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人工智能對工業(yè)價值鏈的影響

http://www.gjzbw99.com 2025-09-08 17:03 來源:西門子工業(yè)業(yè)務領域

面對市場對更智能產(chǎn)品、更短設計周期以及更高效靈活生產(chǎn)流程的需求日益增長,設計與制造企業(yè)紛紛借助人工智能,推動業(yè)務流程邁向新高度。憑借處理復雜數(shù)據(jù)的卓越能力與傳遞智能洞見的便捷性,人工智能已準備好在工業(yè)價值鏈的各個環(huán)節(jié)承擔多種關鍵角色。

(圖片來源:西門子)

隨著人工智能的持續(xù)發(fā)展,它不僅能勝任曾專屬人類的復雜任務,還將助力彌合人與技術之間的鴻溝 —— 將復雜工具與數(shù)據(jù)轉化為易于理解的洞見,賦予其新的應用場景。尤其是大型語言模型(LLMs),在為非結構化數(shù)據(jù)賦予結構化形態(tài)方面具備獨特優(yōu)勢。將人工智能應用于產(chǎn)品設計與制造全流程的海量數(shù)據(jù)集之上,不僅能加速現(xiàn)有流程,還能為長期存在的行業(yè)難題探索新的解決方案。

人工智能:決策支持系統(tǒng)的核心動力

顯而易見,快速且持續(xù)地做出正確決策,是確保任何系統(tǒng)平穩(wěn)運行的關鍵。然而,現(xiàn)代流程的復雜性不斷提升,要高效得出最優(yōu)結論并非總能一帆風順。數(shù)據(jù)是決策過程的核心,但即便是領域?qū)<遥瑢⒃夹畔⑥D化為可落地的洞見,往往也需耗費大量時間,且過程并非一目了然。

人工智能正是應對這些挑戰(zhàn)的有力工具。憑借篩選與處理海量數(shù)據(jù)的能力,人工智能能精準提煉關鍵信息,若進一步用“問題如何解決、流程如何推進、設計如何選型”的專家知識對這些模型進行訓練,人工智能工具將升級為決策支持系統(tǒng):它能優(yōu)化并加速至關重要的決策過程,成為企業(yè)運營的核心助力。

(圖片來源:Gorodenkoff / stock.adobe.com)

依托人工智能的決策支持系統(tǒng),是彌合人機能力鴻溝的重要一步。它構建了一種理想場景:重要決策既能以海量可用信息為支撐,又能融合專家的經(jīng)驗與批判性思維。除了為專家提供支持,人工智能決策支持系統(tǒng)還能讓新用戶與非專業(yè)人士受益 —— 他們可借助模型中蘊含的累積知識與專業(yè)經(jīng)驗,大幅縮短學習曲線,同時獲取此前難以接觸到的深度洞見。

人工智能:推動硬件領域邁入 DevOps 時代

無論是產(chǎn)品設計還是生產(chǎn)流程設計,要實現(xiàn)最優(yōu)方案都需經(jīng)歷漫長過程 —— 通過反復修改、測試與優(yōu)化,才能達成最佳結果。理想情況下,這種優(yōu)化與創(chuàng)新應貫穿產(chǎn)品或流程的全生命周期:從概念誕生到最終退役,持續(xù)推動改進。在軟件開發(fā)領域,這一目標早已通過 DevOps(開發(fā)與運維一體化)模式實現(xiàn);然而在硬件領域,受時間、預算或技術條件限制,若沿用傳統(tǒng)方法,要實現(xiàn)同等水平的快速、持續(xù)改進,在實踐中幾乎難以落地。

不過,將人工智能與數(shù)字孿生結合,為實現(xiàn)這一高遠目標提供了可行路徑。通過傳統(tǒng)設計過程中生成的仿真數(shù)據(jù)訓練出的人工智能降階模型(ROMs),能在幾秒內(nèi)精準復現(xiàn)零部件或系統(tǒng)在不同工況下的運行狀態(tài) —— 而這一過程若用傳統(tǒng)方法,往往需要數(shù)小時甚至數(shù)天。將該技術部署于全面數(shù)字孿生中,企業(yè)便可在高度貼合現(xiàn)實的數(shù)字環(huán)境里,以最快速度測試各類設計變更。

降階模型(ROMs)解決了硬件領域快速創(chuàng)新的核心難題之一:測試與驗證過程耗時且成本高昂。與在測試環(huán)境中運行代碼變更不同,驗證設計與流程變更至少需要復雜且昂貴的多物理場仿真,通常還需制作物理原型。傳統(tǒng)方法的高成本,使得小規(guī)模、漸進式的持續(xù)改進難以推行;但通過將精準數(shù)字孿生與人工智能加速設計、仿真工具結合,“值得測試的最小改進幅度”門檻大幅降低,讓持續(xù)優(yōu)化變得切實可行。

要實現(xiàn)“硬件 DevOps”的愿景,不能僅依靠人工智能與數(shù)字孿生的合力優(yōu)化流程初始版本,還需在部署后收集反饋并進一步迭代。這意味著整合各類信息源 —— 包括產(chǎn)品用戶、機器操作員、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)傳感器及其他海量數(shù)據(jù)源,將其與數(shù)字孿生關聯(lián),再借助人工智能快速將這些信息融入系統(tǒng),打造更優(yōu)、更智能的解決方案。

盡管達到這種持續(xù)優(yōu)化的水平仍需時日,但數(shù)字孿生與人工智能加速設計、仿真技術的基礎已在當下逐步構建。這些技術已顯著提升了產(chǎn)品與系統(tǒng)的設計及驗證速度:它們不僅能助力更快打造更智能的產(chǎn)品,還能提升可持續(xù)性 —— 更快、更經(jīng)濟的仿真不僅讓“找到最優(yōu)可持續(xù)設計”變得更容易,還能減少對物理原型的需求,降低資源消耗。

人工智能:彌合人與技術的鴻溝

在設計與制造領域,人工智能能通過多種方式加速流程,但它的優(yōu)勢并非僅在于速度。隨著生成式人工智能的最新發(fā)展,它還將重塑人、技術與信息之間的交互模式。工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)模龐大,管理這些數(shù)據(jù)的工具也高度復雜 —— 這導致新用戶培訓周期長,即便對資深用戶而言,簡單任務也可能耗時良久。

(圖片來源:西門子)

通過將人工智能解決方案(如 Siemens Industrial Copilot)與設計、生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的工具及數(shù)據(jù)打通,不同技能水平的用戶均可獲取所需資源:無論是生產(chǎn)數(shù)據(jù)洞見,還是使用復雜工具的專家知識,所有操作均通過簡潔的自然語言交互界面完成。

讓信息(無論是統(tǒng)計數(shù)據(jù)還是專家知識)變得易于獲取,是打破當前各領域間“數(shù)據(jù)孤島”的關鍵一步 —— 而這反過來又能為產(chǎn)品設計與制造提供更具整體性的思路。

隨著技術復雜度不斷提升,手動處理每一個細節(jié)或每一個數(shù)據(jù)點將變得愈發(fā)不現(xiàn)實。此時,基于真實數(shù)據(jù)的人工智能系統(tǒng)可接管核心工作:例如分析海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)集,或補全仿真所需的全部細節(jié)。而人類操作員則能專注于唯有自身可勝任的任務,如創(chuàng)意構想、創(chuàng)新突破與方案優(yōu)化。

毫不夸張地說,人工智能將成為全行業(yè)的下一次重大飛躍 —— 它將重塑人類工作方式、產(chǎn)品設計流程與工廠運營模式。但人工智能并不意味著“完全自主的未來”,而是“人機協(xié)同的新平衡”:它以一種充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢的方式將人與技術結合,最終實現(xiàn)“1+1>2”的效果,達成單靠人或技術都無法實現(xiàn)的目標。

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