人工智能讓“制造”變“智造”
2016年對于人工智能來說是一個“里程碑”式的年份。年初，AlphaGo大勝圍棋九段李世石，讓近10年來再一次興起的人工智能技術走向臺前，進入公眾的視野。
AlphaGo使用兩種不同的人工智能深度神經網絡算法：第一種是策略網絡，目標是選擇在哪里落子。第二種則是價值網絡，價值網絡的作用是衡量走這一步對最終輸贏的影響。除了本身的算法之外，AlphaGo成功的關鍵在于擁有海量對弈數據——6000萬局對弈數據和超級計算能力——打敗李世石的AlphaGo Lee 的芯片為 50 TPU，搜索速度為10k位置/秒（圖1）。
圖1 AlphaGo成功的關鍵
大數據和超級計算能力都是當前人工智能快速崛起的使能技術之一。使能技術（Enabling Technology），國內外對于使能技術還沒有明確的定義，主要是由于使能技術具有明顯的層次特征，其內涵受使能技術創新的目標決定。從技術創新鏈的角度，使能技術處于基礎研究和產品研發之間，屬于應用研究的范疇，其使命是通過使能技術的創新，來推動創新鏈下游的產品開發、產業化等環節的實現（圖2）。
使能技術能夠被廣泛地應用在各種產業上，并能協助現有技術作出重大的進步，而且在產業和經濟上產生深遠影響。
圖2 人工智能離不開大數據、云計算和5G等基礎設施
賦能的期待
人工智能作為21 世紀科技領域最為前沿的技術之一，是具有顯著產業溢出效應的基礎性技術，能夠推動多個領域的變革和跨越式發展，對傳統行業產生重大顛覆性影響。例如：人工智能可以為國防、醫療、工業、農業、金融、商業、教育、公共安全等領域賦能，催生新的業態和商業模式；人工智能還可以帶動工業機器人、無人駕駛汽車等新興產業的飛躍式發展，成為工業4.0的推動器。目前倍受追捧的智能制造、智能家居、無人駕駛、智能安防、智能醫療等發展方向，所代表的無一不是“智能+應用場景”發展的最新形態。
過去幾年中，科技巨頭已相繼成立人工智能實驗室，投入越來越多的資源布局人工智能技術和產業，甚至整體轉型為人工智能公司，緊鑼密鼓籌謀人工智能未來。世界主要國家也紛紛把人工智能當作未來的戰略主導，出臺戰略發展規劃，從國家層面進行整體推進，迎接即將到來的智能社會。
2017年7月經國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》將發展智能經濟作為主要任務之一，要求加快培育具有重大引領帶動作用的人工智能產業，促進人工智能與各產業領域深度融合，形成數據驅動、人機協同、跨界融合、共創分享的智能經濟形態。發展智能經濟不僅僅是發展人工智能新興行業，還要推動人工智能與各行業融合創新，在制造、農業、物流、金融、商務、家居等重點行業和領域開展人工智能應用試點示范，推動人工智能規模化應用，全面提升產業發展智能化水平（圖3）。
圖3 傳統產業的智能化升級
智能的制造
當前，在全球范圍內，大量資本正涌入人工智能，特別是機器學習和深度學習領域。漸趨復雜的算法、日益強大的計算機、激增的數據以及提升的數據存儲性能，為新一代人工智能在不久的將來實現質的飛越奠定了基礎。盡管如此，人工智能以及其他顛覆性技術主要還是集中于消費領域，要真正實現以科技創新重塑中國經濟，這些前沿技術在工業領域及企業間的大規模應用則更為關鍵——因為，工業是國民經濟的主體。
自20世紀70年代開始，計算機控制系統的應用推動生產過程自動化水平的不斷提升。近年來，隨著數字技術范疇的迅速擴大，軟件與云計算、大數據分析以及人工智能算法一起，成為了制造業范式轉變的重要組成部分。美國學者尼爾斯·尼爾森(Nils J. Nilsson)教授作為早期從事人工智能和機器人研究的國際知名學者曾經這樣給人工智能下定義：“人工智能就是致力于讓機器變得智能的活動，而智能就是使實體在其環境中有遠見地、適當地實現功能性的能力。”
相比消費者相關的數據，機器生成的數據通常更為復雜，多達40%的數據甚至沒有相關性。而企業必須擁有大量的高質量、結構化數據，通過算法進行處理，除此之外沒有捷徑可循。
顛覆性的技術創新與制造業的融合充滿挑戰，但潛在的收益也無比巨大，能夠幫助企業尋求最優的解決方案，創造新的價值，比如設備預測性維護，優化排產流程，實現生產線自動化，減少誤差與浪費，提高生產效率和質量，縮短交付時間以及提升客戶體驗（圖4）。
圖4 設備預測性維護
人工智能可以從產品、質量、服務和生產四個維度幫助制造業企業實現轉型升級。
生產方面：人工智能提升設備的生產能力。將人工智能技術嵌入生產過程，提升生產設備的智能化水平，通過深度學習自主判斷最佳參數，從而實現完全機器自主的生產和復雜情況下的自主生產，從而全面提升生產效率。
質量方面：人工智能重構質量管理體系。基于人工智能技術，通過對海量缺陷圖片的建模分析總結，開發出具備自主學習能力的自主檢測新模型，實現無間斷、高精準的缺陷自主檢查判定功能，突破產品缺陷必須由人員主管檢查判定這一問題根源，通過人工智能代替人眼檢查的新模式，徹底解決了人員檢查低效、錯漏不斷的問題，達成了降低人力成本、提升產品品質、提高企業利潤的目標。
產品方面：人工智能賦能硬件的智能升級。通過內置移動操作系統或更新程序，將人工智能算法嵌入產品中，如智能家居產品、智能網聯汽車、智能服務機器人產品等，從而幫助制造業企業生產全新的智能化產品。
服務方面：人工智能提升企業的智能化水平。通過人工智能分析用戶畫像，判斷重點需求，幫助制造業企業進行精準的市場預測和優化營銷能力；以物聯網、大數據和人工智能算法，對產品進行實時監測和遠程管理，提升售后服務水平。
未來，新一代人工智能將在重塑中國制造業的征程中發揮重要作用。因此，我們才有必要按照《新一代人工智能發展規劃》要求，圍繞制造強國重大需求，推進智能制造關鍵技術裝備、核心支撐軟件、工業互聯網等系統集成應用，研發智能產品及智能互聯產品、智能制造使能工具與系統、智能制造云服務平臺，推廣流程智能制造、離散智能制造、網絡化協同制造、遠程診斷與運維服務等新型制造模式，建立智能制造標準體系，推進制造全生命周期活動智能化。
