2017年人工智能在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用分析報(bào)告

1、2017年人工智能在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用分析報(bào)告一、 起步于科學(xué)效應(yīng)，逐漸融入人工智能 . 4 4二、 人工智能在工業(yè)領(lǐng)域不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用 . 5 52.1政策與技術(shù)助推生產(chǎn)與業(yè)務(wù)模式轉(zhuǎn)型 .52.2工業(yè)領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用是漸進(jìn)而持續(xù)的過(guò)程 .72.3全生命周期不同環(huán)節(jié)的智能升級(jí) .9三、 人工智能在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的難點(diǎn)與條件 .10103.1工業(yè)數(shù)據(jù)的有效獲取成為前提和基礎(chǔ) .103.2工業(yè)領(lǐng)域人工智能對(duì)數(shù)據(jù)及算法提岀新的要求 .11四、 工業(yè)領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用案例 . 13134.1典型案例.134.2國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭的相關(guān)嘗試 .16五、 投資建議. 1717六、 風(fēng)險(xiǎn)提示. 1818圖表目錄圖1:生

2、產(chǎn)線上忙碌的工業(yè)機(jī)器人 .4圖2:電飯煲及其工作原理 .4圖3:智能系統(tǒng)的特征與分類(lèi) .5圖4:當(dāng)前人工智能的工業(yè)應(yīng)用更多表現(xiàn)為優(yōu)化決策過(guò)程的輔助作用.8圖5:中長(zhǎng)期人工智能的工業(yè)應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)是一個(gè)漸進(jìn)而持續(xù)的過(guò)程.8圖6:全生命周期不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)閉環(huán)與智能升級(jí) .9圖7:工業(yè)領(lǐng)域可利用數(shù)據(jù)來(lái)源多樣 .11圖8:由不同環(huán)節(jié)、不同設(shè)備構(gòu)建的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是智能化的前提 .11圖9:人工智能算法及應(yīng)用助力工業(yè)數(shù)據(jù)的價(jià)值實(shí)現(xiàn) .12圖10：GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Predix. 13圖11:通過(guò)精準(zhǔn)的操控方法為意大利航空節(jié)約燃油成本 .13圖12：DeepMind控制設(shè)備運(yùn)行方式提升數(shù)據(jù)中心能源使用效率 .14圖

3、13:富士康利用機(jī)器代替人降低勞動(dòng)力成本 .15圖14:傳統(tǒng)制造業(yè)紅領(lǐng)借助數(shù)字化、智能化實(shí)現(xiàn)需求的快速響應(yīng) .15表1:政策迭岀，推動(dòng)工業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級(jí) .6表2:工業(yè)制造相關(guān)環(huán)節(jié)的人工智能升級(jí) .9表3:互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與工業(yè)大數(shù)據(jù)之間存在明顯差別 .12表4:BAT與制造業(yè)合作，輸岀云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及人工智能等技術(shù) .16BAT相關(guān)實(shí)踐但一般意義上會(huì)認(rèn)電嘶另一方面，有時(shí)候看起來(lái)很從時(shí)間來(lái)看，世界上第一臺(tái)電飯煲由東京通訊工程公司發(fā)明于起步于科學(xué)效應(yīng)，逐漸融入人工智能103 C時(shí)感溫鐵氧體失去磁性的 只是利用了材料本身的“特性” 1950年代，而“人工智能”是1956提起工業(yè)領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用，或許

4、第一聯(lián)想到的會(huì)是生產(chǎn)線上的工業(yè)機(jī)器人，那些有序揮舞著的年才第一次提出。從原理來(lái)看，電飯煲自動(dòng)斷電只是利用溫度高于 效應(yīng)，彈簧作用下與永磁鐵分開(kāi)從而切斷電源。 因而這種“智能”并非所有的智能都是人工智能。雖然對(duì)于人工智能的定義一直很難有統(tǒng)一說(shuō)法動(dòng)斷電是“智能”，但似乎還夠不上“人工智能”的級(jí)別圖1:生產(chǎn)線上忙碌的工業(yè)機(jī)器人圖2:電飯煲及其工作原理本篇報(bào)告將會(huì)首先對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的“智能”與“人工智能”加以區(qū)分，然后主要針對(duì)人工智能在工業(yè) 領(lǐng)域不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用、難點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)條件分別展開(kāi)，并梳理一些代表性案例及國(guó)內(nèi)為讓機(jī)器能像人一樣“聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)”、“思考決策”就可以劃入相關(guān)范疇。那么對(duì)于像電飯煲這樣能在米飯煮熟

5、以后自動(dòng)斷電算是“智能”嗎？或者說(shuō)算是“人工智能”嗎？答案很顯然，電飯煲的自電飯煲中感溫磁鐵在超過(guò)一定溫度時(shí)失去磁性的現(xiàn)象可稱(chēng)為“科學(xué)效應(yīng)”。一般而言，科學(xué)效應(yīng)是對(duì)物理、化學(xué)、生物、幾何等效應(yīng)的統(tǒng)稱(chēng)，主要來(lái)源于科學(xué)研究及日常生活發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)效應(yīng)在工業(yè) 領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如空調(diào)靠“相變”制冷，洗衣機(jī)靠“離心力”將衣服甩干，以及熱脹冷縮、 熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流等。通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)提升使得人工智能系統(tǒng)區(qū)別于一般工業(yè)智能系統(tǒng)。根據(jù)智能系統(tǒng)具備的特征可以分為初級(jí)智能系統(tǒng)、恒定智能系統(tǒng)和開(kāi)放智能系統(tǒng)三類(lèi)：圖3:智能系統(tǒng)的特征與分類(lèi)1、初級(jí)智能系統(tǒng)的決策通常依靠科學(xué)效應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作，不涉及計(jì)算分析；2、恒定智能系統(tǒng)主

6、要是指所具備的智能水平在系統(tǒng)構(gòu)建之初就已經(jīng)被設(shè)定，嵌入了一定的計(jì)算和分析環(huán)節(jié)，但幾乎沒(méi)有提升空間。例如智能洗衣機(jī)感知衣料特性并自動(dòng)決定洗衣策略；3、開(kāi)放智能系統(tǒng)與恒定智能系統(tǒng)相比多了 “學(xué)習(xí)提升”的環(huán)節(jié)，這也正是人工智能系統(tǒng)與一般智能系統(tǒng)最大的區(qū)別所在。這樣的系統(tǒng)具備一定的認(rèn)知能力，能通過(guò)學(xué)習(xí)不斷提升和改善自身。工業(yè)領(lǐng)域的智能化起步于初級(jí)智能系統(tǒng)， 主要依賴(lài)科學(xué)效應(yīng)形成的工程控制技術(shù)。 后來(lái)在此基礎(chǔ)上 逐漸利用機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能算法， 從歷史數(shù)據(jù)的分析中挖掘潛在規(guī)律， 并內(nèi)化應(yīng)用于改善和提升 系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)的智能水平，逐步融入具備自主學(xué)習(xí)和提升能力的“人工智能”。二、人工智能在工業(yè)領(lǐng)域不同環(huán)節(jié)的

7、應(yīng)用2.1 政策與技術(shù)助推生產(chǎn)與業(yè)務(wù)模式轉(zhuǎn)型重大政策迭岀，從“互聯(lián)網(wǎng)+”到“人工智能+”，制造業(yè)始終是政策重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。2015年5月份國(guó)務(wù)院印發(fā)的中國(guó)制造2025是推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略規(guī)劃和行動(dòng)綱領(lǐng)，隨后在7月份關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)更是直接指岀要推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合，提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)從制造向“制造+服務(wù)”轉(zhuǎn)型升級(jí)。而在2016年5月“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案和2017年7月新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃中，“制造”都位列人工智能應(yīng)用試點(diǎn)示范重點(diǎn)領(lǐng)域首位。初級(jí)智能系統(tǒng)恒定智能系統(tǒng)三體智能革命機(jī)械工業(yè)出版社,表1:政策

8、迭岀，推動(dòng)工業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)時(shí)政策文件簡(jiǎn)要摘錄（僅摘錄部分相關(guān)內(nèi)容）2015年5月中國(guó)制造2025 （國(guó) 務(wù)院）深化互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用。實(shí)施工業(yè)云及工業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用試點(diǎn)，建設(shè)一批高質(zhì)量的工業(yè)云服務(wù) 和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái) 到2020年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能化水平顯 著提 升，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營(yíng) 成本降低30%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%,不良品率降低30%。到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)成本降低2015年7月國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推 進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行 動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)鼓勵(lì)制造企業(yè)生產(chǎn)周期網(wǎng)短云計(jì)算不數(shù)品等技術(shù)，50%。整合產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)，形成 面向生產(chǎn)組織全過(guò)程的決策服務(wù)信息， 為

9、產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)提供數(shù)據(jù)支撐。鼓勵(lì)企業(yè)基于互 聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展故障預(yù)警、遠(yuǎn)程維護(hù)、質(zhì)量診斷、遠(yuǎn)程過(guò)程優(yōu)化 等在線增值服務(wù)，拓展產(chǎn)i-t f A f古 宀Ap代TR fI4-rI|-H 鬥嚴(yán).nn V ”的卄TI F2016年3月國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā) 展第十三個(gè)五年規(guī)劃加加價(jià)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施建設(shè)造向術(shù)驗(yàn)造和示范推廣的轉(zhuǎn)型升推動(dòng)制造業(yè)由生產(chǎn)型向生產(chǎn)服務(wù)型轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)制造企業(yè)延伸服務(wù)鏈條、促進(jìn)服務(wù)增值，深入實(shí)施中國(guó)制造2025，以提2016年5月綱互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方 案（發(fā)改委、科技高制造業(yè)創(chuàng)新能力和基礎(chǔ)能力為重點(diǎn)，推進(jìn)信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合 。推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域智能產(chǎn)品創(chuàng)新，支持在 制造、教育、環(huán)境、交通

10、、商業(yè)、健康醫(yī)療、網(wǎng) 絡(luò)安全、社會(huì)治理等重要領(lǐng)域開(kāi)展人工智能應(yīng)用試點(diǎn)示范.2016年5月部務(wù)院關(guān)于深化制 造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)到2018年，制造業(yè)重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“雙創(chuàng)”平臺(tái)普及率達(dá)到80%、制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯進(jìn)展；到2025年，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合2016年5月展的指導(dǎo)意見(jiàn)關(guān)于實(shí)施制造業(yè)升 級(jí)改造重大工程包 的通知 （發(fā)改委、 工信部）智雙化改造工系基本完字化車(chē)間建設(shè)工程（建立數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），提升研發(fā)制造全過(guò)程數(shù)字化管理 水平）、智能工廠示范工程、驗(yàn)證體驗(yàn)中心建設(shè)工 程、傳感器及儀器儀表智能化升級(jí)工程（加快開(kāi)發(fā)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與制造資源數(shù)字化管控

11、平 臺(tái)等）；服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型工程：推動(dòng)制造企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 實(shí)時(shí)在線服務(wù)平臺(tái)，開(kāi)展遠(yuǎn)程終端設(shè)備數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)回傳、監(jiān)控中心大數(shù)據(jù)智能分析，提升故障預(yù)警、遠(yuǎn)程維護(hù)、質(zhì)量診斷、遠(yuǎn)程過(guò)程優(yōu)化等在線服務(wù)功能。建立面向2016年7月發(fā)展服務(wù)型制造專(zhuān) 項(xiàng)行動(dòng)指南（工信 部、發(fā)改委、中國(guó) 工程院）客戶(hù)的全天務(wù)型制造在線智化供應(yīng)鏈管理能支持制造業(yè)企業(yè)整合內(nèi)的產(chǎn)流態(tài)升優(yōu)化生實(shí)時(shí)信 產(chǎn)管理流程，提高上下游供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)響應(yīng)效率和產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量穩(wěn)定性，提升企業(yè)信息化水平，大力推動(dòng)云制造服務(wù)。支持制造業(yè)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、信息技術(shù)服務(wù)企業(yè)跨界2016年12月智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）（工信部、財(cái)政部）聯(lián)合研發(fā)智勵(lì)制造支撐軟件使用破設(shè)計(jì)汽藝仿真軟制造業(yè)企業(yè)實(shí)施產(chǎn)品全生命周期管理軟 件（制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、企業(yè)資源管理軟件ERP、供應(yīng)鏈管理軟件SCM等）、數(shù)據(jù)管 理軟件。到2020年核心支撐軟件