《中國工業(yè)軟件發(fā)展白皮書(2019)》深刻指出,在工業(yè)4.0與智能制造浪潮下,中國工業(yè)軟件的自主發(fā)展迎來了歷史性機遇與挑戰(zhàn)。其中,人工智能基礎(chǔ)軟件開發(fā) 被視為實現(xiàn)工業(yè)軟件智能化升級、構(gòu)筑未來競爭優(yōu)勢的核心驅(qū)動力與戰(zhàn)略制高點。
一、人工智能基礎(chǔ)軟件的戰(zhàn)略定位
白皮書強調(diào),人工智能基礎(chǔ)軟件是連接底層硬件算力與上層工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵“操作系統(tǒng)”與“使能層”。它并非單一工具,而是一個包含開發(fā)框架、算法庫、模型管理平臺、數(shù)據(jù)標注與處理工具等的完整技術(shù)棧。在工業(yè)領(lǐng)域,其核心價值在于將人工智能技術(shù)(如機器學(xué)習(xí)、計算機視覺、自然語言處理)封裝成可被工業(yè)軟件(如CAD/CAE/PLM、MES、SCADA)高效調(diào)用的標準化、模塊化服務(wù),從而賦能工業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、運維、管理等全鏈條的智能化。
二、2019年的發(fā)展態(tài)勢與關(guān)鍵瓶頸
白皮書分析,2019年中國在人工智能基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域已取得顯著進展,尤其在開源框架的應(yīng)用、特定算法優(yōu)化等方面。與工業(yè)強國的要求相比,仍存在突出瓶頸:
- 核心框架依賴度高:國內(nèi)工業(yè)場景中廣泛應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)框架仍以TensorFlow、PyTorch等國外開源項目為主,自主可控的高性能工業(yè)級框架生態(tài)尚未成熟,存在長期技術(shù)風(fēng)險。
- 工業(yè)數(shù)據(jù)與算法融合不足:通用AI算法難以直接適配工業(yè)場景中海量、多源、高噪聲的時序數(shù)據(jù)與復(fù)雜物理機理。缺乏針對工業(yè)知識圖譜、小樣本學(xué)習(xí)、可解釋性AI等關(guān)鍵需求的專用算法庫與工具鏈。
- 平臺化與標準化缺失:能夠支撐工業(yè)AI模型全生命周期管理(從數(shù)據(jù)準備、訓(xùn)練、部署到迭代優(yōu)化)的一體化開發(fā)與部署平臺較為稀缺。行業(yè)標準不統(tǒng)一,導(dǎo)致模型復(fù)用性差、開發(fā)效率低下。
- 人才與產(chǎn)業(yè)協(xié)同薄弱:兼具深厚工業(yè)知識(Know-How)與尖端AI技術(shù)的復(fù)合型人才嚴重短缺。工業(yè)軟件廠商、AI技術(shù)公司、垂直行業(yè)用戶之間的協(xié)同創(chuàng)新機制尚不完善。
三、發(fā)展路徑與核心建議
基于上述分析,白皮書為中國人工智能基礎(chǔ)軟件的工業(yè)級發(fā)展勾勒了清晰路徑:
- 堅持自主創(chuàng)新與開源協(xié)同:鼓勵在消化吸收國際先進開源技術(shù)的基礎(chǔ)上,聚焦工業(yè)特定需求(如實時性、可靠性、安全性),自主研發(fā)高性能、可解釋的工業(yè)AI開發(fā)框架與推理引擎。積極參與并主導(dǎo)國際開源生態(tài),爭取話語權(quán)。
- 深化“工業(yè)知識+AI”融合:推動建立覆蓋主要工業(yè)領(lǐng)域的高質(zhì)量、標準化數(shù)據(jù)集。大力發(fā)展將領(lǐng)域知識(如物理方程、專家規(guī)則)嵌入模型訓(xùn)練的“機理模型+數(shù)據(jù)驅(qū)動”混合建模工具,提升AI在復(fù)雜工業(yè)場景中的適用性與可靠性。
- 打造工業(yè)AI開發(fā)與賦能平臺:支持龍頭企業(yè)或聯(lián)合體構(gòu)建開放的工業(yè)AI平臺,提供從數(shù)據(jù)治理、模型訓(xùn)練、自動化部署到性能監(jiān)控的一站式服務(wù),降低工業(yè)用戶應(yīng)用AI的技術(shù)門檻與成本。
- 構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同生態(tài):通過設(shè)立專項、共建實驗室、舉辦競賽等方式,加速培養(yǎng)跨領(lǐng)域人才。強化工業(yè)軟件企業(yè)、制造業(yè)用戶與AI科技公司之間的深度合作,以典型場景(如預(yù)測性維護、智能質(zhì)檢、工藝優(yōu)化)為牽引,形成可復(fù)制推廣的解決方案。
四、展望:賦能工業(yè)軟件的未來
人工智能基礎(chǔ)軟件的成熟,將從根本上重塑工業(yè)軟件的形態(tài)與能力。未來的工業(yè)軟件將不再是封閉的、僅基于確定規(guī)則的工具,而是進化為能夠自主學(xué)習(xí)、適應(yīng)與優(yōu)化的“工業(yè)智能體”。這要求中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)必須將AI基礎(chǔ)軟件的自主可控發(fā)展置于核心戰(zhàn)略位置,通過持續(xù)投入與生態(tài)建設(shè),打通從底層芯片、基礎(chǔ)軟件到上層工業(yè)應(yīng)用的完整價值鏈,最終實現(xiàn)從“軟件定義制造”到“智能驅(qū)動創(chuàng)新”的跨越,為制造強國建設(shè)奠定堅實的數(shù)字基石。
(注:本文內(nèi)容是基于對《中國工業(yè)軟件發(fā)展白皮書(2019)》中涉及人工智能基礎(chǔ)軟件相關(guān)論述精神的提煉、解讀與延伸闡述,旨在呈現(xiàn)其核心觀點與戰(zhàn)略框架。)