時(shí)間:2023-06-27 15:54:22
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇人工智能的發(fā)展?fàn)顩r,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
一、企業(yè)計(jì)算的發(fā)展?fàn)顩r
1.企業(yè)計(jì)算的含義
企業(yè)計(jì)算(Enterprise Computing)主要是指企業(yè)信息系統(tǒng),如ERP軟件(企業(yè)資源規(guī)劃)、CRM軟件(客戶(hù)關(guān)系管理)、SCM軟件(供應(yīng)鏈管理、即物流軟件),銀行證券軟件,財(cái)務(wù)軟件,電子商務(wù)/政務(wù)(包括各種網(wǎng)站),數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),數(shù)據(jù)挖掘,商務(wù)智能等企業(yè)信息管理系統(tǒng)。
2.企業(yè)計(jì)算的發(fā)展
回顧IT產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展脈絡(luò)。40年前IBM S/360系統(tǒng)的誕生開(kāi)創(chuàng)了以大型主機(jī)為核心的重心計(jì)算時(shí)代,計(jì)算機(jī)開(kāi)始影響人類(lèi)發(fā)展的歷程。之后小型機(jī)的興起和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟使分布式計(jì)算模式被人們廣泛的接收。到了上世紀(jì)80年代,IBM發(fā)明的個(gè)人電腦(PC)更是將客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器的計(jì)算機(jī)模式逐漸推向一個(gè)高峰。隨著互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),業(yè)界進(jìn)入到了互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算時(shí)代,IBM在這個(gè)時(shí)期率先倡導(dǎo)了電子商務(wù)理念,使得IT手段首次成為了商業(yè)生活中不可缺少的組成部分。進(jìn)入21世紀(jì),IT業(yè)界再次迎來(lái)新變革大潮,我們看到以SOA、虛擬化技術(shù)為代表的21世紀(jì)企業(yè)計(jì)算模式已經(jīng)漸露端倪,并成為成就企業(yè)創(chuàng)新成功的重要因素。
今天,企業(yè)需要通過(guò)不斷的業(yè)務(wù)創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)自身的發(fā)展。越來(lái)越多的CIO開(kāi)始意識(shí)到,在企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新中,自身扮演著非常重要的角色。業(yè)務(wù)的創(chuàng)新離不開(kāi)先進(jìn)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)支撐,這也對(duì)IT基礎(chǔ)架構(gòu)提出了新的要求,這些要求歸結(jié)起來(lái)有如下幾個(gè)方面:如何滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)掌控信息,優(yōu)化IT的需求;如何幫助企業(yè)降低風(fēng)險(xiǎn)、提升員工的效率,支持業(yè)務(wù)靈活性。要解決以上的問(wèn)題,建立一個(gè)面向創(chuàng)新的IT基架構(gòu)是行之有效的途徑。一個(gè)面向創(chuàng)新的IT基礎(chǔ)架構(gòu)的顯著特征是以SOA,虛擬化技術(shù)為核心,具有安全、可擴(kuò)展的特性,同時(shí)秉承開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的思想,有能力協(xié)同各方資源。
3.當(dāng)今企業(yè)計(jì)算的模式
在當(dāng)今的企業(yè)計(jì)算模式下,以下的一些熱點(diǎn)正在成為重要的應(yīng)用趨勢(shì):ServerFarm2.0(下一代Server Farm),Server Farm2.0實(shí)際上代表了虛擬化技術(shù)在客戶(hù)數(shù)據(jù)中心的最新應(yīng)用理念。它以虛擬化的服務(wù)器存儲(chǔ)設(shè)備、系統(tǒng)管理和自動(dòng)化軟件為基礎(chǔ),同時(shí)是以一種服務(wù)的形式為客戶(hù)變化的應(yīng)用需求提供靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)資源。應(yīng)用Server Farm2.0,客戶(hù)可以縮短應(yīng)用部署時(shí)間、簡(jiǎn)化硬件系統(tǒng)、大大節(jié)省硬件投資,同時(shí)管理流程自動(dòng)化可以提高系統(tǒng)維護(hù)人員的效率。
綠色數(shù)據(jù)中心――gartner公司指出,環(huán)境的可持續(xù)性正在成為IT組織日益優(yōu)先關(guān)心的問(wèn)題,并預(yù)計(jì)到2011年將會(huì)超過(guò)一半的大型IT環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展有益的流程和工具。數(shù)據(jù)中心日益增加的能源成本及供電、散熱和空間方面的管理也正在成為一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。IBM很早認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)中心的能源效率是一個(gè)涉及到各個(gè)方面且相互聯(lián)系的難題――從硅技術(shù)和芯片設(shè)計(jì)的進(jìn)步,一直到數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)規(guī)劃,以及如何運(yùn)行這些系統(tǒng)以最大程度地減少能源的使用。
刀片及模塊化計(jì)算――刀片以及模塊化計(jì)算架構(gòu),以其經(jīng)濟(jì)、低功耗和靈活易于擴(kuò)展的特性越來(lái)越受到企業(yè)用戶(hù),尤其是中小企業(yè)的青睞,并逐漸成為網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。到目前為止,全球50多家風(fēng)險(xiǎn)投資公司為了推動(dòng)刀片服務(wù)器生態(tài)環(huán)境的發(fā)展已經(jīng)投入了超過(guò)10億美元。
安全和業(yè)務(wù)彈性――伴隨著愈演愈烈的網(wǎng)絡(luò)侵入、病毒傳播,和數(shù)據(jù)盜竊等問(wèn)題的發(fā)生,安全和業(yè)務(wù)彈性越來(lái)越成為影響企業(yè)生存發(fā)展的根本問(wèn)題之一。企業(yè)也開(kāi)始重新思考解決安全問(wèn)題的根本之道。企業(yè)對(duì)于安全性方面的需求主要有以下幾個(gè)方面:系統(tǒng)各個(gè)層面的安全、安全快速的在線交易,廣泛安全的網(wǎng)絡(luò)傳播、強(qiáng)制性的侵入偵測(cè),協(xié)同合作伙伴實(shí)施企業(yè)范圍內(nèi)的安全保障、集中的密鑰管理等。
二、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r
計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)革命的技術(shù)基礎(chǔ)是集成電路、微處理器、微型計(jì)算機(jī),它的計(jì)算手段起到了智力替代的作用。通用計(jì)算機(jī)智力平臺(tái)的模式,,推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)的智力嵌入,整個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)形成了兩個(gè)領(lǐng)域:一個(gè)是通用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,一個(gè)是嵌入式領(lǐng)域。
1.通用計(jì)算機(jī)和嵌入系統(tǒng)的區(qū)別
通用計(jì)算機(jī)提供了智力平臺(tái),主要實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì),包括:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、科學(xué)計(jì)算、工程設(shè)計(jì)等,實(shí)現(xiàn)了智力替代平臺(tái)。而在嵌入式計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中,智力嵌入是將嵌入式系統(tǒng)嵌入到對(duì)象體系中。這個(gè)對(duì)象體系包含家用電器、智能儀表、工控單元等多個(gè)領(lǐng)域,嵌入是帶計(jì)算機(jī)內(nèi)核的設(shè)備,所以提供了智力平臺(tái)和智力嵌入模式,這就是計(jì)算機(jī)革命的兩個(gè)模式。
嵌入式計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以后,通用計(jì)算機(jī)和嵌入計(jì)算機(jī)分道揚(yáng)鑣,出現(xiàn)了兩個(gè)不同的發(fā)展方向。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展走向單片機(jī)的道路,直到現(xiàn)在單片機(jī)仍然是嵌入式系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。
通用計(jì)算機(jī)承擔(dān)智力平臺(tái)的使命,嵌入式系統(tǒng)承擔(dān)智力嵌入的使命,這是兩個(gè)不可兼容的技術(shù)發(fā)展方向。所以通用計(jì)算機(jī)承擔(dān)的任務(wù)是高速海量的數(shù)字計(jì)算,而嵌入式系統(tǒng)主要是滿(mǎn)足對(duì)象系統(tǒng)的全面智能化要求?,F(xiàn)在通用計(jì)算機(jī)不斷地提高速度和存儲(chǔ)容量,而嵌入式系統(tǒng)中,位計(jì)算機(jī)仍然是一個(gè)很主要的應(yīng)用形式。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展方向是超小型、超低價(jià)位、高可靠性和易耦合。嵌入到對(duì)象體系時(shí),原對(duì)象系統(tǒng)應(yīng)該和電子系統(tǒng)具備很好的耦合,包括傳感器、傳感器接口、驅(qū)動(dòng)器接口、人機(jī)界面等。除了物理耦合性,還需要科學(xué)的耦合性,研究人員應(yīng)對(duì)所涉及的技術(shù)原理深入了解。
2.嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展
單片機(jī)是嵌入式發(fā)展的必然道路,通用計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)不能替代嵌入式系統(tǒng),必須建立一個(gè)創(chuàng)新的體系結(jié)構(gòu)。英特爾最早提出了嵌入式系統(tǒng)經(jīng)典的硬件體系,這個(gè)體系精簡(jiǎn)、高效、高可靠,它的指令系統(tǒng)突出控制功能,外部總線易擴(kuò)展、易配置,提供了在位系統(tǒng)中必須遵循的特殊功能計(jì)算機(jī)管理模式,不管將來(lái)擴(kuò)展任務(wù)電路單元,都遵循歸一化的特殊功能管理模式。另外英特爾還帶來(lái)了原創(chuàng)嵌入式操作系統(tǒng)。早期嵌入式操作系統(tǒng)受通用計(jì)算機(jī)影響最大,作為原創(chuàng)RTOS實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮實(shí)時(shí)性、多任務(wù)性。
單片機(jī)時(shí)代也屬于嵌入式時(shí)代,不過(guò)單片機(jī)進(jìn)入電子應(yīng)用領(lǐng)域,主要面對(duì)智能儀表、家用電器、工控單位等領(lǐng)域。在通訊網(wǎng)絡(luò)遍布的后PC時(shí)代,很多計(jì)算機(jī)人才進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域,形成了嵌入式系統(tǒng)全面發(fā)展的新時(shí)代,它和單片機(jī)時(shí)代是銜接的。單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)是兩個(gè)時(shí)代概念,但其內(nèi)涵相同,單片機(jī)是嵌入式獨(dú)立發(fā)展的時(shí)代,兩者之間并沒(méi)有技術(shù)本質(zhì)的差異,都遵循MCU和SoC道路。
嵌入式系統(tǒng)包含四個(gè)支柱學(xué)科:微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)科、電子學(xué)科和對(duì)象學(xué)科。四個(gè)學(xué)科共同促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展。其中對(duì)象學(xué)科和其他三個(gè)學(xué)科之間差異最大,所有嵌入式產(chǎn)品從對(duì)象學(xué)科中走出來(lái),無(wú)論是計(jì)算機(jī)學(xué)科、微電子學(xué)科還是電子技術(shù)學(xué)科,都為嵌入式應(yīng)用提供了一個(gè)廣闊的平臺(tái),對(duì)象系統(tǒng)在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。
嵌入式系統(tǒng)新型的產(chǎn)業(yè)模式是一個(gè)扇形產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),和資本經(jīng)濟(jì)時(shí)代一體化封閉的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有本質(zhì)的差別。此外,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中還突顯了知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè),嵌入式產(chǎn)業(yè)中從百花齊放開(kāi)始向技術(shù)集權(quán)方向發(fā)展。技術(shù)集權(quán)方式對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展很有利,可以做到技術(shù)上的高度統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。平臺(tái)模式的發(fā)展日益明顯,微電子學(xué)科、計(jì)算機(jī)學(xué)科、電子學(xué)科都為對(duì)象學(xué)科構(gòu)建理想的平臺(tái),提供最適合的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和操作系統(tǒng)。
1.人工智能的含義
人工智能實(shí)際上是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是模仿職能活動(dòng)的程序,使之能顯示出某些人類(lèi)智能活動(dòng)的特性以延伸人類(lèi)智力的科學(xué),所以可以說(shuō)人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)與心理科學(xué)相結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的研究成果,是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人的智力活動(dòng)和功能的一門(mén)邊緣學(xué)科。換句話說(shuō),它是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,主要研究問(wèn)題求解中的搜索問(wèn)題和知識(shí)信息的處理問(wèn)題、涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)和語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科,總的目標(biāo)是增強(qiáng)人的智力。從實(shí)用的觀點(diǎn)看,人工智能是一門(mén)以知識(shí)為研究對(duì)象,研究知識(shí)的獲取、知識(shí)的表征方法和知識(shí)的使用,設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)使之模仿人腦的學(xué)習(xí)、推理等思維活動(dòng),來(lái)解決需人類(lèi)專(zhuān)家才能處理的復(fù)雜問(wèn)題,如醫(yī)療診斷、石油鉆井、探礦、氣象預(yù)報(bào)等課題。
2.人工智能的發(fā)展
現(xiàn)代人工智能的先驅(qū)者創(chuàng)立了很多的學(xué)科,例如維納的控制論,馮?諾依曼的博弈論以及申農(nóng)的信息論,它們對(duì)人工智能的形成和發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。整個(gè)60年代是人工智能發(fā)展的黃金時(shí)期,很多人工智能科學(xué)家在人工智能的各個(gè)領(lǐng)域做出了奠基性的貢獻(xiàn)。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,特別是世界范圍內(nèi)因特網(wǎng)的普及給新時(shí)期人工智能的發(fā)展注入了活力。而研究工作的結(jié)果給人工智能的信息系統(tǒng)建設(shè)以促進(jìn)作用。人工智能將在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)世界中扮演重要的角色。網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,特別是極端豐富的網(wǎng)絡(luò)資源要求計(jì)算機(jī)不但能用文本、圖形,還能通過(guò)語(yǔ)音、動(dòng)作姿勢(shì)等與用戶(hù)進(jìn)行交互。這種交互應(yīng)該是有目標(biāo)導(dǎo)向的、合作式的,同時(shí)應(yīng)該是自適應(yīng)的,并為用戶(hù)提供沉浸感。
中圖分類(lèi)號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
0.引言
隨著社會(huì)不斷的發(fā)展進(jìn)步,對(duì)于生產(chǎn)力的要求也相應(yīng)的有所提高,而提高生產(chǎn)力最有效的辦法就是將科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)當(dāng)中。如果將人工智能技術(shù)運(yùn)用到企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,不僅可以提高生產(chǎn)效率,而且可以減少生產(chǎn)成本,所以,許多企業(yè)對(duì)人工智能技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。作為一門(mén)實(shí)踐應(yīng)用性學(xué)科,電氣自動(dòng)化的主要任務(wù)是就是針對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行研究,從而促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展。在現(xiàn)代生產(chǎn)力的發(fā)展過(guò)程中,電氣自動(dòng)化發(fā)揮了非常重要的作用,所以必須要注重對(duì)其的研究與創(chuàng)新。將人工智能技術(shù)運(yùn)用到電氣控制系統(tǒng)中,是電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的一項(xiàng)重大的改革創(chuàng)新之舉。在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中運(yùn)用人工智能技術(shù),不僅可以減少安全事故的發(fā)生,而且可以有效的提高工作效率,從而促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。本文通過(guò)分析當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合其自身特點(diǎn),研究人工智能技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中的運(yùn)用。
1.人工智能技術(shù)的內(nèi)容及特點(diǎn)
對(duì)于人工智能技術(shù)而言,其不僅包括對(duì)人類(lèi)智能相關(guān)理論的探索,還包括在此基礎(chǔ)上對(duì)人類(lèi)智能相關(guān)理論的進(jìn)一步深入研究,如模擬、延伸和拓展等。人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行研究,不僅可以對(duì)人類(lèi)智能出現(xiàn)的相關(guān)理論進(jìn)行探討,還可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的模擬研究,將生產(chǎn)過(guò)程智能化。人工智能化技術(shù)涉及到多門(mén)學(xué)科,例如心理學(xué)和邏輯學(xué)等等,但是,作為人工智能技術(shù)的基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)科學(xué)對(duì)其有著十分重要的影響。一般而言,人工智能技術(shù)的相關(guān)研究主要針對(duì)一些復(fù)雜問(wèn)題,并希望這些復(fù)雜的工作是由智能機(jī)器來(lái)完成的。作為一種非常精密的機(jī)器,人腦的思考是可以被模仿的,例如智能機(jī)的編程過(guò)程便是如此。因此,大部分企業(yè)都采用了模擬人腦的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
人工智能技術(shù)最突出段特點(diǎn)就是與人一樣,能夠完成復(fù)雜的腦力勞動(dòng),可以自動(dòng)采集信息并作出相應(yīng)的處理。人工智能機(jī)擁有精確的計(jì)算能力,如果在電氣自動(dòng)化控制中運(yùn)用人工智能機(jī),不僅可以?xún)?yōu)化生產(chǎn)和交換等過(guò)程,而且可以將生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,這樣就可以讓企業(yè)縮減成本,同時(shí),還能提高生產(chǎn)效率。所以,為了優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),應(yīng)該在電氣自動(dòng)化控制行業(yè)運(yùn)用人工智能技術(shù)。
2.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制行業(yè)中運(yùn)用的現(xiàn)狀
(1)在完善電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不僅設(shè)計(jì)到相關(guān)的電路和電磁場(chǎng)理論知識(shí),而且還要求設(shè)計(jì)人員擁有相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中,普遍采取手工設(shè)計(jì)的方式,這種方式主要依賴(lài)于以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),所以難以選出最佳的設(shè)計(jì)方案。但是,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)技術(shù)有了很大的提高,這就改變了電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式,讓手工設(shè)計(jì)開(kāi)始向計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變,這對(duì)于電氣產(chǎn)品而言,很大程度的縮短了其研發(fā)周期。在電氣自動(dòng)化控制中,運(yùn)用人工智能技術(shù)可以促進(jìn)CAD技術(shù)的發(fā)展,從而提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總有效率,同時(shí)確保了產(chǎn)品的質(zhì)量。
(2)實(shí)現(xiàn)智能控制功能。首先,要采集并整理數(shù)據(jù),這就需要實(shí)時(shí)采集所有的開(kāi)關(guān)量以及模擬量,在進(jìn)行處理和儲(chǔ)存的過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)該根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行;其次,實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和事件報(bào)警功能。在進(jìn)行實(shí)時(shí)智能監(jiān)視的過(guò)程中,需要根據(jù)各種主要設(shè)備的模擬量數(shù)值和開(kāi)關(guān)量狀態(tài)來(lái)進(jìn)行,一旦發(fā)現(xiàn)事故報(bào)警越限和狀態(tài)變化事件報(bào)警情況,就會(huì)出現(xiàn)事故處理提示和自動(dòng)處理功能,從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、電話和圖像等報(bào)警功能;然后,實(shí)現(xiàn)操作控制功能。通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器及電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)的控制、勵(lì)磁電流的調(diào)整。運(yùn)行人員可按順控程序進(jìn)行同期并網(wǎng)帶負(fù)荷或停機(jī)操作。另外,為了能夠與值班管理相互適應(yīng),系統(tǒng)還應(yīng)該限制運(yùn)行人員的操作權(quán)限。最后,實(shí)現(xiàn)故障錄波功能,例如波形捕捉、開(kāi)關(guān)量的變位和順序記錄等功能。
3.電氣自動(dòng)化控制中人工智能技術(shù)的應(yīng)用
3.1 在電氣設(shè)備中運(yùn)用人工智能技術(shù)
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在電氣自動(dòng)化化領(lǐng)域中,要想讓電氣化系統(tǒng)運(yùn)行正常不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作,這其中涉及的知識(shí)面非常廣泛,因此,必須任用高素質(zhì)人才控制電氣化系統(tǒng)的運(yùn)行。除此之外,任用控制電氣化系統(tǒng)運(yùn)行人員時(shí),還必須選擇責(zé)任心強(qiáng)的工作人員,只有這樣才能在最大程度上保證設(shè)備可以正常運(yùn)行。但是,如果選擇人工智能技術(shù)來(lái)控制電氣化系統(tǒng)的運(yùn)行,只要通過(guò)編寫(xiě)程序并進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)操作,就可以很好完成這項(xiàng)工作,讓電氣設(shè)備無(wú)需人為干涉,就可以自動(dòng)運(yùn)作,這樣不僅可以為企業(yè)節(jié)省人力資源的成本,而且可以更加完美的完成工作。
3.2 在電氣控制過(guò)程中運(yùn)用人工智能技術(shù)
在電氣領(lǐng)域中,電氣控制有著舉足輕重的的作用,如果可以將電氣控制的過(guò)程全面自動(dòng)化,不僅可以幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率,縮減資金投入,而且可以為企業(yè)節(jié)省人力資源成本。在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中運(yùn)用人工智能技術(shù),其最突出的體現(xiàn)除了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制之外,還有專(zhuān)家系統(tǒng)控制。
3.3 在平常操作中運(yùn)用人工智能技術(shù)
在我們的日常生活中,常常會(huì)遇到與電氣行業(yè)相關(guān)的問(wèn)題,因此,我們應(yīng)該通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)的操作方法,讓電氣系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)單有效,使其能夠更好的在我們?nèi)粘I钪邪l(fā)揮作用。只要將人工智能技術(shù)運(yùn)用到電氣系統(tǒng)操作過(guò)程中,就能夠化繁為簡(jiǎn),這樣就可以在任何地點(diǎn)通過(guò)電腦控制完成相關(guān)操作,達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。除此之外,通過(guò)對(duì)界面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)保存,這樣以后需要查詢(xún)時(shí)就可以迅速準(zhǔn)確的找到想要的信息。不僅如此,通過(guò)運(yùn)用人工智能技術(shù),還可以自動(dòng)生成報(bào)表,這不僅可以為企業(yè)節(jié)省時(shí)間和人力資源成本,還可以提高工作效率。
3.4 在電氣事故和故障診斷過(guò)程中運(yùn)用人工智能技術(shù)
在電氣事故和故障診斷過(guò)程中運(yùn)用人工智能技術(shù),主要是通過(guò)模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行診斷,這是非十分有效的一種方法。由于電氣行業(yè)自身的特點(diǎn),常常會(huì)有電氣事故和故障發(fā)生,如果不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電氣事故和故障發(fā)生的原因,將會(huì)為企業(yè)帶來(lái)重大的損失。傳統(tǒng)的事故和故障診斷方式不僅復(fù)雜,而且其診斷的準(zhǔn)確率較低。例如傳統(tǒng)方式診斷變壓器故障時(shí),首先要收集變壓器油液中排出的廢氣,然后對(duì)其進(jìn)行分析,最后才能根據(jù)分析結(jié)果判斷導(dǎo)致故障的原因。這種方法不僅耗時(shí)長(zhǎng),效率低,需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間才能得出診斷結(jié)果,而且不能確保得出準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。與此同時(shí),在排除故障時(shí),傳統(tǒng)的方法也不簡(jiǎn)單。所以,必須對(duì)傳統(tǒng)的故障診斷方法進(jìn)行改進(jìn),這樣才能減少故障帶來(lái)的損失,如果在電氣事故和故障診斷中運(yùn)用人工智能技術(shù),就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題,不僅如此,這種診斷方法的準(zhǔn)確率也更高,且排除故障的效率同樣更高。
4.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在電氣自動(dòng)化控制中運(yùn)用人工智能技術(shù),不僅可以將電氣控制的過(guò)程全面自動(dòng)化,幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率,而且可以為企業(yè)節(jié)省人力資源成本和資金投入,對(duì)于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展有著重大意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]翟輝.人工智能在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(27).
中圖分類(lèi)號(hào):F470.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、對(duì)人工智能理論的具體分析
人工智能研究了自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué),所涉及的知識(shí)面非常廣,不僅包括哲學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué),除此之外,還包括控制學(xué)、心理學(xué)和不定性論等。我們由此可以看出,對(duì)于這種技術(shù)的研究,內(nèi)容是較為復(fù)雜的。但是這種主要在遺傳編程、智能控制和機(jī)器人學(xué)等領(lǐng)域中有所運(yùn)用。而在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用則沒(méi)有很好地開(kāi)展。因而我們要進(jìn)行持續(xù)的探索,讓這門(mén)技術(shù)在電氣領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,促進(jìn)電氣領(lǐng)域的發(fā)展。
二、人工智能控制器的特點(diǎn)
在以往的電氣自動(dòng)化實(shí)踐中中,我們應(yīng)用大多數(shù)是人工智能控制器,其中主要利用的是是非線性函數(shù)近似器,如:神經(jīng)算法、模糊理論、模糊神經(jīng)算法和遺傳算法等。目前較先進(jìn)的是采用AI函數(shù)近似器擁有比常規(guī)函數(shù)估計(jì)器更多優(yōu)良的特點(diǎn),例如:
1.在進(jìn)行人工智能電氣設(shè)計(jì)時(shí)不需要得到實(shí)際控制對(duì)象精確的動(dòng)態(tài)模型,也不需要知道參數(shù)變化、非線性等具體因素;
2.人工智能控制器擁有良好的一致性,即使在輸入新的未知數(shù)據(jù)時(shí)也能得到很好的預(yù)測(cè)結(jié)果;
3.人工智能控制器可以應(yīng)用語(yǔ)言和響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì),且調(diào)節(jié)更容易,對(duì)數(shù)據(jù)和信息的適應(yīng)性更好,易于擴(kuò)展和修改,抗干擾性能好,并且便于實(shí)現(xiàn)。
三、人工智能在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用
1.人工智能在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
在實(shí)踐中我們都知道,電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程,其中會(huì)涉及到電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中電路、電機(jī)、變壓器、電力電子技術(shù)、電磁場(chǎng)等多門(mén)學(xué)科內(nèi)容;對(duì)設(shè)計(jì)者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)要求很高,需要大量的人力、物力和財(cái)力。而借助于人工智能技術(shù),可以解決很多人腦難以快速解決的繁瑣計(jì)算和模擬過(guò)程,大大地提高了設(shè)計(jì)中的工作效率和精度。電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意不同的算法使用與不同的實(shí)際情況,要進(jìn)行高效率、高質(zhì)量的設(shè)計(jì)工作,要求工作人員具有高水平的人工智能軟件應(yīng)用能力和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。
2.人工智能在電氣控制中的應(yīng)用。
在我們的生產(chǎn)生活中,提高自動(dòng)化水平,就能夠減少人力、物力、財(cái)力投入,提高系統(tǒng)的運(yùn)作效率和質(zhì)量。人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備控制中的應(yīng)用主要包括模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。在實(shí)際應(yīng)用中,用得最多的是模糊控制。下面以人工智能控制在電氣傳動(dòng)控制中的應(yīng)用為例進(jìn)行介紹。
在電氣傳動(dòng)控制中,模糊控制的應(yīng)用主要分為在直流傳動(dòng)和交流傳動(dòng)中的應(yīng)用。直流傳動(dòng)控制中模糊邏輯控制主要應(yīng)用于模糊控制器中,包括Mamdani和Sugeno。Mamdani用于調(diào)速控制,其規(guī)則庫(kù)是一個(gè)if-then模糊規(guī)則集;而Sugeno控制器實(shí)際上是Mamdani控制器的特例,其典型的規(guī)則是:如果x隸屬于A,且y隸屬于B,則Z=f(x,y)。
這里,A和B是兩個(gè)模糊集。在交流傳動(dòng)控制中模糊控制器主要用于取代常規(guī)的PI或者PID控制器,另外最新研究中,還將模糊神經(jīng)控制器用于各種全數(shù)字的高動(dòng)態(tài)性能傳動(dòng)系統(tǒng)中,得到了一些新的研究成果。
3.人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
在實(shí)際生產(chǎn)中,人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有4個(gè)方面——其中包括了專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論和啟發(fā)式搜索。專(zhuān)家系統(tǒng)ES是一個(gè)集大量規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)于一身的復(fù)雜程序系統(tǒng),該系統(tǒng)主要是依靠某個(gè)特定領(lǐng)域的專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),進(jìn)行推理判斷,并模擬專(zhuān)家的決策過(guò)程,對(duì)各種需要專(zhuān)家進(jìn)行決策的難題進(jìn)行處理。專(zhuān)家系統(tǒng)由6個(gè)部分組成,即知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)、咨詢(xún)解釋、知識(shí)獲取和人機(jī)接口。
除此之外,現(xiàn)有許多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和訓(xùn)練算法在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有靈活的學(xué)習(xí)方式和完全分布式的存儲(chǔ)方式,在大規(guī)模信息處理中得到廣泛應(yīng)用;并且其識(shí)別能力和復(fù)雜狀態(tài)分類(lèi)能力都很強(qiáng)大。在電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中,BP神經(jīng)網(wǎng)路能夠在足夠的馴良樣本中,對(duì)模型急怒攻心合理分類(lèi),對(duì)輸入進(jìn)行選擇,構(gòu)建不同季節(jié)的周預(yù)測(cè)和日預(yù)測(cè)模型;將元件關(guān)聯(lián)分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合進(jìn)行復(fù)雜電力系統(tǒng)故障診斷,采用ANN面向元件的模型,可以對(duì)每類(lèi)元件進(jìn)行故障報(bào)警和定位操作,還可以對(duì)同一跳閘區(qū)域中的不同故障進(jìn)行識(shí)別。模糊理論在電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算、系統(tǒng)規(guī)劃和模糊控制等方面的應(yīng)用得到了飛速發(fā)展,因?yàn)槟:壿嬆軌蛲瓿筛唠y度的數(shù)學(xué)近似計(jì)算,對(duì)負(fù)荷變化和電力生產(chǎn)等不確定因素建立隸屬函數(shù),以構(gòu)建電力系統(tǒng)的最優(yōu)化潮流模型。
4.人工智能在故障診斷中的應(yīng)用。
人工智能技術(shù)中的模糊理論、專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電氣設(shè)備故障診斷中應(yīng)用較廣泛,特別是在變壓器故障診斷、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)故障診斷中。傳統(tǒng)的故障診斷方法無(wú)法針對(duì)設(shè)備故障的不確定性、非線性和復(fù)雜性等特點(diǎn)進(jìn)行診斷,診斷效率較低。而人工智能方法的應(yīng)用提高了診斷準(zhǔn)確率。人工智能技術(shù)主要使用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專(zhuān)家系統(tǒng)三種故障診斷方法。如在電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷中使用人工智能化的故障診斷技術(shù),結(jié)合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊理論,實(shí)現(xiàn)了故障診斷知識(shí)模糊性與較強(qiáng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)共同的診斷,相對(duì)提高了故障的針對(duì)準(zhǔn)確率。
5.人工智能對(duì)日常操作的影響。
電力系統(tǒng)不僅影響著電力系統(tǒng)建設(shè)的自動(dòng)化水平,對(duì)日常的管理工作的影響也十分重大。人工智能技術(shù)應(yīng)用于日常操作中,可以幫助實(shí)現(xiàn)以家用電腦操作進(jìn)行系統(tǒng)操作,簡(jiǎn)化電流調(diào)整、設(shè)備操作界面,并且可自動(dòng)進(jìn)行日志生成和儲(chǔ)存、報(bào)表自動(dòng)生成等功能。電氣系統(tǒng)日常操作中引進(jìn)人工智能技術(shù),不僅能夠簡(jiǎn)化各種操作、規(guī)范各種文件樣式和規(guī)格,并且能夠?qū)崿F(xiàn)操作的簡(jiǎn)便性和可視性。人工智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用,大大提高了工作效率和工作準(zhǔn)確率。它已經(jīng)成為我國(guó)未來(lái)電氣自動(dòng)化的主要發(fā)展方向,是我國(guó)電氣產(chǎn)業(yè)的一大改革和進(jìn)步
四、總結(jié):
從目前的科技發(fā)展水平看來(lái),以前需要通過(guò)人控制機(jī)器去完成的重大任務(wù),到現(xiàn)在位置完全可以交由人工智能來(lái)完成。人工只能通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類(lèi)智能活動(dòng)的方式,不但是理論研究上的突破,還能夠極大地節(jié)省人力、物力、財(cái)力,獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益??傊斯ぶ悄茉陔姎庾詣?dòng)化方面具有極大地潛力,我們應(yīng)當(dāng)不斷地推動(dòng)其完善和前進(jìn)。
參考文獻(xiàn):
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一、人工智能的定義
“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)。
二、人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。在《談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用》一文中劉玉然指出把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù),而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立和運(yùn)行。換句話說(shuō),就是將企業(yè)各部門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺(tái),使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子。
(2)智能教學(xué)系統(tǒng)(ITS)是人工智能與教育結(jié)合的主要形式,也是今后教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向。信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新的教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式的提出和不斷完善,推動(dòng)人們綜合運(yùn)用超媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和人工智能技術(shù)區(qū)開(kāi)發(fā)新的教學(xué)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)就是其中的典型代表。計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)包含學(xué)生模塊、教師模塊,體現(xiàn)了教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全部?jī)?nèi)容,擁有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)和極大的吸引力。
2.在工程領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)醫(yī)學(xué)專(zhuān)家系統(tǒng)是人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)理論和技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用,具有極大的科研和應(yīng)用價(jià)值,它可以幫助醫(yī)生解決復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問(wèn)題,作為醫(yī)生診斷、治療的輔助工具。事實(shí)上,早在1982年,美國(guó)匹茲堡大學(xué)的Miller就發(fā)表了著名的作為內(nèi)科醫(yī)生咨詢(xún)的Internist 2Ⅰ內(nèi)科計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的研究成果,由此,掀起了醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的。目前,醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)已通過(guò)其在醫(yī)學(xué)影像方面的重要作用,從而應(yīng)用于內(nèi)科、骨科等多個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,并在不斷發(fā)展完善中。
(2)地質(zhì)勘探、石油化工等領(lǐng)域是人工智能的主要作用發(fā)揮領(lǐng)地。1978年美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)“PROSPECTOR”,該系統(tǒng)用于勘探評(píng)價(jià)、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工業(yè)領(lǐng)域的首個(gè)人工智能專(zhuān)家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦沉積,價(jià)值超過(guò)1億美元。
3.在技術(shù)研究中的應(yīng)用
(1)在超聲無(wú)損檢測(cè)(NDT)與無(wú)損評(píng)價(jià)(NDE)領(lǐng)域中,目前主要廣泛采用專(zhuān)家系統(tǒng)方法對(duì)超聲損傷(UT)中缺陷的性質(zhì)、形狀和大小進(jìn)行判斷和歸類(lèi);專(zhuān)家運(yùn)用超聲無(wú)損檢測(cè)儀器,以其高精度的運(yùn)算、控制和邏輯判斷力代替大量人的體力與腦力勞動(dòng),減少了任務(wù)因素造成的無(wú)擦,提高了檢測(cè)的可靠性,實(shí)現(xiàn)了超聲檢測(cè)和評(píng)價(jià)的自動(dòng)化、智能化。
(2)人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來(lái)已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全是我們關(guān)心的重點(diǎn),因此我們必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進(jìn)和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的AI技術(shù),開(kāi)發(fā)更高級(jí)AI通用和專(zhuān)用語(yǔ)言,和應(yīng)用環(huán)境以及開(kāi)發(fā)專(zhuān)用機(jī)器,而與人工智能技術(shù)則為我們提供了可能性。
三、人工智能的發(fā)展方向
1.專(zhuān)家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域,它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)。近年來(lái),在“專(zhuān)家系統(tǒng)”或“知識(shí)工程”的研究中已出現(xiàn)了成功和有效應(yīng)用人工智能技術(shù)的趨勢(shì)。人類(lèi)專(zhuān)家由于具有豐富的知識(shí),所以才能達(dá)到優(yōu)異的解決問(wèn)題的能力。那么計(jì)算機(jī)程序如果能體現(xiàn)和應(yīng)用這些知識(shí),也應(yīng)該能解決人類(lèi)專(zhuān)家所解決的問(wèn)題,而且能幫助人類(lèi)專(zhuān)家發(fā)現(xiàn)推理過(guò)程中出現(xiàn)的差錯(cuò),現(xiàn)在這一點(diǎn)已被證實(shí)。
2.智能信息檢索技術(shù)的飛速發(fā)展。人工智能在網(wǎng)絡(luò)信息檢索中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在:(1)如何利用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)模仿、延伸與擴(kuò)展人類(lèi)智能的理論、方法和技術(shù)。(2)由于網(wǎng)絡(luò)知識(shí)信息既包括規(guī)律性的知識(shí),如一般原理概念,也包括大量的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)這些知識(shí)不可避免地帶有模糊性、隨機(jī)性、不可靠性等不確定性因素對(duì)其進(jìn)行推理,需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一種通用智能體系結(jié)構(gòu),其始終處在人工智能研究的前沿,已顯示出強(qiáng)大的問(wèn)題求解能力,它認(rèn)為機(jī)器人的開(kāi)發(fā)是人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域。在它的研究中突出4個(gè)概念:(1)所處的境遇機(jī)器人不涉及抽象的描述,而是處在直接影響系統(tǒng)的行為的境地。(2)具體化機(jī)器人有軀干,有直接來(lái)自周?chē)澜绲慕?jīng)驗(yàn),他們的感官起作用后會(huì)有反饋。(3)智能的來(lái)源不僅僅是限于計(jì)算裝置,也是由于與周?chē)M(jìn)行交互的動(dòng)態(tài)決定。(4)浮現(xiàn)從系統(tǒng)與周?chē)澜绲慕换ヒ约坝袝r(shí)候系統(tǒng)的部件間的交互浮現(xiàn)出智能。目前,國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者都對(duì)機(jī)器人足球系統(tǒng)頗感興趣,足球機(jī)器人涉及機(jī)器人學(xué)、人工智能以及人工生命、智能控制等多個(gè)領(lǐng)域。足球機(jī)器人系統(tǒng)本身既是一個(gè)典型的多智能體系統(tǒng),是一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作自治系統(tǒng),同時(shí)又為它們的理論研究和模型測(cè)試提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
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一、研究背景及意義
現(xiàn)階段,計(jì)算機(jī)在我國(guó)各行各業(yè)中都扮演著重要角色,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為各行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)有效的保障。與此同時(shí),人工智能技術(shù)也取得了驚人的進(jìn)步,為我國(guó)航空航天行業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。改革開(kāi)放以來(lái),在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,綜合國(guó)力不斷提升的背景下,民航業(yè)發(fā)展迅猛,乘坐飛機(jī)出行從以前的高不可攀變成如今的大眾化出行方式,只用了40年的時(shí)間。在這40年里,我國(guó)航班架次大幅增漲,現(xiàn)有的空域資源也日趨緊張,在這關(guān)鍵時(shí)刻,人工智能技術(shù)的出現(xiàn),為航空事業(yè)快速高效的發(fā)展帶來(lái)了新的曙光??罩薪煌ü芾淼闹饕康氖欠乐购娇掌髋c航空器相撞以及航空器與障礙物相撞,維護(hù)和加快空中交通的有序流動(dòng)[1],因此,飛行流量管理和飛行沖突探測(cè)、解脫便成了空中交通管理中至關(guān)重要的任務(wù)。一方面,在空中交通流量接近或達(dá)到空中交通管制能力上限時(shí),適時(shí)地進(jìn)行調(diào)整,保證空中交通量最佳地流入或通過(guò)相應(yīng)區(qū)域,盡可能提高機(jī)場(chǎng)、空域可用容量的利用率[1]。另一方面,飛行沖突的探測(cè),能夠幫助管制員及早發(fā)出指令,使用許可和信息防止航空器相撞,保障空中交通順暢或控制空域內(nèi)各航班的間隔,從而保證飛行安全[1]。空中交通管理人工智能輔助系統(tǒng)的運(yùn)用,不僅能夠加速空中交通流量,提高空域利用率,而且能夠進(jìn)行飛行沖突的判斷、解除,最大程度的提高航班運(yùn)行的安全性,為管制員節(jié)省大量的時(shí)間和精力監(jiān)控運(yùn)行,降低工作負(fù)荷,提高綜合管制服務(wù)水平。
二、人工智能與空中交通管理人工智能輔助系統(tǒng)概述
(一)人工智能概述
人工智能(ArtificialIntelligence),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)[2]。人工智能技術(shù)通俗的講,就是使機(jī)器模擬人的智能行為,代替人從事那些人為操作容易出錯(cuò)、速度慢、效率低或者超出能力范圍的復(fù)雜工作的新技術(shù)。它通過(guò)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),指導(dǎo)計(jì)算機(jī)去完成以往需要、甚至超越人的智能才能勝任的工作[2]。當(dāng)前,全球科技革命和產(chǎn)業(yè)革命方興未艾,新技術(shù)行業(yè)融合創(chuàng)新不斷,在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新理論新技術(shù)以及社會(huì)發(fā)展相關(guān)的強(qiáng)烈需求的共同驅(qū)動(dòng)下,人工智能加速發(fā)展,逐漸成為了產(chǎn)業(yè)革命和行業(yè)融合的關(guān)鍵技術(shù)。人工智能可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、分析和挖掘,形成有價(jià)值的信息和知識(shí)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)智力智能行為的模擬,具備一定環(huán)境下的自適應(yīng)特性和學(xué)習(xí)能力[3]?,F(xiàn)階段,人工智能經(jīng)成為與計(jì)算機(jī)科學(xué),控制論,信息論,心理學(xué),語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的一門(mén)新興學(xué)科,在許多領(lǐng)域有著廣泛的運(yùn)用,變得和我們的生活息息相關(guān)[4]。
(二)空中交通管理人工智能輔助系統(tǒng)概述
人工智能技術(shù)在空中交通管理中的應(yīng)用主要依靠人工智能輔數(shù)據(jù)分析和決策系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。利用人工智能技術(shù),可以建立智能化流量管理模塊系統(tǒng),科學(xué)判斷空中交通存在的問(wèn)題,全面監(jiān)控空中交通流量并對(duì)其進(jìn)行智能化管理,提高空域的利用率,以及建立智能沖突探測(cè)和解脫模塊系統(tǒng),進(jìn)行飛行沖突的探測(cè),通過(guò)引導(dǎo)飛行員采取速度控制、高度調(diào)整、航向改變等措施實(shí)現(xiàn)避讓?zhuān)獬赡艿娘w行沖突,實(shí)現(xiàn)安全飛行的目標(biāo)。借助空中交通管理人工智能輔助系統(tǒng),全面提升空中交通管理水平[5]。
三、人工智能技術(shù)在空中交通管理中的具體應(yīng)用及建議
(一)人工智能技術(shù)在飛行流量管理中的應(yīng)用及建議
空中交通流量管理的目標(biāo)是根據(jù)氣象條件、航路結(jié)構(gòu)、扇區(qū)容量等限制條件和資源的統(tǒng)籌規(guī)劃,使航班流量盡可能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài),從而在保障安全的前提下,提高運(yùn)行效率。在引入人工智能輔助系統(tǒng)后,可以形成天氣預(yù)測(cè),流量預(yù)測(cè),限制建議和超容告警等模塊,通過(guò)氣象條件探測(cè),各航路各時(shí)段航班量預(yù)測(cè)和生成航班間隔調(diào)整預(yù)案等方法,為流量管理者在短時(shí)間內(nèi)提供有效的決策參考,從而大大降低流量管理者的工作負(fù)荷。其中,氣象條件的探測(cè)需要民航氣象部門(mén)提供氣象數(shù)據(jù)源接口,利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)預(yù)測(cè)未來(lái)各時(shí)段的氣象變化情況及其對(duì)各航線的影響程度。各航路的航班量預(yù)測(cè)需要接入綜合電報(bào)處理系統(tǒng),利用飛行動(dòng)態(tài)電報(bào)來(lái)判斷在未來(lái)各時(shí)段各航路的航班架次以及航路交匯點(diǎn)可能存在的飛行沖突。得到這些數(shù)據(jù)信息之后,需要對(duì)航班進(jìn)行排序,合理安排并確定尚未起飛航班的離港時(shí)間,從而達(dá)到各管制扇區(qū)容流匹配,空域資源最優(yōu)化利用。除此之外,航班排序還要依據(jù)接收到的外區(qū)限制,并結(jié)合專(zhuān)機(jī)、要客等優(yōu)先級(jí)信息做出合理安排,對(duì)外區(qū)限制較大的航路可給出改航建議,并模擬、計(jì)算改航后各條航路的流量和交匯點(diǎn)沖突情況,進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。對(duì)優(yōu)先級(jí)高的航班可自動(dòng)豁免并給出直飛建議,對(duì)確實(shí)需要延誤的航班,同時(shí)模擬航班取消后的損失情況給出合理化延誤建議,通過(guò)人工智能技術(shù)做出合理化安排。完善、及時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息維護(hù)可以保證飛行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確,保證流量信息等數(shù)據(jù)的完整性和可靠性,對(duì)于人工智能輔助系統(tǒng)做出正確、有效的建議有著重要而直接的影響,進(jìn)而對(duì)各航路、各扇區(qū)的流量管理方案的有效性產(chǎn)生關(guān)鍵影響。因此,人工智能輔助系統(tǒng)的管理人員應(yīng)及時(shí)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù),盡量避免由于數(shù)據(jù)不完整、不及時(shí)而導(dǎo)致的決策錯(cuò)誤,減少因航班延誤對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活帶來(lái)的負(fù)面影響。
(二)人工智能技術(shù)在飛行沖突探測(cè)及解決上的應(yīng)用及建議
在解決航班飛行沖突上,人工智能技術(shù)主要是通過(guò)分析航班存在沖突的概率及可能的狀況,根據(jù)飛行動(dòng)態(tài)信息做出合理化沖突解脫建議,并且在這一過(guò)程中找到最有效,最經(jīng)濟(jì)和最安全的確定方案。另外,在最終方案選擇中,通過(guò)對(duì)管制員選擇結(jié)果的智能學(xué)習(xí),建立系統(tǒng)自己的飛行沖突處置預(yù)案庫(kù),利用最短路徑算法和偏好路由算法,在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中精確查找解決方案,并根據(jù)最終實(shí)施情況進(jìn)行反饋,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)處理。為了在工作中放心的依照人工智能系統(tǒng)提供的方案,及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在沖突,解決安全隱患,人工智能輔助系統(tǒng)管制員需要做好數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)工作。對(duì)于典型的飛行沖突處置案例,如果系統(tǒng)學(xué)習(xí)有偏差,可人工校正,并及時(shí)更新,最大限度的幫助系統(tǒng)提高推理的效率和能力。此外,管制員在實(shí)踐中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)人工智能決策系統(tǒng)提供決策能力的不足和尚需改進(jìn)之處,針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,他們可以從以下兩個(gè)方面入手,一是思考什么樣的沖突解決方案是最優(yōu)化的,并提煉出所需遵循的原則,并將這些原則告知人工智能輔助系統(tǒng)的管理人員并協(xié)助他們進(jìn)行完善系統(tǒng)。二是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問(wèn)題和不足并及時(shí)反饋給系統(tǒng)管理人員,協(xié)助管理人員查找問(wèn)題根源,更進(jìn)一步提升系統(tǒng)可靠性。
四、結(jié)語(yǔ)
如今,人工智能輔助下的流量管理、飛行沖突調(diào)配和系統(tǒng)智能學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入三期實(shí)驗(yàn)階段。因此通過(guò)建立空中交通管理輔助系統(tǒng),不斷完善人工智能技術(shù),解決系統(tǒng)自動(dòng)學(xué)習(xí)的偏差和失誤,達(dá)成系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力多維度、多層次,才能推動(dòng)我國(guó)航空業(yè)得到繁榮發(fā)展。綜上所述,本文主要圍繞著人工智能技術(shù)概念、空中交通管理人工智能輔助系統(tǒng)構(gòu)成、人工智能技術(shù)在空氣交通管理中的具體應(yīng)用及建議三個(gè)方面展開(kāi)了論述與探討。目的是希望通過(guò)人工智能技術(shù)的加入,提高空管自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化水平和安全性,進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和建議合理性,切實(shí)減輕管制員的工作負(fù)荷,為我國(guó)民航事業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持,推動(dòng)空中交通管理工作不斷向安全、高效的方向邁進(jìn),推動(dòng)我國(guó)由民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。
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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電氣自動(dòng)化也面臨著新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的人工控制已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)下社會(huì)環(huán)境。而人工智能技術(shù)的引入,促使了電氣自動(dòng)化控制的革新,對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展具有里程碑的意義。這一技術(shù)的應(yīng)用讓人們從繁雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中解脫出來(lái),大大提高了工作效率。當(dāng)前,在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用人工智能已經(jīng)成為電氣產(chǎn)業(yè)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。研究該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也成為電氣產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。
1 人工智能技術(shù)的含義
人工智能是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的時(shí)代大背景下產(chǎn)生的新技術(shù)。它研究了自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué),所涉及的知識(shí)面非常廣。人工智能技術(shù)自然離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力支持,大部分的人工智能技術(shù)都是以計(jì)算機(jī)編程為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。人工智能其實(shí)也就是采取一定的計(jì)算機(jī)編程來(lái)做到模仿人的目的,其主要的模仿對(duì)象有信息的收集、人的判斷能力、數(shù)字圖像的識(shí)別和一些相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單的反應(yīng)等,以這種人工智能技術(shù)來(lái)代替人類(lèi)的智慧,就目前來(lái)說(shuō),主要的人工智能領(lǐng)域包括圖像語(yǔ)言識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人,以及一些較為簡(jiǎn)單的專(zhuān)家系統(tǒng)等。在這些眾多的領(lǐng)域當(dāng)中,我們可以用在電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中的主要就是專(zhuān)家系統(tǒng),專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中不僅僅進(jìn)一步提高了其自動(dòng)化水平還在其判斷的準(zhǔn)確性和及時(shí)性上有了一定的改善,總之,對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的效率提升起到了至關(guān)重要的作用,這也在另一方面節(jié)約了人力資源,并且在一定程度上彌補(bǔ)了因?yàn)槿藛T的失誤造成的一些不良影響,值得我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦写罅ν茝V。
2 人工智能技術(shù)的基本內(nèi)容、特點(diǎn)
人工智能是一門(mén)新型的技術(shù)科學(xué),縮寫(xiě)為AI,它是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支,它的研究領(lǐng)域十分廣泛,包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別。它的任務(wù)主要是研究、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)和應(yīng)用系統(tǒng)。它的一個(gè)重要目標(biāo)就是能夠勝任一些復(fù)雜的工作。如今,人工智能研究迅速發(fā)展,具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣泛性,主要包括運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)過(guò)程控制、電力電子技術(shù)、檢測(cè)與自動(dòng)化儀表、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、管理與決策等領(lǐng)域,且更新速度快。人工智能屬于自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的交叉學(xué)科,涉及到哲學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域。它的研究范疇包括機(jī)器人學(xué)、智能搜索等,是對(duì)人的思維信息過(guò)程的模擬。
3 人工智能控制器的優(yōu)勢(shì)
人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要的實(shí)現(xiàn)點(diǎn)就在于對(duì)于人工智能控制器的應(yīng)用上,所以說(shuō)人工智能在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)也主要體現(xiàn)在人工智能控制器的優(yōu)勢(shì)上,人工智能控制器的主要優(yōu)勢(shì)就在于它在算法上和其它的控制器存在著很大的差異,人工智能控制器的主要算法包括模糊理論算法、神經(jīng)算法、遺傳算法和模糊神經(jīng)算法等,這些算法的一個(gè)最大優(yōu)勢(shì)就是可以設(shè)計(jì)在沒(méi)有控制對(duì)象的模型上。它的特點(diǎn)在于能夠運(yùn)用不同的方法對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備控制進(jìn)行分類(lèi),更好地進(jìn)行開(kāi)發(fā),所形成的函數(shù)比常規(guī)的函數(shù)具有以下三種優(yōu)勢(shì):一是它的設(shè)計(jì)不需要對(duì)對(duì)象進(jìn)行模型控制,即使實(shí)際控制的對(duì)象中具有很多不確定、不穩(wěn)定因素,甚至難以適應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化的控制對(duì)象,都能滿(mǎn)足控制需求。二是能夠不斷進(jìn)行調(diào)整、改善,具有很強(qiáng)的靈活性,相比之前的控制器更易調(diào)節(jié),能夠適應(yīng)新數(shù)據(jù)、新信息的發(fā)展變化,能夠不受其它驅(qū)動(dòng)器影響,保證計(jì)算的準(zhǔn)確率。三是能夠避免不必要的人力物力支出,設(shè)計(jì)中不需要專(zhuān)家參與,只要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析就可,使用方便,適應(yīng)性好,效率很高,且運(yùn)算成本低。四是具有很強(qiáng)的抗干擾能力,能夠解決常規(guī)方法無(wú)法解決的問(wèn)題。
4 人工智能在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
人工智能在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、電氣控制、電力系統(tǒng)、故障診斷和數(shù)據(jù)的控制與優(yōu)化。
4.1 在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)并不是一個(gè)簡(jiǎn)單隨機(jī)的過(guò)程,它涉及到很多的學(xué)科知識(shí),比如電機(jī)、電路、電力電子技術(shù)、變壓器、電磁場(chǎng)等,并且隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)于電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的要求也正在提高,進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的優(yōu)化勢(shì)在必行。原有的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)主要依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師,但是就算是最出色的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也會(huì)浪費(fèi)掉大量的不必要的資源,而人工智能的介入就改變了這一現(xiàn)象,人工智能能夠簡(jiǎn)單的計(jì)算人腦所不能夠計(jì)算的一些復(fù)雜公式,并且能夠進(jìn)行自主演練,在準(zhǔn)確性和及時(shí)性上也有了一定的保障,對(duì)于工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)也沒(méi)有了很?chē)?yán)格的要求,只要熟悉操作人工智能系統(tǒng)就可以了。
4.2 在電氣控制中的應(yīng)用
電氣控制的主要目的就在于要提高電氣運(yùn)行的效率,進(jìn)而提高生產(chǎn)效率,而要想達(dá)到這一目的主要的做法還是要提高電氣控制的自動(dòng)化程度,人工智能應(yīng)用在電氣控制當(dāng)中就很好的提高了電氣控制的自動(dòng)化,進(jìn)而到達(dá)了提高效率的目的,并且節(jié)省了大量的人力物力。當(dāng)前人工智能應(yīng)用在電氣控制中的主要有三種:專(zhuān)家系統(tǒng)控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,當(dāng)然,最為常用的還是模糊控制,其原因主要在于模糊控制的操作較為簡(jiǎn)單,并且和實(shí)際中的電氣控制結(jié)合較深。
4.3 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)作為我們?nèi)粘I詈凸ぷ髦斜夭豢缮俚囊徊糠制浒踩院瓦\(yùn)行效率極為重要。在該系統(tǒng)中使用人工智能技術(shù)將會(huì)更加有助于電力系統(tǒng)發(fā)揮作用。當(dāng)前,人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn):神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)和模糊集理論等,其中專(zhuān)家系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的一種,該系統(tǒng)的主要目的就在于判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的一些主要問(wèn)題,并且做簡(jiǎn)單的處理,該系統(tǒng)主要的依據(jù)就在于它能夠把眾多經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家的知識(shí)和判斷經(jīng)驗(yàn)融合到系統(tǒng)內(nèi),然后以此為基礎(chǔ)處理各方面的難題。該系統(tǒng)使用原則是我們常用的計(jì)算機(jī)程序if-then,也就是一旦滿(mǎn)足條件就會(huì)被執(zhí)行。該系統(tǒng)在使用過(guò)程中有一點(diǎn)需要注意的就是該系統(tǒng)并非是一成不變的,它需要針對(duì)新的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)地補(bǔ)充以彌補(bǔ)程序出現(xiàn)的不足。
4.4 在故障診斷中的應(yīng)用
故障診斷也是當(dāng)前電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中極為重要的一環(huán),在該環(huán)節(jié)中人工智能的作用同樣功不可沒(méi),主要應(yīng)用點(diǎn)有專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,主要的應(yīng)用對(duì)象包括發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī),這些主要電力部件出現(xiàn)問(wèn)題都能夠采用該系統(tǒng)進(jìn)行必要的診斷以及簡(jiǎn)要的處理,三種診斷方法相互合作共同維護(hù)著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
4.5 在數(shù)據(jù)的控制與優(yōu)化中的應(yīng)用
在進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制進(jìn)程中,首先要做的就是數(shù)據(jù)的采集與處理,人工智能技術(shù)能夠?qū)λ械臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并加以處理、儲(chǔ)存,以便不時(shí)之需。同樣,想了解一項(xiàng)工作的運(yùn)行過(guò)程,就會(huì)運(yùn)用到畫(huà)面的顯示功能,通過(guò)人工智能技術(shù)的運(yùn)用,能夠真實(shí)地顯示所運(yùn)行的設(shè)備狀態(tài),可以將有關(guān)數(shù)據(jù)加以處理,形成具體的圖像,以便直觀了解;也可以通過(guò)模擬故障來(lái)進(jìn)行記錄分析,避免類(lèi)似狀況的發(fā)生,其中模糊理論、專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要就是應(yīng)用在電氣設(shè)備的故障診斷上。
5 結(jié)束語(yǔ)
總之,人工智能是電氣產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向,是電氣產(chǎn)業(yè)的一大改革和進(jìn)步。傳統(tǒng)的人工控制由人工智能代替,將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)電氣自動(dòng)化的發(fā)展,確保工作效率,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[2]張培銘.展望21世紀(jì)電器發(fā)展方向一人工智能電器[J].電工技術(shù)雜志,2006.
中圖分類(lèi)號(hào):S258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)16-0344-01
引言
近年來(lái),人工智能在電氣智能控制方面應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛、深入[1]。例如:基于人工智能的故障的診斷和預(yù)測(cè)、電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化和保護(hù)與控制等領(lǐng)域。電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,逐漸由手工設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不斷轉(zhuǎn)變,,尤其是在引進(jìn)了人工智能技術(shù)之后,大大提高了設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率[2]。人工智能技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用主要包括專(zhuān)家系統(tǒng)和遺傳算法。其中的遺傳算法是一種優(yōu)化的先進(jìn)算法,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化上有舉足輕重的作用[3]。因此電氣產(chǎn)品的人工智能化設(shè)計(jì)很多都采用了這種方式進(jìn)行優(yōu)化。
本文中,主要以遺傳算法在電氣智能化控制領(lǐng)域的應(yīng)用為例,分析基于人工智能的電氣智能控制技術(shù)。
1 人工智能控制器的優(yōu)勢(shì)
人工智能控制的主要優(yōu)勢(shì)[4]在于:(1)它們的設(shè)計(jì)不需要控制對(duì)象的模型;(2)通過(guò)適當(dāng)調(diào)整(根據(jù)響應(yīng)時(shí)間、下降時(shí)間、魯棒性能等)它們能提高性能;(3)比古典控制器的調(diào)節(jié)容易;(4)在沒(méi)有必須專(zhuān)家知識(shí)時(shí),通過(guò)響應(yīng)數(shù)據(jù)也能設(shè)計(jì)它們;(5)運(yùn)用語(yǔ)言和響應(yīng)信息可能設(shè)計(jì)它們;(6)它們對(duì)新數(shù)據(jù)或新信息具有很好的適應(yīng)性。
2 人工智能控制技術(shù)的主要方法及優(yōu)化算法
2.1 人工智能控制技術(shù)的主要方法
(1)模糊控制
模糊控制系統(tǒng)是以模糊數(shù)學(xué)、模糊語(yǔ)言形式的知識(shí)表示以及模糊邏輯的推理規(guī)則為理論基礎(chǔ),采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成的一種具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)[5]。
(2)專(zhuān)家控制
專(zhuān)家控制是將專(zhuān)家系統(tǒng)的理論技術(shù)與控制理論技術(shù)相結(jié)合,仿效專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)控制的一種智能控制。專(zhuān)家控制可以靈活地選取控制率,靈活性高。通過(guò)專(zhuān)家規(guī)則,系統(tǒng)可以在非線性、大偏差的情況下可靠地工作,魯棒性強(qiáng)[1]。
(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人腦神經(jīng)元的活動(dòng),利用神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)與權(quán)值的分布來(lái)表示特定的信息,通過(guò)不斷修正連接的權(quán)值進(jìn)行自我學(xué)習(xí),以逼近理論為依據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,并以直接自校正控制、間接自校正控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制等方式實(shí)現(xiàn)智能控制[3]。
(4)集成智能控制
智能控制技術(shù)的集成包括兩方面:一方面是將幾種智能控制方法或機(jī)理融合在一起,構(gòu)成高級(jí)混合智能控制系統(tǒng);另一方面是將智能控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制理論結(jié)合,形成智能復(fù)合型控制器。
2.2 人工智能控制技術(shù)常用的優(yōu)化算法
(1)遺傳算法
遺傳算法依照所選擇的適配值函數(shù),通過(guò)遺傳中的復(fù)制、交叉及變異對(duì)個(gè)體進(jìn)行篩選,使適配值高的個(gè)體被保留下來(lái),組成新的群體,新群體既繼承了上一代的信息,又優(yōu)于上一代,這樣周而復(fù)始,群體中個(gè)體適應(yīng)度不斷提高,直到滿(mǎn)足一定的條件[7]。
(2)蟻群算法
蟻群算法是群體智能的典型實(shí)現(xiàn),是一種基于種群尋優(yōu)的啟發(fā)式搜索算法。蟻群算法的基本思想:當(dāng)一只螞蟻在給定點(diǎn)進(jìn)行路徑選擇時(shí)。被先行螞蟻選擇次數(shù)越多的路徑。被選中的概率越大[6]。
3 電動(dòng)機(jī)控制中的遺傳算法PID參數(shù)優(yōu)化
本文以直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,使用了具有突出尋優(yōu)能力和計(jì)算簡(jiǎn)單的遺傳算法進(jìn)行參數(shù)整定,并通過(guò)Matlab編程進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu),整定出的參數(shù)使性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。
(1)參數(shù)的確定及表示
首先確定參數(shù)范圍,該范圍一般是由用戶(hù)給定的,然后由精度的要求,對(duì)其進(jìn)行編碼。選取二進(jìn)制字串表示每一個(gè)參數(shù),并建立與參數(shù)間的關(guān)系。再把二進(jìn)制串連起來(lái)就組成一個(gè)長(zhǎng)的二進(jìn)制字串,該字串為遺傳算法可以操作的對(duì)象。
(2)選取初始種群
因?yàn)樾枰幊虂?lái)實(shí)現(xiàn)各過(guò)程,所以采用計(jì)算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生初始種群。針對(duì)二進(jìn)制編碼而言,先產(chǎn)生0~1之間均勻分布的隨機(jī)數(shù),然后規(guī)定產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)0~0.5之間代表0,0.5~1之間代表1。此外,考慮到計(jì)算的復(fù)雜程度來(lái)規(guī)定種群的大小。
(3)適應(yīng)度函數(shù)的確定
在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)因系統(tǒng)中固有的飽和特性而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定,為了防止控制能量過(guò)大,在目標(biāo)函數(shù)中加入控制量。因此為了使控制效果更好,本文給出了包含控制量、誤差和上升時(shí)間作為約束條件的目標(biāo)函數(shù)。因?yàn)檫m應(yīng)度函數(shù)同目標(biāo)函數(shù)相關(guān),所以目標(biāo)函數(shù)確定后,直接將其倒數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)。最優(yōu)的控制參數(shù)也就是在滿(mǎn)足約束條件下使最大時(shí),所對(duì)應(yīng)的控制器參數(shù)。
(4)優(yōu)化步驟
下面就可以編程使用遺傳算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)。利用遺傳算法優(yōu)化Kp、Ki、Kd的具體步驟如下:
①確定每個(gè)參數(shù)的大致范圍和編碼長(zhǎng)度,進(jìn)行編碼;
②隨機(jī)產(chǎn)生n個(gè)個(gè)體構(gòu)成初始種群P(0);
③將種群中各個(gè)體解碼成對(duì)應(yīng)的參數(shù)值,用此參數(shù)求代價(jià)函數(shù)值J 及適應(yīng)度函數(shù)值,;
④應(yīng)用復(fù)制、交叉和變異算子對(duì)種群P(t)進(jìn)行操作,產(chǎn)生下一代種群P(t+1);
⑤重復(fù)步驟③和④,直至參數(shù)收斂或達(dá)到預(yù)定的指標(biāo)。
試驗(yàn)的電機(jī)性能參數(shù)如下:
La電機(jī)電感0.24mH=0.00024H
Ra電機(jī)電阻2.32Ω
Cm電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距常數(shù)23.2mN?m/A=0.0232N?m/A
Ce為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)
Jm轉(zhuǎn)子以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相連的負(fù)載總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.1×10-6kg?m2
Fm粘滯摩擦系數(shù)2.2×10-4kg?m2/s
根據(jù)被控電動(dòng)機(jī)特性,建立電動(dòng)機(jī)的連續(xù)傳遞函數(shù)模型為:
,。
遺傳算法中使用的樣本個(gè)數(shù)為30,參數(shù)Kp的取值范圍為[0,20],Ki 、Kd 的取值范圍為[0,1],取wl=0.999,w2=0.001,w3=100,w4=2.000。采用實(shí)數(shù)編碼方式,經(jīng)過(guò)100代進(jìn)化,獲得的優(yōu)化參數(shù)如下:
簡(jiǎn)單遺傳算法
Bestfi=0.1408
BestS=11.12200.03590.1276
Best_J=7.1034
改進(jìn)遺傳算法
Bestfi=0.1358
BestS=8.91780.03050.5474
Best_J=7.2538
代價(jià)函數(shù)J的優(yōu)化過(guò)程和采用整定后的PID控制階躍響應(yīng)。
文章應(yīng)用遺傳算法對(duì)電機(jī)的PID控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了優(yōu)化的PID控制參數(shù),從響應(yīng)曲線可以看出,應(yīng)用改進(jìn)后的遺傳算法電機(jī)響應(yīng)速度加快,跟蹤性良好,控制效果明顯提高。
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào): S972.7+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化方面的應(yīng)用已成為近年研究的熱點(diǎn),相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù),它不僅促進(jìn)了電器設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,而且大大的節(jié)省了人力資本投入,極大地提高了運(yùn)作效率,解決了許多傳統(tǒng)技術(shù)很難進(jìn)行解決的問(wèn)題。
1 人工智能技術(shù)
人工智能技術(shù)指的是通過(guò)對(duì)人類(lèi)智能的相關(guān)理論進(jìn)行研究,并以此為依據(jù)對(duì)其進(jìn)行模擬、延伸和擴(kuò)展的一門(mén)方法和技術(shù)。人工智能技術(shù)作為一門(mén)新興的學(xué)科,其致力于了解人類(lèi)智能產(chǎn)生的實(shí)質(zhì),并對(duì)其進(jìn)行模擬,以實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器的生產(chǎn),其主要研究的內(nèi)容包括人、機(jī)器、專(zhuān)家系統(tǒng)、語(yǔ)言及圖像處理系統(tǒng)等等。它不僅包含數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科,也包括了哲學(xué)、心理學(xué)、倫理學(xué)等學(xué)科。因此,人工智能技術(shù)可以說(shuō)是全面地模擬人腦,以期達(dá)到人腦控制下的行為反應(yīng),最終達(dá)到在電氣自動(dòng)化操作過(guò)程中的人性化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化,實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一。
人工智能技術(shù)最為突出的特點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)人類(lèi)復(fù)雜腦力勞動(dòng)的代替,有效進(jìn)行信息的收集和識(shí)別,并進(jìn)行分析和有效地處理。在這種優(yōu)勢(shì)的促進(jìn)下,復(fù)雜的腦力活動(dòng)將逐漸被計(jì)算機(jī)的智能運(yùn)算所代替。通過(guò)這種方式,不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、流通、交換以及分配過(guò)程的增強(qiáng),還有效實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,極大的減少人力成本的資源投入,同時(shí)提高了工作效率,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置,最終提高生產(chǎn)力的發(fā)展水平,提高整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和自動(dòng)化水平。
2 人工智能技術(shù)的主要作用及手段
2.1人工智能技術(shù)的主要作用
目前,人工智能技術(shù)已經(jīng)在電氣自動(dòng)化上進(jìn)行了大量的實(shí)際應(yīng)用,主要用于以下幾個(gè)方面:對(duì)于各主要設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能的監(jiān)測(cè),發(fā)生故障時(shí),有事故報(bào)警和狀態(tài)變化事件報(bào)警;記錄故障并且進(jìn)行在線分析;通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)操作對(duì)斷路器和電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制;對(duì)于所有開(kāi)關(guān)量、模擬量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和處理,可以模擬畫(huà)面,真實(shí)地顯示一次設(shè)備和系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)電流和電壓所有模擬量、計(jì)算量、斷路器等實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的顯示與監(jiān)控,并且能夠生成歷史趨勢(shì)圖。
2.2人工智能技術(shù)的主要手段
在實(shí)際控制環(huán)節(jié)中應(yīng)該采取實(shí)時(shí)監(jiān)控以及搜集信息的方式進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的整理,并且根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)定定時(shí)處理功能以及定時(shí)備份功能,這樣可以更加完善整個(gè)工作的進(jìn)展。也可以運(yùn)用圖像生成軟件的技術(shù)對(duì)于電氣系統(tǒng)進(jìn)行模擬運(yùn)轉(zhuǎn),可以對(duì)電氣系統(tǒng)電流、電壓和電機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行直觀形象的反應(yīng),并且根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)分析及圖表。這里需要注意的是要考慮到設(shè)備的硬件設(shè)施條件,因?yàn)閳D像和畫(huà)面比正常的字符占用的空間更大,這樣可以避免運(yùn)算速度太慢或者資源占用過(guò)多的情況發(fā)生,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失靈的情況發(fā)生。
3 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用
3.1人工智能技術(shù)對(duì)于電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)
電氣設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí),由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式在前期會(huì)有一個(gè)漫長(zhǎng)的產(chǎn)品試驗(yàn)過(guò)程,需通過(guò)歸納法得到相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)后再由產(chǎn)品設(shè)計(jì)師進(jìn)行手工完成,而這一過(guò)程很難達(dá)到產(chǎn)品預(yù)期的效果,所以這就很難獲得最合理的方案。且前期的試驗(yàn)與后期的制作方式都需要投入大量的人力物力與財(cái)力,所以,這樣的生產(chǎn)方式顯然不適用于當(dāng)今社會(huì)科技快速發(fā)展的需要。伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)始從傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面轉(zhuǎn)型,通過(guò)人工智能技術(shù)的引進(jìn),使得傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)及輔助設(shè)計(jì)有了新的轉(zhuǎn)變,可以將大量復(fù)雜的的計(jì)算過(guò)程和模擬過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行完成,從而極大地提高了設(shè)計(jì)的效率和設(shè)計(jì)的精確度,這需要工作人員根據(jù)實(shí)際情況和應(yīng)用需求對(duì)相關(guān)人工智能軟件進(jìn)行科學(xué)化的篩選,需要對(duì)人工智能軟件技術(shù)的常用方法具有廣泛的了解和實(shí)踐能力。人工智能技術(shù)的加入極大的改善了這種情況,優(yōu)化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程,因此這一前期的試驗(yàn)周期得到了極大的縮短。
3.2人工智能技術(shù)對(duì)于電氣設(shè)備的診斷
電氣設(shè)備出現(xiàn)故障具有很大的不確定性和非線性,面對(duì)電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中出現(xiàn)的故障與事故,人工智能技術(shù)可以及時(shí)預(yù)防與解決問(wèn)題。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展則有效地改善了這種情況,特別是處理在變壓器、發(fā)動(dòng)機(jī)等問(wèn)題上,人工智能技術(shù)的表現(xiàn)尤為突出。人工智能技術(shù)運(yùn)用到電氣設(shè)備中以后,對(duì)于電氣設(shè)備故障的診斷,人工智能技術(shù)有三種方法:模糊邏輯、專(zhuān)家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在診斷發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)時(shí),人工智能的診斷技術(shù)就發(fā)揮了作用,它可以把模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合,這樣不僅保留了故障診斷知識(shí)的模糊性,也能夠結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電機(jī)故障的全面診斷,極大地提高了診斷故障的準(zhǔn)確率。例如對(duì)于模糊控制而言,此過(guò)程主要是電氣傳統(tǒng)過(guò)程中直流及交流傳動(dòng)的作用而實(shí)現(xiàn)的。通常而言,電氣直流傳動(dòng)控制過(guò)程中模糊邏輯控制主要包括了Mamdani(邁達(dá)尼)和Sugeno(高木-關(guān)野)。而對(duì)于具體應(yīng)用時(shí),前者多用來(lái)進(jìn)行調(diào)速控制,后者則屬于前者的例外情況。對(duì)于交流傳動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)用等相關(guān)問(wèn)題而言,則多以模糊控制器取代常規(guī)調(diào)速控制器而實(shí)現(xiàn)功能的發(fā)揮。
3.3人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化流程的控制
電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的操作流程非常的繁瑣,對(duì)于操作的步驟要求也非常嚴(yán)格,一旦出現(xiàn)細(xì)微的操作問(wèn)題,則可能引起嚴(yán)重的機(jī)器故障發(fā)生,并造成無(wú)法估量的損失。如何保證電氣設(shè)備能夠有效穩(wěn)定的運(yùn)作,并在控制過(guò)程中盡量實(shí)現(xiàn)操作的簡(jiǎn)單化、程序化是每個(gè)研究人員關(guān)心的難題。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展有效的解決了這個(gè)難題,通過(guò)對(duì)日常資料的儲(chǔ)存與分析,可以在機(jī)器發(fā)生事故時(shí)采取及時(shí)有效的措施,最大程度上保證社會(huì)的和諧發(fā)展。此外,人工智能技術(shù)通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)端操控,實(shí)現(xiàn)了控制流程的簡(jiǎn)單化、程序化,方便技術(shù)人員對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行定期的檢查與維修,節(jié)約時(shí)間的同時(shí),也降低運(yùn)行成本。
3.4 人工智能技術(shù)在日常操作過(guò)程中的應(yīng)用分析
對(duì)于傳統(tǒng)電氣領(lǐng)域而言,其操作過(guò)程通常要求相當(dāng)嚴(yán)格,具體操作過(guò)程的步驟也相當(dāng)復(fù)雜繁瑣,一旦出錯(cuò)就可能引起重大的故障問(wèn)題,導(dǎo)致重大損失發(fā)生。由于電氣領(lǐng)域通常同人們的日常生活和工作密切相關(guān),甚至直接關(guān)系著社會(huì)的穩(wěn)定和諧,因而如何實(shí)現(xiàn)此領(lǐng)域中日常操作過(guò)程的簡(jiǎn)單化,不斷提高其操作效率是如今擺在相關(guān)研究工作人員面前的一個(gè)難題,而人工智能技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這些問(wèn)題,不僅實(shí)現(xiàn)了日常操作過(guò)程中操作流程的簡(jiǎn)化,還實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制及其操作,通過(guò)對(duì)界面進(jìn)行簡(jiǎn)化界面,可對(duì)某些重要信息或資料進(jìn)行及時(shí)地儲(chǔ)存,以方便日后進(jìn)行查閱。此外,通過(guò)該技術(shù)還可自動(dòng)進(jìn)行表報(bào)的生成,大大節(jié)約了時(shí)間。
4 結(jié)語(yǔ)
社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步要求生產(chǎn)力更加先進(jìn),計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,更多的科研成果開(kāi)始運(yùn)用到生產(chǎn)生活中來(lái)。在未來(lái)的實(shí)踐過(guò)程中,人工智能技術(shù)大量應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制中將會(huì)是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì),電氣自動(dòng)化控制在人工智能技術(shù)的支持下將會(huì)獲得更好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 周超.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用[J].硅谷,2012.
一研究背景
在發(fā)達(dá)國(guó)家,應(yīng)用型本科院校一直占有很大的比重。在我國(guó),應(yīng)用型本科院校也逐漸成為高等教育大眾化的主力軍,對(duì)我國(guó)高等教育系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展越來(lái)越重要的作用。金陵科技學(xué)院作為教育部應(yīng)用科技大學(xué)改革試點(diǎn)戰(zhàn)略研究單位、中國(guó)應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(學(xué)院)聯(lián)盟創(chuàng)始單位,也正在積極地去探究相關(guān)的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)建設(shè)模式。電子信息工程專(zhuān)業(yè)作為學(xué)校的一門(mén)深度涉軟專(zhuān)業(yè),也要緊跟南京城市軟件建設(shè)發(fā)展方向,這對(duì)應(yīng)用型電子信息工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電子信息工程的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,對(duì)人們的生活產(chǎn)生了非常大的影響。,不但改變著人們獲取信息、存儲(chǔ)信息和管理信息的方式,而且為人們進(jìn)行信息的獲取、存儲(chǔ)和管理提供了新的途徑和方法,目前,各行業(yè)大都需要電子信息工程專(zhuān)業(yè)人才,而且薪金很高。2015年5月8日,備受矚目的《中國(guó)制造2025》由國(guó)務(wù)院正式下發(fā),這是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。該規(guī)劃二個(gè)突出特點(diǎn)是,將"加快新一代信息通信技術(shù)與制造業(yè)的深度融合"作為貫徹始終的主題,提出堅(jiān)持自主研發(fā)和開(kāi)放合作并舉,加快建立現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)體系,為推動(dòng)信息化與工業(yè)化深度融合、實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)支撐。在今年,隨著國(guó)家“兩會(huì)”的盛大召開(kāi),人工智能首次被提升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略高度,人工智能技術(shù)的重大突破將帶來(lái)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命,大力發(fā)展人工智能技術(shù)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要?jiǎng)恿?。電子信息技術(shù)的巨大成功和進(jìn)步,使人工智能可以深層次、多維度地參與到各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中,使科技的進(jìn)步快速融入到跨界合作中。比如,電子信息技術(shù)的成熟,使人工智能可以深度服務(wù)于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、配合甚至取代醫(yī)生進(jìn)行精確的手術(shù)治療。在無(wú)人駕駛領(lǐng)域,無(wú)人駕駛汽車(chē)、無(wú)人駕駛飛機(jī)、無(wú)人駕駛艦船都已經(jīng)陸續(xù)投入使用;在軍事領(lǐng)域,人工智能的運(yùn)用更是已經(jīng)爐火純青,俄羅斯與美國(guó)的人工智能作戰(zhàn)部隊(duì)和相關(guān)系統(tǒng),已經(jīng)在反恐作戰(zhàn)中屢立戰(zhàn)功,威力無(wú)比,作戰(zhàn)效能與性?xún)r(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越人類(lèi)士兵。由此可看出,人工智能在電子信息技術(shù)大發(fā)展的當(dāng)下,終于在應(yīng)用層面開(kāi)始發(fā)光發(fā)熱,現(xiàn)出巨大的生命力和后續(xù)無(wú)窮無(wú)盡的成長(zhǎng)潛力,人工智能在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,是國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整、產(chǎn)能升級(jí)改造、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、核心技術(shù)創(chuàng)新獲得成功的關(guān)鍵。隨著B(niǎo)AT、華為、大疆無(wú)人機(jī)等高科技企業(yè)在人工智能應(yīng)用和開(kāi)發(fā)上的不斷探索,刺激更多人才和資本向人工智能商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域涌入。目前,基于人工智能學(xué)習(xí)背景下,軟硬件相關(guān)知識(shí)過(guò)硬的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才已經(jīng)成為社會(huì)上最為緊缺的人才,薪水待遇很高。
二需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題
作為應(yīng)用型本科院校,如何將“人工智能”新概念融入到電子信息工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)中,根據(jù)社會(huì)發(fā)展的需求,校企緊密結(jié)合,培養(yǎng)出復(fù)合型的,應(yīng)用型的社會(huì)緊缺人才,是需要去解決的關(guān)鍵問(wèn)題。1.像當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)的崛起一樣,人工智能真正的發(fā)展才剛剛興起,相關(guān)的概念及定義還不完全定型,如何把握好未來(lái)人工智能的發(fā)展方向,有針對(duì)性地在傳統(tǒng)的電子信息工程課程計(jì)劃中規(guī)劃與人工智能息息相關(guān)的課程,比如人工智能原理,機(jī)器學(xué)習(xí),深度學(xué)習(xí)等課程,將兩者有機(jī)融合,在人才培養(yǎng)上面臨較大的挑戰(zhàn)。2.人工智能是一門(mén)綜合了控制論、信息論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、哲學(xué)等多門(mén)學(xué)科的嶄新概念。如果要將“人工智能”融入到電子信息工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)中,就不僅需要學(xué)生學(xué)好如模擬電子技術(shù),數(shù)字電子技術(shù),數(shù)字信號(hào)處理,單片機(jī)技術(shù),C/C++程序設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)的課程,打好基礎(chǔ),還需要加強(qiáng)在數(shù)據(jù)挖掘,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的課程方面的建設(shè),扎實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力要求更高,老師的教學(xué)水平也提出更高的要求。因此,如何加強(qiáng)此方面的師資專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),是一個(gè)該課題需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。3.一個(gè)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng),不僅需要優(yōu)秀的師資力量以及良好的學(xué)風(fēng),還需要有相關(guān)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作為支撐。如何根據(jù)“人工智能”新概念,針對(duì)性地新建一些諸如智能傳感器實(shí)驗(yàn)室,人體特征識(shí)別實(shí)驗(yàn)室,機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室等,把電子信息工程專(zhuān)業(yè)中的電子器件技術(shù),信號(hào)處理技術(shù)等應(yīng)用于人臉識(shí)別,智能家居,機(jī)器人等熱門(mén)領(lǐng)域,根據(jù)學(xué)生的興趣愛(ài)好因材施教,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,也是該課題需要去解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
三研究?jī)?nèi)容
本文以“人工智能”新概念下的電子信息工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)及實(shí)踐模式為研究?jī)?nèi)容,重點(diǎn)研究如何將人工智能相關(guān)的理論及實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)融入到傳統(tǒng)的電子信息工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中,做到無(wú)縫結(jié)合,在培養(yǎng)模式上需要有一定的理論創(chuàng)新,以更好地適應(yīng)人工智能類(lèi)的高新電子信息技術(shù)企業(yè)對(duì)相關(guān)應(yīng)用型人才的要求。目前擬以現(xiàn)有電子信息工程專(zhuān)業(yè)的課程體系和專(zhuān)業(yè)方向?yàn)榛A(chǔ),形成以“人工智能”為導(dǎo)向的應(yīng)用型電子信息工程特色專(zhuān)業(yè)建設(shè),在未來(lái)的專(zhuān)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中,逐漸形成物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、機(jī)器人,無(wú)人機(jī),人臉識(shí)別,語(yǔ)音交互,智能駕駛等不同的專(zhuān)業(yè)方向,增加學(xué)生的就業(yè)面,提高學(xué)生的就業(yè)層次,加強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。主要具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)實(shí)踐教學(xué)的形式多樣
可采用以“學(xué)生興趣愛(ài)好”為依據(jù)的引導(dǎo)式教學(xué)實(shí)踐模式,在扎實(shí)學(xué)生數(shù)學(xué)物理等理論的基礎(chǔ)上,將最新的人工智能概念貫穿在電子信息工程專(zhuān)業(yè)課程體系中,通過(guò)不同的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拓寬學(xué)生的知識(shí)面,提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力,動(dòng)手實(shí)踐能力,創(chuàng)新能力以及獨(dú)立開(kāi)展研究的能力,將課堂教學(xué)、校內(nèi)實(shí)驗(yàn)和校外企業(yè)實(shí)習(xí)三者相互結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生參加諸如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽,全國(guó)大學(xué)生智能設(shè)計(jì)競(jìng)賽,中美創(chuàng)客大賽等賽事,以確保培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才。同時(shí),讓學(xué)生從大二開(kāi)始就自選課題、進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、根據(jù)興趣愛(ài)好組建不同研究方向的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì),并為學(xué)生按照不同的研究方向配備專(zhuān)業(yè)教師,以此讓學(xué)生融入到教師的科研工作中去,形成所謂的本科生導(dǎo)師制制度,由相應(yīng)的導(dǎo)師全程指導(dǎo),開(kāi)展科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。
(二)注重提高教師的教學(xué)及科研水平
在努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的同時(shí),注重提高應(yīng)用型電子信息工程專(zhuān)業(yè)教師的教學(xué)及科研水平,使其能夠很好地將“人工智能”新概念用于電子信息工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中,指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)的各種競(jìng)賽,提高教師團(tuán)隊(duì)的實(shí)踐能力及技術(shù)水平。通過(guò)海內(nèi)外招聘和內(nèi)部強(qiáng)化培養(yǎng)(教師博士化、教師雙師化、教師國(guó)際化)等舉措,加強(qiáng)師資團(tuán)隊(duì)建設(shè);通過(guò)鼓勵(lì)教師積極開(kāi)設(shè)MOOC課程,參加教師技能大賽以及國(guó)內(nèi)外教學(xué)培訓(xùn),從多方面提高教師的教學(xué)水平。
(三)建立完善的校企合作制度,為學(xué)生提供相應(yīng)的實(shí)習(xí)基地
企業(yè)工程師可以參與相關(guān)的人才培養(yǎng)方案修訂和部分的教學(xué)實(shí)踐工作。這種合作制度既可以提高教師的科研應(yīng)用水平,也可以為學(xué)生提供就業(yè)機(jī)會(huì),增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。
(四)注重課程大綱修改,實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)
以改革傳統(tǒng)的電子信息工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)模式為目標(biāo),總結(jié)在“人工智能”新概念下教學(xué)及實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),形成一個(gè)有鮮明特色的電子信息工程專(zhuān)業(yè)培育模式。應(yīng)用型本科院校電子信息工程專(zhuān)業(yè)人才未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略和改革方向,應(yīng)重點(diǎn)考察“人工智能”新概念下專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)關(guān)注“人工智能”新概念下的教學(xué)及實(shí)踐課程大綱修訂、教師教學(xué)及科研能力培訓(xùn)體系構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)室軟硬件平臺(tái)建設(shè)、校企合作培養(yǎng)模式探討及校外實(shí)習(xí)基金建設(shè)等工作。
四結(jié)語(yǔ)
本文探討和研究了“人工智能”新概念下應(yīng)用型電子信息工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式,結(jié)合金陵科技學(xué)院電子信息工程專(zhuān)業(yè)的發(fā)展情況,對(duì)原有的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式做了一定的理論創(chuàng)新,引入了“人工智能”新概念,從理論和實(shí)踐教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)能力和教師教研技能培養(yǎng),校企合作辦學(xué),實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面進(jìn)行了一系列的探討。
參考文獻(xiàn)
[1]姚俊.電子信息工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].山東社會(huì)科學(xué)2016(S1):357-358.
1.1機(jī)械自動(dòng)化的概述自動(dòng)化技術(shù)主要是指機(jī)器設(shè)備在無(wú)人干涉的情況下,自動(dòng)按照設(shè)定好的程序來(lái)工作,而機(jī)械自動(dòng)化一般是指通過(guò)機(jī)械的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)制造的自動(dòng)化控制與管理,它是一個(gè)全新的生產(chǎn)過(guò)程,不僅能夠突破傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式與手段,而且還能夠有效提高工作的質(zhì)量與效率。機(jī)械自動(dòng)化所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)主要有:提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、減少人工成本、帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)等的發(fā)展。
1.2機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的組成機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)而又復(fù)雜的工程,涵蓋了很多方面的知識(shí)體系,涉及很多學(xué)科,是一門(mén)綜合性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的研究課程。構(gòu)成機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)容主要有:(1)傳感單元,檢測(cè)系統(tǒng)工作過(guò)程的性能和狀態(tài),是系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的一個(gè)組成部分。(2)作用單元,是對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能量施加以及目標(biāo)定位工作,是整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中最前期的一個(gè)組成部分。(3)程序單元,是決定系統(tǒng)該做什么和如何做的相關(guān)問(wèn)題,是整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中最為重要的一個(gè)組成部分。(4)控制單元,主要是進(jìn)行制定并調(diào)節(jié)作用單元的機(jī)構(gòu)制定單元,對(duì)傳感單元輸送過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行比較分析,制定和發(fā)出指令信號(hào),是整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中的后勤保障單元,對(duì)機(jī)械制造中機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的順利開(kāi)展具有重要作用。(5)制定單元,對(duì)傳感單元輸送過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行對(duì)比分析,制定并發(fā)出指令信號(hào)是整個(gè)機(jī)械自動(dòng)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的核心組成部分。
2自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
2.1高度集成化的應(yīng)用在當(dāng)前世界機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展方向中,集成制造技術(shù)可以說(shuō)是最為重要的發(fā)展方向,也是現(xiàn)在機(jī)械制造公司和企業(yè)不斷改革的生產(chǎn)模式。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的集成化應(yīng)用,最主要的是借助系統(tǒng)工程理論的有效指導(dǎo)和信息技術(shù)對(duì)企業(yè)的制造流程進(jìn)行整體上的優(yōu)化,通過(guò)精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)和過(guò)程重組等手段促進(jìn)適度自動(dòng)化,并在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息網(wǎng)絡(luò)的支持下,將機(jī)械制造企業(yè)的各種要素以及經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)集成為一個(gè)有機(jī)整體,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造以人為中心的柔性化生產(chǎn)。例如,企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,進(jìn)行生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理時(shí)的動(dòng)態(tài)集成,可以有效地將其內(nèi)部所有工作動(dòng)態(tài)集為一體,進(jìn)而最大程度實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)需求的融合。對(duì)提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量,降低新產(chǎn)品的研發(fā)成本,保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.2智能機(jī)械制造的應(yīng)用智能機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)由機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程和人工智能等相互交織,相互滲透所形成的一門(mén)綜合性技術(shù)。其在具體的生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中,主要由自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)以及人工智能技術(shù)等共同組成。該系統(tǒng)在機(jī)械制造過(guò)程中能進(jìn)行一些智力活動(dòng),如在制造過(guò)程中的分析、推理、決策等。也就是說(shuō),智能機(jī)械制造技術(shù)就是把人工智能和機(jī)械制造智能進(jìn)行有效的結(jié)合,將人工智能融入到機(jī)械制造系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,通過(guò)模擬專(zhuān)家的智力,取代或延伸機(jī)械制造環(huán)境中應(yīng)由專(zhuān)家完成的那部分活動(dòng)。在智能機(jī)械制造系統(tǒng)中,其系統(tǒng)具有專(zhuān)家般的智力,能自動(dòng)檢測(cè)自身的運(yùn)行狀況,隨時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或預(yù)測(cè)即將發(fā)生的錯(cuò)誤,并且自身含有改進(jìn)和預(yù)防的功能。
2.3柔性自動(dòng)化應(yīng)用在機(jī)械制造中,柔性自動(dòng)化主要指的是在進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中,通過(guò)信息技術(shù)的作用,能夠完美地應(yīng)對(duì)一些外界因素導(dǎo)致的產(chǎn)異性進(jìn)行適應(yīng)和轉(zhuǎn)變的能力。隨著現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,機(jī)械使用者對(duì)機(jī)械制造企業(yè)的應(yīng)變能力、客戶(hù)需求的快速反應(yīng)與適應(yīng)能力都提出了更高的要求,這也就需要企業(yè)能夠結(jié)合市場(chǎng)需求和技術(shù)更新等外部條件的變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以及制造種類(lèi)的合理調(diào)整,這時(shí)柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。例如,在機(jī)械設(shè)備和裝置的實(shí)際制造中,如果客戶(hù)需求突然有變動(dòng),企業(yè)通過(guò)柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,就可有效提高其制造的應(yīng)變能力,滿(mǎn)足客戶(hù)的不同生產(chǎn)需要。
2.4虛擬化的應(yīng)用虛擬化主要是結(jié)合控制理論以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等更多現(xiàn)代化的高端技術(shù),使機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過(guò)程和生產(chǎn)的過(guò)程中,能夠?qū)崿F(xiàn)模擬,在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),通過(guò)將產(chǎn)品的模擬,進(jìn)而提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。例如,機(jī)械制造企業(yè)可以通過(guò)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造中一些有可能存在的故障以及問(wèn)題的提前仿真和模仿,從而有效預(yù)防和避免這類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生,可以有效降低生產(chǎn)成本,提高機(jī)械的生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)周期,進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量,為機(jī)械制造帶來(lái)更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益