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        人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用

        2019-02-06 04:03:55胡小鋒
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2019年26期
        關(guān)鍵詞:自動化電氣工程人工智能

        胡小鋒

        摘 ? 要:人工智能是目前研究的新型熱點技術(shù),現(xiàn)在,維持全球競爭力的前景與人工智能的產(chǎn)業(yè)化直接相關(guān),人工智能已經(jīng)引起了各國的廣泛關(guān)注和重視,目前,我國人工智能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,在世界范圍內(nèi)掀起了人工智能之風(fēng),為各個領(lǐng)域的發(fā)展都提供了新的技術(shù)支持。本文分析了人工智能的特點和優(yōu)勢,并探討人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用方式。

        關(guān)鍵詞:人工智能 ?電氣工程 ?自動化 ?應(yīng)用

        中圖分類號:TP18 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2019)09(b)-0001-02

        人工智能屬于新時期誕生的技術(shù),是能夠延伸、模擬、拓展人類行為的智能方法、理論、技術(shù),屬于計算機科學(xué)分支內(nèi)容,當(dāng)前,人工智能在語言、機器人、圖像識別等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。對于人工智能,國家高度重視,并提出關(guān)于人工智能的發(fā)展規(guī)劃:截止到2020年,人工智能技術(shù)應(yīng)用要與世界先進水平保持同步,在2025年,要實現(xiàn)基礎(chǔ)理論的突破,部分技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平,就現(xiàn)階段來看,人工智能是促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級的動力。在電氣工程自動化領(lǐng)域應(yīng)用人工智能,促進了電氣工程的高效發(fā)展,解決了傳統(tǒng)電氣工程自動化發(fā)展的種種問題。

        1 ?人工智能的特點和優(yōu)勢

        關(guān)于人工智能(Artificial Intelligence),最早在20世紀60年代提出,受到當(dāng)時技術(shù)水平的限制,人工智能概念只是處于萌芽狀態(tài),在計算機、互聯(lián)網(wǎng)成熟后,將各個學(xué)科的技術(shù)、理論通過各種現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用做出整合,解決了人工智能技術(shù)在應(yīng)用中的各種問題,人工智能技術(shù)也日益成熟。

        人工智能是一門前沿學(xué)科,就當(dāng)前來看,還尚無統(tǒng)一定義,通??梢詫⑷斯ぶ悄芊譃閺V義上的人工智能和狹義上的人工智能,兩者的內(nèi)容和概念也具有一定的差別,廣義上的人工智能是指像人類一樣能夠進行廣泛學(xué)習(xí),并在任務(wù)上超越人類表現(xiàn)的一種自我學(xué)習(xí)系統(tǒng),屬于哲學(xué)范疇,廣義的人工智能容易引發(fā)各種危機,在短期內(nèi)無法實現(xiàn)。而狹義的人工智能是以計算機學(xué)習(xí)技術(shù)為基礎(chǔ),利用大數(shù)據(jù)的強大算法來提供預(yù)測、診斷功能,如:聊天機器人、翻譯服務(wù)、自動駕駛汽車等等。在狹義人工智能中,需要經(jīng)常運用一些特定工具,如:深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等等。人工智能被譽為第四次工業(yè)革命的核心,對于社會、個人、企業(yè)都產(chǎn)生了深刻影響,與所有技術(shù)變革相同,在人工智能技術(shù)迅速發(fā)展之后,社會上也存在兩種不同的聲音,不可否認,人工智能技術(shù)有利有弊,但是,只要能夠科學(xué)合理地應(yīng)用,即可為社會的進步提供便利。人工智能在催生新技術(shù)、新產(chǎn)品的同時,對傳統(tǒng)行業(yè)也具備較強的賦能作用,能夠引發(fā)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的重大變革,實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升。人工智能涉及的領(lǐng)域非常多,如語言學(xué)、機械工程、哲學(xué)、建筑工程、醫(yī)學(xué)等等,人工智能將各個學(xué)科的知識進行了分類、匯總,組合成包羅萬象的新學(xué)科,因此,人工技術(shù)有著非常強的綜合性,從人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程來看,從20世紀60年代到當(dāng)前,僅有幾十年的發(fā)展歷程,但是已經(jīng)取得了令人矚目的研究成果。

        在社會的發(fā)展下,人們對于人工智能的需求也越來越高,利用人工智能技術(shù),能夠促進各個產(chǎn)業(yè)的信息化發(fā)展,在人工智能的研發(fā)、應(yīng)用過程中,能夠模仿人工作狀態(tài),通過各種智能化操作來替代傳統(tǒng)人工手動操作,能夠有效減少人力資源投入,減輕人為工作的強度,人工智能技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛,其涉及的技術(shù)涵蓋計算機、語言學(xué)、大數(shù)據(jù)等各個方面,從某個角度而言,人工智能也可以看作思維技術(shù)的一種。人工智能是通過對人類思維進行分析,其包含的思維邏輯非常廣泛,還涉及形象思維、靈感思維的內(nèi)容,與其他技術(shù)相比,人工智能需要構(gòu)建數(shù)學(xué)邏輯模型,只有將數(shù)學(xué)模型技術(shù)結(jié)合起來,方可讓人工智能在各個領(lǐng)域的應(yīng)用中發(fā)揮出理想作用。

        人工智能在電氣工程自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用具有幾個顯著優(yōu)勢:

        第一,操作上的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)復(fù)雜的人工操作程序相比,通過人工智能的應(yīng)用可以大大簡化操作流程,這也是人工智能對電氣工程自動化的最大貢獻。除此之外,通過人工智能還能夠?qū)Ω鞣N反饋數(shù)據(jù)信息作出調(diào)整,簡化了操作過程,提高設(shè)備運行穩(wěn)定性,借助人工智能,能夠?qū)Ω黜椢粗獢?shù)據(jù)作出估計,提高設(shè)備運行的抗干擾能力,讓操作人員的操作更加精確、簡便。

        第二,性能上的優(yōu)勢。人工智能的應(yīng)用,能夠提升電氣工程自動化設(shè)備的性能,與傳統(tǒng)設(shè)備相比,人工智能對環(huán)境的要求并不高,基本上不會受到外部因素的影響,因此,借助人工智能技術(shù),也大大提高了設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性。同時,人工智能還能夠及時捕捉故障錄波,進行記錄和分析,如果存在異常,會及時通知操作人員,降低人員對于設(shè)備的依賴性,提高了設(shè)備的自動化性能和整體效率。

        第三,投入上的優(yōu)勢。在電氣工程自動化領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能技術(shù),可以減少各種資源的投入,縮減投資成本,尤其是降低了人力和物力資源的成本,在傳統(tǒng)的發(fā)展和管理形式中,電氣工程自動化需要投入各種各樣的設(shè)備,如變壓器、電線等等,這類設(shè)備復(fù)雜、體積龐大,在運行環(huán)節(jié)中,不僅需要專業(yè)技術(shù)人員來操作,也要定期進行維護和檢查,消耗了大量的人力資源。比起傳統(tǒng)模式,人工智能技術(shù)的應(yīng)用讓設(shè)備操作變得更加簡單易行,大幅減少了人力成本的投入,應(yīng)用人工智能,讓設(shè)備的操作更加簡便,也減輕了技術(shù)人員的壓力和工作量。除此之外,人工智能對于電纜設(shè)備等的要求并不高,維護和檢查工作也更加簡單。

        2 ?人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用

        2.1 在設(shè)計環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

        2.1.1 電氣設(shè)備設(shè)計

        將人工智能與計算機技術(shù)結(jié)合起來,可以縮減電氣設(shè)備使用周期,也能夠提高電氣設(shè)備的設(shè)計層次,促進電氣工程產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。同時,將其應(yīng)用在控制系統(tǒng)中,能夠自動編寫計算機程序,實現(xiàn)了對生產(chǎn)環(huán)節(jié)各個操作流程的智能化管理,取代了傳統(tǒng)人工操作和設(shè)計的環(huán)節(jié)。電氣工程自動化涉及的設(shè)備類型眾多,系統(tǒng)構(gòu)成整體設(shè)計也更加復(fù)雜,對設(shè)計人員知識經(jīng)驗、知識層次也提出了更高要求,通過人工智能的應(yīng)用,能夠為設(shè)計工作添磚加瓦,最大限度減少人為因素對設(shè)計環(huán)節(jié)造成的不利影響,對于促進電氣工程自動化領(lǐng)域的有序發(fā)展具有積極作用。

        2.1.2 電氣工程設(shè)計

        應(yīng)用人工智能技術(shù),可以優(yōu)化電氣工程的監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)屬于人工智能操控技術(shù)的一個重要構(gòu)成。運用人工技術(shù),能夠減小外部因素對監(jiān)控系統(tǒng)運行造成的不利影響,將傳統(tǒng)繁瑣的監(jiān)控工作轉(zhuǎn)化為快速的工作模式與流程,提高了系統(tǒng)工作效率,減少工程投入成本,能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的自動化操控,大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。同時,還可以應(yīng)用人工智能來優(yōu)化系統(tǒng)總線設(shè)計思路、現(xiàn)場總線智能化控制,根據(jù)具體工作間隔時間、系統(tǒng)功能來進行優(yōu)化設(shè)計,減小隔離設(shè)備投入量,進而提升企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟效益。

        2.2 優(yōu)化電氣設(shè)備應(yīng)用

        借助人工智能技術(shù),還能夠優(yōu)化其中的電氣設(shè)備,與傳統(tǒng)復(fù)雜的電氣設(shè)備操作形式相比,利用人工智能技術(shù),可以優(yōu)化時間、提升設(shè)備運行質(zhì)量。在傳統(tǒng)的運行模式中,如果要優(yōu)化系統(tǒng),對技術(shù)人員的要求非常高,不僅要掌握扎實的專業(yè)知識,還要擁有豐富的實踐經(jīng)驗,且人為因素很容易受到影響,無法100%的保障優(yōu)化質(zhì)量,通過人工智能中專家系統(tǒng)和遺傳算法的應(yīng)用,能夠很好地解決上述問題。例如:在電氣設(shè)備的運行中,多數(shù)故障都是出現(xiàn)在具體的運行過程中,然而,在運行時故障原因、故障類型也是不確定的,依靠人工來一一判斷、歸納,耽誤時間、效率也不高,而借助專家系統(tǒng)能夠預(yù)測出可能出現(xiàn)的故障,從而提供相應(yīng)的解決方案,通過這種方法可以顯著提升電氣設(shè)備的優(yōu)化效率。

        2.3 提升電氣設(shè)備控制質(zhì)量

        在電氣工程自動化的迅速發(fā)展下,對于電氣設(shè)備的控制質(zhì)量也提出了更高要求,為了保障系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性,學(xué)界針對這一問題投入了大量的研究精力。要控制電氣設(shè)備的運行,需要由專業(yè)技術(shù)人員來負責(zé),遵循操作流程,完全依靠人力,生產(chǎn)效率并不穩(wěn)定,針對這一問題,應(yīng)用人工智能技術(shù)即可很好解決。在人工智能技術(shù)中,利用計算機技術(shù)可以替代部分甚至全部的人力勞動,還能借助云技術(shù)實現(xiàn)遠程操控要求,降低了人力成本,提高資源利用率和設(shè)備控制的精準性。

        2.4 在電氣設(shè)備檢查中的應(yīng)用

        在電氣工程自動化中,電氣設(shè)備故障時有發(fā)生,一旦出現(xiàn)故障,就會影響正常的工程進程,因此,針對電氣設(shè)備的檢查,也十分重要,在故障診斷中,傳統(tǒng)的診斷方法準確率不高。如果要確保診斷的準確率,又會花費較長的時間,耽誤正常進度。有時,由于故障原因眾多,即便是花費了大量的時間和精力,也無法查找到相應(yīng)故障,嚴重影響工程的處理進度,造成了巨大損失。通過人工智能中專家技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,可以迅速確定設(shè)備的故障性質(zhì)、故障類型,并對故障區(qū)域進行定位,再應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法功能來分析故障的具體原因,迅速得出故障問題所在,提高了檢查工作的效率。

        3 ?結(jié)語

        計算機技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展為電氣工程自動化帶來了新的生機,人工智能是在計算機、信息技術(shù)下誕生的新型產(chǎn)物,已經(jīng)成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力,正在對世界經(jīng)濟、社會進步和人類生活產(chǎn)生極其深刻的影響。將其應(yīng)用在電氣工程自動化中,可以顯著提高產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率。目前,人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用解決了傳統(tǒng)技術(shù)中存在的各種問題,避免人為因素造成的不利影響,從而為電氣工程自動化的發(fā)展錦上添花。

        參考文獻

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