第4卷第1期 智能系统学报 Vol 4 Na 1 2009年2月 CAA I Transactions on Intelligent Systems Feb 2009 关于智能系统工程科学技术体系的思考 刘增良 (国防大学信息作战与指挥训练教研部，北京100091) 摘要：就建立智能系统工程科学技术体系提出了创新观点，从智能、系统、工程多重组合角度对智能系统工程的内 涵进行了详细分析研究，从理论、技术、工程应用、学科建设不同层面对智能系统工程研究对象、研究领域、研究方法 进行了系统分析，构建了智能系统工程科学技术体系框架，对智能系统工程发展前景谈了作者的思考看法. 关键词：智能系统工程：科学技术体系：智能系统：智能工程：系统工程 中图分类号：TP182文献标识码：A文章编号：1673-4785(2009)01001204 Development prospects in intelligence system s engneering L IU Zeng-liang Institute of Inomation Operation,National Defence University of PLA,Beijing 100091,China) Abstract:Detailed analysis and study in the field of intelligence systems engineering has been focused on scientific and technological studies in recent years A systematic analysis was conducted for research objects,fields,and methodologies in the aspects of theory,technolgy,engineering app lication and discipline constructon In this pa- per the author p roposes new science and technology structures,and a framework of scientific and technolgical sys- tems for intelligence systems engineering was constructed The prospects for further development were also ana- lyzed Keywords:intelligence systems engineering science and technology system;intelligence system;intelligence en- gineering system engineering 智能系统工程是一门既古老又年轻的科学技术 统工程作为一门独立的学科，尚未形成完整统一的 说它古老是因为智能系统工程的思想历史渊 科学技术体系，急待进一步研究、开发、开拓、发展. 源，在《史记·高祖本纪冲就有“失运筹帷幄之中， 近年来，著名专家涂序彦川、李德毅)、钱学森、戴 决胜于千里之外的描述，那时先人就把智能运筹 汝为、张䥽、李未、钟义信、李衍达、吴宏鑫、汪培庄、 方法与广阔千里疆场结合了起来，可谓有大系统智 史忠植、刘增良等在智能理论、智能工程、复杂系统 能化思想.公元前6世纪我国著名军事家孙武的 方面的研究成果，为智能系统工程研究奠定了扎实 孙子兵法地有这样的描述，“失未战而庙算胜者， 基础31.2001年中国人工智能学会筹备成立了智 得算多也，未战而庙算不胜者，得算少也.多算胜，少 能系统工程专业委员会，文献[7就智能系统工程 算不胜，而况于无算乎！”，他把智能计算与复杂战 的内涵、研究对象、研究领域、研究方法、发展前景等 争胜负联系了起来，把定性与定量分析结合起来，可 谈了作者的几点看法.本文将在文献[7]基础上进 谓有复杂系统智能决策思想. 一步探索智能系统工程科学技术体系建立以及学科 说它年轻是因为智能系统工程由思想变为技 相关问题进行深入研究探讨 术、系统工程，与现代科学技术、社会实践融合应用 只是近代的事情，近些年有迅速发展之势.但智能系 1智能系统工程的内涵与研究对象 智能系统工程的科学内涵可以从多方面加以理 收稿日期：2008-1107. 基金项目：国家自然科学基金资助项目(6073127,60572162,60173057， 解，从字面看，它是智能、系统、工程3个主题词的组 90818025). 合，因此它应该既有智能科学特性，又有系统科学属 通信作者：刘增良.Emai让chinaphd@mcam 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
第 4卷第 1期 智 能 系 统 学 报 Vol. 4 №. 1 2009年 2月 CAA I Transactions on Intelligent System s Feb. 2009 关于智能系统工程科学技术体系的思考 刘增良 (国防大学 信息作战与指挥训练教研部 ,北京 100091) 摘 要 :就建立智能系统工程科学技术体系提出了创新观点 ,从智能、系统、工程多重组合角度对智能系统工程的内 涵进行了详细分析研究 ,从理论、技术、工程应用、学科建设不同层面对智能系统工程研究对象、研究领域、研究方法 进行了系统分析 ,构建了智能系统工程科学技术体系框架. 对智能系统工程发展前景谈了作者的思考看法. 关键词 :智能系统工程 ;科学技术体系 ;智能系统 ;智能工程 ;系统工程 中图分类号 : TP182 文献标识码 : A 文章编号 : 167324785 (2009) 0120012204 Development prospects in intelligence system s engineer ing L IU Zeng2liang ( Institute of Information Operation,National Defence University of PLA, Beijing 100091, China) Abstract:Detailed analysis and study in the field of intelligence system s engineering has been focused on scientific and technological studies in recent years. A systematic analysis was conducted for research objects, fields, and methodologies in the aspects of theory, technology, engineering app lication and discip line construction. In this pa2 per the author p roposes new science and technology structures, and a framework of scientific and technological sys2 tem s for intelligence system s engineering was constructed. The p rospects for further development were also ana2 lyzed. Keywords: intelligence system s engineering; science and technology system; intelligence system; intelligence en2 gineering; system engineering 收稿日期 : 2008211207. 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (6073127, 60572162, 60173057, 90818025 ). 通信作者 :刘增良. E2mail: chinaphd@ tom. com. 智能系统工程是一门既古老又年轻的科学技术. 说它古老是因为智能系统工程的思想历史渊 源 ,在《史记 ·高祖本纪 》中就有“夫运筹帷幄之中 , 决胜于千里之外 ”的描述 ,那时先人就把智能运筹 方法与广阔千里疆场结合了起来 ,可谓有大系统智 能化思想. 公元前 6世纪我国著名军事家孙武的 《孙子兵法 》也有这样的描述 ,“夫未战而庙算胜者 , 得算多也 ;未战而庙算不胜者 ,得算少也. 多算胜 ,少 算不胜 ,而况于无算乎 ! ”,他把智能计算与复杂战 争胜负联系了起来 ,把定性与定量分析结合起来 ,可 谓有复杂系统智能决策思想. 说它年轻是因为智能系统工程由思想变为技 术、系统、工程 ,与现代科学技术、社会实践融合应用 只是近代的事情 ,近些年有迅速发展之势. 但智能系 统工程作为一门独立的学科 ,尚未形成完整统一的 科学技术体系 ,急待进一步研究、开发、开拓、发展. 近年来 ,著名专家涂序彦 [ 1 ]、李德毅 [ 2 ]、钱学森、戴 汝为、张钹、李未、钟义信、李衍达、吴宏鑫、汪培庄、 史忠植、刘增良等在智能理论、智能工程、复杂系统 方面的研究成果 ,为智能系统工程研究奠定了扎实 基础 [ 326 ] . 2001年中国人工智能学会筹备成立了智 能系统工程专业委员会 ,文献 [ 7 ]就智能系统工程 的内涵、研究对象、研究领域、研究方法、发展前景等 谈了作者的几点看法. 本文将在文献 [ 7 ]基础上进 一步探索智能系统工程科学技术体系建立以及学科 相关问题进行深入研究探讨. 1 智能系统工程的内涵与研究对象 智能系统工程的科学内涵可以从多方面加以理 解 ,从字面看 ,它是智能、系统、工程 3个主题词的组 合 ,因此它应该既有智能科学特性 ,又有系统科学属 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第1期 刘增良：关于智能系统工程科学技术体系的思考 ·13。 性，还有工程技术特点.从这一点引申，综合起来作 CSR系统而言，可以通过智能系统工程研究探索 者认为应从三方面特别理解 其实现智能化的理论、技术、方法与实践问题] 11智能系统工程化 随着现代工业、农业、国防、科学技术的发展，各 智能系统作为一个二级学科专业，已在1997年 类工程系统、大工程系统、巨型复杂工程系统大量出 国家教委学科专业分类目录中明确列出，关于智能 现.按行业、专业、应用层次等分门别类，工程系统不 系统理论、方法技术研究已有了较系统的成果.从 计其数，其集合分类便构成了复杂的工程体系.从工 智能系统工程化角度考虑，智能系统工程研究的重 程系统智能化角度考虑，智能系统工程将重点研究 点之一，将在深入探索智能系统理论、方法、技术的 工程系统设计实现理论技术与人工智能理论、方法、 同时，更加注重智能系统理论、方法技术的工程化、 技术的结合，探索应用智能理论提升工程系统设计 实用化、应用化研究.着重探索其工程化理论、实用 实现的智能化的理论、技术、方法与工程实践2) 化理论、应用化理论，以及着重探索智能系统物化技 术和实现方法、技术与工程，并将智能系统研究按社 2智能系统工程的研究层次与领域 会实践需求，按行业、应用层次、转化层次分门别类 智能系统工程研究层次与研究领域的划分，也 地探索其工程化理论与实践体系 有多种分类方式.若从理论技术、工程应用3个层 12系统工程智能化 次看，智能系统工程研究领域是极其广泛的 系统工程既是一种思想也是一个学科专业，己 在理论研究层次上，智能系统工程将广泛涉及 形成了丰富的研究内涵和较完整的科学技术体系， 人工智能理论与系统工程、工程系统理论结合的一 研究成果极为丰富.尤其是随着现代工业、农业、国 体化理论研究，涉及智能系统工程科学技术理论体 防、科学技术的发展，系统、大系统、复杂巨系统问题 系研究及普适理论、方法，领域应用专有理论、方法 研究己被提到了相当重要的地位，系统工程思想已 以及专题创新理论、方法等研究问题 成为一种核心的现代科学思想.从系统工程智能化 在技术层面上，智能系统工程将广泛涉及智能 的角度看，智能系统工程将重点研究系统工程与人 系统工程化技术体系与技术方法的研究；涉及智能 工智能的结合理论、方法、技术与应用问题，探索应 系统工程化通用技术方法与专有技术的研究；涉及 用智能理论提升系统工程问题智能化的理论、技术、 智能系统专有技术与其他工程技术融合的研究；将 方法与工程实践， 广泛涉及系统工程智能化技术体系与技术方法的研 “系统工程”(systems engineering),简称SE,是 究；涉及各级各类复杂系统工程智能化技术的研究； 关于系统建模，分析综合与组织管理的理论方法和 涉及系统工程技术方法与智能化技术方法一体化技 应用技术.涂序彦教授曾提出“智能系统工程的概 术方法的研究；涉及领域智能系统专有技术的研究 念，如式(1)所示 等等 AI+SE→ISE (1) 在工程应用层面上，智能系统工程将广泛涉及 式中：A为人工智能(artificial intelligence);SE为系 各级各类智能系统工程化实现方案、实现技术、实现 统工程(systems engineering);SE为智能系统工程 工程问题的研究；将广泛涉及各种智能系统工程理 (intelligent systems engineering).式(1)表示在“人工 论、技术、方法的应用化问题研究；将广泛涉及系统 智能”AI与“系统工程”SE相结合的基础上，研究开 工程智能化的实现方案、实现技术、工程实现问题的 发智能系统工程”SE 研究；广泛涉及系统工程智能化理论、技术、方法在 13工程系统智能化 各级各类应用领域如工业、农业、金融、国防等领域 工程系统是按社会需求建立的各类科学技术工 具体应用问题的研究；涉及各级各类应用系统如大 程实践系统，各类各种工程系统的集合构成了人类 型复杂系统、中型智能系统、小型智能系统等智能 需要的人造世界.从学科角度讲，形成了理、工、农、 化、工程化问题研究等等」 医不同门类、学科专业.围绕各类各种工程系统的设 智能系统工程将广泛涉及工程系统智能化设计 计，工程系统实现了从不同角度进行研究.智能系统 理论、实现理论、实现技术、工程实现问题的研究，重 工程包含工程系统智能化的深刻涵义，它重点探索 点探索如何提升工程系统智能化的理论、技术、方法 的是如何提升工程系统的智能化理论、技术、方法， 以及如何实现工程系统智能化的实践技术、实际工 以及如何实现工程系统智能化的实践技术、实际工 程.尤其是面向现代工业、农业、国防、科学技术，注重 程.比如，对庞大的国防战略战役级指挥自动化 各类工程系统、大工程系统、巨型复杂工程系统智能 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
性 ,还有工程技术特点. 从这一点引申 ,综合起来作 者认为应从三方面特别理解. 1. 1 智能系统工程化 智能系统作为一个二级学科专业 ,已在 1997年 国家教委学科专业分类目录中明确列出 ,关于智能 系统理论、方法、技术研究已有了较系统的成果. 从 智能系统工程化角度考虑 ,智能系统工程研究的重 点之一 ,将在深入探索智能系统理论、方法、技术的 同时 ,更加注重智能系统理论、方法、技术的工程化、 实用化、应用化研究. 着重探索其工程化理论、实用 化理论、应用化理论 ,以及着重探索智能系统物化技 术和实现方法、技术与工程 ,并将智能系统研究按社 会实践需求 ,按行业、应用层次、转化层次分门别类 地探索其工程化理论与实践体系. 1. 2 系统工程智能化 系统工程既是一种思想也是一个学科专业 ,已 形成了丰富的研究内涵和较完整的科学技术体系 , 研究成果极为丰富. 尤其是随着现代工业、农业、国 防、科学技术的发展 ,系统、大系统、复杂巨系统问题 研究已被提到了相当重要的地位 ,系统工程思想已 成为一种核心的现代科学思想. 从系统工程智能化 的角度看 ,智能系统工程将重点研究系统工程与人 工智能的结合理论、方法、技术与应用问题 ,探索应 用智能理论提升系统工程问题智能化的理论、技术、 方法与工程实践. “系统工程 ”( system s engineering) ,简称 SE,是 关于系统建模 ,分析综合与组织管理的理论方法和 应用技术. 涂序彦教授曾提出“智能系统工程 ”的概 念 ,如式 (1)所示 : A I + SE → ISE . (1) 式中 : A I为人工智能 ( artificial intelligence) ; SE为系 统工程 ( system s engineering) ; ISE为智能系统工程 ( intelligent system s engineering). 式 (1)表示在“人工 智能 ”A I与“系统工程 ”SE相结合的基础上 ,研究开 发“智能系统工程 ”ISE. 1. 3 工程系统智能化 工程系统是按社会需求建立的各类科学技术工 程实践系统 ,各类各种工程系统的集合构成了人类 需要的人造世界. 从学科角度讲 ,形成了理、工、农、 医不同门类、学科专业. 围绕各类各种工程系统的设 计 ,工程系统实现了从不同角度进行研究. 智能系统 工程包含工程系统智能化的深刻涵义 ,它重点探索 的是如何提升工程系统的智能化理论、技术、方法 , 以及如何实现工程系统智能化的实践技术、实际工 程. 比如 ,对庞大的国防战略战役级指挥自动化 C 4 ISR系统而言 ,可以通过智能系统工程研究探索 其实现智能化的理论、技术、方法与实践问题 [ 426 ] . 随着现代工业、农业、国防、科学技术的发展 ,各 类工程系统、大工程系统、巨型复杂工程系统大量出 现. 按行业、专业、应用层次等分门别类 ,工程系统不 计其数 ,其集合分类便构成了复杂的工程体系. 从工 程系统智能化角度考虑 ,智能系统工程将重点研究 工程系统设计实现理论技术与人工智能理论、方法、 技术的结合 ,探索应用智能理论提升工程系统设计 实现的智能化的理论、技术、方法与工程实践 [ 223 ] . 2 智能系统工程的研究层次与领域 智能系统工程研究层次与研究领域的划分 ,也 有多种分类方式. 若从理论、技术、工程应用 3个层 次看 ,智能系统工程研究领域是极其广泛的. 在理论研究层次上 ,智能系统工程将广泛涉及 人工智能理论与系统工程、工程系统理论结合的一 体化理论研究 ,涉及智能系统工程科学技术理论体 系研究及普适理论、方法 ,领域应用专有理论、方法 以及专题创新理论、方法等研究问题. 在技术层面上 ,智能系统工程将广泛涉及智能 系统工程化技术体系与技术方法的研究 ;涉及智能 系统工程化通用技术方法与专有技术的研究 ;涉及 智能系统专有技术与其他工程技术融合的研究 ;将 广泛涉及系统工程智能化技术体系与技术方法的研 究 ;涉及各级各类复杂系统工程智能化技术的研究 ; 涉及系统工程技术方法与智能化技术方法一体化技 术方法的研究 ;涉及领域智能系统专有技术的研究 等等. 在工程应用层面上 ,智能系统工程将广泛涉及 各级各类智能系统工程化实现方案、实现技术、实现 工程问题的研究 ;将广泛涉及各种智能系统工程理 论、技术、方法的应用化问题研究 ;将广泛涉及系统 工程智能化的实现方案、实现技术、工程实现问题的 研究 ;广泛涉及系统工程智能化理论、技术、方法在 各级各类应用领域如工业、农业、金融、国防等领域 具体应用问题的研究 ;涉及各级各类应用系统如大 型复杂系统、中型智能系统、小型智能系统等智能 化、工程化问题研究等等. 智能系统工程将广泛涉及工程系统智能化设计 理论、实现理论、实现技术、工程实现问题的研究 ,重 点探索如何提升工程系统智能化的理论、技术、方法 , 以及如何实现工程系统智能化的实践技术、实际工 程. 尤其是面向现代工业、农业、国防、科学技术 ,注重 各类工程系统、大工程系统、巨型复杂工程系统智能 第 1期 刘增良 :关于智能系统工程科学技术体系的思考 ·13· © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
·14. 智能系统学报 第4卷 化理论、技术、方法研究.并按行业、专业、应用层次等 据智能通信，实现高速准确的智能决策与控制.试 分门别类的工程系统分别研究其智能化理论、技术、 想，什么样的技术方法能满足这一要求呢？如果能 方法问题，探索应用智能理论提升工程系统设计实现 有一种智能系统工程的思想、理论、技术、方法能做 的智能化的理论技术、方法与工程实践 到这一点那该多好呀？ 从创新角度看，智能系统工程创新研究包含4 军事是智能系统工程的重要应用领域，因为一 个层面： 般来说先进的思想技术都首先应用于军事领域.研 1)理论创新.智能系统工程理论创新，包括各 制智能化武器装备及实现军事决策、作战模拟、作战 类智能化数学模型方法、智能化控制理论模型方法、 指挥智能化等都需要智能系统工程关键技术.美、 智能化系统理论模型方法 日、德等高技术发达国家，谁都想摘取这方面研究的 2)技术创新.有关智能系统工程化、系统工程 桂冠.因为各国都很清楚，要想夺取未来高技术战争 智能化、工程系统智能化实现技术创新成果，包括机 的胜利，要想夺取信息革命的主动权，就不能不突破 器学习、专家系统、知识工程、分布智能、网络智能、 智能化研究这一科学上的堡垒难关.20世纪中后期 机器智能、智能控制、计算智能、自然语言理解、机器 以来，各国都集中了大批优秀的科学家，制定了国家 翻译、机器感知、虚拟现实、智能CAD、智能制造等 研究与发展计划，投入了大量的研究经费，争相从事 各类技术创新成果 这一研究. 3)应用创新.涉及智能系统工程化、系统工程 20世纪中期随着人工智能技术的产生，其军事 智能化、工程系统智能化中各类实际应用系统，包括 应用就己经起步，智能化武器系统就开始了研制与 智能油气勘探开发系统、智能油气测控系统、智能交 应用.1966年，美国海军使用水下机器人科沃在 通系统、智能电信系统、智能制造系统、智能军事系 750m深的海底成功地打捞起一枚失落的氢弹，使 统等. 人们第一次看到了机器人潜在的军用价值.由此，各 4)学科创新.智能系统工程学科体系创新成果， 国对军用机器人的发展看的很重，也在战争应用中 包括智能系统工程学科体系结构、知识体系结构、培 取得了突破性进展.在越南战争中，美国空军具有智 训对象与目标体系结构、教材体系结构等方面 能特征的闪电虫遥控飞机执行了3500次空中侦 察任务：英国军队20世纪70年代就使用“车轮机 3智能系统工程的发展前景 器人在北爱尔兰进行了排雷工作：20世纪80年代 智能系统工程具有广泛的研究与应用前景.尤 具有一定判断能力的第三代智能机器人诞生以来， 其是随着网络技术的发展与应用，智能系统工程的 被军方更为看好，仅美国列入研制计划的军用机器 需求越来越明显，越来越迫切.以智能化军队指挥自 人就达100多种，前苏联也有30多种；美军一些部 动化系统C3建设为例就可看出这一明显特征.由 队己经开始装备应用型机器人并发挥了重要作用 于现代战争远程、快速、精确、超限打击的特点，对运 如美第一装甲师7台扫雷机器人，已排除引爆地雷 用指挥自动化系统实现侦察、决策、计划、部队调动、 1000余枚而无一伤亡.在科索沃战争中，美国军队 武器运用一体化提出了前所未有的新要求.对侦察 使用了猎人”、“食肉动物”、“全球鹰”3种无人驾 系统而言，就广泛涉及了陆、海、空、天、电多维空间， 驶侦察机，五角大楼认为“无人驾驶飞行器对整个 不仅应用了地面侦察设备、海上侦察设备，还应用了 战争的胜利起了重要作用”近年来在世界各国军 侦察飞机、预警飞机、卫星等空中侦察设备；对通信 队装备的智能系统很多，包括车辆救护机器人、布雷 系统而言，不仅涉及无线通信、有线通信，而且还有 机器人排雷机器人、步兵先锋机器人、无人驾驶坦 卫星通信、光纤通信等等；对信息处理设备而言，将 克、无人驾驶侦察机、无人智能潜艇、太空机器人等 涉及多种多样的计算机设备等等：对武器控制系统 等.智能弹药作为人工智能技术军事应用的重要成 而言，他将涉及陆、海、空、各种武器平台；对美军战 果，已成为现代战争克敌制胜的关键手段.在阿富汗 略级全球指挥控制系统而言，其覆盖范围涉及五大 战争中，《今日美国报评述认为，“朱动用一辆作战 洲.面对这样一个立体、多维、复杂的巨系统，要达到 坦克或者装甲运输车，…，获得了21世纪第一场 现代战争远程、快速、精确超限打击和实现侦察、决 重要战争的胜利.美国国防部采用的克敌制胜的武 策、计划、部队调动、武器运用一体化的要求，就必须 器是：…数以千计卫星制导的智能炸弹”目前己 能够处理来自不同来源、不同性质的信息，实现高速 经研制的智能弹药主要有：智能导弹、智能炸弹、智 智能融合处理，实现智能信息快速分发，实现海量数 能炮弹、智能地雷、智能水雷等.海湾战争中，美军使 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
化理论、技术、方法研究.并按行业、专业、应用层次等 分门别类的工程系统分别研究其智能化理论、技术、 方法问题 ,探索应用智能理论提升工程系统设计实现 的智能化的理论、技术、方法与工程实践. 从创新角度看 ,智能系统工程创新研究包含 4 个层面 : 1)理论创新. 智能系统工程理论创新 ,包括各 类智能化数学模型方法、智能化控制理论模型方法、 智能化系统理论模型方法. 2)技术创新. 有关智能系统工程化、系统工程 智能化、工程系统智能化实现技术创新成果 ,包括机 器学习、专家系统、知识工程、分布智能、网络智能、 机器智能、智能控制、计算智能、自然语言理解、机器 翻译、机器感知、虚拟现实、智能 CAD、智能制造等 各类技术创新成果. 3)应用创新. 涉及智能系统工程化、系统工程 智能化、工程系统智能化中各类实际应用系统 ,包括 智能油气勘探开发系统、智能油气测控系统、智能交 通系统、智能电信系统、智能制造系统、智能军事系 统等. 4)学科创新.智能系统工程学科体系创新成果 , 包括智能系统工程学科体系结构、知识体系结构、培 训对象与目标体系结构、教材体系结构等方面. 3 智能系统工程的发展前景 智能系统工程具有广泛的研究与应用前景. 尤 其是随着网络技术的发展与应用 ,智能系统工程的 需求越来越明显 ,越来越迫切. 以智能化军队指挥自 动化系统 C3 I建设为例就可看出这一明显特征. 由 于现代战争远程、快速、精确、超限打击的特点 ,对运 用指挥自动化系统实现侦察、决策、计划、部队调动、 武器运用一体化提出了前所未有的新要求. 对侦察 系统而言 ,就广泛涉及了陆、海、空、天、电多维空间 , 不仅应用了地面侦察设备、海上侦察设备 ,还应用了 侦察飞机、预警飞机、卫星等空中侦察设备 ;对通信 系统而言 ,不仅涉及无线通信、有线通信 ,而且还有 卫星通信、光纤通信等等 ;对信息处理设备而言 ,将 涉及多种多样的计算机设备等等 ;对武器控制系统 而言 ,他将涉及陆、海、空、各种武器平台 ;对美军战 略级全球指挥控制系统而言 ,其覆盖范围涉及五大 洲. 面对这样一个立体、多维、复杂的巨系统 ,要达到 现代战争远程、快速、精确、超限打击和实现侦察、决 策、计划、部队调动、武器运用一体化的要求 ,就必须 能够处理来自不同来源、不同性质的信息 ,实现高速 智能融合处理 ,实现智能信息快速分发 ,实现海量数 据智能通信 ,实现高速准确的智能决策与控制. 试 想 ,什么样的技术方法能满足这一要求呢 ? 如果能 有一种智能系统工程的思想、理论、技术、方法能做 到这一点那该多好呀 ? 军事是智能系统工程的重要应用领域 ,因为一 般来说先进的思想技术都首先应用于军事领域. 研 制智能化武器装备及实现军事决策、作战模拟、作战 指挥智能化等都需要智能系统工程关键技术. 美、 日、德等高技术发达国家 ,谁都想摘取这方面研究的 桂冠. 因为各国都很清楚 ,要想夺取未来高技术战争 的胜利 ,要想夺取信息革命的主动权 ,就不能不突破 智能化研究这一科学上的堡垒难关. 20世纪中后期 以来 ,各国都集中了大批优秀的科学家 ,制定了国家 研究与发展计划 ,投入了大量的研究经费 ,争相从事 这一研究. 20世纪中期随着人工智能技术的产生 ,其军事 应用就已经起步 ,智能化武器系统就开始了研制与 应用. 1966年 ,美国海军使用水下机器人“科沃 ”在 750m深的海底成功地打捞起一枚失落的氢弹 ,使 人们第一次看到了机器人潜在的军用价值. 由此 ,各 国对军用机器人的发展看的很重 ,也在战争应用中 取得了突破性进展. 在越南战争中 ,美国空军具有智 能特征的“闪电虫 ”遥控飞机执行了 3 500次空中侦 察任务 ;英国军队 20世纪 70年代就使用“车轮 ”机 器人在北爱尔兰进行了排雷工作 ; 20世纪 80年代 , 具有一定判断能力的第三代智能机器人诞生以来 , 被军方更为看好 ,仅美国列入研制计划的军用机器 人就达 100多种 ,前苏联也有 30多种 ;美军一些部 队已经开始装备应用型机器人并发挥了重要作用 , 如美第一装甲师 7台扫雷机器人 ,已排除引爆地雷 1 000余枚而无一伤亡. 在科索沃战争中 ,美国军队 使用了“猎人 ”、“食肉动物 ”、“全球鹰 ”3种无人驾 驶侦察机 ,五角大楼认为“无人驾驶飞行器对整个 战争的胜利起了重要作用 ”. 近年来在世界各国军 队装备的智能系统很多 ,包括车辆救护机器人、布雷 机器人、排雷机器人、步兵先锋机器人、无人驾驶坦 克、无人驾驶侦察机、无人智能潜艇、太空机器人等 等. 智能弹药作为人工智能技术军事应用的重要成 果 ,已成为现代战争克敌制胜的关键手段. 在阿富汗 战争中 ,《今日美国报 》评述认为 ,“未动用一辆作战 坦克或者装甲运输车 , ……,获得了 21世纪第一场 重要战争的胜利. 美国国防部采用的克敌制胜的武 器是 : ……数以千计卫星制导的智能炸弹 ”. 目前已 经研制的智能弹药主要有 :智能导弹、智能炸弹、智 能炮弹、智能地雷、智能水雷等. 海湾战争中 ,美军使 ·14· 智 能 系 统 学 报 第 4卷 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第1期 刘增良：关于智能系统工程科学技术体系的思考 15。 用282枚具有智能特征的“战斧”巡航导弹攻击 建立，智能系统工程的内涵、研究对象、研究领域、研 450~2600km内的目标，其命中率竟达90%以上. 究方法、发展前景谈了作者的思考看法.意在抛砖引 科索沃战争中，虽然精确制导弹药只占对地攻击弹 玉，迫切需要同仁能够共同努力，积极探索其理论、 药的35%，但其摧毁的目标数量却占总数的74%. 技术、方法及应用问题，为创建一个完备的智能系统 伊拉克战争更是具有智能特征武器装备的“城果实 工程学科体系和成熟的工程技术方法奠定坚实的基 验场”，使用精确制导弹药占总量的68%，打击精度 础.智能系统工程研究将大有可为， 达到3~5m,比海湾战争提高了一倍.由此可见，智 能弹药对战争胜负影响很大， 参考文献： 2002年3月，美国军方启动了向深海发展无人 [1涂序彦.大系统控制论M]北京：国防工业出版社， 军事系统计划，加快了研制“无人驾驶潜艇”，美国 2003 陆军投资154亿美元研制机器人士兵；据英国 [2李德毅.发展中的指挥自动化M]北京：解放军出版 2002年7月《堡期日泰晤士报搬道，英国将组建一 社，2004 [3刘增良，刘有才.因素神经网络理论与实现策略研究 支打击恐怖分子的机器人空中部队 M]北京：北京师范大学出版社，1991 智能化武器是以人工智能技术与武器系统物 [4刘增良，刘有才.模糊逻辑与神经网络—理论研究与 化结合实现的新型智能化武器装备，它能自主或 探索M]北京：北京航空航天大学出版社，1996 部分自主地完成侦察、搜索、识别、瞄准攻击目标等 [5掷连清，刘增良，吴耀光.战场网络战[M]北京：军事 具有人脑部分特定)智能功能的任务.与其他武器 科学出版社，2001 相比，智能武器可以“有意识地寻找、辨别需要打 [6刘有才，刘增良.模糊专家系统原理与设计M]北京： 击的目标，有的还具有辨别自然语言的能力，是一种 北京航空航天大学出版社，1996 “会思考”的武器系统.智能化的作战指挥系统是具 [7刘增良.关于智能系统工程科学技术体系的几点思考 有一定辅助决策和智能控制功能的网络化综合指挥 [C]/中国人工智能进展(2001).北京：北京邮电大学出 平台.未来战争中，谁掌握先进的智能化武器及手 版社，2001：33-34 作者简介： 段，谁将拥有更强的战斗力和更多的主动权 刘增良，男，1958年生，教授，博士 在军事领域，智能系统工程主要发展的关键技 生导师，理学博士、计算机博士后，国防 术有：智能化信息获取技术、知识提取技术、智能系 大学首届作战指挥学、信息作战学学科 统工程技术、智能机器人、专家系统、智能机及智能 带头人，因素神经网络理论、计算机网 接口、机器视觉与图像理解、语音识别与自然语言理 络战学科的开创者之一.兼任国防科 论、武器精密控制与灵巧武器、目标自动识别、无人 技大学教授、中国科学院、北京理工大 驾驶载体、模糊技术、神经网络技术、软计算及其应 学、北京科技大学博士生导师、中国博士联谊会执行理事长 用等.这些技术的重大突破，必将带来一场智能技术 、中国人工智能学会智能系统工程专业委员会主任，中国运 革命 筹学会模糊信息与工程分会副理事长，国家网络与信息安全 军事家与科学家预测，智能化武器、军事专家系 办公室专家组成员等职在智能工程理论、信息作战、战略 统、军用机器人、智能化作战指挥系统，将在未来军 指挥自动化、计算机网络战前沿领域取得了多项开创性工 事领域占有重要地位.军事系统是这样，工业、农 作.中国计算机网络战、战略指挥自动化学科的最早开拓者 业、商业、交通、通信等其它系统也是这样，如工业设 之一，培养了我国第一个专门研究计算机网络战的博士，培 计、制造、生产一体化智能化自动化系统、银行电子 养了我国第一个专门研究战略指挥自动化的军事学博士，研 化存取智能化系统、金融投资决策一体化系统、农业 制了一批具有国内领先水平、国际先进水平的标志性科研 智能化系统、邮政电子化系统等等都是智能系统工 成果.主要研究方向为智能系统工程、信息对抗、指挥自动 程的需求范例」 化.享受国务院政府特殊津贴.先后获得国家科技进步二 等奖1项，军队科技进步二等奖8项，国家863高科技成 4结束语 果展金奖1项，中国图书奖1项.先后主持国家自然科学基 金、国家863计划及军队“十五"针划等20多项研究课题， 综上所述，智能系统工程思想虽然源远流长，但 提出的因素神经网络理论属国际首创，荣立二等功1次，三 从来没有像今天这样对它的需求如此明显迫切.也 等功5次.发表学术论文40余篇，出版专著5部. 从来没有像今天这样感觉到其理论技术、方法的不 完善不成熟.本文就智能系统工程科学技术体系的 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved htp://www.cnki.net
用 282枚具有智能特征的“战斧 ”巡航导弹攻击 450～2 600 km内的目标 ,其命中率竟达 90%以上. 科索沃战争中 ,虽然精确制导弹药只占对地攻击弹 药的 35% ,但其摧毁的目标数量却占总数的 74%. 伊拉克战争更是具有智能特征武器装备的“成果实 验场 ”,使用精确制导弹药占总量的 68% ,打击精度 达到 3～5 m,比海湾战争提高了一倍. 由此可见 ,智 能弹药对战争胜负影响很大. 2002年 3月 ,美国军方启动了向深海发展无人 军事系统计划 ,加快了研制“无人驾驶潜艇 ”;美国 陆军投资 1. 54 亿美元研制机器人士兵 ; 据英国 2002年 7月《星期日泰晤士报 》报道 ,英国将组建一 支打击恐怖分子的机器人空中部队. 智能化武器是以人工智能技术与武器系统“物 化结合 ”实现的新型智能化武器装备 ,它能自主或 部分自主地完成侦察、搜索、识别、瞄准、攻击目标等 具有人脑部分 (特定 )智能功能的任务. 与其他武器 相比 ,智能武器可以“有意识 ”地寻找、辨别需要打 击的目标 ,有的还具有辨别自然语言的能力 ,是一种 “会思考 ”的武器系统. 智能化的作战指挥系统是具 有一定辅助决策和智能控制功能的网络化综合指挥 平台. 未来战争中 ,谁掌握先进的智能化武器及手 段 ,谁将拥有更强的战斗力和更多的主动权. 在军事领域 ,智能系统工程主要发展的关键技 术有 :智能化信息获取技术、知识提取技术、智能系 统工程技术、智能机器人、专家系统、智能机及智能 接口、机器视觉与图像理解、语音识别与自然语言理 论、武器精密控制与灵巧武器、目标自动识别、无人 驾驶载体、模糊技术、神经网络技术、软计算及其应 用等. 这些技术的重大突破 ,必将带来一场智能技术 革命. 军事家与科学家预测 ,智能化武器、军事专家系 统、军用机器人、智能化作战指挥系统 ,将在未来军 事领域占有重要地位. 军事系统是这样 ,工业、农 业、商业、交通、通信等其它系统也是这样 ,如工业设 计、制造、生产一体化智能化自动化系统、银行电子 化存取智能化系统、金融投资决策一体化系统、农业 智能化系统、邮政电子化系统等等都是智能系统工 程的需求范例. 4 结束语 综上所述 ,智能系统工程思想虽然源远流长 ,但 从来没有像今天这样对它的需求如此明显迫切. 也 从来没有像今天这样感觉到其理论、技术、方法的不 完善不成熟. 本文就智能系统工程科学技术体系的 建立 ,智能系统工程的内涵、研究对象、研究领域、研 究方法、发展前景谈了作者的思考看法. 意在抛砖引 玉 ,迫切需要同仁能够共同努力 ,积极探索其理论、 技术、方法及应用问题 ,为创建一个完备的智能系统 工程学科体系和成熟的工程技术方法奠定坚实的基 础. 智能系统工程研究将大有可为. 参考文献 : [ 1 ]涂序彦. 大系统控制论 [M ]. 北京 :国防工业出版社 , 2003. [ 2 ]李德毅. 发展中的指挥自动化 [M ]. 北京 :解放军出版 社 , 2004. [ 3 ]刘增良 ,刘有才. 因素神经网络理论与实现策略研究 [M ]. 北京 :北京师范大学出版社 , 1991. [ 4 ]刘增良 ,刘有才. 模糊逻辑与神经网络 ———理论研究与 探索 [M ]. 北京 :北京航空航天大学出版社 , 1996. [ 5 ]郑连清 ,刘增良 ,吴耀光. 战场网络战 [M ]. 北京 :军事 科学出版社 , 2001. [ 6 ]刘有才 ,刘增良. 模糊专家系统原理与设计 [M ]. 北京 : 北京航空航天大学出版社 , 1996. [ 7 ]刘增良. 关于智能系统工程科学技术体系的几点思考 [C ] / /中国人工智能进展 (2001). 北京 :北京邮电大学出 版社 , 2001: 33234. 作者简介 : 15· 刘增良 ,男 , 1958年生 ,教授 ,博士 生导师 ,理学博士、计算机博士后 ,国防 大学首届作战指挥学、信息作战学学科 带头人 ,因素神经网络理论、计算机网 络战学科的开创者之一 . 兼任国防科 技大学教授、中国科学院、北京理工大 学、北京科技大学博士生导师、中国博士联谊会执行理事长 、中国人工智能学会智能系统工程专业委员会主任 ,中国运 筹学会模糊信息与工程分会副理事长 ,国家网络与信息安全 办公室专家组成员等职. 在智能工程理论、信息作战、战略 指挥自动化、计算机网络战前沿领域取得了多项开创性工 作. 中国计算机网络战、战略指挥自动化学科的最早开拓者 之一 ,培养了我国第一个专门研究计算机网络战的博士 ,培 养了我国第一个专门研究战略指挥自动化的军事学博士 ,研 制了一批具有国内领先水平、国际先进水平的标志性科研 成果. 主要研究方向为智能系统工程、信息对抗、指挥自动 化. 享受国务院政府特殊津贴. 先后获得国家科技进步二 等奖 1项 ,军队科技进步二等奖 8项 ,国家 863高科技成 果展金奖 1项 ,中国图书奖 1项. 先后主持国家自然科学基 金、国家 863计划及军队“十五 ”计划等 20多项研究课题 , 提出的因素神经网络理论属国际首创 ,荣立二等功 1次 ,三 等功 5次. 发表学术论文 40余篇 ,出版专著 5部. 第 1期 刘增良 :关于智能系统工程科学技术体系的思考 · © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net