人工智能技術(shù)作為制造業(yè)轉型升級最有力的助力器之一，能加速推進(jìn)以智能化為標志、以人工智能為抓手和以高效綠色制造為目標的工業(yè)智能制造的發(fā)展進(jìn)程。因此，我國制造業(yè)亟須深度融合人工智能技術(shù)，以實(shí)現我國制造業(yè)的智能升級。

正像2018年9月17日習近平總書(shū)記在向世界人工智能大會(huì )所致賀信中強調的，“中國正致力于實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展，人工智能發(fā)展應用將有力提高經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展智能化水平?！毙乱淮斯ぶ悄苷谌蚍秶鷥扰畈d起，為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展注入了新動(dòng)能，正在深刻改變人們的生產(chǎn)生活方式。

在日前召開(kāi)的2019國家智能產(chǎn)業(yè)峰會(huì )上，中國工程院院士、中南大學(xué)教授、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )副理事長(cháng)桂衛華在會(huì )上提出：“我國制造業(yè)經(jīng)過(guò)長(cháng)期努力，在生產(chǎn)工藝、制造裝備及自動(dòng)化技術(shù)等方面均取得了長(cháng)足的進(jìn)步，但其發(fā)展面臨資源綜合利用率低、能耗水平不平衡、排放總量大、高水平現場(chǎng)工藝技術(shù)人員短缺等嚴峻挑戰?！?/p>

“人工智能技術(shù)作為制造業(yè)轉型升級最有力的助力器之一，能加速推進(jìn)以智能化為標志、以人工智能為抓手和以高效綠色制造為目標的工業(yè)智能制造的發(fā)展進(jìn)程。因此，我國制造業(yè)亟須深度融合人工智能技術(shù)，以實(shí)現我國制造業(yè)工業(yè)的智能升級?！惫鹦l華表示。

決定未來(lái)經(jīng)濟的顛覆技術(shù)

“以人工智能實(shí)現自動(dòng)化”包含兩方面內涵，第一是知識型工作自動(dòng)化。在現代工業(yè)中，機器在許多方面已經(jīng)取代或者正在取代體力勞動(dòng)，知識型工作在社會(huì )分工中占有壓倒性的地位。知識型工作皆由知識型工作者完成，這要求工作者具有分析、判斷和決策能力。

早在2009年，美國帕羅奧多研究中心就討論過(guò)知識型工作的未來(lái)，指出知識型工作自動(dòng)化將成為工業(yè)自動(dòng)化革命后又一次革命。2013年，麥肯錫全球研究院發(fā)布的《展望2025，決定未來(lái)經(jīng)濟的12大顛覆技術(shù)》報告里專(zhuān)門(mén)談到知識型工作自動(dòng)化。在“12項顛覆性技術(shù)中，排在第二位的是知識型工作自動(dòng)化”。桂衛華說(shuō)，“知識型工作自動(dòng)化預計在2025年可帶來(lái)5.2萬(wàn)億元至6.7萬(wàn)億元的巨大經(jīng)濟效益，但目前尚未得到廣泛關(guān)注?！?/p>

第二是知識系統自動(dòng)化，即機器完成工作，需要結合場(chǎng)景和對象來(lái)研究自動(dòng)化問(wèn)題?！熬椭R系統方面的研究而言，自動(dòng)化系統最初的雛形是專(zhuān)家系統，這類(lèi)系統嚴格說(shuō)來(lái)都是局部工程，沒(méi)有系統實(shí)現知識型工作自動(dòng)化?！惫鹦l華在談及知識系統研究的現狀時(shí)說(shuō)。

知識自動(dòng)化：大數據處理新方法

知識型工作者目前遇到許多挑戰。第一個(gè)挑戰是生產(chǎn)出現新要求。生產(chǎn)過(guò)程的復雜性，對精確建模、信息化控制提出了新要求。第二個(gè)挑戰是新的信息環(huán)境。云平臺、移動(dòng)計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據的出現使數據種類(lèi)和規模迅速增加，知識型工作者面對海量信息感到無(wú)所適從。不同于以往一張表格承載幾個(gè)數據，現在數據規模大多十分龐大。

“如何利用好這些數據往往依賴(lài)個(gè)人的素質(zhì)?！惫鹦l華表示，人工決策存在主觀(guān)性，不能實(shí)現全流程穩定運行、個(gè)人知識推廣傳承都使得人工智能技術(shù)亟待提升。

桂衛華介紹：“知識工作自動(dòng)化，或者說(shuō)知識自動(dòng)化，跟原來(lái)的知識型工作自動(dòng)化有所區別。知識型工作的自動(dòng)化，是簡(jiǎn)單取代人。把知識型工作自動(dòng)化推廣到知識自動(dòng)化，就可使得原來(lái)不能做得到的工作現在可用機器實(shí)現?！?/p>

知識自動(dòng)化在制造業(yè)中如何有機運用？

桂衛華說(shuō)：“例如原材料工業(yè)的原料采購問(wèn)題，人要考慮采購目標、費用，考慮金屬總量、品位、雜質(zhì)、上下限問(wèn)題，考慮供求關(guān)系、市場(chǎng)情況、宏觀(guān)經(jīng)濟、政策因素的影響，還要考慮供應情況、供應商信息，考慮企業(yè)本身的能力、存儲能力、財務(wù)狀況等。根據這些情況來(lái)進(jìn)行決策，會(huì )產(chǎn)生很多復雜問(wèn)題?！?/p>

在這樣的復雜決策情況下，通過(guò)知識型自動(dòng)化的辦法來(lái)解決機器操作問(wèn)題，不失為最優(yōu)化的辦法。

人機合作：實(shí)現系統智能化

能夠穩定運行是企業(yè)生存關(guān)鍵。長(cháng)期穩定運行主要受制于原料、工況波動(dòng)、工序復雜、操作忙碌等因素。要實(shí)現這一目標，人工智能在感知、認知學(xué)習和決策操作方面亟待技術(shù)攻關(guān)。

在對人工智能發(fā)展現狀和趨勢的集體學(xué)習中，習近平指出，人工智能在產(chǎn)業(yè)升級、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、服務(wù)創(chuàng )新等方面具有技術(shù)優(yōu)勢。要以人工智能技術(shù)推動(dòng)各產(chǎn)業(yè)變革，在中高端消費、創(chuàng )新引領(lǐng)、綠色低碳、共享經(jīng)濟、現代供應鏈、人力資本服務(wù)等領(lǐng)域培育新增長(cháng)點(diǎn)，才能加快促進(jìn)人工智能同一、二、三產(chǎn)業(yè)深度融合。

而人工智能如何在工業(yè)領(lǐng)域深入融合？

桂衛華指出，未來(lái)，我國的人工智能系統，要從原來(lái)簡(jiǎn)單、單一的信息系統轉變成人機合作的系統，通過(guò)人與機器合作來(lái)實(shí)現整個(gè)系統的智能化。

“通過(guò)建立框架來(lái)實(shí)現整個(gè)智能系統的優(yōu)化，框架里包括了一系列數據和機理知識融合的問(wèn)題?！惫鹦l華結合具體案例闡釋說(shuō)，原來(lái)依賴(lài)專(zhuān)家看或肉眼判斷工況的視覺(jué)方法，現在通過(guò)知識自動(dòng)化的辦法，就可實(shí)現工況的智能診斷和識別。

摘自《中國科學(xué)報》