AR技術(shù)在電廠設(shè)備運(yùn)維檢修作業(yè)中的應(yīng)用探析

國家能源集團(tuán)江蘇電力有限公司培訓(xùn)中心 朱信樺 信 超 楊東旭 沙良永 馬培峰 鄭宏偉 李 崢

1 AR 技術(shù)在某電廠設(shè)備運(yùn)維檢修中的應(yīng)用

1.1 確定AR 技術(shù)應(yīng)用架構(gòu)

某電廠設(shè)備運(yùn)維檢修人員引入AR 技術(shù)之后，確定了AR 技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)架構(gòu)[1]。該體系中，設(shè)備信息庫可以被拆分成三部分：首先是與業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)密切相關(guān)的臺賬信息維護(hù)，該部分主要負(fù)責(zé)擴(kuò)展、補(bǔ)錄信息，其次是由設(shè)備巡檢歷史記錄組成的巡檢記錄維護(hù)，最后是以檢修指南和有關(guān)視頻為核心的輔助信息維護(hù)。

處理服務(wù)。AR 技術(shù)應(yīng)用于該電廠設(shè)備運(yùn)維檢修中，所涵蓋內(nèi)容較多，包括但不限于推送消息、轉(zhuǎn)換視頻等。其中，推送消息強(qiáng)調(diào)以AR 眼鏡、手機(jī)為載體對消息進(jìn)行實(shí)時推送；轉(zhuǎn)換視頻的關(guān)鍵是以不同業(yè)務(wù)場景為依據(jù)分別制作相應(yīng)的視頻，與此同時根據(jù)檢修需求將傳統(tǒng)視頻轉(zhuǎn)換成為對應(yīng)的VR視頻；查詢信息可以簡單的理解為從不同維度出發(fā)對設(shè)備信息進(jìn)行及時且準(zhǔn)確的查詢；信息加密則是指通過加密與脫敏相結(jié)合的方式使信息得到安全的傳輸；3D 建模能夠通過建立模型的方式幫助工作人員快速了解設(shè)備情況；消息日志所記錄內(nèi)容以系統(tǒng)、平臺歷史操作為主。

顯示服務(wù)。AR 技術(shù)應(yīng)用之后，工作人員可以享受三方面服務(wù)內(nèi)容，分別是消息解密、客戶端以及AR 顯示。其中，消息解密負(fù)責(zé)解密已加密信息并顯示。客戶端負(fù)責(zé)掃描設(shè)備并對信息加以顯示。而AR 顯示的關(guān)鍵是以VR 眼鏡為載體，為工作人員提供檢修所需信息及各項服務(wù)。經(jīng)工作人員對人機(jī)交互、顯示輸出建議的實(shí)際使用效果可知，無論是人機(jī)交互模式還是顯示輸出設(shè)備，均會給工作人員的使用體驗產(chǎn)生較大影響。

1.2 調(diào)整AR 技術(shù)架構(gòu)

AR 技術(shù)檢修系統(tǒng)共包括三層，由下至上分別是數(shù)據(jù)層、服務(wù)層以及表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)層搭載有兩種不同類型的數(shù)據(jù)庫，分別是負(fù)責(zé)提供制成的關(guān)系數(shù)據(jù)庫、可發(fā)揮主數(shù)據(jù)庫作用的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，考慮到業(yè)務(wù)系統(tǒng)所提供數(shù)據(jù)的占比較大，因此技術(shù)人員決定開發(fā)相應(yīng)的接口程序，為日后抽取數(shù)據(jù)的操作提供便利；服務(wù)層的核心功能是以既有通信手段為依托，根據(jù)終端設(shè)備情況和訴求提供相應(yīng)服務(wù)；表現(xiàn)層的主體是終端設(shè)備，具體包括AR 眼鏡、手機(jī)APP，可以向工作人員提供設(shè)備參數(shù)，確保工作人員對設(shè)備情況具有全方位的了解，在此基礎(chǔ)上對電廠設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的檢修。

1.3 終端平臺的選擇

AR 技術(shù)的應(yīng)用需要有強(qiáng)大的終端平臺作為依托，該電廠工作人員選擇具有良好開放性、擴(kuò)展性和可靠性的MSP 技術(shù)平臺。MSP 平臺不但和AR眼鏡的適配度極高，可以憑借低延時的優(yōu)質(zhì)視音頻、高效的存儲服務(wù)為工作人員提供相應(yīng)的幫助，確保其能夠快速獲得可用于指揮調(diào)度和遠(yuǎn)程協(xié)作的應(yīng)用。

2 AR 技術(shù)在某電廠設(shè)備運(yùn)維檢修作業(yè)中的實(shí)踐

2.1 AR 技術(shù)在某電廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評估中的應(yīng)用

電廠設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評估是設(shè)備運(yùn)維檢修中非常重要的一項工作，某電廠設(shè)備運(yùn)維檢修工作人員運(yùn)用AR 技術(shù)對電廠設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與管理，制定完善的工作分布機(jī)制，從而有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性與可靠性，并對設(shè)備的狀態(tài)有一個科學(xué)性的評估工作[2]。

該電廠工作人員為了確保AR 技術(shù)數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用質(zhì)量能夠得到有效提升，在AR 技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中會對不同項目的權(quán)重進(jìn)行有效評估，保留客觀性的同時，還結(jié)合不同狀態(tài)量進(jìn)行綜合性的分析，以此來確保最終的結(jié)果在精準(zhǔn)性與真實(shí)性上能夠得到有效保障。常見的分析手段大體上分為兩種，都是先對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而后再對變壓器的狀態(tài)進(jìn)行有效評價，分別為熵權(quán)法和層次分析法。

在運(yùn)用AR 技術(shù)開展電廠設(shè)備運(yùn)維檢修的過程中，工作人員定期對樣本開展基礎(chǔ)分析工作，通過對信息化技術(shù)來進(jìn)行計算，從而來實(shí)現(xiàn)有關(guān)預(yù)測模型的構(gòu)建，使得電廠變壓器狀態(tài)以及建模狀態(tài)能夠滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，這樣不但能夠為后續(xù)工作奠定良好的理論基礎(chǔ)，對于電廠的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言也會產(chǎn)生積極有效的影響。就目前來看，工作人員最常用的算法應(yīng)用主要為聚類分析計算方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)以及貝葉斯概率應(yīng)用。

在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過程中，工作人員需要明確設(shè)備當(dāng)前的實(shí)際狀態(tài)，評估過程不能夠選用小樣本的現(xiàn)象，當(dāng)樣本本身存在非均衡情況時也不能夠當(dāng)作是最終的判斷結(jié)果，主要是針對作用效果明顯且市場價格較高的設(shè)備進(jìn)行綜合性觀測。為了進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)維檢修成效，該電廠設(shè)備檢修工作人員積極利用AR 技術(shù)重點(diǎn)對大型設(shè)備進(jìn)行檢修，加強(qiáng)對設(shè)備健康狀況的重視程度。為了避免供電質(zhì)量出現(xiàn)問題，防止因安全事故的出現(xiàn)而導(dǎo)致工作人員的生命健康受到威脅，還運(yùn)用AR 技術(shù)做好備用方案，降低風(fēng)險因素所帶來的不利影響，電廠的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠因此得到有效保障。

2.2 預(yù)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

通過對AR 技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的預(yù)測處理。通常情況下，檢測設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)行的過程中會與預(yù)測設(shè)備進(jìn)行信息的整合，并以此獲得較為完善的狀態(tài)評價結(jié)果，在開展相關(guān)工作的過程中，主要是以設(shè)備的歷史情況、不同時期的狀態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)容為基礎(chǔ)，通過合理的手段進(jìn)行電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的整合，以此來滿足外部環(huán)境的項目要求，并確保指標(biāo)參數(shù)不會發(fā)生較為明顯的變化[3]。

預(yù)測工作不具備絕對性，即便是極為精準(zhǔn)的技術(shù)系統(tǒng)也會存在著誤差問題，受到計算機(jī)系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)的雙重影響，加上指標(biāo)項目種類與數(shù)量相對較多，很多設(shè)備在開展工作的過程中都會面臨著極為復(fù)雜的管理與維護(hù)內(nèi)容，開展預(yù)測工作過程中過程煩瑣，并且最終結(jié)果很容易受到某一環(huán)節(jié)的影響而發(fā)生誤差。正因如此，為了確保預(yù)測結(jié)果的精準(zhǔn)性與可靠性能夠得到有效提升，該電廠工作人員選用AR 技術(shù)，通過合理的手段進(jìn)行高效處理，并確保非線性問題能夠在短時間內(nèi)獲得解決。

一般來講，為了確保自身的經(jīng)濟(jì)效益能夠得到有效提升，電廠設(shè)備運(yùn)維檢修工作人員會對集合時序內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測模型的構(gòu)建，或者是利用關(guān)聯(lián)性來完成模型的應(yīng)用，通過對網(wǎng)絡(luò)記憶的有效控制，或者是采用深度信念網(wǎng)絡(luò)項目來開展預(yù)測目標(biāo)的有效調(diào)整，明確其本身所存在的差異性，這樣不但能夠確保設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷數(shù)值滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，在電力資源數(shù)值過程中的整體質(zhì)量與安全性也能夠得到有效保障，而且對于電廠的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言會產(chǎn)生積極有效的影響。

2.3 應(yīng)用AR 技術(shù)完成診斷

該電廠實(shí)際運(yùn)行過程中，工作人員通過對AR技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高設(shè)備檢修診斷精度與效率，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來積極有效的影響。電力系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)行的過程中，工作人員選擇使用人工與AR 技術(shù)相結(jié)合的方式，利用AR 技術(shù)輔助員工開展相應(yīng)的檢測工作，工作人員只需要在工作的過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成操作內(nèi)容即可，這樣不但能夠有效提高設(shè)備參數(shù)變化的精準(zhǔn)性，在可靠性以及有效性方面也能夠得到有效保障，利用AR 技術(shù)以及自動化作業(yè)進(jìn)行全方位的診斷處理，從而來完成對電廠設(shè)備的全方位檢查工作[4]。

當(dāng)工作人員在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過程中，除了要對作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行有效管理外，還可以通過AR 技術(shù)來開展項目調(diào)整與分類，利用智能技術(shù)來完成數(shù)字轉(zhuǎn)換圖像，這樣不但能夠密切掌握不同階段下設(shè)備的運(yùn)行情況，更是能夠?qū)﹄娏髋c電壓的數(shù)值變化進(jìn)行有效診斷與分析，通過觀察圖像中所存在的異常顯示來判定問題的根源所在。工作人員在工作時，可以根據(jù)實(shí)際情況來對故障位置進(jìn)行標(biāo)記，選用針對性的處理措施來提高診斷質(zhì)量，做好風(fēng)險防護(hù)工作。對于電廠而言，通過開展人工智能化技術(shù)，能夠有效提高診斷結(jié)果的精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的高效化管理與有序性管理，同時還能夠有效降低工作難度，滿足企業(yè)的日常業(yè)務(wù)辦理需求，避免因故障問題所帶來的風(fēng)險影響，并且滿足企業(yè)自身的發(fā)展需要。

2.4 識別缺陷與診斷故障

電廠在對電力裝置進(jìn)行管理的過程中，應(yīng)當(dāng)明確不同設(shè)備的故障區(qū)域，并對其基本信息、故障發(fā)生的原因、位置、設(shè)備缺陷問題、參數(shù)變化以及各類數(shù)據(jù)信息開展記錄工作，為后續(xù)開展維修與保養(yǎng)奠定良好的信息基礎(chǔ)[5]。一般來講，在進(jìn)行項目管理的過程中會涉及故障的誘因、以及類型區(qū)分，當(dāng)信息內(nèi)容不滿足精準(zhǔn)性需求時，便會導(dǎo)致AR 技術(shù)的應(yīng)用程度無法得到有效保障。為了避免類似而對情況出現(xiàn)，電廠則需要針對發(fā)生故障的原因做出合理的判斷，并根據(jù)不同的設(shè)備進(jìn)行性能上的調(diào)解，確保裝備的性能并不會對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生較為不利的影響。

正因如此，工作人員在進(jìn)行日常運(yùn)行的過程中需要加強(qiáng)對設(shè)備性能的重視程度，實(shí)現(xiàn)對電廠設(shè)備診斷的客觀性分析，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺乏合理性、來源過于單一化、分布情況不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等，確保診斷工作的整體效率能夠得到有效提升。同時，電廠還要將電廠設(shè)備作為工作重心，對不同狀態(tài)下設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、外界因素變化情況進(jìn)行總結(jié)與分析，并通過智能化技術(shù)來進(jìn)行樣本的合成，提出更具有完善性的管理方案，這樣不但能夠有效提高數(shù)據(jù)管理的有效性，完善識別缺陷工作中所存在的問題，還能夠防止診斷故障所產(chǎn)生的一系列影響，對電廠的后續(xù)發(fā)展能夠起到較為重要的促進(jìn)作用。

此外，該電廠工作人員通過調(diào)查得知，當(dāng)前的電廠設(shè)備故障診斷工作中存在分類規(guī)則欠佳、數(shù)據(jù)來源單一化及樣本數(shù)據(jù)不具備均衡性等多項問題，導(dǎo)致診斷工作無法順利開展，因此為提高缺陷識別及故障診斷效果，把輸變電設(shè)備各項數(shù)據(jù)信息作為AR 技術(shù)應(yīng)用的參考依據(jù)，并對設(shè)備運(yùn)行中形成的各項信息內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，以此完成數(shù)據(jù)增值，進(jìn)而提高正負(fù)樣本比例的平衡性。在完成上述工作后，工作人員應(yīng)對數(shù)據(jù)及時序記錄等信息內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審查，明確其是否具備良好的完整性，并根據(jù)實(shí)際狀況，通過分類及預(yù)測等方式對相應(yīng)規(guī)則進(jìn)行引入，進(jìn)而為缺陷分級與診斷工作的順利完成提供保障。

2.5 電力巡視檢查

在應(yīng)用AR 技術(shù)對該電廠設(shè)備進(jìn)行實(shí)際檢查過程中，工作人員合理的利用AR 系統(tǒng)巡視法，并結(jié)合規(guī)范要求合理使用基于AR 技術(shù)的巡檢機(jī)器人，提高電廠設(shè)備運(yùn)維檢修的效率，以此完成各項工作。在實(shí)際工作中，為全面提高巡視檢查作業(yè)效率及質(zhì)量，工作人員還把AR 技術(shù)作為重要基礎(chǔ)，不斷進(jìn)行深入研究與研發(fā)，進(jìn)而建立分布智能協(xié)同作業(yè)機(jī)械器，并在電力巡視檢查中對其進(jìn)行應(yīng)用，促使巡視檢查作業(yè)實(shí)現(xiàn)全景化及自動化，從而讓電廠設(shè)備的巡檢工作更加的靈活和精準(zhǔn)[6]。

3 結(jié)語

AR 技術(shù)對于我國社會發(fā)展而言有著極為重要的作用，通過對電廠設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠有效提高電廠設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量，同時在檢修效果方面也有著一定的優(yōu)勢。對于電廠而言，利用AR 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)成本支出的有效控制，降低資源投入，防止風(fēng)險出現(xiàn)，確保作業(yè)效率符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，從而來滿足自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求。