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人工智能技術作為制造業(yè)轉型升級最有力的助力器之一，能加速推進以智能化為標志、以人工智能為抓手和以高效綠色制造為目標的工業(yè)智能制造的發(fā)展進程。因此，我國制造業(yè)亟須深度融合人工智能技術，以實現(xiàn)我國制造業(yè)的智能升級。

正像2018年9月17日習近平總書記在向世界人工智能大會所致賀信中強調的，“中國正致力于實現(xiàn)高質量發(fā)展，人工智能發(fā)展應用將有力提高經濟社會發(fā)展智能化水平。”新一代人工智能正在全球范圍內蓬勃興起，為經濟社會發(fā)展注入了新動能，正在深刻改變人們的生產生活方式。

在日前召開的2019國家智能產業(yè)峰會上，中國工程院院士、中南大學教授、中國自動化學會副理事長桂衛(wèi)華在會上提出：“我國制造業(yè)經過長期努力，在生產工藝、制造裝備及自動化技術等方面均取得了長足的進步，但其發(fā)展面臨資源綜合利用率低、能耗水平不平衡、排放總量大、高水平現(xiàn)場工藝技術人員短缺等嚴峻挑戰(zhàn)。”

“人工智能技術作為制造業(yè)轉型升級最有力的助力器之一，能加速推進以智能化為標志、以人工智能為抓手和以高效綠色制造為目標的工業(yè)智能制造的發(fā)展進程。因此，我國制造業(yè)亟須深度融合人工智能技術，以實現(xiàn)我國制造業(yè)工業(yè)的智能升級。”桂衛(wèi)華表示。

決定未來經濟的顛覆技術

“以人工智能實現(xiàn)自動化”包含兩方面內涵，第一是知識型工作自動化。在現(xiàn)代工業(yè)中，機器在許多方面已經取代或者正在取代體力勞動，知識型工作在社會分工中占有壓倒性的地位。知識型工作皆由知識型工作者完成，這要求工作者具有分析、判斷和決策能力。

早在2009年，美國帕羅奧多研究中心就討論過知識型工作的未來，指出知識型工作自動化將成為工業(yè)自動化革命后又一次革命。2013年，麥肯錫全球研究院發(fā)布的《展望2025，決定未來經濟的12大顛覆技術》報告里專門談到知識型工作自動化。在“12項顛覆性技術中，排在第二位的是知識型工作自動化”。桂衛(wèi)華說，“知識型工作自動化預計在2025年可帶來5.2萬億元至6.7萬億元的巨大經濟效益，但目前尚未得到廣泛關注。”

第二是知識系統(tǒng)自動化，即機器完成工作，需要結合場景和對象來研究自動化問題。“就知識系統(tǒng)方面的研究而言，自動化系統(tǒng)最初的雛形是專家系統(tǒng)，這類系統(tǒng)嚴格說來都是局部工程，沒有系統(tǒng)實現(xiàn)知識型工作自動化。”桂衛(wèi)華在談及知識系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀時說。

知識自動化：大數(shù)據(jù)處理新方法

知識型工作者目前遇到許多挑戰(zhàn)。第一個挑戰(zhàn)是生產出現(xiàn)新要求。生產過程的復雜性，對精確建模、信息化控制提出了新要求。第二個挑戰(zhàn)是新的信息環(huán)境。云平臺、移動計算、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)使數(shù)據(jù)種類和規(guī)模迅速增加，知識型工作者面對海量信息感到無所適從。不同于以往一張表格承載幾個數(shù)據(jù)，現(xiàn)在數(shù)據(jù)規(guī)模大多十分龐大。

“如何利用好這些數(shù)據(jù)往往依賴個人的素質。”桂衛(wèi)華表示，人工決策存在主觀性，不能實現(xiàn)全流程穩(wěn)定運行、個人知識推廣傳承都使得人工智能技術亟待提升。

桂衛(wèi)華介紹：“知識工作自動化，或者說知識自動化，跟原來的知識型工作自動化有所區(qū)別。知識型工作的自動化，是簡單取代人。把知識型工作自動化推廣到知識自動化，就可使得原來不能做得到的工作現(xiàn)在可用機器實現(xiàn)。”

知識自動化在制造業(yè)中如何有機運用？

桂衛(wèi)華說：“例如原材料工業(yè)的原料采購問題，人要考慮采購目標、費用，考慮金屬總量、品位、雜質、上下限問題，考慮供求關系、市場情況、宏觀經濟、政策因素的影響，還要考慮供應情況、供應商信息，考慮企業(yè)本身的能力、存儲能力、財務狀況等。根據(jù)這些情況來進行決策，會產生很多復雜問題。”

在這樣的復雜決策情況下，通過知識型自動化的辦法來解決機器操作問題，不失為最優(yōu)化的辦法。

人機合作：實現(xiàn)系統(tǒng)智能化

能夠穩(wěn)定運行是企業(yè)生存關鍵。長期穩(wěn)定運行主要受制于原料、工況波動、工序復雜、操作忙碌等因素。要實現(xiàn)這一目標，人工智能在感知、認知學習和決策操作方面亟待技術攻關。

在對人工智能發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的集體學習中，習近平指出，人工智能在產業(yè)升級、產品開發(fā)、服務創(chuàng)新等方面具有技術優(yōu)勢。要以人工智能技術推動各產業(yè)變革，在中高端消費、創(chuàng)新引領、綠色低碳、共享經濟、現(xiàn)代供應鏈、人力資本服務等領域培育新增長點，才能加快促進人工智能同一、二、三產業(yè)深度融合。

而人工智能如何在工業(yè)領域深入融合？

桂衛(wèi)華指出，未來，我國的人工智能系統(tǒng)，要從原來簡單、單一的信息系統(tǒng)轉變成人機合作的系統(tǒng)，通過人與機器合作來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化。

“通過建立框架來實現(xiàn)整個智能系統(tǒng)的優(yōu)化，框架里包括了一系列數(shù)據(jù)和機理知識融合的問題。”桂衛(wèi)華結合具體案例闡釋說，原來依賴專家看或肉眼判斷工況的視覺方法，現(xiàn)在通過知識自動化的辦法，就可實現(xiàn)工況的智能診斷和識別。

摘自《中國科學報》