朱江橋

【摘要】隨著新時(shí)代的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了各個(gè)領(lǐng)域，為各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了重大的變革，工業(yè)4.0更是開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)前所未有的“智能時(shí)代”，人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異，各個(gè)簡(jiǎn)短的科技領(lǐng)域都引入了人工智能技術(shù)，各種新型的機(jī)械不僅可以改善人們的生活，提高人們的幸福指數(shù)，同時(shí)也為社會(huì)解放了生產(chǎn)力，將人們從機(jī)械、重復(fù)的工作中解放出來(lái)，將生產(chǎn)力投入到更高端的技術(shù)當(dāng)中，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的良性循環(huán)。人工智能技術(shù)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)完成機(jī)械對(duì)人的技能模仿，諸如學(xué)習(xí)、模仿能力等。將這種智能算法引入電氣工程領(lǐng)域，對(duì)其自動(dòng)化有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。在電氣工程自動(dòng)化的革新中已經(jīng)有很多引入人工智能技術(shù)的先例。人工智能技術(shù)的引入有效的縮短了工程周期，擴(kuò)展了電氣工程的職能，將電力系統(tǒng)中簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)替換成了完全自動(dòng)化的控制體系。

【關(guān)鍵字】人工智能;電氣工程;自動(dòng)化

21世紀(jì)，各個(gè)領(lǐng)域的高新技術(shù)都在迅速發(fā)展，人工智能技術(shù)的發(fā)展更是將人類科技的發(fā)展速度推向了一個(gè)史無(wú)前例的巔峰。電氣工程在應(yīng)用過(guò)程中利于人工智能技術(shù)引入的新設(shè)備和新工藝，為電氣工程領(lǐng)域提供了無(wú)法比擬的生產(chǎn)力。將很多電氣工程工作過(guò)程中的機(jī)械性、重復(fù)性的工作引入了智能機(jī)械代替，不僅提高了工作效率，同時(shí)還提高了工程質(zhì)量，降低了故障率。例如新型的檢修設(shè)備，取代了過(guò)去檢修員工的人工檢修環(huán)節(jié)，與被監(jiān)視設(shè)備互聯(lián)，并通過(guò)遍歷算法對(duì)各個(gè)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)做快速遍歷，這種檢修環(huán)節(jié)比人工檢修效率高，并且通常很容易排查出人工難以排查到的設(shè)備故障的細(xì)節(jié)。人工智能技術(shù)充分利用計(jì)算機(jī)計(jì)算速度快、可以在短時(shí)間內(nèi)做大量復(fù)雜計(jì)算的特點(diǎn)，將這種“遍歷”技術(shù)做出一定的改進(jìn)和完善，引入電氣工程領(lǐng)域，可以完成一定程度的生產(chǎn)效率的革新。

1. 電氣工程及其自動(dòng)化與人工智能技術(shù)概述

近些年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，人工智能領(lǐng)域通過(guò)對(duì)算法的完善和改進(jìn)，在學(xué)習(xí)、模仿人的能力的方面已經(jīng)有了不小的成績(jī)。這種算法的大規(guī)模突破，在面對(duì)當(dāng)代各式各樣軟件層出不窮之時(shí)，對(duì)軟件職能的擴(kuò)展有著很重要的作用。運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)、線性回歸、Logistic 回歸等適合的機(jī)器學(xué)習(xí)算法去解決機(jī)械在滿足用戶需要中遇到的問(wèn)題，人工智能技術(shù)的監(jiān)督學(xué)習(xí)領(lǐng)域在其他交叉領(lǐng)域大放異彩，設(shè)置目標(biāo)域，剩下的就交給機(jī)器自己去學(xué)習(xí)，可以在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)成理想的模型，完成預(yù)期學(xué)習(xí)效果。

在電氣工程的機(jī)器檢修自動(dòng)化方面，人工智能的監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)可以很好的根據(jù)目標(biāo)域的故障值完成檢修模型，一旦機(jī)器參數(shù)出現(xiàn)異常，就可以通過(guò)對(duì)比確定異常范圍，這種方法比人工檢修更快，確定故障值更精確。同時(shí)在電氣工程設(shè)備的電路設(shè)計(jì)中，也可以通過(guò)人工智能算法模擬仿真各種具體設(shè)計(jì)不同的電路模型，通過(guò)實(shí)況運(yùn)行確定不同電路的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最適合的電路連接方式。

電氣工程的自動(dòng)化可以通過(guò)人工智能技術(shù)引入機(jī)電設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。人工智能技術(shù)主要就是各種機(jī)器學(xué)習(xí)仿真人類智能的算法軟件。將實(shí)現(xiàn)相關(guān)職能的軟件插入基礎(chǔ)機(jī)電設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化。通常電氣工程的電器設(shè)備都需要人工輔助操作，利用人工智能對(duì)人智能的模仿和學(xué)習(xí)，可以做到替代人，例如在電器設(shè)備系統(tǒng)中電機(jī)電器的數(shù)據(jù)采集，可以由機(jī)電設(shè)備內(nèi)部的軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，再由設(shè)定好的函數(shù)通過(guò)監(jiān)督學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聚類，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分類整理，可以省去人工導(dǎo)出數(shù)據(jù)的步驟，甚至可以在經(jīng)過(guò)函數(shù)計(jì)算直接傳輸?shù)较乱粰C(jī)電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)局部電氣系統(tǒng)自動(dòng)化。

同時(shí)可以利用人工智能技術(shù)對(duì)機(jī)電組進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，一旦發(fā)現(xiàn)電壓過(guò)高等情況，可以通過(guò)電壓數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電或者降低壓值等處理，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)，節(jié)省人工監(jiān)控機(jī)電運(yùn)行情況的成本，也可以將對(duì)電壓、電流等電路檢測(cè)器連接到報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，對(duì)安全問(wèn)題有一個(gè)機(jī)械內(nèi)部的自我保障，這種自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)的加入無(wú)疑是增加了機(jī)械的安全系數(shù)，對(duì)于機(jī)電組工作人員的安全以及工程系統(tǒng)的安全是更有力的初級(jí)安全防護(hù)措施。

2. 電氣自動(dòng)化人工智能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電氣設(shè)備的人工智能故障排查

隨著機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程中的機(jī)電設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜、越來(lái)越精密，一臺(tái)機(jī)電設(shè)備往往與成百上千的數(shù)據(jù)相關(guān)，隨著封裝性的加強(qiáng)，精密的電路、數(shù)據(jù)、機(jī)械系統(tǒng)被封裝進(jìn)一臺(tái)機(jī)器內(nèi)，呈現(xiàn)出來(lái)的往往只有電源的輸入和各種數(shù)據(jù)的輸出，一旦出現(xiàn)故障，通常很難從簡(jiǎn)單的輸入輸出入手進(jìn)行維修和排查。這主要是因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)技術(shù)的封裝度高，而檢修系統(tǒng)通常需要從內(nèi)部入手逐項(xiàng)排查。因此，利用人工智能技術(shù)將故障排查加入機(jī)電設(shè)備的封裝當(dāng)中。在面對(duì)多項(xiàng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤與引發(fā)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的不同原因的排列組合當(dāng)中，引入基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的人工智能故障排查軟件。當(dāng)機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，先有人工智能故障排查系統(tǒng)進(jìn)行自我檢修，通過(guò)模擬機(jī)電組設(shè)備的方式對(duì)各項(xiàng)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷檢查，找出可能的相關(guān)錯(cuò)誤，這時(shí)再將可能的故障提示導(dǎo)出，由專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備檢修，不僅省去了專業(yè)人員逐項(xiàng)排查的時(shí)間，同時(shí)也可以對(duì)技術(shù)員難以排查到的微小的數(shù)據(jù)波動(dòng)進(jìn)行了篩查，提高了機(jī)械維修的效率和質(zhì)量。

2.2 電器設(shè)備系統(tǒng)人工智能設(shè)計(jì)優(yōu)化

通常電氣工程當(dāng)中設(shè)計(jì)到各種大大小小的電路設(shè)計(jì)，在實(shí)際的工廠、企業(yè)應(yīng)用過(guò)程中，往往有很多相似的設(shè)計(jì)選擇。當(dāng)面臨成本、效果不相上下的電路設(shè)計(jì)時(shí)，往往很難從目前對(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣進(jìn)行比較。因此可以在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)用人工智能技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬，通過(guò)模擬電路的實(shí)況運(yùn)行效果進(jìn)行比較，可以有效地觀測(cè)出設(shè)計(jì)過(guò)程中難以發(fā)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，從而選擇更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。這種人工智能輔助設(shè)計(jì)同時(shí)還可以運(yùn)用到對(duì)電路數(shù)據(jù)的檢測(cè)和計(jì)算方面。因此需要對(duì)電氣工程和人工智能技術(shù)精通的人才相互合作，共同制作出適合需求的人工智能軟件。

2.3 電器系統(tǒng)的人工智能監(jiān)控技術(shù)

電氣工程的機(jī)電組設(shè)備通常相互連接，一個(gè)設(shè)備與多個(gè)設(shè)備有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，環(huán)環(huán)相扣，當(dāng)其中一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，往往會(huì)帶動(dòng)其“下游”的設(shè)備同時(shí)引發(fā)故障，這樣很容易造成系統(tǒng)“癱瘓”。因此，在企業(yè)應(yīng)用當(dāng)中往往很注重對(duì)電器設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。但這種人工監(jiān)控的成本比較高，需要有人輪班24小時(shí)“陪同”機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。而傳統(tǒng)的監(jiān)控軟件對(duì)數(shù)據(jù)的檢測(cè)死板，只能通過(guò)“上限值”、“下限值”、“波動(dòng)幅度”等對(duì)異常數(shù)據(jù)監(jiān)控，難以達(dá)到人工監(jiān)控的效果，對(duì)于比較精密的機(jī)電系統(tǒng)很容易造成安全隱患。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)往往需要針對(duì)專門(mén)的機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)專門(mén)的監(jiān)控軟件，這種“一對(duì)一”服務(wù)也增加了軟件的開(kāi)發(fā)成本，甚至?xí)哂谌斯こ杀?，?dāng)機(jī)電組設(shè)備有更新?lián)Q代時(shí)，也會(huì)淘汰相關(guān)的監(jiān)控軟件。

基于人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)的監(jiān)控軟件，可以通過(guò)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行回歸計(jì)算，通常一個(gè)軟件可以適用于完全不同的機(jī)電設(shè)備。智能監(jiān)控軟件可以根據(jù)不同的機(jī)電設(shè)備自動(dòng)設(shè)計(jì)不同的數(shù)據(jù)異常范圍，這樣同一個(gè)檢測(cè)模型就可以對(duì)不同的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。對(duì)機(jī)電設(shè)備有很強(qiáng)的“適應(yīng)性”。同時(shí)還可以利用聚類算法對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單分類，通過(guò)數(shù)據(jù)分類傳輸與數(shù)據(jù)函數(shù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的機(jī)電系統(tǒng)自動(dòng)化。

3. 總結(jié)

人工智能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用有很多方面，諸如在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)工程設(shè)備加入自動(dòng)控制裝置，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的局部控制，有效的保護(hù)電路。在故障檢修作業(yè)中加入人工智能技術(shù)，通過(guò)人工智能的模糊算法對(duì)發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行排查。故障檢修通常具有很強(qiáng)的不確定性，由于電氣系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，系統(tǒng)復(fù)雜，通過(guò)人工手段進(jìn)行排查和檢修往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間，會(huì)造成大量的停工帶來(lái)的損失。而通過(guò)人工智能技術(shù)對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)比參數(shù)的離散值，確定正常參數(shù)范圍和故障范圍，再根據(jù)故障參數(shù)的來(lái)源確定需要維修的范圍和具體診斷報(bào)告。這種人工智能技術(shù)的引入大大提高了電氣工程領(lǐng)域及其自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展速度。

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