人工智能與制造業(yè)：技術(shù)如何打造未來工廠？

• 本文來自微信公眾號【AI商業(yè)報道】

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關(guān)鍵信息：制造業(yè)正在變得高效化、定制化、模塊化和自動化。計(jì)算機(jī)視覺可用于產(chǎn)品質(zhì)檢和商品掃描，人工智能正在加速新材料的發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人技術(shù)加速了產(chǎn)品開發(fā)和工作流程等。

關(guān)鍵數(shù)據(jù)：在東莞的無人工廠，使用機(jī)器人技術(shù)將缺陷率從25%降低到了不足5%；機(jī)器人手臂平均在195天內(nèi)就能回本；24%美國制造商正將生產(chǎn)線從中國轉(zhuǎn)移回美國。

關(guān)鍵意義：為了充分發(fā)揮其潛力，制造業(yè)將需要繼續(xù)接受新技術(shù)。

制造業(yè)正在變得高效化、定制化、模塊化和自動化，制造商所能拉動的最強(qiáng)大的杠桿將人工智能、機(jī)器人技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化的形式出現(xiàn)。大數(shù)據(jù)和機(jī)器人將最大化工廠的產(chǎn)出，同時最小化成本和產(chǎn)品缺陷。在東莞的無人工廠，使用機(jī)器人技術(shù)將缺陷率從25%降低到了不足5%。

計(jì)算機(jī)視覺用于產(chǎn)品質(zhì)檢

在大規(guī)模生產(chǎn)中，檢查每一種產(chǎn)品是否符合規(guī)范是一項(xiàng)非常枯燥的工作，容易且受到人類易錯性的限制。在此基礎(chǔ)上，未來的許多工廠將采用機(jī)器視覺來掃描人類肉眼可能忽略的缺陷。

著名的人工智能研究人員吳恩達(dá)的Landing AI，就是一家以新制造業(yè)為中心的創(chuàng)業(yè)公司，該公司已經(jīng)在與制造巨頭富士康合作。

許多電子產(chǎn)品的瑕疵在人眼看來都是不可見的，計(jì)算機(jī)視覺能夠即時識別和分類不同的缺陷，使質(zhì)量檢測自動化，使工廠更具適應(yīng)性，效率更高。

計(jì)算機(jī)視覺用于商品掃描

隨著計(jì)算機(jī)視覺與企業(yè)資源規(guī)劃的融合，在商品排序、掃描和質(zhì)檢時需將要更少的人力和物力。例如，在手持掃描儀中使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，完成商品掃描。

計(jì)算機(jī)視覺可以測量產(chǎn)品尺寸，計(jì)算包裝盒的數(shù)量，并檢查其質(zhì)量。目前，這通常是通過人眼和間歇掃描來完成的。

并且，對于一個倉庫中正在發(fā)生的實(shí)時圖像來說，計(jì)算機(jī)視覺將變得越來越重要。

人工智能正在加速新材料的發(fā)現(xiàn)

目前，對于人工智能創(chuàng)業(yè)公司來說，最熱門的應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)療保健領(lǐng)域，許多公司將人工智能用于新藥物的發(fā)現(xiàn)。制藥公司正將大量資金投入到追蹤藥物研發(fā)的創(chuàng)業(yè)公司，將資金投入到人工智能的其他研發(fā)領(lǐng)域只是個時間問題。

從事化學(xué)和材料科學(xué)工作的公司 Citrine Informatics（左）

Citrine Informatics公司在其龐大的材料數(shù)據(jù)庫中運(yùn)行人工智能技術(shù)，幫助企業(yè)節(jié)省了50%的研發(fā)和制造時間。同樣，Deepchem（右）開發(fā)了一個將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于化學(xué)的Python庫。

機(jī)器人和3D打印加速了產(chǎn)品開發(fā)

根據(jù)最近的一項(xiàng)行業(yè)調(diào)查，加速產(chǎn)品開發(fā)是企業(yè)使用3D打印的首要任務(wù)。57%的3D打印工作都是在新產(chǎn)品開發(fā)的第一階段使用的，即概念驗(yàn)證和原型設(shè)計(jì)。

3D打印已經(jīng)成為了設(shè)計(jì)工作室的重要甚至是首要產(chǎn)品。在訂購數(shù)千個物理部件之前，設(shè)計(jì)師可以通過3D打印技術(shù)來了解未來的產(chǎn)品是什么樣的。類似地，機(jī)器人技術(shù)正在將物理試驗(yàn)過程自動化到一個廣泛的垂直領(lǐng)域。

在合成生物學(xué)的研發(fā)中，機(jī)器人技術(shù)對微生物公司產(chǎn)生了重大影響，比如當(dāng)公司需要從酵母菌內(nèi)生產(chǎn)定制化學(xué)物質(zhì)時，找到完美的微生物需要同時測試多達(dá)4,000個不同的變異，這就意味著大量的實(shí)驗(yàn)室工作。而使用自動吸液管系統(tǒng)和機(jī)器人手臂，可以使高通量實(shí)驗(yàn)以更快的速度到達(dá)一個成功的組合，并且減少人為錯誤。

除了生物技術(shù)之外，機(jī)器人也在材料科學(xué)領(lǐng)域也扮演著重要角色，像英特爾和三星這樣的芯片巨頭是世界上研發(fā)支出最多的企業(yè)之一。隨著半導(dǎo)體變得越來越小，在納米尺度上工作需要精確到人類能力之外，使機(jī)器人成為首選的選擇。

材料工程是一種能夠探測到極小粒子的科學(xué)，機(jī)器人也在該領(lǐng)域發(fā)揮著作用?！拔磥淼目茖W(xué)工具將會越來越自動化和精確，以處理微尺度的粒子?！睉?yīng)用材料公司的首席技術(shù)官Om Nalamasu 說道。

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機(jī)器人使單調(diào)的工作自動化

工業(yè)機(jī)器人是造成制造業(yè)工作崗位流失的罪魁禍?zhǔn)?，而制造業(yè)工作崗位的數(shù)量在幾十年來一直在下降。美國一家銀行的報告解釋道：“長機(jī)器人，短人類（long robots, short humans）?！钡?，最新的機(jī)器人技術(shù)似乎正在為人類增加工作崗位。

Cobots（協(xié)作機(jī)器人）就是通過輔助人類運(yùn)動而編程的。他們通過手動移動和復(fù)制移動“學(xué)習(xí)”，這些機(jī)器人可以和人類一起工作，被認(rèn)為是「人類的合作者」。但這些究竟是真正的合作還是讓人類的勞動變得多余，還有待觀察。

比如，在田納西州的Nissan工廠增加了自動駕駛車輛之后，并沒有任何處理程序被提高了生產(chǎn)力；歐洲飛機(jī)制造商空客使用了一個移動機(jī)器人與人類一起工作，共同在客機(jī)上鉆了數(shù)千個洞…

無論機(jī)器人工作有沒有局限性，是否達(dá)到了優(yōu)秀的水平，但對經(jīng)濟(jì)學(xué)家來說，他們擔(dān)心的是自動化最終會導(dǎo)致勞動力的劇烈重組。

由于世界范圍內(nèi)的勞動力成本上升，機(jī)器人技術(shù)正在引發(fā)新一輪的回流——制造業(yè)重返美國。在波士頓咨詢公司2015年的一項(xiàng)調(diào)查中，24%美國制造商表示，他們正將生產(chǎn)線從中國轉(zhuǎn)移回美國，或者計(jì)劃在未來兩年內(nèi)做到這一點(diǎn)。而在2012年這一比例僅為10%。多數(shù)人表示，自動化成本降低將使美國更具競爭力。

機(jī)器人技術(shù)對于單調(diào)的工作如包裝、分類等，已經(jīng)變得非常有價值。Cobot制造商通用機(jī)器人公司表示，它的一些機(jī)器人手臂平均在195天內(nèi)就能回本。

雖然優(yōu)秀的機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司有近百家，但對于重型機(jī)械制造商來說，重要的市場份額是由ABB、三菱、Fanuc和Yaskawa等大型工業(yè)企業(yè)所占據(jù)。

無人卡車和無人船運(yùn)輸技術(shù)

總的來說，在整個供應(yīng)鏈中，人們對產(chǎn)品實(shí)時位置的把控不足。隨著供應(yīng)鏈的分散和自動化，物聯(lián)網(wǎng)和出貨軟件只會變得更加重要。

在更遠(yuǎn)的地方，自動駕駛卡車的出現(xiàn)意味著降低一大筆運(yùn)輸費(fèi)用，而且更環(huán)保、更高效。

優(yōu)步和特斯拉都宣稱要研發(fā)半自動卡車，但目前并沒有大的進(jìn)展。相反許多創(chuàng)業(yè)公司的無人卡車卻發(fā)展很快。

結(jié)語

隨著像區(qū)塊鏈和AR這樣的尖端技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中進(jìn)行試點(diǎn)，制造業(yè)最終可能會達(dá)到前所未有的高效生產(chǎn)。用亨利?福特的話來說：“如果你總是做一直在做的事，你總會得到你一直想得到的?！?/p>

為了充分發(fā)揮其潛力，制造業(yè)將需要繼續(xù)接受新技術(shù)。

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