大话工业4.0：AI+制造的机遇与挑战

2018-06-16 06:24

机器换人浪潮之后，信息化革命愈演愈烈，机器设备、人和产品等制造元素不再是独立的个体，它们通过工业物联网紧密联系在一起，实现更协调和高效的制造系统。利用云计算可以储存大量的现场数据，以实现机器状态监测、生产分析、产品预测评估等功能，这也就是德国所提出的工业4.0模式。

当前制造业的转型可以看作是自动化升级和信息技术的融合提升，这不仅仅是自动化和机器换人，我们更希望工厂能实现自主化决策，灵活生产出多样化的产品，并能快速应对更多的市场变化。

人工智能和制造系统的结合将是必然的，利用机器学习、模式识别、认知分析等算法模型，可以提升工厂控制管理系统的能力，实现所谓的智能制造，才能使企业在今天竞争激烈的环境获得更好的优势。

德国人工智能研究中心科学董事汉斯·乌思克尔特教授在“2018年中新人工智能高峰论坛”指出，工业4.0时代的智能制造可以分为三个层次，第一个也是最核心的部分是智能工厂，第二个是智能运行服务，第三个是智能制造支持服务。

智能制造核心是智能工厂

整个智能制造过程主要围绕着智能工厂展开，而人工智能在智能工厂中发挥着重要的作用。物联网将所有的机器设备连接在一起，例如控制器、传感器、执行器的联网，然后，AI就可以分析传感器上传的数据，这就是智能制造的核心。

随着工业物联网的应用发展，网络和实体系统将紧密联系在一起，也就是物联网将生产现场的处理器、传感器连接起来，使得机器人之间可以进行通信，可以互相沟通，而机器和人的工作将不再会严格分工，未来制造系统把人和机器融合在一起。

数字双胞胎是重要的角色，智能制造的整个流程都有一个数字孪生模型，系统里包括了现实世界的任何东西，可以是应用或者操作指南手册等。系统可以灵活地进行产品生产配置，例如根据产品需求给机器下指令，让机器做哪些事情等。

此外，智能制造系统里还有人机交互，即人和机器人之间的互动。还有用人工智能驱动、优化产品和流程等。工厂需要做一些预测性维护或者是预测机器的能耗等等，越来越多的这些功能都可以在智能工厂里实现。

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