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摘要:本文在简要阐述智能化与智能系统定义的基础上,对机械智能化的发展现状进行了分析探讨,并就机械工程智能化的发展前景进行了展望。
关键词:机械工程;智能化;智能系统;智能化技术
机械工程是现代社会生产和生活的基础,是将技术科学理论知识运用于生产实践中的一门应用性工程。现代社会任何生产和生活活动都离不开机械,从某种程度来说,正是机械工程技术的创新发展促进了社会的不断进步。现代工业的发展从机械化、电气自动化、信息化、网络化不断朝着智能化的方向演化,而我们目前所说的“三化”(信息化、网络化、智能化),其实质都是智能化,机械工程智能化已经成为当前机械工程领域的技术前沿,也是未来市场竞争的主战场。本文将就机械工程智能化的发展趋势进行探讨。
1智能化及智能化系统
“智能化”是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。从感觉到记忆再到思维这一过程称为“智慧”,智慧的结果产生了行为和语言,将行为和语言的表达过程称为“能力”,两者合称“智能”。智能一般具有感知能力、记忆和思维能力、学习能力和自适应能力以及行为决策能力。人是一种高级智能生物体,通常“智能化”指的是非生物体通过技术手段获得了类人智能,具备了智慧生物的某些智力特征。“智能化”概念的提出与计算机技术、电子信息技术、网络通信技术等的发展关系密切,正是这些技术的突破性进展为各类系统的智能化提供了可能。
对于智能系统的定义,很多专家学者给出了不同的解�。朱剑英教授在《机械工程智能化的发展趋势》一文中,对智能系统进行了如下定义,即:具有(部分具有)人类智能或能模拟(部分模拟)人类智能的系统称为智能系统。具有多信息感知与融合;知识表达、获取、存储和处理(主要是识别、推理与决策);联想记忆;自治控制,即自相似、自学习、自适应、自组织、自维护;容错等特征之一的系统均可称为智能系统。
2机械工程智能化发展现状
2.1产品智能化
产品是机械工程最终的价值体现,也是机械工程智能化发展的重要载体。随着社会的不断进步,科学技术水平的不断创新,人们对机械产品的功能提出了更高的要求,智能化是其中较为高端的需求层次。
智能化使得机械产品的功能极大的丰富,在目前的自动化机械产品中,智能化技术及智能系统得到大范围的应用。例如广泛采用了智能多信息传感和融合技术,智能模糊控制技术,神经网络技术,遗传算法技术,自学习、自适应技术,智能集成技术,非精确推理与决策技术,知识获取、表达、处理技术等等,甚至作为人类高级智能的联想记忆、辩证思维、容错、意念、情感等因素,也不断地采用智能化数学工具建模,并在自动化机械产品中加以应用。自动化机械产品中应用智能化技术的水平和程度决定了该产品自动化的水平和程度。智能化已经成为各种机械产品最明显的标志,机械工业企业在产品结构调整中选择带有智能信息技术的机电一体化产品已经成为一种趋势。
2.2生产和管理智能化
当今社会工业技术高速发展,经济全球化趋势不断加剧,机械制造业在此背景下面临着更为复杂的市场环境。市场变化频繁和难以预测、产品的生命周期日益缩短、产品更新速度不断加快、顾客对产品的需求趋向个性化与多样化,生产自动化技术不断提高、生产者的创新作用愈来愈重要等,这些因素使制造业的生产模式和管理方式发生了根本的改变,企业生产从面向产品转变为面向客户、面向需求、面向服务;企业的主要生产要素正从劳动力和资本转向知识;企业的生产过程正从流水线式和自动线式、单品种固定式规模生产转向多品种、柔性、并行式、智能化的集约生产。与此相应的企业管理模式,也从低效率、多层次金字塔式、分级递阶管理转向能够充分发挥人的智力和创造性,能够快速反应市场需求的、智能化分布式网络合作生产管理系统。
目前先进的智能化生产与管理系统很多,但都存在着两个共同点,一是先进的智能制造系统都是结合各自国家的国情和传统,在原有的基础上改进和发展起来的;二是都是以信息化、网络化、智能化为其发展方向,而且这“三化”都是逐步推进、持续发展的。我国目前还没有完全建立适应我国国情的现代先进制造模式,但许多企业在原有传统的制造模式上部分地采用了其他先进国家的制造模式,正在逐步形成具有自身特色的制造模式。随着我国科学技术实力的不断提升,发展形成具有中国特色的现代先进智能制造模式是大势所趋。
2.3在自动化、网络化的基础上加强智能技术的应用
自动化与网络化从本质上而言都是机械工程智能化演进路径上的不同阶段。自动化是现代工业发展的重要手段和条件,可以毫不夸张地说,现代工业发展的过程就是不断应用、改进和提升自动化生产技术的过程,而机械自动化技术发展到今天,已经越来越多的在使用各种智能化系统与技术。现代计算机与通信科学技术是信息科学技术的核心,目前正推动着各行各业朝着网络化的方向发展,而现代智能化通信设备、各种智能化的机电一体化产品、电子商务、网上设计、虚拟企业等都大量应用着智能化技术。我们可以看到,当前实现自动化、网络化的工具是智能系统与技术。在现代机械工程的发展中,正越来越多的使用着图像识别与处理、计算机视觉、机器人规划、多信息传感与控制智能控制等人工智能技术,机械自动化与网络化正不断朝着智能化的方向演进。
3机械工程智能化发展展望
现代科技发展的一个重要特点是从基础科学转化为技术的时间愈来愈短,从技术到工业的应用几乎是同时的。信息技术的基础是计算机科学,智能技术的基础是人工智能科学。当前,分布式计算和人工智能相结合所形成的分布式的人工智能已成为研究的热点。机械工程智能化发展的最终目标是将人从脑力劳动中解放出来,但人脑非常复杂,任何机器都不可能完全代替人脑,我们只能使机器智能不断接近人类智能和模拟人类智能,而永远不能使机器智能等同于人类智能、代替人类智能。当前的机械工程智能化,已经实现了多信息感知与融合;知识表达、获取、存储和处理(主要是识别、推理与决策);联想记忆、容错、自学习、自适应等,而随着计算机科学与人工智能科学的进一步发展,机械工程智能化实现智能的高级形态如知识创新、自我发展等,也是十分可期及预见的大概率事件。
参考文献:
[1]马成家.探讨机械工程智能化的发展趋势[J].企业导报,2014,(16):131+133.[2017-08-31]
[2]郝小华.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].经营管理者,2013,(13):188.[2017-08-31].