時間：2022-05-11 01:08:24
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇航天科技論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
英文名稱：Missiles and Space Vehicles
主管單位：中國航天科技集團總公司
主辦單位：中國運載火箭技術研究院
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1004-7182
國內刊號：11-3263/V
郵發(fā)代號：80-323
發(fā)行范圍：
創(chuàng)刊時間：1972
期刊收錄：
中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
聯(lián)系方式
中國學術期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫來源期刊
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊
中國學術期刊（光盤版）收錄期刊
中國科技論文引文數(shù)據(jù)庫收錄期刊
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讀者對象
各單位科研管理人員、科技企業(yè)科研開發(fā)人員、高等院校師生、科研院所工作人員、各大企業(yè)的廣大科技工作者和關系科技轉化的社會各界人士。
辦刊宗旨
本刊堅持以傳播科技理念、報道科技前言、倡導科技創(chuàng)新、促進科技進步為辦刊宗旨。
刊登內容
《科技創(chuàng)新導報》雜志主要刊登我國當前科技及與科技發(fā)展有關的經濟、教育、管理等方面具有一定學術和應用價值的學術文獻和反映各學科、各領域的新成果、新工藝、新產品等方面的論述文章。
男兒立壯志,十年磨一劍
1989年,從蘭州大學物理系本科畢業(yè)后,作為天之驕子的王聰堅定著求學信念繼續(xù)深造。95年,他在中科院物理所獲得凝聚態(tài)物理專業(yè)的博士學位,當時師從國內著名的相圖與晶體學專家梁敬魁院士,進行的是高溫超導氧化物的晶體結構分析與新材料探索。同年9月,王聰赴北京科技大學理化系從事博士后工作。1997年10月,博士后出站后的王聰,成功獲得德國洪堡基金的資助,在德國卡爾斯魯爾大學從事了一年半的液態(tài)金屬表面相變的研究。
術業(yè)有專攻,科研得突破
兩年后,王聰從大洋彼岸回國,作為人才引進到北京航空航天大學理學院工作,開始從事太陽能光催化半導體薄膜和負熱膨脹功能材料的研究。例如,關于光催化半導體TiO2薄膜的研究工作,在能帶調制以提高太陽能利用率方面做了大量基礎研究工作。
其間,王聰兩度重洋,于2002年7月應法國奧爾良(Orleans)大學的邀請,在其等離子體實驗室擔任客座教授工作,主要從事應用磁控濺射技術進行金屬多層膜的制備。2003年10月回國;2009年9月至12月,王聰作為高訪學者在美國馬里蘭州國家實驗室NIST工作了三個月。
常言道:達人無不可。確實如此,王聰在科研成果上已有累累碩果。在國內較早開展了“反鈣鈦礦”化合物負熱膨脹(晶格收縮)行為的研究工作,并與該材料的磁性、電輸運性質關聯(lián)起來進行了系統(tǒng)、深入研究。在我國較早從事太陽能熱發(fā)電關鍵材料與技術的研究工作,在開發(fā)中高溫穩(wěn)定的光譜選擇性吸收涂層,以及研制中高溫真空集熱管方面成績突出,開發(fā)出用于太陽能光熱轉換的多個氧化物和氮化物金屬陶瓷新型中高溫太陽選擇性吸收多層膜體系。成為我國太陽能熱發(fā)電領域的專家之一。他曾多次作為邀請嘉賓參加國際會議,并兼任多個雜志特約審稿人。
多年來,他在Phys.Rev.B,Appl. Phys. Lett.等刊物上100多篇, SCI收錄70余篇,SCI他引463次,獲得國家發(fā)明專利11項。他承擔和參加了國家自然科學基金,國家863項目,國家973項目,航天科技支撐計劃項目等近20項。他主持的項目“含稀土氧化物高溫超導體系熱力學、相結構和相關系”曾獲國家冶金工業(yè)局科學技術進步二等獎;其論文“Ln2-x-yLayCexCuO4-δ電子型超導體系的晶胞參數(shù)與超導電性關系的研究”獲第四屆北京青年優(yōu)秀科技論文一等獎。
心系科研情,歌我學者心
目前,王聰教授的主要科研方向與研究領域包括:①金屬、氧化物及其多層膜的光電特性研究,如太陽光譜選擇性吸收涂層(光-熱轉換多層膜),半導體光催化納米材料的研究等;②磁控濺射薄膜制備技術與薄膜物理;③固體材料的反常(負、低、零膨脹)熱膨脹性質、及其晶體結構與熱力學;④X射線粉末衍射晶體結構分析等。
多種途徑獲取科技統(tǒng)計數(shù)據(jù)
美國是典型的分散型統(tǒng)計體制，沒有一個全國性的統(tǒng)一統(tǒng)計機構，各種政府統(tǒng)計都是分散在聯(lián)邦政府各個有關部門內進行的。美國科技統(tǒng)計由美國國家科學基金會（NSF）中的科學資源研究處（SRS）負責，其數(shù)據(jù)搜集網絡主要由以下四部分構成：私人企業(yè)的R&D活動調查，美國商務部普查局實施的技術創(chuàng)新調查，美國教育部統(tǒng)計中心提供的美國教育情況、大學研究與發(fā)展情況數(shù)據(jù)，國家科學基金會負責的政府部門科技活動統(tǒng)計。此外，還有其他少量有關數(shù)據(jù)由各州政府提供，有關專利、貿易等方面的資料則需通過有償?shù)那蕾I入。這些數(shù)據(jù)最后由科學資源研究處統(tǒng)一匯編整理。
具體來說，目前美國的科技統(tǒng)計指標主要分為兩大類：一是科技投入指標，覆蓋政府和企業(yè)，提供有關研究與發(fā)展支出、項目、人員的基本數(shù)據(jù)；二是科技產出、影響和過程指標，具體包括出版物及引用、專利、技術創(chuàng)新、技術貿易、公眾對科技的態(tài)度及理解程度等方面的數(shù)據(jù)。以上兩大類指標數(shù)據(jù)來自科技統(tǒng)計的不同部分，其數(shù)據(jù)采集方式也各有不同，具體包括以下數(shù)據(jù)采集方式：
從聯(lián)邦政府各部門在工作時積累的數(shù)據(jù)中直接提取。最典型的是“移民科學家和工程師統(tǒng)計”，美國移民局在工作中會記錄全部移民的個人資料，只要把其中有關部分抽取出來略加編輯就可以得到所需數(shù)據(jù)。
借助于其他聯(lián)邦政府部門開展的統(tǒng)計調查活動取得自己所需的數(shù)據(jù)。如果調查對象不在美國國家科學基金會管轄范圍內，科學資源研究處可能無權直接進行調查，或者如果科學資源研究處需要的數(shù)據(jù)不多，就不值得開展獨立的調查。在此情況下，有必要委托其他部門，在其調查統(tǒng)計中加入一些科學資源研究處需要的項目即可滿足需求。典型的例子是“全國職業(yè)人員調查”，該調查是勞動部為了解全國職業(yè)狀況而進行的，科學資源研究處通過部分出資即可從中取得有關“科學和工程”職業(yè)的數(shù)據(jù)；又如“高中后教育普查”數(shù)據(jù)，就是通過將其納入到國家教育統(tǒng)計中心的普查工作中獲得的。
與其他聯(lián)邦部門進行聯(lián)合調查。這種情況下，雙方需要相互配合，共同完成調查的組織和實施工作，然后滿足各自的數(shù)據(jù)需求。如“產業(yè)界研究與開發(fā)活動調查”是人口普查局和科學資源研究處訂立“部門間協(xié)議”進行的聯(lián)合調查。
以合同方式，委托一些研究機構或私營調查公司進行調查。這類調查所占比重最大，每一筆合同都要經過公開招標和同行評議，但中標單位還是有一定程度的集中。對委托調查，科學資源研究處一般要自己做抽樣核查，以核實承擔單位完成的調查結果的可靠性。
以科學資源研究處的人員力量為主進行的調查。此類調查非常少，近年來只有“聯(lián)邦政府資助的大學、學院和非營利研究所調查”，但一些數(shù)據(jù)處理工作仍是委托一些民營調查機構完成的。
美國科研實力國際地位如何
要了解美國科技的總體狀況，可查《美國統(tǒng)計年鑒》的section16：science and technology部分，共有25張表格，包括R&D經費投入、科技人力資源情況、航空航天科技活動等指標數(shù)據(jù)。但是年鑒數(shù)據(jù)只是給出了美國科技狀況的一個宏觀概覽，如果需要追蹤更加細化的指標和數(shù)據(jù)，就要利用《科學與工程指標》（Science and Engineering Indicators）。與統(tǒng)計年鑒不同，該出版物的內容主要是以報告形式呈現(xiàn)的，是在對所搜集數(shù)據(jù)做一定處理分析之后得到的結果。
《科學與工程指標》由美國國家科學基金會編輯，自1973年起每兩年出版一次，內容包括科學與工程的數(shù)據(jù)指標及相關報告，還有科技政策專項分析，是反映美國科技發(fā)展狀況最詳細的報告，而且其中還提供了很多歷史縱向比較數(shù)據(jù)，便于讀者了解美國科技發(fā)展的中長期趨勢。目前它的用戶覆蓋非常廣泛，包括政府、企業(yè)、大專院校、非營利組織、專業(yè)團體等。
筆者以《科學與工程指標2010》中“綜述”一章作為切入點，引用部分數(shù)據(jù)和圖表介紹美國和其他國家科技發(fā)展的情況。在“綜述”一章中，美國國家科學基金會側重以國際對比的方式表現(xiàn)美國在全球科技和研發(fā)領域的水平和地位高低，這種對比主要體現(xiàn)在研發(fā)支出、研發(fā)支出占本國GDP的比重、研發(fā)產出（期刊論文和專利）等幾個方面。
美國一直是、當前仍然是R&D研發(fā)支出的頭號大國。2007年美國研發(fā)支出達到3690億美元。歐盟保持與美國大體同等的態(tài)勢，R&D支出為2630億美元，但亞洲主要國家研發(fā)支出的上升勢頭也不容小覷，2007年達到3380億美元，已經超過歐盟，與美國的差距也正在迅速縮小（見圖1）。2007年，全世界研發(fā)支出最大的五個國家分別為美國、日本、中國、德國和法國。
日本、韓國研發(fā)費用占GDP百分比均超美國。圖2提供了“研發(fā)費用占GDP百分比”這一指標的國際比較結果。可以看到，美國并不是水平最高的國家，日本、韓國在這一指標上的水平均在美國之上。動態(tài)看，1996年～2007年間，美國和歐盟在這一指標上表現(xiàn)得比較穩(wěn)定，而在許多亞洲國家如中國、日本、韓國，此指標則一直處于上升通道，尤其是韓國和中國，在迅猛的經濟增長支持下，其提高幅度十分顯著。到2007年，日本的研發(fā)費用占GDP百分比已達到3.4%，韓國更是達到了3.5%（見圖2）。
6 月 10 日周六下午，正當“2017 創(chuàng)響中國”北京站各項活動舉辦得如火如荼之際，作為本年度主題活動的有機組成部分、重要落地環(huán)節(jié)，由中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn)與中關村天合科技成果轉化促進中心聯(lián)袂打造的科技成果轉化平臺“創(chuàng)火花”首度正式亮相，并同期了由中科院等相關機構提供的 6 大原創(chuàng)科技轉讓成果，來自中國科協(xié)、中關村科技園區(qū)相關領導，各產學研機構帶頭人以及產業(yè)園區(qū)和創(chuàng)新孵化器代表、創(chuàng)業(yè)者百余人濟濟一堂，共同見證“創(chuàng)火花”迸發(fā)激情與夢想的重要歷史時刻。
中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn) CEO 胡以謚麓侵斜硎荊每一個創(chuàng)新成果，都是一枚改變世界的種子，每一個創(chuàng)想火花，都將燎原雙創(chuàng)時代的交響，我們舉各方之力，聯(lián)袂打造科技成果轉化品牌，并將之命名為“創(chuàng)火花”，取“匯聚創(chuàng)新思想火花，助力科技成果發(fā)光”之意，希望通過各方協(xié)作，群策群力，共享共建，使之星火燎原成時代的交響！
與此同時，他強調，科技成果要轉移轉化為現(xiàn)實生產力，要歷經基礎研究、應用研究到技術開發(fā)、工程化、以及產業(yè)化等不同階段，每個階段和接續(xù)環(huán)節(jié)都存在制約協(xié)同創(chuàng)新的瓶頸和要素配置的障礙；作為國內 4.0 孵化器引領者，中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn)將積極依托海淀中關村產學研用優(yōu)勢資源聚合的生態(tài)優(yōu)勢，著力打通從孵化到科技成果轉移轉化的快速通道，提升科技成果價值變現(xiàn)與再創(chuàng)造能力，不但滿足入駐創(chuàng)業(yè)團隊未來科技成果走出去、創(chuàng)產值的遠景需求，更為科技成果市場化、知識產權運營專業(yè)化、供需協(xié)作發(fā)展平臺化的提供新指標。
“科技成果雙創(chuàng)火花會”在中關村天合科技成果轉化促進中心主任朱希鐸主持下，先后向與會嘉賓介紹 6 個精心籌備的科技轉化成果，題材廣涉當前備受矚目且前瞻“黑科技”：熱聲熱泵技術、懸浮裸眼 3D 顯示技術、穿戴式健康監(jiān)護傳感器技術、智能安全芯片技術、航天超疏水納米仿生涂料，以及透明及鏡面顯示新材料。
朱希鐸主任詳細介紹了每一項科技成果的核心創(chuàng)想和技術創(chuàng)新指標，并與專家領導就各項技術成果的應用場景進行全方位的創(chuàng)意探尋，在與會專家領導的腦洞交響、精彩點撥下，這些看似有些高冷的科技成果，在瞬間有了打動人心的魅力，令人興趣倍增。
朱希鐸表示，科技成果轉化品牌“創(chuàng)火花”是響應要求廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上，把科技成果應用在實現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中的要求，響應國家提出的大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的號召和國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，為科技工作者和創(chuàng)業(yè)者搭建的一個直接交流共享平臺。
中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn) CEO 胡胰銜，中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn)與天合轉促中心聯(lián)袂打造的“創(chuàng)火花”品牌，開啟孵化器與科技成果轉化機構深度合作的先河，有助于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)鏈的完善與效率提升，未來“創(chuàng)火花”平臺將基于天合轉促中心精心篩選的一批來自國內頂尖研究機構的原創(chuàng)技術，通過天合加工、面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者提供二次開發(fā)的腦力激蕩會，充分激發(fā)創(chuàng)業(yè)者的奇思妙想和創(chuàng)意火花，通過資本方、學術界，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者對原創(chuàng)技術展開多元化應用場景設計探尋，促進科技創(chuàng)新成果向現(xiàn)實生產力的轉移轉化。
未來，“創(chuàng)火花”科技成果D化互動交流活動將以平臺化、常態(tài)化為目標，逐步發(fā)展成為中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn)品牌矩陣中重要成員；“創(chuàng)火花”品牌將幫助創(chuàng)業(yè)者捕捉市場動態(tài)、了解市場需求、洞悉國內外技術前沿成果以及科技成果轉移轉化市場機制與規(guī)范，并為其提供決策參考標桿與有價值的專享渠道；有利于加速創(chuàng)業(yè)團隊的科技成果專利（IP）市場化、產品化進程，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者提供強勁技術引擎，實現(xiàn)資本、智本與市場的有效鏈接。
朱希鐸主任表示，通過現(xiàn)場面對面的互動交流，科技成果提供單位能夠更接近市場，而對科技成果感興趣的單位也更能 GET 到科技成果的核心價值優(yōu)勢，鎖定科技成果，實現(xiàn)科技成果轉移轉化的短平快成交。
據(jù)介紹，在“創(chuàng)火花”會結束之后，有合作意向的參會代表現(xiàn)場將與技術方、創(chuàng)火花簽署《合作意向表》由創(chuàng)火花平臺負責繼續(xù)追蹤合作進展，提供全程支持和服務，確保科技成果的價值變現(xiàn)，惠澤民生，造福世界。
中關村創(chuàng)客小鎮(zhèn)“創(chuàng)火花”平臺首度的六項科技轉讓成果分別為：
1、 熱聲熱泵技術
此技術來自中國科學院低溫與制冷工程研究中心。熱聲熱泵采用氦氣作為工質，無機械傳動部件，無油，比電加熱有更高的能效比（1.5-2.5 倍），有更高的泵熱溫度（>100℃）和更寬的工作溫區(qū)，具有結構簡單可靠、運行壽命長、節(jié)能減排等突出優(yōu)點。
2、 懸浮裸眼 3D 顯示技術
此技術來自清華大學醫(yī)學院、首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院。通過采用半透半反鏡和立體全像三維顯示來形成懸浮的裸眼 3D 效果，可多人同時裸眼觀看，用多個半透半反鏡來對 3D 圖像進行空間翻轉，形成位于多面體的中軸線上的懸浮 3D 圖像，裸眼 3D 顯示不用佩戴附加設備，懸浮顯示技術使顯示更加自然、直觀、生動。
3、 穿戴式健康監(jiān)護傳感器技術
此技術來自中科院電子學研究所。可穿戴式健康監(jiān)護傳感器，包括可貼式多健康參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、穿戴式全功能健康參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、胸貼式連續(xù)逐拍血壓和中心動脈壓監(jiān)測、遠程移動醫(yī)療輔助平臺、健康大數(shù)據(jù)云平臺。主要應用于對人類疾病的預測性、預防性、參與性與個性化體系的服務。
4、 智能安全芯片技術
此技術來自中國電力科學研究所。基于中國電力科學研究院計量中心在電子標簽技術上的研究成果，提供一種對物品的科學的、安全的、高效的、具有身份識別功能的新型數(shù)據(jù)載體，物品生命周期狀態(tài)和相關資產信息全部可以通過電子標簽得以識別。
產品采取國密算法的認證模式，具有很高的安全性，基于 SAM 安全模塊生成密鑰的無序性，及標簽個體的密鑰獨立性，采用卡口式結構，無需穿線，極大提高加封效率。
5、 航天超疏水納米仿生涂料
此技術來自中國航天科技集團公司一院一部。超疏水技術是一種具有特殊表面性質的新型技術，對于建筑工業(yè)、汽車工業(yè)、金屬行業(yè)等的防腐防銹及防污很有現(xiàn)實意義，特別是近年來的微電子系統(tǒng)、光電子元器件及納米科技等高新技術的高速發(fā)展，更需要超疏水涂層技術；將促進清潔環(huán)保材料的更新?lián)Q代，加快工業(yè)化的發(fā)展進程。
智能制造迎來新
目前，智能制造是全球新一輪制造變革的核心內容，是中國制造實現(xiàn)由大變強、向高端邁進的戰(zhàn)略選擇。其中，強化創(chuàng)新驅動；夯實發(fā)展基礎；推進智能轉型；深化融合發(fā)展是其幾個主要方面。在落實這些內容過程中的各種措施和投入，也正在改變和推動智能化的發(fā)展進程，有可能在某些領域的技術突破及應用會引發(fā)新的產業(yè)變革和新一輪的創(chuàng)新浪潮。
前不久，美國國家科學基金會的《科學與工程指標2016》顯示，中國已成為僅次于美國的世界第二科技研發(fā)大國，在研發(fā)投入、科技論文產出、高技術制造增加值等重要指標方面已居世界第二位。
據(jù)有關部門統(tǒng)計，2015年我國研發(fā)經費投入總量為1.4萬億元，占GDP比重2.1%。在公布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，研究與試驗發(fā)展經費投入強度達到2.5%。科研力量和經費的不斷投入，加快了中國工業(yè)和制造體系的建立和完善，加快了中國制造邁向中國智造的步伐。
目前，中國是全世界唯一擁有聯(lián)合國產業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國家，擁有39個工業(yè)大類，191個中類，525個小類，已經形成了一個舉世無雙、行業(yè)齊全的工業(yè)體系。這些日益完備的工業(yè)體系為中國智能制造和發(fā)展打下了堅實的基礎。
2015年以來，工信部連續(xù)兩年組織實施智能制造專項行動。在專項行動中，共確定109個示范項目，覆蓋63個行業(yè)，分布在27個省、自治區(qū)、直轄市。初步形成了石化行業(yè)智能工程、航空專業(yè)網絡制造和重大技術裝備遠程服務和存儲可服務可發(fā)展模式，還帶動一批關鍵裝備和軟件產品的突破。
當前，“智能制造”一詞已成許多企業(yè)家口中最熱的詞匯。不久前，一項對中國企業(yè)的情況調查顯示，85%的企業(yè)未來一年內有意引入工業(yè)機器人、數(shù)字化智能機床、數(shù)控系統(tǒng)、3D打印機等智能制造設備，22%的企業(yè)未來一年向智能制造設備的投入占總預算的20%以上。
還有，國內許多知名企業(yè)也積極聯(lián)合向中國智造邁進，如浪潮集團聯(lián)合中國航天科技集團、大連船舶重工集團等20多家機構，成立中國智能制造信息化推進聯(lián)盟，以航空航天、船舶、高端裝備制造等國家核心行業(yè)為中心，打造協(xié)同創(chuàng)新平臺與成果產業(yè)化應用推廣聯(lián)合體，圍繞智能制造產業(yè)鏈的新需求合力攻關，打造智能制造生態(tài)圈。
在山東，青島海信集團每年投入2億―3億元打造“智能工廠”，到今年年底將達到上千臺機器人的使用規(guī)模。在生產場地沒有增加和工人數(shù)量減少的情況下，電視機產量由2011年的800萬臺增長到去年的1110萬臺，增長了39%。
因此，人們相信中國智造業(yè)的產品智能、設備智能、生產過程智能，將是繼零售業(yè)、信息傳播產業(yè)等領域發(fā)生顛覆性改造以后的下一個，智能制造是中國工業(yè)經濟陣營里的新技能。
國外智造業(yè)戰(zhàn)略的提出和發(fā)展
當前，智能制造技術已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢，世界上主要工業(yè)發(fā)達國家正在大力推廣和應用。如日本早在1989年提出智能制造系統(tǒng)，美國在1992年執(zhí)行新技術政策，大力支持包括信息技術、新的制造工藝和智能制造技術在內的關鍵重大技術。歐盟于1994年啟動新的研發(fā)項目，選擇了39項核心技術，其中信息技術、分子生物學和先進制造技術均突出了智能制造技術的地位。
目前，智能制造裝備跨國企業(yè)主要集中在美國、德國及日本工業(yè)化發(fā)達國家。以智能控制系統(tǒng)為例，全球前50家企業(yè)排行榜中74%為美、德、日企業(yè)，入榜企業(yè)最多的是美國和德國，各有13家，其次是日本有11家企業(yè)，其后相對居多的國家是英國和瑞士，其中，排名前10位企業(yè)中有半數(shù)是美國企業(yè)。
近年來，美國為了重塑制造業(yè)的全球競爭優(yōu)勢，啟動了制造業(yè)振興計劃，加快發(fā)展技術密集型先進制造業(yè)，實現(xiàn)再工業(yè)化。并研發(fā)智能制造系統(tǒng)集成等關鍵要素技術進行系統(tǒng)支持。
奧巴馬政府也重點提出了再工業(yè)化戰(zhàn)略，目的是優(yōu)化本國投資環(huán)境，吸引本國制造業(yè)回歸和外國直接投資。從2010―2014年，美國制造業(yè)以年均3.46%的速度增長，高于同期GDP增長率，制造業(yè)就業(yè)人數(shù)從1200多萬上升到1300多萬，年均增長2.05%，制造業(yè)成為美國經濟復蘇的重要引擎。
2013年，美國GE公司宣布將在今后幾年投入15億美元開發(fā)工業(yè)互聯(lián)網，并同年《工業(yè)互聯(lián)網@工作》報告，直接與美國政府的戰(zhàn)略舉措相呼應。在GE公司的未來構想中，工業(yè)互聯(lián)網將通過智能機床、先進分析方法以及人的連接，深度融合數(shù)字世界與機器世界，深刻改變全球工業(yè)。
還有德國政府，根據(jù)本國工業(yè)形勢發(fā)展需要積極和弗勞恩霍夫研究所、各州政府合作，投資數(shù)控機床、制造和工程自動化行業(yè)應用制造研究，鞏固其制造業(yè)領先地位。
在2014年漢諾威工業(yè)博覽會上，德國展示了10家企業(yè)聯(lián)合研發(fā)的全球第一個“工業(yè)4.0”演示系統(tǒng)。向世界提供用智能制造系統(tǒng)生產的產品，并扮演智能制造系統(tǒng)供應者的角色。
1、研究背景及意義
倒立擺系統(tǒng)的最初分析開始于二十世紀五十年代，其控制方法和思路在處理一般工業(yè)過程中有廣泛的用途，此外，其相關的研究成果也在航天科技和機器人學習方面得到了大量的應用，如機器人行走過程中的平衡控制，火箭發(fā)射中的垂直度控制和衛(wèi)星飛行中的姿態(tài)控制等，因此對倒立擺控制機理的研究具有非常重要的理論和實踐意義。但同時是一個比較復雜的不穩(wěn)定,多變量，帶有強耦合特性的高階機械系統(tǒng)。倒立擺系統(tǒng)存在嚴重的不確定性，一方面是系統(tǒng)的參數(shù)不確定性，一方面是系統(tǒng)受到不確定因素的干擾。倒立擺系統(tǒng)具有成本低廉，結構簡單，參數(shù)和結構易于調整的優(yōu)點。作為控制理論研究中一種比較理想的實驗手段，倒立擺系統(tǒng)為自動控制理論的教學、實驗和科研構建了一個良好的實驗平臺，以用來檢驗某控制理論或方法的典型案例，促進了控制系統(tǒng)新理論和新思想的發(fā)展。為解決倒立擺控制系統(tǒng)的超調和快速性之間的矛盾，各種干擾對其的影響，進而對控制器進行了設計，自抗擾控制方法可以克服這些缺點，因此要用ADRC來控制直線倒立擺系統(tǒng)。
2、研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
鑒于倒立擺的穩(wěn)定控制研究的重要意義，國內外學者對此給予了廣泛關注。國外在60年代就開始了對一級倒立擺系統(tǒng)的研究，在60年代后期，作為一個典型的不穩(wěn)定、嚴重非線性例證提出了倒立擺的概念，并用其檢驗控制方法對不穩(wěn)定、非線性和快速性系統(tǒng)的控制能力。
近年來，隨著智能控制方法的研究逐漸受到人們的重視，模糊控制、神經網絡、擬人智能控制、遺傳算法和專家系統(tǒng)等越來越多的智能控制算法應用到倒立擺動系統(tǒng)的控制上。Charies W.Andorson在1988年應用自學習模糊神經網絡成功控制一級擺；周建波等用基于B網絡的規(guī)則控制也解決了單擺的穩(wěn)定性控制問題；徐紅兵等提出了基于變結構的模糊神經網絡控制算法，實現(xiàn)了二級倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制；1995年，張明廉等人應用擬人智能控制理論成功的解決了三級倒立擺這一控制界的世界性難題；2001年9月19日，北京師范大學李洪興教授領導的復雜系統(tǒng)實時智能控制實驗室采用變論域自適應模糊控制成功地實現(xiàn)了三級倒立擺實物系統(tǒng)控制，又于2002年8月11日在國際上首次成功實現(xiàn)了四級倒立擺實物控制系統(tǒng)。
二、研究內容
本課題的主要研究內容集中基于ADRC的倒立擺控制系統(tǒng)研究，并針對其動態(tài)響應和運行穩(wěn)定性，主要。主要內容簡述如下：
（1）建立倒立擺控制系統(tǒng)的數(shù)學模型；
（2）設計自抗擾控制器，包括：TD，NLSEF，ESO。然后對各部分的參數(shù)進行設計和調整；
在Simulink 環(huán)境下建立系統(tǒng)仿真模型，驗證基于自抗擾控制技術的倒立擺控制系統(tǒng)控制策略的有效性。
三、研究方法
（1）查閱相關國內外文獻資料（包括相關規(guī)范等），了解與該課題相關的理論知識，分析研究當前相關設計的優(yōu)秀方案，在學習的基礎上添加在自己的創(chuàng)新元素。
（2）建立在所學知識的基礎上，分步驟的完成各項設計任務，在工作計劃內按時完成相應的工作，包括自動配料系統(tǒng)的硬件框圖、程序框圖、設計仿真等。
（3）各元器件的選型及設計內容的整理，開始進行設計說明書的撰寫。
（4）完成對設計內容的進一步修改，完善設計方案。整理、打印、裝訂設計說明書。完成答辯的準備工作。
四、國內外文獻綜述
倒立擺系統(tǒng)本身為多變量、非線性、強耦合的不穩(wěn)定系統(tǒng)，由于以上特性，其精確控制對實現(xiàn)工業(yè)生產中復雜對象的控制有著重要的應用價值。主要的控制方法有線性控制、預測和變結構控制、智能控制等。智能控制是目前應用較為廣泛的控制方法，研究的熱點，其主要理論來自于人的實踐經驗，不需要精確的數(shù)學模型。模糊控制有兩種典型算法，其Mamdani算法最為常用，Sugeno型適合應用在動態(tài)非線性系統(tǒng)中。Mamdani算法中，分別對小車位置和擺桿角度進行控制，兩個控制器形成串聯(lián)結構，每個控制器只有二維，避開了四輸入變量，這樣免去了多輸入變量時模糊規(guī)則爆炸的問題。這樣免去了多輸入變量時模糊規(guī)則爆炸的問題中PID控制的單級直線倒立擺,雖然能很好控制擺桿角度,但是對于小車位置控制存在一定的偏差,文中模糊控制的倒立擺系統(tǒng)雖然具有一定的抗擾能力,但是加入稍強的干擾就無法達到穩(wěn)定的控制效果,而自抗擾控制(Active Disturbance Re-jection Control,ADRC)的主動抗擾特性可以削減和解決這些外擾因素,而達到穩(wěn)定的控制效果。但是傳統(tǒng)的自抗擾控制器只能穩(wěn)定控制擺桿角度,并不能兼顧小車位置的控制,這就使倒立擺控制在現(xiàn)實中的運用上受到限制。
目前ADRC的應用領域廣泛。包括紙幅張力控制，硬盤驅動控制，DC-DC變換器。它也可以解決執(zhí)行機構的非線性問題，如壓電陶瓷執(zhí)行器的滯環(huán)問題。基于ADRC算法，一些多輸入多輸出系統(tǒng)可以獲得解耦控制，如微型機電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical system），和連續(xù)攪拌槽式反應器(continuous stirred tank reactor)。ADRC的應用不只局限于控制領域，他也可以用來執(zhí)行健康監(jiān)視和故障診斷等任務。當下的ADRC理論基礎相對完善，理論上所需要的僅是一些特殊情況下的穩(wěn)定性證明。而未來的發(fā)展趨勢是簡化ADRC算法，完善單參數(shù)ADRC算法調節(jié)策略，將ADRC算法逐步替代PID算法，應用到工業(yè)界的各個領域，提高控制性能和效率。由于ADRC算法是一種基于控制的控制算法，因此其應用時也應遵循下圖所示的過程，即理論>技術>應用>理論三者的循環(huán)補充。
五、研究方案及工作計劃
1、研究方案
（1）查閱相關國內外文獻資料（包括相關規(guī)范等），了解與該課題相關的理論知識，分析研究當前相關設計的優(yōu)秀方案，在學習的基礎上添加在自己的創(chuàng)新元素。
（2）建立在所學知識的基礎上，分步驟的完成各項設計任務，在工作計劃內按時完成相應的工作，包括自動配料系統(tǒng)的設計框圖、程序框圖、仿真設計等。
（3）各元器件的選型及設計內容的整理，開始進行設計說明書的撰寫。
（4）完成對設計內容的進一步修改，完善設計方案。整理、打印、裝訂設計說明書。完成答辯的準備工作。
2、工作計劃
第1周：根據(jù)設計任務書要求選擇合適合理的方案設計直線倒立擺控制系統(tǒng)系統(tǒng)的課題。
第2周：根據(jù)確定方案，比較、選擇設計適合的研究方案等。
第3周：根據(jù)題目要求，設計軟件框圖，并進一步優(yōu)化改進。
第4-5周：完成整體電路設計，畫出原理圖并驗證其可行性。
第6-8周：根據(jù)課題要求和電路原理圖編寫程序。
第9周：對軟件進行仿真調試，優(yōu)化軟件設計使之符合要求。
第10周：結合軟件進行調試、修改，并使最終方案滿足設計要求。
第11-12周：撰寫畢業(yè)論文。
第13周：修訂畢業(yè)設計論文、完善畢業(yè)設計。
第14周：提交正式設計論文。
第15周：準備參加畢業(yè)答辯。
第16周：參加答辯，整理畢業(yè)設計材料提交。
六、參考文獻
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指導教師審核意見
該論文《基于ADRC的一級直線倒立擺控制系統(tǒng)設計與仿真》選題與專業(yè)結合較緊密，選題的范圍比較適中。該選題的研究具有一定的實踐指導意義。內容安排合理，邏輯關系清晰，緊扣論文主題。
擬采取的研究方法具有一定的合理性。整個論文按時完成的可行性較大。該開題報告符合要求，同意該同學開題，并進入下一階段的論文寫作。
指 導 教 師(簽名)：年 月日
教研室負責人批閱意見
關鍵詞：郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū) 產品開發(fā) SWOT分析
1、西安工業(yè)園區(qū)發(fā)展的現(xiàn)狀及特點
1.1 發(fā)展現(xiàn)狀
西安工業(yè)園區(qū)發(fā)展基本呈三大部分，第一部分為國家級西安高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)，以建成國內一流、中西部最大的的高新技術產業(yè)創(chuàng)新城為目標，加快集中新建區(qū)二期、西部電子社區(qū)、軟件園、醫(yī)藥工業(yè)園、生物醫(yī)藥科技等園區(qū)的開發(fā)建設。發(fā)展科技含量高的新興產業(yè)，培養(yǎng)電子信息、生物工程和新醫(yī)藥、光機電一體化和新材料等支柱產業(yè)。第二部分為國家級西安經濟技術開發(fā)區(qū)，堅持“產業(yè)以工業(yè)為主、企業(yè)以外資為主、產品以出口為主，致力于培育和發(fā)展高新技術產業(yè)”的方針，積極發(fā)展出口加工園區(qū)，加快科技成果產業(yè)化和企業(yè)技術創(chuàng)新步伐。第三部分為西安曲江旅游度假區(qū)，以皇家園林風格為主調，恢復曲江水面，逐步建成集風光、休閑、娛樂、會議、美食、購物為一體，具有盛唐文化特色、設施完備、服務標準高的一流旅游度假區(qū)。
1.2 發(fā)展特點
1.2.1 以高新技術產業(yè)為主導，發(fā)展新興優(yōu)勢產業(yè)
優(yōu)先發(fā)展微電子技術、軟件技術、計算機與網絡技術、通訊技術、開發(fā)應用網絡技術和流通領域信息化技術。重點進行具有自主知識產權的新型生物疫苗、加快基金工程、細胞工程、生物化學新產品、基因芯片、生物育種、生物制劑的研制開發(fā)。重點發(fā)展模糊變頻技術、新型數(shù)顯裝置、先進掃描成像系統(tǒng)、光電醫(yī)療器械等產品。重點研究高性能復合材料，重點開發(fā)污水處理、環(huán)境監(jiān)測等環(huán)保設備和產品。
1.2.2 用高新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，努力提高產業(yè)整體素質和競爭力
促進高新技術產業(yè)與傳統(tǒng)產業(yè)的嫁接、融合，堅持實施品牌戰(zhàn)略，扶優(yōu)扶強。調整淘汰一批落后技術、資源消耗量大、污染嚴重的企業(yè)。運用高新技術對現(xiàn)有的裝備工業(yè)進行技術改造，加快交通運輸設備、高壓輸變電成套設備，礦山、冶金、筑路等專用機械設備等行業(yè)的技術進步。加快形成皮革工業(yè)體系；開發(fā)碳酸飲料、果汁飲料等優(yōu)勢產品，加快果品深加工，重點開發(fā)方便食品和休閑營養(yǎng)食品；開發(fā)低污染和無磷系列洗滌用品，高檔保健名牌化妝品。
2、郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū)的SWOT分析
西安郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū)位于古城西安西南方向，東鄰長安行政新區(qū)，南依巍巍秦嶺，北接西安高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)，西連高新區(qū)新型工業(yè)園，規(guī)劃面積28平方公里。郭杜系古長安重鎮(zhèn)，歷史文化底蘊深厚，其中以佛教凈土宗香積寺，中華文字之根倉頡造字臺，周穆王陵最為著名。郭杜資源豐富、地勢平坦、交通便利、人文薈萃。是難得的投資熱土和風水寶地。
2.1 優(yōu)勢分析
區(qū)位優(yōu)勢：東連長安區(qū)政府和大學園，北接西安高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)，南鄰秦嶺北麓旅游帶和西安“三園”。210國道和長咸公路在園區(qū)中心交匯通過，北接西安繞城高速公路，西-漢、西-戶高速公路。郭杜境內地勢平坦、交通四通八達，子午大道、西灃公路貫通南北，西長安街、韋郭公路、學府大道連接東西，與環(huán)山公路，繞城高速及西安三環(huán)相連。西部大道從開發(fā)區(qū)北邊穿行而過，把西安高新區(qū)、西安航天科技產業(yè)基地和整個開發(fā)區(qū)緊密聯(lián)系起來；多條公交線路穿行其中，可以快速地到達西安中心城區(qū)。“八水繞長安”中的潏河、鎬河、皂河穿境而過，具有豐富的地熱資源。
政策優(yōu)勢：市級小城鎮(zhèn)綜合改革試點單位，西安市賦予郭杜鎮(zhèn)人事管理、項目審批、土地使用權和戶籍管理等一系列優(yōu)惠政策。
品牌優(yōu)勢：是陜西省唯一一個以教育科研及成果轉化、高新技術產業(yè)和文化產業(yè)發(fā)展為主導的省級開發(fā)區(qū)。近年來，郭杜抓住改革試點的契機，把促進體制改革和經濟增長方式根本性轉變，推動經濟和社會全面發(fā)展作為出發(fā)點和落腳點，在引進資金、集聚產業(yè)、增加稅收、解決就業(yè)和帶動新農村建設等方面在長安發(fā)揮了積極作用，郭杜先后被授予“全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)東西合作示范區(qū)”、“全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)科技園區(qū)”、“全國群眾體育先進集體”、“創(chuàng)建全國文明村鎮(zhèn)工作先進單位”、“全國文化工作先進集體”、“全國環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)”、“全國文明村鎮(zhèn)”、“全國發(fā)展改革試點鎮(zhèn)”。郭杜鎮(zhèn)還被聯(lián)合國開發(fā)計劃署列為“可持續(xù)發(fā)展的中國小城鎮(zhèn)項目試點鎮(zhèn)”。
人才優(yōu)勢：園區(qū)緊鄰西部大學城，聚集了文史、理工等各個層次的人才，而且，龐大的學生群體具有較大潛力的消費能力。高等教育產業(yè)蓬勃發(fā)展，已初步形成了以西北大學、陜西師范大學、西安郵電學院、西安外國語大學、陜西廣播電視大學、西安美術學院和西安政治學院等陜西乃至全國著名高校為龍頭的科教產業(yè)集群。文化科研產業(yè)方興未艾，已有陜西日報社、華商報社、陜西師大出版社、陜西省檔案館、國土資源部西北勘查設計院和西安城市規(guī)劃院等重大文化科研項目簽約入駐，文化及科研產業(yè)初具規(guī)模。數(shù)十萬師生集聚郭杜，知識、人才、信息充分涌流，為企業(yè)又好又快發(fā)展提供了強大的人力資源和智力支持。
2.2 劣勢分析
園區(qū)特色化不夠明顯，產業(yè)結構沒有形成差異化的競爭優(yōu)勢，雖緊鄰西部大學城，但沒有發(fā)揮出10萬大學生的巨大消費潛力；沒有發(fā)揮出園區(qū)位于長安區(qū)中心位置的優(yōu)勢，現(xiàn)有的產業(yè)結構沒有成為長安區(qū)的核心；韋郭路橫穿園區(qū)東西，阻隔了南北人流的往來，不利園區(qū)的整體管理；西灃路縱橫南北，龐大的車流量同樣阻隔了園區(qū)東西人流的往來，給園區(qū)的整體管理造成了極大的不便。
2.3 威脅分析
長安園區(qū)眾多，郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū)恰好被其他園區(qū)四周包圍，區(qū)域競爭很激烈，而郭杜園區(qū)本身特色不足，難以形成差異化競爭，實現(xiàn)中部突破的難度很大。
2.4 機遇分析
郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū)由于區(qū)政府的遷入，可形成區(qū)域政務中心，對整體招商有很大的促進作用。園區(qū)眾多的試點單位形成獨特的品牌優(yōu)勢。此外，園區(qū)的西北相交于長安科技產業(yè)園，競爭的同時形成了獨特地“園中園”效應。
3、郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū)發(fā)展建議
3.1 準確定位市場
通過對西安整體園區(qū)的分析，現(xiàn)有園區(qū)幾乎涵蓋了高科技、信息化、新型建材、食品飲料加工、日用化工、貿易等產業(yè)，為了避免同質化競爭，郭杜教育科技產業(yè)開發(fā)區(qū)市場切入點以專業(yè)化為主，著力打造教育科技產業(yè)品牌。開發(fā)區(qū)在產業(yè)定位上以高等教育、科研中心和科技產業(yè)為主要目標。在引進大學的同時，引進國家級工程研究中心、國家級重點實驗室，引進高新技術和高附加值產業(yè)的入駐和建設，并全力建設三大基地：教育產業(yè)基地、科技產業(yè)基地、文化商貿產業(yè)基地。到目前為止，除了旅游發(fā)展帶以外，整個西安園區(qū)市場上還沒有一個真正的專業(yè)化園區(qū)。
3.2 爭取政府支持力度，增加投資渠道及美化投資環(huán)境
積極爭取有關部門支持，在重大基礎設施建設、重大產業(yè)項目建設等方面簡化審批程序，并在政策制定上予以傾斜和特殊扶持。加大省、市各級政府的財政支持力度，設立專項資金，積極爭取各種貸款，運用市場機制，鼓勵和引導社會資本建設市政公用設施特許經營。進一步完善市政基礎設施配套，美化市容環(huán)境，不斷優(yōu)化投資環(huán)境。圍繞創(chuàng)建國家衛(wèi)生城市，開發(fā)區(qū)進一步加大市政公用設施的配套力度，完善開發(fā)區(qū)的基礎設施配套。大力整治各種亂搭亂建及街道門面牌匾等現(xiàn)象，加強對開發(fā)區(qū)公園、綠地、景觀、廣告等公用設施的管理和維護，加強對開發(fā)區(qū)范圍內道路、電信、電力、照明等設施的巡查、維修、保護力度。積極做好市容監(jiān)察工作，創(chuàng)建衛(wèi)生標兵路段，為開發(fā)區(qū)營造一個良好的投資環(huán)境。加強規(guī)劃土地執(zhí)法，維護開發(fā)區(qū)良好的建設秩序；實行投資環(huán)境追究制度，加強對投資環(huán)境的投訴處理；狠抓項目落實，著力推動項目建設。
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關鍵詞創(chuàng)業(yè)教育實踐模式教學過程第二課堂創(chuàng)業(yè)大賽
2001年5月，武漢大學在本科教學工作會議上明確提出了“三創(chuàng)教育”(創(chuàng)造、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)教育)理念，并將“三創(chuàng)教育”作為長期的辦學指導思想。2001年9月，武漢大學與中國人民大學、清華大學等9所高校被確定為開展“創(chuàng)業(yè)教育”的試點高校。經過幾年的努力，武漢大學已探索并建立了立體交叉多元型的創(chuàng)業(yè)教育體系。
武漢大學資源與環(huán)境科學學院作為武漢大學的創(chuàng)業(yè)試點單位，在貫徹“三創(chuàng)教育”指導思想的同時，對創(chuàng)業(yè)教育的實踐模式進行積極地探索，經過幾年地努力，我們形成了一套確實可行的創(chuàng)業(yè)教育模式：
1在教學過程中融入創(chuàng)業(yè)教育
創(chuàng)業(yè)教育的對象主要是學生。教學過程對于創(chuàng)業(yè)教育是十分重要的，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)素質和能力起著主導作用。因此，教師在教學過程中不僅僅是向學生傳授知識，更重要的是激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)精神和能力，敢于張揚個性、勤于探索、勇于創(chuàng)新、善于與人合作等，這些通常是創(chuàng)業(yè)成功者所具備的素質。因此，在教學中，我們應當注重培養(yǎng)學生的這些素質。
實踐教學（包括實驗、實習及畢業(yè)論文或畢業(yè)設計）是理工專業(yè)學生重要的教學環(huán)節(jié)。但傳統(tǒng)的教學內容和模式，只偏重通過實踐使學生加深對理論課程的理解、認識以及動手能力的提高，而未重視學生個性、創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)素質和能力的培養(yǎng)。
1．1實驗教學中，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)素質和能力
在實驗教學中，我們減少了驗證性實驗，增加了設計性實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)素質和能力。在專業(yè)課的實驗教學中，設計性實驗是讓學生分為若干組，學生自行設計，拿出方案后經小組討論，各組從學生各自的方案中優(yōu)化出最佳方案，在小組之間比較哪種方案設計得最好。我院還結合學生實際和專業(yè)特點，推出部分科技含量較高的項目，作為學生綜合性、設計性教學的內容，引導學生思考、討論，這種實驗教育的內容和模式既可以引導學生獨立思考發(fā)揮主觀能動性，又可以鼓勵他們勇于探索，敢于創(chuàng)新。在這樣一種學習氛圍中，學生既學到了專業(yè)技能，又提高了綜合素質，這對于他們今后的創(chuàng)業(yè)是非常有益的。
1．2在教學實習中，尋找創(chuàng)業(yè)切入點
幾年來，我院老師帶領學生到當?shù)馗鞣N體現(xiàn)專業(yè)知識的基地去參觀并現(xiàn)場教學，使學生開闊眼界，增長新的知識。例如我院環(huán)境科學專業(yè)在《環(huán)境工程》的學習過程中，任課老師帶著學生去參觀武漢市污水處理廠，對于污水處理設備、污水處理方案、污水處理流程以及成本方面做了深入的學習。同學們普遍反映通過這樣的現(xiàn)場學習可以更直接的結合實際，使他們的頭腦中對污水處理廠有比較清醒的認識。后來，該專業(yè)又在《固體廢棄物處理》的學習中去了武漢市磚廠，對于如何利用廢棄物制造建筑材料有了全面的了解，不少同學表示，這是一個不錯的領域，可以減輕環(huán)境負擔、防止污染物的繼續(xù)擴散和為國家創(chuàng)造效益。經過實踐教學后，通過這樣的專業(yè)實踐，可以使同學們了解到本專業(yè)與生產生活的結合方式、涉及本專業(yè)的產業(yè)現(xiàn)狀和前景、相關企業(yè)的管理方式、產品的銷售等創(chuàng)業(yè)過程中所必須面臨的實際問題。
另外，開展產、學、研相結合的教學模式，是我院實踐教學改革的一大特色。地理信息系統(tǒng)專業(yè)將生產任務、科技開發(fā)項目作為實習內容，讓學生利用集中的實踐教學時間去完成。這種教學模式，不僅有利于提高學生運用知識能力、分析問題、解決問題的能力以及三創(chuàng)能力，還培養(yǎng)了學生團結協(xié)作的精神，而且還收到良好的社會效益和經濟效益。2002年學生利用實習完成了中國地圖出版社委托的中國大地圖部分圖幅橫向項目武當山旅游規(guī)劃地圖。2003年，完成深圳市寶安區(qū)發(fā)展地圖集、深圳市龍崗區(qū)資源環(huán)境圖集的生產和研究工作.
2在第二課堂中加強創(chuàng)業(yè)教育
第二課堂是指課堂之外的學習和生活、實踐等，主要包括參與社會實踐活動、社會工作、參與社團組織等等。
我院很早就把社會實踐作為學生的必修課，每年暑假組織學生到全國各地已建立的社會實踐基地參加社會實踐活動，與企業(yè)家座談，參觀國營企業(yè)和民營企業(yè)，對其發(fā)展和運作進行調查分析，結合專業(yè)背景對該企業(yè)的不足之處進行評價。既為許多地方和單位解決了不少生產問題，又使學生“學到了很多課堂上學不到的東西”。
我院曾組成四支社會實踐小分隊分別赴陜西、襄樊、天門、鄖西等地。以赴襄樊社會實踐小分隊為例：該小分隊參觀了航天科技集團第四研究院，通過與其負責人的座談，了解到這個集科研、生產、經營于一體的綜合型研究所的基本運作模式，包括企業(yè)內部模擬股份制改造、崗位股份與分配股份的實現(xiàn)形式、中俄合作交流情況、資金籌措方式、管理機制等等。通過學習交流，了解了模擬股份制改造的具體做法和進行國際交流合作的基本經驗。同時我們也對其實行統(tǒng)一管理為主、以個人獨資或者與投資方合資的形式為輔助的運作模式進行了討論。在學生活動中，通過各種途徑來滲透創(chuàng)業(yè)思想，培養(yǎng)提高創(chuàng)業(yè)素質是實行創(chuàng)業(yè)教育的又一重要途徑。學院很早就意識到了這一點，并積極改革管理模式，給“學生社團組織”提出了“自我管理、自我引導、自我服務”相結合的思路，通過各級“學生社團組織”(學生會、學生分會、班委會、團總支、各種社團等)來實施。學生自我管理能力越強，管理水平越高，說明學生受到學校教育影響力越大，成才的氛圍越濃。在這種管理模式下，學院的學生工作部門圍繞教育培養(yǎng)目標，構建系列活動，引導學生健康發(fā)展，并通過“學生社團組織”有創(chuàng)造性地開展活動來達到創(chuàng)業(yè)教育的目的。
我院的“學生社團組織”先后開展了“俘特拉糖果派送活動”、“環(huán)境日徐東平價廣場宣傳活動”、與湖北電視臺“幸運地球村”欄目合辦節(jié)目的活動、“新點子”大賽活動、“校園歌手大賽”活動等等，每年以一個主題活動為載體，再分出若干子活動，對學生進行教育管理，既創(chuàng)造了學生成才的環(huán)境，又豐富了學生的課余生活。
這樣的活動對于學生今后創(chuàng)業(yè)的重要性是顯而易見的。而且這些活動本身就是創(chuàng)業(yè)教育的一個實踐形式。
3鼓勵、組織學生參與創(chuàng)業(yè)計劃大賽
創(chuàng)業(yè)計劃是學生將自己的創(chuàng)新成果表現(xiàn)出來的一種方式，創(chuàng)業(yè)計劃大賽是以提高創(chuàng)造能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、增強創(chuàng)業(yè)素質為目的的實施創(chuàng)業(yè)教育的有效形式之一。即通過學生自主的創(chuàng)造性地思考和動手來發(fā)現(xiàn)新問題、提出新設想、創(chuàng)造新事物、開拓新生活。
我校從1999年開始在學生中舉辦了創(chuàng)業(yè)計劃活動。我院學生均表現(xiàn)出很高的積極性，加上學院的支持和相關專業(yè)教師的指導，我院環(huán)境工程專業(yè)李智勇同學，在剛剛結束的“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽中，獲得了科技發(fā)明制作類A類（能源化工類）一等獎。通過這次組織參與全國“挑戰(zhàn)杯”大賽并獲得一等獎的經歷，使我院同學受到了鼓舞，同時也積累了更多的經驗，這些勢必形成一個良性循環(huán)，促進我院創(chuàng)業(yè)教育更好地開展。
另外我們還鼓勵學生成立創(chuàng)業(yè)團隊，申請業(yè)余項目。2003年，我院有16項本科教學成果獲得省大學生優(yōu)秀科研成果獎；本科生還積極參與數(shù)學建模大賽和學科競賽。今年申報科研立項45項，較去年申報的人次有大幅度增加。
關鍵詞：量子密碼；量子加密；安全
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)08-1752-02
如今，應用廣泛的密碼基本都是依靠數(shù)學計算方法來實現(xiàn)的――用復雜的數(shù)字串對信息進行加密。無論多么復雜的數(shù)學密鑰也可以找到規(guī)律，破解復雜的數(shù)學密碼成為計算網絡安全的重要隱患。由美國專門制定密碼算法的標準機構――美國國家標準技術研究院與美國國家安全局設計的SHA-1密碼算法，早在1994年就被推薦給美國政府和金融系統(tǒng)采用，是美國政府目前應用最廣泛的密碼算法。然而2005年初，山東大學王小云教授和她的研究小組宣布成功破解SHA-1，因為王小云的出現(xiàn)，美國國家標準與技術研究院宣布，美國政府5年內將不再使用SHA-1密碼算法。
隨著信息安全技術的發(fā)展,量子通信網絡的安全問題逐漸得到了人們的關注。1984年，Charles Bennett與Gilles Brassard利用量子力學線性疊加原理及不可克隆定理，首次提出了一個量子密鑰協(xié)議，稱為BB84協(xié)議（BB84 protocol），可以實現(xiàn)安全的秘密通信。1989年IBM公司的Thomas J. Walson研究中心實現(xiàn)了第一次量子密鑰傳輸演示實驗。這些研究成果最終從根本上解決了密鑰分配這一世界性難題。經研究發(fā)現(xiàn)以微觀粒子作為信息的載體，利用量子技術，可以解決許多傳統(tǒng)信息理論無法處理或是難以處理的問題。“量子密碼”的概念就是在這種背景下提出的。當前，量子密碼研究的核心內容就是，如何利用量子技術在量子信道上安全可靠地分配密鑰。從數(shù)學角度上講如果把握了恰當?shù)姆椒ㄈ魏蚊艽a都可破譯，但與傳統(tǒng)密碼學不同，量子密碼學利用物理學原理保護信息。通常把“以量子為信息載體，經由量子信道傳送，在合法用戶之間建立共享密鑰的方法”，稱為量子密鑰分配（quantum key distribution, QKD），其安全性由“海森堡測不準原理”及“單量子不可復制定理”保證。2000年美國Los Alamos實驗室自由空間中使用QKD系統(tǒng)成功實現(xiàn)傳輸距離為80km。目前，量子通信已進入大規(guī)模實驗研究階段，預計不久量子通信將成為現(xiàn)實。
“海森堡測不準原理”是量子力學的基本原理，它表明，在同一時刻以相同的精度測定量子的位置與動量是不可能的，只能精確測定兩者之一。“單量子不可復制定理”是“海森堡測不準原理”的推論，它表明，在不知道量子狀態(tài)的情況下復制單個量子是不可能的，因為要復制單個量子就只能先作測量，而測量必然改變量子的狀態(tài)，所以說不可能。可利用量子的這些特性來解決秘密密鑰分發(fā)的難題。
1量子密碼理論
量子密碼技術應用量子力學的基本理論,包括海森伯格的測不準原理和單光子的不可分割性,從而解決了典型密碼一直無法完善處理的安全性問題。假設竊聽者可觀察到傳統(tǒng)信道上發(fā)送的信息，也可觀察及重發(fā)量子信道上的光子。
假設Alice要將一個比特序列m發(fā)送給Bob。她先對m中的每個比特bi隨機地選擇極化基B1或B2對其進行編碼：如果Alice對比特bi選擇極化基B1則當bi＝0時就編碼成|〉，當bi＝1時就編碼成|〉（也可以將0編碼成|〉，而將1編碼成|〉）如果Alice對比特bi選擇極化基B2，則當bi＝0時就編碼成|〉，當bi＝1時就編碼成|〉。
Alice每發(fā)送出一個光子，Bob就隨機選擇一個相應的極化基B1或B2對收到的光子進行測量。因此，對Alice發(fā)出每一個光子，Bob就根據(jù)選擇的極化基對光子的測量得到一個元（即集合｛|〉，|〉，|〉，|〉｝中的一個元）。Bob記下他的測量并保密。當Alice發(fā)送完相應于m的所有比特的光子后，Bob告訴Alice他測量每個光子的極化基。Alice則反饋Bob她發(fā)送的光子極性的正確基。他們保存使用了相同基的比特，而拋棄其他使用不同基的比特。由于使用了兩個不同的基，因此Bob所獲得的比特大約會有一半與Alice所發(fā)送的比特相同。這樣Alice與Bob就可將Bob所得到的與Alice所發(fā)送的相同的比特用作傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)的密鑰
2量子密碼安全協(xié)議
Charles H. Bennett與Gilles Brassard 1984年發(fā)表的論文中提到的量子密碼分發(fā)協(xié)議，后來被稱為BB84協(xié)議。BB84協(xié)議是最早描述如何利用光子的偏振態(tài)來傳輸信息的。發(fā)送者Alice和接收者Bob用量子信道來傳輸量子態(tài)。如果用光子作為量子態(tài)載體，對應的量子信道可以是光纖。另外他們還需要一條公共經典信道，比如無線電或因特網。公共信道的安全性不需考慮，BB84協(xié)議在 設計時已考慮到了兩種信道都被第三方Eve竊聽的可能。
這個協(xié)議的安全性還基于量子力學的一個性質：非正交的狀態(tài)間無法通過測量被徹底的分辨。BB84協(xié)議利用兩對狀態(tài)，分別是光子偏振的兩個直線基"+"：水平偏振（0°）記作|〉，垂直偏振（90°）記作|〉；和光子偏振的兩個對角基"×"：45°偏振記作|〉，和135°偏振記作|〉。這兩對狀態(tài)互相不正交，無法被徹底的分辨。比如選擇基"+"來測量|〉，會以100%的概率得到|〉。但選擇基"+"來測量|〉，結果是隨機的，會以50%的概率得到|〉，或以50%的概率得到|〉，而原始狀態(tài)的信息丟失了。也就是說，當測量后得到狀態(tài)|〉，我們不能確定原本的狀態(tài)是|〉還是|〉，這兩個不正交的狀態(tài)無法被徹底分辨。
3量子共享密鑰舉例
假設Alice與Bob想借助量子信息建立他們的共享密鑰進行秘密通信。首先他們需要兩個信道：一個是量子信道，另一個是傳統(tǒng)信道。他們利用量子信道來交換從糾纏光子源泉分享出來的極化光子，利用傳統(tǒng)信道將通常的信息發(fā)送給對方。假設竊聽者可觀察到傳統(tǒng)信道上發(fā)送的信息，也可觀察及重發(fā)量子信道上的光子。
假設Alice先選定一個比特串m=0111001010發(fā)送給Bob。Alice隨機選擇極化基：
B1，B2，B1，B1，B2，B2，B1，B2，B2，B2
則她發(fā)送量子比特（即光子）給Bob：
|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉
Bob隨機選擇極化基：
B2，B2，B2，B1，B2，B1，B1，B2，B2，B1
然后對Alice發(fā)送的量子比特進行測量，并記下每次測量的結果。且Bob告訴Alice他選擇的極化基。Alice則反饋Bob他選擇的第2、4、5、7、8、9個極化基與她選擇的相同。于是：
|〉，|〉，|〉，|〉，|〉，|〉
就是Bob測量到的正確結果，它們對應的比特是：1，1，0，1，0，1。因此Alice與Bob就得到了相同的比特串110101，他們就可用此比特串作為秘密通信的密鑰。如果Alice發(fā)送一個大約112長的量子比特串給Bob，則他們就可得到一個可用于DES加密體制的56比特的密鑰。
4量子密鑰分發(fā)
一般來說，利用量子（態(tài)）進行秘密密鑰分發(fā)的過程可由下面幾個步驟組成。
1）量子傳輸：設Alice與Bob要利用量子信道建立一個共享的密鑰，則Alice隨機選取單光子脈沖的光子極化態(tài)和極化基將其發(fā)送給Bob。Bob再隨機選擇極化基進行測量，將測量到的量子比特串秘密保存。
2）數(shù)據(jù)篩選：由于傳輸過程中噪聲以及竊聽者的干擾等原因將使量子信道中的光子極化態(tài)發(fā)生改變，還有Bob的接受儀器測量的失誤等各種因素，會影響B(tài)ob測量到的量子比特串，所以必須在一定的誤差范圍內對量子數(shù)據(jù)進行篩選，以得到確定的密碼串。
3）數(shù)據(jù)糾錯：如果經數(shù)據(jù)篩選后通信雙方仍不能保證各自保存的全部數(shù)據(jù)無偏差，可對數(shù)據(jù)進行糾錯。目前比較好的方法是采用奇但凡校驗，具體做法：Alice與Bob將數(shù)據(jù)分為若干個數(shù)據(jù)區(qū)，然后逐區(qū)比較各數(shù)據(jù)區(qū)的奇偶校驗子。例如計算一個數(shù)據(jù)區(qū)的1的個數(shù)并進行比較，如果不相同，則將該數(shù)據(jù)區(qū)再強加于人發(fā)，然后再繼續(xù)上面的過程。在對某一數(shù)據(jù)區(qū)進行比較時，雙方約定放棄該數(shù)據(jù)區(qū)的最后一個比特。并且操作過程重復多次，可在很大程度上減少竊聽者所獲得的密鑰信息量。量子信息論的研究表明這樣做可使竊聽者所獲得的信息量按指數(shù)級減少。雖然數(shù)據(jù)糾錯減少了密鑰的信息量，但保證了密鑰的安全性。
綜上所述，隨著科技的進步，信息交換手段越來越先進，速度也越來越快，信息的內容和形式越來越豐富，信息的規(guī)模也越來越大。由于信息量的集聚增加，保密需求也從軍事、政治和外交領域擴展到民用和商用。量子密碼學正在逐步滲透到通信、電子政務、金融系統(tǒng)乃至航天科技。我國是國際上最早從事量子密碼技術研究的國家之一，20多年來，我國密碼科技工作者在蕪湖“量子政務網”等多個項目中取得優(yōu)異成績，我們正在逐步邁進量子信息時代。
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