電氣自動化控制中的人工智能技術

殷 悅

（中國石油大學（華東）信息與控制工程學院，青島 266580）

人工智能技術在電氣自動化控制領域中的應用有效簡化了控制流程，推動了電氣自動化控制系統的優化發展。面對全新的發展形勢，國內企業需充分利用高科技技術來提高企業的生產效率，進而創造出更加顯著的經濟利潤。人工智能技術通過模仿人類大腦的思維過程，有效解決了企業生產過程中電氣自動化控制工作中存在的問題。擬人化的操作及控制方式可以在短時間內完成相對復雜的操作，實現了生產效率的全面提升。

1 人工智能技術的基本概述

產生上個世紀50年代的人工智能技術自誕生之初便在潛移默化間改變著我們的生活。當時相關領域內的專家學者已對其展開了一系列研究，“人工智能”的概念因而得到了進一步完善。從概念上來說，人工智能即開發用于模擬、延展、拓展人類智能理論、方法和技術的新興學科。從學科定位來說，人工智能屬于邊緣性學科，是自然科學與社會科學交叉后誕生的新產物[1]。人工智能涉及到的哲學、認知學科、數學以及心理學等諸多領域，其研究范圍主要包括自然語言處理、知識表現以及感知問題等內容。有關于人工智能技術的研究從未停止，雖說已經取得了諸多成果，但其中存在的問題也同樣不能忽視。未來一段時期內針對人工智能技術的研究重點主要體現在與傳統行業的整合應用之上，該技術在電氣自動化控制中的應用因此而得到了業內人士的廣泛關注與重視。過去對于人工智能技術的研究促成了三次重大變革，具體內容如下：

①機器得以代替人工完成了計算推理的過程，因此可以在分析匯總各類信息的前提下對相應的問題得出結論。②制造出了機器人，它能夠在復雜的環境中獲取有用的咨詢，并與外界環境進行溝通交流，更能夠代替人工完成一系列復雜、危險的工作。③研究并實現了智能化數據挖掘系統的推廣應用。依靠智能化數據挖掘系統，我們能夠完成對復雜數據的自動、智能化分析，并提取出有用的信息。這方面的實踐最終可以完成數據分析、可視化技術和識別等任務。近些年人工智能正在向著“并行推理”、“多專家協同系統”等方向發展[2]。

2 人工智能技術的特點及應用優勢分析

2.1 特點

具體來說，人工智能技術的特點主要體現在以下方面：①性價比高。現階段，人工智能技術已經融入到了民眾日常生活之中，在享受人工智能帶給我們的生活便利的前提下，需要進一步推進其在電氣自動化領域中的應用，并利用人工智能技術降低其生產成本。人工智能技術在信息收集、通信等方面的優勢是顯而易見的，這將實現電氣自動化控制系統的快速發展。②可操作性強。可操作性是其應有于電氣自動化控制領域的首要前提。結合相關案例分析，人工智能技術在其中的應用主要通過間接輸入相應的操作指令使設備開始自動運行的方式來完成的。開放性的數字平臺使人工智能實現了代碼操作的標準化和簡單化，這在很大程度上提高了生產設備的利用效率，最終促進了企業生產效率的提升[3]。

2.2 優勢

人工智能技術應用于電氣自動化控制領域中的優勢主要包括以下內容：①為企業節省了人力資源成本。實際施工中，人工智能技術有效降低了企業的人力資源成本，解放了企業勞動力。電氣設備操作本身就是一個相對復雜的過程，為保障正常生產秩序、提高企業生產效率實際生產中企業需要安排大量的員工負責設備的操作與控制，這是保證正常生產秩序所必需的投入。而人工智能技術在其中的應用則改變了這一局面，依靠計算機程序對數據、設備進行處理和控制的過程將人們從繁重的勞動中解放了出來，更為生產制造型企業的“減員增效”創造了無限可能[4]。②提高了電氣設備運行的準確性。與傳統生產模式相比，人工智能技術在該領域中的應用有效提高了電氣設備運行的準確性。在人工智能技術的輔助下，大部分控制工作都能夠借助于計算機程序來完成，且設備運行中無需過多工作人員的參與也能夠保證相關設備運行的準確性。電氣系統很難因為外界環境因素的影響而發生改變，相關程序的運行過程也同樣有數據跟蹤監測，因此有效避免了由于人為操作疏忽而造成的故障和事故。③對象模型不再需要控制。人工智能技術的輔助下，電氣設備運行及產品生產過程中涉及到的對象模型不再需要進行嚴格的控制。過去因為生產過程中存在的不確定因素的影響，實際生產作業中往往需要建立對象模型。人工智能技術應用后，不確定因素也不會再產生，所以便不需要在生產中建立對象模型。這一環節的改革使電氣自動化控制的精確系數得到了前所未有的提高，企業生產需求得到了進一步滿足。

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用闡釋

3.1 電氣控制中的應用

具體來說，對于電氣系統的模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制是人工智能技術應用于電氣控制之中最為主要的體現。具體來說，模糊控制主要通過交流傳動和直流傳動在相關領域中發揮應有的作用，用“模糊控制器”代替常規性控制器可以有效解決交流傳動中存在的難點。誠如前文所述，人工智能技術在其中的應用有效降低了電氣控制成本，進而提高了系統運作和企業生產效率。

3.2 電氣設備設計中的應用

現階段，該技術已在電氣設備設計工作中得到了相對廣泛的應用。從過去積累下的經驗分析，只有具備專業知識和技能的專業人員才能夠完成電氣設備設計工作，并保證設計水準。得益于人工智能技術的應用，信息技術手段已經代替了相關工作中涉及到的人工操作。企業的勞動力成本也因此而得到了進一步控制和壓縮，同樣其產品生產方面的準確性及生產效率產生的變化也需要我們重點關注。

人工智能技術的應用使相關計算機系統實現了全面、有效的更新，這將提升產品的研究和生產水平。遺傳算法和專家系統是人工智能應用實踐中最為常見的優化設計技術，尤其遺傳算法已經在相關領域中得到了相對廣泛的應用，對此需擺正認識。已有的案例證明，通過CAD 技術可以降低產品設計的難度，并縮短新產品的研發周期。而在人工智能技術的輔助下，CAD 技術可以與當前的時代需求實現更加緊密的結合，這方面的改革有助于提高產品的性能及生產效率。

3.3 故障診斷中的應用

隨著工業化進程的不斷推進，設備故障診斷作為一項新課題已經得到了業內人士的廣泛關注。電氣設備運作中經常會因為各種原因出現故障，如果不能及時對故障進行準確判斷并解決，既會對企業造成嚴重的經濟損失，又會影響到設備操作人員的生命安全。過去我們所依仗的設備故障及安全事故診斷方法其實非常繁瑣、復雜，更無法保證其診斷結果的精確度。以變壓器的故障為例，過去技術人員會通過從變壓器油箱中提取少部分油，然后分解提取其中的氣體并通過化學實驗分析氣體的方法來判斷變壓器故障的位置及類型。這種故障檢驗診斷方法不僅費時費力，更無法在有效時間內徹底排除故障。如果對故障原因的分析出現錯誤，更會造成難以挽回的經濟損失。綜上所述，實際工作中需要進一步推進其故障診斷分析法的創新改革。組成人工智能技術的“三要素”——“神經網絡”、“模糊理論”、“專家系統”的聯合應用有效避免了故障診斷環節存在的問題與失誤，既降低了設備故障診斷工作的作業難度，又提高了工作效率。

3.4 日常操作過程中的應用

電氣自動化社會的復雜性決定了其日常控制操作是一個非常繁瑣的過程。工作人員對于電氣設備的有效控制率會隨著控制時間的增加而不斷降低，兩者成反比關系。為切實延長有效控制率、提升企業的產品生產率，我們需要進一步推進人工智能技術在其中的有效應有。相關設備的日常操作中，工作人員需要推進人工智能在日常操作中的有效應有，可以嘗試利用人工智能的基本控制算法來提高相關設備的有效控制率。其原則在于將復雜的操作流程以及設備運作模式進行簡單化處理，如果只通過一臺電腦就可以實現相關設備的有效控制，便可以在提高生產效率的同時為企業節約大量的人力資源成本。需要強調的是，人工智能在相關領域內的深入應用還可以實現設備的遠程控制并使設備的操作界面更加簡單化。再者，通過該技術記錄并儲存下的設備運行資料、信息將會為后續的查找及應用提供極大的便利。過去以人工為主的信息數據記錄保存模式其實非常容易出錯，更會加重相關人員的工作負擔，所以需酌情對其進行改革，以提高實際工作效率。

3.5 企業自動化設計中的應用

目前國內生產制造型企業大都在電氣自動化設計、研發等工作中投入了大量的資源。這一環節的改革在一定程度上推動了其生產技術創新的進程，而技術的創新發展、優化升級則縮小了我國與西方國家電氣自動化控制水平的差距，并為相關行業的發展注入了新動力，對于國內經濟的發展也起到了強而有力的推動作用。依托人工智能技術，國內企業的自動化設計呈現出了分布式以及開放化的特點。前者使電氣自動控制系統中建立起了相對獨立的功能模塊系統，系統中的風險因素因此而得到了行之有效的控制，系統穩定性實現了提升。后者即在學習國外先進經驗的前提下不斷提高其智能化程度。當前各個電氣自動化控制開發設計研究公司均推出了一系列全新的設計模式和設計理念，因此電氣自動化控制的發展也已經進入了全新的階段。可以預見的是未來一段時期內電氣自動化控制的智能化程度會不斷提高，在人工智能的輔助下，我們終將會完成由電氣自動化控制向“電氣智能化控制”的過渡。

4 結束語

人工智能技術在電氣自動化控制中的應用能夠產生一系列“連鎖反應”，它既可以提高該技術在相關行業領域中的實踐應用水平，又可以為電氣自動化控制技術的發展指明方向。人工智能是一項內容復雜、涉及面廣的技術，尤其對其理論和實踐應用等問題的研究仍在穩步推進之中，所以在人工智能應用于電氣自動化控制問題理論研究不夠深入的前提下提高其應有水平也就成為了我們必須要審慎對待的命題。再者，當前電氣自動化控制系統中也存在著一些矛盾和問題，未來我們需要進一步推進相關工作的研究實踐，確保人工智能可以在電氣自動化控制領域中發揮出應有的作用，上文中筆者對此類問題進行了分析探究。