智能技術(shù)與KBE技術(shù)應(yīng)用-課件

1、智能技術(shù)與KBE技術(shù)的應(yīng)用智能技術(shù)與KBE技術(shù)的應(yīng)用文獻(xiàn)：董會芳.淺談未來汽車的智能安全技術(shù) .科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2019 NO.17 汽車安全設(shè)計的最早理念是將車身結(jié)構(gòu)、鈑金件制作得更加堅固可靠些,使汽車在受到碰撞時能夠有效地保護(hù)車內(nèi)乘客的安全。隨著汽車科技的日益進(jìn)步,特別是近些年來計算機技術(shù),設(shè)計理論、新型材料、工藝技術(shù)、汽車電子等方面的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用, 汽車的安全技術(shù)逐漸向電子化、智能化方向發(fā)展，如在車內(nèi)添設(shè)了安全氣袋、雷達(dá)探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動識別紅綠燈、交通標(biāo)志;探測前方道路上的障礙物、道路狀況, 能夠?qū)崿F(xiàn)自動駕駛, 具有很高的人工智能。文獻(xiàn)：董會芳.淺談未來汽車的智能安全技術(shù)

2、.科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 報警監(jiān)控系統(tǒng)(ARTS GPS) ARTSGPS是一種較為先進(jìn)的安全報警系統(tǒng),它采用先進(jìn)的衛(wèi)星定位技術(shù)和計算機技術(shù),對運動目標(biāo)進(jìn)行全天候、全地區(qū)跟蹤和監(jiān)測。車輛遇到突發(fā)事件(如失去控制、急救等) ,駕駛員只要輕輕按下身邊的按鍵,控制中心便會根據(jù)實際情況迅速采取相應(yīng)處理措施;當(dāng)車輛遭劫時,控制中心還可遙控運行車輛中的防劫裝置,將車內(nèi)電源切斷而使車輛停駛，即便犯罪分子將車弄到手,也終因汽車的不走而罷休。 濟(jì)南警方日前研制開發(fā)出一套與“110”報警電話聯(lián)動的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括空中定位、地面監(jiān)控、車載移動和無線通信等多個子系統(tǒng),其主要功能是:警力調(diào)度、車輛報警及目標(biāo)監(jiān)控。

3、該系統(tǒng)啟用后,重要警車的地理位置和工作狀態(tài)不僅可以全方位動態(tài)顯示,而且還可以隨時調(diào)往案發(fā)地點。 報警監(jiān)控系統(tǒng)(ARTS GPS) ARTS安全氣囊安全氣囊與分布在車內(nèi)的傳感器是密切合作的(車內(nèi)傳感器通常被安裝在車輛撞車時的易損部位, 如翼子板等處) , 當(dāng)這些傳感器受到撞擊時,控制系統(tǒng)就會很快將這些信號發(fā)出,及時將氣囊引爆彈出,從而起到有效的保護(hù)作用。（我個人認(rèn)為這種技術(shù)安全系數(shù)不高，受撞擊才發(fā)出引爆信號有點遲，最好是在兩輛車接觸存在速度時引爆氣囊） 安全氣囊安全氣囊與分布在車內(nèi)的傳感器是密切合作的(車內(nèi)傳感器智能輪胎智能輪胎一般都是通過在外胎內(nèi)嵌入特殊的帶有計算機芯片的傳感器而獲得智能的。傳

4、感器由車內(nèi)的收發(fā)器控制,收發(fā)器利用無線電天線將無線電訊號發(fā)射至傳感器芯片,傳感器芯片再將承載著溫度和壓力數(shù)據(jù)的電子信號發(fā)射至車內(nèi)的收發(fā)器,收發(fā)器接收到該信號后便可取得溫度和壓力等數(shù)據(jù)。功能：在汽車正常行駛時,當(dāng)溫度過高或輪胎氣壓太低時, 及時向駕駛員發(fā)出警報, 以防止發(fā)生事故；使輪胎在不同行駛條件下保持最佳運行狀況,提高安全系數(shù)，如感知光滑的冰面,探測出結(jié)冰路面后而使輪胎自動變軟,增大輪胎與路面的附著力;在探測出路面潮濕后,自動改變輪胎的花紋,以防打滑。智能輪胎智能輪胎一般都是通過在外胎內(nèi)嵌入特殊的帶有計算機芯片智能玻璃智能化汽車玻璃有許多種類: 包括防光防雨玻璃、電熱融雪玻璃、影像顯示玻璃、

5、防碎裂安全玻璃、調(diào)光玻璃,以及光電遮陽頂篷玻璃等。具有影像顯示功能的玻璃,是在風(fēng)擋玻璃上的某一部分涂上透明反射膜, 在膜片上可根據(jù)需要顯示從投影儀傳來的儀表板上的圖像和數(shù)據(jù),便于駕駛員觀察, 駕駛員在行車時勿需低頭察看儀表。影像顯示智能玻璃如果與紅外線影像顯示系統(tǒng)配合,可使駕駛員在霧天看清前方2km左右的物體。智能玻璃智能化汽車玻璃有許多種類: 包括防光防雨玻璃、電熱融車載智能化技術(shù)專家預(yù)言：汽車駕駛的智能化將是21世紀(jì)汽車發(fā)展的一個重要方向。目前,已研制成功的車載智能化技術(shù)主要有以下幾種:衛(wèi)星電話系統(tǒng):駕駛員按一個鍵,就可以同他人通話。這一系統(tǒng)主要用于緊急救援服務(wù)。它與現(xiàn)在的導(dǎo)航系統(tǒng)的差別是

6、,可以通過一個車內(nèi)手機連接到達(dá)4 小時報務(wù)中心,由于有全球定位系統(tǒng)的輔助, 接線員知道你目前所處的確切位置。據(jù)統(tǒng)計,該系統(tǒng)將成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。交通阻塞指示儀：該產(chǎn)品為英國通用邏輯控制設(shè)備公司推出。長15.24cm, 高1 2 .7cm,可安裝在汽車儀表盤上。司機只要按下電鈕便可接收到由交通控制中心發(fā)出的各種信息,隨時了解道路的阻塞情況, 從而選擇最佳的行車路線。目前,該產(chǎn)品在英國倫敦已經(jīng)投入使用。綠色能源: 未來的智能汽車將啟用綠色能源。其中,電動汽車將被消費者廣泛接受。通用、福特、大眾、戴姆勒 克萊斯勒、豐田、本田等汽車制造商都在積極研制可以利用無線電技術(shù)充電的小型電動汽車。電能將被轉(zhuǎn)化成

7、特殊的激光束或微波束,通過天線接收,人們不必停車補充能源就可以開車環(huán)游世界。車載智能化技術(shù)專家預(yù)言：汽車駕駛的智能化將是21世紀(jì)汽車發(fā)展文獻(xiàn)：張珍.智能機器人語音識別技術(shù)J.現(xiàn)代電子技術(shù). 年月日第卷第期 本文給出了一種由說話者說出控制命令，機器人進(jìn)行語音識別理解，并執(zhí)行相應(yīng)動作的實現(xiàn)技術(shù)。語音控制的基礎(chǔ)是語音識別技術(shù)，而語音識別技術(shù)是試圖使機器能“聽懂”人類語音的技術(shù)。文獻(xiàn)：張珍.智能機器人語音識別技術(shù)J.現(xiàn)代電子技術(shù). 1、語音識別概述 語音的能量來源于正常呼氣時肺部呼出的穩(wěn)定氣流，喉部的聲帶既是閥門，又是振動部件。語音信號可以看作是一個時間序列，可以由隱馬爾可夫模型（）進(jìn)行表征。語音信號

8、經(jīng)過數(shù)字化及濾噪處理之后，進(jìn)行端點檢測得到語音段。對語音段數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，語音信號就被轉(zhuǎn)換成為了一個向量序列，作為觀察值。在訓(xùn)練過程中，觀察值用于估計 的參數(shù)。這些參數(shù)包括觀察值的概率密度函數(shù)及其對應(yīng)的狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率等。當(dāng)參數(shù)估計完成后，估計出的參數(shù)即用于識別。此時經(jīng)過特征提取后的觀察值作為測試數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，由此進(jìn)行識別準(zhǔn)確率的結(jié)果統(tǒng)計。語音識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1、語音識別概述 語音的能量來源于正常呼氣時肺部2、實現(xiàn)語音識別 為了能實時控制機器人，首先需要考慮的是能夠?qū)崿F(xiàn)實時地語音識別?？紤]到 的巨大計算量以及成本因素，采用了數(shù)據(jù)處理能力強大，成本相對較低的定點數(shù)字信號處理器，即定點。機器人

9、識別軟件框圖2、實現(xiàn)語音識別 為了能實時控制3、機器人控制3.1硬件結(jié)構(gòu) 機器人由自然條件下的語句進(jìn)行控制。這些語句描述了動作的方向，以及動作的幅度。為了簡單起見，讓機器人只執(zhí)行簡單命令。由手機進(jìn)行遙控，模塊識別出語音命令，送控制命令到 模塊，驅(qū)動左右機械輪執(zhí)行相應(yīng)動作。 機器人硬件結(jié)構(gòu)主要有大模塊，一個是基于的語音識別模塊；另一個是基于 的控制模塊，其機械足為兩滑輪。由語音識別模塊識別語音，由控制模塊控制機器人動作。3、機器人控制3.1硬件結(jié)構(gòu)3.2語音控制 語音的訓(xùn)練模板庫由個命令加個阿拉伯?dāng)?shù)字共個組成，如下所示。命令：“前”、“后”、“左”、“右”； 數(shù)字：“”。命令代表動作的方向，數(shù)字

10、代表動作的幅度。語音“左”表示的含義為向左轉(zhuǎn)彎，“前”表示向前直行。機器人各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系圖，其中，等待狀態(tài)為默認(rèn)狀態(tài)，當(dāng)每次執(zhí)行前后或左右轉(zhuǎn)命令后停止，即回到等待狀態(tài)，此時為靜止?fàn)顟B(tài)。3.2語音控制機器人各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系圖，其中，等待狀態(tài)為文獻(xiàn)：韓花麗,劉裕,鐘展,張瓊丹. 基于KBE的工程設(shè)計J. 機械研究與應(yīng)用.第19卷第1期 2019年2月 KBE的概述KBE的發(fā)展知識工程(Knowledge Engineering,簡稱KE)是美國斯坦福大學(xué)的E. A. Feigenbaum教授于1977年在第五屆國際人工智能會議上提出的。他認(rèn)為:“知識工程是人工智能的一種技藝。他運用人工智

11、能的運力和方法,對那些需要專家知識才能解決的應(yīng)用難題提供求解手段。恰當(dāng)?shù)剡\用專家知識的獲取、表達(dá)和推理過程的構(gòu)成與解釋,是設(shè)計基于知識系統(tǒng)的重要技術(shù)問題。本質(zhì)就是知識的再利用。20世紀(jì)90 年代開始,以CAD /CAE /CAM /PDM /A I技術(shù)的集成作為典型特征的知識工程( Knowledge Based Engi2neering,簡稱KBE)技術(shù)開始在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,主要體現(xiàn)在航空、汽車、船舶、機床、模具等行業(yè)。知識工程的主要內(nèi)容是知識的獲取、推理機制和知識庫。文獻(xiàn)：韓花麗,劉裕,鐘展,張瓊丹. 基于KBE的工程設(shè)計JKBE的關(guān)鍵技術(shù)KBE的關(guān)鍵技術(shù)包括:知識獲取,知識表示和知識推

12、理。知識獲取:就是從人類專家獲取領(lǐng)域知識并將其轉(zhuǎn)化為知識庫,主要通過3種方式: 從書本獲取知識,如國標(biāo)、設(shè)計規(guī)范、圖表等; 與專家交流獲取知識; 通過學(xué)習(xí)或數(shù)據(jù)挖掘的方式獲得新知識。知識表示:主要研究用什么樣的方式將解決問題所需的知識存儲在計算機中,便于計算機處理。有3種:框架- 規(guī)則處理,基于實例的推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理。知識推理:從事例庫中提取相似的案例進(jìn)行設(shè)計,即從已有的知識中推導(dǎo)出所需要的結(jié)論和知識。知識推理主要有以下4 種方式:基于規(guī)則的推理RBR、基于事例的推理CBR和基于模型的推理MBR、混合推理(Hybrid Reasoning)和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理(ANN - Based R

13、easoning) 。KBE的關(guān)鍵技術(shù)KBE的關(guān)鍵技術(shù)包括:知識獲取,知識表示和KBE的使用方法(1) 進(jìn)行工程配置首先確定整個產(chǎn)品各個部件之間的關(guān)系,包括裝配關(guān)系、幾何關(guān)系和參數(shù)關(guān)系等,然后收集、整理、歸納出設(shè)計過程中所要用到的工程知識,以數(shù)據(jù)庫的形式存放,并定義出所有影響產(chǎn)品性能的工程參數(shù)。(2) 定義工程規(guī)則利用工程庫中的知識,定義用來計算產(chǎn)品性能的工程規(guī)則,然后根據(jù)用戶需要建立由這些規(guī)則組成的設(shè)計過程工程向?qū)?從而實現(xiàn)由工程參數(shù)到幾何參數(shù)的驅(qū)動過程。(3) 實現(xiàn)幾何造型最后用工程知識和工程規(guī)則所確定的幾何參數(shù)來進(jìn)行幾何造型,當(dāng)用戶修改產(chǎn)品參數(shù)或更新知識時,系統(tǒng)能重新設(shè)計產(chǎn)品,更新幾何造

14、型。KBE的使用方法(1) 進(jìn)行工程配置首先確定整個產(chǎn)品各個部文獻(xiàn)：郭 濤, 楊化林, 童水光.基于KBE 的產(chǎn)品設(shè)計中廣義知識庫創(chuàng)建研究J.制造業(yè)自動化.第28 卷第9 期2019-09結(jié)合基于KBE的透平膨脹機設(shè)計，以廣義知識庫概念為理論基礎(chǔ)，闡述了設(shè)計中知識的獲取、分類到推理、應(yīng)用等一系列過程的工作，分析了建立的深層和淺層知識系統(tǒng)，在傳統(tǒng)知識工程的基礎(chǔ)上，提出了將廣義知識庫與大型CAD軟件知識熔接工具（KF）相結(jié)合的設(shè)計框架。以對象框架語言描述產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計知識，以SQL Server 為平臺構(gòu)建廣義知識庫，以NX KF 為工具實現(xiàn)在CAD軟件中的知識熔接。在設(shè)計中建立專門的廣義知識庫，

15、實現(xiàn)了與知識熔接工具NX KF 的結(jié)合，證明在基于KBE的機械產(chǎn)品設(shè)計中廣義知識庫構(gòu)建的可行與必要。文獻(xiàn)：郭 濤, 楊化林, 童水光.基于KBE 的產(chǎn)品設(shè)計中廣透平膨脹機是空氣分離設(shè)備及天然氣（石油氣）液化分離設(shè)備和低溫粉碎設(shè)備等獲取冷量所必需的關(guān)鍵部機 ,其主要原理是利用有一定壓力的氣體在透平膨脹機內(nèi)進(jìn)行絕熱膨脹對外做功而消耗氣體本身的內(nèi)能，從而使氣體自身強烈地冷卻而達(dá)到制冷的目的。 1擴(kuò)壓器 2渦殼 3噴嘴 4膨脹輪 5滑動軸承 6增壓渦殼 7增壓輪 8測速器 9機體 10主軸透平膨脹機是空氣分離設(shè)備及天然氣（石油氣）液化分離設(shè)備和低溫1、基于KBE的透平膨脹機設(shè)計中廣義知識庫建立實現(xiàn)1、

16、1透平膨脹機設(shè)計結(jié)構(gòu)模塊化分析一般包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計膨脹輪和制動風(fēng)機輪設(shè)計、軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、管線設(shè)計、絕熱設(shè)計等部分。其中結(jié)構(gòu)部分又分為冷端、熱端、中間體等部分，進(jìn)行主要包括轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、蝸殼、擴(kuò)壓器的設(shè)計。對于特定類型的機器，所有組成部分結(jié)構(gòu)相似，并形成系列化，適于在知識庫中建立，分類，推理，做出決策。將其結(jié)構(gòu)細(xì)分，針對每一部分建立其知識體系。為此，對透平膨脹機建立如下的結(jié)構(gòu)框圖1、基于KBE的透平膨脹機設(shè)計中廣義知識庫建立實現(xiàn)1、1透智能技術(shù)與KBE技術(shù)應(yīng)用-課件1、2基于KBE的透平膨脹機設(shè)計為了利用上述知識進(jìn)行透平機設(shè)計，本系統(tǒng)建立了基于框架的設(shè)計方法，使知識系統(tǒng)與CAD 系統(tǒng)達(dá)到無縫集成。該

17、設(shè)計方法將工程師的設(shè)計思路和過程融入到系統(tǒng)中，通過幾個關(guān)鍵參數(shù)的輸入，即可自動執(zhí)行，設(shè)計出透平機的原型。1、2基于KBE的透平膨脹機設(shè)計為了利用上述知識進(jìn)行透平機設(shè)通過知識熔接方式（KF）的引入，可以將通用設(shè)計規(guī)范、經(jīng)驗、分析結(jié)果等多種信息綜合起來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的表達(dá)，其主要特征是可以繼承其他框架的特征，適用于透平膨脹機類型的部件結(jié)構(gòu)相近的產(chǎn)品設(shè)計?？蚣苁侵R庫中最基本的單元，規(guī)則與方法隸屬于框架，作為框架行為處理的描述。框架提供了一種結(jié)構(gòu)，里面的新數(shù)據(jù)利用從已有經(jīng)驗中獲得的數(shù)據(jù)來解釋。規(guī)則集作為槽值直接表達(dá)在框架結(jié)構(gòu)中，而方法則是以方法名與框架產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。通過知識熔接方式（KF）的引入，可以將通

18、用設(shè)計規(guī)范、經(jīng)驗、分智能技術(shù)與KBE技術(shù)應(yīng)用-課件文獻(xiàn)：Enhancing product developmentthrough knowledge-based engineering (KBE)A case study in the aerospace industryJournal of Manufacturing TechnologyManagementVol. 20 No. 8, 2009pp. 1070-1083 Emerald Group Publishing Limited1741-038XDOI 10.1108/17410380910997218文獻(xiàn)：Enhancing pro

19、duct developmePurpose The purpose of this paper is to show with figures the potentialities of knowledge-based engineering (KBE) methods in new product development (NPD). It estimates the business value generated by a tool which integrates the handoff between engineering groups of a large aerospace c

20、ompany.Design/methodology/approach The paper is based on three years of observation and interviews at a leading Italian firm. A process-based approach is used for assessing business value.Findings The KBE application automated the preparation of data transferred to computer-aided engineering engineers for analysis by computer-aided design engineers and reduced the time required by more than 90 percent. This allowed time savings which contributed to enhance product quality.Research limitations/implications The paper is based on a single case, though its find