航天控制技術范例6篇

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航天控制技術

航天控制技術范文1

【Abstract】Based on the general situation of artificial intelligence, this paper puts forward the application significance of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology according to the equipment requirements in aerospace measurement and control technology. According to the feasibility of the application of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology, this paper analyzes the intelligence of the space measurement and control technology, finally puts forward the application environment and target of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology.

【關鍵詞】人工智能;航天測控技術;應用探究;智能化

【Keywords】artificial intelligence; aerospace measurement and control technology; application inquiry; intelligent

【中圖分類號】V55 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)05-0141-02

1 引言

人工智能在航天領域的應用具有巨大潛能。航天測控技術實際上是通過測控,實現對衛星的控制,這是一份較為復雜的工作過程。隨著衛星功能的不斷增多,航天測控技術要求也越來越高。雖然我國已經在航天事業方面位于先進的水平,但是航天測控設備多只是實現遙控與測控的自動化,與智能化的實現還有一段距離。因此,人工智能的應用還有待挖掘,人工智能在航天測控技術中的應用還有待研究。

2 人工智能的應用概述

近年來,我國在人工智能的研究領域也有了較大的進展,不少國內學者發表了有實用價值的研究著作。人工智能在醫學診療方面取得了廣泛的應用。隨著航天器的多功能發展,智能化的轉變,成為發揮航天事業多用途、系統化的決定性因素。因此,我國逐步加大了人工智能在航天測控技術中的研究,希望航天測控技術能夠自動處理探測故障、自行進行飛行規劃和路線設計等[1]。

3 航天測控技術中的設備應用要求

第一,衛星軌道測試及其引導系統。第二,航天側控技術的安全控制。第三,根據航天側控任務要求對衛星的形態進行分析,對其衛星軌道實施控制。第四,航天側控系統要實時監測衛星內部的設備工作情況。第五,航天側控技術要求能夠對衛星上設備發生的故障,及時采取定位、排除和檢修。航天的側控應用,對設備的響應速度與可靠性都具有很高的要求,不僅要具有極強的通用性質,還要能夠在規定時間內完成對相關設備的檢測與通信,使設備間保持聯系,保證遙測技術數據正常處理流程。對設備故障等任務提出控制指令,進而進行執行[2]。

4 人工智能在航天測控技術中的應用意義

傳統的航天y控軟件是通過算法結構和計算機而實現推理功能的,對于很多問題還無法提供最精確的答案和描述,數值的計算能力也不夠強,有時只能定性推理。而人工智能的應用,可以提升其生存能力,包括航天器的自主檢修能力、故障排除能力、定位能力等。對于航天器的軌道設計,自動化網絡智能預先對故障檢測的定位等設置好,用編程進行控制。隨著航天測控技術要求的不斷提升,傳統的編程控制已經不能滿足當代的應用需求,若不向智能化測控技術進行靠攏,其航天測繪中的數據與通信的可靠性與有效性都會受到不同程度的影響,導致接收到的數據不準確、不完整。因此,我國很多專家專門成立研究小組,對航天測控技術進行數據分析,分析其指令的序列、故障檢修、定位等信息,將人為的管理逐漸轉化為智能化管理。

用人工智能控制航天測控技術,不僅能夠提升航天工作的安全系數,還能夠減少航天器的使用壽命,降低人工控制費用,減少人工管理精力,具有很明顯的優勢。第一,人工智能能夠代替測控專家進行智能化操作與工作,減少專家的腦力勞動。第二,人工智能中收藏了所有測控專業的各項經驗,整合了測控技術的專業知識。第三,人工智能使航天系統離開了人操控的固定模式,提高了操作的變通性和實時性,降低了人為操控影響因素。第四,人工智能使航天機械更容易操控,提升了工作效率。第五,人工智能使航天系統的解決問題能力提升。第六,節約了航天器測控的維持狀態的人力和物力,配置速度加快[3]。

5 人工智能在航天測控技術中應用的可行性

人工智能的應用過程,實際上是將人的思維活動進行機械化,使機械具有類似人工的處理問題的能力。人工智能在航天測控技術中的應用,是航天系統模仿測控專家的思維和操作,進行推理判斷,使操控程序能夠如同專家處理問題的規則一樣,及時提供解決措施,根據我國現有條件可知,人工智能在航天測控任務中的應用是可行的。測控系統的功能有數據庫和知識庫。前者包含遙測數據、指令和故障信息。后者包括用戶的接口、知識獲取、知識表達等。通過外部輸入數據,轉換成系統能夠識別的信息,進行格式壓縮和處理,實現對航天器的控制,利用人工智能實現測控技術控制,減輕了人為負擔,也能夠提升航天測控能力。

6 航天測控技術任務中的智能化應用分析

我國傳統的航天測控技術是采用一般算法實現自動化,該種方式具有封閉性,不利于技術的發展和擴充,故障維護方面也要采用人工方式進行解決,不適用航天事業發展。根據我國航天測控技術現狀,我們首先要確定測控設備智能化系統,選擇有針對性的部位,融合測控專家的思維,實現人工智能操作[3]。其次,使用智能化系統,還要將專家測控系統嵌入到設備中,再改變原本的算法與結構,使其逐漸適應航天事業的改變與發展。對于智能化測控系統中,可以確定的系統由遙測信息處理系統、通信跟蹤系統、故障診斷系統、檢測系統等。這些都是容易實現人工智能的部分,能夠使遙測信息處理中,清楚航天器的軌道等情況。

7 人工智能在航天測控技術中的應用環境與目標

為了使人工智能在航天測控技術中具有可靠的應用,要遵循一定的應用環境和目標。在開發環境上,要選取經驗豐富的建造及測控專家進行系統融合,先借助小型機進行專家智能系統開發應用,再根據需求進行專家系統開發。在目標方面,不僅要開發全面、智能化的航天測控大系統,還要在開發通訊上更加便捷,統一通訊接口,面向廣大用戶,逐步升級系統故障排除方案。真正實現系統在線實時工作。同時,人工智能在航天測控技術中的最終目標是將地面測控設備小型化,再將其移植到航天事業中,提升衛星的控制能力。

8 結論

人工智能在航天側控技術中的應用與開發,有利于我國智能化的進一步發展研究,對于提升航天測控設備的可靠性具有重要意義。希望本文的研究,能為提升我國人工智能在航天測控技術中的應用水平提供借鑒。

【參考文獻】

【1】錢卓昊.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用探究[J].中國高新技術企業,2016(16):51-52.

航天控制技術范文2

英文名稱:Computer Measurement & Control

主管單位:中國航天科工集團公司

主辦單位:中國計算機自動測量與控制技術協會

出版周期:月刊

出版地址:北京市

種:中文

本:大16開

國際刊號:1671-4598

國內刊號:11-4762/TP

郵發代號:82-16

發行范圍:國內外統一發行

創刊時間:1993

期刊收錄:

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2008)

期刊榮譽:

百種重點期刊

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

航天控制技術范文3

本設計是根據我院新建“電機驅動與控制實驗室”的設備,利用單片機對直流電動機和交流電動機的控制及各種特性。我重點研究的是直流電動機的閉環控制系統。通過本次設計,使同學順利完成學校制定的實踐教學任務。

單片機把通過測量元件、變送單元和A/D轉換接口送來的數字信號直接反饋到輸入端與設定值進行比較。然后,對其偏差按某種控制算法進行計算,所得數字量輸出信號經D/A轉換接口直接驅動執行裝置,對控制對象進行調節,使其保持在設定值上。

在電氣時代的今天,電動機一直在現代化生產和生活中起著十分的重要的作用。無論是在農業生產、交通運輸、國防、醫療衛生、上午與辦公設備,還是在日常的生活中的家用電器,都大量地使用著各種各樣的電動機。對電動機的控制可分為簡單控制和復雜控制兩種,簡單控制是只對電動機進行啟動、制動、正反轉控制和順序控制。這類控制可通過繼電器、可編程控制器和開關元件來實現。復雜控制是只對電動機的轉角、轉矩,電壓、電流等物理量進行控制,而且有時往往需要非常精確的控制。以前對電動機的簡單控制的應用很多,但是,隨著現代步伐的邁進,人們對自動化的要求越來越高,使電動機的復雜控制逐漸成為主流。

國內外研究現狀

PID控制器最先出現在模擬控制系統中,傳統的模擬控制器PID控制是通過硬件(電子元件和液壓元件)來實現它的功能。隨著計算機的出現,把他一直到計算機控制系統中來,將原來的硬件實現的功能用軟件來代替,因此稱為數字PID控制器,所形成的一整套算術則稱為數字PID算術。數字PID控制器與模擬PID控制器相比,具有非常強的靈活性。電動機的的控制技術的發展得力于微電子技術,電力電子技術、傳感器技術、微機應用技術、自動控制技術、微機應用技術的最新發展成就。正是這些技術的進步使電動機控制技術在近二十年內發生了翻天覆地的變化。其中電動機的控制部分已由模擬控制逐漸讓位予以單片機為主的微機處理控制,形成數字與模擬的混合控制系統和純數字控制系統的應用,并正相全數字控制方向發展。電動機的驅動部分所用的功率器件經歷了幾次更新換代,目前開關速度更快,控制更容易的全控制功率件MOSFET和IGBT成為主流。功率器件控制條件的變化和微電子技術的使用也使新型的電動機控制方法能夠得到實現,脈寬調控方法、變頻技術在直流調速

由單片機作為電動機的控制器具有以下特點:

1.使電路更簡單。

模擬電路為了實現控制邏輯需要很多電子元件,使電路復雜。采用微機處理后,絕大多數控制邏輯可通過軟件來實現。

2.可以實現復雜的控制。

為基礎理由很強的邏輯功能,運算速度快、精度高,與大容量的存儲單元,因此有能力實現復雜的控制。

3.靈活性和適應性

微處理得控制方式是由軟件來完成的。如果需要修改控制規律,一般不必修改系統的硬件電路,只修改程序即可。在系統調試和升級時,可以不斷嘗試選擇最優參數,非常方便。

4.無需零點飄逸,控制精度高

數字控制不會出現模擬電路中經常出現的零點漂移問題。無論被控制量的大小,都可以保證足夠的控制精度。

5.可提供人機界面,多機聯網工作

現在普遍采用單片機作為電動機的控制器。實際上可作為電動機控制器的元件還有很多種,例如工業控制計算機、可編程控制器、數字信號處理器。

工業控制計算機科委功能強大,它有極高的速度、強大的運算能力和接口功能、方便的軟件環境;但由于成本太高、體積大,所以只用于大型控制系統。

可編程控制器則正好相反,它只能完成邏輯判斷、定時、計數和簡單的運算。由于功能太弱,所以它只能用于簡單的電動機控制。

單片機介于工業控制計算機和可編程控制器之間,它有較強的控制功能,低廉的成本。人們在選擇電動機的控制器時,常常是再先滿足功能的需要的同時,優先選擇成本低的控制器。因此,單片機往往成為優先選擇的目標。從最近的統計數字也可以看出,世界上每年要有25億片各種單片機投入使用。彈片及時目前世界上使用量最大的微機處理器。

三、主要內容與待解決的問題

主要內容:

1、學習直流電動機原理及驅動技術,掌握數字PID控制技術;

2、完成相關設備的接口硬件設計;

3、通過MCS-51單片機編寫軟件控制程序;

4、系統聯合調試,寫出相應的使用說明。

現有條件: 直流電動機、直流發電機、MCS-51單片機、微型計算機

重點解決的問題:

利用數字PID技術實現對電動機的閉環控制

四、設計方法與實施方案

畢業設計的實施主要是結合直流電動機及單片機的理論知識,利用與其配套的實驗箱,完成預期要解決的實驗項目和實訓項目,從而對其結果進行分析與總結,通過數字PID技術提高電動機的效率。通過收集各種資料,完成畢業論文的撰寫。

五.進度計劃 畢業設計課題的相關資料的收集與整理,熟悉系統的相關操作和原理,完成開題報告。

第3周至第4周

系統學習直流電動機、直流發動機原理,完成硬件安裝與線路聯接。

第5周至第12周

系統學習數字PID控制技術、數字濾波技術。通過MCS-51單片機編寫軟件控制程序;完成直流電動機閉環控制系統;

第13周至第14周

聯機調試;開始整理相關資料,撰寫使用說明書和畢業論文。

第15周至第16周

全面完成畢業設計,準備進行答辯

預期成果:通過該系統的設計開發,為實現直流電動機閉環控制系統數字化控制奠定基礎。

六、參考資料

[1] 全.直流電動機實際應用技巧 北京:科技出版社

[2] 何立民.單片機初級教程[M].北京:北京航空航天大學出版社

[3] 孫涵芳、徐愛卿. 單片機原理及應用[M].北京:北京航空航天大學出版社

[4] 郝鴻安. 常用數字集成電路應用手冊[M].北京:中國計量出版社

[5] 吳金戌、沈慶陽、郭庭吉. 8051單片機實踐與應用[M].北京:清華大學出版社

航天控制技術范文4

關鍵詞:數控技術;機械制造;綜合

數控技術,英文名稱:Numerical Control,即采用電腦程序控制機器的方法,按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程。對于數控技術及其在機械制造中的應用研究,即在從事機械生產的各部門、各個領域運用數控技術加工機械零件,目的是使機械生產的產品具有更好的質量和適應市場的需求?,F階段,隨著科學技術的快速發展,我國的數控技術已經有了良好的發展,基本能夠滿足實際生產的要求,但也還存在著一些問題,只有采取相應的措施解決存在的問題,才能夠更好的將數控技術應用于機械制造業中。

1 數控技術的特點及概述

1.1 數控技術的特點

⑴能完成普通機床難以完成的生產、加工;⑵改變加工工藝的參數方便;⑶對多道工序的加工只需要一次裝夾工件就能實現,并且標準工具模塊化使加工具有更高的效率。

1.2 數控技術概述

數控技術是多門技術的綜合產物,是集網絡通信技術、計算機技術、光電技術和傳感檢測技術于一體的,采用數字信息對機械加工進行遠程控制的技術。它主要是采用計算機進行控制,利用控制程序對加工設備進行控制。該技術涉及到理工科學習相關科目的幾乎全部,譬如計算機控制技術、電氣控制技術、自動化控制、傳感器與檢測設備、機械加工技術。

2 數控技術在機械制造中的應用

2.1 煤礦機械領域

為了滿足我國電力、工業以及民用對煤礦的大量需求,近十幾年來我國煤礦行業的發展如火如荼?;诓擅涵h境的不同,對機械的種類、先進設備的開發速度也提出了不同的要求。采礦機如果使用數控技術制造,性能將更加完善,首先切割速度將會更快,其次其鋒利的葉片使之采集頻率更高。實際上,一般機械因為開采機械的機殼使用焊件來制造毛培,因此都是都是小批量的生產。在這些方面,數控技術與傳統的其他技術相比,生產效率更高,加工手段更便捷,能完成更多復雜的煤礦采集、加工、運輸等過程。

2.2 工業生產領域

一般的工業生產過程是將程序代碼輸入計算機,然后通過計算機進行自動控制生產制造操作。在生產的同時,計算機應該有自診斷能力和一定的保護系統,另外還要有人為操作的保護系統,特別是在緊急突發或者強損壞條件下人為保護系統往往作用更及時也更徹底。這樣的雙保險才能將危險系數降低到最低程度。

2.3 機床設備領域

機械設備是機械制造,特別是現代機械制造行業最重要的組成部分,企業要有好的發展前途,一套或多套具有高效率、高性能的數控機床設備必不可少。機床的組成一般裝有諸如PLC這樣用程序控制并且自動化性能很強的工業控制設備。數控機床的出現徹底刷新了傳統機械設備在程序控制和自動化方面的不足,使機床設備的生產效率更高,大大減輕了機床設備操作者和工廠工人的勞動強度。

2.4 汽車行業及航天工業領域

汽車行業和航天工業,一者在民用行業中發展迅猛,一者在國家發展中舉足輕重。而這兩大重工行業對生產設備都具有極高的要求。數控機床在機械制造中的高精度性、能完成各種復雜制造的能力無疑為汽車行業和航天工業提供了更便捷的服務。汽車部件裝置的加工技術隨著汽車行業的飛速發展不斷進步,這也對汽車部件的制作效率提出了更高的要求。當今世界,提到汽車制造行業,必然會提到虛擬制造技術、柔性控制技術、集成制造技術這三個非常關鍵的技術。數控技術在汽車行業中的運用,加快了復雜零部件快速制造的實現過程,使汽車生產的品種更加多元化,使汽車行業中低批量的生產更加高效化。相對于民用行業,高度精密的零件在航天工業中的應用更加廣泛,數控技術在航天工業中的應用相比于傳統工業能達到精益求精,數控技術在航天領域中能夠實現小部件材質的深度加工,這大大提高了材料的利用率,同時也達到了非常高的性能要求。

3 數控技術在機械制造中應用的發展趨勢

隨著計算機技術不斷地高精度化、超速化、智能化方向發展,應用在機械制造中的數控技術也會隨著這一趨勢向高精度化、高速化、智能化、復合化、柔性化以及綠色化的方向發展。這對于現代工業來說又將是一次重大的革命。

雖然我國在機械制造方面的數控技術近幾年得到了很快的發展,擁有了很多系統的自主版權,但生產中、高檔以上的數控系統仍然以進口為主,因此對這部分課題的研究也體現了我國在機械制造應用的數控技術以及其他應用方面的數控技術在向中、高檔方向靠近,這對我們來說既是機遇也是挑戰。

[參考文獻]

[1]瞿秀英.數控技術在機械制造中的應用[J].寧夏機械,2010年03期24-25.

航天控制技術范文5

在航天器發射過程中,如果把“嫦娥3”號比作一只巨大的風箏,那游弋在大洋上的“遠望”號船隊就可以看作是幾個共同操控風箏的人。接下來,我們將為菠蘿們全面解讀“遠望”號航天測量船。

“遠望”號誕生記

世界上第一枚運載火箭出現的時候,其射程僅為幾百千米,一部雷達就能輕松完成對它的全程跟蹤和測量。

隨著航天技術的發展,遠程運載火箭、衛星、宇宙飛船相繼問世,它們的飛行距離達數萬千米。就算國土面積龐大如蘇聯,僅靠本國境內的測量監控站也無法對這些繞著地球高速運轉的飛行器進行全程跟蹤。一旦它們繞到地球的另一面,固定在陸地上的測量監控站就無能為力了。

航天測量船應運而生,它在占地球面積71%的海洋上游弋,航天器飛到哪個半球的上空,它就跟到哪個半球,對飛行器的飛行狀態進行全程測量、監控,調整飛行器的飛行姿態和運行軌道。

我國的航天測量船也是隨著航天事業的發展而誕生的,1978年我國第一艘航天測量船“遠望1”號正式服役,隨后又有“遠望2”號、“遠望3”號、“遠望4”號、“遠望5”號、“遠望6”號陸續加入海上航天測量船隊,它們的主要任務是測量和監控火箭、衛星、飛船的發射,與宇宙飛船上的宇航員進行信息交流以及打撈飛船、衛星的返回艙等。

30多年來,我國的航天測量船隊80次遠征大洋,完成100余次航天測控任務,總航程190余萬海里(1海里=1.85千米),累計海上作業1萬余天,測控成功率達100%。

2010年以后,“遠望1”號、“遠望2”號和“遠望4”號相繼退役?,F在,我國的航天測量船隊主要由“遠望3”號、“遠望5”號和“遠望6”號組成。

“遠望”家族三劍客

“遠望3”號是我國自行設計建造的第二代航天遠洋測量船,1994年4月建成下水,船長180米,寬22.2米,高36.4米,滿載排水量1.68萬噸,最大航速18節(1節=每小時1海里)。該船圓滿完成了28次衛星、飛船發射的海上測量、監控任務,總航程29萬多海里,累計海上作業900余天。

“遠望5”號、“遠望6”號是我國最新的第三代綜合性航天遠洋測量船,集當今船舶建造、航海氣象、電子、機械、光學、通信、計算機等領域最新技術于一身。

“遠望5”號于2006年9月在上海江南造船廠建成下水,2007年9月交付使用,船長222.2米,寬25.2米,高40.85米,滿載排水量近2.5萬噸,具備在南北緯60°以內任何海域航行和抗12級風的能力。

“遠望6”號于2007年3月在上海江南造船廠建成下水,2008年4月交付使用,其構造和裝備與“遠望5”號基本相同―它們是中國航天遠洋測量船隊的新一代“姊妹船”。

“遠望”號的過人本領

船搖穩定技術

在船體移動、平臺晃動、目標運動的情況下,如何保證船載測控通信設備的穩定跟蹤、精度跟蹤是海上測控的一大難題?!斑h望”號通過精確測定船體的姿態、在大洋上的位置等方法,成功解決了這個問題。

航天器控制技術

我國于1997年發射的“風云2號”衛星是一顆獨特的又細又長的衛星,它在圍繞地球轉動的同時,還會像陀螺一樣自轉,在發射過程中容易因“章動”而導致姿態不穩定。為避免章動、保證衛星姿態穩定,在一定階段內必須頻繁調整衛星的姿態,這是我國首次面臨這一課題。通過一系列努力,“遠望”號船隊成功解決了衛星姿態控制的難題。

電磁兼容技術

“遠望”號上集中了通信、測控、導航、氣象等多個系統的精密設備,在不足4000平方米的甲板上,聳立著40多副大大小小的天線,每一副天線都不停地釋放和吸收著強烈的電磁波,這些電磁波會互相干擾,影響各個系統的正常工作。我們的科學家經過反復論證和試驗,終于掌握了讓各個天線釋放的電磁波“各行其道”、互不干擾的電磁兼容技術,盡管多種電子設備集中在一艘船上,但它們能“和平共處”。

宇宙飛船控制技術

2003年10月15日“神舟5”號載人宇宙飛船發射時,有4艘“遠望”號部署在接近南北極地區的大洋上,那里氣象復雜、海況惡劣。為確保安全、圓滿地完成海上測控任務,“遠望”號船隊戰勝了巨大的風浪,保證測量船能在惡劣的海況下正常工作。同時,針對“神舟”飛船飛行軌道低、繞地球圈數多的特點,“遠望”號測量船又攻克了相關測控技術難題,圓滿完成了對“神舟”飛船的海上測控任務。

繞月探測工程測控

在繞月探測工程中,“遠望”號船隊在大洋上不斷追趕著“嫦娥”號探測器的腳步。由于“嫦娥”的飛行距離之遠是前所未有的,所以海上測控任務的難度也是空前的。為了能勝任這項高難度任務,科學家們集中攻關,將“遠望”號的測控距離由以往的7萬千米延伸到了40萬千米。測控能力更上一層樓的“遠望”號為歷次探月任務提供了最佳的海上測控支持,圓滿完成了國家交予的任務。

“章動”究竟怎么動

玩過陀螺的人都知道,當陀螺轉動速度減慢之后,除了自身旋轉和在地面上移動之外,它還會左右搖擺,這種搖擺就是“章動”。

“遠望”號的中國特色

中國的航天測量船具有自己的發展特色和獨特優勢,走的是數量少、綜合性強、能夠適應多種航天器測控任務、自身體系完善的道路。每艘“遠望”號都是能勝任各種任務的綜合性遠洋航天測量船,可以為火箭、衛星、飛船等多種航天器保駕護航。我國的航天測量船雖然數量少,但是綜合能力卻很強。

大多數情況下這些測量船都是在海上“單兵作戰”。與多船協同作業相比,單船作業難度要大得多,一旦出現誤差便難以補救,于是“遠望”號在提高測量精度上下足了功夫。自第一艘“遠望”號服役至今,我國航天測量船隊的測控成功率達到了不可思議的100%!

航天控制技術范文6

[關鍵詞]核心技術領域測度社會網絡分析中心度信息可視化航空航天

[分類號]G301 G358

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引言

“核心技術”被認為是一種能夠帶來競爭優勢的技術資源和能力,是一種難于模仿的、不可替代的技術競爭力。對核心技術進行測度將為產業R&D資金投入決策和科技人力資源配置提供輔助決策,具有重要的理論意義和現實意義。國內外學者對核心技術競爭力、核心技術創新、核心技術能力、核心技術的獲取戰略、核心技術的確認方法。等進行了一些研究,但這些研究成果主要采用定性研究方法進行,尚缺少實證支持;少量的定量研究成果也只是嘗試探索核心技術領域的確認和識別等問題,未探討核心技術領域的測度問題。

社會網絡分析方法(Social Network Analysis,SNA),曾被普遍用于人際關系網絡的研究,但運用SNA對技術進行研究的成果并不多,筆者尚未發現運用SNA方法測度核心技術領域的研究成果。本研究運用社會網絡分析方法和世界權威專利數據庫《德溫特創新索引》的專利數據,以2009年全球航空航天產業技術為應用實例,進行實證分析和研究。

2 核心技術領域測度方法與指標選擇

在世界權威專利數據庫《德溫特創新索引》中,到經過德溫特專業技術人員的標引,具有逐級細分的技術分類體系,具體在專利文獻中的表現是每條專利數據可以通過使用多個分類號詳細描述專利的特質。如果一項專利涉及N個技術領域,數據庫的技術標引人員就會在技術分類項目中同時標注N個技術領域,這就意味著這N個技術領域共現了一次。將技術領域視為節點,共現關系產生了邊,有了節點和邊,技術領域之間就形成了共現網絡。專利所屬的技術領域越多,技術共現網絡就會越密集,《德溫特創新索引》為技術共現網絡的繪制提供了比較理想和規范的專業數據。

基于社會網絡中心性原理,國內外學者曾將中心度指標用來測度科學引文網絡中的核心文獻或關鍵文獻以及學科領域的核心人物或代表人物。筆者認為,社會網絡中心性原理同樣可以應用到技術網絡的研究中。在技術網絡中,代表技術領域節點的中心度越高,表明該技術領域與其他技術領域共現的次數越多,該技術領域的輻射能力也越強,這樣的技術領域可以被認為代表了某個產業的核心技術。

3 核心技術領域測度方法與指標的應用

本研究數據來源于美國科學情報研究所IsI的網絡檢索平臺Web of Science的《德溫特創新索引》(DII)數據庫,筆者選擇了專利國際分類代碼IPC,選擇航空航天技術領域B64,檢索時間范圍是2009年。檢索結果共得到3 660條專利數據,數據下載日期為2010年1月1日。

采用“德溫特指南代碼”(Derwent Manual Code,DMC)對2009年全球航空航天領域專利申請的熱點技術領域進行可視化分析。DMC是由德溫特的專業人員根據專利文獻的文摘和全文對發明的應用和重要特點進行獨家標引的代碼,該代碼可用于顯示發明中的新穎技術特點及其應用,能提高檢索的全面性和準確性。關于DMC代碼的準確性和合理性,筆者于2010年11月20日在深圳大學城舉辦的“國內外專利文獻的檢索與分析”專題講座過程中,請教了Thomson Reu―ters中國辦公室科學解決方案顧問、“專利信息用戶組(patent information user group,PIUG)”中國分會的發起者吳正先生,吳正先生解釋說,由德溫特專業人員細分的DMC代碼,具有比《國際專利分類表》(IPC分類)更長的發展歷史,其準確性和合理性是值得信賴的。通過對DMC進行分析,可以比較準確地掌握一個產業領域涉及到的、主要的熱點產業技術集群。

通過運用瑞典科學計量學家Persson開發的大型文獻處理軟件Bibexcel ,對2009年全球航空航天領域專利文獻的DMC進行處理,得到的專利申請共涉及1 435個不同技術領域,選取出現頻次10次以上的87個技術領域,運用netdraw繪制出2009年全球航空航天領域技術網絡圖譜,如圖1所示:

圖1顯示出2009年全球航空航天的專利技術主要分布在以下三個重點領域:通訊技術領域(w大類:Communications)、聚合物技術領域(A大類:Plasdoc)、計算與控制技術領域(T大類:Computing and Con―tro1)。圖l的中心性分析結果顯示,網絡中節點中心度最高值為46.512,對科技成果產出數據的選取一般取3―5年為宜,評價時可以根據數據的可得性綜合進行處理,一般年度越近的截面權重越高。512,該節點所代表的技術領域是2002年興起的代碼為T01-J07D1的“交通工具微處理系統”(vehicle microprocessor system)技術。中心度明顯高于其他技術領域的前6位技術領域的DMC代碼、中心度、頻次和具體所代表的技術領域,如表l所示:

由表1可知,中心度最高的前6個技術領域中,w類占了5個,該結果與筆者所做的2008年波音公司技術前沿探測研究的結果是一致的,通訊技術已經成為當前世界航空航天領域重要的核心技術領域。

選擇中心度作為測度核心技術領域的指標,是因為中心度高的技術領域與其他技術領域共現的機會多,對其他技術領域的影響也相對較大。在一個產業領域的技術網絡中,一個對其他許多技術領域都有影響的技術領域,會成為該產業的核心技術領域。

4 結論與不足

本研究主要有以下初步結論:

?社會網絡分析方法是一個比較好的對核心技術領域進行測度的可視化方法,可以用來繪制技術共現網絡,并進一步對全球某一個產業或某企業的核心技術領域進行可視化分析。

?技術共現網絡中心度指標,可以作為核心技術領域的測度指標。該指標可以測度一個技術領域與其他技術領域之間的關系,可以測度一個技術領域在技術共現網絡中的地位和作用,中心度高的技術領域,會成為一個產業或企業的核心技術領域。但正如專家所言,核心技術和“中心度”不能完全畫等號,“中心度”高的,也可能是因為技術的滲透性強。比如,信息技術具有較強的滲透性特點,因此,DMC圖譜分析中,信息技術可能會有一定的優勢。

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