人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

繆國平

（無錫技師學(xué)院，江蘇 無錫 214153）

在19 世紀(jì)英國著名物理學(xué)家、化學(xué)家法拉第，經(jīng)過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)分析后，終于發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)出電動機(jī)、發(fā)電機(jī)等多種電氣設(shè)備，對于人類文明的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，這也標(biāo)志著社會正式進(jìn)入電氣文明時(shí)代。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣技術(shù)不斷的融合創(chuàng)新，一次次在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化完善，在融入信息化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以后，實(shí)現(xiàn)了電氣自動化控制，加速工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程。在實(shí)際工作中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，完全可以實(shí)現(xiàn)由機(jī)械設(shè)備代替人工操作，很大程度地促進(jìn)我國電氣自動化這一高危生產(chǎn)行業(yè)的健康發(fā)展。

1 電氣自動化控制和人工智能技術(shù)的相關(guān)概念

1.1 電氣自動化控制

現(xiàn)階段，在我國工業(yè)生產(chǎn)中電氣自動化控制技術(shù)已經(jīng)取得了良好成效。作業(yè)人員利用電氣自動化來對機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)期間的數(shù)據(jù)信息技術(shù)收集分析，并將處理后的結(jié)果傳輸?shù)较到y(tǒng)終端，為后續(xù)的決策判斷提供重要依據(jù)。同時(shí)，在分析設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，能夠找出存在的故障問題，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，保障電氣設(shè)備正常運(yùn)行。除此之外，電氣自動化控制具有非常高效的控制功能，只需要一臺顯示器，作業(yè)人員便可以通過屏幕來觀測具體操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控的目的。這種方式能夠確保施工人員的人身安全，而且還可以減輕作業(yè)壓力，真正意義上實(shí)現(xiàn)施工成本的控制。自動化技術(shù)還有著診斷功能，通過自身強(qiáng)大的信息處理能力，來對機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)期間進(jìn)行故障排查和實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)故障問題，會在第一時(shí)間將信息傳輸?shù)娇刂浦行?，由控制中心進(jìn)行反饋，得到相應(yīng)的處理措施。在此過程中，所有的操作流程都會被實(shí)時(shí)記錄下來。

1.2 人工智能技術(shù)

從19 世紀(jì)50 年代，人工智能技術(shù)開始出現(xiàn)在人們生活中，憑借其強(qiáng)大的功能特點(diǎn)，一點(diǎn)一點(diǎn)的對人們的日常生活進(jìn)行影響。

一直以來，國內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域的專家學(xué)者就沒有停止對人工智能技術(shù)探索研究的步伐，吸取多方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上，對人工智能技術(shù)概念進(jìn)一步完善優(yōu)化?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)概念，可以看出該技術(shù)是研發(fā)、分析用于拓展、延伸人類智能的一種理論或者方法，是當(dāng)代社會的新興技術(shù)。站在學(xué)科定位的角度分析，人工智能技術(shù)是社會科學(xué)和自然科學(xué)的高度融合，同樣也屬于一項(xiàng)邊緣學(xué)科。

2 人工智能技術(shù)的優(yōu)勢

目前，我國對于人工智能技術(shù)方面的研究已經(jīng)較為深入，逐漸形成一個(gè)系統(tǒng)，不管是語言專家或者其他社會科學(xué)方面的專家，都對此進(jìn)行深入探索。在工業(yè)工程電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，應(yīng)用人工智能技術(shù)，不但可以提高電氣設(shè)備的整體自動化水平，使得設(shè)備操作更為精確，還能夠控制運(yùn)營成本，節(jié)省資金，提高作業(yè)效率，從而提升整體的智能化水準(zhǔn)。簡單來講，人工智能技術(shù)有著四個(gè)方面的優(yōu)勢特征：

（1）有利于參數(shù)的調(diào)節(jié)。相比以往的控制端，應(yīng)用人工智能技術(shù)后的電氣設(shè)備使用更為便捷，而且有著極高的可行性。能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來對參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，最大程度的提高智能函數(shù)的性能。

（2）受外界干擾影響小。在實(shí)際工作中，電氣設(shè)備對于人工智能技術(shù)的融合應(yīng)用要求較少。動態(tài)模型的準(zhǔn)確性要求并不嚴(yán)格，不需要額外設(shè)置相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行作業(yè)的環(huán)境也比較簡單，即使外界環(huán)境比較惡劣，也并不會對人工智能技術(shù)的應(yīng)用效果造成過多干擾。

（3）產(chǎn)品性能具有一致性。在不同工作環(huán)節(jié)，人工智能技術(shù)有著不同的應(yīng)用。針對一些特殊對象，可以預(yù)先進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，這時(shí)應(yīng)用傳統(tǒng)控制方式同樣有著較好的應(yīng)用效果。但是在對于其他對象的控制情況，難以有效把控。相比傳統(tǒng)控制方法，人工智能技術(shù)在對產(chǎn)品性能進(jìn)行控制過程中，其一致性表現(xiàn)非常顯著。不但可以輕松地分辨出系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中的某些影響因素進(jìn)行忽視。由此可見，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到程序設(shè)置階段，可以提高操作的流暢性和便捷性，而且精度也有著較大提升，進(jìn)一步保障產(chǎn)品性能。

（4）有著非常小的失誤率。上文提高，人工智能技術(shù)受到外界干擾很小，并對于動態(tài)模型的操作環(huán)境和準(zhǔn)確性要求比較低。

3 人工智能技術(shù)在電氣自動化中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 人工智能在電氣自動化中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理

現(xiàn)階段，要想實(shí)現(xiàn)電氣化自動控制，必須要以大量的數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)。以往的電氣自動化生產(chǎn)主要是以人工操作為主，采集軟件的操作以及數(shù)據(jù)信息的模型構(gòu)件也都是依托于人工。以某地區(qū)的電力監(jiān)控工作為例，該地區(qū)的電力資源配置工作是一項(xiàng)實(shí)時(shí)性要求極高的功能，如何將不斷發(fā)生變化的電力資源使用情況來進(jìn)行精準(zhǔn)的分析與采集是行業(yè)所關(guān)注的重點(diǎn)問題，而且如何在此基礎(chǔ)上制定出符合當(dāng)?shù)仉娏Y源使用標(biāo)準(zhǔn)的配置方案也是一項(xiàng)關(guān)鍵工作。所以，可以利用人工智能技術(shù)中的計(jì)算機(jī)算法來將人工數(shù)據(jù)采集進(jìn)行替代。比如，在對用戶電表數(shù)據(jù)進(jìn)行收集時(shí)，同樣可以利用爬蟲技術(shù)實(shí)現(xiàn)管理范圍內(nèi)的電表數(shù)據(jù)抓取，采取有效措施將一些無效數(shù)據(jù)進(jìn)行去除，并且進(jìn)入到計(jì)算機(jī)算法，選取最大值，通過加權(quán)計(jì)算來求得平均值，使用人工智能技術(shù)來對傳統(tǒng)員工的操作進(jìn)行模擬，應(yīng)用折現(xiàn)的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化分析。

3.2 人工智能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全監(jiān)控

在以往的電氣自動化控制過程中，因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備具有一定的壽命周期，為了避免一些不必要的問題故障發(fā)生，需要安排一些員工來對電氣設(shè)備的運(yùn)行全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，雖然一定程度上解決了設(shè)備運(yùn)行故障的問題，但是長此以往，會大大降低工作人員的勞動價(jià)值，經(jīng)常會出現(xiàn)員工的有效工作時(shí)間少于4 個(gè)小時(shí)的情況，無形中增加企業(yè)的運(yùn)營負(fù)擔(dān)。將多個(gè)區(qū)域的發(fā)電裝置連接到同一個(gè)頻段，保障各個(gè)區(qū)段能夠相互通訊，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建統(tǒng)一的電子監(jiān)控設(shè)備，如果系統(tǒng)檢測到某一區(qū)段的發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，其他區(qū)段的發(fā)電機(jī)則會主動承當(dāng)故障發(fā)電機(jī)的電力供應(yīng)。

控制中心接收到故障信息，選派專業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場對發(fā)電機(jī)故障進(jìn)行排查，等待問題解決之后，將電氣設(shè)備恢復(fù)到正常水準(zhǔn)，保持工作平衡。除此之外，利用人工智能技術(shù)來對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行安全監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)人力資源的最大化利用。建立同類子節(jié)點(diǎn)的思想，可以很好的解決電氣自動化控制過程中所存在的安全問題，這也是現(xiàn)代人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的實(shí)踐應(yīng)用。

3.3 人工智能實(shí)現(xiàn)操作控制以及故障錄制

傳統(tǒng)電焊機(jī)精度控制過程中，大多采取人工控制參數(shù)的方式，通過設(shè)備統(tǒng)一完成電鍍操作，但是電鍍產(chǎn)品難以保證相關(guān)參數(shù)一致，因此選用單一參數(shù)來對電鍍精度進(jìn)行控制，避免產(chǎn)品報(bào)廢的情況發(fā)生。應(yīng)用人工智能技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)自身的掃描功能來記錄并模仿傳統(tǒng)員工的操作行為，并通過AI 算法將所測量的參數(shù)傳輸?shù)娇刂浦行?，由電鍍系統(tǒng)發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)自動化電鍍操作，而且等待產(chǎn)品出現(xiàn)后會再一次對其進(jìn)行掃描，獲取到相關(guān)的產(chǎn)品參數(shù)，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行分析，判斷產(chǎn)品是否需要再次加工。另一方面，在電焊機(jī)自我檢修時(shí)，由于需要檢修的電焊機(jī)數(shù)量較多，采取人工的方式會消耗大量人力資源，而且工作效率難以保證。引入AI算法后，基于大數(shù)據(jù)思想來安裝分布式機(jī)械臂，并對其進(jìn)行控制編程，讓其對傳統(tǒng)員工的工作行為進(jìn)行模仿，而且通過掃描儀可以對機(jī)械臂的作業(yè)全過程進(jìn)行錄制。

4 結(jié)語

總之，隨著我國經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，信息化水平得到顯著提高。在多個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)者的研究探索下，人工智能技術(shù)獲得了巨大突破。在工業(yè)工程領(lǐng)域，引入人工智能技術(shù)，將其與電氣自動化有效融合，大大縮減了作業(yè)人員的工作壓力，簡化作業(yè)流程，提高生產(chǎn)的精度和效率?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)，能夠給實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動化控制與管理，而且還可以對作業(yè)全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果發(fā)生故障問題，可以及時(shí)采取相關(guān)措施，減少經(jīng)濟(jì)損失。但是現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)還沒有和電氣自動化實(shí)現(xiàn)完美融合，仍然需要各電氣企業(yè)對自身的業(yè)務(wù)流程重新審視，大力開展人工智能地開展應(yīng)用工作，節(jié)約生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)品精度提高，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的快速增長。