淺談人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

邱遠(yuǎn)奕

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的來(lái)臨，人工智能正在逐步成為自動(dòng)化控制的重要驅(qū)動(dòng)力。人工智能技術(shù)可以有效地提高自動(dòng)控制的效率與準(zhǔn)確性，減少生產(chǎn)成本，給企業(yè)創(chuàng)造了極大地經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)電氣自動(dòng)化控制中的人工智能技術(shù)進(jìn)行研究是很有實(shí)際意義的。

一、引言

人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，為控制功能實(shí)現(xiàn)提供了新機(jī)遇，顯著提升了相關(guān)領(lǐng)域運(yùn)營(yíng)水平。智能化機(jī)器的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)將人工智能技術(shù)引入到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可以使生產(chǎn)力得到改善，防止設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，還可以提高企業(yè)的總產(chǎn)值。其設(shè)計(jì)思路清晰的優(yōu)勢(shì)與電氣設(shè)備自動(dòng)化控制相結(jié)合，對(duì)電氣設(shè)備的高效運(yùn)行起到重要作用。

二、人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的優(yōu)勢(shì)

人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，為企業(yè)帶來(lái)了顯著的效益。以下是其主要優(yōu)勢(shì)：

（一）提高自動(dòng)化控制的效率和精度

傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制方法雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化，但由于其受限于設(shè)備老化、人為操作失誤等，其控制效果并不理想。相比之下，人工智能技術(shù)通過(guò)其先進(jìn)的算法和模型，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的精準(zhǔn)控制。人工智能技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)潛在的問(wèn)題。

（二）可以降低生產(chǎn)成本和能源消耗

人工智能技術(shù)能夠優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少不必要的資源浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，可以很好地預(yù)測(cè)并及時(shí)處理潛在的故障，降低維修成本。此外，通過(guò)對(duì)能源使用的智能管理，可以有效降低能源消耗，為企業(yè)節(jié)省大量成本。

（三）增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性

人工智能技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并采取相應(yīng)措施，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。此外，該技術(shù)還能提供歷史數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)功能。通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)未來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。而且，通過(guò)智能故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)，可以減少設(shè)備故障率，提高系統(tǒng)的可靠性和持續(xù)性。

三、人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

（一）數(shù)據(jù)采集處理

人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制的結(jié)合可以高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理。用電裝置在使用時(shí)，會(huì)形成一套性能指數(shù)，當(dāng)這些指數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，就有可能發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生故障。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，在人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)上，在電氣裝置中安裝有關(guān)的軟件，可以對(duì)裝置的工作狀況進(jìn)行高效的提取。

以電氣監(jiān)控為例，為了保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量，必須建立在實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)信息之上，而現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方式很難達(dá)到實(shí)時(shí)獲取的目的，也很難有效地解決數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延等問(wèn)題。為了保證電氣資源的高效收集和對(duì)特定地區(qū)電氣資源的利用狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的解析，必須結(jié)合本地用電數(shù)據(jù)收集的實(shí)際情況，將人工智能引入到電氣系統(tǒng)中來(lái)，以解決電氣系統(tǒng)中的“時(shí)滯”問(wèn)題。比如，在采集每個(gè)家庭的水表資料時(shí)，根據(jù)對(duì)電腦技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行的分析，能夠理解各個(gè)地區(qū)的電氣消費(fèi)狀況的差別，改善了在常規(guī)方式下繁雜的工作程序，讓數(shù)據(jù)資料更加準(zhǔn)確地獲得，以此來(lái)提高電氣自動(dòng)化的控制水平。

（二）監(jiān)控生產(chǎn)安全

人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，確保了企業(yè)的安全生產(chǎn)。在企業(yè)的制造過(guò)程中，為了保證生產(chǎn)過(guò)程的安全，防止人身傷亡等危險(xiǎn)事故的出現(xiàn)，在以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量為目標(biāo)的同時(shí)，也是一個(gè)十分關(guān)鍵的問(wèn)題。在傳統(tǒng)的自動(dòng)制造工廠中，存在著機(jī)器的失效、老化等問(wèn)題，對(duì)工人的人身安全構(gòu)成了極大地威脅。

通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)，我們可以在電氣自動(dòng)控制裝置上加裝一套電子監(jiān)視裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)員工工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。通過(guò)對(duì)電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行有效地控制，使電氣系統(tǒng)的安全程度得到了極大地提升。此外，還能夠采取更加精準(zhǔn)地方式，去監(jiān)測(cè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。此外，人工智能技術(shù)還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)設(shè)備故障發(fā)生的可能性，從而提前采取相應(yīng)的預(yù)防措施，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷和人員傷害。

（三）電氣故障排除

以往的故障排查與檢測(cè)采用傳統(tǒng)方法，電子裝備的故障發(fā)現(xiàn)過(guò)程復(fù)雜，檢查效率低，速度慢；而電子裝備的故障發(fā)現(xiàn)周期較長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，新裝備的替換又需要花費(fèi)較多的精力，由此，在實(shí)際操作中產(chǎn)生了一系列問(wèn)題。通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠快速地處理圖像處理、電路診斷和頻率分析等工作，這極大地縮短了電氣設(shè)備的升級(jí)周期，確保了電氣自動(dòng)化的控制水平。在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，在使用條件、工作環(huán)境、工作時(shí)長(zhǎng)等諸多因素的作用下，若出現(xiàn)諸如內(nèi)燃機(jī)等有關(guān)的裝置出現(xiàn)故障，不但會(huì)使電氣裝置的工作效率下降，而且對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)也有很大的影響。采用遺傳算法、計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專(zhuān)家系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)手段，對(duì)電氣裝備進(jìn)行了故障診斷。人工智能技術(shù)可以通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期、全方位的監(jiān)控，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生問(wèn)題時(shí)，可以及時(shí)的進(jìn)行預(yù)警和隔離，確保故障可以得到迅速的解決，使因設(shè)備故障而導(dǎo)致的電氣自動(dòng)化工作的經(jīng)濟(jì)損失減少到最小。另外，還可以將人工智能技術(shù)應(yīng)用到一些不適合手工作業(yè)的事故中，來(lái)代替手工來(lái)進(jìn)行一些作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)以專(zhuān)家系統(tǒng)為基礎(chǔ)的電氣設(shè)備的故障診斷。

四、未來(lái)發(fā)展過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)

（一）數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問(wèn)題

隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問(wèn)題日益突出。在利用數(shù)據(jù)優(yōu)化自動(dòng)化控制的過(guò)程中，如何確保用戶隱私不受侵犯、數(shù)據(jù)不被泄露和濫用，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

為了解決這一挑戰(zhàn)，需要從技術(shù)、法律和倫理等多個(gè)層面進(jìn)行努力。在技術(shù)方面，需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)加密和訪問(wèn)控制技術(shù)的研究和應(yīng)用，確保數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)和傳輸。同時(shí)，開(kāi)發(fā)更加高效的數(shù)據(jù)分析和隱私保護(hù)算法，可以在利用數(shù)據(jù)的同時(shí)保護(hù)用戶隱私。在法律層面，需要完善相關(guān)法律法規(guī)，明確數(shù)據(jù)的所有權(quán)和使用權(quán)，規(guī)定數(shù)據(jù)使用和處理的合法性和合規(guī)性。此外，建立數(shù)據(jù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審查和監(jiān)管，也是保障數(shù)據(jù)安全和隱私的重要措施。

（二）技術(shù)更新和人才培養(yǎng)需求

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和升級(jí)，電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域需要更多具備創(chuàng)新思維、跨界整合能力的人才，以滿足新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展需求。首先，創(chuàng)新思維是至關(guān)重要的。在人工智能技術(shù)的推動(dòng)下，電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域正在經(jīng)歷著前所未有的變革。從業(yè)者需要具備獨(dú)立思考和勇于探索的精神，不斷嘗試新的方法和解決方案，以推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的拓展。同時(shí)，跨界整合能力也變得越來(lái)越重要。由于人工智能技術(shù)的應(yīng)用涉及多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，因此從業(yè)者需要具備廣泛的知識(shí)背景和綜合能力，能夠跨越不同領(lǐng)域進(jìn)行整合和創(chuàng)新。其次，持續(xù)學(xué)習(xí)的能力也是必不可少的。人工智能技術(shù)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，新的技術(shù)和知識(shí)不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)這種快速變化的市場(chǎng)環(huán)境，從業(yè)者需要具備持續(xù)學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，不斷更新自己的知識(shí)和技能，以保持競(jìng)爭(zhēng)力和專(zhuān)業(yè)性。

五、結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用正在改變傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)模式，為企業(yè)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，人工智能技術(shù)將在電氣自動(dòng)化控制中發(fā)揮更加重要的作用，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的智能化和綠色化發(fā)展。

作者單位：湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院