第一篇：先進制造技術導論論文變電站防雷接地技術探究

先進制造技術導論作業

題目：變電站防雷接地技術探究

作者：

學院：電氣工程學院

專業：電氣工程及其自動化

學號：

時間：2013-06-

21變電站防雷接地技術探究

（貴州省貴陽市 貴州大學 電氣工程學院 550025）

**

Substation lightning protection and grounding techniques to explore

（Guiyang, Guizhou University School of Electrical Engineering 550025）**

摘要： 變電站的防雷接地對電力系統的穩定運行，以及人類的生產生活有著十分重要的意義。本文分析了變電站防雷與接地的種類，針對各個類型的防雷與接地提出了相應的保護措施，以保證電力系統的正常運轉。

關鍵詞： 防雷 接地 直擊雷防護 避雷器 回路接地Abstract：Substation lightning protection and grounding the stable operation of the power system, as well as the production of human life has a very important significance.This paper analyzes the substation lightning protection and grounding type, for each type of lightning protection and grounding proposed appropriate protective measures to ensure the normal operation of the power system.Key word：LightingGroundLighting protectionLightning arresterGround Loop1 前言 起，并向雷云方向發起的。變電站是電力系統重要組成部分，如果2.2變電站遭受雷擊來源 變電站發生雷擊事故，將造成大面積的停變電站遭受的雷擊是下行雷，主要來自電，給社會生產和人民生活帶來不便，這就兩個方面：一是雷直擊在變電站的電氣設備

[2]

要求防雷措施必須十分可靠。由于接地裝置上；二是架空線路的感應雷過電壓和直擊的一些問題會引起主設備的損壞，變電站一雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。度停止運行，給電網的穩定運行造成了很大因此，直擊雷和雷電波對變電站進線及變壓的麻煩，因此變電站的接地措施必須要高度器的破壞的防護十分重要。的重視起來。變電站的接地系統是保護電力2.3 防雷措施 系統的正常運行，保障設備及人身安全的措(1)變電站的直擊雷防護。裝設避雷針

[3]

施之一。是直擊雷防護的主要措施，避雷針是保護 電氣設備、建筑物不受直接雷擊的雷電接受2 變電站的防雷保護 器。它將雷吸引到自己的身上，并安全導入

[4]

2.1雷電的形成地中，從而保護了附近絕緣水平比它低的【1】

雷電放電是帶電荷的雷云引起的放設備免遭雷擊。電現象，在某種大氣和大地條件下，潮濕的裝設避雷針時對于35kV變電站必須裝熱氣流進入大氣層冷凝而形成雷云，大氣層有獨立的避雷針，并滿足不發生反擊的要中的雷云底部大多數帶負電，它在地面上感求；對于110kV及以上的變電站，由于此類應出大量的正電荷，這樣，雷云和大地之間電壓等級配電裝置的絕緣水平較高，可以將就形成了強大的電場，隨著雷云的發展和運避雷針直接裝設在配電裝置的架構上，因動，當空間電場強度超過大氣游離放電的臨此，雷擊避雷針所產生的高電位不會造成電界電場強度時，就會發生雷云之間或雷云對氣設備的反擊事故。

[5]

地的放電，形成雷電。按其發展方向可分為(2)變電站對侵入波的防護。變電站下行雷和上行雷。下行雷是在雷云產生并向對侵入波防護的主要措施是在其進線上裝

[6]

大地發展的，上行雷是接地物體頂部激發 設閥型避雷器。閥型避雷器的基本元件為

火花間隙和非線性電阻，目前，FS系列閥型

避雷器為火花間隙[7[和非線性電阻[8]，其主要用來保護小容量的配電裝置SFZ系列閥型避雷器，主要用來保護中等及大容量變電站的電氣設備；FCZ1系列磁吹閥型避雷器，主要用來保護變電站的高壓電氣設備。

(3)變電站的進線防護。對變電站進線實施防雷保護，其目的就是限制流經避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度[9]

。當線路上出現過電壓時，將有行波沿導線向變電站運動，其幅值為線路絕緣的50％沖擊閃絡電壓[10]，線路的沖擊耐壓比變電站設備的沖擊耐壓要高很多。因此，在接近變電站的進線上加裝避雷線是防雷的主要措施。如果沒架設避雷線，當接近變電站的進線上遭受雷擊時，流經避雷器的雷電電流幅值可超過5kA，且其陡度也會超過允許值，勢必會對線路造成破壞。

(4)變壓器的防護。變壓器的基本保護措施是接近變壓器安裝避雷器，這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。

裝設避雷器時，要盡量接近變壓器，并

盡量減少連線的長度，以便減少雷電電流

【11】

在連接線上的壓降【12】

。同時，避雷器的接線應與變壓器的金屬外殼及低壓側中性點連接在一起，這樣，當侵入波使避雷器動作時，作用在高壓側主絕緣上的電壓就只剩下

避雷器的殘壓【13】

了(不包括接地電阻上的電壓壓降)，就減少了雷電對變壓器破壞的機會。

(5)變電站的防雷接地。變電站防雷保護滿足要求以后，還要根據安全和工作接地的要求敷設一個統一的接地網，然后避雷針和避雷器下面增加接地體以滿足防雷的要求，或者在防雷裝置下敷設單獨的接地體。變電站接地保護3.1接地的概述

接地就是將電力或建筑電氣裝置、設施

中某些導電【14】部分，經接地線【15】

接至接

地極【16】

。接地根據工作內容劃分為以下幾種：1．工作接地工作接地是為系統正常工作而設置的接地。如為了降低電力設備的絕緣水平，在及以上電力系統中采用中性點

接地的運行方式，在兩線一地的雙極高壓直

流輸電中也需將其中性點接地。除主設備的接地外，在微電子電路中，根據電路性質不同，還有各種不同的工作接地比如直流地、交流地、數字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。2．防雷接地【17】

為了避免雷電的危害，避雷針、避雷線和避雷器等防雷設備都必須配以相應的接地裝置以便將雷電

流引入大地。3．安全接地【18】

為了保證人

身的安全，將電氣設備外殼【19】

設置的接地。任何接地極都存在著接地電阻，正因為如此，當有電流流過接地體時，在接地電阻上的壓降將引起接地極電位的升高電流在地中擴散時，地面會出現電位梯度。3.2變電站的接地原則

變電站接地網設計時應遵循以下原則： 1.盡量采用建筑物地基的鋼筋和自然金屬接

地物統一連接地來作為接地網【20】；

2.盡量以自然接地物為基礎，輔以人工接地體補充，外形盡可能采用閉合環形；

3.應采用統一接地網，用一點接地的方式接地。

3.3變電站接地方式

目前，變電站的接地方式有許多種，比如單點的接地、多點的接地和混合類型的接地等。單點的接地還分為串聯單點的接地及并聯單點的接地。一般來講，單點的接地常常用于簡單線路，、以及頻率較低(f<2MHz)的電子線路【21】

。而當涉及到高頻(f>20MHz)的電路時，我們應該采用多點的接地或者多

層板【22】的方式。(1)保護的接地

防雷接地是受到雷電襲擊(直擊、感應或線路引入)時, 為防止造成損害的接地系統.常有信號(弱電)防雷地和電源（強電)防雷地之分, 區分的原因不僅僅是因為要求接地電阻不同, 而且在工程實踐中信號防雷地常附在信號獨立地上, 和電源

防雷地【23】

分開建設.機殼安全接地是將系統中平時不帶電的金屬部分(機柜外殼, 操作臺外殼等)與地之間形成良好的導電連接, 以保護設備和人身安全.原因是系統的供電是強電供電(380、220、或110V), 通常情況下機殼等是不帶電的, 當故障發

生(如主機電源故障或其它故障)造成電源的供電火線【24】

與外殼等導電金屬部件短路時, 這些金屬部件或外殼就形成了帶電體.如果沒有很好的接地, 那么這帶電體和地

之間就有很高的電位差【25】

.如果人不小心

觸到這些帶電體【26】, 那么就會通過人身形成通路, 產生危險.因此, 必須將金屬外殼和地之間作很好的連接, 使機殼和地等電位.此外, 保護接地還可以防止靜電的積聚.(2)工作的接地

工作接地的目的是使變電站電網和其中的儀器都能夠可靠地運行并且保證系統

量測和控制信息精度【27】

而設置的接地方法.它又分成機器的邏輯地【28】、信號的回路接地、屏蔽的接地。機器的邏輯地, 同時也稱

為主機的電源地[29], 它是控制中心內部邏輯的電平正端, 即+ 6V 等低壓電源的電流輸出地.信號的回路接地, 比如各個變送器的負端要同時接地, 開關量的信號負端接

地等方式.屏蔽的接地(包括模擬信號【30】

中屏蔽層面的接地).除了上述幾種工作的接地外, 在很多系統運行場情況下容易發生混亂的還有一種特殊供電系統地, 即交流電源工作地.它也是電力系統內為了正常

運行所需要設的接地(比如中性點【31】的接地).4 結束語

根據防雷設計【32】

整體的性能、結構的性能、層次的性能和整個變電站所處的環境、變電站地基的土質條件和設備性能的用途，分別采取了相應的雷電的保護措施。對于處在不同區域的電力設備，系統將采取等電位的連接及安裝新型的電源防雷裝置和浪涌電壓的保護等方法，從而保證處在不同層次的電力設備可以達到良好的防雷能力。接地時的防雷技術，伴隨著大型變電站需求的提高和科技水平的發展，更加合理有效的辦法則是使用現代的建筑基礎鋼筋作為地級。防雷技術是一個傳統的話題，在防雷的技術領域，目前還存在著許多可供探索的新課題，比如雷云的起電機理目前還不清楚，雷電流的定量感性研究也十分薄弱，防

雷的設備也在不斷地發展之中。

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第二篇：防雷接地技術總結

總結

1、施工參考資料

主要規范、圖集、設計說明和施工說明

2、施工前準備工作

從加工場地、材料驗收、人員交底等考慮

3、施工中

從現場實際情況結合施工工藝、規范要求等，能判定施工缺陷、設計缺陷。并有自己的想法，怎么樣才能做好

4、隱蔽后......一、參考圖集資料

1、《建筑工程施工質量驗收統一標準》（GB50300-2001）

2、《建筑電氣工程施工質量驗收規范》(GB50303-2002)

3、《建筑物防雷工程施工與質量驗收規范》（GB50601-2010）

4、《防雷與接地安裝》（02D501-1~4）

5、《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-11）

6、《實施性施工組織設計》

7、防雷接地施工圖紙

8、《等電位連接安裝》（GB02D501-2）

9、《建筑物防雷設施安裝》(GB99D501-1)

10、《電氣豎井設備安裝》(GB04D701-1)

11、《接地裝置安裝》(GB03D501-4)

二、進場材料驗收標準

1、圓鋼檢驗標準

2、扁鋼檢驗標準

3.熱鍍鋅與冷鍍鋅

1.電（冷）鍍鋅外表比較光滑、明亮，采用彩色鈍化工藝的電鍍層也黃綠色為主色，呈七彩。采用白色鈍化工藝的電鍍層呈青白色或白色呈綠光，白色鈍化工藝的鍍層與陽光呈 一定角度下略顯七彩。在復雜工件的角棱部位容易產生“電燒”而成灰暗，該部位鋅層較厚。在陰角部位易形成電流死角而產生欠電流灰暗區，該區域鋅層較薄。工件整體無鋅瘤、結塊等現象。2.熱鍍鋅外觀較電鍍鋅稍微粗糙，呈銀白色，外觀容易產生工藝水紋和少許滴瘤，尤其是在工件的一端較為明顯。但熱鍍鋅的鋅層比電鍍鋅厚幾十倍，防腐蝕性能 是電鍍鋅的幾十倍。

熱鍍鋅圓鋼

冷鍍鋅圓鋼

三、總體施工方案

本工程防雷及接地工程包括：外部防雷、內部防雷、防側擊雷、防觸電電壓和跨步電壓、等電位聯結。

四、主要施工工藝及方法 4.1 外部防雷 4.1.1 接閃器：

本工程按二類防雷設防。

（1）混凝土屋面：采用Φ12熱鍍鋅圓鋼在建筑物的屋角、屋脊、屋檐及兒女墻上敷設作防雷接閃器，支架高150mm，間隔1000mm。接閃帶設于外墻外表面或屋檐垂直面上。并在屋面采用-40*4熱鍍鋅扁鋼暗敷設不大于10*10m/8*12m避雷網格。（2）金屬屋面（根據建筑提資：鋁板厚3mm，無絕緣被覆層）：利用金屬板作接閃器，板間連接可采用銅鋅合金焊、熔焊、卷邊壓接、縫接、螺釘或螺栓連接等。（3）屋面上所有金屬設備與金屬構件與避雷帶可靠連接。

4.1.2 引下線

利用建筑物外圍四周間隔不大于18m鋼筋混凝土結構柱內部不少于二根Φ主筋作防雷引下線。利用建筑物結構基礎作自然接地極，要求接地電阻不大于1歐姆。構建內有箍筋連接的鋼筋或成網狀的鋼筋，其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應采用土建施工的綁扎法、螺絲、對焊或搭焊連接。單根鋼筋、圓鋼或外引預埋連接板、線與構建內鋼筋應焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。構件之間必須連接成電氣通路。靠外墻防雷引下線距室外埋深0.8m處，由相應鋼筋上焊出一根Φ12的熱鍍鋅鋼筋伸向距外墻皮1500mm處,防雷測試點距地500mm安裝。樁基礎的防雷引下線

利用樁基中的豎向鋼筋作為引下線，與筏板基礎的鋼筋連接形成接地體。與上部的引下線電氣連接形成防雷網。焊接需要電焊，雙面焊6倍所焊鋼筋直徑的焊縫長度，單面則是12倍.防雷引下線的跨接 1.板筋梁筋的縱向跨接

利用底板鋼筋網作接地連接線時，接地跨接應采用不小于Φ12的熱鍍鋅圓鋼，焊縫飽滿并有足夠的機械強度，不得有夾渣，咬肉、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷，焊接處的藥皮要敲凈

2.柱筋的豎向跨接

利用柱主筋作防雷引下線時，當主筋采用螺紋連接時，螺紋連接的兩端應作跨接處理。

4.2 內部防雷

4.2.1 將建筑物內鋼構架和鋼筋混凝土內的鋼筋相互連接。

4.2.2 進出建筑物的金屬管線、豎直敷設的金屬管道和金屬物的頂端和低端與接地裝置可靠連接。

4.3.3 接地裝置的焊接用采用搭接焊,搭接長度應符合下列規定:（1）扁鋼與扁鋼搭接為扁鋼寬度的2倍,不小于三面施焊.（2）圓鋼與圓鋼搭接為圓鋼直徑的6倍,雙面施焊.（3）圓鋼與扁鋼搭接為圓鋼直徑的6倍, 雙面施焊.（4）扁鋼與鋼管、扁鋼與角鋼焊接，緊貼扁鋼外側兩面，或緊貼3/4鋼管表面，上下兩側施焊。

（5）除埋設在混凝土中的焊接接頭外，焊縫處要有防腐措施。

4.3.4 柴油發電機房的工作階段、變壓器中性點工作階段、防雷接地、墊圈設備保護接地，電梯控制系統的功能接地、計算機功能接地、等電位聯結接地及其他電子設備的功能接地合用同一接地體，即利用建筑基礎樁基及承臺內主筋作接地極，要求接地電阻不大于1歐姆。4.3 防側擊雷（1）每層設均壓環，并與引下線可靠焊接。平行敷設的管道、構架和電力金屬外皮等長金屬物，其凈距小于100mm時采用金屬線跨接（跨接點不大于30m），交叉凈距小于100mm的其交叉處亦應跨接。

（2）金屬門窗、玻璃幕墻接地端子采用鋼質螺栓連接型預埋接地端子板。土建施工時，施工方應根據建筑窗框形式，按上述標準圖集負責備料預埋，預埋件應與圈梁或混凝土柱內主筋可靠連接。連接導體采用Φ10鍍鋅圓鋼或-25*4鍍鋅扁鋼，在窗框定位后、墻面裝飾層施工前進行敷設。大于100m2明框幕墻框架隔距不大于10*10m或12*8m，同時框架材料滿足接閃器材料要求。4.4 防接觸電壓和跨步電壓

4.4.1 除建筑物外墻柱或剪力墻鋼筋作為引下線外，建筑物內的柱或剪力墻鋼筋也應作為引下線，且在每層與樓板鋼筋連接成整體，形成防雷等電位，以確保接觸電壓和跨步電壓降低到安全值以下。

4.4.2 在建筑物內的柱或剪力墻引出鋼筋就近與防雷網格（扁鋼）焊接。4.5 等電位連接

（1）本工程設總等電位聯結（MEB），為防間接接觸電擊和由接地故障引起的爆炸及火災危險。正常情況下建筑物內不帶電金屬設備均需與等電位聯結線可靠連接。電信間、通信機房、消控中心、計算機機房、控制室等處設局部等電位聯結端子板，機房等電位連接線采用S型星型結構。

（2）電氣豎井及電梯井內接地干線采用-40*4熱鍍鋅扁鋼通長敷設。各垂直接地干線底端與MEB連接，每層距地300mm設接地端子。電纜橋架或線槽及其支架應不少于兩處與接地（Pe）干線相連接。橋架間（或線槽間）連接板兩端不少于兩個有防松螺母或防松墊圈的連接固定螺栓。

（3）不允許使用蛇皮管、保護管的金屬網作接地線及保護線。

五、質量檢驗標準

5.1避雷引下線和變配電室接地干線敷設 5.1.1主控項目

（1）暗敷在建筑物抹灰層內的引下線應有卡釘分段固定；明敷的引下線應平直、無急彎，與支架焊接處，油漆防腐，且無遺漏。

（2）變壓器室、高低壓開關室內的接地干線應有不少于2處與接地裝置引出干線連接。

（3）當利用金屬構件、金屬管道做接地線時，應在構件或管道與接地干線間焊接金屬跨接線。5.1.2一般項目

（1）鋼制接地線的焊接連接應符合GB50303-2002第24.2.1條的規定，材料采用及最小允許規格、尺寸應符合GB50303-2002第24.2.2條的規定。

（2）明敷接地引下線及室內接地干線的支持件間距應均勻，水平直線部分0.5～1.5m：垂直直線部分1.5～3m；彎曲部分0.3～0.5m。

（3）接地線在穿越墻壁、樓板和地坪處應加套鋼管或其他堅固的保護套管，鋼套管應與接地線做電氣連通。

（4）變配電室內明敷接地干線安裝應符合下列規定：

1、便于檢查，敷設位置不妨礙設備的拆卸與檢修。

2、當沿建筑物墻壁水平敷設時，距地面高度250～300mm～與建筑物墻壁間的間隙10～15mm～

3、當接地線跨越建筑物變形縫時，設補償裝置：

4、接地線表面沿長度方向，每段為15～1OOmm，分別涂以黃色和綠色相間的條紋：

5、變壓器室、高壓配電室的接地干線上應設置不少于2個供臨時接地用的接線柱或接地螺栓。

6、當電纜穿過零序電流互感器時，電纜頭的接地線應通過零序電流互感器后接地；由電纜頭至穿過零序電流互感器的一段電纜金屬護層和接地線應對地絕緣。

7、配電間隔和靜止補償裝置的柵欄門及變配電室金屬門鉸鏈處的接地連接，應采用編織銅線。變配電室的避雷器應用最短的接地線與接地干線連接。

8、設計要求接地的幕墻金屬框架和建筑物的金屬門窗，應就近與接地干線連接可靠，連接處不同金屬間應有防電化腐蝕措施。5.2接閃器安裝 5.2.1主控項目

建筑物頂部的避雷針、避雷帶等必須與頂部外露的其他金屬物體連成一個整體的電氣通路，且與避雷引下線連接可靠。4.2.2一般項目

（1）避雷針、避雷帶應位置正確，焊接固定的焊縫飽滿無遺漏，螺栓固定的應備帽等防松零件齊全，焊接部分補刷的防腐油漆完整。

（2）避雷帶應平正順直，固定點支持件間距均勻、固定可靠，每個支持件應能承受大于49N(5kg)的垂直拉力。當設計無要求時，支持件間距符合GB50303-2002第25.2.2條的規定。

六、應注意的質量問題 6.1 接地體：

6.1.1 接地體埋深或間隔距離不夠。按設計要求執行。

6.1.2 焊接面不夠，藥皮處理不干凈，防腐處理不好，焊接面按質量要求進行糾正，將藥皮敲凈，做好防腐處理

6.1.3 利用基礎、梁柱鋼筋搭接面積不夠，應嚴格按質量要求去做。6.2 支架安裝：

6.2.1 支架松動，混凝土支座不穩固。將支架松動的原因找出來，然后固定牢靠；混凝土支座放平穩。

6.2.2 支架間距（或預埋鐵件）間距不均勻，直線段不直，超出允許偏差。重新修改好間距，將直線段校正平直，不得出出允許編差。

6.2.3 焊口有夾渣、咬肉、裂紋、氣孔等缺陷現象。重新補焊，不允許出現上述缺陷。

6.2.4 焊接處藥皮處理不干凈，漏刷防銹漆。應將焊接處藥皮處理干凈，補刷防銹漆。

6.3 防雷引下線暗（明）敷設

6.3.1 焊接面不免，焊口有夾渣、咬肉、裂紋、氣孔及藥皮處理不干凈等現象。應按規范要求修補更改。

6.3.2 漏刷防銹漆，應及時被刷。6.3.3 主筋錯位，應及時糾正。

6.3.4 引下線不垂直，超出允許偏差。引下線應橫平豎直。超差應及時糾正。6.4 避雷網敷設

6.4.1 焊接面不免，焊口有夾渣、咬肉、裂紋、氣孔及藥皮處理不干凈等現象。應按規范要求修補更改。

6.4.2 防銹漆不均勻或有漏刷處，應刷均勻，漏刷處補好。

6.4.3 避雷線不平直、超出允許偏差，調整后應橫平豎直，不得超出允許偏差。6.4.4 卡子螺絲松動，應及時將螺絲擰緊。6.4.5 變形縫處未做補償處理，應補做。6.5 避雷帶與均壓環 6.5.1 焊接面不夠，焊口有夾渣、咬肉、裂紋、氣孔等，應按規范要求修補更好。6.5.2 鋼門窗、鐵欄桿接地引線遺漏，應及時補上。6.5.3 圈梁的接頭未焊，應進行補焊。6.6 接地干線安裝

6.6.1 扁鋼不平直，應重新進行調整。6.6.2 接地端子漏墊彈簧墊，應及時補齊。

七、安全文明施工要求

1、使用電焊機時一定要按照相關的規程進行操作；操作人員必須要經過專業的崗位培訓，獲得電焊工作證后方能進行電焊工作。

2、電焊機必須使用三相電，接好地線，防止漏電，確保電源接線正確。

3、多臺電焊機集中使用時，應分接在三相電源線路上，使三相負載平衡；多臺電焊機的接地裝置應分別由接地處引接，不得串聯。

4、移動電焊機時，不能拖動電線進行移動，應該先把電源切掉，把電焊機放到指定的位置后，再接通電源使用。

5、在室外工作時，一定要注意防雨，電焊機工作時要保證通風散熱。

6、交流弧焊機一次電源線長度應不大于5米，電焊機二次線電纜長度應不大于30米。

7、電焊機應放在防雨和通風良好的地方，焊接現場不準堆放易燃、易爆物品，使用電焊機必須按規定穿戴防護用品。

8、焊接預熱工件時，應有石棉布或擋板等隔熱措施。

第三篇：先進制造技術論文

湖南農業大學課程論文

學 院： 科學技術師范學院

班 級：09級機電教育班 姓 名： 豐云

學 號：200940914106

課程論文題目：淺談先進制造技術 課程名稱： 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名： 日期：

淺談先進制造技術

先進制造技術AMT是在傳統制造的基礎上，不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱，也是取得理想技術經濟效益的制造技術的總稱。

當前的金融危機也許還會催生新的先進制造制造技術，特別在生產管理技術方面。

先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術，涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域，并逐步融合與集成。可基本歸納為以下四個方面：

一、先進的工程設計技術；

二、先進制造工藝技術；

三、制造自動化技術；

四、先進生產管理技術、制造哲理與生產模式；

五、發展。

一、先進的工程設計技術

先進的工程設計技術包括眾多的現代設計理論與方法。包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模塊化設計、DFX、優化設計、三次設計與健壯設計、創新設計、反向工程、協同產品商務、虛擬現實技術、虛擬樣機技術、并行工程等。

（1）產品（投放市場的產品和制造產品的工藝裝備（夾具、刀具、量檢具等））設計現代化。

以CAD為基礎（造型，工程分析計算、自動繪圖并提供產品數字化信息等），全面應用先進的設計方法和理念。如虛擬設計、優化設計、模塊化設計、有限元分析，動態設計、人機工程設計、美學設計、綠色設計等等；

（2）先進的工藝規程設計技術與生產技術準備手段。

在信息集成環境下，采用計算機輔助工藝規程設計、即CAPP，數控機床、工業機器人、三坐標測量機等各種計算機自動控制設備設備的計算機輔助工作程序設計即CAM等。

二、先進制造工藝技術

（1）高效精密、超精密加工技術，包括精密、超精密磨削、車削，細微加工技術，納米加工技術。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10～0.1μm（相當于IT5級精度和IT5級以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1μm以下的加工方法，如金剛車、金剛鏜、研磨、珩磨、超精研、砂帶磨、鏡面磨削和冷壓加工等。用于精密機床、精密測量儀器等制造業中的關鍵零件加工，如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導軌、精密滾動軸承等，在當前制造工業中占有極重要的地位。

超精密加工是指被加工零件的尺寸公差為0.1～0.01μm數量級，表面粗糙度Ra值為0.001μm數量級的加工方法。

此外，精密加工與特種加工 一般都是計算機控制的自動化加工。（2)精密成型制造技術，包括高效、精密、潔凈鑄造、鍛造、沖壓、焊接及熱處理與表面處理技術。

（3）現代特種加工技術，包括高能束流（主要是激光束、以及電子束、離子束等）加工，電解加工與電火花（成型與線切割）加工、超聲波加工、高壓水加工等。電火花加工(Electrical discharge machining(EDM)電火花加工 electric spark machining)是指在一定介質中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電的電蝕作用對工件進行的加工。能對任何導電材料加工而不受被加工材料強度和硬度的限制。可分為電火花成型加工(EDM)和電火花線切割加工(電火花線切割加工 electrical discharge wire – cutting--EDW)兩大類。一般都采用CNC控制。

（4）快速成型制造（RPM).快速成形技術是在計算機控制下，基于離散堆積原理采用不同方法堆積材料最終完成零件的成型與制造的技術。從成型角度看，零件可視為“點” 或“面” 的疊加而成。從CAD電子模型中離散得到點、面的幾何信息，再與成型工藝參數信息結合，控制材料有規律、精確地由點到面，由面到體地堆積零件。

(5)先進制造工藝發展趨勢

1）采用模擬技術，優化工藝設計； 2）成形精度向近無余量方向發展； 3）成形質量向近無“缺陷”方向發展； 4）機械加工向超精密、超高速方向發展；

5）采用新型能源及復合加工，解決新型材料的加工和表面改性難題； 6）采用自動化技術，實現工藝過程的優化控制； 7）采用清潔能源及原材料，實現清潔生產；

8）加工與設計之間的界限逐漸談化，并趨向集成及一體化；

9）工藝技術與信息技術、管理技術緊密結合，先進制造生產模式獲得不斷發展。

三、制造自動化技術

一句話：計算機控制自動化技術

（1）數控技術與數控機床；數控加工技術是為了實現機床控制自動化要求而發展的。它是指用代碼化的數字、字母及符號表示加工要求、零件尺寸及其參數、加工步驟等，通過控制介質，輸入到控制裝置，經過微機進行處理與計算，發出各種控制信號與數據，使機床各部件自動協調運動，實現自動加工的技術。采用數控加工技術的機床，稱為數控機床。數控加工的主要特點是：加工的零件精度高；生產效率高；特別適合加工形狀復雜的輪廓表面；有利于實現計算機輔助制造；對操作者（不含編程人員）技術水平的要求相對較低；初始投資大、加工成本高。此外，數控機床是技術密集型的機電一體化產品，數控加工技術的復雜性和綜合性加大了維修工作的難度，需要配備素質較高的維修人員和維修設備。

（2）工業機器人（用于物流與加工）及物流設備；工業機器人是一種可編程的智能型自動化設備，是應用計算機進行控制的替代人進行工作的高度自動化系統。最近，聯合國標準化組織采用的機器人的定義是：“一種可以反復編程的多功能的、用來搬運材料、零件、工具的操作機”。在無人參與的情況下，工業機器人可以自動按不同軌跡、不同運動方式完成規定動作和各種任務。機器人和機械手的主要區別是：機械手是沒有自主能力，不可重復編程，只能完成定位點不變的簡單的重復動作；機器人是由計算機控制的，可重復編程，能完成任意定位的復雜運動。

（3）柔性制造系統（FMC,FMS,FML）：包括加工設備（CNC機床）、檢測設備、物料輸送（工業機器人、自動交換托盤（APC）、自動輸送臺車（RGV、AGV）等）

和儲存設備（立體倉庫等）；數柔性制造系統（FMS）是現代機械制造業中的新型自動化生產設備，它是為填補占機械制造中70％的中小批量生產自動化而發展起來的。它主要包括若干臺數控機床和加工中心（或其他直接參加產品零部件生產的自動化設備），用一套自動物料（包括工件和刀具）搬運系統連接起來，由分布式多級計算機系統進行綜合管理與控制，以適應柔性的高效率零件加工（或零部件生產）。所謂柔性的零件加工是指能夠同時地和交替地加工不同的但是同系統的零件。柔性制造系統的適用范圍很廣，它主要解決了單件小批生產的自動化和中大批多品種的自動化加工。它把高柔性、高質量、高效率結合和統一起來，在當今具有很強的生命力

（4）計算機集成制造（CIM）和工廠自動化（FA）。計算機集成制造系統（CIMS）是由計算機管理系統、計算機輔助設計與制造CAD/CAM以及柔性制造系統FMS（還可能有其他生產單元）組成。CIMS是產品生產過程的各子系統的完美集成，即把工程設計、生產制造、市場分析和其他支持功能合理地通過計算機網絡有機地集合成一個整體，以實現生產的柔性化、優化、自動化和集成化，達到高效率、高質量、低成本而靈活生產的目的。

四、先進生產管理技術、制造哲理與生產模式

包括先進制造生產模式、集成管理技術和生產組織方法等。以計算機輔助生產管理為核心，研究和應用先進的生產管理系統和技術。包括成組技術、全面質量管理、精益生產與JIT、敏捷制造、并行工程、柔性制造、計算機集成制造、虛擬制造、智能制造、網絡化制造、綠色制造、生物制造、可重構制造、MRP、MRPII、ERP、SCM、CRM、計算機輔助后勤支援（Computer Aided Logistic Support,CALS）、電子商務、知識管理。

五、發展

當前先進制造技術的發展趨勢大致有以下幾個方面：

1、信息技術對先進制造技術的發展起著越來越重要的作用

2、設計技術不斷現代化

產品設計是制造業的靈魂。現代設計技術的主要發展趨勢是：(1)設計手段的計算機化 在實現了計算機計算、繪圖的基礎上，當前突出反映在數值仿真或虛擬現實技術在設計中的應用，以及現代產品建模理論的發展上，并且向智能化設計方向發展。

(2)新的設計思想和方法不斷出現(3)向全壽命周期設計發展

(4)設計過程由單純考慮技術因素轉向綜合考慮技術、經濟和社會因素 設計不只是單純追求某項性能指標的先進和高低、而是注意考慮市場、價格、安全、美學、資源、環境等方面的影響。

3、成形及改進制造技術向精密、精確、少能耗、無污染方向發展

成形制造技術是鑄造、塑性加工、連接、粉末冶金等單元技術的總稱。

4、加工制造技術向著超精密、超高速以及發展新一代制造裝備的方向發展

5、工藝由技藝發展為工程科學，工藝模擬技術得到迅速發展

先進制造技術的一個重要發展趨勢是，工藝設計由經驗判斷走向定量分析，加工工藝由技藝發展為工程科學。

6、專業、學科間的界限逐漸淡化、消失

7、綠色制造將成為21世紀制造業的重要特征

日趨嚴格的環境與資源的約束，使綠色制造業顯得越來越重要，它將是21世紀制造業的重要特征，與此相應，綠色制造技術也將獲得快速的發展。主要體現在：

(1)綠色產品設計技術 使產品在生命周期符合環保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。

(2)綠色制造技術 在整個制造過程，使得對環境負面影響最小，廢棄物和有害物質的排放最小，資源利用效率最高。綠色制造技術主要包含了綠色資源、綠色生產過程和綠色產品三方面的內容。

(3)產品的回收和循環再制造 例如，汽車等產品的拆卸和回收技術，以及生態工廠的循環式制造技術。它主要包括生產系統工廠--致力于產品設計和材料處理、加工及裝配等階段，恢復系統工廠--主要對產品(材料使用)生命周期結束時的材料處理循環。

8、虛擬現實技術在制造業中獲得越來越多的應用 虛擬現實技術(Virtual Reality Technology)主要包括虛擬制造技術和虛擬企業兩個部分。

9、信息技術、管理技術與工藝技術緊密結合，先進制造生產模式獲得不斷發展，造業在經歷了少品種小批量--少品種大批量、--多品種小批量生產模式的過渡后，70年代、80年代開始采用計算機集成制造系統(CIMS)進行制造的柔性生產的模式，并逐步向智能制造技術(IMT)和智能制造系統(IMS)的方向發展。精益生產(LP)、靈捷制造(AM)等先進制造模式相繼出現，預計21世紀初，先進制造模式必將獲得不斷發展。

第四篇：先進制造技術論文

人工智能先進制造技術

課程名稱

先進制造技術 學生姓名 學

號

專業班級機械設計制造及其自動化 指導教師

完成日期 2017/10/20

目錄

一、概述

二、人工智能技術的國內外發展現狀與趨勢

三、人工智能技術的主要研究內容與核心技術難題

四、人工智能技術的評價與認識

五、結論

六、參考文獻

一、概述

先進制造技術(advanced manufacturing technique，縮寫AMT，具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。

先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術，涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域，并逐步融合與集成。而先進制造技術主要包括以下三個技術群:（1）主體技術群：是制造技術的核心,它包括兩個基本部分:有關產品設計技術和工藝技術。

（2）支撐技術群：a.信息技術:接口和通信、數據庫技術、集成框架、軟件工程人工智能、專家系統和神經網絡、決策支持系統。b.標準和框架：數據標準、產品定義標準、工藝標準、檢驗標準、接口框架。c.機床和工具技術。d.傳感器和控制技術：單機加工單元和過程的控制、執行機構、傳感器和傳感器組合、生產作業計劃。e.其它;（3）制造技術基礎設施.要素包括了車間工人、工程技術人員和管理人員在各種先進生產技術和方案方面的培訓和教育等。

先進制造技術是在傳統制造的基礎上，不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱，也是取得理想技術經濟效益的制造技術的總稱。先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術，涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域，并逐步融合與集成。先進制造技術是當今國際間科技競爭的焦點，隨著社會的發展，市場需求的個性化與多元化，人們對產品的要求也日益多元化，市場競爭日趨激烈，企業要在日趨激烈的市場競爭中生存發展，就必須采用先進的制造技術。

二、人工智能技術的國內外發展現狀與趨勢

人工智能技術簡介

人工智能的傳說可以追溯到古埃及，但隨著1941年以來電子計算機的發展，技術已最終可以創造出機器智能，“人工智能”（ARTIFICIAL INTELLIGENCE）一詞最初是在1956年DARTMOUTH學會上提出的，從那以后，研究者們發展了眾多理論和原理，人工智能的概念也隨之擴展，在它還不長的歷史中，人工智能的發展比預想的要慢，但一直在前進，從40年前出現至今，已經出現了許多AI程序，并且它們也影響到了其它技術的發展。人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，可以設想，未來人工智能帶來的科技產品，將會是人類智慧的“容器”。人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。1956年夏季，以麥卡賽、明斯基、羅切斯特和申農等為首的一批有遠見卓識的年輕科學家在一起聚會，共同研究和探討用機器模擬智能的一系列有關問題，并首次提出了“人工智能”這一術語，它標志著“人工智能”這門新興學科的正式誕生。IBM公司“深藍”電腦擊敗了人類的世界國際象棋冠軍更是人工智能技術的一個完美表現。從1956年正式提出人工智能學科算起，50多年來，取得長足的發展，成為一門廣泛的交叉和前沿科學。總的說來，人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠像人一樣思考。如果希望做出一臺能夠思考的機器，那就必須知道什么是思考，更進一步講就是什么是智慧。什么樣的機器才是智慧的呢？科學家已經作出了汽車，火車，飛機，收音機等等，它們模仿我們身體器官的功能，但是能不能模仿人類大腦的功能呢？到目前為止，我們也僅僅知道這個裝在我們天靈蓋里面的東西是由數十億個神經細胞組成的器官，我們對這個東西知之甚少，模仿它或許是天下最困難的事情了。

當計算機出現后，人類開始真正有了一個可以模擬人類思維的工具，在以后的歲月中，無數科學家為這個目標努力著。如今人工智能已經不再是幾個科學家的專利了，全世界幾乎所有大學的計算機系都有人在研究這門學科，學習計算機的大學生也必須學習這樣一門課程，在大家不懈的努力下，如今計算機似乎已經變得十分聰明了。例如，1997年5月，IBM公司研制的深藍（DEEP BLUE）計算機戰勝了國際象棋大師卡斯帕洛夫（KASPAROV）。大家或許不會注意到，在一些地方計算機幫助人進行其它原來只屬于人類的工作，計算機以它的高速和準確為人類發揮著它的作用。人工智能始終是計算機科學的前沿學科，計算機編程語言和其它計算機軟件都因為有了人工智能的進展而得以存在。

著名的美國斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜教授對人工智能下了這樣一個定義：“人工智能是關于知識的學科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學。”而另一個美國麻省理工學院的溫斯頓教授認為：“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”這些說法反映了人工智能學科的基本思想和基本內容。即人工智能是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。

實際應用，機器視覺:指紋識別，人臉識別，視網膜識別，虹膜識別，掌紋識別，專家系統,智能搜索，定理證明，博弈，自動程序設計，還有航天應用等。學科范疇：人工智能是一門邊沿學科，屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及學科：哲學和認知科學，數學，神經生理學，心理學，計算機科學，信息論，控制論，不定性論，仿生學，研究范疇：自然語言處理，知識表現，智能搜索，推理，規劃，機器學習，知識獲取，組合調度問題，感知問題，模式識別，邏輯程序設計，軟計算，不精確和不確定的管理，人工生命，神經網絡，復雜系統，遺傳算法 人類思維方式

應用領域：智能控制，機器人學，語言和圖像理解，遺傳編程，機器人工廠，安全問題。目前人工智能還在研究中，但有學者認為讓計算機擁有智商是很危險的，它可能會反抗人類。人工智能是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規劃等）的學科，主要包括計算機實現智能的原理、制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現更高層次的應用。人工智能將涉及到計算機科學、心理學、哲學和語言學等學科。可以說幾乎是自然科學和社會科學的所有學科，其范圍已遠遠超出了計算機科學的范疇，人工智能與思維科學的關系是實踐和理論的關系，人工智能是處于思維科學的技術應用層次，是它的一個應用分支。從思維觀點看，人工智能不僅限于邏輯思維，要考慮形象思維、靈感思維才能促進人工智能的突破性的發展，數學常被認為是多種學科的基礎科學，數學也進入語言、思維領域，人工智能學科也必須借用數學工具，數學不僅在標準邏輯、模糊科學等范圍發揮作用，數學進入人工智能學科，它們將互相促進而更快地發展。

人工智能技術在國內的發展與趨勢

人工智能學習的發展歷史是和計算機科學與技術的發展史聯系在一起的。除了計算機科學以外，人工智能還涉及信息論、控制論、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學等多門學科。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。中國經濟經過30年改革開放的快速增長,取得了令世人矚目的驕人業績,綜合國力和經濟總量位居世界前列。自20世紀80年代以來,我國制造業取得了長足的發展。目前,中國正成為“世界工廠”,承接全世界制造業的轉移。據相關資料表明,世界上國家之間的經濟競爭,先進制造技術是重要的競爭手段之一。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場

占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而我國非常重視對先進制造技術的研究。制造業是我國國民經濟和綜合國力的重要支柱產業,其先進生產總值占國民生產總值(GDP)的40%左右。尤其，中國近幾年來房地產業的崛起，帶動了三一重工、中聯重科、徐工等一批工程機械企業的發展，而這些企業的發展的同時又帶動了先進制造技術的發展，然而雖然我們在先進制造技術方面取得了很多卓越的成績，但與工業發達國家相比，仍然存在一個階段性的整體上的差距。主要體現在以下幾個方面：

管理方面：工業發達國家廣泛采用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新發展，推出了準時生產（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生產（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理，多數小型企業仍處于經驗管理階段。

制造工藝方面：工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米 / 納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高，尚在開發、掌握之中。

設計方面：工業發達國家不斷更新設計數據和準則，采用新的設計方法，廣泛采用計算機輔助設計技術（CAD/CAM），大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。

自動化技術方面：工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS），實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段，柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。

產品結構方面：中國機械制造業的快速發展，主要依靠技術引進和趕超型發展戰略，加之中國勞動力豐富而資金相對短缺，致使機械制造業的科技開發明顯滯后。雖然中國機械制造業的產品數量已經位居世界前列，但主要是勞動密集型產品，具有自主知識產權的高、精、尖產品比較少。比如數控機床和精密機床的可靠性差、質量問題嚴重，軸承、液壓件、密封件等基礎件產品水平低、品種少、滿足度低、質量不穩定。

人工智能技術的發展趨勢表現在：

全球化：一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈，例如在機械制造業中，國內外已有不少企業，甚至是知名度很高的企業，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業，不得不擴展新的市場；另一方面，網絡通訊技術的快速發展推動企業向著既競爭又合作的方向發展，這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業發展的動力，全球化制造的第一個技術基礎是網絡化，網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。網絡化：網絡通訊技術的迅速發展和普及，給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外，網絡通訊技術的快速發展，加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習，推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。

虛擬化：制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標，進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真軟件來模擬真實系統，以保證產品設計和產

品工藝的合理性，保證產品制造的成功和生產周期，發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。

自動化：自動化是一個動態概念，目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。

綠色化：綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時使原材料和能源的利用效率達到最高。精密化：現代高新技術產品需要高精度制造，社會的發展對機械產品的質量提出了越來越高的要求。這決定了發展精密加工、超精密加工技術是機械制造未來的一個重點 智能化：智能制造是指綜合利用各個學科、各種先進技術和方法，解決和處理制造系統中的各種問題。系統能領會設計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。

快速化：快速化是指對市場的快速響應，對生產的快速重組。它要求生產模式有高度的柔性與高度敏捷性。快速化能強有力地推動著制造技術的進步與發展，它是先進制造技術發展的“動力”。

集成化：現代制造業的方向并不只是計算機的集成，信息的集成，而是人、技術、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業間的集成。

人工智能技術在國外的發展與趨勢

智能是一種知識與思維的合成,是人類認識世界和改造世界過程中的一種分析問題和解決問題的綜合能力。對于人工智能，美國麻省理工學院的溫斯頓教授提出“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作”，斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜教授提出“人工智能是關于知識的學科――怎樣表示知識以及怎樣獲得知識并使用知識的科學”。綜合來看人工智能是相對人的智能而言的。其本質是對人思維的信息過程的模擬，是人的智能的物化。是研究、開發模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能經過信息采集、處理和反饋三個核心環節，綜合表現出智能感知、精確性計算、智能反饋控制，即感知、思考、行動三個層層遞進的特征。

智能感知：智能的產生首先需要收集到足夠多的結構化數據去表述場景，因此智能感知是實現人工智能的第一步。智能感知技術的目的是使計算機能 “聽”、會“看”,目前相應的計算機視覺技術和自然語言處理技術均已經初步成熟，開始商業化嘗試。智能處理：產生智能的第二步是使計算機具備足夠的計算能力模擬人的某些思維過程和行為對分析收集來的數據信息做出判斷，即對感知的信息進行自我學習、信息檢索、邏

輯判斷、決策，并產生相應反映。具體的研究領域包括知識表達、自動推理、機器學習等，與精確性計算及編程技術、存儲技術、網絡技術等密切相關，是大數據技術發展的遠期目標，目前該領域研究還處于實驗室研究階段，其中機器學習是人工智能領域目前熱度最高，科研成果最密集的領域。

智能反饋：智能反饋控制將前期處理和判斷的結果轉譯為肢體運動和媒介信息傳輸給人機交互界面或外部設備，實現人機、機物的信息交流和物理互動。智能反饋控制是人工智能最直觀的表現形式，其表達能力展現了系統整體的智能水平。智能反饋控制領域與機械技術、控制技術和感知技術密切相關，整體表現為機器人學，目前機械技術受制于材料學發展緩慢，控制技術受益于工業機器人領域的積累相對成熟。在學術界，實現人工智能有三種路線，一是基于邏輯方法進行功能模擬的符號主義路線，代表領域有專家系統和知識工程。二是基于統計方法的仿生模擬的連接主義路線，代表領域有機器學習和人腦仿生，三是行為主義，希望從進化的角度出發，基于智能控制系統的理論、方法和技術，研究擬人的智能控制行為。

各國政府高度重視人工智能相關產業的發展。自人工智能誕生至今，各國都紛紛加大對人工智能的科研投入，其中美國政府主要通過公共投資的方式牽引人工智能產業的發展，2013財年美國政府將22億美元的國家預算投入到了先進制造業，投入方向之一便是“國家機器人計劃”。

在技術方向上，美國將機器人技術列為警惕技術，主攻軍用機器人技術，歐洲主攻服務和醫療機器人技術，日本主攻仿人和娛樂機器人。

現階段的技術突破的重點一是云機器人技術，二是人腦仿生計算技術。美國、日本、巴西等國家均將云機器人作為機器人技術的未來研究方向之一。伴隨著寬帶網絡設施的普及，云計算、大數據等技術的不斷發展，未來機器人技術成本的進一步降低和機器人量產化目標實現，機器人通過網絡獲得數據或者進行處理將成為可能。目前國外相關研究的方向包括：建立開放系統機器人架構（包括通用的硬件與軟件平臺）、網絡互聯機器人系統平臺、機器人網絡平臺的算法和圖像處理系統開發、云機器人相關網絡基礎設施的研究等。

由于深度學習的成功，學術界進一步沿著連接主義的路線提升計算機對人腦的模擬程度。人腦仿生計算技術的發展，將使電腦可以模仿人類大腦的運算并能夠實現學習和記憶，同時可以觸類旁通并實現對知識的創造，這種具有創新能力的設計將會讓電腦擁有自我學習和創造的能力，與人類大腦的功能幾無二致。在2013年初的國情咨文中，美國總統奧巴馬特別提到為人腦繪圖的計劃，宣布投入30億美元在10年內繪制出“人類大腦圖譜”，以了解人腦的運行機理。歐盟委員會也在2013年初宣布，石墨烯和人腦工程兩大科技入選“未來新興旗艦技術項目”，并為此設立專項研發計劃，每項計劃將在未來10年內分別獲得10億歐元的經費。美國IBM公司正在研究一種新型的仿生芯片，利用這些芯片，人類可以實現電腦模仿人腦的運算過程，預計最快到2019年可完全模擬出人類大腦。智能更面向實用。另外，由于Hopfield 多層神經網絡模型的提出，使人工神經網絡研究與應用出現了欣欣向榮的景象。人工智能已深入到社會生活的各個領域。

既然“人工智能”的發展如此吸引人，那就一定具有相當多的發展方向啦，那么未來它的發展趨勢會是如何呢？我們不妨可以設想一下： 在計算機網絡如此發達的社會中，我們可以利用人工智能來實現語言技術與人類生活的聯系，雖然目前關于語言的研究尚未突破語義障礙，現在還看不出在解決自然語言中含糊曖昧的成份方面可能會取得多大的進展，也很難想象在近期內能實現對任意輸入均可產生高質量譯文的機器翻譯系統或非常理想的篇章理解系統，我們所能看到的是一些有一定限制的但與人類生活密切相關的語言處理技術的發展。隨著語言技術產品市場的不斷壯大，語言技術也會得到更快的發展。另外，我們也可以利用人工智能來建立與理解復雜的自適應系統：下一個十年人工智能研究應著重于對未必能符號化、信息未必完全的復雜的自適應系統的研究，其中最關鍵的是如何理解與建立這樣的系統。建立這樣的系統需要發展一些新的理論與技術。首先必須發展能理解與處理上下文的技術，使所建立的系統能在不同的上下文情境下合理地處理各類問題；其次應發展多路學習機制，使系統能從復雜的變化的環境中同時學到多種技能(如機器人足球運動員就需要有這樣的功能)；另外還應探討系統的可自動進化機制，使系統能從簡單的被動式的系統逐步進化為復雜的具有自適應能力的系統。基于人工智能的發展趨勢，還可以在機器學習的研究方面取得長足的發展。許多新的學習方法相繼問世并獲得了成功的應用,如增強學習算法、reinforcement learning等。也應看到,現有的方法處理在線學習方面尚不夠有效,尋求一種新的方法,以解決移動機器人、自主agent、智能信息存取等研究中的在線學習問題是研究人員共同關心的問題,相信不久會在這些方面取得突破。

還有，在最受人關注的機器人領域里，人工智能蘊含著十分強大的發展空間！雖然現在已經實現了機器人與人的對話交流等強大的功能，但相信在未來，人們一定會挖掘出人工智能更多更強大的功能來運用到機器人中去，讓機器人更好的未人們服務！最后，在控制領域內，雖然已經實現了遠程操控技術，但并不普及，相信在未來，我們可以更輕松自如的利用人工智能來實現對家用電器等的遠程控制的普及，讓每一個房子都裝有這樣的系統，那么在主人回家之前就可以設定好最符合主人生活習慣的環境，讓辛苦勞累了一天的主人能夠更好的享受到家的溫馨！

人工智能誕生50多年來，在崎嶇不平的道路上取得了可喜的進展。人工智能的人工智能的研究一旦取得突破性進展，將會對信息時代產生重大影響，對人類文明產生重大影響。不管是在昨天、今天還是明天，“人工智能”都是新時代的寵兒，注定未社會的發展，人們生活水平的提高做出不可小覷的貢獻！我們共同希望“人工智能”的明天更美好！

三、人工智能技術的主要研究內容與核心技術難題

人工智能是一種外向型的學科,它不但要求研究它的人懂得人工智能的知識,而且要求有比較扎實的數學基礎及哲學和生物學基礎,只有這樣才可能讓一臺什么也不知道的機器模擬人的思維。

因為人工智能的研究領域十分廣闊,它總的來說是面向應用的,主要研究領域有專家系統,有人在工作,它就可以用在什么地方,因為人工智能的最根本目的還是要模擬人類的思維。可以歸納為八個字:機器智能、智能機器。

機器智能：例如,用計算機打印常用的報表,進行一些常規的文字處理,都是程序化的操作,談不上有智能。但是,用計算機給人看病,進行病理診斷和藥物處方,或者,用計算機給機器看病,進行故障診斷和維修處理,就需要計算機有人工智能。人工智能學科領域中有一個重要的學科分支是“專家系統”(Expert System),簡稱代寫論文ES。就是用計算機去模擬、延伸和擴展專家的智能。基于專家的知識和經驗,可以求解專業性問題的、具有人工智能的計算機應用系統。如:醫療診斷專家系統,故障診斷專家系統等。

智能機器：“智能機器”(Intelligent Machine),簡稱IM,研究如何設計和制造具有更高智能水平的機器,特別是設計和制造更聰明的計算機。現在的計算機,雖然經歷了從電子管、晶體管、集成電路、超大規模集成電路等幾代的發展,在工藝和性能方面都有巨大的進步。但是,在原理上,還沒有重大的突破。通常,人們用計算機,不僅要告訴計算機:做什么?,而且還必須詳細地、正確地告訴計算機:如何做?。也就是說,人們要根據工作任務的需求,以適當的計算機語言,進行相應的軟件設計,編制面向該任務的計算機應用程序,并且,正確地操作計算機,裝入、啟動該應用程序,才能用計算機完成該項工作任務。這里,計算機實質上只是機械地、被動地執行人們編制的應用程序指令的“電子奴仆”,也不理解為什么要做這項工作,即不懂得:為什么?。因而,只不過是一個低智能的、不聰明的“電腦”。那么,如何設計和制造高智能的、聰明的“電腦”呢?這正是人工智能另一方面的研究對象和學科任務。

目前人工智能主要研究內容是:分布式人工智能與多智能主體系統、人工思維模型、知識系統(包括專家系統、知識庫系統和智能決策系統)、知識發現與數據挖掘(從大量的、不完全的、模糊的、有噪聲的數據中挖掘出對我們有用的知識)、遺傳與演化計算(通過對生物遺傳與進化理論的模擬,揭示出人的智能進化規律)、人工生命(通過構造簡單的人工生命系統并觀察其行為,探討初級智能的奧秘)、人工智能應用(如:模糊控制、智能大廈、智能人機接口、智能機器人等)等等。

未來人工智能的研究方向主要有:人工智能理論、機器學習模型和理論、不精確知識表示及其推理、常識知識及其推理、人工思維模型,智能人機接口、多智能主體系統、知識發現與知識獲取、人工智能應用基礎等。

“人工智能”(Artificial Intelligence)一詞最初是在1956年Dartmouth學會上提出的。人工智能是指研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質,并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器。目前能夠用來研究人工智能的主要物質手段以及能夠實現人工智能技術的機器就是計算機,人工智能的發展歷史是和計算機科學與技術的發展史聯系在一起的。人工智能理論進入21世紀,正醞釀著新的突破,人工智能的研究成果將能夠創造出更多更高級的智能“制品”,并使之在越來越多的領域超越人類智能,人工智能將為發展國民經濟和改善人類生活做出更大貢獻。

人工智能的近期研究目標在于建造智能計算機，用以代替人類從事腦力勞動，即使現有的計算機更聰明更有用。正是根據這一近期研究目標，我們才把人工智能理解為計算機科學的一個分支。人工智能還有它的遠期研究目標，即探究人類智能和機器智能的基本原理，研究用自動機(automata)模擬人類的思維過程和智能行為。這個長期目標遠遠超出計算機科學的范疇，幾乎涉及自然科學和社會科學的所有學科。在重新闡述我們的歷史知識的過程中，哲學家、科學家和人工智能學家有機會努力解決知識的模糊性以及消除知識的不一致性。這種努力的結果，可能導致知識的某些改善，以便能夠比較容易地推斷出令人感興趣的新的真理。人工智能研究尚存在不少問題，這主要表現在下列幾個方面： 宏觀與微觀隔離：一方面是哲學、認知科學、思維科學和心理學等學科所研究的智能層次太高、太抽象；另一方面是人工智能邏輯符號、神經網絡和行為主義所研究的智能層次太低。這兩方面之間相距太遠，中間還有許多層次未予研究，無法把宏觀與微觀有機地結合起來和相互滲透。全局與局部割裂：人類智能是腦系統的整體效應，有著豐富的層次和多個側面。但是，符號主義只抓住人腦的抽象思維特性；連接主義只模仿人的形象思維特性；行為主義則著眼于人類智能行為特性及其進化過程。它們存在明顯的局限性。必須從多層次、多因素、多維和全局觀點來研究智能，才能克服上述局限性。3 理論和實際脫節 大腦的實際工作，在宏觀上我們已知道得不少；但是智能的千姿百態，變幻莫測，復雜得難以理出清晰的頭緒。在微觀上，我們對大腦的工作機制卻知之甚少，似是而非，使我們難以找出規律。在這種背景下提出的各種人工智能理論，只是部分人的主觀猜想，能在某些方面表現出”智能”就算相當成功了。

上述存在問題和其它問題說明，人腦的結構和功能要比人們想象的復雜得多，人工智能研究面臨的困難要比我們估計的重大得多，人工智能研究的任務要比我們討論過的艱巨得多。同時也說明，要從根本上了解人腦的結構和功能，解決面臨的難題，完成人工智能的研究任務，需要尋找和建立更新的人工智能框架和理論體系，打下人工智能進一步發展的理論基礎。我們至少需要經過幾代人的持續奮斗，進行多學科聯合協作研究，才可能基本上解開”智能”之謎，使人工智能理論達到一個更高的水平。人工智能要解決的問題主要是以下幾個方面：

一、識別過程，外界輸入的信息向概念邏輯信息轉譯，將動態靜態圖像、聲音、語音、文字、觸覺、味覺等信息轉化為形式化（大腦中的信息存儲形式）的概念邏輯信息。

二、智能運算過程，輸入信息刺激自我學習、信息檢索、邏輯判斷、決策，并產生相應反應。

三、控制過程，將需要輸出的反應轉譯為肢體運動和媒介信息。實用機器人在第三個方面做得比較多，而識別和智能運算是很弱的，尤其是概念知識的存儲形式、邏輯判斷和決策這些方面更是鮮有成果，這正是人工智能要重點解決的問題。

四、人工智能技術的評價與認識

人工智能是一門包括計算機科學、控制學、信系論、語言論、神經生理學、心理學、數學、哲學等多種學科相互滲透發展起來的學科,其研究對象可以歸納為“機器智能、智能機器”,它體現在思維、感知、行為三個層次,而它要模擬眼神、擴展人的智能,其研究內容可以分為機器思維和思維機器、機器感知和感知機器、機器行為和行為機器三個層次。人工智能研究與應用雖然取得了不少成果,但離全面推廣應用還有很大距離,還有許多問題有待于解決且需要許多學科的研究專家共同創作。人工智能（AI）是機器智能和計算機科學的一個分支。人工智能將是21世紀邏輯學發展的主要動力源泉，并且在很大程度上將決定21世紀邏輯學的面貌。這些年來,人工智能在計算機科學、邏輯學等領域已取得重大成就,但離真正的人類智能還相差甚遠。

人工智能是一門研究機器智能和智能機器的新型的、綜合性的、具有強大生命力的邊緣學科，它研究怎樣讓計算機或智能機器（包括硬件和軟件）模仿、延伸和擴展人腦從事推理、規劃、計算、思考、學習等思維活動，解決迄今為止需要人類專家才能處理好的復雜問題。

人工智能遠期目標是要制造智能機器，使現有的計算機更聰明，能夠模擬人類的智能行為。人工智能的近期目標是實現機器智能，即先部分地或某種程度地實現機器的智能，從而使現有的計算機更靈活、更好用和更有用，成為人類的智能化信息處理工具。目前，人工智能技術正在向大型分布式人工智能、大型分布式多專家協同系統、廣義知識表達、綜合知識庫、并行推理、多種專家系統開發工具、大型分布式人工智能開發環境和分布式環境下的多智能體協同系統等方向發展。盡管如此，從目前來看，人工智能仍處于學科發展的早期階段，其理論、方法和技術都不太成熟，人們對它的認識也比較膚淺。這些還都有待于人工智能工作者的長期探索。

五、結論

先進制造技術當今國際間科技競爭的焦點，隨著社會的發展，市場需求的個性化與多元化，人們對產品的要求也日益多元化，市場競爭日趨激烈，企業要在日趨激烈的市場競爭中生存發展，就必須采用先進的制造技術。進入新世紀，隨著中國加入WTO,中國與世界的越來越緊密，先進制造制造技術必然會朝著全球化、系統化、集成化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化、精密化、智能化、快速化的趨勢發展。

人工智能對自然科學的影響。在需要使用數學計算機工具解決問題的學科，AI帶來的幫助不言而喻。更重要的是，AI反過來有助于人類最終認識自身智能的形成。

人工智能對經濟的影響。專家系統更深入各行各業，帶來巨大的宏觀效益。AI也促進了計算機工業網絡工業的發展。但同時，也帶來了勞務就業問題。由于AI在科技和工程中的應用，能夠代替人類進行各種技術工作和腦力勞動，會造成社會結構的劇烈變化。人工智能對社會的影響。AI也為人類文化生活提供了新的模式。現有的游戲將逐步發展為更高智能的交互式文化娛樂手段，今天，游戲中的人工智能應用已經深入到各大游戲制造商的開發中。

伴隨著人工智能和智能機器人的發展，不得不討論是人工智能本身就是超前研究，需要用未來的眼光開展現代的科研，因此很可能觸及倫理底線。作為科學研究可能涉及到的敏感問題，需要針對可能產生的沖突及早預防，而不是等到問題矛盾到了不可解決的時候才去想辦法化解。

人工智能的長期目標是建立人類水平的人工智能，由腦科學、認知科學、人工智能等共同研究，形成交叉學科智能科學。腦科學從分子水平、細胞水平、行為水平研究自然智能機理，建立腦模型，揭示人腦的本質。認知科學是研究人類感知、學習、記憶、思維、意識等人腦心智活動過程的科學。人工智能研究用人工的方法和技術，模仿、延伸和擴展人的智能，實現機器智能。智能科學不僅要進行功能仿真，而且要從機理上研究，探索智能的新概念、新理論、新方法。

人工智能的研究一旦取得突破性進展，將會對信息時代產生重大影響，對人類文明產生重大影響。科學發展到今天，一方面是高度分化，學科在不斷細分，新學科、新領域不斷產生;另一方面是學科的高度融合，更多地呈現交叉和綜合的趨勢，新興學科和交叉學科不斷涌現。大學科交叉的這種普遍趨勢，在人工智能學科方面表現尤其突出。由腦科學、認知科學、人工智能等共同研究智能的本質和機理，形成交叉學科智能科學。學科交叉將催生更多的研究成果，對于人工智能學科整體而言，要有所突破，需要多個學科合作協同，在交叉學科研究中實現創新。

六、參考文獻 [1]《人工智能簡史》孫興 清華大學出版社，1990年 [2]蔡自興 徐光佑 《人工智能及其應用》 清華大學出版社 2002年1月 [3]王萬森

人工智能原理及其應用北京：電子工業出版社，2010

第五篇：先進制造技術論文

《先進制造技術》課程論文

——人工神經網絡

摘要：人工神經網絡是對人腦功能的某些程度的反映，具有自適應和自學習的能力，可通過對模式 樣本的自學習，從中獲取特征，并能將學習獲得的知識應用到圖像、文字等識別中。本文對人工神經網絡做了簡要的概述，重點講述了兩種應用最廣泛的神經網絡模型：BP神經網絡和Hopfield神經網絡。對BP神經網絡作了詳細的介紹，重點在于三層BP網絡的學習。Hopfield神經網絡應用非常廣泛，本文用Hopfield 神經網絡進行英文字母識別。

關鍵詞：人工神經網絡，BP神經網絡，三層BP網絡，Hopfield神經網絡，模式識別

Study on Simulation Analytical Method of Artificial neural network

(School of Engineering, HLJ August First Land Reclamation University, Daqing 163319)Abstract:Artificial neural network is to the brain function, some degree of reflect with adaptive and self-learning ability, but through the study of pattern samples from, obtain characteristics, and can be applied to study the knowledge obtained recognition of images and text.Based on artificial neural network did briefly, focused on the two kinds of the most widely used neural network model: BP neural network and Hopfield neural networks.On BP neurl network is analyzed in detail, the emphasis is on three layers of BP neural network learning.Hopfield neural network is us extensively, this article with the Hopfield neural network for English letters recognition.Key words: artificial neural network, the BP neural network, and the third floor Hopfield

neural network BP network, pattern recognition

1引言

隨著多媒體和網絡技術的飛速發展及廣泛應用，人工神經網絡已被廣泛運用于各種領域，而它的預測功能也在不斷被人挖掘著。人工神經網絡是一種旨在模仿人腦結構及其功能的信息處理系統。現代計算機構成單元的速度是人腦中神經元速度的幾百萬倍，對于那些特征明確，推理或運算規則清楚地可編程問題，可以高速有效地求解，在數值運算和邏輯運算方面的精確與高速極大地拓展了人腦的能力，從而在信息處理和控制決策等方面為人們提供了實現智能化和自動化的先進手段。但由于現有計算機是按照馮·諾依曼原理，基于程序存取進行工作的，歷經半個多世紀的發展，其結構模式與運行機制仍然沒有跳出傳統的邏輯運算規則，因而在很多方面的功能還遠不能達到認得智能水平。隨著現代信息科學與技術的飛速發展，這方面的問題日趨尖銳，促使科學和技術專家們尋找解決問題的新出路。當人們的思想轉向研究大自然造就的精妙的人腦結構模式和信息處理機制時，推動了腦科學的深入發展以及人工神經網絡和鬧模型的研究。隨著對生物鬧的深入了解，人工神經網絡獲得長足發展。在經歷了漫長的初創期和低潮期后，人工神經網絡終于以其不容忽視的潛力與活力進入了發展高潮。這么多年來，它的結構與功能逐步改善，運行機制漸趨成熟，應用領域日益擴大，在解決各行各業的難題中顯示出巨大的潛力，取得了豐碩的成果。通過

運用人工神經網絡建模，可以進行預測事物的發展，節省了實際要求證結果所需的研究時間。

2我國人工神經網絡現狀

隨著人工神經網絡的20世紀80年代在世界范圍內的復蘇，國內也逐步掀起了研究熱潮，1989年10月和11月分別在北京和廣州召開了神經網絡及其應用討論會和第一屆全國型號處理——神經網絡學術會議；1990年2月由國內八個學會（中國電子學會、人工智能學會、自動化學會、通信學會、物理學會、生物物理學會和心理學會）聯合在北京召開“中國神經網絡首屆學術會議”，這次大會以“八學會聯盟，探只能奧秘為主題，收到了300多篇學術論文”，開創了中國人工神經網絡及神經計算機方面科學研究的新紀元，經過十幾年的發展，中國學術界和工程界在人工神經網絡的理論研究和應用方面取得了豐碩成果，學術論文、應用成果和研究人員逐年增加。在國際上，1987年，在美國加洲召開第一屆國際神經網絡學會，此后每年召開兩次國際聯合神經網絡大會（UCNN），不久，改學會創辦了刊物Journal Neural Networks，另有十幾種國際著名的神經網絡學術刊物相繼問世。至此，神經網絡理論研究在國際學術領域獲得了其應有的地位。

經過多年的發展，目前已有上百種的神經網絡模型被提出。這么多年來，它的結構與功能逐步改善，運行機制漸趨成熟，應用領域日益擴大，在解決各行各業的難題中顯示出巨大的潛力，取得了豐碩的成果

[1]。正是由于人工神經網絡是一門新興的學科，它在理論、模型、算法、應用和時限等方面都還有很多空白點需要努力探索、研究、開拓和開發。因此，許多國家的政府和企業都投入了大量的資金，組織大量的科學和技術專家對人工神經網絡的廣泛問題立項研究。從人工神經網絡的模擬程序和專用芯片的不斷推出、論文的大量發表以及各種應用的報道可以看到，在這個領域里一個百家爭鳴的局面已經形成。

3人工神經網絡現狀的分析

人工神經網絡是一個新興學科，因此還存在許多問題。其主要表現有：

(1)受到腦科學研究的限制：由于生理實驗的困難性，因此目前人類對思維和記憶機制的認識還很膚淺，還有很多問題需要解決；

(2)還沒有完整成熟的理論體系；

(3)還帶有濃厚的策略和經驗色彩；

(4)與傳統技術的接口不成熟。

上述問題的存在，制約了人工神經網絡研究的發展。

我相信只要能客服這些局限性，人工神經網絡的發展將不可限量。

4結論

在理論上．RBF網絡和BP網絡一樣能以任意精度逼近任何非線性函數。但由于它們使用的激勵函數不同，其逼近性能也不相同。Poggio和Girosi已經證明，RBF網絡是連續函數的最佳逼近，而BP網絡不是。BP網絡使用的Sigmoid函數具有全局特性，它在輸入值的很大范圍內每個節點都對輸出值產生影響，并且激勵函數在輸入值的很大范圍內相互重疊，因而相互影響，因此BP網絡訓練過程很長。此外，由于BP算法的固有特性，BP網絡容易陷入局部極小的問題不可能從根本上避免，并且BP網絡隱層節點數目的確定依賴于經驗和試湊，很難得到最優網絡。采用局部激勵函數的RBF網絡在很大程度上克服了上述缺點，RBF不僅有良好的泛化能力，而且對于每個輸入值，只有很少幾個節點具有非零激勵值，因此只需很少部分節點及權值改變。學習速度可以比通常的BP算法提高上千倍,容易適應新數據，其隱層節點的數目也在訓練過程中確定，并且其收斂性也較BP網絡易于保證，因此可以得到最優解[10] [11]。

從上面所示的結果來看，主要有一下幾方面的不同：

（1）由于學習速率是固定的，因此BP網絡的訓練過程較長，當需要處理較復雜的問題時，需要的時間很長。而RBF網絡的建網過程即是訓練過程此外，訓練時間較少．精度也比較高。

（2）在處理同一問題時，通常情況BP網絡所需的神經元個數比RBF網絡要少。

（3）BP網絡的輸出和初始的權值有關，而RBF網絡的輸出與初始的權值無關。

（4）RBP網絡隱含層的層數和單元數的選擇要憑借經驗反復驗證，因此網絡的冗余性比較大。RBF隱層節點的數目也在訓練過程中確定。但是要確定徑向基函數的分布密度。

人工神經網絡近來越來越受到人們的關注，因為它為解決大復雜度問題提供了一種相對來說比較有效的簡單方法。可以通過神經網絡對事物進行預測從而用簡單的方法完成復雜的問題。

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