發布時間：2023-03-10 14:52:45
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的智能化數控系統樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵字:數控技術 智能化 知識工程 UG
Intelligent CNC programming system of
Liu Hao xu
(Tianjin Polytechnic university, Tianjin, Jixian 300160)
Abstract: In this paper, the advanced digital manufacturing technology in practical application problems, through analysis of the NC Technology and Industry Current, comprehensive development of numerical control technology in today world trends, discusses the development of NC technology. Study of knowledge acquisition, knowledge representation and knowledge reasoning in the CNC programming applications; in the intelligent NC programming system architecture language basis, to UG for the plateform use SQL Server database and UG Open API and Visual C + + develoption tools, development intelligent NC programming system; through the application programming examples demonstrate the feasibility and practicality of the research.
Keywords: Intelligent knowledge engineering CNC technology UG
一、數控編程系統智能化的概念和基礎
數控編程是數控加工準備階段的主要內容之一,通常包括分析零件圖樣,確定加工工藝過程;計算走刀軌跡,得出刀位數據;編寫數控加工程序;制作控制介質;校對程序及首件試切。有手工編程和自動編程兩種方法。總之,它是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。
數控編程分為手工編程和自動編程.手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。對于幾何形狀復雜的零件需借助計算機使用規定的數控語言編寫零件源程序,經過處理后生成加工程序,稱為自動編程。隨著數控技術的發展,先進的數控系統不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能,而且為編程提供了擴展數控功能的手段。
而在數控編程系統的工作中,數字模型是工作的關鍵,同時也是數控編程系統的基礎,它在編程系統中所包含的信息量直接決定了數控編程系統的智能化發展程度。同時,這些在數字模型中所包括的信息在數控技術家中傳遞的方式也會對數控編程系統的智能化發展程度帶來一定的影響。同時,由于數學模型的發展包括:線框、曲面和實體,這些模型在結構上的不同,對描述同一物體所表述出來的信息量也是不一樣的。
二、數控編程系統智能化的研究現狀
就我國企業的發展上來看,國際上先進的數字化制造技術并沒有在我國的企業中得到廣泛的應用。
而就目前數控編程系統的智能化的進程上來看,主要表現在實體模型。在實體模型結構基礎上,數控編程系統已經實現了部分智能化。由于實體模型是通過特征造型的手段獲得的,因此在編程過程中,如何獲得這些特征,然后直接針對這些特征直接進行編程操作,并在操作過程中根據專家系統的支持提供更多的自動操作選項,成為當前智能數控編程系統的一個主要的發展方向。
三、基于UG的模具智能化數控系統的開發
(一)、知識庫獲取
數控編程是一個經驗性很強的領域,CNC工程師的經驗知識對加工效率、加工質量都有著較大的影響。數控編程經驗知識的主要特點有:首先,數控編程技術是無形的,只存在于CNC工程師的大腦中,并沒有實體上的形態。其次,由于數控編程技術的無形性,因此完全來源于CNC工程師自身的主觀意識,但是由于不同的CNC工程師自身工作經歷、知識結構等因素的不同,他們對相同問題形成的經驗知識可能產生一定的差異,這就說明數控編程技術是具有一定的差異性的。第三、CNC工程師隨著經驗知識的積累或生產技術條件的改變和完善,他們對原來數控編程所存在的問題可能會出現有新的見解,從而就會原有的數控編程加以相應的改善。為了最大限度地獲取和利用CNC工程師的經驗知識,針對上述這些特點,本文制定了經驗知識的獲取步驟,如圖一:
(二)知識的表示
根據數控編程知識的特點,采用了將面向對象的表示法和BNF范式(Backus-Naur Form,巴科斯-諾爾范式)相結合的表示方法.基于對象的BNF范式表示數控編程領域知識的句法如下:
::=類
類::=
::=
::=
::=
::=[規則推理(RBR)] | [實例推理(CBR)]
::=
::=[粗銑] | [半精銑] | [精銑] | [粗鏜] | [半精鏜] | [精鏜] | [鉆] | [擴] |[鉸] | [粗車] | [半精車] | [精車]
::=
::=
::=
::=
結束類
通過BNF范式可以有效地將數控編程領域的知識進行融合,同時也便于實現對數控編程知識庫中知識的管理和維護,支持知識庫中知識的檢索、查詢、更新,保持知識的有效性和一致性。
(三)知識的推理。CBR的推理過程主要由實例問題的描述、實例檢索、實例修正、實例存儲等組成。
1.實例問題的描述主要是在計算機中將待求解的問題通過合理的知識表示形式表達出來,以便于計算機識別和處理;
2.實例的修正通過人機交互界面的方式實現.在數控編程實例推理的過程中,當檢索結果不能滿足實際需要時,可以對加工方法、工件材料、刀具幾何參數、進退刀設置等信息進行修正,并作為新的實例添加到實例庫中,進一步地充實實例庫。
(四)體系的搭建
在研究了知識工程技術應用于數控編程領域的基礎上,設計了智能數控編程系統的體系結構。分為數據層、應用層和用戶層。
1.用戶層提供了智能數控編程系統用戶接口,負責與用戶的交互,處于系統架構的頂部.用戶通過人機交互界面,可以方便的操作、管理和維護系統。
2.應用層為用戶提供各種服務,是整個系統結構的核心.主要包括三部分:①前處理.運用知識工程技術獲取數控編程方案,提供數控編程所需要的各項參數信息.②智能數控編程.依據數控編程方案,根據編程向導的指引對零件進行加工,生成的編程操作由知識顧問診斷后反饋到知識庫中.③后處理.對創建的數控操作進行后置處理,生成符合機床數控系統要求的NC代碼,以文檔形式輸送到生產車間。
3.數據層包括了加工特征庫、編程資源庫(零件信息庫、機床信息庫、刀具信息庫及工藝信息庫)和知識庫,是智能數控編程系統運行的基礎,采用了ODBC作為數據的底層訪問方法。
(五)系統的實現
由美國UGS公司推出的UG軟件,是面向制造業的集CAD/CAM/CAE功能于一體的三維參數化軟件,具有數字化產品設計、制造和分析功能.UG CAD與CAM高度集成,具有統一的數據管理,并包含了KF(Knowledge Fusion)知識熔接模塊,可以進行知識處理.UG CAM為用戶提供了模板設置功能,可將常用的操作參數設置為默認值,自定義為加工模板,避免每次編輯新操作時重復定義參數的繁雜工作,提高零件編程效率.UG提供的二次開發功能.其開發語言簡單易學,功能強大,可以方便用戶定制個性化的功能,便于為用戶開發有針對性的專用系統,可以實現單憑交互方式操作UG難以實現的功能,為企業在市場上的競爭力提供有力的平臺.基于UG的諸多優點,本系統采用UG作為開發應用平臺,系統數據庫系統選用SQL Server2000,開發工具為UG/open、VC++6.0及UG后處理構造器。UG提供的二次開發功能可以方便用戶定制個性化的功能,便于為用戶開發有針對性的專用系統,在系統的開發實現過程中,遵循軟件工程理論,為用戶提供了良好的人機交互界面,采用模塊化思想,按照設計過程和模塊實現的功能將系統劃分為幾大功能獨立的模塊,模塊之間以及模塊的各組成部分之間也具有一定的獨立性。
綜上所述,數控技術是先進制造技術的核心,是制造業實現自動化、網絡化、智能化、復合化等的基礎。知識工程作為一種新型的智能設計方法,利用知識工程技術可以在數控編程過程中提供相關的知識,有利于實現數控編程的參數化、自動化和智能化,進而提高企業數字化制造技術水平。在對知識工程技術的在數控編程中的應用就出上開發出來的智能化數控編程系統,就是為了更好的提高企業在數控技術上的發展水平,促進數字化制造技術的發展,從而帶來剛好的發展前景。
參考文獻:
[1]汪俊俊.論數控技術發展趨勢――智能化數控系統.裝備制造.2009(06);
【關鍵詞】智能化技術；電力系統自動化控制；應用；發展趨勢；
一、智能化技術在運用過程中的優勢
1、便于對電氣系統進行調整控制。智能化控制器的另外一個優勢就是，它可以通過魯棒性變化、響應時間以及下降時間來對系統的控制程度進行隨時調節，從而使自身的工作性能得到有效地提高，使自動化控制的工作得到最基本的保障。由此可見，在任何情況下，智能化控制器都要比傳統的自動化控制器的調解控制功能更具有優勢，也更加適合用在電力系統自動化的實際工作中。
2、智能化控制器具有很強的一致性。智能化控制器具有很強的一致性，主要體現在處理不同數據的問題上，即使輸入的數據十分陌生同樣也可以獲得較高的估計，實現自動化控制的有關要求。如果智能化控制器在使用過程中效果欠佳，不能對智能化控制技術進行盲目的否定，必須要對工程的每個環節進行仔細地排查分析。
3、不再需要建立控制模型。過去的電力系統自動化控制需要建立控制模型來實現控制系統，由于被控制的對象的動態方程相對較為復雜，在實際操作證往往達不到精確的效果，因此，對象模型在設計過程中就會出現無法估量、無法預測等相關問題。而智能化系統的使用更好的解決了這一問題，不僅使工作效率在很大程度上得以提高，也避免了在源頭上出現一些不可控制的因素，從而加強了自動化控制器的精密系數。
二、電力系統自動化控制中智能化技術的具體應用
1、智能化技術在電力系統中的應用。在電力系統的工作過程中，智能化技術可以說是滲透到該系統的方方面面，其中應用最為廣泛的是專家系統。所謂的專家系統本身就是一個比較復雜的工作系統，不僅對相關知識進行收集，還有著絕對的工作經驗和系統工作過程中的一系列規定，從而在遇到問題時可以有針對性的對其進行解決等，因此，將智能化技術應用到專家系統中是非常有效的措施，不僅可以確保工作過程中的安全性、可靠性，還能夠在一定程度上更好地適應社會發展的需要。
2、智能化技術在智能控制中的應用。電力系統自動化控制中會存在一些高難度、高危險的工作，將智能化技術應用于電力系統自動化控制工作中，讓人工智能操作代替人為操作，實現電力系統自動化控制的無人操作、遠程操作，達到智能操作的高效化和自主化的目的，智能化技術為智能化控制提供了良好的發展空間。
3、智能化技術在故障診斷中的應用。電力系統系統的運行過程中，電氣設備發生故障的情況不可避免，而在故障發生前必定會有一系列與故障本身存在一定聯系的征兆出現，利用智能化技術，就可以對其進行全面、準確的診斷。比如，變壓器在電氣設備中具有十分重要的作用，因此電氣設備監測人員對它的運行狀況格外的重視，經常對其進行不定時的檢測、維修，不過這樣做也不能完全避免電氣故障的出現，為了及時地將故障診斷出來，把電氣故障造成的損失降到最低，引入智能化技術無疑是最佳的選擇。
4、智能化技術在優化設計中的應用。在電力系統自動化控制過程中，經常會涉及到電氣設備的設計，而設計的過程又相當的繁瑣，它不僅要求設計人員對磁力、電氣、電路等學科的知識要有足夠的認識并能恰當的運用到設計工作中，而且它對設計人員的工作經驗也有比較高的要求。傳統的設計方式是利用實驗與經驗相結合的手工設計來完成的，因此方案的達標率低，修改的難度較大；而現在的方案設計是利用CAD技術以及計算機輔助軟件來完成的，不僅減少了設計所需的時間，而且設計出來的方案無論是質量還是使用性能都相對較好。遺傳算法是優化設計的過程中智能化技術應用的具體形式之一，它具有非常強的實用性和先進性，它的使用在一定程度上對設計進行了優化。
三、智能化技術在電力系統自動化控制中應用的發展
1、體系結構的發展。智能化技術可以使電力系統自動化的體系結合向集成化、模塊化、網絡化的方向發展。LED顯示技術，科技含量高、體積小、質量輕，可以以超大尺寸的形式顯示信息，很大程度地提高電力系統自動化相關顯示器的性能，提高了集成電路的密度。應用智能化技術實現電力系統的模塊化，這利于實現電力系統自動化控制系統的標準化和集成化。在電力系統自動化控制中，利用網絡的便捷性，將電力機床聯網以達到遠程控制和無人操作的目的，在任何一臺機床上對其它機床進行控制，使得不同機床的畫面同時顯示在每一臺機床屏幕上。
2、功能發展方向。增強智能化技術在電力系統自動化控制中的功能作用，要充分利用用戶界面圖形化、科學計算可視化、內裝高性能PLC、多媒體技術等要素。智能化的圖形用戶界面使得人們可以通過窗口和菜單進行簡單的操作，極大地方便了非專業用戶的使用。在電力系統自動化控制領域，利用可視化技術，如CAD設計技術，極大地縮短了產品設計周期，提高產品質量同時降低了成本。在電力系統自動化控制系統中內裝高性能PLC，可以方便用戶進行編輯修改，從而建立自己的應用程序。將多媒體技術應用于電力系統自動化控制領域中，可以對信息進行智能化、綜合化的處理。
3、性能發展方向。智能化技術在電力系統自動化控制中的應用，使其朝向高速度、高精度、高效化的方向發展。速度、精度、效率是衡量電力系統自動化水平的關鍵性指標，在電力系統自動化控制中結合智能化技術，可以實現電力系統的高速度、高精度、高效化。
四、結束語
隨著信息技術的快速發展，電力系統與信息技術的有效融合，促進了電力系統的自動化。但早期的電力系統在自動化控制方面存在一些缺陷，為了彌補缺陷，在電力系統自動化控制中，引進了智能化技術，提高電力系統的自動化水平，推動電力系統的發展。
參考文獻：
[1]李慶娘.基于電力系統電氣工程自動化的智能化應用分析[J].信息與電腦.2013（02）
關鍵詞：智能化；暖通空調系統；應用
中圖分類號：TU831.3+5文獻標識碼：A 文章編號:
引言
隨著全球自然環境的進一步惡化, 人們對建筑節能的關注程度也日益增加。越來越多的人認識到,使用能源所產生的二氧化碳是造成氣候變暖的主要原因。智能建筑發展是當前節能減排的迫切要求，是我國建筑事業發展的一個重點課題。建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通風、熱水供應、照明、電力等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空調能耗為主,占建筑總能耗的50%左右。隨著我國經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高,暖通空調新產品、新技術、新材料的發展與創新起著至關重要的作用。因此，積極的發展暖通空調技術在智能建筑中的應用成為必要趨勢。
1.暖通空調系統的應用原則
1.1 建筑規劃與設計。合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環境設計;合理設計建筑形體,以改善既有的微氣候;合理的建筑形體設計是充分利用建筑室外微環境來改善建筑室內微環境的關鍵部分,主要通過建筑各部件的結構構造設計和建筑內部空間的合理分隔設計得以實現。同時,可借助相關軟件進行優化設計。
1.2 圍護結構。建筑維護結構組成部件的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環境有分本的影響。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%~6%, 而節能卻可達20%~40%。通過改善建筑圍護結構的熱工性能,在夏季可減少建筑冷、熱消耗。首先,提高圍護結構組成部件的熱工性能,一般通過改善其組成材料的熱工性能實現,然后,根據當地的氣候、建筑的地理位置和朝向,選擇圍護結構組合優化設計方案。最后,評估圍護結構各部件與組合的技術經濟可能性,以確定技術可行、經濟合理的圍護結構。
1.3 提高能源利用效率。節能建筑與綠色建筑是密不可分的,綠色建筑的含義為在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源,保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。集中體現為：可再生能源利用，熱回收技術與設備，建筑本體節能，被動式建筑。利用低位熱能和水源、土壤熱源的熱泵；高能效設備。分散式個別空調；變風量、變水量系統；置換通風及相關系統研究和應用；住宅空調方式;新風利用、蒸發冷卻技術應用。暖通空調能耗模擬、能量分析；建筑自動化技術；暖通空調與智能建筑。空調相關制冷技術研究應用進展；新型制冷型、天然制冷劑、含氯氟烴制冷劑替代物；新型制冷循環等等。
2.暖通空調系統在智能建筑中的應用
智能建筑樓宇自控系統將建筑內所有設備集成一個系統，對建筑物內的電力、照明、空調、給排水、電梯、防火、安防監控等設備系統進行集中監視、控制和管理，并實現信息共享，進行綜合管理，實現節能控制；其作用和效益是巨大的，可以從系統的各種可能結構和參數中找到最佳匹配，使整體效能最佳，從而提高系統的效率，降低投資和運行費用；可以對系統及其過程進行定量化的狀態模擬，減少控制環節，提高可靠性與穩定性，發生故障概率降到最低可能限度，系統響應輸出最優化。
由于暖通空調技術的發展和變化，，而節能、環保、綠色等概念的影響及我國能源結構的調整,對暖通空調設計的要求越來越高，在暖通空調設計時更要注重建筑節能的考慮。因此在建筑規劃設計,建造和使用過程中,在滿足室內環境舒適、衛生、健康的條件下,采取合理有效的建筑節能技術,有利于實現建筑節能和環保共進的目標。目前, 我國的采暖空調能量近期增長速度已經明顯高于能量生產的增長速度,因此,減少建筑的冷、熱能耗是降低建筑能耗總量的重要內容。
2.1 控制策略
在智能化建筑中，主要對空調、制冷和熱力三大系統設備進行監控和管理。空調即空氣調節，主要對空氣的溫度、濕度進行監控管理，智能化的空氣調節系統具有以下檢測與控制功能：風機狀態顯示，送回風溫度測量，室內溫濕度測量，風道風壓測量，風機起停控制，過載報警，冷熱水流量調節，加濕控制，風閥控制等。制冷和熱力系統是對空調系統提供冷源和熱源，其智能化監控過程基本相同，根據現場各類傳感器測量冷凍水和冷卻供/回水溫度、壓力、流量、壓差等參數，自動計算冷負荷，自動調整冷凍機組和冷卻塔的運行臺數，并調節電動二通閥，使系統優化運行，在滿足空調系統制冷需求的基礎上實現節能。
2.2控制要點
空氣處理機的DDC通常采用PID控制，選擇合適的PID參數對空調系統的穩定運行是非常關鍵的。PID系數高，空調對室內溫度波動的反應特性曲線陡，達到設定溫度的過渡過程較短；相反PID系數低，達到設定溫度的過渡過程較長。但并不是PID系數越高越好，否則易引起DDC控制系統失穩，表現為室內溫度的振蕩和水側的電動調節閥周期性的來回運動無法在固定開度上運行。PID能解決大部分場合的空調控制，但對于大熱慣性空調場合，僅僅依靠高的PID系數來提高空調機組對負荷變化的響應速度是不足以解決問題的。這時可以采用雙級控制，即分別在空調的送風道和室內安裝溫度傳感器，室內的溫度設定由主DDC控制器完成，水閥的驅動由副DDC根據風道溫度傳感器和主DDC的指令完成，由于風道溫度變化速度快于房間溫度的變化，這一控制方式加速了系統對溫度波動的響應。在實際的工程設計中，BA系統對空調的節能控制有多種手段可以采用，工程設計中可以視需要靈活運用，以達到最優的效果。
2.3 控制權
通常BA遵循的是中央控制站集中管理的原則。有時也有其不便的一面。在某些場合（如會議室）將空調、通風系統的參數的設定功能放置在現場可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供這樣的功能，需要專門部件來實現。這類功能接近VRV控制面板的設定器給房間的使用者帶來極大的便利和舒適性，必要時應積極采用。
2.3 直接數字控制器（DDC）
主流BA系統供貨商都能提供大中小不同處理能力的DDC，冷凍機房、熱力站監控點是密集場合應優先采用大型控制器，以減少故障率和控制器間的通訊。對空氣處理機、新風機、通風機一般采用中型或小型的控制器即可。近年來，可編程邏輯控制器件進步很快，其應用不再局限于工業場合，在空調通風的現場設備控制工程中不應將其排斥在外。
2.4 控制網絡優化
在滿足擴展性和靈活性的前提下，控制網絡的拓撲結構應盡可能簡化、清晰，無論基于RS485 總線或基于LonTalk 總線的控制網絡都是如此。分支、分級多的網絡管理復雜、可靠性低。LonTalk 總線在理論上可以組成任意拓撲結構的網絡，這種布線設計的隨意性如果運用不當，在工程實踐中仍然是有技術風險的，并可能增加系統的投資。
2.5 BAS 監控中心
BAS 監控中心負責監控整個空調、通風、動力系統，一般與消防控制、安保監控等合用一室。由于該機房通常遠離冷凍機房、鍋爐房，在這里遠程操作這些關鍵設備是不合適的。推薦的做法是在冷凍機房和鍋爐房現場控制室另設置一臺監控分站，由該分站負責冷凍機、鍋爐監控功能，并且該分站功能受權局限為冷熱源設備。
3.結束語
對智能建筑暖通空調系統的分析和評價應堅持節能的原則。確立智能建筑暖通空調系統能量管理與控制系統優化的基本出發點、優化原則及技術措施，對于智能建筑節能實現具有重要的現實意義。BAS 控制方案的整體優化是整個智能建筑節能優化方案實施的具體體現，通過對暖通空調系統的傳感器、執行器、控制器、網絡等若干環節的深入優化，可以最大限度地節約建筑物能源，促進我國節能減排事業的健康發展。
參考文獻：
[1]林忠.暖通空調設計與節能[J].中小企業管理與科技，2010，30
[2]鄭潔.周玉禮.李興友.暖通空調系統故障診斷技術及應用.《機電一體化》.2003年第3期.
【關鍵詞】電力系統；變革性；智能控制；發展趨勢
目前，大量應用實例及工程實際研究進一步表明應用控制理論在電力系統的安全穩定控制的巨大效益以及現實可用性和廣闊前景。現代控制理論在中國電力系統中的應用，碧口水電站100Mw機組上最優勵磁控制得到最好的證明。如今，現代控制理論在電力系統中的應用已發展成電力系統學科中一個引人注目的活躍的分支。近年來，模糊技術、神經網絡、專家系統等技術的發展又開拓了智能控制技術的新道路。
1、電力系統中智能控制的應用領域
人工智能控制作為一門新的技術學科，涉及到多方面知識，如數學、哲學、心理學、計算機科學、控制論、不定性論，人工智能控制技術運用于多個層次，在智能控制，機器人學，語言和圖像理解，遺傳編程上相當于催化劑，使工作更有效地進行著。在現代科學技術不斷進步的社會，效率的提高是最重要的，無論在生產還是生活方面。計算機技術的廣泛運用是當今社會發展的強有力保障，自動化生產、運輸、傳播離不開計算機編程技術。
2、智能控制的優勢
把人工智能控制的方法引入電力控制系統，將控制理論的分析和理論的洞察力與人工智能控制的靈活框架結合起來，才有可能得到新的認識上的突破。人工智能控制主要表現在智能決策上，能夠有效地解決復雜性和不確定性的控制問題。模糊控制就是在研究人的控制行為特點的基礎上發展起來的。對于無法構造數學模型的被控制對象，讓計算機模仿人的思維方式，進行控制決策。人的控制可以用語言加以描述，總結成一系列的條件語句，即控制規則。運用微機的程序來實現這些控制規則，這樣就很像是人的思考行為了。因此，人工智能控制可以有效地解決現代工業生產中許多無法用數學模型精確描述的工藝工程，以及利用傳統數字計算機難以獲得令人滿意效果的諸多問題，在電力系統應用中表現了很大的優勢。
3、智能控制的主要應用方法
3.1模糊技術在電力系統中的自動化控制中的應用
“模糊理論”（FT）是將經典集合理論模糊化，它是一個經典集合論。模糊語言變量，模糊邏輯和模糊推理，是有完整的推理系統的智能技術。模糊控制是一種切實可行的方法，控制的模擬模糊推理和決策過程。它的原理是根據已知規則的控制和數據，由模糊輸入量推導出模糊控制輸出主要包括模糊化、模糊推理與模糊判決三部分。根據這三個部分的分析，做出正確的決策。
隨著科學技術的進步和社會的不斷發展，模糊控制理論也在隨之改進，模糊控制的優點逐漸得到體現，并且已被廣泛應用與推廣。模糊理論在電力系統中的應用越來越多，顯示了模糊理論在解決電力系統問題上未來的發展潛能。在國外的成功案例中也不斷在使用這一控制技術。例如，在歐洲某些國家調度中心，研究用模糊控制的方法描述調度員的負荷預測方法，已取得了令人滿意的效果。
在應用控制中，大多依據模型來進行，并且這一方法已經漸漸的被廣泛接受。模型有簡單的也有復雜的。一般線性模型為簡單模型，但是實際應用中大多為復雜的非線性系統。在模擬非線性過程中，模糊關系模型（FRM）是一個簡單而有效的方法，仍然只是“次優”方法。模糊關系模型來直接描述的輸入和輸出之間的關系，單輸出系統是容易實現的，但實現多輸出系統仍然是困難的。如果要為了克服這些缺點，要與其他人工智能技術和模糊理論相結合，并且在實際應用中取得良好的效果。
3.2專家系統在電力系統自動化控制中的應用
專家系統（ES）是發展較早、也是比較成熟的一類人工智能控制技術。專家系統主要由知識庫和推理機構成，它根據某個領域的專家提供的特殊領域知識進行推理，模擬人類專家作出決策的過程，提供具有專家水平的解答。目前，電力系統運行和控制由有經驗的調度人員借助自動化技術完成。這是由于一方面傳統數值分析方法缺乏啟發性推理的能力，同時也無法進行知識積累，另一方面電力系統自身的復雜性使一些必要的數學模型及狀態量很難獲取，單純的數值方法難以滿足電力系統的要求。因此，在電力自動化系統中引入電力專家的經驗知識是十分必要的。
目前，全球都有不少與電力系統控制相關的專家系統投入試運行或進入實用化推廣階段，并取得了不錯的效果，但是仍然存在著一些問題值得研究和探索：①當系統規模較大、規則較多時，完成推理的速度受到限制，因此目前已有的專家系統大多是用于離線，或者在線解決屬于系統分析方面的問題，而在實時控制方面的應用還剛剛起步，有待進一步的研究；②現有的專家系統缺乏有效的學習機制，對付新情況的能力有限，而且容錯能力較差，當系統發生故障或網絡結構、系統參數、設備控制器配置等發生變化的情況下，將有可能得不到結果或給出錯誤的結果。如何與ANN、模糊推理等其它人工智能控制方法結合以提高專家系統的自學習能力和容錯能力是值得研究的課題；③大型專家系統的建造周期長，知識的獲取和校核比較困難，要建立完備的知識庫，維護難度比較大，在建造專家系統之前必須充分考慮這些問題。
3.3人工神經網絡在電力系統自動化控制中的應用
人工神經網絡出現在上世紀40年代，（ANN）它是一個模擬的傳輸和處理，由人工只能模仿簡單的控制，以神經元信息的人的基本特征連接而成。經歷了七十多年的研究發展，在模型結構、學習算法等方面取得了許多重大的研究成果。與ES相比有三點優勢，ANN的特點是用神經元和它們之間的有向權重來隱含處理問題的知識：首先，人工神經網絡可以把信息分布存儲，而且容錯能力強；其次，人工神經網絡有很強的學習能力，可以把知識實現自我組織，以適應不同的信息處理的需求；還有就是，人工神經網絡計算神經元之間是相對獨立性的，以方便的并行處理，執行速度更快。
人工神經網絡的應用目前還存在一些問題，如果想更好的運用人工神經網絡就要找到它的弱點。人工神經網絡的應用研究方向重心就要去處理如何利用人工神經網絡的優點，克服其缺點，以達到更好的效果。如果人工神經網絡理論想在電力系統自動化及控制領域的應用發展的更加廣闊，就加大對技術研究。
關鍵詞:門禁系統 圖書館 數字化
1、引言
隨著社會的進步與變革,圖書館原有的入館管理模式已不能適應新的發展需求,與圖書館自動化管理系統相結合的智能化門禁系統方案應運而生。筆者以一所大學圖書館智能化門禁系統的應用為例,探討圖書館智能化門禁系統設計、應用的實踐過程,以及在實施過程中出現的問題及解決方法。
2、智能化門禁管理系統的概念及特點
智能化門禁管理系統(Intelligent Access Control Management System)是近幾年迅速發展起來的一種現代化電子安全防范管理系統。它集計算機自動識別技術和現代安全管理系統為一體,是應用了電子技術、機械技術、計算機技術、通信技術、光學技術、生物技術等多類別技術的一項綜合性新型技術產品。該系統的主要功能是逐漸取代傳統的鑰匙及人工出入管理,對各種重要場所出入口進行控制,是一種環境安全防范系統和一種多元化的管理工具。
智能化門禁系統與圖書館自動化管理系統結合,能自動統計進出圖書館的人流量、進行人員身份識別、出入時間及其他詳細信息查詢、統計等,極大提高圖書館的綜合管理水平和管理效率,為學生和管理人員提供一個安全、便捷、舒適的工作、學習的環境。對外還可禮貌地拒絕不速之客,能有效地保護圖書館內的各項財產不受非法侵犯。
圖書館建設門禁管理系統,是一種開放式管理、自助式服務的最新管理理念的嘗試,以尊重和信任讀者為基礎,給讀者以充分的自由,最大限度地減少讀者獲取信息資源的成本,把讀者從繁雜的手續和規定中解放出來,并能增加讀者和圖書資料的安全性,減輕管理員的工作強度,提高工作效率,降低運行成本,從而大大提高圖書館的管理效率,提高圖書館的服務質量,為讀者營造一個寬松、便利、高效的學習環境。
3、圖書館智能化門禁系統的總體設計
3.1 設計原則
(1)實用性。總體設計應根據圖書館的日接待讀者人數和開放區域選擇適合的智能化門禁系統的技術模式,如射頻技術、IC卡技術、指紋技術、人臉技術、語音技術等等,應符合高校圖書館的管理要求。普通的高校圖書館一般采用射頻與IC卡技術結合的一卡通較多。
(2)經濟性。總體設計綜合考慮系統性價比。圖書館大廳比較寬敞,可直接在入門處設置一處適合室內擺放的智能化門禁系統即可。
(3)穩定性。產品選擇應仔細選型,選用技術主流、品質較高價位適中的產品。目前主流的公共通道管理技術是智能剪刀式閘機技術,它是一種非常成熟穩定的產品,能夠確保長時間穩定可靠地工作。
(4)易用性。選用的設備以維護簡單、使用方便為優先考慮,用戶監控界面要圖形化、可視化,并能結合鼠標進行門禁管理操作。后臺系統具有可管理性和易維護性。
(5)開放性。總體設計要充分考慮系統的擴充性,方便日后升級。同時需要考慮預留接口,如能跟教務系統、一卡通系統等上級管理部門輕松連接。
3.2 總體設計思想
采用“層次化、結構化、模塊化”設計思想規劃設計整個系統,使系統能夠跟其他安防系統無縫結合,成為一個完整的大系統。
(1)層次化。在整個系統設計上可將系統分成多個層次,明確各層次之間的相互關系及技術接口之后,對各層功能及系統選型進行單獨設計,從而保證將來系統改造時只需對需要改造的某層局部功能改造便可。
(2)結構化。在系統結構上各個子系統應互相配合,形成一個完整的大系統,同時又相對獨立,自成體系。
(3)模塊化。在功能結構上采用模塊化設計思想,每個子功能模塊相對獨立,任何功能模塊的改造或故障都不會影響其它系統。
4、圖書館智能化門禁系統結構圖及網絡模式圖
如圖1，2。
5、圖書館智能化門禁系統設備組成
圖書館智能化門禁系統設備一般由出入口通道閘機、讀卡器、系統門禁管理軟件、管理電腦、UPS電源五個部分組成。
5.1 出入口通道閘機
此系統主要完成對已發出的智能ID/IC卡進行檢驗,完成以下功能:
(1)實時監控通道的狀態;
(2)完成對發出感應卡的驗證,并控制通道控制器允許通過;
(3)采集通道客流量的數據,匯總并上傳至服務器。
5.2 讀卡器
又叫讀寫器、驗卡機。一般為F3RF型感應式IC卡讀卡器,支持當前流行的Mifare系列感應式IC卡。如果圖書館還沒有采用IC卡型借書證,采用的是自己發行的條碼型借書證,也可以采用紅外線感應條碼閱讀器作為門禁系統的讀卡器。但一定要考慮預留IC卡接口。
5.3 系統門禁管理軟件
圖書館入館讀者數據庫管理、入館信息保存、各種入館人數統計報表生成等等。該系統門禁管理軟件的讀者數據庫是獨立的。也就是說圖書館發行的借書證必須經過該門禁管理軟件內授權才能通過閘機檢驗;讀者借書證丟失,也必須在該軟件里掛失。如需要和圖書館已有的自動化管理系統的讀者數據庫相聯系,保持兩個軟件讀者數據庫的一致性和即時更新,讀者在出納臺辦理的任何流通手續在門禁管理軟件都能即時反映出來,則需要對門禁管理軟件接口進行小部分的修改。
5.4 管理電腦
主要用于安裝門禁系統管理軟件,可配備一臺低端服務器。如入館人數不頻繁或經濟預算有限,普通的PC電腦也可以勝任。
5.5 UPS電源
UPS電源是保證在圖書館樓宇斷電時門禁系統繼續保持正常使用,同時讀者出入閘機的數據都可暫時保存在閘機的工控主板內,正常通電后這些臨時數據可以再次上傳到服務器。
6、圖書館智能化門禁系統啟用給讀者帶來的負面影響及補救措施
圖書館在大門口安裝了門閘后,會帶給人以一種森嚴的感覺,使讀者一入館感受不到讀書的氛圍;門閘是按照系統設置的固有模式運行,部分讀者由于不熟悉門禁系統,有時通過門閘會被門閘側翼撞上,給讀者心理上蒙上陰影。
對讀者來說,進入圖書館后若能像在超市里可以隨心所欲挑選商品一樣翻閱書刊,在知識的海洋里任意遨游,隨手可以查閱到自己需要的文獻,這是圖書館建設的目標。
門禁系統啟用后,要針對由于門禁系統引起的圖書館服務失誤和不足,為讀者提供彌補,消除讀者不滿,通過補救服務,重新獲得讀者支持。
(1)更加努力營造充滿人文氛圍的學習、借閱環境。注意在借閱大廳內多選用綠色植物和字畫裝飾,營造寧靜、寬松、溫馨、極具人文意蘊的閱讀氛圍,以凈、敬、靜、競的服務環境吸引讀者,讓所有進館的人都能心情愉悅、盡情地享受知識的甘露。
(2)同時提高館員綜合素質,主動服務要到位,要善于觀察讀者,了解讀者的不同需求,變被動服務為主動服務。館員應多注意觀察入館讀者,及時引導他們順利通過門閘,同時在閘機處張貼溫馨提醒,引起讀者注意;對被撞讀者,圖書館應及時了解情況并解決問題,消除讀者對門禁系統的害怕心理,以免造成負面影響。
(3)虛心接受讀者投訴,重視讀者抱怨,發現不足,及時改正調整解決,避免讓問題變得更嚴重或問題升級。
7、結語
圖書館啟用門禁系統提高了工作效率,管理更規范,但圖書館的服務一切是“以人為本”的,只有讀者服務更加人性化、更加寬容、更加友善、處處考慮讀者的需求,做好圖書館各項業務工作,才會有更多的讀者利用圖書館,從而提高圖書館資源的利用率。
參考文獻
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（南京理工大學科學技術研究院，江蘇 南京 210094）
0前言
數控系統是決定機床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關鍵因素，而國外對我國仍進行封鎖限制，成為制約我國高檔數控機床發展的瓶頸。近年“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項通過重點扶持，為我國數控技術行業創造了良好的外部環境，特別是針對航空航天、汽車制造等領域實施了國產高檔數控機床應用國產數控系統示范工程，提高了國產高檔數控裝置的市場占有率，但用戶仍然對國產數控系統信心不足，我國高檔數控機床配套的數控系統一大部分依舊依賴國外產品。
“十三五”是全面完成國家科技重大專項戰略任務的沖刺五年，是落實中央全面深化科技體制改革、實施創新驅動發展戰略等系列決策部署的關鍵五年，因此總結過去，做到四個聚焦（聚焦關鍵、聚焦重大、聚焦長遠、聚焦能力），意義重大，時不我待。
1目前國產數控系統存在的問題
通過“十二五”規劃的實施，我國機床行業技術水平明顯提升。數控系統、功能部件及數控刀具與主機產品配套研發，實現與中高檔機床的批量配套。高檔數控系統的多通道、多軸聯動等關鍵技術指標已基本達到國際主流系統先進技術水平，但在性能、成套性、可靠性、批量生產穩定性和品牌等方面與國外先進水平還存在較大差距，主要存在以下問題：
1.1測試驗證不足
國產數控系統雖有大批量應用，但大都集中在低端市場，中高端市場占有率仍然較低。數控系統軟件的可靠性和精度保持性較低，故障率較高，“S”件試切還達不到指標要求，其中一些隱性問題還沒有完全暴露出來，特別是軟件的魯棒性問題。為此“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項“十二五”期間已經安排了部分產品的實驗驗證和示范工程，并取得了一定的成果，但還需經過大量和長時間的驗證后逐步完善，以此保證數控系統的穩定運行。
1.2功能配置不全
經過前期的攻關，國產數控系統實現了很多功能，解決了有無的問題，但很多功能是“形似而神不似”。目前國產數控系統的功能滿足80%的用戶需求，但其余的功能開發難度和工作量較大，同時產品的宜用性不好，與主機融合度不高，針對性不強，一些輔助調試工具不全，特別是系統標準輔助面板上的按鍵標識大多是固定，不能更改，不利于機床廠進行系統的擴展開發，并且國產數控系統在多軸多通道或者多軸單通道控制功能方面不能實現任意幾軸之間的插補加工，這些都在一定程度上影響了國產數控系統的推廣。
1.3性能表現不佳
國產數控系統在性能上和主流的進口數控系統還有差距，特別是在高速高精控制方面。伺服驅動和電機的性能比較薄弱，且差距較大，比如伺服的參數自適應控制、電機的高速、高剛度、高精度、高加速度、功率體積比等方面與國外主流產品還存在差距，后續的性能提升難度大，伺服電機的工藝制作水平不高，數字化制造水平低，造成產品一致性差，規格系列不全，成套性不足，這些在一定程度上拖了數控系統的后腿。
1.4系統標準不統一
國產數控系統缺乏統一的標準，如總線標準不統一，系統內部通訊協議不統一，不利于工廠實現網絡化智能制造，標準不統一致使各個廠家之間的伺服和系統無法混用，調試監控軟件互相不兼容，不利于加工企業實現網絡化智能制造，也不利于機床制造企業進行機床的網絡化批量調試。
2國產數控系統發展趨勢
自1952年美國研制出第一臺試驗性數控系統以來，數控系統的發展十分迅速，數控系統也由原先的硬連接數控發展成為今天的計算機數控(CNC)，目前國產數控系統正在由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。
2.1信息化
隨著制造業的發展，數控機床不再是一個獨立的加工單元，數控機床和人、數控機床之間的交流都離不開網絡。面向制造自動化集成的網絡功能數控系統應具有與上層信息管理系統交換信息功能，這些必要的交換信息包括制造加工任務計劃，數控系統及底層執行裝置的工作狀態及故障信息等。同時基于新一代云服務平臺的大數據采集、大數據挖掘等變得越來越重要，這些都離不開高速、可靠地網絡信息功能。
2.2智能化
智能化是制造技術發展的一個大方向，隨著人工智能在計算機領域的滲透，研制智能數控系統必將成為未來的發展趨勢。例如：研制開放式智能化數控系統，支持溫度、振動、RFID等傳感器介入的物聯網平臺；研制基于高級語言的智能化數控系統解釋器；研究基于開放式智能化數控系統智能加工技術，如智能化加工路徑控制、進給率自適應、故障診斷，監控與設備的自動維護等。
2.3開放化
利用豐富的軟硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統是當今數控系統的趨勢之一。開放式體系結構使數控系統具有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現智能化、信息化。開放式體系結構可以采用通用的計算機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單，同時可以根據資源進行系統集成，促進數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用，縮短開發生產周期。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。
3國產數控系統用戶需求和技術要求
數控系統和主機及終的端用戶的聯系是密不可分的。因此以用戶需求為牽引，加強示范應用格為重要。
3.1開展面向智能化控制的高檔數控系統擴展模塊開發
支持用戶自主研發的共性技術或智能化技術通過程序模塊（軟件）或者通過總線功能模塊（硬件）等多種方式與數控系統集成，縮小模塊的體積，增強可維修性模塊，并且處理好各模塊之間的耦合等內部結構問題。開發數控系統的指令域采樣數據的分析工具、機床加工過程功率控制、數控機床動態誤差補償與加工過程智能監控技術等功能模塊，以滿足國產高檔數控系統對高性能零件加工工藝的適應性要求。
3.2數控系統與伺服驅動、電機等協同發展
伺服性能與電機性能已經是制約數控系統發展的關鍵因素，應針對機床需求，注重數控種類、產品規格及性能差距，改善伺服驅動、電機性能，開發伺服系統優化工具，開發廣泛適應各種用途的伺服驅動產品和主軸電機。同時也對高精度絕對光柵尺、編碼器等關鍵部件展開開發和應用，使之定位提升，協同發展。
3.3優化編程軟件
目前市場上大部分是采用通用的CAD/CAM編程軟件，對特定工件加工的工藝知識考慮不是很多，今后需集成有特定工件的切削工藝知識的專用CAM軟件，如在生成刀具軌跡時再考慮到機床的切削力，使生成的加工程序質量得以高度提升，同時隨著機器人的使用越來越普及，基于動力學的機器人離線編程軟件的需求也會越來越廣。
3.4支持先進技術集成性開發
加大輔助功能的研發，配置更友善的交互界面以及與主機融合的宏程序，做到可“私人訂制”。深入研究二次開發平臺（下轉第134頁）（上接第115頁）技術，提高數控系統的開放性，為第三方開展不同層次的二次開發提供方便而完整的移植方案，形成加工處理數據鏈（CAD/CAM/CAPP/CNC）。
3.5形成統一的標準體系
在未來進行的數控系統、伺服單元、主軸電機、進給驅動電機、直驅主軸的定子轉子、力矩電機、直線電機等在機械接口方面應該形成一種國家標準體系，統一規格，在同一規格下應統一接口尺寸，統一數據接口形式，便于用戶進行維修與更換。并需具有與國際技術標準的主流數控系統和自動化控制裝置接口的聯接能力，注重與第三方應用的互連，完善總線的標準化以及通信協議的標準化。
3.6健全綜合配套能力
數控系統的研發生產廠家要成為數控機床的工藝和控制應用專家，研制階段應充分了解主機的各種性能，提高產品的性能和水平，不斷增強系統的可靠性、穩定性，并建立一支優秀的研發隊伍、跟蹤隊伍、維護隊伍，為用戶提供良好的綜合配套服務。另外系統廠家還應逐漸提供綜合成套技術，使數控系統與驅動系統、主軸電機、進給電機、力矩電機等進行檢測試驗好后一起成套供應。
3.7建立應用反饋機制，以數據支撐產品持續改進
現代生產管控對數控設備提出了更多的要求，需要實時監控掌握數控設備的工作狀態，記錄零件加工過程中的大量數據，加強應用過程中的數據統計分析，有計劃地安排預防性維修和保養，能夠快速診斷解決設備故障，這些方面均需要數控系統廠家進行強力的技術支持。
3.8推廣和應用數控機床刀具壽命跟蹤管理技術
隨著設備增加，刀具數量相應增多，若日常管理不當，刀具壽命跟蹤不準確，將造成極大的浪費。通過對刀具信息層的管理，比如刀具全生命數據管理、刀具修磨管理刀具壽命監控等技術手段，可實現機床刀具的數據化使用和維護，將有效縮短出現問題時的排查時間，提高了生產效率。
4數控系統發展在專項管理中的啟示
4.1充分發揮創新平臺的作用，提升企業創新能力
“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項前期安排了不少創新平臺的課題，應充分借鑒“十二五”成果，繼續加強開放式數控系統創新平臺建設，通過平臺確實提升企業的自主創新能力，健全產學研用結合的技術創新和成果轉移轉化的機制和體系，摸索出一套適合企業自身發展的創新之路。
4.2緊跟市場需求，提升企業自身競爭能力
市場是配置資源的重要因素，企業應緊盯市場發展需求，根據自身特點，利用有限的資源，走差異化發展道路。不能只停留在共同完成扶持項目的層面，研發滿足客戶需要的產品，從而引導消費，實現“雙贏”提升國產數控系統產業化水平，占得市場先機，從機床制造、人才培養、用戶使用等多個角度做工作，以實現機床、系統、用戶企業三方共贏，形成系統與機床企業穩定、長效的批量配套產業鏈，建立市場化互動機制，實現國產數控系統配套應用示范工程，提升企業在市場中的競爭力。
4.3加強數控系統可靠性，建立數控系統評價體系
可靠性是企業的生命，嚴格開展數控系統可靠性測試驗證（數據采集）工作，要在產品出廠時保證產品出產質量，切不可將機床廠和最終用戶作為系統功能的試驗驗證地，為企業提供一個放心可用的產品，并在應用中對于數控系統做出評價，建立新的數控系統評價體系，保證專項目標的完成。
4.4加快數控機器人發展
關鍵詞：機械制造；智能化技術；體系
一、機械制造技術的發展
在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。
二、智能化技術發展趨勢
2.1性能發展方向
(1)高速高精度高效化。
速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化。
包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大。可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群拉系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。
(3)工藝復合性和多軸化。
以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。
(4)實時智能化。
早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展。由此產生了實時智能控制這一新的領域。
2.2功能發展方向
(1)用戶界面圖形化。
用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前Internet、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術，也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
(2)科學計算可視化。
科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語育表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化。
多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
(4)內裝高性能PLC。
數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能，編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實側，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。
(5)多媒體技術應用。
多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域。應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3體系結構的發展
(1)集成化。
采用高度集成化CPU，RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度，應用LED平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點。可實現超大尺寸顯示。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，掘高系統的可靠性。
(2)模塊化
硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化，根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。
(3)網絡化
機床聯網可進行遠程控制和無人化操作，通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
【關鍵詞】機械制造；數控技術；發展對策
21世紀機械制造全球化、市場競爭激烈化是機械制造企業所面臨的挑戰，而機械制造中廣泛應用數控技術則能使企業在競爭中取得佳績。但我國機械制造中數控技術的研究和發展方面存在較多問題，特別是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。面對市場的競爭和新技術的挑戰，該如何認識機械制造中數控技術，如何看待它的發展趨勢，如何采取相應的對策？
下面結合近幾年來自己在這方面的研究，談談我國機械制造中數控技術的發展及對策。
1.機械制造數控技術發展現狀及趨勢
機械制造中數控技術是通過計算機控制數字程序來實現一臺或多臺機械設備動作控制，以達到優質、高效、低耗、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。
1.1數控裝備與技術的基本概況
近年來，我國相繼從德、美、法、日本等國引進先進的數控生產線，使我國制造業得到空前發展，主要應用特點有：刀具材料以超硬刀具材料為主，如陶瓷、超細硬質合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具結構與加工工藝，零件孔加工刀具多采用多刃復合式結構：采用高速專用數控機床加工發動機；傳動器關鍵零件，機床結構沒計是以各種高速多刃專用成形刀具和加工工藝為主導。
然而，我國機械制造業還屬于工藝離散型制造業，雖然已引進加工中心、數控鏜銑床等，但企業內生產管理局網，網絡經營管理系統及生產技藝數據技術的應用仍處于初級階段。
1.2機械制造中數控技術發展趨勢
目前，械制造業以現代高新技術的綜合利用為特點，正朝著柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向發展。從目前世界上數控技術及其裝備發展來看，機械制造中數控技術發展趨勢主要有以下2個方面。
1.2.1數控技術性能發展新趨勢
（1）高速、高精、高效化。
由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取改善機床動態、靜態特性等有效措施，數控技術必向高速、高精、高效化方向發展。
（2）多軸化和多系列。
以減少工序、輔助時間為主要目的的復合機械制造，要求其數控技術朝著多軸、多系列控制功能方向發展。
（3）實時智能化。
隨著數控技術領域實時智能控制的研究和應用，機械制造的數控技術必然朝著實時智能化方向發展。
1.2.2數控技術體系結構的發展新趨勢
機械制造中數控技術體系結構的發展趨勢為：智能化、網絡化、集成化，一種機械制造業遠程服務系統的結構。
（1）數控裝備智能化。
本世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括：為追求加工效率和加工質量方面的智能化；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化：還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
（2）信息集成網絡化。
數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
（3）數控系統集成化。
采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路，提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度；應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體；通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來改進性能，提高系統的可靠性。
2.機械制造中數控技術發展應對策略
先進數控技術是機械制造業快速發展的保證，直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，關系到一個國家的戰略地位。
我國機械制造中數控技術的研究和發展存在較多問題，特別是在技術創新能力方面情況尤為突出。為此，下文從總體應對策略和技術途徑探討機械制造業中數控技術的對策。
2.1數控技術發展總體應對策略
通過對數控技術和機械制造業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，筆者認為以科技創新為先導，以技術支持和服務為后盾將是一種符合我國國情的應對對策。
（1）以科技創新為先導。
我國必須大力加強數控領域的科技創新，逐步建立自己獨立的、先進的數控技術體系。在此基礎上大力發展符合國情的數控產品，從而形成從數控系統、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業體系。
（2）大力加強技術支持和服務。
數控系統和數控機床作為典型的高技術產品，對用戶的技術支持和服務足相當重要的。目前，我們可以利用先進的網絡和多媒體技術手段，為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途徑。
2.2技術途徑應對數控技術發展
（1）發展新一代PC數控系統。
數控系統是各類數控裝備的核心，因此通過科技創新首先發展新型數控系統，將是推動我國數控技術發展的有效途徑。這要求在開發新型數控系統時，選用高性能CPU作為系統的運算和控制核心，并盡量用軟件實現數控的所有功能。
（2）推進數控機床功能專業化。
解決數控系統問題后，需要實現數控機床的模塊化，解決數控機床功能部件的專業化問題。目前我國機械制造在這方面離實際需求還有相當大的差距，因此必須人力促進數控機床功能專業化。
3.結束語
本文闡述了機械制造中數控技術的發展及對策，并對我國機械制造中數控技術的發展途徑進行了探討。另外，我國正逐步融入全球化機械制造的序列中，隨著國外先進制造技術設備大量引進、國家重大科技產業工程項目等重大科技計劃，先進的數控技術在國內機械制造業將日趨實用與普及。 [科]
【參考文獻】
