AI进工厂,第一件事不是算法,是先把数据弄明白

AI提示词1个月前更新 jinlian
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工业互联网现在离不开人工智能了。这已经是板上钉钉的事。过去十年,我们花了很多力气把工厂里的设备都连上网。但是,光连上网还不够。设备还是那个设备,只是多了根网线。下一步,就是要让这些设备变聪明。怎么变聪明?靠人工智能。

AI进工厂,第一件事不是算法,是先把数据弄明白

这事要办成,得先解决几个基础问题。工信部的谢少锋说得很清楚。第一件事,就是要有高质量的工业数据。数据是人工智能的粮食。没有好粮食,AI就是个空架子。什么是高质量的数据?我举个例子。比如,一台机床在切割零件。它工作时会产生各种数据,像温度、震动、转速、电流。这些原始数据很乱,AI直接拿来看不懂。我们需要做的,就是给这些数据打上标签。比如,传感器收集到一组特定的温度和震动数据,同时摄像头拍到这个零件加工出来是合格的。那我们就给这组数据打上“合格”的标签。另一组数据显示刀具的震动频率变了,加工出来的零件有毛刺,那我们就给这组数据打上“刀具磨损”的标签。这样整理出来的数据,就是高质量的数据集。AI拿到这些数据,就能学习了。它会自己总结规律,以后再看到类似的数据,就能提前判断出刀具是不是要换了。这就是数据标注产业要做的事,把一堆乱码变成AI能看懂的教材。

第二件事,是训练工业领域的大模型。现在的大模型很火,但你不能直接把一个聊天模型搬到工厂里用。它不懂工业。正确的做法是,先有一个基础大模型,它懂语言、懂逻辑。然后,我们把各个行业的知识“喂”给它。比如,把某个行业所有的设备说明书、维修手册、工艺流程文件、老师傅的经验笔记,全都整理好,让大模型去学习。这样,它就从一个“通才”变成了这个行业的“专家”。这个专家大模型,可以部署在工业互联网平台上。工厂里任何一个工程师遇到问题,都可以直接问它。比如,问“3号机床总是报A7故障码,可能是什么原因?”大模型会立刻检索所有资料,然后告诉你几种最可能的原因,还会给出详细的排查步骤。这比人去翻资料快多了。

而且,现在大家也不再争论大模型好还是小模型好了。它们是互相配合的关系,不是谁取代谁。大模型就像一个知识渊-博的“总工程师”。它负责看全局,做规划,处理复杂问题。比如,它可以根据市场订单,优化整个工厂的生产排程。它还能分析历史数据,告诉你哪个环节是瓶颈,应该怎么改进。但是,大模型反应没那么快,处理具体、高频的任务也不划算。

这时候就需要小模型。小模型就像产线上经验丰富的“老师傅”。它只干一件事,但是干得特别精,特别快。比如,在一条生产线上,有个摄像头专门负责检查产品表面有没有划痕。这个任务就由一个专门训练过的小模型负责。它每秒钟能检查几十个产品,准确率很高。这就是小模型的优势:专注、高效、部署成本低。所以,未来的智能工厂里,是大模型和小模型协同工作的。大模型下达指令:“根据今天的计划,重点检查A零件的B尺寸公差。”然后,负责质检的小模型就立刻去执行这个任务,把结果反馈给大模型。一个动脑,一个动手,配合得很好。

李培根院士说的数字孪生,把这个场景说得更具体了。数字孪生是什么?就是在电脑里,给物理工厂建一个一模一样的、实时的数字拷贝。这个拷贝不是动画片,它是活的。工厂里的每一台设备,每一个传感器,数据都会实时传到这个数字模型里。物理车间的机床温度升高了0.1度,数字模型里的那台机床温度也立刻跟着变。这样有什么用呢?用处太大了。我们可以在数字模型里做各种分析和模拟。比如,数字模型发现机床温度持续升高,它就会结合历史数据和算法分析:这个趋势正常吗?是不是冷却液出了问题?会不会影响加工精度?分析出结果后,它还能反过来指导物理工厂。比如,自动给设备下达一个指令:“启动备用冷却系统”,或者给工程师发一条预警:“3号机床轴承温度异常,请立即检查。”这就是一个完整的闭环。它能让你在问题发生之前就发现它,解决它。

当然,这些想法要落地,还有一个大前提。徐工汉云的张启亮说得对,关键还是数据。现在很多企业的数据乱七八糟,标准不统一,存在各个系统里,互相不通。数据采集回来,怎么清洗、怎么治理、怎么分析,都是挑战。人工智能的加入,就是给了我们一套强大的工具,帮我们更快地从这些“数据沼泽”里淘出金子来。

十年历程,成效斐然

工业互联网搞了十年,确实做出了不少成绩。这不是空话,有数据支撑。现在,这个产业的规模已经超过了1.5万亿元。它覆盖了49个国民经济大类,基本上我们能想到的行业,都用上了工业互联网。

这十年,最大的变化有两个。第一个变化,是看问题的角度变了。以前,工厂搞信息化,就是各个部门自己搞自己的一摊。生产部门上一个MES系统,管生产。仓库部门上一个WMS系统,管库存。财务用的是财务软件。这些系统之间,很多都是孤立的,数据不通。现在不一样了。大家开始从整个工厂,甚至整个产业链的角度来思考问题。追求的是从客户下订单开始,到设计、采购、生产、物流、交付,整个链条的数据都要打通。这是一个从局部到全局的转变。

第二个变化,是决策方式变了。以前,工厂里很多事靠的是老师傅的经验。设备什么时候该保养了,生产计划怎么排更合理,很多时候是凭感觉、凭经验。这种方式不是不好,但是不稳定,而且经验很难复制和传承。现在,我们越来越依靠数据。设备上装了传感器,它会告诉你它自己的“健康状况”。生产数据被采集起来,系统会帮你分析哪个环节效率最低。决策不再是拍脑袋,而是基于数据分析。这是一个从“经验驱动”到“数据驱动”的转变。

这些变化也带来了实实在在的好处。比如,全国已经建了1.85万个工业5G项目。5G有什么用?举个例子,在一些危险的矿山里,以前需要工人亲自下到矿井里开采掘机,风险很高。现在有了5G,工人可以坐在地面上舒适的办公室里,看着高清屏幕,像打游戏一样远程操作井下的机器。因为5G网络速度快、延迟低,屏幕上的画面和操作指令的传输几乎是同步的,安全又高效。

网络安全也进步很大。工厂的设备连上网,最怕的就是被黑客攻击,导致生产线停摆。这几年,我们国家建立了一套国家、省、企业三级协同的安全监测体系。效果很明显。根据统计,工业互联网设备被攻击成功的比例,从2020年初的30.5%降到了2023年的12.5%。这说明我们的防护能力确实变强了,企业敢放心大胆地搞数字化了。

总的来说,过去十年,我们把工业互联网的地基打好了。企业有了采集数据的能力,网络也铺设好了,算力也跟上了。这就为人工智能的应用创造了最好的条件。可以说,没有工业互联网这片土壤,人工智能这颗种子在工业领域也长不起来。

那么,未来十年会怎么样?人工智能会全面进入工业互联网。它会把我们从“数据驱动”带到“智能决策”的阶段。工厂的生产模式也会变。未来的工厂,可能会像一个生命体一样,有自组织、自优化的能力。比如,当它接到一个紧急的定制订单,整个生产系统会自动重组,调整生产线、调度机器人和物料,以最快的方式完成生产。整个产业链上下游的协同也会更智能。这就是新质生产力的样子。第一个十年我们修好了路,下一个十年,人工智能这辆跑车,将在这条路上跑出我们想象不到的速度。

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