技術發展論文范文
時間:2023-03-28 18:17:50
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篇1
[論文摘要]制造技術是發展制造業的關鍵技術,是創造財富和為科學技術發展提供先進手段的基礎。分析我國先進機械制造技術的特點及發展現狀,并闡述我國先進機械制造技術的發展趨勢。
在人類社會的發展中,制造技術不斷發展。從人類使用天然工具到制造工具,從簡單的手工制造到簡易機床的出現,人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術而努力。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
一、先進制造技術的特點
(一)是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
(二)是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(三)是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(四)是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
(五)是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
四、結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻:
[1]馬曉春,我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).
篇2
關鍵詞海洋生物技術發展展望
近10年來,由于海洋在沿海國家可持續發展中的戰略地位日益突出,以及人類對海洋環境特殊性和海洋生物多樣性特征的認識不斷深入,海洋生物資源多層面的開發利用極大地促進了海洋生物技術研究與應用的迅速發展。1989年首屆國際海洋生物技術大會(以下簡稱MPS大會)在日本召開時僅有幾十人參加,而1997年第四屆IMBC大會在意大利召開時參加入數達1000多人?,F在IMBC會議已成為全球海洋生物技術發展的重要標志,出現了火紅的局面?!禝MBC2000》在澳大利亞剛剛開過,《IMBC2003》的籌備工作在日本已經開始,以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳,并爭到了舉辦權。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學者前往展示與交流研究成果,探討新的研究發展方向,同時也極大地推動了區域海洋生物技術研究的發展進程。在各大洲,先后成立了區域性學術交流組織,如亞太海洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會等。各國還組建了一批研究中心,其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學圣地亞哥分校海洋生物技術和環境中心,康州大學海洋生物技術中心,挪威貝爾根大學海洋分子生物學國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷舉辦各種專題研討會或工作組會議研究討論富有區域特色的海洋生物技術問題。1998年在歐洲海洋生物技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協會的支持下,原《海洋生物技術雜志》與《分子海洋生物學和生物技術》合刊為《海洋生物技術》學報(以下簡稱MBT),現在它已成為一份具有權威性的國際刊物。海洋生物技術作為一個新的學科領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的技術應用”。
為了適應這種快速發展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃,把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃(863計劃),為今后的發展打下了基礎。不言而喻,迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域,同時,也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。
1.發展特點
表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。
1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石
海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學,乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容,為了使其發展有一個堅實的基礎,研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC2000》會議期間,當本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明,海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究,對今后的發展將有重要影。
1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面
目前,應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面,這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面,提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等;在海洋天然產物開發方面,利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。
表1近期IMBC大會研討的主要內容
表2近期IMBC大會和《MarineBiotechnology》學報論文統計表
1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面
利用生物技術保護海洋環境、治理污染,使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域,因此,無論是從技術開發,還是產業發展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(如生物降解和富集、固定有毒物質技術等)、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃,推動該技術的應用與發展。
1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題
其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。
2.重點發展領域
當前,國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面:
2.1發育與生殖生物學基礎
弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義,而且對于應用生物技術手段,促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動,提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。
2.2基因組學與基因轉移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上,基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段,已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因;大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面,除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發展了逆轉錄病毒介導法,電穿孔法,轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。
2.3病原生物學與免疫
隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規?;l展,病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術的基礎;同時,開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此,病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一,重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其產物
海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點?,F人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能,研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。
2.5海洋環境生物技術
該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物,減少毒性或轉化為無毒產品,富集和固定有毒物質(包括重金屬等),大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規?;B殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制,抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。
3.前沿領域的最新研究進展
3.1發育與生殖調控
應用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用,發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2],進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應用受體介導法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細胞培養技術,用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2],通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達序列標志,從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用,構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質,從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記,克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501AcD-NA,通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域,分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記,構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志,從經HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞EST中分離出596個cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的ß一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導,發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快,但優于未轉基因的二倍體魚,同時,轉基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法,將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑;表明轉基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態環境造成大的危害[3];應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2];在轉基因研究的種類上,目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。
3.4分子標記技術與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性,應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1];利用寄生性原生動物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度,應用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2];研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性,用PCR技術鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性,采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA,在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3];弄清了一種深水魚類(Gonostomagracile)線粒體基因組的結構,并發現了硬骨魚類tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列,用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段,從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA,用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
構建了抗魚類壞死病毒的DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNVDNA疫苗構建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導了非特異性免疫保護反應,證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2];建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控,研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術,建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質,海洋生物中存在的抗附著活性物質,用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用,從海洋植物Zosteramarina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發了珊瑚變態天然誘導劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質,建立了開放式海綿養殖系統,為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4];從一種海洋細菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復、極端微生物及防附著
研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1];研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1];用Bacillus清除養魚場污水中的氮,用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻,開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細菌,研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2];從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因,并生產了重組Ectoine(滲透壓調節因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌,這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶,在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌,并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。
4.展望與建議
篇3
【論文摘要】:綜述了近期光纖光纜在制造、施工及維護技術上的發展特點,分析了其發展趨勢,并就我國光纖與光纜技術及產業的發展提出了一些值得思考的問題。
信息通信業是一個充滿生機與活力的朝陽產業,網絡經濟有著強大的生命力,信息技術、網絡技術的發展在如今仍然是推動社會進步的重要動力,信息網絡化仍然是當今世界經濟、社會發展的強大趨勢。因此在全球經濟好轉、通信市場復蘇及我國西部開發等有利條件下,我們應積極了解光纖與光纜技術的發展特點及其產業的發展前景,抓住機遇,促進光纖光纜技術與產業向更大的方向發展。
1.光纖技術發展的特點
1.1網絡的發展對光纖提出新的要求
不管下一代網絡如何發展,一定將要達到三個世界,即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量,這非光纖網莫屬,但高速骨干傳輸的發展也對光纖提出了新的要求。
(1)擴大單一波長的傳輸容量
(2)實現超長距離傳輸
(3)適應DWDM技術的運用
1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用
光纖標準的細分促進了光纖的準確使用,細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求(如有些光纖幾何參數的容差變?。?,明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統中使用的光纖的不同指標要求(如PMD值的規定),并提出了一些新的指標概念(如"色散縱向均勻性"等),對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現及新子建議的起草,都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進,或有重要的提升;都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整,是值得注意的光纖技術新動向。
1.3新型光纖在不斷出現
為了適應市場的需要,光纖的技術指標在不斷改進,各種新型光纖在不斷涌現,同時各大公司正加緊開發新品種。
(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖
主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖,其PMD值極低,可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10~40Gbit/s,并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大,使光信號的傳輸距離大大延長。
(2)用于城域網通信的新型低水峰光纖
城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本,還需要考慮非波分復用技術(CWDM)應用的可能性。低水峰光纖在1360~1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展,使CWDM系統被極大地優化,增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。
(3)用于局域網的新型多模光纖
雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%~100%,但是它所配套的光器件可選用發光二極管,價格則比激光管便宜很多,而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑,容易連接與耦合,相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。由于局域網發展的需要,它仍然得到了廣泛使用。
(4)前途未卜的空芯光纖
據報道,美國一些公司及大學研究所正在開發一種新的空芯光纖,即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講,這種光纖沒有纖芯,減小了衰耗,增長了通信距離,防止了色散導致的干擾現象,可以支持更多的波段,并且它允許較強的光功率注入,預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業界人士也十分關注這一技術的發展,越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。
2.光纜技術的發展特點
2.1光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現
光纜的結構總是隨著光網絡的發展、使用環境的要求而發展的。新一代的全光網絡要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率、便于安裝維護、使用壽命更長等。近年來,光纜結構的發展可歸納為以下一些特點。
(1)光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇,如干線網光纖、城域網光纖、接入網光纖、局域網光纖等,這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求,具體運用的條件還有可依據的細分的標準及指標;
(2)光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外,越來越多的與其施工方法、維護方法有關,必須統一考慮,配套設計;
(3)光纜新材料的出現,促進了光纜結構的改進,如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用,使光纜性能有明顯改進。2.2光纜的自動維護、適時監測系統已逐漸完善,可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸
光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要。在已開通的光網絡中,光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的,一般通過監測空閑光纖(暗光纖)的方式來檢測在用光纖的狀態,更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。雖然ITU-T長時間收集和討論了國際上的最新資料,于1996年了L.25光纜網絡維護的建議書,對光纜的預防性維護和故障后維護規定了詳細的維護范圍和功能,但已經不能滿足當前的需要,目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會議通過的"光纜網絡的維護監測系統"(L.40建議)。為了進一步縮短檢測及修復時間,美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監控系統,能在1s內發出故障告警,3min內找到故障點,且工作人員可以遙控操作,據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖(纜)的快速反應能力。
3.光纖光纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
3.1積極創新開發具有自主知識產權的新技術
雖然這幾年來,我國光纖光纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大,因此我們作為世界第二的光纜大國,應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重,爭取創造更多的光纖光纜專利。
3.2開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現,光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求,在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中,會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開,新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化,以便有限的敷設空間得到充分、靈活的利用。這當中也包含了若干光纜設計、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術課題。一些國家或公司已取得了一些經驗,正逐漸形成新的系統技術專利。我國的用戶眾多,接入網和用戶駐地網具有很多的特色,對接入光纜也會有更多的要求,為我們研究和創新接入網和用戶駐地網光纜結構提供了很好的機會。
篇4
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。轉
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
(3)節水灌溉技術發展要符合農村實際。節水灌溉技術發展不僅是工程問題、技術問題,還是社會問題和經濟問題。節水灌溉技術如果不能使農民從中得到實惠,就不能得到廣大農民的真正擁護,就不能持續快速地發展起來。
篇5
技術發展戰略是國家對科技活動全局性和長期性的規劃和行動方針,由科技行政體系主導,并協調技術政策與其他工業政策、國家發展目標的一致性。對一國技術政策的分析框架,Lall(1998)提出從三個層次研究國家技術政策:(1)確定國家發展目標,明確技術發展與國家發展目標之間的關系;(2)激勵政策,對市場失靈的領域提供國家干預的信號,包括基礎型干預和選擇性干預,所謂基礎性干預是國家對人力資源、科技基礎設施、研發鼓勵等要素市場的干預,而選擇性干預指國家扶持特定產業或特定產業組織優以實施優先優術發展目標;(3)組織制度,包括為實施技術發展戰略的科技計劃、行政組織等。[1]以這三個層次考察馬來西亞技術發展戰略的演變過程,馬來西亞工業化進程中的技術發展大致可分為三個階段:
第一階段,1958年到20世紀80年代中期,產業技術規劃不明晰時期。獨立之后馬來西亞技術發展的重點領域與以農業、種植業為主的產業結構相一致,資源型產業(如早期的橡膠、之后的棕櫚油產業)的研究與開發是政府重點支持的研究領域,這一時期建立的馬來西亞農業發展研究所(MalaysianAgriculturalResearchandDevelopmentInstitute,MARDI)對當時農業多樣化、農礦產品的出口增長發揮了重要技術指導和推廣作用。相對地,在馬來西亞推動工業化的產業政策框架中,產業技術發展并沒有成為優先的議題。20世紀60年代,馬來西亞通過跨國公司和合資企業的投資方式在生產初級消費品的進口替代行業興建了一批制造業企業,到60年代末為解決就業問題和種族間經濟利益沖突,以發展勞動密集型的出口導向產業的發展戰略和旨在社會重組目標的新經濟政策成為這一時期產業政策的重點,而外資主導的出口型產業主要集中在新建的自由貿易區內,與區外的當地產業幾乎沒有技術聯系和外溢效果。在80年代初期到中期馬來西亞重工業化的第二輪進口替代階段,馬國政府通過政府投資行為推動的重工業項目計劃不僅包含了優化產業結構布局的設計,同時希望進一步達到種族間經濟利益平衡的目的??梢哉f,在這一時期,產業技術的學習、深化一直不是政策制訂者的直接目標。另一方面,馬來西亞開始籌建科技行政體系,如1975年成立的國家科學研究開發理事會(theNationalCouncilforScientificResearchandDevelopment),1976年成立的科學技術環境部(theMinistryofScience,TechnologyandEnvironment,MOSTE),它們的預算、權限十分有限,無力對其他部門(如貿易工業部、農業部)以及這些部門下屬的重點研究機構發揮統籌規劃的作用。
第二階段,80年代中期到90年代初,政府加強技術力量供給的技術發展戰略。80年代中期馬來西亞政府感到馬國工業化“缺乏對科技政策、戰略全面而清晰的方向”,[2]1986年馬來西亞政府在當年數個經濟規劃中,包括第五個國家計劃(1986—1990)和第一個產業主導計劃,明確了產業技術與經濟發展的聯合,并在1990年產業技術發展行動計劃進一步詳細了技術發展的優先領域及鼓勵措施。首先,產業技術目標在多個政策框架中明確體現,明顯不同于前一階段。由政府推動的重化工業發展計劃失利后,1986年馬來西亞政府頒布了第一個“產業主導計劃”(1986—1995年)(theI8ndustrialMasterPlan),在這份規劃中明確說明國內弱小的產業技術基礎是未來經濟發展的重要障礙,認為已具一定規模的制造業產業并不具備相應的技術能力,幾乎完全依賴外國技術,建議采取韓國式產業政策對特定部門采用傾斜式政策以幫助本地企業建立技術基礎,強調優先發展具有較強聯系效應的資源型制造產業,如木材加工業、橡膠制品、石油精煉產品。盡管第一個產業主導計劃的政策方向隨著很快到來的外國直接投資沖淡了許多,但該計劃是馬來西亞政府首次將技術發展領域獨立地列為經濟發展規劃中,顯示產業技術發展已經成為政策目標之一。1990年出臺的“產業技術發展行動計劃”(ActionPlanforIndustrialTechnologyDevelopment,APITD)作為第一個“產業主導計劃”的補充,更為詳細列舉了五大優先發展領域,如自動化材料、先進材料、生物技術、電子與信息技術和能源、環境與環境技術,同時指出了馬來西亞產業技術發展面臨的結構性瓶頸,并提出了42項建議完善國家技術創新體系。其次,在包含產業技術發展目標的多個政府規劃出臺后,對原有科技行政體系的改革也就成為必然,這些技術發展機構與私營企業界聯系顯得比過去緊密。原有分散在各部門的主要工業研究機構統一由科學技術環境部管理,以便提高這些研究機構的合作能力;改革后的國家科學開發理事會加入了更多私營企業界代表,并監督1986年啟動的、由國家資助的“重點領域加強研究基金”(theIntensificationofResearchinPriorityAreas,IRPA)項目的實施情況;馬來西亞內閣組建一個由總理牽頭的、新的科學技術委員會,負責科技立法和項目規劃,除此之外,產生了一些非政府機構的民間—政府協商組織,如馬來西亞商業理事會的技術委員會、馬來西亞高科技產業—政府協調小組。最后,在政策的推動下,馬來西亞對科學技術的公共投入迅速增加,1986—1990年第五個五年規劃中科技的公共投資從5.4億林吉特上升到11.6億林吉特,這些投資流向國有技術研究機構的基礎設備投資以及資助國家重點領域研究項目(IRPA),國家科學開發理事會挑選國有技術研究機構開展IRPA項目。
從實踐效果來看,由政府制訂技術發展規劃、國有資金支持、國家公共研究機構執行的科技體制屬于典型的“由上至下”的技術供給型發展戰略,這種規劃體制的性質是一種集中型的體制而不是包含私營企業界參與的復式或協調式體制,盡管政府的初衷是仿效日本產業需求拉動式技術發展模式將科技發展與產業發展統一起來,但顯然缺乏合格技術官僚的參與和企業界的廣泛參與,特別是這種集中型的技術供給型發展戰略與以跨國公司為主導的、經濟自由化的市場環境相矛盾,這種發展戰略對產業技術的提升作用并不十分明顯。但無疑地國家對科技的大量投入培育了一種技術創新的社會風尚,這是馬來西亞社會氛圍里一直缺少的。
第三階段,1993年后,加強技術政策與產業組織結構、市場條件的協調階段。20世紀90年代初馬來西亞政府注意到大量涌入馬來西亞的外國直接投資內部化的技術轉移比70、80年代顯得活躍而積極,跨國公司對呈現產品多樣化和生產技術的提高的現象。20世紀90年代中期馬來西亞依托跨國公司成為全球消費型電子產業的重要生產基地,電子產品制造技術能力迅速提高,同時開始跨國公司增加了對馬來西亞本地企業的零部件采購以及部分下包行為,檳城形成了以半導體、硬盤驅動器為主的高科技產品的產業集群。面對占馬來西亞經濟舉足輕重地位的電子產業與全球生產網絡的緊密融合和跨國公司行為模式的轉變,前期的供給型技術發展戰略顯然無法滿足經濟技術發展的需要,為此馬來西亞政府調整了技術發展思路,體現在三個方面:
第一,制造業轉變原有扶持單一產業為主的傾斜式產業技術政策,新發展思路強調為塑造具有國際競爭力企業提供誘導性的政策指導以及完善創新的網絡建設。在產業政策上,面臨90年代初國內已出現的勞動力短缺、社會基礎設施緊張等形勢,政府強調從“生產要素投入驅動型”向“生產效率驅動型”經濟增長模式組裝、裝配向高附加值的產品設計、研究開發、市場營銷生產環節發展,提高產業的自動化水平。加強產業技術開發,提高產業結構聯系,以生產力提高產業技術水平。在技術發展的操作思路上,突出了培育產業群的技術發展思想,重點發展以電子電器產業、石化與制藥、材料、資源加工等8個產業群,通過產業群的主導產業、輔助產業、基礎設施和相關商業服務的互動合作帶動產業上下游聯系。在外資政策上,1991年11月頒布《新外資投資法案》對參與發展資本、技術密集型產業和高科技的外資給予傾斜的投資優惠政策;1995年馬來西亞工業發展局規定以“人均員工最低投資額”作為批準投資的附帶條件,從而抑制勞動密集型產業的投資;1996年馬國政府將吸引高科技企業投資作為最優先的稅收優惠項目,這些政策調整表明政府通過選擇性FDI政策以達到促進本國產業技術升級的目的。另外,為改善本國二元性的產業組織結構,促進先進技術擴散,1993年馬來西亞政府公布了《扶植企業計劃》,由馬國政府、金融機構和大型企業(包括外資企業和國內大企業)三方合作,促進大企業和經挑選的本地中小企業的配套生產,打造中小企業的技術學習渠道。
其次,科技體制從政府指令性向市場主導機制轉變,這種轉變突出表現在有關技術政策的制訂、實施有更多私營企業界的參與。為推動產學研的結合,原國家公共研究機構的運作機制發生轉變,改革后成為具有獨立法人資格的國營公司,采取合同制研究體系建立企業式營運模式,與此同時大學也被要求通過研究合同立項加強與產業的聯系。1992年成立的公私合資經營的“馬來西亞技術發展公司”(theMalaysiaTechnologyDevelopmentCorporation,MTDC)是馬國首家風險投資公司,旨在促進公共研究機構成果的商業化。
二、馬來西亞R&D發展模式的轉變
推動研究與開發(R&D)的發展是政府培養本國內生性科學技術能力的重要途徑,也是一國政府科技規劃的主要領域。從發展中國家的實踐來看,在工業化發展早期,R&D的作用并不突出,但隨著企業技術能力深化,R&D活動就開始變得重要,這時的R&D活動大部分與企業吸收、改良復雜的引進技術相聯系。特別是,隨著企業技術能力的提高,R&D活動開始從改良轉變為真正的產品和工藝創新。因此,無論是促進對引進技術的吸收,或是實施技術創新行為,R&D的增長都意味著工業的成熟和技術能力的提高。正是從這個意義上,學術界視研究與開發投入為衡量一國技術能力的重要指標,R&D水平與一國經濟發展階段直接相關。
盡管從20世紀80年代中期以后馬來西亞進入工業化快速成長階段,但R&D投入(指R&D/GDP)一直較為落后,成為制約馬來西亞產業升級目標的阻礙。但90年代以來,馬來西亞R&D的資源分布和活動特征明顯改善。90年代中期之后,馬來西亞的R&D總投入有較大的增長,特別是金融危機之后繼續保持較高的增幅。從R&D投入來源結構來看,來自產業界的研發比重從1990年的20%上升到2000年的57.9%,說明產業界研發的支出已經成為馬來西亞R&D總投入的主力,顯示在R&D領域由20世紀80年代政府主導開始轉變為企業主導模式。與此相應地,在研發項目類別上,應用型和實驗型研發支出大大超過基礎型研究支出,顯示產業主導形式已成趨勢。
表11992—2000年馬來西亞研究與開發的來源結構
(金額單位:百萬林吉特;份額:%)來源19921994199619982000
金額份額金額份額金額份額金額份額金額份額
政府253.746164.927108.719.824721.9417.525.0
企業246.345292.648400.172.974666.2967.957.9
高等教育
機構50.79150.92540.37.3133.611.9286.117.1
總計550.7100611.2100549.11001126.61001671.5100
占GDP比
重0.370.340.220.390.50
資料來源:MOSTE(馬來西亞科學技術環境部)—MASTIC(馬來西亞科學技術信息中心),NationalR&DSurvey,1994,1998,2000.
馬來西亞政府的R&D投入方面在20世紀90年代后期增長幅度很大,其產業需求導向的趨勢日益增強。1996—2000年R&D支出為9.35億林吉特,比1991—1995年的支出增長49%,[3]其中67%分配給國家資助的“重點領域加強研究基金”(IRPA),其余則流向政府參與的技術合作項目,包括1999年成立的馬來西亞與美國麻省理工學院生物技術合作項目(theMalaysia-MITBiotechnologyPartnershipProgramme,MMBPP)、1998年批準的多媒體走廊研發基金計劃(MSCResearchandDevelopmentGrantScheme,MGS)、1998年成立的示范應用技術資助項目(theDemonstratorApplicationsGrantScheme,DAGS)等。以政府R&D領域的資金分布狀況來看,重點領域加強研究基金(IRPA)是馬來西亞政府研發的主要部分,配合第二個產業主導計劃和信息技術的高速發展,重點扶持領域從過去的5個增加到11個。相比過去,政府對應用性研發給予了更多傾斜。1986年啟動的IRPA運行過程中存在的問題體現在:(1)IRPA的資金絕大多數流向公共研究機構和一部分高等教育機構,產業界很少從該基金獲得研發項目,目前該基金尚缺乏產業界與研究機構的共同合作的機制;(2)缺少能夠承擔風險的技術孵化器的民間企業,IRPA在各領域的科研成果轉化率都很低??紤]到IRPA模式的局限性,馬來西亞90年代下半期在IRPA之外設立了對企業新技術研發、應用資助體系,著重聯合產業界強化對產業技術的研發和新技術的市場推廣。如斥資1億林吉特的產業研究與開發基金計劃(IGS)的主旨在于鼓勵產、學、研三方的共同研發與應用,已資助項目包括現有技術改良和新產品、新工藝的創新;多媒體走廊研發基金計劃(MGS)是鼓勵進入多媒體走廊的資格公司的研發,已批準的項目涉及電子交易的軟件開發、網絡電話合成、指紋識別等技術研發;示范應用技術資助項目(DAGS)旨在推廣本地信息通訊技術的廣泛應用。表2表明在2001—2005年期間馬來西亞政府對科技投入進一步加大力度,特別在科技成果商業化和科技基礎設施的預算投入方面將有大幅度提高。
表21996—2005年馬來西亞政府科技發展支出的預算結構
(金額:百萬林吉特)項目內容1996-20002001-2005
預算支出實際支出預算支出
重點領域加強研究基金755.0718.11000.0
馬來西亞-MIT生物技術合作項目35.033.3-
中小企業技術發展基金58.041.230.0
技術轉讓基金(TAF)118118.0250.0
技術成果商業化208203.9610.0
科技基礎設施與發展2413.31496.72819.9
合計3587.32611.24708.9
資料來源:根據TheEighthMalaysiaPlan,Table12—5編制。
馬來西亞民間企業研發占全國研發比例的大幅增長是馬來西亞研發結構最顯著的變化,2000年企業研發支出金額是1992年的4倍左右,1998年曾達到全國研發總額的72%,顯示馬來西亞民間企業研發需求快速增多。與國家公共研究基金、高等教育機構的研發資金大多來源于國家基金相比,83%的私營企業研發資金來源于企業本身。私營企業研發領域多集中在制造業的應用技術和工程技術,特別是電子設備及零部件、交通運輸工具和石油產品。在民間研發結構上,外資企業大約占40%左右,且集中于技術密集性行業,如電子電器、化工和塑膠產品,本土企業的研發著重于食品、精練石油產品、基本金屬產品以及交通運輸器械。值得注意的是,由于馬來西亞研發型人力資源的缺乏和科技基礎設施的不足,2000年民間企業研發費用中有1.31億林吉特研發項目外包給海外的研發機構。馬來西亞民間企業研發開支的迅速擴大,一方面是企業技術發展的內在要求,表明馬來西亞的一部分民間企業(包括外資和本地企業)已通過技術吸收、消化環節后進入工藝和產品的創新環節。另一方面,民間企業的研發擴大也得力于政策激勵。為鼓勵私營企業的研發活動,馬來西亞政府出臺了一系列刺激措施,除對私營企業研發活動的資助體系外,鼓勵企業研發活動的財政稅收優惠政策也是重要的有效政策,具體地,由國家批準的技術研究開發活動的支出可以加倍從應課稅中剔除,被批準進行技術研發的企業予以免除5年期限的公司所得稅,公司內部的研發費用的50%準予在10年內從所得稅中剔除。從私營公司對這些優惠政策的反饋情況來看,研發支出雙倍從所得稅中課除的激勵政策效果較顯著。
盡管近年來投入增長較快,馬來西亞研發支出比例(R&D/GDP)在國際上仍然處于很低的水平,這對于期望延伸本國制造業的價值鏈、提高產業國際競爭力是一個突出的制約因素。此外,據馬來西亞科技信息中心(MASTIC)的調查,公共研究機構、產業界和高等教育機構很少從事合作研發活動,三者中高等教育機構研發能力偏低,公共研究機構科技成果產業化程度低。從國家創新體系強調知識的生產、擴散、應用在一國創新體系的循環流轉的角度來看,馬來西亞R&D資源配置隨著產業導向的模式趨強,技術創新的效率有所提高,但科技行政機構作為協調產、學、研創新行為主體的聯系功效以及促進科技成果的市場轉化仍然有待加強。
三、馬來西亞近期技術戰略調整的理論分析
學術界對發展中國家技術政策的選擇一直存在不同的聲音。新古典學派堅持應建立“市場親善型”(Market-friendly)的產業技術政策,即為彌補市場失效,政府應改善要素市場,推動貿易自由化、深化金融市場、完善人力資本培訓和基礎設施建設,強調市場的自發調節機制,主張技術政策應當保持中立性。新古典引用尋租理論和公共選擇理論,認為政府失效的可能性和成本遠大于市場失效,所以排斥任何形式的針對某一特定產業、某一特定企業組織的信貸、補貼、稅收優惠等干預行為。發展中國家技術能力理論學派(Lall,s.1998)認為政府的功能遠不止于此,即便不是所有后發國家政府有能力象韓國一樣成功執行有力的選擇性產業政策,如確定重點發展產業、培育競爭力強的大企業,后發國家的產業政策也應該是一種包含基礎型和垂直型干預的混合物,不僅包括改善現存的要素市場,同時也可以通過政府行為彌補發展中國家特有的市場缺陷,比如鼓勵企業的創新、研發活動,比如發展技術外溢性強、關聯性強的產業,Lall認為發展中國家的技術政策應向“市場激發型”(Market-stimulating)調整。從金融危機后馬來西亞政府對其技術發展戰略的調整來看,其調整的思路更多地體現“市場激發型”的特征。
首先,針對制約本國技術創新能力的薄弱點,政府加大在人力資源、研發鼓勵、科技基礎設施等環節的基礎性干預。在馬來西亞國家創新體系中,缺乏高級化、技術性、知識型人力資源被認為是制約其技術創新能力的最大障礙。因此,第8個馬來西亞五年計劃強調對高等教育投入的傾斜,推動在職培訓,從教育體制上打破傳統的政府主導模式,促進政府與私人、國外機構的合作。此外,以國家力量促進信息技術基礎設施的建設是馬來西亞加快知識經濟步伐的重要措施,2001—2005年科技基礎設施的投入占馬國政府科技投入的60%,此舉意在以信息技術的推廣提升傳統產業的競爭力。在研發領域,除提供普遍的優惠政策外,政府還提供資助誘導私人研發與國家重點扶持的產業技術戰略相結合,并改革公共研發資源的分配、運行機制,突出研究成果的商業化效益。
其次,發揮產業集群的聚集效應,以新的創新組織形式促進企業之間、企業與科學研究機構的信息技術交流。產業集群是特定產業領域里相互聯系的企業和機構在地理的集中,通過產業集群里企業間的專業化分工協作,可以獲得比孤立的企業整體更有效的集群創新優勢,集群式創新體現了互惠共生、協同競爭性、資源共享性的特殊優勢。在實踐中,產業集群的創新優勢已經在經濟活動中,特別在技術密集的新興產業中顯現出來,如美國硅谷、日本筑波科學城、臺灣新竹科學園區等都是成功的案例。馬來西亞政府大力推出的“多媒體走廊”、“生物谷”計劃也是希望借助產業集群的創新優勢吸引外資進入,帶動本國高新技術的發展。
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關鍵詞:物流管理;配送技術;環境;經濟;市場
我國經過20年的改革開放和經濟的持續快速發展,目前已初步具備了發展物流管理和配送技術的經濟環境和市場條件。
一、物流管理和配送技術的發展環境變化
首先,市場供求關系已發生重大變化,市場競爭進一步加劇,為企業加強科學管理,發展物流管理和配送技術提供了良好的經濟環境條件。隨著市場化取向改革的深入,中國經濟保持了多年的持續快速增長態勢,商品市場的供求關系發生了根本性變化,打破了長期以來商品供不應求的市場格局,初步形成了供求平衡或供過于求的買方市場格局。
其次,企業改革日益深化,為物流管理和配送技術發展培育了必要的微觀基礎。推進企業改革,著力培育市場主體是市場化改革進程中的一個重要方面,其主要的進展體現在對國有企業放權讓利及建立現代企業制度方面,使國有企業從計劃的執行者逐步轉變成為市場主體。到目前為止,全國30多萬家國有企業中,絕大多數實現了市場化經營,承擔國家計劃的企業只有1萬多家。14000多家國有大中型企業中,1/3以上實行了公司化改造,國有小企業完成改組、改制的已達50%—70%。與此同時,由于所有制理論的突破和改革開放政策的引導,特別是近年來大力發展中小企業的政策,使得一大批非國有經濟市場主體迅速成長起來,成為我國經濟發展中不容忽視的經濟力量。
再次,現代信息技術和現代商品物流技術的進步為中國物流和配送的快速發展準備了充分的技術基礎?,F劃物流管理和配送技術中大量使用著先進的信息技術和商品物流技術,這些技術在西方發達國家已日趨完善。目前已有相當多的物流和配送技術開始進入中國并在企業中得到越來越廣泛的應用,例如條形碼技術、計算機支持的信息管理技術、EDI、MRP等。
第四點,政府對物流和配送的政策支持。為了大力促進流通體制改革和流通現代化的進程,為了促進連鎖經營等組織形式的發展,國家有關部門對商品物流和配送采取了積極鼓勵和支持的政策。國務院有關領導同志多次強調了配送中心對發展連鎖經營至關重要的作用。原國內貿易部在《全國連鎖經營發展規劃》中,重點提出了發展配送中心的政策措施。在我國流通領域對外開放政策中,鼓勵國外資本投資于物流和配送設施等。目前,國內物流和配送服務已有較快的發展,物流配送已經成為許多企業降低成本,提高競爭能力的重要手段。例如,相當多的實行連鎖經營的零售企業建立了自己的配送中心,為企業內部的連鎖網點提供物流配送服務,一些連鎖企業配送商品比例已經超過企業經營品種的50%。在社會化物流配送方面,一些國有商業批發企業和大型零售企業正在積極探索和嘗試開展社會化物流配送服務,如北京億商集團、西單商場等;外資在物流配送服務領域的發展也十分迅速,如中國儲運總公司與日本崗谷鋼機株式會社合資組建了天津崗谷物流公司,是集配送、加工、倉儲、寄售、租賃、修理、展銷和技術咨詢為一體的新型流通組織。像這樣的合資物流公司,在北京、天津、上海等地已有10家之多,它們主要是為在中國投資的跨國公司提供物流配送服務,成為跨國公司角逐中國市場的有力競爭武器。
二、影響和制約中國物流配送發展的主要問題
第一,中國企業對物流和配送缺乏正確和充足的認識。雖然對物流和配送的研究早在20世紀80年代就已開始,學術界和政府有關主管部門對物流和配送有較多的了解和認識,但就全社會而言,對物流和配送的認識還非常模糊,特別是企業。
第二,物流和配送方面的人才短缺,是物流和配送發展的巨大障礙。從國外物流和配送的發展經驗來看,企業要求物流和配送方面的從業人員應當具有一定物流知識水平和實踐經驗。為此,國外物流和配送的教育和培訓非常發達,形成了比較合理的物流和配送人才的教育培訓系統,在相當多的大學和學院中設置了物流管理專業,并廣泛地為工商管理各專業的學生開設物流課程;二是部分商業院校設置了物流方向的研究生課程和學位教育,形成了一定規模的研究生教育系統;三是在各國物流行業協會的領導和倡導下,全面開展了物流和配送的職業教育。使得注意的是,職業教育是培養物流和配送人才的最重要和經濟的方式。許多國家的物流從業人員必須接受職業教育,獲得從業資格后,才能從事物流和配送方面工作。相比較而言,我國在物流和配送方面的教育還非常落后,在高等院校中設物流專業和課程的僅有10所左右,僅占中國全部高等院校的1%;研究生層次教育剛剛開始起步;博士生方面的教育遠未開始;職業教育更加貧乏,通過委托培訓方式培訓員工的企業也不多見。據北京一家專門為外國企業服務的獵頭公司介紹,一些外國公司或其所屬合資企業時物流經理的需求近年來開始增加,北京市場上基本符合企業要求的物流經理人選非常少。
第三,物流和配送發展所需的制度環境還有待進一步深化改革。物流與配送發展所需的制度環境方面,也就是企業開展正常經營活動的制度環境或市場環境,主要是指融資制度、產權轉讓制度、人才使用制度、市場準入或退出制度,社會保障制度等。這些制度方面的改革,目前還遠遠不能適應企業經營的需要,也不能適應市場經濟體制改革的要求。企業在改善自身物流效率時,必然要涉及到各種物流資源在企業內部和企業與市場之間重新配置。而由于上述制度改革尚未到位,企業根據經濟合理原則對物流資源的再配置就會受到阻礙。例如,企業,特別是國有企業在選擇外部物流服務時,由于企業處置原有的倉儲、運輸等設施和人員時遇到障礙,必然會影響企業物流效率的改善。因此,進一步深化制度改革,是當前中國經濟改革與發展面臨的最緊迫的任務,也是物流和配送發展的必要條件。
三、我國物流與配送發展的前景與展望
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目前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體,機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工。長期以來,我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構,CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定,加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節,整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數,無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整,更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量,因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見,傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構,限制了CNC向多變量智能化控制發展,已不適應日益復雜的制造過程,因此,對數控技術實行變革勢在必行。
二、數控技術發展趨勢
(一)性能發展方向
(1)高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施,機床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化。包含兩方面:數控系統本身的柔性,數控系統采用模塊化設計,功能覆蓋面大,可裁剪性強,便于滿足不同用戶的需求;群控系統的柔性,同一群控系統能依據不同生產流程的要求,使物料流和信息流自動進行動態調整,從而最大限度地發揮群控系統的效能。(3)工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后,通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施,完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸,西門子880系統控制軸數可達24軸。(4)實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。
(二)功能發展方向
(1)用戶界面圖形化。用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同,因而開發用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進行操作,便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。(2)科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據,使信息交流不再局限于用文字和語言表達,而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息??梢暬夹g與虛擬環境技術相結合,進一步拓寬了應用領域,如無圖紙設計、虛擬樣機技術等,這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。(3)多媒體技術應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域,應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化,在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
(三)體系結構的發展
(1)集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術,可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點,可實現超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術,是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格,改進性能,減小組件尺寸,提高系統的可靠性。(2)模塊化。硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標準的系列化產品,通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減,構成不同檔次的數控系統。(3)網絡化。機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網,可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行,不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。(4)通用型開放式閉環控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實現加工過程的多目標優化,必須采用多變量的閉環控制,在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式,易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體,構成嚴密的制造過程閉環控制體系,從而實現集成化、智能化、網絡化。
三、智能化新一代PCNC數控系統
當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體,形成嚴密的制造過程閉環控制體系。
參考文獻:
[1]電動機降壓起動器的選擇與分析,凌浩,2000.12vol.20P66.
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(一)網絡的發展對光纖提出新的要求。下一代網絡(NGN)引發了許多的觀點和爭議。有專家預言,不管下一代網絡如何發展,一定將要達到三個世界,即服務層面上的Ⅳ世界,傳遞層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率,更大的容量,這非光纖網莫屬。
1、擴大單一波長的傳輸容量。目前,單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s,并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求,不久的將來會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
2、實現超長距離傳輸。無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想,目前有的公司已能夠采用色散齊理技術,實現2000-5000Km的無中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標,采用拉曼放大技術,可以更大地延長光傳輸的距離。
(二)光纖標準的細分促進了光纖的準確應用。2000年世界電信標準大會將原G.625光纖重新分為G.625A,G.652.8和G.652.0三類光纖,將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用,細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求,并提出了一些新的指標概念,對合理使用光纖取得了很好的作用。
(三)新型光纖在不斷出現。為了適應市場的要求,光纖的技術指標在不斷改進,各種新型光纖在不斷涌現,同時各大公司正加緊開發新的品種。
1、用于長途通信的新型大容量長距離光纖。主要是一些大有效面積,低色散維護的新型G.655光纖,其PMD值極低,可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10-40Gbit/s并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大,使光信號的傳輸距離大大延長。
2、用于城域網通信的新型低水峰光纖。城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本,還需要考慮非波分復用技術(CWDM)應用的可能性。低水峰光纖在1360--1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展,使CWDM系統被極在大地優化,增大了傳輸信道,增長了傳輸距離。
3、用于局域網的新型多模光纖。由于局域網和用戶駐地網的高速發展,大量的綜合布線也采用了多模光纖來代替數字電纜,因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖,是因為局域網傳輸距離較短,雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%---100%,但是它們配套的光器件可選用發光二極管,格則比激光管便宜很多,而且多模光纖有較大的芯徑與數值空徑,容易連接與耦合,相應的連接器,耦合器等元器件價格也低得多。
4、前途未卜的空心光纖。據報道,美國一些公司及大學研究所真正在開發一種新的空心光纖,即光是在光纖的空氣中傳輸。如果真的實用,就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題,并大大降低光通信的成本。
二、光纜技術的發展特點
(一)光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現。光纜結構的發展可歸納為以下一些特點:
1、光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇,如干線網光纖,城域網光纖,接入光纖,局域網光纖等,這決定了大范圍內光纖傳輸特性的要求,具體運用的條件還可依據細分的標準及指標。
2、光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外,越來越多的與其施工方法,維護方法有關,必須同一考慮,配套設計。
3、光纜新材料的出現,促進了光纜結構的改進,如干式阻水料,納米材料,阻燃材料等的采用,使光纜性能有明顯改進。
(二)光纜的自動維護,適時監測系統已逐漸完善,可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸。光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要的。在已開通的光網絡中,光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的,一般通過監測空閑光纖(暗光纖)的方式來檢測在用光纖的狀態,更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。目前最新的建議是2001年12月TUT-TSGl6會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”(L40建議)。美國郎訊公司曾提出了新一代光纖測試及監測系統,能在1s內發出故障警告,3min內找到故障點,且工作人員可以遙控操作,據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖(纜)的快速反應能力。
三、通信電纜的發展特點
(一)寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務。原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字業務,但是在實際使用中并不是特別的理想,在通信距離,速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主,對于光纖所不能達到地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區,應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜,以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試,他們得到的結論是所研究的電纜不能達到5類電纜的技術要求,戶外電纜要實現5類電纜的特性,必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下,所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
(二)超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的趨勢。隨著智能化大樓,智能化建筑小區對寬帶布線的要求越來越高,超5類和6類電纜已逐漸成為布線系統的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz,但其具有雙向通信的能力,用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性,對地電容不平衡性,傳輸速度等指標上都有提高,并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標,因此在工藝和結構上要做到一定的改進才能達到。
四、光纖光纜和通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
(一)積極創新開發具有良好知識產權的新技術。雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。
(二)開發具有先進技術水平,與使用環境,施工技術相配套的新產品。電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。今后光纜建設的重點將會隨著接入網,用戶駐地網的建設不斷展開,新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜,吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化,以便有限的敷設空間得到充分,靈活的利用。
(三)利用已有設備與技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數字業務提供更好的服務。對于已經敷設的銅電纜,我們只能在現有條件下盡量利用其特性開通數字新業務。而現有的HYA電纜,雖然亦可開通ADSL等一些新業務,但是容量有限,當ADSL數量增大到一定限度后,還是會出現干擾問題,而且還會影響以前開通的業務。
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節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
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關鍵詞:4G;4G關鍵技術;OFDMSAMIMOSDR4G發展現狀
一、前言
根據國際電聯的工作安排,2009年將集中征集4G技術標準,2010年會推出第一個4G版本,并在2011年世界無線電通信大會上通過。4G預計2015年左右投入商用。4G技術的飛速發展,使得廣大用戶享受更新、更快捷、更豐富的通信生活成為可能。
二、4G網絡中的關鍵技術
4G系統針對各種不同業務的接人系統,通過多媒體接入連接到基于口的核心網中。基于IP技術的網絡結構使用戶可實現在3G、4G、WLAN及固定網間無縫漫游。4G網絡結構可分為三層:物理網絡層、中間環境層、應用網絡層。
(1)物理網絡層提供接入和路南選擇功能。
(2)中間環境層的功能有網絡服務質量映射、地址變換和完全性管理等。
(3)物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的,使發展和提供新的服務變得更容易,提供無縫高數據率的無線服務。并運行于多個頻帶,這一服務能自適應于多個無線標準及多模終端,跨越多個運營商和服務商,提供更大范圍服務。
據國際電信聯盟定義,4G技術是可為移動中的用戶提供100Mb/S的數據傳輸、為靜止的用戶提供1Gb/S的數據傳輸的無線通訊技術,包含OFDM、智能天線(SA)與多人多出天線(MIMO)技術、軟件無線電技術(SDR)三大關鍵技術。
2.1OFDM
OFDM即正交頻分復用技術,實際上OFDM是MCMMulti-CarrierModulation,多載波調制的一種。OFDM技術有很多優點:可以消除或減小信號波形間的干擾,對多徑衰落和多普勒頻移不敏感,提高了頻譜利用率;適合高速數據傳輸;抗衰落能力強;抗碼間干擾(ISI)能力強。
2.2智能天線(SA)與多入多出天線(MIMO)技術
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾,增強特殊范圍內想要的信號,這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發信機來實現射頻信號的接收和發射。同時通過基帶數字信號處理器,對各個天線鏈路上接收到的信號按一定算法進行合并,實現上行波束賦形。目前智能天線的工作方式主要有兩種:全自適應方式和基于預多波束的波束切換方式。
移動通信環境中的多徑傳播對通信的有效性與可靠性造成了嚴重的影響。而多輸入多輸出(M1MO)技術在通信鏈路兩端均使用多個天線,發端將信源輸出的串行碼流轉成多路并行子碼流,分別通過不同的發射天線陣元同頻、同時發送,接收方則利用多徑引起的多個接收天線上信號的不相關性從混合信號中分離估計出原始子碼流,這相當于頻帶資源重復利用,使頻譜利用率和鏈路可靠性極大的提高。
2.3軟件無線電技術(SDR)
軟件無線電(SDR)是將標準化、模塊化的硬件功能單元經一通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現各類無線電通信系統的一種開放式結構的技術。其中心思想是使寬帶模數轉換器(A/D)及數模轉換器(D/A)等先進的模塊盡可能地靠近射頻天線的要求。盡可能多地用軟件來定義無線功能。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、調制解調算法軟件、信道糾錯編碼軟件、信源編碼軟件等。軟件無線電技術主要涉及數字信號處理硬件(DSPH)、現場可編程器件(FPGA)、數字信號處理(DSP)等。
2.4基于IP的核心網
4G移動通信系統的核心網是一個基于全IP的網絡,可以實現不同網絡間的無縫互聯。核心網獨立于各種具體的無線接人方案,能提供端到端的IP業務,能同已有的核心網和PSTN兼容。核心網具有開放的結構,能允許各種窄中接口接人核心網;同時核心網能把業務、控制和傳輸等分開。采用IP后,所采用的無線接入方式和協議與核心網絡(CN)協議、鏈路層是分離獨立的。在4G通信系統中將取代IPv4協議,主要采用全分組方式IPv6技術。
三、4G技術的發展現況及其挑戰
3.1日本NTI-DoCoMo在4G的領先優勢
2008年日本NTTDoCoMo公司新聞公報稱,該公司在2007年年底進行的4G外場試驗中,創下5.3Gb/s的最大下行速率紀錄。在此次試驗中,無線通信系統的發射端和接收端天線均從一年前試驗時的6根增加到12根,并采用了該公司獨有的接收信號處理技術,使下行速率成功翻倍。
3.2WiMAX“準4G”標準
2007年10月19日,國際電信聯盟ITU在日內瓦舉行無線通信全體會議,無線寬帶技術WiMAX通過投票正式成為3G標準。
WiMAX,即IEEE802A6x,全稱是“微波存取全球互通技術(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)”,被業界認為是高于現有3G標準的“準4G”標準。和傳統的TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000相比,WiMAX的最大傳輸半徑達到了約50km,接近前者的兩倍。而在傳輸速度上,WiMAX也讓其他3G標準望塵莫及。在10km范圍內,WiMAX網絡的帶寬可以達到70Mb/S,甚至超過了ADSL等有線網絡的技術,而3G標準中的TDSCDMA和WCDMA則均為2Mb/s。
3.3美國與歐洲針對4G的舉動
作為美國的代表,3G時代的霸主高通公司一方面希望通過引入DMMX和HMMX這兩項技術后,性能達到4G的要求;另一方面則通過收購Flarion科技公司獲得了近300項OFDM技術專利,這被業界視為高通欲在4G時代繼續保持專利的絕對領先之舉。
在歐洲,愛立信已與美國加利福尼亞大學合作開發4G技術。加利福尼亞大學已正式成立了加州通信和信息技術學會,并得到了愛立信的投資。而阿爾卡特、愛立信、摩托羅拉、諾基亞、西門子成立了旨在推動4G技術開發的世界無線研究論壇WWRF(WirelessWorldResearchForum)。該組織下設的6個工作組,分別討論業務、市場、結構、接口、核心技術等問題。
3.4我國正在加快4G關鍵技術研究步伐
從2001年底起,繼在國產3G標準制定方面取得巨大進展之后,國家“十五”、“863”計劃啟動了面向未來移動與無線通信發展的“FUTURE計劃”。
2006年7月,上海建設的世界最大的4G實驗網通過了863項目的驗收。通過驗收的上海試驗網由三個無線覆蓋小區、六個無線接入點組成,具有在移動環境下支持蜂值速率為100Mb/S的無線傳輸及高清晰度交互式圖像業務演示等功能。
“FUTURE計劃”負責人之一、國家“863”計劃未來移動通信總體組組長尤肖虎表示,我國已經在國內外申請移動通信技術發明專利100余項,我國在第四代移動通信技術上已經處于世界前沿。
2009年,我國對4G的發展步伐明顯加快。大唐移動聯合中興通訊、華為以及相關高校和科研院所完成了4G相關白皮書。相關業內人士透露,我國已經完成了4G標準的技術方案起草工作,目前正在進行4G關鍵技術的系統驗證。我國目前正在更多地區進行4G系統的測試工作,且要趕在2010年前對其進行商業化測試,以便在2011年世界無線電通信大會時向國際電信聯盟提交有著自主知識產權的4G標準。
四、4G移動通信技術未來預測