在工業4.0浪潮席卷全球的今天,智能制造已成為制造業轉型升級的核心引擎。人工智能作為新一代信息技術的關鍵支柱,正以前所未有的深度與廣度融入智能制造體系,而軟件開發正是實現這一融合的基石與橋梁。為此,我們專訪了工信部智能制造專家委員會委員蔣明煒先生,共同探討AI融入智能制造的軟件開發之道。
蔣明煒指出,智能制造的本質是數據驅動的價值創造。傳統制造軟件以流程固化和經驗模擬為主,而AI的融入,則要求軟件開發范式發生根本性轉變,從“執行預設程序”轉向“基于數據的自主認知與決策”。
一、 軟件架構之變:從固化流程到柔性智能平臺
蔣明煒強調,未來的智能制造軟件將不再是單一的MES、ERP或SCADA系統,而是一個集成AI能力的柔性智能平臺。其核心架構需具備:
- 微服務與云原生:解耦傳統單體應用,通過微服務實現功能模塊化、獨立部署與彈性伸縮,結合容器化與K8s等云原生技術,滿足智能制造對敏捷性、高可用的要求。
- 數據湖與統一數據中臺:打破信息孤島,匯聚研發、生產、供應鏈、質量、設備等全鏈路數據,構建高質量的數據資產庫。這是AI模型訓練與應用的“燃料庫”。
- AI能力中臺:將機器學習、計算機視覺、自然語言處理、深度學習等AI能力封裝成標準化、可復用的服務(如預測性維護算法服務、視覺質檢模型服務),供上層業務應用靈活調用,降低AI應用門檻。
二、 開發模式之變:數據驅動與模型即軟件
“軟件開發的內涵正在擴展,”蔣明煒表示,“代碼編寫只是部分工作,數據采集、清洗、標注、特征工程,以及模型的訓練、調優、部署、監控與管理(MLOps),已成為開發生命周期不可或缺的環節。” 這意味著:
- 跨學科團隊:軟件開發團隊需要融入數據科學家、算法工程師、領域專家(工藝、設備專家),緊密協作,確保AI模型真正理解并解決工業場景中的復雜問題。
- 持續學習與演化:AI模型不是一次性部署的“靜態軟件”,而是需要持續用新數據喂養、迭代優化的“活體”。軟件開發流程必須支持模型的在線學習、A/B測試與版本管理。
- 低代碼/無代碼AI工具:為賦能廣大工業工程師,降低AI應用開發難度,面向特定場景(如工藝參數優化、缺陷分類)的低代碼AI開發平臺將日益重要,實現“模型即軟件”的快速構建。
三、 核心應用場景驅動的軟件開發重點
蔣明煒結合實踐,指出當前AI融入智能制造在軟件開發上應聚焦幾大高價值場景:
- 智能生產優化:開發集成強化學習、運籌學算法的APS(高級計劃與排程)軟件,實現動態、實時的生產調度與資源優化。
- 預測性維護與設備健康管理:開發能夠融合設備實時傳感器數據、歷史維護記錄、工況信息的軟件系統,利用時序預測、異常檢測模型,提前預警故障,規劃維護。
- AI視覺質檢:開發易于集成和迭代的視覺檢測軟件平臺,支持小樣本學習、遷移學習,以應對產品換型頻繁、缺陷樣本少的挑戰,大幅提升檢測精度與效率。
- 工藝參數優化與知識沉淀:開發能夠通過深度學習分析海量生產數據,自動尋優工藝參數(如注塑溫度、壓力),并將專家經驗轉化為可復制、可推廣的AI模型的軟件系統。
四、 挑戰與建議
蔣明煒也坦言,前路仍存挑戰:工業數據質量參差、獲取困難;復合型人才稀缺;AI模型的可解釋性、安全性與可靠性要求極高。對此,他提出建議:
- 夯實數據基礎:企業在進行智能化改造之初,就應將數據戰略置于核心,統一數據標準,建設高質量的數據管道。
- 采取“場景先行,小步快跑”:避免宏大而空洞的AI規劃,從具體、痛點明確的業務場景切入,開發可落地、可見效的AI軟件模塊,快速驗證價值,再逐步推廣。
- 重視協同生態:制造企業、軟件開發商、AI技術公司、高校及研究機構應構建開放協同的生態,共同攻克關鍵技術,培育人才,開發行業解決方案。
- 關注安全與倫理:軟件開發需內置安全機制,保障工業系統網絡安全、數據隱私,并思考AI決策的透明性與責任歸屬。
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蔣明煒最后道:“AI融入智能制造,是一場深刻的‘軟件定義制造’革命。其成功的關鍵,在于構建以數據為血液、以AI模型為大腦、以靈活架構為軀干的新一代工業軟件體系。這要求軟件開發思想、技術、流程和人才進行系統性升級。道路雖遠,行則將至。唯有把握軟件開發這一關鍵抓手,中國智能制造方能鑄就堅實內核,邁向高質量發展新階段。”
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更新時間:2026-02-27 23:32:11