什么是 AI 辅助电厂运行管理？

执行摘要

受到可再生能源整合、分布式能源资源和不断增加的运行数据的影响，发电系统变得越来越复杂。 AI 辅助运行管理是指在控制环境中使用 AI 来帮助操作员更快速地作出决策、改进故障排查并更轻松地获取系统知识；它不会取代确定性控制。

 

什么是 AI 辅助运行管理？

AI 辅助运行管理是指在工业控制环境中运用 AI，为人类操作员监测、诊断和管理复杂系统提供支持。

与执行预定义控制逻辑的传统自动化不同，AI 辅助系统可：

• 实时分析大量运行数据
• 提供情境化洞察和建议
• 实现与系统知识的自然交互
• 帮助操作员更快速、更明智地作出决策

重要的是，在这种情况下，AI 并不会直接控制过程。 相反，它充当决策支持层，在增强操作员专业技能的同时，保留系统的确定性控制基础。

 

为什么电力系统运行管理变得越来越复杂

现代电力系统不再以稳定、集中式发电为特征。 相反，操作员必须管理：

• 间歇性可再生能源（太阳能、风能）
• 分布式能源资源（DER）
• 快速变化的负载需求
• 不断增加的运行和性能数据量

这一转变带来了新的挑战：

• 可变性和不确定性提高
• 在更短的时间内解读更多信息
• 更加依赖制度性知识和系统上下文

因此，操作员需要在日益变化的环境中快速响应问题。 这对人类决策和控制系统可用性提出了更高的要求。

AI 如何为控制系统中的操作员提供支持

AI 为提升运行性能，将重点关注三个关键领域：

1. 获取系统知识

控制系统包含大量信息，包括：

• 工程文档
• 历史数据
• 组态详情
• 维护记录

AI 系统可检索并呈现通过 Ovation 生态系统和互联数据服务获取的相关运行信息、工程知识和历史上下文，以便于：

• 快速查找相关数据
• 理解系统上下文
• 缩短跨来源搜索所花费的时间

2. 异常检测和系统洞察

AI 模型可以持续分析系统行为并识别：

• 性能偏差
• 设备异常
• 新出现的故障工况

AI 不仅仅依赖基于阈值的报警，还支持：

• 情境化警报
• 跨数据集的模式识别
• 及早发现潜在问题

3. 情境化指导和建议

AI 辅助系统可以通过以下方式引导操作员应对复杂场景：

• 提示可能的根本原因
• 提出纠正措施建议
• 提供分步故障排除支持

这既减轻了认知负担，也有助于确保一致的响应，在高压情况下尤为重要。

 

工业控制系统中的虚拟顾问是什么？

在发电和过程工业中，虚拟顾问与分布式控制系统（DCS）和自动化平台一同部署，提供 AI 驱动的运行辅助。

虚拟顾问是一种由人工智能驱动的数字助手，可与工业控制系统协同工作，提供情境化运行指导和见解。

艾默生的 Ovation 虚拟顾问（Virtual Advisor） 等解决方案正是应用了这一概念，提供 AI 驱动的洞察、诊断和指导，为操作员的工作流和决策提供支持。

主要特性包括：

• 情境化感知
  利用工厂特定数据、系统组态和运行历史记录进行操作

• 互动
  允许用户使用自然语言提问并检索相关答案

• 持续改进
  利用工厂特定数据、运行上下文和用户交互来提供相关性越来越高的响应和指导

• 与运行工作流相集成
  可作为现有运行工作流的一部分进行访问，使用户无需离开其主要工作环境即可获得信息、诊断和指导。

虚拟顾问是原始系统数据与可执行洞察之间的桥梁，帮助操作员更高效地将信息转化为决策，并为更先进的、工作流驱动的人工智能功能奠定基础。

基于这些功能，艾默生将通过 Ovation AI 智能体 在 Ovation 自动化平台内拓展人工智能辅助运行管理。Ovation AI 智能体是一款以任务为导向的数字助手，旨在为特定的运行工作流提供支持。 这些智能体运用实时数据、分析和嵌入式过程知识，帮助监测工况、诊断问题并在启停序列、报警管理、控制回路性能、异常检测和维护计划等各个领域指导操作员采取行动。 

这一演变反映了一种更具能动性的方法，其中人工智能不仅提供洞察，更通过帮助组织提高一致性、减轻操作员负担并使运行管理专业知识规模化落地，来保障结构化的情境感知行动，同时保持全面的人工监督。

AI 不会取代自动化。 相反，它通过提供有关系统行为的额外上下文和智能来强化自动化。

AI 在控制系统架构中的应用 

工业控制系统中的 AI 通常作为与核心控制系统并列的一层进行部署，而不是部署在控制回路内部。 

关键架构原则： 

• 确定性控制保持完整
  核心控制逻辑继续以可预测且可靠的方式运行
  
  
• AI 在支持层运行
  处理数据、生成洞察，并在现代化分布式控制系统和平台（如艾默生的 Ovation™ 自动化平台）中与操作员交互
  
  
• 本地部署确保安全和性能
  AI 解决方案通常部署在本地或安全环境中，用于：
  
  * 保护敏感的运行数据
  * 确保低延迟
  * 满足网络安全要求
  
  
• 集成的用户体验
  AI 功能可通过 Ovation AI 应用程序和体验获得，这些应用程序和体验可以补足现有的控制系统工作流，同时尽可能减少对操作员的干扰。

实例：AI 驱动的操作助手

AI 辅助运行管理已经在现代化控制系统中得到实施，可提高操作员的工作效率。

例如，集成式 AI 解决方案可以：

• 提供对工厂文档和系统知识的即时访问
• 跨控制器和工作站检测异常
• 根据历史性能记录和成熟实践提出行动建议
• 帮助操作员更快、更有信心地排查问题

这些功能使操作员能够管理日益增加的系统复杂性，同时保持安全、可靠的性能。

 

目前 AI 辅助运行管理的重要性体现在哪些方面

能源体系正在加速向更具动态性和分散性转型。 随着复杂性的增加，快速解读数据和作出明智决策的能力变得至关重要。

AI 辅助运行管理可帮助组织：

• 提升运营效率
• 缩短诊断时间
• 以专家级见解为经验不足的操作员提供支持
• 在更复杂的环境中保持可靠性

AI 并非取代人类的专业知识，而是确保专业知识可实时获取、规模化落地，并转化为可执行的行动。

 

了解更多关于 Ovation AI 功能和应用的信息

• 探索艾默生的 Ovation AI 应用如何改善电力及水与废水处理运营中的性能和决策。 

• 了解艾默生的 Ovation 虚拟顾问（Virtual Advisor） 如何将值得信赖的工业 AI 引入操作员工作流，并帮助操作员实时获取系统知识、诊断问题并自信地采取行动。

• 了解艾默生的 Ovation AI 智能体如何通过引导特定工作流（例如报警管理、启动序列和预测性维护）来拓展 AI 辅助运行管理。