人工智能技術(shù)引領(lǐng)制造業(yè)演進出新的模式與業(yè)態(tài)

時間:2020-04-21

來源:控制工程網(wǎng)

導(dǎo)語: 新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下制造業(yè)新模式和新業(yè)態(tài)的培育與發(fā)展,將新時代下需求與供給之間不平衡不充分的矛盾轉(zhuǎn)化為推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的機遇,重新定義中國制造業(yè)的競爭優(yōu)勢,將對新時代下中國制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

  一、前言

  新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下制造業(yè)新模式和新業(yè)態(tài)的培育與發(fā)展,將新時代下需求與供給之間不平衡不充分的矛盾轉(zhuǎn)化為推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的機遇,重新定義中國制造業(yè)的競爭優(yōu)勢,將對新時代下中國制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

  二、人工智能技術(shù)引領(lǐng)制造業(yè)演進出新的模式與業(yè)態(tài)

  在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下,制造業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)組織方式、企業(yè)管理方式及競爭策略,都將面臨重大調(diào)整,為制造業(yè)新模式與新業(yè)態(tài)的形成與發(fā)展提供了可能。受新一代人工智能技術(shù)驅(qū)動,制造業(yè)在實踐中不斷涌現(xiàn)由開展智能服務(wù)而產(chǎn)生的新模式和新業(yè)態(tài)。

  當(dāng)前主流的制造業(yè)生產(chǎn)方式,成型于20世紀(jì)初,以流水線生產(chǎn)為標(biāo)志,通過流水線與專業(yè)化分工有效提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本,形成“大規(guī)模生產(chǎn)–大規(guī)模消費”的結(jié)構(gòu)。

  在此模式下,企業(yè)競爭策略主要為產(chǎn)品多樣化策略和成本控制策略。無論哪種競爭策略,生產(chǎn)和供給缺乏足夠的靈活度。受限于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)過程,消費者日益增長的個性化需求難以被精準(zhǔn)滿足。隨著消費升級,制造業(yè)提高供給質(zhì)量的必要性、迫切性不斷增加。

  (一)新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下制造業(yè)的轉(zhuǎn)變

  人工智能(AI)技術(shù)在21世紀(jì)歷史性地進入技術(shù)突破和大規(guī)模應(yīng)用階段。

  驅(qū)動人工智能發(fā)展的動力主要來自四個方面:一是數(shù)據(jù),即以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)提供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ);二是取得重大突破的機器學(xué)習(xí)算法;三是以圖形處理器(GPU)為代表的強大的計算能力;四是得益于全社會對人工智能技術(shù)的接受和認同。在這些因素的驅(qū)動下,近幾年人工智能技術(shù)的應(yīng)用才得以快速發(fā)展。

  新一代人工智能技術(shù)與制造業(yè)的融合,將為制造業(yè)的效率提升和價值創(chuàng)造帶來新的機遇。

  第一,引領(lǐng)產(chǎn)品的智能化和網(wǎng)絡(luò)化?!坝布?軟件+網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”正逐漸成為產(chǎn)品的主要構(gòu)成。

  第二,推動生產(chǎn)和管理流程智能化。企業(yè)內(nèi)部制造流程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,機器設(shè)備和數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通,為優(yōu)化決策提供支持。

  第三,推動研發(fā)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同發(fā)展。研發(fā)效率提高,研發(fā)設(shè)計周期縮短,客戶還可以通過網(wǎng)絡(luò)參與在線設(shè)計融入個性化需求。

  第四,推動企業(yè)組織變革。不同層面的數(shù)據(jù)和信息可通過高速網(wǎng)絡(luò)便捷傳遞,企業(yè)組織扁平化。

  第五,推動制造業(yè)企業(yè)向服務(wù)轉(zhuǎn)型。企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)及時獲取消費者需求從而實現(xiàn)服務(wù)型制造,“按需定制”“網(wǎng)絡(luò)定制”等服務(wù)模式將更加普遍。

  (二)制造業(yè)模式和業(yè)態(tài)創(chuàng)新的演進趨勢

  在AI技術(shù)引領(lǐng)下,制造模式大致呈現(xiàn)出一定的演進趨勢:

  第一,剛性生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向可重構(gòu)的柔性生產(chǎn)系統(tǒng),客戶需求管理能力的重要性不斷提升,制造業(yè)從以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)向以用戶為核心。

  第二,大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向規(guī)模化定制生產(chǎn)(服務(wù)),生產(chǎn)者主導(dǎo)的經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)向消費者主導(dǎo)的經(jīng)濟模式,企業(yè)依靠規(guī)模經(jīng)濟降低成本的競爭策略的重要性有所下降,滿足消費者個性化需求成為企業(yè)的重要競爭策略。

  第三,企業(yè)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)扁平化,數(shù)據(jù)要素的附加值提高。越來越多的企業(yè)從提供單一產(chǎn)品到提供一體化的解決方案,為快速、準(zhǔn)確響應(yīng)客戶需求,企業(yè)通過減少組織結(jié)構(gòu)層級來減少決策時間,對數(shù)據(jù)要素的搜集整理、研究分析以及相應(yīng)評估預(yù)測越來越重視。

  第四,工廠制造轉(zhuǎn)向社會化制造,部分行業(yè)產(chǎn)能呈現(xiàn)出分散化的趨勢?!吧鐣圃臁憋@現(xiàn),能夠通過在線交流進行產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、篩選和完善,部分地區(qū)已出現(xiàn)專門為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者、用戶提供制造和產(chǎn)銷服務(wù)的“在線工廠”。產(chǎn)能的分散化有利于緩解產(chǎn)能的集中和過剩。

  三、新業(yè)態(tài)與新模式的類型和關(guān)鍵支撐技術(shù)

  在新一代人工智能技術(shù)引領(lǐng)下,制造業(yè)由注重規(guī)模生產(chǎn)逐漸向以客戶需求為中心、保持規(guī)?;a(chǎn)成本優(yōu)勢的前提上實現(xiàn)滿足個性化需求的產(chǎn)品生產(chǎn)模式演進,在制造模式的不斷演進下,部分新的模式逐漸成形,主要包括數(shù)字化制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、新一代人工智能制造、規(guī)模定制生產(chǎn)服務(wù)、“云平臺+”制造、遠程運維服務(wù)、電子商務(wù)、軟件定義的制造等;新業(yè)態(tài)的突出表現(xiàn)是服務(wù)型制造。

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 ?。?)數(shù)字化制造:通過信息物理系統(tǒng)(CPS)實現(xiàn)工廠/車間的設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合,使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計算數(shù)據(jù)中心進行存儲、分析,形成決策并指導(dǎo)生產(chǎn)。

 ?。?)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造:基于先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù),構(gòu)建面向特定需求的基于網(wǎng)絡(luò)的制造系統(tǒng),突破空間對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營范圍和方式的約束,實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各環(huán)節(jié)“縱向集成”和供應(yīng)鏈上下游“橫向集成”的協(xié)同制造。

 ?。?)新一代人工智能制造:綜合應(yīng)用新一代人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、精密傳感器和全球定位系統(tǒng)(GPS)定位等新興技術(shù),使汽車、工程機械、農(nóng)業(yè)機械等各類產(chǎn)品智能化。

 ?。?)規(guī)模定制生產(chǎn)服務(wù):設(shè)計和生產(chǎn)“柔性化”,形成柔性的、滿足個性化需求的高效能、大批量生產(chǎn)模式,供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的聯(lián)系和協(xié)作加強,設(shè)計、生產(chǎn)、倉儲、配送和銷售效率提高。

  (5)“云平臺+”制造:通過建立云平臺,在全球范圍內(nèi),通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同進行產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造等,依靠行業(yè)、區(qū)域核心企業(yè)或企業(yè)群體的綜合優(yōu)勢,靈活、快速響應(yīng)市場需求,提高全球制造資源的利用率。

 ?。?)遠程運維服務(wù):運用傳感、通信、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段,通過設(shè)備遠程運維平臺,對生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測,對故障及時報警。

 ?。?)電子商務(wù):基于互聯(lián)網(wǎng),應(yīng)用瀏覽器/服務(wù)器方式,買賣雙方不謀面地進行各種商貿(mào)活動和相關(guān)的綜合服務(wù)活動,大體上分為:集制造商、商家、消費者為一體(ABC)、商家對商家(B2B)、商家對消費者(B2C)、消費者對消費者(C2C)、商家對制造商(B2M)、制造商對消費者(M2C)、商家對行政機構(gòu)(B2A)、消費者對行政機構(gòu)(C2A)、線上線下一體化(O2O)等模式。

 ?。?)軟件定義的制造:隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展,越來越多的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始成為制造業(yè)IT生態(tài)圈的一員,以云計算、大數(shù)據(jù)以及O2O平臺作為切入點服務(wù)于傳統(tǒng)制造企業(yè),為制造企業(yè)提供協(xié)同化、定制化、平臺化的制造服務(wù)。

 ?。ǘ┬聵I(yè)態(tài)——服務(wù)型制造

  制造業(yè)企業(yè)為了獲取競爭優(yōu)勢,將價值鏈由以制造為中心向以服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變。越來越多的制造業(yè)企業(yè)從注重生產(chǎn)和產(chǎn)品向注重“產(chǎn)品+服務(wù)”的趨勢發(fā)展和演進,將焦點瞄準(zhǔn)產(chǎn)品的整個生命周期,“服務(wù)”在制造價值鏈中的比重越來越大。

 ?。ㄈ┬履J脚c新業(yè)態(tài)發(fā)展的關(guān)鍵性、支撐性技術(shù)

  新一代人工智能技術(shù)的突破性發(fā)展,成為支撐新模式與新業(yè)態(tài)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),而新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展是在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上,通過大數(shù)據(jù)的挖掘、算法、算力等領(lǐng)域技術(shù)的革命性突破,并在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用而不斷演化并發(fā)展出來的。在此驅(qū)動下,新模式與新業(yè)態(tài)逐步演化和發(fā)展。很多關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展是新模式新業(yè)態(tài)不斷演化發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)和重要支撐。

  1.關(guān)鍵性技術(shù)

 ?。?)建設(shè)多源跨媒體異構(gòu)數(shù)據(jù)庫。異構(gòu)集成產(chǎn)品、使用環(huán)境、解決方案和生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫,開發(fā)用于采集客戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化智能測量系統(tǒng)和客戶需求在線交互平臺,將客戶數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、虛擬制造數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建在云端,成為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等算法運行的基礎(chǔ)。

 ?。?)構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的設(shè)計需求特征挖掘系統(tǒng)。采集匯聚客戶來源信息、基本信息、個性化需求信息以及定制產(chǎn)品的服務(wù)信息,與異構(gòu)數(shù)據(jù)庫進行匹配,利用機器學(xué)習(xí)算法、深度學(xué)習(xí)模型、三維模型識別、產(chǎn)品使用環(huán)境模型匹配等智能分析技術(shù)實現(xiàn)深度數(shù)據(jù)挖掘,實現(xiàn)智能解決方案推薦、智能優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計以及智能原材料采購預(yù)測等。

  (3)虛擬體驗系統(tǒng)及虛擬制造。采用多種虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)、云渲染平臺、VR互動體驗技術(shù)等快速實現(xiàn)設(shè)計方案的虛擬仿真,實現(xiàn)設(shè)計階段的客戶產(chǎn)品體驗。采用多種調(diào)度模型和求解算法,將不同材質(zhì)、不同類型的定制產(chǎn)品訂單快速拆分,再合理組織成批次,在虛擬制造系統(tǒng)中實現(xiàn)訂單管理和智能排產(chǎn)。

 ?。?)構(gòu)建全流程信息自動采集、生產(chǎn)管控與協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)。通過微納傳感、條碼標(biāo)簽等手段,在規(guī)模定制產(chǎn)品柔性制造混流生產(chǎn)中,實現(xiàn)生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)設(shè)備和品質(zhì)分析等信息的實時管控,優(yōu)化倉儲、設(shè)備、質(zhì)量、物流管理和銷售,完成對研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)反饋,達到全流程的協(xié)同優(yōu)化。

  2.支撐性技術(shù)

 ?。?)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù):采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對收集到的信息進行篩選、分類、分析和驗證,確保在設(shè)備故障發(fā)生時快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,并準(zhǔn)確判斷故障位置和故障機理。

 ?。?)傳感器技術(shù):遠程監(jiān)控與運維技術(shù)的實現(xiàn)基礎(chǔ)。監(jiān)控精確度和數(shù)據(jù)傳輸效率直接影響著遠程運維工作的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度。

  (3)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng):嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器模式,將嵌入式Web服務(wù)器安裝到設(shè)備中,使設(shè)備能夠通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián),并可以在監(jiān)控中心實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理功能,使用戶能夠直接通過瀏覽器對設(shè)備進行遠程監(jiān)控、管理和控制。

 ?。?)故障預(yù)測算法:設(shè)備預(yù)測性維護的核心技術(shù),通過對設(shè)備狀況的預(yù)測,提供設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢分析和早期故障預(yù)警,使運維人員能夠有針對性地進行設(shè)備運維,避免設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)性故障和隨之導(dǎo)致的設(shè)備停機事故。

  (5)機器視覺技術(shù):機器視覺技術(shù)是人工智能技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié)。通過計算機來模擬人的視覺,在獲取了客觀事物的影像后,再經(jīng)由智能系統(tǒng)對圖像中的信息進行分析、處理與理解,根據(jù)處理結(jié)果對設(shè)備進行監(jiān)控與控制,從而實現(xiàn)智能運維。

 ?。?)機器學(xué)習(xí)與人工智能技術(shù):機器學(xué)習(xí)技術(shù)能讓機器管理數(shù)量眾多、種類不同、環(huán)境各異的各種設(shè)備,使機器像人一樣增長知識、增加經(jīng)驗,從而使設(shè)備運維能夠不僅僅局限于某一種類的設(shè)備,而是可以擴展到各行各業(yè)、各種不同的設(shè)備與環(huán)境中;人工智能技術(shù)則使設(shè)備監(jiān)控運維系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)測到的設(shè)備信息對設(shè)備運行情況做出合理的判斷,并能夠提供故障預(yù)測方案和故障維修方案。

  四、新模式與新業(yè)態(tài)的先行者

  研究發(fā)現(xiàn),我國制造業(yè)企業(yè),特別是裝備制造業(yè)企業(yè),對單位價值量較高的設(shè)備開展遠程運維,在保障設(shè)備安全和穩(wěn)定性并為客戶提供服務(wù)等方面開展了有效嘗試,取得了一些經(jīng)驗和良好效果。表1列出了部分企業(yè)遠程運維的典型做法,供研究者參考。

  所有開展遠程運維的企業(yè)基本上已經(jīng)具備數(shù)字化制造基礎(chǔ),積累了海量數(shù)據(jù),正在嘗試使用人工智能技術(shù)解決數(shù)據(jù)處理和知識的產(chǎn)生及應(yīng)用的算法生成問題,這種做法的迅速普及形成了新的生產(chǎn)模式和新的業(yè)態(tài)。同樣,在大規(guī)模定制生產(chǎn)領(lǐng)域,一些流程和半流程型工業(yè)企業(yè),如消費品企業(yè)、服裝和家具企業(yè)在數(shù)字化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,通過規(guī)?;ㄖ粕a(chǎn)既滿足了市場對個性化的需求,又有效降低了成本,使產(chǎn)品能夠以大規(guī)模生產(chǎn)的低成本來滿足個性化需求的質(zhì)量和速度。應(yīng)用案例詳見表2。

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  表1遠程運維典型做法

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  表2大規(guī)模定制生產(chǎn)企業(yè)的典型做法

  五、新模式與新業(yè)態(tài)的發(fā)展目標(biāo)及路徑

  我國發(fā)展新一代人工智能引領(lǐng)下的新模式與新業(yè)態(tài)應(yīng)以開放、融合、共享、創(chuàng)新為戰(zhàn)略方針,實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,邁向制造強國行列。

 ?。ㄒ唬┌l(fā)展目標(biāo)

  發(fā)展新業(yè)態(tài)與新模式將成為我國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,建議分為近期突破目標(biāo)(2020年)、中期發(fā)展目標(biāo)(2025年)和中遠期戰(zhàn)略突破目標(biāo)(2030年)三步走,實現(xiàn)以重點突破為點,帶動人工智能技術(shù)大范圍高水準(zhǔn)應(yīng)用的點面結(jié)合戰(zhàn)略。

  2020年前,在軌道交通、風(fēng)電裝備、航空發(fā)動機及新一代直升機、工程機械、通用機械、電梯等已開展遠程運維服務(wù)行業(yè),探索應(yīng)用人工智能技術(shù)及數(shù)據(jù)挖掘和自學(xué)習(xí)知識庫建設(shè),實現(xiàn)高效、準(zhǔn)確、實時的遠程自診斷。推進我國遠程運維數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,根據(jù)行業(yè)的不同特點構(gòu)建若干分行業(yè)遠程運維服務(wù)數(shù)據(jù)中心,構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的運維服務(wù)體系,保障重大裝備制造和運行的優(yōu)質(zhì)、高效和安全。

  在家電、家具、服裝等行業(yè)加強人工智能技術(shù)應(yīng)用,初步建成家具行業(yè)、家電行業(yè)和服裝行業(yè)規(guī)模定制服務(wù)平臺,完成智能研發(fā)設(shè)計平臺和基于虛擬制造系統(tǒng)的智能排產(chǎn)的試點示范。

  2025年前,在遠程運維服務(wù)和大規(guī)模定制生產(chǎn)服務(wù)兩個重點領(lǐng)域全面推廣人工智能技術(shù)應(yīng)用成果,技術(shù)水平達到世界領(lǐng)先,并在其他領(lǐng)域進行示范。在家電行業(yè)、家具行業(yè)和服裝行業(yè)全面推廣人工智能技術(shù),關(guān)鍵技術(shù)水平達到世界領(lǐng)先,并爭取在汽車等行業(yè)進行試點。

  2030年前,全面應(yīng)用人工智能技術(shù),實現(xiàn)制造智能化,技術(shù)達到國際先進水平,一些領(lǐng)域達到國際領(lǐng)先水平。

 ?。ǘ┌l(fā)展路徑

  聯(lián)動。加強企業(yè)內(nèi)部研發(fā)、設(shè)計、制造、營銷、服務(wù)等多個部門的“縱向集成”,推動企業(yè)之間的“橫向集成”,實現(xiàn)資源的快速配置和高效整合,實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等在不同企業(yè)間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

  復(fù)合。加強已有制造技術(shù)和信息技術(shù)、生產(chǎn)組織方式和商業(yè)模式等多種創(chuàng)新元素的有機融合,最終形成復(fù)合式的、多元化的創(chuàng)新模式。

  并行。注重多階段并行推進,以適應(yīng)我國制造業(yè)發(fā)展水平參差不齊的現(xiàn)狀,謀求高端制造業(yè)中全價值鏈的業(yè)態(tài)、模式創(chuàng)新,以及中低端制造業(yè)的部分環(huán)節(jié)業(yè)態(tài)、模式的微創(chuàng)新和漸進式創(chuàng)新。

  演進。由于信息技術(shù)的導(dǎo)入是一個循序漸進的過程,注重業(yè)態(tài)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新的漸進型發(fā)展特征,率先啟動貼近消費端的環(huán)節(jié),進行由局部到整體、由量變到質(zhì)變的動態(tài)演進,最終構(gòu)建新的制造模式與業(yè)態(tài)。

  集成。開展產(chǎn)業(yè)生態(tài)層面的系統(tǒng)創(chuàng)新,基于價值鏈進行資源重構(gòu)型創(chuàng)新,依托價值網(wǎng)絡(luò)進行系統(tǒng)集成式創(chuàng)新,通過整合、集成各項資源,使企業(yè)由單一的參與者提升為行業(yè)的定義者、平臺的構(gòu)建者以及系統(tǒng)的整合者。

  六、新模式與新業(yè)態(tài)的重點應(yīng)用領(lǐng)域

  根據(jù)我國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展基礎(chǔ)與現(xiàn)狀,在諸多具備數(shù)字化制造、網(wǎng)絡(luò)化制造能力的新業(yè)態(tài)與新模式中,遠程運維服務(wù)和規(guī)模定制服務(wù)有望通過新一代人工智能技術(shù)的應(yīng)用形成突破。

 ?。ㄒ唬┻h程運維服務(wù)

  按照對人工智能技術(shù)需求迫切,技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)好,發(fā)展效益較高的原則進行遴選,在以下領(lǐng)域可能實現(xiàn)突破:軌道交通、航空發(fā)動機、風(fēng)電裝備、工程機械、通用旋轉(zhuǎn)機械、火電核電裝備和電梯。

  軌道交通(高鐵):進行故障預(yù)測與健康管理(PHM)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用,開展新一代人工智能技術(shù)支持下的遠程運維服務(wù)支持,改變勞動密集型運維保養(yǎng)服務(wù)模式,減少運維服務(wù)中的人工需求,保證列車運營安全,保障列車裝備出口。

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  圖1遠程運維服務(wù)在高鐵中的應(yīng)用

  航空發(fā)動機:以推動民航領(lǐng)域遠程運維為切入點,推動國內(nèi)航空公司與發(fā)動機供應(yīng)商合作開發(fā)遠程診斷平臺,在現(xiàn)有監(jiān)測診斷與數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上,將新一代人工智能技術(shù)引入航空發(fā)動機遠程運維系統(tǒng)中,再擴展到軍用航空發(fā)動機領(lǐng)域,未來滿足智能運維與管理、智能作戰(zhàn)指揮、智能后勤保障等重大需求。

  風(fēng)電裝備:在目前已有的風(fēng)電監(jiān)測診斷基礎(chǔ)、振動監(jiān)測系統(tǒng)、工藝環(huán)境等數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)數(shù)據(jù)等系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上,利用新一代人工智能技術(shù)挖掘大數(shù)據(jù)信息,將振動監(jiān)測系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)有效融合,實現(xiàn)風(fēng)電機組的智能運維與壽命預(yù)測。

  工程機械:改變目前我國工程機械主要通過事后維修、定期保養(yǎng)的維護方式,在工程機械遠程運維服務(wù)中引入新一代人工智能技術(shù),大幅度提高運維精度、時效性和監(jiān)測范圍,減少工程機械的人工維護保養(yǎng)成本,探索運用工程機械運行數(shù)據(jù)對海內(nèi)外經(jīng)濟運行狀況進行監(jiān)測。

遠程運維.jpg

  圖2遠程運維服務(wù)在工程機械中的應(yīng)用

  通用旋轉(zhuǎn)機械:對石化和煤化企業(yè)中鼓風(fēng)機、壓縮機、泵、閥等設(shè)備通用性強和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)好的裝置開展遠程監(jiān)控,實現(xiàn)智能遠程運維,減少運營風(fēng)險,降低設(shè)備的維護保養(yǎng)成本。對于運營較好的,持續(xù)進行示范推廣。

  火電核電裝備:在相關(guān)裝備中引入新一代人工智能技術(shù),實現(xiàn)設(shè)備的全生命周期和實時動態(tài)監(jiān)控預(yù)警,增強對污染物排放、安全運行狀態(tài)的管控能力,增強公眾安全信心。

  電梯:開展新一代人工智能技術(shù)在電梯行業(yè)的深度應(yīng)用,緩解電梯維護保養(yǎng)人員不足的問題,提高電梯維護保養(yǎng)的響應(yīng)速度,增強備件、預(yù)測性診斷的能力。

  2020年前,在上述七個行業(yè)進行探索,建成七大遠程運維中心。2025年前,進行全面推廣,技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平。

  (二)規(guī)模定制服務(wù)

  新一代人工智能技術(shù)為規(guī)?;ㄖ粕a(chǎn)服務(wù)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。通過信息感知與數(shù)據(jù)積累,到大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的系統(tǒng)互聯(lián)互通,通過自感知、自學(xué)習(xí)和自決策三步走實現(xiàn)人工智能技術(shù)在定制生產(chǎn)中的應(yīng)用。新一代人工智能技術(shù)有望在以下三個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破:家電行業(yè)、家具行業(yè)和服裝行業(yè)。

  家電行業(yè):建立規(guī)模定制服務(wù)平臺,推進用戶深度參與,將用戶融入互聯(lián)工廠,實現(xiàn)產(chǎn)銷合一,通過平臺固化生產(chǎn)經(jīng)驗,運用人工智能技術(shù)推進生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化和柔性化,實現(xiàn)定制產(chǎn)品的高精度、高效率生產(chǎn),提升不入庫率,縮短生產(chǎn)周期。

  家具行業(yè):針對個性化產(chǎn)品生產(chǎn)多品種、小批量的特點,借助人工智能技術(shù)助力定制業(yè)務(wù)發(fā)展,縮短設(shè)計周期,能夠快速地研發(fā)出滿足市場變化和需求的產(chǎn)品。降低成本,提高生產(chǎn)效率,材料利用率提高10%,出錯率降到1%以內(nèi)。

  服裝行業(yè):以消費者需求數(shù)據(jù)帶動技術(shù)流、資金流、人才流、物流縱向整合。通過流程再造、全程數(shù)據(jù)驅(qū)動,實現(xiàn)基于一組消費者數(shù)據(jù)完成所有定制、服務(wù)的全過程,7個工作日滿足全球訂單的個性化需求。由點到面推廣業(yè)務(wù)模式,實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造。

  2020年前,在上述三個行業(yè)進行探索,初步建成家具行業(yè)、家電行業(yè)和服裝行業(yè)規(guī)模定制服務(wù)平臺。2025年前,在三個行業(yè)全面推廣,技術(shù)水平達到世界領(lǐng)先,并爭取在汽車等行業(yè)進行探索和試點。

  七、政策建議

  (1)新一代人工智能技術(shù)在遠程運維服務(wù)和大規(guī)模定制生產(chǎn)中的應(yīng)用,作為當(dāng)前服務(wù)型制造最具推廣應(yīng)用價值的兩個重點方向,應(yīng)加大推廣應(yīng)用的力度。

 ?。?)加快人工智能技術(shù)教育列入我國高等教育體系進程。據(jù)了解,英國已在高中教育階段引入人工智能技術(shù)的知識學(xué)習(xí),在高等教育體系中人工智能已作為學(xué)科建設(shè)了相當(dāng)長的時間。

 ?。?)進一步加強網(wǎng)絡(luò)安全保障。隨著開放程度的逐漸加深,我國的社會安全、金融安全、能源安全、信息安全以及重大工程安全需要進一步得到保障。建議國家和各級政府盡快理清管理主體責(zé)任,制定外資進入中國人工智能市場的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),制定人工智能數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)隱私等方面的標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī),保護我國人工智能技術(shù)健康發(fā)展。

  (4)加強應(yīng)用新一代人工智能技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化。建議智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證項目向中介機構(gòu)、企業(yè)聯(lián)合申報的團體標(biāo)準(zhǔn)傾斜,增強智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系的實用性。

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