新一代人工智能賦能“揚州智造”路徑研究

　　摘要：隨著工業(yè) 4.0 時代的到來，中國傳統(tǒng)制造業(yè)面臨智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型升級，新一代人工智能技術(shù)賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。揚州市先進制造業(yè)圍繞“323”重點領(lǐng)域集群發(fā)展，中小型企業(yè)走“專精特”發(fā)展道路，在制造業(yè)智能化改造、與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展等方面有了一定的基礎(chǔ)和積累。為了推進揚州制造業(yè)全面而深刻的智能化轉(zhuǎn)變，本文就構(gòu)筑智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提出政策建議。

　　關(guān)鍵詞：人工智能;智能制造;融合發(fā)展

　　張志萍; 呂宵宵; 王萍 內(nèi)燃機與配件 2022-01-24

　　0 引言

　　人工智能(Artificial Intelligence，簡稱 AI)最早由美國 McCarthy 等人于 1955 年提出，經(jīng)過 60 多年的積累和沉淀，已經(jīng)在自然語言、視覺理解、語音識別、大數(shù)據(jù)驅(qū)動學(xué)習(xí)、知識引導(dǎo)推理等發(fā)面取得了突破。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在蓬勃發(fā)展。德國利用傳統(tǒng)工業(yè)的硬件優(yōu)勢，通過信息技術(shù)對其進行智能化信息化改造，提出工業(yè) 4.0 的發(fā)展戰(zhàn)略。美國利用信息技術(shù)優(yōu)勢，通過建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟帶動傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展，啟動再工業(yè)化戰(zhàn)略。中國尚處于工業(yè) 2.0、 3.0 并行發(fā)展階段，為了跑贏“信息技術(shù)”和“工業(yè)基礎(chǔ)”雙跑道，跨越式發(fā)展到工業(yè) 4.0，中國制造 2025 應(yīng)運而生。

　　1 人工智能賦能制造業(yè)的內(nèi)涵與方式

　　工業(yè) 4.0 給中國制造業(yè)帶來了前所未有的機遇與挑戰(zhàn)，為了在國際競爭中占據(jù)優(yōu)勢，實現(xiàn)制造企業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型任重而道遠。新一代人工智能技術(shù)為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入了新生命力，出現(xiàn)了無人車間、黑燈工廠等，人工智能對產(chǎn)業(yè)模式和生產(chǎn)組織形式將產(chǎn)生顛覆性變革，通過與制造業(yè)融合發(fā)展助力傳統(tǒng)制造邁向先進制造、智能制造，提高制造企業(yè)在國際市場的競爭力[1-2]。

　　新一代人工智能技術(shù)賦能制造業(yè)體現(xiàn)在三方面。第一方面體現(xiàn)在產(chǎn)品智能化。制造業(yè)綜合應(yīng)用擬人化智能、網(wǎng)絡(luò)通信、精密傳感、全球定位系統(tǒng)等新興技術(shù)，實現(xiàn)人與物、物與物之間交流，提升現(xiàn)有企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)含量，由功能化向智能化轉(zhuǎn)變。第二方面體現(xiàn)在制造過程智能化。人工智能應(yīng)用貫穿于制造業(yè)的全流程，不僅體現(xiàn)在制造環(huán)節(jié)智能化，更注重產(chǎn)品全生產(chǎn)周期的智能化，涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售、服務(wù)等環(huán)節(jié)。人工智能讓制造業(yè)變得更聰明、更智慧，基于海量數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，通過機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)算法和人工智能等實現(xiàn)自決策、自執(zhí)行、自診斷，為企業(yè)降本增效。例如，人工視覺檢查產(chǎn)品存在質(zhì)量效率低、精度不高的問題，通過應(yīng)用圖像分類、對象檢測和實力分割算法，利用機器視覺以毫秒為單位快速識別出產(chǎn)品缺陷，對檢測出有缺陷的產(chǎn)品提出修復(fù)方案，控制現(xiàn)場設(shè)備完成修復(fù)動作，提高良品率。基于需求預(yù)測模型，分析客戶行為模式和趨勢設(shè)計新產(chǎn)品、制定庫存補貨、評估供應(yīng)商等，優(yōu)化供應(yīng)鏈，控制生產(chǎn)管理成本。人工智能技術(shù)還能實現(xiàn)設(shè)備健康管理。基于機器學(xué)習(xí)算法微調(diào)預(yù)測性維護系統(tǒng)，在事故發(fā)生前精準(zhǔn)分析故障分類模式并預(yù)測可能的問題，面對設(shè)備的突發(fā)故障，迅速診斷故障原因，并提供解決方案。最后體現(xiàn)在售后服務(wù)智能化。將人工智能技術(shù)與售后服務(wù)相結(jié)合，降低服務(wù)和制造企業(yè)的人力資源成本，提供優(yōu)質(zhì)高效的智能客服。基于傳感器等技術(shù)實時掌握產(chǎn)品的使用數(shù)據(jù)，通過性能分析、故障預(yù)測等為客戶提供個性化的維護方案，避免因統(tǒng)一設(shè)定產(chǎn)品保養(yǎng)周期給客戶帶來的高額售后保養(yǎng)費用。

　　2 揚州市人工智能與制造業(yè)融合發(fā)展的基礎(chǔ)及發(fā)展方向

　　2.1 集群發(fā)展先進制造業(yè)，推動揚州制造向揚州制造轉(zhuǎn)型

　　立足地方發(fā)展條件和優(yōu)勢及現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，重點培育促進先進制造業(yè)集群，增強產(chǎn)業(yè)集群帶動力，推動揚州制造向揚州智造轉(zhuǎn)型。揚州市編制了《八大產(chǎn)業(yè)集群行動計劃(2018-2020 年)》，對汽車、高端裝備、微電子、服裝、醫(yī)藥、食品、新能源、新型電力八個先進制造業(yè)集群發(fā)展提出針對性扶持政策，做到“一產(chǎn)一策”，如表 1 所示，把產(chǎn)業(yè)集群培育落實到具體的園區(qū)、項目、平臺上，目標(biāo)建成 3 個千億級、2 個五百億級和 3 個百億級產(chǎn)業(yè)規(guī)模的(“323”)先進制造業(yè)集群。

　　2.2 培育專精特新“小巨人”企業(yè)，服務(wù)先進制造業(yè)集群

　　揚州市加快培育一批龍頭骨干、專精特新小巨人企業(yè)，鼓勵引導(dǎo)廣大中小企業(yè)聚焦主業(yè)，改善經(jīng)營管理，提升創(chuàng)新能力，走“專精特新”發(fā)展之路，成為先進制造業(yè)集群的中堅力量。揚州市建立了一千多家的培育企業(yè)庫，出臺《揚州市“千企升級”三年行動計劃(2020-2022 年)實施方案》。獲批 2019 年第一批國家級專精特新“小巨人”的三個企業(yè)，揚州東升汽車零部件股份有限公司主要制造汽車懸掛系統(tǒng)及穩(wěn)定桿，江蘇華富儲能新技術(shù)股份有限公司的主導(dǎo)產(chǎn)品為儲能電池及系統(tǒng)，江蘇金陵特種涂料有限公司主要生產(chǎn)鈦納米高分子合金涂料[3]。近三年，揚州市累計共有 23 家企業(yè)入選國家級專精特新“小巨人”企業(yè)(新增情況如圖 1 所示)。

　　揚州市以智能車間、智能工廠為重點開始示范企業(yè)培育，推動規(guī)模骨干企業(yè)自動化、信息化、智能化技術(shù)改造，為生產(chǎn)智能化和產(chǎn)品智能化提供基礎(chǔ)。截至目前我市獲批江蘇省示范智能車間已累計達 61 家，計劃利用五年時間，將建設(shè)規(guī)模擴大到 200 家以上。2018-2020 年獲批省級示范智能車間情況如圖 2 所示，入選的 31 家企業(yè)均來自揚州市“323”先進制造業(yè)集群，其中 11 家企業(yè)來自汽車及零部件產(chǎn)業(yè)集群、占比 36%，8 家企業(yè)來自微電子及軟件和信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)集群、占比 26%。

　　2.3 促進先進制造業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合，實現(xiàn)生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型

　　中國制造業(yè)雖然體量較大，但是存在能耗高、產(chǎn)品附加值低等問題。從“微笑曲線”來看，研發(fā)、銷售附加值最高，目前，大多數(shù)制造業(yè)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，研發(fā)和銷售環(huán)節(jié)最為薄弱，利潤率位于微笑曲線的最低端。推動先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)(簡稱“兩業(yè)”)深度融合，向微笑曲線更高端發(fā)起挑戰(zhàn)，加強技術(shù)研發(fā)、銷售、供應(yīng)等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型。面對先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展需求，為了構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，2020 年揚州共有 5 家企業(yè)、4 個集群和 1 個區(qū)域列入江蘇省引領(lǐng)示范型兩業(yè)融合首批試點名單(如表 2 所示)，通過試點探索兩業(yè)融合的創(chuàng)新路徑和有效機制。

　　3 對揚州市構(gòu)筑智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的政策建議

　　通過新一代信息技術(shù)與先進制造業(yè)深度融合實現(xiàn)制造業(yè)融合發(fā)展，涵蓋產(chǎn)業(yè)模式根本性變革、新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建和以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和信息-物理系統(tǒng)為核心的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。揚州市已經(jīng)明確了“323”先進制造業(yè)集群發(fā)展，在制造業(yè)智能化改造、與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)融合發(fā)展等方面都有了一定的基礎(chǔ)和積累。為了推進揚州制造向揚州智能轉(zhuǎn)型升級提出一些建議。

　　3.1 強化智能制造關(guān)鍵性技術(shù)攻關(guān)

　　政府資助應(yīng)重點支持基礎(chǔ)技術(shù)和公共基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，加快區(qū)域 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)覆蓋，更好地支撐制造企業(yè)實現(xiàn)智造。為了解決關(guān)鍵裝備與核心零部件受制于人的問題，在政府引導(dǎo)協(xié)調(diào)下，企業(yè)、科研院、高校聯(lián)合攻關(guān)，鼓勵企業(yè)建立智能制造創(chuàng)新中心，強化智能制造軟件、硬件系統(tǒng)及相應(yīng)的集成新產(chǎn)品等核心智能技術(shù)的研發(fā)，加快研發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)及裝備和關(guān)鍵零部件[4]。鼓勵先進制造企業(yè)“走出去”，加強國際間科技合作和信息交流，利用國際創(chuàng)新資源提升核心技術(shù)的研發(fā)能力。

　　3.2 培育具有地方發(fā)展優(yōu)勢的智能制造業(yè)

　　政府要努力貫徹錯位發(fā)展理念，利用我市在制造環(huán)節(jié)人工智能應(yīng)用場景優(yōu)化方面的發(fā)展優(yōu)勢，通過工業(yè)頂層設(shè)計，把智能制造產(chǎn)業(yè)打造成揚州的支柱產(chǎn)業(yè)。圍繞“323”八個制造業(yè)重點領(lǐng)域，推進信息化、智能化技術(shù)改造，加強智能車間、智能工廠建設(shè)，培育一定數(shù)量的智能制造龍頭企業(yè)，通過引領(lǐng)示范加快傳統(tǒng)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。

　　3.3 構(gòu)建智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

　　制造企業(yè)內(nèi)部需要打破不同部門之間“信息孤島”，建立全流程的信息共享平臺，實現(xiàn)任務(wù)流、數(shù)據(jù)流、信息流、資金流等信息的無縫連接。在智慧化環(huán)境下，培育與構(gòu)建包含需求客戶、智能裝備企業(yè)、行業(yè)合作伙伴、業(yè)務(wù)合作伙伴等主體的智能制造生態(tài)系統(tǒng)，通過云制造生態(tài)系統(tǒng)連接產(chǎn)業(yè)上中下游，集成和共享產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造、物流配送、銷售服務(wù)等信息，實現(xiàn)不同企業(yè)之間價值鏈重構(gòu)、供應(yīng)鏈協(xié)同等。

　　3.4 優(yōu)化人工智能與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

　　建立人才培養(yǎng)機制，在高等教育、職業(yè)培訓(xùn)體系中增設(shè)智能制造相關(guān)的課程和專業(yè)，適應(yīng)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的新需求。實施人才引進戰(zhàn)略，統(tǒng)籌我市人才引進計劃，傾向于人工智能、智能制造相關(guān)領(lǐng)域海內(nèi)外優(yōu)秀人才引進。制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)和評估體系，建立監(jiān)督檢查、信息共享和通報、應(yīng)急處置等管理制度，健全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急工作機制，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新服務(wù)載體，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障能力和服務(wù)水平，建設(shè)與優(yōu)化制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級與創(chuàng)新發(fā)展環(huán)境[5]。