人工智能對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的影響分析

戴振華

摘 要：在工業(yè)4.0背景下，新技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的影響已經(jīng)發(fā)展到新階段，而人工智能技術(shù)作為新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的代表，其在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)業(yè)效率、減少環(huán)境危害等方面都有著優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)。分析人工智能驅(qū)動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的路徑，并在此基礎(chǔ)上對人工智能給制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來的影響進(jìn)行重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞：人工智能;制造業(yè);轉(zhuǎn)型升級

中圖分類號：F419? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2022）01-0028-03

引言

制造業(yè)的發(fā)展在整個國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中有著舉足輕重的地位，在經(jīng)歷了改革開放的洗禮之后，我國國民經(jīng)濟(jì)的主體已經(jīng)由農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)為了制造業(yè)，工業(yè)水平不斷提升，塑造了大量的國際知名的制造企業(yè)，已經(jīng)建立起較為完善和具有國際競爭力的現(xiàn)代制造業(yè)體系。但是在這幾十年的發(fā)展過程中，由于管理理念和技術(shù)的落后，我國制造業(yè)一直面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失衡、定位低端、創(chuàng)新能力不足等突出問題。尤其是在人口出生率不斷下降的今天，以人口紅利換取企業(yè)利潤的現(xiàn)象逐漸消失，人力資源成本不斷上升、R&D投入經(jīng)費(fèi)不足等原因，都導(dǎo)致傳統(tǒng)制造業(yè)在整個產(chǎn)業(yè)鏈中處于低端水平。

在“大智移云”（大數(shù)據(jù)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算）的時代背景下，全球目前正處于以信息技術(shù)為核心的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)背景下的協(xié)同研發(fā)設(shè)計、大規(guī)模定制、制造業(yè)服務(wù)化、云制造、平臺經(jīng)濟(jì)等新興制造業(yè)態(tài)正在不斷地沖擊傳統(tǒng)制造業(yè)的價值增值體系。而在這些新興的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，人工智能以其技術(shù)的突破性發(fā)展為基礎(chǔ)，迅速而廣泛地對經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生著巨大影響。人工智能雖然概念提出的時間較早，但是經(jīng)過最近幾年的飛速發(fā)展和技術(shù)提升，其已成為主要經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國提升自身產(chǎn)業(yè)競爭實(shí)力的核心技術(shù)。相關(guān)專家就曾提出，人工智能將會在經(jīng)濟(jì)、社會、民生、醫(yī)療、交通等眾多領(lǐng)域?qū)φ麄€人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。隨著這些影響的不斷深入，人工智能與傳統(tǒng)制造業(yè)的融合發(fā)展將成為必然趨勢。因此，本文的研究重點(diǎn)將聚焦于在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中，人工智能將產(chǎn)生怎樣的影響和效果。

一、人工智能驅(qū)動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的路徑

制造業(yè)經(jīng)過機(jī)械化、自動化、數(shù)字化等發(fā)展階段，目前正在逐步進(jìn)入人工智能時代。在制造業(yè)順應(yīng)時代潮流積極創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的過程中存在一些障礙和短板，主要表現(xiàn)為：傳統(tǒng)制造業(yè)通過管理和技術(shù)革新提升效率和效益的方式難以克服“天花板效應(yīng)”、人工成本不斷攀升且人的不確定性增強(qiáng)、技術(shù)研發(fā)的高風(fēng)險和長周期影響創(chuàng)新的積極性、企業(yè)柔性化程度難以滿足個性化小批量市場需求、產(chǎn)品質(zhì)量控制難度增大使真正意義上的高質(zhì)量發(fā)展難以實(shí)現(xiàn)等等。這些問題的存在是造成我國制造業(yè)難以進(jìn)一步縮小與世界領(lǐng)先差距的主要原因。人工智能作為一個虛擬勞動投入，具有橫跨多個學(xué)科的專業(yè)能力和執(zhí)行力、敏捷性和適應(yīng)性、重復(fù)工作和自我學(xué)習(xí)等方面的優(yōu)勢，形成比人類勞動者和制造業(yè)傳統(tǒng)運(yùn)營方式更強(qiáng)的競爭力。在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中，針對不同行業(yè)的特點(diǎn)，人工智能技術(shù)為其提供了多種路徑可供選擇。通過總結(jié)歸納，本文認(rèn)為主要有大規(guī)模定制生產(chǎn)、智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、智能機(jī)器人等幾個方面。

（一）大規(guī)模定制生產(chǎn)

人工智能技術(shù)的廣泛普及和消費(fèi)者消費(fèi)從線下向線上的迅速轉(zhuǎn)變迫使制造企業(yè)從按照自己設(shè)想的大批量生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向根據(jù)客戶訂單的定制化生產(chǎn)模式。為保證制造企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下柔性、可靠的定制化生產(chǎn)模式，制造業(yè)企業(yè)需要重新根據(jù)人工智能技術(shù)中的機(jī)器學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)等技術(shù)優(yōu)化以決定其定制化生產(chǎn)方式。

（二）智能制造

智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）廣泛意義上來講是指一套一體化的智能系統(tǒng)，組成該系統(tǒng)主要因素有智能機(jī)器人、人工智能專家以及智能決策系統(tǒng)等。其主要作用是參與到產(chǎn)品或者服務(wù)的整個制造過程中，其中人工智能專家的主要作用是在整個智能制造系統(tǒng)遇到問題時才參與，在整個系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時不做過多參與，主要依靠機(jī)器人和智能決策系統(tǒng)完成大部分的工作。智能制造的意義還在于打通上下游企業(yè)、產(chǎn)品和消費(fèi)者之間的屏障，真正意義上實(shí)現(xiàn)制造集約化、產(chǎn)品個性化和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化。同時，也保證產(chǎn)品的研發(fā)到產(chǎn)出的轉(zhuǎn)化效率。正是因為以上的這些優(yōu)點(diǎn)，如何打造一個合理高效的智能制造體系將成為未來實(shí)現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要因素。

（三）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造

生產(chǎn)離不開供應(yīng)商原材料或組件的供應(yīng)，因此對制造業(yè)協(xié)同生產(chǎn)的研究過程中離不開對供應(yīng)商契約的考量。傳統(tǒng)的供應(yīng)商契約優(yōu)化主要以數(shù)量柔性或成本為優(yōu)化目標(biāo)。近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別是人工智能技術(shù)的發(fā)展，面對全球化的產(chǎn)品定制訂單，制造企業(yè)應(yīng)重新思考與供應(yīng)商的關(guān)系。與供應(yīng)商發(fā)展協(xié)同聯(lián)盟關(guān)系，通過信息分享與聯(lián)合優(yōu)化實(shí)現(xiàn)快速的客戶訂單履約。而人工智能在提高供需雙方的溝通效率、分辨信息真?zhèn)?、訂單整合等方面起著舉足輕重的作用。

（四）智能機(jī)器人

人口老齡化是制約我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個重要原因，尤其是近年來房價高企、生活成本不斷攀升，導(dǎo)致人口出生率逐年降低。人口紅利的逐漸喪失使得企業(yè)用工成本不斷提高，而且隨著制造技術(shù)的不斷提高，各種精密儀器正逐步取代老舊設(shè)備，高昂的培訓(xùn)成本是一方面，更為重要的是設(shè)備的維護(hù)和管理需要更加細(xì)致和精確的保障?；谝陨蠋c(diǎn)原因，智能機(jī)器人在未來的制造企業(yè)中將會成為主力軍，以降低企業(yè)的人力資源成本和對勞動力的依賴，進(jìn)而最大程度上降低人口紅利消失對制造業(yè)的影響。

二、人工智能對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的影響

人工智能作為新一代信息技術(shù)的代表，具有“智力密集度高”“產(chǎn)品附加值高”“高水平企業(yè)率高”的特點(diǎn)。第一，從以往的經(jīng)驗可以看出，新技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的影響是從科研向?qū)嶋H成果的轉(zhuǎn)化開始，尤其是新技術(shù)產(chǎn)品的高科技含量也會對傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)生影響。第二，人工智能技術(shù)將會匯集大量的知識產(chǎn)權(quán)。新技術(shù)的產(chǎn)生和廣泛應(yīng)用將會刺激相關(guān)企業(yè)誕生大量的專利、軟件著作權(quán)等，這些知識產(chǎn)權(quán)將會進(jìn)一步地對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級產(chǎn)生積極影響。第三，由于新技術(shù)行業(yè)的技術(shù)水平較高，會形成一定的產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘，進(jìn)而會促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生一定數(shù)量的高水平企業(yè)，最終會提高這些企業(yè)的盈利水平。盈利水平的提高會提升企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)投入，形成一個“技術(shù)創(chuàng)新—利潤提升—科技研發(fā)”的閉環(huán)系統(tǒng)。第四，人工智能技術(shù)與“大數(shù)據(jù)”“云計算”“物聯(lián)網(wǎng)”和“移動互聯(lián)網(wǎng)”等信息技術(shù)聯(lián)系緊密，這幾種技術(shù)互相協(xié)同作用，從基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層三個層面影響著傳統(tǒng)制造業(yè)的傳統(tǒng)升級。因此，人工智能對制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級的影響具體體現(xiàn)在以下四個方面。

（一）生產(chǎn)過程更加智能

首先，在產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，智能機(jī)器人的引入將大大提高制造企業(yè)的生產(chǎn)效率，而產(chǎn)品的生產(chǎn)過程也由傳統(tǒng)的“人工決策+半自動化生產(chǎn)”向“智能決策+全自動化生產(chǎn)”的方式轉(zhuǎn)變。即整個生產(chǎn)過程主要依靠智能決策系統(tǒng)和智能機(jī)器人來完成主要工作，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“全自動化”。人工智能將參與到產(chǎn)品模型的構(gòu)建、技術(shù)方案的可行性、信息處理、物流管控、安全生產(chǎn)等涉及生產(chǎn)過程的所有方面。其次，生產(chǎn)設(shè)備的智能化。即通過人工智能產(chǎn)業(yè)和裝備制造業(yè)的深度融合，生產(chǎn)出具有自組織、自決策、全感知、自維護(hù)等功能的智能設(shè)備。另一方面通過將這些智能設(shè)備進(jìn)行整合，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線、車間、工廠的智能化改造，為制造業(yè)升級改造提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

（二）生產(chǎn)終端更加智能

首先，產(chǎn)品更加智能化。智能化產(chǎn)品涉及到生活的方方面面，例如智能化家居產(chǎn)品、智能醫(yī)療設(shè)備、智能電網(wǎng)終端、智能物流分揀設(shè)備等。另外，產(chǎn)品智能化水平不斷提高，從較為低端的智能送餐機(jī)器人到目前無論是在技術(shù)還是使用上都非常火熱的智能駕駛，產(chǎn)品的智能化水平在不斷提升。其次，連接用戶的最后終端更加智能，即人臉識別技術(shù)、智能化服務(wù)機(jī)器人、AI服務(wù)員、智能護(hù)理員等，這些智能終端會直接將人工智能的理念灌輸給用戶，進(jìn)而促進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的價值轉(zhuǎn)化。

（三）生產(chǎn)管理更加智能

制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級不單單是設(shè)備和人的智能化，其核心在于生產(chǎn)管理的智能化，生產(chǎn)管理涉及采購管理、物料管理、物流管理、產(chǎn)品需求管理、產(chǎn)品售后管理等諸多方面，在原有企業(yè)管理理論的基礎(chǔ)上，需要結(jié)合人工智能技術(shù)，利用主動管理替代被動管理。以深度學(xué)習(xí)為例，通過仿真系統(tǒng)的模擬，合理規(guī)劃物流路線、壓縮生產(chǎn)成本、規(guī)避傳統(tǒng)管理活動中存在的缺陷，真正意義上實(shí)現(xiàn)管理的智能化。

（四）產(chǎn)業(yè)生態(tài)更加智能

文章前面幾點(diǎn)提到的主要是在產(chǎn)業(yè)鏈方面人工智能對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的影響。但是要想真正意義地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，還需要將產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈和創(chuàng)新鏈進(jìn)行整合。以人工智能技術(shù)為核心，將產(chǎn)品制造、價值轉(zhuǎn)化、科研成果轉(zhuǎn)化等方面進(jìn)行協(xié)同管理，促進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)的智能化升級改造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)價值鏈，價值鏈孕育創(chuàng)新鏈，創(chuàng)新鏈反哺產(chǎn)業(yè)鏈的格局。

結(jié)語

人工智能技術(shù)在降低環(huán)境危害、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)整合、提高資源利用效率和創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化等方面有著無與倫比的優(yōu)勢，在實(shí)現(xiàn)自身技術(shù)在行業(yè)中深度應(yīng)用的同時，還可以促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)的深度融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。有利于提升我國制造業(yè)的質(zhì)量，促進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)方式的變革，進(jìn)而提升制造業(yè)的國際競爭力。本文主要針對人工智能技術(shù)對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的影響進(jìn)行研究，并分析了提升傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的路徑，對于解決目前制造業(yè)面臨的勞動人口短缺、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失調(diào)、資源環(huán)境瓶頸等問題具有一定的幫助效果。

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Abstract：Under the background of industry 4.0，the impact of new technologies on traditional industries has developed to a new stage.As a representative of the new generation of Internet technology，artificial intelligence technology has high-quality performance in optimizing industrial structure，improving industrial efficiency and reducing environmental hazards.This paper analyzes the path of transformation and upgrading of manufacturing industry driven by artificial intelligence，and on this basis，focuses on the impact of artificial intelligence on the transformation and upgrading of manufacturing industry.

Key words：artificial intelligence;manufacturing industry;transformation and upgrading

[責(zé)任編輯 毛 羽]