机器能不能像人一样自愈?国际上对仿生提出了“五块论”(德国RolfIsermann教授提出机电一体化系统),掌握系统相称于人的大脑,动力功能相称于内脏,传感功能相称于五官,操作功能相称于四肢,构造功能相称于躯体。

高金吉院士:人工智能使设备更聪明人工自愈让装备自立健康_机械_人工智能 云服务

人工自愈是装备自主康健和智能制造的根本,是工业智能发展的主要方向。
人工自愈改变传统理论、创新设计,让未来的机器装备和制造系统,乃至所有的人造物系统自主康健,助力于下一轮工业革命,迈进自愈化时期。

人工自愈与人工智能一样是新兴交叉学科,应列入根本学科发展行列,该当重视自愈化和自主康健装备的开拓运用。

演讲全文呈现

各位高朋,女士们、师长西席们,上午好!
我报告的题目是《人工自愈驱动装备自主康健》,讲五个问题:

第一、工业互联网与人工智能变革维修办法。
机器是制造业的根本,机器人是双刃剑,它既能给人类带来福址,也能带来磨难,由于机器故障或者人为误操作有可能导致机器和生产系统爆炸着火,机毁人亡。

国际上,美国、加拿大、欧洲曾经对石化生产事件进行统计,机器事件可达40%,人为失落误达40%,工艺失落误达20%,即装备和人为失落误是石化生产事件最紧张的缘故原由,人为失落误也会造成设备的危害。
因此,如何担保设备安全运转是非常主要的问题。

一些大机组,如石化企业、冶金企业,在生产线上,它是高温高压、易燃易爆的,如果涌现了问题,则随意马虎机毁人亡。
国际上,与故障做斗争用的是什么办法呢?用的是紧急停车系统(Emergency Shutdown System ,简称ESD)。

我在石化企业事情32年。
从1979年开始,我开展状态监测故障诊断事情,1987年引入美国监测系统,1991年开始自己开拓。
2000年开始,我到了学校,研发监测诊断系统,原来研究石化运用,后来研究电力、钻井平台,还有燃气轮机、柴油机、航空发动机运用。

1987年,最早从美国引进一台监测系统,当时还是仿照量,美国也没有数字量。
从1991年开始,我们团队研发海内第一套局域网监测系统,当时是100M,我们是用数字量,电路板还是引进国外的。

2001年,我到了学校,团队开始把局域网的监测系统通过互联网连到北京,通过专线连到我们学校的实验室,对机器进行监测和远程诊断。

2005年往后,我们开始自主研发电路板,这个电路板可以高速宽频带各种参数同步的数据采集,采集高质量的数据,便于进行剖析。
其余,我们研究样机,在国家“973操持”(即国家重点根本研究发展操持)支持下,后来在航空发动机也进行了数据采集的监测系统。
我们到现在为止可以远程监测70家企业,2700多台关键机组。
其余,对付远程监测在便携式监测或者无线也可以连到系统当中。

我们这个平台可以在线、离线、无线一体化监测,工业互联网把他们连到一起。
我们与企业开拓的远程监测诊断中央,现在已经建成了10多个,正在建的8个。
这是三个例子,一个是中油(音)的远程监测,中石油管道远程监测,还有四川石化。

四川石化一开始建厂的时候,我们就去和他互助,现在监测80多台机组,其余还有两三千台设备,2012年到现在,预测了500多个故障都被打消掉了,以是到现在没有涌现大的设备事件。

从1995年开始,我们承担国家经贸委果项目——振动诊断工程软件包,我们对10类56种机器故障进行了诊断,当时还是人机对话,还不能制动,但已经在20多个国企推广运用。

后来学校团队又开始研究故障的机理,同时建立了一个模型,找因果关系。
其余,通过互联网、大数据找关联的关系,进行综合的诊断,多参数的判断故障,早期预警,同时找出故障的缘故原由制造维修,这是我们开拓的故障自动诊断系统,当时有离心泵,旋转机器、柴油机、燃气轮机等等。

我们除了对单台设备进行深入研究,开拓出监测诊断系统,建立自动诊断系统。
同时,我们对机群的数据也进行总结和研究,不断地完善专家系统的支持规则,提高专家系统诊断的准确率。

从2000年以来,我们统计各个案例,关键机组、透明压缩机组有2700多个案例。
其余,离线的监测系统有1万多个案例。
统共统计1.2万多个案例。
用户统计反馈回来的结果,故障诊断准确率达到了90%,这是经由长期漫长的过程一点点提高的。

在这个根本上,由于准确率较高,国际上通用的紧急停车系统,它是单值超标停车,如温度超标,振动超标立时停下来。
后来我们以为把这个缘故原由快速诊断出来是什么缘故原由,比如说振动,如果不平衡,振动大一点影响不大,但如果掉叶片,这个时候就随意马虎涌现大的事件。
确定风险有的是停车,有的是报警,这样就可以减少停车的次数取得长周期安全运转的效果。

这是我们研究的智能联锁系统,与国际上通用的比拟,我们进行实验制造故障,现在我们已经家当化了,在重庆油气管网上已经开始试用了,将来须要全面推广,这是利用人工智能减少故障停车的次数。

总之,智能运维有赛博系统、虚拟系统,还有实体系统。
它们通过监测诊断给人供应决策依据,人去实行,打消故障或者检修,这是智能运维的方法。

能不能减少人的事情,少忙一点,能够掩护机器的康健?提出这个问题,我们数据获取、信息认知、科学决策,末了精准实行,都要靠人实行,人工智能帮助判断末了还要人去实行,工业互联网促进了诊断的准确性。

智能运维在这个根本上能不能再提高一步?我们提出人对自然和技能系统的认识程度,最好表示我们掌握它的能力,我们能不能掌握它而不靠人去维修。

第二,大工业机器崛起匆匆生仿生人工自愈。
机器监测判断,然后停下车来检修,我们能不能通过自愈调控让它不发生故障。

这个方面我们研究了,与疾病作斗争和与故障作斗争是有共同性的,人是自然制造的,有300万的历史,人在没有医药之古人能够繁衍下来靠的是自愈能力。
机器到现在只有200多年的历史,机器都是人去诊断,有了智能往后自动诊断,但末了还要停下车检修。

机器能不能像人一样自愈?医学上讲,所谓保持康健的根本点不在于宏不雅观的稳定状态,而在于调节掌握和建立保持这种状态的机制,疾病的痊愈还得依赖人体的自愈能力,包括免疫、防御、代偿、自修复和自适应等等。

国际上对仿生提出了“五块论”(德国RolfIsermann教授提出机电一体化系统,如下图),掌握系统相称于人的大脑,动力功能相称于内脏,传感功能相称于五官,操作功能相称于四肢,构造功能相称于躯体。
大家都知道仿照人的大脑提高机器的智能,那便是人工智能。

其余,人有自愈功能,自愈系统能不能人工自愈,让机器有这个功能。
人工智能是1956年提出的,让打算机像人一样思考,打算机仿照人的头脑,仿活气械学对人的智能研究大大增强了仿生人脑的能力,但是忽略了人和动物自身康健的自愈系统和自愈功能。

因此,我们提出人工自愈和人工智能都是研究人到物的科学,人工自愈是授予机器自发浸染的坚持康健状态的能力,让机器自主康健,人工智能让机器更聪明。

我们都知道有十几个躯体,两体模型,如果人的大脑参与便是人工自愈,如果人的无意识思维,自愈功能参与就变成人工自愈,即从实体、虚体两元空间到实体、虚体、人体三元空间。

第三,从自动化、智能化到自愈化。
瓦特1978年发明蒸汽机,自动化是1936年提出来的,以是理论是掉队实践的。
自愈是1916年就有的,但是理论还没有开始研究。
维纳提出反馈事理,创造了掌握论,把目的性行为、生物特性授予机器。
自动化是故意识思维保持事情能力的,智能化便是人工智能驱动智能化。
人体是无意识思维,目标是保持康健状态,实现自愈。

从历史来看,自动化、掌握论、人工智能,原来有自愈的技能,2003年才开始提出自愈化。
人工智能、仿生自愈系统包括什么呢?自修复、代偿、自保护和故障防止,下面大略讲一下自愈调控。
自动掌握是反馈事理,工况和指标比较纠正偏差,利用反馈这样的事理。

自愈调控是测试工况,有非常的时候诊断故障,找出故障的缘故原由,通过反浸染抵消故障产生的条件和缘故原由,以是它与反馈事理还不是完备一样的。

我们团队2018年做了好多这方面的研究事情。
轴位移,原来一颠簸轴就必须停车,现在通过调节平衡活塞的压差来担保平衡力,让它一直车,我也可以用电磁力。
振动,也可以用多频振动来靶向抑制,从而抑制故障。
平衡盘,原来只是密封,现在加电磁也可以掌握,这个是实验的结果。

其余,动平衡在这方面做了很多事情,现在航空发动机也做整机的自动平衡,这个是制动平衡。
我们有国际专利,螺旋桨的制动平衡。

人工自愈的意义,高危装置实质安全化、装备维修办法变革、空天翱翔器自诊断、自规复。
刚才讲人工智能,如果加上人工自愈就变成了人工自愈和智能运维和自主康健系统。

“五化”是根本,终极的目标是自愈康健。
结论是大工业机器崛起催生人工自愈,人工自愈拓展了仿生学、掌握论和人工智能的研究领域。
人工自愈将会促进装备的智能化由可控化、自动化真正实现具有自愈功能的高等智能阶段。

人工智能使设备更聪明,人工自愈让装备自主康健。
人工自愈是装备自主康健和智能制造的根本,是工业智能发展的主要方向。
人工自愈改变传统理论、创新设计,让未来的机器装备和制造系统,乃至所有的人造物系统自主康健,助力于下一轮工业革命,迈进自愈化时期。

人工自愈与人工智能一样是新兴交叉学科,应列入根本学科发展行列,该当重视自愈化和自主康健装备的开拓运用。

感激大家!

来源:工业互联网家当同盟上海分同盟