制造業的 AI 建議書

文:文 / 宋華振2025年 第1期

  一、工業 AI 的數據保護與知識提取的難題

  作者 : 在和一些企業的交流后,我感覺在工業領域里,大 家對于 AI 究竟如何落地很迫切的需求。但是,他們的顧慮在于 兩個方面,首先,AI 企業對于現場的了解匱乏,并且也缺乏相 應的人才;其次,他們又不愿意將這些制造中的 Know-How 與 AI 企業分享。這個對于 AI 的推進是個非常現實的難題,您 如何看待并給出一些建議?

  管震:這是個老大難問題,其實在工業互聯網時代就存在, 做設備的不懂現場,懂現場的不懂數據,懂 IT 的不懂工業, 2017 年我們提出來工業還是應該回歸松耦合,讓專業的人做專 業的事情,但專業的事情做了以后呢?沒有人可以站在更高的 維度來看這些站在不同注意力(Attention)角度之上的平衡即 全局,而工業提效或者降本不僅要解決局部問題,更要講全局, 不僅是一家企業,價值鏈的延伸同樣如此。如果一家鏈主企業 把供應鏈上的供應商都逼到絕境,這家企業也不能獨善其身。

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圖 -2024 年廣州自動化展 , 與管老師中午小敘

  工業互聯網時代沒有答案,有了 AI 之后就有了解答。如 果對這次大模型帶來的多注意力機制有了解就立刻能聯想到, 所以我們有以下幾點考量:

  1. 全局視角與局部優化的平衡難題

  工業系統的復雜性在于“牽一發而動全身”。過去工業互 聯網的嘗試常陷入“局部優化陷阱”——設備供應商只關心設備 效率,IT 企業聚焦數據管道,OT 團隊守護產線穩定,卻無人能 站在全價值鏈維度統籌鋼產量、庫存周轉、能耗成本的三角關系。

  破局點在于 AI 的多注意力機制:大模型可同時關注設備 振動信號、原材料批次質量、訂單交付緊急度等多模態數據, 在動態博弈中尋找帕累托最優。例如通過引入智能體的調度模 型,將高爐煤氣利用率提升的同時,降低庫存積壓,一次干不好, 可以干兩次;兩次干不好,那就來一千次,可以是由模型來模擬, 也可以在實踐中讓智能體不斷自省,找到平衡點。

  2. 制造業的 Know-How 至關重要

  無論是工藝配方還是財務透明度都是不傳之秘,這些知識 基本上不存在與別人共享的可能,一定要尊重這一點,所以解 決問題需要從這個基礎開始,當然到目前人工智能技術的發展 有三樣工具可以逐漸解開這一死結:

  (1)第一工具:聯邦知識蒸餾

  通過參數隔離技術,讓 AI 在不接觸原始數據的情況下學 習知識精華。如半導體企業 A 的缺陷檢測模型,將其預測邏輯 蒸餾成輕量級規則注入企業 B 的本地模型,實現知識遷移而不 泄露晶圓圖案細節。

  (2)第二工具:因果推理增強

  用因果鏈分析取代傳統關聯分析,讓 AI 理解“溫度提升導 致良率下降”的本質是冷卻速率不足,而非簡單統計關聯,這 種多頭注意力機制的引入使企業可以跨設備、部門共享因果機 制而不是僅僅依賴某設備的具體參數。

  (3)第三工具:數字契約

  基于區塊鏈的智能合約,確保工藝參數的使用權與所有權 分離。例如化工企業將催化劑配方加密后上鏈,AI 企業調用時 需支付 Token 并獲得有限次數的計算權限,雖然這種基于區塊 鏈的。

  果然是“術業有專攻”,這里提到的幾個點,的確可能會 是對 AI 不大了解的朋友不清楚。原來也可以通過“知識蒸餾” 來實現“隔離”。并且提到的“因果推理增強”,這可以降低算 力需求且能更為實時的推理。數字契約也是一個很好的辦法。

  二、AI 人才培養的三明治模型

  人才不是即刻就能產生,人工智能從某種意義上發展太快 了,普遍意義上的制造業不能指望來多個人工智能人才來實現自 身的人工智能戰略,而且這個前提是制造業企業要知道自己的人 工智能戰略是什么。我們假設已經知道 AI 戰略是什么了,那么 就可以按以下操作:

  頂層:培養 3-5 名 AI 戰略架構師,需同時理解精益生產與 機器學習特性,負責制定 AI 與業務融合的頂層邏輯。如果沒有, 可以先成立一個 AI 實驗室,負責引入合作伙伴來推動 AI 戰略的 規劃和實現。

  中間層:通過低代碼 AI 平臺武裝工藝工程師,使其能自主 開發預測性維護等場景應用。

  基層:與職業院校共建工業 AI 技工認證體系,培養會操作 智能質檢設備、能理解模型報警含義的新型藍領,未來懂 AI 能 力的產業工人比傳統產業工人的效率更高。

  管老師預設的是“AI 戰略清晰”,其實,可能就是目前很多 企業發展 AI 的第一大難題。我們經常說做正確的事,才能正確 地做事。對于制造業而言, 能夠清晰的認識到 AI 與自身的“爆點” 在哪里,本身就是“AI 人才”的一種“前置能力”。很多企業對 于 AI 是模糊的—它是什么?它能干什么?它能在我這里干什么,

  這件事情就很難。因此,可能制造業領域還是需要很多像管老師 這樣能夠在 AI 技術和產業之間建立橋梁的專家。

  三、如何平衡 IT 與 OT 的碰撞

  作者:從事 IT 和 OT 的人思考問題是不一樣的,在我看來 其實是兩個方向,一個是自上而下,一個是自下而上。前者從 全局看局部,但有可能你的全局未考慮現實的局部而無法推進, 后者從問題來反推,但有可能解決了局部但缺乏全局的問題解 決。如何在這兩者間形成平衡?

  管震:人的思維有死角、有成見,但理論上 AI 不會,所以第一是建立起多級 Agent 驅動的企業運營管理模型,第二是 讓這些 Agent 都具備快速反省的能力,讓他們在實踐中動態調 整策略。IT 與 OT 的沖突本質是確定性系統與不確定性系統的 碰撞。OT 要求 99.99% 穩定,IT 追求敏捷迭代。平衡二者需構 建“雙環學習”體系:

  第一環:Agent 驅動的實時決策層

  1、在邊緣側部署物理信息 Agent,直接連接 PLC 與傳感器, 執行毫秒級控制(如緊急停機)。

  2、在車間級部署資源優化 Agent,將 IT 和 OT 系統、數 據連接起來,協調多產線資源分配。

  3、在供應鏈級別設計博弈優化 Agent,將局部和全局統 籌起來,并在模擬和實踐中獲得其優化路徑。

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  第二環:因果反事實推理層

  工業知識的價值不在于靜態存儲,而在于動態演化與主動 創造。真正的知識工場需要實現“數據 →知識 →決策 →驗證” 的閉環。原來這一環節都是依賴老師傅的經驗,但在 AI 背景下, 這個閉環可以通過事實推理和因果算法來推導關鍵路徑權重, 更科學地沉淀企業的 Know-How

  1、當出現異常(如某批次產品硬度超標) ,系統不僅定 位直接原因(淬火時間不足) ,更能模擬“如果當時延長回火 時間會怎樣”,通過反事實推演優化工藝知識庫。

  2、知識庫很重要,我更愿意叫知識工場,不僅僅是找個 大模型把一堆文檔丟進去,然后可以聊天,而是要保證這個知 識工場能不斷更新、接入實時的數據、把不同的數據源、知識 整合起來,當每個生產異常、每次改進都能觸發數百次數千次 虛擬世界的“如果當時…”,工業就真正進入了用計算創造知識 的時代。

  四、制造企業的 AI 戰略制定建議

  作者 : 能力在任何時候都是關鍵,不管是企業的整體能力,還是團隊中的個體能力—那么,對于推進 AI 項目,企業應該有 怎么樣的能力培養或者團隊建設?是否需要借助于外力來進行 這項工作?

  管震:工業 AI 的落地不是“買一個模型就能用”的簡單任 務,而是需要企業從戰略認知、組織能力到技術儲備的全面升級。 這就像攀登珠峰,既需要清晰的路線圖,也需要專業的向導和 扎實的訓練。以下是企業能力建設的“三步走”策略:

  第一步:明確 AI 能力建設的“金字塔”模型

  1. 頂層:戰略決策能力

  (1)核心目標:讓管理層理解 AI 的邊界與價值,避免“AI 萬能論”或“AI 無用論”的極端認知。

  (2)培養方式:

  ·組織高管參加工業 AI 戰略工作坊,通過案例拆解理解 AI 如何創造業務價值,高管的認知和經驗投入是企業 AI 戰略的重 要起點。

引入 AI 成熟度評估模型,幫助企業定位當前階段(如 L1

  數據采集→ L5 全流程優化),制定 3-5 年 AI 路線圖。

  2. 中層:業務融合能力

  (1)核心目標:讓業務骨干(如生產經理、工藝工程師) 具備“用 AI 思維解決問題”的能力。

  (2)培養方式:

  ·開展 AI+ 精益生產雙軌培訓,教會工程師如何將六西格瑪 問題轉化為機器學習任務。

  ·開發或者引入低代碼 AI 工具鏈,讓業務人員能自主完成 80% 的常規分析任務(如設備健康度評分、質量異常分類)。

  3. 基層:數據操作能力

  (1)核心目標:讓一線員工(如設備操作員、質檢員) 掌握 AI 工具的基本操作與反饋機制。

  (2)培養方式:

  ·設計 AI 技能認證體系,覆蓋數據標注、模型報警響應等 實用技能。

  ·與學校合作,培養下一代產業員工。

  第二步:構建“內功 + 外力”的雙輪驅動模式

  1. 內功修煉:打造 AI 核心團隊

  (1)團隊構成:

  ·AI 架構師(1-2 人):負責技術選型與系統集成。

        數據科學家(2-3 人):專注特征工程與模型優化。

      業務翻譯官(3-5 人) :由資深工藝工程師轉型,負責需

  求對齊與結果驗證。

  (2)培養路徑:

  ·與高校共建 AI 人才實訓基地,定向培養復合型人才。

·設立 AI 創新實驗室,鼓勵團隊通過橫向合作或者內部創 業機制孵化 AI 應用。

  2. 外力借勢:引入生態合作伙伴

  (1)短期合作:

  ·聘請 AI 咨詢顧問,快速完成 20-30 個痛點場景的可行性 評估。

  ·與智用開物這樣的機構合作,搭建工業級 AI PaaS 平臺, 降低技術門檻。

  (2)長期合作:

  ·加入行業 AI 聯盟,通過貢獻脫敏數據換取模型微調權益。

  ·與科研院所共建聯合實驗室,攻關數字孿生、因果推理等 前沿技術。

  第三步:建立能力建設的“飛輪效應”

  1. 從試點到推廣

選擇 1-2 個高價值場景(如預測性維護、智能排產)啟

  動試點,確保 6 個月內可見成效。

  ·將試點成果轉化為標準化解決方案,逐步復制到其他產線 或工廠。

  2. 從工具到文化

  ·通過 AI 創新大賽、最佳實踐分享會等活動,營造全員參 與的創新氛圍。

  ·設立 AI 貢獻獎勵機制,對提出優質問題或貢獻關鍵數據 的員工給予激勵。

  3. 從項目到平臺

  ·將分散的 AI 能力沉淀為企業 AI 中臺,提供統一的數據管 理、模型訓練 l 與部署服務。

  ·通過 API 開放能力,賦能供應鏈上下游,構建 AI 驅動的 產業生態。

  這的確是非常實用的 AI 戰略發展建議,全面、務實,且 具有實際操作性。個人感覺這是比較完整、穩妥的一個企業 AI 發展路徑建議。其實,很多企業的領導,只需要看這一段,可 能就會有了全景的認識。

  五、結語

  工業 AI 的落地不是一蹴而就,而是需要企業在戰略上堅定、 組織上協同、技術上務實。通過“內功修煉 + 外力借勢”的雙 輪驅動,企業不僅能解決眼前的效率問題,更能構建面向未來 的核心競爭力。AI 不是終點,而是企業邁向智能制造的新起點。


AI

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