生產(chǎn)過(guò)程信息采集與工時(shí)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的探索(完整版)實(shí)用資料

生產(chǎn)過(guò)程信息采集與工時(shí)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的探索（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）

化生產(chǎn)過(guò)程信息采集與工時(shí)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的探索（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）一、前言Fobos系統(tǒng)是由俄羅斯莫斯科工業(yè)大學(xué)研制開(kāi)發(fā)的車間作業(yè)計(jì)劃編制與調(diào)度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程進(jìn)行總體模擬和動(dòng)態(tài)監(jiān)控,以最佳作業(yè)計(jì)劃為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)工序及設(shè)備的優(yōu)化調(diào)度,保證車間的生產(chǎn)效益達(dá)到最佳狀態(tài)。系統(tǒng)能根據(jù)客戶訂單的變化,快速修正生產(chǎn)進(jìn)度表,保證產(chǎn)品交貨期。另外系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)物流與設(shè)備工作狀況的監(jiān)控,即當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)設(shè)備故障,計(jì)劃的工序時(shí)間與實(shí)際情況有偏差,因發(fā)生意外情況停工等因素影響了作業(yè)計(jì)劃的執(zhí)行時(shí),可在監(jiān)控狀態(tài)下及時(shí)對(duì)作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行修正,快速產(chǎn)生新的作業(yè)計(jì)劃和日生產(chǎn)進(jìn)度表。Fobos的優(yōu)勢(shì)主要在于快速編制、修正作業(yè)計(jì)劃并模擬作業(yè)進(jìn)程。而在企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中不僅要追蹤生產(chǎn)過(guò)程,還要存儲(chǔ)生產(chǎn)過(guò)程信息,實(shí)現(xiàn)信息在企業(yè)各部門的共享,以便于企業(yè)管理部門對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況進(jìn)行各種評(píng)估及核算。如如何核算工人對(duì)產(chǎn)品或零部件的完成工時(shí)或在某段時(shí)間完成的工時(shí),如何核算設(shè)備利用情況,實(shí)際完成工時(shí),如何準(zhǔn)確及時(shí)地獲取生產(chǎn)過(guò)程信息并將信息條理化、規(guī)范化,實(shí)現(xiàn)與企業(yè)其他系統(tǒng)的連接也是企業(yè)生產(chǎn)管理過(guò)程急需解決的問(wèn)題。筆者針對(duì)這些問(wèn)題并結(jié)合深圳某精密模具制造實(shí)施的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了生產(chǎn)過(guò)程信息采集與工時(shí)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)獲取原始生產(chǎn)信息,并將其劃分為最基本的“信息單元”,動(dòng)態(tài)保存生產(chǎn)信息,包括生產(chǎn)過(guò)程中的工人信息、機(jī)械設(shè)備信息及產(chǎn)品加工信息,為生產(chǎn)控制部門,管理部門提供了信息基礎(chǔ)。生產(chǎn)過(guò)程信息采集與工時(shí)核算系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)完善了企業(yè)的車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng),為企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與管理控制部門之間建立起了溝通的橋梁,使調(diào)度人員適時(shí)了解生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息,更加合理地控制產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度。而且也為企業(yè)評(píng)估生產(chǎn)合理性,核算工時(shí),進(jìn)行業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)提供了依據(jù)。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)只以只讀方式利用了Fobos的部分?jǐn)?shù)據(jù),而其運(yùn)行則獨(dú)立于Fobos系統(tǒng),因此該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)就可以方便地移植到其他生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中,具備了較好的通用性。二、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及功能介紹按功能系統(tǒng)可分為五個(gè)模塊:生產(chǎn)過(guò)程信息采集模塊,工時(shí)統(tǒng)計(jì)模塊,加工信息查詢模塊,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊,報(bào)表輸出模塊。生產(chǎn)過(guò)程信息采集模塊安裝于車間的終端,由工人進(jìn)行操作。其主要功能是記錄工人的各項(xiàng)操作內(nèi)容。工人可向控制中心發(fā)出各種操作請(qǐng)求(如工序開(kāi)始,工序暫停,工序掛起,設(shè)備維修等,經(jīng)控制中心確認(rèn)后系統(tǒng)自動(dòng)記錄工人的操作內(nèi)容。并可在控制中心自動(dòng)顯示并刷新當(dāng)前各種加工信息,包括設(shè)備狀態(tài),加工任務(wù),工序、零件、產(chǎn)品的完成情況,生成工時(shí)等等。該模塊為準(zhǔn)確計(jì)算工時(shí)提供了信息基礎(chǔ),而且為調(diào)度員提供了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖工時(shí)統(tǒng)計(jì)部分安裝于調(diào)度中心,在工人發(fā)出各種請(qǐng)求的同時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)完成,其功能是根據(jù)工人的操作內(nèi)容自動(dòng)計(jì)算出設(shè)備工時(shí)、工人工時(shí)及產(chǎn)品工時(shí)。工時(shí)統(tǒng)計(jì)以“信息單元”為單位,準(zhǔn)確地記錄了工人對(duì)某一產(chǎn)品或零件所完成的實(shí)際工時(shí)。同時(shí),系統(tǒng)還可適時(shí)記錄設(shè)備的各種狀態(tài)。加工信息查詢模塊為各級(jí)管理人員提供了生產(chǎn)進(jìn)度查詢功能。一方面動(dòng)態(tài)顯示在制品各級(jí)加工信息。如產(chǎn)品定貨期、交貨期和當(dāng)前完成情況,各零件當(dāng)前所處的位置,正在加工的工序,已完工的工序,生成多少工時(shí)等等。另一方面提供產(chǎn)品完工后的統(tǒng)計(jì)信息,如計(jì)算出產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)周期,計(jì)劃生產(chǎn)周期,加工各零部件所耗費(fèi)的實(shí)際工時(shí),計(jì)劃工時(shí),某一臺(tái)或一組設(shè)備對(duì)產(chǎn)品所完成的工作量,每生產(chǎn)過(guò)程信息采集與工時(shí)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的探索廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院敖亞飛吳可嘉姜莉莉數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)不同的客戶需求可將數(shù)據(jù)信MSSQL0數(shù)據(jù)表,Access數(shù)據(jù)表,Paradox數(shù)據(jù)報(bào)表輸出模塊打印輸出各種報(bào)表,如產(chǎn)品工時(shí)三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì),詳述如下。1.生產(chǎn)過(guò)程信息采集車間級(jí)生產(chǎn)過(guò)程控制是在編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的以及在加工在生產(chǎn)系統(tǒng)生連續(xù)兩次向控制中心發(fā)出操作操作單元所包含的信息即定義為“信息單元”。零件在加工過(guò)程中最小的單元為因?yàn)樵谝坏拦ば虻募庸み^(guò)程中,這在模具或大型零部件在同一工序的加工過(guò)設(shè)備維修、工序暫停、工序調(diào)整等原因此也包含了多個(gè)信息單元。生終端由專職人員進(jìn)行操作。操系統(tǒng)自動(dòng)記錄。為確保操設(shè)計(jì)時(shí)增加了多級(jí)信息過(guò)濾功能:第一如一旦工序開(kāi)始后,“工序按鈕便處于無(wú)效狀態(tài),直至該工序結(jié)束。第三由服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性驗(yàn)證,自對(duì)無(wú)效記錄給出錯(cuò)誤提示。提出“操作單元”的概念,并將操作單元作為一個(gè)信息單位,不但使操作者、設(shè)備、生產(chǎn)對(duì)象一一對(duì)應(yīng)起來(lái),準(zhǔn)確記錄了生產(chǎn)過(guò)程中所有的相關(guān)信息,而且生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所有信息可動(dòng)態(tài)交付控制中心,由控制中心適時(shí)處理。控制中心根據(jù)工人的請(qǐng)示內(nèi)容對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度做出必要的調(diào)整,生產(chǎn)計(jì)劃的重新編制可由Fobos系統(tǒng)在數(shù)十秒鐘內(nèi)完成。一旦生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)整后,新的任務(wù)清單經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的終端。整個(gè)過(guò)程可在幾分鐘內(nèi)完成,而傳統(tǒng)的解決方法是由調(diào)度人員以文件形式下達(dá)工作任務(wù)(如工票,由工人記錄完成的工時(shí),再由計(jì)劃員或統(tǒng)計(jì)員核實(shí)。一旦出現(xiàn)非正常的生產(chǎn)狀態(tài)改變(如設(shè)備故障,工序調(diào)整等只能通過(guò)人工方式通知調(diào)度人員及設(shè)備維修人員進(jìn)行處理,這一過(guò)程在企業(yè)中是一項(xiàng)繁重的工作,而且效率比較低,易出錯(cuò)。由于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在現(xiàn)代企業(yè)中的應(yīng)用,這項(xiàng)工作變得極為簡(jiǎn)單。網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)不但在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與控制部門之間建立起了一座橋梁,而且使信息的傳遞快速、高效、準(zhǔn)確。調(diào)度員無(wú)需再像以前那樣經(jīng)常往返于車間與調(diào)度室之間。這樣就減少了調(diào)度員的現(xiàn)場(chǎng)處理時(shí)間,大大減少了事件處理中的無(wú)效時(shí)間,真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)反饋控制。2.工時(shí)統(tǒng)計(jì)工時(shí)統(tǒng)計(jì)的信息基礎(chǔ)是系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別的信息單元。系統(tǒng)根據(jù)統(tǒng)計(jì)的工時(shí)類別按不同的查詢方式搜索出相關(guān)記錄,統(tǒng)計(jì)方式有三種:按人工,按設(shè)備,按產(chǎn)品。由于系統(tǒng)記錄的是工人的操作單元信息,表中的每一條記錄都顯式或隱式包含了工人、設(shè)備或產(chǎn)品的信息。因此以零件件號(hào)和工人工號(hào)為條件即可統(tǒng)計(jì)出工人對(duì)某零件完成的工時(shí),以零件件號(hào)和設(shè)備編號(hào)為條件即可統(tǒng)計(jì)出某臺(tái)設(shè)備對(duì)零件完成的工時(shí)。該模塊的主界面可顯示當(dāng)前正在加工的產(chǎn)品或零件完成的總工時(shí),已完工工序生成的實(shí)際工時(shí)。3.加工任務(wù)查詢以生產(chǎn)過(guò)程信息采集模塊的記錄為信息源,以不同的查詢方式,通過(guò)SQL語(yǔ)句查詢出與目前加工相關(guān)的所有信息及完工產(chǎn)品的所有信息。查詢方式有:按部門,按設(shè)備,按人工,按日期等。按部門給出設(shè)備清單及設(shè)備的加工任務(wù)清單,在窗口表格中以不同著色標(biāo)識(shí)設(shè)備當(dāng)前狀態(tài):維修,暫停,空閑或正在加工。在任務(wù)清單中突出顯示正在加工的工序。查詢主窗口顯示當(dāng)前投產(chǎn)的所有產(chǎn)品及基本數(shù)據(jù)信息,動(dòng)態(tài)更新產(chǎn)品的進(jìn)度情況,包括產(chǎn)品完工率,零件完工率,剩余工時(shí),零件完工工序數(shù)。提示工序位置,完成的部門、操作人員。這樣,設(shè)備、操化作者、加工任務(wù)便可對(duì)應(yīng)起來(lái),便于核實(shí)任務(wù),明確責(zé)任。任務(wù)查詢?cè)诳刂浦行?、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)都可實(shí)現(xiàn),工人可隨時(shí)查詢自己的當(dāng)日任務(wù)表。這樣就可代替部分工藝文件,增加了信息傳遞的效率。任務(wù)查詢的一個(gè)重要目的是與實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行比較,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃與實(shí)際的差別,有預(yù)見(jiàn)性地掌握生產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì)。系統(tǒng)中以坐標(biāo)圖和條形圖的不同形式給出了進(jìn)度分析,表1中給出了一旬內(nèi)的計(jì)劃裝配產(chǎn)量及逐日實(shí)際完成產(chǎn)量,以此繪制成坐標(biāo)圖,形象地描述生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的執(zhí)行情況及逐日的變動(dòng)趨勢(shì)。如圖2所示。表1旬產(chǎn)量分析表圖2旬產(chǎn)量分析圖4.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換由于不同的企業(yè)采用的數(shù)據(jù)格式不盡相同,為了提高系統(tǒng)的通用性,在設(shè)計(jì)時(shí)提供了多種數(shù)據(jù)輸出格式。利用Delphi數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能,并對(duì)此功能進(jìn)行補(bǔ)充,通過(guò)字段映射和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換可將結(jié)果轉(zhuǎn)換為不同形式的數(shù)據(jù)表。也可直接將結(jié)果保存為文本。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)為企業(yè)PDM系統(tǒng)或CIMS系統(tǒng)提供了接口。5.報(bào)表輸出利用Delphi提供的快速報(bào)表繪制功能將工時(shí)統(tǒng)計(jì)模塊的計(jì)算結(jié)果以各種報(bào)表的形式打印輸出。并可根據(jù)用戶需求定制報(bào)表格式。四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及運(yùn)行環(huán)境本系統(tǒng)采用Delphi編程實(shí)現(xiàn),服務(wù)器端運(yùn)行WindowsNT4.0操作系統(tǒng),安裝MSSQLServer7.0數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,車間終端運(yùn)行Windows/NT工作環(huán)境。車間終端模塊和控制中心模塊的實(shí)現(xiàn)充分利用了Delphi5.0優(yōu)越的IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。通過(guò)ADO組件讀取控制中心服務(wù)器中的數(shù)據(jù),完成系統(tǒng)的初始化,系統(tǒng)生成的基本信息以MSSQL表的形式保存,供企業(yè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)讀取。編程中采用了多層數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu),并充分利用了MIDAS技術(shù)。因此不僅成功實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能,而且又保證了數(shù)據(jù)的完整性、有效性和安全性。五、系統(tǒng)特點(diǎn)因此是針對(duì)企業(yè)應(yīng)用而開(kāi)發(fā)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中因此系統(tǒng)具備了以下特點(diǎn)。(1人機(jī)界面友好,操作簡(jiǎn)單。(2結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,實(shí)用性強(qiáng)。(3系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)可靠,能準(zhǔn)確反映生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況。(4對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)設(shè)定權(quán)限,增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性。(5具備完整的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能,便于對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行分析。(6多種結(jié)果輸出格式,便于同企業(yè)其他管理系統(tǒng)連接,易于實(shí)現(xiàn)集成。六、結(jié)束語(yǔ)該系統(tǒng)目前正處于試運(yùn)行階段,從運(yùn)行結(jié)果來(lái)看實(shí)現(xiàn)了以下幾點(diǎn)。(1縮短生產(chǎn)調(diào)度時(shí)間,促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性。(2能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)工時(shí),完整記錄產(chǎn)品加工過(guò)程的各種信息。(3激發(fā)了工人的生產(chǎn)積極性。(4各種統(tǒng)計(jì)信息使管理人員更易從整體上把握生產(chǎn)進(jìn)度,而且能及時(shí)了解產(chǎn)品完成細(xì)節(jié),并以此估計(jì)成本生成情況,有助于實(shí)現(xiàn)成本控制。中國(guó)機(jī)電工業(yè)2021年第1期94欄目協(xié)辦新產(chǎn)品研制(以下簡(jiǎn)稱“新品試制”是一種涉及面廣、變動(dòng)因素多、周期和質(zhì)量要求十分嚴(yán)格的復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程。按企業(yè)現(xiàn)有的管理模式,新品試制所涉及的經(jīng)營(yíng)、計(jì)劃、設(shè)計(jì)、工藝、調(diào)度、加工、裝配、調(diào)試、采購(gòu)、供應(yīng)、庫(kù)房、可用品、檢驗(yàn)、外協(xié)、外包等環(huán)節(jié)主要依靠各種過(guò)程文件實(shí)現(xiàn)控制和管理。建設(shè)新品試制管理信息系統(tǒng),利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),對(duì)試制生產(chǎn)眾多過(guò)程環(huán)節(jié)涉及的文件和各類信息進(jìn)行全面、有序、高效的管理,對(duì)于縮短新品試制周期和保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)“凱邁測(cè)控工藝及生產(chǎn)信息化管理項(xiàng)目”的實(shí)施,我們對(duì)此進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。1.ERP之疑?“ERP系統(tǒng)是制造企業(yè)解決生產(chǎn)問(wèn)題的最佳信息化解決途徑嗎?”在定型批量生產(chǎn)模式下,答案或許就是肯定的。實(shí)際上,在項(xiàng)目前期調(diào)研階段,眾多IT公司提供的技術(shù)方案也無(wú)一例外地建議我們實(shí)施ERP項(xiàng)目。但是,對(duì)于ERP系統(tǒng)是否適合新品試制,我們更多地還是持懷疑意見(jiàn)。主要問(wèn)題在于:·新品試制階段,設(shè)計(jì)圖紙、承制單位和工藝方案等生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作存在較多不確定性,用ERP系統(tǒng)處理靜態(tài)數(shù)據(jù)的方式管理技術(shù)信息是否合適值得商榷;·新品試制階段,工時(shí)定額與實(shí)作工時(shí)、生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際工期往往存在一定的差距,用ERP系統(tǒng)相對(duì)“剛性”的方式處理新品試制生產(chǎn)過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)信息的效果如何不得而知;·新品試制對(duì)于質(zhì)量和時(shí)間的控制要求嚴(yán)格,客觀上要求信息系統(tǒng)要細(xì)化到工序級(jí)管理,常見(jiàn)ERP系統(tǒng)管理到車間或工作中心的管理模式顯然難以滿足;·典型ERP系統(tǒng)體系龐大,新品試制個(gè)性十足,國(guó)內(nèi)鮮見(jiàn)新品試制生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的成功案例;·ERP系統(tǒng)本身替代不了其他信息系統(tǒng),例如CAD、PDM、CAPP等。設(shè)計(jì)和工藝信息是生產(chǎn)管理最直接的技術(shù)準(zhǔn)備信息源,缺乏前端信息支持的ERP系統(tǒng)的運(yùn)行是難以想象的。2.用CAPP系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)管理?無(wú)論是否上ERP系統(tǒng),總得先用CAPP等系統(tǒng)管理好生產(chǎn)需要的技術(shù)準(zhǔn)備信息。帶著對(duì)ERP系統(tǒng)的質(zhì)疑,我們開(kāi)始咨詢國(guó)內(nèi)PLM領(lǐng)域的公司和專家。多數(shù)技術(shù)方案的基本思路是類似的,即:實(shí)施CAPP系統(tǒng)規(guī)范產(chǎn)品工藝信息,實(shí)施ERP系統(tǒng)管理生產(chǎn)過(guò)程信息,以PDM或PLM系統(tǒng)為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成。凱邁(洛陽(yáng)測(cè)控和Extech西安分公司在對(duì)離散型新品試制生產(chǎn)過(guò)程深入研究的基礎(chǔ)上,提出了“保留基本技術(shù)思路,以CAPP系統(tǒng)為核心,通過(guò)針對(duì)性的二次開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的管理”的解決方案。“用CAPP系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)管理?”可能嗎?有技術(shù)優(yōu)勢(shì)嗎?有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)嗎?帶著眾多疑問(wèn),我們咨詢有關(guān)專家,組織公司相關(guān)部門對(duì)IT廠家提供的方案進(jìn)行了反復(fù)研究、論證和細(xì)致的技術(shù)方案評(píng)審,最終認(rèn)定了該方案的可行性,理由是:·選用的CAPP軟件的體系架構(gòu)完全基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),融合了工藝業(yè)務(wù)使用和工藝數(shù)據(jù)管理的基本功能,系統(tǒng)開(kāi)放性良好,具備作為數(shù)據(jù)平臺(tái)使用和再次擴(kuò)展開(kāi)發(fā)的必要條件;新品試制信息管理系統(tǒng)的建設(shè)思路與實(shí)踐探索文凱邁(洛陽(yáng)測(cè)控劉興明張洋張江輝沈炯中國(guó)機(jī)電工業(yè)2021年第1期95制造業(yè)信息化欄目協(xié)辦·Extech的實(shí)施團(tuán)隊(duì)對(duì)于新品試制業(yè)務(wù)過(guò)程的理解全面、透徹,針對(duì)試制生產(chǎn)管理所提出的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)思路更契合實(shí)用要求;·實(shí)施團(tuán)隊(duì)具有在選用的CAPP軟件平臺(tái)二次開(kāi)發(fā)并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的豐富經(jīng)驗(yàn),并在利用CAPP系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程部分環(huán)節(jié)的管理方面積累了成熟的算法。3.系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型的構(gòu)建思路基于數(shù)據(jù)庫(kù)的CAPP軟件的基本體系架構(gòu)可以描述為:系統(tǒng)以產(chǎn)品設(shè)計(jì)BOM為數(shù)據(jù)源,提供工具輔助工藝BOM的創(chuàng)建和調(diào)整;以工藝BOM為組織脈絡(luò),各種卡片及卡片中的工藝信息關(guān)聯(lián)性地集中存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng);支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全部二次開(kāi)發(fā)手段;提供CAPP系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的專用接口和函數(shù)庫(kù)。利用CAPP系統(tǒng)進(jìn)行工藝BOM創(chuàng)建、工藝卡片編輯、工藝報(bào)表自動(dòng)匯總,都是以實(shí)際產(chǎn)品(零部件為組織節(jié)點(diǎn)。為適應(yīng)同一產(chǎn)品(零部件多次生產(chǎn)過(guò)程中的不同管理業(yè)務(wù),項(xiàng)目中設(shè)置了“生產(chǎn)指令”、“生產(chǎn)計(jì)劃”、“配套發(fā)放表”、“投產(chǎn)準(zhǔn)備”、“材料準(zhǔn)備”、“生產(chǎn)過(guò)程”等管理對(duì)象,并將生產(chǎn)指令作為一種虛擬產(chǎn)品,利用系統(tǒng)管理產(chǎn)品的方式進(jìn)行指令管理。其他管理對(duì)象作為虛擬產(chǎn)品的部件或子部件進(jìn)行管理。系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定了生產(chǎn)指令錄入卡片的節(jié)點(diǎn),錄入的生產(chǎn)指令一經(jīng)確認(rèn),由系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建生產(chǎn)指令虛擬產(chǎn)品,并在生產(chǎn)指令虛擬產(chǎn)品根節(jié)點(diǎn)下,將實(shí)際產(chǎn)品(零部件直接借用為生產(chǎn)指令的部件,同時(shí)自動(dòng)設(shè)置“生產(chǎn)計(jì)劃”、“配套發(fā)放表”、“投產(chǎn)準(zhǔn)備”、“材料準(zhǔn)備”、“生產(chǎn)過(guò)程”等部件節(jié)點(diǎn)。根據(jù)生產(chǎn)承制單位的不同,在業(yè)務(wù)執(zhí)行過(guò)程中,系統(tǒng)將自動(dòng)根據(jù)需要在“生產(chǎn)計(jì)劃”、“投產(chǎn)準(zhǔn)備”、“材料準(zhǔn)備”和“生產(chǎn)過(guò)程”等虛擬部件節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建各事業(yè)部子部件節(jié)點(diǎn),并在事業(yè)部節(jié)點(diǎn)下自動(dòng)創(chuàng)建業(yè)務(wù)操作者個(gè)人子部件節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)在“生產(chǎn)過(guò)程”部件節(jié)點(diǎn)下,自動(dòng)創(chuàng)建“可用品”子部件以及含指令信息的所有制造類零部件子節(jié)點(diǎn)。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,各類業(yè)務(wù)人員根據(jù)業(yè)務(wù)權(quán)限在生產(chǎn)指令、部門、個(gè)人、零部件等不同節(jié)點(diǎn)下編輯、存儲(chǔ)和評(píng)審各自的業(yè)務(wù)文件(卡片,信息集中存儲(chǔ)為以產(chǎn)品和生產(chǎn)指令為組織脈絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,并通過(guò)二次開(kāi)發(fā)功能實(shí)現(xiàn)部分生產(chǎn)管理信息的后臺(tái)自動(dòng)處理。4.系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的構(gòu)建思路本項(xiàng)目主要針對(duì)企業(yè)新品試制的計(jì)劃、工藝、調(diào)度、加工、裝配、調(diào)試、采購(gòu)、供應(yīng)、庫(kù)房、可用品、檢驗(yàn)、外協(xié)、外包等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的信息管理。在確定項(xiàng)目整體技術(shù)路線后,實(shí)施雙方首先對(duì)企業(yè)生管部、物資部、品管部和各事業(yè)部的日常業(yè)務(wù)流程及業(yè)務(wù)文件進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的匯集,分析業(yè)務(wù)之間的邏輯關(guān)系,理清文件的信息來(lái)源和數(shù)據(jù)處理方式。在此基礎(chǔ)上對(duì)部分科室的人員編制和業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了全局性的調(diào)整,對(duì)信息化管理環(huán)節(jié)進(jìn)行了明確,從整體上簡(jiǎn)化了信息管理系統(tǒng)的初始要求。在實(shí)施過(guò)程中,本著“可靠、簡(jiǎn)單、實(shí)用”的原則,對(duì)部分操作環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了再次修訂,系統(tǒng)流程的構(gòu)建的基本思路為:·以原有業(yè)務(wù)流程為基準(zhǔn),不做大的偏離性改動(dòng);·為便于業(yè)務(wù)重組,盡力減少業(yè)務(wù)間不必要的強(qiáng)制性邏輯關(guān)聯(lián);·盡可能地支持并行業(yè)務(wù)模式;·在確保過(guò)程控制質(zhì)量的前提下盡力簡(jiǎn)化操作過(guò)程。系統(tǒng)的運(yùn)行流程(以新產(chǎn)品首次研制為例簡(jiǎn)述如下:1工藝人員在系統(tǒng)輔助下,根據(jù)設(shè)計(jì)明細(xì)信息創(chuàng)建產(chǎn)品工藝BOM;2計(jì)劃員進(jìn)行生產(chǎn)指令登記,確定承制單位,下發(fā)配套表,下達(dá)部門生產(chǎn)指令;3工藝、準(zhǔn)備、計(jì)調(diào)科室將生產(chǎn)指令分解到個(gè)人;4計(jì)劃員編制外購(gòu)配套計(jì)劃;工藝人員編制材料消耗定額卡和外包件材料清單;5計(jì)劃員確定制造類零部件投產(chǎn)數(shù)量;工藝人員編制各類工藝規(guī)程文件,進(jìn)行新增專用工裝設(shè)計(jì)申請(qǐng)、設(shè)計(jì)及工狀工藝編制,并匯總各類工藝報(bào)表;6材料定額員編制制造類零件材料定額;工時(shí)定額員編制自制件工時(shí)定額;7材料配套人員向物資部門申請(qǐng)?jiān)牧吓涮?計(jì)劃員編制外包加工計(jì)劃;外包人員聯(lián)系外包談判;計(jì)劃員編制新增工裝配套計(jì)劃;計(jì)劃員編制自制件作業(yè)計(jì)劃;外協(xié)人員聯(lián)系工序外協(xié)業(yè)務(wù);8配套人員按外包計(jì)劃和自制件作業(yè)計(jì)劃向物資部門申請(qǐng)?jiān)牧铣鰩?kù);計(jì)劃員按外購(gòu)件配套計(jì)劃向物資部門申請(qǐng)外購(gòu)件出庫(kù);計(jì)劃員按外包計(jì)劃和自制件作業(yè)計(jì)劃向可用品庫(kù)管員申請(qǐng)可用品出庫(kù);外包人員根據(jù)外包加工計(jì)劃落實(shí)外包任務(wù),并負(fù)責(zé)外中國(guó)機(jī)電工業(yè)2021年第1期96欄目協(xié)辦包件入廠檢驗(yàn)申請(qǐng)和外包件入庫(kù);調(diào)度員根據(jù)作業(yè)計(jì)劃安排和調(diào)整自制工序和外協(xié)工序進(jìn)度,檢驗(yàn)員隨工序過(guò)程編制檢驗(yàn)報(bào)告,末工序結(jié)束后,調(diào)度員負(fù)責(zé)可用品入庫(kù);9計(jì)劃員按照生產(chǎn)指令向可用品庫(kù)房申請(qǐng)產(chǎn)品出庫(kù),并負(fù)責(zé)向?qū)嶋H用戶交付。產(chǎn)品或零部件再次生產(chǎn)的流程在1、3、4、5環(huán)節(jié)的工藝準(zhǔn)備工作根據(jù)需要進(jìn)行必要調(diào)整即可。5.針對(duì)性的擴(kuò)展功能的實(shí)現(xiàn)CAPP系統(tǒng)本身只具有在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建工藝卡片和規(guī)程,匯總相關(guān)工藝數(shù)據(jù)的基本功能。本項(xiàng)目通過(guò)二次開(kāi)發(fā),將生產(chǎn)指令、計(jì)劃、調(diào)度、檢驗(yàn)、庫(kù)存及配套庫(kù)存等加工制造信息通過(guò)生產(chǎn)指令有機(jī)地組織在CAPP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)架構(gòu)中。在針對(duì)生產(chǎn)管理的擴(kuò)展功能的設(shè)計(jì)中,遵循了以下基本思路:·以業(yè)務(wù)文件的規(guī)范化為基礎(chǔ)。各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)明確業(yè)務(wù)文件模板外觀式樣、信息單元、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)處理公式、后臺(tái)數(shù)據(jù)聯(lián)系等。·以向操作者自動(dòng)提供業(yè)務(wù)需要的上、下游信息為各操作環(huán)節(jié)的主要輔助手段。操作界面內(nèi)容簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié),在調(diào)用文件模板時(shí)直接獲取相關(guān)信息,復(fù)雜的環(huán)節(jié)通過(guò)專用按鈕激發(fā)獲取相關(guān)信息?！けＡ羰止ぽ斎胧侄?并作為各操作環(huán)節(jié)的重要存儲(chǔ)依據(jù)。按照上述思路,本項(xiàng)目在原有系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行了50多項(xiàng)擴(kuò)展功能的開(kāi)發(fā)。6.系統(tǒng)運(yùn)行效果通過(guò)初步的運(yùn)行測(cè)試,本項(xiàng)目的實(shí)施效果突出表現(xiàn)為:1理順了管理思路,建立了以產(chǎn)品和生產(chǎn)指令為核心的貫穿“工藝——計(jì)劃——制造(調(diào)度——檢驗(yàn)——可用品——物資”全過(guò)程的新品試制信息管理體系。系統(tǒng)用戶隨時(shí)可以根據(jù)權(quán)限查詢各類生產(chǎn)業(yè)務(wù)信息和生產(chǎn)管理信息。2規(guī)范了生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程和各類技術(shù)資料標(biāo)準(zhǔn),在確保工作質(zhì)量的同時(shí)提高了工藝文件的編制效率。3保證原材料、外購(gòu)件、可用品配套計(jì)劃的準(zhǔn)確性和效率。4作業(yè)計(jì)劃、外協(xié)/外包計(jì)劃的制訂、執(zhí)行和狀態(tài)信息隨時(shí)可控。5調(diào)度人員可以隨時(shí)針對(duì)工序級(jí)加工任務(wù)進(jìn)行調(diào)整。6檢驗(yàn)、庫(kù)存等輔助生產(chǎn)信息隨試制生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行而全程跟蹤。■天喻軟件正式啟用新標(biāo)識(shí)企業(yè)標(biāo)識(shí)是一個(gè)企業(yè)的象征與精神,是企業(yè)特點(diǎn)的集中表現(xiàn)。為積極應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求,進(jìn)一步實(shí)施“國(guó)際化”戰(zhàn)略,天喻軟件將于2021年元月正式啟用新的企業(yè)標(biāo)識(shí)(LOGO,將以全新的、更加國(guó)際化的形象迎接新形勢(shì)和新挑戰(zhàn)。天喻軟件公司的新標(biāo)識(shí)由文字和圖形兩部分組成,整體造型及色彩給人以靈活生動(dòng)的感覺(jué),具有鮮明的時(shí)代特征和行業(yè)特點(diǎn),并營(yíng)造出具有沖擊力的視覺(jué)效果,生動(dòng)地將軟件行業(yè)高速發(fā)展的特點(diǎn)轉(zhuǎn)化為視覺(jué)形象。天喻拼音的首字母T和Y巧妙結(jié)合構(gòu)成了象征制造業(yè)的六面幾何體,T和Y的六個(gè)觸角象征著天喻多方位、國(guó)際化的發(fā)展趨勢(shì)。藍(lán)色象征著科技的深邃、人類的智慧,科技改變生活,智慧演繹精彩,它又具備有大氣、高貴厚重的氣質(zhì),給人以可靠感和信賴感。紅色代表激情與希望傳達(dá)生生不息的奮斗精神和對(duì)美好未來(lái)的憧憬。藍(lán)色和紅色的巧妙結(jié)合,蘊(yùn)含了科技和未來(lái)的深刻寓意,中文字體理性、嚴(yán)正、穩(wěn)定,有力的傳遞出企業(yè)奮發(fā)進(jìn)取的精神。兩者的結(jié)合代表了天喻軟件的企業(yè)理念——天喻軟件創(chuàng)新無(wú)限。地理學(xué)報(bào)ACTAGEOGRAPHICASINICA第69卷第8期2021年8月Vol.69,No.8August,2021收稿日期:2021-06-18;修訂日期:2021-08-02基金項(xiàng)目:中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(KZZD-EW-06;國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(40830741;國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2021BAH31B01[Foundation:KeyProgramofChineseAcademyofSciences,No.KZZD-EW-06;KeyProjectoftheNationalNaturalSciencesFoundationofChina,No.40830741;NationalKeyTechnologyR&DProgram,No.2021BAH31B01]作者簡(jiǎn)介:樊杰(1961-,男,研究員,博士生導(dǎo)師,中國(guó)地理學(xué)會(huì)會(huì)員(S110005375M,主要從事區(qū)域可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題研究。E-mail:fanj@igsnrr.ac1060-1068頁(yè)人地系統(tǒng)可持續(xù)過(guò)程、格局的前沿探索樊杰(中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,中國(guó)科學(xué)院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100101摘要:本文結(jié)合筆者近年來(lái)在人文地理學(xué)前沿問(wèn)題探討的綜述,闡釋了人—地系統(tǒng)相互作用時(shí)空分異規(guī)律是現(xiàn)代地理學(xué)最高層級(jí)的科學(xué)難題、也是決定未來(lái)地理學(xué)前途的關(guān)鍵問(wèn)題的認(rèn)識(shí),提出了截至目前開(kāi)展人地系統(tǒng)綜合研究所采用的“過(guò)程歸納、區(qū)域比較、定性分析、邏輯判斷”等4個(gè)實(shí)用方法,并圍繞著區(qū)域均衡、資源環(huán)境承載能力、地域功能、空間結(jié)構(gòu)等4個(gè)前沿領(lǐng)域,討論了影響區(qū)域發(fā)展格局變化的驅(qū)動(dòng)力、自然圈對(duì)人類活動(dòng)圈層的作用、綜合地理區(qū)劃原理和方法、以及“生活—生產(chǎn)—生態(tài)”空間結(jié)構(gòu)變化規(guī)律等研究的學(xué)術(shù)思想,探討了“未來(lái)地球”框架下區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的意義和重要命題,認(rèn)為“自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)交叉”、“基礎(chǔ)研究和決策應(yīng)用貫通”的復(fù)雜性科學(xué)基礎(chǔ)理論體系和綜合研究集成方法體系建設(shè),將深刻影響著人地系統(tǒng)過(guò)程和格局的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞:人地系統(tǒng);人文地理;可持續(xù)性;區(qū)域均衡;地域功能;承載能力;空間結(jié)構(gòu);未來(lái)地球DOI:10.11821/dlxb2021080031人—地系統(tǒng)相互作用與地理學(xué)綜合研究人文地理學(xué)是地球表層科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。地球表層科學(xué)研究的一個(gè)重要命題,是自然圈層與人文圈層之間的相互作用規(guī)律,這是地球科學(xué)與其他天體星球科學(xué)研究的根本區(qū)別[1-2]。相對(duì)于人類活動(dòng)這一主體而言,自然圈層是人類活動(dòng)主體的自然環(huán)境。人類活動(dòng)主體和自然環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)極其復(fù)雜的相互作用系統(tǒng)[3-5],其復(fù)雜性一方面表現(xiàn)為“主體”、“環(huán)境”內(nèi)部各要素間、要素不同組合間、以及“主體”和“環(huán)境”間的相互作用關(guān)系多樣,特別是隨著人類活動(dòng)主體與自然環(huán)境之間融合程度不斷加深,“純”人類活動(dòng)主體、“純”自然環(huán)境越來(lái)越少,人類活動(dòng)與自然環(huán)境的界面越來(lái)越模糊,相互作用的內(nèi)生化趨勢(shì)加劇、作用關(guān)系的復(fù)雜程度提高;另一方面各種作用的驅(qū)動(dòng)關(guān)系和影響機(jī)理通常還存在著因時(shí)、因地、因尺度不同而發(fā)生變異,加之人類活動(dòng)在這一作用系統(tǒng)中的影響力加強(qiáng),因人而異產(chǎn)生的不確定性顯著提升、作用機(jī)制的復(fù)雜程度提高。在自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)二元論為主導(dǎo)、復(fù)雜性科學(xué)研究方法滯后的過(guò)去,地理科學(xué)發(fā)展長(zhǎng)期受阻,在綜合性研究方面難以有實(shí)質(zhì)性突破[6-7]。近年來(lái),為了增強(qiáng)科學(xué)性采取微觀機(jī)理深化研究又加速了地理學(xué)科分化,綜合地理學(xué)面臨被瓦解的風(fēng)險(xiǎn)[8]。如何突出地理學(xué)的綜合性、以及如何在地理學(xué)框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)人—地系統(tǒng)相互作用機(jī)理的深化研究,已成為現(xiàn)代地理學(xué)最高層級(jí)的科學(xué)難題,也是決定未來(lái)地理學(xué)前途和命運(yùn)的關(guān)鍵問(wèn)題[9-11]。傳統(tǒng)地理學(xué)科結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),表現(xiàn)為自然地理學(xué)更具有基礎(chǔ)性研究和自然科學(xué)研究的性8期樊杰:人地系統(tǒng)可持續(xù)過(guò)程、格局的前沿探索質(zhì)[12],而人文地理學(xué)是疊加在自然地理學(xué)之上,具有與現(xiàn)實(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系更密切、自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)雙重屬性交叉的性質(zhì)[13]。這種學(xué)科構(gòu)成和學(xué)科性質(zhì),必然使得人文地理學(xué)在傳統(tǒng)地理學(xué)研究中,無(wú)法回避、輕視“綜合性”這一地理學(xué)最高科學(xué)難點(diǎn)問(wèn)題,更多地承載著破解“綜合性”難題的學(xué)科建設(shè)任務(wù)[14]。由于復(fù)雜性科學(xué)發(fā)展滯后、綜合集成方法體系還不成熟,人文地理學(xué)者在過(guò)去應(yīng)對(duì)綜合性問(wèn)題時(shí),逐步形成了一套實(shí)用性強(qiáng)的方法論[15-16]。一是通常以過(guò)程歸納作為凝練普適性規(guī)律的基本手段,但往往因影響因素和機(jī)制的變化,在現(xiàn)狀問(wèn)題研究中難以照搬套用,在預(yù)測(cè)中難以直接進(jìn)行推導(dǎo)延續(xù);二是通常以比較研究作為建立在長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累基礎(chǔ)上解析相似研究對(duì)象的基本方法,但往往因缺失令人折服的可比較性論證、以及忽略時(shí)空分異問(wèn)題而被疑似為教條機(jī)械的方法;三是通常以定性分析作為探究復(fù)雜對(duì)象內(nèi)在相互作用關(guān)系和機(jī)制的基本方法,但通常因缺乏清晰的作用關(guān)系機(jī)理表達(dá)和數(shù)理關(guān)系表達(dá)而有損定性結(jié)論的科學(xué)性和定量結(jié)論的精準(zhǔn)性,且難以通過(guò)傳授和交流過(guò)程較快地實(shí)現(xiàn)對(duì)分析方法的掌握;四是通常采用邏輯判斷作為診斷問(wèn)題和調(diào)控預(yù)測(cè)的基本方法,但往往又由于邏輯關(guān)系更多的是科學(xué)哲學(xué)層面的宏觀思維而出現(xiàn)具體結(jié)果多樣、共識(shí)程度低的情況。中國(guó)的人文地理學(xué)能夠長(zhǎng)期堅(jiān)守綜合研究的方向,主要得益于吳傳鈞對(duì)地理學(xué)和人文地理學(xué)是一門交叉、綜合學(xué)科的定位,他把“人地關(guān)系地域系統(tǒng)”研究作為地理學(xué)的方向,指明地理過(guò)程和地理格局研究是揭示地域系統(tǒng)成因機(jī)理和演變規(guī)律的核心內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)地域研究中的功能屬性、系統(tǒng)屬性、協(xié)調(diào)屬性、可持續(xù)屬性是凸現(xiàn)地理學(xué)綜合研究的關(guān)鍵所在[17]。吳傳鈞對(duì)地理學(xué)定位的把握,較早地將地理學(xué)基礎(chǔ)研究引向基于地域系統(tǒng)、探究人地關(guān)系、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科方向上。傅伯杰強(qiáng)調(diào):影響地理格局形成的各種物理、生物、化學(xué)“過(guò)程”以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化“過(guò)程”應(yīng)作為地理過(guò)程研究的內(nèi)容,也是地理學(xué)研究的重要領(lǐng)域。宋長(zhǎng)青認(rèn)為:豐富學(xué)科體系、促進(jìn)學(xué)科建設(shè)的科學(xué)難點(diǎn)問(wèn)題,同關(guān)乎人類發(fā)展、影響文明進(jìn)步的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題的復(fù)合、重疊,就是科學(xué)前沿問(wèn)題。由此可見(jiàn),以可持續(xù)人地系統(tǒng)為研究對(duì)象,按照地理過(guò)程和格局研究的基本范式,結(jié)合社會(huì)需求熱點(diǎn),選擇具有前沿意義的科學(xué)命題開(kāi)展研究,是中國(guó)人文地理學(xué)學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)和社會(huì)貢獻(xiàn)的一個(gè)特色[18]。表2是筆者近年來(lái)按照這一指導(dǎo)思想組織開(kāi)展的主要研究工作。2人地系統(tǒng)若干前沿問(wèn)題的探索2.1區(qū)域均衡——人文地理格局演變過(guò)程的核心驅(qū)動(dòng)力討論人文地理過(guò)程和格局變動(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力,通常被認(rèn)為是導(dǎo)致區(qū)域發(fā)展趨向穩(wěn)定態(tài)—均衡格局的發(fā)展要素流動(dòng)過(guò)程及由此引起的區(qū)域發(fā)展格局變動(dòng)過(guò)程的作用力[19-22]。這里,穩(wěn)定態(tài)的區(qū)域格局在傳統(tǒng)上多被表達(dá)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的均衡,也就是說(shuō),區(qū)域之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差距形成的勢(shì)能差,是產(chǎn)生人文地理格局變動(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力。從世界各國(guó)發(fā)展歷程的歸納得出倒“U”型曲線規(guī)律,區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距經(jīng)歷了先擴(kuò)大、后縮小的基本過(guò)表1人文地理學(xué)在開(kāi)展人地系統(tǒng)綜合研究中的實(shí)用方法Tab.1Practicalmethodsofcomprehensiveorintegrativeresearchonhuman-environmentsystemfromChinesehumangeographers研究方法過(guò)程歸納區(qū)域比較定性分析邏輯判斷主要應(yīng)用領(lǐng)域凝練普適性規(guī)律解析相似研究對(duì)象探究復(fù)雜對(duì)象內(nèi)在相互作用關(guān)系和機(jī)制診斷問(wèn)題和調(diào)控預(yù)測(cè)存在問(wèn)題現(xiàn)狀研究難以照搬預(yù)測(cè)研究難以順延教條機(jī)械定性結(jié)論的科學(xué)性欠缺定量結(jié)論的精準(zhǔn)性欠缺結(jié)果多樣、共識(shí)程度低產(chǎn)生問(wèn)題的成因影響因素和機(jī)制發(fā)生變化可比較性可信程度有限、時(shí)空分異考慮不足作用機(jī)理和數(shù)理關(guān)系不清局限在科學(xué)哲學(xué)層面的宏觀思維106169卷地理學(xué)報(bào)程,拐點(diǎn)多出現(xiàn)在人均GDP達(dá)到1萬(wàn)美元的時(shí)候。除了“穩(wěn)定態(tài)的相對(duì)性:非均衡—均衡—非均衡的反復(fù)過(guò)程”之外,進(jìn)一步研究表明,即使在人口完全可以自由流動(dòng)的前提下,也不存在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的絕對(duì)均衡。換句話說(shuō),區(qū)域發(fā)展進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)時(shí),區(qū)域之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍存在著一定的差距。這就說(shuō)明,還存在著另一種力量在彌補(bǔ)著因經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距產(chǎn)生的區(qū)域勢(shì)能差。這里有兩個(gè)可供研究的邏輯起點(diǎn):其一,人類需求是多樣的,而且隨著社會(huì)發(fā)展水平的提升,人的需求取向和福祉構(gòu)成將與“經(jīng)濟(jì)效益”的維度開(kāi)始拉大;其二,即使是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差距是決定區(qū)域均衡的關(guān)健,人們真正感受到的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距,最直接的是民生質(zhì)量。針對(duì)第一點(diǎn)可以認(rèn)為,區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距存在的前提下,區(qū)域均衡得以實(shí)現(xiàn)的原因,是存在其它效益的區(qū)域差距恰恰彌補(bǔ)了經(jīng)濟(jì)效益的差距。如果我們簡(jiǎn)單地把各種效益歸納為經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益,實(shí)現(xiàn)區(qū)域發(fā)展格局穩(wěn)定狀態(tài)的必要條件就應(yīng)該是三大效益之和在區(qū)域之間的均衡,即區(qū)域發(fā)展綜合均衡模型[23](或稱空間綜合均衡模型:Di=∑DimPi=∑DjmPj=Dj式中:區(qū)域i和j綜合效益的人均水平值分別為Di和Dj,P為人口總量,Di1或Dj1是經(jīng)濟(jì)效益、Di2或Dj2是社會(huì)效益、Di3或Dj3是生態(tài)效益。若不計(jì)社會(huì)效益,則經(jīng)濟(jì)效益之差可以由生態(tài)效益之差予以彌補(bǔ),生態(tài)效益就成為經(jīng)濟(jì)效益的函數(shù),受區(qū)域發(fā)展差距狀態(tài)所決定。針對(duì)第二點(diǎn),用GDP衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距表征的是生產(chǎn)層面的區(qū)域差距,從生產(chǎn)層面到民生質(zhì)量,至少還經(jīng)過(guò)了收入分配、購(gòu)買產(chǎn)品和服務(wù)等環(huán)節(jié),也就是說(shuō),還受到政府財(cái)政的收入分配、個(gè)人收入水平、實(shí)際購(gòu)買力(受物價(jià)指數(shù)影響等影響。因此,以民生質(zhì)量為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)效益Di1或Dj1的表達(dá)應(yīng)該貫穿生產(chǎn)層、分配層、消費(fèi)層,相對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)層面均衡具有了立體特征,因此稱為立體區(qū)域經(jīng)濟(jì)均衡模型。這兩個(gè)模型的復(fù)合,就將注重經(jīng)濟(jì)水平的區(qū)域均衡導(dǎo)向內(nèi)含經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益的民生質(zhì)量的區(qū)域均衡,也就是說(shuō),人文地理過(guò)程和格局變動(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力是民生質(zhì)量區(qū)域差距所形成的勢(shì)能差。當(dāng)以往局限于生產(chǎn)層面的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均衡上時(shí),無(wú)法闡釋“勞動(dòng)生產(chǎn)地域分工穩(wěn)定格局成立的充分條件是什么”這一問(wèn)題,因此,從政策應(yīng)用層面,就是生態(tài)建設(shè)區(qū)域、糧食主產(chǎn)區(qū)、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)基地、重工業(yè)城市、輕型工業(yè)城市等,在產(chǎn)業(yè)鏈條上附加值不同,而承擔(dān)功能的經(jīng)濟(jì)收益存在巨大差別。如果當(dāng)?shù)氐拿裆|(zhì)量完全依靠這種地域分工收益的話,就出現(xiàn)從事基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)比重越高的區(qū)域越窮、從事公益性事業(yè)事務(wù)越多的區(qū)域越窮的情形,區(qū)域格局進(jìn)入非均衡狀態(tài),區(qū)域發(fā)展將極其不穩(wěn)定。按照經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,這種不穩(wěn)定必然導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)活動(dòng)或公益建設(shè)規(guī)模的縮小、通過(guò)改變基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公益性活動(dòng)的供需關(guān)系,實(shí)現(xiàn)這類活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益的提升。正是由于基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)(如糧食和生態(tài)產(chǎn)品(如水資源短缺將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系造成極大破壞、甚至是災(zāi)難性的,因此,維持其穩(wěn)定、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)就成為社會(huì)的守夜人—政府必須應(yīng)對(duì)的現(xiàn)實(shí)。因此,一方面要通過(guò)分配環(huán)節(jié)表2近年來(lái)筆者主持開(kāi)展的若干人地系統(tǒng)前沿問(wèn)題探索Tab.2Somefrontierapproachesonthehuman-environmentsystemaccordingtotheauthor'swork人地系統(tǒng)研究科學(xué)難點(diǎn)區(qū)域均衡基本原理人地相互作用機(jī)理綜合地理區(qū)劃方法空間結(jié)構(gòu)有序化過(guò)程中國(guó)發(fā)展需求熱點(diǎn)區(qū)域分工合作與差異化區(qū)域發(fā)展模式人口經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境相協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)布局和國(guó)土安全格局開(kāi)發(fā)強(qiáng)度管制和資源合理利用人文地理學(xué)學(xué)科前沿問(wèn)題區(qū)域發(fā)展綜合均衡模型、立體區(qū)域經(jīng)濟(jì)均衡模型資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)原理與方法地域功能生成機(jī)理和空間組織方式空間結(jié)構(gòu)的數(shù)量比例關(guān)系表達(dá)過(guò)程格局的基礎(chǔ)性研究影響區(qū)域發(fā)展格局變化“過(guò)程”的驅(qū)動(dòng)力研究影響人地系統(tǒng)分布“格局”的關(guān)鍵自然要素研究揭示功能“格局”分異規(guī)律的綜合研究影響空間結(jié)構(gòu)變化“過(guò)程”的綜合研究實(shí)踐應(yīng)用的社會(huì)貢獻(xiàn)國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局優(yōu)化原則、京津冀都市圈區(qū)域規(guī)劃、廣西西江經(jīng)濟(jì)帶規(guī)劃汶川、玉樹(shù)、舟曲、蘆山重建規(guī)劃的基礎(chǔ)工作國(guó)家和省級(jí)主體功能區(qū)規(guī)劃基本原理和技術(shù)方法廣東省國(guó)土規(guī)劃、遼寧省海岸帶保護(hù)和利用規(guī)劃研制10628期樊杰:人地系統(tǒng)可持續(xù)過(guò)程、格局的前沿探索實(shí)現(xiàn)縮小民生質(zhì)量的差距—這就是基本公共服務(wù)均等化的科學(xué)內(nèi)涵,另一方面就是要通過(guò)社會(huì)效益和生態(tài)效益得到經(jīng)濟(jì)化的合理體現(xiàn),用以彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)差距,實(shí)現(xiàn)綜合效益的均衡—這就是主體功能區(qū)提出的“生態(tài)產(chǎn)品”等、“十八大報(bào)告”中提出的“經(jīng)濟(jì)生態(tài)社會(huì)效益相統(tǒng)一”的優(yōu)化國(guó)土空間格局原則、以及“十八屆三中全會(huì)決議”中有關(guān)資源和環(huán)境價(jià)值化的科學(xué)闡釋和依據(jù)[24-25]。2.2資源環(huán)境承載能力——自然圈層對(duì)人類活動(dòng)圈層作用的探索當(dāng)自然圈層同人類活動(dòng)發(fā)生作用時(shí),各自然地理要素才被賦予了資源屬性、環(huán)境屬性和災(zāi)害屬性。人類社會(huì)在不同發(fā)展階段表現(xiàn)出不同的自然觀和作用自然的方式。在原始文明、農(nóng)業(yè)文明時(shí)期,自然條件、特別是農(nóng)業(yè)自然資源對(duì)人類活動(dòng)的作用是直接的,地理環(huán)境決定論成為早期人類可持續(xù)發(fā)展的自然法則。工業(yè)文明時(shí)期,人類對(duì)自然資源的開(kāi)發(fā)程度不斷提升,隨著支撐工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的礦產(chǎn)資源、能源資源、水土資源的開(kāi)發(fā)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),以及隨著環(huán)境污染不斷加重和生態(tài)服務(wù)功能的持續(xù)減弱,資源上限、環(huán)境底線和生態(tài)安全成為制約人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,人類如果不能合理調(diào)控生產(chǎn)方式和生活方式、調(diào)整空間結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),以犧牲資源環(huán)境為代價(jià)換取發(fā)展的方式必然難以維系[26]。協(xié)調(diào)人類活動(dòng)與自然圈層之間的關(guān)系,就必須首先客觀認(rèn)知和合理把握自然圈層作用人類活動(dòng)的載體和規(guī)律,資源環(huán)境承載能力就是對(duì)這一載體的表達(dá)[27]。資源環(huán)境承載能力是自然圈層同人類活動(dòng)相互作用所呈現(xiàn)的資源屬性、環(huán)境屬性和災(zāi)害屬性的總和所能夠承載人類生產(chǎn)和生活的能力,即資源環(huán)境承載能力是資源保障、環(huán)境容量、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的函數(shù)。資源環(huán)境承載能力也是決定人類是否可持續(xù)發(fā)展的資源環(huán)境門檻的閾值表達(dá),即資源環(huán)境承載能力同時(shí)也是人類生產(chǎn)和生活方式、類型、結(jié)構(gòu)、效率等的函數(shù)。從全球整體研究,通常是把食物量作為維系人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵參數(shù),把能夠養(yǎng)活多少人作為資源環(huán)境承載能力的結(jié)果表達(dá)。若著眼于區(qū)域,因區(qū)域的開(kāi)放性和部分資源環(huán)境要素的可流動(dòng)性,使區(qū)域資源環(huán)境承載能力研究較全球資源環(huán)境承載能力研究更為復(fù)雜。如果把資源環(huán)境作為承載體,把人類生產(chǎn)生活作為承載對(duì)象,承載體對(duì)承載對(duì)象的承載能力的研究難點(diǎn)和重點(diǎn)在于:①區(qū)域的尺度不同,影響區(qū)域發(fā)展的自然條件是有差異的,評(píng)價(jià)的指標(biāo)構(gòu)成和關(guān)鍵閾值的選擇是不同的。②同一尺度的區(qū)域承載對(duì)象不同對(duì)承載能力也產(chǎn)生重大影響,除承載對(duì)象類型不同需要選擇不同的評(píng)價(jià)承載能力的指標(biāo)體系之外,承載能力因承載對(duì)象的結(jié)構(gòu)和效率不同也會(huì)產(chǎn)生顯著的差異。③區(qū)域承載體部分組成要素的開(kāi)放性和流動(dòng)性,使得區(qū)域承載能力研究必須受制于開(kāi)放性和流動(dòng)性涉及的相關(guān)區(qū)域,也就是說(shuō),整體總量是控制組成各區(qū)域分量的約束條件。④資源環(huán)境承載能力具有很強(qiáng)的短板效應(yīng),即制約區(qū)域發(fā)展的某個(gè)關(guān)鍵要素就可以決定整體承載能力的大小;同時(shí),資源環(huán)境承載能力還具有很強(qiáng)的集成效應(yīng)。資源環(huán)境承載能力是動(dòng)態(tài)的,不僅可以通過(guò)人類整治改善自然、增加資源環(huán)境承載能力,更重要的是可以通過(guò)調(diào)控人類生產(chǎn)和生活方式、增加資源環(huán)境承載能力。也就是說(shuō),資源環(huán)境承載能力具有很強(qiáng)的政策內(nèi)涵,可以作為評(píng)價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、制定區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、調(diào)控區(qū)域可持續(xù)發(fā)展過(guò)程的重要依據(jù)和政策手段。盡管資源環(huán)境承載能力的相關(guān)研究在國(guó)內(nèi)外起步較早,但一方面受地域系統(tǒng)開(kāi)放性、資源環(huán)境要素流動(dòng)性、承載對(duì)象不確定性等研究難點(diǎn)的制約,另一方面因研究成果的政策內(nèi)涵不夠、應(yīng)用能力不足、應(yīng)用需求不旺,資源環(huán)境承載能力研究難以有實(shí)質(zhì)性突破。2021年汶川特大地震發(fā)生后,筆者參與起草國(guó)務(wù)院汶川重建工作方案時(shí)提出將資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)作為災(zāi)后恢復(fù)重建規(guī)劃的基礎(chǔ)和重建工作的前提,并首次在我國(guó)嘗試將“資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)”作為“人口資源環(huán)境相均衡”的基礎(chǔ)性科技支撐工作[27]。此后,科學(xué)認(rèn)知區(qū)域的資源環(huán)境承載能力,不僅在玉樹(shù)、舟曲、蘆山災(zāi)后恢復(fù)重建規(guī)劃和重建工作中得到整體應(yīng)用,而且被逐步推廣到越來(lái)越多的國(guó)土空間規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中,成為尊重自然、順應(yīng)自然、保106369卷地理學(xué)報(bào)護(hù)自然的重要依據(jù)。在生態(tài)文明建設(shè)時(shí)期,建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制成為可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要制度,已被寫入黨的十八屆三中全會(huì)決議當(dāng)中,通過(guò)對(duì)不同區(qū)域資源環(huán)境承載能力不超載、臨界超載、超載狀態(tài)的識(shí)別和成因的分析,為調(diào)控區(qū)域發(fā)展目標(biāo)和路徑提供依據(jù),在完善政府空間治理體系、統(tǒng)籌國(guó)土空間合理配置中發(fā)揮實(shí)質(zhì)性作用。2.3地域功能——綜合地理區(qū)劃的嘗試陸地表層格局、特別是人文地理格局是自然和人文過(guò)程相互作用產(chǎn)生的共同結(jié)果。長(zhǎng)期以來(lái),刻畫區(qū)域分異格局的基本地理學(xué)方法——區(qū)劃,卻在解決自然—人文綜合作用形成的統(tǒng)一地表格局方面難以實(shí)現(xiàn)突破[28]。究竟地表既符合自然圈層可持續(xù)過(guò)程、又能滿足人類活動(dòng)不斷增長(zhǎng)和豐富需求的格局是怎樣的形態(tài),這是現(xiàn)實(shí)發(fā)展給地理學(xué)提出的重要命題。綜合地理區(qū)劃不僅受到人文和自然要素集成方法的障礙,更重要的是沒(méi)有解決“綜合區(qū)劃的目標(biāo)是什么?”這一基本問(wèn)題,在缺失綜合地理區(qū)劃目標(biāo)的前提下,指標(biāo)體系的選擇和區(qū)劃表達(dá)的內(nèi)容就無(wú)從談起。地域功能研究解決了地理學(xué)開(kāi)展綜合區(qū)劃缺失目標(biāo)導(dǎo)向的問(wèn)題,進(jìn)而在區(qū)劃的技術(shù)手段與方法上嘗試了自然和人文因素的復(fù)合,為開(kāi)展綜合地理區(qū)劃至少提供了一種可行、有用的途徑。陸地表層在沒(méi)有人類活動(dòng)的前提下,自然界在地域空間上會(huì)形成差異化的自然地理地域功能類型,形成了有序的自然生態(tài)格局。這樣的生態(tài)格局保障了不同自然要素之間和不同功能地域之間的作用聯(lián)系,維系了自然生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。當(dāng)人類活動(dòng)介入后,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展遵循著自身的空間配置規(guī)律,各種生產(chǎn)和生活活動(dòng)有著自身的區(qū)位指向和選擇原理,僅從滿足生產(chǎn)、生活活動(dòng)空間區(qū)位和布局合理性角度進(jìn)行的選擇,有可能會(huì)是選擇自然生態(tài)系統(tǒng)重要性程度高、或脆弱性強(qiáng)的區(qū)域,對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性產(chǎn)生破壞并最終反饋影響到人類的可持續(xù)發(fā)展;反之,滿足自然生態(tài)系統(tǒng)本底功能要求的區(qū)位或區(qū)域,可能又不是人類活動(dòng)適宜的位置,影響到人類發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)能力和生活品質(zhì)[29]?？梢?jiàn),從“人”或“地”任何一個(gè)系統(tǒng)出發(fā)所構(gòu)造的空間結(jié)構(gòu)都是不合理的,需要進(jìn)行綜合的、集成的功能分區(qū)。地域功能是指一定地域在更大的地域范圍內(nèi),在自然資源和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中、在人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)中所履行的綜合職能和發(fā)揮的作用[29]。與地域功能相關(guān)的是功能區(qū),即承載一定地域功能的區(qū)域。地域功能的研究就是在識(shí)別地域功能類型的基礎(chǔ)上,優(yōu)化空間組織,尋求最優(yōu)或次優(yōu)的功能區(qū)劃方案[30]。合理的功能區(qū)組織方案至少應(yīng)符合三個(gè)方面的要求,①同時(shí)滿足對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)干擾小、有利于自然可持續(xù)發(fā)展,又支撐人類不斷增長(zhǎng)的生產(chǎn)生活需要的雙重目標(biāo);②實(shí)現(xiàn)不同功能區(qū)綜合發(fā)展效益的均等,這是保障不同地域功能建設(shè)的前提條件,本文在“區(qū)域均衡”小節(jié)中討論了這個(gè)問(wèn)題;③實(shí)現(xiàn)各功能區(qū)所組成整體的效益最大化,而這不僅同功能如何劃分有關(guān)—空間結(jié)構(gòu)問(wèn)題,而且與時(shí)間取值有關(guān)—地域功能的類型、功能區(qū)劃的方案會(huì)因時(shí)間的不同而發(fā)生變動(dòng)。地域功能格局形成的地理過(guò)程,主要由相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)功能格局下土地利用功能格局的變化過(guò)程、以及受人居環(huán)境和產(chǎn)業(yè)區(qū)位選擇牽動(dòng)的人口和產(chǎn)業(yè)集聚疏散過(guò)程所構(gòu)成。地域功能區(qū)劃的應(yīng)用實(shí)踐是主體功能區(qū)規(guī)劃,筆者主持的項(xiàng)目歷時(shí)近10年,通過(guò)確定主體功能區(qū)劃原則和指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)國(guó)土空間功能適宜性、制定和培訓(xùn)國(guó)家和省級(jí)主體功能區(qū)劃分技術(shù)規(guī)程、研制國(guó)家級(jí)主體功能區(qū)劃草案、編制案例省份主體功能區(qū)規(guī)劃等,為主體功能區(qū)規(guī)劃、戰(zhàn)略和制度的形成作出了重要的科技支撐,使主體功能區(qū)成為貫徹落實(shí)人口資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益相統(tǒng)一原則的基礎(chǔ)性空間布局方案[22]。2.4空間結(jié)構(gòu)——從空間形態(tài)的結(jié)構(gòu)拓展到數(shù)量關(guān)系的結(jié)構(gòu)“點(diǎn)、線、面”是刻畫人文地理格局空間形態(tài)的三種要素。陸大道先生提出的點(diǎn)—軸系統(tǒng)理論創(chuàng)建了有關(guān)“點(diǎn)”和“線”的空間組織與演變的規(guī)律,成為我國(guó)不同空間尺度進(jìn)行國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局組織的基礎(chǔ)模式[6]。點(diǎn)軸理論更多地闡釋了空間形態(tài)為主體表達(dá)空間10648期樊杰：人地系統(tǒng)可持續(xù)過(guò)程、格局的前沿探索1065圖1三大空間比例關(guān)系演變過(guò)程(a和類型區(qū)(b示意圖Fig.1Theproportionoftheproductive,livingandecologicspacesfortemporalevolution(aandfunctionzone(b結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程及作用機(jī)制，如果要進(jìn)行空間開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的管制，同時(shí)需要更多地從功能空間的比例關(guān)系來(lái)揭示不同自然地理環(huán)境背景下、不同發(fā)展水平和發(fā)展階段的空間結(jié)構(gòu)演變規(guī)律?！吧a(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間”不僅彌補(bǔ)了“點(diǎn)軸”系統(tǒng)中面狀空間組織結(jié)構(gòu)缺失的問(wèn)題，同時(shí)，拓展為生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大空間比例關(guān)系表達(dá)空間結(jié)構(gòu)，使其形成與點(diǎn)—線—面空間形態(tài)構(gòu)筑的空間結(jié)構(gòu)相互支撐，初步揭示了空間結(jié)構(gòu)有序化演進(jìn)規(guī)律[26]。這一學(xué)術(shù)思想被全面應(yīng)用到筆者主持的國(guó)土資源部、廣東省人民政府和中國(guó)科學(xué)院合作開(kāi)展的“廣東省國(guó)土規(guī)劃”試點(diǎn)工作中。3“未來(lái)地球”框架下的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究從以上前沿領(lǐng)域的探索可以看出，過(guò)去10多年里，筆者及其團(tuán)隊(duì)秉承吳傳鈞先生人地關(guān)系地域系統(tǒng)的學(xué)術(shù)脈絡(luò)，在陸大道先生指導(dǎo)下，以不同空間尺度的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)、以人文圈層和自然圈層相互作用為研究重點(diǎn)，把人口經(jīng)濟(jì)資源環(huán)境協(xié)調(diào)作為科學(xué)認(rèn)知人文地理過(guò)程和格局的主要基礎(chǔ)，開(kāi)展了地理學(xué)綜合問(wèn)題的初步探索。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)人文地理學(xué)也呈現(xiàn)出另一個(gè)取向，在接軌國(guó)際前沿過(guò)程中加劇了人文地理學(xué)的人文化傾向，相關(guān)研究在更加深刻揭示社會(huì)文化新因素和新機(jī)制在人文地理格局產(chǎn)生和演變過(guò)程中的作用的同時(shí)[20-21]，也出現(xiàn)了邁入較為單純的社會(huì)科學(xué)的跡象，如果這種“轉(zhuǎn)身”演變?yōu)槿宋牡乩韺W(xué)整體的行為，就有可能對(duì)地理學(xué)產(chǎn)生巨大的破壞力。事實(shí)上，目前國(guó)外人文地理學(xué)也正在擺脫簡(jiǎn)單地以經(jīng)濟(jì)過(guò)程、文化社會(huì)轉(zhuǎn)型、行為心理為牽引的發(fā)展路徑，越來(lái)越關(guān)注可持續(xù)性的研究，并被認(rèn)為是發(fā)揮地理學(xué)科優(yōu)勢(shì)、直面現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的重要方向，GIS技術(shù)和模型方法為這一選項(xiàng)提供了方法支撐[11]。國(guó)外人文地理學(xué)開(kāi)始注重可持續(xù)發(fā)展研究的這一趨勢(shì)同地球科學(xué)研究的總體趨向是一致的。目前地球科學(xué)提出的“未來(lái)地球”研究計(jì)劃把地球整體性研究與地球可持續(xù)發(fā)展研究結(jié)合起來(lái)、采用自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)相融合的方法、注重基礎(chǔ)研究與決策應(yīng)用的貫穿，越來(lái)越得到廣大地球科學(xué)工作者的認(rèn)同，同樣也引導(dǎo)地理學(xué)在直面“綜合性”研究方面共識(shí)越來(lái)越高、學(xué)術(shù)探究和面向應(yīng)用的行動(dòng)也趨于同歸[9-11]。應(yīng)該說(shuō)，“未來(lái)地球”的理念和基本框架同黃秉維先生晚年對(duì)地理學(xué)的思考和設(shè)計(jì)、與吳傳鈞先生人地關(guān)系地域系統(tǒng)理論體系和應(yīng)用目標(biāo)的創(chuàng)新貢獻(xiàn)，是完全一致的。事實(shí)上，開(kāi)展系統(tǒng)地理學(xué)、綜合地理學(xué)、統(tǒng)一地理學(xué)研究的嘗試，一直在地理學(xué)界沒(méi)有被放棄。自然地理學(xué)和人文地理學(xué)斷裂的地理學(xué)不能成為真正的地理學(xué)，忽視人文圈層和自然圈層相互作用的地球系統(tǒng)科學(xué)也不是真正的地球系統(tǒng)科學(xué)。地理學(xué)的綜合性研究，比較現(xiàn)實(shí)的一個(gè)領(lǐng)域方向是“區(qū)域可持續(xù)發(fā)展”研究，這里的1066地理學(xué)報(bào)69卷表3區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的若干關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題Tab.3Keyissuesofregionalsustainabledevelopmentresearchbasedongeography地域(陸地表層—人地關(guān)系—可持續(xù)發(fā)展因素與機(jī)理區(qū)域可持續(xù)發(fā)展(社會(huì)—環(huán)境動(dòng)力學(xué)、影響人地系統(tǒng)變化的因素與機(jī)理及其時(shí)空分異規(guī)(科學(xué)研究的一般范疇律、資源環(huán)境承載—響應(yīng)—適應(yīng)，人文因素作用的不確定性，等等功能與系統(tǒng)地域功能生成和演化、“點(diǎn)—軸—面”空間結(jié)構(gòu)、“生活—生產(chǎn)—生態(tài)”空間比例的時(shí)空特(地理科學(xué)的基本范疇征、人地關(guān)系地域系統(tǒng)的功能和質(zhì)量、優(yōu)化調(diào)控的關(guān)鍵政策閥門，等等過(guò)程與格局自然圈和人文圈相互作用、實(shí)體空間和非實(shí)體空間相互作用、區(qū)域依賴性、流空間過(guò)程和(地理科學(xué)的基本范疇格局、不同區(qū)位原理的空間耦合、綜合地理區(qū)劃原理和方法，等等尺度與界面區(qū)位到空間結(jié)構(gòu)的集成、不同空間尺度地域功能和結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換、人文—自然界面對(duì)地理過(guò)(地理科學(xué)的特殊范疇程和格局的作用、人文界面(線對(duì)物質(zhì)和非物質(zhì)流的作用，等等“區(qū)域”可以是不同空間尺度的。在陸大道先生的率領(lǐng)下，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究成為中國(guó)科學(xué)院地理資源所人文—經(jīng)濟(jì)地理研究團(tuán)隊(duì)的主攻方向，并取得一定的成就和影響，得到中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展規(guī)劃的認(rèn)可。2007年，中國(guó)科學(xué)院開(kāi)展中國(guó)至2050年重要領(lǐng)域科技發(fā)展路線圖戰(zhàn)略研究中，“區(qū)域發(fā)展”被列為18大領(lǐng)域之一[31](18個(gè)領(lǐng)域是：能源、水資源、礦產(chǎn)資源、海洋、油氣資源、人口健康、農(nóng)業(yè)、生態(tài)與環(huán)境、生物質(zhì)資源、區(qū)域發(fā)展、空間、信息、先進(jìn)制造、先進(jìn)材料、納米、大科學(xué)裝置、重大交叉前沿、國(guó)家與公共安全。如果以“地域(陸地表層—人地關(guān)系—可持續(xù)發(fā)展”為橫軸、以地理學(xué)命題的基本范疇“因素+機(jī)理、功能+系統(tǒng)、過(guò)程+格局、尺度+界面”為縱軸，人文地理學(xué)過(guò)程和格局研究的關(guān)鍵學(xué)科問(wèn)題梳理見(jiàn)表3，由于其中許多問(wèn)題目前已被現(xiàn)實(shí)發(fā)展高度關(guān)注，將有可能成為近期學(xué)科探索的前沿領(lǐng)域。我國(guó)正在經(jīng)歷著社會(huì)治理、政府決策步入科學(xué)化的轉(zhuǎn)型過(guò)程，當(dāng)空間管治、區(qū)域戰(zhàn)略和國(guó)土規(guī)劃越來(lái)越成為調(diào)控人類空間行為的重要政策工具時(shí)，科技支撐能力難以滿足現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求的差距問(wèn)題被越來(lái)越充分地顯示出來(lái)。國(guó)家可持續(xù)城鎮(zhèn)化需要資源環(huán)境的保障，但資源環(huán)境承載能力的數(shù)據(jù)質(zhì)量和預(yù)警方法目前都亟待開(kāi)發(fā)建設(shè)；國(guó)家需要通過(guò)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度管制實(shí)現(xiàn)生態(tài)、生活、生產(chǎn)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化，但不同自然環(huán)境和發(fā)展基礎(chǔ)的區(qū)域合理空間結(jié)構(gòu)還沒(méi)有建構(gòu)可信的理論模型；國(guó)家優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局的原則確定為“人口資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益相統(tǒng)一”，將這一原則通過(guò)科學(xué)分解、進(jìn)行貫徹落實(shí)的理論依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)仍停留在宏觀理念的討論上。比照十八大報(bào)告、十八屆三中全會(huì)決議中有關(guān)城鎮(zhèn)化、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)等任務(wù)，人文地理學(xué)、地理學(xué)、地球科學(xué)的學(xué)科建設(shè)要求迫切、任務(wù)艱巨、意義重大。隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展需求的不斷旺盛及對(duì)科學(xué)界的要求不斷明確，加之“未來(lái)地球”等外來(lái)理念影響和國(guó)際前沿的牽引，重視人類活動(dòng)與自然環(huán)境變化的相互影響、響應(yīng)適應(yīng)，重視學(xué)科交叉綜合解決全球和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題等越來(lái)越成為共識(shí)。目前困擾“未來(lái)地球”在中國(guó)得以推進(jìn)、困擾資源環(huán)境科學(xué)在解決中國(guó)重大可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題發(fā)揮重要作用的主要障礙，除了復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)和自然科學(xué)—社會(huì)科學(xué)相融合的基礎(chǔ)理論薄弱之外，更為現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是，怎樣認(rèn)識(shí)因研究對(duì)象的改變、理論基礎(chǔ)的改變、學(xué)科和知識(shí)構(gòu)成的改變，而需要有適合的研究方法體系，按照一些學(xué)科擅長(zhǎng)且行之有效的方法論移植或照搬到復(fù)雜對(duì)象和復(fù)雜問(wèn)題研究上，有可能歪曲了復(fù)雜性科學(xué)機(jī)理的闡釋，影響到綜合性學(xué)術(shù)價(jià)值的效果。因此，包容的科學(xué)文化和相互尊重的學(xué)術(shù)氛圍，可能成為近期在“未來(lái)地球”框架下實(shí)現(xiàn)研究創(chuàng)新和科學(xué)跨越的關(guān)鍵。致謝：以上研究項(xiàng)目承蒙國(guó)家基金委、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家發(fā)改委、相關(guān)地方政府等部門的立項(xiàng)資助，在此致以謝意！同時(shí)，感謝陸大道院士和項(xiàng)目組諸多同事在研究中給與的指導(dǎo)和幫助，感謝湯青、周侃、蔣子龍、孔維鋒在成文過(guò)程中所做的輔助性工作。8期樊杰：人地系統(tǒng)可持續(xù)過(guò)程、格局的前沿探索1067參考文獻(xiàn)(References[1]HuangBingwei.ComprehensiveStudyofGeography.Beijing:TheCommercialPress,2003.[黃秉維.地理學(xué)綜合研究.北京:商務(wù)印書館,2003.][2]WuChuanjun.Thecoreofgeographicalstudy:Man-eartharealsystem.EconomicGeography,1991,11(3:1-6.[吳傳鈞.論地理學(xué)的研究核心:人地關(guān)系地域系統(tǒng).經(jīng)濟(jì)地理,1991,11(3:1-6.][3]WuChuanjun.Man-landRelationshipandEconomicLayout.Beijing:AcademicPress,2021.[吳傳鈞.人地關(guān)系與經(jīng)濟(jì)布局.北京:學(xué)苑出版社,2021][4]LiJijun.ConsiderationontheprospectsofthedevelopmentofgeographyinChina//WuChuanjun.ChineseGeographyattheTurnoftheCentury.Beijing:People'sEducationPress,1999.[李吉均.關(guān)于地理學(xué)在中國(guó)的發(fā)展前景的思考//吳傳鈞.世紀(jì)之交的中國(guó)地理學(xué).北京:人民教育出版社,1999.][5]LuDadao.GuoLaixi.Maneartharealsystem:Thecoreofgeographicalstudy.ActaGeographicaSinica,1998,53(2:97-105.[陸大道,郭來(lái)喜.地理學(xué)的研究核心:人地關(guān)系地域系統(tǒng).地理學(xué)報(bào),1998,53(2:97-105.][6]LuDadao.Theoreticalstudiesofman-landsystemasthecoreofgeographicalscience.GeographicalResearch,2002,21(2:135-144.[陸大道.關(guān)于地理學(xué)的“人—地系統(tǒng)”理論研究.地理研究,2002,21(2:135-144.][7]LuDadao.TheoryandPracticeofRegionalDevelopmentinChina.Beijing:SciencePress,2003.[陸大道.中國(guó)區(qū)域發(fā)展的理論與實(shí)踐.北京:科學(xué)出版社,2003.][8]LuDadao.SomekeyissuesconcerningdevelopmentofgeographicalscienceinChina.ActaGeographicaSinica,2003,58(1:3-8.[陸大道.中國(guó)地理學(xué)發(fā)展若干值得思考的問(wèn)題.地理學(xué)報(bào),2003,58(1:3-8.][9]EarthScienceDevelopmentStrategyResearchGroup.ChinaEarthScienceDevelopmentStrategyReportinTwentyfirstCentury.Beijing:SciencePress,2021.[地球科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究組.21世紀(jì)中國(guó)地球科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告.北京:科學(xué)出版社,2021.][10]ZhengDu.China'sAgenda21andgeography.ActaGeographicaSinica,1994,49(6:481-489.[鄭度.中國(guó)21世紀(jì)議程與地理學(xué).地理學(xué)報(bào),1994,49(6:481-489.][11]TheNationalAcademyofSciencesAmericanResearchCouncil.UnderstandingtheChangingPlanet:StrategicDirectionofGeographicScience.Beijing:SciencePress,2021.[美國(guó)國(guó)家科學(xué)院研究理事會(huì).理解正在變化的星球:地理科學(xué)的戰(zhàn)略方向.北京:科學(xué)出版社,2021.][12]ZhengDu.Astudyontheregionalityandregionaldifferentiationofgeography.GeographicalResearch,1998,17(1:48.[鄭度.關(guān)于地理學(xué)的區(qū)域性和地域分異研究.地理研究,1998,17(1:4-8.][13]MaoHanying.Man-landSystemandRegionalSustainableDevelopment.Beijing:ChinaScienceandTechnologyPress,1995.[毛漢英.人地系統(tǒng)與區(qū)域持續(xù)發(fā)展.北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1995.][14]GeographicalSocietyofChina.GeographyDevelopmentStrategyandTheoryConstruction:ReviewandProspectattheBeginningoftheCentury.Beijing:TheCommercialPress,2004.[中國(guó)地理學(xué)會(huì).地理學(xué)發(fā)展方略和理論建設(shè):世紀(jì)之初的回顧與展望.北京:商務(wù)印書館,2004.][15]FanJie.Comprehensivestudyofregionaldevelopment//LuDadao.TheDevelopmentandInnovationofGeography.Beijing:SciencePress,1999:91-93.[樊杰.區(qū)域發(fā)展綜合研究//陸大道.地理學(xué)發(fā)展與創(chuàng)新.北京:科學(xué)出版社,1999:91-93.][16]FanJie.Comprehensivenessofgeographyandintegratedresearchonregionaldevelopment.ActaGeographicaSinica,2004,59(Suppl.:33-40.[樊杰.地理學(xué)的綜合性與區(qū)域發(fā)展的集成研究.地理學(xué)報(bào),2004,59(增刊:33-40.][17]FanJie.Academicthinkingandeconomicgeographyofthe"regionalsystemofman-landrelationship".EconomicGeography,2021,28(2:870-878.[樊杰.“人地關(guān)系地域系統(tǒng)”學(xué)術(shù)思想與經(jīng)濟(jì)地理學(xué).經(jīng)濟(jì)地理,2021,28(2:870-878.][18]FanJie,SunWei.Recentprogressandoutlookofhuman-economicgeographyinChina.ProgressinGeography,2021,30(2:1459-1469.[樊杰,孫威.中國(guó)人文—經(jīng)濟(jì)地理學(xué)科進(j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