第一篇：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，可通過對模式 樣本的自學(xué)習(xí)，從中獲取特征，并能將學(xué)習(xí)獲得的知識應(yīng)用到圖像、文字等識別中。本文對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做了簡要的概述，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)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)構(gòu)成單元的速度是人腦中神經(jīng)元速度的幾百萬倍，對于那些特征明確，推理或運(yùn)算規(guī)則清楚地可編程問題，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，這方面的問題日趨尖銳，促使科學(xué)和技術(shù)專家們尋找解決問題的新出路。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，推動了腦科學(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。隨著對生物鬧的深入了解，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得長足發(fā)展。在經(jīng)歷了漫長的初創(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，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

運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，可以進(jìn)行預(yù)測事物的發(fā)展，節(jié)省了實(shí)際要求證結(jié)果所需的研究時間。

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)用討論會和第一屆全國型號處理——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)會議；1990年2月由國內(nèi)八個學(xué)會（中國電子學(xué)會、人工智能學(xué)會、自動化學(xué)會、通信學(xué)會、物理學(xué)會、生物物理學(xué)會和心理學(xué)會）聯(lián)合在北京召開“中國神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首屆學(xué)術(shù)會議”，這次大會以“八學(xué)會聯(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。在國際上，1987年，在美國加洲召開第一屆國際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會，此后每年召開兩次國際聯(lián)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大會（UCNN），不久，改學(xué)會創(chuàng)辦了刊物Journal Neural Networks，另有十幾種國際著名的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)刊物相繼問世。至此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究在國際學(xué)術(shù)領(lǐng)域獲得了其應(yīng)有的地位。

經(jīng)過多年的發(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，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)是一門新興的學(xué)科，它在理論、模型、算法、應(yīng)用和時限等方面都還有很多空白點(diǎn)需要努力探索、研究、開拓和開發(fā)。因此，許多國家的政府和企業(yè)都投入了大量的資金，組織大量的科學(xué)和技術(shù)專家對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛問題立項(xiàng)研究。從人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬程序和專用芯片的不斷推出、論文的大量發(fā)表以及各種應(yīng)用的報道可以看到，在這個領(lǐng)域里一個百家爭鳴的局面已經(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)是一個新興學(xué)科，因此還存在許多問題。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，因此目前人類對思維和記憶機(jī)制的認(rèn)識還很膚淺，還有很多問題需要解決；

(2)還沒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性函數(shù)。但由于它們使用的激勵函數(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BP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)每個節(jié)點(diǎn)都對輸出值產(chǎn)生影響，并且激勵函數(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。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)。采用局部激勵函數(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，而且對于每個輸入值，只有很少幾個節(jié)點(diǎn)具有非零激勵值，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)練過程較長，當(dāng)需要處理較復(fù)雜的問題時，需要的時間很長。而RBF網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)過程即是訓(xùn)練過程此外，訓(xùn)練時間較少．精度也比較高。

（2）在處理同一問題時，通常情況BP網(wǎng)絡(luò)所需的神經(jīng)元個數(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)近來越來越受到人們的關(guān)注，因?yàn)樗鼮榻鉀Q大復(fù)雜度問題提供了一種相對來說比較有效的簡單方法?？梢酝ㄟ^神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對事物進(jìn)行預(yù)測從而用簡單的方法完成復(fù)雜的問題。

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第二篇：先進(jìn)制造技術(shù)論文

先進(jìn)制造論文

院系：周口科技機(jī)械工程

姓名：曹軍科

班級：數(shù)控

日 先進(jìn)制造技術(shù)

4班

時間：2010年月2512先進(jìn)制造技術(shù)

材料加工工程在先進(jìn)制造技術(shù)中占有重要地位，是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)更新?lián)Q代的重要科學(xué)基礎(chǔ)和共性技術(shù)。其中包括高效、精密的加工工藝、裝備和檢測技術(shù)，低能耗、低成本產(chǎn)品的流程制造，集成、柔性、智能化制造系統(tǒng)，是工程可持續(xù)發(fā)展與綠色制造體系的重要組成部分。

材料合成與加工新技術(shù)研究包含納米結(jié)構(gòu)材料和金屬加工、聚合物加工、陶瓷加工、復(fù)合材料加工、快速凝固、超純材料、近終型加工等各類合成和加工的基礎(chǔ)研究。根據(jù)材料的服役效能來調(diào)整成分、組織、結(jié)構(gòu)、進(jìn)而對材料的制備工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，將使材料在強(qiáng)韌性、抗摩擦、抗沖擊、抗腐蝕等方面的性能大大提高，對材料科學(xué)的全面發(fā)展起關(guān)鍵的促進(jìn)作用。

材料制備與成型加工技術(shù)，與材料的成分和結(jié)構(gòu)、材料的性質(zhì)是決定材料使用性能的最基本的三大要素。一般而言，材料需要經(jīng)歷制備、成型加工、零件或結(jié)構(gòu)的后處理等工序才能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。

下面將分別介紹新材料加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀、工作原理、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢。

一、研究現(xiàn)狀

新材料成形加工技術(shù)的研究開發(fā)，是近二、三十年來材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的方向之一。先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)了現(xiàn)代航天航空，交通運(yùn)輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

先進(jìn)工業(yè)國家對材料制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)十分重視。美國制定了“為了工業(yè)材料發(fā)展計(jì)劃”，其核心是開放先進(jìn)的制備與成型加工技術(shù)，提高材料性能，降低生產(chǎn)成本，滿足未來工業(yè)發(fā)展對材料的需求。德國開展的“21世紀(jì)新材料研究計(jì)劃”將材料制備與成型加工技術(shù)列為六個重點(diǎn)內(nèi)容之一。在歐盟的“第六框架”計(jì)劃中，先進(jìn)制備技術(shù)時新材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。日本在20世紀(jì)90年代后期，先后實(shí)施了“超級金屬”、“超鋼鐵”計(jì)劃，重點(diǎn)是發(fā)展先進(jìn)的制備加工技術(shù)，精確控制組織，大幅度提高材料的性能，達(dá)到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。同時開展本科學(xué)領(lǐng)域色前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工程學(xué)科自身發(fā)展的需求。

一大批先進(jìn)技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善，并逐步獲得實(shí)際應(yīng)用，如快速凝固、定向凝固、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)展對特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。

現(xiàn)在將主要的先進(jìn)材料加工技術(shù)分別介紹如下： 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)，極大地推動了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備，如非晶絲材、箔材的制備。近年來快速凝固技術(shù)主要在兩個方面得到發(fā)展：①利用噴射成型、超高壓、深過冷，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。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細(xì)組織的線材、帶材和體材料的制備與成型。2.半固態(tài)成型

半固態(tài)成型包括半固態(tài)流變成型和半固態(tài)觸變成形兩類：前者是將制備的半固態(tài)漿料直接用于成型，如壓鑄成型（稱為半固態(tài)流變壓鑄）；后者是對制備好的半固態(tài)坯料進(jìn)行重新加熱，使其達(dá)到半熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行成型，如擠壓成型（稱為半固態(tài)觸變擠壓）。3.無模成型

為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點(diǎn)，滿足社會發(fā)展對產(chǎn)品多樣性（多品種、小規(guī)模）的需求，20世紀(jì)80年代以來，柔性加工技術(shù)的開發(fā)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視。典型的無模成型技術(shù)有增量成型、無摸拉拔、無模多點(diǎn)成型、激光沖擊成型等。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)，近年來發(fā)展方向主要包括兩個方面：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，如鋁合金汽車覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門，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。5.金屬粉末材料成型加工

粉末材料的成型加工是一種典型的近終形、短流程制備加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)、制備預(yù)成型一體化；可自由組裝材料結(jié)構(gòu)從而精確調(diào)控材料性能；既可用于制備陶瓷、金屬材料，也可制備各種復(fù)合材料。它是近20年來材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的熱點(diǎn)與主要發(fā)展方向之一。粉末材料成型加工技術(shù)的研究重點(diǎn)包括粉末注射成型膠態(tài)成型、溫壓成型及微波、等離子輔助低溫強(qiáng)化燒結(jié)等。6.陶瓷膠態(tài)成型

在圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問題，開發(fā)了多種原位凝固成型工藝，凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn)，受到嚴(yán)重重視。原位凝固成形工藝被認(rèn)為是提高胚體的均勻性，進(jìn)而提高陶瓷材料可靠性的唯一途徑，得到了迅速的發(fā)展，已逐步獲得實(shí)際應(yīng)用。7.激光快速成型

采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細(xì)小均勻的內(nèi)部組織，從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，同時零件的復(fù)雜程度基本不受限制，并且可以縮短加工周期，降低成本。目前發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于國防高科技領(lǐng)域。

8.電磁場附加制備與成型技術(shù)

在材料的制備與成形加工過程中，通過施加附加外場（如溫度場、磁場、電場、力場等），可以顯著改善材料的組織，提高材料的性能，提高生產(chǎn)效率。典型的溫度場附加制備與成形加工技術(shù)有熔體過熱處理、定向凝固技術(shù)等；典型的力場附加制備與成形技術(shù)有半固態(tài)加工等；典型的電磁場附加制備與成形加工技術(shù)有電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、磁場附加熱處理技術(shù)、電磁振動注射成形技術(shù)等。近年來，有關(guān)電磁場附加制備與成形加工技術(shù)的研究在國際上已形成一門新的材料科學(xué)分支——材料電磁處理，并且得到迅速發(fā)展。9.先進(jìn)連接技術(shù)

先進(jìn)連接技術(shù)主要包括：鋁合金激光焊接、鎂合金激光焊接、機(jī)器人智能焊接。

10.表面改質(zhì)改性

在材料的使用過程中，材料的表面性質(zhì)和功能非常重要，許多體材料的失效也往往是從表面開始的。通過涂覆（或沉積、外延生長）表面薄層材料或特殊能量手段改變原材料表面的結(jié)構(gòu)（即對處理進(jìn)行表面改性），賦予較廉價的體材料以高性能、高功能的表面，可以大大提高材料的使用價值和產(chǎn)品的附加值，是數(shù)十年來材料表面加工處理研究領(lǐng)域的主要努力方向。

二、工作原理

新材料成形加工技術(shù)的原理主要分為三個方向介紹。（1）材料的精確成形：

金屬材料的精確成形包括液態(tài)金屬精確成形(鑄)、金屬材料塑性精確成形(鍛)、金屬材料的精確連接成形(焊)。

無機(jī)非金屬材料的精確成形包括陶瓷精確成形(塑性滾壓成形法、注漿成形法、粉料壓力成形法和特種成形法四種)、玻璃精確成形(吹制法、拉制法、壓制法和吹/壓制法四種)等。

高分子材料的精確成形包括液態(tài)高分子材料精確成形(如環(huán)氧樹脂的澆注成形等)，固態(tài)高分子材料精確成形(如塑料的注射成形、擠出成形等)。

（2）快速成形技術(shù)：快速成形技術(shù)就是利用三維CAD的數(shù)據(jù)，通過快速成型機(jī)，將一層層的材料堆積成實(shí)體原型?？焖俪尚停≧P）的技術(shù)設(shè)想，即是利用連續(xù)層的選區(qū)固化生產(chǎn)三維實(shí)體?？焖俪尚椭圃焓菍⒅破冯x散成為相互獨(dú)立的層并將各層獨(dú)立制造。快速成形技術(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)。從成形角度看，零件可視為“點(diǎn)”或“面”的疊加。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。從制造角度看，它根據(jù)CAD造型生成零件三維幾何信息，控制多維系統(tǒng)，通過激光束或其他方法將材料逐層堆積而形成原型或零件。

（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、材料的性能這四個要素以及它們之間的相互關(guān)系。高分子材料科學(xué)的基本任務(wù)是：研究高分子材料的合成、結(jié)構(gòu)和組成與材料的性質(zhì)、性能之間的相互關(guān)系；探索加工工藝和各種環(huán)境因素對材料性能的影響；為改進(jìn)工藝，提高高分子材料的質(zhì)量，合理使用高分子材料，開發(fā)新材料、新工藝和新的應(yīng)用領(lǐng)域提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

大多數(shù)情況下，高分子的加工通常包括兩個過程：首先使原材料產(chǎn)生變形或流動，并取得所需要的形狀，然后設(shè)法保持取得的形狀。高分子加工與成型通常有以下形式：高分子熔體的加工、類橡膠狀聚合物的加工、高分子液體的加工、低分子聚合物或預(yù)聚物的加工、高分子懸浮體的加工以及高分子的機(jī)械加工。

三、特點(diǎn)

現(xiàn)代的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法；進(jìn)行全生命周期設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)全過程采用信息技術(shù)；加快采用新材料、新工藝；產(chǎn)品開發(fā)周期短，返工少，成本低，努力做到一次成功；產(chǎn)品有創(chuàng)新，在國際市場上有競爭能力。

而材料則由傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料向高性能、復(fù)合化、結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，尤其需要先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)及裝備，可使材料的生產(chǎn)過程更加高效，節(jié)能和潔凈。材料成形加工技術(shù)是以成形技術(shù)為手段、以材料為加工對象、以過程控制為質(zhì)量保證措施、以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造為目的技術(shù)。以材料為加工對象的特點(diǎn)決定了材料科學(xué)也成為技術(shù)的基礎(chǔ)知識，而以過程控制為質(zhì)量保證措施這一特點(diǎn)，決定了控制理論也成為重要組成部分。因此，材料成形加工技術(shù)是以材料學(xué)科和自動化專業(yè)及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)展的技術(shù)。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科交叉，材料成形加工也緊密地依賴諸如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微電子、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)論、信息論、控制論及現(xiàn)代化管理等各門學(xué)科及其最新成就。

下面例舉幾種新材料加工技術(shù)的特點(diǎn)予以說明。（1）快速成形技術(shù)：

1）高度柔性；

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

（2）復(fù)合材料制品成型工藝特點(diǎn)：

與其它材料加工工藝相比，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完成 一般情況下，復(fù)合材料的生產(chǎn)過程，也就是制品的成型過程。材料的性能必須根據(jù)制品的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在造反材料、設(shè)計(jì)配比、確定纖維鋪層和成型方法時，都必須滿足制品的物化性能、結(jié)構(gòu)形狀和外觀質(zhì)量要求等。

2）制品成型比較簡便 一般熱固性復(fù)合材料的樹脂基體，成型前是流動液體，增強(qiáng)材料是柔軟纖維或織物，因此，用這些材料生產(chǎn)復(fù)合材料制品，所需工序及設(shè)備要比其它 材料簡單的多，對于某些制品僅需一套模具便能生產(chǎn)。

(3)高分子材料加工成形技術(shù)

現(xiàn)在采用的是聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場引起的機(jī)械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程，達(dá)到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點(diǎn)，解決了振動力場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動量及能量傳遞及平衡問題，同時從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

四、發(fā)展趨勢

輕量化、精確化、高效化將是未來材料成形加工技術(shù)的重要發(fā)展方向。新材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以概括為三個綜合，即過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合。由于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以預(yù)見，在今后較長一段時間內(nèi)，材料制備、成形與加工技術(shù)的發(fā)展將具有以下兩個主要特征：

（1）性能設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的一體化。

（2）在材料設(shè)計(jì)、制備、成型與加工處理的全過程中對材料的組織性能和形狀尺寸進(jìn)行精確控制。

基于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢和特征，新材料加工技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個方面。

1）常規(guī)材料加工工藝的短流程化和高效化。

打破傳統(tǒng)材料成形與加工模式，工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)近終形、短流程的連續(xù)化生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率。

2）發(fā)展先進(jìn)的成形加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制

例如，非平衡凝固技術(shù)、電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、等溫成形技術(shù)、低溫強(qiáng)加工技術(shù)、先進(jìn)層狀復(fù)合材料成形、先進(jìn)超塑性成形、激光焊接、電子束焊接、復(fù)合熱源焊接、擴(kuò)散焊接、摩擦焊接等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制，不僅可以提高傳統(tǒng)材料的使用性能，還有利于改善難加工材料的加工性能，開發(fā)高附加值材料。

3）材料設(shè)計(jì)（包括成分設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)）、制備與成形加工一體化

發(fā)展材料設(shè)計(jì)、制備與成型加工一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料和零部件的高效，近終形，短流程成型。

4）開發(fā)新型制備與成形加工技術(shù)，發(fā)展新材料和新產(chǎn)品 塊體非晶合金制備和應(yīng)用技術(shù)、連續(xù)定向凝固成形技術(shù)、電磁約束成型技術(shù)、雙結(jié)晶器連鑄與充芯連鑄復(fù)合技術(shù)、多坯料擠壓技術(shù)、微成形加工技術(shù)等，是近年來開發(fā)的新型制備與成形加工技術(shù)。

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)。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。

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。通過計(jì)算機(jī)模擬，可深入研究材料的結(jié)構(gòu)、組成及其各物理化學(xué)過程中宏觀、微觀變化機(jī)制，并由材料成分、結(jié)構(gòu)及制備參數(shù)的最佳組合進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。

6）材料的智能化制備與成形加工技術(shù)

材料的智能化制備與成形加工技術(shù)是1986年由美國材料科學(xué)界提出的“第三代”材料成形加工技術(shù)，20世紀(jì)90年代以來受到日本等先進(jìn)工業(yè)國家的重視它通過綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)等，以成分、性能、工藝一體化設(shè)計(jì)與工藝控制方法，實(shí)現(xiàn)材料組織性能與成形加工質(zhì)量，同時達(dá)到縮短研制周期、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境負(fù)荷的目的。

材料的智能化制備與成形加工技術(shù)的研究尚處于概念形成與探索階段，被認(rèn)為是21世紀(jì)前期材料成形加工新技術(shù)中最富潛力的前沿研究方向之一。

7)其他的材料先進(jìn)制備與成形加工前沿技術(shù):電磁軟接觸連鑄、鈦合金連鑄連軋技術(shù)、高性能金屬材料噴射成形技術(shù)、輕合金半固態(tài)加工技術(shù)、泡沫鋁材料制備、鋼質(zhì)蜂窩夾芯板擴(kuò)散-軋制復(fù)合、金屬超細(xì)絲材制備技術(shù)、超細(xì)陶瓷粉末燃燒合成、模具表面滲注鍍復(fù)合強(qiáng)化、金屬管件內(nèi)壁等離子體強(qiáng)化技術(shù)、鈦合金激光熔覆技術(shù)、非納米晶復(fù)合涂層制備技術(shù)等。

參考文獻(xiàn)

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[2]淺析高分子材料成型加工技術(shù)，硅谷2008年第8期，中圖分類號：TU5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671－7597（2008）0420066－01 [3] 王英杰，金屬材料及其成形加工，機(jī)械工業(yè)出版社，第1版，2008 [4]柳百成，沈厚發(fā) 主編，21世紀(jì)的材料成形加工技術(shù)與科學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2004

[5] 胡亞民 主編，材料成形技術(shù)基礎(chǔ)，重慶大學(xué)出版社，2008 [6] 樊自田等，先進(jìn)材料成形技術(shù)與理論，化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [7] 謝建新等編著，材料加工新技術(shù)與新工藝，北京：冶金工業(yè)出版社，2004 [8]榮烈潤，材料成形加工技術(shù)發(fā)展趨勢，航空精密制造技術(shù)，2009年02期 [9]Dlias Cueto,Advanced in Material Forming, Francisco Chinesta，2007 [10] Anne Marie Habraken, Kogan Page Science,Material forming processes, 2003 [11] Dorel Banabic，Sheet Metal Forming Process，Springer，2010

第三篇：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

先進(jìn)制造技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué)

號

專業(yè)班級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 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)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

三、人工智能技術(shù)的主要研究內(nèi)容與核心技術(shù)難題

四、人工智能技術(shù)的評價與認(rèn)識

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AMT，具體地說，就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(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。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程的工藝方法，而是橫跨多個學(xué)科、包含了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、到產(chǎn)品銷售、用戶服務(wù)等整個產(chǎn)品生命周期全過程的所有相關(guān)技術(shù)，涉及到設(shè)計(jì)、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領(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)庫技術(shù)、集成框架、軟件工程人工智能、專家系統(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)：單機(jī)加工單元和過程的控制、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、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱，也是取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的制造技術(shù)的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學(xué)科、包含了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、到產(chǎn)品銷售、用戶服務(wù)等整個產(chǎn)品生命周期全過程的所有相關(guān)技術(shù)，涉及到設(shè)計(jì)、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領(lǐng)域，并逐步融合與集成。先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)今國際間科技競爭的焦點(diǎn)，隨著社會的發(fā)展，市場需求的個性化與多元化，人們對產(chǎn)品的要求也日益多元化，市場競爭日趨激烈，企業(yè)要在日趨激烈的市場競爭中生存發(fā)展，就必須采用先進(jìn)的制造技術(shù)。

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

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。人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。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)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支，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、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，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，未來人工智能帶來的科技產(chǎn)品，將會是人類智慧的“容器”。人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬。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)見卓識的年輕科學(xué)家在一起聚會，共同研究和探討用機(jī)器模擬智能的一系列有關(guān)問題，并首次提出了“人工智能”這一術(shù)語，它標(biāo)志著“人工智能”這門新興學(xué)科的正式誕生。IBM公司“深藍(lán)”電腦擊敗了人類的世界國際象棋冠軍更是人工智能技術(shù)的一個完美表現(xiàn)。從1956年正式提出人工智能學(xué)科算起，50多年來，取得長足的發(fā)展，成為一門廣泛的交叉和前沿科學(xué)?？偟恼f來，人工智能的目的就是讓計(jì)算機(jī)這臺機(jī)器能夠像人一樣思考。如果希望做出一臺能夠思考的機(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，火車，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大腦的功能呢？到目前為止，我們也僅僅知道這個裝在我們天靈蓋里面的東西是由數(shù)十億個神經(jīng)細(xì)胞組成的器官，我們對這個東西知之甚少，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，人類開始真正有了一個可以模擬人類思維的工具，在以后的歲月中，無數(shù)科學(xué)家為這個目標(biāo)努力著。如今人工智能已經(jīng)不再是幾個科學(xué)家的專利了，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)勝了國際象棋大師卡斯帕洛夫（KASPAROV）。大家或許不會注意到，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。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。

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人工智能下了這樣一個定義：“人工智能是關(guān)于知識的學(xué)科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學(xué)?！倍硪粋€美國麻省理工學(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)去做過去只有人才能做的智能工作?！边@些說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智能活動的規(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)的軟硬件來模擬人類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:指紋識別，人臉識別，視網(wǎng)膜識別，虹膜識別，掌紋識別，專家系統(tǒng),智能搜索，定理證明，博弈，自動程序設(shè)計(jì)，還有航天應(yīng)用等。學(xué)科范疇：人工智能是一門邊沿學(xué)科，屬于自然科學(xué)和社會科學(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：自然語言處理，知識表現(xiàn)，智能搜索，推理，規(guī)劃，機(jī)器學(xué)習(xí)，知識獲取，組合調(diào)度問題，感知問題，模式識別，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 人類思維方式

應(yīng)用領(lǐng)域：智能控制，機(jī)器人學(xué)，語言和圖像理解，遺傳編程，機(jī)器人工廠，安全問題。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)擁有智商是很危險的，它可能會反抗人類。人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程和智能行為（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)和語言學(xué)等學(xué)科?？梢哉f幾乎是自然科學(xué)和社會科學(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)在國內(nèi)的發(fā)展與趨勢

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、自動化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)等多門學(xué)科。隨著社會的發(fā)展,人們對產(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、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務(wù)要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)。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。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。目前,中國正成為“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,世界上國家之間的經(jīng)濟(jì)競爭,先進(jìn)制造技術(shù)是重要的競爭手段之一。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場

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環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而我國非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱產(chǎn)業(yè),其先進(jìn)生產(chǎn)總值占國民生產(chǎn)總值(GDP)的40%左右。尤其，中國近幾年來房地產(chǎn)業(yè)的崛起，帶動了三一重工、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)展的同時又帶動了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，然而雖然我們在先進(jìn)制造技術(shù)方面取得了很多卓越的成績，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍然存在一個階段性的整體上的差距。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

管理方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國家廣泛采用計(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。我國普及率不高，尚在開發(fā)、掌握之中。

設(shè)計(jì)方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(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)開始無圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國采用CAD/CAM技術(shù)的比例較低。

自動化技術(shù)方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用數(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)了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動化、剛性自動化階段，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，加之中國勞動力豐富而資金相對短缺，致使機(jī)械制造業(yè)的科技開發(fā)明顯滯后。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，但主要是勞動密集型產(chǎn)品，具有自主知識產(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、滿足度低、質(zhì)量不穩(wěn)定。

人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在：

全球化：一方面由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈，例如在機(jī)械制造業(yè)中，國內(nèi)外已有不少企業(yè)，甚至是知名度很高的企業(yè)，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè)，不得不擴(kuò)展新的市場；另一方面，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展，這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力，全球化制造的第一個技術(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)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進(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)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學(xué)習(xí)，推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。

虛擬化：制造過程中的虛擬技術(shù)是指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗(yàn)。檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優(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)過程計(jì)劃、組織管理、車間調(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，通過仿真軟件來模擬真實(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誤。

自動化：自動化是一個動態(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。制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是制造全球化、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：綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程、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環(huán)境的負(fù)面影響，同時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，社會的發(fā)展對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來越高的要求。這決定了發(fā)展精密加工、超精密加工技術(shù)是機(jī)械制造未來的一個重點(diǎn) 智能化：智能制造是指綜合利用各個學(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。系統(tǒng)能領(lǐng)會設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。

快速化：快速化是指對市場的快速響應(yīng)，對生產(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?？焖倩軓?qiáng)有力地推動著制造技術(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、過程集成、知識集成和企業(yè)間的集成。

人工智能技術(shù)在國外的發(fā)展與趨勢

智能是一種知識與思維的合成,是人類認(rèn)識世界和改造世界過程中的一種分析問題和解決問題的綜合能力。對于人工智能，美國麻省理工學(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)于知識的學(xué)科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學(xué)”。綜合來看人工智能是相對人的智能而言的。其本質(zhì)是對人思維的信息過程的模擬，是人的智能的物化。是研究、開發(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)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能經(jīng)過信息采集、處理和反饋三個核心環(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、行動三個層層遞進(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”、會“看”,目前相應(yīng)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和自然語言處理技術(shù)均已經(jīng)初步成熟，開始商業(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程和行為對分析收集來的數(shù)據(jù)信息做出判斷，即對感知的信息進(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)域包括知識表達(dá)、自動推理、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。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)域的積累相對成熟。在學(xué)術(shù)界，實(shí)現(xiàn)人工智能有三種路線，一是基于邏輯方法進(jìn)行功能模擬的符號主義路線，代表領(lǐng)域有專家系統(tǒng)和知識工程。二是基于統(tǒng)計(jì)方法的仿生模擬的連接主義路線，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，各國都紛紛加大對人工智能的科研投入，其中美國政府主要通過公共投資的方式牽引人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2013財(cái)年美國政府將22億美元的國家預(yù)算投入到了先進(jìn)制造業(yè)，投入方向之一便是“國家機(jī)器人計(jì)劃”。

在技術(shù)方向上，美國將機(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、日本、巴西等國家均將云機(jī)器人作為機(jī)器人技術(shù)的未來研究方向之一。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。目前國外相關(guān)研究的方向包括：建立開放系統(tǒng)機(jī)器人架構(gòu)（包括通用的硬件與軟件平臺）、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)平臺、機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)平臺的算法和圖像處理系統(tǒng)開發(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提升計(jì)算機(jī)對人腦的模擬程度。人腦仿生計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，將使電腦可以模仿人類大腦的運(yùn)算并能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)和記憶，同時可以觸類旁通并實(shí)現(xiàn)對知識的創(chuàng)造，這種具有創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)將會讓電腦擁有自我學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的能力，與人類大腦的功能幾無二致。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。歐盟委員會也在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)。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。智能更面向?qū)嵱?。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。人工智能已深入到社會生活的各個領(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，那么未來它的發(fā)展趨勢會是如何呢？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)的社會中，我們可以利用人工智能來實(shí)現(xiàn)語言技術(shù)與人類生活的聯(lián)系，雖然目前關(guān)于語言的研究尚未突破語義障礙，現(xiàn)在還看不出在解決自然語言中含糊曖昧的成份方面可能會取得多大的進(jìn)展，也很難想象在近期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)對任意輸入均可產(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生活密切相關(guān)的語言處理技術(shù)的發(fā)展。隨著語言技術(shù)產(chǎn)品市場的不斷壯大，語言技術(shù)也會得到更快的發(fā)展。另外，我們也可以利用人工智能來建立與理解復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)：下一個十年人工智能研究應(yīng)著重于對未必能符號化、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問題；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)境中同時學(xué)到多種技能(如機(jī)器人足球運(yùn)動員就需要有這樣的功能)；另外還應(yīng)探討系統(tǒng)的可自動進(jìn)化機(jī)制，使系統(tǒng)能從簡單的被動式的系統(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，還可以在機(jī)器學(xué)習(xí)的研究方面取得長足的發(fā)展。許多新的學(xué)習(xí)方法相繼問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)有的方法處理在線學(xué)習(xí)方面尚不夠有效,尋求一種新的方法,以解決移動機(jī)器人、自主agent、智能信息存取等研究中的在線學(xué)習(xí)問題是研究人員共同關(guān)心的問題,相信不久會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)器人與人的對話交流等強(qiáng)大的功能，但相信在未來，人們一定會挖掘出人工智能更多更強(qiáng)大的功能來運(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，我們可以更輕松自如的利用人工智能來實(shí)現(xiàn)對家用電器等的遠(yuǎn)程控制的普及，讓每一個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，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，將會對信息時代產(chǎn)生重大影響，對人類文明產(chǎn)生重大影響。不管是在昨天、今天還是明天，“人工智能”都是新時代的寵兒，注定未社會的發(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,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?？梢詺w納為八個字: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)域中有一個重要的學(xué)科分支是“專家系統(tǒng)”(Expert System),簡稱代寫論文ES。就是用計(jì)算機(jī)去模擬、延伸和擴(kuò)展專家的智能?；趯＜业闹R和經(jīng)驗(yàn),可以求解專業(yè)性問題的、具有人工智能的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。如:醫(yī)療診斷專家系統(tǒng),故障診斷專家系統(tǒng)等。

智能機(jī)器：“智能機(jī)器”(Intelligent Machine),簡稱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,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,只不過是一個低智能的、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象和學(xué)科任務(wù)。

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、知識系統(tǒng)(包括專家系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)和智能決策系統(tǒng))、知識發(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)中挖掘出對我們有用的知識)、遺傳與演化計(jì)算(通過對生物遺傳與進(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、不精確知識表示及其推理、常識知識及其推理、人工思維模型,智能人機(jī)接口、多智能主體系統(tǒng)、知識發(fā)現(xiàn)與知識獲取、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)會上提出的。人工智能是指研究、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)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支,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智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。目前能夠用來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)造出更多更高級的智能“制品”,并使之在越來越多的領(lǐng)域超越人類智能,人工智能將為發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)和改善人類生活做出更大貢獻(xiàn)。

人工智能的近期研究目標(biāo)在于建造智能計(jì)算機(jī)，用以代替人類從事腦力勞動，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)的一個分支。人工智能還有它的遠(yuǎn)期研究目標(biāo)，即探究人類智能和機(jī)器智能的基本原理，研究用自動機(jī)(automata)模擬人類的思維過程和智能行為。這個長期目標(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)和社會科學(xué)的所有學(xué)科。在重新闡述我們的歷史知識的過程中，哲學(xué)家、科學(xué)家和人工智能學(xué)家有機(jī)會努力解決知識的模糊性以及消除知識的不一致性。這種努力的結(jié)果，可能導(dǎo)致知識的某些改善，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題，這主要表現(xiàn)在下列幾個方面： 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、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，無法把宏觀與微觀有機(jī)地結(jié)合起來和相互滲透。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側(cè)面。但是，符號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。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，復(fù)雜得難以理出清晰的頭緒。在微觀上，我們對大腦的工作機(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。

上述存在問題和其它問題說明，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)要比我們討論過的艱巨得多。同時也說明，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”智能”之謎，使人工智能理論達(dá)到一個更高的水平。人工智能要解決的問題主要是以下幾個方面：

一、識別過程，外界輸入的信息向概念邏輯信息轉(zhuǎn)譯，將動態(tài)靜態(tài)圖像、聲音、語音、文字、觸覺、味覺等信息轉(zhuǎn)化為形式化（大腦中的信息存儲形式）的概念邏輯信息。

二、智能運(yùn)算過程，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、控制過程，將需要輸出的反應(yīng)轉(zhuǎn)譯為肢體運(yùn)動和媒介信息。實(shí)用機(jī)器人在第三個方面做得比較多，而識別和智能運(yùn)算是很弱的，尤其是概念知識的存儲形式、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)解決的問題。

四、人工智能技術(shù)的評價與認(rèn)識

人工智能是一門包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制學(xué)、信系論、語言論、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)展起來的學(xué)科,其研究對象可以歸納為“機(jī)器智能、智能機(jī)器”,它體現(xiàn)在思維、感知、行為三個層次,而它要模擬眼神、擴(kuò)展人的智能,其研究內(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,還有許多問題有待于解決且需要許多學(xué)科的研究專家共同創(chuàng)作。人工智能（AI）是機(jī)器智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個分支。人工智能將是21世紀(jì)邏輯學(xué)發(fā)展的主要動力源泉，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,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)。

人工智能是一門研究機(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，解決迄今為止需要人類專家才能處理好的復(fù)雜問題。

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、大型分布式多專家協(xié)同系統(tǒng)、廣義知識表達(dá)、綜合知識庫、并行推理、多種專家系統(tǒng)開發(fā)工具、大型分布式人工智能開發(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，人們對它的認(rèn)識也比較膚淺。這些還都有待于人工智能工作者的長期探索。

五、結(jié)論

先進(jìn)制造技術(shù)當(dāng)今國際間科技競爭的焦點(diǎn)，隨著社會的發(fā)展，市場需求的個性化與多元化，人們對產(chǎn)品的要求也日益多元化，市場競爭日趨激烈，企業(yè)要在日趨激烈的市場競爭中生存發(fā)展，就必須采用先進(jìn)的制造技術(shù)。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著中國加入WTO,中國與世界的越來越緊密，先進(jìn)制造制造技術(shù)必然會朝著全球化、系統(tǒng)化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、自動化、綠色化、精密化、智能化、快速化的趨勢發(fā)展。

人工智能對自然科學(xué)的影響。在需要使用數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)工具解決問題的學(xué)科，AI帶來的幫助不言而喻。更重要的是，AI反過來有助于人類最終認(rèn)識自身智能的形成。

人工智能對經(jīng)濟(jì)的影響。專家系統(tǒng)更深入各行各業(yè)，帶來巨大的宏觀效益。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，也帶來了勞務(wù)就業(yè)問題。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，會造成社會結(jié)構(gòu)的劇烈變化。人工智能對社會的影響。AI也為人類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，需要用未來的眼光開展現(xiàn)代的科研，因此很可能觸及倫理底線。作為科學(xué)研究可能涉及到的敏感問題，需要針對可能產(chǎn)生的沖突及早預(yù)防，而不是等到問題矛盾到了不可解決的時候才去想辦法化解。

人工智能的長期目標(biāo)是建立人類水平的人工智能，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)是研究人類感知、學(xué)習(xí)、記憶、思維、意識等人腦心智活動過程的科學(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，將會對信息時代產(chǎn)生重大影響，對人類文明產(chǎn)生重大影響?？茖W(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，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，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，對于人工智能學(xué)科整體而言，要有所突破，需要多個學(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]王萬森

人工智能原理及其應(yīng)用北京：電子工業(yè)出版社，2010

第四篇：先進(jìn)制造技術(shù)論文19

《先進(jìn)制造系統(tǒng)》結(jié)課論文

3D打印技術(shù)對航空制造業(yè)發(fā)展的影響

學(xué) 號

姓 名：

學(xué) 院：機(jī) 械 電 氣 工 程 學(xué) 院

專 業(yè)：機(jī) 械 電 子 工 程

2014年1月

3D打印技術(shù)對航空制造業(yè)發(fā)展的影響

摘 要: 對3D打印的技術(shù)體系和國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、應(yīng)用前景進(jìn)行了綜合分析，介紹了3D打印技術(shù)在國內(nèi)外航空制造業(yè)的應(yīng)用發(fā)展情況，對3D打印技術(shù)將給制造業(yè)帶來的沖擊進(jìn)行了探討，并對我國航空制造業(yè)如何應(yīng)對3D打印技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)巨變提出了建議。

關(guān)鍵詞：3D打??；快速成形技術(shù)；航空制造業(yè) 0 引言

2012年英國著名雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》制作專題并指出，全球工業(yè)正在經(jīng)歷第三次工業(yè)革命。第三次工業(yè)革命的說法是世界趨勢大師杰里米?里夫金(Jeremy Rifkin)在《第三次工業(yè)革命》一書中提出的，是指目前新興的可再生能源技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)、使用和不斷融合后，將帶給人類生產(chǎn)方式以及生活方式的再次巨大改變。他認(rèn)為第三次工業(yè)革命已經(jīng)開始，并逐步會形成新興的經(jīng)濟(jì)模式，而可再生能源的轉(zhuǎn)變、分散式生產(chǎn)、儲存(以氫的形式)、通過能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分配和零排放的交通方式則構(gòu)成了新經(jīng)濟(jì)模式的五個支柱。與此思路類似，英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志2012年制作專題論述了當(dāng)今全球范圍內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域正在經(jīng)歷的第三次革命，認(rèn)為這次革命是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)和新材料、新能源相結(jié)合的工業(yè)革命，它以“制造業(yè)數(shù)字化”為核心，并將使全球技術(shù)要素和市場要素配置方式發(fā)生革命性變化。新材料、新工藝、新機(jī)器人、新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造服務(wù)，生產(chǎn)會更加經(jīng)濟(jì)、高效、靈活、精簡。3D打印技術(shù)作為“第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志”，被認(rèn)為是推動新一輪工業(yè)革命的重要契機(jī)，已經(jīng)引起全世界的廣泛關(guān)注。3D打印技術(shù)作為具有前沿性、先導(dǎo)性的新興技術(shù)，正在使傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝發(fā)生深刻變革。3D打印技術(shù)將以其革命性的“制造靈活性”和“大幅節(jié)省原材料”在制造業(yè)掀起一場革命。它最適合應(yīng)用于多品種、小批量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、原材料價值量高的結(jié)構(gòu)制造，因此有望在航空制造領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。1 3D打印的主流技術(shù)手段

3D打印技術(shù)（3D Printing）是快速成形技術(shù)（Rapid Prototyping，RP）的一種，也叫做增材制造（Additive Manufacturing）。基本原理是把一個通過設(shè)計(jì)或者掃描等方式做好的3D模型按照某一坐標(biāo)軸切成無限多個剖面，然后一層一層打印出來并按原來的位置堆積到一起，形成一個實(shí)體的立體模型?？焖俪尚渭夹g(shù)使用的方法有很多種，比較主流的方法包括光固化立體成形（Stereo Lithography Apparatus，SLA）、分層實(shí)體制造（Laminated Object Manufacturing，LOM）、選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering，SLS）、熔積成形（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）等。1）光固化立體成形

光固化立體成形由美國3D Systems公司在20世紀(jì)80年代后期推出。它是在樹脂液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，使其在激光束的照射下快速固化，然后工作臺下降一層薄片的高度，進(jìn)行第二層激光掃描固化，如此重復(fù)，直到整個產(chǎn)品成形完畢。

2）分層實(shí)體制造

供料機(jī)構(gòu)將底面涂有熱熔膠的箔材—段段地送至工作臺的上方。激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓用CO2激光束對箔材沿輪廓線將工作臺上的紙割出輪廓線，并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。3）選擇性激光燒結(jié)工藝

選擇性激光燒結(jié)采用CO2激光器對粉末材料（塑料粉、陶瓷與黏結(jié)劑的混合粉、金屬與黏結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)．是一種由離散點(diǎn)一層層堆積成

三維實(shí)體的工藝方法。4）熔積成形

熔積成形工藝是一種不依靠激光作為成形能源，而將各種絲材加熱熔化的成形方法。3D打印技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展

3D打印技術(shù)的歷史由來已久。1986年，美國3D Systems公司推出了第一款工業(yè)化的“3D打印”設(shè)備，1990年開始銷售，短短幾年形成了巨大的市場。3D打印設(shè)備應(yīng)用的方式有兩種：一種是大企業(yè)為自己的產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)，如波音、通用、福特、戴姆勒-克萊斯勒三大汽車公司、IBM、蘋果、豐田等都在應(yīng)用；另一種方式為大學(xué)、研究所甚至由六、七個人組織的服務(wù)機(jī)構(gòu)以一臺或數(shù)臺成形機(jī)為中心，開展對中小企業(yè)的服務(wù)。目前，全球有兩家3D打印機(jī)制造巨頭，分別為3D Systems和Stratasys，均為美國上市公司，2011年?duì)I業(yè)收人分別是2.3億美元和1.6億美元。2011年3D打印產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模為17億美元。

自20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)多所高校開展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)，并進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作。西安交通大學(xué)、清華大學(xué)、華中利一技大學(xué)、北京隆源公司、中航重機(jī)激光等院校和企業(yè)在典型的快速成形設(shè)備、軟件、材料等方面的研究和產(chǎn)業(yè)化獲得了重大進(jìn)展，我國快速成形技術(shù)的研究工作基本與國際同步，但在快速成形技術(shù)新設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用方面則落后于國外。國外快速成形技術(shù)在航空領(lǐng)域有超過8%的應(yīng)用量，而我國在這方面的應(yīng)用量則非常低。據(jù)估計(jì)，3D打印設(shè)備在我國企業(yè)級裝機(jī)量在400臺左右，2010年以來年增速為70%左右，市場規(guī)模超過1億元。3D打印技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

歐美已將3D打印技術(shù)視為提升航空航天領(lǐng)域水平的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。3D打印技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在3類:外形驗(yàn)證、直接產(chǎn)品制造和精密熔模鑄造的原型制造等。1)國外應(yīng)用情況

波音公司已經(jīng)利用三維打印技術(shù)制造了大約300種不同的飛機(jī)零部件，包括將冷空氣導(dǎo)人電子設(shè)備的形狀復(fù)雜導(dǎo)管。目前波音公司和霍尼韋爾正在研究利用3D打印技術(shù)打印出機(jī)翼等更大型的產(chǎn)品。

空客在A380客艙里使用3D打印的行李架，在“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)中也使用了3D打印的空調(diào)系統(tǒng)。空客公司最近提出“透明飛機(jī)概念”計(jì)劃，制定了一張“路線圖”，從打印飛機(jī)的小部件開始，一步一步發(fā)展，最終在 2050年左右用3D打印機(jī)打印出整架飛機(jī)?！案拍铒w機(jī)”本身有許多令人眼花繚亂的復(fù)雜系統(tǒng)，比如仿生的彎曲機(jī)身，能讓乘客看到周圍藍(lán)天白云的透明機(jī)殼等，采用傳統(tǒng)制造手段難以實(shí)現(xiàn)，3D打印或許是一條捷徑。

GE航空在2012年11月20日收購了一家名為Morris Technologies的3D打印企業(yè)，計(jì)劃利用后者的3D打印技術(shù)打印LEAP發(fā)動機(jī)組件。GE把這次收購

看作是對新制造技術(shù)的投資，認(rèn)為具備處理新興材料與復(fù)雜設(shè)計(jì)的工藝制造開發(fā)能力，對GE的未來至關(guān)重要。2)國內(nèi)應(yīng)用情況

中航重機(jī)激光技術(shù)團(tuán)隊(duì)早在2000年前后，開始進(jìn)行“3D激光焊接快速成形技術(shù)”研發(fā)。目前，中航重機(jī)激光產(chǎn)品已應(yīng)用于我國多款新型軍用飛機(jī)，并起到關(guān)鍵作用。除了軍用飛機(jī)，中航重機(jī)激光還在開拓整體葉盤應(yīng)用市場，以及大型水面水下艦艇市場。

北京航空航天大學(xué)同我國主要飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所等單位通過“產(chǎn)學(xué)研”緊密合作，瞄準(zhǔn)大型飛機(jī)、航空發(fā)動機(jī)等國家重大戰(zhàn)略需求，歷經(jīng)17年研究在國際上首次全面突破了欽合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工大型復(fù)雜整體關(guān)鍵構(gòu)件激光成形工藝、成套裝備和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，并已在飛機(jī)大型構(gòu)件生產(chǎn)中研發(fā)出五代、10余型裝備系統(tǒng)，已經(jīng)受近十年的工程實(shí)際應(yīng)用考驗(yàn)，使我國成為迄今唯一掌握大型整體鈦合金關(guān)鍵構(gòu)件激光成形技術(shù)并成功實(shí)現(xiàn)裝機(jī)工程應(yīng)用的國家。2013年1月18日，王華明聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)?wèi){“3D激光快速成形技術(shù)”獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎。3D打印對生產(chǎn)方式的變革

相對于傳統(tǒng)制造業(yè)，3D打印使制造模式、流程、供應(yīng)鏈等方面發(fā)生巨大變化。1）定制成為新標(biāo)準(zhǔn)

制造模式上，過去是生產(chǎn)線規(guī)?；a(chǎn)，今后則可能更多的是數(shù)字化、個性化、分散化的定制生產(chǎn)，不再需要庫存大量零部件，也不需要大量生產(chǎn)。2）縮短上市時間 D 打印無需機(jī)械加工或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期。3）更優(yōu)越的產(chǎn)品性能

3D打印的產(chǎn)品是自然無縫連接，結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度要高于焊接等傳統(tǒng)方法。

4）開放式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3D打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)者與消費(fèi)者之間可以通過互動改進(jìn)產(chǎn)品，這個互動是雙向的，消費(fèi)者也可以自己設(shè)計(jì)產(chǎn)品。5）改變離岸經(jīng)濟(jì)模式 D 打印對產(chǎn)品供應(yīng)鏈有重大影響，選擇生產(chǎn)地時，勞動力成本不再那么重要，而是考慮如何接近消費(fèi)者，傳統(tǒng)過程的供應(yīng)鏈就變得短了，使得傳統(tǒng)的離岸經(jīng)濟(jì)模式得以改變。3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景

對于3D打印未來的發(fā)展前景，業(yè)界普遍看好。作為全國工業(yè)的主管部門，工信部準(zhǔn)備組織研究制定3D打印技術(shù)路線圖、中長期發(fā)展戰(zhàn)略，推動完善3D打印技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制定，研究制定支持3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項(xiàng)財(cái)稅政策。據(jù)

報道，科技與信息化部的3D打印相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃也正在研究制定中，近期即將公布。據(jù)高德納（Gartner）公司2012年的新興技術(shù)炒作周期報告判斷：3D打印技術(shù)目前正在進(jìn)入概念炒作的高峰階段，在5～10年的時間內(nèi)將迎來發(fā)展高峰。據(jù)Wohlers Associates報告分析，全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增速。2011年3D打印產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模為17億美元，到2016年產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到31億美元，2020年將達(dá)到52億美元，其中零部件制造將占80%。而對于快速成形應(yīng)用領(lǐng)域，則市場更為廣闊。2012年，全世界快速成形制造的產(chǎn)值估計(jì)為230億美元，2015年產(chǎn)值將會達(dá)到350億美元。3D打印技術(shù)要想進(jìn)一步擴(kuò)展其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用空間，目前仍面臨著一些瓶頸和挑戰(zhàn)：一是成本方面，現(xiàn)有3D打印機(jī)造價仍普遍較為昂貴，給其進(jìn)一步普及應(yīng)用帶來了困難；二是打印材料方面，目前3D打印的成形材料多采用化學(xué)聚合物，選擇的局限性較大，成形品的物理特性較差，而且安全方面也存在一定隱患；三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度還不盡人意，打印效率還遠(yuǎn)不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需求，而且受打印機(jī)工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴(yán)重沖突；四是產(chǎn)業(yè)環(huán)境方面，3D打印技術(shù)的普及將使產(chǎn)品更容易被復(fù)制和擴(kuò)散，制造業(yè)面對的盜版風(fēng)險大增，現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制難以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的需求。6 3D打印技術(shù)未來發(fā)展的主要趨勢

隨著智能制造的進(jìn)一步發(fā)展成熟，新的信息技術(shù)、控制技術(shù)、材料技術(shù)等不斷被廣泛應(yīng)用到制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，以實(shí)現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開發(fā)更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及復(fù)合材料等，特別是金屬材料直接成形技術(shù)有可能成為今后研究與應(yīng)用的又一個熱點(diǎn)；3D打印機(jī)的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與制造一體化的需求以及家庭日常應(yīng)用的需求；軟件集成化，實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計(jì)軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無縫對接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠(yuǎn)程在線制造。

航空制造業(yè)整合3D打印技術(shù)的建議

我國是制造業(yè)大國，3D打印技術(shù)對中國諸多企業(yè)將是顛覆性的變革。我國航空制造業(yè)必須未雨綢繆，積極為迎接此技術(shù)革命做好準(zhǔn)備。

1）推進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研用”結(jié)合，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)業(yè)化程度。2）改變產(chǎn)品，如研發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)品的數(shù)字版及3D打印所需相應(yīng)的硬軟件。3）改變制造過程和方法，首先將現(xiàn)有制造系統(tǒng)智能化自動化，并引入3D制造系統(tǒng)，將3D打印的增材和傳統(tǒng)的減材制造結(jié)合，形成復(fù)合體系。因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)不會完全消失，雜交制造體系在今后將會長期存在。

4）改變商業(yè)模式。這一新工業(yè)革命要求完全不同的價值獲取與盈利模式，及相關(guān)的流程設(shè)計(jì)，資源配置和組織機(jī)構(gòu)的形式。

5）通過一些資本化運(yùn)作手段，兼并收購一些具有核心技術(shù)的3D打印企業(yè)，以核心制造能力和低成本的制造效率為重點(diǎn)，打造航空企業(yè)自身的價值元寶曲線，或許是在這次工業(yè)革命中實(shí)現(xiàn)快速趕超的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：先進(jìn)制造技術(shù)論文[范文]

激 光 加 工 技 術(shù) 姓名：姜周 班級：電信1002班 學(xué)號：20101186069 序言

激光英文全名為Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(LASER)。于1960年面世，是一種因刺激產(chǎn)生輻射而強(qiáng)化的光。科學(xué)家在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或原子易受激發(fā)的物質(zhì)，使其原子的電子達(dá)到受激發(fā)的高能量狀態(tài)，當(dāng)這些電子要回復(fù)到平靜的低能量狀態(tài)時，原子就會射出光子，以放出多余的能量；而接著，這些被放出的光子又會撞擊其它原子，激發(fā)更多的原子產(chǎn)生光子，引發(fā)一連串的「連鎖反應(yīng)」，并且都朝同一個方前進(jìn)，形成強(qiáng)烈而且集中朝向某個方向的光；因此強(qiáng)的激光甚至可用作切割鋼板！激光幾乎是一種單色光波，頻率范圍極窄，又可在一個狹小的方向內(nèi)集中高能量，因此利用聚焦后的激光束可以對各種材料進(jìn)行打孔。以紅寶石激光器為例，它輸出脈沖的總能量不夠煮熟一個雞蛋，但卻能在3毫米的鋼板上鉆出一個小孔。激光擁有上述特性，并不是因?yàn)樗信c別不同的光能，而是它的功率密度十分高，這就是激光被廣泛應(yīng)用的原因。

回顧20世紀(jì)對人類社會產(chǎn)生重大影響的科技發(fā)明，激光器的誕生無疑是一個極為耀眼的亮點(diǎn)，激光以其無與倫比的技術(shù)優(yōu)勢

正繼微電子技術(shù)之后，推動人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。發(fā)達(dá)國家為了在全球競爭環(huán)境中占據(jù)世界信息技術(shù)的制高點(diǎn)，贏得主動權(quán)，紛紛加緊實(shí)施激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，如美國的“激光核聚變計(jì)劃”，德國的“激光2001行動計(jì)劃”，英國實(shí)施“ 阿維爾計(jì)劃”，日本啟動“激光研究五年計(jì)劃”等。這些項(xiàng)目的實(shí)施，有效推動了全球激光產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段。

而在我國，自1961年中科院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所研制出我國第一臺紅寶石激光器至今，我國激光技術(shù)的發(fā)展已有四十余年的歷史。經(jīng)過四十年的艱苦發(fā)展，激光產(chǎn)品已在國內(nèi)占據(jù)了較大的市場份額，在產(chǎn)品質(zhì)量、性能等方面初步具備了與國外大公司競爭的實(shí)力。尤為可喜的是，在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)向全球化發(fā)展的大趨勢下，國內(nèi)一部分激光廠商充分認(rèn)識到，在全球化的大風(fēng)暴之下，特別是在中國加入WTO后，中國激光產(chǎn)業(yè)不能只固守自己的市場，而應(yīng)該放眼全球，參與全球的競爭，向經(jīng)濟(jì)全球化與貿(mào)易自由化主流邁出關(guān)鍵一步。1998年，武漢楚天激光集團(tuán)成功地與全球最大醫(yī)療激光儀器制造商——以色列ESC/SharPlan公司合作，成立了夏普蘭楚天醫(yī)療激光制造有限公司，現(xiàn)已發(fā)展成為國內(nèi)最大的激光醫(yī)療和美容設(shè)備制造商；華工激光走出國門，成功收購了澳大利亞切割系統(tǒng)公司，直接進(jìn)入國際市場，具備雄厚實(shí)力的中國激光企業(yè)已經(jīng)邁出了自己全球化的步伐。

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所以，無論從國際形勢還是從國內(nèi)形勢我們都可以看到：激光的發(fā)展很有可能會引發(fā)新的一場技術(shù)革命，特別是在材料加工行業(yè)，它將掀起一次很大的風(fēng)暴，值得我們期待！

摘要：激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工以及做為光源，識別物體等的一門技術(shù)。激光加工作是激光應(yīng)用的首要領(lǐng)域，激光對物體材料的強(qiáng)化處理在此領(lǐng)域中占有很重要的位置，特別是對材料表面可進(jìn)行多種強(qiáng)化處理。還有就是激光微細(xì)加工，作為一種新的激光應(yīng)用技術(shù)，它的發(fā)展前景不可小覷。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)化處理、微細(xì)加工 在材料加工業(yè)中，切削加工是基本而又常用的精密加工手段，在機(jī)械、電機(jī)、電子等各種產(chǎn)業(yè)部分中都起著重要的作用，決定切削加工效率的因素很多如機(jī)床、刀具、工件等，其中刀具是最活躍的因素。而刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面質(zhì)量的優(yōu)劣等等，在很大程度上取決于刀具材料的機(jī)械性能和加工性能，因此人們不斷地研究開發(fā)新的刀具材料。但新材料的開發(fā)速度常常與現(xiàn)代切削加工生產(chǎn)要求存在一定的差距，如在高速切削300～1000m/min切削鋼、90～200m/min切削鈦合金等要達(dá)到這樣高的切削速度，就要發(fā)展具有更加優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、高化學(xué)

穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性及高溫?zé)峥拐裥缘牡毒卟牧?，加速刀具材料的研究與開發(fā)，合理選用刀具材料是推動高速切削技術(shù)廣泛應(yīng)用的重要前提。而激光對物體材料表面的強(qiáng)化處理就可以解決刀具材料選擇這一問題，下面我就將對這種技術(shù)從各方面做一簡要的介紹。

激光表面強(qiáng)化技術(shù)基于激光束的高能量密度加熱和工件快速自冷卻兩個過程，在金屬材料激光表面強(qiáng)化中，當(dāng)激光束能量密度處于低端時可用于金屬材料的表面相變強(qiáng)化，當(dāng)激光束能連密度處于高端時，工件表面光斑出相當(dāng)與一個移動的坩堝，可完成一系列的 冶金過程，包括表面重熔、表層增碳、表層合金化和表層熔覆。這些功能在實(shí)際應(yīng)用中引發(fā)的材料替代技術(shù)，將給制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

激光表面強(qiáng)化包括金屬表面淬火、表面合金化、表面涂復(fù)三個方面，激光表面強(qiáng)化是利用大功率CO2激光器產(chǎn)生的激光束作熱源，用激光來輻射待強(qiáng)化的金屬表面。通過激光淬火、激光熔融改變合金表面成分，激光熔敷難熔金屬或陶瓷，以大幅度改變金屬表面的機(jī)械性能、化學(xué)性能、耐熱抗氧化性能，該技術(shù)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、淬火硬度比一般熱處理高5—10HRC，同時節(jié)材、節(jié)電，不變形，無公害。

而在刀具材料改性中主要應(yīng)用的是熔化處理，熔化處理是金屬材料表面在激光束照射下成為溶化狀態(tài)，同時迅速凝固，產(chǎn)生

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新的表面層。根據(jù)材料表面組織變化情況，可分為合金化、溶覆、重溶細(xì)化、上釉和表面復(fù)合化等。

激光熔凝是用適當(dāng)?shù)膮?shù)的激光輻照材料表面，使其表面快速熔融、快速冷凝，獲得較為細(xì)化均質(zhì)的組織和所需性質(zhì)的表面改性技術(shù)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.表面熔化時一般不添加任何金屬元素，熔凝層與材料基體形成冶金結(jié)合。2.在激光熔凝過程中，可以排除雜質(zhì)和氣體，同時急冷重結(jié)晶獲得的雜志有較高的硬度、耐磨性和抗腐蝕性。

3.其熔層薄、熱作用區(qū)小，對表面粗糙度和工件尺寸影響不大。有時可不再進(jìn)行后續(xù)磨光而直接使用。

4.提高溶質(zhì)原子在基體中固溶度極限，晶粒及第二相質(zhì)點(diǎn)超細(xì)化，形成亞穩(wěn)相可獲得無擴(kuò)散的單一晶體結(jié)構(gòu)甚至非晶態(tài)，從而使生成的新型合金獲得傳統(tǒng)方法得不到的優(yōu)良性能。

5.光束可以通過光路導(dǎo)向，因而可以處理零件特殊位置和形狀復(fù)雜的表面。

激光堆焊是繼激光熔覆技術(shù)上發(fā)展起來的一項(xiàng)新的激光加工技術(shù)，借鑒傳統(tǒng)的堆焊技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，用大功率激光為加熱源，對同步送入的合金焊絲與基體表層同時快速熔化，得到和基體完全冶金結(jié)合的并具有特殊性能（耐磨、耐蝕、耐熱等）的表層，形成復(fù)合層，用于制造雙金屬刀具。而激光合金化則是在基體的表面熔融層內(nèi)加入合金元

素，從而形成以基材為基礎(chǔ)的新的合金層，達(dá)到表面改性，刃口強(qiáng)韌化的目的。

民用刀具使用量大面廣，有：廚刀、剪刀、剃須刀、粉碎刀等，目前刀具失效原因主要在刀刃，如刃口磨損、崩刃、腐蝕等，為了達(dá)到經(jīng)久耐用的目的，一般制造工藝方法是：

1、采用整體高性能合金材料，如高速鋼等；

2、采用復(fù)合鋼，如復(fù)合鋼板刀剪等；

3、刃口鑲焊硬質(zhì)合金材料，如硬質(zhì)合金、陶瓷、高速鋼等。前兩種方法原材料要求較高，制造成本較高；而后者由于鑲焊往往為材料硬脆性材料，給制造工藝帶來困難，如硬質(zhì)合金與基體的鑲焊強(qiáng)度、硬質(zhì)合金鑲焊長度有限等，使用壽命受到影響。

綜合激光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及以被廣泛應(yīng)用的技術(shù)的缺點(diǎn)，把激光技術(shù)應(yīng)用于刀具材料表面強(qiáng)化處理，將是提高刀具耐磨性及其使用壽命的重要途徑之一，尤其對于陶瓷、硬質(zhì)合金刀具這種高硬度、耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，有利于提高加工效率和加工精度，并能對難加工材料如淬火鋼在不利的加工條件下進(jìn)行切削加工。由于它們強(qiáng)度相對較低，韌性較差，嚴(yán)重地限制了它們的應(yīng)用范圍，因此把激光表面強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用于陶瓷、硬質(zhì)合金刀具具有深刻的研究意義和廣闊的應(yīng)用前景。

目前，國內(nèi)外提高刀具抗磨損的方法主要分為兩類：一種是常規(guī)的表面處理法，如采用非常規(guī)的表面淬火方法、激光熔覆的方法（覆層的合金粉多為Ni、Co基自熔合金

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或添加粗顆粒的碳化鎢或者采用激光厚層熔覆，這類方法比較適用于磨粒磨損很高的工況，例如，礦山、石油、農(nóng)機(jī)等采掘工具）等，其存在的缺點(diǎn)就是易產(chǎn)生裂紋等缺陷。另一種是最近發(fā)展起來的涂層刀具，此類方法的缺點(diǎn)就是沉積涂層較薄。這兩種方法都有其不同程度的缺點(diǎn)。前者是通過材料本身發(fā)生的顯微組織轉(zhuǎn)變來提高硬度及耐磨性，因而只對碳鋼有效，而對硬質(zhì)合金、高速鋼材料的刀具材料而言則效果不明顯，采用后者不僅涂層較薄，涂層沉積時間較長，而且實(shí)際使用中常常發(fā)生剝落現(xiàn)象?？梢娂す鈴?qiáng)化處理技術(shù)它的優(yōu)勢是無法估量的，它會給加工業(yè)注入新的活力。

以下為激光表面強(qiáng)化技術(shù)在刀具材料改性中的應(yīng)用實(shí)例。

1、家用廚刀激光熔覆表面改性

采用激光涂層在常用的不銹鋼廚刀刃口進(jìn)行薄層快速熔覆，得到涂覆層均勻、高耐磨的刀具刃口，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刀具生產(chǎn)工藝，改造其產(chǎn)業(yè)提高刀具（廚刀）產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和附加值。通過對涂層材料的配比、激光涂層性能等方面的分析研究，開發(fā)出與“懶漢刀”同等水平的廚刀并將其實(shí)用化。通過優(yōu)化工藝采用預(yù)置式合金粉末得到了無裂紋、一定硬度涂層的厚度、變形小、回火帶窄的刃口?？梢钥闯觯鄹矊泳鶆蚋采w在刀刃上。

2、激光熔滲納米改性強(qiáng)化刀具

激光熔滲是一種結(jié)合激光熔覆工藝和

激光合金化工藝的表面改性的方法。將其運(yùn)用到園林刀具生產(chǎn)過程中，可以對不同類型的刀具進(jìn)行激光表面改性強(qiáng)化。納米材料較之微米級材料具有更好的力學(xué)性能，涂覆于基體表面的納米合金粉在高密度的激光束作用下快速熔凝，以部分納米硬質(zhì)合金顆粒滲入到基體材料中，起到了微合金化作用，而刀具表面又可以獲得納米晶的覆層，因而不僅提高了強(qiáng)韌性及耐磨而且還加深了刀具刃口的硬度層深，延長了刀具的使用壽命。

所以，激光強(qiáng)化技術(shù)在刀具材料改性應(yīng)用潛力將是巨大的。目前國內(nèi)外對工程陶瓷與硬質(zhì)合金材料的研究有一定的進(jìn)展，另一方面激光對刀具進(jìn)行表面強(qiáng)化處理屬當(dāng)前機(jī)械加工領(lǐng)域的前沿，用強(qiáng)激光束對代替某些熱處理是一種有效的方法，結(jié)合當(dāng)前納米技術(shù)的發(fā)展，在這三個方向的基礎(chǔ)上找到它們的結(jié)合點(diǎn)，參照同類近似的研究方法，對陶瓷、硬質(zhì)合金的激光強(qiáng)化機(jī)理及技術(shù)進(jìn)行研究，提出了在以后研究工作中將通過對高耐磨/耐蝕/耐熱納米硬質(zhì)粉材（陶瓷、復(fù)合材料等）的研制及配比、激光納米強(qiáng)化層性能、激光厚層堆焊工藝與硬質(zhì)合金材料等方面的分析研究，針對不同刀具采用相應(yīng)的工藝，利用普通的刀具材料開發(fā)出提高刀具刃口強(qiáng)韌性、耐磨性及使用壽命的新產(chǎn)品，獲得對各種刀具類材料激光堆焊復(fù)合、納米合金熔滲及產(chǎn)品化實(shí)用化的總體工藝技術(shù)，使其能滿足實(shí)際生產(chǎn)的復(fù)雜要求，尤其是克服

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陶瓷刀具材料脆性大、可靠性低等缺點(diǎn)，為改進(jìn)硬質(zhì)合金和陶瓷材料增添了一條有效的途徑。

相信激光合金化表面強(qiáng)化技術(shù)在刀具材料改性中具有廣泛的應(yīng)用范圍和廣闊的應(yīng)用前景。

而激光微細(xì)加工技術(shù)作為一種剛發(fā)展起來的先進(jìn)技術(shù)，它在將來的材料加工業(yè)中的作用難以估量。這一點(diǎn)可以從這里看到：激光微細(xì)加工的一個主要優(yōu)點(diǎn)是其固有的加工靈活性，這為各種微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工生產(chǎn)提供了極大的可能性。例如，在顯示器件加工應(yīng)用中，可用準(zhǔn)分子激光器微細(xì)加工系統(tǒng)執(zhí)行如下加工：

.加工透明導(dǎo)電氧化物（例如銦錫氧化物（ＩＴＯ））電極圖案或其他圖案； .在聚合物中加工薄層結(jié)構(gòu)和加工制造發(fā)光二極管（ＬＥＤ）器件；

.鉆通互連器件，為多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)鉆通孔；

.加工諸如光學(xué)組件使用的微透鏡之類的微細(xì)結(jié)構(gòu)。

而這是精密機(jī)械加工方法所不能實(shí)現(xiàn)的。

同時，激光微細(xì)加工在微電子產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也給微電子產(chǎn)業(yè)帶來了很大的變革，如其在一些復(fù)雜電路的鋪設(shè)上就優(yōu)于現(xiàn)在以有的技術(shù)。而它還在光學(xué)材料的制造等很多方面起到了重要作用。作為新生事物它潛在的應(yīng)用市場是現(xiàn)在很難預(yù)計(jì)的，不過我們應(yīng)

該相信它會和現(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的激光技術(shù)一樣在不久的將來得到廣泛應(yīng)用，會在未來的材料加工業(yè)中占有一席之地。

但是，不止是這兩種技術(shù)，其他的激光加工技術(shù)也給材料加工業(yè)帶來了巨大的變革?？傊?，激光在材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用將會帶來一場加工業(yè)的革命。然而，我們看到激光加工技術(shù)的應(yīng)用的同時也要看到其未來的發(fā)展趨勢。

由于激光其性能特征，其未來的有激光手術(shù)、激光武器、和激光能源等。取其一而說之：

激光能源：

激光可應(yīng)用于核能發(fā)電上。世界上現(xiàn)在建成的核發(fā)電站使用的核燃料是鈾，使用氚核燃料的研究尚未成功。從研究所得，氚核燃料比鈾核燃料更加 耐燒，1公斤氚核燃料燃燒產(chǎn)生的能量比鈾核燃料高3倍多。更有吸引力的是氚核燃料在地球上的貯量大。1公斤海水中含有0.03克氚，地球上的海洋中就裝有1021 公斤海水;或者說，地球的海洋中就貯藏有1017 公斤氚，把它開發(fā)出來做燃料，就相當(dāng)于給我們提供了10萬億億(1017)噸煤，足夠人類用上幾億年，既然氚核燃料這么好.為甚么現(xiàn)在還不用? 問題就在于把它點(diǎn)火燃燒不是一件容易做到的事。劃一根火柴燃燒的溫度就可以把紙片，汽油點(diǎn)著火，要讓這種核燃料著火，則需要億度的高溫。激光是目前較有可能達(dá)到這個點(diǎn)火溫度的技術(shù)。

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環(huán)顧激光加工技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢而言，激光加工技術(shù)無疑是現(xiàn)代加工技術(shù)的前沿技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)加工方面將引入一個超精密的階段。

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