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关键词:自动化控制原理 应用 特点
中图分类号:TL372 文献标识码: A
引言
自动控制学科是近几十年来了发展起来的一门很重要的学科。它的发展很迅速,特别是计算机的快速发展,更加快了它的发展,尤其是工业自动化技术近年来的发展。自动化学科研究的范围也是很广泛的,对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化、对迅速提升我国综合国力具有重要和积极作用。
自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制是相对人工控制概念而言的。指的是在没人参与的情况下,利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。 自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响,以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看,它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。 基础的结论是由诺伯特・维纳,鲁道夫・卡尔曼提出的.
自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下,利用附加装置使生产过程或生产机械(被控对象)自动地按照某种规律(控制目标)运行,使被控对象的一个或几个物理量(如温度、压力、流量、位移和转速等)或加工工艺按照预定要求变化的技术。它包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能,以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识;自动控制系统的分析与综合;控制用计算机(能作数字运算和逻辑运算的控制机)的构造原理和实现方法。自动控制技术是当展迅速,应用广泛,最引人瞩目的高技术之一;是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术;是自动化领域的重要组成部分。
自动控制技术有很强的应用背景,无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上,或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上;无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上,或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。自动控制技术对导弹和人造地球卫星是非常重要的,对于研究原子能的应用,研究飞机和导弹的空气动力和结构强度也是有用的。没有应用背景的“控制理论”就缺乏生命力。如何巧妙地运用控制的基础理论来解决实际问题是和研究控制理论本身不同的另一种创造性工作。
一、自动化控制原理
自动化控制有半自动与全自动化
例如:机器、设备可以按照生产的要求和目的,进行自动化生产;全自动人只需要作为操作员,确定控制的要求和程序,不用直接参与生产过程的控制技术;半自动化控制要人通过设施、设备、机械、仪器或手工等劳动力的参与。
自动化控制技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化控制不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,而且能扩展人的器官功能,极大地提高劳动生产率,增强人类认识世界和改造世界的能力。因此,自动化控制是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。
自动化控制理论是自动化专业的重要学习课程。
二、自动化控制的应用
2.1过程自动化
石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理的自动化控制。一般采用由检测仪表、调节器和计算机等组成的过程控制系统,对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制。采用的主要控制方式有反馈控制、前馈控制和最优控制等。
2.2机械制造自动化
这是机械化、电气化与自动控制相结合的结果,处理的对象是离散工件。早期的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线。20世纪60年代以后,由于电子计算机的应用,出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统(FMS)。以柔性制造系统为基础的自动化车间,加上信息管理、生产管理自动化,出现了采用计算机集成制造系统(CIMS)的工厂自动化控制系统。
2.3管理自动化
工厂或事业单位的人、财、物、生产、办公等业务管理的自动化控制,是以信息处理为核心的综合性技术,涉及电子计算机、通信系统与控制等学科。一般采用由多台具有高速处理大量信息能力的计算机和各种终端组成的局部网络。现代已在管理信息系统的基础上研制出决策支持系统(DSS),为高层管理人员决策提供备选的方案。
三、自动化控制系统
自动化控制系统是指能够实现自动控制任务的系统,由控制器与控制对象所组成。
自动化控制系统的概念
自动化控制是一种现代工业、农业、制造业等生产领域中机械电气一体自动化集成控制技术和理论。
自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
四、自动控制系统特点
自动控制能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表,按规定的程序或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。
自动控制系统理论
自动控制是相对人工控制概念而言的,指的是在没人参与的情况下,利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。
自动控制是工程科学的一个分支,它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响,以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看,它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。
结束语:
随着科技的发展,自动化控制已经广泛应用到各行各业。直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业都有应用。相信不久的将来会带给人们更多的便利。
参考文献
关键词:人工智能 电气 自动化控制
人类智能主要要包括三个力面,即感知能力,思维能力,行为能力,而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。
1.人工智能应用理论分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科,属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论,其研究范畴为自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法等,应用于智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程。
当今社会,计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈,所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。
2.人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解,也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势,这些优势如下
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如:参数变化,非线性时,往往不知道。)
(2)通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如:模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍,下降时间快3.5倍。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时,通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式,自动化控制。
(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计),与驱动器的特性无关。论文格式,自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好,但对其他控制对象效果就不会一致性地好,因此对具体对象必须具体设计。
3.人工智能的应用现状
(1)优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作,它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此,很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进,使传统的CAD技术如虎添翼,产品设计的效率及质量得到全面提高。
用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计,因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
(2)智能控制的功能实现
①数据采集与处理:对所有开关量、模拟量的实时采集,并能按要求处理或存贮。
②画面显示:模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态,可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能,能生成历史趋势图。
③运行监视:具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视,有事故报警越限和状态变化事件报警,事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。
④操作控制:通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制,励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制,以适应各级运行值班管理。
⑤故障录波:模拟量故障录波,波形捕捉,开关量变位,顺序记录等(包括主要辅机)。论文格式,自动化控制。。
⑥在线分析:不对称运行分析、负序量计算等。
⑦在线参数设定及修改:保护定值包括软压板的投退。
⑧运行管理:操作票专家系统,运行日志,报表的生成及存储或打印,运行曲线等。
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。
4.恒压供水案例简析
恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用,由于系统的负荷变化的不确定性,采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器,系统的动态特性指标总是不稳定,通过实际应用中的对比发现,应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器,结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案,由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难,而且参数的调整也比较麻烦,所以所提出的方案具有较高的性价比。
本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用,也是电气元
件生产供给的一个方向,实现机械智能化是我们努力的追求,将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。
人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作,电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力,人工智能的应用体现在问题求解,逻辑推理与定理证明,自然语言理解,自动程序设计,专家系统,机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械的人类意识能力,强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为,电气自动化控制也需要人工智能的参与。
参考文献:
【论文摘要摘要:先容了光机电一体化技术特征,探究了国内外技术目前状况和发展趋向,指出了未来发展远景和一些重要技术热门。
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用产业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械产业技术发展的一个主要趋向。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。和传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1 体积小,重量轻,适应性强,操纵更方便
光机电一体化技术使得操纵职员摆脱了以往必须按规定操纵程序或节后频繁紧张地进行单调重复操纵的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操纵程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操纵全自动化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅进步
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平进步,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3 部分硬件实现软件化,智能化程度进步
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向"软件化"和"智能化"。
1.4 产品可靠性得到进步,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命进步,故障率降低,从而进步了产品的可靠性和稳定性。
1.5 融合了多种学科新技术,衍生出很多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的探究开发涉及到很多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术和机械技术各自的上风结合起来,衍生出很多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6 产品系统性增强,各部分系统间协调性要求进步
光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,进步系统协调性。
2.探究目前状况和发展趋向
2.1探究目前状况
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的进步,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻产业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 【
2.2 发展趋向
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热门主要包括摘要:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密丈量时,可极大地进步丈量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远间隔传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远间隔激光通讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及远控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点四周可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。
2)激光测距,其探测间隔远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受自然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地进步了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在外形记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于低级阶段,假如能发现具有优异光功能特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和和之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引进电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1 刘志,朱文坚. 光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)
[2 梁进秋. 微光机电系统国内外探究进展. 光机电信息,2000(8)
[3 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息,2003(12)
[4 左铁钏、施定源、陈铠. 激光加工技术的上风及在产业生产中的应用. 激光杂志,1999(4)
关键词:变频器,控制技术,应用
1.变频调速技术的现状
电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。免费论文。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。
1.1国外现状
采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定:
1.1.1市场有大量需求
随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。
1.1.2功率器件发展迅速
变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交―交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。
IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外围的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。
1.1.3控制理论和微电子技术的支持
在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。
1.2国内现状
从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。免费论文。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。免费论文。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。
因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。
2.变频调速技术未来发展的方向
变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变频器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变频器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。
3.变频调速技术的应用
纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约1.1亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有经验表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。
有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450.2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25.69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4.9倍,印度1.9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。
我国变频调速技术的应用已取得显著成绩,主要表现在下面二个方面:
3.1变频调速技术的应用范围已发展到新阶段,以石油、石化、冶金、机械等行业为例,都经过了单系统试用、大量使用和整套装置系统使用3个发展阶段。如广东茂名石化公司和九江石油化工厂现已发展到引用常减压和催裂化变频装置,取得了节能、增产的显著效果。
3.2变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施,很多用户实践结果证明,节电率一般在10%-30%,有的高达40%,更重要的是生产中一些技术难点也得到解决。例如包钢1150轧机采用变频装置后,年平均事故时间达到工作时间的0.1%以下,大幅度提高了产品质量和产量,且年节约电费约50万元。
4.结束语
变频调速技术作为高新技术、基础技术、节能技术,已经渗透经济领域的所有技术部门中。今后我国在变频调速技术方面应积极作好如下工作。
4.1应用变频调速技术来改造传统产业,节约能源及提高产品质量,获得较好的经济效益和社会效益。
4.2大力发展变频调速技术,必须把我国变频调速技术提高到一个新水平,缩小与世界先进水平的差距,提高自主开发能力,满足重点工程建设和市场的需求。
4.3规范我国变频调速技术方面的标准,提高产品可靠性工艺水平,实现规模化、标准化生产。
到了21世纪,自动化作为一门综合性技术,与控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学等学科紧密结合,在工业、农业、军事、医疗等方面发挥着巨大作用。
李春文在自动化领域里潜心为学已有近40年。他对自己的评价是:有所耕耘,无所建树。他坚持认为他实在没有报道的价值,拗不过我们的执着与热情,总算勉强接受了我们的采访。多年来,他兢兢业业、勤勤恳恳,在非线性控制理论及应用、非线性控制系统CAD及仿真、非线性系统稳定性与镇定理论、非标准分析等方面取得了一系列成果,并创新性地提出科学平台及全局性知识集成新概念。工作期间,他完成了包括国家自然科学基金在内的多项科研项目,发表学术论文100多篇,获得全国青年科技奖、中国有突出贡献的博士学位获得者、霍英东青年教师基金奖、国家教委科技进步奖甲类二等奖等多项荣誉。
低调平和,笃定前行,李春文正以“科研无悔”的精神,执着坚守自己的科研之梦。
厚积薄发,专注理论研究
三人间的办公室,空间不大,书籍纸张陈杂,一切朴素而简单。这是李春文办公室最真实的样子,与他本人一心科研、不求享乐的性格完全契合。就在这间安静的办公室里,李春文孜孜不倦,日复一日开展基础研究,完成了非线性控制理论研究的大量工作。
非线性是在工程、自然界及人类社会各个方面普遍存在的复杂现象,非线性控制一直是控制学科的一个基本而重要的组成部分。在这一领域,李春文较早展开研究,率先提出和建立了非线性系统控制的新的设计理论――逆系统方法,其中包括核心概念、设计原理、可逆性、解耦、镇定、状态观测等方面,在理论上开辟了非线性研究的新方向。
之后随着研究的不断深入,李春文从构造性算法和设计理论的角度,在确定性非线性系统框架下,在更广的范围内,对非线性系统的稳定性分析、求逆算法、镇定与控制律设计的理论及其应用方面取得了系统化的创新性成果。在研究中,他提出了新的更有效的构造性求逆算法,建立了基于更完整的和构造性设计的逆系统方法,解决了一类非仿射非线性广义系统的构造性设计问题。在此基础上,李春文研制出复杂非线性网络的仿真系统(CNNSS),复杂非线性控制系统的计算机辅助设计系统(CNSCAD),取得了“国内领先、达到国际先进水平”的重要成果。
逆系统方法的提出、建立和不断完善发展,产生了广泛的影响。量子控制理论的创始人谈自忠教授对李春文撰写的专著《多变量非线性控制的逆系统方法》高度肯定,并评价说:“作者在这一方面的研究上,富有创造性,取得了关于一般非线性系统反馈控制方法的一系列结果,完全可以与日趋完善的微分几何方法相比美,很有理论价值和应用前景。”
同时,在教学方面,逆系统方法的理论被引入一些高校的控制理论的基础课和教材中,清华大学出版的《自动控制原理》和《现代过程控制》等著作都将逆系统方法作为其中的一部分。在清华大学近年来开设的专业课“非线性控制理论”中,逆系统方法也被选为主要内容。
除了逆系统,李春文还在有不确定、多延迟等特性的非线性系统的综合性高性能设计理论及应用研究方面,做出了理论性贡献。他结合反馈线性化方法和鲁棒控制理论,提出和建立了一组非线性不确定系统的线性化鲁棒控制方法。另外,在实验技术不断提高、量子控制引起了世界性关注的背景下,李春文与他所带领的研究小组一起在国内先期开始了这一领域的研究,取得了广受国际赞誉的研究成果。以基础研究为本,李春文搭建科学进步的阶梯,为科技应用与发展奠定了坚实基础。
精于创新,推动科技应用
正如一切基础研究都要服务和指导实践一样,李春文在进行非线性控制理论研究的同时,也尤其注意开展控制理论的应用性研究。电力系统的安全稳定控制是一类典型的非线性控制问题,也是改善电力系统动态品质的关键措施。李春文首次建立了电力系统中的一种非仿射非线性系统控制模型,将非线性系统的综合性高性能控制器设计与电力系统以及FACTS装备的动态学相结合,提出了不确定复杂电力系统的有重大意义的安全稳定控制的一类新方法。
在这一过程中,李春文先后针对电力系统的SVC、TCSC、HVDC以及交直流联合输电问题建立了非仿射非线性控制模型。他结合H∞滑模控制和线性最优控制设计了单机无穷大系统H∞滑模鲁棒励磁控制器、多机系统H∞滑模分散鲁棒励磁控制器、具有切换形式的综合励磁控制器。而利用多变量逆系统方法及近似逆系统方法,他成功设计了电力系统励磁/汽门综合控制器、具有实用性和鲁棒性的综合控制器。同时,他对所建立的电力系统SVC、HVDC以及AC-DC联合输电问题的非仿射非线性控制模型设计了综合性高性能控制器,并且通过研究电力系统耗散Hamilton实现,建立了解决电力系统控制问题的一条新的有效途径。
当下,网络环境下的控制系统作为一种新型的系统,正在发挥着越来越广泛而重大的作用,这种系统由于多时延、丢包、拥塞、带宽受限等诸多问题的存在而使情况变得极其复杂。李春文接触这一问题后,带领研究小组以网络环境信息传输的QoS为主题,展开深入研究,取得了众多新成果,给出了网络控制系统及媒体传输控制中存在的问题的优质解决方案。
除此之外,李春文还迎难而上,开展了拟人步行机器人的综合性高性能控制器研究。他介绍说:“机器人是一个兼具理论与实际意义的高度综合性的学科,拟人步行机器人的运动控制是其中的具有高度复杂性的难题之一。”面对这样的难题,李春文与合作研究小组基于步行机器人的步态分析及非线性控制建模,以模糊神经网络鲁棒控制方法与逆系统相结合为主线,提出了一组综合性高性能控制器设计方案,为拟人步行机器人的综合性高性能控制器研究水平的提高做出了新的贡献。
执着坚持,有梦不言放弃
在知识量急剧增长、科学发展速度日渐加快的信息时代,书籍系统、期刊系统等原有知识载体难以满足人类知识的表达,产生的困难和问题越来越多。以学术界为例,知识信息表达存储十分分散,知识成果的发表和研究大量重复,甚至学术失范的严重事件也有意或无意的发生,李春文认为,信息社会所存在的负面问题亟待解决,建立一个统一、规范的知识平台大有必要。在敏锐意识到Internet和现代数据库技术的发展为新的知识载体的产生提供了新机遇后,李春文创造性地提出了“科学平台”的概念。
什么是科学平台?李春文解释说,科学平台是充分利用当今的信息技术,通过Internet及数据库技术,将人类科学知识统一总结表述,并集成为知识信息管理平台,向读者用户提供知识浏览、查询、挖掘、信息共享、远程交流等服务,向专家用户进一步提供新知识、共享知识成果和协同工作的支持。它的创新性与特征主要是,该平台以人类已有的大范围全局性的科学知识为对象,以统一表述集成共享为目的,以充分条理化提炼总结为标准,以现代数据库为载体,以网络环境为协同工作平台。
基于已有概念,李春文从多种角度研究了科学平台的可行性、实现策略和实现途径。从现有的资源条件出发,他对模型系统的运行原理和功能的技术实现进行了深入分析,与合作团队一道设计实现了一个原理级别的模型系统,达到了一定的示范性效果,这一切努力都为今后进一步发展奠定了基础。
关键词:风险管理 管理会计 风险控制
中图分类号:F230 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2010)07-145-02
一、风险管理会计控制系统的研究现状
世界经济的一体化迫使企业面临着国内和国际两个市场的竞争挑战,尤其是在信息时代和管理科学现代化的今天,企业面临的内外部环境更加复杂。如何适应环境的变化,提高抗风险能力成为企业管理者面临的现实而又严峻的问题,于是风险管理被提上了日程。为了有效的管理风险,企业不仅要处理业务中存在的问题,还要时刻关注经营中的风险因素。这就需要企业各部门对风险管理有清醒的认识,充分发挥各自的职能,尽最大可能降低企业的风险。管理会计作为企业的管理控制系统,本身就具有保证资产的安全与完整,以及保持资源的有效利用的功能,在企业的风险管理中发挥着不可替代的作用。但是当前管理会计的研究中,并没有针对风险控制的理论与技术的专门研究。本文以战略管理为视角,建立风险管理会计控制系统。
目前对于风险管理会计控制系统的研究还处于初级阶段,大多论著针对风险管理控制系统进行研究,可归结为两大派别,一类是从宏观角度构建风险管理控制系统,将风险管理控制系统归结为几大部分,风险识别,风险分析与评价,风险管理控制。另一类是具体问题具体分析,针对专门领域或机构进行风险控制,例如,信用风险管理控制系统的建立,项目风险管理,商业银行风险管理系统分析等。对于将管理会计融入风险控制系统的研究,国内还很欠缺。目前西方管理会计界对人力资源会计、智慧资本会计、社会责任会计、质量会计、宏观会计等新会计领域的研究表明,管理会计的研究和应用范围得到了进一步扩大。此外,管理会计更加注重与风险控制相联系的不确定性分析。管理会计的不少著作和研究论题都是围绕战略管理会计展开的,它将传统的管理会计上升到战略的高度,但对于战略管理会计究竟应该包括哪些内容,学术界还没有统一的说法,但有文章将其概括为五个方面:战略目标的制定;战略成本管理;经营投资决策;人力资源管理;风险管理。战略管理会计已将风险管理作为其内容的一部分,说明管理会计为企业的风险管理和控制是能够提供战略支持的。因此建立风险管理会计控制系统是有必要的,系统的建立不仅能将风险管理具体化,而且还能丰富和完善管理会计的内容和体系,使管理会计的作用得到最大程度的发挥。
二、风险管理会计控制系统的设计基础
进行风险管理的手段是通过分析研究,尽可能把更多社会一般认为的外部动因纳入控制管理范围,使之成为可控的内部动因,进而探索更大范围内部动因的管理方法。显而易见,信息的传输和分析、加工和处理贯穿于所有经济管理活动的全过程,管理会计信息系统贯穿于风险管理的过程,在风险管理中占据重要地位,并承担相应责任。如何发挥管理会计在风险管理中的作用,这就需要建立风险管理会计控制系统。风险管理会计控制系统就是将管理会计的方法和职能运用于风险管理的过程中,能更有效地控制风险,使风险尽可能降到最低的一个有序循环的整体。笔者认为,要建立此系统,必须依据一定的理论基础,并要遵循一定的设计原则。
(一)风险管理会计控制系统建立的依据
1.系统论。系统论是研究系统的模式、性能、行为和规律的一门科学。它为人们认识各种系统的组成、结构、性能、行为和发展规律提供了一般方法论的指导。世界上的具体系统是纷繁复杂的,必须按照一定的标准,将千差万别的系统分门别类,以便分析、研究和管理,如:教育系统、医疗卫生系统、宇航系统、通讯系统等等。如果系统与外界或它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流,那么这个系统就是一个开放系统,否则就是一个封闭系统。系统论为建立风险管理会计控制系统提供了思维指导。
2.控制论。人们研究和认识系统的目的之一,就在于有效地控制和管理系统。控制论则为人们对系统的管理和控制提供了一般方法论的指导,它是数学、自动控制、电子技术、数理逻辑、生物科学等学科和技术相互渗透而形成的综合性科学。基于控制论思想,可以挖掘风险管理会计控制系统中的各个组成要素,及它们之间的密切相关性和制约性。
3.管理会计信息系统。管理会计的业务处理,是利用一系列的专门方法,如按成本性态对成本分类、成本预测、变动成本法、作业成本法、标准成本法、全面预算等方法,对财务会计所提供的资料及其他有关资料进行整理、计算、对比、分析,为企业管理者提供信息。管理会计信息用于对经济活动进行计划、控制和评价,合理利用企业的各项资源,为促进企业价值的增值服务。管理会计的目标与风险管理的目标一致,都是为企业价值最大化服务,它所提供的信息,必定能为控制风险所利用,而且会贯穿于风险管理系统的始终。
4.风险管理流程。风险管理流程即风险识别、风险测度、风险控制三大部分,运用一定的技术方法使风险降至最低。风险管理流程并不停留在增强风险意识或测量风险程度上,它的最终目的是使企业的风险回报达到最佳化。有三种根本的办法可以实现这一目的:一是企业有选择的发展,二是创造利润,三是控制负面的风险。而这三种方法都离不开管理会计所提供的预测决策信息。企业有选择的发展,必须对市场行情,客户资信,企业自身状况等进行综合考虑。创造利润,必须针对管理会计提供的报告和报告分析进行决策。控制负面风险,要对风险有足够的认识,划清负面风险和正面风险的界限。控制负面风险的过程中,管理会计将发挥不可替代的作用。
(二)风险管理会计控制系统的设计原则
1.可行性原则。可行性要求风险管理会计控制系统的设计要从企业的实际出发,要具有可操作性,风险管理会计系统方法要简便易行,便于管理者接受和理解,控制系统的有关指标体系内容要精练。
2.相关性原则。相关性要求风险管理会计控制系统提供的风险信息应当与企业管理者的风险管理需要相关,有助于企业管理者对企业现存的风险,以及未来的不确定性进行可靠分析并进行控制。
3.整体性原则。整体性要求风险管理会计控制系统的设计,要充分考虑风险管理会计控制系统中各要素之间的关系和影响,把各要素加以整合,以发挥管理会计在风险管理方面的最大效能。
4.权衡优化原则。权衡优化是指在选择和实施风险管理方案时,尽可能用最小代价取得最大效果,使风险管理达到最佳程度。实现成本、收益、风险三者综合权衡。
5.方法集成原则。方法集成要求风险管理会计控制系统要综合应用风险管理、管理会计、管理学等相关技术方法,使集成后的系统能够满足管理者对风险管理的要求。
三、风险管理会计控制系统的设计
(一)风险管理会计控制系统的构成要素及其关联关系
风险管理会计控制系统由控制系统信息源、预测中心、控制中心、评价中心三个子系统和反馈机制五个部分构成,这五个部分依据风险管理流程有机地组合在一起。
1.控制系统信息源。管理会计信息系统是风险管理会计控制系统的主要信息源,它不仅能提供以货币表现的财务信息,还可以提供非财务信息,这些非财务信息又可进一步分为客观信息和主观信息。其中客观信息包括运营信息和实物信息,比如产品质量方面的信息和生产时间信息。主观信息包括消费者满意度评价、员工的能力、员工满意度评价和新产品的表现等等。
一个企业要想有效地控制风险、降低风险并不断地繁荣发展,必须设计和提供消费者满意的产品和服务,建立高效率的分销渠道,开展富有成效的市场营销活动,快速地将产品和服务提供给消费者。尽管管理会计信息不能保证这些至关重要的活动取得成功,但是匮乏和扭曲的管理会计信息将使企业面临严重的困难甚至更大的风险。所以风险管理会计控制系统必须有效利用管理会计提供的信息。
2.预测中心。预测中心主要发挥风险监测功能,通过管理会计等相关学科的技术方法和控制系统信息源,预测企业将面临的各种风险和风险形成的潜在因素。预测中心主要完成风险识别(包括风险发现、风险分类与风险分级)、风险指标确定等工作。
3.控制中心。控制中心主要发挥风险诊断治疗功能,根据预测中心提供的报告针对风险指标进行分析,并进行风险决策,采取控制措施。控制中心主要完成风险控制决策的工作。
4.评价中心。评价中心主要发挥风险保健功能,对风险决策进行评价。主要内容有:第一,风险管理决策评价。评价现时企业所面临的风险状况和风险管理决策执行的实际情况,验证预测中心、控制中心所做工作的有效性,即评价风险预测及对企业抵御风险能力的分析是否正确,评价风险管理决策是否符合企业发展的需要。第二,风险管理方案实施情况评价。主要是评价风险管理各环节工作实际成绩,总结各环节的经验教训,找出每个阶段的工作对实际风险管理效益与预计风险管理效益的偏差程度。第三,风险处理技术评价。通过风险处理方案实际执行的风险指标与预测的数据对照比较,使企业进一步了解风险处理方案的实际情况,找出存在的差距,检验风险处理方案设计的正确程度,为新风险处理方案的评审提供依据。
5.反馈机制。反馈是系统的重要环节。评价中心基于预测中心和决策中心的成果,在完成本中心的工作后,要时刻关注信息的变化,将评价效果反馈到预测中心、决策中心以及信息源,伴随时刻变化的信息以及企业所处环境状况必须相应调整预测中心与决策中心的工作任务。风险管理会计控制系统必须进行循环往复的工作,才能适应动态多变的环境,从而形成了一个有序循环的系统。
(二)风险管理会计控制系统的基本模型
注:Fx――预测中心 Cy――控制中心 E――评价中心
f1――预测中心的初始阶段即(风险发现)
f2――风险分类
f3――风险分级
f4――风险量化,确定指标
c1――指标分析
c2――风险决策
(序号代表预测中心的运行顺序)
I――信息汇总输入
Gm――指标汇总输出(以报告形式)
Dn――决策汇总输出
R――(决策、方案、技术)评价结果输出
“-----”表示反馈过程
风险管理会计控制系统的功能迎合了管理会计的风险管理功能,风险的分析、决策与评价过程实现了控制系统的功能。风险管理会计控制系统的设计充分地体现了管理会计的系统分析、决策支持以及控制评价功能。另外作为具有反馈性的控制系统,必须进行不断的更新调整,才能适应外部环境的变化,这也充分展示了管理会计的设计改进功能。
四、结论
本文设计的风险管理会计控制系统目前还是一个雏形,一个尝试,其内容和结构还需要进一步完善,希望能起到抛砖引玉的作用,并能为企业控制风险,有效的管理提供全新的思路和方法。同时也希望能拓宽管理会计的领域,使其更加完整。
参考文献:
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2.刘运国.管理会计前沿[M].北京:清华大学出版社.2003
3.胡玉涛.供应链风险预警体系研究[D].武汉理工大学硕士学位论文,2004
【关 键 词】系统辩证法/系统主义/本体论/认识论/伦理学
【 正 文 】
辩证法是近两个世纪以来的重要哲学思潮,它可以划分为经典辩证法和现代辩证法两种形态。前者是18世纪末19世纪初由黑格尔建立的,马克思将它倒立过来,它的核心是对立统一或辩证否定,所以称为矛盾辩证法。而后者产生于20世纪末,因系统科学的发展而发展起来,它的核心是系统或系统层次的自组织,所以叫做系统辩证法,它是辩证法的一种现代形态。
1 系统观是当代科学世界观、价值观和方法论的核心
系统或系统的观念怎样能够成为一种新世界观的核心呢?它怎能成为辩证法的核心?这不是与传统的观念大相径庭吗?这就是我国大多数辩证法学者不能接受系统辩证法而向我们提出的问题。其实系统观念成为当代科学世界观、价值观和方法论的核心是20世纪的和走向21世纪的科学思潮的必然结果和必然趋势。
1.1 从本体论思潮来看,在本世纪以前,尽管存在着黑格尔和马克思的辩证法,但整个科学思潮从根本上说都是从属于机械论的。自然界被看作是一部大机器,它的最基本的单元是绝对不变的原子或其他基本粒子,它们的基本性质是彼此独立的,只有外部的相互作用和运动,宏观世界的一切变化都由这种不变粒子之间的量的关系来加以说明。恩格斯说的19世纪自然科学三大发现可以支持和确证(confirm)马克思的辩证法,却没有从根本上推翻机械论的自然观,只是使整个变化着的自然界负荷在绝对不变的原子实体之上变得十分不协调。只有本世纪初由于相对论和量子力学的冲击,原子机械观才彻底崩溃了。世界图景突然发生变化。于是科学家和哲学家们纷纷提出机体观点、整体观念和系统思想作为一个新的世界观的基础。哲学家怀特海提出了机体论代替原子论作为宇宙的基本实在。生物学家摩根提出了突现层次进化论来解释整个宇宙的演化。完形心理学家完全用一种整体观念来探讨心理过程。管理学家C·U·巴纳德更将企业看作是一种协作系统组织来研究管理。特别是物理学中的量子场论则通过“场”将所有物理实体联系成一个大系统。而在50年代和60年代,由于系统科学的兴起,进一步将各个领域的系统思想整合成一般系统论和系统哲学,认识到各门科学的异质同构性,于是构造出一般物质客体共同特征的系统模型。70年代80年代耗散结构理论、协同学、非线性物理和混沌理论则进一步推进了一般系统的自组织演化理论。于是系统、系统的层次结构、系统的自组织演化就成为20世纪和走向21世纪的新世界观的核心概念。
1.2 从方法论和认识论的思潮来看,古代的方法论是整体直观和整体思辨的,它不能深入了解世界,于是,近现代科学采取分析还原方法探索自然,取得伟大的成功。没有分析还原方法就没有现代科学,也没有现代工业社会。但是从本世纪下半叶起,科学越来越需要研究复杂事物。例如宇宙的演化、生态系统、全球性的问题等等,单凭分析还原方法不能完整地解决这些问题,于是方法论发展到第三阶段,在分析还原方法基础上建立系统方法,它虽然并不承认需要将整体分解为它的部分来了解事物,但它却着重注意研究事物所处的那个更大的整体,研究它在这个更大整体中的地位与功能,因为正是这个更大的整体改变了作为它的部分的事物的性质与行为,于是单从外面向里看(Outside-in thinking)的分析方法不能完全看清楚一个事物,必须还有一种从里面向外看(Inside-out thinking)的扩展方法与它相结合成为系统的方法、系统的思维和系统的认识论才能成为当代的新思维方式。于是系统不但是新世界观的核心,而且是新思维方式的关键概念。
1.3 从价值论和伦理思潮看,人类的伦理观念的发展也经历了三个阶段。第一阶段是古代,着重用“仁爱”的观念调整人与人之间的关系。欧洲的基督教伦理以及中国的儒家伦理就是这种伦理的代表。没有这种伦理,文明时代与礼义之邦不会到来。第二阶段即近现代,着重用民主、自由、人权与 集体主义理念来调整个人与社会的关系,否则专利时代不会过去。现在走向21世纪伦理观念发展到第三阶段,将仁爱观点和权利观念推广到自然界,有限度承认自然系统、生物系统和生态系统的内在价值,有限度承认动物的权利,以调整人与自然环境的关系,解决生态伦理问题,并由此而反观人类,使系统价值论与系统伦理学也因此而成为当代价值哲学的核心。可见,当代科学的发展的确如恩格斯所预料的“复归到辩证法”,但并不是复归到以矛盾论为核心的辩证法,而是以系统论为核心的形式复归到辩证法。这就是说,出现了一种新的辩证法:系统辩证法。
2 系统辩证法是辩证法的一种新形态
列宁不是说过“可以把辩证法简要地确定为关于对立面的统一的学说”吗?怎么可能有不以对立统一、一分为二为核心的辩证法呢,这不是用系统论代替辩证法又是什么呢?这不是用一种新的形而上学来冒充辩证法又是什么呢?有时,人们这样来质问我们。其实,辩证法这个概念有广义与狭义之分。列宁说的辩证法(或辩证法的实质)就是对立统一学说,这是狭义的辩证法的概念。广义的辩证法概念就是恩格斯所说的“辩证法不过是关于自然、人类社会和思维的运动和发展的普遍规律的科学”。“辩证法是关于普遍联系的科学”。这就是说一个陈述,只要能阐明世界的普遍联系和运动发展的某种一般特征和一般规律性,那它就是辩证法的;一个理论体系只要能系统地、前后一贯地阐明这种联系和发展的普遍机制和一般形式,那它就是一种辩证法的理论体系。我们就是在这个意义上使用系统辩证法哲学这个概念的,因为我们深信,系统的普遍规律就是存在的普遍规律。大约在80年代初,美国系统哲学家拉兹洛访问匈牙利,问了匈牙利科学院哲学研究所所长一个问题:“什么是辩证法?”结果得到的回答是:“我也搞不清,如果你搞清楚了,请你告诉我。”这个故事是1988年拉兹洛访问广州时说的。后来我区分了广义辩证法和狭义辩证法,在1997年深圳举行的国际系统科学会议上,我又遇到了拉兹洛教授,告诉他我的思考以及我们为什么称我们的系统哲学理论为系统辩证哲学。拉兹洛只给了我一个回答:“系统辩证法,很好!”最近傅德本先生和吴元梁先生主张普遍联系与发展本身是经典辩证法和系统辩证法之间的“联系环节和中介”是很有道理的,因为二者共同的研究对象都是世界的普遍联系和发展,它们是解释世界的联系与发展的两个不同的理论模型。同一研究对象有多种理论相互竞争着,这是人类认识的正常现象。只有一种唯一正确的东西存在才是十分出奇的事情。
系统辩证法怎样揭示出世界的普遍联系和运动发展的最一般特征和最普遍的规律?如果将世界的一切事物都看作是系统的组成部分,则关于系统的普遍规律,就是自然界、社会和人类思维的普遍规律。那么什么是系统?按照工程控制论和美国贝尔电话公司创始人S·贝尔的定义,“系统就是具有动态学联系的元素的内在统一体”(A system is any cohesive collcction of items that are dynamically related),这个定义比贝塔郎菲讲得更清楚更具体。然则系统有哪些最一般的性质和最普遍的规律?根据国内外大多数系统科学家和系统哲学家公认的,这一般特征(或规律)至少有下列五个。
2.1 系统的整体性和整体突现规律
所谓整体突现性质指的是整体出现了它的组成部分所不具有的或对于它的部分来说无意义的性质。其所以如此,是因为系统元素之间的内聚的关系如此紧密,以致于形成元素间的特定的型构(conformation)和结构(structure),它对组成元素施加一种约束,改变了这些组元的性质与功能,使它们整体地组织与协调起来,于是便突现出了组元集合所不具有的特殊性质,形成系统的个体性特征,需要用一种与描述组成部分不同的语言和概念来进行描述。例如生命有机体出现了其组元即化学大分子所不具有的新陈代谢、自我更新、自我复制的性质,需要用不同于物理化学语言的生物学或遗传学的语言(例如“遗传密码”、“突变”等)来加以描述。系统突现规律以及与此相关联的系统结构决定功能或结构质变的规律,对于宇宙何以有质的多样性以及一种质转变为另一种质的现象,其解释力决不亚于经典辩证法的从量变到质变的规律。
2.2 系统的等级层次性和层次关系与层次演化规律
系统既然由于其结构对元素的约束而产生突现性质,从而构成了这个系统的个体或实体。而这些系统个体之间,依同样的逻辑,相互联系,组成结构,出现高层次的突现性质,如此类推,系统形成了多层次的复杂系统。系统哲学家们证明,在宇宙的演化过程中形成多层次系统比形成单层次系统的概率大得多,自然选择、自然淘汰的机制使宇宙具有层次结构,发展就是由低层次向高层次、由简单层次向复杂层次的发展,不同层次有不同的实体、不同突现性质、不同支配规律和不同的语言描述,单层次的本体论和认识论 都是不可能的。还原论必须由突现论和扩展论来加以补充。系统的层次关系规律和层次演化规律,解释了宇宙为什么有以及怎样实现由低级向高级、由简单向复杂的前进上升运动,比起否定之否定规律的解释更有科学性和更有说服力。其实“肯定”、“否定”这些概念用来描述思维运动或精神运动是合适的。假设自然界任何一个事件都有“肯定”与“否定”,从现代逻辑观点看,就是犯了混淆范畴类型的错误,与说“曹操是个质数”所犯的逻辑语法错误相同。而经典辩证法哲学家们对黑格尔讨论绝对精神运动的“肯定”、“否定”或“否定之否定”等概念的重新定义,均不成功。
2.3 系统的适应性自稳定的性质与规律
一般说来,系统不是与环境无关的。如果它与周围环境不断发生物质、能量、信息的交换,则它就是一个开放系统。开放系统具有这样的特征,它在与环境进行物质、能量、信息交换中通过自我调节即自动控制、自我维持,能保持自己在环境中的稳定性和亚稳定性,这叫做系统的适应性自稳定。系统的适应性自稳定性规律指明,系统的基本的变量和状态有一个具有上限或下限的阈值,当外部环境的干扰和内部随机的变化不超过这个阈值时,系统整体总是能够组织自己的“流”来缓和和抵消这种干扰,使其恢复其恒稳状态而与环境相适应。这是任何事物、任何系统都具有的负反馈机制。系统的适应性自稳定规律,包含了并大大发展了经典辩证法中“度量关系的关节线”的概念。
2.4 系统的适应性自组织的性质与规律
当外部环境和内部因素的干扰和变化超过上述所说的稳定域时,系统会走向瓦解,但系统在一定条件下,特别是在远离平衡态和输入负熵的条件下,系统能够通过分叉和突变,通过系统元素之间的非线性相互作用,系统元素之间能自动、自发协同动作,重新组织自己的实体、过程和力,形成新的有序结构,形成描述新的整体特征的序参量,从旧的稳态进展到更能对抗环境的干扰和适应内部变化的新的稳态,由此而决定系统在自然选择下由低级到高级、由简单到复杂,向着更加有序和更多层次的方向演化发展。系统自组织的规律给出了这种演化发展的条件、特征与机制的分析,这是经典辩证法的对立统一规律的泛泛而论所不能加以说明的。于是系统的自组织规律便代替了对立统一规律而成为系统辩证法的核心。
2.5 差异协同律
乌杰教授在他1998年发表于《实践》杂志第20期、21期的论文《系统辩证论》中,将系统的自组织机制从自组织的条件与特征中抽离出来作为基本的系统思想和基本系统规律。它说明,系统的所有元素之间(不仅是对立的元素之间,不仅是“成双”、“成对”的元素之间)的非线性协同作用(不仅是一般的又统一又斗争的作用)是系统存在与发展的机制或“动力”。这里说的差异协同性包括了竞争协同与非竞争协同、对立协同与非对立协同、二元协同与非二元的多元协同。我猜测乌杰教授的这个概念还想要说明在系统的形成、存在和发展中,协同的作用比之竞争更有根本的和决定性的意义。可见差异协同和系统自组织规律包含了并大大发展了系统辩证法的一分为二的对立统一规律,把这个带有一阴一阳、一正一反的古代思维色彩的规律推向一个现代形态的表述,而“一分为二”或对立统一不过是差异协同或“合多为一”、“一分为多”的简化模式。
系统辩证法是关于实在与过程、存在与演化的普遍规律的现代学说。整体突现律和等级层次律说明存在与演化的形式与方向,差异协同与系统自组织规律说明存在与演化的机制与“动力”(如果可以用动力这个词的话)。而系统适应性自稳律说明从存在到演化的关节点。这样看来,它怎能不是辩证法的一种新的形态呢?
3 系统主义的哲学理论体系
哲学有三个基本的领域,这就是本体论、认识论和价值学说。辩证法、认识论和逻辑的统一,其实是本体论、认识论、逻辑三个独立哲学学科的统一,即学科之间的相互交叉和相互渗透。本体论、认识论和价值学说都应作为三个不同的基础哲学学科来分别加以研究。这样上面所说的系统辩证法的基本观点和方法,当运用到这三个基础哲学学科时,就为我们开阔出新的视野和新的境界,由此可以建立起系统主义的哲学理论体系。
3.1 本体论哲学。任何本体论哲学基本上都应由两个部分所组成:一个部分叫存在论,讨论being;另一个部分叫生成论或过程论,讨论becoming或process。由于引进了系统思想和系统辩证观,在讨论存在或实在问题时,我们再也不能将“实体”范畴看作是绝对不变的质料或纯粹无差别的实体,实体不过指的是能独立存在、自我支持而不需要别的载体来支持的自立体,不过是个别特殊的具体系统。我们自然应看到实体是基础的东西,是完全意义的存在;属性、关系与过程则是刻划实体的第二位的、不完全意义的存在;在此建立我们的系统唯物论观点。不过用系统的视野去看存在,“实体是关系与过程的载体”只是问题的一个方面。问题的另一个方面是关系与过程又决定了实 体的本质结构,相互作用乃实体运行的机制,我们完全可以说,“实体是关系的纽结,是过程的一个结构和过程的持续性的表现”。这样,存在或终极实在就被看成是实体—关系—过程三位一体的东西,从而将实体实在论、过程实在论和关系实在论三个学派的学说统一整合起来。至于生成论或过程论,系统主义的本体论深入分析过程的机制,就将“相互作用”划分为四种相互作用:因果决定性的相互作用,随机性的非决定性的相互作用,体现在系统适应性自稳和适应性自组织的广义目的性相互作用,以及将这三者统一起来的协同性相互作用。于是普利高津的结构—功能—涨落机理图,就哲学地化为因果—随机—目的协同作用机理图。
3.2 在价值学说方面,本体论最后一个范畴“目的性”,就是价值论最初的一个范畴。由于自组织系统已经有了明显的目的性,于是就有了价值的萌芽。“目的状态”、“目的环”、“目的点”本身是系统内在价值之所在,而达到目的的手段(条件、事物、行为)就具有了系统的工具价值的意义。生命系统不但有目的,而且这目的发展为“自我”即“自己为了自己的存在”。生存与繁殖就是它的目的价值,而一切有助于维护自己物种的生存与繁殖的就具有工具的价值和效用。各种生命价值整合进生态系统中,就构成生态伦理的最高命令:“一切事物趋向于保护生物共同体的完整、稳定和优美的,它就是正当的、善的,反之就是不正当的和恶的”。在生态伦理基础上分析人类的价值和价值观问题,用系统辩证法分析人类各种价值差异、价值冲突和价值协调,可以建立一种系统主义的价值学说。在这基础上分析人类伦理价值,可以看到人类伦理怎样在社会系统自组织中形成,各种人类伦理系统的内部组成和结构是什么。现代的行为功利主义伦理学、准则功利主义伦理学、道义主义伦理学和境遇伦理学也就可以因此而在系统观念基础上整合起来,形成系统主义伦理学。
3.3 我们已经看到系统观念引进认识论,带来认识方法的革命,还原方法与扩展方法被统一起来了,认识的经验层次、经验规律层次和理论层次之间的相互关系,可以用系统层次观点加以论述;而系统自组织的动力学理论可以用来分析认识发展的动力学机制,帮助我们理解认识从低级到高级的发展、认识的规范的变革以及认识的进步问题和哲学中最难解决的真理问题。这里我只想说,我们不但已经有了系统辩证法的一般观点和方法,而且将它运用到本体论、价值论和认识论中去,可以建立一整套系统主义的哲学理论体系。这就是我对21世纪哲学发展的展望之一。
参考文献
1 乌杰.系统辩证论.北京:人民出版社,1991
2 乌杰,哈肯H,拉兹洛E.跨世纪洲际对话.北京:人民出版社,1998