一、人工智能與智能制造技術

智能制造技術是人工智能與制造技術的有機結合。

人工智能（Artificial Intelligence，AI）起源于20 世紀中期，使其目標智能行為自動化。人工智能開始涉足制造領域應用，專家系統(tǒng)、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡等同時出現(xiàn)了“智能制造”的概念。早期人工智能僅從計算機技術應用的角度去適應制造過程的需求，缺乏成熟的產品數(shù)字模型，也缺乏信息互聯(lián)網(wǎng)絡技術的支持。

智能制造技術是在信息化、數(shù)字化、自動化裝置及系統(tǒng)應用的基礎上，將人工智能引入到制造理論及生產運行過程中，形成以存儲、計算、邏輯、推理為特征的機器智能所驅動的產品制造技術。

智能制造技術是人工智能與制造技術的有機結合，其基本內涵是指在制造過程的各個環(huán)節(jié)，采用人機交互、高度柔性與高度集成的方式，通過計算機模擬人類專家的智能活動，對生產運行過程進行分析、判斷、推理和決策，延伸或取代制造活動中人的腦力勞動，并對人類專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承與發(fā)展?？梢哉f，傳統(tǒng)的工具和設備延伸了人的四肢能力，智能制造技術則擴展了人的大腦能力。

二、智能制造關鍵技術主攻方向

1、人工智能方案以提高制造業(yè)創(chuàng)新能力和基礎能力為重點，推進信息技術與制造技術深度融合，促進制造業(yè)朝高端、智能、綠色、服務體系方向發(fā)展。

2、推廣新型智能制造模式，推動生產方式向柔性、智能、精細化轉變。建立智能制造產業(yè)推進產品全生命周期管理。傳統(tǒng)的電氣開關設備制造正在融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的生產方式，實現(xiàn)信息化技術與工業(yè)設備的融合。從而催生出智能環(huán)網(wǎng)柜的應用。（1）、智能裝備是將機器、人、控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)有效連接的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)，一定要具備感知能力、認知能力和行動能力。

（2）、智能裝備是對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知，對動態(tài)傳輸與高級建模分析有更快的認知能力，從而形成智能決策與控制，驅動智能裝備制造業(yè)的向全面智能化發(fā)展。

3、研發(fā)新一代信息技術促進智能電網(wǎng)裝備現(xiàn)代化。

智能裝備技術重點要突破的內容包括：專用嵌入式控制單元、減速機驅動控制等智能核心器件、智能裝備運行實時狀態(tài)監(jiān)控、系統(tǒng)健康檢測、故障診斷等實時運行監(jiān)控方法，基于測量反饋的感知信息完成知識建模、最終完善設備的智能決策支持系統(tǒng)。智能環(huán)網(wǎng)柜整合的新一代互聯(lián)網(wǎng)技術，智能化電氣裝備應用于中壓配網(wǎng)管理、故障定位、隔離和恢復、網(wǎng)絡潮流分析。并可通過智能環(huán)網(wǎng)柜的靈活配置適應不同方案的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

三、SIEMENS 電氣設備的優(yōu)良性能和制造工藝

1、提供更高水準的智能產品。智能機器提升了產品價值鏈的自我優(yōu)化。智能裝備的遠程訪問將人類經(jīng)驗和認知能力轉換為現(xiàn)場實際可控流程。

2、智能裝備服務于用戶需求的差異化。

智能服務是以用戶為中心，只要用戶提出需求、請求，定制化智能服務流程均可靈活配置產品和服務。差異化可深度了解用戶的潛在偏好與需求，為了實現(xiàn)這種智能裝備的差異化功能，服務商需要通過網(wǎng)絡搜集、分析用戶信息建立數(shù)據(jù)驅動的商業(yè)模型。

3、SIEMENS 完善電氣設備質量管控體系

西門子產品閉環(huán)質量管理及一體化質量管理的理念，品質是整個產品生命周期當中的功能，并不只是在工廠里進行檢驗確定產品是否合格那么簡單。

（1）品質是從設計開始的，這就需要好的設計軟件和設計工程師。

（2）通過生產來實現(xiàn)品質，需要讓流程工程師來確定怎么樣去生產出設計的產品。，整套設備并非所有零部件都是自己制造的，需要有相關的控制計劃，從而保證生產在各個階段都得到完成。（3）客戶在使用產品的過程中，他們會形成一些反饋，這是非常有價值的信息。因為在工廠里面做的各種對產品的測試，肯定都趕不上用戶的要求。在產品的實際使用當中由客戶的實踐檢驗所形成的這樣的測試，是產品信息的反饋。我們可以利用信息反饋去發(fā)現(xiàn)產品的缺陷，還有去找出解決問題的方法。（4）必須要有好的軟件管理工具確保在數(shù)據(jù)統(tǒng)一的基礎上實現(xiàn)閉環(huán)控制。要實現(xiàn)產品高品質和高質量，不僅事關質量部門，還需要設計部門、制造部門及售后部門等公司各部門的介入。因此，西門子在全球已經(jīng)擁有4000多個應用，積累了業(yè)界最佳實踐經(jīng)驗，整合產品線將更有效率地管理現(xiàn)代化企業(yè)中的設計和生產復雜性，通過生產模擬和數(shù)字化驗證產品設計與生產流程將極大加快產品投放市場的速度。還要幫助客戶去遵守相關國際標準的標準。這也是工業(yè)4.0的關鍵要素所在。通過西門子的整合式解決方案，困難的生產問題將得到更快的解決并能有效的保證產品的質量。

四、利用SIEMENS 電氣設備的優(yōu)良性能進行智能化設計

1、利用西門子成熟的產品平臺進行系統(tǒng)增值開發(fā)，提供面向未來的開關柜自動化、遠程驅動技術、工業(yè)現(xiàn)場軟件及服務。

我們的原則是盡可能利用西門子標準化組件，并以工業(yè)特定解決方案提供補充用戶的多樣需求，以滿足各行各業(yè)客戶的特定需求。

2、優(yōu)化設計工藝讓產品更加和諧

智能裝備制造的典型特征是“狀態(tài)感知——實時分析——自主決策——精準執(zhí)行” 利用裝備安裝的傳感系統(tǒng)獲取實時運行狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)，通過高速網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的實時傳輸、存儲和結構化處理，根據(jù)分析的結果，按照設定的規(guī)則做出判斷和決策，再將處理結果反饋到現(xiàn)場調整執(zhí)行狀態(tài)。

智能制造技術實現(xiàn)了從人工智能到機器智能、從機器智能再到系統(tǒng)智能的進步和發(fā)展。

智能裝備制造的前提是產品和制造過程的數(shù)字化模型、數(shù)字化控制的工藝裝備、網(wǎng)絡化集成的制造系統(tǒng)、基于傳感網(wǎng)絡或知識庫的智能化處理。智能裝備系統(tǒng)是人機一體化的混合系統(tǒng)，在智能制造系統(tǒng)中，機器智能和人的智能將緊密地集成在一起協(xié)同工作。

3、制定嚴格的設計標準

產品質量好壞取決于整個生產環(huán)節(jié)的每一步驟。從設計開始就必須制定詳細的、可控制的質量管理和工藝標準，要明確每一個環(huán)節(jié)每一個生產步驟負責制。、產品需要達到什么標準，以及誰來檢查將質量管理的工藝設計到生產的各個環(huán)節(jié)。不僅要規(guī)定“怎么做”，而且要具體指出“誰來做”，做不好，要承擔什么樣的后果。

4、加強產品質量管理的過程控制

加強產品生產過程質量管理控制，是在產品的制造過程加強質量控制，而且要對原材料采購、技術研發(fā)、物流、售后服務等環(huán)節(jié)進行控制。經(jīng)驗證明，產品質量事故是由制造環(huán)節(jié)造成的只占很小的比例，主要是由于技術研發(fā)設計不過關、原材料采購選用不合格造成的。加強技術研發(fā)的把關、原材料采購的把關，是加強質量管理控制的關鍵環(huán)節(jié)。一個產品正式推向市場前，最初的試產和工廠內部試用，然后是小批量跟蹤試銷以及隨后較大規(guī)模區(qū)域市場投放，這幾個步驟是不能任意刪減的。這種產品工藝流程是杜絕產品出現(xiàn)質量事故的總原則和質量保證。

五、SIEMENS 電氣設備智能化設計和現(xiàn)場應用

1、SIEMENS智能開關柜制造工藝

SIEMENS智能開關柜是指西門子系列產品成套一二次融合電氣開關設備。所謂智能電氣裝備主要是根據(jù)客戶提出相應的技術標準，部署加快發(fā)展智能制造裝備和產品，組織研發(fā)具有深度感知、智慧決策、自動執(zhí)行功能的高檔智能電網(wǎng)裝備。

在智能化生產過程突破新型傳感器、智能測量儀表、工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服電機及驅動器等智能核心裝置，推進了開關智能化制造的產業(yè)化。

高端裝備制造是處于制造業(yè)價值鏈的高端環(huán)節(jié)，具有技術、知識密集，附加值高，成長性好，關鍵性強，帶動性大的特點。高端裝備是以強大通用裝備制造為基礎，由傳統(tǒng)型通用設備制造向價值鏈的高端來進行延伸。

2、SIEMEN 系列智能開關柜技術標準

（1）新型智能化控制終端DTU 裝置

SIEMENS系列開關柜直接增加智能操控裝置（智能終端）是成套設備的核心部件，是針對當前西門子中壓系統(tǒng)開關柜研制開發(fā)的一種新型、多功能、智能化數(shù)字化動態(tài)指示的現(xiàn)場終端信息采集裝置。

新型智能終端裝置能夠適用于SIEMENS 西門子10KV-20KV戶外多種電力開關柜。開關柜智能操控裝置功能強大，它以“一體化“的結構布局配套于西門子開關柜，簡化了開關柜的面板設計，美化了面板布局。具有動態(tài)數(shù)字指示、帶電顯示及閉鎖、及其控制狀態(tài)、一次回路電壓值電流值顯示、遠方/就地操作、遠程通信等功能，智能裝置的安裝使用使傳統(tǒng)電力開關柜進一步提升了智能化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化，在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下實現(xiàn)電網(wǎng)運行的智能化。

（2）SIEMENS 西門子10KV-20KV戶外開關柜

配電網(wǎng)是整個電力系統(tǒng)的末端，直接面向終端用戶，供電可靠性和供電質量要求越來越高。目前國內配網(wǎng)基礎設施和結構相對比較薄弱；供電質量較差，電壓水平低，網(wǎng)損率高；配電自動化程度還較低。配網(wǎng)的總體水平已不能滿足終端用戶日益增長的用電需求，大規(guī)模的配網(wǎng)自動化改造和建設正在積極展開。開關柜技術升級是滿足配網(wǎng)自動化建設的基本要求。

西門子8DH10 、8DJ20、8DJH 開關柜都是全密封絕緣開關柜，是在工廠一次性裝配完成的金屬鎧裝開關設備，最高電壓至24kV，最大饋線電流至630A，最大線線電流至1250A?？蓱迷跇O端惡劣的環(huán)境條件下，例如：工業(yè)環(huán)境，潮濕、多沙或粉塵地區(qū)，簡易的戶外變電站。

SIEMMENS西門子所有型號開關柜用于電氣及機械連接的絕緣套管均焊接在氣室上，不采用任何形式密封圈或塑料密封器件，完全保證了整個氣室的氣密性。溫度補償功能的壓力指示裝置，完全不受環(huán)境氣候影響。采用單刀頭三位置負荷開關，從機械原理上杜絕了負荷開關在合閘狀態(tài)下同時操作接地的可能。開關柜控制面板上的負荷開關操作孔具有撥動選擇裝置,以選擇正確的操作需要，且可加以掛鎖每個位置單獨鎖定，盡可能地避免了誤操作。負荷開關為旋轉式，磁線圈滅弧，并采用快速接地開關。產品終身免維護，使用壽命可達30年。

主要技術參數(shù)

a.額定電壓：12kV、24kV

b.額定電流：630A、母線電流：1250A

c.額定短時耐受電流：20A25kA

d.機械壽命：斷路器：≥10000次，負荷開關：≥5000次，接地開關、隔離開關≥3000次

e.年漏氣率：≤0.01%

f.內部故障試驗：1s（電纜室、氣箱室）

g.額定轉移電流：1750A

h.氣箱的防護等級：IP67

i.使用環(huán)境：適合高海拔4000米，低溫地區(qū)到-45度

SIEMENS系列開關柜具有接通、斷開和接地功能的三工位負荷開關，都有結構簡單、價格便宜的特點。只是負荷開關不能斷開短路電流。西門子負荷開關+熔斷器組合電器是由負荷開關柜來承擔過載電流(此過載電流對 SF6 負荷開關來說仍在負荷開關額定開斷電流的范圍以內)和正常工作電流的關合和開斷，并且還要求承擔"轉移電流"的開斷。

（3） 、SIEMENS系列開關柜產品一、二次設備標準化融合技術升級

按照模塊標準化設計要求，優(yōu)化施工工藝標準以及整體解決方案。

經(jīng)過改裝后分上中下 三部分：

上部 加裝 遠程通信終端控制器 充分利用原箱體的剩余空間

中間 是分合閘操作機構，要加裝電操控制器，實現(xiàn)有電動機的驅動代替手動分合閘操作。完成能夠用按鈕實現(xiàn)電動操作。電機操作靠DC24V電源帶動鏈條或齒輪正反向轉動完成分合閘動作。如果采用不帶齒輪傳動離合器的電動操作時，人工操作時會比沒有加裝電操前費力。

下部 在電纜間隔里加裝電流互感器，用于測量電纜線路上的負荷，然后把每一回路的遙控線，遙信線、遙測線按照圖紙設計分別接入電動控制器的相應接點。

按照測控點的先后順序檢查每一段的線路是否連接正確。

這樣就形成上中下的模塊化布局，結構緊湊節(jié)約了空間，使布線更加方便。

SIEMEN西門子系統(tǒng)開關柜經(jīng)過自動化技術改造后，發(fā)生了脫胎換骨的變化。在整個改造施工中要嚴格按照設計工藝標準進行施工，每完成一項任務都要經(jīng)過測試軟件的檢驗，把發(fā)現(xiàn)的問題及早解決。利用西門子成熟的產品平臺進行系統(tǒng)增值開發(fā)，提供面向未來的開關柜自動化、遠程驅動技術、工業(yè)現(xiàn)場軟件及服務。我們的原則是盡可能利用西門子標準化組件，并以工業(yè)特定解決方案提供補充用戶的多樣需求，以滿足各行各業(yè)客戶的特定需求。