在過去的每一次工業(yè)革命中，制造業(yè)都是積極擁抱創(chuàng)新技術(shù)的先行者。今天，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)浪潮中，制造業(yè)再次成為最積極探索和實(shí)踐創(chuàng)新技術(shù)落地應(yīng)用的先鋒行業(yè)。兩化融合服務(wù)聯(lián)盟與微軟聯(lián)合發(fā)布的《解耦工業(yè)互聯(lián)，賦能轉(zhuǎn)型升級——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人工智能應(yīng)用白皮書》認(rèn)為，在諸多新興技術(shù)中，人工智能將成為制造業(yè)發(fā)展的新動力，推進(jìn)人工智能與工業(yè)制造業(yè)業(yè)務(wù)場景的融合，有利于加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的落地應(yīng)用。
人工智能將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“最強(qiáng)大腦”
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)過程中，應(yīng)用深度和廣度不足成為現(xiàn)實(shí)的難題。對于企業(yè)而言，數(shù)字化轉(zhuǎn)型意味著從企業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)文化、技術(shù)選型、人員技能到業(yè)務(wù)運(yùn)營模式的全面革新，因此對于制造業(yè)企業(yè)，特別是中小企業(yè)來說，仍面臨著很多顧慮和困難。從技術(shù)角度來看，人工智能或能成為企業(yè)打消上述疑慮的重要手段。
咨詢機(jī)構(gòu)埃森哲預(yù)測，到2035年，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，將為全球制造業(yè)帶來高達(dá)3.7萬億美元的增長。將人工智能與制造業(yè)融合，需要通過解耦業(yè)務(wù)場景、獲取和處理數(shù)據(jù)、構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能模型、重塑業(yè)務(wù)場景四個步驟，來實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)需求和技術(shù)能力的相互結(jié)合。在這個進(jìn)程中，制造業(yè)企業(yè)與人工智能技術(shù)提供商及解決方案合作伙伴之間的相互理解與合作，將發(fā)揮極其重要的作用。
人工智能將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“最強(qiáng)大腦”。人工智能在很大程度上可以學(xué)習(xí)和模擬人的思維模式，并利用計(jì)算設(shè)備并發(fā)能力、擴(kuò)展能力和統(tǒng)籌能力，幫助企業(yè)在目前許多業(yè)務(wù)目標(biāo)的達(dá)成過程中實(shí)現(xiàn)協(xié)同的同時提升各項(xiàng)指標(biāo)。上述報告認(rèn)為，基于人工智能的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)路線有四個步驟：業(yè)務(wù)場景解耦、數(shù)據(jù)獲取及處理、建模、業(yè)務(wù)場景實(shí)現(xiàn)及耦合。具體而言，第一步是根據(jù)需求定義人工智能的業(yè)務(wù)場景目標(biāo)，從而確定適用的人工智能技術(shù)以及所需的數(shù)據(jù)。第二步是提取、處理數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)、采集、清洗、管理等方面。第三步是在獲得可用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)模型，再進(jìn)行訓(xùn)練及調(diào)優(yōu)。模型訓(xùn)練完成后，最后一步是在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中部署AI應(yīng)用，并開放API，與其他場景進(jìn)行耦合。
數(shù)據(jù)是人工智能應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。只有在數(shù)據(jù)充分流動的前提下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人工智能應(yīng)用才可能產(chǎn)生業(yè)務(wù)價值。目前，數(shù)據(jù)流動的基礎(chǔ)技術(shù)包括OPCUA等標(biāo)準(zhǔn)、TSN網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接、工業(yè)設(shè)備消息傳輸機(jī)制、工業(yè)設(shè)備的注冊和身份管理等，技術(shù)的快速發(fā)展為OT與IT融合構(gòu)筑了橋梁。
五大場景構(gòu)筑中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“機(jī)遇之窗”
針對現(xiàn)階段制造業(yè)企業(yè)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)創(chuàng)新的共性需求，針對設(shè)備或產(chǎn)品管理、質(zhì)量管理、能源管理、安全管理、供應(yīng)鏈管理五大典型應(yīng)用場景將成為中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“機(jī)遇之窗”。
設(shè)備或產(chǎn)品管理是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人工智能應(yīng)用范圍最廣的場景。人工智能對聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行信息的高級分析，對產(chǎn)品全生命周期的理解、管理、診斷和維護(hù)，將為企業(yè)帶來更科學(xué)和更高效的決策。人工智能在這一領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括：狀態(tài)監(jiān)測與報警、故障診斷、預(yù)測性維護(hù)、產(chǎn)品即服務(wù)等。例如，協(xié)和新能源搭建起了“Power+”新能源設(shè)備管理平臺，其預(yù)防性維護(hù)將能源設(shè)備的可利用率提高了1%~5%，并大幅降低了檢修的時間和人力成本。
在質(zhì)量管理方面，工業(yè)企業(yè)傳統(tǒng)的質(zhì)量保證體系通常需要大量的前期投資、測試與校準(zhǔn)，常用的抽檢方式無法覆蓋所有產(chǎn)品，同時對人員經(jīng)驗(yàn)的依賴性較高，容易造成漏檢、標(biāo)準(zhǔn)不一致等問題。人工智能可以借助機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)、智能追蹤等技術(shù)，在采購、制造、質(zhì)檢三個環(huán)節(jié)中，控制和優(yōu)化生產(chǎn)過程、改進(jìn)質(zhì)量檢測方法，從而確保提高企業(yè)的質(zhì)量管理水平。心鑒智控將視覺檢測算法與深度學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，為醫(yī)藥企業(yè)提供了基于人工智能視覺的質(zhì)量控制解決方案，對瓶蓋、膠囊、藥片質(zhì)量的檢測精度可達(dá)99.99%。
人工智能幫助制造業(yè)企業(yè)從設(shè)備節(jié)能降耗、能源精益管理兩方面實(shí)現(xiàn)合理用能。通過對能源可視化管理和監(jiān)控分析，有效減少設(shè)備故障、空載、輕載等異常情況發(fā)生并及時發(fā)現(xiàn)能耗改進(jìn)方向。在此基礎(chǔ)上，基于能源數(shù)據(jù)建模、仿真分析，找到節(jié)能空間并形成相應(yīng)的優(yōu)化方案，提高能耗預(yù)測的準(zhǔn)確性，將企業(yè)能源計(jì)劃和節(jié)能降耗目標(biāo)分解到位，實(shí)現(xiàn)能源精益化管理。青島薩納斯智能科技開發(fā)的Asset系統(tǒng)將軟硬件產(chǎn)品與數(shù)據(jù)服務(wù)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了自動化調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性達(dá)到100%，最大化節(jié)省了用能費(fèi)用，提高了用能效率。
隨著國家對安全生產(chǎn)的要求越發(fā)嚴(yán)格，粗放型安全管理模式難以滿足工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要。基于機(jī)器視覺的身份認(rèn)證、行為識別，對設(shè)備實(shí)施系統(tǒng)性安全監(jiān)控與科學(xué)性的故障預(yù)測，以及基于圖像處理技術(shù)的煙霧探測、氣體分析等技術(shù)，能夠從員工安全、設(shè)備安全、環(huán)境安全三個方面提升行業(yè)安全管理水平。比如，上海鳶安開發(fā)的工業(yè)視頻圖像智能實(shí)時分析平臺支持邊緣+云端的分級部署，以深度學(xué)習(xí)視頻分析算法，提供了全方位的安全監(jiān)測方案。
人工智能在制造業(yè)供應(yīng)鏈管理方面的應(yīng)用可分為三個階段：企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的集成、企業(yè)間數(shù)據(jù)的交互，以及產(chǎn)業(yè)鏈中的自我優(yōu)化。聯(lián)想BT/IT戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型部構(gòu)建了需求預(yù)測模型，其在北美市場的預(yù)測結(jié)果已經(jīng)超過了外部預(yù)測報告和專家判斷。廣州云領(lǐng)科技開發(fā)的訂單綜合調(diào)度模型，將組成要素標(biāo)簽化、將生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)抽象成數(shù)據(jù)模型，以智慧倉儲方案實(shí)現(xiàn)了對訂單銷量的準(zhǔn)確預(yù)測，有效緩解了倉儲波峰對生產(chǎn)的沖擊。上海不工軟件、上海以樸信息等微軟合作伙伴針對制造業(yè)企業(yè)在供應(yīng)鏈管理中出現(xiàn)的產(chǎn)銷不協(xié)同、各部門不協(xié)同、供產(chǎn)不協(xié)同等問題，開發(fā)了全套企業(yè)級解決方案，能夠幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、降低生產(chǎn)成本、減小庫存壓力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。
