人工智能新技术对陶瓷产业高质量发展的影响研究

顾子瞻 陆振宇

摘 要：人工智能新技术利用仿人脑智慧，实现超人工效能，被广泛运用于各行业。陶瓷产业因其对人工智能新技术的引入，在产品优化、生产智能监控与市场销售各环节均产生了前所未有的变化。人工智能新技术有效地提升了陶瓷产品的市场竞争力与企业的效能，成为中国制造业从传统向现代转型的典型案例。我们对这一现象及其未来发展趋势加以讨论，希望从学理上形成共识，更好地推进陶瓷产业的新振兴。

关键词：人工智能技术；陶瓷产业；智能管理与生产；市场效应

肇始于20世纪50年代的人工智能，作为人类社会文明进步的一个重要标志，正深刻改变着人类的生产生活方式和思维模式。人工智能新技术的显性标志：一方面通过技术创新引领科技新发展，改变着人类的行为与思维方式；另一方面，利用这一新技术变革，重塑了传统行业结构，显示出超乎寻常的前沿性与战略性。毫无疑问，人工智能已经成为全球新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力。相较于其他领域，人工智能新技术在制造行业的运用，带来的创新更为普遍与有效，尤其表现在提升企业全要素生产率、转变制造业发展模式和重构产业价值链等领域，通过科技创新驱动带来制造业高质量发展。陶瓷产业的发展同样离不开人工智能新技术的植入，其积极效应主要表现在陶瓷材料的优化利用、产品性能的完善与提升、生产过程的监控与管理、产品营销的市场化开拓等。

1 人工智能新技术引入陶瓷产业的学理机制

陶瓷在中国具有非常久远的历史，是代表东方文化特征的人工造物，属于中华优秀传统文化的重要组成部分。在实现中华民族伟大复兴的进程中，陶瓷产业的振兴具有重要的价值。在我國，陶瓷不仅是人们日常生活中不可或缺的一种造物材料，同时也是中国经济发展的一项特色且基础性产业。大体上，陶瓷产业涉及日用瓷、建筑陶瓷、工业陶瓷、艺术陈设瓷以及新型的结构陶瓷、电子陶瓷和生物陶瓷。陶瓷产品不仅是重要的生活日用器具，同时还可用于广播、电视、通讯、导航、电子、航空、冶金、矿山、化工、工业高频加热等多个领域。

人工智能是一门新技术，主要利用“算法”完成一系列相关工作，模拟、延伸与扩展人脑的智能，隶属于计算机科学。随着人工智能与大数据、云平台、机器人、移动互联网及物联网等深度融合，人工智能技术与产业开始扮演着基础性、关键性和前沿性的核心角色［1］，表现领域主要有机器人、语言识别、图像识别、文本处理等，其基本原理是通过数据计算或深度学习，借助数据、算力与算法，实现模拟人脑机能，从而归纳总结出事物发展之规律，推演与决策对象的未来走势，实现超越人类的能力。

人工智能新技术与陶瓷产业的对接，主要利用人工智能的“算法”与“学习”机制。首先，对陶瓷产品材料性能进行优选与改造，更好地适用其产品功能的发挥；其次，在材料基础上，进一步完善其工艺制作技术和优化设计造型与装饰，提升产品的物质品质与艺术性；再次，参与生产过程的监控与管理，不仅服务于效益的提升，同时确保其科学与安全；最后是产品典范市场营销，借助人工智能的参与，对市场动态的跟踪观察与预警、对消费者心理动向的智能分析与前瞻性预设、对产品销售渠道的大数据采集与运算等。人工智能新技术对陶瓷产业发展的影响，从学理上可以概括为：一方面，将人工智能新技术广泛应用于陶瓷生产的各个环境，甚至延伸至非生产性领域；另一方面，涉及人工智能的具体机制，表现为自动化技术、计算机视觉技术、数据挖掘方法、VR、深度学习等。

2 人工智能新技术助力陶瓷产业高质量发展的具体表现

人工智能新技术助力陶瓷产业发展发生在陶瓷生产的全过程，具体包括陶瓷材料选择与调配的研制、产品外观与制作工艺的精良设计、产品生产过程的科学化监控与管理、产品销售的宣传与市场开发等，可以说人工智能新技术已经参与到陶瓷产品生产的每个环节。

2.1 陶瓷材料选择、调配的研制

陶瓷生产首先涉及对材料的选择。传统陶瓷产业所运用的材料，大多依赖“经验”加“实践”，通过长时间的“试错”，逐步认识到相应材料的性能与可利用的价值。引进科学实验之后，陶瓷材料的性能获得了飞跃变化，但受制于科学介入的程度，陶瓷材料的更新仍然存在很大的拓展空间。人工智能技术被利用之后，广泛切入陶瓷的原料遴选、配方优化等环节，实现了陶瓷材料运用的本质变化。据相关材料显示，有学者早在20世纪90年代就借助计算机辅助进行材料配方的实验，通过“广义杠杆规则”“线性规划”“逐次线性回归分析”“陶瓷原料预均化技术”等方法对陶瓷材料配方展开创新性研究， 进而研发出陶瓷坯釉料配方最优化计算集成软件， 运用于生产实践［2］。

在陶瓷材料革新探索中，对古陶瓷材料的分析与利用也成为另一种有效的途径。中国古代陶瓷工艺极为发达，考古发掘最早的古陶瓷达一万年之久，其中留存了诸多有效的经验，包括对陶瓷材料的选择与含量配比。人工智能新技术的运用，可以进一步考察传统陶瓷材料运用的情况，从中提取相关信息，为今天的材料开发提供借鉴。比如，为研制开发高性能古陶瓷修复材料，通常可以从材料制备现状、增材制造技术及机器学习算法等方面展开。针对古陶瓷碎片的识别与精准分类、古陶瓷修复件品质预测的可靠性与数据处理效率以及3D打印部件尺寸收缩与热变形等难点，运用人工神经网络学习算法可以高效地优化设计AM制造工艺参数，证实了ML算法在AM精准制造高性能古陶瓷修复件具有显著应用价值，并为AM制造技术的精准化发展方向提供全新设计思路［3］。人工智能新技术的运用，有效地提升了陶瓷材料的适应性与科学品质，为陶瓷产业的现代转型提供了保证。

2.2 产品外观与制作工艺的优化设计

传统陶瓷属于手工艺产品，其外观与制作工艺均非常个性化，这也是陶瓷具有更丰富文化意涵的重要前提。中国先民的智慧与情感均附着在每件陶瓷的物质形态上，仿佛具有可感的温度与人情味。批量化生产的陶瓷，仍然保留了陶瓷制品的外观造型与工艺的人性化特点，在实用之外具有审美的观赏价值。工业化生产之后，中国陶瓷产品仍然发挥着这一传统优势，使之具有东方文化的独特魅力。为此，在陶瓷产业发展的过程中，产品外观与制作工艺设计仍然是其中的重要环节。人工智能新技术引进之后，不仅可以结合对古陶瓷材料的分析研究兼及其制作工艺的探寻，而且借助3D打印技术可以在复原古陶瓷造型过程中，辅助对陶瓷造物的观察与借取，进而通过深度学习，临仿与改造传统经典样式与工艺，力求在外观与工艺上实现新的突破。人工智能新技术的全面介入，使得现代陶瓷产品的外观审美更具品味，制作工艺更为精良，很好地顺应了消费者的需求与产品的精致化。

2.3 产品生产过程的科学监控与管理

陶瓷的生产制作过程十分漫长与复杂，人工智能技术所发挥的作用非常有效，可以说它参与了陶瓷产品生产的全过程，实现了监控与管理的科学化。陶瓷产品从材料选择、配比运用，到外观设计与工艺制作，初步完成了其“胚胎”的生产环节，接下来最重要生产过程便是入窑烧制，其中工业窑炉工况监控与故障诊断是最为核心的工作。人工智能的智能控制与计算机视觉等技术是实现其精准控制的最佳方式，而其人工神经网络更为有效地监测生产中涉及质量的每個细节。特别是“模糊控制”的有效利用，被广泛运用于窑炉智能控制系统，这是因为模糊控制较接近人的思维推理逻辑与方式， 在对陶瓷工业窑炉的智能监控探索中， 模糊控制技术被广泛采用。以“窑炉监控”为例，智能监控充分利用人工智能技术中的“模糊集合理论”，模拟人的模糊推理和决策过程的模糊控制，结合“专家系统与传统控制理论”形成一种“专家控制方法”，利用“人工神经网络”用于实现神经元控制及神经网络控制［4］。

2.4 产品的宣传销售与市场开发

陶瓷产业的发展更重要的还是要看产品销售的整体趋势与发展前景，围绕市场所关联的各个细节均为陶瓷产业发展不可忽视的问题。再好的陶瓷产品如果没有市场，其所有的投入都是白费力气。事实上产品的宣传与销售本身涉及的问题也是一个系统，它从源头上是基于消费者消费心理所派生的服务设计等一系列问题，不单是产品利润管理的问题，而人工智能新技术有效帮扶了陶瓷产业发展所涉及的产品宣传、销售与市场开发。从简单的层面，陶瓷生产厂家可以充分利用人工智能的数据挖掘与情感分析等功能，窥视消费者对陶瓷产品的心理认同与实际需求，有效调整产品结构与市场供给。人工智能技术的进一步植入是对市场的全覆盖大数据分析与智能优选，可以充分利用关联规则来操控市场的走向。人工智能新技术能从宏观与微观双向通道去反向刺激陶瓷产业的运行与高质量发展，在陶瓷产品个性化、定制化与引导性、批量化矛盾中实现一种动态的科学平衡，从而维护企业利润的最大化。

由以上分析我们可以看出，陶瓷产业的高质量发展，每个环节都离不开人工智能新技术的参与和支持。正是人工智能的逐步深度切入，才使具有中国特色的陶瓷制造业获得了新提级增效，实现了新飞跃。

3 人工智能技术之于陶瓷产业高质量发展的影响期许

随着我国人工智能新技术的发展与在制造业中的广泛应用，人工智能新技术给陶瓷产业带来的经济与社会效应被普遍关注与积极提倡。从陶瓷产业的生产效率来观察，人工智能新技术的突破与应用有利于陶瓷制造生产力的全面提升，从而提高了陶瓷产业的全要素生产率，推动产业的快速发展。我们还可以透过陶瓷产业一些微观数据，进一步验证人工智能新技术对劳动力结构转型所发挥的积极作用，其提升了陶瓷产业的劳动力生产率。从陶瓷产业本身的产业结构来看，人工智能服务和技术的运用促使了各要素的有效流动，进而促进产业结构转型与升级。至于陶瓷产业全球价值链，人工智能同样可以提高产品贸易质量，带动产品附加值的提升，这将更好地促进我国陶瓷制造业的企业出口升级，最终推动产业迈向全球价值链的中高端，提升其在全球价值链中的分工地位。

为更有效地促进陶瓷产业的高速增效，在利用人工智能新技术方面我们还要在以下几方面着力：第一，进一步促进人工智能产业发展，深化人工智能在陶瓷产业中的应用与融合发展。既然人工智能新技术能够如此有效地促进陶瓷产业的高质量发展，那么人工智能行业自身的发展同样重要，而且在应用与融合上要向深度延伸。第二，科学合理地推动人工智能应用与陶瓷产业区域的协同发展。人工智能新技术的运用与融合，因各区域的经济与社会发展差异而形成多样化状态，这便涉及区域政策的整体规划，要避免盲目跟风等不良现象，实现区域优势互补，形成市场要素的合理流动，因势利导发挥各区域自身的优势，促进本地区陶瓷产业的高质量发展。第三，利用人工智能，充分发挥技术创新、人力资本结构和生产性服务业对陶瓷产业高质量发展的作用。这将涉及科技创新、人才队伍、产学研合作、科技成果转化、市场与现代服务业等各项内容的协调与融合发展［5］。

4 结语

陶瓷产业属于现代中国的制造业，制造业是立国之本、强国之基，是保障国民经济持续健康发展的支柱产业。如何更有效地推动制造业高质量发展不仅是构筑核心竞争力的关键所在，也是顺应世界大势。人工智能新技术所具有的独特优势，正是制造业吸收、接纳的重要对象。正是因为人工智能新技术的加盟，陶瓷产业加速了行业的更新换代，其突出的标志就是更“智能”、更“高效”。人工智能新技术的运用也更广泛，这为振兴我国陶瓷产业经济和提高陶瓷工业生产力水平做出了重要贡献。当然，人工智能也不是万能的，虽然它在很多领域取得了巨大成功，但在运用中仍然面临一些瓶颈：从理论上，人工智能可解释性差、伦理对齐困难、认知推理能力弱［6］；在实际运用中，数据获取困难、核心技术缺乏、人才队伍较弱、企业规模与人工智能实施不匹配等。这些发展中存在的问题，是我们必须要面对的，当然这些问题最终将在新一代人工智能自身的提级与陶瓷产业顺应新技术变革的推进中逐步突破。

参考文献

［1］顾险峰.人工智能的历史回顾和发展现状［J］.自然杂志， 2016，38（3）： 157-166.

［2］高力明，吴九红，邵春玲，等.广义杠杆规则及其在配方计算中的应用［J］.陶瓷学报，1996，17（1）：12-19.

［3］吴艳芳，沈涛，俞锦辉，等.机器学习算法辅助增材制造古陶瓷修复材料研究进展［J］. 中国陶瓷，2021，57（3），48-55.

［4］胡国林，钟贵全，张海蓉，等.人工智能在陶瓷工业中的应用前景［J］. 中国陶瓷工业，2008，15（2）：13-16.

［5］杨仁发，陆瑶．人工智能对制造业高质量发展的影响研究［J/OL］．华东经济管理，（2022-12-29）［2022-12-31］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail//34.1014.F.20221228.2006.001.html.

［6］廖备水.论新一代人工智能与逻辑学的交叉研究［J］. 中国社会科学，2022（3）：37-54.

（责任编辑：刘 丽）