在智能制造的大背景下,生成式AI不僅能夠在生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量控制等多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮關(guān)鍵作用,還能通過大模型算法顯著提升生產(chǎn)效益、降低故障率、提高檢測(cè)效率。
通過詳細(xì)的案例調(diào)研和分析,虎嗅智庫(kù)總結(jié)出當(dāng)下生成式AI在工業(yè)生產(chǎn)中的落地應(yīng)用的趨勢(shì):
核心觀點(diǎn):
1、在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理環(huán)節(jié),基于大語(yǔ)言模型新增智能問答、數(shù)據(jù)分析等能力成為主流。如創(chuàng)新奇智大模型支持的ChatBI生成式企業(yè)私域數(shù)據(jù)分析,就能夠幫助客戶以對(duì)話的形式了解產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。
2、在生產(chǎn)工藝優(yōu)化環(huán)節(jié),基于大模型形成的智能工藝推薦算法、數(shù)據(jù)治理和分析、知識(shí)問答等能力成為主流。例如海爾卡奧斯工業(yè)大模型已經(jīng)幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了注塑生產(chǎn)工藝優(yōu)化。
3、 在生產(chǎn)過程管控環(huán)節(jié),構(gòu)建行業(yè)級(jí)生產(chǎn)線優(yōu)化模型成為智能化能力提升的探索焦點(diǎn)。如某汽車企業(yè)通過構(gòu)建生產(chǎn)線優(yōu)化模型實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化,同時(shí)降低了生產(chǎn)成本和人力成本。
生成式AI大模型在工業(yè)領(lǐng)域正在逐漸形成新的應(yīng)用范式
生成式AI能夠通過分析大量數(shù)據(jù)集來“學(xué)習(xí)”并生成新的內(nèi)容,這一能力也使得它在提高企業(yè)智能制造效率方面有著巨大潛力。在制造流程中,生成式AI可以應(yīng)用于生產(chǎn)計(jì)劃制定、設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量控制等多個(gè)環(huán)節(jié)和場(chǎng)景,通過大模型算法大幅提升生產(chǎn)效益。
目前,生成式AI在智能生產(chǎn)制造領(lǐng)域已有一些成熟的應(yīng)用場(chǎng)景。
例如,在預(yù)測(cè)性維護(hù)方面,通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析,生成式AI能夠預(yù)測(cè)設(shè)備的故障趨勢(shì),提前進(jìn)行維護(hù),降低設(shè)備故障率;在智能質(zhì)量檢測(cè)方面,生成式AI可以自動(dòng)識(shí)別和分類產(chǎn)品缺陷,提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性;此外,還有知識(shí)問答類應(yīng)用,比如員工培訓(xùn)、知識(shí)檢索和智能營(yíng)銷/客服場(chǎng)景。
未來,生成式AI在智能制造領(lǐng)域?qū)⒂懈嗦涞貞?yīng)用的可能性。
例如,在供應(yīng)鏈協(xié)同方面優(yōu)化物料采購(gòu)、庫(kù)存管理和物流配送等環(huán)節(jié)的響應(yīng)速度和效率;在人機(jī)交互方面通過RPA+agent替代人類去執(zhí)行一些繁瑣或者是流程化的任務(wù);在企業(yè)私域視覺洞察應(yīng)用方面通過自然語(yǔ)言交互的方式實(shí)時(shí)分析監(jiān)控畫面進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)潛在的不合規(guī)行為;在工業(yè)設(shè)計(jì)方面迅速理解設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意意圖并自動(dòng)生成符合要求的工業(yè)設(shè)計(jì)圖;在工藝優(yōu)化方面通過模擬和分析生產(chǎn)過程找到最優(yōu)的生產(chǎn)工藝參數(shù),提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量等。
圖1:生成式AI大模型在智能制造各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用
總的來說,短期內(nèi),生成式AI大模型已經(jīng)在研發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)劃、生產(chǎn)過程管控、經(jīng)營(yíng)管理優(yōu)化、產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化等環(huán)節(jié)展現(xiàn)出其潛力,降本增效的同時(shí)為制造業(yè)帶來了價(jià)值創(chuàng)新。長(zhǎng)期來看,大模型的應(yīng)用會(huì)滲透到工業(yè)機(jī)理,從設(shè)計(jì)研發(fā)到生產(chǎn)制造再到運(yùn)營(yíng)管理,打通制造全鏈條。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),軟件定義,從本質(zhì)上改變制造業(yè)的底層邏輯。
生成式AI在智能生產(chǎn)制造領(lǐng)域的成熟應(yīng)用案例
生成式AI的探索覆蓋了制造業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)與規(guī)劃、生產(chǎn)過程管控、經(jīng)營(yíng)管理優(yōu)化、產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)化等全生命周期。生成式AI大模型能力覆蓋結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、文本、圖像、音視頻等多個(gè)領(lǐng)域生成,目前已經(jīng)有了基于數(shù)據(jù)分析的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理優(yōu)化、基于數(shù)據(jù)治理的生產(chǎn)工藝優(yōu)化、基于數(shù)據(jù)管理的生產(chǎn)產(chǎn)線優(yōu)化等相關(guān)的工業(yè)制造等多場(chǎng)景應(yīng)用案例。
案例1:大模型支持的ChatBI生成式企業(yè)私域數(shù)據(jù)分析
在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理環(huán)節(jié),基于大語(yǔ)言模型新增智能問答、數(shù)據(jù)分析等能力成為主流。例如創(chuàng)新奇智大模型支持的ChatBI生成式企業(yè)私域數(shù)據(jù)分析,就能夠幫助客戶以對(duì)話的形式了解產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。
以某新材料企業(yè)工廠的私域數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目面臨的主要挑戰(zhàn)是在實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和信息化后,客戶面對(duì)海量的生產(chǎn)數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)洞察的需求更加迫切。傳統(tǒng)的生產(chǎn)場(chǎng)景中,需要專人制造上百?gòu)垊?dòng)態(tài)報(bào)表來分析生產(chǎn)情況,但仍然很難涵蓋管理者的全部需求。針對(duì)這一問題,創(chuàng)新奇智基于AInnoGC工業(yè)大模型的ChatBI產(chǎn)品結(jié)合工業(yè)軟件為客戶打造智能生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)分析方案,幫助用戶實(shí)時(shí)獲得海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的深度洞察。
比如:客戶希望了解產(chǎn)線設(shè)備的開機(jī)率變化,只需通過對(duì)話來詢問:“2023年10月份101產(chǎn)線103爐位的開機(jī)率”,ChatBI就可以自動(dòng)查詢并以圖表的方式反饋10月份該爐位每天的開機(jī)率及變化趨勢(shì),在這個(gè)基礎(chǔ)上可以繼續(xù)追問,實(shí)現(xiàn)多輪對(duì)話。
圖2:創(chuàng)新奇智基于AInnoGC工業(yè)大模型的ChatDoc產(chǎn)品
當(dāng)ChatBI生成了各種各樣客戶想要的報(bào)表后,只需要通過簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊、拖拽的操作,就快速制作出車間的生成數(shù)據(jù)看板,為企業(yè)的各級(jí)管理人員提供深度數(shù)據(jù)分析和洞察。ChatBI支持多種格式的數(shù)據(jù)源、支持SQL代碼的展示、利用主動(dòng)召回技術(shù)給出更專業(yè)和精確的答案、以及高級(jí)別的數(shù)據(jù)安全保障, 可以讓用戶操作起來更加方便和安全。
另外,在工廠的設(shè)備維修過程中,維修人員進(jìn)行設(shè)備故障診斷及設(shè)備參數(shù)調(diào)整時(shí),對(duì)于各種復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)情況,需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行專業(yè)資料查詢。通過ChatDoc,維修人員僅需語(yǔ)言描述現(xiàn)場(chǎng)情況,即可獲得所需信息,從而顯著減少故障排查時(shí)間,提升設(shè)備維修效率。
案例2:生產(chǎn)工藝優(yōu)化案例:洗滌產(chǎn)業(yè)大模型
在生產(chǎn)工藝優(yōu)化環(huán)節(jié),基于大模型形成的智能工藝推薦算法、數(shù)據(jù)治理和分析、知識(shí)問答等能力成為主流。例如海爾卡奧斯工業(yè)大模型已經(jīng)幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了注塑生產(chǎn)工藝優(yōu)化。
以洗衣機(jī)工廠為例,注塑是洗衣機(jī)生產(chǎn)的重要工序,其生產(chǎn)過程看起來不過模具開合,背后卻牽扯著溫度、壓力、成型周期、模具健康、能耗等復(fù)雜的工藝和參數(shù)調(diào)試流程。而這些,讓工廠中使用了數(shù)十年的注塑機(jī)設(shè)備,成了一個(gè)只能依靠人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)試的“黑箱”。要探索最優(yōu)工藝,無疑需要打開這只“黑箱”,將老師傅們的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化可量化的數(shù)據(jù)和指標(biāo),理清其中的千頭萬緒,讓主觀經(jīng)驗(yàn)升華為科學(xué)易用的工業(yè)智能。
沿著物聯(lián)接入、數(shù)據(jù)治理、模型建立的推進(jìn)路徑,卡奧斯COSMOPlat搭建起洗滌產(chǎn)業(yè)大模型,在關(guān)鍵場(chǎng)景和核心領(lǐng)域沉淀算法和機(jī)理模型,以數(shù)據(jù)透明化為核心,探索洗滌注塑領(lǐng)域最優(yōu)工藝參數(shù)及能耗,提升產(chǎn)業(yè)數(shù)字化競(jìng)爭(zhēng)力。
一方面,模型形成了待機(jī)/停機(jī)決策、模具設(shè)備匹配、智能工藝推薦算法模型3大核心算法,并將相關(guān)領(lǐng)域核心指標(biāo)定義拉通,打造出透明化、可視化的工廠注塑指標(biāo)看板,可通過優(yōu)化排產(chǎn)、模具使用、工藝和智能決策,助力工廠在保證質(zhì)量的前提下,實(shí)現(xiàn)成本和能耗最優(yōu)。在工廠落地后,大模型已幫助設(shè)備能耗降低5%至10%,節(jié)拍提升4%至9%,大幅優(yōu)化整體生產(chǎn)效益。
另一方面,通過對(duì)內(nèi)外部知識(shí)的梳理和學(xué)習(xí),模型搜集和學(xué)習(xí)了工程師多年積累的經(jīng)驗(yàn)與工業(yè)知識(shí),注塑相關(guān)知識(shí)庫(kù)沉淀知識(shí)量超過10 TB,可通過機(jī)器人、小程序、APP等形式進(jìn)行使用,目前可在秒級(jí)之內(nèi)形成對(duì)相關(guān)問題的反饋,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)知識(shí)的普惠應(yīng)用。
同時(shí),基于全面的數(shù)據(jù)連接和分析,模型還助力工廠實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量的改進(jìn),例如發(fā)現(xiàn)并解決了部分注塑機(jī)能耗數(shù)據(jù)指標(biāo)不明確、連接不充分的問題,以及AIoT平臺(tái)部分?jǐn)?shù)據(jù)重復(fù)與缺失的問題等,也為企業(yè)沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)、創(chuàng)新數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了進(jìn)一步支持。
案例3:注塑生產(chǎn)優(yōu)化案例:模具工廠
以模具工廠為例,卡奧斯工業(yè)大模型COSMO-GPT助力工廠完成智能化改造,首創(chuàng)專家模型調(diào)度實(shí)現(xiàn)智能參數(shù)推薦,整體生產(chǎn)效益大幅優(yōu)化。
在注塑車間,技術(shù)人員只要給卡奧斯工業(yè)大模型COSMO-GPT下達(dá)口令,它就能夠自動(dòng)識(shí)別后調(diào)取數(shù)百個(gè)工藝參數(shù),并立即指揮注塑機(jī)開始工作,短短幾十秒鐘產(chǎn)品就做好了,誤差不超過頭發(fā)絲的粗細(xì)。如果靠工藝師來做數(shù)百個(gè)參數(shù)需要調(diào)整1個(gè)多小時(shí)。
應(yīng)用卡奧斯工業(yè)大模型COSMO-GPT不僅設(shè)備調(diào)整時(shí)間縮短了,而且降低了調(diào)試成本。過去,在調(diào)試生產(chǎn)的過程中,所有調(diào)試出來的不合格產(chǎn)品都是作為廢件處理的,現(xiàn)在的調(diào)試效率大概提升約50%,大大降低了浪費(fèi)。
除了出色的生產(chǎn)、調(diào)試能力,卡奧斯工業(yè)大模型COSMO-GPT還可以對(duì)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行提前預(yù)警,減少設(shè)備故障,生產(chǎn)效率提升了5%,節(jié)能降耗10%,量產(chǎn)調(diào)試降費(fèi)50%以上。
目前,注塑專業(yè)工藝員和卡奧斯工業(yè)大模型COSMO-GPT正在通過知識(shí)問答的方式完成“經(jīng)驗(yàn)傳授”。平臺(tái)將把工藝員的經(jīng)驗(yàn)沉淀成訓(xùn)練卡奧斯工業(yè)大模型COSMO-GPT的語(yǔ)料,幫助大模型攻克難題,最終走向自主工作、自主校錯(cuò),實(shí)現(xiàn)真正的無人化。
圖3:海爾卡奧斯注塑工藝參數(shù)推薦系統(tǒng)
其他的,如在生產(chǎn)過程管控環(huán)節(jié),構(gòu)建行業(yè)級(jí)生產(chǎn)線優(yōu)化模型成為智能化能力提升的探索焦點(diǎn)。以某汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)線優(yōu)化項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目面臨的主要挑戰(zhàn)是生產(chǎn)線的靈活性和效率問題。
由于產(chǎn)品種類多、生產(chǎn)批量小,傳統(tǒng)的生產(chǎn)線難以適應(yīng)頻繁的生產(chǎn)切換。針對(duì)這一問題,該企業(yè)通過構(gòu)建生產(chǎn)線優(yōu)化模型,生成式AI通過對(duì)生產(chǎn)線歷史數(shù)據(jù)的分析和學(xué)習(xí),找到了影響生產(chǎn)線效率的關(guān)鍵因素,并提出了針對(duì)性的優(yōu)化方案,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化,同時(shí)降低了生產(chǎn)成本和人力成本。
綜合以上案例落地經(jīng)驗(yàn),對(duì)于應(yīng)用成熟度的評(píng)估,虎嗅智庫(kù)認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考量:一是技術(shù)可行性、拓展性和復(fù)用性,二是為用戶創(chuàng)造的價(jià)值,包括實(shí)際應(yīng)用效果、經(jīng)濟(jì)效益以及用戶接受度等。同時(shí),應(yīng)建立長(zhǎng)效的大模型工業(yè)領(lǐng)域性能評(píng)測(cè)機(jī)制,周期性圍繞大模型知識(shí)能力、穩(wěn)定性、安全性等關(guān)鍵性能進(jìn)行成熟度評(píng)估工作。
生成式AI大模型在制造業(yè)領(lǐng)域深入發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)?????
依托大模型的工業(yè)智能體、具身智能機(jī)器人等有可能改變工業(yè)大生產(chǎn)的底層邏輯,存在的市場(chǎng)空間和機(jī)會(huì)是巨大的,但挑戰(zhàn)也很明顯,比如是否有端到端的全棧技術(shù),不被卡脖子、具備自我迭代和發(fā)展能力都是關(guān)鍵。另外,還有大模型對(duì)行業(yè)know-how的理解、安全保密等一系列因素的考量。
所以,盡管生成式AI在智能制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,但其深入發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
技術(shù)層面,生成式AI需要處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù),對(duì)算法和計(jì)算能力的要求極高,比如質(zhì)檢算法,即便達(dá)到95%的準(zhǔn)確率,工廠也不會(huì)接受;
應(yīng)用落地方面,如何將先進(jìn)的AI技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)真正的智能化制造,仍是一個(gè)需要不斷探索的問題;另外,大家都不愿意把自己的數(shù)據(jù)分享給其他的工廠,很多工廠也要求模型能夠私有化部署,基本上不會(huì)接受SaaS式的服務(wù);
效果評(píng)估方面,如何準(zhǔn)確衡量生成式AI在優(yōu)化生產(chǎn)制造流程中的貢獻(xiàn)和效益,也是一個(gè)亟待解決的難題;
此外,投入產(chǎn)出比也是企業(yè)引進(jìn)生成式AI技術(shù)時(shí)需要考慮的重要因素。支撐大模型研發(fā)的硬件成本昂貴,如何在保證效果的同時(shí)控制成本,是企業(yè)在決策過程中需要權(quán)衡的關(guān)鍵點(diǎn)。
結(jié)語(yǔ)
對(duì)于制造業(yè)企業(yè)而言,引進(jìn)生成式AI技術(shù)改善生產(chǎn)制造流程是一個(gè)值得嘗試的方向。制造業(yè)企業(yè)在引進(jìn)生成式AI技術(shù)時(shí),應(yīng)綜合考慮應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)適配、成本效益以及人才和技術(shù)合作等多個(gè)方面。
在引進(jìn)過程中,企業(yè)應(yīng)首先明確自身的需求和目標(biāo),選擇適合的生成式AI技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí),生成式AI技術(shù)的有效應(yīng)用依賴于大量高質(zhì)量的數(shù)據(jù),加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理和技術(shù)團(tuán)隊(duì)建設(shè),構(gòu)建規(guī)?;拇竽P凸I(yè)數(shù)據(jù)資源池,確保AI技術(shù)的順利應(yīng)用。此外,最重要的一點(diǎn)是不要觀望,要積極擁抱新的技術(shù)和新的發(fā)展趨勢(shì),有時(shí)候需要果斷一點(diǎn),如果拿不準(zhǔn),可以先從邊緣的業(yè)務(wù)的領(lǐng)域嘗試。先做起來,就成功了一半。
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《產(chǎn)工業(yè)AI控制器誕生,具身智能工業(yè)機(jī)器人商用迎來曙光?》
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《AI賦能智能制造:數(shù)據(jù)資產(chǎn)是核心要素》
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