成本控制技术改进(精选10篇)
1.成本控制技术改进 篇一
成本控制存在的问题及改进措施
摘要 随着科学技术的发展,市场竞争的加剧,企业生产经营环境正发生着深刻的变化,成本控制越来越成为企业发展的新的利润增长点,也是企业提高市场竞争力的重要手段。现今的市场更多的是买方市场,每一个细分市场都有众多企业在竞争,而生产的往往是同质产品,差异不大,这时,如果企业的成本比竞争对手具有优势,那么它就可以运用低价竞争手段,扩大市场占有率。本文从如何降低成本的角度,论述成本控制的含义和意义,指出成本控制在我国企业中存在的一系列问题,并提出实现成本控制应采取的几项措施。
关键词 成本控制的意义;问题;措施
所谓成本控制,有广义和狭义之分。狭义的成本控制是指对生产阶段产品成本的控制,即企业在生产过程中运用以成本控制为主的各种方法,设定成本限额为目标,按限额开支成本和费用,在执行决策过程中以实际成本和成本限额比较,衡量经营活动的成绩和效果,并以例外管理原则纠正不利差异,实现降低超过预期的成本限额,降低成本支出绝对额的过程。广义的成本控制涉及企业的全部活动,指管理方面通过有效措施,以达到成本最小化的目的,使之达到预先规定的质量和数量。它是成本管理的同义词,包括了一切降低成本的努力。它既包括生产阶段的产品制造成本的控制,也包括产品开发设计成本的控制,同时还包括产品的使用成本、维护保养成本和废气成本等一系列与产品有关的所有企业资源耗费的控制。
一、成本控制的意义
成本控制是企业成本管理的核心环节。建立健全成本控制系统,对于充分发挥成本管理的职能,提高企业的经营管理水平和经济效益具有重要的作用。
(一)成本控制是降低产品成本、增加赢利,提高经济效益的重要途径
产品成本的高低对于企业赢利水平的影响很大。因此,对于所有与产品成本有关的经济业务,都应建立完善的成本控制制度和成本控制方法,其控制手段越严谨、完善,效果越好。
(二)成本控制的实施为财务物资的安全提供了制度上的保证
企业各项财产物资(包括货币资金、存货等)的收入、保管和使用,是分别由不同的部门负责的。通过成本控制制度,特别是在成本控制中采用的内部牵制制度,就能避免贪污盗窃、浪费丢失、计量不准等弊端的发生。从而有效地保护财产物资的安全完整,这是成本控制不可忽视的环节。
(三)成本控制在企业诸控制系统中起着综合的控制作用
成本控制是用统一的货币计量单位来对企业的生产经营活动进行反映和控制,能够直接体现出企业的经济效益,因而它具有很强的综合性,在整个企业的控制系统中起着综合的控制作用。
(四)成本控制有利于社会资源的合理配置与有效使用
从宏观角度看,除了企业微观成本控制以外,国家对生产力的配置,国民经济比例的协调等都是成本控制的体现,它能使有限的社会资源分配相对合理,进一步提高资源使用的有效性,从而缓解我国经济迅速发展与资源需求量大,人均资源拥有量少的矛盾。
二、成本控制存在的问题
随着我国社会主义市场体制的逐步确立,许多企业结合本单位的实际情况,采取有助于加强成本控制的管理方式,并取得了显著的成效。但仍有一部分企业的成本控制水平比较落后,主要体现在以下几个方面:
(一)成本控制观念落后
传统的成本控制观念以是否节约为标准,片面强调降低成本,节省费用开支。在市场经济条件下,这种以“成本节省“为主导的成本控制,一方面会挫伤企业为未来绩效而支出某些短期看来是高昂的费用的积极性,从而影响企业的技术革新和产品的更新换代;另一方面还会因顾及局部要求而损害企业的整体目标。
(二)对成本的功能变化认识不足
市场是企业实现效益的场所,也是生产的导向,但是许多企业却脱离市场需求进行生产,片面强调产量。现在不少企业仅仅考虑通过提高产量降低成本,利用低成本形成的价格优势争取市场份额。但是这种做法没有很好地考虑市场的容量,一旦市场需求已饱和或者弹性不足,那么企业的产量越高,所造成的损失就越大,这好比一个人跑的方向错了,你跑得越快,离目标就越远,从而形成不断降价的恶性循环,这样企业的生存也会面临很大的障碍。
(三)成本管理过分依赖现有的成本会计系统
我国相当一部分企业的成本管理系统未能采用灵活多样的成本管理方法,使得成本管理陷于单纯的为降低成本而降低成本的怪圈,更不能提供决策所需的正确信息,没有深入反映经营过程,不能提供各个作业环节的成本信息,以及各个环节成本发生的前因后果,有时甚至出现连编制成本报表的人,也难以解释产品成本构成的尴尬局面,从而误导企业经营战略的制定。
(四)缺乏健全的成本控制制度体系
我国企业在寻找走出困境的途径时,目前较多的考虑采用租赁、拍卖、兼并、破产、债转股等“外科手术“,尤其是国有企业一味寻求国家提供优惠政策来扶持,改制改组过程中“内部人控制“的现象严重,而较少考虑建立健全成本管理运行机制,真正从提高内部管理水平入手。另外,宏观成本管理体制不完善,检测不力,也影响到企业健全内部成本控制机制的主动性。
(五)企业成本管理理论和内容僵化
从战略的角度来看,许多企业的成本管理只习惯于对产品的生产成本进行控制,而忽视对产品研究开发、设计、采购、销售、投资和日常管理活动发生的成本进行控制。
(六)成本控制手段的老化
从上世纪五十年代起,世界进入一个更新的时代,企业面临的政治、经济、文化和自然环境与过去相比竞争更加激烈,科学技术高速发展,现在企业需要处理的信息量日益庞大。对于大量的信息处理,靠手工是难以胜任的。但是改革开放以来,我国企业在运用先进的信息技术处理成本信息方面已经明显落武,较多的企业仍然处于手工操作阶段,这必然制约成本管理水平的提高。
(七)忽视对企业成本管理文化的塑造
我国企业的成本控制运行机制过多地依赖行政手段来增加成本控制的约束力,难以发挥人们的积极性和创造性,更谈不上素企业的成本管理文化,在有些企业里存在这样一种现象“正品当废品、钢材当废铁、纸张当抹布、电脑成了游戏机、电话成了聊天工具、能奢侈决不节约,每天总觉得钱太少,时间太多。
三、加强成本控制的主要措施
(一)树立新的成本控制概念
(1)树立企业成本经营的概念;(2)树立企业依靠成本竞争概念;(3)树立作业成本概念。
(二)建立合理有效的成本控制制度
建立合理有效的成本控制制度是进行成本控制的一项重要战略措施。成本控制的激励约束机制的主要程序和措施蚁蚕包括以下几个方面:(1)根据部门和业务特点,确定业绩评价对象;(2)明确业绩评价目标;(3)对业绩评价对象设立请假指标;(4)根据行业特点,选择评价标准;(5)对业绩评价对象进行评价,得出结论;(6)提出评价报告;(7)对评价结果进行考核与激励。
(三)搞好技术开发,提高科技水平和效益
开发一项全新的技术,虽然耗费较大,在短期内的效果并不明显,但从长期的角度分析,则可能带来长期的、大量的成本节省,这种技术开发的投资是合适的。因此,企业应根据自身的客观情况指定技术改造规划,加强培养科技队伍,依靠自己的科研力量与科技单位、高校院及其他企业联合进行年纪书开发,尤其加强对成本影响较大的环节进行技术攻关,用科技力量解决成本居高不下的现状,提高经济效益。
(四)强化质量意识,降低产品寿命周期成本
在现代企业制度下,质量和成本是企业的生命,又是企业在竞争中能否取胜的关键。有人认为强梁质量会引起成本增加,尤其在产品供不应求时往往忽视质量问题。从企业整体和长远利益看,提高质量与降低成本是统一的。因此,企业要树立提高质量就是降低成本的概念,正确处理成本与质量的关系。
(五)加快成本管理手段的现代化
在信息时代,以计算机技术为中心的信息管理手段已经成为降低成本的主要手段,其降低成本的作用是传统方法所无法比拟的。因此,企业应投入适当的财力、物力和人力,统筹信息管理系统的发展规划,建立ERP系统,减少企业各自为战,盲目投入,重复浪费的现象。
(六)提高员工的整体素质,培养全员的成本意识
在成本管理中,对企业成本产生影响的主观动因包括职工的成本管理意识、综合素质、集体意识、企业主人翁地位意识、工作态度和责任感、工人之间以及工人与领导间的人际关系等。人为的主观动因具有巨大的潜力,对其加以重视,可更有效地降低成本,改善企业成本管理工作起很大的作用。要在企业中培养全体职工的成本意识,企业应建立一个人人关心成本的文化氛围。企业在降低成本的过程中,应使人人都关心成本,形成一种良好的降低成本的机制。
参考文献
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2.成本控制技术改进 篇二
关键词:汽车噪音控制
1汽车噪音产生的原因
1.1发动机噪音
燃烧噪声: 发动机工作循环由点火开始到燃烧结束期间是燃烧噪声的主要原因, 发动机噪声包括进气噪声和本体噪声,燃烧压力振荡构成了气缸内压力谱分量。燃烧噪声连续频率占有相当比重。同时零件相对运动引起的撞击,机械作用力产生的弹性变形所导致的表面振动为机械噪声。它与汽车的运动件结构等因素有关,过发动机气缸内周期性变化的压力作用产生的。 燃烧噪音是由于气体压力的作用而产生的。表面点火等不正常燃烧,致使发动机各部件振动而引起的噪音。 机械噪音是由于运动件的机械运动而产生的。发动机的活塞受侧向力产生横向移动,由于存在间隙,形成活塞上的气体压力。
1.2轮胎噪音
轮胎花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声,轮胎噪音来自泵气效应和轮胎振动。泵气效应是花纹与路面之间的空气受挤压,空气就迸发出噪音。
1.3传动机构噪音
传动齿轮承载着动负荷,动负荷通过轴在轴承上引起动负荷使壳体激发出噪音也会引起较大的噪声汽车在行驶中,由于传动机构及来自路面的振动所引起的噪声,其中齿轮传动的机械噪音是主要部分。 随着轮齿之间滑动的变化,齿轮误差与刚性变化而引起的撞击声,齿轮噪音大部分则变成了变速器后桥强迫振动的激振源,噪音将随着汽车的行驶状态负荷的变化而变化。
1.4减振器噪声
摩擦撞击异响,伴随汽车车身有较大的振动,特别是在汽车行驶于不平路面或转弯时,发出的数百赫兹的声音,当汽车以20~50km/h速度行驶在凹凸、减振器能发出数千赫兹的高频声音,有时当汽车在恶劣路面快速行驶后突然停车才可以明显听到。 具体原因是由于减振器异常噪声问题的复杂性,传统的减振器检测工作对产品进行定性分析和判断能力差。因此,需要检测人员有较高的技术水平,需要先进的检测设备和方法。提高了测试精度,减少不人为因素的影响,准确地发现减振器在性能上存在的某些缺陷。液力减振器的声音很弱, 为沉闷的“噗噗”声。原因是减振器零件不符合技术要求、装配工艺不合理、零件磨损或破损。或者是活塞杆的纵向振动,经过固定器传递到车身引起的噪声。
2汽车噪音控制措施
2.1发动机噪音的控制措施
2.1.1采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,采用隔热活塞以提高燃烧室壁温度,降低空间雾化燃烧系统的柴油机的燃烧噪音。 缩短滞燃期,降低空间雾化燃烧系统的直喷式柴油机的燃烧噪声。
2.1.2降低发动机本体噪声就要改造振源和声源,提高机体的结构刚度,严密配合间隙,降低汽缸盖噪声。提高油底壳的刚度减少振动噪声。将一种阻尼材料与零件结合成一体来消耗振动能量,减少共振的幅度, 降低零件的传振能力,增加了零件在临界频率以上的隔振能力。将发动机排出的废气部分通过进气管送回气缸,其初衷是改善进气温度和燃烧室壁温度,有效降低噪声的作用。
2.1.3采用双弹簧喷油阀实现预喷。主喷之前进行着火的预反应,减少滞燃期内积聚的可燃混合气数量。降低双弹簧喷油器燃料混合气的形成,以此对怠速工况的燃烧噪音产生影响。将原本打算一个循环一次喷完的燃油分两次喷,减少滞燃期内积聚的可点燃燃油量。
2.1.4采用增压。提高废气再循环技术, 使得进入气缸的温度增加,降低柴油机的的机械负荷与热负荷使得燃烧延迟期缩短,降低气缸最高压力,低频部分气缸压力提高, 共轨喷油系统是柴油机电子控制高压燃油喷射系统,可以减少滞燃期内喷入的燃油量。
2.1.5减小供油提前角。供油提着火延迟期内喷人的燃料量不同,从而使发动机功率, 油耗和噪声发生变化。 机械噪声是发动机运动件之间作用的周期性变化所引起的,它与机械噪声在实际上是难于严格区分的。
2.2轮胎噪音的控制措施。
汽车在高速行驶时,轮胎也是产生噪声的一个来源。实车惰行法已经测得:这类噪声是由于轮胎和空气与车身的冲击与摩擦而产生的噪声,随着最高车速的不断提高, 车胎振动噪声问题日益突出,连带车身壁板结构振动所引起的噪声,噪声能量主要在低频区,给人的感受是一种类似于“轰隆声”, 造成车内乘员强烈的不舒适感。因此,胎面采用橡胶轴套和其他弹性隔振材料,需要调整好轮胎的负载平衡,选用有合理的钢丝帘布子午线轮胎是降低轮胎噪声的有效方法。
2.3齿轮噪音的控制措施
1)螺旋角。斜齿轮传动比较平稳,螺旋角增大,噪声降低;啮合系数控制在1.1~1 .9之间,噪声可降低2 ~ 4d B,齿侧间隙控制在0.2ram以下,降低齿轮直径。 选用低噪变速器,发动机与变速箱及后桥主减速器与底盘用橡胶垫进行柔性连接,达到隔振的目的;控制转动轴的平衡度,降低扭转振动。
3齿轮噪声的控制措施
以幅板形轮体与整体形轮体相比,整体形轮振动小,噪声也小。
3.1齿轮材料和结构。提高齿轮材料内部的阻力,如采用尼龙夹布层材料制作正时齿轮,降低齿轮噪音效果较好,也可以采用弹性隔振齿轮,
3.成本控制技术改进 篇三
摘要:本文结合多年来水利工程的施工现场实际经验,主要对近几年的水利工程施工技术现状综合简要的论述,并提出笔者相关的改进论证措施,希望与大家一起探讨。
关键词: 水利;施工;影响因素;改进控制措施;
在江苏地区,由于南方降水多,因此,水利施工技术是一项必须重视发展的技术。近年来,随着国家投资水利项目力度的加大,水利工程数量不断增多,工程质量问题也随之突显,在这方面,国家对于水利发展做出了很多努力,包括治理黄河,修建大型水库,加固堤坝等等。
一、水利工程施工技术的影响因素
1.1 人的因素
作为水利施工技术的直接操作者和施展者,水利施工人员需要具备一定层次的职业道德、正确的人生观和价值观及很强的专业技术知识。人存在着生理、心理承受能力的高低之分,也存在技术水平高低上的不同,所以应首先对施工人员进行全面考察,选择合适优秀的水利施工人才。同时,在进行工作分配时应综合考虑岗位需求和岗位工作人员的技术熟练度、心理素质、经验等多项因素。
1.2 环境因素
环境对水利施工有着复杂的影响,环境包括工程技术环境、劳动环境和工程管理环境。工程技术环境是指地质、气象、水文等难以人为控制的因素;劳动环境是指劳动组合、作业场所等因素; 工程管理环境是指技术监督制度、质量管理制度等人为能够完善的因素。
1.3 方法因素
水利施工技术措施、水利施工方案等都是能够对水利施工产生影响的方法因素。如果施工方案考虑的不够周全,施工工艺相对落后,施工的效率及质量都会受到影响,从而使后续的工作出现问题。
1.4 材料因素
材料的经济性、质量及适合度都会对水利施工产生影响。对这几个方面要进行严格把关,否则容易使水利工程施工出现质量问题。另外,如果在材料使用时浪费现象比较严重,工程的成本就会增加,也不利于工程施工的顺利完成。
1.5 机械因素
机械设备的好坏也是影响施工质量和效率的一个重要方面,选择机械设备时要考虑它的经济性、合适性和技术先进性,另外,设备还要便于维护。同时,因为企业的制度直接影响着机械的使用效率和寿命,所以应健全相关的制度如人机固定制度、设备检查制度等。
二、水利工程施工的要点
2.1 地基处理
坚固的地基是提高建筑质量的可靠保证,也是提高水坝质量的关键,所以,处理地基要按照严格规范的步骤。首先,要清除地基中的杂物,然后用碎石进行铺垫,再盖上一层湿砂进行加压,最后浇筑混凝土垫层8~12cm。对于岩基,要清除杂物直到接触到质地坚硬的岩面,然后还要认真细致地将岩面表层清除干净并在浇筑混凝土前保持岩面湿润。
2.2 导流和截流
水利工程施工时,要保证是在干地上进行。这就需要对有些河流进行改道。引流时,要保证周围水资源的有效利用不受水利施工的影响。目前进行截流的最好方式是围堰。泄水建筑物建好时,要选择恰当的时间进行围堰合龙,保证水流能够直接沿着泄水建筑物下泄。围堰合龙方法有平堵法和立堵法以及平立堵混合法。
2.3 排水工作
围堰闭气后,要进行积水排除工作和渗水工作,包括基坑开挖前和开挖后两个时间段的排除工作。在任何水利工程中,地下水位高于基坑时都要进行排水。常使用的排水方法主要有暗式排水、明式排水 两种。
2.4 爆 破
爆破事故危害非常大,也是水利施工中经常用到的手段,所以应格外注意各个环节的工作,包括选择爆破材料,运输、存储、起爆、销毁爆破材料等,各个环节都应杜绝违规操作。
2.5 高边坡的处理
对于高边坡,可采用锚固技术或利用混凝土抗滑结构对边坡滑坡现象进行处理。
2.6 支护工程
支护工程是水利施工的一个重要环节。目前,水利施工中一般用喷锚支护法进行支护,这种方法可节约水泥,缩短工期,减少使用劳动力,并且不需要回填灌浆,也不需要进行模板的安装。
三、改进水利施工技术的措施
3.1 正确认识技术和市场之间的关系
市场的发展在很大程度上影响着水利工程施工技术的快速发展,需求是发展的动力。因此,水利施工技术相关企业应当在搞好水利工程建设的同时,积极主动地同其它相关行业进行交流和渗透,积极地参与国内及国外的市场竞争,在行业中树立自己的品牌,扩展企业的生存空间。水利工程施工企业不仅应在本企业所在地区确立自己的竞争优势,还要向其它省市扩展市场,并利用自己的技术优势、品牌优势建立良好的企业形象,增加自身的无形资产。这些都会为水利技术的发展创造条件,同样,水利技术的发展也会推动市场的扩展。
3.2 加强科技创新
增大科技投入,是从源头上增加水利施工技术的活力,具体措施包括(1) 加大项目的研发力度,追求研究和施工计划的步调统一;(2) 加强与科研机构、高校的科研合作,共同开发与水利相关的科研项目,同时要积极去吸收来自科研机构或高校的优秀人才;(3) 水利工程施工企业可以在企业积累的资金中抽取一部分,建立科技创新奖励资金,鼓励水利施工技术人员积极进行自主创新,提高相关人员工作的积极性。
3.3 优化企业内部管理
企业制度是否完善和良好,直接关系到企业能否高效运转。所以,在目前企业管理制度及模式比较落后的情况下,企业要主动吸取国外企业的先进管理经验,并结合本企业的自身实际,制定有利于企业发展的管理制度,加强对水利施工技术的质量管理,提高水利工程施工的质量。与此同时,企业要密切注意市场经济的发展和变化,及时根据外界的转变对自身进行调整,使得企业能够跟上时代及市场前进的步伐。
3.4 提高水利施工技术水平
水利工程施工企业若想提高本企业的施工技术,就要引进先进的技术设备,提高水利工程施工的机械化水平。同时,遇到具体问题要进行具体分析,针对不同的项目,总结不同的施工特点,深入研究其技术难关,确保研究工作和实际项目的步调同步,确保科学施工。
3.5 吸收和培养专业人才
创新水利工程施工技术,要依赖人才,科技的竞争归根结底是人才的竞争。所以水利工程施工技术相关企业应根据市场经济的发展规律建立相应的人才吸收、培养和使用机制,针对水利工程施工队伍老龄化的现象,吸收富有创造力和激情的年轻科技人才,并做好企业内人才的培训工作,推进企业队伍思想、知识、技术的不断更新。另外,在发挥年轻技术员创新能力的同时,还要充分发挥能力较强的老员工的骨干作用,吸收他们在长期工作中总结的经验,综合新老员工的优势,共同促进企业的发展。
四、结束语
综上所述,水利建设作为国民经济发展的基础设施建设工程,直接影响着经济与社会的可持续发展,其次水利工程施工技术的先进与否,决定着我国水利工程将来的发展前景。水利工程施工是一个相对比较长远的工程项目,我认为首先应该针对当前水利工程施工技术中存在的问题,充分认识自身现状,将解决问题的措施逐步应用到实际中去,加强工程技术质量、落实管理责任、建立健全质量保证体系,促进水利工程施工技术的提高,有效保证水利工程经济效益、社会效益的共同发展。
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4.护理质量控制与持续改进制度 篇四
(一)护理部将日常督察与月检查相结合,坚持每月1—2次深入病房督查各病区的护理工作落实情况,特别是危重病人的护理工作落实情况,对发现的各类隐患及时纠正,现场处理,并有针对性的提出有效、可行的防范措施。每周进行单项重点质量检查,每月组织一次全面质量检查,对存在的问题进行登记,提出整改措施,限时整改,并随时下科室督察落实整改情况。
(二)各科室质控员根据护理质量标准,每日对分管的护理项目进行自查、发现问题及时纠正,并与护士长联系,分析原因,提出改进意见。
(三)各科护士长根据《护士长手册》上的工作要求,每日有重点的检查,有目的地跟班检查,把好医嘱关、查对关、交接关、特殊检查诊疗关、护理记录关、健康教育实施关,对发现的问题进行登记,及时反馈当事人立即整改。
(四)护理部每月在护士长会上汇报、讲评当月质控结果,指出在检查中发现的问题,以供代鉴,对共性问题制定可行的改进措施。
5.改进石化企业库存控制管理的对策 篇五
近几年以来,持续高涨的原油价格对中国石化各企业的生产成本带来了巨大的压力,成本控制已成为各石化企业首要考虑的问题,供应物流运营成本也随之成为企业进行成本控制的重点。如何有效控制库存,降低物资供应成本,已成为物资供应者必须思索的课题。
○库存控制管理存在的现实问题
中国石化的大部分企业在库存控制方面存在以下问题:
1.库存储备规模大,储备资金周转缓慢。其结果造成企业物流运营成本高,资金占用比例高。目前中国石化物资库存额高达130多亿。
2.库存结构不合理。在目前中国石化130多亿的总储备额中,属于三年以上无动态的,即我们所称的属于超储积压的物资占了相当大的比重。
3.库存管理决策的科学化程度低。目前的中国石化大部分企业的物资库存控制管理主要是根据个人经验,订货时间、数量、订货频率、库存量设置等全靠计划人员决定。
4.供需脱节。中国石化大部分企业的物资需求计划由作业部门提出,机动部门审批,然后由机动部门将物资需求计划提供给物资供应部门进行采购。物资供应部门不了解检修计划,作业部门不了解物资供应的情况,供应与需求在一定程度上脱节。
5.物资需求牛鞭效应。作业部门提报需求计划时,在考虑检修需要的同时,也增加了储备需要的考虑,因此需求计划报上来已经放大了实际需求量,而物资供应部门根据作业部门所报需求计划进行采购时,也会考虑安全储备的需要,适当放大采购量,因此会造成需求再放大,直接导致库存量增加。
6.用户的满意度低。由于库存控制主观性比较大,因而在库存的控制上往往是不该储备的多备了,一些应该有安全储备的反而没有储备。结果是临时采购居多,生产与检修需要不能得到及时满足。
○原因分析
1.设备备件需求预测的非科学化。在流程型工业企业中,设备备件库存管理的特点和要求与其他物料(如原材料、成品)的库存管理明显不同:设备备件要求较高的服务水平,因为缺货导致的损失可能是巨大的;备件的需求很稀疏而难以精确预测;备件的种类和不同规
格型号数量巨大,管理困难。在目前,中国石化的大部分企业还没有建立一套科学而有效的备件需求预测分析体系。几乎所有的备件需求都是靠机动部门和物资供应部门的人员根据多年的经验来确定。主观因素占了相当大的比重,不能说绝对的不科学,但科学化程度确实很低。
2.设备备件库存决策方法的简单化。库存控制管理就是要解决在保证服务水平的前提下,在什么时间,以什么数量,使得保持库存和补充采购的总成本最少。库存的控制水平体现了物资供应管理的水平,更是物资供应成本控制的关键所在。但在目前,一些企业的物资供应的关注点更集中在物资采购的谈判价格上。对于需求计划是否准确?应该有怎样的安全库存,何时采购是最佳时间,则很少考虑。在库存控制管理上,采购人员既没有技术上的支持,也没有管理上的制约。虽然在物资管理绩效考核上,有出库率等指标,但由于其他科学的配套指标不完善,其结果是物资采购人员为了规避责任,一味地以用户单位需求计划为采购依据。以便出现物资积压时,已给自己一个解脱的理由。这种简单化的库存控制方式,其结果是我们虽然在物资合同的谈判价格上做了很多努力,节约了一些采购成本,但另一方面,由于不合理库存的增加,我们的库存成本却在大幅增高。
3.信息沟通不畅。在目前,一些企业的物资供应链中的各部门之间信息不畅通,造成供需脱节,导致相关管理的盲目性。一些企业的物资供应目前的采购管理的主要依据是作业部门的需求计划。物资需求计划和检修计划由作业部提出后,经机动部审批,然后由机动部将物资需求计划提供给物资供应部门进行采购,最后由检修公司或电仪部门实施检修、维修。物资供应部门对关键物资情况掌握不全面,如具体哪些是关键设备、哪些是关键备件等不够清楚;机动部门对哪些物资需要专门储备以及很多设备备件的现场使用情况不够了解;而作业部和检修公司不了解库存储备型号及储备量。结果是物资供应部门不了解需求计划编制的依据和目的,采购具有盲目性;作业部不了解供应和库存的情况(库存有多少,有没有代用物资,有保障的供应时间长短等),计划编制具有一定的盲目性;机动部门不了解设备备件及供应物资的需求规律和供应状态,计划的审批具有盲目性。
4.约束机制不当。过高的物资库存,给企业的效益带来了很大的影响,直接制约了企业的市场竞争力。为此,一些企业的决策者为降低库存给各部门制定了一系列的考核指标,但相关的配套措施却没有,导致相关部门为减少考核给本部门带来的影响,而采取一些本位主义的做法。如作业部门只考虑自己的需求满足而多报计划,机动部门为规避责任而没有事实审批计划,物资供应部门为避免承担增加库存的责任而简单跟随作业部的需求计划。物资供应部门有采购与降低库存的指标和约束机制,但作业部门缺乏有效的计划编制方面的约束机制。作业部门的职责是保证设备的安全持续运行,因此作业部门在提报需求计划时为保证设备检修的万无一失常常会虚报需求计划。物资供应部门以此为采购依据不免会出现多购而造成库存积压。但因此而造成的库存积压,物资供应部门也因有需求计划为理由而无须承担具体责任。最终结果是看似谁都在负责,但谁最终又都没有负责,责任最终以企业的效益为代价而被遮掩。
5.组织机构及其职能设定不清。(1)检修公司或电仪部门应该比作业部门更了解设备备件的需求情况,但备件的需求计划却由作业部制定。需求计划的不准确性可想而知。(2)库存管理不集中。尽管从职能上讲,设备备件库存管理的职能属于物资供应部门,但事实上,由于历史的成因,在作业部门和检修公司或电仪部均有历史库存。这些历史库存对物资采购造成的影响是有些时候虽然有需求计划,但在实际检修时,因为自己库中有备料,而未到物
资供应部门领取,从而造成物资供应部门为此而作的采购成为积压。(3)物资供应部门和作业部门在设备备件库存管理的问题上存在非合作博弈。一方面,作业部希望设备备件库存越多越好;另一方面,物资供应部门希望设备备件库存越少越好。尽管这种博弈在很多企业都很常见,但这种非合作博弈对整个企业而言是有害的。导致这种非合作博弈的本质是管理体制方面的问题,博弈的双方均对需求缺乏了解是冲突的直接原因。
○库存控制管理的改进对策
1.建立库存控制管理的决策支持系统。20世纪20年代晚期,科学库存决策(Scientific inventory decision-making)成了进行库存管理的主要手段,即以数学模型来寻找最佳的库存水平。“二战”之后,由于运筹学、数理统计等理论与方法的广泛应用,特别是20世纪50年代以来,人们开始应用系统工程理论来研究和解决库存问题,从而逐步形成了系统的库存决策理论。近几年来,由于电子计算机的广泛使用,又进一步提高了库存决策的工作效率,促使库存决策理论成为一门比较成熟的学科。因此如何利用现在先进的信息化技术,结合科学的库存决策理论,建立库存控制管理的决策支持系统,是物资供应工作者应积极思索并应大胆尝试的。通过库存控制管理系统的建立,可以提高我们在库存控制管理的客观性和科学性。
2.提高物资供应需求计划的准确性。作业部门在了解备件现场使用,了解设备运行情况的基础上,提高上报需求计划的准确性,上报需求计划需要分清确定性需求与储备需求。物资供应部门在了解需求特点的基础上,保证确定性需求的及时供货;并结合库存情况设定安全库存来应对储备需求,这里应对不确定性的需求是联合作业部门和物资供应两个部门来应对的,不像原来作业部门和物资供应部门各自采取一套方法应对不确定性的情况,这在一定程度上能够解决物资供应的牛鞭效应问题。
3.建立对于多方有效的管理机制。对于供应物资出现的问题需要建立对于多方有效的管理机制。对于多报不领,或者产生缺货的情况,应由企业领导组织作业部门、机动部门和物资供应部门的相关人员进行沟通,建立一个对于多方都有效的约束管理机制。对于出现的问题(如缺货、或者库存物资过多)不仅仅追究某个部门的责任,其他部门相关的人员也应承担责任。否则按照目前的管理方式(作业部门多报计划,物资供应部门全部采购,采购来的物资强制作业部门领用,作业部门、检修公司、电仪部门等建立自己的小库),无法彻底解决库存居高不下、物资供应部门的仓库与作业部、车间的小库并存的问题。
4.供应与需求更紧密地联系。物资供应单位与需求单位需要更紧密地联系起来。物资供应部门应多了解检修计划(确定要用还是只是备用,具体什么地方用),作业部门应多了解供应的情况(库存有多少,有没有代用物资,有保障的供应时间长短等),减少供需过程中的脱节、采购的需求放大问题。这需要多个部门更加透明,如作业部门上报的计划需要区别确定需求和储备需求,将两者区别开来,对于储备需求,具体储备量、储备时间可以多个部门协调解决;物资供应部门的库存应更透明,应充分发挥企业ERP系统信息共享功能,让作业部门、设计部门、工程部门及时掌握物资供应仓储的实际库存量多少、再订货点多少、代用物资等信息,本着充分利库,发挥库存物资作用的方法,尽量提高库存周转率,减少报废。
5.建立关键设备的物资台账。建议由机动部门、作业部门和物资供应部门联合建立关键设备的物资台账。确定哪些设备是关键设备,必须有备件,应有多少储备量及关键设备管理
报废的规则,建立一套非常关键设备物资的储备管理体系。对于属于非常关键设备物资的储备不要列入物资供应部门的考核体系中。
6.充分发挥仓库在库存控制中的作用。不能以传统的认识认为仓储只是存储物资的场所,而是要动态化的理念认识仓储在库存控制中的作用。如发挥仓库的监督功能,如现有库存较多、或者代用备件较多,可以由仓储部门提示不采购;发挥仓库的库存管理功能,减少报废,最大化地发挥库存物资功效,提高物资的周转率等。
6.改进物流业内部控制的研究 篇六
风险是无处不在的。企业的投资、融资及经营活动中都存在着风险,虽然风险是不可消除的,但却可以加以减轻,企业通过资金流的有效控制,可以减少企业发生资金风险的概率,从而规避财务风险的发生。具体而言,严格职责分工、实行交易分开、内部稽核、定期轮岗、风险评估等都是很好的防范风险措施,可以配合企业整体发展战略的进行。
充分利用企业资源,形成合力。物流企业是一个流动性极强的行业,其拥有的资源分布广,并频繁地与其他企业、个人有着各种联系。因此,通过完善的内部控制制度及其实施,可以充分整合企业资源,形成合力。现代物流服务的核心目标是在物流全过程中以最小的综合成本来满足顾客的需求。它不仅考虑从生产者到用户的货物配送问题,而且还考虑从供应商到生产者对原材料的采购,以及生产者本身在产品制造过程中的运输、保管和信息等各个方面,因此,现代物流是以满足消费者的需求为目标,把制造、运输、销售等市场情况统一起来考虑的一种战略措施。建立现代企业内部控制,也必须紧密围绕企业的这一特征,才能有的放矢,起到实效。
物流企业内部控制现状分析
1.企业文化与人员素质影响了内部控制的建立与执行。就我国而言,物流企业不是传统产业,并没有形成深厚的文化沉淀,较大的物流企业为外资所控制,与美国、日本、欧盟国家相比物流成本要高出8-10个百分点。反映出企业管理成本,物流标准化、信息化水平低,人才短缺比较严重。除个别而外,本土企业规模较小又一哄而上,从人员素质到企业文化均呈现出良莠不齐,管理混乱等不良现象,绝大多数本土企业还处于起步阶段,规模小、竞争力和抗风险能力弱,这直接制约了本土物流企业的可持续发展。
2.对企业面临的风险预见不足、分析不够,缺乏评估和合理的应对策略。一方面,企业对面临的风险预见不足、分析不够,缺乏评估和合理的应对策略。例如:宅急送是国内大型物流企业,但在过去的盲目扩张中,资金链几乎断裂,与外商合资却未能通过商务部审核,被迫压缩规模,目前尚未走出困境。另一方面,物流行业一定程度存在的“门槛低、快速发展-低价竞争-低成本扩张-资金缺乏监管”等缺陷。如DDS(深圳东道物流有限公司)自创立以来,一直运营有佳,口碑也不错。以低价格优服务来服务大众。却因大规模投资扩张管理失控,在2009年11月份导致华东地区的代收货款4500万元无法收回,开始陷入困境,屡次出现分支机构之间拆借资金,截留货款等违规行为,2010年2月广东总部面临倒闭,老总携款潜逃,不得不由广东省邮政局出面决定由广东邮政来暂时接下这个烂摊子,给整个物流、快递行业带来了极其恶劣的影响。
3.制度设计不健全或者未得到有效执行。较多的本土物流企业缺乏对业务流程的规范和控制,员工操作随意;会计处理不规范;不设立内部审计部门;由于很多不是公司制法人,基本不聘请外部审计师进行审计;很少对内部控制进行科学评价并采取措施弥补内部控制的缺陷。按照内部控制要求,物流企业的很多岗位应坚持不相容制度,包括但不限于接收订单与派车、收款与开票、送货与货物追踪等。而在现实中,很多物流企业、为了压缩成本,一个业务员同时负责整个流程,截留货款、货物失窃时有发生。
物流企业改进内部控制的措施探讨
1.做好物流企业的内控基础性工作。现代物流企业的内部控制机制要从分析自身的控制环境开始,真正建立一套符合企业发展实际的内部控制框架。还要注意以下几个方面的建立:一是成本效益原则。要求设计成本一定不能大于该制度产生的利益,内部控制制度而言也不例外。二是建立内部控制制度评价体系。建立健全内部控制机制是一个渐进的过程,要根据情况的变化和出现的问题及时修正,需要不断进行内部控制自我评价和改进,如:提高从业人员素质、做好不相容职务相分离、完善制度并严格执行等。三是建立内控信息的披露机制。为了提高企业内控意识、提高其信息质量,企业有必要在进行内部控制自我评估后,必要时可以聘请事务所进行内控审计,向管理层提交内控评审报告以利于改进。
2.做好物流企业的关键控制点的确定与管理。结合第三方物流行业的特点,业务关键控制点的选取主要按照不同类型的服务内容而有所区别。对于运输服务而言,侧重于运输费率的谈判和确定、承运人选择、单证管理、线路选择、运输设备状况等,在实际操作中要做到所有业务自始至终保证有二名以上的业务员进行跟踪处理,业务主管对所有的操作实行不定期抽查,月末进行异常分析;对于仓储业务而言,主要关注于出入库管理,上门收货、分货管理,对出入库记录(单据)做到信息准确、完整,对库存货物的保管有序,注意及时对库存货物的信息予以更新,对客户的生产经营状况及时掌握并以此调整库存结构,降低成本,保证合理的库存周转率;对于前两种基本业务之外的其他服务,主要指配送、进/出口清关,侧重于业务合同管理;代收款业务,侧重于资金风险控制;对于货物灭失及索赔程序等,尤其是注意严格按照合同的约定履行义务,一旦出现问题,及时与相关部门联系,将企业风险降到最低。
3.动态设置物流企业分支机构及部门,提高内部控制效率。当前,物流企业的规模扩张的速度逐渐加快,研究和建立现代物流企业内部控制机制,完善物流企业治理结构,提高企业竞争能力,有着重要的现实意义。物流成本的控制可以通过重新设计物流公司的常规业务流程,建立新的物流网点,与其他企业的物流部门业务合作、合并,合理设置物流部门的子公司(网点)、构建物流情报系统等。通过内部流程与机构的优化配置,促进内部控制的框架的合理建立,可以为物流成本的减低提供有效的途径。
结语
7.A1供丝控制器的技术改进 篇七
1 供丝系统工作流程介绍
当陡角输送机到位, 机器准备就绪, SE操作面板上烟丝进料开关S8打到“开”位置, 预分配器无烟丝检测时B18动作, 使能信号送入控制器A1, 经逻辑处理输出信号使电磁阀Y2动作, 料斗气闸闸板打开, 烟丝落入预分配器, 经T3时间延时后, 电磁阀Y2失电, Y3得电料斗气闸闸板关闭 (在此周期内, 若在TO时间内系统没有检测到气闸闸板将显示“VE气闸闸板”) , 电磁阀Y4动作, 打开负压截断阀, 开始吸烟丝, 到达定时器T1时间, 电磁阀Y4失电停止吸烟丝或者在T1时间内料斗内的烟丝吸满, 光电开关B14动作, 也停止吸烟丝 (如连续吸丝三次而B14都末动作, 控制器将输出报警显示“VE气闸料位”) , 供丝系统将进入下一个动作周期, 若烟丝储料区的料位低于B17时, 开关B17动作, 导致程序停机并显示“VE无烟丝”。对经常出现的“VE无烟丝”停机故障在线检查发现:当预分配器检测无烟丝时B18动作, 使能信号送入控制器A1, 这时控制器A1却不能输出信号使电磁阀Y2动作, 造成下贮料区无烟丝, B17露出而停机。
2 A1无输出造成VE无烟丝停机的原因分析
(1) 设备精确度要求高, 容易受到外部因素的干扰, 任何不稳定信号的影响, 都将导致供丝系统不能正常提供烟丝。整个系统需要一个相对精确的工作环境, 外部的扰动会对A1供丝控制器的工作精确性产生干扰。这是A1无输出造成VE无烟丝停机的主要原因之一。
(2) 插头松动, 内部元件工作性能不稳定。由于多年使用, 供丝控制器A1在接收到预供丝开关B18要丝需求信号时, 不能输出信号使电磁阀Y2动作, 造成下贮料区无烟丝, B17露出而停机。这也是A1无输出造成VE无烟丝停机的重要原因。
3 改进措施
(1) 依据控制器A1所需输入和输出的点数, 决定采用外形尺寸为75mm×75 mm×100mm, 且输入为13个点, 输出为7个点的型号为FXOS-20 MR三菱系列PLC机。
(2) 依据A1控制器的外围接线, 以及各开关信号的输入情况, 加上在机台上测量的各种参数数据, 并结合机台实际操作情况, 经过反复的试验, 细致修改, 一步一步编写供丝程序, 最终的程序梯形图如图2。
(3) 利用三菱系列PLC编程器, 试着输入所编好的供丝程序。再模拟供丝需求信号进行初步试验, 结果试验中未有发现异常情况, 基本上能达到A1控制器所能做到的功能。
(4) 将2#VE供丝部分断电后对A1控制器进行拆除, 适当调整电控箱内各继电器单元的松紧程度, 将PC机安装到位, 并按接线图将所有线路接好, 然后上电后开机试验, 结果检查良好, 设备能正常运行, 供丝部分能满足供丝需求。
4 改进后的效果分析
进行以上整改措施以后, 平均每天VE无烟丝故障的次数大大下降, 活动前, VE无烟丝造成每班停机29分钟, 活动后, 每班减少停机时间最少29分钟, 按该机组转速7000支/分钟计算, 平均每天可多生产卷烟7000支/分钟X29分钟/班X2班/天=406000支/天=8.12 (箱) 。采购一台新的PLC, 按我厂采购报价约为800元, 改造实施后, 每台设备可为我厂一次性节省采购A1控制器33000元。
5 结语
8.成本控制技术改进 篇八
摘 要 文章分析了成本控制的意义,提出了成本控制存在的问题,进而总结了加强成本控制的措施。
关键词 成本控制 问题 措施
随着科学技术的发展,市场竞争日益激烈,企业生产经营环境正发生着深刻的变化,成本控制越来越成为企业发展的新的亮点,也是企业提高市场竞争力的重要手段。
当今的市场是竞争的市场,每一个市场都有许多企业在竞争,而生产的往往是同类产品,差异不大,这时,如果企业的成本比竞争对手具有优势,拥有更为先进的技术力量,那么它就可以运用低价竞争手段,扩大市场占有率。下面就从如何降低成本的角度,以及成本控制的意义,成本控制在我国企业中存在的一系列问题,实现成本控制应采取的几项措施。谈谈我个人的观点。
一、成本控制的意义
(一)成本控制是降低产品成本、增加赢利,提高经济效益的重要途径。产品成本的高低对于企业赢利水平的影响很大。因此,对于所有与产品成本有关的经济业务,都应建立完善的成本控制制度和成本控制方法,其控制手段越严谨、完善,效果越好。
(二)成本控制的实施为财务物资的安全提供了制度上的保证。企业各项财产物资(包括货币资金、存货等)的收入、保管和使用,是分别由不同的部门负责的。通过成本控制制度,特别是在成本控制中采用的内部牵制制度,就能避免贪污盗窃、浪费丢失、计量不准等弊端的发生。从而有效地保护财产物资的安全完整,这是成本控制不可忽视的环节。
(三)成本控制在企业诸控制系统中起着综合的控制作用。成本控制是用统一的货币计量单位来对企业的生产经营活动进行反映和控制,能够直接体现出企业的经济效益,因而它具有很强的综合性,在整个企业的控制系统中起着综合的控制作用。
(四)成本控制有利于社会资源的合理配置与有效使用。从宏观角度看,除了企业微观成本控制以外,国家对生产力的配置,国民经济比例的协调等都是成本控制的体现,它能使有限的社会资源分配相对合理,进一步提高资源使用的有效性,从而缓解我国经济迅速发展与资源需求量大,人均资源拥有量少的矛盾。
二、成本控制存在的问题
(一)成本控制观念落后。传统的成本控制观念以是否节约为标准,片面强调降低成本,节省费用开支。在市场经济条件下,这种以“成本节省“为主导的成本控制,一方面会挫伤企业为未来绩效而支出某些短期看来是高昂的费用的积极性,从而影响企业的技术革新和产品的更新换代;另一方面还会因顾及局部要求而损害企业的整体目标。
(二)对成本的功能变化认识不足。市场是企业实现效益的场所,也是生产的导向,但是许多企业却脱离市场需求进行生产,片面强调产量。现在不少企业仅仅考虑通过提高产量降低成本,利用低成本形成的价格优势争取市场份额。但是这种做法没有很好地考虑市场的容量,一旦市场需求已饱和或者弹性不足,那么企业的产量越高,所造成的损失就越大,这好比一个人跑的方向错了,你跑得越快,离目标就越远,从而形成不断降价的恶性循环,这样企业的生存也会面临很大的障碍。
(三)成本管理过分依赖现有的成本会计系统。我国相当一部分企业的成本管理系统未能采用灵活多样的成本管理方法,使得成本管理陷于单纯的为降低成本而降低成本的怪圈,更不能提供决策所需的正确信息。
(四)企业成本管理理论和内容僵化。从战略的角度来看,许多企业的成本管理只习惯于对产品的生产成本进行控制,而忽视对产品研究开发、设计、采购、销售、投资和日常管理活动发生的成本进行控制。
(五)忽视对企业成本管理文化的塑造。我国企业的成本控制运行机制过多地依赖行政手段来增加成本控制的约束力,难以发挥人们的积极性和创造性,更谈不上素企业的成本管理文化,
三、加强成本控制的主要措施
(一)树立新的成本控制概念
(1)树立企业成本经营的概念;(2)树立企业依靠成本竞争概念;(3)树立作业成本概念。
(二)建立合理有效的成本控制制度
建立合理有效的成本控制制度是进行成本控制的一项重要战略措施。成本控制的激励约束机制的主要程序和措施蚁蚕包括以下几个方面:(1)根据部门和业务特点,确定业绩评价对象;(2)明确业绩评价目标;(3)对业绩评价对象设立请假指标;(4)根据行业特点,选择评价标准;(5)对业绩评价对象进行评价,得出结论;(6)提出评价报告;(7)对评价结果进行考核与激励。
(三)搞好技术开发,提高科技水平和效益
开发一项全新的技术,虽然耗费较大,在短期内的效果并不明显,但从长期的角度分析,则可能带来长期的、大量的成本节省,这种技术开发的投资是合适的。因此,企业应根据自身的客观情况指定技术改造规划,加强培养科技队伍,依靠自己的科研力量与科技单位、高校院及其他企业联合进行年纪书开发,尤其加强对成本影响较大的环节进行技术攻关,用科技力量解决成本居高不下的现状,提高经济效益。
(四)强化质量意识,降低产品寿命周期成本
在现代企业制度下,质量和成本是企业的生命,又是企业在竞争中能否取胜的关键。有人认为强梁质量会引起成本增加,尤其在产品供不应求时往往忽视质量问题。从企业整体和长远利益看,提高质量与降低成本是统一的。因此,企业要树立提高质量就是降低成本的概念,正确处理成本与质量的关系。
(五)提高员工的整体素质,培养全员的成本意识
9.成本控制技术改进 篇九
【摘要】:科技的发展和市场的竞争,使企业越来越深刻地认识到运用先进手段对企业进行全面管理的重要性.ERP系统体现了当今世界最先进的企业管理理论,并提供了企业信息化集成的最佳方案。实施ERP,可以加强企业的内部管理,与现代先进企业管理思想接轨;可以规范企业内部业务控制流程,有效防范贸易风险;可以提高企业信息化程度,增强企业对外服务水平和竞争能力。实施ERP是一个全面的企业变革过程,意味着企业整个管理业务流程的改变。本文首先对内部控制和ERP系统作了简要阐述,指出了其在企业发展中的重要意义和研究不足;接着分析了ERP系统效能与内部控制的关系,并且着重、详细地分析了ERP系统对企业内部控制环境、风险评估、控制措施、信息与沟通和监督检查的影响;在此基础上,进一步研究了企业如何正确运用ERP系统来强化内部控制设计,这是本文的核心。经过分析,本文得出运用ERP系统强化内部控制的二步骤:选择集成化的ERP系统,这是运用ERP系统强化内部控制设计的先决条件;实施ERP系统时,先要充分理解企业总账、采购与付款、销售与收款循环的业务流程,然后分析各个业务流程中存在的风险,最后按照内部控制的规则进行强化设计。【关键词】:ERP内部控制业务流程设计 【学位授予单位】:山西财经大学 【学位级别】:硕士 【学位授予年份】:2011
【分类号】:F270.7 【目录】:摘要6-7Abstract7-91绪论9-121.1研究背景91.2研究意义9-101.3文献回顾10-111.4研究内容11-122ERP——企业信息系统的发展方向12-172.1ERP系统的定义122.2ERP的发展与趋势12-142.3ERP系统的核心思想14-152.4ERP系统的发展与实施现状15-173内部控制——现代企业的基本机制17-203.1内部控制的涵义173.2内部控制发展过程17-193.3内部控制在现代企业中的重要意义19-204ERP环境对内部控制的影响20-304.1内部控制建立和运行基础的发展20-224.1.1基于职责结构的内部控制204.1.2基于业务结构的内部控制204.1.3基于组织结构的内部控制20-214.1.4基于风险结构的内部控制214.1.5基于信息结构的内部控制21-224.2ERP系统效能与内部控制的关系22-244.3ERP环境对内部控制的影响24-304.3.1对控制环境的影响25-264.3.2对风险评估的影响26-274.3.3对控制措施的影响27-284.3.4对信息与沟通的影响284.3.5对监督检查的影响28-305ERP环境下内部控制的强化30-445.1业务流程类型305.2业务流程控制内容30-325.3基本业务流程与会计信息系统的关系32-335.4ERP环境下主要业务模块的内部控制设计33-445.4.1ERP环境下总账管理系统的内部控制设计33-365.4.2ERP环境下采购与付款循环的内部控制设计36-415.4.3ERP环境下销售与收款循环内部控制设计41-44结论44-45参考文献45-47致谢47-48攻读硕士学位期间发表的论文48-49
10.成本控制技术改进 篇十
随着高速铁路在我国的普及,动车组的运行安全问题受到越来越多的关注。如何保障列车安全可靠的运行,成为近期的研究热点和难点问题。
制动控制系统作为动车组制动系统的关键组成部分,能否正常稳定工作,直接影响动车组的安全可靠运行,因此对制动控制系统的状态监测和故障诊断显得尤为重要和关键。由于动车组制动控制系统的复杂性及引进消化吸收的时间不长,制动控制系统故障仍较为多发,严重影响着动车组的正常稳定可靠运行。因此本课题对动车组制动控制系统中关键设备和部件的故障及潜在故障隐患开展深入研究,提出和改进了己有的故障特征提取技术和故障诊断方法,用于动车组制动控制系统关键设备和部件的故障诊断,以提高制动控制系统的可靠性、稳定性和主动安全防护能力。设计开发了制动控制单元自动化测试与故障诊断系统,并运用在CRH2型动车组制动控制系统的监测与故障诊断中,取得了很好的效果。
关键词:制动控制系统故障;诊断;集成经验模态分解;最小二乘支持向量机;粒子群算法
目录
摘要.....................................................................................................................1 第1章制动控制系统故障诊断研究现状及存在的问题...................................5
1.1故障特征提取技术.................................................................................5 1.2故障诊断方法.........................................................................................6
(1)基于专家系统的故障诊断方法......................................................6(2)基于人工神经网络的故障诊断方法..............................................7(3)基于案例推理的故障诊断方法......................................................8(4)基于多智能体的故障诊断方法......................................................8(6)基于主成分分析的故障诊断方法..................................................9(7)基于支持向量机的故障诊断方法..................................................9 1.3智能故障诊断系统...............................................................................10 1.4存在的问题...........................................................................................12 第2章故障特征提取技术与故障诊断方法.....................................................14 2.1主成分分析法.......................................................................................14 2.2集成经验模态分解方法.......................................................................15 2.2.1经验模态分解...........................................................................15 2.2.2集成经验模态分解...................................................................16 2.3最小二乘支持向量机的原理及结构参数优化方法...........................17 2.3.1最小二乘支持向量机的原理...................................................17 2.3.2最小二乘支持向量机结构参数优化方法...............................18 2.3.3遗传算法...................................................................................18 2.3.4模拟退火算法...........................................................................19 2.3.5粒子群算法...............................................................................19 2.4最小二乘支持向量机的多分类方法...................................................19 2.4.1一对多的多分类法...................................................................20 2.4.2一对一的多分类法...................................................................20 2.4.3有向无环图的多分类法...........................................................21 2.4.4二叉树结构的多分类法...........................................................22
2.4.5基于改进最优二叉树的多分类法...........................................23 本章小结......................................................................................................24 参考文献..............................................................................................................25
绪论
随着高速动车组在我国的飞速发展,动车组运行的可靠性和安全性受到越来越多的关注。作为动车组九大关键技术之一,制动系统能否稳定可靠工作直接关系到动车组的安全稳定运行。而制动控制系统作为制动系统的大脑和控制核心,负责制动系统的操作和具体执行,其工作安全可靠性显得尤为重要。
故障诊断技术是一门了解和掌握设备在使用过程中的状态,确定其整体或局部是正常还是异常,早期发现故障及其原因,并预报故障发展趋势的技术。随着科学技术的进步和人民生活水平的提高,乘坐动车组出行变得越来越普遍。如果动车组上的某台设备出现故障而又未能及时发现和排除,其结果不仅会导致设备本身损坏,还可能造成列车非正常停车或发生事故,甚至发生车毁人亡的严重后果,造成巨大的经济及人员损失。因此,对动车组组成的各个设备和零部件进行故障诊断具有极为重要的意义。
制动控制系统是一个复杂的系统,产生故障的环节较多,如制动控制系统制动控制单元通讯故障可能涉及到内部所有控制板的工作状态;制动控制系统中的传感器故障可能导致列车制动性能的下降或紊乱。由于列车在运用过程中,工作环境和列车操作状态等会实时发生改变,从而导致制动控制系统的某一故障可能只有在特定的条件下才能够出现。因此有些故障需要结合车型和设备类型才能查找故障的根本原因。
当前大部分的动车组制动系统及其制动控制系统都已经具有一定的自行诊断功能,能够诊断出常见的系统故障,但是由于出现故障的不可预知性和系统运行现场环境的多变性等因素,工作人员无法完全知道整个系统可能出现的所有故障。另一方面,设备的自诊断功能也不能诊断出设备运行的所有故障和其自身内部的故障,有些故障需要通过电压、电流、温度、压力和速度等特征描述,需要应用信号处理、数据挖掘和信息融合等多种技术进行分析。由于这些技术的先进性、复杂性和智能化高等特点,往往需要专门的维修人员到现场维修,这就导致故障拖延时间长、故障原因查不清楚和维修费用高等问题。
第1章制动控制系统故障诊断研究现状及存在的问题
目前故障诊断的理论方法主要分为三类:基于知识的方法、基于数学模型的方法和基于人工智能的方法。其中基于人工智能的故障诊断方法由于其方法的智能性和多领域结合,取得很大的进展和成就。目前对故障诊断技术的研究主要分为两部分:故障特征提取技术的研究和智能故障诊断方法的研究,下面分别对二者作简要的概述。
1.1故障特征提取技术
在故障诊断技术的发展过程中,最重要最关键而且也是最困难的问题之一就是故障特征信息的提取。在某种意义上,特征提取也可以说是当前故障诊断研究中的瓶颈问题,它直接关系到故障诊断的准确性和故障早期预报的可靠性。
传统的频谱分析、傅里叶分析、包络分析、相关分析和最大墒谱分析等信号处理方法,在设备状态监测与故障诊断中发挥了巨大作用,仍是目前最常用的故障特征提取方法之一。设备的故障通常以各种各样的信号表征出来,可以通过信解决措施,防止类似故障的再次发生,在Entroncamento-Guarda货运机车上应用后取得很好的效果。号分析的方法获取某一故障的特征信息,进而对故障进行诊断。具体到动车组制动控制系统,故障特征提取与分析技术就是应用各种信号分析技术对动车组制动控制装置的监测信号进行各种分析,进而提取出对特定故障敏感的特征信息的技术。
早期的信号分析研究主要集中在经典信号分析方法,取得了大量的研究和应用成果。然而以傅里叶变换为基础的经典信号分析方法也存在明显的缺点,傅里叶变换反映的是一段信号的整体统计特性,适合平稳信号的分析。实际上设备发生故障后,故障信号是包含噪声等其他信号的非线性、非平稳随机信号,而傅里叶变化对信号的时频细节分解不够,在分析非线性、非平稳信号时存在重大缺陷。随着新技术的发展,针对非平稳信号、非线性信号的新分析方法如小波分析、希伯特一黄变换和主成分分析等信号分析方法不断出现,并且很快应用到列车的设备状态监测和故障诊断中,取得了很好的效果。Lin Lixin等在对SS7E电力机车变流器故障诊断中,采用小波分析的方法提取变流器输出电流波形,提取小波特征嫡组成特征向量,输入到神经网络中进行故障诊断,仿真试验证明了提出方法的有效性。Lei Yaguo等采用EEMD分解和小波神经网络对机车的滚动轴承进
行了故障诊断,可以识别轴承故障的严重故障以及识别多种复合故障,取得了很好的效果。Morgado等”针对葡萄牙铁路公司2600系列机车的齿轮箱外壳故障,采用PCA分析对引起外壳故障的振动和疲劳情况进行归纳分析,并提出了相应的解决措施,防止类似故障的再次发生,在Entroncamento-Guarda货运机车上应用后取得很好的效果。
1.2故障诊断方法
随着人工智能技术的发展,故障诊断方法由传统的故障树分析方法和逻辑推理法等系统诊断法发展到当前的专家系统、人工神经网络、粗糙集、支持向量机、信息融合理论和多智能体方法等基于模式识别等智能化诊断方法。智能诊断技术为人们提供了用智能技术解决复杂系统故障诊断问题的强有力的工具。
在本课题中,对动车组制动控制系统关键设备和部件的故障诊断是属于元器件级、电路板级和设备级的故障诊断,针对动车组制动控制系统组成设备和部件,国内外提出了很多的故障诊断方法,常见的故障诊断方法如图1所示。
(1)基于专家系统的故障诊断方法
专家系统主要由知识库、数据库、推理机、解释机构、机器学习、人机接口等组成,它是研究最多、应用最为广泛的一种故障诊断方法。
西南交通大学的张永春和刘晓卉等分别设计开发了基于故障树的机车制动系统状态监测与故障诊断专家系统,通过对机车制动系统的组成和原理进行深入分析后,在Visual C++6.0开发环境下设计开发了制动系统专家故障诊断系统的软硬件,在模拟试验台上进行了模拟试验,取得了较好的效果。但该系统仅对电力机车的折角塞门误关和空气管路泄露故障进行了故障诊断分析,并没有对制动控制系统开展相应的研究。
中南大学的林立新设计开发了基于知识的SS7E电力机车电气故障诊断系统,运用逻辑识别法和模糊识别法通过对SS7E电力机车的电气故障进行认真全面的梳理和分析,构建了电气系统故障知识库,并运用正反向推理和故障树分析法,对电气系统故障进行诊断。但是只对电力机车电气故障进行诊断,且主要工作为设备开关量故障的检测与诊断。
汪子皓等采用二叉树的分析方法设计开发了二叉树模式的知识库和推理机,用于内燃机车的故障诊断,取得了整车故障诊断的高效率。
由于专家系统存在知识获取较难,学习能力较弱、容错能力差以及大容量知识情况下的知识爆炸现象,限制了其性能和推广应用。(2)基于人工神经网络的故障诊断方法
人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)模仿人脑神经细胞结构和功能,具有自学习能力、并行计算能力和联想能力,从而使人工神经网络理论在机车车辆设备的智能故障诊断中得到广泛的应用。中南大学的聂哗提出了基于改进遗传算法优化的BP(Back Propagation)神经网络故障诊断方法,用来诊断动车组转向架轴承的故障,取得了不错的效果。杨建伟等};]提出了基于小波包变换和BP神经网络的轴承故障诊断方法,对轴承的振动信号利用小波降噪,并提取故障特征向量,输入到BP神经网络进行训练,实现智能化的故障诊断。
图1 常见的智能故障诊断方法
大连交通大学的严书荣也提出了基于神经网络的高速列车制动故障诊断专家系统,把神经网络和专家系统相结合,发挥各自的优点,对高速列车制动故障 7
进行故障诊断。
但是人工神经网络在故障诊断中还存在以下问题:需要大容量的样本进行训练学习,且学习算法收敛的速度慢;网络的泛化能力和自适应能力较弱,网络学习率不稳定,易陷入局部最优。
(3)基于案例推理的故障诊断方法
案例推理是一种基于经验知识的类比推理方法,适用于没有完整、精确的数学模型,而有丰富经验和大量详细历史一记录的领域,对于复杂系统的故障诊断具有很大优势,相比于基于规则推理的专家系统,其知识获取容易,具有记忆功能,更容易开发和实现等优点,被广泛的应用在铁路机车车辆的故障诊断领域中。美国的Anil等提出了基于案例推理的机车故障诊断系,通过对机车故障案例的整理分析,运用案例推理的优势,开发了机车故障诊断系统。
中南大学的赵明也提出了基于案例推理的机车故障诊断专家系统,通过分析和研究机车故障诊断领域知识特点和大量的故障维修日志,构建了基于案例推理方法的专家系统,并对案例推理的知识工程和案例检索技术进行深入的分析,最后设计和建立了系统的概念模型、物理模型和软件原型系统,并进行了仿真测试,证明了方法的有效性。
目前,案例推理中故障案例的检索、重用以及故障案例库的维护成为案例推理推广的瓶颈,案例推理需要大量的故障案例,不适合小样本情况下的故障诊断。
(4)基于多智能体的故障诊断方法
多智能体理论和方法是分布式人工智能领域的重要成果,自20世纪70年代以来得到迅速发展,具有集体智能、可扩展性高鲁棒性和高可行性的优点,适合于解决大规模的复杂问题。
针对电力机车电气系统结构的复杂性和故障的并发性,中南大学的赵治平和、ang Yingze等分别将多智能体技术(Multi-Agent System,MAS)引入到机车故障诊断系统中,建立了基于多智能体技术的的8G型电力机车故障诊断系统结构模型,采用多智能体组合技术进行电力机车电气系统故障的协同故障诊断,并采用智能决策方法进行最终诊断结果确定。Yang Yingze等还搭建了20000吨重载列车同步制动系统在线状态监测和故障诊断系统,并应用到重载机车上。
目前关于多智能体理论还不完善,如智能体的知识表达、推理机制和智能体 8
学习等;系统构建复杂,各个子智能体间的协同及冲突解决问题还有待深入研究。
(5)基于贝叶斯网络的故障诊断方法
贝叶斯网络是一种能够对复杂系统建模、推理和学习的重要工具,为了提高制动系统故障诊断的有效性,北京交通大学的胡玲玲在详细阐述了贝叶斯基本原理基础上,建立适合空气制动系统故障诊断的贝叶斯网络的具体模型。诊断结果表明应用该方法进行空气制动系统故障诊断的有效性,而且可以有效的解决不确定故障的诊断。
(6)基于主成分分析的故障诊断方法
针对机车制动系统多工况的特性,中南大学的侯文明提出了一种基于多工况多主元模型的在线诊断方法,并通过仿真试验验证了主成分分析方法在制动系统故障诊断系统的有效性和可行性。
(7)基于支持向量机的故障诊断方法
支持向量机((Support Vector Machine,SVM)是在统计学习理论基础上发展起来的一种新的学习算法,它基于结构风险最小化原理,很好地解决小样本、非线性及高维情况下的分类问题。支持向量机一开始用于模式识别,近年来在故障诊断领域得到广泛应用。与人工神经网络相比,支持向量机样本需求少,训练时间少,抗噪能力强,并能很好解决局部收敛、过学习与欠学习等问题。
中南大学的耿永强等提出了利用经验模态分解和支持向量机诊断机车轴承故障方法,运用经验模态分解方法对轴承振动信号进行分解,将得到的若干个内察模态函数((Intrinsic Mode Functions,IMF)形成初始特征向量矩阵,然后对该矩阵进行奇异值分解,提取其奇异值作为故障特征向量,并进一步根据支持向量机分类器的输出结果来判断机车轴承的工作状态和故障类型,仿真实验结果表明该方法的有效性和小样本情况下良好的泛化能力。
Luo Jianhui等利用基于模型和支持向量机的智能故障诊断方法,结合系统方程和非线性观测器获得系统残差,以消除噪声的干扰,然后利用非线性观测器获取特征信息,输入到支持向量机中进行训练和辨识,应用于制动系统四种传感器参数的故障诊断中。
支持向量机中不敏感损失参数、核函数参数和规则化参数等的选择对诊断效果有着很大的影响,需要选择合适的优化算法对其参数进行优化处理,以获得更 9
好的诊断效果。
1.3智能故障诊断系统
铁路机车车辆故障诊断技术,国外发展比较快,目前国外的高速列车上都安装有相应的列车监测诊断系统,美国GE公司开发了内燃机车故障诊断系统DELTA和电力机车的LOCOCOMM系统,德国西门子公司开发了SIBAS32系统,加拿大的庞巴迪公司开发了MICAS系统、法国阿尔斯通公司开发了AGATE系统,德国的ICE2.2高速列车安装的DAVID诊断系统;日本新干线高速列车的监测与诊断系统主要是列车控制信息管理系统,如日本新干线200系动车组的MON 1监控系统,400系动车组的MON4监控系统、800系动车组的智能化故障监测装置等;俄罗斯国铁250km/h高速电动车组安装有“雄鹰250”安全检测与诊断系统。这都是20世纪90年代中后期发展起来的新兴高速列车监控和智能诊断技术。美国和加拿大致力发展的智能化铁路系统,将整个铁路构成一个实时网络系统进行考虑,确保铁路安全、高效地运行。在车载方面,分别在列车和货车上安装有完备的传感器组,以保障列车的安全运行。
我国铁路机车车辆故障诊断技术起步较晚,但是经过多年的不断摸索,从早期的仿制到后来的引进消化再吸收,逐步对铁路机车车辆的制造和运用形成了一系列行之有效的方法,对机车车辆控制和故障诊断技术有了比较明确的认识。国内从事诊断方法及实现技术的研究较多,但对诊断设备的研究较少,虽然有的试制了样机,并在铁路现场实验考核运用过,但由于种种原因,最终没有形成一种产品真正的大批量在机车车辆上普及应用。如中国铁道科学研究所机车车辆研究所在2004年开发的“KAX 1型行车安全监测诊断系统,在列车高速运行中可对基础制动装置的作用、转向架的性能、防滑器的工作状态等进行监测、诊断和报警。中南大学黄志武等研制的HXD2型机车法维莱制动机故障诊断系统,建立了制动机功率键合图模型和解析冗余方程,并应用到太原铁路局湖东机务段的HXD2型机车上。青岛四方机车车辆股份有限公司开发了“高速动车组制动测试系统”,利用测试系统模拟各种速度信号、车辆空簧载荷信号及再生制动模拟信号,并把模拟信号输入到动车组,通过车辆制动系统施加制动动作,输出制动信息,进而通过对制动信息数据的采集分析,判定制动系统的各项性能能否满足设计要求。北京交通大学的方科挺设计开发了CRH2动车组的应急故障模拟与维修
培训系统,以方便动车组司乘人员熟练掌握应急故障处理方法和措施。
在我国引进的动车组系列中,CRH 1, CRH2, CRH3和CRH5分别安装有国外相关公司的状态监测和故障诊断系统,如引进的CRH2动车组安装有日本东芝 的车载故障诊断系统,CRH3安装有西门子的SBIAS车载控制和故障诊断系统诊断系统总体框架结构如图2所示。CRH 1和CRH5也分别安装有各自研发的列车控制监控系统。高速动车组诊断系统是一个层次化的诊断系统,其层次化体现在高速动车组是由一系列控制子系统组成的,每个控制子系统具备检测自身故障的能力,且当故障发生时,能够对故障信息做出相应处理。
图2高速动车诊断系统总体框架
CRH2 型动车组具有比较系统全面的故障诊断系统,它的诊断以监测或设备测试的形式集成在动车组中。每个功能都可进行诊断,并报告可能的故障和各自的功能限制给动车组中央诊断系统,以便进行诊断。但是CRH2型动车组车辆诊断系统也存在一些不足,列车的诊断系统经常会发生故障误报情况,经常由于某个系统方面的单个原因产生一个故障信息,由于它们是相对独立的,所以它的故障描述及解决方案是片面的,往往无法准确描述出故障点,使得维护人员根据故障提示往往找不到故障原因。故障诊断系统是系统级的故障诊断,没有具体定位到具体设备或部件内部的故障现象,不能给出故障的深层次原因,也不具备潜在故障预警功能。
1.4存在的问题
目前国内对于动车组制动系统,特别是制动控制系统的故障诊断的工程应用和理论研究还很少,而在动车组运行中制动控制系统在制动系统中起着至关重要的作用,包括对制动系统的控制、传感器信号的采集处理和制动的性能等,都依赖于制动控制系统。制动控制系统是制动系统精确控制中重要的子系统,而长时间的线上运行,制动控制系统中的设备和部件容易产生故障或故障隐患。故障或故障隐患对于制动控制系统有的是突发的,故障特征明显的,而有些是因为长时间在恶劣环境下工作导致的漂移、电磁干扰等缓变型故障,这类故障虽然不会造成制动控制系统马上制动控制失灵等严重故障,但是制动控制系统的性能却己经受到影响或改变,给动车组的安全运行埋下隐患,而且缓变故障是长期发生的,无法用精确的数学模型刻画,传统的基于知识的专家系统无法对这些潜在的故障和隐患建立相应的规则数据库。随着时间的增加,缓变故障会产生从量变到质变的过程,一旦故障发生,就会对列车制动控制系统的闭环控制产生不可估量的影响和后果,甚至导致列车制动失灵或者颠覆等严重危及列车安全运行的事故。所以研究动车组制动控制系统故障的智能诊断对于动车组的安全运行具有十分重要的理论意义和工程价值。
随着现代科学技术的发展及自动化程度的提高,动车组制动控制系统故障诊断技术也在不断的成熟,但是由于动车组的制动控制系统是典型的机电、气、液一体化的大型复杂系统,结构庞大而复杂,很难建立起准确可靠的数学模型:另外由于制动控制系统组成的设备众多,结构存在差异,导致故障特征的共性较差;
而且在现场的应用中,制动控制系统有效状态信息的获取面临着极大的困难,传感器性能或者不能满足测试环境要求、或者价格昂贵。目前制动控制系统的故障诊断方法很多,比较凌乱,还不存在一种较为通用性的方法。这也是制约动车组制动控制系统故障诊断技术发展的主要因素。具体来说,目前存在的问题主要体现在以下几个方面:(1)制动控制系统故障诊断建模过程中过度依赖于系统运行维护中收集的故障信息和专家经验知识,诊断模型知识完备性差;(2)目前动车组已有的故障诊断系统属于系统级的故障诊断系统,诊断的层次较低,不能定位具体故障和给出故障深层次原因,无法及时的消除故障和故障隐患;(3)由于动车组引入时间较短,还处于消化吸收的阶段,对动车组制动控制系统的故障机理和故障信息的收集还比较匾乏,状态监测和故障诊断系统的开发也受到很大的制约;(4)对于动车组制动控制系统,一旦出现重大故障将会产生严重的政治影响和经济损失,事后诊断己经远远不能满足列车运行维护的要求,需要开展故障预警和预测研究,提高动车组的主动安全防护能力。
第2章故障特征提取技术与故障诊断方法
故障特征提取的准确与否直接关系到智能故障诊断的准确性和早期故障征兆预示的可靠性。由于不同信号处理方法能够从不同的角度提取故障特征信息,而且对于复杂关键设备的早期、微弱和复合故障,其故障特征往往不明显。因此,需要解决在故障早期就能把故障的原始特征准确的从高维映射到低维特征空间的问题,而多种不同的信号处理方法联合使用更可能获得准确的故障信息特征。基于人工智能的智能故障诊断方法是目前研究的热点,己经广泛应用在各个领域。本章分别对目前常用的故障特征提取方法和故障诊断方法深入分析。首先对目前常见的几种特征提取方法进行归纳分析,然后对LSSVM的基本原理及其多分类方法进行深入分析和讨论,并提出了改进最优二叉树结构的LSSVM。
2.1主成分分析法
基于主成分分析的特征提取方法(Principal Component Analysis, PCA)是传统的基于统计理论的特征提取方法中的最典型的方法,己经被广泛应用在模拟电路故障诊断、传感器故障诊断、机械设备故障诊断和工业过程监控及故障诊断等中作为主要的故障特征提取方法。PCA是从特征对分类是否有效的角度,在尽可能多地保持故障特征分类的相关信息的基础上,通过线性变换,从数据空间中接近数据方差的一组向量,从而实现数据的降维,这样既保留了数据的核心信息,而且各主分量之间相互独立,降低了数据处理的复杂性。
在本课题的研究中,PCA方法被用于模拟电路软故障的故障特征提取,基于PCA的模拟电路故障特征提取和故障诊断系统结构框图如图3所示。首先把激励信号输入到待诊断电路,同时采集输出的信号响应,经过归一化处理后建立故障特征的特征矩阵,然后计算故障特征矩阵的特征值和特征向量,最后根据故障特征值的方差贡献率选取PCA,经过PCA方法将故障特征向量降维后输入到故障诊断网络,进行故障识别和分类。PCA方法降低了诊断网络的规模、维数和计算复杂度,提高了故障诊断的速度。但是因为概率密度函数的分布问题使最优变换矩阵的计算陷入困境,而高分辨特征提取所需的映射常常是非线性的,因此基于PCA的线性变换方法在使用时受到了限制。
图3基于主成分分析的模拟电路故障诊断
2.2集成经验模态分解方法
2.2.1经验模态分解
1998年美国科学家Norde E.Huang等提出了利用经验模态分解方法来分析非线性非平稳信号的新方法。经验模态分解算法是一种自适应的信号分解方法,该方法不受不确定原理的限制,在时域和频域都具有很高的分辨率,克服了传统的Fourier变换和小波变换的缺点,可应用在非线性、非平稳信号的分析处理上。
在满足一定的条件下,瞬时频率即是IMF函数。IMF函数是一种简单的不带骑行波的信号,可以将信号分解成若干只包含这种信号之和,又由于IMF不仅局限于窄带信号,而且其振幅和频率也不是固定不变的,所以它能表示非平稳过程。EMD分解算法流程图如图4所示。但是EMD在分解过程中存在模态混叠现象,这是由于信号的突然中断引起的,为了有效的解决模态混叠,国内外提出了不少方
法,但是都性能都具有局限性。Wu Zhaohua等在对EMD分解白噪声研究的基础上,提出了集成经验模态分解的方法,有效的解决了EMD存在的模态混叠现象,下节对集成经验模态分解的原理进行详细的阐述和分析。2.2.2集成经验模态分解
EEMD方法基于信号的局部特征的时间尺度,克服了EMD方法的模态混叠现象,分解出的各个内察模态函数突出了数据的局部特征,对其进行分析可以更有效的掌握原始数据的特征信息,每一个IMF函数都是自适应的。其具体的分解步骤如下:
图4 EMD算法流程图
2.3最小二乘支持向量机的原理及结构参数优化方法
2.3.1最小二乘支持向量机的原理
近年来,在机器学习领域中备受瞩目的支持向量机在许多领域得到了成功的应用,显示出巨大的优越性。支持向量机克服了神经网络网络结构确定困难、收敛于局部极小和不适合小样本等缺点,有效解决了小样本、高维数和非线性等学习问题。但在应用中,采用逼近算法和多类分类不如两类分类效果显著等不足,训练速度慢,造成支持向量机泛化能力的下降。
最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)是由Suykens和Vandewalle,提出的对SVM的一种改进算法,它用二次损失函数取代
SVM中的不敏感损失函数,通过构造损失函数将原SVM中算法的二次寻优变为求解线性方程,降低了计算的复杂性,具有更好的抗噪能力和更快的运算速度。LSSVM因其求解速度快、收敛速度快而在故障诊断、回归预测、模式识别和模型优化等领域得到了广泛的应用。
2.3.2最小二乘支持向量机结构参数优化方法
目前,国内外优化支持向量机结构参数的主要方法有传统的基于分析的方法和近年来成为研究热点的基于人工智能的启发式搜索优化算法。基于分析的方法是通过推广误差的梯度来确定最优的结构参数,如试凑法、交叉验证法、梯度下降法、网格搜索法]和三步搜索法等,但这些算法往往存在计算复杂,耗时长,易陷入局部最优,不一定能获得全局最优等缺点。第二类方法确定结构参数的采用启发式算法,如遗传算法、模拟退火算法、人工免疫算法、粒子群优化算法等,下面对各种启发式优化算法的优缺点做简要归纳总结。2.3.3遗传算法
遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是一种借鉴生物界自然选择自适应搜素的全局优化算法,通过对自然界遗传的交叉验证环节与人工智能的结合,适合处理复杂的非线性问题的求解,具有并行搜索、群体寻优的特点。重庆大学的李峰等提出了基于遗传算法优化的LSSVM结构参数求解算法,并用于风机传动系统的故障诊断,取得了很好的效果。遗传算法分层优化支持向量机的核函数参数和规则化参数,可以在小样本空间内对LSSVM的结构参数进行寻优,避免了传统的故障类型和规则知识的限制,提高了LSSVM的故障预测精度和自适应诊断能力,并可以推广应用于线性、径向基、Sigmoid等核函数条件下的LSSVM优化,深沟球轴承故障诊断实例说明该模型的有效性。
华北电力大学的王平等[ioy提出了基于GA优化的LSSVM的时间序列预测建模方法,并将该方法用于十维的Mackey-Glass混沌时间序列预测,实验结果证明了该优化方法具有自动获取最有参数、训练速度快、精度高和泛化能力强的优点。
但是基于遗传算法优化运算较复杂,存在交叉、变异等运算使群体中的染色体具有局部相似性,导致算法易陷入局部最优,不一定寻找到全局最优值。
2.3.4模拟退火算法
模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)是以Markov链的遍历理论为基础的基于物理中固体物质的退火过程与组合优化问题之间的相似性的启发式搜索算法。模拟退火算法采用Metropolis准则使得模拟退火算法能够保证局部寻优的精度,避免陷入局部最优,而逐渐获得全局的最优结果。
山东大学的隋文涛提出了基于模拟退火优化的LSSVM算法,利用模拟退火算法对LSSVM参数和特征进行寻优,并用于滚动轴承故障诊断中,与其他方法相比,故障的分类正确率更高。
虽然SA能解决优化组合问题,能克服优化过程中陷入局部最优和初值依赖性问题,但其计算时间长,全局收敛性能很差,存在结构复杂、时间复杂度高等问题。
2.3.5粒子群算法
粒子群优化算法((Particle Swarm伽timization,PSO)是一种启发式的搜索进化算法,具有较好的全局搜索和局部搜索能力,可以对LSSVM的结构参数进行优化。
石家庄铁道大学的耿立艳等]提出了基于灰色关联分析和粒子群优化的LSSVM算法,用于铁路货运量的预测,通过对我国1980-2009年铁路货运量实例分析表明:该方法具有较快的收敛速度和较高的预测精度。但是粒子群存在早熟现象易陷入局部最优,影响 LSSVM结构参数的最优化。
中南大学的龙文等提出了混合PSO优化的LSSVM模型用于锅炉延期含氧量的预测控制,通过采用以粒子群优化算法进行大范围的全局搜索,在局部使用拟牛顿法进行局部搜索方向的计算,以求避免粒子群易陷入局部最优的缺点,但是对于局部搜索存在盲目性,不能从本质上解决粒子群早熟和局部最优的问题。
综上可知粒子群优化算法的局限性是由于粒子群优化算法特有的粒子间单向信息流的影响,粒子群优化算法具有非常快的收敛速度,经过不太多次的迭代进化后,种群中的各粒子往往具有相同的特征。这样,导致种群缺乏多样性,难以跳出局部最优,往往很容易形成过早收敛。
2.4最小二乘支持向量机的多分类方法
由于标准的LSSVM只能解决二分类问题,但是现实中大部分诊断和分类都是
多分类问题的辨识和识别问题,为了有效解决LSSVM多分类问题的方法,国内外提出了很多多种分类方法,典型的有一对多多分类法、一对一多分类法、纠错编码多分类法、有向无环图多分类法和二叉树多分类法。2.4.1一对多的多分类法
对于k分类问题,一对多的多分类(One-Versus-Rest,O-V R)方法通过构造k个二值向量机分类器,每一个支持向量机分别将某一类的数据从其他类别中分离出来(图6)。虽然OVR方法可以通过取决策函数输出值最大的类别确定测试样本的类别,但由于在分类中存在大量的不可分区域,而使其推广性受到很大的影响。O-V R多分类方法简单有效,对于k类样本只需训练k个支持向量机,因所得的分类函数个数较少,在决策分类时具有较快的速度。但也存在以下缺点:(1)当类别数增多时,训练样本间的不平衡将影响分类结果的准确性;(2)存在不可分盲区,泛化能力较弱;(3)容错能力欠佳。
图6一对多分类方法
2.4.2一对一的多分类法
一对一多分类法((One-Versus-One,O-V O)是利用在不同分类类别之间建立二类分类器,把多分类问题分解为多个两分类问题,对k个类别共需要建立k(k-1)l2个支持向量机,然后分别训练相关的两分类样本(图7),分类决策时采用“最大赢”算法,每一分类器对故障特征向量分别决策,分类结果是值最大的类。由于每个支持向量机只对二分类问题进行分类,因此训练速度比O-V R很快。但O-V O多分类法主要缺点有:(1)存在过学习问题;(2)存在推广误差无界的问题;(3)算法运行时间随着分类数目增大而快速增长,导致分类决策过慢;(4)存在拒分问题。
图7一对一多分类方法
2.4.3有向无环图的多分类法
有向无环图(Decision Directed Acyclic Graph LSSVM, DDAG)多分类方法是根据图论中的有向无环图的思想,通过构造k(k-1)/2个两分类器实现k分类的多分类问题。DDAG方法简单易行,分类决策时只需使用k一1个决策函数即可得出结果,其分类精度与O-V O法相当,但运算速度更快。不过因为有向无环图是层次结构,存在“误差积累”效应,王艳等在考虑到DDAG的特殊结构后提出了利用基于类分布的类间分离性测度区分各分类之间的距离,并对DDAG的节点顺序从新组合设计,构造了基于分离性测度的DDAG支持向量机,通过3个典型数据集的仿真测试,证实了提出的方法性能优于传统DDAG算法。图8是四分类问题的有向无环图结构框图。
图8有向无环图多分类法
2.4.4二叉树结构的多分类法
Hsu Chinwei等提出利用二叉树结构来构造支持向量机的多分类方法,可以在较少支持向量机的情况下提高训练和决策速度。基于二叉树结构的多分类方法是把所有分类先分为两个子分类,然后各个子分类再分为两个子分类,直到所有的节点只有一个分类为止(图9)。二叉树结构的支持向量机多分类方法具有子分类器少,不存在拒分区域、分类效率较高的优点。但是二叉树结构的支持向量机多分类方法也存在以下缺点:(1)多分类方法的性能取决于二叉树的生成方法;(2)存在“误差积累”现象。
近年来,有学者在二叉树结构的基础上提出了几种二叉树的改进算法,以修正SVM的分类正确率,Yang Chih-Cheng和杨琳等。Zsa26}提出和应用了Huffinan树构造二叉树的概念,通过构造Huffman树自下而上来生成二叉树的方法。分类测试表明最优二叉树的分类识别率比随机偏二叉树多分类方法要高很多,这说明二叉树的结构对其分类的正确率有很大影响。崔江等提出了聚类二叉树的SVM,通过引入SOFM神经网络对训练样本进行分层聚类,最后形成聚类二叉树,然后对样本训练和测试,仿真实验表明,聚类二叉树SVM与其他多分类方法(O-V O,O-V R)相比的测试时间最小,而获得的精度较高,且测试复杂度和诊断时间较小。
但是以上这些改进基本上对于二叉树的生成并未提出更好的解决方法,只随机地或者借助有限的方法人为主观的决定二叉树的结构,未从提高推广性能角度设计二叉树的生成算法,如何生成完全二叉树结构,尽可能减少误差积累现象等
是基于二叉树结构的多分类支持向量机需要解决的关键问题。
图9二叉树结构的多分类方法
2.4.5基于改进最优二叉树的多分类法
从二叉树结构的支持向量机多分类方法的基本原理可知,只有在顶层节点以最优的分类方法将不同类别分开刁‘可以获得最优的多分类性能。因此,需要在每一个二叉树子类分类时选择与其他类别差别最大的类别将其分开,在吸收王艳各自算法优点的基础上,对最优二叉树的测向距离引入基于类分布的类间分离性测度概念,用类间分离性测度来刻画类别之间的差异,然后通过构造改进的树来生成二叉树从而产生改进的最优二叉树多类法。
标准的Huffman树,又称最优二叉树,是一类带权路径长度最短的树,最优二叉树的基本构造原理如下:首先从二叉树所有的根节点中选取权值最小的两个根节点,从新构成一棵新的二叉树,则该新二叉树两个子树的权值之和就是根节点的权值,然后把新构造的根节点替代左右两个字数加入到根节点组合中,循环以上二叉树构造的流程,直到只剩下最后一个根节点。
在提出的改进算法中,也是采用自下而上构造二叉树的方法,即先寻找最难分割的两类作为二叉树的下层结点,然后再寻找次难分割的两类,直到剩下最后两个类为止。在对训练数据评估各类间的分离度时,通常采用欧氏距离衡量类间分离性测度,但是欧氏距离并不能全面客观的代表类间的分离度。图10为两类类间分离性比较,圆形范围代表某一类别样本的分布范围。可知,图10(b)的类间距离明显大于图10(a)的类间距离,但是图10(a)中的两类别显然要比图2-15(b)中的两类别要容易分离。这是因为类间的分离度不仅与类间间距有关,而 23
且和类别样本的方差有关。类间距越大,方差越小,分离性会越强。
图10类间分离性比较
本章小结
本章对常用的故障特征提取技术进行概述,重点对主成分分析、小波包分析技术、数学形态学滤波方法、经验模态分解和集成经验模态分解等故障特征提取方法进行了深入的研究,并利用仿真试验对比分析每种故障特征提取方法的优缺点及其适用范围。然后对LSSVM的原理进行了详细的论述,并对其结构参数的优化方法和多类分类方法进行了归纳分析,并提出了改进最优二叉树LSSVM的多分类方法,标准样本多分类测试证明了提出的多分类方法在保证实时性的情况下提高了分类的正确分类率。
参考文献: