人工智能新技術對陶瓷產業高質量發展的影響研究

顧子瞻 陸振宇

摘 要：人工智能新技術利用仿人腦智慧，實現超人工效能，被廣泛運用于各行業。陶瓷產業因其對人工智能新技術的引入，在產品優化、生產智能監控與市場銷售各環節均產生了前所未有的變化。人工智能新技術有效地提升了陶瓷產品的市場競爭力與企業的效能，成為中國制造業從傳統向現代轉型的典型案例。我們對這一現象及其未來發展趨勢加以討論，希望從學理上形成共識，更好地推進陶瓷產業的新振興。

關鍵詞：人工智能技術；陶瓷產業；智能管理與生產；市場效應

肇始于20世紀50年代的人工智能，作為人類社會文明進步的一個重要標志，正深刻改變著人類的生產生活方式和思維模式。人工智能新技術的顯性標志：一方面通過技術創新引領科技新發展，改變著人類的行為與思維方式；另一方面，利用這一新技術變革，重塑了傳統行業結構，顯示出超乎尋常的前沿性與戰略性。毫無疑問，人工智能已經成為全球新一輪科技革命和產業變革的核心驅動力。相較于其他領域，人工智能新技術在制造行業的運用，帶來的創新更為普遍與有效，尤其表現在提升企業全要素生產率、轉變制造業發展模式和重構產業價值鏈等領域，通過科技創新驅動帶來制造業高質量發展。陶瓷產業的發展同樣離不開人工智能新技術的植入，其積極效應主要表現在陶瓷材料的優化利用、產品性能的完善與提升、生產過程的監控與管理、產品營銷的市場化開拓等。

1 人工智能新技術引入陶瓷產業的學理機制

陶瓷在中國具有非常久遠的歷史，是代表東方文化特征的人工造物，屬于中華優秀傳統文化的重要組成部分。在實現中華民族偉大復興的進程中，陶瓷產業的振興具有重要的價值。在我國，陶瓷不僅是人們日常生活中不可或缺的一種造物材料，同時也是中國經濟發展的一項特色且基礎性產業。大體上，陶瓷產業涉及日用瓷、建筑陶瓷、工業陶瓷、藝術陳設瓷以及新型的結構陶瓷、電子陶瓷和生物陶瓷。陶瓷產品不僅是重要的生活日用器具，同時還可用于廣播、電視、通訊、導航、電子、航空、冶金、礦山、化工、工業高頻加熱等多個領域。

人工智能是一門新技術，主要利用“算法”完成一系列相關工作，模擬、延伸與擴展人腦的智能，隸屬于計算機科學。隨著人工智能與大數據、云平臺、機器人、移動互聯網及物聯網等深度融合，人工智能技術與產業開始扮演著基礎性、關鍵性和前沿性的核心角色［1］，表現領域主要有機器人、語言識別、圖像識別、文本處理等，其基本原理是通過數據計算或深度學習，借助數據、算力與算法，實現模擬人腦機能，從而歸納總結出事物發展之規律，推演與決策對象的未來走勢，實現超越人類的能力。

人工智能新技術與陶瓷產業的對接，主要利用人工智能的“算法”與“學習”機制。首先，對陶瓷產品材料性能進行優選與改造，更好地適用其產品功能的發揮；其次，在材料基礎上，進一步完善其工藝制作技術和優化設計造型與裝飾，提升產品的物質品質與藝術性；再次，參與生產過程的監控與管理，不僅服務于效益的提升，同時確保其科學與安全；最后是產品典范市場營銷，借助人工智能的參與，對市場動態的跟蹤觀察與預警、對消費者心理動向的智能分析與前瞻性預設、對產品銷售渠道的大數據采集與運算等。人工智能新技術對陶瓷產業發展的影響，從學理上可以概括為：一方面，將人工智能新技術廣泛應用于陶瓷生產的各個環境，甚至延伸至非生產性領域；另一方面，涉及人工智能的具體機制，表現為自動化技術、計算機視覺技術、數據挖掘方法、VR、深度學習等。

2 人工智能新技術助力陶瓷產業高質量發展的具體表現

人工智能新技術助力陶瓷產業發展發生在陶瓷生產的全過程，具體包括陶瓷材料選擇與調配的研制、產品外觀與制作工藝的精良設計、產品生產過程的科學化監控與管理、產品銷售的宣傳與市場開發等，可以說人工智能新技術已經參與到陶瓷產品生產的每個環節。

2.1 陶瓷材料選擇、調配的研制

陶瓷生產首先涉及對材料的選擇。傳統陶瓷產業所運用的材料，大多依賴“經驗”加“實踐”，通過長時間的“試錯”，逐步認識到相應材料的性能與可利用的價值。引進科學實驗之后，陶瓷材料的性能獲得了飛躍變化，但受制于科學介入的程度，陶瓷材料的更新仍然存在很大的拓展空間。人工智能技術被利用之后，廣泛切入陶瓷的原料遴選、配方優化等環節，實現了陶瓷材料運用的本質變化。據相關材料顯示，有學者早在20世紀90年代就借助計算機輔助進行材料配方的實驗，通過“廣義杠桿規則”“線性規劃”“逐次線性回歸分析”“陶瓷原料預均化技術”等方法對陶瓷材料配方展開創新性研究， 進而研發出陶瓷坯釉料配方最優化計算集成軟件， 運用于生產實踐［2］。

在陶瓷材料革新探索中，對古陶瓷材料的分析與利用也成為另一種有效的途徑。中國古代陶瓷工藝極為發達，考古發掘最早的古陶瓷達一萬年之久，其中留存了諸多有效的經驗，包括對陶瓷材料的選擇與含量配比。人工智能新技術的運用，可以進一步考察傳統陶瓷材料運用的情況，從中提取相關信息，為今天的材料開發提供借鑒。比如，為研制開發高性能古陶瓷修復材料，通常可以從材料制備現狀、增材制造技術及機器學習算法等方面展開。針對古陶瓷碎片的識別與精準分類、古陶瓷修復件品質預測的可靠性與數據處理效率以及3D打印部件尺寸收縮與熱變形等難點，運用人工神經網絡學習算法可以高效地優化設計AM制造工藝參數，證實了ML算法在AM精準制造高性能古陶瓷修復件具有顯著應用價值，并為AM制造技術的精準化發展方向提供全新設計思路［3］。人工智能新技術的運用，有效地提升了陶瓷材料的適應性與科學品質，為陶瓷產業的現代轉型提供了保證。

2.2 產品外觀與制作工藝的優化設計

傳統陶瓷屬于手工藝產品，其外觀與制作工藝均非常個性化，這也是陶瓷具有更豐富文化意涵的重要前提。中國先民的智慧與情感均附著在每件陶瓷的物質形態上，仿佛具有可感的溫度與人情味。批量化生產的陶瓷，仍然保留了陶瓷制品的外觀造型與工藝的人性化特點，在實用之外具有審美的觀賞價值。工業化生產之后，中國陶瓷產品仍然發揮著這一傳統優勢，使之具有東方文化的獨特魅力。為此，在陶瓷產業發展的過程中，產品外觀與制作工藝設計仍然是其中的重要環節。人工智能新技術引進之后，不僅可以結合對古陶瓷材料的分析研究兼及其制作工藝的探尋，而且借助3D打印技術可以在復原古陶瓷造型過程中，輔助對陶瓷造物的觀察與借取，進而通過深度學習，臨仿與改造傳統經典樣式與工藝，力求在外觀與工藝上實現新的突破。人工智能新技術的全面介入，使得現代陶瓷產品的外觀審美更具品味，制作工藝更為精良，很好地順應了消費者的需求與產品的精致化。

2.3 產品生產過程的科學監控與管理

陶瓷的生產制作過程十分漫長與復雜，人工智能技術所發揮的作用非常有效，可以說它參與了陶瓷產品生產的全過程，實現了監控與管理的科學化。陶瓷產品從材料選擇、配比運用，到外觀設計與工藝制作，初步完成了其“胚胎”的生產環節，接下來最重要生產過程便是入窯燒制，其中工業窯爐工況監控與故障診斷是最為核心的工作。人工智能的智能控制與計算機視覺等技術是實現其精準控制的最佳方式，而其人工神經網絡更為有效地監測生產中涉及質量的每個細節。特別是“模糊控制”的有效利用，被廣泛運用于窯爐智能控制系統，這是因為模糊控制較接近人的思維推理邏輯與方式， 在對陶瓷工業窯爐的智能監控探索中， 模糊控制技術被廣泛采用。以“窯爐監控”為例，智能監控充分利用人工智能技術中的“模糊集合理論”，模擬人的模糊推理和決策過程的模糊控制，結合“專家系統與傳統控制理論”形成一種“專家控制方法”，利用“人工神經網絡”用于實現神經元控制及神經網絡控制［4］。

2.4 產品的宣傳銷售與市場開發

陶瓷產業的發展更重要的還是要看產品銷售的整體趨勢與發展前景，圍繞市場所關聯的各個細節均為陶瓷產業發展不可忽視的問題。再好的陶瓷產品如果沒有市場，其所有的投入都是白費力氣。事實上產品的宣傳與銷售本身涉及的問題也是一個系統，它從源頭上是基于消費者消費心理所派生的服務設計等一系列問題，不單是產品利潤管理的問題，而人工智能新技術有效幫扶了陶瓷產業發展所涉及的產品宣傳、銷售與市場開發。從簡單的層面，陶瓷生產廠家可以充分利用人工智能的數據挖掘與情感分析等功能，窺視消費者對陶瓷產品的心理認同與實際需求，有效調整產品結構與市場供給。人工智能技術的進一步植入是對市場的全覆蓋大數據分析與智能優選，可以充分利用關聯規則來操控市場的走向。人工智能新技術能從宏觀與微觀雙向通道去反向刺激陶瓷產業的運行與高質量發展，在陶瓷產品個性化、定制化與引導性、批量化矛盾中實現一種動態的科學平衡，從而維護企業利潤的最大化。

由以上分析我們可以看出，陶瓷產業的高質量發展，每個環節都離不開人工智能新技術的參與和支持。正是人工智能的逐步深度切入，才使具有中國特色的陶瓷制造業獲得了新提級增效，實現了新飛躍。

3 人工智能技術之于陶瓷產業高質量發展的影響期許

隨著我國人工智能新技術的發展與在制造業中的廣泛應用，人工智能新技術給陶瓷產業帶來的經濟與社會效應被普遍關注與積極提倡。從陶瓷產業的生產效率來觀察，人工智能新技術的突破與應用有利于陶瓷制造生產力的全面提升，從而提高了陶瓷產業的全要素生產率，推動產業的快速發展。我們還可以透過陶瓷產業一些微觀數據，進一步驗證人工智能新技術對勞動力結構轉型所發揮的積極作用，其提升了陶瓷產業的勞動力生產率。從陶瓷產業本身的產業結構來看，人工智能服務和技術的運用促使了各要素的有效流動，進而促進產業結構轉型與升級。至于陶瓷產業全球價值鏈，人工智能同樣可以提高產品貿易質量，帶動產品附加值的提升，這將更好地促進我國陶瓷制造業的企業出口升級，最終推動產業邁向全球價值鏈的中高端，提升其在全球價值鏈中的分工地位。

為更有效地促進陶瓷產業的高速增效，在利用人工智能新技術方面我們還要在以下幾方面著力：第一，進一步促進人工智能產業發展，深化人工智能在陶瓷產業中的應用與融合發展。既然人工智能新技術能夠如此有效地促進陶瓷產業的高質量發展，那么人工智能行業自身的發展同樣重要，而且在應用與融合上要向深度延伸。第二，科學合理地推動人工智能應用與陶瓷產業區域的協同發展。人工智能新技術的運用與融合，因各區域的經濟與社會發展差異而形成多樣化狀態，這便涉及區域政策的整體規劃，要避免盲目跟風等不良現象，實現區域優勢互補，形成市場要素的合理流動，因勢利導發揮各區域自身的優勢，促進本地區陶瓷產業的高質量發展。第三，利用人工智能，充分發揮技術創新、人力資本結構和生產性服務業對陶瓷產業高質量發展的作用。這將涉及科技創新、人才隊伍、產學研合作、科技成果轉化、市場與現代服務業等各項內容的協調與融合發展［5］。

4 結語

陶瓷產業屬于現代中國的制造業，制造業是立國之本、強國之基，是保障國民經濟持續健康發展的支柱產業。如何更有效地推動制造業高質量發展不僅是構筑核心競爭力的關鍵所在，也是順應世界大勢。人工智能新技術所具有的獨特優勢，正是制造業吸收、接納的重要對象。正是因為人工智能新技術的加盟，陶瓷產業加速了行業的更新換代，其突出的標志就是更“智能”、更“高效”。人工智能新技術的運用也更廣泛，這為振興我國陶瓷產業經濟和提高陶瓷工業生產力水平做出了重要貢獻。當然，人工智能也不是萬能的，雖然它在很多領域取得了巨大成功，但在運用中仍然面臨一些瓶頸：從理論上，人工智能可解釋性差、倫理對齊困難、認知推理能力弱［6］；在實際運用中，數據獲取困難、核心技術缺乏、人才隊伍較弱、企業規模與人工智能實施不匹配等。這些發展中存在的問題，是我們必須要面對的，當然這些問題最終將在新一代人工智能自身的提級與陶瓷產業順應新技術變革的推進中逐步突破。

參考文獻

［1］顧險峰.人工智能的歷史回顧和發展現狀［J］.自然雜志， 2016，38（3）： 157-166.

［2］高力明，吳九紅，邵春玲，等.廣義杠桿規則及其在配方計算中的應用［J］.陶瓷學報，1996，17（1）：12-19.

［3］吳艷芳，沈濤，俞錦輝，等.機器學習算法輔助增材制造古陶瓷修復材料研究進展［J］. 中國陶瓷，2021，57（3），48-55.

［4］胡國林，鐘貴全，張海蓉，等.人工智能在陶瓷工業中的應用前景［J］. 中國陶瓷工業，2008，15（2）：13-16.

［5］楊仁發，陸瑤．人工智能對制造業高質量發展的影響研究［J/OL］．華東經濟管理，（2022-12-29）［2022-12-31］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail//34.1014.F.20221228.2006.001.html.

［6］廖備水.論新一代人工智能與邏輯學的交叉研究［J］. 中國社會科學，2022（3）：37-54.

（責任編輯：劉 麗）