数配置和制造特征) 、工艺信息和刀具信息来直接产生加工程序来控制机床。

图1为该RP&M集成制造系统的结构图, 在整个系统中采用STEP-NC作为统一数据接口。STEP作为产品模型数据转换标准已经在计算机集成制造系统中得到了很好的应用, 而STEP-NC的发展更使得基于STEP-NC的CNC系统与基于STEP的所有CAX系统之间实现了双向无缝连接。另外, 由于RP&M技术也是基于数字化的, 快速成型设备一般都包含数控系统, 快速成型装置可以作为CNC机床的特种附件, 而集成到CNC机床系统中去, 使CNC数字控制技术与RP&M技术完美的结合到一起, 从而大大扩充CNC机床原有的功能。由于图1所示的RP&M集成制造系统采用STEP-NC作为统一数据接口, 因此必须实现基于STEP-NC的分层处理。而STEP-NC对三维几何模型的描述是遵循STEP/AP203协议的, 所以实现整个RP&M集成制造系统的关键是实现由STEP/AP203协议所定义的几何模型的分层处理技术。

3 结语

现有RP&M系统采用的STL数据接口存在着许多不利于实现集成制造的因素:如精度损失大、数据量过大、数据只能单向传递、没有携带任何设计与制造的信息等, 使得其难以支持集成制造。为解决这一问题, 本文提出了新的快速成型制造集成系统的组成方法, 对进一步提高快速成型制造技术的应用水平具有一定的借鉴和指导意义。

参考文献

[1]王广春, 赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]纪峰, 陈荔, 李占利.基于STL文件的模型及应用[J].长安大学学报 (自然科学版) , 2006, 26 (1) :104～107.