郑州市人工智能产业研究

郭岭　李小鹤

[摘 要] 本文分别从全球人工智能产业发展特点、我国人工智能产业发展现状、郑州市人工智能产业发展生态格局三个层面分析了现阶段人工智能产业发展的水平，并提出促进郑州市人工智能产业发展的对策建议。

[关键词] 人工智能；智能制造；产业研究；对策

[中图分类号] TP18 [文献标识码] A [文章编号] 1671-0037（2017）10-61-6

Zhengzhou Artificial Intelligence Industry Research

Guo Ling1 Li Xiaohe2，3

（1.Zhengzhou Institute of Science and Technology Information， Zhengzhou Henan 450000；

2.School of Information Science， Zhengzhou University of Aeronautics， Zhengzhou Henan 450046；

3.Henan Collaborative Innovation Center for Aviation Economy Development， Zhengzhou Henan 450046）

Abstract： This paper， respectively from three aspects of the global industry development characteristics of artificial intelligence， the present development situation of artificial intelligence industry in our country， and the development ecological pattern of Zhengzhou artificial intelligence industry， analyzed the current development level of artificial intelligence industry， and put forward countermeasures and suggestions to promote the development of artificial intelligence industry in Zhengzhou.

Key words： artificial intelligence； intelligence manufacturing； industrial study； countermeasures

1 全球人工智能產业发展新特点

1.1 科技进步使人工智能产业发展迎来拐点

人工智能对计算机性能的要求很高，尤其是在非数值处理应用领域。近几年，随着科学技术在某些重要领域的突破，人工智能的发展出现了向上拐点，复苏趋势十分明显。

1.1.1 云计算使成本低廉的大规模并行计算得以实现。云计算的出现，部分解决了计算机串行结构的运算弊端。云计算可以被看成是“存储云+计算云”的有机结合，即“云计算=存储云+计算云”。存储云的基础技术是分布存储，而计算云的基础技术正是并行计算：将大型的计算任务拆分，然后再派发到云中的各个节点进行分布式的计算，最终再将结果收集后统一处理。这就使得使用云计算的单位成本大大降低，大规模并行计算能力的实现使得人工智能往前迈进了一大步，非常有利于人工智能的商业化运营。

1.1.2 大数据训练可以有效提高人工智能水平

互联网把人类带进了大数据时代，来自全球的海量数据为人工智能的发展提供了良好的条件。机器学习是人工智能的核心和基础，是使计算机具有智能的根本途径。根据IDC的监测统计，2011年全球数据总量已经达到1.8ZB（1ZB等于1万亿GB，1.8ZB也就相当于18亿个1TB的移动硬盘，人均200GB，这些信息的量相当于可以填充572亿个32GB的iPad），而这个数值还在以每两年翻一番的速度增长，预计到2020年全球将总共拥有35ZB的数据量，增长近20倍。

1.1.3 “深度学习”技术的出现使人工智能获得突破性进展。“深度学习”是机器学习研究中的一个新的领域，它模拟人类大脑神经网络的工作原理，将输出的信号通过多层处理，将底层特征抽象为高层类别，它的目标是更有效率、更精确地处理信息。深度学习引爆了一场革命，将人工智能带上了一个新的台阶，将对一大批产品和服务产生深远影响。

1.1.4 “人脑”芯片为人工智能的发展提供了硬件基础。“人脑”芯片，也叫神经形态芯片，是从硬件方向对人脑物理结构的模拟。这种芯片把数字处理器当作神经元，把内存作为突触，它的内存、CPU和通信部件是完全集成在一起，因此，信息的处理完全在本地进行。而且由于本地处理的数据量并不大，传统计算机内存与CPU之间的瓶颈不复存在了。“人脑”芯片的出现为人工智能的发展提供了硬件基础。

1.2 人工智能将带动全球经济增长，成为经济发展新引擎

全球化进程的持续推进使得世界各国经济交往关系越来越密切，经济体之间互相带动又彼此干扰的相关性愈发显著。当新一次工业革命带来的技术红利、资本红利，以及价值链末端的人口红利趋于消失，经济增长的内生动力逐渐消退，全球经济下行趋势就难以避免。世界范围的经济复苏有赖于潜在的增长源泉的出现和应用。目前，人们普遍认为智能化将掀起第四次科技浪潮，这必将是一场重大的能源和资源利用效率提升的革命。未来人工智能必将渗透到人类生产生活的方方面面，行业空间巨大，会为全球GDP大幅增长提供内生增长动力。据Statista预计【2】，全球人工智能市场规模未来10年将保持年均50.7%的增速增长，到2025年，全球规模将达369亿美元。埃森哲研究认为，到2035年，人工智能产业有潜力拉动中国经济增长率上升1.6个百分点[3]。endprint

1.3 人工智能成为新一轮全球价值链分工的竞争焦点

1.3.1 发达国家实施再工业化战略争夺价值链高端分工。从全球产业价值链分工的角度来看，此前已趋于稳定的分工定位，在新科技革命的推动下，价值链缺口暂时打开，后发国家和地区抢占较高端分工位置的窗口期出现，有可能挣脱被锁定在价值链末端的命运。发达国家在第二次工业革命中首先实现“工业化”，随后实现“去工业化”。当虚拟经济发展遭遇瓶颈时，重新推动再工业化。“再工业化”的目的在于强化与后发国家争夺全球生产要素的支配权和财富分配权。

1.3.2 当前人工智能产业全球分布格局。目前，人工智能已经取代大数据，成为科技行业中最新亮点，科技巨头纷纷在基础层、技术层、应用层全面布局人工智能，通过深厚的技术底蕴，持续扩展应用领域。全球人工智能企业数量集中分布在美国、中国、英国等少数国家，三国企业数量占总数的65.73%[4]。而美国科技企业依然是人工智能领域的引领者和关键参与者。

2 中国人工智能产业发展现状

在百度、阿里、腾讯等IT业国际领先者和政府政策的合力推动下，中国人工智能产业发展居于世界领先地位。自2016年起，人工智能领域建设已上升至国家战略层面，密集出台的各种政策提供了强有力的政府支持。2016年5月，发改委在《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》中明确提出，到2018年国内要形成千亿元级的人工智能市场应用规模。

中国人工智能企业主要集中在北京、广东及长三角地区，占中国人工智能企业总数的84.95%。四川省虽然企业数量不及上述三地区，但明显高于其他省市自治区。在专利、投融资的分布上，也是同样的地区发展格局。就城市来说，北京、上海、深圳三城市不仅在中国、东亚地区居领先地位，即使在全球范围内也是先行者。同时，杭州在专利影响力、企业影响力上均领先于广州，拥有互联网领域的强大科技实力。

3 郑州市人工智能产业发展现状

3.1 人工智能产业的生态格局

人工智能（AI）产业的生态格局是围绕“底层--中层--顶层”的技术和产品架构逐渐形成的。

3.1.1 底层为基础资源支持层。由运算平台和数据工厂组成，其通过部署大规模GPU与CPU并行计算构成的云计算资源池（定义为超级运算平台）来解决AI所需要的超强存储和运算处理能力问题，并辅以能够抓取到汇聚了人类智慧的海量信息的大数据工厂作为数据集，为AI技术层的实现提供有力支持。超算平台负责存储与运算。

3.1.2 中层为人工智能技术层。基于底层提供的计算存储资源和大数据，技术层通过机器学习建模，开发面向不同领域的应用技术，例如语音识别、语义识别和计算机视觉等。在专用智能的商业化应用领域，产业格局趋于分散，在数据、算法、云计算资源等几个关键因素中，数据的获得以及算法的优化将构成阻止企业进入的技术壁垒，先行企业则可以借助技术优势迅速实现AI的商业化应用，从而抢占市场。国内语音识别领域的科大讯飞、计算机视觉方面的格灵深瞳、语义识别方面的小i机器人、人脸識别方面的face++等等细分行业龙头，都在具体应用场景的技术结果上，实现了对百度、谷歌、微软和IBM等AI领先者的超越。

3.1.3 顶层为人工智能应用层。利用中层输出的人工智能技术为用户提供智能化的服务和产品。比如，在世界范围内，谷歌的无人驾驶汽车、Nest的智能温控传感器、微信朋友圈的推送广告服务等。

3.2 郑州市人工智能产业发展生态格局

郑州市人工智能产业在上述三个层次的生态格局中，基础资源支持层面上，由于郑大超算中心的投入使用和郑东新区国家大数据中心综合试验区的持续建设，已经有了一个较好的起步和平台支撑。然而在中间技术层和顶端应用层面上，仅有个别企业的零星发展，比之于实力雄厚的北京、广东、长三角地区以至于西部的四川、重庆，表现为行业领先企业缺位，个别人工智能企业难以发挥明显的地区带动作用；产业基础相对薄弱，规模效应尚未出现；产业集聚的趋势目前难以形成，从而知识溢出、技术溢出效应都不可能在本地发生。除了企业和技术的层面，在基础教育领域，也呈现发展相对滞后的局面；但是，在政府政策推动因素上，由于近年国家战略密集落地郑州，人工智能产业可望获取政策上的较大力度的支持。

3.2.1 郑州市人工智能的基础资源支持。第一，郑州大学超算中心2017年建成投入使用超级计算机，是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机。作为人工智能生态系统的底层架构，是该系统的基础资源支持层，其技术性能、运算能力为其所在地区人工智能产业的发展提供硬件支撑，并决定该产业的发展潜力。我国现已成为继美国、日本之后的第三大高性能计算机研制生产国。拥有全球最快的超级电脑“神威·太湖之光”，计算速度超过每秒10亿亿次。目前，科技部批准建立的国家超级计算中心共有六家，分别是国家超级计算天津中心、广州中心、深圳中心、长沙中心、济南中心和无锡中心，计算速度都在每秒千万亿次以上[5]。

作为区域性的超级计算平台，2017年2月河南省最快超级计算机在郑州大学（郑州）超算中心投入使用，采用了国际最先进的新一代融核计算架构，部署最新的人工智能计算框架。郑州大学超算中心部署了全国规模最大的KnightsLanding（英特尔最新的72核XeonPhi芯片）平台，计算能力峰值按800万亿次/秒配置，位居河南省首位、全国高校前列。后续计划升级到每秒3 000万亿次，将作为网格节点并入国家高性能计算环境。由于采用了国际领先的融核计算架构及部署了浪潮开发的并行人工智能计算框架，这一系统在强大的计算性能和优化的算法基础上，通过使用大数据分析方法，可以更好地支撑物联网、大数据、云计算、人工智能等多种智慧计算形式。未来将为郑州市智慧城市建设、电子政务、人工智能产业发展以及郑州大学科学计算和产业技术创新的重大信息基础设施建设提供有力的支撑。郑州大学还计划以该超算系统为平台，建设全国最大的人工智能人才培训基地，打造完整的人工智能综合生态。郑州大学拥有超级计算中心占地面积1 300平方米的超级电脑显示屏，屏宽6米，高3米，以及由200余个整齐排列的计算机柜构成的主机群。endprint

第二，郑东新区国家大数据综合试验区的基本建设情况。郑州是全国重要的枢纽城市，也是国家第二批大数据综合试验区之一，国家新增七个互联网骨干直联点城市之一，是国家智慧城市试点城市、下一代互联网试点城市以及电子商务、信息消费、信息惠民等国家级试点示范城市，数据资源存量与增量丰富，数据价值挖掘潜力巨大。目前，以郑州大都市区为核心、洛阳中原城市群副中心城市为重要支撑、省辖市中心城市为主要节点、各类大数据产业园区为支撑的空间格局“一核多园”的大数据试验区空间布局已经基本形成。郑东新区龙子湖开启了智慧岛全面建设，将形成大数据综合试验区的核心区。浪潮、中诚信等国内知名大数据企业已经入驻智慧岛，15家基金公司签署了入驻协议。在中心城市城乡一体化示范区、产业集聚区、服务业“两区”，规划布局了18个大数据产业园区，吸引中国移动中移在线、奇虎360、郑大一附院互联网医疗救治技术及应用获批国家工程实验室、电子政务云计算应用技术国家工程实验室、西交大中原大数据研究院等一批大数据企业相继入驻。

白沙区世导大数据中心被称为“郑东云”，与现有的“中原云”即大数据中心政务专属云，将形成“错位发展，齐头并进”的格局，为郑东新区建设国家大数据综合试验区“一岛一环一园”智慧岛提供强大引擎。2015年5月，阿里巴巴集团与中原云大数据集团共同建设的“中原云”平台交付使用[6-7]。“中原云”落户郑州白沙大数据产业园区，目前已经正式上线运行，拥有960台服务器和180个数据库，完全具备将河南省电子政务、物流及广电业务等数据迁移上云的承载能力，映像网、大象网、河南影视网、河南省广播电影电视局门户网站、河南有线电视网络集团有限公司门户网站等5家网站已经率先登上“云端”。2017年7月25日，郑州郑东新区举行世导大数据中心签约仪式，世导大数据中心正式入驻郑东新区白沙大数据产业园，未来将建设成为郑州乃至河南的大数据中心，年产值可望突破5亿元，称为“郑东云”。项目拟按国际T3+/T4标准建设机柜1万个，容纳高性能计算服务器15-20万台，提供机房定制，机柜定制等多种服务，将建设成服务郑州乃至中原地区商业用户的优质大数据中心。

3.2.2 郑州市人工智能技术层产业发展状况。郑州市人工智能从企业影响力、专利影响力来看，在全国范围都不显著，人工智能中间技术层相对薄弱，呈现零星点状发展态势，有个别技术与企业居于全国领先地位。

第一，郑州三维地理信息及应用服务系统整体达到国内领先水平。2017年由郑州大学、北京超图软件和郑州市数字城市办公室共同研发的郑州三维地理信息及应用服务系统通过了中国地理信息产业协会组织的专家组鉴定。郑州是首批国家智慧城市试点城市，智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。作为“智慧郑州”空间信息基础设施，郑州三维地理信息及应用服务系统包括基于超算和云计算环境开发的二三维一体化服务平台、800平方公里城市三维模型、2 000多平方公里影像、矢量、地名地址数据、POI、行政区划等丰富的地理信息数据，已在郑州公安、城市规划、公共卫生应急、燃气、房管、市政等多个行业得到成功应用。特别是该成果是国内首次成功于2015年12月在郑州召开的“上合组织峰会”等国际重大活动中，受到公安部、省公安厅的一致好评；首次实现了城市级时空信息服务平台基于超算环境开发和部署。鉴定专家们一致认为，这一成果设计科学、技术领先、新颖实用，整体达到国内领先、国际先进水平，其社会效益、经济效益显著，具有重要的示范和推广价值。

第二，郑州市医疗健康领域人工智能技术。人工智能在医疗健康领域的应用，主要是通过大数据分析，完成对部分病症的诊断，减少误诊的发生；还可以为医疗系统的医院管理、城乡居民医保体系提供智能解决方案。

郑州智慧医保（新益华新农合）解决方案，成为郑州市医疗领域人工智能技术亮点。其主要在以下四个方面提供了智能化解决方案。一是即时的异地就医结算，异地就医即时结算系统通过统一的数据交换平台将医疗机构和省内所有县区的县级业务系统对接起来，参保居民在本区域医疗机构和跨区域医疗机构看病出院结算同时即可獲得医保补偿；二是智能化的费用审核，智能审核系统由管理端审核系统和医院端控制系统组成，对各级定点医疗机构医疗费用合理性进行全面审核，实现医疗服务行为事前提醒、事中监督和事后审核，提高医保监管效率、基金使用效益和参保人员受益水平；三是“一站式”的大病保险结算，大病保险系统实现管理机构、医疗服务机构、商业保险运营机构的业务协同、数据共享、信息透明，与已有医保业务的无缝衔接，对符合医保大病保险补偿条件的参保患者在省、市、县、乡各级医疗机构的“一站式”即时结报；四是自动化的外诊扫描录入，外诊扫描录入系统不仅能将外诊单据转换成电脑可识别的信息数据，而且能够自动识别费用清单中属于医保目录的项目，通过数据接口把就诊信息传入医保平台，实现诊疗单据的自动化录入，解放人力，提高工作效率[8-9]。此外，郑州市黄河科技大学人工智能研究所在人工智能技术的研发及在生物识别、智慧医疗等领域拥有自己的关键技术。

3.2.3 郑州市人工智能顶端应用层产品与服务。人工智能顶端应用层输出智能产品和服务，在郑州真正意义上的智能产品是以航空港区智能手机生产为典型代表的。现在，全球每销售7部智能手机，就有1部产自郑州航空港实验区；全球每销售4部苹果手机，就有3部产自郑州航空港区。

2010年富士康入驻郑州航空港区，在优惠政策、交通区位优势以及后续业务拓展便利化等生产效率要素的合力作用下，郑州航空港区逐渐吸引集聚了北京天朗通通讯设备有限公司、酷派集团、上海中兴通讯技术有限公司、深圳创维无线技术有限公司、中鑫云谷等十几家移动通讯设备供应商，并且引进包括品牌商、代工商、配套商、物流商、运营商在内的高端企业，建立起从手机研发、整机制造、配件生产、软件开发与产品设计、手机销售于一体的全产业链模式。在发展过程中，非苹果手机的产量超过苹果手机，智能终端产业集聚效应逐渐形成。endprint

4 郑州市人工智能产业发展短板与现实困境

如前所述，尽管郑州市人工智能产业在AI三个层面上都有亮点和突出表现，个别领域做到国内领先，成绩令人瞩目。但是总体而言，只是零星散点式的发展状态，尤其是人工智能自主研发领域内，没有无法形成规模聚集效应，整体跟国内人工智能领先城市差距很大。

根据乌镇智库提供的《全球人工智能发展报告2016》分析来看，由表2可见，郑州在中国人工智能企业城市排名中比较靠后，企业数量少，整体发展相对落后。郑州市人工智能产业发展短板主要表现在以下几个方面：

4.1 行业领先者缺位，内生增长动力不足

国内人工智能产业发达地区都是领域内具备国际领先水平的企业引领整个行业的发展。通常人们所说的BAT三大互联网公司，即百度、阿里巴巴和腾讯也是国际人工智能领域领先者，分别地处北京、杭州和深圳，显然对三地人工智能产业的带动作用是巨大的。很明显，郑州目前尚无一家国际或者国内人工智能领域，技术领先的本土科技公司。这一短板导致整体产业带动效应几乎为零，人工智能产业内生动力明显不足。

4.2 高校科研院所稀缺，技术力量薄弱

人工智能属于高技术含量、高附加值的高端产业，对基础理论、前沿科技的依赖程度非常大，因此，高校和科研院所云集的地区可以为其提供强大的智力支撑和人才保障。国内人工智能发达地区，北京、广东、长三角无一例外同样是教育科技发达地区，稍逊的四川地区，以成都的多家知名院校研究院所为依托，如电子科技大学、华西医科大学、四川大学、成都脑科学研究院等，在教育及科技实力的保障下，四川在医疗机器人、游戏、脑机对话领域的人工智能技术和产业的发展占居国内领先地位。由于历史、现实等诸多原因，导致郑州没有成为高校和科研院所云集的重地，郑州市仅有郑州大学一所“211工程”重点院校，尚无“985工程”重点院校，在基础教育和科学研究领域的劣势比较明显，难以为人工智能发展提供雄厚的基础研究支撑。

4.3 区位优势仍不显著，人才吸引相对困难

郑州市的自然地理、社会人文环境经过多年建设已经发生巨大变化，但是，跟国内其他优势显著的城市相比仍有很大差距。加上本地高校稀少，对外省招生数量相对更少，高端人才省际人口流动性差，外省在本地高校科研院所资源少，从居住情感和就业便利等方面留住人才、吸引人才的优势就非常小。总体而言，在对海内外高端人才的吸引力方面又成为一个短板。人工智能产业是一个知识密集型行业，对人力资本的需求很大，这一短板也将制约郑州市人工智能产业的长远发展。

5 促进郑州市人工智能產业发展的对策建议

5.1 加快数据资源共享开放

分类推动重点领域数据开放，为人工智能发展提供丰富的数据资源和应用场景。率先推进政务数据资源有序开放，聚焦教育、交通、环境、医疗、商业等重点领域，完善政务数据资源共享开放政策，研究开放数据重点领域负面清单制度，出台政务数据依申请公开使用细则。鼓励引导公共服务机构数据开放，围绕气象、电力、燃气、通信等领域，构建涵盖多类型数据的开放性行业大数据训练库，形成人工智能创新应用多场景验证环境。建立数据共享交换监管制度，在保障数据安全的前提下加快数据交换。

5.2 加大政府引导支持力度

加强政府应用示范和专项支持，创造人工智能发展的市场和政策环境。推动各级政府部门率先运用人工智能提升业务效率和管理服务水平，依托政务云引入和开发人工智能应用模块。

5.3 建设人工智能人才高地

针对人工智能领域高峰人才，探索制定个性化政策，开通落户绿色通道。加强创新人才培养选拔，构建多层次、高质量的人才梯队。注重利用重大专项、重大创新平台培养使用人才，推动有条件的高校设立人工智能学院和专业，支持高校、科研院所、产业联盟和骨干企业合作建设面向重点行业应用的人工智能人才实训基地，组织开展人工智能创新创业和技能竞赛[10]。

5.4 激发市场主体创新活力

充分发挥人工智能对创新创业的引领带动作用，助推人工智能企业做大做强。培育人工智能创新标杆企业，降低人工智能企业创新创业成本，提高超级计算、智能云服务的公共供给水平，提供研发工具、检验测评、系统安全等专业化的创新创业公共服务。搭建人工智能企业创新交流平台，组建人工智能创新联盟，举办全球人工智能高端会议。

5.5 加强产业空间布局统筹

布局人工智能特色产业集群，支持各区基于大数据、云计算、车联网、机器人等产业基础和特色优势，建设一批人工智能特色示范园区。

5.6 完善基础服务支撑体系

增加适应人工智能发展的基础服务供给，夯实人工智能发展基础。加强标准制定及测试认证，支持企业参与人工智能综合标准、基础共性技术标准制定，建立公共领域人工智能应用安全测试与认证制度。加强知识产权运用和保护，加大对人工智能新技术、新业态和新模式的知识产权保护力度，支持有条件的企业申请国内外专利，开展知识产权评议和专利导航。加强人工智能伦理道德、法制保障和社会问题研究，建立保障人工智能健康发展的制度规范和伦理道德框架。

参考文献：

[1] 乌镇指数：全球人工智能发展报告[R/OL].（2016-11-17）[2017-9-20].http：//www.myzaker.com/article/582d184a1bc8e0ff74000022/.

[2] 中国产业信息.2017年中国人工智能行业发展概况及未来发展趋势分析[EB/OL].（2017-3-4）[2017-9-15].http：//www.chyxx.com/industry/.

[3] 中国超级计算速度始终保持世界第一位置[N].中国质量报，2017.

[4] 河南最快超算中心正式启用[N].大河报，2017-23.

[5] 中国报告网.人工智能行业发展前景广阔未来增速可观[EB/OL].[2017-9].http：//www.chinabaogao.com.

[6] 尼古拉斯·戴维斯.五个维度理解第四次工业革命[J].意见，2016（1）：32.

[7] 克劳斯·施瓦布.第四次工业革命将重塑个体力量[J].全球思想家，2016（4）：83.endprint