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人工智能在建筑的應用范文第1篇

關鍵詞 計算機輔助建筑設計 計算機建筑畫 藝術性 綜合推理

中圖分類號： TP302 文獻標識碼：A

1 引言

計算機輔助建筑設計指的是利用計算機技術來完成建筑設計過程中所要進行的信息檢索、計算、分析綜合及編制工作。近年來，計算機輔助建筑設計系統(tǒng)的應用已經(jīng)使得建筑設計人員改變了傳統(tǒng)的圖版和制圖工具方式，轉向以顯示器為圖紙以鼠標鍵盤為畫筆的新型設計空間。這樣從繁重的、反復的手工勞動中解脫出來，從而將更多的時間精力用于方案的比較和設計的創(chuàng)新。計算機建筑畫是指利用計算機通過相關繪圖軟件編繪的建筑畫，是計算機輔助建筑設計最優(yōu)秀的應用之一，這是一次質的飛躍。計算機建筑畫可以讓客戶在大樓未興建之前就獲得建筑完成之后的感覺，可以讓客戶走入室內親身體驗建筑效果能否滿足需求。

2 計算機建筑畫現(xiàn)狀分析

2.1 建筑畫的歷史與發(fā)展

建筑畫有兩大類型：一類是對已建成的建筑物、園林建筑或城市風景等進行寫生描繪；另一類是表現(xiàn)建筑師建筑創(chuàng)意的表現(xiàn)畫。這兩者各有各的特點，但追求空間和諧統(tǒng)一的旋律是相同的。目前計算機建筑畫主要用于建筑創(chuàng)作表現(xiàn)畫。中國古代建筑畫在五代時成為獨立的畫種，至北宋時走向成熟。20世紀70年代后，建筑畫發(fā)生了新的變化。首先體現(xiàn)在建筑風格上，這一時期更加強調恢復裝飾；二是更加傾向于藝術性、欣賞性的方向發(fā)展；三是朝著多元化方向發(fā)展。

2.2 目前計算機建筑畫的不足

2.2.1 藝術性的不足

建筑畫完全區(qū)別于建筑模型。基本特征就是它具備意境的刻畫和氣氛烘托。這樣可以進一步的反映建筑物功能與風格所營造出來的整體環(huán)境，從而加強了建筑藝術的感染力。然而現(xiàn)在許多計算機畫往往只著意于主體建筑的細節(jié)刻畫，但是對于環(huán)境等容易以程式化的方式來展現(xiàn)，這樣一來就缺乏個性和特色。

2.2.2 智能化的不足

計算機建筑畫在生成過程中的每一步都是通過建筑師的指令進行的，然而這沒有智能化藝術的創(chuàng)新能力，這一個缺點尤其在后期制作中表現(xiàn)尤為突出。許多的素材只能通過圖片掃描而得到，這沒有最大程度上發(fā)揮計算機的效能。為了追求完美，我們必須在智能化方面有所突破。在計算機建筑畫智能化的眾多研究方向中，通過計算機智能化生成某些所需的要素并且符合預期的審美需要，對理論與實踐都有著極其重要的意義。計算機建筑畫的兩個不足提出了相關圖形軟件亟需解決的問題，其中智能化是重點問題，也是目前需求的主要矛盾。該問題的解決可以使計算機建筑畫在藝術性方面達到一個全新的境界。作為未來發(fā)展的主要目標，我們自然希望能夠通過計算機技術實現(xiàn)計算機建筑畫中建筑物與配景的智能化藝術創(chuàng)新。我們主要針對建筑畫的需要，側重藝術化模擬。所謂表達型，是指對手工繪制的表達技法進行模擬。

3 結合樹對計算機建筑畫進一步發(fā)展的探索

在手工繪制表達技法中，樹分為近景、中景和遠景。在建筑畫中起著組織畫面層次、襯托畫面氣氛的重要作用。建筑畫中對樹的繪制并不是從植物學的角度來分辨樹種，而是側重數(shù)目的形狀、組成部分的線條和節(jié)奏。在建筑畫中，樹的手工繪制技法可以分為寫實、抽象和夸張三種方式。

3.1 面向建筑畫的樹的表達型生成研究

分析幾何是用來描述樹這一類自然不規(guī)則形體的有效手段。分形具有兩大特點：首先是具有比例自相似性，這樣可以擺脫測量尺度的誤差；另一個是其維度不一定是整數(shù)。迭代函數(shù)系統(tǒng)是用一個數(shù)學系統(tǒng)去解析、構造分形系統(tǒng)十分成功的方法。給定一個IFS，即確定了其中仿射變換的個數(shù)及每個仿射變換的參數(shù)，于是就可以在計算機上繪制出其直觀的吸引子的形狀。針對樹的手工繪制的三種技法，運用隨機的IFS進行模擬。從生成結果來看，關鍵在于仿射變換和概率的設定。

3.2 綜合推理應用于樹的表達型生成

推理是人工智能的一塊基石。通過研究各種推理方法可以看出這樣一個趨勢：從嚴格的演繹推理出發(fā)、到開放邏輯、CASE推理、類比推理，推理的過程呈現(xiàn)著明顯的松綁趨勢。推理的松綁趨勢使得推理逐步走向對思維的廣泛模擬。綜合推理是對推理的又一次松綁。

4 小結與展望

現(xiàn)如今，計算機輔助建筑設計作為建筑設計中的輔助手段這樣一個初衷已經(jīng)達到了，然而人們對這種簡單的工作方式仍然不夠滿足，希望計算機輔助建筑設計除了能夠支持建筑師的繪制、降低工作強度并且提高工作效率之外，還能替代建筑師的部分智能活動。然而建筑設計不同于其他的許多設計領域，這主要體現(xiàn)在在藝術性的追求方面。因此，智能化的計算機輔助建筑設計進展取決于人工智能在藝術創(chuàng)新方面的突破。

人工智能經(jīng)過40年的大力發(fā)展，已經(jīng)在自然語言理解、模式識別、專家系統(tǒng)等領域取得了非常可喜的成果，也充分展示了用機器實現(xiàn)智能的光明前景。然而就人工智能的研究現(xiàn)狀來說，它所取得的成果和人們的預期目標還是有一定差距的。這一差距首先說明了人工智能的復雜性和艱巨性，另一方面也說明了人工智能現(xiàn)有理論有太強的局限性。建筑畫是建筑設計師們對藝術性強烈追求的一種表現(xiàn)，本文通過對計算機建筑畫的分析，運用綜合推理的方式進行面向建筑畫的樹的藝術性表達形成研究，也是從另一個方面對人工智能計算機建筑輔助設計的探索，計算機建筑畫經(jīng)過長期的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)到了向藝術性和智能化方向邁進的拐點。從藝術創(chuàng)作來看，是采用形象思維方式，因此結合人工形象智能的研究將取得計算機建筑畫方面的新的突破，也證明了智能計算機建筑輔助設計的研究必將要結合人工形象智能的方法，這是我們正在努力的方向。

參考文獻

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[2] 明錦郎，王改政.“甩掉圖板”后的建筑設計[J].建筑學報，2006（12）： 34-36.

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[4] 潘云鶴.綜合推理的研究[J].模式識別與人工智能， 200，9（3）.

人工智能在建筑的應用范文第2篇

工業(yè)耗能、建筑耗能和交通耗能已經(jīng)成為能源消耗的三大主要來源。在現(xiàn)代主要工業(yè)化國家，辦公室作為建筑物的基本單元，主要集中分布在大中城市。隨著氣候變化成為全球的主要議題，節(jié)能成為現(xiàn)代建筑必不可少的要素。隨著計算機技術和網(wǎng)絡化技術的發(fā)展,以及人們對生活、工作環(huán)境舒適度要求的不斷提升,集成了信息設施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)的智能建筑應運而生。雖然智能建筑技術的發(fā)展為人們提供了安全、舒適、方便、節(jié)能的學習和工作環(huán)境并且能夠完成一些人們需要的復雜任務,但是它仍然存在很多的問題：首先是智能樓宇自控系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間相互獨立，集成度并不是很高，缺乏系統(tǒng)之間的協(xié)作與聯(lián)動；其次是智能樓宇系統(tǒng)對終端采集的信息處理能力較低,建筑設備管理系統(tǒng)只是簡單的將建筑內的各個子系統(tǒng)進行了集成并沒有達到理想的能源優(yōu)化效果；最后就是智能建筑技術并沒有考慮人員因素對建筑設備節(jié)能的影響。針對目前智能建筑技術在實際應用中的不足,本文在基于多Agent技術的開發(fā)平臺上，通過對多智能Agent之間的交互和相互協(xié)作研究辦公環(huán)境的電力消耗研究。

2Agent技術及在智能建筑上應用

2.1agent仿真

智能體（Agent）是分布式人工智能（DAI）領域的一個基本術語，它是由美國學者明斯基于20世紀80年代提出的。[1]智能體（Agent）是一個物理或抽象的、能在一定環(huán)境下運行的實體。它能作用于自身和環(huán)境，并對環(huán)境做出反應。[2]智能體具有知識、目標和能力：知識主要包括領域知識、通訊知識、控制知識等；目標可以根據(jù)變化情況分為靜態(tài)目標和動態(tài)目標，目標可以通過算法編入或顯示給定，或通過通訊獲得；能力是指智能體具有推理、決策、規(guī)劃和控制等的能力。其能力的獲得可以顯示給定、學習或通過通訊獲得。智能體具有如下特性：自治性、社會性和反應性。多智能體仿真的基本思想是：用程序展示行為，而這些行為則完全通過其內部機制來描述。通過把一個個體鏈接到一個程序上，就有可能模擬一個充滿相互作用著的過程的人工世界。因此就有可能用人工對應物來置換真實系統(tǒng)里的成員總體。總體里的每個成員都由一個Agent來代表。多智能體仿真具有優(yōu)于傳統(tǒng)數(shù)值模擬技術的地方。傳統(tǒng)的數(shù)值模擬基于數(shù)學或隨機模型，通常是靜態(tài)數(shù)學模型。多智能體仿真提供了形象的可視化顯示，使用戶（模擬設計者）能夠在模擬過程中直觀的評估Agent的行為，因此多智能體系統(tǒng)具有在空間上是分布式的、并行的，且系統(tǒng)的容錯能力較強等特點。

2.2Agent技術用于智能建筑

目前將多智能Agent系統(tǒng)應用于智能建筑領域的研究主要集中在兩方面:一是通過對多智能Agent進行不同層次的分類，提出智能建筑環(huán)境中各種參數(shù)的優(yōu)化控制策略；二是研究多智能Agent之間的交互和協(xié)作機制為人們解決復雜問題提供一種新的途徑。最早將多智能Agent系統(tǒng)應用于智能建筑中的是MIT人工智能實驗室Brooks教授[3]，他在1997年提出了采用多智能Agent系統(tǒng)的控制體系結構。Brooks教授在實驗中通過攝像頭和語音-識別技術對人員活動進行跟蹤和判別，為智能建筑中的人員提供所需要的信息。后來為了實現(xiàn)建筑物節(jié)能，Davidsson和Boman提出了用于建筑環(huán)境控制的多智能Agent系統(tǒng)。[4]Davidsson和Boman將多智能Agent或分為了四類，分別是人員Agent、標記Agent、房間Agent和環(huán)境Agent。其中標記Agent是人員身份識別卡片，人員Agent通過和標一記Agent之間的交互可以獲知人員信息。房間Agent主要是對房間內的環(huán)境參數(shù)進行檢測并對房間的控制模式進行設定最后由環(huán)境Agent來執(zhí)行這些控制策略。英國艾塞克斯大學的VictorCallaghan等進一步提出了面向智能建筑的Agent體系結構，在該系統(tǒng)中用到分布式人工智能技術和模糊理論，利用嵌入式技術對Agent進行設計。[5,6,7]在國內，Agent技術的研究大多停留在理論和方案驗證階段，尤其是在建筑領域的研究和應用吏是不多見。福州大學王圣杰對多智能Agent初能建筑模型進行了研究，他們以智能建筑中的安保系統(tǒng)和照明系統(tǒng)為主要研究對象，在JALite開發(fā)平臺}對一多Agent之間的任務分配和交互進行了描述。[8]重慶大學蔣鵬以JADE作為開發(fā)發(fā)平臺，建立了一個建筑智能化系統(tǒng)集成的多智能Agent模型[9]，綜上所述，可以看出多智能Agent在智能建筑中的應用目前仍停留在規(guī)劃階段。

3系統(tǒng)建模

3.1智能建筑能源消耗概述

智能建筑能源消耗主要包括四個主要要素：所在管理部門能源管理規(guī)定及相關政策；安裝在樓宇的能源管理設施（例如能源計量、監(jiān)控和自動化開關機設施技術）；各種電氣設備（如照明電器、電腦、熱水器等）；用戶的用電行為。智能建筑能源消耗四要素，即能源管理政策/法規(guī)、能源管理技術、電氣設備和用戶行為。建筑內所有電氣設備運行必須符合能源管理規(guī)定，能源管理設備計量控制電氣設備運行，辦公樓內電力消耗主要由不同類型電氣設備組成，而這又由用戶行為控制。用戶之間交互及相互影響也會影響使用電氣設備的行為。Firth等人在研究中根據(jù)使用模式將家用電器分成四種類型：連續(xù)型家電：包括時鐘、報警設備、上網(wǎng)modem等需要持續(xù)供電的設備；可待機設備：電視、游戲機等，這類設備具有三種工作模式：運行、關機和待機。制冷設備：空調、冰箱等需要制冷的設備，這類設備會持續(xù)耗電但耗電量并不是平穩(wěn)的，而是變化的。

3.2實際電力消耗模型

基于以上模型，我們開發(fā)了一個基于Agent的智能建筑電力消耗模型。具體仿真對象為英國諾丁漢大學Jubilee校區(qū)計算機學院。Jubilee校區(qū)建立于1999年，是一個典型的可再生綠色智能建筑群。該建筑具有以下特征：屋頂由植物覆蓋用于保溫，具有超高效通風系統(tǒng)，照明傳感器用于照明自動控制，屋頂中庭集成光伏電池提供太陽能電力。基于房屋的照明自動控制，目前照明管理采用自動控制策略。當人員進入房間，照明開關自動打開，當人員離開房間20分鐘以后照明自動關閉。EstateOffice具體負責學校所有建筑電力管理的規(guī)定。目前涉及兩個問題：一是自動控制是否一定比手動控制更省電，二是照明、計算機用電占總用電的比例是多少。基于此，我們建立以下模型。

3.3基于agent的智能建筑電力消耗模型

在案例研究中，我們選擇了計算機學院一樓。此樓主要為學院老師、研究生，主要電氣設備和電器包括：房間47間，燈239個，計算機180臺，打印機24臺，信息指示標牌2個，用戶最大數(shù)量213位。每一個員工agent具有四個行為狀態(tài)：離校（OutOfSchool）、在走廊（InCorridor）、在辦公室（InOwnOffice）、在其他房間（InOtherRoom）（圖1）。在OutOfSchool狀態(tài)，該agent不工作，所以不會觸發(fā)任何電力消耗。在InCorridor狀態(tài)，會觸發(fā)走廊的燈打開。在InOwnOffice狀態(tài)下，員工agent在自己的辦公室會觸發(fā)辦公室的燈光，其行為在使用辦公室電腦上使計算機三種模式：開機、待機和關機。在outOfSchool和InCorridor狀態(tài)進行轉換取決于工作時間表。基于我們的實證調查人員分為三類不同的人員（表3）。在從InCorridor狀態(tài)向InOwnOffice狀態(tài)轉換時設置了轉換時間=2，表示員工需要兩分鐘從走廊走到辦公室。在InOwnOffice狀態(tài)員工agent的存在會觸發(fā)所在辦公室的燈開關。員工agent可以在沒有電腦狀態(tài)下工作或者在有電腦狀態(tài)下工作。對每個員工agent均設置節(jié)能意識參數(shù)energySavingAwareness，值從0到100，以表示其對節(jié)約能源的意識。如果員工agent的energySavingAwareness的值大于一個閾值，它有更大的概率不使用計算機。基于我們的問卷調查，對員工的節(jié)能意識，我們創(chuàng)建四種不同的類型員工（表2）。3.2.2照明agent行為照明agent（圖1）行為只有兩個狀態(tài)：開（On）和關（Off），狀態(tài)轉換取決于員工agent的行為。3.2.3電腦agent行為電腦agent（圖1）有三個狀態(tài)：開（On）、關（Off）和待機（Standby），行為與照明agent行為類似，狀態(tài)轉換取決于員工agent。電腦處于待機狀態(tài)時能耗為25w，處于開機狀態(tài)能耗為400w。

4模型仿真

在模型中，我們進行了三組實驗。為測試該模型的有效性，我們將使用這些實驗以EstateOffice得到用電管理策略幫助以深入了解學校里的電力消耗。

4.1實驗1：模擬目前學校的電力管理策略

目前，計算機學院辦公樓配備有光傳感器的自動照明系統(tǒng)，當傳感器檢測到工作人員離開房間20分鐘，照明系統(tǒng)將關掉燈光，以節(jié)省電源。基于這樣的光傳感器技術，學校EstateOffice已在計算機學院辦公樓采用了自動化電力管理策略。從這種意義上說，工作人員不能控制照明開關的控制，所有照明開關由電腦控制。在我們第一組實驗中重點就在模擬現(xiàn)有電力管理策略。當模型設定的“自動化”情況下，運行并繪制電力消耗圖（圖2）。圖中上面部分為實際電力消耗，下面部分為模型中的電力消耗。從中我們可以看到，模型仿真結果與實際電力消耗非常相似。因此我們可以證明該仿真模型能模擬現(xiàn)實電力管理策略。

4.2實驗2：自動化策略與人員控制戰(zhàn)略

在辦公大樓自動和手動照明管理各有優(yōu)勢。一些研究表明，在手動開關照明管理中，當打開開關后即使有足夠的日光用戶也很少關閉照明。在學校根據(jù)調查，這方面也存在爭論，estateoffice認為采用自動控制方式，當最后一個人離開房間20分鐘后關燈比較節(jié)能。但根據(jù)我們的書面調查，大家認為如果能手動控制肯定能更節(jié)能，因為無需等待20分鐘。基于此辯論，在本實驗中設定兩組數(shù)據(jù)：一組采用自動控制方式，當最后一個人離開房間20分鐘后關燈；另一組采用手動控制方式，人員是否選擇立即關燈取決于該agent的節(jié)能意識EnergyAwareness。EnergyAwareness越高的人越傾向于立即關燈。仿真結果見圖3，從圖中我們可以看出，即使在能源消耗的高峰時期，手動控制開關方式能源消耗總比自動控制方式要高。

4.3燈光及計算機所消耗能源比重

盡管在學院安裝有電表，但是電表不能測出各種物品所消耗能源比重，我們通過此仿真模型可以很清楚的反應各部分所消耗能源比重（見圖4），所以通過此仿真可以為學校相關部門提供相應的技術支持。

5結論

人工智能在建筑的應用范文第3篇

[關鍵詞]機電一體化。建筑工程；應用；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0352-01

1、機電一體化概述

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。它是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征。現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設備幾乎可以說都是機電一體化設備。

2、機電一體化在建筑工程中的應用

建筑工程機械正處在一個機電一體化的發(fā)展時代。引入機電一體化技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合，可以極大地提高工程機械的各種性能，如動力性、燃油經(jīng)濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命等。隨著科學技術的不斷發(fā)展對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機）控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜。

建筑工程施工要求工程機械具有以下性能：生產(chǎn)效率且能量損失小，節(jié)約能源；自動化程度高，施工質量好，精度高；性能穩(wěn)定，工作可靠、安全，使用壽命長；具有較好的經(jīng)濟性，即高的技術價格比和低的制造與使用成本；操作簡單、輕便，勞動強度低；具有運行狀態(tài)監(jiān)視，故障自診及自動報警功能，能及時準確地指出故障部位，減少停機維修作業(yè)效率，自動化控制技術的發(fā)展為機電一體化技術的發(fā)展注入新的動力。

目前工程機械的電子（微機）控制系統(tǒng)主要用以實現(xiàn)如下功能：

2.1電子監(jiān)控、自動報警及故障自診即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)監(jiān)控，工作中一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象，能自動報警并準確地指出故障的部位。提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。智能化自動駕駛，以及監(jiān)控駕駛員的精神狀態(tài)，及時警示，杜絕安全事故的發(fā)生。

2.2節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)率。傳統(tǒng)工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃油能量利用率僅為20%左右，如此低的能量利用率迫使工程機械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。

2.3柴油機的控制如電子調速器、電子油門控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置等。

2.4提高作業(yè)精度。為保證成品料的級配精度，現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng)，并使計量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質量有了較大的提高，路面的平整度可達到0.127mm/3m。采用超聲波技術的自動供料系統(tǒng)，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調節(jié)，進一步提高了攤鋪質量。

推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子（微機）控制，不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率，而且也減輕了操作人員的勞動強度。

旋挖鉆機因其施工工藝較為復雜，且在施工過程中對精度要求較高，自動控制功能的實現(xiàn)大大提高施工效率和精度。常見的有兩種功能：鉆桅自動調垂直功能和鉆孔工程中自動回位功能。機械硬件方面，建筑工程機械基本上采用了的通用控制器、儀表，也有些廠家為提高自身競爭力，定制開發(fā)了具有公司特色的控制器、儀表，可謂百家爭鳴，各有各的特色，但殊途同歸，目標一致。

2.5作業(yè)過程的自動化或半自動化。工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產(chǎn)率，并減少因操作者的經(jīng)驗不足，對作業(yè)精度的影響，或操作不當，對作業(yè)質量的影響，保證工程質量。

3、機電一體化發(fā)展趨勢的分析

3.1 智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企？，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3 網(wǎng)絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)（computer integrated appliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5 綠色化

人工智能在建筑的應用范文第4篇

關鍵詞：樓宇智能化；照明；空調；應用

中圖分類號：TN915文獻標識碼： A

隨著過去傳統(tǒng)粗放式經(jīng)濟的快速發(fā)展，當前我國能源緊張和浪費問題日益嚴重，而且環(huán)境污染問題也日益加劇，尤其是在建筑領域表現(xiàn)得最為典型。建筑領域歷來是能耗巨大、污染嚴重的領域，智能建筑是近年來人們重點研究的課題。近些年來隨著自動控制技術以及計算機等技術的快速發(fā)展，智能建筑得到快速發(fā)展。應用樓宇智能化技術來促進智能建筑的發(fā)展成為建筑行業(yè)未來的必由之路。

一、樓宇智能化概述

樓宇智能化是自動控制技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術等新技術綜合形成的一門專業(yè)性的技術學科。樓宇智能化系統(tǒng)本身包含綜合布線系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)等基本系統(tǒng)。樓宇智能化技術與傳統(tǒng)的建筑技術相比具有明顯優(yōu)勢，它最大的特點就是其智能化和自動化。

DDC（直接數(shù)字控制）系統(tǒng)是樓宇智能化建筑中的核心部件，它是實現(xiàn)智能建筑自動化控制的關鍵。能量管理是DDC系統(tǒng)的重要功能。在智能建筑設計中合理配置DDC系統(tǒng)不僅可以提升有效提升建筑自身的智能化，同時還能夠根據(jù)建筑自身的能耗規(guī)律設計出一套科學高效的能量管理體系。這一系統(tǒng)能夠實現(xiàn)真實地能耗記錄以及焓值控制。加強對這一系統(tǒng)的研究非常重要。

二、智能化技術在智能建筑中的應用優(yōu)勢

1、智能化技術具有靈活性

傳統(tǒng)控制器的操作過多的依附人員的主觀能動性，在工作中難免出現(xiàn)失誤，而智能化技術不僅保證了工程的嚴謹性，也減輕了工作人員的工作量，更加便于操作，在沒有專業(yè)人員指導的情況下也能夠利用響應數(shù)據(jù)、信息技術和語言技術完成設計。

2、智能化技術具有一致性

智能化技術的一致性體現(xiàn)在對不同類型數(shù)據(jù)的處理方面。其不僅能夠輸入陌生的數(shù)據(jù)形式，也能在輸入之后完成預估，實現(xiàn)電氣工程自動化的要求標準。對于控制對象產(chǎn)生的作用也會依據(jù)控制對象的不同而改變，及時沒有做出控制動作，但是同樣會產(chǎn)生控制效果。不過當更換了控制對象之后，預期的控制效果可能無法實現(xiàn)。所以設計工作要足夠的嚴謹，加強對細節(jié)工作的把握，防止智能化控制器狀態(tài)不佳對精準度的影響，一旦出現(xiàn)效果不佳的情況，應該嚴格篩查每一個工程環(huán)節(jié)，控制好誤差保證控制的有效性。

3、智能化技術可以優(yōu)化其函數(shù)近似器的功能

當設計控制模型中產(chǎn)生不穩(wěn)定的參數(shù)變化，此時應該把握好對對象進行控制的過程。智能控制器設計能夠不控制對象，而人工智能控制器可以根據(jù)下降、響應時間做出改變，使自身的性能與控制對象相協(xié)調。

三、空調系統(tǒng)的智能化設計

在建筑物中空調系統(tǒng)是能源消耗超大的系統(tǒng)。中央空調系統(tǒng)雖然能夠給我們提供舒適的環(huán)境，但同時也會造成巨大能耗。從有關部門的統(tǒng)計來看，空調系統(tǒng)的能耗已經(jīng)占到了建筑能耗的70%左右。對空調系統(tǒng)進行優(yōu)化就成為智能建筑需要重點考慮的問題。樓宇智能化技術在空調系統(tǒng)中主要是通過改善和優(yōu)化新風系統(tǒng)、變風量系統(tǒng)、溫濕度控制以及冷源系統(tǒng)從而來實現(xiàn)建筑節(jié)能。

新風系統(tǒng)一般是通過樓層的面積來輸送新鮮空氣。樓宇智能化技術通過對室外空氣焓值和室內空氣焓值進行比較來選擇輸送方式來最終達到節(jié)能能的目的。室外空氣焓值大于室內空氣焓值的時候就可以采用最小新風的方式來輸送新風，反之則可以全新風運行。通過這樣的措施可以實現(xiàn)節(jié)能，改善室內環(huán)境。變風量控制系統(tǒng)與建筑能耗密切相關，通過優(yōu)化變風量控制系統(tǒng)是實現(xiàn)空調系統(tǒng)節(jié)能的有效手段。樓宇智能化技術主要是通過三種方式來實現(xiàn)智能建筑節(jié)能。

首先是考察各房間的負荷，各房間的負荷是不一樣的，需要送入房間的風量也是隨時變化的，因而就可以采用調節(jié)變頻的大小來實現(xiàn)對輸送風的控制。

其次為了保證空氣質量，需要對新、回風閥進行濕度調節(jié)，只有保證各房間具有充分的新風量，才能保證房間空氣的品質。

再有就是調整送風機。送風機可以應用定靜壓或者是變靜壓點來實現(xiàn)控制。這樣可以有效地實現(xiàn)節(jié)能。冷源系統(tǒng)本身是空調系統(tǒng)中的核心部位，對冷源系統(tǒng)進行協(xié)調控制至關重要。在實際設計中可以根據(jù)負荷的變化情況來調節(jié)冷凍水泵的開啟臺數(shù)或者是對水量進行調節(jié)從而能夠達到節(jié)能的目的。低負荷時提高冷機的出口溫度也能夠達到節(jié)能目的。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，可以利用自控來實現(xiàn)對機組的最優(yōu)啟停時間的控制。這樣能夠穩(wěn)定系統(tǒng)并提高設備壽命。

四、照明系統(tǒng)的智能化設計

在智能建筑中照明系統(tǒng)的智能控制主要是通過樓宇智能化和智能照明技術來實現(xiàn)。通過采用樓宇智能化技術能夠因地制宜、因時而變實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的自動控制。對于智能建筑中那些不受日光影響的公共部分采用定時控制的方式，預先設定上下班時間，這樣可以有效地實現(xiàn)智能控制。對于賓館客房可以設計智能開關，當房間里有人時自動接通電源，房間里沒人時則斷電。這樣對于節(jié)能控制是有好處的。

智能建筑中有些位置是要受到室外照度的影響的，窗戶邊上和幕墻區(qū)域就是最典型的地方，這些區(qū)域當室外光照不足的時候就需要進行補光，補光一般是根據(jù)室外天氣的情況來進行補光。因而就需要在每個區(qū)域內設置不同負荷的供電回路，不同回路的燈具也可以相互交叉或者是并排布置，這樣有助于實現(xiàn)最佳組合效果。大型智能建筑物可以采用集中控制和手動控制相結合的方式來實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的有效控制。在樓宇智能化技術支撐下的智能建筑有條件實現(xiàn)集中控制，通過中央控制室可以實現(xiàn)對各種燈光組合的定時控制、實時監(jiān)測。

照明系統(tǒng)的啟動方式與燈具的使用壽命有很大關聯(lián)，傳統(tǒng)的啟動方式的對燈絲有很大影響，長期使用就會嚴重影響到燈具的使用壽命。為了延長燈具的使用壽命設計人員可以把數(shù)字技術和計算機技術結合起來通軟啟動的方式來實現(xiàn)控制。軟啟動方式能夠有效地控制沖擊電壓和浪涌電壓，從而最終能夠達到延長燈具壽命的目的并降低照明燈具的運行費用。

五、質量安全監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化

在智能建筑中電氣的質量對智能建筑具有重要影響。質量安全監(jiān)控系統(tǒng)是檢測電氣質量變化的重要系統(tǒng)。優(yōu)化這一系統(tǒng)是智能化建筑的必然選擇。樓宇智能化技術具體是通過兩方面的措施來實現(xiàn)優(yōu)化的。第一是對智能供電系統(tǒng)進行有效保護。借助網(wǎng)絡技術，開啟智能保護措施最終能夠實現(xiàn)有效保護。第二就是優(yōu)化安全防范系統(tǒng)。對入侵報警系統(tǒng)、數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)進行優(yōu)化。樓宇智能化技術中的現(xiàn)場總線布控技術、智能化系統(tǒng)調試技術、元器件探測技術、以及接口控制等技術的應用對智能建筑的發(fā)展起到了重要作用。

六、結語

隨著能源形勢的日益緊張以及可持續(xù)發(fā)展理念的不斷推進，智能建筑已經(jīng)成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。樓宇智能化技術是一門綜合化專業(yè)化的新技術。在智能建筑設計中應用樓宇智能化技術可以有效地實現(xiàn)智能化控制。空調系統(tǒng)與照明系統(tǒng)的優(yōu)化設計使得智能建筑最終達到了目的，在今后工作中應該加強這方面的研究。

參考文獻：

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人工智能在建筑的應用范文第5篇

【關鍵詞】機電一體化；智能制造；實踐研究

1前言

近年來隨著科學技術的發(fā)展，機電一體化系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為機械制造與發(fā)展的主要趨勢，使更多的機械設備制造實現(xiàn)自動化、智能化的主要方式，機電一體化系統(tǒng)在智能制造中的深入應用，極大的滿足社會發(fā)展需求，它將在工業(yè)發(fā)展中表現(xiàn)出無法比擬的優(yōu)越性，滿足工程可靠性與效率需求的同時，有效減少因人工操作造成的失誤，從而實現(xiàn)精度的生產(chǎn)，對促進企業(yè)生產(chǎn)自能化方面有著舉足輕重的作用。

2機電一體化概述及發(fā)展現(xiàn)狀

首先，機電一體化技術主要是為了滿足社會工業(yè)生產(chǎn)的需求，于20世紀60年代出現(xiàn)，主要是將電子與機械集于一體的先進科學技術，其中它涵蓋了計算機、機械、信息技術、傳感和自動控制等多項技術于一體的綜合性技術。其中，詳細的說機電一體化的基本組成部分主要有機械體，實現(xiàn)各部件之間的連接構造;驅動動力部分，提供動力并幫助機械實現(xiàn)能量的轉化，使實現(xiàn)動力功能;遙感測試部分，檢測機械內外部環(huán)境實現(xiàn)其預算計測功能;執(zhí)行部位，接受控制信息，對要求動作完成;信息處理單元，運算、處理、決策、實現(xiàn)控制功能。這一技術進入21世紀以來，融入了微處理技術和計算機技術的精華，得到了快速發(fā)展，之后又融入信息電子技術，模擬人腦對生產(chǎn)流程進行分析判斷，使企業(yè)的生產(chǎn)逐步實現(xiàn)智能化。其次，機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀介紹，機電一體化技術主要是應用于一些大型的生產(chǎn)企業(yè)中，機電一體化依賴于眾多學科的先進技術的融合，實現(xiàn)對人腦的模擬，使其對企業(yè)機器生產(chǎn)的全過程能夠進行有效分析，判斷和處理，通過發(fā)出各項指令操作，通過機器實現(xiàn)復雜的生產(chǎn)流程，通過機械設備進行智能控制，運用機械操作代替人力的操作，使整個生產(chǎn)過程簡單，便于管理，在極大減輕人工工作用負擔的同時，也為企業(yè)的發(fā)展減少了很大的成本。隨著世界經(jīng)濟一體化進程的加深，世界工業(yè)的發(fā)展早已不再僅僅局限于某一領域內，或是某一區(qū)域內，而是考慮利用最小成本的同時，實現(xiàn)世界各地的就地取材，面對這種發(fā)展現(xiàn)狀，機電一體化體系也有了新的發(fā)展要求，將遠程控制技術也應用于機電一體化體系中來，因此，不難看出機電一體化技術是伴隨著生產(chǎn)技術要求和科學技術的發(fā)展不斷向前發(fā)展的，機電一體化技術有著廣闊的發(fā)展空間，另外，機電一體化技術也逐步打破企業(yè)的自有生產(chǎn)方式，通過對機電生產(chǎn)產(chǎn)品的統(tǒng)一標準，生產(chǎn)流程的規(guī)范，從而實現(xiàn)模塊化的集成機電生產(chǎn)。

3智能制造技術及其發(fā)展

智能制造是指通過運用計算機程序模擬人類的思維活動，實現(xiàn)機器對在無人控制操縱下的機械自動化生產(chǎn)。智能制造技術已經(jīng)成為現(xiàn)階段機械制造技術主流的趨勢，通過智能化的制造可以有效幫助人解決很多復雜繁瑣的操作，極大的避免了因人工不小心失誤造成的生產(chǎn)損失，提高了生產(chǎn)設備的精確度，因此，智能制造的應用要比往往傳統(tǒng)的制造具有無法比擬的優(yōu)越性。使機械設備的制造在人類不可能達到的空間展開。智能制造在機械生產(chǎn)制造方面已經(jīng)為人類創(chuàng)造了很大的價值。智能控制技術是發(fā)展人類智能中一個重要的領域，其主要目的是為了改善以往傳統(tǒng)制造中較為復雜多樣的控制任務。

4機電一體化技術在智能制造中的應用

機電一體化體系中，智能控制的應用途徑十分的廣泛，在我們社會生產(chǎn)生活的方方面都有體現(xiàn)，隨著科學技術的進步，現(xiàn)階段的機電一體化正在逐漸向人工智能化的方向發(fā)展，這是社會發(fā)展所需求的在必然趨勢，是經(jīng)濟發(fā)展水平與科技發(fā)展相結合的應然產(chǎn)物，在我國機械制造業(yè)發(fā)展過程中，能夠有效快速實現(xiàn)機電一體化是機械制造發(fā)展的重點內容，機電一體化能在提高生產(chǎn)產(chǎn)品效率的同時，還能確保產(chǎn)品的質量，目前的科學技術水平在機械制造的領域內最大的實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡技術和智能制造控制技術有機結合，從而實現(xiàn)由人工管理操作到智能控制監(jiān)管的有效過度。同時，智能監(jiān)管控制的部分，還可以實現(xiàn)對機械設備運作的檢測預測管理工作，實現(xiàn)對可能發(fā)生的機械事故有預測的作用，以確保生產(chǎn)的順利進行，或是通過智能控制系統(tǒng)有效協(xié)調工作的進行。(1)機電一體化中應用智能制造的優(yōu)勢。智能控制技術對機電一體化系統(tǒng)中的程序或部分結構進行智能化調試與控制以保證程序系統(tǒng)工作的可靠安全性;工作人員采用計算機網(wǎng)絡技術將編寫的程序或是代碼輸入到機電一體化系統(tǒng)中，實現(xiàn)對機械的智能控制;智能控制技術可以實現(xiàn)根據(jù)外部環(huán)境變化，對其工作內容，進行調控，實現(xiàn)機電一體化工作的精確度。(2)以機電一體化體系中智能制造在建筑領域的應用做詳細解釋說明，智能控制在建筑領域的廣泛應用主要體現(xiàn)在兩方面，分別是在保暖制冷系統(tǒng)和建筑照明系統(tǒng)中。其中的照明智能控制系統(tǒng)，是通過應用通信技術和計算機網(wǎng)絡技術兩者有效結合實現(xiàn)的，能夠有效的實現(xiàn)對照明區(qū)域，照明亮度，照明時間的合理控制與調節(jié)。從而有效節(jié)約能源，較大可能的提高資源利用率。(3)機電一體化技術中的智能制造在數(shù)控領域的有效應用。社會生活的各行各業(yè)都在應用機電一體化技術，而其中的數(shù)控技術對機電一體化技術的要求越來越高，數(shù)控技術由于其是進行大規(guī)模的生產(chǎn)，數(shù)控技術在逐步實現(xiàn)智能化方面具有很大的發(fā)展空間，利用計算機網(wǎng)絡技術在數(shù)控方面實現(xiàn)智能監(jiān)控，編程，建立自身的數(shù)據(jù)庫。智能控制技術在數(shù)控技術中的應用還可以實現(xiàn)，在一些較為大型復雜的工程問題或是機器設備有問題的情況下，人工無法實現(xiàn)的檢測，借助數(shù)控技術可以進行推理與演算，適時給出修改意見。

5結語

伴隨著科技的發(fā)展，機電一體化在智能制造中的應用產(chǎn)品已經(jīng)滲透到了我們生產(chǎn)生活的多方面，這種通過多種高新技術結合的產(chǎn)物極大的為我們生產(chǎn)生活帶來便捷，這種機電一體化的智能發(fā)展方式進一步推動生產(chǎn)方式的深化改革。仍將有廣闊的發(fā)展前景，需要我們相關從業(yè)人員根據(jù)實際的生產(chǎn)生活不斷的進行改進，為我們社會經(jīng)濟的發(fā)展做更大的貢獻。

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