人工智能技术在成套开关柜设计中的应用研究

人工智能技术在成套开关柜设计中的应用研究

杨扬

大全集团 江苏扬中 212200

摘要：电气工程的普及与应用，对国家现代化都市的发展与建设起到了重要作用。在全球信息技术水平快速发展的趋势下，传统的开关柜制造企业面临如何提升竞争力的困境。部分企业已通过“智改数转”赋能转型，在实现数字化制造的同时，不断提供产品质量和服务水平。智能设计是实现数字化制造的前提，然而目前国内部分企业的工程设计仍依赖于增加设计人员数量、工作时长，并且智能技术与传统成套开关柜设计之间的相互结合，还面临着许多问题，因此，对人工智能在开关柜设计领域的运用进行全面的剖析和研究，才可以从本质上促进设计水平的提升、实现数字化制造。

关键词：人工智能；成套开关柜；工程设计

前言：进入 21 世纪以来科学信息技术得到迅猛发展，人工智能技术得到了广泛应用，在各个行业领域中得到了广泛应用。人工智能技术的出现极大改变了电气工程行业的发展方向，使其能够朝着自动化方向水平发展。在人工智能技术的影响下，通过对计算机技术的有效应用，减少了人工操作步骤，降低失误概率，同时也避免了资金成本方面的浪费，使开关柜行业整体水平大大提升。因此可以看出人工智能技术的出现，解决了传统成套开关柜企业存在的问题，工作效率得到加强，最终促进我国整个电气工程行业的可持续性发展。

1人工智能技术在成套开关柜设计中的应用优势

1.1提高设计效率

随着科学技术的飞速发展，国内制造业生产能力大幅提升，能够快速响应市场日趋压缩的交货期。而成套开关柜传统的设计方式中，原理方案设计耗时耗力，主要体现在重要电气元件自身内部复杂的工作原理以及各个元件之间相互动作的逻辑关系。当设计人员通过现代化的信息技术，采用计算机模拟人类的思维活动，提高计算机的智能水平，从而使计算机能够更多、更好地承担设计过程中各种复杂任务，使之成为重要的辅助工具。通过实现自动化设计和数字化设计，使设计过程更加高效。这一技术可以大大减少设计人员的手动操作量，缩短设计周期，提高设计效率。

1.2提高设计精度

成套开关柜中电气符号种类繁多，且画法不统一。不同用户、设计院甚至同一企业内部不同的设计人员之间，均可能存在不同的制图方式,增加了设计人员识图成本、降低了准确率。而人工智能技术能够对大量数据进行分析和处理，从而提高设计精度。比如，通过对初始样本数据的收集和整理、对历史数据的分析，通过开发工业设计软件相关功能，完成元件符号自动标注、自动检测符号位置、构建图结构，最终生成符合要求的设计图纸，为设计提供更加准确的方向。人工智能设计也能够减少新人因设计经验不足带来的错误，降低错误率。

1.3降低设计成本、提高产品质量

为了确保企业能够成功地完成各项任务，在传统的开关柜企业履约过程中，需要员工付出很大的努力。人员工作的时间越久，工作的疲劳程度就会增加。同时在企业规模扩张中，需要引进新人，新人因设计经验不足也会产生设计错误。不仅会浪费资源和人力，还会给企业带来无谓的损失。在人工智能技术的普及与应用之下，企业设计人员只要使用结合了人工智能技术的工业设计软件，人工智能技术能够对产品设计进行全面的分析和优化，自动筛选、匹配企业已有的成熟的标准方案，从而提高产品的质量和可靠性。在这种工业设计模式下，不仅可以明显降低企业的人力、资源消耗，还可以提升产品的质量。

2人工智能技术在成套开关柜设计中的应用

2.1通过学习案例数据，实现端到端的识别

成套开关柜的工程设计主要分为电气部分、结构部分。实现人工智能设计，首先需要工业设计软件能智能、精准的识别用户图纸及其一些参数细节，完成这一项，前期开关柜设计人员协同软件开发商进行如下工作：

(1)工业设计软件结合相关信息化技术，模拟设计人员判断图纸的经验和知识，对用户图纸的构成、标注信息以及常用回路组合进行学习和分析。然后提供大量的、具有代表性的数据，给软件进行数据处理，转化成符合制图规范的符号、接线图。

(2)电气设计方面，重点识别电气回路类型、判断每个具体的元件符号；梳理成套开关柜常用回路的关键属性和属性值，主要包括进线回路、母联回路、双电源回路、馈电回路、启动回路、电容回路、有源滤波回路、变频回路、软启动回路等。结构设计方面，重点识别开关柜柜体框架尺寸、母排电流等级及安装位置等。

(3)由于用户图纸密集复杂、参数标注无固定规律等客观因素，在智能设计自动生成图纸后，设计人员可以依据工程设计实际情况，对结果进行人工干预，通过便捷、智能的软件插件做细微处理，达到设计要求。

2.2与企业标准方案库打通实现智能设计

目前成套开关柜企业创建了自有标准方案库，将成熟的、有价值的、经过市场验证的设计方案整理入库。电气标准方案包括一次系统图、一次BOM、二次原理图、二次BOM；结构标准方案包括零件、框架壳体、铜排、回路。

人工智能设计可以直接识别符号确定属性，比如框架断路器、塑壳断路器、微型断路器、接触器、CT/PT

、表计、浪涌保护器、电容、电抗等等，同时结合符号所在的位置判断回路类型，比如依据进线柜的电缆进线方向判断进线柜方案、依据启动回路包含开关和接触器等逻辑关系判断回路类型，最终匹配最相似的标准方案。

2.3扩充已有标准方案库

成套配电柜厂家的标准方案库需要持续不断地完善、补充，而人工智能技术能够将大量的数据进行学习、分析，厂家可依据分析结果选择符合公司发展趋势的成熟方案入库。后续项目设计人员结合用户需求及人工智能设计结果，把握设计方向，甚至可以向用户推荐更成熟的设计方案，从而设计出更符合市场需求的高质量产品。

结束语：

总体来说，随着工业化、信息化深度融合发展，通过自动化、数字化、智能化技术手段，更好的促进经济转型。成套配电柜企业应抓住机会，将人工智能技术与成套配电柜设计进行有机结合，不仅能减少人员的工作压力，还能缩短设计流程、提高设计效率、降低错误率。同时，帮助企业“提质、降本、增效”实现高质量发展。

参考文献：

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