將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實是科技的魅力所在，而科技所創(chuàng)造的現(xiàn)實價值,，也許連科幻電影都不曾預(yù)料到。如今,，人工智能已經(jīng)融入社會生活的方方面面，從“刷臉”支付,、語音助手等日常應(yīng)用，到疫情期間發(fā)揮重要作用的智能測溫系統(tǒng),、智能消毒機器人,，都為人們提供著更加便捷和人性化的服務(wù),。

與此同時,，人工智能也從消費領(lǐng)域拓展到制造業(yè),、基礎(chǔ)設(shè)施,、能源,、交通,、醫(yī)療等關(guān)系國計民生的關(guān)鍵領(lǐng)域,，逐步實現(xiàn)規(guī)模化落地,。

“人工智能與工業(yè)場景融合將釋放出巨大潛能。我們應(yīng)當(dāng)關(guān)注人工智能在不同工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用,，以提升現(xiàn)有系統(tǒng)性能,，并助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型達到新高度,?！?西門子大中華區(qū)總裁兼首席執(zhí)行官赫爾曼（Lothar Herrmann）表示，“憑借在工業(yè)領(lǐng)域170多年的豐富經(jīng)驗和專業(yè)知識,，遍布世界的專家資源，以及先進的人工智能技術(shù),，西門子為客戶提供安全可信,、更懂工業(yè)的人工智能解決方案,?！?/p>

汽車制造：破題“智造”,，未雨綢繆

在現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)車間里,，數(shù)字化和智能化技術(shù)為突破傳統(tǒng)制造工藝中的難點打開了全新思路,。

以沖壓工藝為例,，振動直接反映著加工過程中的設(shè)備健康狀況，是設(shè)備安全評估的一項核心指標,。然而，振動分析極為復(fù)雜,，產(chǎn)線上多種設(shè)備和眾多組件之間的振動相互影響,、疊加，形成一場大型“復(fù)合”振動,，只有經(jīng)驗豐富的領(lǐng)域?qū)＜也拍堋白x懂”這些動態(tài)交錯的信號,。但專家無法全天候?qū)崟r監(jiān)測,，尤其在伺服壓機應(yīng)用場景中,，速度,、位移、壓力等都在不斷變化，單憑人力更難以捕捉復(fù)雜的加工過程,。當(dāng)人力不可為，人工智能介入是必然選擇,。

北京奔馳與西門子合作,，以人工智能、云計算等數(shù)字化技術(shù)打造智能制造車間,。

來自西門子數(shù)字化工業(yè)集團客戶服務(wù)部門和西門子中國研究院的專家團隊,，將專家經(jīng)驗與人工智能相結(jié)合,，實現(xiàn)了基于振動分析的預(yù)測性維護,。北京奔馳汽車有限公司（北京奔馳）與西門子合作,，為其沖壓車間（一期）生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備加裝了70多個傳感器,，每個傳感器每秒可采集20000多個數(shù)據(jù)點,。如此龐大的數(shù)據(jù)量上傳至云端,，進行基于機器學(xué)習(xí)技術(shù)的云端大數(shù)據(jù)分析,。 “聰明”的人工智能系統(tǒng)因此成為了專家智慧的延伸,，能夠?qū)崟r掌握設(shè)備狀態(tài),，并預(yù)測未來一段時間內(nèi)出現(xiàn)故障的可能性,。

有了人工智能的加持,，針對加工過程中的振動分析會更加精準且全面，幫助工作人員高效安排運維工作,。

“成功部署后,，系統(tǒng)在一天深夜捕捉到車間某處電機異常振動，即時通知客戶,，避免了非計劃性停機,，保證了產(chǎn)線的正常運行?！蔽鏖T子中國研究院高級研究員周林飛說，“未雨綢繆,，這讓大家切實感受到了工業(yè)人工智能的價值所在,?！?/p>

過程工業(yè)：工廠里的“最強大腦”

在石油化工,、有色冶金,、鋼鐵等過程工業(yè)領(lǐng)域,，生產(chǎn)連續(xù)性至關(guān)重要,。由于設(shè)備故障而導(dǎo)致的短暫非計劃性停機就可能給企業(yè)造成上百萬的經(jīng)濟損失,，甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等嚴重安全事故,。

在中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司（青島煉化）的智能工廠里,，西門子預(yù)測性維護系統(tǒng)SiePA為客戶建立起從智能預(yù)警到高級診斷的閉環(huán)機制,，幫助客戶有效控制風(fēng)險,，保證生產(chǎn)的可靠性和安全性。這一過程既運用了對傳感器量化數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)與深度分析,，也結(jié)合了基于知識圖譜的自然語言處理技術(shù)，堪稱工業(yè)界的“中西醫(yī)結(jié)合”,。

SiePA系統(tǒng)是工廠中的 “最強大腦” ,。它基于智能運算為工作人員及時提供設(shè)備故障預(yù)警,，并根據(jù)簡要描述迅速匹配相關(guān)歷史案例,，進而推薦行之有效的維護方案,。通過便捷的交互式操作，工作人員還可以將當(dāng)前的處理過程與結(jié)果反饋給系統(tǒng),，形成機器學(xué)習(xí)模型的閉環(huán)優(yōu)化,，實現(xiàn)知識經(jīng)驗的固化與傳承,。

工廠設(shè)備是否存在潛在風(fēng)險,？應(yīng)該采取什么措施,？企業(yè)所關(guān)心的兩大核心問題都可以在SiePA系統(tǒng)中找到答案,。

除了設(shè)備本身之外,，SiePA系統(tǒng)還可以結(jié)合生產(chǎn)環(huán)境和相關(guān)工藝數(shù)據(jù),，智能挖掘潛在的異常生產(chǎn)過程，為整個工廠的運行狀態(tài)提供預(yù)測性分析,。這將有助于確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性,，對于制藥,、食品飲料,、精細化工等生產(chǎn)批次化明顯的行業(yè)具有重要意義,。

數(shù)字化光伏：“快,、準,、穩(wěn)”可兼得

從城市上空俯瞰,，人們會發(fā)現(xiàn)一排排的藍色屋頂,。它們是把太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能的光伏組件。制造企業(yè)采用屋頂分布式光伏發(fā)電方式,，不但能緩解當(dāng)?shù)毓╇姼叻鍟r間段的電網(wǎng)壓力,，同時還環(huán)保節(jié)能,，為自身節(jié)省大量工業(yè)電費支出,。

蘇州西門子電器有限公司（SEAL）的工廠屋頂光伏總裝機容量1.24兆瓦,，平均發(fā)電效率達84.5%,，每年為工廠減少碳排放約1220噸,。

屋頂光伏使用壽命周期為25年左右,，有效的運維管理是光伏電站長期穩(wěn)定運行的根本保障,。然而,，定期進行全面巡檢與清洗需要投入大量的人力物力,，且難以及時,、準確地發(fā)現(xiàn)異常。如何讓長期的運維工作降本增效,，是管理者最為關(guān)心的問題,。

組件運行狀態(tài)的完全可視化和在線實時診斷讓全電站無人值守成為可能,。

對此,，來自西門子智能基礎(chǔ)設(shè)施集團解決方案與服務(wù)業(yè)務(wù)部門,、MindSphere數(shù)字化應(yīng)用中心的專家團隊，運用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)出組件級別的監(jiān)控與診斷解決方案,，實現(xiàn)了貫穿光伏電站全生命周期的智能化運維管理,。在西門子DSDE數(shù)字化光伏診斷平臺的界面上,，組件異常,、衰減情況,、清洗建議以及電站整體狀態(tài)等信息要素皆一目了然，幫助運維人員精準定位問題 ,、優(yōu)化策略,。

聚焦前沿技術(shù)，預(yù)見智能未來

隨著人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的滲透，出現(xiàn)了許多在消費領(lǐng)域所不曾遇到的挑戰(zhàn),。當(dāng)下,，西門子人工智能研發(fā)團隊正致力于開展一系列創(chuàng)新實踐，推動前沿技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化,。

“我們希望提供用得起,、用得好的工業(yè)人工智能解決方案，將工業(yè)數(shù)據(jù)的巨大隱藏價值變得可見且可得,?！蔽鏖T子中國研究院大數(shù)據(jù)分析研發(fā)部總監(jiān)田鵬偉說道。

一方面,，工業(yè)領(lǐng)域普遍故障樣本少，數(shù)據(jù)打標依賴行業(yè)專家,，成本高昂,。西門子研發(fā)團隊將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)貝葉斯方法相結(jié)合，盡可能把工業(yè)領(lǐng)域的先驗知識融入模型,，減少對樣本數(shù)據(jù)量的依賴,，開展基于小樣本數(shù)據(jù)的有效學(xué)習(xí)。與此同時,，團隊還通過主動學(xué)習(xí)技術(shù)來降低數(shù)據(jù)打標的成本,，先基于算法篩選出最有用的未標記樣本，再交由專家進行標記,，只需要和專家進行少量交互即可高效完成模型訓(xùn)練,。

另一方面，工業(yè)人工智能的巨大潛力與高應(yīng)用門檻似乎是一對無法解決的矛盾,。西門子研發(fā)團隊前瞻性地探索基于元學(xué)習(xí)等技術(shù)的自動機器學(xué)習(xí)應(yīng)用,，讓系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)集的特征幫助使用者快速選擇算法模型和參數(shù)配置，降低專業(yè)性要求,，這將大力助推人工智能在工業(yè)中的普及,。

美國辛辛那提大學(xué)工業(yè)人工智能中心主任、《工業(yè)人工智能》作者李杰教授表示：“人工智能在工業(yè)領(lǐng)域的真正價值是替人找到工業(yè)系統(tǒng)中不可見世界的參數(shù)的關(guān)系與變化,，預(yù)測并有效得避免問題的發(fā)生 ,。當(dāng)工業(yè)人工智能滲透愈發(fā)深入，當(dāng)它的潛力在工業(yè)智能化進程中被充分釋放時,，整個工業(yè)應(yīng)該是 ‘無憂’ 的,。”

作為工業(yè)人工智能的理想賦能者,，西門子正在加速這一天的到來,，讓企業(yè)不再為運維成本、生產(chǎn)瓶頸以及未來隱患而擔(dān)憂，讓工業(yè)變得更具智慧,、更加安全,。