《電子技術(shù)應(yīng)用》
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工業(yè)智能發(fā)展關(guān)鍵問題研究
2019年電子技術(shù)應(yīng)用第12期
李亞寧1,詹童杰2,劉 迎1,尹揚(yáng)鵬1,婁照輝1,楊艷冉1
1.中國信息通信研究院 信息化與工業(yè)化融合研究所,北京100191; 2.湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院,湖南 長沙410012
摘要: 隨著人工智能技術(shù)理論與應(yīng)用的不斷深化,工業(yè)制造有望成為其應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域。分析了工業(yè)(人工)智能解決工業(yè)領(lǐng)域問題的技術(shù)機(jī)理,分析了工業(yè)智能算法及其應(yīng)用框架,聚焦代表性垂直行業(yè),對工業(yè)智能應(yīng)用實(shí)例及特征進(jìn)行了分析,最后闡述了工業(yè)智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,為我國制定工業(yè)智能發(fā)展政策提供借鑒與指導(dǎo)。
中圖分類號: TN915.5;F424.3
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.191062
中文引用格式: 李亞寧,詹童杰,劉迎,等. 工業(yè)智能發(fā)展關(guān)鍵問題研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2019,45(12):1-5,15.
英文引用格式: Li Yaning,Zhan Tongjie,Liu Ying,et al. Key issues in the development of industrial intelligence[J]. Application of Electronic Technique,2019,45(12):1-5,15.
Key issues in the development of industrial intelligence
Li Yaning1,Zhan Tongjie2,Liu Ying1,Yin Yangpeng1,Lou Zhaohui1,Yang Yanran1
1.China Academy of Information and Communications Technology, The Research Institute of Informatization and Industrialization Integration,Beijing 100191,China; 2.College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410012,China
Abstract: With the deepening of the theory and application of artificial intelligence technology, industrial manufacturing is expected to become the key field of its application.In order to provide reference and guidance for formulating industrial intelligence development policies in China,this paper analyses the technical mechanism of industrial (artificial) intelligence in solving industrial problems and establishes an algorithm-application analysis system.Focusing on the representative vertical industries,we also study the application examples and characteristics of industrial intelligence.And finally,our team expound the current situation and development trend of industrial intelligence-related industries.
Key words : industrial intelligence;algorithmic mechanism;vertical field;industrial trend

0 引言

    當(dāng)前,以智能化為核心的新一輪科技產(chǎn)業(yè)變革興起,各國普遍推出以產(chǎn)業(yè)智能化為核心的新型制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。而隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異,與社會各領(lǐng)域不斷融合已經(jīng)成為大勢所趨,正逐步改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和生活方式,成為助推工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵燃料[1]。據(jù)Markets報告預(yù)計(jì),到2025年人工智能制造市場規(guī)模將達(dá)172億美元,預(yù)測期(2018-2025年)內(nèi)的年復(fù)合增長率為49.5%;而埃森哲預(yù)計(jì)2035年,人工智能將使制造業(yè)總增長值(GVA)增長近4萬億美元。工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo),我國也積極搶抓以人工智能為驅(qū)動的新一輪科技產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇,工業(yè)智能自然成為了國家及業(yè)界高度重視的領(lǐng)域方向[2]。本文總體包括技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)三部分,以全面和深入的視角,從算法層面剖析工業(yè)智能的技術(shù)本質(zhì),通過建立一個相對完善的技術(shù)-應(yīng)用分析體系對行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀特點(diǎn)進(jìn)行分析,其次闡述了產(chǎn)業(yè)影響,最后對全文進(jìn)行了總結(jié)。

1 工業(yè)智能的技術(shù)內(nèi)涵

1.1 工業(yè)智能算法本質(zhì)

    人工智能算法是工業(yè)智能技術(shù)的核心,當(dāng)前主流人工智能算法包括數(shù)據(jù)科學(xué)(傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)、前沿機(jī)器學(xué)習(xí))、知識工程(專家系統(tǒng)、知識圖譜)兩大方向,本質(zhì)是解決分類和回歸兩大問題。簡單來說,分類是對離散變量進(jìn)行定性輸出,包括圖片/語音識別、機(jī)器問答與信息檢索、虹膜/指紋等生物特征識別等實(shí)際問題;回歸則是對連續(xù)變量進(jìn)行定量輸出,包括股票波動預(yù)測、用戶需求預(yù)測、房價走勢分析等實(shí)際問題,自動駕駛、AlphaGo等較為復(fù)雜的應(yīng)用則同時包含了分類和回歸問題。

    因此,工業(yè)需求能否拆分為兩大問題(或組合)是工業(yè)智能技術(shù)實(shí)施的必要性前提。工業(yè)領(lǐng)域問題包括傳統(tǒng)工業(yè)問題(非數(shù)據(jù)技術(shù)可解問題)及數(shù)據(jù)技術(shù)可解問題(如圖1所示),其中,傳統(tǒng)工業(yè)問題如發(fā)動機(jī)燃燒機(jī)理、機(jī)床加工極限精度等工業(yè)基礎(chǔ)理論、制造技術(shù)和工藝標(biāo)準(zhǔn)無法通過數(shù)據(jù)技術(shù)解決,更無法使用工業(yè)智能技術(shù)解決;而數(shù)據(jù)技術(shù)可解問題下的分類與回歸問題則是工業(yè)智能技術(shù)應(yīng)用范疇,具體地,工業(yè)領(lǐng)域分類問題包括故障診斷、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等對工業(yè)領(lǐng)域圖像音頻、文字等離散變量的定性輸出和類別劃分;回歸問題包括生產(chǎn)指標(biāo)軟測量、工藝參數(shù)優(yōu)化等對工業(yè)領(lǐng)域連續(xù)變量進(jìn)行定量輸出,以及一些同時涉及分類與回歸方法的復(fù)雜工業(yè)問題,如自動駕駛機(jī)械等。

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1.2 工業(yè)智能算法-應(yīng)用分析體系

    我們認(rèn)為,技術(shù)視角下,工業(yè)智能即是將工業(yè)(人工)智能算法作用在結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和(或)工業(yè)機(jī)理/知識/經(jīng)驗(yàn)等工業(yè)智能使能要素中,通過對要素進(jìn)行分類、回歸等本質(zhì)作用,映射至設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理服務(wù)等工業(yè)環(huán)節(jié)或場景下,形成智能化應(yīng)用。

    目前來看,專家系統(tǒng)主要作用在車間調(diào)度管理、故障診斷、庫存管理等場景;知識圖譜主要作用在用戶需求分析、商業(yè)智能、供應(yīng)鏈管理等場景;(傳統(tǒng))機(jī)器學(xué)習(xí)主要應(yīng)用場景有產(chǎn)品質(zhì)量檢測、工藝指標(biāo)軟測量、過程控制優(yōu)化等;深度學(xué)習(xí)等前沿機(jī)器學(xué)習(xí)主要應(yīng)用場景有預(yù)測性維護(hù)、智能仿真、生產(chǎn)安全監(jiān)控等;而無人駕駛機(jī)械、智能化設(shè)計(jì)等復(fù)雜應(yīng)用通常需要多種技術(shù)組合進(jìn)行解決。

    通過梳理典型場景下的算法本質(zhì)特點(diǎn)與作用范圍[3],提出了一個工業(yè)智能的問題分類框架,如圖2所示。

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    構(gòu)造四象限橫縱坐標(biāo)軸,橫軸是工業(yè)機(jī)理(經(jīng)驗(yàn))不確定度,與當(dāng)前工業(yè)機(jī)理和專家經(jīng)驗(yàn)的研究積累相關(guān);縱軸為計(jì)算的復(fù)雜度,是計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的時間復(fù)雜度。由此確定四類算法的大致作用領(lǐng)域:專家系統(tǒng)和知識圖譜用于解決工業(yè)機(jī)理(經(jīng)驗(yàn))較為透明、確定的問題,其中專家系統(tǒng)能解決的問題計(jì)算復(fù)雜度低,知識圖譜則相對較高;而機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)通常解決機(jī)理、經(jīng)驗(yàn)?zāi):膯栴},深度學(xué)習(xí)的計(jì)算復(fù)雜度更高。

1.3 工業(yè)智能技術(shù)發(fā)展趨勢

    一方面,工業(yè)智能技術(shù)可解問題的“厚度”增加,更多工業(yè)場景與問題轉(zhuǎn)化為工業(yè)智能可解問題,但本質(zhì)仍然是分類/回歸問題(圖1中的趨勢1)。通常包含兩個步驟,一是工業(yè)機(jī)理/問題數(shù)字化,例如美國的材料自主研發(fā)系統(tǒng)ARES,將材料指標(biāo)參數(shù)化后通過隨機(jī)森林分類決策確定當(dāng)前對應(yīng)的最佳參數(shù);二是問題定義,即工業(yè)機(jī)理/問題的連續(xù)/離散化,例如預(yù)測性維護(hù)存在兩種技術(shù)思維,早期階段是基于狀態(tài)的維護(hù),即將歷史數(shù)據(jù)看作數(shù)字信號,基于振動數(shù)據(jù)數(shù)理分析來進(jìn)行故障判定;工業(yè)智能階段是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的維護(hù),將歷史數(shù)據(jù)、故障結(jié)果看作一種模式,通過模型訓(xùn)練、驗(yàn)證與部署來得到連續(xù)化(設(shè)備剩余時間)或離散化(是否可能發(fā)生故障)的輸出。

    另一方面,工業(yè)智能技術(shù)可解問題的“寬度”增加,(圖1中的趨勢2)。當(dāng)前解決分類和回歸問題的根本手段終歸是通過暴力的擬合與計(jì)算,未來人工智能或?qū)⒉辉倬窒抻谝揽繌?qiáng)大的算力解決問題,而是以基于先驗(yàn)邏輯的知識工程和數(shù)據(jù)科學(xué)為基礎(chǔ),與類腦智能融合成通用智能,擁有高等的認(rèn)知能力,變革算法的可解問題類型。

2 典型行業(yè)應(yīng)用模式

    工業(yè)智能在不同行業(yè)、環(huán)節(jié)應(yīng)用部署和效果的差異性較大,流程行業(yè)中,鋼鐵作為傳統(tǒng)行業(yè),工業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)豐富,人工智能技術(shù)應(yīng)用較早;少品種大批量離散行業(yè)中,汽車是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),大批新技術(shù)匯聚,是智能化轉(zhuǎn)型升級的先行陣地;多品種小批量離散行業(yè)中,航空作為高端裝備領(lǐng)域代表,人工智能應(yīng)用空間較大。綜上,本文選取鋼鐵、汽車、航空作為三類制造業(yè)的代表行業(yè),希望通過研究垂直行業(yè)工業(yè)智能應(yīng)用現(xiàn)狀和特點(diǎn),總結(jié)工業(yè)智能應(yīng)用基本情況與特點(diǎn),為其他行業(yè)提供參考和指引。

2.1 鋼鐵行業(yè)

2.1.1 行業(yè)特點(diǎn)與需求

    鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈較短,是典型流程型生產(chǎn),多個環(huán)節(jié)存在人工智能應(yīng)用需求。其中中游冶煉企業(yè)占據(jù)核心地位,且信息化、自動化水平較高,智能化轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)較好,成為了產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化的關(guān)鍵。

2.1.2 典型應(yīng)用

    鋼鐵行業(yè)工業(yè)智能主要應(yīng)用場景如圖3所示,主要包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)和商業(yè)環(huán)節(jié)。

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    (1)生產(chǎn)環(huán)節(jié)

    形成了能耗智能管控、設(shè)備維護(hù)、過程優(yōu)化和控制等多種應(yīng)用場景。如日本新日鐵開發(fā)熱連軋精軋?jiān)O(shè)定專家系統(tǒng),與數(shù)學(xué)模型結(jié)合,對材料成分和各架軋機(jī)參數(shù)等進(jìn)行模擬計(jì)算。美國大河特種鋼鐵廠使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型來確定維護(hù)關(guān)鍵機(jī)器和設(shè)備的最佳時間,實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。中鋼集團(tuán)利用深度學(xué)習(xí),對近7 000+批次產(chǎn)品的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和分析,鋼坯質(zhì)量檢測效率提升90%。

    (2)商業(yè)環(huán)節(jié)

    聚焦供應(yīng)鏈管理,基于采購、庫存、物流等領(lǐng)域特點(diǎn)形成典型應(yīng)用,包括庫存管理、采購管理、物流優(yōu)化等。比如在供應(yīng)鏈風(fēng)險管理場景,大河鋼廠通過大數(shù)據(jù)技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型打造“廢鋼指數(shù)”,實(shí)現(xiàn)廢鋼采購的需求預(yù)測,降低商業(yè)風(fēng)險;在供應(yīng)鏈物流優(yōu)化場景,大河鋼廠與人工智能咨詢公司Noodle.ai合作,將出站運(yùn)輸?shù)某杀窘档阶畹?,并?yōu)化客戶交付窗口,提高物流效率。

    總體來看,鋼鐵行業(yè)的冶煉過程占據(jù)核心地位,過程能耗大、設(shè)備價值高、冶煉過程原理復(fù)雜但過程數(shù)據(jù)較為完善等特點(diǎn)使其成為了工業(yè)智能重點(diǎn)覆蓋的領(lǐng)域。百年的冶煉操作使專家具備了豐富的經(jīng)驗(yàn),成為了專家系統(tǒng)最先最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域。高爐煉鐵復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)使機(jī)器學(xué)習(xí)等黑箱型算法有了用武之地,并向更加復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用演進(jìn)[4]。

2.2 汽車行業(yè)

2.2.1 行業(yè)特點(diǎn)與需求

    以制造企業(yè)為核心,已形成以市場為導(dǎo)向的成熟生產(chǎn)模式?;谝韵滤膫€方面原因,需要新興技術(shù)推動改善產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)內(nèi)容:(1)客戶需求逐漸成為汽車生產(chǎn)制造的關(guān)鍵指引;(2)設(shè)計(jì)仿真環(huán)節(jié)直接決定生產(chǎn)的效率和結(jié)果;(3)行業(yè)對生產(chǎn)的柔性化和供應(yīng)鏈的及時響應(yīng)要求逐步升高;(4)產(chǎn)品智能化及服務(wù)更是重點(diǎn)領(lǐng)域。

2.2.2 典型應(yīng)用

    汽車行業(yè)工業(yè)智能主要應(yīng)用場景如圖4所示。

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    (1)產(chǎn)品環(huán)節(jié)

    主要圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品智能配套服務(wù)、無人化操控展開。如奧地利科學(xué)研究院在仿真環(huán)節(jié)利用深度學(xué)習(xí)進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),節(jié)省時間5萬倍;德國汽車研究所通過機(jī)器學(xué)習(xí)記錄分析產(chǎn)品消耗、磨損等數(shù)據(jù),幫助客戶解決故障,同時預(yù)測磨損;最為廣泛認(rèn)知的就是各大企業(yè)基于AI開展無人駕駛汽車探索和研制,搶占未來產(chǎn)品新市場。

    (2)生產(chǎn)環(huán)節(jié)

    形成了產(chǎn)品質(zhì)量檢測、制造過程優(yōu)化、輔助診斷與控制等多種應(yīng)用場景。如西門子、奧迪等基于語音識別、圖像識別對車輛與鋼板進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測;奔馳寶馬等先進(jìn)車企和配套企業(yè)均已基于人工智能等技術(shù),開展全廠優(yōu)化探索,打造智能工廠。

    (3)商業(yè)環(huán)節(jié)

    聚焦供應(yīng)鏈管理優(yōu)化和用戶需求分析等方面應(yīng)用。如上汽通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型庫和學(xué)習(xí)優(yōu)化算法庫,實(shí)現(xiàn)包括智能流量預(yù)測、智能路徑規(guī)劃等解決方案;汽車之家通過AI算法接收用戶反饋,并根據(jù)反饋深度挖掘用戶隱藏需求,實(shí)現(xiàn)智能推薦“千人千面”的效果。

    總體來看,汽車的研發(fā)、制造、產(chǎn)品智能化與服務(wù)均為人工智能的應(yīng)用提供了大量場景,工業(yè)智能應(yīng)用的環(huán)節(jié)覆蓋最為全面廣泛,產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真優(yōu)化將是充滿潛力的發(fā)展方向。以機(jī)器學(xué)習(xí)算法為代表的視覺、語音、數(shù)據(jù)挖掘類應(yīng)用占據(jù)主要比重,未來隨著領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的增加和自動駕駛的進(jìn)一步發(fā)展,專家系統(tǒng)、知識圖譜甚至類腦智能技術(shù)應(yīng)用也將逐步深化。

2.3 航空行業(yè)

2.3.1 行業(yè)特點(diǎn)與需求

    航空行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條較長,產(chǎn)品種類少、批量小,按照訂單需求進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn),并提供后續(xù)服務(wù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅決定整體性能,而且決定了費(fèi)效比,當(dāng)前效率低、周期長、費(fèi)用高;生產(chǎn)制造分散且復(fù)雜,影響因素較多,耗費(fèi)大量人力物力;產(chǎn)品價值高、零件數(shù)量多、主尺度大、生命周期長,以上情況均對工業(yè)智能的落地應(yīng)用提出迫切需求。

2.3.2 典型應(yīng)用

    航空行業(yè)工業(yè)智能主要應(yīng)用場景如圖5所示。

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    (1)產(chǎn)品環(huán)節(jié)

    主要圍繞輔助診斷與預(yù)測、產(chǎn)品配置服務(wù)優(yōu)化、智能設(shè)計(jì)等場景。如美國NASA、日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)等航空科研機(jī)構(gòu)針對實(shí)際飛船類產(chǎn)品的調(diào)度控制、監(jiān)測和故障診斷研制專家系統(tǒng)。美國聯(lián)合技術(shù)公司將機(jī)器學(xué)習(xí)引入設(shè)計(jì)過程,大幅提升產(chǎn)品性能和研發(fā)效率?;萜瞻l(fā)動機(jī)公司利用IBM的AI平臺實(shí)現(xiàn)預(yù)測性運(yùn)維,防止發(fā)動機(jī)故障導(dǎo)致的飛機(jī)事故。

    (2)生產(chǎn)環(huán)節(jié)

    主要有制造過程優(yōu)化、智能檢測等。制造企業(yè)使用基于視覺的機(jī)器人,完成面向大部件的裝配制造。中國商飛通過AI進(jìn)行缺陷智能識別及判斷,減少人為因素造成的誤差,提高檢測效率,降低工作強(qiáng)度,最終實(shí)現(xiàn)超聲檢測和評價的自動化、智能化。

    (3)商業(yè)環(huán)節(jié)

    主要圍繞風(fēng)險分析、安全管理、需求預(yù)測、運(yùn)營優(yōu)化等方面展開,如NASA正在基于AI識別商業(yè)航空事件數(shù)據(jù)中的異常運(yùn)行,分析潛在的風(fēng)險問題。國內(nèi)公安三所、東航等利用AI的視頻監(jiān)控、流量預(yù)測、智能推薦等實(shí)現(xiàn)機(jī)場運(yùn)行的安全管理、機(jī)場和各個運(yùn)營方資源調(diào)配和優(yōu)化、個性化推薦等服務(wù)。

    總體來看,航空裝備產(chǎn)品的價值和商業(yè)化程度較高,與鋼鐵、汽車行業(yè)相比,產(chǎn)品和商業(yè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用場景更多。專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等經(jīng)典人工智能技術(shù)應(yīng)用占據(jù)主要比重,深度學(xué)習(xí)等方法目前多是運(yùn)用在機(jī)場視頻監(jiān)測等通用性領(lǐng)域,隨著數(shù)據(jù)與應(yīng)用需求的不斷提升,前沿機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能方法將會與航空行業(yè)機(jī)理、知識進(jìn)一步融合,萌生更多智能應(yīng)用[5]

3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展與趨勢

    工業(yè)智能產(chǎn)業(yè)是支撐新型制造能力的主要技術(shù)和產(chǎn)品體系,主要體現(xiàn)在兩方面,一是支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域,如工業(yè)裝備、工業(yè)自動化和工業(yè)軟件的智能化升級;二是成為新興產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心賦能手段。同時,AI芯片、框架、算法與工業(yè)機(jī)理模型、數(shù)據(jù)資源等基礎(chǔ)能力擴(kuò)展使能范圍,成為了工業(yè)的新型基礎(chǔ)能力。

3.1 智能裝備

    裝備企業(yè)、ICT、初創(chuàng)企業(yè),甚至制造企業(yè)多類主體同步發(fā)力,未來“各司其職”“分庭抗禮”的局勢可能形成。裝備企業(yè)憑借對領(lǐng)域知識的了解,立足自身需求,基于第三方的技術(shù)支持豐富產(chǎn)品的強(qiáng)知識屬性智能化能力,如發(fā)那科利用AI進(jìn)行機(jī)床位移補(bǔ)償和伺服參數(shù)優(yōu)化。ICT等其他競爭者在視覺、數(shù)據(jù)服務(wù)等行業(yè)知識屬性較弱的領(lǐng)域具備技術(shù)競爭優(yōu)勢,如梅卡曼得等初創(chuàng)企業(yè)推出基于3D視覺與深度學(xué)習(xí)的智能機(jī)器人視覺組件。

3.2 工業(yè)智能自動化

    人工智能擴(kuò)展了工業(yè)自動化的使能邊界,但自動化企業(yè)仍可能是未來主導(dǎo)。一方面,其具備數(shù)據(jù)互聯(lián)互通的核心優(yōu)勢,熟悉生產(chǎn)控制和工藝流程,通過平臺打通不同層級數(shù)據(jù);而且是工控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主導(dǎo)者,能直接獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。另一方面,工業(yè)自動化企業(yè)也在基于AI不斷豐富產(chǎn)品功能,維持市場地位,如康耐視推出基于深度學(xué)習(xí)的圖像分析功能,解決復(fù)雜的缺陷問題;西門子為PLC增加AI芯片,加速圖像等各類數(shù)據(jù)處理過程。

3.3 工業(yè)智能軟件

    未來有望形成通用專用兩路并行的局面。傳統(tǒng)軟件企業(yè)優(yōu)勢較大,通過不同(自研或引進(jìn))方式融合人工智能技術(shù)形成研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管控等通用支撐,如歐特克為軟件疊加AI功能,形成生成式的智能設(shè)計(jì);ICT、制造、初創(chuàng)企業(yè)則聚焦細(xì)分領(lǐng)域及功能,以創(chuàng)新技術(shù)形成面向特定行業(yè)和場景的單點(diǎn)優(yōu)勢,如德國初創(chuàng)企業(yè)KONUX面向設(shè)備運(yùn)維推出了預(yù)測性維護(hù)軟件系統(tǒng)。

3.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

    未來工具集成與知識匯聚兩類平臺將協(xié)同發(fā)揮作用。一是通過疊加AI工具,為廣大中小企業(yè)提供智能計(jì)算與應(yīng)用開發(fā),比如微軟、阿里等。二是積極積累工業(yè)機(jī)理模型,為領(lǐng)域巨頭提供智能化解決方案,具體包含兩類:(1)深耕于某類行業(yè),通過不斷評估修正該行業(yè)的數(shù)據(jù)模型,提高該行業(yè)服務(wù)競爭力,如Uptake積累大量的設(shè)備資產(chǎn)模型,聚焦設(shè)備預(yù)測性維護(hù)領(lǐng)域;(2)制造企業(yè)在日常生產(chǎn)中將自身經(jīng)驗(yàn)知識進(jìn)行提煉和封裝,如海爾COSMOPlat。

4 結(jié)論

    本文剖析了工業(yè)智能的算法本質(zhì),基于所提算法-應(yīng)用映射體系對垂直行業(yè)的特點(diǎn)需求和應(yīng)用模式進(jìn)行了分析總結(jié),同時對產(chǎn)業(yè)發(fā)展與趨勢進(jìn)行了展望??傊珹I能解決工業(yè)問題的邊界是有限的,但其適用范圍寬廣,對產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的影響將是深遠(yuǎn)的,需要用體系化的方法去應(yīng)對這次挑戰(zhàn)和機(jī)遇。同時,由于AI技術(shù)和工業(yè)制造的不斷發(fā)展,仍需對工業(yè)智能相關(guān)技術(shù)、應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)的最新進(jìn)展進(jìn)行跟蹤分析,并在后續(xù)提出具有針對性的發(fā)展策略。

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作者信息:

李亞寧1,詹童杰2,劉  迎1,尹揚(yáng)鵬1,婁照輝1,楊艷冉1

(1.中國信息通信研究院 信息化與工業(yè)化融合研究所,北京100191;

2.湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院,湖南 長沙410012)

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