电气自动化技术中人工智能的应用研究

贺赫

（湖南省人民医院，长沙 410000）

1 引言

电气自动化技术是电力电子技术、电器电机技术和计算机网络技术的融合，以综合性应用和自动化控制为主要特点，有利于我国工业的现代化升级。人工智能技术实现了对人的智能模拟和延伸，主要研究领域是机器人学习和语音图像识别处理。电气自动化技术和人工智能应用都关注自动化技术的升级和扩展，二者的融合发展有利于我国工业的自动化转型。因此，本文的研究内容和提出的策略对于提高人工智能在电气自动化技术中的应用水平具有一定的理论和现实意义。

2 人工智能的优势

2.1 人工智能自身的优势

人工智能技术的本质是一种媒介技术的更新，在操作者和数据之间建立信息传播媒介，通过对人的反应的模拟实现了媒介对人的智能延伸。利用人工智能技术，操作者无须完全了解函数变量中的每一个线性或非线性因素，人工智能利用自身算法将数据整合，大大减少了操作人员的工作量和统计误差。同时，人工智能技术的开发受到诸多技术领域的支持，利于多平台数据接入共享。

2.2 电气自动化技术中人工智能的应用优势

人工智能技术为电气自动化技术的智能化发展提供了更多的可能性，有利于其系统的优化与更新。电气自动化模型在使用人工智能前其参数受到实际应用环境影响而产生随机波动，这令操作过程的精度和准度受到影响，不利于电气产品性能的发挥。在人工智能的运作过程中，其数字化语言在各设备之间通用，而且这种数字化的语言，保证了数据处理过程中各类算法体系运行的一致性和准确性。人工智能技术在电气自动化技术中应用最突出的特点是可以实现无人控制，全过程可以实现计算机数字化控制，内部生产流程受外部和人为因素的影响较小，细节处理时便于参数调整。因此，可以通过改进人工智能技术所依赖的计算机性能来降低电气设备的损坏率，还可以自动对机械设备进行不定期检查，以保持设备的稳定运行状态。如果设备出现问题，人工智能将发出警报，提醒机械设备出现故障，并确保设备工作的稳定性。

另外，传统的电气自动化控制会耗费较多的成本，消耗巨大的人力与物力，并且增加了工作的难度，企业往往需要投入高昂的费用才能保证设备的正常运行，施工人员也需要反复对设备进行检修，大大增加了施工人员的工作量，从而难以提升工作效率。因此，将人工智能应用于电气自动化技术，有利于降低工作的难度，并通过人工智能直接对机械进行检测，减少企业对人力与物力的投入，达到降低成本、提高工作效率的效果。

3 电气自动化技术中人工智能的应用思路

3.1 人工智能在电气自动化前期设计中的应用

电气自动化工程建立在计算机技术之上，在技术应用前期需要通过函数模型搭建和计算机编程技术实现后期的自动化控制。电气自动化内部设备的连接复杂，无法为自身提供自动化服务，这使得其早期设计工作的灵活性较差，电气自动化技术无法贯穿整个过程。电气自动化设备设置的合理性和优越性直接决定了技术的应用水平和应用效果[1]。人工智能为电气自动化引入了全新的自动化通道，实现了将正处于工作状态的电气自动化设备纳入全流程自动化程序之中，优化资源管理，提高电气自动化技术在生产过程中应用的稳定性和可靠性。

3.2 人工智能在电气自动化中期控制中的应用

电气自动化技术的最核心功能在于自动化的管理与控制，传统电气自动化在工作过程中往往需要调动多个设备与程序，设备启动过程复杂，部件与线路连接的灵活性不足，设备与线路之间易发生电磁干扰和程序之间的数据冲突。通过将人工智能引入电气自动化控制环节，可以使电气自动化日常操作更加智能，在进行电气自动化操作时，将人工智能具备的优势加以充分发挥，建立完善的自动化控制系统[2]，简化操作人员的任务内容，实现更加精准快速的电气自动化技术应用。

3.3 人工智能在电气自动化后期优化中的应用

电气自动化技术由庞大的数字数据支撑，其内部包含多种尖端设备和技术，在具体运作过程中，任何一个技术环节的故障都将危害电气自动化的安全性和功能性。在传统电气自动化的故障检测流程中，故障问题具有隐藏性和差异性特征，检查过程中故障的定位识别存在困难。电气自动化控制的故障检测与电气自动化作业的效率存在直接关系，其决定了系统的安全性和功能性，需要及时整改[3]。人工智能技术涵盖先进的识别控制技术，这将有助于筛查电气自动化应用中的技术漏洞，并在第一时间同步进行故障诊断，分析提供错误程序的发生地点及原因，由此制定优化方案。

4 电气控制中人工智能的应用场景

电气控制贯穿于整个电气领域，如果这项工作实现自动化，可以大大提高工作效率，降低工作成本，节省各种投入。首先，神经网络的模糊控制和专家系统的控制是人工智能应用的主要表现。在电气的直流传动方面，模糊逻辑控制是目前常用的控制模式，通常人们会使用Mamdani 模拟控制器进行控制系统的调速，且每种控制器都拥有自身的规则库。其中，模糊化可实现输入变量的测量与量化，并将其通过函数的形式加以展现；建模操作器是人工神经网络的推理机制，将各项部件有效结合，可以模仿人的决策与推理，对机械进行模糊控制。近年来，人工神经网络的模拟识别得到了较为广泛的应用，其具有一致性的非线性函数估算器，因此，可以在电气传动控制中有效发挥作用，对于外界噪声等所受影响较小，一致性良好，还由于其并行结构，可以使很多传感器共同输入，例如，在监控、诊断系统中增强决策的能力，还可以将电气传动最小化，并提高特殊传感器的精度，解决传统控制器精度过低的问题。

4.1 事故与故障的诊断

在模糊控制中，神经网络与专家系统是人工智能技术的重要组成，例如，在电气事故或故障的诊断过程中，尤其是针对变压器、发动机等故障，人工智能技术可以发挥极大的效果。电气领域由于自身的特征，极易在工作中出现各类电气问题或故障，如果判断不清晰、诊疗缺乏时效性，极易造成相当严重的影响，而传统的故障判断在方法和概念上都较为烦琐，难以保证其精准性与时效性。例如，变压器故障，常用的检测方式是提取变压器油进行分解，对所生成的气体进行分析，从而判断故障的原因，这种方法耗资较多，因此，这种费时费力且准确率无法保证的方式早已不适用于当前现代化社会的发展。通过人工智能的分析，可以通过模糊理论与神经网络等系统的配合，将各项问题直接解决，快速有效地完成故障的判断与诊疗。

4.2 日常操作中的应用

在传统的电气控制工作中，需要较为严格的操作过程，且较为复杂和烦琐，极易由于疏忽大意而出现各项问题，从而造成损失。电气领域始终连接人们的生产、生活等各个方面，与社会稳定密切相关。因此，电气控制工作的日常操作过程应积极遵循效率最高、问题最少的原则。在此过程中，依靠人工智能技术的投入可以有效达成这一目标，在日常操作中可以通过人工智能技术的运用，对传统工作中较为复杂的操作流程进行改进；可以通过电脑、控制器等直接对电气设备进行操控，实现远程控制；可以通过较为简洁明了的操作界面进行操作，降低操作难度；可以通过基于人工智能的计算机系统实现对信息资料的存储与收集，为后续的查阅、参考等提供便利，并且可以实现报表的自动生成、故障的自动检修等，有效避免人因失误造成的问题与故障。

4.3 设计方案优化处理

在电气设备中，各项产品的优化设计是一项复杂度较高的工作，很多产品的设计与优化过程都需要将经验知识与理论知识相结合。在传统工作中，主要需要设计经验，再结合实验进行论证，其工作量较大，难以保证效率与方案最优。随着信息技术的发展，可以让人工智能技术融入产品的设计优化工作，使所有电气产品从人工模式向信息化方向转型，大幅度缩短产品从构思到设计与研发的时间。

遗传算法与专家系统可以有效地应用于产品的设计优化过程。遗传算法可以直接对结构对象进行处理，还拥有全局寻优能力，自动获取优化空间并进行调整，可广泛运用于电气产品的设计领域。专家系统可以根据多个专家提供的知识进行优化，通过推理判断模拟人类的处理方式，解决很多只有专家才能处理的复杂难题，具有较好的发展前景。

5 电气自动化技术中人工智能的应用问题

5.1 人工智能自身存在缺陷

现阶段，我国的人工智能技术仍属于新兴技术，其在各领域的渗透和应用仍处于初级阶段，其运行速度、稳定性和兼容性仍达不到电气自动化的工业标准，多数应用模型仅停留在概念阶段，缺乏技术应用的落地计划，暂时无法在关键领域进行大范围的推广。在电气自动化行业内部，对于人工智能的发展预期呈现分散化的特点，大部分国内电气自动化相关企业对人工智能的发展方向认识模糊，在新技术引入时没有做到及时进行本地化改良，核心技术的自主研发能力差，甚至部分企业妄自菲薄，忽视人工智能在中小企业电气自动化技术中的应用。

5.2 人工智能设备有待升级

在当今时代，科学技术是第一生产力，人工智能设备是人工智能技术的载体，是将人工智能应用于电气自动化技术的基础。人工智能设备不仅包括连接电气自动化体系的内部实体精密部件，也包括一些非实体的技术平台和数据库。目前，人工智能刚刚起步，其设备部件升级快，对搭载平台的要求高，同时，其辅助技术同步升级速度慢，在投入电气自动化产业过程中设备和平台的不兼容现象将导致人工智能在实际应用中出现加载时间过长、系统崩溃频繁和设备连接障碍等情况，影响电气自动化与人工智能融合发展的进度。

5.3 人工智能专业人才缺乏

人工智能技术作为近年来新兴的数字化技术，专业人才团队尚未形成，高技能人才缺口大。由于人工智能在开发与使用过程中涉及多行业、多学科门类，对于从业人员要求严格。现阶段，从事电气自动化人工智能应用的技术人员多不具备人工智能行业从业的专业素养，传统的工作方法和思维模式不足以应对不断变革的技术设备。

6 电气自动化技术中人工智能应用问题的解决对策

6.1 向正确方向优化人工智能技术

在应用人工智能技术的过程中，企业应当保持清醒的态度和积极的创新意识。一方面，要汲取国外成功经验，通过积极学习与借鉴推动国内电气自动化中人工智能技术的应用；另一方面，要结合我国国情和企业发展现状，对现代技术进行充分研究，了解智能化控制存在的缺陷，并制定相应的解决方案，实现技术创新[4]。企业不能盲目照搬已有的发展范式，应科学合理地进行我国人工智能在电气自动化技术中的应用。同时，要用发展的眼光看待人工智能技术，要看到人工智能技术在发达国家的发展前景，避免对我国人工智能技术的未来发展持过于消极的态度，要保证技术的发展方向正确，稳步推进电气自动化技术的转型升级。

6.2 向智能方向发展电气自动化技术

目前，电气自动化技术的发展已经相对成熟，电气自动化企业应利用这一优势，加大对人工智能设备的投入，利用良好的发展势头，推动人工智能技术进入工业领域，为经济建设服务，扩大人工智能的技术应用广度和技术专业深度。结合实际生产需要，将智能设计的优势融入电气自动化技术，通过先进的人工智能技术提高电气自动化控制的效率[5]。通过实际应用中的问题反馈，寻找人工智能与电气化自动技术之间的共通处和连接点，利用人工智能增强电气自动化行业的时代气息和创新意识，实现二者的双向互动与合作发展。

6.3 向实践方向培养专业技术人才

鉴于目前缺乏电气自动化中人工智能方向的人才，一方面，高等教育机构应当设立相关专业，培养优秀人才；另一方面，在目前的发展过程中企业应当更加侧重以实践的方式提高从业人员的专业素养，增加人工智能的技术含量，对企业人才提出更高的要求[6]。通过组织人工智能设备的培训活动，提高技术人员对相关设备操作的熟练程度，解放和提升生产力，通过应用人工智能技术完成电气自动化生产，转变生产方式，提高电气自动化中人工智能的应用水平。

7 结语

综上所述，人工智能在电气自动化技术中的应用，一方面，可以发挥自身的技术优势；另一方面，可以通过人工智能与电气自动化技术的结合，在电气自动化技术的应用全过程中发挥协同效应。但现阶段人工智能在电气自动化技术中的应用仍然面临人工智能自身存在缺陷、人工智能设备有待升级以及人工智能专业人才缺乏的问题。基于此，本文提出了以下3 点建议：一是向正确方向优化人工智能技术；二是向智能方向发展电气自动化技术；三是向实践方向培养专业技术人才。