國(guó)內(nèi)外智能化控制系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

龍瑤　劉鑫

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)越來(lái)越普遍，智能化控制系統(tǒng)越來(lái)越受到企業(yè)的高度重視。主要從國(guó)內(nèi)外企業(yè)智能化控制系統(tǒng)入手，著重介紹了該系統(tǒng)的相關(guān)概念和特點(diǎn)，從當(dāng)前控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析了其發(fā)展趨勢(shì)，力求通過(guò)分析為相關(guān)企業(yè)和高校提供相應(yīng)的理論借鑒。

關(guān)鍵詞：智能化控制；人工智能；數(shù)據(jù)模型；組織功能

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.052

在智能化高速發(fā)展的今天，研究其控制系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)對(duì)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀的分析和把握，能使部分生產(chǎn)企業(yè)及時(shí)把握控制系統(tǒng)相關(guān)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，注重相關(guān)理論的研究和總結(jié)，形成綜合的控制技術(shù)，從而更好地應(yīng)用于生產(chǎn)之中，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)收更大的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)智能化系統(tǒng)的快速、高效發(fā)展。

1 智能化控制系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)

所謂“智能化控制系統(tǒng)”，是指在計(jì)算機(jī)發(fā)展技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助信息論與相關(guān)的人工智能等理論所形成的一種信息和控制技術(shù)。它突破了之前的單純依靠數(shù)據(jù)模型的框架，按照實(shí)際發(fā)生的效果進(jìn)行智能控制的模式，繼承了人類在非線性思維領(lǐng)域的某些特定特性，將其廣泛運(yùn)用到生產(chǎn)、生活之中，使某些機(jī)械或工具具備了信息處理和相關(guān)決策方面的功能。就其特點(diǎn)而言，大致有以下幾個(gè)方面。

1.1 具備解決某些復(fù)雜問(wèn)題的能力

在智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念中，往往強(qiáng)調(diào)理想的控制應(yīng)具備強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力和組織能力，以此來(lái)解決某些具有高難度的非線性的復(fù)雜問(wèn)題。就學(xué)習(xí)能力而言，智能化控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的信息識(shí)別能力和高效記憶的能力，在某些問(wèn)題的解決上能通過(guò)自身的經(jīng)驗(yàn)積累實(shí)現(xiàn)性能方面的自我提升；在適應(yīng)功能方面，智能系統(tǒng)控制能夠根據(jù)不同的環(huán)境和運(yùn)行條件進(jìn)行調(diào)整，具有非常強(qiáng)的兼容性和容錯(cuò)性；在組織功能方面，對(duì)于一些現(xiàn)實(shí)中較為復(fù)雜、分散的信息和數(shù)據(jù)，能做到有效整合，并能通過(guò)分析在任務(wù)的要求范圍之內(nèi)作出決策，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)化和智能化處理。

1.2 注重解析廣義模型

就智能控制系統(tǒng)理論而言，它的研究對(duì)象不再著眼于被控對(duì)象，而是將其轉(zhuǎn)移到了控制器本身，注重關(guān)于人類控制方面的具體策略，將控制核心轉(zhuǎn)移到了對(duì)系統(tǒng)整體的控制，具有相應(yīng)的自我解調(diào)能力和強(qiáng)大的混合控制能力。對(duì)于數(shù)據(jù)模型而言，智能控制系統(tǒng)著重于混合控制，采用定性與定量相結(jié)合的控制方法，閉環(huán)控制相關(guān)數(shù)據(jù)。在修復(fù)能力方面，智能控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的自我修復(fù)功能，在一些問(wèn)題上有自我判斷和決策的能力，且精度較高、可靠性較強(qiáng)。

2 國(guó)內(nèi)外智能控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

2.1 美國(guó)的智能控制技術(shù)

在智能控制技術(shù)層面，美國(guó)仍然處在主導(dǎo)地位，特別是在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)領(lǐng)域。在智能產(chǎn)品的研發(fā)上，數(shù)控機(jī)床、編程控制器、集成電路、智能手機(jī)、無(wú)人駕駛智能汽車和飛機(jī)等，美國(guó)的技術(shù)水平都處于前列。同時(shí)，美國(guó)在相關(guān)的設(shè)備制備環(huán)節(jié)，智能化機(jī)械已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，智能機(jī)械化平臺(tái)、數(shù)據(jù)智能化檢測(cè)和生產(chǎn)流程方面的智能化現(xiàn)象已經(jīng)隨處可見(jiàn)。美國(guó)的制造產(chǎn)業(yè)體系已經(jīng)越來(lái)越完善，誕生了一大批工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的知名企業(yè)。在相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)層面，美國(guó)的智能生產(chǎn)控制軟件也具備強(qiáng)大的實(shí)力。

2.2 歐洲及中國(guó)的智能控制技術(shù)

在歐洲，比較的典型的當(dāng)屬德國(guó)的工業(yè)4.0計(jì)劃。德國(guó)在工業(yè)方面的信息化和數(shù)字化的發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)智能化的不斷發(fā)展，在工廠和生產(chǎn)的智能化方面，注重集成和計(jì)劃方面的開(kāi)發(fā)和研究。

隨著信息化的不斷加深，我國(guó)的智能化發(fā)展體系日趨完善，在智能控制方面和自動(dòng)化智能裝備領(lǐng)域都有了一定的發(fā)展。到2020年，我國(guó)智能體系的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)智能體系自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率和相應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)水平，從而減小對(duì)環(huán)境的污染。

3 智能化控制系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)

3.1 遺傳算法應(yīng)用技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

就目前的發(fā)展而言，遺傳的相關(guān)算法是目前最為廣泛的智能化應(yīng)用。通過(guò)函數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行相關(guān)的遺傳算法，通過(guò)對(duì)迭代進(jìn)化過(guò)程的探索，不斷淘汰相關(guān)的適應(yīng)性低的個(gè)體，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的個(gè)體節(jié)點(diǎn)。由此可見(jiàn)，遺傳算法的應(yīng)用技術(shù)主要研究與其相關(guān)的領(lǐng)域。遺傳算法技術(shù)是解決車間優(yōu)化問(wèn)題的有效方法。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面，智能機(jī)器人控制也是將理論與控制技術(shù)相結(jié)合的一個(gè)典型案例。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法技術(shù)層面，控制理論與智能技術(shù)往往通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短獲得相應(yīng)的新的智能控制系統(tǒng)，注重“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯相結(jié)合”的原則。

3.2 機(jī)床數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的智能應(yīng)用

在數(shù)控方面，我國(guó)機(jī)床行業(yè)的升級(jí)和戰(zhàn)略的調(diào)整對(duì)我國(guó)智能制造行業(yè)的發(fā)展有重要意義。在重大政策支持方面，數(shù)控機(jī)床行業(yè)正在向高檔領(lǐng)域的發(fā)展。在工業(yè)技術(shù)的裝置和數(shù)據(jù)生產(chǎn)方面，高端數(shù)控機(jī)床成為了智能制造的重點(diǎn)。在“十二五”規(guī)劃中，注重提升數(shù)據(jù)機(jī)床的精度和效率，使其向著更加智能化的方向發(fā)展。在數(shù)控機(jī)床方面，中、高檔數(shù)控技術(shù)在市場(chǎng)中的需求量較大，是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的生產(chǎn)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)控制在相關(guān)機(jī)器生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用是我國(guó)智能制造業(yè)的重要發(fā)展方向，促進(jìn)了相關(guān)企業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)效率的不斷提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能化控制系統(tǒng)正在綜合發(fā)展。在綜合控制方面，智能化制備裝備的控制處于成熟階段。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下，我國(guó)在智能控制領(lǐng)域扮演著重要的角色，同時(shí)，因國(guó)內(nèi)外的相關(guān)企業(yè)對(duì)智能化控制系統(tǒng)的需求不斷變大，將推動(dòng)智能化控制系統(tǒng)的發(fā)展。因此，研究這一方面的發(fā)展態(tài)勢(shì)對(duì)我國(guó)企業(yè)的發(fā)展有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]胡金龍.工程機(jī)械智能化控制系統(tǒng)的研究[J].中華民居（下旬刊），2012（11）.

[2]周濟(jì).智能制造——“中國(guó)制造2025”的主攻方向[J].中國(guó)機(jī)械工程，2015（17）.

[3]黃順魁.制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)：德國(guó)“工業(yè)4.0”的啟示[J].學(xué)習(xí)與實(shí)踐，2015（01）.

[4]曾禮德.工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（08）.

〔編輯：張思楠〕