人工智能在工业领域的应用

风机叶片是由复合材料制造而成 , 其结构比其他金属类机械部件更复杂 。作为风机最重要的部件之一 , 它占了总成本的近20%左右 。叶片雷击损伤开裂 , 是风机最常见的失效模式之一 , 在硕大的风机叶片上 , 一道不足1米的浅裂痕可能对风机叶片承载能力和机组安全造成严重的威胁 。
这种昂贵设备的故障 , 在实际运行中虽然并不频繁 , 但风电叶片在运行过程中会遭遇多种复杂的物理环境 , 如风、雨、冰、雷电、高低温等 。这些复杂的多重的物理环境 , 与复合材料材料自身的属性的特异性叠加 , 会产生不同物理效应 , 以致于很难简单识别(或者判断成本太高)故障是形成的过程 , 何时会发生显著的损伤 , 以及如何通过运维策略降低故障率 。
人工智能在工业领域的应用
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传统的工业生产 , 基于物理或化学的硬机理模型 , 经过几十甚至百年的生产验证 , 形成工业规程 。在很多工业领域 , 工人可以根据过往经验人为判断何时需要检修和维护 。而在新型工业场景中 , 数据驱动的工业AI模型可以在短时间通过机理融合数据驱动分析 , 迅速挖掘出导致故障的分析洞察 , 并且在运行过程中有效地把专家经验固化下来 , 优化原有模型或者形成新的模型 。
风电场大多地处偏远地区 , 一些风场甚至建在一望无际的大海之中 , 每次运维都要带着备品备件翻山跨海 。且不说出现停机、设备损坏的损失 , 风场为了保护设备、保证正常运行做的定期维修、维护 , 就要耗费巨大的人力、交通等成本 , 相应的设备Know-How知识沉淀就变得极有价值 。
设备昂贵、损坏无规律、难预测、维护频率低但损坏影响大、维护成本高 , 是预测性维护的典型应用场景 , 风电设备可以说完全符合这些特点 。
作为工业AI在现阶段的头号应用 , 基于AI分析的预测性维护 , 可以在工业生产流程中实现精准管控 , 最小化停机、停产时间 , 大幅减少资源、产能浪费 。
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然而不同工业场景对数据采集、AI模型和行业Know-How的需求大不相同 。在很多场景的维修过程中 , 只有那些常年奔赴在一线运维现场的老师傅 , 才能依靠自己的经验找到原因 。空有传感器、数据平台和AI算法做不出真正落地的工业AI 。
有Know-How才有智能
据麦肯锡数据显示中国工业市场体量约有106万亿元 , 人工智能在工业领域的应用可以为工业节省1%以上的成本 , 以AI单个项目能为企业创造三倍的价值来计算 , 人工智能在工业领域的市场也至少有千亿之多 。
Markets的预测报告认为 , 2025年人工智能制造市场规模将达172亿美元 , 预测期(2018-2025年)内的年复合增长率为49.5% 。AutomationTechnology则预测到2035年 , 人工智能对制造业增值占比可达2.2% , 排名社会16个主要行业之首 。
在千亿市场蛋糕的诱惑下 , 工业智能市场一片繁荣 , 大大小小的工业技术、AI技术、IT技术供应商挤满了这条赛道 。截止目前 , 中国工业互联网产业联盟已有的会员单位超过1600家 , 国内工业智能平台和应用数量在全球范围均占比颇高 。
很多企业认为IoT、大数据、人工智能这些背后的逻辑就是数据分析 , ToC也好 , ToB也好 , 工业也好 , 消费品也好 , 都是数据驱动技术 , 只要把数据采集和分析做好 , 就能得到放之四海皆准的「技术公式」 。然而 , 工业智能与互联网的智能有着本质的区别 。