人工智能赋能制造业,推动产线柔性化改造与智能化升级
AI导读:
人工智能技术在制造业中的应用日益广泛,通过夯实技术根基、加速柔性化改造和提升生产效率,推动制造业向数字化、网络化、智能化发展。人工智能赋能新型工业化,助力产线柔性化改造与智能化升级。
人工智能(AI)技术日新月异,其在电子、原材料、消费品等行业普及速度加快,特别是在研发设计、中试验证、生产制造、运营管理等环节得到广泛应用,其赋能效应日益凸显。
制造业是人工智能技术产品应用落地的重要领域。工业和信息化部总工程师谢少锋介绍,近年来,人工智能与制造业融合发展显著加速,国产厂商已研发出超百款AI手机、AI电脑、AI眼镜等智能产品,人工智能领域的国家级专精特新“小巨人”企业数量也已超过400家,产业生态得到了持续优化。
人工智能的发展,关键在于夯实技术根基。目前,我国已形成覆盖基础层、框架层、模型层、应用层的完整产业体系,并建成了钢铁、煤炭等高质量行业数据集,培育出一批国产开源大模型,向全球展示了中国人工智能的发展速度和实力,赛迪研究院电子信息研究所副研究员于萍表示。
近年来,工信部加快了人工智能芯片、算法框架、大模型等的攻关力度,支持创建了具身智能、人形机器人、智能语音等国家制造业创新中心,以加快前沿技术和关键共性技术的突破。
走进上海智元新创技术有限公司,工程师正在“教”一台人形机器人如何送外卖。看似简单的动作,在机器人身上却要反复训练调试多次。工程师借助智元推出的一站式开发平台——Genie Studio,其具备数据采集、模型训练、仿真评测、模型推理等功能,有效解决了开发者面临的数据难获取、模型难训练、开发成本高等问题,让“训练机器人大脑”变得简单高效。此外,智元在今年3月还发布了智元启元大模型,该模型具有人类视频学习、小样本快速泛化、一脑多形、持续进化等优势,有效提升了机器人的交互能力和作业智能化水平。
大模型的训练和运行需要算力支撑。目前,我国在用算力中心机架总规模超过900万标准机架,算力总规模达到280EFLOPS。然而,部署在不同芯片上的算力难以被协同使用,算力资源分散化、地域分布不均衡,跨系统调度与利用效率不高,高性价比、高附加值算力仍存在供给缺口。
为此,上海无问芯穹智能科技有限公司构建了一朵“异构云”,实现了多种大模型算法在多种芯片上的协同部署运行,降低了行业对单一芯片的依赖,增强了产业链供应链的韧性和竞争力。公司研发的跨机房训练技术,提升了零散算力资源的可用性,实现了高价值数据资源的本地处理,让算力与数据流通更高效,实现了跨域算力资源的共享和配置优化,助力算力资源与下游产业的协同发展。
谢少锋表示,下一步将组织人工智能赋能新型工业化“揭榜挂帅”行动,加强通用大模型和行业大模型的研发布局,加快建设工业领域高质量数据集,进一步夯实技术基础。
随着市场需求的日益复杂多变,大规模流水线生产模式已无法适应,定制化柔性生产成为制造业向高附加值攀升的发展方向之一,数字技术在此过程中将发挥更为关键的作用。
在上海汽轮机厂叶片加工车间,AGV小车将零部件运送到机床旁,在MES系统的操作下,产线自动上料、切换道具、加工成型,不同型号的汽轮机叶片就这样被生产出来。汽轮机大多是定制化产品,有的型号甚至只会生产一台,这对工厂的柔性化生产能力提出了较高要求。上海汽轮机厂副总经理韩雷介绍,针对多品种小批量的生产特点,该厂在2022年开始建设数字化车间。全新的智能制造体系融合了物联网、人工智能等信息技术,全面提升了叶片加工过程中的质量管控、成本管控、交付管控能力。数字化系统高效匹配叶片原材料、设计、工艺、数控程序、仓储等信息,实现了叶片生产全生命周期的可管控、可追溯。智能排产系统采用先进算法,根据生产实际情况快速调度,实现了多目标排产优化,生产效率提升了1倍以上。
于萍认为,人工智能技术能够系统性提升产线应对定制化需求的能力,通过实时数据分析、生产设备自适应控制等方式,推动产线柔性化改造。在生产规划环节,人工智能凭借数据处理能力,基于实时生产数据和市场需求信息动态调整工艺流程及生产计划,实现多品种、小批量生产的快速切换,提高资源利用率,显著压缩换线时间与库存成本。在供应链协同方面,人工智能促进企业间信息实时共享,保障定制化生产所需物料按时交付,增强供应链对柔性生产的支撑能力。
提效率、降成本是企业在激烈市场竞争中赢得先机的有效手段,人工智能技术在这一过程中发挥着重要作用。一方面,人工智能、大模型技术通过数据驱动智能决策、流程自动化与系统性优化,提升企业生产效率、削减经营成本;另一方面,通过知识图谱技术整合多源信息,构建企业知识网络,加速产品迭代与服务升级。
江苏亨通光纤科技有限公司总经理刘振华介绍,随着新一代信息技术的快速发展,该公司将5G、AI、数字孪生等技术与制造业深度融合,推动工厂加快向数字化、网络化、智能化发展。有一次,公司接到一笔紧急订单,客户要求在短时间内生产交付两种具备不同功能的特种光纤,且对质量要求很高。过去,研发人员要设计多套方案并在工厂逐一试验,直到指标达到要求为止,至少需要半年时间。现在,研发人员以智能集控系统积累的数据为基础,运用数字仿真技术模拟制造流程,再由AI分析测算生产结果,最终仅用半个月就确定了合适的工艺参数,大大提升了研发效率。
在柳钢集团冷轧厂的生产车间,生产技术室电气主任工程师朱旋展示了基于Deepseek开发的数智钢卷智能助理APP。该APP以高质量工业数据训练大模型,能够对比不同机组生产效率,提供优化排产建议。例如,在生产冷轧低碳钢板时,一退火机组的冷却效率在3个机组中最快,加热罩升温速度更是比其他区域快20分钟。有了它的精准调控,生产成本降低了,设备运行也更稳定了。
此外,员工们还使用钉钉AI助手实时查看生产进度、成本、设备状态等。在酸轧生产线上,一块4毫米厚的原料带钢要变成1.5毫米薄钢板,需要经过10多道工序,涉及100多个参数,过去很难判断具体生产成本。现在,所有数据在手机上一目了然:0.8毫米厚度的钢板在二酸轧产线生产成本比其他规格低13元,1.2毫米以下的带钢排产选二酸轧产线更划算。这种透明化管理不仅让员工对生产线了如指掌,也促进了部门之间的沟通协作,有效推动了精益管理的深入实施。
然而,也要看到,大模型在制造业的应用仍处于早期阶段,适配工业复杂场景的模型有待进一步开发,链接供需双方的中间服务环节也较为薄弱。为此,于萍建议,应持续推动模型适配和算力优化,培育壮大优质人工智能服务商队伍。此外,还应突出应用导向,加快推进解决行业普遍问题的大模型及公共服务平台建设,降低人工智能应用门槛和成本,以需求驱动创新、以场景反哺技术,推动制造业全流程智能升级。
(文章来源:经济日报)
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