擴(kuò)展人工智能在制造業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模：來(lái)自從業(yè)者的觀點(diǎn)

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人工智能在制造業(yè)價(jià)值鏈中潛力巨大

人工智能（AI）是學(xué)習(xí)系統(tǒng)所顯示出來(lái)的模仿人類能力的統(tǒng)稱。典型的AI功能包括語(yǔ)音、圖像和視頻識(shí)別，自主物體、自然語(yǔ)言處理，會(huì)話代理，規(guī)范性建模，增強(qiáng)的創(chuàng)造力，智能自動(dòng)化，高級(jí)仿真以及復(fù)雜的分析和預(yù)測(cè)。在制造業(yè)方面，大多數(shù)AI用例都集中在三大技術(shù)細(xì)分領(lǐng)域。一是機(jī)器學(xué)習(xí)，即算法和代碼使用數(shù)據(jù)并自動(dòng)從其基礎(chǔ)模式中學(xué)習(xí)而無(wú)需明確編程的能力。二是深度學(xué)習(xí)，即機(jī)器學(xué)習(xí)的一種高級(jí)形式，它使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)分析和解釋圖像和視頻。三是自主物體，即人造機(jī)器（如協(xié)作機(jī)器人或自動(dòng)導(dǎo)航車輛）可以自行處理分配給他們的任務(wù)。

為探索AI在制造業(yè)中的所有潛在應(yīng)用，本文調(diào)研了全球汽車、工業(yè)制造、消費(fèi)品、航空航天與國(guó)防四大關(guān)鍵領(lǐng)域中的300家主要制造商（排名為本領(lǐng)域全球前75位的企業(yè)），并對(duì)上述企業(yè)的30位高級(jí)管理人員進(jìn)行了深度訪談，以了解各企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)和推廣人工智能技術(shù)。

經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，歐洲在制造業(yè)領(lǐng)域的AI技術(shù)部署方面處于全球領(lǐng)先地位。目前，歐洲51%的企業(yè)都在制造業(yè)領(lǐng)域采用了AI解決方案，日本（30%）、美國(guó)（28%）、韓國(guó)（25%）和中國(guó)（11%）的制造商緊隨其后。在歐洲，德國(guó)的采納比例處于領(lǐng)先地位，69%的德國(guó)制造商在制造中采用了至少一個(gè)AI用例。其次是法國(guó)（47%）和英國(guó)（33%）。

與此同時(shí)，研究顯示AI在全球制造業(yè)價(jià)值鏈中顯示出了強(qiáng)大的潛力，很多領(lǐng)先的企業(yè)在其制造過(guò)程中通過(guò)使用AI發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。AI在產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量控制、需求規(guī)劃等制造業(yè)領(lǐng)域均可應(yīng)用。例如，日本輪胎制造商普利司通（Bridgestone）引入了新的輪胎組裝系統(tǒng)“EXAMATION”進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制，該系統(tǒng)配備了一個(gè)人工智能工具，使用傳感器根據(jù)480個(gè)質(zhì)量項(xiàng)目測(cè)量單個(gè)輪胎的特性。EXAMATION則依據(jù)上述信息實(shí)時(shí)控制生產(chǎn)過(guò)程，確保在理想條件下組裝所有組件。與傳統(tǒng)的制造工藝相比，該系統(tǒng)有助于提高輪胎制造的超高精度，使輪胎均勻度提高15%以上。法國(guó)食品制造商達(dá)能（Danone）公司使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)預(yù)測(cè)需求變化和規(guī)劃，改進(jìn)了銷售數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)流程，預(yù)測(cè)誤差減少了20%，銷售損失減少了30%;美國(guó)通用汽車（GeneralMotors）的“Dreamcatcher”系統(tǒng)使用機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)生產(chǎn)原型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使單件式安全帶支架零件的設(shè)計(jì)比原始的八件式設(shè)計(jì)輕了40%，而強(qiáng)度卻提高了20%。

人工智能在制造業(yè)中的三大代表性應(yīng)用場(chǎng)景

通過(guò)分析調(diào)研企業(yè)的AI技術(shù)實(shí)施案例用例，我們發(fā)現(xiàn)智能維護(hù)、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、需求規(guī)劃是目前AI應(yīng)用最為成熟廣泛的制造業(yè)場(chǎng)景。這些場(chǎng)景都具備以下五點(diǎn)共同特征：一是有明確的商業(yè)價(jià)值/利益。企業(yè)傾向于將AI技術(shù)投資重點(diǎn)放在收益易于識(shí)別和量化的用例上，包括減少停機(jī)時(shí)間、改善設(shè)備綜合效率（OEE）、減少產(chǎn)品缺陷、減少庫(kù)存等。二是相對(duì)容易實(shí)施。企業(yè)傾向于將重點(diǎn)放在不太復(fù)雜的用例上，這樣可以將投資回收期控制在幾個(gè)月內(nèi)，獲得更高的投資回報(bào)率。三是有可用的數(shù)據(jù)。企業(yè)多傾向于使用智能維護(hù)的機(jī)器和設(shè)備的性能數(shù)據(jù)，為檢驗(yàn)質(zhì)量截取的成品圖片和視頻等，企業(yè)表示，這些數(shù)據(jù)必須有足夠?qū)嶋H發(fā)生數(shù)量支撐，但如果發(fā)生的次數(shù)實(shí)在不足，則可以使用模擬數(shù)據(jù)。在許多情況下，企業(yè)需要為收集數(shù)據(jù)配備物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器。四是具有成熟的AI專有技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化解決方案和IT基礎(chǔ)設(shè)施，并可以在生產(chǎn)中大規(guī)模部署。企業(yè)將優(yōu)先考慮具有部署的基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)的相關(guān)AI技術(shù)，因?yàn)殡S著這些用例的推廣，制造商需要規(guī)?；⒖啥ㄖ频腁I產(chǎn)品和解決方案以降低成本。五是能夠添加有助于員工實(shí)施和理解的可視化、解釋性的輔助性技術(shù)工具。這可以幫助基層員工了解如何利用AI技術(shù)做出更優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)決策。

（一）智能維護(hù)。工廠機(jī)械設(shè)備的智能維護(hù)是各行各業(yè)采用AI可輕松實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，其投資回收率非?？捎^，可最大程度地減少停機(jī)時(shí)間、支降低維護(hù)成本、提高生產(chǎn)率。此外，相比高質(zhì)量數(shù)據(jù)的可用性以及在商業(yè)環(huán)境中進(jìn)行分析的專業(yè)知識(shí)，相對(duì)容易實(shí)施，發(fā)現(xiàn)有以下集成解決方案可供選擇：

一是視情維護(hù)。預(yù)測(cè)機(jī)器/設(shè)備何時(shí)可能發(fā)生故障，并對(duì)進(jìn)行維護(hù)的最佳時(shí)間提出建議。二是分析根本原因并確定機(jī)器停機(jī)的原因，以防止將來(lái)發(fā)生故障。根據(jù)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)的說(shuō)法，像通用汽車這樣的公司生產(chǎn)線停機(jī)一分鐘的成本就高達(dá)2萬(wàn)美元。通用汽車在其供應(yīng)商的幫助下，分析安裝在裝配機(jī)器人上的照相機(jī)拍攝的圖像，以便發(fā)現(xiàn)機(jī)器人部件故障的跡象。在該系統(tǒng)的先導(dǎo)測(cè)試中，檢測(cè)了7000個(gè)機(jī)器人的72個(gè)部件故障實(shí)例，并在可能導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)之前確定了問(wèn)題。三是分析關(guān)聯(lián)事件和問(wèn)題對(duì)機(jī)器效率和故障的影響。企業(yè)可以評(píng)估它對(duì)故障和故障率的影響，將生產(chǎn)損失最小化并將設(shè)備綜合效率最大化。例如，沃爾沃在其預(yù)警系統(tǒng)中使用了大規(guī)模數(shù)據(jù)集。每周系統(tǒng)都會(huì)分析機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)事件，例如溫度升高或壓力讀數(shù)異常。四是確保在正確的時(shí)間發(fā)出正確的警報(bào)。這是為了避免出現(xiàn)太多的誤報(bào)而導(dǎo)致解決方案無(wú)法使用。另外，警報(bào)還應(yīng)該允許使用者考慮“行動(dòng)的時(shí)間”，即應(yīng)該在何時(shí)發(fā)出警報(bào)，以確?？刹扇”匾胧┍苊忸A(yù)期故障。

舉例來(lái)說(shuō)，一家歐洲大型工程公司的數(shù)字創(chuàng)新負(fù)責(zé)人表示，智能維護(hù)以多種方式為企業(yè)創(chuàng)造了收益，該公司在調(diào)音機(jī)上使用AI，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)見性維護(hù)，它可以7天24小時(shí)（7×24）運(yùn)行。以前，每一次計(jì)劃外的停機(jī)都會(huì)產(chǎn)生生產(chǎn)時(shí)間的損失，而現(xiàn)在該公司掌握了與以往故障及可能的故障原因相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)下一次故障可能發(fā)生的時(shí)間，不僅節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間，還可以節(jié)省計(jì)劃外的維護(hù)成本和工時(shí)，進(jìn)而節(jié)省大量資金。

另一家領(lǐng)先汽車制造商表示公司正致力于減少機(jī)器停機(jī)和將生產(chǎn)損失最小化，并提前發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生故障的機(jī)器和生產(chǎn)線，以免影響銷售和向客戶交付產(chǎn)品。該公司啟用了AI的預(yù)見性維護(hù)解決方案，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別最有可能出現(xiàn)故障的機(jī)器和生產(chǎn)線，并能主動(dòng)采取補(bǔ)救措施。在預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)重大故障的一個(gè)月中，通過(guò)智能維護(hù)可以多生產(chǎn)300輛汽車，這是對(duì)因停機(jī)和維護(hù)而可能損失的產(chǎn)量的補(bǔ)充。

此外，一家高端商用車輛制造領(lǐng)域領(lǐng)先汽車制造商通過(guò)焊接和上膠機(jī)器人來(lái)克服維護(hù)方面面臨的挑戰(zhàn)。由于機(jī)器人驅(qū)動(dòng)焊接程序的頻繁更改，導(dǎo)致底盤焊接和漏膠等故障反復(fù)出現(xiàn)。公司利用智能維護(hù)解決方案，能夠提前一到兩天預(yù)測(cè)到機(jī)器人的故障，每周可節(jié)省約500分鐘的運(yùn)營(yíng)停機(jī)時(shí)間。目前，該公司的裝配線上有600多個(gè)機(jī)器人。

（二）產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。利用AI技術(shù)分析過(guò)程參數(shù)有助于預(yù)測(cè)和防止質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)參數(shù)的細(xì)微趨勢(shì)變化可以預(yù)測(cè)資產(chǎn)的潛在故障一樣。目前，基于AI算法的高分辨率照相機(jī)的廣泛使用以及強(qiáng)大的圖像識(shí)別技術(shù)大大降低了實(shí)時(shí)中段檢查的成本。在實(shí)施該用例期間，制造商機(jī)器合作伙伴用大量圖像對(duì)計(jì)算機(jī)視覺AI系統(tǒng)進(jìn)行了訓(xùn)練，并用“通過(guò)或失敗”對(duì)圖像進(jìn)行分類。然后，系統(tǒng)就能確定零件是否符合質(zhì)量要求。

制造商能夠有效應(yīng)對(duì)汽車和消費(fèi)品等細(xì)分市場(chǎng)中存在的產(chǎn)品規(guī)格和合規(guī)性的嚴(yán)格監(jiān)管法規(guī)，避免因任何違規(guī)行為導(dǎo)致的重大損失。例如，知名汽車制造商奧迪在英戈?duì)柺┧氐臎_壓車間安裝了基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別系統(tǒng)，直接安裝在壓機(jī)上的多臺(tái)照相機(jī)可以拍攝壓制金屬板的圖像。然后，AI系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行分析，識(shí)別金屬板上最細(xì)小的裂紋。通過(guò)來(lái)自?shī)W迪英戈?duì)柺┧毓S和其他幾家大眾工廠的數(shù)百萬(wàn)張測(cè)試圖像對(duì)該AI系統(tǒng)進(jìn)行了訓(xùn)練，這樣可以實(shí)現(xiàn)非常高的準(zhǔn)確度。

基于AI的質(zhì)量檢驗(yàn)正越來(lái)越多地用于確定零件和/或成品的缺陷。某大型歐洲電子企業(yè)表示正在嘗試用機(jī)器人自動(dòng)檢驗(yàn)線圈，這能節(jié)省大量成本，可完全消除因檢驗(yàn)不善造成的浪費(fèi)。

AI質(zhì)檢可以確保生產(chǎn)線的正確裝配操作。菲亞特克萊斯勒中國(guó)利用計(jì)算機(jī)視覺來(lái)檢查動(dòng)力裝置配件的質(zhì)量，該公司訓(xùn)練了用來(lái)檢測(cè)不正確的裝配組件或漏裝配件的AI系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)速度極快、效率極高，可以將有缺陷的部件從主傳送帶上分離出來(lái)，用一條單獨(dú)的傳送線運(yùn)至返工區(qū)進(jìn)行糾正。這一過(guò)程不僅為終端客戶解決了大量質(zhì)量問(wèn)題，還節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間。

人工智能技術(shù)可以根據(jù)給定的輸入特征預(yù)測(cè)最終產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)自動(dòng)跟蹤成分、原料成分等記錄產(chǎn)品質(zhì)量，減少人工干預(yù)和質(zhì)量檢驗(yàn)錯(cuò)誤，擴(kuò)大質(zhì)量檢驗(yàn)的規(guī)模和范圍。一家大型食品加工企業(yè)在其生產(chǎn)線上采用了基于AI的雞蛋質(zhì)量檢驗(yàn)，該企業(yè)的生產(chǎn)量為每小時(shí)3萬(wàn)至27萬(wàn)個(gè)雞蛋，操作人員對(duì)雞蛋進(jìn)行抽樣檢查，由于規(guī)模大，小的缺陷容易漏檢，手動(dòng)檢查方式在量大的情況下也容易出錯(cuò)，在總量很大情況下，即使質(zhì)量下降1%，也意味著損失數(shù)千雞蛋。

為解決這個(gè)問(wèn)題，該企業(yè)設(shè)計(jì)了一種基于深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AI算法，該算法使用了7萬(wàn)多個(gè)雞蛋圖像，并根據(jù)雞蛋可能存在的缺陷類型將它們分為十類。實(shí)時(shí)地將每個(gè)雞蛋的圖像與該系統(tǒng)進(jìn)行比較，以確定雞蛋是否有缺陷。如果發(fā)現(xiàn)與其中一種分類缺陷相吻合，則將雞蛋從傳送帶取下并回收;AI系統(tǒng)可以高速運(yùn)行，掃描一個(gè)雞蛋不到40毫秒，匹配生產(chǎn)線的速度。

（三）需求規(guī)劃。制造業(yè)企業(yè)都在用機(jī)器學(xué)習(xí)盡可能精確地預(yù)測(cè)消費(fèi)者需求的變化，以便對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃和原材料采購(gòu)進(jìn)行必要的更改。更精確的預(yù)測(cè)可以帶來(lái)很多好處，可以提供更好的客戶服務(wù)和減少在制品和制成品的庫(kù)存。

利用機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以提高制造商對(duì)需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，不僅能極大提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，還能更好地進(jìn)行營(yíng)銷、銷售、賬戶管理、供應(yīng)鏈和財(cái)務(wù)之間的規(guī)劃。例如，法國(guó)跨國(guó)食品制造商達(dá)能（Danone）集團(tuán)利用機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)減少了20%預(yù)測(cè)誤差、減少了30%銷售損失、減少了30%產(chǎn)品淘汰、減少了50%需求規(guī)劃員的工作量，這不僅提高了供應(yīng)鏈效率，改善了庫(kù)存平衡，也使達(dá)能集團(tuán)能夠滿足產(chǎn)品推銷的需求并達(dá)到渠道或門店級(jí)庫(kù)存的目標(biāo)服務(wù)等級(jí)。一家大型美國(guó)汽車配件企業(yè)表示，企業(yè)擁有大量關(guān)于客戶需求的歷史數(shù)據(jù)和給客戶供貨的歷史數(shù)據(jù)，公司正在用這些數(shù)據(jù)結(jié)合當(dāng)前的預(yù)測(cè)創(chuàng)建一個(gè)需求規(guī)劃模型，確保有能力應(yīng)對(duì)產(chǎn)量波動(dòng)或客戶需求波動(dòng)，預(yù)測(cè)客戶需求的變化、預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)、優(yōu)化銷售方案。

制造業(yè)企業(yè)擴(kuò)展人工智能應(yīng)用規(guī)模的三大路徑

總的來(lái)說(shuō)，制造商將其AI技術(shù)實(shí)施重點(diǎn)放在維護(hù)和質(zhì)量上，29%和27%的頂級(jí)制造商將AI技術(shù)分別用于設(shè)備維護(hù)和質(zhì)量檢測(cè)。用于生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)、供應(yīng)鏈管理的比例分別為20%、16%、8%。目前，制造商實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益面臨的最大挑戰(zhàn)是數(shù)字平臺(tái)和技術(shù)的部署和集成。例如，在汽車行業(yè)，截止到2019年1月，只有14%的汽車原始設(shè)備制造商（OEM）已經(jīng)大規(guī)模使用AI技術(shù)，僅僅比2017年年中10%的估量略有上升。

目前，超越概念驗(yàn)證（POC）水平擴(kuò)展能力不足仍然是制造業(yè)人工智能實(shí)施的最大障礙之一。通過(guò)總結(jié)制造商可以采取的克服這一障礙的關(guān)鍵措施，可以采取三大類方法完成AI部署的超越概念驗(yàn)證，將用例開發(fā)和實(shí)施過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化和重復(fù)操作，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署。一是在現(xiàn)場(chǎng)工程環(huán)境中部署成功的AI原型，二是加大投資奠定數(shù)據(jù)、AI系統(tǒng)和人才的基礎(chǔ)，三是在制造網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)展AI解決方案。以下對(duì)這三類方法分別進(jìn)行闡述：

（一）在現(xiàn)場(chǎng)工程環(huán)境中部署成功的AI原型。1.實(shí)施AI應(yīng)用程序以處理車間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。大部分企業(yè)是在沙箱或受控環(huán)境中實(shí)施AI技術(shù)的概念驗(yàn)證，這導(dǎo)致的問(wèn)題是只使用了有限的數(shù)據(jù)集對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了培訓(xùn)和測(cè)試，AI系統(tǒng)無(wú)法處理多種場(chǎng)景，準(zhǔn)確性不能適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜度水平。

為此，企業(yè)應(yīng)在訓(xùn)練AI應(yīng)用程序模型時(shí)，引入處理車間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并做好準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)初期的故障和不成功案例。例如，西門子用AI預(yù)測(cè)處理高壓滅菌器廢氣的風(fēng)扇故障，早起該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性比較低，預(yù)測(cè)的一些故障后來(lái)證實(shí)都是錯(cuò)誤警報(bào)。但隨著數(shù)據(jù)量增大，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度的提高，這個(gè)系統(tǒng)能夠提前預(yù)測(cè)許多故障，節(jié)省了很多成本和停機(jī)時(shí)間，從而證明了它的價(jià)值。

2.將AI應(yīng)用與已有IT系統(tǒng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行集成嵌入。現(xiàn)有系統(tǒng)和工具的集成問(wèn)題是AI大規(guī)模應(yīng)用所面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)。為此，企業(yè)可以將AI作為關(guān)鍵組成部分嵌入到產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)等原有IT系統(tǒng)中，從而克服這一障礙。而且，對(duì)于AI應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，這些系統(tǒng)可能是有價(jià)值的嵌入。

在持續(xù)改進(jìn)中獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是同時(shí)展開的。菲亞特克萊斯勒（中國(guó)）汽車集團(tuán)認(rèn)為企業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化可以讓AI應(yīng)用的系統(tǒng)集成變得更加容易。標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)可以讓AI應(yīng)用程序集成變得更加容易，產(chǎn)生的問(wèn)題更少。不僅如此，企業(yè)還能很容易地將集成后的應(yīng)用程序在新工廠中投入規(guī)模化的推廣使用（只需付出第一次實(shí)施應(yīng)用程序所付出努力的15%到20%）。

除了已有IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源外，AI系統(tǒng)有時(shí)還需要更精細(xì)的數(shù)據(jù)。精細(xì)數(shù)據(jù)可能直接從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的機(jī)器和設(shè)備獲得，為此需要兩種類型的集成：一是在在工廠里、裝配線上、資產(chǎn)附近等邊緣地帶運(yùn)行AI計(jì)算，以便立即做出策略決策，這也被稱為“邊緣智能”;二是在中央存儲(chǔ)庫(kù)中收集和處理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行出于系統(tǒng)優(yōu)化目的的策略型學(xué)習(xí)。

（二）加大對(duì)數(shù)據(jù)管控、AI平臺(tái)和人才的投入。投資基礎(chǔ)技術(shù)和AI技能也是取得長(zhǎng)期成功的關(guān)鍵，當(dāng)最初的用例初步證明了AI的價(jià)值時(shí)，加大投資可以使企業(yè)保持動(dòng)力。它還有助于將來(lái)創(chuàng)建可重復(fù)操作的、更快的、更容易操作的新AI應(yīng)用程序。

1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管控框架并構(gòu)建數(shù)據(jù)和AI平臺(tái)。數(shù)據(jù)管控框架定義了與數(shù)據(jù)生成、管理和分析相關(guān)的關(guān)鍵流程，這些流程對(duì)于實(shí)現(xiàn)AI應(yīng)用程序的功能至關(guān)重要。數(shù)據(jù)管控框架主要包含三大內(nèi)容：一是定義什么函數(shù)生成數(shù)據(jù)，誰(shuí)是所有者，誰(shuí)管理對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn);二是確定哪些數(shù)據(jù)對(duì)AI應(yīng)用程序有用，如何捕獲和存儲(chǔ);三是規(guī)范和簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)集成，確定遵循的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和格式。數(shù)據(jù)管控框架將為企業(yè)提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)不同部門收集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在捕獲時(shí)或存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)中時(shí)遵循同樣一套標(biāo)準(zhǔn)，減少數(shù)據(jù)清理和預(yù)處理的難度，加快數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備速度。想要擁有預(yù)處理后的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)管控至關(guān)重要。

同時(shí)，為了收集的數(shù)據(jù)得到最有效利用，被調(diào)研企業(yè)大多構(gòu)建了AI平臺(tái)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并管控對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，將不同數(shù)據(jù)用于特定于問(wèn)題的AI應(yīng)用程序。最初，平臺(tái)可能主要提供對(duì)運(yùn)營(yíng)的初步見解，以建議和支持優(yōu)化決策。隨著時(shí)間的發(fā)展，AI平臺(tái)可以將AI模型產(chǎn)生的結(jié)果發(fā)送回制造執(zhí)行系統(tǒng)，以便安排維護(hù)、安排設(shè)備等自動(dòng)執(zhí)行優(yōu)化決策。此類AI平臺(tái)既可以作為解決一系列用例的縱向集成解決方案，又可以作為開發(fā)各種用例的通用平臺(tái)使用?；跀?shù)據(jù)的AI平臺(tái)可以不斷地、安全地開發(fā)和擴(kuò)展解決方案，提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)獲取能力，對(duì)用例進(jìn)行開發(fā)和部署。

不過(guò)，對(duì)于缺乏在內(nèi)部實(shí)施和培訓(xùn)AI的必要技能和專業(yè)知識(shí)的中小制造業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，購(gòu)買現(xiàn)成的解決方案是開發(fā)和實(shí)施AI的快速而有效的方法，通過(guò)購(gòu)買的通用平臺(tái)上定制AI解決方案，中小制造業(yè)企業(yè)將得以組建自身的AI專業(yè)系統(tǒng)。

舉例來(lái)說(shuō)，寶馬公司幾年前就開始構(gòu)建數(shù)據(jù)架構(gòu)，能夠處理寶馬公司分布在31個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)設(shè)施和140多個(gè)國(guó)家的銷售網(wǎng)絡(luò)生成的大量數(shù)據(jù)。寶馬公司的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)創(chuàng)建一種新的數(shù)據(jù)架構(gòu)，使其能夠處理正在生成的大量數(shù)據(jù)并進(jìn)行及時(shí)的分析。在該數(shù)據(jù)平臺(tái)上，寶馬公司建立了一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，用于評(píng)估生產(chǎn)過(guò)程中的圖像，一旦機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程完成，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以自行確定組件是否符合規(guī)格。目前，寶馬公司正將此用于消除斯太爾工廠的“偽”缺陷，通過(guò)運(yùn)行訓(xùn)練好的AI分析軟件，已能夠區(qū)分實(shí)際的失誤和假定的失誤;同時(shí)，寶馬公司還用員工注解的存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)在斯太爾工廠開發(fā)了AI控制應(yīng)用程序來(lái)強(qiáng)化缺陷發(fā)現(xiàn)的訓(xùn)練過(guò)程，在部分工廠試點(diǎn)的AI應(yīng)用程序可以識(shí)別是否需要將集裝箱裝在貨板上、是否需要其他固定措施，還可以計(jì)算出最短的路徑將集裝箱直接送到卸貨站。從數(shù)據(jù)的角度來(lái)說(shuō)，寶馬圍繞開發(fā)、生產(chǎn)、采購(gòu)等職能部門進(jìn)行數(shù)據(jù)組織，利用機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化流程質(zhì)量，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為財(cái)富，優(yōu)化公司產(chǎn)品和業(yè)務(wù)模型。到2017年，寶馬公司已開發(fā)出嵌入AI算法的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可快速方便地訪問(wèn)大量傳感器和處理生產(chǎn)和物流數(shù)據(jù)。

2.儲(chǔ)備相關(guān)人才資源。制造商需要擁有一個(gè)能開發(fā)AI程序的人才庫(kù)。制造商的IT團(tuán)隊(duì)一般不具備這樣的技能，需要專門招聘專業(yè)人員和開展技能提升項(xiàng)目，一些企業(yè)與學(xué)術(shù)界和初創(chuàng)公司積極合作是一種不錯(cuò)的途徑。除此之外，企業(yè)還需要幫助和培訓(xùn)客戶快速順利地采用AI技術(shù)。

（三）在制造網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)展AI解決方案應(yīng)用規(guī)模。企業(yè)應(yīng)加大對(duì)已建立的數(shù)據(jù)管理和人才隊(duì)伍的依賴度，將價(jià)值已經(jīng)得到證實(shí)的AI原型在企業(yè)工廠以及更廣泛的制造網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)更大網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)?；瘍r(jià)值。

1.在AI平臺(tái)上部署AI應(yīng)用程序使其可被應(yīng)用在不同工廠。建議企業(yè)通過(guò)開發(fā)數(shù)據(jù)和AI平臺(tái)，將現(xiàn)有的AI實(shí)施轉(zhuǎn)移到該平臺(tái)上，以獲取可用數(shù)據(jù)和資源的全部?jī)r(jià)值。

在制造網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)展AI解決方案有四大方面好處：一是有助于擴(kuò)展用例的應(yīng)用規(guī)模，企業(yè)可以訪問(wèn)從多個(gè)工廠采集的更廣泛數(shù)據(jù)集，并在這些站點(diǎn)使用該平臺(tái);二是有助于確定在平臺(tái)上開發(fā)新用例所需的IT硬件和軟件資源;三是有助于自動(dòng)執(zhí)行AI建議的決策，通過(guò)將輸出反饋到制造執(zhí)行系統(tǒng)或控制系統(tǒng)，可以將AI應(yīng)用程序的輸出作為同一平臺(tái)上托管的新AI應(yīng)用程序的輸入;四是AI平臺(tái)本身可以托管在云上，企業(yè)可以AI應(yīng)用程序進(jìn)行集中訪問(wèn)以節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的可移植性和企業(yè)移動(dòng)性。

2.持續(xù)監(jiān)控其性能以獲取價(jià)值、輸出質(zhì)量和可靠性。當(dāng)AI解決方案在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)行時(shí)，企業(yè)為保障程序運(yùn)行的穩(wěn)定，避免發(fā)生故障，需要利用制造網(wǎng)絡(luò)同步監(jiān)控AI解決方案的各種參數(shù)性能，避免故障、誤報(bào)和漏報(bào)的發(fā)生，使用新的數(shù)據(jù)類別進(jìn)行重新培訓(xùn)，以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

人工智能在制造業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模的結(jié)論

AI具有革新制造業(yè)的潛力。然而，雖然全球主要制造商已開始嘗試AI用例，但很少進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。報(bào)告認(rèn)為，需要有更多企業(yè)對(duì)AI的應(yīng)用從試驗(yàn)或概念驗(yàn)證轉(zhuǎn)向規(guī)模發(fā)展，否則制造業(yè)的新4.0時(shí)代仍將是一個(gè)遙不可及的目標(biāo)。為此，企業(yè)需要采用規(guī)模驅(qū)動(dòng)的策略，將精力集中在最有價(jià)值的用例上，并建立堅(jiān)實(shí)的管控、平臺(tái)和人才基礎(chǔ)。