數學建模環境問題范文

時間:2023-12-25 17:44:39

導語:如何才能寫好一篇數學建模環境問題,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

數學建模環境問題

篇1

關鍵詞:應用數學;數學建模;教學組織形式

應用數學是高等大專院校的一門課程,其對于學生掌握一定的數學基本理論、服務專業課與思維方式方法等有著極為基礎的作用。以下,筆者將結合教學實踐對應用數學的教學活動發表幾點簡單認識。

一、重視數學建模在數學學習活動中應用詳例講解的重要作用

應用數學專業的最終教學目的在于培養學生逐漸具備運用數學知識解決現實問題的水平與能力,這就要求教師在教學過程中格外重視數學建模在學生學習活動中的重要作用。這既是幫助學生體會到所學應用數學與現實生活緊密聯系的有效措施,同時,更是激發學生數學學習興趣、幫助其進一步深化對于所學數學知識點認識與理解的重要途徑。

例如,在學習微分方程模型的相關知識點之后,教師可以帶領學生建立一個數學模型:

水污染問題是當今社會所面臨的環境問題之一,某學生小組在實踐調查研究的基礎上得知某紙廠水庫中原有的水量為500噸,假設含有5%污染物的廢棄水以每分鐘2噸的流動速度持續注入該紙廠的水庫,那么,從時間t=0算起,多長時間之后該紙廠水庫廢棄水中的污染物含有量濃度將達到4%(設定為廢棄水注入水庫后,水庫中的水將不再向外排出)?假設廢棄水注入水庫后,該造紙廠水庫中的水又以每分鐘2噸的速度反流出該水庫,那么,從時間t=0算起,多長時間之后該紙廠水庫廢棄水中的污染物含有量濃度將達到4%?并依據計算出的最終結果向社會生活中的用水單位等提出有效控制污染水源的有效措施。

這樣就將微分方程這一數學概念置于真實的現實情境之中,有利于學生主觀探究能力與創造性學習思維發展,也有利于其更好地掌握應用數學思維的方式。

二、讓教學組織形式更好地服務于學生學習

現代素質教育理念認為,學生是學習活動中的主體,教職員工則是學生各項學習活動中的扶持者與指導者,教育工作者必須在尊重所教學生實際認知規律的基礎之上更快、更好地將學生的學習主體地位真正落實到各項教學活動中。

在我看來,要想達到素質教育理念的這一要求,讓教學組織形式更好地服務于學生是重中之重。對于此,針對教師資源與學生實際人數眾多這一突出矛盾問題,我認為高等院校教師在應用數學教學過程中可同其他教師共同組成幫扶學習小組,即每位教師幫扶一定數量的學生。如此,教師就能針對不同基礎的學生采取不同的教學策略。如,針對學習基礎較為薄弱的學生,幫扶教師可以將自身教學過程中積累的一些經驗或者竅門介紹給所要幫助的學生,針對學習基礎較為扎實的學生則可以有針對性地輔導他們參與一些科研項目的調查與研究,這一措施既有利于幫助學生鞏固、夯實學習基礎,提升其數學素質及修養能力;與此同時,教學相長,對于教師來講,也是極大的優勢。例如,通過對不同學生的輔導工作,教師能更深刻地體會到有層次教學的必要性及重要意義,進而更有針對性地采取數學教學活動。再如,學生數學水平的逐漸提高也將間接地推動教師積極地深入到數學科研的學習活動之中,這對于他們自身數學素養以及教學能力的提升都是一個很大的幫助。

總之,應用數學專業的教育工作者應當重視數學建模在數學學習活動中的重要作用,并確保教學組織形式更好地服務于學生主體,這樣才能在確保良好教學效果的同時真正促進大專院校學生數學素養及數學實踐運用能力的顯著增強。

篇2

關鍵詞:數學;研究性學習;實際應用;開放題

所謂研究性學習,是指學生在教師指導下,從本學科的某個基點出發,確立研究課題并進行有計劃分步驟的研究,從而獲取所需知識,以求解決問題的探索活動。在高中數學教學中逐步滲透研究性學習的理念,是踐行新課改理念,推動素質教育進程的強力抓手,對摧毀傳統教學模式,建立獨立自主或分工協作新時期創新型思維發展學習體系的重要一環,研究性學習課堂的推廣,使課堂教學面貌日新月異,師生關系更多趨向于教學相長,科研氛圍漸趨濃厚,開放的學習環境為學生多渠道獲取知識、投身社會實踐提供了多種“演練”機會,是了解社會、改造社會的“預科班”。那么,該如何在高中數學教學中有效開展研究性學習呢?

一、明確數學研究性學習目的

數學科學本身就來自于人類對自然、對社會形態、對人類進行的各N活動的認識而抽象成人的思想及方法的一門學科。人類再用它來理解自然與社會、用它來解決自然社會的一些問題。

數學與日常生活是息息相關的。傳統數學教學存在的缺陷在于它常常使學生游離于自然與社會之外,機械地回答教科書上的問題。尤有甚者,解大量的數學習題并追求唯一正確答案,使數學學習變得枯燥而又繁雜。

研究性學習是想讓學生回到自然與社會中來,讓他們自己提出感興趣的自然與社會問題。自己試圖(在教師幫助下)解決問題;或者提出解決問題的幾種方案供選擇。讓他們深深感覺到數學在生活中。

當然,在研究性學習過程中也能讓他們感到自己是自然與社會中的一員,負起他們應負的責任。讓他們與同伴與教師的交流,協作中學會做人。

二、注意研究性學習的選擇

1.在數學知識的間接應用中滲透研究性學習

以一定的知識結構為依托,從知識網絡的交匯點尋找編制問題的切入點。能力是以知識為基礎的,但掌握知識并不一定具備能力,以一定的知識為背景,編制出開放題,面對實際問題情景,學生可以分析問題情景,根據自己的理解構造具體的數學問題,然后嘗試求解形成的數學問題并完成解答。培養學生研究性學習的能力,就是要培養學生善于發現問題和解決問題的能力。例如,可以根據教材中研究性學習課題“向量在物理中的應用”已設計好的問題,讓學生通過實驗和數據的測量收集結合向量的知識進行力的研究。再如,立體幾何的多面體學習中,通過教具模型和動手折紙讓學生總結正方體的平面展開圖的種類。在課堂上要形成“問題中心”,把社會生活中的問題搬進課堂內進行研究,使課堂成為問題展示平臺、討論與辨析的場所。

2.利用數學建模進行研究性學習

長期以來.我國數學教育比較注重傳授系統基礎知識和數學技能。最近幾年,我們越來越認識到數學應用意識是學生數學素質的重要組成部分,所以在教材的編排和考試內容的改革中都強調考察學生的應用數學知識解決問題的能力。要培養中學生的應用意識,除了在日常教學中增加應用題的數學訓練,組織學生進行建模活動更能激發學生知識應用的興趣。

數學建模是進行研究性學習的理想形式:①目前在中學教學中,數學建模不是在課堂教學中進行,而是自主的課外活動之一。②教師能集中傳授達到是數學建模操作的一般過程和基本方法,具體問題的分析和解決不適合進行直接傳授。③數學建模也是以問題為核心,具有課題性和探索性,它需要學生對已學知識的綜合運用,同時也需要學生的非智力因素如探索精神、堅持不懈的精神,創新意識的綜合。④數學建模的目的是培養學生的應用意識,培養學生分析問題和解決問題的能力。而最終的目的是培養學生的獨立工作能力和學生的終身學習能力。所以這需要盡可能使用學生的研究性學習方式。

3.在數學的實際應用中進行研究性學習

對于高中學生而言,要開展研究性學習,必須培養他們的實踐能力。具體說來,主要包括有以下幾個方面能力:發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力;動手操作的能力;參加社會活動的能力。在學習活動中,學生可通過查閱資料書籍、訪問、調查等親身實踐獲得對社會的直接感受,同時還可了解科研的一般流程和方法,較大程度的培養學生的綜合素質和實踐能力。例如,結合“數列在分期付款中的應用”,讓學生研究“家庭購房是分期付款好還是一次性付款好”的問題。例如讓學生嘗試研究“銀行存款利息和利稅的調查”:先讓學生制定調查研究專題,從教科書、課外閱讀書以及網絡中查找有關銀行存款利息和利稅的內容,由學生自己根據實際需要,分組到建設銀行、農業銀行、農村信用社、國稅、地稅等相關部門進行原始數據的搜集,通過對原始數據的分析、整理,建立一個數學模型。在研究過程中,學生的積極性以及創新能力得到充分展示,使他們發現研究數學的樂趣,也享受到成功的喜悅。還有如:個人所得稅、購買彩票中獎概率、質量抽查、人口統計等等一些問題。

在開展研究性學習的過程中,我們是學生學習的參與者、指導者、組織者、促進者以及合作者,也就是說,我們應以平等身份主動參與學生的課題研究,通過與學生交流發表自己的意見,與學生相互學習,共同進步;我們應指導學生的研究思路、研究方法;作好課題研究的組織協調工作,為學生的學習活動創造一個良好的環境,幫助學生克服困難,樹立信心。

4.在社會實踐中滲透研究性學習

在數學研究性學習中,社會實踐是重要的獲取信息和研究素材的渠道,學生通過對事物的觀察、了解并親身參與取得第一手資料,并用所學的數學知識予以解決。

研究性學習強調理論與社會、科學和生活實際的聯系,特別關注環境問題、現代科技對當代生活的影響以及社會發展密切相關的重大問題。要引導學生關注現實生活,親身參與社會實踐性活動。同時研究性學習的設計與實施應為學生參與社會實踐活動提供條件和可能。對于高中生而言,要開展研究性學習,必須培養他們的實踐能力。具體說來,主要包括以下幾方面能力:發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力;動手操作的能力;參加社會活動的能力。例如,讓學生嘗試研究“銀行存款利息和利稅的調查”,先讓學生制定調查研究專題,從教科書、課外閱讀書以及網絡中查找有關銀行存款利息和利稅的內容,由學生自己根據實際需要,分組到建設銀行、農業銀行、農村信用社、國稅、地稅等相關部門進行原始數據的搜集,通過對原始數據的分析、整理,建立一個數學模型。在研究過程中,學生的積極性以及創新能力得到充分展示,使他們發現研究數學的樂趣,也享受到成功的喜悅。

總之,研究性學習旨在創造一個高效的問題解決的過程,將學生打造成熱愛數學、享受數學、應用數學的科研主體,進一步改善當前課堂面貌,促進師生在課堂活動中的教學相長。

參考文獻:

篇3

關鍵詞:科學素養;計算機基礎;教學改革;多媒體輔助;計算思維

0 引言

目前大學計算機基礎課程是北京航空航天大學的精品課程。該課程主要分為兩個層次:第一層次,課程主要以“案例驅動、問題驅動、任務驅動”的模式授課,采用課堂教學與課后作業、上機操作相結合的教學方式;第二層次,每門子課程單獨以講座的形式授課。該課程嘗試引入計算思維的思想,盡量按照問題求解的模式組織教學內容和實施教學。目前這種教學方式取得了不錯的教學效果,但由于計算機內部的工作過程不直觀,相關概念比較抽象,學生感覺理論知識枯燥無味,有些學生不能獨立完成作業,還存在互相抄襲作業的現象,部分學生還認為計算機基礎課程就是學習Office工具的課程,為此筆者通過以下教學方法的改革,提高教學質量,達到更好的教學效果。大學計算機基礎是一門先導課、基礎課,要通過這門課程培養學生的科研興趣,培養學生的計算思維方式,這也和我們研究型大學的理念一致,并且在教學過程中要充分發揮多媒體工具和教學網站的輔助作用。

1 在教學中引入人文關懷和科學研究的方法

1.1 人文關懷

在學生的學習過程中引導學生關心自己的發展,關注社會和環境中存在的問題,并對自己和社會進行思考,主要通過課后作業和實驗教學體現。例如,學生做Word圖文混排實驗時,要求學生用圖文并茂的形式來介紹自己,在展現自己的過程中學習使用Word進行排版;做應用Word進行論文高效排版實驗時,要求學生用論文的形式闡述自己的中國夢或者撰寫某項班級活動的策劃方案;做PowerPoint實驗時,讓學生就某個環境問題進行演講;在做Photoshop實驗時,讓學生設計出10年后的自己并要求有場景。這樣的實驗可以引導學生及早規劃自己的未來,關心社會的發展。

1.2 培養學生的科研素養

我們的教學理念是通過基礎課培養學生的科研素養,將科研方法融入教學活動中,向學生傳授科研理念、科研文化、科研價值,使學生了解科技最新發展和學術前沿動態,激發科研興趣,啟迪科研思維,培養科研道德,提升學生科學研究和科技創新的能力。在教學過程中,通過課后作業和實驗教學來引導學生進行獨立思考,對閱讀的文獻進行對比,通過數學建模解決實際問題,對一些問題進行社會調查并得出結論。課后作業如下:如果第一臺計算機是你設計的,闡述設計過程。怎樣把宿舍的計算機組成一個局域網?怎樣使你的計算機安全地暢游在互聯網上,闡述多媒體技術的發展過程中存在的問題。這些問題都要求學生進行獨立的思考,查閱大量的文獻并對文獻進行分析和對比,得出有價值的結論。課后大作業要求學生采用數學建模的方式解決生活中的問題,數據可以是物理實驗中的數據,可以是北京的交通流量,也可以是學生的上課情況等,對這些數據進行分析后,建立起一定的模型并得出有價值的結論。

1.3 將計算思維方法融入教學各個環節

2006年,美國卡內基?梅隆大學周以真教授提出計算思維是運用計算機科學的基礎概念來求解問題、設計系統和理解人類行為的科學方法。它通過選擇合適的方式陳述一個問題,對問題的相關方面進行建模并用最有效的辦法實現問題的求解。計算思維強調問題求解的操作過程和機器實現,是一種人機共存的思維。2011年,國際教育技術協會(ISTE)和計算機科學教師協會(CSTA)給計算思維下了一個操作性的定義,即計算思維是一個問題解決的過程,該過程包括:①提出問題并能夠利用計算機和其他工具幫助解決該問題;②符合邏輯地組織和分析數據;③通過抽象(如模型、仿真等)再現數據;④通過算法(一系列有序的步驟)支持自動化的解決方案;⑤識別、分析和實施可能的解決方案,并整合這些最有效的方案和資源;⑥將該問題的求解過程進行推廣并移植到更廣泛的應用中。這種表述和該課程的數學建模過程一致。在教學過程中引導學生像計算機那樣處理問題,就是處理問題的自動化。把實際問題進行抽象,抽象出一個模型,通過簡單的編程用計算機進行解決。對一個問題的解決盡量減少復雜的手工過程,盡可能地通過計算機解決,例如,需要建立大量的文件夾,或處理某些數據,使用Excel就可以解決。

2 采用類比的教學方法

計算機方面的理論知識比較抽象,不好理解。例如,在講到二進制、八進制和十六進制時,部分學生感覺不好理解,因為在日常的,li活中不經常接觸此類進制,計數和運算多采用十進制。并且學生不理解為什么需要這些進制。我們可以采用類比的方式進行授課,如生活中的星期是七進制,7天就是1周;12個月就是1年,月份就是采用十二進制;60秒就是1分鐘,采用的是六十進制。計算機內部可以識別的是二進制的數據,人們為了閱讀的習慣把3位二進制數用1位八進制數表示,把4位二進制的數用1位十六進制的數表示,是為了閱讀的方便,通過類比,學生就比較容易接受和理解進制的概念,

在講到操作系統中的進程和線程時,進程是具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合上的一次運行活動,是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位;線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的、能獨立運行的基本單位,學生也感覺不易理解。如果采用對比的方式,把進程比作公司,把線程比作公司的員工,公司擁有資金等資源,而進樣是資源分配的基本單位,員工要開展工作,需要向公司申請經費,而線程若想正確執行,也需要有足夠的資源,一個公司的業務開展,至少需要一個員工的工作等,這樣學生就豁然開朗了。

3 充分發揮多媒體教學工具的作用

3.1 采用動畫演示抽象的工作原理

在2013年5月北京地區舉辦的計算機算機教學交流活動中,我們深刻地認識到動畫在教學過程中的重要作用,采用幻燈片的動畫功能展示計算機的工作原理比較直觀。例如,計算機指令的執行過程比較復雜,初次接觸的學生不易理解,用幻燈片的動畫演示指令的取指、解碼、取操作數、在操作數的過程,學生很直觀地理解了數據是從哪里取出,計算后又放到了哪里去,也通過比較形象的方式理解了數據通路的概念。

3.2 發揮教學網站的輔助作用

1)構建知識結構圖。

計算機基礎課程的知識不是特別深奧,但是涉及的內容比較廣泛,章節之間關聯性不強,可以通過教學網站中的知識結構圖,使學生掌握各章節知識點之間的關系,這樣學生容易建立起一個完整的知識體系。

2)作業互評。

針對學生作業有抄襲的現狀,有些課程采用反抄襲系統,可以有效地避免此類問題,但是這種方法不能使學生看到好的作業是什么樣的。我們的做法是以小班為單位上傳作業,對于學生上傳的作業,小班內的學生可以互相評價學生之間的作業,發表自己的評論,可以進行投票。這是一個互相學習的過程,也是一個作業公開的過程,每個學生都可以看到別人的作業,如有抄襲行為,會曝光在全班學生面前,從客觀上杜絕了抄襲的現象。

3)作業情況統計和分析。

作業在學生之間可以互評,另一方面助教也可以評價學生的作業。助教把學生作業中存在的問題,通過簡單的方式錄入網站中,通過網站的統計和分析功能,用餅圖或柱狀圖的形式展現學生對某些知識點的掌握情況、學生作業的問題主要集中在哪里,方便教師及時發現教學中存在的問題。

4 多樣化的考核方式

該課程的考核包括課堂作業、實驗作業、期末考試和大作業,其中課堂作業占25%,實驗作業占35%,期末考試占20%,大作業占20%。課堂作業有隨堂小測驗,主要用來了解學生對課堂講課內容的掌握情況,還有開放式的課后作業,需要學生查閱大量的資料,進行獨立的思考,寫出小論文;對于實驗作業,要考慮學生之間的互評情況、助教的評分以及教師的抽查3個方面的情況;期末考試是上機考試,考查學生對一些知識點的掌握情況;大作業是數學建模,要求學生撰寫論文。這樣通過多樣化的考核方式全面地評估教學效果。

5 結語

對教學過程的改革沒有止境,我們還需針對學生的實際情況及時調整教學方法,找到最適合學生接受和理解的教學方法,不斷學習新的教學理念,采用先進的教學輔助工具,提高數學質量。

參考文獻:

[1]艾明晶,吳秀娟,李瑩,等.大學計算機基礎[M].2版.北京:清華大學出版社,2013:1-5.

[2]何秀青,何聚厚.計算機導論課程中計算思維能力培養研究[J].計算機教育,2012(15):69-73.

[3]管會生,楊建磊.從中國“古算”到“圖靈機”看不同歷史時期“計算思維”的演變[J].計算機教育,2012(11):120-125.

[4]易勝秋,彭國星,劉強.大學計算機基礎課教學改革的研究[J].企業科技與發展。2012(19):65-67.

[5]xupeisen112?算法第7課時:進位制[EB/OL].(2012-08-05)[2013-07-19].http:∥/view/b53f5036b90d6c85ec3ac630. html.

[6]dandycheung?線程和進程的關系之比喻[EB/OL].(2011-06-28)[2013-07-19].http:∥/dandycheung/article/ details/6573643.

[7]張聰.如何講好計算機基礎知識[J].信息技術,2010(26):634-635.

篇4

關鍵詞:生物質;壓縮塊;成型顆粒;建模;參數優化

中圖分類號:S216.2 文獻標識碼:A

文章編號:1674-9944(2013)01-0255-04

1 引言

生物質能源是唯一可再生,能替代化石能源轉化成氣、液和固態燃料以及其它化工原料或產品的碳資源。隨著化石能源的枯竭和人類對環境問題的關注,生物質能源替代化石能源利用的研究和開發,已成為國內外眾多學者關注的熱點。

生物質成型技術是生物質能源轉化與利用中的重要方面。這項技術在發達國家經過80多年的發展,已經進入到商業化應用階段[1~5]。目前在國內對生物質壓縮成型技術的研究,主要集中在生物質壓縮過程的機械特性、壓縮特性、流變特性和成型工藝等方面的實驗研究和理論探討,但缺少一個模型模擬成型過程和參數優化,因此本文研究探討成型過程模型的建立。

2 生物質成型機理

在人們的生活和生產中會產生農業廢棄物(秸稈、殼類、糠渣)、林業廢棄物(各種木屑、樹枝(葉)、稻草)及各類有機垃圾。生物質壓縮成型過程是將上述廢棄物收集后經過預處理,再經專門的設備壓縮為成型塊或顆粒燃料。這種成型燃料密度大,占用體積減小8倍左右[6,7],具有熱值高、著火溫度低、幾乎不產生SO2、燃燒完全等特點,可直接燃燒,也可用于氣化[8,9]。

2.1 成型燃料的評價指標

為得到物理化學特性符合使用標準的燃料和生物質氣化原料。衡量成型燃料物理品質特性的指標選擇松弛密度(Relax density)和耐久性(Durability)[10,11]。成型燃料氣化的評價指標選擇氣體熱值、氣化效率和焦油含量。

2.1.1 耐久性

耐久性反映了成型塊的粘結性能,是由成型塊的壓縮條件及松弛密度決定的。

2.1.2 松弛密度

生物質成型塊出模后,其壓縮密度會由于彈性變形和應力松弛逐漸減小。一定時間后密度趨于穩定,此時成型塊的密度稱為松弛密度[11]。

2.1.3 氣體熱值(kJ/m3)

生物質氣化后的生成可燃氣體(Vco、VH2、VCH4)燃燒所產生的熱量。

2.1.4 氣化效率

氣化后可燃氣體總熱量占氣化原料總熱量的比值。

2.1.5 焦油量

生物質氣化過程中產生的大分子多核芳香族碳氫化合物即為焦油。焦油難以完全燃燒,并產生碳黑顆粒,對燃氣設備等損害都相當嚴重,同時產生的氣味對人體也是有害的;另外焦油對于整個氣化生產過程帶來很大的影響,容易堵塞輸氣管道,卡死閥門[12]。

2.2 影響成型指標的主要因素

影響生物質的成型的因素有很多,包括內在和外在因素。內在因素主要指原料種類、含水率等;外在因素主要指加熱的溫度、壓力和粒徑。這些因素是相互制約的。另外,成型料的尺寸、催化劑的種類及配比主要影響成型料氣化過程。

2.2.1 加熱溫度和壓力

成型溫度會影響成型燃料的密度和機械強度,當原料含水率一定時,成型溫度越高,所需壓力越小。這是由于生物質成型過程中加熱將木質素軟化形成膠體物質有利于成型,并有效的減少了生物質原料對模具的磨損,提高模具壽命[13]。目前,成型過程的加熱主要有外加熱和摩擦生熱。但溫度和壓力應在合適范圍,否則難以成型。實驗證明:生物質成型的一般壓強為10~30MPa,有外部加熱時為10MPa左右,沒有任何外在輔助加熱設施時需要28MPa左右;秸稈的軟化溫度為110℃,成型熔融溫度為160~180 ℃[13]。

2.2.2 含水率和粒度

生物機體內存在的適量結合水和自由水有劑的作用,使粒子間的摩擦力減小,流動性增強,輔助粒子相互嵌和、填充;在一定壓力作用下,可以起到成型粘結劑的作用;另外,水分還可以降低木質素的熔融溫度,使生物質成型溫度降低[19]。應特別提出,水分過低或過高都不宜成型。粉碎粒度的大小和粉碎后原料顆粒質量會影響產品的抗跌碎性、抗滲水性以及密度等[14,15]。粒度小的生物質填充度高,成型塊的抗滲水性和吸濕性增強[14]。原料的粒度越大,越不易破壞原來的物相之間的結構,將直接影響成型機的成型效果、生產效率和動力消耗,使產品的質量下降。

2.2.3 顆粒尺寸

顆粒尺寸主要會影響氣化效率[16]。

2.2.4 催化劑的種類及配比

在生物質成型原料中添加合適的催化劑,可以減少焦油和提高氣化效率等[12]。

3 壓縮成型過程建模及參數優化

3.1 模型建立及參數優化

可以通過實驗并對實驗數據進行分析處理來研究不同溫度、壓力和含水率等燃料性能和參數優化。但由于這些方法的局限性在于只能考慮某一種因素,或最佳成型參數的范圍。提出本文使用最小二乘支持向量機預測模型方法。它是標準支持向量機的擴展,將二次規劃問題轉化為線形方程組,有效提高了求解精度并解決了神經網絡的局部最優問題和訓練樣本不足問題[17,18]。將含水率、成型壓力作為模型輸入;成型的松弛密度、壓縮比為模型輸出,如圖1所示。

3.2 成型燃料對氣化指標的影響

在理想的絕熱條件下,顆粒較小使氣體越容易從顆粒內部溢出,氣化效率越高(表1)[16]。但實際上小顆粒生物質在非絕熱條件下可能由于質量較小,易于附著在爐壁上,或被載氣帶出。這種情況的發生與爐內溫度較低有直接關系,溫度較低造成反應速度較慢,所以在反應完全前小顆粒生物質就很有可能被迫終止反應。該因素在絕熱體系中因為在絕熱體系中溫度可以得到充分保證可以不必考慮,但在非絕熱體系中它必須與原有因素綜合考慮,才得出可燃氣體產量的極值[22]。

另外,成型燃料中添加不同種類含量及配比的催化劑可以提高生物質氣化過程焦油脫除率和氣化效率[12]。例如添加K2CO3和Na2CO3可提高氣體反應速率、降低反應溫度、提高氣體產量等[23];通過實驗得出,溫度在780℃時使用催化劑可以將生物質氣化時可燃氣體的產量提高一倍左右[23]。添加白云石等催化劑可以有效地降低氣化過程的焦油含量,粒徑越小,催化效果越好。但顆粒直徑太小對固定床來說,阻力太大;而對流化床來說則飛灰損失太嚴重,所以其直徑有一定合適范圍,一般為2.0~7.0mm為好[24]。但目前國內外在生物質壓縮成型過程的研究中主要是考慮添加某一種催化劑的效果,缺乏對多種催化劑的混合添加,以及添加配比量的研究。

為此本文建議在壓縮成型過程中可以考慮將兩種或兩種以上的經濟廉價催化劑(如石灰石、白云石等)同時使用,這些催化劑在合適的配比量下加入成型料中,來提高氣化燃氣品質,降低燃氣焦油含量。

4 結語

本文主要在國內外學者對生物質壓縮技術研究的基礎上,深入分析了成型因素(加熱溫度、成型壓力、含水率以及原料破碎的粒徑的大小)對成型料性能(成型燃料的松弛密度、成型燃料的耐久性和燃料氣化性能等)的影響。并提出了對生物質壓縮過程使用智能方法(如人工神經網絡、支持向量機)來建模,進而在該模型的基礎上使用智能方法(如遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法)來進行參數優化,進而獲得最佳的成型效果。解決廢棄生物質體積密度小,占用空間大,燃燒效率低等問題。另外,本文分析了以成型燃料為原料來實現生物質氣化的過程中成型顆粒的尺寸、向成型料中添加催化劑(兩種或兩種以上)的含量及配比對生物質氣化后的氣化性能(氣化效率、氣體熱值和碳轉化率)的影響。

目前國內外對生物質壓縮成型過程或氣化過程的研究主要是在成型或氣化機理的基礎上來數學建模分析,但是生物質的壓縮過程包含的反應較多,催化氣化過程更是復雜,所以進行機理方面的建模與參數優化相當困難。而嘗試在其他工業過程的建模與參數優化中得到了較好的應用的智能方法(神經網絡、支持向量機等)對生物質壓縮和氣化過程建模與參數優化。可以為生物質成型料的制備和生物質氣化過程的工程應用提供有益的參考。

參考文獻:

[1] Malanin V I,Maksimov A A,Kvashnin.Method and apparatus for briquetting of lignin-containing materials[M].London:RU 2191799,2002.

[2] Mason M,Dumbleton,Frederick J.Production of compact biomass fuel[M].London:WO 2003087276,2003.

[3] Reed,bined biomass pyrolysis and densification for manufacture of shaped biomass derived solid fuels[M].New York:US. 2003 221363,2003.

[4] Werner,Hans.Process and apparatus for production of fuels from compressed biomass and use of the fuels[M].London:EP 1443096,2004.

[5] Demirbas,Ayhan,Sahin-demirba.Briquetting properties of biomass waste materials[J].Energy Sources,2004,26(1):83~91.

[6] Demirbas A.Physical properties of briquettes from waste paper and wheat straw mixtures[J].Energy Conversion and Management,1999(40):437~445.

[7] Zhang Bailiang,Li Baoqian,Zhao Chaohui.Test and Research on HPB-ⅠBiomass Briquetting Machine[J].Transactions of the CCAE,1999,15(3):133~136.

[8] 周 成.生物質固化成型燃料的開發與應用[J].現代化農業,2005,18(12):16~17.

[9] 蔣恩臣,何光設.稻殼、鋸末成型燃料低溫熱解特性試驗研究[J].農業工程學報,2007,23(1):188~191.

[10] Lindley J A,Vossoughi M.Physical properties of biomass briquets[J].Transactions of the ASAE,1989,32(2):361~366.

[11] O'Dogherry M J.A review of the mechanical behavior of straw when compressed to high Densities[J].J Agric Engng RES,1989(44):241~265.

[12] 張曉東.生物質熱解氣化及熱解焦油催化裂解機理研究.[D].杭州:浙江大學,2003.

[13] 劉石彩,蔣劍春.生物質能源轉化技術與應用(Ⅱ)[J].生物質化學工程,2007 41(4):59~63.

[14] 郭康權.植物材料壓縮成型時粒子的變形及結合形式[J].農業工程學報,1995,11(1):139~143.

[15] Husain Z,Zainac Z,Abdullah Z.Briquetting of palm fibre and shell from the processing of Palm nuts to palm oil[J].Biomass and Bioenergy,2002(22):505~509.

[16] P.M.Lv,Z.H.Xiong.An experimental study on biomass air-steam gasification in a fluidized Bed[J].Bioresource Techology,2004(95):95~101.

[17] 殷春根.非線形理論在潔凈煤技術研究中的應用[D].杭州:浙江大學,1998.

[18] 阮 偉.優化配煤專家系統的研究以及電廠優化配煤數學模型的建立[D].杭州:浙江大學,2000.

[19] 盛奎川,吳 杰.生物質成型燃料的物理品質和成型機理的研究進展.農業工程學報,2004,20(3):242~245.

[20] 韓 璞,李大中,王 臻.生物質氣化過程最小二乘支持向量機探討[J].節能技術,2008(1):3~7.

[21] 李美華.生物質料致密成型參數的研究[D].北京:北京林業大學,2005.

[22] 周 密.生物質在流化床氣化爐內定向轉化過程的模型模擬研究[D].合肥:中國科學技術大學,2007.

篇5

一、創設問題情境,激發學生興趣

創設有效的問題情境,能引起學生的學習興趣,促進學生主動學習。而數學來源于現實,存在于現實,應用于現實。教師在教學時,可以借用現實中的數學問題來創設問題情境,把例題生活化,讓學生易懂易掌握。讓學生體會到數學對我們的生活有很大的幫助,學數學是有用的,無形中產生了學習數學的動力。例如:在講授數學建模這節時,可以創設這樣的問題情境。在煤氣灶上,在相同的條件下,把相同的水燒開,開關的旋鈕旋到什么角度時,才能使煤氣燃料用的最少?在教師的啟發引導點撥誘導下,讓學生親自動手去實驗。通過數據的收集、數據的擬合,來構造數學模型,經歷將一個實際問題轉化為數學問題的數學化的過程。因為數學化,就是數學的組織現實世界的過程。數學社會化,社會數學化的趨勢日益明顯,現實世界中許多實際問題所以不僅要學好數學理論知識,還要學會數學思考,將學習的數學知識靈活運用于解決現實中的問題讓從中。體會實際問題轉化為數學問題的數學化和從符號到概念的數學化,叢中感受數學發現的樂趣,增進學好數學的信心,形成應用意識,創新意識。

美國著名數學家波利亞說過:“為了使學習富有成效,學生應該對所學知識倍感興趣,并在學習中尋求歡樂。”所以在數學教學中,不應照本宣科地對學生灌輸數學知識,而要積極創設教學情境,啟迪學生的思維,這不僅可以活躍課堂氣氛,集中學生的注意力,誘發學生的好奇心和學習動機,而且可以增強學生的求知欲,發揮學生的主體作用,產生學習數學的興趣。當然,數學教學應創設一種有利于培養學生理解數學概念的數學情境,提出問題,構作猜想,形成智力思考;提供有啟發意義的材料,為學生琢磨數學思想提供必要的時間;重視學生的想法,鼓勵學生提出個人見解、切磋交流。

二、創設生活化情境,培養學習興趣

新課程標準更多地強調學生用數學的眼光從生活中捕捉數學問題,主動地運用數學知識分析生活現象,自主地解決生活中的實際問題。在教學中我們要善于從學生的生活中抽象數學問題,從學生已有生活經驗出發,設計學生感興趣的生活素材以豐富多彩的形式展現給學生,使學生感受到數學與生活的聯系--數學無處不在,生活處處有數學。因此,通過學生所了解、熟悉的社會實際問題(如環境問題、線性規劃問題、優化問題等等),為學生創設生動活潑的探究知識的情境,從而充分調動學生學習數學知識的積極性,激發學生的學習熱情,心理學家認為,興趣是人們力求認識某種事物或愛好某種活動的傾向,興趣的功效之一就是能對正在進行的活動起推動作用。學生的學習興趣和自覺性是構成學習動機的重要成份,無疑地,數學課堂教學應積極激發學生對學習的需要和興趣。數學知識比較深奧,每堂數學課都對學生具有新鮮感,如能在引入新課時,提出具有誘惑力的問題,更能激發學習興趣。我們知道,引入新課一般有開門見山的直導式,有觀察規律的發現式,有實驗操作的演算式,有具誘惑力的問答式等,在各種不同的方式中,都可以直接提出與課本有關的問題或通過誘導的方式提出問題。例如在講排列組合中兩個原理時,可以先提出一個問題,由同學競猜:有10封不同的的信,隨意放進6個不同的郵筒寄出,問有多少種不同的投遞方法?正確的結果是610種。比同學們七嘴八舌的大膽猜想還多得多;在講等比數列概念時,我先講了一個古時代一位國王與象棋大師戲言獎賞的故事;這樣,一開始就"引人入勝",產生好奇心,并由此產生求知欲望與熱情,對課堂學風和理解內容起到了良好的作用。

篇6

新課標下的數學課堂,是通過一系列的教學環節來達到教學目的。數學課程還倡導自主探索、動手實踐、合作交流、閱讀自學等學習數學的方式。鼓勵學生在學習過程中養成獨立思考、積極探索的習慣。發揮學生學習的主動性,使學生的學習過程成為在教師引導下的‘再創造’過程。同時,高中數學課程要設立‘數學探究’、‘數學建模’等學習活動,為學生形成積極主動的、多樣的學習方式進一步創造有利的條件,以激發學生的數學學習興趣,鼓勵學生在學習過程中養成獨立思考、積極探索的習慣。高中數學課程應力求通過各種不同形式的自主學習、探究活動,讓學生體驗數學發現和創造的歷程,發展他們的創新意識。”

所謂數學思想方法,就是指現實世界的空間形式和數量關系反映到人的意識中,經過思維活動而產生的結果,它是對數學事實與數學內容(表層知識)的本質與共性的認識(深層知識)。關于中學數學思想的主要內容包括:①符號化與對應思想,如換元思想、對應變換思想、函數思想、數形結合思想;②分類與集合思想,如分類思想、交集并集思想、補集思想;③公理化與系統思想,如公理化思想、結構思想、整體思想、分解組合思想;④統計思想,如隨機思想、統計調查思想、假設檢驗思想、量化思想;⑤化歸思想,如縱向化歸、橫向化歸、同向化歸、逆向化歸思想;⑥辯證思想,如對立統一思想、運動變化思想、最優化思想、極限思想。數學思想方法總是蘊含在具體的數學基本知識里,處于潛形態。作為教師,應該將深層知識揭示出來,將這些深層知識由潛形態轉變為顯形態,由對數學思想方法的朦朧感受轉變為明晰的理解。這樣既能提高學生發現問題、解決問題的水平,培養學生機敏及逆向的思維,又能激發學生猜測和創造的能力,并由此上升到思想方法的高度。

一、在數學應用和聯系實際中開展研究性學習

高中數學課程的性質中談道:“對于認識數學與自然界、數學與人類社會的關系,認識數學的科學價值、文化價值,提高提出問題、分析和解決問題的能力,形成理性思維,發展智力和創新意識,具有基礎性的作用。”在數學研究性學習中,社會實踐是重要的獲取信息和研究素材的渠道,學生通過對事物的觀察、了解并親身參與取得第一手資料,可用所學的數學知識解決相關問題。數學探索能力是在抽象概括能力、推理能力、選擇判斷能力基礎上發展起來的創造性思維能力,是對形成的數學思想方法進行驗證和發展,進一步加深理性認識。數學探索能力是數學思維能力中最富有創造性的要素,也是較難培養和發展的要素。探索的過程實質上是一個不斷提出設想、驗證設想、修正和發展設想的過程,在數學中,它表現在提出數學問題、探索解題途徑、得出數學結論、尋找解題規律等一系列有意義的發現活動之中。

研究性學習強調理論與社會、科學和生活實際的聯系,特別關注環境問題、現代科技對當代生活的影響以及與社會發展密切相關的重大問題。要引導學生關注現實生活,親身參與社會實踐性活動。對于高中學生而言,要開展研究性學習,必須培養他們的實踐能力。具體說來,主要包括以下幾個方面的能力:發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力;動手操作的能力;參加社會活動的能力。例如讓學生嘗試研究“銀行存款利息和利稅的調查”:先讓學生制定調查研究專題,從教科書、課外閱讀書以及網絡中查找有關銀行存款利息和利稅的內容,由學生自己根據實際需要,分組到不同的銀行進行原始數據的搜集,通過對原始數據的分析、整理,建立一個數學模型。在研究過程中,學生的積極性以及創新能力得到了充分的展示,使他們發現了研究數學的樂趣,也享受到了成功的喜悅。

二、在抽象問題的探索中運用數學思想方法

提倡學生問,還要善于培養學生發現問題和解決問題的能力,不斷地深化思維,增強學生的數學思想方法的應用意識和創新意識,并希望能夠上升為一種自覺地對客觀事物中蘊藏的一些數學模式做出思考和判斷的能力。

篇7

《高中數學課程標準》倡導積極主動、勇于探索的學習方式,指出:“學生的數學學習活動不應只限于接受、記憶、模仿和練習,高中數學課程還應倡導自主探索、動手實踐、合作交流、閱讀自學等學習數學的方式。這些方式有助于發揮學生學習的主動性,使學生的學習過程成為在教師引導下的‘再創造’過程。同時,高中數學課程要設立‘數學探究’、‘數學建模’等學習活動,為學生形成積極主動的、多樣的學習方式進一步創造有利的條件,以激發學生的數學學習興趣,鼓勵學生在學習過程中養成獨立思考、積極探索的習慣。高中數學課程應力求通過各種不同形式的自主學習、探究活動,讓學生體驗數學發現和創造的歷程,發展他們的創新意識。”

一、在數學應用和聯系實際中開展研究性學習

高中數學課程的性質中談道:“對于認識數學與自然界、數學與人類社會的關系,認識數學的科學價值、文化價值,提高提出問題、分析和解決問題的能力,形成理性思維,發展智力和創新意識,具有基礎性的作用。”在數學研究性學習中,社會實踐是重要的獲取信息和研究素材的渠道,學生通過對事物的觀察、了解并親身參與取得第一手資料,可用所學的數學知識解決相關問題。數學探索能力是在抽象概括能力、推理能力、選擇判斷能力基礎上發展起來的創造性思維能力,是對形成的數學思想方法進行驗證和發展,進一步加深理性認識。數學探索能力是數學思維能力中最富有創造性的要素,也是較難培養和發展的要素。探索的過程實質上是一個不斷提出設想、驗證設想、修正和發展設想的過程,在數學中,它表現在提出數學問題、探索解題途徑、得出數學結論、尋找解題規律等一系列有意義的發現活動之中。

研究性學習強調理論與社會、科學和生活實際的聯系,特別關注環境問題、現代科技對當代生活的影響以及與社會發展密切相關的重大問題。要引導學生關注現實生活,親身參與社會實踐性活動。對于高中學生而言,要開展研究性學習,必須培養他們的實踐能力。具體說來,主要包括以下幾個方面的能力:發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力;動手操作的能力;參加社會活動的能力。例如讓學生嘗試研究“銀行存款利息和利稅的調查”:先讓學生制定調查研究專題,從教科書、課外閱讀書以及網絡中查找有關銀行存款利息和利稅的內容,由學生自己根據實際需要,分組到不同的銀行進行原始數據的搜集,通過對原始數據的分析、整理,建立一個數學模型。在研究過程中,學生的積極性以及創新能力得到了充分的展示,使他們發現了研究數學的樂趣,也享受到了成功的喜悅。

二、在抽象問題的探索中運用數學思想方法

提倡學生問,還要善于培養學生發現問題和解決問題的能力,不斷地深化思維,增強學生的數學思想方法的應用意識和創新意識,并希望能夠上升為一種自覺地對客觀事物中蘊藏的一些數學模式做出思考和判斷的能力。

篇8

(1?云南農業大學經濟管理學院,云南昆明650201;2?江西農業大學經濟管理學院,江西南昌330045)

摘要:城鎮化建設為我國新型城鎮化的推進奠定了基礎,我國私人汽車擁有量也隨著新型城鎮化的發展而迅速增長。本文選取城鎮居民人均可支配收入、城鎮人口和城鎮居民家庭人均現金消費支出等作為解釋變量,運用Eviews6?0進行計量經濟分析。最終得出城鎮化對我國私人汽車擁有量有顯著影響,其中城鎮居民可支配收入和城鎮人口是主要影響因素。根據實證結果對政府部門提出了相關政策建議,認為加強交通基礎設施建設以及交通秩序管理,鼓勵使用公共交通工具和提高城鎮居民公共福利,才是當前新型城鎮化進程中解決私有汽車擁有量快速增長的有效措施。

關鍵詞 :城鎮化;私人汽車擁有量;實證研究

中圖分類號:C912?81文獻標志碼:A文章編號:1004-390X(2015)04-0001-05

隨著城鎮化的不斷推進,我國城鎮化率不斷提高,1978年我國城鎮化率僅為17?92%,而2014年提高到了54?77%。城鎮化的推進不僅提高了城鎮居民的生活水平,也讓更多居民享受到了城鎮化帶來的實惠。城鎮化讓城鎮居民的人均可支配收入持續上升,城鎮居民家庭的消費支出也隨著收入的提高而增加。城鎮化的推進使我國私人汽車擁有量不斷增長,2013年私人汽車擁有量達到10501?68萬輛,同比增長18?82%。城鎮人口的增長、城鎮居民的人均可支配收入的上升以及城鎮居民家庭的消費水平的增加等對我國私人汽車擁有量都有很大的影響。

本文針對城鎮化可能對私人汽車擁有量增加所帶來影響的因素,選取城鎮人口、城鎮居民人均可支配收入和城鎮居民家庭人均現金消費支出等指標對我國私人汽車擁有量進行回歸分析。文中選取指標數據均來自國家統計局網站,研究的目的是對數據進行回歸分析,得出我國私人汽車擁有量在城鎮化進程中的發展規律,最后對我國私人汽車的增長所帶來的環境問題、交通擁堵問題以及交通事故發生率加大等問題提出對策建議。

一、國內外文獻研究現狀

近年來隨著私人汽車擁有量上升所帶來問題的增加,對私人汽車擁有量的計量分析和研究逐漸增多。現有的研究主要集中在私人汽車的主成分分析、聚類分析以及灰色系統預測分析法上,選取的指標也各有所不同。解云等[1]通過選取載客大型汽車、載客中型汽車、載客小型汽車、載客微型汽車、載貨重型汽車、載貨中型汽車、載貨輕型汽車、載貨微型汽車以及其它汽車等9個指標,對我國私人汽車擁有量通過SAS統計分析軟件進行了聚類分析,得出:我國各省私人汽車市場整體如同經濟發展水平,呈現出東、中、西的階梯發展特點。東部沿海省份總體水平高于中部和西部。韓雪等[2]運用1989—2004年國家統計局公布的相關數據,選取了國民總收入和鋼材產量兩個指標對我國私人汽車保有量進行了回歸分析,并對2005年的私人汽車保有量進行了預測。施鳳丹等[3]通過國際油價波動來對私人汽車擁有量進行計量分析,得出1985—2006年間我國私人汽車擁有量與國際油價及人均收入之間存在長期協整關系。同時,他們根據Granger因果關系檢驗結果,得出中國私人汽車擁有量對國際油價存在單向的因果關系,也就是說,中國私人汽車數量的增長在一定程度上導致了國際油價的上升。李乃偉[4]和斯琴[5]運用灰色系統分析方法對我國私人汽車擁有量進行分析和預測;洪求枝[6]和程準[7]也運用了此方法對我國私人汽車擁有量進行了預測分析,他們都得出灰色系統分析法能夠比較準確的預測我國私人汽車擁有量,預測誤差小,精度良好。朱明放等[8]運用基因表達式編程對私人汽車擁有量進行了建模和統計分析,準確地預測了2008年和2009年我國私人汽車擁有量。

第4期李秋生,等:城鎮化對我國私人汽車擁有量影響的實證研究

云南農業大學學報第9卷

國外對私人汽車的研究則偏重于私人汽車與公共交通之間的關系。HAGMAN[9]研究了利用私人汽車出行的優點、缺點和害處,優點主要包括自由、舒適以及節省時間,缺點主要是增加費用以及造成環境污染。研究認為,使用私人汽車的優點都只是對個人有益處,而其缺點,如造成環境污染則是對整個社會都有害處。CABRIELA等[10]定性研究了人們選擇公共交通或私人汽車的原因,其中包括出行時間、費用、舒適度、生活習慣、興趣、心理因素等,文章認為做好公共交通的配套設施是爭取潛在顧客的重要原因。

通過對國內外文獻的分析可以看出在私人汽車擁有量方面,國內學者主要對數據進行回歸分析,國外學者主要研究私人汽車與公共交通之間的關系。本研究主要是針對城鎮化的發展可能會對我國私人汽車擁有量造成的影響,從城鎮化的視角對私人汽車擁有量進行建模和統計分析,驗證城鎮化對我國私人汽車擁有量的影響程度。城鎮化發展,讓人們的生活方式發生了重大轉變,人們的出行方式也悄然發生變化,對私人汽車擁有量的研究能夠為人們選擇出行方式、降低出行成本提供政策建議。并且我國尚處在新型城鎮化發展階段,從城鎮化角度研究私人汽車擁有量對城鎮化進程中基礎設施建設以及對交通秩序管理方面都有一定的幫助。

二、指標選取與模型建構

城鎮化進程中有很多數據反映了城鎮化水平和城鎮化成效,如圖1所示城鎮化率和城鎮人口都反映了城鎮化的發展,特別是城鎮化率這個指標更加直觀的反映了我國城鎮化進程。從趨勢圖可以看出:1990—2000年我國開始進入城鎮化快速發展時期,2000年我國城鎮化發展開始加速,隨后保持平穩,直到2010年進入新型城鎮化,我國城鎮化發展開始進入新的發展階段。雖然城鎮化率更加直觀地反映了城鎮化進程,但是為了減少數據的波動性以及消除可能帶來的多重共線性,本文還是選擇城鎮人口作為解釋變量之一來進行分析。盡管城鎮人口的趨勢沒有城鎮化率的趨勢那么直觀,但是整體上也反映了我國城鎮化發展趨勢。

除此之外,為了比較全面地研究城鎮化對私人汽車擁有量的影響,城鎮人均可支配收入和城鎮居民家庭人均現金消費支出這兩個在一定程度上能反映城鎮化發展質量的指標也考慮作為解釋變量來進行研究。

因此,本研究選取1985—2013年私人汽車擁有量、城鎮人均可支配收入、城鎮人口和城鎮居民家庭人均現金消費支出等指標進行計量分析。為了便于統計數據,現將數據設置如下:

Y為私人汽車擁有量(萬輛);X1為城鎮居民人均可支配收入(元);X2為城鎮人口(億人);X3為城鎮居民家庭人均現金消費支出(元);X4為城鎮化率(%)。

綜合上述選取數據,對模型函數初步設定為:

Y=β0+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+μ

三、模型修正及參數估計

根據上面所列的時間序列數據,采用最小二乘估計法(OLS)估計模型參數,得到初始回歸結果見圖2。

由圖2可知回歸函數可表達為:

Y=1?68X1-1007?183X2-1?79X3+

69?14X4+1028?36

上述統計回歸分析結果表明:盡管樣本數據的擬合優度很好(R2=0?9867),但是解釋變量“城鎮化率”在t檢驗下不顯著(P=01117),并且與解釋變量“城鎮居民人均可支配收入”呈負相關關系,這并不符合一般消費規律。X2和X4在t檢驗下都不顯著,也可能是因為存在多重共線性。

為了消除多重共線性,本文將剔除城鎮化率(X4)這個指標,然后再進行數據統計分析。針對可能出現的非線性問題,文章還對時間序列進行對數處理。因此,需要對回歸函數進行調整,運用對數的形式表示,重新得到回歸函數為:

lnY=β0+β1lnX1+β2lnX2+β3lnX3+μ

根據上面所列的時間序列數據,采用最小二乘估計法(OLS)估計模型參數,得到回歸結果見圖3。

由圖3可知回歸函數可表示為:

lnY=2?83lnX1+3?22lnX2-2?36lnX3-2?99

從統計結果來看,各解釋變量在t檢驗下是顯著的。但是為了消除異方差的影響,現使用殘差e的絕對值的倒數作為權重因子(即w=1[]|ei|),作加權最小二乘回歸,其結果見圖4。

從結果可以看出,作加權最小二乘回歸后,各解釋變量在t檢驗下都是非常顯著的,并且擬合優度非常好(R2=0?9998),D?W值也接近2,并沒有自相關性。所以,作加權后的最小二乘回歸是可行的。因此,由圖4可知調整后的回歸方程可以表示為:

w*lnY=8?65w*lnX1+3?74w*lnX2-

8?81w*lnX3+0?83

四、結論及建議

(一)基本結論

模型結果表明,隨著我國城鎮化的推進,1985—2013年期間,我國私人汽車擁有量與城鎮人口呈正相關,城鎮人口每增長1%,私人汽車擁有量將增加3?74%;私人汽車擁有量與城鎮居民人均可支配收入成正比的關系,城鎮居民人均可支配收入每增加1%,我國私人汽車擁有量將增加8?65%;值得注意的是,城鄉居民家庭人均現金消費支出與私人汽車擁有量呈負相關,城鄉居民家庭人均現金消費支出增加1%,私人汽車擁有量將下降8?81%。

(二)對策建議

由以上結論可知:改革開放以來,我國城鎮化進程的步伐逐漸加快,城鎮化給我國帶來了很大的益處,也讓更多的居民享受到了改革開放帶來的紅利。但與此同時城鎮化也給政府帶了很多的難題,本文研究結論表明,隨著城鎮化推進,我國私人汽車擁有量增長迅速。因此,針對城鎮化對私人汽車擁有量的影響,提出以下建議:

第一,在逐步加快新型城鎮化建設的同時,要選擇合適的城鎮化發展規模途徑,大力發展中、小城鎮,逐步分流大城市人口,特別是特大城市人口。因為研究結論表明,過快的城鎮人口增長會加快私人汽車擁有量的增加,合理的城鎮人口增長對解決城鎮人口壓力、緩解大城市霧霾等環境壓力和交通壓力方面都將會有很大幫助。

第二,合理調整城鄉居民家庭消費結構,適當增加家庭人均現金消費,特別是公共交通現金消費支出。因為研究結果表明城鄉居民家庭人均現金消費支出與私人汽車擁有量呈負相關,鼓勵公共交通出行,增加公共交通現金消費支出對緩解私人汽車擁有量快速增長有一定作用。

第三,新型城鎮化的發展對提高人民水平有很大作用,但是政府在限制私人汽車方面必須拿出合理的政策,這就需要大力提高公共交通福利,加強道路基礎設施建設以及交通秩序管理,做到私人汽車擁有量持續健康發展。

參考文獻]

[1]解云,葉鷹。關于我國汽車擁有量的分析[J]。應用數學,2005,18(增):206-210。

[2]韓雪,李潛。關于我國私人汽車擁有量的計量經濟學模型及其檢驗和預測[J]。工業技術經濟,2006,25(9):121-124。

[3]施鳳丹,徐婕,郭紅燕。國際油價波動對中國私人汽車擁有量的實證研究[J]。企業經濟,2008(4):106-108。

[4]李乃偉,衛海燕。中國私人汽車擁有量灰色建模和動態預測——灰色建模和動態預測中模型波動分析[J]。山西師范大學學報:自然科學版,2005,19(1):108-112。

[5]斯琴。灰色系統預測方法及應用——基于我國私人汽車擁有量的預測[J]。統計教育,2007(1):50-52。

[6]洪求枝,高明成,夏瑩嬌。灰色系統預測方法在我國私人汽車擁有量預測中的應用[J]。長江大學學報:自然科學版理工卷,2008,5(1):132-134。

[7]程準。中國私人汽車擁有量灰色預測[J]。信息系統工程,2013(5):159。

[8]朱明放,王宏濤,任艷玲。基于基因表達式編程的私人汽車擁有量建模和預測[J]。計算機應用研究,2010,27(3):958-960。

[9]HAGMANO。MobilizingMeaningsofMobility:CarUsers′ConstructionsoftheGoodsandBadsofCarUse[J]。TransportationResearchPartD-TransportandEnvironment,2003,8(1):1-9。

篇9

【關鍵詞】環境成本;層次分析法;權重;價值系數

面對日趨嚴重的環境問題,人們在對傳統發展模式的反思過程中認識到企業的生產經營活動是導致環境污染最為重要的原因之一,所以企業對環境保護有不可推卸的責任。企業因履行環境保護責任和自身可持續發展的需要,必然要對自然資源、能源的消耗和向環境排放廢棄物形成的環境負荷進行治理,環境成本隨之形成。企業如何對環境成本進行管理,是近年來理論界普遍關心的熱門話題,也是企業加強環境成本管理、實現可持續發展的客觀要求。筆者從管理的角度出發,以成本控制的思想為指引,基于管理層次對企業環境成本進行了分類,在此基礎上設計出企業環境成本管理層次分析結構,最后構建了基于層次分析結構的環境成本管理方法、內容以及應用步驟。期望為企業加強環境管理提供理論與方法依據。

一、對企業環境成本概念及分類的重新界定――基于管理層次的考慮

就環境成本的概念來講,還沒有公認的環境會計準則對環境成本的定義、內容和分類提供統一標準,到目前為止國內外會計學界對環境成本的概念一直爭議頗多,缺乏清晰、一致的看法①。不同學者和組織從不同的角度進行了不同的解釋,也從不同側面進行了不同內容的研究。由于本文是站在企業角度考察環境成本,研究企業環境成本的管理問題及其方法,因此,出于如下幾方面的考慮來界定企業環境成本:一是應以傳統會計對成本的界定為基礎,明確成本是一個資產流出的概念,代表著經營主體為了實現經營目標、獲得經濟收益而發生的各種物品和勞動的消耗;二是企業環境成本應與環境保護密切相關,凡是企業為了預防、控制、恢復、補償企業活動的環境影響支出都可以認為是企業的環境成本;三是明確環境成本的承擔主體為企業,因為日益嚴峻的全球性生態環境危機是由于以往企業對環境不負責任的行為造成的,環境問題的解決理所當然必須依賴于企業對環境負責的行為;四是基于本文的研究內容是對企業環境成本管理方法的探討,環境成本的界定從事前、事中、事后分層次管理角度出發,認為企業環境成本管理的企業環境成本是一個“大成本”的范疇。

筆者在對國內外有關環境成本定義比較分析的基礎上,參照聯合國國際會計和報告政府間專家工作組第15次會議文件《環境會計和報告的立場公告》中對環境成本的定義,對企業環境成本進行進一步的界定與明確,提出本文的觀點,即企業環境成本是指企業本著對環境負責的原則,分析生產經營的事前、事中、事后各管理層次中由環境方面的因素引致且已經發生的,并明確應由本企業承受和支付的,為管理企業活動對環境造成的影響而主動或被要求采取措施的,以及因企業執行環境目標和要求等所付出的成本。對企業環境成本的分類應該由企業的使用目的來決定,因企業利用成本信息的方式不同,或者活動的規模和范圍不同,環境成本的分類也會不盡相同。本文從管理的角度出發,按生產經營的事前、事中、事后三個層次進行劃分,以期清晰地看到企業環境成本產生的具體原因和環境保護投入的效果,有利于環境成本的管理,更好地為企業服務。此處需要說明的是由于環境成本的特殊性,它不同于一般的企業成本,在生產經營的事中階段包括生產過程和考慮了循環經濟的廢棄物處理再利用過程兩個階段,在此階段之前、之后發生的與環保相關的成本分別屬于事前、事后環境成本管理項目,具體分類如下:

(一)企業環境成本事前管理項目

1.環境教育培訓費,指企業按照國家法律法規及環保部門的相關規定,并結合企業自身情況的需要在項目投產前或隨時根據生產需要進行定期或及時的對人員環境方面知識及相關技能的培訓費用支出。

2.環境管理考核機構的運作、構建費,指企業為了進行環境成本管理、環境投資決策、環境績效考核而設有專門的環境管理機構或某一部門下設有專門人員的日常經營成本開支和初建期的一些成本支出。

3.環境認證費,指企業根據國家法律法規要求對環境體系認

證、環保設備定檢及環境污染質量檢測等方面發生的支出,如為ISO14000體系認證投入的成本。

4.環保研究開發費,指企業為降低和控制環境負荷、進行環境

保護的研究開發和方案設計成本,如綠色設計研究費,工藝改造調研分析、技術投入等。

(二)企業環境成本事中管理項目

1.原料存儲、運輸、耗減費用,指企業在生產經營過程中為了處理“三廢”而需要投入的原料、輔料的存儲、運輸、消耗等的費用成本支出。如企業為了減少SO2的排放量,需投入大量的石灰石原料進行化學處理。

2.綠色材料消耗、運輸、存儲等費用,指為了節能環保、降低污染治理難度和成本,企業在生產中投入的綠色材料、環保材料、替代材料的消耗、運輸、存儲費用。

3.環保設備投入、更新改造、運行、維護費用(包括折舊費),指企業在產品生產制造和再生循環階段,降低直接排放的環境負荷而投入的環保設備日常運行維護費用,以及環保設備的工藝改造支出成本、環保設備折舊費等。

4.綠色包裝方案設計及消耗費用,指為降低產品、容器包裝在消費、廢棄等下游環節產生的環境負荷而發生的成本,如變更產品包裝、容器低負荷化所投入的成本。

5.副產品回收及廢料循環利用投入費用,指為提高資源的利用效率、減少廢棄的比重,將生產過程中產生的副產品及廢料進行循環利用或作為其他產品的輔料投入而需增加的成本。

(三)企業環境成本事后管理項目

1.土地污染、自然環境破壞的修復成本,指企業在生產經營過程中排放“三廢”或其它不利環境行為,造成土地、水和空氣等環境資源質量下降而支付的費用,如土地損害補償費。

2.環境事故或公害的賠償金、罰金,指企業由于環境事故或公害引起環境質量降低,政府行政機關等部門要求企業支付的污染和破壞環境的賠償金、罰金,如排放廢水、廢氣的企業向周圍居民支付的健康補償費等。

3.排污費、超標排污費,指企業經過污染預防、治理環節后仍對環境造成損害,向外界排放 “三廢”及超出環保部門規定標準的“三廢”,而需向當地環保部門等相關機構支付的成本費用。

4.環保案件訴訟費,指企業生產經營行為造成嚴重的環境事故或公害,環境污染危害面廣、波及范圍大,導致法律訴訟支付的相關成本費用。

根據以上對環境成本的分類,可構造企業環境成本管理層次分析結構圖,具體如圖1所示:

當然,本文對企業環境成本概念、分類的進一步明確是對企業環境成本總的認識,針對每個具體企業的客觀情況,應該由企業根據生產經營的特點、管理的需要,充分考慮自身的實際能力,列出更加明確和詳細的環境成本項目,真實反映成本水平,以及企業在環境資源效益與經濟效益之間的關系,這樣企業環境成本管理才會有現實意義。

二、層次分析法概述及選擇運用機理分析

(一)層次分析法概述

層次分析法(The Analytic Hierarchy Process,以下簡稱AHP)是美國運籌學家、匹茲堡大學教授T.L.Saaty于20世紀70年代中期提出的一種系統分析方法。1971年,他曾為美國國防部研究所謂“應急計劃”,1972年為美國科學基金會研究電力在工業部門分配問題,1973年為蘇丹政府研究蘇丹運輸問題。由于研究工作需要,他感到必須考慮綜合定性與定量分析和使人腦決策思維過程模型化(或規范化)的方法,從而初步形成了AHP理論的核心,即很多復雜系統可以簡化為有序的遞階層次結構,決策問題通常表現為一組方案優先順序的排列問題,而這種排序又可以通過簡單的兩兩比較形式導出。這些思想始見于Saaty分別于1972年和1975年內部出版的《用于排序和計劃的特征根分配模型》和《層次和排序――特征根分析》。正式提出AHP的論文,一般認為是Saaty在1977年舉行的第一屆國際數學建模會議上發表的《無結構決策問題的建模――層次分析理論》。從那時起,AHP開始引起人們的注意,并且應用在各個領域。1980年Saaty出版了AHP的專著,全面系統地論述AHP的原理、應用及數學基礎。隨后他又陸續寫出兩本側重論述AHP應用的著作,即1981年出版的《排序的邏輯》(與L.G.Vargas合著)和1982年出版的《領導者的決策》。近年來,Saaty和近百位學者在發展AHP的理論和推廣AHP在各類問題的應用方面完成了許多工作。

(二)選擇運用機理分析

對環境成本進行分層管理需要運用層次分析法(AHP),層次分析法體現了人類運用過去已有的知識與經驗,對客觀事物進行分解、判斷、綜合,并據此求得最佳規劃方案的能力。它把人的決策思維過程層次化、數量化、模型化,并用數學手段為分析、決策提供定量的依據,特別是在目標因素結構復雜、各個因素的重要性、影響力或優先度常常難以量化、缺少必要數據的情況下,需要將決策者的經驗判斷定量化時該法非常實用。該方法適用于多準則、多目標或無結構特征的復雜問題的決策分析,可以將定量分析與定性分析較好地結合起來。大量的規劃問題和確定加權值的問題均可用層次分析法獲得滿意的結果,廣泛用于管理評價、經濟發展比較、資源規劃分析、事故致因分析、人員素質測評及安全經濟分析等方面。具體到本文的研究有以下幾點原因:

1.管理需要人的參與,環境成本管理在一定程度上又需要有量方面的要求,層次分析法正是定性與定量相結合的決策分析方法。

2.環境成本管理定性思想要求企業管理者在作決策時事先對

企業環境成本的總體宏觀框架有所把握,對環境成本管理的側重點有所預計,層次分析法在得出判斷矩陣元素值時需要對各因素的相對重要性(或優劣、偏好、強度等)作相關判斷,這正好與環境成本管理定性思想不謀而合。

3.環境成本定量管理要求環境成本在事前、事中、事后各個層次以及各層次中具體的環境成本項目有量綱方面的指引,通過相對量對環境成本管理的資金分配有所導向,通過公式運用分析計算出絕對額來控制環境成本。層次分析法體現的分層結構描述了事前、事中、事后高層次中的排序變化對各環境成本具體項目低層次中元素排序的影響,在低層次中提供關于系統的結構和功能的詳盡信息,并可以在高層次上對行為者及其目標有一個整體性的了解,通過計算的權重進行企業環境成本管理,以與定量管理思想保持一致。

4.分層思想運用既穩定又靈活,微小的擾動只對整個結構產生微小的影響,對一個具有合理結構的層次增加成分或減少成分,不會破壞正常作用,這樣可以保證環境成本的劃分適應每個企業的實際情況,保證環境成本管理效果。

三、基于層次分析結構法下的企業環境成本管理模式應用步驟

(一)建立企業環境成本管理層次分析結構模型

分析研究對象所包含的因素及其相互關系。將有關的各個因素按照不同的屬性自上而下地分解成若干層次,同一層次的諸因素從屬于上一層的因素或對上一層因素有影響,同時又支配下一層的因素或受下一層因素的作用。層次結構通常分為目標層(最高層)、準則層(中間層)和措施層(最低層),基本示意圖如圖2所示:

根據上文對企業環境成本按管理層次分類的結果,層次分析結構具體為:目標層――企業環境成本;準則層――事前管理,事中管理,事后管理;措施層――事前管理、事中管理、事后管理各項分別包含的具體管理成本項目,共13項指標。具體構建的企業環境成本管理層次分析結構圖見圖2。這一步驟是進行環境成本管理的前提。

(二)構造企業環境成本管理判斷矩陣,計算各層次指標權重

1.構造判斷矩陣。判斷矩陣元素的值反映了人們對各因素相對重要性(或優劣、偏好、強度等)的認識,一般采用1-9及其倒數的標度方法。1-9的標度方法是將思維判斷數量化的一種好方法。首先,在區分事物質的差別時,人們總是用相同、較強、強、很強、極端強的語言,再進一步細分,可以在相鄰的兩級中插入折衷的提法,因此對于大多數決策判斷來說1-9級的標度是適用的。其次,心理學的實驗表明,大多數人對不同事物在相同屬性上差別的分辨能力在5-9級之間,采用1-9的標度反映多數人的判斷能力。第三,當被比較的元素其屬性處于不同的數量級,一般需要將高數量級的元素進一步分解,這可以保證被比較元素在所考慮的屬性上有同一個數量級或比較接近,從而適用于1-9的標度。

根據企業環境成本管理層次分析結構圖,通過專家對層次結構圖中各中間層、執行層的綜合評定(基于本文研究微觀個體――企業環境成本管理,專家可以考慮選擇了解企業的各級高管人員,如財務總監、生產總監、總經理等),依據1-9的標度方法,得到4個判斷矩陣,分別為:(1)企業環境成本――事前管理,事中管理,事后管理;(2)事前環境成本管理――環境教育培訓費,環境管理考核機構的運作、構建費,環境認證費,環保研究開發費;(3)事中環境成本管理――原料存儲、運輸、耗減費用,綠色材料消耗、運輸、存儲等費用,環保設備投入、更新改造、運行、維護費用(包括折舊費),綠色包裝方案設計及消耗費用,副產品回收及廢料循環利用投入費用;(4)事后環境成本管理――土地污染、自然環境破壞的修復成本,環境事故或公害的賠償金、罰金,排污費、超標排污費,環保案件訴訟費。

2.層次單排列及其一致性的檢驗。判斷矩陣A的特征根問題AW=λmax W的特征向量解W,經規一化后即為同一層次相應因素對于上一層次某因素相對重要性的排序權值。這一過程稱為層次單排序。計算權重的方法有和積法、方根法等。下面以和積法為例進行說明。

(三)分析企業環境成本資金投入標準

通過上一步驟計算得到的權重,可以為企業管理者提供環境成本各組成部分的相對標準,作為今后環境成本管理采取措施的依據,也可對有關環境成本投入資金相關分配問題進行事前規劃。

假設通過計算我們得出的企業事前環境成本管理、事中環境成本管理、事后環境成本管理的權重分別為0.193、0.724、0.083,說明環境成本事前需投入0.193相對比例的資金或成本,事中需投入0.724相對比例的資金或成本,事后需投入0.083相對比例的資金或成本,同時也說明企業環境成本管理關注的重點為事中和事前管理。

(四)計算企業環境成本功能系數

分析企業環境成本現狀,借助產品功能成本決策的思路,通過功能與成本之間的相互關系分析企業目前環境成本價值,據以判斷企業環境成本管理的方向,分析原因,采用一定的技術方法,使環境成本管理真正發揮作用。

產品功能成本決策是將產品的功能(產品所擔負的職能或所起的作用)與成本(為獲得產品一定的功能必須支出的費用)對比,尋找降低產品成本途徑的管理活動。企業環境成本管理借鑒此思路可表述為:環境成本的功能(企業投入環境成本所起的作用或所能達到的效果)與環境成本對比,尋找降低企業環境成本的途徑,進行環境成本管理活動。用公式可表示為:

功能評價采用常用的方法――評分法確定功能評價系數,評分時可采用意見匯集法②、特爾菲法③等確定功能的得分。本文從國家環境保護部門的相關要求、社會普遍認可的可持續發展體系(社會、環境、經濟可持續發展三方面)、企業相關人員提供的標準、企業實施環境保護希望達到的效果這幾方面考慮制定功能評價標準。具體為以下五方面:1.符合國家環保法律、法規;2.符合地方環保局各項標準,如污染物排放合標、三廢處理合標等;3.環保過程實現雙贏,既保護了環境又增加了企業經濟利益,如原料投入節能且經濟、副產品有增值收益等;4.國家提供優惠政策,如國家補償等;5.企業出于社會責任,維護企業形象。當然,此標準可采用開放式思路,有關專家學者、企業可以根據實際情況進行相應調整。

2.如果該項環境成本項目的價值系數Vi等于1或接近于1,則說明企業環境成本投入所發揮的功能與環境成本投入基本相當,因而也就不是降低成本的主要目標。

3.如果該項環境成本項目的價值系數Vi小于1,則說明與功能相比成本偏高或與恰當的成本投入相比功能不足,應作為主要研究對象,進一步尋找提高功能、降低成本的潛力。

(七)分析企業環境成本綜合管理現狀,提出對策及建議

結合企業的實際情況,根據以上(一)―(二)的計算步驟,綜合分析企業環境成本管理現狀,通過各層次中影響因素的權重為企業管理者提供下一階段環境成本各組成部分投入資金的相對標準,進行事前規劃;通過計算企業目前的價值系數,反映企業現有狀況下環境成本投入取得的功能效果與環境成本的關系,憑借價值系數值判斷企業環境成本管理的方向,分析原因,提出有針對性的建議。這樣,就從事前、事中、事后三個層次關注企業環境成本,從而達到管理的目的。

四、結束語

企業環境成本管理是企業成本管理領域的一個新的內容。目前大多數研究還僅僅局限于環境成本內容界定、環境成本核算等方面,企業層面的環境成本管理的方法與應用研究較少。通過此方法,可以提供兩種途徑對企業環境成本進行管理,其一,對環境成本資金分配提供事前規劃;其二,分析企業目前環境成本投入效果,依據具體分析結果進行成本控制,實施環境成本管理。

【參考文獻】

[1] 陳毓圭.環境會計和報告的第一份國際指南――聯合國國際會計和報告標準政府間專家工作組第15次會議記述[J].會計研

究,1998,(5).

[2] 林萬祥,肖序.企業環境成本研究的國際比較[J].四川會計,2002,(8).

[3] 王立彥.環境成本核算與環境會計體系[J].經濟科學,1998,(6).

[4] 王躍堂,趙子夜.環境成本管理:事前規劃法及其對我國的啟示[J].會計研究,2002,(1).

[5] 王立彥等.國際企業環境信息披露與管理啟示[J].經濟研究參考,2001,(29).

[6] 曾尚梅,王蟬娟,劉文麗.試析企業環境成本[J].財會月刊(理論),2007,(11).

[7] 劉紅梅.淺議企業環境成本的控制[J].經濟師,2007,(10).

[8] 許樹柏.實用決策方法――層次分析法原理[M].天津:天津大學出版社,1988,.

篇10

【關鍵詞】 平衡計分卡;業績評價;清潔生產;層次分析法

一、問題的提出

在我國經濟發展快速增長中, 中小企業的發展速度明顯加快,根據《2008年中國統計年鑒》,2007 年我國中小企業數已達到333 858家,其中中型企業33 596 家,小型企業300 262 家,占全國企業總數的99. 1%。中小企業工業總產值為264 319 億元,占我國工業總產值的65. 2%,提供了70%的進出口貿易額,為政府創造了近50. 5%的稅收,吸納了全社會76. 9%的就業人口。中小企業在我國經濟增長與發展、促進社會穩定方面作出了巨大貢獻,已成為國家經濟發展的主力軍。但很多中小企業為最大限度地實現成本最小化、利潤最大化,通常以較少的財力、技術和人力資源實施差強人意的環境控制措施,往往很難解決環境問題。松花江污染、三聚氰胺、蘇丹紅、瘦肉精等事件的出現,使公眾輿論對大企業的環境、產品質量、安全問題的關注遠遠大于中小企業。

我國中小企業80%以上的工業生產存在污染問題,占中國污染源的60%。根據國務院的《關于加強環境保護的若干決定的意見》,可以針對企業的具體污染情況進行“一罰兩停”,可以對污染企業進行罰款和關停企業,因而中小企業的環境成本在逐漸增加。效益好的中小企業因為環境問題被關閉的也不在少數。環境問題嚴重威脅著大量中小企業的生存與發展,因此政府有關機構及企業本身、投資者不能僅以企業會計利潤及其有關財務指標對中小企業進行簡單的業績評價,應正確看待和應對產品質量與環境問題,將績效指標和公司戰略目標與環境指標掛鉤,變靜態考核為動態管理。

二、理論依據及現實意義

(一)理論依據

一個良好的業績評價工具可以保證中小企業在下一輪生產經營循環中得以順利地完成,并可鑒別和分析企業的環境發展趨勢和變數,確定公司發展的機會和風險。世界500強企業中有80%的企業或多或少正在應用平衡計分卡。平衡計分卡指標體系主要由財務、客戶、內部經營過程和學習與成長四個層面的指標所組成,其不僅注重短期績效的財務指標,而且還注重通過員工學習、客戶的滿意度來驅動企業未來的戰略軌跡。但平衡積分卡未考慮企業對外部環境(整個社會大循環)的影響,不能較好地實現企業戰略目標與各戰略業務單位之間的動態調整。

黨的十七大報告指出要“建設生態文明,基本形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式”。對環境的嚴重惡化、食用產品的誠信度缺失的質疑,要求數量眾多的中小企業必須要走與外部環境相協調的可持續發展之路。因此中小企業的業績評價考慮環境因素是很有必要的。它能使中小企業從管理層至員工明確企業的環境戰略目標,了解企業對環境的影響因素,促使企業能從良好的環境業績中獲益。

(二)實施基于清潔生產的平衡計分卡的現實意義

《中華人民共和國清潔生產促進法》所稱清潔生產,是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放,以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。

清潔生產是一種創造性的戰略思想,是將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和經營服務和管理中,通過將生產技術、生產過程、經營管理及產品消費過程各方面與物流、能量、信息等要素有機結合起來,并優化運行方式,從而實現以最小的資源環境代價取得最優化的經濟增長水平,以增加生態效率和減少人類及環境的風險。

首先,基于清潔生產的平衡計分卡是基于企業持續的發展,而不是否定,企業管理伴隨競爭環境的變化、生態環境的需求進入戰略管理轉變,需要考慮環境影響的控制。其次,基于清潔生產的平衡計分卡運用是基于可持續發展理論與循環理論的方法和體系以及《清潔生產法》的頒布。最后,基于清潔生產的平衡計分卡的運用就是要以最終提高企業價值和社會價值為目標,有利于企業實現以最小的資源環境代價取得最優化的經濟增長水平的目的,也有利于競爭優勢的形成和核心競爭力的創造。由于現代社會的能源危機和環境污染日益嚴重,許多制造企業認識到提高能源利用效率的重要性和在產品的整個生命周期有必要減少對環境的影響和污染。因此,本文認為,中小企業在進行綜合業績評價時有必要在平衡計分卡的評價內容中增添適應社會可持續發展的、適應社會生態文明建設的一個新的內容“對外部環境影響”,以考慮企業的產品系統在整個生命周期中輸入、輸出及其潛在環境影響的匯編和評價。考慮生命周期的平衡計分卡包括從財務、客戶、內部業務流程、學習與成長、對外部環境影響五個方面來綜合評價企業的戰略成本管理業績,每一個方面又包括目的、指標、指標水平和實現指標措施四個環節(其間關系如圖1)。

三、體系框架及重點指標

(一)財務方面

即從股東的立場設置的指標,也是企業對股東貢獻的計量,能夠較綜合地反映公司業績,主要對企業戰略及其實施是否有助于利潤的增加進行評價。它主要包括投資報酬率(ROI)、剩余利潤(R1)、經濟增加值(EVA)、現金流量、收入增長率、流動比率、成本降低率等處于不同生命周期及目標市場的價值定位,企業內部戰略、目標的不同,其考核業績指標的側重則不同。

(二)顧客方面

即從客戶立場設置的指標,也是企業對客戶貢獻的計量,只有了解客戶,不斷滿足客戶的需求,產品的價值才能夠得以實現,企業才能夠獲得持續增長的經濟源泉。主要包括市場額、客戶保持率、客戶滿意度、品牌形象、客戶盈利能力、客戶關系等指標。高級管理層要區分領先指標或驅動指標和結果指標,設計出區分于競爭對手的競爭策略,并致力于創造競爭優勢。

(三)內部流程方面

這是從企業立場設置的指標,也是企業對其滿足客戶需要的過程的計量。主要是報告企業內部效率,關注使得企業整體業績更好的過程、決策和行動,特別是對客戶滿意度有重要影響的企業過程。計量內部業務流程的指標包括時間、質量、成本等方面,每一個方面又包括很多級次的指標。例如計量流程質量的指標有每百萬零部件殘缺點、投入產出比率、浪費額、廢料數量、返工率、退貨率、質量成本等。

(四)學習與成長方面

卡普蘭與諾頓稱學習與成長的角度為“所有戰略的基礎”。考核指標是從企業立場設置的,也是對企業滿足客戶和股東、創造頂級流程的現有和潛在能力的計量。主要包括人力資源――職工滿意度、職工流動率、職工培訓、企業文化、技能開發等;信息系統能否提供準確、可靠的有關客戶和業務流程的信息;企業是否有具體表示企業成功的指標并將這些指標與適當的獎勵制度相結合。

(五)對外部環境影響方面

這是從企業所處外部環境立場所設置的指標。首先辨識和量化產品整個生命周期階段中能量和物質的消耗以及環境釋放;然后評價這些消耗和釋放對環境的影響;最后辨識和評價減少這些影響的機會。該指標注重研究企業整個系統在生態健康、人類健康和資源消耗領域內的環境影響。清潔生產涉及面廣、指標多,選取影響指標時應從產品生命周期全過程考慮,能覆蓋原材料、生產過程和產品的各個主要環節,體現污染預防思想,并且指標容易量化,數據易得。基于以上原則,對于評價生產技術創新的企業來說,基于接近生產和易于操作原則,經濟性分析模型按照四大類(即原材料指標、產品指標、資源指標和污染物產生指標)建立指標。

1.原材料指標

原材料指標可從五個方面建立影響指標。分別為毒性影響指標,基于有關原材料含毒性成分的國家或行業標準規定取值;生態影響指標;可再生性影響指標;能源強度影響指標;可回收利用性影響指標。

2.產品指標

產品的銷售、使用過程以及報廢后的處理處置均會對環境產生影響。此外,產品的壽命優化也影響到產品的利用效率。具體為:銷售影響指標;使用影響指標;壽命優化影響指標;報廢影響指標。

3.資源指標

在正常的操作情況下,生產單位產品對資源的消耗程度可以部分地反映一個企業的技術工藝和管理水平。從清潔生產的角度看,資源指標的高低同時也反映企業的生產過程在宏觀上對生態系統的影響程度。資源指標可以具體為:單位產品新鮮水耗量影響指標;單位產品的能耗影響指標;單位產品的物耗影響指標。

4.污染物產生指標

能反映生產過程狀況的指標便是污染物產生指標。污染物產生指標較高,說明工藝相應地比較落后或管理水平較低。通常情況下,污染物產生指標分三類,即廢水產生影響指標,對廢水產生指標又可細分為兩類,即單位產品廢水產生量影響指標和單位產品主要水污染物產生量影響指標;廢氣產生影響指標也可細分為單位產品廢氣產生量影響指標和單位產品主要大氣污染物產生量影響指標;固體廢物產生指標可簡單地定義為單位產品主要固體廢物產生量。在企業中如廢棄物量、原料消耗、水耗、能耗、廠內末端處理費、廠外處理處置費、排污費、罰款等等(可包含清潔生產審核指標)。

平衡計分卡的五個方面不是孤立存在的,而是有機聯系的,財務成果是企業追求的結果和最終目標,其他四個方面是取得這個結果的動因。其中客戶方面是關鍵,內部業務流程是基礎,學習和成長是核心,外部環境的影響是必然。由此可見,平衡計分卡通過財務、客戶、內部業務流程、學習和成長、外部環境的影響這五個方面充分揭示了業績產生動因, 兼顧了戰略與戰術、長期與短期目標、財務和非財務指標、清潔生產審核指標、滯后與先行指標及外部與內部業績等各方面的平衡,成功地將企業戰略和一整套財務和非財務性評估手段聯系在一起。

四、以中小肉類企業H公司為例

以下以一家民營企業H公司為例說明基于清潔生產的平衡計分卡的運用:

(一)確定企業戰略目標及評價指標

H公司是一家以肉類產品生產、加工、銷售為主的民營企業(2006年改制建立),公司的管理層通過與高校管理類專家及本企業高層管理人員召開多次管理會議,確定了公司的戰略目標――以高品質的肉類產品占有市場,并能初步獲利;擬采用平衡計分法來評價企業的業績,并將有關指標通告了企業的各部門和職工。因為公司才進行運轉,所以所設置指標較為簡單,主要是通過指標了解企業總的業績完成情況。同時,根據指標值找出差異,為確定下一步的戰略目標奠定基礎。在公司運營較為穩定的情況下,可以參照公司總的評價指標再設置各部門的業績評價指標來考核各部門工作的完成情況以便找到下一步的改進措施(詳見表1)。

(二)采用層次分析法確定分目標層及指標層的權重

層次分析法(簡稱AHP)是由美國運籌學家T.L.Saaty 于20 世紀70 年代初提出的,它是基于對問題的全面考慮,將定性與定量分析相結合,將決策者的經驗予以量化,對多種方案進行選擇與判斷的一種簡潔而有力的工具,是比較實用的決策方法之一。

1.構造分目標層和指標層的成對比較矩陣

由于指標的確定和分值的給定帶有主觀臆斷性,為減少主觀因素的影響,由公司的高層管理會議(包括外請的管理專家)就分目標層對總目標的影響程度和對應指標層對分目標層的影響程度根據Saaty 提出的1―9 比率標度法(見表2)進行量化比較,確定判斷矩陣。

分目標矩陣判斷矩陣A:

量化的A矩陣:

A1所對應的指標層矩陣(1)

量化的指標層矩陣(1)

A2所對應的指標層矩陣(2)

量化的指標層矩陣(2)

A3所對應的指標層矩陣(3)

量化的指標層矩陣(3)

A4所對應的指標層矩陣(4)

量化的指標層矩陣(4)

A5所對應的指標層矩陣(5)

量化的指標層矩陣(5)

2.對所構造分目標層和指標層的成對比較矩陣作一致性檢驗

對每個成對比較矩陣計算最大特征值及其對應的特征向量,利用一致性指標、隨機一致性指標和一致性比率作一致性檢驗。若檢驗通過,特征向量(歸一化后)即為權向量;若沒有通過,需要重新構造成對比較矩陣。通過層次分析法的簡化計算法“和法”計算出分目標層的比較矩陣A 的最大特征值λ= 5.081,該特征值對應的歸一化特征向量( 0.335,0.182 ,0.237 ,0.090 ,0.156 );同時得出CI=λ-n/n-1≈0.0203,RI=1.12;CR=CI/ RI≈0.0181<0.1,通過一致性檢驗,說明H公司所設置的對總目標影響的五個方面的向量判斷基本上是沒問題的(見表3)。

同樣,采用“和法”計算五個指標層兩兩比較矩陣(1)―(5)的特征向量ω、λ、CI、CR,以檢驗其是否通過一致性檢驗(見表4)。從表4中看CR均小于0.1,通過一致性檢驗。

3.分別確定分目標層與指標層的權重

根據分目標層的矩陣A的該特征值對應的歸一化特征向量( 0.335,0.182 ,0.237 ,0.090 ,0.156 ),實質上就是分目標層的權重。取各指標層矩陣的特征向量與該分目標層的權重相乘即為各指標的權重(見表5)。

如:投資報酬率的權重=指標層矩陣(1)B1對應的向量值(見表4)×財務方面A1的權重=0.449×0.335=0.150

(三)根據各部門提供的指標數據值對各指標層以百分制評分

首先,H公司的業績評價小組根據企業歷年的有關資料及肉類產品加工的同行企業資料和數據(特別是做得較好的標桿企業)對指標層的指標執行情況劃分為五個層次:好、較好、中、較差和差;其次,將各部門提供的指標數值劃分為五個等次并按百分制相應打分:好(80―100)、較好(60―80)、中(40―60)、較差(20―40)、差(0―20);最后,由業績評價小組根據已經計算好的分目標層與指標層的權重表(見表5)中各指標的權重與相應的評分值計算出H公司綜合業績的分數。根據評價的分數可以明確企業戰略方向。實際上從其權重表上就已經看出H公司在對外部環境影響方面非常重視,所占比重在總目標中達到了15.6%,其運用了清潔生產的理念來保證原材料質量和減少對環境的影響。

【參考文獻】

[1] 劉艷利,張宏文.基于平衡計分卡的戰略績效評估與管理[J].西北大學學報,2005(5):15-17.

[2] 張育紅.中國推行清潔生產的現狀與對策研究[J].污染防治技術,2006,19(3):77.