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人工智能與智能制造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)約以及發(fā)展趨勢(shì)

2022-08-26 凌犀物聯(lián) 933

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家,大家上午好!很高興來(lái)到北京參加這個(gè)會(huì)議,這個(gè)會(huì)的我覺(jué)得非常好,為什么呢?工程院陸院長(zhǎng)提出了六個(gè)字,產(chǎn)學(xué)研媒用資。產(chǎn)學(xué)研我們大家都知道,后面的的三個(gè)字,媒體、用戶以及投資界。


我這個(gè)報(bào)告的題目是人工智能與智能制造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)約以及發(fā)展趨勢(shì)。我本人來(lái)自浙江大學(xué),現(xiàn)在搞智能制造他們說(shuō)既要懂信息化的技術(shù),又要懂制造技術(shù),兩化融合首先是人才融合,如果你信息知識(shí)不懂,要搞智能制造很困難,光有信息技術(shù),要把智能制造知識(shí)學(xué)到手也很困難。我本人初始學(xué)歷很低,但是我比較好學(xué),最后在三個(gè)學(xué)科都有一些成果,我最后是浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系博士。


給我10幾分鐘,我就講三個(gè)問(wèn)題,第一個(gè)問(wèn)題,為什么制造業(yè)轉(zhuǎn)型要用人工智能技術(shù)?第二個(gè)問(wèn)題,制造業(yè)轉(zhuǎn)型要用到哪些人工智能技術(shù)?第三個(gè)問(wèn)題,制造業(yè)轉(zhuǎn)型怎么樣應(yīng)用人工智能技術(shù)?


制造業(yè)是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是個(gè)古老的產(chǎn)業(yè),但到20世紀(jì)末21世紀(jì)初,全球制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化,這個(gè)變化來(lái)自兩個(gè)部分,一個(gè)是企業(yè)外部的變化,過(guò)去以產(chǎn)品為中心,現(xiàn)在過(guò)渡到以市場(chǎng)為中心,進(jìn)一步發(fā)展到以顧客為中心。企業(yè)外部的變化帶來(lái)企業(yè)內(nèi)部的變化,產(chǎn)品多樣性、個(gè)性化的需求給制造企業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。我們非常痛心的看到,前兩天有一條消息,機(jī)床行業(yè)兩個(gè)大佬,大連機(jī)床廠開(kāi)始向法院申請(qǐng)破產(chǎn),沈陽(yáng)機(jī)床廠了國(guó)家銀行350億的債務(wù),正在考慮重組。


我在湖州機(jī)床廠工作過(guò)幾年,對(duì)這兩個(gè)機(jī)床廠頂禮膜拜,非常權(quán)威,現(xiàn)在他們要破產(chǎn)了,為什么他們不能適應(yīng)現(xiàn)在的市場(chǎng)呢?從根本上來(lái)說(shuō),它不能適應(yīng)市場(chǎng)的挑戰(zhàn),原來(lái)批量生產(chǎn)是沒(méi)有問(wèn)題的,現(xiàn)在向多樣化、個(gè)性化的需求轉(zhuǎn)變,帶來(lái)的挑戰(zhàn)。企業(yè)管理人員、工程技術(shù)人員和質(zhì)量研究的科技人員在不同層面都面臨一個(gè)新的研究課題,就是如何實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。


在新型技術(shù)的牽引下,制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化,這個(gè)變化主要是向數(shù)字化、智能化、擬人化、綠色化方向發(fā)展。在這樣的背景下,世界各國(guó)對(duì)制造業(yè)高度重視,紛紛出臺(tái)了一些振興制造業(yè)的戰(zhàn)略計(jì)劃,有三大戰(zhàn)略計(jì)劃比較知名,一個(gè)是美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃,強(qiáng)大三大有限突破技術(shù),包括先進(jìn)制造的感知控制、智能制造技術(shù)平臺(tái)和先進(jìn)材料制造。


德國(guó)推出了工業(yè)4.0,強(qiáng)調(diào)三大主題,智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流。


我們國(guó)家在中國(guó)工程院的建議下,工業(yè)和工信部都決定實(shí)施中國(guó)制造2025,主要解決三大核心問(wèn)題,就是數(shù)字化制造、網(wǎng)絡(luò)化制造和智能化制造。我們這個(gè)會(huì)已經(jīng)開(kāi)了三屆了,中國(guó)制造2025起源于中國(guó)工程院的重大咨詢項(xiàng)目,最近中國(guó)工程院推出了個(gè)重大咨詢項(xiàng)目,得到了黨中央、國(guó)務(wù)院的高度重視。


第一個(gè)是制造強(qiáng)國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略,這是中國(guó)制造2025的一個(gè)藍(lán)本,一個(gè)建議稿。第二個(gè)是路甬祥提出了創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,中國(guó)制造業(yè)經(jīng)過(guò)30多年改革開(kāi)放取得了很大成績(jī),這個(gè)成績(jī)不能否定,但是后來(lái)還有一句話,還存在很多的問(wèn)題,我們不能因?yàn)橹豢吹匠煽?jī),看不到問(wèn)題,反過(guò)來(lái),我們也不能只看到問(wèn)題看不到成績(jī),兩種偏激的觀點(diǎn)我本人都不贊成,我們既存在很大的成績(jī),也存在很多的問(wèn)題。


最大的問(wèn)題是什么?創(chuàng)新設(shè)計(jì)不夠,江蘇、浙江等等,以紡織生產(chǎn)為主。路甬祥當(dāng)機(jī)械工程會(huì)長(zhǎng)的時(shí)候,提出了創(chuàng)新設(shè)計(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。


去年中國(guó)工程院潘云鶴院士提出了中國(guó)人工智能2.0的重大咨詢項(xiàng)目。這三位領(lǐng)導(dǎo)非常湊巧,跟我本人都在學(xué)習(xí)工作上有很深的交集。在我的老家湖州實(shí)行中國(guó)制造2025示范城市的會(huì)議上說(shuō)的,華中科技大學(xué)三代師生都來(lái)了,我本人是周濟(jì)院長(zhǎng)的學(xué)生,他給我上過(guò)課。潘云鶴、路甬祥都是我們浙江大學(xué)兩任校長(zhǎng),而且他們兩個(gè)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室我都兼任了副主任,這三個(gè)咨詢項(xiàng)目我本人都參與了。


人工智能2.0主要有五個(gè)子課題,我也是大數(shù)據(jù)課題的主要負(fù)責(zé)人之一。


人工智能在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用,但是最典型的應(yīng)用,一個(gè)是智能城市,第二個(gè)是智能制造,第三個(gè)是智能醫(yī)療。三大戰(zhàn)略計(jì)劃都把制造業(yè)作為重點(diǎn),工信部部長(zhǎng)苗圩在會(huì)議上提出,智能制造是我們推出中國(guó)制造2025的主要抓手,我覺(jué)得畫(huà)龍點(diǎn)睛講得非常對(duì)。什么是智能制造?現(xiàn)在眾說(shuō)紛紜。我本人通過(guò)研究總結(jié)了什么是智能制造?有兩句話可以表明,第一個(gè),智能制造是智能技術(shù)與制造技術(shù)的融合,第二個(gè),我們的目的是用智能的技術(shù)解決制造業(yè)的問(wèn)題,包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題、加工問(wèn)題、裝配問(wèn)題、全生命周期的問(wèn)題等等。


制造業(yè)要用到哪些人工智能技術(shù)呢?我這里做了一個(gè)歸納,人工智能是這四個(gè)人在60年以前提出來(lái)的,但是在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,人工智能技術(shù)發(fā)展的非常緩慢,最近幾年人工智能炒熱了,有四個(gè)熱點(diǎn),第一個(gè)熱點(diǎn)就是波司登大狗的。就是美國(guó)波司登大學(xué)研發(fā)的,后來(lái)把它產(chǎn)業(yè)化的四條腿的機(jī)器人,能走能奔能跳能跑,現(xiàn)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn),我們現(xiàn)在搞機(jī)器人,它反映了機(jī)器人的最高水平,為什么呢?它的自主性非常好,能夠自主決策走路。


第二個(gè),我們現(xiàn)在搞智能制造,波司登大狗也是智能制造的產(chǎn)業(yè),它本身是智能化產(chǎn)品,它的智能性非常強(qiáng),可以學(xué)習(xí)決策,它又是智能制造的最高水平之一。波司登大狗一下炒熱了,跨欄手段、旋轉(zhuǎn)手段都是非常自如的。最近網(wǎng)絡(luò)上推出了消息,波司登動(dòng)力公司推出了兩個(gè)機(jī)器人,跟我們?nèi)艘粯?,而且行走、翻跟頭、運(yùn)動(dòng)非常自如,智能化程度非常高。從技術(shù)觀點(diǎn)上,波司登大狗有遠(yuǎn)程控制、負(fù)重爬坡、行進(jìn)速度等等。


第二個(gè)熱點(diǎn)就是智能手機(jī),人工智能是不是離我們很遠(yuǎn)?其實(shí)不遠(yuǎn),我們每個(gè)人都在用智能化手機(jī),蘋(píng)果公司推出了智能手機(jī),一下顛覆了摩托羅拉和諾基亞。過(guò)去在杭州濱江有三個(gè)手機(jī)廠,我培養(yǎng)的很多優(yōu)秀生被他們挖走了,工資非常高。現(xiàn)在這三個(gè)手機(jī)廠都不行了,技術(shù)在更新,技術(shù)在發(fā)展。


我們國(guó)家涌現(xiàn)了一批隱形冠軍,中國(guó)有創(chuàng)新的企業(yè),前幾年我就感覺(jué)到了,最近幾年業(yè)界已經(jīng)公人了就是華為,華為是中國(guó)最具有創(chuàng)新性的企業(yè)。我想最近華為感覺(jué)到壓力很大,為什么?蘋(píng)果X推出來(lái),過(guò)去五千六千塊錢(qián),現(xiàn)在蘋(píng)果X拍賣1萬(wàn)塊錢(qián)?為什么?虛擬現(xiàn)實(shí)、深度學(xué)習(xí)做進(jìn)去了。


第三個(gè)是智能化汽車,時(shí)間關(guān)系,我不展開(kāi)。


第四個(gè)熱點(diǎn),最近人工智能炒熱了,就是阿爾法狗。阿爾法狗是下圍棋的機(jī)器人,阿爾法狗不是狗,是go,go就是去。阿爾法什么意思?希臘字母的α,我們搞軟件的人都知道,α、β就是試用版,換個(gè)角度說(shuō)是不成熟的版,阿爾法這個(gè)名字取得很謙虛,適用版在進(jìn)行中。


阿爾法狗對(duì)戰(zhàn)韓國(guó)選手李世石取勝,今年對(duì)戰(zhàn)柯潔主動(dòng)人數(shù),柯潔還發(fā)表一個(gè)微博,向阿爾法狗學(xué)到了不少新的方法。阿爾法狗為什么取勝呢?它采用了深度學(xué)習(xí)算法。


最近美國(guó)推出了阿爾法狗棋譜,通過(guò)自己學(xué)習(xí)可以構(gòu)建知識(shí)庫(kù),你只要把下棋規(guī)則告訴他,百戰(zhàn)百勝,到現(xiàn)在為止,沒(méi)有人下得過(guò)它,非常厲害,說(shuō)明人工智能四大熱點(diǎn)非常關(guān)鍵。


人工智能為什么比較熱呢?從技術(shù)觀點(diǎn)看,它主要有八大關(guān)鍵技術(shù),在我們制造業(yè)當(dāng)中也可以用,第一個(gè)就是深度學(xué)習(xí)算法,第二個(gè)是增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法,再一個(gè)是模式識(shí)別算法,一個(gè)是機(jī)器視覺(jué)算法,一個(gè)是數(shù)據(jù)搜索方法,一個(gè)是知識(shí)工程方法及一個(gè)是自然語(yǔ)言理解,一個(gè)是類腦交互決策。可那訊非做得非常好,在語(yǔ)音理解設(shè)備上,我們中國(guó)語(yǔ)言很豐富,語(yǔ)音理解的最高境界是什么呢?搞語(yǔ)言學(xué)的人知道,中國(guó)的唐詩(shī)有一句叫春風(fēng)不度玉門(mén)關(guān),含義是玉門(mén)關(guān)一片蕭條,秋天的景象,萬(wàn)物蕭條。但是你要理解到,不大容易??拼笥嶏w做得非常好,而且現(xiàn)在高新技術(shù)發(fā)展的很快,很大程度是科大訊飛帶動(dòng)的,它可以帶動(dòng)幾千億產(chǎn)能通過(guò)附加設(shè)備。一項(xiàng)技術(shù)了,對(duì)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)非常大。


但是人工智能的最高境界,就是類腦交互決策。專門(mén)搞計(jì)算機(jī)的專家也在研究,也有很大進(jìn)展。對(duì)于我們制造業(yè)來(lái)說(shuō),這八大算法,我們制造業(yè)做到自感知、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自決策。


第三個(gè)問(wèn)題,我講一講制造業(yè)轉(zhuǎn)型如何用人工智能技術(shù)。制造業(yè)的應(yīng)用屈院長(zhǎng)講的非常好,我個(gè)人理解就是培養(yǎng)千百萬(wàn)工匠,中國(guó)要從制造大國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó),沒(méi)有千百萬(wàn)的工匠是不行的。工匠怎么培養(yǎng)呢?過(guò)去很大程度是師傅帶徒弟,我這個(gè)徒弟進(jìn)工廠操作,我本人就是學(xué)徒工出身。比如我加工一個(gè)復(fù)合材料的零件,土地不知道,只好問(wèn)師傅。


現(xiàn)在看起來(lái),市帶徒弟至少有三點(diǎn)局限性,第一點(diǎn),現(xiàn)在新材料、新工藝很多,師傅也不知道,嚴(yán)格來(lái)說(shuō),任何人的知識(shí)總是有限的,老材料、老工藝是也不一定全部知道。第二點(diǎn),很多師傅操作是很熟練的,但是你要教別人,就需要知識(shí)表達(dá),甚至知識(shí)建模,建立一個(gè)模型才能共享,這是師傅的短項(xiàng),很多師傅的操作沒(méi)有問(wèn)題,但是要教別人是有難度的。第三點(diǎn),舊社會(huì)里有一句話叫教會(huì)了徒弟餓死了師傅,師傅要留一手。


我們現(xiàn)在搞智能制造,我認(rèn)為最寶貴的,就是把千百萬(wàn)師傅的寶貴知識(shí)、寶貴經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)。目標(biāo)是什么呢?過(guò)去的產(chǎn)品拍個(gè)照片,非要請(qǐng)個(gè)專業(yè)攝影師來(lái),沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn),照片是拍不好的。現(xiàn)在誰(shuí)拿手機(jī)出來(lái)都可以拍漂亮的照片。根據(jù)加工的要求,向你推送一個(gè)智能化加工方案,按照這個(gè)方案,我們加工的質(zhì)量是最好的,加工的效率是最高的,加工的成本是最低的,我們不僅要把師傅的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái),而且要把制造加工的知識(shí)總結(jié)出來(lái),把我們管理人員的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái),把服務(wù)人員的知識(shí)總結(jié)出來(lái),用知識(shí)工程牽引智能制造。


非常高興的是,前幾天工程院開(kāi)會(huì),就人工智能2.0指導(dǎo)下的智能制造,周濟(jì)院長(zhǎng)又搞了新的課題,也提了這個(gè)觀點(diǎn)。我們?cè)谧念I(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常出差住旅館,服務(wù)還是跟不上,軟實(shí)力跟不上,制造企業(yè)也是這樣,大連機(jī)床廠設(shè)備不好嗎?射陽(yáng)機(jī)床廠的設(shè)備一大批,但就是經(jīng)營(yíng)、管理、設(shè)備不行,生產(chǎn)的老機(jī)床賣不掉,新機(jī)床生產(chǎn)不出來(lái),創(chuàng)新能力不足。從蘋(píng)果到華為,手機(jī)過(guò)半年一念舊推出新款,這是主要的。


智能制造包括職能產(chǎn)品的智能化、制造過(guò)程的智能化和制造工具的智能化。


從智能手機(jī)逐步過(guò)渡到智能終端,我們要營(yíng)造一個(gè)智能家居,智能家居我們因延伸到智能裝備,無(wú)人駕駛很熱,我們要無(wú)人系統(tǒng)。


人工智能在智能制造中的應(yīng)用,還有四個(gè)方面的問(wèn)題需要關(guān)注,第一個(gè)問(wèn)題就是智能化硬件,我們現(xiàn)在用機(jī)器人、傳感器搞智能制造、自動(dòng)化流水線都非常好,但是非常遺憾,很多企業(yè)智能硬件都是進(jìn)口的,我們國(guó)家在智能硬件方面要加強(qiáng)投入、加強(qiáng)研發(fā)。


第二個(gè)就是智能算法,我們前面講了很多算法,也用了很多算法,但是中國(guó)自己的算法還是偏少的,基本上沒(méi)有。我們要掌握核心技術(shù),現(xiàn)在企業(yè)最缺少的就是核心技術(shù),怎么樣掌握核心技術(shù)呢?就要通過(guò)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。蘋(píng)果大家都想吃,但是種蘋(píng)果的事關(guān)心的少。我們搞人工智能在制造業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用,搞智能制造要從算法開(kāi)始,要從基礎(chǔ)研究開(kāi)始,我們才能掌握它的核心技術(shù)。


第三個(gè),人才是第一位的。


再一個(gè),人工智能的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。我們要找到很好的應(yīng)用點(diǎn),這個(gè)應(yīng)用點(diǎn)能夠在行業(yè)當(dāng)中有示范效應(yīng),美國(guó)很早又開(kāi)始了,但是中國(guó)的語(yǔ)音設(shè)備更困難一點(diǎn),因?yàn)橹袊?guó)的方言太多,特別是浙江人、福建人講話,北方人都不懂,它要是能夠識(shí)別出來(lái)方言是非常不容易的??拼笥嶏w的成功就是它智能應(yīng)用做得比較好。


我本人的小團(tuán)隊(duì)也做了很多裝備制造業(yè)數(shù)字化、信息化和智能化方面的工作,幫助企業(yè)解決了不少問(wèn)題,包括超大型的空分、高檔數(shù)控機(jī)床等等。


我把我的聯(lián)系團(tuán)隊(duì)發(fā)一下,因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系,沒(méi)有充分展開(kāi)。我們歡迎在座的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位企業(yè)家到杭州來(lái),到我們浙江大學(xué)來(lái)進(jìn)行技術(shù)交流、項(xiàng)目合作、人才培養(yǎng)等等。


因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系,我們的報(bào)告就講到這里,謝謝大家!