人工智慧賦能智造 工廠場(chǎng)景數(shù)據(jù)革命全面爆發(fā)(上)

文：陳芊卉 2020-08-04

人工智慧 智慧製造 人機(jī)協(xié)同 IoT 工業(yè)4.0

李開(kāi)復(fù)在《人工智慧》一書(shū)中將這次的人工智慧復(fù)興稱(chēng)為「第三次AI熱潮」，AI從學(xué)術(shù)界走到工業(yè)界和人們所處的應(yīng)用場(chǎng)景中，AI技術(shù)革新賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)正成為現(xiàn)實(shí)。「人工智慧+製造」未來(lái)所追求將工業(yè)革命以來(lái)極度細(xì)化、甚至異化的工人流水線工作，重新拉回「以人為本」的組織模式，讓機(jī)器承擔(dān)更多簡(jiǎn)單、重複、甚至危險(xiǎn)的工作，而人承擔(dān)更多管理和創(chuàng)造工作。

1995年，國(guó)際象棋大神卡斯帕羅夫敗給了體重1.4噸的人工智慧 (AI)電腦「深藍(lán)」，這是AI 第一次打得人類(lèi)；2016年世界圍棋冠軍李世乭與AlphaGo的比賽中投子認(rèn)輸，人們始驚覺(jué)AI的力量已不容忽視。李開(kāi)復(fù)在《人工智慧》一書(shū)，將這次的AI復(fù)興稱(chēng)之為「第三次AI熱潮」。和這一次熱潮最大的不一樣在於，AI真正從學(xué)術(shù)界走到工業(yè)界和人們所處的應(yīng)用場(chǎng)景中，AI技術(shù)革新賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)正成為現(xiàn)實(shí)。

AI賦能製造業(yè) 本質(zhì)是「人機(jī)協(xié)同」

伴隨著人臉識(shí)別、無(wú)人零售等新技術(shù)帶來(lái)的消費(fèi)升級(jí)，人工智慧已幫助零售業(yè)圍繞消費(fèi)者，在時(shí)間碎片化、資訊獲取社交化的大背景下，建立更加靈活便捷的零售場(chǎng)景，提升用戶(hù)體驗(yàn)。那麼，人工智慧究竟能為龐大的製造產(chǎn)業(yè)群帶來(lái)什麼？製造業(yè)在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間裡，是「勞動(dòng)密集型」產(chǎn)業(yè)的代名詞。當(dāng)人工智慧來(lái)臨的時(shí)候，許多人不禁擔(dān)憂：「是不是製造業(yè)中的勞動(dòng)力要被替代了？」

李開(kāi)復(fù)甚至斷言，十年後50％的人類(lèi)工作將被AI取代。誠(chéng)然，人工智慧經(jīng)常被通俗的解讀為「與人類(lèi)一樣聰明的人造機(jī)器」，將這個(gè)「聰明的機(jī)器」放進(jìn)製造現(xiàn)場(chǎng)，主要的作用就是使機(jī)器能夠「達(dá)到甚至超過(guò)人類(lèi)技工水準(zhǔn)」，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率的提升。而這個(gè)AI介入的「智能化」過(guò)程，與過(guò)往製造業(yè)追求「自動(dòng)化」的過(guò)程有本質(zhì)上的差異。

「自動(dòng)化」追求的是機(jī)器自動(dòng)生產(chǎn)，本質(zhì)是「機(jī)器換人」，強(qiáng)調(diào)在完全不需要人的情況下，進(jìn)行不間斷的大規(guī)模機(jī)器生產(chǎn)；而「智能化」追求的是機(jī)器的柔性生產(chǎn)，本質(zhì)是「人機(jī)協(xié)同」，強(qiáng)調(diào)機(jī)器能夠自主配合要素變化和人的工作。

因此，「AI+製造」未來(lái)所追求的，不應(yīng)是簡(jiǎn)單粗暴的「機(jī)器替人」，而應(yīng)是將工業(yè)革命以來(lái)極度細(xì)化、甚至異化的工人流水線工作，重新拉回「以人為本」的組織模式，讓機(jī)器承擔(dān)更多簡(jiǎn)單、重複、甚至危險(xiǎn)的工作，而人承擔(dān)更多管理和創(chuàng)造工作。

未來(lái)已至 還原人工智慧+製造應(yīng)用場(chǎng)景

即便在未來(lái)，想以人工智慧全面取代製造過(guò)程中人類(lèi)專(zhuān)家的智能，獨(dú)立承擔(dān)起分析、判斷、決策等任務(wù)是不現(xiàn)實(shí)的?！窤I+製造」實(shí)現(xiàn)的人機(jī)一體化、高度協(xié)同，可以在智能機(jī)器的配合下，更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機(jī)之間形成一種平等共事、相互理解、相互協(xié)作的關(guān)係，讓設(shè)備、軟體、數(shù)據(jù)、人，都像在擁有智慧的基礎(chǔ)上，把自己在生產(chǎn)製造場(chǎng)景中的價(jià)值發(fā)揮到極致。

依據(jù)《「人工智慧+製造」產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》，將AI作用於製造業(yè)的典型應(yīng)用場(chǎng)景分為以下三類(lèi)：

1. 實(shí)現(xiàn)從軟體到硬體的智能升級(jí)

人工智慧演算法將以能力封裝和開(kāi)放方式嵌入到產(chǎn)品中，從而幫助製造業(yè)生產(chǎn)出新一代的智能產(chǎn)品。如Google開(kāi)發(fā)出專(zhuān)用於大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)的智能晶片TPU、騰訊AI開(kāi)放平臺(tái)對(duì)外提供電腦視覺(jué)等AI能力、亞馬遜推出內(nèi)嵌人工智慧語(yǔ)音助手的智能音箱echo等。

2. 提高行銷(xiāo)和售後的精準(zhǔn)水準(zhǔn)

在售前行銷(xiāo)，以AI進(jìn)行用戶(hù)側(cè)需求數(shù)據(jù)的多維分析，將能實(shí)現(xiàn)更即時(shí)、精準(zhǔn)的廣告資訊傳遞，如Google為製造業(yè)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了精準(zhǔn)廣告平臺(tái)；在售後維護(hù)，AI將有機(jī)會(huì)和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)製造業(yè)產(chǎn)品的即時(shí)監(jiān)測(cè)、管理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。如三一重工把分佈全球的三十萬(wàn)臺(tái)設(shè)備接入平臺(tái)，即時(shí)採(cǎi)集近一萬(wàn)個(gè)運(yùn)行參數(shù)，利用大數(shù)據(jù)和智能演算法，遠(yuǎn)程管理龐大設(shè)備群的運(yùn)行狀況，有效實(shí)現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，大大提升了排障效率並降低維護(hù)成本。

3. 增強(qiáng)機(jī)器自主生產(chǎn)能力

AI技術(shù)可以使得機(jī)器在更多複雜情況下實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)，從而全面提升生產(chǎn)效率。應(yīng)用場(chǎng)景包含：工藝優(yōu)化，即通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)建立產(chǎn)品的健康模型，識(shí)別各製造環(huán)節(jié)參數(shù)對(duì)最終產(chǎn)品品質(zhì)的影響，最終找到最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)；智能質(zhì)檢，即借助機(jī)器視覺(jué)識(shí)別，快速掃描產(chǎn)品品質(zhì)，提高質(zhì)檢效率。

其中，視覺(jué)缺陷檢測(cè)、機(jī)器人視覺(jué)定位分揀和設(shè)備故障預(yù)測(cè)報(bào)警等應(yīng)用場(chǎng)景，得益於AI機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)發(fā)展成熟，已在製造現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)落地。例如通過(guò)整合3D掃描器和協(xié)作機(jī)器人、視覺(jué)系統(tǒng)、吸盤(pán)/智能夾爪，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物品的視覺(jué)定位、抓取、搬運(yùn)、旋轉(zhuǎn)、擺放等操作，並對(duì)自動(dòng)化流水生產(chǎn)線中無(wú)序或任意擺放的物品進(jìn)行抓取和分揀。這既可應(yīng)用於機(jī)床無(wú)序上下料、鐳射標(biāo)刻無(wú)序上下料，也可用於物品檢測(cè)、物品分揀和產(chǎn)品分揀包裝等。目前在應(yīng)用場(chǎng)景案例中已能實(shí)現(xiàn)規(guī)則條形工件100%的拾取成功率。

在設(shè)備故障預(yù)警應(yīng)用場(chǎng)景中，基於AI和IoT技術(shù)，通過(guò)在工廠各個(gè)設(shè)備加裝感測(cè)器，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，並利用神經(jīng)網(wǎng)路建立設(shè)備故障的模型，從而在故障發(fā)生前，提前預(yù)測(cè)故障，並將可能發(fā)生故障的工件替換，從而保障設(shè)備的持續(xù)無(wú)故障運(yùn)行。這樣的應(yīng)用可以將產(chǎn)線停工時(shí)間從幾十分鐘壓縮至幾分鐘。

總之，從目前消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展來(lái)看，可以很清楚的感受到是用軟體來(lái)定義我們的生活，而且這種發(fā)展趨勢(shì)一定會(huì)蔓延到製造業(yè)來(lái)。工業(yè)4.0理念下的智能製造，是將一切的人、事、物都連接起來(lái)，形成萬(wàn)物互聯(lián)，整合為一種由智能機(jī)器與人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在製造過(guò)程中能進(jìn)行智能活動(dòng)，注入分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，融合成為一套智能製造系統(tǒng)。

下一次，將介紹「AI+製造」場(chǎng)景、AI? Thinking和AI+ERP應(yīng)用典範(fàn)，繼續(xù)掘金數(shù)據(jù)紅利。

資料來(lái)源：《人工智慧來(lái)了》；李開(kāi)復(fù)，王詠剛著；2017/04/27

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