时间:2023-07-24 17:05:38
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇航空航天技术特征,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:航空航天产业;技术效率;SFA;影响因素
一、 引言
目前测度产业生产率的方法主要是总量生产函数、随机前沿生产函数(Stochastic Frontier Production Function Method,SFA)和数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA),适用于不同的条件,其中DEA法要求较高的数据准确性,SFA法考虑了随机误差对经济增长的影响,也允许存在无效率,能较好的模拟经济状况。由于航空航天产业在发展中存在随机扰动和不可观测因素,采用SFA法应该更为适用。
技术创新要素是产业创新要素的核心,创新组织要素和创新环境要素围绕着技术创新要素发挥作用。因此,文章采用SFA的方法对我国航空航天产业1995年~2011年的技术效率进行了测度,并分析了时间、地区特征、人力资本素质、研发投入、企业规模及制度等对技术效率的影响,为航空航天产业的发展和技术提升提供借鉴。
二、 模型与数据来源
1. 航空航天产业生产效率基础模型。文章采用Battese&Coelli(1995)提出的SFA模型 ,假定我国航空航天产业生产函数为CD生产函数,则随机前沿生产函数模型为:
Yit=A(t)K?琢itL?茁itevit-uit i=1,…,I;t=1,…,17(1)
两边取对数,(1)式变为:
lnYit=?子+?仔?子+?琢lnKit+?茁Lit+vit-uit (2)
其中,Yit、Kit、Lit分别是i省t年产业总产出、资本投入和劳动投入,?琢、?茁是资本、劳动的产出弹性;A(t)=e?子+?子?仔为t年各省市前沿技术进步水平,其中e?子是基年即1995年产业初始技术水平,?仔是前沿技术水平进步速度;vit-uit是随机扰动项:vit是经济系统自身存在的随机误差,服从对称正态分布,即vit~N(0,?啄2v);uit是技术无效率项,服从单侧正态分布,即uit~N+(mit,?啄2u),mit是技术无效函数。
影响uit的因素很多,制度是重要的影响因素,此外还有企业规模、人力资本素质、研发投入、能源消耗状况、产业生命周期及产业密集度等。限于数据的可得性,将uit设定为人力资本素质、研发投入、企业规模和制度的函数,并考虑时间和地区因素:
mit=?渍+?兹t+?准1Locit+?准2Humit+?准3RDit+?准4Scaleit+?准5Systemit+wit i=1,…,I;t=1,…,17(3)
其中,?渍i(i=1,…,5)是技术无效率函数中第i个因素的截距项;t为时间趋势,系数?兹为正表明技术效率随时间的推移递减,反之亦然;Loc、Hum、RD、Scale和ystem是地区特征、人力资本素质、研发投入、企业规模和制度,系数?准i为正表明第i个因素对技术效率的作用是消极的,反之亦然。各个变量含义见表1。
(4)
式中?酌是指式(2)随机扰动项占技术无效率项的比重,?酌越趋近于1,前沿生产函数和技术无效函数的设定就越合理,采用随机前沿模型就更合适。
2. 数据来源与处理。文章主要数据来自《中国高技术产业统计年鉴》,航空航天产业的统计数据最早可至1995年,所以研究期间为1995年~2011年,样本是去除数据缺失较多的、海南、新疆、宁夏、云南、浙江、内蒙古以外的其他22个省市。此外,价格指数来自各年《中国统计年鉴》。
各指标数据选择及处理如下:
(1)总产出(Y)选取了能大体反映产业发展的当年价总产值,并采用以1995年为基期的各省市第二产业价格指数进行缩减以消除价格干扰。
(2)劳动(L)选取从业人员平均数,即年初就业人数与年末就业人数的均值。
(3)资本(K)的选取,1995~2005年为年末固定资产额,2006~2011年根据(5)式永续盘存法计算,即在上年折旧后加当年固定资产投资额。航空航天产业是高技术产业,资产提前报废、更新、淘汰的可能性较大,设备的技术损耗也会导致固定资产价值骤减,在借鉴会计上飞机、电子设备等折旧处理方式将折旧率取值15%。之后,用各省市固定资产投资价格指数将固定资产值统一折算到1995年不变价,其中广东缺乏的1995~2000年价格指数数据用地理和经济水平接近的福建替代。
Kit=Kit-1(1-)+Iit(5)
其中,Kit、Kit-1、、Iit分别是i省t年固定资本存量、i省 t-1年固定资本存量、固定资产折旧率和i省t年固定资产投资额。
(4)无效率因素:①地区特征,将22个省市分为东中西3个地区,分别取值1、2、3。②人力资本素质,是科学家和工程师占从业人员的比重。科学家和工程师知识水平高且实践经验丰富,是技术创新的主要贡献者,这一指标能大致反映产业人力资本水平。③研发投入,是R&D经费内部支出占主营业务收入的比重,涵盖了企业内部开展R&D活动的实际支出,能准确反映产业的R&D水平。其中,总产值以1995年为基期的第二产业价格指数进行了缩减。④企业规模,是产业总产值与企业数量的比值。产业内企业的数量是衡量市场结构和容量的重要指标,也能反映行业进入和退出的难度。⑤制度,用樊纲等(2011)的市场化进程指标来刻画,他从政府与市场关系、非国有经济发展、产品市场发育程度、要素市场发育程度、市场中介组织发育与法律制度环境5个方面综合测度了市场化进程,此外,用趋势外推法估算缺失的1995年、1996年、2010年及2011年的数据。
三、 实证结果及分析
利用Frontier4.1软件得出模型的参数估计值和检验结果,并得出各省市航空航天产业1995年~2011年的技术效率水平(见表2及表3)。
1. 航空航天产业生产函数分析。据表2的结果,LR统计检验值的显著性水平为1%,表明(1)式中误差项vit-uit复合结构明显, SFA法比OLS法更恰当;估计量?酌=0.612统计结果显著,表明技术无效率中随机误差项的影响高达61.2%、统计误差等不可控因素比例低,模型设定合理可靠,有必要分析技术效率未能充分发挥的原因。截距和时间趋势项系数为1.662和-0.061,表明1995年产业前沿技术进步水平为5.270(e1.662),之后以年均6.1%的速度下降。这可能的原因是:航空航天产业是国防科技工业中相对封闭、开放度小的行业,尽管十五大以来进行了改革,但科研、生产两张皮现象依旧存在,科技成果难以实现产业化;国防科技工业改革是渐进式的,这也有可能是改革过程中出现的无序状况。资本、劳动的弹性系数分别为0.350和0.712,表明劳动贡献度是资本的2倍。这也说明航空航天产业是知识密集型产业,科技人员在技术设备投入基础上进行产品的发明、实用新型和外观设计研发;重大技术R&D中需要大量科技人员长期持续的共同开发,劳动力及高科技人才作为稀缺要素发挥重要作用。此外,资本与劳动弹性系数之和大于1,表明产业具有容易形成规模报酬递增的特征。
技术无效函数中,时间趋势项系数值为-0.002,表明产业技术效率年均增加0.2%,但统计结果不显著。前沿技术下降伴随技术效率提高的原因可能是:①我国尚未形成自主创新的技术创新体制,还处于依赖国外先进技术的状态,如我国不具备生产涡轮风扇发动机或先进火控系统的能力;②产业部分是国防科技工业,具有公共产品的特征,会造成技术前沿下降的错觉。例如某些航空产品或军用航天器只是国防建设的需要,不参与市场流通,统计数据上无法显示。地区变量系数值为0.079,统计结果略微显著,表明东中西部地区产业技术效率呈现递减状态。
人力资本素质系数值为-0.010且统计结果较为显著,表明人力资本能积极提升产业技术效率,提高雇员中科学家和工程师人员的比重可以有效提高劳动生产率。Vandenbussche等(2006)的研究表明教育水平会使劳动力会对技术效率产生不同的影响,文章研究结果与其一致,表明科学家和工程师比重上升1%会提高1%技术效率水平,因为科学家和工程师具有较高的知识水平和丰富的实践经验。可见,航空航天产业吸收的劳动力具有较高的素质水平,对产业技术效率的提高做出了一定的贡献。
研发投入系数值为0.022且统计结果显著,表明研发投入对产业技术效率具有消极影响。研究期内各省市及全国水平的研发投入总体上涨,但研发绩效不高,这与钟卫等(2011)的研究结果一致,他认为在经济发展初期加大R&D投入能有效提高技术创新效率,但随着企业深入发展应重点调整经费投入结构。此外,航空航天产业企业大多由国家或国有控股,近年虽有下降但国有比例仍高达50%。虽然国有企业有规模、政府特许等优势,但激励却不充分。十五大以来中央对国防工业做出的多次部属是对改革的进一步延伸。
企业规模系数值为-0.134且统计结果显著,表明企业规模是积极的影响因素。产业具有高投入、高技术和高风险等特点,进入的企业都有一定的规模。研究期内各省市企业规模变化起伏:相对来说,黑龙江、江西、辽宁的企业规模曾较高(≥6亿元/企业)但变化急剧;大多数省市都在0~2之间。产业中大型企业比重不到20%,大中型企业比重在50%左右,并未形成良好的企业规模;此外,《2012年财富世界500强》排行榜中有12家航空公司,其中我国虽然有2家但上榜的中国航空工业集团公司在排名、主营业务收入和利润方面都与排名第一的波音公司差距较大。
制度系数值为-0.148且统计结果显著,是影响最大的因素。研究期内各省市市场化程度逐年提高,东部优于中部优于西部;位于沿海的广东、江苏、福建、上海等省市的市场化程度最高,而西部陕西、甘肃等省市只有发达地区的一半。1964年推行的三线建设将44项中的21项国防工业企业投放在西部,可见产业半数左右企业在西部地区;2001年实施的西部大开发政策一定程度上提高了西部省市的市场化程度,为产业发展提供良好的市场环境。
2. 航空航天产业技术效率分析。根据计算结果(见表3-1及表3-2)对产业技术效率从区域角度进行分析。
(1)航空航天产业技术效率总体分析。依据测算结果(表3),表明研究期内技术效率均值离效率前沿面较远,仅为0.472,即实际产出水平只占最优随机产出水平的47.2%(表明既定产出水平下能节约52.8%的投入)。可见,产业未能发掘现有科技资源和技术潜力,资源使用效率、管理水平及产业技术实际利用率低。尽管产业平均技术效率不高,但总体是逐年增长的。
(2)航空航天产业技术效率区域分析。由于地域禀赋、国家政策不同造成我国东中西部经济发展呈现东强西弱。产业区域技术效率的具体情况(见表4):各个区域技术效率存在显著差异;东西部增长较快,中部略微增长,所以2000年前原本领先的中部被东部赶超。各省市技术效率排行中,中部的黑龙江和江西排在第一和第三,技术效率值分别为0.85和0.75;大部分东部省市排名都很靠前;西部省市排名全部靠后,甘肃和山西技术效率值最低只有0.23。
航空航天产业区域技术效率差异显著,最高省市和最低省市相差高达0.62。黑龙江、广东、江西高效利用了现有技术,效率值都在0.75以上;吉林、甘肃和山西效率最低;9省市技术效率不足0.4。从各省市的变动趋势来看:高效率省市(≥0.60)除辽宁2003年前增长快速外的变化起伏;陕西、四川、甘肃、贵州、河北等低效率省市(≤0.3)正逐步释放内部潜力保持低速持续增长。
黑龙江研发投入处于中等且逐年增长、企业规模领先,产出水平很高,因而技术效率最高。黑龙江是工业发展的摇篮,产业全国影响大,其中哈尔滨民航产业发展也很突出。广东位于沿海地区,能吸引众多外资和高技术人才,企业规模虽然递减但处于全国领先,即使研发投入不高但产出规模大。尽管广东没有被纳入军事航空制造业布局,但在航空关联制造业相关领域国内市场占有率名列前茅,并在2010年推行《广东省航空产业发展规划(2010~2025年)》促进产业发展。
山西、甘肃位于内陆或经济不发达地区,产业发展相对较为缓慢,技术效率值偏低。山西技术效率值总体下降;吉林技术效率大致维持在同一水平;甘肃的技术效率逐年缓慢提高;这些变化一部分是由于受当地经济发展的影响,一部分也与国家政策支持力度和国防科技工业布局有关。
四、 结论和建议
航空航天产业发展过程应重点关注技术效率问题。文章用SFA法实证测度了1995年~2011年航空航天产业的技术效率,并对时间、地区特征、人力资本素质、研发投入、企业规模和制度等技术无效率因素进行了分析,得出如下结果:
1. 我国航空航天产业技术效率水平较低,研究期内均值只有0.472。技术效率各年均值波动增长,虽然从0.374上升到0.539,但仍有46%的上升空间。从无效率因素来看,时间趋势不是很显著;人力资本素质、企业规模、制度因素对技术效率具有积极的影响,应适当加大或提高这部分的水平;研发投入作用消极,应对投入结构进行调整。
2. 航空航天产业技术效率存在区域差异,区域效率均值排序为东部>中部>西部,黑龙江、广东、江西技术效率值排名前三,吉林、甘肃和山西排名最末。值得注意的是,研究期间内西部技术效率持续稳定的增长,中部是早期处于领先的情况下后期被东部赶超。
综上所述,人力资本素质、企业规模和制度等因素对航空航天产业技术效率具有积极影响,研发投入的作用是消极的。为了加快我国航空航天产业的增长,不仅需要完善教育、培训和人力资源开发体系,也应当扩大企业规模、使之形成规模效应,并推进市场化改革,保证所需人才、基础设施和制度支撑条件,此外也应改革国防科研体系,在改革研发投入结构的基础上提高研发投入,最终促进产业发展。
参考文献:
1. 丁兆浩.中国地区经济发展差异性.东方企业文化,2011,(14):82-83.
2. 栾春娟,王贤文,梁永霞.世界航空航天技术领域专利竞争.科技管理研究,2008,(12):429-433.
3. 霞飞.与三线建设.党史纵览,2004,(11):10-15.
4. 徐杰,杨建龙.全要素生产率研究方法述评.现代管理科学,2010,(10):3-5.
5. 张政治,谢毅梅,张文强.我国航空航天产业创新能力提升路径分析.科技管理研究,2011,(5):7-10.
6. 诺思.制度、制度变迁与经济绩效.上海:上海三联书店,1994:3.
7.钟卫.中国区域R&D投入绩效的统计评价.统计与决策,2011,(7):91-93.
8. 赵富洋.我国国防科技工业军民结合创新体系研究.哈尔滨工程大学,2010:33.
发展航空航天技术已成为世界各国提升综合国力的重要举措,涉及军用、民用和商业化等三大领域的航天活动的规模正不断扩大,新一轮国际太空的竞争格局正在形成。
空间环境与运载装置相互作用会对航天器的可靠性和使用寿命带来威胁,适应市场的需求,可抵御太空环境的材料的研究与开发始终是一个热点。通常,空间环境主要涉及自然环境和人工诱导环境两个方面。
航空器或其动力装置上使用的具有高强力,重量比的复合材料,可有效地降低乘用装置的重量,大大改善航天器的性能和运行效率。而聚合物纤维复合材料在航天器上的应用部位与使用量的多少正成为衡量航天器结构先进性的重要指标之一。
1 新型纤维材料在航天领域的使用
目前航天员舱外活动装备(EMU)使用的多层结构绝热材料,在火星空间探测中将会失去效用。美国国家航空航天局(NASA)探索可替代的绝缘材料,其热传导性能要求达到0.005W/(m·K)。
1.14DG热绝缘纤维材料
NASA选择3种纤维,即实体圆形截面纤维、四孔中空纤维和深槽型表面纤维(4DG)作为试样,纤维使用两种规格即6.67dtex/16.7dtex为筛选对象。
①要求实体结构纤维具有均匀的圆形截面,纤维直径为25μm或40μm。对于低孔隙率的纤维试样的选择,直径偏差要大干0.1μm,即直径分别为25.1μm或40.1μm。而对孔隙率较高的纤维来说,选择的纤维直径要扩大10倍,即选用250μm或400μm的样品。
②中空结构纤维试样要求纤维截面为圆形,呈四孔均匀分布,当纤维直径为25μm时,中孔径6μm,纤维直径为40μm时,中孔径9μm。中空四孔纤维由DuPont(杜邦)公司提供。
③槽状表面纤维。4DG纤维由Eastman(伊士曼)公司提供,具有沿纤维轴向分布的深陷沟槽,纤维截面以轮廓线观察为矩形,有6组叶片,其叶片尺寸如下:
6.67dtex纤维:纤维截面轮廓34μm×47μm,叶片宽8μm;
16.67dtex纤维:纤维截面轮廓50μm×74μm,叶片宽12μm。
NASA的实验结果显示,4DG作为热绝缘材料的性能最佳。图1所示为4DG纤维的截面。
4DG纤维是特别设计的纤维品种,其沿轴向分布的深槽,赋予了纤维独特的使用性能,即:
①具有流体自移动性能,按4DG纤维3种纤度6.6、11.2和16.67dtex的变异,最大的潜在通量分别为122、113和145mL/(g·h);
②4DG纤维有贮存和扑集粉尘微型颗粒的功能;
③具有十分高的比表面积。圆形截面纤维的形状系数以1计,4DG纤维为2.5,即4DG的比表面积是相同细度纤维的250%~300%,实验所用4DG纤维样品的比表面积在1710~3130m2/g之间;
④与圆形截面纤维相比,其有更好的蓬松性和包覆性。
4DG纤维一般使用聚酯、聚丙烯和聚酰胺为原料,与其3种纤度规格——6.67、11.2和16.67dtex相对应的纤维截面的宽×长分别为34μm×47μm、42μm×58μm和50μm×74μm,纤维截面形状系数分别为2.7、2.7和2.4,沟槽面积所占比例分别为40%、40%和35%,主体叶片的宽/深尺寸分别为8/13μm、11/18μm和12/71μm。4DG纤维的性能特征如表1所示。
由于4DG纤维具有独特的使用性能,其潜在应用领域已被广为看好,目前在过滤介质、农业用纺织品、军用服装、油吸附材料、土工材料、化妆制品、揩巾和创伤敷料等领域的使用正取得进展。
1.2航天装备上使用的纤维材料
航天服是国际空间站或航天飞机乘用人员维系生存的装置,用以保护宇航员进入太空和月球行走的安全。美国阿波罗-9和阿波罗-11使用的太空服面料的多层结构中均配置了两层Nomex热绝缘层。
Nomex纤维的玻璃化温度(Tg)为275℃,具有优良的耐热性能,而相对较低的比热值(0.29cal/(g·K))则显示出良好的热绝缘性能。NASA使用的Nomex热绝缘层证明可以适应极端高温或低温的环境条件,同时Nomex纤维的模量为140g/D,断裂伸长率22%,可承载冲击负荷,并在负载条件下表现出很好的稳定性。目前的航天服中蜂窝Kevlar(凯夫拉)纤维和Nomex纤维仍然是重要的纤维组分。
航天服基本由13层结构材料构成,而一款阿波罗探月服装的面料则达21层之多。它为宇航人员提供舱外行走的功能,由于航天服将柔软部位与刚性部位组合为一体,可提供支撑、移动和舒适。目前航天服使用的纤维制品主要是尼龙经编织物、PU涂层尼龙织物、氯丁橡胶涂敷尼龙织物以及聚四氟乙烯、Kevlar和Nomex等纤维制品。
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航空动力是工业皇冠上的明珠,是多学科耦合、多专业综合的最复杂的智能机械之一,是综合国力的重要体现,对国民经济和国家安全具有不可替代的作用,是必须下决心走自主创新之路才能实现跨越发展的战略必争领域。
站在国家重大专项实施的十字路口,如何通过自主发展实现由“跟跑、并跑”到“领跑”的跨越是当前的重大问题。
美国如何“沿途下蛋”
作为人类研制过的最复杂机械之一,类似航空发动机这样的高端产品的特征就是核心技术堆集,没有核心技术就没有现动机。
这一核心技术要回答的问题,不仅包括怎么做,还包括为什么这么做。而要回答这些问题,必须以精深的科学知识为基础,其途径就是基础研究。
基础研究是现代西方发动机行业的基础。西方国家通过几十年的基础研究,投入了大量人力、物力、财力,获取大量工具、准则和实验数据库,才基本掌握了核心技术。
航空发动机基础研究面临的各类问题范围广、难度大,因此需要建立长期的国家级发动机基础研究计划。以美国为例,政府通过实施IHPTET和VAATE等计划,显著提高了美国发动机的科学水平和技术能力,而且可以“沿途下蛋”,不仅大幅度提高现役发动机性能,也对四代机F119、F120等研制提供了强有力技术支持。
在科研经费方面,美国NASA每年专用于支持航空发动机方向的基础科研经费超过1.2亿美元。
自美国等国家1959年实施“航空航天推进计划”以来,已经连续不断地实施了30余项不针对具体型号的航空发动机技术研究计划,这使得美国发动机技术处于国际领先的地位。
反观中国,由于在较长时间内对“预研先行”的客观规律缺乏深刻认识,预先研究的投入也不足。在引进、跟踪仿研时,也没有足够的经费来安排消化吸收,很多技术问题都是“知其然不知其所以然”,并没有完全吃透,难以真正掌握关键技术去再创新,引进工作并没有真正起到促进自主创新发展的作用。
中国正由跟踪仿研转向自主创新
中国航空发动机发展从军机起步,历经了引进修理、跟踪仿研和改进改型三个时期,军用航空发动机技术水平已经实现由第二代向第三代的跨越,并向第四代迈进。
民用航空发动机面临着适航技术和知识产权的双重壁垒,已经开始了自主研制,但无论是涡扇、涡轴,还是通航动力的商业产品基本空白。
目前,在军用航空发动机领域,只有美、俄、英、法四国可以独立研制和发展一流水平的发动机;民用航空发动机市场的技术、资金和产业门槛更高,目前真正具有技术和商业优势的只有美、英、法三国的四家公司。
无论是英国罗罗公司、美国GE公司、PW公司还是苏联,都是引进专利后开始自主研制。发动机强国都走了一条与国内工业发展水平相适应、适度超前的自主发展道路,形成了鲜明的技术特色。
从宏观上看,罗罗公司的三转子构型、PW公司的齿轮驱动风扇等不同的技术路线都实现了高性能指标,同样具有商业竞争力;从微观上看,涡轮叶片的材料、内冷通道和外气膜冷却方式各有不同,也都实现了高冷却效率和长寿命。苏联的军用发动机也走出了一条不同于欧美的技术路线,在四动机上采用了外涵换热器的独特结构,弥补了材料耐温不够的缺陷。
反观中国,跟踪仿研的主导思想导致了技术路线的摇摆不定,与发动机强国的差距越来越大,只有找到一条适合中国发动机发展的技术道路,才能弯道超车,实现跨越。
因此,对中国来说,转变发展方式是必然的。所谓转变就是指由跟踪仿研主导的逆向设计研发体系向自主创新主导的正向设计研发体系的转变,这既是我国航空动力近60年发展经验和教训的总结,也是国家重大专项的战略要求。
“天地人法”合一的正向体系
我认为,要建立自主创新主导的正向设计研发体系,总的来说,共涉及四个方面的问题,即“天地人法”。
“天”就是总体,指对航空发动机的多学科融合、多专业综合以及设计、材料、制造、试验、验证、使用、维护等全产业链协同的复杂属性的认识。 2010年12月28日,工作人员正在航空发动机也容性与外物吸入损伤研究中心内进行模拟试验
“天”不强和中国航空发动机的发展历史有关。中国的发动机开始于修理和测仿,修理和测仿对总体的依赖度低,既不能从总体的角度对航空发动机本身的多学科融合和专业综合进行系统的流程规划,更不能从全产业链的角度对航空发动机的研发、生产、使用、退役作全局性规划。
跟踪仿研主导的逆向设计研发体系,不能从源头形成气动热力、结构完整性、材料工艺协同的优化设计,导致材料工艺攻关变成了常态,从而造成中国的材料牌号远远多于欧美和俄罗斯,但数据完备、成熟可用的关键材料少之又少的尴尬局面。而且,跟踪仿研主导的逆向设计研发体系,也不能系统牵引基础研究和关键技术的发展,使得基础研究处在无序发展状态,导致型号发展没有成熟的技术作为支撑。
“地”就是基础,是指航空发动机的“气、固、热、声、控、材料、工艺”等多个学科的应用基础,是知其所以然和跨越发展的基础。
“地”不厚和中国航空发动机的发展路径有关,没有“动力先行”自然没有“预研先行”,根本没有时间知其所以然,二、三动机还能仿研,四动机由于设计、材料、工艺及学科的高度耦合性,已经很难仿制,没有“地”的支撑,“形似”都很难达到,更谈不到“神似”了。
型号研制和关键技术攻关、甚至基础研究同时进行屡见不鲜,这严重违背了型号研制必须具备的技术成熟度条件,造成研制工作举步维艰。没有对各个基础学科规律的深入认识,很难支撑和引领“形神兼备”的自主创新。
“人”是这一战略领域成败的核心,这是指具有研发先进航空发动机的合适知识结构和能力结构的创新人才。
对照航空发动机国际标杆企业的人才结构可以看出,研发队伍普遍具有通用型人才(Generalist)、专业型人才(Specialist)、系统型人才(Universalist)等典型的橄榄型梯次特征。
以罗罗公司为例,其11300名研发人员中,约2000人为通用型人才、6000名为专业型人才,系统型人才为2000人。而在中国,各航空发动机主机研究所和企业设计人员已达到4000人的规模,但与罗罗公司近万名研发人员相比,依然有显著差距。
“人”不足和两方面的影响有关,一方面是国家长期未对该战略领域给予足够的重视,造成人才流失严重;另一方面是中国航空发动机的行业发展走了以“跟踪仿研为主”的发展路径,对人才的知识结构和能力结构要求,从学历教育、非学历教育到成长路径都存在系统性缺失。
“法”则是这一战略领域可持续发展的保障。这一方面是指国内航空发动机发展的立法保障,另一方面是指国际适航规章。
正如美国《国家关键技术计划》所描述的:“这是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,需要长期数据和经验的积累以及国家大量的投资。”
适航法规是国际公约的要求,是民用航空产品进入民机市场的最低安全标准,首要功能是保障公共安全,对后发展国家来说也成为了事实上的技术壁垒。中国的航空发动机领域的发展还没有对国际立法体系和技术深入研究,也没有上升到国家立法保障的层面,对该领域的可持续发展有深远影响。
如何进行组织改革
目前,中国航空发动机正处于从“跟踪仿研”向“自主发展”转变的关键阶段,这些转变不仅表现在研究内容的技术特征上,也表现在组织模式必须由松散、无序、内耗走向系统、有序、协同,更需要国家基础研究计划的持续支持。
“系统”体现在多学科交叉、多专业综合、全产业链融合;“有序”体现在以技术成熟度为标志的技术承载主体有序、以承载主体特征为标志的人才和研究设施的有序,“协同”体现在全产业链的数据协同、人力和设施资源协同以及系统环境下的学科和专业协同。
作为大国,这种“系统、有序、协同”需要围绕国家战略产品建立自己的基础研究体系,设立专门基础研究计划,持续加大资金投入。 国产大型客机C919计架机在上海总装下线仪式现场,日前我国正在研制与C919飞机配套的发动机
这既要借鉴美国等体制,更要结合自身航空发动机基础研究的现实国情。具体组织架构上可以分为三层:
第一层次为最高决策层,代表国家意志行使重大事项决策,通过预算拨款,并对执行情况进行宏观调控。建议由国家成立航空发动机专业基础研究委员会或专门机构。
第二层为计划和综合实施层,建议由航空发动机相关国家实验室承担,采用协同创新模式,由高校、中科院、企业中在航发领域具有优势地位的单位组成。在专业基础研究委员会的指导下,进行重大、复杂科学问题的论证、分解、实施。
[关键词] 高新技术 高新技术产业 创新能力
一、高新技术产业的内涵
关于高新技术产业,国际上一般采用技术密集度(R&D经费强度或R&D人力强度)作为确定的基本依据。美国对高技术产业的定义经常采用两种指标,其一,产品研究与开发费用在销售额或增加值中所占比重;其二,科技人员(包括科学家、工程师、技术工人)占总劳动力的比重。因为,研究与开发强度反映了产品和技术变化的速度,以及产业和公司的技术含量。
经济合作与发展组织(OECD)把研究与开发密集度(即R&D经费占工业总产值的比重)作为界定高技术产业的标准,将相对于其他制造业而言具有较高R&D密集度的产业定义为高技术产业。OECD在20世纪80年代将R&D经费占总产值高于4%的行业划分为高技术产业,90年代后期这一标准提高到8%,其成员国均按该组织确定的划分标准统计高技术产业并进行国际比较。2001年OECD依照新的国际标准产业分类重新确定了高新技术产业分类标准,根据13个成员国1991年~1997年间的平均R&D经费强度(R&D经费占产值的比重和R&D经费占增加值的比重),将制造业中的航空航天制造业,医药制造业,计算机及办公设备制造业,无线电、电视及通信设备制造业,医疗、精密和光学科学仪器制造业5类产业确定为高新技术产业。
欧盟《科学技术指标报告》把有很高的经济增长率和国际竞争能力,有较大的就业潜力,同时R&D投入高于所有部门平均水平的航空航天制造业,化工产品制造业,医药品制造业,汽车及零部件制造业,科学仪器制造业产业作为技术密集型或先导产业。
我国对高新技术的界定基本上采用经济合作与发展组织的新旧两种口径。采取概括法,也称例举法,即按技术类型定义高技术产业。1991年3月原国家科委公布了《国家高新技术产业开发区高新技术企业认定的条件和办法》,对高新技术的范围进行了规定,把新兴科学与技术融合在一起,把高新技术的范围划定为:(1)微电子科学和电子信息技术产业;(2)空间科学和航空航天技术;(3)光电子科学和光机电一体化技术;(4)生命科学和生物工程技术;(5)材料科学和新材料技术;(6)能源科学和新能源、高效节能技术;(7)生态科学和环境保护技术;(8)地球科学和海洋工程技术;(9)基本物质科学和辐射技术;(10)医药科学和生物科学工程;⑾其它的新工艺、新技术。
根据2006年科技部、财政部、国家税务总局共同组织编制并颁布的《中国高新技术产品目录2006》,涉及电子信息、现代交通、航空航天、先进制造、生物医药和医疗器械、新材料、新能源与节能、环境保护、地球空间与海洋、核应用技术、农业共11个领域的产品。
二、高新技术产业及其产品属性
高新技术产业同传统产业相比有着独特的特征,主要是高投入、高风险、高收益等。OECD提出的高技术产业的五个特征是:(1)强化研究与开发工作;(2)对政府具有重要战略意义;(3)产品与工艺老化快;(4)资本投入风险大、数额高;(5)研究与实验成果的生产及其国际贸易具有高度的国际合作与竞争性。
具体表现在以下几个方面:
第一,知识技术密集性。高新技术产业是知识技术密集型产业,与产品或劳务相关的新知识、新技术、人才和R&D资金密集程度决定产业的发展水平和层次。
第二,高投入性。高技术产业的高投入主要体现在研究与开发阶段的投入,这是与资本密集型产业在投向上的主要区别,因而技术密集度(R&D经费支出占总产值比重)成为划分高技术产业的主要依据。从事高新技术R&D活动要取得科技成果,这项科技成果无论是自己研究产生的,还是他人研究产生的,都需要投入研究费用。通常,技术难度越大、越复杂,需要投入的资金就越多。此外,高新技术企业在产业化阶段推向市场和扩大市场占有率方面也需要大量的资金投入。
第三,高风险性。高新技术企业的高风险来自它所面临的众多不确定性因素,主要体现在:(1)技术风险。高新技术及产品R&D过程的不确定性,高新技术转化为现实的产品或劳务的不确定性,存在因技术失败而造成损失的风险;同时还有其他新技术、替代技术的产生使现有技术急剧贬值所带来的风险。(2)侵权风险。如果企业通过大量的R&D投入所取得的技术、发明、产品或软件等得不到法律的有效保护,在推向市场后被其他企业仿冒或侵权,研制该产品的企业很快便会无利可图,甚至可能无法回收R&D费用。因而,构建良好的知识产权保护体系是维护高新技术企业利益的核心工具和手段。此外,高新技术企业的高投入意味着,如果企业的生产规模与效益、投入与产出等不匹配,企业会面临巨大的财务风险。
第四,高回报性。高新技术企业如果创业顺利,通常具有极高的收益率。这种高收益性往往来源于内在化于企业产品的知识和技术的垄断性、排他性。借助于市场的需求和技术的垄断,给企业带来超出传统产业的垄断利润。
第五,创新性。高新技术是以最新科学研究成果为基础,通过代价高昂的研究和探索,促成技术和应用不断创新。高新技术在产品开发中的应用加速了高新技术的渗透和辐射,只有不断创新的产品才具有持续的国际市场竞争力。创新过程的实质是技术知识的投入产出过程。无论是以新产品还是以新工艺出现的创新,其中都包含了新的技术知识。知识往往具有公共品的特性,即非竞争性和非排他性。创新正是由于包含了新的技术知识而具有一定公共品的特征,从而具有技术方面的外部性。可以说,高新技术产业的核心特征就是创新特性――技术创新、产品创新,以及组织和制度创新。
第六,时效性。当代世界科技发展日新月异,高新技术成果不断涌现,而且从研制、开发到生产应用的周期也在迅速缩短,高新技术产品的生命周期也在缩短,高新技术及其产品的市场竞争的激烈、时间效益特性更加突出。只有及时将高新技术成果产业化,高新技术产品才会有竞争力。
三、创新能力:高新技术产业的核心竞争力
创新是高新技术产业持续发展的力量源泉,也是提升高科技企业核心竞争力、获取竞争优势的重要甚至惟一途径。我国高新技术产业虽然近年发展较快,但总体规模小,高技术密集度、高附加值、高效益的优势尚不显著,国际竞争力不显著;企业传统的“重产品引进,轻消化吸收”、“重模仿创新、合作创新,轻自主创新”的模式导致创新能力尤其是自主创新能力薄弱,缺乏拥有自主知识产权的技术和产品,在国际分工中所处的地位和发展水平与领先国家尚有较大差距。
以软件产业为例,印度2005-2006财年软件出口236亿美元,整个产业产值达296亿美元;中国2005年的软件出口值为35.9亿美元。从软件外包业务看,我国的软件外包项目大多为低端外包出口,中高端的项目很少;以做数据录入、编码测试等工作为主,这不利于中国软件业的长期发展和做大做强。2005年中国软件外包服务市场规模达9.2亿美元,约占全球软件外包的2.3%;2006年达到14.3亿美元。在全球软件外包服务市场的竞争格局中,排名第一的印度约占有全球离岸外包业务50%的份额。这些数据表明,中国软件外包业整体规模与印度相去甚远。
为了改变我国高新技术产业创新能力不足的问题,本文提出以下建议:
1.鼓励并培育具有创新能力的企业组织,提高高科技产业核心竞争力。加强科研机构、大学与企业之间的知识交流,使之逐步形成企业创新能力的新知识和新技术来源。诱导企业通过学习和模仿,形成技术创新的新思维,以解决技术创新不足的问题。
2.注重创新人才培养。高素质的人才是最为稀缺的创新资源,是决定创新水平的关键因素,也是企业创新的根本动力和竞争制胜的关键。因此,必须加强人才开发,全面提高劳动者素质,培养和引进自主创新带头人,形成企业多元创新人才结构。值得注意的是,大学在重视完成人才宽厚的基础知识储备的同时,更应重视让学生发展自主学习的能力,让学生学会独立地分析和思考。加强对学生自主学习、科学精神与实践能力的培养,为创新提供必需的能力基础,使创新型、创业型人才培养成为我国高等教育人才培养体系的一个重要部分。只有培养出具备创新才能的人才,才有现实意义上的创新企业和创新产业。
3.构建良好的投融资环境。健全的风险投资体系和完善的资本市场是高新技术产业发展的基本要素,这是由高新技术产业的成长规律决定。时下技术创新不能够顺利转化为实业、不能够顺利实现创业,一个很重要的原因就是融资困难。对于创业型的企业,特别重要的就是广义的风险投资,包括风险投资和私募股权基金,能帮助以技术人员为主的这些创业企业成长壮大。尽快建立健全风险投资、创业投资机制,通过产权抵押、知识产权专利入股等资本化操作方式分散企业创新的风险,确保企业创新的收益。
4.建立以知识产权为核心的现代产权制度。加快有关知识产权保护的立法进程,严格执法程序,严厉打击侵犯知识产权的行为。没有对创新产品知识产权的保护,就没有对创新者的利益实现保护,也就无法提高企业研发创新的积极性。明确市场与政府的职能,优化技术产业化的环境。
5.完善高新技术产业的发展环境。政府的主要责任,就是要为创新和创业构建一个好的环境。强化对高技术企业的综合服务能力,重点发展各类科技企业孵化器,加快高科技园区、大学科技园、科研机构创业园、留学人员创业园的建设;加强孵化服务的公共技术基础设施平台建设。鼓励多种模式发展高新技术产业中介服务机构,引导以生产力促进中心、风险投资机构等科技中介机构的发展,为科技型企业发展提供市场化服务平台。另外,政府还可以通过财税优惠、融资资助、研究发展经费补助等奖励措施或优惠政策来鼓励产品技术创新。
参考文献:
[1]刘友金:集群式创新与创新能力集成――一个培育中小企业自主创新能力的战略新视角[J].中国工业经济, 2006,(11):22~29
[2]王雷高长春:小企业集群自主创新能力不足的路径依赖[J]. 软科学,2006,(5):109~112
关键词:机械结构;结构优化;优化设计
中图分类号:C35文献标识码: A
一、机械结构动态优化设计的应用概况
在机械结构动态优化设计理论中,其根本思想是按照产品功能的要求来对产品结构进行设计,或者根据机械结构需要改进的部分进行动力学建模,并做动态性分析,然后根据产品在动态性上的要求或预定的动态设计目标,进行结构的修改、再设计,以满足机械结构在动态性上的设计要求。
目前,机械结构动态优化设计已经在我国的机械行业中被广泛应用,其在汽车、航空航天、船舶行业、建筑机械等行业中均取得了重大的成果。在汽车行业中,随着社会的发展和人们需求的更新,汽车行业已经实现了客车车身轻量化的优化设计、汽车车身形态仿生的优化设计、汽车车身安全性的优化设计以及面向行人下肢碰撞保护的优化设计等目标。在航空航天行业,其作为国家科学技术综合水平和实力的体现,机械结构动态优化设计在航空航天行业得到了高度的重视,并应用到航空航天技术中每一产品的设计上。在船舶行业,我国经过自主创新研究,对潜艇外部液压舱、油船剖面、潜艇结构等方面的优化设计进行了研究,旨在提高船舶行业各研究对象的性能。与此同时,结构动态优化设计在高速公路沥青混凝土路面结构、液压缩管机模具、双层组合套管、基床结构等很多方面的优化设计上也发挥着重要的作用,并产生了巨大的经济效益和社会效益。
二、优化策略与流程
1.优化策略结构进行优化设计
根据设计变量的类型和求解难易程度,可分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化三个层次,每个层次对应不同的设计阶段。为了实现结构设计自动化,对产品进行优化设计时:首先,根据产品功能要求建立优化目标函数,将刚度、强度等约束条件参数化,利用拓扑优化方法计算冗余材料所在单元(即要杀死的单元),并进行冗余材料边界单元和节点的遍历搜索,结合实际生产资源情况建立边界关键点,对原模型进行参数化变形设计,得到拓扑优化后的模型;然后,根据结构力学特性要求对其进行边界形状优化和尺寸参数的优化,并通过参数化驱动实现模型的更新,最终得到满足刚、强度要求的CAD模型。
2.三级优化流程
在参数优化三级优化设计过程中,拓扑优化阶段主要通过变密度法求解密度较小的单元,自动生成拓扑优化后的概念模型。形状优化阶段首先针对前期优化结果模型进行微小单元的去除,充分利用曲线拟合技术构建密度较小的冗余单元边界关键点组成的轮廓,并根据零部件生产资源情况进行边界形状的修正,通过参数化变形设计技术对原模型进行布尔减操作,得到拓扑优化后的CAD模型,将其导入CAE系统,然后通过形状优化的数学模型寻找结构的最佳边界形状或者内部几何形状,以改善其力学特性。尺寸优化阶段根据结构的受力情况确定设计变量及其变化范围,建立目标函数,然后通过遗传算法迭代求解较优的参数方案,从中选取最优方案参数来驱动模型,生成优化结果模型。方法流程如图1所示。
三、机械结构优化分析
1.机械结构的拓扑优化
过去一般机械结构优化设计主要集中在结构参数的优化和设计,而对于机械零部件的拓扑结构很少涉及。但是,随着人们对机械产品设计创新意识的提高,特别是机械产品概念设计的提出和应用,人们对结构优化设计提出了更高的要求――机械产品的结构拓扑优化设计。1985年,M.P.Bendsoe和N.Kikuchi将均匀化方法应用于连续体的结构拓扑优化,推动了连续体结构的拓扑优化发展。同时,连续体结构的拓扑优化已经从平面问题扩展到板壳和三维连续体问题。另外,一些新的方法,如生物生长模拟法、密度法、泡泡法等,被提出并得到应用。目前,结构拓扑优化方法也已被工业界所接受,例如Ford公司等正在加快研究步伐,推出了一些应用的实例。机械结构拓扑优化将把结构优化推到一个新的、更高的产品设计层次。
2.机械结构的形状优化
在机械零部件中,连续体结构非常多,形状比较复杂,结构分析存在一定的难度,而结构形状对机械零部件的性能影响很大。因此,机械零部件的结构形状优化可以大大提高其性能。20世纪80年代开始,机械行业开始兴起结构形状优化的研究,Haftka、Ding和Hassani进行了综述,国内外出现了许多该方面的研究成果,伊莉、钱惠林、林桥等研究了压力容器部分的结构形状优化设计;陈汝训、张东旭等研究了航空器部分零部件的结构形状优化;Schwarz研究了对应于弹塑性结构响应的拓扑与形状优化;等等。灵敏度分析是结构形状优化的关键之一,程耿东和Haftka同时提出了半解析法,并被普遍采用。机械结构的形状优化也是提高零部件机械性能的重要方法之一。
3.智能优化算法和仿生优化
算法优化算法的研究一直是优化设计的重要研究领域,特别是机械结构优化设计中一般零部件的结构分析非常复杂,有限元分析需要很长的计算时间,优化迭代次数很多。因此,机械结构优化设计对优化算法要求很高,主要要求优化算法具有强收敛性、高可靠性、强稳定性等,研究人员不断地进行优化算法的发展和改进。目前,数学规划法中一些算法(如SQP等)比较适合结构优化设计问题的求解,优化准则法也是一种有效的算法,国内也开发了一些优化设计软件包,例如大连理工大学的结构优化程序系统DDDU、华中科技大学(原华中理工大学)的优化方法程序库OPB―2等。由于现代学科之间的大量交叉,特别是人工智能、神经网络、模糊数学、不确定数学、基因遗传等理论和方法的引入,为优化算法的发展提供了新的发展空间,例如遗传算法、基于神经网络的算法、蚂蚁算法、模拟退火法等等。这些新的算法已经成功应用于优化问题的求解,用于结构优化问题的求解目前正处于研究阶段。这些算法具有很好的特性,经过研究人员的努力,一定能够在机械结构优化设计中得到推广和应用。
四、机械结构优化的发展展望
结构优化设计随着最优化方法的不断发展和改善,已逐渐得以发展。近些年来,在结构优化算法方面,结构优化设计趋向于采用接近实际的复杂结构模型模拟大型结构系统,由于设计变量数目大,研究新的有效的准则优化方法受到重视,但仍有如何去解决针对各种特殊的结构优化问题建立相应的公式,解决解析推导和数值计算的实现问题;再是使用大型系统的分解优化方法,对于大型结构优化,可以按子结构分解或者进行多级分解优化,对于多学科的复杂系统可以按学科分解优化。分解算法的关键在于建立各个子问题之间的稿合关系,比如通过使用最优解对参数的灵敏度和采用线性分解等法建立起稿合关系,使得子问题的解相容,从而保证迭代收敛,问题是如何保证一定能求解。并行计算技术引入结构优化设计是一个较新的方向。像遗传算法,人工神经网络的方法,在近十年来被引入结构优化设计并发展很快。它们对离散与连续混合变量的全局优化,对发展结构近似重分析的专家系统有其独到之处。现在的问题是怎样提高优化质量、精度、加快收敛,增加方法的通用性。
拓扑优化、材料优化和形状优化的集成在机械结构和部件设计中具有重要的实用价值,是近年来出现的并行设计的重要组成部分,仍将是下一步研究工作的重点。拓扑优化能够为结构的方案设计提供科学的依据,使复杂结构和部件在概念设计阶段即可灵活地、理性地优选方案,有望用于大型实际结构优化设计求解。但是要处理庞大的有限元和优化模型计算量增大,应力约束处理、对“多孔状”材料分布圆整化,单元消失可能会对计算模型造成病态等问题。动态特性优化是机械系统和结构设计应用研究的一个重要方向f}P-zo。特征向量、动力响应量的灵敏度分析、高度密集频率的动力学问题的分析和优化设计,大型动力优化问题的建模和求解方法,非线性分析在优化中的应用,使优化技术的作用从对设计方案的优化延伸到加工工艺过程的优化,仍是极富有研究和应用价值。
综上所述,未来,机械行业产品结构的设计、动态化的优化设计和技术的运用,还需要不断分析与探讨.只有不断完善技术力量,才能更好地跟随科技的变化而不断地进步。
参考文献:
[1]王丽敏,计小辈,李颖芝.机械结构优化设计应用与趋势研究[J].邢台职业技术学院学报,2008,03:46-48.
关键词:亚轨道旅游;法律性质;法律适用
中图分类号:DF4 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)05-0154-03
亚轨道旅游作为一项新兴活动,具有广阔的发展前景,很可能会在不久的将来成为利润丰厚的产业。但是,国内外有关亚轨道旅游的相关法律建设方面基本上还是空白,因此有必要深入研究亚轨道旅游所带来的法律问题,这对促进亚轨道旅游事业发展具有重要意义。
一、亚轨道旅游简介
进入新世纪以来,依靠日益成熟的航空、航天技术的支撑,人类开始实现太空旅游的梦想。随着2001年美国富翁Dennis Tito和2002年巴西富翁Mike Shuttleworth相继以2 000万美元的天价向空间站实现个人太空旅游以后,渴望亲身体验和操作太空旅游的个人与公司一直不乏其例。但由于以空间站为目的地的太空旅游费用昂贵,人们开始将目光投向亚轨道旅游。
(一)太空旅游种类
广义太空旅游包括近太空旅游和狭义的太空旅游。其中,近太空旅游包括抛物线旅游、大气高层旅游、亚轨道旅游,狭义的太空旅游则仅指轨道旅游。
1.抛物线旅游。抛物线旅游采用类似弹道的飞行轨迹,只能让游客体验约半分钟的失重感觉,航天员在训练时通常采用这种方法。
2.大气高层旅游。运载器在大气层高处(距地面约50―85km高度)飞行,能让游客体验身处极高空的感觉。
3.亚轨道旅游。亚轨道旅游是指通过亚轨道游览飞机运送游客,离开地球表面, 最高到达距离地面大约100公里处,随后返回地面的一种商业飞行行为。当运载器到达最高高度时,空气稀薄,受地球引力较小,其飞行速度小于第一宇宙速度,不能像人造卫星那样围绕地球轨道飞行,故称亚轨道飞行。在这种空间环境下,游客可以观赏美丽的地球,体验失重状态。
4.轨道旅游。轨道旅游是真正意义上的太空旅游,指地球轨道、行星轨道及更远的旅游。
(二)亚轨道旅游的发展现状与前景
目前已有英国维珍集团(Virgin Group)①下属的维珍银河公司(Virgin Galactic)专门为富人们提供亚轨道空间旅行。“太空船1号”(SpaceShip One,SS1)和“太空船2号”(SpaceShip Two,SS2)即为此公司专为亚轨道旅游研制的运载器。“太空船1号”于2004年7月21日在美国升空,是世界上第一艘为近地空间游览而研制开发的亚轨道游览飞机。2008年7月28日,维珍银河公司已向外界展示了“太空船2号”。该公司预计试飞将持续到2011年,商业飞行预定从2012年开始,迄今已吸引了330多人参与订票。甚至微软公司总裁比尔・盖茨也决定加入亚轨道旅游行列,并且已经在积极地接受失重训练;科学家霍金也表示将搭乘维珍银河公司的亚轨道游览飞机。另外,据相关报道,欧洲航空航天防务公司(EADS: European Aeronautic Defence & Space Company)也准备在2012年开始进行亚轨道太空旅游飞行。俄罗斯、日本也正在进行亚轨道游览飞机的研制及将其投入使用的前期准备工作。据欧洲航空航天防务公司预计,到2020年全球太空旅游人次将达到20万,而亚轨道游览旅游能占有1/3的市场份额。由此可见,亚轨道旅游的受关注程度及其广阔的发展前景。
(三)亚轨道旅游的运输工具――亚轨道游览飞机
亚轨道游览飞机是实现亚轨道旅游的主要运载工具,基本原理与空间飞机相同,包括单级和双级二种,可以重复使用。双级式亚轨道游览飞机包括运载机和轨道机。运载机负责把轨道机由地面机场带到万米高空,然后将其释放;轨道机则继续加速爬升至大气高层,进入亚轨道,完成游览后再返回地面机场。单级式亚轨道游览飞机则兼有运载机和轨道机的双重功能,能够单机独立完成上述任务,是比较理想的亚轨道游览飞机,但是其技术难度高于双级式,造价也高于纯轨道机。
鉴于目前只有双级式亚轨道游览飞机试飞成功,且与双级机相比,单级式亚轨道游览飞机成本过高,不宜进行商业利用,本文仅探讨双级机为运载工具的亚轨道旅游活动问题。以下仅以维珍银河公司的“太空船2号”为例。“太空船2号”由“白骑士2号”(WhiteKnight Two)运载机与“太空船2号”轨道机组成母子系统,其自带l台火箭发动机为动力装置,用于脱离运载母机后的加速与爬升。母子机只有在起飞和巡航时组合在一起,在经过空中分离――发射后去执行任务,随后才各自返回机场。在执行飞行任务时,“白骑士2号”运载机将“太空船2号”轨道机携带至15.2公里高空并投放,然后“太空船2号”将继续爬升至100公里左右高空作亚轨道飞行,最后该机以滑翔方式返航。了解亚轨道游览飞机的构造及其飞行原理对于界定亚轨道游览飞机法律性质及解决亚轨道旅游活动过程中可能产生的相关法律问题是至关重要的。
二、亚轨道旅游活动的法律性质
按人类的活动所处的空间不同分为航空活动和外层空间活动,针对两种活动应予适用的法律不同。要解决亚轨道旅游适用何种法律这一问题,应先明确进行亚轨道旅游活动的空间范围。亚轨道旅游与另外三种太空旅游相比,具有明显的特殊性,不能简单地将其归为空气空间活动或是外层空间活动。
国际民航组织(ICAO)就亚轨道飞行的相关问题召开过专门会议。鉴于亚轨道旅游的发展形势,2005年国际民航组织理事会在其第174届会议的第13次会议期间批准了将“亚轨道飞行概念”项目纳入其第175届会议的工作计划(C-DEC 174/13)中。并鉴于商业部门越来越多地参与这一领域,而且对旅客有潜在影响,理事会就此种飞行是否属于《国际民用航空公约》(芝加哥,1944)的范围交换了意见。①据国际民航组织对亚轨道飞行的定义,“亚轨道飞行是在一种非常高的高度上的飞行,它不涉及将运载工具送入轨道。”“亚轨道航迹”在美国立法②中被定义为:“发射运载工具,运载工具的返回或其任何部分的国际飞行轨道的真空瞬时冲击点不离开地球表面。”但是对于判断亚轨道飞行是否到达外层空间这一问题,上述定义均过于模糊。
目前,学界对于如何确定某一空间活动是否属于外空活动,主要有二种观点。一是空间论,即先定义外层空间,然后根据一项活动是否在外层空间进行来确定其是否是外空活动;二是功能论,即根据一项活动的目的和功能来确定其是否属于外空活动。以下即通过“空间论”和“功能论”两种观点,对亚轨道旅游活动性质进行分析。
(一)空间论
亚轨道旅游活动的空间范围比较特殊,它涉及到长期以来争议未决的空气空间与外层空间的划界问题。尽管目前多数观点是以100到110公里高度作为外层空间和空气空间的分界,但并非被所有国家接受。联合国和平利用外层空间委员会(UNCOPUOS)从1962年便开始了关于外层空间定义和界限的讨论,但到目前为止没有达成任何决议。可见,外层空间仍是一个无法明确的概念,通过划定绝对高度区分空气空间与外层空间进而判断亚轨道旅游是否属于外层空间活动的方法并不可行。
(二)功能论
关于空气空间与外层空间的划界问题,绝大多数国家普遍认同由美国航天权威冯卡门提出的“卡门线”理论,依据航空器功能,即飞行的空气动力学特征和其依赖的动力作用,以离心力取代空气作为飞行动力的地方作为划分的界限,主张空气空间与外层空间的界限在海平面以上84公里左右。但实际上,虽然绝大多数国家接受、认可此理论,但是对划界的具体高度标准,尤其是海平面以上80-110公里的法律地位问题仍存在广泛争议。
从功能分析,亚轨道飞行过程中,在运载机与轨道机分离前,其动力支持与一般的航空活动无异。在运载机与轨道机分离后,轨道机通过火箭推动继续上升的动力方式与通常的航空飞行借助空气动力进行飞行的动力方式有着本质的区别。但以维珍银河公司实践为例,“太空船2号”飞行全程共2.5小时,大部分时间是在100公里以下的空气空间,在110公里以上的时间十分短暂,分离后以火箭为动力的飞行只是亚轨道飞行中的一个短暂阶段,以此将亚轨道飞行整体归类为外空活动,并不合适。而将亚轨道飞行整体归类为航空活动,就忽视了运载机与轨道机分离后火箭为动力的飞行阶段,也有欠妥之处。
因此,笔者认为,可以将亚轨道飞行过程以运载机与轨道机的分离时间为结点分为两个阶段,分离前的飞行阶段按航空活动对待,分离后的飞行阶段按外空活动对待。
三、亚轨道旅游活动中的具体法律适用
(一)亚轨道运输工具的法律地位
关于亚轨道旅游活动,尤其是在海平面以上80-110公里区域内的飞行活动,具体适用航空法还是外空法,可以通过分析亚轨道飞行器的法律地位加以具体明确。双级式亚轨道旅游运输工具的两个组成部分,即运载机与轨道机的法律地位应当进行区分。
1.运载机的法律地位。根据《芝加哥公约》(《国际民用航空公约》)附件的规定,航空器是指大气层中靠空气反作用力作支撑的任何机器。运载机属于“航空器”,而无论与轨道机分离与否,因其不涉及火箭动力问题,并满足航空器定义的各种因素,所以应将运载机纳入航空法的适用范围,在登记、适航证、驾驶员执照的颁发和操作要求等方面均适用《芝加哥公约》的规定。
2.轨道机的法律地位。与运载机相比,轨道机的法律地位界定则比较复杂。轨道机与运载机分离前的阶段,轨道机应与运载机视为一个运输工具整体,或者说轨道机是运载机的一部分,属于航空器。而分离后,以火箭推动力继续上升飞行的活动,可以看做是从与运载机分离的空气空间的高度上进行的轨道机发射行为。虽然《外空条约》对“外空物体”没有明确的规定,但通常“外空物体”是被发射或意图发射到外层空间的物体,这又涉及到了前面讨论的关于空气空间与外层空间的划界问题,尤其在亚轨道飞行的第二阶段,轨道机在与运载机分离后,上升到了海平面以上80―110公里的争议区域内。对此区域内轨道机的法律地位的界定问题上,轨道机的飞行目的是决定性的因素,为使旅客感受失重,轨道机是以离开“空气空间”到达“外层空间”为目的而继续飞行的,虽然客观上其可能只是刚刚到达界线边缘,但是综合考虑此阶段飞行中轨道机的动力形式与飞行目的,应将与运载机分离后的轨道机界定为“外空物体”。虽然,轨道机随后返回地面是借助空气动力,但是仅以此将其界定为“航空器”的做法,并不合适。
(二) 亚轨道旅游活动中的许可和登记制度
1.亚轨道旅游中的许可制度。运载机与轨道机相互分离之前可以看做一个“航空器”整体,无论是适用国际航空法还是国内航空法的规定,航空器都需要国家的授权许可,方可运营。目前,国际及国内航空法对航空器的许可制度已经做出了全面、详细的规定,这些规定可以适用于分离前的整个亚轨道运输工具。
轨道机与运载机分离后,轨道机的许可制度应依据外空法。目前,国际外空法对空间飞行包括太空游客的授权没有具体规定,大多数国家国内外空立法也是如此。据《外空条约》第6条规定,各缔约国有义务授权并不断监督其国家外空活动。各国应将此义务在其国内外空立法中予以体现,为本国外空私人活动设立许可制度,包括对轨道机的认证。目前,澳大利亚、欧洲、德国、俄罗斯和美国的国内外空立法中均有这样的制度规定。美国是这一制度进行国内立法的典范,其已经为许可制度建立了一个相当完善的法律框架,具体规定在1998年《商业外空发射法案》、2004年《商业外空发射修正法案》及2005年《带飞行机组的商业亚轨道反复使用的发射运载工具的运行指导方针草案》和《携带太空飞行参与者的商业亚轨道反复使用的发射运载工具的运行指导方针草案》①中。美国国内立法的相关规定,尤其是其提出的某些最低要求,确立的信息告知义务,以及培训和保障措施尤其重要,可为各国国内立法所借鉴。
2.亚轨道运输工具的登记问题。国家法律制度能够适用于航空器或空间物体取决于该航空器或空间物体登记,登记对一国得以行使管辖权和控制来说至关重要。轨道机在与运载机分离前,应当看成是运载机的一部分,与运载机一并登记。《芝加哥公约》第17条至第21条及附件7对航空器的登记进行了全面和详细的规定。
与运载机分离后,轨道机作为“空间物体”,根据《登记公约》第2条的规定进行登记,当有多个发射国时,各国应共同决定由哪一国对轨道机进行登记。可以将运载机与轨道机相互分离之时,即轨道机脱离运载机并以火箭动力继续飞行的时刻作为“发射”的时刻,此时开始才将轨道机的登记视为空间物体登记,避免了可能因双重登记而产生管辖冲突的情形。自分离时起,航空器(分离前的运载机)登记国成为轨道机的“发射国”。根据《外空条约》第8条的规定,此登记国对轨道机及其所载人员保有管辖权和控制权。
(三)亚轨道旅游活动中损害赔偿责任的认定
责任事项是亚轨道旅游经营者最为关心的问题,他们需要以此评估潜在的金融风险。在责任方面,亚轨道空间游客是自愿冒险参与亚轨道飞行,他们与亚轨道空间飞行的组织者和承运人之间形成合同关系,而第三者本身并未参与亚轨道飞行活动。因此,乘客责任与“第三者责任”必须加以区别。
1.乘客责任。对乘客的责任是亚轨道旅游中颇受关注的问题。航空器中发生损害的乘客赔偿责任问题,适用《蒙特利尔公约》。公约第21条规定:不管有无过错,承运人必须对乘客的人身伤亡承担赔偿10万特别提款权,承运人不得免除或者限制其责任。如果乘客的人身伤亡是由承运人的过错造成的,则承运人承担的责任无限制。但10万提款权以上的赔偿责任在下述情况下可以免除:损失不是由于承运人或者其受雇人、人的过失或者其他不当行为、不作为造成的;损失完全是由第三人的过失或者其他不当作为、不作为造成的。
运载机与轨道机分离后,乘客责任应适用外层空间法。已有的《责任公约》第1条规定了由发射国承担责任,第2条和第3条分别规定了绝对责任和过失责任。但据《责任公约》第7条,乘客极有可能为“发射国国民”、“参加操作的外国国民”或是“被邀请参加外空活动的人”而导致公约规定对其无法适用。另外,亚轨道旅游中亚轨道飞行的乘客是自愿并主动参与到亚轨道飞行中,使自己处在一个较高风险的环境下。在这种背景下,要求发射国对其空间物体造成损害而对乘客承担绝对责任并不恰当。
虽然乘客赔偿责任问题不能适用《责任公约》,但可依据相关国内法予以确定,即乘客通过与亚轨道飞行组织者、承运人之间的合同主张赔偿责任,或依据国内法律中关于侵权责任及刑事责任的规定主张赔偿。
2.第三方责任。运载机与轨道机分离前均适用航空法,此阶段第三方责任可以适用1952年《罗马公约》,1978年《蒙特利尔议定书》及2009年国际航空法外交会议上通过的《关于航空器对第三方造成损害的赔偿的公约》和《关于因涉及航空器的非法干扰行为而导致对第三方造成损害的赔偿的公约》中规定的运营人的“双梯度责任”和“限额赔偿责任”。
运载机与轨道机分离后,适用《责任公约》第2条、第3条规定的“绝对责任”与“过失责任”。但值得注意的是,《责任公约》第7条规定“该公约不适用于对发射国国民造成的损害”,因此,发射国的国民只能依据国内法获得赔偿。《责任公约》规定由发射国承担责任,而非造成损害的个人或实体,所以如果国内法有相关规定,发射国承担责任后,可以向其本国造成损害的个人或实体进行追偿。
参考文献:
[1] 林一平.亚轨道游览飞机与太空旅游[J].国际太空,2008,(11):29-34.
[2] Peter van Fenema, Suborbital Flights and ICAO, 30 Air & Space Law, 2005:396.
[3] 高国柱.航空航天物体之概念与性质研究[J].北京航空航天大学学报,2006,(3):41-44.
[4] Stephan Hobe, Legal Aspects of Space Tourism, Conference on Security and Risk Management in a New Space Era: Military, Commercial, and Tourism Dimensions[C], Nebraska Law Review, 2007:441-446.
关键词:铝合金; 整体壁板; 填料滚弯成型; 有限元
中图分类号:TG 146.21文献标志码:B
0引言
整体壁板是由整块板坯制成的整体结构承力件,是一种将传统壁板结构中的蒙皮、长桁、加强筋等结构元件制成一个整体的结构件.因此,相对于装配式铆接结构或焊接结构壁板,整体壁板可以降低连接和装配的时间与劳动强度,还可以实现零件的等强度设计,增强结构强度,提高结构效率并减轻结构质量,密封可靠性高,载重量增加,被大量应用于航空、航天、轨道交通等领域[1-2].但是它的蒙皮、长桁与加强筋为一整体,结构形状比较复杂,与铆接壁板相比,由于筋条参与变形,导致其加工制造工艺复杂,生产周期长,生产成本高[3-4].目前,大型整体壁板的制造技术水平已经成为衡量世界各国航空航天技术水平的重要标志之一.为提高整体壁板的成型性能,获得高几何精度与质量的整体壁板,众多科研人员提出很多成型工艺,包括滚弯成型、压弯成型、喷丸成型、爆炸成型、蠕变时效成型和激光成型等[5-13].其中,滚弯成型是应用较早的一种成型工艺,它的优点是生产效率高、设备简单、方法灵活、适合批量生产等;作为一种连续局部塑性成型工艺,加工制造整体壁板时,首先将大型厚蒙皮壁板进行弯曲成型,然后再将弯曲的厚蒙皮壁板采用化学铣削法制备出整体壁板.采用滚弯成型工艺直接弯曲成型整体壁板,国内外相关文献报道极少.有专家对整体壁板的滚弯成型工艺进行过试验研究,但没有分析填料对壁板变形均匀性的影响[14].本文建立铝合金整体壁板的三维填充滚弯成型工艺有限元模型,分析填料和工艺参数对整体壁板等效应力、剪切应力、等效应变和回弹等的变化规律,分析填料对提高整体壁板滚弯成型变形均匀性的作用机制.
1有限元模拟
1.1材料性能
由图4可知,滚弯成型是个连续的局部塑性成型,弯曲成型过程中壁板与3个辊轮均为线接触,壁板最终曲率的获得是线接触局部塑性成型的累积.当上辊压下结束时,壁板受力区域包括壁板与2个下辊接触的部位,壁板大部分区域不受力,该过程为单一压弯过程.随着下辊的旋转,壁板与2个下辊的摩擦力驱动其连续运动,受力区域增大,该过程为连续压弯过程.至下辊旋转结束,壁板变形区域达到最大,此时壁板的2个端部不受力,形状没有发生变化,其他部位均发生变形,形状得到改变.此后,上辊返回初始位置,壁板回弹.
由图6可知,无填料壁板剪切应力分布极不均匀,其值较大且分布区域广,主要分布在筋条交接处以及筋条与蒙皮连接处.由于壁板结构的特点,这些区域厚度分布不均,容易引起应力集中,导致壁板在这些区域产生开裂、扭曲等缺陷.有填料壁板的剪切应力分布区域减小,且应力值降低.剪切应力的这种变化是由于在滚弯成型过程中填料的填充相当于增加蒙皮的厚度,降低壁板筋条和蒙皮的厚度差值,减缓筋条和蒙皮的剪切应力差值,并减小剪切应力的分布范围,因此降低筋条交接处以及筋条与蒙皮连接处产生的应力集中,确保筋条变形过程中不产生开裂、扭曲等缺陷.
2.2填料和工艺参数对等效塑性应变的影响
整体壁板滚弯过程中不同时刻壁板应变见图7.图中4个子图分别为上辊压下结束、下辊旋转过程、下辊旋转结束和壁板回弹结束4个状态时的应变分布.可知,当上辊压下结束时,壁板变形区域只包括壁板与2个下辊接触的部位,壁板大部分区域不产生塑性变形,最大塑性应变为0.007.随着下辊的旋转,壁板的变形区域增大,直至下辊旋转结束时,壁板的塑性变形区域达到最大,此时壁板的2个端部不受力,形状没有发生变化,其他部位均发生变形,形状得到改变.此后,上辊返回初始位置,壁板回弹.
图8(a)和8(b)分别为无填料时筋条和蒙皮表面的等效塑性应变,图8(c)和8(d)分别为有填料时筋条和蒙皮表面的等效塑性应变.可知,无填料壁板等效塑性应变差异很大,纵向筋条的等效塑性应变最大.蒙皮的等效塑性应变分布不均匀,对应于筋条的部位等效塑性应变最大,其值为0.011;对应于型腔的部位等效塑性应变很小,其值为0.002.导致这种现象的原因是壁板的结构,滚弯成型中筋条直接受上辊作用而变形,塑性应变最大,对应于型腔部位的蒙皮不直接受上辊作用力,因此塑性应变小,弹性应变大.塑性应变的不均匀导致壁板滚弯成型后几何精度较差.有填料壁板蒙皮表面的等效塑性应变差异减小,大部分塑性应变为0.007,是因为填料改变了壁板的受力状态,使壁板蒙皮应力增大,从而导致塑性应变的增加且分布更均匀,最终提高壁板滚弯成型之后的几何精度.
上辊压下量40 mm时壁板纵向和横向等效塑性应变分布规律分布见图9.
由图9可知,壁板纵向等效塑性应变的分布特征为:两端塑性应变为0,中间变形区域塑性应变呈周期性分布特征,对应于筋条的部位塑性应变较大,对应于型腔的部位塑性应变较小,这种分布特征与壁板结构对应.有填料壁板变形区塑性应变分布比无填料壁板塑性应变更加均匀,且塑性应变值更大,在0.006附近波动;无填料时塑性应变在0.003附近波动.壁板横向等效塑性应变的分布特征是周期性的,对应于筋条的部位塑性应变较大,对应于型腔的部位塑性应变较小,外端塑性应变最大.有填料壁板横向塑性应变的分布更加均匀,且其值大于无填料壁板.有填料时平均塑性应变为0.006,外端塑性应变为0.009;无填料时平均塑性应变为0.003,外端塑性应变为0.006.
2.3填料和工艺参数对壁板回弹的影响
有无填料填充整体壁板弯曲半径随压下量的变化规律见图10,可知,随着压下量的增大,弯曲半径减小.相同压下量时,有填料整体壁板的弯曲半径大于无填料整体壁板的弯曲半径.
由图11可知,壁板弯曲半径关于壁板几何中心线呈对称分布.相同压下量时,填充填料整体壁板不同圆弧段的弯曲半径分布均匀,表明填充填料的整体壁板变形更加均匀,获得的成型件几何精度高.相同压下量时,未填充填料整体壁板不同圆弧段的弯曲半径变化幅度较大,中间圆弧段的弯曲半径较小,两端圆弧段的弯曲半径较大,是因为中间圆弧段在多次滚弯成型过程中变形程度较大,且每道次压下量上辊的压下位置均位于壁板中间,因此滚弯成型后该段圆弧弯曲半径较小.
整体壁板回弹前后回弹率与压下量的关系曲线见图12.回弹率等于回弹后弯曲半径与回弹前弯曲半径的差值除以回弹前弯曲半径所得的值.由图12可知,随着压下量的增大,回弹率减小.压下量增大,整体壁板变形程度增加,塑性变形量增大,弯曲半径减小,弹性变形量占总变形量的比例减小,因此回弹率减小.相同压下量时,有填料整体壁板的回弹率小于无填料整体壁板的回弹率.填料的填充增大壁板的塑性变形量,导致其回弹率较小.
3结论
(1) 采用单元建模法建立整体壁板填料滚弯成型的三维弹塑性有限元模型,成功模拟整体壁板填料滚弯成型过程.(2)滚弯成型过程中,壁板纵向筋条的等效应力最大,填料的填充使壁板等效应力的均匀性增加,剪切应力减小.(3)滚弯成型过程中,壁板纵向筋条的等效应变最大;有填料滚弯时,壁板筋条和蒙皮的应变均匀性增加;壁板纵向和横向的应变均大于无填料滚弯,且均匀性更好.(4)填料填充滚弯可改善壁板弯曲半径的均匀性,提高弯曲件的几何精度;随着压下量的增加,壁板回弹率减小,有填料整体壁板的回弹率小于无填料整体壁板的回弹率.
参考文献:
[1]赵长喜, 李继霞. 航天器整体壁板结构制造技术[J]. 航天制造技术, 2006, 8(4): 44-48.
ZHAO Changxi, LI Jixia. The manufacturing technology of integral panel on spacecraft[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2006, 8(4): 44-48.
[2]侯红亮, 余肖放, 曾元松. 国内航空钣金装备技术现状与发展[J]. 航空制造技术, 2009(1): 34-39.
HOU Hongliang, YU Xiaofang, ZENG Yuansong. Current and development status of sheet metal equipment and technology in Chinese aviation industry[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2009(1): 34-39.
[3]曹庚顺, 胡春晓, 黄永坚. 俄罗斯飞机整体壁板成型技术[J]. 航空科学技术, 1995(6): 30-32.
CAO Gengshun, HU Chunxiao, HUANG Yongjian. Forming technologies of airplane integral panel in Russian[J]. Aeronautical Science and Technology, 1995(6): 30-32.
[4]曾元松, 黄遐. 大型整体壁板成型技术[J]. 航空学报, 2008, 29(3): 721-727.
ZENG Yuansong, HUANG Xia. Forming technologies of large integral panel[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2008, 29(3): 721-727.
[5]XU Furen. Determination of the radii of the improved type rollers of the bender for rolling missile hull plates [J]. Journal of University of Shanghai for Science and Technology, 2001, 23(2): 146-152.
[6]LIU Jinsong, ZHANG Shihong, ZENG, Yuansong, et al. Determination of feature line equation for self-adapting incremental press bendings[J]. Journal of Materials Science and Technology, 2004, 20(6): 739-742.
[7]LIU Jinsong, YUE Fengli, WANG Fang, et al. Finite element analysis of incremental press bending of T shape panel skins[J]. Journal of Iron and Steel Research International 2010, 17(S1): 8-12.
[8]郎利辉, 许爱军. 大型铝合金整体壁板压弯成型工艺研究[J]. 航空精密制造技术, 2011, 47(2): 30-33.
LANG Lihui, XU Aijun. Research on large aluminum alloy integral panel press bending[J]. Aviation Precision Manufacturing Technology, 2011, 47(2): 30-33.
[9]王俊彪, 刘中凯, 张贤杰. 大型机翼整体壁板时效成型技术[J]. 航空学报, 2008, 29(3): 728-733.
WANG Junbiao, LIU Zhongkai, ZHANG Xianjie. Age forming large scale integral aircraft wing panel[J]. Acta Aeronautica Et Astronautica Sinica, 2008, 29(3): 728-733.
[10]郑英, 吴阳, 张劲, 等. 7475铝合金网格筋条壁板蠕变成型的试验和数值模拟[J]. 锻压技术,2012, 37(5): 42-46.
ZHENG Ying, WU Yang, ZHANG Jin, et al. Experiment and numerical simulation of creep forming for 7475 aluminum alloy integrally stiffened panel[J]. Forging & Stamping Technology, 2012, 37(5): 42-46.
[11]曾元松, 黄遐, 李志强. 先进喷丸成型技术及其应用与发展[J]. 塑性工程学报, 2006, 31(3): 23-28.
ZENG Yuansong, HUANG Xia, LI Zhiqiang. The application and development of advanced shot peen forming technologies[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2006, 31(3): 23-28.
[12]WANG T, PLATTS M J, WU J. The optimisation of shot peen forming processes [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2008, 206(1-3): 78-82.
[13]彭青, 陈光南, 吴臣武, 等. 整体壁板激光辅助预应力成型[J]. 航空学报, 2009, 30(8): 1544-1546.
PENG Qing, CHEN Guangnan, WU Chenwu, et al. Laser-assisted pre-stress forming for integral panels[J]. Acta Aeronautica Et Astronautica Sinica, 2009, 30(8): 1544-1546.
关键词:土地资源管理;“3S”技术;发展趋势
长期以来,落后的土地管理技术一直制约着我国土地管理工作的深入开展,尤其是现势实时动态信息的缺乏,阻碍了土地利用信息的及时变更和规划方案的适时调整川。随着土地资源管理信息化水平的不断提升,土地资源管理对土地资料获取、空间信息分析、土地利用动态监测、图形图像处理和数字制图的要求也相应提高。“3S”技术以其在空间信息获取与管理方而的优势和特点,使土地资源管理数字化、信息化、可视化、智能化的实现成为可能。本文对“3S”技术在土地资源管理中的应用现状进行总结,并对其应用前景与发展趋势进行展望。
一、“3S”技术
“3S”技术即指遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)和全球定位系统技术(GPS),是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮、管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。随着现代科技的不断发展,三者以其不同的技术特点和功能互补,在实际应用中的结合日趋紧密。GPS主要用于实时、快速提供目标的定向定位信息;RS用于实时或准实时地提供目标及其环境信息,以发现地球表面的各种变化,及时更新GIS数据库;GIS集成系统的基础平台,可对多源时空数据进行C合处理、动态存储、集成管理和分析决策,形成一个完整的闭环控制系统。
(一)遥感探测技术
遥感即在不直接接触的情况下,对目标或自然现象进行远距离感知的一种探测技术,是指在高空和外层空间的各种平台土,运用摄影仪、扫描仪和雷达等传感器获取地表信息,通过数据传输、处理,研究地面物体形状、大小、位置、性质及其与环境相互关系的一门现代化技术科学。自20世纪60年入使用以来,遥感技术发展迅速,现己广泛应用于土地资源调查与规划、自然灾害防治、气象观测预报、农作物估产、环境动态监测等领域。近年来,传感器技术、数据通信技术和航空航天技术的发展,为遥感由定性向定量、静态向动态转变创造了新的契机。
(二)地理信息系统
地理信息系统由计算机系统、地理数据和用户组成,通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析,生成并输出各种地理信息,从而为土地利用、环境监测、资源管理、交通运输、城市规划、工程设计以及政府各部门行政管理提供决策服务。GIS由计算机硬件和系统软件、数据库系统、数据库管理系统、应用人员和组织机构等4个子系统构成。GIS不但能够管理海量空间信息,供浏览、查询,还可对其进行空间分析,以探析空间实体间的相互关系,分析和处理一定区域内分布的现象和过程,该技术正沿着卫星系统性能改进、接收机性能改进和导航定位方法完善3个方向发展。
(三)全球定位系统
GPS是由地面控制系统、空间和用户装置等部分组成的空间卫星导航定位系统。GPS具有全天候全球覆盖、高精度、多用途、定位速度快、自动化程度高、抗干扰性能好、保密性强和经济效益高等特点。目前,GPS己经成功地应用于航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测和资源勘察等多个方面。
二、“3S”技术在土地资源管理中的应用
(一)土地利用现状调查
国外有关利用“3S”技术进行土地利用现状调查的研究主要集中在遥感影像分类、处理及信息提取等方面。我国依次经历了一次详查、变更调查、更新调查(抛开己有调查成果,重新开展的土地资源调查)和第二次全国土地调查等多次全国范围内的土地利用现状调查。我国学者对于“3S”技术在土地利用现状调查中的应用研究,应用GIS进行农业土地利用适宜性评价,通过对比适宜农业土地利用区域和现实土地利用区域的空间分布差异,获得农业土地利用潜力区空间分布情况。
(二)土地利用动态监测
土地利用动态监测,即将不同时相(至少两个时相)的土地利用数据进行对比,从空间和数量分析其动态变化特征和未来发展趋势。早期的土地利用研究以定性研究为主,20世纪70年代地球资源卫星的发射成功获取了遥感图像多光谱与多时相数据,为土地利用变化的动态监测和定量分析提供了基础资料,极大地促进了土地利用研究。土地利用动态监测中,RS发现变化,GPS测量变化区域,UIS统一管理数据与传统外业调查方式相比,在时效性和准确性方而具有明显优势。
(三)土地利用总体规划
20世纪70年代以来,随着全球特别是发达国家人口-资源-环境-发展(PRED)问题日益突出,西方国家对土地利用规划研究的重视程度逐渐提高,并且在土地利用规划中运用“3S”技术、系统科学、决策理论等理论方法,取得了显著的成果。在计算机技术和数理统计等数学方法的支持下,土地规划研究实践中复杂数学模型的建立和求解成为现实,土地规划的定量化研究逐渐增强,土地规划的科学性、工作效率和精确度得到提高。
(四)土地整理
土地整理是以保护耕地为主要特征的国土整治措施,是按照土地利用规划或城市规划所确定的目标和用途,对土地利用状况进行调整改造、综合整治,提高土地利用率和产出率,改善生产、生活条件和生态环境的过程。土地整理是一项复杂的系统工程,“3S”技术以其强大的功能和良好的适应性为土地整理工作提供了坚实的技术支撑。
三、展望
“3S”技术在土地利用现状调查、土地利用动态监测、土地利用总体规划和土地整理等土地资源管理领域当中的应用彻底改变了我国传统的土地管理方法和模式,优化和完善了我国当前土地管理的方式和内容。
一、高新技术产品对外贸易主要特征
1.贸易规模特征:占进出口总额的比重较大。近年来,北京市高新技术产品出口与进口都取得了较快的增长。2003―2008年,出口额从39.72亿美元增长到194.71亿美元,年均增长达到40.77%。进口额则从115.98亿美元增长至249.07亿美元,年均增长达到16.92%。高新技术产品已经成为北京主要的出口产品,近三年,占北京出口总额的比重一直保持在35%左右,但呈现略微下降的趋势。占北京进口总额的比重呈现明显的下降趋势,从2006年的17.7%下降到2008年的11.6%。
2.贸易差额特征:贸易逆差较明显。近年来,北京高新技术产品进口额一直远远高于出口额,这使得高新技术产品贸易一直为较大的逆差。这与全国高新技术产品贸易一直呈现顺差且顺差额快速增长的趋势不一致。从全国来看,2004年顺差额仅为40.2亿美元,2008年已达到737亿美元;而北京逆差幅度虽然有一定的缩减趋势,但2008年仍存在54.4亿美元的贸易逆差,比2006年减少了19.4亿美元。
3.贸易增速特征:增长速度大幅降低。北京市高新技术产品进出口保持了较快的增长速度,且出口增速显著大于进口。但是,2005年后,增长速度出现了较大幅度的下滑。出口增长率从2005年的67.4%直线下降至2007年的23.1%,2008年则更是低至13.9%。进口增长率则从2005年的27.1%下降至2008年的12.2%,且出现一定的波动。这说明不论是北京高新技术产品的出口还是进口增长速度都逐渐趋缓。
4.商品结构特征:计算机与通信技术产品居绝对主导地位。高新技术9个领域中产品出口规模与增速发展不均衡。其中,电子信息技术领域(包括计算机与通讯技术、电子技术)是北京高新技术产品进出口的主要领域,二者合计出口占到了高新技术产品出口的90%左右。特别是计算机与通信技术产品占据了绝对主导地位,2006―2008年占高新技术产品出口总额的比重分别为79.73%、81.36%和78.44%。其次为航空航天技术产品和生命科学技术产品。其他领域产品出口份额较小。生命科学技术产品出口所占份额有一定的增长,从2006年的2.85%增长至2008年的3.95%,而航天航空技术产品出口份额则一直呈现下降趋势,从2003年的7.26%逐渐下降至2008年的3.09%。
5.贸易主体结构特征:外资企业占主要份额。从高新技术产品出口的企业主体类型来看,中外合资、外商独资企业在北京高新技术产品对外贸易中占据了主导地位。其中合资企业出口额约占出口总额的76.2%,独资企业出口占17.7%。且外资主要集中在电子、微电子、通信等行业。相比之下,内资企业高技术产品的进出口额规模较小。近年来国有企业所占比重呈下降趋势,而集体企业和私营企业等其他类型企业的出口所占份额虽小但增长速度较快。2000年私营企业出口额几乎为零,到2004年已迅速攀升至115.30百万美元。
6.贸易方式特征:加工贸易方式为主。北京高技术产品出口中,绝大多数是以加工贸易的方式进行的,加工贸易出口额占高技术产品出口总额的比重达到85%以上。这说明北京目前的高新技术产品出口仍是加工性质的,即进口零部件,特别是关键或核心部件,加工组装后再面向欧盟和美国等主要发达国家出口,利用的仍是国内相对便宜的劳动力。
二、原因分析
北京市出台的一系列鼓励高新技术产业发展和技术创新的政策推动了高新技术成果转化和产业化进程,高新技术产品国际竞争力从整体上出现了实质的、有效的提升。但北京高新技术产业距国际先进水平还存在一定的距离,对外贸易仍存在较多问题,究其原因,主要集中在以下几个方面:
首先,北京高新技术产业国际竞争力仍较弱。一地区R&D人员全时当量、科技活动人员数以及专利申请数等指标能够反映该地区所拥有的科技资源比较优势。2007年北京R&D人员全时当量为204668人年,占全国的23.9%,科技活动人员45.01万,占全国总数的近10%,受理发明专利数31680,占全国的87.8%。可以看出北京所拥有的科技资源优势明显。R&D/GDP值能够反映一地区R&D强度,2006年、2007年北京R&D/GNP为5.51%和5.64%,而同期全国的这一数值为0.77%和0.85%,2003年美国R&D/GDP的值为2.6,日本为3.15,北京的R&D强度远远高于全国水平,甚至高于发达国家的水平。北京虽然拥有很高的科技资源优势,但其高新技术产品的出口竞争力却较弱。通常可以用贸易竞争力指数(Trade Competition Index)即TC指数来衡量某行业国际竞争力,即某行业的贸易差额与该行业贸易总额的比值。TC指数取值范围为(-1,1)。当TC>0时,说明i国(地区)第j种商品比较优势大,且越接近1,国际竞争力越强;当TC
其次,外资高技术企业对技术进步的贡献有限,且限制了国内企业的技术提升。北京高新技术产品的出口主体为外资企业,且主要采取加工贸易方式。这种大规模进口核心部件和资本品,再大规模出口最终产品的贸易方式,会限制国内企业对关键技术的自主研发,使国内企业被锁定在微笑曲线利润最低的阶段,可能造成产业自主开发能力萎缩或被排斥,技术依赖倾向增强。跨国公司向中国转移的大多仍是高技术产品生产中附加值较低的加工组装生产环节,而将附加值高的设计、研发、营销等环节留在发达国家内部,因此,我国所获得的利益相对较少。而且,外资企业的配套主要是在外资企业间进行,人员流动也主要发生在外资企业之间,产业关联和技术外溢效应有很大的局限性。据北京技术市场管理办公室的统计研究,跨国公司在京研发机构输出技术流向呈现“一九”格局,近九成流向国外公司总部。2001―2006年,输出技术合同成交额中,流向国外技术合同成交额90.05亿元,占总数的88.32%;流向国内技术合同成交额11.91亿元,仅占总数的11.68%;而且这些有限的技术转移也都是成熟性技术,而不是最先进技术的转移。
再次,缺乏自主品牌与国际营销渠道。目前,北京许多高技术企业仍停留在承接白牌、贴牌、定牌(OEM)业务上,绝大多数企业缺乏自主品牌、自主知识产权、核心技术。加工贸易方式使得企业缺乏对国际市场的了解及自主营销渠道。外资企业通常将营销环节牢牢掌握在手中,造成国内企业产品销售严重依赖外商,只能赚取少量的加工费,利润与发展空间有限。部分内资企业虽然开始出口自主品牌产品,但由于缺乏自主知识产权,品牌附加值偏低,出口效益并没有得到实质性的提高。
最后,中小科技型企业对外贸易面临融资难等问题,限制了其发展速度。截止2008年5月底北京经认定的高新技术企业共计22563家,其中绝大多数为中小型的高技术企业。企业规模决定了这些中小企业很难通过直接融资(发行股票、债券)解决资金问题,其资金来源主要依靠自有资金以及借助银行等金融机构进行的间接融资。数据显示:北京高新技术企业科技经费筹集额中企业资金约占95%,从金融机构的贷款占约1%,而从全国来看,这一比例分别为85%和8%左右,说明北京中小高新技术企业没有从金融机构得到充足的资金支持、开发利用金融资源的能力滞后。此外,由于我国担保制度刚刚起步,担保机构少、担保基金小,政府担保或商业担保均无法满足广大中小企业的需求。以上因素造成了北京中小科技企业缺乏进一步扩大规模、发展国际业务的资金。1999年国家“科技型中小企业技术创新基金”正式启动。北京市也实行了“科技型中小企业技术创新资金”制度。但是,由于北京中小高新技术企业数量众多,导致均摊到每家企业的技术创新基金资金量非常有限。1999-2007年,北京累计有1304家中小科技型企业获得了基金支持,累计金额87549万元,居全国首位。但仅以2006年为例,平均每个企业获得的资金只有3.2万元,远低于全国水平14.68万以及上海的25.66万3,这说明北京中小高新技术企业在实际获取政府支持时处于明显劣势。
三、促进北京高新技术产品对外贸易发展的对策建议
1.提升自主创新能力与科技实力。高新技术企业竞争的根本点在于技术优势,不具有核心技术、先进技术的企业在国际市场上是没有竞争力的。因此,首先,政府应制定一系列的政策措施,为高新技术企业的迅速成长创造适宜的土壤。包括对新办高新技术企业实行税收、财政优惠,鼓励高新技术企业进行技术开发,按企业当年销售额的百分比提取技术开发费用,提高研发投入与产出效率;其次,鼓励高新技术企业密切跟踪行业技术发展前沿,大胆进行技术创新,确立一批主导项目,特别是加强核心技术和关键技术的研究与开发,提高高新技术产品的科技含量和附加值,在国际市场上形成自身的技术特色和竞争优势。此外,鼓励企业对人力资本的投资,加强对企业员工的培训。同时,注意引进高水平科技与管理人员,使企业员工的总体知识和技能水平满足高新技术对外贸易发展的需要;再次,由于高新技术产品的更新换代速度快,市场需求也在不断地发生变化,如果产品的升级换代跟不上市场需求的变化,产品的优势就会丧失,最终会被市场淘汰。因此,高新技术产品加工贸易企业必须密切关注国际市场情况,及时收集相关信息,不断对产品进行改进、升级和调整,及时提供满足市场需要的产品。尤为重要的是将技术的引进、吸收和创新相结合。与国外一些企业相比,国内企业的技术引进与消化吸收还存在严重脱节。2002年,我国的技术引进与消化吸收投入之比仅为1∶0.08。企业的技术进步不能单纯依赖技术的引进,更应注重技术的消化和吸收,并在此基础上形成企业自身的技术创新,从而实现“落后―引进―消化―吸收―创新”的良性循环,消化吸收国外先进技术并使之转化为自主的知识资产,建立自主开发平台,真正形成自己的技术优势。
2.优化高新技术产业结构与出口产品结构。产品结构调整要以构建完整的产业链条为核心,围绕某一产业培育产业群,在实行梯度发展的同时,以大中型骨干企业为核心,提升行业整体竞争力。一方面,重点发展和扶持计算机与通信技术这样具有比较优势的高技术行业,加大研发投入,使其成为带动整个高技术产业发展的领头军;另一方面,也要逐步调整北京高新技术产业过于集中于电子信息技术领域的状况,引导投资向具有一定比较优势的生命科学技术、航空航天等领域发展,积极培育新的出口增长点,分散出口竞争,打造出北京特有的优势产业。如推动新一代通信产品、新型显示器、集成电路、程控交换机等产业的技术进步与产业升级;出台促进医药产品出口的政策措施,建设医药出口基地,重点支持中药、生物制药、医疗器械出口;鼓励企业发展软件外包业务等等。
关键词:资讯经济;新经济;产业
资讯经济又称信息经济、IT经济。所谓资讯经济,是以信息技术等高新科技为物质基础的、信息产业起主导作用的,基于信息、知识、技术、智力为一体的新型经济。新经济时代的21世纪是人类进入信息化的世纪,一个科学文化与社会经济高度交融的时代,人类社会正处在一个蓬勃发展的新的文明时代!
在资讯产业中既有竞争性产业又有基础性产业。对前者而言,引入竞争机制是天经地义的事情,对后者而言,近几年来的国际经验表明,适度引入竞争机制也是提高服务质量、抑制价格上涨的有效手段。过去被认为是“天然垄断”的行业,由于技术变革和市场变迁,现在已开始不同程度地加入到竞争行列。所以,运用市场机制对发展资讯产业来说是绝对必要的。
新经济中的资讯产业与以往传统信息产业不同,其应用范围更广,技术要求更高,且对社会生产、生活产生了巨大的影响。资讯经济是以信息技术为发展力支撑的,计算机产业是资讯产业的最核心部门,资讯产业的产生和发展是建立在计算机产业的产生和发展的基础上的,它的每一次革命都将引起资讯产业中其他产业的巨大发展。计算机产业是信息产业发展初期成长最快的一个部门,它是伴随着电子技术的发展而形成和发展起来的,是电子技术最直接的应用和最集中的代表。
随着人类社会经济的不断发展,信息产业已经成为国民经济的主导产业。信息高科技是新经济的先导,信息产业的崛起是新经济时代最重要的特征,信息高科技是新经济的先导,信息产业的生产不仅满足了人类精神生活的需要,而且还对人类开发物质资源产生了巨大的推动力。信息产业已成为一个国家众多产业中最有生命力的先导性技术产业。当人类进入信息化社会以后,信息的地位将更显重要,社会信息化、信息现代化成为新经济时代的基本标志。新经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用基础上的知识经济,其最突出的表现是信息技术的广泛应用,这就使以信息技术为基础发展起来的资讯经济成为新经济的支柱产业。资讯经济的迅猛发展是知识经济时代最重要的特征,不仅满足了人类精神生活的需要,而且还对人类开发物质资源产生了巨大的推动力。它使生产实现自动化,生产效率得到极大增长,生产成本大大降低,产品质量不断提高,而且使整个社会联为一体,成为国民经济的主导产业。
资讯经济已成为不可缺少的重要的开发资源,凭借其技术优势带动了传统产业的信息化和高科技化,并对传统产业的经营理念和经营方式进行着破旧立新的根本变革,为传统产业提供了新的生命力。资讯经济是社会经济发展到一定阶段的历史产物,减少了产品和劳务中的物质消耗,提高了其中的智能和信息比重的经济,而物质经济是工业化时代的经济,它以大规模使用和消耗原材料、资源和能源为基础,特征是机械化。因而发展资讯经济需要更多的富有智慧的劳动者和管理人才。一般地说,资讯经济的概念总是根据信息和产业信息规模在整个新经济中的作用来确定的。在人类认识和改造自然与社会的过程中,信息始终是沟通主观与客观的桥梁,资讯经济就是表现为信息与社会生产的联系。
随着人类社会经济的不断发展,信息产业的崛起成为了新经济时代最重要的特征,已经成为国民经济的主导产业。它的生产不仅满足了人类精神生活的需要,而且还对人类开发物质资源产生了巨大的推动力,已大大超过了传统产业。信息产业已成为一个国家众多产业中最有生命力的先导性技术产业,它是新经济形成和发展的先导和支柱产业,对人类社会的发展有着决定性的意义。当代资讯产业之所以是国民经济的先导性支柱产业,还在于它能推动和实现传统产业的技术改造与创新。由信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、海洋开发技术所形成的当代高技术群以及高技术产业群,是在信息技术和信息产业的带动下发展起来的。因此,资讯经济确实是新经济的领头羊。
人类语言和文字的出现,为资讯产业的产生奠定了基础,而现代信息技术革命才促进了资讯产业的真正崛起,也正是这一时期才提出了资讯产业这一概念。传统的经济学说都是研究物质、能量等内容,而资讯经济的发展是以信息技术的突飞猛进为前提的,信息技术是资讯经济的技术载体。因而,凡进行信息收集、信息产品生产和传递、信息贮存的部门以及直接生产信息处理工具和信息物质载体的部门均是信息产业家庭中的一员。
随着科技进步和经济的发展,资讯产业的外延是不断扩大的。最早人们把计算机产业、信息处理产业和信息媒介产业作为信息产业,后来人们又把信息传播传导业、信息流通业、知识生产业等扩大成为信息产业。因此,资讯产业成为一个行业多、领域宽、涉及面广的产业。
资讯产业是21世纪的战略产业,它的发展不仅关系到利润,而且关系到一国在世界经济、政治乃至军事中的能力和地位。当然,我国的资讯产业经过多年的发展,与发达国家的距离已大大缩小了。我们应当清楚地认识到时代的规律,加速培育自己的资讯产业,发展资讯经济,使我国经济保持健康快速增长,在国际竞争中立于不败之地。
参考文献:
1、郑传锋.企业核心竞争力分析[J].经济师,2002(9).
2、赵顺成.培育企业核心竞争力的思考[J].管理世界,2001(6).
3、西林.核心能力是企业发展的决定性因素[N].中国企业报,2002-10-23.
4、和炳全.企业竞争优势与核心能力的培育和提高[J].问题探索,2001(3).
[摘要]文章以2013年11月30日境内IPO开闸至2015年6月30日,在我国主板、中小板和创业板上市的311家企业为样本,研究了有无私募股权投资对企业股权集中度的影响。结果表明,私募股权投资机构在为企业提供资金支持,不仅使被投企业股权结构变得多元化,而且可以降低企业的股权集中度。除此之外,在中小板和创业板市场,私募股权投资的上市企业的股权集中度的影响显著。
[关键词]私募股权;上市公司;股权集中度
1引言
股权结构作为公司治理的基础,有两个维度或两种度量方法,即股权所有者结构和股权集中度。[1]私募股权投资(PrivateEquity,PE)通过向具有高成长性的非上市企业进行权益性投资,获得其一定比例的股份,对股权所有者结构产生影响。顾宁和孙彦林[2]系统分析了中小企业股权结构相对集征,PE机构以入股的形式为企业提供资金支持,稀释股权,达到股权结构多元化的目的。还有学者指出,PE投资为企业发展提供资金支持的同时也为企业提供增值服务,主动参与被投企业的管理。熊波和陈柳[3]通过定性分析指出,由于风险投资占高新技术企业相当比例的股权,使得高新技术企业具有特殊的公司治理结构。吴斌和黄明峰[4]以2008年深市中小板块前十大股东中有风险投资持股的73家企业为研究样本,实证分析指出风险投资企业的股权集中度与公司绩效呈负相关关系。本文以2013年11月30日境内IPO开闸至今在我国主板、中小板和创业板311家上市企业为研究样本,比较分析了我国不同板块市场中私募股权投资对企业股权集中度的影响。
2样本选择与描述统计
2.1样本选择本文以2013年11月30日境内IPO开闸至2015年6月30日,在我国三个板块市场上市的311家企业为样本企业,其中包括119家沪市主板上市企业,65家深市中小板上市企业,127家深市创业板上市企业。整体样本中有209家具有PE投资机构的支持,占样本总数的65.92%。本文对是否有PE投资支持的界定参照宋芳秀的做法,IPO招股说明书中披露的前十大股东中含有“股权投资”“创投”等关键词。上市企业的相关财务数据来源于万德(Wind数据库),与PE投资有关的数据是根据上市公司招股说明书整理而得,且与Wind数据库进行了交叉核对。2.2样本企业特征比较分析表1显示的是对于整体样本的分析,有无PE投资支持企业股权集中度及其特征比较。可以看出,有PE投资的第一大股东持股比例比无PE投资的企业要低,PE投资能够降低企业股权集中度。此外,有PE投资企业上市前的总股本、净资产收益率和总资产收益率是低于无PE投资企业的,但是并不显著;有PE投资企业上市前的每股收益和企业成立年数显著低于无PE投资的企业。2.3有无PE投资与上市企业股权集中度均值、中位数的比较分析表2显示的是在不同板块市场有无PE投资与企业股权集中度均值和中位数的比较分析。数据显示,在中小板和创业板中,PE投资企业的股权集中度的均值和中位数均显著低于无PE投资的企业。主板中,PE投资企业的股权集中度的均值和中位数也低于无PE投资的企业,但差异并不显著。
3实证检验
3.1模型建立上文有无PE投资对股权集中度均值和中位数差异比较,并没有考虑上市企业特征、行业差异,为了准确地衡量有无PE投资对企业股权集中度的影响,本文选用可以充分反映股权集中度的“第一大股东持股比例”作为因变量,构建如下回归模型:Equityconcen=β0+β1PE+β2SME+β3GME+β4PE×SME+β5PE×GME+β6Ln(Tequity)+β7Firmage+β8Roa+Nature+Ind+ε其中,Equityconcen为因变量,表示企业股权集中度,用企业上市前第一大股东持股比例表示,PE代表有无PE投资的虚拟变量,有PE投资持股为1,否则为0;SME表示企业上市地点,企业上市地点是中小板市场为1,否则为0;GME表示企业上市地点,企业上市地点是创业板市场为1,否则为0。其他可能影响因变量的指标,综合现有文献选取,包括企业自身特征、财务状况(Demsetz和Lehn[5]、ThomsenSteen和TorbinPedersen[6]、McGuckin和Sang[7]、冯根福[8])等:Ln(Tequity)代表企业规模,为企业上市前总股本的自然对数;Firmage表示企业从成立到上市的时间年数;Roa是上市前一年总资产报酬率,为净利润与总资产的比率;Nature是代表企业性质,如果企业为国有性质则取1,否则取0;Ind为企业所在行业,按证监会行业分类标准,如属于高新技术行业(新能源、新材料、信息技术、航空航天技术等)为1,否则为0。3.2结果分析具体实证结果见表3,所有回归方程中,PE变量系数均为负数,这一结论与前文差异性检验的结果一致。其中方程1和方程2列示的是基于样本整体的回归结果。方程1中仅包括企业性质以及行业的控制变量,板块虚拟变量和PE变量的交叉项,PE系数、PE与创业板板块哑变量系数均不显著,PE与中小板板块哑变量在0.09的水平下显著小于零。结果表明,有无PE投资企业的股权集中度差异来自中小板。在中小板中,有PE支持的企业股权集中度显著小于无PE支持的企业,而在主板和创业板板块,PE支持对股权集中度的作用并不显著。方程2中加入了表示企业自身特征、财务状况的控制变量,其结果与方程1类似,即有无PE所投资企业的股权集中度差异来自中小板。方程3(创业板)、方程4(中小板)和方程5(主板)中列示了分板块的回归结果,结果显示,在中小板和创业板,有PE投资的企业,其股权集中度比较低。3.3稳健性检验一般情况下,PE投资与被投资企业之间是存在内生性关系的(Meggision和Weiss;Lee和Wahal),PE投资机构会按照它们的标准筛选被投资企业。为了消除自选择的影响,以上回归检验中对行业、发行规模进行了控制,而没有采用配对样本。此外,本文还选用Robust回归方法进行了估计。此外,本文还考察了PE投资对前两大股东持股比例的影响。检验结果与上文结果基本一致。
4结论
本文检验了现阶段PE投资对企业股权集中度所具有的影响,结果发现,PE投资可以造成股权集中度的降低。这可能是因为PE投资机构不仅可以为企业提供资金,使企业股权结构更加多元化,还可以通过介入企业管理,缺乏管理经验的控制人倾向于向具有职业化公司治理能力的PE投资让渡部分股权,从而造成股权集中度的降低。本文还发现在不同板块市场,PE投资对企业的股权集中度的影响并不相同。研究结果表明,在中小板市场和创业板市场,有PE投资的企业股权集中度显著低于无PE投资的企业。这与我国中小板和创业板市场多为中小规模企业的现状相符,中小企业更加认可PE投资作为职业化公司治理方面带来的价值,其控股股东更愿意向PE投资机构转让股权,因此PE投资对企业股权集中度的影响在中小板和创业板更加显著。我国主板市场的上市企业成立时间长、规模大,PE投资介入后其控制人对PE投资的认可度并不高,PE投资参与企业治理时,控股股东不会选择对其让渡股权,因此PE投资对主板企业的股权集中度的影响不显著。
作者:李正阳 单位:北京工商大学
(一)专业结构失衡
2013年,北京高等学校学历继续教育本科层次共计开设163个专业,其中有在校生的计有159个专业(见图一),在校生共计为527327人。2013年,北京高等学校学历继续教育本科层次共开设专业163个,有在校生的专业共计159个。其中工科50个,有在校生的共计49个;理科10个,有在校生的共计9个。在校生规模前20位的本科专业分布。综上可见,北京高等学校学历继续教育本科层次专业设置结构有如下特征:1.专业设置学科间分布差异较大工学设置专业最多,共有59个。其次是管理学,共有26个,设置专业最少的历史学,仅有2个专业。不同学科间专业设置数量差异较大。2.在校生学科间分布及专业分布差异突出总体来看,前20位的专业数占专业总数的12.58%,在校生数却占本科层次总在校生数的78.26%;前10位的专业数占专业总数的6.29%,在校生数却占本科层次总在校生数的61.21%。就单个专业来说,在校生数最多的是会计学专业,为70194人,占本科层次总在校生数的13.31%;其次为工商管理,在校生为68525人,是位居第三位的人力资源管理专业在校生数的2.6倍,后者在校生共计26360人。最少的为工学类的信息工程与管理学类的特许经营管理,仅各有1人。就学科间相比较而言,管理学专业设置数量不足工学的一半,但其在校生数却是工学的2倍多,前者共计为227877人,而工学为112341人。目前,继续教育专业设置显现出来的问题是学科间分布不均衡及热门专业相对集中。就继续教育的特殊性而言,其专业设置及人才培养目标不仅要满足劳动力市场对人才总量的要求,而且要在人才结构上进行合理规划以实现各类人才的最优化培养,与就业市场人才需求及经济结构达到动态均衡。目前我国已经成为世界经济强国与贸易大国,但人才结构性矛盾依然突出。因此,继续教育的专业设置在层次结构、学科结构、布局结构等方面需作出相应的调整,这样才能更好地保障继续教育培养和输送的人才与劳动力市场的人才需求相匹配。
(二)专业设置与国家人才需求不符
按照国家人事部的有关统计预测,我国今后几年内急需人才主要有以下8大类:以电子技术、生物工程、航天技术、海洋利用、新能源新材料为代表的高新技术人才;信息技术人才;机电一体化专业技术人才;农业科技人才;环境保护技术人才;生物工程研究与开发人才;国际贸易人才;律师人才。在这些急需人才中,理工类人才占据了很大比例。以北航为例,北航继续教育学院共开设11个本科层次专业。
(三)专业设置没有凸显其学科优势
北京高校中不乏一些有自己的优势学科和特色专业的优秀大学,特别是其中一些大学本身就具有理工类优势,这些大学应发挥自身优势,结合市场需求,尝试将优势学科、特色学科延伸到继续教育中去,但目前的专业设置并没有凸显优势学科。由上表可见,北航继续教育学院所设专业并没有凸显北航优势学科及特色专业,如飞行器设计专业和航空宇航科学与技术专业等。(四)专业设置趋同专业设置趋同主要表现在设置相同专业的学校多及同一专业在校生数与其他专业发展不平衡。如2013北京高校学历继续教育本科层次设置会计学专业与工商管理专业的学校分别为35所和33所;设置同一专业学校数20所以上的专业共计5个。就在校生来说,仅会计学一个专业,其在校生占本科层次总在校生数的13.31%。在校生规模前20位的在校生数占本科层次总在校生数的78.26%;前10位的在校生数占本科层次总在校生数的61.21%。专业设置趋同与招生人数的过多被称为招生的“扎堆现象”。其直接后果有诸多危害:导致生源竞争无序;专业设置重复率高常导致教育资源配置的低效率、不合理;专业设置趋同容易形成高校学历继续教育发展趋同化、无特色。
二、从简单多元到有机制衡:继续教育专业设置的多重逻辑
首先,从继续教育专业设置来看,无论是结构的失衡、与所在高校优势学科的不对接抑或是专业设置的雷同、与国家人才需求的错位,究其原因,在于学术定位与社会服务定位的模糊。继续教育常被看做普通高等教育的补充,继续教育的专业设置基本上都是基于现有的普通高等教育的平移,所进行的知识结构的调整仅是从知识的深度和难度上考虑,如高等数学教育直接去掉了微分方程等内容,其他一些工科课程则去掉了一些不便教学的实验类教学环节,这些基于“使学习变容易”的调整并不能满足整个社会产业结构升级带来的市场变化和需求。其次,市场需求预测失误。无论是学生选择专业时,还是学校设置专业时,过分追求热门专业,各专业在校生数的巨大差异和设置同一专业学校数可以充分说明这一现象。最后,对教育对象需求把握不够。继续教育的对象主要为成人,其学习需求受到各方面因素的影响,“年龄、性别、教育背景、居住环境、社会角色、社会地位是制约和成人学习的重要因素”。可见,继续教育的专业设置涉及多重过程和机制,这些过程和机制只有在相互作用中才能恰如其分地认识它们各自的作用和影响。因此,采用多重逻辑的理论分析框架有助于对专业设置过程中的诸多制约因素和多方利益进行权衡,作出令人满意的解释。从继续教育的本质属性来看,专业设置的需求主体主要为政府、市场、高校及个体。其中,在政府层面,建设学习型社会、构建终身教育体系、优化与产业结构相应的人才结构等无不与学历继续教育的专业设置有密切的关系。在市场层面,人才结构性短缺已成为专业设置和高校为社会服务链条中亟待解决的关键问题之一。这一现象虽然有诸多的原因可以追究,但是作为高校在面对市场培养和输送人才时,至少可以肯定一点,那就是人才产品不合格,专业培养目标和规格不能满足市场的需要,从而造成培养体系和需求体系的错位。从根本上说,专业的学术定位和社会服务定位的错位是造成这一现象的重要原因。因此,专业设置应关注市场的职业需要。在高校层面,高校的自我建设和发展需要不断更新观念,承担人才培养的本源任务,确保学生掌握本专业必需的基础理论、基本知识,具有从事本专业实际工作和研究的能力。在个体层面,学历继续教育专业设置应满足受教育者的个性化需求,在知识更新、理论提升、获得毕业证书等方面做好服务工作。有的学者认为,专业设置的逻辑框架应搭建在高等教育人才培养的本源职能之上,其设置依据应遵循知识逻辑、市场逻辑、人的发展逻辑与权力逻辑的四维内在逻辑结构。之所以以人才培养为逻辑起点,是因为人才培养是高校专业设置中最基本最普遍的现象,对专业设置的整个逻辑行程具有规范定向的作用。知识逻辑基于认识论哲学,认为大学的本质是为了发展知识和掌握高深学问。专业设置遵循市场逻辑是因为高校具有为社会服务的基本职能,人才培养应具有社会适用性,社会职业标准是其发展趋势。人的发展逻辑指专业设置应在尊重学生身心发展基础上,以学生的成才成长为要旨。权力逻辑指从专业设置的管理属性延伸出来的逻辑结构。广义理解为高校、社会力量、学生在专业设置中的话语权。从继续教育的本质属性来看,专业设置的需求主体主要为政府、市场、高校及个体。其中,在政府层面,建设学习型社会,构建终身教育体系,优化与产业结构相应的人才结构等无不与学历继续教育的专业设置有密切的关系。在市场层面,人才结构性短缺已成为专业设置和高校为社会服务链条中亟待解决的关键问题之一。这一现象虽然有诸多的原因可以追究,但是作为高校在面对市场培养和输送人才时,至少可以肯定一点,那就是人才产品不合格,专业培养目标和规格不能满足市场的需要,从而造成培养体系和需求体系的错位。从根本上说,专业的学术定位和社会服务定位的错位是造成这一现象的重要原因。因此,专业设置应关注市场的职业需要。在高校层面,高校的自我建设和发展需要不断更新观念,承担人才培养的本源任务,确保学生掌握本专业必需的基础理论、基本知识,具有从事本专业实际工作和研究的能力。在个体层面,学历继续教育专业设置应满足受教育者的个性化需求,在知识更新、理论提升、获得毕业证书等方面做好服务工作。对继续教育的专业设置而言,由于其教育对象为成人,参与教育的目的为获得与职业相关的知识与技能,调查显示大约有69%的人参与各类继续教育是为了工作———工作需要、提高工作能力、为晋升提干创造条件、为跳槽储备知识、学习热门专业更好择业等。因此,继续教育专业设置的逻辑与全日制本科专业设置的逻辑不完全相同。具体来说,知识的逻辑与人的发展逻辑表现得不是特别强烈,而是更依赖于高校固有的优势学科。综上所述,继续教育专业设置正是在多元利益需求主体的博弈中,在多重逻辑结构中演变调整的。
三、结语