東莞市談自動化的未來形勢

談智能自動化的未來

一 智能科技全麵振（zhèn）興（xìng）
 
當今（jīn）的智能科（kē）技分支林立，蓬勃（bó）興（xìng）旺，在國內外（wài）已獲（huò）得了飛速發展，諸如模糊邏輯、遺傳算法、神經網絡、專家係統、仿人智能、粗糙（cāo）集（jí）理論、物元可拓方法、知識工程、模式識（shí）別、定性（xìng）控製（zhì）、小（xiǎo）波分析、分形幾何、混沌（dùn）控製、數（shù）據融合技術等等，真（zhēn）可謂是八仙過海，各顯神通。其各有所長，分別組合，取長補短，相得益彰。熱電偶
 
當今世界的智能科技正在飛速、全麵地向前發展（zhǎn）。
 
二 智能科技在儀器儀表及測量中的應用
 
智能自動化技術的應用正在全麵滲入到儀器儀表工業。
 
(1)在儀器儀表（biǎo）結構、性（xìng）能改（gǎi）進中的應用
 
首先，智能自動化技術為儀器儀表與測量的相關領域的應用開辟了廣闊的前（qián）景（jǐng）。運用智能化（huà）軟硬件（jiàn），使每（měi）台儀器或儀表能隨時準確地分析、處理當前的和以前的數據信息，恰當地從（cóng）低、中、高不同層次上對測量過程進行抽（chōu）象（xiàng），以（yǐ）提高現（xiàn）有測量係統的性能和效率，擴（kuò）展傳統測量係統的功（gōng）能，如運用神經網（wǎng）絡、遺傳算法、進化計算、混沌控（kòng）製等智能技（jì）術，使儀器儀表實現高速、高效、多功能、高機動靈活等性能。
熱電阻
其次，也可在分散係統（tǒng）的不同儀器儀表中采用微（wēi）處理器、微控製器等微型芯片技術，設計模糊控製程序，設（shè）置（zhì）各種測量數據的臨界值，運用模糊規則的模糊推理技（jì）術，對事（shì）物的各種模糊關係進行各（gè）種類型的模糊決策。其優勢在於不必建（jiàn）立被控對象的數學模（mó）型，也不需大量（liàng）的測（cè）試數據，隻需根據經驗，總結合適的控製規則，應用芯片的離線計算、現（xiàn）場調試（shì），按我們的需要和精確（què）度產生準確的分析和準時的控製（zhì）動作。雙金屬溫度計
 
特別是在傳感器測量中，智能自動化（huà）技術的應用更為廣泛（fàn）。用軟件實現信號（hào）濾波（bō），如快速傅立葉變換（huàn）、短時傅立葉變換、小波變換等技術，是簡化硬件，提高信（xìn）噪比，改善傳感器動態特性的（de）有效途徑（jìng），但（dàn）需要確定傳感器（qì）的動態數學（xué）模型（xíng），而且高（gāo）階濾波器（qì）的實時性較（jiào）差。運用（yòng）神經網絡技術（shù），可實現高性能的自相關濾波和自適應濾波。充分利（lì）用人工神經網絡技術強有力的自學習、自適應、自組織能（néng）力，聯想、記憶（yì）功能以及對非線性複雜關係（xì）的輸入、輸出間的黑箱映射特性，無論在適用性和快速實時性等各方麵（miàn）都將大大超過複雜函數式，可充分（fèn）利用多傳感器資源，綜合獲取更準確、更可信的結論。其中實時與（yǔ）非實時的、快變與緩（huǎn）變（biàn）的、模糊和確定性的數據信息，可能相互支持，也可能相互矛盾，此時，對象特（tè）征的提取、融合，直至最終決策，作出正確的判斷（duàn），將成為難點（diǎn）。於是神經網絡或模糊（hú）邏輯將成為最值得選用的方（fāng）法。例如，氣體傳感陣（zhèn）列用於混合氣體識別，在（zài）信號處理方法上可采（cǎi）用自組織映射網絡和BP網絡相結合，先進行分類，再識別組（zǔ）分，將傳統方法的（de）全程（chéng）擬合轉化為分段擬合，以降低算法的複雜度，提高識（shí）別率。又如，食品（pǐn）味覺信號（hào）的檢（jiǎn）測和識別的難度，曾一度是研究與（yǔ）開發單位的（de）主要障礙所在（zài）。如今可（kě）利用小波變換進行數據壓（yā）縮和特（tè）征提取，然（rán）後將數據輸（shū）入用遺傳算法訓練過的模糊神經網絡，則（zé）大大提（tí）高了對簡單複合味的識別率。再如（rú），在布匹麵料質量的評定，柔性（xìng）操作手（shǒu）對（duì）觸覺信號（hào）的處理，機（jī）器的故障診斷領域（yù），智能自動化技術也都取得了大量的成功實（shí）例。熱電偶
 
(2)在虛擬儀器結構設計中的應（yīng）用
 
儀（yí）器與測量（liàng）技術和（hé）計算機技術的結合，不但大大（dà）提高了測量精確度（dù）與智能自動化水平，特別是計算機的硬（yìng）件軟化和軟件模塊化的虛擬儀器的迅猛發（fā）展，以及其與網絡（luò）化（huà）係統資源（yuán）程序的統一和（hé）優化性能配（pèi）置，為儀器儀（yí）表的智能化水平的迅速提高（gāo），創造了越來越優越的條件。
 
 
總之，由（yóu）於虛擬儀（yí）器采用了一係列智（zhì）能（néng）自動化手段，徹底（dǐ）改變了以（yǐ）往VXI總線即插即用（yòng）標（biāo）準儀器驅動器的（de）運行效率（lǜ）低，編程的結構、風格不一（yī）致，編程困（kùn）難，質（zhì）量低，工作量大，使用、維（wéi）護麻煩等（děng）等一係（xì）列缺陷，從而在高（gāo）效、高質量、安全可靠、使用方便、靈活的條件（jiàn）下實現全麵地統一運行，顯示出智能自動化（huà）技術對虛擬儀器以至整個儀器儀表工業高速發展的（de）深遠影響。
 
(3)儀器儀表（biǎo）網絡化中的應用
 
由於儀器與計算（suàn）機一旦組成網絡，即可（kě）憑借智能化軟硬件(諸如模式識別、神經（jīng）網（wǎng）絡的自學習、自適應、自組織和（hé）聯想記憶功能)，充分發揮靈活調用（yòng）和合理配（pèi）置網上各種計算機和儀器儀表（biǎo）的各自資源特性和潛力，產生1+1>2的組合優（yōu）勢。例如，目前已可使（shǐ）用連接到Web 的數字（zì）萬用表和（hé）示波器，通過因特網和模式識別軟（ruǎn）件區（qū）別不同的時空條件和儀器儀表的類別特征以及（jí）測出臨界值（zhí），作出不同的特征響應；也可使用分布式數（shù）據采集係統代替過去單獨使用（yòng）的數據采集設備，以至可（kě）跨越以太網或其他（tā）網絡，實施遠程測量和采集數據，並進行分類的存（cún）儲和應用熱電阻。
 
網絡化的智能測（cè）量環境將網上各種類型，不同任務的計（jì）算機（jī）和儀器儀表有機地聯係在一起，完成各種形式的任務要求，如在某（mǒu）地采集數據後送（sòng）往各種（zhǒng）需（xū）要這些數據的地方，把相同數據（jù）按（àn）需拷貝多（duō）份，送往各需要部門；或者（zhě）定期將測量結果（guǒ）送往遠方（fāng）數據（jù）庫保存，供需要時隨時調用。而多個用戶可同時對同一過程進行監控，例如各部門工程技術（shù）人員、質量監控人員以及主管領導（dǎo）人員可同時分（fèn）別（bié）在相距（jù）遙遠的各地監測、控製（zhì）同一生產運輸過程，不必親臨現場而又能（néng）及時收集各方麵數據，進行決策或建（jiàn）立數據庫，分析現象規律。一旦發生問（wèn）題，可立即展現眼（yǎn）前或重新配置，或即時商討決策，立即采取相應措施。
 
另外，智能重構信息處理技術也將（jiāng）為儀器儀（yí）表創造更廣闊的活動舞台。結合了計算機與（yǔ）專用集成電路(ASIC)優點的可重構計算機，不僅要根據不同的計算任務對大量的可編（biān）程邏輯單元陣列(FPGA)作出靈活的（de）相應配置，其指令級、比特級、流水線級以（yǐ）至任務級的並（bìng）行計算，使其運行速度達到通用計算機的數百倍以上雙金屬溫度計。
 
綜（zōng）上所述，隨著智能自動化技術（shù）應用的日（rì）益深入及應用範圍與規模的不斷擴（kuò）大，我國的儀器儀表產業的發展水平（píng）必（bì）將快速（sù）邁（mài）向更高（gāo）階段。
 
三 儀器儀表智能自（zì）動化的未來前景展望
 
智能（néng）科技在儀器儀表中（zhōng）的應用正日新（xīn）月異地飛速發展，許多其他領域的新技術（shù）也不斷融合進來。例如（rú）在充分發揮光電束（shù）流最高速物性（xìng）的基礎上，智能化日益趨向（xiàng）人腦化（huà）。積極地利用人腦機製與生物DNA芯片的有機（jī）智能，與電子，光子計算速（sù）度的無機智（zhì）能的高效、能動（dòng）優勢相結合，並使材料智能化，進而與虛（xū）擬化交互作用，共同提高。當今又有光互連技術正以極高（gāo）的時空（kōng）帶寬、極小的電磁（cí）幹擾和較小（xiǎo）的互連功（gōng）耗等一係列獨特的（de）物理性能，克（kè）服了電互連技術物理上的本質極限，為（wéi）動態、靈活（huó）、高速、實時地（dì）重構網（wǎng）絡互連結構，大（dà）大提高並行處理能（néng）力，開創出（chū）一個全新天地。這更將（jiāng）為人類創造出形形色色、開放的人機結合係統，和五光十色的擬人高智能、高效自動化係統奠定牢固基礎，從而將人類社會生產力不斷推向新的更高境界，使人類生活向著智能（néng）世（shì）界幸福美好的明天大步邁進（jìn）！