非常荣幸今天能够参加新能源数字峰会,与业内各位专家共同探讨工业领域中 AI 场景落地相关问题以及我个人的一些思考。我的报告主要包含四个部分。
一、AI 发展现状与趋势
首先,当前人工智能和大模型热度持续居高不下。自春节以来,DeepSeek 持续火爆霸榜,引发众多热议。今天,我看到许多前面的演讲嘉宾都介绍了各自企业或产品解决方案,并且均已接入 DeepSeek,在实际应用中取得了显著效果。我个人在工作中也经常使用大模型工具来优化文档,我们团队在编程、开发过程中同样会运用 AI 工具。由此可见,大模型已成为通用 AI 的新范式,引发了关于工业应用变革的广泛讨论。
随着应用场景的不断挖掘,AI 应用快速渗透。我认为,未来 AI 的价值将进一步凸显,场景创新也将推动应用加速发展。另一方面,AI 与传统研究、科学研究不断融合,颠覆了许多传统研究范式。正如第一位嘉宾介绍的,AI for science 在这方面已开展诸多探索,成果不断涌现。
我认为 AI 工程化能力至关重要。据报道,Gartner 将人工智能工程列为年度战略技术趋势之一,它是人工智能转化为生产力的关键。我们不仅要关注大模型部署,更需重视开发平台工具体系建设以及模型管理等工作。
二、工业 AI 的现状与挑战
相较于其他行业人工智能技术的突飞猛进,工业领域的人工智能技术赋能进程相对缓慢。尽管工业迫切需要人工智能技术实现智能化转型,但工业 AI 与通用 AI 在创新重点上存在差异。许多高价值场景通常集中在与机理深度融合的领域,如设备预测性维护、生产过程智能控制优化、质量智能监测等。
目前,大模型大多集中于问答、交互、内容生成等提升效率的领域,在上述高价值场景中仍存在幻觉和专业性不足的问题。由于工业场景对精度和安全性要求极高,使用大模型面临诸多挑战。
另一方面,专用小模型生命力强劲,与工业机理深度融合后发展迅速。以我的团队为例,我们一直从事视觉检测工作。我认为,工业视觉检测数据较易获取,成果也较为显著。与人工检测相比,人工检测存在个体差异,导致对质量标准的判定不一致,且因主观因素可能产生漏检或误检风险。而基于 AI 的视觉检测能够自动提取特征,在识别复杂表面不规则缺陷方面远超人类。因此,它在处理背景复杂、缺陷微弱的工业图像时表现卓越,在智能运维、检测等多个领域广泛应用。
当然,在工业智能化转型过程中,仍面临定制化开发难、模型复用难等痛点,这在离散制造型企业中尤为明显。例如,在数据方面,工业场景下的高质量数据集极为稀缺。在许多情况下,企业开展 AI 应用需要专门成立数据采集团队进行数据采集和标注,这极大地限制了企业开展 AI 应用的步伐。
此外,每个企业的生产、管理所使用的设备和流程各不相同,场景碎片化严重,对 AI 的需求多样。跨场景后,训练样本改变,需开发相应的检测模型,导致开发周期较长。即便模型部署应用后,随着产线、工况变化以及产品型号迭代,仍需对模型进行优化,难以实现快速复用。更为复杂的是,工业领域存在大量 Know - how 知识,尤其是与工业机理融合后,追溯质量缺陷原因、实现与产线的联调互动并符合生产节拍,都极具挑战性。
另外,面向未来工厂的极限制造和高端制造,工业视觉检测仍面临诸多亟待解决的挑战。比如,如何在少样本条件下实现工业微小目标的视觉检测。在工业场景中,许多检测目标极其微小,尺度远小于计算机视觉领域的常规物体,在这种情况下保证检测精度,技术上需要深入研究。此外,工业缺陷样本数量稀少,企业通常追求高良率,若缺陷样本大量产生,则意味着生产经营出现问题。样本少,部分样本数量有限,个别样本数量极少,这就需要解决样本的长尾效应问题,在技术上采取相应处理手段,在这方面我们也有一些自己的经验和方法。
三、上海电气的 AI 应用探索与实践
第三部分我想分享一下我们的探索。我来自上海电气中央研究院,上海电气是一家高端能源装备制造企业,业务涵盖智能制造、智慧能源、数字集成等领域,为客户提供各类绿色智能系统解决方案,业务遍布全球,包括电站、火电、核电、新能源(光伏、太阳能等)、工业自动化产品(机床、工业母机)、轨道交通、电梯、机器人以及环保医疗装备等。上海电气丰富的工业门类为 AI 技术在工业中的应用提供了丰富场景,也为我们开展 AI 技术研究带来诸多便利。
举几个案例,在焊缝缺陷检测方面,工业中有许多焊缝场景,如何检测焊接部位的内部缺陷呢?通常采用无损检测方法。这就如同医生借助 X 光、CT、磁共振等手段诊断人体器官病变,如今许多 AI 技术可辅助医师阅片,将三甲医院经验丰富医师的水平融入 AI,让基层医疗机构也能享受到专家级诊疗,避免漏诊。
我们也是如此。在电站高端装备生产线上,如果运行过程中放过缺陷,可能会引发事故,造成巨大成本和代价。因此,我们开发了智能阅片辅助软件,它能够自动识别焊缝部位拍片后出现的气孔、未融合、未焊透等内部缺陷,保障高端智能装备安全。由于检测数量庞大,每个工厂可能有二三十万张片子,人工阅片稍有疏忽就可能漏检,后果严重。该系统部署在现场近两年,从未发生漏检事故,检测效率极高,还可对历史片子进行筛选和复查,几分钟内即可筛查完所有历史拍片,为质量管控提供有力保障。
在工业中,还有许多清点密集堆叠物体数量的场景,也可借助 AI 实现。例如,在三角形容器中密集堆叠着约六七千根物体,以往在入库领料盘点时,采用简便估算方式,要求物体排列整齐,否则难以准确估算。如今,只需将物体放在 AI 视觉检测镜头前,或由 AGV 小车在送到检测桩前自动检测,即可精准得出数量,并运送到下一道工序。这个场景极具挑战性,因为 AI 视觉需要从几千上万个密集堆叠的物体中逐一区分,我们在算法上进行了大量创新。
在常规新能源领域智能化运维方面,利用无人机进行异物遮挡检测、红外检测,正如前面嘉宾介绍的数字仪表状态识别等,都具有重要的经济价值和意义。一方面,传统存量配电间众多,更换智能仪表自动采集数据虽方便,但会导致原有系统停电;而采用 AI 视觉检测则不会影响原有系统运行。另一方面,一个摄像头即可覆盖大片区域,在经济性和成本上更具优势。
此外,在字符识别方面,我们不仅能实现普通 OCR 识别,对于遮挡、歪斜的字符也有较高识别率;在裂纹检测、极细小表面缺陷检测等方面也有成果。还有在特定视窗内,通过摄像头视觉进行无人监测,可在恶劣工况下,对设备运行时的沸腾、雾化、气泡状态以及高度、电压、电流、功耗等数据进行多模态分析,判断设备是否处于正常运行状态。
四、工业 AI 发展模式思考与展望
鉴于工业领域目前以小模型应用为主的现状,我们思考如何提高模型复用率,因此正在开发工业 AI 数字底座,以数据为基础、模型为核心构建一站式开发体系。
我们将在各类案例中积累的数据汇集到智能数仓,将算法整合到算法工坊。随着大模型时代的到来,进一步推进大小模型结合。正如前面有人提到的 Agent,它在此有发挥空间。大模型在交互调度、任务理解与拆解方面具有优势,可用于调度和交互;小模型负责推理和执行。例如,对于三角形容器中物体数量统计场景,如果有一张钢筋图片需要统计数量,只需通过自然语言与智能体交互,大模型就能理解意图,自动调用底座上的统计数量小模型,并返回结果,无需重新开发系统,从而实现对以往工业案例的复用,形成大小模型协同的工作流,由大模型决策,小模型进行感知。
最后,简单总结一下我的思考。如今,AI 发展已广为人知,其意义和重要性不言而喻。但业内众多企业仍在探讨如何实现 AI 商业化成功与闭环。我认为,提高模型复用率是 AI 发展的关键因素。如果无法解决工业场景下的长尾问题,产品将过于碎片化,难以完善 AI 商业化价值闭环。每个场景都开发特定任务模型,必然导致重复研发,项目周期延长,企业和客户都难以承受,无法实现商业化成功。
随着大模型在多模态、语言模型等方面的发展,其在任务理解、意图识别、内容生成等方面能力显著增强。但工业领域需要的是能够反映物理世界的语义模型,更期望模型稳定运行,整合分散数据以提高效率。因此,我认为大模型决策、小模型感知的 Agent 形式可能是未来的发展模式。
大模型负责交互调度,小模型承担实际场景的推理和执行工作,并将结果反馈给大模型。二者相互协同进化,从而在工业领域形成一系列场景模型,或进一步积累形成垂直领域智能体。以上便是我个人的思考与感悟,再次感谢大家的聆听!谢谢!
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