人工智能技術(shù)在儀器儀表中的發(fā)展與應(yīng)用研究

楊招勇 王強 周亞蘭

摘要：在我國社會經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展背景下，人工智能技術(shù)被廣泛應(yīng)用到我國人民的生活生產(chǎn)中，對提高我國人民工作效率及工作質(zhì)量起到了較好的積極作用。目前儀器儀表也逐漸發(fā)展向智能化，能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)的效率，使產(chǎn)品質(zhì)量得以優(yōu)化，進(jìn)而充分滿足我國社會發(fā)展的需求。為促進(jìn)人工智能儀器儀表的發(fā)展，本文就從人工智能儀器儀表的發(fā)展趨勢及人工智能儀器儀表的具體應(yīng)用等幾個方面進(jìn)行分析，探究人工智能技術(shù)在儀器儀表中的發(fā)展與應(yīng)用，希望能為相關(guān)從業(yè)者提供一些有效參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);儀器儀表;發(fā)展;應(yīng)用

在以往儀器儀表行業(yè)的發(fā)展過程中，對傳統(tǒng)技術(shù)的依賴性較大，雖然部分企業(yè)采取了一些應(yīng)對措施，但是能夠起到的效果不夠理想。同時，企業(yè)之間的競爭越來越激烈，為提高企業(yè)的核心競爭力，必須要提高自身的生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品的使用性能及使用壽命，使其能夠達(dá)到用戶的實際需求。而人工智能儀器儀表就能夠達(dá)到這一需求，需要加強對人工智能儀器儀表的研究，便于提出可靠的參考依據(jù)，使其能夠朝著更好地方向不斷發(fā)展。鑒于此，本課題圍繞“人工智能技術(shù)在儀器儀表中的發(fā)展與應(yīng)用”進(jìn)行分析研究價值意義顯著。

1、人工智能儀器儀表的發(fā)展趨勢分析

（1）將人工智能技術(shù)應(yīng)用到儀器儀表中，使得儀器儀表逐漸微型化，能夠有效拓寬儀器儀表的應(yīng)用范圍，既可以保留原有的功能，還可以使用到醫(yī)療、軍事和航天等多個領(lǐng)域。

（2）多樣化的功能是未來儀器儀表的發(fā)展方向，能夠有效提高儀器儀表的使用性能，體現(xiàn)出

更高的頻率及發(fā)生器，使各種測試功能的可能性顯著提升，既能夠?qū)崿F(xiàn)拓寬測試功能的目的，也可以保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[1]。

（3）人工智能化也是儀器儀表的主要發(fā)展方向，目前人工智能在儀器儀表中的應(yīng)用處于初步的階段，但是在這一技術(shù)的持續(xù)發(fā)展背景下，其發(fā)展水平將逐漸提升，能夠?qū)σ恍┓爆嵉娜斯せ顒雍湍X力活動進(jìn)行替代，再加上傳感技術(shù)在其中的應(yīng)用和發(fā)展，可以進(jìn)一步拓展聽覺和視覺方面的能力，使原本無法解決的問題得到有效處理。

（4）隨著我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能儀器儀表設(shè)計和工業(yè)智能技術(shù)中的價值不斷提高，能夠豐富智能儀器儀表的功能，實現(xiàn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)、遠(yuǎn)程系統(tǒng)升級和網(wǎng)絡(luò)通訊的功能。

（5）儀器儀表將逐漸朝著虛擬化的方向不斷發(fā)展，一般測試儀器都是由數(shù)據(jù)的采集、分析和顯示等幾個功能所組成的。在當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，借助PC機中的相關(guān)軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和顯示，可以將一些數(shù)據(jù)采集硬件與PC機組合起來，使其能夠成為一個虛擬化的測量儀器。在虛擬化的儀器運行中，只需要采用單個系統(tǒng)，借助不同的軟件編程使測量儀器得到不一樣的功能。總之，與傳統(tǒng)儀器相比，智能儀器可以自主完成檢測及控制，不再需要對其進(jìn)行人為的干預(yù)，使工作效率及工作質(zhì)量得以有效提升[2]。

2、人工智能儀器儀表的具體應(yīng)用分析

2.1在裝備制造業(yè)中的應(yīng)用

在裝備制造業(yè)的發(fā)展過程中，需要利用先進(jìn)的檢測儀器儀表對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行控制，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到裝備制造業(yè)的儀器儀表中，有利于提高檢測效率，為產(chǎn)品的改進(jìn)提供可靠的參考依據(jù)。例如海克斯康公司推出的360°SIMS智能在線測量方案，能夠為自動化的品質(zhì)控制和尺寸過程提供可靠的處理方案，其覆蓋范圍包括了裝備制造的全過程，在模具、沖壓、焊裝、涂裝和總裝等各個方面都有著較好的應(yīng)用效果。例如雷尼紹公司推出的創(chuàng)新Equator?能夠替代傳統(tǒng)測量，其這是一種多功能的方案，在檢測各種加工件中都有著較好的使用效果。將其使用到車間環(huán)境下進(jìn)行測量，其性能得到了持續(xù)的改進(jìn)[3]。

2.2在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

根據(jù)以往冶金工業(yè)的發(fā)展情況來看，其工藝流程和加工工序較為繁瑣，在進(jìn)行軋鋼、煉鋼、煉鐵和公附設(shè)施的檢測及控制中，常常使用到各種機械量檢測儀表、成分分析儀表、熱工量檢測儀表。對燒結(jié)礦堿度進(jìn)行測量是企業(yè)面臨的一大難點，為解決傳統(tǒng)方法的弊端，可以借助BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合，形成燒結(jié)礦堿度的預(yù)報模型，能夠有效提高準(zhǔn)確性和魯棒性，且泛化能力較強。在進(jìn)行溫度控制的時候，可以選擇宇電AI708智能儀表來進(jìn)行操作，將手動閥門改造成電動的閥門，之后在智能儀表設(shè)置好溫度報警值，將報警系統(tǒng)與閥門開關(guān)相連接，便于對溫度和閥門進(jìn)行聯(lián)鎖控制，使企業(yè)的生產(chǎn)安全和自動化水平得以有效提升。

2.3在環(huán)保與節(jié)能減排中的應(yīng)用

環(huán)保和節(jié)能減排是我國社會可持續(xù)發(fā)展對各個行業(yè)提出的要求，其中包括了控制污染物排放、環(huán)境污染治理和環(huán)境監(jiān)測，不斷提高各種資源的利用率，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。而測量是促進(jìn)環(huán)保工作有效進(jìn)行的重要基礎(chǔ)，科學(xué)合理的測量能夠為環(huán)境污染治理和資源管理工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，使各項工作能夠做到有據(jù)可依[4]。因此，在環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排過程中，儀器儀表和傳感器是必要的基礎(chǔ)及手段。通過一個具有學(xué)習(xí)模塊的人工智能儀器對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，能夠?qū)δ繕?biāo)環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，從而為各項重要決策提高可靠的信息依據(jù)，并制定出最佳的環(huán)境控制系統(tǒng)。

2.4在電網(wǎng)質(zhì)量控制及能源管理方面的應(yīng)用

隨著我國5G時代的來臨，通訊速度加快，在這樣的發(fā)展趨勢下，未來6G時代也不再是幻想。在這樣的大背景下，智能儀表可作為物聯(lián)網(wǎng)的核心神經(jīng)末梢之一，利用告訴網(wǎng)絡(luò)通訊，通過智能儀表快速采集全國電能活動，能夠為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展政策提供即時、準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而促進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量控制效果的提升。此外，將人工智能儀器儀表應(yīng)用到能源管理當(dāng)中，借助高速通訊網(wǎng)絡(luò)，獲取精準(zhǔn)、時效性高的信息數(shù)據(jù)，可以為能源管理提供有效數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而為提高能源管理工作的效率及質(zhì)量奠定扎實的基礎(chǔ)。總之，人工智能儀器儀表在電網(wǎng)質(zhì)量控制及能源管理方面的未來應(yīng)用前景及趨勢明顯，需引起充分重視。

3、結(jié)語

綜上所述，隨著人工智能技術(shù)被應(yīng)用到儀器儀表中，使得我國逐漸成為智能儀器儀表生產(chǎn)大國，雖然我國智能儀器儀表產(chǎn)品出口量快速增加，但是在許多方面依舊存在一定不足，這就需要加強研究工作，增加科研投入，強化自主創(chuàng)新能力，使智能制造技術(shù)得以不斷改進(jìn)，為人工智能儀器儀表的進(jìn)步和發(fā)展提供有利支持。

參考文獻(xiàn)

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[4]孫柏林，劉哲鳴.人工智能技術(shù)在儀器儀表中的發(fā)展與應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2017，24（12）：101-105.