黑匣子

黑匣子（共12篇）

黑匣子 篇1

一、问题重述

飞机是远距离航行的重要交通工具,速度快、安全性高. 但飞机一旦发生事故,乘客生还几率则很小. 通过飞机黑匣子记录的各种飞行参数,可分析得出事故发生的原因.因此在飞机失事后,当务之急是去寻找黑匣子.

假设有一架飞机在高空飞行时发生故障,此时飞行高度为10000米,飞行速度是800公里/小时,航向东北方向45°,飞机在地面的投影位置为南纬22. 0度,东经88. 0度.

请建立模型解决以下问题:

1. 假定飞机在发生事故时突然失去动力,在考虑空气阻力的影响下,建立数学模型,描述飞机坠落轨迹并推测黑匣子的落水点.

2. 假设黑匣子落水之后,不考虑洋流流动对黑匣子沉降过程的影响,建立模型描述黑匣子在水中沉降过程轨迹.

3. 考虑洋流流动对黑匣子在水中沉降的影响,建立模型描述在有洋流流动的情况下黑匣子沉降轨迹方程,并求解出黑匣子沉入水下1000m,2000m和3000m时离落水点的方位.

二、问题一模型的建立与求解

1. 问题一模型的建立

因飞机离地面的距离为10千米,飞机所在的高度相对于地球半径而言可以忽略不计,问题就可视为在平面直角坐标系下进行,当空难发生时黑匣子将获得和飞机速度大小一样的速度,同时忽略飞机解体对黑匣子造成在物理学上的动能和势能上的变化. 最后在直角坐标系上对黑匣子的速度和受力情况进行正交分解,如图1 - 1.

从图1 - 1中我们可以看出黑匣子主要受到两个力的作用,分别是万用引力、空气摩擦阻力,对空气摩擦阻力进行正交分解,分解得到的结果是: 竖直方向上的力fsinα、F万和水平方向上的力fcosα.

由此可得微分和积分方程模型:

公式( 3) 中vy为飞机竖直方向的速度,vx为飞机水平方向的速度,f为黑匣子在下落过程中受到的空气阻力,h末为飞机开始下落时的高度,h末= 104米,s为黑匣子的水平位移,m表示飞机的质量.

2. 模型竖直方向的求解

由于高度h已知,若要求黑匣子下落时间t,需要知道黑匣子下落终点时的速度. 在求解时我们将微分方程转化为近似问题,在[t,t + Δt]时间段内的变加速度直线问题可看作匀加速直线运动问题,当t趋近于0时,上述微分方程可近似表示为方程:

因在[t,t + Δt]时间段内飞机的降落可视作匀加速直线运动,由加速度公式得到这一段时间内的位移为:

由方程( 4) 和( 5) 可得

因为阻力系数k恒定,飞机的质量m大小也是恒定的,假定阻力加速系数a = 6 × 10- 4kg- 1,重力加速g = 9. 81915m / s2,黑匣子下落高度即飞机的竖直位移h末= 104米.

利用MATLAB编程得到下落时间与距离水平面高度的关系图1 -2,下落时间为t =87. 21s,下落末的速度v =127. 9263m/ s.

从图1 - 2可观察出飞机的下落高度与时间之间存在线性关系,随着时间的增长,飞机的竖直方向上的位移不断增大; 从图1 - 3中我们可以观察出时间与飞机的水平位移之间存在正相关关系,随时间的增大水平位移也在不断地增加,且两者间的关系是抛物线的发展趋势.

2. 3模型水平方向的求解

利用5. 3. 1的方法可将黑匣子水平方向上模型的关系式表示为

飞机下落时水平速度v0= 222. 2222 m / s,阻力加速系数a = 6 × 10- 4kg- 1,利用MATLAB编程得到下落时间与水平面位移的关系图1 - 3,同时求解得到黑匣子下落时间为t =87. 21 s,水平末速度v = 17. 0913 m / s,水平面位移s = 4273. 1 m.

为了能够直观的表示黑匣子的降落地点,我们建立了地球坐标图,该坐标图是以地心为原点O,建立地心坐标系O—XYZ,更加直观的表示出黑匣子降落的地点,坐标系见图1 - 5.

根据上述模型,利用MATLAB编程得到黑匣子坠落轨迹图( 见图1 - 4) ,我们可观察得到黑匣子的运动轨迹是类平抛运动,即黑匣子的水平方向速度与时间呈线性关系. 由地球坐标图( 见图1 - 5) 可知M点为黑匣子在地球上的落点,利用公 β = r/s = 0. 0042°和高斯—克吕格投影算法可以及计算得到 黑匣子的 落地点为 南纬21. 8954度,东经88. 0135度.

三、问题二模型的建立与求解

1. 模型建立

我们考虑黑匣子在水中受到的重力、浮力及海水的摩擦力作用,假设海水的摩擦力与相对速度成正比,与海水的粘度系数 μ 成正比,在这里我们忽略黑匣子的形状大小的影响. 由牛顿第二定律,可建立其落水后的运动方程.

其中 ρ 黑匣子的密度( 在这里我们认为黑瞎子是实心的,其密度是均匀分布的其密度是铁的密度) ,ρ0是海水的密度,V是黑匣子的体积,k是海水的粘度系数,μ 是雷诺系数,sx是x方向的位移; M黑匣子的质量.

对方程( 8) 积分,得( 9) :

2. 问题二模型的求解

将图2 - 1黑匣子在水下沉降过程中的海底剖面图进行图像的转化去掉杂色,求图像的RGB值,利用公式h =( sum( G) - sum( B) ) /3. 5 - 6200,h为海拔高度,sum表示求和. 得到图2 - 2黑匣子可能下降的高度.

通过图2 - 2可以利用最小二乘法拟合得到sx水平距离即x方向的位移与sy海拔即y方向的位移的关系. 利用MATLAB得到最小二乘法后的拟合图2 - 3,由于阶数为9,sx太大,有的系数太小,我们的电脑无法显示出来,因此我们需要采用搜索算法对模型进行求解.

将模型的参数假定为k = 27371423 m- 2,μ = 1. 003 ×10- 6m2/ s,ρ = 7800 kg / m3,ρ0= 1000 kg / m3. 将模型的误差范围r进行设定,利用MATLAB编程求解得到结果如表2 -1和黑匣子下沉轨迹图2 - 4.

根据表2 - 1在误差r变动较大时,下落时间变化几乎不改变,水平的位移变化不大,都下落在区域Ⅰ. 通过6组模拟试验的结果综合可得,黑匣子在接触水面后水平位移为699. 5138 m,下落时间为20秒,着陆区域在Ⅰ区.

3. 3 问题二的模型的修正

由于在前面的模型中没有考虑到,当水平速度vx= 0时,黑匣子将只受到竖直方向的作用力,水平方向上将没有作用力; 故需要对问题二中的模型进行改进. 首先我们将黑匣子水平方向上的速度进行分段讨论,然后利用微元法的思想求解得到模型( 11) :

模型中as= k Vμ / vyt,利用MATLAB,将时间每步的时间长设为0. 01 s,利用搜索算法对模型进行求解,得到表2 - 3和图2 - 5.

根据表2 - 3可得,无论误差范围区间控制为多少时,模型求解到的结果与表2 - 2相比都是相同的时间解,改进后的模型的位移解在不同组模拟实验中位移都是相同的,与未改进的模型相比改进后的模型更加准确,有效.

由图2 - 5可知,黑匣子的水平速度在水深为2500米左右时就开始为0,之后黑匣子只做竖直方向上的变加速直线运动.

四、问题三模型的建立与求解

1. 问题三模型的建立

黑匣子落水之后,考虑洋流流动影响,建立模型描述黑匣子沉降轨迹. 考虑黑匣子在落入海水中,在与海平面接触的瞬间,由于水的粘滞力、表面张力和海水对黑匣子的瞬时冲量以及黑匣子对海水的反作用力等作用因素的复杂性,因此为方便问题的研究我们认为在该过程中黑匣子没有能量的损失和速度方向的改变,我们只考虑黑匣子受海水的摩擦力、粘性阻力、自身重力和浮力的作用. 建立黑匣子沉底运动轨迹数学模型,同时为提高模型的准确性,对模型添加约束条件. 同时,我们将洋流方向与黑匣子运动方向相同时定义为受到洋流的作用力为fx.

根据图3 - 1可知,黑匣子在水中下落过程中受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力F浮,竖直向上的阻力fy,与运动方向相反的阻力fx和与运动方向相同的洋流的冲力F.将水平方向上的速度记为vx,竖直方向上的速度记为vy,水平方向上的位移记为sx,竖直方向上的位移记为sy,水平方向上的初速度记为vx0,竖直方向上的初速度记为vy0,黑匣子在落点竖直方方向往水平初速度方向的偏转角度用 α 表示. 因为速度对时间的倒数为加速度,位移对时间的倒数为速度,在第一问和第二问的基础上我们可以得到模型:

模型中F浮= ρ0g V,ρ0是海水的密度,V为黑匣子的体积; F = Rρ0Svs2,vs为水的流动速,R为雷诺数,R = 3. 26 ×104,S为黑匣子的侧面积,S = 0. 0324 m3,f = 0. 5CDAρ0v2= asv2. 其中CD、A、ρ0均为常数故可将 ρ0表示为as. 假设asv = 0.05黑匣子的体积V = 0. 0039 m3,黑匣子的密度为铁的密度,ρ = 7800 kg / m3,则黑匣子的质量m = ρV = 30. 42 kg. 根据问题一中的求解方法化简得到模型11.

2. 问题三模型的求解

利用MATLAB,令 Δt = 0. 01 s,对模型进行求解得到表3 - 1.

注: a 表示黑匣子在落点竖直方向往水平初速度方向的偏转角度,sx表示离落地点往水平初速度方向的位移.

当洋流流动速度为4. 3 m/s时,黑匣子的运动轨迹为图3 - 2,当洋流流动速度为1. 1 m / s时,黑匣子的运动轨迹为图3 - 3

黑匣子 篇2

②黑匣子是飞机专用的电子记录仪器，一种是飞行数据记录仪。它能将飞机的高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林威治时间，还有飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来。另一种是座舱话音记录仪。它实际上就是一个无线电通话记录器，可以记录飞机上的各种通话。需要时黑匣子能够向调查者提供飞机出事故前各系统的运转情况和机上人员的各种对话，为事故分析提供依据。

③黑匣子的外壳具有很厚的钢板和许多层绝热防冲击保护材料，能在1100摄氏度的火焰中经受30分钟的烧烤，能承受2吨重的物体挤压5分钟，能够在汽油、机油、电池、酸液、海水中浸泡几个月。总之，它能在许多恶劣的条件下安然无恙。

④其实，黑匣子并不是黑色的，为了便于人们搜寻，它被涂上了鲜艳的桔黄色。也许是人们觉得它里面存储的信息对飞机事故的鉴定意义重大吧，所以使用了这样一个非常神秘的名字――“黑匣子”。

1. 阅读选段②的内容，请给“黑匣子”下一个定义。（2分）

2.第③段画线句使用了哪种说明方法？有什么作用？（2分）

答案

1.(2分) 黑匣子是记录飞机的飞行数据及座舱话音的专用的电子记录仪器。

婚姻黑匣子 篇3

一贯在老公面前保持自负形象的我,第一次号啕大哭。以前无数次的争吵之后,他也曾好多次提过离婚,但最终都是在顺其自然之后雨过天晴。而如今他铁了心,闹上法庭,我认为原因只能有一个,那就是他肯定有了外遇。

我心有不甘,彻底撕掉高傲的面具,刨根问底甚至近乎低声下气地求老公说出离婚的真正原因。可任凭我软硬兼施,他总是茫然地摇头否认。我愈加忿忿,发誓一定要找到他负心的证据。

于是,我开始联络熟悉我和老公的所有人,或单刀直入,或旁敲侧击,想探知老公是否有了自己所不知的情人?然而,所有人都认为我在开老公的玩笑。

随后,我翻遍了家里的每一个角落,试图找到我希望看到,实际又最不愿意看到的任何与婚外情相关的礼品或者书信。但即使在老公的通讯簿,以及手机的通讯记录中,都没有任何令我感到陌生或是暧昧的号码。

那一刻,我陷入了痛苦的深渊——连飞机失事,还有一个存储关键证据的黑匣子,难道这触礁的婚姻,就不存在一个记录失事缘由的黑匣子?不,我偏不信邪,我一定要找到他负心的证据!

半月后,我没找到黑匣子,却等到了法庭相见的那一刻。

依照惯例,法官开始问老公提出离婚的理由。除了一些琐碎的家庭矛盾,一向木讷的他,并没说出更关键的原因。轮到我时,我展开了极具逻辑地推测,说一定能够找到记录我们婚姻事故的黑匣子,并言辞凿凿地声称,那里面肯定记录着他负心的直接证据。

法官皱了皱眉头,试图通过调解方式结案。但和好,老公坚决不同意;离婚,我同样坚决不肯。

按照法律程序,法庭最后只能强行判决。判决结果是不予离婚,原因是无夫妻感情破裂的明显证据,为对当事人负责,法院对此情况一般不予判离。

庭审结束后,老公情绪低落地问法官:“难道类似情况的婚姻就只能维持吗?”法官答复说:“如果六个月后,你对自己的婚姻还不满意,仍可起诉离婚,届时判离的理由会更充分,现在还是努力给彼此一个机会吧!”

老公气呼呼地走出了法庭。看着他气急败坏的样子,我愈加觉得自己底气十足。正要转身离去,法官悄悄喊住我,轻声问了我一个意想不到的问题:“你在法庭上几次提到黑匣子,但你知道,在世界上几起知名的空难中,黑匣子所记录的失事缘由是什么吗?”

“这……”我一时语塞。

“据我所知,那些原因既不是我们想象中具有不可抗力的天灾,也不是当时科技水平无法企及所造成的必然性悲剧,更不是恐怖暴力劫持破坏之类的人祸。它们或是计算上的失误造成燃料的微量缺失,或是一枚看似微不足道的小螺丝钉的松动,或是飞行员大意之间闭目小憩的一刹那……也许你最终查到的婚姻黑匣子,并没记载着老公出轨的证据,那些导致婚姻夭折的要素,只不过是夫妻间难以分清责任的一些矛盾点滴。”

几句看似漫不经意的开导,却仿佛攫住了我的整个身心。我恍然悟出,那个曾经遍寻无果的婚姻黑匣子,肯定就埋在老公内心深处。只有打开他的心扉,同他一起慢慢梳理,才能发现那些我一直不以为然的纤小纠缠。

回到自家楼下时,天色已近黄昏。看着窗口透出的灯光,我默默地祝福自己:“希望一切,都还来得及!”

责编/彭艺珂 E-mail:pengke420@163.com

飞机数据采集仪——黑匣子 篇4

格林尼治时间6月1日凌晨, 法航一架空客A330客机在大西洋海域上空失踪。机上228人遇难, 震惊世界。由于“黑匣子”坠入海底, 飞机失事原因成为难解之谜。

美国运输部前总监玛丽·夏沃女士分析:客机失踪前最后4分钟自动发出一大堆信号背后隐藏的“线索”很重要。在发现“黑匣子”之前, 对这些信号的分析非常关键。可见, “黑匣子”数据是判断飞机失事原因的可靠依据。那么, “黑匣子”到底是什么呢“

黑匣子的“正名”

“黑匣子”是俗名, 它的正名是“飞行数据记录仪”。它是一种将飞机飞行的情况储存下来的仪器, 当“不幸”发生以后, 需要了解飞行情况时, 可以通过一些设备把它们播放放出来。

飞行记录仪为什么称为“黑匣子”呢?

原来, 为了保证这种设备在飞机出事故后不被破坏, 根据欧洲的标准, , 黑匣子必须能够抵受2.25吨的撞击力, 在1100℃高温下10小时仍不会受损。要达到这个标准, 黑匣子通常是用铁金属和一些高性能的耐热材料做成的。, 它具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水 (或煤油) 浸泡、抗磁干扰等能力, 即便飞机已完全损坏, 黑匣子里的记录数据也能完好保存。黑匣子约四五块砖大小。一般都被涂成明黄、橘红等鲜艳夺目的色彩, 以便之后寻找。当飞机失事时, 黑匣子上有定位信标, 相当于无线电发射机, 在事故后可以自动发射出特定频率, 以便搜寻者溯波寻找。由此可知, “黑匣子”是人们视“飞行数据记录仪”为空难的不祥之物而起的名字。

黑匣子的故事

1908年, 美国发生了第一起军用飞机事故。以后, 随着飞行事故增加, 迫切需要有一种研究事故发生原因的仪器。二战时, 飞行记录仪正式在军用飞机上使用。战后开始用到民航飞机上。由于当时的科技水平有限, 早期的记录方式比较落后, 用的是机械记录的方法, 记录在照相纸上。虽然有所记录, 但是很多都“消失”了。当磁记录方式发明后, 可靠性才有所改变。

20多年前, 挪威上空一架军用飞机发生爆炸坠毁, 飞行员身亡。挪威当局赶到出事现场, 从飞机残骸和飞行员的尸体中, 辨认出这是一架某国的军用侦察机。挪威向某国提出抗议, 某国矢口否认。后来, 挪威找到了飞机上的黑匣子, 从黑匣子记录的数据进行分析, 揭露了真相。某国在铁的证据面前只好认错。

为了回收方便, 黑匣子上安置了降落伞, 一般当飞机达到某一极限, 其可以自动弹出安全降落。为了确保安全, 它通常安装在远离飞机中心的尾翼翼根的地方。看来, 飞机设计人员对这位特殊的“见证人”是备加照顾的。

目前, 大多数的客机、军用飞机上安装的黑匣子有两种。

一种是称为飞机数据记录器 (FDR) 的黑匣子, 专门记录飞行中的各种数据, 如飞行的时间、速度、高度、飞机舵面的偏度、发动机的转速、温度等, 共有30多种数据, 并可累计记录25小时。起飞前, 只要打开黑匣子的开关, 飞行时上述的种种数据都将收入黑匣子内。一旦出现空难, 整个事故过程中的飞行参数就能从黑匣子中找到, 人们便可知道飞机失事的原因。

另一种称为飞行员语言记录器的黑匣子 (CVR) , 就像录音机一样, 它通过安放在驾驶舱及座舱内的麦克风, 录下飞行员与飞行员之间以及座舱内乘客、劫机者与空中小姐的讲话声, 它记录的时间为30分钟, 超过30分钟又会重新开始录音。因此这个黑匣子内录存的是空难30分钟前机内的重要信息。

随着科技的迅速发展, 黑匣子也在不断更新换代。20世纪60年代问世的黑匣子 (FDR) 只能记录5个参数, 误差较大。70年代开始使用数字记录磁带, 能记下100多种参数, 保存最后25小时的飞行数据。90年代后出现了集成电路存储器, 像电脑中的内存条那样, 可记录2小时的CVR声音和25小时的FDR飞行数据, 大大提高了空难分析的准确度。每架飞机上, 黑匣子通常有两个, 它们的学名分别叫“飞行数据记录仪”和“机舱话音记录器”。前者主要记录飞机的各种飞行数据, 包括飞行姿态、飞行轨迹 (航迹) 、飞行速度、加速度、经纬度、航向以及作用在飞机上的各种外力, 如阻力、升力、推力等, 共约200多种数据, 可保留20多小时的飞行参数。超过这个时间, 数据记录仪就自动吐故纳新, 旧数据被新数据覆盖。机舱话音记录器主要记录机组人员和地面人员的通话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种音响 (包括飞机发动机的运转声音) 等。它的工作原理类似普通磁带录音机, 磁带周而复始运行不停地洗旧录新, 总是录留下最后半小时的各种声音。

A330的“黑匣子”

新华网报道, 法国民航安全调查分析局负责人保罗·路易·阿尔斯拉尼安6日指出, 法航失事客机 (A330) “黑匣子”上安装的信号发射器有可能脱落。他说:“我们完全无法确定信号发射器是否仍和‘黑匣子’在一起。它很可能已从‘黑匣子’上脱落。”尽管是这样的分析, 但仍然不放弃找回“黑匣子”。法国民航安全调查分析局6日发布消息说, 美国临时借给法国一批声学搜寻装置已经运抵法航客机失事海域, 将安装在两艘参与搜寻行动的船只上, 以便尽快展开最大范围的搜寻。法国负责交通事务的国务秘书多米尼克·比瑟罗5日在接受媒体采访时表示, 当前主要目标是全力寻找失事客机的“黑匣子”。

打开丰田管理的黑匣子 篇5

轻视日本企业者必吃大亏

日本经济迷失的十年，导致我们更多地把目光投向了美国。但是，一个事实不要忘记：日本经济的迷失与日本金融的落后有关，却与日本制造业的竞争力无关。

《帝国启示录》作者白益民指出：上世纪90年代日本企业的“衰落”，其实是刚吃了高调扩张亏的日本企业在借机“弱化自己”。

人们喜欢用世界500强排名衡量企业实力。而日本综合商社排名从1994年的前5位一直下滑，是日本经济结构发生变化的结果，比如：大型综合商社三井物产2004年将经营额最大的能源和矿产部门分立出去，使其骤跌到177位，掩盖了它的实力。如果它想排在世界500强第一，只要把部分投资公司的收入计入账目就可以。

因此，日本经济的迷失在于宏观，而非微观。而我们的经济增长，恰与之相反，正面临宏观走强、微软走弱的危险。当日本产业界直言：中国经济了不起，中国企业没什么了不起时，我们还有什么理由不去重新认真研究，学习日本制造业的管理精髓呢？

而这些，日本人早就做过了。

1928年，戴季陶就发表过文章，说日本人已经把中国放在“手术台”上研究过几百上千遍了，而我们对日本人却一直没有研究，一直不屑于研究，这个将来要吃很大的亏。而历史证明，我们确实吃了太多的亏。

因此，我们相信：中国企业重新抖擞精神学习以丰田为代表的日本制造业管理经验，将是“made in china”真正走向“了不起”的必由之路！

一、新的秘密在诞生

丰田是只“黑匣子”，是一家令人感到不可思议的公司。

一个事实已经佐证如上评价。2007年，丰田汽车可望超越通用汽车，成为全球最大汽车制造商，终结通用长达80年的汽车龙头地位。

当1936年9月，丰田AA型轿车初次问世时，相比汽车制造史的起点——1896年美国的社里埃兄弟制造并出售13辆以汽油为燃料的四轮汽车，晚了整整40年。

为什么起步如此晚的丰田汽车却能笑到最后？

事实上，这只黑匣子的最大秘密已广为世界所知，那就是丰田精益求精的生产方式(TPS)、持续改善的文化。丰田的生产方式和管理文化改变了21世纪全球制造业的存在形式和秩序。

《中外管理》第二次组织50多位中国企业高管去日本考察丰田，是因为丰田生产方式新的秘密又在诞生——TOTAL TPS，而非传统的TPS。

另一秘密被忽略„„

日本制造业还有另一个秘密。其实，早在2005年6月它就已公示于众，只是，鲜被中国企业和媒体所重视。因为，由宏 领导人施振荣提出的“微笑曲线”理论，让一批中国制造企业集体弥漫着悲观情绪。

把业务流程当作横轴而描绘出的利润率曲线，就是著名的“微笑曲线(Smile Curve)”。曲线左侧主要是研发、设计、材料采购；曲线右侧主要包括品牌、物流、渠道、金融。“微笑曲线”认为这两端附加价值高，利润空间大，而处在曲线中间弧底位置的加工、组装、制造等，技术含量不高，附加价值低，利润微薄。如今，整个中国制造业似乎都能听到利润在微笑曲线底谷的哭泣声。

2005年6月，日本曾经发表《2004制造业白皮书》。该报告在对不到400家制造业企业进行调查时，提出了在“研究”、“开发·设计·试制”、“制造·组装”、“销售”、“售后服务”等业务阶段(工程)中，“哪一个业务阶段的利润率最高”的问题，而得到的结果是：认为“制造·组装”利润率最高的企业非常多。

这份调查验证了中村末广的判断。在此前的2004年10月，日本索尼中村研究所的所长中村末广就提出了“武藏曲线”，即和微笑曲线相反的拱形曲线——真正最丰厚的利润源正是在“制造”上。

而之所以中国制造业被微笑曲线所迷惑，是因为：我们企业管理水平不高，“制造”应有的利润远远没有体现出来。

二、发现管理的原点

我们想像这样一幅场景：一辆在高速公路上行驶的汽车，一侧的轮胎饱满有力，一侧的轮胎松软干瘪。驾驶员就必须降低速度，才能保持车子的稳定行驶。一侧轮胎就是经营，一侧轮胎就是管理。美国重视的是经营，日本重视的是管理(经营与管理的区别请参见《中外管理》杂志2006年第9期。)。而我们过多地学习美国商学院的经营思维，忽视了另一个轮胎(管理)的饱满，造成今天的中国企业在机会与资源分配即将完成时，后力不足，行驶缓慢，甚至是停滞不前。

日本中部产业连盟执行理事兼丰田生产方式研究会主管佐佐木元对《中外管理》说：28年的中国市场经济的发展，培养了大批的经营人员，但是，没有培养一批管理人员，致使因为经营能力而获得的大量资金、资源和机会、人才没有效率最大化，这是中国企业面临的最大问题。

因此，我们中国企业的管理者要回归原点，扪心自问：大量的产品维修成本和设备维护成本流失了多少利润？在管理上，有很多企业家理所当然地认为自己做不好，而请别人来帮助，这又流失了多少利润？因为安全管理不善，造成事故赔偿而流失的利润又有多少？因为不能构建“以人为本”的管理模式和文化，从而造成员工流失、技能流失、资源流失„„进而重新招聘员工、培训员工，使我们的利润又流失了多少？因为对管理认识不求甚解，而盲目投入信息化管理，大量无效的投入又带来多少利润的流失？因为管理缺失造成大量的库存，而库存就是现金，现金流的吃紧使多少企业背负了高额的负债，从而增加了多少资金的成本？

一个企业的管理好坏就体现在现金流、库存、制造过程所需要的时间上。

丰田的TPS就是为企业的现金流做贡献、消除库存，缩短制造时间。佐佐木元给出一个令人震惊的数据：制造过程降低10%的成本=经营层面在市场扩大销售额的一倍，资金周转率提高1%=市场占有率提高10%。如果销售额是10亿日元，周转率提高1%，那么，对现金流的贡献是100亿。

佐佐木元曾经站在某家中国工厂的现场，观察一个工人30秒。他发现中国企业浪费太大！工人们工作起来没有章法、没有节奏，太乱。最后，佐佐木元的结论是：如果别的因素不考虑，在中国有效推行丰田生产方式，只要进行作业改善，不需要花钱进设备，就可以给中国企业带来巨大的收益！

杜拉克在《管理未来》里指出：我们必须以生产率和创新这两座灯塔为指标。假如获得利润的代价是降低生产率或者没有创新，那么，这些利润就不是真正的利润，而是在破坏资本。反之，假如能不断改善所有关键资源的生产率并提高我们的创新水平，最终将一定会创造利润。

也许你急着想了解TOTAL TPS，但是，我们还是不得不先给你讲述一段关于TPS动人的故事。

讲这个动人的故事，不是要讲TPS体系，而是讲TPS背后的“大野耐一精神”。我们弘扬这种精神，是因为如果我们想让管理这个车轮饱满起来，我们就必须寄望于管理者，而非经营者。

三、大野耐一精神

大野耐一是谁？他是丰田生产方式的创建者与倡导者，被日本人称为：“日本复活之父”、“生产管理的教父”、“穿着工装的圣贤”。

大野耐一其实生于中国大连。1932年毕业于名古屋高等工业学校(现名古屋工业大学)机械科后，旋即进入丰田纺织工业株式会社。

1942年丰田纺织解散，大野耐一第二年转到丰田自动车工业株式会社，为丰田创始人丰田佑吉之子、丰田汽车创始人丰田喜一郎效力。

据原丰田工程技术公司董事长堀切俊雄对《中外管理》介绍：第二次世界大战后，丰田曾陷入非常危险的境地，年汽车销量下降到了区区3275辆。

汽车销售不出去，工人开始罢工，而且持续相当长时间，丰田几乎濒临破产。为了挽救丰田，日本银行组成一个银行团为丰田提供资金，但是提出的条件是：解雇3000名员工，经营层全部换班，公司一分为二：丰田销售公司、丰田汽车公司。这等于丰田重新从原点再来一遍。

那时的丰田不但面临资金短缺，还面临着原材料供应不足，而且日本汽车制造业的生产率与美国差距巨大。在如此严峻的现实面前，丰田喜一郎提出：降低成本，消除不必要的浪费。用三年时间赶上美国！否则，日本的汽车产业将难以为继！

“三年赶超美国”，创业者的雄心壮志与迫在眉睫目标让大野耐一这位职业经理人刻骨铭心。由于这样的追赶意识，大野耐一从此把眼睛死死盯住现场。他日思夜想：为什么美国的生产率比日本高出几倍？一定是日本存在着大量的浪费！那么如何能找到更好的生产方式呢？

众所周知，丰田生产方式的两大原则是准时化和自働化。让我们看看这两个原则的雏形。准时化

关于消除浪费，丰田喜一郎有过这样一种构想，他说：“像汽车生产这种综合工业，最好把每个必要的零部件，非常准时地集中到装配线上，工人每天只做必要的数量。”

大野耐一把丰田喜一郎这个思路应用到汽车的生产现场，形成了一套严谨成熟的“准时生产”体系。

首先是生产线的整流化：大野耐一学习福特的流水线工作方式，将“以设备为中心进行加工“的生产方式改变为“根据产品的加工工艺来摆放设备”，形成专线生产，并计算出每个产品的节拍时间。所谓节拍时间，即如生产A产品，一天需要480个，一天的劳动时间是480分钟，那么就可以计算出，生产一个A产品的节拍时间是1分钟。有了这个节拍时间概念，生产线只要按节拍时间持续流动生产即可。节拍时间是TPS中最重要的概念。

其次是拉动式生产。TPS之前的生产方式是生产计划部门把计划发给各个工序。由于各个工序发生故障时间不同，导致有的工序生产的部件多，有的生产的部件少，不仅导致生产线运转不流畅，而且循环往复地造成库存。为了解决这些问题，大野耐一从美国超市的取货受到了启发——其实，大野耐一根本就没有见过美国超市，只是听说而已。但这一点也没有妨碍他的思考和获益——他开始产生了一种没有浪费的流程假设。基于这种假设，大野耐一创造了后工序到前工序取件的流程，从而使推动式生产变成了拉动式生产。最后一道工序每拉动一下，这条生产绳就紧一紧，带动上一道工序的运转，从而消除了库存。自动化

战后，日本从欧美进口了很多自动化设备。尽管是自动机械，实际上在每台机床边还需配备一名工人看管，当发生故障时，再去叫修理人员来修理。

大野耐一认为：这种事真是愚蠢到极点，买来了自动机械，一点好处没发挥出来，于是就开始考虑如何做到不靠人监视也行呢？

他想到了丰田创始人丰田佐吉的发现。

以前的织布机在织造过程中，如果一根经线断了，或者是纬线用完了，必须靠人巡回检查发现停车处理，不然就会出现大量的不合格品。能不能给设备赋予类似人的“智能”，给它装上判断设备运行状态是否正常的装置，使之在出现上述情况时自动停车，从而提高劳动效率又减少不合格品？1901年，丰田佐吉开始研制这种自动跳闸的织布机。

在当时的条件下，丰田佐吉既没有顾问也没有助手，既没有专门的研究室又没有参考资料，他有时连续几天从早到晚把自己关在居室里，仰视着“塌塌米”，沉静地苦想、切磋琢磨，耗费了整整25年的光阴，终于在1926年研制成功了具有类似人的“智能”的自动织机。

大野耐一受丰田佐吉的启发，想到了把传感器装到机械上。

然而虽然传感器装上了，却不知道哪里的机械停了，这下组长可忙坏了，来回在生产线中奔跑。

这时，大野耐一又想出了一个办法，装了一个灯光显示板——指示灯，这个指示灯与各个机床相连接，放在一个地方，哪里发出异常可以马上知道，大大地提高了组长及修理科的工作效果，有效地保证了生产正常进行。

如果一道工序出现故障所有的工序都要停止，问题就会立刻被表面化，被及时发现，所有的人就都会想办法及时解决这一问题。改善由此开始。结果，生产线的有效运转率提升到了95%！

改变世界的机器

大野耐一总是爱在车间走来走去，停下来向工人发问。他反复地就一个问题，问“为什么”，直到回答令他满意，被他问到的人也心里明白为止——这就是后来著名的“五个为什么”。

大野耐一推广TPS的生产方式近似残酷，他的办事方法也前所未闻。由于TPS改变了工人们的生产习惯，所以在初期阶段没有人愿意跟他合作。

堀切俊雄回忆说：“当时，我和大野耐一在一起工作。说实话，他让人害怕。当时大野耐一到哪个工厂，哪个工厂的领导就会躲起来！”

当时的大野耐一也非常痛苦。但是，令他庆幸的是，丰田的掌门人支持他，保证了这种变革没有夭折。

为了实施成功，达到目的，大野耐一不断地鼓动那些高级经理们。在鼓动和压力下，人们开始慢慢地接受这种改变。“看板生产”至少花了10年以上的时间才得以在丰田推行成功——直到1973年的第一次石油危机，整个汽车行业出现大量的库存，这时的丰田不但没亏本，反而赢利。这才让那些骂他的人开始相信而接受了他的思想。

大野耐一在丰田工作了一辈子，在屡经挫折和失败之后，创造了一套完整的、超常规的、具有革命性的全新生产方式——丰田生产方式(TPS)。他于1990年去世。

正是1990年，一个周末的清晨。麻省理工学院教授詹姆斯·沃麦克被急促的电话声惊醒，电话的另一头是出版社编辑兴奋的声音：“沃麦克博士，书取名叫做《改变世界的机器》，你觉得如何？”这本书，是全球第一本由西方人深入探讨丰田汽车管理模式的书籍，是1985年美国麻省理工学院筹资500万美元的研究项目，是美国人第一次把丰田生产方式定名为Lean Production，即精益生产方式。这个研究成果掀起了一股学习精益生产方式的狂潮。

据《丰田创业史》所述：大野耐一所创始的精益生产方式受到来自各方面的赞扬，但他从不炫耀自己的理念。大野耐一不为创立丰田生产方式而沽名钓誉、邀功请赏，反而一再声称其思想精髓来自于丰田佐吉和丰田喜一郎并对他们大加歌颂。

在中国企业中，有多少的职业经理人能如此之忠诚，想尽各种管理方式将经营者的目标如此之持之以恒执行下去？在中国企业管理匮乏时期，难道我们不应该呼唤大野耐一式的职业经理人精神吗？

四、总动员时代

截止到目前，我们看到的大量资料还是大野耐一时代的丰田生产方式。事实上，自上而下的强压式的推广曾招致丰田工人们的不断反抗。直到上世纪80年代，丰田内部开始出现了自主研发活动，工人们要自主研究现场管理的改善方法。TPS的基本思想开始渗透到业务的各个环节。于是全面的TPS诞生了。其诞生标志着丰田生产方式出现了另一个伟大的原则——活性化原则。

活性化

活性化原则的本质是调动员工的上进心及积极性。和美国工厂最大的不同是：美国公司给作业标准，工人们按标准做就行了。而丰田的TOTAL TPS充分相信工人们的智慧，实现现场的活性化，提倡“现场现物”。

现在的丰田，一个产品进入量产前，都有制造准备活动。以前由技术人员进行的改善活动，现在，由一线工人提出思路，参与完成。丰田会抽调出大量的人力和精力来做量产前的改善，充分发挥一线工人的聪明才智。

在丰田汽车所属主办工厂之一的岐阜车体工厂，《中外管理》记者一行看到现场到处都有着醒目的“改善看板”。看板的内容分成两部分，一边是改善前的状况，一边是改善后的状况。改善效果产生的经济效益、改善承担者的姓名及得到的奖励都写在看板上公布于众。

在丰田眼里，没有消极的员工。只要方法正确，员工都能焕发活力。因为，人都希望有归属感，个别人的落后也会在集体向上的带动下，发生变化。只不过，时间不同而已。

堀切俊雄给我们画了一个图，告诉我们员工的活力是如何一点点被激发的。他说：让员工做事情，不求100%的改善或者达到，只要有50%的可能，就开始去行动，在行动中现场现物，持续改善到100%。不要给员工过高的压力和期望，最好只要让他伸伸手就能够到。然后，员工产生一种成就感，进而充实感，大脑才能开始活性化，才能不断地进取向上。

当然，发挥一线员工的智慧进行改善，并不表示改善目标是自下而上，而是每公司都有改善方针，从质量、成本、安全等多个角度制定改善目标，然后，把目标层层分解到每个班组。

不愧为“穿着工装的圣贤”，晚年的大野耐一在书中留下了感人的反思：“没有人喜欢自己只是螺丝钉，工作一成不变，只是听命行事，不知道为何而忙，丰田做的事很简单，就是真正给员工思考的空间，引导出他们的智慧。员工奉献宝贵的时间给公司，如果不妥善运用他们的智慧，才是浪费。”

你关注什么？

在经营工作中，我们把资金、人才、品牌作为第一资源，但是，佐佐木元告诉我们：在管理工作中，一定要把时间作为第一资源来考虑，以顾客为中心，以顾客的需求节奏来决定生产运营的节拍。

制造业的管理者们都知道，生产时间=加工时间+搬运时间+检查时间+停滞时间。

但是，却鲜有人分得清楚：在制造过程中，有两种技术即生产技术和制造技术。生产技术是由设备带来的，它决定加工时间。制造技术是流程和作业方式带来的，它决定搬运时间、检查时间和停滞时间。

遗憾的是，中国企业更多地关注缩短加工时间，更换更高级的设备，提高技术水平，因此，导致一些管理人员给老板出难题，一推进TPS，就要求自动化，要求上设备。这是重知识不重智慧的思维。

其实，推进TPS的本质不是让我们更新设备，而是在现状下，如何发挥更高的效率，更多地是从生产方式、管理方式上着力，排除浪费，增强自己的制造技术，缩短生产过程周期，带来现金流的增长。

佐佐木元给出了非常重要的改善顺序的建议，第一步：作业改善先行，不花钱、动智慧、去行动。第二步：设备改善。第三步：布局改善。

还有一个关注点是不对的。很多企业以为，精益生产仅仅是指用于生产和品质管理的工厂内部管理系统，其实，精益生产的系统是集市场信息和生产为一体的经营系统。大野耐一也说过：脱离了市场的信息，我们就是瞎子。

你调动谁？

很多企业学不了丰田生产方式，认为标准设不好。标准不是技术人员和管理人员设定的。标准执行不下去的原因，是没有调动一线员工的积极性。丰田是强调班组长来设定标准的。管理标准也不是从外部拿来的，而是自己的企业做出来的，在不断的更新和完善中做到的。

市场每时每刻都在发生变化，这种变化会通过营销流入现场，供应商也会变化。佐佐木元质问：这些是能用管理者的逻辑和知识控制的吗？所以，需要尊重班组长的行动积累起来的经验和智慧。知识不是力量，知识只有通过行动转化为技能和智慧才有力量。佐佐木元直率地说：中国企业各层管理人员的知识已足够，但智慧不足，这是因为行动不够。

你应该“淘汰谁”？

阻碍中国企业推进TPS的最大原因还是惩罚文化较为普遍。通常是管理者设定一个目标或者标准，员工没达标就扣分罚钱，而不是想办法把管理工作不断提高。这是典型的用经营的手段进行管理的思维，这难以激发员工的热情和感情。

佐佐木元指出：推行TPS后，企业30%的员工要被节省下来。但是，不能简单地将他们裁员。恰恰相反，企业应从最优秀的30%的员工减起，把他们转化到新的事业或者管理工作中去。如果末位裁掉，工人就不会把问题或者经验告诉你，因为他担心下一个会是他。这样，TPS肯定推行不下去。

日本德川时代“家”的意识转化为“公司”的集体意识，传统的“武士道”精神转化为强烈的竞争意志和对公司的效忠。这些都使日本员工愿意和企业长期追求一个目标，而不像中国企业打破终身雇佣后，人才频繁流动，导致员工的行为浮躁，只对短期结果负责而非长期利益考虑。在考虑淘汰员工时，我们经常想到的是短期的效率，而没有问问自己：这种不安定感，这种惩罚感，是否阻碍了员工的奉献热情呢？是否有更好的办法来激发员工的才智？

经营层应该做什么？

丰田认为：在改善成果的发表会上，应该是实现改善的人做发表报告，而决策层和经营层是听的主角。经营层和决策层应该发表的是如何运用“改善的成果”做好经营的改善工作。这样，经营和管理互相促进，才能使改善的热情沸腾起来。

你相信有多少人可以优秀？

美国的核心思想是20%的员工是优秀的，是社会的精英。日本是反二八理论的。丰田认为：至少80%员工都是优秀的，10%是最优秀的，10%是笨的。但即使那10%的笨，原因也是在领导身上。这种哲学上的冲突导致美国学不了日本。那么，中国企业家，你相信有多少人是可以优秀的呢？

你能超越社会文化吗？

《哈佛商业评论》如此评论：丰田最可怕的是一种原则的力量，一种追求极致的思维，而不是生产工具与方法而已。日本经济新闻也说：丰田有着向极致企业挑战的改革基因。

显然，丰田生产方式的这种极致原则是受益于日本民族的国民性。

在丰田现场，你可以体会到精益主义；在日本商场，你可以体会到精美主义，随处可见绚丽迷人的包装。日本的传统文化有其精致细腻的美学价值。

这种极致，曾经让这次随《中外管理》出访日本的北大国际MBA学院美方院长杨壮极度迷惑：为什么日本女人能那么虔诚、认真地一遍一遍地跪擦地板？

日本的国民性不仅如此。日本是弹丸之地，几乎不产原材料，工业原料的95%仰赖进口；又多天灾，地震、飓风、海啸；人口稠密，食物缺乏，实在可称为赤贫国家。这使日本人骨髓里深刻地蕴涵着危机意识与悲剧情结。因此，他们大到能同仇敌忾、发愤图强，小到能体察微细、节约成性。

北京中产连主任丁汝峰指着沙盘演习期间代表团吃过的盒饭说：“看，这些盒饭捆得如此井井有条，不泄一点汤汁。在这里，我们中国人也都做到了。只要有20%的人能学到日本人的优点，然后，再去影响80%，我相信，中国人会变得越来越好。”

我们也相信，中国人能做到！因为，国民性是有阶段性的。每个企业每个个人都先从我做起，从小环境开始影响大环境。随着中国经济的强大，我们国民性中优秀的部分一定会越来越多。

你能超越产业集群吗？

迈克尔·波特在《国家竞争优势》中传递了这样一个关键信息：一个公司的许多竞争优势不是由公司内部决定的，而是来源于公司之外，即来源于公司所在的地域和产业集群。

丰田公司之所以能取得众多成就，不仅得益于精益生产，还得益于丰田汽车产业集群。

日本的丰田城是世界著名的汽车产业集群之一，它采用的是轴轮式发展模式。丰田汽车公司是轴心企业，大量中小企业作为轴心企业的供应商聚集在它周围。在丰田汽车产业集群内部，丰田公司处在塔顶，下面有168家一次下承包企业，4700家二次下承包企业，31600家三次下承包企业，而四次以下的则无法统计。

如何创立和发展制造业的产业集群，同样是值得中国政经界深思和探索的。

毫无疑问，这也是我们当今仍然匮乏的。但这并不应成为我们不能学习丰田的理由，正如堀切俊雄所说：“从现在开始，着力解决企业内部的精益生产，未来才能整合供应链，使整个体系实现精益生产。” 杨壮：

不论是中国企业还是美国企业，往往把注意力过分放在丰田生产中的技术细节和生产模式，而没有认真研究保障丰田生产方式成功重要的内部和外部因素。

丰田汽车近年来在世界上的业绩令人瞩目。自从2000年以来，全球汽车年均增量超过300多万辆，其中丰田汽车的增长速度更是首屈一指。相比欧美汽车公司的竞争对手，丰田在全球汽车领域成为家喻户晓的知名品牌。在通用、福特、戴姆勒-克莱斯勒等欧美厂商相继出现质量问题、盈利危机的时刻，丰田的年平均盈利率已经多年超过美国三大汽车公司盈利的总和，并很快会超过通用成为全球汽车制造霸主。

与传统的“推动式”的规模生产方式不同，丰田生产体系(TPS)的核心思想是采用“拉动式”生产策略，从订单开始，准时生产(JIT)，持续改善，“在必要的时间内、提供必要的零部件、生产必要的产品”。准时生产所带来的“零库存”为日本企业降低成本、消除浪费、保障质量、建立品牌起了决定性的作用。

对于已经成为世界制造工厂的中国制造企业，研究、反思、学习丰田的生产、制造、质量和管理的经验和实践，无疑具有重要的意义。然而令人费解的是：尽管很多中国企业派出代表团去丰田现场参观，引进了日本的先进技术设备，并采用了丰田的看板和零库存方式，然而日本丰田专家在回答《中外管理》记者提问时却坦率地说：“在中国我还没有看到一家企业学习丰田做得好的企业。”无独有偶。美国汽车制造业从1980年代开始就认真研究、分析、学习丰田生产体系，做出很多管理和技术措施，但是真正学到丰田经验的美国制造业也是凤毛麟角。

为什么？我认为：不论是中国企业还是美国企业，往往把注意力过分放在丰田生产中的技术细节和生产模式，而没有认真研究保障丰田生产方式成功的重要的内部和外部因素。

重视现场操作，管理自下而上

实践丰田生产体系的第一个重要条件是有效的领导力。与西方管理体系不同，日本企业认为：优秀领袖和管理者必须自下而上，而不是自上而下。丰田中层管理者的任务不是在办公室里计划指挥，而要亲自到现场观察，深入到生产第一线中，对生产过程中的人、设备、技术、物流和操作的每一个细节都要有所把握。现场管理的核心是组建更好的管理体制，使人(Man)、方法(Method)、材料(Material)、设备(Machine)、计策(Measurement)达到最佳成果，产生效益和质量。丰田的中层管理者除在现场认真观察外，每月至少要开两次质量小组会议，对产品质量、材料、设备和浪费的消除进行讨论，从而改善生产流程，提高生产效率。丰田认为：西方管理体系往往把领导力重点放在高层，中层领导对员工往往采取发号指令的态度和行为。这种做法的直接后果就是很多管理者对现场管理完全失控，不了解生产流程的核心所在，难以提出改进流程的切实建议，降低浪费更是无从谈起。现场管理方式确实保障了丰田产品一贯的高品质和低成本。

充分调动员工积极性

丰田认为：生产的本质实际上是人才的培养。丰田高层领导把企业的核心力量放在企业一线工人的身上。不论采用如何先进的现代化工艺技术，没有员工的能力和热情以及对工作内容的熟悉和把握，企业都不可能完成生产任务。同样，先进的自动化技术难以彻底解决产品质量中的复杂问题。而每一个现场工人的能力、知识、特性、对信息的掌握程度、对事件的判断力能够在团队协作、小组互助、小集团交流中得到彻底的发挥，及时解决在“准时生产”(JIT)过程中可能出现的各种各类复杂的问题。企业的工人不再是简单的机械操作者。他们在企业中不断接受培训，不断提高技术和对生产过程的理解，能力不断增强。因而在日本，这一现象被称为“蓝领工人白领化”。

为了达到这一目的，丰田公司的上层管理者定期到各工厂轮流开会。会议结束后，企业的负责人亲自查看生产现场，让流水线上的组长发表对工作成果的体会。这些企业高管人员会对一线的生产工人表达他们的敬意和赞许：“你们干得好，你们辛苦了！”这样的话语对基层员工产生出巨大的激励效益，是与美国生产管理方式的一个重大区别。

长期稳定的就业政策

丰田为企业员工提供长期稳定就业保障是保证丰田管理模式实施的重要条件。在1950年代初期，丰田提出的稳定就业政策与日本经济起飞之后劳工频繁的流动性和国内劳动力市场缺乏劳工的现状有直接的关系。但是以后逐步发展成熟的丰田准时生产制度、零库存、不断改善体系、机器人的引进以及小组质量检验活动都要求蓝领工人在工作现场持续接受细腻的在职管理和统计培训，小组成员之间不断相互交流、学习、监督、支持。新工人在丰田生产体系强大的社会环境之下经过时间的磨合、交流、信息的吸收、自我的反省，在生产平台逐步成为一名熟练工人，掌握了大量的第一手信息。他们工作的稳定性是保障丰田生产持续的关键，为丰田实现长期发展提供了宝贵的人力资本。

由于中国国有企业大锅饭制度给中国企业带来的负面影响，中国人往往认为日本企业为员工提供的长期稳定就业政策实际上与国企大锅饭没什么两样。其实，丰田和很多日本制造业稳定的就业制度是企业理性的表现，是企业长远发展的重要战略举措。美国汽车厂劳工之间的摩擦和公司随意解雇员工的做法，恰是美国汽车制造业不断衰落的原因之一。

企业内粗放的分工体系

西方科学管理的精髓是分工的细腻化和职务的专业化。在美国制造业中不同的工种和职称可以达到两万多个。然而，支撑丰田生产体系的另外一个要素就是丰田内部的大分工或“粗放分工”制度。在这种制度下，企业内部的员工只有几种不同的工作职称。工人进入工厂之后长期接受企业培训，不断在企业的不同部门、团队、小组中轮值，在紧密团队的培训和磨合中积累了大量的实战经验和处理问题的本领。丰田管理模式的看板制度、零库存制度、质量监控制度、在职培训方式、不断改进的体系都需要员工的灵活性、相互支持和员工的可调动性。粗放分工制度使员工在多种技能方面接受训练，而不只是在一个领域里是专家。这种分工方式帮助员工能在现场处理复杂的生产和质量问题，对部门和部门之间的协调、专业和专业之间的互补、处理涉及多个部门的边缘信息起了很好的作用。

丰田公司在1980年代与美国通用在加州合作办工厂时一个重要的条件就是把通用厂的几百个工人职称缩小为四个。这种粗放的分工体系为丰田在美国的成功奠定了基础。

独特的国民性

最后，丰田生产体系(TPS)的成功与日本的国民性、日本人的团队精神、日本特殊的历史、武士道文化、教育制度、经济体系和战后发展特殊条件有重大的关系。美国本尼迪克特所著的《菊与刀》，日本作家新渡户稻造所著的《武士道》，中国人戴季陶所著的《日本论》和蒋百里所著的《日本人》都对日本民族的特性、特征、特点进行了详细的描述。丰田管理模式的理念、思维、文化、实践和实施都要求十分严格的纪律、说一不二的执行力、步调一致的团队意识和细腻执着的专业精神。这些苛刻的、严格的、有时看上去不甚人情的要求与日本的国民性、民族凝聚性、日本人的团队意识、社会和教育制度所产生的依赖心里都十分融洽、吻合。

黑匣子浮出水面 篇6

“我们确保已经做了一切能做的工作来确保飞机是安全的。但一旦事故发生了，我们最终还是需要去知道它为什么发生，发生了什么。这就是黑匣子的工作。”他曾在今年1月接受采访时说。

仅仅两个多月后，汉莎航空旗下的廉价航空公司德国之翼运营的4U9525航班在法国南部坠毁—这架飞机正是空客A320机型。

这是在经历了2014年多番惊心动魄的航空事故后，2015年发生的又一起空难。但比去年3月8日消失在南印度洋的马航MH370航班幸运的是，24小时内，搜救人员就发现了飞机残骸和失事客机的黑匣子。

通过黑匣子所记录的驾驶舱录音，专家们基本判定：德国之翼的坠毁是由副驾驶造成，他趁机长离开驾驶舱的时候掌控了飞机，并人为启动了下降程序。

事故责任承担方很快得以明确。作为承运人，汉莎航空将承担无限责任，面临的赔偿金额“上不封顶”。

这或许是一次证明黑匣子—一个诞生近60年的产品依然不可替代的典型案例。至少目前看来，大家常说的各种实时信息传输技术，因为成本、信号不稳、探测范围存在盲区等等原因，还不能完全取代黑匣子。

在遭遇不可控的航空事故时，黑匣子至少能够帮助弄清两件事—事情发生的全貌和谁来承担责任，以及航空管理和飞机制造技术在哪些地方存在问题。

然而，如果找不到黑匣子呢？比如至今仍不见踪影的MH370与其黑匣子，相关调查就尚未取得明显进展。

Leahy肯定黑匣子价值的背景是，空客彼时正式宣布在为旗下的A380和A350两款远程飞机研发可弹射的黑匣子技术。空客对《第一财经周刊》表示，可弹射的黑匣子可能是一种更完善的飞机追踪方式，“同时我们也在努力提高水下应急信标技术。”

这款新型黑匣子使用了空客最新开发的飞机紧急定位信号发射技术（Emergency Locator Transmitter）。它能够在飞机失控时快速、准确地触发定位信号的发射，甚至可能在飞机仅出现失控迹象的时候就“提前”激活定位信号发射系统。

新的A380和A350飞机还会安装额外的水下定位信标，其信号频率被设定在8000赫兹左右，能帮助搜救者从更远的地方探测到飞机失事地点。而黑匣子电池的寿命也从30天提高到了90天，从而增加飞机水下定位信标的信号发射时长，为搜救及调查工作争取时间。

几乎每一次空难或航空事故最终都被证实为人员操作问题或气候环境影响，而非飞机本身的安全性能存在隐患。但大多数人认为，航空公司与飞机制造商应该一起找到更有效的应急方案，因为这是双方共同的责任。比如更及时地了解飞机每一刻的飞行状况，以及更快速地了解事故发生的始末和原因。德国之翼事故消息公布后，空客股价就下跌了1.6%。

而出于行业的特殊性，黑匣子的革新，也确实主要由其商用方面的主要采购者—空客和波音这两大飞机制造商所决定。

在可弹射黑匣子之前，空客公司也探索过一些新技术，比如降低重量、减少原材料，以及改进生产工艺提高生产效率等。但长期以来，黑匣子还是一个没有太多革新的产品。每一个或许很微小的技术改进都会涉及整个航空系统，并与军事、国家安全以及诸多因素联系在一起。即便空客和波音认为黑匣子应该获得更高程度的改进，它们也没有足够的动力冲破背后各个环节相互连接的关系网。

不过空客这款可弹射黑匣子，却异常幸运。早在2014年年底，它就获得了欧洲航空安全局批准，而这家机构也为此修改了必要的认证规定，以便空客能够顺利安装新型的黑匣子。

整个过程可谓顺利。目前空客所进行的所有项目和研究，均是跟美国国家运输安全委员会（NTSB）、欧洲航空安全局（EASA）、国际民航组织（ICAO）这样的行业监管机构及行业相关组织一起进行的—无论出于经济还是舆论方面的考虑，阻碍其变革的这张网似乎正在出现“断裂”的迹象。

可弹射黑匣子主要着眼于如何让自己能够更容易地被发现。“允许黑匣子自动弹出，它就能漂浮在水面上，然后向周围发射无线电信号。但如果它沉在海底，那可能就是以英里计数的路程。”Leahy解释说。

不过，空客的竞争对手波音公司并不打算使用这种新型产品。它的一名事故调查专家曾对此质疑：“商业飞机在大洋中坠毁且一年内都找不到的事件每十年内只会发生一次，但可弹射的黑匣子却可能在一年内发生五六次意外弹射。对于商业航空公司来说，这种意外是不得不去管理、也是不可接受的风险。”

在空难频频的情况下，他的观点引发争议—只要这样的危险和事故可能发生，对技术的改进就应该继 续。

这个行业的阻碍依然存在。而可弹射黑匣子虽然未必能带来什么本质的改变，但至少，它已经可以浮出水 面。

起重机智能“黑匣子”的设计 篇7

1 智能起重机监控仪的系统原理及组成

1.1 起重机监控仪的系统原理概述

起重机起吊重物时，由电阻应变片式称重传感器检测后，将实物重量线性化转换成模拟量电信号(0-20mv)，电信号送到放大器放大(0-5V)，通过滤波电路去除高频信号和谐波信号，然后输入到模数转换芯片转换，把模拟电压信号转换成数字信号;数字信号被高速单片机采集到内部存储器保存，通过数值运算得出起重量值，通过液晶显示程序和液晶显示电路显示起重量值;当起重量数值超过程序设定的报警值时，单片机驱动显示程序和报警程序，监控仪发出声光报警;当起重量数值超过程序设定时发出报警同时立即切断起重机起升电源，防止超载事故的发生，单片机会将报警时间和事故类型保存至存储芯片，需要时可调取监控记录进行管理。起重机监控仪在监控起重量时，同时对吊钩起升限位和起升继电器的状态进行检测和监控，当起升限位动作时而起升继电器不断开时立即报警，同时切断起升电源，防止冲顶事故的发生。单片机会记录各个故障事件发生的时间、故障代号，日后可调取监控记录进行管理。通过对安全机构的状态监控和记录，从而达到对起重机监控、维护、管理一体化的目标。

1.2 起重机监控仪的系统组成

起重机监控仪以单片机为核心，由硬件和软件两大系统组成。硬件系统包括传感器模块、信号放大转换模块、单片机控制模块、液晶显示模块、按键模块、信息存储模块、声光报警模块、电源模块八大模块组成。软件系统由液晶显示模块、信息存储模块、自检模块、按键检测设定模块、数值运算比较模块、中断响应模块六大模块组成。软件系统和硬件系统相辅相成，合为一体，构成整个系统。

1.3 系统构成总图

系统的原理框图如图1所示。

1.4 系统主要技术参数

适用范围：1～50吨各类起重机;

综合误差：≤±5%;

显示误差：≤±3%;

动作误差：≤±3%;

报警点的设定：

(1) 预报警点：额定起重量的90%;

(2) 延时报警点：额定起重量的105%;

(3) 立即报警点：额定起重量的110%;

延时报警时间：1～2秒;

传感器过载能力：1.5倍;

使用环境条件：-10℃～+50℃90%RH;

电源电压：380V-15% (+10%) 50HZ

传感器防护等级：IP65;

电器控制箱防护等级：IP42。

2 智能起重机监控仪的硬件系统设计

2.1 电源模块

电源模块给起重机监控仪供给符合电路要求的电源电压。监控仪中有各种电路，对电源点要的要求也不一。单片机的电源是5V直流电，传感器的电源要求是+6V和-6V直流电源，放大电路电源是+6V和-6V直流电源，液晶显示器的电源是+5V直流电源。电源电路输入电压为起重机三相电源相电压380V，经过变压器变压成8V交流电。8V交流电经过整流桥整流成直流电，直流电通过直流稳压芯片7805得到标准直流+5V电压。直流+6V和-6V电压由8V交流电通过整流桥和稳压芯片7806和7906得到稳定的+6V和-6V直流电源。

2.2 传感器模块

起重机监控仪采用起重量传感器类型有多种，根据起重机结构形式的不同，测量的位置也不同。电动单梁起重机一般采用卡式传感器，通用桥式和门式起重机采用的的类型LF型压式传器、轴承式传感器。虽型号不同但功能相同。这些传感器都是专门为工业用途而设计的，采用全密封结构，内充氮气。应变片选用环氧酚醛箔式电阻应变计，使用温度范围为-20～+60℃，具有精度高，长期稳定性好的特点。

2.3 信号放大转换模块

电阻应变传感器的输出电压为0～20mv的微电压无法进行转换和处理，因此需要进行通过放大器放大处理。放大电路用的是OP07, OP07是高精度低失调电压的精密运放集成电路，用于微弱信号的放大。如果使用双电源，能达到最好的放大效果。

传感器输出的电压信号经过0P07PD放大为0～5V电压，电压输入到AD转换芯片进行模数转换。ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片由于它体积小，兼容性强，应用较为广泛。

2.4 单片机模块

单片机是整个起重机监控仪的核心，整个智能系统的运行都要依靠单片机的参与和工作。对数字信号的计算转换为起重量值，和预定值比较，驱动液晶显示器显示数据、图像，驱动报警电路发出声光报警等等功能的都是依靠单片机的程序运行的。单片机系统的运行稳定性直接影响到监控的正常工作。

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(R A M)，器件采用A T M E L公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。

2.5 液晶显示模块

起重机监控仪的输出部分采用液晶显示，液晶显示能显示文字、字符和图形，具有显示数据量大的特点，符合起重机监控仪输出信息多样化和智能化查询管理的要求，因此选用带中文字库的12864液晶显示器。通过液晶模块可显示起重机监控仪的工作状态，起重量的值，有无故障信号和故障记录查询等功能。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。

2.6 按键模块

起重机监控仪的输入模块采用按键来实现，通过按下不同的按钮，实现不同的功能。可实现起重机监控故障记录查询，报警值设定，立即停止值设定，日期更改等相关功能。单片机AT89C52每隔一个运行周期就对按键进行扫描，当扫描到按键按下时则跳转到按键程序，执行相应的程序。按键设有“故障记录”“+健”“-健”“确定”“时间设定”“上翻”“下翻”“系统设定”。

2.7 信息存储模块

起重机在运行时发生故障或误操作发生超载、冲顶、互撞时，监控仪会发出报警同时对发生事件进行记录。记录的保存依靠存储芯片24C02。24C02芯片串行E2PROM是基于I2C-BUS的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点。

2.8 声光报警模块

监控仪在发现起重机出项故障和发生危险事件时发出声光报警。声光报警顾名思义是运用声音和光进行报警。报警装置为蜂鸣器和红色报警灯。当起重机发生危险事件时，监控仪拉响蜂鸣器，红色报警灯亮起，提醒操作者。

3 智能起重机监控仪的软件系统设计

起重机智能监控仪的工作依靠硬件的正常工作，同时也依靠软件的正常运行。软件好比是人的大脑，完成一件事要什么步骤，先做什么再做什么，在突发情况下采取什么行动，这些在单片机的软件芯片上都得一一编写好。单片机按照预定的程序一步一步执行，所以软件的编写好坏直接影响监控仪的正常运行。监控仪的软件编写也按照模块化的方式来编写。软件系统由液晶显示模块、信息存储模块、时间读取模块、按键检测设定模块、数值运算比较模块、安全响应模块六大模块组成。单片机主流程图如下：

4 结语

在个各个模块的通力合作下完成着系统设定的各个功能，各系统相辅相成，缺一不可。完成对起重机运行的各个状态进行监控记录。相信起重机黑匣子的应用对起重机的运行起到很好的作用，为起重机的安全运行保驾护航，为社会建设发挥更大的作用。

参考文献

[1]学院出版社.《起重机械技术检验》.2000年第一版.

[2]机械工业出版社.《检测与转换技术》.2004年第二版.

[3]高等教育出版社.《电子技术基础》.2000年第四版.

黑匣子 篇8

汽车黑匣子又称汽车行驶状态记录系统,主要由汽车行驶状态记录仪、手持读码器和管理计算机组成[1]。记录仪安装于汽车上,实时监测并记录车辆的行驶数据;手持读码器由掌上电脑和应用软件组成,用于控制和操作记录仪的运行及通过RS232串行口对记录仪进行数据读取;管理计算机用于对原始记录数据进行统计、报表、存储及查询[2]。

1 系统原理与结构

1.1 系统介绍

本系统利用MG2455微处理器为核心,基于Zigbee无线射频技术设计了一款汽车无线黑匣子。胎压和胎温的检测通过Zigbee技术与主机通信,该系统包括一装设于轮胎钢圈上的无线监测传送装置及一可供装设在车体驾驶座内的数字接收-显示装置。当胎压和胎温超标时,系统会发出警报[3,4]。

本系统还具有疲劳驾驶的提示报警功能及记录功能,从而有效遏制司机疲劳行车,保证长途运输行车的安全。

1.2 功能与指标

(1)存储车辆行驶过程中不同时段的操作和状态信息(如温度、胎压等)并在LCD屏上显示出来,存储的频率为30次/小时。

(2)可以任意地设定参考值,指标超过正常范围则报警。

(3)需要使用行车数据时,可通过USB接口直接读取数据至PC或者PDA等个人终端上。USB接口为通用的USB2.0接口。

1.3 实现原理

在以单片机为核心的控制系统中,所有的汽车信号的处理及液晶显示等都通过MG2455单片机来处理完成。胎压、加速度等传感信号经过A/D转换后通过Zigbee无线通信传输给单片机[5]。无线监测传送装置包括:一个压力感应器、一个温度感应器、一个连接压力器的差动放大器、一个连接温度感应器的衰减器,一个接收来自差动放大器的压力信号及来自衰减器的温度信号进行运算处理的微控制器,且通过一个发送器、一个滤波器将信号经共振型天线传输至数字接收显示器,以利驾驶员可随时掌握轮胎压力温度状况。单片机将I/O口接收到的时钟信号、温度信号与无线接收的胎压、加速度信号一起存储在flashROM中并在液晶模块LCD6029上显示出来,当信号超标时系统能主动报警。USB接口通过转换芯片与单片机的串行口相连,可以将系统存储的信息导出至PC机或者PDA等个人终端上[6]。

1.4 硬件框图

本系统从功能上可划分为数据采集部分、数据处理部分、数据存储部分、通讯部分(USB通讯)、显示部分、胎压模块、温度模块、时钟模块。硬件框图如图1所示。

1.5 软件流程

主单片机MG2455在接收到从胎压监测模块、温度模块、时钟模块发送来的数据后,由SPI口传送给控制器,控制器在接收数据的同时还要对该数据进行校验和复杂的算法处理,并对处理后的结果进行判断。若数据超出了预先预定的范围(如超压、超时、超温等),则立即启动报警,通过蜂鸣器提示驾驶员当前存在异常;否则提示汽车运行正常。此外,利用串口实现与电脑之间的通信,便于查询、分析记录的数据,为优化控制算法和分析交通事故提供依据[7]。

系统软件主要完成两方面的功能:1)实现汽车行驶状态的实时检测和记录,检测到故障时报警。2)将记录数据通过RS232口上传到上位机,以便进行日常管理和事故诊断。

程序主要包括:主程序、数字量采集程序、开关量采集程序、脉冲量采集程序、数据存储程序、时钟处理程序、故障处理程序、故障报警程序及串口通信程序等[8]。

主程序流程图如图2所示。

2 系统测试

2.1 测试数据

数据分析结果,胎内每升高1℃,轮胎磨损就增加2%,一般温度不能超过80℃,当温度达95℃,轮胎情况就非常危险。而且气压过高,轮胎帘线过度伸张,胎体弹性降低,刚性增大,单位压力增大,胎冠部接地面积减小,同时磨耗增加,胎面花纹易裂口,行驶中一旦受到障碍物冲击,便会产生内裂或爆破。同时,本系统加有疲劳驾驶(时间监控),所以当轮胎胎压温度超出预设值和驾驶时间超过4个小时时系统发出警报。在传输过程中误差方面,胎压测量精度为±0.5kpa,胎温为±1℃。

2.2 实现功能

(1)它具有时间、日期及驾驶时间的采集、记录、存储功能。能对连续驾驶时间进行记录,由于交通安全法规定驾驶员每行驶4个小时要休息不得少于20分钟,因此它可以对驾驶员的疲劳状态进行监控,一旦发现违例会有报警声响起,同时会把该信息传送到监控中心。(2)车辆行驶时温度,胎压的测量、记录、存储功能:a.温度测量系统是对车的发动机温度进行检测,并进行实时显示,能够对高温的异常情况进行报警,从而提高行车的安全行。b.轮胎压力、温度检测系统的主要功能是对轮胎内部的压力和温度数据进行监测,并进行实时显示,能够对高压、高温、低压的异常情况进行报警,从而提高行车的安全行。c.运行数据存储在大容量串行Flash存储器中,即使掉电,数据也不丢失。d.配置了USB接口,可以用U盘直接读取数据也可以连接到计算机上读取。

3 结论

本系统具有时间、日期及驾驶时间的采集、记录、存储功能;汽车轮胎压力、温度等

监测系统通过Zigbee无线射频技术与主机实现通信;Flash存储器存储数据,即使掉电,数据也不丢失;配置了USB接口可以用U盘直接读取数据也可以连接到计算机上读取;具有超时(疲劳)报警及记录功能,从而有效遏制司机疲劳行车,保证长途运输行车的安全。

本设计通过测试,系统运行良好,能满足汽车黑匣子的基本使用要求。

参考文献

[1]邢化玲,李兵强.基于MPXY8300的汽车胎压监测系统设计[J].科技信息,2009(11):104-105

[2]徐玉龙,许飞,陈毅.汽车胎压监测系统(TPMS)设计与分析[J].软件导刊,2009,(8):114-115.

[3]闫富松,赵军辉,李秀萍.ZigBee技术及其应用2006[J].广东通信技术,2006(4):48-51.

[4]朱向庆,王建明.Zigbee协议网络层的研究与实现[J].电子技术应用,2006(1):129-132.

[5]郭世富,马树元,等.基于Zigbee技术的无线传感器网络在远程家庭监护系统中的应用研究[J].电子技术应用,2006(6):28-31.

[6]杨燕,何小敏,林励平.汽车胎压及温度检测系统TPMS设计[J].科技资讯,2008(32):84-85.

[7]李浩,徐延海,等.基于嵌入式系统的汽车胎压监测系统的设计[J].西华大学学报,2007,26(1):15-17.

基于动力学探究黑匣子降落点问题 篇9

飞机在发生事故时突然失去动力后, 由于惯性仍然具有失去动力之前的速度。在失去动力之后, 考虑到飞机受到空气阻力和大气层风力的影响, 与此同时地球自转也会产生一定的影响。于是通过计算空气阻力、风力和地球自转情况下, 任意抛射角的抛射体的解析解, 然后再通过在地球表面所建立的空间直角坐标系与地心坐标系的转换关系式, 以抛射体与地心的距离为地球半径作为落地点的条件, 来计算最终的落地时间和落地位置。即为飞机最终的落地时间和落地位置。

2 模型建立

该文首先通过斜抛运动规律, 在地球表面建立空间直角坐标系, 将坠落的飞机看做抛射体, 计算出考虑空气阻力和科氏力情况下任意抛射体的解析解, 从而建立了飞机坠落过程中的斜抛运动模型。然后建立了在地球表面所建立的空间直角坐标系与地心坐标系的转换关系式, 建立空间转换模型, 以抛射体与地心的距离为地球半径R作为落地点的条件来计算飞行时间。

2.1 飞机坠落过程中斜抛运动动力学模型

飞行器运动方程即飞行器运动的数学模型的建立, 离不开坐标系。与其他学科相比, 飞行动力学中使用的坐标系的数目是很多的, 其中由于涉及的力、力矩和运动变量很多且规律复杂。所以, 选取地球 (视为球体) 为主要参照, 在地球表面建立空间直角坐标系, 以地球上纬度为λ的一点O为原点, 建立固定坐标系Oxyz如图1所示。

其中:Ox切经线 (圈) 向南;Oy切纬线 (圈) 向东;Oz垂直地面向上;图中SN为地轴地球自转角速度ω沿着该轴:

其中:ω=.73×10-5rad/s (24h地球自转一圈所得)

假设飞机质量为m, 以初速度v0从O点沿任意方向抛出。空气阻力为:f=-mkv, 其中k为阻力系数。

由于受到空气气流等阻力的影响, 当速度减小到某一个最小的数值, 刚够以最大升力系数才能维持水平飞行时, 无动力飞行就结束了。对于每一个高度, 就可以找到飞机可能到达的最大区域。这个区域的外轮廓将称为水平无动力飞行的终迹。

该文假设给出一架飞机在高空中飞行时突然发生事故, 飞机坠落过程的开始即为无动力飞行, 但是由于受到空气气流等阻力的影响, 通过对飞机坠落过程的分析, 得出飞机坠落过程中受力分析如图2。

根据上图的受力分析, 设飞机质量为m, 初速度为V, 发生故障的地点为O点, 沿任意方向飞行。为简化问题, 可以认为所受的空气阻力为:

其中k为阻力常数, 从而得出飞机坠落的运动方程:

2.2 空间转换模型

利用地球表面上的空间转动参照系与地心坐标之间的转换关系式, 以抛射体与地心的距离为地球半径作为落地点的条件, 来计算最终的落地时间和落地位置。

选取地心为原点O, 建立地心坐标系O′XYZ, 同时以地球表面为参照, 建立空间转动参照系Oxyz。ox切经线 (圈) 向南;oy切纬线 (圈) 向东;oz垂直地面向上, SN图中是地轴, 地球自转角速度ω沿着该轴:

地球自转角速度的量值约为:

ω=73, ×10-5rad/s (24h地球自转一圈得到) 。

设点A在Oxyz体系中的坐标值为 (x, y, z) 。得到地球表面地球坐标系与地心坐标系的转换图如下图 (3) 所示:

(1) 第一次坐标变换, 将Oxyz体系绕坐标轴Oy转动角度θ, 变为Ox′y′z′新的坐标体系, 则A的坐标值变为如下:

(2) 第二次坐标变换, 将Ox′y′z′体系绕坐标Oz′转动角度ϕ, 变为Ox′y′z′新的坐标体系, 则坐标值变为如下:

(3) 第三次坐标变换, 将Ox′y′z′体系平移, 变成O′XYZ新的坐标体系, 则坐标值变为如下:

(4) 于是得到点A在O′XYZ体系中的坐标为:

3 模型求解

由前文公式可求得:

其中:q=kv0cosβ-2ωv0cosαsinλ-2ωv0cosγcosλ

通过求解上述x、y、z的表达式, 通过matlab编程求解, 得到在地球自转和空气阻力情况下, 将飞机坠落看作斜抛运动, 对上述物体运动方程以及积分方程式求解, 得到飞机坠落的数据为:

纬度λ=22.0ο、经度ϕ=88.0ο、高度h=10000 m, 初速度v0=800k公m里/h、空气阻力系数为2m Ns/ (kg⋅m) :

通过matlab编程求解, 得到黑匣子落地点的坐标方位为:

于是得到飞机坠落的轨迹为抛射体在地球表面的斜抛运动轨迹, 同时由于受空气气流的影响, 得到黑匣子落水点所对应的经纬度为:经度72、纬度26。

4 结语

该文尽可能多的考虑影响失去动力后飞机坠落过程轨迹和黑匣子落水点的因素 (空气阻力、地球自转、大气层风力等) , 很好利用地球表面上的空间转动参照系与地心坐标之间的转换关系式, 将抛射距离转换成经纬度, 建立了求解坠落飞机的落地点和落地时间的模型。建立的模型对于一些特殊情况, 代入特殊数据依然可以得出结果。但是本文所建模型考虑的是常规情况, 对于特殊风向、特殊海洋状况等, 通过查询各种相关资料, 得出不同的地矿、不同的天气、不同的温度、不同的湿度等情况, 都将有一些特殊影响, 所以该文模型对于一些特殊地矿的飞机坠落情况不适用。在今后学习过程中仍需继续探究。但是在求解的过程, 尽量保证了结果的准确性。

参考文献

[1]尹新国, 公丕锋, 朱孟正, 等.空气阻力对落体东偏影响[J].大学物理, 2009, 28 (12) :5-7.

[2]周娜, 刘旭, 尹江辉.飞机穿越微下击暴流风场进场着陆运动特性[J].飞行力学, 2001.

[3]肖业伦, 金长江.大气扰动中的飞行原理[M].北京:国防工业出版社, 1993.

[4]王安祥, 李继军, 霍学军, 等.科里奥利力对竖直上抛运动的影响[J].纺织高校基础科学学报, 2010, 23 (4) :509-513.

黑匣子 篇10

第二次世界大战刚结束时,意大利商人萨尔瓦多·阿萨尔(后来被人们称为“珍珠王”)用瑞士手表与日本做易货贸易,换回大量的黑珍珠。当时,黑珍珠并没有什么市场,人们很难接受这种“其貌不扬”的东西。一年多的时间里,萨尔瓦多连一颗黑珍珠也没卖出去。萨尔瓦多于是决定去找他的一个好朋友哈利·温斯顿,一位聪明的珠宝商人。温斯顿同意把这些珍珠放到他的第五大道的店铺橱窗里展示,而且标上令人难以置信的高价。同时,萨尔瓦多在数家影响力广泛、印刷华丽的杂志上连续登载整版的广告。广告里,一串黑珍珠,在钻石、红宝石、绿宝石的映衬下,熠熠生辉。于是,“养在深海无人识”的黑珍珠,几乎一夜之间,就挂在了当红女明星的脖颈上,成了纽约上流社会女性们竞相追逐的宝物。原本无人问津的东西,被萨尔瓦多捧成了稀世珍宝。

上面这个故事如果按传统经济学的理论是无法解释的。供大于求的情况下,竟然可以把商品以数倍于成本的价格卖出去,这到底隐含着什么秘密?揭开层层迷雾,让我们来探究一下消费者消费心理这个“黑匣子”。

一、获得“交易效用”才是消费者购买的理由

与传统经济学不同,行为经济学认为,消费者在做选择时,并不是理性地计算哪种商品带给自己的实际价值最大,而是计算哪种商品带给自己的交易效用最大。人们在交易中会受到无关参照物的影响,过多考虑参照价格和商品实际价格之间的差额。如果商品实际价格小于参照价格,既获得交易效用。故事中的钻石、红宝石、绿宝石、印刷华丽的杂志以及第五大道的珠宝店的档次都是消费者在购买黑珍珠饰品时的参照物,这些参照物的档次形成了消费者的参照价格,黑珍珠能卖出高价格也就不难理解了。

交易效用理论最早由芝加哥大学的萨勒(Richard.Thaler)教授提出。他设计了一个场景让人们来回答:炎热的夏天,你躺在海滩上,很想喝上一杯冰凉的啤酒。此时,你的同伴要去附近的电话亭打一个电话,正好可以帮你看看附近的小杂货店有没有啤酒卖。他要你给他一个你愿意出的最高价钱,如果啤酒价格在你出的价格之内,他就帮你买回来,高于这个价格他就不买了。那么你最多舍得花多少钱在这个小杂货店买一杯啤酒呢?他让一组人回答这份问卷,最后统计出的平均价格是1.5美元。然后他把这个问卷中“附近的小杂货店”改成“附近的一家高级度假酒店”,把新的问卷给另外一组人做,让他们出一个最高价钱。改动后测验的结果是,人们愿意出的平均价格竟然是2.65美元。

这个结果说明,人们总会很宽容地对待高档购物环境里商品的高价,在商品对自己的实际价值相同的情况下,愿意为其支付更高的价格。换句话说,人们喝到啤酒时的满足感并不单纯来自啤酒本身,还与啤酒的出处(杂货店还是高级酒店)有关。从杂货店里以低于1.5美元的价格得到啤酒,或者从高级酒店以低于2.65美元的价格得到啤酒,都能使消费者获得交易效用而满足。

说到底,消费者并不能(也不愿意费力地)准确计算每种物品的实际价值,人们总是寻找某种参照物做为决策依据,如果能够获得交易效用,消费者获得满足感,即认为是“合算”的,购买行为才会发生。可以看出,在消费者购买过程中的“参照物”是消费者获得交易效用的关键。那么,做为企业或商家,首先应该考虑的是,到底哪些东西可能成为消费者购买决策时的参照物呢?

二、“锚”在消费者获得交易效用中的“参照”作用

要了解消费者在获得交易效用中的“参照物”,我们再看一个小故事:多年前,自然学家康拉德·洛伦茨发现,刚出壳的幼鹅会依附于它们第一眼看到的生物(一般是母鹅)。洛伦茨在一次实验中发现,他无意中被幼鹅们首先看到,它们从此就一直紧跟着他。由此洛伦茨证明了幼鹅不仅根据它们当时环境中的初次发现来做决定,而且决定一经形成,就坚持不变。其实,在某些方面,人也会和幼鹅一样,往往被第一眼看到(或第一次使用)的事物所左右,形成“第一印象”,接下来的判断和思维就会受第一印象的影响而很难再做新的调整。行为经济学家将形成人们第一印象的事物称为“锚”。

“锚”是消费者获得交易效用时的主要参照物。有可能成为消费者的“锚”的内容主要有两类:

第一类,来自于产品本身,如产品功能、产品外观、产品价格和产品包装等。消费者如果对第一次的使用效果很满意,消费者就会被“锚定”在“这个产品很值”,就很容易产生再次的购买。相反,如果第一次的使用效果低于消费者的期望值,消费者就会被“锚定”在“这个产品是不值得的”,从此这种产品将很难再进入他/她的选择范围。

第二类,来自于消费环境,如消费者第一次光顾某消费场所时所接触的保安人员、迎宾小姐、店面外观、店堂灯光和音乐、购物环境档次、服务人员的着装和礼仪等等。如果这第一印象很差,消费者就会被“锚定”在“这里是不值得来的”,商家想再改变消费者心里的锚是非常困难的。相反,一旦消费者在第一次光顾店铺时喜欢上了这里,那他/她就认定了这里,就会经常光顾甚至还要带其亲朋好友过来。

三、如何设计消费者的参照物才能使其获得交易效用

正如前面所分析的,消费者要获得交易效用,参照物起决定作用,“锚”是一种重要的参照物。但问题是,消费者日常所接触的商品信息又何止万千?人们既不可能对每种商业信息都产生印象,也不可能对每种商品都进行尝试,那么,企业和商家该如何来主动地设计消费者的参照物,而不是被动地由消费者来决定参照的内容呢?我们可以从四方面来设计消费者的参照物:

首先,是从产品的角度。在产品同质化趋势越来越明显的商业时代,产品的价格和包装更容易成为消费者的参照物。不言而喻,每个消费者在购买之前都是要货比三家的,这就提醒企业在定价时一定要密切观察市场上同类产品尤其是竞争对手的定价。同时,商品价格标签上的原价更容易成为消费者购物时的重要参照物,比如商场里常常会在同一商品上标上两个价格,原价和现价,让消费者有“占便宜”的感觉,既获得交易效用。而且,如果在功能和价格一定的情况下,精心设计产品的包装,将会使消费者获得更高的交易效用。

其次,是从购物环境角度。其实,购物环境的参照价值更大。购物环境中商品的整体档次、空间的设计、背景灯光和音乐的设计、销售人员的仪表和言谈举止,都会成为消费者交易时的参照物,直接影响消费者的交易效用。一旦消费者通过这些参照物认定该购物环境是“高档”的,那么,在商品对他的实际价值相同的情况下,他将会很愿意为其支付更高的价格。

第三,是从选择销售渠道角度。销售渠道的定位会直接成为消费者购买时的参照物。如果销售渠道的整体定位高于消费者所购买商品的定位,消费者就获得交易效用;如果低于消费者所购买商品的定位,消费者将很难获得交易效用。

这里我举一个反面的例子:某国内知名化妆品品牌,曾经花重金在电视台做广告,广告知名度甚广,但其销售渠道的选择并不合理。此款化妆品的定位属于高档化妆品,但企业竟然选择在超市中销售,其销售效果当然不尽如人意。原因在于,超市经销的产品主要是家庭日用消费品,而且通常以低价为主要竞争策略。超市的定位与此化妆品的高端定位完全不吻合,也就是说,消费者在这样的环境中购买高端化妆品不能获得交易效用。后来,该公司把此款化妆品的销售渠道改为大型商场化妆品专柜,其销售情况得到明显好转,原因在于大型商场的高端定位使消费者获得了交易效用。

最后,从消费者的思维习惯角度。美国的行为经济学家丹·艾瑞里在研究过程中注意到,人们在做购买决策时,不仅喜欢寻找参照物来做比较,而且喜欢把容易比较的东西做参照物,避免把不容易比较的东西做参照物。

丹·艾瑞里在美国麻省理工学院曾做了一个实验来观察人们的购买行为是如何发生的。现在可以订阅《经济学人》杂志,有两种选择:单定电子版,59美元;合定电子版加印刷版,125美元。结果是,在100名参与被试的MBA学生中,有68人选择单定电子版,32人选择合定电子版加印刷版。

然后,丹·艾瑞里把实验条件稍做改变,选另一组学生进行实验。现在订阅《经济学人》杂志,有三种选择:单定电子版,59美元;单定印刷版,125美元;合定电子版加印刷版,125美元。结果会怎样呢?

这次在100名参与被试的MBA学生中,有16人选择单定电子版,0人选择单定印刷版,84人选择合定电子版加印刷版。

我们来分析一下:59美元单定电子版与125美元单定印刷版相比是否合算是件相对复杂的比较过程,因为有“钱的多少”和“版面种类”两个维度;但125美元的单定印刷版与合定125美元的电子版加印刷版相比哪个合算却是一目了然的。125美元的单定印刷版起到的作用就是参照物的作用,也就是说,是实验者为了促进125美元的电子版加印刷版的销售而有意设计的。

上面这个故事也提醒商家,如果想促进某种商品A的销售,不妨有意设置一种与A在某些特性上相类似但又明显在另外一些特征上比它差的商品A-,此时A-就很容易成为消费者的参照物,从而促成商品A的销售。

综上所述,传统经济学认为,消费者的购买意愿取决于两种因素:供给和需求。但行为经济学的研究却发现,消费者的购买意愿和决策是由交易效用决定的,正如文中故事所证明的,消费者的购买欲望很容易被操控,消费者实际上并不能很好地把握自己的偏好以及他愿意为不同商品所付出的价格。这就为企业在营销过程中提供了许多策划的空间。

参考文献

[1]丹.艾瑞里.怪诞行为学[M].北京:中信出版社,2008.

[2]奚恺元.别做正常的傻瓜(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2006.

私募股权的黑匣子 篇11

当典型的气泡效应产生的时候，情况变得更加糟糕，泡沫心理进入最疯狂的时期。一系列新的热门词汇应运而生，例如子弹融资（bullet financing）、杠杆资本重组（leveraged recap）、盟约亮点（covenant light）交易、二胎房贷（second lien），当然还有抵押债务权益（CDOs）和抵押贷款权益（CLOs）这两个对整个金融系统造成破坏性影响的词汇。如果没有那些对于新型金融工具的质疑，大多数私募股权专家还不敢承认这些令人胆战心惊的热门词汇就是他们的黑匣子。

那些提供优先杠杆收购贷款的银行现在正在承受次贷危机所带来的伤痛。以一项单一的交易为例，通常会有10-30家银行来竞争分享提供贷款的机会。没人敢想像所需完成的尽职调查的量有多大，但事实上并没有人真正关心尽职调查是否真的尽职在做，真正的诡计在于安排贷款赚取手续费，有些时候一些银行甚至将贷款直接打包转给其他的银行，这样最先参与贷款的银行并不需要承担什么责任，仅仅可能对银行出具的报表产生一些微小的影响。

我们可以在一些大型投行通过其投资部门投入少量资本，从而在未来并购或上市过程收取巨额的费用中发现类似的现象，有时候他们所获取的费用甚至高于他们的投资。正是这种少量投资换取巨额回报的杠杆效应让越来越多的人眼红，使得贪婪变得越来越丑恶。

次贷危机的真正恶化是从私募股权投资变为大型项目管理的时候开始，在过去几年中，一些交易几乎成为了不同机构尽职调查的项目汇编。法律尽职调查由律师事务所完成，税务尽职调查由税务专家来做，战略尽职调查交给顾问，甚至一些商业决策和判断都外包出去。那么专业投资家的责任何在？他们对所投资项目的理解又何在？

此次金融危机所带来的最大影响或许是由纯金融引擎创造价值时代的终结。投资专家们应该增强他们在运营和战略方面的附加值，而不仅仅是做一个纯粹的资金提供者。金融危机将引导投资人回归本色，我们将看到更多拥有丰富行业经验的投资人，更多拥有各行业专家群体的基金，和更多对企业运营和发展方面的需求。

黑匣子 篇12

目前在用的超载限制器只有简单的超载限制功能,因其功能单一,无法满足众多客户的需求,研制高精度、智能化、网络化的超载限制器迫在眉睫。本文设计了具有黑匣子功能的智能超载限制器。其在功能设计上模仿了飞机的“黑匣子”功能,可在起重机运行过程中对各安全机构状态进行监控和记录,当起重机超载和发生故障时发出报警并采取相关安全措施,从而保证起重机的运行安全。当我们需要对起重机进行事故分析和维修保护时,黑匣子中记录的各种数据可发挥巨大作用,方便工程师对设备进行检修[1,2]。

1 方案设计

本文设计的超载限制器中的黑匣子主要用来记录起重机的工作时间、超载次数、启动次数、运行时间、通电时间、剩余安全工作周期(SWP%)、负载皮重,以及每次的起重量及时间、超载重量及时间、起重机各机构的故障信息等,而且能够通过USB接口连接电脑查看和读取数据。

超载限制器以ARM芯片的STM32F103VET6为核心,通过U盘芯片CH376 来搭建硬件电路,STM32F103VET6处理器将采集模块采集到的重量信息、故障信息等计算处理后保存在U盘中。而且U盘容量大,不受空间限制。智能超载限制器的结构框图如图1所示。

2 U盘电路设计

U盘数据存储模块采用CH376芯片主机模式开发U盘接口,其功能是在无PC的情况下,通过U盘进行数据的存储,也可通过U盘配置系统参数[3,4]。

本文选择SPI串行接口方式,利用STM32F103VET6的SPI1端口与CH376通信,其硬件电路如图2所示。CH376芯片的管脚D3、D5、D6、D7分别与STM32的PA4、PA5、PA7、PA6管脚相连。此处利用了IO口的第二功能:PA4的第二功能是SPI1_NSS,PA5的第二功能是SPI1_SCK,PA6 的第二功能是SPI1_MISO,PA7的第二功能是SPI1_MOSI。

为了在不打开外壳的情况下读取U盘中的信息,在外壳面板上留USB接口,如图3所示,插入USB线与计算机连接后,就可以读取U盘信息,而且也可以修改U盘信息。

为了保护U盘里面的信息不被随意修改和查看,设计了访问权限,即通过面板按键输入正确的密码后,方可正常读取U盘信息。在电路上设计了一个继电器,如图4所示,当密码正确后STM32管脚PA8置低电平,光耦4N32导通,继电器导通,从而U盘外接接口电路中的UD+线与CH376的相应管脚UD+接通。

3 软件设计

系统程序中,CH376.C为SPI串行连接的硬件抽象层;CH376INC.H为CH376的定义文件;SPI.C为STM32的IO口配置文件;FILE_SYS.H与FILE_SYS.C为CH376芯片文件系统层,用于提供文件系统常用子函数和命令打包。 而在顶层应用文件UPAN.C中编写写数据函数和读取数据函数。

写数据程序如下:

读数据程序如下:

4 U盘存储格式

表1~表4分别为U盘不同内容的存储格式。

5 结论

本文研制的超载限制器利用U盘的稳定性高、数据传输速率快、容量大等优点,把起重机各个机构的工作运行情况等数据记录下来,给起重机工作状态分析和故障维修奠定了基础。具有黑匣子功能的超载限制器已经运用到了某客户双柳基地100t电动双梁起重机中,满足了客户的要求,得到了用户的好评。

摘要：对起重机超载限制器的黑匣子进行硬件电路搭建和软件程序设计,并设计了U盘存储格式。该装置已被用到实际工程中,且取得了非常好的效果。

关键词：超载限制器,黑匣子,起重机

参考文献

[1]储著宇,巫世晶,张雷,等.“黑匣子”技术在起重机力矩限制器中的应用[J].制冷空调与电力机械,2005,26(5):75-77.

[2]陈会,张喜验,周扬,等.基于CH375控制芯片的U盘读写系统[J].山东科学,2006(5):56-58.

[3]吕忠科,张元良,董庆鑫.U盘在起重机安全监控仪中的应用[J].起重运输机械,2008(12):24-28.