反向工程的概念范文
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篇1
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2007)18-31516-01
Research on Application and Ways to Database Modelling
XUE Chang-chun
(School of Information Management, Wuhan University, Wuhan 430072, China)
Abstract:With the database application more and more widespread, the database modelling method also unceasingly is consummating. Using the database modelling tool may speed up the database modelling, guarantee the design model and the implementation model uniformity, that is more and more important in the software development. How to establish the effective database model, speed up the database creation process, is the key to database application procedure implementation. The article is organized as follows, introduced the database modelling is introduced, and application database modelling tool explanation database modelling process, as well as certain skills about using database modelling tool.
Key words:Database Modelling;E-R Diagram;Forword Engineering;Reverse Engineering
要設計一個數據庫,首先就要分析數據庫中要存放什么信息,這些信息之間存在什么聯系,也就是說首先要確定數據庫的結構。數據庫的結構,也稱為數據庫模式。所以,確定數據庫結構的過程就稱為數據庫建模。以下對數據庫建模過程加以論述,所述數據庫以關系型數據庫為研究對象。
1 數據庫建模概念
數據庫系統通常采用三級模式結構和兩級映象功能,即外模式、模式和內模式〔1〕。外模式也稱為用戶模式,是數據庫用戶視圖。模式也稱為邏輯模式,是數據庫中全體數據的的邏輯結構和特征的描述。
在數據庫建模中要分析現實環境中的各種數據,找出相互聯系,具體可以將數據庫設計分為六個階段,需求分析;概念結構設計;邏輯結構設計,物理結構設計;數據庫實施;數據庫運行和維護〔2〕。對于概念結構設計主要是形成數據字典,繪制實體-聯系圖,按照關系規范化理論要求將概念模型轉換為關系模型,形成邏輯結構,然后再選擇相應的數據庫平臺進行物理數據庫設計。在這一過程中,要分析數據與數據之間的聯系類型,關系規范化的要求,利用數據庫建模工具可以簡化這一分析與設計過程。目前這方面的工具有很多,比如:ERWin、PowerDesigner、CASE Studio等〔3〕。數據庫建模要求能夠表達完整的數據結構和相互的聯系,并且在概念模型和關系模型之間轉換方便。要能夠從概念模型向關系模型自動轉換,并且能夠自動轉換為指定的數據庫平臺上的數據庫,如:Micosoft SQL Server、Access等,這一設計過程稱為軟件開發中的正向工程。對于比較完善的計算機輔助軟件工程工具,還應提供能夠從物理數據庫的基礎上向邏輯模型轉化的功能,即從物理數據庫表格及相互關系自動轉化為關系模型,更新E-R模型圖。這種轉換相對于正向工程稱為逆向工程或反向工程。在數據庫設計、運行、維護過程中,支持這種轉換的工具的應用非常重要。
數據庫建模工具可以獨立于具體的數據庫平臺,因此可以簡單的移植到不同的數據庫平臺上。數據庫建模工具大部分都是圖形界面的,更有利于實體聯系的建立。
2 CASE工具數據庫建模過程
2.1 數據準備
圖1數據庫建模示意圖
通過詳細調查所研究的系統,了解系統的需求,各種處理要求,對安全和數據完整性方面的要求,數據結構等等。以此為基礎上建立數據字典,分析數據項、數據結構、數據流和數據存儲,以及處理過程。在充分考慮系統的功能需求和可擴充性的基礎上,建立起數據的概念結構模型。
2.2 設計E-R模型圖
首先設計分E-R模型圖,設置屬性,設置主鍵,然后根據實體之間的相互關系,連接實體。對于1:1、1:N和M:N等不同的實體聯系類型,可以通過數據庫建模工具自動進行連接。如相對于M:N實體聯系類型,可以自動生成兩個實體之間的聯系,聯系為新實體,包含相關聯的兩個實體的主鍵,這相當于自動完成了實體模型向關系模型的轉換。圖2所示為利用CASE Studio數據庫建模工具建立E-R模型圖。其中“選修”和“講授”實體是連接兩個M:N類型實體時自動生成的。
圖2 E-R模型圖建立
2.3 E-R模型向關系模型轉化
選擇好相應的數據庫平臺,執行轉化操作。對于不同的數據庫管理系統軟件,數據庫建模工具將產生不同的腳本語言,主要有表格建立與刪除、索引建立、主健建立、觸發器命令等,如圖3所示。由生成的腳本語言,到指定的數據庫管理系統上執行,便可以得到物理數據庫。這一過程在數據庫設計過程中非常方便。傳統轉換過程中需要手工進行,按照聯系的種類不同有不同的轉換方法,形成邏輯模型,然后再選擇相應的數據庫平臺手工建立數據庫物理結構。利用數據庫建模工具可以直接從概念模型向物理模型轉換。
圖3 數據庫腳本代碼生成
腳本語言代碼如下(以Micosoft SQL Server平臺為例):
Create table [學生]
( [學號] Char(5) NOT NULL,
[姓名] Char(10) NULL,
[年齡] Integer NULL,
[籍貫] Char(10) NULL,
[系別] Char(10) NULL,
Primary Key ([學號]))
go
Create table [課程]
( [課程號] Char(6) NOT NULL,
[課程名稱] Char(20) NULL,
[學時] Integer NULL,
[學分] Integer NULL,
Primary Key ([課程號]))
go
……
2.4 數據庫建模反向工程
在數據庫物理結構建立好以后,經常需要對數據庫進行維護,包括表格結構的修改、增加表格、聯系的修改等。這時對數據庫結構的修改要及時反饋到邏輯模型中,始終要保持物理模型和邏輯模型的一致性。從數據庫物理模型到邏輯模型的修改過程稱為數據庫建模的反向工程。這一過程對于數據庫應用程序后續建設工作以及應用系統的實施和維護都非常重要。目前大多數數據庫建模軟件均支持這種反向工程操作。
3 結束語
利用數據庫建模工具可以解決數據庫設計過程中復雜數據聯系的問題,在轉換為關系模型過程中建立起概念模型與物理模型之間的緊密聯系,便于對數據庫及時更新和維護,同時也對數據庫設計過程中的資料文檔如E-R模型圖等進行即時維護,對于系統實施以后系統的維護都具有非常的重要意義。
參考文獻:
[1]薩師煊,王珊.數據庫系統概論[M](第3版).北京:高等教育出版社,2000:203-240.
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[3]王經卓,劉永生,丁兆奎,等.關系數據庫的建模技術研究[J].淮海工學院學報,2002,11(2):19-22.
篇2
【關鍵詞】 反向購買; 業務; 權益易
反向購買作為借殼上市最常見的一種途徑在國外資本市場上早已普遍存在,國際會計準則委員會(IASB)和美國財務會計準則委員會(FASB)對此也有較為完善的規定。但由于資本市場不完善等諸多原因,我國2007年才出現首例反向購買案,并于2008、2009年度出現一個反向收購的,在證監會2009年5月份公布的上市公司2008年報披露三大問題中有兩個都涉及到反向購買業務。筆者認為出現這些問題的原因,一方面是我國反向購買會計規范還不完善,僅有的四個直接涉及到反向購買相關規定的文件也都是對其較為寬泛的原則性規定;另一方面則是實務中上市公司主觀或客觀地對現有規范存在理解上的偏差。
一、對是否構成業務的規定不夠明晰
由于三者之間存在交叉引用,筆者將《財政部關于做好執行會計準則企業2008年年報工作的通知》(財會函[2008]60號)、《財政部會計司關于非上市公司購買上市公司股權實現間接上市的會計處理的復函》(財會便[2009]17號)以及《企業會計準則講解(2010)》中關于反向購買會計處理的規定整理后歸納如下:非上市公司以所持有的對子公司投資等資產為對價取得上市公司控制權,構成反向購買的,上市公司編制合并報表時應當區分以下情況處理:1.交易發生時,上市公司未持有任何資產、負債或僅持有現金、交易性金融資產等不構成業務的資產或負債的,上市公司在編制合并財務報表時應當按照權益易的原則進行處理,不得確認商譽或計入當期損益;2.交易發生時,上市公司保留的資產、負債構成業務的,企業合并成本與取得的上市公司可辨認資產公允價值份額的差額應當確認為商譽或是計入當期損益。
由以上表述可以看出,反向購買中上市公司的保留部分是否構成業務決定著合并財務報表的編制原則,構成業務的情況下采用類似非同一控制下企業合并中的購買法,此時合并成本與取得的上市公司可辨認凈資產公允價值份額的差額確認為商譽或者計入當期損益(營業外收入),如果確認為商譽則至少以后每年年末進行一次減值測試,并將發生減值的商譽沖減當期利潤;若不構成業務,則采用權益易法進行處理,且此種處理方式下只影響反向購買時入賬的所有者權益,不會影響未來上市公司的業績。
不同的處理方式會對企業合并當年甚至以后數個會計年度產生不同的影響,從而使企業有按照本企業經營戰略或財務利益來籌劃處理方式的動機,權益易法與購買法并存的情況更給企業的這一動機提供了可能,尤其是在是否構成業務有關規定不明晰的情況下,在《財政部關于執行會計準則企業的上市公司和非上市公司做好2009年年報工作的通知》(財會函[2009]16號)中關于業務的概念有如下規定:“業務是指企業內部某些生產經營活動或資產負債的組合,該組合具有投入、加工處理過程和產出的能力,能夠獨立計算其成本費用或所產生的收入等,可以為投資者提供股利、更低的成本或其他經濟利益的回報。有關資產或資產、負債的組合具備了投入和加工處理過程兩個要素即可認定為構成一項業務”。而在《財政部關于非上市公司購買上市公司實現間接上市的會計處理復函》(財會便[2009]17號)對同一概念的表述中將“有關資產或資產、負債的組合具備了投入和加工處理過程兩個要素即可認定為構成一項業務”換成了“有關資產、負債的組合構成業務,應當由企業結合實際情況進行判斷”。
兩個解釋公告對同一概念規定的不一致給實務工作帶來了理解上的混亂,對于這一概念,筆者認為其包含兩個要件: 1.具有投入、加工處理、產出以及核算能力;2.可以為投資者提供股利、更低成本或其他經濟利益的回報。這兩個要件是必須同時滿足還是只滿足第一個的基礎上第二個可有可無?如果需要同時滿足,那么在上市公司所保留資產、負債滿足要件一而由于種種原因該部分資產負債連年虧損的情況下企業就可以不將其確認為業務;如果只需滿足要件一而要件二可有可無時,又與反向購買實務中一些企業關于是否構成業務的判斷有一些出入。此處提供一個沙鋼股份借殼ST張銅(002075)上市的案例來輔助分析。
2008年12月20號,ST張銅向沙鋼集團定向增發股票 1 180 265 552股限售股購買其持有的沙鋼集團旗下的淮鋼特鋼有限公司的股權,換股完成后ST張銅擁有淮鋼特鋼63.80%的股份,而沙鋼集團擁有ST張銅74.88%的股份,除此之外沒有其他重大相關交易。
由于購買完成后,沙鋼股份控制了原ST張銅的生產經營活動,所以此次收購屬于反向購買,且在2010年12月公布的《高新張銅股份有限公司發行股份購買資產暨重大資產重組報告書(修訂稿)》中判定該項購買為不構成業務的反向購買,主要理由如下:公司2007年、2008年度巨額虧損,外部融資環境惡化,未及時歸還銀行借款及供應商貨款而形成的訴訟事項較多,在現有的構架下實現盈利的可能性較小,因而公司預期不能給股東提供股利、更低成本或其他經濟利益的回報,根據財政部會計司《關于非上市公司購買上市公司股權實現間接會計處理的復函》(財會便[2009]17號函),公司將本次重組判斷為無業務的反向購買。
而在2011年2月26日公布的《高新張銅股份有限公司資產出售暨關聯交易公告》中關于上市公司的原有資產、負債有如下表述:“公司(高新張銅――筆者注)擬將上市公司的存貨、固定資產、在建工程、無形資產、土地使用權等銅加工資產,以 33 991.07萬元的評估價格轉讓給控股股東沙鋼集團”。同時在2011年2月底報出的沙鋼股份2010年度財務報告中關于本次重組屬于不構成業務的反向購買的判斷時指出:“根據沙鋼集團出具的《承諾函》,本次資產重組后沙鋼集團將以等額現金置換公司銅加工資產,公司原有的業務將全部終止。根據財政部會計司《關于非上市公司購買上市公司股權實現間接上市會計處理的復函》(財會便[2009]17號函),公司將本次重組判斷為不構成業務的反向購買”。
針對同一事項的判斷雖然結果相同、依據相同,但企業作出職業判斷的側重點卻有很大區別,前者以雖滿足要件一但不滿足要件二為由判斷其為不構成業務的反向購買,而后者則是兩個要件都不滿足的情況下判斷其不構成業務。關于兩次是否構成業務的判斷的合理性,筆者均沒有找到證監會等相關部門的批復文件,但如果兩次判斷都是合理的,那么反向購買相關規定中關于是否構成業務的內容是有很大操作空間的,上市公司只需在一定程度上判定其保留業務能否給公司投資者帶來收益或提供更低成本即可決定是否構成業務;另一方面如果第一次判斷是不合理的(第二次判斷筆者默認其是合理的,因為其已經經過了江蘇天衡會計師事務所的審計并得到證監會的批準與2011年4月8號恢復上市),那么在質疑ST張銅財務工作者的動機或業務能力的同時是不是應該反思一下反向購買中關于業務的規定是否完善及合理呢?
正如其他會計準則一樣,反向購買實踐也隨著一系列相關規定的頒布實施而日趨規范,與此同時反向購買理論也隨著日趨復雜和成熟的反向購買實踐而不斷完善,從2008年前諸多證券公司借殼上市過程中同時不滿足上述要件一和要件二卻采用反向購買法確認了商譽,到2010年廣發證券借殼延邊公路(000776)案例中幾乎采用一樣的購買模式而采用的卻是權益易法,兩者的差異體現了反向購買理論和實踐的不斷完善。
而筆者認為,現行反向購買理論中關于購買法和權益易法的適用范圍仍有尚待完善的空間,首先反向購買業務的前提是發生在非同一控制下的兩個企業之間,所以兩者的該項交易有采用獨立性和公允性原則的動機和條件,這也符合非同一控制下企業合并的基本理念。而現行規定下僅以被購買方(即上市公司)合并時是否構成業務作為判斷采用何種處理方式的基本依據是不合適的,因為雙方通過權益互換最終會成為控制與被控制的關系,為使以后會計期間的合并財務報表符合相關的業績要求或其他需求,購買方有可能與被購買方串通而采用不公允或不符合獨立易的原則變通采用權益易法,以回避采用購買法下給合并后企業業績帶來的不確定性,尤其是在合并前購買方對被購買方的業績作出承諾的前提下這一動機顯得尤為強烈。
所以筆者建議,反向購買過程中應在符合謹慎性會計原則的基礎上盡量采用購買法,通過解釋公告的形式進一步規范企業反向購買的行為,重構《關于非上市公司購買上市公司股權實現間接上市的會計處理的復函》(財會便[2009]17號)中關于業務的概念,只要被購買方(上市公司)擁有的相關經營活動或資產負債的組合具有投入產出的能力,就應當將其確認為業務,因為目前我國的反向購買實踐大多是為了借殼上市的目的,只要保留了這些經營活動或資產負債的組合,就可以合理推定合并完成后該項業務會被較有實力的購買方稍加整合后繼續存在。
另外,現行的關于購買法和權益易法的適用范疇的劃分中,將不構成業務的“凈殼購買”全部劃歸為權益易法的適用情形,筆者認為應當關注被購買方(上市公司)將本公司原有業務清空的過程并對其作出適當的分類,因為上市公司將本公司原有業務一攬子出售給購買方或與購買方相關聯的第三方的情況與被購買方不出售原有業務而以構成業務的方式進行反向購買的情況沒有實質性區別,現行規定中前者采用了權益易法,后者采用了購買法。這也成為很多現行反向購買案例在兩種處理方式中進行主動選擇的最常用的操作方式。所以筆者認為應進一步細化“清殼”的過程,把由于將上市公司原有業務出售給購買方或與購買方相關聯的第三方的情形劃歸為購買方的適用范疇,而將其他的“清殼”方式采用權益易法。
二、反向購買中權益易的經濟實質
“權益易”一詞在我國最早出現在2008年12月26日的《財政部關于做好執行會計準則企業2008年年報工作的通知》(財會函[2008]60號)中,并以此作為反向購買中被購買的上市公司不構成業務時合并財務報表的編制原則。但是對權益易的具體含義以及相關會計處理的規定缺乏明確的闡述,即使在散見于有關文件和企業會計準則講解中的一些內容也都是原則性或列舉性的規定,鑒于權益易可能對上市公司的財務報告產生較大影響,筆者將結合國際會計準則和美國財務會計準則的相關規定以及我國反向購買實務中的具體做法對權益易進行具體分析。
關于權益易的概念《國際會計準則第27號――合并財務報表和單獨財務報表》中規定:權益易是與所有者以其所有者身份進行的交易;而《美國財務會計公告第5號――商業財務報表的確認和計量》中則規定資本易是指與所有者進行的影響主體權益的交易,并在另一個解釋公告中將資本易等同于權益易。對比分析以上兩個概念筆者將權益易的要點歸納為兩點:1.有所有者的參與;2.以所有者身份而非經營者的身份進行的交易。
筆者結合上述概念將散見于解釋公告及實務中常見的權益易類型歸納如下:1.所有者向會計主體的直接或間接捐贈、債務豁免或代為清償等從經濟實質上判斷屬于資本投入性質的(證監會公告[2009]34號);2.母公司在不喪失控制權的情況下轉讓或增持部分子公司(會計主體)的股權(財會便[2009]14號);3.法人股東為履行對會計主體的業績承諾而用貨幣資金補足的實際業績與預期業績的差額;4.所有者有償承擔會計主體的不良應收款項;5.所有者向會計主體投資或從會計主體分回股利等。分析上述五種權益易類型發現:權益易作為和損益易相對應的交易類型,其具體的處理程序也與損益易相呼應;如現行準則中關于第三方捐贈或債務豁免的情形屬于損益易且其收益計入當期損益(營業外收入),而如果捐贈或債務豁免主體為實際控制人或所有者以其所有者身份(如為減輕企業負擔或滿足特定需求)而進行的,則將其劃歸為權益易,捐贈金額或豁免債務賬面金額直接計入所有者權益(資本公積)而不是計入當期損益,其他幾種權益易也有類似的處理過程。這也是本文研究不構成業務的反向購買情形下采用權益易的理論依據。
在不構成業務的反向購買中,由于法律上的母公司(會計上的被購買方,以下簡稱母公司)將自身原來的經營性資產全部出售,僅剩下不具有投入、產出能力的現金、交易性金融資產等不構成業務的資產、負債,同時法律上的子公司(會計上的購買方,以下簡稱子公司)通過持有母公司定向增發的股票而擁有了母公司未來的經營決策權,母公司也通過這一權益互換的方式擁有了子公司的股權或子公司對其他企業的股權從而構成反向購買,那么這一特殊的權益易與上述文中列舉的常見權益易有較大不同,首先,該項權益易前后母公司的控制權發生了轉移;其次,與一般權益易中只涉及存量股權在所有者之間協議互換而不改變股份總數不同,該項權益易增發了股票;最后,與一般權益易只涉及所有者與母公司之間或者所有者與所有者之間的權益易不同,反向購買下權益易既涉及到所有者與母公司之間的權益易,也涉及到所有者之間的權益易。為更加清楚地闡述文章觀點,特承接上例引入沙鋼股份反向購買ST張銅的案例。
ST張銅于2010年12月27日向沙鋼股份定向增發 118 026.5552萬有限售條件的普通股,以換取沙鋼股份持有的其子公司淮鋼特鋼63.79%的股權(在該項反向購買之前,ST張銅已將自身主營的銅加工業務打包出售給沙鋼股份)。交易完成后,ST張銅股本增加到15 7626.5552萬,其中沙鋼股份擁有118 026.5552萬(占總股本的74.88%),ST張銅原股東擁有剩下的39 600萬(占總股本的25.12%)。由于是“凈殼”購買,故購買完成后ST張銅的主營業務就是淮鋼特鋼的主營業務,合并財務報表的編制也以淮鋼特鋼為主體。
案例中涉及到的所有者與母公司之間的權益易表現在法人股東沙鋼股份與母公司*ST張銅的交易,在2010版的《企業會計準則講解》中關于合并財務報表編制時規定:“合并財務報表中的權益性工具的金額應當反映法律上子公司合并前發行在外的股份面值以及假定在確定該項企業合并成本過程中新發行的權益性工具的金額。但是在合并財務報表中的權益結構應當反映法律上母公司的權益結構,即法律上母公司發行在外權益性證券的數量及種類”。從上述規定可以非常明顯看出其是針對構成業務的反向購買情形的,因為不構成業務的反向購買根本就不屬于企業合并,也就無所謂在計算權益工具金額時用到的企業合并成本的概念,但筆者認為可以借鑒構成業務時合并財務報表的編制原則來確定不構成業務情形下的合并財務報表編制原則,將合并財務報表中權益工具的金額反映為購買過程中子公司(適用于母公司直接持有子公司股權的情形)或者子公司控制的企業(適用于母公司與子公司擁有的另一企業的進行權益互換)按比例實際擁有的股本金額比例列報;而股本的數量則是應當反映母公司反向購買前已經擁有的股本數以及反向購買過程中定向發行的限售股股數。比如本例合并財務報表中的股本數量應該是反向購買前ST張銅的股本總額39 600萬和購買過程中新發行的118 026.5552萬(合計157 626.5552萬)。而合并報表中反映的股本金額則應該是反向購買中實際取得的淮鋼特鋼股份有限公司63.79%的股權所占的金額,由于報表中沒有給出淮鋼特鋼的相關資產及股權信息,故該金額無法確定。從*ST張銅2010年度報表中筆者發現其是將合并財務報表中淮鋼特鋼公司的實收資本(股本)與按照上述口徑確認股本金額差額依次沖減資本公積、盈余公積、未分配利潤,并在此基礎上得到2010年初依次沖資本公積、盈余公積、未分配利潤分別為:216 374 413.84元、 39 668 930.23元、305 262 207.93元,期末沖減未分配利潤為51 742 502.17元。
不構成業務的反向購買中所有者與所有者之間的權益易表現為法人股東沙鋼股份與高新張銅原股東之間的交易,與一般的權益易中所有者與所有者之間的存量股權權益互換不同,反向購買中的權益互換是通過增量股權的形式即定向增發來實現的,這也是更多的從實質重于形式的角度作出的判斷。仍結合上述案例來分析,反向購買前后ST張銅原股東所持股權數量沒有發生變化(都是3.96億股),但是該部分股權在交易前后所代表的經濟含義卻截然不同,不僅表現為其在股權總額中的相對比例由100%下降為24.12%,更重要的是兩者所代表的含義也完全不同:反向購買前主要是在ST張銅的銅加工業務中擁有近100%的股權,并且在該部分銅加工業務中的股權價值也基本隨著ST張銅與將其銅加工業務整體打包出售給沙鋼股份而消失;而在反向購買后卻是在以淮鋼特鋼這一換回的權益中擁有24.12%的股權,從實質重于形式的角度筆者認為這也是沙鋼股份這一法人股東與ST張銅原股東之間的權益易,但遺憾的是諸多反向購買企業(包括沙鋼股份反向購買ST張銅)均沒有對此作出符合權益易的處理,這也是準則需要完善的地方。
【參考文獻】
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篇3
關鍵詞: 半導體;結電容;勢壘區;電導調制效應;
【分類號】TM1-4
基金項目:電動車用輪轂無刷電機驅動系統關鍵基礎問題研究,項目編號:ZDK2201401.
1、電力二極管的物理結構和工作原理
(a) 物理結構 (b)正偏等效電路 (c)反偏等效電路 (d) 伏安特性曲線
圖1 電力二極管的物理結構
電力二極管的基本結構仍然是基于 結,但是如圖1所示與信息電子電路中的二極管的根本區別是多了一層 半導體,可以通過改變其參雜濃度,來改變二極管的耐壓和反向恢復時間,從而形成具有不同性能的電力二極管。結合其物理結構來分析其工作原理是正確理解電力二極管導通和關斷的關鍵,很多文獻對其導通過程有敘述,這里不再贅述。
2、電力二極管的電容效應
如圖1所示,空間電荷區內缺少導電的載流子,其電導率很低,相當于介質,而空間電荷區兩側的P區、N區的電導率高,相當于金屬導體,且PN結的電荷量隨外加電壓而變化,呈現電容效應,從這一結構來看,PN結等效于一個電容器,該電容稱為結電容。結電容按其產生機制和作用的差別分為勢壘電容 和擴散電容 。
2.1 勢壘電容
當PN結正偏時,空間電荷區電荷量減少,相當于電容“放電”,當PN結反偏時,空間電荷區電荷量增多,相當于電容“充電”。這種現象可以用一個電容來模擬,該電容稱為勢壘電容。勢壘電容的是非線性電容,其電容量并非常數,而是與外加電壓有關。當外加反向電壓增大時,勢壘電容減小;反向電壓減小時,勢壘電容增大。
從上述分析可知,反向偏置時勢壘電容起主要作用,比如變容二極管,就是利用PN結電容隨外加電壓變化的特性制成的。
2.2 擴散電容
PN結正向偏置時,N區的電子向P區擴散,在P區積累了電子,即存貯了一定數量的負電荷;同樣,在N區也積累了空穴,即存貯了一定數即正電荷。當正向電壓加大時,擴散增強,這時由N區擴散到P區的電子數和由P區擴散到N區的空穴數將增多,致使在兩個區域內形成了電荷堆積,相當于電容器的充電。相反,當正向電壓減小時,擴散減弱,即由N區擴散到P區的電子數和由P區擴散到N^的空穴數減少,造成兩個區域內電荷的減少,、這相當于電容器放電,該現象可以用一個電容來模擬,稱為擴散電容。
從上述分析可知,正向偏置時擴散電容起主要作用。二極管呈現出兩種電容,它的總電容 相當于兩者的并聯,即 。
2.3 結電容對頻率的影響
二極管是一個單向導通器件,通電后結電容會充電,充滿后會反向放電,該電容的特性就是通高頻組低頻,若結電容過大,相當于在其兩端并聯一個較大的電容,由于電容的旁路作用,將降低二極管的高頻響應和影響其單向導電性。如果結電容小,有利于單向導通,其工作頻率會提高。
2.4 二極管的等效電路
二極管是一個非線性器件,為了使電路分析簡化,用線性電路來模擬二極管,使線性電路的電壓、電路關系和二極管外特性近似一致,這個線性電路就稱為二極管的等效電路。在直流電源激勵時,如果考慮到二極管的電阻和門檻電壓的影響,實際二極管可以用圖1(b)、圖1(c)來進行等效,可以根據正偏時的等效電路進一步得到二極管在高頻和低頻時的等效電路,有利于分析含有二極管的功率電子電路的情況。
3、幾個重要概念的理解
1) 與 、 與
表示在 半導體中進行參雜,從而改變 結的耐壓和反向恢復時間, 表示高參雜濃度, 表示低參雜濃度。
表示在 半導體中進行參雜,從而改變 結的耐壓和反向恢復時間, 表示高參雜濃度, 表示低參雜濃度。
參雜濃度越低,有利于提高二極管的耐壓和反向恢復時間,參雜濃度越高,但是造成其通態壓降升高,參雜濃度越高,其導通電阻低,但是二極管的耐壓低和反向恢復時間長。
2) 勢壘區
在 型半導體和 型半導體結合面附近,由于載流子濃度的差異,載流子濃度高的一側向載流子濃度低的一側進行擴散,同時存在少子的漂移運動,這樣在結合面附近,每個原子的價和電子平衡,不能任意移動,形成不導電的 結,這個區域稱之為勢壘區。
由于勢壘區不導電,因此當二極管施加正向電壓時,要使得二極管導通,必須克服勢壘區的影響,即外加電壓大于某一數值時才開始導通,這個電壓稱之為門檻電壓。
3) 電導調制效應
電導調制效應:在二極管完全導通之前, 區電阻率大,當正向偏置電壓升高時,隨著正向電流的增大, 區的電子濃度逐漸升高,此時 區電阻率開始下降,其導通電阻開始減小,使得電流增大時二極管的導通壓降基本維持不變,由圖1(d)可知,正向偏置時,當二極管的正向電流急劇增大時,二極管的導通壓降基本維持不變。
雙極性器件發生電導調制效應,電導調制效應使得整個導電過程其等效電阻隨著其導通電流的增大而減小,一般來說具有電導調制效應的器件其導通壓降較小。
4、電力二極管的特性
1) 靜態特性
主要指其伏安特性,即二極管陽極和陰極兩端電壓與其中流過電流之間的關系曲線。
2) 動態特性
二極管的電壓-電流特性隨時間變化的,主要考慮在開通和關斷過程中,二極管兩端的電壓和其中流過的電流隨時間的變化規律。這部分內容詳見邢巖編著的《電力電子技術基礎》內容。
5、電力二極管的參數
二極管的參數是我們在實際系統設計中選型的重要依據,電力二極管我們主要需要計算如下參數:反向重復峰值電壓 、正向壓降 、正向平均電流 、浪涌電流 、反向恢復時間 以及最高工作結溫 。參數的詳細定義以及計算詳見邢巖等編著的《電力電子技術基礎》內容。
參考文獻
[1] 王兆安,黃俊.電力電子技術[M].北京:機械工業出版社,2001.
篇4
Science, Freie Universit?t Berlin, Germany
Gerald Weber, Department of Computer
Science, The University of Auckland,
New Zealand
Form-Oriented Analysis
A New Mathodology to Model
Form-Based Applications
2005, 372pp.
Hardcover EUR 59.95
ISBN 3-540-20593-4
D.德拉海姆,G.韋伯著
在軟件工程中,企業系統最為吸引人也是最為需求的。本書對企業系統建模作概念性的介紹和全面地綜述。提出了分析與設計基于表單的企業系統的一種特殊目的建模技術。對特殊領域建模語言一直存在著強烈的需求。本書的作者來自科學家和對此類商業應用程序有興趣的專業人員,他們以一種創新的方法修改了已被廣泛接受的基本建模技術,實現對所需應用程序領域建模框架的優化。
全書共有17章,分成四個部分。第一部分基于表單的模型化系統,這部分從實踐出發,詳細地討論了基于表單的新建模方法,并且介紹了技術怎樣在一個項目中得到有效的應用(包含9章):第1章緒論;第2章基于表單系統的范例;第3章探索網上書店;第4章表單記事板技術;第5章表單圖與對話的規范;第6章模型的分解與提煉;第7章數據建模;第8章基于報文的數據交換的建模;第9章描述方法。第二部分工具支持,這部分借助于幾個不同的實現技術,舉例說明了怎樣利用在第一部分中介紹的概念(含有2章):第10章正向工程與反向工程;第11章典型的服務器頁面。第三部分語義學,這部分對前兩部分中介紹的不同類型的圖表與工具提供了語義學基礎(含有4章):第12章統一的源代碼范例;第13章狀態歷史圖表;第14章數據模型語義等;第15章萬維網標記語義學。第四部分結論,這部分是對全書的總結,并提供了對相關工作的討論(含有2章):第16章建模方法的比較;第17章總結。
本書的特點在于將理論成就與內行的實際建議與工具相結合,可供軟件體系結構和提交-響應風格的用戶界面領域的研究人員及設計與開發這類應用程序的專業人員參考。
胡光華,高級軟件工程師
(原中國科學院物理學研究所)
篇5
關鍵詞:以房養老;老年人;養老模式
近十年中國人口老齡化呈加速跳躍狀到來,養老金支付總量持續井噴式增加,政府積極構建多元養老體系,鼓勵多種養老方式,以房養老就是一種新興的養老模式,受到了社會各界的廣泛關注。
一、以房養老模式的提出
以房養老,又稱“住房反向抵押貸款”。是指將自己的產權房抵押出去,以定期取得一定數額養老金或者接受老年公寓服務的一種養老方式,在老人去世后,銀行或保險公司收回住房使用權,這種養老方式被視為完善養老保障機制的一項重要補充。
(一)我國人口老齡化情況加速發展
國際上通常把65歲及以上老齡人口占總人口的比重達到7%作為老齡化社會的標準。2001年,中國正式步入老齡化社會,2013年底老齡人口占比升至9.7%。預計到2050年,我國老齡人口占比將達到三分之一,并將在一段時期呈高老齡化階段。雖然2014年我國調整了人口生育政策,短時間內難于遏制人口老齡化趨勢。
(二)獨居老人越來越多
所謂“四二一”倒三角式家庭結構,年輕人瞻養壓力增大,加之社會交往頻繁,無暇照顧老人,獨居老人越來越多。全國老齡辦2014年公布了《十城市萬名老人居家養老狀況調查》結果顯示,獨居老人所占比例為51.1%。
(三)我國自有住房率遠超世界平均水平
2012年《中國家庭金融調查報告》稱,全國自有住房擁有率高達89.68%,遠超世界60%左右的水平,自有住房擁有率城市為85.39%,農村為為94.60%,值得注意的城市首套房平均收益率300%以上,催生有房族相關產業迅猛發展。
(四)可供借鑒的以房養老模式
美國、日本、加拿大、新加坡以房養老已經發展的成熟,運作也比較完善。政府銀行公益團體中介機構各司其職,有效推進以房養老事業發展。
二、我國以房養老現狀及存在的問題
(一)我國以房養老模式
以房養老的概念在2003年被引入中國,經過幾年的發展目前我國已經付諸實踐的以房養老模式三種模式:第一、以租換養,老人將自己的住房出租,用租金來補充養老金的不足。第二、售房返租,老人用售房后的房款來支付房租。第三、養老按揭,老人將自有房屋抵押給銀行,銀行按照評估價按月給老人發放養老貸款。
(二)我國擬實施以房養老制度可能存在的問題
首選、傳統觀念根深蒂固,老人多數信守家庭養老觀,機構養老與兒女不孝相提并論;子孫繼承不動,老人與子孫接受不了房屋產權變更旁落,以房養老參與者廖若晨星。其次、房屋與土地兩權欠明確解釋,續期等問題《物權法》有待明確規定。第三、多風險因素制約借貸主體參與,受房地產市場影響,房價漲跌帶來毀約風險;不確定因素約束了金融機構;金融機構和借款人承擔浮動貸款利率風險 ;養老金發放期和壽命不合帶來的風險,發放截止期仍健在又無力償還貸款的老人將失去房屋。第四、政策法規不完善,以房養老模式需要社會各個方面的配合,目前相關政策配套建設滯后,實際操作性不強。最后、養老機構公信度低門檻高條件差,目前以房養老運作主體多為民間機構,項目缺乏政府擔保,公信力不足。以房養老貸款的申請條件苛刻,大多老人被拒之門外。硬件設施質量、軟環境等問題普遍存在。
三、以房養老模式的國際經驗及借鑒
(一)美國反向抵押貸款模式
美國、日本、加拿大、新加坡以房養老已經發展比較成熟,住房轉換抵押貸款、房屋保管者和財務自由計劃,而住房轉換抵押貸款在美國最受歡迎,約占反向抵押貸款市場的90%以上。
(二)美國反向抵押貸款的成功經驗
值得借鑒經驗有1.政府從法律的角度促進了反向抵押貸款的實施和政策保障。2.完善的金融市場抵御金融風險,吸引貸款機構。3.優秀的金融人才為反向抵押貸款產品的設計、實施、保障工作做出了貢獻。4.輿論積極向老年人宣傳有關知識和進行理財教育。5.美國人思想開放,追求自由獨立,更希望通過自己的能力來養老。
我國借鑒國外以房養老的成功經驗并結合具體國情加以本土化,探索出我國自己的以房養老模式。
四、我國發展以房養老的對策建議
(一)加大宣傳力度,轉變傳統養老觀念
設立專門咨詢機構宣傳住房轉換抵押貸款知識,轉變傳統家庭養老觀念。
(二)健全社會保障體系,主動承擔國民養老責任
政府要完善社會保障的頂層設計,健全社會保障體系。國家還要進一步確保養老保險基金的保值增值。
(三)政府出面,加大以房養老市場建設,增加公信力
政府出面擔保并出臺相關的法律法規,大力建設各類養老機構,設立第三方監督機制。完善利于產品發展的金融市場,建立借貸雙方的保障機制,放寬對貸款人的申請條件,引入保險機構,以房養老某種意義上具有社會救助、福利的性質,政府托底,提升運營主體公信力。
(四)加強宏觀調控,控制風險
政府要加強對房地產市場的宏觀調控力度,穩定房價,減輕借貸雙方對房地產市場風險的顧慮。建立科學評估體系,綜合考慮房地產市場行情、市場利率、老人預期壽命、房屋折舊等因素,并結合區域的經濟發展水平來確定一個合理客觀的貸款額度,以降低貸款機構的風險。
(五)明確房屋土地使用權,提升房屋建設質量,建立房屋處置平臺
我國房屋土地使用權有償還是無償續期都未給出明確的辦法,政府應該盡快出臺續接房屋土地使用權的具體辦法,打消金融機構增加成本的顧慮。建立第三方評估制度,嚴格監督樓盤招標、建設和驗收過程,對工程設計不合理,施工標準低的豆腐渣工程嚴厲懲處,嚴厲追究負責人的責任,以此來提高我國房屋質量,減輕貸款機構對房屋質量影響房屋出售價值擔憂 。處置抵押房產是貸款機構要考慮的問題,政府部門應該為貸款機構建立順暢的房產處理平臺,以降低抵押房產不能變現的風險。(作者單位:遼寧師范大學)
參考文獻:
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[2] 袁.“以房養老”模式推行障礙及對策[J].人民論壇,2011,(20).
[3] 陳彬璐.“以房養老”模式在溫州的可行性探討[J].中國商貿,2013,(33).
[4] 孫興全.“以房養老”的金融深化視角[N].財政監督,2013,(28).
[5] 崔興巖,孫潔,于濤.倒按揭:中國老齡化社會以房養老模式研究[J].現代管理科學,2013,(11).
[6] 常纓征.關于“以房養老”模式的理性分析[J].價格理論與實踐,2013,(9).
[7] 于新循.論我國養老服務業之市場化運行模式及其規范[J].四川師范大學學報,2010,(1).
篇6
【關鍵詞】工程力學教學方法;培養學習興趣;培養學生能力;提高教學質量
工程力學的概念、知識、計算原理都比較復雜、抽象,學生反映這門課程學起來很枯燥。職業學校學生大都是初中畢業生,他們對工程實際的認識幾乎是空白。如何激發學生的學習興趣,提高工程力學課程的教學質量,搞好工程力學課堂教學,是每一位力學教師所關注的問題。 近幾年來,筆者承擔了機械類專業班級的工程力學課程教學工作,在實際教學活動中積累了一些經驗,現提出來與大家探討。
一、理論聯系實際,多舉實例
對工程力學中一些抽象的概念、定理和公式,可聯系生活實例加以解釋,使學生覺得力學并不難學。如講力偶時,可以汽車方向盤和鉗工攻絲為例;講光滑接觸面約束時,可以講臺上的粉筆盒為例;講力對軸之矩時,可以教室的門進行演示;講疲勞極限時,可以反復折鐵絲使鐵絲斷裂為例;講桿件的四種基本變形時,拉伸與壓縮就以橡膠棒演示,剪切變形就以鋼絲鉗剪斷鋼絲為例,扭轉變形就以洗臉時擰毛巾為例,彎曲變形就以用扁擔挑重物為例。通過這些常見的實例,加深學生對基本概念的理解,使學生感受到工程力學并不深奧,而是與生活實際密切聯系,覺得學有所用,從而激發他們的學習動力。
二、巧設疑問,啟發學生的思維
巧設疑問,啟發學生的思維,有助于培養學生分析問題和解決問題的能力。學生對學習感興趣,就會激發強烈的學習動機,從而積極主動且心情愉悅地投入到學習中去;反之,如果失去興趣,將會影響學習動機。《工程力學》課程的內容涉及大量生產實際中的力學問題,而且其中一些內容較為抽象、單調和枯燥,學生比較陌生,如果我們在教學過程中一味地墨守成規,僅靠幾只粉筆和一塊黑板照本宣科,學生必然會感覺到索然無味,難于集中精力,久而久之就極容易失去學習興趣,使學習處于被動狀態。在教學過程中,我對有些課程內容巧妙地引入“提問”等方式教學,較好地解決了上述問題。比如講到“力偶”一節時,筆者就先提出問題:生產車間鉗工攻螺紋時為什么要用雙手,單手操作為什么不行?學生回答不知道,筆者要求學生帶著這個問題認真聽課。于是筆者結合課本內容,首先播放多媒體動畫,讓學生有親臨其境的感受,然后由淺入深,解釋攻螺紋要用雙手,主要因為雙手分別握絞杠兩端,推力和拉力相等,用力平衡,這是力偶矩m=Fd作用的效果,如圖1所示。若單手握絞杠一端,則形成力矩m0(F)=Fd作用的效果,如圖2所示。雖然能照常轉動,但相當于在0點作用了一對等值、反向、共線的平衡力,其中F和F'形成力偶矩m'=F'd=Fd(與圖1中的等效),F作用于0點,絲錐受此橫向力作用,容易折斷,如圖3所示,所以不能單手操作。這樣學生聽課時便全神貫注,且開動腦筋,聽完課后既知道了問題的答案,又對“力偶只能用力偶來平衡”、“力的平移定理”等概念理解透徹。
三、教學過程中多采用比較法
工程力學中很大一個特點是概念多、公式多、定理多,這對于學生來講是一個難點,鑒于此教學中多采用比較法,能達到一個比較好的教學效果。下面舉一個例子:材料力學中桿件的四種基本變形的概念和公式比較多,學生容易混淆,為了便于學習和記憶,我把它們歸納分類,列出表格對比,學生可以記住其中一個,其他的進行對比記憶,就能準確地記住這一知識點。
四、合理運用多媒體技術
當前,在課堂講授中應用多媒體教學已成為大家的共識。工程力學與工程實際聯系緊密,所研究的問題都是工程中最基本的力學問題,而大部分學生缺乏對生活和生產實踐的感性認識,單靠教師的口述和板書很難讓學生接受和理解這些知識。而采用多媒體輔助教學,可以將書本上靜止不動的各種機構、工程實例通過屏幕以動畫的形式展現在學生面前,從視覺上讓學生接觸工程實際,有助于他們接受和理解工程力學中的基本概念和基本理論,從而達到培養分析問題、解決問題能力的目的。例如在講擠壓變形一般是伴隨著剪切變形產生這一規律時,可以用多媒體制作動畫,演示在剪切變形時伴隨著擠壓變形的產生,從而讓學生知道我們在考慮剪切變形的同時還得考慮構件的擠壓變形。
五、實驗教學環節
學生在學習低碳鋼拉伸時的應力-應變曲線時,對于曲線的四個階段各有何特點感覺很抽象,還有為什么低碳鋼適用于做受拉構件而鑄鐵適用做受壓構件不能理解。對于這節知識點的理解,我們就用力學實驗來展示,讓學生在實驗中理解知識。同時通過實驗提高學生學習興趣,積極、主動參與實驗設備的操作使用,愿意動腦、動手的學生大大增加,實驗技能也得到了很大的提高。對提高學生的認識能力、動手能力、實踐能力都是大有幫助的。
六、重視習題課,精選例題
工程力學課程的教學必須安排一定學時的習題課,所以在我的授課計劃中,每章中我都會安排一次習題課。習題課應以“討論”為中心組織教學,內容上應注意基本概念和習題訓練并重。教師對例題要精選,要選典型的、學生易出錯的、綜合性強的題目。講解時,重點講分析過程、解決辦法,最后討論一題多變的求解方法,輻射出更多有關的知識點,并加以小結。通過習題訓練,加深學生對知識點的理解、記憶和運用,提高學生分析問題、解決問題的能力。
總之,在教學過程中,教師起主導作用,學生處于主體地位。教師要多探索、多實踐高效的教學方法,要始終本著引導、激勵的原則盡一切可能提高學生的學習興趣,提升學生實際應用知識的能力。
參考文獻:
[1] 劉思俊 《工程力學》機械工業出版社 2009.1
篇7
關鍵詞:被動式太陽能;空氣集熱器;反向陽光間;低溫輻射地板
Abstract: combining the engineering case, in view of the design of building solar design inquiry, as the major energy consumers for construction, how to use the building design itself to reduce the consumption of traditional energy, is we are faced with the problem of, through this solar building design, active and passive solar energy use of all have some understanding of the design, up to the purpose.
Keywords: passive solar energy; Air collector; Reverse between sunshine; Low temperature radiation floor
中圖分類號:TK511 文獻標識碼:A文章編號:
一、方案概況
某工程為一所學校,校舍由教學樓和配套用房組成,校舍建筑層數均不應超過3層,總建筑面積8000m2。
通過對用地的分析,用地是很緊張的,而且由于地基內有一個北向的坡,而且坡上有一個5層高的建筑,這對基地產生很大的一個陰影區,所以對于我們這次以太陽能利用為目的的一個設計而 言是相當不利的,所以要盡量地避開這一不利的因素,方案的總平面布局:基地的南面是教學區和辦公區,而基地的北面,也就是沿坡那一面,布置的是白天不怎么使用的寢室和食堂。為了能更好地利用到太陽能,方案中采取更多的接觸太陽光的方式――基地滿鋪,建筑退臺。這樣做的目的就是為了爭取到更多的層頂受熱面,并且整個建筑是以南向退臺,這樣就能更好地利用太陽能。由于建筑是以基地滿鋪的形式,就帶來了學生活動場地不夠的問題,所以我們做了一部分屋頂的平臺供學生下課休息。
建筑整體形式的采用綿陽當地的坡屋頂的形式,但又做了一定的變化,體現建筑自身的特色,并且考慮和太陽能的利用相結合,尋求建筑和太陽能利用的一體化。
二、被動式太陽能的利用
被動式太陽能利用就是借助建筑的本身,像建筑的朝向,建筑材料的選用以及建筑空間的合理布局等來達到利用太陽能的目的,也就是說建筑本身就是一個太陽能集熱裝置。
利用太陽能進行冬季采暖是太陽能最基本的應用民,在實踐中一般采用被動式太陽能裝置。具體的做法:有利用建筑物的朝南面的窗做成集熱窗、 墻體做成集熱墻裝置,從而利用太陽能加熱室內空氣,使室內溫度升高,并對建筑采用一些保溫隔熱技術,使建筑物內部的熱散失控制在較小范圍,從而代替其他能量進行采暖。還有一種是被動式太陽房的方式。被動式太陽房是通過合理地設計建筑的朝向和利用周圍環境,合理地處理內部空間和外部形體以及選擇適當的建筑材料和構造方法,使整個建筑物在冬季能通過太陽房收集太陽能,通過選擇合理的保溫材料保持能量,設計一些特殊的裝置貯存能量。合理地布置內部空間使得能量能分布到各個空間,從而解決建筑物的采暖問題;在夏季,同時要考慮到遮擋太陽輻射,通過氣流的組織帶走室內的熱量,使建筑物內涼爽宜人。太陽房應試設計在建筑的南向或南向稍偏東或西。建筑場地應選在開闊地帶且太陽能充足的地方,這樣有利于太陽能的采集。建筑物中主要房間應設于南側,緊靠太陽能集熱裝置,這樣可以最大限度的利用太陽能,減少能量傳導過程中的省失。
本方案的太陽能主要是以被動式太陽能的利用為主,我們首先介紹一種空氣集熱器和反向陽光間的概念。
太陽能空氣集熱器是一種利用空氣為熱媒的太陽能加熱裝置,應用相當廣泛,如太陽能熱水器等。由于太陽能空氣集熱器構造簡單,制作及維修成本低,無腐蝕防凍等問題,較建筑設計應用有一定的優勢,應用于建筑立面形成集熱墻和屋面上可形成太陽能熱水系統。在設計上可直接將南面墻體設計成空氣集熱器(圖1),可節省安裝費用,也不會增加房屋負荷。在夏季能利用集熱器吸收太陽輻射,形成空氣流通,避免過熱問題,同時遮擋部分太陽光直射到建筑墻體上,從而降低建筑物吸收太陽輻射;在冬季集熱器對建筑有一定的保溫作用。為提高集熱的效率,在整個加熱空氣系統中可加入風機對氣流起一定的組織作用,通過風機運行和熱壓的共同作用,室內的空氣可以經過集熱氣循環加熱,經循環重新回到室內。本方案采用的空氣集熱器是和建筑形式和圍護結構相結合的,是建筑的一個部分,并不單獨的安裝,所以可以省去很多集熱器產品所需要的金屬邊框。建筑的南向坡層頂和南向的部分墻面即是這種集熱器的形式。
圖 1 空氣集熱器構造示意圖
另一種是反向陽光間被動式太陽能空氣采暖系統。和前面提到的太陽房不同的是,前者直接利用太能能加熱室內空氣,而后者則是通過在建筑的南側和北側都設置陽光間,再通過設計在屋頂和地板上的風管將兩個陽光間連在一起。這種被動式系統通過加熱建筑的護結構以減少建筑內部的熱量損失。因此,該系統可利用低強度的太陽輻射,應用更為廣泛。東西陽光間之間可通過熱壓進行空氣循環。午前,東部陽光間太陽能得熱將傳向西部,午后,則相反。
本方案中利用的是反向陽光間的概念,這與陽光間不同,實際并沒有設計陽光間,是南面以空氣集熱器的形式來吸收太陽能,北面則以雙層墻壁的形式形成空隙使空氣流動。冬季時整個系統集熱器、 雙層墻、 天花板、 地板形成一個封閉的空間,里面的空氣不和外界及室內發生任何關系,通過集熱器吸收的太陽能,利用空氣的熱壓作用循環加熱空腔內的空氣,空腔內的熱空氣則通過加熱墻、天花板和地板使室內達到冬季采暖的目的,這里我們采用的地板是一種經過變化的低溫輻射地板,一般的輻射地板是以熱水為熱源的,就是在地板下面布熱水管,由于此方案中采用的熱源的媒介是空氣,所以一般的輻射地板是做法是行不通的,我們設計了一種低溫空氣熱源輻射地板(圖2),是以疏松的鵝卵石填充的,可以通過空氣的構造層代替水管層,這樣的話熱空氣經過地板后可以加熱鵝卵石,鵝卵石再向室內輻射熱量。
而在寢室主要使用時間是晚上,所以要考慮晚上采暖的問題。怎樣能把白天的太陽能儲存到晚上,是一個主要的問題,考慮到鵝卵石的熱工性能比較好,所以要寢室基礎下面設計了一個鵝卵石床,使卵石床和上面的集熱系統連接,白天的時候集熱系統的空氣將集熱器所得的熱量帶到鵝卵石床內,加熱鵝卵石將熱量儲存起來,到晚上則打開系統的上部和下部的開口使冷空氣經過鵝卵石床后加熱,由于熱壓的作用,熱空氣上升到各個寢室內。夏季的時候可以通過控制集熱系統內的幾個開口,利用集熱器加熱的空氣和室外的空氣形面溫差,形成熱壓作用使室外的冷空氣流過空腔使墻面的溫度降低,達到通風降溫的目的。
圖 2 輻射地板構造示意圖
結束語
篇8
關鍵詞:逆向工程;車身設計;研究
1 逆向工程的概念
在很多常見的工業生產中,如航空、汽車、模具等生產中,工程師長期以來都一直在追求如何才能獲得含有大量先進技術的高產量產品的目標。而這些產品通常都具有如下特點,不僅外面覆蓋的物件大多數都是美觀的,同時對于每一個構件的精度要求也極高,時常還有可能帶有復雜的,在電腦上用普通的CAD在計算機上很難進行完成的幾何特征,必須采用一些特別的方式才能夠實現。所以,在實際生產生活過程中,設計原形通常是制件模型或者是一些通過手工修改后的樣件。之后再使用一些手段將模型轉換成CAD模型,以此來輔助后續的計算機制造,快速制造一些原型工具,管理產品數據,以及制造計算機的集成系統等先進技術,與此同時對其進行詳細的處理亦或是管理。這種技術是從實物樣品獲得數據模型,現在已經發展CAD系統中一種比較獨立的范圍,即我們上面所提的“逆向工程”,也可以稱作是反向工程。
2 逆向工程的特點
該設計方法與傳統的產品設計方法相比,主要的區別是:傳統的產品生產過程通常先是進行概念設計,再進行CAD模型或者圖紙的設計,最后再制造出想要的產品。而現在的逆向工程產品生產過程是先進性CAD模型生成,再制造出想要的產品,它起源于對產品的精密測量以及質量檢驗。因此在其產生和發展的階段,因為出發點、側重點亦或是應用環境等情況的不同,在不同的文章中有不同的概述。一般來說該工程首先會把先進產品的設備當做實物,把軟件或影像,比如:圖紙、程序、圖像、照片等,當做是研究對象,再利用一些F代的設計方法或者是設計原理、生產工程學、材料學等對關鍵的技術進行系統的分析研究和探索。最后開發出和它類似的更先進的產品。從廣義來講,逆向工程包括的方面有形狀反求、工藝反求以及材料反求等。在這一意義下,該工程可被定義為:逆向工程是指從實際物品中提取有關的信息來構建CAD數字化技術模型和重建幾何模型技術的總稱。所以,計算機輔助幾何建模反求也許是對這一概念更為精確的表達,這篇文章所要表達的逆向工程就是這個概念。逆向工程技術是指不斷消化和吸收先進的生產技術,進而開發、設計、創新新的產品,是一種非常重要的技術手段。尤其對于那些曲面外形較復雜的零部件,逆向工程更為適用,可以作為該種構件的主要設計方式。比如說汽車的外形覆蓋件,設計師經常會按1:1的比例制作木模型或者陶土模型,之后把測量到的表面數據輸入到計算機中,再進行造型、修改、完善,最后通過CAM完成模具的制作。
3 該技術在國內外的應用情況
現如今,很多的外形設計是還不能夠直接的通過計算機對某些物體,尤其是復雜的藝術造型、人體或動植物外形等的三維空間幾何設計。因此在對這些產品進行設計時,更喜歡用粘土、木材亦或是泡沫塑料制作初始的外形,然后再利用逆向工程設計方法把實物模型轉變成三維空間模型。另外,由于生產工藝、產品外觀、使用效果等方面的因素,人們常需要對已經做好的構件進行局部的改造。因此在沒有三維空間模型的原始設計的情況下,如果可以把實物構件在數據測量和處理的基礎上,建造和實際情況相符合的空間模型,對三維空間模型進行改造以后再進行產品的加工,這樣很明顯可以提高產品的生產效率。所以,逆向工程在改造模型方面可以起到很大的作用。另一方面而言,現在的已經生產出來的產品被當作基準點進行其他產品的設計已經成為現如今生產實物的一條重要理念。現如今,我國與發達國家相比,設計制造方面還有很大的差距,利用逆向工程設計技術不但可以吸收來自國外先進的設計制造經驗,還可以讓我國生產出來的產品設計是站在更高的起點上,加快了某些產業的生產速度。其次對于某些大型設備而言,如汽輪機組、航空發動機等,經常會由于某個零部件的損壞而不能正常運行,這時如果使用逆向工程手段,可以很便捷地生產出這種零部件進行更換,這無疑提高了設備的利用率和使用年限。
4 逆向工程設計法的重要意義
我們國家,很多廠家常采用傳統的方式進行對車身的開發和改造,也就是說在設計車身和裝備工藝的制造和設計中,先是對汽車外形的模型進行塑造,然后制造主樣板、主圖板以及主模型,再完成汽車車身工藝裝備的結構設計和制造,通過把主圖板、主樣板和主模型結合起來當做是形狀和尺寸的確定依據。因為上面所敘述的三個物品都是實際存在的物品,因此成本高,周期長,而且會在開發過程的環節中因多次傳遞造成形狀尺寸的累積誤差,因此精度較低,嚴重時甚至會影響對于車身的開發。另外還有一些廠家在設計時,使用了CAD技術和CAM技術,但在對于仿制產品或是輕手工進行局部的改造后,仍然使用一些較為傳統的測量技術去手機特征線上離散的坐標數值,之后輸入到計算機里,建立三維空間CAD模型處理方法,它有下面幾種限制,比如測量速度緩慢,時間長,且精度低,尤其是很復雜的曲面,離散點不能準確的對它的形狀做出定義,工程師簡單但卻重復的工作量十分大。國外有些先進的汽車制造企通常在成熟應用CAD/CAM技術后,把逆向工程里的先進技術運用到對于車身的設計以及制造上,同時設計出了一些很有用的對于逆向工程處理以及開的工具,進而實現縮短開發時間,提高生產質量的目的。
5 結束語
逆向工程,作為一種新型的生產技術,在車身的設計應用中已經很廣泛了。事實也證明,這種設計方法與傳統的方法比較有很大的優勢,也有很大的作用。文章就逆向工程的概念、特點,以及現在國內外上的應用和起到的作用,進行了簡單的分析,通過引起相關從業者的足夠重視,提高汽車生產的效率和質量。
參考文獻
[1]姜勇劍.逆向工程在車身設計中的應用研究[J].企業技術開發:下,2011(9).
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人天生好奇,這一點誰也不能否定。許許多多科學家孜孜不倦向著未知世界,不論微觀還是宏觀,作深入的探索,其動力之一,就是想知道“這究竟是什么?”
如果一堂課不能引起同學的興趣,盡管知識性很強,有時還會使聽眾感到單調、吃力、難記。為什么聽故事不吃力,而聽一堂理論課感到吃力呢?聽故事是每個人自愿要聽,而且聽得很熱切,急于知道“下文如何?”于是乎時間消失了,課堂消失了,聽眾被帶到不受空間時間限制的世界里。下課時間到了,聽眾只惋惜時間太少,不會埋怨講得太多。可見,引起聽眾強烈的興趣才是調動他們主觀努力的強大武器。當然講授《工程力學》、《建筑施工機械》等理論知識不可能像講故事那樣,然而可否利用興趣性的這一心理效果來提高講課效率呢?怎樣激發學生的興趣性,從而提高授課的有效性呢?
一、講課者必須熱愛自己的專業,即要有端正的態度
很難設想一個不熱愛這門專業的人會講好這堂課。試想如果一位負責講授《工程力學》的教師這樣講:“同學們,《工程力學》沒什么學的。以后工作中完全用不上,只要能通過考試混個學分就OK了……”他這樣再講下去,同學們會聽嗎?反之,如果這樣講:“同學們,人在劃船離岸時,常把漿向岸上撐,這是為什么呢?這就是利用了靜力學中的作用與反作用力公理。而不同部件中的緊固螺栓所選用的材料和規格又為什么各有不同呢?這是因為緊固螺栓在使用的過程中必須保證不會由于承受不住外部的扭矩而發生剪切和扭斷,從而保證工件的安全。工程結構中最常見的構件——梁的成型橫截面為什么多采用對稱形狀?這些就是我們將通過運用材料力學來解決的問題。”要吸引學生,要提高學生對這堂課的注意力,講課者必須考慮通過某種方式來達到此目的。這個方式必須是能引起大家興趣的。
二、思想性與興趣性是可以并存的
過去可能認為,只有哲學式的講授方法可算作有思想性。其實只要從現實生活中選出來的例子,它們的說服力強得多,吸引力大得多。譬如,要宣傳學習《工程力學》的實際意義,可以先給同學們介紹建于華盛頓州的大跨度懸索橋——塔庫馬大橋為什么會在風力的作用下破壞坍塌,再向大家說明作為一名工程施工人員,日后在工作中必然會遇到很多與力學有關的問題,掌握一定的工程力學知識可以幫助我們正確使用、安裝、維護各類機械,提高操作技術和生產技能,有助于分析和解決生產實際中有關力學問題。舉出這些事實,并鋪以具體的時間、地點、歷史數據,就使吸引力大增,思想性的效果也達到了。
三、一開始就要抓住聽眾的注意力
講課剛開始,同學們注意力尚未集中,也可能已經上過幾堂課,腦子有點疲勞。怎樣使學生注意力一下子就被吸引過來,是講課者的重要任務。通過多年的一線教學,我感覺首先要使用沉默這一工具。當學生們亂哄哄時,如果老師也參加進去,用更高的嗓子去壓,收效不大。反之,老師不響,很快學生們就會察覺,就會靜一下。在這種情況下再用十分吸引人的方式開講,花時少,收效大。千萬不要用平鋪直敘的方式,用定義式,這最易引起學生的厭煩情緒了。如“今天我們講授力矩的定義,力矩就是力對點之矩……”這樣的開頭效果大不。如“同學們,為什么用扳手可以轉動螺母?而轉動時為何將作用于扳手上的力的方向不同,轉動效果又不一樣呢?”這么一問大家就急等答案。剛才分散的注意力一下就集中起來了。當老師繼續講下去:“這是因為作用于扳手上的力相對于螺母這一點會產生轉動效應,而轉動效應的大小不僅與作用于扳手上的力的大小有關,還與螺母這一點到力的作用線的距離有關。生活中我們經常使用的起釘錘、桿稱、魚嘴鉗等到都是依據力矩的概念制作的。”通過生活實例來說明某些抽象概念,有趣易記,其效果比平鋪直敘式勝過好多。這從學生眼神中一望便知。
學生的學習興趣往往取決于知識出現的形式,以什么樣的形式讓學生對知識“一見鐘情”是非常重要的,不要“講”課,而是師生共同學習。純粹的“講”課,會使知識失去原來的趣味性,使問題失去原來的挑戰性,使學生失去對知識的渴望。還知識以它的生活性,在課堂中創設問題情境,引導學生進行探究性學習,往往會收到意想不到的授課效果。
四、矛盾的邏輯是增強興趣性的好手段
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不同于現代醫學“實驗室—臨床”的研究模式,這種從臨床返回實驗室的逆向研究方法,被稱為反向藥理學,它是一種藥物發現應用先于對其作用方式和機制了解的研究模式。
劉向明,中南民族大學教授,數學專業出身,后轉向生物統計和生物數學研究領域,長期開展醫學、生物學和數學的交叉學科研究,近年在利用反向藥理學研究傳統醫藥研發中的關鍵問題方面建樹頗多。
反向藥理學是以在歷史上長期使用來治療疾病,并已被證實具有很高安全性和功效的傳統藥物為化合物資源,通過跨學科的探索性研究,整合已證實的臨床經驗和實驗觀察,并通過進一步的預臨床和臨床研究將先導物開發為候選藥物的嚴格科學方法。
劉向明強調,這一過程中“安全”是最重要的出發點,效應變成有待確認的事情。其創新性在于將有生命力的傳統知識和現代技術結合起來,提供更好和更安全的先導物。它為藥物研發從隨機追蹤偶然的發現轉變為有目的、有組織的尋求先導物提供了很好的借鑒,為源于傳統藥物的新藥研發提供了一條捷徑。
2000年,劉向明調到中南民族大學工作。當時正值“入世”前夕,傳統藥物現代化發展之路仍不甚清晰,面臨著許多問題。當他了解到這一情況之后,就決定在自己原來研究工作的基礎上,結合民族大學的實際情況進行傳統藥物科學研究。
當時民族大學的實驗室條件非常簡陋,實驗材料和器材都非常缺乏。劉向明從小處著手,利用僅有的一臺膜片鉗記錄儀,開展藥物對細胞膜離子通道的作用研究,之后再慢慢積累,目標直指解決傳統藥物現代化中存在的關鍵問題。
“由于所研究問題本身的復雜性,又因為研究環境的惡劣,再加上我的非醫學學術背景,我提出這一想法時,沒有人相信這是一件能做下去的事情。”對于人們的質疑甚至反駁,劉向明以“置之不理”的心態面對,以“我行我素”的行動堅持。十年堅守,終于換來碩果累累。
劉向明介紹,傳統藥物一般是多種化學成分的混合物,且具有多種藥理效應。但這些藥物的作用機制和靶點并未得到明確闡述,究竟是哪種或哪幾種成分產生了藥效也并未確證,傳統藥物開發甚少就有這方面的原因。
究其根本,是因為長期以來傳統的研究方法僅單獨研究從原藥物中分離的化學成分或原藥物本身的效應,并沒有把原藥物的效應和其化學成分的效應聯系起來,忽略了藥物本身的藥理效應并不一定與其成分的藥理效應完全一致的問題。
因此,劉向明認為:針對傳統藥物的研究,不僅要闡明其藥理作用機制,即怎樣起作用;又要確定其產生特定藥理效應的藥效物質基礎,即什么在起作用。應將藥理機制研究和物質基礎研究緊密結合起來,建立從二者的相關性著手來闡明傳統藥物臨床有效的科學根據的方法學。這是解決傳統藥物研究關鍵問題的新途徑,也是按照反向藥理學研究模式研發傳統藥物,為新藥研發提供借鑒的新思路。
自2001年起,劉向明以確有多種療效的傣藥龍血竭的鎮痛效應為生物學背景,提出了以傳統藥物本身的藥理效應為參照,將其成分(組合)的效應與原藥物本身的效應作比較,尋求能替代產生原藥物本身效應的化學成分(組合)作為研發新藥的先導物這一新的方法學的基本原則。
為了實踐在新的方法學指導下的藥物發現過程,劉向明建立了傳統藥物藥效物質的操作型概念。即針對特定的藥理效應,通過對原藥物和其成分(組合)的藥理效應之間的比較,來確定某一成分(組合)是否為原藥物的藥效物質。所謂藥效物質,就是指能產生與原藥物的效應類似效應的化合物,它可以是某種成分,也可以是某幾種成分的組合。
基于這種定量化的研究方法,他們建立了傳統藥物藥效物質基礎和藥理機制研究的方法學,把原本對傳統藥物藥效物質基礎的探求,轉化為一個能按現代科學的要求進行研究的問題,即藥物本身的藥理效應和其成分的藥理效應之間關系的檢測、表達與分析。
目前,關于龍血竭的鎮痛效應研究已經取得了階段性成果。他們在龍血竭中找到了對新型鎮痛靶點TTX-R鈉通道和TRPV1受體具有調制作用的有效成分組合—劍葉龍血素A、劍葉龍血素B和龍血素B,并證實確實是這三種成分協同調制痛覺信息在初級感覺神經元和脊髓上傳導使龍血竭產生了鎮痛效應。
這一研究結果對多組分、多靶點新型鎮痛藥的研發具有啟迪意義并提供了天然的范例。而應用先進的現代科學技術和方法,從長期臨床應用證實具有顯著療效的傳統藥物中提取、分離多種單體化學成分,并對其進行系統的藥理研究,開發出化學結構和藥效機理明確、安全性高的新型藥物,也正是新藥研發中的新亮點。如此,能更充分挖掘以植物為本的各民族傳統藥物,作為國際藥品市場的巨大潛在資源。
功夫不負有心人,劉向明的研究成果得到了國際范圍的廣泛認可。2005年,第27屆IEEE生物醫學工程國際學術年會上,大會組委會評價劉向明等提出的方法對確定民族(傳統)藥物的藥效物質具有重要意義。英國劍橋國際傳記中心因劉向明在傳統藥物的現代研究中所作的開創性工作而將他遴選為“Leading Scientists of the World 2011(2011世界領先科學家)”和“Top 100 Educators 2011(2011年度百大教育家)”之一;美國傳記研究院主席J.M.Evans提名劉向明為“Great Minds of the 21st Century(21世紀偉大思想)”第五版中的 Greatest Minds(最偉大思想者)之一,稱譽他為21世紀成就的開拓者;世界藝術、科學和傳播協會2011年授予劉向明終身成就獎。