智能制造裝備與集成 課件 03 智能制造關鍵技術

高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成智能制造裝備與集成INTELLIGENTMANUFACTURINGEQUIPMENTANDINTEGRATION高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1智能制造的技術體系3.2工業(yè)物聯(lián)網3.3大數據3.4云計算3.5人工智能3.6虛擬現(xiàn)實第三章智能制造關鍵技術高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1智能制造的技術體系

智能制造技術：在數字化、自動化裝置及系統(tǒng)應用的基礎上，將人工智能引入到制造過程中，形成以存儲、計算、邏輯、推理為特征的機器智能所驅動的產品制造技術。智能制造技術是現(xiàn)代制造技術、人工智能技術與計算機科學發(fā)展的必然結果，也是三者結合的產物。3.1.1智能制造技術的發(fā)展高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1.2智能制造技術的特征智能制造技術是智能技術與制造技術不斷融合、發(fā)展和應用的結果。其主要特征如下：智能感知；智能決策；智能學習；智能診斷；智能優(yōu)化。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.1.3智能制造的關鍵技術智能制造的關鍵技術主要分為：計算機技術、信息技術、工業(yè)電子技術、工業(yè)制造技術。計算機技術在軟件方面的應用是實現(xiàn)智能制造的核心與基礎，這些軟件主要有計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工藝(CAPP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等。信息技術是智能制造的基礎與支撐，新一代信息技術包括人工智能、物聯(lián)網、大數據、云計算、虛擬現(xiàn)實技術等。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成工業(yè)電子技術集成了傳感、計算和通信三大技術，為智能制造構建了一個智能化、網絡化的信息物理系統(tǒng)。它包括現(xiàn)代傳感技術、射頻識別技術、制造物聯(lián)技術，以及現(xiàn)在廣泛應用的定時定位技術等。工業(yè)制造技術是實現(xiàn)制造業(yè)快速、高效、高質量生產的關鍵。主要包括高端數控加工技術、機器人技術、滿足極限工作環(huán)境與特殊工作需求的智能材料生產技術、基于3D打印的智能成型技術等。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2工業(yè)物聯(lián)網3.2.1物聯(lián)網概述物聯(lián)網(InternetofThings，IoT),可以認為是指通過信息傳感設備，將物體與互聯(lián)網之間相互鏈接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡技術。物聯(lián)網的三個主要特征：全面感知可靠傳遞智能處理高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成按功能可將物聯(lián)網分為三層:感知層、網絡層和應用層。從物聯(lián)網基礎技術來看，它主要包括兩方面的內容:現(xiàn)代傳感器技術，將所有物品通過相應的傳感器和射頻識別(RadioFrequencyIdentification,RFID)將感知的各種信息變成可以識別的電信號;網絡連接技術，在此技術基礎上擴展網絡應用，延伸到所有可能的物體和物體之間的通信和信息交換。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.2現(xiàn)代傳感技術1.基本概念

無線傳感器網絡(WirelessSensorNetwork，WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量微型而又廉價的傳感器節(jié)點通過無線通信方式組成的一個多跳的具有自組織特性的網絡系統(tǒng)，其目的是將覆蓋區(qū)域中的感知對象的信息進行感知、采集和處理，并最終發(fā)送給觀測者，WSN結構如圖3-1所示。圖3-1WSN結構

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傳感器(Sensor)是由敏感元件和轉換元件組成的一種監(jiān)測裝置,它可以感受到被監(jiān)測對象的溫度、濕度等信息，并按照一定規(guī)律變換為電信號或者其他所需形式輸出，以滿足信息的傳遞、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器、感知對象和觀測者共同構成了WSN的三個必不可少的要素。WSN因具有低成本、低功耗、自組網、分布式監(jiān)測、不需要固定通信設施支持等五大優(yōu)點，可廣泛應用于各行各業(yè)。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.發(fā)展歷史從1978年開始，WSN歷經多年的發(fā)展主要經歷了以下四個階段:第一階段:也稱第一代傳感器網絡，初步實現(xiàn)了信息的單向傳遞。第二階段:也稱第二代傳感器網絡，相對于第一代監(jiān)測系統(tǒng)有了顯著的綜合能力。第三階段:也稱第三代傳感器網絡，傳感器網絡進入到局部監(jiān)測的階段。第四階段:也稱第四代傳感器網絡，即WSN階段，目前正處于研究開發(fā)和快速增長期。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.應用領域

WSN由于其具有高監(jiān)測精度、高容錯性、覆蓋區(qū)域大、可遠程監(jiān)控等優(yōu)點。因此被廣泛應用于以下幾個方面：軍事領域環(huán)境監(jiān)測和預報精準農業(yè)智能交通醫(yī)療護理工業(yè)方面的應用空間探索高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.3射頻識別技術1.基本概念

射頻識別技術(RFID)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。

目前，RFID技術最廣泛的應用是各類RFID標簽和卡的讀寫和管理。2.RFID的組成

典型的RFID系統(tǒng)由RFID標簽(Tag)、RFID閱讀器(Reader)、天線(Antenna)、計算機四部分組成，如圖3-2所示。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成圖3-2RFID系統(tǒng)圖

RFID標簽是RFID系統(tǒng)真正的數據載體，用以標識目標對象。RFID閱讀器是讀取(或寫入)標簽信息的設備。天線是將RFID標簽的數據信息傳遞給閱讀器的設備。計算機用作后臺控制系統(tǒng)。通常將電子標簽、閱讀器和天線三者稱為前端數據采集系統(tǒng)。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.RFID的分類RFID系統(tǒng)按電子標簽的供電方式可以按照有源標簽、無源標簽和半有源標簽來劃分。RFID系統(tǒng)按電子標簽的工作方式可分為主動式、半主動式和被動式三種。RFID系統(tǒng)按工作頻率可以分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波(MF)四種。表3-1為RFID使用頻段對照表。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成表3-1RFID使用頻段對照表

技術簡單較高通信速度通信速率低受金屬材料影響車輛防盜超高速（UHF）433MHz技術復雜高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成4.RFID的基本工作原理

電子標簽進入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息(即無源標簽或被動標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(即有源標簽或主動標簽)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數據處理。

發(fā)生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種,分別是電感耦合方式(磁耦合)和電磁反向散射耦合方式(電磁場耦合)兩大類。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成5.RFID的特征通過電磁耦合方式實現(xiàn)的非接觸自動識別技術。需要利用無線電頻率資源，并且須遵守無線電頻率使用的眾多規(guī)范。由于存放的識別信息是數字化的，因此通過編碼技術可以方便實現(xiàn)多種應用。可以方便地進行組合建網，以完成多種規(guī)模的系統(tǒng)應用。涉及計算機、無線數字通信、集成電路、電磁場等眾多學科。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.4機器視覺技術1.機器視覺的定義

機器視覺是指用計算機實現(xiàn)人的視覺功能，也就是用計算機來實現(xiàn)對客觀的三維世界的識別，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。

優(yōu)點是測量快速、準確、可靠，產品生產的安全性高，工人的勞動強度低，可實現(xiàn)高效、安全生產和自動化管理。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.機器視覺系統(tǒng)的構成

機器視覺系統(tǒng)主要由圖像采集單元、圖像信息處理與識別單元、結果顯示單元和視覺系統(tǒng)控制單元組成。視覺系統(tǒng)控制單元根據判定結論控制現(xiàn)場設備，實現(xiàn)對目標對象的相應控制操作。圖像采集單元獲取被測目標對象的圖像信息，并傳送給圖像信息處理與識別單元。圖像信息處理與識別單元提取出目標對象的相關特征，并將其判定結論提供給視覺系統(tǒng)控制單元。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.5網絡連接技術

無線網絡指可以不通過電纜或電線，而是利用無線電技術、紅外等傳輸技術將數據從一個設備傳輸到另一個設備的網絡。1.Wi-Fi

Wi-Fi是WLAN的主要技術之一，網絡總體架構主要由無線接入網、數據網和支持網構成。Wi-Fi與有線接入技術相比，其特點和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：覆蓋范圍廣、傳輸速率快；建設方便；投資經濟性；健康安全。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.ZigBee

ZigBee

是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據傳輸速率、低成本的雙向無線通信技術。

ZigBee

的技術特點：低功耗；低成本；短時延；網絡容量大；數據傳輸可靠；安全性高。Wi-Fi技術與ZigBee技術性能比較見表3-2。表3-2Wi-Fi技術與ZigBee技術性能比較

高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.2.6物聯(lián)網的應用

物聯(lián)網作為一項前沿技術，已經逐步融入生產生活的多個應用場景。近年來，物聯(lián)網開始廣泛應用于交通、物流、家居、醫(yī)療健康等領域。物聯(lián)網技術在日常生活中的應用案例如下：應用RFID技術于電子收費系統(tǒng)應用WSN技術于智能家居高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3大數據3.3.1大數據概述1.基本概念

大數據技術是一系列面向海量數據進行采集、存儲、計算與分析，并從中提取信息和知識的技術總稱。方面特征容量(Volume)數據量巨大，來源多渠道種類(Variety)數據類型的多樣性速度(Velocity)獲得數據的速度價值(Value)合理運用大數據，以低成本創(chuàng)造高價值表3-2Wi-Fi技術與ZigBee技術性能比較

大數據指具有4V特征，即Volume(數據量大)Variety(類型復雜)、Velocity(速度快)和Value(價值)的數據集合。大數據的特征如表3-3所示。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.發(fā)展歷史萌芽階段(20世紀90年代末至21世紀初)：作為一個設想或概念出現(xiàn)。發(fā)展階段(21世紀初至2012)：在Hadoop基礎之上、用于大規(guī)模數據分析和挖掘的工具產品相繼出現(xiàn)，大數據技術生態(tài)逐漸形成。應用階段(2012年至今)：大數據迎來了全面興盛的時期，底層技術基本成熟，成為支撐型的信息技術基礎設施。目前大數據已在制造業(yè)，金融行業(yè)利、互聯(lián)網行業(yè)等領域深入應用。而且我國大數據技術整體發(fā)展屬于“全球第一梯隊”。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3.2數據采集與預處理數據采集是從傳感器、社交網絡、移動互聯(lián)網等現(xiàn)代信息傳遞方式中收集、獲取數據。數據預處理是通過對原始數據進行清洗、集成、轉換等一系列操作，填補遺漏、消除重復，將數據轉換成分類、統(tǒng)一、適合挖掘的形式，提高數據質量。1.數據采集的常用方法系統(tǒng)日志采集方法網絡數據采集方法數據庫采集系統(tǒng)高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.數據清洗數據清洗是做好數據分析并以此做出數據判斷的基礎工作，其主要任務是通過識別缺失值、異常數據、不一致數據和重復數據。3.數據變換數據變換是將數據從一種格式或結構轉換為另一種格式或結構的過程，將數據進行規(guī)范化處理，這對于數據集成和數據管理等活動具有至關重要的作用。

數據變換的方法一般包括規(guī)范化和函數變換。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3.3數據存儲與管理數據規(guī)模的飛速增大，非結構化數據的存儲需求顯著增多。以適當的方式組織和管理數據不僅使得大規(guī)模的數據存儲成為可能，也利于后續(xù)的訪問和部署。3.3.4數據存儲與管理1.數據挖掘的定義數據挖掘又譯為資料探勘、數據采礦，是利用各種分析工具在海量數據中發(fā)現(xiàn)模型和數據之間關系的過程。其具有如下特征：1)是交叉復合領域

2)不追求處理方法，只是為了獲取知識3)是一種探索性的活動4)數據挖掘是有目的的活動高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.數據挖掘與分析的常見方法1)聚類分析

2)關聯(lián)規(guī)則

3)決策樹

4)神經網絡3.3.5數據可視化1.數據可視化的定義數據可視化旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達與溝通信息。其與信息圖形、信息可視化、科學可視化以及統(tǒng)計圖形密切相關。2.數據可視化的常見方法1)地理空間數據可視化

2)時間數據可視化

3)多維方法數據可視化

4)層次化數據可視化

5)網絡數據可視化高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.3.6大數據的應用大數據在各行各業(yè)特別是公共服務領域具有廣闊的應用前景，也會對社會各個領域產生深刻的影響，如今各行各業(yè)開始高度關注大數據的研究和應用。在云計算技術和非結構化數據存儲技術的助力下，大數據已經成為當前學術界、工業(yè)界的熱點和焦點。相關案例：案例1:株洲冶煉集團智能工廠案例2:海爾集團基于社群生態(tài)的客戶需求挖掘和市場創(chuàng)造高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4云計算3.4.1云計算概述1.基本概念云計算是一種通過網絡統(tǒng)一組織和靈活調用各種ICT信息資源，實現(xiàn)大規(guī)模計算的信息處理方式。2.發(fā)展歷史形成階段(2006-2010年)。云計算的商業(yè)模式得到業(yè)界和大眾的廣泛認可。發(fā)展階段(2010-2015年)。云計算功能日趨完善、種類日趨多樣。應用階段(2015年至今)。云計算的應用逐漸向傳統(tǒng)行業(yè)拓展。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成未來，云計算將呈現(xiàn)布局邊緣化、技術精細化、應用產業(yè)化的特點，并成為新的基礎設施。具體表現(xiàn)：云布局從中心走向邊緣。云技術從粗放走向精細。云應用從消費領域走向工業(yè)領域。隨著發(fā)展，云計算的應用開始從醫(yī)療、金融、礦誦T物流向時在政務云基等傳統(tǒng)行業(yè)滲透。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.2虛擬化技術虛擬化技術是將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機，每個邏輯計算機可運行不同的操作系統(tǒng)，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，如圖3-14所示。圖3-14虛擬化示意圖

云計算對于資源的關鍵要求包括兩個方面:一是資源的整合；二是統(tǒng)一資源的匯聚。虛擬化正是一種解決上述要求的核心技術。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成虛擬化作為一種資源管理技術，將計算機的各種實體資源，如服務器、網絡、內存及存儲等，予以抽象、轉換后呈現(xiàn)出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應用這些資源。虛擬化技術的特點見表3-4。表3-4虛擬化技術的特點

封裝硬件獨立高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成虛擬化技術主要針對硬件和軟件。硬件虛擬化主要包括計算能力、存儲能力和網絡能力的虛擬化;軟件虛擬化一類關鍵性技術就是桌面虛擬化。計算虛擬化是向客戶端操作系統(tǒng)提供一個虛擬日獨立的服務器硬件環(huán)境，，以提高資源利用率和靈活性。存儲虛擬化就是對硬件存儲資源進行抽象化，使存儲與網絡、應用等管理分離，提升資源利用率。網絡虛擬化是對物理網絡及其組件(比如交換機、端口以及路電器)進行抽象，并從中分離網絡業(yè)務流量的一種方式。桌面虛擬化是將用戶的桌面環(huán)境與其他的終端設備解耦合。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.3分布式技術分布式是計算機系統(tǒng)特別是云化的計算機系統(tǒng)的核心思想之一，分布式系統(tǒng)也是分布式計算和分布式存儲的支撐主體。1.分布式系統(tǒng)分布式，就是一件事分給多臺機器干，所有機器一起合作完成任務。分布式系統(tǒng)通常定義為一組通過網絡進行通信、為了完成共同的任務而協(xié)調工作的計算機節(jié)點組成的系統(tǒng)。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成2.分布式存儲/數據管理分布式存儲，利用多臺服務器分擔存儲負荷，提高了系統(tǒng)的可靠性、存取效率和可擴展性。分布式存儲系統(tǒng)=對數據進行管理的技術主要包括以下兩部分:分布式文件系統(tǒng)設計基于客戶機/服務器模式，存儲在其中的數據被分為很多塊，這些塊分布于通過網絡連接的不同的服務器中，供多個用戶進行讀/寫和刪除等操作。分布式數據庫系統(tǒng)通常使用較小的計算機系統(tǒng)，每臺計算機可單獨放在一個地方，每臺計算機中都可能有數據庫管理系統(tǒng)的一份完整拷貝副本，共同組成一個完整的、全局的邏輯上集中、物理上分布的大型數據庫。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.4并行計算技術并行計算是將一個任務分解成若干個小任務并協(xié)同執(zhí)行以完成求解的過程。并行計算處理問題一般分為三步：將工作分離成離散獨立部分，有助于同時解決。同時并及時地執(zhí)行多個程序指令。將處理完的結果返回主機，經一定處理后顯示輸出并行計算須滿足以下幾個基本條件:并行計算機。應用問題必須具有并行度。并行編程。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.4.5云計算的應用分在“互聯(lián)網+”政策和產業(yè)背景下，我國云計算產業(yè)逐步進入成熟和產業(yè)發(fā)展加速階段，落地的應用突飛猛進，云計算產業(yè)鏈和生態(tài)逐步形成和完善。經過近十年的快速發(fā)展，我國云計算產業(yè)已成為信息產業(yè)快速發(fā)展的著力點，云計算市場保持了并將繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢。有關云計算的案例如下：案例1:12306火車票購票系統(tǒng)案例2:華為云計算高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5人工智能現(xiàn)階段人工智能的應用場景不斷擴展:在移動互聯(lián)網領域，可應用于生物識別技術；在智能制造領域，可實現(xiàn)智能制造的新模式、新手段、新業(yè)態(tài);在電力領域，可以保障電網安全、穩(wěn)定、高效運行。3.5.1人工智能概述人工神經網絡是最早被提出的人工智能技術也是沿用至今應用最為廣泛的技術，基于神經網絡拓展的深度學習技術是目前最為先進的學習算法。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成人工智能可以被定義為計算機科學的一個分支，致力于智能行為的自動化。其存在兩個比較明顯的發(fā)展方向，即強人工智能和弱人工智能。弱人工智能是指通過人類編寫好的算法或者軟件智能化地去解決和計算某些問題。強人工智能是指通過對生物行頭或大腦的研究和模仿，以期達到對意識、情感、理智三位一體的人工智能建模。智能制造的關鍵技術中，涉及的人工智能技術主要包括模式識別、機器學習和智能算法。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.2模式識別模式識別是人工智能的基礎技術，是通過計算機用數學技術方法對物理量及其變化過程進行描述與分類的一門技術，通常用來對圖像、文字、照片以及聲音等信息進行識別、處理和分類?；痉椒ǚ譃榻y(tǒng)計模式識別和句法模式識別。統(tǒng)計模式識別首先是將被識別對象數字化，轉換為適于計算機處理的數字信息。句法模式識別則用符號描述圖像特征。將統(tǒng)計模式識別或句法模式識別與機器學習中的其他技術相結合，衍生出應用廣泛的熱門技術，如聲紋識別技術、指紋識別技術及數字水印技術等。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.3機器學習機器學習是基于已有數據、知識或經驗來設計模型或發(fā)現(xiàn)新知識的一個研究領域。深度學習與機器學習的區(qū)別如圖3-21所示。圖3-21機器學習與深度學習

高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成1.機器學習方法機器學習分為監(jiān)督學習、無監(jiān)督學習、半監(jiān)督學習和強化學習。監(jiān)督學習監(jiān)督學習從給定的訓練數據集中學習出一個函數(模型參數)，當新的數據到來時，可以根據這個函數預測結果。無監(jiān)督學習在無監(jiān)督學習中,數據并不被特別標識,學習模型是為了推斷出數據的一些內在結構。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成半監(jiān)督學習輸入數據部分被標識，部分沒有被標識，這種學習模型可以用來進行預測，但是首先需要學習數據的內在結構以便合理地組織數據來進行預測。強化學習輸入數據作為對模型的反饋，不像監(jiān)督型那樣，輸入數據僅僅是作為一個檢查模型對錯的方式。2.機器學習算法分類1)回歸算法

2)基于實例的算法

3)決策樹算法4)貝葉斯算法5)基于核的算法6)聚類算法7)降低維度算法高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.4智能算法智能計算也有人稱之為“軟計算”，是人們受白然(生物界)規(guī)律的啟迪，根據其原理，模仿求解問題的算法。1.人工神經網絡算法“人工神經網絡”是在對人腦組織結構和運行機制的認識理解基礎之上模擬其結構和智能行為的一種工程系統(tǒng)。2.遺傳算法遺傳算法(GeneticAlgorithms)是基于生物進化理論的原理發(fā)展起來的一種廣為應用的、高效的隨機搜索與優(yōu)化的方法。其主要特點是群體搜索策略和群體中個體之間的信息交換，搜索不依賴于梯度信息。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.模擬退火算法模擬退火算法:由初始解i和控制參數初值t開始，對當前解重復“產生新解?計算目標函數差?接受或舍棄”的迭代，并逐步衰減t值，算法終止時的當前解即為所得近似最優(yōu)解。4.群集智能技術通過對社會性昆蟲的模擬產生了一系列對于傳統(tǒng)問題的新的解決方法，所謂群集智能，指的是“無智能的主體通過合作表現(xiàn)出智能行為的特性”。高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.5.5人工智能的應用人工智能正在給各行業(yè)帶來變革與重構，一方面，將人工智能技術應用到現(xiàn)有的產品中可以創(chuàng)新產品并發(fā)展新的應用場景;另一方面，人工智能技術的發(fā)展正在顛覆傳統(tǒng)行業(yè)人工智能對人工的替代趨勢不可逆轉。如何實現(xiàn)人工智能產業(yè)自身的創(chuàng)新并應用到集體場景中，將會是各行業(yè)發(fā)展的關鍵點。相關案例如下：案例1:利用人工智能技術輔助診斷新冠肺炎案例2:百度機器翻譯高等學校智能制造工程專業(yè)系列教材-智能制造裝備與集成3.6虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實(VR)指本來沒有的事物和環(huán)境，通過各種技術虛擬出來，讓你感覺就如同置身于真實世界中一樣。VR技術的主要特征是:用戶能夠進入到一個由計算機系統(tǒng)生成的交互式的三維虛擬環(huán)境可以與之進行交互。通過參與者與仿直環(huán)境的相互作用，并利用人類本身對所接觸中事物的感知和認知能力，幫助啟