人工智能在燃料生產中的應用

索巖

【摘?要】隨著中國制造2025戰略目標的提出，機器人、大數據、人工智能、泛在物聯網等先進技術在工業領域的深度應用已經成為工業界的共識，業界專家、學者提出產業互聯網、工業4.0、無人工廠、智慧電廠等全新的概念。鑒于此，文章結合筆者多年工作經驗，對人工智能在燃料生產中的應用提出了一些建議，僅供參考。

【關鍵詞】人工智能;燃料生產;應用分析

引言

人工智能技術運用在燃料生產具有著智能化程度高等優點，具備了在煤炭行業以及其他相關行業應用的潛力，應用該系統能夠幫助企業實現高產高效、少人無人的建設目標，也能幫助煤炭行業朝安全生產、健康發展邁進更大的一步，而且顯著提高了圖像等數據信息采集的穩定性，為帶式輸送機巡檢機器人的進一步發展提供了新的思路，使得整體運行可靠性高，各項功能滿足實際需求。

1、人工智能的相關概述

1.1人工智能與制造業企業生產率

人工智能作為一種新的生產要素，能夠克服人類資本和勞動力限制，促進制造業生產率提升。人工智能使常規生產活動可以用自動化代替，解放了勞動力，讓更多人從事更能激發創造力和附加值更高的工作。產品可以通過手工技術或工業技術兩種方式生產，手工技術勞動投入需求大，資本投入需求小，而工業技術則相反。如果生產率低，依靠手工技術進行生產會更有利;而當生產率突破一定臨界點時，采用工業技術進行生產會變得更高效。因此，技術進步可以促進生產率提高。此外，有研究認為，計算機、互聯網、人工智能等新技術的出現并沒有對生產率增長產生實質性影響，人工智能等技術不能像之前的技術革命一樣讓生產率產生明顯增長。人工智能等技術發展與應用要么與企業生產率提升無關，要么并未成熟到能夠對生產率產生影響，形成了總體生產率伴隨技術進步反而增長放緩甚至負增長的“生產率悖論”。

1.2人工智能與技術進步

人工智能、機器學習等新技術所產生的經濟效應 是基于其隸屬于通用技術的屬性。作為一種新的通用技術，人工智能可以直接影響生產率。同時，人工智能還會間接增加互補性技術創新投入，激發大量互補性技術創新，成為制造業、物流業、金融業等行業增長的重要驅動力。面對智能化轉型壓力，制造業企業需要增強智能設備系統集成能力，因此會從產品設計、生產工藝流程、配套設施等方面加大研發投入和技術改造經費。人工智能技術和設備的廣泛應用會產生技術擴散效應和溢出效應，加速新產品和新技術產生，促進相關產業設備更新，增加技術創新產出，最終提高企業生產率。但是，人工智能技術也不可避免地具有不確定性，和其它通用技術一樣，人工智能可能不會帶來生產率的立刻變化，技術史表明，多種新技術的“并存但不爆發”往往會持續很長時間，只有各種新舊力量之間產生關聯，才會集中性爆發并擴散到傳統行業，表現為生產率提升。

2、總體設計方案

2.1總體設計方案

人工智能的應用包括：無人機盤煤儀、機器人巡檢技術、全過程自動采制化的綜合應用，實現整個燃料系統的自動控制，降低勞動強度、提高整個系統的經濟性，有利于燃料生產的安全經濟運行。

2.2無人機盤煤儀

儲煤場的存煤盤點監管是各生產煤礦、港口及火力發電廠等企業安全管理的重要工作之一，同時也是企業生產管理、運銷調度及成本核算的重要組成部分。無人機盤煤技術采用無人機搭載先進感知平臺，實現對儲煤場的全區域巡查，并進行儲煤場三維重構、儲量計算等，實現煤場存煤的精確盤點，為企業生產計劃、運銷調度等提供科學決策依據。無人機盤煤系統有效地避免了人為誤差，簡單可靠，高效快捷，省時省力，是代替現有盤煤方式的優選方案。（1）系統組成。煤場盤煤系統由無人機系統、通信系統、GPS系統、地面站系統四部分組成。無人機系統主要包括飛控系統、傳感器系統和檢測終端及云臺等，實現鐵路沿線及采空區高清圖像獲取、及GPS高精度空間位置融合。GPS系統包括導航衛星及高精度差分GPS數據獲取。通信系統包括數據鏈路及高清圖傳系統，實現機載感知平臺獲取數據的高效傳輸。地面站系統包括數據智能管理分析系統和數據管理系統，地面站系統中的體積計算模塊通過獲取圖像時記錄的GPS信息計算出三維模型的體積，從而計算出煤堆體積，實現煤場煤量三維重構、體積計算和數據處理等。（2）系統基本工作原理。系統以無人機為載體，采用高清（4K）數字攝影技術和差分GPS綜合位置傳感技術實現煤場實景三維重構，即時獲取煤場的空間位置，并同步傳輸到地面站計算機平臺。通過使用三維建模技術和計算機圖形處理技術，對空間位置信息數據在計算機平臺進行三維坐標轉換，重構實景三維模型，還原被測煤堆的真實形狀，科學計算出煤堆體積等數據參數。（3）三維重構實例數據及試驗結果對比。

2.3機器人巡檢

控制系統是巡檢機器人的大腦，它決定著巡檢機器人能否安全可靠地完成巡檢任務，真正取代人工巡檢，將工人從危險枯燥的工作中解放出來?？刂葡到y主要功能：（1）運動控制功能控制巡檢機器人的運行、查看機器人的運行速度及運行位置、規劃巡檢路線、修改巡檢點位置及速度;（2）數據采集存儲功能實時采集存儲巷道中的氣體數據、音視頻圖像、紅外熱像圖，并支持圖像自動對焦，支持視頻的播放、停止、抓圖、錄像、全屏顯示等功能;（3）異常檢測及報警功能當控制系統檢測數據超出設定閾值后，巡檢機器人本體的聲光報警燈發出警報，控制室上位機系統同樣發出警報，并生成報警日志及關聯于位置的音視頻文件;（4）自主充電功能巡檢機器人自主充電功能是巡檢系統智能化的標志之一。機器人本體搭載本安型可充電電池，巡檢軌道起點裝有充電樁，當機器人本體檢測到電量低于閾值時，控制系統便通過驅動電機牽引機器人快速返回充電樁進行充電，避免電量耗盡導致的無效巡檢;（5）輸送帶故障檢測功能經煤礦實地調查得知，帶式輸送機輸送帶故障中超過95%為橫向斷裂、縱向撕裂、跑偏、打滑和堆煤。機器人本體搭載激光雷達，具有較高的分辨率和抗干擾能力，不受巷道內低光照、大粉塵的影響，對檢測輸送帶跑偏、打滑、堆煤故障有良好的效果，同時對橫向斷裂、縱向撕裂故障有一定的識別作用;（6）智能讀取儀表示數功能帶式輸送機巷道內空間狹小，安裝有大量檢測設備，它們相對位置固定，控制系統可以將帶有儀表的設備位置設為巡檢點，當巡檢機器人經過該位置時，自動捕獲顯示面板的圖像，并經無線傳輸到控制室內，從而方便設備維護，達到減員增效的功能。

2.4全過程自動采制化

系統包括采樣、制樣、煤樣存儲及傳輸等環節。通過系統建設，達到排除人為因素、堵塞管理漏洞、維護企業利益的目的。主要包括以下幾個環節。1）入廠煤皮帶采樣機和入爐煤皮帶采樣機集樣桶采用桶式封裝系統。2）全自動制樣機主要包含制樣流水線、除塵系統、封裝標識系統三部分。3）在全自動制樣機旁布置在線全水自動測試系統，與全自動制樣機直接對接一體式布置。4）通過氣送傳輸系統可以與全自動制樣機、智能存查柜、化驗室相連，實現互通。5）系統以樣品存取過程“人樣分離、盲存盲取”為目標，實現樣品存取過程自動化處理，避免樣品存取過程的人工干預。

3、技術指標及效益分析

儲煤場無人機自動盤煤系統相較與激光雷達盤煤系統在盤煤時間上速度更快、效率更高，其三維重構畫面細節更加清晰、接近真實煤場外貌，從而無人機盤煤系統在體積計算上也更加精確。操作及維護更為方便，降低了煤場的投入，有效節省了人力、物力和財力。為煤場配煤決策提供高精度的數據管理參數和可靠的查詢依據。降低了企業管理成本，具有較大的推廣和應用價值。在升級盤煤技術具有典型示范作用，具有極大的經濟價值和社會效益。

結束語

綜上所述，通過對人工智能技術的應用分析，對無人機盤煤儀、機器人巡檢進行改造，改造后可使燃料生產運行穩定，可靠性高，各項功能滿足實際需求。

參考文獻：

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[2]王磊，袁勇.人工智能在燃料生產中的應用[J].重慶電力高等?？茖W校學報，，24（02）：24-27.

（作者單位：大唐遼源發電廠）