艾斯本技術有限公司高級總監(jiān)Adi Pendyala
艾斯本資深高級解決方案咨詢顧問竺建敏博士

工業(yè)人工智能（簡稱工業(yè)AI）正在強勢發(fā)展，助力企業(yè)逐一實現(xiàn)數(shù)字化轉型。了解企業(yè)架構對于開啟數(shù)字化轉型之路至關重要，可幫助企業(yè)掌握AI模式的精髓，最終實現(xiàn)企業(yè)所有業(yè)務流程的數(shù)字化。許多資本密集型企業(yè)正在自主研發(fā)工業(yè)AI和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以引領未來工廠的建設。AI和可持續(xù)發(fā)展理念是相互促進和協(xié)同作用的，具有相同的驅動因素，通過實現(xiàn)更安全、更環(huán)保、更持久和更快速的運營，以創(chuàng)造一個更卓越的未來工廠。

圖1 – 工業(yè)AI將數(shù)據(jù)科學及人工智能與軟件及專業(yè)領域知識相結合

資本密集型企業(yè)的工業(yè)AI應用案例

為了克服人工智能應用的障礙，人們開始逐漸重視將AI應用大眾化，并以針對行業(yè)挑戰(zhàn)和業(yè)務成果為重點。這就是我們使用工業(yè)AI模式的初衷，它可以將數(shù)據(jù)科學及人工智能與軟件及專業(yè)領域知識相結合，為資本密集型企業(yè)的特定業(yè)務需求全面地提升業(yè)務成果。

IoT Analytics在《工業(yè)AI市場調查：2020-2025年》報告中，介紹了33種采用AI工具與技術為工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)源與資產連接的不同案例。該報告預測，到2025年，全球工業(yè)AI市場規(guī)模將從2018年的逾110億美元擴大至2025年的725億美元。該機構歸納出了以下三大工業(yè)AI應用案例。

首先, 預測性維護占據(jù)2019年工業(yè)AI總市場24%以上，它利用先進的分析技術和機器學習來監(jiān)測單一或整體資產的運行狀態(tài)，從而對資產維護的執(zhí)行時間進行準確預判。

質量、可靠性和安全保證在工業(yè)AI應用案例中占第二位，占據(jù)總市場的20.5%，它所面臨最重要的挑戰(zhàn)就是幫助決策者凌駕于設備水平之上，并能準確預測整個系統(tǒng)的未來資產性能，從而使決策者做出經濟效益最大化的商業(yè)決策。

位居第三的是流程優(yōu)化，這可能是最受關注的應用案例類別，但同時也是最難以實施的應用案例之一。它涉及到多種基于AI的跨系統(tǒng)能力：自動執(zhí)行重復的人工任務；支持完成跨多個應用的實時決策；在不同的業(yè)務維度上延長資產生命周期并對價值鏈進行優(yōu)化。該應用案例使用了先進機器學習方法，包括強化學習和復雜的深度學習神經網(wǎng)絡，可從不同的數(shù)據(jù)源、資產和工藝流程中獲取信息和洞察力。

AI與可持續(xù)發(fā)展的強強組合

在我們展望工業(yè)運營新常態(tài)時，安全性和可持續(xù)性被認為是資本密集型企業(yè)中最重要的兩個業(yè)務維度。例如，采用預測分析可以大大降低意外的火炬燃燒排放發(fā)生。據(jù)世界銀行估算，全球每年因火炬燃燒排放而產生的二氧化碳高達3.5億噸以上，相當于大約90座燃煤發(fā)電廠的總排放量。要顯著地減低排放就要提升設備的可靠性，從而消除計劃外停機和隨之帶來的意外火炬燃燒排放。此外，預測性維護還能有效提高安全性，化學安全委員會（CSB）表示，煉油行業(yè)中有50%的安全事故是由計劃外開停機造成的。

最近，中國藍星集團部署了艾斯本軟件，借助嵌入式人工智能技術加速數(shù)字化轉型。此次戰(zhàn)略合作幫助藍星在其特種化學品業(yè)務中實現(xiàn)重大的生產優(yōu)化。通過對所有關鍵設備進行預測性和規(guī)范性的系統(tǒng)維護分析，可以及早預測到過程偏差，從而避免了產品質量問題并減少計劃外停機時間。通過加速其數(shù)字化轉型進程，藍星得以應對易變性、不確定性、復雜性和模糊性（VUCA）的全球市場，充分利用全球資源，把握市場機遇。

環(huán)保法規(guī)、能源與水資源保護、空氣質量以及氣候變化是工業(yè)界最關心的幾大問題。塑料循環(huán)經濟對可回收塑料的生產和擴大應用提出了一系列整體解決方案，從而節(jié)約資源、保護環(huán)境。企業(yè)利用AI和機器學習的分析得出的洞察力解決方案，可以進一步開發(fā)可再生能源項目，如生物乙醇、生物柴油、碳捕獲、太陽能和風能項目。長此以往，企業(yè)就有能力在減少資本投入的同時提高盈利能力及可靠性。在工業(yè)運營中采用碳捕獲技術以減少對氣候變化的影響是另一個重點領域。

工業(yè)AI即將騰飛

一般來說，節(jié)約成本會促使企業(yè)提高生產效率。然而，考慮到排放量和資源使用問題，企業(yè)現(xiàn)在正在尋求更具體的工藝指標。他們還將注意力集中在降低生產單位產品的廢棄物與排放量，以及通過數(shù)字技術提高生產效率。在流程工業(yè)中，復雜的互聯(lián)資產、工藝過程和系統(tǒng)的實際操作性能是由資產的設計特征及能力（工藝限制）所決定的，這些資產模型的特征和能力一般取決于工藝流程的物理化學性質。

工業(yè)AI，正如以前的多變量和自適應控制能力一樣，通過獲取更深入的洞察力，可以在物理和化學工藝流程和工藝設計約束條件下更好地運營資產。國際能源署（IEA）發(fā)現(xiàn)，工業(yè)AI和數(shù)字化解決方案可以使工業(yè)運營的能效提高30%。下一代資產優(yōu)化解決方案將應對包括可持續(xù)發(fā)展目標的內在的各項挑戰(zhàn)，提供可視化、分析性和更高的洞察力。