数字化进展范文

导语：如何才能写好一篇数字化进展，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1 数字化外科技术的概况

数字化外科学是以医学影像学及解剖学为基础，将三维重建、计算机辅助设计和制造、计算机导航系统等相关的数字化技术应用于临床外科，将二维图像或结构光测量数据转化为三维立体测量分析，从而精确地辅助及模拟手术设计。数字化技术最初应用于骨科、神经外科等。1983年，Hemmy等[1]首次将三维重建技术应用于颅颌面外科，开启了数字化技术在颅颌面应用的先河。随着计算机技术的发展，计算机辅助设计和制造技术（CAD/CAM）也被应用于颅颌面外科。1986年，Mankovich[2]首次以虚拟头颅三维重建技术为基础，将计算机辅助铸造出的硅胶用于眶颧骨缺损的病例中。随着数控加工技术日益成熟，快速成型技术（Rapid prototyping tecnology，简称RP技术）问世。1991年，RP技术中光固定化立体造型（SLA）在维也纳首次被引入口腔颌面外科的临床应用。20世纪90年代，计算机辅助手术技术开始应用于颅颌面外科，1991年，Atobelli等[3]在计算机生成的三维图像上模拟了颅面整形手术。近几年，3D摄影、手术导航系统、医学智能机器人等新型技术在国内外颅颌面临床开始应用[4-6]。

2 数字化外科技术的组成

2.1三维重建技术：三维重建技术是在二维CT图像数据的基础上，利用计算机技术将其转化为模拟数据输出为三维立体图像，从而准确地显示解剖结构与病变的空间位置、大小、几何形状以及与周围组织结构的空间关系，为颅颌面外科的畸形修复和颜面整形提供了更为精确且量化的模拟。1979年，Herman 等[7]报道了人体器官及骨组织的三维重建技术，将数字化技术引入外科学。20世纪80年代至90年代，三维重建技术迅速发展。1984年，Marsh[8]利用三维CT重建技术进行了颅眶整复手术的模拟设计；1986年至1989年，建立起基于CT 影像资料的计算机辅助颅颌面外科手术三维模拟设计系统[9-10]。1995年，Gulyas 等[11]提出了应用数字化三维技术进行颅颌面外科手术设计的理念。近年来，三维重建技术在颅颌面外科的应用已不仅局限于硬组织，颅面部的三维重建可从组织结构进行细致的分层显示，将面部皮肤、皮下浅筋膜、面部血管神经等逐层显示出来[12-13]。三维重建技术是数字化外科的基本技术，为模拟外科提供了重要的方法。

2.2计算机辅助设计技术（CAD）和计算机辅助制造技术（CAM）：计算机辅助设计技术是数字化外科的核心，利用CT扫描得到的对颅面部解剖结构的虚拟数据，在三维编辑软件环境下，对数据进行各种处理，完成数字化三维重建。其组成包括：镜像技术、有限元分析、自由曲面构建技术、数据分割技术、数据构建技术、图像配准技术、差值分析技术等。应用计算机辅助设计软件可对颅面骨进行三维重建，在PC机上完成颅面骨虚拟切割和移动，使复杂手术的模拟成为可能并预测术后效果。很多学者将计算机辅助设计及制造技术应用于颌面骨缺损修复、畸形修复以及颌面牵引成骨，均取得了良好效果[14-17]。

计算机辅助制造技术（CAM）以快速成型技术（简称RP技术）为代表。快速成型技术是20世纪80年代后期发展起来的新型工业制造，它以光敏树脂为原料将计算机辅助设计零件（CAD）模型通过软件分层离散和数据成型系统重新分层、逐层叠加，完成填充物的轮廓编辑和成型，从而制造出三维实体模型，其中SLA方法是目前快速成型技术领域中研究最多且技术上最为成熟的方法。SLA工艺成型的零件精度较高，加工精度可达到0.1mm，原材料利用率近100%。在颅颌面外科，在CT扫描数据基础上运用快速成型技术制作的三维头颅模型能直观、真实、立体、精确地显示颅面部的三维解剖结构及空间关系，在此基础上可进行精确的测量和准确的临床诊断，为制定合理的手术治疗计划提供重要依据。同时，术前可在三维头颅模型上进行手术设计、模拟操作并预制个性化修复体进行填充。

2.3计算机辅助手术模拟（Computer Assisted Surgery Simulation，CASS）：计算机辅助手术模拟是虚拟手术的一种，是基于各种医学影像数据运用计算机图形学与虚拟现实来模拟、指导手术，使复杂精确的手术成为可能。对于颅颌面外科而言，准确的术前设计是手术成功的保证，因而建立基于CT的三维图像的虚拟现实外科计划、模拟系统的计算机系统工作站对颅颌面外科有重大意义。近年来，CASS开始应用于颅颌面复杂畸形和创伤患者的治疗修复并取得了良好的效果[18-20]。

2.4计算机辅助导航系统（computer assisted navigation system， CANS）：计算机辅助导航系统是计算机辅助外科技术的重要组成部分。计算机辅助导航系统是将计算机处理的三维模型与实际手术进行交互，通过红外线或者激光对手术器械位置的追踪，最大可能地提供术区信息，属于计算机增强现实。其基本操作步骤包括获得术前三维图像、制定手术方案、模拟手术和术中注册导航。计算机导航的优点：①定位确切，使手术更为精准，提高手术成功率；②将三维模型与手术部位准确匹配，实施个体化手术方案；③避开重要解剖结构，使手术更为安全，减少术后并发症；④辅助教学和远程医疗[21]。导航系统的精确度主要受系统本身误差、影像资料的准确性、术中组织移位等因素的影响[22]。

2.5数字化新技术： 已被证实，机器人手臂可以完成复杂的手术轨道切割[23]。随着术中导航系统的成熟，出现了比机器人手臂更为完善的手术机器人辅助系统，可获得比外科医生手术操作更为准确的精度，如用于颅内植入定位[24-25]。迄今为止，相关机电研究为手术机器人辅助系统进入临床提供了坚实的基础，但是在术中应用的安全性还需进一步被证实[26]。

3 数字化技术在颅颌面外科治疗中的应用

颅颌面外科是法国整形外科专家Tessier教授于20世纪60年代后期创立的一门新兴学科。它通过特殊的截骨和植骨方法将颅颌面骨分块移动，按照整形修复原则重新排列组合与固定，从根本上矫正各种严重的颅颌面畸形[27]。颅颌面肿瘤、外伤和畸形经常导致严重的咀嚼功能障碍和面部轮廓损坏，显著降低患者的生活质量。然而，畸形的颅面骨是立体多面且不完全规则的，X片和CT的二维图像不能对三维结构进行立体呈现和定量测定，导致受损及畸形骨的复位缺乏准确性，通常很难恢复预期的面部形态。对于外科医生而言，提高颅颌面缺损和畸形患者的术后效果仍然是一个挑战。把数字化技术应用于外科诊断和治疗中，可以帮助解决这个问题[28]。

3.1在颅颌面肿瘤中的应用：数字化技术在颅颌面肿瘤的评估、手术切除和术后修复中均有重大帮助。一些学者应用三维数字立体摄影测量技术评估患侵袭性纤维瘤病的儿童进行下颌骨节段性切除术后2年内的面部发育情况，认为三维数字立体摄影测量是一种客观、量化的监测面部增长的无创性方法[29]。Lübbers等[30]为一个巨大额骨和颞骨骨母细胞瘤的患者进行术前虚拟规划，运用镜像技术和导航系统在术中切除病灶，同时利用自体颅骨根据健侧重建患侧，术后效果良好，为复杂的颅颌面肿瘤手术提供了新方法。近年来，国内不少学者也将数字化技术应用在颅颌面肿瘤并取得了很好效果。一些学者对14例颧上颌骨骨纤维异常增殖症的患者进行术前颅面骨三维重建，运用镜像技术精确标记需要切除的骨量，术中导航系统指导病变骨的切除，每例患者术后效果与预先估计值最大差异小于2mm[31]。此外，数字化技术在颅骨缺损修复也有应用。数字化三维颅骨成形技术应用在Ⅰ期颅骨修补术，提高颅骨塑形的精确度，减少颅骨修补术后的并发症和缩短手术时间[32]。

3.2在颅颌面外伤中的应用：在颅颌面外伤中，眶颧骨折占很大比例。眼眶重建修复最大的困难在于眼眶周边结构复杂，血管神经丰富，要精确恢复病前的眼眶骨性轮廓和恢复眼外肌功能是临床的一个难点。传统的手术虽然行之有效，但却会给患者留下外观上的缺陷。国外一些学者将术前手术模拟和术中导航相结合，对外伤导致的单侧眼眶畸形进行修复重建，解剖学复位精度高，但由于软组织限制导致的继发畸形并未完全克服。结果提示，术前模拟手术和术中导航可为复杂的眶壁修复提供有益的指导[33]。国内有学者研究表明，计算机辅助导航外科有助于提高颅颌面陈旧性骨折的复位精度[34]。一些学者运用镜像技术制作眶颧骨折患者的三维头颅模型，并在模型上对钛网进行解剖塑形，修复眶壁缺损的准确性比预成钛网更高[35]。此外，SLA模型在颅骨缺损的修复中也有着广泛应用。一些学者应用光学三维成像和快速成型技术对比例越过面中线的颌面大面积缺损进行假体移植，证实虚拟移植用于保留眼结构的大面积颌面部缺损修复是可行的[36]。

3.3在颅颌面畸形方面的应用： 颅颌面畸形修复手术包括了对先天及后天因素导致头面畸形的矫治。手术成功与否不仅取决于手术操作，在很大程度上也取决于精确的手术方案[37-39]。传统的手术在石膏模型上模拟手术截骨轨迹，这对于要求高精度的复杂颅颌面畸形手术是巨大限制，于是开始有学者运用三维计算机手术模拟（CASS）进行颅颌面手术术前设计[40]。一些学者收集12例颅颌面畸形患者，为其制造三维颅骨模型，并进行两次模拟手术：在CASS辅助下进行模拟手术和传统手术。术后从颅面整体骨骼矫正以及上颌、下颌、颏的矫正水平分别进行统计学评估。结果表明，运用CASS取得的手术效果明显优于传统方法，术者应用CASS能更好地矫正偏牙合畸形，恢复下颌骨的对称性[41]。Malis等[42]在术中导航的辅助下对颞下颌关节强直患者进行了精确的截骨术和假体置入，完成了全颞下颌关节置换术，术后效果良好。

3.4在颅颌面外科其他领域的应用： 一些学者使用3D立体摄影或3D软件进行颅颌面术前与术后软组织的评估，以及软组织的变化和正颌手术复发的客观评价[43-44]。一些学者运用三维电脑断层数据的体积和表面积分析可精确评估冠突的大小，为冠突肥大的临床诊断和治疗提供了帮助[45]。

4 展望

数字化技术可为复杂的颅颌面畸形提供准确的诊断及合理有效的治疗方案。近年来，有关颅颌面外科术前三维重建及术中导航应用的研究激增，但数字化技术需要基本的设备和软件，花费的时间比较多，使用成本也较高，临床推广有一定限制。另外，很多医生对数字化外科的熟悉程度不够，很难将其灵活运用于临床，远期的评估及相关的收益分析也有待进一步研究。这需要计算机、机电和医学等多方面人才的共同努力，才能将数字化技术的优势在颅颌面外科充分发挥。

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篇2

【关键词】开放标准 开放协议 研究评述

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0209-02

1.引言

伴随着信息技术和互联网的飞速发展，由大规模在线开放课程MOOC引领的在线学习风靡全球，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》中指出我国急需“扩大教育开放，引进优质教育资源，提高教育国际合作水平”，在全球化和本土化双重视野下，建设优质数字化教育资源，成为我国扩大教育开放的重要组成部分，是构建知识社会的有力工具，更是中国教育走向国际化的重要驱动力量。

现阶段，已有许多高校加入开放教育资源运动，将优质的教育资源在在线学习平台上公开，供学习者免费学习，国内已有知名的学习平台如“好大学在线”、“学堂在线”等，聚集了海量优质的数字化学习资源，然而实践中只有少量数字化教育资源被广泛传播与运用，在资源建设过程中重复建设现象十分严重，许多高校都各自为政，缺乏统一标准。在数字化教育资源系统整合和内容共享方面，开放标准与协议发挥着至关重要的作用，是在数字化教育资源建设中实现内容性资源、技术性工具之间的交流与互用，以及解决各种版权法律问题的基础。随着开放共享已成为世界范围内普遍共识，现有资源标准已难以支撑大规模共享的情况下，作为资源组织架构的首要核心组成部分，共享标准与协议的制定应纳入现阶段数字化资源建设工作重点中来。当前数字化教育资源建设的标准与协议研究现状如何，存在哪些问题，以及未来发展趋势有哪些，是值得研究的问题。

2.数字化教育资源研究现状

在CNKI数据库中检索发现，最早的文献是2001年，华东师范大学祝智庭教授撰写的两篇文章《网络教育技术标准研究》及《网络教育技术标准研究概况》，[1][2]文中介绍了美国一些较成熟的行业标准，欧洲正在进行的几个标准化研究项目，以及若干国际组织的标准化行动，并结合我国实践需要提出具体的标准需求。2001年，我国成立了现代远程教育技术标准化委员会，专门从事网络教育技术标准的制定和推广工作，数字化教育资源是网络教育技术标准研究的重要内容，可以说，这一年是国内关于数字化资源标准研究的起点。在起步阶段，研究内容多以对国外教育资源技术标准的介绍为主，围绕不同粒度的教育资源，介绍了国外常用的标准。在已经制定的教育资源规范与标准中，资源的元数据标准受到最多关注，元数据标准也是影响数字化教育资源互操作性的重要因素。最主要的研究对象有学习资源元数据规范（IMS LRM），学习对象元数据标准（IEEE LOM），都柏林协议（Dublin Core）、可共享内容对象参考模型（ADL SCORM），研究方法多采用比较研究的方法，例如《描述教育资源的元数据标准》、《国外教育资源元数据标准化比较研究》（、《网络教育资源建设标准和规范综述》。[3][4][5]不同的学者，从不同的维度，对不同的资源规范与标准进行了比较研究，包括结构体系、元素繁简、描述能力、扩展规则、互操作性等。通过阅读这些文献可以发现，对几类数据标准的比较维度各不相同，研究者都希望通过呈现出对几类教育元数据标准更加全面的认识，从而为我国制定教育资源元数据标准提供借鉴。

自2004年起，我国建立的《教育信息化技术标准体系》相继出台，该体系涉及教育管理相关标准、学习者相关标准、教学资源相关标准、教学环境相关标准以及本地化/行业化规范。与教育资源相关的标准以学习对象元数据规范（LOM）为核心，针对教育资源的特性建立起相应的子规范，有《学习对象元数据规范（CELTS-3）》，《简单课程编排规范（CELTS-8）》，《内容包装规范CELTS-9》，《测试互操作规范（CELTS-10）》等。我国的教育信息化标准体在国内远程教育资源建设及其他数字化教育资源的建设过程中，得到了广泛的应用，在一定程度上促进了我国区域范围内的资源共享。

平台与元数据标准是影响开放教育资源互操作性的重要因素，随着研究的进一步发展，自2010年开始很多研究的重点转向讨论国际标准在平台的应用上，基于某一特定的国际资源标准如何建设数字化资源库，将资源的标准与支撑平台、管理系统的设计与实现连接起来，例如《教育资源元数据规范标准及支撑平台的设计研究》（贺志强等，2010），《基于SCORM标准的现代教育技术网络课程设计与开发》（2011），《基于LOM标准的个性化网络课程推荐方法研究与实现》（2012）等。[6][7][8]随着教育资源的标准的不断普及和应用，越来越多的专业或领域，在建立元数据标准时都采用都柏林协议（DC标准）或者SCORM标准作为基础，在数字图书馆、开放信息系统中也都有过尝试和应用。

随着技术和教学实践的不断发展，SCORM标准的一些不足之处也逐渐暴露，例如只能对资源进行静态的描述，不能跟踪学习过程等，已有的这些协议很大程度上都难以实现互操作性，最主要的原因是这些协议的操作以互补的方式进行，因而国内对教育资源的标准研究也逐步加深，姜晓旭等（2012）介绍了“教育资源标准化”的概念模型，教育资源标准化有两个重要步骤：一是分类编码，给出两种不同的分类编码方式；二是属性标识，将资源的各个属性整合为元数据实例表。余平博士等（2014）最新发表的两篇论文，针对开放教育资源的可重用性、可自由获取性、开放共享性以及可互操作性的特点，基于国际知名的资源信息标准模型提出了一种扩展的信息模型，该模型分为物理和教学两个层面，清晰地描述了8种不同粒度的内容形态，基本涵盖了各种不同结构形式（非结构化、半结构化和结构化）的资源。

综上，国内对开放教育资源标准的研究正经历着从最初由各类学者引进介绍国外的教育资源的标准与协议，逐渐聚集到对各种教育资源标准的分析、比较、应用以及对未来教育资源建设革新的建议上。从研究方法上看，国内对数字化教育资源标准的研究已经从描述性的比较研究逐渐转向深层次的元数据共享模型建构的研究，国内研究者已开始关注教育资源元数据的互操作性的研究，对未来建设开放教育资源的元数据标准的建立具有重要的指引作用。

3.数字化教育资源标准发展的挑战

数字化教育资源在发展过程中存在不同的障碍，具体有以下几方面：

第一，互操作障碍。一些标准试图处理更多的领域，这些标准中有部分成功，但还是没有得到标准化并广泛运用，重要的原因是其中的互操作性。例如W3C Web Content Accessibility Guidelines 2.0 （WCAG 2.0 ），虽然在某种程度上很有用，但是在互操作方面存在障碍，特别是当学习者在不同地域进行学习时，商业化的内容需要遵守不同的标准协议或者版权规定，且不同的标准或版权规定只是针对某一个国家的，因此在不同的国家之间推动数字化教育资源的传播有很大障碍。

第二，管理障碍。有一些e-learning 互操作规范和标准，由许多机构或联盟在推动，处于发展和建设的不同阶段，缺乏一致的方法允许多个利益相关者合作和参与。在标准建设阶段，必然会存在不同利益方或已有协议之间的分歧，例如网页资源、多媒体资源或者文件资源，都包含有不同类型的标准，在建设开放教育资源标准过程中都会被考虑到，但是这些标准归属于不同公司，这些公司有自利去改变一些许可来控制使用。如何协调好不同的利益相关者是面临的挑战。在授权和执行方面，缺乏必要的约束机制，例如要求遵循HTML的标准，但是如果不遵从会怎么样。此外，还有一些疑问，建立了标准以后，会不会影响到资源的设计与开发者的积极性，或者是否会影响学习者的积极性，难以满足学习者的需求呢？

第三，经济障碍。当前经济方面的障碍是许多非教育领域专用的规范化标准在逐步标准化的过程中遇到的最大障碍。正式的标准大多由公共资金项目资助，由学术研究者和大型供应商开发，非正式的标准缺乏必要的资金支持。正式的标准有完整的商业模式，销售标准文件限制了一些非标准化的规范被广泛采用。封闭的会员制和付费的访问大大约束了非标准化的规范被广泛使用，同时，非正式的标准缺乏创造衍生品的能力，缺乏市场的占有性。

4.讨论与建议

当前对开放标准与协议的研究，更多关注资源内容性标准的研究，元数据标准的研究占据大量篇幅，对开源的平台和工具性标准与协议研究不足。国内对开放教育资源标准的研究正经历着从最初由各类学者引进介绍国外教育资源的标准与协议，逐渐聚集到对各种教育资源标准的分析、比较、应用以及对未来教育资源建设革新的建议上。许多标准组织有不同的商业模式和过程、共识和开放性的原则。在标准化过程中，需要有一个一致的方法以允许不同群体的利益相关者和专家有效沟通、协作。未来对建设统一数字化的资源标准建议如下：

（1）注重标准与协议的互操作性。

全世界有大量的开放教育资源组织、标准机构，围绕共同学习目标和动机，开展全方位、多层次的合作，这种合作不仅包括机构之间，还应该包括国家之间，才能推动开放教育资源的传播与广泛共享。多方位合作中需要重点解决的是资源归属权的问题，尊重知识产权，协调多方利益，推动不同平台对资源的互操作性。开放教育资源项目的负责人需要关注资源的底层设计，增加资源的透明性，促进资源的广泛共享。在元数据的设计方面，可以选择分层与树状结合的层次结构，控制对资源描述修饰词的数量，尽量选择XML或者RDF作为编码语言，设定具体的拓展规则，增强标准的可操作性。借鉴OAI-PMH协议中通过元数据收割这种模式实现在web平台上不同组织或者系统的互操作。

（2）注重资源内容性标准及内容分类。

开放教育资源的核心是内容，依据标准开展内容性建设是实现开放性的主要途径。内容分类是影响内容开放共享的因素之一，目前这方面还缺乏使用的、统一的分类方式。对于海量的教育资源需要进行分类，才能为建立相应的标准提供明确的依据。当数字资源的类型较多时，可以考虑使用几种元数据标准描述资源，通过建立不同标准的中间构件，使得不同媒体类型、不同粒度的开放教育资源（单一知识点、微课程、完整课程）更加系统化。为了支持教育技术创新，有必要对规范和标准的制定采用敏捷开发模式。围绕开放教育资源不同的开放层次和等级，建设不同的开放等级标准。建立开放教育资源的标准可以分为概念性标准和执行性标准，概念性标准是提供理论的解决方案，包含对标准规范的具体说明，对于执行标准，可以借鉴并考虑开放教育资源的开放程度，建设不同等级的标准。在资源标准建设前期，需要大量的调研，对开放教育资源的开放性形成可量化的评价指标，此外，对开放教育资源标准的建设，在学习者之间的一些涉及互操作性的调查研究也是必不可少的，能够充分了解学习者需求，毕竟，建设开放教育资源标准的目的是促进教育资源的广泛共享，而理论上的互通性和友好性都远不如来自学习者的评定真实而又有价值，有更多的学习者愿意参与到学习中来。

（3）提高标准化过程的管理。

在管理层面上，提高认识，尤其是决策者，认识并理解开放标准的各个部分。找出解决专利、所有权、许可问题的方法，使得不同的组织能够采纳、批准、配置或者在已有的技术规范基础上创建衍生品。提高整个制度的透明度，通过更有效的传播增加不同机构之间的协调。理解不同领域标准的建设初衷，管理冲突预期，增加更多的利益相关者参与。借鉴非正式文化和轻量级的流程规范社区，为应用提高支持，通过早期实施和评估提高质量规范和标准。提供财政支持，使规范文件免费提供和，这样他们可以被纳入应用程序和适应满足新的需求。确保完成所有标准文件和更新持续识别并供人参考。

参考文献：

[1]祝智庭.网络教育技术标准研究概况[J].开放教育研究.2001，（04）：12-16.

[2]祝智庭.网络教育技术标准研究[J].电化教育研究.2001，（08）：73-78.

[3]曹树金，马利霞.描述教育资源的元数据标准[J].大学图书馆学报，2004（02）：5-9.

[4]何明熊，李兆延.网络教育资源建设标准和规范综述[J].科技创业.2006（11）：190-191.

[5]郑雯译，吴开华，赵阳.国外教育资源元数据标准比较研究[J].图书情报工作，2005（1）：107-111.

[6]贺志强，宋衍，高越.教育资源元数据规范标准及支撑平台的设计研究[J]，现代教育技术，2010（2）：109-111.

篇3

【关键词】信息技术；自动化技术；药房管理；研究进展

【中图分类号】R 952 【文献标识码】A 【文章编号】1008-6455（2012）01-0016-02

传统的门诊药房工作是粗放型模式，处方划价、审核调配处方、药品申领等各个工作环节都必须由人工完成。由于缺乏自动化和信息化手段，药师长期处于手工劳动状态，精力高度集中，极易出现疲劳，导致工作效率下降，差错事故增加。随着科学技术的发展，门诊药房的日常工作中逐渐涉及信息技术和自动化技术，并且得到不断发展完善。到目前为止，信息技术及自动化技术已成为门诊药房工作中不可缺少的手段和工具，代替了药师的部分手工劳动，同时大大提高了整个门诊药房的运营效率，使得药师有较多的时间为患者提供更多、更好的药学服务，实现以“患者为中心”的药学服务理念。

1 信息技术在门诊药房的应用

上世纪八十年代，我国部分医院就已经开始将医院管理信息化[1]，即将医院信息系统（Hospital Information System，HIS）用于医院日常工作的管理，如人才、医疗用品、收费等的信息化管理，使医院管理日趋规范。经过近30年的发展，目前HIS已经非常成熟，国内大部分医院都已经应用HIS。HIS的应用使门诊药房的工作和管理逐步走向信息化道路，如HIS中的门诊发药子系统[2]，具有药品请领、药房盘点、药品控制等功能模块，用于解决药品库存量管理，盘点管理，药品申领，药品下账等门诊药房日常工作的管理。HIS的应用使医生用药的可预见性和收费的准确性高，主服务器出故障时备份服务器数据同步准确，药房发药迅速、准确且便于清点，库存量控制合理等成效[3]。有些医院在HIS基础上，进行应用软件的研发和使用，使HIS的功能更加完善和强大。

1.1 药品配送信息系统

门诊药品的周转较快，药品由供应商送到库房，再由库房发放到门诊二级库，最后由二级库发放到门诊药房，中间需要三道工序，将耗费大量的人力和时间。如果采取供货商直接配送药品到门诊药房就可以节约大量的人力资源。徐埏等[4]在HIS的基础之上，研发了药品配送信息系统，即采用的药品直接配送门诊药房的模式，减少了药品配送管理的中间环节，缩短了药品配送申请-验收入库时间，提高了工作效率，降低医院和药品配送商的运行成本，可实现对药品配送过程进行有效监管。

1.2 门诊电子处方系统

电子处方系统是指通过HIS实现的数字化、无纸化处方[5]，其基本流程有建卡、就诊、收费、配药四个部分。首先是患者到医院就诊建立个人IC卡，IC卡中既包含患者姓名、性别、年龄等基本信息，还包含患者在该院的既往看病史和用药情况史，便于需要时查阅。其次使患者持卡到医生处刷卡后，医生就可以给患者看病、开电子处方，并打印缴费小票。第三是患者凭缴费小票到收费处刷IC卡缴费，缴费后电子处方立刻自动生效并传送到药房，药师根据电子处方备药，等待患者取药。最后是患者根据缴费发票到药房刷IC卡取药。与传统收方后调配相比，电子处方系统使药师可以提前获知医生为患者的处方内容，并提前完成审方、调配等工作，患者取药时，药师只需核对处方后就可发药，节约了大量时间。药师可利用节约起来的时间为患者提供更多的用药教育与指导，体现药师的专业技术性质，提升门诊药房的服务质量。另外，电子处方系统解决了医生书写处方潦草难认等问题，处方中药品名称、剂量、规格、使用方法等都很清晰，方便药师审方，大大降低了药房调配药品的差错率，减少药品使用过程中的安全隐患。药品价格计算更准确，病人付钱和用药都更放心[6]。电子处方的应用提高了门诊药房的工作效率以及门诊部的整体运营效率，减少了处方外流，增加了门诊收入。但目前，电子处方还不够成熟，存在许多需要改进的地方，如：①病人信息录入不全或者错误。患者的IC卡中年龄信息无法自动更新，给医生处方和药师审方带来了不便。②错误处方修改流程复杂，增加患者负担。③年龄较老的医生电脑不熟，处方速度较慢且错误较多。④药品的特殊用法录入困难。电子处方系统将药品的常规用法提前预设，方便选用，但一些特殊用法无法提前预设，给处方录入带来了困难。⑤患者知情权被侵犯。患者只有在缴费后才知道医生处方的具体内容，虽然限制了处方外流，对医院是好事，但却剥夺了患者应有的知情权和到药店购买药品的权利。因此，电子处方系统还需要不断探索和改善，使其更加科学化、现代化、人性化，为患者更好地服务。

1.3 药学信息智能查询系统

随着药学的发展，药品的研究开发加速，大量的新药应用于临床，医生在给每位患者处方时需要参考大量的药学信息，然后选用安全、有效、经济、适宜的药品。为了解决医生处方对于药学信息的需求问题，孔华丽等[7]在医院HIS的基础之上，研发了药学信息智能查询系统。该系统能帮助处方医生方便、快捷、准确地获取药品信息，提高医生处方的速度和准确性，方便医生为患者制定个体化用药方案，促进临床合理用药。

2 自动化技术在门诊药房的应用

发达国家早就已经开始了药房自动化方面的研究，因为药房自动化的程度直接影响着药品在医院流通的各个环节，影响着药房的服务方式、医院的管理模式[8]。目前国内医院药房的自动化程度不高，从药品的配送储存到处方的审核调配，大多数都要靠人工操作完成，费时费力、处方处理效率低。所以，在门诊药房引入自动化软件及设备是迫切需要的。

2.1 处方自动审查系统

传统的门诊药房，医生的手工处方量大，药师审方速度也慢。电子处方出现后，门诊药房系统可以内嵌审方软件配合药师审方，自动审查每张处方的药品配伍、用量、禁忌等信息进行反馈。大大减轻了窗口药师的审方负担，加强了对合理用药的监控，很大程度提高了门诊药房的效率和工作质量[2]。但处方自动审查系统有其局限性，不能完全代替药师审方，尤其涉及药物的相互作用，药物联合使用等合理用药问题是，药师应仔细审核，确保患者用药的安全、有效。

2.2 药房自动化发药系统

2007年，第302医院与北京欧迈医药科技发展公司合作, 通过从德国引进自动发药设备( 也称发药机械手)，与本院医院信息系统中门诊药房子系统嵌套连接, 在国内率先构建了门诊药房自动发药系统[9，10]。该系统具有自动获取药品信息，自动入库，自动取药出库等功能，自动化程度非常高，使药品发放准确, 出入帐物精确, 有效期管理细致到位, 有效减少了门诊发药差错和帐物管理中的漏洞。到目前为止，国内不少医院通过联合开发，引进设备等手段，积极开展药房自动化的探索与实践，并建成了适合自身情况的自动化发药系统[11,12]。自动发药系统已经成为提高本院药品管理水平、全方位实现数字化管理的有效辅助手段[13]。

2.3 自动数药机

传统药房药品的分零靠药师手工完成，既要保证数量准确，又要保证速度，给药师的调配工作带来了很大困难。自动数药机的出现，解决了数药过程中出现的问题，保证数量准确的同时也保证了速度。自动数药机分为单头和多头。这种机器的特点是设备的体积比较小，操作简单，功能也比较少，只完成药品的技术，可扩展性强，不需要对药房进行改造。但其分发的药品种类也较少，大概有500-600种，且药品要根据其种类放进相应的药盒中，仍需要人工辅助进行操作[14]。

2.4射频识别无线电子标签发药系统

射频识别（Radio frequency identification，RFID）无线电子标签发药系统[15]是自动发药系统的辅助工具，药师借助RFID完成药品的快速调配。该系统使药师的发药错误率低、效率高，经初步估算节省约1/3 的取药时间，从而减少患者取药等待时间，提升门诊药房的服务水平及质量。同时，电子标签可以显示发出药品和剩余药品数量，方便药师复核药品数量和其他信息。

3 讨论

在信息时代的今天，门诊药房的日常工作和管理已经离不开信息与自动化技术，从门诊药房药品配送到处方审核与药品调配，各个环节都应用到信息化与自动化。信息与自动化技术的应用提升了门诊药房的整体运营效率，缩短了患者排队取药时间，并且减少了处方调配差错。更为重要的是信息与自动化技术可以代替药师部分手工劳动，将药师从繁忙的体力劳动中解放出来，为实现“以患者为中心” 的药学服务理念创造了时间和空间条件。药师与患者有更多的沟通与交流,向患者提供合理用药及安全用药等方面的教育与指导,不仅有利于提高患者对药师的信任度及依赖性,也有利于将常规配方工作与药学服务有机地结合起来。目前，受技术的限制，使用的信息与自动化技术还有缺陷和不足，各种操作必须有药师的辅助与监管，相信随着科学技术的发展，各种缺陷和不足将会得到不断完善，门诊药房的自动化与信息化程度还会进一步提高，使药房的现代化得以实现。

参考文献：

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[10]陈红鸽，朱姗薇.我院自动化门诊药房的建立与运行[J]．中国药房，2007，18（31）：2426-2427.

[11] 朱贤.“医院药品整体自动化物流系统”的设计与应用[J]．抗感染药学，2010，7（4）：299-302.

[12] 郭绍来，朱旻，魏宇宁.我院急诊药房自动化调剂系统应用与体会[J].中国药物应用与监测，2010,7（3）：169-170.

[13] 刘晔, 宋洪涛, 郭清梅, 等. 全自动药品单剂量分包机的应用体会[J]. 药学服务与研究, 2007, 7(2):141-144.

篇4

关键词：数字技术；工业电气自动化；应用；创新

近年来，计算机技术得到了十分迅速的发展，其应用领域也越来越广泛，基于数字理念的新技术在电力工业领域中的使用范围也越来越广泛，与普通的技术手段相比而言，数字技术的可操作性与可靠性更加的理想，性价比也较高，能够实现工业电气自动化的智能操作，也可以在一定程度上促进电力工业的发展，为了更好的实现工业电气的自动化发展，就需要对数字技术在工业电气自动化中的应用进行分析与创新。

1.数字技术在工业电气自动化中应用的作用

电气自动化对于国民经济的发展有着重要的作用，这不仅是科技产业化的载体，也是科学技术物化的重要基础，在科技水平的发展之下，数字化技术已经在电气工业自动化领域中得到了广泛的应用，这不仅能够促进该领域定量化与综合化的发展，也能够提升工业自动化领域的自动化水平。截止到目前为止，自动化技术也应用在电气工程、过程控制、科学计算、经济、信息、人工智能机网络通信系统以及计算机辅助系统之中，从这一层面而言，将数字技术应用在工业电气自动化中能够对计算机系统起到应有的辅助作用。

此外，数字技术不仅能够辅助计算机系统进行检测与管理，也能够对工业电气自动化开展维护，数字技术的广泛应用可以减少工业电气自动化设备的使用，也可以显著的提升其准确率与便捷性，此外，数字技术与光纤网络和数字化互感器的融合也可以显著的提升自动化应用的有效性以及安全性。与普通的技术相比而言，数字技术也具有操作简单、逻辑能力强的特征，可以更好的对数据信息进行识别，这样便可以减少人力、物力与财力的浪费，也能够保证工业电力自动化的持续性。在具体的操作过程中，操作人员仅仅需要对相关的指令进行传达与指示，数字技术便可以判别出其中包含的信息，并通过网络、光线、微波、电缆等完成信息的传送过程，这就大幅的提升了系统的工作效率。

2.数字技术在工业电气自动化中的创新应用方式

截止在现阶段，数字技术已经在工业电气自动化中得到广泛的应用，也取得了一定的发展，但是由于各种因素的影响，数字技术在工业电气自动化中的应用还存在一些不足之处，最为突出的表现就是发展时间短，未出现标准、统一的规范，且专业性的技术人才数量较少，这就限制了数字技术的应用。此外，我国互联网技术虽然得到了完善的发展，但是其智能化水平也相对降低，这就导致数字技术的智能化水平也普遍偏低。在社会的发展之下，电力行业对于数字技术的应用要求也越来越高，为了满足电力行业的发展，必须要创新数字技术，就目前的情况来看，数字技术的创新方式包括完善程序化操作、智能化安装以及使用虚端子几种形式，下面就针对这几种形式进行深入的介绍。

2.1. 完善程序化操作

完善程序化操作的前提就是调度命令，为进行调度命令之前，必须要将审核票据进行数字化处理，并设置好人工操作界面，并以此为基础设计开关与闸刀，并不断完善整个系统的功能。此外，为了保证提升系统的各项功能可以得到顺利的实施，可以先进行模拟工作，保证系统能够达到默认识别的状态，这时，即使工作人员不在场，系统也可以实现正常的运作。

2.2. 实施智能化安装

为了实施智能化安装，可以广泛的将光纤技术利用起来，在连接的过程中，利用间隔层与智能终端实现数据的采集与控制，以便完成双重设计终端的操作，其中一部分能够实现对现场信号的传达与遥控的保护，另外一部分则需要提升整个系统的可靠性。与此同时，还需要完善工业电气自动化程序的接口，设置好PC自动化平台，并将此平台与MES和ERP系统来接连，此外，为了保证数据质量，一般情况下，通讯标准则使用TCP/IP，这样就能够满足用户对不同数据标准的实际需求。这样不仅可以提升通讯的智能化效果，也能够解决平台自动化的问题。考虑到以上的因素，将数字技术应用于工业电气自动化的过程中，要做好相关的智能安装工作，保证整个工业自动化程序可以得到有序的进行。

2.3.虚端子的使用

虚端子在整个工业电气自动化中有着十分重要的作用，因此，在测控装置与智能终端的信息交换过程中也得到了广泛的应用，虚端子可以对母线、全站线路、主变、开关来进行控制，也可以将跳合功能开启，这样便可以实现不同装置间的通信，也能够保护连闭锁功能与测控遥控装置间隔层的保护，此外，虚端子也能够对二次回路进行管理，这种管理不仅包括对温度的调控，也包括对档位的调节，这样即可对非电量信息进行操作。此外，为了将数字技术的作用充分的发挥出来，还应该创新数字化装置的设计，以便满足工业电气自动化的发展需求。此外，在应用过程中，还要对虚端子进行相关的优化，以便对智能终端系统进行更好的控制。

2.4. 实现操作理念的程序化

对于数字化技术而言，执行力有着十分重要的作用，在下达调度命令之前，还有一些前期工作需要依靠电脑来完成，在进行实际操作时，应该设置好人工预界面，进行开关、闸刀设备的控制，为此，就必须要实现操作理念的程序化，这样才能够促进工业电力自动化的开放化与信息化发展。

3 .结语

将数字技术与工业电气自动化进行有机的结合便可以完成计算机系统的计算、检测与管理功能，同时，也能够减少对企业内部人力、物力和财力的浪费，促进电力工业的信息化发展。相信在科技水平的发展之下，数字技术应用性能将会得到不断的提升。

参考文献：

[1]马建华.数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[期刊论文]. 制造业自动化，2012，03（25）

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关键词：冶金自动化技术；现状；发展趋势

前言：

近年来，科学技术迅速发展，推动控制硬件、软件等多项系统快速发展，并逐渐渗透至社会各个领域，其中自动化技术，在冶金领域中的应用，不仅有效提高了工作效率，也能在很大程度上减轻工人工作量，受到了冶金企业的青睐。因此，加强对冶金自动化技术的研究具有现实意义。

一、冶金自动化技术的应用

科学技术不断发展，新技术、新工艺逐渐参与到冶金行业发展过程中，例如：PLC、DCS、WINCC系列产品、INTOUCH的应用等，这些技术在冶金行业中的应用突破了传统生产模式的弊端，有效的提高了工作效率和质量，且与管理技术有机结合，实现了对冶金整个生产过程的管理，极大的节省了人力，有助于企业实现成本的控制，实现企业经济效益最大化生产目标；另外，自动化技术能够实现对冶金整个生产流程的监督和控制，规范冶金生产流程，保障产品质量，满足生产和管理需求。

信息时代下，冶金行业也需要朝着信息化管理方向发展，而冶金自动化技术的应用，为实现这一目标奠定了坚实的基础，无论从产品生产，还是到产品管理，都能够通过自动化技术顺利开展工作，提高了生产安全、可靠性。近年来，冶金自动化技术得到了越来越多的认可，并被引进到冶金企业生产过程中，促使我国冶金产品质量日渐提升，不久的将来，其将会参与到国际市场竞争中[1]。

二、冶金自动化技术未来发展趋势

（一）规模、个性化发展趋势

在市场经济影响下，冶金企业之间的竞争日益激烈，为了能够在竞争中获取一席之地，冶金企业已经认识到了引进信息技术的重要性，并加大了技术研究和开发方面的资金投入力度。在生产过程中，为了能够确保产品质量，企业将智能仪表、模型技术等引入到生产线上，取得了显著的成效。基于此，随着冶金行业发展进一步深化，自动化技术的应用范围将会越来越广，并逐渐形成规模化发展，与此同时，为了能够冶金企业生产的个性化需求，自动化技术也将呈现个性化方向发展，满足不同生产需求，并在冶金行业中占据不可动摇的地位。

（二）集成、实时化发展趋势

冶金自动化技术的出现，为冶金行业进一步发展带来了机遇，与此同时，也将面临着更大的挑战，为了能够有效提高生产效率、实现实时监督和控制，提升企业综合竞争力，在未来，冶金自动化技术将会朝着集成化、实时化方向发展，将实时控制系统与现有技术有机结合，并结合实际需求，适当调整和优化，满足冶金生产需求，对冶金生产过程展开动态管理，及时发现问题，并采取有效措施，解决问题，另外，信息数据数字模型及算法的应用，能够推动自动化程度更进一步，并实现机电一体化生产，进而提升我国冶金企业综合实力。基于此，冶金自动化技术将会朝着集成、实时化方向发展[2]。

（三）网络、智能化发展趋势

信息时代背景下，全球信息、网络等呈现一体化趋势，实行程序远程诊断与修改对冶金自动化技术的发展提出了更高的要求。面对全球信息化形势，信息化与工业化的融合成为大势所趋，不仅是提高工作效率和质量的需要，也是冶金行业改革的重要表现，将信息化技术引入其中，能够深化冶金生产过程自动化与机械化程度，逐渐形成智能化生产模式，尤其是网络技术的推动，一部分冶金企业加大资金投入力度，培养专业技术人才，使得技术创新作用日益明显，网络化、智能化发展趋势日渐突出。

（四）绿色、环保化发展趋势

诚然，我国工业化进程不断深化，国民经济持续发展，但是，环境污染问题却越来越严重，对人们生活环境、身体健康构成了严重威胁，冶金行业作为环境污染的重要行业之一，只有不断改进和完善生产技术和工艺，才能够实现“绿色冶金”的生产目标。近年来，一些科研人员已经加大对绿色生产的研究力度，并提出了从源头上预防污染的方案，且一些相对成熟的技术已经开始运用，例如：地下溶浸、植物采矿等。在绿色冶金的号召下，冶金自动化技术业将会朝着绿色、环保方向发展，实现冶金行业与自然环境协调、统一发展目标。

（五）渗透性渐强

目前，冶金自动化技术已经开始推广和普及，并渗透至冶金生产等各个环节中，例如：质量检测技术、信息工程技术，不断优化各个流程，促使技术能够发挥最大性能，而未来冶金行业的发展，不能够单纯的体现在技术自身，而是更加侧重于冶金生产流程的融合，进一步渗透，注重对冶金各个生产工作精度的提升。因此，除了关注自动化技术自身的发展，更重要的体现出其在冶金生产中渗透性渐强[3]。

结论：

根据上文所诉，冶金自动化技术是冶金行业可持续发展的重要基础，在提高冶金工作效率，提升企业综合实力等方面占据举足轻重的位置。因此，冶金企业要树立现代“绿色冶金”理念，积极引进先进技术，并加大资金投入力度，加强技术革新，从而推动我国冶金行业逐渐走出国门，实现可持续发展。

参考文献

[1]王维德.化工自动化的发展趋势一先进控制技术的应用[J].化工装备技术，2010，18（03）：259-261.

篇6

电气自动化技术在冶金行业中发展非常迅速，本文通过分析我国冶金电气自动化技术的发展现状，从而掌握其发展趋势。

【关键词】冶金 电气自动化 发展趋势

随着电子信息技术及智能控制技术的快速发展，近年来，冶金电气自动化技术取得了很大进步，推动了钢铁、冶金产业的发展，为实现冶金行业的现代化，发挥了有效的促进作用。把握当前冶金电气自动化技术的发展形势，全面分析其发展现状，掌握其发展趋势，对于解决行业问题，推动我国冶金电气自动化技术的应用与发展，有着重要的现实意义。

1 我国冶金电气自动化技术的发展现状

1.1 实现自动化生产

随着我国冶金行业的发展，许多技术都被应用到了冶金生产的控制方面。特别是采用PLC、DCS计算机控制，取代了传统的模拟控制，深受冶金企业的欢迎，目前已经得到普及。近年发展起来的现场总线、工业以太网等技术，也逐步在冶金生产的自动化系统中应用，分布控制系统结构替代了集中控制，成为自动化发展的主流。

1.2 实现自动化监测

自动化技术在生产监测方面也得以大量应用。例如，闭环控制、安全职责等有关的流量、温度、压强等数据检测，用上了自动化仪表设施，保证了回路控制、安全生产、能源计量等方面的监测的准确和规范。生产过程的各种预报、报警等，也都引入最新的监管、测量技术和设施，保证了管理、进程的需要。

1.3 进一步加快信息化进程

电气自动化技术地引入，使得我国冶金行业的信息化程度得以增加。随着管理能力地加强，信息化开始得到冶金企业的认可，企业信息化慢慢得以建立，很多企业还创建了企业信息网。特别是国内的一些知名的钢铁企业，在运用信息技术提高产品质量、降低能耗、控制生产成本等方面，都取得了较大的成功和突破。在生产控制方面，高性能控制器、集中管控智能仪表、模型技术得到了较为广泛的应用，增强了生产过程的可靠性、安全性、稳定性。近些年，一些冶金企业慢慢认识到制造执行系统，建成了主要生产线的MES和产销一体化系统。例如宝钢开发了数据挖掘系统，建立了智能质量设计知识库等，在信息化方面取得了显著的成果。

总之，电气自动化技术地引入，极大地推动了冶金行业的生产自动化进程，显著提升了我国的冶金电气自动化控制的水平，缩短了我国与发达国家冶金产业的差距，取得了显著的成效。

2 我国冶金电气自动化技术发展的发展趋势

2.1 信息技术进一步得到发展应用

受市场影响，我国冶金产业面临着激烈的竞争，因此需要通过降低成本、提高质量，以获得竞争优势，提升核心竞争力。所以，信息技术必然会得到进一步地重视和加强，新技术的创新和应用愈加突出。在冶金企业的生产控制方面，为增强生产过程的安全性、稳定性和可靠性，智能仪表、模型技术、高性能控制器和集中管控将得到更加广泛应用。可以预见，在MES、ERP等系统继续应用的基础上，物流管理、商务智能、客户关系管理、供应链管理、电子商务等信息系统，未来将全面铺展，获得广泛应用。信息技术将变得无所不在。未来，云计算、物联网、虚拟化等技术的创新和应用，将为冶金企业信息和智能化管理提供有力的技术支撑。

2.2 集成控制水平将进一步提高

冶金电气自动化技术面临着诸多挑战，未来将会在系统数据挖掘与应用、提升生产效率、冶金生产的系统控制等方面得以体现。冶金生产系统的控制将往实时控制方向发展，这要求冶金企业与时俱进，时刻关注高新技术的发展，以便适时引入新技术。在冶金生产过程中，实时控制系统的引入，能够提高生产的准确诊断和及时处理的能力，从而提高冶金生产自动化水平。与此同时，通过改善冶金电气自动化控制系统，以便对冶金的生产过程进行精细化管理，实现大范围的自动控制。数据挖掘能将控制算法和数学模型运用到生产的电气自动化控制系统，从而实现冶金生产过程的全面自动化，推进机电的一体化。在控制、测量方面，逐步淘汰分离的传统做法，应用机电一体化对生产过程进行控制、测量，以期效度和精度得到提高。

2.3 进一步提升生产自动化程度

冶金生产自动化，包含了全部的生产流程和环节，每个步骤都应深化技术创新与改造。例如，加强质量检测，需引入先进的仪器，比如质量在线直接检测仪；引入信息工程技术，不断对操作流程进行创新，优化技术性能；又比如引入节能技术，建立物料和能量优化模型，以缩短生产周期，提高效率，达到降耗、节能的目的。引入高精度预报模型技术，建立高精度预报模型，达到优化控制的目的。另外，进一步优化连铸技术，以此提升电磁连铸自动控制技术。

2.4 进一步提高智能化程度

在过去，电气自动化受限于电子化和机械化，新世纪以来计算机技术才被慢慢引入电气自动化程序并发展成为主导的。信息化和工业化的融合，还有待加强。这是节省劳动力，提高生产效率的需要。生产过程的信息化主导，有利于实现自动化和机械化，从而改善生产模式，提高生产质量。把电气自动化技术与计算机技术两者相融合，将进一步促进冶金生产过程自动化和机械化。特别是互联网技术的高速发展对于促进电气自动化的进一步发展发挥了十分关键的作用。

我国冶金电气自动化技术发展，渐趋于将信息化和工业化相互深度融合，逐步淘汰落后生产方式，加强兼并重组，使得产业集中化提高，产业链游资源得到整合，工艺及管理水平不断提升，冶金企业向精细、集约化管理转变。

3 结语

伴随着新技术地不断发展和国家现代化进程逐步加快，冶金生产的电气自动化技术也急需进一步提高。因为冶金电气自动化的发展决定了我国冶金产业未来的发展，所以我们要不断推进冶金电气自动化技术的发展创新，加强冶金生产过程中的整体创新，促进冶金电气自动化技术的更新和发展，最终实现冶金产业可持续发展。

参考文献

[1]刘新建.分析我国冶金自动化的技术进展以及未来发展趋势[J].中国科技纵横，2012（15）：12-14.

[2]王正林.中国冶金自动化技术发展状况与趋势分析[J].自动化博览，2009（5）：23-24.

[3]陈洪峰.国内电气自动化发展状况与趋势[J].科技创新导报，2009（1）：33-34.

[4]孙彦广.我国冶金自动化技术进展和发展趋势分析[J].自动化博览，2008（2）：10-12.

篇7

关键词：数字彩虹工程；差异化发展；彩虹学堂；物联网

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2015）20-0031-04

2012年，杭州第十四中学着手规划基于学校“容短促长・追求卓越”的差异化发展模式的数字彩虹工程（Digital Rainbow Project，以下简称DRP），力求通过数字校园的建设，探索与学校教育教学深度融合的发展道路，解决大班教学下个别化有效学习问题。近两年的探索实践使我们深切感受到，在网络数字时代，先进的技术手段无论对教育教学的管理，或是对教师学生的成长发展，都能起到不可或缺的作用。

一、关于数字彩虹工程

1.数字彩虹工程（DRP）的内涵

学校规划数字彩虹工程（Digital Rainbow Project，以下简称DRP），通过信息化手段尊重学生的差异性，并使学生的优势智能领域得到最大限度的发展，弱势智能领域得到尽可能的弥补，让学生利用信息技术手段在自主，合作，探究等多样化的学习方式背景下学习，让学生充分利用信息技术手段在生活中学习、在实践中学习、在丰富多彩的活动中学习，培养学生的个性化发展。数字彩虹工程的建设愿景，一是通过DRP搭建一座数字彩虹桥，共享教育资源，创建两校区协同发展的美好局面；二是通过DRP发展学生彩虹般的多彩个性，实现学生发展的多元化。

2.数字彩虹工程项目模型

基于“容短促长・追求卓越”的差异化发展模式的数字彩虹工程，学校确立了与教育教学深度融合的数字化建设方案，完善“现代化和谐管理”、“分层走班教学”、“网络个性化学习”等“容短促长”教学模式，为学校深化课程改革和特色办学的深入提供了保障，包括基础管理系统、资源库系统、直播课堂系统、在线学习系统、学习社区系统等子项目（见下图）。我们以在线学习系统为核心，力图通过网络视频、网络交互以及在线测评等技术，采用社区化学习方式，正反馈学习机制，打造碎片化、交互式的“超级课堂”，促进学生的主动发展，促进教师的专业化发展，促进学生的个性化成长，凸显学校的办学特色。

二、数字彩虹工程建设的意义

1.数字化为实现教育资源共享提供支撑

目前，我校有两个校区共72个高中教学班，其中包括6个国际AP课程班。两个校区相距20公里，近300位一线教师，其中新建校区有三分之一是年轻教师。要让3000多名学生都能享有最优质的教育资源，让年轻教师快速成长，建立数字化的平台是有效的途径。我们通过建立这样的平台，实现了两个校区的教学互动与交流，也实现了教育资源的共享。

2.数字化为促进学生个性化发展提供可能

我校两个校区招生时录取分数的不同，客观上形成了两个不同的生源层次，即使同一个校区的学生，他们的学习资质、兴趣爱好、个性特长也不相同。传统的课堂教学，不能满足或适应所有学生，因此，建设数字化的学习系统，至少可以弥补课堂学习的某些不足，可以为学生的自主学习开辟一条新的途径。

3.数字化让我们更接近和发现真实的学生

大数据时代的到来，让跟踪每一位学生的学习状态成为可能，我们可以比任何时候都更接近和发现学生真实的学习状态。通过对学生的发展进行多元评估，我们可以发现影响学业成绩的相关因素，同时，通过过程性评估和校外学习轨迹的积累，为教研提供更为鲜活的素材，最终使改变教学行为成为可能。

4.数字化使高中新课程改革的需求得到满足

近几年，学校以“创造一种适合学生的教育”作为办学宗旨，走出了一条具有十四色的课程改革之路。而实现这个目标，还有着诸多的困难，如课程选择、编班、人数和场地问题等等。因此，学校的数字化校园建设，可以通过完善数字化管理平台来构建网络课堂平台，使学生可以根据兴趣特长和人生规划，自主选择选修模块、修习年级；通过远程、网络等多样化方式让学生跨班、跨年级、跨校选课成为可能。

三、数字彩虹工程建设的内容

学校围绕“一个目标，两个中心，三个原则，四个保障”开展数字彩虹工程建设，即以特色办学为目标，以教师专业化发展和学生个性化成长为中心，以建设与需求、理念与技术、课堂和课外相融合为原则，以团队建设、科研引领、全员培训和制度建设为保障的发展模式，从学校实际出发进行了探索和实践。

1.建设与需求相融合，打造现代化和谐管理

（1）打造基于APP的德育管理模式

为了实现人人参与，时时管理，实现信息的及时有效和反馈，学校使用德育信息化移动管理系统，使用智能设备，最大程度做到家校信息无缝对接，实现德育全员管理。

（2）探索基于物联网的远程管理模式

近年来，教育部颁布的《国家中长期教育改革与发展规划纲要》明确提出了要积极探索与推进物联网技术在校园中的应用。随着物联网技术的成熟，积极开展物联网技术促进校园信息化发展的尝试，既符合政策要求，又符合技术发展方向，并且能够切实提高校园管理水平。

杭州第十四中学开展的物联网应用，是以宿舍管理为目标，把物联网感应器整合到宿舍中的电力系统、环境系统等各种需要感知的系统设备中，如空调、电闸开关、烟雾报警、温度感应及红外感应等设备，把这些设备连接起来，形成“物联网”，然后将“物联网”与现有互联网整合起来，实现科学管理，积极打造平安校园和节约型校园。

（3）打造基于新课改的教学管理系统

结合浙江省特色示范学校的创建要求和全国高考制度的改革要求，学校开发了智能选课系统、选修课学分认定系统、基于智慧班牌的走班教学管理系统（见图2）、网络选修课管理系统、教师满意率调查管理等多个子系统，完成刷卡走班、教学过程管理等新功能的开发，为进一步深化课程改革提供强大的技术保障。

高考制度的改革对学生的职业生涯规划的管理提出了新的需求。为了适应这一需求，学校建设了学生职业生涯规划管理系统和成长档案系统。学生可在平台上进行相关职业倾向的测试，完成生涯规划报告书，形成个人成长电子档案。任课教师或班主任等相关教师拥有查看权限，为走班教学的过程化管理打下基础。

2.理念与技术相融合，促进教师专业化发展

（1）开展直播课堂教学研究

为了实现两校区的师资共享，突破两校区教研的时间限制和空间限制，促进青年教师的快速成长，学校建设了基于两个校区的视频专网，在两校区安装了24套自动录播系统，实现了两校区视频同步。教学处从教研组着手，采用循环跟进的方式，利用视频专网开展直播课堂和网络教研开展专题教学研究，促进教师专业成长。

（2）开展翻转课堂实验研究

为了进一步深化教育教学改革，促进教学教育方式的变革，我校开展了翻转课堂实验研究。2012年，我校召开深化课程改革教育教学工作会议，会上开设了翻转课堂公开课，并组织全体教师进行专题研讨。2013年暑假，我校开设了翻转课堂实验班，积极进行翻转课堂的探索。目前，学校AP中心已经实现了基于IPAD的翻转课堂学习模式，本部不少老师也正借鉴翻转课堂的教学方式，利用“彩虹学堂”等网络平台进行翻转课堂教学有效性的探索。

3.课堂和课外相融合，促进学生个性化成长

如何解决大班化教学下个性化有效学习问题一直我校探索的重点。最终，微课短、小、精和可重复播放的特点让学校毅然决定利用微课来解决个性化学习问题。结合学校实际，我们决定将高一高二同步课堂中的教学重难点和高三的复习模块作为微课程的建设内容。

（1）层层落实，注重微课建设的系列化和精品化

为了提高微课的建设质量，学校的微课建设任务通过教学处―教研组―备课组这条线层层负责，分工落实。教学处负责顶层设计，教研组进行学科整体规划，备课组分工合作。微课程内容，如视频脚本、学案、习题等由有经验的老教师带领年轻教师合作完成，视频的录制由素质较好的年轻教师负责，备课组长最终负责所有内容的把关。

（2）数据分析，注重学生学习的针对性和个性化

①进行网络选修课建设，实现两校区精品选修课的共享。作为浙江省首批一级特色示范高中，我校省、市级精品课程数量名列前茅，为了更好地在两校区实现选修课程的共享，教师们将各教研组的精品选修课录制成微视频，形成教案、微视频、课后练习三个模块的学习内容。学校制定了网络选修课程管理制度，规范了网络选修课的管理，学生可利用课余时间进行网络选修课的学习，通过考核的学生可获得相应学分。

②进行“彩虹学堂”的建设，实现课堂教学和课外自学的整合。学校力图通过网络视频、网络交互以及在线测评等技术，采用社区化学习方式，打造交互式“超级课堂”，促进学生的主动发展，推进教学方式改革，“彩虹学堂” 正是基于上述理念建设的。“彩虹学堂”里的课程，由视频、学案、习题等组成，全部由学校老师利用课余时间完成。“彩虹学堂”按照正反馈思维、游戏化机制来设计，学生不断接受任务，完成任务，获得任务奖励，提高学生的成就感。学生还可以通过该系统查看其他学生最近的学习情况，从而达到竞争学习的目的。做错的题目，系统会自动编入错题集，学生能随时查看，老师也可以根据统计分析的结果进行有针对性的辅导。

四、数字彩虹工程建设成效

1.以微课建设为抓手，促进教学方式变革

（1）微课建设提高了教师的专业素养

近两年来，学校有计划有步骤地推进微课体系建设，在建设的同时也促进了教师专业素养的提升。截至2014年8月，各教研组共开发开设了23门网络选修课，73个“彩虹学堂”必修课学习模块（见图3）。我校数学教研组《数列与不等式》、物理教研组《高一机械能重难点系列》、生物教研组《聚焦染色体》等三个项目成功入围浙江省教育信息化基础教育微课征集活动，并在浙江省微课平台推广。2015年，学校开始着手打造基于学考、选考和同步课堂的三层次网络课程，各教研组正在积极研究各类课程的相关要求，进一步利用微课建设促进教师对新课程的理解。

（2）微课建设促进了学生的混合学习

基础微课的建设不但为我校教师翻转课堂的教学模式打下了坚实的基础，更为学生的混合学习提供了保障。截至2014年8月，两校区共有3000多人次通过网络选修课的修习取得了相应的学分。2014年暑假，“彩虹学堂”的日均学生访问量更是达到了800-1200之间。学生逐渐开始适应利用网络进行自主学习，从单一的课堂学习模式转向利用课堂、网络、纸质材料等多种形式的混合学习模式，提高了主动学习的能力。2013年12月，华东师范大学慕课中心C20慕课联盟培训班成员一行近百人来我校考察，对我校微课建设给予高度肯定。2014年6月，学校在浙江省微课建设培训会议上作经验介绍。

2.以物联网建设为抓手，提升智慧校园管理

学校在多年信息化发展过程中，学校一直致力于打造校园信息化基础系统，已经形成了办公管理无纸化、异地管理同步化、信息管理及时化的两校区高效顺畅管理模式。为了进一步加强节约型校园和平安校园的建设，在原有管理机制的基础上，我校进一步开展了物联网建设探索，提升智慧管理水平（见图4）。

（1）转手动管理为自动管理

学校通过物联网实现了宿舍管理员或相关教师对公寓中相关设备的控制、管理、统计分析等工作，从而实现智慧、节能、安全的管理模式。电器设备通过物联网连接以后，可以实现利用APP移动终端或电脑远程控制宿舍中的任意用电设备，或制定相关情景模式自动管理用电设备，免去人工手动的繁复。

（2）转被动管理为预警管理

物联网设备可以感知环境并通过环境的变化对设备做出相应调整，如根据设定设置空调自动开启和自动关闭功能，感知到宿舍内的人员移动和大功率用电器后，通过信息推送的方式告知管理者，减少浪费，消除安全隐患，并实现订制管理与信息预警的结合。

3.注重团队建设，科研成果显著

学校利用我校青年教师素质高的特点，建立各类青年教师研究小组，定期进行培训交流，培养一批教育技术骨干。学校将教育技术培训列入校本培训，在每个教研组设立信息化联络员，制定了《杭十四中教师教育技术能力培训计划》，利用教工大会、教研活动等时间，采用专题培训、微培训等多种培训方式，提高全体教师教育技术的理论和实践水平。

在学校教科处的引领下，学校将科研与信息化建设紧密结合，有多项课题在全国、省、市立项。其中课题《数字彩虹工程（DRP）促进学生差异化发展模式的实践研究》被确立为全国教育信息技术研究“十二五”规划2014年度重点课题。学校的《数字彩虹工程（DRP）促进差异化发展》入选全国教育信息化建设与应用典型案例。此外，学校的项目还成功申报2014年浙江省教育信息化优秀应用视频案例。

4.注重辐射引领，成果推广显著

两年来，学校共接待国内外、省内外共几十个信息化学习团队，起到很好的辐射引领作用。2013年10月，学校在浙江省数字校园示范建设校网络空间开通视频会议上作了经验介绍。2014年3月，学校在2014年全省教育技术系统业务培训会议上做了题为“数字校园促进差异化发展”的学校数字校园建设经验介绍。2014年10月，我校受邀参加了2014中国（杭州）国际电子商务博览会智慧教育展览。2015年1月，学校作为浙江省唯一一所普通高中被评为全国教育信息化创新应用先锋学校。2015年3月，学校受邀参加全国中小学教育信息化应用展演。

五、数字彩虹工程建设走向

作为学校工作的重点，数字化工作已经被列入了《杭十四中五年发展规划》，学校将以数字彩虹项目为抓手，推进智慧校园建设。

1.利用信息终端，解决翻转时间不够的问题

和美国的高中生相比，中国的高中生有着比较繁重的课业负担，他们没有充裕的时间观看教学视频并进行翻转学习。学习终端进课堂不但可以适当缓解这个问题，还可以有效解决走班教学中作业管理等相关问题。下一步学校将尝试引进学习终端，进一步开展翻转课堂和微课教学研究，尝试开辟一条集混合学习、家校联动的教学模式。

2.利用校企合作，解决教师激励机制的问题

我们从实践中发现，教师的激励机制不够是影响工作成效的一个重要因素。为了解决这个问题，学校正在尝试进行校企合作，利用市场机制来激励教师参与“彩虹学堂”的建设热情。此外，我们还将继续加强数据挖掘、数据分析，探索学科发展规律和学生认知规律。

六、结语

我们坚信，只要方向正确，措施得当，并切合学校的实际，那么，校园信息化建设一定会在深化教育教学改革中和特色办学中彰显它的能量，发挥其重要的作用。

参考文献：

[1]徐子沛.大数据：正在到来的数据革命[M].桂林：广西师范大学出版社，2012.

[2]焦建利，CurtisJ.Bonk.世界是开放的[M].上海：华东师范大学出版社，2011.

篇8

关键词:智能数字化;进程通信;网络技术;物联网传输规则

中图分类号:TM764文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)22-0129-03

0引言

我国数字化电网建设涵盖了发电、调度、输变电、配电和用户各个环节,包括:信息化平台、调度自动化系统、稳定控制系统、柔流输电、变电站自动化系统、微机继电保护、配网自动化系统、用电管理采集系统等。

1传统设备接入方案

如图1所示,进程通信设备传统的接入方案中,间隔层和进程通信之间的信息交互,都是通过大量的二次电缆连接来实现的,这种基于硬接线的信息传输方式,存在很多缺点:电缆二次接线复杂;抗干扰能力差;系统扩展性差;不能实现信息共享。

2数字化设备融入方案

基于进程通信设备传统接入方案分析,只有站控层和间隔层之间的信息传输实现了数字化,间隔层与进程通信之间的信息传输仍然是通过硬接线实现的。

随着新技术的发展,新型的电子式互感器和智能断路器产生,常规互感器和常规断路器被取代。高速嵌入以太网的出现,取代了大量的二次电缆布线,使得间隔层和进程通信之间的信息传输、间隔层内部的信息传输也实现了网络化,变电站内一个新的网络――进程通信网络就此出现,二次系统的通信结构随之发生了根本性的变化。但是考虑到旧产品的兼容、新方案的融合,实际的应用总是要滞于其后的,全数字化的变电站不可能一蹴而就,而是分阶段逐步实现的,这个过程大致可分为三个阶段,分别对应如下三种接线方式:点对点方式、进程通信网络方式、进程通信网络和站控层网络合并方式。

2.1点对点方式

如图2所示,在这种方式下,测量数据通过直连到保护设备的点对点连接进行发送,采样值信息不走进程通信网络。

点对点方式是和IEC61850-9-1协议对应的,它的主要特点是保护的测量数据和控制的通信数据严格分离。

2.2进程通信网络方式

基于通信模块的使用,测量和控制数据共用一个网络得以实现。这种方式减少了间隔接线的复杂性,但是每个间隔层IED需要两个以太网接口,分别用于和进程通信网络以及站控层网络连接。同时由于来自合并器的采样值信息量比较大,所以这种方式对进程通信网络的要求比较高,需要达到100Mbit/s以上,如图3所示:

2.3进程通信网络和站控层网络合并方式

在前两种方式中,进程通信网络和基站网络都使用了基于MMS应用层通信堆栈的以太网,如图4所示:

3进程通信网络原理

进程通信网络的核心设备就是交换机,交换机上面连接着间隔层的IED设备,下面连接着进程通信的智能接口和合并器,面对众多的IED设备、智能接口和合并器,如何合理的分配换机将他们连接起来而达到结构清晰、易于维护而又节省经济的效果呢?这里提供三种不同的组网方式可供选择,这三种原则各有优缺点,适用于不同的场合。

3.1面向间隔原则

以间隔为单位分配交换机,无论一个间隔内所包含的IED、智能接口、合并器数目多少,都要为他们分配一整的交换机,不同的间隔之间不共用交换机。结构清晰,易于维护,需要较多的交换机,造价较高,适用于220kV及以上电压等级的重要间隔。

3.2单一进程原则

以进程通信设备之间的距离远近为原则,就近的设备挂接在一个交换机上,而且尽量将交换机的端口用完。

3.3面向位置原则

从高压端下来的光纤传输距离最短;双母线多个间隔可以共用母线TV,节省电压互感器安置数量。

3.4面向功能原则

按照保护区域来设置,进程段之间数据交换量最小。

4进程通信网络的拓扑结构

通信网络是数字化变电站自动化系统的命脉,其可靠性直接影响到数字化变电站的可用性。而前面讨论的进程通信网络,在实际设备上对应的是所有进程通信交换机之间的连接,如图6所示:

前面提到的三种连接方式都是最基本最简单的,相比之下每种方式都有不同的优缺点。

总线型:可靠性最低,网络延迟大,造价最低。

星型:可靠性较低,网络延迟最小,造价中。

环型:可靠性较高,网络延迟较大,造价最高。

可靠性是对变电站最基本的要求之一,有鉴于此,在实际的应用过程中,通常是在此基础上进行冗余网络模式(核心模式、系统进程模式、用户进程模式、应用程序),如图7所示:

5进程通信网络对交换机的基本要求

进程通信网络对交换机的基本要求体现在以下几方面:

(1)支持IEEE802.14.5协议,能对各种应用及信息流进行优先级分类确保关键应用和时间信息流进行优先传输。

(2)VLAN是虚拟局域网鉴于所有的智能接口和合并器都挂在一个网络上,而来自合并器的采样值信息量又非常巨大,必须能够将信息不相关的设备用VLAN隔离开来,否则网络性能会大大降低。

(3)网络拓扑自动结构支持IEEE1588的生成树协议,鉴于各种冗余拓扑结构中,网络上任意两点之间可能存在多个重复路径,正常情况下只有前者工作,后者侦听到前者失效时,自动转为“通信链路”,以实现智能数字化变电站网络同步方式。

6进程通信交换机中的物联网技术应用

VLAN(虚拟局域网)功能的引入,可以使得交换机在不增加硬件的情况下,将它上面的所有端口逻辑地重新组合划分,形成多个更小的、相互独立的局域网,从而实现了不同端口组之间的信息的隔离。

6.1物联网传输规则

交换机将在其端口之间传输的信息分为两类,带tag的帧和不带tag的帧。数字化变电站传送的大部分信息都是物联网tagged帧,而对时信息就是物联网Untagged帧。交换机的端口可以设置为Tagged类型,也可以设置为Untagged类型,不同端口类型对这两种帧的传入和传出规则是不同的。

Untagged端口接收:收到UnTagged帧,识别确认UnTagged帧后以本端口默认的Vlan_ID为tag标签添加并转发;接收到Tagged帧,识别其所带的tag标签并向该VLAN域转发。

Untagged端口发送:去掉所带的tag标签向所有端口转发。

Tagged端口接收:收到Untagged帧,不转发,丢弃;收到Tagged帧,识别其所带的tag标签并向该VLAN域转发。

Tagged端口发送:保留所带的tag标签并向该VLAN域转发。

6.2端口类型设置

交换机的端口一般有两种类型:Trunk和Edge,Trunk(主干)类型用于两个交换机之间的连接,Edge(末端)类型用于连接IED等终端设备。

6.3管理VLAN和一般VLAN

每个交换机端口都保留了一个默认的VLAN(一般Vlan_ ID为1),通过它可以改变交换机的参数设置,叫做管理VLAN。

6.4交叉的VLAN

不交叉的VLAN比较容易设置,任何一个端口只属于一个特定的VLAN,否则无法传递多个VLAN的信息。

6.5跨交换机的VLAN

当一个VLAN跨越多个交换机时,这些交换机上都要增加该Vlan_ID,并且将连接这些交换机的端口都要划到这个VLAN域里面。

6.6对时的VLAN

考虑到对时信息也要共用进程通信网络,而对时信息又是Untagged类型的信息,所以让其和管理VLAN共用一个Vlan_ID,这样可以少用一个VLAN,维护起来也方便。

7结语

开发智能数字化变电站技术核心是将变电站运行管理自动化与当前迅速发展的电力系统自动化有机地融合到一个中心数据库以及提高供电企业的变电站运行管理水平。因此,未来的数字化变电站将在我国电力事业发展过程中发挥更大的作用。

参考文献

[1] 井伟,吴斌,孙忠文,王仁胜.数字化变电站新技术[J].四川电力技术,2007,30(4).

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关键词：冶金自动化技术；技术现状；发展趋势；产业结构；钢铁冶炼 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2016）34-0095-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.047

1 我国冶金自动化技术的现状分析

目前，我国已是国际上首屈一指的钢铁冶炼大国，连续多年世界钢铁产量第一，出口大量优质钢铁，为有效实现冶金的品种与结构多样化，冶金行业在生产过程中积极应用自动化技术，并取得一定成就。为充分发挥冶金自动化技术在冶金生产中的积极作用，近年来，冶金企业大力发展冶金自动化技术，积极培养优秀的冶金自动化技术人员，同时引进专业的冶金技术人员来突破冶金自动化技术的生产难题。冶金自动化技术是促进我国工业快速发展的重要技术，在其应用的过程中，必须严格遵循科学发展观，同时要与冶金行业的生产发展模式相适应，积极推动我国冶金行业朝着可持续方向蓬勃发展。

2 我国冶金自动化技术的系统分析

就目前而言，我国冶金行业中常见的冶金自动化技术可分成三个系统结构层次，即过程控制系统、生产管理系统和企业信息化系统。下面对这三个系统进行分析：

2.1 过程控制系统

冶金自动化技术是一个全面化的控制系统，过程控制在这其中发挥着重要作用。每个自动化系统的控制者都是计算机，所有系统程序都必须由电脑配制而成。利用计算机编辑制定冶金自动化操作系统，不仅可以有效提高冶金生产效率，还有利于获取精确的自动化控制分析数据，彻底打破传统冶金过程复杂且数据记录不全面的局限，全面提高冶金自动化系统的控制准确性，便于人员在冶金作业过程中清楚观察到全部生产流程，准备分类记录每一生产过程的数据。

我国冶金生产过程中应用过程控制系统，能精确计算高炉、电炉、轧机、转炉等运行状态参数，但事实上我国的冶金行业数据库仍存在适应性差的问题，无法达到预计的目的，尽管有些企业已经积极引进国外先进的技术设备，但仍难以充分发挥冶金过程控制系统的作用。

2.2 生产管理控制系统

随着我国冶金行业的不断发展，我国冶金企业充分认识到生产管理的重要性，积极构建良好的生产管理控制系统，全面管理冶金生产流程，切实提升冶金生产质量。目前，我国绝大多数冶金项目都会应用生产管理控制系统，对冶金生产的信息进行收集，对冶金生产的日常事务进行管理，在冶金生产过程中综合应用统筹分析学、专家系统化、仿真生产等新技术，全面协调冶金生产线的各个环节，取得一定成效。但事实上，由于冶金自动化技术人员的操作技术尚未成熟，生产管理控制系统尚未完善，导致在实际的冶金自动化生产管理过程中还难以充分发挥其积极作用，生产管理控制系统的应用也与企业实际的生产发展不太适应，无法很好地提高生产效率，影响冶金生产工作的正常开展。

2.3 企业信息化系统

21世纪是信息科技发展时代，受计算机互联网的影响，冶金行业的生产、经营、管理过程也朝着信息化方向发展。我国绝大部分冶金企业都会结合自身发展需求在冶金生产实际中应用信息化管理系统，通过建立完善的企业信息数据库，提高企业内部管理水平，促进整个冶金行业信息化管理水平的提升。

例如，我国著名的宝钢集团有限公司积极落实企业信息化管理，大力建设冶金生产经营数据库，及时收集、记录和分享冶金生产数据信息，同时积极研发应用综合数据挖掘系统、冶金数据质量分析技术等智能化信息数据系统，取得良好的企业信息化管理成效，为我国其他冶金行业提供了良好的参考。

3 我国冶金自动化技术的发展趋势分析

总之，冶金自动化技术在促进我国冶金行业发展中发挥着重要作用，为更好地满足冶金行业的技术需求，必须采取有效措施推动冶金自动化技术的发展。针对我国冶金自动化技术的应用现状，下文将深入探究我国冶金自动化技术的发展趋势。

3.1 全面完善冶金过程控制系统

我国越来越多冶金企业采用过程控制系统监管冶金生产的全过程，但我国当前应用的过程控制系统仍是试验品，与国外先进的冶金自动化系统相比仍存在一定差距。为更好地促进我国冶金自动化技术的发展，我国冶金自动化系统必将全面应用传感技术、光感一体化技术、数据融合技术等先进的新型技术，在冶金生产过程中推广在线连续监测与监控系统，切实做好产品物流跟踪、产品质量监督、环境保护监控等工作，保证冶金企业的生产目标顺利达成，切实执行冶金企业生产的全过程监控管理，综合分析冶金生产过程中的原材料、残渣成分，有效监控冶金生产的温度、湿度，全面监督控制钢材质量，及时检测冶金生产过程中产生的废弃物及烟尘。

3.2 优化冶金生产管理控制系统

在冶金自动化生产中应用模拟化方法对冶金生产管理进行全过程研究分析是冶金自动化技术的发展趋势之一，通过模拟化控制管理，能有效提升冶金生产和管理过程中的科学性。合理运用计算机互联网技术和多媒体模拟技术，在现有的冶金生产模型上全面模拟冶金生产流程，优化冶金行业的生产管理，提高冶金生产组织的科学性，为冶金新产品的开发提供良好的条件。

另外，冶金行业要通过各种途径提升冶金行业的生产智能化。首先，在冶金生产管理过程中要从实例借鉴、推理应用、专家分析策略、网络规划技术等方面来逐步提升冶金行业自动化技术水平，提高冶金生产效率和质量，从而增强冶金企业的生产能力；其次，利用冶金行业中各个生产流程所提供的参考数据，科学分析冶金生产过程中出现的异常情况，采取合理措施及时处理生产异常问题。此外，在冶金生产机械设备的管理上，应采用故障诊断与预报相结合的新型技术，真正实现对冶金机械设备故障问题的预报诊断模拟处理，并将试验结果应用到生产实际中，科学维护冶金生产机械设备。对于冶金企业的成本管理，应积极建立成本动态管理模型，全过程监控成本管理质量，提升成本管理成效；最后，在冶金生产实际中要采用先进的高科技跟踪服务系统，不断优化原材料的配比和使用，有效降低冶金生产的成本费用，提高冶金企业生产效益。

3.3 健全企业信息化系统数据库

3.3.1 行业信息集成化。冶金行业信息化建设的最终目的是实现企业间的信息资源共享，在有效竞争的市场环境下趋利避害，因此冶金企业应积极建设系统化、标准化的信息化编码管理系统，不仅进一步推广冶金行业信息化基础管理系统的应用，还能加快整个冶金行业信息化管理系统的信息集成，加快建设冶金行业中的信息数据库，为冶金企业提高精确的信息数据资料，提高冶金生产质量。

3.3.2 监管控制一体化。冶金企业信息化系统监管控制一体化的发展，能实现企业信息化系统的实时性能管理，协调企业产品供销流程，真正实现从企业订单合同到生产规划、生产作业指令、产品入库、产品出厂发运的信息化管理，使冶金生产与销售形成一个有机整体，实现生产计划调度和生产控制的协调衔接；同时，实现产品质量设计到生产制造的质量跟踪与控制，逐步构建完善的PDCA质量循环体系。此外，冶金生产的成本管理应在线覆盖整个生产流程，使资金控制实时贯穿企业生产的所有业务活动，采用预算、预警、预测等手段做好冶金生产的事前控制和事中控制工作。

3.3.3 知识管理和商业智能化。冶金企业信息化管理系统朝着知识管理和商业智能化方向发展，能充分利用企业信息化系统收集积累的大量信息数据，根据企业各类决策主题分别构建不同的信息数据库，然后通过信息在线分析和数据挖掘，有效实现关于市场环境、企业成本、产品质量等多方面的“数据―信息―知识”的递进发展，同时将企业多年的管理经验和集体智慧成果统一结合起来，促进企业生产技术、经营管理的创新发展，推动企业朝着可持续方向健康发展。

4 结语

钢铁工业是我国经济发展的重要基础行业，与社会各行各业的正常生产运营息息相关，由于我国正处于社会主义经济转型的重要发展阶段，各行各业对高品质的钢铁需求日益增加。冶金自动化技术的应用能有效提高钢铁冶炼产量和质量，满足人们对高品质钢铁的使用需求。最近几年，我国冶金自动化技术水平不断提高，但与发达工业国家相比仍存在着一定差距。针对于此，我国冶金企业必须充分借鉴国外优秀的冶金自动化技术研究成果，采取有效措施积极优化冶金生产技术，有效提高冶金生产效率，从根本上推动我国冶金行业自动化技术的长远发展，切实提高我国工业化发展水平。

参考文献

[1] 李宝诚，曹向军，王丽娟.冶金自动化技术发展概况及趋势[J].电子制作，2013，（17）.

[2] 曾波.自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势

[J].山西冶金，2014，（5）.

[3] 王智奎，伊恒.浅谈冶金自动化的现状及未来发展趋势[J].商业故事，2015，（26）.

篇10

关键词:冶金；自动化技术；现状；发展

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

随着电子信息技术及智能控制技术的快速发展，近年来，冶金电气自动化技术取得了很大进步，推动了钢铁、冶金产业的发展，为实现冶金行业的现代化，发挥了有效的促进作用。把握当前冶金电气自动化技术的发展形势，全面分析其发展现状，掌握其发展趋势，对于解决行业问题，推动我国冶金电气自动化技术的应用与发展，有着重要的现实意义。

一、自动化技术在冶金行业的发展

80年代左右，我国钢铁冶金行业还普遍采用单回路控制，一般控制设备都为常规仪表，控制水平简单。而在90年代以后，自动化技术开始在我国冶金行业中普及，大部分企业的控制装备方面都以PLC、DCS、FCS为主，控制水平可以达到准无人化水平。最近这几年，冶金行业自动化技术再一次升级，部分钢铁企业已经实现了全厂信息化，控制系统也更加优化了，出现了BPS/MES/PCS三级结构。自从我国加入WTO后，再加上金融危机的影响以及国际钢铁市场的持续低迷，钢铁冶金企业现今正面临着严峻的考验，所以为了适应全球冶金行业的大环境，为了我国冶金行业更好的发展，提升我国钢铁行业自动化技术的水平势在必行。

二、我国冶金工业的自动化现状

1.冶金工业的生产控制体系

在冶金工业的生产过程中，主要是由四大分级结构控制体系完成的，它们分别为:①O级是采集执行层，也就是传感器和执行器，主要是完成物理量的测量、执行控制命令②1级是基础自动化，集中控制生产工艺的过程。③2级是过程自动化，控制生产的优化④管理自动化，调节个程序之间的工作，使其分工合作。

2.我国冶金自动化技术的现状

随着21世纪的发展，我国的冶金自动化的程度得到了很大的提高，从冶金生产的各个工序现场可以随处可见自动化的设备，不仅有比较先进的单机操作系统，还有完善的集散式分布系统。目前我国的大型冶金企业都从国外引进了先进的自动化控制系统和设备，然后应用这些设备和技术，进行消化吸收和自我创新，改造出适合我国冶金企业的生产实际情况的设备，使我国的自动化水平己经赶上了国际的水平。但是发展是不断的，所以对我国的冶金工业的要求会越来越高，使得一些落后的技术和生产设备被淘汰，配备了很多新的自动化系统和单机自动化系统生产设备。

三、有色冶金行业未来发展及制约因素

我国虽然是目前世界上最大的有色金属产品生产国，但是国内有色金属矿产资源保证程度比较低，同时我国有色金属深加工产品和新材料开发水平与发达国家差距较大，短时期内难以实现大量出口，有色金属产品进出口贸易长期存在巨额逆差。来自中国有色金属协会的数据：2011年我国有色金属进出口贸易总额创历史新高，达到1607亿美元，同比增长28%，增幅比,十一五-期间的平均增幅高7.3%，全年进出口贸易逆差额为744亿美元，同比增长8%；2013年我国有色金属行业运行情况仍为不振，而影响行业的主要问题还是下游需求不旺，产能过剩，有色金属行业销售收入利润仅为3.56%，同比下滑了0.36%。有色行业未来在种类和质量两方面的发展都存在着很多制约因素。在产能增加方面，首先是资源缺乏的矛盾日益突出，例如按目前的消耗水平，现有冶金矿产资源将很难保证本世纪内生产的需求；其次，能源结构不合理，二次能源利用还很不充分，能耗高；第三，推行高效、低耗、优质、污染少的绿色清洁生产虽已有了初步成效，但从总体上看还处于初始阶段。在品种质量方面，首先是淘汰落后工艺装备的任务还未完成，流程的全面优化和工艺装备的进一步优化还受各种条件的制约，大型设备依赖进口。其次在新品种开发方面原创性自主创新不多，产品质量的技术保障体系尚需完善。

四、冶金自动化发展趋势

（一）过程控制系统的完善

虽然很多企业已经进行了过程系统控制,但是和世界先进技术水平相比,我国的冶金控制系统应用并不全面。冶金工程的工作流程已经可以采用比较新型的传感技术、光机电一体化技术、数据融合以及数据处理技术,除此之外,还有一些关键工艺技术,例如参数闭环控制、产品物流跟踪、能源的平衡控制以及环境控制和产品质量控制。实现冶金流程在线检测和监控系统,包括铁水、钢水及熔渣成分和温度检测和预报,钢水纯净度检测和预报,钢坯和钢材温度、尺寸、组织、缺陷等参数检测和判断,全线废气和烟尘的监测等。

（二）信息技术进一步得到发展应用

受市场影响，我国冶金产业面临着激烈的竞争，因此需要通过降低成本、提高质量，以获得竞争优势，提升核心竞争力。所以，信息技术必然会得到进一步地重视和加强，新技术的创新和应用愈加突出。在冶金企业的生产控制方面，为增强生产过程的安全性、稳定性和可靠性，智能仪表、模型技术、高性能控制器和集中管控将得到更加广泛应用。可以预见，在MES、ERP等系统继续应用的基础上，物流管理、商务智能、客户关系管理、供应链管理、电子商务等信息系统，未来将全面铺展，获得广泛应用。信息技术将变得无所不在。未来，云计算、物联网、虚拟化等技术的创新和应用，将为冶金企业信息和智能化管理提供有力的技术支撑。

（三）进一步提高智能化程度

在过去，电气自动化受限于电子化和机械化，新世纪以来计算机技术才被慢慢引入电气自动化程序并发展成为主导的。信息化和工业化的融合，还有待加强。这是节省劳动力，提高生产效率的需要。生产过程的信息化主导，有利于实现自动化和机械化，从而改善生产模式，提高生产质量。把电气自动化技术与计算机技术两者相融合，将进一步促进冶金生产过程自动化和机械化。特别是互联网技术的高速发展对于促进电气自动化的进一步发展发挥了十分关键的作用。我国冶金电气自动化技术发展，渐趋于将信息化和工业化相互深度融合，逐步淘汰落后生产方式，加强兼并重组，使得产业集中化提高，产业链游资源得到整合，工艺及管理水平不断提升，冶金企业向精细、集约化管理转变。

（四）能源管理控制一体化的构建

我们知道，冶金行业是一个耗费资源和能源较多的行业，耗费的这些能源和资源会严重阻碍到冶金工业的不断发展。当前，我们国家的冶金工业逐渐从粗放型的生产模式转化为精细型的生产模式，用耗费的能源和资源作为核定产能的标准在未来可能成为现实。因此，能源的节约与利用对冶金工业的发展有相当重要的意义。其中自动化技术在冶金工业中的广泛运用，可以为节能减耗、低碳减排做出很大的贡献。冶金行业的能源管理控制一体化的构建，要是只处于数据采集阶段的话，那么作用并不大，但这也是目前普遍存在的现象。根据冶金工业在能源管理控制方面的特点，也就是耗费大量的能源与资源以及在冶金生产过程中所产生的气体，我们将能源控制与管理的重点放在了建设能源控制与管理中心。能源控制与管理中心主要是以控制模型与管理模型的建立为基础。可以看出，能源控制与管理的工作重点是能源运用的合理化、二次能源运用得合理化、多种能源介质共同运行、转变过去的能源计算方式以及能源安全警告等内容。

结束语

随着我国经济发展,冶金自动化技术不断提高,但是和发达工业国家相比,在技术方面还存在很大差距,我国企业需要不断改进生产技术,提高生产效率,积极促进冶金自动化技术的发展。钢铁工业是我国的基础工业,关系到各行各业的生产,尤其是工业和建筑产业,没有钢铁就无法进行下一步具体工作。我国正处于社会主义建设高峰阶段,很多工业发展处于品质提升及转型阶段,今后对高品质钢铁的需求量会不断增加。然而目前市场高品质钢铁供应不足,高端品质种类较少,不能完全满足市场需求。所以,冶金自动化技术是推动钢铁产量和质量提高的主要渠道。我国冶金行业在今后的发展当中要不断吸收借鉴国外冶金自动化技术的发展,制定适合我国冶金自动化发展的目标,不断拓展我国工业的发展。

参考文献：

[1]曾波.自动化技术在冶金行业中的现状和发展趋势[J].山西冶金,2014,05:6。7+66.