在新一轮科技革命和产业变革加速推进的背景下,人工智能(AI)正不断向工业领域深入渗透。从设备运行优化到能源管理,从智能控制到预测性维护,AI技术正在成为推动工业体系升级的重要驱动力。而伴随全球绿色低碳转型加速,如何让AI真正走进工业现场,解决企业在节能降耗与效率提升中的实际问题,成为产业界和科研界共同关注的重要课题。
业内人士认为,AI技术不仅能助力提升生产效率,还能为工业节能减排提供新路径。而要实现这一目标,企业、高校和科研机构之间的协同创新尤为关键。
■■打开工业节能新空间
工业领域是能源消耗的主体,同时也蕴含着巨大的节能潜力。随着AI与自动化技术不断融合,工业系统正在从传统的“经验驱动”向“数据驱动”转变。
以电机为例,国际能源署数据显示,工业电机约占全球电力消耗的40%以上。如果结合高效电机、变频器以及智能控制系统进行优化,节能空间十分可观。
“节能减排很多时候不是做不到,而是‘算不清’。”ABB传动产品业务中国区负责人王余在谈及企业数字化痛点时表示,工业客户在推进智能化改造时,最关心的就是投入产出比能否算得清楚。他以电机升级为例算了一笔账:将目前广泛使用的IE3电机更换为IE5超高效电机,能耗损失可降低约40%。以一台15千瓦电机为例,每年可节约近4000度电,同时减少约2.9吨二氧化碳排放。
与此同时,在AI技术的加持下,工业系统的能源管理能力也得到进一步提升。通过对设备运行数据进行分析,系统可以实现能耗预测、异常预警和优化调度。例如,在供热系统中,通过AI算法对变频器运行数据进行分析,可以为节能运行提供决策支持。
“人工智能让过去看不见的能耗,变成了可优化、可管理的数据。”王余表示,随着设备接入成本下降、算法能力提升,工业能源管理正在从粗放走向精细。
■■技术落地仍存挑战
尽管AI在工业领域前景广阔,但其落地仍面临不少现实挑战。工业设备种类繁多、生产工艺复杂,对算法可靠性和系统稳定性要求极高。同时,传统设备接入网络成本高、数据分散等问题,也增加了技术应用难度。
“很多工业设备最初并没有联网设计,数据采集本身就是一项挑战。”王余指出,如果设备无法接入网络,就很难实现真正的数据驱动决策。比如,在仓储领域,现代物流系统每天产生海量数据,货位分配、设备调度、路径优化环环相扣,仅靠传统算法难以实现全局最优。通过引入AI模型,系统可以在空间利用率、设备效率和能耗之间寻找更优解,实现智能化的仓储管理。
与此同时,工业场景的复杂性和多样性还带来了数据的碎片化问题。以工业语音识别为例,据ABB机械自动化(贝加莱)大中华区总经理李昕介绍,工业现场噪声复杂、方言多样,同时设备端算力有限,传统语音模型难以直接应用。需要开发可离线运行的轻量化模型,在保障数据安全的前提下,实现复杂环境下的精准人机交互。
“工业企业对数据安全极其重视,本地化部署往往是刚需。”李昕表示,只有当AI解决方案既能解决实际问题,又能满足企业对可靠性的要求,技术才算真正“落地”。
此外,工业AI还面临人才结构不匹配的问题。“懂AI的人往往不熟悉工业场景,而熟悉工业现场的人又未必了解AI技术。”中国自动化学会常务理事、北京大学电子学院教授程翔指出,两者之间存在明显的能力“鸿沟”,这种结构性错配,制约着技术从实验室走向产线的速度。
■■协同构建创新生态
在这一背景下,产学研融合成为推动技术落地的重要路径。通过企业、高校和科研机构的协同合作,可以形成从技术研发到产业应用的完整链条。
近年来,一些企业通过技术创新赛事等方式,将真实工业问题转化为研究课题,引导高校学生参与解决产业难题。今年的ABB杯智能技术创新大赛,就围绕智能制造和绿色发展等方向设置赛题,让参赛学生在真实工业场景中开展技术探索。
ABB(中国)有限公司总经理康亮表示,ABB始终坚持“在中国,为中国”的创新战略,ABB杯智能技术创新大赛正是ABB推动青年创新思想落地为实际解决方案的平台,也是ABB推动产教融合的重要实践。
业内人士认为,这类实践平台能够让高校科研与产业需求更紧密结合,让创新成果更快走向实际应用。
“学生不仅要学理论,更要在真实场景中动手实践。”程翔建议,“高校的人才培养模式需要与时俱进,一方面要打破传统学科壁垒,将人工智能作为自动化、机械工程等核心专业的能力模块进行系统融入;另一方面,要强化工程实践环节,让学生在真实产业环境中锤炼解决问题的能力;此外,高校可以和知名企业组成联合实验室,形成真正的产学研用相结合。”
当企业的实际需求、高校的科研创新与人才培养形成良性循环,人工智能技术才能真正在工业现场生根发芽。随着全球绿色低碳转型持续深入,产学研协同创新的势能将进一步释放。人工智能不仅将成为工业节能增效的“加速器”,更将为制造业的高端化、智能化、绿色化发展注入持久动力。
