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当前，以智能制造、工业互联网为代表的新一轮产业变革正在快速发展。 数字化、网络化、智能化日益成为制造业的主要发展方向。 这一趋势无疑将对智能仪器的发展产生深远的影响。 影响和推动智能电表行业的快速发展。 智能感知是实现工业互联的关键基础。 传感技术、采集技术和通信技术不断高度融合并应用于各行各业。 智能仪器是其中不可或缺的一部分。 收集数据，处理数据，对数据进行初步分析处理，成为工业互联网感知的源头。 工业互联网作为实现智能制造的重要抓手，必将带动智能仪表在工业制造各个领域的广泛应用。

为满足制造业用户的智能制造需求，仪器仪表行业正从自动化向智能化发展，更准确地说是向小型化、多功能化、人工智能化、虚拟化等方向发展。本期聚焦栏目特邀科研专家科研院所与企业共同探讨仪器仪表智能化发展趋势。

王春喜：智能电表技术及标准化发展趋势

全国工业过程测量控制与自动化标准委员会（SAC/TC124）秘书长王春喜

仪器仪表（Instrument或Instrumentation）是指用于检测、测量、观察和计算各种物理量、物质成分和物理参数的器具或设备。 温度变送器、压力变送器、流量变送器、分析仪器、实验室仪器、工控机、控制系统、可编程逻辑控制器（PLC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、执行系统、工业通讯系统、等都属于仪器仪表。 按照国民经济行业分类，仪器仪表大类包括9个中类和20个小类。

根据IEC国际标准的定义，智能传感器和仪表除具备基本要求（如仿真优化、自诊断、自维护、无线通信、功能安全和信息安全等）外，还应具备数字通信等辅助功能。 ， ETC。）。 随着第四次工业革命的到来，世界进入了数字化、智能化时代。 在智能化过程中，首先要解决的是获取准确可靠的数据和信息，而智能传感器和仪器是自然界和生产领域获取数据和信息的主要途径和手段，推动科技进步在当今时代。 它在国民经济的发展中起着十分重要的作用，其研究、制造和应用技术水平是衡量一个国家综合国力、科技水平和创新能力的重要标志。

2017年，工信部发布《智能传感器产业三年行动指南（2017-2019年）》指出，智能传感器及仪器仪表市场应用呈现爆发式增长，成为核心以及决定信息技术产业未来发展的依据。 一。 工业发达国家已将传感器和仪器仪表技术列为国家发展战略，美、日、英、法、德、独联体等国家已将传感器技术列为国家重点发展的关键技术之一。发展。

标准化工作一直在技术与发展、科研与生产、市场与需求、供应与采购、政府与企业之间发挥着“桥梁”和“纽带”作用，是推动技术进步和产业发展的重要基础。 目前，我国传感器与仪器仪表行业相关技术标准达540多项。 涉及的标准委员会主要有：SAC/TC124（工业过程测量控制与自动化）、SAC/TC78（半导体器件）、SAC/TC103（光学与光学仪器）、SAC/TC104（电工仪器仪表）、SAC/TC284（光辐射安全与激光设备）、SAC/TC419（仪器功能材料）、SAC/TC526（实验室仪器与设备）、机械工业仪器仪表元件标准化技术委员会等十几个标准化委员会和行业牵头单位。 最重要的标准化委员会是SAC/TC124（对应IEC/TC65）。 近年来，TC124组织行业专家，构建了涵盖17个子类、119个系列的“融合开放、协调配套、科学推进、结构合理”的产业流程。 测量控制与自动化技术标准体系，并纳入《国家智能制造标准体系建设导则》、《工业互联网综合标准化体系建设导则》、《国家新一代人工智能建设导则》标准体系”。

近年来，我国传感器与仪器仪表技术和产业发展充分体现国家创新驱动战略，逐步向高灵敏度、高适应性、高可靠性、新材料、MEMS集成、无线通信、嵌入式、微型化、模块化、智能化发展，但在产业化进程缓慢、缺乏关键核心技术、高端产品长期被国外垄断、产品稳定性和可靠性不足等方面与国外仍有较大差距。

当前，全球信息技术发展正处于跨界融合、加速创新、深度调整的历史时期，呈现出万物互联、万物智能的新特征。 智能传感器和仪器仪表是信息产业的源头和组成部分，在推动产业转型升级和高质量发展、推进现代国防建设、保障和提高人民生活水平等方面发挥着重要作用。 我国应统筹规划传感器和智能仪器仪表产业发展，整合现有资源，突出重点，引导标准。 通过政策和资金支持，充分发挥企业主体地位和作用，着力提升自主创新能力，攻克基础共性、高端核心技术，实现全行业高质量发展。

李健：人工智能助力智能电表发展

北京安防科技有限公司产品经理 李健

仪器仪表是制造业走向智能化建设的基础，是智能制造的“眼”和“手”。 仪器仪表的智能化程度也在一定程度上决定了智能制造的“智能”程度。

AI（人工智能）技术，简而言之，就是模拟人的思维过程，利用神经网络算法、模糊算法、遗传算法等算法智能型数字压力表，使仪器仪表通过自我意识、自我意识的方式。学习、自我传承达到“智能”甚至“智慧”的层次。

利用AI技术，个人认为仪器仪表的智能化发展可以体现在以下几个方面：

(1)保证仪器的可靠性和准确性

仪器在生产过程中采用先进的自动化生产线，可以保证仪器的高稳定性，达到要求的精度。 然而，当仪器应用于实际现场时，稳定性和准确性往往受到损害，无法达到预期目标。 造成这种情况的原因主要有两个：一是实际现场环境比较复杂恶劣（如高温、高寒、电磁干扰等），二是安装使用不规范规范化，导致达不到预期要求。

利用人工智能技术，特别是弱人工智能技术，可以使现场仪表感知并记住其工作环境，利用虚拟设计和算法不断继承和训练，最终使仪表在特定环境下保持高可靠性智能型数字压力表，还可以使设计制造商能够以低成本快速设计满足特定行业要求的产品。 安装时，仪器可记忆现场安装习惯，优化设计，提供良好的人机交互系统，纠正安装操作。 实现厂商与客户的双赢。

(2) 自校准、自诊断，消除漂移，降低维护成本

物联网和智能制造的建设需要在现场安装数千甚至数百万的仪表。 由于地球经纬度的变化和使用过程中的老化影响，仪表的零点漂移和线性度会发生变化。 仪器的漂移会导致数据不准确。 数据是智能生产、智能分析、智能决策的基础，因此仪器的校准显得尤为重要。 大量仪器的校准对于客户来说是非常困难的，甚至是不可能的。

仪表通过人工智能技术，可以自主感知地理信息的变化和自身传感装置的线性变化，自行调整自身的零点和线性度。 客户无需花费大量资金和人力来校准仪器，减少停机时间，提高生产效率。

物联网和制造业大量使用各种仪器，提供“全面感知”数据，但同时也需要对大量仪器进行维护。 如何快速定位仪器的故障点，快速修复，减少停机时间是客户非常关心的一点。 智能仪器必须解决这个问题。 仪器自身感知、自诊断，自动检测故障部位甚至检测出故障原因，并提供排除故障的方法，极大地方便了仪器的维护保养。

(3) 自学习、自继承、节能优化

智能仪表利用自身的专家库、算法库、大数据分析算法灯，结合控制系统的历史数据和实时运行数据，优化控制和动作过程和频率。 例如：智慧农业，在农田灌溉农作物，智能水表可以结合天气预报信息、历史灌溉频率和水量，合理调整当前灌溉水量和频率，在保证作物生产的同时节水。

(4) 良好的人机交互能力

未来的智能仪器应该具备良好的人机交互能力，能够方便地与工程师进行交互，例如通过语音或文字描述等方式。 同时，智能仪表可以根据不同工程师的交互内容，通过记忆、累计比对不同人员关心的参数，进行定制化推送，让工程师快速获取自己想要的信息。

总之，人工智能技术正在推动仪器的智能化发展，使仪器具备自我认知、自我学习、自我传承的能力，逐步走向智能化。 这样一来，大大缩短了设计厂商的研发时间，加快了进入市场的能力。 客户可以通过使用更加智能化的仪表，提高生产效率，降低生产成本，实现安全生产。

本文节选自《自动化博览会》2019年10月号