【正文】
有相關(guān)技術(shù),涉及到設(shè)計(jì)、工藝、加工自動(dòng)化、管理以及特種加工等多個(gè)領(lǐng)域,并逐步融合與集成。(1)產(chǎn)品(投放市場(chǎng)的產(chǎn)品和制造產(chǎn)品的工藝裝備(夾具、刀具、量檢具等))設(shè)計(jì)現(xiàn)代化。二、先進(jìn)制造工藝技術(shù)(1)高效精密、超精密加工技術(shù),包括精密、超精密磨削、車(chē)削,細(xì)微加工技術(shù),納米加工技術(shù)?!?。電火花加工(Electrical discharge machining(EDM)電火花加工 electric spark machining)是指在一定介質(zhì)中,通過(guò)工具電極和工件電極之間脈沖放電的電蝕作用對(duì)工件進(jìn)行的加工。(4)快速成型制造(RPM).快速成形技術(shù)是在計(jì)算機(jī)控制下,基于離散堆積原理采用不同方法堆積材料最終完成零件的成型與制造的技術(shù)。三、制造自動(dòng)化技術(shù)一句話:計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化技術(shù)(1)數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床;數(shù)控加工技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制自動(dòng)化要求而發(fā)展的。此外,數(shù)控機(jī)床是技術(shù)密集型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,數(shù)控加工技術(shù)的復(fù)雜性和綜合性加大了維修工作的難度,需要配備素質(zhì)較高的維修人員和維修設(shè)備。機(jī)器人和機(jī)械手的主要區(qū)別是:機(jī)械手是沒(méi)有自主能力,不可重復(fù)編程,只能完成定位點(diǎn)不變的簡(jiǎn)單的重復(fù)動(dòng)作;機(jī)器人是由計(jì)算機(jī)控制的,可重復(fù)編程,能完成任意定位的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。柔性制造系統(tǒng)的適用范圍很廣,它主要解決了單件小批生產(chǎn)的自動(dòng)化和中大批多品種的自動(dòng)化加工。四、先進(jìn)生產(chǎn)管理技術(shù)、制造哲理與生產(chǎn)模式包括先進(jìn)制造生產(chǎn)模式、集成管理技術(shù)和生產(chǎn)組織方法等?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是:(1)設(shè)計(jì)手段的計(jì)算機(jī)化 在實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)計(jì)算、繪圖的基礎(chǔ)上,當(dāng)前突出反映在數(shù)值仿真或虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,以及現(xiàn)代產(chǎn)品建模理論的發(fā)展上,并且向智能化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。專業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源的約束,使綠色制造業(yè)顯得越來(lái)越重要,它將是21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征,與此相應(yīng),綠色制造技術(shù)也將獲得快速的發(fā)展。(3)產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造 例如,汽車(chē)等產(chǎn)品的拆卸和回收技術(shù),以及生態(tài)工廠的循環(huán)式制造技術(shù)。精益生產(chǎn)(LP)、靈捷制造(AM)等先進(jìn)制造模式相繼出現(xiàn),預(yù)計(jì)21世紀(jì)初,先進(jìn)制造模式必將獲得不斷發(fā)展。而先進(jìn)制造技術(shù)主要包括以下三個(gè)技術(shù)群:(1)主體技術(shù)群:是制造技術(shù)的核心,它包括兩個(gè)基本部分:有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)。(3)、工程技術(shù)人員和管理人員在各種先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和方案方面的培訓(xùn)和教育等。二、人工智能技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)人工智能技術(shù)簡(jiǎn)介人工智能的傳說(shuō)可以追溯到古埃及,但隨著1941年以來(lái)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,技術(shù)已最終可以創(chuàng)造出機(jī)器智能,“人工智能”(ARTIFICIAL INTELLIGENCE)一詞最初是在1956年DARTMOUTH學(xué)會(huì)上提出的,從那以后,研究者們發(fā)展了眾多理論和原理,人工智能的概念也隨之?dāng)U展,在它還不長(zhǎng)的歷史中,人工智能的發(fā)展比預(yù)想的要慢,但一直在前進(jìn),從40年前出現(xiàn)至今,已經(jīng)出現(xiàn)了許多AI程序,并且它們也影響到了其它技術(shù)的發(fā)展。人工智能從誕生以來(lái),理論和技術(shù)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大,可以設(shè)想,未來(lái)人工智能帶來(lái)的科技產(chǎn)品,將會(huì)是人類(lèi)智慧的“容器”。IBM公司“深藍(lán)”電腦擊敗了人類(lèi)的世界國(guó)際象棋冠軍更是人工智能技術(shù)的一個(gè)完美表現(xiàn)。什么樣的機(jī)器才是智慧的呢?科學(xué)家已經(jīng)作出了汽車(chē),火車(chē),飛機(jī),收音機(jī)等等,它們模仿我們身體器官的功能,但是能不能模仿人類(lèi)大腦的功能呢?到目前為止,我們也僅僅知道這個(gè)裝在我們天靈蓋里面的東西是由數(shù)十億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成的器官,我們對(duì)這個(gè)東西知之甚少,模仿它或許是天下最困難的事情了。大家或許不會(huì)注意到,在一些地方計(jì)算機(jī)幫助人進(jìn)行其它原來(lái)只屬于人類(lèi)的工作,計(jì)算機(jī)以它的高速和準(zhǔn)確為人類(lèi)發(fā)揮著它的作用?!边@些說(shuō)法反映了人工智能學(xué)科的基本思想和基本內(nèi)容。涉及學(xué)科:哲學(xué)和認(rèn)知科學(xué),數(shù)學(xué),神經(jīng)生理學(xué),心理學(xué),計(jì)算機(jī)科學(xué),信息論,控制論,不定性論,仿生學(xué),研究范疇:自然語(yǔ)言處理,知識(shí)表現(xiàn),智能搜索,推理,規(guī)劃,機(jī)器學(xué)習(xí),知識(shí)獲取,組合調(diào)度問(wèn)題,感知問(wèn)題,模式識(shí)別,邏輯程序設(shè)計(jì),軟計(jì)算,不精確和不確定的管理,人工生命,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),復(fù)雜系統(tǒng),遺傳算法 人類(lèi)思維方式應(yīng)用領(lǐng)域:智能控制,機(jī)器人學(xué),語(yǔ)言和圖像理解,遺傳編程,機(jī)器人工廠,安全問(wèn)題??梢哉f(shuō)幾乎是自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的所有學(xué)科,其范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇,人工智能與思維科學(xué)的關(guān)系是實(shí)踐和理論的關(guān)系,人工智能是處于思維科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用層次,是它的一個(gè)應(yīng)用分支。隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價(jià)格要合理、外形要美觀、自動(dòng)化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們?cè)絹?lái)越高的要求,就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。據(jù)相關(guān)資料表明,世界上國(guó)家之間的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng),先進(jìn)制造技術(shù)是重要的競(jìng)爭(zhēng)手段之一。尤其,中國(guó)近幾年來(lái)房地產(chǎn)業(yè)的崛起,帶動(dòng)了三一重工、中聯(lián)重科、徐工等一批工程機(jī)械企業(yè)的發(fā)展,而這些企業(yè)的發(fā)展的同時(shí)又帶動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,然而雖然我們?cè)谙冗M(jìn)制造技術(shù)方面取得了很多卓越的成績(jī),但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,仍然存在一個(gè)階段性的整體上的差距。我國(guó)普及率不高,尚在開(kāi)發(fā)、掌握之中。我國(guó)尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)使用。人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在:全球化:一方面由于國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,例如在機(jī)械制造業(yè)中,國(guó)內(nèi)外已有不少企業(yè),甚至是知名度很高的企業(yè),在這種無(wú)情的競(jìng)爭(zhēng)中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場(chǎng)開(kāi)拓與產(chǎn)品銷(xiāo)售都可以異地或跨越國(guó)界進(jìn)行。虛擬化的核心是計(jì)算機(jī)仿真,通過(guò)仿真軟件來(lái)模擬真實(shí)系統(tǒng),以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工藝的合理性,保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯(cuò)誤。采用綠色制造能最大限度地減少制造對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高??焖倩嚎焖倩侵笇?duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng),對(duì)生產(chǎn)的快速重組。人工智能技術(shù)在國(guó)外的發(fā)展與趨勢(shì)智能是一種知識(shí)與思維的合成,是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界過(guò)程中的一種分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力。是研究、開(kāi)發(fā)模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。智能處理:產(chǎn)生智能的第二步是使計(jì)算機(jī)具備足夠的計(jì)算能力模擬人的某些思維過(guò)程和行為對(duì)分析收集來(lái)的數(shù)據(jù)信息做出判斷,即對(duì)感知的信息進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、信息檢索、邏輯判斷、決策,并產(chǎn)生相應(yīng)反映。智能反饋控制領(lǐng)域與機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)和感知技術(shù)密切相關(guān),整體表現(xiàn)為機(jī)器人學(xué),目前機(jī)械技術(shù)受制于材料學(xué)發(fā)展緩慢,控制技術(shù)受益于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的積累相對(duì)成熟。自人工智能誕生至今,各國(guó)都紛紛加大對(duì)人工智能的科研投入,其中美國(guó)政府主要通過(guò)公共投資的方式牽引人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2013財(cái)年美國(guó)政府將22億美元的國(guó)家預(yù)算投入到了先進(jìn)制造業(yè),投入方向之一便是“國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃”。伴隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的普及,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)機(jī)器人技術(shù)成本的進(jìn)一步降低和機(jī)器人量產(chǎn)化目標(biāo)實(shí)現(xiàn),機(jī)器人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得數(shù)據(jù)或者進(jìn)行處理將成為可能。在2013年初的國(guó)情咨文中,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬特別提到為人腦繪圖的計(jì)劃,宣布投入30億美元在10年內(nèi)繪制出“人類(lèi)大腦圖譜”,以了解人腦的運(yùn)行機(jī)理。另外,由于Hopfield 多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的提出,使人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究與應(yīng)用出現(xiàn)了欣欣向榮的景象。另外,我們也可以利用人工智能來(lái)建立與理解復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng):下一個(gè)十年人工智能研究應(yīng)著重于對(duì)未必能符號(hào)化、信息未必完全的復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)的研究,其中最關(guān)鍵的是如何理解與建立這樣的系統(tǒng)。許多新的學(xué)習(xí)方法相繼問(wèn)世并獲得了成功的應(yīng)用,如增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法、reinforcement learning等。不管是在昨天、今天還是明天,“人工智能”都是新時(shí)代的寵兒,注定未社會(huì)的發(fā)展,人們生活水平的提高做出不可小覷的貢獻(xiàn)!我們共同希望“人工智能”的明天更美好!三、人工智能技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容與核心技術(shù)難題人工智能是一種外向型的學(xué)科,它不但要求研究它的人懂得人工智能的知識(shí),而且要求有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及哲學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ),只有這樣才可能讓一臺(tái)什么也不知道的機(jī)器模擬人的思維。但是,用計(jì)算機(jī)給人看病,進(jìn)行病理診斷和藥物處方,或者,用計(jì)算機(jī)給機(jī)器看病,進(jìn)行故障診斷和維修處理,就需要計(jì)算機(jī)有人工智能。如:醫(yī)療診斷專家系統(tǒng),故障診斷專家系統(tǒng)等。通常,人們用計(jì)算機(jī),不僅要告訴計(jì)算機(jī):做什么?,而且還必須詳細(xì)地、正確地告訴計(jì)算機(jī):如何做?。那么,如何設(shè)計(jì)和制造高智能的、聰明的“電腦”呢?這正是人工智能另一方面的研究對(duì)象和學(xué)科任務(wù)。人工智能是指研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能的近期研究目標(biāo)在于建造智能計(jì)算機(jī),用以代替人類(lèi)從事腦力勞動(dòng),即使現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)更聰明更有用。在重新闡述我們的歷史知識(shí)的過(guò)程中,哲學(xué)家、科學(xué)家和人工智能學(xué)家有機(jī)會(huì)努力解決知識(shí)的模糊性以及消除知識(shí)的不一致性。全局與局部割裂:人類(lèi)智能是腦系統(tǒng)的整體效應(yīng),有著豐富的層次和多個(gè)側(cè)面。3 理論和實(shí)際脫節(jié) 大腦的實(shí)際工作,在宏觀上我們已知道得不少;但是智能的千姿百態(tài),變幻莫測(cè),復(fù)雜得難以理出清晰的頭緒。同時(shí)也說(shuō)明,要從根本上了解人腦的結(jié)構(gòu)和功能,解決面臨的難題,完成人工智能的研究任務(wù),需要尋找和建立更新的人工智能框架和理論體系,打下人工智能進(jìn)一步發(fā)展的理論基礎(chǔ)。三、控制過(guò)程,將需要輸出的反應(yīng)轉(zhuǎn)譯為肢體運(yùn)動(dòng)和媒介信息。人工智能(AI)是機(jī)器智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。人工智能遠(yuǎn)期目標(biāo)是要制造智能機(jī)器,使現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)更聰明,能夠模擬人類(lèi)的智能行為。這些還都有待于人工智能工作者的長(zhǎng)期探索。在需要使用數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)工具解決問(wèn)題的學(xué)科,AI帶來(lái)的幫助不言而喻。AI也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)的發(fā)展。AI也為人類(lèi)文化生活提供了新的模式。人工智能的長(zhǎng)期目標(biāo)是建立人類(lèi)水平的人工智能,由腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能等共同研究,形成交叉學(xué)科智能科學(xué)。智能科學(xué)不僅要進(jìn)行功能仿真,而且要從機(jī)理上研究,探索智能的新概念、新理論、新方法。大學(xué)科交叉的這種普遍趨勢(shì),在人工智能學(xué)科方面表現(xiàn)尤其突出。本文對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做了簡(jiǎn)要的概述,重點(diǎn)講述了兩種應(yīng)用最廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型:BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種旨在模仿人腦結(jié)構(gòu)及其功能的信息處理系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展,這方面的問(wèn)題日趨尖銳,促使科學(xué)和技術(shù)專家們尋找解決問(wèn)題的新出路。這么多年來(lái),它的結(jié)構(gòu)與功能逐步改善,運(yùn)行機(jī)制漸趨成熟,應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,在解決各行各業(yè)的難題中顯示出巨大的潛力,取得了豐碩的成果。至此,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究在國(guó)際學(xué)術(shù)領(lǐng)域獲得了其應(yīng)有的地位。因此,許多國(guó)家的政府和企業(yè)都投入了大量的資金,組織大量的科學(xué)和技術(shù)專家對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛?jiǎn)栴}立項(xiàng)研究。上述問(wèn)題的存在,制約了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展。Poggio和Girosi已經(jīng)證明,RBF網(wǎng)絡(luò)是連續(xù)函數(shù)的最佳逼近,而B(niǎo)P網(wǎng)絡(luò)不是。學(xué)習(xí)速度可以比通常的BP算法提高上千倍,容易適應(yīng)新數(shù)據(jù),其隱層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也在訓(xùn)練過(guò)程中確定,并且其收斂性也較BP網(wǎng)絡(luò)易于保證,因此可以得到最優(yōu)解[10] [11]。(3)BP網(wǎng)絡(luò)的輸出和初始的權(quán)值有關(guān),而RBF網(wǎng)絡(luò)的輸出與初始的權(quán)值無(wú)關(guān)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近來(lái)越來(lái)越受到人們的關(guān)注,因?yàn)樗鼮榻鉀Q大復(fù)雜度問(wèn)題提供了一種相對(duì)來(lái)說(shuō)比較有效的簡(jiǎn)單方法。關(guān)鍵詞:材料加工工程;集成、柔性、智能化制造系統(tǒng)Abstract:Materials processing engineering plays an important role in the advanced manufacturing technology, is the development of hightech industry and traditional industry upgrading and important scientific basis and mon high efficiency, precision processing technology, equipment and testing technology,low energy consumption, low cost of product manufacturing process, integrated, flexible, intelligent manufacturing system, is an important part of project of sustainable development and green manufacturing : Materials processing engineering。近年來(lái)快速凝固技術(shù)主要在兩個(gè)方面得到發(fā)展:①利用噴射成型、超高壓、深過(guò)冷,結(jié)合適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì),發(fā)展體材料直接成型的快速凝固技術(shù);②在近快速凝固條件下,制備具有特殊取向和組織結(jié)構(gòu)的新材料。(4)超塑性成型技術(shù)超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點(diǎn),近年來(lái)發(fā)展方向主要包括兩個(gè)方面:一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型,如鋁合金汽車(chē)覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門(mén),與盥洗盆等;二是難加工材料的精確成形加工,如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。(6)陶瓷膠態(tài)成型共 8 頁(yè)??焖俪尚渭夹g(shù)是在計(jì)算機(jī)控制下,基于離散、堆積的原理采用不同方法堆積材料,最終完成零件的成形與制造的技術(shù)。(3)高分子材料加工技術(shù): 現(xiàn)代材料科學(xué)的范圍定義為研究材料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和組成、合成和加工、材料的性能這四個(gè)要素以及它們之間的相互關(guān)系。[4]新材料成形加工技術(shù)(2)技術(shù)的高度集成;(3)設(shè)計(jì)制造一體化;(4)快速性;(5)自由成形制造(Free Form Fabrication,F(xiàn)FF);(6)材料的廣泛性;,復(fù)合材料成型工藝具有如下特點(diǎn):(1)材料制造與制品成型同時(shí)完成 一般情況下,復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程,也就是制品的成型過(guò)程。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過(guò)程作者:于江龍 [6]及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn),解決了振動(dòng)力場(chǎng)作用下聚合物反應(yīng)加工過(guò)程中的質(zhì)量、動(dòng)量及能量傳遞及平衡問(wèn)題,同時(shí)從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問(wèn)