作文一:《ERP的基本原理》7800字
ERP 的基本原理
一、 ERP 中计划的层次:
最高层 : 企业经营规划 第二层 : 生产计划大纲 第三层 : 主生产计划 第四层 : 物料需求计划
第五层 : 车间作业及采购作业计划
二、经营规划
包括企业战略规划、销售计划。
企业战略规划 :为实现长期的经营目标,充分利用各种资源和能力,以适应多变的环境而制 定的指导企业经营活动的总计划。包括宗旨和经营目标。
宗旨 :企业是个什么企业?将是个什么企业?应该是个什么企业?
经营目标 :谁是企业的顾客?顾客购买的到底是什么?企业应当进入什么市场?什么市场是 最有前途的市场?
销售计划 :指企业在一定时期内销售数量及销售收入的计划。 经营规划展望期为 2~7年,计划周期可为年。
3.1 主生产计划(MPS )
一、 MPS 概述
1 概念
是对企业生产大纲的细化, 说明在可用资源的条件下, 在一定时期内 (一般为 3-18个月) 的如下计划:生产什么;生产多少;何时交货
是确定每一个具体产品在每一个具体时间段的生产计划;是由计划大纲转化而来,是按最 终产品或产品的组件来进行描述的。 为什么提出此概念?
MRP 的计划方式就是追踪需求,如果直接根据预测和客户订单的需求来运行 MRP ,则得 到的计划将在数量和时间上与预测和客户订单需求相互匹配。但,预测和客户订单是不稳定, 不均衡的,直接用来安排生产将会出现加班加点也不能完成任务或设备闲置导致很多人没有活 干的现象,而且企业的生产能力和其他资源是有限的,这样安排也不总能做到
加上主生产计划一层通过人工干预,均衡安排,使得在一段时间内主生产计划量和预测及 客户订单在总量上相匹配,而不追求在每个具体时刻上均与需求相匹配,从而得到一份稳定, 均衡的计划。据此得到的关于非独立需求项目的物料需求计划也将是稳定和均衡的。因此,制 定主生产计划是为了得到一份稳定,均衡的生产计划 2 在 ERP 中层次 P69 3 作用
1) 把生产计划同日常作业计划连接起来 2) 为日常作业的管理提供控制
3) 推动正式的集成化的计划与控制系统
张 毅
P70 4 张 毅
P74
预测 生产规划 客户订单 识别生产品种
安排生产时间
确定生产数量
产品提前期限制
1) 有足够的时间长度
2) 是一个不断更新的计划
4 与其他计划的区别
1) 与销售预测不同,后者是大纲和主的原始输入信息,不考虑物料和能力的可用性问题
2) 与大纲不同。后者是按产品类规定生产率,前者由后者转化而来,是按最终产品或产 品的组件进行描述
3) 与装配计划不同。对于面向订单装配的产品,前者描述最终产品的组件,后者指出产 品的最终结构
4) 关于自动生成。包含了许多来自人的经验的决策,是无法由计算机完成的。制定和强 调主生产计划的责任在人,不在计算机,且是一个手工过程
二、 编制步骤及原则
1 编制步骤:
2 原则:
1)用最少的项目数进行安排:若过多,则预测与管理都困难,根据不同的制造环境,选取产品 结构不同层次来进行 MPS 编制,使得在产品结构这一级制造和装配过程中,产品(或选型)数 目最少
备货环境下 ,
指产品,备品备件等独立需求项目
MPS 要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量 , 其中的最终产品是指对 于企业来说最终完成的,要出厂的产品。实际,这主要是指大多数备货生产型企业而言。此类 企业中,虽然用到多种原材料和零部件,但最终产品的种类一般较少且大都是标准产品。这种 产品的市场需求预测的可靠性也较高。因此,通常是将最终产品预先生产出来,放置于仓库, 随时准备交货
订货环境 下,
若交货期比产品生产提前期长,可直接安排这些最终产品,否则就需预测产品的需求 当最终产品和主要的部件,组件都是顾客订货的特殊产品时,这些最终产品的主要部件, 组件的种类比他们所需的主要原材料和基本零件的数量可能要多得多。因此,类似装配生产, MPS 可能以主要原材料和基本零件为对象来制定。
装配生产 :
若产品是一个系列,结构基本相同,都是由若干组件和一些通用件组成,每项基本组件又 可有多种可选件,从而可形成一系列多种规格的变型产品,在这种情况下,最终项目指基本组 件和通用件。编制计划时,先根据历史资料确定各基本组件中各种可选件占需求量的百分比, 并以此安排生产,保持一定库存储量。一旦收到正式订单,只要再编制一个总装计划,规定从 接到订单开始的一系列核查库存,组装,测试检验,包装发货的进度,就可以选装出各种变型 产品,从而缩短交货期,满足客户需求
今天,企业要生产的最终产品的“变型”很多,变型产品是若干标准模块的不同组合。 如今天的汽车,每天生产的汽车可以说几乎没有一模一样的,因为顾客对汽车的颜色,驱 动系统,方向盘,座椅,音响,空调系统等不同部件可以自由选择,最终产品的装配只能根据 顾客需求来决定,车的基本型号也是有若干不同部件组合而成。基于顾客的不同选择,可装配 出的汽车种类有 A*B*C… . 种,但主要部件和组件一共只有 A+B+C… 件,部件种类的总数比最 终产品种类的总数要少的多。因此,对这类产品,一方面,对最终产品的需求是非常多样化和 不稳定,很难预测,因此保持最终产品的库存是一种很不经济的做法。另一方面,由于构成最 终产品的组合部件种类较少,因此预测它们的需求要容易得多,也精确很多。所有,在这种情 况下,通常只是持有主要部件和组件得库存,当最终产品的订货到达后,菜开始按订单生产。 如以最终产品编制 MPS ,则由于种类很多,计划大大复杂化,而且由于需求难以预测,计划的 可靠性也难以保证。此时, MPS 是以主要部件和组件为对象来制定的。
2
3)列出对生产能力,财务或关键材料有重大影响的项目
a ) 生产能力:在生产和装配过程中有重大影响的项目;造成生产能力的瓶颈和通过关键工作
中心
b ) 财务:为公司创造最高利润的项目;制造费高,含有贵重部件,原材料,高费用的生产工
艺或有特殊要求的部件项目。
c ) 关键材料:提前期很长或供应商有限的项目 4) 虑预防性维修设备时间
5)对有多种选择性产品,用产品装配计划简化 MPS ,见 1)中装配生产
三、确定 MPS
需求数据
需求:对特定产品需要的数量和时间
对象是最终项目,也称最终产品(指具有独立需求的物料) ,有时也指维修件,可洗件或工厂自 用件。
主要数据源:
四、 编制 MPS 初步计划
ATP (Available To Promise) :某产品库存 100,生产计划量 200,已经接到而尚未出货的客户 订单量为 150,则 100+200-150=150称为可承诺量,指业务人员在当前供货状况下,所能再 承诺给新客户订单的数量 正确的接单原则:
1) 业务部门制定销售计划
2) 生产部门据以编制 MPS ,并确定是否满足销售计划需求,若满足,向业务部门确认其
销售计划;否则,要求业务部门适当修改原销售计划 3) 2)中不能达成一致后,产销计划定案,据此计算 A TP 数据 4) 业务部门依据 A TP 接单,生产单位要负责完成 MPS 约定的产量 时区与时界
假定 T1为 5天,则车间在最近 5天内的生产日程是不宜变动的,否则换线,制造通知,备料, 更动日程及相关工作会很高, 因此一般又称 T1为冻结日期, 把从当天到冻结日期这段时区称作 冻结区。除非高阶主管同意,否则业务部门是不能要求生产部门在冻结区内插单的。当然,如
果冻结区内生产负荷还有空余,料的库存够用或者还来得及采购,制造主管又同意业务部门插 单的要求,就不必上报给高阶了
T1到 T2的时区称作产销之间的“协议区” ,双方协议的原则是:如果有料,就可插单。因为车 间在此区内要做的产品,这时还未开始制造,因此就不会引发额外插单的成本,在物料供应状 况允许的前提下,理应让业务部门插单,以掌握更多商机
T2以后时区内, 原则上是业务说了算。 工厂生产的内容, 主要是依据业务部门提出的市场需求, 即客户订单与销售预测的内容而定
上述时区与时界观念及其对应的产销协调法则,是让产供销三职能间建立良好的共识,协调彼 此工作,降低整体成本的有效方法
毛需求量 :在任意给定的计划周期内,项目的总需求量 P74
计划接收量 :前期已经下达的正在执行中的订单,将在某个时段(时间)的产出数量
预计可用库存 :某个时段的期末库存量
安全库存量:
净需求量 :在任意给定的计划周期内,某项目实际需求量
独立需求项目需求量 =本周期毛需求-前一周末可用库存量-本周期计划接收量+安全库存量 批量规则 :
MPS 计划量并非等于实际净需求量
原因:降低成本。
主要方法:直接批量,固定批量,固定周期,经济批量
注意特点,适用的生产环境
计划产出量 :当需求不能满足时,系统根据设置的批量规则得到的供应数量称为计划产出量。 此时计算的是建议数量,不是计划的投入量。是 MPS 计划量
计划投入量 :根据产出量,物品提前期及物品合格率等计算出的投入数量
可销售量:(A TP )
2 基本步骤:
例题 1:
安全库存 5
3) 计算计划产出量
对每个时段计算出净需求(考虑安全库存) ,若大于 0,决定计划产出量大小(选择一种批量方 法) , 之后计算本时段的计划可用库存量, 制定 MPS 的生产量和生产时间应保证可用库存非负,
例子 2
1) 某企业为其某产品制定一个 MPS ,市场营销部门预测,该产品 4月份需求 80个; 5月 160
对于新来,临时订单,营销部门可用利用 A TP 来签订供货合同,确定具体供货日期
假定企业收到该产品的下列订单, 企业必须判断在现在这种生产计划安排下能否接受这些订单。 判断主要是根据订单所要求的发货期决定,为此还要更新 MPS 记录
订单序号 订货量 交货时间 (周 )
162
2383
3404
第一周 A TP 为 45+0-(23+15)=7,即直至下一期的 MPS 量(3周) ,现有库存可满足必须 接受的全部订单。除此之外,剩余 7个,可满足在第 1, 2周发货的订单。第三周 A TP 为 80-
3注意问题:
1) MPS 与大纲的连接
大纲要考虑生产速率,人员水平等折中因素。因此,在实际的 MPS 制定中,是以大纲所确 定的生产量而不是市场需求预测量来计算 MPS 量。 大纲中的产量是按照产品系列规定的, 为了 使之转换成 MPS 中的市场需求量, 首先对其进行分解, 分解成每一计划期内对每一具体型号产 品的需求,在分解时,必须考虑到不同型号,规格的适当组合,每种型号的现有库存和已有顾 客订单量相等,然后将这样的分解结果作为 MPS 中的需求预测量
2) MPS 的“冻结”
MPS 是所有部件, 零件等物料需求计划的基础。 由于此原因, MPS 计划的改变尤其是对已 开始执行但尚未完成的 MPS 计划进行修改时, 将会引起一系列计划伪改变以及成本的增加。 当 MPS 量要增加时,可能会由物料短缺而引起交货期延迟或使分配变得复杂;当 MPS 要减少时, 可能会导致多余物料或零部件的产生,还会导致生产能力用于现在并不需要的产品。当需求改 变从而要求 MPS 量改变时, 类似成本也同样发生。 为此, 许多企业采取的做法是设定一个时间 段,使 MPS 在该期间内不变或轻易不得变动,即,使 MPS 相对稳定化,有一个“冻结”期 一种方法是规定“需求冻结期” ,可以包括从本期开始的若干个单位计划期,在该期间内, 没有管理决策层的特殊授权,计划人员和计算机不得随意修改 MPS 。
规定“计划冻结期” ,通常比需求冻结期长,在该期间内,计算机没有自主改变 MPS 的程
序和授权。几种方法实质只是对 MPS 的修改程度不同。
冻结期的长度应周期性地进行审视,不应该总是定值不变。此外, MPS 的相对冻结虽然使 成本得以减少,但也同时减少了影响市场变化的柔性,而这同样是要发生成本的。因此,还需 考虑两者的平衡。
五、 编制粗能力计划 (RCP)
指针对设置为“关键工作中心”的工作能力,计算量要比能力需求计划小得多,与约束理 论思想一致(关键资源和瓶颈资源决定企业产能)
3. 2 物料需求计划(MRP )
一、概念
1 定义 :
是对 MPS 的各个项目所需的全部制造件和全部采购件的网络支持计划和时间进度计划。 根 据 MPS 对最终产品的需求数量和交货期, 推导出构成产品的零部件及材料的需求数量和需求日 期,再导出自制零部件的制造订单下达日期和采购件的采购订单和需求日期。并进一步再需求 资源和可用能力之间作进一步平衡
2 作用
解决五个问题
1) 要生产(含采购和制造)什么?生产(含采购和制造)多少?(来自 MPS )
2) 要用到什么?(BOM )
3) 已经有了什么?(物料库存信息)
4) 还缺什么?(MRP 计算)
5) 何时安排(MRP 计算)
二、工作原理
1 输入数据项
MPS
独立需求 :不是最终产品,有关独立需求的零部件
物料清单
1 2 3 5 7
库存信息:
1) 物料可用数据:
a ) 现有库存量;
b ) 计划接收量:正在执行中的采购订单或生产订单;
c ) 已分配量:已经分配给某使用者,但还没有从仓库中领走的项目数量。这些项目在仓
库中存放,但不能使用。
2) 编制订单数据
a ) 制造采购标识码:表明是采购件,还是制造件;决定作为采购订单或制造订单计划;
制造项目,利用 BOM 决定用哪些零件或原材料制造这些项目
其他因素:
1) 低位码:层次码;一个物品处于不同层次时,取最低层的作为低位码;作用:指出各种物
料最早使用的时间
Y2-D 时, D 的低层码为 2《》当前层次 1,不进行计算,只是保留按 BOM 计算的总的需求量, 没有涉及 D 物品的库存量, D 物料的 MRP 运算暂停 Y1-D 时, D 的低位码=当前层次,
2) 耗系数:组装废品系数;零件废品系数 3) 材料利用率:有效产出 / 总投入 D:低位码为 2, 2 输出数据项
1) 采购订单:采购什么?采购多少?何时开始采购?何时完成采购? 2) 制造订单:制造什么?制造多少?何时开始制造?何时完成制造?
三、处理过程
1) 计算毛需求
a ) 子件与双亲一一对应 b ) 非一一对应
c ) 同一零部件分布在同一产品结构树的不同层次上 d ) 处于不同产品的不同层次
e ) 相关需求与独立需求同时存在:将相关需求部分按产品结构树推算的结果加上独立需
求部分的需求量
2) 净需求的计算
净需求 = 毛需求 + 已分配量 - 计划收到 - 现有库存 3) 生成订单计划 4) 下达订单计划
提前期是确定由 MRP 计算出来的计划下达时间的一个重要因素。对一个产品来说有一个交货
期,而对这个产品的下一级部件,完工日期必须先于产品交货期,而对于部件的下一级零件, 完工日期又先于部件的完工日期
3. 3 生产计划大纲(PP )的编制
一、生产计划大纲的概念
1. 1
1-3年)中 如下计划 :
(1)每一产品类的月生产量
(2)所有产品类的月汇总量
(3)每一产品类的年汇总量
(4)所以产品的年汇总量
是企业的整体计划,不是一个部门的计划,因此其目标与部门目标也有所不同。而且,这 些目标的综合实现与部门目标有时是相矛盾的。因此,在制定过程中必须处理好这些关系。 2 目标 :
成本最小 /利润最大
顾客服务最大化(最大限度满足顾客需求)
最小库存费用
生产率稳定(变动最小)
人员水平变动最小
设施,设备的有效利用
也存在矛盾:如最大提供顾客服务要求,做到快速和按时交货,可以通过增加库存实现,这就 与目标中的最小库存费用矛盾。因此,制定时,需要权衡目标因素,进行适当权衡
3 表示形式及其作用
针对企业所有产品以报表汇总方式表示
作用:1)协调产量与可用资源的差距
2) 最终大纲作为下一层计划——主生产计划的编制依据
1. 2 策略
1 策略
1) 均衡策略:不论需求如何变化,各计划时期的生产任务量是均衡的,即在相等的某一时间 内,基本上相等和具有稳定的趋势。
有 利 于 保 证 设 备 和 人 力 资 源 的 均 衡 负 荷, 提 高 设 备 利 用率
时间
2)跟踪策略:各计划时期的生产任务量随需求而变,即在一时间内,生产任务量基本等于这一 时期的需求量,即:月生产任务 = 该月的预计需求量
3)管理需求策略:从生产运作的角度来看,均衡生产有许多好处,然而,市场需求在不同时间
段 内 需 求 量 是 变 化
的 。 为
此 , 我 们 可 以
采 取 有 关 措 施 来 影 响 需 求 , 使 需 求 在 不 同
时 段 尽 量 平
衡。如在淡季处于需求低谷时,可采用降价手段拉动市场需求;在需求高峰,通过调整价格来 平衡市场需求。 2 影响因素
1) 生
产 能 力
:<
计 划 :生 产 任 务 不
落
实
,采取措施提供生产能力或修改计划任务
又充分保证完成生产任务的能力,但提出生产能力未能充分利用的问题
2) 物料供应:在生产能力有保证的前提下,供应是制约生产计划能否实现的一个主要因素。
经济高速增长时期,物料供应面临许多问题。要根据市场情况,预测物料供应保证的可能 程度,采取积极措施,力求使生产任务与物料供应达到平衡。
3) 劳动力:在生产任务和技术条件发生变化时,劳动力的工种结构,适当调配人员,压缩工
时定额以及提前做好技术培训等措施,以满足生产任务和技术条件变化的要求。
二、编制步骤
1) 前期准备:a )需求预测:预测企业在年度,季度和月度等期间对产品的市场需求量
b )生产能力的核定:
2) 搜集需求资料:经营计划,市场部门,工程部门提出的是需求方面数据。表现形式可以是
时间
产
量
时间
销售额,产品数量,所需劳力,机器和材料。生产和财务提供能力方面数据:关于劳力, 设备,库存品及资金的可用性
3) 编制初稿
3. 1)进度的安排(预测分布)
3. 1. 1) 平均分配:全年任务等量分配, 各季各月平均日产量相等; 适于市场对产品需求稳定, 而企业生产过程自动化程度相当高
3. 1. 2)分期递增:产量分期分阶段增长,每隔一段时间平均日产水平有所增长,而在该段内 平均日产水平大致相同;适合于市场对产品需求量不断增加,而企业的劳动生产率逐步提高 3. 1. 3) 小幅度连续增长:随着企业生产技术与工人熟练程度不断提高, 各季, 各月产量逐渐, 小幅度不断上升;适合于同 3。 1。 2)
3. 1. 4)抛物线递增方式:重要用于新产品的进度安排,开始逐渐扩大批量以至大量生产。由 于工人技术熟练程度提高,开始日产量提高较快,以后逐渐趋于平稳;适于新产品生产任务安
3. 2)备货生产环境(MTS )
目标:使生产满足预测需求量和保持一定的库存量及平稳的生产率
3. 3)订货生产环境(MTO )
目标:使生产满足预测需求量和拖欠订货量
4) 确定资源需求
4. 1)基本思想:确定生产量时,考虑生产它们需要占用多少有效资源(物,劳,设备) ,若不 足,则协调
4. 2)审定资源清单
4. 3)计算资源需求:每类产品的计划生产量×资源需求率
4. 4)协调资源需求与可用资源差距
5) 确定与批准
三、 案例
1 MTS产量满足:在期末时,销售了 4200,库存有 350,即 4200+350
2 MTO产量满足:在期末时,销售了 4200,减少拖欠为 1050(减少了 420) ,即 4200+420
作文二:《ELISA的基本原理》10000字
ELISA 的基本原理 [1]
ELISA 是指以酶作为标记物、 以抗原和抗体之间免疫结合反应为基础的固相吸附 测定方法。因此,一个 ELISA 测定试剂,其有机组成部分包括:(1)包被的抗 原或抗体的固相支持物,即聚苯乙烯塑料微孔或试管;(2)酶标记的抗体或抗 原和(3)酶的反应底物等。抗原或抗体的固相化,并不影响其免疫结合活性, 酶标记的抗体或抗原亦是如此, 并且标记酶的活性不因标记过程而丧失。 整个测 定中, 抗原与抗体的结合反应在固相支持物上进行, 反应结果的判断, 以酶与其 底物作用后的显色或产生荧光或发光反应为标准,显色或产生荧光或发光的强 度, 与临床标本中待测物的浓度成正比或反比关系。 目前国内的 ELISA 试剂盒均 以酶的显色反应来完成测定。
二、固相上抗原抗体相互作用的免疫化学 [2,3]
通常所提到的抗原与抗体的相互作用,一般指的是在液相状态下,而在固相 状态下,抗原与抗体的结合反应有其相应的特点,主要表现在以下四个方面。
(一)固相上抗原与抗体结合反应所需要的时间较液相状态下长
通常, 固相免疫测定如 ELISA 中, 抗原与抗体结合达到平衡所需要的时间, 较液 相免疫测定要长, 并随液体所占体积与界面抗体或抗原受体所占体积比的增加而 增加。 当在微孔板孔内进行免疫测定时, 界面反应动力学显示其对扩散作用有很 强的依赖性,扩散性越强,则反应所需时间越短,结合越充分。这一点可通过旋 转振荡来达到, 微孔的旋转振荡可促使液体进入到可与抗体或抗原包被的界面接 触的较小的区域内。 也可在微孔中放一个惰性的塞子以使反应液体成为一个小体 积, 或使用一个具有大表面的多孔的基质如硝酸纤维素, 或使用微颗粒来做到这 一点。微颗粒小于 1μm 时,在测定时即成胶体悬液,而当颗粒或珠较大时,则 会在没有振荡时, 由于重力的作用而分开。 所有上述方法均是通过减少液体所占 体积与界面抗体或抗原受体所占体积比,从而减少固相免疫测定的扩散依赖性。
(二)固相上抗原与抗体接触表面的反应体积远小于液相测定
此处的反应体积并非是微孔中的液体体积, 而是固相免疫测定中与固相包被的抗 体或抗原有接触的部分, 这部分体积到底有多少, 很难测定, 但比反应管中总液 体体积要少得多。固相抗原抗体反应发生于液体 -固相界面,可能处于一级结合 键的引力距离内,小于 100?。液相中待测抗原或抗体要进入到这个结合界面, 需要经过扩散或质量转移。 微颗粒的反应表面区域较微孔要大得多, 因而处于抗 原抗体结合界面的体积占总反应体积的比例亦高得多。 因此, 结合反应的效率更 高。 这也是全自动化免疫测定分析仪均采用微颗粒固相的重要原因之一。 可参与 结合反应的抗体或抗原的浓度取决于可参与结合的反应体积, 无法精确计算这种 反应体积,从而难以使用通常的质量作用定律图形来计算 Keq 。因此,固相上抗 原与抗体反应的 Keq 值与液相抗原与抗体反应的 Keq 值没有可比性。
(三)固相上抗原和抗体间结合后的离解速率较液相测定低
固相免疫测定中固相表面上抗原和抗体间的相互作用, 类似于细胞表面上蛋白与 其受体间的结合。 研究表明, 细胞表面上的蛋白与受体结合反应的离解速率较液 相中的要低两个梯度, 同样, 固相免疫测定中, 固相上抗原和抗体的离解速率亦 同样缓慢,其基本原理相似,概述如下:(1)细胞表面上蛋白与其受体的相互 作用涉及到细胞表面受体的聚集, 由于多价复合物离解的减少, 相应地亲合力增 加。研究表明,被动吸附于固相的抗原和抗体也是成簇或聚集状的,因此,反应 界面的抗原或抗体可能也是“成簇的”。 (2) 大多数抗原 -抗体的离解所需的能 量比防止其结合所需的能量要大, 表明在初始结合键形成后, 又形成了次级结合 键。这提示在固相免疫测定和其它细胞表面反应中,形成了大量的次级结合键。 (3)以成簇出现的和来自于限定的界面反应体积内的抗体或抗原,常以很高的 浓度存在, 这种情况下, 即使抗原和抗体有离解发生, 离解的抗原的重新结合也 较液相系统更为快速。 这可以解释为何固相免疫测定与液相测定相比时, 其抗体 的 Keq 较高。 正是这种极缓慢的离解速率, 使得 ELISA 和固相免疫测定技术具有 很好的适用性, 即使是测定的反复洗涤步骤, 也可使受体配体的相互作用仍保持 处于结合状态。
(四)微孔内特异抗体免疫测定的亲和力依赖性
使用固相包被的复杂抗原进行微孔内特异抗体的免疫测定, 与液相测定相比, 有 明显的亲和力依赖性,固相受体 -配体相互作用的稳定性,似乎与微孔内特异抗 体的免疫测定亲和力依赖性和极低比例的所捕获的总抗体相矛盾,这可能是因 为:(1)在所吸附于固相的复杂抗原中,能与液体中特异抗体结合的抗原浓度 极低。这可能是由于所吸附的抗原因为变性或空间位阻而致抗原表位丧失的结 果。(2)抗原表位由于固相吸附发生改变,使得特异抗体与其结合的亲和力较 低。当抗原以 1~5 g/ml浓度被动吸附于固相时,大多数蛋白抗原的 60-80%至少 会以一个单层而稳定的吸附于固相, 这样在固相上的总的抗原就不会缺乏。 如果 500-800μng 抗原稳定的吸附于微孔板孔, 对含 500 g/ml抗体的血清的 1:10,000稀释可提供大于 10倍过量的抗原, 考虑到抗原和抗体间相互作用的合理的 Keq , 只是从吸附抗原的量的有限性, 不能解释固相上抗原与抗体结合的低亲和力, 而 更可能是由于空间位阻或吸附引起的变性所致的抗原表位的丧失所致。 μ
(五)固相的抗体或抗原与液相中的抗体或抗原在构型上不一样
固相化的抗体或抗原可能与液相中的抗体或抗原所展示的构型不一样, 对抗体或 抗原由于固相化尤其是被动吸附或其它吸附方式所致的构型改变已有众多的文 献报道。本书的另一章节将有专门介绍。
三、临床 ELISA 测定的常用模式
ELISA依其测定抗原和抗体的不同,测定模式有很多,如直接法、间接法、双 抗体夹心法(直接、间接)、竞争抑制法(直接、夹心等)、捕获法等 [4]。在 临床实验室,常用的 ELISA 测定模式有双抗体夹心法、间接法、双抗原夹心法、 竞争抑制法和捕获法等。 在抗原的测定上, 蛋白大分子抗原测定用的最多的模式
是双抗体夹心法, 而对只有单个抗原表位的小分子, 则使用竞争抑制法; 抗体的 测定通常使用间接法、双抗原夹心法、竞争抑制法和捕获法等。
(一)抗原测定 ELISA 模式
1. 双抗体夹心法 对于含多个抗原表位的大分子蛋白,使用双抗体夹心 ELISA 模式测定相当简便, 现有的测蛋白抗原的商品试剂盒基本上都采用此种测 定模式。具体测定方法如下。
(1) 首先以双抗体之一于碳酸盐缓冲液中 2~8℃下过夜包被聚苯乙烯等固相, 形成固相抗体, 洗涤去除未与固相结合或结合不牢固的抗体后, 用小牛血清或牛 血清白蛋白或明胶等封闭,洗涤去除未结合的部分及杂质。
(2)加入含待测物的临床样本如血清(浆)等,温育(通常为 37℃下)一 定时间后,洗板;此时,待测抗原就会与固相上特异抗体结合而吸附于固相上。 (3)加入酶标记的双抗体之二,温育(通常为 37℃下)一定时间后,洗板; 此时,在固相上即形成双抗体与特异抗原的夹心产物。
(4) 加入酶底物,温育(通常为 37℃下)显色测定(图 1)。
在该测定模式中, 有两步温育及板孔洗涤步骤, 从而称为“两步法”, 如果 将上述测定步骤(2)和(3)合并为一步,即将待测样本和酶标抗体在步骤(2) 中同时加入, 这样就只有一步温育和洗板过程, 即为通常所说的“一步法”。 最 初的双体抗夹心测抗原的 ELISA 试剂盒, 均采用“两步法”。 后来, 为了缩短检 测时间, 简化操作步骤, 试剂生产厂家逐步推出了“一步法”试剂盒。 目前在我 们的临床实验室中,测定大分子抗原如 HBsAg 、甲胎蛋白(α-fetoprotein, αFP )、前列腺特异抗原(PSA )、 CA 系列标志、 hCG 及激素等,基本上都采用 一步法。一步法相比于两步法,虽然操作简单,但有其固有的缺陷,处理不好, 双抗夹心免疫测定结果会因为钩状效应(Hook effect)的存在而出现假阴性或 定量偏低的结果 [5-14]。
, 因此待测抗原浓度的逐步增加, 导致了显色的逐步加深, 当抗原浓度增加 到一定程度时,反应显色达到平台,抗原浓度(横坐标)与比色测定得到的吸光 度(纵坐标)之间的关系成 S 形变化曲线(图 2)。 ](2)式 [在通常的两步温育 洗涤方法中, 抗原抗体反应将遵循下述规律, 即在第一步中加入的待测标本中抗 原(Ag ),当其浓度逐步增加时,将使固相抗体(Ab )与抗原的结合逐步达到饱 和 [(1)式 ],这样当随后加入一定浓度的酶标抗体(Ab*)后, a 复合物的形成 将直接与在第一步中形成的 b 复合物相关
Ab ? Ag (b 复合物) (1)→ Ab + Ag
Ab ? Ag→Ab ? Ag+Ab* ? Ab* (a 复合物)
(2)
而一步法双抗体夹心 ELISA 的抗原浓度 (横坐标) 与比色测定得到的吸光度 (纵坐标)之间的关系则为钟形曲线(图 3)。也就是说测定显色随着待测标本 中抗原浓度的增加,在一开始其也是增加的,而当抗原浓度升高至一定程度后, 测定吸光度即开始下降, 而像一个倒立的鱼钩 (图 2-3中钟形曲线的实线部分) , 即所谓的“钩状效应”(其曲线像一个倒立的鱼钩),抗原进一步增加,甚至不 出现任何显色 (图 3中钟形曲线的虚线部分) , 此时, 强阳性标本会测定为阴性, 也就是我们在免疫沉淀试验中所称的“带现象”(Zone phenomenon)。一步法 的反应平衡式如(3)式。
Ab ? Ag ? Ab* +Ab ? Ag +Ag ? Ab*+Ab* ? →Ab +Ag +Ab* Ag ? Ab* (3) a b c d
其中 a 为最后测定结果的显色之源,当待测标本中 Ag 浓度增加时,无疑会 使 b 、 c 和 d 复合物增加,从而消耗有限的 Ab*,使 Ab ? Ag ? Ab* 即 a 复合物 相应减少,显色降低,吸光度对抗原浓度的变化曲线成钟形,而且由于 d 复合 物的形成,使得在同样的 Ab*浓度下,一步法显色较两步法为浅。此外, b 和 c 复合物的增加亦使得“双抗体夹心复合物”难以形成。 但如果固相单抗和标记单 抗,采用针对抗原的不同且空间距离较远的表位的抗体,即包被使用一种单抗,
酶标记使用另一种单抗, 同时充分混匀反应液, 并适当延长反应温育时间, 则可 使 b 、 c 和 d 复合物减少至最低程度,而大大减轻“钩状效应”。
我们曾使用本室能得到的含最高浓度(约 2,000,000 ng/ml) HBsAg 的血清 样本, 对国内较大的试剂生产厂家的“一步法” HBsAg 测定 ELISA 试剂盒的“钩 状效应”进行了评价, 尽管大部分试剂在 HBsAg 最高浓度下的测定显色较次高浓 度(1:10稀释)显色要浅,在曲线上出现了“钩状”,但均未出现该份样本测 定为阴性的情况。 尽管如此, 在临床实验室实际工作中, 仍有可能遇到“钩状效 应”较严重的 HBsAg 测定 ELISA 试剂盒, 基层实验室同行也有这方面的反映。 因 此, 还应该重视“一步法”试剂盒所致的假阴性问题, 当发现测定结果明显与临 床不符或与相关测定指标互有矛盾, 如 HBeAg 阳性样本 HBsAg 测定为阴性时, 就 应考虑 HBsAg 测定可能存在的“钩状效应”所致假阴性问题。
综上所述,一步法 ELISA 试剂盒作为迎合临床实验室简便快速要求的产物, 有着巨大的市场, 其虽有潜在缺陷, 易导致含高浓度待测物的标本检测为阴性 (假 阴性),但精心的实验设计,对包被和酶标记抗体仔细选择,完全可以将“钩状 效应”出现的可能性降至最低。此外,建议生产 HBsAg 、 αFP 、前列腺特异抗原 (PSA )、 CA 系列标志、 hCG 及激素等“一步法”免疫测定试剂盒的厂家,应对 所产的试剂在出厂前对其“钩状效应”进行充分的研究, 并提醒用户在使用时应 注意之处。
双抗体夹心法测抗原另一个所需要注意的是类风湿因子 (RF ) 和补体等的干 扰。我们知道, RF 是一种抗变性 IgG 的自身抗体,主要为 19S 的 IgM 类,也可 见 7S 的 IgG 及 IgA 。 这种自身抗体的特性是其是能多种动物的变性 IgG 的 Fc 部 份结合。因此,如果血清标本中含有 RF ,在双抗夹心 ELISA 检测时,其即可作 为固相抗体和酶标抗体 (均为 IgG ) 之间的桥接抗原, 而产生假阳性反应。 同样, 抗体也有补体 C1q 的结合位点,同样会造成类似于 RF 的测定干扰。
2. 竞争法 大分子抗原因其具有两个以上的抗原表位,而可用双抗体夹心 法测定,小分子半抗原如地高辛、茶碱等药物以及 T3、 T4、睾酮等激素,因其
可能只有一个抗原表位,或因为分子太小,结合一个抗体后,因空间位阻,无法 再结合另一个抗体,所以不能使用双抗体夹心方法测定,只能采用竞争抑制法。 具体步骤如下。
(1) 先用抗小分子的特异抗体如双抗体夹心法一样包被固相并封闭。
(2)同时加入待测样本和酶标的小分子,温育一定时间后,洗板;此步中,待 测样本中的小分子将与酶标小分子竞争与固相上特异抗体结合。
(3)加入酶底物,温育,显色测定,显色的强弱与待测样本中的小分子含量成 反比(图 4)。
这种测定模式中, 需要得到小分子与酶的结合物, 而小分子酶结合物, 一则在制 备上不如抗体酶结合物简便, 二则其纯化亦颇为困难, 结合有小分子的酶与游离 酶之间分子量区别小, 使用一般的分子筛方法难于分离。 因此, 有人尝试在合成 二或多聚体小分子的基础上, 建立双抗体夹心竞争 ELISA 方法测定小分子, 测定 的灵敏度和特异性均有所提高(图 5)。
(二)抗体测定模式
1. 间接法 测定机体针对感染性疾病病原体抗原所产生的抗体, 在难以得到高 纯度且特性明确的抗原以前, 或抗原较为复杂的情况下, 一般均使用间接法, 其 基本操作步骤如下。
(1)将特异抗原在碳酸盐缓冲液中 2~8℃过夜包被,形成固相抗原,洗涤去 除未与固相结合或结合不牢固的抗原后, 用小牛血清或牛血清白蛋白等封闭, 洗 涤去除未结合的部分及杂质。
(2)加入含待测抗体的临床样本如血清等,温育(通常为 37℃下)一定时 间后,洗板。此时,待测抗体就会与固相上特异抗原反应而吸附于固相上。 (3)加入酶标记的抗人 IgG 抗体,温育(通常为 37℃下)一定时间后,洗 板;此时,在固相上即形成固相抗原-待测抗体-酶标二抗复合物。
(4) 加入酶底物,温育显色测定(图 6)。
现在临床常用的检验项目丙型肝炎病毒抗体(抗 -HCV )的测定均为间接法模式, 以前人免疫缺陷病毒抗体 (抗 -HIV ) 以及梅毒螺旋体抗体等的测定也曾使用过间 接法。从上述的测定模式可见,间接法测抗体,严格地讲,所测定的仅为抗体的 IgG 类,不涉及 IgM 和 IgA 类,这是由酶标二抗体所决定的。当然,如果酶标二 抗为羊抗人 IgM 或 IgA ,则也可以采用间接法测定特异的 IgM 和 IgA 类抗体,目 前有些特异的 IgM 类抗体检测试剂盒即是采用间接法模式。
影响间接法测定抗体的一个较大的因素是包被抗原的纯度。 以前使用从细胞培养 得到的病毒裂解后, 纯化得到的抗原, 由于抗原较为复杂, 且难于完全除去培养 细胞所含的主要组织相容性抗原, 以此种抗原建立的间接法测定特异抗体, 有可 能存在较高假阳性。 现在间接法测抗体中所使用的抗原一般均为基因工程重组抗 原,如 HCV 的 NS3、 NS4、 NS5, HIV 的 gp41、 gp120和 gp160,以及梅毒螺旋体 TpN15、 TpN17、 TpN47等。基因工程抗原在纯化时,应尽量去除用来表达的细菌 如大肠杆菌的抗原, 以免由于机体存在对这种细菌的抗原的抗体, 而引起假阳性 反应。 此外, 由于机体的 IgG 类抗体浓度较高, 其中绝大部份为机体接触外界环 境刺激所产生的非特异 IgG ,因此,为避免这些高浓度非特异 IgG 对固相的吸附 所致的假阳性反应, 通常需对待测样本作一定程度的稀释, 但由于临床实际工作 中, 如有标本稀释步骤, 实验操作者会觉得太麻烦, 故通常试剂厂家采取在板孔
中先加稀释液, 再加入标本的稀释策略。 此时, 标本的加入量较通常的双抗原夹 心法要少很多,如 10 μl。
在使用间接法测 IgM 抗体时, 由于临床血清样本中含有高浓度的 IgG 抗体, 其中 部分特异 IgG 抗体将与 IgM 抗体竞争与固相抗原结合, 从而干扰 IgM 抗体的检测。 因此, 在使用间接法测定 IgM 抗体时, 通常须将血清样本用抗人 IgG 抗体或金黄 色葡萄球菌 A 蛋白(SPA )预处理,以去除 IgG 的干扰。这样不但测定较为繁琐, 而且影响测定的特异性和灵敏度。
2. 双抗原夹心法 前面提到, 间接法测抗体依所使用的二抗的种类, 实际上测 定的可能只有 IgG 或 IgM 或 IgA 类。 而双抗原夹心法所测定的抗体,则包括所 有各类特异抗体, 且不受非特异 IgG 的干扰, 因此, 双抗原夹心法测抗体的灵敏 度和特异性要高于间接法。 目前, 为提高抗体测定的灵敏度, 国内的间接法 ELISA 试剂盒,除抗 HCV 因其抗原较为复杂外,已基本采用双抗原夹心法检测模式。
双抗原夹心法测抗体的模式类似于双抗体夹心法测抗原(图 7),其操作步骤亦 基本相同, 也可采用类似于双抗体夹心法测抗原模式的“一步法”, 如果在急性 感染状态下, 机体产生抗体 IgG 的滴度通常不高, 不会出现明显的“钩状效应”, 但如果为慢性感染, 在抗体滴度很高的情况下, 也会存在“钩状效应”, 如抗 -HIV 和梅毒抗体测定的“一步法”双抗原夹心 ELISA 试剂盒, 就可能出现上述“钩状 效应”,造成漏检。此外,为了保证测定的灵敏度和特异性,酶标用抗原应仔细 加以选择。
3. 竞争法 抗体的测定一般不使用竞争法。 当抗原中杂质难以去除或抗原的结 合特异性不稳定时, 可采用这种模式测定抗体, 最典型的例子是乙型肝炎病毒核 心抗体(HBcAb )和乙型肝炎病毒 e 抗体(HBeAb )的测定。由于 e 抗原较核心抗 原仅多 29个氨基酸, e 抗原很容易转变为核心抗原, 因此, HBcAb 和 HBeAb 的测 定均采用竞争法。 但其测定具体模式有区别。 抗原的固相化在 HBcAb 的测定, 乙 型肝炎病毒核心抗原(HBcAg )直接包被于固相上,而在 HBeAb 测定,则先将特 异抗 e 抗原的抗体包被于固相上, 在测定时, 再将 e 抗原通过相应特异抗体而间
接固相化。
HBcAb 和 HBeAb ELISA测定具体操作步骤分述如下。
HBcAb 的竞争法测定:
(1)先将 HBcAg 在碳酸盐缓冲液中 2~8℃过夜包被,形成固相抗原,洗涤去除 未与固相结合或结合不牢固的抗原后,用小牛血清或牛血清白蛋白或明胶等封 闭,洗涤,去除未结合的部分及杂质。
(2) 同时加入待测样本和酶标的特异抗体, 温育 (通常为 37℃下) 一定时间后, 洗板。此步中,待测样本中的抗体将与酶标抗体竞争与固相上特异抗原结合。 (3)加入酶底物,温育显色测定,显色的强弱与待测样本中的相应抗体的含量 成反比(图 2-8)。
HBeAb的竞争法测定:
(1)先将 HBeAb 在碳酸盐缓冲液中 2~8℃过夜包被,形成固相抗体,洗涤 去除未与固相结合或结合不牢固的抗原后, 用小牛血清或牛血清白蛋白或明胶等 封闭,洗涤去除未结合的部分及杂质。
(2)同时加入待测样本和中和抗原 HBeAg ,温育(通常为 37℃下)一定时间后 洗板;此步中,待测样本中的抗体将与固相抗体竞争与中和抗原结合 HBeAg ,待 测样本中 HBeAb 浓度越高,则与固相 HBeAb 结合的 HBeAg 越少,反之亦然。 (3)加入酶标的特异抗体,温育一定时间后洗板;此步中,酶标抗体将与结合 于固相抗体上的特异抗原结合;
(4)加入酶底物,温育显色测定,显色的强弱与待测样本中的相应抗体的含量 成反比(图 2-9)。
现试剂盒通常将第 (2) 和第 (3) 步并为一步, 先后加入样本、 酶标抗体和 HBeAg , 此时, 固相抗体、 酶标抗体和样本中的特异抗体将一起竞争与加入的 HBeAg 结合。 这样更能体现竞争测定的实质。
HBeAb之所以要采用此种模式测定,主要是 HBeAg 的不稳定所致,如在固相
直接包被 HBeAg ,则会因为 HBeAg 向 HBcAg 的易转变性,而导致测定误差。 抗体的竞争法测定不同于只有单个抗原表位的小分子抗原的竞争法测定, 其测定 的可靠性, 在很大程度上, 受竞争抗体的特异性和亲和力大小的影响, 竞争抗体 与待测抗体在结合的特异性及亲和力越接近一致, 则测定的可靠性越强, 但竞争 用抗体均为相应抗原免疫动物所得, 与机体感染病毒后所产生的抗体肯定会有所 差异, 因而在目前 HBeAb 和 HBcAb 的临床检测中, 常有难以解释的测定结果出现, 这与其在方法学上的固有缺陷是分不开的。
4.固相捕获法 在病原体急性感染的诊断中,通常需检测 IgM 抗体,如 急性甲型肝炎诊断的血清抗 -HAV IgM 、急性 HBV 感染的血清抗 -HBc IgM 和 TORCH 项目的系列 IgM 检测等。 目前, 最为常用的 IgM 抗体检测方法为捕获法, 即以抗 人 IgM 抗体(抗人 μ链)作为固相抗体,当加入血清标本时,其中的 IgM 类抗 体(特异的和非特异的)即可被固相抗体捕获,再加入特异抗原,当其与固相上 捕获的 IgM 抗体结合后, 加入酶标抗特异抗原的抗体, 最后加入底物显色。 具体 操作步骤如下。
(1)首先将抗人 IgM μ链抗体于碳酸盐缓冲液中 2~8℃下过夜包被聚苯乙 烯等固相, 形成固相抗体, 洗涤去除未与固相结合或结合不牢固的抗体后, 用小 牛血清或牛血清白蛋白或明胶等封闭,洗涤去除未结合的部份及杂质。
(2)加入含待测 IgM 抗体的临床样本如血清等,温育(通常为 37℃下)一 定时间后,洗板;此时,待测样本中的 IgM 抗体就会与固相上的抗 μ链抗体反 应而吸附于固相上。
(3) 加入特异的抗原如甲型肝炎病毒 (hepatitis A virus, HAV ) 抗原、 HBcAg 等,温育一定时间后,洗板;此时,特异抗原就会与固相上的特异 IgM 抗体发生 反应。
(4)加入酶标记的抗特异抗原的抗体,温育一定时间后,洗板;此时,在固 相上即形成相应的抗原抗体复合物;
(5) 加入酶底物,温育显色测定(图 10)。
采用上述模式要注意的是 RF (IgM 类)及其它非特异 IgM 的干扰。 RF (IgM 类) 由于其能与固相抗人 μ链抗体结合,并可与随后加入的酶标抗体(动物 IgG )
反应,从而导致假阳性反应。而非特异 IgM 由于其在第一步温育中,可与特异 IgM 竞争与固相抗体结合,所以会影响测定的灵敏度。因此,使用本法测 IgM , 必须对临床样本进行适当稀释。样本稀释后,上述产生干扰作用的非特异 IgM 含量减少, 而特异 IgM 由于处于相应病原体的急性感染期, 滴度很高, 一定稀释 后,不会有明显影响,况且,在某些病原体如 HBV 的慢性感染阶段, IgM 类特异 抗体也能持续存在,只不过滴度要低很多。因此,如不对血清样本稀释,就直接 检测, 即使是没有非特异 IgM 的干扰, 阳性测定结果也没有急性感染的诊断价值。 现在,有些试剂生产厂家,由于临床实验室减轻劳动强度、简便操作的要求,生 产了不需对样本进行稀释的抗 -HAV IgM和抗 -HBc IgM ELISA试剂盒,但用其检 测临床标本得到的结果, 很难具有急性感染诊断的价值。 因此, 我们建议临床实 验室在做抗 -HAV IgM和抗 -HBc IgM等类检测时,应使用对样本进行稀释的试剂 盒,以保证检测的临床价值。
作文三:《CT的基本原理》9700字
CT 的基本原理
CT 机的工作原理
CT 机扫描部分主要由 X 线管和不同数目的控测器组成,用来收集信息。 X 线 束对所选择的层面进行扫描, 其强度因和不同密度的组织相互作用而产生相应的 吸收和衰减。探测器将收集到 X 线信号转变为电信号,经模/数转换器(A /D converter )转换成数字,输入计算机储存和处理,从而得到该层面各单位容积 的 CT 值(CT number),并排列成数字矩阵(Digital matrix)(图 7-2)。这 些数字可储存于硬磁盘(Hard disk)、软磁盘(Floppy )和磁带(Magnetic tape,MT )中,也可用打印机印用。数字矩阵经数/模(D/A)转换器在监视器 上转为图像,即为该层的横断图像。图像可用多幅照相机摄于胶片上,供读片、 存档和会诊用。
CT 的基本原理与普通的 X 线横断层原理相似。 但由于通过电子计算机排除了散 射线和重叠影像干扰,并借助人体组织 X 线吸收系数矩阵可作不定量分析,解 决了密度分辨率的问题。基本质是一种 X 线断层图像,借助于电子计算机来进 行成像和数据处理。 CT 扫描机装置主要包括扫描装置、信号转换和贮存、电子 计算机、记录、显示和控制等部分。扫描装置包括 X 线球管和探测器,常用的 探测器有碘化钠晶体、 锗酸铋和氙气等, 两者相对固定在一个同步移动和旋转的 框架上, 以窄的笔形 X 线束进行扫描。 目前 CT 已由第一代发展到第四代, 探测 器 600~720个全周固定, X 线球管绕层面旋转 3600,目前的为提高图像质量, 扫描时间 1~5秒。可视光医学教 . 育网搜集整理线光电倍增系数放大,经模数转 换器转成数字, 送入电子计算机处理, 得出该层面各单元的吸收系统, 以矩阵数 码形式输出,再经数模转换器变成图像信号,由显示显出,并可摄影记录。
如颅内各种病变, 采用颅脑 CT 扫描, 由于其组织密度不同, 对 X 线吸收高 于脑实质则表现为增白高密度阴影,如钙化、出血、肿瘤等。对 X 线吸收低于 脑实质表现为黑色低密度阴影,如坏死、水肿、囊肿、脓肿、肿瘤等。还有病变 对 X 线吸收和脑实质相似的, 则表现密度相同。 为了提高 CT 扫描的分辨率, 可 给病人静脉注射含碘造影剂 (成人可给泛影葡胺 100毫升) , 增加病 变组织和正 常组织间的密度相比,提高诊断率。 CT 对颅内肿瘤的诊断价值较高,肿瘤的占 位改变,可显医学教 . 育网搜集整理示肿瘤的位置与形态,及内部出血、钙化、 囊液及脂质等变化。对脑外伤或其他原因出血形成的血肿, CT 扫描常能发现, 并可观察血肿的位置,形态和演变过程。 (即新鲜血液、凝血块或血肿液化分解 等) 。对脑血管梗塞后出现的脑水肿,软化显示低密度阴影;在梗塞 4周内,梗 塞区有密度不均匀增高; 2个月后 CT 扫描梗塞区仅表现为低密度阴影,伴局部 脑室扩大。其他如脑萎缩、脑积水和脑发育异常, CT 扫描可显示脑池、脑室和 脑实质的异常情况。 脑脓肿可显示低度密度脓肿范围, 脓肿包膜的可被造影剂强 化,呈环状高密度阻影。
CT 扫描(也称 CAT 扫描)将传统的 X 光成像技术提高到了一个新的水平。与 仅仅显示骨胳和器官的轮廓不同, CT 扫描可以构建完整的人体内部三维计算机 模型。 医生们甚至可以一小片一小片地检查患者的身体, 以便精确定位特定的区 域。
在本篇博闻网文章中,我们将了解 CT 扫描的基本概念。尽管 CT 扫描中应用到 的计算机技术非常先进,
CT 扫描的工作原理
其基本概念还是非常简单的。
应用于 计算机轴向断层扫描 (CAT ) 中的扫描仪可产生 X 光 , 这是一种强大的 电 磁能 。 X 光的光子与普通可见光的光子基本相同,但是它们携带的能量更多。这 种较高的能量水平可以使 X 光直接穿过人体大多数的软组织(请参阅 X 光浅说 以了解 X 光穿透软组织的原理,以及 X 光机是如何产生 X 光光子的)。
常规的 X 光成像技术利用的是光影原理。从人体一侧照射 “ 光线 ” ,此时,人体 另一侧的 胶片 可记录骨骼的轮廓。
阴影只能反映物体轮廓的一部分。 想象一下, 您站在一堵墙的前面, 右手拿一个 菠萝,放在胸前;左手伸出,拿一个香蕉。您的朋友只看墙,不看您。如果您面 前有一盏灯, 您的朋友就只能在墙上看到您拿着香蕉的轮廓, 而看不到菠萝 —— 身体的影子挡住了菠萝。 如果灯在左边, 您的朋友就只能看到菠萝的轮廓, 而看 不到香蕉。
同样的现象也会在常规 X 光成像技术中出现。如果一块较大的骨骼恰好位于
X
光机和一块较小的骨骼中间, 大骨骼的图像将会盖掉小骨骼。 为了看清这块较小 的骨骼,必须转动身体或移动 X 光机。
同样, 为了看清您同时拿着菠萝和香蕉, 您的朋友必须从两个方向观察您的影子, 以获得完整的意象。 这就是计算机化轴向断层扫描的基本概念。 在 CT 扫描仪中, X 光束围绕着患者的身体进行运动, 从数百个角度进行扫描。 计算机负责收集所 有信息,并将这些信息合成为 人体三维图像 。
CT 扫描仪看起来像是一个竖立的大圆圈饼。患者躺在一个平台上,随平台慢慢 通过一个洞,进入仪器中。 X 射线管安装在洞边缘一个可移动的圆环上。在圆环 与 X 射线管相对的位置上安装了一列 X 射线探测器。
电机 驱动圆环进行转动,使 X 射线管和 X 射线探测器围绕躯体进行旋转。每一 次完整的旋转都可扫描出人体上一个狭窄的水平 “ 断层 ” 。 控制系统将平台向洞里 推进一些,扫描下一个断层。
美国国防部供图
放射医学技术人员常常在另一个隔开的房间内对 CT 仪器
进行操作,以免反复暴露在辐射下。
通过这种方式, 机器以 螺旋式 的运动路线记录 X 光断层的信息。 计算机可调整 X 光的强度,以最适合的功率对每种类型的组织进行扫描。患者完全通过仪器后, 计算机将所有的扫描信息进行整合, 形成一个详细的人体影像。 当然, 通常情况 下不需要对整个身体进行扫描。 更多的时候, 医生
会选择一小部分进行扫描。
由于 CT 扫描仪是全角度地对人体逐个断层依次进
行扫描,它所收集的信息比传统 X 光扫描要全面
得多。如今,医生们将 CT 扫描仪用于各种疾病的
诊断和治疗,包括头部创伤、 癌症 和骨质疏松症。
在现代医学中,它们的价值不可估量。
有关 CT 扫描仪和其他医学扫描仪的更多信息,请
查看下一页上的链接。 美国国家航空航天局 供图 肝脏断层扫描图
CT 的工作程序是这样的:它根据人体不同组织对 X 线的吸收与透过率的不同, 应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量, 然后将测量所获取的数据输入电子计算 机, 电子计算机对数据进行处理后, 就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图 像,发现体内任何部位的细小病变。自从 X 射线发现后,医学上就开始用它来 探测人体疾病。但是,由于人体内有些器官对 X 线的吸收差别极小,因此 X 射 线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。 于是, 美国与英国的科学家开始了 寻找一种新的东西来弥补用 X 线技术检查人体病变的不足。 1963年,美国物理 学家科马克发现人体不同的组织对 X 线的透过率有所不同,在研究中还得出了 一些有关的计算公式, 这些公式为后来 CT 的应用奠定了理论基础。 1967年, 英 国电子工程师亨斯费尔德在并不知道科马克研究成果的情况下, 也开始了研制一 种新技术的工作。他首先研究了模式的识别,然后制作了一台能加强 X 射线放 射源的简单的扫描装置,即后来的 CT ,用于对人的头部进行实验性扫描测量。 后来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。 1971年 9月,亨斯费 尔德又与一位神经放射学家合作, 在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种 装置,开始了头部检查。 10月 4日,医院用它检查了第一个病人。患者在完全 清醒的情况下朝天仰卧, X 线管装在患者的上方,绕检查部位转动,同时在患者 下方装一计数器,使人体各部位对 X 线吸收的多少反映在计数器上,再经过电 子计算机的处理,使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。这次试验非常成功。 1972年 4月,亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式宣告 了 CT 的诞生。这一消息引起科技界的极大震动, CT 的研制成功被誉为自伦琴 发现 X 射线以后,放射诊断学上最重要的成就。因此,亨斯费尔德和科马克共 同获取 1979年诺贝尔生理学和医学奖。而今, CT 已广泛运用于医疗诊断上。
PET-CT 是将 PET (功能代谢显像) 、 CT (解剖结构显像)两个已经相当成 熟的技术相融合,实现了 PET 、 CT 图像的同机融合。使 PET 的功能显像与 螺旋 CT 的精细结构显像两种最高档显像技术的优点融于一体, 形成优势互补, 一次成像即可以获得 PET 图像, 又可以获得相应部位的 CT 图像, 既可准确地 对病灶进行定性, 又能准确定位, 其诊断性能及临床实用价值更高。 是当今最完 美、 最高档次的医学影像技术, 被称之为近 20 年来在肿瘤诊断领域最重要的发 展。
举个例子来说, PET-CT 所产生的影像就像是电视气象预报中所显示的 卫星云图与地图相结合一样。 PET 图像可清晰显示癌症病灶,就像气象云图显 示不同的降雨量;而 CT 所显示的精确解剖影像就像地图。告诉医师癌症病灶 的准确位置及病灶与周围组织结构的比邻关系。 PET 与 CT 有机结合而成的 PET-CT 精确的将 PET 显示的癌症病灶及 CT 显示的病灶经确位置及病灶与 周围组织结构的比邻关系融合在一张影像资料中, 最大限度满足临床各种精确治 疗的需要。 就如同电视气象预报中的卫星云图与地图相结合, 准确获得不同领域 的天气状况或降雨量。
CT 的基本原理与普通的 X 线横断层原理相似。 但由于通过电子计算机排除了散 射线和重叠影像干扰,并借助人体组织 X 线吸收系数矩阵可作不定量分析,解 决了密度分辨率的问题。基本质是一种 X 线断层图像,借助于电子计算机来进 行成像和数据处理。 CT 扫描机装置主要包括扫描装置、信号转换和贮存、电子 计算机、记录、显示和控制等部分。扫描装置包括 X 线球管和探测器,常用的 探测器有碘化钠晶体、 锗酸铋和氙气等, 两者相对固定在一个同步移动和旋转的 框架上, 以窄的笔形 X 线束进行扫描。 目前 CT 已由第一代发展到第四代, 探测 器 600~720个全周固定, X 线球管绕层面旋转 3600,目前的为提高图像质量, 扫描时间 1~5秒。可视光线光电倍增系数放大,经模数转换器转成数字,送入 电子计算机处理, 得出该层面各单元的吸收系统, 以矩阵数码形式输出, 再经数 模转换器变成图像信号,由显示显出,并可摄影记录。
如颅内各种病变,采用颅脑 CT 扫描,由于其组织密度不同,对 X 线吸收高 于脑实质则表现为增白高密度阴影,如钙化、出血、肿瘤等。对 X 线吸收低于 脑实质表现为黑色低密度阴影,如坏死、水肿、囊肿、脓肿、肿瘤等。还有病变 对 X 线吸收和脑实质相似的, 则表现密度相同。 为了提高 CT 扫描的分辨率, 可 给病人静脉注射含碘造影剂 (成人可给泛影葡胺 100毫升) , 增加病 变组织和正 常组织间的密度相比,提高诊断率。 CT 对颅内肿瘤的诊断价值较高,肿瘤的占 位改变,可显示肿瘤的位置与形态,及内部出血、钙化、囊液及脂质等变化。对 脑外伤或其他原因出血形成的血肿, CT 扫描常能发现,并可观察血肿的位置, 形态和演变过程。 (即新鲜血液、 凝血块或血肿液化分解等) 。 对脑血管梗塞后出 现的脑水肿,软化显示低密度阴影;在梗塞 4周内,梗塞区有密度不均匀增高; 2个月后 CT 扫描梗塞区仅表现为低密度阴影, 伴局部脑室扩大。 其他如脑萎缩、 脑积水和脑发育异常, CT 扫描可显示脑池、脑室和脑实质的异常情况。脑脓肿 可显示低度密度脓肿范围,脓肿包膜的可被造影剂强化,呈环状高密度阻影。
随着核医学和医学影像学技术的不断进步和发展, 很多不同功能和特性的高技术 产品经优化组合后应用于临床, 为医学研究和临床诊断提供了极大的便利。 正电 子发射体层 —— 多层螺旋CT图像融合全扫描装置 (筒称PET-CT) 就是将 CT和PET两种不同成像原理的设备有机、 互补地结合在一起, 各自发挥优点、 弥补不足, 从而获得一种反映人体解剖图像与反映人体分子代谢情况的功能图像 完全融合的全新影像学图像。 PET-CT集高灵敏度、 高特异性的先进核医学 技术与高清楚度、高组织分辨率的多层螺旋 CT于一身。把核医学影像从Nu -C l ear image(原意为核医学影像图像,由于图像清楚度差,被戏称 为不清楚图像)进步到了C l ear image(清楚图像)的水平。PET-CT融合图像对疾病的早期诊断、 病灶定性、 手术和放射计划治疗定位、 小病变 的诊断与鉴别以及一些目前仍不清楚的代谢疾病研究和受体疾病研究具有重要 价值,是当前国内外核医学影像学的最新发展方向。
一 、PET显像的基本原理
PET是英文 Positron Emission T omograpny 的缩写。其临床显像过程为:将发射正电子的放射性核素(如F-18等)标记 到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上, 将标有带正电子化合物的放射 性核素注射到受检者体内。让受检者在PET的有效视野范围内进行 PET显 像。 放射核素发射出的正电子在体内移动大约 1mm后与组织中的负电子结合发 生湮灭辐射。产生两个能量相等(511 Ke V ) 、
方向相反的 γ光子。 由于两个光子在体内的路径不同, 到达两个探测器的时间也 有一定差别,假如在规定的时间窗内(一般为 0-15us) ,探头系统探测 到两个互成180度(士0.25度)的光子时。即为一个符合事件,探测器便 分别送出一个时间脉冲, 脉冲处理器将脉冲变为方波, 符合电路对其进行数据分 类后, 送人工作站进行图像重建。 便得到人体各部位横断面、 冠状断面和矢状断 面的影像。
PET系统的主要部件包括机架、 环形探测器、 符合电路、 检查床及工作站等。 探测系统是整个正电子发射显像系统中的主要部分, 它采用的块状探测结构有利 于消除散射、 进步计数率。 很多块结构组成一个环, 再由数十个环构成整个探测 器。每个块结构由大约36个锗酸铋(BGO)小晶体组成,晶体之后又带有2对(4个)光电倍增管(PMT) 。BGO晶体将高能光子转换为可见光.PM T将光信号转换成电信号, 电信号再被转换成时间脉冲信号, 探头层间符合线路 对每个探头信号的时间耦合性进行检验判定, 排除其它来源射线的干扰, 经运算 给出正电子的位置, 计算机采用散射、 偶然符合信号校正及光子飞行时间计算等 技术, 完成图像重建。 重建后的图像将PET的整体分辨率进步到2mm左右。 PET采用符合探测技术进行电子准直校正,大大减少了随机符合事件和本底, 电子准直用具有非常高的灵敏度(没有铅屏蔽的影响)和分辨率。另外.BGO 晶体的大小与灵敏度成正相关性。块状结构的PET探头。能进行 2D或 3D采 集。 2D采集是在环与环之间隔置铅板或钨板,以减少散射对图像质量的影响 2 D图像重建时只对邻近几个环 (一般2-3个环) 内的计数进行符合计算, 其分 辨率高,计数率低;3D数据采集则不同。取消了环与环之间的间隔, 在所有 环内进行符合计算,明显地进步了计数率,但散射严重, 图像分辨率也较低, 且数据重组时要进行大量的数据运算。 两种采集方法的另一个重要区别是灵敏P ET采用符合探测技术进行电子准直校正, 大大减少了随机符合事件和本底, 电 子准直用具有非常高的灵敏度(没有铅屏蔽的影响)和分辨率。另外.BGO晶
体的大小与灵敏度成正相关性。 块状结构的PET探头。 能进行 2D或 3D采集。 2D采集是在环与环之间隔置铅板或钨板,以减少散射对图像质量的影响 2D图 像重建时只对邻近几个环 (一般2-3个环) 内的计数进行符合计算, 其分辨率 高,计数率低;3D数据采集则不同。取消了环与环之间的间隔, 在所有环内 进行符合计算,明显地进步了计数率,但散射严重, 图像分辨率也较低,且数 据重组时要进行大量的数据运算。两种采集方法的另一个重要区别是灵敏度不 同,3D采集的灵敏度在视野中心为最高。
二 、多层螺旋CT的工作原理
CT的基本原理是图像重建, 根据人体各种组织 (包括正常和异常组织) 对X 射线吸收不等这一特性, 将人体某一选定层面分成很多立方体小块 (也称体素) X射线穿过体素后, 测得的密度或灰度值称为象素。 X射线束穿过选定层面, 探 测器接收到沿X射线束方向排列的各体素吸收X射线后衰减值的总和,为已知 值,形成该总量的各体素X射线衰减值为未知值,当 X 射线发生源和探测器围 绕人体做圆弧或圆周相对运动时。用迭代方法
求出每一体素的X射线衰减值并进行图像重建, 得到该层面不同密度组织的黑白 图像。
螺旋 CT 突破了传统 CT 的设计, 采用滑环技术, 将电源电缆和一些信号线与 固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。 球 管和探测器不受电缆长度限制,沿人体长轴连续匀速旋转, 扫描床同步匀速递 进(传统 CT扫描床在扫描时静止不动) ,扫描轨迹呈螺旋状前进,可快速、不 中断地完成容积扫描。
多层螺旋 CT 的特点是探测器多层排列。 是高速度、 高空间分辨率的最佳结合。 多层螺旋 CT 的宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制成。 每个单元只有 0. 5、 1或 1. 25mm厚, 最多也只有5mm厚 薄层扫描探测器的光电转换效率 高达99%能连续接收X射线信号。余辉极短, 且稳定性好。多层螺旋 CT 能 高速完成较大范围的容积扫描, 图像质量好, 成像速度快, 具有很高的纵向分 辨率和很好的时间分辨率。大大拓宽了 CT 的应用范围,与单层螺旋 CT 相比。 采集同样体积的数据, 扫描时间大为缩短, 在不增加X射线剂量的情况下, 每 15S左右就能扫描一个部位; 5S内可完成层厚为3mm的整个胸部扫描; 采用较大的螺距 P值,一次屏气20S,可以完成体部扫描;同样层厚, 同 样时间内, 扫描范围增大4倍。 扫描的单位时间覆盖率明显进步, 病人接受的 射线剂量明显减少,x线球管的使用寿命明显延长,同时,节省了对比剂用量, 进步了低对比分辨率和空间分辨率,明显减少了噪声、伪影及硬化效应。另外, 还可根据不同层厚需要自动调节X射线锥形线束的宽度, 经过准直的X射线束聚 焦在相应数目的探测器上 探测器通过电子开关与四个数据采集系统(DAS) 相连。每个DAS能独立采集完成一套图像, 按照DAS与探测器匹配方式不 同。 通过电子切换可以选择性地获得1层、 2层或4层图像, 每层厚度可自由选 择 (0.5、 1.0、 1. 25mm或 5、 10mm 。 采集的数据既可做常规图像显示, 也可在工作站进行后处理, 完成三维立体重建、 多层面重建、 器官表面重建等, 并能实时或近于实时显示。另外.不同角度的旋转、不同颜色的标记,使图像更 具立体感 更直观、逼真。仿真内窥镜、三维 CT 血管造影技术也更加成熟和快 捷。
三 、 PET-CT的图像融合
PET与CT两种不同成像原理的设备同机组合, 不是其功能的简单相加。 而
是在此基础上进行图像融合,融合后的图像既有精细的解剖结构又有丰富的生 理. 生化功能信息 能为确定和查找肿瘤及其它病灶的精确位置 定量、 定性诊断 提供依据。并可用X线对核医学图像进行衰减校正。
PET-CT的核心是融合,图像融合是指将相同或不同成像方式的图像经 过一定的变换处理 使它们的空间位置和空间坐标达到匹配,图像融台处理系统 利用各自成像方式的特点对两种图像进行空间配准与结合, 将影像数据注册后 合成为一个单一的影像。 PET-CT同机融合 (又叫硬件融合、 非影像对位) 具有相同的定位坐标系统,病人扫描时不必改变位置,即可进行 PET-CT 同机采集, 避免了由于病人移位所造成的误差。 采集后两种图像不必进行对位、 转换及配准,计算机图像融合软件便可方便地进行
2D、 3D的精确融合, 融合后的图像同时显示出人体解剖结构和器官的代谢活动, 大大简化了整个图像融合过程中的技术难度、 避免了复杂的标记方法和采集后的 大量运算, 并在一定程度上解决了时间、 空间的配准题目, 图像可靠性大大进 步。
PET在成像过程中由于受康普顿效应、 散射、 偶然符合事件、 死时间等衰减 因素的影响, 采集的数据与实际情况并不一致, 图像质量失真, 必须采用有效 措施进行校正, 才能得到更真实的医学影像。 同位素校正得到的穿透图像系统分 辨率一般为12mm、而 X线方法的穿透图像系统分辨率为 1mm左右 图像 信息量远大于同位素方法。 用 CT图像对 PET进行衰减校正 使 PET图像 的清楚度大为进步,图像质量明显优于同位素穿透源校正的效果, 分辨率进步 了 25%以上,校正效率进步了 30%,且易于操纵。校正后的 PET图像 与 CT图像进行融合, 经信息互补后得到更多的解剖结构和生理功能关系的信 息 对于肿瘤病人手术和放射治疗定位具有极其重要的临床意义。度不同,3D 采集的灵敏度在视野中心为最高。PET-CT拥有三个图像处理工作站 其中 两个超高速图像处理工作站分别对 PET和 CT采集的大量数据进行处理和 图像重建, 另外一个工作站进行 PET-CT的图像融合。 PET-CT采用 迭代图像重建方法进行三维立体、多层面、器官表面等多种重建 ,迭代方法计 算复杂 ,但精确度高,重建的图像可同时显示横断、冠状、矢状及任意斜面的 层面,并可任意改变重建的位置和层厚,为临床医生提供更多的信息。
四 、PET-CT的临床应用
PET-CT提供的猜测和治疗处理信息比单独 PET和 CT多得多,它 超越了单独PET和单独C丁的现有领域,既能完成超高档 CT的所有功能, 又能完成 PET的功能 —— 20min能完玉成身 CT扫描, 比单纯 PE T的效率进步了 60%以上 还能提供比 CT更为正确、快速的心肌和脑血流 灌注功能图像。 PET-CT融合图像能很好地描述疾病对生物化学过程的作 用, 鉴别生理和病理性摄取, 能在疾病得到解
剖证据前检测出早期发病征兆,甚至能探测到小于2cm的亚临床型的肿瘤, 为临床正确确定放疗的计划靶区(临床靶区与生物靶区相结合) 、检测治疗过程 中药物和放疗效果提供最佳的治疗方案和筛选最有效治疗药物。 解剖定位加功能 显像对于病变部位的定性诊断能力, 对于肿瘤的诊断和分期. 指导治疗、 评价疗 效、 进步临床治愈率有着重要价值。 它特别适用于精细放疗, 能大大进步放疗计 划的正确性;并能为Y刀、X刀定位。机器人手术、冷冻手术等定位;另外。还 可作为随访手段成为病人整个治疗过程的组成部分。
PET-CT的真正价值不仅仅在于疾病诊断。作为更深层次的临床检查手
段, PET-CT采用放射性药物标记的基因能够达到基因成像的目的, 可在分 子水平上研究组织细胞代谢、蛋白质合成和基因变化的情况,提供生物化学活 动.分子新陈代谢以及不同器
官和组织的生理和病理的信息。 从生命活动的本质上诊断疾病。 由于提示病理变 化、异常的生物化学活动的变化早于疾病引起的解剖变化 所以及早发现组织代 谢功能异常 对口前仍不清楚的一些代谢疾病研究和受体疾病研究也有非常重要 的意义!
作文四:《MRP的基本原理》2200字
物料需求计划的原理概括如下:
物料需求计划MRP是在产品结构与制造工艺基础上~利用制造工程网络原理~根据产品结构各层次物料的从属与数量关系~以物料为对象~以产品完工日期为时间基准~按照反工艺顺序的原则~根据各物料的加工提前期制定物料的投入出产数量与日期。物料需求计划MRP原理的逻辑关系可以用图来表示。
物料需求计划逻辑原理
MRP的基本思想
围绕物料转化组织制造资源~实现按需要准时生产。
MRP的系统结构
MRP的基本处理模型主要包括基本条件数据和展开数据两方面。
MRP的基本条件数据
组成MRP基本条件数据主要有:产品出产计划,主生产计划,、产品结构、库存状态。
产品结构文件BOM
产品结构文件BOM,BillofMaterials,也叫物料清单~是MRP的核心文件~它在物料分解与产品计划过程中占有重要的地位~是物料计划的控制文件~也是制造企业的核心文件。
以光缆产品为例~其产品结构文件中~各物料处于不同层次~我们采用层次码表示。光缆成品的层次码为最高层~或用0层表示~钢带、成缆半成品、护套料等分为第2层~缆膏、松套半成品、聚脂带等分为第3层??有时一种原料同时在不同的部件上使用~为了计算机处理方便~把同一种原料集中表示在它们的最低层次上~即采用低层码~提高计算机的运行效率。
库存状态文件
MRP中的库存状态文件的数据主要有两部分:一部分是静态的数据~在运行MRP之前就确定的数据~如物料的编号、描述、提前期、安全库存等,另一部分是动态的数据~如总需求量、库存量、净需求量、计划发出,订货,量等。MRP在运行时~不断更变的是动态数据。下面对库存状态文件中的几个数据进行说明:
1、总需求量,GrossRequirements,。如果是产品级物料~则总需求由MPS决定,如果是零件级物料~则总需求来自于上层物料,父项,的计划发出订货量。
2、预计到货量,ScheduledReceipts,。该项目有的系统称为在途量~即计划在某一时刻入库但尚在生产或采购中~可以作为MRP使用。
3、现有数,OnHand,。表示上期末结转到本期初可用的库存量。现有数,上期末现有数,本期预计到货量-本期总需求量。
4、净需求量,NetRequirements,。当现有数加上预计到货不能满足需求时产和生净需求。净需求,现有数,预计到货-总需求。
5、计划接收订货,PlannedOrderReceipts,。当净需求为正时~就需要接收一个订货量~以弥补净需求。计划收货量取决于订货批量的考虑~如果采用逐批订货的方式~则计划收货量就是净需求量。
6、计划发出订货,PlannedOrderRelease,。计划发出订货量与计划接收订货量相等~但是时间上提前一个时间段~即订货提前期。订货日期是计划接收订货日期减去订货提前期。
另外~有的系统设计的库存状态数据可能还包括一些辅助数据项~如订货情况、盘点记录、尚未解决的订货、需求的变化等。
展开数据
MRP的展开数据主要是生产与库存控制计划与报告~其内容与形式与企业生产的特点有关。
主要有以下几个方面:
1、计划发出的订单~主要是零部件的投入出产计划、原材料采购或外协件计划。这两种计划是MRP的主要展开数据。
2、订单执行的注意事项通知。
3、订单的变动通知。
4、工艺装备的需求计划。
5、库存状态数据。
此外~也有一些辅助的报告~比如:
1、例外情况报告~如迟到或过期的订货报告、过量的废品与缺件报告等。
2、用于预测需求与库存的计划报告~如采购约定与评价需求的信息。
3、交货期模拟报告~对不同的产品实际交货期进行模拟。
4、执行控制报告~如指出呆滞物品、实际的使用量与费用的偏差报告。
运算流程与运行方式
MRP的运算逻辑基本上遵循如下过程:按照产品结构进行分解~确定不同层次物料的总需求量,根据产品最终交货期和生产工艺关系~反推各零部件的投入出产日期,根据库存状态~确定各物料的净需求量,根据订货批量与提前期最终确定订货日期与数量。MRP有两种运行方式~即重新生成与净改变方式。重新生成方式是每隔一定时期~从主生产计划开始~重新计算MRP。这种方式适合于计划比较稳定、需求变化不大的MTS(面向库存生产)。净改变方式是当需求方式变化~只对发生变化的数据进行处理~计算那些受影响的零件的需求变化部分。净改变方式可以随时处理~或者每天结束后进行一次处理。
能力需求计划CRP
尽管MRP的出发点是“围绕物料转化~组织制造资源~按需准时生产”~但是~实际上基本的MRP并没有能够获得真正的按需准时生产~因为MRP采用的是基于无限能力的基础上进行倒排的方法来确
定物料需求计划~没有考虑能力占用的问题~因此这样的计划是不能真正达到准时生产的。为了解决这样的问题~在物料需求计划之后需要一个能力需求计划~进行能力与负荷的平衡~然后调整物料需求计划~使物料需求计划建立在生产能力基础上~切实可行。
能力需求计划的主要任务是:
1、将物料需求计划转化为对车间的设备、人力等资源的能力需求,如工时,,
2、按照时段和设备组,或工作中心,对所需要的能力进行汇总,
3、用能力需求报告或负荷图检查能力与负荷之间的差异,
4、提供解决能力与负荷之间差异的措施。
作文五:《OFDM的基本原理》11300字
OFDM 的 基 本 原 理
杜 岩
(山东大学信息科学与工程学院 济南 250100)
1. 引言
现代社会对通信的依赖和要求越来越高,于是设计和开发效率更高的通信系统就成了 通信工程界不断追求的目标。 通信系统的效率, 说到底就是频谱利用率和功率利用率。 特别 是在无线通信的情况下, 对这两个指标的要求往往更高, 尤其是频谱利用率。 由于空间可用 频谱资源是有限的, 而无线应用却越来越多, 使得无线频谱的使用受到各国政府的严格管理 并统一规划。于是,各种各样的具有较高频谱效率的通信技术不断被开发出来, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是目前已知的频谱利用率最高的一种通信系 统,它将数字调制、 数字信号处理、 多载波传输等技术有机结合在一起,使得它在系统的频 谱利用率、 功率利用率、 系统复杂性方面综合起来有很强的竞争力, 是支持未来移动通信特 别是移动多媒体通信的主要技术之一。
OFDM 是一种多载波传输技术, N 个子载波把整个信道分割成 N 个子信道, N 个子信 道并行传输信息。 OFDM 系统有许多非常引人注目的优点。第一, OFDM 具有非常高的频 谱利用率。普通的 FDM 系统为了分离开各子信道的信号,需要在相邻的信道间设置一定的 保护间隔(频带) ,以便接收端能用带通滤波器分离出相应子信道的信号,造成了频谱资源 的浪费。 OFDM 系统各子信道间不但没有保护频带,而且相邻信道间信号的频谱的主瓣还 相互重叠 (见图 1.5) , 但各子信道信号的频谱在频域上是相互正交的, 各子载波在时域上是 正交的, OFDM 系统的各子信道信号的分离 (解调) 是靠这种正交性来完成的。 另外, OFDM 的个子信道上还可以采用多进制调制(如频谱效率很高的 QAM ) ,进一步提高了 OFDM 系 统的频谱效率。第二,实现比较简单。当子信道上采用 QAM 或 MPSK 调制方式时,调制 过程可以用 IFFT 完成,解调过程可以用 FFT 完成,既不用多组振荡源,又不用带通滤波器 组分离信号。第三,抗多径干扰能力强,抗衰落能力强。由于一般的 OFDM 系统均采用循 环前缀(Cyclic Prefix, CP )方式,使得它在一定条件下可以完全消除信号的多径传播造成 的码间干扰,完全消除多径传播对载波间正交性的破坏,因此 OFDM 系统具有很好的抗多 径干扰能力。 OFDM 的子载波把整个信道划分成许多窄信道,尽管整个信道是有可能是极 不平坦的衰落信道,但在各子信道上的衰落却是近似平坦的(见图 1.6) ,这使得 OFDM 系 统子信道的均衡特别简单,往往只需一个抽头的均衡器即可。
当然,与单载波系统比, OFDM 也有一些困难问题需要解决。这些问题主要是:第一, 同步问题。理论分析和实践都表明, OFDM 系统对同步系统的精度要求更高,大的同步误 差不仅造成输出信噪比的下降, 还会破坏子载波间的正交性, 造成载波间干扰, 从而大大影 响 系 统 的 性 能 , 甚 至 使系 统 无 法 正 常 工 作 。 第二 , OFDM 信 号 的 峰 值平 均 功 率 比 (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR )往往很大,使它对放大器的线性范围要求大,同时 也降低了放大器的效率。 OFDM 在未来通信系统中的应用,特别是在未来移动多媒体通信 中的应用,将取决于上述问题的解决程度。
OFDM 技术已经或正在获得一些应用。例如,在广播应用中欧洲的 ETSI (European Telemunication Standard Institute,欧洲电信标准学会)已经制定了采用 OFDM 技术的数
字音频广播(Digital Audio Broadcasting, DVB)的标准,数字视频广播(Digital Video Broadcasting , DVB )的标准也正在制定中;在宽带无限接入应用中, IEEE 802.11a及 IEEE 802.16都有基于 OFDM 技术的建议, ETSI 的 HiperLAN II也是一种基于 OFDM 技术的标准; 在数字蜂窝移动通信中应用中, OFDM 是目前研究的热点技术之一;在有线宽带接入技术 中, 例如 xDSL (各种高速数字用户线) 技术中, OFDM 的一种特殊形式 ——DMT (Discrete Multitone )以获得广泛应用;等等。 OFDM 在这些应用中已经表现出强大的生命力,随着 制约 OFDM 应用的一些关键问题的解决, 相信 OFDM 在未来的通信应用中将会扮演越来越 重要的角色。
2. 多载波调制和 FFT
OFDM 是一种多载波传输技术。设 为 N 个子载波频率,则一般的多 载波已调信号在第 i 个码元间隔内可以表示成
) , , 2, 1(N k f k L = ) 2exp() , () (10∑?=π=N k k i i t f j t k X t s
(1.2.1)
其中, 是信号在第 个码元间隔内所携带的信息,它决定了 的幅度和相位,一 般情况下它们是只与码元标号 有关的复常数,它们携带了要传输的信息;例如,若第 k 个 子载波采用 QPSK 调制时,设采用 ) , (t k X i i ) (t s i i 4/π方式的星座,当第 个码元为“ 00”时,根据码元和 星座的映射关系可以知道, i ) 1(2
2) , j t k +=i (X i (i t X ) 。为叙述方便,在只需研究一个多载波信 号码元的时候,常常省略码元标号 ;而当子载波采用普通(没有采用波形形成)的 QAM 或 MPSK 调制时, 与 无关,从而将 简写成 ,根据上下文这样不会 产生歧义。按上述约定, (1.2.1)式可以写成
, (t k X i ) , t k ) (k X ) 2exp() () (10∑?=π=N k k t f j k X t s
(1.2.2)
我们希望这种多载波传输方式的频谱利用率要高, 即子载波间隔要尽可能小; 还希望系 统实现简单。
要实现上述多载波传输系统,一般需要 个振荡源和相应的带通滤波器组,系统结构 复杂, 体现不出多载波传输的优势。 但是,经过细致的分析可以发现, 上述多载波传输系统 的调制解调都可以利用离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)实现,由于 DFT 有著名的快速算法 FFT (Fast Fourier Transform) ,使得多载波传输系统实现起来大为简化, 特别是利用 FFT 实现的 OFDM 系统,以其结构简单、频谱利用率高而受到广泛重视。
N
下面分析多载波传输系统可以用 DFT 实现的条件。
为确定子载波间的频率间隔,我们考虑接收端如何对信号解调。我们对接收信号(暂 不考虑噪声和失真的影响)以抽样率 抽样, 利用 DFT 对抽样信号进行解调。 利用 N 点的 DFT 可以计算出信号的第 个频谱分量为
s f k
∑?=π?=?10) /2exp() /() (N n s N nk j f n s f k S
(1.2.3)
这里, S 是第 个频谱分量; s 是抽样信号; ?是 DFT 的分辨率。 为使 DFT 正确计算出频谱, 信号必须在 N 点抽样以外周期性重复, 当信 号只含有该 DFT 的谐波成份时,条件就能满足。将 t 代入式(1.2.2)得
) (f k ?k ) 1, , 2, 1, 0() /(?=N n f n s L s f n /=N f f s /=) /2exp() () /(10∑?=π=N j s j s f n f j j X f n s
(1.2.4)
将式(1.2.4)代入式(1.2.3)得
∑∑?=?=π?π=?1010
) /2exp() /2exp() () (N n N j s j N nk j f n f j j X f k S
∑∑?=?=π?π=101
0) /2exp() /2exp() (N j N n s j N nk j f n f j j X
∑?=?δ=10(
) (N j s j N k f f j X (1.2.5) 其中
δ =≠=n
m n m n m , 1,
0) , (观察上式可以发现,当多载波已调信号的频率
N kf f s k = (1.2.6) 时,就有 ,其中 C 为常数,就是说当各子载波的频率为解调用的 DFT 分 辨率整数倍时, 可以用 DFT 对信号完成解调。 从以上分析可知, 为保证正确解调, X 在 一个码元间隔内保持为常数是必要的,如果子载波的 QAM 或 MPSK 调制采用了波形形成 技术,如采用余弦滚降波形,采用 DFT 解调时还要作专门的处理。
) () (k CX f k S =?) (k 由以上分析, 当各子载波的频率为解调用的 DFT 分辨率整数倍时, 可以用 DFT 对多载 波已调抽样信号完成解调。特别地,当子载波的频率间隔为 时,由式(1.2.4)有
N f s /]/) /(2exp[) () /(1
0∑?=π=N k s s s f n N kf j k X f n s
]/2exp[) (10∑?=π=N k N n j k X
(1.2.7)
上式恰为 ) 1, , 2, 1, 0() (?=N k k X L 序列(以后我们将该序列简记为 )的 IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) ,即当子载波频率间隔为 时,多载波已调信号的 时域抽样序列可以由 IDFT 计算出来。
) (N X N f s / 由于携带信息的序列 恰为多载波已调信号抽样序列的 DFT ,所以我们说,采用 FFT 实现的多载波调制系统的调制是在频域上进行的。
) (N X 由以上分析可知,多载波调制系统的调制可以由 IDFT 完成,解调可以由 DFT 完成, 由数字信号处理的知识可以知道, IDFT 和 DFT 都可以采用高效的 FFT 实现。
3. OFDM系统的组成
OFDM 系统的组成框图如下图 1.1所示。
输入比特序列完成串并变换后,根据采用的调制方式,完成相应的调制映射,形成调 制信息序列 , 对 进行 IDFT , 计算出 OFDM 已调信号的时域抽样序列, 加上循 环前缀 CP (循环前缀可以使 OFDM 系统完全消除信号的多径传播造成的符号间干扰(ISI ) 和载波间干扰(ICI )见§1.4和§1.5的分析) ,再作 D/A变换,得到 OFDM 已调信号的时 域波形。接收端先对接收信号进行 A/D变换,去掉循环前缀 CP ,得到 OFDM 已调信号的 抽样序列,对该抽样序列作 DFT 即得到原调制信息序列 。
) (N X ) (N X ) (N
X
循环前缀 CP 的引入 [PR 1], 使得 OFDM 传输在一定条件下可以完全消除由于多径传播 造成的符号间干扰(ISI )和子信道间干扰(ICI )的影响,大大推进了 OFDM 技术实用化的 进程。图 1.2是循环前缀示意图。
OFDM“符号” (symbol )是一个容易产生歧义的概念。在多数 OFDM 文献中, OFDM “符号”指的是调制信息序列 ,而 的各分量(即各子载波上的调制信息)也 用“符号” (symbol )表示。为避免这种混乱,我们将 连同循环前缀称为 OFDM “帧 符号” ,简称“符号” ,称 的分量为“帧内符号” 。 OFDM 文献中的符号间干扰(ISI ) 指的是帧符号间的干扰, 具体是指除去循环前缀后的帧符号间的干扰, 同样符号同步也是指 帧符号同步。这样与 OFDM 文献中的名称基本一致,而又不会引起误解。
) (N X ) N ) (N X ) (N X (X 4. OFDM的时间连续系统模型
OFDM 系统有一些不同的形式,我们先就最流行的采用循环前缀形式的 OFDM 系统建 立相应的数学模型 [ESBL 1]。
最初的 OFDM 系统不采用数字调制解调技术, 因此下面的 OFDM 模型可以看成是理想 的 OFDM 系统模型,当然,目前一般是采用数字合成技术来实现它。图 1.3是 OFDM 系统 的连续时间基带模型。
发射机 设 OFDM 系统共有 N 个子载波,系统带宽为 W Hz,符号长度为 T ,循环前缀 CP 的 长度为 T ,即一个 OFDM 帧符号的传输时间是 T ,考虑到循环前缀的影响,发 射机发射的第 k 个载波波形为
s cp cp s T T += ?∈?π=φ], 0[, 0], 0[)](2exp[1) (T t T t T t k N W j t cp s k (1.4.1)
注意,当 t 时,有 ,这就是循环前缀的作用, 它使得信号在一定的时间内看上去具有周期性。这样第 i 个 OFDM 帧符号的已调波形为 ], 0[cp T ∈) () /() (s k k k T t W N t t +φ=+φ=φ
∑?=?φ=10) () () (N k k i i iT t k X t s
(1.4.2)
当传输的是一个无限的 OFDM 符号序列时, OFDM 已调信号波形可以表示为
∑∑∑∞?∞=?=∞?∞=?φ==
i N k k i i i iT t k X t s t s 10) () () () ( (1.4.3)
信道
我们假设信道冲击响应 的支撑小于循环前缀 CP ,即 ,则接收机收到 的信号为
) ; (t g τ], 0[cp T ∈τ∫+ττ?τ=?=cp
T t n d t s t g t s g t r 0) (~) () ; () )(() ( (1.4.4)
这里, ) (~t n
是信道的加性 Gauss 白噪声(复形式) 。 接收机
OFDM 接收机由一个滤波器组构成, 其中第 k 个滤波器与传输载波波形 的后面部 分 [相匹配,即
) (t k φ], T T cp ?∈?φ=ψ?], 0[, 0], 0[), () (s s k
k T t T t t T t (1.4.5)
就是说,循环前缀 CP 以被删除。由于 CP 包含了所有前面符号的符号间干扰(ISI ) ,所以 接收机滤波器组的抽样输出将不含有 ISI 。因此,我们在计算第 k 个匹配滤波器的抽样输出 时可以忽略时间标号 i ,利用式 (1.4.3),(1.4.4),(1.4.5),我们得到
∫∫∑∫∫???=′′∞∞
?=φ?+φ τ τ?φ′τ=?ψ=ψ?=T T k T T k N k k T k T t k k cp cp cp dt t t T n dt t d t k X t g dt t T t r t r y . ) () (~) () () () ; () () () )((100
设信道的冲击响应在一个 OFDM 符号间隔内不变,记之为 ) (τg ,这样就得到
∫∫∫∑??′?=′φ?+φ ττ?φτ′=T T k T T k T k N k k cp cp cp dt t t T n dt t d t g k X y . ) () (~) () () () (01
0 积分区间 T 以及 蕴含着 T t cp <<cp T <τ<0T t <τ?<0。上式的内积分可以写成
T
t T d N W k j g N W T t k j N W T t k j g d t g cp T s cp T s
cp T k cp cp
cp
<<ττ′π?τ?′π=τ?τ?′πτ=ττ?φτ∫∫∫′ , ]/2exp[) (]
/) (2exp[]/) (2exp[) () () (000
上式的后面的积分部分是信道冲击响应在频域的抽样, 抽样频率为 N W k f /′=, 即在第 k ′个载波频率处为
∫ττ′π?τ=′=′cp
T k d N W k j g N W
k G h 0, ) /2exp() ((
这里 G 是 的 Fourier 变换。采用这些记号,接收机滤波器组的输出可以简化为
) (f ) (τg ∫∫∑??
′?=′φ?+φ?′π′=T T k
T T k k s cp N k k cp cp dt t t T n dt t h N
W T t k j k X y ) () (~
) (/) (2exp()
(1
0 ∑∫?=′?
′′′+φφ=1
0, ) () (N k T
T k k k k k cp
n dt t t h x (1.4.6)
这里 n 。根据滤波器组的正交性
∫?φ?=T T k k cp dt t t T n ) () (~
dt
N
W T t k j N W T t k j dt t t s
cp T T s cp T T k k cp cp /) (2exp(/) (2exp() () (?π?′π=φφ∫∫?′
), (k k ′?δ=
这里 δ是 Kronecker 函数。这样式(1.4.6)可以简化为
) (k δk k k n k X h y +=) ( (1.4.7)
其中 n 是加性高斯白噪声(AWGN ) 。
k 5. OFDM的时间离散系统模型
OFDM 时间离散系统模型与时间连续系统模型相似,如图 1.4所示。
OFDM 信号 通过时变多径信道, 设信道衰落比较缓慢, 在一个 OFDM 符号间隔内 信道的冲击响应不变,记为 ,则 OFDM 接收机收到的信号 为
) (n s ) (n g ) (n r ) (~) () () (n N n g n s n r +?=
其中, “ ”表示离散序列的(线性)卷积运算。
?循环前缀 CP 使得 成为 的循环扩展,根据数字信号处理的知识当 CP 的长度 ≥ (的支撑即最大非零定义域)长度时, r 去掉循环前缀后所得 r 为
) (n s ) (1n s ) (n g ) (n ) (1n ) (~) () () (111n N n g n s n r +?=
其中, “ ”表示循环卷积运算 [WSY 1]。
?根据 DFT 的时域卷积定理, 经过 FFT 后的输出 为
) (1n r ) (n y )
() () ()
()]([) ()}
(~) ()](({[) (111n N n G n X n N n g DFT n X n N n g n X IDFT DFT n y +?=+?=+?= 其中 是信道的频域响应,通过简单的均衡就可用消除其影响,提取出所传输的数据 。
) (n G ) (n X 应该指出, 虽然 CP 在一定条件下可以完全消除 ISI 和 ICI , 但接收信号去掉 CP 后在作 DFT 前,仍然存在帧内符号间干扰,即 OFDM 帧符号与信道作了(循环)卷积,经 DFT 解 卷积后,通过均衡消除了帧内符号间干扰并得到信息序列 。
) (N X
我们知道,两个 N 长序列的时域循环卷积是 N 长序列,经 DFT 变换到频域后,对应的 是两个 N 长序列 DFT 的乘积,这就是著名的 DFT 的卷积定理。即 DFT 解卷积解的是循环 卷积, 由于离散序列经过线性系统后的输出是序列与线性系统的冲击响应的线性卷积, 因此 不可以直接用 DFT 解卷积。循环前缀 CP 的作用就是将线性系统对离散序列的卷积作用变 成循环卷积(根据数字信号处理的理论可以知道,只有 CP 的长度≥信道冲击响应的长度时 才是如此) ,从而可以利用 DFT 解卷积。
当 CP 的长度大于信道的最大时延时,一方面 CP 起到了保护间隔的作用,所以可以完 全消除由于信道的多径传播造成的 OFDM 的符号间干扰; 另一方面, 从以上分析可以知道, DFT 的输出的信号项仅受到(子)信道的固定的衰减,而不存在子信道间的干扰,即 CP 还 起到了保持子载波间的正交性的作用, 从而消除了载波间干扰 (Intercarrier Interference, ICI ) 。
6. OFDM信号的频谱特性
当各子载波用 QAM 或 MPSK 进行调制时,如果基带信号采用矩形波,则每个子信道上 已调信号的频谱为 形状,其主瓣宽度为 Hz ,其中 T 为 OFDM 符号长度(不包 括 CP ) 。由于在 T 时间内共有 OFDM 信号的 N 个抽样,所以 OFDM 信号的时域抽样周期 为 T 。由于相邻子载波之间的频率间隔为 ,其中 为 OFDM 信号的抽样 频率,即 , 所以
) (x Sa s s T s T /2f =?s N s /N f s /s f s f =N /s s T N f f /1/==? (1.7.1) 即这些已调子载波信号频谱 函数的主瓣宽度为 2,间隔为 1。根据 函数 的性质,知道它们在频域上正交,这就是正交频分复用(OFDM )名称的由来。
) (x Sa s T /s T /) (x Sa 我们知道,一般的频分复用传输系统的各子信道之间要有一定的保护频带,以便在接 收端可以用带通滤波器分离出各子信道的信号。保护频带降低了整个系统的频谱利用率。 OFDM 系统的子信道间不但没有保护频带,而且各子信道的信号频谱还相互重叠,如图 1.5所示,这使得 OFDM 系统的频谱利用率相比普通频分复用系统有很大提高,而各子载波可 以采用频谱效率高的 QAM 和 MPSK 调制方式,进一步提高了 OFDM 系统的频谱效率。
应该指出,由于循环前缀的影响, OFDM 信号的频谱结构将发生一定的变化,但这仅 仅使信号的某些频谱成份得到增强,而不会使 OFDM 信号增加新的频率成份。
我们知道,移动信道一般存在多径传播问题,使信道表现出明显的衰落特性。信道的 多径衰落在单载波传输系统中往往会产生严重的码间干扰, 使得接收机往往需要比较复杂的 均衡滤波器, 所以设计单载波高速移动通信系统的均衡器是一项富有挑战性的工作。 OFDM
OFDM 子信道
系统利用 N 个子载波,将整个信道划分成 N 个窄子信道,在每个子信道上信道的衰落近似 平坦衰落,如图 1.6所示,而且每个子信道上的码速率也比较低,这使得 OFDM 系统的均 衡滤波器的设计比较容易,一般每个子信道只需要一个单抽头的(自适应) 均衡器即可,这 也是 OFDM 吸引人的特点之一。
OFDM 子信道间的间隔对系统的性能有很大影响。子信道间隔越大,由于各种因素造 成的子信道间的干扰越小, 但同时系统的频谱效率也越低, 由于子信道带宽的加大, 系统抗 击频率选择性衰落的能力也下降; 反之, 为提高系统的频谱效率而缩小子信道间的间隔, 必 然使系统的子载波间的干扰加大;系统设计人员需要在它们之间折衷。信道带宽和 FFT 的 点数决定了 OFDM 子信道间的间隔,确定子信道间隔的一般原则是,满足系统频谱利用率 和保证 OFDM 系统的良好的抗击频率选择性衰落的前提下,尽可能加大子载波间的间隔。
7. OFDM的子载波调制
OFDM 的子载波调制一般采用 QAM 或 MPSK 方式。各子载波不必要采用相同的状态 数(进制数) ,甚至不必要采用相同的调制方式。这使得 OFDM 支持的传输速率可以在一个 较大的范围内变化, 并可以根据子信道的干扰情况, 在不同的子信道上采用不同状态数的调 制,甚至采用不同的调制方式。调制信号星座的形成在 IDFT 前由相应的调制映射完成。具 体地说,就是根据串并变换后的比特序列以及 QAM (或 MPSK )的星座映射关系,计算出
相应的同相分量 和正交分量 b ,
得到 , 这就是第 个载波被调制后在一个 i a i i i jb a i X +=) (i
OFDM 符号周期内的频谱 (所以我们说 OFDM 的子载波调制是在频域上进行的) , 然后将该 符号周期内的频域信号变成时域信号,这个过程由 IDFT 完成。 IDFT 的输出加上循环前缀 后, 分实部虚部分别作 D/A变换后串行传输实部和虚部的波形。 或者计算出信息序列 后,将信息序列延长成长度为 2N +2,变成共轭对称的形式,如图 1.7所示,根据数字信号 处理的理论,这样的序列作 IDFT 后为实信号,可以直接传输。
) (N X j 33?
下面以子载波采用 16QAM 调制为例,说明 16QAM 调制映射的实现。
一种最简单的 16QAM 信号星座图如下面图 1.8所示,这种星座图不是最佳的,即这种 星座图形式的 16QAM 对信号功率的利用没有达到最佳, 但是这种星座图实现最容易。 关于 信号星座图的优化设计见 [Chen 1]。
图中的横轴表示同相分量的信息比特,纵轴表示正交分量的信息比特,当然也可以作 另外的假设。 设第 k 个子信道上要传输的信息比特为 “ 1101” , 从图 1.8可知, X ; 同样若信息比特为“ 1010” ,则 k ) (=j k X +?=3) (,等等。
由于 OFDM 的子载波调制是在频域上根据信号星座图计算出来的,而且完成调制的 IDFT 也需要大量的运算, 因此 OFDM 系统的发射机必须有强大的计算能力 (其实接收机也 是如此) , 这可以由专门的 DSP 芯片或 FPGA 芯片完成,随着计算机技术的进步,未来也有 可能由通用计算机完成。从这种意义上说, OFDM 是通信和计算技术的融合。由于 OFDM 的发射机和接收机有强大的一般计算能力,所以在 OFDM 子载波调制中,不必考虑复杂的 星座图信号在实现上的复杂性,这样 OFDM 的子载波调制中可以采用任何先进的信号星座 图优化技术,以提高信号的功率利用率。
参考文献
[Chen 1] 陈如明 . 大容量数字微波传输系统工程 . 人民邮电出版社, 1998,9
[ESBL 1] Edfors et al. An introduction to orthogonal-frequency division multiplexing. Research Report 1996:16, Division of Signal Processing, Lule? University of Technology, Sept. 1996
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[PB 1] Pollet T, Bladel M and Moeneclaey M. BER sensitivity of OFDM systems to carrier frequency offset and Wiener phase noise. IEEE Trans. Commun., 43(2/3/4):191-193, Feb/Mar/Apr 1995
[Proakis 1] Proakis J G. Digital Communications. Prentice-Hall, 3rd edition, 1995
[WSY 1] 王世一 . 数字信号处理 . 北京理工大学出版社, 1987
作文六:《HACCP的基本原理》300字
一、 HACCP 的七个基本原理
1、危害分析
2、确定关键控制点
3、确定关键限值
4、控制措施 5、建立纠偏措施
6、记录保存措施
7、审核(验证)措施
二、 HACCP 计划的实施步骤
三、如何完成一个 HACCP 计划
1、基本资料信息收集
2、食品说明
3、产品分销储藏方法说明
4、确定产品用途和消费者
5、完成一张流程图
6、创立危害分析表
7、确定与产品有关的危害
8、确定潜在的与工艺有关的危害
9、完成危害分析表 10、 了解潜在的危害 11、 确定潜在危害是否重要 12、 确定关键控制点 13、 完成 HACCP 计划表 14、 确定关键限值
15、 建立监控措施
16、 建立就偏措施
17、 建立记录保存系统
18、 建立审核(验证)措施
四、关键控制点判断图
作文七:《AOI的基本原理》9000字
AOI 的基本原理
自动光学检测的光源分为两类:可见光检测(用LED 光源) 和X 光检测。
此处介绍可见光检测)AOI 检测分为两部分:光学部分和图像处理部分。通过光学部分获得需要检测的图像;通过图像处理部分来分析、处理和判断。图像处理部分需要很强的软件支持,因为各种缺陷需要不同的计算方法用电脑进行计算和判断。有的AOI 软件有几十种计算方法, 检测方法
1. 首先调出需要检测产品的检测程序。
2. 将需要检测的印制板放在AOI 中进行扫描。
3.AOI 自动将扫描并计算,将计算结果与检测程序比较,并把计算结果显示出来。
4. 连续检测时,机器自动与标准检测程序进行比较,并把不合格的部分记录下来,(做标记或打印出来) 。
5. 将有缺陷的板送返修站返修。
四.AOI 的应用
AOI 可放置在印刷后、焊前、焊后不同位置。
1.AOI 放置在印刷后——可对焊膏的印刷质量作工序检测。可检测焊膏量过多、过少,焊膏图形的位置有无偏移、焊膏图形之间有无粘连。
2.AOl 放置在贴装机后、焊接前——可对贴片质量作工序检测。可检测元件贴错、元件移位、元件贴反(如电阻翻面) 、元件侧立、元件丢失、极性错误、以及贴片压力过大造成焊膏图形之间粘连等。
3.AOl 放置在再流焊炉后——可作焊接质量检测。可检测元件贴错、元件移位、元件贴反(如电阻翻面) 、元件丢失、极性错误、焊点润湿度、焊锡量过多、焊锡量过少、漏焊、虚焊、桥接、焊球(引脚之间的焊球) 、元件翘起(竖碑) 等焊接缺陷。
五、AOI 有待改进的问题
1. 只能作对外观检测,不能完全代替在线测(ICT )。
2. 如无法对BGA 等不可见的焊点进行检测。
六.X 光检测
BGA 的焊点在器件的底部,用肉眼和AOl 都不能检测,因此,X 光检测就成了BGA 器件的主要检测设备。
目前x 光检测设备大致有三种档次:
1. 传输X 射线测试系统——适用于单面贴装BGA 的板以及SOJ 、PLCC 的检测。缺点是对垂直重叠的焊点不能区分。
2. 断面x 射线、或三维X 射线测试系统——克服了传输x 射线测试系统的缺点,该系统可以做分层断面检测,相当于工业CT 。
3. 目前又推出X 光ICT 结合的检测设备——用ICT 可以补偿x 光检测的不足。适用于高密度、双面贴装BGA 的板
AOI 误差
人所周知AOI 能完成PCBA 的定性检测。作为定性检测主要检测漏件、错件、错位、反贴、立碑、侧立、空焊、短接等。作为高性能的AOI 还能完成PCBA 的定量检测,例如检测元件位移量、焊点润湿角等。如果某品牌AOI 只提供良或不良(Good or Not Good)报告,那么那AOI 只进行定性检测。也许有人以为如果AOI 给出某些测量数据,就算进行定量检测。其实给出测量数据只是定量检测设备的必要条件,作为充分条件是说明检测数据的有效性。检测设备制造商必须让用户知道其设备的系统误差。
AOI 误差由三大部分组成,运动误差、图像采集误差、图像处理误差。 运动误差或者说机械误差包括:电机误差、传动误差、控制误差、定位误差等。电机误差比较容易理解,以步进电机为例,步进电机由冲压的带齿硅钢片堆叠组成转子和定子,在冲压和堆叠过程均存在误差,一般步进电机在堆叠完成后需要进一步加工,消除(减小)误差。不管怎样处理步进电机的齿的大小和等角分布总存在误差。同步带传
动误差主要是同步带的柔性产生误差;丝杆传动误差包括:连轴器弹性误差、丝杆线形误差、支撑轴承轴向误差。虽然丝杆传动误差包括多种因素,但总体说来丝杆传动误差一般比同步带传动误差较小。步进电机控制误差在细分技术上包括:步进电机驱动器输出电流的线形误差、失步等。伺服电机的控制误差主要编码器的误差。定位误差主要指原点定位误差,一般使用光电位置传感器指示原点参考位置,原点定位误差与定位信号的硬件设施和定位过程有关。
图像采集误差或者说光学误差包括:光学镜头误差、摄像头误差、模数转换量化误差、光学系统安装误差。光学系统安装有固定安装和可调安装方式,不管哪一种安装都存在一定的误差,不能准确保证每像素20微米或每像素25微米的设计值。固定安装的放大倍数基本固定,设备一致性较好,可调整安装比较灵活,但同时调整比较费时。 图像处理误差或者说软件误差包括编程误差和检测误差。由于图像存在一定的噪声,如果算法收敛性、稳定性欠佳可能出现较大误差。软件误差比较复杂,必须通过对软件评价才可能确
.1PCB 定位
在AOI 软件中有Mark 的功能,其功能主要是修正PCB 的放置误差。由于每块PCB 切割或每次PCB 放置都存在差异,AOI 软件通过Mark 功能对上述误差进行修正。Mark 是成对使用,在编程时设置两个Mark 点,两个Mark 点尽可能相隔远些,一般在PCB 的对角线上选择两个Mark ,而且尽可能选择敷铜板的图案作为Mark 。AOI 软件能测量编程用PCB 的Mark 参考位置,在检测时检测Mark 的
位置,根据Mark 对的x 、y 误差对其后的各检测点的位置进行修正。当Mark 点找不到时或检测PCB 转动过严重时AOI 软件均能报错。 一般AOI 软件已考虑到连板的贴片情况,因此有两种Mark 功能一种是PCB 的Mark 功能,另一种是模块Mark 功能。使用PCB Mark功能时只有两个Mark ,使用模块Mark 功能时Mark 点数是模块数的两倍。人所周知检测Mark 点需要化额外的检测时间,应根据需要合理选用Mark 功能. 如果连板是固定的即焊接完成后才割开一般选用PCB 的Mark 功能,如果连板是贴片前一块块拼接那应该使用模块Mark 功能。
具有模块Mark 功能的AOI 在编程时模块拷贝操作会自动识别模块Mark 是否合理,而且在Mark 进入检测范围能智能移动模块位置。 自动光学检测仪(AOI )硬件主要包括:图像采集系统、运动控制系统、计算机。
图像采集系统由摄像头、图像采集卡、镜头、光源等三部分组成。 摄像头主要特性有:CCD 像素、CCD 尺寸、扫描方式、颜色、传输方式等等。
目前AOI 中使用的摄像头的CCD 像素从几十万到几百万,在相同分辨率的条件下,像素越高视场范围越大。PAL 标准为752X582像素,约43万像素,是目前AOI 使用的最低标准,一般使用较低CCD 像素的AOI 生产商不提供这一重要参数指标。CCD 尺寸一般有1/3”、1/2”、2/3”等,CCD 尺寸越大图像越清晰。1/2”CCD大小为
6.4mmX4.8mm ,2/3”CCD大小为8.8mmX6.6mm 。扫描方式
有一维扫描(线阵CCD )和二维扫描(面阵CCD )之分,一维扫描速度比较快,但扫描控制要求比较高,二维扫描对机械要求较低,但整体扫描速度较慢,目前大部分AOI 使用面阵CCD 。颜色方面有黑白、彩色之分,彩色图像感觉比较直观,实际上在AOI 图像处理中大部分使用灰度图象处理,CCD 颜色对AOI 性能影响较小。目前使用单摄像头的AOI 一般使用彩色摄像头,使用多摄像头的AOI 使用单色摄像头。在传输方面有模拟和数字之分,模拟传输摄像头噪声较大,对工作环境要求较高。数字传输摄像头在传输过程不会引入噪声,图像比较清晰,尤其在工作环境比较恶劣的条件下优点更为突出。 镜头
镜头的基本参数包括:焦距、光圈;质量参数包括:像差、色差;
口径比(aperture ratio)一般用F表示,其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比,也就是平常所说的光圈, F=f (焦距)/D(镜头实际有效口径),F值越小,则光圈越大。
Distortion :像差,一条直线经过镜头成像,出现弯曲的现象,称为像差。直线往外弯的是「枕状变形」(Pincushion ),向内弯的是「桶状变形」(Barrel )。由于在镜头研磨过程难以准确成球面,工业级镜头像差一般为0.1%以内。
由于镜头材料折射率与波长有关,因而形成色差。在图像边缘看到彩虹现象。
C 与CS 接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面(摄像机 CCD 光电感应器应处的位置)的距离不同,C 型接口此距离为17.5mm., CS 型接口此距离为12.5mm. 。 C 型镜头与C 型摄像机,CS 型镜头与CS 型摄像机可以配合使用。C 型镜头与CS 型摄像机之间增加一个 5mm 的C/CS转接环可以配合使用。CS 型镜头与C 型摄像机无法配合使用。
知名镜头生产商在镜头外刻有型号和基本参数。
光源
在单摄像头的AOI 中,通过CCD 照明光源的投射角度改变获取膺三维图象。目前AOI 光源主要使用LED 作为发光体,按光源颜色区分有白色光源和多色光源。光源的性能指标包括:光源结构、光源光强、控制范围、光强稳定性、光强均匀度、光源直径。光源直径对焊点检测和引脚翘起检测能力有直接的影响。
运动系统
运动系统包括运动执行结构和运动控制。运动执行机构包括电机、传动部件,运动控制包括运动控制卡、电机驱动器。目前AOI 使用的扫描电机有两种,一种为伺服电机,另一种为步进电机,伺服电机多用于线阵扫描,步进电机多用于面阵扫描。伺服电机运动速度快,控制精度高,步进电机稳定,锁定能力强,速度过快容易出现失步。在AOI 中由于使用多线程工作,而且采用最优扫描路径算法,因此扫描运动时间对整体时间影响不大。
常用的传动部件有丝杆传动和同步带传动,丝杆传动精度高,同步带传动噪声低。在丝杆传动中由于全部刚性连接,AOI 频频对电机启动和停止,形成较大噪声而且容易造成强烈振动。为减
小振动一种办法是对设备精确调整,另一种办法加大机体质量,降低振动幅度和振动频率。在同步带传动中各部件柔性连接,虽然AOI 电机频频启动和停止,由于柔性连接对振动起到阻尼作用,振动明显减弱,因此使用同步带传动的AOI 具有轻巧的特点。由于AOI 的精度主要取决于图像分辨率,运动重复控制精度在一定范围内不会对AOI 精度造成影响
计算机
目前AOI 使用的计算机有商用计算机和工业控制计算机,一般人们认为两者的差别在于抗*****能力。在一般非强电磁场*****的环境,两者的差别不明显。当然使用模拟摄像头的AOI 多使用工业控制计算机,减小计算机对模拟摄像头在传输过程产生的*****。
在AOI 中计算机的指标主要是CPU 、内存、硬盘等配置。当然CPU 速度越快越检测时间越短。由于AOI 属于图像处理系统在工作过程需要占用大量内存,简单估算假如彩色CCD 像素为100万,一幅彩色图像就要占用3M 内存,一个视场以三个不同的光源照明拍照,就需要近10M 内存。AOI 软件在多线程方式工作,一块PCB 通常要同时存放几十个视场的图像在计算机内存,即需要几百兆内存,为防止计算机工作时使用硬盘作为虚拟内存,一般计算机的内存配置高达1G 。硬盘用来保存标准PCB 的数据和检测数据,硬盘容量越大能保存PCB 数据越多,使用更方便 一、AOI 的组成
要选择一台适合自已的AOI 产品, 我们首先了解AOI 的基本架构和组成。
AOI 是由视觉系统、机械系统、软件系统和操作平台组成. 视觉系统主要是执行图像采集功能;机械系统主要是将所检测物体传送到指定的检测点的功能;软件系统主要是将所采集的图像进行分析和处理的功能。这几大系统的整合是由软件系统来完成,因此软件的优劣,是AOI 的检测能力强弱的重要因素。
二、视觉系统的选择
AOI 的视觉系统是由相机和光源组成。
1. 相机的选择
AOI 的相机按摄取图像的模式分为面阵相机和线阵相机。面阵相机是采用拍摄一幅一幅的图片方式取像;线阵相机是逐行扫描方式取像, 面阵相机的优点是图像的还原性较好,打光角度容易调整,容易得到较清晰的图像,因而市面上的AOI 绝大多数厂商使用这类相机。线阵相机的图像还原性较差,打光的角度难以调整,是目前误判率最高的AOI ,采用这类相机的AOI 的唯一优点是检测的速度相对快一点,但检测小板时它的检测速度又要相对而言慢一些,因此,对相机的选择应该最好选择面阵相机。
面阵相机又分模拟相机和数字相机(CCD )两类。模拟相机目前在AOI 的市面上应用最多。因为模拟相机在对图像处理时,要经过多次A/D、D/A转换,因而图像容易失帧,从而造成图像处理障碍,导致误差。但模拟相机的价格较便宜。大量使用数字相机是AOI 发展的必然趋势,数字相机最大优点在于图像的还原性好,便于软件对图像的分析和处理,但价格较高。
判别模拟相机和数字相机的主要方法是看这一相机在对图像采集时是否需要图像采集卡。需要图像采集卡的相机是模拟相机,另外,模拟相机的外形尺寸也比数字相机大得多。
2. 光源的选择
光源是AOI 的眼睛,光源的好坏是决定AOI 检测能力强弱的第一步。现在流行的AOI 一般光源分为普通荧光灯和同轴光源两种。使用普通荧光灯光源的AOI 一般为采用线阵相机的AOI ,这类AOI 目前在逐步淘汰。
同轴光源又分彩色同轴光源和单色同轴光源。相对而言,彩色同轴光源要好一些,因为采用彩色同轴光源所得到的图像比较逼真。
同轴光源还可分塔状同轴光源和碗状同轴光源。相对而言碗关同轴光源的光线较柔和均匀一些,因而不会产生晕光现象。
三、机械系统的选择
机械系统是由马达和传动装置构成。
1. 马达的选择
AOI 目前使用的马达分线性马达、伺服马达和步进马达三种,市面上以伺服马达和步进马达为主。
线性马达精确度高,但价格昂贵。伺服马达的精确度仅次于线性马达。步进马达的精确度较低,但价格十分便宜,采用步进电机作为驱动装置的AOI ,检测的质量是不可信的,但打价格战是有效的。因此对马达的选择要按性价比来进行考量的话,应选择伺服马达作为驱动装置的AOI 。
2. 传动装置的选择
用伺服马达作为AOI 传动装置一般由丝杆和导轨组成。好的丝杆的精度较高,能满足AOI 检测的精度要求。
四、软件系统
软件系统是AOI 的灵魂。软件算法的优劣直接影响检测效果。软件考量的标准大至有以下几点:
1. 软件的开发环境
软件的开发环境对AOI 程序控制非常重要。根据实际工作经验来看,用VC++语言开发的AOI 应用软件,程序稳定可靠,其它语言开发的AOI 应用程序,其稳定性要差很多。
2. 软件的运算法则
软件运算法则很多,有灰度相关法(又叫灰度提取法)、边缘识别法、固态建模法、统计外形建模法和拓扑法等等。
灰度相关法的缺点在于受光线明暗度的影响较大,容易产生误判。但随着光源设计的日益完善,这一影响现在较小。
边缘识别法的缺点在于被检测物的边缘往往不是一条标准的直线,只有通过降低像元尺寸来达到提高检测效果的目的,但其效果也不十分理想。
固态建模法是将几个二维图像合并成一个三维图像。但拼接的部分往往出现重叠,因而对软件分析会造成干扰,从而影响检测效果。
统计外形建模法是采用学习统计的方法,从而发现被检物的规律,来建成一个标准的数学模型,借以实现其检测的目的的方法。这种方法的缺点在于在统计学习过程中,人的干扰因素太多,因而存在一定的不确定因素,从而影响检测的质量。
拓扑法是一种前沿的研究物体的点、线、面和体积的多维动态图像变化规律的方法,这一算法代表着AOI 的发展方向。苏州德天自动化科技有限公司已经申请了著作权。
总之软件的运算法则是多种多样的,每一种法则既有优点也有缺点,关键看检测效果。
3. 软件的稳定性
软件的稳定性是AOI 的核心。软件的稳定性包括:检测时会不会发生死机;检测框是否会发生不明真相的偏移;检测时是否发生系统崩溃;检测过程中系统是否会出现文件丢失;随着检测时间越长, 误判是否会相应增多等等, 这些都是软件不稳定的重要标志。
检测AOI 程序是否稳定的最简单而又有效的方法是:将一块问题PCBA 板反复检测,看每次检测出的NG 数的振幅是否过大,其一致性是否良好,也就是AOI 的可重复性是多少。一般来讲AOI 的可重复性越高,AOI 的软件分析处理能力也就越强,软件的稳定性也就越高。
可重复性是软件优劣的重要指标。
4. 软件操作的便利性:
软件操作的便利性分为制程的便利性和人工确定的便利性。好的AOI 软件系统,它的制程相当人性化,且易学易用。
六、功能选择
AOI 的功能现一般都比较全,也没有多大的差别。下面就一些常见的工用作一些简要的说明。
1. 分辨率的选择
AOI 的分辨率应以像元的尺寸大小作为判别的条件,也就是空间分辨率来衡量。像素的大小不是判别AOI 的检出能力的标准,准确地讲,像素大是决定单位面积的像元尺寸大小的因素。如果单位面积不同,像素再高也没有可比性。比如一台AOI 的FOV 为12*16毫米,如果这台AOI 采用的是30万像素的相机,那么这台AOI 的分辨率只有25微米,它只能检测0402以上封装尺寸的元件。但如果这台AOI 采用的是200万像素的相机,那么这台AOI 的分辨率就变为10微米,就可以检测01005以上封装尺寸的元件。反之,如果这台AOI 使用的是200万像素的相机,如果它的FOV 为24*32微米,那么它的分辨率只有20微米,这样它虽然像素较高但只能检测0402以上封装尺寸的元件。
一般来讲,对元件是0402以上封装尺寸的PCBA 板,所需AOI 的分辨率最少要为20微米。对元件是0201以上封装尺寸的PCBA 板的检测,所需AOI 的分辨率至少要为15微米,对元件是01005以上封装尺寸的PCBA 的检测,所需的AOI 的分辨率至少要为10微米。
2. 特殊功能的选择
如果你要对多连板的PCBA 进行检测,就一定要选择有跳板功能的AOI ,也就是有区域选择功能的AOI 。
如果你将AOI 用作质量的过程控制,那么,你在选择AOI 时,一定要选择具有RPC 功能的AOI ,也就是具有实时工艺过程控制的AOI 。
3.CAD 的选择
现在大多数AOI 都有CAD 数据导入功能,但这一功能的使用,对器件较少的PCBA 板的使用效率不是很好,而对元器件较多的PCBA 板的使用则能起到事半功倍的效果。
4.SPC 的选择
SPC 是过程统计控制。统计控制没有实时工艺控制(RPC )重要,RPC 不但能进行实时的统计分析,还可以进行预警,这样能使生产线长期保持正常工作状态。
5. 可重复性、误判率和漏判率的选择
可重复性越高AOI 的性能越稳定,但由于AOI 技术还不十分成熟,市面上的AOI 的可重复性一般为20-30%。
误判率是越低越好,最好的AOI 的误判率只有0.5%左右(按点算)。
漏判率也是越低越好,最好的AOI 的漏判率只有0.5%左右(按不良点算)。
题:图1 PCB检测系统原理图
篇名:SMT 组装质量检测中的AOI 技术与系统
说明:图1所示为一典型PCB 检验系统原理框图。标题:图6焊膏印刷检测系统组成与原理 篇名:SMT 组装质量检它以AOI 设计规则法为基础, 又附加了比较检测功
能, 设备采用了两个摄像镜头。检测子系统用一维图
像传窩JFD2002
标题:图2智能气体传
感器检测系统框图
篇名:基于气敏传感器
阵列的牛肉新鲜度识别
方法研究
说明:智能气体传感器
检测系统如图2所示。
气敏传感器阵列由3个
敏感不同气体(味) 的气
敏传感器组成, 可用于对
多种气体(味) 的测量。
标题:图3微缺陷非垂
直向散射激光检测系统
仿真模型 Fig.3
Simulative model of
laserscattering
detection sys-tem for
micro defect
innon-vertical direction
篇名:MEMS 器件中的
微体缺陷检测研究
说明:为进行散射光光
强分布的模拟, 建立如图
3所示的模型,I0为入射
激光光束,O 点为散射体
(缺陷), 位于激光束束腰
中心, 平面O’PA为散射
光分布接收平测中的AOI 技术与系统 说明:焊膏印刷AOI 系统基本构成与原理如图6所示。主要组成部分为摄像机与光纤维x-y 工作台系统。在x-y 桌面安 装摄像机, 环状光纤维在x-y 方向移动, 睠JFD2002
标题:图3 AT 89C 52控制的感应同步器位移检测系统原理框图 篇名:用AT89C52和感应同步器实现高精度测量 说明:如图3所示为AT 89C 52控制的感应同步器位移检测系统原理框图, 该系统采用感应同步 器的产生的相位变化与电子电路配合, 并经单片机对信号进行CJFD2002
标题:图1改进后的检测系统结构 Fig 1 Construction of upgraded testing system 篇名:模仿人体的智能传感器设想 说明:3.1检测系统的结构整个检测系统的结构如图1所示。温度、压 力、湿度等环境因素被老鼠感知, 老鼠感知这些信号后, 会在心率上有所反应, 这就相礐JFD2002
CJFD2002
标题:图3微型手术器顶端位置和姿态的磁检测系统 Fig 3 Magnetic sensor system for detecting position andorientation of a micro surgical tool tip 篇名:基于MEMS 的微型手术器中的传感器 说明:在微创手术过程中, 医生需要知道手术器在人体内的确切位置, 以
便通过计算机屏幕从外部对手术器进行导航和操作。设计中采用了一套磁定位系统CJFD2002
标题:图1自动检测系统原理框图
篇名:智能接口在飞机电源自动测试系统中的应用
说明:面对系统进行原位在线检测。2测试系统的硬件方案选用VXI 总线系统作为测试平台, 该测试系统的原理图如图1所示。
标题:图1计算机控制检测系统原理图 Fig 1 Principle of puter control detection system
篇名:传感器输出信号谐波分量的虚拟仪器测量
说明:以计算机硬件和软件平台为基础的现代检测系统基本原理见图1[1,2]。
标题:图1神经模糊入侵检测系统(NF IDS)结构图
篇名:模糊神经网络在入侵检测中的应用 说明:NF IDS的C/S体系结构如图1所示. 它使用了两个不同的模糊神经网络(FNN):一个用于误用检测(M-FNN),另一个用于异常检测(A-FNN),它们被离线进蠧JFD2002
作文八:《OTDR的基本原理》4100字
OTDR 的基本原理
什么是 OTDR ?
基础
OTDR 将激光光源和检测器组合在一起以提供光纤链路的内视图。激光光源发送信号到光纤中,检测器接收从链路的不同元素反射的光。激光光源发送信号到光纤中,检测器在光纤中接收从链路的不同元素反射的光。发送的信号是一个短脉冲,其携带有一定数量的能量。然后,时钟精确计算出脉冲传播的时间,然后将时间转换为距离,便可以得知该光纤的属性。当脉冲沿着光纤传播时,由于连接和光纤自身的反射,一小部分脉冲能量会返回检测器。当脉冲完全返回检测器时,发送第二个脉冲 — 直到取样时间结束。因此,会立刻执行多次取样并平均化以提供链路元件的清晰特性图。取样结束后,执行信号处理,除了计算总链路长度、总链路损耗、光回损 (ORL) 和光纤衰减外,还计算每个事件的距离、损耗和反射。使用 OTDR 的主要优势在于单端测试,只需要一位操作人员和一台仪器来鉴定链路质量或查找网络故障。图 #1 显示了 OTDR 的框图。
图 1. OTDR 框图
反射是关键
如前文所述,OTDR 通过读取从所发送脉冲返回的光级别以显示链路情况。请注意,有两种类型的反射光:光纤产生的连续低级别光称为 Rayleigh 背向散射,连接点处的高反射峰值称为 Fresnel 反射。Rayleigh 背向散射用于作为距离的函数以计算光纤中的衰减级别(单位是 dB/km),在 OTDR 轨迹中显示为直线斜率。该现象来源于光纤内部杂质固有的反射和吸收。当光照射到杂质上时,一些杂质颗粒将光重定向到不同的方向,同时产生了信号衰减和背向散射。波长越长,衰减越少,因此,在标准光纤上传输相同距离所需的功率越小。图 2 说明了 Rayleigh 背向散射。
图 2. Rayleigh 背向散射
OTDR 使用的第二种反射(Fresnel 反射)可检测链路沿线的物理事件。当光到达折射率突变的位置(比如从玻璃到空气)时,很大一部分光被反射回去,产生 Fresnel 反射,它可能比 Rayleigh 背向散射强上千倍。Fresnel 反射可通过 OTDR 轨迹的尖峰来识别。这样的反射例子有连接器、机械接头、光纤、光纤断裂或打开的连接器。图 3 说明了产生 Fresnel 反射的不同连接。
图 3. 由 (1) 机械接头、(2) 光纤适配器和 (3) 打开的连接产生的 Fresnel 反射
什么是盲区?
Fresnel 反射引出一个重要的 OTDR 规格,即盲区。有两类盲区:事件和衰减。两种盲区都由 Fresnel 反射产生,用随反射功率的不同而变化的距离(米)来表示。盲区定义为持续时间,在此期间检测器受高强度反射光影响暂时“失明”,直到它恢复正常能够重新读取光信号为止,设想一下,当您夜间驾驶时与迎面而来的车相遇,您的眼睛会短期失明。在 OTDR 领域里,时间转换为距离,因此,反射越多,检测器恢复正常的时间越长,导致的盲区越长。绝大多数制造商以最短的可用脉冲宽度以及单模光纤 -45 dB、多模光纤 -35 dB 反射来指定盲区。为此,阅读规格表的脚注很重要,因为制造商使用不同的测试条件测量盲区,尤其要注意脉冲宽度和反射值。例如,单模光纤 -55 dB 反射提供的盲区规格比使用 -45 dB 得到的盲区更短,仅仅因为 -55 dB 是更低的反射,检测器恢复更快。此外,使用不同的方法计算距离也会得到一个比实际值更短的盲区。
事件盲区
事件盲区是 Fresnel 反射后 OTDR 可在其中检测到另一个事件的最小距离。换而言之,是两个反射事件之间所需的最小光纤长度。仍然以之前提到的开车为例,当您的眼睛由于对面车的强光刺激睁不开时,过几秒种后,您会发现路上有物体,但您不能正确识别它。转过头来说 OTDR ,可以检测到连续事件,但不能测量出损耗(如图 4 所示)。OTDR 合并连续事件,并对所有合并的事件返回一个全局反射和损耗。为了建立规格,最通用的业界方法是测量反射峰的每一侧 -1.5 dB 处之间的距离(见图 5)。还可以使用另外一个方法,
即测量从事件开始直到反射级别从其峰值下降到 -1.5 dB 处的距离。该方法返回一个更长的盲区,制造商较少使用。
图 4. 合并长盲区事件
图 5. 测量事件盲区
使得 OTDR 的事件盲区尽可能短是非常重要的,这样才可以在链路上检测相距很近的事件。例如,在建筑物网络中的测试要求 OTDR 的事件盲区很短,因为连接各种数据中心的光纤跳线非常短。如果盲区过长,一些连接器可能会被漏掉,技术人员无法识别它们,这使得定位潜在问题的工作更加困难。
衰减盲区
衰减盲区是 Fresnel 反射之后,OTDR 能在其中精确测量连续事件损耗的最小距离。还使用以上例子,经过较长时间后,您的眼睛充分恢复,能够识别并分析路上可能的物体的属性。如图 6 所示,检测器有足够的时间恢复,以使得其能够检测和测量连续事件损耗。所需的最小距离是从发生反射事件时开始,直到反射降低到光纤的背向散射级别的 0.5 dB,如图 7 所示。
图 6. 衰减盲区
图 7. 测量衰减盲区
盲区的重要性
短衰减盲区使得 OTDR 不仅可以检测连续事件,还能够返回相距很近的事件损耗。例如,现在就可以得知网络内短光纤跳线的损耗,这可以帮助技术人员清楚了解链路内的情况。
盲区也受其他因素影响:脉冲宽度。规格使用最短脉冲宽度是为了提供最短盲区。但是,盲区并不总是长度相同,随着脉冲变宽,盲区也会拉伸。使用最长的可能的脉冲宽带会导致特别长的盲区,然而这有不同的用途,下文会提到。
动态范围
动态范围是一个重要的 OTDR 参数。此参数揭示了从 OTDR 端口的背向散射级别下降到特定噪声级别时 OTDR 所能分析的最大光损耗。换句话说,这是最长的脉冲所能到达的最大光纤长度。因此,动态范围(单位为 dB )越大,所能到达的距离越长。显然,最大距离在不同的应用场合是不同的,因为被测链路的损耗不同。连接器、熔接和分光器也是降低 OTDR 最大长度的因素。因此,在一个较长时段内进行平均并使用适当的距离范围是增加最大可测量距离的关键。大多数动态范围规格是使用最长脉冲宽度的三分钟平均值、信噪比
(SNR)=1(均方根 (RMS) 噪声值的平均级别)而给定。再次请注意,仔细阅读规格脚注标注的详细测试条件非常重要。
凭经验,我们建议选择动态范围比可能遇到的最大损耗高 5 到 8 dB 的 OTDR 。例如,使用动态范围是 35 dB 的单模 OTDR 就可以满足动态范围在 30 dB 左右的需要。假定在 1550 nm 上的典型光纤典型衰减为 0.20 dB/km,在每 2 公里处熔接(每次熔接损耗 0.1 dB ),这样的一个设备可以精确测算的距离最多 120 公里。最大距离可以使用光纤衰减除 OTDR 的动态范围而计算出近似值。这有助于确定使设备能够达到光纤末端的动态范围。请记住,网络中损耗越多,需要的动态范围越大。请注意,在 20 μ 指定的大动态范围并不能确保在短脉冲时动态范围也这么大,过度的轨迹过滤可能人为夸大所有脉冲的动态范围,导致不良故障查找解决方案(在即将发表的下一篇文章中将对此进行深入探讨)。
脉冲宽度
什么是脉冲宽度?
脉冲宽度实际上是激光器“开启”的时间。正如我们知道的,时间转换为距离,因此脉冲宽度具有长度值。在 OTDR 中,脉冲携带的能量可以产生鉴定链路所需的背向散射。由于在链路中存在传播损耗(即,衰减、连机器、熔接等),所以脉冲越短,携带的能量越少,传播的距离就越短。长脉冲携带的能量高出很多,可以在非常长的光纤中使用。图 8 说明了作为时间函数的脉冲宽度。
图 8. 短脉冲与长脉冲
如果脉冲太短,在到达光纤末端前便丢失了能量,使背向散射级别变得很低,甚至低于噪声下限级别而导致信息丢失。这样会导致无法到达光纤末端。因此,由于返回的光纤距离末端远短于实际的光纤长度,而无法测量完整链路。另一个现象是在接近光纤末端时轨迹中噪声太多。OTDR 无法再进行信号分析,测量结果可能出错。
处理脉冲宽度
当轨迹中噪声太多,有两种简便方法获得较清洁的轨迹。第一种方法,增加取样时间,这样可以极大改善(增加)SNR ,同时保持良好的短脉冲分辨率。但是,增加平均时间也有限度,因为这不能无限提高 SNR 。如果轨迹还不够平滑,我们可以使用第二种方法,即使用下一个可用的更高脉冲(更多能量)。但是,请记住,盲区会随着脉冲宽度的增加而变大。幸运的是,市场上绝大多数 OTDR 都有“自动”模式,可以为被测光纤选择适当的脉冲宽度。当被测光纤长度或损耗未知时,使用该选项会非常方便。
当鉴定网络或光纤特性时,强制要求为被测链路选择正确脉冲宽度。短脉冲宽度、短盲区和低功率用于测试事件相距很近的短链路,而长脉冲、长盲区和高功率则用于到达远程网络或高损耗网络中更远的距离。
采样分辨率和采样点
OTDR 定位事件正确距离的能力依赖于不同参数组合,其中包括采样分辨率和采样点。采样分辨率定义为“仪器所要求的两个连续采样点之间的最小距离”。此参数很重要,因为它定义了最终的距离精度以及 OTDR 故障查找的能力。根据选择的脉冲宽度和距离范围,该值变化范围可为 4 厘米到几米。因此,为了保持最佳分辨率,必须在取样期间取得更多采样点。图 9a 和 9b 说明高分辨率在故障查找中所起的作用。
a) b)
图 9:分辨率与故障查找效率:(a) 5 米分辨率(较高分辨率)。(b) 15 米分辨率(较低分
辨率)。
如上所示,采样点越多,分辨率越高(采样点之间距离短),这是故障查找的终极条件。
结论
市场上有很多型号的 OTDR — 从基础的故障寻找器到高级仪器,可满足不同的测试和测量需求。要在购买 OTDR 时做出正确的选择,必须考虑基本参数。因为如果所选型号不适用于应用,那么仅基于总体性能和价格去选择设备将会出现问题。OTDR 具有复杂的规格,绝大多数都是折衷的结果。深入了解这些参数以及如何去验证这些参数可以帮助购买者作出满足其需求的正确选择,最大化生产率和成本效益。
作文九:《PWM的基本原理的介绍》1400字
PWM 控制的基本原理的介绍
PWM (Pulse Width Modulation)控制 —— 脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽 度进行调制, 来等效地获得所需要波形 (含形状和幅值) .PWM 控制技术在逆变电路中应用 最广,应用的逆变电路绝大部分是 PWM 型, PWM 控制技术正是有赖于在逆 变电路中的 应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
脉冲宽度调制(PWM )是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数 器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。 PWM 信号仍然是 数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有 (ON),要么完全无 (OFF)。 电压或电流源是以一种通 (ON)或断 (OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候 即是直流供电被加到负载上的时候, 断的时候即是供电被断开的时候。 只要带宽足够, 任何 模拟值都可以使用 PWM 进行编码。
首先说明 PWM 控制的基本原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时, 其效果基本相同。 冲量指窄脉 冲的面积。 效果基本相同, 是指环节的输出响应波形基本相同。 低频段非常接近, 仅在高频
段略有差异。
形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
多数负载 (无论是电感性负载还是电容性负载 ) 需要的调制频率高于 10Hz , 通常调制频 率为 1kHz 到 200kHz
之间。
传统 EPS 原理图
许多微控制器内部都包含有 PWM 控制器。 占空比是接通时间与周期之比; 调制频率为周 期的倒数。执行 PWM 操作之前,这种微处理器要求在软件中完成以下工作:
1、设置提供调制方波的片上定时器 /计数器的周期 2、 在 PWM 控制寄存器中设置接通时 间 3、设置 PWM 输出的方向,这个输出是一个通用 I/O管脚 4、启动定时器 5、使能 PWM 控 制器。
SPWM 波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形 等,其基本原理和 SPWM 控制相同,也基于等效面积原理。
模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。 9V 电池就是一种模 拟器件, 因为它的输出电压并不精确地等于 9V , 而是随时间发生变化, 并可取任何实数值。 与此类似, 从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。 模拟信号与数字信号的 区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内, 例如在 {0V, 5V}这一集合 中取值。 模拟电压和电流可直接用来进行控制, 如对汽车收音机的音量进行控制。 在简单的 模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。
尽管模拟控制看起来可能直观而简单, 但它并不总是非常经济或可行的。 其中一点就是, 模拟电路容易随时间漂移, 因而难以调节。 能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、 笨重 (如老式的家庭立体声设备 ) 和昂贵。模拟电路还有可能严重发热,其功耗相对于工作元 件两端电压与电流的乘积成正比。 模拟电路还可能对噪声很敏感, 任何扰动或噪声都肯定会 改变电流值的大小。
通过以数字方式控制模拟电路, 可以大幅度降低系统的成本和功耗。 此外, 许多微控制 器和 DSP 已经在芯片上包含了 PWM 控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。 更多相关信息请查看 电子硬件频道
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作文十:《哲学的的基本原理》4400字
(一)辩证唯物论的基本原理6点
1.世界的物质性(或世界的物质统一性)原理
(1)原理:自然界是物质的,人类社会的产生、存在、发展及其构成要素,也具有客观的物质性。世界是物质的世界,世界的真正统一性就在于它的物质性。
(2)方法论:想问题、办事情,要坚持一切从实际出发,使主观和客观相符合,达到主观与客观具体的历史的统一。
2.物质和运动的辩证关系
(1)原理:物质是运动的物质,运动是物质的固有属性和存在方式;运动是物质的运动,物质是运动的承担者,脱离物质的运动和脱离运动的物质是不存在的。
(2)方法论:要求我们用运动、变化、发展的观点看问题,反对用静止、僵化的观点看问题。
3.运动和静止的辩证关系
(1)原理:运动是无条件的、永恒的和绝对的;静止是有条件的、暂时的和相对的。静止是运动的一种特殊状态,任何事物都是绝对运动和相对静止的统一。
(2)方法论:要求我们用运动、变化、发展的观点看问题,但同时要肯定相对静止的存在。
4.规律的客观性和普遍性原理
(1)原理:所谓规律,就是事物运动过程中固有的本质的、必然的、稳定的联系。规律是客观的,是不以人的意志为转移的,人不能创造
规律,也不能消灭规律。规律是普遍的,自然界、人类社会、人的思维,在其运动、变化和发展的过程中,都遵循其固有的规律。没有规律的物质运动是不存在的。
(2)方法论:要求我们必须尊重规律,按客观规律办事,而不能违背规律。一旦违背客观规律,必然受到规律的惩罚。同时,在客观规律面前,人并不是无能为力的。人们可以在认识规律的基础上,根据规律发生作用的条件和形式利用规律,造福于人类。
5.发挥主观能动性和尊重客观规律辩证关系
(1)原理:发挥主观能动性是尊重客观规律的必然要求,尊重客观规律是发挥主观能动性的基础和前提。
(2)方法论:要求我们想问题、办事情,既要按客观规律办事,又要充分发挥主观能动性,把尊重客观规律和发挥主观能动性结合起来。
6.物质和意识的辩证关系
(1)原理:?物质决定意识,意识是客观存在在人脑中的反映;?意识对物质具有能动作用,意识不仅能够能动的认识世界,而且能够能动的改造世界。正确的意识促进客观事物的发展,错误的意识阻碍客观事物的发展。
(2)方法论:要求我们一切从实际出发,实事求是,使主观符合客观;重视意识的作用,重视精神的力量,自觉树立正确的思想意识,客服错误的思想意识。
(二)辩证唯物主义认识论的基本原理4点
1.实践和认识辩证关系
(1)原理:?实践决定认识。实践是认识的基础:实践是认识的来源;实践是认识发展的动力;实践是检验认识的真理性的唯一标准;实践是认识的最终目的。?认识对实践具有反作用。正确的认识、科学的理论对实践具有巨大的指导作用;错误的认识会把实践引向歧途。
(2)方法论:要坚持实践第一的观点,坚持正确认识的指导作用,坚持理论和实践相结合的原则,做到理论和实践具体的历史的统一。
2.真理的条件性和具体性原理
(1)原理:真理是人们对客观事物及其规律的正确反映,但真理是具体的有条件的,任何真理都有自己适用的条件和范围;任何真理都是相对于特定的过程来说的,都是主观与客观、理论与实践的具体的历史的统一。
(2)方法论:要求我们要随着历史条件的变化而丰富、发展和完善真理。在人们探索真理的过程中要正确对待错误。
3.认识过程中反复性、无限性和上升性原理
(1)原理:?认识具有反复性:由于各种条件的限制,人们对一个事物的正确认识往往要经过从实践到认识,再从认识到实践的多次反复才能完成。?认识具有无限性:认识的对象、主体、基础在不断变化发展,因而人类认识是无限发展的。?认识具有上升性:认识运动是一种波浪式的前进或螺旋式的上升,真理在发展中不断超越自身。
(2)方法论:追求真理是一个永无止境的过程,要求我们与时俱进,
开拓创新,在实践中认识和发现真理,在实践中检验和发展真理,是我们不懈的追求和永恒的使命。
4.发挥主观能动性和尊重客观规律辩证关系
(1)原理:发挥主观能动性是尊重客观规律的必然要求,尊重客观规律是发挥主观能动性的基础和前提。
(2)方法论:要求我们想问题、办事情,既要按客观规律办事,又要充分发挥主观能动性,把尊重客观规律和发挥主观能动性结合起来。
(三)唯物辩证法(联系5点、发展4点、矛盾7点、创新2点)
1.唯物辩证法的联系观5点
(1)联系的普遍性原理
原理:联系的含义+3个表现
方法论:要求我们用联系的观点看问题,反对用孤立的眼光看问题
(2)联系的客观性原理
原理:联系是客观的,联系是事物本身所固有的,不以人的意志为转移。自在事物和人为事物的联系都是客观的。
方法论:?要求我们从事物固有的联系中把握事物,切忌主观随意性。 ?人具有主观能动性,可以根据事物的固有联系,改变事物 的状态,调节原有的联系,建立新的联系。
(3)联系的多样性原理
原理:事物的联系也是多种多样的。
方法论:要求我们要善于分析和把握事物存在和发展的各种条件,一
切要以时间、地点、条件为转移。
(4)整体和部分的辩证关系
(1)原理:?整体居于主导地位,整体统率着部分。
?部分的功能及其变化会影响整体的功能,关键部分的 功能及其变化甚至对整体的功能起决定作用。
?优化结构。
(2)方法论:?我们应当树立全局观念,立足整体,统筹全局,选择最佳方案,实现整体的最优目标,从而达到整体功能大于部分功能这和的理想效果。
?重视部分的作用,用局部的发展推动整体发展。 ?当部分以有序、合理、优化的结构形成整体时,整体功能大于各个部分功能之和;当部分以无序、欠佳的结构形成整体时,整体功能小于各个部分功能之和。
(5)系统与要素的关系
原理:掌握系统优化的方法,着眼于事物的整体性,要注意遵循系统内部结构的有序性,要注重系统内部结构的优化趋向。
方法论:要求我们用综合的思维方式来认识事物。要着眼于事物的整体,从整体出发,把各个部分、各个要素联系起来考察,统筹按排,优化组合形成关于这一事物的完整准确的认识。
2.唯物辩证法的发展观4点
(1)世界是永恒发展的原理(发展的普遍性原理)
原理:自然界、人类社会和人的认识都是不断发展的,一成不变的事
物是没有的。任何事物都有其产生和发展的过程。发展的实质是事物的前进和上升,是新事物的产生和旧事物的灭亡。
方法论:用发展的观点看问题,反对用静止的观点看问题。
(2)事物发展是前进性和曲折性的统一原理(发展的趋势原理) 原理:事物发展的方向是前进的、上升的,事物前进的道路是曲折的、迂回的。(前途是光明的,道路是曲折的)
方法论:要求我们对未来充满信心,热情支持和悉心保护新事物,促使其成长、壮大;还要做充分做好思想准备,不断克服前进道路上的困难,勇敢地面对挫折与考验。
(3)量变和质变辩证关系(发展的状态)
原理:?事物的发展都是首先从量变开始的。没有量变作准备,就不会有质变发生。量变是质变的必要准备。
?事物的量变达到一定程度时,又必然会引起质变。质变是量变的必然结果。
?质变又为新的量变开辟道路,事物在新质基础上开始量变。事物是不断经过“量变—质变—新的量变—新的质变”永不停息地向前发展的。
?构成事物的成分在结构和排列次序上发生变化能引起质变 方法论:注重量的积累;不失时机,促成飞跃;坚持适度原则。
(4)内因和外因辩证关系(事物发展的原因)
原理:矛盾是事物发展的动力,事物的发展是内因和外因共同起作用的结果。内因是事物变化发展的根据,外因是事物变化发展的条件,
外因通过内因起作用。
方法论:既要看到内因,又要看到外因,坚持内外因相结合的观点。
3.唯物辩证法的实质与核心(矛盾的观点)
(1)矛盾的同一性与斗争性的辩证关系(了解)
原理:同一性和斗争性是矛盾的两种基本属性,没有斗争性就没有同一性,同一以差别和对立为前提。没有同一性就没有斗争性,斗争性寓于同一性之中。矛盾双方既对立又统一,推动着事物的运动、变化和发展。
(2)矛盾的对立统一原理
原理:矛盾即对立统一,世界上的一切事物都包含着这两个方面,这两个方面既相互对立,又相互统一。
方法论:要求我们想问题、办事情要坚持全面的观点、一分为二的观点看问题,反对片面的观点看问题。
方法论:要求我们必须一分为二的观点、全面的观点看问题,坚持两点论,两分法。
(3)矛盾的普遍性原理
原理:唯物辩证法认为,矛盾具有普遍性,事事有矛盾,事事有矛盾。承认矛盾的普遍性是坚持唯物辩证法的前提。
方法论:这就要求我们要承认矛盾、分析矛盾、勇于揭露矛盾,积极寻找正确的方法解决矛盾;要坚持两点论、两分法,反对一点论。
(4)矛盾的特殊性原理
原理:矛盾的特殊性,是指矛盾着的事物及其每一个侧面各有其特点。
方法论:矛盾的特殊性原理要求我们具体问题具体分析。
(5)矛盾的普遍性和特殊性的辩证关系
原 理:矛盾的普遍性和特殊性相互联结:普遍性属于特殊性之中,并通过特殊性表现出来,没有特殊性就没有普遍性,特殊性也离不开普遍性;矛盾的普遍性和特殊性在不同的场合可以相互转化。 方法论:要求我们在实际工作中,掌握从特殊性到普遍性再到特殊性认识的方法;掌握一般号召和个别指导相结合;从群众中来到中群众去,解剖麻雀,抓好典型的工作方法。
(6)主要矛盾与次要矛盾的辩证关系
原理:主要矛盾在事物发展过程中处于支配地位,起决定性作用;主、次矛盾相互依赖、相互影响,并在一定条件下相互转化。
方法论:要善于抓住重点,集中力量解决主要矛盾;要学会统筹兼顾, 恰当地处理好次要矛盾。
(7)矛盾的主要方面和次要方面的辩证关系
原理:事物的性质主要是由主要矛盾的主要方面决定。矛盾的主要方面和次要方面二者相互排斥、相互依赖,并在一定条件下相互转化。 方法论:要善于分清主流和支流,把握主流,但也不能忽视支流。
(8)主次矛盾和矛盾的主次方面关系原理
原理:主要矛盾在事物发展过程中处于支配地位,起决定性作用;主、次矛盾相互依赖、相互影响,并在一定条件下相互转化。事物的性质由主要矛盾的主要方面决定。矛盾的主要方面和次要方面二者相互排斥、相互依赖,并在一定条件下相互转化。
方法论:要求我们想问题、办事情,既要全面,又要善于抓住重点和主流。坚持两点论与重点论的统一。
4.创新2点
(1)辩证否定观
原理:含义+特点+实质
辩证的否定是事物自身的否定;是事物发展的环节和联系的环节,是既肯定又否定,既克服又保留;辩证否定的实质是“扬弃”。 方法论:树立创新意识,做到不唯上,不唯书,只唯实。?既要尊重书本知识,尊重权威,又要立足实践,解放思想,实事求是,与时俱进,不断实现理论和实践的创新与发展。
(2)辩证法的革命批判精神原理
原理:辩证法的本质是批判的革命的创新的。辩证法的革命批判精神和创新意识是紧密联系在一起的。
方法论:①密切关注变化发展着的的实际,敢于突破与实际不相符合的成规陈说,敢于破除落后观念;
②注重研究新情况,善于提出新问题,敢于寻找新思路,确立新观念,开拓新境界。(简单的说就是“破旧”与“立新”)