dnaerppps智能排产

第一篇：dnaerppps智能排产

ERP排产详细介绍

好长时间没有在博客园发文章了,前段时间一直忙着毕业答辩,现在刚进实验室又要忙着赶项目.所以只有偶尔来博客园看一下大家的文章了.实验室的网络比较慢,所以也只有在比较空闲的状态下随便写一点东西了.

最近研究的东西是APS(Advanced Planning & Scheduling System),感觉理论知识还是不够用,要求的数学水平比较高,所以只有先转载一些文章了.估计最近一段时间也不会去研究.NET了,因为现在的项目最后是要与客户方已有的ERP系统整合的,而对方使用的就是金蝶的K3,所以很可能要去研究Java了.

下面是我在网上看到的一篇比较好的介绍ERP和APS的文章,所以就放在这里了,希望有所借鉴.

ERP应该以生产为核心，这点是业界公认的。但如何以生产为核心?却极少有详细的论述。根本原因在于‘详细生产排程’这个技术瓶颈。

‘详细的生产排程’也可以说成是‘生产作业计划’，可谓关系重大。企业制定生产计划的过程一般分成两部分，首先是生成主生产计划，其次是根据主生产计划生成生产作业计划。要得到‘主生产计划’一般是从订单，部分企业是从市场预测，出一个生产数量，基本是管理者在进行决策，人的因素起绝对作用。这个过程中会有一些行业或者企业的特别计算方法，需经过一些四则运算式的统计分析，ERP软件要做二次开发，但基本不存在技术难题。

但是，光有主生产计划是远远不够的。一个简单的主生产计划的生产要求，要把它自动分解为复杂、具体的生产作业过程，这就是详细生产排程，这才是ERP系统中最关键的一个环节，是ERP系统真正的核心功能。只有从复杂、具体、详细的生产作业计划中，才能体现出‘ERP企业资源计划’中的‘R——资源’的存在;也只有从这个详细生产作业计划的‘可行性’与‘优化性’上，才能体现出‘P——计划’的价值。有了‘资源’，有了‘计划’，才是真正的ERP系统。

一般说，生产作业计划越详细，它给出的信息越丰富、越有价值，相应计算起来也就越困难。生产作业计划越粗略，越接近主生产计划，信息越少、价值就越低。企业总是希望自动得到尽可能详细的作业计划。但是ERP在这方面遇到了真正的技术瓶颈。就我们目前所见，几乎全部的ERP生产管理都是从四则运算的主生产计划入手，重点利用BOM解决MRP物料需求计划，之后再解决生产过程的记录和统计。恰恰在企业最需要的详细作业计划方面最薄弱、最无所作为。 如想证明一下这个现状，去考察一下上了ERP的企业，会发现一个有趣的现象——该企业无论ERP软件搞得如何如火如荼，似乎都与生产调度人员无关。车间里或者生产线上的生产作业计

划、生产过程的调度和管理仍然是在用最初最原始的那种老方式——多数时候是经验，有时候是感觉在起作用，加上少量的以EXCELL为工具的报表运算，虽老虽笨但是有效。ERP功能再强管得再宽似乎也管不到这里。结果，表面风风火火的ERP与企业最关键的运转过程发生了断层，从这个断层衍生出来的一大堆问题成为众家ERP难解之死结。最突出的一个：企业生产调度是要对企业最底层的生产资源——人员、设备、场地等，按照它们的能力进行合理安排。但是上层的ERP无论干什么事情都不去考虑这些资源和它们的能力，或者假设生产能力无限，或者按照一个人为定义的瓶颈资源进行简单四则计算。这种关键矛盾由于ERP技术瓶颈的存在而无法解决，ERP的前景可谓是不容乐观。

那么，这到底有什么难的?为什么众多的名牌ERP企业都无法提供这种基本功能?ERP技术瓶颈到底在什么地方?回答这个问题，就要从企业中直接干此工作的岗位——生产调度的职责说起。

一个企业的生产调度人员，首先是要对该企业的生产工艺流程烂熟于心，也就是了解企业到底是怎么进行生产的，包括其中每个细节，这是当一个生产调度最基本的前提条件。同样的，ERP要想干同样的事情也必须达到同样的前提条件：清楚了解企业究竟是怎样进行生产的，每个细节都不能差!这对一个人来说可能并不算难，但对于一个ERP系统来说就是一件非常困难的事情!有人称之为企业建模，这远不象建立BOM那么简单，其中涉及到的除了物料，还有工序、资源、时间、逻辑关系、技术参数、成本等等错综复杂的生产信息。不同行业不同企业的建模方式更是千差万别，这是第一个技术难点。

且不说离散生产模式的电子、汽车行业与流程生产模式的化工、制药行业在基本生产方式上的巨大区别，就算同属电子、汽车，或者同属制药、化工的不同企业，他们的生产方式在细节上仍然有很大的差别。一套ERP系统能以不变应万变统统接受这种差别吗?技术上很难!只好对每一个行业开发一个专用生产版本，这是必须的。但是行业版本到了企业里就能高枕无忧了吗?大的行业版本一般仍然无法满足行业内特定类别企业的细节差别，比如制药行业细分为‘制剂药’和‘原料药’，生产方式差别还是很大，需再开发更细分的小类别版本。可是同类别的不同企业还有自己的生产特性，针对不同企业的二次开发就类似于把企业的生产特征逐一写到程序中。且不说对生产系统的任何改动都要投入巨大人力，软件企业很难接受频繁和复杂的二次开发要求，更不用说企业生产过程一旦发生变化软件还是很难应对!很多企业的生产流程每隔几天就会变，而软件商不可能每天都重写代码。应变方式只能是降低企业的要求——生产流程建模与实际近似、大概差不多就行了。关键是用户会不会满意?忙了半天还是用不起来，损失就太大了。所以，除了部分院校的理论研究者，目前国内ERP厂商还没有尝试迈过详细生产流程建模的这第一道门坎。

建立生产模型，让软件接受企业的详细生产过程，这的确很麻烦，但并非是无法完成的，真正的难点在于下一步：根据模型和生产请求得到详细的作业计划，也就是详细生产排程。ERP的真正技术瓶颈就发生在这里。

详细生产排程的结果是‘生产作业计划’，是针对每个人员每个设备的生产资源的工作计划。作业计划必须满足在生产工艺上不能有半点差错。首先，工序之间必须满足特定的逻辑关系，以及要求某些工序必须连续、同时、或者间隔进行等等，这是对作业计划最基本的要求。其次，作业计划必须满足资源能力限制，一个资源在一个时间内只能干一件事情，生产作业计划中不能有资源冲突;最后，作业计划必须满足物料供应的限制，没有原材料不能开始生产。也就是说：作业计划必须同时满足多种复杂的约束条件。TOC约束理论早已有之，只是需要比较高级的算法和数学理论，在这方面需要进行长期投入才会有所收获。因此国内理论界对此的研究还很少。

有了按照TOC理论计算出来的计划，满足企业生产工艺要求是不是就行了?很遗憾，这还是差的很远。现在我们以一个假想例子来说明。

一个ERP生产调度系统，很顺利接受了某企业的全部生产细节，并计算出了一套生产作业计划，打印成一份给所有生产资源安排工作的作业计划。现在，由一个有经验的老调度师来决断这个ERP计划系统是不是可以用的，他将如何做?

首先，他会逐一检查每个工序的时间安排，看它们之间的次序和逻辑关系是不是符合企业生产工艺的逻辑关系要求;其次，他会观察这个计划中对每个资源的安排是不是合理，有没有一个时间干两个活这种冲突的情况发生;最后他要看在计划时间内物料能不能供应的上。这些都没有问题了，他必须承认：这个计划已经是一个‘可行’的计划了，也就是说，照此计划一定可以完成生产任务。

但是，还有一个关键的事情，老调度师根据自己习惯的做法，也手工制定了一个作业计划，他把这两个计划一对比，发现问题了。手工的计划可以8个小时完成全部工作，而计算机的计划需要9个小时。或者手工计划可以在8：00完成而计算机的计划要在9：00点完成。原因在于：计算机对某几个工序的顺序安排虽然可行但是不合理，而老调度师根据长期经验早已清楚此时安排工序应该哪个先、哪个后、哪些并行比较好，结果可以得到更短时间完成的计划。这是一种优化安排，而计算机没有找到这种安排方法，所以计算机给出的是一个‘可行’的，但是‘不好’的计划!理想中计算机应自动计算出一个比手工计划更好更优化的排产方案结果，指导人如何工作。这样的软件才能体现出‘企业资源计划’的威力。否则，不能满足最优化排程的ERP在企业生产中还是无法代替手工。

这隔例子凸现出了一个世界性的关键技术瓶颈：一个生产过程可能有无穷多种‘可行’的安排方式，但是必须从其中找出一个‘最优’的计划，即使不能达到最优，起码要比人的手工计划更优，这才是一套可用的生产排程软件，否则企业还是用不起来。

找出‘可行’计划的难度已经很大，找出‘优化’计划的难度更大。不仅要处理错综复杂的约束条件，还要从几乎无穷多种满足约束的可行方案中找到优化排程方案。怎样才能找到这种优化的计划?这是ERP系统共同面对的真正瓶颈问题，是世界性的技术难题。其中的关键在于算法，算法的基础是数学模型，特别是高级图论、离散数学与线性代数中的矢量矩阵技术。对此，国外已经作出了很多年的努力，其研究成果已形成了多个‘APS先进生产排程’产品，发展出了几十种先进生产排程算法，比较常用的如：启发式图搜索法、禁忌搜索法、神经网络优化、遗传算法等，这些算法各有优劣，可用在不同场合。目前不同的新的算法仍正在蓬勃发展中。

用一句话来形容APS的主要功能：可以自动给出满足多种约束条件、手工排程无法找到的、优化的排产方案。其实关键就是‘可行’和‘优化’这两个概念。这个说起来很简单的功能意义十分重大，主要体现在它可以给传统ERP带来以下几个关键的变化：

1) 对企业来说，在不增加生产资源的情况下，通过最大限度发挥当前资源能力的方式实现了提高企业生产能力的目标。

2) APS排程的结果给出了精确的物料使用和产出的时间、品种、数量信息，用这些信息可以把很多相关企业或者分厂、车间联合在一起组成一个‘SCM供应链’系统，最大限度减少每个企业的库存量。

3) APS可以用来做为生产决策的依据，它的排程计算结果不光可以作为生产计划，还可以通过不断what if的‘试算’的方式为企业提供生产决策依据。

4) 根据自动生成的作业计划还可以自动生成质检、成本、库存、采购、设备维护、销售、运输等计划。带动企业各个不同管理模块围绕生产运转，改进这些模块的运转方式，大大提高这些模块的运转效率，提升企业整体管理水平。

但是，APS系统的开发难度很大，需要融合最前沿数学理论和最先进管理理论，专业人才很少，投资见效很慢，在国外的价格非常昂贵。即使是世界性大ERP公司也很少独立投入力量研发，都是采购外插件直接引入相应功能。国内对这方面的研究除了个别公司外，基本停留在大学院校的实验室中。

再进一步，如果已经解决了优化排程问题，那么对APS来说有什么技术瓶颈呢?

APS第一个最大的技术瓶颈就是它的运算时间问题。因为企业生产过程中经常会有一些突发事件，相当于临时改变了排产的初始条件，需要APS进行动态处理。APS系统能按照旧的条件制

定计划也肯定能按照新的条件制定新计划。但是，它的计算时间是不是能赶上变化的时间，这是一个关键。如果APS按照新条件重排计划的时间是10分钟，它大概只能处理30分钟以上的临时变动，而无法处理30分钟以下的临时变动。动态处理对计算时间的要求引发算法的不断优化，以及发展并行计算技术，这也是国外APS系统的主要技术发展方向。

APS的第二个技术瓶颈就是如何不断提升次优解的优化程度。如果不能得到最优解，那么需要找到一个尽可能接近最优的次优解。不同APS软件的算法不同，次优解的优化程度也不同，直接体现了其核心技术的水平高低。所以拿不同APS软件对相同问题进行处理，对比他们解答的优化程度和计算时间，很容易比出高下。不断接近最优，这将是APS类软件始终不变的追求。 ERP与APS的结合是ERP未来发展的必然方向。与当前简单的BOM-MRP运算和进销存财务功能相比，APS占据了ERP的核心功能，有极深的技术含量，更是未来SCM系统的基础功能。拥有这种核心技术的ERP公司必然在市场竞争中占有极大优势。目前国外企业早已经是磨刀霍霍，未来数年内，美国、德国、日本、台湾软件公司开发的结合了APS核心功能的ERP软件就有可能以低廉价格进入国内市场，那时国内ERP软件公司将难有还手之力。

由于生产排程技术瓶颈的存在，中国ERP软件行业已经远远落后，除了唯一一家专业开发APS系统的北京东方小吉星公司以外，绝大多数企业目前仍然停留在对BOM的低层次的完善和对进销存财务模块低水平重复开发上。由于一直拿不出足够的技术储备向瓶颈发起冲击，因此不重视基础技术储备的工作，甚至对目前状况视而不见;由于不重视基础技术的储备，所以更加无法解决瓶颈问题。目前这个恶性循环还在继续之中。从用友向台湾汉康大价钱买技术的挫折，以及神州数码引入鼎新生产模块的尴尬合作，国内ERP企业对此的无奈状态可见一斑。

第二篇：关于订单排产的基本要求

(一)对于评审中的订单，生产部在进行模拟排程时一定要遵循以下几点基本要求：

1.以客户的要求为第一标准进行排程生产;

2.以品管开发部已确定的生产工艺和流程进行生产编排;

3.以生产线不停顿的满负荷的生产来尽可能地满足客户的要求;

4.以最长的生产流程的完工日期为订单的完成时间;

5.以不影响已确定的订单生产秩序为前提条件(除非是特别订单);

6.以最接近客户要求的且生产可确保的日期为“建议日期”;

(二)销售部对于订单排程确定后的处理方法：

1. 经审核通过且能满足客户要求的订单，应第一时间确认客户订单已接受，进入生产安排中;

2. 经评审，出现与客户要求不一致时，须第一时间紧急和客户进行磋商，并将磋商结果以及最后决定明确告知各相关部门;

(三) 一经订单评审通过，即表示生产排程正式确定。销售、品管、采购、仓储、生产车间等各相关单位的各项工作，都必须全力以赴地围绕已确定好的订单排程而进行部署，以不影响订单排程的顺利实现为最高原则。

2013年10月16日

第三篇：流程型制造企业ERP能力需求与排产问题研究

1 问题的提出

ERP中的能力需求计划(Capacity Requirements Planning，CRP)受到物料的排产计划和工艺路线的影响，不同的排产计划和不同的工艺路线对工作中心(Work Center，WC)的能力需求(负荷)都会发生变化。反过来，能力需求和工作中心的可用能力(产能)又会影响企业的排产计划。

按照ERP理论及软件中的定义，每一种物料只有一条工艺路线，一条工艺路线有若干个工序，每个工序对应一个工作中心。在目前的ERP软件中，CRP就是根据这一定义和设计计算所有物料在各个时段使用每个工作中心所占用的台时数(负荷)和每个工作中心的可能台时(产能)，并绘制成负荷图，通过比较进行能力计划。尽管ERP软件可以为一个物料设计替代工艺路线或辅助工艺路线，但那只是在物料的生产工艺发生改变时用，系统在计算产能需求时只会按照一个工艺路线进行计算。也就是说，CRP始终是按一条工艺路线进行能力需求计算的。

现在的问题是：在流程型制造企业中，一条工艺路线往往就是一条生产线，企业的多种产品可以使用同一厂房的同一生产线进行生产，也可以使用不同厂房的不同生产线进行生产。例如：一家复合肥生产企业拥有2个厂房，旧厂房安装有3条低级生产线和1条中级生产线，新车间安装了2条高级生产线。该厂的几种产品(假设为1#复合肥、2#复合肥、3#复合肥)均可以使用任何车间的任意一条生产线进行加工(见图1)。这时，能否正确理解ERP对工作中心(WC)和工艺路线的定义，将影响到该企业ERP应用中的CRP和排产能否进行下去。

图1 某流程型制造企业的生产格局

为了便于问题的分析与解决，特做以下假设：

(1)各生产线生产A、B、C三种产品的用时相同，它们的生产能力分别为：

·低级线：每季度工作800台时，可产出500吨产品

·中级线：每季度工作1000台时，可产出1000吨产品

·高级线：每季度工作1000台时，可产出2000吨产品 (2)各产品的计划产量为：

·1#复合肥2000吨

·2#复合肥2000吨

·3#复合肥2000吨

2 能力需求问题的分析与解决方法

在这个案例中，我们将遇到这样的问题：

(1)如果把旧厂房和新厂房定义为不同的工作中心，这些产品的生产将同时存在多条工艺路线。如果把不同的生产线定义为不同的工作中心，也同样存在同一物料多种工艺路线的现象。而在这种情况下，现行ERP软件是无法计算能力需求的。

为了解决这个问题，根据执行相同或相似工序的设施设备可看作同一个工作中心的原理，可以考虑将旧厂房与新厂房均看作一个工作中心，案例中3种产品的生产都可以看作只有1个工序(即加工工序)，均对应同一个工作中心。

(2)在上述解决方案下，不同的生产线被视为不同的设备资源，但要注意这些设备资源是并行的关系，即它们的产能是可以相加的，WC的产能是较容易计算的(见公式①)。但是，由于不同生产线单位时间的产能不同，同一产品使用不同产能的设备进行生产时，不能直接计算它的单位产品额定台时，也就无法根据公式②计算WC的负荷。 WC的产能=Σ设备×设备工作台时×利用率×效率 ① WC的负荷=Σ产品计划产量X单位产品额定台时 ②

(3)根据上述情况，可以改为衡量各条生产线(设备)的产能与负荷情况，并据以进行能力计划和排产。

2.1 设备产能的计算

某设备的产能=设备数×设备工作台时×利用率×效率 ③

假定利用率与效率为100%，根据③式不同生产线的产能分别为：

·低级线的产能=3×800=2400台时

·中级线的产能=l×1000=1000台时

·高级线的产能=2×1000=2000台时

因此，WC的总产能=5400台时 2.2 设备负荷的计算

某设备的负荷=安排在该设备上的计划产量×产品单位定额台时 ④

根据各设备的生产能力可以计算出各设备的单位产品额定台时为： ·低级线的单位产品额定台时=800台时÷500吨=1.6台时/吨

·中级线的单位产品额定台时=1000台时÷1000吨=l台时/吨

·高级线的单位产品额定台时=1000台时÷2000吨=0.5台时/吨

现在要计算各条生产线负荷，遇到的问题是：不知道某条生产线生产多少数量的何种产品。

3 排产问题的分析与解决方法

排产问题不仅要考虑产能的约束，还要考虑如何排产才能使得目标最优，例如总负荷产能比最低，或者加工成本最低。下面对此问题进行建模，并运用Lingo软件进行求解。 3.1 单目标模型——负荷产能比最低

假设：x-中级线生产任务，Y-中级线生产任务，z-高级线生产任务，1-1#复合肥，2-2#复合肥，3-3#复合肥。则Xl-高级线生产l#复合肥，X2...Z3同理。

MIN(负荷-产能)=-800，即最多可剩余800台时的产能。 3.2 单目标模型——加工成本最低

假设：低级线的单位加工成本为45元/吨;中级线为40元/吨;高级线为35元/吨。 目标函数：MIN(总加工成本)，即

MIN(总加工成本)=225000，即总加工成本最低为225000元。 3.3 多目标模型——加工成本最低，负荷产能比最低

第一目标：实现车间加工成本最低，即假设加工成本不超过生产线全线开工的成本(也可以随便设一个成本数)，d1为加工成本不高于现有生产线全线开工的成本;dl为加工成本超过现有生产线全线开工的成本，因此，实现车间加工成本最低的目标约束为：

-

+

- 第二目标：实现负荷产能比最低，即充分利用现有产能，避免开工不足，设d1为生产线正常生产时间未用完产能数，dl为生产线产能不足需要扩充的产能数，因此实现负荷产能比最低的目标约束为：

+

运算结果： X2 1000 Y1 1000 Zl 1000 Z2 1000 Z3 2000

在此情况下，MIN(总加工成本)=225000，MIN(负荷-产能)=-800，即在总加工成本最低为225000的情况下负荷产能比也达到最低(剩余800台时)。 4 结束语 目前，ERP虽然解决了“定单驱动排产”的问题，但是在遇到不同产品同一生产线或者同一产品在不同生产线上加工时，它遇到了前面的ERP能力需求计划与排产计划无法进行的问题。而这种现象在流程型企业中是比较常见的。本文通过恰当的定义工作中心和工艺路线，以及变WC的能力需求计算为设备的能力需求计算，巧妙地解决了这样的问题。而且通过建模还实现了排产的最优化问题，即通过合理的排产，实现在充分利用产能的同时，实现总加工成本最低的目标。

第四篇：人工智能和超级智能——读《超级智能》后感

人工智能和超级智能

——读《超级智能》后感

2016年大家都听到过一个词：阿尔法狗。去年由谷歌公司开发的AlphaGo以4:1战胜围棋世界排名第二的李世石(第一名是中国的柯杰)。2016年末2017年初，该系统在中国棋类网站上以Master为注册帐号与中日韩数十位围棋高手(包括柯杰)进行快棋对决，连续60局无一败绩。可以肯定的一点，在围棋上人工智能已经领先于人类。可能大家觉得人工智能和以往的其他棋类程序一样，通过推算所有的后续步骤取得胜利。其实不然，如果采用穷举法，围棋的运算空间非常庞大，据计算将超过整个宇宙中所有粒子的总量，没有任何计算机能完成这个任务。AlphaGo采用是学习方式，通过学习棋谱来学会下棋，通过和自己下棋来提高棋艺。人工智能两个关键点，一能看懂棋谱，二能自己练习提高。程序总是固定的有限的，它的内部运行是可以预测的;人工智能不同，能够学习，能够自我进步，它的运行步骤随着学习过程不断进化。

可能大家觉得，下棋这种事人工智能再厉害也无所谓。那我们再看看另一则新闻：IBM的人工智能“沃森”首次确诊罕见白血病，只用了10分钟。人工智能能够给人看病了!我查了一下资料，2016年Watson已经走入中国医院，与中山大学附属肿瘤防治中心、中国医科大学附属第四医院等23家医院达成合作，将沃森运用到诊断过程。沃森的前身就是当年那个下国际象棋的深蓝，当年深蓝战胜国际象棋世界冠军时也是一个大新闻。而现在深蓝的后代沃森不仅能够下棋，还能看病，还能回答智力问答(类似猜谜)，还能从事法律、金融等多个行业。它能以极快的速度阅读最新的医学论文，理解并运用到诊断过程中，所以一些刚刚发现的病，它也能诊断出来。看看人工智能多厉害，有没有一天会超越人类呢?如果超越人类会怎样呢?

著名科学家斯蒂芬〃霍金曾发出警告，人工智能会控制人类，人类有灭亡的风险。如果你想了解人工智能超越人类以后的可能性，你可以看看这本书《超级智能》。实际上我并不建议大家去读它。首先，本书比较专业，作者尼克〃波斯特洛姆作为牛津大学未来研究院的院长，行文中有很多的专业性描述;其次本书的中文版出版社中信出版公司的翻译是知名的烂。读这本书真是一件艰巨的任务，让我想起大学学习离散数学时的美好时光。

书的全名《超级智能 : 路线图、危险性与应对策略》，很好的揭示了主要内容：超级智能是什么，超级智能如何实现(路线图)，超级智能有什么危险(危险性)，如何有效避免这些危险(应对策略)。

人类能在地球上成千上万的生物中脱颖而出，占有支配地位靠的就是智力，也就是智能。智能包含很多的内容，比如认知能力，学习能力，沟通能力，规划能力，组织协调能力，想象力等等。人类比地球上其他任何生物聪明很多，所以地球生物界人类现在是老大。

如果有一种智能，在几乎所有领域比人类更聪明，那就是超级智能。这种聪明是全方面的，作者指出了6种超级能力：智能升级、战略策划、社会操纵、黑客技术、技术研发、经济生产，并且证明开始拥有其中一种能力的超级智能最终都能获得其他的能力。我的理解智能升级就是能够主动进化，战略策划就是有很强的谋略，社会操纵就是心理学大师加传销话术，后三种就很好理解了。总之这些都是超级智能超脱人类的控制，能够自主发展的必须能力。

书中指出有三种形式的超级智能：

速度超级智能，功能和人脑相似但是速度更快; 素质超级智能，速度和人脑相似但是功能更强大; 组织超级智能，通过将小型智能组织在一起形成远超个体的智能(作者指出现在社会由于组织和沟通技术的发展，解决问题的能力已经远超以前，但是还达不到超级智能的程度)。

实现超级智能有五种可能方式：

人工智能，通过人工智能程序实现超级智能; 全脑仿真，把人脑切片扫描，通过电子元件模拟每一神经元的功能，模仿人脑实现超级智能; 生物认知，通过遗传生物技术优生优育逐步提高人类智商实现超级智能;

人脑-计算机交互界面，把在人脑和计算机直接相连(比如在人脑植入芯片)，实现超级智能。

网络和组织，人类集体智能经过长久的发展或者互联网获得了智能的必备要素(互联网有了自主意识)，实现超级智能。

作者认为最有可能实现的是全脑仿真和生物认知，可能最先实现的反而是人工智能。前两者在现有生物和信息技术的基础上稳步发展就可以了(虽然时间漫长)，而后者则有可能依赖数学家或某个程序员的灵光闪现就能实现。

那么超级智能出现之后对人类会有什么危险呢?(全脑仿真和人工智能的)超级智能出现后，凭借对人类智商压制将取得世界的控制权，人类的命运将交到超级智能的手里，就像现在狗或者老虎的生存环境更多是受到人类的控制。如果超级智能对人类好，人类就能大发展;如果超级智能对人类坏，那人类可能就要灭亡(存在性灾难)。

一般来说超级智能系统在建造之初就有一个目标，对于它来说这就是人生真谛，要为之奋斗终身。我们能不能通过控制人工智能的初始目标来让它对人类好呢?比如把目标设成著名的机器人三定律：第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管;第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外;第三定律：机器人在不违反第

一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存。这样机器人就只能听人类的话为人类服务了，不就好了么。其实三定律本身就有很大的漏洞，下面的恶性失败模式将会具体来说。

失败1：反常目标实现方式。目标：让人类和平，实现方式：把人类全部消灭;目标：让人类幸福，实现方式把所有人都抓起来装上生物刺激装置，让人一直处于幸福感中;目标：机器人三定律，实现方式：为实现第一定律，避免人类有被伤害的危险，把所有人都隔离监禁。

失败2：基础设施过量。目标：计算圆周率，实现方式：建造大量计算机设施用来计算圆周率，甚至把人作为设施;目标：世界和平，实现方式：把整个地球建满监控设施，让人无法发生冲突。

失败3：意识犯罪。这个比较复杂，大概如果超级智能对虚拟的人(有智能)实施折磨，从人类道德道德来说是犯罪，而机器不一定这么看。

最后作者探讨了一些更为全面的价值观加载方法，试图通过让超级智能具有更加人性化的价值观，确保超级智能为人类服务，而不是毁灭人类。

从我的角度，这部分实际上写的不是那么清晰，或者说看起来不是那么有效。因为如书中所说，超级智能相对人类智能的差别，不是像一个爱因斯坦与一个儿童之间的差别那么小，更可能是像一个人和一只狗之间的差别那么巨大，以至于我们的所有分析只是猜测，让一只狗去考虑怎么控制人类，那只能是想象。

最后我要说的是，虽然人工智能转变成超级智能对人类可能会产生很大的风险，同样机遇也一样巨大。如果哪个国家首先建成了超级智能，对其他国家就有了决定性的优势。同时在人工智能的发展过程中，对人类带来的生产力提高也是不容忽视的，有专家预测通过人工智能对医疗行业的提升，我们的平均寿命能达到150岁。想想就让人激动。所以前瞻的风险性研究很必要，踏踏实实的推进人工智能在我国的发展更为重要，比如档案系统能不能引进人工智能提供档案服务呢?

第五篇：中班多元智能教育：数学智能课程的研究

一、课题研究地现实背景及意义

(一)研究的现实背景

国家新一轮基础教育课程改革确立了三级课程管理的课程管理体系。《基础教育课程改革纲要(施行)》明确指出：为保障和促进课程对不同地区、学校、学生的要求，实行国家、地方和学校三级课程管理。这表明国家课程计划分成

三个部分：国家课程、地方课程、学校课程。

我国幼儿园现行的课程管理体制是，由国家教育行政部门颁布《幼儿教育指导纲要(施行)》，规定总的教育目标、教育内容领域和实施原则，再由各地教育行政部门制订执行《纲要》的具体指导意见，自行决定本园具体课程和教学方法。这就是说，我国幼儿园课程的权利主题和开发主题都是幼儿园。

浙江省教育厅对幼儿园课程改革给予了极大的关注，在新世纪初，重新组织有关幼儿园课程的理论工作者和实践工作者一期学习了国家教育不颁发的《幼儿教育指导纲要(施行)》，总结了幼儿园课程改革的经验，编写了《幼儿园课程指导》。

但我们看到《幼儿园课程指导》的教育活动设计部分，基本上属于预成课程范围，教师在具体的教育活动中，还要适时地生成出新的相关的教育活动。

加德纳多元智能理论为儿童早期教育和学习提供了广阔发展的蓝图。早期教育的实施在于沿着多元智能的方向，有层次地、分结构地为儿童创设多元的、丰富的、有秩序的环境，满足儿童智能发展的选择，这将促进儿童早期多元化发展，使其优势智能得到支持，其弱项智能得到重视。当今世界各国的先进教育，已将多元智能理论列入教育的实验课程中，纳入各种教育环境中并开始了全面的推广。

为此，我们以《幼儿园课程指导》和加德纳多元智能理论为指导，结合幼儿园实际，在中班两个实验班开设逻辑-数学智能课程，并进行一学年的研究，探讨幼儿逻辑-数学智能开发的有效途径、方法和策略，根据每个幼儿的智能差异，从小培养进行个别教育，发挥智能优势。

(二)研究的目的

1、通过逻辑-数学智能课程的研究，培养幼儿初步的逻辑-数学能力和形成一定的思维品质。

2、激发幼儿逻辑-数学的兴趣，培养探究精神，促使幼儿好问、好追究、爱分析、爱假设、爱验证。

3、开发出一套的逻辑-数学智能培养的操作材料。

(三)研究的意义

逻辑-数学智能是一种变向理性思考的智慧，逻辑-数学智能强势的人有明显的理性色彩，发展这种智能有利于培养理性思维能力和严谨的态度，有利于发展逻辑思维能力，培养思维的抽象现和条理。本研究利于逻辑-数学智能发展有优势的幼儿得到有效的开发，而且操作性强，便于更多的家庭对孩子进行智能培养。

二、国内外关于同类课题的研究综述

(一)国内外关于同类课题的研究

已有研究表明，儿童不是学会算术的，而是重新发明算术的。说明数概念不是按我们成人意志能直接教会幼儿的，通过幼儿动作的建构、动作内化、发明来学会数概念的。为此幼儿数教育从教师的教为主转向幼儿的动为主，但这并布放弃几十年幼儿数学教育中积累的宝贵经验，如有目的、有计划、由浅入深的内容和教学要求等。

上海市静安区南阳实验幼儿园，于1995年建立了正式与非正式数教育最优化教学模式的研究，以试图通过建立一套可操作的教学模式，解决了以下几个问题：教育符合幼儿认知心理和学习特点，启蒙可持续发展的创造性能力和发展性能力;教育具有促进全面发展和面向每一位幼儿的鲜明特征，实施素质教育;教师适时引导与幼儿主动的学形成动态的有机联系，形成有利于幼儿发展的教学过程。正式与非正式数教育最优化教学模式提出的假设经过三年小、中、大年龄的实验验证，取得了一定成效，为学前教育提供了一种思路、一种方案。

湖南师范大学教科院曹中平在幼儿数学教育活动中操作学习的实验研究中指出，幼儿数学操作学习要与言语统一，教育主题与学习主题统一，操作的灵活性与规范性统一，操作材料的量与质的统一。这些对本课题的研究具有启发和指导意义。

(二)研究特点

1、本课题是自下而上的研究。

课程目标的制定从问题出发，从实际出发，从幼教实践出发，从幼儿发展之可能性出发，更关注幼教实践，更突出教师在课程改革中的主题地位，这利于幼教实践的进一步发展。

2、本课题采用的研究取向是行动研究。

教师不仅是教育活动地实践者，而且是带有批评、反思眼光的研究者。教师不断对自己的教育实践活动作出自我评价、自我调整、自我总结，从而不断丰富与发展自身的教育实践活动。

(三)课题研究的理论基础

1、加德纳的多元智能理论

哈佛大学成立的零点项目研究所所长加德纳教授于1983年提出了多元智能理论。其研究也发现人类具有八种智力潜能，均有着大脑区域的定位功能包括语言智能、逻辑-数学智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际交往智能、内省智能、自然观察者智能。认为儿童时期有着多元智能的天赋，他们在日常的活动中很自然地运用着多元智能探索周围世界。

2、儿童发展理论

皮亚杰认为，3-6岁幼儿处于前运算时期，只有在动作内化并在头脑中产生思维顺向、逆向、分散、收敛性思维时，头脑里的表象才能活起来，他们的逻辑推理才会产生和逐渐发展起来。皮亚杰提出幼儿阶段掌握逻辑数理经验的特点是需要实际的操作与发展。并且需要通过成人的讲解与传授，这类知识的特点是约定俗成的。对这两类知识的学习影提供不同的教学形式，以促进幼儿更顺利地掌握。

3、发展的心理学基础

发展心理学所揭示的幼儿心理发展的基本规律，尤其是心里特征以及发展趋势。幼儿期逻辑思维开始萌芽，到幼儿后期，逻辑思维有所发展，但仍然是半逻辑的。但这并不是说幼儿时期逻辑思维的发展没有意义，相反，这是逻辑思维奠基的重要时期。思维的发展是有进程的，前阶段的思维充分发展了，有利于后阶段思维的发展。

三、课题研究的内容及预期目标

(一)研究对象及范围

本课题以幼儿园中班120名幼儿为研究对象，具体情况见表

实验班对照班

中二班中四班中一班中三班

30名30名30名30名

课题研究以中班数学智能课程设置及中班幼儿数学智能提高为研究范围。

(二)研究的内容

1、概念的界定

本课程对智能的定义是：解决所面临的实际问题的能力;提出新问题的能力;寻求特定问题的答案以及迅速有效地学习地能力;寻求特定问题地答案以及迅速有效地学习地能力;对自己所属文化做出有价值地创造和服务的能力。

逻辑-数学智能指人能有效地运用数字、计算、推理、假设和思考地能力。儿童地表现是喜欢数学和科学类的课程，常常自己提出问题寻求答案，喜欢寻找事物的规律，对新的学科发展感兴趣，喜欢发现别人言谈行为的逻辑型缺陷，喜欢下棋和玩思考性的玩具。

逻辑-数学智能课程所认同的课程概念是在幼儿园安排下所进行的一切有组织、有系统、有意义的园内外学习经验或活动。

2、中班逻辑-数学智能课程的教育目标

中班逻辑-数学智能课程总的教育目标是热爱数学、开发潜能。有三个方面组成，形成一定的数学能力，形成一定的思维品质，形成良好的个性品质。主要涉及以下能力培养：运算能力，包括对数学感兴趣、擅长统计、喜欢测量;推理能力，包括善于归类、善于定量分析、善于发现规律;质疑和验证能力，包括好奇好问、探求实证。

3、中班逻辑-数学智能课程的教育内容

(1)中班逻辑-数学智能课程教育内容设计的原则是

教育性原则，从幼儿的认知特点出发;兴趣性原则，能调动幼儿的积极性和主动性;发展性原则，训练活动的设计对孩子是具有一定的挑战性的。

(2)中班逻辑-数学智能课程的教育内容

主要有：亲近数学，利用文学作品和做游戏;走进数学，感知数学、操作数学、生活中的数学、数学思维;智力游戏，发展观察力的游戏、发展灵活性的游戏、发展逻辑性的游戏;脑筋急转弯;棋牌乐园;发现规律，发现序列的规律、发现自然界的规律。

4、中班逻辑-数学智能课程的实施

本课题在实施中的做法是从教育现场出发取向，根据教育现场中发生的实际情况，教师在课程实施中及时进行调整、修改以及创编，是一个行动研究。而且采用的教育模式是个性发展教育模式，注重培育幼儿的情感，而不是控制幼儿的活动，注重长期的个性发展，而不是短期的目标与内容。

(三)研究的预期目标

初步形成中班逻辑-数学智能课程模式，幼儿的逻辑-数学智能油明显的提高，具体通过实验的前后测及实验班与对照班的对比来表现。而且在每一个阶段都有相应的成果。具体如下：

1、准备阶段研究成果有：情报综述、测查报告

2、实施阶段研究成果有：手指训练歌谣集、训练玩具集、研究小论文、个案分析

3、总结阶段研究成果：教科研成果报告、研究论文

四、初期研究成果与研究措施

(一)初期研究成果

本课题负责人，在儿童逻辑-数学智能培养上，对自己的儿子倪一柳进行4年多的个案追踪研究，创设的利用麻将、围棋、钢琴等对幼儿进行数学智能开发方法独特，简单易操作，得较明显的效果，许多家长前来咨询早期教育的成功经验。在荣怀亲子园的全脑开发班中推出的聪明时间，通过宝宝接触直观的教具和亲子操作，培养了孩子独立、专注、协调、有序的能力。

(二)研究措施

1、以浙江省《幼儿园课程指导中班教育活动设计》为指导，结合我园的实际，进行中班逻辑-数学智能活动设计。

2、实验班每周增设1节中班逻辑-数学智能活动。对照班控制变量，按省编教材进行，不增设1节中班逻辑-数学智能活动。

3、实验班开设逻辑-数学智能兴趣小组，抽取实验班逻辑-数学智能发展较好的15名幼儿组成。

4、实验班创设逻辑-数学智能角，为实验幼儿提供智能开发的环境和操作场所。

5、创设逻辑-数学智能发展的生态环境。创设良好的问题情景，促发幼儿的疑问，鼓励幼儿好奇、好问。创设动手、动脑的氛围与环境，让幼儿喜欢操作、喜欢动脑筋，特别要鼓励幼儿独立思考。提供操作的支持，有充足的操作材料，有必要的操作时间与空间。教师、家长以同伴、合作者的身份参与幼儿的操作与研究。

(三)研究方法

本课题的研究方法主要采用观察法、行动研究法。同时采用测验法、个案研究法、访谈法、经验总结等多种研究方法，并在实施过程种进行调整使之更加完善。

开始阶段主要采用情报研究方法，用于概念的鉴定及国内外关于同类课题的研究。收集资料的方法主要采用观察法和文卷法。

整理和分析资料的方法采用定兴和定量研究相结合的方法。

五、课题研究的步骤与人员分工

(一)本课题分三个阶段进行

第一阶段：设计准备阶段(时间为2003年3月-8月)

1、成立课题组，进行方案设计。

2、理论学习，收集资料。

3、确立实验班和对照班。

第二阶段：组织实施阶段(时间为2003年9月-2004年6月)

1、课题的开题论证。

2、制定逻辑-数学智能测查表，对实验班和对照班进行研究前测，并对测查数据进行分析、撰写调查报告。

3、进行课程的实施研究。

4、运用边研究边实践，边提炼边总结的方法形成阶段性总结，撰写阶段性研究报告。

第三阶段：总结整理阶段(时间为2004年7月-9月)

1、运用逻辑-数学智能测查表，对实验班和对照班进行研究后测。

2、对测试获得的结果、数据进行分析、归纳，对实施过程中的教育现象进行描述、分析、解释和总结，把定性分析和定量分析相结合。

3、回顾、归纳、提炼、总结的基础上写出研究报告、研究论文。

(二)人员分工

刘设珍：负责课题的设计、指导、实施，撰写研究报告。

张雪鸿：负责课题的指导。

金玮靖：负责课题的协调。

叶淑琴、金方燕、宋波、金娟：负责课题的实施。

六、课题研究的条件分析

课题负责人刘设珍，是荣怀艺术幼儿园园长助理，分管教科研工作，是幼儿园省级课题的主要研究成员。毕业于浙师大教育系学前教育专业，本科学历，高级教师，浙江省教育学会学前教育分会会员，浙江省心理学会会员，市级教科研先进个人。教科研成果多次在市级、省级、国家级获奖和发表，在浙江省首次幼教论文竞赛中获二等奖，1999年获地市级规划课题研究成果一等奖，2001年参与地市级教育局主编的《幼儿教师继续教育培训教材》地编写工作。

课题组成员张雪鸿，是荣怀艺术幼儿园园长，负责的《运用奥尔夫音乐原理，开发幼儿音乐智能的实验研究》课题，被立项为浙江省教育科学2003年规划课题。本课题的逻辑-数学智能和音乐智能都属于加德拿多元智能理论的一部分。省级课题的理论研究和已有的实践成果和经验为本课题的实施提供了有力条件。

幼儿园还加强教师教科研的培训与学习，不断提高教师研究的实际操作水平，教科研整体水平提高快，因而也为课题开展提供可能。我们还邀请专家学者、教研领导，为课题会诊把脉，为课题顺利开展提供了保障。