关键词：机电一体化；控制系统；概念设计
中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0005-02
一、引言
机电一体化（Mechatronics）这一概念，是日本学者在1971年首次提出来的。至今，经历了40多年的发展，随科技的发展不断丰富，不断更新，机电一体化的内涵也发生了根本性的变化。尤其是进入21世纪以来，人们的消费观念不断变化，围绕消费者之间的市场竞争日趋激烈和白热化，重点是针对机电一体化产品的输出柔性、工作性能及可靠性等方面，在这些方面的，人们的要求越来越高。
新时代背景下，机电一体化技术在计算机技术、人工智能技术、网络技术、信息技术、传感器技术等相关学科的快速发展下得到了飞跃发展，面临着更加广阔的应用前景和发展空间。电子产品结构也在集成技术、新材料、微电子的快速发展背景下发生了革命性的变化，传统的机械产品向智能化、小型化、网络化、模块化、自动化、柔性化、机电一体化迈进，已经步入了一个新的发展阶段。再就是随着传感、信息技术和传统机械产品的融合，机电一体化技术已成为一个新兴的跨学科的技术，它涉及到的信息处理技术、制造技术、驱动技术、传感技术、自动控制技术、接口技术等关键技术。
总之，科学技术越是向更新更高层次发展，就越能给人们带来更多的惊喜和生活空间，也能给人们更加丰富物质、文化和精神享受。可以说，机电一体化技术在21世纪的机械产品的设计和发展中发挥着重要的作用，重点研究机电一体化产品控制系统概念原理及设计方法具有重要的理论意义及现实意义。
二、机电一体化系统及其组成原理
机电一体化系统是一个各种技术之间相互协调和整合的有机的、完整的体系，不是一个简单的各种技术拼凑和堆积。机电一体化系统从技术层面来说综合保函和运用了控制系统、机械工程、计算机技术、电子技术、电子技术和其他技术。尤其是机电一体化系统的中的驱动元件和执行器子系统是核心的执行机构，是实现可控电动机行为的终极目标，充分利用计算机信息处理和控制功能，利用现代控制驱动元件特性的机械系统。
（一）机电一体化系统概述
1.由计算机进行信息处理和控制的现代机械系统最终目的就是要实现机械运动和动作协调，这个也是机电一体化系统功能设计的根本出发点。
2.机电一体化系统从完成工艺动作过程这一总功能的角度来看，可划分为：信息处理及控制子系统、传感检测子系统、广义执行机构子系统（如图1），它们分别完成信息处理及控制、信息检测、机械运动和动作。
3.由驱动元件和执行件（或执行机构）融为一体的广义执行机构执行子系统，具有它的特殊性、可控性。
（二）机电一体化系统的组成原理
1.广义执行机构子系统。由刚性物件组成的形形机构组合而成的传统，他们的缺乏可控性是传动和执行机构系统上最大的问题。而驱动元件与执行件（或执行机构）融为一体是广义执行机构的一个特点（如图2），从而实现可控运动。
电机、气动马达和动作缸是驱动元件中的一两种，同时还有液压、电磁铁、弹性元件、形状记忆合金、光能马达等，这足以说明驱动元件种类繁多。机电一体化系统得到更加有效工作就必须依靠驱动元件的多样性。传统机构中的输出件可以为执行件，单一构件也可以是执行件。同时，驱动元件与执行件（或执行机构）的集成应用使机电一体化系统更加有效地工作。
2.信息处理及控制子系统。信息处理和控制子系统检测传感器所提供的信息，技术和控制策略和执行的广义执行机构控制的基础上采取行动的过程中。应执行的控制来实现，广义的运动学模型是由一台计算机和软件实现。信息处理和控制子系统是实现智能化的现代机械系统，自动化的关键。
3.检测传感子系统。检测传感器是实现物理量的检测和信号采集的功能载体，也是连接广义执行子系统的中间纽带。
三、机电一体化产品控制系统概念设计过程
总体而言，要从功能需求出发建立机电一体化产品控制系统概念设计图3所示：
（一）用户需求模型
1.用户需求调查与分解。用户需求表达的是用户自己的意愿，要想获得这些意愿与想法，需要通过市场调查，但是这样的可操作性不强，很难使设计者完全把握用户的需求，对此可以将用户需求进行细分。机电一体化系统用户需求可分为控制域、机械域和其他域，控制域又可分为硬件域和软件域。将最初的用户需求（父需求）对应于所设计的产品向各个领域进行分解（图4：用户需求调查与分解），获得最终的用户需求（叶需求）.分解后的需求可以更具体的体现设计目标。
图4 用户需求调查与分解
用户需求分解后，要进一步对客户需求进行评估，尤其是重点对每一个叶需求进行重审核，以此进一步用衡量的方法进行分析.
2.衡量过程。衡量用户需求的优先次序，在关键的用户需求中做出挑选。衡量方法的原理是：如果一个“希望需求”与一定数量的“必须需求”之间存在相关性，那么这个希望需求也应该“必须”满足，作为额外的必须需求。衡量过程如下：
（2）标记0表示希望需求与必须需求之间没有相关性。
（3）标记1表示希望需求与必须需求之间有很强的相关性。
（4）如果希望需求的综合值在[3，5]之间或更高的作为额外的必须需求。
（二）建立功能模型
功能是系统输出量和输入量之间的关系，常被称为流，通常分为物料流、能量流和信息流。功能结构是功能模型或功能分析结果的一种表达形式。产品的总功能分解成若干功能元，将系统的各个功能元用流有机的组合起来就得到功能结构。
使用功能基建立功能结构的步骤如下：
1.确定系统的总功能及输入、输出流。
2.对于每一个输入流创建功能链。成立为每个输入的功能链。设计者设想成为流，考虑从输入到输出，或在每个操作发生对流的转换操作每个功能组按时间顺序排列，并建立功能链。可分为两个时间顺序，串行和并行的功能链。串行函数链对流操作发生的时间顺序，并联功能链的基础上发生的操作一次，串行并行功能链的功能链，共享一个或多个公共流的数量。在功能结构所表达的支流。
3.连接各功能链得到功能结构。信号的检测，处理和反馈的过程其实就是所控制的过程。创建功能框图，对所有信号进行分析。通过分析，可以得出不同类型的信号和复杂的控制系统，尤其是进一步的功能的控制系统，然后在此基础上提出若干控制方案。
四、结束语
在本文中，对机电一体化系统做出了新的认识，提出了一种在机电一体化产品的概念设计过程中，并促进机电一体化系统的理解，尤其是提出了如何设计一个控制系统的分析方法，使控制系统满足用户的需求，并确保控制系统是最合理的。
参考文献：
[1]杨鹤年.机电一体化系统中的智能控制技术[J].煤炭技术，2011，7.
[2]黄娴.机电一体化系统原理方案设计[J].法制与经济（下旬），2011，8.
[3]倪传明.机电一体化技术在工程机械中的应用分析[J].中国新技术新产品，2011，15.
[关键词]机电一体化 概念设计 理论研究
中图分类号：T9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0047-01
机电一体化技术是以其产品为载体而体现出来，是机电一体化技术发展至今的技术水平体现。机电一体化产品设计人员，要使产品设计符合机电一体化技术要求，并富于时代感，就要对于产品设计技术以掌握，并具备多种技术融合的技术能力。面对机电一体化产品的技术先进性和复杂性，就要将符合当代机电一体化技术发展的产品设计理论建立起来。
一、机电一体化产品概念设计理论构建的意义
在机电一体化产品设计中，概念设计对于产品质量起到至关重要的作用。作为产品设计中的重要阶段，对于产品质量的决定程度可以达到70%以上。要获得性能优异的机电一体化产品，就要将机电一体化产品概念确定下来，制定出相应的设计方案和设计技术方法。概念设计理论首先是基于概念设计思想而建立起来的，在其基础上还先后出现了多种阶段性设计理论，如TRIZ设计、公理化设计QFD设计理论等等，对于机电一体化技术发展进程中所获得的创新设计成果发挥了重要的推动作用。
在机械工程研究领域中，这些理论被运用于其中，进行组合设计而形成了技术综合性较强的设计产品，由此而促进了机电一体化系统的多种学科交叉。系统的继承性决定了其设计的复杂性，多门科学技术的融合，使得原有的单一化设计理论不再适应目前的科技发展需求。那么，在机电一体化产品概念设计理论研究中，就要从机电一体化系统自身的性能出发，结合设计目标而建立起完整的概念设计理论，以对创新设计的机电一体化产品以指导。与此同时，还要在机电一体化产品设计概念理论建立起来之后，结合相关学科，以使理论研究逐渐扩展。
二、机电一体化产品概念设计理论研究现状
按照现代机构角度对机电一体化系统进行分类，可以划分为三个子系统，即广义执行机构、信息处理及控制系统和传感检测系统。将三个子系统相衔接，建立起框架体系，不仅有效实现机电一体化运动功能，而且还促进了产品创新设计。在机电一体化产品设计系统中，广义执行机构子系统是核心部分，其概念设计理论研究关乎到机构运动的总功能。特别是在基本工艺动作设计过程中，要基于广义执行机构的概念设计理论对基本的工艺动作进行构思，以使其具有动作的独立执行能力。当执行动作的创新技术确定下来之后，就可以结合机构系统建立框架模型，以使系统设计更具有可操作性，而且采用这种方式更能够结合计算机辅助进行产概念设计。
对于机电一体化产品的框架模型而言，仿真问题是最为重要的。作为设计结构复杂的动态系统，机电一体化产品实现动态性能的同时，更要注重系统仿真性嫩的验证。那么，在机电一体化产品概念设计阶段，就要确立功能实现的约束条件，将各种相关的仿真软件技术纳入到框架模型当中，运用各种通用建模技术，使用仿真软件将诸如原理图、键合图、信号流图以及方框图等等参数化。运用Simulink仿真软件将系统仿真平台建立起来，以为机电一体化产品概念设计的实现奠定基础。
三、机电一体化产品概念设计理论的发展展望
对于机电一体化产品设计人员而言，产品概念设计理论具有重要的指导作用。国外研究机电一体化产品概念设计理论所获得的成果，是建立在研究电子控制理论的基础上的。国内的研究学者则着重于机电一体化产品的运动结构研究。机电一体化系统是基于多种学科而建立起来的，这就需要产品设计者对于产品从多种学科角度进行研究，并趋向于产品概念理论的使用操作性。虽然国内外对于机电一体化产品设计理论的研究方向有所不同，但研究目标是相同的，且对于新技术、新产品的开发具有重要的指导意义。
关于机电一体化产品概念设计理论，从研究趋势上来看，还要面临诸多问题有待解决。比如，在进行机电一体化产品概念设计理论时，还要将推理方法建立起来；对于机电一体化产品的运动机构进行分类，为了对驱动元件以及传动机构等等进行选择，还要将驱动元件库以及机构执行库建立起来；对于传感器的选择，有赖于测物理量的参数定量化，以确定传感器类型。此外，还要将信息处理、控制方法库建立起来，以提高系统软件和硬件的可控性。机电一体化产品在不同的设计阶段，都会产生不同的概念设计理论，将产品概念设计评价体系建立起来，以利于产品不同阶段设计有效衔接。
总结
综上所述，对于机电一体化产品设计人员而言，概念理论设计所发挥的指导作用是不容忽视的。中国目前对于机电一体化产品设计的研究主要是基于运动功能为主产品结构设计。作为多种学科集合的机电一体化技术，其复杂性决定了机电一体化产品概念设计理论的重要性。
参考文献
关键词：机电产品；UGNX平台；使用寿命；概念设计
为了实现机电一体化设计目标，优化各种机电产品长期使用中的服务功能，需要加强对机电产品概念设计内容的深入理解，结合其多学科相互融合的特点，合理运用UGNX平台增强产品概念设计的合理性。因此，在进行机电产品概念设计时，应提高UGNX的利用效率，加强MCD工具的合理使用，促使机电一体化产品概念设计能够达到预期的效果。
一、机电一体化产品概念设计系统分析
结合传统的机电产品概念设计系统的实际应用状况，可知其在实际的应用中依然存在着一定的缺陷。具体表现在：1）过于侧重控制系统研究，忽略了执行机构的主体地位；2）产品内部的信息处理水平有待提升；3）驱动器、传感器等组成部分之间的融合设计问题考虑不充分，未实现三维空间的动态仿真。因此，为了优化机电一体化产品概念设计系统的服务功能，增强产品概念设计的合理性，需要注重UGNX平台支持下MCD设计工具的有效利用，提高概念设计工作效率。机电产品概念设计系统MCD的特点主要包括：1）注重了集成式系统工程方法的使用，优化设计流程的同时避免了实际设计中集成问题的产生；2）结合MCD的优势，在机电产品概念设计中采用了模块化设计方式，并将机电一体化产品信息存储在相关的区域，实现了信息重用。
二、UGNX在机电产品概念设计中应用与研究要点分析
为了对UGNX平台中MCD在机电一体化产品概念设计中的可行性进行必要地验证，需要明确具体的设计步骤。以圆形装载机概念设计为例，主要的设计步骤包括以下方面：（一）明确设计需求，注重设计过程管理通过对基于机电一体化产品生命周期管理软件与MCD的配合使用，有利于实现端到端问题处理方案的制定，保持概念设计过程的高效性。实际操作中设计人员通过对产品生命周期管理软件的灵活使用,构建出机电产品概念设计所需的基于客户需求分析的参考模型，并对产品各部分功能进行必要地说明，增强产品概念设计方案的适用性。在生命周期管理软件及MCD的支持下，可以为跨学科机电产品概念设计目标的实现提供可靠地保障，对传统的概念设计方式进行改进。（二）产品功能模型构建在基于生命周期管理软件的作用下，可以根据设计需求将圆形装载机的功能模型按照一定的方式导入到预先设置好的MCD中，增强管理软件与设计需求之间的紧密联系。在构建圆形装载机功能模型的过程中，需要从这些方面入手：1）明确机电一体化系统各部分功能，优化循环装载功能设计；2）在MCD的功能导航器的支持下构建出可靠的基于功能分解的功能树层次结构，促使圆形装载机内部处理单元、握爪、辅助机构等组成结构使用中可以处于稳定的工作状态；3）各功能单元的循环使用。机电一体化产品概念设计中需要充分地考虑同一功能的多次利用，实现功能单元的循环使用。因此，需要借助MCD设计工具的作用，提高机械产品概念设计效率，充分发挥各功能单元的实际作用。（三）明确机械概念的具体定义当构建出可靠的机电产品功能模型后，需要利用UGNX平台支持下MCD设计工具的作用，构建出与产品功能模型相适应的粗糙3D模型。此时，圆形装载机概念设计中对其中各组件的机电属性进行了定义，从机械角度对不同组件行为进行了必要地说明。基于功能模型的粗糙三维模型的构建，客观地说明了基于MCD机电产品概念设计的良好性。具体表现在：1）可以对功能模型中的各组件的机电属性进行科学地定义；2）明确了不同组件的运动副联接类型；3）实现了不同子功能之间的有效衔接。（四）抽象执行机构的添加及基于时间操作的定义机电一体化产品概念设计中应充分地考虑机械系统的设计合理性，在保持机电一体化系统运动学特性良好的基础上，添加必要的抽象执行机构。此时，MCD可以提供速度控制及位置控制两种机构，实现圆形装载机概念实际中广义执行机构系统设计。与此同时，当执行机构定义完毕后，需要对执行机构如何操作控制进行说明。因此，需要定义基于时间的操作。定义过程中应充分地考虑圆形装载机的操作顺序：1）基座处于正常的旋转运动状态；2）滑块的运动形式是垂直运动；3）握爪处于线性运动模式中。（五）产品概念设计的三维动态仿真，详细模型构建基于MCD机电一体化概念设计目标的实现，可以对不同机电产品概念设计进行三维动态仿真，弥补传统概念设计缺陷。由于MCA是UGNX平台支持下的重要程序，可以利用建模的方式对现实环境进行模拟，明确机械概念的同时优化机电产品的服务功能，因此，需要注重基于MCD概念设计方式的合理使用。同时，在MCD中仿真技术的支持下，可以将机电产品的各种机械行为引入虚拟环境中，实现模型的三维动态仿真，构建出详细模型，增强圆形装载机概念设计的科学性。
三、结语
在可靠的UGNX平台支持下，可以扩大MCD在机电产品概念设计中的实际应用范围，提高设计质量的同时缩短设计周期，最大限度地满足机电一体化产品的各种设计设计要求。未来机电产品概念设计工作开展的过程中，应结合UGNX平台的作用处理相关的设计问题，保持这类产品概念设计作业的高效性，实现对设计成本的有效控制，改善机电产品的工作性能。
参考文献：
[1]孙伟平.基于UGNX的产品设计重用性研究[J].机械工程师,2015(5):48-50.
西门子工业软件亚太区郭涛博士说：“在新产品研发时，会考虑产品核心竞争力问题。对此有两点至关重要：一是在概念设计时，从构思到草图规划到三维图示，很少运用了结构设计，细节设计的数据信息，包括电器，液压管系统控制。二是对于机床厂而言，如何设计出客户所需要的产品，比提高产品质量更值得关注，而产品开发的关键环节在于概念的规划。”
针对机床行业，缩短产品设计周期、提高产品质量和可靠性始终是西门子软件关注的焦点。西门子新的机电一体化概念设计解决方案能从设计的源头开始管控。
在产品研发初始，研发人员收到一个设计需求的指令后，系统会自动把这一需求纳入到整个产品研发的流程中，同时搜索平台中可以利用的所有资源，概念设计充分融入到设计环节中后。可以从源头调用各类可共享的资源，避免了设计中的重复劳作，又能吸取以往的经验，大大提高了设计的准确性和可靠性，降低了设计的成本，同时也提升了可用资源的利用率。机电一体化概念设计解决方案既能帮助企业保留以往产品的所有知识信息，又能使得这些历史数据得到最大程度的重用。即使新人也能很快上手。
郭涛以齿轮的加工为例做了解释，齿轮在加工过程中有一个抓手，负责抓住齿轮放到加工工位上进行加工，然后再将其拿走。虽然这是一组看似非常简单的机械过程，但对于整个机床来讲，包含很多非常细微的运动。通过概念设计解决方案，使得这套完整的运动在一个集成的系统平台上，实现了数字化产品的开发到数字化产品的制造的任务。
概念手机同概念汽车一样，是具有雄厚资金和超前设计理念的公司，为了体现现阶段公司实力，以及演示公司对未来市场发展方向而特意设计出来的产品。通常目的不在于近期内投放市场并获得利润，更主要的是吸引消费者注意力，凸显公司强大的技术实力与优秀的设计能力。这些概念手机结合了强大的科技以及唯美的艺术等特点，充分展示了未来手机应具有的种种功能及特点。
灵魂伴侣―黑莓概念手机
设计师Daniel Yoon给大家带来了一款叫做“Blackberry Empathy”的黑莓概念设计，它融入了更加时尚、科技以及梦幻的效果，让人瞬间就会被它窒息的魅力所吸引。如果你认为它是一块具有魔力的石头，那么已经完全表达了设计者的初衷。这款黑莓的Empathy概念手机在待机状态下机身可以呈现出全透明的状态，使用的时候则会变成纯黑色的不透明机身，这样用户可以更加清晰地看到手机显示的内容。黑钻般切割棱角的设计令这款概念手机拥有极尽奢华的魅力，于此同时它还配备了情感琉璃戒指，成为一款名副其实的读心手机。
它的工作方式是，在你不介意内心情感被对方了解的前提下，带上戒指，另一方可以通过社交网络感知你所交往的人的情绪及感情。工作的原理是借助生物识别技术，判断用户当前的心情好坏同时传送到手机中。而持有手机的用户通过观察每个联系人的头像就可以洞悉一切，头像都有两个彩色圆环，内环表示现在的心情，外环则代表之前的状态。
这样的科技或许让人与人直接的沟通更直白，但却减少了内心深处真实的心灵感应。如果任何情感都可以用科技探寻用技术纠正数据差值，那人类的精神思维与情感世界也就没有意义了。
透明变化表电量―第二人生手机
透明手机见过不少，这样的概念设计随着屏幕以及能量提供问题的日益改善相信都会得以实现。设计师Cho Sinhyung带来了一款全新的透明概念手机，定名为第二人生手机。
这款透明手机采用的是三星的AMOLED（有源矩阵有机发光二极管）屏幕，二代的屏幕已经支持弯曲变形，未来科技越发强大，透明卷曲的未来手机或许很快会走入我们的生活。而现在这款透明手机就很好的将手机屏幕与电量相结合。当手机充满电的时候，手机的色彩达到最艳丽，手机的透明度也最弱。随着手机电量使用殆尽，手机的透明感也会渐渐变强，到这款手机变为透明状无法使用的时候，你也该知道充电了。
另外，根据设计师介绍，这款概念手机有一种省电模式在电池饱满时也可以运行，届时屏幕将切换为基于电子墨水的黑白显示，就像是浏览电子书一样，当然也会十分省电。
分离侧翻旋屏―索爱个性概念手机
设计师Du Jun为索尼爱立信专门设计的这款概念手机，其设计创意相当的出色，且与众不同，可以算是近一段时间内比较出色的概念设计了。这款概念机在手机结构上的创新意识比较浓厚，在一个转轴下，手机支持上下以及水平的翻转，尤其是手机水平翻转之后，呈现的是一个对接完整的大尺寸屏幕，无论是上网还是观看视频都会使效果提升很多。
同时这款概念手机也可以分体使用，在分拆之后，手机的两个部分将会通过蓝牙连接，形成两个分开使用的对讲机。可以看出设计者对索尼爱立信的外观情有独钟，对苹果iPhone的操作方式也十分热爱，所以在这款概念手机上大家可以看到两种风格的融合。
投影数字键―概念手镯手机
大家可能看过市面上有售的手表手机，它们唯一没有摆脱手机形象的地方就在于它必然会有一个液晶屏幕，有的甚至很小，但是确实要有，这就是它们保留传统的地方。然而随着投影手机时代的到来，屏幕的存在方式或许可以做个改变了。从表面看上去，这款概念手机被设计成手镯的外形，如果不是做了专门的说明，绝对难以识别。
从图中大家可以看到，这款概念手机没有屏幕甚至数字按键，通过投影出的数字，用户可以用轻触的方式实现拨号，图片中只表现出了拨号以及时钟的功能，从目前来看这款手机还只是一个唯美的设计。
“摇摆”提醒―诺基亚动力概念手机
英国设计师杰里米・霍普金斯近期创造了一款独特的诺基亚概念手机，这款手机又名为“诺基亚动力”（Nokia Kinetic），意思就是将数字信息与动作之间相互转换。对于短信、邮件及来电等信息模式，这款诺基亚概念手机将会根据机身构造前后摇摆，在铃声提醒的同时也可以通过视觉来提醒用户来电。
大家可以看到这款手机特有的设计，底部是一个电磁体，如果用户拒接来电，只需要轻碰手机，手机就会自动倒下并且屏蔽来电。这款产品在给您带来更多的乐趣的同时，对于商务人士来说还可以防止电话漏接而带来的损失。
易拉宝手机
顾名思义，俄罗斯设计师打造的“易拉宝手机”就像商家促销时最爱用的易拉宝，平时看是一个略显瘦长的触摸屏手机，但需要时它可以刷一下拉出一块华丽的OLED（有机发光二极管）屏幕。当你展开手机的柔软的 OLED 显示屏的同时，低压电流会使屏幕变得坚硬起来。之后，您便可以享受网络浏览、移动办公、游戏和社交等诸多功能。
由于易拉宝手机的表面覆盖有光洁灵敏的纳米材料，随时能将阳光转化成能量供手机使用，所以也省去了为手机充电这一烦恼。
Windows 概念手机
设计师 Seunghan Song 的 Windows 概念手机设想了一种能从手机上看到你目前天气的创意，当然，这并不是传统的天气预报的功能，而是如同你从房间的窗户看外面的样子。
在晴天，该手机的玻璃显示界面会显得干净而清新，在下雨或者下雪天则会变得潮湿而模糊。如果你想要发送短信或者打电话，你只需要简单地朝上面哈一口气，然后手机就会自动进入手写模式。
8.可乐手机
这个手机……好像《海贼王》里的人造修船工弗兰奇啊：它不用电池，不用太阳能，它喝可乐。给它喝几口可乐，它工作的时间就能比一块普通的锂电池还长。
设计者说，可乐电池使用的是一种将污染降至最低程度的生物电池，基本工作原理是让碳水化合物（主要来源于糖分）对于生物电池中的酵素起催化作用，当电池即将用尽的时候，只要注入含糖的饮料，分解出水和氧气就OK了。
【关键词】机械设计制造；自动化；概念；意义；发展方向
前言
机械设计制造及其自动化的发展有赖于机械技术与电子技术，但究其根本，却不单是机械与电子的结合，某种程度上来说机械设计制造及其自动化是多种技术性门类互相渗透合作的产物，这种机械技术的产生时间较晚，但发展速度却十分迅速，虽然完善程度有待加强，却拥有强大的潜力，符合社会未来发展的一般要求，是我国今后重点发展的机械行业技术，因此，实现现代化的机械技术结合，完成智能化、科技化、人性化和绿色化的机械设计制造及其自动化发展。
一、机械设计制造及其自动化的概念
（一）概念。机械设计制造及其自动化是一个具有明确字面意义的名词，将其拆分开来就是具备电子技术支持的、自动化的机械设计与制造技术，是机械与电子的有机结合，因此也可合并简称为机电一体化[1]。机电一体化概念产生的时间并不长，最早是70年代日本一本机械相关杂志上提出的，当时仅仅提出了专业名词，却并未对其概念进行细化，某种程度上来说这是由于机电一体化非常需要科学技术的推动与配合，当科技逐渐进步，机电一体化的畅想才能真正得以实现，因此，在1984年，机械一体化这一名词被提出的13年后，美国机械工程师协会细化了其基本概念，即目的为完成以机械的动力学运动为基础的，依靠计算机与网络配合控制的连接机械之间相关组件的有机同一系统，统称为现代机械。伴随着社会科技的不断更新发展，机械一体化的概念逐渐丰富起来，在20世纪九十年代中期，机械一体化的概念已升级为精密化、电控化的具备整体系统思想的机械设计与工程运行的协同合作。由此可见，时代的更迭发展了机械设计制造及其自动化的基本概念，也同样从根本身上完善了机电一体化的设计、操作以及运行模式，使其更加适应当今社会对机械功能的要求。
（二）意义。机械设计制造及其自动化依托社会经济以及科技的发展，其对社会和人民群众生产生活的意义十分重大，甚至直接影响了社会发展。首先，机电一体化能够很大程度上提高机械产品的生产能力，改善生产质量，由于机械自动化系统拥有强大的信息处理能力和自控能力，较人工来说具备更优秀、更精准、更全面的生产与检测技术，失误较少；其次，安全是任何生产活动中的主要问题，机电一体化能够通过自动操作的过程有效监视和控制生产中出现的安全隐患，保证了生产过程的安全性。总而言之，机电一体化对社会发展及机械生产的意义重大，因此，其发展趋势和方向也逐渐被确定下来。
二、机械设计制造及其自动化的未来发展方向
（一）科技方面。机械设计制造及其自动化未来发展方向的第一方面就是科技方面，由于机电一体化依赖于科技发展，因此，科技方面的发展将直接影响机电一体化发展。首先是智能方面，机电一体化并非是机械与电子的简单结合，而是融合了计算机、运筹学、心理学、混沌动力学等各个领域内容的综合性技术，因此未来的机电一体化将更加网络化、智能化，操作过程将更加便利与安全，为人类的生产生活带来更加多样的服务。
（二）形态方面。现如今的机电一体化设备相对来说都较为庞大，比较笨重，虽然操作性和功能较为全面，却不免导致应用范围较小的问题出现。但最近几年，机电一体化的理念正逐渐走向全新的方向，微型化的一体化机械产品受到大多数人的青睐，尺寸更小的产品不仅能够被应用于生产和生活，更加能够添加进医疗、军事等方面的技术应用，由于微型化的机电一体化产品相对来说体积较小，能耗较低，灵活性强大，对各种各样现代以及未来社会已经或即将出现的超精细化操作将产生很大帮助，但目前阶段微形态的机电一体化设备还未能突破技术瓶颈，如何将复杂技术集合于几何面积更微小的设备中，将是未来发展的主要课题。
（三）环保方面。工业技术的逐渐发展为人们的生产生活带来了很大便利，丰富的科学技术促进了机械行业的发展，然而在发展的同时，生态环境却逐渐被破坏，资源保有量也逐渐减少，对人类的未来和可持续发展十分不利。人们已经意识到生态问题的严重性，也尝试将环保理念运用到机电一体化的制造环节中，呼吁进行绿色化的机械设计方案，采用绿色化的机械制造方式，通过绿色化的运用手段，保证生态环境的可持续发展。在未来的发展中，绿色环保的机电一体化制造和使用将是社会发展的主要趋势，一体化产品使用时与环境的和谐程度和废弃后对环境的影响程度将是未来机械设计制造与自动化技术考虑的关键因素。
（四）领域方面。针对机械设计制造及其自动化的领域方面，未来的发展方向将十分广泛。社会的经济进步是由于科学技术的推动，尤其是计算机与互联网的普及，世界已经形成了相对来说较为完整的联系，同样的，机电一体化领域的扩展依靠的是世界范围内联系的强化。各个国家的科技发展水平不同，虽然都追求全面发展，但仍然存在专攻项目，而国家之间的联络程度逐渐增加能够从根本上解决原本消息闭塞，领域较窄的问题，机电一体化涉及的领域将随着世界一体化的进程逐渐拓宽，国家之间的联系越紧密，机械设计制造及其自动化技术的发展就能够越来越世界化，原本的单一领域发展被打破，人类的社会进程自然会伴随机电一体化领域的拓宽而更加稳定快速。
结论
无论是科技方面、形态方面、环保方面还是领域方面，机械设计制造及其自动化技术和产品的发展方向都是积极和乐观的，社会的进步加强了世界的联通，使得机电一体化会更加受到先进思想以及技术的影响，我国机械设计制造以及自动化水平将稳定提升，为我国工业现代化发展带来了更加积极有效的推动力，相信在不久的将来，机电一体化将被运用于各个高科技领域，为我国建设提供工业方面的基础支持。
参考文献
【摘 要】随着我国经济的发展，社会对人才的需求不断加大，这就要求我国教育事业能够紧跟经济发展，为国家培养更多促进我国经济发展的人才。新一轮的课程改革充分证明了这一点，体现在其教材已不单单是以往的说教式内容，而添加了更多的图文解说和应用模块。高中化学的概念图就是一种新颖的教育改革创新方式，基于此（以苏教版教材为例）本文首先对概述了高中化学教学中概念图的应用，然后对概念图在高中化学教学中应用的功能和应用做了分析，最后总结全文。
关键词 概念图；高中化学；教学设计；应用分析
前言
高中化学的教学重点不仅包括要求学生对化学概念的掌握和理解，而且要学生熟练运用概念知识理解化学实验过程，掌握高中化学的知识结构，从而达到高中化学的教学目的。如何让学生更好的理解和掌握基础概念是高中化学教学的重点，学生对基础概念的理解不够深刻或者不全面，势必会影响后续课程的学习，更谈不上对高中化学知识的掌握和熟练应用。苏教版的高中化学教材中，以概念图的方式清晰、明确地向学生展示基础概念的内容，各化学概念之间的联系以及综合运用。从图上学生可以系统的查看和理解各化学概念之间的关系，能够加深学生对化学概念的记忆。运用概念图设计高中化学教学不仅能够让老师更加准确、清晰地讲解化学概念知识，而且可以让学生在课堂更容易掌握化学基本概念。同时，运用化学概念图来设计高中化学教学不仅能够达到教学目的，而且学生在学习高中化学的基础知识的同时能够举一反三、活学活用，提高学生的实际动手能力。
一、高中化学教学中概念图的应用概述
概念图与系统图具有一定的相似性，都是将概念内容做出相关联系的一种体现，一幅概念图能够囊括许多用语言无法描绘出的内容。概念图在国际上的通用概念是展示出人能够识别、理解和思考的内容，以连线、节点、框图的形式表达各系统内容之间的关系，其中节点代表概念，连线代表各概念之间的关系。这种图示法展示化学内容的方式能够更加直观、清楚地把人脑中潜在的隐形知识串联起来，使其更加可视化。
例如，（如上图1所示）对电解化合物做概念图分析设计，可以从五个节点引出化合物电解的基本概念：化合物、电解质、非电解质、弱电解质、强电解质，然后再根据五个电解物质之间的等级关系用连线的方式联系起来，可以把最左边作为电解质的最低级，最右边作为最高级，框图内代表电解的基本概念，这样就能从直观地了解电解化合物的过程。概念图的构建步骤可以从根据中心主体确定知识领域、通过联系特征建立概念连接和罗列分析概念进行合理排序、不断修改完善增删概念的角度安排构建。
（一）高中化学概念图的构建应该能够建立起即将学习的新概念和以往学习的旧概念之间的关系，注重的是概念知识的完整性和系统知识的框架联系。因此，首先要做的是根据中心主题确立知识概念的领域，概念图的构建要确定中心和主体，如下图2所示，从重点知识的角度切入能够更加直观的表达出概念图所要传达给读者的信息。
（二）选定了主题之后，就要根据主体具体包括的内容罗列和分析概念，并且能够做到合理排序。例如（以苏教版高中化学教材为例）专题2化学反应与能量转化做概念图构建时先要对本专题的内容做一个罗列：化学反应速率与反应限度；化学反应中的热量；化学能与电能的转化；太阳能、生物质能和氢能的利用。然后根据对罗列的内容分别进行分析，将简单的、有关联的信息和概念用连线和连接词进行横向连接，表明关系。
（三）经过上述的过程，一个最基本的概念图已经成形，这仅仅是构建出了基础的概念关系，随着学习的不断深入，新旧概念的不断接触，需要对概念图上的概念做适当的完善和补充。这样不仅可以随时保证概念图根据学习内容的加深得到实时更新，而且可以让学生在学习原有知识的同时不断更新对概念的理解，对所学的化学知识的掌握和应用更加深入。
二、概念图在高中化学教学中的功能分析
高中化学知识概念图一般是将高中化学概念、化学元素组合、化学实验和化学应用等联系起来，以连线和框图的形式展现出来。其包括的内容不仅有各高中化学概念与后续化学教学的联系和区别而且包括高中化学学习的应用背景和意义，这种整合到一起的系统图能够更加直观的展示给读者各学习章节和整体教材内容的学习脉络。下面就从几个方面具体阐述一下概念图在高中化学教学中的功能，
（一）概念图可以应用于高中化学教学的设计，让老师建立起宏观的教学过程和教学指导方案，同时概念图与数学中的树状图一样清晰地展示了高中教学的章节知识点、重点内容和教学计划等。例如，老师在讲解关于有机化合物知识章节时，其整体包括以下四个方面的内容：有机化学的获取与应用、化学染料与有机化合物、食品中的有机化学、人工合成有机化合物。老师在讲解这一章内容的时候可以根据这四块内容建立起联系框图，然后将每一块内容所包含的基础知识、概念联系起来。同时为了展示出课程讲解的过程可以有顺序和目的性地完成概念图的结构。
（二）概念图可以应用于教学反馈，通过对概念的设计，老师可以获取学生对基础化学概念的掌握情况，随时调整教学进度，改变教学方法，引导学生更好的理解化学知识。例如教师引导学生学习微观物质结构这一章学习时，可以让学生自己设计一个本章节的知识概念图，并且让他们自己讲解一下有关微观物质与物质多样化、核外电子排布与周期表、微粒之间的相互作用力以及从微观角度看物质的多样性四个内容之间的联系。让学生掌握从哪个角度切入能够把内容整理的清晰、自然而且能够体现各知识章节间的密切联系。通过学生自己梳理内容然后以概念图的形式展示出来，老师可以清楚地知道学生对这部分内容的掌握情况，由这种形式反馈回来的教学效果信息能够指导老师随时根据学生的知识掌握情况调整教学形式。
（三）概念图课提高学生宏观思维能力，锻炼学生对不同内容作出联系框架和系统搭建思维。我们在学习新内容时一般刚开始只是片面得学习本章节内容，很难将各章节内容联系起来。这种以概念图形式的讲解或练习，能够让学生在学习各章节内容的同时加强系统思维的培养。例如，教师在对碳、硫化合物一章讲解之前可以让学生首先设计一个化学知识概念图，让学生先从宏观角度了解本章节的内容，然后要求学生在设计的概念图上体现出自己遇到的问题以及与前几章的联系。这样不仅可以帮助学生整合知识点、整理已有知识而且帮助学生实现对系统知识的长期记忆。
三、概念图在高中化学教学设计中的应用分析
高中化学教学设计要求教师根据教学要求、教学目标和教学内容制定适合老师教学和学生学习的一种教学计划。概念图在高中化学教学设计中的应用应该考虑其在高中化学教学中的作用和优势，其设计内容不仅包括阶段性学习的知识内容而且包括教师在这一阶段教学的安排和进度。根据教学计划的不同以及概念图设计的对象不同可以从教学内容计划安排、学生学习化学知识、复习课上化学内容总结和对概念知识的修正、补充等几个方面对高中化学教学设计的概念图制定应用策略，并且能够不断更新完善下一阶段化学内容的学习。教师在制定概念图教学方案时应该预留出对新概念更新和完善的设计空间，配合教学过程中的单元知识巩固，为今后的进一步学习做修正。下面就详细阐述一下概念图在高中化学教学设计中的应用。
（一）在高中化学教学设计中应用概念图来对教学内容进行计划安排是概念图在教学中的一个典型应用，教师通过系统全面的概念图设计能够大致掌握对高中化学的整体授课安排，帮助老师计划课时安排和内容讲解进度，让老师能够随时根据课时需要调整教课内容。同时，在设计化学概念图时，要考虑知识的难易程度和选择性教学的模块，这样能够提示教师在讲解相关化学知识概念时能够有选择的做好课程讲解的筛选工作。
（二）高中化学教学设计中应用概念图最大的受益对象是学生，系统、清晰的知识脉络和知识框架安排，将化学内容相互联系起来。这样，学生在做课堂预习时，能够根据概念图提供的知识系统框架和化学概念之间的联系做好对课上知识的预览。同样，在对学过的化学知识复习过程中，化学概念图是学生最好的帮手，概念图为学生提供的不仅是知识上的梳理，而且加强了学生知识系统化的思维。
（三）化学知识的特点是记忆和理解的内容比较多，而且要求学生具有一定灵活性和理解能力。所以教师引导学生复习化学知识时就可以发挥出概念图的优势，将前后知识点和新旧概念串联起来，建立联系。同时，学生自己动手构建一个化学知识概念图是检验学生复习效果的有效方法，通过构架化学概念图可以达到对化学内容熟练掌握的目标。
（四）教师在多年的教学中应该对化学的相关知识、课程授课方式以及教学的进度有大致的把握，然而随着社会的不断发展，尤其是在化学世界里，越来越多的未知事物被发现，这就要求化学教师应该具备随时更新化学知识，完善教学内容的能力。因此，教师在应用概念图对高中化学教学设计时，要充分考虑到知识的更新和完善，做好知识更新和完善的准备。
总结
化学概念是高中化学教学中最基本的知识组成部分，学生通过学习和理解化学概念与化学实验、化学原理公式、元素化学知识结合，充分掌握高中化学知识。如果学生对化学概念产生深刻理解，不仅有益于化学学习能力和知识水平的提升，而且能够激发学生将化学学习到的知识应用到日常生活中，这样既能更加深刻的掌握化学基础知识，又能锻炼学生对化学知识的实际应用能力。概念图在高中化学教学设计中的应用为学生对化学概念的理解提供一个很好的学习途径。
参考文献
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关 键 词 ：数字化 数字证据 视听资料 书证 数字证据规则
包括法律在内的社会科学往往随着自然科学的发展，在对自然科学所引导的社会关系进行调整的同时获得了自身的进一步发展与完善。从法律纵向发展历史来看，每次重大技术进步都会在刺激生产力飞跃提升的同时促进法律进步，工业革命时代如此，信息革命时代也是如此。数字技术的迅速发展，给法律提出了许多新的问题。这其中首先是实体法的扩展与创新，随之而来的则是程序法的修正。但是由于目前研究尚处于初始状态，许多问题并没有得到有效解决。
数字技术对法律提出的挑战，体现于合同法、知识产权法、行政法的一些程序流程中，我国在一些实体法中已开始逐渐解决，但在程序法上仍未开始这方面的尝试。在当前已经出现的大量技术含量极高的案例中，作为程序的核心——证据制度，不论是民事，还是刑事、行政证据制度在面对新问题时都处于一种尚付阙如的尴尬境地，这种尴尬在目前沸沸扬扬的新浪与搜狐的诉讼之争中又一次被重演。不仅当前制定证据法的学者们所提出的数稿中有的根本就没有此方面的规定，即使作为对以往司法实践的总结与最新证据规则的《最高人民法院关于民事诉讼证据的若干规定》，对数字技术引发出的愈来愈多的问题也依然未给予应有的注意。因此非常有必要在数字技术环境下对证据制度进行再研究（注：数字证据可以出现于三大程序法中，本文针对民事、行政、刑事程序法中的数字证据问题的共性进行讨论，并不涉及基于不同程序性质而产生的细节问题。同时，我们无意在此对我国原有证据体系的分类模式与合理性等进行论证，那并不是本文所主要研究的问题。）。
一、数字证据概念评析
使用精确的概念，进行内涵的准确界定与外延的清晰延展，对于一个科学体系的建立极具方法论意义，并且也符合社会学方法的规则，因此，建立一个体系首先进行的便应是概念的归纳。同时，一个精确的概念必须能够抽象归纳出所有客体的本质共性，必须能够把表现同性质的所有现象全部容纳进去。对数字证据进行概念归纳，基于其鲜明的技术特征，在归纳时要回归到数字技术层面，在其所使用的数字技术与存在的社会经济基础的结合中寻找恰当的突破点。
关于数字证据的概念，在国际上至今未有定论，如computer evidence（计算机证据）、electronic evidence（电子证据）、digital evidence（数字证据）都具有其使用者。我国采取数字证据概念的大多是IT业界，法律学者采用的概念主要是计算机证据与电子证据，进而在这些概念基础上分析证据的性质、效力、类型等（注：还有的学者在论述中并未对其使用的概念进行定义，如吴晓玲发表于《计算机世界》1999年第7期的《论电子商务中的电子证据》一文中使用电子证据，游伟、夏元林发表于《法学》2001年第3期的《计算机数据的证据价值》一文中使用计算机数据电讯。吕国民发表于《法律科学》2001年第6期的《数据电文的证据问题及解决方法》一文所使用的数据电文等都未进行明确的法律上的界定。）。这些概念以及在此基础上的分析存在一些问题，之所以如此，或者是因为单纯注重对社会经济层面的考查却忽略了对技术层面的透彻分析，或者是因为虽进行了技术的分析，但却未深入到进行法律归纳所需要的足够程度。因而有必要在与这些概念、定义的多维比较中分析数字证据概念的内涵与外延。
（一）数字证据与计算机证据、电子证据概念的比较首先必须明确的是，虽然各个概念所使用的语词不同，但在内涵上，计算机证据、电子证据都是针对不同于传统的数字化运算过程中产生的证据，在外延上一般囊括数字化运算中产生的全部信息资料。不过，计算机证据与电子证据这两个概念并不妥贴，不能充分表现该种证据的本质内涵，由此而容易导致概念在外延上不能涵盖该种证据的全部形态。
1.“计算机证据”概念。有人认为，“计算机证据，是指在计算机或计算机系统运行过程中产生的以其记录的内容来证明案件事实的电磁记录物”。[1]采取“计算机证据”概念来表述数字化过程中形成的证据具有一定合理性，因为计算机及以计算机为主导的网络是数字化运算的主要设备，并且目前数字化信息也大多存储于电磁性介质之中。从数字化所依靠的设备的角度来归纳此类证据的共性，在外延上能够涵盖绝大多数此类证据。然而，虽然计算机设备是当前数字化处理的主要设备，计算机中存储的资料也是当前此类证据中的主要部分，但是进行数字化运算处理的计算机这一技术设备并不是数字化的唯一设备，例如扫描仪、数码摄像机这些设备均是数字化运算不可或缺的设备，但并不能认为这些也属于计算机之列。从国外立法来看，没有国家采取computerevidence，采用这种概念的学者在论述中也往往又兼用了其他的概念。迪尔凯姆认为，研究事物之初，要从事物的外形去观察事物，这样更容易接触事物的本质，但却不可以在研究结束后，仍然用外形观察的结果来解释事物的实质。所以，“计算机证据”概念从事物外形上进行定义具有一定合理性，但是“计算机证据”概念未能归纳出数字化过程中形成的可以作为证明案件事实情况的证据共性，不能够涵盖数字化过程中产生的全部的信息资料，而且在法律上也不能对将来出现的证据类型预留出弹性空间。
2.“电子证据”概念。目前，采用“电子证据”者甚众，但对电子证据的具体含义则各有不同表述。有人认为：“电子证据，又称为计算机证据，是指在计算机或计算机系统运行过程中产生的以其记录的内容来证明案件事实的电磁记录物。”[2]有人认为：“电子证据，是指以数字的形式在计算机存储器或外部储存的介质中，能够证明案件真实情况的数据或信息。”[3]“电子证据是指以储存的电子化信息资料来证明案件真实情况的电子物品或电子记录，它包括视听资料和电子证据。”[4]加拿大明确采用了电子证据概念，在《统一电子证据法》（Uniform Electronic Evidence Act）的定义条款中规定：“电子证据，指任何记录于或产生于计算机或类似设备中的媒介中的资料，其可以为人或计算机或相关设备所读取或接收。”[5]
综合起来，各种电子证据的定义主要有两种：第一，狭义的电子证据，等同于计算机证据概念，即自计算机或计算机外部系统中所得到的电磁记录物，此种内涵过于狭小，不能涵盖数字化过程中生成的全部证据，不如第二种定义合理。第二，广义上的电子证据，包括视听资料与计算机证据两种证据，在内容上包含了第一种定义，并且还包括我国诉讼法中原有的视听资料。但我们认为，这些定义中不仅所使用的“电子”一词不妥，而且所下定义亦为不妥，理由如下：第一，将电子证据或者计算机证据定性为电磁记录物未免过于狭隘。虽然数字设备的整个运作过程一般由电子技术操控，各个构件以及构件相互之间以电子运动来进行信息传输，但是仍然不可以认为该种证据即为自电子运动过程中得到的资料。美国《统一电子交易法》2 （5）中规定：“电子（electronic），是指含有电子的、数据的、磁性的、光学的、电磁的或类似性能的相关技术。”扩大解释了电子的语词内涵，使用各种不同的技术载体来表达扩大的电子语义，已经失去了“电子”一词的原义，原本意义上的电子只是其使用的“电子”概念中的一种技术而已，从而能够涵盖大多数此类证据。不过，既然如此，还不如直接使用能够涵盖这些技术特性的“数字”概念，在工具价值方面更有可取之处。加拿大《统一电子证据法》解释中之所以采取“电子”，“因为信息为计算机或类似设备所记录或存储”，但这个理由并不充分。并且接下来又承认有些数字信息（digital information）未涵盖于本法，因为有其他的法律进行调整。第二，电子证据概念不能揭示此类证据的本质特征。电子运动只是数字化运算的手段，而非本质，并且也并不是所有数字设备的运算全都采取电子运动手段。进行数字化运算的计算机设备及其他数字设备的共同之处在于这些设备的运算均采取数字化方式，而非在于均采取电子运动手段。第三，不论是将视听资料这种已存的证据类型纳入电子证据中，还是将电子证据纳入视听资料中，都会致使“电子证据”与我国诉讼法中的“视听资料”相混淆，而此类证据与视听资料证据的本质共性并不相同。视听资料主要为录音、录像资料，其信息的存储以及传输等也都采取电子运动手段。录音、录像采取模拟信号方式，其波形连续；而在计算机等数字设备中，以不同的二进制数字组合代表不同的脉冲，表达不同信号，信息的存储、传输采取数字信号，其波形离散、不连续。二者的实现、表现、存储、转化都不相同。传统的电话、电视、录音、录像等都采取模拟信号进行通讯，这是视听资料的共性，而计算机与网络信息技术则采取数字化方式通信，这是数字化运算中生成的证据的共性，两者不同，不应混淆。
可见，狭义上的电子证据在外延上只能容纳数字化过程中产生的部分证据，失之过狭；广义上的电子证据确实能够在外延上容纳数字化过程中产生的全部证据，但却失之过宽，如将视听资料与计算机证据这两种差别极大的证据容于同一种证据类型中，将不得不针对两种证据进行规则的制定，从而导致同种证据类型的证据规则不相统一，很难建立起一个和谐一致的体系。
（二）数字证据概念的内涵与外延我们认为，数字证据就是信息数字化过程中形成的以数字形式读写的能够证明案件事实情况的资料。这里使用的“数字”（digital，digits pl.）与日常用语中的“数字”语义并不相同，虽并不如“电子”更为人们熟悉和容易理解，但重要的是根据科学的需要和借助于专门术语的表达，使用科学的概念来清晰地定义相关事物，况且“数字”概念在现今信息时代也并不是一个新概念，早已为人们广泛接受和使用。现代计算机与数字化理论认为，数是对世界真实和完全的反映，是一种客观存在。人类基因组的破译说明，甚至代表人类文明最高成就的人自身也可以数字化。[6]来势汹涌的全球信息化潮流实际上就是对事物的数字化（digitalization）处理过程，区别于纸质信件、电话、传真等传统信息交流方式，这种采用新的信息处理、存储、传输的数字方式在现代社会包括日常交往与商业贸易中逐步建立其不可替代的地位。毋庸置疑的是，数字技术还会不断地发展，因此在进行法律调整之时就更不能限定所使用的技术与存储的介质，从而在法律上为技术的发展留存一个宽松的空间。
1.数字证据有其数字技术性。信息数字化处理过程中，数字技术设备以"0"与"1" 二进制代码进行数值运算与逻辑运算，所有的输入都转换为机器可直接读写而人并不能直接读写的"0"、"1"代码在数字技术设备中进行运算，然后再将运算结果转换为人可读的输出。数字证据以数字化为基础，以数字化作为区别于其他证据类型的根本特征。数字证据具有依赖性，其生成、存储、输出等都需借助于数字化硬件与软件设备；具有精确性，数字证据能准确地再现事实；具有易篡改性，数字化技术特性决定了数字资料可以方便地进行修正、补充，但这些优点在数字资料作为证据使用时成为缺点，使其极易被篡改或销毁，从而降低了数字证据的可靠性，这个特点也决定了在对数字证据进行规则的制定时应当切实保障其真实性。 SWGDE（Scientific Working Group on DigitalEvidence）与IODE（International Organization on Digital alvidence）在1999年在伦敦举办的旨在为各国提供数字证据交换规则的会议IHCFC（International Hi-Tech Crime and Forensics Conference）上提交了一份名为《数字证据：标准与原则》的报告，对数字证据从技术方面进行了定义，“数字证据是指以数字形式存储或传输的信息或资料”，[7]在接下来的规则中则重点阐述了如何对数字证据的真实性进行保障。
2.数字证据有其外延广泛性。数字证据概念在外延上既可以容纳目前以数字形式存在的全部证据，又具有前瞻性，可以容纳以后随着技术与社会发展而出现的此类证据。数字证据可以产生于电子商务中，也可以产生于平时的日常关系中，表现为电子邮件、机器存储的交易记录、计算机中的文件、数码摄影机中存储的图片等。从美国FBI目前的犯罪执法中可以看到，现在专家越来越喜欢用数字技术对一些其他证据进行处理，例如用AvidXpress视频编辑系统、Dtective图像增强处理软件对取得的录像进行处理，并且这种处理也往往得到法庭的承认。这种对原始证据进行数字技术加工后形成的证据也可看作是一种传来数字证据，即形成了一种证据类型向另一种证据类型的转化，例如对我国视听资料中的录音、录像进行数字处理后可以认为是数字证据，适用数字证据规则。这一点很重要，因为不同的证据类型往往适用不同的证据规则，从而在真实性等方面可能作出不同的认定。
数字证据一般有两种存在形式：一是机器中存储的机器可读资料，二是通过输出设备输出的人可读资料，如显示设备显示出来或者打印设备打印出来的资料。前种作为数字证据毫无疑问，而后者从表面看来似乎可以认定为书证。其实，此种人可读的输出资料仍然属于数字证据，因为这些资料来源于数字化设备，是在设备运行过程中取得的，其产生完全依赖于前者，人可读的资料是由机器可读的资料经过一个转化过程而取得的，两种资料在内容上保持了一致性，具有同质性，只是表现方式不同而已。后者的真实性依赖于前者，在如何确保真实性、合法性等规则上，应适用数字证据的规则，却不可以因为其表现为传统的纸面形式就认为是书证，从而适用书证规则。
二、将数字证据纳入我国证据体系具有必要性与可行性
数字技术推动出现的社会经济关系提出新的要求，体现于法律之上，在实体法上表现为，要求更新确认这种新技术指示的新类型社会关系当事人间的权利义务关系；在程序法上表现为，当这种社会关系的当事人因权利义务关系发生纠纷时，应当存在与之相适应的相关程序，或者对已有程序进行完善，能够满足这种纠纷不同以往而与其技术特征相适应的要求。而在程序法证据制度上的一个基本表现就是，要求数字化过程中所产生的一些数据资料等能够纳入到证据体系中，得到证据规则的认可，能够被法庭接受成为证明案件事实的证据。
虽然数字证据并不单纯只是在电子商务关系中产生，其还可在其他社会关系中产生（注：以数字化设备为基础而生成的数字形式读写的证据均可认为是数字证据，其可以为民事程序法上的证据，也可以为刑事、行政程序法上的证据。不过，在现阶段，电子商务关系中产生的这类证据的数量多于其他类型社会关系，但不可以认为数字证据即为电子商务中产生的证据，例如内部局域网、个人计算机存储的资料也可成为数字证据。），但数字证据问题主要是出于电子商务的飞速发展而提出。出于电子商务交易追求交易的快速便捷、无纸化（paperless trading）流程，在很多交易过程中很少有甚至根本就没有任何纸质文件出现，电子商务交易中所存在的与交易相关的资料可能完全是以数字化形式存在于计算机等存储设备中。一旦产生纠纷，如果在程序法上不承认数字证据的证据力，当事人将没有任何证据来支持自己的权利主张，无法得到法律救济，商人对电子交易就难以产生依赖感，不利于电子商务的发展。
自20世纪90年代起，EDI数据交换方式便以其便捷、高效、准确而备受青睐。一些重要的国际组织对电子商务等进行大量的立法工作，欧美各国在实体上早已承认以数据电文方式订立合同、申报纳税与以信件、电报、传真等传统方式具有相同效力，在程序法上也作了相应的规定。美国《联邦证据规则》通过重申现行判例和成文法的形式肯定了数据电文无论是人工做成的还是计算机自动录入的都可作为诉讼证据。英国1968年《民事证据法》规定，在任何民事诉讼程序中，文书内容只要符合法庭规则就可被接受成为证明任何事实的证据，而不论文书的形式如何。 [8]在1988年修正《治安与刑事证据法》（The Police and Criminal Evidence Act）也作出了类型的规定。加拿大通过R.V.McMullen （Ont.C.A.，1979）一案确立了新证据在普通法上的相关规则。联合国贸法会在《电子商务示范法》中规定，“不得仅仅以某项信息采用数据电文形式为理由而否定其法律效力、有效性和可执行性”，又承认了以数据电文方式订立的合同的有效性，并且认为，在一定情况下数据电文满足了对原件的要求，在诉讼中不得否认其为原件而拒绝接受为证据。这些规定运用功能等同法（functional-equivalent），认为只要与传统式具有相同的功能，即可认定为具有同等效力。我国也与这一国际立法趋势相靠拢，例如我国新修订的海关法中规定了电子数据报关方式。更为重要的是，我国在合同法中已承认以电子数据交换方式订立的合同的有效性，承认其符合法律对合同书面形式的要求。要使实体法的修改有实际意义，就必须设定相应的程序规则，使得以实体规定为依据，在诉讼中寻求救济时具有程序法基础，否则实体法上的修改不啻一纸空文。
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