【杜書伍:做事前,先找到你的GPS】
在產品複雜多元、重視服務細節的通路經營上,聯強被公認是最有扎實執行力的企業之一。建立起聯強執行力的關鍵人物,就是總裁兼執行長杜書伍。杜書伍擅長透過觀察與思考分析事物的個性,小時候就展露無遺。國中時,即使一個掃地前先洒水的動作,他都會研究該用什麼姿勢讓水珠均勻飛濺,好讓打掃時更順利。這樣的個性一直延續到他成為管理者,在《打造將才基因》一書中,他將職場的態度、信念及能力培養,透過自己的思考邏輯,以各種生動的比喻來拆解。
杜書伍接受《Cheers》雜誌專訪,用他一貫的思考深度,將看似複雜「把事做好的眉角(訣竅)」,精簡成「掌精髓、建架構、長筋肉」這9字訣。
問:從CEO的角度來看,你覺得什麼是「會做事的員工」?他們通常有哪些特質或表現?
答:我認為 「會思考」才是會做事的員工。交待事情後,即使只有簡單的說明,他會去思考,把提示的精神與目的重新想過。最優秀的員工,是他會回過頭來,在原始想法上再附加額外效益。畢竟講的時候多只說重點,他能夠幫你想透後,連其他沒有講的部份也去弄清楚,然後再去做。
做的過程中,因為掌握住重點,判斷就很精準,成果連帶也會高於最初的期待。甚至有些人經過思考後,發現不對,還會推翻主管最先的想法。在動手做之前,這個思考的過程很重要。
問:在做事情之前,如何進行這個思考的過程?有哪些要訣需要掌握?
答:不論主管或是員工,我認為都有「做事的姿勢」,要抓住精髓、架構、筋肉這3個階段。
開創性(中高階)主管要能「掌精髓」、「建架構」、「長筋肉」。掌精髓是指在做任何事之前,掌握它的目的與精神。所謂的目的與精神,通常描述的字不多,一般人很自然就把比較少時間放在上面,直接跳到動手做,其實,這個階段最重要。
實際做之前,還要建架構:這件事分成幾個部份?各部份間的關係是什麼?這件事和其他事情的關係是什麼?這些架構有了,就像人體骨骼,知道哪邊是手、哪邊是腳,把架構圖畫出來之後,腦筋非常清楚。最後才是長筋肉,從每個步驟發展出細節或運作的方法。
能這樣做,就不會不自覺地把手和腳混在一起、頭放錯地方。很多人一聽到事情,馬上跳到長筋肉的階段,結果抓不住精髓,許多需要判斷的地方就會出問題。
不同位置的3種做事姿態
問:可以舉你實際帶人時發生的例子?
答:比如,我們常說「提升效率、節約成本」。這兩部份哪一個重要?
當然是提升效率重要,一定要先釐清,否則末端執行時,就變成不斷在節約成本,把所有預算都砍掉,砍到最後沒有效率。
當然,我們說節約成本時,通常不會再多說「不要損失效率」,但懂得思考精髓的員工,會再想到後面這句話;沒有想的,就會為了節約成本而讓所有效率完蛋,這就是只把事做完。如果事情都要講這麼清楚,沒講就不會做,那當主管的就很慘了。
問:這套「做事的姿勢」,對於非主管的工作者,如何應用在自己日常的工作上?
答:不同的角色,也有不同「做事的姿勢」,這是個系統性的概念。擔任開創性(中高階)主管負責無中生有,掌精髓是部門功能的定位、建架構是部門運作的方式、長筋肉則是細部作業。執行性(基層)主管,因為東西都有了,但不是所有事情都他去做,所以他要「學習精髓」、「掌握架構」,帶著人家不斷去做,去「改善筋肉」。執行性的人員(基層員工),則是要「理解精髓」、「理解架構」、「學習筋肉」。
裡面運作的每個過程,都需要判斷,判斷的依據就是「精髓」。要去思考,我現在是在架構中的哪個角色?做這件事情的目的與精神是什麼?這樣才不會搞錯方向。 精髓很像GPS(衛星定位系統),有GPS才知道自己在哪裡,不然就迷路了,方向錯,決策或做法一定會錯。
問:為什麼你會發展出精髓、架構、筋肉這套做事的姿勢?你觀察到部屬在做事上的哪些現象?
答:我年輕時看到太多例子。跟部屬講了,他就蹦蹦蹦去做,做回來不是我講的,我再說:「我不是這樣講嗎?」他才說:「喔!對喔!」那時才想起來。當初跟他講的時候記得,但一轉身就忘掉,碰到這樣的部屬,很認真,可是沒做對事情,真的會氣死!
後來我就不斷拆解,為什麼會發生這種事?因為我跟他講的時間很短,一轉身就忘,第1,是在他腦海中停留的時間很短,印象不夠深;第2,是他只想著趕快去做,一面做一面想,加上之前記憶不夠深,所以很快就忘了。
發現這個現象後,我就變得花比較多時間在前面跟部屬談,先想清楚,還不要做,最好他能把精神與目的複述一遍,再下去做。幾次下來,學習能力強的,就會改變做事的習慣。
想清楚再做,就像雜貨店與便利商店的差別。雜貨店是進了貨,東西放哪裡,老闆很清楚,客人想買什麼,老闆找得到,客人找不到,樣樣事情要依賴老闆在,要買什麼東西老闆拿給你;便利商店進貨很麻煩,要貼標籤、分類、上架,花很多前置作業時間,但後面就輕鬆,只要有貨,多少客人都沒關係,客人自己去拿,一個人在櫃臺結帳就好。
到底時間該省在哪裡?是省在前面,然後在後面花更多時間、人力去做,還是相反?這是改變我們做事習慣的方法,只要在前面多花一些時間,後面省下做錯或猶豫的時間會更多。
利用月報,觸動員工思考習慣
問:這樣的能力,該如何培養?是個人特質還是可以透過組織建立?
答:最基礎的,還是個人態度。如果只是想悠哉悠哉過日子,不想積極任事,那什麼方法也無效。但若想積極任事卻不得其法,是可以用方法去養成對的習慣。
聯強有幾個方法來培養員工思考。最基礎的是去觸動思考,比如每個人都要做月報。月報不是只有形式,而是要有要求與規範,主管與部屬之間也要就月報溝通與回饋,這樣,至少每個月會把這個月的工作執掌與內容重新想一次,這就是一個系統。
另外,工作可以切割成哪幾個部份?KPI(關鍵績效指標)是什麼?如何去統計與分析?這是結構。我們透過月報制度,訓練員工對工作做更多思考、系統、結構、整理、分析。
通常月報不會到了月底才開始準備,那樣會很痛苦。透過這樣一次又一次的過程,慢慢的就會掌握住架構,每天做事時會去思考,讓思考的頻率增加。有了結構後,思考的效益也會比較好。
交完月報,主管會再問問題。比如這個數字代表什麼?為什麼是這樣?如果沒準備,就答不出來。這樣的過程,主管也同樣在引導員工思考。
問:晉升主管時,會針對思考能力做考核嗎?
答:沒錯。我們一層一層的升職,都要看思考、系統、結構、整理、分析這5大能力的層次與火候,升職是以這個為基礎,因為這5種能力是所有能力的根源。
問:絕大多數工作都必須透過合作來完成,有時候事情做不好,原因是跟其他部門溝通不良,或爭取不到支持,你怎麼看這種「軟實力」的重要性?
答:要與別人合作,先要彼此談清楚,確認彼此掌握的精神與目的是否一樣。如果沒有這個習慣,假設對方什麼都知道,趕快開始做,這就慘了。兩人一起做,你要往東、我要往西,這就有得吵,結果變成兩人前進不了,一直argue(爭論)。
在合作之前,還是要回到精髓、架構、筋肉這個過程,彼此討論清楚,後面邊做還要邊identify(確認)有沒有跑掉。萬一感覺對方跑掉了,跟精神與目的好像有衝突,經過提醒,彼此往往不用argue得面紅耳赤,就能回到正軌。(本文摘錄自Cheers 雜誌,作者李欣岳)
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研究方法研究架構圖 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的精選貼文
佈署 IoT Edge 和霧運算技術以開發智慧建築服務
2021年2月19日 星期五
《3S MARKET》這篇報導把物聯網的架構與實作,描寫的非常詳細,雖然在建築的細節上描述不多,但報導中也提及這是個實際驗證,可適用在很多的場域。不知道,有多少人真正看得懂?當然,連這篇都看不懂的人,就別說他真正了解物聯網、Edge 與 Cloud。
事實上這篇報導的描述不難了解,真正物聯網與邊緣運算的挑戰,是在實作。實作真正面臨的,是這些數據處理、融合、分析上的完整度,還有 —— 找到實作的場景!
摘要
基於 SoC 架構的嵌入式系統的進步,使許多商業設備的開發變得足夠強大,足以運行操作系統和複雜的算法。這些設備整合了一組具有連通性、運算能力和成本降低的不同感測器。在這種情況下,物聯網(IoT)的潛力不斷增加,並帶來了其他發展可能性:「事物」現在可以增加數據源附近的運算量;因此,可以在本地系統上,佈署不同的物聯網服務。
這種範例稱為「邊緣運算」,它整合了物聯網技術和雲端運算系統。邊緣運算可以減少感測器與中央數據中心之間,所需的通信頻寬。此方法需要管理感測器、執行器、嵌入式設備,和可能不連續連接到網路的其他資源(例如智慧手機)。這種趨勢對於智慧建築設計非常有吸引力,在智慧建築設計中,必須整合不同的子系統(能源、氣候控制、安全性、舒適性、使用者服務、維護和營運成本)以開發智慧設施。在這項工作中,分析和提出了一種基於邊緣運算範例的智慧服務設計方法。
這種新穎的方法,克服了現有設計中與服務的互操作性,和可伸縮性有關的一些缺點。描述了基於嵌入式設備的實驗架構。能源管理、安全系統、氣候控制和資訊服務,是實施新智慧設施的子系統。
1. 簡介
建築自動化系統使用開放式通信標準和介面,可以整合多種不同的建築控制規則,例如供暖、通風、空調、照明和百葉窗、安全功能和設備。但是,現有建築物通常不具有這些系統。
通常,每種安裝類型都提供特定的服務:供暖通風和空調(HVAC)控制氣候服務,攝影機和感測器提供安全服務等。僅當設計能源管理系統時,不同的子系統相關,但僅透過以下方式,連接建築物的能源管理系統。能源管理服務,集中在專用軟體中。
對於使用者和維護技術人員來說,提供不同服務的不同製造商,發現很難整合新的服務和功能。自動化建築將用於控制和數據採集的軟體,與工業協議和介面整合在一起。此外,將新服務整合到這種解決方案中並不容易,這取決於已安裝軟體的開發。
這些工業發展還為能源管理,提供了雲端連接解決方案和智慧服務。這些服務,也在集中式電腦系統中開發。數據被傳輸到這些系統或雲端進行分析。本文提出使用佈署在物聯網(IoT)技術中的邊緣和霧運算範例,主要有兩個目的:
A. 在自動化和非自動化建築物中,促進新的智慧和可互操作服務的整合(整合)。
B. 允許在建築物的所有子系統之間,分配智慧服務(互操作性)。
透過該建議,可以促進建築物子系統之間的關係。它還促進創建新的智慧服務(例如,新的分佈式智慧控制算法;使用電源管理捕獲的數據,來檢測人類活動;捕獲設備連接的模式辨識,運算可再生電力預測,在安全服務中使用電力數據等)。在這項工作中,我們設計了一個中間軟體的體系結構,該體系結構具有兩個主要層,這些層基於嵌入式設備、IoT 通信協議和硬體支援,來開發人工智慧算法(圖1)。
為了實現這一目標,我們在建築物的設施中添加了兩個概念等級:邊緣節點和霧節點。每個等級都有不同種類的設備和功能。我們佈署並實現了基於層的中間軟體的體系結構,以對模式進行實驗。
本文的組織結構如下:第 2 節回顧了智慧建築技術,建築物中的 IoT 佈署以及邊緣運算範例。第 3 節提出了一種在建築物(自動與否)中佈署邊緣和霧運算範例的方法。第 4 節介紹了進行的實驗。最後,第 5 節介紹了結論和未來的工作。
2. 相關工作
本節介紹與這項工作相關的主要研究領域。首先,我們在分析雲端運算層之後,回顧了基於邊緣運算範例的資源和服務供應。最後,我們研究了實現智慧建築的技術,並在最後的小節中,總結了先前研究的貢獻。
2.1. 邊緣運算資源和服務供應
最近,網路在兩端被標記為「邊緣」和「核心」,以查明處理發生的位置。邊緣端靠近數據源和使用者,核心端由雲端伺服器組成。透過這種方式,邊緣運算範例將運算推送到 IoT 網路的邊緣,以減少數據處理延遲,和發送到雲端的數據數量。基於雲端的後端,可以處理對時間不太敏感,或源設備本身不需要結果的處理請求(例如,物聯網網路狀態下的大數據分析)。
在邊緣運算資源供應方面,正在進行的 Horizon 2020 RECAP 項目,提出了一種整合的雲端 - 邊緣 - 霧端架構,目的在解決應用放置、基礎架構管理和容量供應。雲端/邊緣基礎架構監控功能豐富了應用,基礎架構和工作負載模型,這些模型又被回饋到優化系統中,該系統可以協調應用並持續配置基礎架構。
徐等人進行的研究。 提出了一種用於邊緣運算的實用感知資源分配方法,稱為 Zenith。借助 Zenith,服務提供商可以與邊緣基礎設施提供商,建立資源共享合同,從而允許延遲感知資源調配算法,以滿足其延遲需求的方式,來調度邊緣任務。
邊緣節點資源管理(簡稱 ENORM),是管理邊緣/霧節點資源的框架,可透過監控應用需求,來自動擴展邊緣節點。可以透過靜態優先等級分配,來確定特定應用的優先等級。供應和自動縮放機制,是基於線性搜索的相對簡單的實現。
當源本身是可行動的時,邊緣雲範例也是可行的。 Chen 等人研究了行動設備向邊緣節點(特別是在無線電接入網路邊緣)的智慧運算分流。在這項工作中,作者提供了任務卸載算法,將分佈式運算卸載決策表述,為多使用者運算卸載功能。在同一項工作中,Wang 等人研究了聯合協調卸載任務,到多個邊緣節點的問題,並提出在邊緣等級引入及准入控制,以及兩階段調度方法,與傳統的最近邊緣選擇方法相比,改進了卸載性能。
2.2. 雲端運算服務配置
就社會和行業採用資訊技術而言,雲端運算範例是最具創新性的策略之一。提供的優勢提高了效率,並降低了成本,同時提供了可透過 Internet,普遍存取訪問的按需 IT 資源和服務。
當前,雲端運算服務種類繁多,甚至如何提供,這是一個受到廣泛研究的主題,正在提出許多的方案。甚至有評論總結了雲端運算範例的相關研究。
本小節介紹了有關以下問題的先前工作,這些問題與本手稿的主題有關:(i)安全性; (ii)服務品質(QoS); (iii)提供邊緣服務。
(i)安全是雲端運算中一個具有挑戰性的問題。雲端服務位於應用環境之外,並且超出了防火牆的保護範圍,因此,需要附加的安全層。另外,邊緣和霧運算應用的行動性和異構性,使得難以定義單個過程。因此,需要一種分佈式安全策略。
此外,必須有一個標準化的環境,才能正確解決此問題,並指定霧運算和邊緣設備,如何相互協作。網路邊緣上的多個霧節點之間的敏感數據通信,需要資源受限的事物的輕量級解決方案。另一個與安全性相關的問題是數據位置。在雲端中運行數據分析是很常見的。因此,關於數據安全或隱私的公有雲與私有雲的爭論就出現了。
(ii)分配給雲端應用的資源,通常是根據合同規定的服務水準協議(SLA)所設置的。但是,實際上,由於偶爾執行大量事務,而導致分配的基礎結構飽和,可能會出現瓶頸。為了解決此問題,可以在資源可用時,動態擴展雲端基礎架構。當前,最具創新性的趨勢,目的在建構自動 SLA 合同合規系統。在 Faniyi 和 Bahsoon,以及 Singh 和 Chana 進行的研究中,可以找到與品質服務管理相關建議的詳盡綜述。考慮到這一點,提出了幾種策略來預測,應用的資源需求和 QoS 的要求。最近的工作試圖將安全性和 QoS 問題結合起來,以提供全面的性能指標。
(iii)最後,濫用雲端服務,是該領域的另一個問題。物聯網環境是霧和邊緣設備不斷加入或離開,動態的執行前後關聯。因此必須在網路邊緣提供彈性的服務。為此,在網路的可用設備之間,共享應用工作負載,可以為高階運算應用提供靈活性。提出了可靠的服務供應方法,來為系統提供更高的彈性,並提供靈活和優化的雲端服務。
在本主題中,將雲端框架和中間軟體技術,設置為與雲端層,以及具有不同介面操作系統,和體系結構的設備之間,進行通信的平台。
2.3. 物聯網在建築服務工程中
物聯網開發為在建築物上,開發數位服務提供了新資源。建築物中常見的物聯網應用,包括節能的過程環節、維護改進、雜務自動化和增強安全性。由於全球變暖,建築物的節能是一個重要的課題。
物聯網技術引入智慧建築,不僅可以減少本地溫室氣體排放,還可以將減少溫室效應擴大到更大的領域。目前,物聯網還被用於建築領域,以協助設施管理。物聯網使營運系統能夠提供更準確和更有用的資訊,從而改善營運,並為房客租戶提供最佳體驗。有基於物聯網的建議,這些建議顯示建築系統,如何與雲端進行通信,並分析所獲取的數據,以開發新的業務見解,從而能夠推動真正的增值和更高的績效。
實驗研究顯示,物聯網平台不僅可以改善,工業能源管理系統中實體的互連性,而且可以降低工業設施的能源成本。 FacilitiesNet 表示,建築物聯網(BIoT)正在推動我們獲取資訊,彼此互動和做出決策的方式發生重大轉變。BIoT 不僅與連接性或設備數量有關,而且還與交付實際和相關結果有關。當前,有很多基於物聯網的智慧家庭應用的例子。
然而,智慧設備或「物」,僅僅是連接到網路的設備或嵌入式系統。增值來自設計協調系統,和提供智慧服務,以提供實際收益的能力。這些特徵基本上,取決於對不同類型連接事物的異質性,及其互操作性的管理,並取決於數據處理提供的情報潛力。
Tolga 和 Esra 進行的研究得出的結論是,就智慧家庭系統中的軟體和硬體而言,物聯網技術尚未變得穩定。原因之一,有可能是物聯網技術仍處於發展階段。McEIhannon 所撰寫有關物聯網應用的邊緣雲和邊緣運算的未來,其評論得出了類似的結論。這篇評論提到概念和發展,目前還處於早期階段,從學術和行業的角度來看,許多挑戰都需要解決。
物聯網帶來了新的機會,但許多企業仍在尋求了解和分析,其將如何影響,並與現有的 IT 結構和管理策略整合。為此,必須創建專門的使用模式和技術,來彌合這一差距。
2.4. 發現
以下結論闡明了這項研究建議的新穎之處:
雲端運算作為「實用」的一般概念,非常適合智慧家庭應用的常規需求。但是,在某些情況下,將所有運算都移到雲端中,是不切實際的。
邊緣計算作為一種計算範例而出現,可以在物聯網設備生成的數據附近執行計算。這種範例可能有助於滿足最新應用的安全性和 QoS 的要求。
當前,控制子系統的高級建築設施,通常使用 Internet、IoT 協議和 Web 服務。專有系統是使用標準的 Internet 通信協議設計的,用於管制和監控。先前的工作顯示,基於無線感測器網路、Web 介面和工業控制模式,用於氣候控制、電源管理或安全性的控制系統,使用不同的監視和控制技術。監控應用分析,得自監控和數據採集系統中的這些子系統。對於不同的子系統,有不同的解決方案。考慮到上述情況,本工作中提出的模式,引入了以下新穎元素:
A. 介紹了一種分層架構(整合了邊緣和霧端等級),以及提供子系統之間互操作性,以及在建築物控制中開發智慧服務的方法,該方法使用了邊緣和霧端範例,這些範例將 IoT 協議整合在一起,並在本地 Intranet 中操作 AI 技術,讓雲端服務的通信層,完善了該層的架構。
B. 介紹了一種基於使用者為中心的方法,用於在互操作性需求下設計、驗證和改進新服務。
C. 該提案允許使用可以在已建的建築物中,實施的非專有硬體和軟體系統。
3. 計算模式設計
建築物中的設施子系統分為有照明、氣候、能源、安全、警報、電梯等。在自動化建築中,這些子系統由專門的控制技術控制和監控。在非自動化建築物中,不存在這些服務,並且子系統透過電子和電氣方式進行控制。在這兩種情況下,所有子系統都為建築營運,提供必要的服務。
從邏輯上講,每個子系統都在其場景中起作用,並且不能與其他子系統互操作。嵌入式電子控制器和連接的不同感測器,可以使每個子系統自動化。這些服務都是基於直接反應性控制規則。除了嵌入式控制系統和感測器之外,通信技術(基於 Internet 協議)和新的行動設備還為開發管制、監控和數據訪問服務,提供了新的可能性。
在智慧型動設備上開發,並連接到 Web 伺服器的人機介面和專用應用,是近年來已實現的服務的範例。每個子系統中的專家(氣候、安全性、電源等),都具有可以轉換為專家規則的知識。這些規則被轉換為用於管理、維護、控制、優化和其他活動的控制算法。這些規則是可以,在可程式設備上編程和實現的。但是,它們是靜態的,不會在出現新情況時發生變化,並且不能互操作,也無法適應每個安裝的特性。
例如,氣候或安全專家決定,如何使用標準啟動條件,來配置每個子系統。每個控制規則僅在一個子系統(此範例中為氣候或安全性)中工作,因此,這些子系統之間沒有互操作性。考慮到這種情況,提出的模式有助於並允許,基於不同子系統的互操作性,來整合新的數位服務,並將人工智慧(AI)技術的新服務,引入當前設施。
例如,諸如電梯控制的設施,可以用於安全服務或建築能源管理服務。氣候控制設施,可以與安全子系統整合在一起。整合到模式中的天氣預報軟體系統,可以由能源管理服務,或建築物空調服務使用。
目的是讓每個子系統中的專家,參與設計整合服務,並將所有子系統轉換為可互操作的系統。該模式會開發自動規則,並允許在考慮安裝行為本身的情況下進行決策。該模式基於一個過程,該過程包括四個開發階段(圖2)和分為不同級別的硬體 - 軟體體系結構(圖3)。該體系結構的主要等級,是邊緣等級和霧等級。這兩個層次介紹了在建築物中,應用物聯網技術的新穎性。下面介紹了模式的各個階段(分析、設計、實施和啟動)。
.分析:在此階段確定了不同的專家使用者(氣候、安全、電力、水、能源、管理人員,以及資訊和通信技術(ICT)技術人員)。諮詢專家使用者,以指定需要控制的主要過程。資訊通信技術專家作為整合環節,參與了這一過程。第一種方法產生了設計控制規則,和潛在服務所需的事物(對象)。在此階段,使用以使用者為中心的方法,並捕獲子系統的需求。
.設計:我們提出了一個三層架構(邊緣、霧端和雲端),如圖 3 所示。
.實施和數據分析:在此階段中已安裝和整合了子系統。服務基於每個子系統中的規則,分析事物(對象)生成的數據,以設計基於機器學習的服務。
.啟動:最初,在每個子系統的監督下制訂專家規則。然後,使用回饋過程安裝規則。最後,透過人工智慧技術,可以推斷出自動的和經過調整的規則。
3.1. 分析與設計
專家使用者對此過程,進行不同的審查。以使用者為中心的技術,用於設計整合流程。目的是獲得所需的所有事物(對象),它們之間的關係,以及潛在的服務。一旦指定了事物(對象)和服務,就必須關聯通信協議和控制技術。選擇了物聯網協議和嵌入式控制器;提出了人機介面;指定了邊緣層和霧層及其功能;分析專家規則和智慧服務。最後,提出了維護和操作方法。所有這些任務在專家技術人員,和資訊技術專家之間共享。
結果是事物的定義,它們之間的關係,以及與邊緣和霧層的交互作用。該過程中代表了建築物的所有子系統,數據感測器、執行器、控制器、規則和過程經過設計,可以整合所有子系統。數據集、對象和設備,由物聯網概念表示。事物由具有狀態和配置數據的實體,和前後關聯組成。事物數據位於霧和邊緣節點中,儲存的不同配置中的關聯性。
事物以數據向量表示:[ID、類型、節點、前後關聯情境]。
– ID是辨識碼。
– 類型可以是感測器、執行器、變量、過程、設備、介面、數據儲存,或可以在 IoT 生態系統中寫入、處理、通信、儲存或讀取數據的任何對象。
– 節點指定建築物子系統、功能描述、層類型(邊緣、霧端、通信或雲端)、IoT 協議和時程存取訪問。
– 前後關聯表示在 IoT 生態系統中,用於發布或讀取數據的時間、日期、位置,與其他事物的關係、狀態和訪問頻率。
表 1 是由事物([ID、類型、節點])。所有事物都可以訪問配置文件(CF),以了解如何使用可用數據,以及如何使用適當的訪問權限配置新數據。前後關聯數據位於內建記憶體,或是靜態儲存。使用定義的事物,設計不同的控制規則。這些控制規則是分佈在連接到網路的不同嵌入式系統中,控制過程的一部分。事物表示佈署在安裝的不同子系統中,所有的可用資源。在此等級上,設計師對所有事物進行分析、指定和關聯。基本控制算法是使用此資訊實現的。配置關聯性允許層和設備之間,所有事物的互操作性。
在此階段的另一級設計,必須提出物聯網管理中,使用的節點要求和規範。設計的流程和服務,將在邊緣或模糊節點中實施。必須指定每個節點,以確定其內部功能、通信及其服務。在獲取數據的地方,開發了智慧和處理能力。邊緣和霧層的節點,位於數據感測器、執行器和控制器附近。本文提出的方法,使用具有兩個功能的兩層(邊緣和霧端)。每一層都可以佈署互連節點的網路,以促進互操作性。
邊緣和霧層的功能是:
邊緣層功能:在連接感測器/執行器的嵌入式設備上,開發的控制軟體。某些 AI 算法可以安裝在邊緣節點上。中央處理器(CPU)和計算資源有限。安裝了通信介面,以允許在本地網路中進行整合。
霧層功能:局域網級別的通信、AI 範例、儲存、配置關聯性和監控活動。霧節點透過處理、通信和儲存,來處理 IoT 的Gateway、伺服器設備,或其他設備中的數據。在此等級實施本地、全球的整合服務。利用這些節點的硬體、軟體和通信功能,開發了基於機器學習範例的算法。霧層設備還可以在很少單位的設施或服務中,執行邊緣節點功能。
透過這兩個等級,可以優化建築設施,以獲得不同子系統之間的整合和互操作性。
表 1 顯示了每件事與關聯性配置,和節點規範的關係。節點標識其所屬的子系統(控制、能源、氣候等),層(霧端、邊緣、通信和雲端)及其執行的功能。
3.2. 架構設計
在分析和設計階段,獲得對象(事物)及其關係。規範和要求用於實現每個層。實施取決於提供所需功能的設計,和現有技術(硬體、通信和軟體)。在此階段,開發了一種適合現有設施的體系結構。物聯網協議提供互操作性,而 AI 範例則提供了適應性和優化性。邊緣運算節點用於控制設備,霧運算節點安裝在本地網路節點上。這些等級為配置、安裝和運行新流程,提供了強大的資源。
物聯網協議,傳達所有子系統數據。每個子系統由對象/事物(虛擬等級)組成,安裝為可連接的感測器/執行器/控制器設備(硬體等級)。
物聯網通信中,針對建築場景建立的要求是:標準協議、低功耗、易於存取訪問和維護、支援整合新模組,非專有硬體或軟體,以及低成本設備。
MQTT 協議,是目的在用於提供整合和互操作性資源,異構通信場景的主要物聯網協議之一。該協議被提議作為感測器、執行器、控制器、通信設備,和子系統之間的通信範例。
MQTT 協議的一些主要功能,在不同的著作中有所顯示,這使其特別適合於這項研究。他們之中有一些是:
.它是針對資源受限的場景開發的發布 - 訂閱消息協議。
.它具有低頻寬要求。
.這是一個非常節能的協議。
.編程資源非常簡單,使其特別適合於嵌入式設備。
.具有三個 QoS 等級,它提供了可靠和安全的通信。
MQTT 開發了無所不在的網路,該網路支持 n-m 節點通信模式。任何節點都可以查詢其他節點,並對其進行查詢。在這些情況下,任何節點都可以充當基地台的角色,能夠將其資訊傳輸到遠端處理位置。無處不在的感測器網路(USN)中的節點,可以處理本地數據。如果使用 Gateway,則它們具有全局可訪問性;他們可以提供擴展服務。
節點(邊緣或霧),可以具有本地和全局存取訪問權限。這些設施具有不同的可能性和益處。本地數據處理,對於基本過程控制是必需的,而全局處理則可用於模式檢測和資訊生成。從這個意義上講,擬議的平台使用了組合功能:連接到 IoT 雲端服務,本地網路區域上不同的 USN。在這種情況下,運算層(邊緣或模糊等級)將用作控制流程和雲端服務之間的介面。該層可以在與雲端進行通信之前,進行處理數據。
實現邊緣和霧端運算節點需要執行三個操作:
.連接和通信服務:所有設備必須在同一網路中,並且可以互操作。所有感測器和執行器都可用於開發服務。此活動的一個示例,是在 Internet 上遠端讀取建築物的電源參數、環境條件和開放的天氣預報數據。此活動中應實現其他功能,例如連接的安全性、可靠性和互操作性。
.嵌入式設備(邊緣運算層)中的控制算法和數據處理:在此活動中,這些設備中實現的基本控制規則和數據分析服務,可以開發新功能。此階段可以應用於數據過濾、運算氣候數據或分析功耗、直接反應控製,或使用模式辨識技術檢測事件。
.Gateway 節點(霧運算層)上的高階服務:此等級使用和管理 AI 範例,和 IoT 通信協議。霧運算節點對數據執行智慧分析,對其進行儲存,過濾並將其傳遞到不同等級,以糾正較低級別的新控制措施,或者生成雲端中服務感興趣的資訊。此階段的應用示例,包括分析新模式、預測用水量,或功耗、智慧檢測和其他預測服務。
3.3. 測試與回饋
在測試階段使用標準方法,邊緣和霧層提供不同的功能。提出了針對不同子系統的機器學習模式,並且可以將其安裝在邊緣或霧節點上。必須執行以下操作,來測試機器學習應用:
A. 定義和捕獲數據集:必須辨識、捕獲和儲存主要變量。在不同的建築子系統中,過程數據集是由連接到邊緣層的感測器捕獲的數據。使用通信協議監控和儲存數據集。一個案例是電表,該電表在配電盤中連接到嵌入式設備(邊緣節點),該嵌入式設備傳送電力數據,以在霧節點設備中儲存和處理。
B. 訓練數據集和形式辨識模式。先前數據集的一個子集,用於訓練不同的模式。評估針對從未用於訓練的數據測試模式,此過程的結果已由專家使用者驗證。目的是獲得一組代表性的結果,以了解模式在現實世界中的表現。
C. 實際場景中的驗證:必須在邊緣和霧節點上,實施新的服務和控制算法。這些模式具有用於分析數據,實施特定模式,並使用結果開發最佳參數的算法。在此階段,可以修改或進行改善模式。
D. 用統計術語和模式演變,得出測試結果:基於 AI 算法的模式而將產生近似值,而不是精確的結果。分析應用結果以確定置信度,並允許模式演化。該活動支持開發新的 AI 服務,或對已實現的算法進行修改。有監督的自動更改,是維護和改進系統的過程。此階段的過程,包括所有模式層。
建議對使用邊緣和霧,任何的安裝進行這些活動。如前所述,該模式既可以安裝在既有舊的建築物中,也可以安裝在新建築物中。對於新建築設計,基於建議模式的安裝更易於整合。此外,可以提供的服務的潛力,也使其對於既有建築物具有吸引力。
4.在建築子系統中,實施智慧服務
該模式在預先存在的住宅建築物上,進行了測試。設計和實施電源管理、管制和監控服務。物聯網協議(MQTT 和 HTTP)和 ML 範例,用於建議的層體系結構。基於 KNN 的機器學習方法,和樹決策算法用於管理功耗(家用電器),和可再生能源發電(風能和太陽能)。使用房屋中的霧節點,在雲端平台上實現監控和統計數據。該節點連接到控制可再生,和家用電器子系統的不同邊緣節點。
在圖 6 中,邊緣節點,整合在先前安裝的可再生子系統中。透過邊緣層上的這種新設備、電源管理、安全控制和操作流程得以整合,並且可以與其他子系統互操作。可以設計新的智慧服務。邊緣節點將數據傳輸到霧節點 Gateway,該 Gateway 管理功耗和發電,並控製家用電器。該節點中的輸入,是可再生能源發電的數據。輸出控件是 ON-OFF 開關,用於優化發電、安全性和操作。
4.1. 分析與設計
分析了住宅建築,以設計電源管理,安全和控制服務。 在第一種方法中,所需的主要事物(對象),它們之間的關係和不同的服務,如表 2 所示。
4.2. 執行
分析房屋中的建築子系統,以整合這個執行模式層:邊緣控制、霧服務,與雲端的通信和雲端服務。 選擇了本實驗工作中使用的感測器、執行器和控制過程(事物)。 表 3 列出了使用的嵌入式設備。
家庭服務中的控制過程,需要反應時間和互操作性。人機介面、數據存取訪問和分析服務,是本地和雲端運算上的服務。上面提到的兩個需求,都使用不同的協議處理:控制/通信上的 MQTT,和雲端服務上的 HTTP(RESTful API)是用於整合,並使所有子系統互操作的 IoT 協議。在提出的該層模式中,還使用 MQTT 協議、控制、數據處理,以及使用 RESTful 協議,到雲端的數據通信,來開發機器對機器(M2M)應用。
MQTT 使用開放的消息協議,該協議可以將遙測樣式的數據(即在遠端位置收集的測量結果),以消息的形式,從設備和感測器,沿著不可靠或受約束的網路傳輸,到伺服器(BROKER)。消息是簡單、緊湊的二進制數據包,有效載荷(壓縮的標頭,比超連結傳輸協議(HTTP)少得多的詳細資訊),並且非常適合推送簡單的消息傳遞方案,例如溫度更新或移動通知。例如,消息也可以很好地用於,將受約束的或更小的設備,和感測器連接到 Web 服務。
MQTT 通信協議,使所有對象可以互操作。透過此協議實現的發布者和訂閱者模式,可以互連所有設備和事物。該通信層由安裝在霧節點上的代理設備管理。不同的發布者和訂閱者,在不同的節點上實現。安裝了一個 Gateway 設備(霧節點)和兩個嵌入式控制器(邊緣節點),來控製家用電器和電源管理。事物和流程佈署在所有節點上。
邊緣節點控制子系統,霧節點根據決策樹,以及專家定義的規則,實現 AI 範例。霧設備將數據傳輸到雲端平台,以開發儀表板螢幕,來監看子系統的狀態。
可以開發新的雲端平台服務:事件檢測、機器學習處理、統計分析等。專家使用者設計基本的控制算法。在學習和訓練過程之後,將根據專家系統的結果,對這些算法進行調整和修改。在這項工作中,目標是在不損失生產力的情況下優化資源(控制和能源)。在邊緣或霧節點中,執行不同的控製過程;分類過程和決策樹在霧節點中實現。算法以 Python 語言實現。此語言的開源庫用於不同的應用。
4.3. 佈署與測試
對於現有建築物,邊緣節點交錯插入已安裝的控制器、配電板,以及感測器和執行器中。如果在分析階段指定了新的東西(電錶、氣候和控制器),則會安裝一些新的感測器/執行器。這項工作中佈署的邊緣節點具有以下優點:
.請勿干擾先前的安裝操作。
.他們使用新的專家規則和自動規則,引入新控件。
.他們測試和重新配置,在分析、學習和測試驗證中,設計更新的專家規則。
圖 7. 佈署在配電盤中的節點。 使用 IoT 協議通信,在不同節點中開發數據捕獲、控制算法、數據分析、儲存和通信服務
在電力管理過程中,專家使用者根據電力消耗、發電量、消耗負荷曲線、氣候數據和氣候預測數據,對具有選定流程的時間表,進行可程式處理。邊緣節點捕獲數據,並將其發送到霧節點。
霧節點處理室內和室外環境的日記數據,以及天氣狀況。霧節點還可以捕獲其他感測器數據。對房屋中的這些數據消耗和生成方式,進行檢測和分類。消費和發電結果,作為數據添加,以便與儲存的數據一起進行分析。可以使用機器學習方法開發,作為家用電器或人類活動檢測的智慧服務(圖8)。
4.3.1. 機器學習:數據捕獲過程(邊緣節點)和家用電器分類(霧節點)
連接在主配電盤中的電表,用於捕獲數據,並使用標準的 K 近似值,最近鄰(KNN)分類算法,來開發形式辨識模式。 KNN 是機器學習系統中最常見的方法之一。電表捕獲電流;如果連接了新的家用電器,則電流數據會更改。不同的家用電器具有不同的變化等級。
用於辨識家用電器的不同模式的主要變量,是連接時的電流水準差異。數據捕獲過程流程圖(圖9),顯示了在邊緣節點中實現的算法,以捕獲預處理並傳遞電力數據。
在此過程中,監督階段使用訓練數據集。接下來,真實場景中的驗證,將測試分類模式。家用分類設備將用於不同的服務:人類活動的辨識、負載控制、可再生能源管理、空調、安全性等。在訓練階段,已捕獲了不同的家用電器開機,以獲得一組形式。每個家庭都有一個矩心向量,將用於分類過程中的檢測。如上面所示的算法所示,分類器處理將產生連接時的電流數據作為輸入。KNN 分類過程流程圖(圖10)描述了 KNN 方法,它在霧節點中實現。
4.3.2. 可再生電源管理。控制電力自耗的決策樹
每個建築物都有不同的需求曲線,以及在接入電網方面的特定情況。為此,整合和可互操作的設施,可以實施適用於每種情況的不同解決方案,從而提供對太陽風資源的最佳管理,優化電源效率,簡化管理流程,並實現最高的成本節省。當可再生能源超過消耗的能源時,在使用 AC 耦合到電網的設施中,會出現問題。
在實驗工作中,太陽能在一天的中央時段的能量,大於所消耗的能量(圖11)。但是,在分析了消耗曲線之後,可以在這段時間內連接負載,以避免注入電網。可以透過設計一種算法,來滿足這一要求,該算法可以預測,何時發生此事件,以自動連接不同的負載。利用所有感測器和執行器的整合,和互操作通信,已經開發了在不同節點中,所實現的算法(圖12)。
13. 在電源管理子系統上開發的決策樹。 它由專業使用者設計,並整合在邊緣節點上。該決策樹的目的,在優化可再生能源的使用。
4.3.3. 基於 Edge 和 Fog 節點的 Control Home
圖 14 顯示了安裝在住宅房間中的邊緣節點。 該節點可以控制四個設備(設備),並捕獲感測器數據(功耗、發電量、溫度、濕度等)。該設備可以使用 MQTT 協議進行通信。該協議允許設備之間,進行其他類型的通信:智慧手機、新邊緣節點等。圖 7 和圖 14 顯示了可以在其他建築物中,佈署的標準實現。在所有系統中,都有配電板,這些配電盤佈署了霧節點和邊緣節點,如圖所示。
4.3.4. 使用物聯網協議的雲端服務
雲端服務可以監控,透過霧節點或人機介面(HMI)訪問的數據。 IoT 協議(MQTT)從任何已連接 Internet 的設備推送數據。事件檢測、儲存統計分析等其他服務,完善了該資源的功能。提供類似服務的不同平台,顯示了商用物聯網技術的狀態:Amazon IoT、Microsoft Azure、Ubidots 和 Thingspeak,是提供 IoT 平台的公司一些案例。提供了資源以及客戶端,和 IoT 平台之間的應用程式介面(API)通信,以便可以使用它們。
用於設計儀表板監控和管制的 HMI 資源,是這些平台上的主要實用功能之一。霧節點使用雲端 API 傳達數據和資訊,可以實施其他控制服務。在這些雲端平台上,預先建構了用於監控數據的儀表板設計。使用 API 實用功能,霧節點中的過程處理,會將數據發送到每個儀表板。API 文件指定了在設備、IoT 平台和 Mobile-Alerts Cloud 之間,交換數據的結構,以及用於加速項目的代碼案例和形成資料庫。
圖 15 顯示了在 Ubidots 雲平台上,設計的儀表板。Ubidots是本實驗工作中使用的物聯網平台。該模式可以在實現這些協議的層,和平台中使用不同的標準協議。圖 16 顯示了在雲端平台中,IF 變量 THEN 動作的事件配置。大多數物聯網平台,都提供此功能。
5. 結論
為了設計物聯網系統,越來越多地提出邊緣霧模式。但是,每個範例都提供特定應用領域的解決方案。不同子系統之間的整合和互操作性,可以改善這種情況,並提供更好的服務。這項工作的主要目的,是透過提出一種基於邊緣層和霧層,兩層體系結構的運算模式,來解決這個問題。透過這兩層,可以基於使用邊緣或霧節點中,嵌入式的設備捕獲數據所產生的新型有用資訊,來設計和開發新服務。這些節點使用雲端平台和 IoT 協議(例如 MQTT)。
MQTT 是作為不同層(霧 – 邊緣 – 雲)之間提出的通信協議,並進行實驗的。雲端平台用於開發儀表板的面板資訊和 Internet 上的新服務,例如控制、儲存和通信事件。該平台可用於透過 API,交付不同的服務。
該模式可以在現有建築物和新建築物中,開發這些服務。在這種情況下,要求每個子系統中的專家和專業人員,參與新服務的設計。
為了測試該模式的功能,並顯示如何在實際設施中,實現該模式,在住宅中進行了一項實驗性工作。在此霧和邊緣節點前後關聯中,描述了實現的幾個範例。開發了模式辨識和決策樹方法,以展示人工智慧在設計 IoT 解決方案中的潛力。已安裝服務的結果顯示,邊緣和霧節點佈署,產生了預期中整合和互操作性的好處。
提出的工作演示了,如何將邊緣和霧範例,整合到可以增強其優勢的新架構中,從而擴展了應用領域。該體系結構的主要科學貢獻,是整合、技術的互操作性,及其為開發 AI 服務提供的設施的範例。所有這些改進,都在已開發的實驗的不同示例中顯示。具體的優化和改進,將在以後的工作中進行。此外,使用機器學習平台,和 AI 範例的新控制規則,將確保可以創建和改進新的智慧服務。
附圖:圖1.自動建構子系統和資訊技術環境。
圖2.基於使用者為中心關係的模式。
圖3.通信架構。 每個等級都有不同的功能。 提出了兩個通信等級:IoT(使用消息隊列遙測傳輸(MQTT))和 Web(使用代表性狀態傳輸(REST)協議)。這些協議的層,涵蓋了已建立的整合和互操作性要求。
圖4. 在建築物的現有設施上實施的邊緣霧架構示例:邊緣節點是較低的層次,必須與安裝的設備進行新連接。互連所有子系統的霧節點,是透過整合連接到邊緣節點的新設備來實現的。邊緣和霧節點,可以佈署在所有建築物子系統中。
圖5. 住宅建築中的第一個實驗工作。
圖6. 整合在先前安裝的可再生子系統中,邊緣節點的示例。 該節點可以使用新算法控制 ON-OFF 開關,以管理發電過程,以及通信和監控電源數據。
表1.事物示例描述。寫入 ID、類型和節點數據,以配置 XML 文件。配置關聯性儲存在霧節點中。
表 2. 實驗工作中的分析和設計要求。
表 3. 實驗室內使用的嵌入式設備。
圖 7 顯示了分佈在配電板上的節點(邊緣和霧狀)。在此節點中,設計並安裝了功率計、ON-OFF 開關控件和 AI 服務。
圖 8. 佈署的智慧電源功能。在霧節點中實施的分類過程,可用於檢測電連接和人類活動。可以使用 IoT 通信實現其他服務
圖9. 邊緣節點中捕獲,並預處理的用電量數據;MQTT 協議用於通信數據。另外,其他節點可以使用捕獲的數據,來提供其他智慧服務,佈署了整合和互操作性。
圖10. 分類過程。處理捕獲的電數據以檢測家用電器連接。可以使用 IoT 協議整合,來設計其他智慧服務。
圖11. 該圖顯示了實驗工作中的消耗和生產數據。 在自儲存的電力自備設施中,沒有儲存並且沒有注入電網,所產生的能量必須即時使用,並且不得超過所消耗的能量。 能源經理必須預測此事件,並提前連接電荷。
圖 12. 用電自耗設施中的可再生電源管理。
圖 13 是在電源管理子系統中,開發的算法的示例。 可以在邊緣節點上安裝此過程。該節點獲取氣候數據預測,並預測系統是否可以在不儲存的情況下,使用可再生能源。
圖14. 佈署的邊緣節點。該節點可以使用新算法,控制 ON-OFF 開關,並可以在每個房間或建築物中,通信和監控感測器數據。
圖 15. 在雲平台上配置的儀表板。顯示了風力發電數據和預測風力。
圖 16. 在雲端平台上配置事件的儀表板:IF 事件 THEN 動作。 該服務顯示了,如何使用雲端訪問來控制設施。與霧節點的 Internet 通信,可以控制建築物中的不同子系統,並使用電子郵件,SMS 或其他 Internet 服務來通報事件。
資料來源:https://3smarket-info.blogspot.com/2021/02/iot-edge.html?m=1&fbclid=IwAR0uijX5WdNrfzmGjVsakFGaEsWivPgyH1zumxVr7fwvvgqtdFFTI6jJXS8
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※ [本文轉錄自 BIOSTAT 看板]
作者: monotones (trivial one) 看板: BIOSTAT
標題: [文章] 如何寫好一篇優質的博碩士論文
時間: Sun Apr 6 07:13:55 2008
另一篇關於論文寫作的文章。
如何寫好一篇優質的碩博士論文
孫本初 政治大學公共行政學系教授
來源:「撰寫碩博士論文與投稿學術期刊」論壇
https://www.ntpu.edu.tw/pa/news/93news/attachment/940524/940524-4.pdf
一、如何寫好學術論文之「緒論」部分
(一) 「緒論」之寫作所必須掌握的四個重點:
1. 問題提出:
在進行研究計畫書之撰寫時,必須對「問題提出」部份特別予以重視,惟有自己先
搞清楚所欲研究的主題與相關問題究竟是什麼?然後才有可能談論其他問題。
2. 文獻評論:
針對自己所欲研究探討之主題與相關問題,在既存的研究文獻,先瞭解和蒐集既有
的研究成果為何?經過一定之處理步驟:概觀(歸類)、摘要、批判、建議,然後找出
其優缺點,同時針對其所採研究途徑和研究方法予以批判,進而提出作者個人針對自己
探討此一主題和相關問題時,應採取何種研究途徑與方法較為妥適。
3. 研究途徑、研究架構及研究方法:
此三者是具有密切相關的三種概念,必須分辨清楚,同時考量,可視為學位論文的
核心或心臟地帶,因而一篇學位論文的成敗,可以說是繫於作者個人對此三者之。若處
理得宜,則學位論文較有可看性;若未處理或處理不當,則學位論文會被視為毫無章法
。由此可見,吾人在處理學位論文時,對於研究途徑、研究架構、研究方法等三者,必
須予以特別重視。
4. 論文重點說明:
在說明研究途徑、研究架構及研究方法之後,作者宜根據自己所提出的研究架構作
適當的佈局,特別是在說明相關之理論與發展史後,必須再針對自己所欲探討之主題與
相關問題加以說明。
(二) 關於「問題提出」
1. 要扣緊研究主題,然後提出相關問題是什麼?有幾個?分別為何?
2. 要有問題意識,並針對作者自己所欲探討之主題與相關問題,進行整體性、全方位
的思考。
3. 相關重要結構說明如下:
(1) 研究動機與問題界定──所謂問題之界定,指問題背景、問題內涵(欲解決何種
問題)、研究範圍等。
(2) 研究目的、意義、重要性與價值。
(3) 是否有「研究假設」?若該論文有「研究假設」,必須先搞清楚研究假設之定義
後,然後審慎處理之。
(4) 論文寫作的六個主軸(5W1H)
1. What(事項):研究的主題包括哪些事項?
2. When(時間):研究的時間範圍約為哪段時間?
3. Where (空間):研究的地域範圍為何?
4. Who (人物):研究的對象包括哪些人物?
5. Why (理由):研究提出的原因為何?
6. How (經過、手段):研究當中所涉及的因果關係為何?
這六個主軸,最值得處理的為 What、Why、How 的問題,頗值吾人循此三主軸之
一。
(三) 關於「文獻評論」
1. 文獻評論主要是在作者先搞清楚自己所欲探討之主題與相關問題後,針對自己所欲
探討之主題與相關問題,到底在中西方既存研究文獻中,已有那些研究成果,作者必須
先搞清楚,也讓他人能很快的作重點式了解,如同「站在巨人的肩膀上」回顧過去前瞻
未來,針對該主題與相關問題進行探討。
2. 文獻探討之步驟主要有四:
(1) 歸類:將類似的文獻歸於一類,此部分可根據自己的標準來進行歸類。
(2) 摘要:以往文獻勢不可能全文摘錄,因此必須根據過去文獻的重點進行摘要。通
常重要的資訊包括研究的年代、研究的對象、研究的方法以及研究的結論等。
(3) 批判:在整理完過去文獻之後,必須對相關文獻進行檢討,了解過去文獻研究所
不足之處,作為未來研究的改進方向。
(4) 建議:即前述所說明的未來改進方向,最好該建議改進方向就是自己研究所欲加
強之處。
3. 相關理論之探討與說明
(1) 說明與研究題目有關且與欲探索之研究問題頗具相關之理論為何種理論,可簡列
數個,並以一個段落說明即可。
(2) 針對所欲探討之題目與欲研究問題最具相關性,且作者最感興趣的某一個理論詳
加討論。
4. 文獻評論之最後段落,宜針對前人之研究成果所採用之研究途徑、方法作一檢討,
並說明其優缺點,進而針對作者所欲探討之主題與相關問題,作者自認宜先採用何種研
究途徑,再採取何種研究方法,以利突顯自己的研究方法,有別於他人。
(四) 關於「研究途徑、研究架構及研究方法」
1. 研究途徑與研究方法
(1) 研究途徑(approach),是指選擇問題與相關資料的標準,主要是指作者擬從何
種角度切入去探討該主題與相關問題。例如結構功能研究途徑、理性選擇途徑、
社會心理學途徑等。
(2) 研究方法(method),是指蒐集與處理資料的程序與手段,主要是指作者針對自
己所欲探討之主題與相關問題,擬如何進行蒐集和分析資料。
(3) 根據研究者介入研究對象程度的多寡,比較常見的研究方法可分為三類:
A. 觀察法:最不干涉研究對象的一種方法,通常由研究者在一旁進行研究對象的紀
錄,許多的田野調查便是採取此一方式。
B. 調查法:包括透過格式化的問卷調查或者透過開放式問卷進行的非結構性調查。
透過調查可由當事人的觀點來分析某一事件,惟缺點是受訪談者的回答是否為事
實。
C. 實驗法:通常自然科學當中比較常用,社會科學當中比較少用,社會科學當中則
以心理學比較常進行實驗室內的實驗 (如幼兒的學習發展態度等) ,一般社會科
學當中採取的都是準實驗法,而非真實驗法。
D. 另外包括二手文獻的分析法,歷史文獻的檢閱等,亦均屬於研究方法的一種。
(4) 研究途徑和研究方法是二具密切相但不相同的東西,應分辨清楚,不可混同,且
前後順序有別,不可前後倒置,應該先決定採用何種研究途徑(approach),然
後再決定採用何種研究方法(method),絕對不可先談研究方法再談研究途徑,
亦不宜只談研究方法,不談研究途徑。
(5) 研究途徑宜採一個,若有必要亦可採二種研究途徑,但不宜過多,以免徒增困擾
。但研究方法可採二種以上,以利透過多種研究究方法進行資料蒐和分析,增強
研究成果。學界或稱此為「交叉檢證」,以取得更多的事件相互對照,了解最後
的真相。
2. 研究架構
(1) 研究架構或稱分析架構,是作者針對擬研究主題進行整個思考、研究、分析的架
構,此一研究架構是作者解析該主題與相關問題的法寶,最具關鍵性與重要性。
(2) 研究架構包括二個重點:
1、研究架構圖
研究架構圖與研究流程圖絕不相同,有些人常將研究流程圖誤為研究架構圖,
或將研究流程圖植入研究架構圖中,此種謬誤作者務必特別留意並避免。
2、研究架構圖之文字說明
針對所探討之研究架構之若干重要區塊,作一整體說明,並分別說明,約 0.5
~1 頁左右即可。
3、整個研究架包括研究架構圖與文字說明,共約 2頁。
4、創見與研究架構具密切關係,因而創新的想法必須在規劃研究架構時就植入,
並具體突顯出來,否則研究之結論難以產生「創見」。
(五) 關於「論文重點說明」
1. 緒論中的「論文重點說明」,即主要章節說明,它是根據所探討的主題、提出的研
究架構和論文大綱,作一整體思考而呈現出來的。
2. 主要章節說明只簡單扼要地說明各章節主要重點,大多用標號 一、 1、 等表示出
所欲探討之問題與重點,有幾章就有幾個段落,段落分明,條理清楚,不可長篇大論,
且將各章節重點連結在一起,簡單扼要即可。
二、如何寫好學術論文之「本文」部分
(一) 本論是論文中的核心部分,是針對「研究題目」和所要深入探討的「問題」而開
展出來的主要部份。基本上,應該有一個主軸,但是可分成幾個重點來說明與討論。它
是論文的主體,也是最主要、最關鍵的重要部分。
(二) 通常,「本論」約可分為三至五章,一章約 15,000 字,若三至五章,則約
45,000 ~75,000 字。其主要重點說明如下:
1. 有一章可談關於理論或發展史方面的問題,針對該研究題目,可能在該研究領域中
已有不少相關的理論,作者可稍為談論一下,隨即選定某一最具有密切相關,且自己最
有興趣、最有把握的理論,拿來解釋該研究題目。至於與該研究題目有關的發展史,作
者可採歷史研究途徑將它分成若干期。
2. 緊接著,有 2~3 章可針對該研究題目,並將扣緊主軸的 2~3 個重點,分成 2~
3 章來討論。「本論」的各章節之處理,必須注意下列幾點:
(1) 各章節的安排,有二個層次即可,即有「章」也有「節」,且在「章」之下分成
若干「節」。每「章」究竟有多少「節」較妥,不太一定,通常 2~3 節即可,
若有必要 4~5 節亦可,但最好要注意到勻稱,不宜有些章是 2節,有些章則是
5 節,相差太多。另外,如何將一章控制在 15,000 字左右,或 12,000~20,000
字,似乎較為允當。
(2) 各章的佈局與研究架構密切相關。在論文的「緒論」中即有研究架構圖的構思,
該研究架構圖與作者在探討該研究題目時所採用的理論有一定的關聯,且該研究
架構圖可拆解成若干大區塊,進而各章的佈局,即係參考該研究架構圖的構思而
逐步開展出來。因此,各章的佈局,有其一定的邏輯存在。
(3) 各章節的結構,基本上與整個論文的結構類似,皆包括三部分:「緒論」、「本
論」及「結論」。同樣的道理,在撰寫各章時,應有「前言」、「本文」及「結
語」,即在每章的標題之後,宜有一段文字,一方面扣緊該章與該研究題目的關
係,並說明該章在整個論文的重要性;另一方面則是簡要地說明該「章」的主要
重點有幾個,然後才引出該章的幾個「節」,此段文句相當於該章的「前言」。
緊接著,有若干節的出現,此相當於該章的「本文」,到了該章最後一節結束後
,應有結語,以利將前面的若干節的結論與該章的主題扣在一起,進而說出其整
章的結論,各位需注意,對於前述各章內部的處理,雖然在操作時其中含有相當
於「前言」、「本文」、「結語」的性質,但是這些字眼,包括「前言」、「本
文」、「結語」毋須寫出,在結構當中作者自己意會即可。
三、如何寫好學術論文之「結論」部分
論文的最後一章為「結論」,通常包括:研究發現(創見)、研究貢獻、研究限制、建
議。
(一) 研究發現
論文最主要、最關鍵部分就是「研究發現」,即作者針對該研究題目經過研究後,必須
說明它的研究成果與發現,因此,所謂「研究發現」,又可稱為「研究結論」,或「研
究結論與發現」,或「主要研究發現」。在撰寫時,宜盡量採條列式或標題化,力求精
簡扼要,以提高可讀性。
論文結構的第一部分「緒論」中的「研究目的」,必須與「結論」中的「研究發現」一
前一後相互呼應,通常在寫作實務上較好的做法,是將「緒論」中的「研究目的」做兩
階段的處理:
第一階段,即初擬研究計畫書時,就以條列式的方式先標明清楚有幾個預擬定的「研究
目的」。
第二階段,即完成撰寫「研究發現」後,再回過頭來修改原先預擬的「研究目的」,這
種做法叫做「倒寫法」,可以保證「研究目的」一定可達成。即「研究發現」與「研究
目的」是一致的。
(二) 研究貢獻
所謂「研究貢獻」,就是指作者在得出研究結論與發現後,它所可能產生的效果。這一
部分又可稱為「研究特色」或「研究特色與貢獻」。
作者在寫出個人針對某一研究題目的研究結論與發現之後,應可進一步說明,在學術方
面,例如在該專門的研究領域中,作者可能有何研究貢獻?它在研究途徑、研究方法、
概念、理論等方面,是否有所精進?有何突破?或者在實務方面,作者所得出的研究結
論與發現,是否可解決問題?
研究生在撰寫碩博士論文時,一般都不太懂得要特別寫出他的研究特色與貢獻,但是在
論文口試時,口試委員最喜歡問、最有可能問的問題之,就是自認為重要的研究特色是
什麼?有什麼貢獻?但在撰寫研究貢獻時,態度應謙虛、謹慎,除非自己的確是具有「
獨創性」的研究貢獻,否則措詞方面不宜太肯定地說:「此為學術界的創舉」、「此主
題從未有人研究過,本研究是開學術界之先河」……等類似的詞句。
(三) 研究限制
所謂「研究限制」,就是指作者在研究過程中遭遇到什麼困難、阻礙和瓶頸,以致論文
具有一定的侷限性。常見的研究限制如:抽樣調查的樣本不足、樣本不具代表性、資料
不足、受訪者的回答態度、研究途徑、研究方法等。作者可依自己論文的實際狀況予以
增減。但是,與研究本身無一定關係的,例如:時間不夠、課業忙碌、電腦中毒、…等
,則不可做為研究限制。
(四) 建議
在論文告一段落時,作者尚可就學術或實務方面提出一些建議。在學術方面如:在後續
研究方向有何建議?未來可嘗試再用何種研究途徑、研究方法來探討該研究題目?又有
那些理論可用來解析該研究題目?是否還有那些具有關聯性的研究題目有待大家來共同
探討?作者可依論文題目之性質,來思考在學術方面可提出的一些建議。在實務方面,
若論文題目之性質,與實務有關,例如:若與政府的政策有關,則可提出某一政策或若
干實務上的改善措施,供政府施政之參考。若與組織的經營有關,則可提出若干經營策
略,供組織管理者參考。
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