刍议人工智能在制造业中应用发展的问题及对策

刘永红 张凯

摘 要：自1956年“人工智能”这一概念被首次提出来后，在很多领域的应用及前景都充分体现这一学科的优势。近年来，我国人工智能技术的研发飞速发展、卓见成效，特别是人工智能与制造业的融合发展，大幅度提升了制造业的生产效率和经济效益，在缓解劳动力不足和弥补人工成本上成效显著。广西柳州市作为广西的大型工业城市率先响应国家号召，积极投入人工智能体系，智能化的发展已经融入到制造业研究与生产的各个方面，对柳州市的大型制造业产生了深远的影响。因此，结合柳州市大型制造业的实际情况，分析人工智能在与制造业融合过程中存在的基本问题，并提出相应的对策及建议。

关键词：人工智能;制造业;机器人;应用发展

中图分类号：F127      文獻标志码：A      文章编号：1673-291X（2020）23-0037-03

引言

改革开放40多年来，中国制造业飞速发展，对工业化及现代化发展的进程都起着强有力的作用。然而，与国际上发达国家相比较，中国的制造业还未达到国际领先水平，缺乏决定性的优势，而这个关键性优势就是人工智能与制造业的高度融合。人工智能从提出到现在已经有60多年的发展历程，随着互联网技术的高速发展，人工智能技术更是不断更新发展，广泛应用于各大领域。2015年5月，国务院发布战略性文件《中国制造2025》，将“智能制造”工程作为文件中的五大工程之一，提出了制造强国的行动。2017年7月国务院发布《新一代人工智能的发展规划》，为抢占全球人工智能制高点，中国将人工智能的融合发展上升至国家战略。由此可见，人工智能技术与产业的融合将是推动社会发展的原动力。在此背景下，柳州市大型制造业历经十年融合，也蓬勃发展起来。本文将以柳州市目前四大汽车制造企业为研究对象，阐述目前人工智能在柳州大型制造业中的应用现状及存在的主要问题，并提出相应的对策和建议。

一、人工智能与制造业

（一）人工智能概念

人工智能（Artificial intelligence）简称（AI），它是研究开发用于模拟延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，也是计算机科学的一个分支，可以称为机器智能。

（二）人工智能与制造业的融合

如今，传统制造业的生产设计模式运作已经不能满足现代科技的发展，为了克服传统生产设计方法的不足，人工智能在现代生产设计领域中逐渐得到重视和发展。人工智能加制造业是制造业发展的新趋势，它的目标就是要实现现代化生产的完全智能化。将人工智能与制造业相融合需要网络化及数字化的支援，对生产数据及供需环境进行实时反馈。而机器能对这些数据进行自主调整，改变了人们的工作方式，极大地解放了劳动力，智能化机器更是为制造业的产业成果、产业质量提供了可靠保障。

二、柳州市大型制造业使用人工智能的现状

制造业经过机械化、自动化、数字化的发展阶段，目前正逐步进入到人工智能的时代。而制造业顺应时代潮流创新发展及转型升级的过程目前状况如何呢？

（一）制造业的生产效率和经济效益得到大幅度提高

制约制造业转型升级的重要因素是效率，各企业都在寻求提高效率的方法。除了改革管理方式、引入先进生产技术外，人工智能的出现无疑给制造业注入了无限活力，人工智能作为一个虚拟劳动的投入，具有横跨学科专业能力和执行能力、重复工作和自我学习能力等方面的优势，形成了比人类劳动力和制造业传统运营方式更强的竞争力。人工智能在制造业中将提升价值链从低端向中高端水平迈进，或者转型补齐短板，取得客观的成效。例如，人工智能在制造业的应用条件的改善，应用场景的增多，使人工智能逐渐成为一种全新的投入要素，改变着生产的函数，为制造业的生产效率和经济效益都提供了极大的上升空间。智能制造设备与传统自动化设备是不同的，智能制造设备可以通过统一指令，在取代机器运行的同时，随着相应参数的积累，它可以实现自我学习，为生产管理提供一定的参数，从而大大提高生产效率。

（二）弥补企业劳动力的不足，降低企业人力资源成本

随着我国经济的持续增长及人口老龄化的日益严重，劳动力供给明显不足，人口红利逐渐消失，劳动力资源成本不断上涨，以至于人力资源成本成为制约制造业转型升级的瓶颈。针对目前的这一情况，我国制造业亟待寻找新的优势资源来弥补这一劣势，将人工智能作为一种投入要素，在很多岗位和领域代替了人类的劳动者，大大降低了劳动力的密集度。例如，B股份有限公司是柳州市制造业自动化和智能化水平较高的企业，在2011年以前，该企业某手工生产线上需要45人，而到2015年大量使用机器人设备后，每条线上用21个机器人，生产线上配备6个工人即可，大多数岗位都只保留原来三分之一左右的人员，大大节省了人力资源的成本。相比较而言，机器设备有着很多人类不具备的优势，因为机器人不存在情绪和疲劳问题，又在完成任务的过程中精准度极高，能够保证每次动作的一致性。目前柳州市大型制造企业中，人类最不愿从事的岗位，保证大都上线了机器人，机器人值守在重复、繁重、脏、累、对人体有害的工作岗位上，如电焊、打磨、搬运、喷涂、涂胶等岗位，原来在这些岗位上的员工大多数都进行了转岗，部分人员通过培训后成为机器设备操作和维修人员。

（三）精准的市场预测和供需匹配

科技的革命和产业的变革让市场变幻莫测，但人工智能能实现海量数据的实时追溯分析，并且进行自我学习，挖掘复杂市场信息中供求方面有价值的内容，从而准确把握市场的发展动向，并在基于有效数据的基础上给出最优的建议，还可通过互联网把指令传达到价值链的每一个环节和领域。例如，我们调研的柳州市四家大型制造业中都使用了MES生产管理系统、无线终端及机器人，MES生产管理系统对于顾客提出的订单做出实时响应，对顾客进行需求预测分析后，帮助企业在合理成本范围内自动配置出生产设备和参数，最终通过人工智能完成对产品的组装和调试，实现了从下单到实时交付整个价值链的全方位智能化升级，大大缩短了产品从设计研发到交货的周期，进一步提升了效率和收益。

（四）实现制造业服务化的转型

制造业转型升级的重要方面就是制造业与服务业的融合，这是一个重要的发展趋势。人工智能的使用大幅度降低了制造业进入服务业的成本，并且还能创造更多的制造业与服务行业相融合的典范业态。这里值得一提的是，A股份有限公司旗下广西智拓科技有限公司，肩负为柳州市打造中国智能制造示范城的重任，是一家为智能加工装备以智能物流准备为业务核心的智能科技公司。该公司专注于智能装备行业，以智能加工设备及自动化生产线、智能物流机器人和智能仓储设备为核心产品，并着力于发展智能管理软件产品和其他自动化设备供给服务，帮助本企业及用户大幅度提高了施工效率和品质，助力各企业向智能制造升级转型。智拓作为柳州市制造行业内自创的一家智能科技公司，让我们看到制造企业意识到制造企业服务化转型的前景。部分制造企业成立了人工智能科技研发服务部门，在未来的发展过程中也会向智拓公司迈进，创造更多制造业与服务业融合的新业态。

三、人工智能在柳州市大型制造业应用过程中的主要问题

可以说人工智能在柳州市的大型制造业中发挥着重大作用，但因受专用性限制和数据规模的约束，人工智能以及其颠覆性科技的应用场景想要与制造业融合还是一大难题，要真正实现以科技创新重塑实体经济，人工智能在制造业领域的大规模应用是非常关键的。下面我们就目前柳州市大型制造业看看人工智能推广及使用的过程中存在的问题。

（一）企业AI前期资金投入大

柳州市近五年来人工智能快速发展，但在发展的同时问题也是显而易见的。企业初创时期，产品的研发与技术研究难度大、周期长、资金投入大且回报周期长，而且目前企业智能改造行业现状普遍存在的现象是由智能科技公司垫付资金，且关键技术和关键零部件却受到外国品牌的垄断，采购溢价严重。

（二）企业成本压力大

工业机器人本体生产技术难度大，国际厂商有先发优势，市场集中度超过了百分之七十。目前柳州市部分制造业虽然下设相应的智能科技公司或相应的智能科技研发部门，让他们承担系统的二次开发、定制部件及售后服务等工作，但都是定制化、专业化生产且多为单位生产，不成规模，虽然毛利率高，但是规模小，大量的进口国外工业机器人造成企业成本压力过大。

（三）企业人才缺乏和引进难度大

伴随人工智能发展的另一个忧患是人工智能应用型人才的缺失。一台机器人是否投入生产，以及这台机器发挥多大的作用，很大程度上取决于生产工艺的复杂性、产品的多样性、设施的配套程度，而解决这个问题却是需要3—5名相关操作维护和集成应用人才。目前机器人在大型制造业领域应用中的需求快速增长，相应的人才储备的数量和质量上都是不够的，可以说像这些高端的复合型人才的缺失是整个人工智能与制造业融合发展存在的普遍性的基本问题。虽然国内一些高校已经开始开设人工智能相关专业和课程，但是针对制造业的人工智能教学内容却很少。

（四）企业人工智能与制造业的融合受阻

目前柳州市实现人工智能和制造业深度融合的基础还是比较薄弱的，而且也缺乏能够引领业内人工智能与制造业深度融合发展趋势的制造企业，和省外及国际先进水平相比较，柳州市制造业与人工智能的融合还有很大的发展空间，但局限于数据数量及价值密度，无法保证人工智能技术深度学习算法的可靠性和精准度，这都是目前融合发展的难点。

四、促进人工智能下柳州大型制造业应用发展的趋势

（一）推进现代智能制造，完善人工智能服务业

随着人工智能的不断推广与升级，柳州市大型制造业智能发展与先进制造服务业之间的关系越来越密切，智能装备制造服务业在现代服务业中占的比重不断攀升，应当充分重视高端服务业的发展，同时加大对服务业的扶持力度。针对目前柳州市大型制造业智能化程度与现代服务业发展未达到同步的问题进行改善，应当设立相应的网络平台支持智能生产。同时制定适当的优惠政策促进智能制造服务业的发展，鼓励更多的企业加入进来，扩大现代服务业的市场，为制造服务业提供更为广阔的发展空间，吸引社会各方面的投入，支持人工智能相关服务管理企业的发展，从而使智能制造服务业智能化技术和研发系统得到支撑和加强。

（二）加大工业大数据应用，促进人工智能与互联网的结合

柳州市应尽快落实工业大数据应用的两个重要方面工作。第一，由政府部门加以支持，联合柳州市各高校建设数字服务中心，提升工业大数据的基础运算能力，加大对数据分析软件操作方法的研究，以技术、安全、管理多维度设定大数据的应用标准。第二，将大数据的应用和推广相结合，融入云计算、物联网、移动互联等技术。这一定是要由政府来主导推进这个生产大数据平台的建立和应用。工业互联网平台能够为制造业提供通用算法和数据与传统工业协同发展模式有效结合，使工业大数据在柳州市的制造业智能化发展中创造更大的价值。

（三）构建创新研究基地，促进人才培养

复合型人才的严重缺失是人工智能与制造业融合发展存在的普遍问题，人工智能高端人才通常集中在软件和互联网行业。目前在制造业中负责信息化的人员对技术的总体把握及对人工智能的理解还不是很准确，难以支持企业智能化的改造升级。而如何促进培养新的复合型人才？在智能制造发展的大趋势下，应当充分利用柳州市当地的高校及科研机构的专业实力，对相关的教研体系进行合理调整和转变。企业要将资金和实践平台的优势发挥出来，学校应在短期内针对人工智能与制造业的深度融合直接形成产能冲击的相关学科调整，在减少招生规模的同时，扩大技术性和知识型职业教育比重。

参考文献：

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[2]  江飞涛.中国工业经济增长动力机制转换[J].中国经济，2014，（5）.

[3]  薛加玉.人工智能赋能制造业转型升级[J].现代工业经济和信息化，2019，（9）：10-16.

[4]  陈淑华.人工智能与制造业深度融合发展的难点[J].黑龙江社会科学，2019，（1）：157-158.

收稿日期：2020-05-15

基金项目：柳州市哲学社会科學规划研究课题（19CEL14）

作者简介：刘永红（1977-），女，广东高州人，硕士，副教授，从事企业管理，教育管理研究;张凯（1978-），女，河南信阳人，硕士，副教授，从事创新创业，人力资源研究。