人工智能与制造业：技术如何打造未来工厂？

• 本文来自微信公众号【AI商业报道】

高层速读

关键信息：制造业正在变得高效化、定制化、模块化和自动化。计算机视觉可用于产品质检和商品扫描，人工智能正在加速新材料的发现，机器人技术加速了产品开发和工作流程等。

关键数据：在东莞的无人工厂，使用机器人技术将缺陷率从25%降低到了不足5%；机器人手臂平均在195天内就能回本；24%美国制造商正将生产线从中国转移回美国。

关键意义：为了充分发挥其潜力，制造业将需要继续接受新技术。

制造业正在变得高效化、定制化、模块化和自动化，制造商所能拉动的最强大的杠杆将人工智能、机器人技术和物联网数字化的形式出现。大数据和机器人将最大化工厂的产出，同时最小化成本和产品缺陷。在东莞的无人工厂，使用机器人技术将缺陷率从25%降低到了不足5%。

计算机视觉用于产品质检

在大规模生产中，检查每一种产品是否符合规范是一项非常枯燥的工作，容易且受到人类易错性的限制。在此基础上，未来的许多工厂将采用机器视觉来扫描人类肉眼可能忽略的缺陷。

著名的人工智能研究人员吴恩达的Landing AI，就是一家以新制造业为中心的创业公司，该公司已经在与制造巨头富士康合作。

许多电子产品的瑕疵在人眼看来都是不可见的，计算机视觉能够即时识别和分类不同的缺陷，使质量检测自动化，使工厂更具适应性，效率更高。

计算机视觉用于商品扫描

随着计算机视觉与企业资源规划的融合，在商品排序、扫描和质检时需将要更少的人力和物力。例如，在手持扫描仪中使用计算机视觉技术，完成商品扫描。

计算机视觉可以测量产品尺寸，计算包装盒的数量，并检查其质量。目前，这通常是通过人眼和间歇扫描来完成的。

并且，对于一个仓库中正在发生的实时图像来说，计算机视觉将变得越来越重要。

人工智能正在加速新材料的发现

目前，对于人工智能创业公司来说，最热门的应用领域是医疗保健领域，许多公司将人工智能用于新药物的发现。制药公司正将大量资金投入到追踪药物研发的创业公司，将资金投入到人工智能的其他研发领域只是个时间问题。

从事化学和材料科学工作的公司 Citrine Informatics（左）

Citrine Informatics公司在其庞大的材料数据库中运行人工智能技术，帮助企业节省了50%的研发和制造时间。同样，Deepchem（右）开发了一个将深度学习应用于化学的Python库。

机器人和3D打印加速了产品开发

根据最近的一项行业调查，加速产品开发是企业使用3D打印的首要任务。57%的3D打印工作都是在新产品开发的第一阶段使用的，即概念验证和原型设计。

3D打印已经成为了设计工作室的重要甚至是首要产品。在订购数千个物理部件之前，设计师可以通过3D打印技术来了解未来的产品是什么样的。类似地，机器人技术正在将物理试验过程自动化到一个广泛的垂直领域。

在合成生物学的研发中，机器人技术对微生物公司产生了重大影响，比如当公司需要从酵母菌内生产定制化学物质时，找到完美的微生物需要同时测试多达4,000个不同的变异，这就意味着大量的实验室工作。而使用自动吸液管系统和机器人手臂，可以使高通量实验以更快的速度到达一个成功的组合，并且减少人为错误。

除了生物技术之外，机器人也在材料科学领域也扮演着重要角色，像英特尔和三星这样的芯片巨头是世界上研发支出最多的企业之一。随着半导体变得越来越小，在纳米尺度上工作需要精确到人类能力之外，使机器人成为首选的选择。

材料工程是一种能够探测到极小粒子的科学，机器人也在该领域发挥着作用。“未来的科学工具将会越来越自动化和精确，以处理微尺度的粒子。”应用材料公司的首席技术官Om Nalamasu 说道。

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机器人使单调的工作自动化

工业机器人是造成制造业工作岗位流失的罪魁祸首，而制造业工作岗位的数量在几十年来一直在下降。美国一家银行的报告解释道：“长机器人，短人类（long robots, short humans）。”但是，最新的机器人技术似乎正在为人类增加工作岗位。

Cobots（协作机器人）就是通过辅助人类运动而编程的。他们通过手动移动和复制移动“学习”，这些机器人可以和人类一起工作，被认为是「人类的合作者」。但这些究竟是真正的合作还是让人类的劳动变得多余，还有待观察。

比如，在田纳西州的Nissan工厂增加了自动驾驶车辆之后，并没有任何处理程序被提高了生产力；欧洲飞机制造商空客使用了一个移动机器人与人类一起工作，共同在客机上钻了数千个洞…

无论机器人工作有没有局限性，是否达到了优秀的水平，但对经济学家来说，他们担心的是自动化最终会导致劳动力的剧烈重组。

由于世界范围内的劳动力成本上升，机器人技术正在引发新一轮的回流——制造业重返美国。在波士顿咨询公司2015年的一项调查中，24%美国制造商表示，他们正将生产线从中国转移回美国，或者计划在未来两年内做到这一点。而在2012年这一比例仅为10%。多数人表示，自动化成本降低将使美国更具竞争力。

机器人技术对于单调的工作如包装、分类等，已经变得非常有价值。Cobot制造商通用机器人公司表示，它的一些机器人手臂平均在195天内就能回本。

虽然优秀的机器人创业公司有近百家，但对于重型机械制造商来说，重要的市场份额是由ABB、三菱、Fanuc和Yaskawa等大型工业企业所占据。

无人卡车和无人船运输技术

总的来说，在整个供应链中，人们对产品实时位置的把控不足。随着供应链的分散和自动化，物联网和出货软件只会变得更加重要。

在更远的地方，自动驾驶卡车的出现意味着降低一大笔运输费用，而且更环保、更高效。

优步和特斯拉都宣称要研发半自动卡车，但目前并没有大的进展。相反许多创业公司的无人卡车却发展很快。

结语

随着像区块链和AR这样的尖端技术在工业环境中进行试点，制造业最终可能会达到前所未有的高效生产。用亨利•福特的话来说：“如果你总是做一直在做的事，你总会得到你一直想得到的。”

为了充分发挥其潜力，制造业将需要继续接受新技术。

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