價值鏈視角下人工智能技術在建筑陶瓷產業管理中的應用

(景德鎮陶瓷大學 江西 景德鎮 333403)

一、引言

隨著人工智能的不斷發展以及它所蘊含的巨大潛力，世界上的各個國家都對其極力追捧，中國也不例外。李克強總理在十三屆全國人大一次會議上發表2018年政府工作報告時，指出要做大做強新興產業集群，實施大數據發展行動，加強新一代人工智能研發應用，在醫療、養老、教育、文化、體育等多領域推進“互聯網+”。該報告中再一次強調了人工智能將給中國帶來的新的歷史發展機遇。同時國家出臺的《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃》(2018-2020年)也從產業支撐體系、智能制造、整體核心基礎能力、重點產品等四個目標出發提出了人工智能與實體經濟的深度融合發展計劃。由此可見，人工智能已被提升到了我國的未來發展戰略的高度之上，它將成為未來中國經濟發展的新動力。為此本研究以建筑陶瓷(下稱建陶)產業為切入口，將建陶產業與人工智能結合在一起，來推動建陶行業的發展，之后將人工智能的應用擴大到傳統制造業領域，推動我國傳統制造業在經濟發展的新常態下，成功實現轉型升級，幫助我國在經濟的富強之路上不斷向前發展。

二、當前建陶產業發展存在的問題及原因

(一)供大于求，出現產能過剩

從中國建筑衛生陶瓷協會的相關統計數據獲知，近11年來，我國每年生產的建陶產品的數量都十分驚人，整體變化呈現出先增加后減少的趨勢。其中在2008年至2014年間我國建陶產量逐年遞增，由57.55億m2增加到了102.30億m2，7年的時間產量增加了44.75億m2；之后從2015年到2018年，建陶產量經歷了2015年的小幅下降和2016年的緩慢回升后維持在了2017年的101.50億m2，但在這之后建陶產量開始出現了“斷崖式”下落趨勢，到2018年底，數值驟減為90.11億m2，減少了高達21.39億m2。但即使建陶產品的供給量有如此大的銳減，在2018年的世界主要陶瓷磚生產國的產量對比中，我國依舊占據著世界第一的位置，占比高達56%，高于其他所有國家的產量總和。建陶產量如此龐大，而需求卻在縮減，因為未來裝配式建筑將崛起，目前許多省(市)都先后制定出了裝配式建筑的規劃目標，目前已有21個省(市)出臺了計劃，提出了到2020年裝配式建筑面積占新建面積的具體占比，進一步地有12個省(市)還給出了到2025年的具體實現目標，由此看出，裝配式建筑的興起將對建陶的未來需求帶來沖擊，此外近年來隨著國家對房地產市場加大了管控力度，與建陶產業一衣帶水的房地產市場，未來增長將放緩，結合國家統計局公布的房地產市場的相關數據，2008年-2017年房地產市場的平均從業人員、土地購置面積、房屋新開工面積增長幅度在不斷減小，由此導致建陶產品的需求將進一步減少。總之，綜合當前房地產市場的發展態勢和裝配式建筑的逐步普及，我國建陶產品的有效需求將出現不足①。

(二)反傾銷頻發，導致出口下滑，進口上漲

從2001年加入WTO以來，我國建陶產品的出口一直都在遭受來自其他國家的反傾銷調查，截止到2019年，我國已先后遭到印度、韓國、巴基斯坦、歐盟、美國、海灣六國、馬來西亞、沙特阿拉伯等將近40個國家的反傾銷調查，反傾銷事件接連不斷，導致建陶產品的出口量和出口額均出現了下降趨勢，從2008年到2015年，建陶出口量從6.71億m2一路上升到了11.39億m2，增長率達70%左右，但之后從2016年形勢開始變得不利，建陶出口開始下滑，到2018年底，已減少為6.92億m2，退回到了十幾年前的出口水平；同時建陶的出口額同樣也在下降。然而建陶的進口卻一路高歌，根據2008年至2018年的相關數據，建陶進口無論是在進口數量還是在進口額上都有著顯著的上升，進口數量從4.37萬噸增加到了12.01萬噸，上漲了7.64萬噸，增幅為175%，進口額從4.95萬美元上漲為14.90萬美元，漲幅同樣高達201%。②

(三)主營業務收入減少，煤改氣等原因導致建陶企業出現“倒閉潮”

一方面，受到環保政策的影響，各建陶產區的建陶企業及生產線不斷受到環保問題的困擾，時常發生建陶企業及生產線被關停的現象；另一方面，從2011年到2018年，規模以上建陶企業在主營業務收入上，整體呈現出不斷減少的趨勢，主營業務收入由2011年的3170億元一路飛漲到2016年的5036億元，漲幅高達58.86%，但至此以后，急轉直下，近兩年的增幅分別-20.97%和-28.09%。受到以上兩方面的影響，建陶企業處境堪憂，企業數量從2011年的1448家，減少為2018年的1265家，短短幾年就少了183家，其中僅2018年一年就少了137家，占到了退出總數的74.86%，2019年1-5月又有104家企業退出③。

(四)高排放、能耗大，使得污染嚴重、產品質量不穩定

根據質檢總局公布的2008年-2017年全國建陶企業陶瓷磚的“國抽”結果，發現建陶產品在2009-2012年間的不合格率相對偏高，每年的不合格率均達到13.41%以上，而余下其他年份不合格率雖相對有所降低，但還是存在質量問題。除了建陶產品質量不穩定外，建陶生產過程中還存在高能耗、高污染現象。2018年我國建陶產量為90.11億m2④，若以1m2需要20kg-40kg泥沙和石料來換算的話，將一年耗費18022萬噸到36044萬噸的泥沙和石料；而以1m2耗費1.4L-1.5L的重油來看的話，年耗費量將達126.154億升-135.165億升，此外用建陶的每百萬美元能耗和其他國家進行對比，則我國的每百萬美元能耗相當于世界平均水平的3.1倍，日本的9倍，OECD國家和地區的4.3倍，我國建陶的能耗占到了總生產成本的30%-40%，窯爐能源利用率低于美國，僅為美國的三分之一左右[1]。建陶產業的高能耗和低能源利用率，最終帶來了嚴重的資源浪費及污染問題。

(五)營銷模式單一，經銷商模式占主導

目前，我國建陶產品的營銷模式主要有區域代理制、分公司代理制、經銷商代理制、建材超市、電子商務等五種模式，而在這當中，傳統的經銷商代理制依舊占據著不可撼動的主體地位，在整個的建陶產品的銷售市場中占到六成的比例，余下的四種模式中，分公司代理制占到兩成左右，建材超市模式占比一成左右，區域代理制和新興的電子商務模式共占比一成[2]。可以看到，建陶產品的營銷還是以傳統模式為主，而這種傳統模式的營銷手段相較于電子商務的模式，顯現出許多的劣勢，如：覆蓋面積小、庫存成本高、區域間聯合程度低、產品調配缺乏全局觀、銷售數據收集不方便等等，所以在未來的銷售中，應該逐步使電子商務模式成為主體模式，而在此背后就需要人工智能技術作為支撐。

三、未來人工智能在建陶產業中的應用

基于當前建陶產業中存在的諸多問題，未來人工智能技術在建陶產業的生產活動中的作用將逐步顯現。將來，人工智能將在建陶產業的價值鏈當中的產品生產、質量檢測、銷售、售后等環節發揮巨大的作用，幫助建陶企業改變以往的發展模式，使自身轉變為資源節約、環境友好、可持續發展的新型現代企業，并在此過程中實現產能的不斷擴大，生產成本的不斷降低，最終為其帶來更好的經濟效益。以下具體從幾個方面來詳細展開敘述和說明。

(一)解決產能過剩問題

利用大數據分析技術，以企業以往的歷史銷售數據、近期的銷售數據作為參考對建陶產業未來的市場需求做出大致預測，從而根據預測結果對企業當前的生產活動進行調整，轉被動為主動，將以往以企業自定的生產計劃為引導的生產模式轉變為以市場未來需求為導向的生產模式，通過這種方式，企業的生產計劃就轉變為了一種彈性的生產計劃，可以隨市場需求的變化而做出相應調整，從而使企業成為“隨市而動”的現代化企業，從顧客端逆向推動建陶產品的生產，以市場的實際需求來量化生產量的多少，由此逐步保持供給與需求之間差額，甚至使兩者達到等量，最終實現供需平衡。

(二)解決產品壓制成型問題

在此環節當中，借鑒人工智能在物聯網領域的實際應用，利用人工智能中的3D智能數字化技術，結合一些相應的智能設備，首先把需要壓制成型的建陶產品的非數字化圖案運用3D智能數字化技術轉化成數字化模型，之后將其輸入到3D打印機中，最后3D打印機將根據數字化模型順利打印出特定造型的建陶產品[3]。其間，在打印過程當中，還能借助與3D打印機相連接的智能設備實現對打印過程中產品的某些特性(如：強度、質量等等)進行實時全程監控，一旦發現有任何異常的情況發生，立即依照反饋的信息對打印的產品進行相應調整，保證了產品壓制成型環節順利進行，通過這種方式，將大大縮短企業的生產時間，保證產品的成形率，提高企業的生產效率。同時，這種3D智能打印技術也可以解決某些消費者的個性化定制需求，當有消費者提出要定制個性化的建陶產品時，企業可以通過與消費者的交流、溝通，得到消費者對心目中的建陶產品的顏色、形狀，圖案等方面的偏好，最后根據消費者的偏好打印出相應的建陶產品。

(三)解決產品質量問題

想要解決建陶產品的質量問題，可以從兩方面入手，一是在產品還處于燒制的階段時，利用專家系統對窯爐內的壓力、溫度、燒成氣氛等三項指標進行實時監控，如有異常，隨時將數據調整到正常的范圍內，保證燒制過程的順利進行，從而間接地保證建陶產品的質量，提高產品的合格率；二是利用機器人，對已燒制好的建陶產品進行二次檢測，對產品的尺寸、吸水率、破壞強度、斷裂模數等檢測項目進行數據讀取，然后與合格產品的各項數據進行比對，挑選出不合格產品，保證最終產品出廠時的合格率。通過以上兩方面的檢測，可以大大提高產品的合格率，消除以前因人為因素所造成的產品質量問題。

(四)解決節能減排問題

建陶的節能減排，最主要是對建陶產品的燒制過程進行監控，通過專家系統對窯爐運行過程中的能源消耗和污染物排放進行監控，從而最大限度地節約能源和減少污染物的排放，使企業實現綠色生產。具體地，在實際生產過程中，一方面專家系統可以通過實時對窯爐內的含氧量、燃料燃燒時所釋放熱量的大小等硬性指標，判斷燃料是否處于完全燃燒的狀態，如若燃料未處于完全燃燒狀態，則自動調整空氣進入量，使燃料完全燃燒，節約能源；另一方面，利用專家系統對窯爐所排出的煙氣中含有的SO2、NOX、顆粒物、氟化物、氯化物及重金屬(Pb、Cd)等污染物的含量進行測定，之后針對這些污染物通過“雙堿法”⑤除去污染物中的硫，通過噴淋系統去除顆粒物等手段，最后把煙氣中各種污染物降到規定的標準后才排放到大氣中。

(五)解決產品銷售問題

針對建陶產品的銷售過程，可以大體將其分成售前、售中、售后三個部分，并具體針對每一個部分的情況，將相關的人工智能技術更好地運用到其中并最終把三者完整地銜接起來。

1.售前準備：大數據+數據挖掘技術

在建陶產品開始銷售以前，建陶企業可以建立一個客戶數據庫，把每個地區的消費者所購買建陶的種類、規格、數量、圖案等歷史數據匯總到該數據庫中，之后利用人工智能的數據挖掘技術對所收錄的大數據進行分析，得到不同地區的消費群體對建陶產品的消費偏好和消費能力。從而把所得到的信息反饋給企業的管理層，幫助建陶企業在產品生產過程中做出合理的規劃，同時根據不同地區的消費群體制定出與之相適應的營銷策略，吸引潛在消費者，幫助企業擴大市場份額，最終增加企業的銷售收入。

2.售中調控：智能在線數據收集系統

在建陶產品的銷售過程中，利用企業計算機前端的智能在線數據收集系統把各地經銷商計算機終端的產品銷售相關的數據自動收集起來，并用數據挖掘技術進行分析，掌握各地庫存的變化情況。從而對產品銷量巨大，庫存消耗速度快的地區，系統自動提醒經銷商及時補充庫存；而產品銷售不佳，庫存大量積壓的地區，系統會指導經銷商把庫存轉運到距離最近的其他銷量好的地區，幫助經銷商清理庫存，緩解庫存壓力。

3.售后服務：在線虛擬客服機器人

傳統的建陶產品售后服務過程當中，由于消費者與建陶企業之間的關聯度不強，所以一旦消費者發現所購買的產品出現問題需要維修時，企業往往不能及時有效地安排相關人員去進行維修，從而導致消費者流失，同時損壞了企業的形象。為了解決這一問題，企業可以開發基于人工智能技術的智能在線虛擬客服機器人，并將線下的售后服務人員與客服平臺進行綁定，企業通過客服機器人在產品售出后每隔一段時間就讓消費者對所購買的產品進行評價，企業根據消費者反饋的信息對產品進行改進并為消費者提供迅速、高效的售后服務，與消費者保持強烈的聯系。通過這種形式企業就和消費者建立了一一對應的關系，提高了消費者的忠誠度，同時因為企業在原有消費群體中的良好口碑，消費者自愿成為企業的宣傳者，從而為企業帶來更多的消費群體。

四、結論

通過將人工智能技術應用到建筑陶瓷價值鏈的各個環節中，可以使企業實現生產成本的下降和在產品的質量檢測、壓制成型等方面實現創新，讓企業的市場競爭力不斷攀升。隨著人工智能的不斷向前發展，相信在不久的將來，人工智能將使我國傳統的制造業發生根本性的變革，讓中國的制造業企業真正實現從“中國制造”到“中國智造”的歷史性跨越，最終實現中國國民經濟的飛速發展。

【注釋】

①數據來源：國家統計局《中國統計年鑒2018》、陶瓷信息微信平臺、尹虹陶瓷頻道微信公眾號、中國建筑衛生陶瓷年鑒相關數據整理

②數據來源：陶瓷信息微信平臺、尹虹陶瓷頻道微信公眾號、中國建筑衛生陶瓷年鑒相關資料整理

③數據來源：中國建筑衛生陶瓷協會、國家質檢總局相關數據整理陶瓷信息微信平臺

④數據來源：中國建筑衛生陶瓷協會

⑤陶瓷信息報