智能制造技术基础 课件 5.6智能化技术赋能作用+5.7人工智能赋能智能制造

智能制造技术郑重说明课件制作不易，请尊重本课件制作者的知识产权，本课件仅限教学使用，不得发布到网上，不能拿来参加教学比赛、申报教学成果等！智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术智能化技术在数字化、网络化技术的基础上,通过创新建模分析方法,形成基于数据和领域知识的融合优化决策。智能化技术对数字化、网络化阶段积累的大量信息与数据充分挖掘并加以利用,全面发挥数据和知识价值,最终逐步形成由人、信息系统一级物理实体有机组合而成的综合智能系统。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术智能化技术向各领域拓展并进行融合创新,推动传感、通信、计算、控制四大环节向智能化演进。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术

智能传感器融合人工智能技术,能对周边环境进行更细致的监控和数据收集,并对多类融合后的数据进行预处理和分析,进一步提升感知能力。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术

6G等新一代通信技术融合人工智能,能基于网络本身大量的终端、业务、用户、网络运维等数据进行自我学习与优化,提高网络规划、建设、维护等方面的效率,增强组网智能性与运作灵活性,降低网络建设成本。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术人工智能全面深度融入计算体系,催生先进计算技术,形成具备生产、生活数据并能实时处理数据、做出决策的智能家居及可穿戴设备、智能网关等终端与边缘侧产品;人工智能与云计算结合,适用于深度学习训练、大数据存储与读取、大规模整体数据分析等场景,实现经济生产、社会治理、民生服务等全领域的深度融合应用。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术

人工智能与传统控制技术结合形成智能控制技术,使机器人系统、生产制造设备系统、交通控制系统等能够适应复杂多变的环境,在无人干预的情况下完全自主驱动机器与系统实现预计目标。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术四大环节的智能化演进赋能环节数字化技术网络化技术智能化技术传感——信息获取数字传感网联传感智能传感通信——信息传输数字通信互联网、移动互联网、物联网新一代信息技术计算——信息处理计算机云计算、大数据新一代计算技术控制——信息应用数字控制网联控制智能控制智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术与人工智能1.0相比,人工智能2.0使机器能够基于数据与知识进行自主学习并分析挖掘问题中所隐含的关系或模式,能够自主提升模型性能,并通过对多元化数据与知识的组合分析,解决机理更为复杂的问题。实现从小数据、小知识智能走向大数据、大知识智能,从固定规则走向自主式学习,从单一模式的智能走向人机混合复杂模式的智能的变革。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术与之前的分析模式相比,人工智能2.0的变革意义：1)系统建模强化数据分析能力。2)知识工程强化认知与学习能力。3)人机交互强化协作能力。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术与之前的分析模式相比,人工智能2.0的变革意义：人工智能2.0为传统方法不能有效解决的、现实中普遍存在的复杂问题提供了新的思路:基于数据驱动进行问题隐含映射关系的挖掘,消除复杂问题的不确定性,实现由“强调因果关系”的传统模式向“强调关联关系”的创新模式转变,进而向“关联关系”和“因果关系”深度融合的先进模式发展,达到或超过人类水平,并解决目前许多无法解决的、未知的、潜在的问题。1)系统建模强化数据分析能力。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术与之前的分析模式相比,人工智能2.0的变革意义：知识图谱、强化学习、混合增强智能等技术创新一定程度上弥补了人工智能1.0时代学习、认知能力的缺失,将来自人、机、物的数据知识、经验知识和机理知识构成知识库,再根据不同条件和状态选择适用知识,经解释后形成执行策略。2)知识工程强化认知与学习能力。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术与之前的分析模式相比,人工智能2.0的变革意义：智能化技术驱动人、装备和环境系统之间实现最优的智能匹配,把人对模糊、不确定问题分析与响应的高级认知机制与机器智能系统紧密耦合,使人类智慧的潜能得以极大释放,人与机器人智能的各自优势得以充分挖掘并相互启发、增强,两者相互适应,协同工作。3)人机交互强化协作能力。智能化技术赋能作用人工智能2.0是新一轮科技革命的核心技术智能化技术带动了新兴产业的发展,如具备自动驾驶功能的网联汽车、根据市场变化为用户提供准确投资策略的智慧金融、进行精准影像识别的智慧医疗等。智能化技术改变了交通、金融、医疗、教育等一系列行业的发展模式,催生了一大批产业新环节、新主体、新模式。智能化技术彻底革新了人们的生活社交方式。智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新1.技术发展趋势1)机器学习系统正向超大规模发展。2)逐步向多元学习方式扩展。3)新理论、新方法不断涌现,有望带来学习方式、理论体系的颠覆创新。4)与各学科及领域技术的融合不断深化。智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新1.技术发展趋势随着待解任务越来越复杂,数据量越来越庞大,机器学习系统的计算量以远超摩尔定律的速度倍增。1)机器学习系统正向超大规模发展。智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新1.技术发展趋势人工智能2.0涉及的问题类型越来越复杂、丰富,单一化的算法或技术已不足以解决这种问题,例如,数据质量和规模一直是解决感知类问题的前提要素,而通过深度学习与知识图谱相结合,能够弥补数据依赖、推理理解的局限性,显著提升模型智能化水平。2)逐步向多元学习方式扩展。智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新2.领域融合赋能作用全球顶尖科学家仍在持续探索,期望能通过颠覆式的理论突破当前人工智能存在的不足或弊病。3)新理论、新方法不断涌现,有望带来学习方式、理论体系的颠覆创新。智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新2.领域融合赋能作用与医学技术、材料科学、工程科学等多学科、多领域交叉融合,构建形成“人工智能+X”的复合应用赋能体系,将持续对医疗、材料科学及太空探索等领域产生创新带动作用。4)与各学科及领域技术的融合不断深化。智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新2.领域融合赋能作用(1)人工智能2.0提升材料科学领域研发与制造水平1)助力新型材料设计。2)助力材料合成路径优化与创新。(2)人工智能2.0提升太空探索领域的设计、观测与研究能力智能化技术赋能作用“人工智能+X”赋能各领域应用创新2.领域融合赋能作用1)提升航天工程水平。2)提升天文观测能力。3)提升空间科学的研究能力。强人工智能——智能化技术的未来智能化技术赋能作用未来,人工智能还将发展步入强人工智能阶段。强人工智能是一种颠覆式的创新技术,推动创新由量到质的变革,将完全打破原有经济产业生态系统结构和发展瓶颈,创造出更为高级的经济产业生态,颠覆现有人类生产生活方式,甚至作为一种决定性技术支撑国家崛起,重塑全球经济政治格局。专家预言,未来人工智能将超越人类智能。强人工智能——智能化技术的未来智能化技术赋能作用强人工智能时代将是智能机器人(系统)的时代,具有自我意识和思维功能的机器人被创造出来,可以自主处理各种问题。届时机器人能从事和胜任人类的任何工作,无数人工智能相关的行业被创造出来。强人工智能——智能化技术的未来智能化技术赋能作用强人工智能为未来勾勒了理想蓝图,但目前来看,除了其可能带来的伦理、法律等社会问题外,实现强人工智能主要有两个方面的障碍：(1)算法技术(2)以计算为主的工程技术迈向智能社会、人工智能伦理与治理智能化技术赋能作用智能化技术的蓬勃发展极大改变经济和社会发展形态,智能制造、智慧交通、智慧医疗、智慧城市等不断汇集形成智能社会雏形。智能社会发展成为继农业社会、工业社会、信息社会之后一种更为高级的社会形态,将彻底改变人们的生产、生活方式。智能社会也成为主要工业国家社会发展的重要方向,党的十九大报告提出建设智能社会,日本也提出“超智能社会”构想,。迈向智能社会、人工智能伦理与治理智能化技术赋能作用当前人工智能所呈现的人机协同和自主智能等特点,使得算法、机器和系统成为人类社会不可或缺的组成部分,隐私泄露、大数据杀熟等现象出现,给社会治理、法律规范等带来严峻挑战。人工智能发展不仅面临技术上瓶颈,也出现了人工智能与人类之间如何和谐共存的问题。对人工智能参与社会进行治理,带来的伦理学讨论范畴不再是人与人之间的关系,也不是与自然界的既定事实(如动物、环境和生态)之间的关系,而是人类与自己所发明的一种产品构成的关联,于是人工智能伦理关注人-机、机-机以及人-机共融所形成社会形态应该遵守的道德准则。迈向智能社会、人工智能伦理与治理智能化技术赋能作用《新一代人工智能发展规划》明确提出“把握人工智能技术属性和社会属性高度融合的趋势”。在人工智能推进过程中,既要加强人工智能研发和应用力度,赋能实体经济;又要预判人工智能与实体经济结合可能对社会各个方面带来的一些新挑战和冲击。2019年5月,经济合作与发展组织各成员国共同认可了“负责任地管理可信AI的原则”,这成为人工智能治理方面的首个政府间国际共识,确立了以人为本的发展理念和敏捷灵活的治理方式。2019年6月,国家新一代人工智能治理专业委员会发布《新一代人工智能治理原则——发展负责任的人工智能》,提出了人工智能治理的框架和行动指南,给出了和谐友好、公平公正、包容共享、尊重隐私、安全可控、共担责任、开放协作、敏捷治理等人工智能发展原则。迈向智能社会、人工智能伦理与治理智能化技术赋能作用人工智能是赋能经济、造福社会的牵引技术,人工智能技术需要与人类合作,增强和提高人类的生活和生产力,让每个人的生活更美好。智能社会的治理离不开人工智能技术的保障,人工智能技术的广泛应用又会推动伦理和治理的演化。在这个过程中,需要牢牢把握人工智能技术属性和社会属性相互耦合的特点,以技术发展推动可信、可靠和安全的人工智能融入社会和大众。人工智能赋能智能制造工业领域将是人工智能2.0与实体经济融合的主战场。有研究机构预测,未来人工智能对制造业的增值作用将是巨大的,甚至超过其他所有行业带来的增值作用。总体来看,人工智能2.0已经显现出对智能制造巨大的赋能作用。人工智能赋能智能制造人工智能对制造环节赋能作用：1)在研发设计环节,基于海量数据的人工智能分析能够缩短设计仿真时间、提升产品性能,甚至实现工业机理的创新发现。2)在生产管理环节,利用人工智能技术,通过“模型+数据”实现工艺、设备、能耗等重点领域的深度分析优化。3)在运维服务环节,通过产品叠加数据分析实现智能化为核心的新型增值服务。4)在装备产品环节,基于人工智能技术增强装备环境感知、自主分析决策的单体智能能力,以及装备产品间协同学习、协同作业的群体智能能力。人工智能赋能智能制造流程制造业工艺优化、设备价值高、能源消耗大、安全与环保压力大,人工智能将着重赋能工艺优化、设备管理、能耗管理与HSE[Health(健康)、Safety(安全)、Environment(环境)]管理等方面。分行业来看,人工智能赋能智能制造多品种小批量离散制造业工序分散、调度复杂、产品结构复杂且价值高,人工智能将着重