智能可穿戴設備在發電廠現場作業的應用

文/劉魯京 李艾宸

發電廠具有工業設備密集，自動化程度高的天然屬性。相應的，設備巡檢與設備檢修也自然成為了發電廠生產管理的重要職責?，F場作業在電廠生產運營管理中扮演著不可或缺的核心角色，是保證設備安全、穩定運行的“首道保險”。

傳統的生產運行監控、現場巡檢、設備檢修依靠人的視覺、感官、經驗和技術能力對設備進行維護。一方面，生產人員巡檢時難以對現場快速、全面的掌握數據信息，并做出判斷。另一方面，現場檢修人員遇到維護困難時，無法快速得到技術支持，解決問題效率低。同時，由于現場數據大多為紙質記錄或者存放在電腦筆記本中，現場操作人員安全操作，數據處理繁瑣，無法充分發揮數據價值，工作效率低。上述因素都使得現場作業的質量和效率打了折扣。智能可穿戴設備集成了視頻傳輸技術、人工智能技術、語音交互技術、各類傳感器及無線通訊裝置，使生產人員的經驗、感官得以外延，增強現場作業能力，提升巡檢質量，降低設備維護成本。同時解決遠程設備維護指導、現場作業培訓等問題。

1 智能可穿戴設備具備功能

如圖1所示，智能可穿戴設備集成了人員定位、語音通訊、近眼顯示器、高清攝像頭及傳感器，具有獨立的操作系統，現場作業人員通過佩戴智能可穿戴設備，除實現必要的操作輔助現場作業外，還可以與遠程指揮調度中心通信，實現遠程支持等功能，主要功能如下：

1.1 獲得通知及提醒功能

可以將信息通知和提醒直接顯示在鏡片上，幫助用戶獲得彈出式的提醒體驗，比手機要直觀，避免生產人員錯過重要信息通知和提醒，同時可以通過語音控制進行詳細信息閱讀或提醒內容查看等進一步操作，解放雙手。

1.2 語音輸入功能

通過智能可穿戴設備的內置麥克風進行語音輸入，通過語音輸入功能進行實時記錄，此外在有無線連接條件下，通過語音輸入功能發送信息給他人。

1.3 地圖服務及導航功能

通過智能可穿戴設備的內置地圖獲取位置信息，在聯網狀態下還可以根據生產人員實時位置在集控室進行監控，保障人身安全，同時一旦出現設備隱患，可以第一時間進行維護。

1.4 拍照及錄像功能

利用搭載的高清攝像頭，生產人員可以隨時拍照或錄像，同時語音控制可以幫助生產人員解放雙手

1.5 視頻通話功能

通過智能眼鏡所搭載的攝像頭，在現場作業情況下可與技術專家進行視頻溝通，方便技術人員以第一視角模式看到需要看到的景象，處理設備問題，進行遠程診斷指導。同時，可以作為案例，便于培訓。如圖1所示。

2 智能可穿戴設備在發電廠現場作業的應用場景

2.1 防誤操作

由于巡檢、檢修工作量大，而且檢修人員的業務水平參差不齊，在作業過程中容易出現誤操作的情況。為了防止誤操作，可以讓檢修人員佩戴智能可穿戴設備。通過識別當前設備，確保對需要操作的設備開展工作，從而避免誤操作。

2.2 智能操作票

通過智能操作票，替代紙質操作票，降低巡檢人員工作強度。同時全面收集設備運行數據，通過大數據分析，提前發現故障隱患，做到設備、人員全面管理。

2.3 設備遠程指導

作業人員隨時隨地與遠程專家連接，無需等待專家親臨現場，即可修復現場難題。通過智能眼鏡高清攝像頭，實時視頻回傳或高清照片能夠將問題描述的更精準。

2.4 作業記錄

在巡檢作業中，巡檢人員通常需要對作業過程進行記錄。而傳統的記錄方式難以記錄整個作業過程，而且不同巡檢人員對現場情況的理解不盡相同。為改善此類情況，可以讓巡檢人員在整個作業過程中全程佩戴智能可穿戴設備，對于巡檢或者作業過程中需要記錄的內容以照片、視頻等方式進行存儲。保證文字、圖片、音頻、視頻的同步保存。

2.5 設備檢修培訓

利用平臺的視頻錄制、直播、點播功能，對各個業務流程進行第一視角的錄制，對各類專家知識，操作方法、流程進行留存。

圖1：智能可穿戴設備功能

圖2：智能可穿戴設備總體架構

2.6 人工智能

通過人工智能技術，實現對設備的識別，對當前需要巡檢或檢修的設備進行拍照，可以自動調出相關的解決案例，及時、準確的輔助設備檢修

3 智能可穿戴系統平臺總體方案

與智能可穿戴設備前端對應，本文對智能可穿戴系統平臺進行了總體設計，智能可穿戴系統平臺采用B/S架構，終端上通過安卓/系統開發應用APP，實現各類功能調用。后端平臺對所有智能可穿戴設備進行統一管理及可視化展示，確定每臺設備的位置，當前實現的功能，以及實現視頻通訊。在大數據Hadoop平臺部署，數據存儲層面支持關系型數據和分布式文件數據，支持并行的流計算、語音分析、地圖導航等功能，如圖2所示。

4 結束語

智能可穿戴設備集成了多學科的前沿技術，研究最終要實現建設基于智能可穿戴設備的遠程技術支持平臺和協同體系,實現滿足現場走也應用需求的定制化穿戴硬件設備及后臺作業支持系統,提升電力作業的信息化、智能化水平。

但是目前智能可穿戴設備在發電企業的應用還處于起步階段，不僅在應用場景上鮮有成熟應用案例，在智能可穿戴設備的自身上還有諸多技術需要長期發展，包括室內定位導航、增強現實技術、低功耗的芯片技術、傳感器微型化等。同時，在平臺的搭建，電廠的部署應用總體思路上還需要更多的探索與實踐。本文拋磚引玉，力圖通過在發電廠研究探索的成果推動智能可穿戴設備在發電廠現場作業的應用。