想象一下，在一家工厂里，机器之间可以互相窃窃私语，在故障发生前预测故障，机器人实时调整任务来制造定制汽车。这不是科幻小说，而是工业4.0 的现实。两年前，我通过 VR 参观了西门子的安贝格工厂，亲眼目睹机器人与人工智能协作，以99.9%的精度组装设备。这不仅仅是制造业，更是一场魔术。我必须深入了解。于是，我投入其中——阅读报告、浏览论坛、与工程师交流，以了解内幕。我立刻明白了人工智能在多大程度上推动了这一切。想象一下，工厂里的机器不再只是盲目地大量生产产品。它们足够敏锐，能够发现正在酝酿的问题，自我调整，并使生产比任何人类都更顺畅。这就是智能制造，工业4.0的核心——将老式工厂改造成互联互通、自我改进的系统。
人工智能在这里不仅仅是一个时髦的流行词。它是真正的大脑，能够处理 海量数据，预测故障并快速创建定制产品。再加上精度惊人的机器人， 就拥有了一种全新的制造方式。
现在我们了解了人工智能的变革潜力，让我们来探索一下这些智能工厂在实践中究竟是如何运作的——奇迹真正发生的地方。
工业 4.0 的运作方式：人工智能与自动化的结合
工业 4.0 旨在将物理机器与数字工具（人工智能、传感器、云设置）连接起来，并使它们无缝协作。它正在颠覆传统：
实时调整：人工智能密切关注每个生产环节。如果机器出现故障（例如速度下降或温度升高），人工智能会迅速介入，实时重新校准并恢复正常运转。这确保了机器的持续运行，最大程度地减少了干扰，从而保持最佳生产效率。
预测性维护：传感器覆盖整个运行过程，捕捉每一个微弱的信号，而人工智能则负责筛选所有杂乱信息。奇怪的嗡嗡声或突然的温度骤变？人工智能能够在问题出现之前就发现，并安排维修以避免任何故障。
协作机器人 (Cobots)：机器人如今可以与人类配对，组装电路或标记缺陷。在人工智能的引导下，它们能够感知周围环境并实时响应，从而打造一个更安全、更高效的工作场所。
定制运行：需要一些独特的功能吗？人工智能可以快速重定向机器人，使其从常规任务顺利切换到定制订单，不会出现任何差错。
自我调整：人工智能可以从小错误中学习，例如未对准的部分或轻微的漂移，不断完善自身，减少浪费，并立即适应新的需求。
明智的决策：人工智能平衡库存、机器状态和截止日期，以确保高效且按时完成运营。
这种整合不仅能打造更智能、适应性更强的工厂。这不仅仅关乎速度，更关乎打造一个人类与机器协作、共同完成曾经遥不可及的未来。
虽然这些技术能力在理论上听起来令人印象深刻，但真正应用于现实工厂才能揭示其真正的革命性影响。让我们来看看引领这场制造业革命的三家公司。
实际应用：三个突出案例
德国安贝格西门子：在问题发生之前进行预测
在西门子安贝格工厂，机器人在能够预测问题的人工智能的引导下，有目的地移动。2024年春季，工厂的预测系统检测到电机出现异常振动，并在发生任何故障之前触发了抢先更换。这种预见性将质量检测时间缩短了95%，因为机器人现在能够以人类无法比拟的速度自主发现缺陷。正如西门子自主制造全球负责人马克西米利安·梅茨尔纳所说：“ 人工智能的未来令 人兴奋不已。我们几乎每天都会发现新功能，并尽快将其付诸实践，从而使我们的产品更出色、更高效。” 。
西门子的做法虽然具有开创性，但他们并非唯一一家在人工智能制造业中不断突破界限的公司。在大西洋彼岸，另一家公司正在重塑生产方式，并取得了同样令人印象深刻的成果。
美国特斯拉：加速人工智能制造
特斯拉不仅仅是组装电动汽车，它还通过先进的人工智能彻底革新了制造业和出行方式。在其“智能工厂”中，基于机器学习的预测性维护已将意外机器故障减少了30%以上，从而减少了停机时间并保持了高效的生产。”。人工智能驱动的质量检查利用计算机视觉来发现微观缺陷——远远超出人眼所能捕捉的范围——从而确保更严格的公差和一流的车辆质量。
然后是全自动驾驶（FSD）设置——车身各处的摄像头将数据传送到一个清晰的网络中，让车辆自主行驶。特斯拉的电池优化代表了另一项重大进步，通过迭代改进，最大限度地提高了续航里程效率，同时最大限度地降低了能耗。凭借大胆的举措和环保的势头，特斯拉正在撼动整个汽车行业。
虽然西方制造商继续取得令人瞩目的进步，但制造业中一些最 具影响力 的人工智能实施却发生在亚洲，其中一家公司因其全面的方法而脱颖而出。
中国海尔：通过人工智能创新实现定制生产
海尔在中国的工厂是人工智能如何将工厂转变为活生生的智能系统的典范。在海尔合肥工厂（全球灯塔工厂中的中国工厂之一），人工智能不仅仅是一种工具；它是一场革命的支柱。在这里，人工智能系统将缺陷率降低了 58%，人均效率提高了 49%，每单位制造成本降低了 22%，同时机器人和摄像头可以处理人类梦寐以求的精确任务。但这不仅仅关乎速度——这些智能系统每年减少 447,600 吨二氧化碳排放量， 用大数据和蚁群优化算法取代猜测，从而改进每一个动作 。合肥被评为2023年全球首 个家用中央空调灯塔工厂，展示了人工智能如何重新定义生产。
这并非孤例。海尔的“智能家居大脑”将超过140个产品类别和1.3亿台设备整合到一个由人工智能驱动的生态系统中，证明智能工厂可以为更智能的家居提供数据（《福布斯》，2024年9月13日，forbes.com）。2024年7月，海尔的HomeGPT获得了中国信息通信研究院的四级评级，使家电能够以惊人的精度进行线下决策——这一飞跃标志着工业4.0时代的到来。这就是人工智能在发挥作用：它不仅制造家电，更打造未来的工厂。
这三位先驱者为我们展现了制造业人工智能驱动的现状，但真正令人兴奋的是，随着这些技术不断发展并在全球各行各业中传播，未来将会发生什么。
下一步是什么：进步还是挑战？
这仅仅是个开始。人工智能很快就能在产品生产过程中进行设计——丰田正在进行这方面的试验，在汽车零部件生产过程中绘制草图。韩国将在2028年前投资22亿美元建设自动化工厂。潜力巨大：想象一下，一个人类专注于创造力和战略，而机器实时处理执行的世界。
但问题依然存在：工人们能快速适应吗？这究竟是进步，还是困境？
智能工厂面临的最大挑战 是 从调整劳动力到应对网络安全威胁、负责任地管理数据，以及解决道德问题， 还 有很多问题需要解答。
本文来自微信公众号“数据驱动智能”（ID：Data_0101），作者：晓晓，36氪经授权发布。
