文/本刊記者 段永利

蔣明煒JIANGMINGWEI

蔣明煒中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)委員，工信部智能制造專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)委員，北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所軟件工程中心首席專(zhuān)家，國(guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家，研究員高工。他先后在19 93 年、2 0 01年兩次獲得科技部“863”計(jì)劃的先進(jìn)個(gè)人獎(jiǎng)，2006年機(jī)械科學(xué)研究總院授予“杰出科技專(zhuān)家”稱(chēng)號(hào)。

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。為了應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，國(guó)務(wù)院自2015年5月起，就已相繼出臺(tái)了一系列規(guī)劃：《中國(guó)制造2025》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《高端智能再制造行動(dòng)計(jì)劃（2018－2020）》《互聯(lián)網(wǎng)+行動(dòng)計(jì)劃》。一個(gè)共同的指向就是：制造業(yè)要走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，企業(yè)要邁向智能工廠 。

隨著科技的發(fā)展，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，引發(fā)了影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，國(guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家、研究員高工、工信部智能制造專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)委員蔣明煒在應(yīng)本刊記者特邀采訪時(shí)表示，兩化融合、智能制造是實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)，提升企業(yè)創(chuàng)新能力、優(yōu)化資源配置、變革生產(chǎn)方式、提高能源資源利用效率、推進(jìn)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、智能發(fā)展和綠色發(fā)展，形成可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的戰(zhàn)略選擇。

制造業(yè)的制高點(diǎn)就是智能制造

制造業(yè)走向智能工廠這是中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然，是企業(yè)獲取可持續(xù)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然。

曾經(jīng)，中國(guó)工業(yè)自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，在全球產(chǎn)業(yè)鏈分工中處于價(jià)值鏈的低端，經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期依賴(lài)投資、出口拉動(dòng)。這樣，隨著土地、勞動(dòng)力、原材料、燃料動(dòng)力等要素成本的全面、快速上升，中國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢(shì)將逐步削弱。中國(guó)制造業(yè)資源環(huán)境的壓力突出，傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式不可持續(xù)，亟待形成新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。信息化和工業(yè)化兩化融合，發(fā)展智能制造，走新型工業(yè)化道路是中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然之路。

新一代信息技術(shù)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、特別是人工智能技術(shù)的發(fā)展，深刻地改變了人們的生產(chǎn)方式、生活方式、社會(huì)形態(tài)。隨著世界人口老齡化進(jìn)程的加快，勞動(dòng)力短缺的現(xiàn)象從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家蔓延。隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，廣大農(nóng)村受教育水平的提高，從事簡(jiǎn)單勞動(dòng)和重體力勞動(dòng)的人越來(lái)越少，招工難將成為常態(tài)。江蘇、浙江、廣州正在實(shí)施的機(jī)器換人計(jì)劃就是一個(gè)很好的例證。所以發(fā)展智能制造是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然。

企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)是人才、技術(shù)、成本的競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)各種各樣的智能產(chǎn)品擺上了貨架，悄無(wú)聲息來(lái)到你身邊的時(shí)候；當(dāng)同行在智能工廠里，以高效率、高柔性的裝備，快速響應(yīng)客戶(hù)個(gè)性化需求的時(shí)候，傳統(tǒng)企業(yè)將被遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在后面直至蕩然無(wú)存。所以說(shuō)，企業(yè)為了獲取可持續(xù)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就必須建造智能工廠。

制造業(yè)需要人工智能技術(shù)的加持

建了智能工廠，就必然少不了人工智能技術(shù)的加持。

什么是人工智能？人工智能A I（Artificial Intelligence）是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的全新智能機(jī)器或系統(tǒng)。研究領(lǐng)域包括：機(jī)器視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、知識(shí)表現(xiàn)、智能搜索、推理、規(guī)劃、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取、組合調(diào)度問(wèn)題、感知問(wèn)題、模式識(shí)別、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、不精確和不確定的管理、人工生命、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜系統(tǒng)、遺傳算法。

蔣明煒在企業(yè)車(chē)間調(diào)研

人工智能的關(guān)鍵四大核心要素是：數(shù)據(jù)、算力、算法和場(chǎng)景。為了解決某AI應(yīng)用場(chǎng)景，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建算法模型，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)應(yīng)用執(zhí)行。

從1965年人工智能元年到現(xiàn)在，56年來(lái)，人工智能的發(fā)展起起落落并不順利，究其原因，主要是基礎(chǔ)信息化水平差，數(shù)據(jù)采集困難，計(jì)算能力弱等。

自2010年以來(lái)，深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)的興起，迎來(lái)了人工智能的爆發(fā)式增長(zhǎng)。由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大量設(shè)備互聯(lián)，采集了大量數(shù)據(jù)，一系列大數(shù)據(jù)的產(chǎn)品Hadoop、Spark、HBase相繼問(wèn)世，云計(jì)算、人工智能芯片的應(yīng)用大大提高了計(jì)算能力。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (RNN)、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (DNN)使得深度學(xué)習(xí)得到實(shí)質(zhì)性的發(fā)展推動(dòng)了人工智能技術(shù)的快速發(fā)展。

蔣明煒說(shuō)，AI在制造業(yè)中的應(yīng)用無(wú)處不在。貫穿智能設(shè)計(jì)、智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能經(jīng)營(yíng)、智能服務(wù)的全流程。

值得一提的是，AI在智能決策中的應(yīng)用尤為重要。

在智能工廠的環(huán)境下，將產(chǎn)生大量的產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)知識(shí)、工藝知識(shí)、管理知識(shí)、產(chǎn)品運(yùn)維數(shù)據(jù)。建立智能決策系統(tǒng)，對(duì)上述信息進(jìn)行搜集、過(guò)濾、儲(chǔ)存、建模，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析工具和人工智能技術(shù)，為各級(jí)決策者獲得知識(shí)和洞察力，提高決策的科學(xué)性。

智能制造繞不開(kāi)協(xié)同發(fā)展模式

雖然A I在制造業(yè)中的應(yīng)用無(wú)處不在，但當(dāng)前人工智能發(fā)展的主要方向應(yīng)該是協(xié)同發(fā)展，而不是簡(jiǎn)單地用機(jī)器替代人類(lèi)。

蔣明煒跟本刊記者分享了基于AI的智能工廠總體架構(gòu)分為三層：數(shù)字化平臺(tái)、智能技術(shù)平臺(tái)和應(yīng)用場(chǎng)景。

企業(yè)數(shù)字化平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)。首先生產(chǎn)裝備、倉(cāng)儲(chǔ)物流裝備要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，安裝各種傳感器、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、智能芯片，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，采集大量的設(shè)備及產(chǎn)品工藝運(yùn)行參數(shù)，為優(yōu)化控制提供數(shù)據(jù)。通過(guò)一系列工業(yè)軟件：研發(fā)設(shè)計(jì)軟件CAD、CAE、CAPP、PLM、CAM，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理軟件ERP、SRM、CRM、PM，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)數(shù)字化，經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)制造過(guò)程的數(shù)字化。所有上述數(shù)據(jù)通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、企業(yè)知識(shí)圖譜、專(zhuān)家系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、分類(lèi)、儲(chǔ)存，為人工智能的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

智能技術(shù)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)智能制造的工具?，F(xiàn)如今，有大批人工智能企業(yè)開(kāi)發(fā)出一系列人工智能通用工具、軟件、產(chǎn)品、人工智能開(kāi)放開(kāi)源平臺(tái)。制造業(yè)企業(yè)要購(gòu)買(mǎi)這些成熟的產(chǎn)品，充分利用這些開(kāi)源開(kāi)放平臺(tái)，將其應(yīng)用于不同的優(yōu)化場(chǎng)景。這些產(chǎn)品如圖形識(shí)別、人臉識(shí)別、聲音識(shí)別、自然語(yǔ)言交互、人機(jī)交互、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)、決策分析、人工智能操作系統(tǒng)等。

應(yīng)用場(chǎng)景是AI在智能制造中的落地。應(yīng)用企業(yè)數(shù)字化平臺(tái)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，選擇人工智能的工具、模型、算法，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在智能設(shè)計(jì)、智能產(chǎn)品、智能經(jīng)營(yíng)、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)、智能決策中的應(yīng)用。

智能制造解決方案應(yīng)用場(chǎng)景圖

蔣明煒認(rèn)為，人工智能貫穿智能制造的全流程，但是，智能制造離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同發(fā)展新模式，那就需要從以下七個(gè)方面重點(diǎn)突破。一是將網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造作為企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，與供應(yīng)商和合作伙伴建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。二是加快信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)，持續(xù)加強(qiáng)服務(wù)于制造業(yè)的信息技術(shù)發(fā)展，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，通過(guò)技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合等方式，全方位推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究和發(fā)展，引導(dǎo)發(fā)展一批重點(diǎn)行業(yè)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的企業(yè)級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。三是加快提升技術(shù)產(chǎn)業(yè)支撐能力，加快工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)傳感器、工業(yè)軟件、高端裝備等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品研制，推進(jìn)邊緣計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等新興技術(shù)在新模式的應(yīng)用研究。四是加大資金支持，通過(guò)設(shè)立產(chǎn)業(yè)投資基金等方式，帶動(dòng)社會(huì)資本向工業(yè)領(lǐng)域投入，鼓勵(lì)引導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)投資、私募股權(quán)基金為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供多元化資金支持，鼓勵(lì)制造業(yè)企業(yè)信息化改造，全面推進(jìn)產(chǎn)融合作。五是加快典型應(yīng)用推廣，在積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造試點(diǎn)示范基礎(chǔ)上，對(duì)典型企業(yè)開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造新模式的做法和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理、總結(jié)，樹(shù)立具有典型示范作用的行業(yè)標(biāo)桿。六是完善標(biāo)準(zhǔn)體系，面向關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，使標(biāo)準(zhǔn)化與網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造新模式同步，甚至超前，要及早搶占先機(jī)，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)研制，建立標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用推廣服務(wù)體系，加快標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化進(jìn)程。七是做好人才儲(chǔ)備培養(yǎng)，推動(dòng)高校、科研院所、企業(yè)等機(jī)構(gòu)依照推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造發(fā)展需求，培養(yǎng)信息技術(shù)、工業(yè)工程、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等多類(lèi)學(xué)科跨領(lǐng)域復(fù)合型人才。

擁抱人工智能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

AI技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的永恒主題，是提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力，是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。

進(jìn)入云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，制造業(yè)正在經(jīng)歷一次新的洗牌過(guò)程。從業(yè)務(wù)和經(jīng)營(yíng)管理的角度看，當(dāng)前制造業(yè)正在經(jīng)歷從粗放式經(jīng)營(yíng)到精細(xì)化經(jīng)營(yíng)的轉(zhuǎn)變。以前，制造業(yè)客戶(hù)比較注重如何降低成本，而現(xiàn)在則希望借助信息化手段改善經(jīng)營(yíng)，更關(guān)鍵的是要提升效率。

當(dāng)被問(wèn)及中國(guó)制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀時(shí)，蔣明煒表示，中國(guó)制造2025開(kāi)局很好，起步高，制造業(yè)自從與信息化、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)擦出智慧火花后，效果還算不錯(cuò)。

美中不足的是，現(xiàn)在多數(shù)企業(yè)仍然在做信息化規(guī)劃，僅從信息化的角度如何提高研發(fā)設(shè)計(jì)能力、經(jīng)營(yíng)管理能力，不考慮產(chǎn)品如何運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化，更很少去考慮制造裝備、物流、生產(chǎn)制造過(guò)程的自動(dòng)化和智能化。

接下來(lái)，企業(yè)應(yīng)意識(shí)到智能制造是一個(gè)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略，必須將人工智能技術(shù)作為企業(yè)長(zhǎng)期的發(fā)展戰(zhàn)略，制定人工智能發(fā)展規(guī)劃，確立目標(biāo)、方向、內(nèi)容、實(shí)施計(jì)劃，讓AI融入制造業(yè)全生命周期。另外就是跨界融合，借鑒一切成熟的技術(shù)，包括通用人工智能算法庫(kù)、機(jī)器視覺(jué)和圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、人工智能芯片、認(rèn)知計(jì)算等。

蔣明煒告訴記者，實(shí)現(xiàn)智能制造是個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的過(guò)程。整體上看，對(duì)于智能制造企業(yè)一定要結(jié)合“十四五”規(guī)劃做好企業(yè)自身的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)，明確自己的發(fā)展方向。不過(guò)，企業(yè)需要了解、清楚自己的目標(biāo)和短板，設(shè)計(jì)研發(fā)智能、產(chǎn)品智能、經(jīng)營(yíng)智能、制造智能這些目標(biāo)并不需要同時(shí)達(dá)到，企業(yè)可根據(jù)自身情況擇其一二作為企業(yè)短期目標(biāo)。擁抱人工智能技術(shù)，讓企業(yè)煥發(fā)新生！