【《人工智能背景下我国制造业转型升级研究-以美的集团为例》20000字（论文）】

人工智能背景下我国制造业转型升级研究—以美的集团为例摘要：AI（人工智能）技术的迅速发展，给我国产业结构的变革输送了新的血液，并将重新书写产业竞争的篇章，对于我国的制造业来说，人工智能技术的进步即是机遇同时也存在困境。机遇在于我国制造业和人工智能的融合发展必能推动我国经济的发展，困境在于目前我国制造业的转型过程中还有诸多问题需要重视，将人工智能技术应用到我国制造业中必将会产生重大的作用，给我国制造业的发展带来新的方向。并探讨人工智能与制造业融合的过程中遇到一些困境和机遇，论述我国如何运用人工智能的优势助力制造业的发展，以及美的集团的制造业转型发展路径是如何规划的，基于此本篇论文提出了对人工智能与制造业融合发展的相关建议和对策。关键词：人工智能；制造业；制造业转型；智能制造目录1、绪论 11.1研究背景与意义 11.1.1研究背景 11.1.2研究意义 21.2国内外研究现状 21.2.1国内研究现状 21.2.2国外研究现状 31.3研究目的 41.4研究方法与内容 41.4.1本文研究方法 41.4.2本文研究内容 51.4.3研究技术路线 51.5论文的创新点 72、第二章人工智能主要内容及发展现状 72.1人工智能概述 72.1.1人工智能的概念 72.1.2人工智能的历史沿革 72.1.3人工智能的关键技术 72.2人工智能的发展现状 82.3我国人工智能的发展优势 92.3.1我国发展人工智能的优势 93、第三章我国制造业主发展现状及所面临的的问题 103.1制造业的概述 103.1.1制造业的内涵 103.1.2制造业转型升级的界定 103.2我国制造业发展的作用 104、第四章人工智能对我国制造业的影响 154.1人工智能助力我国制造业发展的实践成果 154.2我国人工智能在制造业发展中的案例实践 165、第五章人工智能背景下我国制造业的发展态势 176、第六章人工智能助力我国制造业企业转型升级案例分析—以美的集团为例 206.1美的集团简介与发展历程 216.2人工智能背景下美的集团转型升级的对策 216.3美的集团转型升级思路的探讨 227、第七章人工智能背景下中国制造业转型升级的政策和建议 237.1国家层面 237.2社会层面 247.3企业层面 258、第八章总结与展望 251、绪论1.1研究背景与意义1.1.1研究背景当前，我国在人工智能这一领域发展迅速，尤其是在互联网产业中的商业化和产业化场景应用已经比较成熟，并取得了使人注目的成果。相关资料显示北京百度公司投入了高达200亿的资金进行研发，其将这笔资金用于发展深度学习技术，并于2015年研发出高级智能语音识别系统，识别的准确率高达97%，这标志着我国的人工智能技术又向上迈了一个台阶。人工智能的出现提升了我们的生产效率，同时便捷了人们的生活，在生活方面，我们日常使用的一淘等电商APP软件，其会使用大数据技术来挖掘用户的相关信息，并通过人工智能技术来模拟出用户的相关行为，基于这两种信息来给用户展示其潜在心动并有强烈购买欲望的商品，这样就能达到商家刺激消费者的目的。还有微信和QQ等社交媒体平台通过人工智能技术向用户精准的推送广告和新闻。在生产方面，人工智能技术主要应用于工业机器人领域，我国作为全球最大的工业机器人售卖市场，根据有关数据调研得出：2018年我国机器人的销售量占比全球世界各地总的销售量的36.5%，并且由购买销量趋势图可以看出我国机器人销量有逐年升高的趋势。制造业是我国第二产业中的重要支柱，是衡量一个国家的综合实力水平的重要因素。从2009年起我国制造业在全球制造业的排名极速上升，一跃成为全球制造业大国之一，但我国的制造业水平与欧洲一些发达国家对比，我国制造业依然有一大段差距的路需要走。在过去的很长一段时间，我国的制造业主要靠人口的红利和丰厚的资源的优势才得以高速发展，但随着时间的推动，人口和资源等这些专属优势正在逐渐削弱。拿人口红利来说，目前更多的制造业厂商正慢慢的向东南亚转移，究其原因主要是东南亚一带的发展中国家有更多的更低的劳动成本来带动制造业的经济发展。因此我国务必要研究出一条适合当前人工智能背景下的制造业的发展道路。如今，我国在研发和使用信息技术方面取得了令人喜悦的成绩。飞速发展的人工智能技术是让我国在各个行业的智能化发展取得显著成果的重要因素之一。同时人工智能技术在互联网产业中的商业化和产业化场景应用已经比较成熟，并取得了良好的效果，但人工智能在制造业的融合发展和升级还没有取得令人满意的效果。我国遇到的最新问题就是制造业的发展速度逐渐放缓，制造大国如何才可以快速转为智造强国。十九大报告明确指出“要加快先进制造业发展的脚步，使人工智能技术与我国实体经济结合。”决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利———在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告［EB/OL］.［2018－10－18］.决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利———在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告［EB/OL］.［2018－10－18］.1.1.2研究意义理论意义目前国内外对于人工智能背景下我国制造业转型升级相关的系统性研究较少，相关研究成果主要集中于人工智能对制造业发展的积极意义，以及研究人工智能背景下相关产业的发展。本文从我国制造业的基本事实出发，结合相关的实践案例成果，最终针对美的集团转型的全过程进行深入的研究，这对于制造业的其他企业转型升级有一定的参考作用。现实意义从实际情况看来，以劳动密集型为单一发展方向的制造业已经被证明无法满足企业进一步壮大的需要。一方面，依靠大量廉价劳动力的制造业正向低成本的东南亚国家转移，另一方面，依靠高端技术的制造业已经向发达国家转移。而制造业影响着我国的经济，将人工智能应用于我国制造业的生产过程中是推动我国制造转向智造的关键。工信部在最新的《智能制造“十三五”发展规划》中表示：“到2025年，基本创建智能制造的支持体系，进一步让重点制造业产业能够智能转型”。姚锡凡姚锡凡,刘敏,张剑铭,陶韬,蓝宏宇,葛动元.人工智能视角下的智能制造前世今生与未来[J].计算机集成制造系统,2019,25(01):19-34.1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状人工智能的研究现状我国重视对人工智能的研究比较缓慢，从2016年起，我国才开始加大对人工智能领域的投入和研究，在2017年发布的人工智能战略的规划中提出：到2025年我国人工智能将成为推动产业变革和经济升级的重要力量，到2030年我国的AI产业规模预计达到10000亿人民币。我国对于人工智能领域研究的目标是应用于实践领域，在AI核心技术方面的研究还不算成熟，但我国关于人工智能领域的学术研究成果丰厚，从2018年开始对于人工智能的研究将不断增加。人工智能技术在制造业的应用现状目前有不少已经国内学者就于人工智能与制造业的融合发展做出了研究工作，研究工作主要集中于人工智能对制造业的影响，以及对人工智能背景下制造业需要做出的改进。麦肯锡咨询公司在《赢在当下：解锁大规模数字化转型》中指出制造业的转型升级需要依靠工业人工智能，人力成本压力和提高用户体验是制造业企业推动工业人工智能的动因，而部署工业人工智能需要以企业自身的价值为出发点，以数据为巩固，以人才为辅助，以文化渲染气氛，最终构建人工智能生态化，助力制造业企业制定发展战略。秦业指出人工智能在制造业的产品研发、生产制造、供应链运营、市场营销、产品服务、售后运维等方面都发挥重要的作用，对于制造业的整体发展有支撑作用，但人工智能在制造业的实施路径发展方面正面临一定的挑战。秦业.全球人工智能与制造业融合的现状及思考[J].科技中国,2018(02):61-62.米晋宏从企业的技术创新能力、综合发展潜力、总资产、成本和收益等角度来构建模型，来指出人工智能技术的应用进一步优化了制造业企业的资本结构，提高了制造业企业的经济发展，并指出人工智能技术在制造业的应用在短期时间内会降低制造业企业的收益能力。米晋宏,秦业.全球人工智能与制造业融合的现状及思考[J].科技中国,2018(02):61-62.米晋宏,江凌文,李正图.人工智能技术应用推进中国制造业升级研究[J].人文杂志,2020(09):46-55.高煜.我国经济高质量发展中人工智能与制造业深度融合的智能化模式选择[J].西北大学学报(哲学社会科学版),2019,49(05):28-35.1.2.2国外研究现状国外的发达国家很早就开始对人工智能开展战略布局的规划，开始钻研人工智能的核心技术，通过把握AI的核心技术来提升我国在国际的竞争地位，相关政府踊跃展开对人工智能的研讨力度，通过网络调研得知美国对人工智能的生态系统建设更为完善，2021年美国人工智能国家安全委员会向国会递交了一份为人工智能的未来做好准备的建议报告，报告中指出，美国在人工智能关键技术领域相对落后，需要优先加快AI领域的技术创新，并将计划投资四百亿美元来推动AI领域的发展。NSCAI认为需要尽快成立人工智能学院，通过该学院以军事化管理的方式来培养尖端技术人才。报告还指出人工智能是今后提升国际竞争力的最有利的工具，将AI利用与制造业，它将造福着往后的几代人。2017年英国发布了一篇名为《人工智能：未来决策面临的机会和影响》的文章，文章指出人工智能技术将最大化的应用于服务型产业，因此制造业将会与人工智能技术相结合进而迸发出翻天覆地的变化。国外的学者对于人工智能从理论和算法再到实践进行了研究，人工智能将应用于制造业的各个生产过程，推动着制造业的发展，因此国外的研究路径值得参考和学习。1.3研究目的国务院下发了关于《新一代人工智能发展规划》文件中指出，计划在2020年，要使我国的人工智能技术水平和应用赶超发达国家，届时人工智能的制造规模将达到1500亿元，到2030年，我国人工智能的实践、运用和技术将达到全球抢先程度。国务院发布《新一代人工智能发展规划》[J].中国标准化,2017(15):28.国务院发布《新一代人工智能发展规划》[J].中国标准化,2017(15):28.1.4研究方法与内容1.4.1本文研究方法文献检索法查阅人工智能、制造业转型和发展等相关文献资料，并对文献资料进行分类整合，理解国内外人工智能技术在制造业的运用现状。案例研究法通过对我国的美的集团对人工智能技术的应用和升级对策进行案例分析。探究其在人工智能背景下对制造业的应对措施，因此得出对其他制造业企业的建议。图表分析法把调查收集到的数据使用图表的方式进行分析，这样能更形象和直观地阐述所要表达的内容，使论文便于理解。数据调研法通过互联网在国家统计局、经济通等平台收集我国制造业和人工智能的相关数据。并根据数据进行对比分析，收集得到的数据利用EXCEL工具来制作成折线图、柱状图图表的形式，通过这一形式能让我们更好的理解我国制造业的现状和趋势。1.4.2本文研究内容制造业未来的发展趋势是智能、高效率、高效益、精益，在人工智能背景下我国制造业企业如何由豪迈型向精益型发展是一个值得研究的系统性问题，人工智能与大数据背景下，万物逐渐数据化、智能化，大数据与机器学习是人工智能概念中最核心的内容，本文经过研讨AI与我国制造业的融合发展，剖析人工智能背景下，我国制造业的现状，以及人工智能如何助力我国制造业的开展，并为我国制造业如何在AI背景下实现转型和升级提出政策与建议。新时代的人工智能如何帮助制造业企业更充分利用自身资源以及结合同行业企业优势更进一步发展是我们所面临的实际问题。本文主要集中以下主题展开研讨：结合人工智能发展过程和现状与未来趋势，针对我国人工智能相较全球的优势进行分析与总结。结合实际案例，寻找我国制造业所遇到的核心问题，通过问题来剖析其对我国制造业产生的影响。从困境与机遇两个角度阐述人工智能高速发展下，我过制造业如何跟上脚步进行自身转型发展基于案例分析人工智能在我国制造业转型升级的应用。本文以美的集团为例，剖析了人工智能与制造业深度融合的详细对策，以此为其他制造企业的转型升级带来可借鉴的实践路径。经过对比国外人工智能在制造业的运用和实践成果，对我国制造业企业的转型升级提出政策和建议。1.4.3研究技术路线本篇论文的研究技术路线如下图所示图1.1研究技术路线1.5论文的创新点首先本篇论文在选题上具有理论意义和现实意义，当前人工智能的出现将对我国的各个领域产生深刻的影响，其对于我国的制造业来说更是锦上添花，很多学者都对人工智能的发展展开了研究，但是从AI的角度系统的对我国制造业的转型升级进行研究并不多见。接着全面的描述了我国制造业的发展现状以及人工智能背景下我国制造业发展的优势和不足，然后以美的集团为例，论述美的集团如何在AI背景下进行制造业的转型升级研究，给我国其他制造业企业转型提供方向和参考案例。最后基于价值链理论对我国制造业在人工智能背景下如何发展给出了一些建议及对策。2、第二章人工智能主要内容及发展现状2.1人工智能概述2.1.1人工智能的概念人工智能简称AI，是指通过人制造出来的机器所呈现的智能，也被定义为具备模仿学习特征和智能性特点的机器。智能化的机器往往依托于其内部所高速运转的计算机程序。人工智能技术实现的主要逻辑是依据大数据和算法，来生产制造出有深度学习能力和运行算法能力的智能化机器。2.1.2人工智能的历史沿革人工智能一词最初是在达特矛斯的一次会议上出现的，然后经过三个不同的时期，对于该词的解释都有着不同的变化。在第一个阶段（20世纪50年-80年）是理论时代，罗森布拉特钻研了感知器算法，这个算法能对进入的数据进行分类，而后可以从训练样本中自主学习同步更新权重。第二个阶段到了AI算法阶段，霍普菲尔德利用硬件系统来模拟神经网络，并通过这种方式来处理关键信息，接着辛顿通过使用非线性映射来让多层感知器的传播算法成为可能，这让非线性分类与学习问题能够实现，第三个阶段是人工智能的实践期，由布莱曼研发的随机森林方法，将应用于市场营销的范畴，随后辛顿提出一个深度学习的神经网络方法，这个方法能解决复杂的系统问题，接着辛顿的Relu方法能够将监督训练的方法用于解决图像领域的问题。当前的这个阶段，人工智能将应用于与各个产业相融合，各个国家也制定相关的战略和规划，为人工智能的发展提供了方向。2.1.3人工智能的关键技术机器学习和深度学习机器学习是人工智能的科学，指计算机不断通过经验来提升自身的性能，通过对海量的数据进行统计学习，通过数据分析得出问题的解决规则，进而做出正确的决策，对机器学习不断的深入研究，就走进了机器学习的另一个方向—深度学习，它是创建和人的大脑非常相似的模型，然后逐层的对数据进行提取，分析得出信息。深度学习的最终目的是希望机器和人一样能够有学习的才能，进而能够识别文字、听清楚并能解读声音、看清图片，深度学习作为机器学习的一个算法，目前深度学习在图像处理和识别语音方面取得了成绩，解决了复杂系统中的问题。大数据大数据意味着我们不能在某个特定的时间使用软件工具来管理数据集。它需要更强的决策能力和洞察力来优化大量的数据。自然语言处理自然语言处理的终极目标是使计算机能够阅读并理解人类所使用的语言，从而利用自然语言实现人与计算机之间的通信。例如，计算机如何回答人类用自然语言回答的问题，计算机如何翻译和翻译输入的自然语言，计算机如何根据输入的文本生成文本摘要。情感处理情感处理是人们通过对机器设定某些情感情绪，例如悲伤、快乐的情绪，使之能够识别并关注到人类的情感。实现的方式是机器使用镜头来追踪人类面部的表情，然后通过使用理解人的情绪的算法，最终让机器获得信息来判断人类的情感。2.2人工智能的发展现状随着人工智能技术的成熟，智能化应用逐渐融入我们生活的方方面面，让人和智能化的机器相互协作成为社会中的日常状态，我国的人工智能入场较晚，从2015年起，我国人工智能的制造产业规模逐渐持续增长。从2018年的最新报告中可以了解到，我国人工智能的产业规模已经高达339亿人民币。从我国信息研究院的数据得知，我国人工智能相关的企业数量正逐年增长，从2014年到2016年，我国相继出现了AI企业创业的浪潮，从2018年的上半年数据得出我国人工智能企业达1041家，占比全球的百分之二十点九。从资本的角度来看，人工智能领域成为热门投资领域，我国的医疗、机器人、汽车等领域吸引着大量资本投资，根据艾瑞数据显示，2018年我国人工智能企业一共荣获1312亿元融资，相比前年增长了约670亿元，这些数据显示着我国人工智能领域即将迈入正轨阶段。随之而来的将是人工智能领域相关人才的需求增大，由深圳腾讯发布的全球AI人才白皮书所显示的相关数据得出，截止到2017年全球的AI领域的人才约为三十万人，也就是说这远低于市场需求的100万人。根据目前的趋势来看，人工智能正朝着多样化产业融合的方向发展，例如智能旅行、智能销售、智能制造，届时将需要更多复合型的人才。拥有掌握高端技术的复合型人才意味着拥有更多的竞争力，但竞争力还体现在对核心技术的掌控上，目前我国是还未掌握人工智能技术的国家之一，因此数据安全需要加倍防范，我国的人工智能芯片和高端机器人技术还落后于一些发达国家，我国目前的芯片产品还需要靠从发达国家引进，2018年的中兴通讯公司芯片事件爆发，美国商务部下发禁令，严禁美国有关企业向中兴售卖相关零部件，进一步打击我国向新一代信息技术产业发展，国外人工智能核心技术的垄断将进一步警醒我们只有掌握了核心技术才能掌握核心的竞争力。2.3我国人工智能的发展优势2.3.1我国发展人工智能的优势我国人工智能产业发展速度快据相关资料显示，近年来，我国AI产业生产规模逐年增长。到2020年底，我国人工智能制造产业生产规模已达到1500亿人民币。根据国务院发布的《新一代人工智能发展规划》，到2025年，我国人工智能核心制造产业的规模将达到4000亿元，到2030年，我国核心产业的生产制造规模将达到1万亿人民币。国务院发布《新一代人工智能发展规划》[J].中国标准化,2017(15):28.可见，随着国家的大力推进，我国人工智能产业的发展速度稳步提升。国务院发布《新一代人工智能发展规划》[J].中国标准化,2017(15):28.我国人工智能领域学术成果丰硕当前我国就人工智能和机器学习领域的论文发布数量已经领先于世界其他国家，根据艾媒咨询的调研数据显示，从2013年至2018年间，全球有关人工智能的论文数量达到31万篇，在这些发表的文章里，我国发表的AI领域论文达到7.4万篇，共占全球论文的24.3%,而发达国家美国也仅仅有5.4万篇，截止到2017年，我国申请的关于人工智能方向的专利数量达到46284件，2015年我国知名互联网企业百度研发了深度学习的语音技术，这个语音技术识别的准确率高达百分之九十八。以上全部的数据表明，我国对AI投入研发数量增加，相应的我国的人工智能学术话发展前景一片光明。我国人工智能场景化应用丰富我国人工智能的应用场景十分丰富，能将人工智能应用于供应链、制造业、零售、医学治疗、教育、通信等各个行业，例如我国知名互联网企业旷视科技掌握着人脸识别的核心技术，在计算机视觉技术的应用方面拥有着较多的经验，能够给支付宝提供刷脸支付，这极大的便利了人们的生活，例如人工智能助力出行领域的发展，将AI融入到打车领域，AI能通过机器学习来预判乘客出行的时间，丰富乘客的出行体验。5G助力AI连接效率2019年是我国5G技术的商用元年，我国掌握着5G技术的核心，5G的性能目的是更高速度的数据传输，更少的网络延迟，并且在此基础上还能节约能源，降低损耗。更重要的是能拓宽系统容量，进而实现大范围的设备连接。5G技术的投放使用能使各种数据与信息通过高速度的网络进行快捷传输，让数据挖掘和深度学习算法能在更多更丰富的场景去使用。社会层面：市场接纳程度高在2004年有一部关于人工智能的电影叫《我和机器人》，这部电影讲述着机器人由于进化而伤害人类，导致城市瘫痪，造成了人类被机器人所控制的局面。这部电影让一部分人害怕人工智能时代的到来。但随着社会不断向前进步，当前人工智能的出现让我们的生活变得方便与快捷，例如智能扫地机器人、智能送餐机器人等，人工智能技术得到了全社会和市场的认可，基于此人工智能技术才能更好的服务于制造业。3、第三章我国制造业主发展现状及所面临的的问题3.1制造业的概述3.1.1制造业的内涵制造业的定义是指利用物资材料、能源动力、机器设备、生产工具、资金成本、科学技术、劳动人力等资源，然后按照市场的要求进行制造生产，进而转化成能使用的大型工具和生活消费品以及工业产品。制造业的基本定义是指利用材料、能源、设备、工具、资金、技术、人力资源，然后按照市场的要求进行制造生产，再转化为可使用的大型工具和消费品及工业产品。制造也是通过给原材料加工，使得原材料经过物理或者化学变化来使自然资源变成更有价值的产品的过程，制造业是进行加工制造的企业的合集。3.1.2制造业转型升级的界定制造业转型升级的主要目的成为智造强国，主要路径是依靠人工智能技术，从产品的研发到生产再到服务的过程中实现智能制造。并通过降低劳动成本，提高劳动生产率，实现该效率低耗能且整洁灵活的生产。3.2我国制造业发展的作用有利于提升我国的GDP制造业能够度量一个国家经济水平的高低，由表中的数据可以看得出从2010-2014年我国制造业增加值占国民经济的31%，随着我国国民经济的提升，制造业更是在我国经济的增长中扮演着不可或缺的角色。图3.12010-2020年我国制造业增加值占GDP比重增加劳动者的就业机会图3.22010-2019年我国制造业就业人数与城镇单位总就业人数之比我国制造业给人们提供了大量的就业岗位，根据2010年-2020年的《国家统计年鉴》可以得知，2010年到2019年间从事制造业的人数和城镇单位就业人数之比一直维持在27.5%以上，在2012年，从事制造业的就业人数达到了23241万人，从2014年开始，制造业的就业人数虽然有所下降，但依然保持在28%左右。由此可以得出，我国制造业的发展给劳动人民提供了不少的就业机会。3.3我国制造业的发展现状制造业规模不断扩大从我国制造业现状看，2020年我国工业增加值增加了6.0%，相比于10月份来说，制造业规模增加加快了0.2个百分点。从三个方面来看，11月份我国的矿业类型产业的增加值同比增长了2.5%，制造业类型增长了7.8%，我国的电力的生产及供应增长了5.6%。分行业类型来看，41个重点的产业中有33个产业的增加值维持着环比上涨。《2020人工智能与制造业融合发展白皮书》发布[J].模具工业,2021,47(01):6-7.其中化工类型的产品制造业上升了9.7%，通用类型的装备制造业上升了11.5%，汽车类型的制造业同比上升6《2020人工智能与制造业融合发展白皮书》发布[J].模具工业,2021,47(01):6-7.原材料利用程度不断提高图3.32010-2018年我国制造业能源消费情况我国制造业的生产规模在不断扩大，这对于能源的消耗也是不断增多的，从图中可以看出2010年我国制造业的能源消耗总量为188497.85万吨标准煤，2018年我国制造业对于能源的消耗量总共达到258604万吨标准煤，从数据可以看出，制造业对于能源的消耗是巨大的，相反图中的另外一条曲线，制造业的单位产值能源的消费量是不断降低的，这意味我国制造业对于能源的利用率在不断提高，但我认为能源的大量不完全消耗必然会引起环境污染问题，我们需要开拓新的方式让能源的利用率不断提高，使得制造业单位产值的能源消费量不断降低。我国制造业目前面临的问题缺乏自主钻研能力，与发达国家差距甚大目前我国的制造业规模已经赶超美国，我国一跃成为全球的制造业大国，但是我国的制造业技术依然停留在工业3.0阶段，我国的制造产品严重依靠着国外的新兴技术和硬件，例如我国在海洋领域、航空航天领域以及集成电路等高科技领域，还没有掌握关键的核心技术，又比如有些产品若缺少了进口的芯片，便不能成型，这种重度依赖的行为将会对我国智能制造的发展产生消极影响。我国制造业利润率低图3.42010-2019年我国制造业利润情况近十年来，我国制造业的发展取得了喜人的成就，我国的国际地位也不断提高，由国家年鉴数据中可以看出我国制造业的利润总额不断提高，但相关数据显示，我国制造业的利润率是处于下降的趋势。因此改善利润率低于预期值是现在最新遇到的困难，制造业需要针对此问题进行探究与改变。环境污染问题不容乐观绿色集约是智能制造的发展要求，虽然目前我国制造业原材料的利用程度有所提高，但是传统制造业带来的环境污染问题仍不可忽视，高耗能、高排放以及高污染这三个遗留问题仍需重视，特别是在当前的自然资源紧缺的情况下，更需要保持生态的稳定，并且严格控制生产制造过程中有害物质的排放。国际化水平较低，全球化品牌运营能力缺乏制造业产品是否受大众喜欢是一个制造业企业的底蕴和精神的呈现，我国制造业的产品质量逐渐提升，我国人民对产品的满意度也不断提高，也产生了诸如格力、华为等在国外有号召力的品牌，2019年有6个中国制造业品牌进入全球最具有价值五百强的榜单中，从数据中能够得出当前我国制造业品牌的数量与价值在全球的地位有了进一步提升，但是能闻名世界的中国制造业品牌寥寥无几，这与一些发达国家有很大的差距，我国制造业仍需要提高全球化品牌运营能力，让我国的制造业品牌走得更远。图3.12010-2019年我国制造业劳动力平均工资劳动力成本逐年上升随着人口老龄化的问题不断加快，我国的劳动力人口正不断减少，劳动人口的缺口导致了劳动力成本的增加，从2010年到2019年，我国制造业劳动人民的平均薪资不断上升，由2010年的20090元增加到2019年的52058元，在此之前由于我国有着大量的廉价劳动力，因此吸引了一大批外国企业到中国建立工厂，但随着劳动力成本的不断增加，我国的劳动力优势在不断减弱，很多外资企业正逐渐退出我国的市场，他们相继选择劳动力成本较低东南亚国家。例如纺织业中的著名品牌adidas就把制造中心搬向缅甸、越南等一些东南亚国家。外资投入的资金逐渐减少，我国制造业的发展受到较大的影响。生产模式单一目前流水线作业生产是我国制造业的主要生产模式，流水线作业生产主是指每一个生产单位都会有专业的分工，只对某一模块专注生产，这种方式能提高劳动的生产率，进一步降低制造生产的成本。在这种生产模式下，制造业企业只能生产出标准化的产品，由于人工生产的不确定性，产品的质量标准不统一，制造产品的质量难以得到把控。并且流水线生产的另一个弊端是产品模式单一，难以满足消费者的差异化需求，随着每日信息的爆炸式增长，消费者的需求也千变万化，因此单一的生产模式需要寻找新的出口。4、第四章人工智能对我国制造业的影响4.1人工智能助力我国制造业发展的实践成果制造业的生产效率和产能明显提高智能化机器通过对提升智能硬件和优化算法，能使机器生产产品的速度得到优化，相比传统的制造业来说，由于人类的生理需求，当制造工作达到一定量的时候，劳动人们就需要休息。因此通过智能制造和传统制造的对比，制造业的生产效率和单位产能将会得到提升。产品质量显著提升智能制造机器人会通过人们对相关产品参数的设定来规范产品的质量标准，而传统制造业智能通过人使用相关工具来衡量改产品是否符合生产规范，随后将生产的产品拿到质量检测流水线上进行检测，而智能制造则可以通过规范化生产流程从产品生产到质量检测一步到位，极大的提高了产品的生产质量。降低劳动者成本和劳动力密度当制造企业引进智能化生产时，只需要一少部分人对智能机器进行操作，和少量的维修师傅对产品线进行监督和检查，这样极大减少了劳动者的数量，和往常制造生产车间里人满为患简直是两种不同的景象。智能预测市场需求，减少浪费人工智能与制造业结合，能使制造企业内部的生产流程朝着智能方向、数字方向、网络互联方向发展，能根据市场的供给数据和订单量做智能化分析，进一步使智能化机器与大数据信息相结合，合理预测市场的需求，让制造产品能符合市场的预期，减少制造物料的浪费。制造企业结构趋向于扁平化人工智能与制造业融合能推动制造业企业的组织架构发展改变，从复杂的组织结构转变为各部门数据和信息通过互联网络进行快速传播，这个过程减少了多层级组织架构间的决策时间。制造企业从提供产品的单一性转变为能给客户提供一站式的服务及解决方案，并且能够准确性高及高效的解决客户的想法和需求，让制造企业拥有更多的时间来对数据进行收集整理和研究分析。提高制造业服务水平传统制造业的一个弊端是无法满足消费者个性化的产品需求，而人工智能技术与制造业的融合能使消费者利用网络参与设计自己心仪的产品，企业利用互联网数据去捕捉用户的需求，使得制造业企业往服务制造方向迈进，进而来图定制等服务模式更加方便，使消费者的需求得到实现。也让传统制造业的大规模化生产转变为智能制造的定制服务化规模生产。4.2我国人工智能在制造业发展中的案例实践我国的保利协鑫集团与阿里集团的阿里云产品展开合作，共同建立了一个智能化工厂，通过人工智能技术对制造业生产过程的产品进行质量检测，搭建了65个关键参数并且搭建了实时监控的曲线，这样保证了晶硅的切片优品率得到提高，根据相关数据显示，使用了AI技术之后，产品的质量提高了百分之十，由此估算，加入AI技术之后，制造企业的利润增加了1亿人民币。不仅如此，还有机器视觉检测系统，这个系统的分别率远远超过人眼来进行质量检测的水平，通过使用机器视觉排查系统，在生产制造的过程中可以识别出产品微小的缺陷，还能分析出产品不达标的原因，以及发生故障的原因，这个系统还能给出产品解决的方案，在一定程度上能够提高产品的质检合格率。美的集团自主研发了具有大规模、高速度、分布式且能深度学习的计算系统—美的大脑，它是由美的集团自主设计研发定制的平台，支持高速度处理，并提出了创新型多任务深度学习的服务器，能减少CPU待机的时间，提高运算效率。通过美的大脑的研发，加速了美的在AI领域的创新速度，接着美的集团仅仅使用了一年的时间就成功研发了智能烤箱、智能煮饭机器人以及中国风味菜的AI识别模型。“美的大脑”正式推出,家电巨头搏杀人工智能战场![J].中国机电工业,2018(04):74-75.5、第五章人工智能背景下我国制造业的发展态势5.1人工智能与我国制造业融合过程的现状人工智能的出现带来了新的科技形态，也为产业变革注入了能量。人工智能与制造业的融合已成为推动制造业智能转型升级、实现中国经济快速发展的新动力。通过国家普查的相关数据显示，2020年从事制造业的人数达到10471.3万人，行业占比第一，从营收的角度来看，制造业仍然是我国的支柱性产业。人工智能和制造业的深度融合，可以将人工智能应用到制造业生产的各个环节，例如：研发、生产、经营、销售等，通过两者的融合发展，能提高制造业的产品质量、效率和收益，从而进一步提高我国经济的发展。《2020人工智能与制造业融合发展白皮书》《《2020人工智能与制造业融合发展白皮书》发布[J].模具工业,2021,47(01):6-7.5.2人工智能背景下我国制造业转型升级面临的困境人工智能背景下我国制造业的信息化水平低人工智能的核心技术是大数据与机器学习，而大数据能否发挥作用起决定性作用的是数据的量级和数据的质量，若数据量比较大并且数据的质量优秀，则人工智能技术才能发展得更快，技术的应用范围才能更广泛。当前，我国的绝大部分制造业企业仍然停留在传统制造方式上，大规模的数据落在生产线上，制造企业无法获取生产制造的数据。根据相关报告显示，日前我国有16%的制造业厂商能达到信息化水平，还有84%的制造业厂商的内部互联网架构不符合网络化的水平。这样就没有办法来进行数据互连的实践。智能制造的数据安全需重视传统的制造业的发展对于智能数据的依赖程度较低，人工智能背景下我国制造业的发展必定需要引进先进的网络系统和大量的生产制造数据，因此数据安全和数据的维护问题需要引起我们的重视。特别是在这样一个万物互联的时代，更是需要加强网络技术安全，重视制造业数据的信息安全。我国智能制造硬件装备处于劣势智能制造业的完美产业链条需要有核心设备、关键元器件生产制造以及终端产品制造等这几部分的支持，这三个部分也是我国提升制造业发展的关键，当前我国的智能硬件装备处于劣势，我国的工业机器设备、数据控制机床以及工业智能硬件都需要依靠制造产品的集成能力来弥补差距。例如我国的国产机器人设备的相关零部件：控制器、电机等硬件设备需要从国外引进。这将会造成我国的智能制造的成本偏高。5.3人工智能领域下我国制造业转型遭遇困境的成因(1)缺少人工智能与制造业所需的技术和符合型人才人工智能与制造业的融合是两大技术型产业的结合，只有掌握了两者的核心技术才能助力我国制造业的成长，由于我国互联网企业的飞速发展，我国在人工智能领域的算法上有足够的的优势，但对于关键数据的采集能力与发达国家相比仍有差距，因此需要大量的复合型人才对我国工业领域的数据进行建模，因此人才的引进和技术的创新仍然需要国家的大力扶持。（2）人工智能背景下我国制造业企业改造的资金链周转不足我国当前的制造业形式仍然处于转型过度时期，加上当前人工智能技术的飞跃式发展，全球经济局势不稳定，我国的制造业经营氛围不容乐观，制造业的利润水平呈直线下滑的趋势，因此紧靠制造业企业的投入的薄弱的资金是不能支撑AI的研发。根据相关调查数据显示，我国制造业的相关企业的平均利润率为3.4%，这数据就表明制造业企业本身难以通过自身的力量完成智能制造的蜕变。资金周转问题是我国大部分民营制造业进军智能化制造的关键阻碍。5.4人工智能与我国制造业融合发展的动力剖析技术层面：人工智能技术融合的驱动力相关研究表明，技术的进步能提高劳动生产力，并将进一步促进产品的价值量的提高，同时也能让使用价值量得到提高。当引入人工智能技术，劳动者的劳动生产率受到影响。在单位时间里，劳动者能创造的价值会更多。我国的大数据技术、云计算以及物联网技术不断成熟，让人工智能的发展达到了数据保障，并且由于我国人口优势，积累了大量的行为数据，给机器学习技术提供了学习样本。第二是得益于我国的图形处理器带来的巨大的计算力，二者结合，便能助力人工智能技术的应用的高速发展。让制造产品通过智能硬件与软件外加上互联网技术，使得制造产品向智能化方向发展。政府层面：政策方面的支持《中国制造2025》战略的实施助力了人工智能在制造业的飞速发展，为我国大力发展制造业提供了战略任务以及重要的路径选择，给我国制造业指明了发展目标。图5.1中国制造2025的主要战略任务和重要发展内容鼓励创新从2010到2019年我国对全社会研讨与发展经费的投入不断增加，我国的制造业也在不断突破，由图可以看出：2010年到2019年，随着我国R&D经费的不断增多，从2010年的7062.6亿元到2019年的22143.6亿元，国内生产总值也从412119.3亿元增长到986515.2亿元。这充分的说明投入大量的经费去研发使得全社会的科技创新能力不断提高，而科技创新的提高又将反服务于制造业，从而使得我国的经济飞速增长。之所以取得这样的成绩和国家的投入是分开的，从长期发展来看，我国必将通过对研究和实验经费的不断投入，来进一步让科技创新来助力我国制造业的发展。4.3人工智能助力我国制造业发展中的应用和实践成果 图5.22010-2019年我国全社会研究与实验发展经费支出情况6、第六章人工智能助力我国制造业企业转型升级案例分析—以美的集团为例美的集团是我国生产规模最大的制造业领先企业，在人工智能的背景下，美的集团打造了双智战略，通过双智战略充分获取更广阔的的市场空间。人工智能背景下，美的集团对企业转型与升级这一问题开展了深刻的研讨，依靠AI技术，我国的制造业企业能否挖掘出新的发展方向，能带动我国制造业获得更高效率的管理水平。美的集团保持着如此的经营信念，使其拥有更大的发展市场。基于人工智能的资源整合，做好以技术为目标的资源分配，使得制造业企业成功转型升级，本篇对美的集团的发展情况及现状进行分析，找出美的集团转型前遇到的问题，基于这些问题美的集团如何利用AI助力转型升级，最后对美的集团的转型升级路径与理论进行研讨和概括。6.1美的集团简介与发展历程1968年美的集团成立，主要生产药物使用的玻璃瓶和塑料瓶盖，在此之后美的集团便开始生产家电，例如1980年的一台金属电风扇。后来美的集团逐渐发展成为电器公司，终于在1993年美的集团成功上市。经过五十年的风雨兼程，美的目前发展了四条强大的业务线分别是：小型电器、暖通空调、机器人和自动化系统、智能物流。随着美的集团的不断强大，美的集团已经创立和收购了美的、布谷、小天鹅、东芝等多个产品品牌。2015年美的集团提出并实行了智能制造与智能家居的战略，从此美的集团开始涉足于人工智能领域的研究。6.2人工智能背景下美的集团转型升级的对策把握市场需求，提出战略方案根据德勤行业研究报告中得出，从2014年以来，我国对于机器人的需求不断扩大，而全球的机器人供应厂商面临着供需失衡的现象。从这个时候开始，美的集团开始向数字化方向转型。基于美的集团完备的小型家电产业链体系，给美的集团数字化智能化转型打下了基础，2015年美的集团响应市场需求，制定了美的集团下一步的发展战略--“智能智造”和“智慧家居”。陈珏安.“智能制造”背景下美的集团跨国并购德国库卡的案例分析[D].华南理工大学,2018.接着便成立了机器人业务团队，为了助力双智战略的发展，抓住时代的机遇，在2017年美的集团收购了机器人巨头--德国库卡公司，通过美的集团公开的数据得出，收购库卡公司之后2017年一整年，美的集团创下了2408.12陈珏安.“智能制造”背景下美的集团跨国并购德国库卡的案例分析[D].华南理工大学,2018.加大研发资金的投入据美的集团研发中心相关数据显示，美的集团在AI技术方面的投入总额达1.5亿人民币，目前美的集团的人工智能技术已经领先于同行，美的集团研发改良的的复杂产品模拟数字化仿真技术，极大的缩短了产品从研发到落地的时间周期。为了支持美的集团不断提高研发能力，美的五年相继投入300亿元人民币，在2018年仅一年的时间，美的集团在研发上的投入达到了100亿元人民币。美的集团使用这些研发资金，推出了美的的AI互联网模型，让美的集团实现了一个美的有一个体系，一个体系保持一个标准的智能化信息管理方案。大量的研发资金的投入，让美的的产品制造有了飞跃式的提升。掌握核心技术美的集团中央研究院副院长徐成茂博士认为掌握人工智能核心技术是发展的首要原则，当前在开源社区平台上有很多关于人工智能技术的代码和框架，企业可以通过研究开源代码进行二次开发，或者企业可以直接使用开源代码进行AI模型的开发，但并不能把握核心技术，后续AI模型的安全性和运维都需要花费大量的时间和金钱作为代价。并且使用开源框架的风险比较大，竞争产品也可以使用，因此企业就没有了竞争力。美的集团AI研发中心就着手从底层框架开始研发，从零到一掌握AI的核心技术，收购德国库卡集团的另一个重要考量因素也在于其拥有先进的机器人制造技术和AI技术，可以帮助美的集团高效率的研发智能产品。目前美的利用掌握的深度学习算法和图像识别技术以及专家判断系统实现了“看得见”的冰箱，让冰箱能够识别食物，接着分析食物的营养成分，为用户个性化制定菜谱。这就是掌握核心技术的魅力。挖掘人才，助力企业成长为了搭乘人工智能这辆快车，美的集团旗下聚集了两百多名高端人才，共同为智能物联网业务贡献力量，其中包含78名人工智能领域的工程师，聚集这些高端人才美的集团一年需要花费10亿人民币，美的集团的人工智能技术也走到了行业前沿，例如主动通过模拟人类大脑思考方式进行深度学习，让机器人拥有学习、理解、思考、判断的能力，最终实现用户通过一个按钮就能解决问题。完善服务提升集团竞争力当前我国传统的家电领域已趋于饱和状态，美的集团的竞争企业小米集团也走智能家居的路线，如何争取足够多的市场份额，提升集团的竞争力，美的集团的战略是实现服务智能化和服务定制化。美的集团通过AI算法和大数据库，精准触达用户的需求，例如美的的互联网品牌布谷，就邀请用户参与产品的设计和使用等流程，不断实现用户的想法，提升智能家居产品是使用体验，把产品打磨得更人性化和智能化。不断跨界创新美的集团从不满足于当前的现状，而是不断追求创新。例如为了让电饭煲能安静的做饭，美的从导弹在潜艇中的发射降噪技术中获得灵感，研发出一款能静音的电饭煲。除此之外，美的集团还进行商业模式上的创新，例如美的的无人奶茶店，就设置了自动机器人来冲茶以及封口，最后把完成的奶茶放入到储物柜中的操作。这就是商业模式的创新，美的目前已经和快乐柠檬奶茶店展开合作，相信解放重复劳动力、减少人力成本就不再是遥远的距离。美的还会不断超越现有的产品，例如尝试创造具有干湿分离功能的电饭煲，这是中国电器从未涉足过的一片领域，美的集团勇于尝试，不断创新。6.3美的集团转型升级思路的探讨通过分析我们能看出，在人工智能背景下美的集团做出了如下决策来抓住时代的机遇：先是提出双智战略，接着通过收购机器人公司与其他公司合作入场人工智能市场，紧接着完善公司在AI方向积累的技术，然后就是提升公司自身的创新能力和企业的竞争力，最后不断的突破创新。美的集团的转型深谙国家的政策，根据中国智造2025国家战略带来的机遇，以及分析当前全球化经济的市场环境，提出双智战略。美的集团是将自己放在一个大的生态圈去做决策，这样的决策更有前瞻性，接着美的意识到在AI的风浪中传统的制造业生产已经行不通，于是美的开始着手数字化与智能化转型，通过投入大量资金来引进先进人才，研发人工智能核心技术，然后不断的考虑用户的需求，从产品导向转变成质量优先，以用户为中心，寻求跨界创新，探寻新的商业模式。不难看出美的集团把握AI机遇是一个自上而下的过程，由人工智能的大环境背景出发，把握市场需求，再到完善自身的不足，最后是寻求突破点。这是一个成熟的制造业企业应该有的策略，如今看来，在人工智能背景下，美的集团的转型升级是有一定成效的，这给我国的其他制造业企业提供了参考方向。7、第七章人工智能背景下中国制造业转型升级的政策和建议上一章节探讨了美的集团在人工智能背景下进行转型升级的战略和策略，给我国制造业的转型升级能够带来一定的启发。在人工智能背景下，促进我国制造业的发展需要创建一个整体性、统一性的价值链，在这一价值链有国家、社会、企业，需要每个主体之间相互合作协同努力，让这个价值链上的个体都能从中得到相应的利益。在人工智能这个风口上，制造业企业需要发挥自身优势去向拿到价值链中最高收益的方向去努力。同时在第三章和第四章也讨论了我国制造业目前面临着缺乏自主研发能力、制造业利润率低、环境污染问题严重、劳动力成本逐渐升高等问题。我国制造业的转型升级还有很长一段路需要走，国家、社会、企业都需要运用人工智能加制造的思维，合理优化现有的资源，促进制造业的转型升级，同时也需要企业向行业领头的智能化制造业企业看齐。我国制造业的发展离不开每一个制造业企业的共同进步。7.1国家层面出台相关法律法规，制定规范人工智能在制造业企业的应用过程中，会留下许多重要的数据和相关专利产品，国家有关部门应出台人工智能领域方向的法律法规来维护当今网络世界的信息安全，制定人工智能在数据的传输和数据的隐私方面的法律法规，维持人工智能在制造企业应用的过程中的数据信息安全。同时建议国家成立相关部门，制定我国AI在社会市场中的标准，让我国的人工智能技术得到法律的保障。搭建学术专家与制造业链接的桥梁，扶持人工智能领域的学术研究知识的积累与人工智能技术的创新将会成就我国制造业的核心竞争力，因此我国要想高速发展智能制造，必须拥有丰富的制造业数据信息、雄厚的研发资金、以及需要聚集优秀的学术资源等，制造业的数据信息就需要学术专家与制造业企业相互合作，共同交流，国家应建立AI国家实验室，并且聚焦于前沿技术的研究，当人工智能学术领域的相关研究到达一定量级的时候，就应该于我国的制造业企业合作进行实践，利用我国的学术优势以及搭建学术与实践的桥梁，共同为我国制造业的发展贡献出微小的能量。培养智能制造发展的优势在人工智能背景下，中国制造业的智能化发展需要培养核心技术优势，把人工智能技术和制造业服务做强做大，目前全球化智能制造还未形成大规模的市场垄断，特别是在这样的高技术高投入高速发展的行业，我们应通过不断的技术创新以及大规模的推进研究成果，让我国制造业掌握智能化发展的主动权与话语权。注重技术创新的政策氛围人工智能背景下对于制造业的生产过程的技术创新无疑是重要的，这就需要完善AI领域的知识产权规定，保障知识产权的服务及制度的完善，第一步需要完善关于AI技术的创新激励计划，让AI的研发工作人员能得到足够的经费支持，第二步是需要保护研发成果的专利，只有完善了关于产权保护的法律制度，我国的人工智能研发氛围才能得到持续保障。7.2社会层面注重复合型人才培养，优化提升人工智能高等教育的培训体系全球各国智能制造的竞争归根结底是知识与技术的竞争，人工智能产业的发展需要坚实的理论基础支撑，智能制造的发展需要AI技术的创新，相关部门应注重人工智能与制造业这两个领域的复合型人才的培养，把人工智能的技术教育规划入高等教育的培样体系中，在高中教育阶段适当引入AI技术的学习，培养学生的创新思维与技术思维，逐步优化人工智能的学科建设。完善复合型人才的引进方案人工智能技术在制造业的普及应用是一种崭新的模式，目前我国对复合型人才的需求量较大，相关制造业企业应与学校等相关部门展开合作，开展联合培养复合型人才，并且有关部门应建立我国各个区的人工智能与制造业双人才数据库，并且加快提升与完善人才引进政策。对于相关人才应给予奖励，并且应配置相应的工作与社会劳动保障，这样才能聚集更多的复合型人才。加大技术研发资金的投入中小型的制造业企业本身的研发资金有限，对于高新的人工智能技术的研发更是一种风险投资，导致很多中小型制造业企业没有转型升级的意识。政府需要制定鼓励我国制造业企业发展的活动，加大制造业生产转型资金的投入，扶持相关企业的发展，为相关制造业企业的技术创新给予资金保障，并通过多样的形式拓展资金投资的渠道，让相关企业能更好的进行市场融资。7.3企业层面支持制造业企业间打破信息隔阂，加强合作与交流人工智能背景下我国制造业的转型升级需要我国各个制造业企业共同的努力，制造业企业应主动走出去与我国在发达国家联合创办的人工智能研发中心，相互开展交流合作，充分利用企业间的人力资源、核心技术资源以及国际关键技术资源。逐步建设人工智能和制造业的大数据共享中心制造业的生产制造数据主要是掌握在制造业企业手中，并且制造企业的数据量是有限的，企业与子公司之间的数据并不互通，而且数据的质量并不高，但对于人工智能而言优质的制造业数据和大规模的生产制造数据才能使用算法更好的学习，若要实现AI与制造业的深度融合,我国制造业企业必须加强生产制造数据的获取。并且创建制造业大数据共享中心，逐步提高制造业数据信息化数据化水平。冯瑞琳.基于人工智能与制造业的深度融合发展分析[J]