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2020年6月30日，中央全面深化改革委員會第十四次會議審議通過了《關于深化新一代信息技術與制造業融合發展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)。會議強調，加快推進新一代信息技術和制造業融合發展，要順應新一輪科技革命和產業變革趨勢，以供給側結構性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業互聯網創新發展，加快制造業生產方式和企業形態根本性變革，夯實融合發展的基礎支撐，健全法律法規，提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平。 為促進《指導意見》有效落實，中國電子報策劃推出“深化新一代信息技術與制造業融合發展”專欄，邀請全國各地工信部門主要領導、業內專家、骨干企業相關負責人圍繞《指導意見》的貫徹落實、新一代信息技術與制造業融合發展的特色做法、下一步對策和建議等發表真知灼見。本期為工信部智能制造專家咨詢委員會委員、北京機械工業自動化研究所有限公司首席專家蔣明煒先生的署名文章。 工信部智能制造專家咨詢委員會委員 北京機械工業自動化研究所有限公司首席專家 蔣明煒
黨中央國務院高度重視以人工智能為代表的新一代信息技術與制造業融合發展。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》提出“推動互聯網、大數據、人工智能等同各產業深度融合”。2020年6月，習近平總書記主持的中央深改委第十四次會議審議通過了《關于深化新一代信息技術與制造業融合發展的指導意見》，指出要加快推進新一代信息技術和制造業融合發展，加快制造業生產方式和企業形態根本性變革，提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平。 人工智能AI（Artificial Intelligence）是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器或系統，研究領域包括：機器視覺、自然語言處理、知識表現、智能搜索、推理、規劃、機器學習、知識獲取、組合調度問題、感知問題、模式識別、自動程序設計、不精確和不確定的管理、人工生命、神經網絡、復雜系統、遺傳算法。人工智能技術與制造業的融合將極大的推動產品智能、研發設計智能、經營管理智能、生產制造智能、制造服務智能和決策智能。下面就AI技術在以上領域的落地談談我的認識。 一、人工智能技術與制造業融合應用的總體架構 人工智能技術在制造業企業智能化生產中的應用主要包括三個層級：數字化平臺、智能技術平臺和應用場景。 （一）大數據平臺是人工智能技術應用的基礎 海量的數據資源是人工智能技術融合應用的基礎條件。首先，生產裝備、倉儲物流裝備要實現數字化，安裝各種傳感器、控制裝置、數據采集裝置、智能芯片，通過物聯網或服務網平臺實現萬物互聯，采集大量的設備及產品工藝運行參數，為優化控制提供數據。其次，通過一系列工業軟件：研發設計軟件CAD、CAE、CAPP、PLM、CAM，生產經營管理軟件ERP、SRM、CRM、PM，制造執行系統MES，實現產品設計、工藝設計數字化，經營管理和生產制造過程的數字化。最后，所有上述數據通過大數據平臺、企業知識圖譜或專家系統將海量數據進行清洗、分類、儲存，為人工智能的應用提供基礎支撐。 （二）智能技術是人工智能技術應用的關鍵 當前，一批人工智能企業開發了一系列人工智能通用工具、軟件、產品、以及開放開源平臺。制造企業通過購買成熟的人工智能產品，充分利用開源開放平臺，將人工智能技術應用于不同的優化場景。這些產品如圖形識別、人臉識別、聲音識別、自然語言交互、人機交互、機器學習、深度學習、增強學習、決策分析、人工智能操作系統等。 （三）應用場景是人工智能技術落地的關鍵 制造企業大數據平臺產生的大量數據，根據不同的應用場景，選擇人工智能的工具、模型、算法，實現人工智能技術在智能設計、智能產品、智能經營、智能生產、智能服務、智能決策中的應用。 二、人工智能技術與制造業融合的典型場景 （一）人工智能技術在智能設計中的應用 智能設計是指通過深化CAX的應用，在設計知識庫、工藝知識庫、專家系統的支持下，開展基于模型定義（MBD）和數字孿生的產品設計和工藝設計，通過在虛擬環境下設計出數字孿生產品，對其結構、性能、功能、工藝過程進行模擬仿真和優化，同時支持并行設計、協同設計，從而最大限度縮短產品設計、試制周期，快速響應客戶需求，提高產品設計的創新能力。人工智能在智能設計中有諸多應用，例如：基于數字孿生的產品研發設計、基于PLM/MDM的研發設計知識管理、產品配置專家系統、參數化設計、基于人工智能的數控編程等。 （二）人工智能技術在智能產品中的應用 智能產品是指通過將先進制造技術、自動控制技術、傳感技術、軟件技術、嵌入式系統和AI的集成和深度融合，從而具有感知、分析、推理、決策、控制，信息存儲、傳感、無線通信等功能，并可通過物聯網實現遠程監控、遠程服務的能力的產品。典型的智能產品包括智能加工中心、無人機、無人船、無人駕駛汽車、智能儀表等。產品智能化是決定企業生死存亡的大事。對于大多數機電產品，均有實現智能化的需求。人工智能技術在智能產品中得到了最充分的應用，如：機器視覺及圖像識別、語音識別、深度學習、優化算法、優化控制等。 （三）人工智能技術在智能經營中的應用 智能經營是指將先進的管理理念，如精益生產、敏捷制造、網絡化協同制造等，融入企業資源計劃ERP、供應商關系管理SRM、客戶關系管理CRM系統之中，在傳統產、供、銷、存、人、財、物管理信息化基礎上，基于AI等新一代信息技術實現整個價值鏈上從客戶需求、產品設計、工藝設計、智能制造、進出廠物流、生產物流到售后服務等各環節的業務協同、計劃優化和控制。智能經營使得任何客戶的需求、變動、設計的更改可在整個供應鏈的網絡中快速傳播，并可做出及時響應。人工智能技術在智能經營中的應用包括：構建基于模型驅動的供應鏈計劃控制體系，用戶畫像、營銷風險管理，機器人流程自動化RPA，企業知識管理；供應商尋源和管理，成本優化和控制，財務分析及財務風險分析等。 （四）人工智能技術在智能生產中的應用 智能生產系統由智能裝備、智能控制、智能物流、制造執行四個分系統組成，通過接受ERP的生產指令，進行優化排產、資源分配、進度跟蹤、智能調度、設備運行維護和監控，過程質量的監控和分析，產品追溯，績效管理等。智能化生產裝備和控制系統，組成多條柔性生產系統FMS、FMC、FML，可實現產品的智能化加工與裝配；智能化的倉儲物流設備，可實現生產過程物流的自動傳輸、裝卸作業；數字車間，通過應用數字孿生技術構建物理車間的虛擬映射，進而實現工藝過程模擬仿真和優化控制�？傊悄苌a系統可實現從生產任務下達到產品交付全過程的人、機、料、法、環的優化管理和閉環控制。人工智能技術在智能生產中的應用包括：生產裝備、生產線、物料存儲搬運智能化，最優作業計劃APS，在線質量檢測、分析和控制，基于深度學習的質量改進、工藝過程優化，機器視覺在制造業中的應用等。 （五）人工智能技術在智能服務中的應用 智能服務則是運用人工智能技術，按客戶的需求提供主動的個性化服務，即通過捕捉用戶的原始信息，并基于后臺積累的用戶數據構建用戶需求結構模型，進行數據挖掘和商業智能分析，主動為用戶提供精準、高效的服務。AI在智能服務的應用主要有：故障診斷庫、維修知識庫、預防性維修模型庫，客戶服務機器人，設備遠程運維服務等。 （六）人工智能技術在智能決策中的應用 在智能化生產環境下，企業積累了大量的產品技術數據、生產經營數據，設備運行數據，以及設計知識、工藝知識、管理知識、產品運維知識等。通過建立智能決策系統，可對上述數據進行搜集、過濾、儲存、建模，并應用大數據分析工具和人工智能技術，為各級決策者獲得知識和洞察力，提高決策的科學性。人工智能技術在智能決策中的應用場景包括：戰略管理、經營決策、投資決策、風險分析等。 三、擁抱人工智能，實現企業轉型升級 人工智能技術與制造業的融合創新是制造業轉型升級的永恒主題，是提高制造企業核心競爭能力，實現轉型升級的必由之路。未來，企業在推進人工智能技術融合應用的過程中，需要注意以下三點： 一是要深化對人工智能的認識和理解。人工智能技術是一個寬范疇的技術，從有若干規則的專家系統到深度神經網絡、認知計算，從簡單的智能馬桶到無人機、無人船、自動駕駛汽車等。企業要深化對人工智能技術的理解，千萬不能將人工智能技術神秘化而敬而遠之。 二是要善于運用成熟的人工智能技術產品。人工智能技術是一項非常復雜的技術，專業人工智能的公司已開發了許多成熟的技術和產品，如：圖形識別技術、語音識別技術、人工智能算法、人工智能芯片等。企業要充分挖掘和應用外部資源，善于應用成熟技術和產品，將技術切實轉化為生產效率和經濟效益的增值，切不可為技術而技術，本末倒置。 三是要著力將AI技術融入到企業的發展戰略之中。企業需從戰略高度重視人工智能技術的融合應用,研究制定人工智能發展規劃，確立人工智能融合應用的目標、方向、重點任務和實施計劃，推動人工智能融入產品生命全周期和企業運營全鏈條。 |
