新一代人工智能賦能“揚(yáng)州智造”路徑研究

　　摘要：隨著工業(yè) 4.0 時(shí)代的到來(lái)，中國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)面臨智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型升級(jí)，新一代人工智能技術(shù)賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。揚(yáng)州市先進(jìn)制造業(yè)圍繞“323”重點(diǎn)領(lǐng)域集群發(fā)展，中小型企業(yè)走“專精特”發(fā)展道路，在制造業(yè)智能化改造、與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展等方面有了一定的基礎(chǔ)和積累。為了推進(jìn)揚(yáng)州制造業(yè)全面而深刻的智能化轉(zhuǎn)變，本文就構(gòu)筑智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提出政策建議。

　　關(guān)鍵詞：人工智能;智能制造;融合發(fā)展

　　張志萍; 呂宵宵; 王萍 內(nèi)燃機(jī)與配件 2022-01-24

　　0 引言

　　人工智能(Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱 AI)最早由美國(guó) McCarthy 等人于 1955 年提出，經(jīng)過(guò) 60 多年的積累和沉淀，已經(jīng)在自然語(yǔ)言、視覺(jué)理解、語(yǔ)音識(shí)別、大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)、知識(shí)引導(dǎo)推理等發(fā)面取得了突破。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在蓬勃發(fā)展。德國(guó)利用傳統(tǒng)工業(yè)的硬件優(yōu)勢(shì)，通過(guò)信息技術(shù)對(duì)其進(jìn)行智能化信息化改造，提出工業(yè) 4.0 的發(fā)展戰(zhàn)略。美國(guó)利用信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟帶動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展，啟動(dòng)再工業(yè)化戰(zhàn)略。中國(guó)尚處于工業(yè) 2.0、 3.0 并行發(fā)展階段，為了跑贏“信息技術(shù)”和“工業(yè)基礎(chǔ)”雙跑道，跨越式發(fā)展到工業(yè) 4.0，中國(guó)制造 2025 應(yīng)運(yùn)而生。

　　1 人工智能賦能制造業(yè)的內(nèi)涵與方式

　　工業(yè) 4.0 給中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，為了在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型任重而道遠(yuǎn)。新一代人工智能技術(shù)為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入了新生命力，出現(xiàn)了無(wú)人車(chē)間、黑燈工廠等，人工智能對(duì)產(chǎn)業(yè)模式和生產(chǎn)組織形式將產(chǎn)生顛覆性變革，通過(guò)與制造業(yè)融合發(fā)展助力傳統(tǒng)制造邁向先進(jìn)制造、智能制造，提高制造企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力[1-2]。

　　新一代人工智能技術(shù)賦能制造業(yè)體現(xiàn)在三方面。第一方面體現(xiàn)在產(chǎn)品智能化。制造業(yè)綜合應(yīng)用擬人化智能、網(wǎng)絡(luò)通信、精密傳感、全球定位系統(tǒng)等新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間交流，提升現(xiàn)有企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量，由功能化向智能化轉(zhuǎn)變。第二方面體現(xiàn)在制造過(guò)程智能化。人工智能應(yīng)用貫穿于制造業(yè)的全流程，不僅體現(xiàn)在制造環(huán)節(jié)智能化，更注重產(chǎn)品全生產(chǎn)周期的智能化，涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)、銷(xiāo)售、服務(wù)等環(huán)節(jié)。人工智能讓制造業(yè)變得更聰明、更智慧，基于海量數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)算法和人工智能等實(shí)現(xiàn)自決策、自執(zhí)行、自診斷，為企業(yè)降本增效。例如，人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品存在質(zhì)量效率低、精度不高的問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用圖像分類、對(duì)象檢測(cè)和實(shí)力分割算法，利用機(jī)器視覺(jué)以毫秒為單位快速識(shí)別出產(chǎn)品缺陷，對(duì)檢測(cè)出有缺陷的產(chǎn)品提出修復(fù)方案，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成修復(fù)動(dòng)作，提高良品率。基于需求預(yù)測(cè)模型，分析客戶行為模式和趨勢(shì)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、制定庫(kù)存補(bǔ)貨、評(píng)估供應(yīng)商等，優(yōu)化供應(yīng)鏈，控制生產(chǎn)管理成本。人工智能技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康管理。基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法微調(diào)預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，在事故發(fā)生前精準(zhǔn)分析故障分類模式并預(yù)測(cè)可能的問(wèn)題，面對(duì)設(shè)備的突發(fā)故障，迅速診斷故障原因，并提供解決方案。最后體現(xiàn)在售后服務(wù)智能化。將人工智能技術(shù)與售后服務(wù)相結(jié)合，降低服務(wù)和制造企業(yè)的人力資源成本，提供優(yōu)質(zhì)高效的智能客服。基于傳感器等技術(shù)實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品的使用數(shù)據(jù)，通過(guò)性能分析、故障預(yù)測(cè)等為客戶提供個(gè)性化的維護(hù)方案，避免因統(tǒng)一設(shè)定產(chǎn)品保養(yǎng)周期給客戶帶來(lái)的高額售后保養(yǎng)費(fèi)用。

　　2 揚(yáng)州市人工智能與制造業(yè)融合發(fā)展的基礎(chǔ)及發(fā)展方向

　　2.1 集群發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，推動(dòng)揚(yáng)州制造向揚(yáng)州制造轉(zhuǎn)型

　　立足地方發(fā)展條件和優(yōu)勢(shì)及現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，重點(diǎn)培育促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)集群，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)集群帶動(dòng)力，推動(dòng)揚(yáng)州制造向揚(yáng)州智造轉(zhuǎn)型。揚(yáng)州市編制了《八大產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020 年)》，對(duì)汽車(chē)、高端裝備、微電子、服裝、醫(yī)藥、食品、新能源、新型電力八個(gè)先進(jìn)制造業(yè)集群發(fā)展提出針對(duì)性扶持政策，做到“一產(chǎn)一策”，如表 1 所示，把產(chǎn)業(yè)集群培育落實(shí)到具體的園區(qū)、項(xiàng)目、平臺(tái)上，目標(biāo)建成 3 個(gè)千億級(jí)、2 個(gè)五百億級(jí)和 3 個(gè)百億級(jí)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的(“323”)先進(jìn)制造業(yè)集群。

　　2.2 培育專精特新“小巨人”企業(yè)，服務(wù)先進(jìn)制造業(yè)集群

　　揚(yáng)州市加快培育一批龍頭骨干、專精特新小巨人企業(yè)，鼓勵(lì)引導(dǎo)廣大中小企業(yè)聚焦主業(yè)，改善經(jīng)營(yíng)管理，提升創(chuàng)新能力，走“專精特新”發(fā)展之路，成為先進(jìn)制造業(yè)集群的中堅(jiān)力量。揚(yáng)州市建立了一千多家的培育企業(yè)庫(kù)，出臺(tái)《揚(yáng)州市“千企升級(jí)”三年行動(dòng)計(jì)劃(2020-2022 年)實(shí)施方案》。獲批 2019 年第一批國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”的三個(gè)企業(yè)，揚(yáng)州東升汽車(chē)零部件股份有限公司主要制造汽車(chē)懸掛系統(tǒng)及穩(wěn)定桿，江蘇華富儲(chǔ)能新技術(shù)股份有限公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為儲(chǔ)能電池及系統(tǒng)，江蘇金陵特種涂料有限公司主要生產(chǎn)鈦納米高分子合金涂料[3]。近三年，揚(yáng)州市累計(jì)共有 23 家企業(yè)入選國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)(新增情況如圖 1 所示)。

　　揚(yáng)州市以智能車(chē)間、智能工廠為重點(diǎn)開(kāi)始示范企業(yè)培育，推動(dòng)規(guī)模骨干企業(yè)自動(dòng)化、信息化、智能化技術(shù)改造，為生產(chǎn)智能化和產(chǎn)品智能化提供基礎(chǔ)。截至目前我市獲批江蘇省示范智能車(chē)間已累計(jì)達(dá) 61 家，計(jì)劃利用五年時(shí)間，將建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大到 200 家以上。2018-2020 年獲批省級(jí)示范智能車(chē)間情況如圖 2 所示，入選的 31 家企業(yè)均來(lái)自揚(yáng)州市“323”先進(jìn)制造業(yè)集群，其中 11 家企業(yè)來(lái)自汽車(chē)及零部件產(chǎn)業(yè)集群、占比 36%，8 家企業(yè)來(lái)自微電子及軟件和信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)集群、占比 26%。

　　2.3 促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型

　　中國(guó)制造業(yè)雖然體量較大，但是存在能耗高、產(chǎn)品附加值低等問(wèn)題。從“微笑曲線”來(lái)看，研發(fā)、銷(xiāo)售附加值最高，目前，大多數(shù)制造業(yè)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，研發(fā)和銷(xiāo)售環(huán)節(jié)最為薄弱，利潤(rùn)率位于微笑曲線的最低端。推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)(簡(jiǎn)稱“兩業(yè)”)深度融合，向微笑曲線更高端發(fā)起挑戰(zhàn)，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、銷(xiāo)售、供應(yīng)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型。面對(duì)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展需求，為了構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，2020 年揚(yáng)州共有 5 家企業(yè)、4 個(gè)集群和 1 個(gè)區(qū)域列入江蘇省引領(lǐng)示范型兩業(yè)融合首批試點(diǎn)名單(如表 2 所示)，通過(guò)試點(diǎn)探索兩業(yè)融合的創(chuàng)新路徑和有效機(jī)制。

　　3 對(duì)揚(yáng)州市構(gòu)筑智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的政策建議

　　通過(guò)新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造業(yè)深度融合實(shí)現(xiàn)制造業(yè)融合發(fā)展，涵蓋產(chǎn)業(yè)模式根本性變革、新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建和以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和信息-物理系統(tǒng)為核心的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。揚(yáng)州市已經(jīng)明確了“323”先進(jìn)制造業(yè)集群發(fā)展，在制造業(yè)智能化改造、與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展等方面都有了一定的基礎(chǔ)和積累。為了推進(jìn)揚(yáng)州制造向揚(yáng)州智能轉(zhuǎn)型升級(jí)提出一些建議。

　　3.1 強(qiáng)化智能制造關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān)

　　政府資助應(yīng)重點(diǎn)支持基礎(chǔ)技術(shù)和公共基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，加快區(qū)域 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)覆蓋，更好地支撐制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)智造。為了解決關(guān)鍵裝備與核心零部件受制于人的問(wèn)題，在政府引導(dǎo)協(xié)調(diào)下，企業(yè)、科研院、高校聯(lián)合攻關(guān)，鼓勵(lì)企業(yè)建立智能制造創(chuàng)新中心，強(qiáng)化智能制造軟件、硬件系統(tǒng)及相應(yīng)的集成新產(chǎn)品等核心智能技術(shù)的研發(fā)，加快研發(fā)一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)及裝備和關(guān)鍵零部件[4]。鼓勵(lì)先進(jìn)制造企業(yè)“走出去”，加強(qiáng)國(guó)際間科技合作和信息交流，利用國(guó)際創(chuàng)新資源提升核心技術(shù)的研發(fā)能力。

　　3.2 培育具有地方發(fā)展優(yōu)勢(shì)的智能制造業(yè)

　　政府要努力貫徹錯(cuò)位發(fā)展理念，利用我市在制造環(huán)節(jié)人工智能應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化方面的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，通過(guò)工業(yè)頂層設(shè)計(jì)，把智能制造產(chǎn)業(yè)打造成揚(yáng)州的支柱產(chǎn)業(yè)。圍繞“323”八個(gè)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域，推進(jìn)信息化、智能化技術(shù)改造，加強(qiáng)智能車(chē)間、智能工廠建設(shè)，培育一定數(shù)量的智能制造龍頭企業(yè)，通過(guò)引領(lǐng)示范加快傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。

　　3.3 構(gòu)建智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

　　制造企業(yè)內(nèi)部需要打破不同部門(mén)之間“信息孤島”，建立全流程的信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、信息流、資金流等信息的無(wú)縫連接。在智慧化環(huán)境下，培育與構(gòu)建包含需求客戶、智能裝備企業(yè)、行業(yè)合作伙伴、業(yè)務(wù)合作伙伴等主體的智能制造生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)云制造生態(tài)系統(tǒng)連接產(chǎn)業(yè)上中下游，集成和共享產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、物流配送、銷(xiāo)售服務(wù)等信息，實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)之間價(jià)值鏈重構(gòu)、供應(yīng)鏈協(xié)同等。

　　3.4 優(yōu)化人工智能與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

　　建立人才培養(yǎng)機(jī)制，在高等教育、職業(yè)培訓(xùn)體系中增設(shè)智能制造相關(guān)的課程和專業(yè)，適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的新需求。實(shí)施人才引進(jìn)戰(zhàn)略，統(tǒng)籌我市人才引進(jìn)計(jì)劃，傾向于人工智能、智能制造相關(guān)領(lǐng)域海內(nèi)外優(yōu)秀人才引進(jìn)。制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估體系，建立監(jiān)督檢查、信息共享和通報(bào)、應(yīng)急處置等管理制度，健全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急工作機(jī)制，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新服務(wù)載體，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障能力和服務(wù)水平，建設(shè)與優(yōu)化制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與創(chuàng)新發(fā)展環(huán)境[5]。