第一篇：先進(jìn)制造技術(shù)——課程結(jié)業(yè)(論 文)

先進(jìn)制造技術(shù)——課程結(jié)業(yè)（論

文）

設(shè)計(jì)(論文)題目：

3D打印技術(shù)——第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志

學(xué)生姓名：

班

級(jí)：

學(xué)

號(hào)：

目錄

目 錄

摘要....................................................II 1 緒論..................................................1 2 什么是3D打印.........................................2 3 3D打印的基本原理......................................3 4 3D打印的歷史發(fā)展......................................4 5 3D打印的應(yīng)用.........................................6 5.1 醫(yī)療行業(yè)..........................................6 5.2 科學(xué)研究..........................................6 5.3 產(chǎn)品模型..........................................7 5.4汽車(chē)制造業(yè)........................................7 5.5建筑模型..........................................8 5.6 食品行業(yè)..........................................8 5.7 工藝品制造........................................9 6 3D打印的優(yōu)點(diǎn)........................................10 7 國(guó)內(nèi)3D技術(shù)的發(fā)展....................................11 8 國(guó)外3D技術(shù)的發(fā)展....................................12 9 我國(guó)3D打印面臨的挑戰(zhàn)................................13 9.1 材料的限制.......................................13 9.2 機(jī)器的限制.......................................13 9.3 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂(yōu)慮...................................13 9.4 道德的挑戰(zhàn).......................................13 9.5 花費(fèi)的承擔(dān).......................................14 10 3D打印對(duì)我們生活產(chǎn)生的影響..........................15 11 結(jié)論................................................16 參考文獻(xiàn)................................................17

I

摘要

3D打印技術(shù)—第三次工業(yè)革命的重大標(biāo)志

摘要

因?yàn)榭焖俪尚图夹g(shù)在市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位，3D打印機(jī)在生產(chǎn)應(yīng)用方面有著巨大的潛力。3D打印技術(shù)在珠寶首飾、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車(chē)、航天、牙科及醫(yī)療方面都能得到廣泛的應(yīng)用。本文就以什么是3D打印、3D打印的基本原理、3D打印的發(fā)展歷史、3D打印的應(yīng)用、3D打印的優(yōu)勢(shì)、我國(guó)3D打印面臨的問(wèn)題及3D打印對(duì)我們生活的影響等方面來(lái)探討3D打印。

關(guān)鍵詞：3D打印

基本原理

應(yīng)用

優(yōu)勢(shì)

面臨的問(wèn)題

II

摘要

III

第1章

緒論 緒論

今年4月，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊文認(rèn)為，3D打印技術(shù)將與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起，推動(dòng)第三次工業(yè)革命的實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)制造技術(shù)是“減材制造技術(shù)”，3D打印則是“增材制造技術(shù)”，它具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”。

第2章 什么是3D打印 什么是3D打印

3D 打印是增材制造技術(shù)的一種形式，在增材制造技術(shù)中三維對(duì)象是通過(guò)連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來(lái)的。3D打印機(jī)相對(duì)于其他的增材制造技術(shù)而言，具有速度快，價(jià)格便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)。3D打印機(jī)就是可以“打印”出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過(guò)逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱(chēng)之為“打印機(jī)”是參照了其技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。過(guò)去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，意味著這項(xiàng)技術(shù)正在普及。

如圖

機(jī)器的上半部分是個(gè)半透明的罩子，有一排控制按鈕，旁邊是一臺(tái)電腦。掀起罩子，左邊立著四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區(qū)擺放研磨得很細(xì)的石膏粉末。工作時(shí)，這些粉末會(huì)一層層地被液態(tài)連接體也就是特殊膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，感覺(jué)像是在做蛋糕那樣創(chuàng)建三維實(shí)體。

第3章 3D打印的基本原理 3D打印的基本原理

3D打印機(jī)原理很簡(jiǎn)單，每一層的打印過(guò)程分為兩步。首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴(kuò)散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會(huì)迅速固化黏結(jié)，而沒(méi)有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實(shí)體模型將會(huì)被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。

打印耗材由傳統(tǒng)的墨水、紙張轉(zhuǎn)變?yōu)槟z水、粉末，當(dāng)然膠水和粉末都是經(jīng)過(guò)處理的特殊材料，不僅對(duì)固化反應(yīng)速度有要求，對(duì)于模型強(qiáng)度以及“打印”分辨率都有直接影響。目前的3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。當(dāng)然受到噴打印原理的限制，打印速度勢(shì)必不會(huì)很快，目前較先進(jìn)的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)25毫米高度的垂直速率，相比早期產(chǎn)品有10倍提升，而且可以利用有色膠水實(shí)現(xiàn)彩色打印，色彩深度高達(dá)24位。

由于打印精度高，打印出的模型品質(zhì)自然不錯(cuò)。除了可以表現(xiàn)出外形曲線(xiàn)上的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)部件也不在話(huà)下。

眼下3D打印機(jī)有兩種類(lèi)型，一種是堆疊法，一種是燒結(jié)。原理基本都是多層分片打印，而堆疊和燒結(jié)只是成型技術(shù)的區(qū)別。堆疊只能成型塑料、硅之類(lèi)的材質(zhì)，對(duì)固化反應(yīng)速度有要求，而燒結(jié)可以利用激光的高溫對(duì)金屬粉末進(jìn)行處理加工出金屬材質(zhì)的東西出來(lái)，實(shí)體可通過(guò)打磨、鉆孔、電鍍等方式進(jìn)一步加工。所以3D打印機(jī)和普通打印機(jī)，最大的區(qū)別是“墨水”。

第4章

3D打印的歷史發(fā)展 3D打印的歷史發(fā)展

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這打印技術(shù)稱(chēng)為3D立體打印技術(shù)。

1986年，Charles Hull開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專(zhuān)利。

1995年，美國(guó)ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開(kāi)始開(kāi)發(fā)3D打印機(jī)。

2005年，市場(chǎng)上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車(chē)Urbee問(wèn)世。

3D打印汽車(chē)Urbee

2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。

2011年7月，英國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)3D巧克力打印機(jī)。2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開(kāi)發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。

2012年7月，在地球上進(jìn)行低重力拋物線(xiàn)飛行過(guò)程中，美國(guó)宇航局（NASA）測(cè)試了3D打印機(jī)。未來(lái)的宇航員幾乎可以使用3D打印機(jī)按需打印他們所需的任何物品，甚至連金屬材質(zhì)的機(jī)器零部件也不在話(huà)下。有了這種打印機(jī)，他們無(wú)需擔(dān)心發(fā)射時(shí)遺漏物資和設(shè)備。

2013年10月，全球首次成功拍賣(mài)一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。2013年11月，美國(guó)德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”

第4章

3D打印的歷史發(fā)展

(SolidConcepts)設(shè)計(jì)制造出3D打印金屬手槍。

第5章 3D打印的應(yīng)用 3D打印的應(yīng)用

5.1 醫(yī)療行業(yè)

最近，一位83歲的老人由于患有慢性的骨頭感染，因此換上了由3D打印機(jī)“打印”出來(lái)的下顎骨，這是世界上首位使用3D打印產(chǎn)品做人體骨骼的案例。隨著技術(shù)的發(fā)展，甚至可以打印出具有活性的人體組織等。

5.2 科學(xué)研究

美國(guó)德雷塞爾大學(xué)的研究人員通過(guò)對(duì)化石進(jìn)行3D掃描，利用3D打印技術(shù)做出了適合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時(shí)還做了比例縮減，更適合研究。

第5章 3D打印的應(yīng)用

5.3 產(chǎn)品模型

比如微軟的3D模型打印車(chē)間，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)之后，通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)模型，能夠讓設(shè)計(jì)制造部門(mén)更好的改良產(chǎn)品，打造出更出色的產(chǎn)品。

5.4汽車(chē)制造業(yè)

不是說(shuō)你的車(chē)是3D打印機(jī)打印出來(lái)的(當(dāng)然或許有一天這也有可能)，而是說(shuō)汽車(chē)行業(yè)在進(jìn)行安全性測(cè)試等工作時(shí)，會(huì)將一些非關(guān)鍵部件用3D打印的產(chǎn)品替代，在追求效率的同時(shí)降低成本。

第5章 3D打印的應(yīng)用

5.5建筑模型

在建筑業(yè)里，工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環(huán)保，同時(shí)制作精美。完全合乎設(shè)計(jì)者的要求，同時(shí)又能節(jié)省大量材料。

5.6 食品行業(yè)

沒(méi)錯(cuò)，就是“打印”食品。研究人員已經(jīng)開(kāi)始嘗試打印巧克力了?；蛟S在不久的將來(lái)，很多看起來(lái)一模一樣的食品就是用食品3D打印機(jī)“打印”出來(lái)的。當(dāng)然，到那時(shí)可能人工制作的食品會(huì)貴很多。

第5章 3D打印的應(yīng)用

5.7 工藝品制造

這是最廣闊的一個(gè)市場(chǎng)。在未來(lái)不管是你的個(gè)性筆筒，還是有你半身浮雕的手機(jī)外殼，抑或是你和愛(ài)人擁有的世界上獨(dú)一無(wú)二的戒指，都有可能是通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)的。甚至不用等到未來(lái)，現(xiàn)在就可以實(shí)現(xiàn)。

第6章 3D打印的優(yōu)點(diǎn) 3D打印的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比，3D打印具有加工成本低、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料等明顯優(yōu)勢(shì)，從航空、動(dòng)力裝備到醫(yī)療、體育、影視等諸多領(lǐng)域，均可大顯身手。

以往制作復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型制件一般采用分段成形、拼接成整體的方法。不但生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高，制件連接處的強(qiáng)度也較差，而３Ｄ打印機(jī)能輕松解決上述問(wèn)題。

由于不需要生產(chǎn)線(xiàn)，它降低了生產(chǎn)成本，也極大地減少了材料的浪費(fèi)。同時(shí)，它還能夠制造特殊形狀的物品，制造大型薄壁件、鈦合金等難加工、易熱成型等零件，而傳統(tǒng)方法卻很難做到。

第7章

國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的發(fā)展 國(guó)內(nèi)3D技術(shù)的發(fā)展

在我國(guó)，華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu)也相繼研發(fā)出多種系列的3D打印機(jī)，部分技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

史玉升介紹，一些鑄造企業(yè)應(yīng)用他們研發(fā)的選擇性激光燒結(jié)3D打印機(jī)，將復(fù)雜鑄件的交貨期由傳統(tǒng)的3個(gè)月縮短到10天左右；某發(fā)動(dòng)機(jī)制造商采用他們的設(shè)備，把大型六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋砂芯的研制周期，由過(guò)去的5個(gè)月縮短至1周。

目前，他們正在開(kāi)發(fā)一款1萬(wàn)塊錢(qián)左右的3D打印機(jī)，將來(lái)向?qū)W校推廣?！?D打印技術(shù)可以讓孩子們迅速將自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)變成實(shí)物，有助于提高中小學(xué)生的創(chuàng)新、設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力?！?/p>

“金屬3D打印技術(shù)開(kāi)辟了骨科植入技術(shù)的新紀(jì)元，使多孔生物學(xué)固定表面制造瓶頸迎刃而解。”上海交通大學(xué)李祥教授說(shuō)，他們正致力于將此技術(shù)運(yùn)用到臨床醫(yī)學(xué)治療中。

北京航空制造所基于3D打印技術(shù)研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)電子束熔絲沉積成型設(shè)備，大幅提升了材料的利用率，減少了銑切量，縮短了制造周期。

有專(zhuān)家認(rèn)為，3D打印作為一項(xiàng)顛覆性的制造技術(shù)，誰(shuí)能夠最大程度地研發(fā)、應(yīng)用，就意味著掌握了制造業(yè)乃至工業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

第8章 國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展 國(guó)外3D技術(shù)的發(fā)展

事實(shí)上，在美英等國(guó)，3D打印技術(shù)已有較為廣泛的應(yīng)用。

大到飛行器、賽車(chē)，小到服裝、手機(jī)殼，制造廠家借著3D打印的東風(fēng)，煥發(fā)出新的生命力。由于3D打印制品能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自然無(wú)縫連接，從而達(dá)到傳統(tǒng)制造方法遠(yuǎn)不可即的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度，已成為國(guó)外研究空間飛行器的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)悉，美國(guó)國(guó)家航空航天局正在研究一項(xiàng)被稱(chēng)為“未來(lái)3D打印宇宙飛船”的技術(shù)，希望通過(guò)3D打印，制造出“廉價(jià)的機(jī)器人宇宙飛船”。

在美國(guó)，價(jià)格低、操作簡(jiǎn)便的小型家用3D打印機(jī)已到了“每4公里范圍內(nèi)有一臺(tái)”的普及程度，其購(gòu)買(mǎi)量不斷攀升。

第9章

我國(guó)3D打印面臨的挑戰(zhàn) 我國(guó)3D打印面臨的挑戰(zhàn)

9.1 材料的限制

仔細(xì)觀察你周?chē)囊恍┪锲泛驮O(shè)備，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)3D打印的第一個(gè)絆腳石，那就是所需材料的限制。雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，現(xiàn)在的打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持我們?cè)谌粘Ｉ钪兴佑|到的各種各樣的材料。研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。

9.2 機(jī)器的限制

眾所周知，3D打印要成為主流技術(shù)(作為一種消耗大的技術(shù))，它對(duì)機(jī)器的要求也是不低的，其復(fù)雜性也可想而知。目前的3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。

9.3 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂(yōu)慮

在過(guò)去的幾十年里，音樂(lè)、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來(lái)越多。3D打印技術(shù)毫無(wú)疑問(wèn)也會(huì)涉及到這一問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中的很多東西都會(huì)得到更加廣泛的傳播。人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來(lái)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問(wèn)題之一，否則就會(huì)出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。

9.4 道德的挑戰(zhàn)

道德是底線(xiàn)。什么樣的東西會(huì)違反道德規(guī)律，我們是很難界定的，如果有人打印出生物器官或者活體組織，是否有違道德?我們又改如何處理呢?如果無(wú)法盡快找到解決方法，相信我們?cè)诓痪玫膶?lái)會(huì)遇到極大的道德挑戰(zhàn)。

第9章

我國(guó)3D打印面臨的挑戰(zhàn)

9.5 花費(fèi)的承擔(dān)

3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的，對(duì)于普通大眾來(lái)說(shuō)更是如此。例如上面提到第一臺(tái)在京東上架的3D打印機(jī)的售價(jià)為1萬(wàn)5，又有多少人愿意花費(fèi)這個(gè)價(jià)錢(qián)來(lái)嘗試這種新技術(shù)呢?也許只有愛(ài)好者們吧。如果想要普及到大眾，降價(jià)是必須的，但又會(huì)與成本形成沖突。如何解決這個(gè)問(wèn)題，制造商們估計(jì)要頭疼了。

每一種新技術(shù)誕生初期都會(huì)面臨著這些類(lèi)似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達(dá)到最終的完善。

第10章 3D打印對(duì)我們生活產(chǎn)生的影響 3D打印對(duì)我們生活產(chǎn)生的影響

對(duì)普通民眾來(lái)說(shuō)，3D打印似乎是突然“從天而降”的“神一般的存在”。對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)，這其實(shí)就是未來(lái)會(huì)有大增長(zhǎng)的民用領(lǐng)域市場(chǎng)。

據(jù)悉，國(guó)外桌面型3D打印機(jī)已進(jìn)入家庭、小學(xué)，國(guó)內(nèi)主要是高校、設(shè)計(jì)師購(gòu)買(mǎi)；在面向民用市場(chǎng)的個(gè)性化定制方面發(fā)展蓬勃，而在國(guó)內(nèi)尚屬于起步階段。

國(guó)內(nèi)首家3D打印體驗(yàn)館開(kāi)張后，3D照相最先被大家所熟知，通過(guò)彩色三維掃描儀獲取人體全身或頭像的三維數(shù)據(jù)，然后通過(guò)彩色3D打印機(jī)制作出立體的人物形象。也可定制真人玩偶，把自己的真實(shí)頭像和其他的人物形象或游戲動(dòng)漫形象重新組合成一個(gè)全新的形象。

這可以說(shuō)只是個(gè)性化定制的一部分，家居生活用品、飾品、禮品，都可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。家里的燈具不喜歡了，自己設(shè)計(jì)一款，上傳給3D打印服務(wù)商，他們可以幫助你完成打印。

第11章 結(jié)論 結(jié)論

這學(xué)期在陳老師的帶領(lǐng)下我們學(xué)習(xí)了先進(jìn)制造技術(shù)這門(mén)課，這門(mén)課的學(xué)習(xí)不同于以往專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)，陳老師為了讓我們能夠更加清楚的學(xué)習(xí)這門(mén)課，幫我們到外面聯(lián)系公司，帶領(lǐng)我們?nèi)ソ瓕幙萍脊葏⒂^3D打印中心，還安排企業(yè)到學(xué)校食堂門(mén)口舉辦展覽，讓我更加深刻的了解到這個(gè)方興未艾的產(chǎn)業(yè)。

3D打印的優(yōu)點(diǎn)在于制造復(fù)雜物品不增加成本，產(chǎn)品多樣化不增加成本，無(wú)須組裝，零時(shí)間交付，設(shè)計(jì)空間無(wú)限，零技能制造，不占空間、便攜制造，精確的實(shí)體復(fù)制，材料無(wú)限組合，減少?gòu)U棄副產(chǎn)品。

3D打印的缺點(diǎn)在于如果以后工廠都用3D打印機(jī)那是不是工廠里面都不會(huì)用人工了，從而增加了失業(yè)率。還有就是以后人人都用3D打印了那是不是隨便什么都可以打印，比如手槍、原子彈、飛機(jī)大炮以及人體的三維模型那人類(lèi)的安全問(wèn)題和隱私問(wèn)題就堪憂(yōu)了。

所以我覺(jué)得3D打印對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)來(lái)說(shuō)是有利有弊的，它給人類(lèi)帶來(lái)好處的同時(shí)也能帶來(lái)不利的一面。如果人們能好好利用3D打印技術(shù)都利用它有利的一面那么3D打印在制造業(yè)方面是有很大優(yōu)勢(shì)的。

參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)

[1] 古麗萍.蓄勢(shì)待發(fā)的3D打印機(jī)及其發(fā)展[J];數(shù)碼印刷;2011年10期.[2] 劉厚才;莫健華;劉海濤;;三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2008年09期.[3] 楊小玲;周天瑞;三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用[J];浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2009年03期.[4] 360百科；3D打印.[5] 3D打印成第三次工業(yè)革命重大標(biāo)志；人民日?qǐng)?bào)；2013年01月04日

第二篇：《先進(jìn)制造技術(shù)》課程論文

《先進(jìn)制造技術(shù)》課程論文

【內(nèi)容主題】

針對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)某一領(lǐng)域，展開(kāi)論述。

例如：

（一）主題：成組技術(shù)

內(nèi)容：成組技術(shù)是什么、類(lèi)型、應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)查找資料(圖片等)來(lái)說(shuō)明，附以企業(yè)應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明。

（2）主題：優(yōu)化設(shè)計(jì)

內(nèi)容：優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作方法與步驟、應(yīng)用數(shù)學(xué)手段、應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)查找資料(圖片等)來(lái)說(shuō)明，并附以應(yīng)用實(shí)例。

【論文要求】

1、論文文字部分不少于2500字(不含插圖)；全文應(yīng)包括論文名稱(chēng)、關(guān)鍵詞、正文、參考文獻(xiàn)，注明姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)。

2、論文用自己的文字描述，不得大段摘抄，否則；

3、所涉及的參考文獻(xiàn)必須注明參考文獻(xiàn)出處(文獻(xiàn)名稱(chēng)、題目、作者、期刊號(hào)、期號(hào)或網(wǎng)頁(yè)地址)，2002年前的資料不得列入，此項(xiàng)內(nèi)容作為評(píng)分的依據(jù)之一。無(wú)參考文獻(xiàn)作零分處理。

4、論文采用電子文檔，發(fā)到xuxing@zust.edu.cn，11月15日為截止日，不給成績(jī)。發(fā)送郵件請(qǐng)輸入主題“《先進(jìn)制造技術(shù)》課程論文+姓名+學(xué)號(hào)”，并遞交紙質(zhì)打印稿一份至C2六樓我的信箱。

5、評(píng)分依據(jù)：(1)論文質(zhì)量與自己文字的比例，自己文字部分少量者判為不及格；

(2)參考文獻(xiàn)的新舊程度，2002年以前的資料不做評(píng)分依據(jù)；(3)參考文獻(xiàn)的資料完整性，參考文獻(xiàn)必須表明準(zhǔn)確的出處，如無(wú)法據(jù)此信息查到，則不做評(píng)分依據(jù)；

(4)論文的排版（正文小四，宋體）；(5)內(nèi)容相同的不得分；(6)論文不足2500字將適當(dāng)減分。

第三篇：先進(jìn)制造技術(shù)論文

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程論文

學(xué) 院： 科學(xué)技術(shù)師范學(xué)院

班 級(jí)：09級(jí)機(jī)電教育班 姓 名： 豐云

學(xué) 號(hào)：200940914106

課程論文題目：淺談先進(jìn)制造技術(shù) 課程名稱(chēng)： 評(píng)閱成績(jī)： 評(píng)閱意見(jiàn)：

成績(jī)?cè)u(píng)定教師簽名： 日期：

淺談先進(jìn)制造技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)AMT是在傳統(tǒng)制造的基礎(chǔ)上，不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱(chēng)，也是取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的制造技術(shù)的總稱(chēng)。

當(dāng)前的金融危機(jī)也許還會(huì)催生新的先進(jìn)制造制造技術(shù)，特別在生產(chǎn)管理技術(shù)方面。

先進(jìn)制造技術(shù)不是一般單指加工過(guò)程的工藝方法，而是橫跨多個(gè)學(xué)科、包含了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、到產(chǎn)品銷(xiāo)售、用戶(hù)服務(wù)等整個(gè)產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的所有相關(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?？苫練w納為以下四個(gè)方面：

一、先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)技術(shù)；

二、先進(jìn)制造工藝技術(shù)；

三、制造自動(dòng)化技術(shù)；

四、先進(jìn)生產(chǎn)管理技術(shù)、制造哲理與生產(chǎn)模式；

五、發(fā)展。

一、先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)技術(shù)

先進(jìn)的工程設(shè)計(jì)技術(shù)包括眾多的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法。包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模塊化設(shè)計(jì)、DFX、優(yōu)化設(shè)計(jì)、三次設(shè)計(jì)與健壯設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、反向工程、協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬樣機(jī)技術(shù)、并行工程等。

（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。

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。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。

在信息集成環(huán)境下，采用計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、即CAPP，數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等各種計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制設(shè)備設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助工作程序設(shè)計(jì)即CAM等。

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)。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10～0.1μm（相當(dāng)于IT5級(jí)精度和IT5級(jí)以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1μm以下的加工方法，如金剛車(chē)、金剛鏜、研磨、珩磨、超精研、砂帶磨、鏡面磨削和冷壓加工等。用于精密機(jī)床、精密測(cè)量?jī)x器等制造業(yè)中的關(guān)鍵零件加工，如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導(dǎo)軌、精密滾動(dòng)軸承等，在當(dāng)前制造工業(yè)中占有極重要的地位。

超精密加工是指被加工零件的尺寸公差為0.1～0.01μm數(shù)量級(jí)，表面粗糙度Ra值為0.001μm數(shù)量級(jí)的加工方法。

此外，精密加工與特種加工 一般都是計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化加工。（2)精密成型制造技術(shù)，包括高效、精密、潔凈鑄造、鍛造、沖壓、焊接及熱處理與表面處理技術(shù)。

（3）現(xiàn)代特種加工技術(shù)，包括高能束流（主要是激光束、以及電子束、離子束等）加工，電解加工與電火花（成型與線(xiàn)切割）加工、超聲波加工、高壓水加工等。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。能對(duì)任何導(dǎo)電材料加工而不受被加工材料強(qiáng)度和硬度的限制?？煞譃殡娀鸹ǔ尚图庸?EDM)和電火花線(xiàn)切割加工(電火花線(xiàn)切割加工 electrical discharge wire – cutting--EDW)兩大類(lèi)。一般都采用CNC控制。

（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)。從成型角度看，零件可視為“點(diǎn)” 或“面” 的疊加而成。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。

(5)先進(jìn)制造工藝發(fā)展趨勢(shì)

1）采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)； 2）成形精度向近無(wú)余量方向發(fā)展； 3）成形質(zhì)量向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展； 4）機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展；

5）采用新型能源及復(fù)合加工，解決新型材料的加工和表面改性難題； 6）采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的優(yōu)化控制； 7）采用清潔能源及原材料，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)；

8）加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸談化，并趨向集成及一體化；

9）工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展。

三、制造自動(dòng)化技術(shù)

一句話(huà)：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。它是指用代碼化的數(shù)字、字母及符號(hào)表示加工要求、零件尺寸及其參數(shù)、加工步驟等，通過(guò)控制介質(zhì)，輸入到控制裝置，經(jīng)過(guò)微機(jī)進(jìn)行處理與計(jì)算，發(fā)出各種控制信號(hào)與數(shù)據(jù)，使機(jī)床各部件自動(dòng)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的技術(shù)。采用數(shù)控加工技術(shù)的機(jī)床，稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控加工的主要特點(diǎn)是：加工的零件精度高；生產(chǎn)效率高；特別適合加工形狀復(fù)雜的輪廓表面；有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造；對(duì)操作者（不含編程人員）技術(shù)水平的要求相對(duì)較低；初始投資大、加工成本高。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。

（2）工業(yè)機(jī)器人（用于物流與加工）及物流設(shè)備；工業(yè)機(jī)器人是一種可編程的智能型自動(dòng)化設(shè)備，是應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的替代人進(jìn)行工作的高度自動(dòng)化系統(tǒng)。最近，聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采用的機(jī)器人的定義是：“一種可以反復(fù)編程的多功能的、用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)”。在無(wú)人參與的情況下，工業(yè)機(jī)器人可以自動(dòng)按不同軌跡、不同運(yùn)動(dòng)方式完成規(guī)定動(dòng)作和各種任務(wù)。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)。

（3）柔性制造系統(tǒng)（FMC,FMS,FML）：包括加工設(shè)備（CNC機(jī)床）、檢測(cè)設(shè)備、物料輸送（工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)交換托盤(pán)（APC）、自動(dòng)輸送臺(tái)車(chē)（RGV、AGV）等）

和儲(chǔ)存設(shè)備（立體倉(cāng)庫(kù)等）；數(shù)柔性制造系統(tǒng)（FMS）是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的新型自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，它是為填補(bǔ)占機(jī)械制造中70％的中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化而發(fā)展起來(lái)的。它主要包括若干臺(tái)數(shù)控機(jī)床和加工中心（或其他直接參加產(chǎn)品零部件生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)備），用一套自動(dòng)物料（包括工件和刀具）搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來(lái)，由分布式多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理與控制，以適應(yīng)柔性的高效率零件加工（或零部件生產(chǎn)）。所謂柔性的零件加工是指能夠同時(shí)地和交替地加工不同的但是同系統(tǒng)的零件。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。它把高柔性、高質(zhì)量、高效率結(jié)合和統(tǒng)一起來(lái)，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）。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。CIMS是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的各子系統(tǒng)的完美集成，即把工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)分析和其他支持功能合理地通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地集合成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化、優(yōu)化、自動(dòng)化和集成化，達(dá)到高效率、高質(zhì)量、低成本而靈活生產(chǎn)的目的。

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。以計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理為核心，研究和應(yīng)用先進(jìn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)和技術(shù)。包括成組技術(shù)、全面質(zhì)量管理、精益生產(chǎn)與JIT、敏捷制造、并行工程、柔性制造、計(jì)算機(jī)集成制造、虛擬制造、智能制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、綠色制造、生物制造、可重構(gòu)制造、MRP、MRPII、ERP、SCM、CRM、計(jì)算機(jī)輔助后勤支援（Computer Aided Logistic Support,CALS）、電子商務(wù)、知識(shí)管理。

五、發(fā)展

當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)大致有以下幾個(gè)方面：

1、信息技術(shù)對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用

2、設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是制造業(yè)的靈魂。現(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。

(2)新的設(shè)計(jì)思想和方法不斷出現(xiàn)(3)向全壽命周期設(shè)計(jì)發(fā)展

(4)設(shè)計(jì)過(guò)程由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素 設(shè)計(jì)不只是單純追求某項(xiàng)性能指標(biāo)的先進(jìn)和高低、而是注意考慮市場(chǎng)、價(jià)格、安全、美學(xué)、資源、環(huán)境等方面的影響。

3、成形及改進(jìn)制造技術(shù)向精密、精確、少能耗、無(wú)污染方向發(fā)展

成形制造技術(shù)是鑄造、塑性加工、連接、粉末冶金等單元技術(shù)的總稱(chēng)。

4、加工制造技術(shù)向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展

5、工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)，工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)展

先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是，工藝設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)判斷走向定量分析，加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。

6、專(zhuān)業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失

7、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。主要體現(xiàn)在：

(1)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù) 使產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類(lèi)健康、能耗低、資源利用率高的要求。

(2)綠色制造技術(shù) 在整個(gè)制造過(guò)程，使得對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，廢棄物和有害物質(zhì)的排放最小，資源利用效率最高。綠色制造技術(shù)主要包含了綠色資源、綠色生產(chǎn)過(guò)程和綠色產(chǎn)品三方面的內(nèi)容。

(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)。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)。

8、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中獲得越來(lái)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。

9、信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展，造業(yè)在經(jīng)歷了少品種小批量--少品種大批量、--多品種小批量生產(chǎn)模式的過(guò)渡后，70年代、80年代開(kāi)始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)進(jìn)行制造的柔性生產(chǎn)的模式，并逐步向智能制造技術(shù)(IMT)和智能制造系統(tǒng)(IMS)的方向發(fā)展。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。

第四篇：先進(jìn)制造技術(shù)論文

人工智能先進(jìn)制造技術(shù)

課程名稱(chēng)

先進(jìn)制造技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué)

號(hào)

專(zhuān)業(yè)班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師

完成日期 2017/10/20

目錄

一、概述

二、人工智能技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

三、人工智能技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容與核心技術(shù)難題

四、人工智能技術(shù)的評(píng)價(jià)與認(rèn)識(shí)

五、結(jié)論

六、參考文獻(xiàn)

一、概述

先進(jìn)制造技術(shù)(advanced manufacturing technique，縮寫(xiě)AMT，具體地說(shuō)，就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱(chēng)。主要包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。

先進(jìn)制造技術(shù)不是一般單指加工過(guò)程的工藝方法，而是橫跨多個(gè)學(xué)科、包含了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、到產(chǎn)品銷(xiāo)售、用戶(hù)服務(wù)等整個(gè)產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的所有相關(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。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)。

（2）支撐技術(shù)群：a.信息技術(shù):接口和通信、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、集成框架、軟件工程人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策支持系統(tǒng)。b.標(biāo)準(zhǔn)和框架：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品定義標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、接口框架。c.機(jī)床和工具技術(shù)。d.傳感器和控制技術(shù)：?jiǎn)螜C(jī)加工單元和過(guò)程的控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和傳感器組合、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。e.其它;（3）制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施.要素包括了車(chē)間工人、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。

先進(jìn)制造技術(shù)是在傳統(tǒng)制造的基礎(chǔ)上，不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的成果，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷(xiāo)售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱(chēng)，也是取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的制造技術(shù)的總稱(chēng)。先進(jìn)制造技術(shù)不是一般單指加工過(guò)程的工藝方法，而是橫跨多個(gè)學(xué)科、包含了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、到產(chǎn)品銷(xiāo)售、用戶(hù)服務(wù)等整個(gè)產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的所有相關(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。先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)今國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，隨著社會(huì)的發(fā)展，市場(chǎng)需求的個(gè)性化與多元化，人們對(duì)產(chǎn)品的要求也日益多元化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，企業(yè)要在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展，就必須采用先進(jìn)的制造技術(shù)。

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（Artificial Intelligence），英文縮寫(xiě)為AI。它是研究、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)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統(tǒng)等。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”。人工智能是對(duì)人的意識(shí)、思維的信息過(guò)程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過(guò)人的智能。1956年夏季，以麥卡賽、明斯基、羅切斯特和申農(nóng)等為首的一批有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的年輕科學(xué)家在一起聚會(huì)，共同研究和探討用機(jī)器模擬智能的一系列有關(guān)問(wèn)題，并首次提出了“人工智能”這一術(shù)語(yǔ)，它標(biāo)志著“人工智能”這門(mén)新興學(xué)科的正式誕生。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)。從1956年正式提出人工智能學(xué)科算起，50多年來(lái)，取得長(zhǎng)足的發(fā)展，成為一門(mén)廣泛的交叉和前沿科學(xué)?？偟恼f(shuō)來(lái)，人工智能的目的就是讓計(jì)算機(jī)這臺(tái)機(jī)器能夠像人一樣思考。如果希望做出一臺(tái)能夠思考的機(jī)器，那就必須知道什么是思考，更進(jìn)一步講就是什么是智慧。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。

當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，人類(lèi)開(kāi)始真正有了一個(gè)可以模擬人類(lèi)思維的工具，在以后的歲月中，無(wú)數(shù)科學(xué)家為這個(gè)目標(biāo)努力著。如今人工智能已經(jīng)不再是幾個(gè)科學(xué)家的專(zhuān)利了，全世界幾乎所有大學(xué)的計(jì)算機(jī)系都有人在研究這門(mén)學(xué)科，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的大學(xué)生也必須學(xué)習(xí)這樣一門(mén)課程，在大家不懈的努力下，如今計(jì)算機(jī)似乎已經(jīng)變得十分聰明了。例如，1997年5月，IBM公司研制的深藍(lán)（DEEP BLUE）計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國(guó)際象棋大師卡斯帕洛夫（KASPAROV）。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。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(yǔ)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。

著名的美國(guó)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)?！倍硪粋€(gè)美國(guó)麻省理工學(xué)院的溫斯頓教授認(rèn)為：“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過(guò)去只有人才能做的智能工作。”這些說(shuō)法反映了人工智能學(xué)科的基本思想和基本內(nèi)容。即人工智能是研究人類(lèi)智能活動(dòng)的規(guī)律，構(gòu)造具有一定智能的人工系統(tǒng)，研究如何讓計(jì)算機(jī)去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)的軟硬件來(lái)模擬人類(lèi)某些智能行為的基本理論、方法和技術(shù)。

實(shí)際應(yīng)用，機(jī)器視覺(jué):指紋識(shí)別，人臉識(shí)別，視網(wǎng)膜識(shí)別，虹膜識(shí)別，掌紋識(shí)別，專(zhuān)家系統(tǒng),智能搜索，定理證明，博弈，自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，還有航天應(yīng)用等。學(xué)科范疇：人工智能是一門(mén)邊沿學(xué)科，屬于自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的交叉。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。目前人工智能還在研究中，但有學(xué)者認(rèn)為讓計(jì)算機(jī)擁有智商是很危險(xiǎn)的，它可能會(huì)反抗人類(lèi)。人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類(lèi)似于人腦智能的計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)更高層次的應(yīng)用。人工智能將涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語(yǔ)言學(xué)等學(xué)科。可以說(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。從思維觀點(diǎn)看，人工智能不僅限于邏輯思維，要考慮形象思維、靈感思維才能促進(jìn)人工智能的突破性的發(fā)展，數(shù)學(xué)常被認(rèn)為是多種學(xué)科的基礎(chǔ)科學(xué)，數(shù)學(xué)也進(jìn)入語(yǔ)言、思維領(lǐng)域，人工智能學(xué)科也必須借用數(shù)學(xué)工具，數(shù)學(xué)不僅在標(biāo)準(zhǔn)邏輯、模糊科學(xué)等范圍發(fā)揮作用，數(shù)學(xué)進(jìn)入人工智能學(xué)科，它們將互相促進(jìn)而更快地發(fā)展。

人工智能技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展與趨勢(shì)

人工智能學(xué)習(xí)的發(fā)展歷史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。除了計(jì)算機(jī)科學(xué)以外，人工智能還涉及信息論、控制論、自動(dòng)化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語(yǔ)言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)等多門(mén)學(xué)科。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(mǎn)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)。中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)過(guò)30年改革開(kāi)放的快速增長(zhǎng),取得了令世人矚目的驕人業(yè)績(jī),綜合國(guó)力和經(jīng)濟(jì)總量位居世界前列。自20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)制造業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前,中國(guó)正成為“世界工廠”,承接全世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移。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。其競(jìng)爭(zhēng)能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場(chǎng)

占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化,這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,因而我國(guó)非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究。制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的重要支柱產(chǎn)業(yè),其先進(jìn)生產(chǎn)總值占國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)的40%左右。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。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

管理方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理，重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產(chǎn)（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術(shù)。我國(guó)只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計(jì)算機(jī)輔助管理，多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。

制造工藝方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米 / 納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法。我國(guó)普及率不高，尚在開(kāi)發(fā)、掌握之中。

設(shè)計(jì)方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則，采用新的設(shè)計(jì)方法，廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD/CAM），大型企業(yè)開(kāi)始無(wú)圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國(guó)采用CAD/CAM技術(shù)的比例較低。

自動(dòng)化技術(shù)方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS），實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、知識(shí)智能化、集成化。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。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面：中國(guó)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(guó)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(kāi)發(fā)明顯滯后。雖然中國(guó)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。比如數(shù)控機(jī)床和精密機(jī)床的可靠性差、質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重，軸承、液壓件、密封件等基礎(chǔ)件產(chǎn)品水平低、品種少、滿(mǎn)足度低、質(zhì)量不穩(wěn)定。

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。不少暫時(shí)還在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上占有份額的企業(yè)，不得不擴(kuò)展新的市場(chǎng)；另一方面，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展，這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國(guó)際間市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。這兩個(gè)原因的相互作用，已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，全球化制造的第一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)使制造的全球化得以實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)化：網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)帶來(lái)了革命性的變革。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。此外，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，加速技術(shù)信息的交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的合作和經(jīng)營(yíng)管理的學(xué)習(xí)，推動(dòng)了企業(yè)向著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展。

虛擬化：制造過(guò)程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的模擬和檢驗(yàn)。檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以?xún)?yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo)，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程計(jì)劃、組織管理、車(chē)間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真。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。

自動(dòng)化：自動(dòng)化是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，目前它的研究主要表現(xiàn)在制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)、人機(jī)一體化制造系統(tǒng)、制造單元技術(shù)、制造過(guò)程的計(jì)劃和調(diào)度、柔性制造技術(shù)和適應(yīng)現(xiàn)化生產(chǎn)模式的制造環(huán)境等方面。制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是制造全球化、制造敏捷化、制造網(wǎng)絡(luò)化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

綠色化：綠色制造則通過(guò)綠色生產(chǎn)過(guò)程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品，產(chǎn)品使用完以后再通過(guò)綠色處理后加以回收利用。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。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(lái)越高的要求。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(lái)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(wèn)題。系統(tǒng)能領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題，提出建議方案等。

快速化：快速化是指對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)，對(duì)生產(chǎn)的快速重組。它要求生產(chǎn)模式有高度的柔性與高度敏捷性。快速化能強(qiáng)有力地推動(dòng)著制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，它是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的“動(dòng)力”。

集成化：現(xiàn)代制造業(yè)的方向并不只是計(jì)算機(jī)的集成，信息的集成，而是人、技術(shù)、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過(guò)程集成、知識(shí)集成和企業(yè)間的集成。

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。對(duì)于人工智能，美國(guó)麻省理工學(xué)院的溫斯頓教授提出“人工智能就是研究如何使計(jì)算機(jī)去做過(guò)去只有人才能做的智能工作”，斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜教授提出“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)”。綜合來(lái)看人工智能是相對(duì)人的智能而言的。其本質(zhì)是對(duì)人思維的信息過(guò)程的模擬，是人的智能的物化。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)。人工智能經(jīng)過(guò)信息采集、處理和反饋三個(gè)核心環(huán)節(jié)，綜合表現(xiàn)出智能感知、精確性計(jì)算、智能反饋控制，即感知、思考、行動(dòng)三個(gè)層層遞進(jìn)的特征。

智能感知：智能的產(chǎn)生首先需要收集到足夠多的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)去表述場(chǎng)景，因此智能感知是實(shí)現(xiàn)人工智能的第一步。智能感知技術(shù)的目的是使計(jì)算機(jī)能 “聽(tīng)”、會(huì)“看”,目前相應(yīng)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和自然語(yǔ)言處理技術(shù)均已經(jīng)初步成熟，開(kāi)始商業(yè)化嘗試。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。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。

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)。智能反饋控制是人工智能最直觀的表現(xiàn)形式，其表達(dá)能力展現(xiàn)了系統(tǒng)整體的智能水平。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。在學(xué)術(shù)界，實(shí)現(xiàn)人工智能有三種路線(xiàn)，一是基于邏輯方法進(jìn)行功能模擬的符號(hào)主義路線(xiàn)，代表領(lǐng)域有專(zhuān)家系統(tǒng)和知識(shí)工程。二是基于統(tǒng)計(jì)方法的仿生模擬的連接主義路線(xiàn)，代表領(lǐng)域有機(jī)器學(xué)習(xí)和人腦仿生，三是行為主義，希望從進(jìn)化的角度出發(fā)，基于智能控制系統(tǒng)的理論、方法和技術(shù)，研究擬人的智能控制行為。

各國(guó)政府高度重視人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。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”。

在技術(shù)方向上，美國(guó)將機(jī)器人技術(shù)列為警惕技術(shù)，主攻軍用機(jī)器人技術(shù)，歐洲主攻服務(wù)和醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)，日本主攻仿人和娛樂(lè)機(jī)器人。

現(xiàn)階段的技術(shù)突破的重點(diǎn)一是云機(jī)器人技術(shù)，二是人腦仿生計(jì)算技術(shù)。美國(guó)、日本、巴西等國(guó)家均將云機(jī)器人作為機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)研究方向之一。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。目前國(guó)外相關(guān)研究的方向包括：建立開(kāi)放系統(tǒng)機(jī)器人架構(gòu)（包括通用的硬件與軟件平臺(tái)）、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)、機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的算法和圖像處理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、云機(jī)器人相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的研究等。

由于深度學(xué)習(xí)的成功，學(xué)術(shù)界進(jìn)一步沿著連接主義的路線(xiàn)提升計(jì)算機(jī)對(duì)人腦的模擬程度。人腦仿生計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，將使電腦可以模仿人類(lèi)大腦的運(yùn)算并能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)和記憶，同時(shí)可以觸類(lèi)旁通并實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的創(chuàng)造，這種具有創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)將會(huì)讓電腦擁有自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的能力，與人類(lèi)大腦的功能幾無(wú)二致。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。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(lái)新興旗艦技術(shù)項(xiàng)目”，并為此設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃，每項(xiàng)計(jì)劃將在未來(lái)10年內(nèi)分別獲得10億歐元的經(jīng)費(fèi)。美國(guó)IBM公司正在研究一種新型的仿生芯片，利用這些芯片，人類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)電腦模仿人腦的運(yùn)算過(guò)程，預(yù)計(jì)最快到2019年可完全模擬出人類(lèi)大腦。智能更面向?qū)嵱谩Ａ硗?，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。人工智能已深入到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

既然“人工智能”的發(fā)展如此吸引人，那就一定具有相當(dāng)多的發(fā)展方向啦，那么未來(lái)它的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)是如何呢？我們不妨可以設(shè)想一下： 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達(dá)的社會(huì)中，我們可以利用人工智能來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言技術(shù)與人類(lèi)生活的聯(lián)系，雖然目前關(guān)于語(yǔ)言的研究尚未突破語(yǔ)義障礙，現(xiàn)在還看不出在解決自然語(yǔ)言中含糊曖昧的成份方面可能會(huì)取得多大的進(jìn)展，也很難想象在近期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)對(duì)任意輸入均可產(chǎn)生高質(zhì)量譯文的機(jī)器翻譯系統(tǒng)或非常理想的篇章理解系統(tǒng)，我們所能看到的是一些有一定限制的但與人類(lèi)生活密切相關(guān)的語(yǔ)言處理技術(shù)的發(fā)展。隨著語(yǔ)言技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的不斷壯大，語(yǔ)言技術(shù)也會(huì)得到更快的發(fā)展。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)。建立這樣的系統(tǒng)需要發(fā)展一些新的理論與技術(shù)。首先必須發(fā)展能理解與處理上下文的技術(shù)，使所建立的系統(tǒng)能在不同的上下文情境下合理地處理各類(lèi)問(wèn)題；其次應(yīng)發(fā)展多路學(xué)習(xí)機(jī)制，使系統(tǒng)能從復(fù)雜的變化的環(huán)境中同時(shí)學(xué)到多種技能(如機(jī)器人足球運(yùn)動(dòng)員就需要有這樣的功能)；另外還應(yīng)探討系統(tǒng)的可自動(dòng)進(jìn)化機(jī)制，使系統(tǒng)能從簡(jiǎn)單的被動(dòng)式的系統(tǒng)逐步進(jìn)化為復(fù)雜的具有自適應(yīng)能力的系統(tǒng)?；谌斯ぶ悄艿陌l(fā)展趨勢(shì)，還可以在機(jī)器學(xué)習(xí)的研究方面取得長(zhǎng)足的發(fā)展。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。也應(yīng)看到,現(xiàn)有的方法處理在線(xiàn)學(xué)習(xí)方面尚不夠有效,尋求一種新的方法,以解決移動(dòng)機(jī)器人、自主agent、智能信息存取等研究中的在線(xiàn)學(xué)習(xí)問(wèn)題是研究人員共同關(guān)心的問(wèn)題,相信不久會(huì)在這些方面取得突破。

還有，在最受人關(guān)注的機(jī)器人領(lǐng)域里，人工智能蘊(yùn)含著十分強(qiáng)大的發(fā)展空間！雖然現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人與人的對(duì)話(huà)交流等強(qiáng)大的功能，但相信在未來(lái)，人們一定會(huì)挖掘出人工智能更多更強(qiáng)大的功能來(lái)運(yùn)用到機(jī)器人中去，讓機(jī)器人更好的未人們服務(wù)！最后，在控制領(lǐng)域內(nèi)，雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控技術(shù)，但并不普及，相信在未來(lái)，我們可以更輕松自如的利用人工智能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器等的遠(yuǎn)程控制的普及，讓每一個(gè)房子都裝有這樣的系統(tǒng)，那么在主人回家之前就可以設(shè)定好最符合主人生活習(xí)慣的環(huán)境，讓辛苦勞累了一天的主人能夠更好的享受到家的溫馨！

人工智能誕生50多年來(lái)，在崎嶇不平的道路上取得了可喜的進(jìn)展。人工智能的人工智能的研究一旦取得突破性進(jìn)展，將會(huì)對(duì)信息時(shí)代產(chǎn)生重大影響，對(duì)人類(lèi)文明產(chǎn)生重大影響。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。

因?yàn)槿斯ぶ悄艿难芯款I(lǐng)域十分廣闊,它總的來(lái)說(shuō)是面向應(yīng)用的,主要研究領(lǐng)域有專(zhuān)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(lèi)的思維?？梢詺w納為八個(gè)字:機(jī)器智能、智能機(jī)器。

機(jī)器智能：例如,用計(jì)算機(jī)打印常用的報(bào)表,進(jìn)行一些常規(guī)的文字處理,都是程序化的操作,談不上有智能。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。人工智能學(xué)科領(lǐng)域中有一個(gè)重要的學(xué)科分支是“專(zhuān)家系統(tǒng)”(Expert System),簡(jiǎn)稱(chēng)代寫(xiě)論文ES。就是用計(jì)算機(jī)去模擬、延伸和擴(kuò)展專(zhuān)家的智能?；趯?zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),可以求解專(zhuān)業(yè)性問(wèn)題的、具有人工智能的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。如:醫(yī)療診斷專(zhuān)家系統(tǒng),故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)等。

智能機(jī)器：“智能機(jī)器”(Intelligent Machine),簡(jiǎn)稱(chēng)IM,研究如何設(shè)計(jì)和制造具有更高智能水平的機(jī)器,特別是設(shè)計(jì)和制造更聰明的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī),雖然經(jīng)歷了從電子管、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路等幾代的發(fā)展,在工藝和性能方面都有巨大的進(jìn)步。但是,在原理上,還沒(méi)有重大的突破。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?。也就是說(shuō),人們要根據(jù)工作任務(wù)的需求,以適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)語(yǔ)言,進(jìn)行相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì),編制面向該任務(wù)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序,并且,正確地操作計(jì)算機(jī),裝入、啟動(dòng)該應(yīng)用程序,才能用計(jì)算機(jī)完成該項(xiàng)工作任務(wù)。這里,計(jì)算機(jī)實(shí)質(zhì)上只是機(jī)械地、被動(dòng)地執(zhí)行人們編制的應(yīng)用程序指令的“電子奴仆”,也不理解為什么要做這項(xiàng)工作,即不懂得:為什么?。因而,只不過(guò)是一個(gè)低智能的、不聰明的“電腦”。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)。

目前人工智能主要研究?jī)?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(zhuān)家系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)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(guò)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(guò)構(gòu)造簡(jiǎn)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。

未來(lái)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。

“人工智能”(Artificial Intelligence)一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。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)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。目前能夠用來(lái)研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機(jī)器就是計(jì)算機(jī),人工智能的發(fā)展歷史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。人工智能理論進(jìn)入21世紀(jì),正醞釀著新的突破,人工智能的研究成果將能夠創(chuàng)造出更多更高級(jí)的智能“制品”,并使之在越來(lái)越多的領(lǐng)域超越人類(lèi)智能,人工智能將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類(lèi)生活做出更大貢獻(xiàn)。

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。正是根據(jù)這一近期研究目標(biāo)，我們才把人工智能理解為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支。人工智能還有它的遠(yuǎn)期研究目標(biāo)，即探究人類(lèi)智能和機(jī)器智能的基本原理，研究用自動(dòng)機(jī)(automata)模擬人類(lèi)的思維過(guò)程和智能行為。這個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇，幾乎涉及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的所有學(xué)科。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。這種努力的結(jié)果，可能導(dǎo)致知識(shí)的某些改善，以便能夠比較容易地推斷出令人感興趣的新的真理。人工智能研究尚存在不少問(wèn)題，這主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面： 宏觀與微觀隔離：一方面是哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科所研究的智能層次太高、太抽象；另一方面是人工智能邏輯符號(hào)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和行為主義所研究的智能層次太低。這兩方面之間相距太遠(yuǎn)，中間還有許多層次未予研究，無(wú)法把宏觀與微觀有機(jī)地結(jié)合起來(lái)和相互滲透。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。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(lèi)智能行為特性及其進(jìn)化過(guò)程。它們存在明顯的局限性。必須從多層次、多因素、多維和全局觀點(diǎn)來(lái)研究智能，才能克服上述局限性。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。在微觀上，我們對(duì)大腦的工作機(jī)制卻知之甚少，似是而非，使我們難以找出規(guī)律。在這種背景下提出的各種人工智能理論，只是部分人的主觀猜想，能在某些方面表現(xiàn)出”智能”就算相當(dāng)成功了。

上述存在問(wèn)題和其它問(wèn)題說(shuō)明，人腦的結(jié)構(gòu)和功能要比人們想象的復(fù)雜得多，人工智能研究面臨的困難要比我們估計(jì)的重大得多，人工智能研究的任務(wù)要比我們討論過(guò)的艱巨得多。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)。我們至少需要經(jīng)過(guò)幾代人的持續(xù)奮斗，進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合協(xié)作研究，才可能基本上解開(kāi)”智能”之謎，使人工智能理論達(dá)到一個(gè)更高的水平。人工智能要解決的問(wèn)題主要是以下幾個(gè)方面：

一、識(shí)別過(guò)程，外界輸入的信息向概念邏輯信息轉(zhuǎn)譯，將動(dòng)態(tài)靜態(tài)圖像、聲音、語(yǔ)音、文字、觸覺(jué)、味覺(jué)等信息轉(zhuǎn)化為形式化（大腦中的信息存儲(chǔ)形式）的概念邏輯信息。

二、智能運(yùn)算過(guò)程，輸入信息刺激自我學(xué)習(xí)、信息檢索、邏輯判斷、決策，并產(chǎn)生相應(yīng)反應(yīng)。

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。實(shí)用機(jī)器人在第三個(gè)方面做得比較多，而識(shí)別和智能運(yùn)算是很弱的，尤其是概念知識(shí)的存儲(chǔ)形式、邏輯判斷和決策這些方面更是鮮有成果，這正是人工智能要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

四、人工智能技術(shù)的評(píng)價(jià)與認(rèn)識(shí)

人工智能是一門(mén)包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制學(xué)、信系論、語(yǔ)言論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科相互滲透發(fā)展起來(lái)的學(xué)科,其研究對(duì)象可以歸納為“機(jī)器智能、智能機(jī)器”,它體現(xiàn)在思維、感知、行為三個(gè)層次,而它要模擬眼神、擴(kuò)展人的智能,其研究?jī)?nèi)容可以分為機(jī)器思維和思維機(jī)器、機(jī)器感知和感知機(jī)器、機(jī)器行為和行為機(jī)器三個(gè)層次。人工智能研究與應(yīng)用雖然取得了不少成果,但離全面推廣應(yīng)用還有很大距離,還有許多問(wèn)題有待于解決且需要許多學(xué)科的研究專(zhuān)家共同創(chuàng)作。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。這些年來(lái),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(lèi)智能還相差甚遠(yuǎn)。

人工智能是一門(mén)研究機(jī)器智能和智能機(jī)器的新型的、綜合性的、具有強(qiáng)大生命力的邊緣學(xué)科，它研究怎樣讓計(jì)算機(jī)或智能機(jī)器（包括硬件和軟件）模仿、延伸和擴(kuò)展人腦從事推理、規(guī)劃、計(jì)算、思考、學(xué)習(xí)等思維活動(dòng)，解決迄今為止需要人類(lèi)專(zhuān)家才能處理好的復(fù)雜問(wèn)題。

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。人工智能的近期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能，即先部分地或某種程度地實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能，從而使現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)更靈活、更好用和更有用，成為人類(lèi)的智能化信息處理工具。目前，人工智能技術(shù)正在向大型分布式人工智能、大型分布式多專(zhuān)家協(xié)同系統(tǒng)、廣義知識(shí)表達(dá)、綜合知識(shí)庫(kù)、并行推理、多種專(zhuān)家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具、大型分布式人工智能開(kāi)發(fā)環(huán)境和分布式環(huán)境下的多智能體協(xié)同系統(tǒng)等方向發(fā)展。盡管如此，從目前來(lái)看，人工智能仍處于學(xué)科發(fā)展的早期階段，其理論、方法和技術(shù)都不太成熟，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)也比較膚淺。這些還都有待于人工智能工作者的長(zhǎng)期探索。

五、結(jié)論

先進(jìn)制造技術(shù)當(dāng)今國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，隨著社會(huì)的發(fā)展，市場(chǎng)需求的個(gè)性化與多元化，人們對(duì)產(chǎn)品的要求也日益多元化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，企業(yè)要在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展，就必須采用先進(jìn)的制造技術(shù)。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著中國(guó)加入WTO,中國(guó)與世界的越來(lái)越緊密，先進(jìn)制造制造技術(shù)必然會(huì)朝著全球化、系統(tǒng)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、自動(dòng)化、綠色化、精密化、智能化、快速化的趨勢(shì)發(fā)展。

人工智能對(duì)自然科學(xué)的影響。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。更重要的是，AI反過(guò)來(lái)有助于人類(lèi)最終認(rèn)識(shí)自身智能的形成。

人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響。專(zhuān)家系統(tǒng)更深入各行各業(yè)，帶來(lái)巨大的宏觀效益。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。但同時(shí)，也帶來(lái)了勞務(wù)就業(yè)問(wèn)題。由于AI在科技和工程中的應(yīng)用，能夠代替人類(lèi)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。人工智能對(duì)社會(huì)的影響。AI也為人類(lèi)文化生活提供了新的模式?，F(xiàn)有的游戲?qū)⒅鸩桨l(fā)展為更高智能的交互式文化娛樂(lè)手段，今天，游戲中的人工智能應(yīng)用已經(jīng)深入到各大游戲制造商的開(kāi)發(fā)中。

伴隨著人工智能和智能機(jī)器人的發(fā)展，不得不討論是人工智能本身就是超前研究，需要用未來(lái)的眼光開(kāi)展現(xiàn)代的科研，因此很可能觸及倫理底線(xiàn)。作為科學(xué)研究可能涉及到的敏感問(wèn)題，需要針對(duì)可能產(chǎn)生的沖突及早預(yù)防，而不是等到問(wèn)題矛盾到了不可解決的時(shí)候才去想辦法化解。

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)。腦科學(xué)從分子水平、細(xì)胞水平、行為水平研究自然智能機(jī)理，建立腦模型，揭示人腦的本質(zhì)。認(rèn)知科學(xué)是研究人類(lèi)感知、學(xué)習(xí)、記憶、思維、意識(shí)等人腦心智活動(dòng)過(guò)程的科學(xué)。人工智能研究用人工的方法和技術(shù)，模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器智能。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。

人工智能的研究一旦取得突破性進(jìn)展，將會(huì)對(duì)信息時(shí)代產(chǎn)生重大影響，對(duì)人類(lèi)文明產(chǎn)生重大影響。科學(xué)發(fā)展到今天，一方面是高度分化，學(xué)科在不斷細(xì)分，新學(xué)科、新領(lǐng)域不斷產(chǎn)生;另一方面是學(xué)科的高度融合，更多地呈現(xiàn)交叉和綜合的趨勢(shì)，新興學(xué)科和交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)。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。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)。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。

六、參考文獻(xiàn) [1]《人工智能簡(jiǎn)史》孫興 清華大學(xué)出版社，1990年 [2]蔡自興 徐光佑 《人工智能及其應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 2002年1月 [3]王萬(wàn)森

人工智能原理及其應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社，2010

第五篇：先進(jìn)制造技術(shù)論文

《先進(jìn)制造技術(shù)》課程論文

——人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

摘要：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)人腦功能的某些程度的反映，具有自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)的能力，可通過(guò)對(duì)模式 樣本的自學(xué)習(xí)，從中獲取特征，并能將學(xué)習(xí)獲得的知識(shí)應(yīng)用到圖像、文字等識(shí)別中。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)。對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作了詳細(xì)的介紹，重點(diǎn)在于三層BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)。Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常廣泛，本文用Hopfield 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行英文字母識(shí)別。

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，三層BP網(wǎng)絡(luò)，Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模式識(shí)別

Study on Simulation Analytical Method of Artificial neural network

(School of Engineering, HLJ August First Land Reclamation University, Daqing 163319)Abstract:Artificial neural network is to the brain function, some degree of reflect with adaptive and self-learning ability, but through the study of pattern samples from, obtain characteristics, and can be applied to study the knowledge obtained recognition of images and text.Based on artificial neural network did briefly, focused on the two kinds of the most widely used neural network model: BP neural network and Hopfield neural networks.On BP neurl network is analyzed in detail, the emphasis is on three layers of BP neural network learning.Hopfield neural network is us extensively, this article with the Hopfield neural network for English letters recognition.Key words: artificial neural network, the BP neural network, and the third floor Hopfield

neural network BP network, pattern recognition

1引言

隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已被廣泛運(yùn)用于各種領(lǐng)域，而它的預(yù)測(cè)功能也在不斷被人挖掘著。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)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)構(gòu)成單元的速度是人腦中神經(jīng)元速度的幾百萬(wàn)倍，對(duì)于那些特征明確，推理或運(yùn)算規(guī)則清楚地可編程問(wèn)題，可以高速有效地求解，在數(shù)值運(yùn)算和邏輯運(yùn)算方面的精確與高速極大地拓展了人腦的能力，從而在信息處理和控制決策等方面為人們提供了實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化的先進(jìn)手段。但由于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)是按照馮·諾依曼原理，基于程序存取進(jìn)行工作的，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)模式與運(yùn)行機(jī)制仍然沒(méi)有跳出傳統(tǒng)的邏輯運(yùn)算規(guī)則，因而在很多方面的功能還遠(yuǎn)不能達(dá)到認(rèn)得智能水平。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(zhuān)家們尋找解決問(wèn)題的新出路。當(dāng)人們的思想轉(zhuǎn)向研究大自然造就的精妙的人腦結(jié)構(gòu)模式和信息處理機(jī)制時(shí)，推動(dòng)了腦科學(xué)的深入發(fā)展以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和鬧模型的研究。隨著對(duì)生物鬧的深入了解，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得長(zhǎng)足發(fā)展。在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的初創(chuàng)期和低潮期后，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)終于以其不容忽視的潛力與活力進(jìn)入了發(fā)展高潮。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。通過(guò)

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。

2我國(guó)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(guó)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(kāi)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用討論會(huì)和第一屆全國(guó)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(guó)內(nèi)八個(gè)學(xué)會(huì)（中國(guó)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(kāi)“中國(guó)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(kāi)創(chuàng)了中國(guó)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(guò)十幾年的發(fā)展，中國(guó)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。在國(guó)際上，1987年，在美國(guó)加洲召開(kāi)第一屆國(guó)際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)，此后每年召開(kāi)兩次國(guó)際聯(lián)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大會(huì)（UCNN），不久，改學(xué)會(huì)創(chuàng)辦了刊物Journal Neural Networks，另有十幾種國(guó)際著名的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)刊物相繼問(wèn)世。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。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前已有上百種的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型被提出。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

[1]。正是由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)新興的學(xué)科，它在理論、模型、算法、應(yīng)用和時(shí)限等方面都還有很多空白點(diǎn)需要努力探索、研究、開(kāi)拓和開(kāi)發(fā)。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(zhuān)家對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛?jiǎn)栴}立項(xiàng)研究。從人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬程序和專(zhuān)用芯片的不斷推出、論文的大量發(fā)表以及各種應(yīng)用的報(bào)道可以看到，在這個(gè)領(lǐng)域里一個(gè)百家爭(zhēng)鳴的局面已經(jīng)形成。

3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的分析

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)新興學(xué)科，因此還存在許多問(wèn)題。其主要表現(xiàn)有：

(1)受到腦科學(xué)研究的限制：由于生理實(shí)驗(yàn)的困難性，因此目前人類(lèi)對(duì)思維和記憶機(jī)制的認(rèn)識(shí)還很膚淺，還有很多問(wèn)題需要解決；

(2)還沒(méi)有完整成熟的理論體系；

(3)還帶有濃厚的策略和經(jīng)驗(yàn)色彩；

(4)與傳統(tǒng)技術(shù)的接口不成熟。

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。

我相信只要能客服這些局限性，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將不可限量。

4結(jié)論

在理論上．RBF網(wǎng)絡(luò)和BP網(wǎng)絡(luò)一樣能以任意精度逼近任何非線(xiàn)性函數(shù)。但由于它們使用的激勵(lì)函數(shù)不同，其逼近性能也不相同。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。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(guò)程很長(zhǎng)。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(wèn)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(lài)于經(jīng)驗(yàn)和試湊，很難得到最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。采用局部激勵(lì)函數(shù)的RBF網(wǎng)絡(luò)在很大程度上克服了上述缺點(diǎn)，RBF不僅有良好的泛化能力，而且對(duì)于每個(gè)輸入值，只有很少幾個(gè)節(jié)點(diǎn)具有非零激勵(lì)值，因此只需很少部分節(jié)點(diǎn)及權(quán)值改變。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]。

從上面所示的結(jié)果來(lái)看，主要有一下幾方面的不同：

（1）由于學(xué)習(xí)速率是固定的，因此BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程較長(zhǎng)，當(dāng)需要處理較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，需要的時(shí)間很長(zhǎng)。而RBF網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)過(guò)程即是訓(xùn)練過(guò)程此外，訓(xùn)練時(shí)間較少．精度也比較高。

（2）在處理同一問(wèn)題時(shí)，通常情況BP網(wǎng)絡(luò)所需的神經(jīng)元個(gè)數(shù)比RBF網(wǎng)絡(luò)要少。

（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)。

（4）RBP網(wǎng)絡(luò)隱含層的層數(shù)和單元數(shù)的選擇要憑借經(jīng)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證，因此網(wǎng)絡(luò)的冗余性比較大。RBF隱層節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也在訓(xùn)練過(guò)程中確定。但是要確定徑向基函數(shù)的分布密度。

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?？梢酝ㄟ^(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)事物進(jìn)行預(yù)測(cè)從而用簡(jiǎn)單的方法完成復(fù)雜的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高雋.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理及其仿真實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2

[2] 邊肇祺，張學(xué)工.模式識(shí)別.清華大學(xué)出版社，2006.1

[3] 徐麗娜.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.3

[4]朱大奇.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀及其展望.江南大學(xué)學(xué)報(bào)，2004

[5]董軍，胡上序.混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)展和展望.信息與控制，1997

[6]韓力群.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，設(shè)計(jì)及應(yīng)用.北京化學(xué)工業(yè)出版社，2002

[7]馬銳.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理.北京機(jī)械工業(yè)出版社，2010

[8]胡守仁，余少波，戴葵.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論.國(guó)防科技大學(xué)出版社，1992

[9]胡金濱，唐旭清.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的BP算法及其應(yīng)用.信息技術(shù)，2004

[10]宋桂榮.改進(jìn)BP算法在故障診斷中的應(yīng)用.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001