当人工智能遇到“中国制造2025”

栏目:战史 来源:华中热线 时间:2019-07-06

引言

制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。

            —2015.5 国务院《中国制造2025》


当前,随着国家政策的大力推进以及人工智能技术的进步,人工智能正在迎来 60 年来的第三次发展高潮,大型互联网企业在无人驾驶汽车、医疗、金融等领域人工智能的初步应用,有可能会带来整个产业的重大变革,不仅吸足了眼球,更是掀起了产业界、投资界乃至全社会对人工智能的发展狂热。


近几年,随着中国人口红利逐步消失、原材料和人力成本不断攀升,中国制造业赖以生存的全球竞争优势正在逐步丧失。同时,传统的生产管理模式也已经无法满足日益多样化的市场需求,中国制造业的发展正在面临着严峻的挑战。



人工智能是引领中国制造业发展的关键技术,是促进实体经济发展的重点方向,是制造业数字化、智能化、集成化转型发展的关键领域。我国政府全面推动人工智能与制造业的融合,解决中国制造业在推进智能化转型中面临的问题。在政策引导和技术发展的双重推动下,人工智能正在逐渐融入中国制造业,驱动企业智能化转型升级。


先进制造新特征之—数字化

新一代人工智能是由数据驱动的,而智能制造的基础则是信息物理系统,数据分析让先进制造业真正具备了智能化的基础,这得益于数据量的迅猛增长、计 算能力的大幅提升以及机器学习算法的持续优化。数字化是智能化的基础,是核心竞争力。



智能制造可将大数据、云计算和互联网等高科技信息技术与先进制造工业中设计、生产、管理和服务等 各项工序进行全面深度创新融合,通过融合形成了息深度自感知、精准控制自执行和智慧优化自决策等 新颖功能,其具有以智能工厂为载体、以关键制造环节智能化为核心、以端对端数据流为基础以及以网通互联为支撑的特征,从而实现体系可自我完善的智能制造。深度数据挖掘对先进制造至关重要,创造且传递价值不是设计出什么算法,而是具有连接海量数据的能力以及具有始终学习的能力。


先进制造新特征之—智能化

智能制造不仅仅关注对传统设备所进行的数字化改造,而且更关注运行各种类型机器人的“算法+实体”制造,即基于任何都有可能成为人工智能实体化的产品,实现算法实体化的关键技术为“机器学习”,即采用海量数据进行训练后使机器运行变得更加聪明的算法。


人工智能技术在智能制造领域已经实现了一定范围的应用。通过综合考虑相关应用在产品生命周期所处位置以及对产品全面质量管理关键要素的影响,图1从产品生命周期与 人、机、料、法、环等关键要素两个维度给出了人工智能在智能制造中的典型应用矩阵。


人工智能在智能制造中的典型应用矩阵


由上可知,人工智能技术在智能制造系统各环节中的应用能够推动制造系统的效率和产品的质量提升至新的水平;为企业运行提供优化和决策依据,减小企业人员工作强度,提升企业各项关键绩效指标;促进制造业企业向自感知、自决策与自执行的方向发展


先进制造新特征之—集成化

智能制造是集成了系统工程、人工智能、自动化技术和制造技术而形成的综合性技术,其包括机器人操作、智能工艺规划、智能加工、智能物流、智能设计、智能控制、智能调度与管理、智能维护、智能装配、故障诊断、智能检测以及新制造模式等。智能制造过程包括了三阶段:


一、智能化设计,也就是通过先进工业软件设计制造智能产品,仿真智能产品性能,最终验证嵌入式软件的智能水平等级,从而为接下来的智能制造提供完整准确的虚拟产品数据;


二、智能化生产,也就是通过先进工业软件识别生产要素和对象,自动适应环境、材料和产品等相关变化,从而顺利地完成个性化制造过程,并进一步为接下来的智能制造提供完整准确的物理产品数据;


三、 智能化服务,也就是通过先进制造工业软件实时监测制造智能设备运行情况,并借由制造智能设计时得到的虚拟产品数据,准确取得相关知识指导,优化制造智能设备的相关运行参数,系统安排精准智能设备维修计划,及时反馈智能设备持续创新需求,从而构成整个智能制造创新模式。

 


对于智能制造而言,其是根据产业市场需求,将技术创新、模式创新和组织方式创新集成起来的先进制造系统,是精益生产、虚拟制造、网络化制造、集成制造、敏捷制造等各类先进制造模式和系统的充分综合。我国制造业对智能制造的要求是利用数字化、智能化、集成化等先进技术,采用灵活、高效和智能的制造新模式,满足高效率的个性化、定制化的先进制造生产与服务。

 

当然,在工业制造领域,人工智能的故事不管讲得多么精彩,最终都离不开实际制造工业流程中的反复验证,更离不开人工智能锁需要的基础设施、核心技术、核心零部件、工艺材料等方面的深厚积累。所幸的是,我们已经欣喜地发现我国在这些方面已经布局并进行了深入的探索与不懈的努力,相信在七年之内,可以看到人工智能对于制造业带来巨大的行业提升。


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