一、“中國(guó)制造2025”藍(lán)圖的路徑
近期，美國(guó)數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)宣布了新一批招標(biāo)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目讓人們看到，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始了真正意義上智能制造的嘗試。
要實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化向智能化轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵是讓機(jī)器具有思考能力，或者說(shuō)讓機(jī)器擺脫人的輔助能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。機(jī)器的智慧從何而來(lái)?
計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度已遠(yuǎn)超人類(lèi)，但在模糊判斷、交流、決策和創(chuàng)造上的表現(xiàn)與人腦的差距還非常大，要通過(guò)提高運(yùn)算速度獲得這些能力是困難的，研究人員發(fā)現(xiàn)了另一條賦予機(jī)器“智慧”的方法，即云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的運(yùn)用。GE提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心就是大數(shù)據(jù)循環(huán)。
從發(fā)達(dá)國(guó)家智能制造的發(fā)展趨勢(shì)看，它是一個(gè)復(fù)雜的體系，包含設(shè)備智能化、系統(tǒng)智能化和決策智能化三個(gè)層次。當(dāng)前，即便是美國(guó)、德國(guó)、日本等最先進(jìn)的國(guó)家，也只是初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的智能化，系統(tǒng)智能化和決策智能化的實(shí)現(xiàn)還有很長(zhǎng)的路要走。
智能制造將徹底顛覆傳統(tǒng)的流水線大規(guī)模生產(chǎn)組織方式，這是全球制造業(yè)和制造企業(yè)必須面對(duì)的發(fā)展趨勢(shì)。雖然智能制造時(shí)代還在較遠(yuǎn)的未來(lái)才能到來(lái)，但無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都應(yīng)當(dāng)調(diào)整制造業(yè)發(fā)展方式和方向，迎接智能制造的挑戰(zhàn)。今年，中國(guó)提出了“中國(guó)制造2025”藍(lán)圖，智能制造成為未來(lái)的主攻方向，其中，以機(jī)器人為主導(dǎo)的智能制造模式，也許是實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。
二、智能機(jī)器和智能電網(wǎng)的雙輪驅(qū)動(dòng)
智能機(jī)器+智能電網(wǎng)的雙輪驅(qū)動(dòng)比單純的智能機(jī)器要更加穩(wěn)健，將來(lái)會(huì)跑得更高、更遠(yuǎn)。例如，美國(guó)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)劃是要利用大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速、光照情況、電力需求，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水電站和火力電廠產(chǎn)能，從而使得整個(gè)電力系統(tǒng)更加高效和節(jié)能。
隨著更高電壓等級(jí)交流輸電線路的建設(shè)，我國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)的程度不斷增強(qiáng)，目前已成為世界上最大的交流同步電網(wǎng)，其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行面臨著諸多前所未有的挑戰(zhàn)。大規(guī)模新型可再生能源發(fā)電基地的接入，電動(dòng)汽車(chē)等新型客戶(hù)與負(fù)荷性微電網(wǎng)大量涌現(xiàn)，以及電源性微電網(wǎng)和分布式電源等組成的新電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行，是我國(guó)智能電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行中面臨的主要問(wèn)題。
與歐美智能電網(wǎng)建設(shè)偏重配電網(wǎng)不同，我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)中的問(wèn)題更集中反映在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行上。如果將整個(gè)電力大系統(tǒng)控制得如同一臺(tái)智能機(jī)器人，這是一個(gè)異常宏偉的目標(biāo)。
具有多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行能力的電網(wǎng)是電網(wǎng)智能的最高形式，可稱(chēng)為智能廣域機(jī)器人。過(guò)去的研究一直強(qiáng)調(diào)智能電網(wǎng)的“自愈”能力，自愈是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的主要功能這一說(shuō)法，對(duì)配電網(wǎng)是適宜的，但對(duì)電源性微電網(wǎng)和分布式電源等組成的新電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度問(wèn)題，則還顯得不夠。
電網(wǎng)在運(yùn)行中必須具備多指標(biāo)自趨優(yōu)運(yùn)行的能力。衡量電網(wǎng)某時(shí)刻是否處于趨優(yōu)狀態(tài)，就是看電網(wǎng)在該時(shí)刻其運(yùn)行狀態(tài)是否滿(mǎn)足設(shè)定的電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)體系;且電網(wǎng)通過(guò)自身的自動(dòng)調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)從不令人滿(mǎn)意的狀態(tài)到令人滿(mǎn)意狀態(tài)的一個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程。
如果一個(gè)電網(wǎng)具有這項(xiàng)能力，則無(wú)論電網(wǎng)中出現(xiàn)何種異常情況，都可借助完善的調(diào)度自動(dòng)化設(shè)施，自動(dòng)對(duì)自身進(jìn)行綜合調(diào)控。
“智能廣域機(jī)器人”的理論基礎(chǔ)是電力混成控制論，其主導(dǎo)思想是：將一切不滿(mǎn)足要求和不滿(mǎn)意的狀態(tài)都分類(lèi)地定義為事件，通過(guò)控制使得系統(tǒng)回歸至無(wú)事件運(yùn)行狀態(tài)，則系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)(電能質(zhì)量、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性)一定是足夠滿(mǎn)意的。這就是說(shuō)，該方法可以在實(shí)踐上解決大電網(wǎng)的多重目標(biāo)趨優(yōu)控制問(wèn)題。電力混成控制論使得將整個(gè)電力大系統(tǒng)控制得如同一臺(tái)智能機(jī)器人成為了可能。
