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關鍵詞：虛擬制造；表面組裝技術SMT；可視化仿真

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.03.025

The SMT Virtual Manufacturing Training System

PENG Zhi-cong1, LoNG Xu-ming2 Huang Ho2 Dan Mington2 Cui Xiaolu2

(1.Guangdong Electronic Academy, Guangzhou 510055, China; Southwest Jiatong University, Chengdu 610031, China)

【Abstract】 This paper discusses the advance SMT Virtual Manufacturing Training System. The SMT Manufacturing is visual simulated in a computer. the PCB design, the SMT technology, the editting of equipment soft and the visual simulation of SMT equipment are integrated by the system.

【Key words】Virtual Manufacturing; Surface Mounting Technology; Visualization Simulation

1 SMT虛擬制造

1.1 虛擬制造

虛擬制造（Virtual Manufacturing，VM）是實際制造在計算機上的本質實現，即采用計算機建模與仿真技術，在高性能計算機及高速網絡的支持下，在計算機上群組協同工作，通過三維模型及動畫或虛擬現實，實現產品的設計、工藝規劃、加工制造、性能分析、質量檢驗及企業各級過程的管理與控制等產品制造的本質過程，以增強制造過程各級的決策與控制能力。虛擬制造是對已有或未來的制造活動進行仿真，它基本上不消耗現實物質資源，所進行的過程是虛擬過程，所生產的產品也是虛擬的。

VM技術是一個龐大、復雜的新興學科領域，其中涉及到計算機軟件技術、動態數據庫技術、虛擬現實技術、工廠的建模與仿真技術、并行工程等領域，如圖1所示。從提出到現在的幾十年間，VM技術的研究取得了很多成果。在國外，VM單一目標技術和系統已經開始應用于幾十家頂級的汽車制造、航空、重工業和消費電子產品生產公司的某些部門，而且已經發揮了巨大的作用，表明了VM技術的潛力。

在國內，虛擬制造技術方面的研究只是剛剛起步，其研究也多數是在原先的CAD/CAE/CAM和仿真等基礎上進行的，目前主要集中在虛擬制造技術的理論研究和實施技術準備階段，系統地研究尚處于國外虛擬制造技術的消化和國內環境的結合上。清華大學CIMS工程研究中心虛擬制造研究室是國內最早開展虛擬制造研究的機構之一，主要進行了虛擬設計環境軟件、虛擬現實、虛擬機床、虛擬汽車訓練系統等方面的研究；浙江大學進行了分布式虛擬現實技術、VR工作臺、虛擬產品裝配等研究；西安交大和北航進行了遠程智能協同設計研究；西北工業大學進行了虛擬樣機的研究。國內在虛擬現實技術、建模技術、仿真技術、信息技術、應用網絡技術等單元技術方面的研究都很活躍，但研究的進展和研究的深度還屬于初期階段，與國際的研究水平尚有很大的差距。我國的研究多集中于高等院校和少量的研究所，企業和公司介入的較少。

圖1 虛擬制造

Fig.1 Virtual Manufacturing

1.2 SMT虛擬制造系統

在微電子組裝和制造業，元器件不斷的向微型化和密集化方向發展。表面貼裝技術（Surface Mounting Technology，SMT）是應用最為廣泛的新一代的電子組裝技術，它直接將元件無導線的貼裝在PCB基板上，取代了傳統的插孔元件安裝、導線連接。表面貼裝技術可以使元器件體積更小、安裝密度更大、提高可靠性和生產自動化程度。貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產品體積縮小40%～60%，重量減輕60%～80%。

在電子產品組裝生產的傳統模式中，設計一般是由設計工程師在計算機上利用多種計算機輔助設計工具來完成，生產制造則在各種數控設備(如貼裝機等)上完成。每一種產品在加工之前，制造工程師首先必須對數控設備編程并反復試驗，以確保操作規程的可行性和正確性，然后進行試生產，反復修改直到最后定型，再投入實際的批量生產。生產準備時間很長，投入資金很大。事實上，SMT生產線中數控設備編程所需的大多數數據完全可以從CAD系統的相關數據文件中獲取，例如元件在PCB上的坐標位置、角度、物理特征參數等。這些數據量很大，也比較零亂，有些特征數據是不同數控設備都需要的，如貼裝機、點膠機、在線測試設備均需要元件在PCB上的坐標位置，而實際中設計部門和制造部門卻很少相互了解需求，許多信息不能共享，在企業間往往形成了兩個“自動化孤島”。隨著市場競爭的加劇，產品交貨周期必須縮短，生產成本必須控制，因此迫切需要在這兩個“孤島”間建立聯系，虛擬制造被認為是其最好的解決方案。

2000年之后一部分高校開始在電子實踐教學中增加SMT教學內容，大部分專職院校設立SMT電子制造工程專業，但無實驗設備和條件，即使己購買SMT生產線的，也無資金或產品開動生產線。SMT虛擬制造系統中關健設備的虛擬樣機，便于教學，同時便于企業員工職業培訓。

SMT虛擬制造系統就是在計算機支持下，以仿真技術為前提，建立功能強大的虛擬制造環境，對PCB設計、組裝等生產過程進行統一建模。在PCB設計階段或組裝之前，就能實時、并行地模擬出其未來組裝全過程及對設計的影響，預測PCB組裝的性能、成本和可制造性，從而有助于更有效、更經濟靈活地組織生產，使工廠和車間的資源得到合理配置，使生產布局更合理、更有效，以達到開發周期和成本的最優化、生產效率的最高化之目的。

2 SMT虛擬制造系統設計

采用虛擬制造技術，開發出“先進電子SMT虛擬制造系統SMT-VM2011”，在電子SMT設計和制造“孤島”間建立聯系，將PCB設計、SMT生產線工藝設計、關健SMT設備編程、加工過程可視化仿真和可制造性評價系統集成，在計算機上以直觀、生動、精確的方式模擬出先進電子SMT制造技術。

2.1 系統設計

根據組裝對象不同，SMT有多種工藝流程，一般單面組裝的典型工藝流程為：上料涂布(上焊膏或點膠)貼片再流焊清洗測試下料。SMT生產線如圖2所示，主要由自動上板機、自動絲網印刷機或自動點膠機、自動貼片(裝)機、自動焊接爐、自動清洗機、在線測試機和AOI測試機、自動下板機等自動化組裝和測試設備組成。

圖2 SMT生產線

Fig.2 SMT Production Line

2.1.1系統組成

SMT虛擬制造系統組成如圖3所示，主界面如圖4所示，將兩個“孤島” ――SMT設計和制造集成, 主要包括:

圖3 SMT虛擬制造系統組成

Fig.3 SMT VM System

圖4 主界面

Fig.4 Main window

1）PCB設計虛擬制造系統

2）SMT生產線工藝流程設計

3）關健SMT設備虛擬編程，主要包括：絲網印刷機、點膠機、貼片機、回流爐、波峰焊、AOI測試機。

4）關健SMT設備加工過程可視化仿真，主要包括：絲網印刷機、點膠機、貼片機、回流爐、波峰焊、AOI測試機。

5）可制造性評價

（1）電子產品PCB設計與制造

根椐用戶設計的EDA（Protel、Mentor、OrCAD…）電路PCB文件，自動檢測出用戶設計的EDA電路的錯誤；

能3D可視化直觀顯示EDA設計的PCB板組裝后的情況（基板、器件、焊膏、焊點、膠點），如圖5所示；

圖5 PCB設計靜態仿真Fig.5 PCB Static simulation

模擬PCB標號Mark點示教和PCB貼片過程，并進行貼片程序順序優化；

根據所設計的PCB板的結構，設計SMT生產線工藝流程和參數，3D動畫顯示SMT生產線工藝流程；

在PCB設計和制造“孤島”間建立聯系，在最短時間內為EDA最優設計提供直觀依據，效率高， 成本低。

（2）電子SMT設計與制造

SMT關鍵設備包括：絲印機、點膠機、貼片機、回流爐、波峰

2.1.2 系統主要技術功能

SMT-VM2011系統主要技術指標如表1所示，非常適合高校高職教學和企業培訓，不僅使用戶進一步掌握EDA電路設計技術，更使用戶掌握SMT組裝技術和各種世界著名公司SMT關鍵設備技術。SMT-VM2011性能優，功能強，交互性強，操作性好，興趣性高，徹底改變了傳統的一把烙鐵學電子的局面。焊，件機，AOI測試機，API測試機；

讀入EDA設計的PCB文件，進行國際市場上主流SMT機型的摸擬編程（Yamaha、Fuji、Seimens、Panasonic、MPM、DEK、GKG、Heller、EASA、ANDA、Aleader、VATA……）；

SMT關鍵設備靜態仿真，可縮放、旋轉、平移；

按照摸擬編程CAM程序，自動進行SMT關鍵設備工作過程3D模擬仿真；

可進行制造性分析，在3D仿真過程中對模擬編程的錯誤進行檢測；

在SMT關鍵設備編程設計和制造之間建立聯系，將SMT關鍵設備的貼片過程在計算機上以直觀、生動、精確的方式呈現出來，取代傳統的試機過程，縮短開發周期、降低成本、提高生產效率。

2.2 貼片機虛擬制造系統

貼片機虛擬制造編程系統的主界面如圖6所示，自動進行貼片機工作過程3D模擬仿真如圖7所示。貼片機軟件體系結構如圖8所示，包括：模擬編程模塊、貼片機3D仿真模塊、貼片程序優化模塊和貼裝數據庫模塊，系統先對貼片機機型進行模擬編程，讀入EDA設計文件，自動生成貼裝順序程序文件，并將數據輸入到貼裝數據庫中；再在VC++6.0環境下采用面向對象技術和OpenGL技術，按貼片機類型自動進行3D機構組裝3D仿真；最后設計生成最優化程序。

3 SMT教學培訓課程和實驗室建設

SMT教學培訓課程教學培訓大綱如表2所示。

（1）電子產品EDA設計的PCB虛擬制造實驗，學時20 h。

圖6 貼片機虛擬制造編程系統Fig.6 The placing VM system

圖7 貼片機工作過程3D模擬仿真Fig.7 The placing 3D simulation

目的：該實驗在電子設計和制造“孤島”間建立聯系，在最短時間內為EDA最優設計的數據修改提供直觀依據，以達到開發周期和成本的最優化、生產效率的最高化之目的。不僅使學生進一步掌握EDA電路設計技術，更使學生了解電子產品PCB電路板是如何制造出來的。

圖8 貼片機軟件體系結構

Fig.6 The frame of placing softwere

內容：根椐學生設計的EDA電路PCB板圖，能自動檢測出學生設計的EDA電路的錯誤，包括電路設計錯誤和可制造性錯誤，能3D可視化直觀顯示EDA設計的PCB板的布局和SMT組裝生產后的PCB情況；并且，模擬PCB板的SMT制造過程，設計SMT生產線工藝流程和參數，3D動畫顯示SMT生產線工藝流程。

（2）電子SMT制造生產線虛擬制造實驗，學時30小時。

目的：讓學生根據自己設計的EDA電路PCB板，設計SMT關鍵設備的CAM程序，并且自動3D動畫模擬所設計的CAM程序驅動的設備工作過程，能實時、并行地模擬出其未來組裝全過程及對設計的影響，預測PCB組裝的性能、成本和可制造性。使學生掌握SMT組裝技術和各種世界著名公司SMT關鍵設備技術。使學生了解和掌握現代先進電子大制造技術，徹底改變了傳統的一把烙鐵學電子的局面。

內容：首先讀入EDA設計的PCB文件，進行國際市場上主流機型的SMT關鍵設備的摸擬編程，SMT關鍵設備包括：絲印機、點膠機、貼片機、回流爐、波峰焊和AOI測試機；最后按照摸擬編程CAM程序，自動進行SMT關鍵設備機構工作過程3D模擬仿真，并可進行制造性分析。

（3）先進電子制造創新開發實驗，學時30小時。

目的：在“電子SMT虛擬制造系統SMT-VM2011” 平臺上，進行針對個性化實驗、SRTP（科研創新實驗）、國家創新實驗、電子競賽、本科生畢業設計、研究生畢業論文等的開發實驗。使學生了解和掌握國際現代電子制造的軟件、控制和電子等最先進技術。

內容：開發世界著名公司SMT關鍵設備CAM編程軟件和3D仿真軟件、世界著名公司IC關鍵設備CAM編程軟件和3D仿真軟件、軌道交通電氣自動化虛擬制造系統等。

4 結論

SMT-VM2011非常適合高校高職教學和企業培訓，不僅使用戶進一步掌握EDA電路設計技術，更使用戶掌握SMT組裝技術和各種世界著名公司SMT關鍵設備技術。SMTVM2012性能優，功能強，交互性強，操作性好，興趣性高，徹底改變了傳統的一把烙鐵學電子的局面。

參考文獻

[1] 龍緒明主編. 電子表面組裝技術-SMT[M]. 北京：電子工業出版社，2008.11.

[2] 袁鵬，胡躍明，吳祈生等. 基于視覺的高速高精度貼片機系統的程序實現[J].計算機集成制造系統，2004，10（12）.

[3] 龍緒明主編. 先進電子制造技術[M]. 機械工業出版社，2010.10.

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關鍵詞：自動化發展前景；智能化；集成化；虛擬化

現今，自動化已經深深扎根于各個領域。從機械行業發展來看，印刷機械、數控機床、發電設備、工程機械等重頭產品前景仍看好。除了這些傳統工業領域，該行業將進一步向機光電一體化發展，向光加工、環保這樣的新興領域拓展。本論文主要講述機械自動化及其應用前景。

1 機械自動化的發展歷程

在20世紀初，機械自動化的概念就早早被提出，當時主要只是應用于制冷領域，經過人們更加廣泛地使用和推廣，漸漸在整個機械制造行業普及開來。20世紀60年代，市場經濟以飛快的速度發展，為適應市場的變化和滿足市場各方面的需求，可變的自動化的生產加工系統應運而生了，通過計算機技術的應用，實現了機械制造的可變性，因此提高了機械制造的靈活性和可操作性。這種自動化的軟件系統基本上不改變制造過程，自動的經驗和自動的信息處理與判斷分析是通過一定的機械生產設備實現的，不僅如此，還可以通過在管理過程中對這些自動實現進行預期操作。在生產過程中可以實現生產制造的自動化，還極大地方便了生產材料的更換。然而，當時的自動化系統并不能很好地適應現代化企業的生產需求。當前，自動化技術大部分都是在操作過程中的自動化，隨著市場競爭越來越激烈，要想在激烈的競爭中站穩腳跟，必須要堅持不懈的努力，持續的創新，抓住機遇，推動自動化技術的發展。

2 機械自動化在機械制造中的應用

2.1 智能化應用

為了跟上經濟與科學發展的腳步，機械制造工業對相應的制造技術也提出了要求。在這種技術需求的推動下，機械制造技術得到了相應的改進和提高，并且使機械制造自動化得以應用到實際生產中。機械制造技術在原有基礎上不斷改進，對于落后的制造加工理念要堅決摒棄，對于舊的技術，要不斷開發出新的技術進行更新換代，簡而言之，就是取其精華，去其糟粕。同時，對于商品的概念，要有深刻的理解，從而使制造加工方案更加合理，更加完善，制造出精益求精的商品。智能化應用到機械制造中，即將機械制造技術、自動化技術、人工智能技術以及計算機應用技術等多種技術進行結合，通過這些技術的有機融合，滲透，形成一種全新的，綜合性的制造技術，從而達到全方位提高機械制造工藝性能的目的。在實際應用中，智能化制造技術不僅可以實現人工智能，還能夠對專家或技術人員的思維活動進行模擬。由于智能化技術的特殊性，對于自身行為監控等專家無法完成的工作，利用智能化技術就可以輕松實現。智能化系統具有與專家相同的智慧、邏輯思考能力，可以把專家從繁重的腦力勞動中解脫出來，改變了以前的只能模擬和減輕體力勞動的局面，具有劃時代的意義。

2.2 集成化應用

集成化應用在機械制造中是一項全新的技術。集成化技術主要用于實現機械產品制造速度的提升。通過信息化技術的應用，集成化技術實現了機械制造過程的優化，讓機械制造過程向著精簡化和集成化的方向發展。在機械制造過程中，往往會應用到各個領域的先進技術，如微電子技術、通訊技術等，而這些技術并不是孤立存在的，而是彼此之間相互作用、緊密結合的，于是，新的高新技術也在融合的過程中應運而生，比如目前被廣泛應用的計算機輔助技術、柔性制造技術等。想要為了推動這些高新技術的發展與產生，必須充分利用現有的技術和設備，并且進行合理的整合與集成，產生出新的管理應用技術。通過集成化技術的應用，不僅可將生產制造企業內部所有的生產工作、經營管理活動進行整合，使之形成一個完整、統一的整體，還可從原有的機械制造基礎上實現柔性生產模式的變革，以人為活動主體，保證企業產品的生產質量，并實現產品生產質量與服務質量的和諧統一。

2.3 虛擬化應用

虛擬制造技術是由多學科相互配合的綜合技術系統。包括現代機械制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、多媒體技術、信息技術等多種技術。虛擬制造技術以仿真技術和系統建模為基礎，利用信息技術、仿真計算機技術對現實機械制造活動過程進行仿真。通過對機械制造過程進行仿真，可以及時發現機械制造中可能出現的問題，制訂出相應的解決方案。舊的生產方式下，產品研發和產品試制，必須通過設計和實際的生產試驗才能達到試制新產品的目的，開發過程中有很多不確定性，遇到技術難題就要修改設計方案，重新試制新產品，不僅加大了產品的生產周期，還浪費了資源，提高設計成本。而采用虛擬制造技術就可以避免這些現象的發生，僅僅通過計算機來進行模擬和仿真，縮短機械產品開發周期的同時還降低了成本，提高機械產品競爭力。

3 自動化技術在我國的發展趨勢

網絡虛擬化的制造方式：

網絡虛擬制造技術依靠計算機技術、其他交互設備和強大的軟硬件功能，通過計算機工作平臺，相互協調構建出一個虛擬環境。在這個虛擬的環境中，把人類的知識、人類的技術和人類的感知能力參與其中，從而形成一種全新的人機界面互動形式，對生產活動進行全面的建模和仿真。通過與虛擬世界中的對象進行交互作用，對于產品從設計開發到生產制造的每一個環節進行仿真和模擬。除此之外，還可以對產品性能進行全面模擬試驗，對產品的設計和制造合理性、制造周期進行預測。在產品沒有生產之前，就對設計的可行性、經濟性、合理性進行全面的考核，有效避免不合理的設計和資金投入，從而達到資源的最優化配置。

參考文獻：

[1] 陸寧，樊江玲.機械原理[M].清華大學出版社，2012：2.

[2] 何用輝.自動化生產線安裝與調試[M].機械工業出版社，2011：12.

作者簡介：益聰（1994―），男，陜西西安人，沈陽理工大學本科在讀。

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營運資本的性質和特征等基礎理論研究，雖然可浸潤財務管理思想，拓展財務活動領域，開闊財務經理視野，但基礎研究確實是一件十分困難和復雜的工作，即使歷經長時間艱苦奮斗和努力勞作，也難以有新的發現。尤其在我國社會主義市場經濟制度背景下，學術研究也已由學校和學術組織下達計劃改為研究者自主開發，于是，財務管理基礎理論研究者依靠企業和政府資助經費，其基礎研究近乎難以為繼。然而，我國營運資本管理實踐卻極為豐富，一些公司利用技術創新與組織創新，以及經營方式和商業模式的重大變化，完全顛覆了傳統流動資金管理的做法。如松下公司、GE公司、戴爾公司和海爾公司等一些知名企業，在生產經營中實現了零庫存和零凈營運資本，與客戶實現零距離。蘇寧電器因其巨額的負營運資本而備受關注。企業以訂單為中心，在拿到訂單之后再組織生產，可極大地減少存貨及其高額成本。企業之間的競爭，已從直接市場競爭轉向客戶競爭。很多企業通過實施JIT采購、JIT送料、JIT配送，實現零庫存目標。顯然，在現代化生產方式下，營運資本開始成為公司日常財務管理的核心內容。基于此，人們不僅要問：既然營運資本可以為零，那么，還需要對營運資本進行財務管理嗎？學術界還有必要繼續研究營運資本理論嗎？僅有實踐的發展和應用研究的進步，是否還需要基礎研究呢？對此，由中國會計學會和中國海洋大學聯合創建的中國企業營運資金管理研究中心，給出了部分答案。該研究中心每年出版《營運資金管理發展報告》和“中國上市公司營運資金管理績效排行榜”，持續舉辦“營運資金管理論壇”，并開通了“中國上市公司營運資金管理數據庫”， 描述、再現、解釋和指導企業的營運資本管理實踐，為推進企業營運資本管理創新做出了重要貢獻。但該研究中心的工作主要涵蓋學術和實務兩個方面，并非純粹的學術理論研究，因而至今難以平息人們對“營運資本為零”的理論追問。

營運資本是公司關于短期資產投資所形成的貨幣財務資本，它體現著企業周轉性資產的規模大小及其配置和優化程度。企業零距離管理實際就是企業與市場零距離，生產人員根據用戶需求拿到訂單，以最快的速度滿足需求。一些員工的工作地點不在企業而在市場，直接面對客戶，以用戶為服務對象。這種因服務時間極度壓縮而使企業產品不會積壓，從而減少產成品的庫存，同時也節約了商品時滯成本。公司財務不再僅關注生產過程，而更關心市場流通領域。零營運資本管理不僅是公司財務部門的工作，也是一種全方位、多角度、突破企業邊界的運營管理工作，并且已成為公司CFO的重要工作之一。那么，企業營運資本除了出現零庫存、零凈營運資本，以及變為公司的重要財務戰略之外，還有哪些變化？筆者認為，科技革命引發了生產方式變遷和企業組織的重大變化，而生產方式演進與營運資本運行方式之間，存在某種內在聯系。長期以來，學界研究營運資本，僅限于現金、應收賬款和存貨等個別項目的研究，很少從生產過程考察營運資本投入、占用、流動和回收的規律性。事實上，科學技術在企業的應用程度、生產方式網絡信息化和模塊化進程，與營運資本占有量存在密切聯系。因此，研究營運資本管理，離不開技術進步和生產方式的變化。技術資產作為比人力資產更重要的企業新資產，與營運資本是否存在聯系，確實需要給出解釋。

二、營運資本文獻綜述

我國對營運資本問題的研究，可以追溯到20世紀50至70年代，著名財政學家許毅先生和黃菊波先生等前輩對流動資金運行規律的探索性研究。那時的研究主要基于計劃經濟的制度和實踐。市場經濟下的營運資本管理，則始于毛付根教授的《論營運資金管理的基本原理》（1995）一文。該文對營運資本存在的必要性、營運資本的盈利性和風險性，以及營運資本管理與資產管理的協同問題，進行了深入廣泛論述。在毛教授看來，由于企業對償付流動負債所形成的現金流出易于預測，而對流動資產轉化為現金流入的預測則比較困難，因此，企業現金流入的不確定性與流出的確定性，及凈現金流量難于預測和非協調一致性，將使企業必須保持一個適量的凈營運資本水平。從盈利性看，與凈營運資本相對應的凈流動資產是以長期資本為其資本來源。基于流動資產與固定資產盈利能力上的差別，以及短期資本與長期資本籌資成本上的差別，凈營運資本越多，意味著企業是以更大份額的籌資成本較高的長期資本投入到盈利能力較低的流動資產上，從而使企業整體的盈利水平相應地降低；反之亦然。從風險性看，企業陷入無力償付到期債務而導致技術性無力清償的可能性越大，凈營運資本需求量就越大。顯然，流動資產與流動負債之間的差額越大，則企業陷入技術性無力清償的可能性也就越小。可以看出，毛付根教授研究該問題的前提是大機器工業背景。隨著信息技術的出現和電子商務網絡的形成，會計分期假設形同虛設，上述營運資本運行機制就受到挑戰和破壞。不過，人們對此并未予以足夠認識。如楊雄勝（2000）、汪平（2007）等學者，曾就營運資本基本原理、營運資本與企業價值之間的聯系，以及營運資本與現金流量管理的關系等方面，做過深入有益的探討，但均未涉及技術進步、供應鏈和生產方式變革引發營運資本需求和占用的變化。王竹泉（2005、2007、2010、2011）是近年來研究營運資本較多的學者，他提出“基于渠道管理的營運資本管理”思路，主張企業應根據采購渠道、生產渠道和營銷渠道配置營運資本，測算營運資本指數，改進公司內部治理結構。該研究的原創新、前瞻性和實用性比較強，有力推進了公司財務管理工作的改善。

可以看出，雖然學界從未中斷過對營運資本的研究，如Harry G. Guthmann（1933）對營運資本影響因素的論述，Charles. Cortez. Abbott（1944）對戰爭時期與和平時期營運資本占有量的差別分析，William Beranek（1966）對營運資本占用模式的歸納，Keith V. Smith（1973）建立了營運資本的多種管理方法，Kenneth P. Nunn（1981）將營運資本與企業戰略相結合提出“部分性永久性營運資本”，以及Hyun Hanshin（1998）、Matthew D. Hill（2010）等學者將營運資本同股東價值最大化聯系起來的研究，還有余緒櫻教授上世紀七十年代在《工業企業財務管理》教材中對營運資本的闡述，王慶成等教授上世紀八十年代對“流動資金”的論述，但這些研究實際上都是建立在大機器工業化時代的生產方式基礎之上。在現代高新技術快速發展和網絡信息化生產方式下的營運資本性質及其作用，就成為財務學亟待研究的問題。以往，人們總認為營運資本是低收益資本，而流動資產是低收益或非收益性資產。但進入21世紀以來，西方很多學者將企業收益能力與營運資本占有額聯系起來，并得出營運資本管理對企業盈利能力具有重要影響的結論（Trivedi Savtia，2011；Vivek U. Pimplapur， Pushparaj P. Kulkarni，2011；Hernan Etiennot， Lorenzo A. Preve， and Virginia Sarria Allende， 2012； etc.）

實際上，財務組織機構、財務功能與營運資本管理效率也存在密切聯系。財務功能是財務系統對其他經濟系統發生關系時的做功能力。公司財務具有維護經營過程、發現價值和創造現金流量等功能。生產方式和財務系統的存在，以及財務組織機構的設置，成為財務功能得到發揮的前提（羅福凱，2007）。而財務系統對企業其他系統做功，又是通過財務結構的工作來完成，財務結構是借助企業財務組織機構作橋梁，實現財務系統的功效和能力。財務組織機構設計的依據是企業組織和財務結構的實際情況。目前，很多企業財務組織的設計充分運用了團隊工作原理，公司財務組織的性質發生了很大變化，財務機構成為公司價值鏈的重要節點，營運資本則成為財務機構的日常管理重心。

三、營運資本的物質承擔者及其特征

從公司財務視角看，資產是資本的物質承擔者，資本則是資產的價值形態。在不考慮無形資產的情況下， 勞動資料是固定資產的物質承擔者， 勞動對象是流動資產的物質承擔者。同理， 固定資產和流動資產的價值形式就是固定資本和流動資本，又稱固定資金和流動資金。 而流動資產的價值又稱為營運資本，流動資產與流動負債的差額則稱為凈營運資本。 那么， 營運資本就是企業的流動資金或流動資本了。顯然， 研究營運資本離不開流動資產的探索。

判斷一個物品是不是流動資產，不能從其自然形態出發給出定義，而要根據它在生產和經營過程中的作用加以確定。不是從自然形態上看可以成為勞動資料的所有物品都屬于固定資產，只有當它們參與生產過程并在生產過程中發揮勞動手段的作用，或者保證生產過程的正常進行而作為儲備的勞動手段時，才是固定資產。同樣，不是從自然形態上看可以成為勞動對象的所有物品都屬于流動資產，只有當它們參與生產過程并在生產過程中成為勞動者利用機器設備進行加工的勞動對象時，或者保證生產過程的正常進行而作為儲備的勞動對象時，才是流動定資產。機械制造公司為了銷售制造出來的機器尚未出售時，不是固定資產，而是勞動產品——流動資產；從機械制造公司運出來的機器還沒有抵達購買企業時，也不是固定資產，而是庫存產成品——流動資產。處在裝配、安裝和調試階段的機器設備及其所有的勞動工具，還沒有成為員工生產產品的工具，依然是作為勞動對象的流動資產而非固定資產。農民飼養的牛和驢，當它們被用于耕地、運輸物資和繁殖牲畜的工具時，它們是固定資產；而當它們被作為加工肉制品的原材料時，它們又是流動資產。所以，一個實物究竟表現為原材料、勞動對象還是產品，完全取決于它在經營過程中發揮的特定作用和所處的地位，隨著特定作用和地位的改變，其資產的性質也在改變。因此，要研究營運資本，就需要研究作為營運資本物質承擔者主要成分的流動資產的特征和屬性。

流動資產是相對于固定資產的一種經營性資產，其特征和屬性與固定資產有別。固定資產的根本特征在于：實物形態上是整體一次性投入、退廢和替換，而價值形態則是部分地漸次性轉移、收回和補償。固定資產的實物形態長期地固定在生產過程，成為生產過程中穩定的要素，它在一個或長或短的期間內，不斷地反復地執行相同的職能。它一經進入生產過程就不再離開，而在執行職能時把消耗的一部分價值轉移到它生產的產品之中，另一部分則仍舊固定在自身之中。固定資產的實物不流通而只是價值形式的流通。流動資產則相反或更為復雜，其基本特征是：實物形態和價值形態合而為一，當一個生產周期開始其實物和價值一次性地進入生產過程，而在生產周期結束時又一次性地離開生產過程；其實物和價值全部構成新產品的實物和價值。企業的流動資產一經進入生產過程，就很快離開生產過程而進入市場或機構及個人消費領域，其價值也一同離開生產進入市場或消費領域并同時得到補償和收回。即流動資產及其價值是同時進入生產過程，又一同離開生產過程而進入市場的。顯然，只有那些與一種產品的生產周期完全一致、在較短的時間內作為經營對象經過生產和交易過程并很快收回其全部價值的資產， 才是流動資產。所以，流動資產的支出，不僅包括原料、主要材料、輔助材料、燃料、在制半成品，以及尚未出售的產成品的資本墊支，還包括產品的市場調研費和客戶訂單開發費， 以及必要經營信息獲取的支出。在市場經濟下，如果沒有市場調研獲取訂單和必要信息的支出， 那么，原材料購置和投入生產就會產生浪費， 生產過程難以為繼。 當然， 產品研發設計支出、計件工資和加班費支出， 以及應付日常經營急需的現金儲備等，也屬于此類營業性資產性質。這說明， 企業的流動資產，實際上由部分實物資產、部 分貨幣資產， 少量客戶資產和信息資產，以及部分短期人力資產等方面構成。可見，營運資本的物質承擔者，包括存貨和設備、貨幣現金、知識資產、信息資產、技術資產和人力資產等。

從價值形式和流動性的視角看，流動資本與固定資本的產生或區別，在于其經營過程中執行資本職能的資本周轉方式的不同。流動資本是于產品生產過程的開始，經過原材料的投入、加工和產成品的出售，完成貨幣資本、生產資本、商業資本和貨幣資本等形態的一次循環和周轉。其循環周轉時間與產品生產時間基本一致，時間較短，一般地，在一個會計年度內會完成多個循環周轉。而固定資本的循環和周轉，則是少量收回的價值與產品生產時間基本一致，這少量收回的價值作為貨幣資本形成營運資本的一部分，其大量的價值仍然束縛在生產過程中的固定資產實物形式上；固定資本的循環周轉時間也比較長，其循環周轉一次的時間相當于流動資本周轉數次或數十次的時間。即固定資本需要經過多個會計年度才能完成一次循環周轉。可見，營運資本不僅包含流動資產價值、無形資產價值和人力資產價值，還包括少量固定資產損耗價值。而且，營運資本的基本特征之一就是它的循環周轉時間較短，與一個產品的生產時間基本吻合。而從生產要素的視角看，人力資產的價值形成企業人力資本，現金、應收賬款和短期證券形成企業的貨幣資本，存貨、機器設備和廠房則構成物質資本，而技術、信息和知識等新興資產則形成企業的技術資本、信息資本和知識資本。顯然，營運資本是企業多種實時性要素資本的集合。

四、營運資本屬性演進與存量的決定因素：科學技術的應用程度和生產方式的改進

由于固定資本是逐漸分次回流，并且通過流動資產作載體或中介，才能從產出價值中收回和實現，所以，一旦物質產品生產周期延滯或加長，固定資產周期所墊支的資本就會被占用較長時間，而且新的要素資本諸如人力資本、物質資本、財務資本等還要不斷地墊付下去，從而增加資本投入。顯然，營運資本存量的多少與固定資產的技術含量、固定資產與流動資產之間的比例有關。而固定資本的配置結構和效率決定著其單位時間內消耗流動資本的數量多少。固定資本實物形態的固定資產，其最積極部分是機器設備。機器的發展過程主要是人類科學技術發展的產物，機器設備作為生產工具，最初是簡單的工具如石器、木器和和鐵器，經過人們改進產生了人手開動的復合工具，如制造了發動機或由風力水力等自然力開動這些工具。隨后，由復合工具改造為一些簡單的機器，由簡單的單一機器又改進為比較先進的復雜的機器體系。此時，手工業開始進入機器大工業階段。再后來，就是電力和電器自動化，以及計算機應用的智能高端機器裝備。當以機器替代手工勞動為主的技術進步階段，即在簡單工具、復合工具和簡單機器設備的生產發展時期，企業開采和加工每一單位普通原料要求有更多和更復雜的機器設備，而且，加工的原料需要經過連續的多環節工藝過程才能生產出產品，這就增加了固定資產的投資比例。相應地，流動資產的數量變化不是很多。但當科學技術迅猛發展和廣泛深入地應用于生產活動，復雜精密的機器設備、計算機信息網絡化，以及高端機械裝備智能化的逐漸實現，單位時間單位固定資產所加工的勞動對象數量急劇增加，企業的流動資產存量（含有形和無形資產）開始大幅度增加。此時，營運資本存量占企業資本總額的比重迅速提升。顯然，企業營運資本存量的多少，不僅與其自身循環周轉特點和固定資產工作狀態有關，而且與科學技術發展及其應用密切相關。

科學技術的發展及其在生產中的應用，不僅改變和調節營運資本存量與固定資本周轉速度，也改變和調節著人們的生產方式與生活方式，使得生產組織和社會活動方式發生重大變化。如，電腦整合制造系統（CIMS）的創建，企業生產自動化制造程度的提高，企業庫存量大幅降低，不僅通過電腦輔助設計系統（CAD）設計產品，而且使用電腦輔助工程系統（CAE）測試產品設計，利用電腦輔助制造系統（CAM）生產產品，即使用電腦控制機器及機器人生產產品。整個企業生產系統的所有活動，從市場供應、設計、制造到市場銷售，均借用計算機技術而使整個生產業務流程自動化，并予以整合而成為一個信息系統。企業的原材料和產成品庫存量趨近于零。在CAM系統中，彈性制造系統（FMS）是一種在電腦控制下，利用一組機器人和其他自動化設備，生產一批少量而多品種的產品制造系統。假如生產汽車且某一種類型的汽車有四門和兩門之分，FMS可按客戶需要混合生產該類汽車，不需要劃分個別生產。企業生產車間不再是邊角料堆撒滿地，而是生產完全電子自動化或半自動化，材料浪費趨近于零，生產現場一塵不染，直接成本的降低特別是原材料成本的降低幅度和潛力幾乎等于零。與此同時，管理工作也實現了辦公自動化。技術和信息已成為企業必要的基礎性資產，并成為營運資本新的物質承擔者。生產方式和商業模式的改變，使得企業營運資本占有量急劇下降。

特別是新一代信息技術和計算機的普遍使用，企業虛擬研發、虛擬生產和虛擬銷售的實行，傳統基于流動資產價值的營運資本開始趨近于零。由于研發活動包括團隊構建、產品和生產過程設計、結果評價、修改完善等環節，傳統企業研發活動的所有環節都由自己完成，而現代企業借助外部力量，研發工作的部分甚至所有環節以虛擬化的方式運作。以美國公司為例，首先是研發團隊虛擬化。該公司的T恤研發團隊是由隱匿在互聯網中的無數設計愛好者自發組成，這些設計者包括專業的T恤設計師，也包括非專業的T恤設計愛好者，他們成為研發團隊的成員主要受兩個因素驅動：一是對T恤的熱愛，二是希望獲取大家的關注和認同，并因此取得獎金或其他榮譽。其次，過程設計的虛擬化。傳統研發活動需要研發企業自己進行過程設計，對研發目標、步驟、進程等都做統一、細致的計劃和安排。在網站上，大家看到都是已經設計成形的T恤，其整個設計過程都是由隱匿在互聯網中的設計師們在私下完成的，不需要做任何參與。再次，虛擬制造生產方式普遍化。企業的制造活動包括廠房的建立、員工的組建、設備的購置、生產工藝的設計、加工過程的開展，以及生產組織和協調等。傳統企業制造活動的所有環節都以機器設備為重心，集中在企業自己的車間里完成。現代企業虛擬制造包含兩種方式：一是公司所有的人力、物力和財力主攻產品設計、市場營銷和品牌培植，產品的具體制造環節全部外包。如果生產過程分為產品設計、加工和銷售等階段，那么，虛擬制造就是企業自身負責設計和銷售，中間環節的加工制造實行外包。如果一個行業整條產業鏈由產品設計、原料采購、倉儲運輸、定單處理、批發經營、終端零售，以及加工制造等7個環節構成，其中前6個環節是整條產業鏈中最有價值、能夠創造出最多盈余的環節，目前基本上均由西方人控制。我國企業僅處于加工制造業最底層粗放型的制造環節，屬于最低價值環節。以廣東制造的芭比娃娃為例，出廠價是一美元，到美國終端沃爾瑪超市售價是9.99美元。我國企業在國際分工中進行的是價值最低、浪費資源、破壞環境和剝削勞動的環節，即制造環節。當我國在破壞環境、浪費資源、剝削勞動的前提下創造出1美元的產品時，同時替美國制造出了9美元的價值。因此，我國企業應盡力進入國際產業分工中的高端環節。著名的波音公司777型大型客機的生產也是采取虛擬制造方式。波音公司對設計、研發、生產、總裝和試飛的整個過程，采用了裝配仿真、并行工程等先進的虛擬制造技術，通過CAD軟件先設計出飛機的各部件模型，然后組裝成一個三維飛機模型。接著對其進行反復修改和完善，在整個設計過程中，并行進行結構的詳細設計、系統布置、制定工藝計劃和進行工裝設計及跟蹤服務等工作，使設計者和客戶在虛擬的環境中完成飛機的組裝過程。隨后，對飛機各個部分進行檢測，一并提出修改意見。通過數字化預裝配等虛擬制造技術，事先發現可能出現的各種問題并予以解決，波音公司再按照仿真的優化方案進行實物零部件組裝。通過虛擬制造過程，波音公司實現了在沒有制作原型機的情況下，一次試飛成功。在生產過程虛擬化、生產方式智能網絡化和商業模式集聚模塊化的情況下，企業營運資本的形式、性質、特征發生了哪些變化，亟待給出解釋和答案。

企業生產過程的虛擬化、生產方式的智能網絡化，以及商業模式的集聚模塊化，其根源在于現代科學技術在企業經營過程的普遍深度應用。在人類經濟發展史上，每一次生產方式的變革和經濟騰飛，都是源于技術革命引發新興產業革命的結果。我國戰略性新興產業，如節能環保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等產業，實質是以原子能技術、計算機技術和空間技術為主要內容的第三次世界技術革命的衍生品，技術的先進性及其發展依靠信息和資源給予支持。因此，信息技術是當代技術中的基礎性技術，技術和信息已成為當代企業資產的重要組成部分。企業是由傳統的人力資產、貨幣資產和實物資產，以及新型的技術資產、信息資產和知識資產等要素所有者結合在一起的合約組織，各種資產相互配合，共同創造價值。在企業的人力資產、貨幣資產和實物資產，以及技術資產、信息資產和知識資產中，貨幣資產是顯著的流動性資產，其價值形成企業的營運資本。從營運資本周轉時間小于一個會計年度的特征看，企業的小部分人力資產、大部分信息資產的價值具有營運資本特征，重要的是，營運資本是完成一件或一個生產單位（一批訂單或一種產品計劃）的產品生產所必需墊支的資本，這是營運資本的基本性質。營運資本是企業維持日常經營的會計年度資本，主要由現金、應收賬款和短期證券等貨幣資本、少量存貨等實物資本，以及與貨幣資本同時存在的短期要素資本構成。由于生產過程的虛擬化，企業的很多資產開始成為流動性資產，如虛擬技術研發、產品設計墊支和樣品、訂單開發和網絡信息，以及短期人力資產聘用等，都變成企業的流動資產且在企業邊界內，而其固定資產數額則相對穩定甚至下降。相應地，企業的技術資產、信息資產和知識資產（企業的信仰、理念和意志等文化資產）開始大幅度增加，人力資產和機器設備及存貨等實物資產則顯著減少，存貨趨近于零。當然，那些處于產業鏈分工低端的加工裝配企業，其人力資產與機器設備及存貨等實物資產仍然會占企業資產總額的較高比重。可見，科學技術在企業的深度應用和生產方式的智能網絡化，使得企業資產呈現多樣化趨勢。在此情況下，營運資本屬于流動性資產價值的性質沒有改變，其周轉時間等于一個產品生產周期或少于一個會計年度的特征也沒有改變，但又增加了新的特征：其構成內容主要是多種短期實時性生產要素價值，其形式呈現多樣化現象。

五、結論

營運資本是企業的必要資本方式之一。企業的貨幣資本主要來自營運資本。營運資本的產生源于企業日常經營活動對貨幣資本的需求。科學技術快速發展和企業技術資產的日益增加，將對營運資本存量產生重要影響。營運資本的實物載體實際上由部分實物資產、部分貨幣資產，客戶資產和信息資產，以及部分短期人力資產等項目構成。營運資本是企業實時性多種要素資本的集合，其主要構成內容有貨幣資本和短期生產要素資本，其特征是周轉期短并與產品生產周期基本吻合。所以，研究營運資本必須聯系企業技術進步和研發強度。企業營運資本的管理與企業技術資產的占有量及其配置比例密切相關，營運資本存量多少將在一定程度上制約著企業經營戰略和商業模式的選擇。

參考文獻：

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[2]王竹泉、逄詠梅、孫建強：《國內外營運資金管理研究的回顧與展望》，《會計研究》2007年第2期。

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-2008》，《會計研究》2009年第9期。

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[5]汪平、閆甜：《營運資本、營運資本政策與企業價值研究——

基于中國上市公司報告數據的分析》，《經濟與管理研究》2007年第3期。

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關鍵詞：模塊化設計 瓷片自動包裝線 陶瓷裝備制造業

0 引言

目前陶瓷企業瓷磚的包裝已經有了自動包裝生產線，然而對于瓷片（相對與瓷磚尺寸規格較小，材質特性易碎、易吸水）的包裝仍然以手工包裝為主，我國瓷片包裝行業的人工包裝，勞動強度大，生產效率低，包裝成本高。

為了使陶瓷裝備企業在市場競爭中處于有利地位，提高產品競爭能力，縮短研發周期與制造周期，減少制造成本，搶占市場。傳統的包裝機械設計方法已經不能適應多品種、小批量、高柔性、低成本的要求。模塊化設計可以很好地解決產品品種、規格與設計制造周期以及生產成本之間的矛盾[1]。

1 模塊化設計思想、步驟及關鍵技術

1.1 模塊化設計思想

模塊化設計是20世紀80年代初開始在我國受到重視，并逐步得到應用，形成了一種現代設計方法，它是在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合構成不同的產品，以滿足市場的不同需求的一種設計和制造方法。

1.2 設計步驟

模塊化設計以功能分析和模塊劃分為核心，根據市場調研結果對整個系列進行系列型譜制定，本質上是系列產品的研制過程，再根據用戶的具體要求對模塊進行選擇和組合，并加以必要的設計計算和校核計算。總的說來，模塊化設計的一般過程如圖1所示。

1.3 關鍵技術

1.3.1 模塊標準化

它是指模塊結構標準化，尤其是模塊接口標準化。模塊化設計所依賴的是模塊的組合。為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換，模塊應具有可組合性和可互換性兩個特征，而這兩個特征主要體現在接口上。據統計，整機阻尼的70%，剛度的60%決定于接口[2]，但是對于大部分包裝機械來說，因為進行包裝作業時的工藝力一般較小，所以對阻尼和剛度上的考慮不占重要位置，而更加注重提高其標準化、通用化、規格化的程度。

1.3.2 模塊劃分

模塊化設計的原則是力求以較少的模塊組成較多的產品，并在滿足要求的基礎上使產品精度高、性能穩定、結構簡單、成本低廉，且模塊結構應盡量簡單、規范，模塊間的聯系盡可能簡單。因此，如何科學地劃分模塊是很有講究的。模塊劃分太少不能體現模塊化設計的優勢；模塊劃分越細，通用化程度越高，同時由于模塊數量的劇增，裝配成本也在增加[3]。模塊數量與成本和工作量的關系如圖2。

從圖中可以看出模塊劃分過粗或過細都會使成本和工作量增加，只有模塊劃分數為M時，產品開發的總成本最小。模塊劃分既要照顧制造管理方便，具有較大的靈活性，避免組合時產生混亂，又要考慮到該模塊系列將來的擴展和面向專用、變型產品的演變。

2 設計實例

下面是模塊設計應用于瓷片包裝線的設計實例。

通過廣泛的市場調研，最終以規格為300X450X10的瓷片作研究對象，用模塊化設計方法設計瓷片自動打包線。首先了解人工瓷片包裝線的組成部分，分析研究其各個部分的工作過程，將人工包裝的各個工序進行功能分析，較全面的概括瓷片包裝線所應具備的各項功能，并通過查閱大量資料，從產品外觀

形態、功能分組、生產制造等諸多因素的情況下對瓷片自動包裝線進行分解、合并，最終將瓷片自動包裝線劃分為前輸送模塊、對齊及包角模塊、放隔板模塊、水平捆扎模塊、對齊及旋轉模塊、推箱模塊、套袋模塊、四工位假箱模塊、套箱模塊、接箱模塊、封箱等組成部分。圖3表示的是一條瓷片自動包裝線的示意圖。其工序過程就可由已劃分的功能模塊組合完成。這條生產線具有自動進行對齊，放包角，放隔板，套袋，套箱，封箱等功能，設備結構簡單、緊湊，可靠、平穩，方便檢修、維護，減輕勞動強度。

上述瓷片自動包裝線劃分的基本模塊，還可以根據客戶的不同需要，選擇不同模塊組合成不同功能的瓷片自動包裝線。然后再設計傳動系統，將機、電、光、氣等技術進行功能組合，用PLC（可編程邏輯控制器）進行整線控制。

最后對劃分的模塊進行編碼，編成圖冊，利用solidworks軟件將所有模塊輸入計算機，建立瓷片自動打包線模塊庫。設計新產品時，可借助零件編碼圖冊檢索，避免重新設計已有或相似零件，提高產品的系列化、 通用化和標準化水平。

模塊化設計在電子設備中應用廣泛，其在計算機中的應用已趨于成熟，在汽車、飛機、造船、工業汽輪機等眾多行業也有廣泛應用。但在國內陶瓷裝備行業，設計以著眼于單一產品為主，模塊化設計尚不成熟，瓷片自動打包線在新型模塊的研制，模塊的科學劃分、模塊與模塊間部件的標準化等方面還需要經一步研究。

3 前景展望

在設計時應大量采用標準的模塊相互組合進行新產品的開發工作，再集中力量快速完成非標部分的設計，要充分利用三維設計技術來進行模塊化設計，用產品數據管理（PDM）技術將這些模塊合理有序的儲存到數據庫中。隨著電子技術和計算機仿真設計的技術發展 ，采用虛擬設計、 虛擬制造 ，根據市場需求以及客戶的實際要求盡量采用模塊庫中的模塊 ，進行產品的模塊化設計，再按照實際生產時的數據指標和可能發生的故障輸入電腦 ，通過電腦模擬生產過程，估算出生產能力及次品率，以及各工作環節的匹配情況，生產瓶頸等，對生產全過程進行仿真。并可根據客戶的意見作出調整直到滿意為止。

虛擬化設計技術與模塊化設計技術的融合將產生一種新的設計方法體系即：虛擬模塊化設計。

4 結語

采用模塊化設計方法設計瓷片自動打包線，縮短了研發周期，節約了設計和制造成本，實現了瓷片自動打包線功能多樣性的要求，提高了企業競爭力，滿足了復雜多變的市場需要。模塊化設計可使設計人員集中精力設計新型模塊，避免同樣功能模塊的重復開發。

參考文獻：

[1]張興國，劉明. 工業機器人組合式模塊化結構設計研究[J].制造業自動化，2008（7）：30-32，74.

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關鍵詞：虛擬企業;人力資源;管理

目前,虛擬企業這種組織結構在中國的企業中還比較陌生,不像其他各類組織結構那樣有著較為豐富的應用經歷和經驗。但是國外虛擬企業成功的典型有很多,如世界知名的康柏電腦公司、以高品質運動鞋聞名的耐克公司、飲料巨商可口可樂公司等企業在生產經營活動中應用虛擬企業這種組織結構都獲得了巨大的成功。虛擬企業已成為企業成功的秘密武器。

1虛擬企業的概念

虛擬企業是隨著現代通訊技術的迅猛發展和社會化分工程度的日益提高而產生的。日益激烈的國際市場競爭迫使人們對企業如何以最小的投入獲取最大的收益進行廣泛而深入的探索和研究。1989年美國國家工程院和國家科學院聯合發起對當前制造業面臨的挑戰和對策的研討會,并在美國國防部的資助下成立了以美國13家大型制造企業為核心的領導組,帶領百多家企業對如何建立“靈活型制造企業”進行了研究,要求企業內部以及企業之間具有既靈活又密切的大聯合管理機制,以適應目前市場需求的快速變化問題。由此開創了虛擬企業與虛擬經營的新模式。[1]

虛擬企業就是在具體的商業目標的趨動下,由生產商與供應商暫時組成的網絡企業或者說是他們之間較為松散的聯合體,目標達到,即告解散。其生命周期視其既定目標及產品或服務的類型不同而異。在虛擬企業中,接受業務的企業本身不具備完成任務(或者是出色完成任務)的全部技術和資源,但卻可以高效且出色的完成任務。這是由于虛擬企業的運作是以計算機網絡通信設備為基礎,通過把與某項服務、產品相關的企業相連,利用虛擬,各個企業從事自己最善于從事的工作,整個虛擬企業中的各個合作企業都能高效的運作,從而為顧客提供最滿意的服務或產品。從戴爾公司的運作過程中可以更清楚地理解虛擬企業的運作,每當戴爾公司接到用戶訂單后,其所有相關信息立刻被分解成具體零部件生產信息,并隨即通過其巨大的計算機網絡傳遞到各地合作企業的信息庫,在那里零部件通過批量生產被迅速制造出來。生產一旦完成,產品立刻通過聯邦快運被傳遞到離用戶最近的戴爾公司分部所在地。于是來自世界各地的飛機攜帶著不同廠家生產的零部件,經重新組合一齊送往戴爾公司裝配流水線,這樣完全由用戶自己定制的計算機便問世了,整個過程歷時5日或更短。[2]

綜上所述,虛擬企業的優勢有:

(1)虛擬企業屬于強-強組合,它注重各合作企業的核心競爭力,同時各合作企業的收益也會成倍增長。

(2)虛擬企業可以降低各合作企業在人力資源、廠房、設備等方面的投資,可以降低單位產品成本和對新產品的投資。

(3)虛擬企業是由各伙伴企業的核心競爭力融合而成,因而可以生產出最佳的產品或服務。

(4)虛擬企業具有制造與設計的靈活性,它能對瞬息萬變的生產環境產生迅速的反應,可以在短時間內生產出新的產品。

(5)由于合作企業可輕易地改變,虛擬企業具有操作上的靈活性。一家企業可以同時參與多個虛擬企業。[3]

2虛擬企業人力資源的特點

(1)人力集成化

虛擬企業的核心企業根據市場信息,一旦產生一種產品方案,即開始虛擬制造過程,首先是人力資源的虛擬集成,根據企業自身的人才資源優劣,和外部企業進行人才資源優勢互補——“借雞生蛋”,通過信息網絡把來自不同企業的人員集成在一起,為一個共同的目標而協同工作,一旦虛擬企業解體,這些來自不同企業、職位和法律關系互不歸屬的人員的合作關系即告結束,這種“集智”是虛擬企業成敗的關鍵。

(2)文化多元化

虛擬企業的伙伴更可能有不同的文化和不同的生活方式,這可能引起沖突。隨著信息通訊的增多,不同文化間將有更多交流和理解,從而減少沖突,故應提倡允許不同文化和不同生活方式的共存。

(3)組織動態化

虛擬企業由組建、生產、解體三個過程組成,其存在的時間完全取決于項目或產品,因此虛擬企業是動態的、暫時的,一旦項目或產品完成,虛擬企業宣告結束或組建另一形式的虛擬企業。

(4)結構虛擬化

虛擬企業的優點是“用最大的組織來實現最大的權能”,由于企業自身資源有限,組織結構功能有限,為實現某一市場戰略而組成的虛擬企業其結構功能也是虛擬的集成結構,在整個企業虛擬聯合體中,每個成員只充當其中某部份結構功能,是分布式動態虛擬聯合結構,通過信息網絡,支持著為虛擬企業依空間分布的生產而設立的復雜的后勤保障工作,這樣的企業結構和傳統的組織結構相比,有較大的結構成本優勢,大大提高了企業的競爭力。

3虛擬企業人力資源管理中急需重視的問題及對策

目前國內外學者對虛擬企業中的人力資源管理與開發研究的論文較少,有的學者甚至認為該問題不存在或沒有研究的必要。對此,筆者不敢茍同。因為,人不是機器。在虛擬企業中,“集智”是關鍵,協調是核心,信任是基礎,溝通是手段,可以說,不重視人力資源的虛擬企業,其巨大的優勢將難以發揮。甚至可能因為內部的文化沖突、互不信任、協調不暢而進入困境。筆者認為,當前虛擬企業人力資源中急需重視的問題有:(1)文化沖突;(2)信任度低;(3)協調不暢;(4)溝通困難;(5)整合乏力。

美國未來學家奈斯比特在《大趨勢》一書中指出:“在日常生活中,隨著愈來愈互相依賴的全球經濟的發展,我認為語言和文化特點的復興即將來臨。簡而言之,瑞典人會更瑞典化,中國人會更中國化,而法國人也會更法國化。”也就是說,在當代全球化的世界里,同時存在兩種不同的趨勢:一是人類愈來愈具有全球化的共性;二是在全球一體化的世界中,人類卻愈來愈堅持保留各自原有文明的特色或個性。由此而帶來了走向國際的虛擬企業將面臨多種民族文化互相磨合、沖突的挑戰。正確地對不同文化以及在這種文化環境中發展起來的管理理論進行研究,不僅有助于我們客觀地認識和理解他人的文化和管理理論,而且能更好地學習與借鑒其他文化環境中產生的管理理論。[4]。按照荷蘭學者霍夫斯蒂德的文化維度理論,文化差異可用五維來描述和比較。這五個維度是個人/集體主義、權力距離、非確定性避免、剛性/柔性傾向和短期/長遠取向。它們對跨文化沖突的產生都有一定程度的影響。

因此,處理好虛擬企業的人力資源問題必須重視以下幾點:

第一,分析把握文化沖突對虛擬企業的影響,創造文化協同效應。我們一定要認識到文化沖突對虛擬企業的負面影響不容忽視,因為會使虛擬企業全球化戰略失敗。因此,創造文化協同效應尤為重要。文化協同,作為一種管理文化沖突影響的辦法,是指管理人員根據組織成員和顧客個人的文化傾向,而不是限定文化差異,來形成組織的戰略、策略、結構和管理的過程。這就涉及到了虛擬企業的人力資源管理問題。虛擬企業的管理人員要具備跨文化管理的能力,不但要具備必要的跨國經營知識,而且要具有語言知識和溝通技能。

第二,開創管理溝通創新研究,開創虛擬企業內部溝通新模式。虛擬企業是一種新型的企業組織形式,面對著不確定的,不斷變化的合作伙伴,如何進行有效的溝通將成為重要的研究課題,如何避免溝通中信息的缺失,進行跨文化、跨背景、跨地域的溝通將對虛擬企業的成敗起到非常關鍵的作用。跨文化的溝通是在具有文化敏感性的基礎上,尊重和領悟虛擬企業內部的多元文化,使虛擬企業內部交往人員的雙方能夠理解彼此的意圖的行為。有了良好的跨文化的溝通,跨文化的領導、激勵和決策也就易如反掌。基于國際互聯網的在不確定環境下的柔性溝通將成為未來發展的方向。

第三,建立學習型組織,樹立共同愿景,進行廣泛的團隊學習。在虛擬企業中廣泛地創建學習性組織的活動,使各協助單位能夠樹立共同愿景,共同學習,共同發展,應該用超越自我、改善心智模式、團隊學習、系統思考等方法在虛擬企業中創造良好的氛圍和解決發展中遇到的困難,并且在學習中建立互相信任的關系,不斷創新,以適應快速變化環境的要求。

這就涉及到了虛擬企業的人力資源管理問題。虛擬企業的管理人員要具備跨文化管理的能力,不但要具備必要的跨國經營知識,而且要具有語言知識和溝通技能。

第四,虛擬企業需要新型的領導者。虛擬企業從傳統的權力直線制變成了平等協調制,從傳統的上下級關系變成了平等的協調關系。虛擬企業的經理不再是命令者,而是彼此的協調者,這種新的角色需要新型的領導者。新型的領導者應該具備全方位的協調能力、系統的思考能力和全球化的視野。

第五,虛擬企業需要新型員工。虛擬企業是各合作企業核心競爭力基于信息網的聯姻,需要自我導向型、知識型、技術型且充分可靠的員工,同時能運用計算機。另外,虛擬企業的產品或服務是由各合作企業合作而完成,這要求員工具有持續的學習能力和團隊精神。而且,面對快速變化的市場環境,傳統的決策層與操作層分開的做法已經不再適應市場的要求。新型的員工應具有一定的分析能力與決策能力。

第六,開展知識管理,整合資源。知識經濟時代,知識已經取代了自然資源,成為最為活躍和最有創造力的因素,虛擬企業要想發揮它的優勢,必須進行知識管理(KM),進行整個虛擬企業及相關合作單位之間的知識的挖掘、開發、保值、分享等業務,使個人的知識變為組織的知識,最大限度地整合資源。

參考文獻:

[1]蔣鎮輝,陳國青.虛擬企業及其運作[J].企業管理,1999,(1).

[2]計維斌.論企業再造中的一種新模式——敏捷企業及虛擬公司[J].經濟體制改革,1998,(4).

[3]澤聰,翁君奕.虛擬企業協調的任務、障礙與策略[J].企業管理,1999,(4).

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關鍵詞：機械工程；實踐教學體系；構建

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）19-0205-02

為了適應創新型國家和人力資源強國建設的要求，要全面實施高等教育質量工程，加強對學生創新精神和實踐能力的培養，加快實踐教學改革與建設，充分發揮實踐教學在人才培養中的重要作用，提高人才培養質量。實踐教學是本科教育教學的重要組成部分，在促進學生全面掌握理論知識、增強實踐能力、學習科學研究方法、培養創新精神和提高學生綜合素質等方面具有十分重要的作用；加強實踐教學，要以轉變觀念為先導，以教學改革為核心，以隊伍建設為根本，以完善條件為基礎，以制度建設為保障，以創新型人才培養為目標，積極探索人才培養的新模式，不斷提高實踐教學水平；同時要處理好理論教學與實踐教學的關系，改變重理論教學建設輕實踐教學建設的狀況，克服重分數輕能力的傾向。

一、機械工程專業實踐教學的總體發展目標

具有行業或地域特色的高校，從機械工程專業的定位上應該是立足本行業或區域，面向全國，培養適應國家和地方經濟發展和技術進步需要，掌握系統的機械學科基礎理論和基本技能，在機械工程領域內從事機械設計、制造、控制、檢測等技術開發、應用研究等科技及管理工作的創新型應用型高級人才。實踐教學的總體發展目標是以培養具有“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的應用型創新型人才為目標；以深化實驗課程體系改革、合理設置實驗教學內容為核心；以建設一支觀念新、素質高、能力強的教師團隊為保障；以實施教學、競賽、科研相結合的發展為導向；實現實驗教學“設計、制造、控制、檢測”四位一體的教學平臺；形成立體化、模塊化實驗教學體系；建立信息化、網絡化、多方位、開放式實驗中心。

二、實踐教學體系的構成

實踐教學體系的建立要以能力培養為核心，堅持知識、能力、素質全面發展，按照辦學定位和人才培養目標，統籌規劃理論教學與實踐教學。科學設計教學實驗、課程設計、教學實習、實訓、工程（社會）實踐、畢業設計（論文）和學生科技創新活動等實踐教學環節。對專業核心理論與技術，要加強學生綜合利用相關知識的能力訓練，增加必要的課程設計、專業綜合實驗和獨立設置的實驗課程比例。機械工程專業實踐教學體系以“課內外”結合作為實踐教學體系的總體構成；分基礎學習和專業學習兩個階段；專業技術實踐能力培養貫穿始終。如圖1所示。

三、實踐教學體系的特色

1.傳統專業現代化。應用現代技術改造傳統機械專業。控制、信息、測試、網絡與制造技術的不斷融合、發展，貫穿于機械產品從設計、制造到應用整個過程，成為現代企業不可或缺的支撐技術，實驗中心設備緊跟科技的發展，培養出符合時展的高質量人才。

2.實踐教學體系立體化。在機械工程及自動化平臺上進行各個實驗課程的整合、改造、提高，以四個實驗類別為層次，以提高學生的工程實踐能力為主線，構成實驗教學新體系。新體系打破原有機、電分離的實踐教學模式，將單一的訓練項目整合為4個層次10個模塊。如圖2所示。

3.實驗內容模塊化。以學生為主自主選擇訓練模塊的機械工程實踐教學新體系。新體系把基礎型、綜合設計型與研究創新型實踐有機地整合在一起，針對不同專業方向的學生，不同階段訓練的需要，按照模塊化的方式，開設不同層次的訓練項目。

4.實驗教學網絡化。（1）實驗內容的網絡化：實現由單機向網絡的綜合實驗發展，現已建有CAD/CAM局域網，虛擬制造網絡平臺，與學校網絡平臺互通，有效地促進了機電工程實驗教學由單機技能教學向部分實現局域網的集成技術教學的轉化。（2）實驗管理的網絡化：中心將建設實驗教學示范中心網站，將實驗教學課件、網上預約實驗、各種儀器的使用方法等內容都放在網上，使學生能通過信息平臺進行網上學習、與實驗教學互動。目前部分實驗室的計算機已聯網運行，供學生預習。

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關鍵詞：遠程機械設計計算模式

一、機械設計發展概述

傳統設計方法是經驗、類比式的設計方法。主要采用封閉的收斂設計思維，進行經驗類比設計。在計算方面只進行靜態分析，并將載荷、應力進行集中處理，對于計算數據的誤差采用增加安全系數的做法。傳統設計方法以手工設計為主，使用簡單的工具，進行人工計算畫圖。另外，傳統設計是一種串行設計，即一個零件從設計到生產是一個階段的工作完成之后才進行下一個階段的工作。如：首先進行初期的規劃設計，接著進入總體方案設計，然后由結構設計人員設計出零件的結構，之后完成工藝文件的編制，最后將圖紙及工藝規程交給生產工人，加工出零件的原型。如需改進的話再返回零件的改進信息。這樣，一種產品從設計到正式投產往往要花很多時間，因此開發周期長，并且串行設計過程中，各個環節之間缺乏信息溝通，常導致設計人員之間的合作不協調。

自二戰結束以來，世界各發達國家逐漸重視設計理論和設計方法的研究，先后產生了許多新概念、新思想、新理論和新技術。從設計方法來看，國內外先后提出了并行設計、虛擬設計、協同設計，相似性設計、智能設計等新概念；從設計準則來看，出現了優化設計、可靠性設計、有限元等概念，從設計的手段來看，出現了計算機輔助設計，不僅普及了二維設計CAD軟件，而且功能全面的三維造型軟件也進入了實用階段。

近年來，計算機網絡技術、Web技術和數據庫技術的出現和飛速發展，給現代機械設計注入了新的生機和活力，機械設計逐漸向數字化、網絡化方向發展。基于Web的遠程設計正是在這種條件下產生的。它的出現，使得各制造企業可以充分利用Internet和Web的國際互聯性和資源共享性，組建企業間的動態聯盟或虛擬設計小組，通過組合分散在各個地域企業的技術優勢，發揮各個企業的局部特長，同時不同專業的技術人員可以不受地域的限制，在一個統一且易于訪問的平臺下進行異地的合作與設計，實現信息的交流和共享，進而快速開發出所需產品，提高產品設計的一次成功率。

作為現代設計的一個重要組成部分，遠程機械設計是一個綜合了多學科、多技術的研究領域，涉及到機械工程及計算機技術等諸多知識領域。從機械設計的角度來說，主要研究設計過程的建模、設計優化理論等。從計算機技術方面來說，應研究如何對現有的設計資源進行組織和，使得這些資源能方便異地的設計人員進行查詢和調用。這些資源包括各種專業化的計算、分析程序，供設計使用的數據庫和知識庫等，所以要研究網絡環境下設計資源的獲取與調用，設計過程中設計人員之間信息的交流和反饋等，為遠程設計中分布式資源的獲取和調用提供基礎和借鑒。

二、國內外遠程機械設計發展

2.1遠程設計的概念和意義

遠程設計即讓設計人員通過客戶端瀏覽器輸入設計參數，服務器自動進行計算和選擇，并根據確定的參數返回產品的規格或設計圖形。遠程設計技術是現代計算機技術、網絡技術和機械設計技術在工程設計上的應用，它縮短了產品的設計周期和節省了設計成本，真正意義上地釋放了工程技術人員。與傳統的機械設計相比，遠程設計具有以下優點：

1、縮短產品的開發周期。

2、避免重復開發。目前企業或個人進行的機械產品設計，大部分是自己根據需要來開發設計軟件，而不考慮是否有同類軟件在市場中存在或者將自己的研究成果在允許的情況下租賃或免費為他人使用等。這就形成了重復開發，浪費了大量的人力和物力。

3、降低了企業資金和人員的投入。特別是近年來三層B/S網絡計算模式的出現，極大地降低了客戶端軟硬件的配置要求。遠程設計可以為用戶建立一個統一的設計平臺，所有的設計都在高性能的服務器上運行，客戶端只需完成設計任務的輸入以及設計中某些參數的選擇和結果顯示即可。

4、由于遠程設計一般都有提供給用戶進行交流和討論的平臺，這就不僅加強了各領域專家之間信息的共享和交換，而且大大提高了一次產品設計的成功率。

2.2遠程設計的國內外研究現狀

2.2.1在國外，有關遠程協同設計的研究和應用起步較早，主要有：

（1）早在上世紀80年代中期，麻省理工學院學者就從事了這方面的研究，并首次提出T計算機支持的協同工作的概念。

（2）20世紀90年代中期，美國伯克利加州大學的集成制造實驗室在美國國家科學基金、美國國防先進制造計劃福特汽車公司的資助下開展了一個名為Cybercut的研究項目，建立了世界上第一個基于WWW的設計和制造系統。

（3）英國建立的EdinburghEngineeringVirtualLibrary網站，提供工程設計、制造需要的各種信息，在英國建立了基于Web的虛擬制造中心，為企業設計、分析、制造等提供服務，提高了企業特別是中小企業的市場競爭能力。

（4）美國Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司聯合研究面向產品全生命周期的基于知識的協同設計支持網絡環境“DesignKnowledgeNetwork"，減少了實際時間，降低了設計成本，在快速獲取全球設計知識的基礎上，進行產品創新設計。

（5）英國Liverpool等大學研究并應用人工智能和Internet提供滾動軸承的網絡化設計服務。

2.2.2在國內，有關這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：

（1）以西安交通大學理論與軸承研究所為主、國內多家企業和研究機構共同參與建立了國內第一個支持產品協同設計的網站-現代產品設計與研究開發網絡（），旨在推進現代設計，主要提供設計知識的獲取，參加的單位還有清華大學、華中理工大學、機械科學研究院、上海交通大學、重慶大學等國內許多著名的高校和科研院所。

（2）清華大學精密儀器及機械系摩擦學國家重點實驗室開發出了基于Web的異地合作設計系統Cdesign，該系統采用了Client/Serveer構架，客戶與服務器之間通過VAW來完成。

（3）上海先進制造工程技術研究中心和上海飛機制造公司開發了一個基于Intemet/web的異地設計與制造系統，利用其進行跨企業、跨地域的協同產品設計與制造。

另外，國內也有一些相關的網站，如：中國機械網（china-）、材料與制造綜合信息服務平臺等，它們提供機械設計技術數據、制造工藝技術數據等，并把機械設計技術、制造工藝技術、遠程設計技術、產品數據庫、計算機輔助設計都實現了網絡化。在其中的機械設計技術模塊中，用戶只須選取自己要使用的設計模塊，輸入適當的參數就可自動設計出自己所需的零部件；在遠程分析模塊中，實現了常用機構的參數化仿真與分析。

可是遠程設計由于剛剛起步，像其它新興技術一樣還不夠完善。隨著CAD技術、計算機網絡技術、數據庫技術及人工智能技術的不斷發展，遠程設計的內容必將越來越豐富，功能越來越強大，所提供的服務也將越來越完善。

三、遠程設計系統的技術研究

系統的總體結構模式的確定是系統在初步設計階段要完成的一項重要任務。系統的總體結構模式是系統的基礎，只有確定了系統的結構模式之后才能進行下一步的設計和開發。而應用軟件的架構是建立在計算模式基礎之上的，因此，有必要先對網絡計算模式進行分析。

在計算機網絡技術的發展過程中，先后出現了以大型機為中心的計算模式、以服務器為中心的計算模式、客戶機/服務器(Client/Server)計算模式，以及隨著Web技術的成熟而發展起來的瀏覽器/服務器(Browse/Server)計算模式。

（1）通過對兩種計算模式的研究和分析，B/S模式較US模式，具有以下優點:

1、界面風格統一、可移植

US模式的客戶端往往采用不同的開發工具開發，因此界面不統一，一般來說也互不兼容，難以移植到其它的平臺上運行，而B/S模式的客戶端使用統一的Web瀏覽器，根本就不存在移植性的問題，而且使用非常簡單。

2、跨平臺性

B/S模式的系統較US模式的系統有更好的跨平臺性，客戶端可位于任意的軟、硬件平臺，因此跨平臺的問題得到解決。

3、易于管理和維護。

C/S模式的系統針對不同的客戶端需要開發不同的應用程序，完成的工作量較大。一旦系統要進行修改或升級，則要修改所有客戶端上的應用程序，工作重復，管理和維護成本較高。反觀B/S模式，由于應用軟件集中在服務器端的開發和管理，因此應用系統進行升級時，只需更新服務器端的軟件即可，無需客戶端的參與，因此大大減少了系統維護與升級的成本與工作量。

（2）遠程設計系統的支撐技術

基于Web的遠程設計是一項涉及多學科多功能的綜合活動，其中包括現代機械設計技術、Web技術、數據庫技術等。

1、機械科學技術

機械科學的理論與知識是進行遠程設計的前提。沒有這些理論知識作根基，遠程設計無從談起。

2、計算機網絡技術

遠程設計是以計算機網絡為基礎的，計算機網絡是遠程設計系統的運行平臺。所有的設計過程中的信息都要通過網絡來傳遞，網絡基礎的好壞直接影響到遠程設計系統的質量，是實現遠程設計的關鍵技術之一。

3、標準化技術

遠程設計的過程中離不開信息的交流，交流的前提就要有一個統一的交流規則，即標準化工作。

4、數據庫、知識庫技術

基于Web的遠程設計過程中需要用到數據庫中的許多信息，如設計過程中用到的參數、圖表數據等。這些信息的存儲和管理均要數據庫作為支持。數據庫技術是遠程設計系統的核心技術。同時，知識庫可以實現知識復雜問題的求解評價和建議，可有效地進行智能推理來進行優化設計。

5、計算機編程技術

計算機編程為遠程設計系統提供一系列的應用服務和平臺建設。主要是程序設計語言和存取數據庫，如、C#等編程語言和關系數據庫的標準語言—結構化查詢語言SQL等。

6、多媒體技術和圖形瀏覽技術

多媒體技術和圖形瀏覽技術為在線交流、圖形瀏覽提供輔助工具。

參考文獻：