從1950年圖靈發出“機器會思考嗎？”之問，到如今技術與產業生態蓬勃發展，人工智能（AI）經過數十年的演進，正呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征，并已成為引領新一輪科技革命和產業變革的戰略性技術和核心驅動力量。

為推動AI技術與實體經濟深度融合，尋找智慧工業更優解，促進傳統流程型制造業智能化轉型升級，中新國際聯合研究院和廣州博依特智能信息科技有限公司（下稱“博依特科技”）共同發起首屆“博依特杯”中新大學生工藝AI建模大賽。

由“量”轉“質” 流程型制造業轉型發展之困

據工信部數據，自2010年以來，我國制造業增加值已連續12年位居世界第一。產能擴張總有盡頭。當前，我國制造業已經完成了“量的積累”階段，正在進入“質的提升”階段。然而，質的提升不可一蹴而就。尤其在流程型制造業，很多行業如造紙、陶瓷、玻璃、水泥、食品、鋼鐵等都具有上百年發展史，且都關乎國計民生，如何讓這些百年行業歷久彌新，同時適應新時代的新要求，都是發展中所面臨的問題。

綜合來看，當前正處于由“量”轉“質”的新階段，流程型制造業主要面臨三大挑戰。一是制造業人力資源的匱乏和整體素質的下降。隨著制造業對年輕人吸引力下降，產業工人缺口大；有經驗的老師傅離休退崗，大量未經數字化沉淀的老師傅經驗難以傳承，也會給新的生產過程帶來更多不確定性。

二是原料品質影響產品質量穩定性。流程型制造業的原料是自然資源，不僅來源非常多元，而且成分也是波動的。如何用有效組分不確定的原料生產出標準化、性能均一的產品，是行業面臨的又一挑戰。

三是“雙碳”目標帶來節能降碳新要求。在“雙碳”發展目標之下，流程型制造業作為“高耗能、高排放”大戶，如何實現綠色、節能、降碳，是一道必答題。

然而，這并非沒有破局之道。隨著AI技術發展日漸成熟，“工業+AI”的應用已成為破解這些困局的解藥。

工業+AI讓百年行業煥活新生

當前，以智能化為核心的產業變革正在不斷蔓延，隨著人們對于人工智能技術研究的深入，工業領域可解問題的性能與邊界也在快速擴展。時代的發展給流程型制造業帶來了新工具——工藝AI（工藝大腦），并已逐步成為推動其智能化、綠色化轉型升級的關鍵燃料。

何為「工藝AI」？

「工藝AI」是工業AI中的一種品類，更聚焦于流程工業中生產工藝的調優。流程工業是用天然原材料來制造標準化的產品，其原料和生產工藝具有多變量、非線性、大滯后、工藝機理復雜、部分質量參數不可在線測量、產量大、基于人工經驗等特點。流程工業質量穩定的根在于工藝，但人是不確定性最強的一個要素。如何傳承老師傅的工藝，并做到大規模能力復制和生產優化？

由此，「工藝AI」技術應運而生。「工藝AI」聚焦于流程型制造業，基于工業知識，「工藝AI」將工業機理模型與機器學習的算法相結合，在真實的工業場景中，通過對復雜的物理化學過程進行模擬和優化，將人工經驗固化為模型等方式，形成可規模化復制的資產，協助企業優化決策和智能控制。并且，也通過算法和工業智能的方式將老師傅們解放出來，讓其從事更具創意的工作，新來的操作工也能像專家一樣操作。

如今，在「工藝AI」的賦能下，不僅流程型制造業所面臨的人工經驗難傳承、產品質量難保證以及節能降碳壓力大等難題正在迎刃而解，造紙、玻璃、陶瓷等這些歷經百年的行業也正在煥發新的生機。

在造紙行業，維達集團攜手博依特科技在生產優化調度、紙頁質量預測、生產操作最佳實踐方面進行「工藝AI」的實踐，大大解決了規模化復制和生產優化難題。當前，博依特科技的產品已覆蓋應用至維達11個生產基地、58條紙機生產線和8條護理用品線，生產效率提升10%，相當于增加了一個虛擬工廠的產能。

在玻璃行業，南玻集團采用“博依特云橋工業互聯網平臺”搭建起南玻玻璃生產工業大數據平臺，并成功研發玻璃行業多個突破性的「工藝AI」模型。通過“數據+算法模型”，將“老師傅經驗”轉化為“數字語言”，系統能自動精確計算各配方加入量，使配合料組分穩定率提高十幾倍，大大解決了質量不穩定和成品率低的問題；

另外，在玻璃氣泡問題上，通常是發現質量異常之后再進行處置，南玻通過上線博依特科技的氣泡預測模型，可以通過抓取各項生產關鍵參數及生產動作事件，綜合評估造成異常的參數，提前3小時預測玻璃氣泡數量，準確性高達82%，還能推薦工藝優化參數。

南玻集團上線氣泡預測模型

工藝AI建模大賽?尋找智慧工業更優解

一個個實踐表明，當下，「工藝AI」技術在推動流程型制造業可持續、綠色化及高質量發展中逐漸發揮越來越重要的作用。

然而，推動「工藝AI」技術的創新，不僅需要行業企業、廠商的積極推動，更需要時代年輕力量的深度參與，才能為傳統行業轉型升級提供源源不斷的創新活力和動力。

為此，中新國際聯合研究院和博依特科技于2022年共同發起首屆“博依特杯”中新大學生工藝AI建模大賽，致力于通過「工藝AI」技術幫助行業解決最迫切的生產難題及痛點。

本次大賽是面向中國、新加坡兩國在校大學生的實踐類科技競賽活動，以“尋找智慧工業的更優解”為主題，致力于用大數據、人工智能等技術發展行業最佳實踐，攻堅流程型制造業“卡脖子”技術難關，加速行業實現數智化、綠色化轉型升級。參賽人員將結合實際工業場景開發AI建模方案，參與行業革新，驅動產業變革。

大賽邀請多位大數據與人工智能、計算機、工業互聯網領域知名院士、專家學者及制造業工藝專家組成大賽智庫專家評審團，進行賽事指導、決賽評審，并為大賽觀點輸出及產學研深度融合提供全程支撐。

編輯：黃飛