控制系统理论篇（1）

2可行性研究阶段的系统控制理论

可行性研究是在项目建议书被批准后，对项目在技术上和经济上是否可行所进行的科学分析和论证。这一阶段包括工程概述、工程方案、工程投资估算及资金筹措、工程近远期结合问题、工程效益分析、工程进度安排、存在问题及建议以及附图附件等内容。在这一系统中，用最优化分析解决问题，即在本系统的运筹中，控制策略要使工程净效益最大，而费用尽可能地小(可视为负效益)。为了尽可能地减少这种负效益，必须在一定的工程规律和条件的约束下，按照最优化原则，结合工程分析考虑工程方案必选优化，对整个工程系统进行科学的管理，不求负效益最小，而只要求负效益尽可能减少。这是由于在环境工程设计中，最优解并不一定是最理想的。［7］

3工程设计阶段的系统控制理论

在此阶段，环境工程设计可分为方案设计、初步设计、施工图设计三个阶段，每个阶段都是一个复杂系统，可将系统控制的重点分别集中在组织系统的输入、转换过程和输出3个阶段，由此形成3种不同的控制类型:前馈控制、同步控制和反馈控制。［8］

3．1前馈控制

前馈控制也称预先控制，是指在整个过程中预先集中于系统输入端的控制，其目的是通过事前考虑各种可能的功能障碍来预测并预防偏差的出现。其在环境工程设计的方案设计阶段起着重要作用，主要体现在以下几方面:

3．1．1环境工程概况分析

环境工程涉及水、气、声、渣、辐射等多个方面，涵盖内容非常丰富，工程特征千差万别。因此，掌握具体项目的工程概况是搞好设计的必须前提，主要包括:(1)工程一般特征简介。包括工程名称、建设性质、建设地点、建设规模、车间组成、产品方案、辅助设施、配套工程、储运方式、占地面积、职工人数、工程总投资及发展规划等。(2)工艺路线与生产方法。用流程图表述说明生产工艺过程，必要时列出主反应式和副反应式，并关注副反应中可能潜在的危害因素。(3)物料及能源消耗定额。包括主要原料、辅助原料、材料、助剂、能源以及用水等的来源、成分和消耗量，特别是要综合对比单位产品的物耗、能耗指标、新水用量指标以及排污系数。(4)主要技术经济指标。包括生产率、效率、回收率和放散率等。除了主产品的总回收率之外，还应高度重视资源的综合利用率和综合总回收率。

3．1．2污染源及污染源强分析

污染源分布和污染物源强是环境工程设计的基础资料，必须按建设工程、生产过程和服务期满后三个时期的工程全过程做认真调查、详细统计，力求完善。对于污染源分布调查要求按专题绘制污染流程图，标明污染物排放部位，然后列表逐点统计各种污染因子的排放强度、浓度及数量。另外，鉴于近年来环境风险事故呈频发、高发态势，应高度关注环境工程风险排污的源强统计及分析，包括事故排污和异常排污两种工况。事故排污的源强统计应计算事故状态下的污染物最大排放量，作为风险预测的源强;异常排污的源强应统计工艺设备或环保设施达不到设计规定指标的超额排污。

3．1．3环保方案分析

分析工程总图布置方案，根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性，与周围环境保护目标所定防护距离的安全性。分析工程既定环保方案所选工艺及设备的先进水平和可靠程度，采用资源节约型模式、资源综合利用、物能良性循环、产业生态、清洁生产、循环经济等方面的可行性，处理工艺有关技术经济参数的合理性，并分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例。

3．2同步控制

同步控制也称实时控制，是指活动进行过程中所实施的控制。在环境工程设计中，同步控制的关键是严把设计质量关，实现初步设计的标准化，由仅控制排放标准向全面的设计质量标准过渡。积极引导环境工程设计单位贯彻国家制定的《建筑企业贯彻ISO9000系列标准实施细则》《建设项目环境保护管理条列》《中华人民共和国环境影响评价法》《三废处理工程技术手册》等相关标准，使环境工程设计单位质量管理工作进入程序化、标准化、规范化的轨道。各单位的质量保证体系，要在当地设计质量监督机构备案审查，把贯标工作与单位资质、工程招标投标和企业创优工作结合起来，实现质量的单位自控。在推行设计资格审查和管理制度的基础上，进一步制定重大工程的设计方案图纸审查、批准制度，发现问题，及时追朔设计存在的问题，系统解决，防止问题的再次发生，并追踪审查以前的可能事故点。

3．3反馈控制

反馈控制也称事后控制，控制作用发生在行动之后，目的在于改进，以预防将来发生偏差。在缺乏任何预见手段的情况下，反馈控制是比较实用的控制方式。在施工设计中，反馈控制的关键是引入工程环境监理，通过具有相应资质的监理企业，接受建设单位的委托，承担其建设项目的环境管理工作，并代表建设单位对承建单位的建设行为对环境的影响情况进行检查，对污染防治和生态保护的情况进行检查，确保各项环保措施落到实处。对未按有关环境保护要求施工的，应责令建设单位限期改正，造成生态破坏的，应采取补救措施或予以恢复。通过监理这一反馈控制，可提供设计效果的真实信息，并使设计人员获得评价其绩效的信息，从而提高设计水平，对于下一步或日后工作的实践指导作用非常巨大。

4竣工环境保护验收阶段的系统控制理论

为监督落实环境保护设施与建设项目主体工程同时投产或者使用，以及落实其他需配套采取的环境保护措施，防治环境污染和生态破坏，实施建设项目竣工环境保护验收。［9］该阶段是对整个环境工程设计系统的最后一个核查关卡，涉及验收范围、验收标准、验收工况、验收监测(调查)结果、验收环境管理、现场验收检查、风险事故环境保护应急措施检查及验收结论等部分。可用如下系统流程图简述其验收工作程序。

控制系统理论篇（2）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理论是自动化及其相关专业的一门重要核心专业基础课程，在武汉理工大学华夏学院（以下简称“我院”）自动化专业，控制理论所授主要内容为以经典控制论为核心的“自动控制原理”和以卡尔曼的状态空间分析法为核心的“现代控制理论”。

其中，“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律，并为系统的分析和综合提供基本理论和方法的专业基础核心课程。该课程又是“现代控制理论”“过程控制系统”“运动控制系统”“计算机控制技术”“智能控制”等许多后续课程的基础。而作为其后续课程的“现代控制理论”仍作为硕士研究生“线性系统理论”与“最优控制”等学位课程的基础。这两门课程理论性强，概念多且杂，对学生的数学基础要求较高。而我院作为一个三本院校，自动化专业的学生相比较一本和二本的学生而言，数学基础较为薄弱，故学好这两门课对学生来说至关重要且具有一定的难度。

而教好上述两门课程也是教师必须思考和解决的重要问题。笔者经过几年的教学实践，摸索出一套比较适合三本院校学生的系统化教学方法，致力于培养学生的系统观，进行了一些尝试，且取得了一定的效果。

一、工程背景系统性

任何一种理论的产生都有其历史背景，都是在实践中产生的。自动控制技术萌芽在18世纪，在第一次世界工业革命期间，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）发明的蒸汽机离心调速器，一种凭借直觉的实证性发明。飞球调节器有时使蒸汽机速度出现大幅度振荡，其他自动控制系统也有类似现象。

由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解释这一现象。为了解决这个问题，盲目探索了大约一个世纪之久。1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出：不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分析控制的不稳定。麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制理论的开端，接着就进入了经典控制理论发展的孕育期。1875年，英国劳斯提出代数稳定判据。1895年，德国赫尔维兹提出代数稳定判据。1892年，俄国李雅普诺夫提出稳定性定义和两个稳定判据。1932年，美国奈奎斯特提出奈氏稳定判据。战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。1948年，维纳出版《控制论》，形成完整的经典控制理论，标志控制学科的诞生。维纳成为控制论的创始人。

经典控制理论的主要内容包括：系统数学模型的建立、时域分析法、频率特性法、根轨迹法、系统综合与校正、非线性系统和采样控制系统分析法等。

从四十年代到五十年代末，经典控制理论的发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大的飞跃，几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术（可以说工业革命和战争促使了经典控制理论的发展）。科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件――现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。[1]

在二十世纪五十年代末，计算机技术的飞速发展推动了核能技术、空间技术的发展，并且为多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析和设计提供了新的手段。

五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法，在1957年提出了动态规划。1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念。

由上面的历史背景介绍可以看出，现代控制理论是在自动控制理论的基础上发展得到的，尽管两种理论在方法和思路上有显著的不同，但是在教授的时候不能将两者视为单独的个体。笔者每次在绪论部分都会系统化地讲解理论的产生，以让学生对两门课程形成一个初步的比较清晰的认识。

二、理论教学的系统性

在这两门课程的理论教学过程中，虽然涉及到的知识点有差异，但是经笔者研究，在具体教学中，两门课程的教学有些许共性，比如说两门课程的教学流程就基本一致。如图1所示：相对于现代控制原理而言，自动控制原理理论推导较少，同时其工科背景较强，实例较多。在学习之初，可先帮助学生搭建起分析问题和解决问题的基本框架，形成一个较为初步的系统观。

自动控制原理分析问题的核心是数学建模，稳定性判断和性能指标的计算，[2]主要分析方法是时域分析法、频域分析法和根轨迹分析法。时域分析法直观易懂，频域分析法是自动控制原理的核心，根轨迹分析法在目前的工程实践中已用的很少，在学时有限的情况下可略讲。在实际讲解的过程中，要合理安排学时，适当加快时域分析法的讲授，略讲根轨迹分析法，重点讲解频域分析法及系统校正。

现代控制理论包含了大量的理论概念机数学公式，在实际讲授中，应弱化理论推导，在教学过程中可结合倒立摆工程实例，从建模、稳定性分析、能控能观性分析、极点配置到状态反馈，形成一个较为完整的分析过程。[3]

总而言之，在讲解的过程中，注重引言，初步建立系统观，结合实例，比较异同，突出重难点，最后再通过总结强化各知识点之间的联系。[4]

三、实践教学的系统性

1.重视实验，理论教学和实验教学的系统化[5]

以往，控制理论的实验课和理论课教学是独立的，理论课教师和实验课教师各行其道，相互交流匮乏。目前，学院已明确提出，理论课教学和实验课教学的一致性，理论课教师必须参与进实验教学，教学手段要丰富、系统。

2.实验箱教学和仿真教学的系统化

首先在实验箱上搭建模拟电路，利用信号发生器、示波器等测量波形和数据。同时引入MATLAB仿真，先引出数学模型，利用MATLAB强大的系统工具箱分析并绘制各种相应曲线，利用Simulink工具箱进行校正和状态反馈设计。[6]最后，对比电路测试波形和仿真结果，可让学生深入了解理论和实际参数之间的差异，进而寻找原因，加深理解。

四、今后教学方向

在今后的教学过程中，可进一步加强比较，加强学生的系统观，并且尝试迁移到其他相关学科，加强学生对整个学科的理解。

参考文献：

[1]万雄波，杨方.基于“自动控制原理”与“现代控制理论”课程异同点分析的教学探索[J].科教文汇，2013，（7）：56-57.

[2]孙韵钰.“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用[J].消费电子，2013，（7）.

[3]王斌，李斌.“现代控制理论”教学改革与实践[J].中国电力教育，2013，（10）：61-62.

控制系统理论篇（3）

从国外看,内部控制理论的发展经过了一个漫长的时期 ,大致可以分为内部牵制、内部控制制度、内部控制结构与内部控制整体框架等几个不同的阶段。1992年,美国COSO报告从内部控制构成要素的角度,构造了一个内部控制整体框架,成为迄今为止对内部控制最全面的论述,在一定程度上突破了以往内部控制仅从会计、审计角度研究的狭隘性,在内容上不再局限于会计控制,扩展到企业的管理以及企业的治理,从一个更高、更系统的角度给出了内部控制的一个框架体系。从内部控制理论研究的历史演变过程来看,我们可以区分出这样几种内部控制研究视角:程序(方法)论、制度论、组织(协调)论、系统论、过程论。虽然COSO框架对内部控制作出了一个比较综合的界定,但就其本质上看仍然属于过程论的范畴。2004年9月COSO企业风险管理整合框架,在内涵上将原COSO报告的内部控制五要素扩展为八要素,既体现了对1992年COSO框架的超越,又反映了内部控制的转型,尤其强调了董事会和管理层在目标设定、风险确认与评估以及风险管理策略选择等方面的突出作用。但是,无论新、老COSO报告都只是提出内部控制的整体框架,至于如何保证这种框架性意见在企业中得以执行,并没有给出可操作的现实途径。

从目前国内的研究来看,虽然内部控制(或者更为准确地称为内部牵制)的思想和实务由来已久,但真正将内部控制上升为理论研究的时间并不长。我国对企业内部控制建设的推进发轫于上世纪90年代,在2001年6月我国财政部《内部会计控制规范——基本规范(试行)》以后,我国会计理论界掀起了对内部控制研究的热潮,众多的专家学者提出了内部控制框架的构想。刘明辉(2001)提出内部控制的整体框架由四个部分组成,即企业治理控制、企业管理控制、管理信息系统、企业文化;于增彪(2001)提出现代企业的内部控制是一个体系,应该将内部控制的设计分成总体设计和单项设计;阎达五、杨有红(2001)提出,建立和完善内部控制应该抓住关键因素,有步骤、分重点地构建内部控制体系,关键因素包括:健全管理机构、确立董事会在内部控制框架构建中的核心地位、内部审计机构设置与科学定位、强化预算管理等;朱荣恩(2001)提出,企业内部控制可由三部分组成,即组织结构、人员管理、业务程序,并且认为当前重点是要加强企业业务程序的内部控制。林钟高(2006)提出,构建内部控制理论框架时,应该借鉴“三论”的理论和方法,将COSO报告中的五个要素的具体内容进行重新归类,他认为一个完整的内部控制理论框架应由三个必不可少的要素组成,即控制环境、控制系统、监督与评价。控制环境是基础,控制系统是核心,监督与评价是保障,三者缺一不可。杨雄胜(2006)提出,必须把基于权力控制的内部控制转变为基于信息观的内部控制,以培养员工忠诚为现代内部控制的工作出发点,利用团队示范作用促进员工行为优化,以企业内开放式信息沟通协调员工行为。

关于内部控制的研究视角以及概念描述虽各不相同,但从国内外对内部控制理论众多的研究中,我们不难发现对企业内部控制已达成这样一个共识,即:认为内部控制是一组联系内部各相关利益主体的正式和非正式关系的制度安排和结构关系网络,其根本目的在于试图通过这种制度安排,以达到内部相关利益主体之间的权力、责任和利益的相互制衡,实现效率和公平的合理统一。但是,内部控制并不是为制衡而制衡,制衡并不是保证各方利益最大化的最有效途径。衡量一个内部制度系统效率的标准应该是如何使公司最有效的运行,如何保证各方的公司参与人的利益得到维护和满足。由此,科学决策不仅是企业治理与管理的核心,同时也是企业内部控制的核心。因为企业各方的利益都体现在企业实体之中,只有理顺各方面的权责关系,才能保证企业的有效运行,而企业有效运行的前提是决策科学化。因此,内部控制的目的不是相互制衡,至少最终目的不是制衡,它只是保证公司科学决策的方式和途径。

二、内部控制的科层理论分析

任何组织从本质上都呈现为一种层级结构,其中相互关联的活动被分解为各不相同的任务单元,为了实现一定的组织目标,要求各任务单元具备畅通的信息关系和协调一致的活动水平。因此,从管理学的视角看,科层制组织结构应现代化大生产的要求而出现,是为了应对外界高度复杂的环境,通过企业在组织结构方面通过资源的控制与整合,从而实现企业生存与发展的目的。而从经济学的视角看,由于社会化大生产是建立在分工协作基础之上,企业作为市场交易的一种替代机制,必然要采取纵向协调的某种等级制形式(包括科斯和威廉姆森在内的经济学家都习惯于把组织协调机制的基本性质概括为层级制)。现代企业组织结构中存在着一系列委托关系:股东会与董事会、股东会与监事会、董事会与总经理;总经理与各部门经理、部门经理与员工等,正如詹森和麦克林(Jenson and Meckling, 1980)所指出的,这种委托—关系,“存在于一切组织、一切合作性活动中,存在于企业的每一个管理层级上”。由此,“一级盯住一级”的层级制也就应运而生了,它是一种增进效率的秩序形式,可以帮助解决由团队生产的外部性所导致的失灵

问题,通过为下级与上级创造激励来重新协调好个人对自我利益的追求与群体效率之间的关系,使得在团队生产情况下的个人

的卸责不再符合他们的利益(Archian and Demsetz,1972),简而言之,企业科层结构之所以能够存在的经济学解释是它能纠正市场失灵。

效率是科层组织制度的核心和思想基础,在分工多样化、专业化的情况下,科层被认为是突破个人有限理性的有效方式。究其本质而言,科层制旨在解决两大类问题——组织责权利的对称安排、以理性的方式降低成本的一项委托制度安排。一般而言,科层体制的特征主要体现为:(1)分工与专门化。科层制通过在职位上加以分工,使每个人从事一份专门化工作,提高工作的熟练化程度,以避免杂乱无序,增进效率。(2)法规与条例。科层组织内部有一套完备的规则系统,这些规则系统对每一职位都赋予特定的权力和义务。(3)权威的层级节制。组织内部依层级安排职位,全部职位形成一个金字塔式结构,建立上下级节制系统,以确保对于上级指挥的服从。(4)非个人取向。组织内部各种行为都按统一的规定办理,不因人而异,不夹杂个人的情绪或偏见,任何决定,均远离情感冲动或个人好恶,以有效达成组织目标为准绳。(5)终身事业取向。在科层组织中,员工以其所获得的技术资格被雇佣,并获得终身事业保障,以培养其成员对组织的忠诚,组织内部所采取的晋升制度是以年资与成就并用的机制。

COSO报告认为,内部控制是由董事、管理层及其他人员在公司内进行的,旨在为经营的有效性、财务报告的可靠性、适用法律法规的遵循性提供合理保证的过程。实际上,内部控制是为了确保组织的最高层参与到整个机构的运作中,以实现组织目标。站在更广义的角度,我们认为内部控制是一组联系内部各相关利益主体的正式和非正式关系的制度安排和结构关系网络,其根本目的在于试图通过这种制度安排,以达到内部相关利益主体之间的权力、责任和利益的相互制衡,实现效率、公平的合理统一以及科学决策。而所谓的科层制,即权威的层级制,以责、权、利相匹配的方式,通过一层一层的行政隶属关系,遵照行政命令来完成组织的内部交易。因此,从上述对两者概念及内涵的表述中,我们不难发现内部控制目标和功能与组织科层制的内在机理之间存在众多的相容性和一致性。下面我们拟就组织科层本质特征与内部控制所承载功能的拟合性进行进一步分析。

第一,内部控制的“信息——决策”功能。根据科斯理论,企业之所以存在,之所以可部分地取代市场,原因在于企业可以节约交易费用。而企业之所以能够节约交易费用,又在于企业内部控制者承担了组织和沟通协调的功能。而组织和沟通协调功能的实现,又有极大的依赖于对信息的获取。一般科层制组织中的信息遵循两种路径:一是自上而下的,即组织的最高层把决策由上到下传达,我们把这种信息称为“命令信息”;二是自下而上的,指组织中的基层把作业现场的情况层层汇报向上传递,我们把这种信息称为“汇报信息”。也就是说,在科层制中,无论是“命令信息”、抑或是“汇报信息”,信息的传递、沟通基本上借助于权力等级链的正式渠道,这种正式渠道的信息沟通交流方式保证了信息的准确性,对于内部控制无疑是最重要的。

第二,内部控制的“预期——保险”功能。根据熊彼特在1912年出版的《经济发展理论》一书中的表述,创新就是“建立一种新的生产函数”,把一种从来没有过的关于生产要素和生产条件的“新组合”引入生产体系,创新必然带来风险;而风险内部控制则表现为内部控制者在企业生产经营过程中对各种风险因素的排除和预测,从而获得创新报酬和风险收益。具体说,创新和风险内部控制一方面是通过对人类行为的内部控制,帮助交易当事人较为准确地判断出交易中的其他人未来可能的行为;另一方面是通过内部控制把未来的不确定性风险从交易者个人身上转移到那些愿意承担风险、并且承担成本较低的社会组织机构上去,以使交易者对未来经济活动形成稳定的预期。由此,科层体制下的非个人取向保证了组织的任何决策,不受个人情感冲动或好恶影响,完全以能否有效达成组织目标为准绳,使创新与风险的权衡更加理性。

第三,内部控制的“激励——约束”功能。根据阿尔钦和德姆塞茨的团队生产理论,彼特斯、沃特曼和欧钦等的个人价值实现理论,在团队中实施监督的人的动力来源于赋予其剩余索取权,来源于多方面的激励;而对于员工,内部控制者则从需人本主义出发,通过人性化内部控制改变员工的偏好结构,从而实现团队的整体目标。具体说,内部控制的激励——约束功能表现在,通过对内外交易当事人关系的内部控制确认,营造出一系列的行为规则和活动空间,以使人们在发生各种行为时,能够估计出大致的收益与成本。科层组织中终身事业取向,一方面激励员工以其本身所具备的技术资格被雇佣,以其出色的工作表现获得嘉奖和终身事业保障,以培养其成员对组织的忠诚。另一方面,通过在组织内部依层级安排职位和一套完备的规则系统,建立上下级节制系统,以理性的方式进行监督和约束,以确保对于上级指挥的服从。

三、科层理论框架下的企业内部控制层次构造

在传统的内部控制中,基本采取两层次内部控制,即经营者监督控制管理者、管理者监督控制员工。也就是说,内部控制是在公司治理解决了股东、董事会、监事会、经营者之间的责权利划分问题之后,作为经营者为了保证受托责任的顺利履行而进行的主要面对次级管理人员和一般员工的控制,更多的是企业内部管理制度层面的问题,它并不能约束最高管理当局本身。而且,内部控制是基于经营管理当局与次级管理人员和一般员工之间的委托关系而产生的,它属于公司内部管理的范畴,因此法律一般不作具体的规定,只是原则性规定公司必须建立、健全内部控制制度。显然,传统内部控制理论不仅对内部控制与公司治理做出了明显的界限划分,而且其构建内部控制系统的一个基本前提是发达的资本市场、完善的公司治理结构,以保证企业所提供的财务会计信息的决策有用性。在这样一个基本假设之下,股东完全可以以超脱于企业的姿态,远离企业内部控制。然而,现实状况并非与假设一致。根据系统论的原理,任何一个系统的有效运行都必须依赖其客观存在的环境。从当前我国不完善资本市场根本难以保证财务会计信息的决策有用性情况之下,基于契约执行的观点,为了更好监督经营者受托责任履行情况以保证股东投入企业资产的安全和增值,股东以企业内部控制主体的身份进入企业,采取组织控制的方法,是完全必要、也是完全可行的。此外,从系统论的角度来看待企业内部控制系统,则内部控制不仅是整体制度环境下的一项制度安排,更是一个理性开放的组织系统,能够通过加工从环境获得的资源进行自我维护。“这种开放系统能够在高层次上维护自身,进而向更高秩序和复杂性的方向演进”(Bertalanffy,1962)。那么,要实现这种自我维护功能,股东就不能像以往那样对企业保持一种“疏离的眷恋”,而要成为企业内部控制主体的一个重要组成部分。

从本质上来说,企业管理系统就是内部控制系统,企业的每个管理主体也就是控制主体。一般认为,管理就是通过计划、组织、协调、控制等活动,使企业资源得到优化配置的过程。经营者对企业的管理是宏观层次的资源配置,管理者对其所负责部门的管理也是资源配置,员工则是在其岗位上直接操持一定的资源并实现对资源的控制,所以,从这个意义上说,员工是最基本的管理者,是直接对资源进行控制的主体,而且是企业内部控制的最终落脚点。所以,员工也就成为控制主体之一。每一个员工必须最大善意地使用自己直接控制的资源,保护企业财产和资源的安全,如实报告各种相关信息。

基于上述的分析,我们尝试构建以股东、经营者、管理者以及员工为主体的四层次内部控制系统,当然,各层次主体在控制系统中所面对的控制对象、追求的控制目标以及为实现目 标而采取的控制手段是各不相同的,在此我们仅给出一个基本思路。

(一)以股东为主体的内部控制的总体架构 以股东为主体的内部控制的控制主体是股东,包括董事会和监事会,是最高层次的企业内部控制主体,控制客体是经营者及整个企业的业务经营活动。以股东为主体的内部控制的控制目标是:敦促经营者为了企业利益而一心一意地、最大善意地使用财产,获取盈利和确保企业发展;确保股东投入企业的财产不被经营者、企业员工或外部人偷盗或非法占有,也不为天灾人祸所损坏;经营者能够如实地向股东报告企业的经营成果、财务状况和其他重大事项。为实现上述目标,所采取的内部控制手段是:公司治理结构、战略控制、基本政策控制(包括基本会计政策、基本财务政策、基本费用政策、基本人事政策以及基本业务经营政策等)、CPA审计、为经营者设计合理的业绩评价和报酬结构。(二)以经营者为主体的内部控制的总体架构 以经营者为主体的内部控制的控制主体是经营者,控制客体是是管理者及整个企业的业务经营活动。以经营者为主体的内部控制以确保企业经营目标的实现;确保财产安全;确保信息真实等为控制目标,主要通过组织控制、人事控制、财务成本控制、会计控制、统计控制、内部审计、内部经济责任制等实现其控制目标。

(三)以管理者为主体的内部控制的总体架构 以管理者为主体的内部控制的控制主体是管理者,控制客体是员工,具体而言就是员工的积极性及其操作活动。管理者控制是内部控制中具体、实质性的控制层级,它将直接影响到员工行为的适当性。以管理者为主体的内部控制的控制目标:资产安全,即经营者将各个责任中心范围内的资产托付给责任中心的管理者之后,最基本的要求就是在确保资产安全;交易合法,即员工所运作的所有交易都是经过合理授权的,不存在非法交易,当然地就不存在由非法交易而引致的财产非法占有;如实报告,即管理者必须如实地向经营者报告其责任中心的各种相关信息,如会计信息和统计信息;业务优化,即资产保护和交易运作都是以现实最优的方式来进行。以管理者为主体的内部控制的控制手段:岗位设计、建立作业程序与方法、员工业绩评价、员工报酬与激励。

(四)以员工为主体的内部控制的总体架构 其内容包括:以员工为主体的内部控制的控制主体是员工,每一个员工在自己的岗位上,最大善意使用岗位资源,保护企业财产和岗位资源的安全,如实报告岗位的各种相关信息。控制客体是可能会侵占本企业财产、也可能会影响本企业正常业务经营活动的外部人以及本企业内部人之间的相互监督。以员工为主体的内部控制的控制目标: 财产安全——保护财产不遗失和不被非法侵占;如实报告——能知道财产运作的真实情况;提高经营效率——以最大善意来使用财产;遵守相关政策和法规——遵守政府和立法机构颁布的各项法律和法规。以员工为主体的内部控制的控制手段:限制接近、技术手段、申诉和报告。

四、实现四层次内部控制框架的制度环境:几个值得思考的问题

(一)科层组织的信息结构 罗伯特.西蒙斯(2004)把管理控制系统定义为“管理人员为保持或改变组织内部活动模式而采用的正式的、基于信息的理性程序和步骤”。由此我们可以看出控制系统中信息保障的重要作用。一直以来,人们对科层责难最多的就是传递、交流的信息流动路径非常单一:只有由上到下和由下而上两种方式,缺乏横向的信息交流,并且信息不能实现一种完全上下自由地交流。在青木昌彦(2001)看来,信息处理不能简单地分解到各部门,必须区别对待。有些信息适合在现场及时加以利用,有些信息适合在不同部门间共享,以便实现良好的组织协调,而有些信息则应平行地在各部门内部加以利用。他认为科层组织并不必然意味着机械、单一模式地处理企业内部信息,因此,基于企业内信息关联的三种一般模式——层级分解、信息同化与信息包裹,他提出应采取以下七种科层组织模式,即:决策一体化的功能层级制(Decision-integrated)、网络一体化功能层级制(Network-integrated)、层级控制型团队(Hierarchical\Controlled Teams)、水平层级制(Horizontal Hierarchies)、参与型层级制(Participatory Hierarchies)、供应商系列、意大利工业区和第三方信息中介——硅谷企业簇群,灵活加以处理。

(二)科层组织的扁平化问题 随着信息技术的发展,以及企业决策及时性与企业管理灵活性的需要,促使许多企业达成了关于推行“扁平化管理”的共识:即当企业扩大规模时,在不增加管理层次甚至较少管理层次

的前提下,增加管理幅度。这就自然导致了原来金字塔状的组织形式被“压扁”,从而实现了“扁平化”,“扁平化”的结果是既提高了管理效率,又降低了管理成本。然而,我们决不能因为企业推行“扁平化管理”而想当然地将其理解为取消管理层级,企业推行“扁平化管理”的目的是减少管理层级而并非取消管理层级,事关组织成败的重要管理层级,其地位不但不会削弱,反而应当予以加强。减少管理层级的目的有两个,一是减少管理层级的数目,二是精简组织机构内部多余的职位,同时取消不必要的控制系统,其实质是管理层级的重构,它依然体现了科层制的精髓。

(三)加强企业内部控制层级内部的激励与约束 企业的内部控制层级结构可以概要地分为权益层、经营层和操作层。权益层从传统意义上来说是企业激励安排的主体,委托—合约中的委托方。但在股权高度分散的现代企业,在资本市场高流动性的条件下,权益层并不是一个非常稳定的群体,经常不能独立而一致性地占据传统的主体地位,在执行主体责任时又发生了新的问题——委托给董事会。因此,权益层在一定程度上也成了企业激励的客体对象。对这一阶层激励的目的是保持其对企业投资的兴趣,并积极参与企业的治理与监督。经营层是现代企业中不可或缺的事实上的控制者。经营层对企业效率起着决定性的作用,因而是企业激励的主要对象。操作层在具体企业生产经营过程中,实际上就是除经营层以外的所有人员。这一群体数量多,占企业人员比重大。为了克服科层制横向交流不畅的固有缺陷,必须引入层级内部网络的激励与约束,即从过去传统串行的运作方式向并行团队运作方式转变。团队运作组织又被称为(并行运作组织模式),是应信息技术、新制造技术和生产方式的发展而产生的。团队运作组织要求每个成员都具有共同的基本技能,共同的目标,强烈的进取精神与合作意识,又拥有必要的决策能力和调控能力,从而有效地增强了企业运作组织的柔性,降低组织的脆弱性,减少了组织对个别专业人才的依赖性。在建立激励机制的同时,还要建立约束机制。如依据科层理论明晰各层次控制主体在内部控制中承担的职责分工和责任,并通过完善各类制度约束来规范各层次控制主体的行为等。

(四)塑造企业内部控制分层主体的共有文化信念 利用制度结构和层级结构来规范和制约参与者在企业活动中的行为,要求对这些关系和行为的范围和形式作出事先的界定,然而,企业活动的复杂性决定了并非所有的关系或行为的范围和形式都可以事先预测的。“文化信念”的功能便是在企业制度和层级结构不能触及的地方发挥作用,调节不同成员在企业活动中的非正式关系。企业的市场行为通常被理解为对不断变化的外部环境条件和内部条件的反应,这些条件使得股东、经营者、管理者、员工之间产生并维持着“组织均衡”或“组织动态平衡”。如果我们把股东、经营者、管理者和员工看成是为实现某个共同目标而组建的团队,那么在团队各成员的互动中就会形成为团队所共同接受的“惯例”。而某种活动之所以成为“惯例”,往往是因为它是有效的,这时,这种“惯例”就会进一步得到强化,进而形成为指导人们行为的“共有文化信念”。而且,作为人们自觉行为结果的文化信念不仅是记忆型的,而且是学习型的,或者更准确地说,主要不是记忆型的,而是学习型的。一种合作的文化信念代表着每个博弈者预期所有其他人合作并实施合作规范,一个非合作的文化信念则意味着对立的预期。在上下级间重复博弈的情况下,“文化信念”可部分定义为在科层内传达规范的手段一一它意味着在组织里“事情应该这样做,做 了又意味着什么”。塑造企业内部控制分层主体的共有文化信念,通过培养企业员工(包括管理层)的整体价值观,通过企业文化建设激发员工的责任感、荣誉感等,以达到员工的自我管理、自我控制、自我激励的目的。“作为集体价值观和行动准则的集合体,(企业)文化在组织中发挥着一种控制功能”(范黎波、李自杰,2001年)。利用文化的作用,引导、约束企业内部控制人员在履行其控制职责时遵循商业伦理,强化职业道德意识。将理念有力地贯穿于员工的价值判断和是非标准中,并指导其行为方式,必然会减少层级摩擦、促进层级间的“行动力”,最终提升科层效率。

五、结束语

科层制体现的就是管理效率的理想,它促进了组织的合作与控制,解决的不仅仅是单个控制主体的生产效率,而且是组织方面的特殊问题—一如何最大限度地进行合作与控制,并由此提高组织的效率。纯技术的观点来看,科层制能为内部控制带来高效率,从这一意义上可以说实行科层制是最合理的已知手段,它在确保内部控制决策制度的可靠性、内部控制行为的合理性与稳定性等方面都具有特别重要的理论意义和操作价值。

参考文献:

[1]杨丽萍:《科层制的功能与反功能》,《湖北大学学报(哲学社会科学版)》1999年第11期。

[2] (日) 青木昌彦着,周黎安译:《比较制度分析》,上海远东出版社2001年版。

[3]安同良:《中国企业的技术选择》,《经济研究》2003年第7期。

[4]安同良:《企业技术能力发展论:经济转型过程中中国企业技术能力实证研究》人民出版社2004年版。

[5](法)让一雅克·拉丰:《激励理论:委托—模型》,中国人民大学出版社2002年版。

[6] (美)小艾尔弗雷·德钱德勒:《看得见的手—美国企业的内部控制革命》,商务印书馆1994年版。

[7](美)科斯、诺斯、威

廉姆森等:《制度、契约与组织》,经济科学出版社2003年版。

[8]布雷克利、史密斯、施泽曼着:《内部控制经济学与组织架构》,华夏出版社2001年版。

[9]刘双:《企业的组织的层级结构与传播》,《学术交流》2000年第1期。

[10]陈传明:《知识经济条件下企业组织的结构化改造》,《南京大学学报》2000年第1期。

[11]王智慧、 蒋馥:《基于信息技术的企业层级组织变革研究》,《华中科技大学学报》2001年第10期。

[12]梁颖:《层级组织的经济学解释——以“委托理论”阐述企业层级结构》,《现代管理科学》2004年第9期。

[13]宇红:《论韦伯科层制理论及其在当代管理实践中的应用》,《社会科学缉刊》2005年第3期。

[14]付春晖:《基于委托理论的企业层级结构分析》,《科技情报开发与经济》2006年第12期。

[15]Weber,M. The Theory of Socialand and Economic Organization,.Trans:A.M.Henderson and T.Parsons.NewYork:Oxford University Press,1947.

控制系统理论篇（4）

（2）从业要求高。信息系统工程所涉及的类型广、技术领域多，实际情况复杂，对应的工程监理从业人员需要具备有各个领域的专业技术知识，并且还必须具备较为丰富的实践经验，否则光靠理论知识是很难把监理工作做好。

（3）实施难度大。信息系统工程项目投资大、周期长、风险高，且需求变动快，造成工程项目的不可预见成分较高，监理起来也比较困难，监理实施过程中具有较大的难度。

2信息系统工程目标控制原则

2.1事前控制原则

事前控制就是在信息系统工程建设之前的筹备工作，加强对产品质量控制，并依据客户要求和自身特点制定相关标准，进而指导信息建设有序的开展。在信息系统设计完成后，相应的检测是必不可少的，注意发现其中存在的隐患，将其消除在萌芽阶段。由于信息系统工程是在网络基础上建立的，相关设施投入资金较大，如果在信息系统工程建设过程中存在影响质量的因素，进而导致无法满足客户的需求，投入的资金将会面临浪费的风险，由此可以看出相应的高投入同样伴随着高风险。

2.2阶段控制原则

由于信息系统工程建设以客户要求为准则，需要对其进行分阶段的创新，最后将各部分的质量合为整体，实现整体的质量目标追求。对信息系统建设标准应紧跟时代步伐前进，基于信息系统工程发展历程时间较长，已经有了一定的规模。在此领域中国内外产生了众多专业性人才，针对信息系统工程的发展特点提出了相应的衡量标准，其中包括了系统运行遵循的技术规范，系统设计与维护应当遵循的规范，为信息系统工程建设提供了科学的理论支持。

2.3客户中心原则

信息系统工程建设同样属于第三类行业，服务业，所遵循的理念同样是以服务客户为中心。由于信息系统的使用者都是客户，不同客户对于质量的要求相应的有所不同，在建设过程需要充分的满足客户的需求，根据客户的要求进行信息系统工程的设计，但是满足客户需求的还要保证信息系统工程的质量。客户对于信息系统工程的评价是衡量其设计质量的重要标准，因此，在设计之初应充分的考虑用户的工作特点和功能要求，以确保信息系统工程建设成功。

控制系统理论篇（5）

Key words: mapping; quality management; system control

中图分类号：P2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

一、 测绘工作实行质量管理的重要性

根据，近年全国测绘工程的调查结果显示，全国重点测绘工程的质量合格率高达93.1%，不可否认，测绘工程在质量管理方面的工作成绩斐然。但是，随着国内经济改革的深化及开放程度的加深，测绘行业面临的竞争压力将越来越严重，所以测绘行业只有不断提高运营效率和质量管理水平，只有这样才能为测绘行业竞争力的提高提供强大的动力支持。

二、 测绘工程的质量管理与系统控制

2.1 测绘工程质量管理系统要素

质量管理系统的基本组成单元称为质量管理系统要素。根据国家相关标准提供的质量管理系统和质量保证的通用模式可以看到，质量管理系统包含四大过程要素，即管理职责，资源管理，产品实现，测量、分析和改进。

2.2测绘工程质量保证体系

质量保证体系的系统功能，在于沿着科学的工作程序和管理程序，及时地获取各种应有的质量信息，进行判断、加工、储存、传送，最后以指令信息作为反馈加以输出，通过改善体系的要素，实现体系应有的控制状态，求得需要的质量保证。质量保证体系的构成要素有目标值系统，程序标准，工作标准，组织系统，管理点，信息管理，体系评价。

2.3 质量的系统控制

质量管理是由一系列系统的特定的概念组成的一个合乎逻辑的理论的概念体系，它包括质量、质量环、质量方针、质量计划、质量控制、质量保证、质量审核、质量成本及质量体系等。

2.3.1 测绘工程的质量管理点

测绘工程的质量管理点应分别设定在人员、设备和数据采集过程上。人员的质量管理点主要是人员的能力水平能够胜任工作岗位，应达到一定的学历、职称、工龄、业绩、培训等。设备的质量管理点是年检和使用前的检校，以确保设备工作正常，满足工程使用。

2.3.2 测绘工程的数据检查

测绘工程数据的质量检查，是保证地形建模和数据库数据正确性的基础，这里的检查包括图形数据、属性数据、风格检查、拓扑检查这几个方面。

2.3.3 记录和标识

测绘工程质量管理与系统控制有关的记录应进行控制并编制相应的记录控制程序文件，确保记录的标识、贮存、保护、检索、保存期和处置。所有记录表格，包括操作记录、检查一记录、质量管理记录、测量设备的测量能力和测量结果的记录均按统一规定的系统进行统一编号。与质量管理有关的记录应由一记录的部门或个人保存，特别是书面记录应确保记录不丢失、不受潮、不损坏，保证记录的完整和清晰。计算机硬盘和光盘贮存的记录在备份好的同时应采取相应的保护措施。通过采用科学分类的统一编号或编码或计算机软件储存，确保在需要时能够迅速及时查找到所需要的记录。根据记录的用途，规定各类记录的保存期并由文件作出规定。

三、 如何加强对测绘工程的质量管理

3.1加强领导及员工的质量意识

领导重视，是质量管理水平提高的主要动力。质量管理要坚持“以人为本”的管理理念，以此提高员工的质量意识，做好测绘产品质量提高的的基础工作。要提高领导和员工的质量意识，就要不断加强领导与员工的理论学习和业务培训，通过学习，不断加强员工的质量意识教育，同时，也可以通过各种经验交流会、业务培训班等方法，增强员工的爱岗敬业精神，让质量意识深入人心。

3.2完善相关法律法规，做好制度保障

加强对测绘工程的质量管理，首先就是有关部门要根据目前的形式要求，制定测绘质量的专项法规，以法律为根本准绳，并不断完善相关法律法规，形成制度保障。其次，行政测绘的主管部门要严格依法办事，加大执法力度，依法惩处严重违反质量管理法规的单位及项目；第三，加强行政测绘部门的监管工作。设立测绘质监部门，不断增强各级测绘质监部门的地位，做好监管工作。

3.3 重视测绘工程的质量管理点

测绘工程的质量管理点应分别设定在人员、设备和数据采集过程上。人员的质量管理点主要是人员的能力水平能够胜任工作岗位，应达到一定的学历、职称、工龄、业绩、培训等。设备的质量管理点是年检和使用前的检校，以确保设备工作正常，满足工程使用。测绘工程数据采集过程的质量管理建立三个固定管理点：第一，己知数据的检查；第二，控制数据的检查；第三，地形要素，图形，碎部数据的检查。另外在控制网的布设，观测，平差和地形要素的采集，图形编辑等过程中根据需要建立临时管理点。 3.4 通过培训提高质量管理水平

测绘单位要做好人员的技术质量培训工作，不间断的组织员工系统地学习国家测绘局颁发的《测绘生产质量管理规定》和《测绘产品质量监督管理办法》等文件；在学习过程中，要努力加强优秀技术总结、设计等技术资料的学习，把测绘技术管理、质量管理、计量管理作为培训的重要内容之一，同时还要特别强调测绘行政管理部门的质量监督管理职能，维护测绘持证单位的合法权益，提高测绘单位的工作积极性。

3.5 文件化质量体系要实施动态管理

测绘质量体系文件要在原有的基础上不断加以改进完善，使其可操作性逐步增强，确保测绘产品实物质量稳步提高，这就要求质量体系文件必须实施动态管理，不断提高测绘质量体系的有效性。在质量体系运行过程中，出现文件规定不明确、规定与实际不符或文件未规定以及采取纠正措施而引起文件更改的情况，要按照文件规定的修改程序及时修改完善，使文件更加严格，达到质量体系运行更加系统、更加有效的目的。文件修改程序要根据测绘单位的实际情况规定合理，进行有效控制，便于文件的控制和修改的渠道畅通，这样可以达到事半功倍的效果和提高效率的目的。

结束语

测绘项目管理是测绘单位工作的一条主线，测绘产品质量控制是测绘产品合格的保障工程．它需要有思想保证体系、技术保证体系以及质量监督体系进行支撑。要提高项目管理的质量和效率，应建立配套规章制度，加强产品质量控制，规范作业程序，不断提高技术人员的业务水平，使测绘项目管理更好地为测绘单位的经济发展服务。

控制系统理论篇（6）

由于变风量系统具有可减少空调设备的安装容量、节省运行能耗、可以满足不同房间不同温度控制的要求、适应使用空间变更的要求、维修量小等优点，在我国的一些高级办公楼中已被采用，如北京的南银大厦、中国银行、中国人寿大厦等建筑，而一些正设计中的新的办公楼也采用了变风量空调系统，变风量空调系统将会越来越多。本文仅就系统控制设计及实施中的一些问题进行讨论。

1.变风量系统的控制

变风量空调系统的控制可分为变风量空调机组和变风量末端装置两部分，本文用图1与图2的变风量空调系统为例，来讨论监控点的设置及主要的控制功能。该系统为单风道系统，建筑物内、外区共用同一空调系统，内区变风量末端装置为单风道基本型，外区变风量末端装置为带再热的串联式风机动力型。

图1变风量系统控制原理图

图2变风量末端装置控制原理图

a.单风道基本型；b.串联式风机动力型（带再热）

（1）监控点的设置

1）变风量末端装置

变风量末端装置监控点的设置见图2。图2a为单风道基本型，图2b为带再热的串联式风机动力型。需要说明的是：①室内温度传感器为带温度设定功能型，故设2AI点；②压力无关型变风量末端装置的进风口处有一风量检测装置，设1AI点；③热水盘管调节阀的控制可为开/关型，也可以为增量调节型和连续调节型。此处为开/关型控制，设1DO点；④风阀控制可用1AO点或2DO点；

2）变风量机组

监控点的设置见图1，需要说明的是：为风机的变频器设6个点，变频器电源控制设3个点，用于手动/自动开关状态（DI），电源通、断控制（1DO点），电源状态（1DI点）；变频器运行监控设三个点，频率控制1AO点，频率反馈1AI点，故障报警1DI点；

（2）控制

1）变风量末端装置的控制

压力无关型变风量末端装置对室内温度的控制为串级控制方式，它能及时处理送风压力变化对末端装置送风量的干扰，保证好的调节品质。在此例中内区为单风道基本型，全年送冷风，按图3的特性进行控制。变风量末端装置调节风阀的运行范围受空调设计确定的最大风量和最小风量的限制。对于每一个变风量末端装置，都有其自己的最大和最小风量，在系统调试时需将这两个参数编写到调节器的控制程序中。

图3单风道基本型末端装置控制特性图4串联式风机动力型（带再热）末端装置控制特性

图4为外区变风量末端装置的控制特性，当房间温度大于设定值时，控制器控制风阀开大，加大一次风量，二次风量相应减少，直至最大风量，最大风量等于风机风量。当房间温度低于设定值时，控制器控制风阀关小，减少一次风量，二次风量相应加大，若到了最小一次风与最大二次风区域，房间温度继续降低，则再加热器投入工作，提高送风温度，以满足室内负荷的要求。

变风量末端装置的运行与变风量机组同步，系统风机运行，则末端装置的风机必开。

2）变风量空调机组的控制

在冬、夏季，根据送风温度控制（PI）热、冷水调节阀，使送风温度达到设定值。

当系统负荷减小到某一程度时，可参考回风温度、末端装置风阀的开度来修改送风温度设定值。以避免部分房间的变风量末端装置运行在最小或最大风量时，室温仍达不到设定值。

在冬季，根据回风相对湿度控制加湿阀，以保证室内相对湿度。

送风量控制目前常采用控制系统静压的方式，改变风机转数实现对机组送风量的调节，这是暖通规范推荐的方式。风机转速有一最低允许值，此值对应于系统的最小风量。系统的送风静压与送风温度控制之间要相互协调，以保证变风量末端装置工作在合理状态，不要经常工作在最大或最小送风量状态。静压控制除定静压外，还有变静压控制方式，其目的是使系统根据负荷的变化将静压保持在允许的最低值，因此其比定静压控制方式更节能，但此种方式易使系统不稳定，故而在实际工程中使用时要注意控制程序的设计和转换参数的选择。

变频器的电源按时间程序进行控制。

新风量的控制是根据实测的新风量F来调节新风、回风阀门开度，使新风量达到设定值，保持新风量不变。当系统风量减少时，开新风阀关回风阀，回风风量减少，新风比加大。当系统达到最小风量时，新风比为100%，即无回风，全部用新风。

2.监控系统规划

在大型建筑物中，变风量系统数量多，末端装置的数量大，例如信远大厦，变风量系统有60多个，变风量末端装置有一千余台。除变风量系统外，建筑物内还有其他许多需监控的设备。显然，对于这类大型建筑物，它的建筑设备监控系统是一个大型有多条总线的系统。在进行系统设计时，应本着科学和节约的原则仔细规化，通常有以下几点需要注意：

（1）应将控制某一变风量机组的控制器（DDC）与此系统所负责送风的末端装置的控制器设在同一条通信总线上，这样将有利网络通信和整个变风量系统的管理和运行。同时此总线所带的控制器或监控点的数量要合理，不可有太多的富裕量。

（2）对系统总线的规划，在考虑上述因素的同时，尚应注意总线施工和维护的难易程度。

（3）应注意变风量末端装置的温度传感器的合理配置。末端装置的温度传感器配置大致分为三种情况：其一，是为每一变风量末端装置设一个有温度设定功能的温度传感器；其二，是多个变风量末端装置共用一个有温度设定功能的温度传感器；其三，是多个变风量末端装置共用一个或几个无温度设定功能的温度传感器。

第一种情况多用于面积不大的房间，后两种情况多用于大空间。带有温度设定功能的温度传感器安装于墙上，无温度设定功能的温度传感器多设在作为回风空间的吊顶上，此时房间的温度给定值由末端装置控制器中的软件设定。

设计时，具体采用何种温度传感器，要根据建筑和空调专业的设计，仔细划分变风量末端装置的服务区，按照区域的建筑和使用特点，为相应的变风量末端装置配置合适的温度传感器。

3.几个有关的问题

（1）新风量控制

由于受新风管道的影响，新风量测量会存在测不准的问题。为此，可根据回风或有代表性房间的二氧化碳浓度来控制新风量的控制方式。

另一种新风量的控制方式是在新风管道上设置定风量装置（CVABox），稳定输送一定量的新风。定风量装置又称为风量调节器，图3为其外形及结构示意图。这是一种机械式自动装置，不需要外加动力，所需的风量直接在此装置上设定。装置内部设有限流板、气囊、凸轮、弹簧等部件，它们协同工作使风量调节器在允许的压差范围内将风量保持在设定的流量上。

a.b.

a.外形b.内部结构示意图

图5风量调节器

（2）变频调速

风机电机的功耗与其转速的三次方成正比关系，故而当系统风量减少时，风机的耗电量会降低很多。考虑到变频调速装置的能耗及风机转速降低后效率的下降等因素，变频调速方式节能与转速达不到三次方的关系，但还是很可观的，例风量为50%时，电机功耗约为15%。

风机是变转矩负荷，变频器应按此来进行配置。目前许多制造商都生产专为空调系统中风机控制而设计的变频器，这种变频器有较好的性价比。选择时应使电机功率与变频器的功率相匹配，电机的功率不能大于变频器的功率，也不能低于变频器功率的一半，变频器的输出电压、电流及最高频率要与电机的要求相吻合，同时还应注意变频器的干扰与输出至风机电机间的允许距离。

变频器电源是否要控制，这与强电设计有关，在实际工程中也有不设这些监控点的实例，这不影响系统的运行，但在单台切断空调系统电源方面不大方便。

风机转速控制手动或自动方式的选择是在变频器上解决的，在变频器的控制面板上可以进行“远方”或“就地”控制模式的设定。当设置为“就地”时，对变频器的操作直接在控制面板上进行，这多用于空调系统风量调试及风机维修；当设置为“远方”时，则由监控系统进行控制。

目前许多制造商生产的变频器和其控制面板是分离式的，以便于当变频器由系统控制时，可为同类的变频器配置一块面板，它仅用于变频器的参数设定和初调。但此方式若用于变风量系统，会给先于监控系统调试的空调风系统调试带来诸多不便，故而最好为每一台变频器配置一块控制面板。

（3）风压差开关

在选择风压差开关时要注意使其性能指标满足变风量系统运行的要求，因为系统运行在最小风量时，风机两端的风压差也为最小值。选择不当，则可能出现系统在最小风量运行时，风压差开关不动作的情况。而且在进行系统调时，应在系统为最小风量运行状态，调节风压差开关的动作值。

过滤器风压差开关的动作值调试则应在系统设计风量下进行。表1为国家标准《组合式空调机组》GB/T14294-93对各类过滤器初阻力的规定。对过滤器积尘状况检测的风压差开关，应根据表中不同效率的过滤器之初阻力与积尘后允许的终阻力来选型和设定动作值。对于粗效过滤器，终阻力一般都大于表中允许值的2倍。

过滤器效率和阻力表1

粗效

中效

高中效

亚高效

大气尘粒径（μm）

≥5

≥1

≥1

≥0.5

计数效率E（%）

20≤E＜80

20≤E＜70

70≤E＜99

95≤E＜99.9

阻力（Pa）

≤50

≤80

≤100

控制系统理论篇（7）

基金项目：南开大学985工程区域经济哲学社会科学创新基地资助项目。

作者简介：郎东(1968－)，男，天津人，南开大学博士研究生，主要从事物流产业研究；王青(1975－)，女，陕西西安人，国务院发展研究中心人员，博士，从事物流产业研究；王述英(1943－)，女，山东龙口人，南开大学教授、博士生导师，从事产业经济学、物流产业研究。

中图分类号：F713　文献标识码：A　文章编号：1006－1096(2007)05－0122－04　收稿日期：2007－07－15

生产和销售流程中存在的物流过程是一个统一的系统，只要存在物品流动的地方，就有物流系统的功能。物流系统的管理和优化是涉及诸多方面的系统工程，对物流系统中的生产物流管理与控制有利于生产企业物流的优化，利于降低企业生产成本和提高产品竞争力。

一、生产物流的特征及不同类型生产物流特征比较

生产物流是指企业在生产过程中所发生的物流，包括原材料、半成品和成品的仓储、装卸、搬运、包装、管理和相应信息的处理和传递，以及这些物流活动进行时所需的相关物流设备和软件所构成的整体系统。对生产物流的含义可以从三个角度来理解：

首先，从工艺角度看，生产物流是与整个生产工艺流程相伴而生，生产物流就是原材料、半成品以及成品随着依次进行的生产工序而不断流动。因此，生产物流系统的边界起于原材料、燃料和外购零部件在企业内开始卸货，终于产品完成成品包装放入企业内部仓库或直接装入外运运输设备。

其次，从物流范围的角度看，生产物流存在于企业的边界内，它贯穿于企业范围内的车间、工段、工作地、仓库等场所。

第三，从物流属性角度看，企业生产物流包含于生产所需物料在时间和空间上运动的全过程，换句话说，生产物流是动态的生产系统。所以，生产物流是由物流活动连接的独立的各生产环节所组成的系统。

不论从以上哪个角度看，生产物流都具有以下特征：一是连续性。生产过程表现为物料在不停的流动过程中。空间上的连续性和时间上的连续性也就成为生产物流的管理范围。生产物流要求生产环节在空间布置上合理、紧凑，在时间上尽量减少物料的等待时间。二是协调性。协调性是指在每个工序的生产能力上要保证比例协调，如果出现某一生产环节能力过剩和不够，必然会出现局部或者整体的等待时间。三是节奏性。节奏性要求生产环节在短期时点上保持同一生产速度，不能出现时紧时松的情况。此外，在规定的时间内应该生产出所需要的数量。四是柔性。柔性是指生产不同产品的转换成本比较小，从而加工制造具有灵活性、可变性和可调节性。柔性的要求是应市场多样化、个性化要求所产生的。

根据物流连续性、品种种类和产量可以将生产物流细分为五种类型：项目型生产物流；单件小批量型生产物流；多品种小批量型生产物流；单一品种大批量型生产物流；多品种大批量型生产物流。表1对上述五种生产物流的特征进行的归纳和总结。

二、不同生产模式对生产物流管理与控制的影响

生产模式的不同很大程度上影响物流模式，不同生产模式体现了企业在一定市场环境下的生存哲学，它对管理方式、物流方式、组织方式、协作方式等内容有十分重要的决定性作用。制造业发展过程经历了作坊式单件生产阶段、福特流水线式规模生产阶段和多品种小批量的精益生产阶段。作坊式的单件生产模式中并不存在现代意义上的物流系统。物流系统是规模生产模式的产物，并在精益生产模式下获得快速发展。

1、规模生产模式对生产物流管理与控制的影响

规模生产模式(Mass Production，MP)是二战后市场对产品需求剧增的产物。在市场对同质产品数量需求增加的状态下，以美国企业为代表的大批量生产方式逐渐取代了欧洲传统的手工单件生产方式。泰勒、甘特和福特等管理学家为推动大批量生产方式起了十分重要的作用。

弗雷德里克・泰勒于1911年提出了以工序标准化、作业分工和计件工资制为基础的“科学管理原理”；亨利・甘特则通过甘特图的设计实现了对生产过程的计划和控制，使制造过程能够在一定的许可范围内严格按照计划进行；亨利・福特提出作业单纯化和产品标准化原理，通过严格规定每个工序的标准时间定额来实现生产成本的降低，而福特汽车流水线成为生产同质标准化产品的大批量生产模式诞生的标志。

MP以规模带动效益，通过流水线等专用设备的应用可以使生产成本降低，并由此产生价格上的竞争力。这种生产模式在充分满足市场需求的基础上推动了工业化的进程和世界经济的高速发展。MP模式下的物流管理同时也打上了MP的烙印，即物流活动事先必须制定物料消耗定额，然后编制各级生产进度计划来对物流活动进行控制，同时利用库存制度对采购和供应等环节进行协调。生产物流中的库存是为了避免生产中由设备和供应等不确定因素造成的外界风险，从而生产中的库存强调风险管理。适当的库存是缓冲生产环节间的矛盾，保持生产连续进行的保障。在此基础上，生产物流系统与生产系统和销售系统形成了高度的协同性和一致性。

2、精益生产模式对生产物流管理和控制的影响

精益生产模式(Lean Production，LP)也称多品种小批量生产模式，是20世纪70年代由日本制造业推动的一场针对MP的革命。由于市场环境变化：消费者强势的形成、消费者偏好的变化以致使产品品种增加，产品成本结构由于间接劳动成本、外购部件而发生变化，产品的生命周期明显缩短，产品交货期和交货量也大幅降低。由MP支撑的生产系统已经不能适应新的市场环境。经济系统必须通过自组织来调整生产的组织方式和生产模式以适应新的系统环境，而这种自组织的结果就是LP的产生。

丰田汽车公司在对美国汽车制造业进行总结后认为，以数控机器人、可变成控制器、工厂局域网等先进制造设备和系统为特征的美国汽车制造业虽然在制造效率上有所提升，但同时将产生大量的生产物流成本。此后，丰田公司从美国零售商的物流管理中受到启发，形成了著名的“看板”系统，并提出了准时生产制(JIT)。经过“看板”和JIT对生产过程中物流环节的控制，使生产系统能够适应多品种、小批量订货的

市场要求。美国和欧洲MP模式支撑的汽车制造企业在市场上受到重挫后，通过对日本企业的学习，也最终形成了具有不同特色的LP模式。此后，众多大型制造商纷纷引入了LP，使MP整体向LP推进，从而使生产系统完成了继MP之后的第二次制造业的革命。

LP生产模式是通过改进物流技术以消除无效作业形成的物流成本来实现对市场环境的适应。其物流管理有推进式(Push)和拉动式(Pull)两种模式。推进式物流管理模式是基于美国制造业大批量生产基础之上的MRPII(制造资源计划)而形成的。该模式通过信息化手段对需求进行预测，再围绕着预测的结果调节生产、物料需求、能力需求、物料采购等生产计划。在生产过程中，库存、物料搬运等物流作业严格按照计划的时间和数量从上游工序推进到下游工序，并在整个生产过程中管理者通过信息流对生产和物流进行控制。推进式物流管理模式的特点：在管理手段上大量应用计算机等对生产进行控制，生产的控制部门是管理部门(如图1所示)；在生产物流上，严格执行以零部件为中心的供应和库存计划；原材料、在制品一定数量的库存是其必要保障。

拉动式生产物流管理模式是以日本制造业JIT为基础的物流管理模式，强调物流始终处于不停滞、不积压、不超越、按照一定节奏的状态在生产过程中进行。该模式是从用户的现实需求，而不是预测需求出发，每个生产工序依据实际需求所需要的部件或原料向前一道工序下达需求指令，前一道工序依据后道工序的“看板”’再向上游工序下达需求看板，依次类推到原料采购。拉动式模式强调物流过程与生产过程的同步管理，在生产环节中，物流必须将工序所需要的原料数量在工序需要的时间点上送达，物流和信息流在相反的方向上保持一致，这样就可以使整个生产和物流过程处于连续、协调的协同过程(如图2所示)。

拉动式生产物流管理的特点：采用标准化作业，最大限度的降低物流成本；在管理手段上采用计算机和看板相结合的方式；前一道工序的在制品不经库存直接进入下道工序，从而减少了在制品库存，也减少了生产时间；由于从消费者到第一道工序都能进行生产指令下达，所以整个生产系统和物流系统都是围绕客户需求展开：拉动式物流管理认为库存的风险也来自在制品库存，因此应该将在制品库存压缩到最小状态。

三、生产物流管理与控制的方法

1、MRP和MRPⅡ

MRP(MaterialRequiringPlanning)，即物料需求计划是由IBM公司率先提出的生产物流系统管理模式。传统订货法是根据历史的生产和库存记录来推测未来生产需求，这种方法在日益复杂的市场环境下容易造成库存积压和库存短缺。MRP是按照产品结构来对物料需求进行生产组织。它根据产品结构的层次从属关系，以零部件为计划对象，按照各种零部件的生产周期反推出它们的生产与投入的时间和数量，并按照完工日期为计划基准倒排计划，并据此区别各个物料下达订单的优先级，从而保证在生产需要时所有物料都能完工，减少由于其它必要构件未完工所造成的部分已完工部件的库存，最终使企业达到减少库存和减少占用资金的目的。

MRP分为生产计划和计划执行控制两部分。对于生产计划部分，企业首先根据定货合同、市场预测等需求确定总的产品产出计划，并制定针对产品或独立需求型半成品的主生产计划(MPS)，并将其作为展开MRP和能力需求计划(CRP)的框架依据。同时根据MPS、产品结构、物料清单(BOM)、库存信息等将生产计划细化，编制从属需求型部件的物料需求计划MRP，确定每一个加工部件和采购部件的建议计划。对于MRP的执行控制部分，可分为执行物料计划和执行能力计划两部分，执行物料计划主要采用调度单或派工单来控制加工的优先级别和采用请购单和采购单控制采购的优先级别；执行能力计划用投入产出的工时量对能力和物流进行控制。执行物料计划和执行能力计划控制层必须将生产计划的执行信息随时反馈给计划层。从而整个计划和控制过程就形成了一个闭路系统，将生产计划的稳定性、灵活性与对市场的适应性统一起来。

MRPⅡ是由美国著名管理学家奥列佛・怀特(Oliver-Wisht)提出。MRPⅡ的基本思路是把MRP和企业其它生产经营的相关资源和财务连接成一个整体的系统，将能力需求计划、车间生产作业计划和采购计划也统一到MRPⅡ中，使企业的整个生产经营活动都与生产物流系统相联系。MRPⅡ本质上成为一个面向企业内部信息集成及计算机化的信息系统，从而将经营、生产、销售、现金流动等计划与MRP系统有机结合，使每个企业内部活动的子系统在统一的信息系统内部运行。MRPⅡ运用管理会计的概念用货币的形式说明整个系统运行的收益，从而实现物流信息和财务信息的集成。

2、ERP――企业资源计划

ERP是由美国加特纳公司于20世纪90年代提出的。ERP是在MRPⅡ的基础上将物流过程与资金流、信息流以及供应商的制造资源相整合，从而体现了供应链适应消费者需求物流管理思想的网络结构控制模型。ERP强调企业间通过协作实现快速响应市场需求变动的思路，使整个供应链适应柔性化的战略管理，从而阵低风险成本和提高整体收益。

ERP主要有三个特征：首先是实现面向供应链的管理集成。它在MRPⅡ的基础上又将物料流通体系的运输管理、仓储管理、在线分析处理、产品质量管理、跨国经营管理纳入系统。此外，ERP还支持多种生产模式的企业，以及远程通信、电子商务和EDI系统。其次是采用了多种先进的网络通信技术和计算机辅助软件系统，支持不同平台的相互操作，加强用户自定义的灵活性。第三，ERP是企业业务流程重组(BPR)的扩充和延伸。BPR是指通过信息技术将企业生产和经营流程重新整合，以实现业务量增加、信息敏捷通畅的目标。

3、JIT――准时生产、即时配送

JIT(Just in Time)是日本丰田公司在新的市场环境中总结出的一整套适用于小批量多品种的混合生产的生产物流控制系统。JIT可以表述为“只在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品”，(崔介何，2002)。它是追求一种使生产库存减小到最小限度的生产物流模式。JIT的产生是基于对以下公式的分析之上：

产品生产总时间=加工时间+物料整理时间+运送时间+等待时间+检验时问：增值时间+非增值时间　(1)

对于公式(1)来说，传统企业的加工时间，即增值时问一

般不足10％，而物料搬运、等待、整理等大量作业的物流时间达到90％以上，所以为了改变由此产生的高物流成本，日本丰田公司提出了JIT物流管理模式，其具体目标包括废品量最低、库存量最低、准备时间最短、搬运量最少等。为了达到JIT的目标，企业必须做到以下几条：一是生产均衡化，即不能出现零部件不同工序间的长时间停滞，要使其实现均衡的流动；二是通过企业的专业化布局减少由于布局不合理所产生的运输时间和等待时间等；三是强调全面质量管理，消除不合格品的产生；四是产品设计合理化，产品的基本组件应该实现模块化，从而使装配更为简单。

JIT与传统的生产物流管理相比较，具有三个特点：首先是JIT是积极和动态的管理，它强调在批量、准备时间、废品率、物流成本等方面的持续性改进。其次，以看板管理为手段的取料制实现了从现实需求开始对生产的拉动作用，从而不但使生产具有目的性，而且使生产过程中的松弛点消失。第三，由于库存压缩到最低限度，如果某一环节出现较低的效率，将使整个生产过程受到影响，从而很容易发现问题，这将有利于企业对产品的全面质量管理。

4、TOC――约束管理

OC(Theory of Constraint)即约束管理，又被称为最优生产技术(OPT)是由以色列物理学家高德拉特(Eliyahull.Gold-ratt)于20世纪70年代提出的，它是一种旨在改善生产过程中的“瓶颈约束资源”的管理模式。

由于生产系统是一个投入产出系统，因此从系统论的原理来看，生产系统中必定存在着相互制约而影响生产过程的因素。如果想要使系统最大限度的发挥它的功能，必须找出整个系统中最为薄弱的，也是对系统结构发挥功能制约的部分，通过改善其对经济系统的约束来实现整体功能的改善，这正是TOC的出发点。

控制系统理论篇（8）

一、Markowitz的投资组合理论

风险是指在一定时期和一定条件下，由于市场中各种经济变量的不确定性，导致投资主体遭受损失的大小及这种损失发生的可能性的大小，可为系统风险、非系统风险与总风险。系统风险，是指由于全局性事件引起的投资收益率变动的可能性。非系统风险，可以通过有效地资产多样化来加以消除，又称为可分散风险。总风险由系统风险和非系统风险组合而成。风险是客观存在的，不能完全被消除，但可以控制，降低其发生的概率，减小损失程度。

Markowitz投资组合理论的基本假设为：一是投资者厌恶风险，理性地追求预期收益最大化；二是投资者信息充分，可以得到准确的收益率期望值与方差；三是所有投资者处于同一单期投资期。Markowitz优化模型如下：

其中，E为投资组合收益的期望，投资组合的收益rp是由组合中的第i种、第j种资产的收益ri、rj及其权重wi、wj所确定，并用各个资产预期收益的加权平均值表示。因此，投资组合的期望回报率是其成分证券期望回报率的加权平均。cov（r，rj）表示两种资产之间的协方差，并用δ2（rp）表示投资组合收益的方差以衡量投资风险。此外，纳入投资组合的资产的权重之和为1。

二、利用投资组合控制非系统风险

资料来源：《金融体系风险分担机制比较研究》

大量的实证研究表明，在投资组合中，并不需要选择很多种证券来实施组合。一般地，当证券数增加到15～20种时，资产组合分散风险的能力便达到了极限，非系统风险的下降额几乎稳定在零。这时，即使再增加证券到这个资产组合中来，也不能进一步分散非系统风险。因为维持含多种证券的组合需要较高的管理费用、信息搜寻费用和交易费用，而且这样的证券组合中可能包含一些信息不易获得的证券，从而不能及时获得其预期收益率和风险，也不能及时地以此为依据由投资组合理论作出决定。

三、结论

一般地，所有的投资者都是风险厌恶者，想得到高收益和有保证的投资结果。根据Markowitz模型，可以通过构建投资组合来分散非系统风险，其目标是在给定的收益率下，形成具有最低风险水平的投资组合，即有效投资组合。投资组合中资产种类越多，投资组合承担的非系统性风险越是趋于下降。但证券种类并非越多越好，过多的证券加入组合，反而会降低该投资组合的收益水平。一般情况下，15～20种证券组合使非系统风险趋于稳定，此时的风险已经可以降到令投资者满意的程度了。同时，证券组合要求证券并非完全正相关，相应的相关系数越接近于-1时证券组合分散风险的效果越好。Markowitz的投资组合理论已被广泛应用到了投资组合中各主要资产类型的最优配置的活动中，用以对投资的非系统风险进行控制，并被实践证明是行之有效的。

参考文献

[1]马宇，韩存，申亮.美国次级债危机影响为何如此之大[J].经济学家，2008，（3）.

[2]戴志辉，赵守国.投资组合规模、收益和风险的研究[J].商业时代.2006（27）.

[3]马宇.金融体系风险分担机制比较研究[J].广东金融学院学报，2007，（3）.

控制系统理论篇（9）

[中图分类号]F275.2　[文献标识码]A　[文章编号]1004－518X(2012)05－0232－04

阳杰(1981－)，男，温州大学城市学院讲师，会计学博士，主要研究方向为会计信息系统与计算机审计；(浙江温州　325035)

庄明来(1949－)，男，厦门大学会计系教授、博士生导师，主要研究方向为会计信息系统与计算机审计。(福建厦门　361005)

本文系福建省教育厅项目(项目编号：JA11051S)、浙江省教育厅项目(项目编号：Y201120987)的阶段性成果。

内部控制的监控有持续监控(CM)和专项评价两种形式，两者技术方法相同，但执行频率有别。CM嵌于企业日常运营活动之中，得以获取及时、可靠且相关的信息，因而能够及时发现内部控制缺陷，并实时、动态地进行调整。所以，企业在可用信息的特点满足CM要求时，应该优先采用CM的方式。CM既是一种新的内部控制技术，也是一门新兴的研究领域。当前，学界对CM的研究还很少。国外新近的一些研究着眼于CM的实施效果以及对相关人员的行为影响方面，而对于立足信息系统的CM系统相关的基础理论，例如，系统的约束条件、构成要素和质量特征，并未予以关注，以至于该领域的研究缺乏一个应有的理论起点。本文拟就这几个基础理论问题进行初步的探索。

一、CM系统的约束条件

CM系统的基本目标就是如实提供关于信息系统中的内部控制设计和运行有效性的相关信息，为内部控制评价人员对有关内部控制进行补充、修改或废止等决策提供信息支持。

根据契约理论和技术二重性原理，信息系统中的内部控制具有内在不完备性。同理，CM系统也是不完备的，CM系统还受三个方面的约束。

(一)管理层对风险的认知局限与可用信息的数量

人类对事物的认知是一个渐进的过程。CM系统的完备性水平取决于企业管理层对企业风险环境的认知程度。根据内部控制监控的组织学习观，监控是内部控制系统的一种自我学习机制，通过在内部控制运行过程中不断发现问题，然后解决问题，来促使内部控制系统不断趋于完善，监控要素本身也得以不断强化。不过，由于人们对风险认知始终存在局限性，使我们不能定义出需要CM的所有问题。而且，对于所定义的问题，我们能用的信息也存在局限，两者之间存在不可弥合的鸿沟，由此导致了因信息不足而产生的风险。

(二)成本效益原则

信息理论认为，一个信息策略应该着眼于最小化信息需求的数量，同时最大化地授予决策制定权。最佳的决策制定者，就是用最少的信息作出最佳决策。由于信息获取需要成本，对信息的使用应该做到成本有效，即用最少的信息来实现决策能力的最大化。对信息的使用还要做到成本高效，即通过信息所进行的决策能够达到最大效用。这就需要我们在CM程度、信息成本与信息价值之间进行权衡。随着CM程度的逐渐加深，信息成本最初是缓慢增加的，这是因为对那些易于和信息系统进行整合的CM流程，容易获取所需的信息，并可借助高级数据分析工具进行分析。但随着CM的深入，信息成本增加会越来越快，这是因为更深层次的CM要求获取更多的增量信息，要获取这些信息可能需要对信息系统进行改造，或新增IT投资，某些信息或许只能通过人工途径来获取。同时，这些增量信息所对应的价值到达某个点之后会开始下降，这一方面是因为在该点之前主要的内部控制缺陷已通过CM揭示出来；另一方面，过多的信息可能会导致信息过载，而且用于这些信息分析的时间越多，信息的及时性降低，这些信息对CM的效用也随之下降。所以，信息并非越多越好，CM程度的最优点应该是信息成本最低且信息价值最高的点。不过，为使内部控制风险最小化，在预算充足的情况下，可以考虑提升CM水平，进一步降低风险，但这并非基于成本效益原则，而是基于风险来考虑的。

(三)监控带来的负面效应

研究发现，过度的CM也会带来一些负面效应，例如，CM下的管理者在重大投资决策前会倾向于保守和短视，过度的CM还不利于员工学习，进而影响劳动生产率和经济效益的提升。

二、CM系统的构成要素

从系统论的观点出发，CM作为信息系统中的内部控制的一个子系统，是对内部控制的一种再控制，因而也具备类似于内部控制系统的五要素。

(一)监控环境

控制系统理论篇（10）

2闭环供水系统的原理

该闭环系统应用于工厂的生产用水，其目的是向车间提供连续的水压稳定的水。图1是供水系统框图。它主要由变频控制箱、超压排流阀、液位传感控制器、压力传感器等组成。

系统中，1#泵为恒速泵，2#泵为变频调速泵。正常工作时，由1#泵抽取河水，经净化后直接供生产车间，由于1#水泵供水量总大于车间用水量，因此设置了超压排流阀，当管道水压超过设定水压时，排流阀开始工作，多余的净化水被排到水池中，当水池水位到达水位上限时，系统控制1#泵停机，同时启动2#泵，由变频器控制2#泵向车间供水，当水池水位下降到水位下限时，2#泵停止工作，1#泵启动运行，如此循环。

3变频器闭环控制

变频器用于2#泵的控制，即在抽取水池水时，根据用水管网压力的变化，通过变频器实现自动跟踪来调节水泵电机的转速，保持用水管网压力稳定。三垦通用变频器SAMCO-vm05为用户实现闭环控制提供了内藏的PID功能，它能将外部变送器输入的模拟信号(4~20mA、0~5V、0~10V)反馈输入到变频器，并取得与变频器设定频率指令之间的偏差，进行P(比例)、I(积分)、D(微分)控制，从而使负载一侧的动作跟随指令值的变化而改变。

3.1硬件原理

闭环控制的硬件原理如图2所示。压力传感变送器将管网水压信号转变成4~20mA电流信号作为反馈输入到变频器的IRF/VRF2端子，外部压力设定器将指定的压力(0~1.0Mpa)转变为0~10V电压信号输入到变频器VRF1端子。变频器根据给定值与反馈值的偏差量进行PID控制，输出频率控制电机的转速，从而使系统处于稳定的工作状态，管网水压保持恒定。

3.2闭环控制的相关功能代码与参数

变频器的功能参数很多，这里只介绍与PID闭环控制相关的参数设置，需要说明的是SAMCO-vm05型变频器内部PID控制采样周期Ts为10ms。

Cd071=3内藏PID控制模式

Cd120=5反馈信号为4~20mA电流输入

Cd002=3给定信号为0~10V电压输入

Cd122=0.00~100.00PID控制比例增益

Cd123=0.00~100.00PID控制积分增益

Cd124=0.00~100.00PID控制微分增益

Cd125=1~500反馈输入滤波时间常数

3.3设定值和反馈值的频率变换

在利用外部模拟信号作为设定值或反馈值时，输入模拟信号最小值(0V或4mA)时频率(偏置频率)和最大值(5V或10V或20mA时的频率(增益频率)须根据其F-V特性(或F-I特性)来设定。

(1)设定值的频率变换

外部压力设定器将压力0~1.0MP变换成电压信号0~10V输入到变频器VRF1端子，其F-V特性如图3。因此:

偏置频率cd054=0.0Hz

增益频率cd055=50.0Hz

(2)反馈量的频率变换

压力传感器将管网压力0~1.0MP变换成电流信号4~20mA输入到变频器IRF/VRF2端子，其F-I特性如图4。因此:偏置频率cd062=-12.5Hz

增益频率cd063=50.0Hz

3.4闭环调试步骤与方法

·首先，将变频器设在开环运行模式，检测压力传感变送器反馈信号是否正常;

·根据传感变送器的P-I特性和变频器的F-I特性求出反馈量的偏置频率cd062和增益频率cd063;

·根据外部压力设定器的P-V特性和变频器的F-V特性，求出设定值的偏置频率cd054和增益频率cd055;

·设置负载电机可驱动的最高频率cd007和最低频率cd008，本系统中设置cd007=50Hz，cd008=15Hz;

·设置cd071=3为内置PID控制模式;

·增加cd122单元的比例增益直至系统开始振荡，然后取振荡时的增益的1/2来设定;

·增加cd123单元的积分增益直至系统开始振荡，然后取振荡时的增益的1/2来设定;

·微分增益在以压力、流量为对象的控制系统中，由于滞后不大，一般设置为0;

·滤波时间常数cd125单元的值根据实际情况来调整，以消除信号传输过程中的干扰。

4故障处理

4.1变频器故障

无论是从冗余设计原则还是从系统实际应用环境考虑，在变频器发生故障时都要求不间断供水。

在本系统中，当变频器突然发生故障，变频自动运行系统自动停水并报警，然后2#泵进入工频运行，当然工频运行时，管网压力不能自动控制，只能作为短时应急工作方式。

4.2水位检测故障

水池的水位信号采用浮子式液位控制器检测，为防止液位控制器失灵，对水池低水位采用双下限两路触点控制，当第一个水位下限触点故障时，变频器系统设有正常停机，待水位达到第二个下限(比第一下限水位略低)，系统发出报警信号，同时停止2#变频泵，启动1#工频泵。

5结束语

在供水系统中采用变频调速运行方式，可根据用户实际用水量的变化自动调节水泵电机的转速，保持压力稳定，实现恒压供水，并且能节约能源，延长设备使用寿命，减轻工人劳动强度。

三垦通用变频器SAMCO-vm05型及SAMCO-i型为用户提供的PID控制功能，其硬件输入端子设置灵活，适用于各种传感器。软件参数设置方便，且提供了反馈量的数字滤波功能，适合于温度、压力或流量为控制对象的闭环系统中。

目前，该系统已投入运行使用，性能稳定可靠，节能效果明显，具有一定的先进性。

参考文献