芻議人工智能在制造業(yè)中應(yīng)用發(fā)展的問題及對策

劉永紅 張凱

摘 要：自1956年“人工智能”這一概念被首次提出來后，在很多領(lǐng)域的應(yīng)用及前景都充分體現(xiàn)這一學(xué)科的優(yōu)勢。近年來，我國人工智能技術(shù)的研發(fā)飛速發(fā)展、卓見成效，特別是人工智能與制造業(yè)的融合發(fā)展，大幅度提升了制造業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，在緩解勞動力不足和彌補人工成本上成效顯著。廣西柳州市作為廣西的大型工業(yè)城市率先響應(yīng)國家號召，積極投入人工智能體系，智能化的發(fā)展已經(jīng)融入到制造業(yè)研究與生產(chǎn)的各個方面，對柳州市的大型制造業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響。因此，結(jié)合柳州市大型制造業(yè)的實際情況，分析人工智能在與制造業(yè)融合過程中存在的基本問題，并提出相應(yīng)的對策及建議。

關(guān)鍵詞：人工智能;制造業(yè);機器人;應(yīng)用發(fā)展

中圖分類號：F127? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2020）23-0037-03

引言

改革開放40多年來，中國制造業(yè)飛速發(fā)展，對工業(yè)化及現(xiàn)代化發(fā)展的進程都起著強有力的作用。然而，與國際上發(fā)達國家相比較，中國的制造業(yè)還未達到國際領(lǐng)先水平，缺乏決定性的優(yōu)勢，而這個關(guān)鍵性優(yōu)勢就是人工智能與制造業(yè)的高度融合。人工智能從提出到現(xiàn)在已經(jīng)有60多年的發(fā)展歷程，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能技術(shù)更是不斷更新發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域。2015年5月，國務(wù)院發(fā)布戰(zhàn)略性文件《中國制造2025》，將“智能制造”工程作為文件中的五大工程之一，提出了制造強國的行動。2017年7月國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能的發(fā)展規(guī)劃》，為搶占全球人工智能制高點，中國將人工智能的融合發(fā)展上升至國家戰(zhàn)略。由此可見，人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合將是推動社會發(fā)展的原動力。在此背景下，柳州市大型制造業(yè)歷經(jīng)十年融合，也蓬勃發(fā)展起來。本文將以柳州市目前四大汽車制造企業(yè)為研究對象，闡述目前人工智能在柳州大型制造業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的主要問題，并提出相應(yīng)的對策和建議。

一、人工智能與制造業(yè)

（一）人工智能概念

人工智能（Artificial intelligence）簡稱（AI），它是研究開發(fā)用于模擬延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，也是計算機科學(xué)的一個分支，可以稱為機器智能。

（二）人工智能與制造業(yè)的融合

如今，傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計模式運作已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代科技的發(fā)展，為了克服傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)計方法的不足，人工智能在現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)計領(lǐng)域中逐漸得到重視和發(fā)展。人工智能加制造業(yè)是制造業(yè)發(fā)展的新趨勢，它的目標就是要實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的完全智能化。將人工智能與制造業(yè)相融合需要網(wǎng)絡(luò)化及數(shù)字化的支援，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)及供需環(huán)境進行實時反饋。而機器能對這些數(shù)據(jù)進行自主調(diào)整，改變了人們的工作方式，極大地解放了勞動力，智能化機器更是為制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)成果、產(chǎn)業(yè)質(zhì)量提供了可靠保障。

二、柳州市大型制造業(yè)使用人工智能的現(xiàn)狀

制造業(yè)經(jīng)過機械化、自動化、數(shù)字化的發(fā)展階段，目前正逐步進入到人工智能的時代。而制造業(yè)順應(yīng)時代潮流創(chuàng)新發(fā)展及轉(zhuǎn)型升級的過程目前狀況如何呢？

（一）制造業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益得到大幅度提高

制約制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要因素是效率，各企業(yè)都在尋求提高效率的方法。除了改革管理方式、引入先進生產(chǎn)技術(shù)外，人工智能的出現(xiàn)無疑給制造業(yè)注入了無限活力，人工智能作為一個虛擬勞動的投入，具有橫跨學(xué)科專業(yè)能力和執(zhí)行能力、重復(fù)工作和自我學(xué)習(xí)能力等方面的優(yōu)勢，形成了比人類勞動力和制造業(yè)傳統(tǒng)運營方式更強的競爭力。人工智能在制造業(yè)中將提升價值鏈從低端向中高端水平邁進，或者轉(zhuǎn)型補齊短板，取得客觀的成效。例如，人工智能在制造業(yè)的應(yīng)用條件的改善，應(yīng)用場景的增多，使人工智能逐漸成為一種全新的投入要素，改變著生產(chǎn)的函數(shù)，為制造業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益都提供了極大的上升空間。智能制造設(shè)備與傳統(tǒng)自動化設(shè)備是不同的，智能制造設(shè)備可以通過統(tǒng)一指令，在取代機器運行的同時，隨著相應(yīng)參數(shù)的積累，它可以實現(xiàn)自我學(xué)習(xí)，為生產(chǎn)管理提供一定的參數(shù)，從而大大提高生產(chǎn)效率。

（二）彌補企業(yè)勞動力的不足，降低企業(yè)人力資源成本

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)增長及人口老齡化的日益嚴重，勞動力供給明顯不足，人口紅利逐漸消失，勞動力資源成本不斷上漲，以至于人力資源成本成為制約制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的瓶頸。針對目前的這一情況，我國制造業(yè)亟待尋找新的優(yōu)勢資源來彌補這一劣勢，將人工智能作為一種投入要素，在很多崗位和領(lǐng)域代替了人類的勞動者，大大降低了勞動力的密集度。例如，B股份有限公司是柳州市制造業(yè)自動化和智能化水平較高的企業(yè)，在2011年以前，該企業(yè)某手工生產(chǎn)線上需要45人，而到2015年大量使用機器人設(shè)備后，每條線上用21個機器人，生產(chǎn)線上配備6個工人即可，大多數(shù)崗位都只保留原來三分之一左右的人員，大大節(jié)省了人力資源的成本。相比較而言，機器設(shè)備有著很多人類不具備的優(yōu)勢，因為機器人不存在情緒和疲勞問題，又在完成任務(wù)的過程中精準度極高，能夠保證每次動作的一致性。目前柳州市大型制造企業(yè)中，人類最不愿從事的崗位，保證大都上線了機器人，機器人值守在重復(fù)、繁重、臟、累、對人體有害的工作崗位上，如電焊、打磨、搬運、噴涂、涂膠等崗位，原來在這些崗位上的員工大多數(shù)都進行了轉(zhuǎn)崗，部分人員通過培訓(xùn)后成為機器設(shè)備操作和維修人員。

（三）精準的市場預(yù)測和供需匹配

科技的革命和產(chǎn)業(yè)的變革讓市場變幻莫測，但人工智能能實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的實時追溯分析，并且進行自我學(xué)習(xí)，挖掘復(fù)雜市場信息中供求方面有價值的內(nèi)容，從而準確把握市場的發(fā)展動向，并在基于有效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上給出最優(yōu)的建議，還可通過互聯(lián)網(wǎng)把指令傳達到價值鏈的每一個環(huán)節(jié)和領(lǐng)域。例如，我們調(diào)研的柳州市四家大型制造業(yè)中都使用了MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)、無線終端及機器人，MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)對于顧客提出的訂單做出實時響應(yīng)，對顧客進行需求預(yù)測分析后，幫助企業(yè)在合理成本范圍內(nèi)自動配置出生產(chǎn)設(shè)備和參數(shù)，最終通過人工智能完成對產(chǎn)品的組裝和調(diào)試，實現(xiàn)了從下單到實時交付整個價值鏈的全方位智能化升級，大大縮短了產(chǎn)品從設(shè)計研發(fā)到交貨的周期，進一步提升了效率和收益。

（四）實現(xiàn)制造業(yè)服務(wù)化的轉(zhuǎn)型

制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方面就是制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的融合，這是一個重要的發(fā)展趨勢。人工智能的使用大幅度降低了制造業(yè)進入服務(wù)業(yè)的成本，并且還能創(chuàng)造更多的制造業(yè)與服務(wù)行業(yè)相融合的典范業(yè)態(tài)。這里值得一提的是，A股份有限公司旗下廣西智拓科技有限公司，肩負為柳州市打造中國智能制造示范城的重任，是一家為智能加工裝備以智能物流準備為業(yè)務(wù)核心的智能科技公司。該公司專注于智能裝備行業(yè)，以智能加工設(shè)備及自動化生產(chǎn)線、智能物流機器人和智能倉儲設(shè)備為核心產(chǎn)品，并著力于發(fā)展智能管理軟件產(chǎn)品和其他自動化設(shè)備供給服務(wù)，幫助本企業(yè)及用戶大幅度提高了施工效率和品質(zhì)，助力各企業(yè)向智能制造升級轉(zhuǎn)型。智拓作為柳州市制造行業(yè)內(nèi)自創(chuàng)的一家智能科技公司，讓我們看到制造企業(yè)意識到制造企業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的前景。部分制造企業(yè)成立了人工智能科技研發(fā)服務(wù)部門，在未來的發(fā)展過程中也會向智拓公司邁進，創(chuàng)造更多制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合的新業(yè)態(tài)。

三、人工智能在柳州市大型制造業(yè)應(yīng)用過程中的主要問題

可以說人工智能在柳州市的大型制造業(yè)中發(fā)揮著重大作用，但因受專用性限制和數(shù)據(jù)規(guī)模的約束，人工智能以及其顛覆性科技的應(yīng)用場景想要與制造業(yè)融合還是一大難題，要真正實現(xiàn)以科技創(chuàng)新重塑實體經(jīng)濟，人工智能在制造業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。下面我們就目前柳州市大型制造業(yè)看看人工智能推廣及使用的過程中存在的問題。

（一）企業(yè)AI前期資金投入大

柳州市近五年來人工智能快速發(fā)展，但在發(fā)展的同時問題也是顯而易見的。企業(yè)初創(chuàng)時期，產(chǎn)品的研發(fā)與技術(shù)研究難度大、周期長、資金投入大且回報周期長，而且目前企業(yè)智能改造行業(yè)現(xiàn)狀普遍存在的現(xiàn)象是由智能科技公司墊付資金，且關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵零部件卻受到外國品牌的壟斷，采購溢價嚴重。

（二）企業(yè)成本壓力大

工業(yè)機器人本體生產(chǎn)技術(shù)難度大，國際廠商有先發(fā)優(yōu)勢，市場集中度超過了百分之七十。目前柳州市部分制造業(yè)雖然下設(shè)相應(yīng)的智能科技公司或相應(yīng)的智能科技研發(fā)部門，讓他們承擔(dān)系統(tǒng)的二次開發(fā)、定制部件及售后服務(wù)等工作，但都是定制化、專業(yè)化生產(chǎn)且多為單位生產(chǎn)，不成規(guī)模，雖然毛利率高，但是規(guī)模小，大量的進口國外工業(yè)機器人造成企業(yè)成本壓力過大。

（三）企業(yè)人才缺乏和引進難度大

伴隨人工智能發(fā)展的另一個憂患是人工智能應(yīng)用型人才的缺失。一臺機器人是否投入生產(chǎn)，以及這臺機器發(fā)揮多大的作用，很大程度上取決于生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性、產(chǎn)品的多樣性、設(shè)施的配套程度，而解決這個問題卻是需要3—5名相關(guān)操作維護和集成應(yīng)用人才。目前機器人在大型制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中的需求快速增長，相應(yīng)的人才儲備的數(shù)量和質(zhì)量上都是不夠的，可以說像這些高端的復(fù)合型人才的缺失是整個人工智能與制造業(yè)融合發(fā)展存在的普遍性的基本問題。雖然國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始開設(shè)人工智能相關(guān)專業(yè)和課程，但是針對制造業(yè)的人工智能教學(xué)內(nèi)容卻很少。

（四）企業(yè)人工智能與制造業(yè)的融合受阻

目前柳州市實現(xiàn)人工智能和制造業(yè)深度融合的基礎(chǔ)還是比較薄弱的，而且也缺乏能夠引領(lǐng)業(yè)內(nèi)人工智能與制造業(yè)深度融合發(fā)展趨勢的制造企業(yè)，和省外及國際先進水平相比較，柳州市制造業(yè)與人工智能的融合還有很大的發(fā)展空間，但局限于數(shù)據(jù)數(shù)量及價值密度，無法保證人工智能技術(shù)深度學(xué)習(xí)算法的可靠性和精準度，這都是目前融合發(fā)展的難點。

四、促進人工智能下柳州大型制造業(yè)應(yīng)用發(fā)展的趨勢

（一）推進現(xiàn)代智能制造，完善人工智能服務(wù)業(yè)

隨著人工智能的不斷推廣與升級，柳州市大型制造業(yè)智能發(fā)展與先進制造服務(wù)業(yè)之間的關(guān)系越來越密切，智能裝備制造服務(wù)業(yè)在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)中占的比重不斷攀升，應(yīng)當充分重視高端服務(wù)業(yè)的發(fā)展，同時加大對服務(wù)業(yè)的扶持力度。針對目前柳州市大型制造業(yè)智能化程度與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展未達到同步的問題進行改善，應(yīng)當設(shè)立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺支持智能生產(chǎn)。同時制定適當?shù)膬?yōu)惠政策促進智能制造服務(wù)業(yè)的發(fā)展，鼓勵更多的企業(yè)加入進來，擴大現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的市場，為制造服務(wù)業(yè)提供更為廣闊的發(fā)展空間，吸引社會各方面的投入，支持人工智能相關(guān)服務(wù)管理企業(yè)的發(fā)展，從而使智能制造服務(wù)業(yè)智能化技術(shù)和研發(fā)系統(tǒng)得到支撐和加強。

（二）加大工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，促進人工智能與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合

柳州市應(yīng)盡快落實工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的兩個重要方面工作。第一，由政府部門加以支持，聯(lián)合柳州市各高校建設(shè)數(shù)字服務(wù)中心，提升工業(yè)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)運算能力，加大對數(shù)據(jù)分析軟件操作方法的研究，以技術(shù)、安全、管理多維度設(shè)定大數(shù)據(jù)的應(yīng)用標準。第二，將大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和推廣相結(jié)合，融入云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術(shù)。這一定是要由政府來主導(dǎo)推進這個生產(chǎn)大數(shù)據(jù)平臺的建立和應(yīng)用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能夠為制造業(yè)提供通用算法和數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)工業(yè)協(xié)同發(fā)展模式有效結(jié)合，使工業(yè)大數(shù)據(jù)在柳州市的制造業(yè)智能化發(fā)展中創(chuàng)造更大的價值。

（三）構(gòu)建創(chuàng)新研究基地，促進人才培養(yǎng)

復(fù)合型人才的嚴重缺失是人工智能與制造業(yè)融合發(fā)展存在的普遍問題，人工智能高端人才通常集中在軟件和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。目前在制造業(yè)中負責(zé)信息化的人員對技術(shù)的總體把握及對人工智能的理解還不是很準確，難以支持企業(yè)智能化的改造升級。而如何促進培養(yǎng)新的復(fù)合型人才？在智能制造發(fā)展的大趨勢下，應(yīng)當充分利用柳州市當?shù)氐母咝＜翱蒲袡C構(gòu)的專業(yè)實力，對相關(guān)的教研體系進行合理調(diào)整和轉(zhuǎn)變。企業(yè)要將資金和實踐平臺的優(yōu)勢發(fā)揮出來，學(xué)校應(yīng)在短期內(nèi)針對人工智能與制造業(yè)的深度融合直接形成產(chǎn)能沖擊的相關(guān)學(xué)科調(diào)整，在減少招生規(guī)模的同時，擴大技術(shù)性和知識型職業(yè)教育比重。

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收稿日期：2020-05-15

基金項目：柳州市哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃研究課題（19CEL14）

作者簡介：劉永紅（1977-），女，廣東高州人，碩士，副教授，從事企業(yè)管理，教育管理研究;張凱（1978-），女，河南信陽人，碩士，副教授，從事創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，人力資源研究。