芻議人工智能在制造業中應用發展的問題及對策

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，在很多領域的應用及前景都充分體現這一學科的優勢。近年來，我國人工智能技術的研發飛速發展、卓見成效，特別是人工智能與制造業的融合發展，大幅度提升了制造業的生產效率和經濟效益，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城市率先響應國家號召，積極投入人工智能體系，智能化的發展已經融入到制造業研究與生產的各個方面，對柳州市的大型制造業產生了深遠的影響。因此，結合柳州市大型制造業的實際情況，分析人工智能在與制造業融合過程中存在的基本問題，并提出相應的對策及建議。

關鍵詞：人工智能;制造業;機器人;應用發展

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，中國制造業飛速發展，對工業化及現代化發展的進程都起著強有力的作用。然而，與國際上發達國家相比較，中國的制造業還未達到國際領先水平，缺乏決定性的優勢，而這個關鍵性優勢就是人工智能與制造業的高度融合。人工智能從提出到現在已經有60多年的發展歷程，隨著互聯網技術的高速發展，人工智能技術更是不斷更新發展，廣泛應用于各大領域。2015年5月，國務院發布戰略性文件《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月國務院發布《新一代人工智能的發展規劃》，為搶占全球人工智能制高點，中國將人工智能的融合發展上升至國家戰略。由此可見，人工智能技術與產業的融合將是推動社會發展的原動力。在此背景下，柳州市大型制造業歷經十年融合，也蓬勃發展起來。本文將以柳州市目前四大汽車制造企業為研究對象，闡述目前人工智能在柳州大型制造業中的應用現狀及存在的主要問題，并提出相應的對策和建議。

一、人工智能與制造業

（一）人工智能概念

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

（二）人工智能與制造業的融合

如今，傳統制造業的生產設計模式運作已經不能滿足現代科技的發展，為了克服傳統生產設計方法的不足，人工智能在現代生產設計領域中逐漸得到重視和發展。人工智能加制造業是制造業發展的新趨勢，它的目標就是要實現現代化生產的完全智能化。將人工智能與制造業相融合需要網絡化及數字化的支援，對生產數據及供需環境進行實時反饋。而機器能對這些數據進行自主調整，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的產業成果、產業質量提供了可靠保障。

二、柳州市大型制造業使用人工智能的現狀

制造業經過機械化、自動化、數字化的發展階段，目前正逐步進入到人工智能的時代。而制造業順應時代潮流創新發展及轉型升級的過程目前狀況如何呢？

（一）制造業的生產效率和經濟效益得到大幅度提高

制約制造業轉型升級的重要因素是效率，各企業都在尋求提高效率的方法。除了改革管理方式、引入先進生產技術外，人工智能的出現無疑給制造業注入了無限活力，人工智能作為一個虛擬勞動的投入，具有橫跨學科專業能力和執行能力、重復工作和自我學習能力等方面的優勢，形成了比人類勞動力和制造業傳統運營方式更強的競爭力。人工智能在制造業中將提升價值鏈從低端向中高端水平邁進，或者轉型補齊短板，取得客觀的成效。例如，人工智能在制造業的應用條件的改善，應用場景的增多，使人工智能逐漸成為一種全新的投入要素，改變著生產的函數，為制造業的生產效率和經濟效益都提供了極大的上升空間。智能制造設備與傳統自動化設備是不同的，智能制造設備可以通過統一指令，在取代機器運行的同時，隨著相應參數的積累，它可以實現自我學習，為生產管理提供一定的參數，從而大大提高生產效率。

（二）彌補企業勞動力的不足，降低企業人力資源成本

隨著我國經濟的持續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轉型升級的瓶頸。針對目前的這一情況，我國制造業亟待尋找新的優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自動化和智能化水平較高的企業，在2011年以前，該企業某手工生產線上需要45人，而到2015年大量使用機器人設備后，每條線上用21個機器人，生產線上配備6個工人即可，大多數崗位都只保留原來三分之一左右的人員，大大節省了人力資源的成本。相比較而言，機器設備有著很多人類不具備的優勢，因為機器人不存在情緒和疲勞問題，又在完成任務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、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都進行了轉崗，部分人員通過培訓后成為機器設備操作和維修人員。

（三）精準的市場預測和供需匹配

科技的革命和產業的變革讓市場變幻莫測，但人工智能能實現海量數據的實時追溯分析，并且進行自我學習，挖掘復雜市場信息中供求方面有價值的內容，從而準確把握市場的發展動向，并在基于有效數據的基礎上給出最優的建議，還可通過互聯網把指令傳達到價值鏈的每一個環節和領域。例如，我們調研的柳州市四家大型制造業中都使用了MES生產管理系統、無線終端及機器人，MES生產管理系統對于顧客提出的訂單做出實時響應，對顧客進行需求預測分析后，幫助企業在合理成本范圍內自動配置出生產設備和參數，最終通過人工智能完成對產品的組裝和調試，實現了從下單到實時交付整個價值鏈的全方位智能化升級，大大縮短了產品從設計研發到交貨的周期，進一步提升了效率和收益。

（四）實現制造業服務化的轉型

制造業轉型升級的重要方面就是制造業與服務業的融合，這是一個重要的發展趨勢。人工智能的使用大幅度降低了制造業進入服務業的成本，并且還能創造更多的制造業與服務行業相融合的典范業態。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務核心的智能科技公司。該公司專注于智能裝備行業，以智能加工設備及自動化生產線、智能物流機器人和智能倉儲設備為核心產品，并著力于發展智能管理軟件產品和其他自動化設備供給服務，幫助本企業及用戶大幅度提高了施工效率和品質，助力各企業向智能制造升級轉型。智拓作為柳州市制造行業內自創的一家智能科技公司，讓我們看到制造企業意識到制造企業服務化轉型的前景。部分制造企業成立了人工智能科技研發服務部門，在未來的發展過程中也會向智拓公司邁進，創造更多制造業與服務業融合的新業態。

三、人工智能在柳州市大型制造業應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中發揮著重大作用，但因受專用性限制和數據規模的約束，人工智能以及其顛覆性科技的應用場景想要與制造業融合還是一大難題，要真正實現以科技創新重塑實體經濟，人工智能在制造業領域的大規模應用是非常關鍵的。下面我們就目前柳州市大型制造業看看人工智能推廣及使用的過程中存在的問題。

（一）企業AI前期資金投入大

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

（二）企業成本壓力大

工業機器人本體生產技術難度大，國際廠商有先發優勢，市場集中度超過了百分之七十。目前柳州市部分制造業雖然下設相應的智能科技公司或相應的智能科技研發部門，讓他們承擔系統的二次開發、定制部件及售后服務等工作，但都是定制化、專業化生產且多為單位生產，不成規模，雖然毛利率高，但是規模小，大量的進口國外工業機器人造成企業成本壓力過大。

（三）企業人才缺乏和引進難度大

伴隨人工智能發展的另一個憂患是人工智能應用型人才的缺失。一臺機器人是否投入生產，以及這臺機器發揮多大的作用，很大程度上取決于生產工藝的復雜性、產品的多樣性、設施的配套程度，而解決這個問題卻是需要3—5名相關操作維護和集成應用人才。目前機器人在大型制造業領域應用中的需求快速增長，相應的人才儲備的數量和質量上都是不夠的，可以說像這些高端的復合型人才的缺失是整個人工智能與制造業融合發展存在的普遍性的基本問題。雖然國內一些高校已經開始開設人工智能相關專業和課程，但是針對制造業的人工智能教學內容卻很少。

（四）企業人工智能與制造業的融合受阻

目前柳州市實現人工智能和制造業深度融合的基礎還是比較薄弱的，而且也缺乏能夠引領業內人工智能與制造業深度融合發展趨勢的制造企業，和省外及國際先進水平相比較，柳州市制造業與人工智能的融合還有很大的發展空間，但局限于數據數量及價值密度，無法保證人工智能技術深度學習算法的可靠性和精準度，這都是目前融合發展的難點。

四、促進人工智能下柳州大型制造業應用發展的趨勢

（一）推進現代智能制造，完善人工智能服務業

隨著人工智能的不斷推廣與升級，柳州市大型制造業智能發展與先進制造服務業之間的關系越來越密切，智能裝備制造服務業在現代服務業中占的比重不斷攀升，應當充分重視高端服務業的發展，同時加大對服務業的扶持力度。針對目前柳州市大型制造業智能化程度與現代服務業發展未達到同步的問題進行改善，應當設立相應的網絡平臺支持智能生產。同時制定適當的優惠政策促進智能制造服務業的發展，鼓勵更多的企業加入進來，擴大現代服務業的市場，為制造服務業提供更為廣闊的發展空間，吸引社會各方面的投入，支持人工智能相關服務管理企業的發展，從而使智能制造服務業智能化技術和研發系統得到支撐和加強。

（二）加大工業大數據應用，促進人工智能與互聯網的結合

柳州市應盡快落實工業大數據應用的兩個重要方面工作。第一，由政府部門加以支持，聯合柳州市各高校建設數字服務中心，提升工業大數據的基礎運算能力，加大對數據分析軟件操作方法的研究，以技術、安全、管理多維度設定大數據的應用標準。第二，將大數據的應用和推廣相結合，融入云計算、物聯網、移動互聯等技術。這一定是要由政府來主導推進這個生產大數據平臺的建立和應用。工業互聯網平臺能夠為制造業提供通用算法和數據與傳統工業協同發展模式有效結合，使工業大數據在柳州市的制造業智能化發展中創造更大的價值。

（三）構建創新研究基地，促進人才培養

復合型人才的嚴重缺失是人工智能與制造業融合發展存在的普遍問題，人工智能高端人才通常集中在軟件和互聯網行業。目前在制造業中負責信息化的人員對技術的總體把握及對人工智能的理解還不是很準確，難以支持企業智能化的改造升級。而如何促進培養新的復合型人才？在智能制造發展的大趨勢下，應當充分利用柳州市當地的高校及科研機構的專業實力，對相關的教研體系進行合理調整和轉變。企業要將資金和實踐平臺的優勢發揮出來，學校應在短期內針對人工智能與制造業的深度融合直接形成產能沖擊的相關學科調整，在減少招生規模的同時，擴大技術性和知識型職業教育比重。

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收稿日期：2020-05-15

基金項目：柳州市哲學社會科學規劃研究課題（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，從事創新創業，人力資源研究。