人工智能制造产业发展研究报告201806.pdf

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1、“人工智能+制造”产业发展研究报告——概念、趋势与互联网赋能机会2018年6月目录“人工智能+制造”互联网助力0104的概念“人工智能+制造”“人工智能+制造”“人工智能+制造”0205的现状政策借鉴加快推进“人工智能+制造”0306“人工智能+制造”的影响对策建议“人工智能+制造”的概念01什么是人工智能什么是“人工智能+制造”人工智能如何“+”制造为什么要研究“人工智能+制造”？工业困局•发达国家：产业空心化，•英国：高价值制造、人工智能赚了利润但丢了就业，且发展计划贸易逆差•美国：先进制造、工业互联网、•发展中国家：产业低值化，制造业回流赚了收入和就业，但丢了利润和环境

2、信息革命•算据：大数据•德国：工业4.0•算力：云+边缘计算•日本：机器人新战略、工业价•算法：深度神经网络值链、社会5.0信息技术的发展，对各行各•中国：中国制造2025、新一业效率提升提供了可能代人工智能规划……概念三问问题1：什么是人工智能？本田的人行机器人ASIMO波士顿动力的自主机器狗DeepMind的围棋阿法狗DeepMind模拟老鼠网格细胞的定位与导航历史：理论+专家系统符号主义（逻辑）联结主义（仿生）行为主义（控制）当前：大数据+深度学习ImageNet大赛•深度神经网络2014：Google-22层2015：MS-152层算法突破•大规模、无监督、多层次20

3、16：商汤-1207层错误率：6.7%->3.6%->3.1%•非结构数据处理突破（图像、语音）•CPU->GPU->TPU，计算速度和效率大幅提升TPU速度=15-30倍GPUGPU速度=1-3倍CPU•云+边缘计算，低成本、海量计算资源算力飞跃•光刻等技术进一步发展，芯片越来越小，端处理能力持续提高•互联网50亿连接，积累了海量数据（主要是人）算据激增•物联网500亿连接，开启更大规模数据的来源：年增长率47%2017年超10EB/月机器、政府、生物、环境……数据来源：上图-Surveyofneuralnetworksinautonomousdriving，Gustavv

4、onZitzewitz，2017.7；中图-GoogleCloud官网；下图-GlobalMobileDataTrafficForecastUpdate,2016–2021WhitePaper，Cisco未来：小数据+大任务当前：“大数据、小任务”未来：“小数据、大任务”•海量数据•少量数据•局部、特定问题（如计算下棋落•全局问题独立闭环（如像人一样子的位置）到场-落座-下棋-离场）•“暴力”计算•“精确”计算问题2：什么是“人工智能+制造”？“人工智能+制造”简史历史：专家系统辅助制造•20世纪60-80年代，根据“知识库”和“if-then”逻辑推理构建的“专家系统”，在

5、矿藏勘测、污染物处理、太空舱任务控制等方面得到初步应用•专家系统实际上只是一定程度上实现了这些环节和流程的分析和自动化，对于错综复杂的现实问题只能提供有限的辅助参考当前：深度学习优化制造•人工智能及相关技术融合应用，逐步实现对制造业各流程环节效率优化。主要由工业物联网采集各种生产数据，放到云计算资源中，通过深度学习算法处理后提供建议甚至自主优化未来：人机融合协同制造•机器和人将重新磨合成新的相互配合、补充、协同工作的平衡关系。未来智能制造将以人为中心，统筹协调人、信息系统、和物理系统的综合集成大系统，即“人-信息-物理系统”（human-cyber-physicalsyste

6、ms,HCPS）问题3：人工智能如何“+”制造？“人工智能+制造”魔方体系模型技术范式•数字化：可编程•网络化：可协同•智能化：可自主生产组织•工厂：生产单元自主•企业：企业各部门协同•生态：供应链+客群连接价值形态•产品：人性化功能•制造：人机协同生产•服务：个性化服务“人工智能+制造”的现状02产业规模典型案例面临挑战产业结构：从单一链到嵌套网单一链物体<->数字体•物体与数字体映射，一个变另一个也变物流<->信息流•多个物体的变化形成物流，对应的数字体变化汇聚为信息流，通过洞察信息流通盘管理整个物流制造业<->信息业•两个产业融合，形成新的产品、生产组织方式、满足新的需

7、求•AI+实质是两化融合的高阶嵌套网产业结构：六大典型领域智能工厂应用/解决方案应用DCSPLCMESERP……制造云制造业大数据及商制造业平台（公有）业分析人工智能（算法）基础工业机器人制造业物联网产业规模：1千亿到7千亿，连接/平台贡献大整体规模•2016年约为1.2千亿美元•2025年将超过7.2千亿美元•复合年均增长率预计可超过25%具体组成•连接：工业物联网4.7%->14%，增长近10%•平台：制造云、大数据和人工智能24%->36%，增长12%。在互联网领域发展成熟的平台生态模