礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用研究

礦山智能化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢明顯，可直接將結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)、能有效提升控制精準(zhǔn)度與效率，便于操作。所以機(jī)械工程中礦山智能化技術(shù)的有效應(yīng)用，能極大提升機(jī)械設(shè)備的自動化水平，為人們的生產(chǎn)提供便利。所以對礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。

其實(shí)，牛肉丸里的添加劑主要包括：肉味香精、卡拉膠、肉脆彈力素、復(fù)合磷酸鹽、山梨糖醇、甘油酯、I＋G（增鮮劑）[1]。本文就主要針對幾種添加劑做一個簡單的分析：

1 智能化技術(shù)和機(jī)械工程自動化的概述

1.1 智能化技術(shù)的概念

智能技術(shù)是建立在計算機(jī)科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)綜合性技術(shù)，智能技術(shù)也叫人工智能技術(shù)，通過計算機(jī)科學(xué)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，得到智能技術(shù)。智能技術(shù)的出現(xiàn)與運(yùn)用，相比于傳統(tǒng)人工生產(chǎn)模式，生產(chǎn)質(zhì)量與效率得到極大提升，能為人們的生活與工作提供服務(wù)

。同時智能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中通過對人腦的模式，具備機(jī)器學(xué)習(xí)、知識圖譜、自然語言處理、人機(jī)交互、計算機(jī)視覺等多種功能，滿足人們的不同使用需求。尤其是在信息時代，智能技術(shù)通過知識、信息與數(shù)據(jù)三個層次的處理，能通過信息表達(dá)知識，利用數(shù)據(jù)表達(dá)信息，從而讓智能技術(shù)能不同獲取知識，為人們的生活與工作提供更加便捷與高效的服務(wù)。

1.2 機(jī)械工程自動化的概述

機(jī)械工程自動化是集機(jī)械、電子、信息技術(shù)為一體的綜合性專業(yè)，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程的自動化操作，提升操作質(zhì)量與效率，減少在操作中存在的誤差。當(dāng)下機(jī)械工程中的自動化技術(shù)主要包括柔性自動化技術(shù)、集成自動化技術(shù)等幾種，通過機(jī)械工程自動化，能為我國制造業(yè)服務(wù)，提升制造業(yè)自動化水平

。機(jī)械工程自動化能從原理、工藝、方法及設(shè)備等多個方面入手，在機(jī)械工程制造與生產(chǎn)中利用自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，滿足社會發(fā)展需求。自動化是機(jī)械工程行業(yè)發(fā)展的主要方向，機(jī)械工程在發(fā)展期間，能通過自動化技術(shù)的應(yīng)用，全面提升生產(chǎn)質(zhì)量與效率，確保機(jī)械工程的現(xiàn)代化發(fā)展。

2 礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用

礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用主要是從應(yīng)用價值與應(yīng)用措施兩個方面入手進(jìn)行分析。在機(jī)械工程自動化中礦山智能化技術(shù)作用顯著，能極大提升機(jī)械工程自動化與智能化水平，同時在實(shí)際應(yīng)用中需重視諸多方面。

2.1 礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用價值

①提升控制精度與效率。機(jī)械工程自動化中礦山智能化技術(shù)的應(yīng)用，通過先進(jìn)處理器與芯片的應(yīng)用，提升自動化控制精準(zhǔn)度與效率

；②操作便捷。機(jī)械工程自動化中礦山智能技術(shù)的應(yīng)用，操作相對比較簡單，能實(shí)現(xiàn)一鍵開啟，且操作過程中方法相對比較簡單，能滿足操作人員的操作需求；③靈活性較強(qiáng)。機(jī)械工程自動化中礦山智能技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械工程在運(yùn)行期間，能按照實(shí)際需求開啟與關(guān)閉，且中途停止并不會影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量；④促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型。機(jī)械工程自動化中礦山智能化技術(shù)的應(yīng)用，能有效推進(jìn)機(jī)械工程行業(yè)的轉(zhuǎn)型與優(yōu)化，提升其自動化、智能化水平，助力我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.2 礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用措施

(2)體現(xiàn)“綜合性、設(shè)計性”課程特點(diǎn).機(jī)械設(shè)計作為一門設(shè)計性、實(shí)踐性、綜合性、應(yīng)用性課程，在課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)把學(xué)生具有課程知識的綜合應(yīng)用能力、一定的實(shí)踐設(shè)計能力作為一項(xiàng)重要質(zhì)量要求，并要求在課程教學(xué)過程中有具體的教學(xué)環(huán)節(jié)的體現(xiàn)(如本課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的階段性項(xiàng)目設(shè)計).通過針對性教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置來訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用已學(xué)的機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、材料及熱處理、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械設(shè)計等課程知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計技能和設(shè)計素養(yǎng)，建構(gòu)起真正屬于學(xué)生自己的知識和技能[2].

（1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。機(jī)械工程中礦山智能技術(shù)的應(yīng)用，能對故障進(jìn)行智能診斷，其中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法發(fā)揮著重要作用。這種方法就是對人腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)對故障的快速識別與處理

。機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后，振動時會發(fā)出不同的信號，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是通過對信號的識別來判斷故障，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中建立故障模式樣本，通過長期訓(xùn)練，能將影響故障診斷有效性的因素進(jìn)行排除，并在完成訓(xùn)練后重新將信息輸入，在輸入的信息分析下能為網(wǎng)絡(luò)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動化故障診斷。

（3）模糊集理論。模糊集理論是由zadeh創(chuàng)立的，能對不確定進(jìn)行有效處理。在人的認(rèn)知中歐很多不確定性，通過對這些信息的模糊化處理，能確保問題變得簡單。目前在對故障進(jìn)行診斷時，所使用對方法為基于多類電量測試信息模糊融合的模擬電路故障診斷方法。

卡夫卡做了另一種逃離父親的嘗試——結(jié)婚?！笆聦?shí)上結(jié)婚的圖謀變成了最了不起、最有希望的自救嘗試。嘗試是驚心動魄的，其失敗當(dāng)然也是驚心動魄的?！盵4]461-501

蔣介石:《中國之命運(yùn)》，《先總統(tǒng)蔣公思想言論總集》，(臺灣)“國民黨中央黨史會”1984年版，第4卷，第46、47頁。

（2）專家系統(tǒng)。在人工智能技術(shù)中專家系統(tǒng)是重要組成部分，對故障智能化診斷發(fā)揮著重要作用。專家系統(tǒng)的組成部分分別為知識庫、推理機(jī)和人機(jī)接口。系統(tǒng)的知識表達(dá)需使用計算機(jī)產(chǎn)生式規(guī)則，知識表達(dá)借助人工智能語言，確保表達(dá)符合人的心理邏輯

。推理邏輯和推理模型的研究與分析是診斷推理的基礎(chǔ)，專家系統(tǒng)中對故障進(jìn)行診斷時，模糊推理邏輯降低系統(tǒng)的應(yīng)用能有效診斷故障。

創(chuàng)業(yè)教育是學(xué)生創(chuàng)業(yè)的核心。Saadat et al.(2015)的研究提出并測試了一個綜合的、多視角的框架，將創(chuàng)業(yè)自我效能和個人動機(jī)認(rèn)定為創(chuàng)業(yè)意愿的基本要素，以當(dāng)?shù)?05名大學(xué)生為樣本，采用結(jié)構(gòu)方程模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究顯示自我效能感對創(chuàng)業(yè)意愿有顯著影響，結(jié)果表明從整體的角度來看，學(xué)生本人的意識在大學(xué)生創(chuàng)業(yè)中具有重要影響。Fayolle et al.(2015) 指出企業(yè)家精神可以教授和學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)了在開始某些實(shí)際行為之前，企業(yè)家教育所起的重要作用；在大學(xué)層面，創(chuàng)業(yè)教育希望能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識。

比如以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，設(shè)計智能化礦山檢測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中太陽能智能車為系統(tǒng)載體，主要有硬件與軟件兩個主要部分。檢測系統(tǒng)采用光伏技術(shù)，光能轉(zhuǎn)化為電能是通過太陽能電池板實(shí)現(xiàn)的，并將其存儲于儲電池中，對工作電源進(jìn)行監(jiān)測，信號的采集是通過驅(qū)動監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。礦井內(nèi)的實(shí)際情況由CCD攝像頭獲取，采集目標(biāo)的參數(shù)可通過LCD屏顯示。系統(tǒng)的硬件設(shè)計框架的核心為AR微控制器，然后由LCD顯示模塊、蓄電池模塊、自動迅疾模塊、瓦斯傳感器等不同模塊組成。

2.2.1 智能化故障診斷

首先，知識表達(dá)系統(tǒng)。研究對象的集合是知識表達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對于結(jié)合進(jìn)行表述時所使用的方法有制定對象的基本特征（屬性）與特征值（屬性值）。知識表達(dá)系統(tǒng)S可表達(dá)為：

專家系統(tǒng)在智能礦山建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，是提升礦山智能化水平，推動智能化技術(shù)與能源開采產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的主要技術(shù)之一。在智能化技術(shù)中，專家系統(tǒng)能通過專家數(shù)據(jù)庫對建立，實(shí)現(xiàn)人工智能的關(guān)鍵要素，專家?guī)熘饕兴懔υO(shè)施、算法庫與知識庫等。能在礦山智能化建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)一體化智能管控，操控中心為人機(jī)協(xié)作界面。數(shù)據(jù)設(shè)施主要由感知網(wǎng)絡(luò)、骨干網(wǎng)絡(luò)等組成，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸?shù)裙δ?，為智能化決策提供支持。邊緣計算資源和云計算中心組成算力設(shè)施，能就近處理采集到的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)傳輸量。統(tǒng)一挖掘數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率。核心算法庫在實(shí)際應(yīng)用中能對設(shè)備進(jìn)行智能化診斷，通過智能綜掘算法等先進(jìn)算法，及時診斷設(shè)備故障點(diǎn)。智能礦山建設(shè)的關(guān)鍵是建立一個能進(jìn)行全礦信息集中處理分析的大平臺，以及執(zhí)行不同任務(wù)的小平臺，比如智能巡檢、決策指揮等。人類在工作和生活中不斷積累經(jīng)驗(yàn)變得更為聰明，而智能礦山應(yīng)用平臺在數(shù)據(jù)、算力、算法和知識的支持下，對當(dāng)前事件做出反饋控制，并完成自我學(xué)習(xí)和自我演化，從而變得更加智能。

對象的集合為U，屬性集合為C∪U=A，子集C為條件，D為決策屬性。屬性的集合為V=U

V

。

通過上述精度對比分析可以發(fā)現(xiàn)，以山地高山地和大面積森林為主要地類的航攝項(xiàng)目像控點(diǎn)布設(shè)的特點(diǎn)。針對這樣的航攝項(xiàng)目區(qū)，沿邊界進(jìn)行密集布點(diǎn)，可有效提高成果精度。對于大面積森林、高山等作業(yè)人員難以到達(dá)和測量的區(qū)域，沿這樣的區(qū)域邊界進(jìn)行密集布點(diǎn)，可以保證區(qū)域內(nèi)成果的精度。在保證滿足生產(chǎn)規(guī)范的前提下，按方案四的方法布設(shè)像控點(diǎn)，可以同時保證精度要求和最大程度降低生產(chǎn)成本。以上結(jié)論對相似航攝項(xiàng)目的像控點(diǎn)布設(shè)具有一定的借鑒意義。

對象類別中Y的上近似集定義為：

（4）故障診斷步驟。使用智能技術(shù)對故障進(jìn)行診斷時，需按照一定步驟進(jìn)行。①獲取目標(biāo)信息。傳感器是獲取目標(biāo)信息的主要渠道，常見的傳感器有斷路器位置傳感器、母線的溫度傳感器等，同時也能對零序電流等特征量進(jìn)行選取；②計算質(zhì)量函數(shù)。歐冠概率論是計算質(zhì)量函數(shù)的方法。通過該方法能有效簡化計算過程，最后能歸一化全部假設(shè)的概率，確保其能符合質(zhì)量函數(shù)要求；③信息融合處理。我充分利用信息需做好信息融合處理，對每一個傳感器上的信息進(jìn)行獲取與融合，合并不同特征信息；④制定目標(biāo)。決策邏輯是判定目標(biāo)類別的重要手段。

將檢測器設(shè)置于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑中，可以對路徑點(diǎn)的為（x，y）進(jìn)行檢測，判斷該點(diǎn)是否有障礙物。在設(shè)計時需做好假設(shè)，假設(shè)障礙物是多邊形圍成的平面圖，假設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)為圓心點(diǎn)，假設(shè)障礙物為靜止的。將出發(fā)點(diǎn)P（x，y）、目標(biāo)點(diǎn)P（x

、y

）輸入，這樣急救可以得到x1≠xN時的情況：

2.2.2 自動化生產(chǎn)

① eɡ sedkil-i endeɡüü oilaasan yum ain-a(你誤解你姐姐的心意了)

采用L-B技術(shù)、RIE和濕法刻蝕技術(shù)等，制備出具有優(yōu)良SERS特性的PS@Ag NPs和Si@Ag基底，并提出了基于PS@Ag免疫探針、AFP和PS@Ag免疫基底組成的“三明治”結(jié)構(gòu)SERS特性的免疫檢測方案.結(jié)果表明，該檢測方案對AFP具有高的檢測靈敏度、寬的檢測動態(tài)范圍和好的可靠性，具有潛在的臨床應(yīng)用價值.

礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用，要能有效提升機(jī)械設(shè)備的自動化水平，確保能滿足其自動化生產(chǎn)需求。①集成化應(yīng)用。機(jī)械化應(yīng)用其實(shí)就是在機(jī)械設(shè)備中運(yùn)用柔性制造工藝，加工過程能實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。信息技術(shù)是集成化的基礎(chǔ)，能有效提升傳統(tǒng)機(jī)械制造的質(zhì)量與效率。②柔性自動化應(yīng)用。機(jī)械制造與生產(chǎn)要求具備綜合管理能力，其中柔性自動化能構(gòu)建可視化人機(jī)界面，通過對信息的整合與應(yīng)用，能為企業(yè)提供良好的服務(wù)與幫助；③智能化制造。機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程中要求能實(shí)現(xiàn)智能化制造，降低生產(chǎn)制造期間所產(chǎn)生的誤差。機(jī)械制造中使用智能糾偏系統(tǒng)，系統(tǒng)以數(shù)字PID控制為基礎(chǔ)，在設(shè)備上設(shè)置感應(yīng)器，能有效獲取信號，并對信號進(jìn)行處理與放大，然后將其傳輸給傳動器。糾偏系統(tǒng)組件定位是通過驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)的。對比收集來的信號與設(shè)定信號，然后對就偏量進(jìn)行確定，電動驅(qū)動器在獲取信號后快速開啟糾偏行為。

其次，粗糙集。上近似集與下近似集是粗糙集的兩個主要內(nèi)容。對象的條件屬性在一個集合中是相同的，將集合成為基集。將對象集中類別的Y下近似集定義為：

以礦井安全輔助系統(tǒng)為例，主要是由通訊系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)等組成，下面就主要介紹這三個系統(tǒng)：①通訊系統(tǒng)。通過WIFI通訊技術(shù)的應(yīng)用，能在信號比較弱或者有干擾的環(huán)境下，依然能保持穩(wěn)定與可靠的服務(wù)了。最高寬帶、通訊距離分別為11Mb、305m。相比于傳統(tǒng)的通訊方式，覆蓋距離更大，覆蓋直徑達(dá)到700m，無線與有線部分最大分別為54M與100M。②工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由井上與井下兩個部分組成，井上系統(tǒng)主要安裝于廠房等區(qū)域，井下主要安裝于巷道等區(qū)域。③大屏幕顯示系統(tǒng)。歐美顯示系統(tǒng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，屬于綜合數(shù)據(jù)顯示平臺。

2.2.3 管理智能化

在對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制與管理期間，不僅要確?？刂凭珳?zhǔn)度與可靠性，更要能提升智能化控制水平。礦山智能化技術(shù)的應(yīng)用，能在設(shè)備終端完整體控制工作，無需手動控制。機(jī)械設(shè)備智能化管理具備下面幾個方面的功能：①設(shè)備基本信息。要求智能化管理期間，在系統(tǒng)中具備設(shè)備的固有信息，比如設(shè)備型號、名稱、運(yùn)行時間等數(shù)據(jù)信息。②設(shè)備維修。在智能服務(wù)終端能了解設(shè)備的維修記錄，機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障后，可以通過智能技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能管理，服務(wù)終端在收到報修信息后維修人員能立即針對故障問題進(jìn)行針對性維修與處理。③設(shè)備保養(yǎng)。對于機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)功能，需按照計劃進(jìn)行保養(yǎng)，保養(yǎng)任務(wù)自動生成。設(shè)備保養(yǎng)計劃/規(guī)則可以在系統(tǒng)中設(shè)置，然后在服務(wù)端接收維護(hù)數(shù)據(jù)，維護(hù)人員能提前了解保養(yǎng)內(nèi)容，按照保養(yǎng)要求進(jìn)行保養(yǎng)，同時也能對保養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行事后檢查。④設(shè)備巡檢。巡檢，通過系統(tǒng)維護(hù)設(shè)備點(diǎn)檢計劃，使用現(xiàn)場終端執(zhí)行設(shè)備巡檢，數(shù)據(jù)實(shí)時回傳至服務(wù)端進(jìn)行存儲、分析、報警等。

3 礦山機(jī)械智能化技術(shù)的未來方向

3.1 綠色化

機(jī)械制造在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，我國要從機(jī)械制造向機(jī)械智造轉(zhuǎn)變，同時也要在“雙碳”背景下，機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行期間，也要與時俱進(jìn)，降低能耗與污染，滿足社會發(fā)展需求。機(jī)械工程自動化中礦山智能技術(shù)的應(yīng)用，要更多的考慮節(jié)能環(huán)保，所以未來綠色化是研究與應(yīng)用的主要方向，也是確保機(jī)械工程可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

3.2 靈活化

機(jī)械工程自動化生產(chǎn)與制造中，人性化要求越來越高，要求能在機(jī)械工程自動化生產(chǎn)中加強(qiáng)對人工智能技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在“人本”理念背景下，機(jī)械工程生產(chǎn)與制造中，要求工作人員能針對生產(chǎn)需求靈活調(diào)整生產(chǎn)計劃，確保能按時下班。尤其是通過智能技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率得到極大提升，能為機(jī)械工程自動化生產(chǎn)提供可靠支持。

3.3 可視化

礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用，要求可視化水平能不斷提升，在計算機(jī)技術(shù)、可視化技術(shù)的應(yīng)用下，能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備、生產(chǎn)過程的可視化處理。比如可視化技術(shù)在CAD中得到廣泛應(yīng)用，且取得良好的應(yīng)用效果。未來在機(jī)械工程自動化生產(chǎn)中，也要加強(qiáng)智能化技術(shù)、可視化技術(shù)的有效應(yīng)用，確保技術(shù)人員能掌握機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)全過程。

3.4 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

未來機(jī)械工程自動化生產(chǎn)中網(wǎng)絡(luò)虛擬化是主要方向之一，在智能制造期間，可以通過網(wǎng)絡(luò)虛擬，對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)演，及時了解影響生產(chǎn)質(zhì)量與效率的因素，對機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保能有效提升生產(chǎn)質(zhì)量與效率。所以未來網(wǎng)絡(luò)虛擬化是機(jī)械工程自動化中礦山智能技術(shù)應(yīng)用的主要方向之一。

4 結(jié)語

礦山智能化技術(shù)在機(jī)械工程自動化中的應(yīng)用，是行業(yè)發(fā)展的必然要求，機(jī)械工程自動化水平的提升，要利用礦山智能技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用。礦山智能技術(shù)能在故障智能診斷、自動化生產(chǎn)及智能化管理中發(fā)揮其積極作用，全面提升機(jī)械工程的運(yùn)行質(zhì)量與效率。同時，未來對于礦山智能技術(shù)的應(yīng)用，會朝綠色化、靈活化、可視化及網(wǎng)絡(luò)虛擬化的方向發(fā)展，不斷為機(jī)械工程自動化的發(fā)展提供支持。

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