工业机器人毕业论文精选(九篇)

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第1篇：工业机器人毕业论文范文

1.1避开就业黄金期

毕业设计任务下达时间应当人性化，服务于学生的需求。高职院校可适当调整教学计划，第四学期期末便督促学生在暑假完成基本的资料搜集，论文框架的搭建。第五学期开学后，再由老师进行深入细致的指导。以此缓解学生压力，也有利于提高毕业设计论文质量。而学校需要为学生的毕业设计提供各类硬件或是软件设施，方便学生查阅资料等。

1.2科学选题，结合实际

选题时，教师应根据高职学生的特点来确定设计具体要求，也就是说，对于论文理论深度、专业知识的涵盖范围，这一部分的要求要相应降低，而对于实际动手能力和内容的实用性方面，进行重点考查。可以从以下方面进行改革：1）选题应切合实际，校企合作命题。为了加强毕业设计的实用性、针对性，高职院校可以根据近年专业发展及学生就业的具体情况来设定题目，也可以与长期合作的企业一起命题，或是把企业的真实项目拿来作为毕业设计题目。2）允许学生自行拟定题目。高职学生在顶岗实习阶段，工作中会对专业知识有更新更深的体会，也有些学生会有改良或设计的想法，希望能自行拟定设计题目。由于学生所选题目与专业岗位紧密结合，有些甚至是单位亟待解决的问题，因此学生的兴趣和积极性都很高，课题的可行性与实用性也得到了充分体现，毕业设计的质量必然会大大提高。

1.3严格过程指导及监控

毕业设计持续时间长，任务重，学生相对来说又有比较自由的支配权，因此在设计环节的指导和监控就显得尤为重要。而学生毕业论文（设计）质量的好坏与指导老师的经验储备和水平高低有直接关系。可从以下几方面做好指导和监控。1)指导教师也需要深入企业，了解它的技术、工艺流程，参与技术服务；同时可活得一些科研项目，供学生前期的研究学习。2）聘请企业高级技术人员，对教师进行技能培训，或是直接参与指导学生的毕业设计。3）学院应制定适当的论文指导师生比，保证教师有充足的时间和精力进行论文指导。4）学院和系部需对教师的论文指导严格监督，建立完善可行的检查制度。教师应与实习单位加强沟通切实指导学生的论文和实习，对于学生毕业设计中遇到的问题、及顶岗实习情况作出评价，方便下一阶段工作的开展。

2考核形式多样化

过去，大部分高职院校一直采取的都是或毕业设计的毕业考核方法。通过多年教学反馈，我们认为：只要学生能把前面学到的专业知识灵活运用在实践中，可以参考现有的资料，只要能够彻底理解，并且能提炼出属于自己的东西就可以了。所以毕业设计的考核方式也应该不拘一格，形式多样。以机械类专业为例，考核标准除了毕业论文、毕业设计之外，其余方式如下：1）学生设计具体实物作品学生运用所学知识亲自设计或是制作出具体的实物作品，就机械CAD专业学生而言，可以利用逆向工程与3D打印技术制作各种模型，如电子产品外壳、维纳斯雕像等；机电一体化专业可设计或制作简易机器人、信号发生器、自动倒车系统等；数控技术专业可加工各种零件，盘类零件、套类零件、轴类零件；实物作品必须与所学专业的管理对象或是生产对象有关、与本专业的教学或技术推广有关。整个制作过程都需学生自己独立完成，由老师指导，以此锻炼学生的动手、自学、创新以及思维能力。2）获取省级或全国大赛奖项大赛可以检验学生的动手能力，团队的交流沟通能力、写作能力、创新能力、实践应用能力、解决问题的能力以及安全意识的职业素养，由此成功传递了职业教育发展改革的信息、方向。比赛验证的是学生的各项综合能力，如果学生参加比赛可以获得省级以上的各类奖项证书，证明了学生在某一方面极强的能力，以后可注重培养该方面。3）搞创新设计和小发明如果学生能够结合自己特殊的兴趣爱好，做出一些创新设计，拥有自己的小发明，将自己所学的专业知识能够更好地运用实践中，这就达到了培养学生理论归纳和实践能力的目标。综上所述，采取多样化的毕业考核模式，避免了学生按照以往惯例从网上下载、抄袭论文所需的资料，学生愿意在论文中融入自己的个人兴趣，自己动手、动脑完成大学的最后一份答卷——毕业论文，以此将理论与实践切实地结合起来。因此，对于高职学生专业素质的评价，要随时代变迁进行多样化考核方式，而不应仅仅局限于单一的毕业论文。

3结语

第2篇：工业机器人毕业论文范文

“导师制”是一种教育制度，与学分制、班建制同为3大教育模式。导师制由来已久，最先产生于14世纪的英国，被牛津大学和剑桥大学应用于研究生培养。20世纪，日本的筑波大学、美国的普林斯顿大学在本科生导师制方面实施得非常成功。建国后，国内高校在北京大学和浙江大学率先实行了本科生导师制，随后我国多所高校也开始实行本科生导师制。本科生导师制分为全程导师制、高年级导师制和科研导师制。科研导师制是提升学生创新能力的教育、教学实践活动的一项制度。它利用教师的科研能力、学术水平让学生参与课题研究，以科研为纽带，促进教师在育人中的主导作用，培养与提高学生科研意识和科研能力。科研导师制以教师为主导，学生在科研活动中体现主体性，担任导师的教师必须具有一定科研能力和学术水平，富有责任心。科研导师制的特点有：导师的主导作用与学生主体性相结合；课堂教学与实验教学相结合；具有连续性，必须从一年级起至毕业为止；④导师与学生互动，做到个性化教育］。科研导师制的运行模式：一般采取一年级时选择导师（导师公布自己的学术方向，进行双向选择），由一名导师指导3-5位学生。学生参与模式是：一年级参加社团活动；二年级参加导师课题活动；三年级在导师指导下自行申报课题，从事科研工作；四年级从事毕业设计。学生四年学习生活有机连续，保证科研能力有序提高。

2科研导师制度应用

将科研导师制度引入到计算机专业人才的培养模式中，就是让计算机专业的学生与教师协作，考察、创造和分享新知识。大学生科研创新活动的形式主要有：参与教师的科研项目、大学课外科技活动和大学生自主申请的研究项目。无论学生参与哪种科研创新活动，都要为其配备一个固定的科研导师，以提高学生创新研究的层次和水平。指导教师让学生参与到科研项目研究中，使学生在研究的过程中增强创新意识、创新思维和创新能力，增强学生的就业竞争力。科研导师制度的引入，首先要确定科研导师的能力，挑选那些科技创新能力强的教师担当指导教师。学校及院系需要制订相应的措施，以激励科研导师的工作积极性，努力提高科研导师的科研水平。比如，对成绩优异的科研导师进行奖励与表彰，计算相应的科研工作量等。由于计算机专业的学生从进入大学校门到毕业，所具备的知识水平不同，因而，科研导师制度的引入是一个循序渐进的过程，在每一个阶段，计算机专业学生在科研导师的指导下完成相应的任务，最终达到企业需求的目标，具体步骤如下：

（1）将计算机专业学生与科研指导教师配对，学习内容与科研指导教师研究方向一致

学生从大一就开始跟随科研指导老师进行专业学习，阅读计算机专业相关文献资料，有利于在最短的时间内进入到专业氛围学习，也有利于对以后所从事的行业有更深入的了解。计算机专业教师将自己的专业背景、学术业绩、带生数量交给院系，同时学生将自己的学业状况、兴趣特长、接受指导的需求也交给院系，由院系统一整理并公开科研导师和学生的情况，在保障双方都掌握知情权的情况下进行选择，师生之间通过面试环节扩大交流互动，最终通过双向选择机制确定导师与学生的配对关系。这样一种学生－科研导师的关系在整个大学生涯是固定的，学生跟随科研导师从大一进行学习，一直持续到毕业。在大一阶段，计算机专业学生需要培养查阅中外文献资料的能力，熟悉科研导师的研究方向和课题，学会写简单的综述，熟悉科研论文的写作思路和研究方法。通过这一系列的培养，学生对科研导师所研究的课题有了一个大概的了解，同时也基本熟悉了科研过程，可以迅速进入科研导师的课题组参与研究。

（2）通过实践，锻炼学生的动手能力

这一阶段主要是在大二、大三学习阶段完成。一般高校都将专业基础课程安排在大二阶段，将专业方向课程和专业选修课程安排在大三阶段。通过这一阶段的锻炼，培养学生的实践操作能力，为下一步承担和实施科研课题奠定基础。

（3）全面提高实践能力

这一环节主要在大三阶段完成。目前计算机专业大学生竞赛活动和创新基金课题较多，如“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛、大学生程序设计竞赛、全国信息技术大赛、机器人大赛、大学生计算机设计大赛等，在这个阶段，学生可以独立申请创新课题。在课题申请和完成过程中，学生通过查阅资料和科研导师的指导，设计技术路线和实验方案。同时，科研导师可以根据自身所研究的纵向或横向科研课题，在考虑学生专业基础知识、学习积极性和实际能力的前提下，拟定出一些创新性课题，引导学生选题，为毕业设计做准备。科研导师要定期听取学生汇报学习动态和课题研究的进展情况，交流学术思想，认真执行阶段性的检查和总结，及时发现问题并加以引导解决。根据研究进展提出新的要求和研究思路，保证学生学习和科研活动的协调发展。

（4）通过毕业实习、设计毕业论文，完美展现实践动手能力

这一环节主要体现在大四阶段。在毕业实习过程中，学生不仅要学习专业技能，而且要具备社会责任心、职业道德和团队精神等综合素质。毕业设计论文题目由科研导师确定，学生查阅文献资料，撰写毕业论文，设计实验方案，最终完成论文。科研导师除了要严格把握学生的毕业论文实践环节，还要针对学生的论文答辩展开训练，使学生具备展示成绩和学术交流的能力，为今后进入工作岗位或继续学习奠定基础。

3结语

第3篇：工业机器人毕业论文范文

论文的选定不是一下子就能够确定的。若选择的毕业论文题目范围较大，则写出来的毕业论文内容比较空洞，以下是学术参考网小编为各位同学准备的自动化论文格式。希望能够帮助到大家~

正文是论文的主体，系指引言之后结论之前的部分，应按GB7713--87的规定格式编写。这一部分的形式主要是根据作者意图和文章内容而定。

实验为研究手段的论文或技术报告，包括以下几个方面：

(1)实验原材料及制备方法。主要描述研究材料的可靠性、均衡性及随机性的情况。

(2)实验所用设备、装置和仪器。通用设备应注明规格、型号，如果是自己特制的装置，应提供示意图，并附测试、计量所用仪器的精度，使读者得知实验结果的可信度和准确程度。

(3)实验方法和过程。方法包括测量仪器、测定方法、标本处理、计算方法等，过程如何进行，操作应注意事项。若有技术上的经济性，要正确处理好学术交流与技术保密的关系。

(4)实验结果。结果部分是示出处理后的实验效应，包括各项指标的数据和图像。对结果进行分析，把实验所得的数据和现象加以解释，阐明自己的新发现或新见解。图表的数量应择其要者。

写该部分时要注意：首先是选取数据必须严肃认真，实事求是；其次是描述现象要分清主次，抓住本质，图表设计要精心，使其一目了然；最后是分析问题必须以理论为基础，以事实为依据。

撰写理论或解析文章，应注意以下内容：

(1)解析方法。包括前提条件、提出的假设、解析的现象、适用的理论和计算的程序；

(2)解析的结果。可用图表、公式进行整理。

(3)分析讨论。对结果的可信度、误差的评价。

范文赏析：

工业自动化论文发展趋势

摘要：目前计算机应用产业产业在我国工业控制自动化中的应用有了很大的发展，我国工业自动化计算机应用产业系统已经形成。工业控制自动化技术以低成本工业pc基础为主流，向智能化、网络化和集成化方向发展。随着计算机应用产业的发展，工业自动化计算机应用产业产业的应用领域迅速扩大，其发展趋势难以捉摸。本文就工业自动化计算机应用产业产业的发展现状和特点，对其趋势进行分析与讨论。

关键词：工业自动化；计算机应用产业应用；发展趋势

一、引言

工业自动化计算机应用产业是工业自动化产业基础的核心。传统意义上计算机应用产业用于工业生产过程的测量、控制和管理，包括计算机过程输入、输出通道。而今天的工业自动化计算机应用产业内涵已经远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制与管理。

目前，在通讯、网络、软件及光电的整合应用之下，工业自动化计算机应用产业也不再单纯局限于工业自动化领域的应用，而是结合了通讯、电子、光电、半导体及软件等应用，扮演愈来愈重要的角色且呈现多元及定制化的设计特点。计算机应用产业在工业自动化和信息化产业链中处于要素市场，处于快速发展的关键时期，不仅加速升级改造传统行业，而且也为新一代工业自动化计算机应用产业的应用和发展提供了良好的发展机遇。

二、工业自动化计算机应用产业发展特点

1.界限模糊。工业自动化计算机应用产业的系统、自动化、机电一体化、数控、cims等技术和学科之间逐渐渗透，界限越来越模糊，而在实际中也没有必要把它们分得很清楚，这是实际发展的需要，也是技术发展的必然。

2.技术融合。工业自动化一些fcs、ipc、nc/cnc与dcs、plc等计算机应用产业系统体系虽然设计初衷不一，各有特色，各有适宜的应用领域，也各有不适应的地方，但技术上都存在相互补充、相互促进、彼此共存的要素。仅仅靠独立的学习已失去传统意义上，各种控制系统之间融合不可阻挡。

3.应用领域扩大。过去，工业自动化计算机应用产业主要应用于过程控制，如控制电、煤、化、油等连续化、流程化的生产过程；离散加工制造机械、电子、汽车等自动化生产过程；单机自动化，如数控机床、智能仪器仪表，机器人等产品机电一体化等。目前，工业自动化计算机应用产业还逐渐应用于新的增长点，如公用工程、环保、楼宇与社区、道路与交通、农业与农村等。

三、工业自动化计算机应用产业发展趋势

在计算机应用产业市场层面来说，主要表现为：（1）工业计算机应用产业市场规模急剧增长。即使受全球金融风暴袭击，中国工业计算机应用产业市场依然将保持较快增长。据中国计算机应用产业行业协会工业计算机应用产业分会预计：未来5年，预计中国工业计算机应用产业市场仍将保持15%以上的年平均增长速度。未来的中国工业计算机应用产业市场，竞争虽然激烈，但格局会基本稳定，不论是传统ipc市场，还是新兴领域的嵌入式计算机应用产业，在构成工业计算机应用产业系统的数据采集板和功能方面，国内企业将与国外品牌同台竞争，外资品牌占有较大优势。（2）市场发展前景广阔。工业计算机应用产业产品和技术为其他各行业提供可靠的嵌入式和智能化基础平台。随着信息化深入，国民经济许多行业的关键任务将越来越多地依靠工业计算机应用产业，以共性技术的低成本工业自动化升级改造传统行业做主流技术路线使中国的工业计算机应用产业受到越来越高的重视。行业信息化需求增加，工业计算机应用产业的需求就大，其市场发展前景十分广阔。（3）长尾市场趋势。工业计算机应用产业在不同应用上，有不同的功能需求设计，需要设计符合其功能需求的产品。因产品复杂度高，价格较低，毛利率较高，相较于商用计算机应用产业市场，仍处于蓝海市场。因单品数量少而小型供应商多，呈现长尾市场特点。

 

 

 

 

2.在企业、行业发展角度来看：（1）国内企业将对市场细分敏锐把握。国产品牌规模的工业计算机应用产业企业，将会建立广泛的直销和服务网络，取得长足进步。传统ipc市场是我国工业计算机应用产业技术的发源地，将会一直是工业计算机应用产业的主战场。（2）我国的工业计算机应用产业企业将由模仿向自主创新、由中国制造向中国创造的转变。新一代epi，解决ipc工业计算机在多尘、潮湿、振动的环境下连接处易堵塞或氧化而接触不良使工业计算机应用产业失效的问题，具有开放性、散热性、抗振性、高稳定性、高可靠性等特点，而且加工工艺容易，成本低，将会得到广泛推广于国产数控装置。未来几年，本土企业会对新兴行业应用敏感，对需求把握准确，率先发掘市场，推出自主创新的计算机应用产业技术。

3.在技术层面上来说，主要有以下几点：（1）集中自动化趋向分布式自动化。传统的工业自动化计算机应用产业按照传统的软件技术，采用具有强大集中运算能力的中央控制器，以面向过程的程序为软件程序，需要做大量程序编制开发工作，还要编写现场设备与控制系统、管理层的通信程序。com/dcom技术，提供了一种软件架构，采用可复用的二进制软件组件，相互通信并共享数据，为实现分布式自动化提供了技术基础。dcom可以使com组件分布在不同的计算机上，并通过网络相互连接，相互交换数据，构成一个完整的应用控制程序。这就意味着分布式设备、工具和应用所具备的性能起着与集中式应用一样的作用，大大提高了系统的开放性、一致性和适用性，统一的工程和数据模型大大降低了工程项目的成本。（2）现场总线趋向以太网。近几年，工业实时以太网技术已被工业自动化计算机应用产业广泛接受。现场总线到工业以太网可以进行平滑过渡，保护制造商与用户自动化产品和解决方案问题，以最全面的profinet，automationworx为工业以太网协议。这种协议可以实现制造过程最佳化，直接访问控制和生产级自动化数据，提供生产计划管理系统，满足不同的应用技术需求。通过设备描述和控制器逻辑分配，使用指定的pc工程工具实现集成，支持将自动化功能分散于各个智能子系统，从而进一步提高了系统的可用性，这种能够不受限制的转移现场总线为工业以太网通信，能发挥高动态性能、本地化诊断、无需设置设备系统自动组态等功能。（3）工业有线自动化趋向无线通信技术。工业无线技术通过供无线数据链路和灵活的网络拓扑结构实现工厂内部设备与外部设备之间的通信提。无线通信技术具有数据传输速率高性价比优良、、区域广泛、抗干扰性强、系统维护成本较低等优点，是有线通信系统发展的重要补充，将成为工业自动化领域的又一热潮技术，据推测，无线技术的广泛应用将使工业生产效率提高10%左右，市场需求和应用前景十分广阔。

四、结语

如今的时代是变革的时代和推陈出新的时代。伴随着新一代工业自动化计算机应用产业的兴起，工业行业也将重新洗牌，各个行业面临机遇与挑战并存的局面。随着工业自动化计算机应用产业发展的趋势深不可测，只有抓住机遇，勇于和善于迎接挑战，才会与新一代工业自动化计算机应用产业一起发展壮大。

 

参考文献：

[1]刘美丽.现代工业条件下工业自动化的特点与作用[j].现代制造技术与装备，2010（03）.

第4篇：工业机器人毕业论文范文

关键词：计算机视觉 手势识别 OpenCV 静态手势识别

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0048-02

计算机从问世以来就在逐步改善我们的生活。随着计算机在各个领域使用的普及化，人机交互技术正在此时引起了世界各国专家们极大的兴趣，并对其开始进行深入的研究。近些年来，对于符合人际交流习惯的新型人机交互技术的研究变的相当的活跃。而这些研究中主要包含了人的脸部识别、面部表情变化的识别、唇读、凝视与头部运动的跟踪以及手势识别等方面。而手势识别则因为更加符合人与人之间的交流习惯，从而成为了一种以人为交互的中心的新型的人机交互技术。因此，手势识别技术已经成为人机交互领域的一大研究热点，本文主要研究基于视觉的静态手势识别技术。

1 手势识别技术的分类

近些年，手势技术已经出现了几种比较完善的理论体系，通过不同的手势输入设备可以将手势的识别主要分为基于视觉的手势识别和基于数据的手势识别这两种技术。

1.1 基于数据手套的手势识别

作为一种交互设备的数据手套，它在虚拟现实中应用广泛，有只利用几个传感器来测量手势中手指的弯曲度的简单的数据手套，也有用多个传感器来测量手势中的多个信息的复杂的数据手套。基于数据手套的手势识别技术是利用数据手套和位置跟踪器测量手势在空间运动中的轨迹和时序信息。在手势识别的过程中，被识别人佩戴数据手套后建立3D手势模型，系统可以通过所佩戴数据手套上的多个传感器来采集动态手势的运动信息，应用一系列识别算法，达到识别的效果。

1.2 基于视觉的手势识别

基于视觉的手势识别技术是通过摄像头来采集手势，这里的摄像头可以是单个或者多个。之后对所采集到的手势进行相应的特征提取后对特征进行识别，从而达到识别手势的目的。相比前者，基于视觉的手势识别技术的优势在于手势采集设备比较便宜，同时基于视觉的手势识别技术能够使人以更自然的方法与机器进行交互。缺点是这种技术实时性较差，受外界因素的影响较大，例如背景、光照等。

2 手势识别技术在人机交互中的应用

手势识别作为典型的人机交互技术，主要有以下几个方面的应用。

（1）主要用于虚拟环境上的交互。如：虚拟的装配、虚拟的制造、产品设计等等。虚拟的装配主要是通过手的动作来控制零件的装配工作，并且还可以通过语音与手势之间的合成来定义零件之间的装配关系，同时还可以将手势识别用在复杂的设计信息输入上。

（2）主要用于手语的识别。对于聋哑人来说，手语是他们的语言，也是他们依赖的对象，而手语则是由手型、动作、表情、姿势等方面所构成的一套手语交流的体系，它主要是依赖视觉与动作的交流。当手势识别与手语相互结合之后，机器就能看懂聋哑人的语言，故而，形成一套人与机器的手语翻译系统，这样就很好地便于聋哑人的交流。

（3）用于机械手的抓取。机械手的自然抓取一直是机器人研究领域的难点。手势识别，尤其是对于基于数据手套的手势识别技术的研究对克服这个问题有重要的意义，是手势识别的重要应用领域之一。

3 手势识别技术的主要识别方法

目前，无论是在基于数据手套的手势识别还是基于视觉的手势识别技术都有很多的分类识别算法，常用的主要有模板匹配法、神经网络法、隐马尔科夫模型法（HMM）和支持向量机法等等。

3.1 神经网络方法

神经网络作为一种被广泛应用的工具，在静态手势识别中也起到很大的作用。神经网络是一种大规模并行处理网络。由许多具有非线性映射能力的神经元组成，神经元之间通过权相连。神经网络作为一种静态手势识别技术，具有自组织和自学习能力，能有效抗噪声、同时具有很强的容错性和鲁棒性。经过多年发展，人工神经网络已经具有很多模型，例如模糊神经网络和BP神经网络。目前应用比较广泛的是以反向传播学习算法为基础的多层神经网络，简称为BP神经网络。

3.2 隐马尔可夫模型（HMM）方法

对于动态的手势，可以理解成一个连续区间内的手势信号。而对于分析区间内的信号，通常采取HMM方法进行模型化。HMM是在马儿可夫链的基础之上发展起来的。由于实际问题比马儿可夫链模型所描述的更为复杂，观察到的事件并不是与状态一一对应的，而是通过一组概率分布相联系，这样的模型就称为HMM。它是一个双重随机过程：一是马儿可夫链，这是基本随机过程，它描述状态的转移；另一个随机过程描述状态和观察值之间的统计对应关系。这样，站在观察者的角度，只能看到观察值，不像链马儿可夫模型中的观察值和状态一一对应，因此，不能直接看到状态，而是通过一个随机过程去感知状态的存在及其特性。因而称之为“隐”马儿可夫模型，即HMM。 然而正是由于HMM拓扑结构的一般性，导致这种模型在分析动态手势信号时过于复杂，使HMM训练和识别计算量过大，尤其是在连续的HMM中，由于需要计算大量的状态概率密度，需要估计的参数个数较多，使得训练及识别的速度相对较慢，因而以往手势识别系统所采用一般为离散HMM。

3.3 模板匹配方法

这是一种最简单的识别技术，其核心的思想就是将输入的原始数据与预先存储的模板进行匹配，通过测量两个模板之间的相似度来完成识别任务。最常用的匹配方法有加权欧氏距离法，相关系数法以及对数距离法。目前，这种方法广泛用于静态手势识别，具有计算简单、速度快的特点。

4 本文研究工作

4.1 本报告的研究内容

本手势识别系统的工作原理：在已经获取的手势照片中，每个手势选取4张图片作为模板，提取三个特征值，作为贝叶斯分类器的训练样本，训练完成后，用同样的方法提取读入图片的三个特征值，用贝叶斯分类器对其分类进行预测，从而得到识别结果

系统可以实时的对本文预定义的六个手势进行识别，六个手势按照手指数分别定义为0，1，2，3，4，5。系统由三个模块所组成，分别为图像预处理、特征提取以及手势的分类识别。

（1）手势图像预处理：减少图片的像素值后通过肤色检测检测手所在区域，将图像二值化，用边缘检测方法提取手势的边缘图像。

（2）手势图像特征提取：在得到手势的边缘图像以及轮廓矩阵之后，按照本文所采用的手势特征，对手势进行特征提取，生成手势的特征向量。

（3）手势的分类识别：本文采用训练过的贝叶斯分类器计算后验概率，选择最大的后验概率的类作为该手势所属的类别，即得出系统的识别结果。

4.2 图像处理与特征提取

4.2.1 图像预处理和肤色区域提取

对读入的图像先进行预处理，将图片的像素减少以增加运行速度。肤色区域的提取算法原理如下：肤色在YCbCr空间里的Cb、Cr分量聚集成一个椭圆形状，KL变换就是将坐标轴按照训练肤色样本的分布方差经过旋转平移成一组新的正交坐标轴，然后再这新的坐标系中构建椭圆肤色检测模型，在本系统中就是把图像的Y、Cb、Cr三个通道分开，然后用指针分别对这三个通道的每一个像素进行处理。

4.2.2 手势图像特征提取

本系统主要提取了手势的三个特征，提取方法如下：

（1）手势图像内手所占面积与手区域外接矩形面积的比值，提取方法为对图像内的像素点进行扫描，得到最靠近图片四周的白色像素点，经过这几个像素点做图片边长的平行线得到该矩形并计算面积，手势面积是计算提取肤色之后的图片中白色像素点的数量来获得。

（2）手区域外接矩形的宽与长的比值，矩形的长与宽的获得方法如上。

（3）手指数量，用一根水平线对进行过边缘提取的图片进行从上到下的扫面，求出出现在该水平线上白色像素点的最大值，记为ymax，手指数量即为ymax/2。

4.2.3 贝叶斯分类器训练和识别

本程序中对bayes分类器使用步骤如下：

（1）样本的选择。

对每个手势选取较有代表性的四张图片，对其三个特征进行提取，并作为训练样本对贝叶斯分类器进行训练。

（2）手势的识别。

用训练好的贝叶斯分类器对输入图片处理后得到的特征向量进行分类，得到其所属的类别。

5 实验结果及总结

5.1 实验结果

对获得的130张手势照片中，识别正确的照片的张数为94，占总数的72.3%，对与算法比较简陋的程序来说识别率还是令人满意的。

5.2 程序可改进的技术途径

（1）手势区域的提取。

本程序采用肤色检测来识别手势区域，实际使用中效果不佳，任何类肤色区域都将被识别成手势区域，故检测程序时，采用的是深色背景的手势图片，以减少背景被检测为手势区域的可能。可见单纯的肤色检测并不能很好的检测手势区域，尤其是复杂背景下的手势区域，在肤色检测的前提下，另外可以通过提取手势图像的灰度图的直方图，确定阈值来对图像进行二值化，二者结合使用必定回避单纯使用肤色检测的准确度有所提高。

（2）分类器的设计。

本程序采用的是opencv内置的贝叶斯分类器，而且也只是用了三个特征值，如果要进行优化，可以增加有效地特征值数量，来提高识别的准确度。

（3）特征值的提取。

在手势区域较好的识别的情况下，面积比和宽长比的获得较为简单。手指数量的提取在实际操作中的效果并不如人意，因为实际检测中，犹豫肤色检测本身的缺陷，导致提取出来的手势区域存在缺陷，进而导致手指数量的不准确提取。

参考文献

[1] 戴丹.基于图像的静态手势识别及在服务机器人的应用[D].浙江大学本科生毕业论文，2007.

第5篇：工业机器人毕业论文范文

关键词:专业建设;人才培养;教学改革;课程体系;教学模式

21世纪是智能科学技术快速发展的时期,智能科学与技术本科专业应当抓住这个契机,大力推进智能科学与技术的本科教育和专业建设,培养适合社会发展和市场需求的智能科学技术人才[1]。坚持以学生为根本,以传授知识、培养能力、提高素质和协调发展为己任,以我国经济结构战略性调整的要求和社会发展对人才的迫切需求为重心,针对师资队伍、人才培养模式、教学内容与课程体系、教学方法与手段、教学管理及培养质量等方面进行深入改革,形成具有先进的办学理念、完善的管理体制、领先的改革思路、优秀的师资队伍的龙头专业。智能科学与技术作为具有广阔发展前景和巨大应用需求的综合交叉学科,高校应进一步拓展相关研究领域,结合办学条件、管理制度及政策倾斜,突出人才培养和专业建设的特色。

1深化实践教学改革,探讨多元复合型人才培养模式

智能科学与技术专业要协调发展,首先必须明确专业特色,形成自己特有的学科体系、人才培养模式和课程特色。在智能科学技术相关研究已经渗透到各个领域的形势下,对人才的培养要从多元化角度来考虑[2]。一方面,当前国内外智能科学领域的相关研究如火如荼,原创性理论与核心技术的研究步伐在进一步加快,国际上对智能科学与技术专业研究型人才求

贤若渴。另一方面,智能科学领域的一系列学术研究成果,迫切需要转化成能够产生社会效益、支持社会主义经济发展及人民生活需要的产品,大型企业、著名公司对具有智能科学技术专业知识的应用型和工程型人才的需求势头正旺,因此,目前探讨智能科学与技术专业的人才培养模式正当其时。

1) 多元化人才培养模式。智能科学与技术专业是一个集智能技术、通信技术、计算机技术、控制技术等多学科交叉、跨应用领域的本科专业。根据社会经济的发展、市场对人才的需求以及专业自身的发展特点,智能科学与技术专业的人才培养应当兼顾研究型、应用型和工程型等多元复合型人才需求,因此,智能科学专业在充分整合优质教育资源的基础上,需要不断改革教育模式。一方面,通过各种教学活动,丰富各层次、各类型的课程教学资源,如:积极开设双语教学、探究式教学、“本、研合一”的高水平课程、校外名师课程等,强化学生创新知识和科研学术能力的培养,推进高素质人才的培养计划;另一方面,针对智能科学与技术专业的应用特点,积极开展学生科研活动和实践训练,使学生通过项目实践锻炼自己的实际研发能力,提高运用所学知识解决实际问题的能力。此外,充分利用我校多学科、综合化的人才培养优势,通过以跨学科、跨专业的交叉融合,打通各方的优质教学资源,给学生提供更加广泛的学习空间,促进优质高效的复合型人才培养。

2) 专业素养培养。完善由智能科学与技术专业基础课程、专业核心课程、专业方向课程三部分组成的定位明确、特色突出、规范合理的专业教育课程体系,加强学生在基础知识训练和智能科学专业技能的素养培养,强化专业基础的相关性,突出专业核心的稳定性,扩大专业方向的多样性。

3) 科研素养和适应发展能力培养。智能科学与技术专业面对多元化人才需求,不仅要培养学生独立从事科学研究的能力,自主不断学习新理论、新方法和新技术的能力,以胜任学科的前沿研究和技术发展;同时还要重视学生在研发团队的协同工作能力,以适应学科在实际中的各种应用需求,在不断开发高质量智能软件系统及项目研发的实际锻炼中,培养学生的高效工作能力和良好的沟通能力。

基于以上观点,我校在教学模式的改革中,积极提倡“夯实基础、综合提高、加强实践”的三结合人才培养改革思想,针对学生的专业素养、专业技能等多个方面细化培养方案,不仅注重培养学生的实际应用能力,还要兼顾培养学生的研究型思维、科学研究的能力及创新精神,从整体上提升智能科学技术人才培养的素质。

我校智能科学与技术专业坚持“教学、科研、团队的协调发展,学科、专业、课程的整体建设”,依托北京市实验教学示范中心、北京市高等学校工程研究中心,北京市重点建设学科“计算机应用技术”、校级重点建设学科“软件理论与技术”以及与其他专业和兄弟院校的联合,开展了以教师队伍建设为基础、以人才培养改革为核心,以促进学生知识、能力、素质协调发展为目标的专业建设工作,并形成了层次型人才培养方案,如图1所示。

图1层次型人才培养方案

1.1层次型人才培养方案及教学模式

结合智能科学与技术本科专业的特点,针对多元化人才培养需求,我们构建了“教―学―用”的层次型培养模式,形成了“2+1+1”的教学模式。前两个学年主要学习计算机科学技术和智能科学基础理论知识,以学习、理解和掌握知识为主,同时采用启发引导及探究讨论的教学策略,培养学生自主学习的能力和主动探究的兴趣,进一步结合相关问题、设计方法、分析讨论和问题求解培养学生的专业素养[3]。第三学年侧重学习智能专业核心课程,如:智能机器人、智能游戏与虚拟现实技术、模式识别、智能信息获取与决策管理、自然语言处理等体现智能科学与技术专业特色的课程,使学生在理论方法的学习中提高专业技能,同时所设课程与相应的实验课相结合,加强学生理论知识的消化和实践能力的训练。第四学年,以综合实践训练为主,学生根据各自的情况和兴趣,参加学生科研立项、各类科研竞赛活动、大学生创新实验、专业实习、毕业设计及教师的科研项目等,进一步强化实践能力培养环节,有利于学生整体综合素质的提高。同时,以问题为纲,培养学生在解决问题的同时自主发现新问题和新知识,进一步培养学生的主动思维和创新提高的科学研究素养[4]。

1.2 “本、研合一”的教学体系

本科生与研究生的培养互动是推动本科生创新能力培养的有效措施。我校智能科学与技术专业经过几年的探索和实践,形成了“本、研合一”的教学体系。“本、研合一”教学体系的设计思路是将学生在各个学习阶段的知识结构、实际应用能力和科学研究能力进行一体化设计,使学生在有限的时间里掌握尽可能多的知识,得到尽可能充分的实践与锻炼,并在一体化的教学体系设计中逐步培养学生的研究型思维、应用型和工程型能力,以及创新型精神,提升智能科学与技术专业的人才素质。

我校智能科学与技术专业借助已获批北京市和校级精品课程、探究式课程、双语课程及网络多媒体课程,包括智能信息获取技术、人工智能原理、模式识别、智能科学与技术导论、智能机器人和自然语言处理等,在三年级开设提高性的研究型课程,这种提高性教学采取本科生与研究生合班上课的形式,使一部分本科学生在本科阶段先行选修部分研究生课程,并接受高水平教师的培养。这一阶段要求教师面向研究和学习对象,将每一阶段的理论知识与实际应用系统对应设计,同时要求理论课和专业技术课都要针对研究和学习对象设计问题,留出解决问题的空间。在完成整个学习阶段后,组织学有余力的本科生与研究生联合申请科研立项(由学校条装处资助)、实验室开放基金(由学校学生处资助);有计划地将本科生按照他们的兴趣爱好,逐步吸纳到由研究生导师、研究型教师、研究生、本科生组成的科研课题组或特色研究小组,以科研项目组为单位,对学生进行系统的综合提高训练。

1.3积极开展“研、教互动”,培养具有前沿性、时代性和实用性的复合型人才

教师的科研和教改项目为学生提供了课外学习的平台和广阔的发展空间。部分学生将课程组教师的研究成果,实现了直观验证和探索归纳两种实验分析模式。另外,我们还组织部分有能力、有兴趣的学生成立课外科研兴趣小组,参加各种科研活动,4年来课程组教师指导的36个校级科研项目中有22个获得学校奖励。科研活动与教学的互动不仅提高和增强了学生学习的兴趣和动力,更激发了他们钻研与探索的精神。在本科第三年,一方面聘请国内外知名教授,为本科生开设前沿性的科研讲座;另一方面要求学生去联合实践基地、对口企业进行为期三个月的专业实习和相关实践活动,由双方共派导师形成导师组联合指导培养学生。这些项目不仅给学生从事基础研究创造了机会,也加强了专业科研对外合作,有利于专业人才培养水平的提高。

2以多渠道交流、合作及开放的方式,加强“产、学、研”结合的多元化培养模式

我校智能科学与技术专业广泛利用国内外优势教育资源开展主题鲜明、形式多样的教学科研合作,积极开拓产学研结合渠道,与企业共建科研开发中心合作,一方面提供学生进行专业实习、毕业设计、综合训练等,另一方面,还为学生提供科技创造的实践环境和为社会提供各种技术服务的平台。智能专业除了与本校的兄弟学院建立教学科研合作之外,还与澳洲悉尼科技大学、美国密西根州立大学、中科院高能所、中科院自动化所、IBM公司、北京上善中加信息技术有限公司、北京智能谷科技有限公司等几十家中外著名大学、软件公司、企业及高级研究机构建立了开发、科研与人才培养合作的机制,通过多种多样的方式在学校和校外各方进行联合,积极开拓产学研结合渠道,引进最先进的智能研发环境,培养学生掌握最新的研究成果和开发技术,成为适应国家科学研究、社会主义市场经济和信息产业发展需要的研究型、应用型、工程型的复合型人才,力争在人才竞争中保持优势。

3加强师资队伍建设

师资队伍建设一直以来都是专业建设的基本保证,我校智能专业注重建立教师深造培训、学术交流和工作分配的有效机制,进一步为教师提供丰富教学经验、了解人才需求的平台,以人尽其才的用人方式激发教师的工作积极性。近年来,我们已先后从中国科学院、北京理工大学、西安工业大学、北京科技大学等国内知名高校和科研机构引进了多名具有博士学位的教师,并结合智能专业的特点,建立了一支多学科、多专业的基础理论课教师、专业核心课教师、科研及工程技术人员组成的专兼结合的教师团队。这支以中青年为主的教师队伍长期工作在教学、科研第一线,积累了丰富的教学经验,教学效果显著,其中教授3人,副教授2人,研究生导师6人,具有博士学位的教师6人。经过多年的建设,专业已形成了一支知识结构、学缘结构和年龄结构比较合理的师资队伍,教师具有扎实的专业基础,深厚的教学功底,开阔的学术视野和较强的科研能力,其中,2人获北京市优秀青年骨干教师称号,3人多次获得学校优秀主讲教师、优秀导师和优秀毕设指导教师等称号。

在专兼结合的教师团队中,智能科学与技术专业的教师侧重培养学生扎实的理论基础和专业知识,同时注重院校内部交叉学科知识的融会贯通,联合院内信息工程专业、计算机科学专业、软件工程专业以及教育科学学院从事相关研究的学者,通过讲座与项目联合的方式,培养学生对跨学科交叉领域知识的掌握与应用。同时,积极开展与国内外著名软件公司、企业及高级研究机构的交流与协作,建立相关产业和领域一线工程技术人员到学校兼职授课的制度和机制,进一步扩充师资队伍的力量。另外,在教师队伍的建设建设中,采用以老带新和以新促长的方式,注重分工协作和交流发展,采用课程主讲教师负责制,全面负责课程的教学、实验、实习和实践;而实验教师负责实验、实习和实践教学,从而保证了队伍的连续性和优势互补性。此外,教授、副教授每学年必须为本科生开设核心课程,并要承担一定的教学实验、专业实习、指导本科学生科研立项、毕业论文指导等工作,切实保障了课程理论学习与实验、实践、研究环节的紧密跟踪与指导。

4优化课程体系

课程建设是专业建设的重要内容,课程教学的质量直接关系到人才培养的质量。智能科学与技术专业目前有北京市、校级精品课程、优秀课程、探究式课程、双语课程及多媒体网络课程7门,智能信息获取技术、人工智能原理、模式识别、智能决策支持系统、智能机器人、自然语言处理,另外还有多门课程的建设工作验收合格。智能科学与技术专业在课程体系的设置和改革方面,参考了国内外著名高等学校,包括麻省理工大学、斯坦福大学、东京大学、悉尼大学以及北京大学、南开大学、西安电子科技大学、北京邮电大学的智能科学专业的课程设置,充分考虑了我院在信息处理技术方面的特色,以及智能科学专业多年来在机器学习、模式识别、自然语言理解以及智能信息处理等方向的科研成果及研究生培养经验积累,以智能机器人、智能游戏及智能信息处理等为特色课程,以建设“理论―研究―实践”为指导思想,设置了协同递进的特色课程体系,如图2所示。通过“学习+提高+实践”的协同递进和不断深化的过程,达到系统掌握和融会贯通,并由“基础训练”提高到“专业素养”,最终上升为综合能力。在理论基础和实践训练的协同学习过程中,案例学习与项目带动的一体化方式可以激发学生的学习热情和科研兴趣,同时使学生感知理论基础知识的重要性。

图2协同递进的课程体系

5拓宽多学科领域的教学科研合作,提高人才培养质量

智能科学与技术专业自身特点决定了在人才培养方面的学科综合交叉性[5],体现了与其他领域的技术相互渗透的必要性,这种跨学科的交叉应用研究更能激发智能科学与技术专业的活力,更能充分发挥智能专业的科研潜力。拓宽领域合作是各个学科在教学改革中值得思考的问题,我校智能科学与技术专业结合本校的办学特色,与教育科学学院教师联合开展了在教育信息智能化方面的相关合作,将专业技术广泛应用于教育信息的智能处理中,从学业表情、知识驱动、网络信息监管与安全分析入手,基于情感计算、数据挖掘、Multi-agent、分布式智能检测、教育信息等技术,在情绪信息认知计算模型和信息安全监控模型方面进行广泛深入的合作研究。这种交叉领域的教研合作,有利于促进专业相关课程及其实验、实习、科研、毕业论文、学生科研活动取得良好的应用效果[6]。

6人才培养和专业建设的架构

本校智能科学与技术专业结合近年来在人才培养和教学改革中的经验和教训,缜密剖析了当前智能科学与技术专业在我国的学科地位、自身特点和未来发展,建立起了“专业基础+项目实践+社会服务”的人才培养与专业建设架构,如图3所示。

图3人才培养与专业建设架构

7结语

智能科学与技术是一个与学科领域前沿及最新发展紧密结合的多学科交叉专业,因此要结合心理学、哲学、生命科学等多学科不断优化知识结构,根据教育部、教学指导委员会和国家及北京市科技发展中长期规划纲要,突出重点领域和前沿技术优先发展的有关要求,认真研究专业定位,规范智能科学与技术专业建设的基本内容,加强基础,提高素质,优化结构,增强优势,协调发展,突出特色;顺应社会的

发展需求,面向市场的用人需求, 构建经济社会发展需要的课程体系,规范课程教学内容设置,加强精品课程建设,开设高水平课程。同时,政策倾斜、条件改善和严格管理是提高人才培养质量的保障,高校应当进一步加大投入,支持智能科学与技术专业的实验室、实习基地、图书资料、基础设施、师资优化等教学条件的建设和改善,使其具有更好的办学条件和更加先进的教学手段,满足多元复合型人才培养的需要。此外,专业建设实行专业责任制,明确专业建设目标,理清专业建设思路,切实制定和完善专业建设实施规划,加强师资队伍建设,在课程改革与建设、教材建设、实践教学基地建设、教学改革与管理等方面落实相关人员责任,落实专业建设经费,确保达到专业建设的预期目标。最后,加强专业毕业生就业服务与跟踪调查:以科学发展观为指导,以学生的全面和谐发展为中心,在统筹兼顾的前提下,重点加强专业的毕业生就业服务与指导工作,努力提高就业率,积极开展就业跟踪调查,多渠道了解信息,建立更加完善的毕业生社会评价反馈体系,加强专业毕业生的后续管理,进一步提高专业的影响力和社会声誉。

参考文献:

[1] 王万森,钟义信,韩力群,等. 我国智能科学技术教育的现状与思考[J]. 计算机教育,2009(11):10-14.

[2] 谢昆青. 第一个智能科学与技术专业[J]. 计算机教育,2009(11):16-20.

[3] 焦李成,石光明,钟华,等. 智能科学与技术本科特色专业建设的实践与探讨[J]. 计算机教育,2009(11):26-29.

[4] 李擎,陈雯柏,李邓化,等. 智能科学技术专业建设的实践[J]. 计算机教育,2009(11):33-37.

[5] 魏秋月. 关于智能科学与技术专业人才培养和学科建设的思考[J]. 教育理论与实践,2009(9):18-19.

[6] 刘丽珍,王旭仁,刘杰. 智能科学与技术本科专业教学改革及课程建设[J]. 教育信息化,2009(11):112-115.

The Discussion on the Undergraduate Training and Professional Building of the Specialty of

Intelligence Science and Technology

LIU Li-zhen, SHI Chang-di, LI Zhi-ping, ZHANG Cong-xia

(College of Information Engineering, Capital Normal University, Beijing 100048, China)

第6篇：工业机器人毕业论文范文

燕山大学的前身东北重型机械学院是教育与生产实践相结合的产物。当时，学院与中国第一重型机器厂仅一墙之隔，学院的教师以哈工大为主，干部由哈工大和第一重型机器厂共同选派，从而形成了校厂合作的特殊关系。教学密切结合生产实际，基础课采用课堂讲授，大部分专业课采用课堂教学与现场教学相结合的方法，承担教学任务的既有学校的专职教师，又有工厂的技术人员。教学计划中必须安排200～300学时进行科学研究，学生的部分课程设计和绝大多数毕业设计，都是结合实际生产题目进行的，工厂技术人员和前苏联专家对毕业设计和部分毕业论文进行指导。学院师生在第一重型机器厂参加了大量的生产实习和科技开发项目。办学初期，就而形成了一种以教学为主，教学、科研、生产相结合的特殊办学模式。这为形成燕山大学“学研产互动”的办学特色奠定了基础，并逐渐演变成为一种学术传统。

在近50年的办学历程中，学校为机械行业培养了一大批企业家和技术骨干，解决了一系列重大理论与技术问题，同时也巩固了学校在重型机械及装备领域诸多学科的领先地位。尽管经过近二十年的发展，学校的学科门类得到了很大扩充，呈现出了工、文、理、经、管、法、教的多学科格局，但在发展战略上，学校依然继续坚持以工为主、以重型机械及其装备为特色的办学思想。

多年来，重机行业及其所属企业对学校的发展一直都十分关注，并给予了学校许多帮助和支持。同时，学校也一直在密切关注着行业的发展。为了更好地服务于重型机械行业，学校始终坚持将科技创新体系建设作为一项重点工作来抓，在创新平台、创新队伍、创新项目和创新机制等方面取得了显著成效。

积极筹措资金 努力构建支撑创新需要的学科平台

1997年学校整体南迁，但国家没有专项资金支持，学校完全依靠自筹经费建设到现在这个规模，所以在前些年，学科平台建设投入是不足的。2000年以来，学校在办学经费依然紧张的情况下，为学科平台建设投入近1.5亿元，通过新建平台和对原有平台的升级改造、资源优化整合，先后建成“机械设计及理论”国家重点学科，“亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室”和“河北省高精度轧制技术装备工程研究中心”等8个省重点实验室。

筹建于1998年初的“亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室”是目前河北省唯一的国家重点实验室，是地方院校中为数不多的国家重点实验室之一。2005年12月，该室获科技部批准列入“十一五”期间国家重点实验室建设计划。实验室以亚稳材料制备技术与科学为主题，立足于基础和应用基础研究，同时注重向应用开发延伸，形成了非平衡相变与亚稳相截留、新型亚稳材料设计、合成与物性、非晶与纳米晶、含亚稳相钢铁材料、亚稳材料制备与加工技术基础等5个科研方向，承担着“973”项目、“863”项目、国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、国家攻关项目等大批研究与开发任务，取得了一批重要成果，在Phys.Rev.Lett.、Adv.Mater.、Appl.Phys.Lett.、Phys.Rev.B等刊物上发表学术论文246篇，被SCI收录135篇，论文被引用429次。经过多年持续建设，现在实验室已建设成为一个分析检测设备齐全、制备设备特色鲜明的科研平台。

引进与培养相结合 打造具有特色的创新队伍

重型机械大型成套装备的开发研制，是学校的传统优势，需要机、电、液、材料等多学科人才的共同支撑。南迁后，学校充分利用地处沿海的区位优势，加大人才引进的力度，有效地吸引和凝聚了一批高层次人才。例如，材料学院通过引进中科院、哈工大的几位国内知名教授，促进了材料学科创新团队的快速成长，逐渐形成了一个在新型亚稳材料探索、晶体结构表征、结构相变和物理性能研究等方面特色鲜明的青年研究群体。该群体以“长江学者奖励计划特聘教授”、“国家杰出青年科学基金获得者”和“洪堡学者”为学术带头人和主要研究骨干，活跃在亚稳材料研究领域，逐步得到了国内外学术界的认可。该团队现有教师11人，其中长江学者2人，国家杰出青年科学基金获得者3人，德国洪堡学者3人，博士生导师6人。正是因为有了这样一支高水平的创新团队，才使学校在国家重点实验室建设上取得了快速突破。

在引进的同时，学校以科研项目为纽带，发挥传统优势学科老教师传帮带的作用，在机械设计及理论、机械电子工程、控制理论与控制工程等学科领域，培养出一批学术水平较高的中青年学术骨干，初步形成了特大型零件成形制造、板形精确控制、液压AGC、大型锻件及装备、并联机器人、电力电子与电力传动、控制理论与控制工程等在国内具有较强竞争力的创新队伍，使学校在承担国家和企业重大项目方面的总体实力得到明显提高。

发挥学科优势 开展创新性科学研究和技术开发

学校在重型机械及相关领域具有比较明显的学科优势，并且在将近50年的办学历史中，培养出的一大批毕业生遍及国内重型机械行业的科研院所、大型企业。学校与机械尤其是重型机械行业有着一种天然的学术与人际联系。因此，学校承担的科研任务主要是国家重型机械及其相关领域的前沿课题、重大技术项目和成套技术装备。研究课题大多以成形工艺为基础，以成套装备为主体，具有工艺与设备结合、机电业与现代控制技术结合、学校与重型机械装备生产企业相结合的特点，具有明确的工程背景和应用推广价值。这一科研特色有效地推动了学校科技工作的全面发展。

近几年，在日趋激烈的重型机械行业技术市场竞争中，学校依靠自身的学科优势和科研特色，在成套技术装备方面，获得了攀钢IGC650HCW精密冷带轧机关键技术及成套设备研制、凌源钢铁股份有限公司900平整机组关键技术及成套设备研发、某大型钢铁企业1450mm五机架冷连轧机液压AGC系统研制和一些大型钢厂、电厂的湿式电除尘系统等一批单项合同千万元以上的大型工程化项目。IGC650HCW精密冷带轧机关键技术及成套设备研制项目获得了1999年国家科学技术进步二等奖。

板形理论是轧制理论的重要组成部分，是设计板带轧机、制定板带轧制工艺规程和控制板形的重要理论基础，也是实现板带精确轧制的技术核心。学校在板形理论研究方面的研究成果，已经成功地应用于宝山钢铁公司等国内外大型钢铁企业的生产实践。研究成果还获得了国家科技进步二等奖和2005年国家科技进步一等奖。

金属型材三维拉弯工艺及设备是轿车生产中的一项重大技术，曾经也是制约轿车国产化的关键。我校独立开发的金属型材三维拉弯技术，不仅实现了一批引进车型的拉弯件和工艺装备的国产化，为国内18家汽车型材弯曲件配套生产厂商提供了数以百计的专用拉弯工艺装备，使一汽大众、上海大众、二汽、一汽丰田、南汽以及上海通用等汽车生产厂家受益，而且已经出口到工业发达国家。研究成果获2000年国家科技进步二等奖。

高锰钢辙叉和高碳钢钢轨的焊接技术是我国铁路实现全面提速的关键难题之一，国际上只有法国和奥地利拥有该项技术的发明专利。我校发明的高锰钢辙叉与钢轨的焊接技术，是与奥地利和法国完全不同的高锰钢辙叉焊接技术，使我国成为世界上第三个自主拥有该项技术的国家。该技术现已成为我国铁路系统采用的唯一技术，并获国家科技进步二等奖。

学校承担的军工“863”研究任务，研制出适于空间使用的大块非晶合金轴承；利用大块非晶合金组织均匀、抗超高速撞击等特点，将大块非晶合金制成空间环境探测器（卫星搭载）。研究成果获国家科技进步二等奖。

目前，燕山大学在国内重大装备及其相关技术领域发挥着愈来愈重要的作用。学校承担着“973”项目“超高压下凝聚态物质的若干前沿问题”、“863”项目“面向钢铁行业生产中的组织性能预报及智能化控制”和国家自然科学基金重点项目“特大件成形制造技术基础研究”，是150MN自由锻造水压机的合作研制单位，大型模锻液压机（800MN）设计制造关键技术联合攻关小组成员单位。

完善创新机制 强化学研产办学特色

为适应科技工作市场化的要求，学校不断改革和完善科技管理机制和管理制度，调动广大教师从事创新研究的积极性。1984年，学校相继成立了科技开发总公司和轧制技术工程研究中心，为教师直接参与国家经济建设、服务重型机械行业搭建了平台。2000年以来，学校先后制定了一系列管理制度和科研业绩评价办法，如对教师承担的高水平国家项目加大配套资金支持的力度，对教师承担的重大横向项目减少管理费提成，对教师评聘专业技术职务提出具体的科研经费到款指标等，营造了一种良好的科研氛围，充分调动了广大教师的科技创新积极性，对学校科技创新工作的持续发展发挥了重要作用。

学校始终积极鼓励和支持教师将科研成果向现实生产力转化。1992年，学校的锻压实验室和轧机实验室的两个项目课题组，分别利用自身的研究成果创办了汽车附件厂和双层卷焊管厂，1997年，又适时地组建燕山大学产业集团公司。随着校办科技产业的发展壮大，1999年，以产业集团公司为基础，学校在秦皇岛经济技术开发区创办了燕山大学科技园，2003年，燕山大学科技园被科技部和教育部批准为国家大学科技园。这是由学校独立创建的、河北省唯一的国家级大学科技园。目前，燕山大学科技园占地面积500亩，总建筑面积15万平方米。入园企业和机构146家。学校以园区建设为契机，坚持贯彻依靠优势学科、发展特色产业的指导思想，通过建立既符合市场经济规律、又能保护创新主体各方积极性的利益共享机制，把科学研究与园区发展有机地结合起来。经过两年多时间的建设，大学科技园已经形成了以汽车零部件制造、电子信息、新材料等为主要支柱的产业结构体系，发展成为具有特色的技术创新基地、高新技术企业孵化基地、创新创业人才聚集和培育基地、产学研结合示范基地，成为学校科技创新体系的重要组成部分和学研产互动办学特色的重要标志。

2005年，为了进一步深化科技管理体制改革，强化基于学科优势和学科特色的科技创新能力建设，学校提出了筹建燕山大学科学技术研究院的构想。拟组建的燕山大学科学技术研究院将涵盖机械、材料、环保、建筑、自动控制、信息、软件、管理科学等学科领域，以一个人力和资源整合能力更高、创新团队阵容更强、科技开发实力更雄厚、市场运作更规范、市场反应更敏捷的新姿态，担负起燕山大学的科技创新历史使命。

第7篇：工业机器人毕业论文范文

毕业论文

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.

(一)"机电一体化"的发展历程

1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、cad／cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。

(一)北京“机电一体化”工作面临的形势

1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。

(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

(4)北京工业系统cad应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，cad应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；cad的覆盖率才达到11%(而全国cad应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。

(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。

(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。

2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。

1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。

3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)北京“机电一体化”工作的任务

北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点

(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶

国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和pid技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。

(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平

对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。

(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度

风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。

(4)优先应用cad／cam技术，工业设计水平提高要有新目标

北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统cad的应用率为17%，cad的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。

2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标

(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

(2)单项目标：

·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。

·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。

·plc的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的plc生产基地之一。

·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。

·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。

·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；plc模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。

五、北京发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。

“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：

抓紧开发生产gto、gtr、vdmos等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；

抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；

第8篇：工业机器人毕业论文范文

第一节 物流发展的现状

物流最早是在二战中，围绕战争物资供应，美国军队建立的“后勤”（logistics）理论发展过来的。当时的“后勤”是指将战时物资生产、采购、运输、配给等活动作为一个整体进行统一布置，以求战略物资补给的费用更低、速度更快、服务更好。后来，将“后勤”体系移植到现代经济生活中，才逐步演变为今天的物流。

物流科学于80年代传入我国，由于经济体制的问题，物流研究直到改革开放进行了十几年的90年代末期才开展起来。总的说来，由于我国的市场经济刚刚起步，一方面存在限制物流发展的因素，另一方面又存在许多可以挖掘的物流潜力。同发达国家相比，我国物流研究的市场基础还存在很多的差距。

根据中国物流与采购联合会此前的数据显示，在2008年之前，我国物流业规模快速增长，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2.0万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16.5%，占GDP的比重为6.6%。而到了2009年，受国际金融危机的影响，我国社会物流总额同比增速由一季度下降3.3%，上半年下降0.8%，转为前三季度增长 2%，反映出物流需求在逐步扩大；前三季度物流业增加值同比增长4%，增幅比上半年提高1.9个百分点，呈加快增长态势。从企业来看，2009年业务收入基本上经历了一季度止跌，二季度企稳，三季度回升，全年比前一年略有增长的积极变化。整个行业运行呈现加快回升的积极变化。在2009年，国务院及时出台了《物流业调整和振兴规划》，实现传统物流业向现代物流业的转变，不仅是物流业自身结构调整和产业升级的需要，也是整个国民经济发展的必然要求。

物流行业的发达程度与发展水平，直接关系到制造业的效率和利润。中国是世界有名的“工厂”，以前物流外包的比例还比较低，制造企业自营物流仍是主流，第三方物流占物流服务份额很低，据调查仅为17%左右，且第三方物流发展不成熟，目前其需求仍呈增长趋势。我国近几年的物流发展比较迅速，有很多的物流企业，但是现代化的物流企业还不多，基础建设落后、信息化程度低、服务范围小、内容单薄、总体服务质量和水平不好，无法跟上制造业的发展脚步，提供有利的支持。制造企业不放心物流企业的供应服务能力，认识程度低，担心物流外包会丧失主动权，而过于依赖物流企业，导致控制权减弱。双方之间的沟通并不流畅，物流企业也不了解制造企业的真实需求，导致供应能力不足和有效需求不足并存的矛盾。但随着近几年，物流行业的迅速发展，制造行业的物流外包速度加快，产业融合与联动趋势更加明显，比如2006年销售物流外包以5％～10％的速度增长，运输与仓储外包以10％～15％的速度增长，运输业务委托第三方已占企业运输业务的67．1％。

第二节 选题的意义与背景

在物流管理出现之前，制造业企业还没有一个独立的配送管理部门，只是被作为制造活动的一部分，没有职业物流人员和关于这方面的学术研究。直到20世纪60年代物流管理和物资配送出现后，情况才有了变化。20世纪80年代有了一个新的理论----集成物流，把企业的输入、输出物流管理以及一部分制造功能集成在一起。在90年代，供应链管理这种新的模式出现了，随即就有了集成供应链的概念，企业把焦点从里面转到外面，通过和其他供应链的成员进行物流的合作协调寻找商业机会。而制造业配送包括制造企业的物料和成品在供应商、制造商和客户之间，以及企业内部各生产车间甚至生产工位之间的有序平稳流动，以及它们之间的信息流动。配送管理对于有效提高制造业的柔性和对市场的响应速度具有决定性的作用，因此非常有必要开展对制造业配送管理的研究。

     

第二章 配送管理  

第一节 配送的概念和作用

一、配送的概念

日本1991年版《物流手册》的表述：生产厂到配送中心之间的物品空间移动叫“运输”，从配送中心到顾客之间的物品空间移动叫“配送”。 美国《物流管理供应链过程的一体化》表述：实物配送这一领域涉及特制成品交给顾客的运输。实物配送过程，可以使顾客服务的时间和空间的需求成为营销的一个整体组成部分。我国出版的《现代物流学》的表述：配送是以现代送货形式实现资源最终配置的经济活动；按用户订货要求，在配送中心或其他物流结点进行货物配备并以最合理方式送交用户。而对于制造业来说，配送是围绕制造业企业所进行的原材料、零部件的供应配送，各生产工序上的生产配送以及企业为销售产品而进行的对客户的销售配送。

制造业配送结构模型如图2-1所示。

 

                                        图1-1 制造业配送结构模型

二、制造业配送的作用

（一）通过集中库存使企业实现低库存或零库存

制造业企业为了实现高水平的配送，而依靠配送中心的准时配送，一方面可以降低库存量甚至是“零”库存，从而解放大量的的 储备资金，另一方面采用配送中心集中库存可以利用规模经济的优势使单位存货成本下降。

（二）简化事务，方便客户

客户只需要向一个配送中心订货，就能订到所有想要的货物，降低交易成本，提高效率。而对于生产单位来说，只需要把货物集中配送到一个地方，减少接货成本，可以全身心投入到自己擅长的业务中。

（三）提高供应保证程度

         制造企业自己保持库存，维持生产，供应保证程度很难提高，受到库存费用的控制。采取配送，配送中心可以比任何单位企业的储备量更大。而对于每个企业而言，中断供应、影响生产的风险相应缩小，使客户免去缺货之忧。

（四）降低缺损，防止内盗

假如各个生产车间自己保持库存，由于没有专业的仓库保管人员，同时设施也不可能十分完善，容易造成货物的缺损。同时由于库存分散，造成管理混乱，容易发生内盗事件，造成大量损失。配送中心经验丰富的专业仓库保管员和完善的仓库保管设施，可以最大程度地保证货物得到妥善保管，降低缺损率。

 

第二节 配送作业流程

一、进货

在配送的基本作业流程中，进货作业包括把货品等物质从实体上领取，从货车上将货物卸下、开箱、检查其数量。当客户下订单以后，工厂因为成品的可存率不足，并会向供应商订购原材料、零配件等。这个时候，要按照保证货物先进先出，缓不围急，根据货物的尺寸、数量 、特性、保管要求选择货位，出入库频率高使用方便作业的货位，小票集中、大不围小，方便操作，作业分布均匀等原则安排货位。

二、订单处理

从接受客户订单开始着手准备拣货之间的作业阶段，称为订单处理。通常包括订单资料确认、存货查询、单据处理等内容。其中有以下几个内容确认：货物数量及日期的确认、客户信用的确认、订单形态的确认、订单价格的确认、加工包装的确认、设定订单号码、建立客户档案、存货查询和存货分配、计算拣取的标准时间、按订单排定出货时序及拣货顺序、订单资料处理输出等。

三、拣货作业

拣货作业是配送作业的中心环节。所谓拣货，是依据顾客的订货要求或配送中心的作业计划，近尽可能迅速、准确地将商品从其储位或其他区域拣取出来的作业过程。拣货作业在配送作业环节中不仅工作量大，工艺复杂，而且要求作业时间短。拣货方式包括按订单拣取、批量拣取、复合拣取。

四、补货作业

是将货物从仓库保管区域搬运到拣货区的工作。

五、配货作业

指把拣货分类完成的货品经过配货检查过程后，装入容器和做好标示，在运到配货准备区，待装车后发送。

六、送货作业

送货作业是利用配送车辆把用户订购的物品从制造厂、生产基地、批发商、经销商或配送中心，送到用户手中的过程。送货通常是一种短距离、小批量、高频率的运输形式。它以服务为目标，以尽可能满足客户需求为宗旨。本文着重探讨就是制造业送货过程中，车辆的安排、送货路线的选择、送货的顺序。

制造业的配送流程如图2-2所示。

                                                  图2-2 制造业的配送流程

第三节  配送模式的选择

配送模式是企业对配送所采取的基本战略和方法，根据国内外的发展经验及我国配送理论与实践，目前，主要形成了以下几种配送模式：

一、自营配送模式

自营配送模式是企业物流配送的各个环节由企业自身筹建并组织管理，实现对企业内部及外部货物配送的模式。这种模式有利于企业供应、生产、和销售的一体化作业，系统化程度相对较高，既可满足企业内部原材料、半成品、及成品的配送需要，又可满足企业对外进行市场拓展的需要。其不足之处表现在，企业为建立配送体系的投资规模将会大大增加，在企业配送规模较小时，配送的成本和费用也相对较高。

二、共同配送模式

共同配送是物流配送企业之间为了提高配送效率以及实现配送合理化所建立的一种功能互补的配送联合体。共同配送的优势在于有利于实现配送资源的有效配置，弥补配送企业功能的不足，促使企业配送能力的提高和配送规模的扩大，更好地满足客户需求，提高配送效率，降低配送成本。

共同配送的核心在于充实和强化配送的功能。提高配送效率，实现配送的合理化合系统化。因此，作为开展共同配送的联合体成员，首先要有共同的目标、理念和利益，这样才能使联合体有凝聚力和竞争力，才能有利于共同目标和利益的实现。开展共同配送、组建联合体要坚持以下几个原则：

1、功能补充

2、平等自愿

3、互惠互利

4、协调一致。

共同配送的实施步骤为：

1、选择联合对象

2、组建谈判小组，做好谈判准备

3、签订合同意向书及合同，并进行公证

4、组建领导班子，拟定管理模式

5、正式运作

共同配送的类型，大体可归纳为：紧密型、半紧密型和松散型；资源性和管理型；功能型；集货型、送货型和集送型等。

三、互用配送模式

互用配送模式是几个企业为了各自利益，以契约的方式达成某种协议，互用对方配送系统而进行的配送模式。其优点在于企业不需要投入较大的资金和人力，就可以扩大自身的配送规模和范围，但需要企业有较高的管理水平以及相关企业的组织协调能力。

与共同配送相比，它的特点主要有：

1、共同配送模式旨在建立配送联合体，以强化配送功能为核心，为社会服务；而互用配送模式旨在提高自己的配送功能，以企业自身服务为核心。

2、共同配送模式旨在强调联合体的共同作用，而互用配送模式旨在强调企业自身的作用。

3、共同配送模式的稳定性较强，而互用配送模式的稳定性较差。

4、共同配送模式的合作对象需要经营配送业务的企业，而互用配送模式的合作对象即可以是经营配送业务的企业，也可以是非经营配送业务的企业。

四、第三方配送模式

第三方就是为交易双方提供部分或全部配送服务的一方。第三方配送模式就是指交易双方把自己需要完成的配送业务委托为第三方来完成的一种配送运作模式。随着物流产业的不断发展，以及第三方配送体系的不断完善，第三方配送模式应成为工商企业和电子商务网站进行货物配送的首要模式和方向。

随着物流管理的理念在中国企业内逐步被认知，第三方物流作为有着较新物流理念的产业正在逐步形成。中国原有的运输企业、仓储企业、电子商务企业经过改造和合并，形成了新兴的第三方物流企业。第三方物流企业在对企业的服务中逐渐形成了一种战略关系，随着JIT管理方式在中国的普及，不论制造业还是商业企业，普遍应用JIT管理的理念，采用拉动方式，减少库存，降低库存储备，适应市场变化。JIT管理方式的应用，使服务于制造企业和商业企业的第三方物流企业，采取小批量、多频次的JIT运输。第三方运输与传统运输的比较如表2-1。

表2-1 传统运输与第三方运输的比较

传统运输的特点 组合配送的特点

供应商对运输独立管理 第三方物流企业管理

分散操作，缺乏合作及可见性 整合操作完全的可见性和管理

分散复杂的流动 简单集中的流动

低货物空间利用率 优化车辆利用率

库存水平不均 有效的库存控制

无IT解决方案平台 有一体化的IT平台支持

第三方运输是一种适应市场发展的新型的运输配送模式，但其发展和推广又有相当的条件和前提。

1、 市场需求程度。消费者的需求变化是导致市场需求变化的主要因素，对消费品本身可变性和带动性需要进行分析。

2、 供应链体系的建立。供应链体系的建立是组合配送模型实施的前提，作为第三方物流企业，掌握了相当的主导企业和配套企业的机密信息，没有战略性的合作伙伴关系，第三方物流企业无法深入到供应链管理体系当中。作为第三方物流企业，在没有建立战略关系时，为供应链服务无形中会增加相当的交易成本和沟通成本，导致整个供应链成本上升和供应链体系的不稳定，无法发挥整合物流的优势。

3、 信息技术和物流标准的推广。依托Internet和企业内部局域网有效实施信 息共享是建立组合配送的基础。供应链企业通过电子数据交换系统（EDI）、电子邮件系统等通过Internet在企业之间进行快速的信心交换，完成订单下达和处理工作，减少了前置时间。第三方物流企业建立自己的物流管理系统与供应链主导企业和配套企业的信息系统进行有效连接，完成提货通知、发运状态、线路设定、发运结算等信息的交换，对配送指令进行快速反应。通过集装化运输、GPS跟踪控制、条形码技术等的应用，有效控制运输，降低货物的操作时间，适应快速的供应体系。

总之，第三方配送作为一种配送模式，符合企业发展和供应链发展的要求，对今后物流体系发展有着一定的引导作用。而本论文所要研讨的配送方式正是符合第三方配送模式。

第四节 货物运输与配送管理

一、货物运输的影响因素与原则

货物运输是物流的核心业务，也是配送管理中不可缺少的一环。充分利用现有运输管道，提高运输、改进经营组织、管理体制等对改善配送管理有着重要的作用。

货物运输子系统的基本目标是安全、迅速、准确的成本。配送运行过程必须利用运输网络，即利用有运输路线和结点组成的资源体系。在一定综合运输格局的情况下，不同运输方式的服务质量、技术性能、方便程度、管理水平是影响不同层次物流系统选择运输方式的重要因素。在构思货物运输系统时，应根据系统实际担负的货运量的大小、作业内容与范围、以及与其他各个子系统的协调关系，进行规划、构筑工作，一般必须考虑一下几个方面的因素：

1、 货物的特点、性质、数量以及运输方式的选择。

2、 运输路线的确定。

3、 设备设施、工具的配备和利用情况。

4、 运输质量的保障。

5、 运输战场的利用。

6、 运输费用的节约。

7、 运输计划的制定、货物运输与集散过程的控制。

8、 运输网络的形成与运行机制。

9、 不同的运输方式之间的协作。

10、运输与物流其他作业环节活动的综合集成与管理等。

就组织运输工作，应贯彻执行“及时、准确、经济、安全”的原则，即

1、 及时。就是按着产、供、运、销情况，及时把货物从产地运到销地，尽量缩短货物在途时间，及时供应工农业生产和人民生活的需要。

2、 准确。就是在货物运输过程中，切实防止各种差错事故，做到不错不乱，准确无误的完成运输任务。

3、 经济。就是采取经济、最合理地运输方案，能有效地利用各种运输工具和运输设施，节约人力、物力和运力，提高运输经济效益，降低货物运输费用。

4、 安全。就是货物在运输过程中，不发生霉烂、残损、丢失、燃烧、爆炸等事故，保证货物安全地达到目的地。

在配上过程中，要组织合理的运输，所谓合理运输就是按照商品流通规律、交通运输条件、物品合理流向、市场供需情况、走最少的里程、经最少的环节、用最少的运力、花最少的费用、以最快的时间、把货物从生产地运输到消费地。也就是用最少的劳动消耗，运输更多的货物，取得最佳的经济效益。因此，在运输生产活动中，需要一定的劳动消耗，衡量运输的合理与否，是从技术经济角度，看消耗在运输上的社会劳动量，来评价运输的经济效益。

二、运输的五要素

组织合理运输工作，涉及面广，比较复杂，影响它的因素很多。要实现运输合理化，起决定作用的有以下五个主要因素，物流业称为合理运输“五要素”。

（一）运输距离

运输既然是商品在空间的移动，那么这个移动的距离，即运输里程的远近，是决定其合理与否因素中一个最基本的因素。因此，物流部门在组织货物运输时，首先要考虑到运输距离，应尽可能实习近产近销，就近运输，近可能避免舍近求远。

（二）运输环节

    在物流过程环节中，运输是一个主要的环节，也是决定合理运输的一个重要因素。因为，围绕着运输业务活动，还有进行装卸、搬运、包装等工作，多一道环节，须多花费、多劳动。所以，物流部门在调运物资时，对有条件直达、直拨运输。使物资不进入中转仓库，越过一切不必要的中间环节，有产地直运到销地，越过一切不必要的中间环节，减少二次运输。

（三）运输工具

在交通运输日益发展，各种运输工具并存的情况下，必须选择运输工具和运输路线，合理运用。根据不同货物的特点，分别利用铁路、水运和汽车运输，选择最佳的运输路线。

（四）运输时间

对物流业来说，为了更好的为顾客服务，及时满足顾客的需要，时间是一个决定性的因素。尤其在市场变化很大的情况下，时间问题更为突出。所以在物流过程中，必须特别强调运输时间，要抢时间、争速度，想方设法加快货物运输，尽量压缩待运期，使大批货物不要长期徘徊、停留在运输过程中。

（五）运输费用

运输费用占物流费用比重大，它是衡量运输经济效益的一项重要指标，也是组织合理输的主要目的之一。运输费用的高低，不仅关系到物流企业或运输部门的经济核算，而且也影响商品销售成本。为此，在组织合理运输工作中，积极节约运输费用，是物流企业的一项重要任务。

上述五个因素，既是互相联系，又是互相影响的，有的甚至是互相矛盾的。这就要求进行综合比较分析，要求最佳运输方案。在一般情况下，运输时间快、运输费用省、是考虑合理运输的两个主要因素，它集中体现了物流过程中的运输经济效益。

第五节 配送的信息技术

一、条码技术

条码技术是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术。为我们提供了一种对物流中的货物进行标识和描述的方法。条码是实现POS系统、EDI、电子商务、供应链管理的技术基础，是物流管理现代化、提高企业管理水平和竞争能力的重要技术手段。

二、EDI技术

EDI (Electronic Data Interchange)是指通过电子方式，采用标准化 的格式，利用计算机网络进行结构化数据的传输和交换。构成EDI系统的三个要素是EDI软硬件、通信网络以及数据标准化。

工作方式大体如下：用户在计算机上进行原始数据的编辑处理，通过EDI转换软件(Mapper)将原始数据格式转换为平面文件(Flat File)，平面文件是用户原始资料格式与EDI标准格式之间的对照性文件。通过翻译软件{Translator)将平面文件变成EDI标准格式文件。然后在文件外层加上通信信封(Envelope)，通过通信软件(EDI系统交换中心邮箱(Mailbox))发送到增值服务网络(VAN)或直接传送给对方用户，对方用户则进行相反的处理过程，最后成为用户应用系统能够接收的文件格 式。

三、射频技术

射频识别技术（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。

四、GIS技术

GIS（Geographical Information System，地理信息系统）是多种学科交叉的产物，它以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据（无论它来自数据库、电子表格文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，显示对象包括人口、销售情况、运输线路和其它内容。

五、GPS技术

全球定位系统（Global Positioning System－GPS）具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力。GPS在物流领域可以应用于汽车自定位、跟踪调度，用于铁路运输管理，用于军事物流。

第三章  配送路线优化的理论模型

  第一节   启发式算法理论

一、启发式算法的概念

启发式源自英文单词heuristics,启发式方法意为通过对过去经验的归纳推理以及实验分析来解决问题的方法，即借助于某种直观推断或试探的方法。启发式方法要求分析人员必须运用自己的感知和洞察力，从与研究问题相关而较基本的模型及算法中寻找其间的联系，从中得到启发，去发现适于解决该问题的思路和途径。

用启发式方法解决问题时强调“满意”，常常是得到满意解，决策者就认为可以了，而不去追求最优性和探求最优解。之所以这样，其原因是：1、很多问题不存在严格最优解，这时，对目标的满意性常比最优性更能准确地描述人们的选择行为。2、对有些问题，得到它的最优解所花的代价太大。3、从实际决策的需要出发，有时要求解具有过高的精度没有意义。

用启发式方法求解问题是通过迭代过程实现的，因而需拟定出一套解得探索规则。为能得到满意解，在整个迭代过程中要不断吸收新的信息，必要时改变原来拟定的不合适的策略，建立新的搜索规则，注意从失败中吸取教训，并逐步缩小搜索范围。启发式方法具体求解过程如图3-1所示。

 

                          图3-1 启发式方法的求解过程

二、启发式算法的求解策略

用启发式方法求解问题时，需采用一定的策略，下面列出几个常用的策略，可根据问题的性质和要求选用。

（一）逐步构造解策略

逐步构造解策略是指每次增加解的一个元素（如节点、弧等），直到得到一完整的可接受解。

（二）改进解策略

从一初始解（初始解不一定可行）开始，通过一系列替换分解和合并过程来逐渐修正解，以提高解的可接受性。

（三）数学规划策略

运用数学模型和优化算法，并通过对解的判别和修正以提高对问题的适用性，常会提出高效的启发式算法。

（四）分解策略

把一个复杂的问题分解成一系列易于处理的子问题来求解，一个子问题的输出常是下一个子问题的输入。

（五）分割策略

把一个复杂的问题分割成一些平行的小的子问题，然后求解每个子问题，最后在相容原则下进行综合，把子问题的解合并成原问题的一个解。

（六）可行解空间的限制策略

在某些情况下，把可行解集限制在一个可应用已存在高效算法的解集上，然后再求解问题。

（七）松弛策略

有时扩展问题的可行域以得到一个易于处理问题，然后求解松弛问题，就能直接得到或者很容易得到原问题的一个可行解，然后再对得到的解进行修正。

（八）搜索学习策略

包括在解的空间的定向搜索以及在搜索过程中发现和收集新的信息，并根据对新信息的分析，重新确认或改变搜索方向，修正搜索参数，消去不必要的搜索范围，以有效提高搜索效率，尽快获得问题的解。

第二节 遗传算法理论

一、遗传算法的由来

遗传算法是60年代由美国 J. Holland 教授和他的学生建立发展的，其思想源于生物遗传适者生存的自然规律，是一种新兴的自适应随即搜索方法，它对优化对象既不要求连续，也不要求可微，并具有极强的鲁棒性和内在的并行计算机制，特别适合于非凸空间中复杂的多极值优化和组合优化问题，在机器学习、自动控制、机器人技术、电气自动化以及计算机和通信等领域已取得了非凡的成就。近些年来，人们在用遗传算法解决现实中的各种组合优化问题上进行了探索。

遗传算法的工作机理是从达尔文进化论中得到灵感和启迪，借鉴自然选择和自然进化的原理，模拟生物在自然界的进化过程中所形成的一种优化求解方法。尽管这种自适应寻优技术可用来处理复杂的线性、非线性问题，但它的工作机理十分简单。

二、遗传算法的步骤

（一）构造满足约束条件的染色体。

由于遗传算法不能直接遗传算法是60年代由美国 J. Holland 教授和他的学生建立发展的，其思想源于生物遗传适者生存的自然规律，是一种新兴的自适应随即搜索方法，它对优化对象既不要求连续，也不要求可微，并具有极强的鲁棒性和内在的并行计算机制，特别适合于非凸空间中复杂的多极值优化和组合优化问题，在机器学习、自动控制、机器人技术、电气自动化以及计算机和通信等领域已取得了非凡的成就。近些年来，人们在用遗传算法解决现实中的各种组合优化问题上进行了探索。

遗传算法的工作机理是从达尔文进化论中得到灵感和启迪，借鉴自然选择和自然进化的原理，模拟生物在自然界的进化过程中所形成的一种优化求解方法。尽管这种自适应寻优技术可用来处理复杂的线性、非线性问题，但它的工作机理十分简单。

处理解空间中的解，所以必须通过编码将解表示成适当的染色体。实际问题的染色体有多种编码方式，染色体编码方式的选取应尽可能地符合问题约束，否则将影响计算效率。

（二）随即产生初始群体。

初始群体是搜索开始时的一组染色体，其数量应适当选择。

（三）计算每个染色体的适应度。

适应度是反映染色体优秀与否的唯一标识，遗传算法就是要寻得适应度最大的染色体。

（四）使用复制、交叉和变异算子产生子群体。

这三个算子是遗传算法的基本算子，其中复制体现了竞争与淘汰的自然规律，交叉体现了有性繁殖的思想，变异体现 了进化过程中的基因突变。

（五）重复步骤3、4直到满足制止条件为止。

三、遗传算法的优势

（一）遗传算法对问题参数的代码集起作用，而不是对参数本身起作用。遗传算法处理的对象是染色体，因而要求把所要优化问题的基本参数转化成定长的有限符号的染色体。

（二）遗传算法是从初始群体开始搜索的，而不是从单点开始搜索的，许多传统优化方法都是从搜索空间的单点出发，通过某些转换规则确定下一点。这种点到点的搜索方法在多峰值优化问题中，首先找到的可能不是最优峰值；而遗传算法是以点集开始的寻优过程，初始群体是随机地在搜集空间中选取的，这样在搜索过程中达到最优峰值的概率远大于点到点方法的概率。

（三）遗传算法在搜索过程中只使用适应度函数信息，而不用倒数及其他辅助信息。对于不同类型的优化问题，传统方法需要不同形式的辅助信息，没有一种优化方法能适应各类问题的要求。遗传算法在优化过程中，放弃使用这些辅助信息，具有广泛适应性。

（四）遗传算法使用频率转换规则而不用确定性规则。遗传算法使用概率转换规则来调整期搜索方向，各代群体间没有统一的联系规律。但使用概率转换规则并不意味着这种方法属于随机算法范畴，它只是使用随机转换作为工具来调整搜索过程中趋向于目标函数不断改进的区域。

于传统方法相比，遗传算法的优越性主要表现在：首先，在遗传算子的作用下，遗传算法具有很强的搜索能力，能以很大概率找到问题的全局最优解；其次，由于它固有的并行性，能有效地处理大规模的优化问题。

第三节  配送路线的优化模型

一、模型简介

TSP一般描述为：旅行商从驻地出发，经所要去的城市至少一次后返回原地，应如何安排其旅行线路，才能使总的旅行距离（时间、费用）最少。对于现实问题，由于限制条件的增加，TSP可衍生出许许多多相关的问题。

一般TSP指一个旅行商访问所有的城市。这里设城市O为旅行商出发城市，需要访问的L各城市编号为1，••••，L，为了便于说明问题，把旅行商问题构造成网络图，以G=｛V,A,C｝表示，其中

V=｛0,1，L｝------点集，表示旅行商需要经过的地点。

A=｛（i,j）|i,j=1,1,••••，L, i≠j｝-----弧集，表示旅行商可能走过的线路段集合。

C=｛ |（i，j）≤A｝-----费用矩阵， 表示旅行商经过对应弧段（i，j）所花费，如时间、距离、花费等。

求解TSP即要求在加权图G找到总费用做小的哈密尔顿回路，这里点O称为源点。定义变量如下：

 =1 若弧（i,j）在线路上  或者   =0  若弧（i,j）不在线路上

则得到一下模型

 

 =1,j=0,1,••••l

 =1,i=0,1,••••l

X=( ) ≤S

 =0或1

二、求解方法

（一）节约法算法

节约算法又称C—W算法，是有Clarke和Wright于1964年首次提出的。

它的基本思想是首先把各点单独与源点O相连，构成1条仅含一个点的线路。总费用那个为

                    

然后计算将点i和j连接在一起线路上费用的“节约值”：

         

         

    

S(i,j)越大，说明把i和j连接在一起时总路程减少越多。构建线路时，根据S(i,j)从大到小的顺序进行，实现时可在表上操作，具体步骤如下:

Step1：计算节约纸S(i,j)，并排列成表格形式。

Step2：在表格中选择最大元素S(i,j):

Step3：考察对应的点i和点j，检查是否满足下列条件：

1、若点i和j均不在已构成的线路上，则可连接点i和j，得到线路段o→i→j→o，转步骤step4；

2、若点i和j在已构成的线路上，连接后，但不是线路的内点（即不与源点O直接相连），则可以连接，连接后得到线路段o•••→i→j→o或o→i→j→•••o，转步骤step4；

3、若点i和j在已构成的同一条线路上，则不能再进行连接，转步骤step4。

Step4：划去第i行和第j列，则i点不能再到其他点，而j点也不能有其他点达到；

Step5：若所有元素均被划去，则已得到完整线路，算法终止；否则，在未被划去的元素中选择最大元素，转步骤step3。

（二）最邻近法

Step1：取源点O开始作为线路的起点；

Step2：寻找与上一次加进线路中的点距离最近的点，把此点加到线路中去；

Step3：重复step2，直到所有的点都已考虑，这就得到了一条线路。

（三）几何启发式算法

step1：构建点集的凸组合，此组合给出一初始线路。

Step2：选择不属于初始线路上的点k*及线路上的弧（ ， ），使由弧（ ， ）与弧（ ， ）构成的角度最大。

Step3：把点k*插入到点 与 之间。

Step4：重复step2---step3，直到得到—哈密尔顿回路。

（四）最小生成树算法

Step1：求图G的一颗最小生成树T；

Step2：在T的所有奇数度顶点上，求最小费用匹配，从匹配解中增加分枝给已在T中的分枝，得到—欧拉回路；

Step3：检查所有被不足访问过一次的顶点，将欧拉回路转化成哈密尔顿回路。

（五）最近插入算法

Step1：取源点O作为起点。

Step2：找到点L，使 最小，构成局部线路O—L—O；

Step3：对于已形成的局部线路，在不属于此线路的点中，寻找离线路上的点最近的点K。

Step4：在线路上寻找弧(i,j)，使满足 极小，把K插入点i与j之间。

Step5：返回step3，直到得到—哈米尔顿回路。

（六）最节约插入算法

Step1、step2与最近插入算法相同。

Step3：在局部线路中寻找（i,j）及不属于此线路上的点K，满足 极小，然后把K插入i与j之间；

Step4：重复，直到得到—哈密尔顿回路。

（七）凸集插入算法

Step1：构造点集的凸组合，此组合给出—初试线路。

Step2：对不在线路上的点K,确定在线路的哪两个点i与j间插入点k。即对每个点k，找到 极小的（i,j）；

Step3：对在step2中找到的所有（i，k，j），确定（ ），使 极小；

Step4：把点k*插入到线路上的点 与 之间；

Step5：重复step2—step4，直到得到—哈密尔顿回路。

第四章 贝因美公司的配送流程优化

第一节 贝因美公司的简介

贝因美始创于1992年，总部设在中国杭州，并在上海、北京、沈阳、武汉、成都、敦化、郑州设有分公司。全国设立25个分公司，有K/A、批销、婴童店、百货、网络五大渠道，50000多个零售网点。品牌价值超过50亿元人民币。2008年的全年销售总额 有50多亿元，2009年的全年销售总额达到了100亿元。

贝因美以“关爱生命，热爱生活”为宗旨，全方位服务于中国婴童事业，致力于婴幼儿食品及婴童产业的研究与国际性合作。主营事业以婴幼儿食品、婴幼儿用品、育婴咨询服务、生命科学和母婴保健、育婴工程、爱婴工程六大块架构而成。其中婴幼儿食品为主导项目，全面涵盖代乳品、断奶期食品和辅助食品三大类，是华东地区最大的断奶期食品生产基地和中国三大婴幼儿基本营养食品专业生产企业之一，产品覆盖全国。产品包括贝因美商标各阶段婴幼儿米粉，奶粉，豆粉，营养奶糕，营养荷花糕，婴幼儿磨牙饼，葡萄糖，蜂蜜，母婴护理用品，童车，童床，童装，玩具等。

贝因美奶粉的三大优势 优质奶源、先进工艺、科学配方是打造奶粉品质的三大关键因素，贝因美三者兼备，建立、实施和不断完善生产管理体系，应用全球领先的生产工艺与专业设备，为中国宝宝提供代表国际先进水平的产品。 优质奶源——北纬45度以上是国际公认的“黄金奶带”。贝因美在地处北纬45度以上、有“中国奶牛之乡”美誉的黑龙江省安达市设有贝因美奶源基地，并从同样地处北纬45度以上、有“欧洲农村”之称的爱尔兰进口优质原料乳。

优质奶源，是安全的品质基础；

全面科学管理，是安全的制度保障。

先进工艺——在生产工艺与设备方面，贝因美投资13亿元，联手全球乳业工艺巨头荷兰斯托克公司，配置专门为婴幼儿奶粉生产设计的谢弗尔斯三效牛奶浓缩器等国际一流专业生产设备，并在安达工厂建成了国内首条高端婴幼儿配方奶粉专用生产线；杭州工厂也分别从荷兰高达公司和日本引进了国际先进的滚筒干燥营养米粉生产设备 ，形成了具有年产婴幼儿营养米粉2万吨的生产能力，是华东地区最大的断奶期食品专业工厂之一，从硬件上保障了为中国宝宝提供专业的国际先进的产品。

科学配方——专为中国宝宝研制是贝因美的研发理念。不同国家的民族特性、地域环境和膳食结构导致了各国婴童食品配方的不同需求。

贝因美17年来，一直致力于研发符合中国婴童特质的产品，不断完善研发组织和制度、引进尖端研发人才和设备；与国内外研发机构展开深度合作，比如创建贝因美母乳研究中心，致力于精准还原中国母乳复杂的营养结构,研发实现从高级配方到仿生配方的目标，针对中国宝宝的身体特点能够提供更为专业的配方和养育方案，以确保科学性与安全性。 这些就是贝因美为什么能够一直没有出任何问题的原因，因为贝因美始终以质量位企业发展的原则，16年来一直严把质量关，始终做到对宝宝负责，让妈妈放心！

 本文要研究的是贝因美坐落在杭州余杭区的安溪工厂，是全国最大的GMP标准婴儿营养米粉工厂，安溪工厂年产6万吨配方乳粉，总投资近3亿引进全套进口全球领先工艺设备，目前在生产婴幼儿配方奶粉生产线中首屈一指，采用全自动化流程高架立体库，建设现代化物流中心，打造了国家级检测中心，已全面质量监控的软硬件建设为中国宝宝提供专业的国际先进产品。

            

图4-1 贝因美工厂的生产车间

          

图4-2 贝因美婴幼儿用品

 

图4-3 贝因美公司的组织结构

第二节 贝因美的配送流程分析

首先，贝因美的安溪工厂每天会生产出全国各个分公司所需要的产品，包括贝因美什锦营养米粉、营养磨牙饼、磨牙棒、健儿葡萄糖、儿童成长配方奶粉、乳清蛋白营养米粉、猪肝番茄营养米线、宝贝宝宝成长奶粉、营养小馒头、淮山营养米粉、深海旗鱼营养鱼酥等。因为贝因美安装ERP系统，每个分公司可以根据自己的需求情况给工厂下订单，工厂根据订单进行生产。接下来的流程是对生产出来的产品进行分类保管，同时要检查产品的品种和数量是否正确，检查包装是否有破损的情况，一切就绪之后，工作人员通过叉车把货物搬到仓库的指定位置。

当第二天要发货的时候，工作人员开始根据订单把商品分拣出来，放到发货场所指定的位置。配货作业采用的是机械化的设备，采用的是摘果方式，即搬运车往返保管场所，按照分公司的要求从某个货位上取下某种商品，巡回完毕后就完成了一个分公司的配货，接着在对下一个分公司配货。

发货是配送中心工作流程的最后一道环节，贝因美在浙江、上海、南京、苏州、武汉、贵阳、成都、北京、天津等全国各地都有自己的分公司，每天的发货量平均有300多吨，每天光运费就要10万左右，所以如何通过优化配送路线控制物流的成本是本文要研究的重点，因为贝因美的网点遍布全国各个城市，所以要进行全部的路线的优化有一定的困难，本文选择的研究范围是浙江省内的各个城市，有衢州、浦江、兰溪、桐乡、义乌、金华、湖州、诸暨、东阳、嘉善10个城市。这些城市一个星期内的需求情况相关数据如表4-1。杭州余杭到各个城市的距离的相关数据如表4-2。

表4-1 各个城市的一个星期之内的需求数据

省份 单位名称 食品件数 食品体积 促销品体积 总体积 总重量 发货地

浙江 东阳一诺（杭州分公司） 256 6.3 0.9  7.2  1.8  杭州分公司发

浙江 湖州黎明（杭州分公司） 1274 31.9 2.9  34.8  6.9  杭州分公司发

浙江 嘉善新昕（杭州分公司） 950 22.5 3.2  25.7  5.7  杭州分公司开

浙江 金华鑫金珠（杭州分公司） 805 19.3 1.7  21.0  4.8  杭州分公司发

浙江 兰溪永旺（杭州分公司） 416 9.9 2.4  12.3  2.9  杭州分公司开

浙江 浦江金贝（杭州分公司） 479 11.8 1.0  12.8  3.2  杭州分公司发

浙江 衢州龙游（杭州分公司） 1269 29.8 36.0  33.4  8.3  杭州分公司开

浙江 桐乡梧桐店（杭州分公司） 267 6.7 5.4  13.7  5.3  杭州分公司开

浙江 义乌钰尔（杭州分公司） 526 11.9 4.0  15.9  4.7  杭州分公司发

浙江 诸暨一百（杭州分公司） 590 14.4 5.4  19.8  4.3  杭州分公司发

                 

表4-2   各个城市之间的距离

杭州 杭州

东阳 172.0 东阳

湖州 93.6 243.0 湖州

嘉善 88.9 237.0 106.0 嘉善

金华 193.0 74.9 264.0 260.0 金华

兰溪 209.0 90.6 280.0 276.0 27.8 兰溪

浦江 146.0 46.2 217.0 213.0 76.4 57.0 浦江

衢州 270.0 159.0 310.0 345.0 101.0 92.1 161.0 衢州

桐乡 45.9 194.0 65.7 59.0 216.0 231.0 168.0 303.0 桐乡

义乌 149.0 20.7 220.0 217.0 56.8 71.8 32.5 135.0 172.0 义乌

诸暨 99.6 82.3 171.0 167.0 108.0 123.0 60.2 187.0 122.0 64.0 诸暨

                           

 

                                     图4-1 目前的配送模式

目前的配送模式来回所需的总路程有2934公里。

第三节 配送路线的分析与优化

这里所用的配送车辆都是12顿的柴油货车。

一、 方案一

不考虑车辆装载，只考虑路线设计，使配送路线最短。先从杭州出发找距离杭州最近的城市，再由该城市作为中心点，找出距离该城市最近的另一个城市，这样依次类推，回到杭州的话就是一个回路了。要是还有城市没连的话再按照这个方法依次连起来，直到各个城市都与杭州连起来成为一个回合了，这样才算完成本次的配送。

可以得出的最终的配送路线如图4-2所示：

 

                                       图4-2  改进后的配送路线

经过计算优化得到的路线有：

杭州－桐乡－诸暨－杭州   总距离为267.5公里  总需求量为9.6吨 需要1辆车子

杭州－嘉善－浦江－义乌－杭州   总距离为483.4公里  总需求量为13.6吨  需要2辆车子

杭州－湖州－金华－兰溪－衢州－杭州   总距离为747.5公里   总需求量为22.9吨  需要2辆车子

杭州－东阳   总距离为172公里  总需求量为1.8吨  需要1辆车子

二、方案二

考虑车辆最优装载的路线优化

配送中心与用户最短的距离的相关数据如表4-2。

表4-2  各个城市之间的距离

货运量 杭州

1.8 172.0 东阳

6.9 93.6 243.0 湖州

5.7 88.9 237.0 106.0 嘉善

4.8 193.0 74.9 264.0 260.0 金华

2.9 209.0 90.6 280.0 276.0 27.8 兰溪

3.2 146.0 46.2 217.0 213.0 76.4 57.0 浦江

8.3 270.0 159.0 310.0 345.0 101.0 92.1 161.0 衢州

5.3 45.9 194.0 65.7 59.0 216.0 231.0 168.0 303.0 桐乡

4.7 149.0 20.7 220.0 217.0 56.8 71.8 32.5 135.0 172.0 义乌

4.3 99.6 82.3 171.0 167.0 108.0 123.0 60.2 187.0 122.0 64.0 诸暨

 

表4-3 所得的节约路程如表

货运量 杭州

1.8  东阳

6.9  22.6 湖州

5.7  23.9 76.5 嘉善

4.8  290.1 22.6 21.6 金华

2.9  290.4 22.6 21.9 374.2 兰溪

3.2  271.8 22.6 21.9 262.6 298.0 浦江

8.3  283.0 53.6 13.9 362.0 386.9 255.0 衢州

5.3  23.9 127.4 75.8 22.9 23.9 23.9 12.9 桐乡

4.7  300.3 22.6 20.9 285.2 286.2 262.5 284.0 22.9 义乌

4.3  189.3 22.2 21.5 184.6 185.6 185.4 182.6 23.5 184.6 诸暨

表4-4 节约路程排序（从大到小）

从（i-j) 兰溪-衢州 金华-兰溪 金华-衢州 东阳-义乌 兰溪-浦江 东阳-兰溪

路程（i-j) 386.9 374.2 362.0 300.3 298.0 290.4

从（i-j) 东阳-金华 兰溪-义乌 金华-义乌 衢州-义乌 东阳-衢州 东阳-浦江

路程（i-j) 290.1 286.2 285.2 284.0 283.0 271.8

从（i-j) 金华-浦江 浦江-义乌 浦江-衢州 东阳-诸暨 兰溪-诸暨 浦江-诸暨

路程（i-j) 262.6 262.5 255.0 189.3 185.6 185.4

从（i-j) 金华-诸暨 义乌-诸暨 衢州-诸暨 湖州-桐乡 湖州-嘉善 嘉善-桐乡

路程（i-j) 184.6 184.6 182.6 127.4 76.5 75.8

从（i-j) 湖州-衢州 东阳-嘉善 东阳-桐乡 兰溪-桐乡 浦江-桐乡 桐乡-诸暨

路程（i-j) 53.6 23.9 23.9 23.9 23.9 23.5

从（i-j) 桐乡-义乌 金华-桐乡 湖州-金华 湖州-兰溪 湖州-浦江 湖州-义乌

路程（i-j) 22.9 22.9 22.6 22.6 22.6 22.6

从（i-j) 东阳-湖州 湖州-诸暨 嘉善-兰溪 嘉善-浦江 嘉善-金华 嘉善-诸暨

路程（i-j) 22.6 22.2 21.9 21.9 21.6 21.5

从（i-j) 嘉善-义乌 嘉善-衢州 衢州-桐乡   

路程（i-j) 20.9 13.9 12.9   

 

表4-5  用户连接过程

（i-j)

兰溪-衢州 金华-兰溪 金华-衢州 东阳-义乌

 11.2 >12 >12 6.5

连接与否 兰溪-衢州 不连 不连 东阳-义乌

（i-j)

兰溪-浦江 东阳-兰溪 东阳-金华 兰溪-义乌

 >12 >12 11.3 >12

连接与否 不连 不连 义乌-东阳-金华 不连

（i-j)

金华-义乌 衢州-义乌 东阳-衢州 东阳-浦江

 11.3 >12 >12 >12

连接与否 义乌-东阳-金华 不连 不连 不连

（i-j)

金华-浦江 浦江-义乌 浦江-衢州 东阳-诸暨

 >12 >12 >12 >12

连接与否 不连 不连 不连 不连

（i-j)

兰溪-诸暨 浦江-诸暨 金华-诸暨 义乌-诸暨

 >12 7.5 >12 >12

连接与否 不连 浦江-诸暨 不连 不连

（i-j)

衢州-诸暨 湖州-桐乡 湖州-嘉善 嘉善-桐乡

 >12 >12 >12 11.0

连接与否 不连 不连 不连 嘉善-桐乡

（i-j)

湖州-衢州 东阳-嘉善 东阳-桐乡 兰溪-桐乡

 >12 >12 >12 >12

连接与否 不连 不连 不连 不连

（i-j)

浦江-桐乡 桐乡-诸暨 桐乡-义乌 金华-桐乡

 >12 >12 >12 >12

连接与否 不连 不连 不连 不连

（i-j)

湖州-金华 湖州-兰溪 湖州-浦江 湖州-义乌

 >12 >12 >12 >12

连接与否 不连 不连 不连 不连

（i-j)

东阳-湖州 湖州-诸暨 嘉善-兰溪 嘉善-浦江

 >12 >12 >12 >12

连接与否 不连 不连 不连 不连

（i-j)

嘉善-金华 嘉善-诸暨 嘉善-义乌 嘉善-衢州

 >12 >12 >12 >12

连接与否 不连 不连 不连 不连

经过节约法计算后得出的方案二的配送路线如图4-3所示。

 

                                            图4-3 方案二的配送路线

杭州－兰溪－衢州－杭州  总距离为571.1公里   总需求量为11.2吨  需要1辆车子

杭州－义乌－东阳－金华－杭州  总距离为437.6公里  总需求量为11.3吨 需要1辆车子

杭州－浦江－诸暨－杭州  总距离为305.8公里  总需求量为7.5吨  需要1辆车子

杭州－嘉善－桐乡－杭州  总距离为193.8公里  总需求量为11.0吨 需要1辆车子

杭州－湖州－湖州   总距离为187.2公里  总需求量为6.9吨 需要1辆车子

三、 选择最优解

表4-6 各个方案之间的比较

 所需车辆 共行驶距离 共行驶小时数 运输费用

线路优化前 10  2934.0  48.9 5253

线路优化方案一 6 1670.4  27.9  3542

线路优化方案二 5  1695.5  28.3 2800

 

图4-4  三个方案的车辆和行驶小时的比较图

 

                                          图4-5 三个方案的行驶距离和运输费用的比较图

从图表4-6中可以看出来，方案二的运输费用是最少的，所以方案二为最优方案。

第五章 总结和展望

        通过对制造业配送的研究，让我更深入地了解了配送的各个流程，进货、订单处理、拣货作业、补货作业、配货作业、送货作业，并且通过对贝因美公司的配送流程的研究，理论结合实践，对整个流程的操作体系有了新的理解。

        大型的制造业公司，往往在全国各地都有自己的分销公司，本文因为篇幅限制的原因，只对贝因美公司在浙江省内的各个网点进行了跟踪调查，并且搜集了很多的数据，最后对其配送路线进行了优化，得出了新的配送方案。

        但是这个模型是一个非常理想的情况，现实中会遇到很多的情况，比如说天气情况、路上的交通情况、甚至要考虑员工的流失情况，非常多的不可预测因素会影响这个模型最后的结果，所以我在这边只能谦虚地说配送路线的优化的精确度还有很大的空间可以提高。

        未来，物流业和制造业的联动发展是一定是以后发展的趋势，并且发展潜力巨大。在物流需求扩大，成本上升的压力之下，越来越多的制造企业开始从战略高度重视物流功能整合，实施流程再造，分离外包物流业务，以更加专注于核心竞争力的打造。制 造业为物流业的发展提供设施和技术基础，物流业为制造业提供生产，现代物流业发展的滞后，必将在一定程度上影响制造业的发展，影响制造业产业结构的升级。

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       致 　谢