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航天控制技术范文1
【Abstract】Based on the general situation of artificial intelligence, this paper puts forward the application significance of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology according to the equipment requirements in aerospace measurement and control technology. According to the feasibility of the application of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology, this paper analyzes the intelligence of the space measurement and control technology, finally puts forward the application environment and target of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology.
【关键词】人工智能;航天测控技术;应用探究;智能化
【Keywords】artificial intelligence; aerospace measurement and control technology; application inquiry; intelligent
【中图分类号】V55 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)05-0141-02
1 引言
人工智能在航天领域的应用具有巨大潜能。航天测控技术实际上是通过测控,实现对卫星的控制,这是一份较为复杂的工作过程。随着卫星功能的不断增多,航天测控技术要求也越来越高。虽然我国已经在航天事业方面位于先进的水平,但是航天测控设备多只是实现遥控与测控的自动化,与智能化的实现还有一段距离。因此,人工智能的应用还有待挖掘,人工智能在航天测控技术中的应用还有待研究。
2 人工智能的应用概述
近年来,我国在人工智能的研究领域也有了较大的进展,不少国内学者发表了有实用价值的研究著作。人工智能在医学诊疗方面取得了广泛的应用。随着航天器的多功能发展,智能化的转变,成为发挥航天事业多用途、系统化的决定性因素。因此,我国逐步加大了人工智能在航天测控技术中的研究,希望航天测控技术能够自动处理探测故障、自行进行飞行规划和路线设计等[1]。
3 航天测控技术中的设备应用要求
第一,卫星轨道测试及其引导系统。第二,航天侧控技术的安全控制。第三,根据航天侧控任务要求对卫星的形态进行分析,对其卫星轨道实施控制。第四,航天侧控系统要实时监测卫星内部的设备工作情况。第五,航天侧控技术要求能够对卫星上设备发生的故障,及时采取定位、排除和检修。航天的侧控应用,对设备的响应速度与可靠性都具有很高的要求,不仅要具有极强的通用性质,还要能够在规定时间内完成对相关设备的检测与通信,使设备间保持联系,保证遥测技术数据正常处理流程。对设备故障等任务提出控制指令,进而进行执行[2]。
4 人工智能在航天测控技术中的应用意义
传统的航天y控软件是通过算法结构和计算机而实现推理功能的,对于很多问题还无法提供最精确的答案和描述,数值的计算能力也不够强,有时只能定性推理。而人工智能的应用,可以提升其生存能力,包括航天器的自主检修能力、故障排除能力、定位能力等。对于航天器的轨道设计,自动化网络智能预先对故障检测的定位等设置好,用编程进行控制。随着航天测控技术要求的不断提升,传统的编程控制已经不能满足当代的应用需求,若不向智能化测控技术进行靠拢,其航天测绘中的数据与通信的可靠性与有效性都会受到不同程度的影响,导致接收到的数据不准确、不完整。因此,我国很多专家专门成立研究小组,对航天测控技术进行数据分析,分析其指令的序列、故障检修、定位等信息,将人为的管理逐渐转化为智能化管理。
用人工智能控制航天测控技术,不仅能够提升航天工作的安全系数,还能够减少航天器的使用寿命,降低人工控制费用,减少人工管理精力,具有很明显的优势。第一,人工智能能够代替测控专家进行智能化操作与工作,减少专家的脑力劳动。第二,人工智能中收藏了所有测控专业的各项经验,整合了测控技术的专业知识。第三,人工智能使航天系统离开了人操控的固定模式,提高了操作的变通性和实时性,降低了人为操控影响因素。第四,人工智能使航天机械更容易操控,提升了工作效率。第五,人工智能使航天系统的解决问题能力提升。第六,节约了航天器测控的维持状态的人力和物力,配置速度加快[3]。
5 人工智能在航天测控技术中应用的可行性
人工智能的应用过程,实际上是将人的思维活动进行机械化,使机械具有类似人工的处理问题的能力。人工智能在航天测控技术中的应用,是航天系统模仿测控专家的思维和操作,进行推理判断,使操控程序能够如同专家处理问题的规则一样,及时提供解决措施,根据我国现有条件可知,人工智能在航天测控任务中的应用是可行的。测控系统的功能有数据库和知识库。前者包含遥测数据、指令和故障信息。后者包括用户的接口、知识获取、知识表达等。通过外部输入数据,转换成系统能够识别的信息,进行格式压缩和处理,实现对航天器的控制,利用人工智能实现测控技术控制,减轻了人为负担,也能够提升航天测控能力。
6 航天测控技术任务中的智能化应用分析
我国传统的航天测控技术是采用一般算法实现自动化,该种方式具有封闭性,不利于技术的发展和扩充,故障维护方面也要采用人工方式进行解决,不适用航天事业发展。根据我国航天测控技术现状,我们首先要确定测控设备智能化系统,选择有针对性的部位,融合测控专家的思维,实现人工智能操作[3]。其次,使用智能化系统,还要将专家测控系统嵌入到设备中,再改变原本的算法与结构,使其逐渐适应航天事业的改变与发展。对于智能化测控系统中,可以确定的系统由遥测信息处理系统、通信跟踪系统、故障诊断系统、检测系统等。这些都是容易实现人工智能的部分,能够使遥测信息处理中,清楚航天器的轨道等情况。
7 人工智能在航天测控技术中的应用环境与目标
为了使人工智能在航天测控技术中具有可靠的应用,要遵循一定的应用环境和目标。在开发环境上,要选取经验丰富的建造及测控专家进行系统融合,先借助小型机进行专家智能系统开发应用,再根据需求进行专家系统开发。在目标方面,不仅要开发全面、智能化的航天测控大系统,还要在开发通讯上更加便捷,统一通讯接口,面向广大用户,逐步升级系统故障排除方案。真正实现系统在线实时工作。同时,人工智能在航天测控技术中的最终目标是将地面测控设备小型化,再将其移植到航天事业中,提升卫星的控制能力。
8 结论
人工智能在航天侧控技术中的应用与开发,有利于我国智能化的进一步发展研究,对于提升航天测控设备的可靠性具有重要意义。希望本文的研究,能为提升我国人工智能在航天测控技术中的应用水平提供借鉴。
【参考文献】
【1】钱卓昊.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探究[J].中国高新技术企业,2016(16):51-52.
航天控制技术范文2
英文名称:Computer Measurement & Control
主管单位:中国航天科工集团公司
主办单位:中国计算机自动测量与控制技术协会
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1671-4598
国内刊号:11-4762/TP
邮发代号:82-16
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1993
期刊收录:
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
期刊荣誉:
百种重点期刊
Caj-cd规范获奖期刊
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航天控制技术范文3
本设计是根据我院新建“电机驱动与控制实验室”的设备,利用单片机对直流电动机和交流电动机的控制及各种特性。我重点研究的是直流电动机的闭环控制系统。通过本次设计,使同学顺利完成学校制定的实践教学任务。
单片机把通过测量元件、变送单元和A/D转换接口送来的数字信号直接反馈到输入端与设定值进行比较。然后,对其偏差按某种控制算法进行计算,所得数字量输出信号经D/A转换接口直接驱动执行装置,对控制对象进行调节,使其保持在设定值上。
在电气时代的今天,电动机一直在现代化生产和生活中起着十分的重要的作用。无论是在农业生产、交通运输、国防、医疗卫生、上午与办公设备,还是在日常的生活中的家用电器,都大量地使用着各种各样的电动机。对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种,简单控制是只对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现。复杂控制是只对电动机的转角、转矩,电压、电流等物理量进行控制,而且有时往往需要非常精确的控制。以前对电动机的简单控制的应用很多,但是,随着现代步伐的迈进,人们对自动化的要求越来越高,使电动机的复杂控制逐渐成为主流。
国内外研究现状
PID控制器最先出现在模拟控制系统中,传统的模拟控制器PID控制是通过硬件(电子元件和液压元件)来实现它的功能。随着计算机的出现,把他一直到计算机控制系统中来,将原来的硬件实现的功能用软件来代替,因此称为数字PID控制器,所形成的一整套算术则称为数字PID算术。数字PID控制器与模拟PID控制器相比,具有非常强的灵活性。电动机的的控制技术的发展得力于微电子技术,电力电子技术、传感器技术、微机应用技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十年内发生了翻天覆地的变化。其中电动机的控制部分已由模拟控制逐渐让位予以单片机为主的微机处理控制,形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用,并正相全数字控制方向发展。电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代,目前开关速度更快,控制更容易的全控制功率件MOSFET和IGBT成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现,脉宽调控方法、变频技术在直流调速
由单片机作为电动机的控制器具有以下特点:
1.使电路更简单。
模拟电路为了实现控制逻辑需要很多电子元件,使电路复杂。采用微机处理后,绝大多数控制逻辑可通过软件来实现。
2.可以实现复杂的控制。
为基础理由很强的逻辑功能,运算速度快、精度高,与大容量的存储单元,因此有能力实现复杂的控制。
3.灵活性和适应性
微处理得控制方式是由软件来完成的。如果需要修改控制规律,一般不必修改系统的硬件电路,只修改程序即可。在系统调试和升级时,可以不断尝试选择最优参数,非常方便。
4.无需零点飘逸,控制精度高
数字控制不会出现模拟电路中经常出现的零点漂移问题。无论被控制量的大小,都可以保证足够的控制精度。
5.可提供人机界面,多机联网工作
现在普遍采用单片机作为电动机的控制器。实际上可作为电动机控制器的元件还有很多种,例如工业控制计算机、可编程控制器、数字信号处理器。
工业控制计算机科委功能强大,它有极高的速度、强大的运算能力和接口功能、方便的软件环境;但由于成本太高、体积大,所以只用于大型控制系统。
可编程控制器则正好相反,它只能完成逻辑判断、定时、计数和简单的运算。由于功能太弱,所以它只能用于简单的电动机控制。
单片机介于工业控制计算机和可编程控制器之间,它有较强的控制功能,低廉的成本。人们在选择电动机的控制器时,常常是再先满足功能的需要的同时,优先选择成本低的控制器。因此,单片机往往成为优先选择的目标。从最近的统计数字也可以看出,世界上每年要有25亿片各种单片机投入使用。弹片及时目前世界上使用量最大的微机处理器。
三、主要内容与待解决的问题
主要内容:
1、学习直流电动机原理及驱动技术,掌握数字PID控制技术;
2、完成相关设备的接口硬件设计;
3、通过MCS-51单片机编写软件控制程序;
4、系统联合调试,写出相应的使用说明。
现有条件: 直流电动机、直流发电机、MCS-51单片机、微型计算机
重点解决的问题:
利用数字PID技术实现对电动机的闭环控制
四、设计方法与实施方案
毕业设计的实施主要是结合直流电动机及单片机的理论知识,利用与其配套的实验箱,完成预期要解决的实验项目和实训项目,从而对其结果进行分析与总结,通过数字PID技术提高电动机的效率。通过收集各种资料,完成毕业论文的撰写。
五.进度计划 毕业设计课题的相关资料的收集与整理,熟悉系统的相关操作和原理,完成开题报告。
第3周至第4周
系统学习直流电动机、直流发动机原理,完成硬件安装与线路联接。
第5周至第12周
系统学习数字PID控制技术、数字滤波技术。通过MCS-51单片机编写软件控制程序;完成直流电动机闭环控制系统;
第13周至第14周
联机调试;开始整理相关资料,撰写使用说明书和毕业论文。
第15周至第16周
全面完成毕业设计,准备进行答辩
预期成果:通过该系统的设计开发,为实现直流电动机闭环控制系统数字化控制奠定基础。
六、参考资料
[1] 全.直流电动机实际应用技巧 北京:科技出版社
[2] 何立民.单片机初级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社
[3] 孙涵芳、徐爱卿. 单片机原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社
[4] 郝鸿安. 常用数字集成电路应用手册[M].北京:中国计量出版社
[5] 吴金戌、沈庆阳、郭庭吉. 8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社
航天控制技术范文4
关键词:数控技术;机械制造;综合
数控技术,英文名称:Numerical Control,即采用电脑程序控制机器的方法,按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程。对于数控技术及其在机械制造中的应用研究,即在从事机械生产的各部门、各个领域运用数控技术加工机械零件,目的是使机械生产的产品具有更好的质量和适应市场的需求。现阶段,随着科学技术的快速发展,我国的数控技术已经有了良好的发展,基本能够满足实际生产的要求,但也还存在着一些问题,只有采取相应的措施解决存在的问题,才能够更好的将数控技术应用于机械制造业中。
1 数控技术的特点及概述
1.1 数控技术的特点
⑴能完成普通机床难以完成的生产、加工;⑵改变加工工艺的参数方便;⑶对多道工序的加工只需要一次装夹工件就能实现,并且标准工具模块化使加工具有更高的效率。
1.2 数控技术概述
数控技术是多门技术的综合产物,是集网络通信技术、计算机技术、光电技术和传感检测技术于一体的,采用数字信息对机械加工进行远程控制的技术。它主要是采用计算机进行控制,利用控制程序对加工设备进行控制。该技术涉及到理工科学习相关科目的几乎全部,譬如计算机控制技术、电气控制技术、自动化控制、传感器与检测设备、机械加工技术。
2 数控技术在机械制造中的应用
2.1 煤矿机械领域
为了满足我国电力、工业以及民用对煤矿的大量需求,近十几年来我国煤矿行业的发展如火如荼。基于采煤环境的不同,对机械的种类、先进设备的开发速度也提出了不同的要求。采矿机如果使用数控技术制造,性能将更加完善,首先切割速度将会更快,其次其锋利的叶片使之采集频率更高。实际上,一般机械因为开采机械的机壳使用焊件来制造毛培,因此都是都是小批量的生产。在这些方面,数控技术与传统的其他技术相比,生产效率更高,加工手段更便捷,能完成更多复杂的煤矿采集、加工、运输等过程。
2.2 工业生产领域
一般的工业生产过程是将程序代码输入计算机,然后通过计算机进行自动控制生产制造操作。在生产的同时,计算机应该有自诊断能力和一定的保护系统,另外还要有人为操作的保护系统,特别是在紧急突发或者强损坏条件下人为保护系统往往作用更及时也更彻底。这样的双保险才能将危险系数降低到最低程度。
2.3 机床设备领域
机械设备是机械制造,特别是现代机械制造行业最重要的组成部分,企业要有好的发展前途,一套或多套具有高效率、高性能的数控机床设备必不可少。机床的组成一般装有诸如PLC这样用程序控制并且自动化性能很强的工业控制设备。数控机床的出现彻底刷新了传统机械设备在程序控制和自动化方面的不足,使机床设备的生产效率更高,大大减轻了机床设备操作者和工厂工人的劳动强度。
2.4 汽车行业及航天工业领域
汽车行业和航天工业,一者在民用行业中发展迅猛,一者在国家发展中举足轻重。而这两大重工行业对生产设备都具有极高的要求。数控机床在机械制造中的高精度性、能完成各种复杂制造的能力无疑为汽车行业和航天工业提供了更便捷的服务。汽车部件装置的加工技术随着汽车行业的飞速发展不断进步,这也对汽车部件的制作效率提出了更高的要求。当今世界,提到汽车制造行业,必然会提到虚拟制造技术、柔性控制技术、集成制造技术这三个非常关键的技术。数控技术在汽车行业中的运用,加快了复杂零部件快速制造的实现过程,使汽车生产的品种更加多元化,使汽车行业中低批量的生产更加高效化。相对于民用行业,高度精密的零件在航天工业中的应用更加广泛,数控技术在航天工业中的应用相比于传统工业能达到精益求精,数控技术在航天领域中能够实现小部件材质的深度加工,这大大提高了材料的利用率,同时也达到了非常高的性能要求。
3 数控技术在机械制造中应用的发展趋势
随着计算机技术不断地高精度化、超速化、智能化方向发展,应用在机械制造中的数控技术也会随着这一趋势向高精度化、高速化、智能化、复合化、柔性化以及绿色化的方向发展。这对于现代工业来说又将是一次重大的革命。
虽然我国在机械制造方面的数控技术近几年得到了很快的发展,拥有了很多系统的自主版权,但生产中、高档以上的数控系统仍然以进口为主,因此对这部分课题的研究也体现了我国在机械制造应用的数控技术以及其他应用方面的数控技术在向中、高档方向靠近,这对我们来说既是机遇也是挑战。
[参考文献]
[1]瞿秀英.数控技术在机械制造中的应用[J].宁夏机械,2010年03期24-25.
航天控制技术范文5
在航天器发射过程中,如果把“嫦娥3”号比作一只巨大的风筝,那游弋在大洋上的“远望”号船队就可以看作是几个共同操控风筝的人。接下来,我们将为菠萝们全面解读“远望”号航天测量船。
“远望”号诞生记
世界上第一枚运载火箭出现的时候,其射程仅为几百千米,一部雷达就能轻松完成对它的全程跟踪和测量。
随着航天技术的发展,远程运载火箭、卫星、宇宙飞船相继问世,它们的飞行距离达数万千米。就算国土面积庞大如苏联,仅靠本国境内的测量监控站也无法对这些绕着地球高速运转的飞行器进行全程跟踪。一旦它们绕到地球的另一面,固定在陆地上的测量监控站就无能为力了。
航天测量船应运而生,它在占地球面积71%的海洋上游弋,航天器飞到哪个半球的上空,它就跟到哪个半球,对飞行器的飞行状态进行全程测量、监控,调整飞行器的飞行姿态和运行轨道。
我国的航天测量船也是随着航天事业的发展而诞生的,1978年我国第一艘航天测量船“远望1”号正式服役,随后又有“远望2”号、“远望3”号、“远望4”号、“远望5”号、“远望6”号陆续加入海上航天测量船队,它们的主要任务是测量和监控火箭、卫星、飞船的发射,与宇宙飞船上的宇航员进行信息交流以及打捞飞船、卫星的返回舱等。
30多年来,我国的航天测量船队80次远征大洋,完成100余次航天测控任务,总航程190余万海里(1海里=1.85千米),累计海上作业1万余天,测控成功率达100%。
2010年以后,“远望1”号、“远望2”号和“远望4”号相继退役。现在,我国的航天测量船队主要由“远望3”号、“远望5”号和“远望6”号组成。
“远望”家族三剑客
“远望3”号是我国自行设计建造的第二代航天远洋测量船,1994年4月建成下水,船长180米,宽22.2米,高36.4米,满载排水量1.68万吨,最大航速18节(1节=每小时1海里)。该船圆满完成了28次卫星、飞船发射的海上测量、监控任务,总航程29万多海里,累计海上作业900余天。
“远望5”号、“远望6”号是我国最新的第三代综合性航天远洋测量船,集当今船舶建造、航海气象、电子、机械、光学、通信、计算机等领域最新技术于一身。
“远望5”号于2006年9月在上海江南造船厂建成下水,2007年9月交付使用,船长222.2米,宽25.2米,高40.85米,满载排水量近2.5万吨,具备在南北纬60°以内任何海域航行和抗12级风的能力。
“远望6”号于2007年3月在上海江南造船厂建成下水,2008年4月交付使用,其构造和装备与“远望5”号基本相同―它们是中国航天远洋测量船队的新一代“姊妹船”。
“远望”号的过人本领
船摇稳定技术
在船体移动、平台晃动、目标运动的情况下,如何保证船载测控通信设备的稳定跟踪、精度跟踪是海上测控的一大难题。“远望”号通过精确测定船体的姿态、在大洋上的位置等方法,成功解决了这个问题。
航天器控制技术
我国于1997年发射的“风云2号”卫星是一颗独特的又细又长的卫星,它在围绕地球转动的同时,还会像陀螺一样自转,在发射过程中容易因“章动”而导致姿态不稳定。为避免章动、保证卫星姿态稳定,在一定阶段内必须频繁调整卫星的姿态,这是我国首次面临这一课题。通过一系列努力,“远望”号船队成功解决了卫星姿态控制的难题。
电磁兼容技术
“远望”号上集中了通信、测控、导航、气象等多个系统的精密设备,在不足4000平方米的甲板上,耸立着40多副大大小小的天线,每一副天线都不停地释放和吸收着强烈的电磁波,这些电磁波会互相干扰,影响各个系统的正常工作。我们的科学家经过反复论证和试验,终于掌握了让各个天线释放的电磁波“各行其道”、互不干扰的电磁兼容技术,尽管多种电子设备集中在一艘船上,但它们能“和平共处”。
宇宙飞船控制技术
2003年10月15日“神舟5”号载人宇宙飞船发射时,有4艘“远望”号部署在接近南北极地区的大洋上,那里气象复杂、海况恶劣。为确保安全、圆满地完成海上测控任务,“远望”号船队战胜了巨大的风浪,保证测量船能在恶劣的海况下正常工作。同时,针对“神舟”飞船飞行轨道低、绕地球圈数多的特点,“远望”号测量船又攻克了相关测控技术难题,圆满完成了对“神舟”飞船的海上测控任务。
绕月探测工程测控
在绕月探测工程中,“远望”号船队在大洋上不断追赶着“嫦娥”号探测器的脚步。由于“嫦娥”的飞行距离之远是前所未有的,所以海上测控任务的难度也是空前的。为了能胜任这项高难度任务,科学家们集中攻关,将“远望”号的测控距离由以往的7万千米延伸到了40万千米。测控能力更上一层楼的“远望”号为历次探月任务提供了最佳的海上测控支持,圆满完成了国家交予的任务。
“章动”究竟怎么动
玩过陀螺的人都知道,当陀螺转动速度减慢之后,除了自身旋转和在地面上移动之外,它还会左右摇摆,这种摇摆就是“章动”。
“远望”号的中国特色
中国的航天测量船具有自己的发展特色和独特优势,走的是数量少、综合性强、能够适应多种航天器测控任务、自身体系完善的道路。每艘“远望”号都是能胜任各种任务的综合性远洋航天测量船,可以为火箭、卫星、飞船等多种航天器保驾护航。我国的航天测量船虽然数量少,但是综合能力却很强。
大多数情况下这些测量船都是在海上“单兵作战”。与多船协同作业相比,单船作业难度要大得多,一旦出现误差便难以补救,于是“远望”号在提高测量精度上下足了功夫。自第一艘“远望”号服役至今,我国航天测量船队的测控成功率达到了不可思议的100%!
航天控制技术范文6
[关键词]核心技术领域测度社会网络分析中心度信息可视化航空航天
[分类号]G301 G358
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引言
“核心技术”被认为是一种能够带来竞争优势的技术资源和能力,是一种难于模仿的、不可替代的技术竞争力。对核心技术进行测度将为产业R&D资金投入决策和科技人力资源配置提供辅助决策,具有重要的理论意义和现实意义。国内外学者对核心技术竞争力、核心技术创新、核心技术能力、核心技术的获取战略、核心技术的确认方法。等进行了一些研究,但这些研究成果主要采用定性研究方法进行,尚缺少实证支持;少量的定量研究成果也只是尝试探索核心技术领域的确认和识别等问题,未探讨核心技术领域的测度问题。
社会网络分析方法(Social Network Analysis,SNA),曾被普遍用于人际关系网络的研究,但运用SNA对技术进行研究的成果并不多,笔者尚未发现运用SNA方法测度核心技术领域的研究成果。本研究运用社会网络分析方法和世界权威专利数据库《德温特创新索引》的专利数据,以2009年全球航空航天产业技术为应用实例,进行实证分析和研究。
2 核心技术领域测度方法与指标选择
在世界权威专利数据库《德温特创新索引》中,到经过德温特专业技术人员的标引,具有逐级细分的技术分类体系,具体在专利文献中的表现是每条专利数据可以通过使用多个分类号详细描述专利的特质。如果一项专利涉及N个技术领域,数据库的技术标引人员就会在技术分类项目中同时标注N个技术领域,这就意味着这N个技术领域共现了一次。将技术领域视为节点,共现关系产生了边,有了节点和边,技术领域之间就形成了共现网络。专利所属的技术领域越多,技术共现网络就会越密集,《德温特创新索引》为技术共现网络的绘制提供了比较理想和规范的专业数据。
基于社会网络中心性原理,国内外学者曾将中心度指标用来测度科学引文网络中的核心文献或关键文献以及学科领域的核心人物或代表人物。笔者认为,社会网络中心性原理同样可以应用到技术网络的研究中。在技术网络中,代表技术领域节点的中心度越高,表明该技术领域与其他技术领域共现的次数越多,该技术领域的辐射能力也越强,这样的技术领域可以被认为代表了某个产业的核心技术。
3 核心技术领域测度方法与指标的应用
本研究数据来源于美国科学情报研究所IsI的网络检索平台Web of Science的《德温特创新索引》(DII)数据库,笔者选择了专利国际分类代码IPC,选择航空航天技术领域B64,检索时间范围是2009年。检索结果共得到3 660条专利数据,数据下载日期为2010年1月1日。
采用“德温特指南代码”(Derwent Manual Code,DMC)对2009年全球航空航天领域专利申请的热点技术领域进行可视化分析。DMC是由德温特的专业人员根据专利文献的文摘和全文对发明的应用和重要特点进行独家标引的代码,该代码可用于显示发明中的新颖技术特点及其应用,能提高检索的全面性和准确性。关于DMC代码的准确性和合理性,笔者于2010年11月20日在深圳大学城举办的“国内外专利文献的检索与分析”专题讲座过程中,请教了Thomson Reu―ters中国办公室科学解决方案顾问、“专利信息用户组(patent information user group,PIUG)”中国分会的发起者吴正先生,吴正先生解释说,由德温特专业人员细分的DMC代码,具有比《国际专利分类表》(IPC分类)更长的发展历史,其准确性和合理性是值得信赖的。通过对DMC进行分析,可以比较准确地掌握一个产业领域涉及到的、主要的热点产业技术集群。
通过运用瑞典科学计量学家Persson开发的大型文献处理软件Bibexcel ,对2009年全球航空航天领域专利文献的DMC进行处理,得到的专利申请共涉及1 435个不同技术领域,选取出现频次10次以上的87个技术领域,运用netdraw绘制出2009年全球航空航天领域技术网络图谱,如图1所示:
图1显示出2009年全球航空航天的专利技术主要分布在以下三个重点领域:通讯技术领域(w大类:Communications)、聚合物技术领域(A大类:Plasdoc)、计算与控制技术领域(T大类:Computing and Con―tro1)。图l的中心性分析结果显示,网络中节点中心度最高值为46.512,对科技成果产出数据的选取一般取3―5年为宜,评价时可以根据数据的可得性综合进行处理,一般年度越近的截面权重越高。512,该节点所代表的技术领域是2002年兴起的代码为T01-J07D1的“交通工具微处理系统”(vehicle microprocessor system)技术。中心度明显高于其他技术领域的前6位技术领域的DMC代码、中心度、频次和具体所代表的技术领域,如表l所示:
由表1可知,中心度最高的前6个技术领域中,w类占了5个,该结果与笔者所做的2008年波音公司技术前沿探测研究的结果是一致的,通讯技术已经成为当前世界航空航天领域重要的核心技术领域。
选择中心度作为测度核心技术领域的指标,是因为中心度高的技术领域与其他技术领域共现的机会多,对其他技术领域的影响也相对较大。在一个产业领域的技术网络中,一个对其他许多技术领域都有影响的技术领域,会成为该产业的核心技术领域。
4 结论与不足
本研究主要有以下初步结论:
・社会网络分析方法是一个比较好的对核心技术领域进行测度的可视化方法,可以用来绘制技术共现网络,并进一步对全球某一个产业或某企业的核心技术领域进行可视化分析。
・技术共现网络中心度指标,可以作为核心技术领域的测度指标。该指标可以测度一个技术领域与其他技术领域之间的关系,可以测度一个技术领域在技术共现网络中的地位和作用,中心度高的技术领域,会成为一个产业或企业的核心技术领域。但正如专家所言,核心技术和“中心度”不能完全画等号,“中心度”高的,也可能是因为技术的渗透性强。比如,信息技术具有较强的渗透性特点,因此,DMC图谱分析中,信息技术可能会有一定的优势。