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時(shí)間：2023-04-01 10:32:02
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1概述
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市供熱事業(yè)獲得了長足的發(fā)展，全國集中供熱面積已達(dá)86540萬平米。在規(guī)模擴(kuò)張的同時(shí)，供熱新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝不斷得到推廣應(yīng)用。展望未來，要加快科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，使供熱系統(tǒng)工藝、設(shè)備、設(shè)計(jì)、施工和管理的技術(shù)水平有較大提高，縮小與供熱發(fā)達(dá)國家的差距，為我國的環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
要實(shí)現(xiàn)供熱技術(shù)的進(jìn)步，關(guān)鍵在于抓好二個(gè)方面的工作：
一是建立完善的技術(shù)開發(fā)體系；
二是推廣供熱節(jié)能新技術(shù)。
2城市供熱技術(shù)發(fā)展存在的問題
2.1集中供熱目前正受到其他采暖（制冷）能源和供應(yīng)方式的有力競爭
以煤炭為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)和集中鍋爐房供熱受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：
一是如何降低初投資（包括熱源、熱網(wǎng)、熱力站的投資）；
二是如何完善供熱系統(tǒng)，加強(qiáng)企業(yè)管理，降低供熱成本。
2.2二氧化硫污染的問題
我國的供熱鍋爐主要以中小燃煤鍋爐為主，量大面廣。由于中小鍋爐煙氣排放高度低，對城市環(huán)境空氣的污染相對較大。控制中小燃煤鍋爐造成的低空污染是改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵之一。因而應(yīng)積極尋求脫硫效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、一次投資少的好技術(shù)項(xiàng)目。
3城市供熱技術(shù)未來發(fā)展展望
預(yù)計(jì)今后十年，集中供熱企業(yè)將實(shí)現(xiàn)由粗放型經(jīng)營到質(zhì)量、效益型的轉(zhuǎn)變，集中供熱效率的提高有賴于技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新與推廣，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
3.1供熱自動(dòng)化控制水平提高
鍋爐自動(dòng)控制、換熱站自動(dòng)控制、無人值守自動(dòng)供熱機(jī)組等將得到廣泛應(yīng)用、自動(dòng)化控制水平的提高，不僅保證了供熱的可靠性，而且提高了供熱效率。
3.2大型供熱機(jī)組比重增加
一些城市未滿足熱負(fù)荷的急劇增加，正建設(shè)單機(jī)容量100兆瓦以上的大型供熱機(jī)組，代替小型供熱機(jī)組，200兆瓦以上的供熱機(jī)組也在太原、北京、沈陽等城市投入運(yùn)行，大型供熱機(jī)組比重將日益增加。
3.3城市熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)快速發(fā)展
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，既需供熱又供冷的公用建筑大量增加，一些城市以熱電廠為熱源，實(shí)行熱、電、冷聯(lián)供。夏季熱負(fù)荷的增加，使熱電廠的綜合效益明顯提高。
3.4分戶計(jì)量開始實(shí)施
隨著《中華人民共和國節(jié)約能源法》的頒布實(shí)施和人們節(jié)能意識(shí)的提高，以促進(jìn)供熱系統(tǒng)和節(jié)能為目的的采暖分戶計(jì)量工作開始實(shí)施，溫控閥、熱量表、自力式壓差控制器、自力時(shí)流量調(diào)節(jié)閥、變頻循環(huán)水泵、蓄熱器等在供熱系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。
3.5大力推廣鍋爐節(jié)能技術(shù)
利用鍋爐自動(dòng)控制，分層給煤燃燒，水泵、風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速等技術(shù)，高效省煤器等降低鍋爐房能耗指標(biāo)。
3.6開始使用潔凈燃料
隨著人們生活水平的提高和環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，以油、氣、水煤漿等潔凈的燃料代替煤炭而作為都市使用的主要一次能源已成為必然趨勢。部分城市開始發(fā)展燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電熱電廠，已達(dá)到高效、節(jié)能、減少污染、提高電網(wǎng)調(diào)峰能力的目的。
3.7供熱新能源開發(fā)方興未艾
地?zé)崮?、核能、熱泵、垃圾焚燒、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用日益得到重視，促進(jìn)了供熱能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
（1）地?zé)崮?。地球是一座天然的巨大能源庫，它?nèi)部蘊(yùn)藏著大量熱能。地?zé)崮転榈厍蛏洗鎯?chǔ)的全部煤燃燒時(shí)放出的熱量的一億七千萬倍。地?zé)崮苋∽浴疤烊坏牡叵洛仩t”，不需要燃燒任何燃料，更省去了復(fù)雜龐大的燃料運(yùn)輸和燃燒系統(tǒng)，避免熱因燃燒而產(chǎn)生的污染，因此是一種清潔、廉價(jià)的能源。我國的華北、山東半島、遼東半島等地區(qū)蘊(yùn)藏有地?zé)豳Y源，合理開發(fā)利用，將對改善供熱能源結(jié)構(gòu)、減少污染起巨大作用。
今年以來，美國和加拿大、英國、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國的相繼發(fā)生的大停電事故，深刻說明傳統(tǒng)能源供應(yīng)形式存在著嚴(yán)重的技術(shù)缺陷，隨著時(shí)代的發(fā)展，特別是信息社會(huì)的發(fā)展，已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類文明的發(fā)展進(jìn)程，必須加快信息時(shí)代的新型能源體系的建立，分布式能源是該體系的核心技術(shù)。
分布式能源技術(shù)的發(fā)展，為中國與世界發(fā)達(dá)國家重新回歸同一起跑線創(chuàng)造了一個(gè)新機(jī)遇，如同手機(jī)和家電一樣，它有可能使中國依據(jù)市場優(yōu)勢迅速占據(jù)世界領(lǐng)先地位。
所謂“分布式能源”是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)。一次能源以氣體燃料為主，可再生能源為輔，利用一切可以利用的資源；二次能源以分布在用戶端的熱電冷（植）聯(lián)產(chǎn)為主，其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔，實(shí)現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級(jí)利用，并通過中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和補(bǔ)充；在環(huán)境保護(hù)上，將部分污染分散化、資源化，爭取實(shí)現(xiàn)適度排放的目標(biāo)；在管理體系上，依托智能信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人職守，通過社會(huì)化服務(wù)體系提供設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維修一體化保障；各系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)和冷、熱水管道上進(jìn)行就近支援，互保能源供應(yīng)的可靠。分布式能源實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化，將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯(cuò)，將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài)，利用效率發(fā)壞發(fā)揮到最大狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)約資金的目的。
分布式能源技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)主要在以下幾個(gè)方面：
1、動(dòng)力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備；
2、一次和二次能源相關(guān)技術(shù)；
3、智能控制與群控優(yōu)化技術(shù)；
4、綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)；
5、資源深度利用技術(shù)。
動(dòng)力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備：
主要是指一些基于傳統(tǒng)技術(shù)的完善和新技術(shù)的發(fā)展。
（1）小型燃?xì)廨啓C(jī)——在小型航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)地面發(fā)電和供熱的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。目前中國在這一技術(shù)上已經(jīng)可以開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品，主要的問題是需要提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)換效率，提高可靠性，延長設(shè)備檢修周期，提高設(shè)備的自動(dòng)智能控制水平；
（2）微型燃?xì)廨啓C(jī)——這是基于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)增壓渦輪技術(shù)的延伸，關(guān)鍵技術(shù)在于精密鑄造和燒結(jié)金屬陶瓷轉(zhuǎn)子，空氣或磁懸浮軸承，高效回?zé)崂眉夹g(shù)，永磁發(fā)電技術(shù)，可控硅變頻控制技術(shù)等。由于技術(shù)層次并不高，其中許多項(xiàng)目已經(jīng)有專家在研究，只要國家真正重視，中國完全可以趕超世界先進(jìn)水平；
（3）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)——內(nèi)燃機(jī)技術(shù)對于中國已經(jīng)非常成熟，但是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的制造水平與國際先進(jìn)設(shè)備還存在比較大的差距，主要是轉(zhuǎn)換效率、排放控制、電子控制和設(shè)備大修周期等，此外，國外正在發(fā)展的預(yù)燃、回?zé)?、增壓渦輪技術(shù)，以及電子變頻等技術(shù)，都是發(fā)展的重要方向；
（4）斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)——外燃式斯特林技術(shù)中國已經(jīng)有了比較大的突破，上海711所已經(jīng)可以生產(chǎn)該技術(shù)的產(chǎn)品，目前主要是提高設(shè)備可靠性和發(fā)電效率，以及自動(dòng)化控制水平；
（5）燃料電池——該技術(shù)有質(zhì)子交換膜、固體氧化物、熔融硅酸鹽和氫氧重整等多種技術(shù)方式，該技術(shù)應(yīng)用極為廣泛，污染極小，而且可以同燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)整合，發(fā)電效率將可能達(dá)到80%，是未來最具有發(fā)展價(jià)值的技術(shù)；
（6）微型蒸汽輪機(jī)——蒸汽輪機(jī)是非常傳統(tǒng)的技術(shù)，但是利用一部噪音小、振動(dòng)小、運(yùn)行方便可靠的小型蒸汽輪機(jī)代替熱交換器，將其中一部分能量轉(zhuǎn)換為價(jià)值較高的電能，或者利用蒸汽管網(wǎng)中較低品位的蒸汽為制冰機(jī)組提供低溫冷能，可以更好地利用蒸汽中的能量；
（7）微型水輪機(jī)和微型抽水蓄能電站——小型、微型水輪機(jī)組不僅可以在任何有水位落差的地方使用，而且可以廣泛利用在分布式能源項(xiàng)目上。利用自來水管網(wǎng)的水能壓力，或者建筑物可能產(chǎn)生的落差進(jìn)行發(fā)電，并在用電低谷進(jìn)行抽水蓄能，新型的微型水輪發(fā)電機(jī)組將何以采用電子變頻控制技術(shù)，調(diào)整電能品質(zhì)；
（8）太陽能發(fā)電和太陽熱發(fā)電——利用太陽能量的發(fā)電技術(shù)，關(guān)鍵是降低成本，同時(shí)需要研究與其他能源利用方式和載體進(jìn)行整合，將太陽熱發(fā)電與沼氣利用整合，將光伏電池與建筑材料整合，利用光導(dǎo)纖維與照明技術(shù)整合等等；
（9）風(fēng)能——風(fēng)力發(fā)電是世界能源發(fā)展的一個(gè)重要方向，在大型風(fēng)場大量利用大型風(fēng)機(jī)發(fā)電將何以代替現(xiàn)有的火力發(fā)電系統(tǒng)，但是對于居住分散的用戶小型高效的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)更加具有普及意義，小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要需要解決的是成本、可靠性和蓄能問題；
（10）余熱制冷系統(tǒng)——利用動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的余熱供熱制冷是分布式熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，尤其是制冷，可以采用吸收式制冷，也可以采用吸附式，以及余熱——?jiǎng)恿D(zhuǎn)換——低溫制冷等技術(shù)，這些技術(shù)均比較成熟，關(guān)鍵是系統(tǒng)的集成和提高效率，以及降低造價(jià)等問題；
（11）熱泵——利用地源、水源和其他溫差資源的能源利用技術(shù)，重點(diǎn)在于提高效率和增強(qiáng)于其他能源利用技術(shù)的整合能力；
（12）能量回收系統(tǒng)——諸如將建筑物內(nèi)電梯下行、汽車制動(dòng)、自來水減壓等能量回收的技術(shù)以及應(yīng)用設(shè)備的研發(fā)。
與分布式能源系統(tǒng)相關(guān)的一次和二次能源相關(guān)技術(shù)：
（1）天然氣系統(tǒng)的優(yōu)化利用，以及管道輸送技術(shù)；
（2）液化天然氣的生產(chǎn)和利用——分散化的液化天然氣生產(chǎn)技術(shù)可以充分利用石油開采中的伴生氣資源，減少溫室氣體排放，提高資源的綜合利用率，液化天然氣利用中對于冷能的有效利用可以有效節(jié)能等等，在液化天然氣利用中，將產(chǎn)生大量的新課題；
（3）煤層氣和礦井瓦斯利用，世界上可能有60%以上的礦工是死在中國的礦井里，而瓦斯爆炸是元兇之一，減少礦工死亡和提高煤層氣和礦井瓦斯資源的利用有著密切關(guān)聯(lián)，利用煤層氣和礦井瓦斯發(fā)電等技術(shù)不僅可以挽救無數(shù)礦工的生命，還能有效減少溫室氣體排放，緩解全球變暖問題；
（4）可燃冰——存在于海底和高寒地區(qū)的天然氣水化合物是人類未來的主要能源，它是為分布式能源系統(tǒng)提供燃料的重要途徑；
（5）煤地下氣化——中國目前有100億噸以上的煤炭資源在開發(fā)過程中被遺棄在地下，如何利用可控地下氣化技術(shù)將其變?yōu)闅怏w燃料回收利用是中國煤炭工業(yè)的重要課題；
（6）地?zé)帷煤烷_發(fā)地?zé)豳Y源，將地下低品位熱能轉(zhuǎn)換為高品位的電能或冷能是技術(shù)的關(guān)鍵；
（7）深層海水冷能——利用沿海深層海水的低溫資源，解決沿海城市的制冷問題，并降低城市熱島效應(yīng)；
（8）水能——利用水利資源，特別是小型水電設(shè)施解決農(nóng)村以水代柴，保護(hù)植被；
（9）沼氣——利用城市垃圾、農(nóng)村廢棄物資源等進(jìn)行發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)，減少溫室氣體排放，提高資源綜合利用水平；
（10）甲醇——利用煤等礦物資源生產(chǎn)甲醇，以代替石油。甲醇可以滿足燃料電池對氫的需要；
（11）乙醇——利用植物資源生產(chǎn)乙醇，以代替石油和其他礦物燃料，乙醇可以作為燃料直接使用，也可以作為燃料電池的氫分離的原料；
（12）氫——對于氫的利用將決定人類的未來，如何從水中低成本地重整氫氣將是技術(shù)的關(guān)鍵；
（13）壓縮空氣——利用低估電力或其他能源生產(chǎn)高壓空氣，作為汽車和其他動(dòng)力設(shè)備，以及分布式能源的動(dòng)力源，主要解決高增壓比壓縮技術(shù)、設(shè)備小型化、材料和效率等問題。
智能控制與群控優(yōu)化技術(shù)：
（1）分布式能源機(jī)組和系統(tǒng)自身的智能化控制——解決設(shè)備“無人職守”問題，能夠根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，自動(dòng)跟蹤電、熱、冷負(fù)荷；
（2）分布式能源與載體的信息互動(dòng)——解決分布式能源系統(tǒng)成為智能化建筑的一個(gè)組成部分，與建筑系統(tǒng)的需求進(jìn)行優(yōu)化整合，提高建筑的能源可靠性和節(jié)能性；
（3）分布式能源機(jī)組的聯(lián)合控制——分布式能源采用模塊化組合設(shè)計(jì)，需要對模塊組合聯(lián)合控制，根據(jù)需求變化進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，決定每一模塊的運(yùn)行狀態(tài)和模塊之間的調(diào)節(jié)優(yōu)化關(guān)系；
（4）遠(yuǎn)程遙控——通過電話線、因特網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)和電源線對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視控制，需要解決安全和協(xié)議統(tǒng)一等問題；
（5）群控優(yōu)化——根據(jù)一個(gè)區(qū)域內(nèi)各種用戶對于電力、熱力、制冷等需求的變化，以及燃料、氣溫變化趨勢、蓄能量庫存等等因素，優(yōu)化控制各個(gè)用戶的分布式能源系統(tǒng)，以及公共能源系統(tǒng)，進(jìn)行多系統(tǒng)容錯(cuò)優(yōu)化，減少冗余，提高各系統(tǒng)的安全性和需求適應(yīng)性，降低造價(jià)，提高效率；
（6）智能電網(wǎng)技術(shù)——必須建立電網(wǎng)信息化管理系統(tǒng)，對于電網(wǎng)特別式近用戶低壓供電電網(wǎng)的信息化控制，流量平衡控制、網(wǎng)內(nèi)分布式能源智能管制系統(tǒng)、智能保護(hù)系統(tǒng)等；
（7）信息化計(jì)量與結(jié)算系統(tǒng)——建立網(wǎng)絡(luò)化能源系統(tǒng)的各種能源產(chǎn)品和各個(gè)用戶與分布式能源設(shè)施擁有者之間、各時(shí)段間根據(jù)預(yù)約定價(jià)進(jìn)行計(jì)量和結(jié)算的智能系統(tǒng)；
（8）自動(dòng)信息系統(tǒng)——對于用戶與臨近用戶能源使用狀態(tài)、用戶與臨近用戶的分布式能源系統(tǒng)伺服狀態(tài)、以及燃料系統(tǒng)和公共能源供應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行，以便智能化建筑、用戶能源管理系統(tǒng)、分布式能源設(shè)施、儲(chǔ)能設(shè)施、設(shè)備運(yùn)行服務(wù)機(jī)構(gòu)、以及燃料供應(yīng)者和公共電網(wǎng)能夠根據(jù)每一信息源所的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行狀態(tài)優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)資源共享。
綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)：
（1）多種能源系統(tǒng)整合優(yōu)化——將各種不同的能源系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，例如：將分布式能源與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)整合后，進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化；或者，將分布式能源系統(tǒng)與冰蓄冷系統(tǒng)整合并進(jìn)行聯(lián)合再優(yōu)化，將微型燃?xì)廨啓C(jī)與熱泵系統(tǒng)整合優(yōu)化，以及太陽能與分布式系統(tǒng)的優(yōu)化整合等等，達(dá)到取長補(bǔ)短的目的，充分發(fā)揮各個(gè)系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢；
（2）將分布式能源與交通系統(tǒng)整合優(yōu)化——利用低谷電力為電動(dòng)汽車蓄電或燃料電池汽車儲(chǔ)氫等，將燃料電池和混合動(dòng)力汽車作為電源形成隨著人流移動(dòng)的電源和供水系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)節(jié)約投資經(jīng)費(fèi)，降低高技術(shù)產(chǎn)品使用成本等目的；
（3）分布式能源系統(tǒng)電網(wǎng)接入研究——解決分布式能源與現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)施的兼容、整合和安全運(yùn)行等問題；
（4）蓄能技術(shù)——通過蓄能技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，解決能源的延時(shí)性調(diào)節(jié)問題，提高能源系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，其中包括蓄電、蓄熱、蓄冷和蓄能四個(gè)技術(shù)方向。蓄電包括化學(xué)蓄電：電池；物理蓄電：飛輪和水能、氣能。蓄熱包括項(xiàng)變蓄熱、熱水、熱油和蒸汽等多種形式。蓄冷：冰和水。蓄能包括物理蓄能：機(jī)械蓄能、水蓄能、以及記憶金屬蓄能等多種方式；
（5）地源蓄能技術(shù)——利用地下水和土壤將冬季的冷和夏季的熱蓄能儲(chǔ)存，進(jìn)行季節(jié)性調(diào)節(jié)使用，結(jié)合熱泵技術(shù)進(jìn)行直接利用，減少城市熱島效應(yīng)；
（6）網(wǎng)絡(luò)式能源系統(tǒng)——互聯(lián)網(wǎng)式的分布式能源梯級(jí)利用系統(tǒng)是未來能源工業(yè)的重要形態(tài)，它是由燃?xì)夤芫W(wǎng)、低壓電網(wǎng)、冷熱水網(wǎng)絡(luò)和信息共同組成的用戶就近互聯(lián)系統(tǒng)，復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的智能化運(yùn)行、結(jié)算、冗余調(diào)整和系統(tǒng)容錯(cuò)優(yōu)化；
資源深度利用技術(shù)：
（1）天然氣凝結(jié)水技術(shù)——利用天然氣燃燒后的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果回收水，解決部分城市水資源緊缺問題；
（2）將分布式能源與大棚結(jié)合的技術(shù)——將分布式能源系統(tǒng)發(fā)電設(shè)備排除的余熱、二氧化碳和水蒸汽注入大棚，作為氣體肥料和熱源，解決城市綠化和蔬果供應(yīng)，同時(shí)減少溫室氣體和其他污染物排放問題；
（3）利用發(fā)電制冷的冷卻水生產(chǎn)生活熱水的技術(shù)——利用熱泵的技術(shù)，將低品位熱源轉(zhuǎn)換為較高品位的生活熱水，減少能源消耗；
這種轉(zhuǎn)移應(yīng)包括以下三個(gè)方面:
(1)技術(shù)能力的轉(zhuǎn)移。充分利用國防工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備、條件等因素發(fā)展民用工業(yè)和民用工業(yè)技術(shù)。
①利用國防工業(yè)領(lǐng)域較強(qiáng)的技術(shù)能力，開辟民用工業(yè)和技術(shù)的一些新領(lǐng)域，提高整個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。
②利用國防工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)能力，幫助民用工業(yè)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
③利用國防工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)能力，特別是富裕的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，直接開發(fā)或生產(chǎn)民用工業(yè)品。
(2)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)移。把國防工業(yè)技術(shù)研究領(lǐng)域中所取得的技術(shù)成果直接應(yīng)用到民用工業(yè)部門，推動(dòng)民用工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高。
一般來說，國厲工業(yè)技術(shù)成果(待別是一些尖端技術(shù)成果)都具有一定的保密性。在國防工業(yè)技術(shù)的發(fā)展中強(qiáng)調(diào)技術(shù)保密是無可非議的。但是，如果為了保密而把國防工業(yè)技術(shù)局限在國防工業(yè)領(lǐng)域，限制其向民用工業(yè)部門的轉(zhuǎn)移，就會(huì)使大量國防工業(yè)技術(shù)閑置，難以發(fā)揮其應(yīng)有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，造成人力，物力和財(cái)力的浪費(fèi)。因此，在國防工業(yè)技術(shù)的發(fā)展中，我們完全可以借鑒國外的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，建立來相應(yīng)的解密制度，使國防工業(yè)技術(shù)研究成果在一定的保密期之后及時(shí)地向社會(huì)解密，使這些新技術(shù)、新工藝、新方法、新設(shè)備和新材料迅速地被民用工業(yè)所采用，促進(jìn)民用工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。
(3)技術(shù)人才的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。使國防工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人才直接進(jìn)入民用工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，從事民用產(chǎn)品和技術(shù)的研究和開發(fā)。
2、充分利用民用工業(yè)技術(shù)發(fā)展國防工業(yè)和技術(shù)。
在加速國防工業(yè)技術(shù)向民用工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的同時(shí)，伐們還必須充分利用民用工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的研究成果來發(fā)展國防工業(yè)，彌補(bǔ)國防工業(yè)技術(shù)的不足。由于技術(shù)發(fā)展的相關(guān)性和互補(bǔ)性，不同領(lǐng)域的技術(shù)不僅可以相互促進(jìn)，而且可以相互利用。在國防工業(yè)技術(shù)的發(fā)展中，也完全可以直接應(yīng)用民用工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的研究成果，避免不必要的重復(fù)研究和開發(fā)。這樣，就能大量地節(jié)約科研經(jīng)費(fèi)，提高技術(shù)開發(fā)的效率，使國防工業(yè)技術(shù)的研究范圍，把有限的人力、物力和財(cái)力集中于國防工業(yè)的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的研究和開發(fā)，使國防工業(yè)真正成為高新技術(shù)的研究和開發(fā)基地。
3、在國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)相互轉(zhuǎn)移和利用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)兩者的復(fù)臺(tái)。
自80年代以米，世界的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出一種復(fù)合化的趨勢，不同領(lǐng)域和部門的技術(shù)之間、傳統(tǒng)技術(shù)與高新技術(shù)之間日益一體化，形成了一個(gè)多用普適技術(shù)群，它不僅使各個(gè)領(lǐng)域和部門的技術(shù)水平迅速提高，而且使傳統(tǒng)技術(shù)具有了新的價(jià)值和功能。在國防工業(yè)技術(shù)的發(fā)展中，我們必須適應(yīng)這一潮流，在國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)相互轉(zhuǎn)移和相互利用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)二者的復(fù)合，使國防工業(yè)部門和民用工業(yè)部門真正實(shí)現(xiàn)伎術(shù)共享。這種復(fù)合，應(yīng)該是一種多層次的整體的復(fù)合。它包括.
(1)機(jī)構(gòu)的復(fù)合。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一除了各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的某些特定技術(shù)研究機(jī)構(gòu)外，國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)之間的界限將逐漸被打破，實(shí)現(xiàn)一體化。
(2)功能的復(fù)合。不淪是國防工業(yè)技術(shù)的研究部門還是民用工業(yè)技術(shù)的研究部門，都將從單一功能型向多功能型轉(zhuǎn)變。使之既能進(jìn)行國防工業(yè)技術(shù)的研究與開發(fā)，也能進(jìn)行相關(guān)的民用工業(yè)技術(shù)的研究和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)功能的復(fù)合化。
(3)技術(shù)成果的復(fù)合。在機(jī)構(gòu)和功能復(fù)合的基礎(chǔ)上，最終實(shí)現(xiàn)國防工業(yè)技木與民川工業(yè)技術(shù)成果的一體化，使國防扣民用工業(yè)部門實(shí)行技術(shù)“共有”，為國防工業(yè)與民用工業(yè)的復(fù)合創(chuàng)造條件。
只有通過這種多層次的整體復(fù)合，才能不斷少日石新的技術(shù)領(lǐng)域，獲附新的技術(shù)手段，促進(jìn)國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)的共同女展，真正實(shí)現(xiàn)兩者高層次地、普遍有玫地結(jié)合。國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)的復(fù)合，既是技術(shù)發(fā)展的客觀要求，也是普遍結(jié)合的最注方式。
國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)普遍結(jié)合的根本目的無疑是:使國防工業(yè)技術(shù)既能跟上世界軍事技術(shù)的友展步伐，滿足我國國防現(xiàn)代化建設(shè)的需要，又能使之納人整個(gè)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展體系之中，成為我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一支重要力量，推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。具體來說，通過國防工業(yè)技術(shù)的普遍結(jié)合，要達(dá)到以下三個(gè)基本目標(biāo):
1、“以軍帶民”。即利用國防工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)的軍事技術(shù)(尤其是軍事高技術(shù))帶動(dòng)民用工業(yè)和民用工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:
(1)開辟民用工業(yè)技術(shù)的新領(lǐng)域和民用工業(yè)的新產(chǎn)業(yè)。
目前，我國正加緊進(jìn)行高.技術(shù)的研究和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，利用國防工業(yè)技術(shù)發(fā)展高新技末產(chǎn)業(yè)，將是我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)基本途徑，也是國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)普遍結(jié)合的一個(gè)基本目的。促進(jìn)民用工業(yè)企業(yè)門技術(shù)改造和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國國防工業(yè)領(lǐng)域的所有成型技術(shù)已有將近一半在民用工業(yè)中推廣應(yīng)用，待別是一些過去長期處于保密狀態(tài)的尖端軍事技術(shù)也在近年陸續(xù)步入民用工業(yè)領(lǐng)域，這些技術(shù)汪民用工業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量提高中友揮了十分積極的作用，在一定程度上帶動(dòng)和促進(jìn)了民用工業(yè)和技術(shù)的完善和發(fā)展。
2、“以民養(yǎng)軍”。即通過向民用工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓或直接開發(fā)民用產(chǎn)品等方式，實(shí)現(xiàn)國防工業(yè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，獲得進(jìn)一步研究開發(fā)的資金，保證國防工業(yè)技術(shù)的正常發(fā)展。主要有以下兩種方式來實(shí)現(xiàn):
(1)直接將國防工業(yè)技術(shù)有償轉(zhuǎn)讓給民用工業(yè)領(lǐng)域，獲得開發(fā)資金。近年來，我國每年向民用工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)讓的國防工業(yè)技術(shù)成果有近萬項(xiàng)，在促進(jìn)民用工業(yè)和技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，還獲得了大量的研究和開發(fā)資金。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，技術(shù)轉(zhuǎn)讓已成為我國國防工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要資金來源。
(2)利用國防工業(yè)及技術(shù)領(lǐng)域富裕的技術(shù)能力和生產(chǎn)能力開發(fā)和生產(chǎn)民用工業(yè)品，以獲得必要的開發(fā)和生產(chǎn)資金。從1979年開始，隨著國防業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，國院工業(yè)的各個(gè)部門都開始了民用工業(yè)品的大規(guī)模開發(fā)和生產(chǎn)。到1984年4月，國防工業(yè)的民品產(chǎn)值已接近其總產(chǎn)值的一半。
1985年，兵器工業(yè)部、航天工業(yè)部、核工業(yè)部這幾個(gè)主要國防工業(yè)部門的直屬企業(yè)的民品產(chǎn)值，已由1970年的18%上升到43%。到1990年，國防工業(yè)的民品產(chǎn)值已接近其總產(chǎn)值的80%。國防工業(yè)民品產(chǎn)值的提高，既為社會(huì)和國民生產(chǎn)提供了大量高質(zhì)量的生活用品和生產(chǎn)設(shè)備，也為國防工業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了可觀的資金。
事實(shí)上，僅依靠國防工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域自身的研究和開發(fā)是難以完全滿足國防工業(yè)生產(chǎn)中不斷增長的技術(shù)需要的。在國防工業(yè)的發(fā)展中，不僅需要大量國防工業(yè)技術(shù)作基礎(chǔ)，也需要許多相關(guān)的民用工業(yè)技術(shù)作文撐。而要使民用工業(yè)技術(shù)能為國防工業(yè)所用，就必須通過國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)的普遍結(jié)合，使兩者相互協(xié)調(diào)相互補(bǔ)充。
3、“軍民兼容”。即通過國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)的普遍結(jié)合，使國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化，達(dá)到兼容共享之目的。
從目前我國國防工業(yè)技術(shù)發(fā)展的基本趨勢來看，實(shí)現(xiàn)“軍民兼容”是唯一可行的出路，國防工業(yè)生產(chǎn)的“軍民兼容”必須以國防工業(yè)技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展為前提，通過國防工業(yè)技術(shù)與民用工業(yè)技術(shù)的普遍結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，這是我國國防工業(yè)能否真正完成“寓軍于民、寓民于軍”這一戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。
一、美國政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的支持
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，聯(lián)邦政府一直是計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)有力支持者。按1995年不變價(jià)計(jì)算，1976-1995年間，聯(lián)邦政府對計(jì)算機(jī)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的支持由1.8億美元增加到9.6億美元，增長了5倍。其中，基礎(chǔ)研究投入由6500萬美元增加到2.65億美元；應(yīng)用研究投入由1.16億美元增加到7億美元。聯(lián)邦政府資助中約35-45%投向大學(xué)，其余55-65%投向政府實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)業(yè)界；政府基礎(chǔ)研究資金的70%投向大學(xué)。聯(lián)邦政府還對其他與計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)的研究給予資助。聯(lián)邦政府對與計(jì)算機(jī)研究相關(guān)的其他技術(shù)和電子工程研究方面的投入由1972年的不到10億美元增加到1995年的17億美元，占聯(lián)邦總投入的比重由5%增至7%。
聯(lián)邦政府從其職能出發(fā)決定資助方向，政府資金主要投向以下幾個(gè)方面。
(一)重點(diǎn)支持長期的基礎(chǔ)性研究
美國政府在長期基礎(chǔ)性研究和共性應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。長期基礎(chǔ)性研究的主要特點(diǎn)，一是其效益往往在短期內(nèi)無法顯現(xiàn)出來，風(fēng)險(xiǎn)較大。特別是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，企業(yè)沒有實(shí)力進(jìn)行這樣的研究工作；二是其應(yīng)用領(lǐng)域往往比較廣泛，一家公司無法完全利用，而且又無力阻止競爭者利用其研究成果。因此，產(chǎn)業(yè)界較少對長期基礎(chǔ)性研究進(jìn)行投資。
美國聯(lián)邦政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)的長期基礎(chǔ)性研究的資助項(xiàng)目已經(jīng)取得了明顯的效果。如，政府資助的計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)研究開始于70年代早期，直到1997年才研制出能夠成功識(shí)別持續(xù)性語音的個(gè)人電腦。與此相似的是，國防基金從60年代就開始資助可用于三維圖像的基礎(chǔ)性系統(tǒng)研究，直到90年代才形成消費(fèi)性產(chǎn)品。盡管這項(xiàng)成果在高性能儀器中早已開始應(yīng)用，但近些年才廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、娛樂及國防產(chǎn)業(yè)。
(二)資助計(jì)算機(jī)研究的基礎(chǔ)設(shè)施
聯(lián)邦政府在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，為美國發(fā)展計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)提供了源源不斷的人才。
1.為產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)了大量人力資源
聯(lián)邦政府的資助計(jì)劃培養(yǎng)了一大批電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究生和優(yōu)秀研究人員，為計(jì)算機(jī)和電子工程的發(fā)展提供源源不斷的后續(xù)人才。國家科學(xué)基金的數(shù)據(jù)表明，1985-1996年間，獲得聯(lián)邦資金資助的計(jì)算機(jī)和電子工程專業(yè)的研究生比例從14%增加到20%。聯(lián)邦政府對研究生的資助主要采取助教獎(jiǎng)學(xué)金的形式，助教獎(jiǎng)學(xué)金占總資助額的75%以上。1985年到1995年，全國最好的計(jì)算機(jī)系里，如MIT、卡內(nèi)基·梅隆、加利弗尼亞大學(xué)勃克力分校等的計(jì)算機(jī)和電子工程專業(yè)的研究生中約有56%得到了聯(lián)邦政府的資助，其中一半是助教獎(jiǎng)學(xué)金。1997年，斯坦福大學(xué)電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)專業(yè)27%的研究生獲得聯(lián)邦政府資助，50-60%的博士得到資助。同時(shí)，政府資助的一些大型研究項(xiàng)目還培養(yǎng)了一批學(xué)術(shù)帶頭人。
2.為大學(xué)教育和研究提供了良好的設(shè)備和設(shè)施
配備和維護(hù)研究的硬件設(shè)備需要較高的資金投入，一般的大學(xué)很難籌集到這筆資金。聯(lián)邦政
府采取多種形式來支持大學(xué)購買計(jì)算機(jī)設(shè)備，主要有兩種形式：一種是為大學(xué)教學(xué)提供計(jì)算機(jī)設(shè)備；另一種是通過資助特定研究項(xiàng)目為大學(xué)提供精良設(shè)備。
聯(lián)邦政府在支持大學(xué)研究設(shè)備方面的主要貢獻(xiàn)，一是支持建立大學(xué)計(jì)算中心，資助大學(xué)計(jì)算機(jī)系開展研究工作。國家科學(xué)基金（以下簡稱“NSF”）于1956年就開始了為大學(xué)提供普通教學(xué)和研究用計(jì)算機(jī)的資助計(jì)劃。該計(jì)劃每年提供的資助金額增長很快，1958-1970年間，共資助了66,00萬美元。60年代，國防部高級(jí)項(xiàng)目處(以下簡稱“DARPA”)重點(diǎn)資助了少數(shù)幾個(gè)基礎(chǔ)好的大學(xué)計(jì)算機(jī)系（如MIT，卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)，斯坦福大學(xué)）開展專門項(xiàng)目研究，資助項(xiàng)目的大部分資金用來采購設(shè)備。據(jù)估計(jì)，60年代，全美大學(xué)中約一半的計(jì)算設(shè)備是由政府機(jī)構(gòu)資助提供。1981-1995年間，聯(lián)邦政府資助了計(jì)算機(jī)科學(xué)系研究設(shè)備采購的65%，1985年高達(dá)83%。在電子工程方面，聯(lián)邦政府的設(shè)備資助也維持在較高的水平，1982年為75%，1995年為60%。NSF啟動(dòng)了兩套專門為計(jì)算機(jī)科學(xué)系提供設(shè)備的計(jì)劃：計(jì)算機(jī)研究設(shè)備計(jì)劃和一個(gè)更加廣泛的協(xié)作實(shí)驗(yàn)研究計(jì)劃。
二是研制高性能計(jì)算設(shè)備和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。80年代中期，政府資助了IBM701等高性能計(jì)算機(jī)
的研制，造出了供研究人員進(jìn)行各種研究使用的大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1985年，NSF啟動(dòng)了一項(xiàng)建立超級(jí)計(jì)算機(jī)中心的計(jì)劃，資助建立了5個(gè)全國范圍的計(jì)算機(jī)中心，為那些不能在普通計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的高級(jí)的、運(yùn)算復(fù)雜的研究提供了條件。后來，這些中心成為高性能計(jì)算機(jī)的早期試驗(yàn)場，還對一些計(jì)算機(jī)科學(xué)系的教學(xué)起了重要作用。同時(shí)，這項(xiàng)計(jì)劃還帶動(dòng)州、私人部門出資在其他大學(xué)建立超級(jí)計(jì)算機(jī)中心。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，政府加大對網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的資助力度。1973年起，NSF著手進(jìn)行一項(xiàng)科學(xué)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)劃，每年提供60萬美元到75萬美元為大學(xué)的研究人員建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
(三)支持利用高新技術(shù)的大型應(yīng)用系統(tǒng)的研究開發(fā)和推廣
聯(lián)邦政府有效資助了大型應(yīng)用系統(tǒng)的研究開發(fā)項(xiàng)目。DARPA支持了計(jì)算機(jī)間相互聯(lián)結(jié)的分批轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)（ARPANET）的研究項(xiàng)目。這項(xiàng)研究促進(jìn)了有關(guān)入網(wǎng)協(xié)議、分批轉(zhuǎn)換及路線安排等項(xiàng)研究。同時(shí)也推進(jìn)了對大型網(wǎng)絡(luò)管理模式的開發(fā)研究，如，域名系統(tǒng)及開發(fā)電子郵件等。DARPA的研究成果顯示了大型分批轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值，促進(jìn)了其他網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)。NSF網(wǎng)絡(luò)的建立形成了網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。政府通過資助大型高新技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，把學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的研究者匯聚起來共同建立共用的實(shí)驗(yàn)室，交流思想，從而創(chuàng)造出一支有能力最終推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的研究力量。如，50年代的SAGE項(xiàng)目組織了來自MIT、IBM及其它研究實(shí)驗(yàn)室的研究者，整個(gè)項(xiàng)目過程中出現(xiàn)了許多創(chuàng)新思想，目前在計(jì)算機(jī)行業(yè)已經(jīng)獲得廣泛認(rèn)可的想法都是當(dāng)時(shí)提出來的。許多計(jì)算機(jī)行業(yè)中的先驅(qū)人物也從50-60年代的控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(SAGE)項(xiàng)目中獲得了經(jīng)驗(yàn)，后來這些人在代表著計(jì)算機(jī)及通訊事業(yè)新興的公司及實(shí)驗(yàn)室中工作。SAGE的影響在后來的幾十年中才逐步顯現(xiàn)出來。
構(gòu)造大型應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)踐表明，有些研究并不一定直接導(dǎo)致某一項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新，而是導(dǎo)致開發(fā)與技術(shù)推廣。應(yīng)用開發(fā)是對已經(jīng)研究出來的技術(shù)進(jìn)行分析和合理組合，形成新的應(yīng)用系統(tǒng)。如，建立大型應(yīng)用系統(tǒng)的研究項(xiàng)目就是把電子通訊系統(tǒng)的原理應(yīng)用到ARPANET項(xiàng)目開發(fā)中，形成了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)。
(四)對產(chǎn)業(yè)技術(shù)的早期資助
20世紀(jì)50年代，聯(lián)邦政府資助了絕大部分計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究。那時(shí)，政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)研究
開發(fā)的資助超過工業(yè)界R&D投入的3倍，幾乎覆蓋了整個(gè)計(jì)算機(jī)界的研究與開發(fā)。直到1963年，政府還資助著IBM計(jì)算機(jī)R&D的35%，Burroughs公司的50%，Control-Data公司的40%。從60年代末開始，因?yàn)檎麄€(gè)計(jì)算機(jī)行業(yè)快速發(fā)展，政府對計(jì)算機(jī)R&D資助的比例急劇下降。直到70年代中期，政府資助僅占計(jì)算機(jī)R&D投入的25%，1979年達(dá)到戰(zhàn)后的最低點(diǎn)15%。隨著新項(xiàng)目的啟動(dòng)和里根執(zhí)政時(shí)期的國防建設(shè)，1983年，政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)研究的資助比例又有回升，約占20%。
美國政府對產(chǎn)業(yè)界的資助重點(diǎn)放在推動(dòng)技術(shù)商業(yè)化方面。一是對產(chǎn)業(yè)界早期研究的資助。政府對企業(yè)實(shí)驗(yàn)室提出的一些有市場前景的技術(shù)給予資助，將其推向商業(yè)化。例如，IBM最先提出了相關(guān)性數(shù)據(jù)庫的構(gòu)想，但I(xiàn)BM考慮到這項(xiàng)技術(shù)構(gòu)想可能對自己已經(jīng)成熟的產(chǎn)品造成潛在的競爭威脅，沒有繼續(xù)進(jìn)行商業(yè)化研究開發(fā)投入。而NSF資助加州大學(xué)伯克立分校對這一構(gòu)想進(jìn)行深入研究，并將其推向商業(yè)化；二是支持共性技術(shù)研究開發(fā)。有些研究開發(fā)具有商業(yè)價(jià)值，但屬于共性技術(shù)，單個(gè)企業(yè)難以研究開發(fā)，或者企業(yè)擔(dān)心難以控制競爭者使用技術(shù)成果。IBM最先開發(fā)了RISC(精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī))，但直到DARPA資助加州大學(xué)伯克立分校及斯坦福大學(xué)進(jìn)行深入研究時(shí)，RISC才實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。該研究是作為70年代末、80年代初“大規(guī)模集成電路”（VLSI）項(xiàng)目的一部分來進(jìn)行的。后來許多公司把以RISC為基礎(chǔ)的產(chǎn)品引入了市場領(lǐng)域。
(五)聯(lián)邦政府的資助對創(chuàng)新起到重要作用
聯(lián)邦政府的資助計(jì)劃促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1993至1994年間，美國全國共批準(zhǔn)了1619項(xiàng)與計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)有關(guān)的專利。盡管這些專利的所有者75%是美國企業(yè)，但它們所引用的論文大部分是由大學(xué)或政府的研究人員撰寫的。在按資助來源分類統(tǒng)計(jì)的論文中，51%的資助來自于聯(lián)邦政府，37%來自產(chǎn)業(yè)界的資助。政府資助中NSF占22%，DARPA占6%。盡管這些數(shù)據(jù)僅限于兩年的專利統(tǒng)計(jì)，但反映出聯(lián)邦所資助的項(xiàng)目，特別是在大學(xué)里進(jìn)行的資助研究，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。
二、美國政府在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展各階段中的主要作用
政府在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中的作用，隨計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)成長和發(fā)展階段不同而變化。(一)50年代——計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的初期階段，政府的主要作用是用戶和資助者
在1960年以前，美國政府作為用戶和資助者，主導(dǎo)著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究開發(fā)。這一期間，政府支持計(jì)算機(jī)技術(shù)主要出于國防需要，資助面比較窄，重點(diǎn)是對技術(shù)本身的試驗(yàn)，而且沒有一個(gè)系統(tǒng)的長期戰(zhàn)略計(jì)劃。但是，這一時(shí)期的政府資助項(xiàng)目嘗試了不同類型的資助機(jī)制，對私營部門產(chǎn)生了非常重要的影響。
50年代，幾個(gè)主要計(jì)算機(jī)公司的R&D都得到過聯(lián)邦政府的各種形式的資助。例如，在IBM公司的R&D投入中，政府合同資助投入占50%以上，直到1963年還有35%。聯(lián)邦政府不僅在資金上對私營部門提供資助，而且從項(xiàng)目設(shè)計(jì)、技術(shù)思路、人力資源等方面提供了支持。資助的項(xiàng)目涉及到有關(guān)國家安全、人力資源培養(yǎng)等各方面，還包括一些綜合性、高投入、不確定性大、具有長期影響的技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目。政府資助的許多項(xiàng)目研究出了設(shè)備的原型，在這些原型基礎(chǔ)上，研究人員可以進(jìn)行更深入的探索。
(二)60-70年代——技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)增長階段，政府扶持的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向長期基礎(chǔ)性研究和培養(yǎng)人才
60年代初期，美國的計(jì)算機(jī)行業(yè)開始商業(yè)化，可以獨(dú)立于政府的資助和采購，全國出現(xiàn)了幾個(gè)大型的計(jì)算機(jī)公司。這些大型公司建立了自己的實(shí)驗(yàn)室，并且有能力自己研究開發(fā)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，從而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化。如，IBM公司與美國航空公司在部分采用軍事指揮和SAGE技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了計(jì)算機(jī)訂票系統(tǒng)（SABRE系統(tǒng)）。計(jì)算機(jī)定票系統(tǒng)的迅速發(fā)展成為推動(dòng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)重要?jiǎng)恿?。與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)界對計(jì)算機(jī)人才的需求大大增加。出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，幾個(gè)重要學(xué)校的計(jì)算機(jī)系已經(jīng)成立。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，政府的資助重點(diǎn)開始轉(zhuǎn)向長期基礎(chǔ)性研究和培養(yǎng)人才。60年代后期至70年代，由于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)界對R&D的投入增加，盡管政府資助產(chǎn)業(yè)界的絕對數(shù)額還在上升，但比例卻急劇下降。
(三)80-90年代——計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)成熟階段，政府積極組織和支持聯(lián)合研究開發(fā)
隨著產(chǎn)業(yè)界增加對計(jì)算機(jī)技術(shù)研究開發(fā)的投入，政府資助所占比例開始下降。80年代初期，日本的電子工程和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器等技術(shù)開發(fā)，使美國的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)感到了競爭威脅。同時(shí)，美國半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的國際市場份額從75%下降到了40%?！霸鰪?qiáng)競爭力”成了美國80年代技術(shù)政策的關(guān)鍵字眼，國內(nèi)要求政府采取行動(dòng)的呼聲提高。同時(shí)，大學(xué)與實(shí)業(yè)界開始以合資、協(xié)議等方式進(jìn)行合作，或組織行業(yè)協(xié)會(huì)抵制來自日本的威脅。
為了提高美國計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的競爭力，使其在世界占據(jù)領(lǐng)先地位，聯(lián)邦政府不僅繼續(xù)支持計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的研究，而且調(diào)整了支持重點(diǎn)和資助方式。政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)的資助重點(diǎn)開始轉(zhuǎn)向支持各界聯(lián)合開發(fā)，通過支持行業(yè)協(xié)會(huì)等一些新機(jī)構(gòu)，組織和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合開發(fā)。1984年的國家合作研究法案從不信任法案中把研究協(xié)會(huì)的名字去掉了，從而使研究協(xié)會(huì)的合作合法化。政府支持半導(dǎo)體制造技術(shù)協(xié)會(huì)（SEMATECH）等行業(yè)性組織機(jī)構(gòu)，發(fā)揮其在計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)合開發(fā)中的組織作用。那一時(shí)期，半導(dǎo)體制造技術(shù)協(xié)會(huì)和高性能計(jì)算機(jī)研究所等受到政府資助的行業(yè)性機(jī)構(gòu)，成為計(jì)算機(jī)技術(shù)研究開發(fā)和政策議程的主導(dǎo)者。
90年代，政府一方面對現(xiàn)存的政府所有的成熟的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和私有化；另一
方面又開始資助新的更高層次的技術(shù)研究。如，NSF于1992年將其互聯(lián)網(wǎng)向商業(yè)應(yīng)用開放之后，又于1995年成功地把NSF的互聯(lián)網(wǎng)推向私有化。與此同時(shí)，NSF和其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)還在繼續(xù)進(jìn)行下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）的開發(fā)與擴(kuò)展工作，計(jì)劃將互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度提高100倍。NGI計(jì)劃將建立一個(gè)試驗(yàn)性的、范圍廣闊的、可升級(jí)的測試系統(tǒng)，用以開發(fā)那些對國家至關(guān)重要的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，如國防和醫(yī)療等。
三、幾點(diǎn)啟示
美國政府資助計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，對我們有以下幾點(diǎn)啟示。
(一)政府職能明確
在美國的計(jì)算機(jī)革命中，政府、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)校起了不同的作用。政府主要引導(dǎo)大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界研究機(jī)構(gòu)的研究，特別在建立前沿研究需要的實(shí)物基礎(chǔ)設(shè)施，培養(yǎng)大學(xué)生、研究生和技術(shù)隊(duì)伍等方面起到關(guān)鍵性作用。盡管有些在市場中處于主導(dǎo)地位的大公司，如AT&T、IBM、微軟和英特爾等在基礎(chǔ)研究方面也投入了大量資金。但大公司更傾向投資于與其發(fā)展目標(biāo)及產(chǎn)品開發(fā)有緊密聯(lián)系的研究項(xiàng)目。而政府則在長期基礎(chǔ)性研究、應(yīng)用前途廣泛的共性技術(shù)研究開發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。
隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)從幼稚產(chǎn)業(yè)發(fā)展為成熟產(chǎn)業(yè)，美國聯(lián)邦政府的作用經(jīng)歷了一系列變化。從50年代的用戶和資助者，60-70年代的資助基礎(chǔ)研究和培養(yǎng)人才，到80-90年代的合作者。資助機(jī)構(gòu)和管理也從分散、無戰(zhàn)略計(jì)劃逐步發(fā)展到由專門機(jī)構(gòu)統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
(二)資助來源多元化和機(jī)制多樣化，發(fā)揮政府機(jī)構(gòu)的作用
聯(lián)邦政府對于計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子工程技術(shù)的資助主要是通過幾個(gè)機(jī)構(gòu)來完成的。例如國防部、國家科學(xué)基金、國家航空航天部、能源部及國家健康機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，專業(yè)技術(shù)能力比較強(qiáng)，機(jī)構(gòu)內(nèi)部有許多專業(yè)技術(shù)人員，有些機(jī)構(gòu)本身就是國家研究機(jī)構(gòu)。除國家科學(xué)基金外，這些機(jī)構(gòu)大都是計(jì)算機(jī)技術(shù)的直接需求和應(yīng)用方，經(jīng)常根據(jù)部門自身的需要資助計(jì)算機(jī)技術(shù)研究開發(fā)。
多元化的優(yōu)點(diǎn)，一是有利于技術(shù)發(fā)展的多樣性。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)是工具性技術(shù)，各個(gè)領(lǐng)域有不同的需求，因此，每一個(gè)機(jī)構(gòu)都有各自的資助重點(diǎn)及資助方式，從而促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)多樣化發(fā)展；二是提供多種潛在的支持，增加了研究機(jī)構(gòu)和研究人員的選擇余地，有利于競爭；三是研究成果可以在不同的機(jī)構(gòu)間轉(zhuǎn)移，形成廣泛的用途，提高了研究成果的利用效率。
(三)加強(qiáng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)
盡管美國政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)的資助計(jì)劃是由專業(yè)管理部門分別執(zhí)行的，但是，隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的成熟和資助規(guī)模的擴(kuò)大，各專業(yè)管理部門和聯(lián)邦政府不斷加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)資助項(xiàng)目計(jì)劃的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和戰(zhàn)略規(guī)劃。60年代以前，軍方對計(jì)算機(jī)技術(shù)的資助是根據(jù)各軍兵種自己的需求分散進(jìn)行的。60年代初，國防部成立了高級(jí)研究項(xiàng)目處，并成立了專門的信息處理技術(shù)辦公室。一個(gè)重要目的就是協(xié)調(diào)軍方各部門的長期戰(zhàn)略性資助計(jì)劃，實(shí)行統(tǒng)一管理。
90年代，美國國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)中設(shè)置計(jì)算機(jī)、信息和通訊委員會(huì)，該機(jī)構(gòu)通過下級(jí)委員
會(huì)，協(xié)調(diào)12個(gè)政府部門或機(jī)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的R&D項(xiàng)目，并重點(diǎn)組織實(shí)施了5個(gè)具有長期戰(zhàn)略意義的項(xiàng)目計(jì)劃。
這種體制即發(fā)揮了專業(yè)機(jī)構(gòu)的積極性和技術(shù)特長，又加強(qiáng)了統(tǒng)一協(xié)調(diào)，避免重復(fù)研究和
分散競爭資源的局面，提高了政府資助的整體效果。
(四)以多種方式支持計(jì)算機(jī)技術(shù)
除了資助研究開發(fā)以外，美國政府對計(jì)算機(jī)技術(shù)市場的形成發(fā)揮了重要作用。美國政府是高新技術(shù)的最大用戶，政府采購為高新技術(shù)創(chuàng)造了巨大的市場。
從半導(dǎo)體到超級(jí)計(jì)算機(jī)，在許多領(lǐng)域中，政府創(chuàng)造了計(jì)算機(jī)及其技術(shù)的市場，促進(jìn)新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和核心技術(shù)在計(jì)算機(jī)行業(yè)的推廣。例如，聯(lián)邦政府為阿波羅號(hào)航天飛機(jī)采購的集成電路以及國防部的洲際彈道導(dǎo)彈項(xiàng)目都對集成電路生產(chǎn)能力的提高形成了一種刺激。為開發(fā)核武器，能源部及其前身機(jī)構(gòu)對高性能計(jì)算機(jī)的需求驅(qū)動(dòng)了早期超級(jí)計(jì)算機(jī)市場的形成。美國政府的統(tǒng)計(jì)體系也是早期計(jì)算機(jī)及其軟件的大用戶。在軟件方面，通過建立聯(lián)邦數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)邦政府促使市場向“美國國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)”制定的COBOL(面向商用的通用計(jì)算機(jī)語言)不斷靠近；為使FORTRAN程序語言擴(kuò)展應(yīng)用于并聯(lián)計(jì)算機(jī)，政府資助了高級(jí)FORTRAN論壇項(xiàng)目。
反壟斷訴訟也具有深遠(yuǎn)的影響。例如，1952年出現(xiàn)了針對IBM的反壟斷訴訟案，要求IBM公司出賣或出租其設(shè)備，以幫助其它公司進(jìn)入這一商業(yè)領(lǐng)域。同時(shí)要求IBM公司對其包括電子計(jì)算機(jī)在內(nèi)的所有有關(guān)信息處理設(shè)備的現(xiàn)有及未來專利實(shí)施許可制度，并規(guī)定了許可的比率?！八痉ú糠磯艛嗖块T”的負(fù)責(zé)人認(rèn)為，IBM訴訟案是“開放電子領(lǐng)域的一個(gè)進(jìn)步”，為其他公司進(jìn)入計(jì)算機(jī)行業(yè)打開了方便之門。
(五)保持戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)在國際競爭中的領(lǐng)先地位
1.引言
數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。
2.國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)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(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，主要有如下幾個(gè)方面：
3.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢
盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
3.25軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。3.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)自動(dòng)選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。
目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
4.結(jié)束語
隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
[1]王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào).2007.
(一)復(fù)用技術(shù)
光傳輸系統(tǒng)中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統(tǒng)。常用的復(fù)用方式有：時(shí)分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)、頻分復(fù)用(FDM)、空分復(fù)用(SDM)和碼分復(fù)用(CDM)。目前的光通信領(lǐng)域中，WDM技術(shù)比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術(shù)
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵，它具有對偏振不敏感、無串?dāng)_、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點(diǎn)。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數(shù)。進(jìn)一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實(shí)現(xiàn)75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實(shí)現(xiàn)76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來，可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補(bǔ)償技術(shù)
對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導(dǎo)致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號(hào)長距離傳輸。對采用常規(guī)光纖的10Gbit/s系統(tǒng)來說，色散限制僅僅為50km。因此，長距離傳輸中必須采用色散補(bǔ)償技術(shù)。
(四)孤子WDM傳輸技術(shù)
超大容量傳輸系統(tǒng)中，色散是限制傳輸距離和容量的一個(gè)主要因素。在高速光纖通信系統(tǒng)中，使用孤子傳輸技術(shù)的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散，因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強(qiáng)、能抑制極化模色散等優(yōu)點(diǎn)。色散管理和孤子技術(shù)的結(jié)合，凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優(yōu)勢，繼而向高速、寬帶、長距離方向發(fā)展。
(五)光纖接入技術(shù)
隨著通信業(yè)務(wù)量的增加，業(yè)務(wù)種類更加豐富。人們不僅需要語音業(yè)務(wù)，而且高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動(dòng)視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已得到用戶青睞。這些業(yè)務(wù)不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接人部分更是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)滿足不了需求，只有帶寬能力強(qiáng)的光纖接人才能將瓶頸打開，核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來。光纖接入中極有優(yōu)勢的PON技術(shù)早就出現(xiàn)了，它可與多種技術(shù)相結(jié)合，例如ATM、SDH、以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON、GPON和EPON。由于ATM技術(shù)受到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)等問題，APON發(fā)展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報(bào)道指出由于ATM交換在美國廣泛應(yīng)用，APON將用于實(shí)現(xiàn)FITH方案。GPON對電路交換性的業(yè)務(wù)支持最有優(yōu)勢，又可充分利用現(xiàn)有的SDH，但是技術(shù)比較復(fù)雜，成本偏高。EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢，成本相對較低，但對TDM類業(yè)務(wù)的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)傳送的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?，F(xiàn)今95％的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng)，所以選擇以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于對IP數(shù)據(jù)最佳的接入網(wǎng)是很合乎邏輯的，并且原有的以太網(wǎng)只限于局域網(wǎng)，而且MAC技術(shù)是點(diǎn)對點(diǎn)的連接，在和光傳輸技術(shù)相結(jié)合后的EPON不再只限于局域網(wǎng)，還可擴(kuò)展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，EPON眾多的MAC技術(shù)是點(diǎn)對多點(diǎn)的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術(shù)。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標(biāo)，光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現(xiàn)在移動(dòng)通信發(fā)展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優(yōu)的固定終端，希望實(shí)現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng)，這使FITH的實(shí)用化成為可能。據(jù)報(bào)道，1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002年前后的12個(gè)月中，F(xiàn)TTH的安裝數(shù)量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已在武漢、成都等市開展，預(yù)計(jì)2012年前后，我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設(shè)。可以說光纖到戶是光纖通信的一個(gè)亮點(diǎn)，伴隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟與實(shí)用化，成本降低到能承受的水平時(shí)，F(xiàn)TTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣撸虼苏嬲娜饩W(wǎng)絡(luò)成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴(kuò)展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)而不必安裝信號(hào)的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨(dú)立于眾多通信技術(shù)，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別，更是理想級(jí)別。
經(jīng)過近50年的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)中具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的最大產(chǎn)業(yè)之一。1997年實(shí)現(xiàn)銷售收入13651億元，占全國工業(yè)的21%；利潤257億元，稅621億元，分別占全國工業(yè)的15%；出口創(chuàng)匯363億美元，占全國外貿(mào)出口額的20%。其發(fā)展速度高于同期工業(yè)的平均增長速度。
近年來，機(jī)械工業(yè)企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力有所增強(qiáng)，1997年科技人員總數(shù)達(dá)48萬人，技術(shù)開發(fā)經(jīng)費(fèi)支出達(dá)85億元，占全行業(yè)銷售收入的0.62%，有57家大型企業(yè)建立了國家級(jí)技術(shù)中心，有9%的企業(yè)建立了專門技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)，行業(yè)整體技術(shù)水平有了明顯進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：為國民經(jīng)濟(jì)提供成套技術(shù)裝備和汽車的能力有較大提高；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向合理化方向發(fā)展。
盡管機(jī)械工業(yè)的綜合技術(shù)水平近幾年有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：
1．科技進(jìn)步對機(jī)械工業(yè)增長的貢獻(xiàn)率目前僅為34%，先進(jìn)國家高達(dá)70%以上。
2．產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝及裝備、制造過程自動(dòng)化技術(shù)、管理技術(shù)落后，是制約機(jī)械產(chǎn)品水平的主要因素。
3．機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)水平不高，達(dá)到80年代末、90年代初國際先進(jìn)水平的僅占18%，達(dá)到80年代中期國際水平的占27%，其余產(chǎn)品均在80年代以前的水平線上。
從總體上看，機(jī)械工業(yè)技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，發(fā)展后勁不足；技術(shù)來源主要依靠引進(jìn)國外技術(shù)，對國外技術(shù)的依存度較高，對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收仍停留在掌握已有技術(shù)和提高國產(chǎn)化率上，沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。
（二）技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)
以數(shù)控機(jī)床、電力電子應(yīng)用及自動(dòng)化技術(shù)、大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和施工機(jī)械、轎車關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)保裝備五個(gè)方面作為重點(diǎn)，以發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)為手段，以高新技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化為突破口，以提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和競爭力為目標(biāo)，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平。到2001年，提供1000種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和較大市場需求潛力的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品品種的40%達(dá)到90年代初國際水平，5%達(dá)到國際先進(jìn)水平，90%的重點(diǎn)骨干企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)接近或達(dá)到國際先進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
（三）技術(shù)發(fā)展的方向和重點(diǎn)
1．以數(shù)控機(jī)床為代表的基礎(chǔ)機(jī)械
數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)機(jī)械，是最典型的多品種、小批量、高技術(shù)含量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。目前世界數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量超過15萬臺(tái)，品種超過1500種。1997年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)9051臺(tái)（占機(jī)床總產(chǎn)值20%以上），但由于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿足市場需求，在國內(nèi)市場上的占有率逐年下降，每年仍需大量進(jìn)口數(shù)控機(jī)床，進(jìn)口額度大幅度增加。1996年進(jìn)口達(dá)13924臺(tái)（價(jià)值12.46億美元）。
目前我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展中存在的主要問題是：
（1）產(chǎn)品成熟度差，可靠性不高
國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時(shí)間（MTBF）在10000小時(shí)以上，國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000～5000小時(shí)；整機(jī)平均無故障工作時(shí)間國外達(dá)800小時(shí)以上，國內(nèi)最好只有300小時(shí)。
（2）產(chǎn)品品種少，不能滿足市場需求
國外數(shù)控機(jī)床品種已達(dá)到1500種，國內(nèi)只有500多種,且性能水平低，高速、高效、高精度產(chǎn)品幾乎沒有。
（3）創(chuàng)新能力低，市場競爭力不強(qiáng)
生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)雖達(dá)百余家，但大多數(shù)都未能形成規(guī)模生產(chǎn)，企業(yè)效益差，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產(chǎn)品市場競爭能力不強(qiáng)。
（4）數(shù)控機(jī)床行業(yè)的專業(yè)化零配件及部件的協(xié)作生產(chǎn)配套體系不健全，大多數(shù)企業(yè)都是“大而全、小而全”的結(jié)構(gòu)模式。
近期我國在數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方面，要采取跟蹤高級(jí)型、發(fā)展普及型、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)型，以普及型為主的策略，重點(diǎn)發(fā)展：
（1）經(jīng)濟(jì)適用、量大面廣的產(chǎn)品
經(jīng)濟(jì)適用的普及型數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控銑床。
（2）高速、高效和專用、成套數(shù)控機(jī)床
高速、高效數(shù)控車床及加工中心；高效數(shù)控鍛壓成套裝備，其中包括，可自動(dòng)換頭沖壓機(jī)床、復(fù)合式柔性沖壓中心、四邊折彎機(jī)等；大型精密模具數(shù)控成套裝備，其中包括數(shù)控仿型銑床及龍門式數(shù)控銑床、智能化電加工機(jī)床等。
（3）數(shù)控機(jī)床專業(yè)化配套系統(tǒng)
新一代數(shù)控及伺服系統(tǒng)系列產(chǎn)品；數(shù)控機(jī)床高速主軸、電主軸電機(jī)系列產(chǎn)品；數(shù)控機(jī)床機(jī)械手、刀庫及動(dòng)力刀架系列產(chǎn)品；數(shù)控機(jī)床高速配套零部件及輔件系列產(chǎn)品；其中包括，高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護(hù)裝置等系列產(chǎn)品。
發(fā)展目標(biāo)：
（1）扶植重點(diǎn)企業(yè)開發(fā)經(jīng)濟(jì)適用、量大面廣的數(shù)控機(jī)床并形成批量生產(chǎn)，使這些企業(yè)產(chǎn)品的市場占有率有明顯提高，成為名牌產(chǎn)品；
（2）發(fā)展數(shù)十種高速、高效、專用、成套數(shù)控機(jī)床系列新品種，以滿足汽車、農(nóng)機(jī)、航空、模具等行業(yè)的需求；
（3）數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵配套產(chǎn)品：數(shù)控系統(tǒng)，滿足國內(nèi)數(shù)控機(jī)床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產(chǎn)達(dá)千套；機(jī)械手、刀庫、動(dòng)力刀架及數(shù)控機(jī)床高速配套零部件、輔件系列產(chǎn)品滿足國內(nèi)50%的配套需求。
2．電力電子應(yīng)用及自動(dòng)化技術(shù)
電力電子技術(shù)是集微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，是節(jié)能節(jié)材的最佳技術(shù)之一。目前，國外電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以IGBT為代表的第三代，并向智能電力電子時(shí)展，我國現(xiàn)在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內(nèi)電力電子市場品種滿足率僅35%，新產(chǎn)品市場基本上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。
現(xiàn)場總線智能儀表和總線式自動(dòng)測試系統(tǒng)是集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)于一體的新一代自動(dòng)化儀表系統(tǒng)，已成為世界范圍自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要標(biāo)志。我國仍處于由模擬式儀表系統(tǒng)向數(shù)字式儀表系統(tǒng)過渡的模數(shù)混合式儀表系統(tǒng)階段，水平落后10～15年，因此在低技術(shù)產(chǎn)品市場上還占有80%左右份額，但在高技術(shù)產(chǎn)品市場的占有率不到60%，新產(chǎn)品市場幾乎全為國外產(chǎn)品占領(lǐng)。
因此，抓住當(dāng)前時(shí)機(jī)在2～3年內(nèi)以IGBT，現(xiàn)場總線智能儀表和自動(dòng)測試系統(tǒng)為突破，攻克重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展：
（1）IGBT器件及其裝置，大功率晶閘管及其裝置
研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質(zhì)大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術(shù)，并開發(fā)變頻調(diào)速裝置、逆變開關(guān)電源、大容量整濾源等的工程應(yīng)用。
（2）現(xiàn)場總線智能儀表
研制開發(fā)變送、執(zhí)行、配套等類現(xiàn)場總線儀表。產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)、并開展示范工程的應(yīng)用研究。
（3）自動(dòng)測儀系統(tǒng)和設(shè)備
開發(fā)總線式自動(dòng)測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，形成適度規(guī)模，同時(shí)建立用于機(jī)電產(chǎn)品和社會(huì)公益事業(yè)的典型自動(dòng)測試系統(tǒng)，做好示范和推廣應(yīng)用。
3.大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和施工機(jī)械
（1）農(nóng)業(yè)機(jī)械
工業(yè)發(fā)達(dá)國家農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在不斷采用新技術(shù)的基礎(chǔ)上，正向高效、節(jié)能、保護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境方向發(fā)展。目前我國已能生產(chǎn)14大類、3000多個(gè)品種的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，但是產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平僅相當(dāng)于國外70年代水平。主要問題在于：
1）產(chǎn)品水平不高，品種不全綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)落后，可靠性差，壽命短。以拖拉機(jī)為例，MTBF值國外可以達(dá)到330小時(shí)以上，而我國僅100余小時(shí)。品種上：大型缺，小型雜，不成系列。
2）產(chǎn)品生產(chǎn)達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模的少，重復(fù)生產(chǎn)、小規(guī)模生產(chǎn)，難以保證質(zhì)量。
農(nóng)機(jī)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展：
1）促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的大中型拖拉機(jī)及配套農(nóng)具拖拉機(jī)平均無故障時(shí)間從110小時(shí)提高到300小時(shí)以上；
2）聯(lián)合收割機(jī)聯(lián)合收割機(jī)可靠性系數(shù)從0.5～0.7提高到0.9以上；
3）主要農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械（含烘干倉儲(chǔ)機(jī)械）農(nóng)村產(chǎn)業(yè)化和中西部地區(qū)脫貧致富需要的農(nóng)產(chǎn)品深加工機(jī)械；
4）節(jié)水灌溉設(shè)備噴、滴灌設(shè)備將灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。
農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的使用可靠性及壽命指標(biāo)普遍提高一倍以上，主要產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。
（2）施工機(jī)械
施工機(jī)械是國民經(jīng)濟(jì)大型工程項(xiàng)目建設(shè)必須的關(guān)鍵設(shè)備。我國已初步具備16個(gè)大類，3100多個(gè)品種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，部分產(chǎn)品已開始進(jìn)入國際市場。但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求和國際先進(jìn)水平相比較，差距還是很大。一是產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平不高，尤其是產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命、可靠性、安全舒適性等指標(biāo)以及機(jī)電一體化等高新技術(shù)的應(yīng)用與國外先進(jìn)水平還有很大的差距；二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性短缺，成套服務(wù)能力差，遠(yuǎn)不能滿足需要，如路面施工機(jī)械基本上還要靠進(jìn)口；三是大部分企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，制約著行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提高。
施工機(jī)械重點(diǎn)發(fā)展：
1）推土機(jī)、液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)；
2）汽車起重機(jī)、大型叉車；
3）攤鋪機(jī)、壓路機(jī)；
4）無開挖式管道鋪設(shè)機(jī)；
5）江河湖庫清淤設(shè)備。
發(fā)展目標(biāo)：
大型工程機(jī)械可靠性指標(biāo)達(dá)到400小時(shí)，壽命指標(biāo)達(dá)到10000小時(shí)。
4．轎車關(guān)鍵技術(shù)
我國汽車工業(yè)長期以卡車為主要產(chǎn)品，改革開放以后，轎車產(chǎn)品得到了快速發(fā)展。1998年轎車產(chǎn)量達(dá)到52萬輛。
我國汽車工業(yè)存在的主要問題：
（1）重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，造成無序競爭，難以集中形成實(shí)力，發(fā)揮規(guī)模效益。
（2）自主開發(fā)能力薄弱，大多數(shù)企業(yè)“九五”期間仍偏重于對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，包括多數(shù)中外合資的零部件企業(yè)對產(chǎn)品開發(fā)能力建設(shè)幾乎沒有投入。目前，國內(nèi)對轎車產(chǎn)品尚不具備自主開發(fā)能力，機(jī)電一體化的高新技術(shù)零部件產(chǎn)品還必須引進(jìn)技術(shù)。
近期轎車重點(diǎn)發(fā)展：
（1）經(jīng)濟(jì)型轎車
以轎車車身為突破口，利用技貿(mào)結(jié)合、與國外公司合作等方式，先抓車身聯(lián)合研制，并建立經(jīng)濟(jì)型轎車的公用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，與CAS、CAD、CAE、CAM等技術(shù)結(jié)合，形成我國汽車工業(yè)在經(jīng)濟(jì)型轎車方面的自主開發(fā)能力。
（2）轎車動(dòng)力總成
消化吸收引進(jìn)技術(shù)，與國外有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)行合資、合作、聯(lián)合開發(fā)，在國產(chǎn)汽油機(jī)上普及電控燃油噴射技術(shù)（EMS），并研究開發(fā)缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用電控機(jī)械變速器（AMT）技術(shù)。
（3）轎車關(guān)鍵零部件
以機(jī)電一體化汽車電子部件為突破口，從引進(jìn)技術(shù)、合資入手，在保證高起點(diǎn)、大批量、專業(yè)化生產(chǎn)的同時(shí)，要集中力量抓緊下一代新產(chǎn)品的研制開發(fā)和應(yīng)用，重點(diǎn)是電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、安全氣囊（AirBag）、高效穩(wěn)定的汽車尾氣三元催化轉(zhuǎn)換器，并達(dá)到與整車同步或超前發(fā)展。
（4）高附加值專用汽車和客車
重點(diǎn)開發(fā)各類高性能專用底盤。對專用汽車以低底盤車輛和沙漠越野車輛為主；客車以低地板城市客車為主，要求具有良好的動(dòng)力性、操縱性、舒適性和低污染。
5．環(huán)保裝備
環(huán)保產(chǎn)業(yè)是防治環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)資源優(yōu)化配置、支持資源綜合利用的支柱產(chǎn)業(yè)。全世界環(huán)保機(jī)械的年銷售額約2000億美元，集中于美國、歐州、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家。我國環(huán)保機(jī)械行業(yè)基礎(chǔ)弱、起步晚，年產(chǎn)值僅100多億人民幣。隨著各方面對環(huán)境保護(hù)的日益重視，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，市場需求不斷增長，環(huán)保機(jī)械將成為機(jī)械工業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
環(huán)保機(jī)械行業(yè)主要差距在于：
（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，品種少
初級(jí)產(chǎn)品所占比重較大，具有當(dāng)代水平的機(jī)電一體化產(chǎn)品少，急需的大型成套設(shè)備不能滿足現(xiàn)實(shí)市場需求。在目前3000多種環(huán)保機(jī)械產(chǎn)品中，約有五分之一的產(chǎn)品由于性能、可靠性、適用性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因，應(yīng)該限制生產(chǎn)或限期淘汰。大型煙氣脫硫、脫氮成套設(shè)備、大型城市污水處理廠成套設(shè)備、大型城市垃圾處理廠成套設(shè)備目前主要依賴進(jìn)口，高濃度有機(jī)廢水、難降解工業(yè)廢水處理
技術(shù)及設(shè)備發(fā)展緩慢。
（2）產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平比國際先進(jìn)水平落后20年
相當(dāng)多的產(chǎn)品沒有行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)、基本性能參數(shù)不統(tǒng)一，質(zhì)量檢測無依據(jù)。
（3）生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、開發(fā)能力薄弱
規(guī)模小、裝備條件差、檢測手段不全的中小企業(yè)占全行業(yè)企業(yè)總數(shù)的78%。年產(chǎn)值在3000萬元以上的企業(yè)僅占全行業(yè)的3.2%，并且主要集中在電除塵器、袋式除塵器等少數(shù)幾種產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域。
近期環(huán)保機(jī)械重點(diǎn)發(fā)展：
（1）煙氣脫硫設(shè)備
循環(huán)流化床鍋爐及爐內(nèi)脫硫脫硝技術(shù)（CFPBC、PFBC技術(shù)）、大型整體煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)技術(shù)及裝備（IGCC技術(shù)）。
（2）城市污水處理成套設(shè)備
活性污泥法、氧化溝法、移動(dòng)曝氣法為主體的城市污水處理成套設(shè)備，以日處理10～25萬噸污水處理廠為目標(biāo)，提供污水處理成套設(shè)備、污泥利用和處置成套設(shè)備、控制和監(jiān)測系統(tǒng)。
（3）城市固體垃圾處理和綜合利用裝備
城市生活垃圾分類、焚燒、堆肥技術(shù)及裝備，以日處理100噸、300噸處理廠為目標(biāo)，提供垃圾處理成套裝備。
（4）環(huán)境監(jiān)測儀器
便攜式多功能多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀、12種總量控制的污染物監(jiān)測儀、大氣環(huán)境污染監(jiān)測儀器和系統(tǒng)以及水處理過程自動(dòng)控制系統(tǒng)等。提高產(chǎn)品檔次、水平、可靠性和精度。
主要目標(biāo)：
目前，噴射系統(tǒng)已進(jìn)入一個(gè)較快的發(fā)展時(shí)期，現(xiàn)正在研究開發(fā)lms內(nèi)完成一次噴射，并在有限時(shí)間內(nèi)正確控制噴射量的方法。噴射壓力已提高到160—180MPa，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已到200MPa。如共軌式噴射系統(tǒng)及分段預(yù)噴射系統(tǒng)等，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷與轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制合理的噴射規(guī)律和噴油壓力。
二、增壓及可變氣門配氣定時(shí)
當(dāng)今柴油機(jī)增壓和增壓中冷已成為標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化與小型化，為了降低車輛油耗，提高車輛裝載效率，必須繼續(xù)提高增壓比及增壓器效率。在進(jìn)一步提高大負(fù)荷區(qū)的過量空氣系數(shù)a時(shí)可以減少顆粒排放，同時(shí)通過稀燃化，減少熱損失，提高循環(huán)效率，進(jìn)而同時(shí)降低油耗，隨著高增壓和高a化，組裝有多個(gè)增壓器的復(fù)合系統(tǒng)已成為可能。另外，增壓器固定的渦輪幾何形狀也將由可用于多用途的電控可變幾何形狀所取代。
目前，在小缸徑柴油機(jī)上4氣門和噴油嘴垂直中置技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，為了減少換氣損失，使混合氣的形成進(jìn)一步優(yōu)化，現(xiàn)正在研究采用可變氣門配氣定時(shí)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的氣門升程和定時(shí)得到最佳優(yōu)化。
三、全電子優(yōu)化控制
如前所述，目前對燃油噴射時(shí)間、噴射量、慣性增壓、增壓器、進(jìn)氣渦流及廢氣再循環(huán)(EGR)等都能實(shí)現(xiàn)電子優(yōu)化的可變控制，從而對降低排放、減少油耗、提高輸出功率和啟動(dòng)性能等有很大作用；但是，這些控制中的多半內(nèi)容，如EGR、自動(dòng)診斷等，還有很多技術(shù)不夠完善，有待進(jìn)一步研究和開發(fā)，今后還將繼續(xù)開發(fā)其它方面的電子可變控制機(jī)構(gòu)，尤其是與整車相協(xié)調(diào)統(tǒng)一的綜合化的全電子控制系統(tǒng)。
四、排氣后處理技術(shù)
柴油機(jī)能否像汽油機(jī)那樣使用催化劑大幅度減少排放，尤其是NOx，這是柴油機(jī)研制者一直追求的目標(biāo)。日美歐現(xiàn)都在對此進(jìn)行研究，日本有關(guān)大學(xué)、研究所和廠家正在對沸石鎂及氧化鋁的催化劑上用還原劑進(jìn)行NOx還原試驗(yàn)，美國福特等公司也正在對催化還原系統(tǒng)(SCR)及DeNOx，催化器兩種NOx還原系統(tǒng)進(jìn)行研究。
SCR技術(shù)是利用氮氧化物有選擇地與存在于廢氣中的或噴入的反應(yīng)劑反應(yīng)，利用一個(gè)催化器降低NOx排放，排出生成的氧氣。還原反應(yīng)劑可以是在柴油機(jī)廢氣中的HC化合物或是由附加油箱直接噴入廢氣流中的物質(zhì)，如氨等。
與SCR技術(shù)相比，DeNOx催化技術(shù)系統(tǒng)簡單，無有害生成物，目前認(rèn)為最具發(fā)展?jié)摿?。DeNOx催化技術(shù)主要是將NOx催化熱裂變?yōu)镹2和O2,目前的問題是廢氣在催化器中停留時(shí)，催化器效率不高，因此帶來轉(zhuǎn)化還原效率也受到很大限制。
為減少顆粒排放而研制的各種“柴油機(jī)顆粒收集器或稱過濾器(DEF)”，雖然不少產(chǎn)品已在歐洲轎車柴油機(jī)上裝車使用，但由于DEF的耐久性差且過濾器的再生問題也沒有徹底解決，因此，該項(xiàng)技術(shù)也正在進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展中。
五、改進(jìn)燃料
燃料性能的改進(jìn)，對減少排放起到很大作用，日本繼美歐之后，從1997年開始把輕油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度減少排放顆粒中的硫酸鹽，同時(shí)減少EGR造成的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的腐蝕磨耗及催化劑中毒；進(jìn)一步減少硫含量，提高十六烷值，可進(jìn)一步降低NOx。減少芳香烴，尤其是減少3環(huán)以上的芳香族成分，可減少排放顆粒中的硫化物、降低90%的蒸餾溫度、改進(jìn)點(diǎn)火性能；通過使用含氧燃料或添加劑，可降低黑煙顆粒。為了適應(yīng)低硫化及噴射壓力的大大增加，確保燃油噴射裝置的性，人們對燃料的改進(jìn)開發(fā)寄予了很大期望。
六、代用燃料
隨著世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，尋找一種更清潔的替代石油的原料已勢在必行。經(jīng)過多年的研究試驗(yàn)，目前公認(rèn)天然氣是21世紀(jì)的首選替代燃料。美國一些學(xué)者認(rèn)為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車是與電動(dòng)車相媲美的清潔能源動(dòng)力車。日本研究表明，天然氣汽車在環(huán)境保護(hù)、石油燃料替代及實(shí)用性等方面有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。近年來，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、包括柴油與天然氣的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展很快，目前，全世界有幾百萬輛天然氣或雙燃料汽車在運(yùn)行，預(yù)計(jì)到2010年，全球?qū)⒂?/3的國家使用天然氣汽車。正如人類本世紀(jì)初從固體燃料向液體燃料過渡一樣，如今已開始從液體燃料向氣體燃料過渡，從而將提高整個(gè)能源系統(tǒng)的效率和清潔性。
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雖然藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，市場前景良好，但藍(lán)牙技術(shù)目前的現(xiàn)狀，特別從2003年的藍(lán)牙世界大會(huì)所暴露的問題來看，前景仍然不容樂觀。雖然目前藍(lán)牙技術(shù)在業(yè)界受到廣泛的關(guān)注，但是仍未獲得消費(fèi)者的足夠認(rèn)可。在進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的銷售過程中，沒有很好地為消費(fèi)者解釋為什么要使用藍(lán)牙技術(shù)，因?yàn)橄M(fèi)者只想使用可行的無線技術(shù)，而并不是過分關(guān)心它的類別。目前藍(lán)牙技術(shù)1.0的標(biāo)準(zhǔn)還只能傳輸1Mbit/s的語音和數(shù)據(jù)，但是2003年推出的藍(lán)牙技術(shù)2.0標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率可達(dá)到12Mb，它還將采用智能跳頻技術(shù)可以與1.0的標(biāo)準(zhǔn)兼容。購買了藍(lán)牙設(shè)備的顧客首先要花幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間來研究菜單、配對藍(lán)牙設(shè)備和設(shè)置規(guī)則，然后才能連接兩個(gè)藍(lán)牙系統(tǒng)，使用起來極不方便?；ゲ僮餍允撬型ㄐ旁O(shè)備的重要特性，藍(lán)牙產(chǎn)品也不例外。從理論上說只要通過了產(chǎn)品的一致性和互連性測試，互操作性問題就可以得到解決。在目前充滿競爭的無線標(biāo)準(zhǔn)市場，要指明藍(lán)牙的未來并不是一件容易的事。一方面，藍(lán)牙技術(shù)需要不斷改進(jìn)，以適應(yīng)醫(yī)療電子、工業(yè)控制和家電自動(dòng)化領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，另一方面，許多人警告，隨著數(shù)據(jù)率的增高，藍(lán)牙的市場定位更變得令人困惑。
二、藍(lán)牙技術(shù)的未來發(fā)展
一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，人們對它抱的期望值往往很高，往往短期內(nèi)不能令人滿意，這是因?yàn)槿魏涡录夹g(shù)的發(fā)展都需要有一個(gè)過程，藍(lán)牙技術(shù)也不例外；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢是非常明顯的，相信通過業(yè)界的共同努力，它未來的發(fā)展是不可限量的，從長遠(yuǎn)來看可能會(huì)超出人們的想象。
芯片價(jià)格持續(xù)下降。英國CSR生產(chǎn)的主要藍(lán)牙芯片產(chǎn)品，目前售價(jià)約為7美元～8美元/顆，隨著公司陸續(xù)推出新產(chǎn)品，預(yù)計(jì)秋季時(shí)將降價(jià)至5美元、而年底時(shí)降至3美元左右。
芯片越來越小巧。藍(lán)牙的技術(shù)界面是專用半導(dǎo)體集成電路芯片，用于嵌入電子器件內(nèi)。而與用戶直接見面的產(chǎn)品界面則是各種時(shí)尚電子產(chǎn)品。因此，藍(lán)牙技術(shù)要嵌入到電子器件內(nèi)就要考慮藍(lán)牙的芯片尺寸，它必須具有小巧、廉價(jià)、結(jié)構(gòu)緊湊和功能強(qiáng)大的特點(diǎn)才能放進(jìn)蜂窩電話中。向單芯片方向發(fā)展。目前已經(jīng)有所突破，法國AlcatelMicroelectronics等公司在ISSCC2001上發(fā)表了用于藍(lán)牙的單芯片LSI，CSR公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍(lán)牙ICBlueCore01。產(chǎn)品具有兼容性。目前的產(chǎn)品一致性測試都已經(jīng)沒問題，但是無法互通，藍(lán)牙只有成為無線通信的“世界語”才有意義。SIG已召集制造商開了兩次會(huì)議來測試各自藍(lán)牙產(chǎn)品基礎(chǔ)組件間的兼容情況，測試中發(fā)現(xiàn)的不兼容情況正在解決之中。與其它技術(shù)的共存。
藍(lán)牙只是WLAN中重要的技術(shù)，有其局限性，WLAN網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要幾種技術(shù)的結(jié)合。眾多操作系統(tǒng)支持藍(lán)牙。微軟公司于2001年上市的Windows操作系統(tǒng)——Whistler也支持藍(lán)牙。以IBM為首的眾多計(jì)算機(jī)廠商正在努力達(dá)成協(xié)議，為PC平臺(tái)制定藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，以解決不同設(shè)備之間的兼容性。干擾問題的解決。美國Mobilian公司推出了兼具無線LAN和Bluetooth功能的芯片組。這個(gè)由兩個(gè)芯片構(gòu)成的芯片組具備無線LAN的標(biāo)準(zhǔn)方式IEEE802.11b的無線收發(fā)功能和藍(lán)牙功能。由于IEEE802.11b和藍(lán)牙的載波頻帶都使用2.4GHz頻帶，當(dāng)同時(shí)收發(fā)這兩種規(guī)格的數(shù)據(jù)時(shí)，有可能引起數(shù)據(jù)包沖突等電波干擾，一直無法同時(shí)應(yīng)用。Mobilian公司此次開發(fā)的芯片組中，通過采用消除電波干擾的方法，實(shí)現(xiàn)了兩種規(guī)格數(shù)據(jù)通信的同時(shí)進(jìn)行。最后支持漫游功能。藍(lán)牙技術(shù)可以在微網(wǎng)絡(luò)或擴(kuò)大網(wǎng)之間切換，但每次切換都必須斷開與當(dāng)前PAN的連接。為解決此問題，Commil技術(shù)公司設(shè)計(jì)了一種系統(tǒng)，即使在藍(lán)牙模式不同入口點(diǎn)之間漫游，仍可以維持連續(xù)的、不中斷的數(shù)據(jù)和聲音交流。這種藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供很好的連接，其中一個(gè)連接是從一個(gè)藍(lán)牙入口點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)作中保證不斷開。增加消費(fèi)者的認(rèn)知度。作為一種近距離的無線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)并不是唯一的。但是與其他相應(yīng)的無線通信技術(shù)比較起來，藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢就在于它的全球統(tǒng)一的、開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)先進(jìn)與成本低廉的折衷統(tǒng)一考慮，以及世界藍(lán)牙組織SIG知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享的巨大誘惑力。
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節(jié)水灌溉技術(shù)體系主要包括以下幾個(gè)方面：（1）灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術(shù)、灌溉回歸水利用技術(shù)、多水源綜合利用技術(shù)、雨洪利用技術(shù)。（2）節(jié)水灌溉工程技術(shù)。主要包括渠道防滲技術(shù)、管道輸水技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、改進(jìn)地面灌溉技術(shù)、水稻節(jié)水灌溉技術(shù)及抗旱點(diǎn)澆技術(shù)。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(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)。包括耕作保墑技術(shù)、覆蓋保墑技術(shù)、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術(shù)。（4）節(jié)水灌溉管理技術(shù)。包括灌溉用水管理自動(dòng)信息系統(tǒng)、輸配水自動(dòng)量測及監(jiān)控技術(shù)，土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等。
2.節(jié)水灌溉新技術(shù)
目前，比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是：（1）與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。就是從作物生理角度出發(fā)，在一定時(shí)期主動(dòng)施加一定程度有益的虧水度，使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉，改善品質(zhì)，控制上部旺長，實(shí)現(xiàn)矮化密植，到達(dá)節(jié)水增產(chǎn)的目的。（2）應(yīng)用3S技術(shù)的精細(xì)灌溉技術(shù)。就是運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），遙感技術(shù)（RS）和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長實(shí)際需求的信息，通過信息處理與分析，按需給作物進(jìn)行施水的技術(shù)，可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。T是農(nóng)田灌溉學(xué)科發(fā)展的熱點(diǎn)和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。（3）智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學(xué)、自動(dòng)控制、微電子、人工智能、信息科學(xué)等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機(jī)械與設(shè)備，適時(shí)地檢測土壤和作物的水分，按照作物不同的需水要求來實(shí)施變量施水，達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
3.節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展趨勢
我國的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：（1）噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機(jī)械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù)，其研究方向是進(jìn)一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機(jī)型有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機(jī)及人工移動(dòng)式噴灌機(jī)比較適合我國國情。（2）地下灌溉已被世人公認(rèn)是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問題，應(yīng)用推廣速度較慢，但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決，今后將會(huì)得到一定的發(fā)展。（3）地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟，輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢。（4）農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來越高。應(yīng)用專家系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術(shù)的集成，達(dá)到時(shí)，空、量、質(zhì)上的精確灌水，是今后攻關(guān)的重點(diǎn)。（5）節(jié)水綜合技術(shù)的開發(fā)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(jié)水灌溉發(fā)展的方向。轉(zhuǎn)
4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的政策建議
（1）提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識(shí)。我國是一個(gè)水資源短缺的國家，隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，農(nóng)業(yè)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(nèi)涵式發(fā)展的道路，灌溉必須走節(jié)水型的發(fā)展道路。因此，我們應(yīng)加大對發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)的宣傳教育力度，使全社會(huì)都來關(guān)心節(jié)水灌溉技術(shù)，形成一個(gè)較好的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
（2）形成發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)內(nèi)在機(jī)制。通過制定和運(yùn)用好水價(jià)、水權(quán)這些經(jīng)濟(jì)手段，對農(nóng)業(yè)用水需求進(jìn)行有效調(diào)控，削弱低效益膨脹型的用水需求，杜絕無效益浪費(fèi)型的用水需求，促進(jìn)節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的需求，從而推進(jìn)節(jié)約灌溉技術(shù)發(fā)展。
為了給用戶創(chuàng)建一個(gè)能使其感到身臨其境和沉浸其中的環(huán)境，必要的條件就是根據(jù)需要能在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中逼真地顯示出客觀世界中的一切對象：不僅要求所顯示的對象模型在外形上與真實(shí)對象酷似，而且要求在形態(tài)、光照、質(zhì)感等方面十分逼真。
目前，相關(guān)軟件發(fā)展迅速、種類較多，其中常用的軟件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我國圖靈公司的VRMAP、適普公司的IMAGIS等。
1．1模型構(gòu)建軟件
MultiGenCreator是美國MultiGenParadigm公司開發(fā)的三維建模軟件，廣泛用于視景仿真、虛擬城市、模擬設(shè)計(jì)、交互式游戲等。它在滿足實(shí)時(shí)性的前提下可生成逼真的場景，可進(jìn)行多邊形建模、矢量建模和地形生成。它的層次細(xì)節(jié)、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優(yōu)先級(jí)、自由度設(shè)置等高級(jí)功能使得其數(shù)據(jù)格式OpenFlight在實(shí)時(shí)三維領(lǐng)域成為流行的圖像生成格式。該軟件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的數(shù)據(jù)與AutoCAD和GIS軟件結(jié)合方便。
1．2支持視景生成的語言——OpenGL
應(yīng)該使用已有的商品化或標(biāo)準(zhǔn)化的圖形庫和程序設(shè)計(jì)語言來設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境，其中OpenGI(服務(wù)器)及其支持系統(tǒng)就是這樣一種可選用的圖形生成環(huán)境。OpenGI可按函數(shù)庫的形式被C語言調(diào)用，也可以被窗口系統(tǒng)直接調(diào)用。OpenGI是使用專用圖形處理軟件接口，該接口目前由幾百個(gè)過程函數(shù)組成，用以支持用戶對高質(zhì)量三維對象的圖形和圖像進(jìn)行操作。
()penGI指令的模型是客戶／服務(wù)器模式，即一個(gè)程序(客戶)提供指令，該指令由OpenGI解釋并處理，它直接執(zhí)行3D及2D圖型的基本操作。這些操作包括轉(zhuǎn)換矩陣、光照模型和光線跟蹤、反混淆方法、z～Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持雙緩沖技術(shù)，該技術(shù)提供了生成動(dòng)畫效果圖形所需要的機(jī)制，使所生成的圖形能夠像電影一樣平滑運(yùn)動(dòng)。
1．3視景漫游軟件
Vega是MultiGen--Paradigm公司開發(fā)的應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的高性能軟件環(huán)境和開發(fā)平臺(tái)，由Lynx圖形化用戶接口和Vega庫組成。利用Vega庫函數(shù)可在Lynx中建立漫游所需要的場景、窗口、通道、運(yùn)動(dòng)和碰撞方式，可以定義對象的初始化參數(shù)并建立對象之間的相互聯(lián)系。
2地質(zhì)構(gòu)造情況的模擬
對于礦山技術(shù)人員來說地質(zhì)構(gòu)造情況非常重要，如果對煤層、巖層、含水層、流沙層以及斷層和褶曲等情況的推斷有偏差，或圖形表現(xiàn)不直觀易懂，則在建井或生產(chǎn)過程中就可能發(fā)生塌方、突水等事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件可以根據(jù)地質(zhì)體的三維分布，使礦井的規(guī)劃設(shè)計(jì)更加直觀方便。
綜合國內(nèi)外現(xiàn)狀，三維地質(zhì)體的繪制有塊段、表面、實(shí)體和斷面建模法等。
MultiGenCreator中需要的曲面數(shù)據(jù)是ded或。dem格式，使用GIS軟件Arolnfo、用插值方法生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉(zhuǎn)成USGSDEM格式，將其導(dǎo)入Creator就可以生成煤層曲面。然后，通過光照、著色、紋理、渲染等處理三維地質(zhì)體更加逼真。
3地形地貌及地物的模擬
地形地貌和地物的建立需要相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)。如果有研究區(qū)域的紙質(zhì)地形圖，可以用掃描數(shù)字化的方法得到平面數(shù)據(jù)，按照圖上的標(biāo)注得到高程數(shù)據(jù)；如果已有該區(qū)域的電子地圖，則可直接使用或通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換得到需要的數(shù)據(jù)；如果沒有上述數(shù)據(jù)源，則需要由野外測量獲得。
地形生成與地質(zhì)曲面生成過程類似，先用ArcInfo將地形圖上的等高線和高程點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化，把圖上標(biāo)注的高程值輸入到屬性表中，生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉(zhuǎn)成USGSDEM格式將其導(dǎo)入Creator生成三維地形。
對于建筑物、道路、圍墻、河流、湖泊等的建立，先用Auto—CAD進(jìn)行數(shù)字化，得到其平面位置。將得到的*．def文件導(dǎo)入Creator，并與地形匹配。如果建筑物比較規(guī)則，則直接將其底面按照高度拉伸為立體，如果建筑物造型比較復(fù)雜，則需要分成規(guī)則的幾部分進(jìn)行構(gòu)建。
4礦山井下巷道建模
目前，礦山信息主要是通過CAD格式的雙線采掘工程平面圖來表達(dá)。首先根據(jù)采掘工程平面圖上的高程信息，利用CAD中的三維多線段重新描繪巷道，同時(shí)將高程信息賦予每個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)巷道的單線顯示，井筒和巷道設(shè)計(jì)要布置合理，盡量避免穿過斷層、褶曲、含水層等不良地質(zhì)構(gòu)造，盡量減少礦井建設(shè)和生產(chǎn)地面的影響。
使用MultiGenCreator進(jìn)行設(shè)計(jì)，用圓柱體表示井簡，用半圓型截面的柱體表示巖巷，然后進(jìn)行模擬生產(chǎn)，以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中可能遇到的問題，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較和選擇。設(shè)計(jì)方案完成后可模擬不同設(shè)備、不同開采方式的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，從而達(dá)到優(yōu)化礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。綜合考慮地質(zhì)和技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等各種因素，選擇合理的方案。
5虛擬巷道系統(tǒng)的建立
虛擬巷道系統(tǒng)是對礦井真實(shí)巷道多分辨率的三維虛擬表示，建立的主要任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)基于web環(huán)境下的可交互的、真實(shí)巷道的三維可視化表達(dá)，用戶可以從各個(gè)角度對巷道虛擬環(huán)境進(jìn)行任意的瀏覽和觀察，并可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種交互。
5．1礦井巷道的建模
礦井中各種實(shí)體大多是三維實(shí)體，其表面為不規(guī)則曲面，且內(nèi)部礦體品位分布不均勻。對于礦體的外形，可用一個(gè)不規(guī)則的封閉曲面來確定。為確定礦體的范圍，要經(jīng)地表勘查、地下勘探及推估等手段來完成。在瀏覽器上三維實(shí)體模型，可通過將現(xiàn)有的三維礦體模型中存儲(chǔ)的信息按照一定的規(guī)范轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中構(gòu)建三維礦井巷道模型，首先應(yīng)進(jìn)行簡單的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這是因?yàn)镸uhiGenCreator中采用的坐標(biāo)系和地學(xué)中實(shí)際采用的坐標(biāo)系的含義有所不同。MultiGenCreator中采用的坐標(biāo)系為符合右手規(guī)則的空間坐標(biāo)系，是以MuhiGenCreator瀏覽器中用戶區(qū)的中作為其坐標(biāo)系的圓心，基底坐標(biāo)為XOZ面，y表示高程。其坐標(biāo)長度以米為單位，標(biāo)準(zhǔn)角度以弧度為單位。因此，為使它與人們通常采用的地學(xué)坐標(biāo)系保持一致，應(yīng)將原來礦井三維實(shí)體的(，Y，：)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為MuhiGenCreator坐標(biāo)系中的(，Y，Z)。轉(zhuǎn)換后的三維實(shí)體坐標(biāo)應(yīng)滿足虛擬場景中所采用的局部坐標(biāo)系顯示的需要。由于礦井實(shí)體坐標(biāo)的數(shù)值一般相當(dāng)大，而實(shí)際顯示坐標(biāo)值的前幾位高位數(shù)據(jù)對圖形形狀不產(chǎn)生任何影響，因此可將地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)各分量同時(shí)做一預(yù)選。
5．2虛擬巷道場景的繪制
對于規(guī)則格網(wǎng)構(gòu)成的礦山地表模型及礦井實(shí)體的頂?shù)装鍞?shù)字表面模型，可用ElevationGrid節(jié)點(diǎn)構(gòu)建。該節(jié)點(diǎn)能很容易有效地設(shè)計(jì)創(chuàng)建一個(gè)位于局部坐標(biāo)系X()Z平面上高低起伏的地域造型。該造型用高度值組成的標(biāo)量陣列描述，陣列指定了表面每個(gè)格網(wǎng)點(diǎn)上的高度。和z方向的柵格點(diǎn)數(shù)量可以分別用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了柵格行和列之間的空間。Height域的值指定了每一個(gè)柵格點(diǎn)的海拔高度，基底上的每一個(gè)柵格點(diǎn)都與height矩陣中的一個(gè)海拔值相對應(yīng)；colorPerVertex域指定為TRUE或FAISE，表示color域中指定的顏色是用到ElevationGrid節(jié)點(diǎn)的每個(gè)頂點(diǎn)上(TRUE)，還是應(yīng)用到每個(gè)四邊形上(FAISE)；此外，通過建立solid域值，所有的海拔柵格都可以當(dāng)作實(shí)體。
對于由不同的三角面構(gòu)成的復(fù)雜地表模型，則需要用MUITIGENCREATO提供的萬能幾何節(jié)點(diǎn)IndexedFaceSet來創(chuàng)建，它有coord與coordlndex兩個(gè)域，與IndexedFaceSet節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)域類似，前者提供了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，列出了構(gòu)造面幾種所有面的坐標(biāo)。Coordlndex域的值提供了一張描述一張或多張面周界的列表。其中每一個(gè)值都是整型索引，并且每個(gè)索引都指定了在coord域內(nèi)的坐標(biāo)列表中的一個(gè)坐標(biāo)。在實(shí)際的創(chuàng)建過程中，要求建立三角網(wǎng)的各個(gè)三角面按照法線方向向外的法則。
6結(jié)語
應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，生成一個(gè)逼真的礦山虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment)。這樣在礦山設(shè)計(jì)或研究階段，科研人員可以置身于礦山虛擬環(huán)境下直觀審視礦山，按照設(shè)計(jì)給定的工藝方法和參數(shù)，選擇設(shè)備及確定生產(chǎn)模式。從基建到閉坑的全過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。設(shè)計(jì)結(jié)束后，設(shè)計(jì)單位、礦山企業(yè)可向?qū)彶檎?、公眾展示一個(gè)三維和動(dòng)態(tài)的礦山。總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在礦山設(shè)計(jì)、技術(shù)改造、生產(chǎn)中可廣泛應(yīng)用。
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