基于人工智能的機械遠程控制研究

陳迎浩

摘要：人工智能是機械電子工程領域發展的必然趨勢，加強二者的綜合利用有利于提高機械產品，特別是機械電子類產品的性能?？梢?，未來進一步加強對機械電子工程與人工智能間關系的研究，必將在促進機械工程產業自身健康、全面發展的同時，帶動其他學科領域的共同發展。

關鍵詞：人工智能、機械、遠程控制、研究

1人工智能概述

1.1人工智能簡介與發展

人工智能是研究和開發用于模擬、延伸人類智能的一種集理論、方法和技術于一體的新型綜合科學。人工智能的發展較早，且至今為止，其已經理過了以下四個發展階段：

（1）萌芽階段，人工智能的萌芽階段為17世紀中葉，自世界上第一部計算器被發明出后，人類便開始認識到人類智慧在機械電子產品中的重大作用。

（2）發展階段，“人工智能”一詞在上世紀五十年代被正式提出，此后，人工智能領域便進入了理論研究階段，主要集中在計算機視覺和機械人與專家系統方面的研究。

（3）挫折階段，在人工智能研究工作不斷推進的背景下，人們也開始發現人工智能在對人類思維進行模仿的過程中還存在著諸多方面的問題，例如，上世紀70年代前，科學發現的人工智能研究大都是建立在較為簡單的映射方法的基礎上，由此導致產品的人工智能化程度也處于驕傲地水平。

（4）二次發展階段，在人工智能領域取得初步成就后，我國隨即進入了人工智能領域的知識基礎發展階段，此階段，部分基于人工智能的機械電子工程理論也得到了良好的應用。

1.2人工智能特點

網絡信息時代的到來促使了人工智能技術在社會各項生產、生活領域的廣泛應用，就現階段而言，人工智能的特點集中體現在兩方面，分別為挑戰性和應用型。首先，人工智能是一門極富挑戰的學科，該領域的從事人員不僅需要對機械工程設計和計算機領域的知識予以較為全面的了解，而且還需要了解心理學、哲學等各個相關方面的知識，由此導致了其自身的挑戰性。其次，人工智能是一門應用性較強的學科。

2國內外遠程機械設計發展

2.1遠程設計的概念和意義

遠程設計即讓設計人員通過客戶端瀏覽器輸入設計參數，服務器自動進行計算和選擇，并根據確定的參數返回產品的規格或設計圖形。遠程設計技術是現代計算機技術、網絡技術和機械設計技術在工程設計上的應用，它縮短了產品的設計周期和節省了設計成本，真正意義上地釋放了工程技術人員。與傳統的機械設計相比，遠程設計具有以下優點：

（1）縮短產品的開發周期。

（2）避免重復開發。目前企業或個人進行的機械產品設計，大部分是自己根據需要來開發設計軟件，而不考慮是否有同類軟件在市場中存在或者將自己的研究成果在允許的情況下租賃或免費為他人使用等。這就形成了重復開發，浪費了大量的人力和物力。

2.2遠程設計的國內外研究現狀

（1）在國外，有關遠程協同設計的研究和應用起步較早，主要有：

①早在上世紀80年代中期，麻省理工學院學者就從事了這方面的研究，并首次提出計算機支持的協同工作的概念。

②20世紀9O年代中期，美國伯克利加州大學的集成制造實驗室在美國國家科學基金、美國國防先進制造計劃代理福特汽車公司的資助下開展了一個名為Cybercut的研究項目，建立了世界上第一個基于WWW的設計和制造系統。

③英國建立的Edinburgh Engineering Virtual Library網站，提供工程設計、制造需要的各種信息，在英國建立了基于Web的虛擬制造中心，為企業設計、分析、制造等提供服務，提高了企業特別是中小企業的市場競爭能力。

（2）在國內，有關這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：

①以西安交通大學潤滑理論與軸承研究所為主、國內多家企業和研究機構共同參與建立了國內第一個支持產品協同設計的網站一現代產品設計與研究開發網絡（www.chinamodemdesign.tom），旨在推進現代設計，主要提供設計知識的獲取，參加的單位還有清華大學、華中理工大學、機械科學研究院、上海交通大學、重慶大學等國內許多著名的高校和科研院所。

②清華大學精密儀器及機械系摩擦學國家重點實驗室開發出了基于Web的異地合作設計系統Cdesign，該系統采用了ClienVServeer構架，客戶與服務器之間通過VAW來完成。

③上海先進制造工程技術研究中心和上海飛機制造公司開發了一個基于Intemet/web的異地設計與制造系統，利用其進行跨企業、跨地域的協同產品設計與制造。

3遠程機械設計的技術研究

在計算機網絡技術的快速發展潮流中，逐步形成了以大型機器為中心的計算模式，以服務器為中心的計算模式、客戶機/服務器計算模式，及隨Web技術發展起來的瀏覽器/服務器計算模式。

3.1B/S模式優點

（1）跨平臺性。B/S模式的系統客戶端對軟、硬件的要求低，全面解決了跨平臺的問題。

（2）而B/S模式的客戶端界面風格可不統一，完全不存在系統的移植性的問題，而且使用起來相對簡單。

（3）易于管理和維護。C/S模式的系統針對不同的客戶端需開發不同的應用程序，工作量很大。如果系統要進行修改或升級，則要對客戶端上的應用程序一并進行修改，因為工作重復性大，管理與維護成本相對較高。而B/S模式，應用軟件集中在服務器端的開發和管理，應用系統進行升級時，只需更新服務器端的軟件，因此大大減少了系統維護與升級的成本與工作量。

3.2遠程機械設計系統的支撐技術

基于Web的遠程機械設計是一項包括Web技術、現代機械設計技術、數據庫技術等多學科多功能的綜合活動。

（1）計算機網絡技術。遠程機械設計是以計算機網絡為基礎的，計算機網絡是遠程機械設計系統的運行平臺。所有的設計過程中的信息都要通過網絡來傳遞，網絡的穩定性決定了遠程機械設計系統的質量，也是實現遠程機械設計的關鍵技術之一。

（2）機械科學技術。機械科學的理論是遠程機械設計的基礎前提，沒有機械科學的理論，遠程機械設計無法進行，因此比較加強機械科學的理論的研究。

（3）數據庫技術?；赪eb的遠程機械設計過程中需要用到數據庫中的許多信息，如設計過程中用到的參數、圖表數據等。這些信息的存儲和管理均要數據庫作為支持。數據庫技術是遠程機械設計系統的核心技術。同時，知識庫可以實現知識復雜問題的求解評價和建議，可有效地進行智能推理來進行優化設計。

結束語：對于一個機械設計人員來說，在產品設計過程中經常會遇到一些機構設計分析、機械強度分析等問題，需要不斷地查找設計手冊并進行校核計算，如能將機械設計手冊建立成Web數據庫，放在Internet上的話，當設計人員在產品設計過程中遇到問題時，就可以將已知參數提交給服務器，服務器經過分析計算和數據庫查詢，將結果返回給用戶。

參考文獻：

[1]田海湧.關于機械電子工程與人工智能的相關性分析[J].電子技術與軟件工程，2014（11）：104-105.