從人工智能技術(shù)角度探析電氣自動(dòng)化的發(fā)展前景

張美珍

（云南省曲靖應(yīng)用技術(shù)學(xué)校 云南 曲靖 655000）

1 引言

科學(xué)技術(shù)是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生了諸多先進(jìn)的技術(shù)形式，對(duì)人們的生活和生產(chǎn)產(chǎn)生了重要的影響。人工智能技術(shù)就是其中一種，它和傳統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)存在顯著的不同，它通過(guò)對(duì)人類(lèi)思維的模仿，實(shí)現(xiàn)智能化的行為活動(dòng)表現(xiàn)。此技術(shù)在電氣自動(dòng)化中具有重要的價(jià)值，并逐漸得到了電氣自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用。但目前對(duì)其應(yīng)用還不夠深入，面對(duì)此技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的巨大發(fā)展前景，還需要不斷對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 人工智能概述

對(duì)于人工智能來(lái)說(shuō)，它主要是借助計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)和大數(shù)據(jù)的平臺(tái)等，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)的行為以及復(fù)雜性的工作模擬?，F(xiàn)階段，人工智能的技術(shù)主要有機(jī)器人和自動(dòng)化系統(tǒng)等類(lèi)型，而機(jī)器人的系統(tǒng)就是對(duì)人類(lèi)的大腦思維實(shí)施模擬，讓計(jì)算機(jī)對(duì)人類(lèi)的大腦思考方式和過(guò)程不斷學(xué)習(xí)，獲取相應(yīng)的思維方式和行為方式。此種對(duì)人類(lèi)大腦和行為的智能模仿，在諸多領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，主要是通過(guò)人工智能仿真技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等，來(lái)對(duì)電路以及電網(wǎng)內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)作、數(shù)據(jù)信息和處理指令實(shí)施智能化的控制。在人工智能的技術(shù)中，主要涉及計(jì)算、感知、認(rèn)知等內(nèi)容[1]。在計(jì)算智能方面，主要涉及到數(shù)據(jù)的平臺(tái)、挖掘和儲(chǔ)存等；在感知智能方面，主要有語(yǔ)音的識(shí)別、生物的識(shí)別和圖像的識(shí)別等；在認(rèn)知智能方面，主要包括人工智能的平臺(tái)、機(jī)器學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)類(lèi)的API等。此技術(shù)其實(shí)是對(duì)仿真技術(shù)、數(shù)據(jù)和圖像處理技術(shù)以及感知識(shí)別技術(shù)等的有效集成，借助多種學(xué)科的技術(shù)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)智能化的模擬效果，見(jiàn)圖1。

圖1 人工智能的技術(shù)框架圖

3 人工智能在電氣自動(dòng)化中的價(jià)值

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，它具有顯著的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，逐漸在諸多領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用。將此技術(shù)在電氣的自動(dòng)化中應(yīng)用，有效促進(jìn)電氣自動(dòng)化水平提升，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的不斷完善，對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展具有重要的價(jià)值。

首先，人工智能的應(yīng)用提升電氣自動(dòng)化的精準(zhǔn)控制能力。此技術(shù)需要借助計(jì)算機(jī)的程序運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，在計(jì)算機(jī)的操作中存在數(shù)據(jù)跟蹤的檢測(cè)，對(duì)計(jì)算誤差實(shí)現(xiàn)了有效控制，則其在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用能夠提高控制精確度。若電氣自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)硬件沒(méi)有發(fā)生問(wèn)題，往往人工智能技術(shù)應(yīng)用也不會(huì)有問(wèn)題，因此對(duì)電氣運(yùn)行質(zhì)量實(shí)現(xiàn)有效提升[2]。

其次，人工智能的應(yīng)用能夠有效降低電氣自動(dòng)化的人力資源消耗。在之前電氣自動(dòng)化的發(fā)展中，都是通過(guò)半自動(dòng)化的控制實(shí)現(xiàn)的，依然需要一定人力資源支撐，而對(duì)人工智能應(yīng)用，通過(guò)借助計(jì)算機(jī)的程序就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣的自動(dòng)化數(shù)據(jù)獲取、分析、處理和運(yùn)用，代替了一部分人工的勞動(dòng)，有效降低人力資源使用。

第三，人工智能的應(yīng)用能夠有效提高電氣自動(dòng)化的高效性。在電氣自動(dòng)化運(yùn)行中，往往需要人為進(jìn)行控制，而人為的控制會(huì)因?yàn)閭€(gè)人原因不可避免地出現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)人工智能的應(yīng)用，給予一定的標(biāo)準(zhǔn)，就能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的操作，不會(huì)出現(xiàn)人為的失誤等情況，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程也十分穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高效的控制效果。

4 人工智能在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1 電氣控制

在電氣的自動(dòng)化中，電氣控制是核心部分，借助人工智能的技術(shù)為電氣控制提供了良好的技術(shù)手段，能夠有效促進(jìn)電氣控制水平的提升，節(jié)約人力的成本、降低生產(chǎn)的投入。借助人工智能的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣復(fù)雜工作以及龐大信息流的集中化和智能化處理，常用模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于模糊控制來(lái)說(shuō)，它主要是基于模糊推理以及模糊語(yǔ)言的變量理論而建立的，按照專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則實(shí)施電氣控制，本質(zhì)就是以模糊模型借助模糊的控制器，對(duì)電氣系統(tǒng)實(shí)施控制。模糊控制的系統(tǒng)構(gòu)架見(jiàn)圖2，此系統(tǒng)基于模糊邏輯中推理的規(guī)則建立，其是同計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)結(jié)合而形成的一種數(shù)字化控制系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)是一種存在反饋通道、閉環(huán)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型[3]。

圖2 模糊控制的系統(tǒng)構(gòu)架圖

在專(zhuān)家控制中，主要是以專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的理論構(gòu)架作為基礎(chǔ)，同控制理論相關(guān)的技術(shù)結(jié)合來(lái)對(duì)電氣實(shí)施控制，此技術(shù)本質(zhì)是對(duì)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)?zāi)７碌募夹g(shù)。此技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)靈活控制和高效控制，對(duì)控制率能夠靈活地選取，且其適應(yīng)性十分強(qiáng)，可以按照不同的情況對(duì)調(diào)控器參數(shù)隨時(shí)調(diào)整，使其適應(yīng)不同環(huán)境內(nèi)設(shè)備運(yùn)行條件。

4.2 日常操作

在電氣系統(tǒng)日常操作中，涉及到大量復(fù)雜的內(nèi)容，而這些日常的操作是確保電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。人工操作往往會(huì)出現(xiàn)一定錯(cuò)誤，且對(duì)人力資源大量消耗，而借助人工智能就能夠有效實(shí)現(xiàn)日常智能化的操作，提高操作準(zhǔn)確性和效率，節(jié)省人力資源。以人工智能在電氣的操作票開(kāi)出與校核中的應(yīng)用為例，可以借助計(jì)算機(jī)建立操作票智能開(kāi)出與校核的系統(tǒng)，把電氣運(yùn)行人員的豐富經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)向計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)移，充分借助計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確記憶、快速推理和斷判的能力，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)操作票準(zhǔn)確、無(wú)誤開(kāi)出，減輕運(yùn)行人員工作壓力。在此智能系統(tǒng)內(nèi)，因?yàn)椴僮髌钡拈_(kāi)具需要運(yùn)行人員進(jìn)行操作類(lèi)別、設(shè)備號(hào)和操作目的的輸入，就可以讓計(jì)算機(jī)根據(jù)這一工作需要對(duì)操作人員思維進(jìn)行模擬，按照操作的設(shè)備號(hào)對(duì)電壓等級(jí)進(jìn)行判斷，對(duì)變壓器、發(fā)電機(jī)和母線等設(shè)備類(lèi)型按照操作的目的以及操作的順序，開(kāi)具出所需最佳的操作票，然后按照一定規(guī)格進(jìn)行單據(jù)的打印[4]。

4.3 設(shè)備故障診斷

在電氣自動(dòng)化發(fā)展中，有效地引入了人工智能，這也推動(dòng)了設(shè)備故障智能化診斷的發(fā)展。因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)有著很強(qiáng)的在線學(xué)習(xí)能力、記憶聯(lián)想能力以及非線性映射能力等，所以很早就在電力系統(tǒng)內(nèi)得到運(yùn)用，它是一種對(duì)生物內(nèi)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)進(jìn)行模仿而產(chǎn)生的信息處理法。在電力系統(tǒng)的故障診斷中，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要用在對(duì)電網(wǎng)內(nèi)故障的處理中。在電網(wǎng)內(nèi)，每類(lèi)故障均有一組警報(bào)的信息產(chǎn)生，而不同的故障類(lèi)型警報(bào)組合是不同的，可以把警報(bào)處理以及故障診斷當(dāng)作模式識(shí)別的問(wèn)題，從而借助人工神經(jīng)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)施處理。

4.4 輔助設(shè)計(jì)

在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，積極引入人工智能技術(shù)，可以借助專(zhuān)家系統(tǒng)以及模糊邏輯所總結(jié)的相關(guān)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，為設(shè)計(jì)人員的方案設(shè)計(jì)提供選擇，并對(duì)已知方案實(shí)施優(yōu)化參考從而從設(shè)計(jì)源頭實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)水平的提升；同時(shí)，在產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)周期，隨時(shí)借助專(zhuān)家系統(tǒng)和模糊邏輯實(shí)施驗(yàn)證，對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所存在問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，避免由于返工而導(dǎo)致?lián)p失的增加。在電氣自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中引入人工智能技術(shù)之后，可使得產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和周期、設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，對(duì)于企業(yè)而言也增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力水平，為占得市場(chǎng)先機(jī)提供了可靠保障[5]。

5 人工智能下的電氣自動(dòng)化發(fā)展前景

人工智能是一種新型技術(shù)，它具有的顯著特點(diǎn)，成為各行各業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，其在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用有效地促進(jìn)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展，使電氣自動(dòng)化具有更大的發(fā)展?jié)摿透玫陌l(fā)展前景。

在人工智能技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，此技術(shù)在電氣的系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用愈加廣泛，如電氣的元器件控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行、生產(chǎn)制造控制等環(huán)節(jié)，但此技術(shù)在電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中還不是很深入，對(duì)其價(jià)值并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)充分體現(xiàn)，后續(xù)還需要不斷對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。同時(shí)，人工智能和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是必不可分的，電氣的自動(dòng)化也勢(shì)必會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)發(fā)展。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，其同人工智能控制系統(tǒng)的結(jié)合，可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)化、智能化和遠(yuǎn)程化監(jiān)控，對(duì)各部分和各環(huán)節(jié)內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)收集、整理、分析和控制，從而確保電氣系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定運(yùn)行，因此在電氣自動(dòng)化的發(fā)展中還需要注重人工智能和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合[6]。另外，目前綠色化的發(fā)展是人們關(guān)注和提倡的重點(diǎn)內(nèi)容，電氣的自動(dòng)化也需要體現(xiàn)發(fā)展的綠色化，在人工智能的使用中要和節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)合，保持節(jié)能理念，注重對(duì)資源利用率的提升、對(duì)能源消耗率的降低，從而促進(jìn)可持續(xù)性發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用，它對(duì)電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)和水平提升意義重大，為了充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還需要對(duì)其此技術(shù)的電氣自動(dòng)化的應(yīng)用進(jìn)行不斷研究，這也是電氣自動(dòng)化發(fā)展中需要重視的內(nèi)容。