智能檢驗檢測系統(tǒng)設計研究

吳勇 劉則洋

（陜西省計量科學研究院，陜西西安 710100）

智能檢驗檢測是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，但由于檢驗能力有限，檢測結果會經(jīng)常性的發(fā)生或大或小的偏差，而這種偏差也會間接決定國民經(jīng)濟的發(fā)展水平。所以，設計研究更為完善的智能檢驗檢測系統(tǒng)是非常重要的。

1 智能檢驗檢測系統(tǒng)的組成和原理

智能檢測系統(tǒng)是可以自動完成衡量、加工數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)結果的總稱，運用微型處理系統(tǒng)，同時以計算機作為主要控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行提取、變更等基本操作，具有高速率、多參數(shù)的特點。通俗來說，智能檢驗檢測系統(tǒng)分為檢驗和檢測兩個部分，二者皆為制造過程中最基本的活動之一。

智能檢驗檢測系統(tǒng)是依靠多種先進的傳感器技術為基礎且需與計算機系統(tǒng)相結合，在所需的軟件的支持下，主動完成采集數(shù)據(jù)、特征識別、處理數(shù)據(jù)以及多種分析與計算，從而達到對所需任務的測試和診斷的目的。簡而言之，該系統(tǒng)包含了計算機操作與應用技術、人工智能應用，以及采集信息、信息傳遞等多種高科技技術。

1.1 智能檢驗檢測系統(tǒng)的原理

智能檢驗檢測系統(tǒng)含有兩種訊息傳導信號，一種是系統(tǒng)內控制的訊息傳導信號，實質為傳導指令信號、狀態(tài)訊號以及控制命令訊號，由這些信號的組合產(chǎn)生各類傳導信號，對任務內容進行處理，并控制任務內容的傳播，實現(xiàn)計算機的各項功能[1]。另一種是被測的信息傳導信號，而被測的信息傳導信號在計算機應用中的傳輸一般不會發(fā)生偏差，或者在可接受范圍內出現(xiàn)偏差。

智能檢驗檢測主要基于信息理論的分級傳遞的科學原理。該理論由科學家于20 世紀70 年代提出，理論中指出該系統(tǒng)由組織部分、調控部分和操作部分組成，遵循“精度遞加伴隨智能遞減”的原則。組織部分起關鍵作用，包括了知識的加工與顯示，大部分運用在智能操控方面。而調控部分是組織部分與操作部分的中間樞紐，包含了判斷方式以智能操控和運籌學實現(xiàn)控制。操作部分是支撐整個系統(tǒng)的地基，其擁有很高的執(zhí)行精準度，且采用常規(guī)的智能操控。

1.2 智能檢驗檢測系統(tǒng)的組成

智能檢驗檢測系統(tǒng)由硬件、軟件兩大部分組成。

硬件結構包括顯示器、主機、打印繪圖機，主機由測控信息接口與之對接，并負責單機片，所需信息由傳感器調節(jié)放大，再由A/D 轉換到單機片。其中傳感器在智能檢驗檢測系統(tǒng)中起著將各種信號轉化為電信號的作用，從而實現(xiàn)系統(tǒng)對檢測數(shù)據(jù)的識別[2]。所以傳感器是智能檢驗檢測系統(tǒng)的關鍵信息傳遞工具，它的性能可影響智能檢驗檢測系統(tǒng)的工作效率。傳感器的工作流程如圖1 所示。

圖1 傳感器的工作流程

軟件結構包括系統(tǒng)軟件、程序設計語言、應用軟件、軟件包、數(shù)據(jù)庫等部分。如圖2 所示，系統(tǒng)軟件下又分為監(jiān)督系統(tǒng)、應用程序、編輯程序、翻譯程序等；程序操作功能分為機器操作功能、編輯功能、高級功能等。其中最為重要的就是程序設計語言，其為計算機的基礎語言記號，同時也是計算機的基本規(guī)則。

圖2 計算機的軟件系統(tǒng)構成

2 智能檢驗檢測系統(tǒng)的應用技術

2.1 各種方法的綜合集成

2.1.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡檢測控制技術

可拆分為神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊網(wǎng)絡這兩種智能操作控制技術，可以模擬人的一般行為，解決非復雜的、不可確定的智能化問題。

2.1.2 模糊專家檢測控制技術

模糊專家檢測控制技術是一種高級策略和新奇技術，一些復雜對象或過程難以用物理及化學的已有規(guī)律來解釋，或者說從根本上沒有可以解釋的手段，以致不能為其建立基本模型，所以通過推測人的一般行為和正常思維下的抉擇來使系統(tǒng)檢測更加的可控、合理。

2.1.3 多信息融合技術

計算機利用多功能傳感器將信息顯示出來并分析與加工，從而得出判斷和估計任務所需的信息加工手段。

2.1.4 數(shù)據(jù)搜索和挖掘技術

一種可以對數(shù)據(jù)進行加工的智能技術，能夠在大量隱藏數(shù)據(jù)中準確提取到需要的信息，一般應用于提取事先不知道卻有隱含信息的數(shù)據(jù)。

2.1.5 神經(jīng)網(wǎng)路攝影控制技術

根據(jù)樣板確定的簡單且基本不變的系統(tǒng)經(jīng)典操作原理，該技術主要采用幾乎常規(guī)化的工程操作方式。

2.2 基于規(guī)則的仿人智能檢測控制

仿人智能檢測控制的核心在于控制和檢測的過程中，根據(jù)計算機模擬人的行為功能，最大限度的利用和識別控制系統(tǒng)動態(tài)過程提供的特征信息，進行推理和啟發(fā)，實現(xiàn)對精確模型對象的有限的檢測控制，即通過特征識別來判斷當前的特征狀態(tài)，確定控制的策略，進行多模態(tài)的控制。

3 研究智能檢驗檢測系統(tǒng)的意義與方向

3.1 研究智能檢驗檢測系統(tǒng)的意義

隨著智能檢驗檢測技術在近幾年新型產(chǎn)業(yè)中的使用率高速增長。其發(fā)展的核心將更加智能，網(wǎng)絡應用更加全面。在各領域高度發(fā)展的情況下，智能檢驗檢測系統(tǒng)已有著不可替代的作用，在覆蓋面大、多而雜亂的任務中，其效率比人工效率高；在檢驗有放射性物質、核污染等高風險環(huán)境中，也比人工安全。所以智能檢驗檢測系統(tǒng)與人類生活息息相關，并不斷發(fā)展與進步，這對于國家經(jīng)濟水平的持續(xù)增長也將起到促進作用。

3.2 智能檢驗檢測系統(tǒng)的研究方向

3.2.1 從智能檢測技術的多種應用方面進行研究

現(xiàn)在由于智能技術的飛速發(fā)展，智能檢驗檢測技術已被基本運用于大多數(shù)產(chǎn)業(yè)，如智能工業(yè)、核能、信息業(yè)等方面。拿日常生活來說，當戶外工作或上學的人群口渴，要到附近的自動販賣機購買想要喝的飲品時，購買者只需要點擊屏幕上對應的圖片后，機器便可以通過智能檢驗檢測技術對圖片上的信息進行提取，經(jīng)過處理后，再使用智能檢驗檢測技術對前期后臺存儲的所有飲品的關鍵信息進行檢索，將與之匹配的飲品找到后，便可以很快讓顧客拿到想要的飲品。而得益于智能檢驗檢測技術的不斷發(fā)展，完成上述操作大約只需要1 秒～2 秒左右。

3.2.2 從當下智能檢驗檢測系統(tǒng)的不足方面進行研究

當下智能檢驗檢測系統(tǒng)的顯示與操作還是太過復雜，讓一部分低學歷人員在使用程序上望而卻步，且在一些專業(yè)上有非常大的誤差。購買洗衣機便是一個典型的案例：客戶在挑選洗衣機時，其內心最優(yōu)先考慮的一定是洗衣機的實用性?？煽蛻粼谫徺I時，尤其是在網(wǎng)上挑選時，并不能將“實用”二字放入搜索欄中，因為這個詞是所有洗衣機在販賣時都會具有的宣傳關鍵詞，這便讓客戶挑選時感到苦惱。還有一些洗衣機在進行甩干任務時，因為智能檢驗檢測技術的誤差，令一些衣物摸起來還有很明顯的水分，可洗衣機卻自動判定為已經(jīng)甩干，這對消費者同樣造成了很大的煩惱。

3.3 全面研究智能檢驗檢測系統(tǒng)

深度剖析針對智能檢驗檢測系統(tǒng)的構成及該系統(tǒng)所運用的各項技術原理，從基本科學到高深科學技術，都必須認真理解。智能檢驗檢測系統(tǒng)牽一發(fā)而動全身，必須詳細客觀。

4 結束語

綜上所述，智能檢驗檢測系統(tǒng)的研究是非常復雜且困難的。因此，研究智能檢驗檢測系統(tǒng)要在其組成、原理等各種科學技術層面進行深層次的分析，再針對智能檢驗檢測系統(tǒng)現(xiàn)有的不足提出合理改進方案，把前者作為前提，后者作為基礎。把這兩項全部了解透徹，將對我國智能檢驗檢測系統(tǒng)的發(fā)展起到促進作用。