在人工智能(AI)技術(shù)取得突破性發(fā)展的大背景下，我國(guó)各行各業(yè)積極尋求數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并將 AI 用于改造傳統(tǒng)制造業(yè)，取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。例如：智能制造、無人工廠的 AI應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成果。AI 也在質(zhì)檢、驗(yàn)證、營(yíng)銷和服務(wù)等環(huán)節(jié)發(fā)揮了很大作用——實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造 2025”的智能化轉(zhuǎn)型目標(biāo)已經(jīng)近在眼前。
一、AI 技術(shù)對(duì)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的改造及其效果
從典型的生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，人工智能技術(shù)深入?yún)⑴c我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型、升級(jí)主要體現(xiàn)在如下的具體方面。
(一)智能調(diào)度和計(jì)劃
在汽車等復(fù)雜產(chǎn)品的智能化產(chǎn)線中，AI 算法主要被用于智能調(diào)度生產(chǎn)計(jì)劃。所謂“智能調(diào)度”是指根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、倉儲(chǔ)情況、實(shí)時(shí)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)狀況和市場(chǎng)需求等信息，通過 AI 算法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)生產(chǎn)需求，并據(jù)此協(xié)調(diào)倉儲(chǔ)、物料采購，自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃。借助 AI，企業(yè)可以減少生產(chǎn)過程中因物料、人力、時(shí)間等資源的擠兌而造成的進(jìn)度瓶頸，避免物資浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率和資源利用率，有效降低庫存成本。
(二)AI與人的“人-機(jī)”協(xié)同
基于傳統(tǒng)的流水線，AI 技術(shù)可以通過機(jī)器人與人類進(jìn)行協(xié)作。這種協(xié)作既包括 AI 與人類的對(duì)話，即信息同步;也包括工序?qū)用娴膮f(xié)作，即生產(chǎn)效率同步、上下游協(xié)調(diào)、工序配合等。產(chǎn)線上的 AI 機(jī)器人通過視覺識(shí)別、重力(壓力)感應(yīng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等機(jī)制，準(zhǔn)確地判斷零部件，并與工人協(xié)同作業(yè)，以完成精細(xì)、復(fù)雜的裝配任務(wù)。AI 與人類的“人 - 機(jī)”協(xié)作，能顯著提高裝配速度和準(zhǔn)確性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人為錯(cuò)誤、工傷事故等。
(三)自適應(yīng)控制系統(tǒng)
在化工生產(chǎn)中，AI 被用于自適應(yīng)控制系統(tǒng)，對(duì)一些關(guān)鍵的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)節(jié)——包括溫度、壓力、流量、液位、濃度、酸堿度等。
具體實(shí)施過程中，自適應(yīng)控制系統(tǒng)首先通過傳感器收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析;其次，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與既定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)、分析，并反饋至系統(tǒng)執(zhí)行端;最后，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋信息自動(dòng)判斷、決策并調(diào)整設(shè)備各部分的運(yùn)行狀態(tài)，以確保生產(chǎn)的持續(xù)、穩(wěn)定和高效。
AI 自適應(yīng)控制系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和控制，無需人工干預(yù)，能有效地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全。
(四)AI數(shù)字孿生與智能柔性生產(chǎn)
AI 技術(shù)對(duì)于柔性生產(chǎn)能力的提升是顯著的。這不僅體現(xiàn)在需求預(yù)測(cè)與管理、智能調(diào)度與計(jì)劃中，還能進(jìn)一步發(fā)展為基于“數(shù)字孿生”技術(shù)的交互式智能產(chǎn)線，提升企業(yè)靈活應(yīng)對(duì)個(gè)性化市場(chǎng)需求的能力等。
在個(gè)性化定制生產(chǎn)方面，AI 可視化數(shù)字孿生技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)——可根據(jù)客戶需求快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的大范圍重組或局部微調(diào)。AI 算法根據(jù)產(chǎn)品功能、設(shè)計(jì)、工藝、流程等具體要求，自行匹配現(xiàn)有設(shè)備、工序、物資等，幫助企業(yè)執(zhí)行高靈活度的柔性生產(chǎn)模式，以提高企業(yè)的市場(chǎng)反應(yīng)能力。
對(duì)于柔性生產(chǎn)而言，通過 AI 集成并優(yōu)化供應(yīng)鏈管理也十分重要。AI 通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析來預(yù)測(cè)供應(yīng)鏈中潛在的問題，并提前預(yù)警和干預(yù)，確保供應(yīng)資源、供應(yīng)鏈條的穩(wěn)定運(yùn)行，避免過高的物料庫存，也杜絕重要物料的短缺。
確保柔性生產(chǎn)能力的另一重點(diǎn)，是對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與維護(hù)，并及時(shí)實(shí)施故障預(yù)測(cè)、診斷等。AI 的這種能力不僅有利于降低生產(chǎn)中斷的風(fēng)險(xiǎn)，還能夠智能調(diào)配設(shè)備資源，科學(xué)分配生產(chǎn)任務(wù)、確保生產(chǎn)過程連續(xù)、穩(wěn)定，并減少設(shè)備資源閑置或過度使用。
二、AI 技術(shù)用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)
在生產(chǎn)制造領(lǐng)域，產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一;質(zhì)量檢測(cè)是產(chǎn)品質(zhì)量生命線的最后一關(guān)。這對(duì)企業(yè)的管理規(guī)范、持續(xù)發(fā)展、搶占市場(chǎng)和提高客戶滿意度等均具有重要意義。然而，傳統(tǒng)制造業(yè)的質(zhì)檢方式，充斥著大量的人力勞動(dòng)、成本居高不下——這一點(diǎn) AI 也帶來了顯著的改善。
(一)機(jī)器視覺
基于 AI 的機(jī)器視覺系統(tǒng)在質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)中大行其道。例如：深圳思謀信息科技將機(jī)器視覺系統(tǒng)用于半導(dǎo)體制造的缺陷檢測(cè)中，包括外殼、結(jié)構(gòu)、硅片等產(chǎn)品零部件的微小缺陷。具體方式是通過高分辨率攝像頭，配合 AI圖像處理算法，結(jié)合深度機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別和缺陷分類，從而提高產(chǎn)品良率和質(zhì)量。
目前，通過 AI 視覺比對(duì)技術(shù)，對(duì)光學(xué)圖像中的關(guān)鍵特征進(jìn)行識(shí)別和分析，快速、準(zhǔn)確地判斷產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)，已被應(yīng)用于半導(dǎo)體、電子產(chǎn)品、食品等行業(yè)。
(二)AI光學(xué)“非接觸式測(cè)量”
嚴(yán)格意義上來講，上述機(jī)器視覺技術(shù)也是一種集成的光學(xué)技術(shù)方案，即“圖像識(shí)別與分析”。除此之外，AI結(jié)合光學(xué)技術(shù)的第二大應(yīng)用是“非接觸式測(cè)量”。光學(xué)測(cè)量設(shè)備無需接觸物體表面，便能獲取物體的幾何尺寸、表面紋理等信息;還可以通過紅外等技術(shù)，獲取表面被遮擋的產(chǎn)品的內(nèi)部發(fā)熱狀況等。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過 AI 的處理，可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)過程的精度、穩(wěn)定及安全性。
AI 與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合可以構(gòu)成自動(dòng)化檢測(cè)產(chǎn)線。將光學(xué)檢測(cè)設(shè)備與 AI算法、機(jī)器人、流水線設(shè)備等相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線式的檢測(cè)。這一應(yīng)用不僅提高了檢測(cè)效率，還降低了人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
(三)AI結(jié)合聲波技術(shù)
AI 結(jié)合聲波技術(shù)在質(zhì)檢中的應(yīng)用，正逐漸展現(xiàn)出其巨大的潛力和價(jià)值。聲波技術(shù)作為一種非接觸性的檢測(cè)方法，可以通過對(duì)聲波數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和分析，準(zhǔn)確地捕捉到物體內(nèi)部的細(xì)微變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。同時(shí)，AI 技術(shù)引入后，還能夠通過持續(xù)的學(xué)習(xí)不斷提高其檢測(cè)精度和效率，使這一過程更加智能、高效，從而為企業(yè)節(jié)省更多的成本。除了提高檢測(cè)效率外，AI 結(jié)合聲波技術(shù)還能夠在質(zhì)檢過程中發(fā)現(xiàn)一些傳統(tǒng)方法所難以發(fā)現(xiàn)的問題。例如，在一些復(fù)雜的機(jī)械金屬部件中，微小的砂眼、裂縫或損傷往往難以通過肉眼或傳統(tǒng)檢測(cè)方法觀測(cè)到，但這些問題可能對(duì)設(shè)備的性能和安全性造成嚴(yán)重影響。而聲波技術(shù)能夠通過對(duì)設(shè)備內(nèi)部聲波信號(hào)的捕捉和分析，發(fā)現(xiàn)這些微小的變化，從而為設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)提供及時(shí)的指導(dǎo)。
三、用于新產(chǎn)品售前與售后服務(wù)的 AI 技術(shù)
在銷售和服務(wù)環(huán)節(jié)，AI 技術(shù)可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的市場(chǎng)營(yíng)銷和服務(wù)。例如，AI 技術(shù)通過對(duì)消費(fèi)者數(shù)據(jù)的分析和挖掘，可以更好地了解消費(fèi)者的購物需求、偏好和購買行為，從而制定更精準(zhǔn)的營(yíng)銷策略。同時(shí)，還可以通過 AI 智能客服和智能售后服務(wù)，提高客戶滿意度和忠誠(chéng)度。具體的做法主要有如下三種。
(一)售前AI推送
售前 AI 推送是一種利用特定的智能算法，根據(jù)用戶的消費(fèi)行為、興趣愛好信息等，精準(zhǔn)地向用戶推送個(gè)性化商品或服務(wù)的方式。這種方式具有極高的針對(duì)性和實(shí)時(shí)性，可以有效提高轉(zhuǎn)化率，實(shí)現(xiàn)銷售額的大幅提升。通過對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘和分析，AI 系統(tǒng)會(huì)不斷優(yōu)化推送策略，使推送內(nèi)容更加符合用戶需求。在售前環(huán)節(jié)，采用AI 技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)推送，不僅有助于提高銷售業(yè)績(jī)，還能為用戶提供更貼心、更便捷的購物體驗(yàn)。
(二)AI數(shù)字人客服
利用人工智能技術(shù)來模擬真實(shí)客服人員，能夠?yàn)橛脩籼峁?24 小時(shí)不間斷的在線服務(wù)。相較于傳統(tǒng)客服，AI 數(shù)字人客服具有以下優(yōu)勢(shì)。
高效響應(yīng)：AI 數(shù)字人客服無需休息，可以隨時(shí)提供服務(wù)，大大縮短了用戶的等待時(shí)間。
精準(zhǔn)解答：通過對(duì)海量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，AI 數(shù)字人快速識(shí)別用戶遇到的具體問題，并提供準(zhǔn)確的解答。個(gè)性化服務(wù)：通過深度學(xué)習(xí)，AI數(shù)字人為用戶提供個(gè)性化的解決方案。
持續(xù)優(yōu)化：AI 數(shù)字人客服能夠根據(jù)用戶反饋不斷學(xué)習(xí)，持續(xù)提升自身服務(wù)能力與質(zhì)量。
在實(shí)際應(yīng)用中，AI 數(shù)字人客服可以輕松打破地域和語言障礙，有效實(shí)現(xiàn)多語言服務(wù)，拓展企業(yè)市場(chǎng)，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，提高客戶滿意度。
(三)售后AI響應(yīng)
售后 AI 響應(yīng)是指在消費(fèi)者購買商品或服務(wù)后，利用 AI 技術(shù)為其提供售后服務(wù)的過程，主要包括以下方面。技術(shù)支持：AI 實(shí)時(shí)響應(yīng)可以為用戶提供在線的智能技術(shù)支持，解決用戶在使用過程中遇到的各種問題。售后預(yù)測(cè)：通過分析歷史數(shù)據(jù)，AI系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)潛在的售后問題，并提前為用戶準(zhǔn)備好各種可行的解決方案。自動(dòng)化流程：AI 技術(shù)可以使售后流程自動(dòng)化，例如物流計(jì)劃與執(zhí)行、配送進(jìn)度監(jiān)控、客戶回訪等。利用 AI技術(shù)，可以提升售后流程的效率，降低人力成本并提高客戶滿意度。
目前看來，AI 技術(shù)在眾多企業(yè)中均已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用。在未來，隨著 AI 技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信人工智能客服領(lǐng)域還會(huì)迎來更大的發(fā)展。
四、人工智能技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用的未來發(fā)展及其不確定性
(一)發(fā)展趨勢(shì)
未來，AI 技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)無疑是多樣化、創(chuàng)新性的，就目前來看，可能呈現(xiàn)出如下的發(fā)展趨勢(shì)。
首先，AI 技術(shù)將在制造業(yè)的更多領(lǐng)域、更加細(xì)分的環(huán)節(jié)得到應(yīng)用。無論是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)，還是生產(chǎn)與供應(yīng)鏈的管理、資源調(diào)配、銷售服務(wù)等，在具備了通用的 AI 技術(shù)后，企業(yè)個(gè)性化的 AI 功能需求必然進(jìn)一步呈現(xiàn)出高速度、細(xì)分化的發(fā)展趨勢(shì)。
其次，AI 技術(shù)將進(jìn)一步促進(jìn)高靈活度、自適應(yīng)的柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展。市場(chǎng)的個(gè)性化需求是充足的，并且是基于對(duì)更好產(chǎn)品的追求。如果未來的人工智能制造系統(tǒng)能達(dá)到足夠的靈活和自適應(yīng)，能根據(jù)市場(chǎng)需求和產(chǎn)品的差異變化快速調(diào)整生產(chǎn)的計(jì)劃、流程、工藝等，并兼顧產(chǎn)品的高性價(jià)比、品質(zhì)穩(wěn)定等因素，那人們將正式告別當(dāng)前產(chǎn)品高度“同質(zhì)化”的時(shí)代。
再次，數(shù)字化孿生和虛擬仿真技術(shù)將會(huì)隨著 AI 算力的增強(qiáng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而受到制造業(yè)的高度關(guān)注。企業(yè)基于數(shù)字孿生虛擬模型、虛擬車間等，通過 AI 模擬生產(chǎn)、計(jì)劃、調(diào)度等，將極大地降本、增效。
最后，AI 智庫助力制造業(yè)企業(yè)管理優(yōu)化。對(duì)于企業(yè)而言，所有的問題最終都能歸結(jié)為管理問題，而管理的問題最終無非是如何決策執(zhí)行。AI 基于大數(shù)據(jù)，能有效地提升企業(yè)的決策水平;基于物聯(lián)與感應(yīng)，能降低企業(yè)維護(hù)與運(yùn)營(yíng)成本;基于市場(chǎng)感知與消費(fèi)調(diào)研，能有效提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
(二)存在問題
然而，AI 技術(shù)正處于高速的技術(shù)變革期，國(guó)與國(guó)之間高度競(jìng)爭(zhēng)、企業(yè)與企業(yè)之間技術(shù)壁壘明顯的狀態(tài)，必然造成實(shí)際應(yīng)用的一系列問題。
1. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和互操作性問題
目前，AI 的標(biāo)準(zhǔn)和互操作性尚未統(tǒng)一，造成了不同系統(tǒng)之間協(xié)議不兼容、數(shù)據(jù)交換困難等問題。未來，人工智能需要像網(wǎng)絡(luò)通信的 3G、4G 時(shí)代一樣，在全世界范圍內(nèi)建立起完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系，提高不同系統(tǒng)、不同算法、不同架構(gòu)之間的互操作性。
2. 數(shù)據(jù)質(zhì)量和隱私問題
制造業(yè)中的數(shù)據(jù)往往復(fù)雜且龐大，既包括當(dāng)前基于企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)等平臺(tái)的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，又涉及企業(yè)與用戶的隱私問題。如何確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和安全性，同時(shí)保護(hù)用戶隱私，是 AI 應(yīng)用未來需要解決的關(guān)鍵問題。
3. 技術(shù)更新和人才培養(yǎng)的成本問題
AI 技術(shù)的發(fā)展一方面依賴于設(shè)備投入，另一方面也需要快速培養(yǎng)具備AI 技能的人才。然而高成本投入，勢(shì)必會(huì)影響 AI 技術(shù)在制造業(yè)的普及和應(yīng)用狀況。因此，制造業(yè)未來的 AI 應(yīng)用發(fā)展所需要的，是更加穩(wěn)定、可靠、可持續(xù)的 AI 技術(shù)及其基礎(chǔ)設(shè)施。
4. 法規(guī)和政策環(huán)境問題
全球各地區(qū)對(duì) AI 的理解和接受程度存在一定的差異，主要反映在法規(guī)和政策的制定方面，而這會(huì)對(duì) AI 在制造業(yè)及其衍生領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生重要影響。當(dāng)前，不少持有先進(jìn)技術(shù)的 AI 企業(yè)是在資本的推動(dòng)下發(fā)展起來的，而資本并不承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。規(guī)范 AI 技術(shù)的應(yīng)用，確保技術(shù)發(fā)展給社會(huì)各階層都帶來正向的利益，避免人類競(jìng)爭(zhēng)陷入零和博弈的境地，均離不開相關(guān)法律法規(guī)和政策的制定與完善。
五、結(jié)語
人工智能技術(shù)高度契合國(guó)家發(fā)展“新質(zhì)生產(chǎn)力”的戰(zhàn)略決策，其在制造業(yè)的應(yīng)用前景十分廣闊。我國(guó)作為世界上唯一擁有制造業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家，積極推進(jìn)人工智能技術(shù)在生產(chǎn)制造各領(lǐng)域的場(chǎng)景化應(yīng)用具有戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)上的雙重意義。同時(shí)，我們要意識(shí)到當(dāng)前人工智能技術(shù)的應(yīng)用只是開端，其發(fā)展大勢(shì)不可阻擋，而要在制造業(yè)中用好這項(xiàng)技術(shù)，除了各行各業(yè)的積極探索之外，還要格外重視人工智能技術(shù)人才的培養(yǎng)。
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