電氣自動化技術中人工智能的應用研究

【摘? 要】論文的主要目的是通過分析人工智能及其與電氣自動化技術融合的優勢、實際應用和問題，促進人工智能在電氣自動化技術中的進一步發展和應用。通過論文的分析可知，人工智能技術可以應用于電氣自動化生產的全過程，但在現階段，人工智能技術尚未成熟，通過對技術、人才和設備這3個方面進行改善，可以實現電氣自動化生產方式的智能化轉型。

【關鍵詞】電氣自動化;人工智能;應用

【中圖分類號】TM76;TP18? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2022）05-0133-03

1 引言

電氣自動化技術是電力電子技術、電器電機技術和計算機網絡技術的融合，以綜合性應用和自動化控制為主要特點，有利于我國工業的現代化升級。人工智能技術實現了對人的智能模擬和延伸，主要研究領域是機器人學習和語音圖像識別處理。電氣自動化技術和人工智能應用都關注自動化技術的升級和擴展，二者的融合發展有利于我國工業的自動化轉型。因此，本文的研究內容和提出的策略對于提高人工智能在電氣自動化技術中的應用水平具有一定的理論和現實意義。

2 人工智能的優勢

2.1 人工智能自身的優勢

人工智能技術的本質是一種媒介技術的更新，在操作者和數據之間建立信息傳播媒介，通過對人的反應的模擬實現了媒介對人的智能延伸。利用人工智能技術，操作者無須完全了解函數變量中的每一個線性或非線性因素，人工智能利用自身算法將數據整合，大大減少了操作人員的工作量和統計誤差。同時，人工智能技術的開發受到諸多技術領域的支持，利于多平臺數據接入共享。

2.2 電氣自動化技術中人工智能的應用優勢

人工智能技術為電氣自動化技術的智能化發展提供了更多的可能性，有利于其系統的優化與更新。電氣自動化模型在使用人工智能前其參數受到實際應用環境影響而產生隨機波動，這令操作過程的精度和準度受到影響，不利于電氣產品性能的發揮。在人工智能的運作過程中，其數字化語言在各設備之間通用，而且這種數字化的語言，保證了數據處理過程中各類算法體系運行的一致性和準確性。人工智能技術在電氣自動化技術中應用最突出的特點是可以實現無人控制，全過程可以實現計算機數字化控制，內部生產流程受外部和人為因素的影響較小，細節處理時便于參數調整。因此，可以通過改進人工智能技術所依賴的計算機性能來降低電氣設備的損壞率，還可以自動對機械設備進行不定期檢查，以保持設備的穩定運行狀態。如果設備出現問題，人工智能將發出警報，提醒機械設備出現故障，并確保設備工作的穩定性。

另外，傳統的電氣自動化控制會耗費較多的成本，消耗巨大的人力與物力，并且增加了工作的難度，企業往往需要投入高昂的費用才能保證設備的正常運行，施工人員也需要反復對設備進行檢修，大大增加了施工人員的工作量，從而難以提升工作效率。因此，將人工智能應用于電氣自動化技術，有利于降低工作的難度，并通過人工智能直接對機械進行檢測，減少企業對人力與物力的投入，達到降低成本、提高工作效率的效果。

3 電氣自動化技術中人工智能的應用思路

3.1 人工智能在電氣自動化前期設計中的應用

電氣自動化工程建立在計算機技術之上，在技術應用前期需要通過函數模型搭建和計算機編程技術實現后期的自動化控制。電氣自動化內部設備的連接復雜，無法為自身提供自動化服務，這使得其早期設計工作的靈活性較差，電氣自動化技術無法貫穿整個過程。電氣自動化設備設置的合理性和優越性直接決定了技術的應用水平和應用效果[1]。人工智能為電氣自動化引入了全新的自動化通道，實現了將正處于工作狀態的電氣自動化設備納入全流程自動化程序之中，優化資源管理，提高電氣自動化技術在生產過程中應用的穩定性和可靠性。

3.2 人工智能在電氣自動化中期控制中的應用

電氣自動化技術的最核心功能在于自動化的管理與控制，傳統電氣自動化在工作過程中往往需要調動多個設備與程序，設備啟動過程復雜，部件與線路連接的靈活性不足，設備與線路之間易發生電磁干擾和程序之間的數據沖突。通過將人工智能引入電氣自動化控制環節，可以使電氣自動化日常操作更加智能，在進行電氣自動化操作時，將人工智能具備的優勢加以充分發揮，建立完善的自動化控制系統[2]，簡化操作人員的任務內容，實現更加精準快速的電氣自動化技術應用。

3.3 人工智能在電氣自動化后期優化中的應用

電氣自動化技術由龐大的數字數據支撐，其內部包含多種尖端設備和技術，在具體運作過程中，任何一個技術環節的故障都將危害電氣自動化的安全性和功能性。在傳統電氣自動化的故障檢測流程中，故障問題具有隱藏性和差異性特征，檢查過程中故障的定位識別存在困難。電氣自動化控制的故障檢測與電氣自動化作業的效率存在直接關系，其決定了系統的安全性和功能性，需要及時整改[3]。人工智能技術涵蓋先進的識別控制技術，這將有助于篩查電氣自動化應用中的技術漏洞，并在第一時間同步進行故障診斷，分析提供錯誤程序的發生地點及原因，由此制定優化方案。

4 電氣控制中人工智能的應用場景

電氣控制貫穿于整個電氣領域，如果這項工作實現自動化，可以大大提高工作效率，降低工作成本，節省各種投入。首先，神經網絡的模糊控制和專家系統的控制是人工智能應用的主要表現。在電氣的直流傳動方面，模糊邏輯控制是目前常用的控制模式，通常人們會使用Mamdani模擬控制器進行控制系統的調速，且每種控制器都擁有自身的規則庫。其中，模糊化可實現輸入變量的測量與量化，并將其通過函數的形式加以展現;建模操作器是人工神經網絡的推理機制，將各項部件有效結合，可以模仿人的決策與推理，對機械進行模糊控制。近年來，人工神經網絡的模擬識別得到了較為廣泛的應用，其具有一致性的非線性函數估算器，因此，可以在電氣傳動控制中有效發揮作用，對于外界噪聲等所受影響較小，一致性良好，還由于其并行結構，可以使很多傳感器共同輸入，例如，在監控、診斷系統中增強決策的能力，還可以將電氣傳動最小化，并提高特殊傳感器的精度，解決傳統控制器精度過低的問題。

4.1 事故與故障的診斷

在模糊控制中，神經網絡與專家系統是人工智能技術的重要組成，例如，在電氣事故或故障的診斷過程中，尤其是針對變壓器、發動機等故障，人工智能技術可以發揮極大的效果。電氣領域由于自身的特征，極易在工作中出現各類電氣問題或故障，如果判斷不清晰、診療缺乏時效性，極易造成相當嚴重的影響，而傳統的故障判斷在方法和概念上都較為煩瑣，難以保證其精準性與時效性。例如，變壓器故障，常用的檢測方式是提取變壓器油進行分解，對所生成的氣體進行分析，從而判斷故障的原因，這種方法耗資較多，因此，這種費時費力且準確率無法保證的方式早已不適用于當前現代化社會的發展。通過人工智能的分析，可以通過模糊理論與神經網絡等系統的配合，將各項問題直接解決，快速有效地完成故障的判斷與診療。

4.2 日常操作中的應用

在傳統的電氣控制工作中，需要較為嚴格的操作過程，且較為復雜和煩瑣，極易由于疏忽大意而出現各項問題，從而造成損失。電氣領域始終連接人們的生產、生活等各個方面，與社會穩定密切相關。因此，電氣控制工作的日常操作過程應積極遵循效率最高、問題最少的原則。在此過程中，依靠人工智能技術的投入可以有效達成這一目標，在日常操作中可以通過人工智能技術的運用，對傳統工作中較為復雜的操作流程進行改進;可以通過電腦、控制器等直接對電氣設備進行操控，實現遠程控制;可以通過較為簡潔明了的操作界面進行操作，降低操作難度;可以通過基于人工智能的計算機系統實現對信息資料的存儲與收集，為后續的查閱、參考等提供便利，并且可以實現報表的自動生成、故障的自動檢修等，有效避免人因失誤造成的問題與故障。

4.3 設計方案優化處理

在電氣設備中，各項產品的優化設計是一項復雜度較高的工作，很多產品的設計與優化過程都需要將經驗知識與理論知識相結合。在傳統工作中，主要需要設計經驗，再結合實驗進行論證，其工作量較大，難以保證效率與方案最優。隨著信息技術的發展，可以讓人工智能技術融入產品的設計優化工作，使所有電氣產品從人工模式向信息化方向轉型，大幅度縮短產品從構思到設計與研發的時間。

遺傳算法與專家系統可以有效地應用于產品的設計優化過程。遺傳算法可以直接對結構對象進行處理，還擁有全局尋優能力，自動獲取優化空間并進行調整，可廣泛運用于電氣產品的設計領域。專家系統可以根據多個專家提供的知識進行優化，通過推理判斷模擬人類的處理方式，解決很多只有專家才能處理的復雜難題，具有較好的發展前景。

5 電氣自動化技術中人工智能的應用問題

5.1 人工智能自身存在缺陷

現階段，我國的人工智能技術仍屬于新興技術，其在各領域的滲透和應用仍處于初級階段，其運行速度、穩定性和兼容性仍達不到電氣自動化的工業標準，多數應用模型僅停留在概念階段，缺乏技術應用的落地計劃，暫時無法在關鍵領域進行大范圍的推廣。在電氣自動化行業內部，對于人工智能的發展預期呈現分散化的特點，大部分國內電氣自動化相關企業對人工智能的發展方向認識模糊，在新技術引入時沒有做到及時進行本地化改良，核心技術的自主研發能力差，甚至部分企業妄自菲薄，忽視人工智能在中小企業電氣自動化技術中的應用。

5.2 人工智能設備有待升級

在當今時代，科學技術是第一生產力，人工智能設備是人工智能技術的載體，是將人工智能應用于電氣自動化技術的基礎。人工智能設備不僅包括連接電氣自動化體系的內部實體精密部件，也包括一些非實體的技術平臺和數據庫。目前，人工智能剛剛起步，其設備部件升級快，對搭載平臺的要求高，同時，其輔助技術同步升級速度慢，在投入電氣自動化產業過程中設備和平臺的不兼容現象將導致人工智能在實際應用中出現加載時間過長、系統崩潰頻繁和設備連接障礙等情況，影響電氣自動化與人工智能融合發展的進度。

5.3 人工智能專業人才缺乏

人工智能技術作為近年來新興的數字化技術，專業人才團隊尚未形成，高技能人才缺口大。由于人工智能在開發與使用過程中涉及多行業、多學科門類，對于從業人員要求嚴格。現階段，從事電氣自動化人工智能應用的技術人員多不具備人工智能行業從業的專業素養，傳統的工作方法和思維模式不足以應對不斷變革的技術設備。

6 電氣自動化技術中人工智能應用問題的解決對策

6.1 向正確方向優化人工智能技術

在應用人工智能技術的過程中，企業應當保持清醒的態度和積極的創新意識。一方面，要汲取國外成功經驗，通過積極學習與借鑒推動國內電氣自動化中人工智能技術的應用;另一方面，要結合我國國情和企業發展現狀，對現代技術進行充分研究，了解智能化控制存在的缺陷，并制定相應的解決方案，實現技術創新[4]。企業不能盲目照搬已有的發展范式，應科學合理地進行我國人工智能在電氣自動化技術中的應用。同時，要用發展的眼光看待人工智能技術，要看到人工智能技術在發達國家的發展前景，避免對我國人工智能技術的未來發展持過于消極的態度，要保證技術的發展方向正確，穩步推進電氣自動化技術的轉型升級。

6.2 向智能方向發展電氣自動化技術

目前，電氣自動化技術的發展已經相對成熟，電氣自動化企業應利用這一優勢，加大對人工智能設備的投入，利用良好的發展勢頭，推動人工智能技術進入工業領域，為經濟建設服務，擴大人工智能的技術應用廣度和技術專業深度。結合實際生產需要，將智能設計的優勢融入電氣自動化技術，通過先進的人工智能技術提高電氣自動化控制的效率[5]。通過實際應用中的問題反饋，尋找人工智能與電氣化自動技術之間的共通處和連接點，利用人工智能增強電氣自動化行業的時代氣息和創新意識，實現二者的雙向互動與合作發展。

6.3 向實踐方向培養專業技術人才

鑒于目前缺乏電氣自動化中人工智能方向的人才，一方面，高等教育機構應當設立相關專業，培養優秀人才;另一方面，在目前的發展過程中企業應當更加側重以實踐的方式提高從業人員的專業素養，增加人工智能的技術含量，對企業人才提出更高的要求[6]。通過組織人工智能設備的培訓活動，提高技術人員對相關設備操作的熟練程度，解放和提升生產力，通過應用人工智能技術完成電氣自動化生產，轉變生產方式，提高電氣自動化中人工智能的應用水平。

7 結語

綜上所述，人工智能在電氣自動化技術中的應用，一方面，可以發揮自身的技術優勢;另一方面，可以通過人工智能與電氣自動化技術的結合，在電氣自動化技術的應用全過程中發揮協同效應。但現階段人工智能在電氣自動化技術中的應用仍然面臨人工智能自身存在缺陷、人工智能設備有待升級以及人工智能專業人才缺乏的問題。基于此，本文提出了以下3點建議：一是向正確方向優化人工智能技術;二是向智能方向發展電氣自動化技術;三是向實踐方向培養專業技術人才。

【參考文獻】

【1】劉琨.關于人工智能技術在電氣自動化控制中的應用思考[J].電子世界，2019（17）：76-77.

【2】李永男，高任，金松林.人工智能技術在電氣自動化中的應用[J].集成電路應用，2019，36（11）：74-75.

【3】李曉鵬.淺談電氣自動化控制中的人工智能技術[J].建材與裝飾，2020（1）：235-236.

【4】顧晟吉.人工智能在電氣工程自動化中的應用研討[J].大眾標準化，2021（2）：177-178.

【5】彭龍生.人工智能技術在電氣自動化控制中的應用研究[J].科技經濟導刊，2020，28（25）：32+87.

【6】王強.電氣工程自動化中人工智能的運用[J].南方農機，2017，48（9）：104+114.

【作者簡介】賀赫（1992-），女，湖南婁底人，工程師，從事自動化研究。