智能制造及其人工智能的概述

1 引言

迄今为止，人类历史上发生四次工业革命，无不影响我们的日常生活及其国家的发展。始于18 世纪 60 年代发生的工业 1.0革命也称第一次工业革命，是以发明蒸汽机为主要标志的蒸汽时代；始于20 世纪初发生的工业2.0革命也称第二次工业革命，是以发明电为动力的电气时代；始于20 世纪 70 时代早期发生的工业革命3.0也称第三次工业革命，是以发明信息和电子技术相结合的电子信息时代；目前发生及我们所能感受到的的工业4.0革命也称第四次工业革命，是以充分利用数据技术、无线网络技术、嵌入式技术、机器学习技术等多个领域技术为主要标志的现代信息技术时代，亦是我们目前比较流行的智能制造时代[1]。

作为其它发达国家，比如说美国、德国、日本、英国、韩国，都已经纷纷采取积极的措施力争抢占智能制造的制高点。这些发达国家也都将智能制造行业纳入国家发展战略的层面，积极采取措施实施智能制造战略。

2人工智能与智能制造简述

智能制造的内涵其中一种解释就是中国科技部组织在2012 年的《智能制造科技发展“十二五”专项规划》指出的：智能制造是面向生产产品的生命全周期，在利用信息化技术制造产品中的泛在感知。智能制造技术其实是集现代传感器、计算机网络、生产的自动化、拟人化等先进智能制造技术的基础上，以智能化感知人、机、环、料、法、测综合交互的技术。

人工智能技术是一门研究人与计算机控制的新兴学科，主要目的就是在计算机上输入一些预先设定好的程序从而让计算机完成预定的行为及其思维的过程。比如计算机模拟人的计算能力、模拟人的驾驶车辆的的能力（无人驾驶车技术的广泛应用）、模拟人的思考能力（人的逻辑推理能力）等等。人工智能技术不仅仅是单纯的一门学科，它其实几乎涵盖社会科学学科与自然科学学科中的所有学科，并与学科相互促进，以达到相互之间更快、更好的融合发展。

智能制造系统可以抽象智能系统全局抽象模型，若是将模型进行更进一步的剖析仍然是另一种更具有全局行、更具有深刻性的新型智能制造系统模型[2]。

若将智能制造系统全局模型做进一步的深刻剖析即可得到智能制造系统的原理模型，深刻阐述“客体/环境”如何激发“主体”智能行为。揭示人工智能的工作机理，也就是人工智能的工作内涵。人工智能与智能制造之间的内在关系.

从文献中可以得知：智能制造系统并不是严格上的追求用人工智能取代人在智能制造中的地位，相反人，智能制造，人工智能都是为了完成某项共同的任务而产生的分工不同，三者是有机的统一整体，从总体上来说人确实处于主导地位，这是人的本质所决定的。智能制造的内涵就是具有全部制造的特性之外，同时还具有制造资源向生产产品转化的这一鲜明特征。不可否认的一点便是人工智能在生产制造中的任何场所的应用都属于智能制造的范畴，它就是智能制造的具体实现步骤，具体实施措施，人工智能就是智能制造在不同范围内、不同层次内的实现方式。人工智能只是智能制造中的一个节点而已，如同人类专家同样是智能制造中的一个节点一样，智能制造与人工智能的简单逻辑关系。

3 人工智能理论

人工智能理论目前主要有：专家系统、模式识别、自动程序设计、人工神经网络、机器人学等理论[3]。

3.1 结构模拟方法

“结构模拟”方法是將人工智能定位在人类大脑的大脑皮层，模拟人的大脑各个区域的功能及其职责，持有这种观点的人认为只要人类能够模拟出大脑皮层的各个结构组织，人工智能就將成功。人的大脑皮层结构错综复杂并非简简单单的逻辑关系所能决定的，它需要人类长期进行更深入的研究及其探索，为早日实现人工智能做好准备。

3.2 功能模拟方法

功能模拟方法是上世纪50年代出现的，持有功能模拟方法的人认为人类大脑的功能和计算机的功能在某些特定领域内是等效的，这种等效称为物理符号假设等效。据此计算机可以用来模拟人类大脑功能的功效（主要是指人类的逻辑思维表达），其实就是计算机的程序自动编写问题。这种方法的后来演化为在专门领域内知识支持即我们所称的专家系统，专家与用户之间的问题及其解决方案形成程序输入计算机中，经过大量数据的积累形成一定的数据库，计算机在遇到类似问题时通过逻辑思维及其推算调用知识库中的问题及解决方案从而快速准确的处理问题.

3.3 行为模拟方法

于上世纪90年代开始的行为模拟方法，行为应对这种问题的模拟方法就是当系统受到外来刺激的时候，计算机系统能够产生类似于人的正当应对问题的能力也就是人类感知-动作的基本原理。行为模拟方法的感知-动作系统原理模型。

4 人工智能主要应用领域

目前人工智能主要应用在专家系统、模式识别、自动程序设计、人工神经网络、机器人学等领域[4]。

4.1 专家系统

专家系统其实是一个计算机系统智能化的结果， 类似于人类专家系统，专家与用户之间的问题及其解决方案形成程序输入计算机中，经过大量数据的积累形成一定的数据库，计算机在遇到类似问题时通过逻辑思维及其推算调用知识库中的问题及解决方案从而快速准确的处理问题，典型的专家系统模型如图7所示。专家系统是人工智能中最活跃同时也是最重要的一个应用领域，专家系统是将人工智能从理论研究向实际应用的杰出典型。专家系统广泛应用在教育、医学、检查等众多领域，将专家系统应在实际领域内的成功典型案列都带来了非常可观的经济效益。

4.2 模式识别

模式识别是指对表征事物或现象的各种数值、文字或者逻辑关系进行处理和分析，以对事物或现象进行辨认、描述、解释和分类的过程，是人工智能的重要组成部分。现在模式识别已经广泛应用在侦破刑事案件以及多国语相互翻译上面。

4.3 自動程序设计

自动程序设计是要求计算机能够自己根据不同目标来自动编写计算机代码的，并要求既可以用高级语言编程也可以用英语描述算法。自动程序设计已经广泛的应用在流水线控制及其软件工程领域。自动程序设计流程。

4.4 人工神经网络

20世纪80年代兴起的人工神经网络，人工智能网络是从从信息处理角度来研究，它是对人脑神经元网络进行抽象，建立简单神经网络模型，按不同的内在逻辑连接方式组成不同的物理神经网络。典型的人工神经网络。

4.5 机器人学

由于科学的发展、人类的进步，日益增长的错中复杂的问题，如海洋的开发、太空环境的需要，人类无法做到，因此机器人学应运而生。机器人学科是一门极其复杂的学科除传统的机械系统及其控制系统外，还需要研究各种各样的传感器技术比如听觉传感器、视觉传感器、触觉传感器等等，还需要研究机器人语言学科及其智能控制软件。很值得庆幸的是各国都在投入大量的人力物力财力进行研究与开发。

5结论

本文全面综述了人工智能及其智能制造的发展过程、理论研究、应用领域及其展望，为人工智能技术及其智能制造技术提供宽广、深厚的技术及其实践基础，并将有力促进人工智能及其智能制造的迅速发展与广泛应用。

参考文献：

[1] 黄闪闪.科学辩护的辩护 ：从人工智能中的溯因推理看[J].自然辩证法研究，2016，（1）.

[2] 尹行 . 浅析计算机人工智能技术的发展与应用 [J]. 科技视界 ，2015，15：130+228.

[3] 李金华. 德国“工业 4.0”与“中国制造 2025”的比较及启示[J]. 中国地质大学学报 （社会科学版）， 2015， 15（5）：71-79.

[4] 邹蕾 ， 张先锋 . 人工智能及其发展应用 [J]. 信息网络安全 ，2012（2）：11-13.

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