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作者簡介：盧秀泉（1981-），男，朝鮮族，吉林集安人，吉林大學機械科學與工程學院，講師；張小江（1979-），男，湖北隨州人，吉林大學機械科學與工程學院，講師。（吉林 長春 130022）
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）32-0164-02
一、實驗課程背景介紹
“機械原理”是機械類工科學生接觸到的第一門專業基礎課，在機械工程課程體系中占據著重要的基礎地位?；凇皺C械原理”的課程特點，在教學中注重理論與實踐相結合。結合“機械原理”教學中的知識重點，在貼近工程實際的同時，注重培養學生的動手能力、創新意識及對現代虛擬設計和現代測試手段的靈活運用能力。為了實現以上教學目的，本文應用曲柄搖桿機構多媒體測試仿真設計實驗臺作為載體，設計了一項“機械原理”綜合性實驗。綜合實驗內容涵蓋：平面機構運動分析和結構設計、機械運轉及速度波動調節、機構平衡等章節。通過本項綜合實驗的學習使學生將理論課程中各章內容串聯起來，掌握各章內容在機構設計中的內在聯系和工程意義，加深對所學內容的理解。本項綜合實驗是“機械原理”課程教學中一個重要的教學環節。[1] 學生通過本項綜合實驗，所需達到的具體要求有：
一是應用動態測試與設計實驗臺，采集、處理平面機構在運動過程中的動態參數，并擬合出實測的動態參數曲線。在此基礎上，應用動力學仿真軟件對該平面機構的運動進行仿真，提取相應的動態參數變化曲線，實現實測曲線與理論計算曲線的對比，并對誤差原因進行簡單分析。
二是優化平面機構的結構參數后，重新通過動態測試實驗臺測試與計算機仿真兩種方式對優化后機構的運動進行驗證和對比分析。
三是使學生利用動態測試與設計實驗臺掌握理論仿真與實際測試相結合的方法，在實驗臺軟件指導書的指導下，可以獨立地完成實驗。
二、相關機械原理教學內容介紹
在進行本項綜合實驗前，應要求學生對綜合實驗所涉及理論課中的各章知識點進行復習，指導教師需對相關理論知識做簡單的提示和講解。實驗所涉及的具體知識點包括三方面。
1.平面連桿機構的傳動特點和設計方法
平面連桿機構的運動副一般均為低副，所以也稱為低副機構。其構件多呈桿狀，通常按照機構中包含的桿數來命名，比如四桿、六桿機構等。平面連桿機構在傳動時可以實現多種運動規律的變換，并且連桿曲線形狀豐富，以本實驗所設計的曲柄搖桿機構為例，可以滿足不同軌跡的設計要求。
曲柄搖桿機構在運動時，曲柄作為主動件勻速轉動，而從動件搖桿擺回的平均速度大于擺出的平均速度，具有急回特性。采用圖解法按照給定的行程速比系數K對該機構進行設計。具體設計方法：依據K求出極位夾角θ，做出鉸鏈點A的軌跡圓，確定鉸鏈點A的位置后，利用機構在極位的幾何關系求出曲柄的長度，從而設計出整個曲柄搖桿機構。[2，3]
2.機械運轉及速度波動調節
機械在穩定運轉階段，當驅動功等于阻抗功時，在公共周期內等效構件的角速度會發生周期性的波動，從而引起機械系統周期性的速度波動。為了對機械的周期性速度波動進行描述和分析，提出了速度不均勻系數δ和平均角速度ωm。機械運轉中產生的速度波動不僅會降低機械工作的質量，而且會減小機械的效率和壽命。因此，必須控制和調節周期性速度波動，將其限制在許用的范圍內。調節方法是在機械中安裝具有大轉動慣量的旋轉構件——飛輪。[2，3]
3.機構的平衡
重點掌握剛性轉子的靜平衡和動平衡計算。
機械中軸向尺寸比較小的盤狀轉子（砂輪、齒輪等），可近似認為其質量分布在同一回轉平面內。這種轉子的不平衡現象在轉子靜態時就可表現出來，所以稱為靜不平衡轉子。剛性轉子靜平衡的條件是：在同一回轉平面添加或減少平衡質量后，轉子中各個偏心質量的慣性力的矢量和為零。
而對于軸向尺寸較大的轉子，其質量分布在不同的回轉平面內。即使偏心質量引起的慣性力達到了平衡，但慣性力偶的作用方位隨轉子的回轉而變化，所以這種不平衡只有在轉子運轉時才能體現出來，稱其為動不平衡轉子。剛性轉子動平衡的條件是：選取轉子的兩個平衡基面，分別在這兩個平衡基面上添加或除去相應的平衡質量。最終在運轉時，使轉子各偏心質量所引起的慣性力和慣性力偶同時得到平衡。[2，3]
三、實驗臺及操作軟件簡介
本項機械原理綜合實驗應用的曲柄搖桿機構動態測試與仿真設計綜合實驗臺，如圖1所示。該綜合實驗臺具有的功能特點有：可以測量曲柄搖桿機構中曲柄、搖桿兩構件的運動學參數及機架的振動參數，這一系列的參數變化可以通過計算機多媒體虛擬儀表顯示出來，有效表達出其速度和加速度波形圖；可通過計算機動力學仿真軟件，對曲柄、搖桿兩構件的真實運動規律和機架振動規律進行仿真，將提取出的速度和加速度波形圖與實測曲線對比分析；學生可以在專用多媒體教學軟件的說明文件指導下，有步驟地獨立自主完成實驗；自帶的多媒體動力學軟件還可以實現對曲柄搖桿機構的設計和連桿曲線運動圖的繪制，從而有效將測試、仿真與設計分析幾部分內容結合起來；實驗臺機構中活動構件桿長可以依據結構參數的調整而做相應的調節，同樣平衡質量的大小、位置和飛輪轉動慣量均可調節，以滿足機構運動特性最優化的要求。
軟件操作界面由曲柄搖桿機構動畫演示界面、曲柄搖桿機構原始參數輸入界面、曲柄運動仿真測試分析界面、搖桿運動仿真與測試分析界面、機架振動仿真與測試分析界面和連桿運動軌跡界面組成。
四、實驗內容
1.曲柄搖桿機構設計
采用按行程速比系數和連桿運動軌跡兩種設計方法對曲柄搖桿機構進行設計，均通過計算機輔助設計來完成。通過計算機虛擬仿真實驗的方法對連桿運動軌跡進行計算，給出連桿上不同點的運動軌跡，根據工作要求，選擇適合的軌跡曲線及相應曲柄搖桿機構。從而為按運動軌跡設計曲柄搖桿機構提供方便快捷的試驗設計方法。
2.曲柄運動仿真和實測
通過仿真計算可以求出曲柄真實的運動規律，從而提取曲柄的角速度和角加速度曲線圖，并以此作為進行速度波動調節計算的依據。另一方面，通過安裝在曲柄上的角位移傳感器和A/D轉換器可以實現數據的采集、轉換和處理，在計算機中可以擬合并顯示出實測的曲柄角速度和角加速度曲線圖。通過分析比較，使學生了解機構的結構參數對曲柄速度波動的影響。
3.搖桿運動仿真和實測
通過仿真計算可以求出搖桿真實的運動規律，從而提取搖桿相對曲柄轉角的角速度和角加速度曲線圖。通過安裝在搖桿上的角位移傳感器和A/D轉換器可以實現數據的采集、轉換和處理，在計算機中可以擬合并顯示出實測的搖桿相對曲柄轉角的角速度和角加速度曲線圖。通過分析比較，使學生了解機構的結構參數對搖桿的速度波動和急回特性的影響。
4.機架振動的仿真和實測
通過仿真計算，首先求出機構質心（即激振源）的位移，擬合出在設定方向上激振源的速度曲線圖和激振力曲線圖（即不平衡慣性力），并給出需添加平衡質量的大小和方位。通過機座上可調節加速度傳感器和A/D轉換板，進行數據采集、轉換和處理，在計算機中顯示出在機架振動指定方向上實測速度和加速度曲線圖。通過分析比較，使學生了解激振力對機架振動的影響。
五、實驗步驟
第一，打開計算機，單擊“曲柄搖桿機構”圖標，進入綜合試驗臺軟件系統的封面。單擊左鍵，進入曲柄搖桿機構動畫演示界面。
第二，在曲柄搖桿機構動畫演示界面左下方單擊“曲柄搖桿機構”鍵，可以切入到曲柄搖桿機構原始參數輸入界面。
第三，單擊在曲柄搖桿機構原始參數輸入界面左下方的“曲柄搖桿設計”鍵，彈出設計方法選框，單擊所選定的“設計方法一、二、三”，彈出設計對話框，輸入行程速比系數、搖桿擺角等原始參數，待計算結果出來后，單擊“確定”，自動將計算結果原始參數填寫在參數輸入界面對應的參數框內；單擊“連桿運動軌跡”進入連桿運動軌跡界面，給出連桿上不同點的運動軌跡，根據工作要求，選擇適合的軌跡曲線及相應曲柄搖桿機構；也可以按使用者自己設計的曲柄搖桿機構尺寸填寫在參數輸入界面的對應的參數框內，然后按設計的尺寸調整曲柄搖桿機構各尺寸長度。
第四，啟動動態測試實驗臺的電動機，觀察曲柄搖桿機構的運轉情況，待機構運轉平穩后，測定電動機的功率，并將功率值填入到參數輸入界面的對應參數框內。
第五，單擊曲柄搖桿機構原始參數輸入界面左下方的選定實驗內容鍵（曲柄運動仿真、搖桿運動仿真、機架振動仿真），進入選定實驗的界面。
第六，在選定的實驗內容的界面左下方單擊“仿真”，動態顯示機構位置、動態的速度和加速度曲線圖。單擊“實測”，進行數據采集和傳輸，顯示實測的速度、加速度曲線圖。若動態參數不滿足要求或速度波動過大，有關實驗界面均會彈出提示“不滿足！”及有關參數的修正值。
第七，如果要打印仿真和實測的速度、加速度曲線圖，在選定的實驗內容界面下方單擊“打印”鍵，打印機自動打印出仿真和實測的速度、加速度曲線圖。
第八，如果要做其他實驗或動態參數不滿足要求時，可在選定的實驗內容的界面下方單擊“返回”，返回曲柄搖桿機構原始參數輸入面，校對所有參數并修改有關參數，單擊選定的實驗內容鍵，進入有關實驗界面。
第九，如果實驗結束，單擊“退出”，返回Windows界面。
六、結語
綜上所述，學生通過本次機械原理綜合實驗，以曲柄搖桿機構動態測試與設計實驗臺作為載體，有效將機械原理課程中平面機構運動分析和結構設計、機械運轉及速度波動調節及機構平衡等各章節內容串聯起來。在掌握平面連桿機構設計方法的基礎上，通過不斷調整機構的設計參數，從而滿足不同連桿軌跡的設計要求。同時，滿足機構平衡計算和速度波動調節的要求。該實驗臺在綜合實驗教學中的應用，可以有效激發學生的學習興趣和潛能，學生通過親自動手操作實踐可以系統學習和掌握相關的機械原理知識，進一步提高綜合素質和綜合創新能力，滿足現代工業企業對綜合技能人才的需求。
參考文獻：
[1]王春義，李進新.加強實驗教學，提高學生的創新能力[J].實驗技術與管理，2002，19（3）：129-131.
中圖分類號：TQ320.66 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0225-01
現在機械設備的結構越來越大，也越來越精密和復雜，這使得某些關鍵零部件結構的動態特性和綜合性能影響越發明顯，但是在現代機械結構的設計中并沒有較好的顧及到關鍵部件的結構特性，導致機械設備的噪聲和震動等問題日益嚴重，故障率也隨之增加，同時機械結構設計中也存在著多種不穩定因素的影響，這些問題的出現都使得相關的穩健優化設計的必要性，本文通過設置機械結構動態特性指標的Kriging模型，能夠快速的獲得給定的結構設計方案中的動態特性指標值，旨在降低優化求解中的相關數值計算，實現最終對機械結構的優化設計方法。
一、 機械結構動態特性的多目標穩健優化模型
首先我們要明確機械結構動力學分析的基本原理，根據結構動力學，相關的振動方程為：
如何根據機械機構動態特性建立多目標穩健優化模型，是我們要思考和解決的問題，現在衡量機械結構動態特性好壞的重要標準就是其固定頻率是不是避開了來自外界的激勵頻率?；谶@一情況的考慮，建立一下形式的動態特性好壞的標準函數：
其中，f為設計矢量的函數，d為確定變量，s為隨機變量，為激振頻率。由于穩健優化設計的目標是為了使得結構動態特性指標趨向于平均值，而且方差盡可能的縮小，所以可以建立多目標的問價優化模型：
二、 基于雙層更新Kriging模型的結構動態特性多目標穩健優化求解
從上文中我們知道，結合機械結構動態特性的優化設計是需要對動態特性指標的方差和均值同時達到最優的多目標優化方案，優化設計的過程中需要多次進行大規模的有限元仿真分析來獲取對應的約束函數值和目標函數，由于整合的數據量非常大，求解的效率相對較低，為了解決這一難題，通過優化設計來獲取足夠多的樣本點，建立擬合效果更好的Kriging模型，采取雙層更新策略使得設計空間和區域有更高的契合度，從而快速而精確的獲得優化函數的函數值和約束函數值。在這個思路的參考下，利用優化模型的算法，提高了對全局數據的搜索能力。
1、Kriging模型
工程領域有很多個常見的模型，分別為人工神經網絡模型、Kriging模型和多項式響應面模型等。針對不同的問題，每個模型都有著一定的局限性，而Kriging模型由于具備局部隨機誤差和全局相似的雙重特點 ，所以其有效性不受隨機誤差的影響，對局部響應突變問題以及非線性成都較高的問題都有較好的擬合效果。
Kriging模型可以看成是一個多項式和隨機分布函數的和，如下：
y（x）即為一個位置的Kriging模型函數，f（x）是一個二階回歸函數，β、z（x）分別為待定系數和隨機過程模擬函數。通過帶入數據的相關矩陣，并根據Kriging模型理論，可以求得最后相關參數的特殊的特征是最大函數：
上式即為該值組成的Kriging模型下最優化擬合方案的模型
2、Kriging模型的雙層更新方案
通過分析最優化的函數模型，我們可以得知Kriging模型的在優化設計方面的主要思路為，首先把需要設計的空間里的局部和全局誤差帶入樣本點，在確保全局的精度的前提下更新模型，隨后，在優化的數據中尋找近似最優解并且把這個最優解添加到樣本點中來，具體的操作方法是，首先要構建初始模型，利用初始的樣本點和雙層最優化模型，建立局部的隨機樣本點集合，加上對有限元的分析獲得相關的最優函數值，并將局部的點集帶入到模型中，對比檢驗獲得的數據是否滿足擬合度要求。滿足局部精度是遠遠不夠的，在此基礎上還要滿足全局的精度，那么久需要對模型進一步的優化和更新，具體的方法是判斷R值的收斂性的條件，若收斂，則要繼續判斷RMAE的收斂性，如果不收斂，則在該值的最大樣本點附近新增少量的點并對其進行加密。最后是模型內部的更新策略，具體的方法是使用遺傳算法，搜索最優解的數值，并帶如模型中計算看是否能達到精度要求，如果能達到，那就保留模型，如果達不到的話，就使用迭代的方法，重新帶入更新優化模型，知道達到為止。
3、結構動態特性多目標穩健優化問題的求解算法
基于該模型解決方案下，對于問題的穩健優化流程步驟為：1首先根據具體的設計要求，確定相關的變量，并確定變量的取值空間；2構建以設計變量的參數化有限元分析模型，模型使用的是拉丁超立方采樣數值實驗表，具體包括了兩類變量的變化空間要求；3通過參數化有限元分析的模型和拉丁超立方采樣實驗表綜合分析結構的有限元，通過對比各個實驗方案的輸出響應值，得到了我們需要的雙層更新Kriging模型的初始樣本點集；4通過初始的方案，來預算Kriging模型的結構動態特性指標的優化方案設計；5在雙層更新Kriging模型和蒙特卡羅計算方法求出動態特性指標的方差和均值；6最后得出機械機構動態特性的文件優化模型，使用領域培植遺傳學算法求解得到相關的最優解集，并判斷解集是否滿足條件，如果不滿足，就要重新對設計變量進行篩選，然后改變變量的取值范圍，返回第一步，重新開始穩健優化的計算。
結論：把機械結構動態特性指標看成需要優化的目標，在這個過程中把材料屬性不確定性和裝備的綜合性能列入考慮的范疇，構建相關的機械結構特性的多目標優化模型，是對裝備設計方案的基礎方法，構建高精度高契合度的Kriging模型，能夠提高對于機械結構穩健優化模型的約束函數和目標函數值獲取的快速和準確。
參考文獻
1 自動機械變速器（AMT）的結構原理
AMT是在傳統的手動變速器和干式離合器的基礎上，應用自動變速理論，由變速器電控單元（TCU， Transmission Control Unit）控制包括電動機、液壓或氣動元件在內的執行機構實現車輛起步、車輛選檔和換檔自動操縱、發動機節氣門開度調節的車輛自動變速機構。
相比于另外兩種常用的自動變速技術，使用液力變矩器傳動的AT（Automated Transmission）和使用帶輪傳動的CVT（Continuously Variable Transmission），AMT有著傳動效率高、可承受的載荷大、使用壽命長、結構簡單、易于生產的突出優點。AMT的系統結構和工作原理可以由上圖1簡單描述， TCU根據駕駛員的意圖（油門踏板、制動踏板、變速器手柄）及車輛的狀態（發動機轉速、離合器從動盤轉速、車速），按換檔規律實時、在線地擔負起多路輸入信號的采集、加工處理以及控制決策和控制指令的發出；借助相應的執行機構自動地完成節氣門開度的調整、離合器的分離、接合和變速器的選、換檔動作，使換檔過程自動完成。如此，就實現了在車輛上取消離合器踏板和變速桿，只保留加速踏板，并通過加速踏板向TCU輸出所需要的車輛運行信息。
2 自動機械變速器（AMT）的試驗技術
AMT的試驗主要可以分為臺架試驗和整車試驗兩部分，其中的整車試驗是將AMT安裝在整車上進行道路試驗，主要查看其與整車的動力匹配情況和整車的相關性能數據。而臺架試驗是指通過將自動機械變速器單獨裝在試驗臺上進行的試驗，其主要試驗內容是考核自動機械變速器在結構設計上的合理性、加工制造、裝配和調試的工藝性以及相關的性能指標，一般先進行臺架試驗后進行整車試驗。在臺架試驗中根據試驗內容的不同，又可分為臺架性能試驗和臺架可靠性試驗，臺架性能試驗包括了穩定工況下測得平均試驗數據，得到自動變速器的靜態特性和瞬態如加速、減速、變負荷工況下測得的瞬時參數值，從而得到的動態性能。臺架可靠性試驗則主要研究不同工況下自動變速器各零部件和總成的疲勞強度，包括沖擊載荷試驗、熱沖擊試驗、超負荷試驗、高速壽命試驗等。
3 自動機械變速器（AMT）聯調試驗臺的設計
針對上述的AMT試驗技術要求，有必要開發搭建一套功能齊全的AMT試驗臺架，保證試驗的安全可靠和數據采集的準確合理。AMT試驗臺架的設計可以分為整體結構設計、測控系統開發、系統通信網絡設計、應用軟件開發四個不同部分。
3.1 AMT聯調試驗臺架的整體結構設計
本文開發設計的AMT聯調試驗臺總體結構如圖2所示，其中的數字分別表示：1.發動機，2.AMT變速器，3.、6.、 8.十字萬向節，4.、 9.扭矩傳感器，5.飛輪組，7.變傳動比升速箱 10.測功機
3.2 AMT聯調試驗臺架的測控系統設計
測控系統是試驗臺架的核心，它需要實現的功能主要有是實現對發動機轉速和扭矩的動態控制，并實時采集并記錄試驗臺中關于發動機、AMT的各種數據，并將采集到的數據分類存儲，構建相應的數據庫。實現上述功能需要有眾多的傳感器測量設備和信號轉換、電路轉換模塊，以及各種相應執行器的控制器、控制器對應的接口等。其測控系統的結構圖如圖3所示，
其主要的工作過程是：TCU根據選擇開關、加速踏扳、制動踏板以及其他各類傳感器的信號狀態來了解試驗中模擬駕駛員的意圖，這些信息告訴ECU（發動機控制單元）和AMT控制單元有關發動機及AMT各個部件的當前狀態或工作狀態，并同時通過測控系統的通信網絡發送給總控制器及AMT控制器。相應地，各種執行機構接收總控制器及TCU的控制信號，實現對發動機和AMT的控制。AMT離合器位置信號、擋位信號、制動踏板位置傳感器等同樣由AMT控制器通過測控系統通信網絡發送給上位機實現信息共享。
3.3 AMT聯調試驗臺架的應用軟件設計
AMT聯調試驗臺架的應用軟件設計包含的內容和要完成的任務比較多，如在進行試驗前需要通過控制軟件來設定必要的系統參數和試驗參數，試驗進行當中需要同時進行臺架的控制，測試數據的采集、記錄和顯示，超限數據的報警等等，試驗完成之后還要利用軟件工具進行初步的數據處理、打印表格圖形等。按照上述的聯調試驗臺技術要求，開發的應用軟件被分成系統參數設置、系統初始化、試驗控制、報警及處理、試驗管理、用戶管理、數據處理等幾個主要功能模塊，本文使用C語言和Delphi7軟件開發工具對上述幾個功能模塊進行了開發。
激光雕刻機機械傳動平臺是利用計算機控制、電氣傳動、伺服驅動和傳感器等技術實現制造裝備的自動化，完成先進制造工藝和流程的信息化，采用標記方法激光雕刻出各種文字，符號和圖案等，它對產品的質量跟蹤及防偽有特殊的意義。
機器傳動方案設計實驗臺是基于機器的組成原理設計的，為方便布置各種機構和零部件，選擇兩個相互垂直的裝配平面。水平裝配面主要用來拼裝傳動部分，垂直裝配面用來拼裝執行構件，對運動形式復雜的機器，可以在水平平臺配置兩個或多個垂直平面，各平面之間通過傳動軸連接，在水平平臺上，可以進行傳動部分的設計和拼裝，實驗臺提供常用的各種零件、部件，如平帶、V帶、滾子鏈、直齒輪、斜齒輪、錐齒輪、蝸桿傳動等，還提供了牙嵌離合器、圓盤摩擦離合器、常用各種連軸器和帶式制動器等，以及用來固定的螺紋連接件[1]。
在機器執行機構的運動為連續轉動時，可直接在水平平臺上進行機器傳動方案的設計和拼裝，在執行機構的運動是回轉運動、直線運動或曲線運動等多種運動形式時，可以在垂直平面拼接出各種執行機構，通過錐齒輪實現兩個平面的運動傳遞。
1 激光雕刻機水平運動平臺的參數選擇
1.1 基本參數 加工時間：8min；加工區尺寸：軸向長100mm，直徑50mm；圓柱側面面積：1.5708*104mm2；加工方式：螺旋線加工；加工速度：激光光斑直徑0.1mm，燒蝕點直徑設為0.25mm，旋轉平臺每轉1圈軸向移動0.25mm，那么旋轉平臺轉速應為：N=100mm/（0.25mm*8
min）=50r/min。
軸向進給速度Vf=（0.25mm/r）*（50r/min）=12.5mm/min
=0.2083mm/s；加工精度：軸向精度（代表了線性精度）：
1.2 運動平臺基本組成和結構 由機構設計可知，水平運動平臺由1根絲杠、2根導軌、1個運動平臺、相應箱體和其他相關零件組成，考慮到驅動的電機和聯軸器[2]。
2 電機的選擇
2.1 轉速選擇 取絲杠導程Ph=4mm，則與絲杠相連的電機轉速為：N=12.5/4=3.125r/min。由此可見，與絲杠相連的電機轉速很低，為保證電機的低速性能，選用伺服電機驅動水平運動平臺，而不能使用步進電機驅動水平運動平臺運動。要求伺服電機的額定轉速應大于4r/min，一般的伺服電機都滿足要求[3]。
2.2 轉矩選擇 最大負載力矩應小于電機額定轉矩，即：
其中，最大進給力Fmax包括切削力、摩擦力和產生工作加速度的外力。激光雕刻過程中的切削力可忽略不計，考慮機床穩定工作時工作加速度為零，因而產生工作加速度的外力亦為零，只需考慮摩擦力。水平工作臺承載重量在8kg左右，其與滑動導軌和滾珠絲杠的摩擦系數可取為 ？滋=0.1，Fmax=7.84N，絲杠導程Ph=4mm，滾珠絲杠效率？濁=0.9，所以：
2.3 轉動慣量匹配 根據電機轉動慣量匹配原則，負載轉動慣量主要包括絲杠、軸承和聯軸器折算到電機軸上的轉動慣量以及水平工作臺和負載水平運動時折算到電機軸上的轉動慣量。在選擇計算過程時，可預取適當放大的各量參數，以保證安全，計算得0.005*10-3kgm2≤JM≤0.020*10-3kgm2。
伺服系統是以機械運動的驅動設備-電動機為控對象，在自動控制理論的指導下組成的電氣傳動自動控制系統[4]，綜上所述知伺服電機在額定轉速、導程、額定轉矩和轉動慣量滿足上述條件范圍內選型。
3 其他部件選擇
3.1 絲杠種類選擇 機床用絲杠主要有滑動絲杠、靜壓絲杠和滾動絲杠三種?；跀悼貦C床進給伺服機構對高進給速度、高定位精度、高平穩性和快速響應的要求以及經濟成本的考慮，選擇滾珠絲杠作為水平運動平臺用絲杠。
絲杠螺紋長度應大于最大行程加螺母長的一半，最大行程為150mm，螺母長35mm，則絲杠螺紋長度應大于167.5mm，可取絲杠螺紋長為170mm。
由于絲杠長200mm，屬于短軸，支點跨距較小，水平運動平臺為低速輕載運動，溫升低，膨脹小，選用滾動軸承兩端單向固定方式對絲杠進行軸向定位，承擔單向軸向力和雙向徑向力的滾動軸承主要有角接觸球軸承和圓錐滾子軸承兩類，而常見的圓錐滾子軸承內徑都最小為15mm，因此選用角接觸球軸承支撐絲杠，又考慮到工作臺在支撐端中間，為減小支點跨距，提高支撐剛度，采用正安裝方式安裝滾動軸承。
3.2 聯軸器確定 由于波紋管聯軸器具有高疲勞強度，傳遞扭矩不大而質輕，低慣量，大量用于伺服控制電機的輸出。針對所構造系統的具體情況，選用波紋管聯軸器。
3.3 導軌的選擇 本系統所設計的是低速輕載，對導軌的強度、剛度和耐磨性要求都不高，但對運動精度有一定要求。因此，在選擇導軌時應主要考慮導軌的結構簡單和良好的加工工藝性，盡可能花最小的成本解決機床的承載問題?；谶@些原因，選用雙圓柱形組合導軌，導軌直徑取10mm。對選取的雙圓柱形組合滑動導軌進行校核。
4 水平運動平臺主要工作部件設計
設計的激光雕刻機承載平臺由平板和滑塊兩部分組成，其外還重點研究了水平承載平臺的設計、立柱的設計、箱體的設計以及運動平臺總裝，繪制了承載平臺滑塊零件圖、承載平臺裝配圖、承載平臺平板零件圖、立柱裝配圖、水平運動平臺裝配圖、底座零件圖、箱體零件圖和總裝配圖等[5]。
5 總結
設計的激光雕刻機機械運動平臺參考借鑒了很多的參考資料，也是現在較為廣泛的一種技術，設計的系統滿足了激光雕刻機機械運動平臺的使用，驗證了設計方案的可行性，在實際的工作中發現問題，我們在以后的設計中將進一步完善，以提高其使用性能和使用價值。
參考文獻：
[1]孟憲源，姜琪.機械構型與應用[M].北京：機械工業出版社，2004.
[2]夏長植，居榮華，張一寧.FTDK5416雕刻機機械結構的改進設計[J].包裝與食品機械，2002，20（1）：34-36.
中圖分類號：F224.32 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2012）10-0048-06
Dynamic Game Analysis on the Implementation of Inter-organizationalCoordination Technology in Construction Project
WANG Guang-bin1， HE Gui-you1，2， LIU Hong-lei1
（1.School of Economics and Management， Tongji University， Shanghai 200092；
2 Department of Civil， Architectural and Environmental Engineering， University of Texas at Austin， Austin 78712）
Abstract： This paper focus on cooperative implementation of inter-organizational coordination technology in the construction project， the dynamic game model of complete information is built based on the Snowdrift game theory. Firstly， it analyzes the impacts of application level，punishment mechanism and synergy effect of inter-organizational coordination technology on participants' co-operation strategy. Then， it discusses the needed punishment amount of different application level and synergy effect to obligate cooperation. Lastly， the sensitivity of the synergies coefficient to the participants' level of effort， revenue function and obligate cooperation needed punishment strength is analyzed.
Key words： inter-organizational coordination technology；punishment mechanism；synergy effect；dynamic game
1 引言
建筑業因長期效能不彰、能源消耗及環境影響巨大而廣為詬病。針對該問題，Egan指出建筑業需要系統性反思并積極吸納其他行業先進技術[1]。跨組織協同技術是用于建設項目參與方之間信息共享與交流的參數化協作工具[2]。在全球范圍內，以BIM（Building Information Modeling）為核心的跨組織協同技術被廣泛視為解決建筑業日趨凸顯問題的利器，因其對建設項目績效及行業生產效率提升的潛在巨大影響而被部分學者視為正在引致建筑業進行一次史無前例的徹底變革[3]。然而時至今日，其應用廣度和深度遠未達到預期，遭到了諸多該領域相關研究文獻的指責[4～6]。如何促進該類跨組織協同技術的應用已成為學術界和實業界共同面臨的新命題。
針對上述情境問題，學術界進行了很多有益探索。鑒于軟硬件技術的進步與升級，相關研究的焦點已從技術性問題轉移到與其相適配的組織問題。Taylor將該類技術定義為系統性創新[7]，并指出其實施需要著力解決好應用激勵問題[8]。Young等亦指出，建設項目組織間缺乏必要的激勵措施已成為BIM應用的主要障礙之一[3]。斯坦福大學設施集成化工程中心（CIFE）指出傳統契約模式對BIM應用缺乏激勵措施阻礙了其在建設項目中的應用[9]。Adriaanse指出跨組織信息技術應用受參與方個體動機和來自參與方要求的外部動機等因素的驅動[2]。
上述研究一致強調了激勵約束機制在推動跨組織協同技術應用中的重要作用，但多是定性研究，且忽略了技術應用水平及應用協同效應的動態性。本文基于建設項目跨組織協同技術特征及演化博弈理論構建動態博弈模型，分析技術應用水平、懲罰強度和協同效應系數等情景因素對雙方策略互動的影響，以期為跨組織協同技術應用中業主方的管理決策及激勵約束機制的構建提供理論依據。
2 研究假設及動態博弈模型構建
2.1 跨組織協同技術應用水平劃分
由于本文并不在于提供清晰的跨組織協同技術應用水平劃分標準，故如表1，將該類技術應用水平由低到高劃分為四個等級：初級、中級、高級和專家級，其表征了跨組織協同技術應用水平不斷提高的趨勢。鑒于跨組織協同技術潛在價值的實現對參與方協同合作的需求，單個參與方的應用對建設項目帶來的價值會低于參與方協同下的技術應用。假設單個參與方跨組織協同技術應用收益與其自身技術應用水平成正相關，引入單個參與方不同技術應用水平下的收益折減系數α，表示單個參與方技術應用收益等于其兩個參與方協同合作應用的收益乘以α，1≥α≥0。如表1，α值較低代表跨組織協同技術應用能力和成熟度較低，其對應收益折減系數相對較低，反之亦然。
2.2 動態博弈模型構建
演化博弈論源于生物演化分析，用以揭示動物群體行為的動力學機制[10]。這些研究多采用經典的囚徒困境博弈（PD）和雪堆困境博弈（SD）理論模型研究合作演化的穩定性。SD與PD根本不同點在于，當對方背叛時，與背叛相比合作是一個更好的選擇[11]。在SD中，合作者成本的收益不僅歸屬于他人同時歸屬于合作者自己，潛在誘發了“搭便車”行為的產生。在跨組織協同技術應用動態博弈過程中，合作所能產生的協同效應引致了雙方合作技術應用的動機，而技術應用的溢出效應卻誘發了合作過程中機會主義行為的發生。
在建設項目實施過程中，跨組織協同技術的應用涉及建設項目的多個參與主體。鑒于業主方是項目建設過程的總集成者和總組織者，也是跨組織協同技術應用的關鍵倡導者和推動者[12]，在項目實施過程中具有契約設計權。為簡化起見，本文選取業主驅動下兩參與方合作下的跨組織協同技術應用，如設計方和施工方等，作為博弈參與主體。為不失一般性，記為參與方1和參與方2，各具有兩個可選策略{合作，背叛}。如表2所示，基于經典對稱雪堆困境博弈模型，同時考慮不同技術應用水平下的收益折減系數構建收益矩陣模型，其中左邊的是參與方1的收益，如{b-c/2，b-c/2}表示參與方1和參與方2在{合作，合作}策略下，跨組織協同技術應用的各自收益是b，雙方努力成本各為c/2，雙方的收益函數為向量{b-c/2，b-c/2}。在{合作，背叛}策略下，單個參與方技術應用的努力成本為c，同時考慮到收益折減，雙方收益分別為{αb-c，αb}。
混合策略是兩種純策略（背叛、合作）的概率組合，其被廣泛應用不存在純策略納什均衡的博弈分析中。在工程項目中，參與方即使決定合作，投入其部分資源也是廣泛存在，如人力、材料、機械。Hauert指出對于雪堆困境博弈，混合策略可以理解為個體偏好或合作愿意[13]。假設參與方1和參與方2分別以概率p、q合作，以概率1-p、1-q背叛，1≥p≥0，1≥q≥0。Cai指出離散策略博弈下參與方合作概率可視為混合策略博弈下參與人的連續努力，合作概率矩陣本質上可以視為一個努力矩陣[14]。因此構建努力矩陣（如表3）。參與方決定背叛，其努力為0。
3 不同技術應用水平情形下跨組織協同技術應用動態博弈分析
3.1 不同技術應用水平情形下動態博弈分析
基于收益矩陣（表2）和努力矩陣（表3），構建參與方1、參與方2合作情境下跨組織協同技術應用期望收益函數π1（p）、π2（q），故：
π1（p）=pq（b-c/2）+p（1-q）（αb-c）+（1-p）qαb（1）
π2（q）=qp（b-c/2）+q（1-p）（αb-c）+（1-q）pαb（2）
分別對式（1）和式（2）關于p、q一階求導，參與方1面臨的問題是確定最優努力程度p，使得自身期望收益最大，收益函數π1（p）關于p的一階條件：
π1（p）p=q（b-2αb+c/2）+αb-c（3）
同理，考慮到收益矩陣的對稱性，參與方2的收益函數π2（q）關于q的一階條件：
π2（q）q=p（b-2αb+c/2）+αb-c（4）
令式（3）和式（4）等于0，聯合求解得到參與方1和參與方2努力程度最優解：
p*=αb-c（2α-1）b-c/2（5）
q*=αb-c（2α-1）b-c/2（6）
鑒于（2α-1）b-c/2≠0，1≥α≥0，基于式（1）～式（6），得出命題1，兩參與方跨組織協同技術應用對稱博弈情境下：
（1）當0≤αb-c（2α-1）b-c/2≤1，{p*，q*}是唯一對稱納什均衡點。即1≥α>23，1α≤bc≤12（1-α），或2/3≥α>1/2，1α≥bc≥12（1-α），{p*，q*}由式（5）～式（6）確定。
證明：簡單起見，把b/c稱為收入成本率，表示參與方跨組織協同技術應用收入與成本的比率，反映一定數量技術應用收入所耗費應用成本的數量。
①當αb-c≥0時，即αb-c≥0且（2α-1）b-c/2>0，αb-c≤（2α-1）b-c/2時，即當Max（14α-2，1α）≤bc≤12（1-α），且1≥α>12時，{p*，q*}是唯一的納什均衡點。由圖1，三函數的交點為（2/3，3/2），單個參與方跨組織協同技術應用收益折減系數1≥α≥23，且1α≤bc≤12（1-α）時，存在唯一納什均衡點{p*，q*}。
②當αb-c≤0時，即αb-c≤0，αb-c≥（2α-1）b-c/2且（2α-1）b-c/2
0≤αb-c（2α-1）b-c/2≤1αb-c≤01≥α≥0 由圖2，當2/3≥α>1/2，且1α≥bc≥12-2α時，存在納什均衡點{p*，q*}。
根據式（3）～式（4），當1≥p≥0，1≥q≥0時，每個參與方不能獲取更好的收益。命題1（1）得證。
（2）若0≤αb-c≤（2α-1）b-c/2，亦即1≥α≥23，且1α≤bc≤12（1-α）時，當兩者都偏離{p*，q*}時，存在一個不公平的情況，使得一個參與方越努力，另一個參與方越背判，反之亦然。
證明：若0≤αb-c≤（2α-1）b-c/2，從命題1（1）知，{p*，q*}是唯一對稱納什均衡點。由于0≤（2α-1）b-c/2，由式（4），當p增加（參與方1提高努力程度）時，π2（q）q降低，參與方2最優選擇是降低努力程度。由式（3），當q減少時 ，π1（p）p增加，參與方1最優選擇是不斷增加努力程度p。最終一個參與方完全合作，而另一個參與方完全背叛，這仍是一個納什均衡。
令p*=q*=αb-c（2α-1）b-c/2代入式（1）得π1（p*）=αb（αb-c）（2α-1）b-c/2。由于0≤αb-c≤（2α-1）b-c/2，因此π1（p*）≤αb，表明當參與方偏離納什均衡時，收益將減少。雖然另一方背叛，其仍會選擇合作。同時，由于αb≥αb-c/2≥αb-c/2+αb-b=（2α-1）b-c/2，知π1（p*）≥αb-c，當其偏離納什均衡時，背叛者會越來越好，而另一參與方仍會選擇合作。
（3）若αb-c≤0，αb-c≥（2α-1）b-c/2，且（2α-1）b-c/21/2，且1α≥bc≥12-2α時，針鋒相對策略是一個穩定最優策略。
證明：當αb-c≤0，αb-c≥（2α-1）b-c/2，且（2α-1）b-c/2
同理，當p減小時，π2（q）q將小于0，對于參與方2的最優選擇是背叛。當αb-c≤0，αb-c≥（2α-1）b-c/2，且（2α-1）b-c/2
（4）當αb=c，（2α-1）b-c/2>0時，此時p*=0，q*=0，背叛是穩定最優策略。如圖3，穩定最優解存在的條件為1≥α≥2/3，且b/c=1/α。
證明：當αb=c，（2α-1）b-c/2>0時，對任意的p∈（0，1]，π2（q）q=-p[（2α-1）b-c/2]
（5）當αb-c（2α-1）b-c/2=1，（2α-1）b-c/2>0時，合作是穩定最優策略。根據圖4，可簡化為1>α≥2/3，且b/c=1/（2-2α）。
證明：當ab-c（2α-1）b-c/2=1，（2α-1）b-c/2>0時，對任意的p∈（0，1]，π2（q）q=p（b-α2b-c/2）+αb-c>0，即使參與方1偏離到背叛，參與方2仍將選擇合作。
命題1（1）提出了對稱混合策略下納什均衡存在的條件，當條件滿足時，存在唯一的納什均衡策略{p*，q*}，其反應了不同約束條件下參與方之間策略的動態性。命題1（2）～（3）表明了不同約束條件下純策略的存在。而且，對稱混合策略納什均衡不具有演化穩定性，雖然任何一個參與方不能通過單方背叛收益更好，但是當一個參與方背叛時，另外一個背叛收益更好。由命題1（3）成立時，T=αb，R=b-c/2，S=αb-c，P=0，不滿足雪堆困境收益函數約束條件（T>R>S>P），不再是雪堆困境博弈，即當一個參與方選擇偏離納什均衡{p*，q*}而增加努力程度時，另一個參與方會采取同樣的策略，反之亦然。命題1（5）～（6）解釋了兩個邊界條件。
命題1將不同跨組織協同技術應用水平下的收益折減系數引入到對稱雪堆困境博弈模型，反映了一些傳統雪堆困境博弈所沒有的新屬性。同時亦說明，在沒有外界約束的情況下，兩個參與方很難達到{合作，合作}納什均衡，需要引入外界約束機制促使雙方走向該均衡點。
3.2 不同技術應用水平情境下懲罰約束機制分析
Quervain指出對背叛者進行懲罰已成為人類合作演變中的決定性力量[15]。懲罰機制一定情境下能夠抑制機會主義行為，謀求共同利益。由于業主方具有契約設計權，為驅動項目參與方合作下的跨組織協同技術的應用，業主方在契約中設定懲罰機制較為常見。如表4，在原有收益矩陣（表2）中引入懲罰函數θ，表示在雙方合作過程中，一方合作而另一方背叛時，背叛者將受到懲罰θ。通過引入收益折減系數和懲罰函數，將跨組織協同技術應用博弈由原來的離散策略博弈擴展到混合策略博弈。
證明：由式（9）、式（10），令p*=q*=1，得出θ=c/2-（1-α）b，知當跨組織協同技術應用水平越高，即收益折減系數α越大時，強制雙方合作所需的懲罰函數θ越大。同理，其應用成本越大，強制雙方合作應用所需懲罰函數θ越大。由于收益折減系數α∈[0，1]，技術應用收益b越大，其強制雙方合作應用所需的懲罰函數θ越小。為清晰看出命題3情境下各參數間的關系，基于表1，為不失一般性分別取4個等級下的收益折減系數的組中值，代表技術應用水平的4個等級，變量之間的關系如函數圖形（圖5～圖8）。由于1≥α≥0，基于方程θ=c/2-（1-α）b及圖5～圖8可知，技術應用成本越大，強制參與方充分合作所需懲罰強度越大；技術應用水平越高，強制參與方充分合作應用所需懲罰強度越大；技術應用收益越大，強制參與方充分合作應用所需懲罰額度越小。
4 協同效應下跨組織協同技術應用動態博弈分析
4.1 協同效應下跨組織協同技術應用動態博弈
整體效益大于各獨立組成部分總和的效應稱為協同效應 [16]。由于參與方之間專業知識、經驗的相互激發，參與方合作下的跨組織協同技術應用會產生協同效應。假設參與方1和參與方2跨組織協同技術應用的最大資源投入預算分別為xm、ym，基于Doebeli的對稱收益函數模型[17]，本文將收益函數定義為二次函數B（pxm+qym），其成本函數分別為二次函數C（pxm）、C（qym），ξ2>0，ξ1≥0，ψ2>0，ψ1≥0，見式（13）～式（15）。易知C（pxm）（pxm）≥0，C（qym）（qym）≥0，2C（pxm）（pxm）2>0，2C（qym）（qym）2>0，滿足成本嚴格遞增和邊際成本遞增規律。收益函數和成本函數滿足B（0）=C（0）=0。其中p代表參與方1的努力系數，q代表參與方2的努力系數，pxm代表參與方1的努力程度，qym代表參與方2的努力程度，B（pxm+qym）代表兩者共同受益。
B（pxm+qym）=b2（pxm+qym）2+b1（pxm+qym）（13）
C（pxm）=ξ2（pxm）2+ξ1pxm（14）
C（qym）=ψ2（qym）2+ψ1qym（15）
由系統科學的定義，“整體大于部分之和”與“整體小于部分之和”這樣的整體與部分差值就是涌現，得到協同效應函數ω（pxm，qym）：
ω（pxm，qym）=B（pxm+qym）-B（pxm+0）-B（0+qym）=2b2pxmqym（16）
易知2b2即為協同效應系數，當單個參與方獨自努力下的跨組織協同技術應用時，另一個參與方努力程度為0，此時協同效應值為0。由式（16）亦可知，協同效應函數與參與方各自努力程度及協同效應系數有關，其特征較好地表征了跨組織協同技術應用的實際狀況。兩參與方的收益函數π1（p，q），π2（p，q）分別為：
π1（p，q）=B（pxm+qym）-C（pxm）=b2（pxm+qym）2+b1（pxm+qym）-ξ2（pxm）2-ξ1pxm（17）
π2（p，q）=B（pxm+qym）-C（qxm）=b2（pxm+qym）2+b1（pxm+qym）-ψ2（qym）2-ψ1qym（18）
命題4，具有二次收益函數和成本函數的兩參與方連續策略博弈下，當協同效應系數2b2
p*=（b1-ξ1）+（b1-ψ1）ψ2/b2-12ξ2-2ψ2ψ2/b2-1 1xm（19）
q*=（b1-ψ1）+（b1-ξ1）ξ2/b2-12ψ2-2ξ2ξ2/b2-1 1ym（20）
證明：由式（17）、式（18），令π1（p，q）p=0，π1（p，q）q=0分別得到雙方努力程度的最優點{p*，q*}：
p*=2b2qym+（b1-ξ1）2xm（ξ2-b2）（21）
q*=2b2pxm+（b1-ψ1）2ym（ψ2-b2）（22）
由于式（17）和式（18）是嚴格凹函數，要求2π1（p，q）p2
命題5，當跨組織協同技術應用努力成本增加時，參與方合作努力程度減少。
證明：由式（19）、式（20）易看出，當ξ2、ξ1不斷增大，則p減小，當ψ2、ψ1不斷增大，則q減小。
命題6，當協同效應不斷增大時，參與方合作努力程度增大。
證明：從式（21）、式（22）易看出。命題6表明，當參與方跨組織合作下的技術應用時，由于協同效應的存在，使得雙方合作技術應用情形下可獲得比單個參與方獨自技術應用更大的收益。協同效應引致了參與方合作應用技術的動力，當協同效應增大時，雙方的合作努力增加。
4.2 不同協同效應下懲罰約束機制分析
在上述分析中懲罰函數θ指來自業主方或社會的懲罰，是相對獨立的函數。在連續策略情境下，本文假定懲罰額度與參與方最大投入資源（xm或ym）分別成線性關系。雖然該假設與現實中的懲罰函數不盡相同，本文聚焦于分析懲罰與努力程度的內在作用機制，而非具體值。參與方1和參與方2的收益函數：
π1（p，q）=b2（pxm+qym）2+b1（pxm+qym）-ξ2（pxm）2-ξ1pxm-（1-p）λxm（23）
π2（p，q）=b2（pxm+qym）2+b1（pxm+qym）-ψ2（qym）2-ψ1qym-（1-q）λym（24）
根據式（23）、式（24），令π1（p，q）p=0，π1（p，q）q=0，聯立求解得：
p*=Ψ2（b1+λ-ξ1）-b2（ψ1-ξ1）2（ξ2-b2）（ψ2-b2）-2b22 1 xm（25）
q*=ξ2（b1+λ-ψ1）-b2（ξ1-ψ1）2（ξ2-b2）（ψ2-b2）-2b22 1ym（26）
基于式（25）、式（26），得出如下結論：
命題7，兩人連續策略博弈下，懲罰強度越大，參與方努力程度越大。
由式（25）、式（26），令p*=1 ，q*=1得到：
λ1=2（ξ2ψ2-b2ξ2-b2ψ2）xm-ψ2（b1-ξ1）+b2（ψ1-ξ1）ψ2
λ2=2（ξ2ψ2-b2ξ2-b2ψ2）ym-ψ2（b1-ψ1）+b2（ξ1-ψ1）ξ2
推論1，當λ≥Max{λ1，λ2}時，{合作，合作}是兩人連續策略博弈納什均衡。
推論1說明，當懲罰強度足夠大的時候，能夠強制一個納什均衡點{合作，合作}，推動參與方跨組織協同技術應用的合作，該推論可為業主方推動參與方合作下的跨組織協同技術應用提供決策支持。
4.3 敏感性分析
本文將建設項目跨組織性技術限定到BIM技術情形，將博弈場景限定為同一建設項目的設計方（參與方1）和施工方（參與方2），業主方設定了懲罰機制驅動雙方盡力合作。鑒于設計方人員素質及專業特性，BIM應用能力相對較強，故取xm=1，ξ2=2，ξ1=1。相比而言，基于施工方人員信息化素養和專業特征，取ym=2，ψ2=3，ψ1=2。為不失一般性，假設b1=2，λ=2。
（1）協同效應對參與方合作努力程度的敏感性分析
如圖9，表明了協同效應系數2b2對兩個參與方合作努力程度p（2b2），q（2b2）的敏感性分析，隨著協同效應的不斷增大，兩參與方合作努力程度不斷提高，與命題6結論一致。
（2）協同效應對收益函數的敏感性分析
如圖10，表明了兩參與方充分合作努力情景下，協同效應系數2b2對雙方受益函數（π1（2b2）p=1，q=1，π2（2b2）p=1，q=1）的敏感性分析。圖11表明了在最優努力程度下，協同效應對兩參與方收益函數（π1（2b2）p*，q*，π2（2b2）p*，q*）的敏感性分析。圖10和圖11共同表明，收益函數隨協同效應系數的增大而增大。
（3）協同效應對強制合作所需懲罰強度的敏感性分析
圖12表明，在參與方合作努力程度皆為1的情況下，不同協同效應下強制{合作，合作}所需的懲罰額度。分析λ（2b2p*=1，q*=1），λ≥Max{λ1，λ2}時，{合作，合作}是兩人連續策略博弈的納什均衡。表明隨協同效應系數的逐漸增大，強制雙方合作所需懲罰額度逐漸減小，且當協同效應增加到一定程度時能夠驅動參與方合作下的BIM應用，不再需要外在懲罰約束機制。
由圖9～圖12表明，隨著BIM實踐經驗和應用水平的不斷提升，其協同效應系數會不斷增大，雙方合作意愿會不斷增強，BIM技術在應用初期需要足夠的懲罰額度驅動雙方的合作，這一分析場景較適合當前國內的BIM應用現狀。由圖12可以看出，需要強制雙方充分合作的懲罰額度不斷變化，當雙方合作下技術應用的協同效應不斷提升，強制雙方合作所需懲罰強度不斷降低。業主方作為建設項目的總集成者，需要在契約中設計一定的懲罰機制來推動參與方合作下的BIM應用，進而實現建設項目增值。
5 討論與結論
本文揭示了建設項目跨組織協同技術應用的困境，為合作約束機制設計提供理論依據。研究表明，在跨組織協同技術的不同應用階段，強制合作情形下技術應用所需懲罰約束機制強度與技術應用水平、協同效應的內在關系。由于跨組織協同技術應用尚多處于初級階段，政府部門作為公共建設項目的業主，其采取適當的約束機制促進該類技術的跨組織應用的必要性和可行性，如已有美國、英國、韓國、新加坡等國家開始從政府項目強制性要求采用BIM技術，促進其在行業內的應用。本文局限性：基于業主方具有契約設計權，考慮了懲罰約束機制對雙方技術應用合作策略的影響，未分析激勵措施對雙方合作策略的影響。關于建設項目跨組織協同技術應用問題，本文僅是一個開端，有待在后續進行更為深入的研究。
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中圖分類號： S611文獻標識碼：A 文章編號：
前言
色彩是室內環境設計的靈魂。室內的色彩對室內設計的空間感、舒適度、環境氣氛、使用效率,對人的生理和心理均有很大的影響。色彩是富有感情且充滿變化的, 在設計中能把色彩因素精彩絕妙地利用, 往往能達到出奇不意的效果。色彩是大自然賜給人類最寶貴的財富之一,它賦予人類為整個世界“上妝”的權利。我們應該充分發揮和利用色彩的功能特點, 創造出充滿情調、和諧舒適的室內空間。
一、居住空間室內色彩和諧
1、室內色彩自身之間的構成關系,是色彩和諧的首要因素。人們對色彩有著不同的心理感覺,并對色彩表現出不同的喜好。設計師應當注意各種色彩的合理搭配,從色彩的色相、純度、明度著手,注意它們是否匹配。對居住者的感受影響最大的是色相,其次是純度,最后是明度,不了解色彩的習性,隨意地組合會造成強烈的矛盾沖突,無法產生美感;同時,色彩的種類不宜過多,否則會給人雜亂無章的感覺,影響到色彩構成的和諧性。
2、居住者個體的年齡身心特征與色彩感受的關系,是影響居住空間室內色彩設計的又一重要因素。在居住空間內,居住者是相對固定的,每個個體對色彩的感受也是不同的,如年輕人追求自由奔放的色彩,老年人則喜歡淡雅平和的調子。同時,同一年齡階段的人在不同時期由于情緒心態的變化,也會影響到對色彩的追求。
3、優秀的居住空間的室內外風格氣質是連貫且統一的。室內空間與室外空間的色彩銜接應是協調的。如室外空間是在綠樹環繞,洋溢著清純質樸的大自然氣息的環境中,那么室內空間的主色彩選擇就應該與這種源于自然、帶有生命氣息的綠色相匹配。居住空間色彩的設計也同樣需要內外依存、相互協調,盡可能地注意到室內外環境的色彩和諧。
二、色彩設計要遵循一些基本的原則,
1、整體統一的規律
在室內設計中色彩的和諧性就如同音樂的節奏與和聲。在室內環境中, 各種色彩相互作用于空間中, 和諧與對比是最根本的關系, 如何恰如其分的處理這種關系是創造室內空間氣氛的關鍵。色彩的協調意味著色彩三要素———色相、明度和純度之間的靠近, 從而產生一種統一感, 但要避免過于平淡、沉悶與單調。因此,色彩的和諧應表現為對比中的和諧、對比中的襯托( 其中包括冷暖對比、明暗對比、純度對比) 。色彩的對比是指色彩明度與彩度的距離疏遠, 在室內運用過多的色彩對比, 則會讓人眼花而不安, 甚至帶來過分刺激感, 為此掌握配色的原理, 協調與對比的關系在此顯得尢為重要。繽紛的色彩給室內設計增添了各種氣氛, 色彩的和諧是控制、完善與加強這種氣氛的基本手段, 一定要認真分析和諧與對比的關系, 才能使室內色彩更富于詩般的意境與氣氛。
2、人對色彩的感情規律
不同的色彩會給人心理帶來不同的感受, 所以在確定居室與飾物的色彩時, 要考慮人們的感彩。比如, 黑色一般只用來作點綴色。試想, 如果房間大面積運用黑色,人們在感情上恐怕難以接受, 居住在這樣的環境里, 人的感覺也不舒服。如老年人適合具有穩定感的色系, 沉穩的色彩也有利于老年人身心健康; 青年人適合對比度較大的色系, 讓人感覺到時代的氣息與生活節奏的快捷; 兒童適合純度較高的淺藍、淺粉色系; 運動員適合淺藍、淺綠等顏色以解除興奮與疲勞; 軍人可用鮮艷色彩調劑軍營的單調色彩; 體弱者可用桔黃、暖綠色, 使其心情輕松愉快等。
三、設計中色彩動態和諧的把握
1、要滿足室內空間的功能需求
不同的空間有著不同的使用功能, 色彩的設計也要隨著功能的差異而做相應變化。室內空間可以利用色彩的明暗度來創造氣氛。使用高明度色彩可獲光彩奪目的室內空間氣氛, 使用低明度的色彩和較暗的燈光來裝飾, 則給予人一種“隱私性”和溫馨之感。室內空間對人們的生活而言, 往往具有一個長久性的概念, 如辦公、居室等這些空間的色彩在某些方面直接影響人的生活, 因此使用純度較低的各種灰色可以獲得一種安靜、柔和、舒適的空間氣氛。純度較高鮮艷的色彩則可獲得一種歡快、活潑與愉快的空間氣氛。
2、力求符合空間構圖需要
室內色彩配置必須符合空間構圖的需要, 充分發揮室內色彩對空間的美化作用, 正確處理協調和對比、統一與變化、主體與背景的關系。在進行室內色彩設計時, 首先要定好空間色彩的主色調。色彩的主色調在室內氣氛中起主導、陪襯、烘托的作用。形成室內色彩主色調的因素很多, 主要有室內色彩的明度、色度、純度和對比度。其次要處理好統一與變化的關系, 要求在統一的基礎上有變化, 這樣, 容易取得良好的效果。為了取得統一又有變化的效果, 大面積的色塊不宜采用過分鮮艷的色彩, 小面積的色塊可適當提高色彩的明度和純度。此外, 室內色彩設計要體現穩定感、韻律感和節奏感。為了達到空間色彩的穩定感, 常采用上輕下重的色彩關系。室內色彩的起伏變化, 應形成一定的韻律和節奏, 注重色彩的規律性, 否則就會使空間變得雜亂無章, 成為敗筆。
3、自然色彩融入室內空間
室內與室外環境的空間是一個整體, 室外色彩與室內色彩相應的有密切關系, 他們并非孤立地存在。自然的色彩引進室內、在室內創造自然色彩的氣氛, 可有效地加深人與自然的親密關系。自然界草地、樹木、花草、水池、石頭等是裝飾和點綴室內色彩的一個重要內容, 這些自然物的色彩極為豐富, 它們讓人具有一種輕松愉快的聯想, 并將人帶入一種輕松自然的空間之中, 同時也可讓內外空間相融。大自然給了人類一個絢麗多彩的自然空間, 人類也喜愛向往大自然。自然界的色彩, 必然能與人的審美情趣產生共鳴。
室內設計師常從動、植物的色彩中索取素材, 僅從防火板系列來看, 就有仿大理石、仿花崗巖、仿原木等, 給人一種自然、親切、和諧之感。室內設計中充分考慮自然色彩來創造室內空間的自然氣氛是人類所向往的。我們現在的住宅, 一般梁柱、管線較多, 為了使空間感開闊, 常常注重于體面的形狀、色彩、質感等的襯托和呼應, 多以對比與調和的手法來處理體量、線面、色彩、質感、紋理等等。一些強調質感、觸感對比的圍護面, 而在色調上則著重于和諧性。這是一種裝飾設計中習常的穿插交融手法。如運用得當, 往往可以獲得豐富的藝術效果,較含蓄耐看。室內建筑構件的裝修處理, 除了因功能要求、使用方便外, 還須有機組織在一起, 使得構圖嚴謹完美、裝飾風格統一。人們要使自己的居住環境美觀、舒適, 在室內就要以家具的色調為中心,使它與墻面、地面、天花板的裝飾造型色彩以及家具、裝飾的色彩協調起來, 構成合理的房間整體完美色調。
四、結束語
我們在考慮居住空間室內色彩的設計時,必須顧及多方面的因素,將各種可能對色彩構成與色彩感受帶來影響的因素進行綜合分析,而不是簡單地依據色彩自身的特點或居住空間的室內空間特征,要防止片面性、單一性。因此,我們在討論居住空間室內色彩的設計時,必須確立動態設計的觀念,不要認為居住空間的設計只是一次;要靈活地將居住空間中不易改動部分的色彩設計和可變化部位的色彩設計結合起來;將裝修與陳設結合起來,巧用陳設藝術,通過深化設計,從而在動態中實現居住空間室內色彩的協調與和諧。
參考文獻
[1] 付春英,常虹.商品包裝色彩淺析[J]. 高等職業教育-天津職業大學學報. 2005(05)
中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）01-0169-03
1 引言
實驗室設備儀器管理是高校實驗室管理工作的一項重要內容。儀器設備是高校中非常重要的一類固定資產，是高校開展教學、科研、生活和行政等各項工作的重要工具和物質基礎，也是反映高校辦學實力的重要指標[1-3]。隨著對實驗室建設的投入，實驗室儀器設備無論從數量、質量、種類上都不斷增加、擴充。同時，隨著時間的推移，實驗設備也會產生更新換代的需求。在實驗室儀器設備的日常管理中，也會出現實驗設備在課程之間互借、損壞維修、部門之間調撥等情況。這種儀器設備狀況發生動態變化的情況已經成為常態。在這種情況下，實驗室管理工作日趨復雜，存在如下難點：
（1）管理人員工作量大，管理效率低，不能及時跟蹤設備儀器變化，很難做到賬物相符。儀器設備管理是一項細致的工作，面對大量的儀器設備信息處理任務，只用Exel、Word等辦公軟件進行處理顯得力不從心。（2）管理要素之間缺乏溝通，信息不能及時反饋。如果高校實驗室采取統籌-分散自主管理模式，由于缺乏溝通反饋的有效手段，當設備發生調撥、維修、報廢、借用等操作時，變動信息不能及時反饋到相應的實驗室管理崗位上，造成信息更新不同步的情況。（3）使實驗室制定的設備管理制度流于形式，很難在日常管理工作中得到執行。一些有利于管理的必要的手續需要執行，比如設備的外借報廢審批手續，如果操作繁瑣不便，給制度的執行、監管帶來難度，造成對儀器設備的不規范處置。面對日趨復雜的實驗室管理需求，如何對實驗室儀器設備進行有效的管理，有其深刻的實踐意義。
筆者根據這種情況，基于服務于動態化、協同化管理思路，設計了實驗室儀器設備管理信息系統。系統基于WEB技術與數據庫技術，并整合了”云存儲”機制，突出對儀器設備的動態化管理功能，提供協同化管理公共平臺。實驗室管理信息系統的使用，能夠起到以下作用：
（1）減少管理者的工作量，使管理者從手工記錄核算工作中解放出來，提高了管理效率。（2）保證管理流程的規范化實施。申請、審批等操作通過線上完成，提高了實驗室管理制度完成的可操作性。（3）提供了公共的信息反饋平臺。通過多角色分配機制，提高了管理員之間的分工協作，保障了管理要素之間信息的一致性[4-5]。因此系統的設計為實現科學化、動態化、精細化管理理念提供了一個高效的技術手段。
2 實驗室儀器設備信息管理系統需求分析
2.1 管理系統用戶劃分
根據集中-分工協作的實驗室管理模式，系統管理角色劃分為：系統管理員、分實驗室管理員、辦公室三個角色。設備管理員負責整個系統的運行維護，保證系統正常運行，根據需要對實驗室管理員進行操作權限分配，它擁有系統設置，基本信息管理，設備錄入，修改，刪除，置換，查詢等權限。分實驗室管理員：根據系統管理分配的權限進行操作，包括查詢設備信息，查閱公告欄，進行本實驗室設備維修、調換、借還的申請，而打印報表和報廢設備管理等另由專人負責，實驗室管理員不負責此工作。辦公室：根據平時工作要求及系統權限分配，辦公室角色負責設備日常的管理，包括：報廢、調撥、維修、借還申請以及審批，報表的打印，資產信息的查詢等。通過管理角色劃分，建立對實驗設備分層管理、互相制約、相互協助的管理模式。
2.2 功能需求分析
實驗室信息管理系統功能模塊可分為：設備儀器信息管理，設備信息查詢，設備變動管理、信息統計報表，系統信息設置等功能模塊部分。系統功能模塊劃分如下：
（1）設備儀器動態管理模塊，包括：設備信息記錄變動登記，報廢、維修、調、日常維護管理等功能，此模塊針對儀器設備日常的變動進行動態、實時的精細化管理。（2）設備查詢功能模塊。包括查詢在用設備、閑置、報廢、保修、調撥、借出設備等的基本信息。同時能夠實現根據輸入查詢條件式，進行高級綜合查詢的功能。（3）設備統計報表模塊。實驗室資產設備眾多，種類繁雜，并且定期需要進行資產清查，并結果上報上級主管部門。因此，如何根據各種統計需求進行報表統計打印，就顯得尤其重要。打印報表由辦公室角色來完成。（4）系統設置功能模塊。此模塊包括兩部分，其中一部分是對系統登錄用戶權限設置、數據的批量導入導出、數據庫初始化、備份，系統日志文件記錄等功能。另一部分是系統基本信息設置，包括對資產類別、學校部門、管理人員、實驗室信息、供應商等信息進行增、刪、查、改等功能。（5）公告留言模塊。此模塊是為方便實驗室管理人員進行信息交流。根據多校區＼實驗室分布分散，各分實驗室管理員辦公地點不集中等特點，為方便信息與溝通，預留此功能。實驗室管理人員可以利用此模塊查看消息通知，并可在其中進行留言，進行交流。
3 實驗室儀器設備管理系統設計
3.1 系統架構設計
針對多校區實驗室分散分布、實驗管理員辦公地點不集中的特點，為方便管理，體現集中-分散式管理原則，本系統采用B/S結構，即服務器/瀏覽器模式。這樣，客戶端不需要安裝專用軟件，只要有IE等瀏覽器，能進入局域網或互聯網就能使用系統。其由三層結構組成，邏輯上包括表現層、業務邏輯層和數據訪問層。從物理組成上對應的是：客戶機、WEB服務器、數據庫服務器。其工作原理是：“用敉ü瀏覽器向中間業務邏輯層的Web服務器的應用程序發出操作請求服務，當Web服務器收到用戶發來的服務請求后，便通過特定的ODBC數據庫接口驅動程序把請求傳給數據庫服務器讓其完成相應的處理，數據庫服務器把處理結果再通過數據庫接口通知Web服務器，Web服務器再把結果轉化為用戶能理解的網頁形式傳達給用戶”。和C/S架構比較，只需維護服務器端，客戶端零維護，適合于客戶端分布分散且有互聯網應用的場景。而其也具有系統開放性強，信息、交流方便等功能優勢。這種B/S結構的使用，后臺數據的改變不會影響客戶前端，而后臺數據庫對使用者透明，用戶不能直接訪問，并且系統易于移植、維護和升級。
按照分層架構系統可分為：數據表示層，數據邏輯層，數據層。系統架構如圖1所示。
數據表示層：對應系統界面.aspx，是用戶輸入數據與系統交互的媒介。數據邏輯（業務）層：實現與表示層分離，提供系統邏輯控制。數據核心層：存放數據表格，是系統的核心。
3.2 系統功能模塊設計
在系統需求分析的基礎上，確定系統的功能模塊。模塊功能分布采取樹狀結構，每個模塊由多個子模塊組成。模塊設計遵循“高內聚、低耦合“原則，模塊之間盡量保持功能獨立，模塊內盡量保持功能相關[6-8]。系統包括以下幾個模塊：系統設置、基本信息、設備管理、設備信息查詢模塊、報表統計模塊、公告留言模塊以及預增模塊。
3.3 系統數據庫設計
經過針對實驗室管理系統需求進行分析，抽象出一系列概念實體，分別是：實驗室設備基本信息、管理員信息、用戶角色權限信息、實驗室信息、資產類別信息、二級資產類別信息、設備維修信息、設備調撥信息、資產清查信息、設備報廢信息、設備借還信息等，通過UML的E-R圖設計把概念實體轉換成與之對應的數據模型-數據庫表，以供數據庫進行邏輯處理。每個表都有不同字段，并設置不同的數據格式，并且為了規范化并便于操作，每個數據表都設定主鍵。數據表包括設備基本信息表、資產調撥信息表、資產報廢信息表等。其中各表之間的邏輯關系如圖2所示。
4 利用云存儲技術實現信息共享與更新
當今互聯網技術已經普及，云存儲技術日臻成熟。在此條件下，設備儀器信息系統具有的查詢、統計以及導出數據的功能，可以與云存儲技術相結合，把相應的操作結果形成的數據文件，存儲到云存儲文件夾中，供全體管理人員共享使用。由于目前實驗室計算機大都運行在Microsoft Windows平臺下，從成本以及易用性、兼容性方面考慮，采用OneDrive云存儲服務，使系統具有最低廉的成本與最廣泛的兼容性。OneDrive已在操作系統下默認安裝，用戶只需一次注冊后即在任意一臺安裝了Windows系統的計算機甚至是Android手機上中使用。在用戶計算機硬盤上會有一個OneDrive文件夾，用戶可以如同訪問本地文件夾一樣訪問此文件夾，操作起來非常簡便易行。例如，利用系統進行設備的條件搜索，或者進行設備信息的修改，然后利用系統導出功能把數據表導入OneDrive文件夾，則使用同一賬號登錄的各個終端設備中的OneDrive文件夾內容會同步進行更新，從而實現了一處修改、處處更新的信息同步、共享機制。
5 結語
根據經貿類實驗室儀器設備的管理實際情況，分析設計了適合經貿類二級學院實驗室儀器設備管理的信息系統。并進一步借助網絡及云存儲技術，便捷的實現管理文檔的同步與共享。該系統通過功能結構設計及用戶角色劃分，滿足了實驗室儀器設備實際管理中“集中-分散”的管理原則，實現了實驗室設備的動態化、精確化、智能化管理，從而大大提高了設備儀器管理的效率以及科學性。
參考文獻
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中圖分類號：TH132.41 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.04.027
Design of Virtual Prototype of Multi-purpose Mechanical Transmission
Experiment Platform System Based on Pro/E Platform
GUI Wei， YAO Cenglin， LI Chenglong， SHEN Caixia， ZHENG Mengwei， HAN Qiang
（Wuhan Business University， Wuhan， Hubei 430056）
Abstract In this paper， based on the Pro/E software， with the multipurpose Laboratory of mechanical transmission station as a typical example， the application of virtual design technology， virtual assembly of 3D design， completed the experiment table of all parts of the student movement of mechanical transmission mechanism， teacher movement of mechanical transmission mechanism， clock movement of mechanical transmission mechanism， the classroom door moving mechanical transmission mechanism and the projection screen motion of mechanical transmission mechanism five parts and virtual assembly of the whole experiment platform.
Key words Pro/E; mechanical system; experiment platform; virtual design
0 引言
目前，機械領域的虛擬設計技術是利用三維設計軟件如Pro/E、UG、Solidworks、CATIA等對機械裝置的零部件進行結構設計、虛擬裝配、運動仿真分析。它是基于計算機輔助設計技術，在虛擬環境中對機械產品進行設計，達到縮短研發周期、減少研發成本的目的。
多用途機械系統傳動實驗臺融鏈傳動、直齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、平面連桿傳動，蝸輪蝸桿傳動、絲桿螺母傳動以及齒輪齒條傳動等傳動機構于一體。該實驗臺以學生最為熟悉的課堂作為展示機械系統運動的場景，可以起到趣味性教學的目的，增加學生學習機械專業課程的興趣。敞開式的場景，在不用拆開演示臺的前提下就可以讓學生清楚地觀察到內部傳動機構的運動全過程，操作簡單、比較實用。多個傳動機構集中在一個場景展示，可以使學生系統性地認識不同機構的運動傳遞過程，有助于學生對不同的機構進行區別。
本文基于Pro/E平臺的虛擬設計技術，完成多用途機械系統傳動實驗臺各零件的三維建模設計，虛擬樣機裝配干涉檢查、機構運動仿真分析，在仿真中對結構設計進行優化設計，盡可能降低設計風險，避免實際制造中出現問題，從而使實驗臺一次性制造成功。
1 實驗臺典型零件齒輪的三維建模
通常，在Pro/E中每個零件的三維結構設計過程步驟基本相同，如下：（1）依據各個零件的三視圖，想象零件的形狀，為選擇合適的建模方法做好鋪墊。（2）根據零件的結構，選擇建模的方法。（3）根據零件的結構，進行草繪，然后利用拉伸、旋轉等特征操作，以完成零件的三維設計。（4）在已建零件模型上進行輔助特征設計，完成零件三維設計，然后保存。
多用途機械系統傳動實驗臺有多個不同類型的零件，三維設計的過程步驟基本相同，本論文只簡單闡述典型零件齒輪的三維設計過程步驟。
直齒圓柱齒輪由輪齒、鍵槽、軸孔等基本結構特征組成，創建標準直圓柱齒輪的三維參數化模型。主要操作步驟如下：
（1）創建齒輪設計參數：
在Pro/E軟件的產品參數化設置界面中，輸入齒輪的設計參數及相應的初始值，模數m=2，壓力角alpha=20度，齒根圓直徑df，齒頂圓直徑da，基圓直徑db，分度圓直徑d，齒寬b=30，齒數z=56，如圖1，添加完畢后，單擊【確定】按鈕。
（2）使用Pro/E的草繪功能先繪制基準曲線，后繪制四個尺寸任意的同心圓。
（3）調出Pro/E中各參數之間關系設置的對話框，在其中輸入標準直齒圓柱齒輪的關系式，如圖2，添加完畢后，單擊【確定】按鈕。
圖1 齒輪參數對話框
圖2 齒輪關系對話框
（4） 系統進入三維實體模式，單擊【編輯】頡駒偕模型】工具，自動生成滿足一定關系式的齒輪參照圓。
（5）單擊特征工具欄中的【基準曲線】工具，彈出的【曲線選項】菜單，單擊【從方程】―【完成】命令，在工作區選取系統默認的坐標系，單擊對話框中的【確定】按鈕，在彈出的【設置坐標系類型】菜單中，選擇【笛卡爾】坐標系，輸入形成齒輪漸開線的參數化方程，輸入完畢單擊【記事本】主菜單中的【文件】―【保存】命令，最后單擊【確定】按鈕。即可生成漸開線。
（6）創建鏡像漸開線特征。選取已繪制的齒輪漸開線的特征，選擇軟件中【特征】-【鏡像】命令，選擇基準平面DTM2作為鏡像平面，單擊【確定】按鈕。
（7）先進入草繪平面，選擇齒頂輪廓線，拉伸創建成齒輪基本實體。
（8）創建第一個齒槽特征。先進入草繪平面，再根據漸開線以及齒輪參照圓草繪出齒廓外形，然后對其進行拉伸切除，完成齒槽的創建。
（9）創建齒槽陣列特征。創建齒輪槽，選擇軟件征工具欄中的【陣列】命令，選擇軸陣列選項，輸入陣列個數56個，角度為360埃繕杓埔蟮某萋幀？
（10）拉伸切除創建成齒輪軸孔。
（11）拉伸軟件的切除功能畫出成齒輪鍵槽，完成齒輪的參數化設計如圖3所示。
圖3 齒輪參數化設計
2 實驗臺樣機的虛擬裝配
一般說，機械裝置的虛擬裝配是利用三維設計軟件在計算機中，對機械產品的結構進行設計與裝配。多用途機械系統傳動實驗臺主要包括學生運動機械傳動機構、教師運動機械傳動機構、時鐘運動機械傳動機構、教室門運動機械傳動機構以及投影幕布運動機械傳動機構五個部分。虛擬樣機在裝配時，首先把這5個運動機械傳動機構作為一個組件進行虛擬裝配，然后把這5個運動機械傳動機構裝配成整個實驗臺。
2.1 學生運動機械傳動機構虛擬裝配
學生運動機械傳動機構，主要由電動機、曲柄搖桿機構、連桿限位變形機構，以及固定構件課桌、課椅以及電機支架組成。虛擬裝配如圖4所示。小腿在固定在機架上，小手臂與機架在形成固定鉸鏈，小手臂、大手臂、身軀、大腿、小腿之間通過活動鉸鏈鏈接。電機通過曲柄搖桿機構，帶動五連桿限位變形機構運動，完成學生起立和坐下的動作。
圖4 學生運動機械傳動機構虛擬裝配圖
2.2 教師運動機械傳動機構虛擬裝配
教師運動傳動機構主要由：電動機;由16齒的大鏈輪、8齒的小鏈輪和鏈條組成的鏈傳動機構;齒輪齒條傳動機構;螺距6mm，單頭絲桿螺母傳動機構;限位開關、限位板以及講臺等固定構件組成，虛擬裝配如圖5所示。電機啟動，通過鏈傳動傳遞給絲桿，絲桿的旋轉運動轉變成螺母的直線運動，通過螺母上的銷軸帶動放置在螺母上的尺寸做直線移動，實現教師木偶人的移動，通過齒輪齒條機構實現教師旋轉90度面向學生的動作。
圖5 教師運動機械傳動機構虛擬裝配圖
2.3 時鐘運動機械傳動機構虛擬裝配
時鐘運動機械傳動機構主要由：電動機;齒數為35的蝸輪蝸桿傳動機構;每級大齒輪齒數45，小齒輪齒數13，模數1.5的二級直齒圓柱齒輪傳動機構以及電動機架、鐘罩和紅外位置探測器等固定構件組成，虛擬裝配如圖6所示。電機啟動，通過蝸輪蝸桿把運動傳遞給二級直齒圓柱齒輪，與蝸輪連接的第一級圓柱齒輪的小齒輪帶動分針轉動，第二級圓柱齒輪齒輪的大齒輪帶動時針轉動。
2.4 教室門運動機械傳動機構虛擬裝配
教室門運動機械傳動機構主要由：電動機;雙曲柄滑塊機構以及導桿、限位開關、電機機架等固定構件組成，虛擬裝配如圖7所示。電機啟動，帶動雙曲柄滑塊機構中雙曲柄轉動，曲柄通過連桿，帶動教室門在導軌上進行來回往復運動，實現教室門的開關。
圖6 時鐘運動機械傳動機構虛擬裝配圖
圖7 教室門運動機械傳動機構虛擬裝配圖
2.5 投影幕布運動機械傳動機構虛擬裝配
投影幕布運動機械傳動機構主要由：電動機，錐齒輪傳動機構組成，虛擬裝配如圖8所示。電機啟動，帶動大圓錐齒輪轉動，通過小圓錐齒輪帶動幕布上下運動。
圖8 投影幕布運動機械傳動機構虛擬裝配圖
2.6 多用途機械系統傳動實驗臺虛擬裝配
多用途機械系統傳動實驗臺虛擬樣機的主體裝配主要是學生運動機械傳動機構、教師運動機械傳動機構、時鐘運動機械傳動機構、教室門運動機械傳動機構以及投影幕布運動機械傳動機構五個傳動機構之間的裝配。虛擬樣在裝配時，為方便整個樣機的的虛擬裝配，可以把裝置的幾個相關零件組裝成組件，然后再把相關組件裝配在一起構建試實驗臺的整體結構，如圖9所示。
圖9 多用途機械系統傳動實驗臺虛擬裝配圖
3 結束語
多用途機械系統傳動實驗臺的虛擬設計，減少設計物理樣機所需的人力及時間，可以達到降低產品成本，縮短產品生產周期的目的。
基金項目：湖北省高等學校2014年省級大學生創新創業訓練計劃項目《多用途機械系統傳動實驗臺的設計研究》（項目編號：201411654009）、武漢商學院2014年大學生創新創業訓練計劃項目《多用途機械系統傳動實驗臺的設計研究》（項目序號：7）、武漢商學院2014年度教學研究項目《基于學生創新能力培養的課程教學研究―以機械設計基礎課程為例》（項目編號：2014Y013）的階段性研究成果
參考文獻
1.引言
便攜衛星通信終端一般是為滿足特定應用需求而設計的，對成本、重量、體積、功耗有較為苛刻的要求，執行通信任務時多處于供電能源較為稀缺的野外環境，通常采用電池供電。隨著使用需求的不斷提高，便攜衛星通信終端除了提供語音、短消息、數據通信等基本功能外，還要支持多媒體和網絡的應用。復雜的通信處理、多媒體音視頻處理等高性能要求需要更大的能量消耗，有限的電池容量限制了終端的使用時間[1]。如何提高終端的電源利用率、降低不必要的能量消耗，成為便攜衛星通信終端首要解決的問題。在采用低功耗硬件設計的前提下，設備工作過程中的低功耗控制技術是提高電源利用率、減小平均能耗的最佳手段。本文結合便攜衛星通信終端的硬件系統及技術特性，設計實現了終端的動態電源管理，通過動態調整終端在不同工作狀態下的功耗，實現了終端在電池供電情況下的低功耗控制。
2.硬件系統組成
本文所涉及的便攜衛星通信終端的硬件系統組成如圖1所示。
終端的硬件系統設計基于軟件無線電的思想，采用CPU+FPGA為核心框架構建一個開放性、標準化、模塊化的通用衛星通信平臺，通過軟件的重載和配置可實現多種衛星組網方式、調制解調方式、信道編譯碼方式。配置有視頻編解碼器、話音處理模塊及IP處理模塊，支持話音、視頻、IP及數據等綜合業務的接入。
CPU運行VxWorks嵌入式實時操作系統，主要完成組網控制和業務接入、通信協議處理、終端監控（WEB）等功能；FPGA對并行信號處理有較好的支持，適合進行高速數字信號實時處理，主要完成基帶調制解調算法、信道編譯碼及A/D、D/A和收、發中頻通道的控制等功能，此外CPU與視頻編解碼器、話音處理模塊間的業務和控制數據的交換也通過FPGA實現；IP處理模塊的業務數據與CPU直接交換，控制數據通過FPGA與CPU進行交換。
3.低功耗控制技術相關研究
終端系統的總功耗由動態功耗和靜態功耗組成[2]。動態功耗是電路開關或者數字邏輯狀態翻轉時產生的，在總功耗中占據了較大的比重；靜待功耗也稱為漏電功耗，主要是晶體管未發生轉換時電流泄漏而產生的功耗。系統的總功耗可以簡單地用典型功耗計算模型表述：
式中C為負載電容的大小，fc為電路工作時的開關頻率，Vdd為供電電壓，IQ為靜態漏電流。
由計算模型可以看出，在硬件電路設計狀態確定的情況下，降低工作電壓和工作頻率可以有效地降低系統的動態功耗[3]。當前衛星通信終端功能和性能要求不斷的提高，系統硬件電路的復雜度也隨之增加，靜態功耗在系統總功耗中的比重也不容忽視，因此，進行平臺硬件設計時，在滿足性能的情況下應選擇最簡化電路結構和低功耗芯片實現。
此外，在便攜衛星終端的設計中，一個較為普遍的低功耗控制技術就是動態電源管理（DPM）[4]。引入電源管理并不能直接降低設備滿負荷工作時的功耗，它是通過一定的控制管理策略，動態配置設備實時工作狀態，使之以最少的組件和最小的工作負荷達到所要求的功能。通過合理的組織應用達到設備長時間工作時平均功耗的降低，可有效提升在電池供電情況下設備的續航能力。電源管理主要通過關閉芯片或電路的電源、工作時鐘或設置芯片進入休眠模式等方法達到降低功耗的目的。
4.終端電源管理設計
終端CPU軟件設計有專門的電源管理進程，根據終端的工作狀態和工作參數選擇不同的電源控制策略。CPU發起電源控制并將控制信息傳送給FPGA，FPGA將接收的電源管理控制信息進行解析生成直接面向受控模塊或電路的控制信號，實現對其內部模塊和電路的電源管理控制。終端的電源管理系統框架如圖2所示。
在應用時，便攜衛星通信終端根據信道和業務連接的情況分可分為正常工作、空閑、待機三個狀態，正常工作狀態是指終端在入網情況下進行載波收發和業務通信，空閑是指終端僅維持入網狀態，當前沒有業務通信，處于空閑；待機是指終端沒有業務通信且不需維持入網處于退網的狀態，在此狀態下終端大部分電路單元都處于低功耗或者關閉狀態。此時，時鐘源、CPU、FPGA構成的電源管理控制系統正常工作，CPU除電源管理進程和WEB監控程序外的其它程序全部掛起，當有業務通信或入網認證需求時，CPU通過響應監控輸入的中斷請求重新喚醒系統。
不同工作狀態間的轉換如圖3所示。
不同工作狀態下的電源控制方案：
（1）正常工作狀態
正常工作狀態下，通信終端始終保持載波的發送接收，衛星信道發送接收支路電路的電源應全部打開，調制解調基帶時鐘工作，A/D、D/A芯片工作，可根據業務通信的情況，動態低選擇關閉話音處理模塊電源、視頻編解碼器電源或IP處理模塊電源。
（2）空閑狀態
空閑狀態下，通信終端沒有通信業務，業務相關電路電源可全部關閉，CPU相應的通信業務端口也應通過軟件設置關閉，且程序中的業務數據處理進程也應掛起。此外，終端維持入網狀態時僅接收網絡主站廣播信息，在沒有業務觸發的情況下，沒有載波發送，因此在空閑狀態下，衛星信道的發送支路電源關閉，調制基帶時鐘關閉，D/A芯片休眠。
（3）待機狀態
在待機狀態下，僅維持終端電源管理系統正常工作，因此全部的業務相關電路的電源關閉，衛星信道發送接收支路電源關閉，A/D、D/A芯片休眠，時鐘管理芯片休眠（調制、解調、信道編碼時鐘中斷），終端處于最低功耗狀態。
不同工作狀態下終端的功耗統計：
在終端直流12V（電池供電一般為14.4V）輸入的條件下，測試了不同工作狀態下終端功耗，表1為測試結果。
由表1可以看出，采用動態電源管理設計，終端的功耗可在6W～38.4W范圍內動態調整，為便攜衛星通信終端系統工作時的低功耗控制提供了很好的支撐。
5.結束語
通過對便攜衛星通信終端硬件系統和技術特性的分析，提出了針對終端不同工作狀態的電源管理控制策略，實現了終端的動態功耗管理。通過不同工作狀態下的功耗測試結果驗證了終端動態電源管理設計思路的可行性、正確性及有效性，為其它類似采用電池供電的便攜衛星設備的系統電源管理設計提供了一種設計參考。
參考文獻
[1]朱超軍.嵌入式設備動態電源管理初探[J].中國新技術新產品，2010（6）.
一、建設工程項目動態管理的內涵與特征
建設工程項目管理不是廣義的項目管理，而是項目管理的一個重要分支，是一門研究建設工程項目從籌備到建成投產使用的全過程的管理理論和管理方法的科學，是在建設工程項目管理的生命周期內對建設工程項目進行決策、計劃、組織、指揮、協調和控制的管理活動。
建設工程項目管理具有以下特點:
第一，建設工程項目管理的主體是多方面的。除了業主為項目的順利實施實行必要的項目管理外，承包商、項目經理等根據合同對項目進行不同的管理。同時在項目生命周期進程中，還要受到各種因素的影響。
第二，建設工程項目管理目標責任的明確性。建設工程項目各主體所追求的目標，即在有限資源約束條件下，保證建設工程項目的質量、時間、進度和人員素質達到最優化。
第三，建設工程項目按時間順序一般可分為投資決策、項目準備、項目實施和項目終結四個階段和項目建議書、可行性研究、項目設計、項目招投標、采購施工安裝、工程竣工、交付使用和項目后評價等八個過程，這些工作構成了建設工程項目的運動周期各階段過程之間的銜接關系。
第四，建設工程項目管理的動態性。由于建設工程項目管理的內部和外部環境千變萬化，甚至其功能也在隨著時間的推移而改變，管理過程中勢必會發生需要及時處理的各種問題，管理過程是一個動態的過程。
二、建設工程項目動態管理
本文將建設工程項目動態管理的概念界定為:在工程項目的建設過程中，項目管理者通過協調和沖突處理技術，對建設工程項目不斷變化的內外部環境影響因素及其對項目的影響做出判斷、決策和處置，生產出符合最終目標要求的建設工程項目產品的宏觀管理。
建設工程項目動態管理的基本特征如下:
第一，建設工程項目動態管理是一種過程管理。
第二，建設工程項目的動態管理是一種宏觀管理。
第三，建設工程項目的動態管理強調協調技術的應用。
第四，建設工程項目的動態管理強調沖突處理技術的應用。
三、建設工程項目動態管理的協調技術
項目協調是指項目管理者為實現項目的特定目標，協調可以促使參與工程項目建設的個人與組織目標趨于一致，從而促進組織目標的實現;可以促使人與人之間、人與組織之間、組織與組織之間以及各種系統的交界面之間相互協作與配合，從而極大地提高組織的效率。
項目協調的關鍵在于建立一個運行良好的協作體系。從文化、行為、管理和技術的角來看，項目管理的協調機理，主要反映在于以下幾個方面:
（一）協調主體
工程建設項目協調的主體包括工程項目各參與方的管理者。在項目實施過程中，項目負責人是協調的中心和溝通的橋梁。工程項目實施過程中，權威、具體化、規則和目標都包含在協作的各個方面，包括橫向聯系、任務組、矩陣結構等。同時，計劃、時間表、專門化、等級關系和授權等都是復雜的工程項目組織普遍存在的特征，工程項目負責人要通過全面、扎實、有效的工作才能滿足建設工程項目的協調要求。
（二）協調目的與原則
工程項目協調的目的在于形成合作、和諧的項目工作氛圍，使協調體系產生“協同作用”，使工程項目管理達到整體大于部分之和的效果。建設工程項目協調的原則主要包括等級原則、指令單一原則、控制范圍原則和特例原則。等級原則即強調等級觀念，所有的參與者都被置于控制關系的金字塔結構內;指令單一原則即每個參與者只從自己的直接領導那里接受指令;控制范圍原則強調每個領導不能擁有多于其有效領導范圍內的下屬;特例原則指所有規范化事務均由下屬來完成，領導可以留出時間處理既有規章不適用的一些特殊情況。
（三）協調對象與內容
建設項目協調的對象主要包括了四個方面:目標方面;管理方面;行為方面;文化方面。
（四）協調網絡
成功的協調需要精心設計一個以溝通為中心的和諧的協調網絡。這種網絡是一組相互關系，它以橫向、縱向和斜向的方式伸向建設工程項目內外的所有相關人員。協調網絡的力量依賴于各參與方建立和維護與所有項目參與者的同盟關系的能力。這種與所有干系人的關系網絡是解決工程項目建設過程中出現的各類問題的尚方寶劍。
（五）協調技術
協調的手段在于綜合應用各種協調技術。現代項目協調的對象包括了人、財、物、時間、空間和信息的組合。協調工作包括目標、管理、行為、文化四個層次，協調的對象包括項目各組織負責人和項目參與者。對于通報、溝通，協商、談判四項協調技術，工程項目實施過程中可以單項使用，也可以多項同時使用。對于復雜的問題，特別是三大目標方面的問題，可以先通報、溝通，再協商、談判，進行處理，若仍然不能處理，最后可以進行仲裁或訴訟。
（六）協調實施
項目協調系統的直接目的就是建立良好的協作體系。這種體系要構造起存在于有意識、有意圖、有目的的參與者之間的一種協作網絡。所謂協調，就是組織中的一切要素、工作或活動要和諧地配合，以便于組織的整體目標能夠順利實現。良好的協調能促進建設工程項目管理的協同效應。如果協調不力，則會使項目組織和團隊喪失凝聚力。協調作用的全面發揮體現在以下幾個方面:(1)人際關系協調；(2)團隊協作；(3)管理組織和諧相處；(4)參與者行為協調；(5)工作進程協調；(6)業務流程協調。
四、結束語
我國項目管理研究雖然起步較晚，但隨著項目管理理論和實踐水平的不斷提高，工程建設項目管理的日益發展，建設工程項目管理作為項目管理學的一個重要分支，越來越受到理論界、學術界和業內人士的高度重視。
建設工程項目管理過程中沖突是不可避免的，協調是預防沖突的最有效手段。建設工程項目的協調技術應從目標、管理、行為和文化四個維度來考慮。良好的協調是建設工程項目目標成功實現的關鍵。建設工程項目管理的日新月異，實現真正的動態管理，必然帶來建設工程項目發展的勃勃生機。
Construction of Mobile Threat-Awareness Platform Based on Multi-Dimensional Data Analysis（China Mobile communication group Zhejiang Co.， Ltd.，Zhejiang、310000）
Abstract：Information Technology is now experiencing an unprecedented rapid development， due to its nature of being convenient， efficient and as the core of information technology， mobile application inevitably has become an indispensable part of people’s daily work and study life. However， on account of its technological immaturity， and lack of a mobile applications targeted security management platform， have resulted in a significant number of user privacy leaks， corporate financial lost， and damaged interests， and have caused an incalculable impact on our society.This paper will introduce the D-S Model-based Threat-Awareness Platform of Mobile Application. By data mining and analyzing the mobile terminal threat， this security platform not only provides users with relevant threat intelligence information but also indicates the source of the threat with accurate positioning and control.All in all， Threat-Awareness platform is an innovative and efficient mobile security management platform that can close the loopholes which traditional security management architectures have failed to do so.
KEY words： D-S MODEL， Threat-Awareness Platform， Precise Threat Detection， Risk Analysis and Management.
一、背景和意x
隨著移動互聯網時代的到來，浙江省移動公司CRM系統的移動APP辦公模式正在逐漸取代傳統柜臺式服務模式，該模式極大的提升了業務人員的辦公效率和展業效率。但是隨著國際、國內移動應用環境的不斷復雜化，移動APP應用的攻擊事件呈快速增長趨勢。針對CRM系統移動APP自身業務層面的違規操作和攻擊事件始終未曾停止過，雖然APP在最初設計中已經進行了一定的安全防護措施，但依然存在諸多異常數據無法精準判定，主要表現在：同一UUID對應多個員工賬號，賬號存在跨區域業務辦理；業務辦理過程中提交的數據不完整，存在某些字段為空的違規數據形式；部分賬號在同一時間進行業務辦理，同一賬號會在一次操作中進行多次業務辦理，存在多賬號辦理業務時間間隔相同等等。從后臺數據中雖然可以確定存在異常信息，但是缺乏專業的分析系統和分析人員，導致無法定位異常信息的來源和攻擊形式。
我公司曾經對異常數據進行排查，發現大部分緣由是一些員工或者公司進行違規操作而造成。信安部結合相關業務部門通過明察暗訪確實發現下屬員工和公司存在通過手機模擬器軟件進行批量業務操作的行為，也發現公司購買外掛、位置造假等軟件進行違規業務辦理操作，甚至還有部分員工非法購買個人信息進行批量性的黑卡辦理操作從中謀取暴利。以上行為不僅影響了公司業務系統的正常運行，而且黑卡流入社會為電信欺詐提供了賴以生存的沃土，不但影響移動公司的形象，也對人民群眾的生命財產安全造成嚴重威脅。
同時G20峰會的召開，保證峰會期間移動CRM系統的安全運行至關重要。
二、項目特點及主要技術功能介紹
針對日益復雜和難以界定（比如：批量注冊、刷單）的移動平臺攻擊，依靠單一技術或簡單規則來發現阻斷攻擊己經不可能實現，防御的最佳策略是及早發現并實時響應。通過在移動平臺上多維度多層次采集數據，構建基于多維度取證和響應同時交互進行的防御架構，不僅可以提高取證分析追溯能力，還能更好的彌合主動取證和快速響應之間的安全間隙。充分考慮時間跨度，提出一種狀態加響應的證據鏈取證方法，對這種證據鏈進行有效保存和深度挖掘，從而更好的解決一些持久的入侵取證分析。利用D-S證據理論對取證數據進行有效處理，更加有利于進行精準的預測和高效的決策。通過構建與浙江移動業務強關聯的威脅檢測模型，盡可能早的發現潛在的安全威脅并迅速采取響應，將類似黑卡、信息偽造等復雜攻擊帶來的損失減小到最低甚至阻止其發生。
2.1基于終端多維度多級的信息采集
終端多維度多級信息采集采用“采集器”和“傳感器”相結合的信息采集模式，采集器實時將數據上報傳感器，并由服務器集群進行快速的數據分析，進行可疑行為的判斷與定位。利用終端多維度數據采集主動發現可疑行為并迅速采取應急響應是更早發現威脅的最佳途徑，該途徑還可以將威脅的影響大幅度減小。由于移動市場的復雜化，終端的多樣化，確保每個終端進行有效的取證和響應存在很大的難度。終端取證采用多維度終端取證和響應相結合可以盡可能的構建及時的安全分析及響應體系。
在預防和檢測移動威脅方面，通過不同安全分析模塊對數據進行分析和處理，從而可以快速的發現威脅事件。由于采用取證加響應的模式收集證據，使得證據鏈在時間上有一定的跨度，從而保證在長時間持續性的進行分析和保護。
在攻擊證據追蹤方面，基于層次化的證據鏈收集方式（對C&C流量分析），有利于還原攻擊場景，定位威脅源位置。各級的證據數據庫提供了大量的生動的證據鏈，短時間內只需在對不同時期，不同位置的證據鏈進行關聯分析，就可以快速確定威脅形式?；陂L時間的證據鏈匯總和采用先進的算法，可以還原攻擊的每個細節。
2.2證據鏈模型
證據鏈是由取證狀態和響應動作共同構成，能夠有助于更好的還原整個攻擊的完整過程。同時，取證狀態和響應動作相互配合，可以最大限度的將攻擊的危害減小到最小。終端取證可以發現如可疑的應用操作、可疑應用權限、可疑的系統調用等值得注意的變化。響應動作可以采?。簶擞浛梢赡繕藶椴恍湃?、進一步審計、生成攻擊記錄、進一步篩查可疑文件、迅速定位可疑狀態來源、可阻止運行。終端取證和終端響應相互配合，相互聯動是形成證據鏈的根本。
證據鏈的形成過程主要是依據終端取證和響應發生的時間節點作為依據，充分考慮運用證據鏈在恢復攻擊場景時的作用（如圖1所示）。對于終端取證每發現到一個可疑改變時做出詳細的時間記錄，可以更好在以后的有關證據的整合、最新攻擊的查找定位中起到很好的作用。對于響應的時間記錄可以有助于分析哪些響應更加有效和有針對性。
證據鏈的分析主要是依據取證和響應的時間跨度進行分析，同時也是發生在每一級端點的分布式分析。如果取證發現的最新的可疑行為與系統已存在文件之間有關聯時，可以通過這個已存在文件的加載時間，在防御系統中查詢這一時間段的己經發現并存儲的攻擊證據鏈，能夠更加精確定位到威脅的來源并迅速采取相應的措施。同時通過一些指標的分析確定系統所處的安全環境和防御的有效性。
同時，取證的證據還包括：不同攻擊的安裝模塊、技術細節和認證形式，分析它們之間的聯系和相關性等信息，尤其是通過對認證形式的分析找出可疑的事件。C &C通信的細節也是取證的關鍵，可以判斷出攻擊端的通信網絡模式（WiFi， 4G） ，使用的終端類型，終端系統版本等信息。
2.3 D-S綜合決策模型
D-S綜合決策模型是對不斷收集到的證據鏈，通過一定的規則和函數高效的利用取證和響應信息，并將診斷對象對安全運行狀態變化的敏感程度設置為閾值；得到的可疑威脅特征構成識別診斷對象安全狀態的證據。利用D-S證據理論構建證據融合診斷決策模型對所獲取的證據進行處理，從而達到對這些證據鏈進行融合處理與分析的目的；最終通過對比事先商定并可以不斷改進的診斷策略規則和可調整的閾值得出診斷結論。
2.3.1基于C據鏈的決策步驟
利用三級端點取證和響應系統，可以獲得大量的信息，基于D-S的證據理論可以更好的將這些信息進行有效的利用。結合D-S證據理論決策融合的基本過程和威脅感知的信息融合結構，可以得到D-S證據理論信息融合威脅診斷方法的步驟（如圖2所示）：
1）確定攻擊威脅空間在查閱目標保護端點上的各類審計信息的基礎上，統計曾經發現過的攻擊的具體活動方式和前期威脅特征（比如訪問終端變化，權限的更改，關鍵系統資源的非法訪問等等）；然后把這些前期特征和實施方式歸納為若干個典型的威脅類型（刷單、信息造假等）；最后，由這些典型的攻擊威脅類型構成“攻擊威脅空間”。
2）確定攻擊威脅空間，利用三級端點取證和響應系統當前獲取的證據鏈信息，首先，結合一定的規則將證據鏈拆分成孤立的威脅特征，形成“攻擊威脅空間”中的各種威脅特征并關聯到已經知道的攻擊方式。然后進一步結合審計系統細化攻擊特征構造各種“攻擊威脅特征子集”，同時形成“攻擊威脅空間”。
3）選擇證據體利用攻擊威脅特征子集，結合識別框架中各種攻擊的特點，從不同側面構造能夠識別“診斷對象信息系統”安全狀態的證據體。證據體的選擇主要追溯攻擊源頭，為查找攻擊規律提供便利。這些證據體主要是三級端點取證和響應系統獲取經過處理的證據鏈，歷史數據等。
4）確定出各證據的基本可信度，并分配在深入分析各證據與識別框架中各命題對應關系的基礎上，結合具體的安全管理策略，安全管理策略和相關參數可以不斷優化和動態調整。綜合采用多種確定證據可信度的方法如專家打分法、概率統計法等，計算出各個證據對識別框架中各命題的支持程度。
