Koncepcja zdalnej, głosowej i wizualnej komunikacji operatora i systemu monitorowania i optymalizacji procesów mikro- i nanoobróbki

• Autorzy: Lipiński D. , Majewski M.

Warianty tytułu

EN

A concept of distant voice and visual communication between the operator and a system for monitoring and optimization of micro- and nano-machining processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono nową koncepcję zdalnej, głosowej i wizualnej komunikacji operatora i systemu monitorowania i optymalizacji procesów mikro- i nanoobróbki. System zdalnego monitorowania i optymalizacji jakości procesów, wyposażony w interfejs wizualny i głosowy, przedstawiono w przykładowym zastosowaniu w procesach precyzyjnego szlifowania. Opracowana koncepcja proponuje architekturę systemu wyposażoną w warstwę analizy danych, warstwę nadzorowania procesu, warstwę decyzyjną, podsystem komunikacji głosowej w języku naturalnym oraz podsystem komunikacji wizualnej z opisem głosowym. Interakcja operatora z systemem za pomocą mowy i języka naturalnego zawiera inteligentne mechanizmy służące do identyfikacji biometrycznej operatora, rozpoznawania mowy, rozpoznawania słów składowych i komunikatów operatora, analizy składni komunikatów, analiza skutków poleceń, ocena bezpieczeństwa poleceń. Interakcja systemu z operatorem za pośrednictwem komunikatów wizualnych z opisem głosowym zawiera inteligentne mechanizmy służące do generowania wykresów i raportów, klasyfikacji form przekazów i ich tworzenia, generowania komunikatów w postaci graficznej i tekstowej, konsolidacji i analizy treści komunikatów, oraz syntezy komunikatów multimedialnych. Artykuł przedstawia również koncepcję inteligentnych metod i algorytmów jakościowego opisu procesu obróbki na podstawie analizy danych pomiarowych z zastosowaniem systemu ekspertowego opartego na regresyjnych sieciach neuronowych.

EN

The paper deals with a new concept of distant voice and visual communication between the operator and a system for monitoring and optimization of micro- and nano-machining processes. The distant system for monitoring and optimization of the process quality, equipped with a visual and vocal interface, is presented in an exemplary application to precision grinding. There is proposed an architecture of the system equipped with a data analysis layer, a process supervision layer, a decision layer, a communication subsystem using speech and natural language, and a visual communication subsystem using vocal descriptions. As the system is equipped with several intelligent layers, it is capable of control, supervision and optimization of the processes of micro- and nano-machining. In the proposed system, computational intelligence methods allow for real-time data analysis of the monitored process, configuration of the system, process supervision based on process features and quality models. The system is also capable of detection of inaccuracies, estimation of inaccuracy results, compensation of inaccuracy results, and selection of machining parameters and conditions. In addition, it conducts assessment of the operator’s decisions. The system also consists of meaning analysis mechanisms of operator's messages and commands given by voice in a natural language, and various visual communication forms with the operator using vocal descriptions. The layer for data presentation and communication provides data and information about the machining parameters and conditions, tool condition, process condition, estimation of the process quality, and process variables. The interaction between the operator and the system by speech and natural language contains intelligent mechanisms for operator biometric identification, speech recognition, word recognition, recognition of messages and com-mands, syntax analysis of messages, and safety assessment of commands. The interaction between the system and the operator using visual messages with vocal descriptions includes intelligent mechanisms for generation of graphical and textual reports, classification of message forms, generation of messages in the graphical and textual forms, consolidation and analysis of message contents, synthesis of multimedia messages. In the paper, Fig. 1 presents the concept of distant voice and visual communication between the operator and a system for monitoring and optimization of micro- and nano-machining processes. The concept of the system of distant monitoring and optimization of the precision grinding processes using voice and visual communication between the operator and the system is shown in Fig. 2, while the complete structure of the system is depicted in Fig. 3. The paper also presents a concept of intelligent methods and algorithms (Fig. 4) for de-scribing the machining process quality on the basis of the measurement data analysis using an expert system equipped with regression neural networks.

Słowa kluczowe

PL

monitorowanie i optymalizacja procesów mikro- i nanoobróbki; inteligentne systemy monitorowania i optymalizacji; interakcja operatora z systemem; inteligentny interfejs do sterowania procesami; komunikacja głosowa i wizualna; interfejs mowy; jakość procesu; analiza danych pomiarowych; systemy ekspertowe; sztuczna inteligencja

EN

monitoring and optimization of micro- and nano-machining processes; intelligent systems of monitoring and optimization; interaction between operators and systems; intelligent interface for system control; voice and visual communication; speech interface; process quality; measurement data analysis; expert systems; artificial intelligence

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 7
• Strony: 648--651
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Lipiński D.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

autor

Majewski M.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

Bibliografia

• [1] Kacalak W., Majewski M.: Inteligentny system obustronnej głosowej komunikacji systemu pomiarowego z operatorem dla technologii mobilnych. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 55, nr 4 (2009). Wydawnictwo PAK 2009, 221-224.
• [2] Kacalak W., Majewski M.: Wybrane problemy efektywnego rozpoznawania pisma odręcznego. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 57, nr 5 (2011). Wydawnictwo PAK 2011, 479-482.
• [3] Kacalak W., Majewski M.: Ocena predyspozycji operatora w zadaniach decyzyjnych w inteligentnym systemie interakcji z urządzeniami technicznymi. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 57, nr 5 (2011). Wydawnictwo PAK 2011. 515-518.
• [4] Kacalak W., Majewski M.: Inteligentne, interaktywne, zautomatyzowane systemy projektowania elementów i zespołów maszyn na podstawie ich cech opisywanych w języku naturalnym. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 58, nr 5 (2012). Wyd. PAK 2012. 471-474.
• [5] Lipiński D.: Nadzorowanie jakości w procesach automatycznego szlifowania małych elementów ceramicznych z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji. Praca doktorska. Politechnika Koszalińska, Koszalin 2005.
• [6] Lipiński D., Kacalak W.: Assessment of the accuracy of the process of ceramics grinding with the use of fuzzy interference. Lecture Notes in Computer Science 4431. Springer 2007, 596-603.
• [7] Majewski M.: Podstawy budowy inteligentnych systemów interakcji urządzeń technologicznych i ich operatorów. Monografia nr 172. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2010.
• [8] Specht D. F.: A general regression neural network. IEEE Transactions on Neural Networks. Vol. 2, No. 6 (November 1991) 568–576.