人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

殷希中

（安徽阜陽技師學(xué)院，安徽 阜陽 236000）

1 應(yīng)用價值

電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展適應(yīng)了時代的潮流，也加速了人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)方式的改變。在電氣自動化系統(tǒng)中合理地使用人工智能技術(shù)，不僅可以提高自動化控制的水平，同時還可以縮減成本，使其可以更加符合我國可持續(xù)發(fā)展的理念。人工智能技術(shù)的特點非常明顯，特別是通過使用人工智能技術(shù)對信息數(shù)據(jù)進行采集處理的過程，不僅可以優(yōu)化傳統(tǒng)的計算方式，還可以使控制器的計算結(jié)果更加準(zhǔn)確。首先，以人工智能技術(shù)作為基礎(chǔ)，可以更好地把控生產(chǎn)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)，使其更好地達到自動化控制的目標(biāo)；其次，合理使用人工智能技術(shù)，能夠有效地提高電氣自動化的水平，減少人工操作的負(fù)擔(dān)，降低運行成本，進而有效地保證各項生產(chǎn)效率能夠達到具體的要求。將人工智能技術(shù)合理地應(yīng)用到電氣自動化控制過程中，能夠有效地促進電氣自動化的發(fā)展，使系統(tǒng)更好地達到預(yù)期目標(biāo)。因此，將自動化控制技術(shù)與人工智能相結(jié)合可以促進社會的發(fā)展，將人工智能技術(shù)與電氣自動化控制融為一體是未來發(fā)展的主要趨勢。

2 技術(shù)優(yōu)勢

2.1 人工智能技術(shù)有利于提高勞動效率，優(yōu)化勞動力

在制造企業(yè)中，因為存在產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜、生產(chǎn)的可控程度不高、無法統(tǒng)一人員的操作水平以及人為操作過程中容易出現(xiàn)偏差等問題，所以在生產(chǎn)的過程中要保證生產(chǎn)質(zhì)量是非常困難的。將人工智能技術(shù)合理地應(yīng)用到生產(chǎn)過程中，能夠有效地提高企業(yè)制造產(chǎn)品的精度，提高所加工產(chǎn)品的質(zhì)量；不但可以節(jié)省大量的人力資源，而且還可以有效地提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。實現(xiàn)電氣產(chǎn)業(yè)智能化的過程中，為了能夠更好地保證電氣機械設(shè)備的正常運行，需要使用大量的監(jiān)控設(shè)備，同時對運行現(xiàn)場進行有效地監(jiān)控，然而在監(jiān)控設(shè)備使用的過程中也需要投入大量的人力資源。當(dāng)在上述過程中使用人工智能化技術(shù)時，不僅可以借助計算機來收集電氣設(shè)備運行過程中的各項數(shù)據(jù)，還可以對各項數(shù)據(jù)進行有效地處理，從而節(jié)省了人力資源，有效地提高了生產(chǎn)的效率。

2.2 人工智能技術(shù)有利于系統(tǒng)靈敏性的增強

傳統(tǒng)的電氣設(shè)備控制模式對機械設(shè)備的控制方法、自動化控制器的型號以及相關(guān)參數(shù)都有非常高的要求，企業(yè)不僅需要承擔(dān)較高的運行成本，而且還會導(dǎo)致在電氣設(shè)備的控制運行中存在一些不確定的因素，它們會影響機械設(shè)備的運行情況，還會影響電氣系統(tǒng)的整體控制水平。如果使用人工智能技術(shù)，就可以在具體應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對相關(guān)的機械設(shè)備進行全方面地控制，從而使控制系統(tǒng)更靈敏。將人工智能技術(shù)與電氣自動化技術(shù)有效地結(jié)合，可以使電氣設(shè)備的控制更加便捷，進而全方位提升機械設(shè)備的控制能力。

2.3 人工智能技術(shù)有利于系統(tǒng)穩(wěn)定地運行

雖然人工智能技術(shù)在具體使用的過程中主要依托電子計算機技術(shù)，但是其在邏輯思維能力上卻高于傳統(tǒng)的計算機技術(shù)，并且可以對計算數(shù)據(jù)進行處理。因此，在電氣自動化控制的過程中，合理地使用人工智能技術(shù)，能夠借助系統(tǒng)精準(zhǔn)的計算能力，科學(xué)地控制設(shè)備，防止人為控制過程中出現(xiàn)的各項風(fēng)險。一旦機械設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)故障，人工智能控制系統(tǒng)就可以發(fā)出警報[1]，提醒工作人員立即對其進行檢查，進而采取有效的措施進行處理，保證機械設(shè)備的正常運行。因此，人工智能技術(shù)可以為機械設(shè)備的正常運行保駕護航，從而提高自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也提升了系統(tǒng)的運行效率。

2.4 人工智能技術(shù)減少成本支出

為了能夠更好地滿足電氣控制系統(tǒng)的使用需求，在具體規(guī)劃以及系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，電氣工程的系統(tǒng)通常會比較復(fù)雜。然而這種復(fù)雜的技術(shù)構(gòu)成會對后續(xù)設(shè)備自動化控制的過程產(chǎn)生一定的影響，進而增加設(shè)備運行的成本。由于整個電氣工程的建設(shè)規(guī)模比較大，因此，在對設(shè)備運行故障進行排查維護的時候，就需要花費大量的時間以及精力組織工作人員采取相應(yīng)的措施，從而導(dǎo)致電氣自動化控制系統(tǒng)的成本增加。在電氣自動化控制的過程中，使用人工智能技術(shù)可以對不同的設(shè)備進行監(jiān)控；借助各項軟件程序以及操作系統(tǒng)，可以對各個組件進行智能化的管理；例如，通過使用傳感器等組件，可以快速地判斷出電氣自動化控制系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的問題，并且對故障的情況進行識別，進而極大地強化了故障識別以及故障排除的能力。在保證自動化控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，減少了資源的浪費，降低了運行管理的成本，為企業(yè)成本的管控以及利潤空間的提升創(chuàng)造了便利。

3 案例分析

3.1 基于人工智能技術(shù)的電氣自動化設(shè)備設(shè)計

就目前的情況而言，電氣自動化系統(tǒng)在運行的過程中有1個非常明顯的特點就是它具有一定的復(fù)雜性，并且系統(tǒng)運行過程中涉及的內(nèi)容也比較多。在具體操作電氣自動化控制系統(tǒng)的過程中，不僅需要具備非常標(biāo)準(zhǔn)的理論基礎(chǔ)知識，而且還需要具有一定的實踐經(jīng)驗。需要對設(shè)備進行規(guī)范的操作，從而降低操作失誤的概率，提高控制系統(tǒng)運行的準(zhǔn)確性。目前，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，采用基于人工智能技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)（如圖1所示）可以有效地彌補自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中人力以及腦力不足的問題;同時還可以減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，提高工作的效率[2]。除此之外，人工智能技術(shù)還可以提高電氣自動化系統(tǒng)在具體運行過程中的科學(xué)性和可靠性，從而促進企業(yè)生產(chǎn)的進步和發(fā)展。

圖 1 基于人工智能技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)

3.2 日常操作中的應(yīng)用

電氣自動化控制系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中具有一定的復(fù)雜性并且涉及的內(nèi)容比較廣泛，操作人員在具體工作的過程中需要操作的流程較為煩瑣，這樣會影響到生產(chǎn)的效率。在傳統(tǒng)自動化控制運行的過程中，主要通過人工的方式對運行數(shù)據(jù)進行收集和處理，這樣會導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，降低自動化控制系統(tǒng)的運行效率；然而使用人工智能技術(shù)可以通過計算機對數(shù)據(jù)進行采集并且儲存，不僅可以減少數(shù)據(jù)收集過程中的誤差，還為后續(xù)查找和應(yīng)用數(shù)據(jù)提供了便利，從而有效地提高了機械設(shè)備的運行效率。隨著社會的發(fā)展，人工智能控制技術(shù)也在不斷地發(fā)展，將人工智能控制技術(shù)與電氣自動化系統(tǒng)進行有效地融合，不僅可以實現(xiàn)對電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，而且可以使工作人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的各種問題，進而采取相應(yīng)的措施進行處理，增加了電氣自動化運行的穩(wěn)定性。在電氣自動化控制系統(tǒng)中，合理地使用人工智能技術(shù)，不僅可以有效提高機械設(shè)備的運行效率，同時還可以增強工作人員對機械設(shè)備的控制，從而減輕了操作人員的工作量，降低了機械設(shè)備運行過程中的控制成本。

3.3 故障診斷方面的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在電氣工程設(shè)備自動化維修和故障診斷中的應(yīng)用主要是設(shè)置設(shè)備維修和故障診斷2個人工智能管理模塊，通過在IC芯片中植入相應(yīng)程序，實現(xiàn)維修以及故障信息診斷功能，具體處理過程如下：1） 電氣自動化生產(chǎn)設(shè)備的維修和故障診斷模塊的設(shè)計，需要通過調(diào)用接口函數(shù)加載電氣設(shè)備運行的監(jiān)測樣本中原始數(shù)據(jù)信息的樣本，計算機訪問對象按照自動化系統(tǒng)設(shè)置的指定參數(shù)條件導(dǎo)出電氣設(shè)備運行監(jiān)測的樣本數(shù)據(jù)序列，通過計算機編程設(shè)置的成員函數(shù)計算設(shè)備故障維修指標(biāo)組，并寫入系統(tǒng)臨時數(shù)據(jù)庫表，進而等待設(shè)備檢修審核。2） 人工智能系統(tǒng)通過程序設(shè)定的成員函數(shù)對電氣設(shè)備流程審核數(shù)據(jù)中未通過審核的數(shù)據(jù)項進行樣本數(shù)據(jù)的撤銷和確認(rèn)，并進行重新計算，進而重新生成維修指標(biāo)數(shù)組，同時將新生數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫表并進行存儲。3） 數(shù)據(jù)集合通過程序函數(shù)調(diào)用設(shè)備異常分析程序并進行分析處理，人工智能系統(tǒng)通過可靠地統(tǒng)計分析對結(jié)果進行匯總，并對維修項目的數(shù)據(jù)信息進行特征判斷處理。

3.4 模擬生產(chǎn)的應(yīng)用

在電氣自動化生產(chǎn)過程中，合理地使用人工智能技術(shù)，能夠有效地模擬機械設(shè)備的具體運行過程。工作人員可以將模擬出來的數(shù)據(jù)和實際運行收集到的數(shù)據(jù)進行分析比對，進而預(yù)測電氣自動化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容以及工作進度；因此，通過使用人工智能技術(shù)，能夠使電氣自動化控制工作的順序更加清晰。工作人員可以合理規(guī)劃自動化生產(chǎn)的順序，并應(yīng)用人工智能技術(shù)對各項機械設(shè)備進行全面監(jiān)控，以便工作人員充分了解機械設(shè)備的具體運行情況，從而精準(zhǔn)地預(yù)測電氣運行過程中可能出現(xiàn)的問題，進而為電氣自動化控制提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)以及合理的思路，提高電氣自動化控制運行的整體效率和質(zhì)量[3]。使用人工智能技術(shù)還具有一定的先進性，人工智能控制技術(shù)的運營效率以及模擬都是其他技術(shù)無法比擬的，使用人工智能技術(shù)可以參照人類的精神功能，對電氣自動化控制系統(tǒng)的運行情況進行準(zhǔn)確地分析，不僅可以通過使用計算機技術(shù)對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，而且還可以在模擬背景下了解電氣自動化控制運行的實際情況，通過使用人工智能系統(tǒng)對自動化控制的數(shù)據(jù)進行分析可以綜合內(nèi)外部的影響因素，對機械設(shè)備進行有效地管理，最終形成動態(tài)化的仿真圖。

3.5 企業(yè)自動化設(shè)計中的應(yīng)用

近幾年，人工智能控制技術(shù)的發(fā)展形勢較好，其優(yōu)勢也被社會廣泛地了解。大部分企業(yè)加強了在電氣自動化控制系統(tǒng)方面的研究力度，也增加了資金的投入，這些都推動了人工智能控制技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。在人工智能技術(shù)的應(yīng)用中，我國電氣自動化控制系統(tǒng)包括分布式和開方式2種類型。分布式可以有效地實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，防止因電氣設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)各種故障而影響流水線的正常運行。開放式則是通過不斷吸收國內(nèi)外電氣自動化控制系統(tǒng)的經(jīng)驗，在具體學(xué)習(xí)的過程中，不斷提升電氣自動化控制的水平。縱觀我國電氣自動化控制系統(tǒng)的研究可以發(fā)現(xiàn)，其基本理念都是隨著新時代的發(fā)展而不斷改變的。未來，我國電氣自動化控制技能水平將得到全面提升；結(jié)合現(xiàn)代社會的發(fā)展以及行業(yè)的需求來看，電氣自動化控制的人工智能化是發(fā)展的必然趨勢。

4 機器人人工智能技術(shù)應(yīng)用分析

新一代人工智能正在全球范圍內(nèi)蓬勃興起，它為經(jīng)濟社會的發(fā)展注入了新動能，也深刻改變了人們的生產(chǎn)生活方式。工業(yè)是人工智能創(chuàng)新技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將深刻影響未來的產(chǎn)業(yè)革命。

隨著社會的發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術(shù)的使用，機器人技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在企業(yè)生產(chǎn)中，通過綜合操作、編程和調(diào)試，對工業(yè)機器人、移動操作臂及智能機器人等單元進行智能化賦能和綜合應(yīng)用，實現(xiàn)了典型智能制造工業(yè)場景的完整工藝流程，綜合體現(xiàn)了機器人智能感知、自動決策、自主執(zhí)行、互聯(lián)互通、深度學(xué)習(xí)、人機交互以及自我管理等人工智能技術(shù)要素及其職業(yè)技能。例如通過人工智能技術(shù)賦能，在工業(yè)機器人分揀與裝配操作中，通過操作3D視覺系統(tǒng)軟件，工業(yè)機器人可以完成3D相機的調(diào)試、標(biāo)定以及基于深度學(xué)習(xí)的工件識別；它還可以完成基于3D視覺的工件無序智能抓取；通過調(diào)用規(guī)劃軟件，工業(yè)機器人可以完成工件的簡單裝配，其流程如圖2所示。

圖2 工業(yè)機器人與3D相機協(xié)助完成復(fù)雜位置工件的抓取

通過人工智能技術(shù)賦能，可以完成智能機器人作業(yè)場景地圖的構(gòu)建；還可以完成智能機器人語音交互任務(wù)的編寫，實現(xiàn)人機交互和控制；通過智能識別和動作規(guī)劃，可以實現(xiàn)智能機器人對物料盒的位置識別與抓取；通過智能機器人編程與調(diào)用，可以完成智能機器人生產(chǎn)巡檢等交互作業(yè)任務(wù)，其流程如圖3所示。

圖3 智能機器人完成工件的抓取

5 結(jié)語

在電氣自動化系統(tǒng)運行的過程中，需要綜合應(yīng)用各種科學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用和運行。其中，使用人工智能技術(shù)是非常重要的，它能夠有效地保證電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此，人工智能技術(shù)應(yīng)該引起相關(guān)技術(shù)人員的重視。結(jié)合實際情況合理地應(yīng)用人工智能技術(shù)，使電氣自動化控制系統(tǒng)能夠有效地滿足實際需求，為企業(yè)的生產(chǎn)提供保障。雖然人工智能有很多優(yōu)點，但它也不能完全替代人工。例如在需要有創(chuàng)造力、需要富有戰(zhàn)略眼光、無法預(yù)知環(huán)境以及需要同情心的工作中，人工智能是不能取代人工的。機器做機器最擅長的事，人專注于做自己最擅長的事，人工智能推動社會進入了人機協(xié)同、人機共生的時代。