以最低的成本生產(chǎn)更高質(zhì)量的更多產(chǎn)品是制造業(yè)一個(gè)永恒的目標(biāo)。智能制造革命已經(jīng)使制造商比以往任何時(shí)候都更成功地實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。推動(dòng)這波創(chuàng)新浪潮的核心技術(shù)之一是人工智能。數(shù)據(jù)已經(jīng)成為一種非常有價(jià)值的資源，而且獲取和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的成本比以往任何時(shí)候都要低。如今，由于采用人工智能技術(shù)(特別是機(jī)器學(xué)習(xí))，越來越多的制造商利用這些數(shù)據(jù)來顯著提高他們的收入。

對(duì)許多人來說，這意味著通過消除生產(chǎn)損失和其他相關(guān)成本的主要原因，顯著地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。當(dāng)然，從人工智能中獲得切實(shí)的商業(yè)價(jià)值往往說起來容易做起來難。這是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，有許多不同的應(yīng)用。制造商如何才能看穿炒作和空洞的承諾，投資于真正能給他們帶來競爭優(yōu)勢的工業(yè)人工智能?

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)成功的關(guān)鍵

人們不可能錯(cuò)過人工智能技術(shù)的快速崛起，無論是在制造業(yè)的總體背景下，還是在制造業(yè)的背景下。因此，人們對(duì)人工智能的期望往往非常偏離基礎(chǔ)，從解決業(yè)務(wù)問題的全面解決方案，到一提到人工智能就產(chǎn)生深深的懷疑。

找到正確的用例

但是，與任何技術(shù)一樣，真相確實(shí)介于兩者之間。在合適的環(huán)境下，人工智能可以非常有效。了解這些環(huán)境，以及適用于這些環(huán)境的人工智能技術(shù)，是為人工智能應(yīng)用設(shè)定現(xiàn)實(shí)的商業(yè)目標(biāo)的關(guān)鍵。

人工智能不是靈丹妙藥。沒有任何解決方案能解決你所有或大部分的問題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)人工智能被應(yīng)用于解決特定問題或非常密切相關(guān)的一系列問題時(shí)，它的效果最好。

一般的人工智能是需要警惕的：如果一家人工智能供應(yīng)商聲稱可以做所有的事情，那么他們可能什么都做不好。現(xiàn)在回到了人工智能在制造業(yè)中的話題。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在制造業(yè)中有許多潛在的應(yīng)用，每個(gè)用例都需要一種獨(dú)特類型的人工智能。

以下的指南提供了一個(gè)簡單有效的公式，用于選擇正確的工業(yè)人工智能解決方案，以應(yīng)對(duì)特定的制造挑戰(zhàn)和目標(biāo)。

重點(diǎn)仍然是機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，因?yàn)檫@是最令人興奮和最有影響力的創(chuàng)新發(fā)生的地方。這個(gè)公式可以用一個(gè)簡單的圖表和方法來概括，稱為“工業(yè)人工智能象限”。

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的下一代優(yōu)化

機(jī)器學(xué)習(xí)在制造業(yè)中的兩個(gè)主要用例是預(yù)測性質(zhì)量和產(chǎn)量和預(yù)測性維護(hù)。

（1）只在必要時(shí)進(jìn)行維護(hù)

預(yù)測性維護(hù)是兩者中更常見的一種，因?yàn)榫S護(hù)問題和相關(guān)問題可能會(huì)產(chǎn)生巨大的成本，這就是它現(xiàn)在是制造商的一個(gè)相當(dāng)普遍的目標(biāo)的原因。

預(yù)測性維護(hù)使用算法來預(yù)測組件/機(jī)器/系統(tǒng)的下一次故障，而不是根據(jù)預(yù)定的時(shí)間表執(zhí)行維護(hù)，或使用帶有人工編碼閾值、警報(bào)規(guī)則和配置的SCADA系統(tǒng)。然后可以提醒人員執(zhí)行重點(diǎn)維護(hù)程序以防止故障，但不要太早，以免浪費(fèi)不必要的停機(jī)時(shí)間。

相比之下，傳統(tǒng)的人工和半人工方法沒有考慮到機(jī)械更復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為模式，或者與制造過程相關(guān)的場景數(shù)據(jù)。例如，生產(chǎn)機(jī)器上的傳感器可能會(huì)檢測到溫度突然升高。基于靜態(tài)規(guī)則的系統(tǒng)不會(huì)考慮到機(jī)器正在進(jìn)行滅菌的事實(shí)，并且會(huì)繼續(xù)觸發(fā)假陽性警報(bào)。

預(yù)測性維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)很多，可以顯著降低成本，同時(shí)在許多情況下消除計(jì)劃停機(jī)時(shí)間的需要。

通過使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來預(yù)防故障，系統(tǒng)可以在沒有不必要中斷的情況下繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)需要維修時(shí)，它是非常集中的，技術(shù)人員被告知需要檢查、維修和更換的部件;使用哪些工具，遵循哪些方法。

預(yù)測性維護(hù)還可以延長機(jī)器和設(shè)備的剩余使用壽命(RUL)，因?yàn)榭梢苑乐苟螕p壞，同時(shí)需要更少的勞動(dòng)力來執(zhí)行維護(hù)程序。

（2）找到損失的隱藏原因

預(yù)測質(zhì)量和產(chǎn)量（有時(shí)被稱為預(yù)測質(zhì)量）是工業(yè)人工智能的一個(gè)更高級(jí)的用例，它揭示了制造商每天面臨的許多基于流程的長期生產(chǎn)損失的隱藏原因。例子包括質(zhì)量、產(chǎn)量、浪費(fèi)、吞吐量、能源效率、排放等等，在本質(zhì)上是由過程效率低下造成的任何損失。

預(yù)測質(zhì)量和產(chǎn)量使用連續(xù)的多變量分析，由機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供支持，通過獨(dú)特的訓(xùn)練來密切了解每個(gè)生產(chǎn)過程，自動(dòng)識(shí)別過程驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)損失的根本原因。

然后可以生成自動(dòng)建議和警報(bào)，通知生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)和流程工程師即將出現(xiàn)的問題，并無縫地共享有關(guān)如何在損失發(fā)生之前防止損失的重要知識(shí)。

減少這類損失一直是所有制造商的難題。但在當(dāng)今的市場中，這一使命至關(guān)重要。一方面，消費(fèi)者的期望處于歷史最高水平;全球消費(fèi)習(xí)慣正在逐漸發(fā)生變化，盡管人口增長仍在繼續(xù)。

根據(jù)多項(xiàng)調(diào)查，到2050年，全球人口將增長25%。另一方面，消費(fèi)者從未有過如此多的選擇，幾乎所有能想到的產(chǎn)品都能買得到。

最近的調(diào)查顯示，如此豐富的選擇意味著，消費(fèi)者越來越有可能永久性地拋棄他們最喜歡的品牌。

在這樣的背景下，制造商再也無法承受流程效率低下以及由此帶來的損失。在浪費(fèi)、產(chǎn)量、質(zhì)量或產(chǎn)量方面的每一次損失都會(huì)減少他們的收入。

許多制造商面臨的挑戰(zhàn)是，他們最終在流程優(yōu)化方面遇到了瓶頸。有些效率低下沒有任何明顯的原因，流程專家無法解釋這些原因。這就是機(jī)器學(xué)習(xí)尤其是自動(dòng)化根本原因分析發(fā)揮重要作用的地方。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)制造業(yè)的好處

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的引入代表了一場翻天覆地的變化，帶來了許多好處，這些好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了效率的提高，為新的商業(yè)機(jī)會(huì)打開了大門。

機(jī)器學(xué)習(xí)在制造業(yè)中的一些直接好處包括:

減少常見的、痛苦的過程驅(qū)動(dòng)的損失，如產(chǎn)量、浪費(fèi)、質(zhì)量和吞吐量

通過優(yōu)化生產(chǎn)流程提高產(chǎn)能。

通過更優(yōu)化的流程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品線的大規(guī)模增長和擴(kuò)張。

通過預(yù)測性維護(hù)降低成本，導(dǎo)致更少的維護(hù)活動(dòng)，這意味著更低的勞動(dòng)力成本，減少庫存和材料浪費(fèi)。預(yù)測剩余使用壽命(RUL)。更多地了解機(jī)器和設(shè)備的行為可以創(chuàng)造條件，在保持機(jī)器健康的同時(shí)提高性能。預(yù)測RUL消除了導(dǎo)致計(jì)劃外停機(jī)的“不愉快的意外”。

通過高效的庫存管理和良好的監(jiān)控和同步的生產(chǎn)流程改善供應(yīng)鏈管理。

改善質(zhì)量控制，提供可操作的見解，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。

改善人機(jī)協(xié)作，改善員工安全條件，提高整體效率。

以消費(fèi)者為中心的制造業(yè)——能夠?qū)κ袌鲂枨蟮淖兓龀隹焖俜磻?yīng)。

為了充分利用工業(yè)人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案，制造商需要知道哪種人工智能解決方案最適合應(yīng)對(duì)他們面臨的挑戰(zhàn)。