9月25日,以“智”造引領,“云”享未來為主題,“科創中國”2020年“企業創新大家談”系列活動智能制造高峰論壇在北京舉辦。本次活動由中國科學技術協會主辦,中國科協企業創新服務中心、中國儀器儀表學會承辦。在主論壇上,西門子(中國)有限公司 數字化工業集團副總裁兼過程自動化事業部總經理姚峻就《人工智能+工業大數據分析:解鎖工廠“智能運維”的未來》作主旨報告,本文整理了他的觀點分享:
一個一個工廠需要把的自動化,是能夠把整個工廠真正聯動起來,然后到今天所說的數字化,可能通過不同平臺我們把不同的平臺上面的數據連起來,通過平臺能連起來,比如自動化就是一個平臺,然后上面的信息化又是一個平臺,我們說設計到生產、到運維,所有的數據又是一個平臺。最后從IoT、從到云端又是一個平臺。今天現在能夠做到的讓各個平臺,尤其是自動化和信息化能夠連在一起,能夠有大量的數據能夠產生,、大量的數據能夠互相地交付,、通過大量的數據能夠形成對整個生產質量和生產過程的優化、生產過程的優化,然后實現環保,能夠實現、節能降排。
但是智能工廠最終的目標是智能制造,工廠會自運行、自優化,最主要的就是我們說的智能的運行和維護。這里面有三個層級,一是從傳感,從感知到認知;二是從優化的控制,從精準到最佳,也就是我不斷地把工業參數優化;三是銳化的運營,能夠從用不同的專業、不同的技術能夠整合在一起,把一個工廠形成一個真正的高智能自運營。
在數字化的前提下,我們能做到產品、生產和性能三個主要步驟的數字化的雙胞胎。智能運維已經融入到今天的數字化當中,尤其在數字化雙胞胎的技術當中。從產品,我們從質量的預警,兩率問題關聯的分析,怎么樣優化我的產品,我有一個虛擬的產品還沒生產之前我就可以可以優化,生產了以后反饋回來我還可以不斷地優化我的產品,而且這個優化的速度是非???,因為他在虛擬的環境就優化了。我們從將產品設計的軟件、產品的仿真到產品的優化、質量的分析等等都連在一起。所以今天現在就能夠在產品設計和優化上面,我們把一些智能化的元素融入進去,我們在生產的過程中,包括風險的預測、模型的優化、模型仿真也融入進去,達到現在性能預測性的維護、異常的預警和智能診斷,智能運維是一個智能工廠要走過的關鍵的路,到最后這個工廠可以真正實現是無人化,自帶大腦的工廠。
大數據和人工智能是真正實現智能運維的重要手段,我們能看到的,因為我們今天把不同的最新的技術,甚至從商業的技術,不斷地融入到工業里面,比如說我們的人工智能、大數據,比如說我們的、5G的技術,而且這些技術都是關聯的,夏老師說在云端,它也要跟5G技術連在一起,如果沒有這樣的技術,很多工業下面的場景是不可能誕生的,誕生了也運行不了無法運行,它的缺少可靠性、穩定性。如果我們看監督學習,要從人工智能的三個階段開始:
第一,監督學習,掃健康碼、導航等都是監督學習,如果把監督學習用到真正的工廠,就是我們的強化感知,從傳感到認知,能做到今天異常狀態的預警,、風險趨勢的預測,我從這些數據中能夠認知它,不但能得到數據而且能認知,因為今天現在很多的數據需要實化,第一數據太多,第二連不起來,第三數據發揮不了它的作用,真正把這些數據發揮作用了,這個工廠才能保證上一個臺階。
第二,AlphaGo的強化學習。也就是說你有了認知以后,最關鍵的是怎么樣把你的模型再提高,這就是學習。人要睡覺的、要休息的,機器是不睡覺的,24小時、365天天天可以學,也就是說它不斷地從新的數據里學習,去優化原來的模型,所以我們能做到優化控制、精準。
第三,知識圖譜。今天比如你拿了一張X光片,上邊有兩點,醫生要去做診斷,拿著片子要做診斷,但是一個專業的醫生做不了診斷,可能說有問題,可能說沒問題,可能有不同的專業合在一起幫你做診斷,其實工業里面也一樣,碰到很多的問題你不知道,。有經驗的老師傅很重要,他用20年的生產經驗碰到所有的事故,今天沒有,我們可以不用,發生任何事故都在知識圖譜里,也就是說如果現場發生事情,哪怕是個新的技術人員,首先你到系統里去查,自動去查,同樣的事故發生過嗎?什么時候發生的?為什么發生的?后來是怎么解決的?這跟一個有經驗的老師傅差不多,所以說真正建立知識圖譜是很重要的。我們今天就是一個專家知識庫,所謂的專家知識庫是有很多專家會診,所以醫生會是在人工智能以后最早被淘汰的職業,現在今天去找醫生也是,拍了不同的片子,不不化驗不同的血是不給你做診斷的,以前只要看看臉色、舌苔就知道什么事情。今天現在他們自己也在走向通過大數據的分析來提高診斷能力,我們的工廠也一樣,通過老專家,通過知識圖譜把這么多經驗收集起來,就能取代這些經驗。
我們從工業大數據做機器開始學習,然后形成了模型,從模型去做我們的風險預警預測,然后對這個設備狀態的進行分析診斷,再把這些數據又融入進模型,這個模型就是一個自學習的過程,它不斷地從目前的數據跟歷史數據結合,再去學習,不斷地學習迭代,然后再回到整個閉環。也就是說如果我開始用這樣的一個系統,我有了一個最初的模型,這個模型會被歷史數據和現實數據不斷地訓練,最后做出來的這樣一個診斷、判斷、預測會越來越精準,這樣的系統可以用到設備維護,也可以用到工藝優化,用到方方面面的運維當中,最后來降低成本,包括提高工廠的可用率、降低成本、資產的整合、更多的數據挖掘等。
(根據2020“企業創新大家談”第三期速記整理)