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数智上海2023峰会 | 5G规模化应用、AI大模型能力跃升,制造业数智转型面临哪些机遇与挑战?

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工业智能化对于推动制造业数字化转型、加快实现新型工业化、发展壮大实体经济、促进数字经济和实体经济的深度融合具有重要的意义。日前圆满落幕的数智上海 2023 峰会上,特别举办了一场「数智说」工业智能化论坛。

中国商飞信息化副总师苏爱华,中国联通装备制造军团高级总监、中国联通集团工业互联网领军专家沈洲,中交疏浚集团技术中心副总经理戴文伯,联想智能制造行业首席架构师秦晓东,节卡机器人 CIO 杨万利进行了主题演讲。圆桌环节,上海交通大学机械与动力工程学院教授&博士生导师、上海市智能制造研发与转化功能型平台副总经理郑宇主持,苏爱华、百度智能云上海区域总经理张家利、杨万利、积梦智能创始人、CEO 谢孟军交流了观点。

嘉宾们分享了来自行业一线的观察与洞见,议题覆盖「高端制造、5G、工业互联网、智能机器人、AI 大模型」等高频热词。当天,还重磅发布了 2023 长三角制造业数字化转型试点示范名单。


中国商飞信息化副总师苏爱华

数智化助力大飞机制造

大飞机研制是综合国力的体现,也是高端制造水平能力的体现。当前,国产支线客机 ARJ211 载客量突破千万人次,大型客机 C919 交付入列、C929 进入详细设计阶段,国产大飞机事业已经进入规模化发展阶段。

此次中国商飞信息化副总师苏爱华分享了「民机智能生产管控与数字化转型的探索实践」。

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「现代民机批产模式呈现新趋势,正向汽车流水线看齐。」苏爱华介绍,民机产品更复杂,供应链长且分散,涉及百万数量级零部件,采用单件小批量生产模式,因此需要提升生产系统、生产过程和供应链体系的智能化,强化生产规划、执行的确定性,以提高应对各种不确定性的能力,确保业务的连续性。同时,适航性作为飞机保障民机安全重要保障,要贯穿民机的设计、制造、试飞、交付运营全过程。

中国商飞已经建立起一套以 MOM(制造运营系统)为核心的智能生产管控平台,基于开放、统一的数字化平台,管理飞机制造过程业务和数据,可以支持实现制造业中数据传递、数字化协调容差、节拍化生产规划、预测性修配加工等诸多能力。

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未来民机制造将呈现正向设计能力、协同研发能力、人机共融、绿色低碳和人工智能应用等新范式。「数字化工具百花齐放,平台化系统海纳百川。」苏爱华认为,平台化系统是基础,支撑价值、信息的流转与打通;数字化应用是工具,支撑个性化业务的敏捷高效;未来新技术将通过平台化系统的数据集成,实现规模化应用,加速业务模式的创新与变革。


中国联通装备制造军团高级总监沈洲

5G 正从「外围辅助」向「核心生产」进阶

5G 在工业生产中的应用已呈现出由「局部单点」向「生产全局」、由「外围辅助环节」向「核心生产环节」的进阶。工业控制是生产的核心环节,凭借大带宽、低时延、高可靠、广覆盖等优势,5G 技术将为工业控制系统提供便捷的通信支持,为制造业生产模式和生产形态带来深刻变革。

作为数字信息基础设施运营服务国家队,上海联通在「5G +工业互联网」方面有诸多实践,此次中国联通装备制造军团高级总监、中国联通集团工业互联网领军专家沈洲分享了相关案例。

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5G+工业互联网」目前由起步探索向深耕细作阶段加快迈进,生产外围辅助环节应用已逐步落地,核心控制环节亟待拓展,5G+PLC 的工业南向控制网络应用成为下一步探索新方向。

此前,中国联通与中国信息通信研究院及施耐德电气联手发布《5G+PLC 深度融合解决方案白皮书》,将 5G 网络应用于工业自动化控制领域的相关经验形成标准体系,为工业企业的传统刚性产线柔性化改造提供具有实际价值的参考。沈洲介绍,施耐德电气 5G+PLC 赋能柔性生产新模式,能够将生产线切换时间从 7 天降低至 15 分钟,产线利用率提升 80%,占地面积节省 50%,产能提升 12%。后续,上海联通将基于此标准体系进一步打造面向智能产线的标准产品,助力产业高质量发展。

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得益于运营企业、解决方案提供商、科研院所、设备厂家等所构成的繁茂生态,当前中国制造 5G 应用全球领先。「2024 年,相信大家听得最多的会是 5.5G5G-A)。」沈洲分享了 5G-A 在工控领域取得得创新性突破以及中国长城精工 5G-A 柔性产线案例,表示更多新技术将随着 5G-A 国内试点融入工业应用。

中交疏浚集团技术中心副总经理戴文伯

疏浚海工装备数智化创新与应用

「国之重器」的运营同样需要数智推手,近年来,一批中国自主设计或建造的疏浚重器蛟龙入水,维护着长江口航道畅行,对上海国际航运中心建设起到支撑作用,对发挥上海发挥长江经济带龙头作用意义重大。

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中交疏浚集团技术中心副总经理戴文伯带来了「疏浚海工装备数智化创新与应用」报告,分享了疏浚产业的智能化前沿探索。

跟马路一样,航运航道不够用时也需要拓宽,靠的是耙吸船、绞吸船、挖泥船等疏浚海工装备。疏浚机理复杂,涉及岩土学、流体力学、机械力学、控制理论、疏浚工艺等多学科、多领域,控制建模难度大。从整个系统角度,疏浚产量目标与铰刀速度、横移速度、入土深度、步进距离、泥泵转速、环境因素等诸多变量相关,系统呈现多参数、非线性、大时滞,控制问题较难解决。

为此,中交疏浚建立了全自动控制系统,对下桥、放桥、横移、挖掘等各步骤做好控制并设置异常工况处理,只要设置各项参数,横移、绞头转速和泥泵转速等就能够全自动控制,在此基础上通过模型预测控制挖掘效率等实现智能控制。模型预测控制模型难建,实际场景下交叉试验建模工程量巨大、周期长,中交疏浚集团将海工设备历史数据采集出来,通过「神经网络」的方法训练并得出模型,解决了绞吸船产能优化问题。

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此外,近年随着我国航运业的发展,耙吸船数量猛增,但是人才梯队断层、疏浚工匠不足,严重制约行业健康发展。耙吸仿真培训系统建立了航行模型,疏浚模型,半物理模型,水下地形重构,海洋环境模型,是首个疏浚、航行和环境三合一联合仿真系统。「过去培训时,许多动作船员都不敢做,怕失误后代价惨重,影响船的后续施工。而今,大不了程序重启、电脑重启。」戴文伯说。

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此外,在介绍国产生态疏浚施工核心软件开发时,戴文伯表示「实际上我们也被制裁了,我们想通过拥抱国产 CPU、计算机和操作系统,为自己将来技术发展求得一片生路」。


联想智能制造行业首席架构师秦晓东

以实践凝练,助力企业开启数智化转型之旅

智能制造不仅涉及工厂底层自动化改造,更意味着整体业务流程的变革。如何让新技术更加快速、高效地落地,成为企业实现数智化转型的关键。

作为一家全球领先的高科技制造企业,联想在助力制造业数智化转型方面有着丰富实践,联想智能制造行业首席架构师秦晓东分享了相关经验。

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联想基于多年来深耕生产一线所沉淀的实践经验,以及从自动化、信息化、全球化到智能化的进阶探索,凝练了数字化转型方法论和转型成熟度模型。

联想携手中国信通院共创了企业智能化成熟度模型,以帮助企业准确诊断自身智能化转型所处的成熟度水平,模型把企业数智化转型的成熟度划分为 L1 至 L5 五个水平。秦晓东介绍,目前联想已具备大部分 L4「智能运营」能力以及少部分 L5「创新发展」能力。

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L1 到 L5 并非必须循序渐进的道路,通过前瞻性地制定智能化转型战略,基于新 IT 架构直接打造数字底座,企业可以直达 L3、L4 和 L5,形成跨越式数智化转型发展。联想 IT 引擎「擎天」整合了联想「端-边-云-网-智」齐备的新 IT 能力以及互联互通、柔性制造、虚实结合、闭环质量、智能决策五大核心能力,通过「科技+服务」的力量来驱动数智化转型。

秦晓东介绍,联想发现「科技+服务」不能覆盖全行业,联想创投通过投资基于「端边云网智」的众多公司,培育创新生态圈,服务于更多新汽车、新能源、新材料、新科技的新制造业客户,以及钢铁、化工与能源、工业机械、消费制造等传统制造业客户实现智能化转型。

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节卡机器人 CIO 杨万利

数智赋能,让智造更简单

智能机器人是上海智能终端产业发展的核心装备,是先进制造与新一代信息技术融合的前沿方向,是全球科技竞争与产业升级的重要领域。

作为一家上海市智能机器人标杆企业,节卡机器人有着柔性智能机器人赋能工业智造的丰富应用案例,此次节卡机器人 CIO 杨万利进行了相关分享。

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中国天眼 FAST「刷锅」机器人引发热议。「通过该项目,节卡机器人实现了天眼反射面上的激光靶标的维护工作。」杨万利介绍。节卡机器人经过九年积淀,与丰田产业链、施耐德等众多全球 500 强企业深度合作,打造了诸多柔性自动化标杆案例。

和传统工业机器人相比,柔性智能机器人具有卓越的作业能力、智能化能力以及场景化的适配能力,可以打破智能制造的应用边界,赋能包括汽车产业链、3C 电子产业链以及精密制造、医疗、食品、新能源、电器等千行百业不同应用场景。

目前,节卡正通过人机共融助推「柔性智造」新模式。新模式具备良好的易用性、可靠性、安全性和兼容性,能促进生产效率、产品质量、生产产能的提升,以及投资、部署、使用、维护等各环节成本的有效降低。

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未来,节卡机器人将打造机器人服务生态圈,通过机器人产品、感知产品、OTA 智慧服务平台、数字工厂建设,构建起「协作机器人+生态」,以多轮驱动,赋能制造业产业升级,推动数字化工厂的生态建设。


场景方与技术方

多维共探「人工智能如何赋能新型工业化」

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当前人工智能等数字技术正穿透工业场景、变革生产流程、丰富制造内涵,引领制造业加速向智能制造转变。在本次论坛的圆桌环节,工业智能应用场景方与与技术方一起围绕「人工智能如何赋能新型工业化」进行了深入探讨。

中国商飞高度重视数字化平台软件研发能力的投入,中国商飞信息化副总师苏爱华表示飞机制造长周期链条上智能应用场景非常丰富,中国商飞很早就在人工智能应用方面开展跟踪、研究,包括深度学习、NLP、知识图谱、大模型等方面的场景应用,未来将基于前期数据沉淀进行加大在算法应用和数据深度挖掘方面的工作。

对于更多企业,大模型落地首先是通过引入大模型能力。百度智能云推出的千帆大模型平台是企业级大模型服务平台,截至2023年12月已服务了超过4万家企业客户,平台上累计精调模型达1万个。从平台服务角度出发,百度智能云上海区域总经理张家利分享,无论大企业还是中小企业,对于场景应用需求基本一致,但出于安全性等要求,中小企业更多采用公有云、大企业更多采用私有化部署的方式探索大模型。未来,随着整个生产、制造、经营过程当中沉淀大量数据,大模型的价值会变得越来越明显。

协作机器人是工业自动化领域和人机共融场景的核心组成,节卡机器人 CIO 杨万利分享了「人机共融」场景智能应用难点以及解决思路,包括如何通过搭载视觉、力控等产品,解决工业生产中的安全问题以及产品检测效率不高、误判等问题。

作为本土国产数字化软件和工业互联网平台企业代表,积梦智能创始人&CEO 谢孟军认为,实现数据驱动智能决策、释放数据要素价值,大模型是非常好的生产力转化工具。中国大型企业数字化供应链建设以及供应商之间数字化链接仍待加强,当前应积极补齐「数字化」基础功课。

上海交通大学机械与动力工程学院教授&博士生导师、上海市智能制造研发与转化功能型平台副总经理郑宇主持了本场圆桌。

产业智能制造
相关数据
深度学习技术

深度学习(deep learning)是机器学习的分支,是一种试图使用包含复杂结构或由多重非线性变换构成的多个处理层对数据进行高层抽象的算法。 深度学习是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的算法,至今已有数种深度学习框架,如卷积神经网络和深度置信网络和递归神经网络等已被应用在计算机视觉、语音识别、自然语言处理、音频识别与生物信息学等领域并获取了极好的效果。

感知技术

知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

重构技术

代码重构(英语:Code refactoring)指对软件代码做任何更动以增加可读性或者简化结构而不影响输出结果。 软件重构需要借助工具完成,重构工具能够修改代码同时修改所有引用该代码的地方。在极限编程的方法学中,重构需要单元测试来支持。

人工智能技术

在学术研究领域,人工智能通常指能够感知周围环境并采取行动以实现最优的可能结果的智能体(intelligent agent)

参数技术

在数学和统计学裡,参数(英语:parameter)是使用通用变量来建立函数和变量之间关系(当这种关系很难用方程来阐述时)的一个数量。

控制理论技术

控制理论是工程学与数学的跨领域分支,主要处理在有输入信号的动力系统的行为。系统的外部输入称为“参考值”,系统中的一个或多个变数需随着参考值变化,控制器处理系统的输入,使系统输出得到预期的效果。 控制理论一般的目的是借由控制器的动作让系统稳定,也就是系统维持在设定值,而且不会在设定值附近晃动。

规划技术

人工智能领域的「规划」通常是指智能体执行的任务/动作的自动规划和调度,其目的是进行资源的优化。常见的规划方法包括经典规划(Classical Planning)、分层任务网络(HTN)和 logistics 规划。

知识图谱技术

知识图谱本质上是语义网络,是一种基于图的数据结构,由节点(Point)和边(Edge)组成。在知识图谱里,每个节点表示现实世界中存在的“实体”,每条边为实体与实体之间的“关系”。知识图谱是关系的最有效的表示方式。通俗地讲,知识图谱就是把所有不同种类的信息(Heterogeneous Information)连接在一起而得到的一个关系网络。知识图谱提供了从“关系”的角度去分析问题的能力。 知识图谱这个概念最早由Google提出,主要是用来优化现有的搜索引擎。不同于基于关键词搜索的传统搜索引擎,知识图谱可用来更好地查询复杂的关联信息,从语义层面理解用户意图,改进搜索质量。比如在Google的搜索框里输入Bill Gates的时候,搜索结果页面的右侧还会出现Bill Gates相关的信息比如出生年月,家庭情况等等。

神经网络技术

(人工)神经网络是一种起源于 20 世纪 50 年代的监督式机器学习模型,那时候研究者构想了「感知器(perceptron)」的想法。这一领域的研究者通常被称为「联结主义者(Connectionist)」,因为这种模型模拟了人脑的功能。神经网络模型通常是通过反向传播算法应用梯度下降训练的。目前神经网络有两大主要类型,它们都是前馈神经网络:卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN),其中 RNN 又包含长短期记忆(LSTM)、门控循环单元(GRU)等等。深度学习是一种主要应用于神经网络帮助其取得更好结果的技术。尽管神经网络主要用于监督学习,但也有一些为无监督学习设计的变体,比如自动编码器和生成对抗网络(GAN)。

操作系统技术

操作系统(英语:operating system,缩写作 OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

工业机器人技术

工业机器人是面向工业加工制造的可自动控制,多用途,需有三轴及以上可编程的固定或可移动机械手。其系统中包括带有执行机构的机械手以及示教控制器。 它可以依靠自身控制能力来执行预设的轨迹及动作。典型应用包括焊接,刷漆,组装,采集和放置等工作。工业机器人完成工作具有高效性,持久性和准确性。目前常用的工业机器人包括关节机器人,SCARA机器人,并联机器人和直角坐标机器人等。

数据集成技术

数据集成是把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中,从而为企业提供全面的数据共享。在企业数据集成领域,已经有了很多成熟的框架可以利用。目前通常采用联邦式、基于中间件模型和数据仓库等方法来构造集成的系统,这些技术在不同的着重点和应用上解决数据共享和为企业提供决策支持。

施耐德电气机构

施耐德电气有限公司(Schneider Electric SA)是总部位于法国的全球化电气企业,全球能效管理和自动化领域的专家。集团2016财年销售额为250亿欧元,在全球100多个国家拥有超过16万名员工。

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华数机构

华数(天津)科技发展有限公司是一家为企业提供财务管理的SAAS平台。能够完成一键报销、财务处理、企业理财等任务。

https://www.hirfc.com/index.html
百度智能云机构

百度是全球最大的中文搜索引擎,是一家互联网综合信息服务公司,更是全球领先的人工智能平台型公司。2000年1月1日创立于中关村,公司创始人李彦宏拥有“超链分析”技术专利,也使中国成为美国、俄罗斯、和韩国之外,全球仅有的4个拥有搜索引擎核心技术的国家之一。

http://www.baidu.com
积梦智能机构

上海积梦智能科技有限公司是一家以科技驱动的工业互联网平台公司,致力于帮助制造业实现数据驱动。围绕工业互联网平台和工厂数字化智能化需求,利用互联网和物联网技术帮助制造企业实现工业智能决策、智能数据分析以及智能运营等产品。

https://jimengio.com/
中国商飞机构

中国商用飞机有限责任公司,简称中国商飞,是中华人民共和国研制大型民航飞机的国有企业。公司目标是生产成为拥有自主知识产权和国际竞争力的大型宽体民用飞机制造商。

5G技术

第五代移动通信系统(5th generation mobile networks),简称5G,是4G系统后的延伸。美国时间2018年6月13日,圣地牙哥3GPP会议订下第一个国际5G标准。由于物理波段的限制,5G 的网络也将会与其他通信技术并用,包含长距离的其他传统电信波段。

施耐德机构
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