時間：2023-04-01 10:32:02
序論：速發(fā)表網(wǎng)結合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇技術發(fā)展論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
1概述
隨著我國經(jīng)濟的發(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86540萬平米。在規(guī)模擴張的同時，供熱新技術、新材料、新設備、新工藝不斷得到推廣應用。展望未來，要加快科技成果的轉化和應用，使供熱系統(tǒng)工藝、設備、設計、施工和管理的技術水平有較大提高，縮小與供熱發(fā)達國家的差距，為我國的環(huán)境保護和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。
要實現(xiàn)供熱技術的進步，關鍵在于抓好二個方面的工作：
一是建立完善的技術開發(fā)體系；
二是推廣供熱節(jié)能新技術。
2城市供熱技術發(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?？刂浦行∪济哄仩t造成的低空污染是改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量的關鍵之一。因而應積極尋求脫硫效率高、運行費用低、一次投資少的好技術項目。
3城市供熱技術未來發(fā)展展望
預計今后十年，集中供熱企業(yè)將實現(xiàn)由粗放型經(jīng)營到質(zhì)量、效益型的轉變，集中供熱效率的提高有賴于技術發(fā)展的創(chuàng)新與推廣，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
3.1供熱自動化控制水平提高
鍋爐自動控制、換熱站自動控制、無人值守自動供熱機組等將得到廣泛應用、自動化控制水平的提高，不僅保證了供熱的可靠性，而且提高了供熱效率。
3.2大型供熱機組比重增加
一些城市未滿足熱負荷的急劇增加，正建設單機容量100兆瓦以上的大型供熱機組，代替小型供熱機組，200兆瓦以上的供熱機組也在太原、北京、沈陽等城市投入運行，大型供熱機組比重將日益增加。
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，實行熱、電、冷聯(lián)供。夏季熱負荷的增加，使熱電廠的綜合效益明顯提高。
3.4分戶計量開始實施
隨著《中華人民共和國節(jié)約能源法》的頒布實施和人們節(jié)能意識的提高，以促進供熱系統(tǒng)和節(jié)能為目的的采暖分戶計量工作開始實施，溫控閥、熱量表、自力式壓差控制器、自力時流量調(diào)節(jié)閥、變頻循環(huán)水泵、蓄熱器等在供熱系統(tǒng)中推廣應用。
3.5大力推廣鍋爐節(jié)能技術
利用鍋爐自動控制，分層給煤燃燒，水泵、風機的變頻調(diào)速等技術，高效省煤器等降低鍋爐房能耗指標。
3.6開始使用潔凈燃料
隨著人們生活水平的提高和環(huán)境意識的加強，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)展燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電熱電廠，已達到高效、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
地熱能、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，促進了供熱能源結構的調(diào)整，環(huán)保效益和經(jīng)濟效益十分明顯。
（1）地熱能。地球是一座天然的巨大能源庫，它內(nèi)部蘊藏著大量熱能。地熱能為地球上存儲的全部煤燃燒時放出的熱量的一億七千萬倍。地熱能取自“天然的地下鍋爐”，不需要燃燒任何燃料，更省去了復雜龐大的燃料運輸和燃燒系統(tǒng)，避免熱因燃燒而產(chǎn)生的污染，因此是一種清潔、廉價的能源。我國的華北、山東半島、遼東半島等地區(qū)蘊藏有地熱資源，合理開發(fā)利用，將對改善供熱能源結構、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)能源供應形式存在著嚴重的技術缺陷，隨著時代的發(fā)展，特別是信息社會的發(fā)展，已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類文明的發(fā)展進程，必須加快信息時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。
分布式能源技術的發(fā)展，為中國與世界發(fā)達國家重新回歸同一起跑線創(chuàng)造了一個新機遇，如同手機和家電一樣，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，其他中央能源供應系統(tǒng)為輔，實現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用，并通過中央能源供應系統(tǒng)提供支持和補充；在環(huán)境保護上，將部分污染分散化、資源化，爭取實現(xiàn)適度排放的目標；在管理體系上，依托智能信息化技術實現(xiàn)現(xiàn)場無人職守，通過社會化服務體系提供設計、安裝、運行、維修一體化保障；各系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)和冷、熱水管道上進行就近支援，互保能源供應的可靠。分布式能源實現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化，將電力、熱力、制冷與蓄能技術結合，實現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯，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)，以達到節(jié)約資金的目的。
分布式能源技術的基礎科學主要在以下幾個方面：
1、動力與能源轉換設備；
2、一次和二次能源相關技術；
3、智能控制與群控優(yōu)化技術；
4、綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術；
5、資源深度利用技術。
動力與能源轉換設備：
主要是指一些基于傳統(tǒng)技術的完善和新技術的發(fā)展。
（1）小型燃氣輪機——在小型航空渦輪發(fā)動機技術的基礎上，實現(xiàn)地面發(fā)電和供熱的聯(lián)產(chǎn)技術。目前中國在這一技術上已經(jīng)可以開發(fā)相應產(chǎn)品，主要的問題是需要提高設備的能源轉換效率，提高可靠性，延長設備檢修周期，提高設備的自動智能控制水平；
（2）微型燃氣輪機——這是基于汽車發(fā)動機增壓渦輪技術的延伸，關鍵技術在于精密鑄造和燒結金屬陶瓷轉子，空氣或磁懸浮軸承，高效回熱利用技術，永磁發(fā)電技術，可控硅變頻控制技術等。由于技術層次并不高，其中許多項目已經(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水平；
（3）燃氣內(nèi)燃機——內(nèi)燃機技術對于中國已經(jīng)非常成熟，但是燃氣內(nèi)燃機的制造水平與國際先進設備還存在比較大的差距，主要是轉換效率、排放控制、電子控制和設備大修周期等，此外，國外正在發(fā)展的預燃、回熱、增壓渦輪技術，以及電子變頻等技術，都是發(fā)展的重要方向；
（4）斯特林發(fā)動機——外燃式斯特林技術中國已經(jīng)有了比較大的突破，上海711所已經(jīng)可以生產(chǎn)該技術的產(chǎn)品，目前主要是提高設備可靠性和發(fā)電效率，以及自動化控制水平；
（5）燃料電池——該技術有質(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方式，該技術應用極為廣泛，污染極小，而且可以同燃氣輪機技術整合，發(fā)電效率將可能達到80%，是未來最具有發(fā)展價值的技術；
（6）微型蒸汽輪機——蒸汽輪機是非常傳統(tǒng)的技術，但是利用一部噪音小、振動小、運行方便可靠的小型蒸汽輪機代替熱交換器，將其中一部分能量轉換為價值較高的電能，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）微型水輪機和微型抽水蓄能電站——小型、微型水輪機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)生的落差進行發(fā)電，并在用電低谷進行抽水蓄能，新型的微型水輪發(fā)電機組將何以采用電子變頻控制技術，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，關鍵是降低成本，同時需要研究與其他能源利用方式和載體進行整合，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，利用光導纖維與照明技術整合等等；
（9）風能——風力發(fā)電是世界能源發(fā)展的一個重要方向，在大型風場大量利用大型風機發(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力發(fā)電系統(tǒng)更加具有普及意義，小型風力發(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)——利用動力機產(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——動力轉換——低溫制冷等技術，這些技術均比較成熟，關鍵是系統(tǒng)的集成和提高效率，以及降低造價等問題；
（11）熱泵——利用地源、水源和其他溫差資源的能源利用技術，重點在于提高效率和增強于其他能源利用技術的整合能力；
（12）能量回收系統(tǒng)——諸如將建筑物內(nèi)電梯下行、汽車制動、自來水減壓等能量回收的技術以及應用設備的研發(fā)。
與分布式能源系統(tǒng)相關的一次和二次能源相關技術：
（1）天然氣系統(tǒng)的優(yōu)化利用，以及管道輸送技術；
（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聯(lián)，利用煤層氣和礦井瓦斯發(fā)電等技術不僅可以挽救無數(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）地熱——利用和開發(fā)地熱資源，將地下低品位熱能轉換為高品位的電能或冷能是技術的關鍵；
（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；
（8）水能——利用水利資源，特別是小型水電設施解決農(nóng)村以水代柴，保護植被；
（9）沼氣——利用城市垃圾、農(nóng)村廢棄物資源等進行發(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的關鍵；
（13）壓縮空氣——利用低估電力或其他能源生產(chǎn)高壓空氣，作為汽車和其他動力設備，以及分布式能源的動力源，主要解決高增壓比壓縮技術、設備小型化、材料和效率等問題。
智能控制與群控優(yōu)化技術：
（1）分布式能源機組和系統(tǒng)自身的智能化控制——解決設備“無人職守”問題，能夠根據(jù)需求進行調(diào)節(jié)，自動跟蹤電、熱、冷負荷；
（2）分布式能源與載體的信息互動——解決分布式能源系統(tǒng)成為智能化建筑的一個組成部分，與建筑系統(tǒng)的需求進行優(yōu)化整合，提高建筑的能源可靠性和節(jié)能性；
（3）分布式能源機組的聯(lián)合控制——分布式能源采用模塊化組合設計，需要對模塊組合聯(lián)合控制，根據(jù)需求變化進行智能調(diào)節(jié)，決定每一模塊的運行狀態(tài)和模塊之間的調(diào)節(jié)優(yōu)化關系；
（4）遠程遙控——通過電話線、因特網(wǎng)、無線網(wǎng)絡和電源線對設備進行遠程監(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)化控制各個用戶的分布式能源系統(tǒng)，以及公共能源系統(tǒng)，進行多系統(tǒng)容錯優(yōu)化，減少冗余，提高各系統(tǒng)的安全性和需求適應性，降低造價，提高效率；
（6）智能電網(wǎng)技術——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)、智能保護系統(tǒng)等；
（7）信息化計量與結算系統(tǒng)——建立網(wǎng)絡化能源系統(tǒng)的各種能源產(chǎn)品和各個用戶與分布式能源設施擁有者之間、各時段間根據(jù)預約定價進行計量和結算的智能系統(tǒng)；
（8）自動信息系統(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)和公共能源供應系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息進行，以便智能化建筑、用戶能源管理系統(tǒng)、分布式能源設施、儲能設施、設備運行服務機構、以及燃料供應者和公共電網(wǎng)能夠根據(jù)每一信息源所的實時信息進行狀態(tài)優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)資源共享。
綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術：
（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)整合并進行聯(lián)合再優(yōu)化，將微型燃氣輪機與熱泵系統(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，達到取長補短的目的，充分發(fā)揮各個系統(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汽車蓄電或燃料電池汽車儲氫等，將燃料電池和混合動力汽車作為電源形成隨著人流移動的電源和供水系統(tǒng)。實現(xiàn)節(jié)約投資經(jīng)費，降低高技術產(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)設施的兼容、整合和安全運行等問題；
（4）蓄能技術——通過蓄能技術的開發(fā)應用，解決能源的延時性調(diào)節(jié)問題，提高能源系統(tǒng)的容錯能力，其中包括蓄電、蓄熱、蓄冷和蓄能四個技術方向。蓄電包括化學蓄電：電池；物理蓄電：飛輪和水能、氣能。蓄熱包括項變蓄熱、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——利用地下水和土壤將冬季的冷和夏季的熱蓄能儲存，進行季節(jié)性調(diào)節(jié)使用，結合熱泵技術進行直接利用，減少城市熱島效應；
（6）網(wǎng)絡式能源系統(tǒng)——互聯(lián)網(wǎng)式的分布式能源梯級利用系統(tǒng)是未來能源工業(yè)的重要形態(tài)，它是由燃氣管網(wǎng)、低壓電網(wǎng)、冷熱水網(wǎng)絡和信息共同組成的用戶就近互聯(lián)系統(tǒng)，復合網(wǎng)絡的智能化運行、結算、冗余調(diào)整和系統(tǒng)容錯優(yōu)化；
資源深度利用技術：
（1）天然氣凝結水技術——利用天然氣燃燒后的化學反應結果回收水，解決部分城市水資源緊缺問題；
（2）將分布式能源與大棚結合的技術——將分布式能源系統(tǒng)發(fā)電設備排除的余熱、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，同時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——利用熱泵的技術，將低品位熱源轉換為較高品位的生活熱水，減少能源消耗；
這種轉移應包括以下三個方面:
(1)技術能力的轉移。充分利用國防工業(yè)技術領域的設備、條件等因素發(fā)展民用工業(yè)和民用工業(yè)技術。
①利用國防工業(yè)領域較強的技術能力，開辟民用工業(yè)和技術的一些新領域，提高整個工業(yè)技術的發(fā)展水平。
②利用國防工業(yè)技術領域的技術能力，幫助民用工業(yè)企業(yè)進行技術改造，促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術進步和技術產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
③利用國防工業(yè)技術領域的技術能力，特別是富裕的生產(chǎn)技術設備，直接開發(fā)或生產(chǎn)民用工業(yè)品。
(2)技術成果的轉移。把國防工業(yè)技術研究領域中所取得的技術成果直接應用到民用工業(yè)部門，推動民用工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和技術水平的提高。
一般來說，國厲工業(yè)技術成果(待別是一些尖端技術成果)都具有一定的保密性。在國防工業(yè)技術的發(fā)展中強調(diào)技術保密是無可非議的。但是，如果為了保密而把國防工業(yè)技術局限在國防工業(yè)領域，限制其向民用工業(yè)部門的轉移，就會使大量國防工業(yè)技術閑置，難以發(fā)揮其應有的社會經(jīng)濟效益，造成人力，物力和財力的浪費。因此，在國防工業(yè)技術的發(fā)展中，我們完全可以借鑒國外的有關經(jīng)驗，建立來相應的解密制度，使國防工業(yè)技術研究成果在一定的保密期之后及時地向社會解密，使這些新技術、新工藝、新方法、新設備和新材料迅速地被民用工業(yè)所采用，促進民用工業(yè)技術的發(fā)展。
(3)技術人才的轉轉。使國防工業(yè)技術領域的技術人才直接進入民用工業(yè)技術領域，從事民用產(chǎn)品和技術的研究和開發(fā)。
2、充分利用民用工業(yè)技術發(fā)展國防工業(yè)和技術。
在加速國防工業(yè)技術向民用工業(yè)和技術領域轉移的同時，伐們還必須充分利用民用工業(yè)技術領域的研究成果來發(fā)展國防工業(yè)，彌補國防工業(yè)技術的不足。由于技術發(fā)展的相關性和互補性，不同領域的技術不僅可以相互促進，而且可以相互利用。在國防工業(yè)技術的發(fā)展中，也完全可以直接應用民用工業(yè)領域相關的研究成果，避免不必要的重復研究和開發(fā)。這樣，就能大量地節(jié)約科研經(jīng)費，提高技術開發(fā)的效率，使國防工業(yè)技術的研究范圍，把有限的人力、物力和財力集中于國防工業(yè)的核心技術和關鍵技術的研究和開發(fā)，使國防工業(yè)真正成為高新技術的研究和開發(fā)基地。
3、在國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術相互轉移和利用的基礎上，實現(xiàn)兩者的復臺。
自80年代以米，世界的技術發(fā)展呈現(xiàn)出一種復合化的趨勢，不同領域和部門的技術之間、傳統(tǒng)技術與高新技術之間日益一體化，形成了一個多用普適技術群，它不僅使各個領域和部門的技術水平迅速提高，而且使傳統(tǒng)技術具有了新的價值和功能。在國防工業(yè)技術的發(fā)展中，我們必須適應這一潮流，在國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術相互轉移和相互利用的基礎上，實現(xiàn)二者的復合，使國防工業(yè)部門和民用工業(yè)部門真正實現(xiàn)伎術共享。這種復合，應該是一種多層次的整體的復合。它包括.
(1)機構的復合。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，一除了各個技術領域的某些特定技術研究機構外，國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術研究機構之間的界限將逐漸被打破，實現(xiàn)一體化。
(2)功能的復合。不淪是國防工業(yè)技術的研究部門還是民用工業(yè)技術的研究部門，都將從單一功能型向多功能型轉變。使之既能進行國防工業(yè)技術的研究與開發(fā)，也能進行相關的民用工業(yè)技術的研究和開發(fā)，實現(xiàn)功能的復合化。
(3)技術成果的復合。在機構和功能復合的基礎上，最終實現(xiàn)國防工業(yè)技木與民川工業(yè)技術成果的一體化，使國防扣民用工業(yè)部門實行技術“共有”，為國防工業(yè)與民用工業(yè)的復合創(chuàng)造條件。
只有通過這種多層次的整體復合，才能不斷少日石新的技術領域，獲附新的技術手段，促進國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術的共同女展，真正實現(xiàn)兩者高層次地、普遍有玫地結合。國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術的復合，既是技術發(fā)展的客觀要求，也是普遍結合的最注方式。
國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術普遍結合的根本目的無疑是:使國防工業(yè)技術既能跟上世界軍事技術的友展步伐，滿足我國國防現(xiàn)代化建設的需要，又能使之納人整個工業(yè)技術的發(fā)展體系之中，成為我國社會主義經(jīng)濟建設的一支重要力量，推動國民經(jīng)濟的發(fā)展。具體來說，通過國防工業(yè)技術的普遍結合，要達到以下三個基本目標:
1、“以軍帶民”。即利用國防工業(yè)技術領域開發(fā)的軍事技術(尤其是軍事高技術)帶動民用工業(yè)和民用工業(yè)技術的發(fā)展。主要體現(xiàn)在兩個方面:
(1)開辟民用工業(yè)技術的新領域和民用工業(yè)的新產(chǎn)業(yè)。
目前，我國正加緊進行高.技術的研究和高技術產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，利用國防工業(yè)技術發(fā)展高新技末產(chǎn)業(yè)，將是我國高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個基本途徑，也是國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術普遍結合的一個基本目的。促進民用工業(yè)企業(yè)門技術改造和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。據(jù)統(tǒng)計，我國國防工業(yè)領域的所有成型技術已有將近一半在民用工業(yè)中推廣應用，待別是一些過去長期處于保密狀態(tài)的尖端軍事技術也在近年陸續(xù)步入民用工業(yè)領域，這些技術汪民用工業(yè)企業(yè)的技術改造、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，在一定程度上帶動和促進了民用工業(yè)和技術的完善和發(fā)展。
2、“以民養(yǎng)軍”。即通過向民用工業(yè)領域進行技術轉讓或直接開發(fā)民用產(chǎn)品等方式，實現(xiàn)國防工業(yè)技術的經(jīng)濟價值，獲得進一步研究開發(fā)的資金，保證國防工業(yè)技術的正常發(fā)展。主要有以下兩種方式來實現(xiàn):
(1)直接將國防工業(yè)技術有償轉讓給民用工業(yè)領域，獲得開發(fā)資金。近年來，我國每年向民用工業(yè)領域轉讓的國防工業(yè)技術成果有近萬項，在促進民用工業(yè)和技術發(fā)展的同時，還獲得了大量的研究和開發(fā)資金。據(jù)有關部門統(tǒng)計，技術轉讓已成為我國國防工業(yè)技術發(fā)展的重要資金來源。
(2)利用國防工業(yè)及技術領域富裕的技術能力和生產(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)技術與民用工業(yè)技術的進一步結合，國院工業(yè)的各個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)設備，也為國防工業(yè)技術的進一步發(fā)展提供了可觀的資金。
事實上，僅依靠國防工業(yè)技術領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)技術作基礎，也需要許多相關的民用工業(yè)技術作文撐。而要使民用工業(yè)技術能為國防工業(yè)所用，就必須通過國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術的普遍結合，使兩者相互協(xié)調(diào)相互補充。
3、“軍民兼容”。即通過國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術的普遍結合，使國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術實現(xiàn)一體化，達到兼容共享之目的。
從目前我國國防工業(yè)技術發(fā)展的基本趨勢來看，實現(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)技術的優(yōu)先發(fā)展為前提，通過國防工業(yè)技術與民用工業(yè)技術的普遍結合來實現(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)略性轉變的關鍵。
一、美國政府對計算機技術發(fā)展的支持
第二次世界大戰(zhàn)結束后，聯(lián)邦政府一直是計算機技術的強有力支持者。按1995年不變價計算，1976-1995年間，聯(lián)邦政府對計算機科學研究和技術開發(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，基礎研究投入由6500萬美元增加到2.65億美元；應用研究投入由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，其余55-65%投向政府實驗室和產(chǎn)業(yè)界；政府基礎研究資金的70%投向大學。聯(lián)邦政府還對其他與計算機技術相關的研究給予資助。聯(lián)邦政府對與計算機研究相關的其他技術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方面。
(一)重點支持長期的基礎性研究
美國政府在長期基礎性研究和共性應用技術的研究開發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。長期基礎性研究的主要特點，一是其效益往往在短期內(nèi)無法顯現(xiàn)出來，風險較大。特別是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，企業(yè)沒有實力進行這樣的研究工作；二是其應用領域往往比較廣泛，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)界較少對長期基礎性研究進行投資。
美國聯(lián)邦政府對計算機技術的長期基礎性研究的資助項目已經(jīng)取得了明顯的效果。如，政府資助的計算機人工智能技術研究開始于70年代早期，直到1997年才研制出能夠成功識別持續(xù)性語音的個人電腦。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性系統(tǒng)研究，直到90年代才形成消費性產(chǎn)品。盡管這項成果在高性能儀器中早已開始應用，但近些年才廣泛應用于醫(yī)療、娛樂及國防產(chǎn)業(yè)。
(二)資助計算機研究的基礎設施
聯(lián)邦政府在計算機基礎設施建設方面發(fā)揮了關鍵作用，為美國發(fā)展計算機產(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)邦政府的資助計劃培養(yǎng)了一大批電子工程和計算機科學的研究生和優(yōu)秀研究人員，為計算機和電子工程的發(fā)展提供源源不斷的后續(xù)人才。國家科學基金的數(shù)據(jù)表明，1985-1996年間，獲得聯(lián)邦資金資助的計算機和電子工程專業(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學金的形式，助教獎學金占總資助額的75%以上。1985年到1995年，全國最好的計算機系里，如MIT、卡內(nèi)基·梅隆、加利弗尼亞大學勃克力分校等的計算機和電子工程專業(yè)的研究生中約有56%得到了聯(lián)邦政府的資助，其中一半是助教獎學金。1997年，斯坦福大學電子工業(yè)和計算機專業(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，政府資助的一些大型研究項目還培養(yǎng)了一批學術帶頭人。
2.為大學教育和研究提供了良好的設備和設施
配備和維護研究的硬件設備需要較高的資金投入，一般的大學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購買計算機設備，主要有兩種形式：一種是為大學教學提供計算機設備；另一種是通過資助特定研究項目為大學提供精良設備。
聯(lián)邦政府在支持大學研究設備方面的主要貢獻，一是支持建立大學計算中心，資助大學計算機系開展研究工作。國家科學基金（以下簡稱“NSF”）于1956年就開始了為大學提供普通教學和研究用計算機的資助計劃。該計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，國防部高級項目處(以下簡稱“DARPA”)重點資助了少數(shù)幾個基礎好的大學計算機系（如MIT，卡內(nèi)基-梅隆大學，斯坦福大學）開展專門項目研究，資助項目的大部分資金用來采購設備。據(jù)估計，60年代，全美大學中約一半的計算設備是由政府機構資助提供。1981-1995年間，聯(lián)邦政府資助了計算機科學系研究設備采購的65%，1985年高達83%。在電子工程方面，聯(lián)邦政府的設備資助也維持在較高的水平，1982年為75%，1995年為60%。NSF啟動了兩套專門為計算機科學系提供設備的計劃：計算機研究設備計劃和一個更加廣泛的協(xié)作實驗研究計劃。
二是研制高性能計算設備和建設網(wǎng)絡設施。80年代中期，政府資助了IBM701等高性能計算機
的研制，造出了供研究人員進行各種研究使用的大型計算機系統(tǒng)。1985年，NSF啟動了一項建立超級計算機中心的計劃，資助建立了5個全國范圍的計算機中心，為那些不能在普通計算機上進行的高級的、運算復雜的研究提供了條件。后來，這些中心成為高性能計算機的早期試驗場，還對一些計算機科學系的教學起了重要作用。同時，這項計劃還帶動州、私人部門出資在其他大學建立超級計算機中心。
隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，政府加大對網(wǎng)絡設施的資助力度。1973年起，NSF著手進行一項科學網(wǎng)絡的計劃，每年提供60萬美元到75萬美元為大學的研究人員建立計算機網(wǎng)絡。
(三)支持利用高新技術的大型應用系統(tǒng)的研究開發(fā)和推廣
聯(lián)邦政府有效資助了大型應用系統(tǒng)的研究開發(fā)項目。DARPA支持了計算機間相互聯(lián)結的分批轉換網(wǎng)絡（ARPANET）的研究項目。這項研究促進了有關入網(wǎng)協(xié)議、分批轉換及路線安排等項研究。同時也推進了對大型網(wǎng)絡管理模式的開發(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換網(wǎng)絡的價值，促進了其他網(wǎng)絡的開發(fā)。NSF網(wǎng)絡的建立形成了網(wǎng)絡的基礎。政府通過資助大型高新技術應用系統(tǒng)的開發(fā)，把學術界和產(chǎn)業(yè)界的研究者匯聚起來共同建立共用的實驗室，交流思想，從而創(chuàng)造出一支有能力最終推動技術發(fā)展的研究力量。如，50年代的SAGE項目組織了來自MIT、IBM及其它研究實驗室的研究者，整個項目過程中出現(xiàn)了許多創(chuàng)新思想，目前在計算機行業(yè)已經(jīng)獲得廣泛認可的想法都是當時提出來的。許多計算機行業(yè)中的先驅(qū)人物也從50-60年代的控制計算機系統(tǒng)(SAGE)項目中獲得了經(jīng)驗，后來這些人在代表著計算機及通訊事業(yè)新興的公司及實驗室中工作。SAGE的影響在后來的幾十年中才逐步顯現(xiàn)出來。
構造大型應用系統(tǒng)的實踐表明，有些研究并不一定直接導致某一項技術的創(chuàng)新，而是導致開發(fā)與技術推廣。應用開發(fā)是對已經(jīng)研究出來的技術進行分析和合理組合，形成新的應用系統(tǒng)。如，建立大型應用系統(tǒng)的研究項目就是把電子通訊系統(tǒng)的原理應用到ARPANET項目開發(fā)中，形成了網(wǎng)絡技術的基礎。
(四)對產(chǎn)業(yè)技術的早期資助
20世紀50年代，聯(lián)邦政府資助了絕大部分計算機技術的研究。那時，政府對計算機技術研究
開發(fā)的資助超過工業(yè)界R&D投入的3倍，幾乎覆蓋了整個計算機界的研究與開發(fā)。直到1963年，政府還資助著IBM計算機R&D的35%，Burroughs公司的50%，Control-Data公司的40%。從60年代末開始，因為整個計算機行業(yè)快速發(fā)展，政府對計算機R&D資助的比例急劇下降。直到70年代中期，政府資助僅占計算機R&D投入的25%，1979年達到戰(zhàn)后的最低點15%。隨著新項目的啟動和里根執(zhí)政時期的國防建設，1983年，政府對計算機技術研究的資助比例又有回升，約占20%。
美國政府對產(chǎn)業(yè)界的資助重點放在推動技術商業(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)實驗室提出的一些有市場前景的技術給予資助，將其推向商業(yè)化。例如，IBM最先提出了相關性數(shù)據(jù)庫的構想，但IBM考慮到這項技術構想可能對自己已經(jīng)成熟的產(chǎn)品造成潛在的競爭威脅，沒有繼續(xù)進行商業(yè)化研究開發(fā)投入。而NSF資助加州大學伯克立分校對這一構想進行深入研究，并將其推向商業(yè)化；二是支持共性技術研究開發(fā)。有些研究開發(fā)具有商業(yè)價值，但屬于共性技術，單個企業(yè)難以研究開發(fā)，或者企業(yè)擔心難以控制競爭者使用技術成果。IBM最先開發(fā)了RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)，但直到DARPA資助加州大學伯克立分校及斯坦福大學進行深入研究時，RISC才實現(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）項目的一部分來進行的。后來許多公司把以RISC為基礎的產(chǎn)品引入了市場領域。
(五)聯(lián)邦政府的資助對創(chuàng)新起到重要作用
聯(lián)邦政府的資助計劃促進了計算機技術的創(chuàng)新。據(jù)統(tǒng)計，1993至1994年間，美國全國共批準了1619項與計算機產(chǎn)業(yè)有關的專利。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或政府的研究人員撰寫的。在按資助來源分類統(tǒng)計的論文中，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，但反映出聯(lián)邦所資助的項目，特別是在大學里進行的資助研究，推動了計算機行業(yè)的技術創(chuàng)新。
二、美國政府在計算機產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展各階段中的主要作用
政府在計算機科學技術發(fā)展過程中的作用，隨計算機產(chǎn)業(yè)成長和發(fā)展階段不同而變化。(一)50年代——計算機技術發(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，主導著電子計算機技術的研究開發(fā)。這一期間，政府支持計算機技術主要出于國防需要，資助面比較窄，重點是對技術本身的試驗，而且沒有一個系統(tǒng)的長期戰(zhàn)略計劃。但是，這一時期的政府資助項目嘗試了不同類型的資助機制，對私營部門產(chǎn)生了非常重要的影響。
50年代，幾個主要計算機公司的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，而且從項目設計、技術思路、人力資源等方面提供了支持。資助的項目涉及到有關國家安全、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開發(fā)項目。政府資助的許多項目研究出了設備的原型，在這些原型基礎上，研究人員可以進行更深入的探索。
(二)60-70年代——技術擴散和產(chǎn)業(yè)增長階段，政府扶持的重點轉向長期基礎性研究和培養(yǎng)人才
60年代初期，美國的計算機行業(yè)開始商業(yè)化，可以獨立于政府的資助和采購，全國出現(xiàn)了幾個大型的計算機公司。這些大型公司建立了自己的實驗室，并且有能力自己研究開發(fā)計算機應用技術，從而促進了計算機產(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技術的基礎上，開發(fā)了計算機訂票系統(tǒng)（SABRE系統(tǒng)）。計算機定票系統(tǒng)的迅速發(fā)展成為推動計算機產(chǎn)業(yè)化的一個重要動力。與此同時，產(chǎn)業(yè)界對計算機人才的需求大大增加。出現(xiàn)了計算機科學領域，幾個重要學校的計算機系已經(jīng)成立。
隨著計算機技術產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，政府的資助重點開始轉向長期基礎性研究和培養(yǎng)人才。60年代后期至70年代，由于計算機產(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——計算機產(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)界增加對計算機技術研究開發(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算機存儲器等技術開發(fā)，使美國的計算機產(chǎn)業(yè)感到了競爭威脅。同時，美國半導體生產(chǎn)設備的國際市場份額從75%下降到了40%。“增強競爭力”成了美國80年代技術政策的關鍵字眼，國內(nèi)要求政府采取行動的呼聲提高。同時，大學與實業(yè)界開始以合資、協(xié)議等方式進行合作，或組織行業(yè)協(xié)會抵制來自日本的威脅。
為了提高美國計算機產(chǎn)業(yè)的競爭力，使其在世界占據(jù)領先地位，聯(lián)邦政府不僅繼續(xù)支持計算機科學和技術的研究，而且調(diào)整了支持重點和資助方式。政府對計算機技術的資助重點開始轉向支持各界聯(lián)合開發(fā)，通過支持行業(yè)協(xié)會等一些新機構，組織和促進產(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)會的名字去掉了，從而使研究協(xié)會的合作合法化。政府支持半導體制造技術協(xié)會（SEMATECH）等行業(yè)性組織機構，發(fā)揮其在計算機技術聯(lián)合開發(fā)中的組織作用。那一時期，半導體制造技術協(xié)會和高性能計算機研究所等受到政府資助的行業(yè)性機構，成為計算機技術研究開發(fā)和政策議程的主導者。
90年代，政府一方面對現(xiàn)存的政府所有的成熟的計算機基礎設施實現(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研究。如，NSF于1992年將其互聯(lián)網(wǎng)向商業(yè)應用開放之后，又于1995年成功地把NSF的互聯(lián)網(wǎng)推向私有化。與此同時，NSF和其他聯(lián)邦機構還在繼續(xù)進行下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）的開發(fā)與擴展工作，計劃將互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度提高100倍。NGI計劃將建立一個試驗性的、范圍廣闊的、可升級的測試系統(tǒng)，用以開發(fā)那些對國家至關重要的網(wǎng)絡應用技術，如國防和醫(yī)療等。
三、幾點啟示
美國政府資助計算機技術發(fā)展的經(jīng)驗，對我們有以下幾點啟示。
(一)政府職能明確
在美國的計算機革命中，政府、產(chǎn)業(yè)界和學校起了不同的作用。政府主要引導大學和產(chǎn)業(yè)界研究機構的研究，特別在建立前沿研究需要的實物基礎設施，培養(yǎng)大學生、研究生和技術隊伍等方面起到關鍵性作用。盡管有些在市場中處于主導地位的大公司，如AT&T、IBM、微軟和英特爾等在基礎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)展目標及產(chǎn)品開發(fā)有緊密聯(lián)系的研究項目。而政府則在長期基礎性研究、應用前途廣泛的共性技術研究開發(fā)方面發(fā)揮了重要作用。
隨著計算機產(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年代的資助基礎研究和培養(yǎng)人才，到80-90年代的合作者。資助機構和管理也從分散、無戰(zhàn)略計劃逐步發(fā)展到由專門機構統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
(二)資助來源多元化和機制多樣化，發(fā)揮政府機構的作用
聯(lián)邦政府對于計算機技術與電子工程技術的資助主要是通過幾個機構來完成的。例如國防部、國家科學基金、國家航空航天部、能源部及國家健康機構。這些機構的特點是，專業(yè)技術能力比較強，機構內(nèi)部有許多專業(yè)技術人員，有些機構本身就是國家研究機構。除國家科學基金外，這些機構大都是計算機技術的直接需求和應用方，經(jīng)常根據(jù)部門自身的需要資助計算機技術研究開發(fā)。
多元化的優(yōu)點，一是有利于技術發(fā)展的多樣性。由于計算機技術是工具性技術，各個領域有不同的需求，因此，每一個機構都有各自的資助重點及資助方式，從而促進計算機技術多樣化發(fā)展；二是提供多種潛在的支持，增加了研究機構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構間轉移，形成廣泛的用途，提高了研究成果的利用效率。
(三)加強統(tǒng)一協(xié)調(diào)
盡管美國政府對計算機技術的資助計劃是由專業(yè)管理部門分別執(zhí)行的，但是，隨著計算機產(chǎn)業(yè)的成熟和資助規(guī)模的擴大，各專業(yè)管理部門和聯(lián)邦政府不斷加強對計算機資助項目計劃的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和戰(zhàn)略規(guī)劃。60年代以前，軍方對計算機技術的資助是根據(jù)各軍兵種自己的需求分散進行的。60年代初，國防部成立了高級研究項目處，并成立了專門的信息處理技術辦公室。一個重要目的就是協(xié)調(diào)軍方各部門的長期戰(zhàn)略性資助計劃，實行統(tǒng)一管理。
90年代，美國國家科學技術委員會中設置計算機、信息和通訊委員會，該機構通過下級委員
會，協(xié)調(diào)12個政府部門或機構的有關計算機和通訊技術的R&D項目，并重點組織實施了5個具有長期戰(zhàn)略意義的項目計劃。
這種體制即發(fā)揮了專業(yè)機構的積極性和技術特長，又加強了統(tǒng)一協(xié)調(diào)，避免重復研究和
分散競爭資源的局面，提高了政府資助的整體效果。
(四)以多種方式支持計算機技術
除了資助研究開發(fā)以外，美國政府對計算機技術市場的形成發(fā)揮了重要作用。美國政府是高新技術的最大用戶，政府采購為高新技術創(chuàng)造了巨大的市場。
從半導體到超級計算機，在許多領域中，政府創(chuàng)造了計算機及其技術的市場，促進新技術的標準化和核心技術在計算機行業(yè)的推廣。例如，聯(lián)邦政府為阿波羅號航天飛機采購的集成電路以及國防部的洲際彈道導彈項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，能源部及其前身機構對高性能計算機的需求驅(qū)動了早期超級計算機市場的形成。美國政府的統(tǒng)計體系也是早期計算機及其軟件的大用戶。在軟件方面，通過建立聯(lián)邦數(shù)據(jù)處理標準，聯(lián)邦政府促使市場向“美國國家標準機構”制定的COBOL(面向商用的通用計算機語言)不斷靠近；為使FORTRAN程序語言擴展應用于并聯(lián)計算機，政府資助了高級FORTRAN論壇項目。
反壟斷訴訟也具有深遠的影響。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備，以幫助其它公司進入這一商業(yè)領域。同時要求IBM公司對其包括電子計算機在內(nèi)的所有有關信息處理設備的現(xiàn)有及未來專利實施許可制度，并規(guī)定了許可的比率?！八痉ú糠磯艛嗖块T”的負責人認為，IBM訴訟案是“開放電子領域的一個進步”，為其他公司進入計算機行業(yè)打開了方便之門。
(五)保持戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)在國際競爭中的領先地位
1.引言
數(shù)控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現(xiàn)代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡化的基礎，是現(xiàn)代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。
2.國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況
隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術正在發(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時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(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)的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、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)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，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構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數(shù)控技術的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術的應用不但給傳統(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)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計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)控技術發(fā)展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：
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，但是科學技術的發(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)量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，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。為此日本先端技術研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產(chǎn)工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領域，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問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，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"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式拼裝，使構件的強度、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)動加工和復合加工機床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。3.3智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀的數(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控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；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)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡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)、全球制造的基礎單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。
4.結束語
隨著人們對數(shù)控技術重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當前的發(fā)展趨勢，另外數(shù)控技術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
[1]王立新.淺談數(shù)控技術的發(fā)展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.
(一)復用技術
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)。常用的復用方式有：時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中，WDM技術比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵，它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點。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)，它可實現(xiàn)75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現(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結合起來，可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補償技術
對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號長距離傳輸。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償技術。
(四)孤子WDM傳輸技術
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主要因素。在高速光纖通信系統(tǒng)中，使用孤子傳輸技術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、能抑制極化模色散等優(yōu)點。色散管理和孤子技術的結合，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
隨著通信業(yè)務量的增加，業(yè)務種類更加豐富。人們不僅需要語音業(yè)務，而且高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已得到用戶青睞。這些業(yè)務不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡，用戶接人部分更是關鍵。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技術早就出現(xiàn)了，它可與多種技術相結合，例如ATM、SDH、以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰(zhàn)等問題，APON發(fā)展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用，APON將用于實現(xiàn)FITH方案。GPON對電路交換性的業(yè)務支持最有優(yōu)勢，又可充分利用現(xiàn)有的SDH，但是技術比較復雜，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)絡技術?，F(xiàn)今95％的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng)，所以選擇以太網(wǎng)技術應用于對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技術是點對點的連接，在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網(wǎng)，還可擴展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。
二、光纖通信技術的發(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，光纖到戶和全光網(wǎng)絡也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現(xiàn)在移動通信發(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，這使FITH的實用化成為可能。據(jù)報道，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，光纖到戶的實驗網(wǎng)已在武漢、成都等市開展，預計2012年前后，我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點，伴隨著相應技術的成熟與實用化，成本降低到能承受的水平時，F(xiàn)TTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網(wǎng)絡
傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡結點處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總容量的提高，因此真正的全光網(wǎng)絡成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，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)絡結構簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網(wǎng)絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡的發(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，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網(wǎng)絡層，建立純粹的全光網(wǎng)絡，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)絡的核心，也是通信技術發(fā)展的最高級別，更是理想級別。
經(jīng)過近50年的發(fā)展，機械工業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)中具有相當規(guī)模和一定技術基礎的最大產(chǎn)業(yè)之一。1997年實現(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，機械工業(yè)企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力有所增強，1997年科技人員總數(shù)達48萬人，技術開發(fā)經(jīng)費支出達85億元，占全行業(yè)銷售收入的0.62%，有57家大型企業(yè)建立了國家級技術中心，有9%的企業(yè)建立了專門技術開發(fā)機構，行業(yè)整體技術水平有了明顯進步，主要表現(xiàn)在：為國民經(jīng)濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高；產(chǎn)品結構正向合理化方向發(fā)展。
盡管機械工業(yè)的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：
1．科技進步對機械工業(yè)增長的貢獻率目前僅為34%，先進國家高達70%以上。
2．產(chǎn)品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后，是制約機械產(chǎn)品水平的主要因素。
3．機械產(chǎn)品技術水平不高，達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%，達到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，機械工業(yè)技術開發(fā)能力和技術基礎薄弱，發(fā)展后勁不足；技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產(chǎn)化率上，沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力的高度。
（二）技術發(fā)展的總體目標
以數(shù)控機床、電力電子應用及自動化技術、大型農(nóng)業(yè)機械和施工機械、轎車關鍵技術、環(huán)保裝備五個方面作為重點，以發(fā)展和應用先進制造技術為手段，以高新技術和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化為突破口，以提高企業(yè)技術創(chuàng)新能力和競爭力為目標，提高企業(yè)技術創(chuàng)新水平。到2001年，提供1000種具有自主知識產(chǎn)權和較大市場需求潛力的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品品種的40%達到90年代初國際水平，5%達到國際先進水平，90%的重點骨干企業(yè)產(chǎn)品標準接近或達到國際先進企業(yè)標準。
（三）技術發(fā)展的方向和重點
1．以數(shù)控機床為代表的基礎機械
數(shù)控機床是先進制造業(yè)的基礎機械，是最典型的多品種、小批量、高技術含量的機電一體化產(chǎn)品。目前世界數(shù)控機床年產(chǎn)量超過15萬臺，品種超過1500種。1997年我國數(shù)控機床產(chǎn)量已達9051臺（占機床總產(chǎn)值20%以上），但由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場需求，在國內(nèi)市場上的占有率逐年下降，每年仍需大量進口數(shù)控機床，進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺（價值12.46億美元）。
目前我國數(shù)控機床技術發(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)平均無故障時間（MTBF）在10000小時以上，國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000～5000小時；整機平均無故障工作時間國外達800小時以上，國內(nèi)最好只有300小時。
（2）產(chǎn)品品種少，不能滿足市場需求
國外數(shù)控機床品種已達到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
生產(chǎn)數(shù)控機床的企業(yè)雖達百余家，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。
（4）數(shù)控機床行業(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”的結構模式。
近期我國在數(shù)控機床的發(fā)展方面，要采取跟蹤高級型、發(fā)展普及型、擴大經(jīng)濟型，以普及型為主的策略，重點發(fā)展：
（1）經(jīng)濟適用、量大面廣的產(chǎn)品
經(jīng)濟適用的普及型數(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，可自動換頭沖壓機床、復合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等；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、智能化電加工機床等。
（3）數(shù)控機床專業(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)控機床高速主軸、電主軸電機系列產(chǎn)品；數(shù)控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產(chǎn)品；數(shù)控機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、高速防護裝置等系列產(chǎn)品。
發(fā)展目標：
（1）扶植重點企業(yè)開發(fā)經(jīng)濟適用、量大面廣的數(shù)控機床并形成批量生產(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)控機床系列新品種，以滿足汽車、農(nóng)機、航空、模具等行業(yè)的需求；
（3）數(shù)控機床關鍵配套產(chǎn)品：數(shù)控系統(tǒng)，滿足國內(nèi)數(shù)控機床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產(chǎn)達千套；機械手、刀庫、動力刀架及數(shù)控機床高速配套零部件、輔件系列產(chǎn)品滿足國內(nèi)50%的配套需求。
2．電力電子應用及自動化技術
電力電子技術是集微電子、計算機和自動化技術于一體的綜合技術，是節(jié)能節(jié)材的最佳技術之一。目前，國外電力電子技術已經(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。
現(xiàn)場總線智能儀表和總線式自動測試系統(tǒng)是集自動化技術、計算機技術和通信技術于一體的新一代自動化儀表系統(tǒng)，已成為世界范圍自動化技術發(fā)展的熱點，是當代工業(yè)自動化的主要標志。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，因此在低技術產(chǎn)品市場上還占有80%左右份額，但在高技術產(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。
因此，抓住當前時機在2～3年內(nèi)以IGBT，現(xiàn)場總線智能儀表和自動測試系統(tǒng)為突破，攻克重點技術和產(chǎn)品，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一領域重點發(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，并開發(fā)變頻調(diào)速裝置、逆變開關電源、大容量整濾源等的工程應用。
（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)化技術開發(fā)、并開展示范工程的應用研究。
（3）自動測儀系統(tǒng)和設備
開發(fā)總線式自動測試系統(tǒng)的基礎產(chǎn)品，形成適度規(guī)模，同時建立用于機電產(chǎn)品和社會公益事業(yè)的典型自動測試系統(tǒng)，做好示范和推廣應用。
3.大型農(nóng)業(yè)機械和施工機械
（1）農(nóng)業(yè)機械
工業(yè)發(fā)達國家農(nóng)機產(chǎn)品在不斷采用新技術的基礎上，正向高效、節(jié)能、保護農(nóng)業(yè)環(huán)境方向發(fā)展。目前我國已能生產(chǎn)14大類、3000多個品種的農(nóng)機產(chǎn)品，但是產(chǎn)品的綜合技術水平僅相當于國外70年代水平。主要問題在于：
1）產(chǎn)品水平不高，品種不全綜合技術經(jīng)濟指標落后，可靠性差，壽命短。以拖拉機為例，MTBF值國外可以達到330小時以上，而我國僅100余小時。品種上：大型缺，小型雜，不成系列。
2）產(chǎn)品生產(chǎn)達到經(jīng)濟規(guī)模的少，重復生產(chǎn)、小規(guī)模生產(chǎn)，難以保證質(zhì)量。
農(nóng)機領域重點發(fā)展：
1）促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的大中型拖拉機及配套農(nóng)具拖拉機平均無故障時間從110小時提高到300小時以上；
2）聯(lián)合收割機聯(lián)合收割機可靠性系數(shù)從0.5～0.7提高到0.9以上；
3）主要農(nóng)產(chǎn)品加工機械（含烘干倉儲機械）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)品深加工機械；
4）節(jié)水灌溉設備噴、滴灌設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)機產(chǎn)品的使用可靠性及壽命指標普遍提高一倍以上，主要產(chǎn)品的技術標準與國際標準接軌。
（2）施工機械
施工機械是國民經(jīng)濟大型工程項目建設必須的關鍵設備。我國已初步具備16個大類，3100多個品種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，部分產(chǎn)品已開始進入國際市場。但與國民經(jīng)濟發(fā)展要求和國際先進水平相比較，差距還是很大。一是產(chǎn)品的綜合技術水平不高，尤其是產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命、可靠性、安全舒適性等指標以及機電一體化等高新技術的應用與國外先進水平還有很大的差距；二是產(chǎn)品結構性短缺，成套服務能力差，遠不能滿足需要，如路面施工機械基本上還要靠進口；三是大部分企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，制約著行業(yè)經(jīng)濟效益的進一步提高。
施工機械重點發(fā)展：
1）推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機；
2）汽車起重機、大型叉車；
3）攤鋪機、壓路機；
4）無開挖式管道鋪設機；
5）江河湖庫清淤設備。
發(fā)展目標：
大型工程機械可靠性指標達到400小時，壽命指標達到10000小時。
4．轎車關鍵技術
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)量達到52萬輛。
我國汽車工業(yè)存在的主要問題：
（1）重復建設嚴重，造成無序競爭，難以集中形成實力，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，機電一體化的高新技術零部件產(chǎn)品還必須引進技術。
近期轎車重點發(fā)展：
（1）經(jīng)濟型轎車
以轎車車身為突破口，利用技貿(mào)結合、與國外公司合作等方式，先抓車身聯(lián)合研制，并建立經(jīng)濟型轎車的公用設計數(shù)據(jù)庫，與CAS、CAD、CAE、CAM等技術結合，形成我國汽車工業(yè)在經(jīng)濟型轎車方面的自主開發(fā)能力。
（2）轎車動力總成
消化吸收引進技術，與國外有實力的企業(yè)進行合資、合作、聯(lián)合開發(fā)，在國產(chǎn)汽油機上普及電控燃油噴射技術（EMS），并研究開發(fā)缸內(nèi)直噴（GDI）技術，開發(fā)應用電控機械變速器（AMT）技術。
（3）轎車關鍵零部件
以機電一體化汽車電子部件為突破口，從引進技術、合資入手，在保證高起點、大批量、專業(yè)化生產(chǎn)的同時，要集中力量抓緊下一代新產(chǎn)品的研制開發(fā)和應用，重點是電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、安全氣囊（AirBag）、高效穩(wěn)定的汽車尾氣三元催化轉換器，并達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)保機械的年銷售額約2000億美元，集中于美國、歐州、日本等經(jīng)濟發(fā)達國家。我國環(huán)保機械行業(yè)基礎弱、起步晚，年產(chǎn)值僅100多億人民幣。隨著各方面對環(huán)境保護的日益重視，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，市場需求不斷增長，環(huán)保機械將成為機械工業(yè)新的經(jīng)濟增長點。
環(huán)保機械行業(yè)主要差距在于：
（1）產(chǎn)品結構不合理，品種少
初級產(chǎn)品所占比重較大，具有當代水平的機電一體化產(chǎn)品少，急需的大型成套設備不能滿足現(xiàn)實市場需求。在目前3000多種環(huán)保機械產(chǎn)品中，約有五分之一的產(chǎn)品由于性能、可靠性、適用性、結構設計等原因，應該限制生產(chǎn)或限期淘汰。大型煙氣脫硫、脫氮成套設備、大型城市污水處理廠成套設備、大型城市垃圾處理廠成套設備目前主要依賴進口，高濃度有機廢水、難降解工業(yè)廢水處理
技術及設備發(fā)展緩慢。
（2）產(chǎn)品質(zhì)量、技術水平比國際先進水平落后20年
相當多的產(chǎn)品沒有行業(yè)或國家標準，產(chǎn)品規(guī)格型號、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)領域。
近期環(huán)保機械重點發(fā)展：
（1）煙氣脫硫設備
循環(huán)流化床鍋爐及爐內(nèi)脫硫脫硝技術（CFPBC、PFBC技術）、大型整體煤氣化燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術及裝備（IGCC技術）。
（2）城市污水處理成套設備
活性污泥法、氧化溝法、移動曝氣法為主體的城市污水處理成套設備，以日處理10～25萬噸污水處理廠為目標，提供污水處理成套設備、污泥利用和處置成套設備、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、堆肥技術及裝備，以日處理100噸、300噸處理廠為目標，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：
目前，噴射系統(tǒng)已進入一個較快的發(fā)展時期，現(xiàn)正在研究開發(fā)lms內(nèi)完成一次噴射，并在有限時間內(nèi)正確控制噴射量的方法。噴射壓力已提高到160—180MPa，實驗室內(nèi)已到200MPa。如共軌式噴射系統(tǒng)及分段預噴射系統(tǒng)等，可根據(jù)發(fā)動機的負荷與轉速自動控制合理的噴射規(guī)律和噴油壓力。
二、增壓及可變氣門配氣定時
當今柴油機增壓和增壓中冷已成為標準特點，隨著發(fā)動機的輕量化與小型化，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。在進一步提高大負荷區(qū)的過量空氣系數(shù)a時可以減少顆粒排放，同時通過稀燃化，減少熱損失，提高循環(huán)效率，進而同時降低油耗，隨著高增壓和高a化，組裝有多個增壓器的復合系統(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，在小缸徑柴油機上4氣門和噴油嘴垂直中置技術得到廣泛的應用，為了減少換氣損失，使混合氣的形成進一步優(yōu)化，現(xiàn)正在研究采用可變氣門配氣定時，從而使發(fā)動機在整個轉速范圍內(nèi)的氣門升程和定時得到最佳優(yōu)化。
三、全電子優(yōu)化控制
如前所述，目前對燃油噴射時間、噴射量、慣性增壓、增壓器、進氣渦流及廢氣再循環(huán)(EGR)等都能實現(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、自動診斷等，還有很多技術不夠完善，有待進一步研究和開發(fā)，今后還將繼續(xù)開發(fā)其它方面的電子可變控制機構，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
柴油機能否像汽油機那樣使用催化劑大幅度減少排放，尤其是NOx，這是柴油機研制者一直追求的目標。日美歐現(xiàn)都在對此進行研究，日本有關大學、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行NOx還原試驗，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)進行研究。
SCR技術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劑反應，利用一個催化器降低NOx排放，排出生成的氧氣。還原反應劑可以是在柴油機廢氣中的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技術相比，DeNOx催化技術系統(tǒng)簡單，無有害生成物，目前認為最具發(fā)展?jié)摿?。DeNOx催化技術主要是將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，催化器效率不高，因此帶來轉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，該項技術也正在進一步改進和發(fā)展中。
五、改進燃料
燃料性能的改進，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，同時減少EGR造成的發(fā)動機內(nèi)部的腐蝕磨耗及催化劑中毒；進一步減少硫含量，提高十六烷值，可進一步降低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、改進點火性能；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，人們對燃料的改進開發(fā)寄予了很大期望。
六、代用燃料
隨著世界能源危機和環(huán)境污染問題的日趨嚴重，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，目前公認天然氣是21世紀的首選替代燃料。美國一些學者認為天然氣發(fā)動機汽車是與電動車相媲美的清潔能源動力車。日本研究表明，天然氣汽車在環(huán)境保護、石油燃料替代及實用性等方面有著無可比擬的優(yōu)點。近年來，天然氣發(fā)動機、包括柴油與天然氣的雙燃料發(fā)動機發(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行，預計到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，從而將提高整個能源系統(tǒng)的效率和清潔性。
參考文獻：
[1]馬成權，鄒吉平.缸內(nèi)噴注技術未來汽車發(fā)動機的主流.遼寧省交通高等?？茖W校學報，2002，4（1）.
[2]汪衛(wèi)東.車用柴油機的技術及發(fā)展方向.汽車技術，2004，（2）.
[3]楊靖.汽車發(fā)動機發(fā)展中的幾點認識.安徽工學院學報(增刊)，1994.
[4]何林華.車用柴油發(fā)動機的發(fā)展趨勢.客車技術與研究，2004，26（3）.
[5]MichalW.GlobalTrendsinDieselParticulateControl.SAPPaper950149.
雖然藍牙技術發(fā)展迅速，應用廣泛，市場前景良好，但藍牙技術目前的現(xiàn)狀，特別從2003年的藍牙世界大會所暴露的問題來看，前景仍然不容樂觀。雖然目前藍牙技術在業(yè)界受到廣泛的關注，但是仍未獲得消費者的足夠認可。在進行藍牙產(chǎn)品的銷售過程中，沒有很好地為消費者解釋為什么要使用藍牙技術，因為消費者只想使用可行的無線技術，而并不是過分關心它的類別。目前藍牙技術1.0的標準還只能傳輸1Mbit/s的語音和數(shù)據(jù)，但是2003年推出的藍牙技術2.0標準的傳輸速率可達到12Mb，它還將采用智能跳頻技術可以與1.0的標準兼容。購買了藍牙設備的顧客首先要花幾個小時的時間來研究菜單、配對藍牙設備和設置規(guī)則，然后才能連接兩個藍牙系統(tǒng)，使用起來極不方便?；ゲ僮餍允撬型ㄐ旁O備的重要特性，藍牙產(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準市場，要指明藍牙的未來并不是一件容易的事。一方面，藍牙技術需要不斷改進，以適應醫(yī)療電子、工業(yè)控制和家電自動化領域的潛在應用，另一方面，許多人警告，隨著數(shù)據(jù)率的增高，藍牙的市場定位更變得令人困惑。
二、藍牙技術的未來發(fā)展
一項新技術的出現(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，這是因為任何新技術的發(fā)展都需要有一個過程，藍牙技術也不例外；技術標準統(tǒng)一，知識產(chǎn)權共享的優(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，從長遠來看可能會超出人們的想象。
芯片價格持續(xù)下降。英國CSR生產(chǎn)的主要藍牙芯片產(chǎn)品，目前售價約為7美元～8美元/顆，隨著公司陸續(xù)推出新產(chǎn)品，預計秋季時將降價至5美元、而年底時降至3美元左右。
芯片越來越小巧。藍牙的技術界面是專用半導體集成電路芯片，用于嵌入電子器件內(nèi)。而與用戶直接見面的產(chǎn)品界面則是各種時尚電子產(chǎn)品。因此，藍牙技術要嵌入到電子器件內(nèi)就要考慮藍牙的芯片尺寸，它必須具有小巧、廉價、結構緊湊和功能強大的特點才能放進蜂窩電話中。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)表了用于藍牙的單芯片LSI，CSR公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍牙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議來測試各自藍牙產(chǎn)品基礎組件間的兼容情況，測試中發(fā)現(xiàn)的不兼容情況正在解決之中。與其它技術的共存。
藍牙只是WLAN中重要的技術，有其局限性，WLAN網(wǎng)的實現(xiàn)需要幾種技術的結合。眾多操作系統(tǒng)支持藍牙。微軟公司于2001年上市的Windows操作系統(tǒng)——Whistler也支持藍牙。以IBM為首的眾多計算機廠商正在努力達成協(xié)議，為PC平臺制定藍牙標準，以解決不同設備之間的兼容性。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。這個由兩個芯片構成的芯片組具備無線LAN的標準方式IEEE802.11b的無線收發(fā)功能和藍牙功能。由于IEEE802.11b和藍牙的載波頻帶都使用2.4GHz頻帶，當同時收發(fā)這兩種規(guī)格的數(shù)據(jù)時，有可能引起數(shù)據(jù)包沖突等電波干擾，一直無法同時應用。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，實現(xiàn)了兩種規(guī)格數(shù)據(jù)通信的同時進行。最后支持漫游功能。藍牙技術可以在微網(wǎng)絡或擴大網(wǎng)之間切換，但每次切換都必須斷開與當前PAN的連接。為解決此問題，Commil技術公司設計了一種系統(tǒng)，即使在藍牙模式不同入口點之間漫游，仍可以維持連續(xù)的、不中斷的數(shù)據(jù)和聲音交流。這種藍牙網(wǎng)絡技術提供很好的連接，其中一個連接是從一個藍牙入口點出發(fā)，在運作中保證不斷開。增加消費者的認知度。作為一種近距離的無線通信技術，藍牙技術并不是唯一的。但是與其他相應的無線通信技術比較起來，藍牙技術的優(yōu)勢就在于它的全球統(tǒng)一的、開放的技術標準，技術先進與成本低廉的折衷統(tǒng)一考慮，以及世界藍牙組織SIG知識產(chǎn)權共享的巨大誘惑力。
參考文獻：
[1]任艷玲.藍牙技術及其主要應用研究[J].中國高新技術企業(yè)，2008，3.
節(jié)水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面：（1）灌溉水資源優(yōu)化調(diào)配技術。主要包括地表水與地下水聯(lián)合調(diào)度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。（2）節(jié)水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節(jié)水灌溉技術及抗旱點澆技術。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。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優(yōu)選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調(diào)控技術。（4）節(jié)水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統(tǒng)、輸配水自動量測及監(jiān)控技術，土壤墑情自動監(jiān)測技術、節(jié)水灌溉制度等。
2.節(jié)水灌溉新技術
目前，比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術是：（1）與生物技術相結合的作物調(diào)控灌溉技術。就是從作物生理角度出發(fā)，在一定時期主動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，實現(xiàn)矮化密植，到達節(jié)水增產(chǎn)的目的。（2）應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），遙感技術（RS）和計算機控制系統(tǒng)，實時獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長實際需求的信息，通過信息處理與分析，按需給作物進行施水的技術，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)田灌溉學科發(fā)展的熱點和農(nóng)業(yè)新技術革命的重要內(nèi)容。（3）智能化節(jié)水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節(jié)水灌溉機械與設備，適時地檢測土壤和作物的水分，按照作物不同的需水要求來實施變量施水，達到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
3.節(jié)水灌溉技術發(fā)展趨勢
我國的節(jié)水灌溉技術發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：（1）噴灌技術仍為大田農(nóng)作物機械化節(jié)水灌溉的主要技術，其研究方向是進一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優(yōu)缺點，要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。（2）地下灌溉已被世人公認是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題，應用推廣速度較慢，但隨著關鍵技術的解決，今后將會得到一定的發(fā)展。（3）地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟，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)水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡技術、控制技術資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術的集成，達到時，空、量、質(zhì)上的精確灌水，是今后攻關的重點。（5）節(jié)水綜合技術的開發(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
4.發(fā)展節(jié)水灌溉技術的政策建議
（1）提高發(fā)展節(jié)水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家，隨著人口增加、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步，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，我們應加大對發(fā)發(fā)展節(jié)水灌溉技術的宣傳教育力度，使全社會都來關心節(jié)水灌溉技術，形成一個較好的節(jié)水灌溉技術發(fā)展環(huán)境。
（2）形成發(fā)展節(jié)水灌溉技術內(nèi)在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經(jīng)濟手段，對農(nóng)業(yè)用水需求進行有效調(diào)控，削弱低效益膨脹型的用水需求，杜絕無效益浪費型的用水需求，促進節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的需求，從而推進節(jié)約灌溉技術發(fā)展。
為了給用戶創(chuàng)建一個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、模擬設計、交互式游戲等。它在滿足實時性的前提下可生成逼真的場景，可進行多邊形建模、矢量建模和地形生成。它的層次細節(jié)、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優(yōu)先級、自由度設置等高級功能使得其數(shù)據(jù)格式OpenFlight在實時三維領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軟件結合方便。
1．2支持視景生成的語言——OpenGL
應該使用已有的商品化或標準化的圖形庫和程序設計語言來設計與實現(xiàn)虛擬環(huán)境，其中OpenGI(服務器)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行操作。
()penGI指令的模型是客戶／服務器模式，即一個程序(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，該技術提供了生成動畫效果圖形所需要的機制，使所生成的圖形能夠像電影一樣平滑運動。
1．3視景漫游軟件
Vega是MultiGen--Paradigm公司開發(fā)的應用于實時視景、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實等領域的高性能軟件環(huán)境和開發(fā)平臺，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、運動和碰撞方式，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)構造情況的模擬
對于礦山技術人員來說地質(zhì)構造情況非常重要，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)濟損失。應用虛擬現(xiàn)實軟件可以根據(jù)地質(zhì)體的三維分布，使礦井的規(guī)劃設計更加直觀方便。
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)，然后轉成USGSDEM格式，將其導入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進行數(shù)字化，把圖上標注的高程值輸入到屬性表中，生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉成USGSDEM格式將其導入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進行數(shù)字化，得到其平面位置。將得到的*．def文件導入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雜，則需要分成規(guī)則的幾部分進行構建。
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。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，同時將高程信息賦予每個節(jié)點，實現(xiàn)巷道的單線顯示，井筒和巷道設計要布置合理，盡量避免穿過斷層、褶曲、含水層等不良地質(zhì)構造，盡量減少礦井建設和生產(chǎn)地面的影響。
使用MultiGenCreator進行設計，用圓柱體表示井簡，用半圓型截面的柱體表示巖巷，然后進行模擬生產(chǎn)，以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中可能遇到的問題，對設計方案進行比較和選擇。設計方案完成后可模擬不同設備、不同開采方式的生產(chǎn)系統(tǒng)進行生產(chǎn)，從而達到優(yōu)化礦井設計和生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。綜合考慮地質(zhì)和技術條件、經(jīng)濟、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)是對礦井真實巷道多分辨率的三維虛擬表示，建立的主要任務之一是實現(xiàn)基于web環(huán)境下的可交互的、真實巷道的三維可視化表達，用戶可以從各個角度對巷道虛擬環(huán)境進行任意的瀏覽和觀察，并可通過網(wǎng)絡進行各種交互。
5．1礦井巷道的建模
礦井中各種實體大多是三維實體，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。在瀏覽器上三維實體模型，可通過將現(xiàn)有的三維礦體模型中存儲的信息按照一定的規(guī)范轉換為系統(tǒng)可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中構建三維礦井巷道模型，首先應進行簡單的坐標轉換，這是因為MuhiGenCreator中采用的坐標系和地學中實際采用的坐標系的含義有所不同。MultiGenCreator中采用的坐標系為符合右手規(guī)則的空間坐標系，是以MuhiGenCreator瀏覽器中用戶區(qū)的中作為其坐標系的圓心，基底坐標為XOZ面，y表示高程。其坐標長度以米為單位，標準角度以弧度為單位。因此，為使它與人們通常采用的地學坐標系保持一致，應將原來礦井三維實體的(，Y，：)坐標轉換為MuhiGenCreator坐標系中的(，Y，Z)。轉換后的三維實體坐標應滿足虛擬場景中所采用的局部坐標系顯示的需要。由于礦井實體坐標的數(shù)值一般相當大，而實際顯示坐標值的前幾位高位數(shù)據(jù)對圖形形狀不產(chǎn)生任何影響，因此可將地理坐標數(shù)據(jù)各分量同時做一預選。
5．2虛擬巷道場景的繪制
對于規(guī)則格網(wǎng)構成的礦山地表模型及礦井實體的頂?shù)装鍞?shù)字表面模型，可用ElevationGrid節(jié)點構建。該節(jié)點能很容易有效地設計創(chuàng)建一個位于局部坐標系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量陣列描述，陣列指定了表面每個格網(wǎng)點上的高度。和z方向的柵格點數(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柵格點的海拔高度，基底上的每一個柵格點都與height矩陣中的一個海拔值相對應；colorPerVertex域指定為TRUE或FAISE，表示color域中指定的顏色是用到ElevationGrid節(jié)點的每個頂點上(TRUE)，還是應用到每個四邊形上(FAISE)；此外，通過建立solid域值，所有的海拔柵格都可以當作實體。
對于由不同的三角面構成的復雜地表模型，則需要用MUITIGENCREATO提供的萬能幾何節(jié)點IndexedFaceSet來創(chuàng)建，它有coord與coordlndex兩個域，與IndexedFaceSet節(jié)點中的兩個域類似，前者提供了一個節(jié)點，列出了構造面幾種所有面的坐標。Coordlndex域的值提供了一張描述一張或多張面周界的列表。其中每一個值都是整型索引，并且每個索引都指定了在coord域內(nèi)的坐標列表中的一個坐標。在實際的創(chuàng)建過程中，要求建立三角網(wǎng)的各個三角面按照法線方向向外的法則。
6結語
應用虛擬現(xiàn)實技術，生成一個逼真的礦山虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment)。這樣在礦山設計或研究階段，科研人員可以置身于礦山虛擬環(huán)境下直觀審視礦山，按照設計給定的工藝方法和參數(shù)，選擇設備及確定生產(chǎn)模式。從基建到閉坑的全過程實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題進行實時修正。設計結束后，設計單位、礦山企業(yè)可向?qū)彶檎?、公眾展示一個三維和動態(tài)的礦山?？傊?，虛擬現(xiàn)實技術在礦山設計、技術改造、生產(chǎn)中可廣泛應用。
參考文獻：
[1]古德生．金屬礦山深部開采中的科學問題[A]．香山科學會議第175次學術討論會[c]．北京：2001．
[2]喬林，費廣正等．OpenGI程序設計[M]．北京：科學出版社，2002：130～134．
[3]齊安文等．三維地學模擬述評及其礦山應用關鍵問題．《中國礦業(yè)》．2001(5)：10．
