星空体育:智能制造论文十篇
文章出处:本站 人气:发表时间:2024-05-14 15:42
智能制造论文篇1
关键词DSS;智能化;知识获取
一、引言
随着Internet和多媒体技术等的飞速发展,制造业也朝着数字化、网络化、智能化、集成化、柔性化的方向发展,并由此涌现了各种先进制造概念与模式,如敏捷制造、虚拟制造、绿色制造、虚拟样机、动态联盟、企业重组等等。它们的共同之处是其整个过程涉及的领域非常广泛,不仅与设计制造技术有关,也与信息技术、计算机技术、经营管理与决策系统技术、现代管理技术等相融合,是新兴的多学科交叉领域。
因此,必须采用跨越式发展的方式,融合信息技术、现代管理技术、计算机技术和制造技术,从系统管理、产品开发设计方法/技术与技术装备等诸方面采取综合措施,为了支持现代制造业的整个组织管理决策过程,迫切需要研究和开发新一代的DSS。
本文就是在介绍当前DSS发展概况的基础上,根据现代制造模式的特点,研究了面向现代制造领域的DSS应具备的功能、结构、协调机制、系统层次与实现方式,最后展望了其发展方向。
二、DSS发展现状
DSS从其产生以来,其发展已从最初仅通过交互技术辅助管理者对半结构化问题进行管理一直到运算学、决策学及各种AI技术渗透到其中的各种实用DSS出现,其应用涉及到多个领域,并成为信息系统领域内的热点之一。但是传统DSS投入应用的成功实例并不多,原因一方面是因为基于传统DBMS的DSS只能提供辅助决策过程中的数据级支持,而现实决策所需的数据却往往是分布、异构的;另一方面是实际中大多DSS的应用对决策者有较高的要求,不仅要有专业领域知识也要有较高的DSS构模知识;因此针对不同的社会需求,提出了多种类型的DSS,有智能决策支持系统、分布式决策支持系统、群体决策支持系统、组织决策支持系统、自适应决策支持系统、战略决策支持系统等等,这些系统的提出与实现,各自适用于不同的场合,都在不同程度上满足了新的决策形势的需求。以下将对当前最主要的几种DSS发展加以概括论述。
2.1分布与群体决策支持系统
分布决策支持系统(DistributedDecisionSupportSystem,DDSS)与群体决策支持系统GroupDecisionSupportSystem,GDSS)均是八十年代来DSS研究与应用的热门方向,满足在制造业发展虚拟企业、网络化制造的需求。其中DDSS是对传统集中式DSS的扩展,是分布决策、分布系统、分布支持三位一体的结晶。GDSS则是面向群体活动的,它为群体活动提供沟通支持、模型支持及机器诱导的沟通模式3个层次的支持。GDSS与DDSS既有区别又有联系,前者是对个体决策支持系统的扩展,后者则是相对于集中式DSS而言的,两者研究的重点和关注的焦点有所不同。GDSS对群体决策的支持既可是集中式决策,又可是分布式决策。但通常情况下,群体决策是在分布环境下实施的,这就决定了GDSS与DDSS有着非同寻常的联系。GDSS大多采用分布式和分散式结构,系统支持“水平方向”分布式处理,即支持对数据对象的远距离操作;系统还支持“垂直方向”的分散式处理,即通过在用户和各应用层之间的接口,来实现各个应用领域的功能。
DDSS与GDSS的这种特性使其在企业动态联盟、网络化制造、CSCW、医疗等领域得到了充分的应用。有学者就针对企业动态联盟开发了一个决策支持系统,该群体决策支持系统采用开放式体系结构,既可以独立使用,也可以与AVE组织建立辅助工具联合使用。整个系统可根据具体AVE问题建立不同类型的决策模型与决策知识,并通过决策支持系统通用开发工具定义各类决策功能对象,从而添加进系统,形成针对某类制造企业的部分通用AVE组织管理群体智能决策支持系统。而且系统的决策模型、知识与参考模型库亦将随着时间的增加不断扩充,适合基于Internet的计算机协同工作环境进行群体决策,为建立动态联盟的动态组织管理全过程提供问题求解与决策支持。
2.2组织决策支持系统ODSS
组织决策支持系统(OrganizationalDecisionSupportSystem,ODSS)是针对目前的多人规模管理决策活动已不可能或不便于用集中方式进行而产生的,它要求在更高的决策层和更复杂的决策环境下得到计算机的支持。对ODSS迄今为止还没有一个统一的概念,但可通过其规模与其它类型的DSS区别开来,并且在要求上也与其它形式的DSS不同,它支持一个组织中多个不同功能领域和不同层次的决策任务,而非关注于针对一个决策问题的单个决策者或一个决策组。ODSS主要是在分布式环境中,用户可以通过系统从不同区域独立、并行对其他用户进行访问、交流。
一般说来,ODSS应具有如下特征:1同时涉及公共数据和私有数据,同时涉及公共模型和私有模型;2一个ODSS可以跨越多个组织部门;3注重对决策者的内容支持(即提供分析工具帮助决策者进行问题分析),也注重对决策者的过程支持(即创建决策分析环境,支持决策者完成其决策过程中的各种活动);4打破功能领域;5打破递阶层次;6有一组支持信息/过程任务的工具包,依赖计算机技术。
ODSS的上述特征使其在制造领域及CSCW领域中的得到了重视与应用。目前面向机械制造领域的ODSS的研究重点在于,根据当前网络协同设计特性,将Agent技术的分布式智能控制方法与ODSS的分布特性结合起来,利用多智能体系统适于求解功能或地理上分布的复杂问题和问题求解及推理中出现的有争议的问题特点,来完成异地协同设计与制造的协作策略、知识共享和冲突消解等问题,提高整个ODSS的智能化程度,以适应于当前网络化、分布式的计算环境。如通过采用Agent封装、改造和扩展原有决策支持系统的问题部件、数据部件和模型部件,使整个系统具有更高的柔性。
2.3自适应决策支持系统
自适应决策支持系统(AdaptiveDecisionSupportSystem,ADSS)是针对信息时代多变、动态的决策环境而产生的,它将传统面向静态、线性和渐变市场环境的DSS扩展为面向动态、非线性和突变的决策环境的支持系统,用户可根据动态环境的变化按自己的需求自动或半自动地调整系统的结构、功能或接口。对ADSS研究主要从自适应用户接口设计、自适应模型或领域知识库的设计、在线帮助系统与DSS的自适应设计四个方面进行,其中问题领域知识库的建立是ADSS成功与否的关键,它使整个系统具有了自学习功能,可以自动获取或提练决策所需的知识。对此,必须给问题处理模块配备一种学习方法或在现有DSS模型上再增加一个自学习构件。归纳学习策略是其中最有希望的一种学习方法,可以通过它从大量实例、模拟结果或历史事例中归纳得到所需知识。此外,神经网络、基于事例的推理等多种知识获取方法的采用也将使系统更具适应性。
市场环境变化及产品开发过程是混沌的,因此有学者提出一种支持先进制造模式的基于自组织的决策模式及决策支持系统,系统以协同论和分形理论等自组织理论为基础,具有自学习、自适应、自身动态重组、适应混沌环境的能力。从而使企业在湍流、混沌的复杂非平衡环境下,适时、快速地设计新产品、重构制造系统,再造经营过程。
2.4基于数据仓库的DSS
在制造领域中,产品开发需要全面的、大量的信息,包括需求信息、竞争情报、管理信息、产品数据等等,并且很多信息要从分布、异构的海量数据中挖掘而得,传统的DBMS难以满足这一需求。因此基于数据仓库(DataWarehouse,DW)的DSS应运而生。数据仓库系统作为面向主题的、集成的、在一定周期内保持稳定的、随时间变化的,用以支持企业或组织决策分析的数据的集合,可将来自各个数据库的信息进行集成,从事物的历史和发展的角度来组织和存储数据,供用户进行数据分析,并辅助决策支持,为决策者提供有用的决策支持信息与知识。数据仓库技术不是一种单一的技术或软件,它融合了数据库理论、统计学、数据可视化和人工智能技术等多项研究领域,在大量数据中发现有价值的知识,用于决策支持和预测未来。因此基于这一技术的决策支持系统为决策支持系统提供了可取的数据组织方式、为决策人员提供了强有力的支持工具,能有力地推动决策的现代化进程。
基于数据仓库理论与技术的DSS的研究与开发尚处于起步阶段,但已得到了众多学者的重视,其主要研究课题包括:①DW技术在DSS系统建立中的应用以及基于DW的DSS的结构框架;②采用何种数据挖掘技术或知识发现方法来增强DSS的知识源;③DSS中的DW的数据组织与设计及DW管理系统的设计。总的说来,基于DW的DSS的研究重点是如何利用DW及相关技术来发现知识以及如何向用户解释和表达知识,为决策支持提供更有力的数据支持,有效地克服传统DSS数据管理难与忽视历史数据等问题。
2.5其它类型的DSS
DSS还有多种其它的形式,但它们均是从某个方面或某个过程出发对传统DSS进行改进而得到的,较出名的智能决策支持系统(IntelligentDecisionSupportSystem,IDSS),另外还有支持高层决策的战略决策支持系统(SDSS)、决策支持中心(DSC)、执行信息系统(ExecutiveInformationSystem,EIS)、强调激发决策者灵感与创造力的积极型决策支持系统(ActiveDSS)等等;而从技术方面则注重引入Agent技术或群件、组件技术将各种形式的决策支持系统扩展为面向Intranet/Internet的DSS。
三、进一步研究方向
综上所述,DSS研究走过二十几年的历程,目前正处于蓬勃发展的阶段。结合现代制造业与当前DSS的发展概况,笔者认为DSS及其相关领域将结合计算机网络、AI等领域的新发展,向着以下方向发展:
1)在Inter/Intranet环境下,体系结构朝着分布、分层、并行的三层结构方向发展。为了满足虚拟企业敏捷度要求并符合合作企业高度自治的特点,系统应具有较强的模型重组能力,并且各个决策单元可以独立工作,也可在求解过程中动态组合。系统的知识子系统可对整个系统进行协调、管理、控制和冲突消解,整个系统具有良好的可扩充性、可修改性。
2)随着决策环境的越趋复杂,一方面需进一步提高DSS本身的智能,另一方面人机合作和人人交流将是进行系统开发的重点;并且在一定时期内,重点应将DSS的基于逻辑和符号处理的理性决策能力与人类的直觉决策能力相融合,充分发挥人机各自优势来解决复杂决策问题;
3)鉴于充足的数据源是DSS有效发挥作用的基础,各地分布、异构知识源的获取、表达、管理与应用将成为研究重点。整个系统应支持多种知识表达方法和推理方法,支持结构化数据和非结构化数据共存,将目前基于模型和数据库的DSS从过去仅将“数据”视为数值转移到支持建立基本文档的DSS。需要集成DW、DM与OLAP及其它KDD知识获取方法,将各类分布、异构的知识源集成起来,为决策者提供各种类型的、有效的数据分析,起到决策支持的作用。
参考文献
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智能制造论文篇2
论文摘要:智能制造是当今世界制造业的重要发展方向,它在全球范围内都得到了广泛的应用和研究。文章从对智能制造的定义开始,介绍了智能制造的概念以及智能制造系统的特点及应用,然后通过分析智能制造在国内外的发展,结合我国实际情况介绍了智能制造在我国的发展趋势。
1智能制造简介
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。以智能制造技术(Intelligent Manufacturing Technology,IMT)为基础组成的系统叫做智能制造系统(Intelligent Manufacturing System,IMS),它具有以下特征:
①具有获取信息并以此来决定自身行为的能力。要具有获取信息并以此来决定自身行为的能力,也就是需要智能系统对信息具有一定的分辨能力,这要求系统的模型必须建立在相应的知识库上,系统运用知识库来决定自身行为。
②实现人机一体化。实现人机一体化就是使人和智能机器在制造过程中相互协作,在此系统中不能把人间单的当作操作者来看待,要意识到此时人和智能机器是平等的,可以认为他们是为了完成某些项工作而进行合作的两个个体,他们需要做的就是运用各自的特长来完成任务。
③拥有学习能力和自我维护能力。产品制造是在不断发展和变化的,因此在制造过程中所需要的知识也不断的增加,同时在运行过程中不可避免的会出现故障,为了更好的适应社会对产品制造的要求,需要智能制造系统拥有学习能力和自我维护能力。
智能制造在现代制造业中应用广泛,主要包含产品智能设计、加工过程智能监控、产品在线智能测量、机器故障智能诊断、制造系统的知识处理与信息处理、制造系统的智能运行管理与决策等方面。
2智能制造在中国制造业的应用现状及发展趋势
2.1国内外智能制造的发展状况
自20世纪80年代智能制造提出以来,世界各国都对智能制造系统进行了各种研究,首先是对智能制造技术的研究,然后为了满足经济全球化和社会产品需求的变化智能制造技术集成应用的环境——智能制造系统被提出。智能制造系统是1989年由日本提出的,随后还于1994年启动了先进制造国际合作项目,包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等[1]。近年来,各国除了对智能制造基础技术进行研究外,更多的是进行国际间的合作研究。 在我国对智能制造的研究也早在上世纪八十年代末就已开始。在最初的研究中在智能制造技术方面取得了一些成果,而进入21世纪以来的十年当中智能制造在我国迅速发展,在许多重点项目方面取得成果,智能制造产业也初具规模。总的来说我国在智能制造方面的发展是不错的,近年来国家和各大制造企业对智能制造的发展也越来越重视,越来越多的研究项目成立,研究资金也大幅增长。
2.2智能制造在我国的发展趋势
在我国制造业未来的发展中,智能制造必将扮演更加重要的角色。我国必将由制造大国向制造强国转变,这就要求我国制造业由粗放型向集约型转化,这就要求我们必须控制能源消耗的增长,而通过智能制造系统能够更加充分的利用原材料,有助于我国制造业向集约型转化。要发展好智能制造,我们首要的任务是尽快建立起智能制造的理论体系,理论体系是整个智能制造的基础,也是全面发展智能制造的前提。在建立理论体系的同时技术体系也要相应的建立起来,智能制造系统是以智能制造技术为基础建立起来的,它以智能制造技术为基石。最后,结合我国制造业实际情况,建立符合我国制造业发展需要的特色智能制造系统。
3结语
随着全球制造业的发展,智能制造也将随之不断发展,这是制造系统由能量驱动型转变为信息驱动型所带来必然的结果。在这个全球化的智能制造浪潮中,我国当然也不落人后,我国一些高等院校已进行相关研究,随着国家和各大制造企业对智能制造的认识加深,相信将会有越来越多的人力物力将会投入智能制造的研究当中,最终得以在全国范围形成浓厚的研究氛围,国家、企业、高校之间相互合作,统筹规划、集中优势,最终形成符合我国制造业发展的智能制造系统。
智能制造论文篇3
李旭杰,男,(1986.12),山东平度人,曲阜师范大学文学院,语文课程与教学论方向研究生。
摘要:当前语文学科在教学中遇到的一个突出问题,就是如何做到因材施教。针对这个困扰语文教育工作者的问题,本文试图通过多元智力理论的启示,初步探索此问题的解决途径。
关键词:语文教学;多元智力理论; 因材施教
笔者的访谈对象是一位高中语文教师,已从教9年,现为文学院教育硕士。针对笔者的问题(您在教学中面临的最大的困难是什么?)这位老师的回答为:学生类型多种多样,很难把握他们的个性,在教学中难以做到因材施教。
针对上述问题,笔者通过搜集和查阅资料,依据教育心理学中学过的多元智力理论,初步探索了解决问题的方法和途径。
所谓“学生类型多样”指的是学生在心理上的个性差异,包括性格、兴趣、能力等,表现为在学习中主要就是学习方式方法、学习结果上的差异。正因为如此,加上客观上我国班级人数相对较多,教师才难以准确了解到每个学生的个性特点,也就难以为每个学生的学习和成长提供具有针对性的指导,进而不能满足学生个性发展的需要,以至于造成部分学生的“边缘化”和严重的课堂教学不公平。因此,笔者认为教师十分有必要加深对“因材施教”的理解和学习,而加德纳的“多元智力理论”对帮助教师贯彻因材施教有一定的启发。
一、 多元智力理论
(一)智力的含义
加德纳在他的《智力的结构》一书中给出了智力的定义,即“智力是在某种社会或文化环境的价值标准下,个体用以解决自己遇到的真正难题或生产及创造出所需要的能力”。在加德纳看来,智力并非传统智力的定义所指的那样以语言能力和抽象逻辑思维能力为核心,而是在实际生活中,面对错综复杂的事物能够发现问题、提出问题和解决问题的能力。
(二)多元智力理论的内容
加德纳认为人的智力是多元的,每个人智力的类型和特点虽然各不相同,但至少具有九种智力,即言语―语言智力、数理―逻辑智力、视觉―空间智力、音乐―节奏智力、身体智力、人际交往智力、自我反省智力、自然观察智力和存在智力。
智力是以组合的方式而存在的,每个学生都是多种智力组合的个体,并且这九中智力在每个学生的身上以不同的方式、不同程度的组合使得每个人的智力各具特点,每个学生也都是有个性的个体。只有适当的教育可以使每种智力都能发展到较高的水平。
(三)多元智力理论的特点
1.多元性
这九种智力要素是每个人都同时拥有的,九种智力同等重要,应给予同等的关注,个体在解决问题的过程中,仅靠某一两种智力是无法完成任务的。不能只关注学生的语言、抽象逻辑智力。
2.差异性
尽管每个人同时拥有相对独立的九种智力,但由于受遗传、环境、教育和个体努力程度等的影响和制约,不同的人形成了不同的优势智能和弱势智能的组合,因此每个人的智力类型各具特征。这表明了,学生之间不存在智力的高低问题,只是不同的学生具有不同的认知发展水平和认知方式。
3.开发性
在加德纳的多元智力理论看来,个体智力的发展受到环境,包括社会环境、自然环境和教育条件的极大影响和制约,人的多元智力发展的关键就在于开发。因此,要想帮助一个学生开发其潜能,学校教育的宗旨就是组织各种不同类型的教学活动和多种教学手段,开发学生的多种智力,帮助学生发现其优势智力,促进全面发展。
4.实践性
从本质上讲,解决实际问题的能力(实践能力)也是一种创造能力,因为它需要综合运用多方面的智力和知识创造性地解决现实生活中无例可循的新问题。学生的实践能力和创造能力是及其重要的。
二、 多元智力理论对教学的启示
(一)教师要树立尊重差异、各尽其能的学生观
每个学生都或多或少具有九种智力,只是组合和发挥程度不同,每个学生都有自己的个性和适合自己的认知方法,学校里不存在“天才”和“弱智”。教师要树立这样一个信念:每个学生都会在某一方面或几方面有其特殊的潜力,只要给予恰当的教育,让他们获得平等、全面的发展,每个学生都能成为社会所需要的不同类型的人才。
(二)教师应建立多样化的课程体系
多元智力理论要求教育教学围绕九种智力展开,教师应为学生创造多种多样的发掘和展示其多种智能的情境,给每个学生以多样化的选择,使其扬长避短,从而激发个人的潜力,充分发展每个人的个性。那么就要增设选修课或组织课外活动等,每个学生都能找到适合自己智力组合的课程和学习方式。
(三)教师要注重个性化教学
教师依据学生各种智力的特点,了解每个学生的认知风格,发现他们的智力特长,找到个性化的教学方法,力求给学生主体性发挥的机会。
(四)教师应构建发展性评价机制
首先要对学生发展持积极乐观的态度,积极探索各种智力评价方法,力图给学生公正和积极的评价。其次,建立“在学中评”的评价机制,即全过程评价制度,随时随地对学生进行评价,使评价成为学习环节的一个重要组成部分。
三、 多元智力理论对语文教学因材施教的启示
(一)以内容为导向指导教学
语文教师在每次授课时最好确立一个主题,决定该次授课应着力发展哪些学生的哪些潜能。例如,要发展言语―语言智力,就要重点引导这样的学生多体会文学经典中的高雅语言,反复揣摩字词句,总结语言现象规律和使用技巧等;发展视觉―空间智力和自然观察力,就要把雄峰峻岭、长河落日、秀木繁花等图片插入到教学课件中;要发展学生的自我反省能力,就要引导学生体验课文中任务的命运和悲欢离合,以达到心灵的陶冶、性情的磨砺。
(二)以学生为中心确立教学方法
要做到因材施教,就要创造适合每个学生的教育方法。语文教师在安排教学活动时要兼顾多领域的学习内容,利用多元智力理论营造有利于多种智力开发的情境,并扬长避短,让每个学生的多种智力能协调发展。
(三)及时肯定学习成果,注重综合性、发展性评价
在语文教学中,教师要给倾向不同智力的学生以展示的场合和时间,在学生通过其优势智力体验到成功时,要及时对他们的成果进行肯定。同时还要注意评价目标的多元化、评价方式的交互化、评价过程的个别化与评价结果的模糊化。
综上所述,作为教育心理学的重要理论成果,多元智力理论为中学语文教师的因材施教提供了有益的启示。(曲阜师范大学文学院;山东;曲阜;273165)
参考文献:
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智能制造论文篇4
关键词:无人值守;配电站;智能化系统;改进
中图分类号:TP212.6文章标识码:A
数字化变电站在我国全面建设智能电网的大好形势下获得前所未有的进步与发展。为了确保新型智能化电力设备的经济、高校、安全运行,应放眼正常操作、操作步骤、处理事故的方法等等,对适合智能化变电站的运行维护技术进行新的探索和研究,以提升事故的决策能力与处理经验。为了智能化变电站的可靠供电与稳定、安全运行提供保障,并提高新的技术在智能化变电中应用的适应性,变电中所面临的是如何维护智能化变电中的状态正常运行。以先进的分析技术、信息化、自动化为前提,对输电网的安全稳定、控制、调节、保护、测量等功能进行高效、可靠、灵活的操作,最终提高电网的资源优化配置水平、可靠性、灵活性、安全性等,这就是智能化变电站所要实现的目标。通过先用先进的职能设备,智能化变电站实现了整体变电站的通信平台网络化、信息共享标准化、信息数字化。通过使用智能设备,变电站实现了计量、检测、保护、控制、采集、测量等一些列常规功能,另外还是先了设备的智能评估和在线监测。
一、智能化改造前概况
500kV某数字化变电站工程是一座全面采用IEC61850标准及其GOOSE技术的国家电网公司的数字化变电站示范工程。一般变电站示范工程更注重于可靠、安全、可推广,而不同于一般的变电站试点工程。500kV兰溪变是本着“积极稳妥,有序推进!”的原则在成功实施基于IEC61850标准的试点工程基础上稳步向前迈进的一大步。500kV某数字化变电站工程于2009年7月9日顺利投产。500k兰溪变实现全站网络跳合闸,实现不同厂家继电保护、监控等智能化设备的互联互通,解决了设备的互操作性问题。其中兰溪变一期工程500kV 1000MVA主变2台,500kV出线2回,220kV出线8回(两回尚未投产),35kV电容器一组,电抗器2台,所用变3台。采用典型的500kV接线形式:500kV一个半断路器接线,220kV双母线双分段接线。
二、 智能化改造工程内容
1、智能化改造目标
1)打造数据全景的信息一体化平台:供各高级应用子系统进行统一、标准化、规范化的数据存取访问及向调度系统进行上送。
2)研发高级应用功能:在信息一体化平台之上实现智能开票、一键式顺序控制、智能预警与故障综合分析、源端维护、一次设备智能诊断等高级应用功能。
3)实现主设备的智能化:改造应用电子式互感器;研发安装变压器、高压断路器在线监测装置,并开发智能组件,实现高压场就地布置;研发、安装35kV智能组合开关;研发、安装全站避雷器在线监测装置。为状态检修、输变电状态监测系统服务。
4)实现辅助系统智能化:开发智能巡视系统,实现开关闸刀位置检查和对一次主设备红外测温等功能;实现电子围栏、空调、门禁、火警、积水、户外柜温湿度、烟感、温感等辅助系统智能监控;实现接地线、紧急解锁钥匙智能管理;应用太阳能板和屋顶光伏发电技术提供站用应急电源;对站内照明系统进行改造,实现绿色照明;实现户外柜内温度及工作环境的智能调节。为智能化的运行巡视无人值班提供前提条件。
2、信息一体化平台
500kV某变电站信息一体化平台主要用于将变电站内的实时监控SCADA子系统、故障录波子系统、电能量子系统、在线监测子系统、视频安防等辅助子系统的各种数据源进行统一接入、统一存储、统一处理等综合管理,建立统一的变电站数据处理平台,为各智能应用和远方系统提供标准化规范化的信息访问接口。
3、实现智能告警与故障综合分析功能
智能告警的实现通过对全站采集的海量的模拟量、开关量等信息进行过滤、挖掘分析,运用单事件告警关联与多事件高级智能推理技术,研究告警信号之间的逻辑关联,给出简明扼要的告警信息,以及相应的建议。
故障信息综合分析功能提供故障诊断和定位(包含故障相别、故障测距、故障电流等)、设备动作情况的监视和评判(包含保护动作情况,重合闸动作情况等),提出可行的故障处理建议方案,提交完整的故障分析简报。
4、实现一次设备智能诊断 主要实现功能: 1)基于信息一体化平台获取一次设备在线监测的数据; 2)对被监测一次设备的测量数据进行统计,形成实时、小时、日、周、月数据曲线; 3)综合利用设备测量结果的横向与纵向比较,结合环境条件,判断设备的运行状况,实现一次设备的状态可视化;
4)以模块形式嵌入一体化平台,独立运行。
5、自主研究开发智能巡视系统
智能巡视系统由智能巡视小车和智能巡视控制分析后台组成;智能巡视小车安装视频摄像头,用于视频监视,安装红外摄像头,定期对主变进行红外测温,监测变压器油枕、变压器套管、本体和连接引线的红外测温情况;对隔离开关定期进行红外测温,定时自动测量检查刀闸的各关键部位的温度,为一次设备状态监测实时监测评估提供基础数据;智能巡视小车具有移动定位功能,利用二维坐标定位系统,通过控制软件和预先设置的设备坐标,将智能巡视小车准确定位至高压场的预定位置;与顺序控制功能互动,在需要操作某设备时,自动将小车运行至现场设备附近,取代运行人员核对设备操作后状态。
控制分析后台负责控制巡视小车的动作行为,接收小车拍摄的视频和红外图像进行图像识别、温度识别等工作。500kV某变电站在控制分析后台还开发了IEC61850模型与服务接口,与信息一体化平台、监控后台实现互动。自动完成一键式顺序控制,定期上传设备巡视结果。
三、 结语
本次500kV某变电站智能化改造试点工程在原有数字化变电站的基础上,通过对一、二次设备、高级应用功能及辅助系统等进行智能化升级改造,优化了信息采集及交换方式,有效整合了信息资源,提高了变电站的资源优化配置和抵御各种事故风险的能力,构建了具有信息化特征的一体化平台,实现了具有自动化特征的主设备智能化,开发了具有互动化特征的源端维护、智能巡视等功能,初步形成了如何将常规或数字化超高压变电站改造为智能变电站的典型方案和经验体系,为超高压变电站的智能化升级改造起到了典型示范作用。
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智能制造论文篇5
【关键词】智能控制;机电一体化;应用
机电一体化技术是指将机械技术、微电子技术、电力电子技术、信息技术等多种技术融合在一块的并且用于实际的综合技术。随着机电一体化的发展,机电一体化系统对控制的技术水平要求越来越高,原来的控制技术已经不能满足机电一体化系统的要求,因此,人们开始将目光投向发展比较迅速的智能控制,期望通过智能控制,达到机电一体化系统的控制目的。因此,本文将分析智能控制的特点和主要方法,探讨智能控制如何在机电一体化系统中得到应用,从而更好地实现对机电一体化系统的控制。
1.智能控制
1.1 简单介绍
智能控制(intelligent controls)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史,经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段,已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来,信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透,也推动了控制科学与工程研究的不断深入,控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。智能控制综合了多门学科,比如自动控制、人工智能、信息论和运筹学等,它克服了传统控制理论的许多缺点,能够用来控制各种复杂的系统。
1.2 智能控制与传统控制的比较
首先,智能控制包括传统控制,智能控制是传统控制的高级阶段。与传统控制相比,智能控制处理信息的综合能力更强,而且能够从全局优化系统。从结构上来看,智能控制的分布式、分级式和开放式结构也比传统控制更加先进。
其次,智能控制是多门学科进行交叉的结果,因此它比传统控制在理论体系上更加完善。智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程,采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式。
再次,智能控制系统具有变结构特点,能总体自寻优,具有自适应、自组织、自学习和自协调能力。智能控制适用的对象和任务可以更加复杂、高度非线性、模型可以具有不确定性。同时智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力。
最后,智能控制系统还可以用数学表示混合控制过程,用知识描述非数学的广义模型,采用多模态控制方式,这种方式是定性决策、定量控制和开闭环控制相互结合的体现。
1.3 主要方法
目前,智能控制运用的主要方法为遗传算法控制、神经网络控制、模糊系统控制、专家系统控制、分级递阶控制、组合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理论等等。
2.智能控制在机电一体化系统中的应用
2.1 智能控制在机械制造过程中的应用
智能加工技术是利用智能束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门技术,而智能如工艺研究之所以光器是智能加工技术应用的前提条件。机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分,当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合,向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动,从机电一体化系统设计课程论文而模拟人类制造机械的活动。同时,智能控制技术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟,通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理,从而修改控制模式中的参数数据。在此过程中利用神经网络技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理,利用模糊系统所特有的模糊关系与模糊集合等特征,可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括:机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等 。
2.2 智能控制在机器人领域的应用
通常情况下,动力学中的机器人表现出的是非线性的、强耦合,而且变化具有不稳定的特征,由于信息量繁多而庞大,并且控制参数较多,需要通过智能控制来实现机器人在处理信息和参数的灵敏和快捷化。当前,智能控制技术已被广泛应用于机器人领域中的各个方面,在动力学方面,机器人是非线性、时变和强耦合的;在控制参数方面,是多变量的;在传感器信息上,是多信息的;在控制任务的要求方面,是多任务的,因此,从这些方面的分析可以得出智能控制非常适合运用于机器人领域。而且,目前在机器人领域也广泛地使用到了智能控制技术,比如机器人地行走路径规划、机器人的定位和轨迹跟踪、机器人的自主避障、机器人姿态控制等。在机器人领域,人们可以通过采用智能控制中的模糊控制、人工神经网络、专家系统技术进行环境建模和检测、机器人定位、汽车柔性制造等。为了提高机器人系统的适应能力,人们可以综合运用几种智能控制技术,例如机器人行走时可以主动的避让障碍物,还可按照规定的路径行走,其中机器人手臂可按指令完成相应预期动作。以上这些内容,都是采用了计算机神经网络智能控制技术实现的,由此可见智能控制在机器人领域中的应用也趋于成熟 。
2.3 智能控制在交流伺服系统的应用
伺服驱动装置是一种转换部件和装置,它能够使电信号转换为机械动作,并且决定着控制的功能和质量以及系统的动态性能,它是机电一体化的重要的组成部分。智能控制中电力电子技术的发展能够提高交流调速系统性能,实现直流的伺服系统向交流的伺服系统的转变。将智能控制引入交流伺服系统,能够帮助交流伺服系统应对比如负载扰动、参数时变、被控对象和交流电动机严重的非线性特性以及较强的耦合性这样一些不确定的因素,帮助交流伺服系统通过不确定的模型获得较满意的PID参数,满足系统的高性能指标要求。
常规的PID控制和智能控制技术相结合,能够形成智能PID,方法就是通过非线性的控制方式将人工智能引入到控制器,使系统的控制性能更好,并且能够不依赖控制器参数和精确的数学模型进行自动地调整,使得系统的适应性增强。
2.4 智能控制在数控领域的应用
随着科学技术的发展,我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求,不仅需要完成很多的智能功能,还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能,从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标,运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说,利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理,再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理,从而获得维修数控机械的一些指导性建议;利用模糊系统技术可以将数控机械的加工过程进行优化,对一些模糊的参数进行调节,从而更加清晰地发现数控机械出现的故障,并找出相应的解决措施。在数控领域,还可以利用遗传进化算法,找到数控系统的最佳加工路径;还可以运用智能控制中的预测和预算功能,在高速加工时加强对综合运动的控制。
参考文献
[1]王成勤,李威,孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压,2008(8).
[2]李景涛,韩英.机电一体化技术及其应用研究[J].机械管理开发,2010(01).
智能制造论文篇6
关键词 职业教育智库;“中国制造2025”;职业教育改革
中图分类号 G719.2 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2017)06-0041-04
一、引言
(一)时代背景:“中国制造2025”战略的提出
2015年5月由总理签批、国务院印发的《中国制造2025》是我国在制造业领域实施的第一个十年行动规划。文件指出,“人才是建设制造强国的根本”[1]。提出坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针,人作为创新的主体与核心,创新驱动的力量在于人,质量的控制、提高依赖于人,绿色发展和结构优化的观念转变与实施的重心也是人。国力的竞争说到底是人才的竞争,中国制造由大变强归根结底是“人力大国”向“人力资源强国”的转变。制造业的转型升级对人才提出了新的要求,制造业的数字化与智能化迈进亟需具有创新思维和跨产业协作能力的复合型人才,即赋予职业教育人才培养基于原有定位的新内涵:创新型与复合型。创新型与复合型人才的培养,客观上造成了职业教育人才培养层次的高移[2]。然而,现行的职业教育培养的高技能人才队伍在严格意义上来说,还无法满足“中国制造2025”的根本需要[3]。根据人社部对部分城市各个季度人才流动机构市场供求状况分析报告中所提,2015年至2016年第二季度,各技术等级的岗位空缺与求职人数的供求比率(岗位空缺与求职人数比)均大于1。其中技师、高级技师、高级工程师、高级工的岗位空缺与求职人数的比率较大,见表1。高技术技能型人才短缺已经成为制约我国制造业转型发展必须直面的挑战。
(二)职业教育改革的智慧源:职业教育智库
2015年,中共中央办公厅、国务院办公厅联合印发《关于加强中国特色新型智库建设的意见》。其中明确指出,“加强中国特色新型智库建设,建立健全决策咨询制度”“为破解改革发展稳定难题,迫切需要健全中国特色决策支撑体系,大力加强智库建设”。2007年11月9日,全国人大常委会副委员长陈至立对中华职业教育社《关于加强我国职业教育科研工作的思考和建议》情况专报后作出批示:“在职业教育加快发展的同时,加强职业教育科研工作十分必要也十分迫切”。“基于职业教育政策和舆论的公共需求,基于市场经济多元利益格局下民众的现实需求”,基于制造业转型升级时代背景下对职业教育人才培养理念、规格、对象、质量、方法途径等改革的需要,制造业转型升级的历史使命为职业教育的改革增添了新的动力,“需要职业教育智库这一‘独立思想的盒子’提供职业教育改革发展方案”[4]。职业教育智库是指由职业教育及其相关领域的专家和学者组成的,从专业化的角度,客观、科学地对职业教育领域出现的相关问题展开深入研究,并向政府部门提出政策建议的教育研究机构。建设职业教育智库,为培养高素质、高技术技能型人才提供战略决策咨询,使科学决策依赖科学咨询,最终引领职业教育科学发展。
二、职业教育智库的内在功能
(一)启智:为转变职业教育人才培养观念提供思想源泉
“中国制造2025”战略实施要求职业教育的人才培养目标应该是多层次、全产业链式的,重新阐释了传统职业教育的办学观念,要求我们反思现代职业教育如何满足制造业智能型、高端型对人力资本的创新型、复合型的新要求。创新型人才通常具备较高的学历或专业知识、技能,其本身具有很强的学习能力和创新能力,能够在企业的成长过程中根据环境的变化,运用良好的自我应变能力对自身加以调整,从而更好地应对各种机遇和挑战[5]。创新型人才培养要求职业教育必须实现从“制器”到“造人”的转型,强调对人才自主创新意识、灵活创新能力的培养,要求其既要知其然、知其所以然,更要探其未然、追求超然。复合型人才这一概念主要是基于制造业的高端制造体系的要求,文件提出:坚持把结构调整作为建设制造强国的关键环节,大力发展先进制造业,改造提升传统产业,优化产业空间布局;大力推动新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备等十大重点领域的突破发展。十大重点领域代表着我国制造业高端层次的主攻方向,在一定意义上,可以作为衡量我国制造强国战略实施处于哪个阶段、完成进度如何的量化标准。职业教育人才培养观念的转变是促进职业教育与中国制造共同l展的第一步。
(二)规划:为改革职业教育实施主体提供转型路径
在现有阶段本科层次职业教育、专业学位研究生教育尚不成熟的背景下,可以从职业教育实施主体转型进行探索。首先,稳步推进具有制造业行业背景的普通本科高校向应用技术类高校转型,在充分考量地方行业特色与建设重点的前提下,在部分学科应用性较强、具有发展潜力与转型基础的高校试点改革,比如地方独立学院和民办高校可以优先试点。其次,鼓励部分办学成熟的高职升格,这类学校事实上在培养一线技能人才方面更具教育实践经验,基本具备运行良好的实训基地和技能人才培养模式。再次,通过高职与地方本科联合培养的方式,可以发挥两类高校各自优势,又能在一定程度上实现资源的整合,避免单兵作战造成的重复建设,提高人才培养效率。最后,开展校企合作,推进产教融合,共同指导职业教育,培养社会需要、市场契合的技术技能人才。
(三)践行:为变革职业教育组织模式提供改革方案
为实现制造业由生产型制造向服务型制造的转变,担负人才培养重任的职业教育在专业设置、教学形式及课程开发方面也需要相应地进行变革。首先,专业设置应紧扣市场需求和产业导向。目前部分职业院校“大而全”的专业设置思想尚未改变,容易造成人才培养脱离市场需要,就业能力偏弱。其次,教学形式的理实一体化,引入现代学徒制,加强理论教育与技能培养的有机结合。“理实一体化”教学模式是指在教学的每一个环节中融合理论与实践,在进行理论传授的同时,为学生提供实践操作的机会,以职业为导向,兼顾学习与工作的要求。再次,为促进制造业服务化、信息化与工业化的真正融合,加快制造与服务协同发展、推动发展服务型制造的步伐。职业教育改革需要深入到课程领域,开发前瞻性强的未来制造业课程――“制造业+”融合式课程。课程的开设应围绕具体的案例和项目进行,结合当今产业链环节运作过程,运用“互联网+”、共享、开放等前瞻性思维进行理念的更新、生产出创新型的产品。
三、职业教育智库的外在作用
作为教育体系中的重要组成部分,职业教育是培养高技能人才的关键实施主体,对于我国制造强国战略实施的进度影响重大。当前,我国职业教育改革进入深水期、攻坚期,涉及的问题范围广,职业教育改革的复杂性与社会需要的多样性史无前例,迫切需要发挥职业教育智库的作用。为此,应搭建以职业教育为专门研究方向的智库机构,推进职业教育的改革,为实现“中国制造2025”战略助力。
(一)明确研究方向,策划“中国制造2025”专题研究
“中国制造2025”背景下的职业教育智库建设,无疑应以服务国家制造业转型升级下职业教育战略决策为终极追求,坚定不移地围绕制造业对职业教育人才培养类型、素质、技术技能的发展要求,瞄准重大的职业教育热点、难点问题,承担起开展前瞻性、针对性的职业教育政策研究的使命。在研究方向上,要以服务更快更好实现“中国制造2025”战略目标开展专业性强、建设性高的专题研究,响应建设多层次人才培养体系对职业教育提出的新要求。在研究课题门类设置、研究内容与方式方法选择、成果总结与使用等方面,遵循“中国制造2025”战略的切实需要,采用“订单式或量身定做式”[6]。战略提出加快十大重点领域突破发展,职业教育智库可以其中一个或几个领域为专题,对重点行业、关键环节组织多学科、多机构、跨区域的专家学者,组成一支结构合理、分工明确的研究团队。根据不同专题开展研究的难度,建立研究成果的分类培育与孵化机制[7]。对于诸如新材料、新一代信息技术产业和新工艺等尚未研究,需要全面、深入、系统研究的课题,可以放宽研究期限,鼓励在充分的前期论证和规划之后开展研究工作。
(二)组建研究团队,培养“中国制造2025”专题研究人员
职业教育智库必须拥有一支优秀的研究队伍。《中国制造2025》是家宏观战略,影响着职业教育的重大决策,涉及职业教育综合改革中一系列复杂、系统的综合性社会问题,专题研究人员必须是多学科背景的,融合经济、社会、政治及法律等众多研究领域的专业研究人员。其次,研究视野应成为专题研究人员素质方面的一项评价标准。“中国制造2025”战略实施是循序渐进的,职业教育改革也具有阶段性与特殊性,决定了“中国制造2025”及职业教育问题的研究人员需要具有阶段性与特殊性的研究视角[8]。建设围绕“中国制造2025”战略研究团队,需要打破现行高校和科研院所的人事聘用制度,建立专题化、项目化的专兼职结合、长短期聘用相结合、单聘和双聘相结合的灵活的人事组织与管理机制[9]。建立“旋转门”机制,作为沟通政府、企业、智库三方的流动机制。“旋转门”机制是美国智库最具特色的现象之一,是指卸任官员会到智库从事政策研究,发挥余热,智库的研究者也有机会到政府担任要职,从研究者变为执政者[10]。在加大人才引智力度方面,可以借鉴“旋转门”机制,聘请专家型领导与同志,加盟智库,嵌入各个研究专题,发挥其熟悉中国制造2025战略,熟悉政府决策过程等方面的优势,做到不拘一格纳人才。
(三)创新研究方法,服务“中国制造2025”专题研究
职业教育智库必须实现由传统文献研究、问卷调查向依靠互联网、云计算、大数据平台等新技术的转变。《中国制造2025》提出,以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,为深化互联网在制造领域的应用,制定互联网与制造业融合发展的路线图,加强互联网基础设施建设,推进制造业的智能化、信息化转型。智库开展“中国制造2025”专题研究,通过搭建互联互通的信息共享平台,减少“拍脑袋决策”,降低由于信息孤岛引发的实地调研不畅,确保研究的针对性和现实可操作性;建立制造业区域统计分析、案例集成、研究成果运用的效度等方面的专题数据库,促进研究方法与手段的创新。
四、职业教育智库的建设路径
建设一流的职业教育智库有利于推动我国职业教育领域综合、深入改革,有利于职业教育战略决策的科学化与民主化,促进国家治理体系和治理能力现代化的实现。其具体建设路径可从以下几个方面展开。
(一)创新职业教育智库研究机制
职业教育领域综合改革应突破我国现行体制机制的束缚,深入改革研究体制,倡导职业教育智库与运作部门加强合作,增强研究工作的针对性、可操作性。职业教育智库所开展的研究工作需要充分考虑市场需求和行业动态,研究成果的实效性不容忽视。然而,我国职业教育智库建设工作尚不成熟,课题研究和招标制度还不健全,职业教育智库仍奉行“订单合同式”的横向课题研究,鲜有纵深探索现实问题的积极性,职业教育智库的制度化服务形式尚未形成[11]。这种“等候”政府行政部门“下菜单”的研究模式,导致大部分智库研究沦为政府职业教育政策的诠释者和宣传者,难以提出建设性的咨询建议,违背了智库的建设初衷。为推动职业教育智库建设,应全方位完善职业教育智库与政府部门、企业之间的沟通机制以及研究成果的报送、反馈机制,对接社会基层需要,开展纵深探索,以多种形式、多方渠道研究成果,促进研究成果向全社会推广。
(二)加强职业教育智库人才队伍建设
建设职业教育智库,关键在于职业教育智库人才队伍的建设。《关于加强中国特色新型智库建设的意见》中谈到,“要把人才队伍作为智库建设重点,推动政府部门与智库之间人才有序流动,完善以品德、能力和贡献为导向的人才评价机制和激励政策,建立健全与岗位职责、工作业绩、实际贡献紧密联系的薪酬制度”。与一般智库不同的是,职业教育智库的人才培养需要对接企业的现实需求和市场的发展趋势,加强职业教育智库人才队伍建设,发挥人才“旋转门”机制的重要作用,重心在于实现政府、企业及智库三方人才的有序流动,坚持“引进来与走出去两步走”的人才培养方式,加强职业教育决策方、研究方及作用方三者的紧密联系。也就是说,智库研究人员由拥有较强政策素养的离退休行政干部、经营管理经验丰富的企业高层及职业教育研究专家三方组成,实现政府“高层”、智库“中层”与企业“基层”三方人才流动渠道的畅通,推动人才资源共享。
(三)拓宽职业教育智库筹资渠道
独立性不仅是推动职业教育智库生产高信度、高效度研究成果,发挥政策影响力的前提,而且是保证其健康、可持续发展的根本,经费的独立对于研究成果独立性的影响重大。为实现职业教育智库的独立发展,应着力促进筹资渠道多元化,降低政府行政拨款在智库可用经费中的比重,拓宽职业教育智库筹资渠道,提升研究成果的独立性和研究视角的中立性,可以通过自营刊物获得收入,建立基金会、公司、企业和个人捐赠体系等,设置专门的财务部门专职管理资金,定期公布资金来源与去向,接受公众监督[12]。职业教育智库应制定严格的经费碓聪冈颍并且在制度层面上严格把控项目经费的支出,保证研究的独立开展。
参 考 文 献
[1]国务院.关于印发《中国制造2025》的通知[Z].国发[2015]28号.
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智能制造论文篇7
关键字:机电一体化 ;智能控制 ;传统控制 TP273
中图分类号:TU85文献标识码: A
随着科学技术的不断发展和进步,机电一体化系统成功将机械技术与电子技术合为一体,并得以快速运转和发展。而对机电一体化系统的控制也由传统的控制技术发展到自动化智能控制技术。智能控制在机电一体化系统运作实践中得到广泛应用并取得良好成效,加速了机电一体化的发展,为社会经济发展和人们生活带来了许多的便利,相信随着对智能控制的研究和探讨,智能控制技术的不断发展会在机电一体化系统的运作中发挥更大的作用。
1 智能控制理论和系统概要
控制理论经历了反馈并传递函数的古典控制理论,到分析状态空间的现代控制理论,再到综合了自动控制、人工智能、信息论、运筹学等关于优化调控方式理论学科形成的智能控制理论三个阶段,而智能控制理论是控制理论发展至今的最高阶段。智能控制理论解决了传统控制理论的缺陷和问题,对传统控制理论无法实行控制的复杂系统采用分布式以及开放式结构解决机电一体化系统的控制难题。
智能控制系统集合了多项控制技术,主要分为外部环境与控制器。外部环境将通过传感器与执行器感应并判断的可能影响系统控制的一切外界因素信息传输到控制器。而智能控制器将外部环境传递过来的信息通过分析、评价、处理并规划所要应用的控制决策的同时将信息存入系统数据库,为以后的认知学习提供素材。所以说,智能控制系统不仅无模型参考,而且协调适应性极强,是值得投入更大研究力度的,以提高其性能为机电一体化系统所应用。
2 智能控制与传统控制的区别
(1)智能控制是对传统控制理论的延伸和发展,智能控制在传统控制的基础上发展出更高效的控制技术。智能控制系统运用分布式及开放式结构综合、系统地进行信息处理,并不只是达到对系统某些方面高度自治的要求,而是让系统做到统筹全局的整体优化。
(2)智能控制综合了很多有关调控方式理论知识的学科,与传统控制理论将反馈控制理论作为核心的理论体系相比,智能控制理论以自动控制理论、人工智能理论、运筹学、信息沦的交叉为基础。
(3)传统控制只是解决单一的、线性的控制问题,与之相比,智能控制解决了传统控制无法解决的问题,通常是将多层次的、有不确定性的模型、时变性、非线性等复杂任务作为主要控制对象。
(4)传统控制通过运动学方程、动力学方程及传递函数等数学模型来进行系统描述。相较而言,智能控制系统把对数学模型的描述、对符号和环境的识别以及数据库和推力器的设计等方面设为重点。
(5)传统控制由不同的定理和定律获取所需知识,而智能控制则通过学习专家经验来获取所需的知识。智能控制系统可以较好的运用相关被控对象和人的控制策略以及被控环境的知识,因此智能控制系统可以模拟或模仿人的智能。
3 智能控制系统的类别形式
智能化是顺应机电一体化系统需要的发展趋势,从某种程度来说,机电一体化系统的优劣是受智能控制系统好坏的影响。当前,被机电一体化系统所广泛应用的智能控制系统主要有专家控制系统、分级递阶智能控制系统、神经网络系统、模糊控制系统。
3.1 专家控制系统
专家控制系统是在把人的知识、经验和技能汇集在计算机系统中后按照相应的指令程序来操作运行的控制系统,其所涵盖的诸多理论知识在智能控制实行实际任务时发挥了很大作用,提高了控制系统的应用性能。
3.2分级递阶智能控制系统
分级递阶智能控制系统简称为分级控制系统,它是在自组织控制及自适应控制的基础上通过所关联的组织级、执行级以及协调级发挥的作用实行运行的。
3.3神经网络系统
人工神经网络控制系统是神经网络系统在机电一体化系统中应用最为广泛的,它通过运用人工神经元、神经细胞等构成的模式来实行其非线性映射、分布处理、模仿人的智能等主要功能的发挥,具有自适应控制、自组织控制以及大幅度并行处理等优势。
3.4模糊控制系统
模糊控制系统主要包括专家模糊控制以及以神经网络为基础的模糊控制。专家模糊控制能够充分表达并利用实行控制所需的多层次知识,提高了控制技术的智能。而以神经网络为基础的模糊控制利用神经网络来实行模糊控制的规则或推理以实现模糊逻辑控制的功能。
4 智能控制在机电一体化系统中的应用
4.1智能控制在机电一体化系统中的应用优势
智能控制已得到机电一体化系统的广泛认可和应用,并正在慢慢取缔着传统的控制技术,主要是因为其在机电一体化的应用中表现出来的有别于传统控制技术的优势,主要有:(1)优化效能。对于群控系统可以借助相关操作流程使系统的调整符合标准及要求;(2)程序控制。系统根据产品所需尺寸及精度编制操作程序指令进行运行;(3)改进加工。可以通过优化操作流程并缩短加工时间来实行复合加工,改进并优化了加工程序。
4.2智能控制在机电一体化系统中的实际应用
4.2.1机械制造中的智能控制
以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法,在机电一体化系统的制造过程中形成了新行的机械制造工艺,并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题,利用神经网络和模糊数学的方法,建立制造过程的动态模型,并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作,对残缺不全的信息进行及时有效处理。
4.2.2电力电子学研究领域中的智能控制
包括变压器、电动机、发电机在内的电机电器设备在规划设计、投入生产、实际运行及控制过程等方面都是相当复杂的。将智能控制技术引入电力系统,在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面,都相当有成效。对电器设备的设计优化,可用先进的遗传算法进行优化计算,能大幅度缩短计算时间,有效节约成本,并提高电机电器的设计质量和效率。而神经网络系统以及模糊逻辑专家系统是在电机电器设备的故障控制和诊断中所应用的智能控制技术。
智能控制在电力电子学应用领域中发挥重要作用的最具代表性的现象是将其电流控制技术中广泛应用,智能控制技术在电力系统中的应用方向是电力电子学研究领域极具研究价值的一个项目,可以推动电力电子领域的进步和电力系统不断的发展。
4.2.3工业过程中的智能控制
智能控制在工业过程中的应用主要包括全局级与局限级两个方面。全局级智能控制针对整个生产过程的操作工艺,主要在规划过程中操作处理异常、控制过程的故障诊断等情况下发挥作用。而局限级智能控制在在线自适应调整、参数整定方面有明显优势,并且对解决非线性一类的复杂控制问题有显著成效。局限级智能控制在主要是神经网络控制器和专家控制器的智能控制器上投入研究力度,通过将智能应用到工业过程的某一单元来设计控制器。
4.2.4数控领域中的智能控制
数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求,尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面,如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等,必须能进行自适应控制、自组织控制等,智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题,取得良好的成效。例如模糊控制系统可以处理信息模糊的问题从而优化加工过程,而专家控制系统可以综合数据库里的专家经验并根据推理规则解决结构不明确的问题。
4.2.5交流伺服系统中的智能控制
伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用,但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素,而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器,能很好地适应系统参数的时变情况,其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难,提高了机电一体化系统的稳定性。
综上而言,机电一体化系统应用智能控制技术改变了传统的机械自动化运行模式,智能控制是在社会经济与科学技术同步发展的现代机电一体化系统中应用极为广泛的控制方式,而机电一体化系统采用智能控制策略的原因是智能控制技术高性能、高水平、高效率的控制优势,这种合理、科学的选择不仅促进了机电一体化的发展和进步,而且推进了人们生活与工业生产向信息化、智能化的发展。
参考文献
[1]罗杨宇.机电系统的智能控制技术[J].机电一体化,2008,(3).
智能制造论文篇8
关键词关键词:多元智能;计算机教学;个性化教育
DOIDOI:10.11907/rjdk.161315
星空体育
中图分类号:G434
文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2016)008-0201-03
1 多元智能理论
美国哈佛大W教授、当代著名心理学家和教育家霍华德・加德纳(Howard Cardner)于1983年在《智能的结构》一书中系统论述了一种全新的人类智能结构理论──多元智能理论(Multi-intelligences,简称MI理论)。多元智能理论在当今世界教育改革中的重要地位以及对教育实践改革的积极影响,已经被我国越来越多的教育工作者所熟识,并将其作为培养学生实践能力与创新能力的理论指导思想。
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加德纳认为,智力是个体毕生用以学习、解决问题和进行创造的工具,而智力是多元的,即至少存在8种智力:言语―语言、逻辑―数理、视觉―空间、音乐、身体―动觉、人际沟通、自知自省和自然观察。这8种智力代表了每个人不同的潜能,所有智力都可以用以表现创造力,当个体有机会利用他们的智能强项进行学习时,他们在各个方面就会出现意想不到的积极变化[1]。
多元智能理论的教育观主张:①每个学生都有自己的智力优势领域和弱势领域,因此都有成为优秀学生的可能;②学生之间只存在智能类型或学习类型的差异,而不存在智能水平高低,所谓“差生”是不存在的;③教育的目的不在于发现哪些学生在哪些方面有多么聪明,而在于怎样使所有学生在适合自己智力特点的领域变得更加聪明。因此教育应提倡个性化、促进教育对象主动发展;④教师在教学过程中要关注学生个体差异和客观基础,要善于发现和发展学生身上多方面的潜能,了解学生发展中的需要,帮助学生认识自我、建立自信,促进学生在原有水平上的发展[2]。
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