AI是技术,但并非神话,对于它的焦虑是不必要的,过于吹捧也没有意义。要用好技术,就得扎实的打好基础——按需来设计规划,做出技术的合理性发展的判断,就无需神话或质疑......而是把它作为一种生产工具发展生产力。
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本文作者宋华振,贝加莱工业自动化(中国)有限公司技术传播经理,本文由e-works数字化企业原创首发。
e-works在线学院的这期《工业AI潜能》的课程获得了近2000人的在线访问,一如既往有超过20多个提问。关于这些与AI相关的问题,我也打算好好写篇文章与大家交流。
AI似乎被神话了
网络的传播力一般来自于神秘及其制造的焦虑,人们担心就业会被替代—像武汉的自动驾驶出租车,会否给出租车行业带来更多的失业,因为很多失业的人刚刚在这里找到了再就业的机会。ChatGPT强大的生成能力正在侵蚀着依靠文案而生存的媒体、市场人的技能空间。TESLA训练的人形机器人,依靠着大量GPU积累的算力在快速的形成代替工人的劳动力…...大模型让他们的能力正在快速成长,原来的产线上很多非标的作业难以实现自动化,通过这种人形机器人的能力训练,有了被替代的可能…...原本人们期望的AI帮我们来干活,人类从事脑力劳动的愿望似乎也在破灭,这使得人们对AI产生了一种恐惧和焦虑。
它如同一股神秘的力量,正在为我们的世界带来摧毁旧世界的力量——它不知道,在什么时间,什么领域,将会代替人,成为一种新的生产力,似乎你原来所想象的都在成为可能。因为,它本身就特别擅长解决未知和不确定的问题。
图1-太多的概念与词汇涌入我们的世界
人与人的竞争,正在演变成为人与机器的竞争—究竟谁才能这场竞争中生存。似乎人类都开始有点悲观了—因为,这些机器人,都可以携带武器上战场了,这就如同《终结者》、《变形金刚》很多电影所描绘的未来世界…AI原本只是被束缚在计算机的软件和网络里,然而当它被附着在一个人形的机器人身上的时候,人们的忧虑似乎并不多余......硅基生命似乎对碳基生命造成了潜在的威胁,尤其是当它具有了自我意识,并拿起了武器。
《变形金刚》它可能最大的问题就是“不间断的超高移动能源问题”,即,变形金刚主要是需要超高密度的可移动性电力供应——AI的算力需要能源,而变形金刚也需要超高密度能源,这么算来,AI+能源构成了未来竞争的关键。
因此,在这个背景下,AI难免就会被赋予一种“无所不能的力量”——但是,你又无法阻挡它的前行。我们无法预测未来,因为,可能性,是超越我们操控之外的存在。AI已经感觉要被全民化了——在全世界都掀起了对AI追捧的狂潮,小学生现在都开始要学习Python了…就说你怕不怕?压力大不大?
对于AI的质疑声一直存在
在AI的发展历史上,其被神话的历程也颇为代表性—要知道早在1958年纽厄尔与司马贺就说“十年之内,数字计算机将成为国际象棋世界冠军”、“十年内,数字计算机将发现并证明每一个重要的数学定理”、1965年司马贺就说过“二十年内,机器将能完成人能做到的一切工作”,现在看来,这些大神都曾经犯了大跃进的错误—他们在50多年前预测的未来今天似乎也未必真正的实现,不过,AlphaGo在50年后的确可以拿个象棋世界冠军。
在一个寒冬过后,到了80年代,即使算力有所增强,多层神经网络的难以训练还是使得AI陷入新的寒冬。AI在2006年辛顿的反向误差传递算法和深度信念网络DBN之后又一次寻找到了曙光, 2016年的AlexNet在图像识别中的异军突起,AI才再次迎来新的光芒时刻。其实,AI的这股崛起也就是在最近几年AlphaGo,以及最近两年突然大杀四方的ChatGPT等大模型,又一次惹得AI成为了新的聚焦点。
AI大咖-Dr.Hebert Simon
但是,不得不说,AI并不新鲜,但也经历坎坷…...即使今天,对于AI的质疑也是非常多的。澳门一肖中100%期期准,时代资料解释落实_标配版5.235
对于AI的质疑声不仅来自于AI业界,他们的质疑在于AI的破坏性,以及道德伦理方面的,也包括在AI的“不确定性”,就像D老师说“生成式AI是可以编程,但它每次生成的代码都不一样,请问你敢用吗?”—这的确是个好问题。质疑AI的声音来自于工业界也是一直比较多的:
可解释性问题:AI解决都是相关性问题,它的确不同因果律,因果律是具有非常强的可解释性的,不管是物理定律还是化学方程,都是具有强大的可解释性,算力低,可预测特性。而AI提升的黑盒模式决定了它很难有可解释性。
实时性问题:这个是与工业的“周期性”天生就不是一个思路,周期性,对于AI来说,如果它训练出来的这个模型被用于推理,如果还需要较大的本地算力,那它可能就成了控制系统里的一个“短板”—对于控制任务来说,10ms你都都不好意思说实时。
在工业里,安全问题、模型精度、小样本的特点,也带来了AI应对的难题。包括现在最火热的“大模型”,也包括一些像算力消耗极大—现在GPU和电力已经是非常昂贵的成本。没想到,它这么耗电。它还有一些莫名其妙的问题:
灾难性遗忘:在新任务上进行训练时,可能会损害之前任务的性能,并且在问题求解阶段无法记住处理过的信息。
缺乏人类直觉和判断力:大语言模型基于数据训练,缺乏人类的直觉和判断力,这使得它们在某些情况下无法做出合理的决策。
幻觉问题:大模型有时会出现幻觉现象,即生成与实际情况不符的内容,这可能是因为训练数据不足或过度拟合等原因。
不过,很有意思的是,上面这些缺点,是由AI搜索引擎“秘塔”告诉我的。
其实,对于AI在工业的质疑声音很多,还包括:
(1).AI就是个宣传口号:在一些不明真相或有较深了解的吃瓜群众看来,智能太过于被泛滥的使用。据说某大学原来的“线性代数”这门课没有人选修,改为“人工智能基础”就趋之若鹜..人们把很多其实算不上智能的,都冠之以“智能”,使得人们对“智能”也产生了信任度的下降。很多人认为AI就是个宣传的口号,实际上它也没有什么AI—当然,这也与AI的边界有关,有些就是统计学,大数据分析—也被纳入AI范畴。
(2).AI没有啥用:在一些应用上,AI的结果并没有较之之前的机理方式更好的结果,因此,这使得很多人认为AI也没啥用。这也很正常,毕竟AI也并没有说它就一定很牛的能够解决很多问题。
(3).脱离自动化基础的AI难以发展:尽管,人们追逐AI的脚步,但现实的工业现场就让做AI的人很憋屈。因为,现场的数据采集不到,语义互操作的规范就没有,自动化程度都很低,这对于AI这个需要数据质量的应用来说,还是挺难的—它本身就需要大量的数据,你也没有数据,然后,AI也没有那么智能,毕竟就算商业AI都依靠一些专业的数据标注公司才能活的好。工业AI就更缺乏这样的数据服务业务了—首先就是不允许,你在商业可以干的事情你在工业就不行。所以,没有好数据。
(4).场景复用问题:这个也是AI在工业里遇到的比较大的难题,因为,训练出的算法特别受制于场景,很难把这种能力迁徙到别的相似场景里。那带来直接的麻烦就是“经济性”问题,一个个的项目做下来,耗电都不算啥,主要是消耗工程师资源—AI的人力资源成本就算这两年不景气,但是其成本也是各类工程师里极高的—刚毕业的硕士也得开到30-40K这个水平。
当然,更重要的在于缺乏具有产业洞见和AI技术融合的创新性人才。毕竟大部分的AI专业都觉得工业没有钱,混饭比较难,连工业类专业的毕业都不到制造业,你还指望人家AI本身跑到你工业里打螺丝。AI在工业的应用,其实还真的是有非常多的需要探索的,并且建立在比较好的自动化基础,才能真正发挥作用。
悲观者正确,乐观者成功
前些时日,与郭老师在其《知行-工业基因的数字化演进》一书读者见面会上,郭老师在其演讲中谈到“悲观者正确,乐观者成功”。
悲观者肯定是正确的,它都是基于现实的问题而产生的不信任、不认同、质疑,因为AI在工业里可以被有效应用的实际场景的确有限——预测性维护、视觉缺陷分析比较多一些。但在像参数寻优、控制模型优化上,还是欠缺有说服力的应用。另外,就是场景的“可复制性”难这个问题也是广泛存在的—那就很难具有经济性,因为,它可能都是一个个的项目。
众所周知,自动化行业的企业,目前盈利的重点都在“可复制性”的应用上——记得今年3月在广州,与管老师交流,他说“我们做的这些AI都很难啊!”-我跟他开玩笑说“是的,好做的都被我们自动化干掉了,剩下都是些硬骨头要你们啃”。很多自动化圈的朋友对做工业互联网、AI方向业务就不是特别在意,因为,那些都是难以复制的碎片化场景,典型的“非标”,工程资源消耗是很大的,为了一个应用,消耗很多工程师工时,而得到的回报也不大。因此,在很长的时间里,这些应用并非技术上干不了,而是从收益上,价值不大最准一肖一码一一子中特37b ,科技成语分析落实_ios6.098。
但是,为什么大家又开始在积极的做AI的技术布局?
首先,需求发生了较大的变化,现在的制造业,最大的挑战就是“碎片”,越来越碎片化的订单、越来越碎片化的生产,这个会带来很多问题。这些新的问题,需要新的方法来解决。
生产调度问题:如果仅简单的1个产品,就算流程长,你用Excel表能排个生产计划,但如果有非常多的产品变种,这些变种延伸出机电参数的优化,流程中的同步诸多问题。你也算不出来了吧?还有…这么复杂的一个问题空间,其实,里面隐藏着“效率”被“窝”在里面的问题,通过数据学习,其实,AI系统应该是可以给出在各个维度的“聪明”—更高品质、更快的节拍。
复杂系统里就会存在这样的问题—你可以按照一个计划走,但其实,它并非最快的—这个系统的迭代,就得依赖数据方法来给你收敛。
参数自适应问题:以前,系统的参数,设置一次即可,包括试凑虽然消耗资源,但,它能够大量生产消纳“开机浪费”,现在批量小了,就变得麻烦。
其次,AI在经济性上还是出现了较大的变化,尽管GPU很贵,但作为一种可被复用的算力资源,它的边际成本在不断下降。因此,算力资源的经济性使得过去难以做的事情,现在可以做了。
图2-控制算法的AI寻优
其实,这个也是离线工程,在很多场景中,其实也很难来完成在线优化。
全球知名的咨询公司德勤在其《制造业+人工智能创新应用发展报告》中,按照流程与离散制造业进行了划分。如图所示,其中,针对离散制造业而言,仿真设计、质量检测是较为显著的应用需求。而对于流程工业,物流调度、设备管理、安全与节能减排的需求较为显著2024新奥精准正版资料 ,最佳精选解释落实_尊享版6.896。而智能控制、辅助决策、排程则是具有通用性的需求。
图3-德勤关于AI的工业场景中的分析
很多e-works的观众也就对AI究竟在工业里有哪些前景,这个图可以做为一个好的回复。
AI给了很多中小企业机遇:其实,如果AI能够很好的解决一些场景问题,就是对于模型的训练越来越精简,快速,那么,还是能够创造一些APP应用场景。解决特定问题,这特别适合于小型公司作为一种服务型企业来发展。
乐观者何以成功,就在于任何的技术,只要它有利可图,就一定有人会去尝试克服这些技术的障碍。工程创新,其实就在这个过程中发生,将AI与自动化、机电控制、工艺、流程结合,人们都会探索各种可能性,也会遇到很多问题。Know-How这个东西就是,你需要去“试”,测试验证,失败了并不可怕,而是更值得庆贺—因为,证明这条路走不通,它同样是有价值的。
乐观者,可能会突破原有思维的限制,更容易去打破边界,因为AI它更大的诱惑在于“它创造了更多的可能性”—因为,在应用过程中,人们逐渐去解决了克服AI难以在工业推进的难题。进而获得了突破,一个个小的突破,最终会从溪流、转为支流、再汇集到大江大河,这就是进化。
工业需要发挥AI的几个方面
过于神话和不信任的质疑其实都不是客观的态度,其实,我们要去探索的问题在于几个方面:
交大电院的戴老师、AI4C的管老师,以及几年前与HW的朋友聊起AI,都是把问题聚焦在“工具化”的问题上。
AI的世界和自动化的世界,在现实意义来说是比较割裂的——这简直可以被认为是两个世界,相互之间缺乏了解。
AI应用与自动化的其他逻辑、算法、传动控制任务一样,也是一个“工程”开发的过程,既然是工程开发,那就一定需要平台工具支撑。相对来说,在AI应用开发的各个环节,其实都是需要很多依赖于工程师经验和能力的工作,包括数据的采集、预处理、特征提取、调参…那么,是否有“可配置”的工具来帮助呢?而不能把每个AI应用开发都变成“项目”,那就消耗资源太大了—所以,为应用和流程建立模型,并降低开发人员的工程消耗,就是工具化的关键。
就是像AI4C管老师说他们要在AI和应用间建立“桥梁”,那就是工具化,可以被嵌入到已有的MES系统、DCS中,成为一个可以被快速使用的工具。
第二个问题,就是说AI不能是一个“持续迭代”的动态应用—而是一个“开箱即用”的APP。这就是“产品化”,而不是“工程”—来源于工程,无论是可以被嵌入还是独立的APP。无论是一个预测性维护应用,一个调度算法,一个缺陷分析软件,或者识别类的,它具有广泛的适用性,且前端无需太多复杂的配置—傻瓜型的APP新澳天天开奖资料大全,收益成语分析落实_钱包版5.842。不需要说明书,即可操作,就像现在手机上的很多APP,可以帮你数签子数,扫描一下就自动出结果…或者把他们软硬件打包为一个工具箱一样,也是一种产品化。
AI的发展战略制定
显然,AI有不少机会,但是,之前与冯少辉博士交流,它认为AI更多可能还是在非控制方面的工作,比如视觉检测、调度排产等方面。当然,现在像TESLA用大模型去训练人形机器人,这种,它都是未来发展的重点。
围绕AI的发展,其实不同企业的聚焦点会不同,对于AI本身的开发型企业,可能会关注AI的发展。但,也要做出更好的工具,而对于自动化厂商、专业的服务商,更多要将AI产品化。对于机器制造商,则需要考虑AI究竟如何让机器更聪明,End User则需要考虑数据治理架构,能够让集成的工具和方法可以获得高质量的数据—这些也都要围绕自身的制造能力,快速响应用户需求。
图4-关于AI发展战略路线的思考
因此,每个公司都需要根据自身的业务特征,市场,来制定自身的AI发展战略。
机会发现:围绕要解决的关键问题,比如OEE、机器的六大浪费的解决;
数据治理的问题:最近在看OPC UA的最新的信息模型,其中,注意到关于能源监测,碳足迹的相关模型。
图5-OPC UA中关于能源的信息模型
平台伙伴:什么系统更适合自己,这个时候才能进行有效的评估。
人才&服务:其实无论是自建团队还是外包,内部还是需要有人能够了解自身与技术,才能有个桥梁,在技术和需求间很好的融合。
这就是我们反复强调,人才的关键,在于能够理解AI边界,在于能够将技术与需求融合,解决实际的产业问题。而不是炫技—炫技的工作,只有作为AI的原始开发公司,才需要去做的事情,对于这样的企业,AI的进步都是可以炫耀的,但对应用者,则不必要。
持续改善:AI本身就是一个“更聪明”的系统,AI和精益的“持续改善”融合,才能让企业的运营管理和AI技术相互间能够达成“相辅相成”而非“各自为政”。
因此,领先的企业,它一定会知道,它即使不成熟,但它必然有成熟的一天。吃到技术红利的企业,都会在未来更好的发展,而悲观者如果仍然停步不前,则在未来的路上,失去很多机会。
AI是技术,但并非神话,对于它的焦虑是不必要的,过于吹捧也没有意义。要用好技术,就得扎实的打好基础——按需来设计规划,做出技术的合理性发展的判断,就无需神话或质疑...而是把它作为一种生产工具发展生产力。(◼️ 本文完 )