發布時間：2023-06-01 15:51:07
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的智能制造研究分析樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)002-095-01
1 引言
“科技就是力量”，機械制造智能化直接影響著我國機械制造業的發展水平，先進的機械制造技術促進我國機械制造業的發展，落后的機械制造技術則影響我國機械制造也的發展水平。在“十二五”的背景下，對機械制造業新的設計、工藝、功能上的發展固不可少，不過，對機械制造智能化也應該關注。了解世界機械行業發展的現狀，對改善我國機械制造水平的不足，以及幫助發展機械制造智能化都有重要的意義。
2 機械制造智能化發展的現狀
智能制造是從80年代末發展起來的，最早的幾本有關智能制造及系統方面的專著是在1988年由Wright MilaciC等人編寫的，隨后、Kusiak和Pain也相繼出版了這方面的研究著作。
國際方面：國際智能化制造業采用或準備采用的先進制造技術主要體現在：(1)新型(非常規)加工方法的發展，包括激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術及兩種以上加工方法復合應用等；(2)專業、科學間交叉融合，冷熱加工、加工過程、檢測過程、物流過程、設計、材料應用、制造等方面，界限逐漸淡化；(3)工藝研究由“經驗”走向“定量分析”；(4)高新技術與傳統工藝緊密結合，使傳統工藝產生顯著的、本質的變化，極大地提高生產效率和產品質量；(5)常規制造工藝的優化，以形成優質高效、低耗、少污染的制造技術為主要目標；(6)以計算機與網絡技術為核心。
國內方面：我國也在這方面也有所作為。當前，國民經濟各部門中智能化已露端倪。機械企業當務之急是進行產品結構調整。在面向市場，特別是面向全球化經濟的形勢下，我國機械工業各企業在選擇產品時都要首先選擇帶有智能信息技術的機電一體化產品。
3 機械制造智能化發展的必然性分析
智能制造技術(Intelligent Manufacturing Technology，IMT)是指利用計算機模擬制造專家的分析、判斷、推理、構思和決策等職能活動，并將這些職能活動與智能機器有機的融合起來，將其貫穿應用于整個制造業企業的各種子系統(如經營決策、采購、產品設計、生產計劃、制造、裝配、質量保證和市場銷售等)，以實現整個制造企業經營運作的高度柔性化和集成化，從而取代或延伸制造環境中專家的部分腦力勞動，并對制造業專家的智能信息進行收集、儲存、完善、共享、繼承和發展的一種極大地提高生產效率的先進制造技術。
智能制造系統(IntellientManufactingS,IMS)是指基于智能制造技術，利用計算機綜合應用人工智能技術(如人工神經網絡、遺傳算法等)、智能制造機器、技術、材料技術、現代管理技術和系統工程理論和方法，在國際標準化和互換性的基礎上，使整個企業制造系統中的各個子系統分別智能化，并使制造系統形成又網絡集成的、高度自動化的一種制造系統。
4 機械制造智能化發展的趨勢
未來必然是以高度的集成化、柔性化和自動化為特征的智能化制造系統，并以部分取代制造中人的腦力勞動為研究目標，也是當代傳統制造技術、新興計算機技術、人工智能技術等發展的必然結果，亦即在整個制造過程中通過計算機將人的智能活動與智能機器有機融合，以便有效地推廣專家的經驗知識，從而實現制造過程的最優化、智能化和自動化。對于它的研究不僅是為了提高產品質量和生產效率及降低成本，而且也是為了提高國家制造業響應市場變化的能力和速度，以及在未來競爭中求得生存和發展。它的研究成果，將不只是對制造業有促進作用，還對工業過程自動化或精密生產環境等有應用價值。它的出現將使人們從一個完全嶄新的角度去從事科學技術和制造領域的研究。所以，機械制造智能化無疑是本世紀制造技術的最優選擇。國際上對其研究的興起也決非偶然，試想，發達國家一旦擁有這項技術，而我們又在這方面與之相差甚遠的話，我們將面臨失去更多與之競爭機會的危險。因為一方面它是本世紀的最先進的制造技術，發達國家將不再“依賴”發展中國家的“廉價”勞動力；另一方面專業技術人員和熟練技術工人缺乏問題在我國尤其嚴重，企業生產中的各個環節相脫節的現象也十分突出。再者，重復投資增大，企業生產的不規范化及自動化程度低下等也是大問題。目前發達國家正在積極起動這一高新技術，并投巨資、集中大批優秀人才進行跨國際合作研究與開發，我國也應當適度開展跟蹤研究。因此，基于國外發達國家積極搶占這一國際制造業制高點的嚴峻形勢，參照我國實情，我認為，當前應該系統深入地開展基礎理論研究和現有加工單元技術與機器設備的智能自動化研究。特別是開發出具有自身特色的，即能實現高精度、易操作和無人管理的智能制造系統，以滿足我國制造業日益發展的需要。如果條件許可。還可試點進行研究領域中的下一代設計過程、工廠、自主功能模塊和虛擬制造系統等方面的前期實驗研究工作。
另外，智能制造系統最終要從以人為主要決策核心的人機和諧系統向以機器為主體的自主運行轉變，這就要求智能系統最終必須能夠像人一樣具備做出符合人文倫理和生態環境倫理的行為。因此，當前，在我國智能化發展初期就應當明確智理化(既智能又符合倫理標準)發展的大方向。
關鍵詞：智能設計技術；農業機械研發；應用探討
1智能設計技術概述
智能設計技術是近年來逐漸興起的技術類型，它在傳統研發設計的基礎上，融入了大數據、智能制造、虛擬現實、智能建模、知識工程等技術形態，并根據行業設計研發的需求，形成適配于行業產品研發生產的一種全新技術形態[1]。換句話說，智能設計技術雖然基于智能制造、大數據、虛擬現實等技術范疇，但在不同行業的應用中卻體現出了差異性。本文主要探討農業機械研發制造中智能設計技術的應用，結合農業機械研發制造行業的具體情況，重點探討了CAD智能建模技術、知識工程智能技術和虛擬現實智能驗證技術三種智能設計技術的應用。
2農業機械研發制造中智能設計技術的應用
2.1CAD智能建模技術及應用
傳統的CAD設計技術已被廣泛應用在農業機械制造領域，能夠輔助農機產品的設計、研發和三維仿真等設計工作，但在產品設計知識的高效利用領域體現了諸多問題，例如：傳統CAD技術能夠解決農業機械產品研發的結構性問題，但在建模設計知識與建模生成的融合上，存在靈活性、適應性和移植性不強的弊端?；谥R的CAD智能建模技術能夠較好地攻克這一難題，該技術以智能化設計為基礎，涵蓋CAD建模標準規范、材料特性、裝配語義、建模融合等新的技術形態，在農業機械研發制造中的應用體現出了新的價值。國內山東農業大學最新研發了一種基于CAD智能建模技術的農機產品制造模型特征提取方法，該方法將三維小波變換和CAD智能建模技術融合在一起，構建了農機產品設計ESB通用智能模型庫，技術人員在設計農業機械產品時，可以從智能模型庫中直接調取通用的設備模型，并運用三維小波變換進行智能分析，得到匹配性能最佳的產品模型，大大提升了大型復雜農業機械產品研發制造的效率和建模仿真的準確性[2]。
2.2知識工程智能技術及應用
知識工程智能技術源于專家系統的研究分支，貫穿于整個智能設計和制造領域，它以知識設計內容為基礎，通過科學的表示、獲取和推理過程，獲得制造產品的最佳研發方案。以知識推理智能技術為例，它根據待制造產品的設計需求，從已知的知識判斷得出新的設計思維方案，通過基于規則、實例和模型的推理過程，完成制造產品的智能設計過程。近年來，隨著現代農業機械產品功能和性能的多元化發展，設計一款農機產品所需的知識系統越來越復雜，傳統單一的設計推理模式難以滿足產品的設計和研發需求，采用集成的多推理知識工程智能技術能夠更好地解決現代農機產品研發面臨的這一問題。例如：中國農業大學研究了一種基于知識工程的快速設計推理方法，該方法以相似度匹配算法為核心，能夠對履帶式收獲機傳動系的機械構件進行快速推理，有效地縮短了產品設計周期，提升了產品的設計智能性[3]。
2.3虛擬現實智能驗證技術及應用
虛擬現實技術能夠對結構復雜且設計困難的大型農業機械產品研發起到很好的輔助作用，研發人員運用虛擬現實技術能夠實現對農機產品結構、外觀和進行的仿真建模，在虛擬現實系統中構建真實感很強的運作場景，完成對研發農機產品的仿真運行。近年來，在傳統虛擬現實技術的基礎上，一種新的虛擬現實智能驗證技術被逐漸應用在農業機械研發制造中，該技術不僅能夠實現傳統虛擬現實技術的所有功能，還能夠對仿真的效果進行智能驗證，驗證的效果與產品開發出的實際使用效果無限接近。例如：中國農業機械化科學研究院采用虛擬現實智能驗證技術，開發了基于視景仿真的聯合收獲機虛擬研發系統，該系統能夠在虛擬現實情境下建立聯合收獲機輪胎模型，并對聯合收獲機作業過程進行虛擬受力分析，進一步通過對收獲機運行時周邊環境如農田、樹木、草地等地表環境的虛擬建模和仿真，在VegaPrime中設計運動路徑，實現了聯合收獲機作業的3D視景仿真和作業效果測定，結果表明：虛擬環境下的仿真測定結果與后期開發的聯合收獲機運行效果誤差率小于1%[4]。
關鍵詞：制造系統；智能主體；數據采集
隨著社會經濟的高速發展，先進制造技術已經成為全球經濟競爭的主戰場。數據采集技術是在不同學科之間交叉滲透的基礎上出現的，對于制造企業而言，傳統的信息采集方式已經難以滿足制造業信息化的實時需求，所以迅速及時地將相關學科領域的最新研究成果應用到數據采集技術中，研究新型的數據采集技術方法，方便企業及時引進生產技術實現制造自動化，對產品質量的提高以及企業的競爭力增強是不可或缺的。
1制造系統數據采集方式
制造企業外部環境與自身環境復雜多變，要實現生產制造的安全高效，在注重環保效益的前提下生產出高品質的產品，需要制造系統安置大量的傳感器與數據采集系統。對生產中設備運行狀況、工藝水平、產品品質以及內外部環境變化數據實時監控反饋，為生產提供技術保障。制造系統數據采集技術主要有以下三種：
1.1集中式采集方式
集中式采集方式適用于小規模與相對簡單的系統，這種方式系統全部傳感器與數據采集系統直接相連，用一臺工控機可以實現所有的數據采集與處理，具有結構簡單、易于操作、維護方便、價格低廉的特點。
1.2分布式采集集中控制方式
這一方式適合規模適中且生產線較為簡單的系統，可以實現生產線上分散的單體設備集中管理，被各大中型制造系統廣泛采用。該方式將系統需要采集的數據依據一定的條件進行分組，由各組獨立采集所轄區域的數據信息，各組協同完成整個生產過程的數據采集任務。通過各數據采集點設有獨立的數據采集服務器，對站點進行維護管理，形成相對獨立的局域網絡。具有結構復雜、成本相對較高、使用維護簡單以及具備網絡功能的特點。
1.3集中式與分布式相結合方式
這種數據采集方式是前兩種方式的高效組合，適用于大規模且承擔復雜制造的系統，兼具前兩種采集方式的優勢。
2基于智能主體的制造系統數據采集技術
2.1智能主體與分布式人工智能
智能主體（Agent）涉及人工智能(Artificial Intelligent)技術的深層次問題，為人工智能技術以及計算機科學發展提供了新的計算求解范例和方法，也為CIMS（Computer Integrated Manu-facturing Systems，計算機集成制造系統）提供了更加高效便利的解決方案。應用智能主體思想與方法構建基于智能主體的數據采集系統，進一步推進數據采集智能化發展。智能主體屬于分布式人工智能（DAI， Dis-tributed Artificial Intelligent）研究范圍。分布式人工智能是相對于集中控制技術而言的，分布式問題求解的思想在工程領域應用始于分布式控制系統的研究?？刂葡到y規模的擴大以及結構復雜化、功能增多等一系列影響系統性能的因素增加，需求一種基于整體優化的控制策略，亦即整體的總目標函數最優化控制方式。該函數包括質量產量技術指標，以及能源、成本與環保等經濟社會指標，實現綜合自動化生產。將大系統分解為若干相關小系統，控制小系統的目標對象，同時要考慮小系統之間的相互影響與作用，以小系統的最優化促進大系統的最優。
2.2基于智能主體的數據采集技術
該智能主體技術以主體感知外部環境信息以及對信息分析、推理、評估，為下一步采取應對措施為基本思想。制造系統之所以要設置數據采集系統，是為了通過傳感器監控制造過程中的各種信息，并對其處理、分析，對系統的運行狀況以及運行趨勢做出判斷預測，對故障指出處理措施。基于這一思想，構造依托于多智能體的數據采集系統可以對當下的數據采集方法給予加強改進，一種適用于先進制造系統的數據采集系統模式應運而生。該模式由若干傳感器與一個數據采集平臺組成，數據采集平臺由一個數據采集服務器與多個數據采集點組成。傳感器用以監控生產過程中的各種內部外部信息，數據采集平臺負責數據的采集、處理、存儲與輸出，在形式上依然是分布式與集中式采集集中管理模式。
3結語
計算機技術與信息技術的飛速發展為制造系統數據采集技術提供了更多的可能性，基于智能主體的制造系統數據采集技術，對于制造企業運用現代化的制造技術，在制造自動化、提高生產力與生產制造高品質的產品、增強企業的綜合競爭能力，實現經濟效益與社會效益有重要意義。
參考文獻:
[1]王聰，紀志成.基于智慧車間的生產執行系統的研究及應用[J].計算機時代，2012(08)
以“邁向大智能時代”為主題，堅持“高起點、入主流、國際化、有特色”的總體定位，由天津市人民政府、國家發展和改革委員會、科學技術部、工業和信息化部、國家互聯網信息辦公室、中國科學院、中國工程院共同主辦的首屆世界智能大會將于6月27―30日在天津梅江會展中心舉行。大會期間將舉辦“一會一展一賽” 即世界智能大會、世界智能科技展、世界智能駕駛挑戰賽等系列活動。
世界智能大會期間，為更進一步推進我國制造業轉型升級，推動京津冀協同發展，由天津市工業和信息化委員會、天津經濟技術開發區管理委員會、天津濱海高新技術產業開發區管理委員會、中國電子信息產業發展研究院承辦的京津冀論壇?智能制造論壇將于29日下午隆重舉辦。
京津冀論壇?智能制造論壇亮點突出：（1）求真務實，首次直指制造業轉型痛點，提供智能制造全球趨勢解讀、理論分析及中國企業轉型路徑指導；經驗傳承，首次以智能制造時代的中國視角出發，深入探討中國制造企業轉型之機與實踐之路；能力評估，首發企業智能制造核心能力評價服務體系。（2）為深入貫徹落實京津冀協同發展重大國家戰略，京津冀產業協同發展中心在論壇上揭牌；為進一步落實天津市第十一次黨代會精神，濱海新區泰達智能產業區信息并揭牌。
京津冀論壇? 智能制造論壇現場邀請到中國工程院院士吳澄、美國工業互聯網聯盟（IIC）聯合架構主席林詩萬、德國工程院院士Jivka Ovtcharova、日本工業價值鏈促進會IVI 理事長西岡靖之等國際知名專家親臨，為參會者帶來精彩報告和觀點。此外，GE、SAP、三一集團等國內外制造企業精英將現場對話，觀點交鋒、思S碰撞，為業界帶來一場才智交融的思想盛宴。
同時，為推動世界智能領域的科技交流與合作，服務經濟社會發展，大會同期，6月27日、6月28日還將召開由天津市工業和信息化委員會、天津市濱海新區人民政府、中國電子信息產業發展研究院承辦的中國瑞士企業合作圓桌交流會、中德智能制造合作示范企業現場會。中國?瑞士企業合作圓桌交流會搭建起兩國企業創新合作的交流平臺，瑞士創新企業代表屆時將組團出席會議，全面呈現瑞士創新能力，與中方企業深入磋商交流；中德智能制造合作示范企業現場會將走近天津智能制造合作示范項目方――天津中德應用技術大學，通過現場參觀、經驗分享，有力推動中德兩國在智能制造人才培養等領域的務實合作。（霍娜）
1數控智能在機械制造中的具體應用
參考相關資料對基于數控智能的機械制造予以詳細分析，確定其具體表現在機械設計、機械制造、機械電子及機械系統故障診斷這4方面。1.1機械設計。相對來說，機械設計是一項復雜的、繁瑣的、難度大的工作，要想達到設計目標，在具體進行機械設計的過程中需要設計人員對機械的一個模型進行綜合與分析，包括大量高精確度的計算、分析、繪圖等，最終獲得完整的機械圖。但是，通過對以往機械設計工作落實情況的分析，確定實際機械設計之中設計人員難以有效利用精確數值計算的方法來構建關于機械的數據模型，更不能利用CAD制圖技術做到這一點。而數控智能有效應用于機械設計之中，能夠充分發揮其高精確度、高效率、柔性自動化等特點，有效地處理機械相關數值數據及非數值數據，如數值數據與實際操作經驗相集成，構建立體化的機械模型，進而優化設計機械，達到設計目標[2]。1.2機械制造。機械生產制造中，首先要確定機械生產計劃，而對于機械生產計劃的制定是從多種因素組合中選出最能滿足所有約束條件的最佳方案。而通過對以往機械制造情況的分析，確定因為沒有立體化的機械模型來呈現機械制造方案，致使機械制造中難以注意到某些細節，制造的機械存在一些缺陷或不足。而將數控智能有效地應用于機械制造之中，一方面能夠數字化的制造裝備，促使機械制造自動化、數字化水平得以提高；另一方面形成柔性制造單元、數字化車間及數字化工廠，如此能夠提高機械制造的柔性自動化和智能化水平，使機械制造高質高效地完成，如圖1所示。圖1智能化的機械制造1.3機械電子。機械電子系統具有結構比較簡單、元件和運動部件減少，性能高等特點，這使其應用越來越廣泛。而在科學技術蓬勃發展的影響下，機械電子系統不斷地優化與創新，使其內部結構越來越復雜，已經不能有效地應用數學解析法來優化機械電子系統內部結構了。盡管數字解析方法具有嚴密性、精確性高等特點，但其也只能處理比較簡單的機械電子系統，而不能給出復雜的機械電子系統的數學解析式，優化系統內部結構[3]。針對此種情況，可以將數控智能有效地應用于機械制造之中，以知識信息為基礎來對機械電子系統的結構予以推理和計算，進而優化機械電子系統結構，提高系統的有效性。1.4機械系統故障診斷。機械系統故障診斷，則是根據機械電子系統表現出的不正常的現象，按照一定的法則，推測出問題產生的原因，進而找到設備故障的所在位置。基于以往機械系統故障診斷實際情況，并且參考相關資料，確定機械系統故障診斷主要包括3個方面，即故障監測、故障分析及處理決策。要想使機械系統故障診斷能夠充分發揮作用，需要配備經驗豐富、專業知識扎實的維護保修人員，如此才能針對機械系統故障現象來推出故障原因，否則面對這一比較復雜的故障推理過程很容易出現差錯或考慮不周，進而無法準確診斷故障問題。而將數控智能有效的應用于機械系統故障診斷之中，則可以將人工智能等方法應用到機械系統故障問題中，通過智能化的機械系統故障診斷，可以在短時間內找到故障原因，并且提出故障問題處理方案[4]。所以，將數控智能有效地應用于機械系統故障診斷中是非常必要的，能夠提高機械系統故障診斷水平。
2機械制造中數控智能的應用方法
基于以上內容的分析，確定機械制造中數控智能的有效應用具有較高的現實意義，利于提高機械制造水平，促進機械制造領域更好更快地發展。當前，在此之前需要掌握機械制造中數控智能的應用方法。2.1專家系統。由知識庫、綜合數據庫、推理機、用戶接口及系統輸出5個部分組成的專家系統屬于計算機的一種智能程序?？茖W合理地應用專家系統，可以綜合運用知識庫和數據庫中的知識與數據，合理的推理和分析，從而解決只有專家才能解決的比較復雜的問題。2.2人工神經網絡。人工神經網絡是指智能控制系統模擬生物的激勵系統，將一系列輸入通過神經網絡產生輸出。這里所說的輸出與輸入都是標準化的量，并且輸出是輸入的非線性函數，在改變神經元權重的情況下，輸出值將會發生改變[5]。2.3模糊集理論。模糊集理論是指將經典的集合理論模糊化，并引入語言變量和近似推理的模糊邏輯，這使得此理論可以被看作一種具有完整的推理體系的智能技術，包含模糊知識庫、模糊推理機及人機界面等幾部分，能夠對問題的相關信息予以收集并且進行一定程度的模糊化處理，從而簡化問題，進而有效解決問題。
3數控智能在機械制造系統中的發展趨勢
基于以上內容的分析，確定數控智能在機械設計、機械制造、機械電子及機械系統故障診斷中有效應用，促使以上4個方面都有不同程度的進步與提升。但也不得不承認數控智能的應用還是具有一定局限性的，也可以確定的是數控智能在機械制造系統中有更多應用和發展空間。要想在未來能夠將數控智能更加有效地應用于機械制造系統中，應當大力發展數控智能組合，使之能夠立足于整個系統上，從提高機械制造系統整體水平的角度出發來優化處理各個部分[6]。所以，數控智能在機械制造系統中的發展趨勢是數控智能組合這一方向。
4結語
基于本文一系列的分析，可以證實一點，即數控技術在機械制造領域扮演重要的角色，隨著數字智能的逐漸滲透，能夠在機械制造、機械設計、機械電子系統、機械系統故障診斷等方面充分發揮作用，促使機械制造逐漸向智能化、自動化、數字化及網絡化的方向發展。為此，我國相關研究人員一定要持續致力于機械制造中數控智能的應用研究，為進一步提高數控智能的應用效果創造條件。
作者:韋建宇 單位:南京微創醫學科技股份有限公司轉化醫學部
[參考文獻]
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【關鍵詞】數字圖書館 智能機器人 研究趨勢
隨著科技發展和人們知識需求量增大，圖書館資源和服務逐漸趨向數字化和智能化。尤其大數據時代的到來在一定程度上推動圖書館向純數字圖書館和智慧圖書館轉化[1]。未來圖書館的數據資源豐富、結構復雜，需要通過云計算、數據聚類、相關分析等技術手段實現一站式搜索 [2]。目前，CNKI數字圖書館作為國際上技術領先的數字化學習平臺，為讀者提供跨庫檢索、學術趨勢、學術研究熱點等功能，實現了資源的高度整合和智能交互，滿足了不同人群對知識的個性化、多樣化需求。目前，智能機器人是國家產業創新發展重點項目和科研熱點項目，本文利用CNKI數字圖書館的學術研究熱點、學術趨勢搜索、指數等檢索功能實現“智能機器人”學術熱點和學術趨勢研究，讓讀者對其有個整體認識。
一、智能機器人
機器人是一種可編程和多功能的，用來完成搬運、安裝、焊接、切割等不同任務的操作機，或是為了執行不同的任務而具有可改變和可編程動作的專門系統[3]。 智能機器人則是一個在感知、反應、思維方面全面模擬人的機器系統，融合了機械、電子、傳感器、計算機、仿生學、自動控制、人工智能等多學科知識的復雜智能機械，可以代替人從事危險復雜的工作，例如在工業、農業、軍事、航天、醫療等多個領域大顯身手。目前，各國正加快智能機器人技術的創新與發展，如美國再工業化和工業互聯網戰略、德國工業 4.0 戰略、日本機器人新戰略、韓國機器人強國戰略等，機器人技術引領當今科技和產業發展態勢。中國通過制定“互聯網+”行動計劃、“中國制造 2025”發展目標、“十三五”規劃，，將機器人和智能制造納入了國家科技創新的優先重點領域[4][5]。
二、 “智能機器人”和“智能控制”主題熱點搜索
本文以“智能機器人”和“智能控制”為主題進行“學術研究熱點”檢索，檢索結果顯示了按照熱度值排序的熱點主題相關的主要知識點、主題學科名稱、熱度值、主要文獻數、相關國家課題數、主要研究人員數和主要研究機構數。“智能機器人”相關知識點主要有移動機器人、工業機器人、仿人機器人、服務機器人、機器人導航、遠程操作、人工智能、神經網絡、模糊控制等知識點。
智能化是機器人控制和產業創新發展的重點。關于“智能控制”的熱點知識主要包括模糊控制、神經網絡、遺傳算法、學習控制、自適應控制、變結構控制、預測控制、專家系統、非線性系統等知識點，這些知識點代表著“智能機器人”主要研究方向。
三、“智能機器人”和“智能控制”主題學術趨勢和研究發展
CNKI數字圖書館提供“學術趨勢”檢索功能，為科研工作者了解“智能機器人”發展趨勢提供了非常好的工具。本文通過“學術趨勢”功能檢索“智能機器人”和“智能控制”主題的學術趨勢，圖中不僅提供學術關注度，還提供熱門被引文章供讀者深度研究。圖2顯示智能機器人和智能控制方面的從1997年至2015年論文收錄量逐年增大，2015年收錄量達1343篇。讀者可以從圖2中及時掌握每年學術熱點論文，從中深入學習“智能機器人”的具體研究方法和科研理論，為理論創新尋找突破口。
另外，CNKI數字圖書館還具有“指數”功能，通過對“智能機器人”和“智能控制”主題進行檢索，得到以下各項信息：
“學術關注度”和“媒體關注度”是我們進行科學研究時比較關注的兩個方面。通過對關注度的分析發現最近三年科研工作者和媒體對智能機器人的關注度劇增，預示著國家加大了“智能機器人”領域的投入和研究力度。
“關注文獻”和“研究進展”搜索功能為讀者提供了當前“智能機器人”領域高被引論文、下載量比較大的論文以及最新相關論文，為科研工作者迅速把握“智能機器人”研究的內容和研究趨勢提供幫助。
“學科分布”為讀者提供“智能機器人”和“智能控制”在不同學科領域的研究情況和“相關詞”的統計情況。通過分析可知，移動機器人、智能制造、人工智能、路徑規劃、機器視覺、圖像處理、虛擬現實、語音識別、聲源定位等是分布在不同學科領域的“智能機器人”相關詞，也是“智能機器人”目前重要的學術研究方向；單片機、模糊控制、神經網絡、智能家居、智能電網、物聯網、RFID、ZigBee、無線傳感器網絡、智能交通等是分布在不同學科領域的“智能控制”的相關詞。因此，我們通過它們可以了解到跨學科智能機器人的研究動向。
“機構分布”顯示了哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學、上海交通大學、清華大學、浙江大學、中國科學院沈陽自動化研究所等多所研究機構是文獻的主要提供單位，這為讀者認識機器人研究機構提供參考。
結論
CNKI數字圖書館提供的“學術研究熱點”、“學術趨勢”和“指數”功能為我們展示了“智能機器人”和“智能控制”的研究熱點和學術研究方向，為讀者科研選題和科學研究提供學術參考。通過對“智能機器人”關鍵知識點的、經典科研論文和最新科研論文的深度分析，探索和挖掘智能機器人發展的技術空白點，發現最新研究方向。目前大學圖書館的資源整合和智能搜索功能還比較弱，需要進一步加強圖書館智能搜索引擎的構建和其他智能交互平臺建設才能提高圖書館資源利用率和服務效能。
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特別是在2015年5月19日，國務院中國制造2025規劃之后，更是將機器人產業提升到新的高度。規劃指出，圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業機器人、特種機器人，以及醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人應用需求，積極研發新產品，促進機器人標準化、模塊化發展。擴大市場應用。突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及系統集成設計制造等技術瓶頸。對此，業內分析，機器人產業將迎來利好，獲得黃金發展周期。
為推進陜西省“兩化融合”進程和機器人產業發展，提升陜西省科技創新能力與產業競爭力，陜西省智能機器人重點實驗室成立于西安交通大學，并依托西安交通大學的優勢，開展智能機器人的研究與應用工作。
尖端團隊助力機器人產業發展
目前，陜西省智能機器人重點實驗室擁有約41臺（套）實驗用儀器設備，總價值約2000萬元。實驗室還擁有固定人員35人，其中高級職稱19人，占比為54.3%；博士學位26人，占比為74.3%，長江學者1名。如今，實驗室已形成了一支以中國科學院院士丁漢為學術委員會主任，長江學者梅雪松教授為實驗室主任，武通海教授、王飛副教授為實驗室副主任，以及呂毅教授、馮祖仁教授、徐光華教授、陳花玲教授、張小棟教授、王朝暉教授、賈書海教授、徐海波教授、姜歌東教授、李兵教授等為學術帶頭人的專業團隊，致力于機械工程、自動控制等領域的研究。
多年來，陜西省智能機器人重點實驗室還致力于人才的培養，目前擁有在讀博士研究生32名、碩士研究生63名；近5年來其培養出博士研究生26名、碩士研究生120余名，為我國機器人產業作出了重要的貢獻。
梅雪松教授介紹，陜西省智能機器人重點實驗室的建設，主要為了解決機器人在符合陜西省行業特點的開發應用中的關鍵技術問題，為陜西省機器人產業發展提供技術支撐和引導，實現關鍵技術成果的轉移、轉化和產業化應用?！拔覀兊哪康木褪菍嶒炇医ǔ蓢鴥戎木邆湓瓌撃芰Φ难邪l基地及機器人技術高層次人才培養基地?！泵费┧山淌谡f道。
目前，陜西省智能機器人重點實驗室主要涉及機器人智能運動控制理論與自主決策、機器人核心功能部件失效機理與評價、多信息融合的機器人智能感知與人機交互及機器人仿生學研究與機構創新設計四個方向的研究。
在機器人智能運動控制理論與自主決策方面，陜西省智能機器人重點實驗室主要研究機器學習理論與實現；機器人運動控制參數的智能優化與自適應調整；機器人運動路徑規劃與行為自主決策及工業機器人多種作業的智能末端執行器作業一體化系統原理。在這一方面，實驗室提出了典型機器人智能運動控制理論與自主決策方法，開發機器人智能化實際應用技術，最終實現集成機、電、液、氣、光等多種接口的智能末端執行器結構設計及智能末端執行器的作業規劃與控制技術。
在機器人核心功能部件失效機理與評價方面，實驗室主要研究機器人減速器失效機理研究；工業機器人執行部運動精度的檢測與評價；高精度機器人關節減速器性能檢測與評價及機器人運動控制系統與性能評價。在這一方面，實驗室設計出了優化與協同制造出高精度、長壽命、大剛度的機器人關節減速器，開發出了總線和碼盤協議兼容性好、抗干擾能力強的高速高精度工業機器人專用伺服控制系統。
在多信息融合的機器人智能感知與人機交互方面，實驗室主要研究多傳感信息融合的機器視覺與感知技術；人一機器人交互理論研究與應用及基于多源生物信號的機電系統控制理論與應用。宴驗室將通過研究多傳感器感知技術，生機電協同控制與動態補償技術，實現人機運動的動態協同，初步實現基于腦機接口的服務機器人原型樣機，如：上肢和下肢康復機器人、助老伴行機器人、救援機器人及超微創手術機器人、ICU重癥護理機器人產品。
而在機器人仿生學研究與機構創新設計方面，實驗室主要研究行走機理與動物視覺的仿生實現理論與方法；機器人運動機構創新設計及機器人仿生驅動與實現。在這一方面。實驗室開發了基于柔性智能材料驅動的機器人，爬行軟體機器人系統。在這一領域，實驗室通過研究軟體機器人運動學、動力學非線性建模及分析方法，形成了“材料-結構-運動-傳感”一體化的軟體機器人設計方法。
專注、專業，機器人領域顯身手
憑借著專業的科研團隊及依托西安交通大學的優勢，陜西省智能機器人重點實驗室取得了許多令人矚目的科研成果。
在機器人基礎科學與共性技術上，實驗室完成了介電彈性體材料的研究、石墨烯智能機器人光致驅動效應、石墨烯智能機器人的仿生應用研究、關于智能感知的研究、腦機接口技術研究、機器人控制技術研究、機器人在線測試研究、機器結構設計理論研究、機器人關節減速器研究。關于介電彈性體材料DE的介電特性研究，實驗室主要圍繞DE材料的介電性能展開了基礎性研究，研究了介電常數、介電損耗、電導率等因素對該材料介電特性的影響規律；在石墨烯智能機器人光致驅動效應的研究上，實驗室設計了聚合物雙層微致動器結構，實現光致驅動器。研究了石墨烯智能機器人光致驅動機理及驅動性能，建立了光-機-電-力耦合驅動模型；在石墨烯智能機器人的仿生應用研究上，實驗室開發了光致驅動的仿生魚平臺；關于智能感知的研究，實驗室面向復雜環境的視覺應用的多目標檢測、識別及追蹤以及立體匹配的計算模型方面獲得了一批國際水平的研究成果；同時，實驗室采用視覺芯片技術，解決視覺、視頻和圖像分析處理中所面臨的并行計算依賴和存儲效率限制等難題；在腦機接口技術研究上，實驗室提出了基于牛頓環的穩態振蕩運動刺激范式，構建了穩態運動視覺誘發電位提取算法。還提出了相應的頭皮腦電信號噪聲去除、微弱癲癇波檢測以及癲癇發作先兆捕捉方法。并構建運動想象控制小球運動的腦機接口實驗范式；在機器人控制技術研究上，實驗室開發了可用于機器人運動控制的開放式運動控制器、伺服驅動器：在機器人在線測試技術研究，實驗室開發了機器人綜合動態特性在線測試系統，該測試系統可實現西門子、NUM、海德漢等機器人數控系統運動過程中各軸位置、速度、電流信號的在線實時測量，可用于機器人末端誤差溯源與分離、伺服優化、裝配情況評估等；在機器結構設計理論研究上，實驗室利用二維內力流建模方法分析了平板結構中內力渦流的形成與傳遞規律，并對載荷傳遞路徑的數值構造原理進行論證。總結歸納了承力生物體的典型結構特征，基于等應力定律提出了仿生優化設計方法，并應用于仿生機器人的優化再設計當中；在機器人關節減速器研究上，實驗室研究了諧波減速器關鍵零件柔輪的變形與應力分布，傳動誤差和摩擦信息提取方法：研制開發了用于系列諧波減速器性能測試試驗臺的測試系統。
在工業機器人應用上，實驗室研究出了基于工業機器人的纖維鋪放系統，固體火箭發動機絕熱層自動粘貼機器人技術，基于自動機械手的汽車旁通閥自動裝配線設計單腿跳躍機器人、關節式機械手、并聯機器人及巡檢機器人。關于基于工業機器人的纖維鋪放系統，實驗室研制了7自由度機器人式纖維鋪放系統；提出紫外光/電子束原位固化，提高制造效率30%；無需熱壓罐、降低制造成本15%，降低能耗60%，電子束固化微波強化復合材料層間強度，層間剪切強度提高15%；實驗室研制的自動粘貼機器人能完成各種尺寸型號的固體火箭內壁絕熱層的粘貼，不僅能夠完成粘貼的任務，而且對粘貼工藝的研究提供了條件；實驗室進行的單腿跳躍機器人、關節式機械手、并聯機器人等設計與開發，完成了系統的自行設計、制造以及組裝，實現了系統位姿或位珞的運動控制；實驗室研制的本巡檢機器人，可運用于特殊工作環境下的巡檢。
在服務機器人應用領域，實驗室成功研發了智能輪椅、基于腦機接口的康復機器人、腦控假肢、基于運動想象的機械手控制、外骨骼機器人、助老伴行機器人、無人機飛控系統平臺及手術機器人。智能輪椅是基于SSVEP和P300的智能輪椅控制導航系統的開發，實現腦電信號對輪椅的前進、后退、左轉、右轉等的精確控制。同時，實驗室研發的智能輪椅實現了基于SSVEP和P300的智能輪椅控制導航系統；基于腦機接口的康復機器人是針對生物運動視覺刺激誘發的混合BcI康復訓練技術展開研究，深入探討并研究及試驗構建了各種視覺刺激腦機接口新范式設計；腦控假肢是基于PC的BCI驅動的神經義肢手驅動控制系統，開發出的基于E-MOTIVE便攜腦電采集系統的智能腦控假肢系統；通過開展腦肌多源信息的運動意圖、位姿感知認知、交互控制和生機電一體化系統集成技術的研究，實驗室研發出了外骨骼機器人。
面對未來，創新不止
2015年，在西安交通大學王樹國校長和鄭南寧院士的支持下，西安交通大學的智能機器人實驗室成為陜西省重點實驗室，這使實驗室成為陜西在機器人領域最權威的研發機構。但實驗室主任梅雪松教授卻表示：“我們雖然取得了一定的成就，但我們并不會因此而止步。我們未來的目標是，2020年成為省級示范單位，2025年成為國內領先的創新研究中心?！?/p>
1.1機器人智能控制研究
機器人是智能控制應用的重要領域之.，智能控制技術已經在機器人研究的各個方面得到應用。在智能控制技術中，模糊控制、人工神經網絡以及專家系統的技術在機器人環境監測和控制以及規劃、機器人定位等方面的應用研究已經成熟，并且在實際應用系統中得到了驗證。機器人視覺處理與傳感器信息融合也利用智能控制技術。機器人動力學廣泛地采用神經網絡，進行控制器的設計。
1.2智能控制在機械制造中的應用研究
現代工業制造業涉及很多復雜的行為和操作。在先進的制造系統中，要根據不精確和不完備的數據來解決很難預測或無法預測的狀況，人工智能的應用有效的解決了這個問題。智能控制在機械制造中得到廣泛應用，通常是在機械制造的過程中在用神經網絡與模糊數學的方法進行動態環境的建模，采用傳感器的融合技術預處理和綜合各種信息。
1.3智能控制在電力電子領域中的應用研究
與電能有關的很多領域都應用電力電子學，電力系統中的各種電機電器設備的設計與生產、運行以及控制是非常復雜的過程。智能控制技術引入電氣i量備，對于電氣i量備的故障診斷、設備控制與優化設計等發揮了重要的作用。電氣設備的優化設計可以采用遺傳算法，這樣可以縮短計算的時間，降低成本，提高設計的質量和效率。還可以采用神經網絡、模糊邏輯以及專家系統的智能控制技術用于電氣設備的故障診斷，并且現在對于集成這三種技術的實驗研究也取得重大發展。其中，在電流控制脈沖寬度調制P(WM)中采用智能控制技術最具代表性的應用，也是被關注的研究熱點。
1.4智能控制在工業過程中的應用研究
生產過程中智能控制主要包括局部級與全局級兩個方面。局部級智能控制是指智能控制應用于工業生產過程的某一個單元部分的控制器設計;全局級智能控制是指智能控制用于整個工業生產過程的自動化。局部級智能控制研究主要是對PID控制器設計。全局級智能控制應用研究已經非常廣泛。
1.5廣義控制領域智能控制的應用研究
自動控制的議理解是不利用人工的而作用自動控制或操作控制對象的過程，當然也可以是具體的機械設備與抽象的時刻變化著的信息對象。對這種對象進行控制，需要利用符號的信息知識進行建模和表達，并即量計智能算法的程序用于自動決策和推理。議領域智能控制的應用研究正處于探索研究與發展的階段。
2智能控制工程的發展對策
2.1發展智能控制工程的理論指導
智能控制已經建立了基本的理論思路和框架，但是仍然沒有發展成熟。智能控制沒有科學的理論指導就會導致工程研究的盲目性。智能控制應用研究主要是智能控制分支技術的應用，控制方法在工程的應用研究中沒有系統的指導缺乏標準性的評價標準，導致智能控制技術的優越性很難得到體現。因此，要加強智能控制理論的研究工作。
2.2進一步明確智能控制的研究目標
首先，要發展新的控制方法，采用混合模型或是非完全的模型;其次，利用了解較少或是不正確的系統模型，在控制系統口乍過程中進行在線改進，使其知之漸多并逐步完善;再次，采用本質上斷續系統與離散事件驅動動態系統;最后，要采用混沌和進化等新技術，對智能控制系統進行進一步發展與開發。因此，為完成這些研究目標，智能控制的信息處理理論和智能控制思想將會深入到建模的過程中，不斷改變和改進模型，使模型不僅要包含解析的數值，還要有定性分析的符號。
2.3智能控制的設計要遵循簡單的原則
在智能控制的應用領域中，應該堅持從簡單的系統進入，然后逐漸地過渡到復雜的系統。在控制器設計過程中，不斷優化復雜的控制策略，以得到簡單的控制器。智能控制的發展應用主要是為了滿足控制系統復雜化的要求，設計智能控制器要堅持簡單的原則，在某個控制的目標下，要選擇簡單的方法進行問題解決，這樣可以節省成本，減小維護與使用的難度。智能控制應用目標是i量計性價比高、操作簡單的控制系統。
2.4促進技術創新為智能控制工程發展創造條件
