精準(zhǔn)重復(fù)性是工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)床和加工步驟的質(zhì)量特征。但由于種種原因，在錯(cuò)綜復(fù)雜的自動(dòng)化生產(chǎn)以及很多半自動(dòng)化的加工過(guò)程中，多種不同的原因會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生偏差：綜合性材料會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量浮動(dòng)、環(huán)境和人的因素的影響或刀具的自然磨損。
當(dāng)前，向工業(yè)4.0的過(guò)渡開(kāi)啟了不再只是信任在機(jī)床前進(jìn)行作業(yè)的接受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的工人，而是或可信任采用試驗(yàn)方法來(lái)確保加工質(zhì)量的可能性。技術(shù)服務(wù)商的輔助系統(tǒng)也借助于輔助或?qū)＜蚁到y(tǒng)來(lái)匯集和分析來(lái)自生產(chǎn)、傳感器數(shù)據(jù)以及如CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))或是ERP(企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng))等其他IT系統(tǒng)的機(jī)床和加工過(guò)程中數(shù)據(jù)，以大大改善生產(chǎn)和加工過(guò)程的質(zhì)量，尤其是大大改善容易出錯(cuò)的生產(chǎn)過(guò)程步驟的質(zhì)量。
當(dāng)輔助系統(tǒng)能夠表示生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的偏差時(shí)，輔助系統(tǒng)便可有助于生產(chǎn)質(zhì)量的提高
這里有一個(gè)要求很高的現(xiàn)實(shí)的鉆孔項(xiàng)目可作為實(shí)例。在一個(gè)安裝生產(chǎn)的準(zhǔn)備中，得準(zhǔn)備一個(gè)帶有很多孔的組件。盡管實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和采用電子鉆機(jī)，但是生產(chǎn)這樣一個(gè)帶有很多孔的組件仍是一個(gè)比較困難的、相對(duì)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的過(guò)程。與此同時(shí)，如組件鉆孔的邊緣欠工整也是組件材料的缺陷，也會(huì)影響最后組裝工序，無(wú)論如何這是一個(gè)必須避免的安全風(fēng)險(xiǎn)。輔助系統(tǒng)的任務(wù)是，更好的識(shí)別有缺陷的鉆孔，這樣便能夠通過(guò)對(duì)組件鉆孔進(jìn)行提前精加工，從而降低生產(chǎn)成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。
獲取和評(píng)估生產(chǎn)加工過(guò)程參數(shù)
解決方法：為了能夠研發(fā)出生產(chǎn)和加工過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，首先是要將各種不同來(lái)源的數(shù)據(jù)匯集在一起，并掌握它們的相互關(guān)聯(lián)性。為此，一方面是要掌握產(chǎn)品數(shù)據(jù)、模型、機(jī)床參數(shù)和傳感器數(shù)據(jù);另一方面則是要掌握來(lái)自質(zhì)量監(jiān)控的測(cè)量結(jié)果。
當(dāng)可以識(shí)別到生產(chǎn)和加工過(guò)程參數(shù)與測(cè)量結(jié)果之間的相互關(guān)系具有說(shuō)服力時(shí)，軟件便能夠?qū)W習(xí)什么意味著正常，而什么則意味著偏差，在此對(duì)各種偏差的類型進(jìn)行分析。一個(gè)具體的錯(cuò)誤可能不是漸進(jìn)的參數(shù)變化所造成的，而是由別的原因造成的，而什么樣的結(jié)果應(yīng)該生成怎樣的建議。而鉆孔的這種情況，速度和走刀進(jìn)給是主要的加工過(guò)程參數(shù)。最重要的關(guān)系是，當(dāng)鉆孔的速度出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，鉆孔鉆出復(fù)合材料的材料層。造成重要偏差的原因是在張緊工件時(shí)出現(xiàn)偏差，或是所使用的鉆頭弄臟了。
復(fù)合材料具有出類拔萃的材料性能，但是加工卻不總是那么簡(jiǎn)單
推動(dòng)使用輔助系統(tǒng)的目的是，從整合各種不同的機(jī)床和過(guò)程數(shù)據(jù)的偏差中提前預(yù)告出現(xiàn)的偏差和給出處理建議。在這種情況下給輔助系統(tǒng)研發(fā)者所提出的任務(wù)是，教一個(gè)軟件不只是能夠識(shí)別偏差，而且還能夠進(jìn)行數(shù)量和質(zhì)量的分析。可出現(xiàn)的結(jié)果是，因?yàn)檩o助系統(tǒng)能夠在各種不同的過(guò)程數(shù)據(jù)中探測(cè)偏差，所以能夠在測(cè)試程序中對(duì)附加的鉆孔進(jìn)行質(zhì)量安全檢查。也可以出現(xiàn)這樣的結(jié)果，即指出鉆頭的磨損數(shù)據(jù)，從而要求機(jī)床操作人員更換鉆頭。
試驗(yàn)算法所遵循的目的是，提前發(fā)現(xiàn)鉆孔的偏差，并以此提供減少有缺陷鉆孔數(shù)量的可能性。輔助系統(tǒng)有這樣3個(gè)主要作用：借助于過(guò)程數(shù)據(jù)用其算法查明識(shí)別生產(chǎn)和加工中的可能的偏差，通過(guò)需測(cè)試的鉆孔的信息確定的測(cè)試計(jì)劃而生成計(jì)劃，并在機(jī)床操作人員工位旁借助于測(cè)試計(jì)劃可視化的為操作人員給出處理建議。
自學(xué)式專家系統(tǒng)
以復(fù)合材料工件的具有安全關(guān)鍵性的安裝鉆孔為例，首先可通過(guò)多進(jìn)行質(zhì)量控制來(lái)達(dá)到安裝鉆孔的最佳化。鉆孔的數(shù)量大，所以只能采取取樣的方法對(duì)鉆孔進(jìn)行檢測(cè)。此時(shí)，建議使用輔助系統(tǒng)，如果在所測(cè)試的鉆孔中，實(shí)際上情況是出現(xiàn)偏差的鉆孔多，那么，那里便可進(jìn)行再加工。
自學(xué)式專家系統(tǒng)研發(fā)的長(zhǎng)期目標(biāo)是，確定測(cè)試結(jié)果與異常識(shí)別結(jié)果的關(guān)系，并將其引入到專家系統(tǒng)里。這樣，人們便能夠得到專家系統(tǒng)能夠從中學(xué)習(xí)的一個(gè)持續(xù)不斷的更好的解釋過(guò)程數(shù)據(jù)的循環(huán)。專家系統(tǒng)模擬受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的工人也總是能夠獲得更佳的“理解”，以在測(cè)試之前便能夠預(yù)知生產(chǎn)和加工過(guò)程是否足夠穩(wěn)定。
輔助系統(tǒng)是智慧工廠里的M2M調(diào)制解調(diào)器通信的一個(gè)重要補(bǔ)充。借助于輔助系統(tǒng)，工作人員應(yīng)能從聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器和設(shè)備提供的數(shù)據(jù)中受益。我們?nèi)祟惸軌颢@取和檢驗(yàn)單個(gè)的數(shù)據(jù)和閾值，但生產(chǎn)和加工過(guò)程中的多維相互依賴關(guān)系對(duì)我們的要求還是過(guò)高。而在此輔助系統(tǒng)可給我們提供幫助：通過(guò)匯集來(lái)自各種不同來(lái)源的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析和對(duì)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)化評(píng)估，從而使生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)的加工質(zhì)量達(dá)到優(yōu)化，屆此便部分地不間斷的對(duì)分析和結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)化評(píng)估。如果是涉及到工廠的保有機(jī)床的話，研發(fā)方必須是此類輔助系統(tǒng)研發(fā)專家，首先必須具備使過(guò)程數(shù)據(jù)達(dá)到可供使用的水平。然后，為了研發(fā)此類系統(tǒng)，還必須通過(guò)試驗(yàn)找到過(guò)程數(shù)據(jù)和質(zhì)量安全數(shù)據(jù)之間存在著怎樣的關(guān)聯(lián)。之后，借助于軟件里的算法來(lái)研究開(kāi)發(fā)這些關(guān)聯(lián)，以便能夠預(yù)先掌握生產(chǎn)和加工過(guò)程中出現(xiàn)的偏差。
