人工智能技術推進智能制造發展難點分析和應對策略初探

(北京理工大學　北京　100086)

當前，新一輪科技革命和產業變革正在萌發，大數據的形成、理論算法的革新、計算能力的提升及網絡設施的演進驅動人工智能發展進入新階段，智能化成為技術和產業發展的重要方向，而人工智能將進一步帶動智能制造技術的進步。

一、人工智能推進智能制造演變

目前，人工智能在圖像識別、自然語言識別及理解、數據分析等領域發展靠前，而其它具體行業的應用基礎基本也來自于這三塊基礎領域。

智能制造，源于工業領域的制造業。其產生的歷史原因在于，機器的功能表現不能遂人愿，人很難掌控機器的全部狀態情況，隨著人工智能技術的發展，人工智能正在從以下方面推進智能制造。

1.機器視覺

機器視覺在工業生產中廣泛應用于識別、測量、對位、引導及產品外觀質量檢測等，機器視覺可以幫助產線識別異常產品，測量目標物體尺寸，輔助機器人等工業設備實施加工過程的引導、對位、操作等功能。

2.生產控制

目前還存在大量的人工單據，它們有生產線上的管理報告，質量數據，出入庫物料數據，盤點數據等，市場上已經有專門針對人工字體工單錄入的OCR識別系統，通過對人工筆記的不斷學習，其能夠高質量高效率的錄入手工工單，出錯率甚至低于人工錄單。

3.工業機器人

對于多關節工業機器人，完成同一個操作，通常可以解出許多不同的運動軌跡方案，但到底什么樣的軌跡才是工業機器人更快、更省、更好、更安全的完成工作的最優解，現場調試人員往往沒有這么高的水平來完成這個最優解。通過比較不同運動軌跡和最終完成工作時的不同狀態，機器人能記住這些狀態，并相互間進行比較，以得出最優解。比如機器人組裝，機器人能記住完成時間、耗能、組裝質量等數據，通過比較，采用了一種產品質量最好、用時最短、使用最少運動的方案。

4.其它領域

人工智能還能在智能制造中應用到更多更廣的領域，比如注塑、焊接、組裝，比如生產環境監測、安全預警、廠區巡檢等等。

智能制造是“中國制造2025”的主攻方向，發展智能制造是推動中國制造業由大變強的根本途徑。以智能制造為抓手，推動中國裝備制造升級，推進制造業數字化、軟件化和網絡化轉型，以柔性化、定制化和智能化生產模式滿足更廣闊市場需求，已經成為了推進制造業供給側改革、培育經濟發展新動能、建設制造強國的重要抓手。

二、智能制造發展現狀

1.國家大力推動，出臺政策扶持

2015年5月，國務院出臺了《中國制造2025》，提出了五大重點工程，其中智能制造工程就是其中重點實施工程之一。

2.各地水平不一，區域差異較大

從區域來看，上海、廣東、江蘇、浙江、山東等東部沿海省市由于經濟發達，企業智能化改造起步較早，整體智能制造水平相對較高，部分企業已經從數字化階段向軟件化、網絡化和智能化階段邁進，企業數字化、軟件化和網絡化改造比較全面，而西部省市目前制造業水平普遍處在機械化向自動化、數字化邁進階段。

3.制造環節智能化是普遍短板

從目前以開展智能制造的企業來看，研發設計、經營銷售、售后服務等環節信息化水平相對較高，相比研發設計和經營銷售環節，制造環節的智能化是目前大多數企業智能制造發展的短板，多數企業關鍵工序數控化率偏低，受限于工業傳感器和工業軟件等技術短板，制造環節數字化、軟件化、網絡化和推進較為緩慢。

三、智能制造發展難點

1.機械化和數字化融合核心技術受制于人

我國國產工業傳感器和伺服電機應用種類偏少、運行可靠性不強、測量精度不高、特殊環境適應性較差，數字化、軟件化和網絡化程度偏低等多種因素是制約我國智能裝備功能和性能提升重要瓶頸，重要領域工業傳感器和伺服電機嚴重依賴國外，使得我國智能裝備和智能制造的發展嚴重受制于人，制約了國際競爭力的提升。

2.國產工業軟件全產業鏈缺失

我國重點工業領域關鍵核心技術被國外企業掌握，關鍵核心工業輔助設計、工業流程控制、模擬測試等軟件幾乎都是清一色的國外企業軟件。

3.工業大數據采集和挖掘服務不健全

由于裝備普遍智能程度不高、系統應用相對封閉、機器產生數據海量等多種原因，工業大數據實時采集和存儲受到多種技術原因制約。

4.國產智能裝備產品不成體系

目前我國從工業自動化、工業傳感器、工業操作系統、工業軟件、工業互聯網等關鍵領域都存在一定的技術短板，甚至技術空白，產業根基不牢固，導致我國發展智能裝備都國外企業依賴程度態度，把控能力大大削弱，智能裝備國際競爭力大大削弱。

四、應對策略

1.加快工業傳感器、數字伺服電機等關鍵技術攻關

加快速度、視覺、重力、壓力、溫濕度、光電等各類工業傳感器等設計研發，提升產品感應精準度，提高產品可靠性和安全性，推進產品軟件化定義和網絡化連接。

2.推進制造技術和工藝軟件化封裝和定義

加快制定工業軟件行業標準，推進制造業工業軟件綜合集成應用。加大國家各類專項資金對工業軟件基礎研發、產業化、推廣應用的扶持力度。

3.以大數據推進智能制造水平提升

大力發展專業化的工業大數據信息服務提供商，培育開放式的工業大數據采集和挖掘服務平臺，推進工業大數據流通交易，打造工業大數據采集、流通和開發利用生態圈。

4.打造我國智能制造產業生態圈，提升智能制造國際競爭力

創新產業推進機制，以聯盟模式助推智能制造產業生態圈式發展，組織建立跨行業涵蓋技術研發、產品制造、應用推廣和系統集成等功能在內智能制造產業聯盟，注重產業鏈上下游協同發展，加快推進標準制定、技術研發、產品生產、應用推廣全鏈條發展。

五、結語

通過以上論述，筆者認為，大力發展智能制造是推動我國走向制造強國的重要途徑，智能制造是一項系統工程，需要從技術、標準、產業、應用等多方面統籌推進和全面部署，加強關鍵技術攻關研發，夯實產業基礎支撐，推進應用服務創新，構建產業發展生態。

【參考文獻】

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