2025年大學(xué)《信息與計算科學(xué)》專業(yè)題庫——智能制造與工業(yè)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題1.下列哪項不屬于智能制造的核心特征？A.自主優(yōu)化B.數(shù)據(jù)驅(qū)動C.分散決策D.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)2.在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）架構(gòu)中，負(fù)責(zé)收集和預(yù)處理傳感器數(shù)據(jù)的層級是？A.應(yīng)用層B.平臺層C.感知層D.管理層3.適用于復(fù)雜零件曲面加工的CAM系統(tǒng)，通常需要集成哪種插補(bǔ)算法？A.線性插補(bǔ)B.圓弧插補(bǔ)C.NURBS插補(bǔ)D.螺旋插補(bǔ)4.以下哪種技術(shù)最常用于預(yù)測設(shè)備在未來何時可能發(fā)生故障？A.機(jī)器學(xué)習(xí)中的分類算法B.機(jī)器學(xué)習(xí)中的聚類算法C.機(jī)器學(xué)習(xí)中的回歸算法D.深度學(xué)習(xí)中的生成對抗網(wǎng)絡(luò)5.工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行精確操作的關(guān)鍵在于？A.高算力處理器B.高精度傳感器C.強(qiáng)壯的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)D.復(fù)雜的算法模型6.數(shù)字孿體（DigitalTwin）在智能制造中的作用不包括？A.模擬生產(chǎn)過程B.優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計C.隔離網(wǎng)絡(luò)攻擊D.實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控7.制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）主要解決的問題是？A.產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計B.企業(yè)資源規(guī)劃C.生產(chǎn)過程實時監(jiān)控與管理D.原材料采購與庫存管理8.面向智能制造的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫更強(qiáng)調(diào)？A.事務(wù)的ACID特性B.數(shù)據(jù)的壓縮存儲C.大規(guī)模、高并發(fā)的數(shù)據(jù)處理能力D.數(shù)據(jù)的復(fù)雜查詢優(yōu)化9.以下哪項不是工業(yè)機(jī)器人常見的環(huán)境感知傳感器？A.CCD相機(jī)B.超聲波傳感器C.GPS接收器D.接近開關(guān)10.工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的首要步驟通常是？A.模型訓(xùn)練與優(yōu)化B.數(shù)據(jù)可視化展示C.數(shù)據(jù)采集與清洗D.業(yè)務(wù)效果評估二、填空題1.智能制造通過________和________的深度融合，實現(xiàn)制造過程的智能化。2.工業(yè)機(jī)器人通常由機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和________四大部分組成。3.旨在通過數(shù)據(jù)采集、分析和反饋，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控和優(yōu)化的技術(shù)是________。4.在數(shù)字孿體中，物理實體的動態(tài)信息通過________技術(shù)映射到虛擬模型中。5.面向智能制造的軟件架構(gòu)通常需要具備________、可擴(kuò)展性和安全性等特點。6.機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)檢測中的應(yīng)用主要包括________、尺寸測量和缺陷識別等。7.PLC（可編程邏輯控制器）是工業(yè)自動化控制的核心，其基本功能是________。8.云計算為智能制造提供了________和按需服務(wù)的IT基礎(chǔ)設(shè)施。9.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層的________。10.預(yù)測性維護(hù)通過分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，提前________設(shè)備的潛在故障。三、簡答題1.簡述智能制造相比傳統(tǒng)制造的主要優(yōu)勢。2.解釋什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT），并說明其在智能制造中的作用。3.描述機(jī)器學(xué)習(xí)在智能制造系統(tǒng)中有哪些典型的應(yīng)用場景。四、綜合應(yīng)用題某智能制造工廠希望利用信息與計算科學(xué)的相關(guān)技術(shù)，對其裝配線進(jìn)行優(yōu)化。該裝配線包含多個機(jī)器人工作站，需要處理實時傳感器數(shù)據(jù)，并依據(jù)生產(chǎn)計劃進(jìn)行自主調(diào)度和異常報警。請簡述在此場景下，可以考慮采用哪些關(guān)鍵技術(shù)（至少列舉3項，并簡要說明其作用），并說明這些技術(shù)之間如何協(xié)同工作以實現(xiàn)智能化目標(biāo)。試卷答案一、單項選擇題1.C解析：智能制造強(qiáng)調(diào)集中或?qū)蛹壔闹悄軟Q策，而非完全的分散決策，分散決策可能導(dǎo)致協(xié)調(diào)困難和整體目標(biāo)不一致。2.C解析：感知層是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中最靠近物理設(shè)備的一層，主要負(fù)責(zé)感知現(xiàn)場信息，包括數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理。3.C解析：NURBS（非均勻有理B樣條）能夠很好地描述復(fù)雜的自由曲面，CAM系統(tǒng)需要使用NURBS插補(bǔ)來精確加工這些曲面。4.A解析：預(yù)測性維護(hù)的核心是預(yù)測未來可能發(fā)生的故障，這屬于分類問題，即根據(jù)設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷其未來是否會故障。5.B解析：機(jī)器人操作的精度主要由傳感器的精度決定，高精度的傳感器能夠提供準(zhǔn)確的位姿信息，從而保證機(jī)器人操作的精確性。6.C解析：數(shù)字孿體的主要功能是模擬、監(jiān)控、預(yù)測和優(yōu)化物理實體，隔離網(wǎng)絡(luò)攻擊是網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的功能，不屬于數(shù)字孿體的范疇。7.C解析：MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的主要功能是監(jiān)控和管理生產(chǎn)過程，包括實時數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量管理和設(shè)備管理等。8.C解析：智能制造涉及海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和處理，因此面向智能制造的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要具備強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)處理能力。9.C解析：GPS接收器主要用于確定地理位置，工業(yè)機(jī)器人環(huán)境感知更多依賴于激光雷達(dá)、相機(jī)、超聲波等傳感器。10.C解析：工業(yè)大數(shù)據(jù)分析的第一步是獲取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、預(yù)處理，以消除噪聲和冗余，為后續(xù)分析做準(zhǔn)備。二、填空題1.物聯(lián)網(wǎng)，人工智能解析：智能制造是物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，通過這兩者的結(jié)合實現(xiàn)制造的智能化。2.感知系統(tǒng)解析：工業(yè)機(jī)器人通常由機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)組成，感知系統(tǒng)用于獲取機(jī)器人自身和周圍環(huán)境的信息。3.預(yù)測與優(yōu)化解析：工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)基于數(shù)據(jù)的預(yù)測與優(yōu)化，該技術(shù)通過采集和分析生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和優(yōu)化。4.傳感器網(wǎng)絡(luò)與通信解析：數(shù)字孿體通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實時采集物理實體的數(shù)據(jù)，并通過通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教摂M模型中。5.開放性解析：智能制造的軟件架構(gòu)需要具備開放性，以便能夠與各種不同的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行集成。6.物品識別解析：機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)檢測中的應(yīng)用包括物品識別、位置檢測、尺寸測量和缺陷識別等。7.順序控制解析：PLC的基本功能是根據(jù)預(yù)設(shè)的程序?qū)I(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行順序控制。8.彈性計算解析：云計算為智能制造提供了彈性計算資源，企業(yè)可以根據(jù)需要動態(tài)獲取計算資源。9.安全防護(hù)策略解析：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)需要在網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層制定相應(yīng)的安全防護(hù)策略。10.識別三、簡答題1.智能制造相比傳統(tǒng)制造的主要優(yōu)勢在于：提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本和資源消耗，增強(qiáng)了企業(yè)的柔性和競爭力，實現(xiàn)了生產(chǎn)的個性化定制。2.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是一個由傳感器、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和云平臺組成的智能互聯(lián)系統(tǒng)，它通過連接工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、分析和應(yīng)用，從而提高生產(chǎn)效率、降低成本、優(yōu)化運(yùn)營。在智能制造中，IIoT的作用主要體現(xiàn)在：實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通，構(gòu)建智能工廠；實時監(jiān)控生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)透明度；采集海量數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析和決策提供支持。3.機(jī)器學(xué)習(xí)在智能制造系統(tǒng)中的應(yīng)用場景包括：預(yù)測性維護(hù)，通過分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測設(shè)備故障；質(zhì)量控制，通過機(jī)器視覺和模式識別技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測；供應(yīng)鏈優(yōu)化，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化庫存管理和物流配送；生產(chǎn)過程優(yōu)化，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化生產(chǎn)計劃和調(diào)度。四、綜合應(yīng)用題可以采用的關(guān)鍵技術(shù)包括：機(jī)器人協(xié)調(diào)技術(shù)、數(shù)據(jù)流處理技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測技術(shù)和數(shù)字孿體技術(shù)。機(jī)器人協(xié)調(diào)技術(shù)用于實現(xiàn)多個機(jī)器人工作站之間的協(xié)同工作，避免碰撞和資源沖突；數(shù)據(jù)流處理技術(shù)用于實時處理來自傳感器和生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，為智能決策提供數(shù)據(jù)支持；機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測技術(shù)用于預(yù)測設(shè)備故障、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)瓶頸，實現(xiàn)預(yù)測性維