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摘要 2

引言 3

人工智能机械安全监管警报 4

1.1人工智能在机械系统中的应用方向 4

1.2 机械设计 4

1.3 机械制造 4

1.4 机械电子工程 4

1.5机械系统故障诊断 5

2.1专家系统（Expert System .ES） 5

2.2 人工神经网络（artificial neural network. ANN） 5

2.3 模糊集理论（Fuzzy Sets Theory. FSN） 6

2.4 启发式搜索（Heuristic Search. HS） 6

3.1专家系统在机械故障诊断中的应用 6

3.2人工神经网络在机械故障诊断中的应用 7

3.3神经网络故障诊断系统和专家系统故障诊断 7

摘要

人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是一门研究如何构造智能机器或智能系统，使它能模拟、延伸、扩展人类智能的学科。智能技术是当前新技术、新产品、新产业的重要发展方向、开发策略和显著标志，尤其它在解决远程控制、故障诊断、非线性等问题上的优势，给机械系统的发展指明了方向。本文描述了一些已经应用了智能技术解决机械问题的方法及该技术今后的应用趋势，并通过应用实例给出具体说明。

关键词：人工智能 机械系统 故障诊断专家系统 人工神经网络

引言

机械故障诊断是识别机器或机组运行状态的科学, 它研究的是机器或机组运行状态的变化在诊断信息中的反映, 其研究内容包括对机器运行现状的识别诊断、对其运行过程的监测以及对其运行发展趋势的预测3 个方面。就其诊断方法而言, 人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力, 如专家系统、人工神经网络、分形几何等, 但这些新的理论和技术成果大多有待完善。最近有人探索人工神经网络与传统的专家系统结合起来, 建造神经网络专家系统。研究表明新型的专家系统能较好克服传统的专家系统和人工神经网络在各自独立 的缺陷而具有许多优势。

人工智能机械安全监管警报

1.1人工智能在机械系统中的应用方向

   机械系统是一个广义的概念，它是由各个机械基本要素组成的，完成所需的动作、实现机械能的变化、代替人类劳动的系统。在实用型工程系统中，人工智能在解决机械工程中的应用可体现于产品设计、工艺制定、生产管理、故障诊断等方面。

1.2 机械设计

    机械设计实际上是一个模型的综合和分析的过程，它不仅包括大量的计算、分析、绘图等数值计算型工作；还包括拟定初始方案，选择最优方案，制定合理结构等方案设计工作。 目前， 有些企业已引入CAD/CAM 系统， 由于CAD/CAM系统对符号推理工作需要综合运用多种科学的专门知识和丰富的实践经验才能解决，这需要CAD/CAM系统具有智能性，因此，设计智能化已成为机械设计中一个很热门的研究课题之一，它把计算机从数值处理扩展到非数值处理，包括知识与经验的集成、推理和决策，力图使机械设计过程自动化，减少人类专家在设计过程中由于个人因素造成的不足。此外，与传统设计方法相比，专家系统在机械设计中有着不可比拟的优势，它不仅可以长期稳定工作、节省成本，还可以为专家知识特别是启发式知识提供存储手段和传授途径、易于继承。

1.3 机械制造

    在机械生产制造过程中，需要为工厂中所有的装配机器供应零件。目标可能由监控者提供，也可能由系统对当时状态做出评估而产生。智能系统怎样推断出适当的目标，然后构造试图达到目标的动作序列，这个过程通常称为规划(planning), 它是自动问题求解的特例，是人工智能研究的重要子领域。 此外，计算机集成加工系统（CIMS）和柔性加工系统（FMS） 在近年来获得迅速发展。在一个复杂的加工过程中，不同条件下的多种操作是必要的。环境的不确定性以及系统软硬件的复杂性，向当代工程师们设计和实现有效的集成控制系统提出了挑战。为了把现有的Petri 网技术用于现代加工系统，需要开发一种新技术，把机器智能技术和Petri 网理论以及智能离散事件控制器连接起来。

1.4 机械电子工程

    在许多工程系统中，往往由于内部结构复杂，存在着对加工过程控制及故障诊断等方面的困难，一般的PID 等典型控制方法虽然能解决一些问题，但在一些场合已不能满足生产的要求，当前，典型的机电一体化产品- 数控机床、交流伺服驱动装置等正在向数字化、小型化、高精度等方向发展，为监控带来新的挑战，由于模糊神经网络控制不依赖控制对象和数学模型，具有较强的鲁棒性，是一种非线性的控制方法，在解决此类问题中有很好的优势。而专家系统主要用于复杂的机械系统，能够克服基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性。

1.5机械系统故障诊断

    对机械设备进行故障诊断主要是通过对设备敏感部位的信号利用传感器进行数据采集和特征提取，根据不同机械部件在不同时间和状态下具有不同的特征，来判断是否工作正常。它包含两方面的内容，即对系统运行状态进行监测和发现异常情况后对故障进行分析、诊断。在系统运行过程中，若某一时刻系统发生故障，领域专家可以凭借视觉、听觉、嗅觉、触觉或测量设备得到一些客观数据，并根据对系统结构和系统故障历史的深刻了解很快做出判断，确定故障的原因和部位。对于较为复杂的系统，这种基于专家系统的故障诊断方法尤为有效。

2.1专家系统（Expert System .ES）

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