基于功能建模及过程建模制造系统的建模框架与方法的论文

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篇1:基于功能建模及过程建模制造系统的建模框架与方法的论文

摘 要: 介绍了基于功能建模和基于过程建模两种制造系统建模框架与方法,分析了软件对象技术、组件技术和代理技术的不同特点提出了基于多代理的制造系统建模框架,它由对象自治性层次维、代写博士论文软件生命周期维和多视图模型维组成采用基于多代理的软件工程实现方法,开发了基于多代理的制造系统软件与软件对象和组件相比,智能代理具有更强的自治性和智能性,能够满足复杂制造系统对分布式数据和分散控制的要求,为制造系统过程集成提供了新的途径

关键词: 代理; 建模框架; 制造系统; 软件工程;多代理系统;业务过程建模

制造系统建模内容丰富、覆盖面广,其体系结构是由一组活动、方法和工具组成,从不同角度对制造系统模型进行描述利用面向对象技术,制造系统建模采用抽象、分解和封装的策略把整个系统模型分解为一组对象的集合,各对象之间应用交互机制协作完成各部分功能组件技术作为对象技术高层抽象性对象,被越来越多地应用于大型复杂分布式异构环境的应用系统而代理技术比对象技术具有更强自治性,为分散控制和智能控制提供新的支持,因此,笔者提出了基于多代理的制造系统建模框架,并实现了多代理系统软件方法

1.制造系统建模方法

经国内外研究人员多年努力,已形成许多有影响的制造系统建模方法和建模工具系统,主要有基于功能建模和基于过程建模的两大类建模方法

1.1 基于功能的建模方法

20世纪90年代初,制造系统建模方法主要由基于功能的建模方法所主导,代表方法有CIMOSA和IDEF方法其主要思想是采用功能分解法和递阶层次控制建立制造系统各个不同视图中的模型以CIMOSA建模方法[1]为例,其视图组包括功能视图、信息视图、组织视图和资源视图由于功能分解法采用统一的活动单元来描述整个系统各个递阶层次中的功能模块,因而具有较好的通用性和一致性但使用单一的活动单元模型无法表达丰富的建模语义,难以满足制造系统对复杂模型描述的要求

1.2 基于过程的建模方法

针对功能分解法的不足,许多学者提出了基于过程的制造系统建模方法,代表方法有ARIS方法[2,3]和工作流建模方法[4]其主要思想是以过程模型为核心,建立由多个活动交互形成的系统运行的业务流,有效地集成控制流、物料流和信息流以ARIS建模方法为例,如图1所示,采用面向对象方法建立制造系统多个视图的模型,包括组织视图、数据视图、产品/服务视图和功能视图,并用控制视图来描述这些视图的逻辑关系和约束规则由于核心过程跨越组织和部门,能够更好地描述业务过程,支持制造系统集成,适应系统组织结构变化。

2. 基于多代理的制造系统建模方法

2.1 多代理技术

代理技术是在对象技术和组件技术基础上发展而来的自治性主体面向对象技术为实体描述提供了一种抽象对象被定义为具有状态集和对状态集操作的方法集所组成的封装实体,通过与其他对象进行消息传递的通信机制调用对象的方法,改变对象的状态对象边界能够保护状态数据,使其不受或很少受到对象外部的影响,因而对象具有较高的封装性和独立性,具有很好的模块化特点,实现对象重用和软件重用

组件技术为对象引用提供对象管理服务对象管理服务体系结构[5]提供公共对象服务、通用设施、领域接口和应用接口,为分布计算提供通用平台通过远程过程调用或对象引用机制,实现跨平台资源的透明互操作和协同计算,适用于传统的相对稳定的制造系统环境和企业应用程序组件之间通过接口进行交互,并主动提供服务,具有可重构性,可扩展性和半自治性的特点

代理技术进一步加强了对象的自治性,还具有反应性、能动性、自学习性和社会性等特点[6,7]自治性是代理最基本的特性自治性使代理一旦启动运行,无需用户直接干预能独立执行代理控制着自己的外部行为和内部状态管理者通过授权可以使代理进行决策,完成事务处理反应性使代理能感知和作用所处的环境,如物理实体、用户图形接口或其他的代理集等,并对环境改变及时做出响应,遇到例外情况时可以及时采取措施

能动性使代理以目标为导向,不是被动地接受指令要求,而是采取主动,不断地探测环境,根据目标导向来调整策略,适时地对自身系统行为做出调整,而不是等待环境的变化通过能动性,系统只是接受高层次的要求,决定如何满足目标和协调策略,使系统能动地对环境变化做出快速响应,提高系统的.敏捷性

自学习性使代理能够从过去的执行情况中不断学习,以指导未来的行为代理能从大量历史数据中发现用户的需求或系统状态

社会性使代理与其他代理通信协调,积极参与合作,在目标导向下协作完成一些复杂任务从而形成代理社会这种社会性大大地分散了系统运行的数据和控制逻辑,系统具有更加开放的性能

2.2 基于多代理的制造系统建模框架

在基于过程的建模方法基础上,结合多代理技术,笔者提出基于多代理的制造系统建模框架。该框架采用了3个不同维度来描述基于多代理的制造系统模型,它们分别是对象自治性层次维、软件生命周期维和视图模型组维对象自治性层次维分为被动对象、主动对象和智能代理3种类型软件生命周期维分为需求定义、系统设计和系统实现3个不同阶段视图模型组维采用面向对象的方法建立多个视图模型,例如数据视图、功能视图、资源视图和组织视图等并以目标视图为导向,以过程模型为核心,用过程模型来描述这些视图的逻辑关系和约束规则

该模型还有以下显著特点:

①增加了对象自治性层次维,整个系统是由多个对象、组件和智能代理组成的集合被动对象是指封装状态集和方法集而没有自我控制线程的抽象实体,通常表现为简单对象主动对象是指封装状态集和方法集并具有自我控制线程的对象,通常表现为服务端或Web服务(Web Service),以及基于对象引用的各类组件智能代理是指智能的自治性对象

②视图维中增加了目标视图:目标视图利用目标层次结构树,描述制造系统的目标层次,并通过细化,达到目标策略控制的目的由于多个代理以目标导向来指导自己的行为,并与其他代理协调完成共同目标,所以目标视图在多代理系统中的作用尤为突出

③生命周期维中保证构件的一致性:在建模工具系统中,模型的分析、设计与实现3个生命周期阶段的构件(artifact)必须保证在上一阶段表达的每个构件语义在下一阶段能够找到相应的语义表达,从而维持各个构件在分析、设计和实现阶段中模型的一致性

④系统建模框架独立于软件实现方法和实现语言

2.3 多代理软件实现

基于上述框架,在应用开发中采用了多代理软件实现方法[8~10],其系统分析与设计如图3所示

此方法的主要步骤说明如下:

①根据制造系统实际需求分析确定应用系统的总体目标,进行目标分解,建立目标层次结构树

②由需求分析确定系统边界,建立应用系统的高层用例,并用用例的交互图来描述

③细化应用用例,明确各个用例涉及的角色和对象之间的交互

④采用多层体系结构应用系统,平衡各层功能,分析被动对象、主动对象和智能代理,以此建立类层次结构

⑤对各个类进行精化,建立相应的协议图、过程图和交互图

⑥组装各个对象,建立系统的应用框架

⑦应用特定平台和编程语言实现各个构件

3. 结 语

在基于多代理的制造系统建模框架中,智能代理具有比对象和组件更强的自治性和智能性,能够实现系统应用的分散控制和智能控制目标视图能够协调多个代理共同完成任务而基于代理的软件实现提供为制造系统应用开发提供了新的途径

参考文献:

[ 1 ] ESPRIT Consortium AMICE.CIMOSA: open system architecture for CIM[M]. Berlin: Springer, 1993.13-157.

[ 2 ] Scheer A W.ARIS-business process framework[ M]. Berlin: Springer, .1-131.

[ 3 ] Scheer A W.ARIS-business process modeling[M]. Berlin: Springer, 1999.1-176.

[ 4 ] Workflow Management Coalition. The workflow reference model[EB/OL]. http:∥www.wfmc.org, 1994.

[ 5 ] Object Management Group. Common services specification [EB/OL]. http:∥www.omg.org, 1999.

[ 6 ] FIPA-Foundation for Intelligent Physical Agent. Agent speci

fication[EB/OL]. http:∥www.fipa.org, 1999.

[ 7 ] Wooldridge M,Ciancarini P.Agent-oriented software engineering: the state of art [A]. www.51lunwen.org/doctor_degree.html Proceeding of the First International Workshop[C]. Berlin:Springer, .1-28.

[ 8 ] Odell J, Bauer B. Representing agent interaction protocols in UML[A].Proceeding of the First International Workshop [C]. Berlin: Springer, 2000. 121-140.

[ 9 ] Booch G, Rumbaugh J, Jacoboson I.The unified modeling language user guide[M]. Lakewood: Addison-Wesley, 1999.85-244.

[10] Rumbaugh J, Jacoboson I, Booch G.The unified modeling language reference manual[ M ]. Cupertino: Addison-Wesley, 1999.33-296.

篇2:数学实践与数学建模论文

摘要:“综合与实践”是新课程学习的四大领域之一,其内容设置的目的在于培养学生综合运用有关的知识与方法解决实际问题。

这种学习活动表现出一种数学建模思想。

针对如何在课堂教学中渗透建模思想,开展建模教学作一些简单的阐述。

关键词:数学实践;教学;数学建模

一、在初中数学课堂中开展建模教学的必要性

某电视台有奖问答中有这样一个问题:在一次乘船游览中,出现意外,母亲、妻子和儿子同时落水,应该先救谁?有人说先救母亲;有人说先救妻子;有人说先救儿子。

三种答案各有其理,但未获奖。

获奖的竟是一名8岁小孩,他的答案是救离自己最近的人,理由是这样能救更多的人。

小孩子为什么能回答正确,因为他一针见血地答出其中的本质。

这其实就是一个数学模型。

荷兰著名的数学家弗赖登塔尔主张“数学源于现实,寓于现实,用于现实”。

在新一轮的课程改革中,加强了数学的应用性、创新性,注意培养学生的应用意识,重视联系学生生活实际和社会实践的要求。

尤其值得大家重视的是:面对世界经济和科技发展的新形势,全国也正在兴起一个科技进步和创新的高潮,有数学应用的地方就有数学建模。

不难看出,在中学数学教学中开展建模活动,渗透建模思想是十分必要的。

二、在初中数学课堂中渗透数学建模

数学建模是指根据具体问题,在一定的假设下找出解这个问题数学框架,求出模型的解,并对它进行验证的全过程。

它是一个“迭代”的过程。

即:准备-段设-模-求解-分析-检验-应用(必要时循环执行)。

在现行的义务教育课程标准实验教科书华师大版数学(七年级上册)中,时常能遇到一些创设有关知识情境的问题,这些问题大多数可以结合数学思想、数学方法进行教学。

在这个教学过程中进行数学建模思想的渗透,不仅可以使学生体会到数学并非只是一门抽象的学科,而且可以使学生感觉到利用数学建模的思想结合数学方法解决实际问题的妙处,进而对数学产生更大的兴趣。

利用课本知识的教学,在学生学习知识的过程中渗透数学建模的思想,能够使学生初步体会数学建模的思想,了解数学建模的一般步骤,进而培养学生用数学建模的思想来处理实际中的某些问题,提高解决这些问题的能力,促进数学素质的提高。

三、如何在初中数学课堂设计建模教学

我们在初中数学课堂中渗透数学建模,目的是培养学生的创造能力和应用能力,把学生从纯理论解题的题海中解放出来,把学生应用数学意识的培养贯穿于教学的始终,让学生学得有趣、学得生动。

因此,在数学建模课堂教学设方面要遵从以下几点:

1.使学生体会数学与生活的密切联系,体会数学的应用价值,培养学生学习数学的应用意识。

在实际的教学中要很好地培养学生学习数学的应用意识,让他们体会数学的应用价值。

例1.1米长的绳子,第一次剪掉它的一半;第二次再剪掉剩下绳子的一半。

按这个方法,当我们剪了5次时,绳子还剩多长?如果剪n次?

此题是在学生学了幂的乘方后,我即兴给学生提出的一道生活问题。

但是否隐含数学问题,考虑的人就不是很多,本题巧妙借助“剪绳子”这一实际问题呈现在学生面前,培养了建模精神,在无形中强化应用数学意识。

2.以建模教学为载体,培养学生能运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,并解决日常生活中的问题。

例2.如图火车从A站出发,沿途经过三个车站方可到达B站,若你作为铁道部门主管在此段干线上,应安排几种不同的车票?(来回票价不同,车票分硬卧、软座、硬座、无座四等)

建模与解答:我们把A、B两站和途中三站分别看作一个点,由此,可把此题转化为数线段的条数。

如上图中,可得出有10条线段,这10条线段为不同两地之间的路程,因为来回票价不同,任意两站之间有10~2~4=80种不同的车票。

因此A B之间需要安排80种不同的车票。

那么,能否直接得出答案呢?回答是肯定的。

这样就激起学生的了兴趣。

从A站到B站共5个站,由4x5×(5—1)=80。

共Ⅳ站?从而得到4n(n-1)。

3.注重培养学生对数学建模的构建过程,激发学生学习数学的积极性。

数学建模的目的是为了解决实际问题。

因此,要充分强调过程的重要性,尤其要培养学生把客观事物的原型与抽象的数学模型联系起的能力。

例3.问题:“健力宝易拉罐(或可乐)的尺寸为什么是这样的?”在教学中我先让学生测量出听装345 IIll健力宝易拉罐的高和底面直径(高约为12.3 cnl,底面直径为6.6em)。

然后围绕厂家为什么采用这样的尺寸,同学们展开了热烈的讨论。

有的同学从审美角度去考虑(是否满足“黄金分割率”);有的同学从经济效益的角度去考虑(是否用料最省,工时最省);有的同学从生理学的角度去考虑(是否手感最好,饮用最方便……)虽然最后没有得到一个一致的、十分完美的结论,但这节课对于培养学生的数学应用能力和发散性思维能力起着十分重要的作用。

总之,在数学建模活动教学中,我们的教学设计要注重从生活实际出发,强调学生的参与性。

因此,我们在数学建模教学的活动设计中,要注意以下几点:(1)注意从学生已有的认知水平出发,小步子、低要求、分层递进。

(2)注意结合正常教学上的教材内容。

(3)注意建模过程的`构建,培养学生思考的过程。

(4)注意培养学生用建模的眼光看问题。

还有我们广大的数学教师个人的意识行为及业务水平等都将直接影响数学建模活动进一步的开展与推广。

参考文献:

[1]黄忠裕,初等数学建模问题集,温州师范学院数学与信息科学学院.

[2]沈来菊,任希荣,学习弗赖登塔尔数学教育思想,数学通讯。(7).

篇3:数学实践与数学建模论文

【摘要】在中学数学的教学中,要使学生掌握数学知识,提高独立思维能力,发展智力和陶冶个性品质,数学思维问题是核心问题。

作为一名中学数学教师,必须研究数学思维规律,重视数学思维在教学过程中的作用,以便在教学中培养和发展学生的数学思维能力。

【关键词】思维; 持续 ; 诱发 ;

能力从中学数学的教学目的来看,要使学生掌握数学知识,提高独立思维能力,发展智力和陶冶个性品质,数学思维问题是核心问题。

苏联教育家期托利亚尔在《数学教育学》一书中指出:“数学教学是数学(思维)活动的教学。”当前,在数学教学改革中,数学思维是根本的东西。

作为一名中学数学教师,必须研究数学思维规律,重视数学思维在教学过程中的作用,以便在教学中培养和发展学生的数学思维能力。

1数学思维的本质与中学生思维发展的特性

数学思维实质上就是数学活动中的思维。

篇4:产品设计过程建模与执行系统研究

产品设计过程建模与执行系统研究

提出采用设计结构矩阵建立过程模型的方法,讨论了设计结构矩阵的层次结构,并基于图论知识对设计结构矩阵进行分析和改进,最后基于工作流模型和CORBA分布式运行协议建立了过程建模与执行系统,并应用于卫星总体概念设计过程.

作 者:王振华 邓家|  作者单位:北京航空航天大学制造系统研究所 刊 名:航空制造技术  ISTIC英文刊名:AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(11) 分类号:V2 关键词:产品设计   设计结构矩阵   过程建模  

篇5:数学建模思想和方法研究论文

数学建模思想和方法研究论文

数学自诞生起目的就是解决实际问题,随科技日新月异的发展,数学对社会发展的巨大推动力日益凸显,在利用数学服务科技时,数学建模便成了必然选择。数学建模的思想和方法渗透并应用于经济、生物、航天等社会的方方面面。1994年起,教育部规定面向全国高校举办每年一次的全国大学生数学建模竞赛,全国高校掀起了数学建模热潮,目前全国大学生数学建模大赛已经成为全国大学生的四大竞赛之一,成为全国高校中规模最大、影响力最广的大学生课外科技活动,大大提高了数学教学中对数学建模思想和能力的培养,同时也促进了大学数学内容和方法的改革,笔者通过新疆地方高校的多年数学学科教学经历和大学生数学建模竞赛指导经历,结合对新疆地方高校的调查分析,对新疆地方高校数学建模教学的发展状况及对策建议进行探讨:

一、新疆地方高校数学建模的发展现状

(一)低年级大学生对数学建模知识认识欠缺

大学数学是理工类院校的重要基础课程,对专业课程起到了不可或缺的支撑作用,大学数学课程理论性强,新疆地方高校的学生本身学习起来就比较吃力,教师教学中更是无暇讲述和普及数学建模的思想和方法,所以相当一部分学生感到数学建模既神秘又高不可攀。

(二)新疆地方高校学生数学基础薄弱,大学数学课程的教学和专业学习存在脱节

受地域限制,新疆地方高校学生大部分来自于新疆各地州,包括汉、维、哈、柯、蒙等少数民族,数学基础参差不齐,相比较内地高校数学基础水平存在一定差距,学生学习数学兴趣不高,缺乏主动性,疲于应付考试,因此参加数学建模竞赛学生的比例比较低,导致理论知识与专业应用严重脱节,直接影响理工类专业学生的专业能力和培养质量。

(三)数学教学过程中,疏于数学教学建模思想和方法的渗透和培养

数学教学中渗透数学建模的思想和方法,要求授课教师不仅要有扎实的数学功底,而且还要有广博的知识面和丰富的数学建模经验。但实际教学中,由于课时的紧缺和教师专业方向的限制,完全仅限于所授课程知识的讲解,忽视了渗透数学建模的`思想和方法对学习大学数学课程的促进作用,尤其忽视其对数学理论知识和专业知识的贯通作用。

(四)新疆地方高校对数学建模教学的重视和投入有待提高

自20XX年以来,大部分新疆地方高校开始向应用型高校转型,工、农、医等应用型学科专业便成为各新疆地方高校的发展重点,在资金有限的状况下,数学类等基础学科便面临一个尴尬的境地,尤其是对数学建模的教育教学热情有所退却。但笔者以为,越是在向应用型高校转型之际,加强对数学类基础学科的投入,尤其重视数学建模思想和方法的渗透才能保障应用型学科高质量发展和新疆地方高校向应用型高校顺利转型。

二、新疆地方高校大学数学教学中融入数学建模思想和方法的建议与思考

(一)根据学生层次合理调整教学内容的侧重点

新疆地方高校大学生的多民族性、数学基础不等性特点对大学数学授课老师的经验水平提出更高要求,不但要了解学生的知识水平、民族学生的思维方式,还需要清楚中学数学的授课内容和欠缺知识点。根据本人近年民族教学的体会,结合学生入学成绩和知识层次教学中将新疆地方高校学生分为三个层次:1.“民考民”和“双语”学生,该层次学生入学成绩相对较低,汉语言水平不高,并且数学基础较差,该层次学生在大学数学授课中应侧重于对中学数学知识的补充和巩固,否则大学数学的知识和理论学生是无法理解的,而对大学数学的知识点就要侧重于基本概念、基本定理、基本方法的掌握与理解,那么对该层次学生进行数学建模思想和方法的融入,就要选择部分中学知识点和大学数学中较易理解掌握的知识点典型例题由浅入深,循序渐进的进行讲授。2.“民考汉”学生,该层次汉语言水平非常好,入学成绩也不错,与汉族学生混合编班,数学基础相比较同班汉族学生还是有差距,但该部分学生学习努力、态度端正,是任课教师需要重视的团体,可以偶尔选择晚自习辅导时间或其他时间对他们进行专门辅导,选择一些典型例题,由浅入深的进行数学建模的思想和方法的培养,从而也能激发他们的学习积极性,使之逐步赶超同班汉族同学。3.其他学生,新疆地方高校该层次学生主要来自于新疆各地州,入学成绩一般,数学知识差别不大,但基础知识还需要补充,个别的知识点,部分学生中学就没有学过,例如:参数方程、极坐标方程,反三角函数等知识点,但这些内容在大学数学教学中却是比较重要的知识点。

(二)在大学数学的日常教学中,改进教学方法和教学手段,有针对性的融入数学建模的思想和方法

能够适时选择授课知识点,针对学生所学专业讲述新课,同时融入数学建模思想和方法,例如:在“高等数学”第六章定积分的应用章节中,讲授利用“微元法”解决做功、水压力、引力等问题时,对物理学和工程类相关专业讲述数学建模思想和方法便是不错选择。例如:蓄水池抽水问题(如图1,图2)上图便是实际授课中课件,完全是定积分的内容,但这些例题具有非常典型的数学建模思想和方法,(1)题目符合实际生活问题,具有数学建模题型特点,完全是生活中的问题;(2)具有理工科专业特点,属于做功和热能问题;(3)解题过程本质就是数学建模的思想和方法,分析问题,建立数学模型,确定解题方法,给出结果,分析结果。只需经常性通过类似问题的讲解,使学生理解数学建模的主要过程:模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验和模型应用,学生不仅掌握数学建模思想和方法,而且认识到大学数学对于专业课学习的重要性[1]。大学数学教学中渗透数学建模思想和方法,归纳起来应注意以下几点:(1)要循序渐进,由简单到复杂,逐步渗透。(2)应选择密切联系学生专业、易接受、有趣味性、实用性的数学建模内容。(3)在教学中列举建模案例时,仅仅是让学生学习数学建模思想和方法的初步、举例等少而精,忌大而冷,否则会冲击了大学数学理论知识的学习,因为没有扎实的理论知识,也谈不上应用。(4)大学数学教学中,恰当的处理好理论与应用的关系,应该清楚理论和应用是相辅相成的。扎实的理论是灵活应用的基础,而广泛的应用又促进对理论的深刻理解[2]。

(三)组织鼓励各专业学生参加大学生数学建模竞赛,培养创新型人才

为了广泛开展数学建模活动,促进学风建设,提高学生学习兴趣和创新能力,自20XX年开始,我校开始组织学生参加“全国大学生数学建模竞赛”,经过近十年的学习与摸索,形成了我校特色的大学生数学建模竞赛培训模式,经大学数学任课老师推荐和动员,不同专业学生报名后,培训工作分为三个步骤进行:每年4月至6月的建模竞赛初级培训、暑期集训和赛前强化。

三个阶段培训内容均以数学知识模块化,分别由相应专业方向老师进行包干培训。知识模块主要分为初等数学模块、运筹学模块、概率统计模块、方程模块等。初级培训阶段主要培训理论知识,补充巩固不同专业学生大学数学理论知识;暑期集训阶段主要讲述不同模块的典型例题,促进理论知识的理解和灵活应用;赛前强化主要是选例题,让学生自己实践练习,进行赛前仿真模拟比赛。对参加过“全国大学生数学建模竞赛”的学生,我们经过统计发现:(1)参加过该竞赛培训和实践比赛的学生,在各自专业的学习过程中,专业课知识学习能力和应用能力明显高于其他同学,尤其毕业论文和设计的完成质量高于其他同学;(2)参加过该比赛的学生在此后的学习热情明显高涨,萌生继续深造提高的愿望,并且开始主动备战参加考研,考研成功率也高于其他同学;(3)该比赛中的各类生活科研问题,也激发了学生的创新性。

大学生数学建模竞赛中的赛题大都为生活和科技中的热门问题和前沿科学问题,具有一定的科研前瞻性,经过该竞赛的洗礼,激发了这些参赛同学的创新能力,很多同学在比赛后仍继续研究比赛中的该问题,并把问题作为自己的毕业论文和毕业设计,并能高质量的完成,甚至有同学以此为出发点,申报了“大学生创新创业训练计划项目”,锻炼了大学生的科研能力和创新能力。结语随着社会的发展、科技的进步,数学已经不再是抽象的理论,其应用已深入到人类生活的各个方面,科学技术数学化、数学应用普及化已成为一种趋势,许多自然科学的理论研究实际就是数学研究,就是数学建模以及数学理论的探讨。

一个国家的国民素质,很大程度上是体现在其数学素质上,数学是思维的体操,数学是科学的研究工具,数学建模是架于数学理论和实际问题之间的桥梁[3]。数学建模活动的开展促进了新疆地方高校的学风建设,提高了新疆大学生的综合素质。我校的数学建模组织活动、日常教学中的数学建模思想的渗透手段、规范的数学建模管理、方式多样的培训方案、学生参与的科研活动等已然逐步形成了新疆地方高校的数学建模思想和方法的渗透模式。新疆地方高校的特殊性也给新疆地方高校的教学模式提出了挑战,如何根据自身的特点搞好数学建模教学工作,是一项具有探索性的实践研究,本文仅是一个初步研究,还有很多问题需要深入的思考和实践。

参考文献:

[1]晁增福,邢小宁.将数学建模融入大学数学教育的研究与实践[J].ConferenceonCreativeEducation.:1136-1138.

[2]何志树,叶殷.数学建模思想在教学中的渗透与实践初探[J].武汉科技学院学报,,(11):242-244.

[3]简国明.地方高校数学建模教学模式的探索与实践[J].大学数学,2005,(02):35-38.

篇6:能源系统复杂性管理建模方法研究

能源系统复杂性管理建模方法研究

提出了一种基于能源系统微观主体行为的`仿真建模方法,将微观仿真与中观能源规划、宏观社会经济均衡有机结合,进而发展出由演化模块(E)、综合优化模块(O)及系统动力学模块(D)构成,以智慧(W)为统领的Weod架构,体现了综成方法从定性到定量,人机结合实现信息知识和智慧的综合集成思想,旨在为能源系统复杂性预测、评价与优化管理提供一个有力的方法工具.

作 者:于智为 胡小军 张希良 何建坤 YU Zhiwei HU Xiaojun ZHANG Xiliang HE Jiankun  作者单位:清华大学能源环境经济研究所 刊 名:管理学报  CSSCI英文刊名:CHINESE JOURNAL OF MANAGEMENT 年,卷(期): 5(5) 分类号:C93 关键词:能源系统   复杂性   建模方法  

篇7:舰船维修系统建模与能力评估

舰船维修系统建模与能力评估

The authors developed a prototype of a warship maintenance system. The process started by defining the maintenance requirements of warship equipment. Next, a planning scheme was development for a maintenance network. An optimization target for the plan and indexes for assessment were established. Based on the above work, a simulation model was proposed with two layers: a base and a workshop. Dispatching rules were then formulated for the simulation. Experimental results proved the validity of the model and the dispatching algorithm. It was found that the model can solve the capacity evaluation problem for maintenance systems and provides a scientific basis for decision-maker to make decisions regarding equipment maintenance.

作 者:赵金超 齐欢 张勇明 Jin-chao Zhao Huan Qi Yong-ming Zhang  作者单位: 刊 名:船舶与海洋工程学报(英文版) 英文刊名:JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND APPLICATION 年,卷(期): 9(1) 分类号:U6 关键词:capability assessment   planning optimization   heuristic regulation   warship maintenance system  

篇8:基于Petri网的半导体晶圆制造系统建模与分析

基于Petri网的半导体晶圆制造系统建模与分析

晶圆制造生产线由于存在回流、并发、资源共享、随机性的重做以及突发性设备故障等现象,使得生产管理及调度问题变得极为复杂.建立描述系统的模型是优化系统性能的前提,指出了用Petri网建立晶圆制造系统模型的优点,建立了一个拥有4个工作中心、8台设备的'晶圆制造系统Petri网模型,并对模型进行分析.最后提出了下一步的工作目标.

作 者:邵志芳 钱省三  作者单位:上海理工大学,工业工程研究所/微电子发展研究中心,上海,93 刊 名:系统工程理论方法应用  ISTIC PKU英文刊名:SYSTEMS ENGINEERING-THEORY METHODOLOGY APPLICATIONS 年,卷(期): 13(2) 分类号:N945.12 关键词:半导体晶圆制造   Petri网模型   分析  

篇9:数学建模微型的科研过程研讨论文

数学建模微型的科研过程研讨论文

一、融入生活,提炼数学模型

在小学数学教学中,我们应善于捕捉和选择学生周边的实际问题,从生活中提炼数学模型。现实的生活材料,能激发学生思考数学问题的兴趣,学生如果能认识到现实生活中隐藏着丰富的数学问题,那么他们就有了开放的想象空间。因此我们要把学生的现实生活作为切入点,设计开放性的、生活化的、真实的数学问题。如学习了“方向和位置”之后,笔者把习题中“说一说放学回家的路线”扩展为“绘制从自己家到学校的路线图”。如在教学《分类》一课时,笔者在课前布置学生和爸爸妈妈一起去逛一逛文具店或超市,要求他们留心观察商品是如何摆放的。笔者将商场的商品制作了课件,为新课时创设了情境,然后问学生:“你们看到了什么?这些商品是如何摆放的?”因为这个问题与学生的实际生活水乳交融,所以他们就能联系实际轻而易举地回答出:“同一种商品摆放在一起”,这就为认识分类奠定了坚实的'基础。

二、自主探索,建构数学模型

建构数学模型的过程是对具体事物的感知、辨别而抽象概括的过程,数学模型的建立和思维的发展需要经历一个渐进思辨的过程。因此,这个过程应该让学生通过自主探索去完成,让他们用自己的头脑亲自去发现事物的本质属性或规律,进而获得新概念。我们要努力创设适合的问题情境,为学生自主学习搭建一个平台,给学生更多探讨的空间和交流的机会,让学生在更自由、更广阔的空间中去合作、探索和发现,形成结论,建立“应用问题”数学模型。如笔者在教学“计数单位”这一概念时,笔者让学生数出10根小棒捆成一捆,告诉他们10个一就是1个十,帮助他们理解计数单位的含义。

三、解决问题,拓展数学模型

建立数学模型的目标是为了更好地描述自然现象和社会现象,为了更好地认识自然、社会,改造自然、社会。在建立数学模型中收获的一些数学思想方法,能为以后的进一步学习和将来的社会实践埋下良好的伏笔。对所建立的数学模型我们还要进行合理的解释和应用,才能赋予已建立的数学模型以生命力。新的模型通过验证、解释,就能自然而然地化成学生自己的解题经验,而这是学生认知的一种飞跃。把建立的数学模型置身于实际生活中去运用、去检验,从数学的角度将生活中较复杂的问题解决,使它们得以简化,让学生在其中体会数学模型的实际应用价值,从而体验所学知识的用途和益处。“由感性到理性再到感性循环往复、螺旋上升的过程”,这是人的认识过程,从具体的问题经历抽象提炼初步构建起相应的数学模型,这并不是学生认识的终结,更重要的是我们还要组织学生将数学模型还原为具体的数学直观或可感的数学现实,使已经构建的数学模型不断得以拓展和延伸。如“鸡兔同笼”的数学模型是通过“鸡”“、兔”来研究问题、解决问题从而初步建立起来的。笔者以为,由于建立模型的过程难以将所有的同类事物列举穷尽,因此我们要带领学生将考察的范围继续扩展,从而验证当情境数据变化时所得模型的稳定性。笔者出示了以下问题让学生分析:9张桌子共26人,正在进行乒乓球单打、双打比赛,单打、双打各几张桌子?”“甲、乙两个车间共126人,如果从甲车间每8人中选一名代表,从乙车间每6人中选一名代表,正好选出17名代表。甲、乙两车间各有多少人?”……像这样,在学生解决问题的过程中,数学模型得到了丰富和拓展。

总之,数学建模给学生再现了一种“微型的科研过程”,它是对数学本质的再次俯视。在建模思想的引领下学生能举一反三,融会贯通,孩子数学的眼光、数学的意识和数学的素养都能得以培养,关键在于还促进了良好数学品质的形成,所以无论从哪个视野,数学建模产生的价值对学生以后的生活和工作都有着不可估量的作用。

篇10:三维地质建模与可视化方法研究

三维地质建模与可视化方法研究

设计了超体元实体模型、断层数学模型及褶皱几何模型, 以表达复杂地质构造的空间几何形态; 建立了面向应用的三维地质建模的'体系结构, 提出以空间数据处理为基础、以实体建模技术为核心、以模型应用为目的的设计理念, 丰富和发展了三维地质建模的理论与方法. 根据这一理论方法, 提出基于特征的驾驭式可视化设计思路, 通过将数据库、图形库、知识库与三维动态模拟的系统集成, 直观、形象、准确地把握空间地质数据的局部特征与整体构架.

作 者:武强 徐华  作者单位:中国矿业大学资源与地球科学系,北京,100083 刊 名:中国科学D辑  ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE IN CHINA SERIES D:EARTH SCIENCES 年,卷(期):2004 34(1) 分类号:P5 关键词:三维地质建模   空间几何模型   体系结构   可视化  

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