简析人工智能技术在数控系统中的应用研究

赵冬梅　施朝阳

摘  要：随着新时代的发展，人工智能技术的应用范围变得越发广泛起来，在一些人们不曾看到的角落，人工智能技术趋于完善、成熟。对于数控系统，技术工作者们在尝试如何将人工智能技术运用到数控系统中来，以达到拥有时变性、非线性、成效高，且对象不确定性的较好研究结果。当今数控系统控制理论的发展，是一部人类探索科技的奋斗史，反映了人们寻求科技力量庇护的整个过程：从蒸汽机的出现打破了手工的局限性;在由蒸汽时代发展进机械革命，更高效的完成工作;然后进入工业时代，电气的开发达到与机械革命相比事半功倍的效果;最后一直到今天，实现数字化、智能化、信息化的全新场面。

关键词：人工智能;数控系统;应用研究

一、数控系统中模糊集合论的作用

（一）利用模糊数学来加工数控系统中的优秀数值

1965年，英国著名物理学家L.哈特在深入探讨、挖掘人脑思考模式与计算机数控系统的异同之处时，发现了人体的大脑本身就是一台出色的计算机。而计算机数控系统本质是对于人脑运算模式、人体大脑结构做出的仿制品。人体大脑是一台没有终点、没有上限的、优秀的计算机，而数控系统要做的就是不断改进、模仿人脑。让自己的计算模式、计算过程、计算结果越来越跟人脑接近，这就意味着技术工作者们的工作取得了较大进步。要想得到这种较为理想的结果，模糊数学在加工数控系统中起着必不可少的作用，尤其是加工优秀数值这一方面。

（二）用模糊集合论来找出数控机床中的不足之处

人体大脑具有模糊性，而数控机床、数字系统需要的是最准确性，这就让两者的共存相违背。L.哈利发现了这种矛盾感，他没有像传统的数控机床研究那样，将两者强行融合在一起，忽略不同的特点。而是更加灵活，将模糊性和数字话统一起来，让数学华计算机系统在保持自身精准性不变的水平下，反过来追求人脑中对于模糊性、不确定性食物的思考。从而让我们的数控系统、数控机床系统更灵活、更人性化，而不是死板的执行固定命令。在机床数控的加工过程中，会数显兼容性和高度命令的不统一，造成混乱，这时候就需要模糊集合论出马，用丰富多变的策略板正机床机加工中的错误。

（三）利用模糊集合理论来实现数字加工中数值的调控

要对数控计算机机床实现全面把控是一个较为复杂的事情。如果使用传统的数字理论来操作，有很多地方是无法精准控制的，在实现的过程中难以建立数字模型。而且其中的数值往往不够准确，令技术工作人员带来不小的麻烦。这时候就需要模糊数字理论来对数字化机床控制系统进行优化和调节，从而实现利益最大化、结果合理化。比如说，可以结合传统数控理论和新型模糊化数学来查缺补漏、互补长短，建立新型架构：开各轴环增益时，位置要尽量高些，可以减少数值误差、增大摩檫力、提高系统的反应速度。

二、数控系统中模拟人脑神经脉络的必要性

（一）用人工神经脉络来帮助系统记忆

在实际的数控机床理论操作中，机器是需要大致框架和神经脉络支持的。神经网络结构好像一张思维导图，把系统中所有要做的节点、关键、后续、补充、材料等方面全面的展现在系统以及操作工作者的面前，十分有益于工作的展开。机器的本质是对人脑的模仿，于是人工智能技术需要为数控系统装上与类人工相似的思考模式、行为模式，让机器与系统拥有自己的运算逻辑。在工作里，可以减小更多人工的工作量，因为系统已经初步学会像人一样思考问题、把握解决方案的具体脉络，且详略得当、有轻有重。这是数控系统操作者、研发者、开创者、使用者们最希望看到的效果。并且人工神经网络已经不是第一次出现在大众面前，早在上世纪60年代就已经问世，曾经受过学术界的追捧，有头有脸的教授、研究所和企业都在研究如何做好人工神经网络的架构。工作者们研究人工智能技术，也要研发人体大脑，间接点亮了不少科研工作者的生物技能，可谓是一箭双雕、功德圆满。转眼来到80年代后，短暂沉寂的人工神经网络技术再次引起重视，掀起科研热潮，引得无数科研专家竞折腰。一路发展到今天，已经足够完善、强大、成熟，应用到数控机床理论系统中去，是最适合不过的选择。

（二）用人工神经系统技术来查缺补漏、严守后方

在数控系统当中，有一个很关键的点，那就是总轴环增益的开放程度。总轴环益增不仅要合理调配，还要对具体的加工情况、材料性质、工作成本做出调整。这时候就需要人工神经网络技术来助一把力。人工神经网络需要以特殊的角度来做出对数控系统的改变：比如后方、后勤这一块。当数控系统处于不够稳定的快速定位时期时，人工神经网络技术应该帮助总数控机床理论系统，把总轴环位置增益开得小一些。减小机器制动时的速度和摩檫力，以减少对机床仪器结构可能造成的磨损。当数控系统变化，要进行给切削运动时，人工神经网络技术要学会变通，及时将总轴环增益的各项数值加大，这样就可以联系前文说到的，对系统机床加工操作实践中给出实用的理论、对数值进行精准把控，从而减少模糊概念的产生。由此可以得出，用人工神经网络技术来对数字数控系统进行稳固后方、查缺补漏是非常有必要的。

（三）人工神经网络技术中的专家系统

专家系统是在人工神经网络中极其重要的一部分。关于他的研究起始于上世纪60年代，其水平放在各大数控理论系统中是数一数二的。他的本质是一个计算机程序系统，能夠解决人工专业技能、人工智能技术的运用、人工神经网络技术的本质及其操作实践等方面的专业问题，可谓是数控系统方面的百科全书了。不管是准备学习具体的理论知识、还是在实际的操作过程中缺乏应对方法，都可以在人工神经网络技术里的专家系统里找到答案。这对于科技研发者、数控机床系统从业者的研究与工作都非常有帮助。

总结

本文从数控系统中模糊集合化的作用、数控系统中模拟人脑神经脉络的必要性这两个话题阐述了人工智能技术在数控系统中的应用研究，其中又分为六个小点解释了为何要重视这两个方面。希望能够给到相关从业者、研究者一点参考价值和帮助。

参考文献：

[1]李佳兵，高天宇，李欢，等.试论人工智能技术在数控系统中的应用[J].中国战略新兴产业，2019（028）.

[2]李佳兵等."试论人工智能技术在数控系统中的应用."中国战略新兴产业 2019（8）.

[3]李佳兵，高天宇，李欢，高紫韵.试论人工智能技术在数控系统中的应用. 中国战略新兴产业，2019（028）.