吳勇 劉則洋

（陜西省計量科學(xué)研究院，陜西西安 710100）

智能檢驗檢測是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，但由于檢驗?zāi)芰τ邢?，檢測結(jié)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(jì)的發(fā)展水平。所以，設(shè)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(jié)果的總稱，運用微型處理系統(tǒng)，同時以計算機(jī)作為主要控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)的傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)且需與計算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)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(dá)到對所需任務(wù)的測試和診斷的目的。簡而言之，該系統(tǒng)包含了計算機(jī)操作與應(yīng)用技術(shù)、人工智能應(yīng)用，以及采集信息、信息傳遞等多種高科技技術(shù)。

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(dǎo)信號，一種是系統(tǒng)內(nèi)控制的訊息傳導(dǎo)信號，實質(zhì)為傳導(dǎo)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(dǎo)信號，對任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行處理，并控制任務(wù)內(nèi)容的傳播，實現(xiàn)計算機(jī)的各項功能[1]。另一種是被測的信息傳導(dǎo)信號，而被測的信息傳導(dǎo)信號在計算機(jī)應(yīng)用中的傳輸一般不會發(fā)生偏差，或者在可接受范圍內(nèi)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(xué)原理。該理論由科學(xué)家于20 世紀(jì)70 年代提出，理論中指出該系統(tǒng)由組織部分、調(diào)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(guān)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(diào)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(xué)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(zhǔn)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(jié)構(gòu)包括顯示器、主機(jī)、打印繪圖機(jī)，主機(jī)由測控信息接口與之對接，并負(fù)責(zé)單機(jī)片，所需信息由傳感器調(diào)節(jié)放大，再由A/D 轉(zhuǎn)換到單機(jī)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(zhuǎn)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(guān)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(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)軟件、程序設(shè)計語言、應(yīng)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(yīng)用程序、編輯程序、翻譯程序等；程序操作功能分為機(jī)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(shè)計語言，其為計算機(jī)的基礎(chǔ)語言記號，同時也是計算機(jī)的基本規(guī)則。

圖2 計算機(jī)的軟件系統(tǒng)構(gòu)成

2 智能檢驗檢測系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)

2.1 各種方法的綜合集成

2.1.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測控制技術(shù)

可拆分為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊網(wǎng)絡(luò)這兩種智能操作控制技術(shù)，可以模擬人的一般行為，解決非復(fù)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(shù)

模糊專家檢測控制技術(shù)是一種高級策略和新奇技術(shù)，一些復(fù)雜對象或過程難以用物理及化學(xué)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(shù)

計算機(jī)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(wù)所需的信息加工手段。

2.1.4 數(shù)據(jù)搜索和挖掘技術(shù)

一種可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工的智能技術(shù)，能夠在大量隱藏數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確提取到需要的信息，一般應(yīng)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(shù)

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(shù)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(jī)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(jìn)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(dāng)前的特征狀態(tài)，確定控制的策略，進(jìn)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(shù)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(luò)應(yīng)用更加全面。在各領(lǐng)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(wù)中，其效率比人工效率高；在檢驗有放射性物質(zhì)、核污染等高風(fēng)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(guān)，并不斷發(fā)展與進(jìn)步，這對于國家經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長也將起到促進(jìn)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(shù)的多種應(yīng)用方面進(jìn)行研究

現(xiàn)在由于智能技術(shù)的飛速發(fā)展，智能檢驗檢測技術(shù)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(dāng)戶外工作或上學(xué)的人群口渴，要到附近的自動販賣機(jī)購買想要喝的飲品時，購買者只需要點擊屏幕上對應(yīng)的圖片后，機(jī)器便可以通過智能檢驗檢測技術(shù)對圖片上的信息進(jìn)行提取，經(jīng)過處理后，再使用智能檢驗檢測技術(shù)對前期后臺存儲的所有飲品的關(guān)鍵信息進(jìn)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(shù)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(dāng)下智能檢驗檢測系統(tǒng)的不足方面進(jìn)行研究

當(dāng)下智能檢驗檢測系統(tǒng)的顯示與操作還是太過復(fù)雜，讓一部分低學(xué)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(jī)便是一個典型的案例：客戶在挑選洗衣機(jī)時，其內(nèi)心最優(yōu)先考慮的一定是洗衣機(jī)的實用性。可客戶在購買時，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(jī)在販賣時都會具有的宣傳關(guān)鍵詞，這便讓客戶挑選時感到苦惱。還有一些洗衣機(jī)在進(jìn)行甩干任務(wù)時，因為智能檢驗檢測技術(shù)的誤差，令一些衣物摸起來還有很明顯的水分，可洗衣機(jī)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(gòu)成及該系統(tǒng)所運用的各項技術(shù)原理，從基本科學(xué)到高深科學(xué)技術(shù)，都必須認(rèn)真理解。智能檢驗檢測系統(tǒng)牽一發(fā)而動全身，必須詳細(xì)客觀。

4 結(jié)束語

綜上所述，智能檢驗檢測系統(tǒng)的研究是非常復(fù)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(xué)技術(shù)層面進(jìn)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(jìn)方案，把前者作為前提，后者作為基礎(chǔ)。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(jìn)作用。