人工智能技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用

徐成偉 林陽 華晨寶馬汽車有限公司

一、人工智能技術(shù)的優(yōu)勢

目前，我國對于人工智能技術(shù)方面的研究已經(jīng)較為深入，逐漸形成一個系統(tǒng)，不管是語言專家或者其他社會科學方面的專家，都對此進行深入探索。在工業(yè)工程電氣設(shè)備運行過程中，應(yīng)用人工智能技術(shù)，不但可以提高電氣設(shè)備的整體自動化水平，使得設(shè)備操作更為精確，還能夠控制運營成本，節(jié)省資金，提高作業(yè)效率，從而提升整體的智能化水準。簡單來講，人工智能技術(shù)有著四個方面的優(yōu)勢特征：（1）有利于參數(shù)的調(diào)節(jié)。相比以往的控制端，應(yīng)用人工智能技術(shù)后的電氣設(shè)備使用更為便捷，而且有著極高的可行性。能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來對參數(shù)進行合理設(shè)置，最大程度的提高智能函數(shù)的性能。（2）受外界干擾影響小。在實際工作中，電氣設(shè)備對于人工智能技術(shù)的融合應(yīng)用要求較少。動態(tài)模型的準確性要求并不嚴格，不需要額外設(shè)置相關(guān)參數(shù)，進行作業(yè)的環(huán)境也比較簡單，即使外界環(huán)境比較惡劣，也并不會對人工智能技術(shù)的應(yīng)用效果造成過多干擾。（3）產(chǎn)品性能具有一致性。在不同工作環(huán)節(jié)，人工智能技術(shù)有著不同的應(yīng)用。針對一些特殊對象，可以預先進行預先設(shè)定，這時應(yīng)用傳統(tǒng)控制方式同樣有著較好的應(yīng)用效果。但是在對于其他對象的控制情況，難以有效把控。相比傳統(tǒng)控制方法，人工智能技術(shù)在對產(chǎn)品性能進行控制過程中，其一致性表現(xiàn)非常顯著。不但可以輕松地分辨出系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中的某些影響因素進行忽視。由此可見，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到程序設(shè)置階段，可以提高操作的流暢性和便捷性，而且精度也有著較大提升，進一步保障產(chǎn)品性能。（4）有著非常小的失誤率。上文提高，人工智能技術(shù)受到外界干擾很小，并對于動態(tài)模型的操作環(huán)境和準確性要求比較低。

二、人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

（一）人工智能技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用

在電氣自動化控制中電氣控制是最為核心的環(huán)節(jié)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠提升控制效率與精度，且能夠應(yīng)對龐大的信息數(shù)據(jù)以及復雜的工作流程。模糊控制是基于人工智能技術(shù)下的常用電氣控制技術(shù)之一。模糊控制是基于模糊推理與模糊語言理論而形成的控制形式，結(jié)合計算機技術(shù)形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)核心為基于人工智能技術(shù)的模糊控制設(shè)備，這也是模糊控制與其他控制方式差別之處。模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為模糊控制器、輸入/輸出接口、執(zhí)行機構(gòu)、控制對象以及測量設(shè)備。其中，控制對象的容納范圍十分廣泛，不論是確定、模糊，單變量、多變量，定常、時變，線性、非線性均可以作為控制對象。無法精準建立數(shù)學模型的對象更加適合應(yīng)用模糊控制技術(shù)；執(zhí)行機構(gòu)不僅可以使用直流電動機、步進電動機等，還可以使用氣動調(diào)節(jié)閥、液壓閥等；模糊控制器則是模糊控制技術(shù)的核心元件，是一種應(yīng)用模糊知識標識與規(guī)則推理的控制設(shè)備；輸入/輸出接口在模糊控制系統(tǒng)中由于大多數(shù)控制對象的控制量與可觀測狀態(tài)為模擬量，模糊控制系統(tǒng)也需要使用A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)備。在模糊控制系統(tǒng)中還需要配備適用于模糊邏輯處理的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可被認為是輸入/輸出接口。除了模糊控制形式外，專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制都是基于人工智能技術(shù)下的電氣自動化控制形式。如專家控制基于專業(yè)理論技術(shù)，結(jié)合專業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗，對電氣自動化進行的一種智能控制。主體構(gòu)成由知識庫與推理機制，通過對知識的組織排列，根據(jù)一定策略選擇合適的規(guī)則進行推理，以實現(xiàn)對對象的控制。專家控制較為靈活，能夠適應(yīng)對象特性與環(huán)境的改變。基于專家控制形式，系統(tǒng)能夠在偏差較大、非線性的環(huán)境下安全穩(wěn)定地開展工作，魯棒性強。

（二）人工智能實現(xiàn)操作控制以及故障錄制

傳統(tǒng)電焊機精度控制過程中，大多采取人工控制參數(shù)的方式，通過設(shè)備統(tǒng)一完成電鍍操作，但是電鍍產(chǎn)品難以保證相關(guān)參數(shù)一致，因此選用單一參數(shù)來對電鍍精度進行控制，避免產(chǎn)品報廢的情況發(fā)生。應(yīng)用人工智能技術(shù)，利用計算機自身的掃描功能來記錄并模仿傳統(tǒng)員工的操作行為，并通過AI 算法將所測量的參數(shù)傳輸?shù)娇刂浦行模呻婂兿到y(tǒng)發(fā)送指令，實現(xiàn)自動化電鍍操作，而且等待產(chǎn)品出現(xiàn)后會再一次對其進行掃描，獲取到相關(guān)的產(chǎn)品參數(shù)，基于計算機技術(shù)來進行分析，判斷產(chǎn)品是否需要再次加工。另一方面，在電焊機自我檢修時，由于需要檢修的電焊機數(shù)量較多，采取人工的方式會消耗大量人力資源，而且工作效率難以保證。引入AI 算法后，基于大數(shù)據(jù)思想來安裝分布式機械臂，并對其進行控制編程，讓其對傳統(tǒng)員工的工作行為進行模仿，而且通過掃描儀可以對機械臂的作業(yè)全過程進行錄制。

（三）人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備方面是提升電氣自動化控制質(zhì)量的基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)可以被用于電氣設(shè)備設(shè)計。電氣設(shè)備設(shè)計是一項較為繁雜的工作，設(shè)計過程中需要綜合電磁場、電機等知識，且需要具備豐富的設(shè)計經(jīng)驗。傳統(tǒng)電氣設(shè)備設(shè)計均是基于豐富的設(shè)計經(jīng)驗與繁雜的實驗過程，設(shè)計出最優(yōu)方案難度較大、成本較高。應(yīng)用人工智能技術(shù)則可以使用CAD 技術(shù)來進行電氣設(shè)備設(shè)計，減少電氣設(shè)備設(shè)計周期。另外，人工智能技術(shù)還能夠提升電氣設(shè)備的工作效率，通過智能技術(shù)來提高電氣設(shè)備工作的精確度。

三、結(jié)束語

電氣自動化的人工智能技術(shù)建設(shè)至關(guān)重要，意義重大，直接關(guān)系到電氣自動化系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，提高人工智能技術(shù)的運行穩(wěn)定性、可靠性，可以對發(fā)生的故障可以及時、準確的作出反應(yīng)，確保電氣自動化安全。