1、智能系统在过程工程中的应用范式

智能系统在过程工程中的应用范式

1 智能系统概述

在过程工程领域，“智能系统”这一概念虽常被提及，但它并非指具备人类般智能的系统。实际上，“智能系统”通常是指计算机程序，其拥有特定的计算程序和算法，旨在“建模与模拟”并自动化原本由人类非正式执行的工程任务。

过去十年间，知识型专家系统的广泛引入、模糊系统的出现以及神经网络的大量应用，使“智能系统”从边缘走向主流，在过程工程的众多活动中发挥着重要作用，如过程操作的监测与分析、故障诊断、监督控制、反馈控制、调度与规划、模拟以及过程和产品设计等。早期对工具和方法的关注，如今已让位于更注重工程问题及其特性的综合方法。

1.1 智能系统的发展现状

智能系统的发展是第二次工业革命的自然阶段。第一次工业革命借助机器扩展了人类的物理能力，而第二次工业革命则基于机器扩展人类的智力。软件系统不断发展，用于保存、克隆、精确化、集中化和便携化知识，其影响广泛，涵盖教育、娱乐、治理、通信、克服身心障碍以及创造物质财富等多个方面。

在工程和科学领域，被描述为“知识渊博”“信息丰富”“专业”“智能”等的软件系统，极大地扩展了科学和工程活动的自动化范围。例如，软件系统能够以特定风格创作音乐、写诗、绘图甚至撰写完整书籍。

1.2 智能系统的理论范围与局限性

根据哥德尔不完备定理，不可能创建一个既一致又完整的形式系统。因此，任何基于形式系统的软件系统都无法反思自身并发现新的知识维度。当我们深入了解所谓智能系统的运行机制时，会发现它们的行为并无神秘之处，只是基于预定数据和推理策略进行演绎。

例如，就像福尔摩斯的推理被质疑时所回应的那样，一旦了解了系统的运行规则，