西門子中央研究院（CT）研發(fā)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)已使西門子內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒過(guò)程得到了穩(wěn)步優(yōu)化。燃燒過(guò)程已經(jīng)“學(xué)會(huì)”要如何持續(xù)調(diào)整燃料閥以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化并減少排放和磨損。現(xiàn)在，西門子發(fā)電服務(wù)集團(tuán)正將這項(xiàng)聯(lián)合研發(fā)的技術(shù)應(yīng)用于客戶現(xiàn)場(chǎng)，以優(yōu)化西門子內(nèi)大、現(xiàn)代化的固定式燃?xì)廨啓C(jī)。由于西門子客戶處的許多復(fù)雜系統(tǒng)都能借助人工智能來(lái)改善運(yùn)行情況，這項(xiàng)技術(shù)在提升能效方面的潛力是巨大的。

2016年3月，當(dāng)谷歌公司研發(fā)的阿爾法圍棋軟件以五局四勝的成績(jī)力挫來(lái)自韓國(guó)的世界棋手時(shí)，人工智能充分展示出了其實(shí)實(shí)在在的顛覆性潛力。而當(dāng)西門子中央研究院（CT）的研究人員發(fā)現(xiàn)他們研發(fā)的人工智能系統(tǒng)能夠助力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，他們也同樣感到驚訝。CT商務(wù)分析與監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域的機(jī)器學(xué)習(xí)專家Volkmar Sterzing表示：“我們發(fā)現(xiàn)，如果一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行表現(xiàn)取決于專家的經(jīng)驗(yàn)，那么它也可以利用人工智能加以優(yōu)化。”

2016年3月，谷歌公司研發(fā)的阿爾法圍棋軟件力挫世界棋手李世石，在機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展歷*立下了一座豐碑。

隨著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜、需要應(yīng)對(duì)的因素不斷增加，哪怕是專家在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整時(shí)也必須采取折衷的方法。專家不可能全天候待命。在這種情況下，能夠持續(xù)不斷監(jiān)控系統(tǒng)的人工智能就展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。

50項(xiàng)

西門子開神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究已有約30年了。公司已經(jīng)在將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于人工智能方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。例如，西門子持續(xù)優(yōu)化其“面向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件環(huán)境（SENN） ”，并針對(duì)不斷涌現(xiàn)的新應(yīng)用領(lǐng)域（包括燃?xì)廨啓C(jī)和風(fēng)機(jī)優(yōu)化領(lǐng)域）對(duì)SENN進(jìn)行了改良。Sterzing指出：“我們擁有約50項(xiàng)學(xué)習(xí)過(guò)程方面的。”

西門子發(fā)電服務(wù)集團(tuán)和CT已研發(fā)出能夠持續(xù)優(yōu)化燃?xì)廨啓C(jī)燃燒過(guò)程的運(yùn)行與控制的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)名為“燃?xì)廨啓C(jī)自主控制優(yōu)化器（GT-ACO）”，它主要基于CT研發(fā)的人工智能技術(shù)。目前，西門子正在為亞洲的一個(gè)大客戶安裝這個(gè)系統(tǒng)，并將在西門子的H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)上進(jìn)行深入測(cè)試。測(cè)試于2017年2月底前開始。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)整體運(yùn)行情況的改進(jìn)是十分困難的，因?yàn)楦偷呐欧磐ǔ?huì)導(dǎo)致輪機(jī)使用壽命縮短。這是由于高能燃燒振蕩會(huì)導(dǎo)致材料疲勞，從而加劇磨損。

Volkmar Sterzing在CT帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)優(yōu)化領(lǐng)域。

在許多不同類型的燃?xì)廨啓C(jī)上進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果已經(jīng)證明，GT-ACO切實(shí)有效。專家將燃機(jī)的氮氧化物排放量手動(dòng)設(shè)置為低后，人工智能系統(tǒng)將接管燃燒單元。西門子發(fā)電服務(wù)集團(tuán)GT-ACO研發(fā)負(fù)責(zé)人Hans-Gerd Brummel說(shuō)：“在測(cè)試中，人工智能系統(tǒng)啟動(dòng)兩分鐘后，排放值就下降了20%。”Brummel是西門子在輪機(jī)遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)方面的*。他曾榮獲西門子“年度發(fā)明家”獎(jiǎng)，以表彰他所取得的成績(jī)。

優(yōu)化排放

將人工智能系統(tǒng)用于輪機(jī)的主要目標(biāo)是將氮氧化物的排放量降至低。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，GT-ACO的神經(jīng)模型將改變?nèi)剂显谌細(xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)的分布。然而，受位置、燃?xì)獬煞趾彤?dāng)?shù)靥鞖鈼l件等因素的影響，每個(gè)燃燒器的設(shè)置不盡相同。正因如此，GT-ACO需要花幾個(gè)星期來(lái)學(xué)習(xí)每個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的情況，然后才能自動(dòng)對(duì)控制過(guò)程作出有益的調(diào)整。

Hans-Gerd Brummel在柏林服務(wù)于西門子發(fā)電服務(wù)集團(tuán)。他持有69項(xiàng)。這些成就為他贏得了2016年西門子“年度發(fā)明家”的殊榮。他為許多燃?xì)廨啓C(jī)優(yōu)化技術(shù)的研發(fā)作出了積極的貢獻(xiàn)。

Brummel表示：“客戶對(duì)我們的技術(shù)表現(xiàn)出了很大的興趣。由于可再生能源在發(fā)電電網(wǎng)中所占比重很高，相關(guān)人員往往需要利用燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)維持電網(wǎng)頻率。”在這種不斷變化的運(yùn)行環(huán)境中，振蕩幅度增大的風(fēng)險(xiǎn)不斷上升，磨損也相應(yīng)增加。然而，Brummel充滿信心：“對(duì)于這種情況，GT-ACO將能幫上大忙，因?yàn)樗梢灾貎?yōu)化阻尼振動(dòng)。”

GT-ACO還可用于在一定程度上延緩燃?xì)廨啓C(jī)老化。這是因?yàn)?，這項(xiàng)技術(shù)已將物理模型形式的燃?xì)廨啓C(jī)熱力學(xué)知識(shí)與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合了起來(lái)。

Sterzing堅(jiān)信，這項(xiàng)技術(shù)在西門子將大有可為。它可以在配電、生產(chǎn)自動(dòng)化和過(guò)程工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域大展身手。Brummel已經(jīng)在與發(fā)電行業(yè)的客戶探討GT-ACO，并正在研發(fā)更多優(yōu)化應(yīng)用。