智能自動化儀器儀表在工業(yè)領域的應用與發(fā)展

摘要：改革開放以來來我國經(jīng)濟保持快速增長的勢頭，但是在一定程度上是依靠資金、勞動力和自然資源等生產(chǎn)要素的粗放投入實現(xiàn)的。我國裝備產(chǎn)業(yè)國家競爭優(yōu)勢演進路徑恰恰是中國經(jīng)濟增長方式的具體體現(xiàn)。目前我國在裝備子行業(yè)競爭力較強的行業(yè)，往往是并非高精尖的機械裝備行業(yè)，譬如造船、鐵路車輛、集裝箱、工程機械，這些大多歸屬運輸設備的范疇;而我國所需的精密數(shù)控機床、高檔輕工設備、高端冶金化工能源設備等大多依賴進口設備。未來我國工業(yè)化深化的內(nèi)涵體現(xiàn)為裝備工業(yè)由初級層次向縱深發(fā)展、由追求數(shù)量的投資驅動粗放式增長到以技術創(chuàng)新為核心的產(chǎn)業(yè)升級。

關鍵詞：智能自動化;儀器儀表;工業(yè)應用

0? 引言

儀器儀表是工業(yè)領域中重要的信息傳達工具之一，隨著智能自動化技術的高速發(fā)展，儀器儀表設備逐漸向智能化自動化方向發(fā)展。在此發(fā)展過程中，工業(yè)領域的相關技能操作要求、設備安全要求等也受到了一定的影響，行業(yè)內(nèi)各領域設備的智能化水平隨著儀器儀表設備的發(fā)展也得到了較大幅度的提升。但是，隨著我國工業(yè)發(fā)展的技術進步，部分原始材料的需求量急速下降，風能等環(huán)保新能源材料的使用量急速上升，為了迎合該類工業(yè)的發(fā)展，智能自動化儀器儀表設備也需要做出相應的改動，從而實現(xiàn)智能自動化的工業(yè)發(fā)展。

1? 智能自動化儀器儀表的工業(yè)應用

隨著智能化與工業(yè)設備的高度融合，現(xiàn)代智能自動化機械設備的應用范圍逐漸增大。目前，在儀器儀表中引入現(xiàn)代智能自動化技術主要是指借助微型計算機技術和相應的傳感器等，使得儀器儀表獲得智能自動化操作的能力，同時增設標尺、融點等診斷設備，促使儀器儀表實現(xiàn)智能化、安全化。在原有的儀器儀表硬件上裝配該類智能化設備，不僅能夠提升儀器儀表的工作性能，改善工作人員的監(jiān)測環(huán)境，提高監(jiān)測智能，還能借助網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)全面的信息傳遞和數(shù)據(jù)分析。

1.1 智能自動化儀器儀表組成要素

智能自動化儀器儀表與傳統(tǒng)的儀器儀表在組成要素上有著較多差別，傳統(tǒng)的儀器儀表主要以硬件零件為組成要素，在操作過程中需要大量的人工干預操作。而智能自動化儀器儀表則是將硬件與軟件有效的結合在一起，借助大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)、智能傳感設備、微型計算機技術等軟件設備，在完成基礎硬件設備安裝的同時引入相應的軟件設備裝配。此外，智能自動化儀器儀表除了需要安裝相應的信息處理系統(tǒng)外，還會安裝專業(yè)的安全防護系統(tǒng)，以及自主檢測系統(tǒng)，以便在出現(xiàn)微小裝置程序錯誤時可以完成自主調(diào)配，保證儀器儀表裝置的安全性。

1.2 智能自動化儀器儀表應用方向

智能自動化儀器儀表的中心處理器主要由微型計算機和人工智能技術構成，所涉及的應用領域極其廣泛，在儀器儀表運行過程中操作人員就可以通過網(wǎng)絡平臺完成相關數(shù)據(jù)信息的傳送和分析。目前，受到我國重點發(fā)展工業(yè)的影響，智能化儀器儀表主要應用于煤炭、鋼鐵等部分重型工業(yè)領域，同時還可以應用于輕工業(yè)領域。為了進一步提升重工業(yè)領域的儀器儀表監(jiān)測效率，改善工作人員的監(jiān)測環(huán)境，智能自動化儀器儀表在該類工業(yè)領域的應用范圍極其廣泛，同時，為了在保證工業(yè)生產(chǎn)達標的基礎上滿足國家環(huán)保節(jié)能政策的要求，相關技術人員還需要對儀器儀表做出相應的調(diào)整，需要根據(jù)工業(yè)領域的不同增減相應的軟件設備。例如，在煤炭生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)中應用智能自動化儀器儀表時，就需要增設監(jiān)測井下安全生產(chǎn)氣體容量的軟件設備，同時還要增設監(jiān)測井下工作人員實際工作條件的軟件設備，并通過網(wǎng)絡系統(tǒng)將該類數(shù)據(jù)及時搜集、上報、分析，從井下實際工作環(huán)境出發(fā)，盡最大可能保證井下工作人員的工作安全。在此監(jiān)測過程中，技術人員還可以通過不同位置的儀器儀表了解到井下各個區(qū)域的通風狀況、瓦斯容量、煤炭開采條件等，從而在保證井下工作者人身安全的前提下實現(xiàn)工作效率最大化，保證煤炭工業(yè)的利潤所得。智能自動化儀器儀表在連接網(wǎng)絡系統(tǒng)后，還可以借助網(wǎng)絡智能程序完成對各類數(shù)據(jù)信息的處理，通過比例運算、算術運算等多種有效的運算程序計算出該數(shù)據(jù)與此時的生產(chǎn)要求符合程度，并計算出在該生產(chǎn)準備條件中能夠取得的最大生產(chǎn)產(chǎn)能，從而避免生產(chǎn)材料的錯誤消耗。例如，在進行紡織品等輕工業(yè)生產(chǎn)時，技術人員就可以在原材料加工設備中、產(chǎn)品初步完工設備中、產(chǎn)品智能檢測設備、產(chǎn)品完工分裝設備中分別安裝不同類型的智能自動化儀器儀表，在加工環(huán)節(jié)中安裝具有材料檢測和產(chǎn)品檢測功能的軟件設備，保證選材的合適度以及加工機器的生產(chǎn)效率。在產(chǎn)品質(zhì)檢環(huán)節(jié)中安裝具有專業(yè)質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的軟件設備，將加工過程中產(chǎn)生的殘次品直接進行排除，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量和價值。由于輕工業(yè)所涉及到的加工產(chǎn)品主要特點為日?；?、精細化等，因此，為了降低輕工業(yè)產(chǎn)品在加工過程中出現(xiàn)的產(chǎn)品殘次率，提升產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的加工效率，技術人員就可以在智能自動化儀器儀表中安裝自動調(diào)控程序，在儀器儀表出現(xiàn)監(jiān)測錯誤時對儀表相關功能做出及時調(diào)整，并通過各類計算程序計算出生產(chǎn)誤差。

2? 智能自動化儀器儀表的工業(yè)發(fā)展

2.1 發(fā)展背景

我國各類智能設備的發(fā)展背景大多比較薄弱，發(fā)展基礎不達標，因此，各類設備在實現(xiàn)智能化升級時還要完成對該類設備的改良。智能自動化儀器儀表在實現(xiàn)智能化發(fā)展時除了需要完善儀器儀表的硬件設備外，主要的發(fā)展方向仍然以儀器儀表的傳感功能、數(shù)據(jù)接收分析系統(tǒng)、微型計算機系統(tǒng)為主。因此，智能自動化儀器儀表的發(fā)展與我國計算機系統(tǒng)的發(fā)展趨向有著緊密的聯(lián)系。為了進一步提升我國智能自動化儀器儀表的發(fā)展速度和發(fā)展質(zhì)量，各類電子信息設計、分析專家還會根據(jù)各工業(yè)領域的需求程度，開發(fā)出適合各類工業(yè)智能自動化儀器儀表相關監(jiān)測的軟件程序，并將該類軟件搜集到的數(shù)據(jù)信息及時反映至大數(shù)據(jù)分析平臺，從而加快各類工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的分析和生產(chǎn)決策。此外，為了進一步提升儀器儀表的智能化、自動化性能，還需要對該類儀器儀表進行人工智能程序的安裝和設置，保證儀器儀表在應對微小程序錯誤時及時進行自主修復，保證信息搜集的準確性和穩(wěn)定性。

2.2 發(fā)展趨向

受到計算機程序、網(wǎng)絡系統(tǒng)以及人工智能化等高科技技術的影響，使用智能自動化儀器儀表的工業(yè)數(shù)量迅速擴大。這不僅加大了各類工業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)能，還為智能自動化儀器儀表的發(fā)展提供了重要的發(fā)展平臺。據(jù)有關數(shù)據(jù)信息分析，目前，我國智能自動化儀器儀表未來主要涉及到的工業(yè)企業(yè)以大部分重工業(yè)和輕工業(yè)為主，智能自動化儀器儀表憑借適應性強、穩(wěn)定性高、智能操作便捷等特點，在對人體危害較大、工作環(huán)境極端的工業(yè)領域中更是能夠發(fā)揮出其自身特點。同時，在發(fā)展過程中智能自動化儀器儀表還會隨著相關計算機技術的發(fā)展獲得更大范圍內(nèi)的技能提升，其智能化、自動化、安全性等核心性能還會得到進一步提升。同時，我國為了保證環(huán)境與發(fā)展和諧共處，對于智能自動化儀器儀表的設置中還會更加注重環(huán)?；刃阅艿陌l(fā)展。根據(jù)目前智能儀表的發(fā)展定位來看，該類型的儀器儀表在未來發(fā)展中會更加趨向于數(shù)字化程序，同時還能夠實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)分析平臺共同接收并分析數(shù)據(jù)，在原有的計算機系統(tǒng)中融入更加專業(yè)的通信系統(tǒng)，達到多個決策者和數(shù)據(jù)信息分析者共同分析并決策的工作目的，從而提升各類工業(yè)在生產(chǎn)過程中的操作正確性。智能自動化儀器儀表設備未來的主要發(fā)展趨勢仍然以智能化、自動化為發(fā)展核心，但是，受到國家對工業(yè)發(fā)展要求的影響，該類儀器儀表的相關智能軟件在設計過程中還會融合各類工業(yè)的行業(yè)發(fā)展特色和國家發(fā)展要求，在原有的智能化基礎上增設行業(yè)特色生產(chǎn)程序，以及環(huán)保監(jiān)測程序等，從而達到工業(yè)發(fā)展智能化、環(huán)?；?、安全化的高效發(fā)展。

3? 結束語

隨著人工智能技術的發(fā)展和工業(yè)領域對生產(chǎn)的要求逐漸提升，智能自動化儀器儀表的使用需求量逐漸增多，并在工業(yè)生產(chǎn)過程中擔當著重要的數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析工作。為了進一步提升智能自動化儀器儀表的使用效率，擴大儀器儀表的應用領域，相關技術工作者還需要結合不同工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需求改善儀器儀表的軟件安裝技術。同時，為了提升工業(yè)領域的加工安全，技術人員還應該在保證儀器儀表的基本工作質(zhì)量的基礎上，加強安全性能和自主修復性能的提升，從而在網(wǎng)絡系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)等智能系統(tǒng)的幫助下，更好地完成工業(yè)化生產(chǎn)，并為各類工業(yè)生產(chǎn)提供準確的參考數(shù)據(jù)信息。

參考文獻：

[1]趙豐義.我國裝備制造業(yè)技術創(chuàng)新路徑優(yōu)化研究[M].中國社會科學出版社，2010.

[2]孫理軍.中國低技術制造業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新研究[M].中國地質(zhì)大學出版社，2010.

[3]（美）熊彼得（Schumpe）.經(jīng)濟發(fā)展理論[M].中國商業(yè)出版社，2009.

[4]張奇.中國裝備制造業(yè)投資與技術進步[M].經(jīng)濟科學出版社，2009.

[5]易顯飛.技術創(chuàng)新價值取向的歷史演變研究[M].東北大學出版社，2009.

[6]李冶.2006～2007年中國裝備制造業(yè)發(fā)展報告[M].中國計劃出版社，2008.

[7]弗里曼.光陰似箭[M].中國人民大學出版社，2007.

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作者簡介：但家鑫（1998-），男，江蘇常州人，本科在讀，研究方向為測控技術與儀器。