智能机械的发展及其应用论文摘要

智能机械的发展及其应用论文摘要

机电一体化技术的应用与发展前景摘要:机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化的核心技术机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。(一)机械本体技术机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。(二)传感技术传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。(三)信息处理技术机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。(四)驱动技术电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。(五)接口技术为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。(六)软件技术软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。二、机电一体化技术的主要应用领域(一)数控机床数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在:1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。(二)计算机集成制造系统(CIMS)CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。(三)柔性制造系统(FMS)柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。(四)工业机器人第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。三、机电一体化技术的发展前景纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展。(一)智能化智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。(二)系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。(三)微型化微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。(四)模块化模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。(五)网络化网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。(六)绿色化工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。综上所述，机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。参考文献:1、李运华机电控制[M]北京航空航天大学出版社，2、芮延年机电一体化系统设计[M]北京机械工业出版社，3、王中杰，余章雄，柴天佑智能控制综述[J]基础自动化，2006(6)4、章浩，张西良，周士冲机电一体化技术的发展与应用[J]农机化研究，2006(7)5、梁俊彦，李玉翔机电一体化技术的发展及应用[J]科技资讯，2007(9)

机械领域的主要应用：1 机械设计 机械设计实际上是一个模型的综合和分析的过程，它不仅包括大量的计算、分析、绘图等数值计算型工作；还包括拟定初始方案，选择最优方案，制定合理结构等方案设计工作。 目前， 有些企业已引入CAD/CAM 系统， 由于CAD/CAM系统对符号推理工作需要综合运用多种科学的专门知识和丰富的实践经验才能解决，这需要CAD/CAM系统具有智能性，因此，设计智能化已成为机械设计中一个很热门的研究课题之一，它把计算机从数值处理扩展到非数值处理，包括知识与经验的集成、推理和决策，力图使机械设计过程自动化，减少人类专家在设计过程中由于个人因素造成的不足。此外，与传统设计方法相比，专家系统在机械设计中有着不可比拟的优势，它不仅可以长期稳定工作、节省成本，还可以为专家知识特别是启发式知识提供存储手段和传授途径、易于继承。2 机械制造 在机械生产制造过程中，需要为工厂中所有的装配机器供应零件。目标可能由监控者提供，也可能由系统对当时状态做出评估而产生。智能系统怎样推断出适当的目标，然后构造试图达到目标的动作序列，这个过程通常称为规划(planning)， 它是自动问题求解的特例，是人工智能研究的重要子领域。 此外，计算机集成加工系统（CIMS）和柔性加工系统（FMS）在近年来获得迅速发展。在一个复杂的加工过程中，不同条件下的多种操作是必要的。环境的不确定性以及系统软硬件的复杂性，向当代工程师们设计和实现有效的集成控制系统提出了挑战。为了把现有的Petri 网技术用于现代加工系统，需要开发一种新技术，把机器智能技术和Petri 网理论以及智能离散事件控制器连接起来。3 机械电子工程 在许多工程系统中，往往由于内部结构复杂，存在着对加工过程控制及故障诊断等方面的困难，一般的PID 等典型控制方法虽然能解决一些问题，但在一些场合已不能满足生产的要求，当前，典型的机电一体化产品- 数控机床、交流伺服驱动装置等正在向数字化、小型化、高精度等方向发展，为监控带来新的挑战，由于模糊神经网络控制不依赖控制对象和数学模型，具有较强的鲁棒性，是一种非线性的控制方法，在解决此类问题中有很好的优势。而专家系统主要用于复杂的机械系统，能够克服基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性。4 机械系统故障诊断 对机械设备进行故障诊断主要是通过对设备敏感部位的信号利用传感器进行数据采集和特征提取，根据不同机械部件在不同时间和状态下具有不同的特征，来判断是否工作正常。它包含两方面的内容，即对系统运行状态进行监测和发现异常情况后对故障进行分析、诊断。在系统运行过程中，若某一时刻系统发生故障，领域专家可以凭借视觉、听觉、嗅觉、触觉或测量设备得到一些客观数据，并根据对系统结构和系统故障历史的深刻了解很快做出判断，确定故障的原因和部位。对于较为复杂的系统，这种基于专家系统的故障诊断方法尤为有效。2 人工智能在机械系统中的应用方法 应用机械系统的AI 技术传统上可以分为专家系统（ES）、人工神经网络(ANN)、模糊集理论(FST)和启发式搜索(GA)四类。1 专家系统（Expert System ES） 专家系统是人工智能的主要分支之一。一个典型的专家系统由四部分组成：知识库、推理机、知识获取机制和人机界面。专家系统按其知识表达方式不同，可分为基于规则和基于框架的专家系统；按其推理方式不同可分为正向推理和逆向推理。在知识表达方面，利用产生式规则进行知识表达，一方面得有益于现有人工智能语言，另一方面，它的表达合乎人的心理逻辑，便于进行知识获取，利于人们接受，利用框架进行知识表达得到了越来越多的应用。在诊断推理方面，主要表现在对推理逻辑和推理模型的研究，在人工智能领域，存在着许多推理逻辑，在专家系统中广泛使用模糊推理逻辑降低系统复杂性，在机械系统故障诊断上能产生很好的效果。专家系统技术的研究和应用正以前所未有的速度在故障诊断、模拟仿真、自动控制、工艺编程、生产规划、产品设计等许多机械工程领域不断发展。随着研究工作的不断深入，一些新的技术方法和先进制造技术正融入机械工程专家系统技术的研究和应用中，不仅使知识表示、知识库构建、知识获取和推理模式等关键技术的研究取得了一定成果，还出现了一些集成式的新型专家系统，如神经网络专家系统、模糊专家系统、基于Internet 的专家系统、CAD 专家系统、CAPP 专家系统等。他们综合利用了专家系统启发性、透明性、灵活性以及具有处理不确定知识能力的特点，使机械工程专家系统的应用领域不断拓宽。2 人工神经网络（artificial neural ANN） 人工神经网络是模拟的生物激励系统，将一系列输入通过神经网络产生输出。这里输出、输入都是标准化的量，输出是输入的非线性函数，其值可由连接各神经元的权重改变，以获得期望的输出值，即所谓的训练过程。基于数值计算方法的神经网络，将已有数据和已知系统模式作样本，通过学习获得两者的映射关系，实现了对人类经验思维的模拟。 由于神经网络具有原则上容错、结构拓扑鲁棒、联想、推测、记忆、自适应、自学习、并行和处理复杂模式的功能，使其在工程实际存在着大量的多故障、多过程、突发性故障、庞大复杂机器和系统的监测及诊断中发挥着较大作用。 在机械系统的应用方式有：从模式识别角度应用神经网络作为分类器进行故障诊断；从预测角度应用神经网络作为动态预测模型进行故障预测；利用神经网络极强的非线性动态跟踪能力进行基于结构映射的故障诊断；从知识处理角度建立基于神经网络的诊断专家系统等。目前，为提高神经网络在实用中的学习和诊断性能，主要从神经网络模型本身改进和模块化模型诊断策略两方面开展研究；同时，与模糊逻辑的结合研究也是一个研究热点。3 模糊集理论（Fuzzy Sets T FSN） 人的认知世界包含大量的不确定之时，需要对所获信息进行一定的模糊化处理，以减少问题的复杂度。1965 年Zadeh 创立的模糊集理论是处理不确定性的一种很好的方法。模糊逻辑可认为是多值逻辑的扩展，能够完成传统数学方法难以做到的近似推理。目前基于多类电量测试信息模糊融合的模拟电路故障诊断方法已经提出。基于K故障节点诊断法和最小标准差法的元件故障隶属函数构造方法，以及基于可测点电压与不同测试频率下电路增益的模糊信息融合诊断算法也已阐述。分别利用此两类测试信息及K 故障诊断法和最小标准差法，对电路进行初步诊断，再运用模糊变换及故障定位规则， 得到融合的故障诊断结果。模拟实验结果表明，所提方法大大提高了机械系统故障定位的准确率。4 启发式搜索（Heuristic S HS） 遗传算法（Genetic Algorithms ，GA）和模拟退火（Simulated Annealing ，SA）算法是近年来逐渐兴起的两种启发式搜索，通过随机产生新的解并保留其中较好的结果，并避免陷入局部最小，以求得全局最优解或近似最优解。GA是由数字串的集合表示优化问题的解，通过遗传算子，即选择、杂交和变异的操作对数字串寻优。SA 在已知解的邻近区产生新的解，并逐渐缩小邻近区域的大小，直到逼近全局的最优解。两种方法都可以用来求解任意目标函数和约束的最优化问题。 在交流伺服系统中采用遗传算法的模糊神经网络控制较之传统的PID 控制方式具有响应速度快、误差小、无震荡、伺服性能强等优点，仿真结果表明，将遗传算法融入模糊神经网络控制器来控制交流伺服系统，其系统的响应超调量明显减少，具有较好的抗干扰性、伺服性。3 人工智能在机械系统中的发展趋势 人工智能中的四种主要工具， 即ES、ANN、FST 和GA，虽然在机械领域有不同程度的应用，但各自都存在一些局限：ES 存在知识获取的“瓶颈”、知识难以维护、应用面窄、诊断能力弱等问题。ANN 在外推时误差较大、系统结构变化时ANN 的组成结构也要变化、难以实现基于结构化知识的逻辑推理、缺乏解释能力等。FST 存在可维护性问题。GA 在依据的信息发生畸变时，难以保证可靠性等。 目前，缺少一种普遍有效的方法应用于机械系统的各个领域。混合智能，即综合多种智能技术用以设计、控制、监测机械系统成为新的发展趋势。结合的方式主要有基于规则的专家系统与神经网络相结合，CBR 与基于规则系统和神经网络的结合，模糊逻辑、神经网络与专家系统的结合等。其中模糊逻辑、神经网络与专家系统结合的诊断模型是最具发展前景的，也是目前人工智能领域的研究热点之一。混合智能在机械系统的应用中有如下发展趋势：由基于规则的系统到混合模型的系统，由领域专家提供知识到机器学习、由非实时诊断到实时诊断、由单一推理控制到混合推理控制策略等。4 人工智能在机械系统中的应用实例 智能技术在机械领域已经有了许多成功的应用。在工程中，典型的专家系统有帮助工程师发现结构分析问题的分析策略的SACON 系统；帮助识别和排除机车故障的DELTA 系统；帮助操作人员检测和处理核反应堆事故的REACTOR 系统。 在故障诊断方面，1967 年在美国航天局（NASA）倡导下，由美国海军研究室（ONR）主持美国机械故障预防小组（MFPG），积极从事故障诊断技术研究和开发。目前各种类型的故障诊断和维修专家系统已用于美国F- 15 战斗机、B- 1B 轰炸机、海军舰艇、陆军军械装置等现役装备的故障诊断和维修中。在我国，华中理工大学研制了用于汽轮机组工况监测和故障诊断的智能系统DEST；哈尔滨工业大学和上海发电设备成套设计研究所联合研制了汽轮发电机组故障诊断专家系统MMMD- ；清华大学研制了用于锅炉设备故障诊断的专家系统等等。 在电路和数字电子设备方面，MIT 研制用于模拟电路操作并演绎出故障可能原因的EI 系统；美国海军人工智能中心开发了用于诊断电子设备故障的IN- ATE 系统;波音航空公司研制了诊断微波模拟接口MSI 的IMA 系统；意大利米兰工业大学研制用于汽车启动器电路故障诊断的系统。 2006 年初，上海交通大学机电控制研究所、上海市农业机械研究所成功研制了适用于我国数字农业特点的两种主要智能型农业机械：中、小型收割机智能测产系统及其配套软件；智能变量施肥、播种机及其配套软件。虽然相关的应用实例还有很多，但它们大都处于实验室或小范围试验状态，限于成本、技术等问题，不能得到普及应用，这将成为智能技术在机械领域应用的“瓶颈”。引用： -01/141923_html

智能机械的发展及其应用论文

生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并已经成为时代的主旋律。人类充分发挥主观能动性，进一步增强对机械的利用效率，使之为我们创造出愈加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社会的和谐。工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。我国1993年的机器人装机台数约在1000台，仅占全世界的16%，显得无足轻重，其中，国产机器人所占比例更低。 目前我国的机器人总数虽然较少，但国内机器人市场需求却很大，并呈上升趋势。在国家"七五"和"八五"攻关以及"863"计划等的推动下，我国机器人技术已有较大发展。智能机器人的研究获得进展，在机器人技术型号、机器人应用工程和机器人基础技术研究等方面取得显著成绩，跟踪了国际高级机器人技术，缩短了与国际先进水平的差距。1993年，全国机器人装机台数比1991年翻了一番，相对增长率很大。 尽管有人对我国发展机器人技术尚存模糊认识，但是，越来越多的人已经认识到，高级机器人(包括工业机器人和智能机器人)是关键的自动化技术之一，是我国现代化建设必不可少的重要技术。这种高技术涉及柔性加工系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、智能制造系统(IMS)、柔性自动化(FA)和自动工厂(AF)等， 机器人是多学科交叉的产物，集成了运动学与动力学、机械设计与制造、计算机硬件与软件、控制与传感器、模式识别与人工智能等学科领域的先进理论与技术。同时，它又是一类典型的自动化机器，是专用自动机器、数控机器的延伸与发展。当前，社会需求和技术进步都对机器人向智能化发展提出了新的要求。 随着社会进步的步伐日益加快，对自动化的需求正在从制造业向工程、社会、生活等广泛领域扩展。原来在工厂结构化环境下工作的自动机器或工业机器人，适合于大规模、较少柔性和变动的生产环境，对智能程度并无过高要求，而在广泛领域内所需要的自动机器，则要满足不同的非结构环境下的不同需求，必须具有综合集成和自主的能力，向以技术集成为特征征的智能机器人发展。信息技术需要载体，用信息化改造传统工业和各行各业，最后都要落实到用自动机器去完成信息的物化，机器人就是其载体之一。而另一方面，信息技术的发展，特别是高性能计算机、通讯网络和电子器件、模式识别和信号处理、软件等技术的进展，又可促进机器人本身“智力”和“体质”的增强，为机器人向智能化、多样化发展创造条件，机器人技术与信息技术的这种互动发展在信息技术飞速发展的今天更为突出，这使机器人的高技术含量不断得到提升，始终处于高技术研究的前沿。 机器人由于本身具有无限的想象空间，历来是概念创新、技术创新的源泉，无论是在空间、水下、救灾、服务、医疗、娱乐……领域，都可根据需要设想出具有对应功能的智能机器人，而且这种想象空间由低到高，永无止境。当前，由于自动化的概念正在急速向广泛领域扩展，而信息技术的发展又极大地提高了机器人的智能程度，使这种想象空间的扩展有了需求和实现的可能，从而会更加激励围绕机器人的概念创新和技术创新，并蕴含着产生各种竞争前核心技术的可能性，从而必然是国际科技创新的重要竞争点。 机器人是多学科交叉的产物，但随着机器人应用环境和任务的复杂化，在非结构复杂环境下的信息综合与处理、针对复杂任务的规划和协调的难度和影响变得突出，需要采用信息反馈、优化控制、协调集成的理论、方法与技术去解决，控制学科在系统优化和综合集成方面的优势，将越来越在智能机器人中发挥主导作用。而智能机器人作为一种自动化系统，无论在理论与技术的覆盖面与前沿性、与各种先进信息技术的结合以及物理实现的多样性方面都是其它任何一类自动化系统所不能比拟的。因此，机器人在自动化科学技术中的代表性和地位将随着其应用范围的拓宽、所采用信息技术的更新和智能程度的提高，得到进一步的认可。 在机器人向智能化的发展中，多机器人协作系统是一类具有覆盖性的技术集成平台。如果说单个机器人的智能化还只是使个体的人变得更聪明，那么多机器人协作系统则不但要有一批聪明的人，还要求他们能有效地合作。所以它不仅反映了个体智能，而且反映了集体智能，是对人类社会生产活动的想象和创新探索。 多机器人协作系统有着广泛的应用背景，它与自动化向非制造领域的扩展有着密切的联系，由于应用环境转向非结构化，多移动机器人系统应能适应任务的变化以及环境的不确定性，必须具有高度的决策智能，因而，对多移动机器人协作的研究已不单纯是控制的协调，而是整个系统的协调与合作。在这里，多机器人系统的组织与控制方式在很大程度上决定了系统的有效性。多机器人协作系统还是实现分布式人工智能的典范。分布式人工智能的核心是把整个系统分成若干智能、自治的子系统，它们在物理和地理上分散，可独立地执行任务，同时又可通过通信交换信息，相互协调，从而同完成整体任务，这无疑对完成大规模和复的任务是富有吸引力的，因而很快在军事、信及其他应用领域得到了广泛重视。多机器协作系统正是这种理念的具体实现，其中每机器人都可看作是自主的智能体，这种多智体机器人系统MARS（Multi—AgentRoboticSystems）现已成为机器人学中一个新的研究热点。 多移动机器人系统由于具有移动功能，能在非结构环境下完成复杂任务，是多机器人协作系统中最具典型意义和应用前景、也是得到最广泛研究的一类系统。 体系结构是系统中机器人之间逻辑上和物理上的信息关系和控制关系，以及问题解能力的分布模式，它是多移动机器人协作行为的基础。一般地，多移动机器人协作系统的体系结构分为集中式（Centralized）和分式（Distributed）两种。集中式体系结构可用一个单一的主控机器人（Leader）来规划，该机器人具有关于系统活动的所有信息。而分布式体系结构则没有这样一个机器人，其中所有机器人相对于控制是平等的。尽管集中式体系结构可实现全局最优求解，但因考虑到不确定性影响，实际上人们更偏好分布式结构。近年采，在分布式体系结构中，为了克服机器人在实际环境中对环境建模的困难，，提高多移动机器人协作系统的鲁棒性和作业能力，一些学者采用了基于行为的反应式控制体力，一些学者采用了基于行为的反应式控制体系结构，将合作行为建立在一种反应模式上，加快了移动机器人对外界的响应，避免了复杂的推理，从而提高了系统的实时性。 感知是智能机器人行动的基础，包括“感觉”（传感）和“知道与理解”信息融合与利用）。在移动机器人中最主要的感知问题是定位和环境建模问题[7]o虽然已有里程计推算、基于视觉的路标识别、基于地图匹配的全局定位、陀螺导航、GPS等多种定位方法，但在未知非结构环境中，目前有GPS才能实现可实用的全局定位。但GPS同时受到精度、安全等因素的限制。如何借助机器人之间的配合提高定位和环境建模能力，是研究多移动机器人系统智能的重要内容。近年来，提出了多种环境地图建立与定位的同步处理方法[8]，其中环境建模与定位过程是相互伴随的，两者在彼此迭代的过程中逐步清晰化，但往往要求苛刻的环境条件。此外，在不少协作任务中只需要合作者间的相对位置信息，如编队及局部避碰等，因此基于传感器的局部定位也受到关注，机器人之间通过超声、红外、激光或视觉等传感器相互探测，然后通过统计、滤波等算法进行信息融合，由此得到系统中各机器人的相对位置。 我国在该领域的研究工作已经起步，在863计划、自然科学基金等资助下，经过多年的持续研究，国内已经有一批单位，在局部领域达到了较高的研究水平，实验研究情况也有了明显改善，但也遇到了诸多困难，尤其是在复杂系统控制与分布式智能领域的相关基础研究明显不足，缺乏强有力的理论和技术支持，而且大部分技术对环境的要求比较苛刻这诸多原因限制了多移动机器人系统的发展和向实用系统的转化面对真实世界的非结构化和动态特点，高适应性，、高柔性的协作理论、方法与技术将是今后的研究重点。

智能机械的发展及其应用论文范文

随着经济的发展，我国机械工程智能化也得到的快速发展，机械工程的智能化对我国的经济发展、生活水平的提高有着重大的意义。不仅仅在机械工程这一领域，智能化也逐渐渗透在其他领域 通过探讨机械工程智能化发展的趋势，让机械只智能化应用在更多的领域，从而提高我国社会生产的技术水平。本文通过对机械工程智能化发展的分析，对未来机械工程智能化的发展趋势进行探讨。关键词：机械工程 智能化 发展趋势引言在进入21世纪后，随着计算机技术和科学技术的发展，我国的科技水平不断提高，机械工程也进入了智能化，智能化就是以信息化为基础，实现产品、技术和管理的智能化发展，然而智能化也不是一个全新的领域。科技改变未来，智能化也慢慢的渗透到各领域中，成为了机械工程的发展方向 目前，机械的智能化发展方向对我国的发展具有重大的意义，不但影响着中国人民生产和日常生活的各个方面，而且还为人们和生活提供便利，所以对其进行探讨具有重要的理论意义和现实意义。机板工程智能化目前的发展现状原来，由于技术和信息限制，一些工程机械企业还没有意识到智能化的发展，还是在以传统的制造模式为基础的，所以，在现阶段，我国的政府和相关部门由于对机械工程的重视，将智能化作为发展目标，开始对国外发达国家的机械工程技术进行学习，以他们成功的经验做参考，融入我国的技术理念，对机械工程企业的技术，管理，行业结构的等进行创新，从而使我国的机械工程智能化水平得到有效提升。随着我国机械市场的扩大，而且由于经济体制的不断完善，机械工程业面临着市场竞争的巨大压力，所以我们也应改变传统模式，寻求可以作为支撑的企业，让企业和工业相结合，从而通过智能化来提升企业的管理水平，言而总之，集中生产并智能化的满足客户要求就必须使得企业在生产和管理上做到智能化，但是智能化的在实现智能化方面仍有许多困难和挑战，但许多公司在支持国家产业政策和信息技术上，能够以市场需求为导向，并且随着技术的成熟，不断调整产业结构，对产品进行开发，使得产品开发技术方面实现智能化发展，从而让中国工程机械行业最终还是做走向正轨，并排除万难。机槭工程智能化发展方向1具有智能科技，丰富，完善和提升公司的信息技术和网络在以“大力推进经济和社会信息化，是覆盖的整体战略举措现代化，以信息化带动工业化，发挥优势，实现社会生产力的跨越式发展。”为宗旨开展了“十五 计划和十五届五中全会 公司在全国范围内掀起的充分了解信息和信息技术企业信息化热潮，企业可以采取信息技术的优势来带动工业化，实现跨越式发展。事物的状态信息的特性，信号，数据，指令，程序，消息和情报，实质上，信息是知识智慧的精髓，IT是信息收集，识别，转换，存储，传输，显示等各种处理技术。知识处理技术是智能技术。即，信息技术是智能技术，智能化方便的处理数据方面的东西，以实现我们处理简单的技术，将此称为智能技术。使用智能技术，以丰富，完善和提高信息技术和网络的具体措施和对策有以下几点。l企业的领导者建立了”以人为本 的思想：企业要全心全意为客户服务，生产要全心全意依靠职工，充分发挥人的智慧和创新，确保质量好，速度快，成本低，清洁并高效的生产。2信息化建设的核心任务，是开发并利用反映的信息资源的现代科学技术知识。3创造一个良好的外部环境，改革管理体系，并结合中国国情制定的Ⅱ，ER P，推动供应链，推动网络，网络物流，电子商务，动态联盟等技术的发展。4建立商业智能研发机构，利用智能c A D ，网络协同设计，智能数据库技术来设计和开发新产品，逐步实现智能集成的C A D/C A PP/的基础上的方向的发展。5建立人一机结合的现代化的智能制造系统，采用先进的制造模式，具有“以人为本”，即人的智力为基础，使人类智能和机器智能相结合的生产体系 基于车间，车间阶段构建智能生产计划与调度系统。6建立一个开放的可重构智能系统。基础制造装备不能完全更新与产品的变化，但组成方案及加工设备，有可能遵循的路线调度的品种，数量，产品智能可重构技术的数量是关键技术。2产品智能化进入2l世纪，随着时代的发展，尤其是消费者对个性化产品，多样化，智能化，增加了需求，从传统的劳动生产到生产工艺，不断创新的需求推动企业在机械工程方面需求的发展趋势。以满足客户需求为目标。智能产品可以有多种的人类大脑的分析功能，例如远程控制，定时控制，共同控制功能。至于机械工程产品的不同区域，安装不同类型的传感器(温度传感器，压力传感器，位置传感器等)，对外界信号的感知，分析，在产品上安装控制器，可以模拟人类大脑的分析，判断所接收到的信号的处理，以实现智能产品 工程机械智能化产品通常包括几个工具：分布式控制系统，数码显示管+SC M+ 电子电路可以实现分级控制，灵活的配置，智能化管理的结果。3对计算机科学和人工智能科学的最新成果的关注与应用现代技术的一个特点是从基础科学转化为技术，时间变短，从技术到工业应用几乎同步。相关信息技术是计算机科学，人工智能为基础的技术是智能科学。目前，分布式计算和人工智能结合分布式人工智能的形成已成为研究的热点。分布式人工智能有两个研究领域，即分布式问题求解和多智能体系统，前者考虑的是如何解决多个知识共享的模块或节点之间划分一个特殊问题的合作，采用“自上而下”的解决方案要解决这个问题，后者主要研究 组自治，一个“自下而上”的解决方案，以解决问题的情报人员之间的协调行为。显示了分布式人工智能两种方法，知识资源是为了在这个智能技术企业对产品的进行设计，制造和生产管理与应用，软件获得如此快的速度来完成既定的任务处理，特别是已被广泛应用于各种智能软件系统的设计，开发采用上述公司的D PS和技术，企业级产品，制造质量，成本和管理后，正在迅速地进行改进，并在这些领域做出了自己的知识产权，从而大大提高企业在全球经济竞争力。结束语综上所述，机械工程在人类文明的发展过程中起到了十分重要的作用，机械工程也进入到了一个新的发展纪元，并且机械工程智能化的前景广阔，只要我们积极面对在制定和实施措施过程中出现的智能机械工程发展的问题，重视智能化的改革，不断提高自身的创新能力，提高自身的竞争力，并且能够合理利用现有资源和创新技术，不断满足客户的需求和生产需求生活，确保智能化。机械工程的未来发展顺利，同时这对于对企业来说也是重大的挑战，我们一定要要求企业首先要转变自己的观念，从而来应对复杂多变的国内外市场，应对各种机遇挑战。参考文献冯朝朝，韩志婷，张志义，等。煤矿固体废物一煤矸石的资源化利用Ⅲ 煤炭技术，2010，29(8)：5-袁晓露，李北星，崔巩，等。粉煤灰混凝土的抗冻性能及机理分析混凝土，2009(12)：43-李国杰，我国信息领域应重视的几个问题[NI科学时报，201103-1 欧阳传利，传统企业的网络化抉择[NI科学时报，201 1-03-

本人觉得前景非常的光明首先，智能的家电首先已经出现在国内国外各大商场了，所以这是作为一个硕士生来说还是比较不错的话题的 另外，如果你是写论文的话还是写写比较超前的话题，例如，将来的智能机器人(制造业中应用于电子业，如电子板，电容，各种芯片等等)如果是想将来有这样的发展的话，还是学一学关于电子类的智能体，单片机就不错 也不知道我说的对不对你的头，有时间再交流。

生产力在不断进步，推动着科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。自工业革命以来，人力劳动已经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步。时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并已经成为时代的主旋律。人类充分发挥主观能动性，进一步增强对机械的利用效率，使之为我们创造出愈加巨大的生产力，并在一定程度上维护了社会的和谐。工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。我国1993年的机器人装机台数约在1000台，仅占全世界的16%，显得无足轻重，其中，国产机器人所占比例更低。 目前我国的机器人总数虽然较少，但国内机器人市场需求却很大，并呈上升趋势。在国家"七五"和"八五"攻关以及"863"计划等的推动下，我国机器人技术已有较大发展。智能机器人的研究获得进展，在机器人技术型号、机器人应用工程和机器人基础技术研究等方面取得显著成绩，跟踪了国际高级机器人技术，缩短了与国际先进水平的差距。1993年，全国机器人装机台数比1991年翻了一番，相对增长率很大。 尽管有人对我国发展机器人技术尚存模糊认识，但是，越来越多的人已经认识到，高级机器人(包括工业机器人和智能机器人)是关键的自动化技术之一，是我国现代化建设必不可少的重要技术。这种高技术涉及柔性加工系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、智能制造系统(IMS)、柔性自动化(FA)和自动工厂(AF)等， 机器人是多学科交叉的产物，集成了运动学与动力学、机械设计与制造、计算机硬件与软件、控制与传感器、模式识别与人工智能等学科领域的先进理论与技术。同时，它又是一类典型的自动化机器，是专用自动机器、数控机器的延伸与发展。当前，社会需求和技术进步都对机器人向智能化发展提出了新的要求。 随着社会进步的步伐日益加快，对自动化的需求正在从制造业向工程、社会、生活等广泛领域扩展。原来在工厂结构化环境下工作的自动机器或工业机器人，适合于大规模、较少柔性和变动的生产环境，对智能程度并无过高要求，而在广泛领域内所需要的自动机器，则要满足不同的非结构环境下的不同需求，必须具有综合集成和自主的能力，向以技术集成为特征征的智能机器人发展。信息技术需要载体，用信息化改造传统工业和各行各业，最后都要落实到用自动机器去完成信息的物化，机器人就是其载体之一。而另一方面，信息技术的发展，特别是高性能计算机、通讯网络和电子器件、模式识别和信号处理、软件等技术的进展，又可促进机器人本身“智力”和“体质”的增强，为机器人向智能化、多样化发展创造条件，机器人技术与信息技术的这种互动发展在信息技术飞速发展的今天更为突出，这使机器人的高技术含量不断得到提升，始终处于高技术研究的前沿。 机器人由于本身具有无限的想象空间，历来是概念创新、技术创新的源泉，无论是在空间、水下、救灾、服务、医疗、娱乐……领域，都可根据需要设想出具有对应功能的智能机器人，而且这种想象空间由低到高，永无止境。当前，由于自动化的概念正在急速向广泛领域扩展，而信息技术的发展又极大地提高了机器人的智能程度，使这种想象空间的扩展有了需求和实现的可能，从而会更加激励围绕机器人的概念创新和技术创新，并蕴含着产生各种竞争前核心技术的可能性，从而必然是国际科技创新的重要竞争点。 机器人是多学科交叉的产物，但随着机器人应用环境和任务的复杂化，在非结构复杂环境下的信息综合与处理、针对复杂任务的规划和协调的难度和影响变得突出，需要采用信息反馈、优化控制、协调集成的理论、方法与技术去解决，控制学科在系统优化和综合集成方面的优势，将越来越在智能机器人中发挥主导作用。而智能机器人作为一种自动化系统，无论在理论与技术的覆盖面与前沿性、与各种先进信息技术的结合以及物理实现的多样性方面都是其它任何一类自动化系统所不能比拟的。因此，机器人在自动化科学技术中的代表性和地位将随着其应用范围的拓宽、所采用信息技术的更新和智能程度的提高，得到进一步的认可。 在机器人向智能化的发展中，多机器人协作系统是一类具有覆盖性的技术集成平台。如果说单个机器人的智能化还只是使个体的人变得更聪明，那么多机器人协作系统则不但要有一批聪明的人，还要求他们能有效地合作。所以它不仅反映了个体智能，而且反映了集体智能，是对人类社会生产活动的想象和创新探索。 多机器人协作系统有着广泛的应用背景，它与自动化向非制造领域的扩展有着密切的联系，由于应用环境转向非结构化，多移动机器人系统应能适应任务的变化以及环境的不确定性，必须具有高度的决策智能，因而，对多移动机器人协作的研究已不单纯是控制的协调，而是整个系统的协调与合作。在这里，多机器人系统的组织与控制方式在很大程度上决定了系统的有效性。多机器人协作系统还是实现分布式人工智能的典范。分布式人工智能的核心是把整个系统分成若干智能、自治的子系统，它们在物理和地理上分散，可独立地执行任务，同时又可通过通信交换信息，相互协调，从而同完成整体任务，这无疑对完成大规模和复的任务是富有吸引力的，因而很快在军事、信及其他应用领域得到了广泛重视。多机器协作系统正是这种理念的具体实现，其中每机器人都可看作是自主的智能体，这种多智体机器人系统MARS（Multi—AgentRoboticSystems）现已成为机器人学中一个新的研究热点。 多移动机器人系统由于具有移动功能，能在非结构环境下完成复杂任务，是多机器人协作系统中最具典型意义和应用前景、也是得到最广泛研究的一类系统。 体系结构是系统中机器人之间逻辑上和物理上的信息关系和控制关系，以及问题解能力的分布模式，它是多移动机器人协作行为的基础。一般地，多移动机器人协作系统的体系结构分为集中式（Centralized）和分式（Distributed）两种。集中式体系结构可用一个单一的主控机器人（Leader）来规划，该机器人具有关于系统活动的所有信息。而分布式体系结构则没有这样一个机器人，其中所有机器人相对于控制是平等的。尽管集中式体系结构可实现全局最优求解，但因考虑到不确定性影响，实际上人们更偏好分布式结构。近年采，在分布式体系结构中，为了克服机器人在实际环境中对环境建模的困难，，提高多移动机器人协作系统的鲁棒性和作业能力，一些学者采用了基于行为的反应式控制体力，一些学者采用了基于行为的反应式控制体系结构，将合作行为建立在一种反应模式上，加快了移动机器人对外界的响应，避免了复杂的推理，从而提高了系统的实时性。 感知是智能机器人行动的基础，包括“感觉”（传感）和“知道与理解”信息融合与利用）。在移动机器人中最主要的感知问题是定位和环境建模问题[7]o虽然已有里程计推算、基于视觉的路标识别、基于地图匹配的全局定位、陀螺导航、GPS等多种定位方法，但在未知非结构环境中，目前有GPS才能实现可实用的全局定位。但GPS同时受到精度、安全等因素的限制。如何借助机器人之间的配合提高定位和环境建模能力，是研究多移动机器人系统智能的重要内容。近年来，提出了多种环境地图建立与定位的同步处理方法[8]，其中环境建模与定位过程是相互伴随的，两者在彼此迭代的过程中逐步清晰化，但往往要求苛刻的环境条件。此外，在不少协作任务中只需要合作者间的相对位置信息，如编队及局部避碰等，因此基于传感器的局部定位也受到关注，机器人之间通过超声、红外、激光或视觉等传感器相互探测，然后通过统计、滤波等算法进行信息融合，由此得到系统中各机器人的相对位置。 我国在该领域的研究工作已经起步，在863计划、自然科学基金等资助下，经过多年的持续研究，国内已经有一批单位，在局部领域达到了较高的研究水平，实验研究情况也有了明显改善，但也遇到了诸多困难，尤其是在复杂系统控制与分布式智能领域的相关基础研究明显不足，缺乏强有力的理论和技术支持，而且大部分技术对环境的要求比较苛刻这诸多原因限制了多移动机器人系统的发展和向实用系统的转化面对真实世界的非结构化和动态特点，高适应性，、高柔性的协作理论、方法与技术将是今后的研究重点。

智能机械的发展及其应用论文题目

我觉得你写这方面的东西还是先了解下这行业，看下中安鼎辉的吧，参考下他们的案例，因为他们的MES功同时可以实现企业供应链LES(Logistics Execution System)、集团GES(Group Execution System)的构建和管理。衍生企业执行流程，全面提升企业的运行效率。并能从价值链的角度，去模拟企业价值链的价值活动，达到对价值链的全面关注和重点关注。还有IDM—智能数字制造系统代表了国内目前先进的制造执行行业的理念、发展趋势和技术能力。最大的特点就是能与企业供应链执行完美集成。应用了多种软件技术和先进的设计理念，不仅实现了层次模型的创新性设计，而且在二次架构的的灵活性和可扩展性上，在云计算和SOA(Service Oriented Architecture)的实际应用中，都表现出了强大的生命力。所以这方面经验足，有助于你写。

机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。 在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下 几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵 敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰 有着直接的关系。为了避免电干扰，目前 有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信 息传感器来说，目前主要发展非接触型检 测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、 信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连。为进一步发展机电一体 化，必须提高信息处理设备的可靠性，包 括模/数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性，进而提高处理速 度，并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。目前，正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据 传递的格式标准化、规格化。接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修， 而且可以简化设计。目前，技术人员正致 力于开发低成本、高速串行的接口，来解 决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕 器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为 了减少软件的研制成本，提高生产维修的 效率，要逐步推行软件标准化，包括程序 标准化、程序模块化、软件程序的固化、推 行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展，在结构、功能、操作和控制精度 上都有迅速提高，具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即 采用多C PU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计，即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、兼容性、符合接口标 准，能最大限度地提高用户的使用效益。 3、W O P技术和智能化。系统能提供 面向车间的编程技术和实现二、三维加工 过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊 控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也 加强了C N C系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制，即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力，并将刀具 破损检测、物料搬运、机械手等控制都集 成到系统中去。 6、系统的多级网络功能，加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机，加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合，而是全局动态最优综合。它 打破原有部门之间的界线，以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”，实现从经营 决策、产品开发、生产准备、生产实验到生 产经营管理的有机结合。企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化，各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统，主要由计算机、数控机床、机器人、料 盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。 它可以随机地、实时地、按量地按照装配 部门的要求，生产其能力范围内的任何工 件，特别适于多品种、中小批量、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人， 它们只能根据示教进行重复运动，对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性;第2代机器人带有各种先进的传感元 件，能获取作业环境和操作对象的简单信 息，通过计算机处理、分析，做出一定的判 断，对动作进行反馈控制，表现出低级智 能，已开始走向实用化;第3代机器人即智 能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂 的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独 立行动，与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状 和高新技术的发展动向，机电一体化将朝 着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自 动化的主要区别之一，也是21世纪机电 一体化的发展方向。近几年，处理器速度 的提高和微机的高性能化、传感器系统的 集成化与智能化为嵌入智能控制算法创 造了条件，有力地推动着机电一体化产品 向智能化方向发展。智能机电一体化产品 可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取 代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体 系结构进一步采用开放式和模式化的总 线结构。系统可以灵活组态，进行任意的 剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调 控制和综合管理。表现特征之二是通信功 能大大加强，一般除R S232等常用通信 方式外，实现远程及多系统通信联网需要 的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一 体化更加注重产品与人的关系，如何赋予 机电一体化产品以人的智能、情感、人性 显得越来越重要。机电一体化产品还可根 据一些生物体优良的构造研究某种新型 机体，使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微 机械技术、微电子技术和软件技术，是机 电一体化的一个新的发展方向。国外称微 电子机械系统的几何尺寸一般不超过 1cm 3，并正向微米、纳米级方向发展。由于 微机电一体化系统具有体积小、耗能小、 运动灵活等特点，可进入一般机械无法进 入的空间并易于进行精细操作，故在生物 医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国 防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利 用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在 实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个 发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由 于机电一体化产品种类和生产厂家繁多， 研制和开发具有标准机械接口、电气接 口、动力接口、信息接口的机电一体化产 品单元是一项复杂而重要的事，它需要制 订一系列标准，以便各部件、单元的匹配 和接口。机电一体化产品生产企业可利用 标准单元迅速开发新产品，同时也可以不 断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化 有重大影响，使其朝着网络化方向发展。 机电一体化产品的种类很多，面向网络的 方式也不同。由于网络的普及，基于网络 的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而 远程控制的终端设备本身就是机电一体 化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒 适的同时也使资源减少，生态环境受到严 重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化 是时代的趋势，其目标是使产品从设计、 制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极 小，资源利用率极高。机电一体化产品的 绿色化主要是指使用时不污染生态环境， 报废时能回收利用。绿色制造业是现代制 造业的可持续发展模式。 综上所述，机电一体化是众多科学技 术发展的结晶，是社会生产力发展到一定 阶段的必然要求。它促使机械工业发生战 略性的变革，使传统的机械设计方法和设 计概念发生着革命性的变化。大力发展新 一代机电一体化产品，不仅是改造传统机 械设备的要求，而且是推动机械产品更新 换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业 的必由之路。 参考文献: 1、李运华机电控制[M]北京航空航天大学出版社， 2、芮延年机电一体化系统设计[M]北京机械工业出版社， 3、王中杰，余章雄，柴天佑智能控制综述[J]基础自动化，2006(6) 4、章浩，张西良，周士冲机电一体化技术的发展与应用[J]农机化研究，2006(7) 5、梁俊彦，李玉翔机电一体化技术的发展及应用[J]科技资讯，2007(9)

题目：《关于未来机器人的畅想》如今，电脑和网络改变了人们的传统生活，电脑的运算和记忆储存能力使得我们的生活变得更加高效。但是电脑需要 我们去操作，他只能在我们的指令下做一些工作，机器人就不一样，他是一种能高度模仿人类行为的机器，十年后、二十年后，……未来的机器人会是什么样子？中间省略400字………………好了，我还是从畅想的梦中回来吧，我要好好学习，知识改变命运，科技实现中国梦，让我们一起努力吧！

人工智能及其发展应用论文

人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一。与一般的信息处理技术相比，人工智能技术在求解策略和处理手段上具有独到之处。“人工智能初步”模块介绍了人工智能的基本概念和人工智能领域内容易为高中学生所理解和掌握的部分内容，是选修模块。 通过本模块的学习，学生应能描述人工智能的基本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点；能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。本模块的教学应强调让学生体验若干典型人工智能技术的应用；要根据高中学生的知识基础和本校实际情况开展教学；要发现有特长的学生并对他们进行有针对性的教学。本模块对采用的人工智能语言与专家系统工具不作具体要求，可以根据实际情况自主选择。本模块由3个主题组成。 (一）知识及其表达1．内容标准（1）能描述人工智能的概念与基本特点；知道人工智能技术随着计算机硬、软件技术的进步和应用需求而发展的事实和客观规律。（2）列举人工智能的主要应用领域；通过演示或实际操作，体验人工智能的若干典型应用，知道其发展现状。例1 符号运算： 通过网站 在线执行符号运算软件Mathematica，进行多项式乘、除以及因式分解等代数运算。例2 模式识别：声音识别、指纹识别、签名识别等识别技术的应用越来越广泛。例3 机器证明：这是我国科学家做出过重要贡献的人工智能应用领域之一。例4 智能代理：该技术在网上信息检索、个性化服务等方面有着广泛的用途。（3）掌握知识的概念；学会知识表达的基本方法。例1 用产生式规则表达简单的“动物识别”知识。例2 将上述“动物识别”的产生式规则用“与/或图”来表达。例3 采用框架表达“天气预报”知识。2．活动建议（1）就下列话题展开讨论：利用符号运算软件能解决中学课程中的哪些问题？具有哪些优点？（2）对产生式规则、与/或图、框架等常用的知识表示方法的特点、适用场合进行比较。（3）人工智能的基本思想已经在许多领域中得到了应用，“在家里寻找外星人”（SETI@home）项目就是利用人工智能的分布计算思想的一个成功案例。该项目由美国行星学会和美国加州大学伯克利分校于1999年5月开始实施，它利用特定屏幕保护程序调用全球上网的个人计算机的闲置能力，分析世界上最大的射电望远镜获得的数据，帮助科学家探索外星生物。教师先向学生简单解释分布计算的基本思想以及SETI@home项目的社会意义，学生登录_html 网站了解或亲自参与该项目。通过该活动使学生知道人工智能领域中分布式计算的概念，了解SETI@home项目的具体内容，感受现代信息技术服务于人类文明的价值。 （二）推理与专家系统1．内容标准（1）演示或使用简单的产生式专家系统软件，感受用专家系统解决问题的基本过程；了解专家系统的基本结构。例 通过网站 在线执行“PC产品顾问”（Desktop PC Product Advisor）专家系统，为准备添置的个人电脑规划合理的硬软件配置。（2）通过实例分析，知道专家系统正向、反向推理的基本原理；会描述一种常用的不精确推理的基本过程。（3）了解专家系统解释机制的基本概念及其在专家系统中的重要作用。例 执行专家系统，分别使用“Why”和“How”命令，了解其解释过程。（4）了解专家系统外壳的概念；学会使用一个简易的专家系统外壳，并能用它开发简单的专家系统。例 在专家系统的开发过程中，通常采用“原型化”策略。2．活动建议（1）针对学生熟悉或感兴趣的一个分类问题，利用简易专家系统外壳开发一个简单的专家系统。例如，用于识别校园中植物的专家系统。（2）有人认为：“信息技术的应用已经经历了数值计算、数据处理、知识处理三个阶段，专家系统是知识处理阶段的典型代表。”在学习了专家系统的相关内容后，让学生从信息技术的应用对象、策略与方法等方面对上述三个阶段的特点进行比较。 （三）人工智能语言与问题求解1．内容标准（1）了解一种人工智能语言的基本数据结构和程序结构，掌握相关概念，知道人工智能语言的主要特征。例 浏览Prolog语言网站-/，考察它的实例程序。（2）初步学会使用该语言设计程序求解简单问题，并能够上机调试、执行相应的程序。例1 用匹配方法解决简单的查询问题。例2 用递归方法求解汉诺塔（Hanoi）问题。（3）了解状态空间的概念与方法，学会用该方法描述待求解的问题。例 “井字棋”问题。（4）通过简单博弈问题的分析，了解用盲目搜索技术进行状态空间搜索的基本过程，知道启发式搜索的基本思想及其优点。例 1996年，“深蓝”计算机向国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫挑战失败。1997年，“深蓝”的后嗣替“父”报仇，以5:5的总比分击败卡斯帕罗夫。事实上，“深蓝”序列计算机中存放了包括卡斯帕罗夫的所有比赛棋谱在内的近百年的棋谱历史记录，它的“智能”主要体现在对海量的实战棋谱所进行的启发式搜索上。2．活动建议（1）以小组为单位，对本模块教学中尚未涉及的人工智能应用问题展开调查，就它们的应用情况、工作过程、优点与局限性以及对人们生活和工作所产生的影响进行讨论与分析。（2）观看、阅读与人工智能相关的影视作品或文学作品，发挥自己的想象力，描述人工智能技术的应用前景，以班级网站或板报的方式展示和交流。顺祝你2015幸福快乐。

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