【正文】 模擬仿真可提高產(chǎn)品質(zhì)量5～15倍，增加材料出品率25％，降低工程技術(shù)成本13%～30%，降低人工成本5%～20%，提高投入設(shè)備利用率30%～60%，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和試制周期30%～60%等。從成形角度看，零件可視為“點(diǎn)”或“面”的疊加。Integrated flexible intelligent manufacturing system新材料成形加工技術(shù)向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促進(jìn)了傳統(tǒng)材料的升級(jí)換代，加速了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對(duì)特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。BP網(wǎng)絡(luò)使用的Sigmoid函數(shù)具有全局特性，它在輸入值的很大范圍內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)輸出值產(chǎn)生影響，并且激勵(lì)函數(shù)在輸入值的很大范圍內(nèi)相互重疊，因而相互影響，因此BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程很長。通過運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，可以進(jìn)行預(yù)測(cè)事物的發(fā)展，節(jié)省了實(shí)際要求證結(jié)果所需的研究時(shí)間。由腦科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能等共同研究智能的本質(zhì)和機(jī)理，形成交叉學(xué)科智能科學(xué)。但同時(shí)，也帶來了勞務(wù)就業(yè)問題。人工智能將是21世紀(jì)邏輯學(xué)發(fā)展的主要?jiǎng)恿υ慈?，并且在很大程度上將決定21世紀(jì)邏輯學(xué)的面貌。但是，符號(hào)主義只抓住人腦的抽象思維特性；連接主義只模仿人的形象思維特性；行為主義則著眼于人類智能行為特性及其進(jìn)化過程。目前人工智能主要研究內(nèi)容是:分布式人工智能與多智能主體系統(tǒng)、人工思維模型、知識(shí)系統(tǒng)(包括專家系統(tǒng)、知識(shí)庫系統(tǒng)和智能決策系統(tǒng))、知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘(從大量的、不完全的、模糊的、有噪聲的數(shù)據(jù)中挖掘出對(duì)我們有用的知識(shí))、遺傳與演化計(jì)算(通過對(duì)生物遺傳與進(jìn)化理論的模擬,揭示出人的智能進(jìn)化規(guī)律)、人工生命(通過構(gòu)造簡單的人工生命系統(tǒng)并觀察其行為,探討初級(jí)智能的奧秘)、人工智能應(yīng)用(如:模糊控制、智能大廈、智能人機(jī)接口、智能機(jī)器人等)等等。因?yàn)槿斯ぶ悄艿难芯款I(lǐng)域十分廣闊,它總的來說是面向應(yīng)用的,主要研究領(lǐng)域有專家系統(tǒng),有人在工作,它就可以用在什么地方,因?yàn)槿斯ぶ悄艿淖罡灸康倪€是要模擬人類的思維。歐盟委員會(huì)也在2013年初宣布，石墨烯和人腦工程兩大科技入選“未來新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”，并為此設(shè)立專項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，每項(xiàng)計(jì)劃將在未來10年內(nèi)分別獲得10億歐元的經(jīng)費(fèi)。具體的研究領(lǐng)域包括知識(shí)表達(dá)、自動(dòng)推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等，與精確性計(jì)算及編程技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等密切相關(guān)，是大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的遠(yuǎn)期目標(biāo)，目前該領(lǐng)域研究還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，其中機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能領(lǐng)域目前熱度最高，科研成果最密集的領(lǐng)域。精密化：現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)品需要高精度制造，社會(huì)的發(fā)展對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來越高的要求。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面：中國機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術(shù)引進(jìn)和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，加之中國勞動(dòng)力豐富而資金相對(duì)短缺，致使機(jī)械制造業(yè)的科技開發(fā)明顯滯后。中國經(jīng)濟(jì)經(jīng)過30年改革開放的快速增長,取得了令世人矚目的驕人業(yè)績,綜合國力和經(jīng)濟(jì)總量位居世界前列。人工智能始終是計(jì)算機(jī)科學(xué)的前沿學(xué)科，計(jì)算機(jī)編程語言和其它計(jì)算機(jī)軟件都因?yàn)橛辛巳斯ぶ悄艿倪M(jìn)展而得以存在。人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它主要包括生產(chǎn)系統(tǒng)工廠致力于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料處理、加工及裝配等階段，恢復(fù)系統(tǒng)工廠主要對(duì)產(chǎn)品(材料使用)生命周期結(jié)束時(shí)的材料處理循環(huán)。它把高柔性、高質(zhì)量、高效率結(jié)合和統(tǒng)一起來，在當(dāng)今具有很強(qiáng)的生命力（4）計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）和工廠自動(dòng)化（FA）。從成型角度看，零件可視為“點(diǎn)” 或“面” 的疊加而成。以CAD為基礎(chǔ)（造型，工程分析計(jì)算、自動(dòng)繪圖并提供產(chǎn)品數(shù)字化信息等），全面應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和理念。當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)大致有以下九個(gè)方面：(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會(huì)獲得不斷發(fā)展。2．4 機(jī)械仿生制造21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)，機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu))，開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè)，并為解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。因此，與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會(huì)是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。2．1 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉制造信息科學(xué) 機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想，1962年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問世。這是一個(gè)極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。(2)設(shè)計(jì)技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。如虛擬設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)、有限元分析，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、人機(jī)工程設(shè)計(jì)、美學(xué)設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)等等；（2）先進(jìn)的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備手段。從CAD電子模型中離散得到點(diǎn)、面的幾何信息，再與成型工藝參數(shù)信息結(jié)合，控制材料有規(guī)律、精確地由點(diǎn)到面，由面到體地堆積零件。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）是由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造CAD/CAM以及柔性制造系統(tǒng)FMS（還可能有其他生產(chǎn)單元）組成。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中獲得越來越多的應(yīng)用 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality Technology)主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個(gè)部分。它是研究、開發(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)的一門新的技術(shù)科學(xué)。著名的美國斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜教授對(duì)人工智能下了這樣一個(gè)定義：“人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科――怎樣表示知識(shí)以及怎樣獲得知識(shí)并使用知識(shí)的科學(xué)。自20世紀(jì)80年代以來,我國制造業(yè)取得了長足的發(fā)展。雖然中國機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量已經(jīng)位居世界前列，但主要是勞動(dòng)密集型產(chǎn)品，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高、精、尖產(chǎn)品比較少。這決定了發(fā)展精密加工、超精密加工技術(shù)是機(jī)械制造未來的一個(gè)重點(diǎn) 智能化：智能制造是指綜合利用各個(gè)學(xué)科、各種先進(jìn)技術(shù)和方法，解決和處理制造系統(tǒng)中的各種問題。智能反饋：智能反饋控制將前期處理和判斷的結(jié)果轉(zhuǎn)譯為肢體運(yùn)動(dòng)和媒介信息傳輸給人機(jī)交互界面或外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人機(jī)、機(jī)物的信息交流和物理互動(dòng)。美國IBM公司正在研究一種新型的仿生芯片，利用這些芯片，人類可以實(shí)現(xiàn)電腦模仿人腦的運(yùn)算過程，預(yù)計(jì)最快到2019年可完全模擬出人類大腦?？梢詺w納為八個(gè)字:機(jī)器智能、智能機(jī)器。未來人工智能的研究方向主要有:人工智能理論、機(jī)器學(xué)習(xí)模型和理論、不精確知識(shí)表示及其推理、常識(shí)知識(shí)及其推理、人工思維模型,智能人機(jī)接口、多智能主體系統(tǒng)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)與知識(shí)獲取、人工智能應(yīng)用基礎(chǔ)等。它們存在明顯的局限性。這些年來,人工智能在計(jì)算機(jī)科學(xué)、邏輯學(xué)等領(lǐng)域已取得重大成就,但離真正的人類智能還相差甚遠(yuǎn)。由于AI在科技和工程中的應(yīng)用，能夠代替人類進(jìn)行各種技術(shù)工作和腦力勞動(dòng)，會(huì)造成社會(huì)結(jié)構(gòu)的劇烈變化。學(xué)科交叉將催生更多的研究成果，對(duì)于人工智能學(xué)科整體而言，要有所突破，需要多個(gè)學(xué)科合作協(xié)同，在交叉學(xué)科研究中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。2我國人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的20世紀(jì)80年代在世界范圍內(nèi)的復(fù)蘇，國內(nèi)也逐步掀起了研究熱潮，1989年10月和11月分別在北京和廣州召開了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用討論會(huì)和第一屆全國型號(hào)處理——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)會(huì)議；1990年2月由國內(nèi)八個(gè)學(xué)會(huì)（中國電子學(xué)會(huì)、人工智能學(xué)會(huì)、自動(dòng)化學(xué)會(huì)、通信學(xué)會(huì)、物理學(xué)會(huì)、生物物理學(xué)會(huì)和心理學(xué)會(huì)）聯(lián)合在北京召開“中國神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首屆學(xué)術(shù)會(huì)議”，這次大會(huì)以“八學(xué)會(huì)聯(lián)盟，探只能奧秘為主題，收到了300多篇學(xué)術(shù)論文”，開創(chuàng)了中國人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及神經(jīng)計(jì)算機(jī)方面科學(xué)研究的新紀(jì)元，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國學(xué)術(shù)界和工程界在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論研究和應(yīng)用方面取得了豐碩成果，學(xué)術(shù)論文、應(yīng)用成果和研究人員逐年增加。此外，由于BP算法的固有特性，BP網(wǎng)絡(luò)容易陷入局部極小的問題不可能從根本上避免，并且BP網(wǎng)絡(luò)隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)目的確定依賴于經(jīng)驗(yàn)和試湊，很難得到最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。：(1)快速凝固快速凝固技術(shù)的發(fā)展，把液態(tài)成型加工推進(jìn)到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，極大地推動(dòng)了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。從CAD電子模型中離散得到“點(diǎn)”或“面”的幾何信息，再與成形工藝參數(shù)信息結(jié)合，控制材料有規(guī)律、精確地由點(diǎn)到面，由面到體地堆積零件。高性能、高保真、高效率、多學(xué)科及多尺度是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而微觀組織模擬（從mm、μm到nm尺度）則是近年來研究的新熱點(diǎn)課題。（5）發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬與過程仿真技術(shù)，構(gòu)建完善的材料數(shù)據(jù)庫基于知識(shí)的材料成形工藝模擬仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)?？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)。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。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BP網(wǎng)絡(luò)不是。這么多年來，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。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。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。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。全局與局部割裂：人類智能是腦系統(tǒng)的整體效應(yīng)，有著豐富的層次和多個(gè)側(cè)面。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)。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)的主要研究內(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。在2013年初的國情咨文中，美國總統(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“人類大腦圖譜”，以了解人腦的運(yùn)行機(jī)理。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程和行為對(duì)分析收集來的數(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。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。我國尚處在單機(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。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)絹碓礁叩囊?就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。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)行其它原來只屬于人類的工作，計(jì)算機(jī)以它的高速和準(zhǔn)確為人類發(fā)揮著它的作用。二、人工智能技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)人工智能技術(shù)簡介人工智能的傳說可以追溯到古埃及，但隨著1941年以來電子計(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。(3)產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造 例如，汽車等產(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)。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。（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)。（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。隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)需求個(gè)性化與多樣化，未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法，如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理，突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制，加工過程不需要工具或模具，能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價(jià)值增值主要體現(xiàn)在信息上。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μ