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第1篇：工業機器人畢業論文范文

1.1避開就業黃金期

畢業設計任務下達時間應當人性化，服務于學生的需求。高職院校可適當調整教學計劃，第四學期期末便督促學生在暑假完成基本的資料搜集，論文框架的搭建。第五學期開學后，再由老師進行深入細致的指導。以此緩解學生壓力，也有利于提高畢業設計論文質量。而學校需要為學生的畢業設計提供各類硬件或是軟件設施，方便學生查閱資料等。

1.2科學選題，結合實際

選題時，教師應根據高職學生的特點來確定設計具體要求，也就是說，對于論文理論深度、專業知識的涵蓋范圍，這一部分的要求要相應降低，而對于實際動手能力和內容的實用性方面，進行重點考查。可以從以下方面進行改革：1）選題應切合實際，校企合作命題。為了加強畢業設計的實用性、針對性，高職院校可以根據近年專業發展及學生就業的具體情況來設定題目，也可以與長期合作的企業一起命題，或是把企業的真實項目拿來作為畢業設計題目。2）允許學生自行擬定題目。高職學生在頂崗實習階段，工作中會對專業知識有更新更深的體會，也有些學生會有改良或設計的想法，希望能自行擬定設計題目。由于學生所選題目與專業崗位緊密結合，有些甚至是單位亟待解決的問題，因此學生的興趣和積極性都很高，課題的可行性與實用性也得到了充分體現，畢業設計的質量必然會大大提高。

1.3嚴格過程指導及監控

畢業設計持續時間長，任務重，學生相對來說又有比較自由的支配權，因此在設計環節的指導和監控就顯得尤為重要。而學生畢業論文（設計）質量的好壞與指導老師的經驗儲備和水平高低有直接關系。可從以下幾方面做好指導和監控。1)指導教師也需要深入企業，了解它的技術、工藝流程，參與技術服務；同時可活得一些科研項目，供學生前期的研究學習。2）聘請企業高級技術人員，對教師進行技能培訓，或是直接參與指導學生的畢業設計。3）學院應制定適當的論文指導師生比，保證教師有充足的時間和精力進行論文指導。4）學院和系部需對教師的論文指導嚴格監督，建立完善可行的檢查制度。教師應與實習單位加強溝通切實指導學生的論文和實習，對于學生畢業設計中遇到的問題、及頂崗實習情況作出評價，方便下一階段工作的開展。

2考核形式多樣化

過去，大部分高職院校一直采取的都是或畢業設計的畢業考核方法。通過多年教學反饋，我們認為：只要學生能把前面學到的專業知識靈活運用在實踐中，可以參考現有的資料，只要能夠徹底理解，并且能提煉出屬于自己的東西就可以了。所以畢業設計的考核方式也應該不拘一格，形式多樣。以機械類專業為例，考核標準除了畢業論文、畢業設計之外，其余方式如下：1）學生設計具體實物作品學生運用所學知識親自設計或是制作出具體的實物作品，就機械CAD專業學生而言，可以利用逆向工程與3D打印技術制作各種模型，如電子產品外殼、維納斯雕像等；機電一體化專業可設計或制作簡易機器人、信號發生器、自動倒車系統等；數控技術專業可加工各種零件，盤類零件、套類零件、軸類零件；實物作品必須與所學專業的管理對象或是生產對象有關、與本專業的教學或技術推廣有關。整個制作過程都需學生自己獨立完成，由老師指導，以此鍛煉學生的動手、自學、創新以及思維能力。2）獲取省級或全國大賽獎項大賽可以檢驗學生的動手能力，團隊的交流溝通能力、寫作能力、創新能力、實踐應用能力、解決問題的能力以及安全意識的職業素養，由此成功傳遞了職業教育發展改革的信息、方向。比賽驗證的是學生的各項綜合能力，如果學生參加比賽可以獲得省級以上的各類獎項證書，證明了學生在某一方面極強的能力，以后可注重培養該方面。3）搞創新設計和小發明如果學生能夠結合自己特殊的興趣愛好，做出一些創新設計，擁有自己的小發明，將自己所學的專業知識能夠更好地運用實踐中，這就達到了培養學生理論歸納和實踐能力的目標。綜上所述，采取多樣化的畢業考核模式，避免了學生按照以往慣例從網上下載、抄襲論文所需的資料，學生愿意在論文中融入自己的個人興趣，自己動手、動腦完成大學的最后一份答卷——畢業論文，以此將理論與實踐切實地結合起來。因此，對于高職學生專業素質的評價，要隨時代變遷進行多樣化考核方式，而不應僅僅局限于單一的畢業論文。

3結語

第2篇：工業機器人畢業論文范文

“導師制”是一種教育制度，與學分制、班建制同為3大教育模式。導師制由來已久，最先產生于14世紀的英國，被牛津大學和劍橋大學應用于研究生培養。20世紀，日本的筑波大學、美國的普林斯頓大學在本科生導師制方面實施得非常成功。建國后，國內高校在北京大學和浙江大學率先實行了本科生導師制，隨后我國多所高校也開始實行本科生導師制。本科生導師制分為全程導師制、高年級導師制和科研導師制。科研導師制是提升學生創新能力的教育、教學實踐活動的一項制度。它利用教師的科研能力、學術水平讓學生參與課題研究，以科研為紐帶，促進教師在育人中的主導作用，培養與提高學生科研意識和科研能力。科研導師制以教師為主導，學生在科研活動中體現主體性，擔任導師的教師必須具有一定科研能力和學術水平，富有責任心。科研導師制的特點有：導師的主導作用與學生主體性相結合；課堂教學與實驗教學相結合；具有連續性，必須從一年級起至畢業為止；④導師與學生互動，做到個性化教育］。科研導師制的運行模式：一般采取一年級時選擇導師（導師公布自己的學術方向，進行雙向選擇），由一名導師指導3-5位學生。學生參與模式是：一年級參加社團活動；二年級參加導師課題活動；三年級在導師指導下自行申報課題，從事科研工作；四年級從事畢業設計。學生四年學習生活有機連續，保證科研能力有序提高。

2科研導師制度應用

將科研導師制度引入到計算機專業人才的培養模式中，就是讓計算機專業的學生與教師協作，考察、創造和分享新知識。大學生科研創新活動的形式主要有：參與教師的科研項目、大學課外科技活動和大學生自主申請的研究項目。無論學生參與哪種科研創新活動，都要為其配備一個固定的科研導師，以提高學生創新研究的層次和水平。指導教師讓學生參與到科研項目研究中，使學生在研究的過程中增強創新意識、創新思維和創新能力，增強學生的就業競爭力。科研導師制度的引入，首先要確定科研導師的能力，挑選那些科技創新能力強的教師擔當指導教師。學校及院系需要制訂相應的措施，以激勵科研導師的工作積極性，努力提高科研導師的科研水平。比如，對成績優異的科研導師進行獎勵與表彰，計算相應的科研工作量等。由于計算機專業的學生從進入大學校門到畢業，所具備的知識水平不同，因而，科研導師制度的引入是一個循序漸進的過程，在每一個階段，計算機專業學生在科研導師的指導下完成相應的任務，最終達到企業需求的目標，具體步驟如下：

（1）將計算機專業學生與科研指導教師配對，學習內容與科研指導教師研究方向一致

學生從大一就開始跟隨科研指導老師進行專業學習，閱讀計算機專業相關文獻資料，有利于在最短的時間內進入到專業氛圍學習，也有利于對以后所從事的行業有更深入的了解。計算機專業教師將自己的專業背景、學術業績、帶生數量交給院系，同時學生將自己的學業狀況、興趣特長、接受指導的需求也交給院系，由院系統一整理并公開科研導師和學生的情況，在保障雙方都掌握知情權的情況下進行選擇，師生之間通過面試環節擴大交流互動，最終通過雙向選擇機制確定導師與學生的配對關系。這樣一種學生－科研導師的關系在整個大學生涯是固定的，學生跟隨科研導師從大一進行學習，一直持續到畢業。在大一階段，計算機專業學生需要培養查閱中外文獻資料的能力，熟悉科研導師的研究方向和課題，學會寫簡單的綜述，熟悉科研論文的寫作思路和研究方法。通過這一系列的培養，學生對科研導師所研究的課題有了一個大概的了解，同時也基本熟悉了科研過程，可以迅速進入科研導師的課題組參與研究。

（2）通過實踐，鍛煉學生的動手能力

這一階段主要是在大二、大三學習階段完成。一般高校都將專業基礎課程安排在大二階段，將專業方向課程和專業選修課程安排在大三階段。通過這一階段的鍛煉，培養學生的實踐操作能力，為下一步承擔和實施科研課題奠定基礎。

（3）全面提高實踐能力

這一環節主要在大三階段完成。目前計算機專業大學生競賽活動和創新基金課題較多，如“挑戰杯”全國大學生課外學術作品競賽、大學生程序設計競賽、全國信息技術大賽、機器人大賽、大學生計算機設計大賽等，在這個階段，學生可以獨立申請創新課題。在課題申請和完成過程中，學生通過查閱資料和科研導師的指導，設計技術路線和實驗方案。同時，科研導師可以根據自身所研究的縱向或橫向科研課題，在考慮學生專業基礎知識、學習積極性和實際能力的前提下，擬定出一些創新性課題，引導學生選題，為畢業設計做準備。科研導師要定期聽取學生匯報學習動態和課題研究的進展情況，交流學術思想，認真執行階段性的檢查和總結，及時發現問題并加以引導解決。根據研究進展提出新的要求和研究思路，保證學生學習和科研活動的協調發展。

（4）通過畢業實習、設計畢業論文，完美展現實踐動手能力

這一環節主要體現在大四階段。在畢業實習過程中，學生不僅要學習專業技能，而且要具備社會責任心、職業道德和團隊精神等綜合素質。畢業設計論文題目由科研導師確定，學生查閱文獻資料，撰寫畢業論文，設計實驗方案，最終完成論文。科研導師除了要嚴格把握學生的畢業論文實踐環節，還要針對學生的論文答辯展開訓練，使學生具備展示成績和學術交流的能力，為今后進入工作崗位或繼續學習奠定基礎。

3結語

第3篇：工業機器人畢業論文范文

論文的選定不是一下子就能夠確定的。若選擇的畢業論文題目范圍較大，則寫出來的畢業論文內容比較空洞，以下是學術參考網小編為各位同學準備的自動化論文格式。希望能夠幫助到大家~

正文是論文的主體，系指引言之后結論之前的部分，應按GB7713--87的規定格式編寫。這一部分的形式主要是根據作者意圖和文章內容而定。

實驗為研究手段的論文或技術報告，包括以下幾個方面：

(1)實驗原材料及制備方法。主要描述研究材料的可靠性、均衡性及隨機性的情況。

(2)實驗所用設備、裝置和儀器。通用設備應注明規格、型號，如果是自己特制的裝置，應提供示意圖，并附測試、計量所用儀器的精度，使讀者得知實驗結果的可信度和準確程度。

(3)實驗方法和過程。方法包括測量儀器、測定方法、標本處理、計算方法等，過程如何進行，操作應注意事項。若有技術上的經濟性，要正確處理好學術交流與技術保密的關系。

(4)實驗結果。結果部分是示出處理后的實驗效應，包括各項指標的數據和圖像。對結果進行分析，把實驗所得的數據和現象加以解釋，闡明自己的新發現或新見解。圖表的數量應擇其要者。

寫該部分時要注意：首先是選取數據必須嚴肅認真，實事求是；其次是描述現象要分清主次，抓住本質，圖表設計要精心，使其一目了然；最后是分析問題必須以理論為基礎，以事實為依據。

撰寫理論或解析文章，應注意以下內容：

(1)解析方法。包括前提條件、提出的假設、解析的現象、適用的理論和計算的程序；

(2)解析的結果。可用圖表、公式進行整理。

(3)分析討論。對結果的可信度、誤差的評價。

范文賞析：

工業自動化論文發展趨勢

摘要：目前計算機應用產業產業在我國工業控制自動化中的應用有了很大的發展，我國工業自動化計算機應用產業系統已經形成。工業控制自動化技術以低成本工業pc基礎為主流，向智能化、網絡化和集成化方向發展。隨著計算機應用產業的發展，工業自動化計算機應用產業產業的應用領域迅速擴大，其發展趨勢難以捉摸。本文就工業自動化計算機應用產業產業的發展現狀和特點，對其趨勢進行分析與討論。

關鍵詞：工業自動化；計算機應用產業應用；發展趨勢

一、引言

工業自動化計算機應用產業是工業自動化產業基礎的核心。傳統意義上計算機應用產業用于工業生產過程的測量、控制和管理，包括計算機過程輸入、輸出通道。而今天的工業自動化計算機應用產業內涵已經遠不止這些，其應用范圍也已經遠遠超出工業過程控制與管理。

目前，在通訊、網絡、軟件及光電的整合應用之下，工業自動化計算機應用產業也不再單純局限于工業自動化領域的應用，而是結合了通訊、電子、光電、半導體及軟件等應用，扮演愈來愈重要的角色且呈現多元及定制化的設計特點。計算機應用產業在工業自動化和信息化產業鏈中處于要素市場，處于快速發展的關鍵時期，不僅加速升級改造傳統行業，而且也為新一代工業自動化計算機應用產業的應用和發展提供了良好的發展機遇。

二、工業自動化計算機應用產業發展特點

1.界限模糊。工業自動化計算機應用產業的系統、自動化、機電一體化、數控、cims等技術和學科之間逐漸滲透，界限越來越模糊，而在實際中也沒有必要把它們分得很清楚，這是實際發展的需要，也是技術發展的必然。

2.技術融合。工業自動化一些fcs、ipc、nc/cnc與dcs、plc等計算機應用產業系統體系雖然設計初衷不一，各有特色，各有適宜的應用領域，也各有不適應的地方，但技術上都存在相互補充、相互促進、彼此共存的要素。僅僅靠獨立的學習已失去傳統意義上，各種控制系統之間融合不可阻擋。

3.應用領域擴大。過去，工業自動化計算機應用產業主要應用于過程控制，如控制電、煤、化、油等連續化、流程化的生產過程；離散加工制造機械、電子、汽車等自動化生產過程；單機自動化，如數控機床、智能儀器儀表，機器人等產品機電一體化等。目前，工業自動化計算機應用產業還逐漸應用于新的增長點，如公用工程、環保、樓宇與社區、道路與交通、農業與農村等。

三、工業自動化計算機應用產業發展趨勢

在計算機應用產業市場層面來說，主要表現為：（1）工業計算機應用產業市場規模急劇增長。即使受全球金融風暴襲擊，中國工業計算機應用產業市場依然將保持較快增長。據中國計算機應用產業行業協會工業計算機應用產業分會預計：未來5年，預計中國工業計算機應用產業市場仍將保持15%以上的年平均增長速度。未來的中國工業計算機應用產業市場，競爭雖然激烈，但格局會基本穩定，不論是傳統ipc市場，還是新興領域的嵌入式計算機應用產業，在構成工業計算機應用產業系統的數據采集板和功能方面，國內企業將與國外品牌同臺競爭，外資品牌占有較大優勢。（2）市場發展前景廣闊。工業計算機應用產業產品和技術為其他各行業提供可靠的嵌入式和智能化基礎平臺。隨著信息化深入，國民經濟許多行業的關鍵任務將越來越多地依靠工業計算機應用產業，以共性技術的低成本工業自動化升級改造傳統行業做主流技術路線使中國的工業計算機應用產業受到越來越高的重視。行業信息化需求增加，工業計算機應用產業的需求就大，其市場發展前景十分廣闊。（3）長尾市場趨勢。工業計算機應用產業在不同應用上，有不同的功能需求設計，需要設計符合其功能需求的產品。因產品復雜度高，價格較低，毛利率較高，相較于商用計算機應用產業市場，仍處于藍海市場。因單品數量少而小型供應商多，呈現長尾市場特點。

 

 

 

 

2.在企業、行業發展角度來看：（1）國內企業將對市場細分敏銳把握。國產品牌規模的工業計算機應用產業企業，將會建立廣泛的直銷和服務網絡，取得長足進步。傳統ipc市場是我國工業計算機應用產業技術的發源地，將會一直是工業計算機應用產業的主戰場。（2）我國的工業計算機應用產業企業將由模仿向自主創新、由中國制造向中國創造的轉變。新一代epi，解決ipc工業計算機在多塵、潮濕、振動的環境下連接處易堵塞或氧化而接觸不良使工業計算機應用產業失效的問題，具有開放性、散熱性、抗振性、高穩定性、高可靠性等特點，而且加工工藝容易，成本低，將會得到廣泛推廣于國產數控裝置。未來幾年，本土企業會對新興行業應用敏感，對需求把握準確，率先發掘市場，推出自主創新的計算機應用產業技術。

3.在技術層面上來說，主要有以下幾點：（1）集中自動化趨向分布式自動化。傳統的工業自動化計算機應用產業按照傳統的軟件技術，采用具有強大集中運算能力的中央控制器，以面向過程的程序為軟件程序，需要做大量程序編制開發工作，還要編寫現場設備與控制系統、管理層的通信程序。com/dcom技術，提供了一種軟件架構，采用可復用的二進制軟件組件，相互通信并共享數據，為實現分布式自動化提供了技術基礎。dcom可以使com組件分布在不同的計算機上，并通過網絡相互連接，相互交換數據，構成一個完整的應用控制程序。這就意味著分布式設備、工具和應用所具備的性能起著與集中式應用一樣的作用，大大提高了系統的開放性、一致性和適用性，統一的工程和數據模型大大降低了工程項目的成本。（2）現場總線趨向以太網。近幾年，工業實時以太網技術已被工業自動化計算機應用產業廣泛接受。現場總線到工業以太網可以進行平滑過渡，保護制造商與用戶自動化產品和解決方案問題，以最全面的profinet，automationworx為工業以太網協議。這種協議可以實現制造過程最佳化，直接訪問控制和生產級自動化數據，提供生產計劃管理系統，滿足不同的應用技術需求。通過設備描述和控制器邏輯分配，使用指定的pc工程工具實現集成，支持將自動化功能分散于各個智能子系統，從而進一步提高了系統的可用性，這種能夠不受限制的轉移現場總線為工業以太網通信，能發揮高動態性能、本地化診斷、無需設置設備系統自動組態等功能。（3）工業有線自動化趨向無線通信技術。工業無線技術通過供無線數據鏈路和靈活的網絡拓撲結構實現工廠內部設備與外部設備之間的通信提。無線通信技術具有數據傳輸速率高性價比優良、、區域廣泛、抗干擾性強、系統維護成本較低等優點，是有線通信系統發展的重要補充，將成為工業自動化領域的又一熱潮技術，據推測，無線技術的廣泛應用將使工業生產效率提高10%左右，市場需求和應用前景十分廣闊。

四、結語

如今的時代是變革的時代和推陳出新的時代。伴隨著新一代工業自動化計算機應用產業的興起，工業行業也將重新洗牌，各個行業面臨機遇與挑戰并存的局面。隨著工業自動化計算機應用產業發展的趨勢深不可測，只有抓住機遇，勇于和善于迎接挑戰，才會與新一代工業自動化計算機應用產業一起發展壯大。

 

參考文獻：

[1]劉美麗.現代工業條件下工業自動化的特點與作用[j].現代制造技術與裝備，2010（03）.

第4篇：工業機器人畢業論文范文

關鍵詞：計算機視覺 手勢識別 OpenCV 靜態手勢識別

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0048-02

計算機從問世以來就在逐步改善我們的生活。隨著計算機在各個領域使用的普及化，人機交互技術正在此時引起了世界各國專家們極大的興趣，并對其開始進行深入的研究。近些年來，對于符合人際交流習慣的新型人機交互技術的研究變的相當的活躍。而這些研究中主要包含了人的臉部識別、面部表情變化的識別、唇讀、凝視與頭部運動的跟蹤以及手勢識別等方面。而手勢識別則因為更加符合人與人之間的交流習慣，從而成為了一種以人為交互的中心的新型的人機交互技術。因此，手勢識別技術已經成為人機交互領域的一大研究熱點，本文主要研究基于視覺的靜態手勢識別技術。

1 手勢識別技術的分類

近些年，手勢技術已經出現了幾種比較完善的理論體系，通過不同的手勢輸入設備可以將手勢的識別主要分為基于視覺的手勢識別和基于數據的手勢識別這兩種技術。

1.1 基于數據手套的手勢識別

作為一種交互設備的數據手套，它在虛擬現實中應用廣泛，有只利用幾個傳感器來測量手勢中手指的彎曲度的簡單的數據手套，也有用多個傳感器來測量手勢中的多個信息的復雜的數據手套。基于數據手套的手勢識別技術是利用數據手套和位置跟蹤器測量手勢在空間運動中的軌跡和時序信息。在手勢識別的過程中，被識別人佩戴數據手套后建立3D手勢模型，系統可以通過所佩戴數據手套上的多個傳感器來采集動態手勢的運動信息，應用一系列識別算法，達到識別的效果。

1.2 基于視覺的手勢識別

基于視覺的手勢識別技術是通過攝像頭來采集手勢，這里的攝像頭可以是單個或者多個。之后對所采集到的手勢進行相應的特征提取后對特征進行識別，從而達到識別手勢的目的。相比前者，基于視覺的手勢識別技術的優勢在于手勢采集設備比較便宜，同時基于視覺的手勢識別技術能夠使人以更自然的方法與機器進行交互。缺點是這種技術實時性較差，受外界因素的影響較大，例如背景、光照等。

2 手勢識別技術在人機交互中的應用

手勢識別作為典型的人機交互技術，主要有以下幾個方面的應用。

（1）主要用于虛擬環境上的交互。如：虛擬的裝配、虛擬的制造、產品設計等等。虛擬的裝配主要是通過手的動作來控制零件的裝配工作，并且還可以通過語音與手勢之間的合成來定義零件之間的裝配關系，同時還可以將手勢識別用在復雜的設計信息輸入上。

（2）主要用于手語的識別。對于聾啞人來說，手語是他們的語言，也是他們依賴的對象，而手語則是由手型、動作、表情、姿勢等方面所構成的一套手語交流的體系，它主要是依賴視覺與動作的交流。當手勢識別與手語相互結合之后，機器就能看懂聾啞人的語言，故而，形成一套人與機器的手語翻譯系統，這樣就很好地便于聾啞人的交流。

（3）用于機械手的抓取。機械手的自然抓取一直是機器人研究領域的難點。手勢識別，尤其是對于基于數據手套的手勢識別技術的研究對克服這個問題有重要的意義，是手勢識別的重要應用領域之一。

3 手勢識別技術的主要識別方法

目前，無論是在基于數據手套的手勢識別還是基于視覺的手勢識別技術都有很多的分類識別算法，常用的主要有模板匹配法、神經網絡法、隱馬爾科夫模型法（HMM）和支持向量機法等等。

3.1 神經網絡方法

神經網絡作為一種被廣泛應用的工具，在靜態手勢識別中也起到很大的作用。神經網絡是一種大規模并行處理網絡。由許多具有非線性映射能力的神經元組成，神經元之間通過權相連。神經網絡作為一種靜態手勢識別技術，具有自組織和自學習能力，能有效抗噪聲、同時具有很強的容錯性和魯棒性。經過多年發展，人工神經網絡已經具有很多模型，例如模糊神經網絡和BP神經網絡。目前應用比較廣泛的是以反向傳播學習算法為基礎的多層神經網絡，簡稱為BP神經網絡。

3.2 隱馬爾可夫模型（HMM）方法

對于動態的手勢，可以理解成一個連續區間內的手勢信號。而對于分析區間內的信號，通常采取HMM方法進行模型化。HMM是在馬兒可夫鏈的基礎之上發展起來的。由于實際問題比馬兒可夫鏈模型所描述的更為復雜，觀察到的事件并不是與狀態一一對應的，而是通過一組概率分布相聯系，這樣的模型就稱為HMM。它是一個雙重隨機過程：一是馬兒可夫鏈，這是基本隨機過程，它描述狀態的轉移；另一個隨機過程描述狀態和觀察值之間的統計對應關系。這樣，站在觀察者的角度，只能看到觀察值，不像鏈馬兒可夫模型中的觀察值和狀態一一對應，因此，不能直接看到狀態，而是通過一個隨機過程去感知狀態的存在及其特性。因而稱之為“隱”馬兒可夫模型，即HMM。 然而正是由于HMM拓撲結構的一般性，導致這種模型在分析動態手勢信號時過于復雜，使HMM訓練和識別計算量過大，尤其是在連續的HMM中，由于需要計算大量的狀態概率密度，需要估計的參數個數較多，使得訓練及識別的速度相對較慢，因而以往手勢識別系統所采用一般為離散HMM。

3.3 模板匹配方法

這是一種最簡單的識別技術，其核心的思想就是將輸入的原始數據與預先存儲的模板進行匹配，通過測量兩個模板之間的相似度來完成識別任務。最常用的匹配方法有加權歐氏距離法，相關系數法以及對數距離法。目前，這種方法廣泛用于靜態手勢識別，具有計算簡單、速度快的特點。

4 本文研究工作

4.1 本報告的研究內容

本手勢識別系統的工作原理：在已經獲取的手勢照片中，每個手勢選取4張圖片作為模板，提取三個特征值，作為貝葉斯分類器的訓練樣本，訓練完成后，用同樣的方法提取讀入圖片的三個特征值，用貝葉斯分類器對其分類進行預測，從而得到識別結果

系統可以實時的對本文預定義的六個手勢進行識別，六個手勢按照手指數分別定義為0，1，2，3，4，5。系統由三個模塊所組成，分別為圖像預處理、特征提取以及手勢的分類識別。

（1）手勢圖像預處理：減少圖片的像素值后通過膚色檢測檢測手所在區域，將圖像二值化，用邊緣檢測方法提取手勢的邊緣圖像。

（2）手勢圖像特征提取：在得到手勢的邊緣圖像以及輪廓矩陣之后，按照本文所采用的手勢特征，對手勢進行特征提取，生成手勢的特征向量。

（3）手勢的分類識別：本文采用訓練過的貝葉斯分類器計算后驗概率，選擇最大的后驗概率的類作為該手勢所屬的類別，即得出系統的識別結果。

4.2 圖像處理與特征提取

4.2.1 圖像預處理和膚色區域提取

對讀入的圖像先進行預處理，將圖片的像素減少以增加運行速度。膚色區域的提取算法原理如下：膚色在YCbCr空間里的Cb、Cr分量聚集成一個橢圓形狀，KL變換就是將坐標軸按照訓練膚色樣本的分布方差經過旋轉平移成一組新的正交坐標軸，然后再這新的坐標系中構建橢圓膚色檢測模型，在本系統中就是把圖像的Y、Cb、Cr三個通道分開，然后用指針分別對這三個通道的每一個像素進行處理。

4.2.2 手勢圖像特征提取

本系統主要提取了手勢的三個特征，提取方法如下：

（1）手勢圖像內手所占面積與手區域外接矩形面積的比值，提取方法為對圖像內的像素點進行掃描，得到最靠近圖片四周的白色像素點，經過這幾個像素點做圖片邊長的平行線得到該矩形并計算面積，手勢面積是計算提取膚色之后的圖片中白色像素點的數量來獲得。

（2）手區域外接矩形的寬與長的比值，矩形的長與寬的獲得方法如上。

（3）手指數量，用一根水平線對進行過邊緣提取的圖片進行從上到下的掃面，求出出現在該水平線上白色像素點的最大值，記為ymax，手指數量即為ymax/2。

4.2.3 貝葉斯分類器訓練和識別

本程序中對bayes分類器使用步驟如下：

（1）樣本的選擇。

對每個手勢選取較有代表性的四張圖片，對其三個特征進行提取，并作為訓練樣本對貝葉斯分類器進行訓練。

（2）手勢的識別。

用訓練好的貝葉斯分類器對輸入圖片處理后得到的特征向量進行分類，得到其所屬的類別。

5 實驗結果及總結

5.1 實驗結果

對獲得的130張手勢照片中，識別正確的照片的張數為94，占總數的72.3%，對與算法比較簡陋的程序來說識別率還是令人滿意的。

5.2 程序可改進的技術途徑

（1）手勢區域的提取。

本程序采用膚色檢測來識別手勢區域，實際使用中效果不佳，任何類膚色區域都將被識別成手勢區域，故檢測程序時，采用的是深色背景的手勢圖片，以減少背景被檢測為手勢區域的可能。可見單純的膚色檢測并不能很好的檢測手勢區域，尤其是復雜背景下的手勢區域，在膚色檢測的前提下，另外可以通過提取手勢圖像的灰度圖的直方圖，確定閾值來對圖像進行二值化，二者結合使用必定回避單純使用膚色檢測的準確度有所提高。

（2）分類器的設計。

本程序采用的是opencv內置的貝葉斯分類器，而且也只是用了三個特征值，如果要進行優化，可以增加有效地特征值數量，來提高識別的準確度。

（3）特征值的提取。

在手勢區域較好的識別的情況下，面積比和寬長比的獲得較為簡單。手指數量的提取在實際操作中的效果并不如人意，因為實際檢測中，猶豫膚色檢測本身的缺陷，導致提取出來的手勢區域存在缺陷，進而導致手指數量的不準確提取。

參考文獻

[1] 戴丹.基于圖像的靜態手勢識別及在服務機器人的應用[D].浙江大學本科生畢業論文，2007.

第5篇：工業機器人畢業論文范文

關鍵詞:專業建設;人才培養;教學改革;課程體系;教學模式

21世紀是智能科學技術快速發展的時期,智能科學與技術本科專業應當抓住這個契機,大力推進智能科學與技術的本科教育和專業建設,培養適合社會發展和市場需求的智能科學技術人才[1]。堅持以學生為根本,以傳授知識、培養能力、提高素質和協調發展為己任,以我國經濟結構戰略性調整的要求和社會發展對人才的迫切需求為重心,針對師資隊伍、人才培養模式、教學內容與課程體系、教學方法與手段、教學管理及培養質量等方面進行深入改革,形成具有先進的辦學理念、完善的管理體制、領先的改革思路、優秀的師資隊伍的龍頭專業。智能科學與技術作為具有廣闊發展前景和巨大應用需求的綜合交叉學科,高校應進一步拓展相關研究領域,結合辦學條件、管理制度及政策傾斜,突出人才培養和專業建設的特色。

1深化實踐教學改革,探討多元復合型人才培養模式

智能科學與技術專業要協調發展,首先必須明確專業特色,形成自己特有的學科體系、人才培養模式和課程特色。在智能科學技術相關研究已經滲透到各個領域的形勢下,對人才的培養要從多元化角度來考慮[2]。一方面,當前國內外智能科學領域的相關研究如火如荼,原創性理論與核心技術的研究步伐在進一步加快,國際上對智能科學與技術專業研究型人才求

賢若渴。另一方面,智能科學領域的一系列學術研究成果,迫切需要轉化成能夠產生社會效益、支持社會主義經濟發展及人民生活需要的產品,大型企業、著名公司對具有智能科學技術專業知識的應用型和工程型人才的需求勢頭正旺,因此,目前探討智能科學與技術專業的人才培養模式正當其時。

1) 多元化人才培養模式。智能科學與技術專業是一個集智能技術、通信技術、計算機技術、控制技術等多學科交叉、跨應用領域的本科專業。根據社會經濟的發展、市場對人才的需求以及專業自身的發展特點,智能科學與技術專業的人才培養應當兼顧研究型、應用型和工程型等多元復合型人才需求,因此,智能科學專業在充分整合優質教育資源的基礎上,需要不斷改革教育模式。一方面,通過各種教學活動,豐富各層次、各類型的課程教學資源,如:積極開設雙語教學、探究式教學、“本、研合一”的高水平課程、校外名師課程等,強化學生創新知識和科研學術能力的培養,推進高素質人才的培養計劃;另一方面,針對智能科學與技術專業的應用特點,積極開展學生科研活動和實踐訓練,使學生通過項目實踐鍛煉自己的實際研發能力,提高運用所學知識解決實際問題的能力。此外,充分利用我校多學科、綜合化的人才培養優勢,通過以跨學科、跨專業的交叉融合,打通各方的優質教學資源,給學生提供更加廣泛的學習空間,促進優質高效的復合型人才培養。

2) 專業素養培養。完善由智能科學與技術專業基礎課程、專業核心課程、專業方向課程三部分組成的定位明確、特色突出、規范合理的專業教育課程體系,加強學生在基礎知識訓練和智能科學專業技能的素養培養,強化專業基礎的相關性,突出專業核心的穩定性,擴大專業方向的多樣性。

3) 科研素養和適應發展能力培養。智能科學與技術專業面對多元化人才需求,不僅要培養學生獨立從事科學研究的能力,自主不斷學習新理論、新方法和新技術的能力,以勝任學科的前沿研究和技術發展;同時還要重視學生在研發團隊的協同工作能力,以適應學科在實際中的各種應用需求,在不斷開發高質量智能軟件系統及項目研發的實際鍛煉中,培養學生的高效工作能力和良好的溝通能力。

基于以上觀點,我校在教學模式的改革中,積極提倡“夯實基礎、綜合提高、加強實踐”的三結合人才培養改革思想,針對學生的專業素養、專業技能等多個方面細化培養方案,不僅注重培養學生的實際應用能力,還要兼顧培養學生的研究型思維、科學研究的能力及創新精神,從整體上提升智能科學技術人才培養的素質。

我校智能科學與技術專業堅持“教學、科研、團隊的協調發展,學科、專業、課程的整體建設”,依托北京市實驗教學示范中心、北京市高等學校工程研究中心,北京市重點建設學科“計算機應用技術”、校級重點建設學科“軟件理論與技術”以及與其他專業和兄弟院校的聯合,開展了以教師隊伍建設為基礎、以人才培養改革為核心,以促進學生知識、能力、素質協調發展為目標的專業建設工作,并形成了層次型人才培養方案,如圖1所示。

圖1層次型人才培養方案

1.1層次型人才培養方案及教學模式

結合智能科學與技術本科專業的特點,針對多元化人才培養需求,我們構建了“教―學―用”的層次型培養模式,形成了“2+1+1”的教學模式。前兩個學年主要學習計算機科學技術和智能科學基礎理論知識,以學習、理解和掌握知識為主,同時采用啟發引導及探究討論的教學策略,培養學生自主學習的能力和主動探究的興趣,進一步結合相關問題、設計方法、分析討論和問題求解培養學生的專業素養[3]。第三學年側重學習智能專業核心課程,如:智能機器人、智能游戲與虛擬現實技術、模式識別、智能信息獲取與決策管理、自然語言處理等體現智能科學與技術專業特色的課程,使學生在理論方法的學習中提高專業技能,同時所設課程與相應的實驗課相結合,加強學生理論知識的消化和實踐能力的訓練。第四學年,以綜合實踐訓練為主,學生根據各自的情況和興趣,參加學生科研立項、各類科研競賽活動、大學生創新實驗、專業實習、畢業設計及教師的科研項目等,進一步強化實踐能力培養環節,有利于學生整體綜合素質的提高。同時,以問題為綱,培養學生在解決問題的同時自主發現新問題和新知識,進一步培養學生的主動思維和創新提高的科學研究素養[4]。

1.2 “本、研合一”的教學體系

本科生與研究生的培養互動是推動本科生創新能力培養的有效措施。我校智能科學與技術專業經過幾年的探索和實踐,形成了“本、研合一”的教學體系。“本、研合一”教學體系的設計思路是將學生在各個學習階段的知識結構、實際應用能力和科學研究能力進行一體化設計,使學生在有限的時間里掌握盡可能多的知識,得到盡可能充分的實踐與鍛煉,并在一體化的教學體系設計中逐步培養學生的研究型思維、應用型和工程型能力,以及創新型精神,提升智能科學與技術專業的人才素質。

我校智能科學與技術專業借助已獲批北京市和校級精品課程、探究式課程、雙語課程及網絡多媒體課程,包括智能信息獲取技術、人工智能原理、模式識別、智能科學與技術導論、智能機器人和自然語言處理等,在三年級開設提高性的研究型課程,這種提高性教學采取本科生與研究生合班上課的形式,使一部分本科學生在本科階段先行選修部分研究生課程,并接受高水平教師的培養。這一階段要求教師面向研究和學習對象,將每一階段的理論知識與實際應用系統對應設計,同時要求理論課和專業技術課都要針對研究和學習對象設計問題,留出解決問題的空間。在完成整個學習階段后,組織學有余力的本科生與研究生聯合申請科研立項(由學校條裝處資助)、實驗室開放基金(由學校學生處資助);有計劃地將本科生按照他們的興趣愛好,逐步吸納到由研究生導師、研究型教師、研究生、本科生組成的科研課題組或特色研究小組,以科研項目組為單位,對學生進行系統的綜合提高訓練。

1.3積極開展“研、教互動”,培養具有前沿性、時代性和實用性的復合型人才

教師的科研和教改項目為學生提供了課外學習的平臺和廣闊的發展空間。部分學生將課程組教師的研究成果,實現了直觀驗證和探索歸納兩種實驗分析模式。另外,我們還組織部分有能力、有興趣的學生成立課外科研興趣小組,參加各種科研活動,4年來課程組教師指導的36個校級科研項目中有22個獲得學校獎勵。科研活動與教學的互動不僅提高和增強了學生學習的興趣和動力,更激發了他們鉆研與探索的精神。在本科第三年,一方面聘請國內外知名教授,為本科生開設前沿性的科研講座;另一方面要求學生去聯合實踐基地、對口企業進行為期三個月的專業實習和相關實踐活動,由雙方共派導師形成導師組聯合指導培養學生。這些項目不僅給學生從事基礎研究創造了機會,也加強了專業科研對外合作,有利于專業人才培養水平的提高。

2以多渠道交流、合作及開放的方式,加強“產、學、研”結合的多元化培養模式

我校智能科學與技術專業廣泛利用國內外優勢教育資源開展主題鮮明、形式多樣的教學科研合作,積極開拓產學研結合渠道,與企業共建科研開發中心合作,一方面提供學生進行專業實習、畢業設計、綜合訓練等,另一方面,還為學生提供科技創造的實踐環境和為社會提供各種技術服務的平臺。智能專業除了與本校的兄弟學院建立教學科研合作之外,還與澳洲悉尼科技大學、美國密西根州立大學、中科院高能所、中科院自動化所、IBM公司、北京上善中加信息技術有限公司、北京智能谷科技有限公司等幾十家中外著名大學、軟件公司、企業及高級研究機構建立了開發、科研與人才培養合作的機制,通過多種多樣的方式在學校和校外各方進行聯合,積極開拓產學研結合渠道,引進最先進的智能研發環境,培養學生掌握最新的研究成果和開發技術,成為適應國家科學研究、社會主義市場經濟和信息產業發展需要的研究型、應用型、工程型的復合型人才,力爭在人才競爭中保持優勢。

3加強師資隊伍建設

師資隊伍建設一直以來都是專業建設的基本保證,我校智能專業注重建立教師深造培訓、學術交流和工作分配的有效機制,進一步為教師提供豐富教學經驗、了解人才需求的平臺,以人盡其才的用人方式激發教師的工作積極性。近年來,我們已先后從中國科學院、北京理工大學、西安工業大學、北京科技大學等國內知名高校和科研機構引進了多名具有博士學位的教師,并結合智能專業的特點,建立了一支多學科、多專業的基礎理論課教師、專業核心課教師、科研及工程技術人員組成的專兼結合的教師團隊。這支以中青年為主的教師隊伍長期工作在教學、科研第一線,積累了豐富的教學經驗,教學效果顯著,其中教授3人,副教授2人,研究生導師6人,具有博士學位的教師6人。經過多年的建設,專業已形成了一支知識結構、學緣結構和年齡結構比較合理的師資隊伍,教師具有扎實的專業基礎,深厚的教學功底,開闊的學術視野和較強的科研能力,其中,2人獲北京市優秀青年骨干教師稱號,3人多次獲得學校優秀主講教師、優秀導師和優秀畢設指導教師等稱號。

在專兼結合的教師團隊中,智能科學與技術專業的教師側重培養學生扎實的理論基礎和專業知識,同時注重院校內部交叉學科知識的融會貫通,聯合院內信息工程專業、計算機科學專業、軟件工程專業以及教育科學學院從事相關研究的學者,通過講座與項目聯合的方式,培養學生對跨學科交叉領域知識的掌握與應用。同時,積極開展與國內外著名軟件公司、企業及高級研究機構的交流與協作,建立相關產業和領域一線工程技術人員到學校兼職授課的制度和機制,進一步擴充師資隊伍的力量。另外,在教師隊伍的建設建設中,采用以老帶新和以新促長的方式,注重分工協作和交流發展,采用課程主講教師負責制,全面負責課程的教學、實驗、實習和實踐;而實驗教師負責實驗、實習和實踐教學,從而保證了隊伍的連續性和優勢互補性。此外,教授、副教授每學年必須為本科生開設核心課程,并要承擔一定的教學實驗、專業實習、指導本科學生科研立項、畢業論文指導等工作,切實保障了課程理論學習與實驗、實踐、研究環節的緊密跟蹤與指導。

4優化課程體系

課程建設是專業建設的重要內容,課程教學的質量直接關系到人才培養的質量。智能科學與技術專業目前有北京市、校級精品課程、優秀課程、探究式課程、雙語課程及多媒體網絡課程7門,智能信息獲取技術、人工智能原理、模式識別、智能決策支持系統、智能機器人、自然語言處理,另外還有多門課程的建設工作驗收合格。智能科學與技術專業在課程體系的設置和改革方面,參考了國內外著名高等學校,包括麻省理工大學、斯坦福大學、東京大學、悉尼大學以及北京大學、南開大學、西安電子科技大學、北京郵電大學的智能科學專業的課程設置,充分考慮了我院在信息處理技術方面的特色,以及智能科學專業多年來在機器學習、模式識別、自然語言理解以及智能信息處理等方向的科研成果及研究生培養經驗積累,以智能機器人、智能游戲及智能信息處理等為特色課程,以建設“理論―研究―實踐”為指導思想,設置了協同遞進的特色課程體系,如圖2所示。通過“學習+提高+實踐”的協同遞進和不斷深化的過程,達到系統掌握和融會貫通,并由“基礎訓練”提高到“專業素養”,最終上升為綜合能力。在理論基礎和實踐訓練的協同學習過程中,案例學習與項目帶動的一體化方式可以激發學生的學習熱情和科研興趣,同時使學生感知理論基礎知識的重要性。

圖2協同遞進的課程體系

5拓寬多學科領域的教學科研合作,提高人才培養質量

智能科學與技術專業自身特點決定了在人才培養方面的學科綜合交叉性[5],體現了與其他領域的技術相互滲透的必要性,這種跨學科的交叉應用研究更能激發智能科學與技術專業的活力,更能充分發揮智能專業的科研潛力。拓寬領域合作是各個學科在教學改革中值得思考的問題,我校智能科學與技術專業結合本校的辦學特色,與教育科學學院教師聯合開展了在教育信息智能化方面的相關合作,將專業技術廣泛應用于教育信息的智能處理中,從學業表情、知識驅動、網絡信息監管與安全分析入手,基于情感計算、數據挖掘、Multi-agent、分布式智能檢測、教育信息等技術,在情緒信息認知計算模型和信息安全監控模型方面進行廣泛深入的合作研究。這種交叉領域的教研合作,有利于促進專業相關課程及其實驗、實習、科研、畢業論文、學生科研活動取得良好的應用效果[6]。

6人才培養和專業建設的架構

本校智能科學與技術專業結合近年來在人才培養和教學改革中的經驗和教訓,縝密剖析了當前智能科學與技術專業在我國的學科地位、自身特點和未來發展,建立起了“專業基礎+項目實踐+社會服務”的人才培養與專業建設架構,如圖3所示。

圖3人才培養與專業建設架構

7結語

智能科學與技術是一個與學科領域前沿及最新發展緊密結合的多學科交叉專業,因此要結合心理學、哲學、生命科學等多學科不斷優化知識結構,根據教育部、教學指導委員會和國家及北京市科技發展中長期規劃綱要,突出重點領域和前沿技術優先發展的有關要求,認真研究專業定位,規范智能科學與技術專業建設的基本內容,加強基礎,提高素質,優化結構,增強優勢,協調發展,突出特色;順應社會的

發展需求,面向市場的用人需求, 構建經濟社會發展需要的課程體系,規范課程教學內容設置,加強精品課程建設,開設高水平課程。同時,政策傾斜、條件改善和嚴格管理是提高人才培養質量的保障,高校應當進一步加大投入,支持智能科學與技術專業的實驗室、實習基地、圖書資料、基礎設施、師資優化等教學條件的建設和改善,使其具有更好的辦學條件和更加先進的教學手段,滿足多元復合型人才培養的需要。此外,專業建設實行專業責任制,明確專業建設目標,理清專業建設思路,切實制定和完善專業建設實施規劃,加強師資隊伍建設,在課程改革與建設、教材建設、實踐教學基地建設、教學改革與管理等方面落實相關人員責任,落實專業建設經費,確保達到專業建設的預期目標。最后,加強專業畢業生就業服務與跟蹤調查:以科學發展觀為指導,以學生的全面和諧發展為中心,在統籌兼顧的前提下,重點加強專業的畢業生就業服務與指導工作,努力提高就業率,積極開展就業跟蹤調查,多渠道了解信息,建立更加完善的畢業生社會評價反饋體系,加強專業畢業生的后續管理,進一步提高專業的影響力和社會聲譽。

參考文獻:

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The Discussion on the Undergraduate Training and Professional Building of the Specialty of

Intelligence Science and Technology

LIU Li-zhen, SHI Chang-di, LI Zhi-ping, ZHANG Cong-xia

(College of Information Engineering, Capital Normal University, Beijing 100048, China)

第6篇：工業機器人畢業論文范文

燕山大學的前身東北重型機械學院是教育與生產實踐相結合的產物。當時，學院與中國第一重型機器廠僅一墻之隔，學院的教師以哈工大為主，干部由哈工大和第一重型機器廠共同選派，從而形成了校廠合作的特殊關系。教學密切結合生產實際，基礎課采用課堂講授，大部分專業課采用課堂教學與現場教學相結合的方法，承擔教學任務的既有學校的專職教師，又有工廠的技術人員。教學計劃中必須安排200～300學時進行科學研究，學生的部分課程設計和絕大多數畢業設計，都是結合實際生產題目進行的，工廠技術人員和前蘇聯專家對畢業設計和部分畢業論文進行指導。學院師生在第一重型機器廠參加了大量的生產實習和科技開發項目。辦學初期，就而形成了一種以教學為主，教學、科研、生產相結合的特殊辦學模式。這為形成燕山大學“學研產互動”的辦學特色奠定了基礎，并逐漸演變成為一種學術傳統。

在近50年的辦學歷程中，學校為機械行業培養了一大批企業家和技術骨干，解決了一系列重大理論與技術問題，同時也鞏固了學校在重型機械及裝備領域諸多學科的領先地位。盡管經過近二十年的發展，學校的學科門類得到了很大擴充，呈現出了工、文、理、經、管、法、教的多學科格局，但在發展戰略上，學校依然繼續堅持以工為主、以重型機械及其裝備為特色的辦學思想。

多年來，重機行業及其所屬企業對學校的發展一直都十分關注，并給予了學校許多幫助和支持。同時，學校也一直在密切關注著行業的發展。為了更好地服務于重型機械行業，學校始終堅持將科技創新體系建設作為一項重點工作來抓，在創新平臺、創新隊伍、創新項目和創新機制等方面取得了顯著成效。

積極籌措資金 努力構建支撐創新需要的學科平臺

1997年學校整體南遷，但國家沒有專項資金支持，學校完全依靠自籌經費建設到現在這個規模，所以在前些年，學科平臺建設投入是不足的。2000年以來，學校在辦學經費依然緊張的情況下，為學科平臺建設投入近1.5億元，通過新建平臺和對原有平臺的升級改造、資源優化整合，先后建成“機械設計及理論”國家重點學科，“亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室”和“河北省高精度軋制技術裝備工程研究中心”等8個省重點實驗室。

籌建于1998年初的“亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室”是目前河北省唯一的國家重點實驗室，是地方院校中為數不多的國家重點實驗室之一。2005年12月，該室獲科技部批準列入“十一五”期間國家重點實驗室建設計劃。實驗室以亞穩材料制備技術與科學為主題，立足于基礎和應用基礎研究，同時注重向應用開發延伸，形成了非平衡相變與亞穩相截留、新型亞穩材料設計、合成與物性、非晶與納米晶、含亞穩相鋼鐵材料、亞穩材料制備與加工技術基礎等5個科研方向，承擔著“973”項目、“863”項目、國家杰出青年科學基金項目、國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金面上項目、國家攻關項目等大批研究與開發任務，取得了一批重要成果，在Phys.Rev.Lett.、Adv.Mater.、Appl.Phys.Lett.、Phys.Rev.B等刊物上發表學術論文246篇，被SCI收錄135篇，論文被引用429次。經過多年持續建設，現在實驗室已建設成為一個分析檢測設備齊全、制備設備特色鮮明的科研平臺。

引進與培養相結合 打造具有特色的創新隊伍

重型機械大型成套裝備的開發研制，是學校的傳統優勢，需要機、電、液、材料等多學科人才的共同支撐。南遷后，學校充分利用地處沿海的區位優勢，加大人才引進的力度，有效地吸引和凝聚了一批高層次人才。例如，材料學院通過引進中科院、哈工大的幾位國內知名教授，促進了材料學科創新團隊的快速成長，逐漸形成了一個在新型亞穩材料探索、晶體結構表征、結構相變和物理性能研究等方面特色鮮明的青年研究群體。該群體以“長江學者獎勵計劃特聘教授”、“國家杰出青年科學基金獲得者”和“洪堡學者”為學術帶頭人和主要研究骨干，活躍在亞穩材料研究領域，逐步得到了國內外學術界的認可。該團隊現有教師11人，其中長江學者2人，國家杰出青年科學基金獲得者3人，德國洪堡學者3人，博士生導師6人。正是因為有了這樣一支高水平的創新團隊，才使學校在國家重點實驗室建設上取得了快速突破。

在引進的同時，學校以科研項目為紐帶，發揮傳統優勢學科老教師傳幫帶的作用，在機械設計及理論、機械電子工程、控制理論與控制工程等學科領域，培養出一批學術水平較高的中青年學術骨干，初步形成了特大型零件成形制造、板形精確控制、液壓AGC、大型鍛件及裝備、并聯機器人、電力電子與電力傳動、控制理論與控制工程等在國內具有較強競爭力的創新隊伍，使學校在承擔國家和企業重大項目方面的總體實力得到明顯提高。

發揮學科優勢 開展創新性科學研究和技術開發

學校在重型機械及相關領域具有比較明顯的學科優勢，并且在將近50年的辦學歷史中，培養出的一大批畢業生遍及國內重型機械行業的科研院所、大型企業。學校與機械尤其是重型機械行業有著一種天然的學術與人際聯系。因此，學校承擔的科研任務主要是國家重型機械及其相關領域的前沿課題、重大技術項目和成套技術裝備。研究課題大多以成形工藝為基礎，以成套裝備為主體，具有工藝與設備結合、機電業與現代控制技術結合、學校與重型機械裝備生產企業相結合的特點，具有明確的工程背景和應用推廣價值。這一科研特色有效地推動了學校科技工作的全面發展。

近幾年，在日趨激烈的重型機械行業技術市場競爭中，學校依靠自身的學科優勢和科研特色，在成套技術裝備方面，獲得了攀鋼IGC650HCW精密冷帶軋機關鍵技術及成套設備研制、凌源鋼鐵股份有限公司900平整機組關鍵技術及成套設備研發、某大型鋼鐵企業1450mm五機架冷連軋機液壓AGC系統研制和一些大型鋼廠、電廠的濕式電除塵系統等一批單項合同千萬元以上的大型工程化項目。IGC650HCW精密冷帶軋機關鍵技術及成套設備研制項目獲得了1999年國家科學技術進步二等獎。

板形理論是軋制理論的重要組成部分，是設計板帶軋機、制定板帶軋制工藝規程和控制板形的重要理論基礎，也是實現板帶精確軋制的技術核心。學校在板形理論研究方面的研究成果，已經成功地應用于寶山鋼鐵公司等國內外大型鋼鐵企業的生產實踐。研究成果還獲得了國家科技進步二等獎和2005年國家科技進步一等獎。

金屬型材三維拉彎工藝及設備是轎車生產中的一項重大技術，曾經也是制約轎車國產化的關鍵。我校獨立開發的金屬型材三維拉彎技術，不僅實現了一批引進車型的拉彎件和工藝裝備的國產化，為國內18家汽車型材彎曲件配套生產廠商提供了數以百計的專用拉彎工藝裝備，使一汽大眾、上海大眾、二汽、一汽豐田、南汽以及上海通用等汽車生產廠家受益，而且已經出口到工業發達國家。研究成果獲2000年國家科技進步二等獎。

高錳鋼轍叉和高碳鋼鋼軌的焊接技術是我國鐵路實現全面提速的關鍵難題之一，國際上只有法國和奧地利擁有該項技術的發明專利。我校發明的高錳鋼轍叉與鋼軌的焊接技術，是與奧地利和法國完全不同的高錳鋼轍叉焊接技術，使我國成為世界上第三個自主擁有該項技術的國家。該技術現已成為我國鐵路系統采用的唯一技術，并獲國家科技進步二等獎。

學校承擔的軍工“863”研究任務，研制出適于空間使用的大塊非晶合金軸承；利用大塊非晶合金組織均勻、抗超高速撞擊等特點，將大塊非晶合金制成空間環境探測器（衛星搭載）。研究成果獲國家科技進步二等獎。

目前，燕山大學在國內重大裝備及其相關技術領域發揮著愈來愈重要的作用。學校承擔著“973”項目“超高壓下凝聚態物質的若干前沿問題”、“863”項目“面向鋼鐵行業生產中的組織性能預報及智能化控制”和國家自然科學基金重點項目“特大件成形制造技術基礎研究”，是150MN自由鍛造水壓機的合作研制單位，大型模鍛液壓機（800MN）設計制造關鍵技術聯合攻關小組成員單位。

完善創新機制 強化學研產辦學特色

為適應科技工作市場化的要求，學校不斷改革和完善科技管理機制和管理制度，調動廣大教師從事創新研究的積極性。1984年，學校相繼成立了科技開發總公司和軋制技術工程研究中心，為教師直接參與國家經濟建設、服務重型機械行業搭建了平臺。2000年以來，學校先后制定了一系列管理制度和科研業績評價辦法，如對教師承擔的高水平國家項目加大配套資金支持的力度，對教師承擔的重大橫向項目減少管理費提成，對教師評聘專業技術職務提出具體的科研經費到款指標等，營造了一種良好的科研氛圍，充分調動了廣大教師的科技創新積極性，對學校科技創新工作的持續發展發揮了重要作用。

學校始終積極鼓勵和支持教師將科研成果向現實生產力轉化。1992年，學校的鍛壓實驗室和軋機實驗室的兩個項目課題組，分別利用自身的研究成果創辦了汽車附件廠和雙層卷焊管廠，1997年，又適時地組建燕山大學產業集團公司。隨著校辦科技產業的發展壯大，1999年，以產業集團公司為基礎，學校在秦皇島經濟技術開發區創辦了燕山大學科技園，2003年，燕山大學科技園被科技部和教育部批準為國家大學科技園。這是由學校獨立創建的、河北省唯一的國家級大學科技園。目前，燕山大學科技園占地面積500畝，總建筑面積15萬平方米。入園企業和機構146家。學校以園區建設為契機，堅持貫徹依靠優勢學科、發展特色產業的指導思想，通過建立既符合市場經濟規律、又能保護創新主體各方積極性的利益共享機制，把科學研究與園區發展有機地結合起來。經過兩年多時間的建設，大學科技園已經形成了以汽車零部件制造、電子信息、新材料等為主要支柱的產業結構體系，發展成為具有特色的技術創新基地、高新技術企業孵化基地、創新創業人才聚集和培育基地、產學研結合示范基地，成為學校科技創新體系的重要組成部分和學研產互動辦學特色的重要標志。

2005年，為了進一步深化科技管理體制改革，強化基于學科優勢和學科特色的科技創新能力建設，學校提出了籌建燕山大學科學技術研究院的構想。擬組建的燕山大學科學技術研究院將涵蓋機械、材料、環保、建筑、自動控制、信息、軟件、管理科學等學科領域，以一個人力和資源整合能力更高、創新團隊陣容更強、科技開發實力更雄厚、市場運作更規范、市場反應更敏捷的新姿態，擔負起燕山大學的科技創新歷史使命。

第7篇：工業機器人畢業論文范文

畢業論文

一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢

自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機電一體化"的發展歷程

1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.

2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

三、典型的機電一體化產品

機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、cad／cam系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務

機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中，有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。

(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。

(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。

(4)北京工業系統cad應用還有較大差距。目前，北京工業品設計，cad應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區也超過了30%)；cad的覆蓋率才達到11%(而全國cad應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業要達到35%，中小型骨干企業要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。

(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業化國家高近9倍。因此，北京工業系統節能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節能降耗的王牌。

2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種，每年約開發試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業產品的競爭能力。

1993年，北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中：機械局系統主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統主要產品總數為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。

3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重，且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難離”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。

(二)北京“機電一體化”工作的任務

北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。

1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點

(1)大力采用模糊技術，工業爐窯改造應上新臺階

國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和pid技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。

(2)積極采用數控技術，機床高備改造要達新水平

對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度

風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。

(4)優先應用cad／cam技術，工業設計水平提高要有新目標

北京工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業系統cad的應用率為17%，cad的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。

2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標

(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。

(2)單項目標：

·機床數控化率：1995年，產量數控化率達5%，產值數控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·plc的開發生產能力：“八五”期間，開發能力要穩居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的plc生產基地之一。

·“電力電子”開發生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮流器要能出口創匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。

·模糊控制器的開發生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地，開發出用于工業爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。

·其它機電一體化產品的開發生產能力：微機控制多色印刷機要穩居全國第一；電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力，打出規模效益來；數字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中，數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；plc模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍，也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。

五、北京發展“機電一體化”的對策

(一)加強統籌安排，協調發展計劃

目前，北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!

(二)強化行業管理，發揮“協會”作用

目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。

“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……

(三)優化發展環境、增大支持力度

優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。

增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。

(四)突出發展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。

我們認為，北京“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是：

抓緊開發生產gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造；

抓緊推廣應用經濟型數控系統，改造機床設備；開發生產低、中檔數控系統；

第8篇：工業機器人畢業論文范文

第一節 物流發展的現狀

物流最早是在二戰中，圍繞戰爭物資供應，美國軍隊建立的“后勤”（logistics）理論發展過來的。當時的“后勤”是指將戰時物資生產、采購、運輸、配給等活動作為一個整體進行統一布置，以求戰略物資補給的費用更低、速度更快、服務更好。后來，將“后勤”體系移植到現代經濟生活中，才逐步演變為今天的物流。

物流科學于80年代傳入我國，由于經濟體制的問題，物流研究直到改革開放進行了十幾年的90年代末期才開展起來。總的說來，由于我國的市場經濟剛剛起步，一方面存在限制物流發展的因素，另一方面又存在許多可以挖掘的物流潛力。同發達國家相比，我國物流研究的市場基礎還存在很多的差距。

根據中國物流與采購聯合會此前的數據顯示，在2008年之前，我國物流業規模快速增長，全國社會物流總額達89.9萬億元，比2000年增長4.2倍，年均增長23%；物流業實現增加值2.0萬億元，比2000年增長1.9倍，年均增長14%。2008年，物流業增加值占全部服務業增加值的比重為16.5%，占GDP的比重為6.6%。而到了2009年，受國際金融危機的影響，我國社會物流總額同比增速由一季度下降3.3%，上半年下降0.8%，轉為前三季度增長 2%，反映出物流需求在逐步擴大；前三季度物流業增加值同比增長4%，增幅比上半年提高1.9個百分點，呈加快增長態勢。從企業來看，2009年業務收入基本上經歷了一季度止跌，二季度企穩，三季度回升，全年比前一年略有增長的積極變化。整個行業運行呈現加快回升的積極變化。在2009年，國務院及時出臺了《物流業調整和振興規劃》，實現傳統物流業向現代物流業的轉變，不僅是物流業自身結構調整和產業升級的需要，也是整個國民經濟發展的必然要求。

物流行業的發達程度與發展水平，直接關系到制造業的效率和利潤。中國是世界有名的“工廠”，以前物流外包的比例還比較低，制造企業自營物流仍是主流，第三方物流占物流服務份額很低，據調查僅為17%左右，且第三方物流發展不成熟，目前其需求仍呈增長趨勢。我國近幾年的物流發展比較迅速，有很多的物流企業，但是現代化的物流企業還不多，基礎建設落后、信息化程度低、服務范圍小、內容單薄、總體服務質量和水平不好，無法跟上制造業的發展腳步，提供有利的支持。制造企業不放心物流企業的供應服務能力，認識程度低，擔心物流外包會喪失主動權，而過于依賴物流企業，導致控制權減弱。雙方之間的溝通并不流暢，物流企業也不了解制造企業的真實需求，導致供應能力不足和有效需求不足并存的矛盾。但隨著近幾年，物流行業的迅速發展，制造行業的物流外包速度加快，產業融合與聯動趨勢更加明顯，比如2006年銷售物流外包以5％～10％的速度增長，運輸與倉儲外包以10％～15％的速度增長，運輸業務委托第三方已占企業運輸業務的67．1％。

第二節 選題的意義與背景

在物流管理出現之前，制造業企業還沒有一個獨立的配送管理部門，只是被作為制造活動的一部分，沒有職業物流人員和關于這方面的學術研究。直到20世紀60年代物流管理和物資配送出現后，情況才有了變化。20世紀80年代有了一個新的理論----集成物流，把企業的輸入、輸出物流管理以及一部分制造功能集成在一起。在90年代，供應鏈管理這種新的模式出現了，隨即就有了集成供應鏈的概念，企業把焦點從里面轉到外面，通過和其他供應鏈的成員進行物流的合作協調尋找商業機會。而制造業配送包括制造企業的物料和成品在供應商、制造商和客戶之間，以及企業內部各生產車間甚至生產工位之間的有序平穩流動，以及它們之間的信息流動。配送管理對于有效提高制造業的柔性和對市場的響應速度具有決定性的作用，因此非常有必要開展對制造業配送管理的研究。

     

第二章 配送管理  

第一節 配送的概念和作用

一、配送的概念

日本1991年版《物流手冊》的表述：生產廠到配送中心之間的物品空間移動叫“運輸”，從配送中心到顧客之間的物品空間移動叫“配送”。 美國《物流管理供應鏈過程的一體化》表述：實物配送這一領域涉及特制成品交給顧客的運輸。實物配送過程，可以使顧客服務的時間和空間的需求成為營銷的一個整體組成部分。我國出版的《現代物流學》的表述：配送是以現代送貨形式實現資源最終配置的經濟活動；按用戶訂貨要求，在配送中心或其他物流結點進行貨物配備并以最合理方式送交用戶。而對于制造業來說，配送是圍繞制造業企業所進行的原材料、零部件的供應配送，各生產工序上的生產配送以及企業為銷售產品而進行的對客戶的銷售配送。

制造業配送結構模型如圖2-1所示。

 

                                        圖1-1 制造業配送結構模型

二、制造業配送的作用

（一）通過集中庫存使企業實現低庫存或零庫存

制造業企業為了實現高水平的配送，而依靠配送中心的準時配送，一方面可以降低庫存量甚至是“零”庫存，從而解放大量的的 儲備資金，另一方面采用配送中心集中庫存可以利用規模經濟的優勢使單位存貨成本下降。

（二）簡化事務，方便客戶

客戶只需要向一個配送中心訂貨，就能訂到所有想要的貨物，降低交易成本，提高效率。而對于生產單位來說，只需要把貨物集中配送到一個地方，減少接貨成本，可以全身心投入到自己擅長的業務中。

（三）提高供應保證程度

         制造企業自己保持庫存，維持生產，供應保證程度很難提高，受到庫存費用的控制。采取配送，配送中心可以比任何單位企業的儲備量更大。而對于每個企業而言，中斷供應、影響生產的風險相應縮小，使客戶免去缺貨之憂。

（四）降低缺損，防止內盜

假如各個生產車間自己保持庫存，由于沒有專業的倉庫保管人員，同時設施也不可能十分完善，容易造成貨物的缺損。同時由于庫存分散，造成管理混亂，容易發生內盜事件，造成大量損失。配送中心經驗豐富的專業倉庫保管員和完善的倉庫保管設施，可以最大程度地保證貨物得到妥善保管，降低缺損率。

 

第二節 配送作業流程

一、進貨

在配送的基本作業流程中，進貨作業包括把貨品等物質從實體上領取，從貨車上將貨物卸下、開箱、檢查其數量。當客戶下訂單以后，工廠因為成品的可存率不足，并會向供應商訂購原材料、零配件等。這個時候，要按照保證貨物先進先出，緩不圍急，根據貨物的尺寸、數量 、特性、保管要求選擇貨位，出入庫頻率高使用方便作業的貨位，小票集中、大不圍小，方便操作，作業分布均勻等原則安排貨位。

二、訂單處理

從接受客戶訂單開始著手準備揀貨之間的作業階段，稱為訂單處理。通常包括訂單資料確認、存貨查詢、單據處理等內容。其中有以下幾個內容確認：貨物數量及日期的確認、客戶信用的確認、訂單形態的確認、訂單價格的確認、加工包裝的確認、設定訂單號碼、建立客戶檔案、存貨查詢和存貨分配、計算揀取的標準時間、按訂單排定出貨時序及揀貨順序、訂單資料處理輸出等。

三、揀貨作業

揀貨作業是配送作業的中心環節。所謂揀貨，是依據顧客的訂貨要求或配送中心的作業計劃，近盡可能迅速、準確地將商品從其儲位或其他區域揀取出來的作業過程。揀貨作業在配送作業環節中不僅工作量大，工藝復雜，而且要求作業時間短。揀貨方式包括按訂單揀取、批量揀取、復合揀取。

四、補貨作業

是將貨物從倉庫保管區域搬運到揀貨區的工作。

五、配貨作業

指把揀貨分類完成的貨品經過配貨檢查過程后，裝入容器和做好標示，在運到配貨準備區，待裝車后發送。

六、送貨作業

送貨作業是利用配送車輛把用戶訂購的物品從制造廠、生產基地、批發商、經銷商或配送中心，送到用戶手中的過程。送貨通常是一種短距離、小批量、高頻率的運輸形式。它以服務為目標，以盡可能滿足客戶需求為宗旨。本文著重探討就是制造業送貨過程中，車輛的安排、送貨路線的選擇、送貨的順序。

制造業的配送流程如圖2-2所示。

                                                  圖2-2 制造業的配送流程

第三節  配送模式的選擇

配送模式是企業對配送所采取的基本戰略和方法，根據國內外的發展經驗及我國配送理論與實踐，目前，主要形成了以下幾種配送模式：

一、自營配送模式

自營配送模式是企業物流配送的各個環節由企業自身籌建并組織管理，實現對企業內部及外部貨物配送的模式。這種模式有利于企業供應、生產、和銷售的一體化作業，系統化程度相對較高，既可滿足企業內部原材料、半成品、及成品的配送需要，又可滿足企業對外進行市場拓展的需要。其不足之處表現在，企業為建立配送體系的投資規模將會大大增加，在企業配送規模較小時，配送的成本和費用也相對較高。

二、共同配送模式

共同配送是物流配送企業之間為了提高配送效率以及實現配送合理化所建立的一種功能互補的配送聯合體。共同配送的優勢在于有利于實現配送資源的有效配置，彌補配送企業功能的不足，促使企業配送能力的提高和配送規模的擴大，更好地滿足客戶需求，提高配送效率，降低配送成本。

共同配送的核心在于充實和強化配送的功能。提高配送效率，實現配送的合理化合系統化。因此，作為開展共同配送的聯合體成員，首先要有共同的目標、理念和利益，這樣才能使聯合體有凝聚力和競爭力，才能有利于共同目標和利益的實現。開展共同配送、組建聯合體要堅持以下幾個原則：

1、功能補充

2、平等自愿

3、互惠互利

4、協調一致。

共同配送的實施步驟為：

1、選擇聯合對象

2、組建談判小組，做好談判準備

3、簽訂合同意向書及合同，并進行公證

4、組建領導班子，擬定管理模式

5、正式運作

共同配送的類型，大體可歸納為：緊密型、半緊密型和松散型；資源性和管理型；功能型；集貨型、送貨型和集送型等。

三、互用配送模式

互用配送模式是幾個企業為了各自利益，以契約的方式達成某種協議，互用對方配送系統而進行的配送模式。其優點在于企業不需要投入較大的資金和人力，就可以擴大自身的配送規模和范圍，但需要企業有較高的管理水平以及相關企業的組織協調能力。

與共同配送相比，它的特點主要有：

1、共同配送模式旨在建立配送聯合體，以強化配送功能為核心，為社會服務；而互用配送模式旨在提高自己的配送功能，以企業自身服務為核心。

2、共同配送模式旨在強調聯合體的共同作用，而互用配送模式旨在強調企業自身的作用。

3、共同配送模式的穩定性較強，而互用配送模式的穩定性較差。

4、共同配送模式的合作對象需要經營配送業務的企業，而互用配送模式的合作對象即可以是經營配送業務的企業，也可以是非經營配送業務的企業。

四、第三方配送模式

第三方就是為交易雙方提供部分或全部配送服務的一方。第三方配送模式就是指交易雙方把自己需要完成的配送業務委托為第三方來完成的一種配送運作模式。隨著物流產業的不斷發展，以及第三方配送體系的不斷完善，第三方配送模式應成為工商企業和電子商務網站進行貨物配送的首要模式和方向。

隨著物流管理的理念在中國企業內逐步被認知，第三方物流作為有著較新物流理念的產業正在逐步形成。中國原有的運輸企業、倉儲企業、電子商務企業經過改造和合并，形成了新興的第三方物流企業。第三方物流企業在對企業的服務中逐漸形成了一種戰略關系，隨著JIT管理方式在中國的普及，不論制造業還是商業企業，普遍應用JIT管理的理念，采用拉動方式，減少庫存，降低庫存儲備，適應市場變化。JIT管理方式的應用，使服務于制造企業和商業企業的第三方物流企業，采取小批量、多頻次的JIT運輸。第三方運輸與傳統運輸的比較如表2-1。

表2-1 傳統運輸與第三方運輸的比較

傳統運輸的特點 組合配送的特點

供應商對運輸獨立管理 第三方物流企業管理

分散操作，缺乏合作及可見性 整合操作完全的可見性和管理

分散復雜的流動 簡單集中的流動

低貨物空間利用率 優化車輛利用率

庫存水平不均 有效的庫存控制

無IT解決方案平臺 有一體化的IT平臺支持

第三方運輸是一種適應市場發展的新型的運輸配送模式，但其發展和推廣又有相當的條件和前提。

1、 市場需求程度。消費者的需求變化是導致市場需求變化的主要因素，對消費品本身可變性和帶動性需要進行分析。

2、 供應鏈體系的建立。供應鏈體系的建立是組合配送模型實施的前提，作為第三方物流企業，掌握了相當的主導企業和配套企業的機密信息，沒有戰略性的合作伙伴關系，第三方物流企業無法深入到供應鏈管理體系當中。作為第三方物流企業，在沒有建立戰略關系時，為供應鏈服務無形中會增加相當的交易成本和溝通成本，導致整個供應鏈成本上升和供應鏈體系的不穩定，無法發揮整合物流的優勢。

3、 信息技術和物流標準的推廣。依托Internet和企業內部局域網有效實施信 息共享是建立組合配送的基礎。供應鏈企業通過電子數據交換系統（EDI）、電子郵件系統等通過Internet在企業之間進行快速的信心交換，完成訂單下達和處理工作，減少了前置時間。第三方物流企業建立自己的物流管理系統與供應鏈主導企業和配套企業的信息系統進行有效連接，完成提貨通知、發運狀態、線路設定、發運結算等信息的交換，對配送指令進行快速反應。通過集裝化運輸、GPS跟蹤控制、條形碼技術等的應用，有效控制運輸，降低貨物的操作時間，適應快速的供應體系。

總之，第三方配送作為一種配送模式，符合企業發展和供應鏈發展的要求，對今后物流體系發展有著一定的引導作用。而本論文所要研討的配送方式正是符合第三方配送模式。

第四節 貨物運輸與配送管理

一、貨物運輸的影響因素與原則

貨物運輸是物流的核心業務，也是配送管理中不可缺少的一環。充分利用現有運輸管道，提高運輸、改進經營組織、管理體制等對改善配送管理有著重要的作用。

貨物運輸子系統的基本目標是安全、迅速、準確的成本。配送運行過程必須利用運輸網絡，即利用有運輸路線和結點組成的資源體系。在一定綜合運輸格局的情況下，不同運輸方式的服務質量、技術性能、方便程度、管理水平是影響不同層次物流系統選擇運輸方式的重要因素。在構思貨物運輸系統時，應根據系統實際擔負的貨運量的大小、作業內容與范圍、以及與其他各個子系統的協調關系，進行規劃、構筑工作，一般必須考慮一下幾個方面的因素：

1、 貨物的特點、性質、數量以及運輸方式的選擇。

2、 運輸路線的確定。

3、 設備設施、工具的配備和利用情況。

4、 運輸質量的保障。

5、 運輸戰場的利用。

6、 運輸費用的節約。

7、 運輸計劃的制定、貨物運輸與集散過程的控制。

8、 運輸網絡的形成與運行機制。

9、 不同的運輸方式之間的協作。

10、運輸與物流其他作業環節活動的綜合集成與管理等。

就組織運輸工作，應貫徹執行“及時、準確、經濟、安全”的原則，即

1、 及時。就是按著產、供、運、銷情況，及時把貨物從產地運到銷地，盡量縮短貨物在途時間，及時供應工農業生產和人民生活的需要。

2、 準確。就是在貨物運輸過程中，切實防止各種差錯事故，做到不錯不亂，準確無誤的完成運輸任務。

3、 經濟。就是采取經濟、最合理地運輸方案，能有效地利用各種運輸工具和運輸設施，節約人力、物力和運力，提高運輸經濟效益，降低貨物運輸費用。

4、 安全。就是貨物在運輸過程中，不發生霉爛、殘損、丟失、燃燒、爆炸等事故，保證貨物安全地達到目的地。

在配上過程中，要組織合理的運輸，所謂合理運輸就是按照商品流通規律、交通運輸條件、物品合理流向、市場供需情況、走最少的里程、經最少的環節、用最少的運力、花最少的費用、以最快的時間、把貨物從生產地運輸到消費地。也就是用最少的勞動消耗，運輸更多的貨物，取得最佳的經濟效益。因此，在運輸生產活動中，需要一定的勞動消耗，衡量運輸的合理與否，是從技術經濟角度，看消耗在運輸上的社會勞動量，來評價運輸的經濟效益。

二、運輸的五要素

組織合理運輸工作，涉及面廣，比較復雜，影響它的因素很多。要實現運輸合理化，起決定作用的有以下五個主要因素，物流業稱為合理運輸“五要素”。

（一）運輸距離

運輸既然是商品在空間的移動，那么這個移動的距離，即運輸里程的遠近，是決定其合理與否因素中一個最基本的因素。因此，物流部門在組織貨物運輸時，首先要考慮到運輸距離，應盡可能實習近產近銷，就近運輸，近可能避免舍近求遠。

（二）運輸環節

    在物流過程環節中，運輸是一個主要的環節，也是決定合理運輸的一個重要因素。因為，圍繞著運輸業務活動，還有進行裝卸、搬運、包裝等工作，多一道環節，須多花費、多勞動。所以，物流部門在調運物資時，對有條件直達、直撥運輸。使物資不進入中轉倉庫，越過一切不必要的中間環節，有產地直運到銷地，越過一切不必要的中間環節，減少二次運輸。

（三）運輸工具

在交通運輸日益發展，各種運輸工具并存的情況下，必須選擇運輸工具和運輸路線，合理運用。根據不同貨物的特點，分別利用鐵路、水運和汽車運輸，選擇最佳的運輸路線。

（四）運輸時間

對物流業來說，為了更好的為顧客服務，及時滿足顧客的需要，時間是一個決定性的因素。尤其在市場變化很大的情況下，時間問題更為突出。所以在物流過程中，必須特別強調運輸時間，要搶時間、爭速度，想方設法加快貨物運輸，盡量壓縮待運期，使大批貨物不要長期徘徊、停留在運輸過程中。

（五）運輸費用

運輸費用占物流費用比重大，它是衡量運輸經濟效益的一項重要指標，也是組織合理輸的主要目的之一。運輸費用的高低，不僅關系到物流企業或運輸部門的經濟核算，而且也影響商品銷售成本。為此，在組織合理運輸工作中，積極節約運輸費用，是物流企業的一項重要任務。

上述五個因素，既是互相聯系，又是互相影響的，有的甚至是互相矛盾的。這就要求進行綜合比較分析，要求最佳運輸方案。在一般情況下，運輸時間快、運輸費用省、是考慮合理運輸的兩個主要因素，它集中體現了物流過程中的運輸經濟效益。

第五節 配送的信息技術

一、條碼技術

條碼技術是在計算機的應用實踐中產生和發展起來的一種自動識別技術。為我們提供了一種對物流中的貨物進行標識和描述的方法。條碼是實現POS系統、EDI、電子商務、供應鏈管理的技術基礎，是物流管理現代化、提高企業管理水平和競爭能力的重要技術手段。

二、EDI技術

EDI (Electronic Data Interchange)是指通過電子方式，采用標準化 的格式，利用計算機網絡進行結構化數據的傳輸和交換。構成EDI系統的三個要素是EDI軟硬件、通信網絡以及數據標準化。

工作方式大體如下：用戶在計算機上進行原始數據的編輯處理，通過EDI轉換軟件(Mapper)將原始數據格式轉換為平面文件(Flat File)，平面文件是用戶原始資料格式與EDI標準格式之間的對照性文件。通過翻譯軟件{Translator)將平面文件變成EDI標準格式文件。然后在文件外層加上通信信封(Envelope)，通過通信軟件(EDI系統交換中心郵箱(Mailbox))發送到增值服務網絡(VAN)或直接傳送給對方用戶，對方用戶則進行相反的處理過程，最后成為用戶應用系統能夠接收的文件格 式。

三、射頻技術

射頻識別技術（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象來獲取相關數據。識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。短距離射頻產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環境，可以替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距射頻產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。

四、GIS技術

GIS（Geographical Information System，地理信息系統）是多種學科交叉的產物，它以地理空間數據為基礎，采用地理模型分析方法，適時地提供多種空間的和動態的地理信息，是一種為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。其基本功能是將表格型數據（無論它來自數據庫、電子表格文件或直接在程序中輸入）轉換為地理圖形顯示，然后對顯示結果瀏覽、操作和分析。其顯示范圍可以從洲際地圖到非常詳細的街區地圖，顯示對象包括人口、銷售情況、運輸線路和其它內容。

五、GPS技術

全球定位系統（Global Positioning System－GPS）具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力。GPS在物流領域可以應用于汽車自定位、跟蹤調度，用于鐵路運輸管理，用于軍事物流。

第三章  配送路線優化的理論模型

  第一節   啟發式算法理論

一、啟發式算法的概念

啟發式源自英文單詞heuristics,啟發式方法意為通過對過去經驗的歸納推理以及實驗分析來解決問題的方法，即借助于某種直觀推斷或試探的方法。啟發式方法要求分析人員必須運用自己的感知和洞察力，從與研究問題相關而較基本的模型及算法中尋找其間的聯系，從中得到啟發，去發現適于解決該問題的思路和途徑。

用啟發式方法解決問題時強調“滿意”，常常是得到滿意解，決策者就認為可以了，而不去追求最優性和探求最優解。之所以這樣，其原因是：1、很多問題不存在嚴格最優解，這時，對目標的滿意性常比最優性更能準確地描述人們的選擇行為。2、對有些問題，得到它的最優解所花的代價太大。3、從實際決策的需要出發，有時要求解具有過高的精度沒有意義。

用啟發式方法求解問題是通過迭代過程實現的，因而需擬定出一套解得探索規則。為能得到滿意解，在整個迭代過程中要不斷吸收新的信息，必要時改變原來擬定的不合適的策略，建立新的搜索規則，注意從失敗中吸取教訓，并逐步縮小搜索范圍。啟發式方法具體求解過程如圖3-1所示。

 

                          圖3-1 啟發式方法的求解過程

二、啟發式算法的求解策略

用啟發式方法求解問題時，需采用一定的策略，下面列出幾個常用的策略，可根據問題的性質和要求選用。

（一）逐步構造解策略

逐步構造解策略是指每次增加解的一個元素（如節點、弧等），直到得到一完整的可接受解。

（二）改進解策略

從一初始解（初始解不一定可行）開始，通過一系列替換分解和合并過程來逐漸修正解，以提高解的可接受性。

（三）數學規劃策略

運用數學模型和優化算法，并通過對解的判別和修正以提高對問題的適用性，常會提出高效的啟發式算法。

（四）分解策略

把一個復雜的問題分解成一系列易于處理的子問題來求解，一個子問題的輸出常是下一個子問題的輸入。

（五）分割策略

把一個復雜的問題分割成一些平行的小的子問題，然后求解每個子問題，最后在相容原則下進行綜合，把子問題的解合并成原問題的一個解。

（六）可行解空間的限制策略

在某些情況下，把可行解集限制在一個可應用已存在高效算法的解集上，然后再求解問題。

（七）松弛策略

有時擴展問題的可行域以得到一個易于處理問題，然后求解松弛問題，就能直接得到或者很容易得到原問題的一個可行解，然后再對得到的解進行修正。

（八）搜索學習策略

包括在解的空間的定向搜索以及在搜索過程中發現和收集新的信息，并根據對新信息的分析，重新確認或改變搜索方向，修正搜索參數，消去不必要的搜索范圍，以有效提高搜索效率，盡快獲得問題的解。

第二節 遺傳算法理論

一、遺傳算法的由來

遺傳算法是60年代由美國 J. Holland 教授和他的學生建立發展的，其思想源于生物遺傳適者生存的自然規律，是一種新興的自適應隨即搜索方法，它對優化對象既不要求連續，也不要求可微，并具有極強的魯棒性和內在的并行計算機制，特別適合于非凸空間中復雜的多極值優化和組合優化問題，在機器學習、自動控制、機器人技術、電氣自動化以及計算機和通信等領域已取得了非凡的成就。近些年來，人們在用遺傳算法解決現實中的各種組合優化問題上進行了探索。

遺傳算法的工作機理是從達爾文進化論中得到靈感和啟迪，借鑒自然選擇和自然進化的原理，模擬生物在自然界的進化過程中所形成的一種優化求解方法。盡管這種自適應尋優技術可用來處理復雜的線性、非線性問題，但它的工作機理十分簡單。

二、遺傳算法的步驟

（一）構造滿足約束條件的染色體。

由于遺傳算法不能直接遺傳算法是60年代由美國 J. Holland 教授和他的學生建立發展的，其思想源于生物遺傳適者生存的自然規律，是一種新興的自適應隨即搜索方法，它對優化對象既不要求連續，也不要求可微，并具有極強的魯棒性和內在的并行計算機制，特別適合于非凸空間中復雜的多極值優化和組合優化問題，在機器學習、自動控制、機器人技術、電氣自動化以及計算機和通信等領域已取得了非凡的成就。近些年來，人們在用遺傳算法解決現實中的各種組合優化問題上進行了探索。

遺傳算法的工作機理是從達爾文進化論中得到靈感和啟迪，借鑒自然選擇和自然進化的原理，模擬生物在自然界的進化過程中所形成的一種優化求解方法。盡管這種自適應尋優技術可用來處理復雜的線性、非線性問題，但它的工作機理十分簡單。

處理解空間中的解，所以必須通過編碼將解表示成適當的染色體。實際問題的染色體有多種編碼方式，染色體編碼方式的選取應盡可能地符合問題約束，否則將影響計算效率。

（二）隨即產生初始群體。

初始群體是搜索開始時的一組染色體，其數量應適當選擇。

（三）計算每個染色體的適應度。

適應度是反映染色體優秀與否的唯一標識，遺傳算法就是要尋得適應度最大的染色體。

（四）使用復制、交叉和變異算子產生子群體。

這三個算子是遺傳算法的基本算子，其中復制體現了競爭與淘汰的自然規律，交叉體現了有性繁殖的思想，變異體現 了進化過程中的基因突變。

（五）重復步驟3、4直到滿足制止條件為止。

三、遺傳算法的優勢

（一）遺傳算法對問題參數的代碼集起作用，而不是對參數本身起作用。遺傳算法處理的對象是染色體，因而要求把所要優化問題的基本參數轉化成定長的有限符號的染色體。

（二）遺傳算法是從初始群體開始搜索的，而不是從單點開始搜索的，許多傳統優化方法都是從搜索空間的單點出發，通過某些轉換規則確定下一點。這種點到點的搜索方法在多峰值優化問題中，首先找到的可能不是最優峰值；而遺傳算法是以點集開始的尋優過程，初始群體是隨機地在搜集空間中選取的，這樣在搜索過程中達到最優峰值的概率遠大于點到點方法的概率。

（三）遺傳算法在搜索過程中只使用適應度函數信息，而不用倒數及其他輔助信息。對于不同類型的優化問題，傳統方法需要不同形式的輔助信息，沒有一種優化方法能適應各類問題的要求。遺傳算法在優化過程中，放棄使用這些輔助信息，具有廣泛適應性。

（四）遺傳算法使用頻率轉換規則而不用確定性規則。遺傳算法使用概率轉換規則來調整期搜索方向，各代群體間沒有統一的聯系規律。但使用概率轉換規則并不意味著這種方法屬于隨機算法范疇，它只是使用隨機轉換作為工具來調整搜索過程中趨向于目標函數不斷改進的區域。

于傳統方法相比，遺傳算法的優越性主要表現在：首先，在遺傳算子的作用下，遺傳算法具有很強的搜索能力，能以很大概率找到問題的全局最優解；其次，由于它固有的并行性，能有效地處理大規模的優化問題。

第三節  配送路線的優化模型

一、模型簡介

TSP一般描述為：旅行商從駐地出發，經所要去的城市至少一次后返回原地，應如何安排其旅行線路，才能使總的旅行距離（時間、費用）最少。對于現實問題，由于限制條件的增加，TSP可衍生出許許多多相關的問題。

一般TSP指一個旅行商訪問所有的城市。這里設城市O為旅行商出發城市，需要訪問的L各城市編號為1，••••，L，為了便于說明問題，把旅行商問題構造成網絡圖，以G=｛V,A,C｝表示，其中

V=｛0,1，L｝------點集，表示旅行商需要經過的地點。

A=｛（i,j）|i,j=1,1,••••，L, i≠j｝-----弧集，表示旅行商可能走過的線路段集合。

C=｛ |（i，j）≤A｝-----費用矩陣， 表示旅行商經過對應弧段（i，j）所花費，如時間、距離、花費等。

求解TSP即要求在加權圖G找到總費用做小的哈密爾頓回路，這里點O稱為源點。定義變量如下：

 =1 若弧（i,j）在線路上  或者   =0  若弧（i,j）不在線路上

則得到一下模型

 

 =1,j=0,1,••••l

 =1,i=0,1,••••l

X=( ) ≤S

 =0或1

二、求解方法

（一）節約法算法

節約算法又稱C—W算法，是有Clarke和Wright于1964年首次提出的。

它的基本思想是首先把各點單獨與源點O相連，構成1條僅含一個點的線路。總費用那個為

                    

然后計算將點i和j連接在一起線路上費用的“節約值”：

         

         

    

S(i,j)越大，說明把i和j連接在一起時總路程減少越多。構建線路時，根據S(i,j)從大到小的順序進行，實現時可在表上操作，具體步驟如下:

Step1：計算節約紙S(i,j)，并排列成表格形式。

Step2：在表格中選擇最大元素S(i,j):

Step3：考察對應的點i和點j，檢查是否滿足下列條件：

1、若點i和j均不在已構成的線路上，則可連接點i和j，得到線路段o→i→j→o，轉步驟step4；

2、若點i和j在已構成的線路上，連接后，但不是線路的內點（即不與源點O直接相連），則可以連接，連接后得到線路段o•••→i→j→o或o→i→j→•••o，轉步驟step4；

3、若點i和j在已構成的同一條線路上，則不能再進行連接，轉步驟step4。

Step4：劃去第i行和第j列，則i點不能再到其他點，而j點也不能有其他點達到；

Step5：若所有元素均被劃去，則已得到完整線路，算法終止；否則，在未被劃去的元素中選擇最大元素，轉步驟step3。

（二）最鄰近法

Step1：取源點O開始作為線路的起點；

Step2：尋找與上一次加進線路中的點距離最近的點，把此點加到線路中去；

Step3：重復step2，直到所有的點都已考慮，這就得到了一條線路。

（三）幾何啟發式算法

step1：構建點集的凸組合，此組合給出一初始線路。

Step2：選擇不屬于初始線路上的點k*及線路上的弧（ ， ），使由弧（ ， ）與弧（ ， ）構成的角度最大。

Step3：把點k*插入到點 與 之間。

Step4：重復step2---step3，直到得到—哈密爾頓回路。

（四）最小生成樹算法

Step1：求圖G的一顆最小生成樹T；

Step2：在T的所有奇數度頂點上，求最小費用匹配，從匹配解中增加分枝給已在T中的分枝，得到—歐拉回路；

Step3：檢查所有被不足訪問過一次的頂點，將歐拉回路轉化成哈密爾頓回路。

（五）最近插入算法

Step1：取源點O作為起點。

Step2：找到點L，使 最小，構成局部線路O—L—O；

Step3：對于已形成的局部線路，在不屬于此線路的點中，尋找離線路上的點最近的點K。

Step4：在線路上尋找弧(i,j)，使滿足 極小，把K插入點i與j之間。

Step5：返回step3，直到得到—哈米爾頓回路。

（六）最節約插入算法

Step1、step2與最近插入算法相同。

Step3：在局部線路中尋找（i,j）及不屬于此線路上的點K，滿足 極小，然后把K插入i與j之間；

Step4：重復，直到得到—哈密爾頓回路。

（七）凸集插入算法

Step1：構造點集的凸組合，此組合給出—初試線路。

Step2：對不在線路上的點K,確定在線路的哪兩個點i與j間插入點k。即對每個點k，找到 極小的（i,j）；

Step3：對在step2中找到的所有（i，k，j），確定（ ），使 極小；

Step4：把點k*插入到線路上的點 與 之間；

Step5：重復step2—step4，直到得到—哈密爾頓回路。

第四章 貝因美公司的配送流程優化

第一節 貝因美公司的簡介

貝因美始創于1992年，總部設在中國杭州，并在上海、北京、沈陽、武漢、成都、敦化、鄭州設有分公司。全國設立25個分公司，有K/A、批銷、嬰童店、百貨、網絡五大渠道，50000多個零售網點。品牌價值超過50億元人民幣。2008年的全年銷售總額 有50多億元，2009年的全年銷售總額達到了100億元。

貝因美以“關愛生命，熱愛生活”為宗旨，全方位服務于中國嬰童事業，致力于嬰幼兒食品及嬰童產業的研究與國際性合作。主營事業以嬰幼兒食品、嬰幼兒用品、育嬰咨詢服務、生命科學和母嬰保健、育嬰工程、愛嬰工程六大塊架構而成。其中嬰幼兒食品為主導項目，全面涵蓋代乳品、斷奶期食品和輔助食品三大類，是華東地區最大的斷奶期食品生產基地和中國三大嬰幼兒基本營養食品專業生產企業之一，產品覆蓋全國。產品包括貝因美商標各階段嬰幼兒米粉，奶粉，豆粉，營養奶糕，營養荷花糕，嬰幼兒磨牙餅，葡萄糖，蜂蜜，母嬰護理用品，童車，童床，童裝，玩具等。

貝因美奶粉的三大優勢 優質奶源、先進工藝、科學配方是打造奶粉品質的三大關鍵因素，貝因美三者兼備，建立、實施和不斷完善生產管理體系，應用全球領先的生產工藝與專業設備，為中國寶寶提供代表國際先進水平的產品。 優質奶源——北緯45度以上是國際公認的“黃金奶帶”。貝因美在地處北緯45度以上、有“中國奶牛之鄉”美譽的黑龍江省安達市設有貝因美奶源基地，并從同樣地處北緯45度以上、有“歐洲農村”之稱的愛爾蘭進口優質原料乳。

優質奶源，是安全的品質基礎；

全面科學管理，是安全的制度保障。

先進工藝——在生產工藝與設備方面，貝因美投資13億元，聯手全球乳業工藝巨頭荷蘭斯托克公司，配置專門為嬰幼兒奶粉生產設計的謝弗爾斯三效牛奶濃縮器等國際一流專業生產設備，并在安達工廠建成了國內首條高端嬰幼兒配方奶粉專用生產線；杭州工廠也分別從荷蘭高達公司和日本引進了國際先進的滾筒干燥營養米粉生產設備 ，形成了具有年產嬰幼兒營養米粉2萬噸的生產能力，是華東地區最大的斷奶期食品專業工廠之一，從硬件上保障了為中國寶寶提供專業的國際先進的產品。

科學配方——專為中國寶寶研制是貝因美的研發理念。不同國家的民族特性、地域環境和膳食結構導致了各國嬰童食品配方的不同需求。

貝因美17年來，一直致力于研發符合中國嬰童特質的產品，不斷完善研發組織和制度、引進尖端研發人才和設備；與國內外研發機構展開深度合作，比如創建貝因美母乳研究中心，致力于精準還原中國母乳復雜的營養結構,研發實現從高級配方到仿生配方的目標，針對中國寶寶的身體特點能夠提供更為專業的配方和養育方案，以確保科學性與安全性。 這些就是貝因美為什么能夠一直沒有出任何問題的原因，因為貝因美始終以質量位企業發展的原則，16年來一直嚴把質量關，始終做到對寶寶負責，讓媽媽放心！

 本文要研究的是貝因美坐落在杭州余杭區的安溪工廠，是全國最大的GMP標準嬰兒營養米粉工廠，安溪工廠年產6萬噸配方乳粉，總投資近3億引進全套進口全球領先工藝設備，目前在生產嬰幼兒配方奶粉生產線中首屈一指，采用全自動化流程高架立體庫，建設現代化物流中心，打造了國家級檢測中心，已全面質量監控的軟硬件建設為中國寶寶提供專業的國際先進產品。

            

圖4-1 貝因美工廠的生產車間

          

圖4-2 貝因美嬰幼兒用品

 

圖4-3 貝因美公司的組織結構

第二節 貝因美的配送流程分析

首先，貝因美的安溪工廠每天會生產出全國各個分公司所需要的產品，包括貝因美什錦營養米粉、營養磨牙餅、磨牙棒、健兒葡萄糖、兒童成長配方奶粉、乳清蛋白營養米粉、豬肝番茄營養米線、寶貝寶寶成長奶粉、營養小饅頭、淮山營養米粉、深海旗魚營養魚酥等。因為貝因美安裝ERP系統，每個分公司可以根據自己的需求情況給工廠下訂單，工廠根據訂單進行生產。接下來的流程是對生產出來的產品進行分類保管，同時要檢查產品的品種和數量是否正確，檢查包裝是否有破損的情況，一切就緒之后，工作人員通過叉車把貨物搬到倉庫的指定位置。

當第二天要發貨的時候，工作人員開始根據訂單把商品分揀出來，放到發貨場所指定的位置。配貨作業采用的是機械化的設備，采用的是摘果方式，即搬運車往返保管場所，按照分公司的要求從某個貨位上取下某種商品，巡回完畢后就完成了一個分公司的配貨，接著在對下一個分公司配貨。

發貨是配送中心工作流程的最后一道環節，貝因美在浙江、上海、南京、蘇州、武漢、貴陽、成都、北京、天津等全國各地都有自己的分公司，每天的發貨量平均有300多噸，每天光運費就要10萬左右，所以如何通過優化配送路線控制物流的成本是本文要研究的重點，因為貝因美的網點遍布全國各個城市，所以要進行全部的路線的優化有一定的困難，本文選擇的研究范圍是浙江省內的各個城市，有衢州、浦江、蘭溪、桐鄉、義烏、金華、湖州、諸暨、東陽、嘉善10個城市。這些城市一個星期內的需求情況相關數據如表4-1。杭州余杭到各個城市的距離的相關數據如表4-2。

表4-1 各個城市的一個星期之內的需求數據

省份 單位名稱 食品件數 食品體積 促銷品體積 總體積 總重量 發貨地

浙江 東陽一諾（杭州分公司） 256 6.3 0.9  7.2  1.8  杭州分公司發

浙江 湖州黎明（杭州分公司） 1274 31.9 2.9  34.8  6.9  杭州分公司發

浙江 嘉善新昕（杭州分公司） 950 22.5 3.2  25.7  5.7  杭州分公司開

浙江 金華鑫金珠（杭州分公司） 805 19.3 1.7  21.0  4.8  杭州分公司發

浙江 蘭溪永旺（杭州分公司） 416 9.9 2.4  12.3  2.9  杭州分公司開

浙江 浦江金貝（杭州分公司） 479 11.8 1.0  12.8  3.2  杭州分公司發

浙江 衢州龍游（杭州分公司） 1269 29.8 36.0  33.4  8.3  杭州分公司開

浙江 桐鄉梧桐店（杭州分公司） 267 6.7 5.4  13.7  5.3  杭州分公司開

浙江 義烏鈺爾（杭州分公司） 526 11.9 4.0  15.9  4.7  杭州分公司發

浙江 諸暨一百（杭州分公司） 590 14.4 5.4  19.8  4.3  杭州分公司發

                 

表4-2   各個城市之間的距離

杭州 杭州

東陽 172.0 東陽

湖州 93.6 243.0 湖州

嘉善 88.9 237.0 106.0 嘉善

金華 193.0 74.9 264.0 260.0 金華

蘭溪 209.0 90.6 280.0 276.0 27.8 蘭溪

浦江 146.0 46.2 217.0 213.0 76.4 57.0 浦江

衢州 270.0 159.0 310.0 345.0 101.0 92.1 161.0 衢州

桐鄉 45.9 194.0 65.7 59.0 216.0 231.0 168.0 303.0 桐鄉

義烏 149.0 20.7 220.0 217.0 56.8 71.8 32.5 135.0 172.0 義烏

諸暨 99.6 82.3 171.0 167.0 108.0 123.0 60.2 187.0 122.0 64.0 諸暨

                           

 

                                     圖4-1 目前的配送模式

目前的配送模式來回所需的總路程有2934公里。

第三節 配送路線的分析與優化

這里所用的配送車輛都是12頓的柴油貨車。

一、 方案一

不考慮車輛裝載，只考慮路線設計，使配送路線最短。先從杭州出發找距離杭州最近的城市，再由該城市作為中心點，找出距離該城市最近的另一個城市，這樣依次類推，回到杭州的話就是一個回路了。要是還有城市沒連的話再按照這個方法依次連起來，直到各個城市都與杭州連起來成為一個回合了，這樣才算完成本次的配送。

可以得出的最終的配送路線如圖4-2所示：

 

                                       圖4-2  改進后的配送路線

經過計算優化得到的路線有：

杭州－桐鄉－諸暨－杭州   總距離為267.5公里  總需求量為9.6噸 需要1輛車子

杭州－嘉善－浦江－義烏－杭州   總距離為483.4公里  總需求量為13.6噸  需要2輛車子

杭州－湖州－金華－蘭溪－衢州－杭州   總距離為747.5公里   總需求量為22.9噸  需要2輛車子

杭州－東陽   總距離為172公里  總需求量為1.8噸  需要1輛車子

二、方案二

考慮車輛最優裝載的路線優化

配送中心與用戶最短的距離的相關數據如表4-2。

表4-2  各個城市之間的距離

貨運量 杭州

1.8 172.0 東陽

6.9 93.6 243.0 湖州

5.7 88.9 237.0 106.0 嘉善

4.8 193.0 74.9 264.0 260.0 金華

2.9 209.0 90.6 280.0 276.0 27.8 蘭溪

3.2 146.0 46.2 217.0 213.0 76.4 57.0 浦江

8.3 270.0 159.0 310.0 345.0 101.0 92.1 161.0 衢州

5.3 45.9 194.0 65.7 59.0 216.0 231.0 168.0 303.0 桐鄉

4.7 149.0 20.7 220.0 217.0 56.8 71.8 32.5 135.0 172.0 義烏

4.3 99.6 82.3 171.0 167.0 108.0 123.0 60.2 187.0 122.0 64.0 諸暨

 

表4-3 所得的節約路程如表

貨運量 杭州

1.8  東陽

6.9  22.6 湖州

5.7  23.9 76.5 嘉善

4.8  290.1 22.6 21.6 金華

2.9  290.4 22.6 21.9 374.2 蘭溪

3.2  271.8 22.6 21.9 262.6 298.0 浦江

8.3  283.0 53.6 13.9 362.0 386.9 255.0 衢州

5.3  23.9 127.4 75.8 22.9 23.9 23.9 12.9 桐鄉

4.7  300.3 22.6 20.9 285.2 286.2 262.5 284.0 22.9 義烏

4.3  189.3 22.2 21.5 184.6 185.6 185.4 182.6 23.5 184.6 諸暨

表4-4 節約路程排序（從大到小）

從（i-j) 蘭溪-衢州 金華-蘭溪 金華-衢州 東陽-義烏 蘭溪-浦江 東陽-蘭溪

路程（i-j) 386.9 374.2 362.0 300.3 298.0 290.4

從（i-j) 東陽-金華 蘭溪-義烏 金華-義烏 衢州-義烏 東陽-衢州 東陽-浦江

路程（i-j) 290.1 286.2 285.2 284.0 283.0 271.8

從（i-j) 金華-浦江 浦江-義烏 浦江-衢州 東陽-諸暨 蘭溪-諸暨 浦江-諸暨

路程（i-j) 262.6 262.5 255.0 189.3 185.6 185.4

從（i-j) 金華-諸暨 義烏-諸暨 衢州-諸暨 湖州-桐鄉 湖州-嘉善 嘉善-桐鄉

路程（i-j) 184.6 184.6 182.6 127.4 76.5 75.8

從（i-j) 湖州-衢州 東陽-嘉善 東陽-桐鄉 蘭溪-桐鄉 浦江-桐鄉 桐鄉-諸暨

路程（i-j) 53.6 23.9 23.9 23.9 23.9 23.5

從（i-j) 桐鄉-義烏 金華-桐鄉 湖州-金華 湖州-蘭溪 湖州-浦江 湖州-義烏

路程（i-j) 22.9 22.9 22.6 22.6 22.6 22.6

從（i-j) 東陽-湖州 湖州-諸暨 嘉善-蘭溪 嘉善-浦江 嘉善-金華 嘉善-諸暨

路程（i-j) 22.6 22.2 21.9 21.9 21.6 21.5

從（i-j) 嘉善-義烏 嘉善-衢州 衢州-桐鄉   

路程（i-j) 20.9 13.9 12.9   

 

表4-5  用戶連接過程

（i-j)

蘭溪-衢州 金華-蘭溪 金華-衢州 東陽-義烏

 11.2 >12 >12 6.5

連接與否 蘭溪-衢州 不連 不連 東陽-義烏

（i-j)

蘭溪-浦江 東陽-蘭溪 東陽-金華 蘭溪-義烏

 >12 >12 11.3 >12

連接與否 不連 不連 義烏-東陽-金華 不連

（i-j)

金華-義烏 衢州-義烏 東陽-衢州 東陽-浦江

 11.3 >12 >12 >12

連接與否 義烏-東陽-金華 不連 不連 不連

（i-j)

金華-浦江 浦江-義烏 浦江-衢州 東陽-諸暨

 >12 >12 >12 >12

連接與否 不連 不連 不連 不連

（i-j)

蘭溪-諸暨 浦江-諸暨 金華-諸暨 義烏-諸暨

 >12 7.5 >12 >12

連接與否 不連 浦江-諸暨 不連 不連

（i-j)

衢州-諸暨 湖州-桐鄉 湖州-嘉善 嘉善-桐鄉

 >12 >12 >12 11.0

連接與否 不連 不連 不連 嘉善-桐鄉

（i-j)

湖州-衢州 東陽-嘉善 東陽-桐鄉 蘭溪-桐鄉

 >12 >12 >12 >12

連接與否 不連 不連 不連 不連

（i-j)

浦江-桐鄉 桐鄉-諸暨 桐鄉-義烏 金華-桐鄉

 >12 >12 >12 >12

連接與否 不連 不連 不連 不連

（i-j)

湖州-金華 湖州-蘭溪 湖州-浦江 湖州-義烏

 >12 >12 >12 >12

連接與否 不連 不連 不連 不連

（i-j)

東陽-湖州 湖州-諸暨 嘉善-蘭溪 嘉善-浦江

 >12 >12 >12 >12

連接與否 不連 不連 不連 不連

（i-j)

嘉善-金華 嘉善-諸暨 嘉善-義烏 嘉善-衢州

 >12 >12 >12 >12

連接與否 不連 不連 不連 不連

經過節約法計算后得出的方案二的配送路線如圖4-3所示。

 

                                            圖4-3 方案二的配送路線

杭州－蘭溪－衢州－杭州  總距離為571.1公里   總需求量為11.2噸  需要1輛車子

杭州－義烏－東陽－金華－杭州  總距離為437.6公里  總需求量為11.3噸 需要1輛車子

杭州－浦江－諸暨－杭州  總距離為305.8公里  總需求量為7.5噸  需要1輛車子

杭州－嘉善－桐鄉－杭州  總距離為193.8公里  總需求量為11.0噸 需要1輛車子

杭州－湖州－湖州   總距離為187.2公里  總需求量為6.9噸 需要1輛車子

三、 選擇最優解

表4-6 各個方案之間的比較

 所需車輛 共行駛距離 共行駛小時數 運輸費用

線路優化前 10  2934.0  48.9 5253

線路優化方案一 6 1670.4  27.9  3542

線路優化方案二 5  1695.5  28.3 2800

 

圖4-4  三個方案的車輛和行駛小時的比較圖

 

                                          圖4-5 三個方案的行駛距離和運輸費用的比較圖

從圖表4-6中可以看出來，方案二的運輸費用是最少的，所以方案二為最優方案。

第五章 總結和展望

        通過對制造業配送的研究，讓我更深入地了解了配送的各個流程，進貨、訂單處理、揀貨作業、補貨作業、配貨作業、送貨作業，并且通過對貝因美公司的配送流程的研究，理論結合實踐，對整個流程的操作體系有了新的理解。

        大型的制造業公司，往往在全國各地都有自己的分銷公司，本文因為篇幅限制的原因，只對貝因美公司在浙江省內的各個網點進行了跟蹤調查，并且搜集了很多的數據，最后對其配送路線進行了優化，得出了新的配送方案。

        但是這個模型是一個非常理想的情況，現實中會遇到很多的情況，比如說天氣情況、路上的交通情況、甚至要考慮員工的流失情況，非常多的不可預測因素會影響這個模型最后的結果，所以我在這邊只能謙虛地說配送路線的優化的精確度還有很大的空間可以提高。

        未來，物流業和制造業的聯動發展是一定是以后發展的趨勢，并且發展潛力巨大。在物流需求擴大，成本上升的壓力之下，越來越多的制造企業開始從戰略高度重視物流功能整合，實施流程再造，分離外包物流業務，以更加專注于核心競爭力的打造。制 造業為物流業的發展提供設施和技術基礎，物流業為制造業提供生產，現代物流業發展的滯后，必將在一定程度上影響制造業的發展，影響制造業產業結構的升級。

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       致 　謝