基于人工智能的机械远程控制研究

陈迎浩

摘要：人工智能是机械电子工程领域发展的必然趋势，加强二者的综合利用有利于提高机械产品，特别是机械电子类产品的性能。可见，未来进一步加强对机械电子工程与人工智能间关系的研究，必将在促进机械工程产业自身健康、全面发展的同时，带动其他学科领域的共同发展。

关键词：人工智能、机械、远程控制、研究

1人工智能概述

1.1人工智能简介与发展

人工智能是研究和开发用于模拟、延伸人类智能的一种集理论、方法和技术于一体的新型综合科学。人工智能的发展较早，且至今为止，其已经理过了以下四个发展阶段：

（1）萌芽阶段，人工智能的萌芽阶段为17世纪中叶，自世界上第一部计算器被发明出后，人类便开始认识到人类智慧在机械电子产品中的重大作用。

（2）发展阶段，“人工智能”一词在上世纪五十年代被正式提出，此后，人工智能领域便进入了理论研究阶段，主要集中在计算机视觉和机械人与专家系统方面的研究。

（3）挫折阶段，在人工智能研究工作不断推进的背景下，人们也开始发现人工智能在对人类思维进行模仿的过程中还存在着诸多方面的问题，例如，上世纪70年代前，科学发现的人工智能研究大都是建立在较为简单的映射方法的基础上，由此导致产品的人工智能化程度也处于骄傲地水平。

（4）二次发展阶段，在人工智能领域取得初步成就后，我国随即进入了人工智能领域的知识基础发展阶段，此阶段，部分基于人工智能的机械电子工程理论也得到了良好的应用。

1.2人工智能特点

网络信息时代的到来促使了人工智能技术在社会各项生产、生活领域的广泛应用，就现阶段而言，人工智能的特点集中体现在两方面，分别为挑战性和应用型。首先，人工智能是一门极富挑战的学科，该领域的从事人员不仅需要对机械工程设计和计算机领域的知识予以较为全面的了解，而且还需要了解心理学、哲学等各个相关方面的知识，由此导致了其自身的挑战性。其次，人工智能是一门应用性较强的学科。

2国内外远程机械设计发展

2.1远程设计的概念和意义

远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数，服务器自动进行计算和选择，并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：

（1）缩短产品的开发周期。

（2）避免重复开发。目前企业或个人进行的机械产品设计，大部分是自己根据需要来开发设计软件，而不考虑是否有同类软件在市场中存在或者将自己的研究成果在允许的情况下租赁或免费为他人使用等。这就形成了重复开发，浪费了大量的人力和物力。

2.2远程设计的国内外研究现状

（1）在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，主要有：

①早在上世紀80年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并首次提出计算机支持的协同工作的概念。

②20世纪9O年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划代理福特汽车公司的资助下开展了一个名为Cybercut的研究项目，建立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。

③英国建立的Edinburgh Engineering Virtual Library网站，提供工程设计、制造需要的各种信息，在英国建立了基于Web的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供服务，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。

（2）在国内，有关这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以西安交通大学润滑理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站一现代产品设计与研究开发网络（www.chinamodemdesign.tom），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。

②清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统Cdesign，该系统采用了ClienVServeer构架，客户与服务器之间通过VAW来完成。

③上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于Intemet/web的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。

3远程机械设计的技术研究

在计算机网络技术的快速发展潮流中，逐步形成了以大型机器为中心的计算模式，以服务器为中心的计算模式、客户机/服务器计算模式，及随Web技术发展起来的浏览器/服务器计算模式。

3.1B/S模式优点

（1）跨平台性。B/S模式的系统客户端对软、硬件的要求低，全面解决了跨平台的问题。

（2）而B/S模式的客户端界面风格可不统一，完全不存在系统的移植性的问题，而且使用起来相对简单。

（3）易于管理和维护。C/S模式的系统针对不同的客户端需开发不同的应用程序，工作量很大。如果系统要进行修改或升级，则要对客户端上的应用程序一并进行修改，因为工作重复性大，管理与维护成本相对较高。而B/S模式，应用软件集中在服务器端的开发和管理，应用系统进行升级时，只需更新服务器端的软件，因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。

3.2远程机械设计系统的支撑技术

基于Web的远程机械设计是一项包括Web技术、现代机械设计技术、数据库技术等多学科多功能的综合活动。

（1）计算机网络技术。远程机械设计是以计算机网络为基础的，计算机网络是远程机械设计系统的运行平台。所有的设计过程中的信息都要通过网络来传递，网络的稳定性决定了远程机械设计系统的质量，也是实现远程机械设计的关键技术之一。

（2）机械科学技术。机械科学的理论是远程机械设计的基础前提，没有机械科学的理论，远程机械设计无法进行，因此比较加强机械科学的理论的研究。

（3）数据库技术。基于Web的远程机械设计过程中需要用到数据库中的许多信息，如设计过程中用到的参数、图表数据等。这些信息的存储和管理均要数据库作为支持。数据库技术是远程机械设计系统的核心技术。同时，知识库可以实现知识复杂问题的求解评价和建议，可有效地进行智能推理来进行优化设计。

结束语：对于一个机械设计人员来说，在产品设计过程中经常会遇到一些机构设计分析、机械强度分析等问题，需要不断地查找设计手册并进行校核计算，如能将机械设计手册建立成Web数据库，放在Internet上的话，当设计人员在产品设计过程中遇到问题时，就可以将已知参数提交给服务器，服务器经过分析计算和数据库查询，将结果返回给用户。

参考文献：

[1]田海湧.关于机械电子工程与人工智能的相关性分析[J].电子技术与软件工程，2014（11）：104-105.