德国科学院院士:传统企业寻求变革,向智能制造靠近
6月1日,以“深度视野,对话未来”为主题的首届“中新 人工智能 高峰论坛”在新加坡·南京生态科技岛召开。本届高峰论坛由南京市人民政府、新加坡企业发展局、江苏省经信委、江苏省商务厅、江苏省人民政府外事办公室作为指导单位,南京市商务局、南京市建邺区政府、中国人工智能学会主办。亿欧作为支持媒体受邀参加。
论坛上,德国、深知无限人工智能研究院院长、首席科学家,德国人工智能研究中心科学董事 汉斯·乌思克尔特 教授带来主题演讲:“德国工业4.0与中国 AI产业 发展的机遇与挑战”。
在演讲中,汉斯·乌思克尔特详细介绍了AI在工业上的概念和具体案例。他讲AI+工业原理分为三层,由内到外分别是,生产层、运行层和数据结合层。经由这三层,智能制造创造了巨大生产力。
以下是汉斯·乌思克尔特的演讲全文,亿欧在不改变原意的基础上进行了删减。
大家下午好!我在AI领域已经工作了有30多年了,使用了不同的应用,我想要跟大家分享 智能制造 的一个理由是因为它跟我的背景有一点关系。
首先,我会给大家介绍一下AI的一些工业应用。然后再给大家介绍工业4.0和智能制造,接下来我会简单地给大家介绍一些机器学习和深度学习,还有一些未来的展望。
在过去的十年,我建立了一个德国人工智能中心。随着AI变得越来越流行了。除了传统的IT公司,比如SAP,软件公司,微软公司等。 渐渐,很多制造的企业也加入 进来比如Facebook、宝马、博世、空客等。他们都是机器制造的公司,在过去的一年, 这些制造企业不断地要求我们帮助他们进行变革,把他们的公司转型成一个现代化的数字驱动的公司,能够让他们使用工业4.0。
关于智能工厂,我们一共有三层。
首先,核心层,也就是智能工厂,或者说生产本身,AI在这里也能够发挥一些作用。主要概念就是通过物联网把机器联系在一起,AI根据这个传感器上传的数据来进行分析,这就是核心。
实际上,这个机器与之前的制造工厂,比如说iphone、汽车工厂、手机工厂是不一样的。 区别在于,他们很多的解决方案并不是泛泛的,而是具体的。 此时我们使用了一些机器人,有一些工人他们的工作已经也不再严格分工了,这就形成了工人与个机器人之间进行通信,互相沟通的需求—— 这是智能工厂的一个核心的部分 ——也就是网络和实体的系统互相地联系起来, 即用物联网,把处理器和传感器联系在一起。
其次,有个非常重要的概念—— “数字双胞胎” (指以数字化方式拷贝一个物理对象,模拟对象在现实环境中的行为,对产品、制造过程乃至整个工厂进行虚拟仿真,从而提高制造企业产品研发、制造的生产效率。)。 这样一来,整个制造流程、数字产品以及系统,都有一个孪生的数字化镜像 。有一些产品本身就可以让机器下达指令,从而为生产制定一个计划,对于一些中度的自动化的生产,实现人机互动,AI驱动优化的产品和流程、预防性维修,预测能耗的目标。
第二层,除了纯生产之外,我们还有运行的服务。比如说公司内部的移动性出行,还有智能的物流、智能的建筑、智能的产品和智能电网。由于有“数字双胞胎”,如果你对流程、产品和手册进行编码的话,这将会是一个非常非常复杂的内容,再加上培训,供应商、合作伙伴服务这些数据进来,体量非常庞大,因此我们需要对运行服务进行重新的设计。
最后,我们来看最外面的一层——数据结合。最外面的一层是通常被人们所忽视的,但实际上它决定一个公司成败与否。为什么呢?因为大部分最重要的那些数据来源于公司以外,比如你的客户、合作伙伴、供应商、监管当局、技术合作提供商、媒体、投资商以及股东,还有你的竞争对手。 这就意味着说,我们最大的一个挑战是要把所有的数据,也就是智能工厂内部的数据与外部的数据进行结合 。
要了解外部的数据是非常复杂的。 因为那些外部数据的来源,并不能把数据以这种结构式的方式给你,你拿到的通常都是非结构性的数据。你需要把内外部的数据结合到一起。 如果你能解决这个问题的话,你才有客户关系管理,或者说,你的供应链就比较的智能了。智能实际上意味着我们要使用互联互通,要使用物联网,使用大数据,要使用分析,要使用商业的情报,当然还要使用AI来帮助你不断地去优化整个的流程。不仅仅是优化,这个系统还能告诉我们,这些问题是否解决了。
我们为什么要使用外部的数据和知识? 首先,这取决于我们到底要实现什么样的目标?要监督流程,获得早期预警,审视是否出现偏差,如果有偏差的话我们要早期介入,帮助我们尽早决策 。举个例子,我们的合作伙伴之一——西门子,他们已经采取了我们主要的设备,也就是我们的公司出产的一个知识路线图。我们要做的事情是,希望从外部获得知识,与公司的图谱结合,可以知道我们生产的地点在什么地方,使用什么样的技术,在全世界各地有什么样事件的发生。再把这些信息和我们企业内部的信息结合到一起,这就形成企业的知识图谱。
不要低估这些知识。举例来说,《大英百科全书》这是世界上最丰富的《百科全书》,但这也只是它的打印版。如果你把所有知识都打印出来,应该有多大的量呢?包括维基百科在内的百科来源,都在慢慢地转化为一些结构的数据。实际上很多的知识现在正在经历着这样的一个转型:机器学习。
回到西门子的合作例子上来。西门子有19万的供应商,我们的企业知识图谱,帮助他们做供应链的观察和管理。对内外部信息进行输入、提取,在这个基础之上能够去做一些结构性的转型。就外部媒体信息而言,不仅仅包括媒体,还包括社交媒体,比方说像推特网,甚至来自铁路、警察部门、高速巡警、消防部门等。这样的一些信号整合在一起之后,我们搭建了大数据平台和研究中心。
这样的一些应用,对整个工业的流程有很大帮助。 所以我们希望能够从这些未结构的信息进行学习,转化为结构的信息,并且在相应的场景下进行解读。最终希望把一些显性的知识,比如说工业的知识,行业的知识,能够通过经验来进行挂钩,使得机器学习、深度学习得以实现。 如果做不到这一点,我们是无法去应对,无法满足复杂的工业现实所面临的一些需求。谢谢!
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