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科技的进步,使社会生产实现了大解放,人工智能技术的推广与应用,使人们的生活更加便利,可以说,当前的人工智能已经逐渐形成了一套以计算机作为核心,综合了控制论、自动化、信息论、心理学、生物学、医学、哲学以及数理逻辑等的一门综合性的科学。人工智能技术在各个领域被广泛应用,特别是在电气工程自动化中也有普遍使用,实现了对电气设备故障的预测、诊断等功能,减少了人力劳动成本,解放了人力劳动。文章主要通过对人工智能技术在电气工程自动化中的应用进展进行分析,进一步提出有效的应用方式,以此推进电气自动化技术进程,满足企业规模化发展。
关键词:
人工智能;电气工程;自动化
人工智能的运用是行业的一大进步,特别是在电气工程自动化控制中的应用,已经开始引起业内重视与人们的关注。传统的技术满足不了当前需要,技术创新推进了行业进步与发展,现代技术和传统学科相比,是全新的控制理念,是理念的创新与升华。人工智能是新学科,在传统技术基础上,实现了质的飞跃,彻底摆脱传统技术和方法的束缚,使学科更具有广泛性与融合性。人工智能和传统理念相比,还具备较我的优越性,在生产中解决了许多难题,人工智能技术的应用使生产效率得到有效提高、大大节约了人力劳动成本,只有不断进行深入研究,才能推进人工智能技术发展,实现电气自动化控制领域的新突破。
1人工智能控制技术的优点
人工智能技术是高科技的产物,是人们长期研究的结果,当技术落地并实现推广后,就解放了人力劳动,推进了生产效率,这门新兴学科与各学科间形成良好配合与融合,与各个分支领域形成相通,综合性的利用了生产效能。(1)设计之前无需事先准备控制对象的模型。在进行设计时,需要根据实际工作需要做好调查,通过与工作的结合,使技术与实践相融合,但是在设计时,无法确定参数具体情况,一些变化无法控制,但是通过人工智能控制器就能完全实现解决,使动态方程更加精确,对操作对象的控制就会更加科学。(2)人工智能控制器能够在一定时间范围内,实现响应时间、下降时间、鲁棒性能等变化,使自身性能得到全面提升,增加了工作时效性。(3)人工智能控制器比传统的控制器调节更容易,在没有经过相关技术培训时,也能根据实际的数据、信息和语言等便捷的进行设计操作,操作起来较为简单方便,提高了工作效率。(4)人工智能控制器良好的一致性,也就是说,当驱动器出现特异时,如果对一些不具体的数字进行重新输入,也会在输入未知数据时得到有效控制,使相关数据得到良性评估。
2人工智能实际应用
随着人工智能技术的快速发展,一些科研单位院所已经把它当成一个重要课题,特别是在许多高等院校中,人工智能应用的研究已经进入到了电气工程自动化控制领域,研究成果不展出现,并投入实践中。人工智能的应用,不仅提高了工效,更在实际操作中,解放了人力劳动,实现了电气设备故障预测、诊断、优化、控制和保护。
2.1对电气设备进行优化设计
要想实现电气设备优化设计,就需要掌握大量的学科门类,使知识得到整合,设计是一项非常复杂的工作,要通过对电路、电磁场、电机、电器等的整合,使各类知识能灵活应用,这仅仅是基础,要想形成良好的设计思路,还要有丰富的实践经验,通过实践把知识进行创新,才能完成设计工作。传统意义上的产品设计主要是根据经验在实验室通过人工手动制作完成,要想得到良好的结果难度可想而知。而现在则需要使用计算机技术,通过计算机辅助做好设计(CAD),计算效果好,产品更新快,从根本上缩短了开发的周期,节省了大量的人力劳动。通过在CAD技术里引入人工智能,帮助设计人员提升所设计产品质量和设计的效率是当前普遍采用的方法。遗传算法是一种先进的计算方式,数据快、结果准,多数设计人员使用遗传算法及其衍生算法,使电气产品智能化优化设计更加科学合理。电气设备故障较复杂,多数是不确定和非线性的,只有掌握好了预兆与隐患,才能把设计更加优化,实现预兆和故障间的联络,有效解决模糊逻辑和神经网络的连接,实现多途径设计。
2.2对电气设备的事故以及故障进行诊断
在电气领域中,一直以来都使用传统的方式进行操作,这种方式不但影响效率,更影响精准度。传统的操作方式较为陈旧,不能满足现在的生产需要,而传统诊断方法又不能精确计算出故障点。而在电气设备中,多发性的故障多是发动机、发电机和变压器,这些设备是事故和故障出现频率最高的部件,只有掌握了各部件的工作原理,才能有效提升数据收集力度。在传统方式中,主要是通过对收集的变压器油产生的气体做分析,再形成判断,这种方法浪费了时间,消耗了精力,生产效率不高,其计算结果也不一定精确,如果设备出现的问题,得不到快速有效解决,就会导致更大范围的事故发生。在电气故障和事故诊断中有效的运用融入了人工智能技术的神经网络、模糊理论和专家技术主要技术可以很好解决传统方法遇到的问题,大幅提升故障诊断准确率,进而成倍的提高生产效率,减少电气损失。
2.3对电气控制过程中的有效应用进行分析
电气技术关系到国计民生,是当前普遍使用的技术,可以说,电气控制过程是非常关键的,在整个生产过程中起着相当重要的作用,只有全面保证电气化系统稳定,才能提高工作效率,怎么能够实现电气控制,实现良好的应用成果,这是行业内外面临的主要难题。要想实现对电气的合理控制,就需要专业技术人员进行操作,可以说,技术人员操作过程的要求是非常严格的,各道操作步骤较为复杂和繁琐。通过人工智能的方式,有效解决了操作难题,通过人工智能和计算机的作用,使人力劳动得到解放,以往由人工操作的程序变得简单起来。在运行过程中,一些重要的资料得到收集与保存,为日后的查询与检查提供了便利。
2.4对控制及保护功能进行实现
使用人工智能能够快速实现对所有开关量、模拟量数据的收集,使各类数据能够提供有效参考,可以按照设计者预先设计好的程序形成批量存贮。在形成数据的同时,一些关键点还能产生图像,生成软件起到了重要作用,完全实现了电气系统历史运转情况真实画面,通过显示,使操作人员全面了解设备运行情况。对机器设备运行中的电流、电压、隔离开关、断路器等更能直观的显示。技术人员能够根据实际情况建立图表,实现系统资源的充分利用。对各主要设备模拟量数值、实际开关状态进行实时智能监视,对出现故障的部位,能够快速检测并实现报警。智能化技术不需要人员进入现场,只要通过键盘或鼠标就能实现远程控制,实现对隔离开关、断路器等的调整与优化,并做好励磁电流调整与更替。通过记录,形成可利用的模拟量故障录波,实现快速捕捉,使开关量变位在线参数设定及修改成为可能,通过日常工作,使各类故障形成线型描绘,使系统更加稳定可靠。
3结束语
综上所述,随着社会的不断发展与进步,各类学科实现了大融合,特别是微电子技术、软件技术等的创新,给人们的生活带来便利,推动了技术不断进步,各种成果实现应用。人工智能实了软件和硬件齐头并进发展的良好局面,各类先进的软件得到开发,创新理念不断涌现,人工智能越来越方便地被设计运用于各种领域。未来人工智能化技术将会得到更加广泛的推广与应用,这是一种社会趋势,更是行业发展的必然,我们相信,电气自动化控制与人工智能技术的广泛融入,将具有广阔的前景,并能够更好的为人类社会服务。
作者:王婧宣 单位:黑龙江八一农垦大学信息技术学院2013级电气工程及其自动化
[关键词]网络故障智能化事件知识库
一个网络管理系统有五大功能域:故障管理、配置管理、性能管理、计费管理和安全管理其中,故障管理是最基本,也是最重要的功能。目的是保证网络能够连续可靠地运行。如果网络服务意外中止,将会对生产、生活造成很大影响,这就需要一套科学的故障管理策略,及时发现故障、排除故障。
现在一些网管软件趋向于将专家系统等人工智能技术引入到网络故障诊断和排除中。提高网络故障的智能水平有助于网络高效、可靠地运行。网络管理的智能化也是发展的必然趋势。为此本文针对网络故障智能化管理进行研究,并提出了建立事件知识库提高故障管理的智能水平的方法,为网络故障智能化的进一步发展奠定了基础。
1.计算机网络故障管理技术研究
(1)故障管理概述
故障是指软、硬件的缺陷;错误则是软硬件的不正确输出;失效是指所有和某故障有关的错误造成的网络的非正常运行。网络故障按生命周期可分为永久故障、暂时故障和瞬间故障三类;按故障对网络造成的空间失效范围的大小,可将失效分为四类:任务失效、基本网络部件失效、结点失效和子网失效。故障管理的主要任务是及时发现并排除网络故障。一般说来,故障管理包括以下几个内容:故障监测和捕获故障产生相关的事件和报警;定位分析故障、记录故障日志;如有可能排除故障等。
(2)故障管理的类型
故障类型指的是具有某种特征的故障的分类。通常我们可以根据故障发生来源的不同,将它们划分为两大类,即硬故障(harderrors)和软故障(softerrors)。
硬故障是指网络的硬件设备在工作过程中产生的各种错误。这些错误与该设备的作用有密切关系,网络系统的复杂性也正是由于设备的多样性而体现出来的。根据这网络设备的作用,我们也可以将故障简单分为以下三类:
①连接设备故障
这种故障的现象主要是网络的物理连接出现问题,也可以称为通路故障。造成故障的原因可能是电缆线断开、收发器断开或不能正常工作以及其它连接设备间的接口出问题等等。根据这类故障的来源不同,我们又可以将该类型的故障细分为线路故障、网络接口故障、收发器故障、路由器故障等等,该类故障是故障管理的最主要对象。
②共享设备故障
这种故障的表现是用于资源共享的设备出现问题,不能提供或享受所需的服务。同样,该类型的故障也可以细分为服务器故障(打印机故障、文件服务器故障等)、工作站故障等等。
③其它设备故障。包括电源故障、监控器故障、测试仪故障、分析仪故障等等。
软故障是指网络系统软件运行出错。软故障的发现和处理是在管理过程中逐渐被人们所认识的,因为软件属于一种无形的东西,问题的表现不如硬件那么直观。从这个意义上看,软故障的识别和诊断更加困难。故障管理中所处理的软故障主要针对与网络通讯和服务有关的系统软件,它可以直接根据网络软件来划分,包括通讯协议软件故障、网络文件系统(FNS)故障、文件传输软件故障、域名服务系统(DNS)等等,其中通讯协议软件故障是系统研究的重点。这种错误通常是在协议软件运行时遇到某个异常条件(如缓冲队列满)或协议软件本身未提供可靠机制而导致传输失败,报文丢失。
故障类型并不是一成不变的,随着网络在复杂性和规模上提高,网络故障管理的要求也在不断增加。新的技术、设备的应用使故障的类型、故障原因、故障源等各方面都发生了变化,这就要求故障管理系统必须增加新的内容。
(3)故障管理的功能
故障管理的根本目标在于排除网络中出现的各种故障,达到这一目标要求系统至少必须具备检测、隔离和纠正故障的能力。
故障检测(detection)是指对系统的性能和状态进行检查和测试,根据结果和一定的识别规则判断系统是否故障。故障检测要求管理系统监视网络的工作,考查网络的状态及其变化,一旦发现系统出现故障马上进行报警。
故障隔离(isolation)是指确定故障发生的位置,通俗地说就是指出谁发生了故障,如哪个子网、哪个设备或者设备的哪个部件,对于软故障则指明哪个系统出了问题。由于网络是一个复杂的系统,故障类型、原因、故障源多种多样,而且不同故障的表现可能完全相同,这就导致了故障隔离的复杂性。隔离系统应当尽可能地缩小故障源的范围。
故障纠正(correction)是指纠正所发生的错误,恢复系统的正常工作。故障纠正建立在前两者的基础之上,目前所采取的手段除了进行硬件维修、系统重启、一定程度的恢复外,还包括一些非技术性的活动,如人员的使用和技术培训以及设备生产厂商的支持等。
(4)影响故障管理的因素
与网络管理一样,故障管理也必须考虑三方面的因素:过程、设备和工具、人员。成功的故障管理策略是这三者的完整结合,而不仅仅是其中的某一个方面。
过程主要指为实现故障管理功能而进行的操作,下一节介绍的内容就属于故障管理的过程。了解管理的一般过程是开发一个实用的故障管理系统的基础。
设备和工具指的是进行故障管理的软硬件工具,包括故障检测设备、维修设备、实用的故障管理系统等。设备和工具在故障管理中起着非常重要的作用,它可以帮助管理员和工程师实施管理功能,排除故障,保障网络系统正常运转。下面介绍的就是几种专用的物理设备:
①时间域反射测量仪(TDR)。通过显示物理介质传输信号的波形表明设备或链路是否故障。
②网络监视器。监视网络上各结点的状态,得到网络的各种统计数字,以确定是否故障。
③网络分析仪。实时分析结点的收发报文,帮助管理者跟踪和隔离故障。管理人员在故障管理中的任务主要是维护管理系统和工具的运行,并在它们的帮助下完成故障排除和系统恢复工作。
2.智能化网络管理的概述
为了能够更有效地对各种大型复杂的网络进行管理,许多研究人员将人工智能技术应用到网络管理领域。虽然全面的智能化的网络管理距离实际应用还有相当长的一段路要走,但是在网络管理的特定领域实施智能化,尤其是基于专家系统技术的网络管理是可行的。
用于故障管理的专家系统由知识库、推理机、知识获取模块和解释接口四大主要部分组成。专家系统以其实时性、协作管理、层次性等特点,特别适合用在网络的故障管理领域。但同时专家系统也面临一些难题:
(1)动态的网络变化可能需要经常更新知识库。
(2)由于网络故障可能会相关到其它许多事件,很难确定与某一症状相关的时间的开始和结束,解释和综合消息复杂。
(3)可能需要大量的指令用以标识实际的网络状态,并且专家系统需要和它们接口。
(4)专家系统的知识获取一直以来是瓶颈所在,要想成功地获取网络故障知识,需要经验丰富的网络专家。
在实现智能化网络管理系统时,还必须把握系统复杂性与系统性能的关系。不仅要利用将较为成熟的人工智能技术,而且要考虑实现上的复杂度和引入人工智能技术对系统性能和稳定性的影响。
3.事件知识库的研究
在专家系统中,知识的表示有逻辑表示法、语义网络表示法、规则表示法、特性表示法、框架表示法和过程表示法。产生式表示法,即规则表示法,是最常见的一种表示法。其特点是模块性、一致性和自然。知识库是知识的集合,严格意义上的知识库包括概念、事实和规则只部分,缺一不可。
为了提高故障管理的智能水平,可以建立事件知识库(EKB,EventKnowledgeBase,用于存储所有己知事件的类型、产生事件的原因和所造成的影响,以及应该采取什么样的措施等一些细节的静态描述。这个EKB并不是真正意义上的知识库,它的数据仅仅包含了属性值与元组,而属性值表示概念,元组表示事实。但研究EKB可以为今后建立完善的知识库奠定基础。
在EKB中存储了己经确定事件。最初,被确定的事件仅限于一些标准事件和措施。随着网络的运行和系统的反馈,EKB的内容将不断增加。
理想状态是能够确定所有的事件。
下面是EKB涉及到的只种基本的数据库表:
(1)事件类型表:该表中主要存储了事件的静态定义。
EKB中保存了己确定的事件可能涉及的相关知识,如事件类别(如:性能、系统、网络、应用事件或其它)、严重程度(如:严重、主要、次要、警告等)、产生事件的设备标识、指明设备的类型、事件造成什么影响(如:影响网速、单个用户不能访问等)、故障排除参考策略、上次更新的时期/时间、关于这个事件的备注信息、事件的详细描述等。
(2)实时事件表:描述了正在运行的网络中的实时事件。
实时事件表中提供可能用的一些字段,用于记录网络运行中发生的事件,如:设备的ID(从IP地址或查询设备表可以获得)、实时事件的状态(如:新增、确认、清除等)、根据故障票ID获得的相应的故障票信息等。
(3)设备信息表:存储了网络中设备的实际参数。
设备信息表主要记录了每个设备的相关参数。例如,设备ID号、IP地址、设备名称、厂商、类型、重要性级别等。
EKB中存储的相关事件的知识主要来源于专家。开发人员将获得的知识应用到与故障管理相关的系统中,根据不同系统的需要分配相应的知识,以提高系统性能。虽然EKB并不是严格意义上的知识库,但在开发过程中,可以通过不断地增加和修正EKB的内容,在一定程度上提高系统的智能水平。
中南大学开设人工智能课程已有25年历史,2003年该课程更是被评为全国高等学校首批精品课程。此后,在国家教育部、湖南省教育厅和学校的支持与指导下,以蔡自兴教授为首的教学队伍一直继续坚持精品课程的建设。在5年多的建设过程中,一直坚持求新求变的思想,使得本精品课程又登上了一个新的台阶,并通过建设取得了一些新的经验和体会。
1 深化教学改革,不断提高教学质量
教学改革是课程建设和学科发展的生命线。经验告诉我们,要不断提高教学质量,就不能固步自封,吃老本,而必须不断深化教学改革,加大课程建设和教材建设力度,不断改进教学方法。
(1) 搞好精品课程建设,发挥示范作用
把人工智能国家级精品课程放在优先建设的位置,讲究教学质量,推进教学改革是本课程一直坚持的教学理念。首届国家级精品课程评选时,还很少有其他课程采用网络教学,而我们的课程就已经建设了完善的网络教学平台并被国家教育部评为优秀网络课程,这有助于充分发挥国家级精品课程的示范作用。在此后的建设过程中,我们坚持每年都对网络课程和教学课件进行改进和更新,在国内发挥了应有的示范作用。
为开拓学生眼界,追踪国际前沿研究,这几年我们加强了对双语教学的研究和实践,采用多种方式坚持汉英双语教学。经过实践我们体会到,英语教学比例要根据教学内容和学生英语水平而定,其检验标准是学生的接受程度与学习效果,并根据这一点来适时调整双语教学中英语对汉语的比例。
(2) 编著立体配套教材,为教学改革服务
根据学科和课程的发展及教学改革的需要,我们十分重视教材建设,不断更新人工智能课程教材内容,使其具有系统性、新颖性、实用性和可读性等特色,所编优秀教材处于国内领先地位。
在过去5年建设过程中,在原有的信息类本科生教材的基础上,又增加了研究生教材、网络课程教材和管理类通用教材,形成了多层次、多专业、多平台的立体配套教材共4个版本,以适应学生的不同层次要求。这些教材已为高水平课程建设和学科建设作出了重要贡献。
(2) 创新教学方法,开展多种形式教学
近年来,我们学习和推广了教学名师在长期教学实践中形成的“以趣导课、以疑启思、以法解惑、以律求知”的教学模式和教学方法,并不断摸索和实践,采取了多种形式的教学方式,包括多媒体教学、双语教学、网络教学、智能系统物理实体演示、课堂讨论会、论点辩论会、学术研讨会以及网上实验等现代化教学方法,取得了优良的教学效果。在课程讲授中尽力做到生动形象,富有启发性,从而充分激励学生的学习积极性和主动性,发挥独立思考和创新思维,多方位培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
要取得良好的教学效果,首先要培养学生的学习兴趣,使学生主动参与学习。如何充分激发学生们的学习热情,发挥其主观能动性是我们一直在探索的问题。我们在教学实践中多次开展辩论会、讨论会等活动,通过让学生自己动手查资料,分析整理,提出自己的观点,使学生全方位地接触所学课程,在此过程中培养学生的研究能力,真正实现师生互动。在课程中我们还经常请来在科研工作中担任主要任务的教师和博士生给本科生介绍最前沿的科学动态,激发学生对科学研究的兴趣。更进一步,我们在研究生教学方面通过举办学术研讨会,让学生接触学科前沿,自己查阅资料和动手写科技论文,并在研讨会上宣读讨论,培养独立研究能力,为将来的研究工作打下基础。许多本科生和研究生在讨论会上有十分突出的表现。这种课堂学术研讨活动深受广大学生欢迎。
(4) 教学与科研结合,以科研促进教学
对于高等教育来说,教学与科研始终是相互促进,不可分割的。我们认识到,要提高师资水平和教学质量,就必须鼓励教师开展科学研究,处理好教学与科研的关系。要以教学为中心,以科研促进教学。通过科研实践,提高教师的学术水平和教学起点。教师只有站得高,才能看得远;只有看得远,才能明确方向和目标。本精品课程立项后,我们每年都有意识地组织学生参观实验室,向他们介绍最新的科研进展,培养学生的科学精神和科研素质;同时吸收部分学生直接参与到科研工作中来,提高他们分析和解决实际问题的能力;本科生的毕业设计题目也直接与科研工作挂钩,让学生真正学以致用;支持青年教师参加科研和各种技术培训,不断提高他们的科研能力和教学能力,从而有力地推动了教学科研的相互促进和协调发展。
2 构建立体式教学平台,实现教学相长
(1) 建设前沿交叉学科的多类型教学资源
教学资源是教学质量的重要保证,通过多年的积累和长期努力,我们已拥有大量立体配套式的教学资源,除了针对计算机、智能科学与技术和自动化专业的系列教材外,还有面向军队的智能决策的教材,面向人工智能初学者和研究人员的工具书《人工智能辞典》。大量教参、教研论文、科研论文、多媒体课件、双语课件、网络课件、视频录像、习题库、试题库、虚拟实验室等都包含在我们的教学资源中。
(2) 开发富有特色的网络教学平台,实现个性化教学
网络教学能够拓展学生的学习空间,使学生能够在不受地域和环境限制的情况下主动学习和继续学习。我们的《人工智能网络课程》上网使用已经7年了。该网络课程具备向导学习、交互式和情景化学习、多媒体支持、学习评价、智能答疑、全文搜索、虚拟算法实验等功能。特别是在向导学习、个性化以及算法实验上,采用了人工智能技术本身来实现人工智能网络课程,具有网络化、智能化和个性化等显著的特色和先进性,得到专家和同行的认可和肯定。如今我们的网络教学平台已不断得到更新和扩展,学习内容不断完善,学生们不仅可通过网络进行学习、实验,并能通过网络提交作业和报告,与老师进行交流。网络课程的使用,促进了本课程教学改革,更好地调动了学生的学习兴趣和主动性,深受学生欢迎。
(3) 建立开放式的网络实验平台
理论联系实际永远是教学过程中不可或缺的重要部分,让学生发挥主动性,学以致用,从而加深对课堂接受知识的理解,培养学生的实践能力,使他们能够学以致用,是我们开发实验平台的目的。为此,我们在2005年开发了一个网络虚拟实验室,在这个实验室中,通过动画演示,学生能够直观地看到课堂上讲到的多种算法和方法的具体实现步骤和运行结果,还能够自己动手,创建新的实验环境和实验数据,建立自己的实验。网络实验平台中对每个实验的目的、要求、实验报告的形式内容都作出了详细的阐述和要求,网络的开放环境使得学生可以在寝室、家里、机房,甚至在机场、车站、码头随时进行实验,不受时间和地点的限制。
在实验教学内容的设计上,注重培养学生的研究能力和创新能力。首先,实验项目的开设,经过了严格的考虑,使之具备研究性和综合性。其次,实验目标有明确的设计探讨要求,要求学生带着问题和任务进行实验。再者,充分采用虚拟实验方式进行实验,大大提高了学生的兴趣,提供了分析和探讨智能算法的很好平台。
直观生动的实验演示和个性化的实验设置增加了学生对实验的兴趣,充分调动了学生的积极性和创造性。通过实验教学,学生能够理论联系实际,验证和加深对所学理论知识和概念的理解,有利于提高学生的学习兴趣和主动性。
3 构建富于创新的教学队伍
教学人才资源是教学的第一资源。坚持科学发展观和以人为本的思想,组建一支结构合理、爱岗敬业、不断创新的教学队伍是精品课程建设不断持续发展的重要保证。
(1) 名师牵头,结构合理
自精品课程立项以来,在多年的建设实践中,我们逐步建立了一支由国家级教学名师牵头,以中青年教师为骨干,学历、学位、职称和年龄结构合理的教学队伍,以保证教学和教改工作的可持续发展。此外,任课教师围绕创新型人才培养,以提高人才培养质量为核心,以促进学生的成才为目标,讨论并设定了明确、可行的课程教学改革目标。
(2) 抓好队伍建设,不断提高整体素质
建立一支爱岗敬业、富有战斗力的高素质教学队伍是出色完成教学任务和提高课程教学质量的根本保证。我们的教学队伍中,从带头人到成员,都坚持在教育第一线亲自执教,传道、授业、解惑,做好本职教学工作,都秉承热爱党的教育事业,热爱教学工作、热爱学生。教学骨干和主讲教授具有较高的学术造诣和丰富的教学经验,其他教师也有较好的教学功底和较强的教学能力,他们团结协作, 精益求精地认真做好每一环节的教学工作。
(3) 注重青年教师培养,保证可持续发展
【关键词】煤矿;安全培训;监察管理
1、华亭煤业安全培训现状
华亭煤业集团(简称华煤集团)是经甘肃省省属国有现代化大型煤炭企业。近年来,华煤集团通过大量事故调查分析得出:从业人员的不安全行为是引发煤矿事故的重要原因之一。因此,如何加强从业人员安全培训,提高从业人员安全意识已成为华煤集团的重要课题。
华煤集团下属的各生产矿井以国家制定的《安全规程》,制定适合企业的的培训制度。但随着煤矿企业管理的提升,培训制度逐步暴露出一些问题:(1)传统的授课式培训耗时耗力、效果不佳。(2)部分煤矿安全培训责任落实不到位。(3)培训机构安全培训针对性不强。(4)个别单位安全培训的监管不力。究其根本是缺乏安全技术培训工作机制及培训形式不合理所致。
2、煤矿从业人员安全培训考试监察系统研究内容
随着现代信息技术的发展,互联网技术、多媒体技术、以及各种人员识别系统的成熟。为利用INTERNET技术,构建高标准、高效率、高普及的现代煤矿安全培训模式提供中支撑。通过对10对生产矿井的调研,华亭煤业提出建立信息化与煤矿安全培训结合,必须从从两个方面来完成。
(1)针对煤矿从业人员解决了登记注册管理、培训报名管理、培训过程管理、培训档案管理、考试管理五方面的业务管理功能,同时,为每一位从业人员建立起了详细的个人档案信息和培训档案。
(2)针对煤矿安全监察人员解决下矿监察中的人员从业资质监察、现场提问(包括应知应会问题、专业知识问题和危险源辨识问题)、个人监察、班组检查等管理问题,将传统的人工纸制记录管理模式转变成电子化管理模式,同时,通过系统提供的统计分析功能,可以方便监察人员快速分析安全监察中存在的问题。
另外,提出了华亭煤业煤矿从业人员安全培训监察系统的基本结构和内容,其主要功能有:
1、从业人员信息注册管理。主要包括人员基本信息、人员工作信息、人员联系方式等。
2、培训知识库管理。包括课件库、试题库、视频库、案例库等。
3、从业人员培训管理。即“信息注册-培训过程管理-考试结果管理-监察管理”闭环管理。
4、从业人员考试管理。利用信息技术的人工智能技术、互联网技术、指纹识别技术、摄像技术实现,从业人员快速进入系统,考试过程的无人守值管理模式及结果的自动评阅试卷。
5、从业人员培训考试监察管理。通过手持终端PDA,可以随时随地的对煤矿的从业人员进行,人员信息的监察管理、培训情况、资质情况、考试情况,以及培训结果等进行监察监管。
3、安全培训考试监察系统对华煤传统培训方式的改进
华亭煤业集团应用煤矿从业人员安全培训考试监察系统的研究,改进并弥补了传统培训方式的不足。
(1)提高安全培训工作的管理力度。该系统借助网络系统,实现对从业人员从“注册登记培训报名在线学习在线考试在线监察”的闭环管理,管理者可以随时通过企业局域网了解各生产矿井的培训考试情况,使得管理过程简单化、管理内容透明化、管理力度大幅度提升。
(2)安全培训方式多样化,实现企业内部资源共享。安全培训考试监察系统的使用,使各生产矿井的培训工作体系化、标准化,培训工作由强制培训转化为自主培训。并且实现了培训内容的全集团统一,实现了培训资源的共享。
(3)减轻培训管理人员工作量。通过系统的使用,管理人员只需要定期制定各种不同层次人员的培训内容和时间,以及考试的安排即可。考试过程引入指纹识别、视频监控等手段,加强对培训和考核过程的监管,杜绝培训考核中弄虚作假的现象发生;最终的受训情况和考试情况,系统会自动形成报表统计分析出来。
(4)受训人员培训更加普遍和简单。煤矿从业人员培训考试监察系统应用新的信息技术,使得受训人员通过指纹身份证等多种登录方式进入系统,随时学习自己需要掌握的内容;另外在培训过程中让受训人员亲身体会到系统在提高自身安全意识的好处。
4、煤矿从业人员安全培训考试监察系统在华煤的使用现状
目前系统已经在华煤集团下属的10个生产矿井推广应用。该系统不仅解决了各生产单位人员培训考核管理难度大的问题,同时实现了对从业人员培训-考核-监察的闭环管理模式,既提升了企业的培训效果,也大大降低了培训管理成本。安全培训工作在以下方面管理得到了提升:
1、从业人员信息管理方面。利用信息技术技术,建立了其完整的从业人员信息档案,以及资质证件预警等多种模式。从业人员档案信息的建立,不仅仅是对传统的人员基本信息的收集和管理,更重要的是利用摄像技术,记录人员照片和指纹。实现了人员信息的全方面信息管理,并且通过对指纹信息的记录,实现在以后培训和监察过程中的快速查找和无人替代功能。
2、培训知识库的建立方面。通过信息技术的编码规则,将原来的教材内容和试题等相关知识,形成日常培训使用的视频、课件、问答式、练习题集。培训知识库的内容丰富,利用3D MAX技术和流媒体技术将日常安全知识形成形象、生动的培训题材。让受训者容易理解和记忆。培训知识库的建立,使得培训知识在集团公司慢慢沉淀积累下来、重复利用。
3、培训工作深入基层、深入日常生活。华煤通过信息建立了集团化的培训和监察模式。目前各生产矿井联队通过远程访问的方式,在联队办公室,随时随地的可以学习相关的培训资料;同时通过手机短信的方式将培训知识推送到员工的手机桌面,让职工天天学习安全知识,时刻记着“安全第一”。
4、简化考试流程。华煤原来的日常考试流程“区队出题——人力资源打印试卷——考试监考、阅卷——统计成绩”的考试流程,优化为“建立区队试题库——人力资源自动生成试卷——组织考试——统计”。
总之,该系统利用信息技术,实现所有系统用户通过指纹信息快速系统的要求,达到无人值守的考试管理目标;同时提高了工作效率,减轻考试组织者的工作量。
5、培训考试结果的监察随时随地。通过现代的手持终端技术和软件系统的完美结合,让对人员、培训结果、培训内容、考试结果等监察变得日益轻松和日常化。
虽然如此,但任何一个系统都不是万能的,都是与企业的管理制度和管理方法相匹配的。通过应用信息技术对培训工作的管理和提升,各种优点已经显露出来。但是信息技术只是一种工具,并不是完善的。目前华煤安全培训系统需要完善的以下几个方面:
1、和电视视频的接入。目前虽然系统在各个生产矿开始使用,但是因为培训装备的特殊性和场地限制。不能天天让员工到培训教室培训。下一步需要提升系统和视频的接口,让有电视的地方,就有安全培训。
2、进阶式培训。目前系统的培训按照工种进行培训,并且满足了目前工种培训的要求。通过以后建立进阶式培训的模式,可以对培训人员进行分类和水平提升会更上一个层次。
关键词:电气;自动化工程;控制;系统;发展
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.23.131
在科技迅猛发展的态势下,电气工程自动化控制系统成了现代工业化发展的重要指标,它在一定程度上代表了国家的发展状况及程度,可以极为有力地推动国家和社会的进步,在社会大多数行业之中,智能化和自动化作业都离不开电气自动化工程,随着市场经济规模的扩大、竞争难度的加大等因素,电气自动化工程控制系统需要不断创新,以标准化、安全化、专业化作为电气自动化工程发展的方向,从而推动社会现代工业化生产向更为安全可靠、高效的方向迈进。
1 电气自动化工程的概念及其优势体现
电气工程简称为EE,是现代高新科技中的关键学科之一,在电子通信技术的迅速发展背景下,以计算机网络为核心的信息网络时代正在来临,电气工程也以其发达程度成了国家科技进步的标志性象征,电气自动化工程技术融合了智能仪器和计算机设备、热能工程知识等先进技术,通过电气自动化设备的控制手段,对相关参数进行检测、分析和控制,它可以达到机组自动适应、随时变化的效果,涵括有三大主要系统,即:测量系统;执行系统;控制系统,这些系统之中都引入了智能化设备和微处理器,可以实现自动检测、顺序控制和自动预警等功能。
电气自动化工程控制系统的主要优势在实践应用中,得到突出的体现,主要表现在以下几个方面。
1.1 精准快速的高效性能
在电气自动化工程控制系统之中,它通过数字化系统,对设备发出操作指令,这些操作指令由于有不同的地址代码,因而不会相互干扰和混淆,可以极为精准地进行自动控制操作,误操作的几率极低,相较于人工操作而言,极大地提高了准确度。同时,电气自动化工程控制系统还可以实现良好的实时交互功能,在网络信息的实时交互之下,可以实现相关信息数据的及时反馈,从而最大程度地保证其信息传输和交互的精准度。
1.2 实现了全程全时段的自动化监控
经过大量的实践证明,电气故障发生时段大多处于深夜或管理盲区,这些时段之内较难把控,尤其是在人工传统管理模式之下,极易发生疏漏,造成电气安全故障事故或问题,因而,电气数字化自动控制系统具有传统模式不可比拟的优势,它在实时信息采集之后,对信息数据进行精密的分析,并将信息数据的分析结果加以反馈,形成一整套系统而完善的监控系统,在监控系统和指令系统的协同作用下,可以实现全程、全时段的自动化监控和调配。
1.3 极大地提高了安全可靠性
由于电气工程牵涉多个设备及机械设施,由于外在环境因素和自身内部的因素,电气工程存在一定的风险性,甚至会造成重大的事故伤亡。而电气自动化工程控制系统则可以凭借其优良的远程实时控制,随时发现电气系统中的故障问题,对于异常情况可以及时进行灵敏的反应,尤其是在高压、强电流或变电场所等危险区域,电气自动化工程控制技术可以最大程度上减少安全威胁,从而提高电气工程的安全可靠性能。
2 电气自动化工程控制系统的现实状态
电气自动化与行业自动化技术密不可分,在市场经济不断扩大的规模之下,电气自动化技术得到了广泛的应用,然而,与国际电气自动化技术相比,我国的电气自动化工程控制系统还面临诸多的挑战,为此,需要对当前我国电气自动化工程控制系统的发展现状,加以全面的分析和探讨。
2.1 电气自动化工程的分布式控制
在电气自动化工程控制系统中,还主要是由DCS分布式控制系统所构成,它是相对于集中式控制系统而言的,在工业生产领域得到了普及性的运用,具有实时性、扩展性等优点,然而,随着DCS分布式控制系统的普及,我们也看到它所存在的缺陷,DCS分布式控制系统仍旧采用传统的模拟型仪表,归属于模拟数字的混合体系,在极在大的程度上降低了其使用的可靠性,同时由于该分布式系统缺乏统一的标准,在维修过程中的互换性较差,因而,维修成本较为昂贵,有待于进一步改进和创新。
2.2 电气自动化工程的集中监控
电气自动化工程在集中监控方式下,存在处理速度缓慢的缺陷和不足,这主要是由于这种集中监控手段将所有的功能置于同一个处理器之中,而且系统所有的设备都处于监控之中,这样,监控数量就显得庸肿,缩小了系统空间,同时,由于集中监控状态下的联锁、隔离器件中的闭锁都是采用硬接线的方式,这样,系统中的设备就难以实施扩容运作,并在接线反复的过程中,也在无形中增加了线路故障查找的难度,使指令下的误操作增多,导致整修电气自动化系统的控制安全性降低。
2.3 电气自动化控制系统的信息集成化
电气自动化控制系统可以从信息技术和信息管理两个方面加以体现,从信息技术的层面而言,它会在自动化设施和系统设备中进行横向的扩展性对比,而在微电子技术不断应用的形势下,原先清晰的设备界定逐渐模糊,这就突显出结构软件及统一通讯的重要意义。从信息管理的层面而言,它是采用纵向延伸的方式,如:企业人力资源管理、财务核算管理等,这些生产数据信息都是在特定的界面之下进行操作的,显示出动态的、纵深化的监督与控制。
3 电气自动化工程控制系统的发展前景展望
3.1 自动化技术不断创新
随着OPC技术以及Windows平台的普及性运用,未来的电气自动化技术正在以太网和Internet技术之下,进行创新的革命,在市场需求的驱动之下,电子商务以及IT平台都在加速电气自动化的进程,企业为了提升自身的核心竞争力,不断加大创新力度,不断增强对自动化系统的研发和自主知识产权的争取,引领电气自动化工程系统先进化、创新化。
3.2 电气控制系统的标准化和统一化
在电气自动化工程控制系统中,为了增强其应用的普适性,需要对系统的统一化和标准化进行研究,要最大程度地缩短系统的维修周期,从客户的根本性需求出发,推进系统接口的标准化和统一化,从而使系统具有良好的普适性,可以使不同企业在不同的接口条件下,实现数据信息的传输和交换,最大程度上实现数据信息资源的共享与利用。并且,统一化的电气自动化工程控制系统可以将开发系统独立于运行系统,从而最大化地发挥其效能。
3.3 增强电气自动化系统的安全性能
电气自动化工程控制系统要以安全为前提,在我国工业化发展进程中,电气自动化水平的安全性能备受关注,它正在朝着安全防范技术的集成系统方向发展,更为强调和注重安全与非安全系统控制的一体化集成,并以市场实际特点为切入点,全面而深入地研究电气自动化系统的安全与防范设计与开发。
3.4 提升电气自动化控制系统的专业化
在未来的电气自动化工程控制系统领域,专业人才是关键,这不仅包括研发人员和制造人员,还包括操作人员,要注重对新员工的技术培训,加强电气自动化岗位的专业技能培训,让他们明晰整个安装流程,提升电气自动化工程控制系统的专业化水平。
4 结束语
综上所述,在我国现代化经济迅猛发展的背景下,电气自动化应用显现出不可比拟的优势,具有极为广泛的适用性和宽阔的专业性,并且随着各种新技术、新理论的研究和应用,在极大程度上推进了电气自动化工程的应用水平,使我国的电气自动化控制不断向纵深方向发展,呈现出创新化、标准化、安全化、专业化的发展趋势,更好地应用于社会各个行业之中,为社会创造更多的价值。
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