智能 | 深谈“制造智能化”与“智能制造化”

Posted 2021-02-04

智能与制造之间，未来将会发展出两种路径，一种是“制造智能化”，继续沿着现有的智能制造路线深化；另一种是“智能制造化”，所有的产品都是某种算法的实体化，也即“泛机器人”时代来临。在未来一段时间内，这两条路线可能是并存的。

制造业直接体现了一个国家的生产力水平。最近几年，随着信息技术的快速发展，制造业面临着与信息技术融合的选择。
从最根本上讲，制造业是以生产产品为最终目的。它按照市场要求，通过制造过程，将资源转化为可供人们使用和利用的大型工具、工业品与生活消费产品。信息技术，不管是数字化、网络化还是现阶段的智能化，都只是达到这一目的的手段。
但是新一代人工智能，与早期基于逻辑推理的人工智能不同。新一代人工智能是由数据驱动的，它通过给定的学习框架，不断根据当前设置及环境信息修改、更新参数，具有高度的自主性。比如，“阿尔法狗”依靠深度学习算法，在海量棋谱的训练下，战胜了围棋世界冠军李世石，宣示了新一代人工智能在某些领域具备甚至超越了人类的能力。
新一代人工智能与制造相关联，会是怎样的情景呢？
智能与制造之间未来将会发展出两种路径，一种是“制造智能化”，即继续沿着现有的智能制造路线深化；另一种是“智能制造化”，所有的产品都是某种算法的实体化，也即“泛机器人”时代来临。在未来一段时间内，这两条路线可能是并存的。
从制造到“智能制造”：政策视野中的制造业升级
2015年×××印发的《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中，在“互联网+”协同制造部分提到：推动互联网与制造业融合，提升制造业数字化、网络化、智能化水平，加强产业链协作，发展基于互联网的协同制造新模式。其主旨在于推进制造业与互联网的融合，从而形成新的产业生态体系，集众智、聚众力。
在2016年×××印发的《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》中，这一思路继续得到贯彻。该指导意见的主要目标是：制造业互联网“双创”平台成为促进制造业转型升级的新动能来源，形成一批示范引领效应较强的制造新模式，初步形成跨界融合的制造业新生态，制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展，成为巩固我国制造业大国地位、加快向制造强国迈进的核心驱动力。这一指导意见强调以“双创”为抓手，促进制造业加上互联网后形成制造业新模式和新生态，成为制造业转型升级的新动能。
在以上的文件中，智能制造主要指的是智能工厂和智能设备，也包括智能终端产品。制造业与互联网的融合，形成新模式和新业态，从而取得新动能。所有这些，都是从制造业出发，选择适合与制造业相融合的信息技术。

具体实践中的制造业智能化
现实中智能制造的发展与政策呼应。随着制造业与信息化的融合，制造业逐渐数字化，越来越多的数据得以汇聚在同一个数据平台。数据分析让制造业真正地具备了智能化的基础。基于制造业数字化和“互联网+”产生的大数据，系统平台再进行数据分析，从而形成知识和价值。
这确实反映了当前智能制造的特点。以智能设备为例：
在传统工厂中，机器在失灵时维修，会带来大面积的停工；如果定期检修，又会对不需要维修的零部件造成损耗。在机器零部件中嵌入微型计算机后，由机器传出的信号可以以数据的形式传输到互联网上。一旦有零部件的数据出现反常，即刻就能实施有针对性的检修。维修成为可预测的事情，制造过程因此也变得可预测。
很显然，这些含有预测×××的设备，能够反映飞行轨迹的发动机，已经具有了其“前身”完全不曾有的价值。而这些附加价值的来源，是数据和数据分析创造的。这是目前智能制造最主要的内涵。
但是总体而言，目前所讨论的智能制造距离真正意义上的智能制造还有相当的距离。按照×××院长周济院士的观点，目前我们所讨论的智能制造还是1.0版本的，目标是实现制造业数字化、网络化，最重要的特征是在全面数字化的基础上实现网络互联和系统集成。而在未来的智能制造2.0系统，应是在制造业数字化、网络化的基础上，更进一步实现真正意义上的智能制造。

毫无疑问，制造业与信息化、互联网以及人工智能技术的融合，都在帮助以“制造产品”为最终目的的制造业逐步走向智能化，尤其体现在制造过程的智能化和产品的智能化。但是不论制造过程如何智能，制造仍是主角，产品仍是目的，信息技术只是配角和手段。
从人工智能到“制造智能”
受益于数据量的快速增长、计算能力的大幅提升以及机器学习算法的持续优化，新一代人工智能在某些给定任务中已经展现出达到或超越人类的工作能力。人工智能终于从 “永远还差50年”的窘境中走到了现实应用，这也让人们对人工智能的未来充满了想象。
由于人们是在物理现实中生活，人工智能有时候必须以实体的形式与人交流。这是我们即将要看到的人工智能与制造业发生关系的一种新的趋势，即人工智能的实体化。这种实体化，也是一个制造的过程，或许我们可以称之为“制造智能”。
比如，原本用百度搜索，你不会对背后的算法特别地关注。但是当一台靠算法运行的百度无人驾驶汽车行驶在路上的时候，你根本无法无视它。实际上，无人驾驶就是人工智能的实体化，只是借用了汽车的“壳”而已。但这个“壳”也可以不借。比如“阿尔法狗”，不管它以什么形态坐在棋手的对面，原则上都是可以的。苹果手机的Siri，并没有实体，它只是依附在手机上，你需要的时候它就会出现。
借“壳”的人工智能，往往归类于智能硬件，因为看起来它只是对传统设备进行智能化改造。但是很多时候借的“壳”并不一定是传统设备，它只是某一种形式的机器人，或者称之为“泛机器人”。随着人工智能的发展，这样被制造出来的算法实体会越来越多，“泛机器人”将在我们的生产生活中广泛存在。
“泛机器人”时代来临
随着新一代人工智能的发展，未来的社会将会是智能社会。这个社会将会是以大数据为基础，人工智能为动力，机器人为表现形式的智能社会。在这样的智能社会中，每一个物体都可能是机器人。理论上，未来的任何人造产品都是智能的。

但在近期，“制造智能化”和“智能制造化”这两条路线还将长时间并存。在前者的路线上，传统音箱公司可以借助人工智能技术让制造过程更加智能化，生产出质量更高的音箱。在后者的路线上，人工智能公司可以借助制造技术生产出叫“音箱”的语音助手，也可以是其他任何有应用价值的算法实体。
在“制造智能化”过程中，智能机器人是重要的组成部分。发展智能机器人，需要攻克智能机器人核心零部件、专用传感器，完善智能机器人硬件接口标准、软件接口协议标准以及安全使用标准。制造过程中可能还需要一定的人工智能技术。
而在“智能制造化”过程中，制造“泛机器人”所需的核心零部件、材料的重要性固然重要，但是包括云计算、大数据在内的基础技术以及包括机器学习、模式识别与人机交互等通用技术，则是更为关键的。
有意思的是，虽然现在机器人和人工智能被大家联系在一起，但是在过去，这可是完全不同的两个领域。

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