人工智能与制造业融合发展研究

2020-01-05魏香梅

科技创业月刊 2020年6期

张颖魏香梅邓峰江洋

(湖北省科技信息研究院，湖北武汉 430071)

0 引言

制造业是一个传统产业，在机械工业时代主要是按照市场要求将设备、能源、物料、工具、技术等一系列资源进行转化，制造提供人们使用和利用的工具、工业产品和生活产品的行业。制造业是国民经济的主体，标志着一个国家科技水平与综合实力，对于世界各国来说，制造业直接关系着生产力发展水平。

当前，制造业正进入新一轮变革浪潮，物联网、互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术快速发展，越来越多的企业开展传统制造业转型升级，这是时代的趋势，也是制造业突破原有企业价值的契机。人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，其目的是为了用技术系统来突破人的自然智力的局限性，达到对人脑的部分代替、延伸和加强的目的，使那些单靠人的天然智能无法进行或带有危险性的工作得以完成。在实际应用中，制造企业在研发设计、排程优化、产品检测、供应链管理等领域开展了人工智能初步探索，实现了智能设计、智能加工、智能机器人等应用，这些为制造业转型升级提供了新的路径选择，对于提高制造业生产制造与管理效率，优化制造业产业结构发挥着巨大的领头作用，人工智能成为了制造业数字化、网络化、智能化的关键技术。我国是一个制造业大国，推动人工智能和制造业之间的融合发展成为了当前我国创新驱动发展的重要力量。因此，探究人工智能与制造业的融合发展具有重要的现实意义。

1 国内外人工智能与制造业融合现状

人工智能是新一代信息技术的代表，主要发达国家根据自身特点，对人工智能与制造业深度融合的发展方向提出了一系列战略规划。美国在IT技术和信息处理技术发展较快，人工智能企业全球最多，其率先提出了“先进制造业国家战略计划”，同时针对发展实体经济最重要的短板——劳动力成本劣势，提出将下一代机器人作为人工智能与制造业深度融合的重要载体；德国在精密制造和机械领域拥有明显优势，提出了“工业4.0”战略，重点是智能物流、智能工厂和智能生产，目标是驱动生产系统走向智能化；英国发挥人工智能在教育领域的优势，积极培养储备制造业复合型人才，重点支持大数据开发、能效计算、卫星及航天等前沿产业领域；日本积极发展“工业机器人”，促进新一代工业机器人的商业运用，并利用工业机器人的使用获得数据，建设工业大数据库。从发达国家大型企业制造业实际应用看，美国通用电气公司作为巨头制造业企业，2012年提出了“工业互联网”的概念，即实现人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式。德国西门子股份公司在生产制造上，实现了智能化制造订单处理系统，实现人工智能下的高度无人化。

为推进对人工智能发展及制造业融合，先后出台了《国家信息化发展战略纲要》《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等一系列文件。党的十九大报告明确指出，加快建设制造强国，加快发展先进的制造业，不断推动互联网、大数据、人工智能和实体经济之间的深度融合发展。人工智能与制造业融合已成为国内制造业产业转型升级、国际竞争力提升的发展立足点和新机遇。我国在人工智能方面发展较快，人工智能企业数量位居全球第二。但是在人工智能制造业应用方面，大部分制造业企业还处于机械化或者半自动化，只在一个生产环节或工艺上做到了智能化，与海外水平存在明显差距。

总体来看，虽然各国选择人工智能与制造业深度融合的重点领域和方向有所不同，但都是在加强基础研究、大数据构建、形成应用场景以及加强复合型人才培养等方面进行探索和努力。

2 人工智能与湖北省制造业融合现状

在当前人工智能与制造业融合发展的关键时期，湖北出台了《中国制造2025湖北行动纲要》《湖北省轨道交通装备“十三五”发展规划》《湖北省智能制造装备“十三五”发展规划》等，湖北省要打造全国智能制造发展高地，成为全国制造业创新中心。经过多年发展，湖北在人工智能与制造业融合发展上已具备一定优势。

(1)融合基础较好。湖北是中国重要的老工业基地、国家区域布局的重要先进制造业基地。经过多年的改革发展，湖北工业总量规模位居全国第一方阵，已建成一批全国产业基地，一批产品产量全国领先。在人工智能领域，据《中国新一代人工智能科技产业区域竞争力评价指数(2019)》报告显示，湖北人工智能科技产业区域竞争力指数全国综合排名第7位，这些为全省人工智能与制造业融合发展奠定了较好的基础。

(2)资源聚集优势明显。湖北是科教大省，高校众多，在人才团队聚集上拥有先天优势，其中华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学等高校在数字化设计与制造、工业机器人等智能制造方面科研实力全国瞩目。充分利用产学研密切协作，可有效促进湖北制造业转型升级。同时湖北支持成立了工业互联网产业联盟、5G产业联盟、湖北机器人产业创新战略联盟等产业集群，其中机器人创新战略联盟由华中数控、武汉奋进智能机器有限公司、库柏特等重点企业与华中科技大学、武汉大学等高校科研院所联合成立，实现共同推进机器人商业化应用，突破机器人产业共性关键技术。

(3)产业布局不断完善。围绕人工智能在制造业领域的融合应用，各产业领域融合成果不断显现。在智能网联汽车领域，东风汽车股份有限公司打造了无人驾驶智慧物流平台，提供智慧物流合作解决方案；武汉光庭信息技术公司研发了自动驾驶技术和高精度地图系统，精度可达厘米级；依迅电子无人驾驶测试车已累计测试里程11 000km；在高技术船舶与海洋工程装备领域，中船重工第719研究所开发完成了国内海洋领域的核动力工作平台，平台为中国首创技术，填补了中国在民用核动力船舶领域的技术空白；工业机器人领域，中新红外(武汉)公司研制的三维红外智能检测航空机器人技术全球领先。同时湖北省重点企业大力推行智能车间与智慧工厂，虹信通信华中首家5G智能化生产线、摩托罗拉全国领先智能化手机生产线、武汉西门子变压器数字化无人工厂等一批行业领先的智能车间和智慧工厂启动建设。

3 人工智能与湖北制造业融合应用中的问题

3.1 基础建设需进一步加强

人工智能与制造业融合以云计算、大数据为基础，目前湖北省在相关基础设施建设方面刚刚起步，制造业企业信息化建设不足，制造数据存在获得性查、标准不统一、数据无法共享等问题，导致人工智能在制造业数据分析上存在障碍，以至于顶层设计标准的复杂度增加，不具备应用落地普适性。同时关键技术、相关配套设备还跟不上，一些关键技术和部件还不能达到一定的标准，如智能芯片、紧密传感器等核心技术和产品，主要依赖进口。

3.2 融合发展环境仍需完善

由于人工智能研发费用较高，而湖北省制造业企业在经营中大多考虑成本，对人工智能需求难以落实在行动上。对此，湖北应加大政策、资金支持力度，营造良好的人工智能与制造业融合发展环境。目前部分省份已出台了相应重大专项计划，以项目形式大力扶持全省的人工智能与制造业融合应用，湖北省在发展环境构建方面稍显不足，与先进省份相比，在资金投入上有较大差距。

3.3 综合实力还需进一步加强

湖北省在人工智能产业规模和相关产业规模上，整体实力水平处于全国“第二梯队”，在人工智能和制造业应用方面深度和广度还不够，技术深度还不够、应用类型还不够广泛、优势行业领域还不够突出，需进一步增强整体创新实力。同时在湖北在产业企业和人才上数量还不够，关键环节还比较薄弱，一流企业、高端人才、产业领军人物还较缺乏。

4 对策建议

4.1 加强行业融合基础建设，增强核心技术能力

一方面，实现制造业数据资源开放共享。制定数据开放政策，建设制造业行业大数据库，实现制造业市场的数据标准化，加快破除制造业数据孤岛、数据碎片化等难题；另一方面，增强行业技术研发投入，通过试点示范企业牵头，集聚行业产学研用优势力量，协同推进关键技术装备、软件、智能制造成套装备的集成创新，增强智能制造关键核心技术体系支撑能力。

4.2 营造良好政策环境，实现技术落地应用

从顶层设计入手，加快出台推进人工智能与湖北制造业融合发展的实施意见，统筹相关战略规划。一方面，通过设立专项基金，加大对人工智能技术创新与研发的支持力度，提高相关企业的自主研发能力。推动新一轮制造业重大技术改造升级工程，以技术引领制造业转型升级；另一方面，以项目为抓手，加深产品设计、生产制造、销售服务等各场景融合程度，切实实现人工智能在制造业领域发展应用落地。

4.3 重视培养融合人才，建立协同创新合作机制

人才是产业融合发展的关键。采取团队引进、核心人才带动等多种方式引进技术带头人等高端人才，打造一支聚集行业顶尖科研人才的体系化队伍，搭建院校与企事业单位合作开展应用人才培养机制，建立人工智能与实体产业融合、产学研用结合的实训基地，鼓励校企联合开展人才培养。企业与高校合作不仅能节省企业研发创新的费用，同时也可以吸纳优秀的人才共同研发新产品。