人工智能技術(shù)在港口設(shè)備運(yùn)維檢修中的應(yīng)用

李惠軍

（利維智能（深圳）有限公司，廣東深圳 518000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高和經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，港口運(yùn)輸?shù)囊?guī)模也在不斷提高，業(yè)務(wù)層級(jí)不斷擴(kuò)展。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于設(shè)備運(yùn)維檢修的需求也在不斷提高。傳統(tǒng)運(yùn)維檢修方式雖然能夠解決一時(shí)的設(shè)備問(wèn)題，但是在當(dāng)今需求不斷增加的大環(huán)境下，設(shè)備哪怕出現(xiàn)很小的問(wèn)題都有可能對(duì)港口運(yùn)輸效率造成巨大影響。因此，對(duì)于設(shè)備的檢修成為了一個(gè)重要方面。常規(guī)檢修方式的效率不能夠解決新興問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來(lái)解決，即通過(guò)新興信息技術(shù)算法對(duì)設(shè)備檢修進(jìn)行改革化創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)港口設(shè)備檢修行業(yè)的發(fā)展。而人工智能作為計(jì)算機(jī)行業(yè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，在港口設(shè)備運(yùn)維中的作用雖然還有待開發(fā)，然而其運(yùn)用前景是廣闊的。

1 人工智能技術(shù)簡(jiǎn)介

人工智能技術(shù)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上得以衍生的科學(xué)門類，該技術(shù)是通過(guò)對(duì)于人類智慧進(jìn)行研究從而探究智能化過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序建立邏輯以模擬現(xiàn)有人類智能從而通過(guò)智能模擬進(jìn)行事務(wù)處理的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與日益穩(wěn)固，人工智能與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合也不斷密切。當(dāng)應(yīng)對(duì)一些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題以及當(dāng)前需要大量時(shí)間來(lái)解決的問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)建立的人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效解決，這可以極大提高應(yīng)用效率，解放勞動(dòng)者大腦，而且人工智能可以基于機(jī)器學(xué)習(xí)邏輯對(duì)人類現(xiàn)有知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而變得更加實(shí)用，使用人工智能技術(shù)也能降低生產(chǎn)成本，從而獲取更多利潤(rùn)。

目前形勢(shì)下，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的完善與進(jìn)步。也是由于該原因，人工智能技術(shù)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，其能夠得到有效的科學(xué)化升級(jí)與研發(fā)。也就是說(shuō)，人工智能技術(shù)是基于信息技術(shù)的發(fā)展而衍生的一門科學(xué)技術(shù)，其中所產(chǎn)生的問(wèn)題也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效解決。人工智能技術(shù)是基于信息技術(shù)，而信息技術(shù)的主旨在于對(duì)信息的運(yùn)用與處理，因此人工智能技術(shù)的信息處理效率是極高的，其能夠在有限的信息量基礎(chǔ)上得到擴(kuò)展和完善，從而提高信息的可用性。而且人工智能技術(shù)在資源共享方面的效率也是極高的。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)用中，該技術(shù)無(wú)疑可以提高運(yùn)用效率，不僅能夠降低運(yùn)營(yíng)成本，還能起到事半功倍的效果。

2 人工智能的發(fā)展運(yùn)用前景

當(dāng)前科學(xué)技術(shù)正處于快速發(fā)展時(shí)期，電子設(shè)備的計(jì)算速度也已經(jīng)達(dá)到難以預(yù)料的快速，對(duì)于這種信息化時(shí)代的處理與運(yùn)營(yíng)就需要一個(gè)自動(dòng)化控制體系來(lái)進(jìn)行維持，人工智能技術(shù)在這種需求之下應(yīng)運(yùn)而生。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)使得對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理更趨向于人性化管理，也很大程度上減少了操作難度。而且對(duì)于程序中未明確規(guī)定處理方法的搖擺性較強(qiáng)的問(wèn)題也能夠通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)行解決，這使得該技術(shù)具有很廣闊的發(fā)展空間。人工智能技術(shù)不需要基于已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行改變，而是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的自動(dòng)化處理，這無(wú)疑可以使得其具有更強(qiáng)實(shí)用性，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理方面擁有較為廣闊的發(fā)展前景，也能夠迎合人們目前對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的需求。

人工智能能夠較為合理地利用計(jì)算機(jī)資源。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與完善使得資源的利用需求不斷增強(qiáng)，對(duì)資源的高利用效率需求也不斷上升。而對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，若是不能合理地進(jìn)行資源分配，導(dǎo)致進(jìn)程之間的不合理共享，則容易產(chǎn)生計(jì)算機(jī)死鎖，即所謂“死機(jī)”。在大型管理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)死鎖是極為致命的，對(duì)此，人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息的快速整合與利用，縱使對(duì)于一些復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理，抑或是需要較為復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程時(shí)，也可以通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行合理利用與完善，從而進(jìn)行復(fù)雜信息的處理。通過(guò)人工智能技術(shù)解決這些問(wèn)題不僅能夠提高運(yùn)算速度，還可以實(shí)現(xiàn)資源的高效利用，能夠使其得以迅速發(fā)展。

3 人工智能技術(shù)在港口設(shè)備運(yùn)維中的應(yīng)用

3.1 人工智能技術(shù)在港口運(yùn)維中的應(yīng)用背景

當(dāng)今，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展以及運(yùn)輸技術(shù)的不斷普及與應(yīng)用，人們對(duì)于港口的使用方式不斷增加，而在此基礎(chǔ)上，設(shè)備就更容易損壞，而且隨著港口規(guī)模的不斷擴(kuò)大，若港口設(shè)備不能得到合理的運(yùn)維檢修，則難以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)水平的提高。對(duì)此，港口設(shè)備的運(yùn)維檢修亟須通過(guò)新興科技的運(yùn)用產(chǎn)生新的升華與進(jìn)步，從而保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也能夠提供更加科學(xué)合理的有效化的服務(wù)，從而為人們?cè)诟劭跇I(yè)務(wù)中的行為提供便利，使得港口的運(yùn)轉(zhuǎn)效率得到進(jìn)一步提高，這正迎合了人工智能技術(shù)的使用目標(biāo)與核心模式。

3.2 人工智能技術(shù)對(duì)于港口設(shè)備信息的有效管理

港口設(shè)備的許多信息決定了該設(shè)備是否損壞以及其損壞程度，而通過(guò)該邏輯對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)的邏輯也不斷普及，使得更多廠家開始進(jìn)行相關(guān)研究。而在港口的工作效率不斷提升的背景下，設(shè)備損耗快已經(jīng)成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)，這也要求進(jìn)行更加精確的檢修策略。尤其是許多安全隱患會(huì)因?yàn)樵O(shè)備部件的損壞逐漸露出水面，有些艦艇失事、難以著陸等安全問(wèn)題逐漸被關(guān)注。這樣的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題也引起了人們的警覺(jué)，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)的融入來(lái)實(shí)現(xiàn)這類問(wèn)題的解決，從而對(duì)港口設(shè)備運(yùn)維進(jìn)行發(fā)展，是不斷被關(guān)注的話題。

若是港口設(shè)備信息被外部設(shè)備盜用，抑或是root網(wǎng)關(guān)被入侵攻占，則會(huì)使得港口安全更難以得到保障。對(duì)此，通過(guò)人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的保護(hù)，例如將港口信息進(jìn)行篩查，通過(guò)篩選來(lái)辨別有效信息，從而對(duì)信息的安全性以及可利用性做出預(yù)測(cè)。并且在信息處理方法，基于人工智能技術(shù)，可以通過(guò)程序語(yǔ)言進(jìn)行單獨(dú)的信息處理機(jī)制開發(fā)，從而對(duì)設(shè)備運(yùn)維提供科學(xué)合理的保障，并建立獨(dú)特的設(shè)備運(yùn)維機(jī)制。同時(shí)，可以將設(shè)備運(yùn)維檢修通過(guò)一定手段進(jìn)行可視化信息處理，從而更加明確地了解信息屬性并得以對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確運(yùn)用，這樣能夠科學(xué)合理地確定設(shè)備狀態(tài)，以明確設(shè)備存在的問(wèn)題。

對(duì)于不符合規(guī)格的信息，可以建立智能數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理，通過(guò)指標(biāo)的制定進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，例如某指標(biāo)值為200，若是低于200則將其自動(dòng)屏蔽，否則將其標(biāo)注紅色字體并輸出在“待解決的問(wèn)題”輸出欄內(nèi)，從而將其標(biāo)注為問(wèn)題并進(jìn)行合理化解決。并且通過(guò)服務(wù)器對(duì)信息進(jìn)行處理以及通過(guò)人工智能背景數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其進(jìn)行分析，從而進(jìn)行問(wèn)題的自動(dòng)化仿真模擬解決，以輸出適宜的解決方案，促進(jìn)港口設(shè)備運(yùn)維檢修的高效性。對(duì)于信息泄露問(wèn)題，可以通過(guò)人工智能系統(tǒng)編寫一個(gè)自動(dòng)化處理木馬入侵的程序，從而對(duì)外來(lái)入侵程序進(jìn)行可視化防御，并通過(guò)對(duì)人工智能系統(tǒng)輸入攻防博弈模型等復(fù)雜模型來(lái)保障港口設(shè)備運(yùn)維檢修不會(huì)因這類入侵造成系統(tǒng)錯(cuò)誤以影響檢修質(zhì)量。

3.3 通過(guò)人工智能進(jìn)行港口設(shè)備運(yùn)維檢修評(píng)價(jià)

人工智能技術(shù)是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)的，其對(duì)于信息的處理能力不亞于其他大數(shù)據(jù)處理手段。在進(jìn)行信息檢索時(shí)，能夠科學(xué)合理地得到更受到關(guān)注的可視化信息，從而極大提高信息處理效率。而目前對(duì)于港口設(shè)備運(yùn)維檢修的指標(biāo)并未能得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化方案，因此可以通過(guò)人工智能技術(shù)進(jìn)行港口設(shè)備運(yùn)維檢修評(píng)價(jià)，通過(guò)客觀詳實(shí)的指標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性分析，從而進(jìn)行可行的處理，以完成指標(biāo)建立，從而不斷提升港口識(shí)別運(yùn)維檢修的質(zhì)量。而且，目前對(duì)于港口設(shè)備運(yùn)維檢修的信息處理并未形成體系，大多處于信息參差不齊的狀態(tài)。在人工智能的加持下，可以通過(guò)既定邏輯和機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)果對(duì)現(xiàn)有信息處理體系進(jìn)行升級(jí)，從而提高信息處理手段。

根據(jù)MLPerf 數(shù)據(jù)，來(lái)自各種公司的圖像分類器系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)ImageNet 數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行了訓(xùn)練，并根據(jù)訓(xùn)練時(shí)間進(jìn)行了排名。2018年，花了6.2 min 訓(xùn)練最好的系統(tǒng)；在2020年僅花了47 s。如圖1所示。這項(xiàng)進(jìn)步是通過(guò)采用專門為機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的加速器芯片實(shí)現(xiàn)的。

圖1 人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)效果圖

而對(duì)于信息處理邏輯，可以借助皮爾遜相關(guān)系數(shù)或是其他相關(guān)系數(shù)分析各維修因素之間的聯(lián)系，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)維修關(guān)系圖，從而對(duì)信息處理體系進(jìn)行實(shí)質(zhì)性架構(gòu)，從而根據(jù)各類信息之間的聯(lián)系對(duì)各種信息進(jìn)行公式化處理，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。然后依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果調(diào)查出維修重點(diǎn)，并增加對(duì)該方面的防護(hù)工作。

3.4 人工智能代理技術(shù)在港口設(shè)備運(yùn)維檢修領(lǐng)域的運(yùn)用

人工智能代理技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，其組成結(jié)構(gòu)十分多樣化，主要依賴于知識(shí)域庫(kù)、人工建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中不同Agent 的通信聯(lián)系以及解釋推理器等設(shè)備構(gòu)成的，該技術(shù)依賴于各成分之間的協(xié)同作用。對(duì)單個(gè)的Agent 傳輸任務(wù)時(shí)，其實(shí)是對(duì)所有Agent 共同傳輸任務(wù)，因?yàn)樗鼈冎g通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以進(jìn)行互通，從而提高任務(wù)完成的穩(wěn)定性。該技術(shù)可以在數(shù)據(jù)分析時(shí)增加程序運(yùn)行效率，類似于操作系統(tǒng)中的多線程工作，其效率是優(yōu)于單線程工作的。通過(guò)人工智能代理技術(shù)對(duì)港口設(shè)備運(yùn)維檢修程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使得系統(tǒng)對(duì)工作目標(biāo)的制定更為高效快捷，這樣可以極大提高工作效率。并且基于該技術(shù)，也可以優(yōu)化信息處理手段，節(jié)約計(jì)算機(jī)資源的使用，使得計(jì)算機(jī)能夠?qū)Ω嗳蝿?wù)進(jìn)行處理，從而提高港口運(yùn)行的效率。通過(guò)該技術(shù)可以在很大程度上對(duì)港口設(shè)備運(yùn)維檢修進(jìn)行升級(jí)，從而提高其運(yùn)作效率。

人工智能代理技術(shù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級(jí)和機(jī)器自主學(xué)習(xí)技術(shù)的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)算法的自動(dòng)化優(yōu)化。對(duì)于港口設(shè)備運(yùn)維，大多數(shù)的信息處理是基于固定算法的，算法的優(yōu)化是運(yùn)維檢修的核心，也是人工智能技術(shù)的核心。通過(guò)該技術(shù)對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化實(shí)質(zhì)是人工智能技術(shù)本身的自我更新，通過(guò)這類更新實(shí)現(xiàn)技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而進(jìn)一步對(duì)信息處理提供一個(gè)飛躍。若是服務(wù)器運(yùn)行效率的提高或是網(wǎng)速的加快是人工智能技術(shù)效率提升的量變，算法的優(yōu)化則是質(zhì)變，如同4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化到5G 網(wǎng)絡(luò)。而對(duì)此，檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)則是運(yùn)行時(shí)間和占用內(nèi)存大小。運(yùn)行時(shí)間能夠決定信息傳輸和處理速度；而占用內(nèi)存大小及消耗資源的快慢，能夠代表執(zhí)行質(zhì)量。通過(guò)既定的檢測(cè)指標(biāo)將程序運(yùn)行時(shí)間與占用內(nèi)存的大小達(dá)到一個(gè)微妙的平衡，從而對(duì)算法進(jìn)行升級(jí)，若占用內(nèi)存較小且運(yùn)行速度較快，則可以通過(guò)該算法對(duì)原有的設(shè)備運(yùn)維檢修算法進(jìn)行替代，從而提高運(yùn)行效率，以產(chǎn)生港口設(shè)備運(yùn)維檢修速度與效果的質(zhì)變。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著人們需求的進(jìn)一步增加，人工智能技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用也不斷加深。人工智能技術(shù)是現(xiàn)實(shí)中的人們通過(guò)對(duì)自己的智能進(jìn)行模擬從而衍生出的技術(shù)，好的人工智能技術(shù)可以達(dá)到甚至超過(guò)人類所擁有的智能。因此，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于港口設(shè)備檢修可以極大節(jié)省勞動(dòng)力成本，并提升自動(dòng)化程度。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工智能技術(shù)在設(shè)備運(yùn)維檢修等工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也在不斷增加。人工智能技術(shù)在港口設(shè)備運(yùn)維檢修中不僅能夠作為提升效率的工具，更能夠提升設(shè)備數(shù)據(jù)的安全性，從而更好地保護(hù)商業(yè)隱私。人工智能技術(shù)不僅在于算法的先進(jìn)性高，更在于能夠與真實(shí)人類比擬的機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)制，使其能夠?qū)唧w問(wèn)題因地制宜地進(jìn)行具體分析，從而通過(guò)翔實(shí)的數(shù)據(jù)分析選擇最優(yōu)解決策略。直至目前，人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)用還在不斷發(fā)展，其發(fā)展前景不可估量。