王逸杰
(上海大學(xué),上海 200444)
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)逐步變?yōu)楝F(xiàn)代化社會運(yùn)作的關(guān)鍵應(yīng)用。一直以來,人工智能屬于專業(yè)知識涵蓋面十分廣闊的領(lǐng)域,不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)的下屬分支,包括了自動化、控制學(xué)、生物學(xué)等,是典型的跨學(xué)科技術(shù)(劉向陽和王丹,2019)。根據(jù)人工智能的一般定義,人工智能是能在某種程度上接近人腦思維的高智能系統(tǒng),目前的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)文字、聲音、圖像等多維信息結(jié)構(gòu)的處理。不過,人工智能實(shí)踐應(yīng)用依托于電氣工程技術(shù)的研究基礎(chǔ),尤其是自動化方面,因?yàn)槿斯ぶ悄艿谋举|(zhì)目的是用機(jī)器替代人力勞動,減少人力成本和人為錯誤,人工智能也是電氣工程自動化的基礎(chǔ)條件。
人在電氣工程自動化運(yùn)作中,最重要的是電氣工程的前期設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的自動化運(yùn)作前,需要對設(shè)計(jì)方案提前進(jìn)行多輪測試和參數(shù)調(diào)試,大部分設(shè)計(jì)工作中,都會將過去工作實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)、模型和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,再依靠實(shí)驗(yàn)反饋來作出調(diào)整,盡管這種方式具有標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)優(yōu)勢,但是每次都有涉及繁雜的重復(fù)實(shí)驗(yàn)過程,而且過去的方案總是考慮不全面,導(dǎo)致實(shí)踐應(yīng)用中容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷,需要龐大的人工計(jì)算來慢慢修正精準(zhǔn)水平,確保方案不容易出問題,這還十分依賴技術(shù)人員的專業(yè)知識能力。而在人工智能的支持下,自動化設(shè)計(jì)人員工作能夠更加便捷,采用人工智能系統(tǒng)支持的模擬軟件進(jìn)行作業(yè),比如CAD 輔助技術(shù),并能更快速、低成本完成一些設(shè)計(jì)工作,節(jié)省了不必要的調(diào)試流程。而且,人工智能允許電氣設(shè)備實(shí)時上傳數(shù)據(jù),可以提高數(shù)據(jù)量和精準(zhǔn)性,并能讓設(shè)計(jì)人員處理龐大數(shù)據(jù),能在實(shí)踐前解決后續(xù)可能發(fā)生的問題,縮短自動化設(shè)計(jì)
在電氣工程自動化控制中,人工智能也可以替代人工調(diào)控工作,實(shí)現(xiàn)了重復(fù)性勞動需求的自動化運(yùn)作。在傳統(tǒng)電氣設(shè)備運(yùn)作中,調(diào)控工作依賴于工作人員的實(shí)時工作,人工智能則能讓電氣工程自動化數(shù)據(jù)傳輸與指令發(fā)送遠(yuǎn)程化處理,而工程師調(diào)控工作不必前往設(shè)備端,而是在系統(tǒng)終端調(diào)節(jié)參數(shù)就能完成,徹底實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備無人化值守和運(yùn)作的形態(tài),大幅消除人工成本,促使電氣自動化控制得以更便捷、高效運(yùn)作(姜王杰,2020)。其中,以電力系統(tǒng)為例,智能控制技術(shù)在其中的應(yīng)用較為廣泛,比如斷路器、隔離開關(guān)、自動手動控制裝置等,智能化技術(shù)所具有的邏輯思維和信息處理能力,可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)局部作業(yè)的協(xié)同發(fā)展。與此同時,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析與處理能力,還可以實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備實(shí)時監(jiān)測與故障診斷,保證在最短的時間內(nèi)恢復(fù)正常工作。
根據(jù)汽車后視鏡系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)主要是位置隨動系統(tǒng)人工智能與后視鏡調(diào)整系統(tǒng)相連接,利用物聯(lián)網(wǎng)芯片來全面監(jiān)測駕駛位置,讓駕駛?cè)藛T駕駛過程中能夠自動控制后視鏡,從而了解兩側(cè)車輛的行駛位置,避免駕駛中的車輛追尾風(fēng)險(xiǎn)。在過去的傳統(tǒng)車輛中,后視鏡調(diào)整往往需要手動調(diào)整,這容易造成分心而引發(fā)事故,而且自主調(diào)整需要一定的時間,不能保證駕駛?cè)藛T能在車輛安全駕駛時可以完成準(zhǔn)確調(diào)整,這便要利用人工智能來計(jì)算最優(yōu)的汽車后視鏡,甚至記錄駕駛?cè)硕喾N環(huán)境下的后視鏡偏好,第一個優(yōu)勢是能讓后視鏡調(diào)整更符合駕駛?cè)说膫€性化需求,根據(jù)駕駛?cè)藛T的不同駕駛環(huán)境而調(diào)整。第二個優(yōu)勢是明顯提升駕駛?cè)说牟僮餍?,這保證后視鏡每次都可以一次操作到合理范圍。
汽車空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)是利用空氣分子敏感傳感器為中心。過濾車內(nèi)空氣質(zhì)量,讓其可以滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。過去傳統(tǒng)的空氣控制系統(tǒng)僅僅是空調(diào)和換氣系統(tǒng),所以空氣調(diào)整效果不佳,沒有起到過濾的作用,工作耗能較大。而在人工智能控制技術(shù)的支持下,利用芯片可以檢測出車輛的空氣分子成分,并借由智能化芯片來凈化車內(nèi)空氣,并借助自動化控制系統(tǒng)來給出空氣質(zhì)量的分值,給駕駛?cè)颂峁┛諝赓|(zhì)量檢測反饋,及時采取通風(fēng)和換氣操作,甚至更換汽車空氣濾芯。
對于汽車而言,剎車系統(tǒng)代表了汽車最為重要的安全性系統(tǒng)。如今,汽車工程中的剎車系統(tǒng)普遍是由自動化汽車變速箱組成,駕駛?cè)藛T能夠在行駛中及時停車和剎車,同時能夠避免剎車前換擋,可以在多種環(huán)境下完全高安全性的剎車操作。在人工智能賦能自動化的技術(shù)背景下,可以讓剎車系統(tǒng)和駐車系統(tǒng)識別環(huán)境因素,更加優(yōu)化變速箱的運(yùn)作狀態(tài)。比如,人工智能需要根據(jù)車輛前后的傳感器來識別障礙物、車輛和行人等,可以在駕駛?cè)宋醋⒁獾那闆r下,智能化干預(yù)車輛行駛狀態(tài)。比如檢測到前方10 米內(nèi)有行人,而車輛仍然處于30 碼以上并沒有剎車意圖,剎車系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)自動啟動,做到智能化保護(hù)性剎車。
在前文的分析中,分別探討了人工智能與電氣工程自動化的融合理論和應(yīng)用路徑,同時也以汽車電氣工程自動化為例,探討了人工智能如何應(yīng)用。通過理論分析能夠得到,人工智能最特別的優(yōu)勢在于算法的科學(xué)性,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)的巧妙結(jié)合,讓系統(tǒng)能像人腦去掌握場景工作下的規(guī)則,并經(jīng)過全自動模擬后算出最優(yōu)化的數(shù)值,保證了電氣工程運(yùn)作的科學(xué)性,智能系統(tǒng)的計(jì)算容量和效率能克服傳統(tǒng)人工監(jiān)測的誤差。具體而言,人工智能可幫助工作人員建立自動化控制模型、控制模型的科學(xué)性保障、提升自動化環(huán)境適應(yīng)能力以及節(jié)省資源。因此,電氣工程自動化運(yùn)作中應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮人工智能的賦能作用,尤其是替代人力,減少對專業(yè)性、重復(fù)性、復(fù)雜性勞動的需求,減少電氣工程自動化的運(yùn)作門檻。