新一代人工智能賦能“揚州智造”路徑研究

　　摘要：隨著工業 4.0 時代的到來，中國傳統制造業面臨智能化、網絡化轉型升級，新一代人工智能技術賦能制造業轉型升級。揚州市先進制造業圍繞“323”重點領域集群發展，中小型企業走“專精特”發展道路，在制造業智能化改造、與現代服務業融合發展等方面有了一定的基礎和積累。為了推進揚州制造業全面而深刻的智能化轉變，本文就構筑智能制造產業生態系統提出政策建議。

　　關鍵詞：人工智能;智能制造;融合發展

　　張志萍; 呂宵宵; 王萍 內燃機與配件 2022-01-24

　　0 引言

　　人工智能(Artificial Intelligence，簡稱 AI)最早由美國 McCarthy 等人于 1955 年提出，經過 60 多年的積累和沉淀，已經在自然語言、視覺理解、語音識別、大數據驅動學習、知識引導推理等發面取得了突破。隨著互聯網、大數據、云計算技術與實體經濟深度融合，新一輪科技革命和產業變革正在蓬勃發展。德國利用傳統工業的硬件優勢，通過信息技術對其進行智能化信息化改造，提出工業 4.0 的發展戰略。美國利用信息技術優勢，通過建立工業互聯網聯盟帶動傳統工業發展，啟動再工業化戰略。中國尚處于工業 2.0、 3.0 并行發展階段，為了跑贏“信息技術”和“工業基礎”雙跑道，跨越式發展到工業 4.0，中國制造 2025 應運而生。

　　1 人工智能賦能制造業的內涵與方式

　　工業 4.0 給中國制造業帶來了前所未有的機遇與挑戰，為了在國際競爭中占據優勢，實現制造企業向智能化、網絡化轉型任重而道遠。新一代人工智能技術為制造業轉型升級注入了新生命力，出現了無人車間、黑燈工廠等，人工智能對產業模式和生產組織形式將產生顛覆性變革，通過與制造業融合發展助力傳統制造邁向先進制造、智能制造，提高制造企業在國際市場的競爭力[1-2]。

　　新一代人工智能技術賦能制造業體現在三方面。第一方面體現在產品智能化。制造業綜合應用擬人化智能、網絡通信、精密傳感、全球定位系統等新興技術，實現人與物、物與物之間交流，提升現有企業產品的技術含量，由功能化向智能化轉變。第二方面體現在制造過程智能化。人工智能應用貫穿于制造業的全流程，不僅體現在制造環節智能化，更注重產品全生產周期的智能化，涵蓋研發、生產、供應、銷售、服務等環節。人工智能讓制造業變得更聰明、更智慧，基于海量數據，結合大數據分析，通過機器學習、深度學習算法和人工智能等實現自決策、自執行、自診斷，為企業降本增效。例如，人工視覺檢查產品存在質量效率低、精度不高的問題，通過應用圖像分類、對象檢測和實力分割算法，利用機器視覺以毫秒為單位快速識別出產品缺陷，對檢測出有缺陷的產品提出修復方案，控制現場設備完成修復動作，提高良品率。基于需求預測模型，分析客戶行為模式和趨勢設計新產品、制定庫存補貨、評估供應商等，優化供應鏈，控制生產管理成本。人工智能技術還能實現設備健康管理。基于機器學習算法微調預測性維護系統，在事故發生前精準分析故障分類模式并預測可能的問題，面對設備的突發故障，迅速診斷故障原因，并提供解決方案。最后體現在售后服務智能化。將人工智能技術與售后服務相結合，降低服務和制造企業的人力資源成本，提供優質高效的智能客服。基于傳感器等技術實時掌握產品的使用數據，通過性能分析、故障預測等為客戶提供個性化的維護方案，避免因統一設定產品保養周期給客戶帶來的高額售后保養費用。

　　2 揚州市人工智能與制造業融合發展的基礎及發展方向

　　2.1 集群發展先進制造業，推動揚州制造向揚州制造轉型

　　立足地方發展條件和優勢及現有產業基礎，重點培育促進先進制造業集群，增強產業集群帶動力，推動揚州制造向揚州智造轉型。揚州市編制了《八大產業集群行動計劃(2018-2020 年)》，對汽車、高端裝備、微電子、服裝、醫藥、食品、新能源、新型電力八個先進制造業集群發展提出針對性扶持政策，做到“一產一策”，如表 1 所示，把產業集群培育落實到具體的園區、項目、平臺上，目標建成 3 個千億級、2 個五百億級和 3 個百億級產業規模的(“323”)先進制造業集群。

　　2.2 培育專精特新“小巨人”企業，服務先進制造業集群

　　揚州市加快培育一批龍頭骨干、專精特新小巨人企業，鼓勵引導廣大中小企業聚焦主業，改善經營管理，提升創新能力，走“專精特新”發展之路，成為先進制造業集群的中堅力量。揚州市建立了一千多家的培育企業庫，出臺《揚州市“千企升級”三年行動計劃(2020-2022 年)實施方案》。獲批 2019 年第一批國家級專精特新“小巨人”的三個企業，揚州東升汽車零部件股份有限公司主要制造汽車懸掛系統及穩定桿，江蘇華富儲能新技術股份有限公司的主導產品為儲能電池及系統，江蘇金陵特種涂料有限公司主要生產鈦納米高分子合金涂料[3]。近三年，揚州市累計共有 23 家企業入選國家級專精特新“小巨人”企業(新增情況如圖 1 所示)。

　　揚州市以智能車間、智能工廠為重點開始示范企業培育，推動規模骨干企業自動化、信息化、智能化技術改造，為生產智能化和產品智能化提供基礎。截至目前我市獲批江蘇省示范智能車間已累計達 61 家，計劃利用五年時間，將建設規模擴大到 200 家以上。2018-2020 年獲批省級示范智能車間情況如圖 2 所示，入選的 31 家企業均來自揚州市“323”先進制造業集群，其中 11 家企業來自汽車及零部件產業集群、占比 36%，8 家企業來自微電子及軟件和信息服務產業集群、占比 26%。

　　2.3 促進先進制造業與現代服務業深度融合，實現生產型制造向服務型制造轉型

　　中國制造業雖然體量較大，但是存在能耗高、產品附加值低等問題。從“微笑曲線”來看，研發、銷售附加值最高，目前，大多數制造業位于產業鏈的中低端，研發和銷售環節最為薄弱，利潤率位于微笑曲線的最低端。推動先進制造業和現代服務業(簡稱“兩業”)深度融合，向微笑曲線更高端發起挑戰，加強技術研發、銷售、供應等環節，實現由生產型制造向服務型制造轉型。面對先進制造業和現代服務業融合發展需求，為了構建現代產業體系，2020 年揚州共有 5 家企業、4 個集群和 1 個區域列入江蘇省引領示范型兩業融合首批試點名單(如表 2 所示)，通過試點探索兩業融合的創新路徑和有效機制。

　　3 對揚州市構筑智能制造產業生態系統的政策建議

　　通過新一代信息技術與先進制造業深度融合實現制造業融合發展，涵蓋產業模式根本性變革、新型產業生態系統的構建和以工業互聯網和信息-物理系統為核心的基礎設施建設。揚州市已經明確了“323”先進制造業集群發展，在制造業智能化改造、與現代服務業融合發展等方面都有了一定的基礎和積累。為了推進揚州制造向揚州智能轉型升級提出一些建議。

　　3.1 強化智能制造關鍵性技術攻關

　　政府資助應重點支持基礎技術和公共基礎設施，尤其是工業互聯網，加快區域 5G 網絡建設覆蓋，更好地支撐制造企業實現智造。為了解決關鍵裝備與核心零部件受制于人的問題，在政府引導協調下，企業、科研院、高校聯合攻關，鼓勵企業建立智能制造創新中心，強化智能制造軟件、硬件系統及相應的集成新產品等核心智能技術的研發，加快研發一批具有自主知識產權的核心技術及裝備和關鍵零部件[4]。鼓勵先進制造企業“走出去”，加強國際間科技合作和信息交流，利用國際創新資源提升核心技術的研發能力。

　　3.2 培育具有地方發展優勢的智能制造業

　　政府要努力貫徹錯位發展理念，利用我市在制造環節人工智能應用場景優化方面的發展優勢，通過工業頂層設計，把智能制造產業打造成揚州的支柱產業。圍繞“323”八個制造業重點領域，推進信息化、智能化技術改造，加強智能車間、智能工廠建設，培育一定數量的智能制造龍頭企業，通過引領示范加快傳統制造業智能化轉型。

　　3.3 構建智能制造產業生態系統

　　制造企業內部需要打破不同部門之間“信息孤島”，建立全流程的信息共享平臺，實現任務流、數據流、信息流、資金流等信息的無縫連接。在智慧化環境下，培育與構建包含需求客戶、智能裝備企業、行業合作伙伴、業務合作伙伴等主體的智能制造生態系統，通過云制造生態系統連接產業上中下游，集成和共享產品設計研發、生產制造、物流配送、銷售服務等信息，實現不同企業之間價值鏈重構、供應鏈協同等。

　　3.4 優化人工智能與制造業深度融合的產業發展環境

　　建立人才培養機制，在高等教育、職業培訓體系中增設智能制造相關的課程和專業，適應智能制造產業發展對人才的新需求。實施人才引進戰略，統籌我市人才引進計劃，傾向于人工智能、智能制造相關領域海內外優秀人才引進。制定工業互聯網安全標準和評估體系，建立監督檢查、信息共享和通報、應急處置等管理制度，健全工業互聯網應急工作機制，構建工業互聯網創新服務載體，提升工業互聯網安全保障能力和服務水平，建設與優化制造業轉型升級與創新發展環境[5]。