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隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)場景逐漸復(fù)雜、多樣化，不論是工業(yè)場景中的人，還是設(shè)備，都需要具備更強(qiáng)的自適應(yīng)和主動智能能力。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的野蠻生長為這種主動智能能力的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。借助IoT技術(shù)，遍布傳感器的工業(yè)現(xiàn)場，每天產(chǎn)出數(shù)量驚人的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是培育工業(yè)AI的最好土壤。
AI+IoT結(jié)合的形式，將為工業(yè)帶來更多可能。基于AI+IoT的智能自動化、智能創(chuàng)新，將明顯提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)線良品率，加快產(chǎn)線部署、轉(zhuǎn)型速度，實現(xiàn)定制化、柔性生產(chǎn)。擴(kuò)大產(chǎn)量，提升質(zhì)量，保證企業(yè)長期穩(wěn)定的利潤增長。
報道 | 機(jī)器之能
AIoT即AI+IoT，是人工智能（AI）技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）基礎(chǔ)架構(gòu)的結(jié)合。與IoT單純收集數(shù)據(jù)不同，AIoT可以利用ML/DL等人工智能技術(shù)，在無人或少人干預(yù)的情況下，對物聯(lián)網(wǎng)收集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，幫助人類制定策略，改善物聯(lián)網(wǎng)中的人機(jī)交互，并增強(qiáng)數(shù)據(jù)管理和分析能力，實現(xiàn)更高效的IoT運(yùn)營。
在這個過程中，AI可以高效利用IoT數(shù)據(jù)，發(fā)掘數(shù)據(jù)的深層價值，改善決策流程，以DaaS（Data as a Service）的新形式，使AI+IoT達(dá)到1+1>2的效果，強(qiáng)化行業(yè)賦能。
AIoT需要將AI嵌入到IoT網(wǎng)絡(luò)中的不同組件中，包括程序、系統(tǒng)、芯片、邊緣設(shè)備以及云等基礎(chǔ)架構(gòu)。在不同的設(shè)備、軟件和平臺之間設(shè)置適當(dāng)?shù)膮f(xié)議和API，建立基于IoT的互操作，優(yōu)化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，并從數(shù)據(jù)中提取價值。
一
AIoT只能做預(yù)測性維護(hù)嗎？
一直以來，預(yù)測性維護(hù)都是AI+IoT在工業(yè)場景中的頭號應(yīng)用案例。基于AI分析的預(yù)測性維護(hù)，可以實現(xiàn)精準(zhǔn)管控，停機(jī)、停產(chǎn)時間最小化，在生產(chǎn)流程上減少產(chǎn)能浪費(fèi)。
然而預(yù)測性維護(hù)不論是在技術(shù)水平，應(yīng)用價值上都不能真正發(fā)揮出AI的力量。對于工業(yè)生產(chǎn)的價值，也僅止步于降本增效，并不能驅(qū)動創(chuàng)新，無法真正給工業(yè)企業(yè)帶來長期的增長助力。
隨著硬件設(shè)備的不斷升級，工業(yè)場景中的數(shù)據(jù)量持續(xù)快速增長，只有利用AI的分析能力，才能真正發(fā)掘工業(yè)大數(shù)據(jù)的價值。
AI+IoT在工業(yè)場景中的應(yīng)用潛力尚待挖掘，利用AI+IoT驅(qū)動的智能創(chuàng)新、智能自動化，將在未來的AI應(yīng)用中創(chuàng)造巨大的價值。
傳統(tǒng)的工業(yè)自動化產(chǎn)生于上世紀(jì)中葉，彼時的技術(shù)尚不足以支撐非線性、自適應(yīng)的制造系統(tǒng)。為了保證高效穩(wěn)定的運(yùn)行，幾十年來，工業(yè)自動化一直基于PLC編程，執(zhí)行線性的機(jī)械運(yùn)動，完成特定任務(wù)，而無法適應(yīng)變化，亦無法自我提升。
隨著數(shù)字技術(shù)的跨越式發(fā)展，數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)逐漸普及，為非線性、自適應(yīng)的主動型機(jī)器在工業(yè)場景中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
二
AIoT的工業(yè)場應(yīng)用模式
設(shè)計優(yōu)化：人工智能在智能創(chuàng)新方面的應(yīng)用，以助力產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真分析最為主要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，企業(yè)會產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)件和模型庫，在模型庫的優(yōu)化管理過程中，利用AI技術(shù)可以大幅提高企業(yè)知識庫的建設(shè)效率和應(yīng)用效率。
在多物理場仿真的過程中，AI技術(shù)可以更好地優(yōu)化模擬場，加快數(shù)據(jù)分析速度，優(yōu)化人工建模。而基于3D打印技術(shù)的材料仿真、拓?fù)鋬?yōu)化，也將受益于AI技術(shù)。
優(yōu)化排產(chǎn)：在現(xiàn)代化的數(shù)字工廠中，利用數(shù)字孿生技術(shù)對工廠的生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬分析。AIoT可以生成最優(yōu)的排產(chǎn)計劃，實現(xiàn)多邊界、多約束條件的高效排產(chǎn)。減少物料和產(chǎn)能浪費(fèi)，快速響應(yīng)工廠生產(chǎn)需求，提高生產(chǎn)效率。
優(yōu)化供應(yīng)鏈：覆蓋供應(yīng)鏈上下游的智能系統(tǒng)，可以監(jiān)控企業(yè)產(chǎn)品的全生命周期，利用AIoT智能核算數(shù)據(jù)。根據(jù)原材料報價、配件報價、產(chǎn)品報價、市場走勢，統(tǒng)籌產(chǎn)供銷，制定合理的策略，降庫存、減成本，優(yōu)化整個供應(yīng)鏈流程。
預(yù)測性維護(hù)：通過AIoT數(shù)據(jù)采集，以數(shù)字孿生模型為基礎(chǔ)，對工業(yè)流程中的各環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行模擬分析。預(yù)測設(shè)備一段時間內(nèi)的運(yùn)行情況，并根據(jù)運(yùn)行情況，實行精確維護(hù)，最大限度地降低宕機(jī)風(fēng)險，并縮短停機(jī)時間。
三
AIoT加速智能工業(yè)發(fā)展
在智能自動化方面，NVIDIA與Fanuc合作開發(fā)的自主學(xué)習(xí)AI機(jī)器手臂，真正為工業(yè)機(jī)器人賦予了智慧。機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等智能技術(shù)，將全自適應(yīng)、可自我提升的機(jī)器人變成了現(xiàn)實。
基于AI技術(shù)，無需人類編程，機(jī)器臂就可以自己實踐、學(xué)習(xí)如何完成任務(wù)，利用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化機(jī)械臂的動作，使之盡可能地接近任務(wù)目標(biāo)，例如抓取、堆疊等。同時，這一過程還可以通過機(jī)器人協(xié)同工作，累計更多數(shù)據(jù)，從而加速機(jī)器訓(xùn)練的過程。
在此之后，越來越多的AI機(jī)械臂產(chǎn)品出現(xiàn)在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，真正為工業(yè)加上了“智能”二字。把原本的線性、標(biāo)準(zhǔn)化、被動的工業(yè)場景，升級到了非線性、自適應(yīng)、自升級的更高維度。
在物流領(lǐng)域，DHL的目標(biāo)是到2028年制造10,000輛支持IoT的卡車運(yùn)輸車輛。DHL建立的Smart Trucking敏捷卡車模型，可以利用AIoT技術(shù)監(jiān)測卡車運(yùn)行情況，降低人力消耗和運(yùn)力成本，實現(xiàn)業(yè)務(wù)瘦身，提升業(yè)務(wù)效率。
通過AIoT的可靠性實時跟蹤系統(tǒng)，DHL在90%以上的運(yùn)輸線路中，實現(xiàn)了50%的時效提升。目前，DHL每天覆蓋全球400萬公里的10萬噸運(yùn)力均受益于AIoT平臺。
在工業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，施耐德電氣則推出了專注于變頻系統(tǒng)業(yè)務(wù)的人工智能機(jī)器人 “小嚴(yán)”。“小嚴(yán)”基于自然語言識別技術(shù)，增加了專注變頻系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識，以嵌入施耐德電氣變頻顧問的形式，24小時全天候在線響應(yīng)用戶關(guān)于變頻系統(tǒng)業(yè)務(wù)的咨詢需求。
作為施耐德EcoStruxure架構(gòu)中應(yīng)用、分析與服務(wù)層的典型應(yīng)用，施耐德電氣變頻顧問是施耐德電氣為客戶開發(fā)的一款針對變頻系統(tǒng)的數(shù)字化服務(wù)平臺，可以通過對客戶資產(chǎn)、設(shè)備、環(huán)境、人員操作數(shù)據(jù)和信息等進(jìn)行實時遠(yuǎn)程采集、存儲、分析和可視化，精確反映現(xiàn)場設(shè)備狀況。
盡管AIoT的概念相對較新，但其在工業(yè)領(lǐng)域的大量創(chuàng)新應(yīng)用，已經(jīng)使AIoT賦能工業(yè)成為智能制造時代的焦點(diǎn)。AIoT在工業(yè)、消費(fèi)品及服務(wù)行業(yè)中的增長勢頭正在逐年提升。
在未來，AI+IoT帶來的智能自動化、智能創(chuàng)新，將明顯提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)線良品率，加快產(chǎn)線部署、轉(zhuǎn)型速度，實現(xiàn)定制化、柔性生產(chǎn)。擴(kuò)大產(chǎn)量，提升質(zhì)量，保證企業(yè)長期穩(wěn)定的利潤增長。
