制造业转型与人工智能技术之间的关系 如何应用人工智能技术

我这个报告的题目是人工智能与智能制造关键技术的应用以及发展趋势。我本人来自浙江大学，现在搞智能制造他们说既要懂信息化的技术，又要懂制造技术，两化融合首先是人才融合，如果你信息知识不懂，要搞智能制造很困难，光有信息技术，要把智能制造知识学到手也很困难。我本人初始学历很低，但是我比较好学，最后在三个学科都有一些成果，我最后是浙江大学数学系博士。

给我10几分钟，我就讲三个问题，第一个问题，为什么制造业转型要用人工智能技术？第二个问题，制造业转型要用到哪些人工智能技术？第三个问题，制造业转型怎么样应用人工智能技术？

制造业是人类赖以生存和发展的基础产业，是个古老的产业，但到20世纪末21世纪初，全球制造业发生了深刻的变化，这个变化来自两个部分，一个是企业外部的变化，过去以产品为中心，现在过渡到以市场为中心，进一步发展到以顾客为中心。企业外部的变化带来企业内部的变化，产品多样性、个性化的需求给制造企业带来挑战。我们非常痛心的看到，前两天有一条消息，机床行业两个大佬，大连机床厂开始向法院申请破产，沈阳机床厂了国家银行350亿的债务，正在考虑重组。

我在湖州机床厂工作过几年，对这两个机床厂顶礼膜拜，非常权威，现在他们要破产了，为什么他们不能适应现在的市场呢？从根本上来说，它不能适应市场的挑战，原来批量生产是没有问题的，现在向多样化、个性化的需求转变，带来的挑战。企业管理人员、工程技术人员和质量研究的科技人员在不同层面都面临一个新的研究课题，就是如何实现我国制造业的转型升级。

在新型技术的牵引下，制造业发生了深刻的变化，这个变化主要是向数字化、智能化、拟人化、绿色化方向发展。在这样的背景下，世界各国对制造业高度重视，纷纷出台了一些振兴制造业的战略计划，有三大战略计划比较知名，一个是美国先进制造业国家战略计划，强大三大有限突破技术，包括先进制造的感知控制、智能制造技术平台和先进材料制造。

德国推出了工业4.0，强调三大主题，智能工厂、智能生产、智能物流。

我们国家在中国工程院的建议下，工业和工信部都决定实施中国制造2025，主要解决三大核心问题，就是数字化制造、网络化制造和智能化制造。我们这个会已经开了三届了，中国制造2025起源于中国工程院的重大咨询项目，最近中国工程院推出了个重大咨询项目，得到了党中央、国务院的高度重视。

第一个是制造强国发展战略，这是中国制造2025的一个蓝本，一个建议稿。第二个是路甬祥提出了创新设计发展战略，中国制造业经过30多年改革开放取得了很大成绩，这个成绩不能否定，但是后来还有一句话，还存在很多的问题，我们不能因为只看到成绩，看不到问题，反过来，我们也不能只看到问题看不到成绩，两种偏激的观点我本人都不赞成，我们既存在很大的成绩，也存在很多的问题。

最大的问题是什么？创新设计不够，江苏、浙江等等，以纺织生产为主。路甬祥当机械工程会长的时候，提出了创新设计发展战略。

去年中国工程院潘云鹤院士提出了中国人工智能2.0的重大咨询项目。这三位领导非常凑巧，跟我本人都在学习工作上有很深的交集。在我的老家湖州实行中国制造2025示范城市的会议上说的，华中科技大学三代师生都来了，我本人是周济院长的学生，他给我上过课。潘云鹤、路甬祥都是我们浙江大学两任校长，而且他们两个的重点实验室我都兼任了副主任，这三个咨询项目我本人都参与了。

人工智能2.0主要有五个子课题，我也是大数据课题的主要负责人之一。

人工智能在很多领域都有应用，但是最典型的应用，一个是智能城市，第二个是智能制造，第三个是智能医疗。三大战略计划都把制造业作为重点，工信部部长苗圩在会议上提出，智能制造是我们推出中国制造2025的主要抓手，我觉得画龙点睛讲得非常对。什么是智能制造？现在众说纷纭。我本人通过研究总结了什么是智能制造？有两句话可以表明，第一个，智能制造是智能技术与制造技术的融合，第二个，我们的目的是用智能的技术解决制造业的问题，包括产品设计问题、加工问题、装配问题、全生命周期的问题等等。

制造业要用到哪些人工智能技术呢？我这里做了一个归纳，人工智能是这四个人在60年以前提出来的，但是在相当长的时间，人工智能技术发展的非常缓慢，最近几年人工智能炒热了，有四个热点，第一个热点就是波司登大狗的。就是美国波司登大学研发的，后来把它产业化的四条腿的机器人，能走能奔能跳能跑，现在学术界和工业界公认，我们现在搞机器人，它反映了机器人的最高水平，为什么呢？它的自主性非常好，能够自主决策走路。

第二个，我们现在搞智能制造，波司登大狗也是智能制造的产业，它本身是智能化产品，它的智能性非常强，可以学习决策，它又是智能制造的最高水平之一。波司登大狗一下炒热了，跨栏手段、旋转手段都是非常自如的。最近网络上推出了消息，波司登动力公司推出了两个机器人，跟我们人一样，而且行走、翻跟头、运动非常自如，智能化程度非常高。从技术观点上，波司登大狗有远程控制、负重爬坡、行进速度等等。

第二个热点就是智能手机，人工智能是不是离我们很远？其实不远，我们每个人都在用智能化手机，苹果公司推出了智能手机，一下颠覆了摩托罗拉和诺基亚。过去在杭州滨江有三个手机厂，我培养的很多优秀生被他们挖走了，工资非常高。现在这三个手机厂都不行了，技术在更新，技术在发展。

我们国家涌现了一批隐形冠军，中国有创新的企业，前几年我就感觉到了，最近几年业界已经公人了就是华为，华为是中国最具有创新性的企业。我想最近华为感觉到压力很大，为什么？苹果X推出来，过去五千六千块钱，现在苹果X拍卖1万块钱？为什么？虚拟现实、深度学习做进去了。

第三个是智能化汽车，时间关系，我不展开。

第四个热点，最近人工智能炒热了，就是阿尔法狗。阿尔法狗是下围棋的机器人，阿尔法狗不是狗，是go，go就是去。阿尔法什么意思？希腊字母的α，我们搞软件的人都知道，α、β就是试用版，换个角度说是不成熟的版，阿尔法这个名字取得很谦虚，适用版在进行中。

阿尔法狗对战韩国选手李世石取胜，今年对战柯洁主动人数，柯洁还发表一个微博，向阿尔法狗学到了不少新的方法。阿尔法狗为什么取胜呢？它采用了深度学习算法。

最近美国推出了阿尔法狗棋谱，通过自己学习可以构建知识库，你只要把下棋规则告诉他，百战百胜，到现在为止，没有人下得过它，非常厉害，说明人工智能四大热点非常关键。

人工智能为什么比较热呢？从技术观点看，它主要有八大关键技术，在我们制造业当中也可以用，第一个就是深度学习算法，第二个是增强学习算法，再一个是模式识别算法，一个是机器视觉算法，一个是数据搜索方法，一个是知识工程方法及一个是自然语言理解，一个是类脑交互决策。可那讯非做得非常好，在语音理解设备上，我们中国语言很丰富，语音理解的最高境界是什么呢？搞语言学的人知道，中国的唐诗有一句叫春风不度玉门关，含义是玉门关一片萧条，秋天的景象，万物萧条。但是你要理解到，不大容易。科大讯飞做得非常好，而且现在高新技术发展的很快，很大程度是科大讯飞带动的，它可以带动几千亿产能通过附加设备。一项技术了，对产业的带动非常大。

但是人工智能的最高境界，就是类脑交互决策。专门搞计算机的专家也在研究，也有很大进展。对于我们制造业来说，这八大算法，我们制造业做到自感知、自适应、自学习、自决策。

第三个问题，我讲一讲制造业转型如何用人工智能技术。制造业的应用屈院长讲的非常好，我个人理解就是培养千百万工匠，中国要从制造大国走向制造强国，没有千百万的工匠是不行的。工匠怎么培养呢？过去很大程度是师傅带徒弟，我这个徒弟进工厂操作，我本人就是学徒工出身。比如我加工一个复合材料的零件，土地不知道，只好问师傅。

现在看起来，市带徒弟至少有三点局限性，第一点，现在新材料、新工艺很多，师傅也不知道，严格来说，任何人的知识总是有限的，老材料、老工艺是也不一定全部知道。第二点，很多师傅操作是很熟练的，但是你要教别人，就需要知识表达，甚至知识建模，建立一个模型才能共享，这是师傅的短项，很多师傅的操作没有问题，但是要教别人是有难度的。第三点，旧社会里有一句话叫教会了徒弟饿死了师傅，师傅要留一手。

我们现在搞智能制造，我认为最宝贵的，就是把千百万师傅的宝贵知识、宝贵经验总结出来。目标是什么呢？过去的产品拍个照片，非要请个专业摄影师来，没有经过专业培训，照片是拍不好的。现在谁拿手机出来都可以拍漂亮的照片。根据加工的要求，向你推送一个智能化加工方案，按照这个方案，我们加工的质量是最好的，加工的效率是最高的，加工的成本是最低的，我们不仅要把师傅的经验总结出来，而且要把制造加工的知识总结出来，把我们管理人员的经验总结出来，把服务人员的知识总结出来，用知识工程牵引智能制造。

非常高兴的是，前几天工程院开会，就人工智能2.0指导下的智能制造，周济院长又搞了新的课题，也提了这个观点。我们在座的领导经常出差住旅馆，服务还是跟不上，软实力跟不上，制造企业也是这样，大连机床厂设备不好吗？射阳机床厂的设备一大批，但就是经营、管理、设备不行，生产的老机床卖不掉，新机床生产不出来，创新能力不足。从苹果到华为，手机过半年一念旧推出新款，这是主要的。

智能制造包括职能产品的智能化、制造过程的智能化和制造工具的智能化。

从智能手机逐步过渡到智能终端，我们要营造一个智能家居，智能家居我们因延伸到智能装备，无人驾驶很热，我们要无人系统。

人工智能在智能制造中的应用，还有四个方面的问题需要关注，第一个问题就是智能化硬件，我们现在用机器人、传感器搞智能制造、自动化流水线都非常好，但是非常遗憾，很多企业智能硬件都是进口的，我们国家在智能硬件方面要加强投入、加强研发。

第二个就是智能算法，我们前面讲了很多算法，也用了很多算法，但是中国自己的算法还是偏少的，基本上没有。我们要掌握核心技术，现在企业最缺少的就是核心技术，怎么样掌握核心技术呢？就要通过基础研究和应用基础。苹果大家都想吃，但是种苹果的事关心的少。我们搞人工智能在制造业当中的应用，搞智能制造要从算法开始，要从基础研究开始，我们才能掌握它的核心技术。

第三个，人才是第一位的。

再一个，人工智能的应用驱动。我们要找到很好的应用点，这个应用点能够在行业当中有示范效应，美国很早又开始了，但是中国的语音设备更困难一点，因为中国的方言太多，特别是浙江人、福建人讲话，北方人都不懂，它要是能够识别出来方言是非常不容易的。科大讯飞的成功就是它智能应用做得比较好。

我本人的小团队也做了很多装备制造业数字化、信息化和智能化方面的工作，帮助企业解决了不少问题，包括超大型的空分、高档数控机床等等。

我把我的联系团队发一下，因为时间关系，没有充分展开。我们欢迎在座的各位领导、各位专家、各位企业家到杭州来，到我们浙江大学来进行技术交流、项目合作、人才培养等等。