专家系统在材料领域中的研究现状与展望
材料科学的新进展及未来展望
材料科学的新进展及未来展望材料科学是研究各种材料的基本性质、制备方法、应用等问题的一门学科，是推动现代科技进步的重要驱动力之一。
在近几十年的发展中，材料科学通过不断探索、研究和创新，不断取得了新的知识和技术成果，并为现代社会的发展作出了巨大贡献。
本文旨在介绍材料科学的新进展及未来展望。
一、新材料应用的新进展新材料是指具有高新技术含量和高附加值的、在材料基础研究和技术应用方面取得显著进展的材料。
近年来，新材料的应用范围日益扩大，涵盖了许多领域，例如工业、军事、医学、环保、能源等。
其中，最值得关注的是人工晶体材料的应用。
人工晶体材料是指由人工制备的具有完整结晶体系、周期性结晶结构和等价节点的材料，具有许多特殊的物理、化学和光学性质，因此在催化、光电、传感器等领域有着广泛的应用和发展潜力。
另外，高分子纳米材料、生物医学材料、以及新型钢铁材料等也是近年来新材料应用研究的热点。
二、材料科学技术的新发展材料科学技术是用于解决各种材料制备、表征、性能测试和应用等问题的技术手段，是材料科学研究的重要支撑。
未来，随着科学技术的不断发展，材料科学技术也将不断创新、推进和完善。
例如，纳米技术是近年来发展最为迅速的技术之一，已经被广泛应用于各种材料制备和性质修饰中。
此外，先进的计算机模拟技术、高通量实验技术和先进制造技术也是近年来材料科学技术创新的重要方向。
三、材料科学的未来展望未来，材料科学将面临着更大的挑战和机遇。
随着世界各国高科技产业的快速发展，对材料性能和应用的需求也将变得越来越高。
因此，未来材料科学的研究重点将集中在提高材料性能和多功能性、发展智能化材料和纳米材料、创新大规模制备和制造技术、以及环保等方面。
此外，还需要加强材料科学基础研究和领域交叉合作，促进材料科学的多样化和综合性发展。
四、结语材料科学是推动现代科技进步的重要驱动力之一，近年来取得了一系列的新成果和新突破。
然而，未来材料科学依然需要面临更多的挑战和机遇，并需要借助科技创新不断提高自身的研究水平和应用能力，为人类社会的发展做出更为重要的贡献。
新材料研究的进展与展望
新材料研究的进展与展望随着科学技术的不断发展和进步，新材料成为了当今社会发展进程中至关重要的一环。
新材料的研发不仅能够推动经济的快速发展，还能够在诸多行业中发挥重要的作用。
本文将从新材料的研发历程、应用领域和未来展望三个方面来探讨新材料的研究进展。
一、新材料研发历程新材料研发与应用可以追溯到上个世纪六七十年代。
当时，欧美等发达国家对于新材料研究给予了高度重视，大力推动新材料的研究和应用。
而中国作为一个发展中国家，在新材料领域的研究起步比较晚。
但是在改革开放后的几十年里，中国新材料领域的发展速度一直很快。
从研发水平的角度来看，新材料的研发经历了从单一材料、普通复合材料、功能性材料到多尺度、多功能、多功能复合材料的发展阶段。
新材料的研究领域涵盖了化学、物理、电子、光电、机械、生物等诸多学科。
这些学科的交叉融合为新材料的研究创造了更加广阔的空间。
二、新材料应用领域新材料在现代社会中的应用是十分广泛的，主要应用于工业、建筑、交通、能源、医疗等方面。
工业领域：新材料在工业领域被广泛应用，如玻璃纤维增强塑料、碳纤维、陶瓷板、复合材料等。
建筑领域：新材料在建筑领域同样具有广泛应用。
新型建筑材料的研发将大大推进建筑领域的发展。
例如，高强度混凝土、保温隔热材料、灯具等都是新材料在建筑中的应用；交通领域：新材料在交通领域的应用更是如雨后春笋般不断涌现。
例如，轻量化材料、高强度材料在汽车制造和航空航天领域都发挥着重要作用；能源领域：太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等新材料在能源领域的应用，对于解决资源和环保问题也有着重要意义；医疗领域：新材料在医疗领域中可以制造出更加精细的医疗设备和手术器械等。
此外，还可以制造生物材料，如人工心脏瓣膜、人工关节等，为医学发展做出贡献。
三、新材料展望的确，新材料的应用范围非常广泛，而且朝多方面、高性能、多功能、高可靠性的方向发展。
现在，随着先进制造能力和生产技术的不断更新和升级，人们在新材料领域的研究和应用已经进入到了一个全新的时代。
材料科学研究的新进展及应用发展趋势
材料科学研究的新进展及应用发展趋势材料科学是一门涉及到物质的组成、结构、性能以及制备方法的学科，其广泛的应用涉及到种种行业，如航空、汽车、电子、医疗等。
在过去的几十年里，随着技术的前沿不断推进，新的研究方向和应用领域不断涌现，材料科学也在不断进步和发展。
本文将介绍材料科学在新进展和应用领域的发展趋势。
一、自愈合材料自愈合材料属于一种新型材料，其具备自动修复功能，即在发生损伤或破裂时可以自行修复。
不仅如此，自愈合材料还可以有效延长材料的使用寿命。
这种材料对于野外应用和高档设备制造非常重要，如航空航天等行业。
自愈合材料的研发涉及到多种技术手段，如生物学、材料科学等多学科协作。
自愈合材料的原理大致可以理解为材料在受到损伤后，会释放出被封闭在其中的化学物质，这种材料能够通过自身能力在损伤处进行修复，以恢复材料的完整性。
二、高强度金属材料金属材料是材料科学中的一大类，其广泛应用于各种行业中。
高强度金属材料则是近年来开发的一种新型材料，其具备良好的强度和斑点性能。
高强度金属材料中含有多种金属元素，如钨、钛、铝等，通过合理的成分比例可以获得所需的性能。
高强度金属材料的研发，需要通过金属物理学、材料物理学等多学科的协作，不同金属元素之间的相互作用往往影响材料的性能。
三、生物降解材料传统材料一般具备较长的寿命，通常需要在使用结束后进行回收处理，但回收处理往往需要消耗资源和金钱成本。
因此，一些材料科学家开始研究生物降解材料，希望制备出一种在使用后可以自动降解的材料。
生物降解材料不仅在降解效率方面表现出色，而且在使用寿命方面也具备一定的优势。
生物降解材料的研发，需要灵活运用材料化学、生物技术等多学科的协作，研究材料的降解机制和改进方法，以实现生产上的应用。
四、纳米材料纳米材料是材料科学中的一大类，其粒径一般在1纳米至100纳米之间，这些材料具备一些特殊的物理性质，例如较高的表面积、缩小的禁带宽度等。
因此，纳米材料被广泛应用于电子、催化、生物等多个领域中。
材料科学的发展现状与未来趋势
材料科学的发展现状与未来趋势近年来，材料科学作为一门重要的学科，得到了越来越多的关注和投资。
在不断的发展中，材料科学为我们的社会带来了许多愈加前沿的技术和产品，包括高科技精密仪器、高效节能材料以及高科技电子元器件等。
今年，随着新兴产业如5G、人工智能、云计算等的不断发展，材料科学的发展也必将迎来新的机遇和挑战。
材料科学是一个涉及多学科的学科，主要涉及物理学、化学、材料学等领域。
近年来，众多学科的交叉融合使得材料科学领域的研究更加全面、精准，同时也推进了许多新领域的发展。
例如，人工智能领域需要不断优化高效的算法和数据处理技术，这就需要材料学家们不断研究材料的性能，以能够更好地匹配计算需求和处理器发展。
基于此，近年来人工智能领域和材料科学领域的交叉研究日渐活跃，成果众多，也为材料科学注入了新的活力。
在当前的国内材料科学发展趋势中，一些子领域的研究正在逐步成熟。
例如，能源材料的研发方面，目前国内已经起步了储能材料、电池材料、光电材料等研究项目。
同时，在生物医学材料方面，也开始出现了纳米医学材料等新的研究领域。
这些研究的不断降成本和增效，为领先型企业开发出了优秀的材料产品，使得国内材料科学发展前景光明。
此外，近年来，国家对基础科学和材料科学的投入也在不断加大。
在国家“一带一路”计划推进的背景下，材料科学正成为政府重视的领域之一。
相信在未来，随着政府和企业的不断投入，材料科学将会呈现出更加稳健和持续的发展势头。
当然，材料科学的未来也必将会遇到一些问题和挑战。
首先，从传统材料的改性到新材料的研究，材料研究成本在不断上升。
其次，在当前情况下，实验室的人才缺口日渐严重，研究人员的培养和引进也急需加强。
我们需要在不断探索中寻求一种既能有效降低研发成本，又能吸引更多优秀人才加入的材料研究模式。
综观材料科学这一领域的现状与未来趋势，我们需要面对前所未有的挑战与机遇。
研究者应该牢固树立“发展创新、绿色可持续”的理念，积极探索新兴技术和领域，并始终保持开放和创新态度，拥有好奇心和创新精神。
浅析材料科学中专家系统的发展现状及趋势
三 、 人 工 神 经 网 络 材 料 专 家 系统
人工 神经 网络不 需要任 何先验 函数 的假设 ， 也 不需 要预 先给 定公式
的形式 ， 直接从 已有 的实验数据 出发， 经过有 限次迭 代计算 而得 到一个反 映 实验 数据 内在规律 的数 学模 型， 而 且还 可利用 经过 训练 的网络模 型 进 行 推理预 测， 特 别适合 于研究复 杂非线 性系统 。在材 料领域 中， 人 工神 经 网络 已用 于材料 选择 、成 分设 计 、智能 ／ Ｊ ｕ ： ｉ ： 与控 制 、工艺优 化 、相 变 规 律 的研 究， 特 别是在 材料性能 、缺陷 以及相 变点等 预测方 面， 应 用 更为 突出 。
验 ，因此 比较容 易开发 出设计和 优选类 的专家 系统 。
二 、材 料 设 计 专 家 系 统 材料 设计 专 家系统 是指 应用 积累 的经 验 、知识 、科 学原 理 以及 实 验 规律 进行 推理 ，得 出满 足要 求 的制造 工艺 的计 算机 程序 系统 。近 年 来 ，材 料设 计专 家系 统在 合金 材料 设计 、复 合材 料设 计 以及成 型过 程 中得到 了广 泛 的应用 。应 用材 料设 计专 家 系统对 材料 的制 造工 艺进 行
统、人 工神 经网络材料专 家系统进行 了详 细介绍 ，并阐述了材料科 学中专 家系统的 发展趋 势。 关键词：材料科 学 专 家系统 材料设计
专家 系统 是 一种 计算机 程序 系统 ，这 种系统 的原理 是模 拟人 类 专 家解决领 域 问题 的方 法来 解决 领域 问题 ，这 种系统 特 别善于 处理 非 线 性 关 系 ，由于这 种系 统模 拟专 家 的方法 ，因此 专 家系统 特别 善于 处 理 需 要 大量 专业 知 识和 经验 解 决 的专业 问题 。专家 系 统包 括 五个 部 分 ，
专家系统研究现状及其发展趋势
专家系统研究现状及其发展趋势作者：郑伟等来源：《电子世界》2013年第04期近三十年来人工智能（Artificial In-telligence，AI）获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕成果。
作为人工智能一个重要分支的专家系统（Expert System，ES）是在20世纪60年代初期产生并发展起来的一门新兴的应用科学，而且正随着计算机技术的不断发展而日臻完善和成熟。
[1]随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋智能化、复杂化，专家系统也经历了三个发展阶段。
第一阶段的专家系统主要依赖于领域专家的感官和专业经验，对诊断信息只作简单的数据处理；第二阶段的专家系统则是以信号处理为依托，应用传感器技术和远程控制技术实现远程技术支持的现代诊断技术；第三阶段则是随着计算机及人工智能的发展，以知识处理为核心，实现信号处理、建模处理与知识处理相融合的智能诊断技术。
智能故障诊断技术的研究目前主要从两个方向展开：基于知识的智能故障诊断技术的研究和基于神经网络的智能故障诊断技术的研究。
1.专家系统的基本概念1.1 专家系统的概述ES是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术，根据一个或多个人类专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断、模拟人类专家做决策的过程来解决那些需要专家决定的复杂问题。
[2]自从1968年Feighbaun教授开发出首个专家系统DENDRAL，用来解决化学质谱问题以来，专家系统因其能产生巨大的经济效益而得到了各行业的广泛应用。
迄今为止，已经形成了十余类，主要包括诊断型、设计型、规划型、解释型、预测型、监视型、调试型、教学型、修正型、控制型。
本文所要应用的专家系统是诊断型的专家系统。
诊断专家系统作为专家系统中的一个分支，其研究也得到了各国的高度重视，并相继在各行业中开发出了一些诊断专家系统，如1982年EGG公司于开发的REACTOR系统（用于核反应堆故障诊断与处理），1983年Bell实验室于开发的ACE系统（用于电话电缆故障诊断与维护），在我国，中电某所研制的基于某型装备的故障诊断专家系统等等。
先进材料的研究现状与新兴应用领域
先进材料的研究现状与新兴应用领域随着科学技术的发展，人类对于材料的要求越来越高。
随着新材料的不断涌现，先进材料成为了当前材料科学领域的热点和重中之重。
那么，现在的先进材料研究现状和新兴应用领域是什么呢？一、先进材料的研究现状首先，我们需要明确，什么是先进材料。
先进材料是指那些具有特殊或者超常规性质，并且在某些方面已经超越了传统材料的性能和应用范围的材料。
目前，先进材料的研究领域主要集中在以下几个方面。
1. 新型生物材料纳米技术是先进材料领域的一项重要技术。
通过纳米技术制备的材料尺寸很小，表面积很大，具有较高的活性。
因此，目前很多生物医学领域的应用都是基于纳米材料的新型生物材料。
以纳米药物为例，现在已经被作为癌症治疗的新型手段之一。
纳米药物具有可控释放和靶向治疗等特点，能够更好地提高药物的效果和降低副作用。
此外，具有良好抗菌能力、生物相容性和可再生性的生物纳米材料也是未来大力发展的方向之一。
2. 超导材料超导材料是一种能够将电子输送无阻力的材料，其研究已成为现代技术和科学的前沿。
随着研究的深入，研究方向正在从传统的低温超导向高温超导方向转移。
高温超导材料具有许多优点，例如运输电流密度高、超导转化温度高、易于加工和制备。
因此，高温超导材料的研究领域备受关注。
近年来，钇钡铜氧系超导材料和氧化物混合材料是研究的热点。
3. 碳纤维材料碳纤维是一种具有高强度、高模量、耐高温、阻尼和低密度等优良性能的高级结构材料。
其主要应用于航天、汽车、能源等领域，是“更多地代替钢铁、更多地承担起机器人的部件”之一。
目前，先进制备工艺、循环利用和新型复合材料是碳纤维材料研究和应用的主要方向之一。
碳纤维复合材料在各个领域都有广泛的应用，如汽车零部件、医疗器械、高压容器、复杂结构的建筑等。
二、先进材料的新兴应用领域先进材料研究的发展，不仅解决了许多传统材料的问题，也推出了一系列新型的应用领域。
1. 新能源随着全球能源危机的逐渐加剧，新能源已经成为了人类发展不可或缺的一部分。
材料研究发展现状及未来趋势分析
材料研究发展现状及未来趋势分析近年来，材料科学与工程领域取得了巨大的发展，推动了现代科技的进步和社会的发展。
本文将对材料研究的现状进行分析，并探讨未来几年的发展趋势。
首先，就材料研究的现状而言，目前有几个重要的方向正在受到广泛关注。
一是新能源材料研究。
随着全球能源危机的出现，寻找替代传统能源的新能源已成为迫切需求。
材料科学与工程领域的研究者们正在努力寻找高效、环保的新能源材料。
例如，太阳能电池、燃料电池、锂离子电池等都是近年来受到广泛研究的方向。
二是纳米材料研究。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学特性，被广泛应用于电子、光电子、医药和环境等领域。
研究者们致力于开发新的制备方法和应用纳米材料的技术，以推动相关领域的发展。
三是可持续发展的材料研究。
在全球气候变化和资源日益稀缺的情况下，寻找可再生、可降解的材料成为了一个重要的研究方向。
可持续发展的材料研究旨在提高材料的资源利用效率和生命周期，减少对环境的影响。
在未来几年，材料研究将呈现出以下几个趋势。
首先，功能材料的研究将更加深入。
功能材料是指具有特定功能和性能的材料，例如具有自愈合、自清洁、自感知、自适应等特性的材料。
未来，功能材料的研究将更加注重材料的多功能性和可控性，以满足不同应用需求。
其次，先进制备技术将得到广泛应用。
材料的性能往往与其微观结构密切相关，因此制备工艺对材料性能的影响至关重要。
未来，先进的材料制备技术，如3D打印、纳米制备技术、生物仿生合成等将成为材料研究的重要方向。
再次，材料设计和模拟将更加重要。
传统的试错式材料研究方法存在耗时、耗力、耗资的问题，而基于先进计算机技术的材料设计和模拟可以快速预测材料的特性和性能。
未来，材料设计和模拟将成为材料研究的重要手段，推动材料研究的快速发展。
最后，合成材料和复合材料的研究将更加广泛。
合成材料和复合材料是由两种或多种材料组成的材料，具有优异的综合性能。
未来，合成材料和复合材料的研究将更加注重材料之间的协同作用，开发出更加高性能的材料，满足不同领域的需求。
浅析材料科学中专家系统的发展现状及趋势
浅析材料科学中专家系统的发展现状及趋势摘要：专家系统在材料科学领域的应用，打破了传统材料科学研究长期依靠实验的研究方法，节省了大量的资源和时间，对材料科学的发展起到了极大的促进作用。
本文对材料科学中的专家系统进行了介绍，包括材料科学专家系统的发展历史、应用领域、应用类型，并对材料设计专家系统、人工神经网络材料专家系统进行了详细介绍，并阐述了材料科学中专家系统的发展趋势。
关键词：材料科学专家系统材料设计专家系统是一种计算机程序系统，这种系统的原理是模拟人类专家解决领域问题的方法来解决领域问题，这种系统特别善于处理非线性关系，由于这种系统模拟专家的方法，因此专家系统特别善于处理需要大量专业知识和经验解决的专业问题。
专家系统包括五个部分，包括接口、知识库、推理机以及数据库等，专家系统的工作方式就是运用系统中存储的知识进行推理，从而得出解决问题的方法，处理专业问题。
专家系统已经广泛应用到各个领域，包括材料科学领域，材料科学领域传统依靠实验进行研究的方法会消耗大量的人力、物力以及时间，将专家系统应用到材料科学研究中，能够通过较少的实验得出研究结果，节约了大量资源。
一、材料科学中的专家系统发展概述1.发展历程20世纪80年代早期，科学家们开始研究应用于材料科学的专家系统，随后科学家们相继进行了许多研究，得到了很大的发展。
80年代晚期，我国开始研究应用于材料科学领域的专家系统，在合金设计和无机材料设计方面做了许多研究。
纵观国内外的研究历史，虽然材料领域的专家系统的研究时间并不长，但是在短时间内取得了很大的发展，取得许多研究成果。
20世纪90年代，材料科学领域的专家系统成为研究热点，近年来，专家系统已经应用到了材料科学的各个领域，为材料科学的发展起到了相当大的促进作用。
2.应用领域根据材料自身的性质对材料进行分类，可以将材料分为高分子材料、金属材料、复合材料等。
根据材料的作用分类，可以将材料分为功能材料和结构材料。
材料的发现现状和趋势
材料的发现现状和趋势当前材料领域的发现现状是多样化和创新性的。
随着科学技术的不断进步，新型材料的发现和应用正在加速。
以下是几个具有代表性的发现：1. 二维材料的发现：石墨烯是最具代表性的二维材料之一，由于其独特的结构和电学性质，被广泛研究和应用。
此外，还发现了许多其他的二维材料，如二硫化钼和二硒化硒等，在电子学、光电子学和能源领域具有重要应用潜力。
2. 生物可降解材料的发现：随着环境保护和可持续发展的要求，生物可降解材料越来越受到关注。
许多研究人员致力于开发生物可降解材料来替代传统的塑料和包装材料。
例如，多种以纤维素和淀粉为基础的可降解塑料已经被商业化推出。
3. 纳米材料的发现：纳米材料具有特殊的物理和化学性质，常常展现出与其大尺寸相对应的杰出性能。
例如，金属纳米颗粒在电子、催化和生物医学领域具有广泛应用。
纳米材料的发现和制备方法也在不断创新，如原子层沉积、溶胶凝胶法和激光烧结等。
未来材料的发现趋势可能会包括以下几个方向：1. 复合材料的开发：复合材料具有多种成分和结构的特点，能够发挥各种材料的优点。
例如，碳纤维增强复合材料在航空航天和汽车工业中越来越受到关注。
未来可能会发现更多的复合材料，以满足各种领域的需求。
2. 功能性材料的发现：功能性材料是指具有特殊功能或性能的材料。
例如，磁性材料、光学材料、形状记忆材料等。
未来的发现可能会聚焦于具有特殊功能和性能的材料，以满足新兴技术和应用的需求。
3. 可再生能源材料的开发：随着可再生能源的重要性不断提升，对于能量转换和储存材料的需求也在增加。
未来可能会发现更多用于太阳能、风能和电池等领域的新型材料，以提高能源利用效率和可再生能源的可持续性。
总之，材料的发现现状是多样化和创新性的，未来的趋势可能会包括复合材料、功能性材料和可再生能源材料的开发。
这些发现和趋势将推动科技的进步和社会的可持续发展。
新材料研究发展现状与未来趋势分析
新材料研究发展现状与未来趋势分析新材料研究发展现状与未来趋势分析:随着科学技术的不断进步，新材料的研究和开发也取得了显著的进展。
新材料被广泛应用于各个领域，如能源、制造、电子、医疗等。
本文将对新材料研究的现状和未来的发展趋势进行深入分析。
一、新材料研究的现状：新材料的研究领域涵盖了诸多方面。
从功能性材料到结构性材料，科学家们不断探索和发现各种具有优异性能的材料。
例如，碳纳米管具有优异的导电性和强度，被广泛研究和应用于电子器件领域。
在能源领域，石墨烯作为一种新型的碳材料也备受关注，它具有高导电性和高热导性，有望应用于高效能源存储设备。
此外，生物材料也是研究的重点。
仿生材料的研究为人工智能、医疗领域带来了新的发展机遇。
例如，仿生材料可以模拟生物组织的结构和功能，用于制造仿真器官和可穿戴设备，促进了医疗技术的创新与进步。
二、新材料研究的挑战：虽然新材料的研究取得了巨大的进展，但仍然面临着一些挑战。
首先，材料研发过程中的成本和时间压力是一个重要的问题。
一些具有潜力的新材料发现需要大量的实验和研究，需要投入大量的时间和资源。
因此，加强研究团队合作和提高研究效率是至关重要的。
其次，新材料的可持续性和环境友好性也是一个关键问题。
在材料选取和生产过程中，需要考虑材料资源的有效利用和减少对环境的污染。
因此，研究者需要开发出更加环保可持续的新材料，并与传统材料相比进行评估和对比，以选择最佳的材料。
三、新材料的未来发展趋势：未来，新材料的研究将继续朝着多个方向发展。
首先，纳米材料的研究将成为一个重要的趋势。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学性质，可以在许多领域中得到广泛应用。
通过调控纳米结构和纳米尺度效应，科学家们能够设计出更先进的材料。
其次，智能材料的发展也将成为一个重要方向。
智能材料可以根据外界刺激做出响应，具有自愈合、自感知和自适应的性能。
例如，形状记忆合金可以根据温度变化恢复原来的形状，因此在医疗和机械领域有广泛的应用前景。
专家系统研究现状及展望_安丽娜
收稿日期:2006-12-19;修返日期:2007-02-23 基金项目:国家“863/C I M S ”主题资助项目(2003A A 412210) 作者简介:安丽娜(1980-),女,辽宁大连人,硕士研究生,主要研究方向为商务智能、专家系统(a n n a 800811@s i n a .c n );张士杰(1949-),男,辽宁开原人,研究员,主要研究方向为人工智能、C I M S .专家系统研究现状及展望＊安丽娜1,2,张士杰1(1.中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳110016;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘 要:总结了自2000年以来专家系统在国内外的发展及应用情况,并根据知识表示方法的不同,对专家系统在各个领域的应用进行分类。
结果显示:近五年来,伴随网络时代的到来及蓬勃发展,国内外专家系统发展迅速,一些新技术已经应用于专家系统,尤其是X M L 和W e b 技术的应用,为专家系统的研究注入新的活力。
同时对目前专家系统存在的一些问题以及今后的研究和发展进行了探讨。
关键词:专家系统;知识表示;规则;案例;神经元;万维网中图分类号:T P 339 文献标志码:A 文章编号:1001-3695(2007)12-0001-05P r o g r e s s a n d p r o s p e c t s o f e x p e r t s y s t e mA NL i -n a 1,2,Z H A N GS h i -j i e1(1.S h e n y a n gI n s t i t u t e o f A u t o m a t i o n ,C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s ,S h e n y a n g 110016,C h i n a ;2.G r a d u a t e S c h o o l ,C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s ,B e i j i n g 100049,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r s u m m a r i z e dt h e d e v e l o p m e n t a n da p p l i c a t i o n o f e x p e r t s y s t e m s i n C h i n a a n d o t h e r c o u n t r i e s s i n c e 2000.A c c o r d i n g t o t h e d i f f e r e n c e s i nk n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n ,i t m a d eac a t e g o r yf o r t h ea p p l i c a t i o no f e x p e r t s y s t e m s i ns o m e f i e l d s .R e s u l t s s h o wt h a t i n r e c e n t f i v e y e a r s ,a l o n g w i t h t h e a d v e n t a n d r a p i d d e v e l o p m e n t o f i n t e r n e t ,s o m e n e wt e c h n o l o g i e s a r e b e i n g a p p l i e d t o e x p e r t s y s t e m s e s p e c i a l l y t o We b -b a s e d a n d X M L -b a s e ds y s t e m s ,i n w h i c h n e wb r e a k t h r o u g h i s a c h i e v e d .M e a n w h i l e ,t h i s p a p e r p r e s e n t e dt h e d i s c u s s i o n i n c l u d i n g s o m e p r o b l e m s f o r r e c e n t e x p e r t s y s t e m s a n d t h e i r d e v e l o p m e n t o p -p o r t u n i t i e s ,a n d p r e s e n t e ds o m e a d v i c e s a b o u t r e s e a r c hi ne x p e r t s y s t e m s i nf u t u r e .K e y w o r d s :e x p e r t s y s t e m s ;k n o w l e d g e r e p r e s e n t a t i o n ;r u l e ;c a s e ;n e u r a l w o r k s ;We b 专家系统将人类专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机,并模仿人类专家解决问题的推理方式和思维过程,运用知识库对现实中的问题作出判断和决策。
材料研究现状及发展趋势分析
材料研究现状及发展趋势分析近年来，材料研究领域一直是科学界备受关注的重要领域之一。
材料的研究不仅关乎科技创新和工业发展，还直接影响到人类生活的方方面面。
在当前持续不断的科技进步和产业转型的背景下，材料研究也日新月异，展现出蓬勃的发展势头。
现状分析在材料研究的现状中，有几个主要的方向和趋势值得关注。
首先是在材料的绿色化与可循环化方面的努力。
随着可持续发展理念的普及，人们开始更加重视材料的环保性能和可循环再利用性。
在材料制备和加工过程中，以及材料的性能优化方面，绿色化技术和循环利用技术的应用正在逐渐增多，这为材料的可持续发展提供了新的途径。
另外一个重要的现状是在新材料的研究和开发方面。
随着科学技术的快速发展，人们对材料的性能和功能要求也日益提高，传统材料已经难以满足现代化的需求。
因此，新材料的研究成为了研究热点之一。
在新材料的研究中，包括纳米材料、功能性材料、生物材料等多个方向，这些新材料的出现不仅拓展了材料的应用范围，还为科技创新提供了新的可能性。
此外，材料仿生研究也是当前材料研究领域的一个重要方向。
仿生材料是通过借鉴生物体的结构和功能设计新材料，以实现更加高效的性能和功能。
在仿生材料研究中，人们常常从自然界中找到启发，如莲花效应、鱼鳞结构等，通过模仿自然界的设计原理来设计新的材料，这种研究方法已经取得了一些令人瞩目的成果。
发展趋势分析随着科技的不断发展和时代的进步，材料研究领域也将迎来新的发展趋势。
首先，未来材料科学将更加注重跨学科交叉研究。
随着科学技术的不断发展，材料研究将和物理学、化学、生物学等多个学科融合，形成了更加综合、多元化的研究模式。
这种跨学科交叉研究有助于推动材料研究的创新和发展。
其次，数字化和智能化将成为未来材料研究的重要趋势。
在当前信息时代，数字化和智能化技术的快速普及和发展，为材料研究提供了新的研究工具和方法。
通过利用大数据、人工智能等技术，可以加快材料研究的进程，优化材料的设计和性能，并且对材料的开发和应用提供更加有效的支持。
现代制造业材料技术研究现状及未来展望
现代制造业材料技术研究现状及未来展望随着科技的飞速发展和制造业的不断升级，制造业材料技术的研究成为了越来越重要的领域。
本文将就现代制造业材料技术研究现状及未来展望进行探讨。
一、现代制造业材料技术研究现状在现代制造业中，材料技术是至关重要的一部分。
工业革命以来，人类经历了金属材料、塑料材料、复合材料等多个材料技术变革，也促进了制造业的不断进步。
而在当前，制造业材料技术的研究也面临着新的变革。
1. 金属材料技术金属材料是制造业中重要的一类材料，其技术研究涉及到金属的合金制备、表面处理、新型材料开发等领域。
目前，腐蚀、耐磨、高温合金等金属材料技术是热点研究方向。
此外，纳米材料、超快冷却技术等也成为金属材料技术研究的重要领域。
2. 复合材料技术作为相对新兴的一类材料技术，复合材料技术近年来得到了广泛关注和研究。
该技术主要涉及到不同材料结合制成新材料，其优点包括高强度、耐腐蚀、轻质等，因此已应用于航空、航天、汽车等领域。
未来，复合材料技术将进一步完善，并可能向更广泛的领域拓展。
3. 塑料材料技术塑料材料是制造业中的关键材料之一，目前其技术研究侧重于新型材料的开发、高分子复合材料、可生物降解材料等方向。
未来，塑料材料技术的发展方向将是轻薄无污染、可回收利用的方向。
二、现代制造业材料技术未来展望未来，制造业材料技术的发展将持续不断地向前推进。
以下是未来制造业材料技术的展望。
1. 智能制造和智能材料技术的兴起随着智能制造的进一步普及，智能材料技术也将得到更多的关注和研究。
目前，智能材料在3D打印、传感器制造、智能穿戴等领域已经得到了广泛应用。
未来，随着智能制造的完善，智能材料技术将成为制造业材料技术的一个热点研究方向。
2. 新能源材料技术的发展随着全球能源问题日益突出，新能源材料技术已经成为制造业材料技术的一个重要分支。
目前，太阳能、风能、燃料电池等新能源技术已广泛应用于汽车、电子产品、建筑等多个领域。
未来，新能源材料技术将进一步发展完善，并可能拓展更广泛的应用场景。
材料化学研究现状及其应用展望
材料化学研究现状及其应用展望材料化学是化学科学的一个分支，研究物质的结构、组成、性质和合成方法，以及物质的转化过程和应用。
在过去几十年中，材料化学取得了重要的进展，并在许多领域中得到了广泛应用。
本文将介绍材料化学的研究现状，并展望其未来的应用。
材料化学的研究现状主要体现在以下几个方面：1.功能材料的设计与合成：功能材料是指具有特定功能的材料，例如光电材料、催化材料、磁性材料等。
研究人员通过调控材料的结构和组成来实现特定功能的设计和合成。
例如，通过调控材料的孔隙结构和表面活性位点来实现催化剂的优化设计。
2.纳米材料的制备与应用：纳米材料是具有纳米尺寸的材料，具有特殊的物理和化学性质。
研究人员利用纳米技术制备纳米材料，并研究其在光电、催化、传感等方面的应用。
例如，金属纳米颗粒在催化反应中可以提高反应速率和选择性。
3.新型功能材料的发现与开发：随着科技的不断发展，人们对于新型功能材料的需求也越来越高。
研究人员通过高通量材料筛选技术和计算模拟等手段，寻找新型功能材料。
例如，通过高通量合成方法可以快速合成大量化合物，然后通过高通量测试方法对其进行材料性能测试，从中筛选出具有特定功能的材料。
4.可持续材料的研发与应用：随着全球环境问题的日益严重，人们对于可持续材料的需求也在不断增加。
可持续材料是指在生产、使用和处理过程中对环境和人类健康造成最小影响的材料。
研究人员通过研发新型可再生能源、可降解材料等，来减少对环境的影响。
材料化学在许多领域中具有广泛的应用前景：1.能源领域：材料化学可以用于开发高效能源转化和存储装置，如太阳能电池、锂离子电池和燃料电池。
研究人员可以通过设计合成高性能的电极材料和电解质材料来提高能源转化和存储装置的性能。
2.环境保护：材料化学可以用于开发环境友好的材料和催化剂，用于治理大气污染、水污染和固体废物处理等。
例如，利用光催化材料可以将有机污染物转化为无害物质。
3.生物医学应用：材料化学可以用于开发生物可降解材料、药物传递系统和生物传感器等，用于药物输送、组织工程和生物分析等。
材料科学研究与应用发展趋势分析
材料科学研究与应用发展趋势分析材料科学是现代科学技术的基础，也是各种领域的基础工具和经济发展的战略性产业。
在当今社会，材料科学的研究与应用已经成为了人们关注的焦点。
本文将从材料科学研究的现状、问题、发展趋势、应用前景四个方面展开探讨。
一、材料科学研究的现状材料科学的研究范围极广，包括无机材料、金属材料、高分子材料等多个领域，其中无机材料和高分子材料是材料科学研究的重点和热点领域。
无机材料包括陶瓷材料、玻璃材料、功能材料等，而高分子材料则包括塑料、橡胶、纤维素等。
目前，材料科学研究主要集中在材料的制备、性能、结构以及表界面特性等方面。
同时，随着显微学、计算机、物理化学等学科的发展，材料科学中很多关键问题已经得到了突破。
比如，在能源领域，氢氧化镁、氢氧化钠等非常规储氢材料的研究已经进展到实验室级别；在新材料领域，碳纳米管、量子点等新型材料的合成和性能研究也取得了重大进展。
虽然目前材料科学研究已经取得了一定的进展，但是还存在着很多问题亟待解决。
二、材料科学研究存在的问题1、新材料研发周期长新材料的发明和应用需要长时间的研究和开发过程。
目前，许多新材料的研发周期都需要数年至数十年，这不仅增加了研究经费的投入，也影响了新材料的应用速度。
2、资源的短缺和环境污染一些原材料的采集量有限，其中一些还存在环境污染问题。
另外，某些仿生材料和生物降解材料需要高昂的制备成本和环保要求，使得研究更加困难。
3、材料性能研究不充分材料的性能不仅决定着它的应用范围和使用寿命，而且也决定了它的经济和社会效益。
但是，目前材料性能研究还不够充分，尤其是复杂材料的性能研究难度更大。
需要开展更多的材料性能研究，充分发挥材料的潜力。
三、材料科学研究发展趋势1、材料设计趋势基于材料的性能需求，材料设计将逐渐走向“从材料需求出发，通过材料基因工程研究、评价和优化，最终实现材料设计”的方式。
2、多材料复合和功能性材料研究随着现代科技的迅速发展，多材料复合和功能性材料将会发掘更广泛的应用价值。
新型材料的研究与应用展望
新型材料的研究与应用展望在当代科学技术发展的背景下，各种先进材料的研究和应用显得尤为重要和必要。
随着科技水平的提升和经济全球化的加速，新型材料已经成为推动产业发展和社会进步的重要力量之一。
为了能够更好地认识和把握新型材料的研究和应用现状，并且展望未来的发展趋势和方向，本文将从新型材料的起源、发展历程、现状与未来等几个方面，进行全面的分析和探讨。
一、新型材料的起源和发展历程新型材料的起源可以追溯到人类文明的起源，从最简单的生物大分子开始，到现代化合物材料的科学和技术发展，经过了漫长而又复杂的过程。
在这个过程中，人类对材料的研究和应用逐渐深入，推动了科学技术的迅猛发展和进步。
随着科学技术的不断发展，越来越多的新型材料涌现出来，使得现代化学工业发展进入一个新的时代。
新型材料从最初的纯金属材料和非金属材料开始，到化学纤维、高分子材料、合金、非晶体材料、超导材料等等一系列的先进材料，都代表了人类对材料研发的历程和成果。
其中，高分子材料的发明和应用是新材料发展历程中的一个重要里程碑。
20世纪50年代，高分子材料的出现，推动了塑料工业和橡胶工业的发展，促进了整个社会经济的变革。
此后，一系列的新型材料也相继出现，不断拓展着新型材料的应用领域和广度。
例如，高锰酸钾、氧化铝、氧化锆等氧化物材料、生物材料、多孔材料和纳米材料等，都是新材料研发的热点方向。
二、新型材料的现状与未来展望当前，新型材料的研究和科技应用已成为世界上高新技术产业的重要组成部分。
不管是高科技制造领域，还是航空航天、汽车制造、新能源、信息技术、生物医学、环保领域等，都需要新型材料的支撑和应用。
因此，研究和开发新型材料，已经成了21世纪世界科学技术的一个重要方向。
未来，新型材料的应用前景仍是非常广阔的。
首先，新型材料将会更多地用于航空航天和汽车制造领域。
例如，碳纤维复合材料将会成为更加常见的材料，降低车体重量，提高燃油效率，同时也可以有效地减少CO2的排放。
新型材料的发展现状与未来趋势展望
新型材料的发展现状与未来趋势展望近年来，新型材料的研究与应用正处于快速发展的阶段。
新型材料具有优异的性能和广泛的应用潜力，对于推动科技创新和推动社会进步具有重要意义。
本文将从材料领域的几个重要方面，探讨新型材料的发展现状和未来趋势展望。
首先，功能性材料是目前新型材料研究的热点。
功能性材料是指具有特殊功能的材料，如智能材料、超支撑材料、纳米材料等。
智能材料能够对外界环境做出自动响应，实现功能的智能化。
超支撑材料则具有优异的力学性能，能够在极限条件下保持稳定性。
纳米材料则具有优秀的电子、光学、磁学性能，被广泛应用于微电子、生物医学等领域。
功能性材料的研究和应用，将为现代科技的发展提供强有力的支撑，带来更多重大突破。
其次，新型能源材料也是当前研究的热门方向。
随着全球能源危机的严峻形势，寻找替代能源已经成为全球范围内的共同关注点。
新型能源材料具有高效、环保、可再生等特点，对于解决能源问题具有重要意义。
太阳能电池作为一种新型能源转换装置，利用光的能量转化为电能，已经逐渐应用于建筑、交通等领域。
另外，燃料电池、储能材料等也是新型能源领域的重要研究方向。
未来，新型能源材料的发展将为能源产业带来革命性的进展，实现清洁、可持续能源的供给。
除此之外，生物材料也是新型材料研究的重要领域之一。
生物材料是指以生物体组织为基础，通过合成或改造得到的具有特定功能的材料。
生物材料具有生物相容性好、可降解性强等特点，被广泛应用于人工器官、组织修复和药物传递等领域。
例如，生物活性玻璃材料可以促进骨组织再生，用于骨折修复。
另外，生物聚合物材料也被用于制备生物可降解的药物载体。
生物材料的发展将带来医学、生物工程等领域的巨大进步，推动医疗技术的革新。
未来，新型材料的研究和应用将朝着多样化和综合化的方向发展。
多样化是指材料种类更加丰富，不再局限于传统的金属、陶瓷、高分子等材料，而是涉及到多种材料的复合、组合和改性等方面。
例如，纳米复合材料将不同的纳米材料进行组合，以实现特定的功能。
专家系统在材料领域中的研究现状与展望
收稿日期:2004-03-22白润,1978年生,硕士研究生,主要从事战斗部材料专家系统的研究工作专家系统在材料领域中的研究现状与展望白 润 郭启雯(北京理工大学材料科学与工程学院,北京 100081)文 摘 简要介绍了专家系统的一般结构及功能,综述了近年来专家系统在材料领域中的应用,即在材料优化设计、材料智能加工与智能控制、材料缺陷诊断与质量控制等方面国内外研究现状与取得的成果,探讨了今后的发展方向。
关键词 专家系统,材料设计,智能加工,性能检测Current Status and Outlook of Expert System in Material ScienceBai Run G uo Qiwen(School of Material Science and Engineering ,Beijing Institute of T echnology ,Beijing 100081)Abstract The structure and functions of a basic expert system are briefly introduced.Application and development of expert systems in material science at home and abroad in recent years are reviewed systematically including material de 2sign and optimization ,intelligent processing and controlling of materials ,fault detection and quality control.Future de 2velopment is discussed as well.K ey w ords Expert system ,Material design ,Intelligent process ,Detect property 1 引言专家系统又称基于知识的系统,是人工智能走向实用化研究中最引人注目的一个领域,其实质是一个以知识为基础的计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够模仿人类专家思维和求解该领域问题。
专家系统研究现状与展望
专家系统研究现状与展望摘要：回顾了专家系统发展的历史和现状，对目前比较成熟的专家系统模型进行分析，指出各自的特点和局限性。
最后对专家系统的热点进行展望和对新型专家系统的介绍。
关键词：专家系统；知识获取；数据挖掘；多Agent系统；人工神经网络0 引言近三十年来人工智能（Artificial Intelligence，AI）获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果。
作为人工智能一个重要分支的专家系统（Expert System，ES）[1]是在20世纪60年代初期产生和发展起来的一门新兴的应用科学，而且正随着计算机技术的不断发展而日臻完善和成熟。
1982年美国斯坦福大学教授费根鲍姆给出了专家系统的定义：“专家系统是一种智能的计算机程序，这种程序使用知识与推理过程，求解那些需要杰出人物的专门知识才能求解的复杂问题。
”一般认为，专家系统就是应用于某一专门领域，由知识工程师通过知识获取手段，将领域专家解决特定领域的知识，采用某种知识表示方法编辑或自动生成某种特定表示形式，存放在知识库中，然后用户通过人机接口输入信息、数据或命令，运用推理机构控制知识库及整个系统，能像专家一样解决困难的和复杂的实际问题的计算机（软件）系统。
专家系统有三个特点，即：启发性，能运用专家的知识和经验进行推理和判断；透明性，能解决本身的推理过程，能回答用户提出的问题；灵活性，能不断地增长知识，修改原有的知识。
1 专家系统的产生与发展专家系统按其发展过程大致可分为三个阶段[2~4]：初创期(1971年前)，成熟期(1972—1977年)，发展期(1978年至今)。
1.1 初创期人工智能早期工作都是学术性的，其程序都是用来开发游戏的。
尽管这些努力产生了如国际象棋、跳棋等有趣的游戏[5]，但其真实目的在于计算机编码加入人的推理能力，以达到更好的理解。
在这阶段的另一个重要领域是计算逻辑。
1957年诞生了第一个自动定理证明程序，称为逻辑理论家。
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收稿日期:2004-03-22白润,1978年生,硕士研究生,主要从事战斗部材料专家系统的研究工作专家系统在材料领域中的研究现状与展望白 润 郭启雯(北京理工大学材料科学与工程学院,北京 100081)文 摘 简要介绍了专家系统的一般结构及功能,综述了近年来专家系统在材料领域中的应用,即在材料优化设计、材料智能加工与智能控制、材料缺陷诊断与质量控制等方面国内外研究现状与取得的成果,探讨了今后的发展方向。
关键词 专家系统,材料设计,智能加工,性能检测Current Status and Outlook of Expert System in Material ScienceBai Run G uo Qiwen(School of Material Science and Engineering ,Beijing Institute of T echnology ,Beijing 100081)Abstract The structure and functions of a basic expert system are briefly introduced.Application and development of expert systems in material science at home and abroad in recent years are reviewed systematically including material de 2sign and optimization ,intelligent processing and controlling of materials ,fault detection and quality control.Future de 2velopment is discussed as well.K ey w ords Expert system ,Material design ,Intelligent process ,Detect property 1 引言专家系统又称基于知识的系统,是人工智能走向实用化研究中最引人注目的一个领域,其实质是一个以知识为基础的计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够模仿人类专家思维和求解该领域问题。
实践表明,只要经验知识和数据表述合理、准确,并且达到一定的数量,通过严密的计算机程序,由专家系统代替人类专家进行推理,其结果的准确性和有效性并不逊于人类专家;在某些数据量巨大、复杂程度较高、而模糊程度较低的问题的处理上,专家系统甚至超过了人类专家。
它的高性能和实用性引起了全球科技领域的广泛重视。
近年来,专家系统走出实验室,开始在各行各业中得到应用,在材料科学领域中的应用也受到关注。
2 专家系统构成及各模块功能一般专家系统由知识库、推理机、数据库、知识获取机制、解释机制以及人机界面组成,其相互间的关系如图1所示。
图1 专家系统的一般结构Fig.1 S tructure of a basic expert system 知识库用以存放专家提供的专业知识,包括计算模型、表达式、判据、经验知识等;数据库是用于存放推理的初始证据、中间结果以及最终结果等的工作存储器;推理机用来协调控制整个系统以决定如何使用知识库中的知识与规则推导出新的知识,它是构成专家系统的核心部分;通过知识获取机制可以扩充和修改知识库,实现专家系统的自我学习;解释机制通过对推理过程的回溯能够根据用户的提问,对结论、求解过程以及系统当前的求解状态提供说明;人机界面实现用户与系统之间的交互。
专家系统的性能在很大程度上取决于知识库中的知识对解决相应领域的问题是否合适和完备。
3 材料领域应用的专家系统随着材料科学研究水平的不断提高,已经呈现出由实验科学向计算科学发展的趋势。
由于材料研究及其制备加工过程的影响因素非常复杂且具有很大的不确定性,其研究方法更多地依赖于专家经验。
专家系统等人工智能方法对于处理这种具有强非线性关系的研究越来越多地引起材料科研人员的重视,并随着应用范围的不断拓展开始发挥重要作用。
目前应用于材料领域的专家系统主要集中在材料优化设计、材料智能加工与智能控制、材料缺陷诊断与质量控制等方面。
3.1 材料优化设计专家系统材料优化设计专家系统是指具有相当数量的与材料有关的各种背景知识,并能应用这些知识解决材料设计中有关问题的计算机程序系统[1]。
材料优化设计专家系统的工作流程是:根据使用要求,提出材料性能指标,先对数据库进行查询,如查询成功,进而应用优化系统,选择出最符合要求的材料,实际上,这是一个优选材料的过程;如查询不成功,则利用知识库中的有关信息(材料性能、组织与工艺的关系),通过推理给出达到设计要求的材料成分及工艺建议,再根据建议进行实验验证。
这类专家系统通常也可用来预测新材料的性能。
根据建立专家系统的基础不同,材料设计专家系统又可分为以下几类[1]:以知识检索、简单计算和推理为基础的专家系统;以计算机模拟和运算为基础的专家系统;以模式识别和人工神经网络为基础的专家系统。
3.1.1 以知识检索、简单计算和推理为基础的专家系统1985年日本的三岛良绩和岩田修一[1]建立了利用大型知识库和数据库辅助材料设计的合金设计系统,为未来的可控热核反应炉设计和选择材料。
他们在大型计算机内存储了各种与合金设计有关的信息,其中包括各种元素的基本物理化学数据、合金相图、合金物性的各种经验方程式、各种合金的性能和用途等,构筑了以70多种元素的含量为坐标的多维空间,将上述各种信息记录在该多维空间中,然后输入对材料性能的要求,最终得到所需材料。
日本国家无机材料研究院[2]还开发了陶瓷材料设计专家系统。
他们利用元素的晶体化学数据库和化合物的热力学数据库,并将氮化硅的烧结参数、微观结构和强度之间的关系建成知识库,采用人工智能软件进行推理,从众多的氧化物中选出合适的烧结助剂,计算出陶瓷材料在室温和高温下的强度值。
为了进行高温结构陶瓷的材料设计,清华大学赖树刚[3]等人先后建成了陶瓷材料数据库和二氧化锆知识库。
此数据库包括Z rO2、Si3N4和SiC等高温结构陶瓷材料,收集了国内外有关实验数据4000组。
利用此系统可由所需性能出发,查出满足性能要求的材料,给出其组分与工艺。
二氧化锆知识库主要收集和整理了有关Z rO2组分、工艺与性能之间的关系,可以用来预测材料的性能和进行材料的工艺设计。
清华大学曹茂盛等人[4]对“压电复合材料设计专家系统”进行了研究,并完成了原型设计。
此系统将专业领域知识根据设计过程的不同阶段分别存放在三个知识库中,另外还建立了两个元知识库,在推理过程中,其中一个元知识库可根据数据库的当前状态加载相应的知识库,另一个元知识库对系统进行初始化,对推理结果进行检测,确定推理是否结束。
系统采用数据驱动的控制策略,对可用规则的搜索采用深度优先的搜索策略,同时加入了元规则控制,提高了推理效率。
3.1.2 以计算机模拟和运算为基础的专家系统美国西北大学高性能钢研究组[5](Steel Research G roup,缩写SRG)开展了可计算材料设计,能对大范围内不同空间和时间尺度上发生的物理现象进行模拟。
该小组的研究目标是探索材料设计的普遍方法、工具及建立数据库,并以高性能钢作为试验设计对象,以材料的制备、结构、性能和使用效能关系为逻辑结构,利用计算模型和数据库,查询适合的组分和制备方案,得到符合设计要求的合金。
SRG利用此框架已发展出具有优良特性的新合金,用于飞机、航空母舰、发动机等方面。
钢铁研究总院和东北大学[6]联合开发了金属材料组织、性能预报及在线监测系统,该项目为国家高技术研究发展计划(863)重点项目。
他们利用物理冶金学模型,对带钢热轧生产中各种金属学现象,如奥氏体的再结晶,奥氏体向铁素体、珠光体和贝氏体的转变等,进行计算机模拟,预测出轧后产品组织状态和力学性能,从而实现对产品性能质量的控制、工艺及组分的优化设计及在线检测,并且结合宝钢2050热连轧机开发出我国第一个具有知识产权的热轧带钢组织和性能预测软件。
该系统目前已广泛使用于各大钢厂,提高了成品率,取得了显著的经济效益。
3.1.3 以模式识别和人工神经网络为基础的专家系统由于材料设计要素之间影响关系复杂,因此在专家系统的应用中,借助了模式识别、人工神经网络等人工智能方法。
模式识别和人工神经网络是处理受多种因素影响的复杂数据集、用于总结半经验规律的有力工具。
材料设计中的两个核心问题是组织结构—性能和制备工艺—性能的关系。
这两类关系都受多种因素的制约,故可用模式识别和人工神经网络从已知实验数据集中归纳出数学模型,并据此预测未知材料的性能和达到此性能的优化配方及优化工艺。
人工神经网络的优点是不用预先指定函数便能对强非线性在内的各类数据进行拟合、建模和预报;其拟合能力很强,是定量建模的有力工具。
中国科学院上海冶金研究所陆文聪等人[7,8],利用模式识别方法研究了V2PT C陶瓷半导体材料ρ/ρmin与配方、生产工艺间的规律,设计了两个新配方并预报了相应的最佳工艺条件,提高了V2PT C材料ρ0/ρmin值。
该所化学键组[9,10]建立了金属间化合物检索和预报专家系统。
他们利用化学键和模式识别方法相结合,总结二元金属间化合物的晶型规律。
在总结规律的基础上,合成并发现了EuNi2、EuFe2、LaPd5、PrPd5、NdIr3等一系列新的金属间化合物,它们的实测晶型也和预报的大体符合。
刘刚[11]建立的K DPAG专家系统,把知识库、数据库、模式识别、人工神经网络和遗传算法五个模块连接在一起,组成辅助材料研制和新产品开发通用的专家系统。
该专家系统已应用于设计高亮度绿色荧光粉新配方、PT C双功能半导体陶瓷的新配方并预报相应的最佳工艺条件、优化镍氢电池电极材料和设计优化含氟铋系高温超导体等等。
北京科技大学姚斌[12]应用混合人工智能技术,利用遗传算法快速、全局收敛及增强式学习等性能,与误差逆传播学习算法相结合,将神经网络同专家系统相结合,建立了基于遗传算法的神经网络高炉专家系统。
系统主要由炉况监测、炉温状态诊断、顺行状态诊断、炉体状态监视及数据管理等几个子系统组成,能同时监测十多种影响炉况扰动的因素变化。
在其调试运行过程中,异常炉况的综合命中率达到92%,对减少事故发生率起到了积极作用。
采用该专家系统对鞍钢10号高炉(2580m3)的检测参数进行了实时处理,可以预报高炉炉热状态、炉温波动情况和炉况发展趋势,对异常状况的发生、变化趋势以及可能性大小作出了预测和预报,在此基础上,综合运用操作经验知识调整炉况,达到了高炉生产“顺行、稳定、均衡和安全”的要求。