工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，也是技術(shù)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場，是創(chuàng)新活動(dòng)最活躍、創(chuàng)新成果最豐富、創(chuàng)新應(yīng)用最集中、創(chuàng)新溢出效應(yīng)最強(qiáng)的領(lǐng)域之一。
過去，圖紙定義產(chǎn)品、工藝約束制程、說明書描述功能，是工程慣例。一旦產(chǎn)品造好，想要調(diào)整其功能、性能格外困難。當(dāng)前，人工智能與制造業(yè)深度融合，加速“智改數(shù)轉(zhuǎn)”形成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。被視為現(xiàn)代工業(yè)之魂的工業(yè)軟件也在鍛造競爭力，不僅改寫了“以裝備為核心的工業(yè)”的歷史，更將加快推動(dòng)我國工業(yè)體系向“軟件定義的工業(yè)”轉(zhuǎn)型，構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，加速實(shí)體經(jīng)濟(jì)數(shù)字化、智能化、綠色化的轉(zhuǎn)型步伐。
工業(yè)生產(chǎn)更“聰明”
位于北京房山一家電力裝備企業(yè)的一間智能生產(chǎn)車間的操作臺，一臺銀色機(jī)械臂流暢地將“手”伸進(jìn)料框，從中抓取合適的目標(biāo)工件，并按正確的首尾方向?qū)⒐ぜ珳?zhǔn)安裝進(jìn)入指定位置進(jìn)行固定。全程動(dòng)作絲滑、無一絲卡頓，仿佛能看得到工件一樣。
這臺機(jī)械臂應(yīng)用的是3D機(jī)器視覺技術(shù)，不僅能識別定位工件，靈活調(diào)整工件朝向，還能引導(dǎo)機(jī)械臂自動(dòng)完成上料，實(shí)現(xiàn)高精度的智能化生產(chǎn)。
在傳統(tǒng)的生產(chǎn)車間，火花塞、螺釘通常以無序的方式擺放在料框里，需工人徒手挑選、包裝。“由于來料無序，這一過程還需工人確認(rèn)工件正反面并調(diào)整工件朝向，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、良品率不夠穩(wěn)定。”該廠一名自動(dòng)化工程師告訴記者。
而在如今的智能工廠，人工智能算法的應(yīng)用極大提升了生產(chǎn)的智能化水平。“3D機(jī)器視覺技術(shù)采用基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測定位算法以及智能機(jī)械臂避障和軌跡規(guī)劃算法，能使機(jī)器在執(zhí)行任務(wù)時(shí)有效定位識別和避開障礙物，增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性，在提高工作效率的同時(shí)，降低成本。”東土科技產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)周愛平介紹。
使工業(yè)軟件的運(yùn)行敏捷、絲滑、無卡頓的背后是國產(chǎn)工業(yè)操作系統(tǒng)的功勞。工業(yè)操作系統(tǒng)為工業(yè)應(yīng)用軟件的運(yùn)行提供一個(gè)高適配、高可靠性的“環(huán)境”，能夠滿足工業(yè)母機(jī)、工業(yè)機(jī)器人高實(shí)時(shí)、高精度控制的需求。
傳統(tǒng)工廠向智能工廠、未來工廠的進(jìn)階中，一個(gè)開放的工業(yè)操作系統(tǒng)不可或缺。“這一系統(tǒng)向下可連接各種設(shè)備和信息系統(tǒng)，將豐富的數(shù)據(jù)匯聚到一個(gè)‘統(tǒng)一底座’，向上可打通各類應(yīng)用系統(tǒng)，不同的生態(tài)企業(yè)可在這一底座之上打造豐富的工業(yè)App，讓工業(yè)制造擇其所需。”周愛平說。
傳統(tǒng)以單點(diǎn)智能化、邊試邊用的模式逐漸被由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、全面智能化模式所替代，以智造為核心的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型愈發(fā)清晰。最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，像這樣的智能工廠、數(shù)字化車間，我國已建設(shè)近萬家。經(jīng)過智能化改造，產(chǎn)品研發(fā)周期進(jìn)一步縮短、生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升、不良品率得到有效控制。
工業(yè)AI點(diǎn)亮智造
我國擁有最龐大、最完整的工業(yè)企業(yè)集群與產(chǎn)業(yè)鏈，既有制造巨頭，也不乏數(shù)以百萬計(jì)的中小型工廠。
采訪中，部分企業(yè)表示在推進(jìn)數(shù)字化、智能化進(jìn)程時(shí)仍遭遇多重現(xiàn)實(shí)阻力，比如，系統(tǒng)軟件開放性差，“煙囪式”系統(tǒng)建設(shè)引發(fā)“信息孤島”與“數(shù)據(jù)霧霾”，大量數(shù)據(jù)資產(chǎn)難以轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)資源；數(shù)字化和智能化過程復(fù)雜導(dǎo)致啟動(dòng)難；工業(yè)知識積累難，制造經(jīng)驗(yàn)缺乏沉淀和傳承等。因此，“自動(dòng)化”“智能化”喊了多年，仍有企業(yè)要靠“師傅在現(xiàn)場開閥門、盯儀表”，如果不仔細(xì)觀察、實(shí)時(shí)控制，則難以排除生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。
近年來，人工智能的“沖擊波”傳導(dǎo)到工業(yè)界，牽引工業(yè)系統(tǒng)由“互聯(lián)”向“智慧”升級。特別是工業(yè)人工智能的出現(xiàn)，為制造業(yè)的智能化升級清掃障礙。
受訪人士表示，工業(yè)系統(tǒng)的“本地的智能化”與“連接的智能化”沿橫縱兩個(gè)方向延伸。一方面，設(shè)備智能化、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、信息與控制技術(shù)的快速發(fā)展為工業(yè)系統(tǒng)提供大數(shù)據(jù)環(huán)境與計(jì)算能力；另一方面，工業(yè)互聯(lián)打通設(shè)備、人、服務(wù)的連接，使工業(yè)設(shè)計(jì)與制造流程發(fā)生諸多改變。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過數(shù)據(jù)采集和分析，實(shí)現(xiàn)了多維度的生產(chǎn)監(jiān)控與智能優(yōu)化，而人工智能能夠更深入地挖掘與分析數(shù)據(jù)，提供更精準(zhǔn)的決策支持與預(yù)測。
依賴師傅傳授制造現(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)逐步淡出歷史舞臺，工業(yè)人工智能將制造知識與經(jīng)驗(yàn)智慧轉(zhuǎn)換成可被數(shù)字世界理解的模型和算法，在數(shù)字世界中不斷地吸收新的數(shù)據(jù)，持續(xù)地運(yùn)行模型、迭代模型、優(yōu)化模型，更加精準(zhǔn)地輔助人類做出決策和執(zhí)行、解決現(xiàn)有問題，并在未來驅(qū)動(dòng)更多智能化變革與創(chuàng)新。
鍛造工業(yè)制造之魂
從互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史來看，智能手機(jī)的出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，而智能手機(jī)演變的核心在于操作系統(tǒng)?；诓僮飨到y(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展出繁榮的應(yīng)用市場，人們用上了功能豐富的App，使人工智能的普及成為可能。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)也是如此。實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的工業(yè)互聯(lián)到工業(yè)人工智能的進(jìn)階，不僅亟需實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通、協(xié)議統(tǒng)一和寬帶化，更亟需實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)操作系統(tǒng)的更替。
工業(yè)軟件作為實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的關(guān)鍵，驅(qū)動(dòng)著制造管理流程優(yōu)化、生產(chǎn)模式與生產(chǎn)關(guān)系改變，以及全要素生產(chǎn)率的提高。一方面，工業(yè)軟件的應(yīng)用貫穿企業(yè)價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，從產(chǎn)品、裝備、生產(chǎn)、管理、物流到服務(wù)；另一方面，工業(yè)軟件還可突破企業(yè)邊界，牽引業(yè)務(wù)流程與生產(chǎn)經(jīng)營模式變革，形成新的工業(yè)生產(chǎn)力。
過去很長一段時(shí)間，包括工業(yè)操作系統(tǒng)在內(nèi)的工業(yè)軟件都來自國外。這意味著將中國的“工業(yè)軀體”連接至別人的“工業(yè)大腦”，核心數(shù)據(jù)、技術(shù)、知識都沉淀在外人的平臺上。工業(yè)互聯(lián)向工業(yè)智能的進(jìn)階之路，為國產(chǎn)工業(yè)軟件提供換道超車的機(jī)遇。
“我國工業(yè)操作系統(tǒng)以能承載工業(yè)通用人工智能為發(fā)展方向。”東土科技董事長李平說，國產(chǎn)工業(yè)操作系統(tǒng)正在經(jīng)歷快速的研發(fā)迭代，并以工業(yè)生產(chǎn)管理全流程數(shù)字化和智能化為目標(biāo)，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“硬件軟件化，數(shù)字工業(yè)服務(wù)化”，為我國新型工業(yè)化提供安全可靠、可持續(xù)發(fā)展的軟件基礎(chǔ)平臺。
國產(chǎn)工業(yè)軟件正把握工業(yè)人工智能的歷史性機(jī)遇。統(tǒng)計(jì)顯示，我國工業(yè)軟件產(chǎn)品收入從2016年的1194億元增長到2022年的2407億元，年復(fù)合增長率為12.4%，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
國產(chǎn)工業(yè)操作系統(tǒng)已在飛控、航電、數(shù)控機(jī)床、工程機(jī)械、智能制造等領(lǐng)域得到應(yīng)用。比如，在城市智能交通信控領(lǐng)域，搭載了Intewell鴻道操作系統(tǒng)的智能交通服務(wù)器，解決了信號控制數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和非實(shí)時(shí)性同時(shí)傳輸及信控?cái)?shù)據(jù)保密性問題，目前已在北京大興、河北雄安、廣州南沙、重慶等地的智能交通信控領(lǐng)域得到應(yīng)用。
“在工業(yè)之‘魂’的競爭中，我們應(yīng)當(dāng)努力實(shí)現(xiàn)‘并跑’、力爭實(shí)現(xiàn)‘領(lǐng)跑’，為新型工業(yè)化做出貢獻(xiàn)。”李平說。
本文來源：新華社、經(jīng)濟(jì)參考報(bào)
