新一代人工智能赋能“扬州智造”路径研究
摘要：随着工业 4.0 时代的到来，中国传统制造业面临智能化、网络化转型升级，新一代人工智能技术赋能制造业转型升级。扬州市先进制造业围绕“323”重点领域集群发展，中小型企业走“专精特”发展道路，在制造业智能化改造、与现代服务业融合发展等方面有了一定的基础和积累。为了推进扬州制造业全面而深刻的智能化转变，本文就构筑智能制造产业生态系统提出政策建议。
关键词：人工智能;智能制造;融合发展
张志萍; 吕宵宵; 王萍 内燃机与配件 2022-01-24
0 引言
人工智能(Artificial Intelligence，简称 AI)最早由美国 McCarthy 等人于 1955 年提出，经过 60 多年的积累和沉淀，已经在自然语言、视觉理解、语音识别、大数据驱动学习、知识引导推理等发面取得了突破。随着互联网、大数据、云计算技术与实体经济深度融合，新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃发展。德国利用传统工业的硬件优势，通过信息技术对其进行智能化信息化改造，提出工业 4.0 的发展战略。美国利用信息技术优势，通过建立工业互联网联盟带动传统工业发展，启动再工业化战略。中国尚处于工业 2.0、 3.0 并行发展阶段，为了跑赢“信息技术”和“工业基础”双跑道，跨越式发展到工业 4.0，中国制造 2025 应运而生。
1 人工智能赋能制造业的内涵与方式
工业 4.0 给中国制造业带来了前所未有的机遇与挑战，为了在国际竞争中占据优势，实现制造企业向智能化、网络化转型任重而道远。新一代人工智能技术为制造业转型升级注入了新生命力，出现了无人车间、黑灯工厂等，人工智能对产业模式和生产组织形式将产生颠覆性变革，通过与制造业融合发展助力传统制造迈向先进制造、智能制造，提高制造企业在国际市场的竞争力[1-2]。
新一代人工智能技术赋能制造业体现在三方面。第一方面体现在产品智能化。制造业综合应用拟人化智能、网络通信、精密传感、全球定位系统等新兴技术，实现人与物、物与物之间交流，提升现有企业产品的技术含量，由功能化向智能化转变。第二方面体现在制造过程智能化。人工智能应用贯穿于制造业的全流程，不仅体现在制造环节智能化，更注重产品全生产周期的智能化，涵盖研发、生产、供应、销售、服务等环节。人工智能让制造业变得更聪明、更智慧，基于海量数据，结合大数据分析，通过机器学习、深度学习算法和人工智能等实现自决策、自执行、自诊断，为企业降本增效。例如，人工视觉检查产品存在质量效率低、精度不高的问题，通过应用图像分类、对象检测和实力分割算法，利用机器视觉以毫秒为单位快速识别出产品缺陷，对检测出有缺陷的产品提出修复方案，控制现场设备完成修复动作，提高良品率。基于需求预测模型，分析客户行为模式和趋势设计新产品、制定库存补货、评估供应商等，优化供应链，控制生产管理成本。人工智能技术还能实现设备健康管理。基于机器学习算法微调预测性维护系统，在事故发生前精准分析故障分类模式并预测可能的问题，面对设备的突发故障，迅速诊断故障原因，并提供解决方案。最后体现在售后服务智能化。将人工智能技术与售后服务相结合，降低服务和制造企业的人力资源成本，提供优质高效的智能客服。基于传感器等技术实时掌握产品的使用数据，通过性能分析、故障预测等为客户提供个性化的维护方案，避免因统一设定产品保养周期给客户带来的高额售后保养费用。
2 扬州市人工智能与制造业融合发展的基础及发展方向
2.1 集群发展先进制造业，推动扬州制造向扬州制造转型
立足地方发展条件和优势及现有产业基础，重点培育促进先进制造业集群，增强产业集群带动力，推动扬州制造向扬州智造转型。扬州市编制了《八大产业集群行动计划(2018-2020 年)》，对汽车、高端装备、微电子、服装、医药、食品、新能源、新型电力八个先进制造业集群发展提出针对性扶持政策，做到“一产一策”，如表 1 所示，把产业集群培育落实到具体的园区、项目、平台上，目标建成 3 个千亿级、2 个五百亿级和 3 个百亿级产业规模的(“323”)先进制造业集群。
2.2 培育专精特新“小巨人”企业，服务先进制造业集群
扬州市加快培育一批龙头骨干、专精特新小巨人企业，鼓励引导广大中小企业聚焦主业，改善经营管理，提升创新能力，走“专精特新”发展之路，成为先进制造业集群的中坚力量。扬州市建立了一千多家的培育企业库，出台《扬州市“千企升级”三年行动计划(2020-2022 年)实施方案》。获批 2019 年第一批国家级专精特新“小巨人”的三个企业，扬州东升汽车零部件股份有限公司主要制造汽车悬挂系统及稳定杆，江苏华富储能新技术股份有限公司的主导产品为储能电池及系统，江苏金陵特种涂料有限公司主要生产钛纳米高分子合金涂料[3]。近三年，扬州市累计共有 23 家企业入选国家级专精特新“小巨人”企业(新增情况如图 1 所示)。
扬州市以智能车间、智能工厂为重点开始示范企业培育，推动规模骨干企业自动化、信息化、智能化技术改造，为生产智能化和产品智能化提供基础。截至目前我市获批江苏省示范智能车间已累计达 61 家，计划利用五年时间，将建设规模扩大到 200 家以上。2018-2020 年获批省级示范智能车间情况如图 2 所示，入选的 31 家企业均来自扬州市“323”先进制造业集群，其中 11 家企业来自汽车及零部件产业集群、占比 36%，8 家企业来自微电子及软件和信息服务产业集群、占比 26%。
2.3 促进先进制造业与现代服务业深度融合，实现生产型制造向服务型制造转型
中国制造业虽然体量较大，但是存在能耗高、产品附加值低等问题。从“微笑曲线”来看，研发、销售附加值最高，目前，大多数制造业位于产业链的中低端，研发和销售环节最为薄弱，利润率位于微笑曲线的最低端。推动先进制造业和现代服务业(简称“两业”)深度融合，向微笑曲线更高端发起挑战，加强技术研发、销售、供应等环节，实现由生产型制造向服务型制造转型。面对先进制造业和现代服务业融合发展需求，为了构建现代产业体系，2020 年扬州共有 5 家企业、4 个集群和 1 个区域列入江苏省引领示范型两业融合首批试点名单(如表 2 所示)，通过试点探索两业融合的创新路径和有效机制。
3 对扬州市构筑智能制造产业生态系统的政策建议
通过新一代信息技术与先进制造业深度融合实现制造业融合发展，涵盖产业模式根本性变革、新型产业生态系统的构建和以工业互联网和信息-物理系统为核心的基础设施建设。扬州市已经明确了“323”先进制造业集群发展，在制造业智能化改造、与现代服务业融合发展等方面都有了一定的基础和积累。为了推进扬州制造向扬州智能转型升级提出一些建议。
3.1 强化智能制造关键性技术攻关
政府资助应重点支持基础技术和公共基础设施，尤其是工业互联网，加快区域 5G 网络建设覆盖，更好地支撑制造企业实现智造。为了解决关键装备与核心零部件受制于人的问题，在政府引导协调下，企业、科研院、高校联合攻关，鼓励企业建立智能制造创新中心，强化智能制造软件、硬件系统及相应的集成新产品等核心智能技术的研发，加快研发一批具有自主知识产权的核心技术及装备和关键零部件[4]。鼓励先进制造企业“走出去”，加强国际间科技合作和信息交流，利用国际创新资源提升核心技术的研发能力。
3.2 培育具有地方发展优势的智能制造业
政府要努力贯彻错位发展理念，利用我市在制造环节人工智能应用场景优化方面的发展优势，通过工业顶层设计，把智能制造产业打造成扬州的支柱产业。围绕“323”八个制造业重点领域，推进信息化、智能化技术改造，加强智能车间、智能工厂建设，培育一定数量的智能制造龙头企业，通过引领示范加快传统制造业智能化转型。
3.3 构建智能制造产业生态系统
制造企业内部需要打破不同部门之间“信息孤岛”，建立全流程的信息共享平台，实现任务流、数据流、信息流、资金流等信息的无缝连接。在智慧化环境下，培育与构建包含需求客户、智能装备企业、行业合作伙伴、业务合作伙伴等主体的智能制造生态系统，通过云制造生态系统连接产业上中下游，集成和共享产品设计研发、生产制造、物流配送、销售服务等信息，实现不同企业之间价值链重构、供应链协同等。
3.4 优化人工智能与制造业深度融合的产业发展环境
建立人才培养机制，在高等教育、职业培训体系中增设智能制造相关的课程和专业，适应智能制造产业发展对人才的新需求。实施人才引进战略，统筹我市人才引进计划，倾向于人工智能、智能制造相关领域海内外优秀人才引进。制定工业互联网安全标准和评估体系，建立监督检查、信息共享和通报、应急处置等管理制度，健全工业互联网应急工作机制，构建工业互联网创新服务载体，提升工业互联网安全保障能力和服务水平，建设与优化制造业转型升级与创新发展环境[5]。