李艳 周振龙 吴涛
近年来，科大讯飞持续在工业领域深耕，发挥让机器从“能听会说”到“能理解会思考”的AI源头技术优势，打造一系列工业六感智能硬件产品，让工业生产过程具备听觉、视觉、嗅觉、味觉、触觉等智能感知能力，并逐步拥有运动、认知能力，支持智能决策，解决工业领域设备管理、安全检测、节能降碳等工业生产环节问题。
电力设备声纹识别技术进入新阶段
在传统的工业场景中，要判断机器故障，常用的方法是通过人的耳朵去“听”——比如一位经验丰富的电力巡检师傅可以“听”到变压器发出的异常声响来判断它到底是过载运行、还是内部接触不良。而人耳检测的缺点显而易见——人无法24小时集中注意力进行检测，且有无经验会对检测结果造成极大差别。此外，人耳难以捕抓瞬间发出的短促声音并进行定格分析，需听较长时间的声音才能确定问题所在。但是，对于具备AI能力的算法系统来说，这些问题都将迎刃而解。
目前，声纹识别技术在教育、医疗等领域展现出良好的应用前景。为了更好地满足海量电力设备状态管控需求，国网安徽电科院、科大讯飞、中国电科院的研发团队，依托“中国声谷”区位资源优势，开启了长达四年的电力设备声纹研究。
要想“听得懂”设备，首先要“听得准”设备。在电磁环境极为复杂的变电站里做到精准测量并非易事，恶劣天气、环境噪声都会严重影响声纹采集质量，甚至损伤传感器。为此，研究团队历经一年，在高温曝晒和积雪覆盖严苛环境下反复测试多种原理的声纹传感器，最终确定了适用于电力设备监测的传感器技术参数，迈出了声纹识别的第一步。
2021年11月，安徽电科院、科大讯飞、中国电科院三家的声纹数据中心相继成立，同时成功接收千里之外的变电站上传的第一批声纹在线监测数据，数据共享和协同会诊的局面从规划变成了现实，这标志着电力设备声纹识别技术正式进入云端集中分析、边缘侧数据处理、端侧智能感知的“云边端”协同发力新阶段。
截至目前，声纹识别技术和装置已在国网安徽、浙江、重庆等多地变电站部署应用，已累积运行40000多个小时，成功识别出铁芯接地故障和直流偏磁异常，并捕捉到开关蓄能、操作刀闸放电、变电站异常操作、环境异常声等潜在风险，预计每年可节省人工巡检次数50%以上。
电力系统是人类历史上最为复杂的物理信息系统之一，电力设备是电力系统的各个节点;每个节点的信息汇聚成为电网潮流的信息，每个节点的安全保障了大电网的安全。对设备声纹的成功识别是人工智能在电力工业成功应用的缩影，人工智能让电世界变得更美好，对更好地服务经济社会发展发挥了积极的作用。
与此同时，搭载声纹技术的系统设备也同步研发，陆续融入工业场景，为工业设备故障监测赋能。
讯飞声学监测系统能够有效避开现场高温、强噪等环境限制，对工业关键设备的运行状态进行在线、实时监控和预警，实现对工业设备的智能化运维，避免工业设备因突发故障导致生产中断，减轻企业生产经营损失。
科大讯飞“工业+AI”赋能传统工业
以声学为核心，讯飞还将听觉与视觉相融合，研发出可以直接“看”到设备声源位置的声学成像仪。手持式声学成像仪是国内首个自主研发的手持式声成像巡检终端。“它像‘顺风耳’一样，最远可以听到40米以外的异常响声，从而对电网进行实时监控。”手持式声学成像仪是讯飞联合安徽电科院、合肥供电公司、国家智能语音创新中心共同合作研制的手持式声成像巡检终端，内部集成高灵敏度的超声波采集装置，支持高达64千赫兹的超声波信号，可以精准定位故障位置。目前，合肥供电公司已在合肥市多座变电站布点声纹检测装置，24小时实时追踪设备状态，提升变电站运维智能化水平。
除了电力领域，在河北省曹妃甸区滨海镇的一家化工企业，汗流浃背的张工也正拿着声学成像仪对车间的气体管道进行安全检测。“自从有了这个设备，我的工作量大大减轻，以往用3到4个小时检测完一遍气体侧漏，现在只需半个小时就可以搞定。”张工说道。
通过声像图与可见光图像叠加的成像方式，声学成像仪可以实时展示声源在空间的分布状态，快速确定局部放电点、气体泄漏点、设备异响位点，提升巡检效率和检修速度。相比人工检测，异常检测效率和质量大幅提高，声学成像仪可节省约60%以上的人力投入。
“声学成像仪可以进行远距离气体泄漏检测。发生气体泄露时，泄漏点会因为涡流而产生声波或超声波能量，这些原本肉眼不可见、人耳可能听不到的声波，会以图像形式呈现在声学成像仪的显示屏上，气体泄漏位置一目了然!”张工说，“智能产品的应用在一定程度上突破了人体自身局限，而且节约了人力物力成本，要知道细微的气体泄露不仅会让企业蒙受巨大财产损失，还拥有一定安全风险。”
近年来，因气体泄露导致的较大事故屡见不鲜，血的教训一次次敲响安全生产的警钟。该化工厂李科长在该化工厂车间已经工作了二十年，他说：“智能技术革新下的新产品、新应用，让我们告别了以往用肥皂水侧漏的弊端，也解决了高架及特殊管道侧漏巡检痛点难题，很大程度解放了人力，同时也让气体侧漏毫无死角，有效避免了因燃气泄漏导致的安全事故。”
在迁安市，科大讯飞“工业+AI”将工业互联网的神经脉络，逐渐渗透该市的传统工业领域。以数字产业化、产业数字化为主线，迁安市钢铁、建材、物流等行业，加快智能制造单元、智能生产线、数字化车间建设，将“数智化”在研发设计、生产制造、经营管理等各环节融合应用，实现了高标准的工业数字化转型。
河北向来是工业大省，但仍处于结构调整“阵痛期”，新旧动能“换挡期”，尚有不少转型难题待解。在此背景下，安全和高效既是河北工业发展的重要前提，也是河北工业发展的双轮驱动。在人工智能、大数据、物联网等核心技术支持下，深化产业集群两化融合是河北省推动产业转型升级的有效手段，也是促进河北省经济高质量发展的必然选择。
在新政策支持下，河北正在支持重点工业企业扩大投资力度，支持产业链龙头企业运用新技术、新工艺、新材料、新设备等加快实施改造，提升产业基础高级化和产业链现代化水平，示范引领制造业向高端化、智能化、绿色化转型发展。
习近平总书记曾强调“人工智能是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术，具有溢出带动性很强的‘头雁’效应。”作为赋能手段，人工智能与实体经济融合，能够引领产业转型，孕育新产业新模式新业态;作为服务人们美好生活的工具，人工智能的应用有助于提升生活品质，满足人们消费升级需求。科大讯飞作为人工智能头部企业，始终深入贯彻落实习近平总书记关于人工智能系列重要讲话精神，把握新一代人工智能发展趋势，加强人工智能和产业发展融合，为高质量发展提供新动能。在喜迎党的二十大召开之际，科大讯飞始终砥砺前行，加速人工智能与工业场景融合，不断抓住新业态、新模式、新市场，在加强自身的同时，努力在建设世界科技强国的伟大征程中展现更大作为。
图为科大讯飞声纹成像设备工作场景。(科大讯飞供图)
图为曹妃甸张工利用科大讯飞声学成像仪进行远距离气体泄漏检测。(科大讯飞供图)
信息来源：中国工业新闻网
