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智能制造起步于工业智能 融于人工智能

2016-07-16 11:07
小鱼时代
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  1、科学效应与工程技术

  科学效应是几何效应、物理效应、化学效应、生物效应的统称。效应来源于科学研究与发现,但是在工业领域获得了极为广泛的应用。如果仔细分解一个机器设备,其中每一个关键子功能都是由科学效应实现的,例如洗衣机靠离心力脱水甩干,空调靠相变制冷。

  科学效应是工程技术的实现依据和解决技术问题的根本,用好一个效应可以获得几十项发明专利。发明家爱迪生的1023项专利里只用到了23个效应;飞机设计大师图波列夫的1001项专利里只用到了35个效应。

  科学效应:效应物质在外部物质属性输入作用影响下所形成的属性输出,输入和输出形成了特定的因果现象。例如,离心力、相变、热膨胀、双金属结构、形变、电场、磁场、电磁场、电致伸缩、磁致伸缩、电致变色、磁流体、压电效应、传导、对流、辐射、毛细管、衍射、电解、爆炸、磁热效应、超导、多普勒效应、马格努斯效应、珀耳贴效应、韦森堡效应等(了解更多的效应,可参阅作者今年1月出版的《TRIZ进阶及实战》一书)。

  2、以物理效应构建的智能系统

  在工业革命的早期,人类就利用科学效应来实现各种功能,以增强对机器的自动控制。先来看一个第一次工业革命时期的蒸汽机转速调节器,当蒸汽机转速增加时,离心力导致飞球升高带动气阀开口减小,蒸汽机转速随之降低;反之,蒸汽机转速降低时,飞球下降使得气阀开口变大、蒸汽机的转速便随之提升。依靠这样的机制,蒸汽机转速就能自动保持基本恒定。离心力这个物理效应在这里起到了关键作用。

  这个结果是符合初级智能系统的基本定义的。实际上这个控制系统的状态感知是由飞球来承担的,飞球转动时离心力所形成的向上的分力,克服了重力。重力与离心力博弈的结果形成了自动决策,实时反映在飞球的高低变化上,通过连杆机构实现了对阀门的实时调节(即刻执行)。这样的自动化调节机构完全替代了过去由人来做的调节工作,遂人愿,全自动。

  案例不同,原理相通——自动识别工人的手是否在冲床下方的自动检测设备,让机器轧手成为了历史,而其工作原理,不过是一个红外成像传感器;酒店或仓库的防火自动喷淋装置,其工作原理是一个盛有酒精的细玻璃管,感知到高温可以自动炸裂;飞机上的自动除冰装置,是通过激光扫描翼面来检测结冰情况,并自动启动加热装置来除冰。从过去到现在,类似的例子数不胜数。

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