人工智能來了，并將給幾乎所有行業(yè)帶來巨大改變，而電力行業(yè)也不例外。從變電站、輸電線路到電力巡檢等電網(wǎng)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，機(jī)器人的身影無處不在。在山東濟(jì)南，有一個(gè)全國最大的電力機(jī)器人研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基地，從這里“走出”的電力特種機(jī)器人已覆蓋電力行業(yè)各環(huán)節(jié)。它們將作業(yè)人員從惡劣環(huán)境中解放出來，降低一線人員勞動強(qiáng)度，提高設(shè)備運(yùn)維自動化水平，保障安全生產(chǎn)。

每人擁有一個(gè)機(jī)器人的時(shí)代終將到來

人工智能不僅是一次技術(shù)上的革命，未來，它必將與重大的社會變革同步，成為國家科技戰(zhàn)略的核心方向，為傳統(tǒng)行業(yè)帶來產(chǎn)業(yè)升級的活力。與此同時(shí)，“機(jī)器代人”的生產(chǎn)模式，將讓各行各業(yè)發(fā)生巨大變革，這其中當(dāng)然包括電力行業(yè)。

“人工智能在奔跑，平均每人擁有一臺服務(wù)機(jī)器人的時(shí)代終將到來。”在8月30日的2017全球(上海)人工智能創(chuàng)新峰會上，中國工程院院士、中國人工智能學(xué)會理事長李德毅說。

如今，人工智能在各領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，讓人們對未來的世界產(chǎn)生無限遐想。機(jī)器人是人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域。“人工智能使得機(jī)器人如虎添翼，機(jī)器人是人工智能的最佳使用場景。”在2017世界機(jī)器人大會上，科沃斯機(jī)器人有限公司創(chuàng)始人錢東奇這樣表示。

人工智能在今年一直都深受大眾關(guān)注，尤其是在谷歌用AlphaGo打敗韓國棋手李世石以后，世界范圍內(nèi)都因?yàn)檫@一場“炫技廣告”受到震撼。未來，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算將幾乎會和水電煤氣一樣，成為各行各業(yè)調(diào)度資源、展開計(jì)算的基礎(chǔ)性資源。

而機(jī)器人無疑是人工智能最直接的體現(xiàn)形式。臺灣大學(xué)講座教授羅仁權(quán)認(rèn)為，目前主要有三個(gè)支柱支持人工智能技術(shù)，即機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)。機(jī)器人排在第一位。

當(dāng)前，我國機(jī)器人發(fā)展面臨重大歷史機(jī)遇，《中國制造2025》明確將機(jī)器人作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。近年來，工業(yè)和信息化部也陸續(xù)出臺《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》等政策，著力推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)快速健康可持續(xù)發(fā)展，積極打造面向全球的機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

工業(yè)和信息化部副部長辛國斌在2017世界機(jī)器人大會上指出，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展更是給機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來了新的春天，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)成為提振實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要突破口和各主要國家戰(zhàn)略布局的焦點(diǎn)。

人工智能不僅是一次技術(shù)上的革命，未來，它必將與重大的社會變革同步，成為國家科技戰(zhàn)略的核心方向，為傳統(tǒng)行業(yè)帶來產(chǎn)業(yè)升級的活力。與此同時(shí)，“機(jī)器代人”的生產(chǎn)模式，將讓各行各業(yè)發(fā)生巨大變革，這其中當(dāng)然包括電力行業(yè)。

電力機(jī)器人是為服務(wù)電力系統(tǒng)而生產(chǎn)的“特種兵”，它能將作業(yè)人員從惡劣環(huán)境中解放出來，在降低一線人員勞動強(qiáng)度、提高設(shè)備運(yùn)維自動化水平、保障安全生產(chǎn)等方面提供強(qiáng)力支撐。

在2017年國家電網(wǎng)公司年中工作會上，國家電網(wǎng)公司董事長、黨組書記舒印彪強(qiáng)調(diào)，要落實(shí)《中國制造2025》行動計(jì)劃，優(yōu)化業(yè)務(wù)布局，提升高端裝備、智能制造、核心零部件的自主研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和設(shè)備試驗(yàn)?zāi)芰?，推動產(chǎn)業(yè)向中高端升級。

事實(shí)上，在推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用上，國家電網(wǎng)公司一直走在行業(yè)前列，在國際、國內(nèi)電力機(jī)器人領(lǐng)域擁有較強(qiáng)影響力和話語權(quán)。就在去年10月11日第四屆國際電力機(jī)器人學(xué)術(shù)會議會議上，國家電網(wǎng)公司電力機(jī)器人的“十八般武藝”，獲得了國內(nèi)外專家的一致贊譽(yù)。

而這個(gè)神秘的電力機(jī)器人家族，來自于國內(nèi)最大的電力機(jī)器人研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基地：全國最大的電力機(jī)器人研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基地，國網(wǎng)山東省電力公司子公司——山東魯能智能技術(shù)有限公司的生產(chǎn)基地。從這里“走出”的469臺電力特種機(jī)器人，已經(jīng)在國內(nèi)30個(gè)省“上崗”，覆蓋輸、變、配、用等電力行業(yè)各環(huán)節(jié)，國內(nèi)市場占有率高達(dá)51%，成為名副其實(shí)的守護(hù)電網(wǎng)安全的“智能衛(wèi)士”。

“人丁興旺”的電力機(jī)器人大家族

下一步，國家電網(wǎng)公司將探索融合變電站巡檢機(jī)器人、隧道巡檢機(jī)器人、附著式線路巡檢機(jī)器人、無人機(jī)巡檢系統(tǒng)、輸變電智能巡檢機(jī)器人數(shù)據(jù)智能分析中心的立體智能巡檢體系，科學(xué)推進(jìn)電力機(jī)器人應(yīng)用，引領(lǐng)世界范圍的電網(wǎng)運(yùn)檢技術(shù)變革。

8月30日，記者來到了在魯能智能公司電力機(jī)器人生產(chǎn)基地的測試場地。只見4臺身高不足一米的白色機(jī)器人不停地轉(zhuǎn)動頭部，忽閃著兩只明亮的“大眼睛”，穩(wěn)穩(wěn)地行進(jìn)在地面上，遇到障礙物便自動轉(zhuǎn)換方向靈巧地避開。

它們就是曾經(jīng)榮獲“中國優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)獎”產(chǎn)品設(shè)計(jì)金獎的的明星機(jī)器人——變電站智能巡檢機(jī)器人。魯能智能公司機(jī)器人生產(chǎn)部經(jīng)理王濤告訴記者，這些智能巡檢機(jī)器人的感官系統(tǒng)非常敏銳：“別看它們的兩只眼睛長得差不多，功能卻大不同，一只感知可見光，一只感知紅外線，還能對周圍的聲音做出反應(yīng)，對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備隱患。”

“他們在變電站里工作得非常賣力。”王濤說，已經(jīng)投入使用的變電站巡檢機(jī)器人每天巡視三遍，每臺機(jī)器人每天要扭動腦袋700多次，有效減輕了變電站值班人員的工作強(qiáng)度。

事實(shí)上，正是這群擁有“千里眼”和“順風(fēng)耳”的電力“大白”，在2014年4月15日發(fā)現(xiàn)500千伏嶗山變電站2號存在安全隱患并預(yù)警，挽回了直接經(jīng)濟(jì)損失近百萬元。若事故發(fā)生，將形成大面積停電，間接損失可達(dá)數(shù)億。

“我們自主研發(fā)了二十余種電力機(jī)器人，覆蓋發(fā)、輸、變、配、用等電力行業(yè)各環(huán)節(jié)，天上飛的，地上跑的，線上走的應(yīng)有盡有。”魯能智能公司黨委書記、副總經(jīng)理慕世友告訴記者，“不同電力機(jī)器人功能互補(bǔ)，形成‘集團(tuán)化作戰(zhàn)’優(yōu)勢，可以幫客戶更好地解決電網(wǎng)運(yùn)行管理中的實(shí)際問題。”

慕世友所說的“天上飛的”是無人機(jī)巡線系統(tǒng)——智能巡線千里眼，它與電網(wǎng)員工和直升機(jī)協(xié)同開展復(fù)雜地理環(huán)境下的常規(guī)、狀態(tài)及特殊巡檢，對桿塔、絕緣子串、導(dǎo)線等輸電線路設(shè)備缺陷進(jìn)行全自主、全方位檢測。“線上走的”架空輸電線路電力機(jī)器人則有特別多的“孿生兄弟”，有的裝上刀具可以清除線路覆冰，有的裝上攝像頭可以巡視線路，有的甚至可以跨越障礙執(zhí)行任務(wù)。

如今，這個(gè)龐大的家族還在不斷地壯大發(fā)展。

記者了解到，下一步，國家電網(wǎng)公司將探索融合變電站巡檢機(jī)器人、隧道巡檢機(jī)器人、附著式線路巡檢機(jī)器人、無人機(jī)巡檢系統(tǒng)、輸變電智能巡檢機(jī)器人數(shù)據(jù)智能分析中心的立體智能巡檢體系，科學(xué)推進(jìn)電力機(jī)器人應(yīng)用，引領(lǐng)世界范圍的電網(wǎng)運(yùn)檢技術(shù)變革。

電力智能化深度正在不斷增加

在國家電網(wǎng)公司電力機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里，一個(gè)身穿黃色外衣，身形健碩的機(jī)器人靈巧地?fù)]動著臂膀，輕松清除掉了模擬線路上的一個(gè)塑料袋。魯能智能公司研發(fā)中心技術(shù)總監(jiān)戚暉告訴記者，這只超級“大黃蜂”就是“電力機(jī)器人家族”中遠(yuǎn)近聞名的配電網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人。

“以往檢修人員帶電作業(yè)，要爬到高高的電線桿上直接接觸電網(wǎng)帶電部分，電流穿過人體會有生命危險(xiǎn)。這種帶電作業(yè)機(jī)器人完全可以代替人類，長期‘駐守’在電線上，通過機(jī)器人自帶的高清監(jiān)控和紅外探測儀器，檢修人員只要坐在電腦前，便可以在辦公室實(shí)現(xiàn)線路巡查和維修調(diào)度工作。”他說。

那么，“大黃蜂”為什么能做到像人一樣身手靈活?戚暉告訴記者，國家電網(wǎng)公司核心技術(shù)自主研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化，讓機(jī)器人更加“聰明”，懂得更加高效、靈活地使用機(jī)器人專用工具來檢測電網(wǎng)設(shè)備。

但在1999年研發(fā)初期，這種機(jī)器人并沒有如此聰明的“大腦”。“以前的帶電作業(yè)機(jī)器人在進(jìn)行線上作業(yè)的時(shí)候，通常是把絕緣導(dǎo)線剝皮之后就走不動了，還老是晃動，這些技術(shù)難點(diǎn)不攻克，機(jī)器人作業(yè)水平就上不去。”回憶起當(dāng)年研發(fā)帶電作業(yè)機(jī)器人的情景，戚暉依舊歷歷在目，“后來，我們從手工剝皮器的原理中得到了靈感，研發(fā)了機(jī)器人自動剝皮器，一口氣剝開了一百多米長的電纜線。”

在解決了一個(gè)個(gè)技術(shù)難題后，2010年，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，可通過主從式控制實(shí)現(xiàn)10千伏配電網(wǎng)高壓帶電作業(yè)的機(jī)器人誕生了。機(jī)器人很快在山西長治、貴州凱里先后投入使用，突破了日本對這一技術(shù)長期以來的封鎖。

像這樣的技術(shù)突破，在電力機(jī)器人研發(fā)過程中比比皆是。“比如變電站巡檢機(jī)器人的研發(fā)，就仿真了蟻群算法、模擬退火算法、貪心算法，對大量路徑矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析，最終得出一個(gè)路徑規(guī)劃算法策略集。”戚暉告訴記者，這個(gè)算法策略集可以讓兩臺機(jī)器人完美地擦肩而過，準(zhǔn)確定位每一個(gè)待測設(shè)備，也是它們在路障前能夠優(yōu)雅地轉(zhuǎn)身而去的主要原因。

記者了解到，國家電網(wǎng)公司已獲得專利授權(quán)700余項(xiàng)，發(fā)明授權(quán)300余項(xiàng)，榮獲國家級獎勵7項(xiàng)，已獲批國家標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃24項(xiàng)，頒布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)。2016年，在國際大電網(wǎng)組織(CIGRE)牽頭成立了B3.47“機(jī)器人在變電站中的應(yīng)用工作組”，率先開展電力機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作，在標(biāo)準(zhǔn)制定方面走在了國際前列。

如今，憑借先進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)擁有最強(qiáng)大腦的“神秘家族”在電力機(jī)器人市場獨(dú)占鰲頭，電力智能化深度正在不斷增加。

以山東電網(wǎng)為例，在變電站里應(yīng)用巡檢機(jī)器人后，巡檢頻度提高3倍，人工例行巡視工作量下降31.4%，節(jié)約人力成本1.7億元，累計(jì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷隱患2000余處。電力機(jī)器人的規(guī)模化應(yīng)用，在提升電網(wǎng)運(yùn)維自動化水平、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)國際電力機(jī)器人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)“中國引領(lǐng)”發(fā)揮了巨大作用。

針對未來電力機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展，慕世友建議，國家層面要加大投入，將電力機(jī)器人研發(fā)納入國家科技重大專項(xiàng)，在科研人才、行業(yè)信息、學(xué)術(shù)交流、資金保障等方面給予重點(diǎn)支持，推動電力特種機(jī)器人研發(fā)邁上新臺階。

“除此之外，還要加快電力機(jī)器人走出國門的腳步。”慕世友認(rèn)為，目前國家電網(wǎng)公司電力機(jī)器人在國際上的應(yīng)用相對較少，市場開拓空間巨大，建議借助“一帶一路”戰(zhàn)略契機(jī)，加大電力機(jī)器人宣傳推介力度，創(chuàng)造國際交流展示機(jī)會，加快推進(jìn)電力機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)走出去、產(chǎn)品走出去、服務(wù)走出去。

電力機(jī)器人家族

1.變電站智能巡檢機(jī)器人

變電站智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用于智能變電站少人或無人值守站，基于全自主移動平臺，代替人工進(jìn)行全天候巡檢。通過可見光、紅外、聲音等感知系統(tǒng)，以及設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷隱患。作為國內(nèi)電力機(jī)器人行業(yè)的創(chuàng)領(lǐng)者，變電站智能巡檢機(jī)器人已在29個(gè)省、自治區(qū)和直轄市推廣469臺。

2.架空輸電線路巡檢機(jī)器人

架空輸電線路巡檢機(jī)器人攜帶有兩個(gè)固定攝像頭、一臺兩自由度旋轉(zhuǎn)的可見光攝像機(jī)和一臺紅外熱像儀，通過無線視頻傳輸系統(tǒng)視頻圖像可實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛娌倏叵到y(tǒng)。地面操作人員利用攝像頭和攝像機(jī)的實(shí)時(shí)圖像可遠(yuǎn)程操控機(jī)器人進(jìn)行線路越障和檢測作業(yè)。

3.架空輸電線路作業(yè)機(jī)器人

架空輸電線路作業(yè)機(jī)器人可沿地線、單導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線運(yùn)行，可以跨越懸垂線夾、間隔棒、防震錘、壓接管、航標(biāo)球、均壓環(huán)等線路金具，到達(dá)線路工人難以到達(dá)的作業(yè)區(qū)域。通過可見光攝像機(jī)，機(jī)器人可以在帶電情況下完成更加精細(xì)化的線路檢測。模塊化可更換式作業(yè)工具在作業(yè)臂配合下可以完成多種帶電作業(yè)項(xiàng)目。

4.配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人

配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人可實(shí)施復(fù)雜線路環(huán)境下和較高難度的帶電作業(yè)項(xiàng)目。主要完成帶電斷接引線、安裝引流線夾、更換跌落保險(xiǎn)、除枝、異物清除等復(fù)雜作業(yè)項(xiàng)目。2010年在山西長治首次推廣使用，2016年貴州凱里推廣應(yīng)用。

5.隧道智能巡檢機(jī)器人

隧道智能巡檢機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)全覆蓋隧道環(huán)境、達(dá)到無人或少人值守、第一時(shí)間提供故障信息的功能。能夠通過數(shù)據(jù)分析，為工作人員提供設(shè)備工作狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并報(bào)警，使用自身攜帶的消防工具系統(tǒng)實(shí)施初期消防措施。

6.電動汽車電池更換機(jī)器人

電動汽車電池更換機(jī)器人是針對電動公交車、乘用車電池快速更換的難題研制的系列機(jī)器人。該系列機(jī)器人采用移動暫存架技術(shù)、快速精確識別定位技術(shù)以及智能匹配換電技術(shù)，解決了僅能對單一車型換電的難題，換電時(shí)間由15~20分鐘縮短至6~8分鐘，在國際上首次實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。來源：國網(wǎng)山東電力

原標(biāo)題:電力機(jī)器人正向我們走來