人工智慧與製造業：技術如何打造未來工廠？

最新 04-13

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關鍵信息：製造業正在變得高效化、定製化、模塊化和自動化。計算機視覺可用於產品質檢和商品掃描，人工智慧正在加速新材料的發現，機器人技術加速了產品開發和工作流程等。

關鍵數據：在東莞的無人工廠，使用機器人技術將缺陷率從25%降低到了不足5%；機器人手臂平均在195天內就能回本；24%美國製造商正將生產線從中國轉移回美國。

關鍵意義：為了充分發揮其潛力，製造業將需要繼續接受新技術。

製造業正在變得高效化、定製化、模塊化和自動化，製造商所能拉動的最強大的槓桿將人工智慧、機器人技術和物聯網數字化的形式出現。大數據和機器人將最大化工廠的產出，同時最小化成本和產品缺陷。在東莞的無人工廠，使用機器人技術將缺陷率從25%降低到了不足5%。

計算機視覺用於產品質檢

在大規模生產中，檢查每一種產品是否符合規範是一項非常枯燥的工作，容易且受到人類易錯性的限制。在此基礎上，未來的許多工廠將采用機器視覺來掃描人類肉眼可能忽略的缺陷。

著名的人工智慧研究人員吳恩達的Landing AI，就是一家以新製造業為中心的創業公司，該公司已經在與製造巨頭富士康合作。

許多電子產品的瑕疵在人眼看來都是不可見的，計算機視覺能夠即時識別和分類不同的缺陷，使質量檢測自動化，使工廠更具適應性，效率更高。

計算機視覺用於商品掃描

隨著計算機視覺與企業資源規劃的融合，在商品排序、掃描和質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算機視覺技術，完成商品掃描。

計算機視覺可以測量產品尺寸，計算包裝盒的數量，並檢查其質量。目前，這通常是通過人眼和間歇掃描來完成的。

並且，對於一個倉庫中正在發生的實時圖像來說，計算機視覺將變得越來越重要。

人工智慧正在加速新材料的發現

目前，對於人工智慧創業公司來說，最熱門的應用領域是醫療保健領域，許多公司將人工智慧用於新藥物的發現。製藥公司正將大量資金投入到追蹤藥物研發的創業公司，將資金投入到人工智慧的其他研發領域只是個時間問題。

從事化學和材料科學工作的公司 Citrine Informatics（左）

Citrine Informatics公司在其龐大的材料資料庫中運行人工智慧技術，幫助企業節省了50%的研發和製造時間。同樣，Deepchem（右）開發了一個將深度學習應用於化學的Python庫。

機器人和3D列印加速了產品開發

根據最近的一項行業調查，加速產品開發是企業使用3D列印的首要任務。57%的3D列印工作都是在新產品開發的第一階段使用的，即概念驗證和原型設計。

3D列印已經成為了設計工作室的重要甚至是首要產品。在訂購數千個物理部件之前，設計師可以通過3D列印技術來了解未來的產品是什麼樣的。類似地，機器人技術正在將物理試驗過程自動化到一個廣泛的垂直領域。

在合成生物學的研發中，機器人技術對微生物公司產生了重大影響，比如當公司需要從酵母菌內生產定製化學物質時，找到完美的微生物需要同時測試多達4,000個不同的變異，這就意味著大量的實驗室工作。而使用自動吸液管系統和機器人手臂，可以使高通量實驗以更快的速度到達一個成功的組合，並且減少人為錯誤。

除了生物技術之外，機器人也在材料科學領域也扮演著重要角色，像英特爾和三星這樣的晶元巨頭是世界上研發支出最多的企業之一。隨著半導體變得越來越小，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，機器人也在該領域發揮著作用。「未來的科學工具將會越來越自動化和精確，以處理微尺度的粒子。」應用材料公司的首席技術官Om Nalamasu 說道。

機器人使單調的工作自動化

工業機器人是造成製造業工作崗位流失的罪魁禍首，而製造業工作崗位的數量在幾十年來一直在下降。美國一家銀行的報告解釋道：「長機器人，短人類（long robots, short humans）。」但是，最新的機器人技術似乎正在為人類增加工作崗位。

Cobots（協作機器人）就是通過輔助人類運動而編程的。他們通過手動移動和複製移動「學習」，這些機器人可以和人類一起工作，被認為是「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餘，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後，並沒有任何處理程序被提高了生產力；歐洲飛機製造商空客使用了一個移動機器人與人類一起工作，共同在客機上鑽了數千個洞…

無論機器人工作有沒有局限性，是否達到了優秀的水平，但對經濟學家來說，他們擔心的是自動化最終會導致勞動力的劇烈重組。

由於世界範圍內的勞動力成本上升，機器人技術正在引發新一輪的迴流——製造業重返美國。在波士頓諮詢公司2015年的一項調查中，24%美國製造商表示，他們正將生產線從中國轉移回美國，或者計劃在未來兩年內做到這一點。而在2012年這一比例僅為10%。多數人表示，自動化成本降低將使美國更具競爭力。