制造业的 AI 建议书

文:文 / 宋华振2025年 第1期

  一、工业 AI 的数据保护与知识提取的难题

  作者 : 在和一些企业的交流后,我感觉在工业领域里,大 家对于 AI 究竟如何落地很迫切的需求。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匮乏,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。这个对于 AI 的推进是个非常现实的难题,您 如何看待并给出一些建议?

  管震:这是个老大难问题,其实在工业互联网时代就存在, 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)角度之上的平衡即 全局,而工业提效或者降本不仅要解决局部问题,更要讲全局, 不仅是一家企业,价值链的延伸同样如此。如果一家链主企业 把供应链上的供应商都逼到绝境,这家企业也不能独善其身。

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图 -2024 年广州自动化展 , 与管老师中午小叙

  工业互联网时代没有答案,有了 AI 之后就有了解答。如 果对这次大模型带来的多注意力机制有了解就立刻能联想到, 所以我们有以下几点考量:

  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 站在全价值链维度统筹钢产量、库存周转、能耗成本的三角关系。

  破局点在于 AI 的多注意力机制:大模型可同时关注设备 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,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,找到平衡点。

  2. 制造业的 Know-How 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,一定要尊重这一点,所以解 决问题需要从这个基础开始,当然到目前人工智能技术的发展 有三样工具可以逐渐解开这一死结:

  (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、部门共享因果机 制而不是仅仅依赖某设备的具体参数。

  (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,虽然这种基于区块 链的。

  果然是“术业有专攻”,这里提到的几个点,的确可能会 是对 AI 不大了解的朋友不清楚。原来也可以通过“知识蒸馏” 来实现“隔离”。并且提到的“因果推理增强”,这可以降低算 力需求且能更为实时的推理。数字契约也是一个很好的办法。

  二、AI 人才培养的三明治模型

  人才不是即刻就能产生,人工智能从某种意义上发展太快 了,普遍意义上的制造业不能指望来多个人工智能人才来实现自 身的人工智能战略,而且这个前提是制造业企业要知道自己的人 工智能战略是什么。我们假设已经知道 AI 战略是什么了,那么 就可以按以下操作:

  顶层:培养 3-5 名 AI 战略架构师,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。如果没有, 可以先成立一个 AI 实验室,负责引入合作伙伴来推动 AI 战略的 规划和实现。

  中间层:通过低代码 AI 平台武装工艺工程师,使其能自主 开发预测性维护等场景应用。

  基层: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,未来懂 AI 能 力的产业工人比传统产业工人的效率更高。

  管老师预设的是“AI 战略清晰”,其实,可能就是目前很多 企业发展 AI 的第一大难题。我们经常说做正确的事,才能正确 地做事。对于制造业而言, 能够清晰的认识到 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 是模糊的—它是什么?它能干什么?它能在我这里干什么,

  这件事情就很难。因此,可能制造业领域还是需要很多像管老师 这样能够在 AI 技术和产业之间建立桥梁的专家。

  三、如何平衡 IT 与 OT 的碰撞

  作者:从事 IT 和 OT 的人思考问题是不一样的,在我看来 其实是两个方向,一个是自上而下,一个是自下而上。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, 后者从问题来反推,但有可能解决了局部但缺乏全局的问题解 决。如何在这两者间形成平衡?

  管震:人的思维有死角、有成见,但理论上 AI 不会,所以第一是建立起多级 Agent 驱动的企业运营管理模型,第二是 让这些 Agent 都具备快速反省的能力,让他们在实践中动态调 整策略。IT 与 OT 的冲突本质是确定性系统与不确定性系统的 碰撞。OT 要求 99.99% 稳定,IT 追求敏捷迭代。平衡二者需构 建“双环学习”体系:

  第一环:Agent 驱动的实时决策层

  1、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)。

  2、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。

  3、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。

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  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

  1、当出现异常(如某批次产品硬度超标) ,系统不仅定 位直接原因(淬火时间不足) ,更能模拟“如果当时延长回火 时间会怎样”,通过反事实推演优化工艺知识库。

  2、知识库很重要,我更愿意叫知识工场,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、接入实时的数据、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。

  四、制造企业的 AI 战略制定建议

  作者 : 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,企业应该有 怎么样的能力培养或者团队建设?是否需要借助于外力来进行 这项工作?

  管震: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。以下是企业能力建设的“三步走”策略:

  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

  (1)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。

  (2)培养方式:

  ·组织高管参加工业 AI 战略工作坊,通过案例拆解理解 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

  (1)核心目标:让业务骨干(如生产经理、工艺工程师) 具备“用 AI 思维解决问题”的能力。

  (2)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)。

  3. 基层:数据操作能力

  (1)核心目标:让一线员工(如设备操作员、质检员) 掌握 AI 工具的基本操作与反馈机制。

  (2)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,培养下一代产业员工。

  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

  (1)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。

  (2)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 业机制孵化 AI 应用。

  2. 外力借势:引入生态合作伙伴

  (1)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。

  (2)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。

  第三步:建立能力建设的“飞轮效应”

  1. 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)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。

  2. 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。

  3. 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 l 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。

  这的确是非常实用的 AI 战略发展建议,全面、务实,且 具有实际操作性。个人感觉这是比较完整、稳妥的一个企业 AI 发展路径建议。其实,很多企业的领导,只需要看这一段,可 能就会有了全景的认识。

  五、结语

  工业 AI 的落地不是一蹴而就,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 的核心竞争力。AI 不是终点,而是企业迈向智能制造的新起点。


AI

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