在制造業(yè)不斷追求高質(zhì)量與高效率的當(dāng)下，生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控成為了關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近期，一項(xiàng)由田文文帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的先進(jìn)人工智能技術(shù)，為CNC加工的質(zhì)量控制帶來了重大突破，實(shí)現(xiàn)了表面粗糙度和刀具磨損的同步監(jiān)測(cè)。

表面粗糙度不僅關(guān)乎產(chǎn)品外觀，更直接影響著零件的耐磨性、密封性等關(guān)鍵性能；而刀具磨損則可能導(dǎo)致加工尺寸不精確、零件完整性受損，進(jìn)而引發(fā)生產(chǎn)停滯，帶來高昂的經(jīng)濟(jì)損失。因此，有效的監(jiān)測(cè)手段對(duì)于優(yōu)化制造流程至關(guān)重要。

研究人員通過端面銑削實(shí)驗(yàn)對(duì)新方法進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)采用VMC850B立式加工中心，加工材料為45鋼，尺寸為125mm×125mm×120mm，使用四刃平底銑刀，設(shè)定具體的加工參數(shù)：銑削深度1.2mm、銑削寬度10mm、主軸轉(zhuǎn)速3800rpm、進(jìn)給速度600mm/min，并配合空氣冷卻。在銑削過程中，同步采集振動(dòng)、電流和切削力數(shù)據(jù)，采樣頻率達(dá)20kHz。離線狀態(tài)下，通過顯微鏡測(cè)量刀具磨損，而在機(jī)床上則利用便攜式設(shè)備測(cè)量表面粗糙度，以Ra值作為表面粗糙度指標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了816次刀具行程，獲得了63組有效樣本數(shù)據(jù)。研究中運(yùn)用核主成分分析（KPCA）進(jìn)行非線性降維，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理與測(cè)量精度。值得關(guān)注的是，引入的廣義回聲狀態(tài)雙任務(wù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)（BESTTLS）取代了傳統(tǒng)增強(qiáng)層，采用動(dòng)態(tài)可適應(yīng)的儲(chǔ)層，能夠捕捉每個(gè)監(jiān)測(cè)任務(wù)的獨(dú)特特征，并實(shí)現(xiàn)信息共享，從而顯著提高了預(yù)測(cè)精度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人矚目，BESTTLS在表面粗糙度預(yù)測(cè)上實(shí)現(xiàn)了僅5.75%的平均絕對(duì)百分比誤差（MAPE），而在刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)上更是達(dá)到了100%的準(zhǔn)確率。與另外兩種系統(tǒng)——廣義雙任務(wù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)（BTTLS）和模糊廣義雙任務(wù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)（FBTTLS）相比，BESTTLS在MAPE上展現(xiàn)出更低的預(yù)測(cè)誤差，分別為7.57%和10.14%，其優(yōu)越性不言而喻。

這一成果不僅驗(yàn)證了雙任務(wù)同時(shí)監(jiān)測(cè)方法的穩(wěn)健性和高效性，更在加工過程中強(qiáng)化了質(zhì)量控制，有望為制造商帶來成本節(jié)約和生產(chǎn)時(shí)間的縮短，實(shí)現(xiàn)了效率與質(zhì)量的雙贏。該技術(shù)的進(jìn)步標(biāo)志著人工智能