張道配

1 引言

迄今為止，人類歷史上發(fā)生四次工業(yè)革命，無不影響我們的日常生活及其國家的發(fā)展。始于18 世紀(jì) 60 年代發(fā)生的工業(yè) 1.0革命也稱第一次工業(yè)革命，是以發(fā)明蒸汽機為主要標(biāo)志的蒸汽時代；始于20 世紀(jì)初發(fā)生的工業(yè)2.0革命也稱第二次工業(yè)革命，是以發(fā)明電為動力的電氣時代；始于20 世紀(jì) 70 時代早期發(fā)生的工業(yè)革命3.0也稱第三次工業(yè)革命，是以發(fā)明信息和電子技術(shù)相結(jié)合的電子信息時代；目前發(fā)生及我們所能感受到的的工業(yè)4.0革命也稱第四次工業(yè)革命，是以充分利用數(shù)據(jù)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、機器學(xué)習(xí)技術(shù)等多個領(lǐng)域技術(shù)為主要標(biāo)志的現(xiàn)代信息技術(shù)時代，亦是我們目前比較流行的智能制造時代[1]。

作為其它發(fā)達(dá)國家，比如說美國、德國、日本、英國、韓國，都已經(jīng)紛紛采取積極的措施力爭搶占智能制造的制高點。這些發(fā)達(dá)國家也都將智能制造行業(yè)納入國家發(fā)展戰(zhàn)略的層面，積極采取措施實施智能制造戰(zhàn)略。

2人工智能與智能制造簡述

智能制造的內(nèi)涵其中一種解釋就是中國科技部組織在2012 年的《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》指出的：智能制造是面向生產(chǎn)產(chǎn)品的生命全周期，在利用信息化技術(shù)制造產(chǎn)品中的泛在感知。智能制造技術(shù)其實是集現(xiàn)代傳感器、計算機網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)的自動化、擬人化等先進(jìn)智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，以智能化感知人、機、環(huán)、料、法、測綜合交互的技術(shù)。

人工智能技術(shù)是一門研究人與計算機控制的新興學(xué)科，主要目的就是在計算機上輸入一些預(yù)先設(shè)定好的程序從而讓計算機完成預(yù)定的行為及其思維的過程。比如計算機模擬人的計算能力、模擬人的駕駛車輛的的能力（無人駕駛車技術(shù)的廣泛應(yīng)用）、模擬人的思考能力（人的邏輯推理能力）等等。人工智能技術(shù)不僅僅是單純的一門學(xué)科，它其實幾乎涵蓋社會科學(xué)學(xué)科與自然科學(xué)學(xué)科中的所有學(xué)科，并與學(xué)科相互促進(jìn)，以達(dá)到相互之間更快、更好的融合發(fā)展。

智能制造系統(tǒng)可以抽象智能系統(tǒng)全局抽象模型，若是將模型進(jìn)行更進(jìn)一步的剖析仍然是另一種更具有全局行、更具有深刻性的新型智能制造系統(tǒng)模型[2]。

若將智能制造系統(tǒng)全局模型做進(jìn)一步的深刻剖析即可得到智能制造系統(tǒng)的原理模型，深刻闡述“客體/環(huán)境”如何激發(fā)“主體”智能行為。揭示人工智能的工作機理，也就是人工智能的工作內(nèi)涵。人工智能與智能制造之間的內(nèi)在關(guān)系.

從文獻(xiàn)中可以得知：智能制造系統(tǒng)并不是嚴(yán)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，人工智能都是為了完成某項共同的任務(wù)而產(chǎn)生的分工不同，三者是有機的統(tǒng)一整體，從總體上來說人確實處于主導(dǎo)地位，這是人的本質(zhì)所決定的。智能制造的內(nèi)涵就是具有全部制造的特性之外，同時還具有制造資源向生產(chǎn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的這一鮮明特征。不可否認(rèn)的一點便是人工智能在生產(chǎn)制造中的任何場所的應(yīng)用都屬于智能制造的范疇，它就是智能制造的具體實現(xiàn)步驟，具體實施措施，人工智能就是智能制造在不同范圍內(nèi)、不同層次內(nèi)的實現(xiàn)方式。人工智能只是智能制造中的一個節(jié)點而已，如同人類專家同樣是智能制造中的一個節(jié)點一樣，智能制造與人工智能的簡單邏輯關(guān)系。

3 人工智能理論

人工智能理論目前主要有：專家系統(tǒng)、模式識別、自動程序設(shè)計、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器人學(xué)等理論[3]。

3.1 結(jié)構(gòu)模擬方法

“結(jié)構(gòu)模擬”方法是將人工智能定位在人類大腦的大腦皮層，模擬人的大腦各個區(qū)域的功能及其職責(zé)，持有這種觀點的人認(rèn)為只要人類能夠模擬出大腦皮層的各個結(jié)構(gòu)組織，人工智能就將成功。人的大腦皮層結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜并非簡簡單單的邏輯關(guān)系所能決定的，它需要人類長期進(jìn)行更深入的研究及其探索，為早日實現(xiàn)人工智能做好準(zhǔn)備。

3.2 功能模擬方法

功能模擬方法是上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的，持有功能模擬方法的人認(rèn)為人類大腦的功能和計算機的功能在某些特定領(lǐng)域內(nèi)是等效的，這種等效稱為物理符號假設(shè)等效。據(jù)此計算機可以用來模擬人類大腦功能的功效（主要是指人類的邏輯思維表達(dá)），其實就是計算機的程序自動編寫問題。這種方法的后來演化為在專門領(lǐng)域內(nèi)知識支持即我們所稱的專家系統(tǒng)，專家與用戶之間的問題及其解決方案形成程序輸入計算機中，經(jīng)過大量數(shù)據(jù)的積累形成一定的數(shù)據(jù)庫，計算機在遇到類似問題時通過邏輯思維及其推算調(diào)用知識庫中的問題及解決方案從而快速準(zhǔn)確的處理問題.

3.3 行為模擬方法

于上世紀(jì)90年代開始的行為模擬方法，行為應(yīng)對這種問題的模擬方法就是當(dāng)系統(tǒng)受到外來刺激的時候，計算機系統(tǒng)能夠產(chǎn)生類似于人的正當(dāng)應(yīng)對問題的能力也就是人類感知-動作的基本原理。行為模擬方法的感知-動作系統(tǒng)原理模型。

4 人工智能主要應(yīng)用領(lǐng)域

目前人工智能主要應(yīng)用在專家系統(tǒng)、模式識別、自動程序設(shè)計、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器人學(xué)等領(lǐng)域[4]。

4.1 專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)其實是一個計算機系統(tǒng)智能化的結(jié)果， 類似于人類專家系統(tǒng)，專家與用戶之間的問題及其解決方案形成程序輸入計算機中，經(jīng)過大量數(shù)據(jù)的積累形成一定的數(shù)據(jù)庫，計算機在遇到類似問題時通過邏輯思維及其推算調(diào)用知識庫中的問題及解決方案從而快速準(zhǔn)確的處理問題，典型的專家系統(tǒng)模型如圖7所示。專家系統(tǒng)是人工智能中最活躍同時也是最重要的一個應(yīng)用領(lǐng)域，專家系統(tǒng)是將人工智能從理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用的杰出典型。專家系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在教育、醫(yī)學(xué)、檢查等眾多領(lǐng)域，將專家系統(tǒng)應(yīng)在實際領(lǐng)域內(nèi)的成功典型案列都帶來了非常可觀的經(jīng)濟效益。

4.2 模式識別

模式識別是指對表征事物或現(xiàn)象的各種數(shù)值、文字或者邏輯關(guān)系進(jìn)行處理和分析，以對事物或現(xiàn)象進(jìn)行辨認(rèn)、描述、解釋和分類的過程，是人工智能的重要組成部分?，F(xiàn)在模式識別已經(jīng)廣泛應(yīng)用在偵破刑事案件以及多國語相互翻譯上面。

4.3 自動程序設(shè)計

自動程序設(shè)計是要求計算機能夠自己根據(jù)不同目標(biāo)來自動編寫計算機代碼的，并要求既可以用高級語言編程也可以用英語描述算法。自動程序設(shè)計已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在流水線控制及其軟件工程領(lǐng)域。自動程序設(shè)計流程。

4.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

20世紀(jì)80年代興起的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能網(wǎng)絡(luò)是從從信息處理角度來研究，它是對人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，建立簡單神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，按不同的內(nèi)在邏輯連接方式組成不同的物理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。典型的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

4.5 機器人學(xué)

由于科學(xué)的發(fā)展、人類的進(jìn)步，日益增長的錯中復(fù)雜的問題，如海洋的開發(fā)、太空環(huán)境的需要，人類無法做到，因此機器人學(xué)應(yīng)運而生。機器人學(xué)科是一門極其復(fù)雜的學(xué)科除傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)外，還需要研究各種各樣的傳感器技術(shù)比如聽覺傳感器、視覺傳感器、觸覺傳感器等等，還需要研究機器人語言學(xué)科及其智能控制軟件。很值得慶幸的是各國都在投入大量的人力物力財力進(jìn)行研究與開發(fā)。

5結(jié)論

本文全面綜述了人工智能及其智能制造的發(fā)展過程、理論研究、應(yīng)用領(lǐng)域及其展望，為人工智能技術(shù)及其智能制造技術(shù)提供寬廣、深厚的技術(shù)及其實踐基礎(chǔ)，并將有力促進(jìn)人工智能及其智能制造的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 李金華. 德國“工業(yè) 4.0”與“中國制造 2025”的比較及啟示[J]. 中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報 （社會科學(xué)版）， 2015， 15（5）：71-79.

[4] 鄒蕾 ， 張先鋒 . 人工智能及其發(fā)展應(yīng)用 [J]. 信息網(wǎng)絡(luò)安全 ，2012（2）：11-13.