淺談智能自動(dòng)化在儀器儀表領(lǐng)域中的應(yīng)用

一．引言

    智能自動(dòng)化是在工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上的產(chǎn)物，是工業(yè)自動(dòng)化的完善。高度智能化和集成化，是智能自動(dòng)化技術(shù)的基本特征。其中，智能化需要采用人工智能、知識(shí)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(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。集成化時(shí)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(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化。同時(shí)，國(guó)家對(duì)裝備政策的調(diào)整，使得儀器儀表長(zhǎng)夜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對(duì)生產(chǎn)制造中，設(shè)備自動(dòng)化程度和安全性要求越來(lái)越高，加上對(duì)環(huán)境的重視在加強(qiáng)管控，對(duì)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(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化、設(shè)備自動(dòng)化、生產(chǎn)線自動(dòng)化。中國(guó)制造，制造強(qiáng)國(guó)，深入加強(qiáng)智能自動(dòng)化在各行業(yè)的運(yùn)用，越發(fā)重要起來(lái)。

二．智能自動(dòng)化及儀器儀表的發(fā)展

    1.智能自動(dòng)化的發(fā)展

    智能自動(dòng)化時(shí)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(wèn)題。同時(shí)，可以提高生產(chǎn)過(guò)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(guò)程中的原料、能源損耗。

    在40-60 年代初期，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、資源利用和提高生產(chǎn)勞動(dòng)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度等要求，出現(xiàn)了單機(jī)自動(dòng)化階段。典型的有數(shù)控機(jī)床等設(shè)備，是在單機(jī)自動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線。是在單機(jī)自動(dòng)化基礎(chǔ)上的組合。同時(shí)，CAD,CAM 等操作軟件開(kāi)始應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)和制造中。70 年代至今，由于品種的多樣性和市場(chǎng)環(huán)境變化，要求自動(dòng)化程度越來(lái)越高，同時(shí)，智能自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。這階段出現(xiàn)了FMS（柔性制造系統(tǒng)）、未來(lái)工廠等等產(chǎn)品和成果。同時(shí)作為一種工作模式，開(kāi)始應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。

    智能自動(dòng)化時(shí)建立在工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上的，它把工業(yè)自動(dòng)化的概念更新，要求人工智能活動(dòng)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(shí)，PC 的快速發(fā)展，加劇了智能自動(dòng)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(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，當(dāng)時(shí)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(jì)時(shí)為主。

    17、18 世紀(jì)，歐洲物理學(xué)家做成檢流計(jì)，使得測(cè)量和觀察的各種儀器得到快速發(fā)展。后來(lái)，又出現(xiàn)電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等。現(xiàn)代儀器儀表已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化*工具，是現(xiàn)代信息化帶動(dòng)工業(yè)化的重要樞紐，同時(shí)也是我國(guó)國(guó)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(dòng)化在儀器儀表領(lǐng)域中的應(yīng)用

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

    對(duì)在儀器儀表中結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，是通過(guò)運(yùn)用已經(jīng)實(shí)施智能自動(dòng)化的軟硬件，對(duì)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(guò)從低、中、高不同層次抽象的對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行解析，擴(kuò)展傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)的功能，以提高現(xiàn)有測(cè)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(shí)現(xiàn)高速、、多功能、高機(jī)動(dòng)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(jì)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(duì)簡(jiǎn)單的故障進(jìn)行分析并進(jìn)行簡(jiǎn)單維護(hù)。同時(shí)，要運(yùn)用一定的智能手法，能識(shí)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(kāi)發(fā)動(dòng)作的完成。同時(shí)要進(jìn)行多線程的測(cè)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(dòng)化在傳感測(cè)量和網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用

    智能自動(dòng)化通過(guò)軟件進(jìn)行濾波等技術(shù)，簡(jiǎn)化硬件設(shè)備，提高信噪比，在傳感器測(cè)量中，可有效改善傳感器動(dòng)態(tài)，系統(tǒng)通過(guò)連接計(jì)算機(jī)，利用軟件平臺(tái)，實(shí)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行測(cè)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(shí)，工業(yè)軟件的開(kāi)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(cè)、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(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，給軟件開(kāi)發(fā)公司也帶來(lái)效益。未來(lái)的控制軟件，將向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和開(kāi)放性方向發(fā)展。微型計(jì)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(dòng)化、智能化的程度，提高數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接計(jì)算機(jī)等設(shè)備，可滿足更高的要求。

四．儀器儀表智能自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

    未來(lái)式知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，新的科學(xué)技術(shù)逐漸進(jìn)入各個(gè)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(dòng)化在儀器儀表向高速、、率和高精度發(fā)展，同時(shí)，模塊化、網(wǎng)絡(luò)化會(huì)更完善。以技術(shù)為支撐，以需求為導(dǎo)向，更多的企業(yè)開(kāi)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(shí)的注重，必將導(dǎo)致智能自動(dòng)化在儀器儀表制造中越來(lái)越健康發(fā)展。

五.結(jié)束語(yǔ)

    技術(shù)在進(jìn)步，社會(huì)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(dòng)化技術(shù)會(huì)越來(lái)越完善。越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)，開(kāi)始進(jìn)行鉆研，自動(dòng)化技術(shù)也越來(lái)越成熟。在儀器儀表中，智能自動(dòng)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(shì)，必然早就智能自動(dòng)化的大力推廣和應(yīng)用。制造強(qiáng)，則國(guó)強(qiáng)，以智能自動(dòng)化為主導(dǎo)的先進(jìn)生產(chǎn)力，定會(huì)引導(dǎo)現(xiàn)代生產(chǎn)走向新的階段。