1.3 “智能+”賦能制造的內(nèi)容

所謂“智能+”賦能制造，是基于企業(yè)層面的廣義智能化和智能制造，不僅包括“人工智能+”對制造的賦能，還包含“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)+”的賦能。雖然人工智能技術發(fā)展已久，但真正把“智能+”賦能到制造業(yè)層面主要是依賴互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的發(fā)展。“互聯(lián)網(wǎng)+”不僅提供了“智能+”賦能制造需要的數(shù)據(jù)采集通道，實施“智能+”的渠道，還提供了互聯(lián)網(wǎng)思維、互聯(lián)網(wǎng)變革的“智能+”思想變革基礎。同樣，“大數(shù)據(jù)+”既提供了“智能+”賦能制造的基礎生產(chǎn)資料的數(shù)據(jù)，也提供了思想變革的大數(shù)據(jù)思維模式和數(shù)據(jù)革命基礎。當今的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐步過渡成為智聯(lián)網(wǎng)，智能終端遍布網(wǎng)絡，大數(shù)據(jù)的處理和應用也離不開人工智能算法，三者是推動當今世界第四次工業(yè)革命的核心科技——新一代信息技術的三根最重要的支柱，有著彼此交融的“三位一體”的關系。脫離互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，單一從人工智能視角看待“智能+”賦能制造會過于狹隘，也無法客觀反映彼此交融、共同賦能的本質。

“智能+”賦能制造的內(nèi)容遠遠超過智能制造的范疇，主要體現(xiàn)在以下四個方面：

● 一是“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)+”“人工智能+”等技術賦能傳統(tǒng)制造業(yè)，實現(xiàn)用新一代信息技術賦能改造成為高新技術企業(yè)的過程，也包括這些技術成果轉化衍生出新的高新技術產(chǎn)品、新興產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)。

● 二是智能制造的智能工廠、智慧物流、智能供應鏈等，是實現(xiàn)工業(yè)4.0制造業(yè)運營方式的改變過程。

● 三是在互聯(lián)網(wǎng)思維、大數(shù)據(jù)思維和AI思維影響下，產(chǎn)品和供應鏈經(jīng)營轉型為平臺經(jīng)營、生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營的商業(yè)模式。

● 四是包括制造業(yè)由第二產(chǎn)業(yè)轉變?yōu)榕c第三產(chǎn)業(yè)融合或服務型制造的新產(chǎn)業(yè)形態(tài)的演化過程，工業(yè)經(jīng)濟狀態(tài)通過“智能+”賦能過渡到數(shù)字經(jīng)濟、智能經(jīng)濟的經(jīng)濟模式轉化過程等內(nèi)容。

1.3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”賦能制造

“互聯(lián)網(wǎng)+”賦能制造的本質是制造企業(yè)如何利用互聯(lián)網(wǎng)提升自身能力的問題，一般認為是網(wǎng)絡化制造，但其不只是改變了制造企業(yè)生產(chǎn)制造及運營管理模式。互聯(lián)網(wǎng)思維給予制造業(yè)的賦能是革命性的，涉及方方面面，包括制造業(yè)的服務化轉型、由工業(yè)經(jīng)濟向數(shù)字經(jīng)濟過渡等豐富內(nèi)涵。“互聯(lián)網(wǎng)+”賦能制造主要表現(xiàn)為用互聯(lián)網(wǎng)思維改變制造企業(yè)的商業(yè)模式，用互聯(lián)網(wǎng)基本功能改變制造企業(yè)的產(chǎn)品及運營狀況。

1．互聯(lián)網(wǎng)思維

互聯(lián)網(wǎng)思維顛覆了很多傳統(tǒng)的制造觀念和做法，也是新產(chǎn)業(yè)革命的操盤手，其內(nèi)涵十分豐富，與制造直接相關的主要表現(xiàn)有如下方面：

（1）個人帝國主義。自企業(yè)、自媒體、自金融等以個人為中心的商業(yè)行為成為可能，如網(wǎng)紅的商業(yè)價值、個人從事的微商等，通過互聯(lián)網(wǎng)的廣泛集結，既可以改變傳統(tǒng)的集中管理、按時工作的辦公方式，也可以顛覆員工與老板的關系等。

（2）免費賺錢是常態(tài)。互聯(lián)網(wǎng)世界里流行一句諺語：“羊毛出在狗身上，豬來買單。”羊毛表示利潤，狗表示消費者、用戶，豬表示廣告商或投資者。意思是只要通過互聯(lián)網(wǎng)積累足夠多的用戶，并且為用戶做好服務，有了好的用戶體驗之后，投資者就會聞風而來，企業(yè)進而獲得投資，產(chǎn)品才有可能上市，賺取利潤。這顛覆了“羊毛出在羊身上”的傳統(tǒng)買賣關系，即“羊毛出在豬身上”。小米的商業(yè)模式便是：在看得見的部分可以不掙錢，卻用別的方式掙，比如用金融、服務增值等創(chuàng)造利潤，不見得直接從產(chǎn)品本身賺錢，而是讓免費賺錢成為常態(tài)。至今，微信還是免費使用，但騰訊公司的收益頗豐。“甲方賣東西，乙方買東西，而丙方搶著來買單”是對互聯(lián)網(wǎng)思維的概括。

（3）用戶本位主義及粉絲消費。互聯(lián)網(wǎng)使粉絲成了劃分消費者群體的重要標志，也是精準營銷重點關注的領域。報紙、廣播和電視等傳統(tǒng)促銷模式受到互聯(lián)網(wǎng)的巨大沖擊，粉絲消費成了商家必選的重要渠道之一。比如《戰(zhàn)狼II》《建國大業(yè)》等電影，為了拉升票房收入，也會在影片中放入不同粉絲的偶像。所以，隨著電商模式的普及，網(wǎng)紅成為商家賴以促銷產(chǎn)品的廣告明星，顛覆了單純依靠影視和體育明星推廣宣傳的局面。其他如顛覆傳統(tǒng)成本、利潤計算方法的價值鏈創(chuàng)新模式，品牌、資本價值，有形、無形資產(chǎn)價值等在互聯(lián)網(wǎng)思維賦能下都發(fā)生了根本性、革命性的變化。互聯(lián)網(wǎng)思維的賦能已經(jīng)衍生了很多新業(yè)態(tài)。

2．互聯(lián)網(wǎng)賦能制造

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為當今人類賴以生存的重要工具，其作用和重要意義不言而喻。本書從互聯(lián)網(wǎng)本質功能的視角將互聯(lián)網(wǎng)賦能概括為四個方面。

（1）相互連接與信息交換。相互連接與信息交換功能是互聯(lián)網(wǎng)最基本的功能，主要是借助互聯(lián)網(wǎng)進行網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間的連接與通信。信息交換包括獲取信息（查閱、瀏覽、下載等）、展示信息（新媒體、廣告、娛樂等）和交互信息（網(wǎng)絡社區(qū)、網(wǎng)絡營銷、即時通信等）三個方面。互聯(lián)網(wǎng)的信息交換徹底改變了傳統(tǒng)的模式，目前普遍采用的微信、Facebook、早期流行的QQ、博客等都是通過互聯(lián)網(wǎng)進行信息交流的工具平臺。制造業(yè)信息化的主要功能就是通過網(wǎng)絡進行制造信息的實時交換。制造業(yè)通過網(wǎng)絡可以實現(xiàn)萬物互聯(lián)，打破時空界限，實現(xiàn)全球范圍的實時網(wǎng)絡化動態(tài)運營管理模式。

（2）資源共享。通過網(wǎng)絡可以即時共享各種信息、資料、指令等資源，甚至包括網(wǎng)絡中的計算機軟件、硬件、數(shù)據(jù)和一些可以共享的外部設備等。萬物互聯(lián)后，互聯(lián)網(wǎng)的資源池變得無比強大，通過網(wǎng)絡鏈接的資源都可以共享。網(wǎng)絡使用的便捷性等特點，使得在網(wǎng)上使用共享資源成為人類的首選，如查閱資料、租賃網(wǎng)絡空間、使用云計算資源、遠程租賃服務器、軟件租賃等，應用十分廣泛。制造業(yè)通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的賦能可以打破企業(yè)邊界，通過資源共享實現(xiàn)經(jīng)營生態(tài)系統(tǒng)的平臺化運營模式，邁向云制造。

（3）分布式處理。分布式處理就是將若干臺計算機或帶有網(wǎng)絡接口的終端設備通過網(wǎng)絡連接起來，將一個程序分散到這幾臺計算機或終端設備中去同時運行。如多臺服務器提供優(yōu)化計算能力的負載均衡，普遍應用的云計算，當今研究和應用前沿的邊緣計算等都是分布式處理方面的應用。通過網(wǎng)絡進行分布式處理的應用很多，如制造企業(yè)普遍使用的ERP實際上就是制造資源分布式管理的典型應用。制造業(yè)通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的賦能，通過分布式處理技術實現(xiàn)向云計算、邊緣計算、區(qū)塊鏈等數(shù)字經(jīng)濟的轉型，制造企業(yè)向軟件企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的形態(tài)轉變。

（4）對分散對象的實時集中控制和管理。把分散對象用互聯(lián)網(wǎng)進行連接，實現(xiàn)實時集中控制和管理。典型的例子有企業(yè)的管理信息系統(tǒng)（Management Information System, MIS）、商業(yè)信息管理系統(tǒng)、銀行信息管理系統(tǒng)，以及國家、部委宏觀經(jīng)濟決策系統(tǒng)等。當今全球日益重視的網(wǎng)絡空間安全管理、基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的社會綜合治理系統(tǒng)等也都是集中管控的例子。制造業(yè)的集團管控模式（戰(zhàn)略管控、財務管控和運營管控）常常借助互聯(lián)網(wǎng)和相關應用軟件系統(tǒng)進行，也包括遠程網(wǎng)絡化制造資源的動態(tài)調(diào)度、設備的遠程維護、在線實時監(jiān)控等。通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的賦能，制造企業(yè)得以對分散對象進行實時集中控制和管理，從而實現(xiàn)基于動態(tài)聯(lián)盟、虛擬企業(yè)的敏捷制造模式。

1.3.2 “大數(shù)據(jù)+”賦能制造

雖然大數(shù)據(jù)被人們普遍看好，但深化應用的時間并不長，所以，“大數(shù)據(jù)+”賦能制造的具體內(nèi)涵、內(nèi)容和方法等都處于探討之中。本節(jié)嘗試著解讀“大數(shù)據(jù)+”賦能制造的基本內(nèi)容。

1．大數(shù)據(jù)概念

隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)量已經(jīng)大到無法在有限時間內(nèi)用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫軟件技術和普通服務器等硬件工具來進行感知、獲取、管理及處理，由此產(chǎn)生了大數(shù)據(jù)技術。20世紀80年代，美國阿爾文·托夫勒（Alvin Toffler）在《第三次浪潮》一書中首次提出大數(shù)據(jù)的概念，用來形容巨大的數(shù)據(jù)量，但直到今日，大數(shù)據(jù)的基本概念仍未形成統(tǒng)一的定論。根據(jù)維基百科的定義，大數(shù)據(jù)指的是所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模巨大到無法通過人工在合理時間內(nèi)完成截取、管理、處理并整理成為人類所能解讀的信息。根據(jù)麥肯錫全球研究院（MGI）的定義，大數(shù)據(jù)是指無法在一定時間內(nèi)用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具對其內(nèi)容進行抓取、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。根據(jù)美國國家標準與技術研究院（NIST）的定義，大數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)量大、獲取速度快或形態(tài)多樣的數(shù)據(jù)，難以用傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)分析方法進行有效分析，或需要大規(guī)模的水平擴展才能高效處理的數(shù)據(jù)。最為流行的大數(shù)據(jù)定義來自于維克托·邁爾-舍恩伯格（Viktor Mayer-Schnberger）和肯尼思·庫克耶（Kenneth Cukier）的《大數(shù)據(jù)時代》。他們的定義針對互聯(lián)網(wǎng)和社會環(huán)境中的大數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)工程的技術挑戰(zhàn)方面提出，認為大數(shù)據(jù)具有4V特性，即volume（數(shù)據(jù)量大）、velocity（流動速度快）、veracity（準確性）和variety（來源多樣）。

制造業(yè)大數(shù)據(jù)或者說工業(yè)大數(shù)據(jù)指的是在互聯(lián)網(wǎng)知識和信息的爆炸時代，工業(yè)軟件應用日趨復雜、深入、普及的狀況下，特別是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及應用，所催生的一種具有大體量、多樣化和復雜結構的制造數(shù)據(jù)，在存儲、分析和可視化方面應用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式存在一定困難，很難用標準的數(shù)據(jù)庫管理或分析工具進行處理的數(shù)據(jù)集合。

2．大數(shù)據(jù)賦能制造

制造業(yè)中的大數(shù)據(jù)指的是制造業(yè)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)賦能制造業(yè)目前是很火的行業(yè)熱詞，中國工程院院士、中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會理事長、中國產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院名譽院長鄔賀銓在一次演講中曾提出制造大數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)制造。20世紀六七十年代甚至80年代，企業(yè)記錄生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)大都是通過手工填寫，存在文件柜內(nèi)，而產(chǎn)品設計、工藝數(shù)據(jù)是用圖紙形式表達，以紙質材料保存為主。隨著工業(yè)自動化、信息化的普及應用，人們開始及時收集各種各樣的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，并且盡量計算機化。

隨著數(shù)據(jù)計算能力的提高，云計算模式的應用普及，數(shù)據(jù)存儲能力也在不斷提高，成本不斷降低。與此同時，工業(yè)自動化、網(wǎng)絡化制造的普及應用，特別是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的興起，大大促進了工業(yè)大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和應用。例如，羅爾斯·羅伊斯公司是全球最大的飛機發(fā)動機租賃公司，2014年馬來西亞航空公司MH370波音777飛機失聯(lián)事件震驚中外，雖然至今仍是個謎團，但當時由羅爾斯·羅伊斯公司負責動態(tài)監(jiān)控的發(fā)動機數(shù)據(jù)是傳出去的，共傳了7次，據(jù)此判斷它飛了7個小時。馬航出事后，為避免類似事故再次發(fā)生，全球160多個國家在日內(nèi)瓦達成國際協(xié)定，要求全球客機今后至少每15分鐘報告一次位置。

工業(yè)大數(shù)據(jù)相較于消費大數(shù)據(jù)有很大不同，有其自身的特點。

● 工業(yè)大數(shù)據(jù)通常要求準確。在消費領域，比如阿里巴巴若要根據(jù)淘寶的數(shù)據(jù)判斷商業(yè)行為，準確率不必很高，90%即可；而工業(yè)控制等領域準確率起碼要達到99%，軌道交通則更要準確無誤。

● 數(shù)據(jù)量大，只要生產(chǎn)線不停，就會源源不斷地產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

● 多樣性、異構性的數(shù)據(jù)差異，有的差別很大，有的很小。因為工序在變化，供應參數(shù)在變化，時間上往往24小時不間斷，有狀態(tài)性的，有突發(fā)性的，有周期性的，很多數(shù)據(jù)是沒有標記的。

● 生產(chǎn)線環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)有的需要同步，即實時性要求，如實時的監(jiān)控和預警（鄔賀銓，2017）。

如果沒有行業(yè)的知識，則很難理解工業(yè)數(shù)據(jù)，所以它對專業(yè)基礎能力要求相當高。大數(shù)據(jù)賦能制造尚需研究和探討，目前還沒有一個通用的模式、成熟的理論體系，但是應用領域是十分廣泛的，如客戶消費規(guī)律的挖掘、機械設備的故障預測等。

1.3.3 “人工智能+”賦能制造業(yè)

《未來簡史》作者尤瓦爾·赫拉利（Yuval Noah Harari）曾在首屆XWorld大會上表示，人類的發(fā)展已經(jīng)到了巨變的前夜，而互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)正是催生這次變革的推動因素。以人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術為代表的智能革命正在悄然發(fā)生，人、社會、商業(yè)將再一次迎來進化拐點。“人工智能+”賦能制造指的是如何利用人工智能技術輔助制造，最核心的內(nèi)容就是智能制造。

1．人工智能技術與應用

在信息社會，人類除自身的智能以外，正在獲得體外的第二智能——人工智能。人們正在構造各式各樣的智能仿真系統(tǒng)，通過設計各種算法使用機器模擬人的思維過程，進而代替人完成相應的工作。人工智能的應用領域十分寬廣。首先，智能機器人能夠執(zhí)行人類給出的任務，替代人進行工作。機器人往往有多個傳感器，能夠檢測到來自現(xiàn)實世界的光、熱、溫度、運動、聲音、碰撞和壓力等數(shù)據(jù)，其高效的處理器可以智能化處理這些數(shù)據(jù)，并且能夠從錯誤中吸取教訓來適應新的環(huán)境。目前機器人已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)，如工業(yè)機器人、生活機器人等，特斯拉的無人自動駕駛汽車也屬于機器人范疇。其次，機器視覺系統(tǒng)目前在社會中普遍使用，比如間諜飛機拍攝照片，用于計算空間信息或區(qū)域地圖，警方使用的計算機軟件可以識別數(shù)據(jù)庫里面存儲的肖像，從而識別犯罪者的臉部。最常用的車牌識別軟件也是機器視覺系統(tǒng)。再次，專家系統(tǒng)集成了機器、軟件和特殊信息，為用戶提供解釋和建議，具有推理、判斷、學習等常規(guī)信息系統(tǒng)不具備的類似專家才有的功能，目前應用十分廣泛，在制造業(yè)也有所應用。最后，模擬人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)也在故障診斷、圖像處理、模式識別等領域有著成功的應用。自然語言理解、語音識別、手寫識別等在制造業(yè)中應用不多。

2．人工智能賦能制造

“人工智能+”賦能制造也處于不斷變化的快速發(fā)展時期。圖1-1從賦能制造范圍、關鍵技術、用戶參與程度、主要目標四個維度闡述人工智能賦能制造內(nèi)涵的演化過程。

（1）從制造范圍的角度來看，“人工智能+”賦能制造的范圍在不斷擴大。縱向上，從智能裝備漸漸發(fā)展到智能車間，并從智能車間快速擴大到整個智能企業(yè)；橫向上，從無階躍性躍遷至智能供應鏈，并從智能供應鏈迅速延伸至整個智能制造產(chǎn)業(yè)鏈；在端到端上，從無階躍性發(fā)展到圍繞產(chǎn)品全生命周期的整個智能制造生態(tài)系統(tǒng)。

（2）從關鍵技術的角度來看，在“人工智能+”賦能制造的不同發(fā)展階段，作為支撐的關鍵技術可大致分為制造基礎技術、信息技術、人工智能技術與決策技術。在智能制造的演化過程中，這四類技術或者發(fā)生漸進式變化，或者發(fā)生階躍式變化，或者兼有。

（3）從客戶參與程度的角度來看，在“人工智能+”賦能制造的早期，企業(yè)采用大批量生產(chǎn)方式，產(chǎn)品類型單一，客戶僅僅是購買者，與企業(yè)并無任何互動，此時的客戶參與程度為購買式參與。在智能制造的中期，企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品類型有所增加，顧客有了選擇的權利，可以購買與他們需求最接近的產(chǎn)品，此時的客戶參與程度為選擇式參與。近年來，顧客個性化需求凸顯并且重視產(chǎn)品的真實性，顧客參與產(chǎn)品設計甚至產(chǎn)品全生命周期所有活動的趨勢顯著，此時的客戶參與程度為設計式（全程）參與。

（4）從主要目標的角度來看，早期的“人工智能+”賦能制造主要是為了滿足大規(guī)模的生產(chǎn)需求。中期主要目標則是滿足大規(guī)模定制需求、延伸價值鏈及實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性。其中，延伸價值鏈是指將企業(yè)的價值區(qū)域從傳統(tǒng)的制造環(huán)節(jié)延伸至成品儲運、市場營銷、售后服務三個環(huán)節(jié)。而演化至今的“人工智能+”賦能制造主要是實現(xiàn)四大目標，分別是滿足個性化定制需求、提升產(chǎn)品品質、拓展價值空間、實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性。其中拓展價值空間一方面是指通過產(chǎn)品創(chuàng)新提升產(chǎn)品原有的附加值，另一方面是通過遠程升級與運維、在線監(jiān)控、云制造等新服務業(yè)態(tài)創(chuàng)造新的產(chǎn)品價值。