与管老师谈工业 AI ——关于制造业 AI 的建议
文:文/宋华振2025年第二期
导语:我认识管震老师大概有10年时间了,他曾在微软中国担任首席技术顾问,经常以一袭红色衬衫出现在各个演讲论坛现场。 管老师有着非常宽广的技术视野,以及深刻的洞察力,因此,我时常向他请教,也经常和他探讨一些技术话题。后来管老师与几 位同事创办了AI4C应用研究院,致力于为企业AI的发展提供工程咨询服务。最近通过拜访一些终端企业,我和管老师在微信中 交流了很多关于AI在工业领域的应用现况与难点,并提出想把这些交流对话记录下来,以“问答”的形式呈现给大家,他欣然答 应。本文主要由我和管震老师的书面回复所构成,特别是,我认为第4部分关于制造业AI发展的建议,非常务实,值得大家参考 (原文转载自微信公众号:说东道西)。
1 工业AI的数据保护与知识提取的难题
宋:管老师,在和一些企业交流后,我感觉在工业领 域里,大家对于AI究竟如何落地都有很迫切的了解需求。但 是,他们的顾虑在于两个方面:首先,AI企业对于现场的了 解是匮乏的,并且也缺乏相应的人才;其次,他们又不愿意 将这些制造中的Know-How与AI企业分享。这些对于AI的推 进是非常现实的难题,请问您怎么看待这样的情况,有哪些 好的建议?
管:这是个老大难问题,在工业互联网时代就有了,做设备的不懂现场,懂现场的不懂数据,懂IT的不懂工业, 2017年我们提出来工业还是应该回归“松耦合”,让专业的 人做专业的事情,但专业的事情做了以后呢?没有人可以站 在更高的维度来看这些站在不同注意力(Attention)角度之 上的平衡,也就是全局。而工业里提效也好、降本也好,不 仅要解决局部的问题,更要讲的是一个全局,不仅是一家企 业,价值链的延伸更是同样如此。如果一家链主企业把供应 链上的供应商都“逼死”了,难道这家企业就能独善其身不 成?工业互联网时代是没有答案的,然而AI出现之后有了,如果你对这次大模型带来的多注意力机制有了解的话,就立 刻能联想到了,所以我们有几个考量的方向:
(1)全局视角与局部优化的平衡难题
工业系统的复杂性在于“牵一发而动全身”。过去工业 互联网的尝试常陷入“局部优化陷阱”——设备供应商只关心 设备效率,IT企业聚焦数据管道,OT团队守护产线稳定,却 无人能站在全价值链的维度来统筹钢产量、库存周转、能耗 成本的之间的三角关系。
破局点在于AI的多注意力机制:大模型可同时关注设 备的振动信号、原材料批次质量、订单交付紧急度等多模态 数据,在动态博弈中寻找帕累托最优。例如通过引入智能体 的调度模型,在将高炉煤气利用率提升的同时,降低库存积 压,一次干不好,可以干两次;两次干不好,那就来一千 次,可以是由模型来模拟,也可以在实践中让智能体不断自 省,找到当中的平衡点。
(2)制造业Know-How
制造业的Know-How对于一家企业来说至关重要,无 论是工艺配方还是财务透明度都是不传之秘,这些知识基本 上不存在与别人共享的可能,搞自动化的或者搞AI的要尊重 这一点,所以解决问题得从这个基础开始,当然到目前人工 智能技术的发展有三样工具可以逐渐将这个“死结”解开:
①第一工具:联邦知识蒸馏
通过参数隔离技术,让AI在不接触原始数据的情况下学 习知识精华。如:半导体企业A的缺陷检测模型,将其预测 逻辑蒸馏成轻量级规则注入企业B的本地模型,实现知识迁 移而不泄露晶圆图案细节。
②第二工具:因果推理增强
用因果链分析取代传统关联分析,让AI理解“温度提 升导致良率下降”的本质是冷却速率不足,而非简单统计关 联,这种多头注意力机制的引入使企业可以跨设备、跨部门 共享因果机制,而不是仅仅依赖某一设备的具体参数。
③第三工具:数字契约
基于区块链的智能合约,确保工艺参数的使用权与所有 权分离。例如:化工企业将催化剂配方加密后上链,AI企业 调用时需支付Token并获得有限次数的计算权限,虽然这种 方式是基于区块链的。
宋:果然是“术业有专攻”——这里提到的几个点,的 确可能会是对AI不大了解的朋友所不清楚的。原来工业场景也可以通过“知识蒸馏”来实现“隔离”;并且“因果推理增 强”可以降低算力需求且能更为实时的推理;而数字契约也 是一种很好的办法。
2 AI人才培养的“三明治”模型
管:人才不是一时半会儿就有的,人工智能从某种意义 上来说发展得太快了,普遍意义上的制造业不能指望马上就 有百八十个AI人才来实现自己的人工智能战略,而且这个前 提是制造业企业要知道自己企业的人工智能战略是什么。因 此,在假设我们已经知道企业具体的AI发展战略之后,那么 在人才布局上可以参考这样的架构——
· 顶层:培养3-5名AI战略架构师,他们需同时理解精益 生产与机器学习特性,负责制定AI与业务融合的顶层逻辑; 如果无法做到,则可以先成立一个AI实验室,负责引入合作 伙伴来推动企业AI战略的规划和实现;
· 中间层:通过低代码AI平台武装企业的工艺工程师, 使其能自主开发预测性维护等场景应用;
· 基层:企业可以与职业院校共建工业AI技工认证体 系,培养会操作智能质检设备、能理解模型报警含义的新型 “蓝领”人才,可见,未来掌握AI人工智能能力的产业工人 会比传统产业工人的效率要更高。
宋:管老师预设的是“AI战略清晰”,其实,可能这就 是目前很多企业发展AI的第一大难题。我们经常说做正确的 事,才正确地做事。对于制造业而言,能够清晰认识到AI与 自身的“爆点”在哪里,本身就是“AI人才”的一种“前置能 力”。很多企业对于AI的认识还是很模糊的——它是什么?它 能干什么?它能在企业运营这里干什么?……因此,目前来说,制造业领域还需要很多像管老师这样能够在AI技术和产 业之间建立起桥梁的专家。
3 如何平衡IT与OT的碰撞
宋:管老师,IT人思考问题与OT人思考问题,在我看来 其实是两个方向,一个是自上而下的,一个是自下而上的。 前者从全局看局部,但有可能你的全局未考虑现实的局部而 无法推进;后者则是从问题而来,但有可能解决了局部难 题,但缺乏解决全局问题的能力。那么,您认为如何才能在 这两者之间达成平衡呢?
管:人有死角、有成见,但道理上AI不会,所以第一是 要建立起多级Agent驱动的企业运营管理模型,第二是要让 这些Agent都具备快速反省的能力,让他们在实践中能够动 态调整策略。IT与OT的冲突本质是确定性系统与不确定性系 统之间的碰撞。OT往往要求达到99.99%的稳定;而IT则追求 敏捷迭代——平衡二者需要构建“双环学习”体系。
(1)第一环:Agent驱动的实时决策层
· 在边缘侧部署物理信息Agent,直接连接PLC与传感 器,执行毫秒级控制(如紧急停机);
· 在车间级部署资源优化Agent,将IT和OT系统、数据 连接起来,协调多产线资源分配;
· 在供应链级别设计博弈优化Agent,将局部和全局统 筹起来,并在模拟和实践中获得其优化路径。
(2)第二环:因果反事实推理层
工业知识的价值不在于静态存储,而在于动态演化与主 动创造。真正的知识工场需要实现“数据→知识→决策→验 证”的闭环。原来这一环节都是依赖老师傅的经验,但在AI 背景下,这个闭环可以通过事实推理和因果算法来推导关键 路径权重,更科学地沉淀企业的Know-How,例如:
· 当出现异常(如某批次产品硬度超标等),系统不仅 定位直接原因(例如淬火时间不足等等) ,更能模拟“如果 当时延长回火时间会怎样”,通过反事实推演来优化工艺知 识库;
· 知识库很重要!很重要!很重要!我更愿意称其为知识 工场,不仅仅是找个大模型把一堆文档丢进去,然后可以聊 天,而是要保证这个知识工场能不断更新、接入实时数据、 把不同的数据源、知识整合起来;当每个生产异常、每次改 进都能触发数百次数千次虚拟世界的“如果当时……”,工业就真正进入了用计算创造知识的时代。
4 制造企业的AI战略制定建议
宋:能力在任何时候都是关键,不管是企业的整体能 力,还是团队中的个体能力——那么,对于推进AI项目,企制 造业企业应该有怎么样的能力来培养或者完成团队建设呢? 是否需要借助于外力来进行这项工作?
管:工业AI的落地不是“买一个模型就能用”的简单任 务,而是需要企业从战略认知、组织能力到技术储备的全面 升级。这就像攀登珠峰,既需要清晰的路线图,也需要专业 的向导和扎实的训练。下面是大家可以参考的企业AI能力建 设的“三步走”策略:
(1)第一步:明确AI能力建设的“金字塔”模型
①顶层:战略决策能力
· 核心目标:让管理层理解AI的边界与价值,避免“AI万 能论”或“AI无用论”的极端认知;
· 培养方式:
—组织高管参加工业AI战略工作坊,通过案例拆解来理 解AI如何创造业务价值,高管的认知和经验投入是企业AI战 略的重要起点;
—引入AI成熟度评估模型,帮助企业定位当前阶段(如: L1数据采集→L5全流程优化),制定3-5年AI路线图。
②中层:业务融合能力
· 核心目标:让业务骨干(如生产经理、工艺工程师 等)具备“用AI思维解决问题”的能力;
· 培养方式:
—开展AI+精益生产双轨培训,教会工程师如何将六西格 玛问题转化为机器学习任务;
—开发或者引入低代码AI工具链,让业务人员能自主完 成80%的常规分析任务(如设备健康度评分、质量异常分类 等等)。
③基层:数据操作能力
· 核心目标:让一线员工(如设备操作员、质检员等) 掌握AI工具的基本操作与反馈机制;
· 培养方式:
—设计AI技能认证体系,覆盖数据标注、模型报警响应 等实用技能;
—与学校合作,培养下一代新型的产业员工。
(2)第二步:构建“内功+外力”的双轮驱动模式
①内功修炼:打造AI核心团队
· 团队构成:
—AI架构师(1-2人):负责技术选型与系统集成;
—数据科学家(2-3人):专注特征工程与模型优化;
—业务翻译官(3-5人):由资深工艺工程师转型,负责 需求对齐与结果验证;
· 培养路径:
—与高校共建AI人才实训基地,定向培养复合型人才;
—设立AI创新实验室,鼓励团队通过横向合作或者内部 创业机制来孵化AI应用。
②外力借势:引入生态合作伙伴
· 短期合作:
—聘请AI咨询顾问,快速完成20-30个“痛点”场景的可 行性评估;
—与“智用开物”这样的机构合作,搭建工业级AI PaaS 平台,降低技术“门槛”;
· 长期合作:
—加入行业AI联盟,通过贡献脱敏数据换取模型微调 权益;
—与科研院所共建联合实验室,攻关数字孪生、因果推 理等前沿技术。
③第三步:建立能力建设的“飞轮效应”
A.从试点到推广
· 选择1-2个高价值场景(如预测性维护、智能排产等)启动试点,确保6个月内可见成效;
· 将试点成果转化为标准化解决方案,逐步复制到其他 产线或工厂。
B.从工具到文化
· 通过AI创新大赛、最佳实践分享会等活动,营造全员 参与的创新氛围;
· 设立AI贡献奖励机制,对提出优质问题或贡献关键数 据的员工给予激励。
C.从项目到平台
· 将分散的AI能力沉淀为企业AI中台,提供统一的数据 管理、模型训练与部署服务;
· 通过API开放能力,赋能供应链上下游,构建AI驱动的 产业生态。
宋:这的确是非常实用的企业AI战略发展建议,非常全 面、务实,且具有实际操作性。个人感觉这是比较完整、稳 妥的关于企业AI发展路径的建议。其实,很多企业的领导只 需要看懂这一部分,就会对未来AI发展战略有了更为全景的 了解和认识。
5 能力建设是一场马拉松
工业AI的落地不是一蹴而就的,而是需要企业在战略上 坚定、组织上协同、技术上务实,通过“内功修炼+外力借 势”的双轮驱动,企业不仅能解决眼前的效率问题,更能构 建面向未来的AI核心竞争力。AI不是终点,而是企业迈向智 能制造的一个新起点。
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