具有石化特色的人工智能專業(yè)建設(shè)研究

梁松

摘要：人工智能是當前主要發(fā)展方向，具有廣闊的前景和巨大應(yīng)用需求。本文首先介紹了我校人工智能專業(yè)課程設(shè)置，并將課程與其他學(xué)校課程設(shè)置比較，分析了人工智能在石化行業(yè)的切入點提出課程設(shè)置應(yīng)該依據(jù)石化行業(yè)需求，建立具有石化特色的人工智能專業(yè)。

關(guān)鍵詞：人工智能 ?專業(yè)建設(shè) ?石化特色 ?課程設(shè)置

人工智能成為全球科技巨頭新的戰(zhàn)略發(fā)展方向，截止到2020年3月，人工智能已在智能制造、智能交通、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等20多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。從技術(shù)分布來看，智能機器人、語音識別、自主無人系統(tǒng)（無人汽車、無人船舶等）是目前人工智能主要應(yīng)用方向。人工智能專業(yè)學(xué)生的就業(yè)前景十分廣闊，畢業(yè)學(xué)生可到高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、科研機構(gòu)、學(xué)校、政府機關(guān)等從事該專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用、維護、管理和教學(xué)等工作，也可在人工智能相關(guān)或交叉學(xué)科繼續(xù)深造。人工智能和專業(yè)領(lǐng)域知識的結(jié)合，將使得該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)去向更加寬廣。據(jù)騰訊研究院《2017年全球人工智能人才白皮書》報道，人工智能人才供不應(yīng)求，人才需求爆炸式增長。據(jù)麥肯錫預(yù)測到2020年世界范圍內(nèi)將會出現(xiàn)高達百萬級的“人工智能、智能制造”崗位空缺。因此設(shè)置人工智能專業(yè)，培養(yǎng)人工智能人才符合社會經(jīng)濟發(fā)展需求，有助于推進我國人工智能發(fā)展。

思政設(shè)計：2017年7月國 務(wù) 院 印 發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出了面向2030年我國新一代人工智能發(fā)展的指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略目標、重點任務(wù)和保障措施，部署構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，加快建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強國。

通過描繪人工智能的教育的前景，以及扎實的知識點學(xué)習(xí)，加上科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生掌握人工智能相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生我國偉大復(fù)興計劃的愛國主義情況。在學(xué)習(xí)過程中，不斷實踐，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神。正確的選擇發(fā)展方向，培養(yǎng)學(xué)生愛崗、敬業(yè)、愛國的社會主義核心價值觀。

我校目前已有“智能科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，該專業(yè)圍繞智能工業(yè)控制，將智能科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)合。主要方向是智能工業(yè)控制和智能傳感與監(jiān)測兩個方向。而我院新增的專業(yè)“人工智能”，主要是圍繞電子信息技術(shù)和人工智能應(yīng)用的結(jié)合點，主要方向是智能電子和智能信息工程。

在教學(xué)過程中主要偏重三個核心課程：1、數(shù)學(xué)類核心課程：高等數(shù)學(xué)，離散數(shù)學(xué)，線性代數(shù)，概率論與數(shù)理統(tǒng)計，隨機過程;2、電子信息類核心課程：電路與模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，信號與系統(tǒng)，數(shù)字信號處理，信息論與編碼，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò);3、人工智能核心課程：人工智能導(dǎo)論，多智能體系統(tǒng)，計算機視覺，機器學(xué)習(xí)與模式識別，數(shù)據(jù)管理與組織，最優(yōu)化理論與方法。

從上面的課程設(shè)置來看，基本包含了人工智能方向所有的基礎(chǔ)課程，如果能夠好好學(xué)習(xí)，能夠為研究生教育以及以后參與人工智能方向的工作打下良好的基礎(chǔ)。但是我們在參考其他大學(xué)尤其是在人工智能方面有帶頭作用的大學(xué)的課程設(shè)置時，就會發(fā)現(xiàn)沒有任何一個學(xué)校他是面面俱到的，這些學(xué)校的課程設(shè)置都是有側(cè)重點的，這些側(cè)重點是根據(jù)學(xué)校的發(fā)展方向，根據(jù)教師的特長來制定的。比如哥倫比亞大學(xué)的人工智能專業(yè)，首先在專業(yè)設(shè)置時，考慮后續(xù)研究生的課程以及本科教育的不同，定制了不同的學(xué)習(xí)目標。在本科教育階段，主要體現(xiàn)了系統(tǒng)的方向，在這個階段，要求學(xué)生主要掌握計算機架構(gòu)、嵌入式可擴展平臺、計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)、高級編程、數(shù)據(jù)庫簡介、計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng).一種編程語言（Python為主）。在此基礎(chǔ)上，再開設(shè)人工智能、計算機視覺、自然語言處理、數(shù)據(jù)科學(xué)的機器學(xué)習(xí)等相關(guān)課程。最后才是跨學(xué)科的領(lǐng)域包括計算機圖形學(xué)、計算基因組學(xué)、人形機器人、圖像模型、人機交互等。從課程設(shè)置上面來看，講解基礎(chǔ)扎實，循序漸進，務(wù)必讓學(xué)生牢固的掌握相關(guān)知識。在其教學(xué)過程中，實驗室教學(xué)發(fā)揮了重要作用，比如其機器人實驗室，開設(shè)了左心室模擬試驗，機器視覺互動實驗，機器與大腦的信息交互實驗，機器人抓取，三維視覺，醫(yī)療機器人等，從這些實驗可以看出該大學(xué)無論從教學(xué)條件和師資條件都是非常雄厚的。作為國內(nèi)一般性的大學(xué)，沒有相應(yīng)的條件完成如此復(fù)雜的教學(xué)，所以一定要依據(jù)學(xué)校本身的特點，有針對性的進行教學(xué)和研究，鑒于我校是石化學(xué)校，本地又有全國知名的石化企業(yè)，圍繞石化企業(yè)進行人工智能的研究才是我校人工智能的重要的發(fā)展方向。

技術(shù)成熟的IT技術(shù)比如工業(yè)自動化以及信息化在石化產(chǎn)業(yè)中得到了大量的應(yīng)用。所有的石化企業(yè)都完成的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺建設(shè)，在底層也完成了物聯(lián)網(wǎng)的平臺建設(shè)，在物料，產(chǎn)品，設(shè)備，環(huán)境，人員等方面都基本完成了感知層部署，在許多必要的地方都有傳感監(jiān)控或者是圖像監(jiān)控。在應(yīng)用層面實現(xiàn)了各種不同網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的融合，并初步實現(xiàn)了生產(chǎn)管理控制的流程化，供應(yīng)鏈的完善一體化。在完成平臺建設(shè)后，各種生產(chǎn)過程也實現(xiàn)相對完備的自動化生產(chǎn)線。通過網(wǎng)絡(luò)連接，各種生產(chǎn)裝置都可以實現(xiàn)在線控制，在一定程度上保證生產(chǎn)的安全性和可靠性。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)就算是在配置了預(yù)防安全事故監(jiān)控系統(tǒng)的車間，仍然需要人工監(jiān)督參與整個生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)的讀取，分析，監(jiān)督和控制，這么做的目的是為了確保生產(chǎn)安全。造成智能技術(shù)不能徹底得到應(yīng)用的原因有很多，比如石化企業(yè)規(guī)模大，生產(chǎn)流程長，控制點多，這無形為人工智能的在石化企業(yè)的應(yīng)用增加了難度。

在2019年兩會上，政府工作報告正式提出了“智能+”的重要戰(zhàn)略。報告要求，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展“智能+”，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能;深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，培育新一代信息技術(shù)、高端裝備、生物醫(yī)藥、新能源汽車、新材料等新興產(chǎn)業(yè)集群，壯大數(shù)字經(jīng)濟。智能化是世界科技發(fā)展的大趨勢，石化產(chǎn)業(yè)的智能化也是降低石化生產(chǎn)的成本、提高產(chǎn)品效益的有效辦法。要想解決目前石化人工智能推廣遇到的難題。必須在已經(jīng)建立的前期網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，形成以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的平臺，該平臺采用云計算，工業(yè)大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)平臺，結(jié)合人工智能技術(shù)，建立具有全面布局的傳感網(wǎng)絡(luò)的工廠運行環(huán)境。該平臺運用獲取的傳感信息，結(jié)合智能相關(guān)技術(shù)，在建設(shè)的平臺中建立運行的模型，運用運行規(guī)則，形成智能控制，對現(xiàn)場信息進行計算與分析，對設(shè)備與生產(chǎn)進行全面監(jiān)控。并通過不斷自我學(xué)習(xí)，提升自我智能分析的能力。運用人工智能可以從以下幾個方面重點入手。第一，是石化企業(yè)的生產(chǎn)過程。通過人工智能技術(shù)對生產(chǎn)過程進行有效的監(jiān)督與控制，優(yōu)化石化生產(chǎn)的工作流程，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)的人力與物力的消耗;第二是完成石化產(chǎn)業(yè)相關(guān)智能產(chǎn)品助理企業(yè)各個環(huán)節(jié)，形成石化產(chǎn)業(yè)智能應(yīng)用;第三是采用智能手段，保障石化裝置安全運行，在生產(chǎn)過程中采用故障診斷系統(tǒng)，實時跟蹤設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，通過故障診斷系統(tǒng)，能有效監(jiān)督設(shè)備，有目的性的對設(shè)備進行檢查和更換。目前石化設(shè)備的運轉(zhuǎn)都需要人工巡檢，如果讓機器來替代人工巡檢，不僅可以降低人工成本，免除因人工疏忽導(dǎo)致的錯誤，還可以到達人因為環(huán)境惡劣而無法到達的地方，比如場地狹小，高溫，高壓等的高危環(huán)境。

人工智能是全球發(fā)展的主要方向，在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。作為石化學(xué)校，在建設(shè)人工智能方向應(yīng)緊跟石化行業(yè)發(fā)展的需要，有的放矢進行人工智能專業(yè)建設(shè)。

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