淺談智能自動化在儀器儀表領(lǐng)域中的應(yīng)用

一．引言

    智能自動化是在工業(yè)自動化的基礎(chǔ)上的產(chǎn)物，是工業(yè)自動化的完善。高度智能化和集成化，是智能自動化技術(shù)的基本特征。其中，智能化需要采用人工智能、知識工程、大系統(tǒng)理論等，使系統(tǒng)具有人類的特性，能替代人的腦力勞動，實現(xiàn)自動化。集成化時信息技術(shù)、系統(tǒng)控制、軟件、電子技術(shù)、通信、傳感技術(shù)等技術(shù)的集中，實現(xiàn)統(tǒng)一化。同時，國家對裝備政策的調(diào)整，使得儀器儀表長夜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對生產(chǎn)制造中，設(shè)備自動化程度和安全性要求越來越高，加上對環(huán)境的重視在加強(qiáng)管控，對于低能耗，低污染，低碳做出了嚴(yán)格要求。這就必然導(dǎo)致，儀器儀表在制作中，要實現(xiàn)智能自動化、設(shè)備自動化、生產(chǎn)線自動化。中國制造，制造強(qiáng)國，深入加強(qiáng)智能自動化在各行業(yè)的運(yùn)用，越發(fā)重要起來。

二．智能自動化及儀器儀表的發(fā)展

    1.智能自動化的發(fā)展

    智能自動化時20 世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中的重要技術(shù)之一，它的出現(xiàn)，解決了生產(chǎn)效率和一致性的問題。同時，可以提高生產(chǎn)過程的安全性，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還可以減少生產(chǎn)過程中的原料、能源損耗。

    在40-60 年代初期，由于市場競爭、資源利用和提高生產(chǎn)勞動效率，減少勞動強(qiáng)度等要求，出現(xiàn)了單機(jī)自動化階段。典型的有數(shù)控機(jī)床等設(shè)備，是在單機(jī)自動化的縱深發(fā)展。60 年代-70 年代初，產(chǎn)品更新加快，產(chǎn)品質(zhì)量有待提高，出現(xiàn)了自動生產(chǎn)線。是在單機(jī)自動化基礎(chǔ)上的組合。同時，CAD,CAM 等操作軟件開始應(yīng)用到實際設(shè)計和制造中。70 年代至今，由于品種的多樣性和市場環(huán)境變化，要求自動化程度越來越高，同時，智能自動化的優(yōu)勢越來越明顯。這階段出現(xiàn)了FMS（柔性制造系統(tǒng)）、未來工廠等等產(chǎn)品和成果。同時作為一種工作模式，開始應(yīng)用自動化技術(shù)。

    智能自動化時建立在工業(yè)自動化的基礎(chǔ)上的，它把工業(yè)自動化的概念更新，要求人工智能活動較多，部分設(shè)備可以進(jìn)行例如分析、判斷、決策等行為。同時，PC 的快速發(fā)展，加劇了智能自動化的發(fā)展進(jìn)程。

    2. 儀器儀表的發(fā)展

    儀器儀表的發(fā)展史可以追溯到中國戰(zhàn)國時期，當(dāng)時出現(xiàn)了利用天然磁鐵制成的司南，用于指示方位。古代多以定向、計時為主。

    17、18 世紀(jì)，歐洲物理學(xué)家做成檢流計，使得測量和觀察的各種儀器得到快速發(fā)展。后來，又出現(xiàn)電子計算機(jī)和空間技術(shù)等?，F(xiàn)代儀器儀表已經(jīng)成為實現(xiàn)智能自動化*工具，是現(xiàn)代信息化帶動工業(yè)化的重要樞紐，同時也是我國國防現(xiàn)代化建設(shè)中航天、科研技術(shù)的重要組成部分。

三．智能自動化在儀器儀表領(lǐng)域中的應(yīng)用

    1.智能自動化在儀器儀表的結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

    對在儀器儀表中結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，是通過運(yùn)用已經(jīng)實施智能自動化的軟硬件，對儀器或儀表做出準(zhǔn)確分析、處理當(dāng)前的和以前的數(shù)據(jù)信息，通過從低、中、高不同層次抽象的對測量過程進(jìn)行解析，擴(kuò)展傳統(tǒng)測量系統(tǒng)的功能，以提高現(xiàn)有測量系統(tǒng)的性能和效率，如運(yùn)用智能技術(shù)，使儀器儀表實現(xiàn)高速、、多功能、高機(jī)動靈活等性能。在分散的儀器儀表中，加上微處理和控制芯片技術(shù)，設(shè)計比較模糊的控制程序，設(shè)置一定的規(guī)則，運(yùn)用傳感器技術(shù)，對簡單的故障進(jìn)行分析并進(jìn)行簡單維護(hù)。同時，要運(yùn)用一定的智能手法，能識別、跟蹤掌握設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)用戶需要，進(jìn)行模式的轉(zhuǎn)換和系列開發(fā)動作的完成。同時要進(jìn)行多線程的測試，以保障安全進(jìn)行,要考慮用戶的直觀、易用，要提率，還要方便不同階層的用戶使用和維護(hù)。

    2.智能自動化在傳感測量和網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用

    智能自動化通過軟件進(jìn)行濾波等技術(shù)，簡化硬件設(shè)備，提高信噪比，在傳感器測量中，可有效改善傳感器動態(tài)，系統(tǒng)通過連接計算機(jī)，利用軟件平臺，實現(xiàn)傳感監(jiān)控，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷和參考制定的策略模塊。可以設(shè)置儀器的工作狀態(tài)，顯示機(jī)器的動態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行測量數(shù)據(jù)分析和結(jié)果保存。根據(jù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總，并輸出結(jié)果，提供參考。可充分利用資源，綜

    獲取更準(zhǔn)確可信的結(jié)論。同時，工業(yè)軟件的開發(fā)正向控制方面發(fā)展，有了軟件和硬件的結(jié)合，這就為企業(yè)的檢測、管控提供了解決方案。先進(jìn)的控制和優(yōu)化軟件，可以給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時，給軟件開發(fā)公司也帶來效益。未來的控制軟件，將向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開放性方向發(fā)展。微型計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的介入，可以提高儀器儀表的性能，更可提高儀器儀表本身自動化、智能化的程度，提高數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表通過網(wǎng)絡(luò)連接計算機(jī)等設(shè)備，可滿足更高的要求。

四．儀器儀表智能自動化未來發(fā)展趨勢

    未來式知識經(jīng)濟(jì)時代，新的科學(xué)技術(shù)逐漸進(jìn)入各個行業(yè)中，隨著微電子技術(shù)、電腦技術(shù)等等集成技術(shù)的突飛猛進(jìn)，要求智能自動化在儀器儀表向高速、、率和高精度發(fā)展，同時，模塊化、網(wǎng)絡(luò)化會更完善。以技術(shù)為支撐，以需求為導(dǎo)向，更多的企業(yè)開始走向技術(shù)創(chuàng)新之路。信息技術(shù)和設(shè)備的融合，納米技術(shù)的發(fā)展，以及節(jié)能環(huán)保意識的注重，必將導(dǎo)致智能自動化在儀器儀表制造中越來越健康發(fā)展。

五.結(jié)束語

    技術(shù)在進(jìn)步，社會在發(fā)展。先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)逐漸引導(dǎo)傳統(tǒng)操作模式的轉(zhuǎn)變。在儀器儀表中，智能自動化技術(shù)會越來越完善。越來越多的科研機(jī)構(gòu)，開始進(jìn)行鉆研，自動化技術(shù)也越來越成熟。在儀器儀表中，智能自動化可以控制生產(chǎn)、流通、交換、分配等每一環(huán)節(jié)，可減少人力資本投入，提高運(yùn)作效率和生產(chǎn)質(zhì)量，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性。如此諸多優(yōu)勢，必然早就智能自動化的大力推廣和應(yīng)用。制造強(qiáng)，則國強(qiáng)，以智能自動化為主導(dǎo)的先進(jìn)生產(chǎn)力，定會引導(dǎo)現(xiàn)代生產(chǎn)走向新的階段。