专家系统，正成为汽车产业高质量发展的“数字哨兵”

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智能汽车正在兴起一股热潮"大脑化"当代汽车工业的革命，其中包含着科技现代化和知识革命的标志。

专家系统可以说是汽车智能领域的一个新分支，正在被广泛、积极、热情地研究、开发、制造和应用。它可能构成汽车工业非物质文化中智慧、先进、进步、生态、文明、财富的新产品，也将成为人工智能领域从理论研究到实际应用最活跃的实践领域之一，推动知识的重大突破。

专家控制(EC-expert control)是现代智能系统的知识工程。专家系统包含大量的专家某一专业领域的水平和知识。经过计算机处理，构成了人类处理某一领域实际问题的各种专家知识、解题思路和方法。

建立一个专家系统，或者叫做知识工程的程序。一般来说，应该首先使用被称为知识工程师的专家，或者组织更多的某个领域的专家以特殊形式进行交流合作，对应该收集的问题进行询问、解决和分析，以收集策略和经验。进一步说，就是要把专业人士擅长的想象力和聪明有效的先进知识有限度地处置在计算机程序中，形成专门的计算机语言和工具，为最终用户服务。从理论上讲，表现在知识获取、知识表达和知识应用三个要素上。

目前专家系统的结构主要是：数据库：这是连续存储事实、证据、假设和目标等数据，主要包括专家经验参数的变化类别和阈值以及通过实验总结经验的方式。规则库：包含专家提供的规则，典型的描述是表达知识使用的方法，即在复杂快速变化的环境中，用自然方法进行数据操作的功能和系统监测诊断的规则。

推理机：用于确定规则应用序列的调度程度，关注预测控制方案是否真正适合所考虑的问题领域。人机界面：一般有两种方式：一种是使用时的用户界面，包括一些解释性工具，帮助用户查询，另一种是更新知识库的规则，进行修改和编辑，进一步提高系统的整体应用水平。

当代，现代专家系统具有高效性、启发性、准确性、全面性、实用性和透明性的特点。因此，如何建立这样一个专家系统有许多条件和困难。为此，我们认为应做好以下主要工作。

建设高水平的专家团队和人才：专家系统要求其所拥有的知识可以是狭义的、针对某一特定领域的，但必须具备专业的、高水平的专家团队和人才，形成具有应用水平的高效能力；良好的符号处理能力：你要能够快速准确地使用计算机符号，表达相关领域的信息和知识，进行强大的处理和推理功能，处理的是知识，而不仅仅是数据；具有较高的求解能力：为了使专家系统正确推理。

要使其更符合解决事物的规律，就要设置专门的领域、各种问题和难点，这说明专家系统的推理要有深度、适应性和能够处理事物在不断变化和不确定性中的解题能力；它具有很好的解释功能：专家系统可以做"你为什么这么做？""这种方法的好处是什么？""它能实现什么？这种解释功能在专家领域有许多独立的信息模块，有助于专家系统更好地结合人工智能功能，提高应用水平和效果；中间数据库的进一步构建：也称为"黑板"建设的关键内容"黑板"就是如何在动态下更好地控制专家系统的有效工作过程，也叫"动态知识库"建筑。专家系统工程软件的中间件开发有很多专门的int

专家系统是一种新型的软科学。一个科学发现、发明和实验应用，往往不像流水一样流畅自然。往往会经历个体行为、分散处置、不断探索，以及纷争和发展停滞。正是这种艰难的演变使它在今天变得非常清楚专家系统已经就科技进步和全球化社会给人们带来的好处达成了共识。我们必须努力实现系统的进化，甚至形成面向社会应用突破的先进范式。正是遵循这一规律，1965年，美国斯坦福大学费根鲍姆教授团队发现了第一个由化学系统分子式和质谱数据推断的化合物分子新结构和变换，被认为是世界上第一个发明的专家系统。

目前，美国、日本、德国、以色列等发达国家都在积极开发和实施专家系统，我国也是专家系统开发和应用的关键国家。如中科院合肥智能机械研究所大力探讨专家系统的应用，北京大学开设了社会学、统计学的专家系统专业，更好地服务于金融行业的发展。90年代以来，我国的WISCO、本钢、昆钢、宝钢等钢铁企业引进了芬兰高炉专家系统，开发了"人工智能高炉冶炼"专家系统，从而为专家系统在钢铁领域的应用提供了条件。

可以看出，70年来，世界专家系统的演变大致经历了三个时代，现在正在走向第四个时代。

初始阶段：如上所述，在20世纪（查成交价|参配|优惠政策）50年代，E. A feigenbaum的团队发现了世界dendral的第一个化学式结构。当时主要用逻辑学和仿真心理学，一些通用学科来建立专家系统的求解程序，推动了世界上的专家系统进入一个初步发展的时代，这是人类历史上科技发明和发现的一大进步。但专家系统作为一种制度，在当时只是个人的科学发明，为以后的发展打下了良好的基础，这是必须肯定的。但是作为专家系统结构和系统，解决实际问题的能力还是比较弱，这也是早期自然发展的标志。

成熟：80年代初，专家系统经过近二十年的发展，在各个专业领域都取得了不小的进步，但进步的程度并不一致，总体上处于一个启蒙的应用时代。理论上，一些单一学科的应用在相对完整的结构和可移植性方面取得了很大的进步，在人机界面、解释机制、知识获取技术、处理不确定性推理、增强专家系统的知识表达和处理方法等方面取得了非常有效的经验和成果，从而促进专家系统向社会相关平台渗透，取得了良好的效益。如物理、化学、数学、医疗、农业、气象、军事、工程技术、空间技术和某些制造业学术进步。由此，国际科学界公认处于相对成熟的发展时期，但汽车行业的进展却不太理想。

协作期：21世纪（查成交价|参配|优惠政策），随着世界科技、信息、网络、能源、计算机软硬件的大升级，特别是计算机软件成为神奇功能和脑力劳动的结晶，推动了计算机数据技术和人类社会的猛烈发展。

将进入数字化发展时代，因此相应的推动社会智能发展的倾向越来越明显，因此专家系统也向前运行，形成人工智能最活跃的学科之一。这个时代的明显特征是专家系统从客观层面提升，同时转移到微观层面。其特点是对高新技术的推广应用起到了很好的促进作用，该方法采用了计算机协同设计的方法，提高了产品的性价比

这种共享对象、协作活动和动态联盟为专家系统的小型化提供了良好的平台，在石墨烯、纳米技术、超导技术、激光技术、虚拟现实技术、量子通信、量子光子计算、5G推广、微生物应用、二氧化碳和甲烷的人工应用、高级碳纤维等方面起到了良好的助推器作用。

内生期：这是未来或正在发展中的生态专家系统模型，也可称为第四代专家系统。主要是指以微机仿真和融合控制为主线，智能控制论具有高度的综合性和系统性，促进专家系统与神经网络、耗散结构理论、混沌、模糊控制等智能内部系统之间理论、方法、系统设计和实现技术的协调发展，可能促进人工智能吸收更多养分，提高人工智能的综合性和应用性，通过协调发展加强自组织、自学习的功能。很多特殊项目都是类脑行为。还有其他事项，说明专家系统是相对独立的思维，是将各种智能思维深度融合的一种表现，所以出现了专门的专家系统的效果，获得了满足自身更高发展的机会。

这种新的内生专家系统也可以称为广义专家系统，它的实施将对我们现代高质量发展社会的相关方面起到良好的促进作用。

汽车空调对于冬夏驾驶非常重要。目前已有部分车辆实现了区域温度布置，但近年来国际汽车行业正在设计和测试一种人区分离的个性化分布式空调送风系统。夏天开车开空调，司机是你身边老人的孩子，一个中年人。

他父亲年近八十，身体不太好。他老婆孩子在后座五六岁。这样车上就装了高端传感器和电子执行系统，测量验证每个人皮肤，然后得到应该供应什么温度和气量，才能保证每一位客人都感到舒适和惬意。这个分布式的设备叫汽车空调专家系统，是我在美国密歇根大学听说的。

目前，一些汽车配备了空气弹簧悬架和智能电子控制和空气压缩机系统。当汽车在山路或颠簸路面行驶时，空气悬架系统应抬高汽车底盘，以满足山路行驶要求。在高速公路上行驶时，空气悬架应尽可能低，以提高高速行驶时的空气阻力和安全性。

为了推动汽车的轻量化应用，车身及相关零部件最终将全部采用碳纤维，碳纤维只有钢的重量，抗拉强度在3500Mpa以上，但却是钢的7倍甚至更多。在发生碰撞时，能表现出一定的抗冲击力，实现回弹，有利于人体保护。据了解，主要的碳纤维板是用高度胶接的，没有任何电焊，但是强度不够，加了几个铆钉。我在通用汽车公司见过一辆样车。

美国和欧洲的司机以自驾为主。我看到了一个聪明的司机福特公司的座椅，全牛皮制成。座位上有十多个微型电机和空气压缩机。司机买车首先要测量人体工程学，电脑会根据你最适应的状态进行调整，让你以最佳状态驾驶。如果你老婆也是有度量的，那么在换司机的时候，按下开关就会改变你老婆开车的人体工学条件。

目前，随着汽车智能化的不断提高，类似手机、电脑的OTA(汽车软件在线升级)活动也在汽车上实现，尤其是在汽车驾驶舱内，非常具有吸引力，不同版本的OTA可能是收费的，也可能是免费的，这对于汽车个性化应用升级的不断实现是非常明显的，也将为汽车厂商和售后服务增加收入。

车辆自动转向和制动系统。全球实现社会化全自动驾驶(L5)可能需要20年左右，也就是2040年左右。让我们从前两项智能任务开始。最近有报道称，许多司机在刹车时踩错了踏板，踩了加速踏板或电动油门，导致汽车坠入河中或撞到其他人的房子。我在德国的高速公路上见过100多辆车连续相撞，美国也有过两三百辆车相撞在一起。自动转向应用专家系统和神经网络智能控制系统来识别驾驶员错误的方向，从而最终实现智能替换行为，控制汽车的行驶方向，以达到正确方向的目的。

自动制动系统可以在你不应该行驶的时候识别错误的方向，即使你踩下油门踏板，专家系统和神经网络自适应控制器，油门踏板会立刻变成制动踏板的作用，并应用车辆反馈动态制动特性，达到期望的减速度或制动性能系统，这是专家系统的具体误差修正值。

汽车的侧面碰撞。我们研究了许多防止正面碰撞的案例，但我们没有对防止汽车斜面碰撞的研究不够。世纪初，在美国密歇根大学，我看到三四个老师组成了一个软件公司，专门做软件工程，防止边坡碰撞，控制危害。经过反复认证，美国通用汽车公司买下了他们的专利，共同研究预防和减少斜坡碰撞危害的问题，并在产品研究中应用了数字化KBE技术。这是知识体系和工程体系相结合的产物。KBE不同于CAX的计算机辅助设计。比如CAD系统多是二次开发工具编辑的定制程序，而KBE利用的是知识程序和工程设计程序之间的组合性、开放性和扩展性。

为此，无论什么数字方式。我们应该建立更多专业化的微型软件工程企业，以丰富我国汽车工业多层次的专业化优势。美国硅谷、底特律等地有很多软件工程微型企业，值得学习和推行。我们应该把汽车软件设计工程作为一个独立的专业，抓住一个微机专业的产品，并且义无反顾的对这些人攻击到底，拿出别人没有的软件工程专业方案我不知道或不能不做。这样的小微企业越多，很多汽车专业技术的原型创新就有了坚实的基础。这些小微企业艺术地创造了市场和财富。我们可以不要以为这些软件工程小微企业只是像很多商业传统小微企业一样做小生意。现在，中国的微软件工程企业美国汽车工业。

面向客户的数字产品开发和制造。如今，数字化、风格化、逻辑化、柔性化的平台已经应用于汽车工业的全过程，极大地提高了产品设计、制造和应用的全过程。如CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAE(计算机辅助工程)、CAPP(计算机辅助工艺规划)等。上世纪末，CAT(计算机辅助测试工程)得到进一步发展，极大地改善了产品设计过程的数字化验证过程，节省了人力成本。20世纪80年代初，通用汽车几乎每天都会对新设计的车辆进行三到四次碰撞测试。后来改为卡特彼勒碰撞应用工程后，可以一两周进行一次物理碰撞测试。

在通用汽车的研究中心，我看到工程师们在电脑上进行车辆试验场的道路寿命测试，但为了保证测试不会出错，工程师们几乎要在电脑上看着，不敢离开，于是他们将数据转移到印度班加罗尔，在晚上继续测试。因为在美国年代已晚，现在是印度的白天，它一直在跑。目前CAT的应用非常复杂，包括很多新能源汽车，需要建立一套新的测试方法。

专家系统的演进过程

"一片森林"意味着所有领域，包括整个汽车行业，都可以根据自己的特点和效率，开发和应用专家系统，尤其是泛专家系统，并努力使之更好、更有效。需要特别注意的是，当代汽车行业正处于一个大变革、大竞争的时代，以至于一些新兴的汽车相关领域会不断增加。我们应该建立一个全面的、专业的专家系统智囊团，专业地应对汽车专家系统行业。现在，国际社会认为汽车工业的发展应该是"软件为中心"，但归根结底还是要落实到汽车产业的实体经济中去，从而推动汽车产业朝着更高质量的方向更好更快的发展，这是我们从汽车大国向汽车强国迈进的必由之路。

"一片森林"专家系统。目前，汽车工业的设计、研发、实验、计划、监督、预测、诊断、修理、数字化、控制、分析、维修、标准、故障、网络、故障排除、急救等领域应一揽子进行，构建汽车工业专家系统化应用体系。

"的意思树根"是一棵参天大树，枝繁叶茂，异常高大，很受欢迎，但看不见的根却是支撑这棵树蓬勃生长的基础。

深根使树茂盛，根腐使树枯萎。如果大树指的是豪华汽车，那么根就是组成汽车的成千上万个零件，尤其是关键核心技术零件。比如智能自动驾驶，四大核心技术，指的是环境感知，精确定位，

路径规则和线性执行。电动车被视为核心技术，是指"三电"，即电池、电机和电控；软件设计和应用是车联网的核心技术，软件已经成为汽车进化的DNA。汽车可以没有硬件不行，但是他们需要隐形。

软件是用来升华的，数据是汽车进化的核心力量。更让人担心的是汽车芯片，主要指汽车规格、功率半导体、传感器等功能芯片。几乎都是进口的，这也成了汽车被卡脖子的关键。我们一定要非常清醒，明白关键技术是得不到、买不来、得不到的，必须靠自己的努力。就像"两弹一星"在那些相当落后的年代，这是我们发展汽车工业长期存在的对数量而非质量的需求，主要表现在很多地方政府只建汽车厂，有1700-80米长的汽车装配线供领导和外国友人参观，对于小的、专用的、偏远的零部件企业来说，不值得看。这种传统思维已经存在70年了。

我们现在有170或80家汽车制造商，而且这个数字还在增加。美国有三家汽车厂，但克莱斯勒汽车厂因为规模不到300万辆，重组了好几次。现在美国只有两个半传统汽车工厂。日本和德国的汽车工业蓬勃发展，其基本面背景是有实力的零部件企业的大力支持。

我听外国朋友跟我说，未来我们会发展个性化的大规模生产商业模式，取消1000米以上的单个流水线，只设立多条40到50米的大型流水线。大型零部件的百米流水线也改成了U型单生产线，很多零部件企业也在实行。

当代汽车工业正处于百年未有之大变局的时代，但反全球化和阻力不断剧烈，必须发展自主实力。要敢于克服地方保护主义和官僚主义的思维方式，积极推行"双重需求"活动立足国内需求，在建设新的全国统一市场的指导下发展，促进汽车技术创新和产业升级，推动汽车产业进入m