AI或者自動(dòng)化，終究是技術(shù)或工具，它要解決的是問題。相對(duì)于AI的狂飆猛進(jìn)而言，自動(dòng)化的確低調(diào)。AI總要隔三差五的驚艷登場掀起一場革命的浪潮——即使這個(gè)浪潮已經(jīng)很多次了，也不會(huì)讓吃瓜群眾失去興致。連自動(dòng)化圈，都時(shí)不時(shí)露出羨慕的目光，盡管心里會(huì)不以為然。畢竟，誰不喜歡待在聚光燈下享受世人崇敬的眼光。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 本文作者宋華振，（中國）有限公司技術(shù)傳播經(jīng)理

像ChatGPT引發(fā)的狂潮——各界大佬都被它震驚了，均表示真正的革命時(shí)代即將到來，以至于辛頓都表示忌憚，要阻止ChatGPT這樣的怪獸--這聽起來比較符合科幻片里的“天網(wǎng)”。如果有一天真的世界被一個(gè)智能體，而且，它還以無處不在的分布式智能存在，可以穿越各種安全機(jī)制-從各個(gè)漏洞進(jìn)入不同的系統(tǒng)，它掌控一輛車，掌控一個(gè)發(fā)電廠，甚至操控一臺(tái)轟炸機(jī)，那么的確想想就可怕。

01 ? ? “工具而非目的” ? ?

不過，對(duì)于AI的這種熱烈推崇，以及預(yù)期的繪聲繪色的前景描繪，似乎主要還是來自于圈外—就是自媒體、資本，以及熱衷于談?wù)?a href="http://www.xsypw.cn/v/" target="_blank">科技的吃瓜群眾。與之相反，AI業(yè)界的伙計(jì)們似乎還沒有那么囂張—最常見的恐嚇就是AI將讓某些職業(yè)的人群失業(yè)。但是，據(jù)計(jì)算當(dāng)年電話剛開始發(fā)明出來，如果要讓當(dāng)時(shí)的美國人每家都裝個(gè)電話，全美國的婦女都得去干接線員的工作—程控交換機(jī)讓多少接線員失業(yè)呢？再想想我們這些自動(dòng)化經(jīng)常干的都是自動(dòng)的機(jī)器和產(chǎn)線的事情。然而，人們不是還該上班就上班，該失業(yè)就失業(yè)。正如前段時(shí)間聽韋博士在混沌學(xué)院演講所提到的“人們對(duì)AI的這種恐懼無非是對(duì)自身缺乏信心”。

其實(shí)發(fā)展工業(yè)科技必須意識(shí)到，即便AI如何的強(qiáng)大，它畢竟是一個(gè)工具和方法的問題，它并非目的。不是誰的AI更厲害，就能更好的應(yīng)用—畢竟工業(yè)還要考慮經(jīng)濟(jì)性、易用性、穩(wěn)定與可靠。誰能夠更好的以經(jīng)濟(jì)的手段解決問題，才是好的技術(shù)—制造業(yè)不是炫技場，而是要有實(shí)實(shí)在在的收益。

創(chuàng)新，都是以經(jīng)濟(jì)性為前提的，如果構(gòu)建AI系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)，或基于分布式計(jì)算資源的AI邊際成本已經(jīng)很低，那么，誰也不會(huì)拒絕AI的應(yīng)用—著眼點(diǎn)無非是用在哪里的問題。

02 ? ? “同源而生，何必艷羨”

干自動(dòng)化的，也很喜歡討論AI，相對(duì)其他專業(yè)，這個(gè)離AI最近。不過，大部分人對(duì)AI的歷史似乎也不甚了解。最近幾次自動(dòng)化圈的開會(huì)，發(fā)現(xiàn)都挺羨慕人家AI專業(yè)，很多學(xué)校都開始成立人工智能學(xué)院或?qū)I(yè)。首先，AI專業(yè)前沿又時(shí)髦，代表科技的前沿，在部委、企業(yè)都是熱門話題，大師講座也逢制造業(yè)的場子必講AI，一大堆專家高談闊論AI如何幫你降本增效，提高良品率，雖然聽得云山霧罩，但總歸還是有一種朦朧的美感—不明覺厲霸氣側(cè)漏的既視感。其次，這個(gè)方向就業(yè)肯定比較好，百萬年薪，贏取白富美，走上人生巔峰。再者，作為重點(diǎn)發(fā)展方向與戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，也能獲得更多的縱向課題與項(xiàng)目資金支持，這可是實(shí)打?qū)嵉暮锰帯?/p>

其實(shí)，自動(dòng)化所對(duì)應(yīng)的機(jī)電工程領(lǐng)域，它本身也是作為人工智能的三大學(xué)派之一，即，行為主義學(xué)派而獨(dú)立存在的。不過，連接主義學(xué)派和符號(hào)主義學(xué)派本身是一種“自上而下”的方式，更接近人們理解的智能，因此，自下而上的行為主義學(xué)派，就不那么被他們歸于同類。但就歷史上而言，行為主義的代表諾伯特.維納的《控制論》更早一些，也不大愿意與達(dá)特茅斯夏令營這幫小伙子們混在一起，而這些年輕人也更希望能夠開山立派。但是，基于感知、決策、執(zhí)行的整體思想?yún)s是相同的。

03 ? ? “臨淵羨魚，不如退而結(jié)網(wǎng)”

AI或者自動(dòng)化，終究是技術(shù)或工具，它要解決的是問題。并且，就實(shí)而論，在工業(yè)領(lǐng)域，如果用KPI考核業(yè)績，可能自動(dòng)化技術(shù)帶給產(chǎn)業(yè)的回報(bào)更高-但這就像《人工智能通識(shí)課》里作者講的“一個(gè)技術(shù)真正有了作用的時(shí)候，它就不值錢了”。

AI畢竟是個(gè)工具和方法問題，它不是目的，而目的是解決制造業(yè)中的“質(zhì)量、成本、交付”問題。我們要問的問題是“目的是什么？”，什么工具是合適的-評(píng)價(jià)指標(biāo)來自于“經(jīng)濟(jì)性”。工程師總是在約束條件下尋找技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的可行性.沒有人會(huì)拒絕一個(gè)好用的工具和方法，因?yàn)椋瑒?chuàng)新往往來自于此。

04 ? ? 工業(yè)場景中的AI應(yīng)用

雖然，我覺得AI在工業(yè)里總是干點(diǎn)錦上添花的事情，不過工業(yè)場景對(duì)于“確定性”還是存在著較大的執(zhí)念的。記得很久以前和一位專家談起了印刷的套色。我們控制系統(tǒng)要讓它達(dá)到+/-0.1mm甚至更低的精度，一位數(shù)據(jù)方向的朋友曾經(jīng)問“那么，我們能不能從+/-0.5mm開始進(jìn)行迭代，一步步迭代到你們所需的+/-0.1mm呢？”。想了想只好說“這…用戶是不允許這樣干的，他們需要的是+/-0.1mm必須要達(dá)到，否則，你就不應(yīng)該提供這樣的系統(tǒng)”。還有人非要跟我爭通過AI如何提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率，我聽了半天都感到困惑，那我們干自動(dòng)化的已經(jīng)把“最大葉尖速比λ值”搞到了最大了，我就在想這究竟如何更大效率呢？難道是風(fēng)向變化我沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)—但是，這個(gè)我不是還有偏航系統(tǒng)嗎？難道是電網(wǎng)同步協(xié)調(diào)問題我沒有解決好？那我不是還有并網(wǎng)同步來協(xié)調(diào)相位嗎？

還有那個(gè)光伏的追日系統(tǒng)，我的L大哥非要跟我講那個(gè)是人工智能，我就以我有限的天體物理知識(shí)分析，這個(gè)地球在每天和太陽的那個(gè)角度啊！它的變化其實(shí)是個(gè)固定的函數(shù)-如果實(shí)在不行你可以加個(gè)傳感器來感測一下嗎？你看日晷這個(gè)行不行-我把日晷那個(gè)影子給你檢測出來，作為一個(gè)輸入可以嗎？

圖2-工業(yè)AI的特殊性需求

商業(yè)AI的“黑盒”機(jī)制對(duì)于工業(yè)是不能輕松接受的,相關(guān)性并不代表因果性，因此，它具有“不確定性”。這是數(shù)據(jù)相關(guān)性分析與機(jī)理的因果性差異的地方…機(jī)理模型具有“確定性”、“完全可預(yù)測性”、“完全可解釋性”的特點(diǎn)，對(duì)于工業(yè)來說，也是一種算力經(jīng)濟(jì)的方法。

圖3-基于AI的PID參數(shù)自學(xué)習(xí)

其實(shí)，將AI用于最優(yōu)參數(shù)的學(xué)習(xí)是控制系統(tǒng)的常用方法，不過，當(dāng)我鉆研了這個(gè)問題后，有一個(gè)非常直接的問題就在上圖中…AI的這些PID動(dòng)態(tài)參數(shù)，它真的可以直接就下載（實(shí)時(shí)）到控制器去執(zhí)行嗎？這其實(shí)并非現(xiàn)實(shí)-在流程工業(yè)也許這是可行的，但離散的制造業(yè)里的機(jī)器動(dòng)作，可能也并非現(xiàn)實(shí)的，這不很危險(xiǎn)，潛在的風(fēng)險(xiǎn)包括安全性問題，也包括帶來控制的波動(dòng)-因?yàn)椋吘惯@是一個(gè)優(yōu)化的參數(shù)，但對(duì)象能否接受這種“波動(dòng)”，這還是需要驗(yàn)證的。當(dāng)然策略是趨勢性調(diào)節(jié)，或者可能更多時(shí)候還是以離線的方式，在停機(jī)或下一批次任務(wù)中可以進(jìn)行這樣的運(yùn)行，但，實(shí)時(shí)的卻是不能想當(dāng)然就去干的。

但是，盡管我們認(rèn)為AI在工業(yè)有很多約束條件-但，這不是全盤否認(rèn)，因?yàn)椤吘谷祟愓J(rèn)知的世界是有限的，機(jī)理模型本身是有限的。而另一方面，世界的本質(zhì)是非線性的，線性只是特殊情況而已?，F(xiàn)在的機(jī)理模型只是運(yùn)行在一個(gè)擬合的線性或數(shù)學(xué)可描述的（已知）的區(qū)間，對(duì)于更為廣泛的機(jī)器效率提升，還是要尋找更好的參數(shù)匹配。另外在控制而言，局部最優(yōu)與全局最優(yōu)又是有差異的…而AI可以在全局的策略調(diào)度、節(jié)拍匹配、參數(shù)適配方面，進(jìn)一步挖掘制造中的潛能。從這個(gè)意義上來說，它一定是有作用的，無非要考慮：

工業(yè)與商業(yè)AI的差異厘清，這有助于選擇合適的方法、算法解決合適的問題；

在AI與機(jī)理間尋找最為合適的結(jié)合點(diǎn)，畢竟世界也不是非黑即白的—灰色的盒子也是好的盒子。

這不是能不能干的問題，而是如何干的問題…。

干自動(dòng)化的為啥有優(yōu)勢

純干AI，自動(dòng)化的人當(dāng)然沒有啥優(yōu)勢，不過，如果能夠來干點(diǎn)自動(dòng)化，那么至少有很多地方，自動(dòng)化干起來還是有優(yōu)勢的：

（1）數(shù)據(jù)源的問題：在制造業(yè)現(xiàn)場，自動(dòng)化自身的數(shù)據(jù)源，包括信號(hào)采集與處理，像一個(gè)PLC的IO

處理模塊種類往往會(huì)牽扯到大量不同的信號(hào)處理，在控制之外，這些信號(hào)也會(huì)作為信息被反饋給管理系統(tǒng)。另外，在控制中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)同樣可以作為信息被處理。而這些數(shù)據(jù)通常就被存放于控制系統(tǒng)的RAM中。就數(shù)據(jù)優(yōu)勢而言，可能AI反倒沒有這么直接的。

圖4-自動(dòng)化干AI的優(yōu)勢總結(jié)

（2）結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)問題：其實(shí)，采用OPCUA的框架，數(shù)據(jù)也被格式化為工業(yè)所需的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，無論是從現(xiàn)場到控制層的總線，還是從控制層到管理層的OPC UA協(xié)議，這些都是工業(yè)自動(dòng)化優(yōu)勢所在。

（3）機(jī)理建模與數(shù)據(jù)建模的混用問題：其實(shí)，對(duì)于AI而言，相關(guān)性的判斷也是需要對(duì)機(jī)理有基礎(chǔ)的了解的，否則，這種無序的探索也是代價(jià)高昂的。除了本身的機(jī)理模型問題，來自于機(jī)電專家，且機(jī)電專家也和數(shù)據(jù)專家可以融合

（4）執(zhí)行問題：這同樣是工業(yè)里最大的一個(gè)問題，AI并不能在線（On-line）來執(zhí)行，這可能是與商業(yè)不同，因?yàn)椋词公@得了更好的參數(shù)，也必須在離線的方式下進(jìn)行，直接在線的方式必須是在確保安全可靠的情況下才可以。

因此，自動(dòng)化的AI必須聚焦在工業(yè)場景本身上，而不要去試圖和AI企業(yè)在圖形圖像、語言、文本這種人家擅長的領(lǐng)域去競爭。

05 ? ? “工欲善其事，必先利其器”

對(duì)于自動(dòng)化的企業(yè)而言，迎接AI是一種自然而然的事情。實(shí)現(xiàn)AI與自動(dòng)化的融合辦法也很多，這主要取決于整個(gè)任務(wù)對(duì)于“周期性”的等級(jí)需求上。

基于開放平臺(tái)的自動(dòng)化廠商，通常會(huì)選擇接口比較方便，就像貝家的exOS為Linux平臺(tái)的AI應(yīng)用和RTOS平臺(tái)上的Real-Time任務(wù)建立了連接。通過exOS，Linux上基于Python、Java等編寫的AI算法可以被導(dǎo)入至實(shí)時(shí)任務(wù)，相互之間可以交互數(shù)據(jù)。

如圖，PLC和工業(yè)PC上的Tensorflow學(xué)習(xí)任務(wù)可經(jīng)由Pub/Sub機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。這樣的架構(gòu)下，我們就可以在不需要花費(fèi)太高的代價(jià)下，將AI的資源（算法/代碼）進(jìn)行集成調(diào)用。

另外一些自動(dòng)化廠商，也會(huì)自己集成一些AI算法，或在PLC上集成AI加速器的模塊，各有各的場景。實(shí)現(xiàn)起來都不是什么事—畢竟，對(duì)于自動(dòng)化行業(yè)來說，關(guān)注點(diǎn)是解決問題，AI只是個(gè)工具。

對(duì)于自動(dòng)化，追求經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用是技術(shù)推廣的關(guān)鍵，要解決現(xiàn)實(shí)問題而不造成高成本。自動(dòng)化應(yīng)用AI經(jīng)濟(jì)性主要是體現(xiàn)在訓(xùn)練模型雖然需要算力，但應(yīng)用模型本地推理就還好。

06 ? ? AI與自動(dòng)化的和諧相處

最和諧的相處模式就是“執(zhí)子之手與子偕老”，自動(dòng)化呢，還是有點(diǎn)過于低調(diào)—這個(gè)很早就討論過，這與行業(yè)的屬性有關(guān)。因?yàn)?，自?dòng)化的人，他首先得有問題，才能有解決問題的方法，因此，它必須是解決問題的。而AI這幫人呢，他們來到制造業(yè)呢，是先有榔頭找釘子。我覺得這個(gè)比喻倒也貼切。因此，自動(dòng)化和AI的人就完全是兩個(gè)解決問題的思維模式。

人們喜歡流行的，前沿的，這沒有錯(cuò)，但是，產(chǎn)業(yè)里還是要實(shí)事求是的解決問題為先導(dǎo)。非要把原本控制干的事情美化為人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，顯得高大上。這種于產(chǎn)業(yè)并無實(shí)質(zhì)的貢獻(xiàn)，無非是名字聽上去高大上了的事情，還是少干為妙—總是聽有人說我們的產(chǎn)業(yè)太過浮躁，既然這都是眾所周知的，但仍然干這些花活。

究竟而言，自動(dòng)化是一個(gè)工程領(lǐng)域，它還是要解決實(shí)際問題的，產(chǎn)業(yè)里還有很多很多的問題要解決，我們還有很多卡脖子的事情要干。

編輯：黃飛