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7 边缘人工智能推动的自动化浪潮

7 边缘 AI 推动的自动化浪潮

以最少的劳动获取更多物质收益,是人类的天性。以少得多。数百年前,在探索不同选择、寻求更高回报的过程中,自动化这一概念必定在某处诞生了。当这种追求通过新颖的想法、可用的技术和巧思得到良好引导时,便催生了令人惊叹的创新。这些创新改变了人类在这个星球上生活、运作和繁荣的方式。

工业制造的发展历程跨越了几个世纪,而自动化的发展历程与之相伴而行。自动化在塑造制造业方面发挥了关键作用,并进而塑造了今天的世界。在第一次工业革命中,机械机器帮助提高了制造速度。尽管这些机器依靠蒸汽或其他初级能源运行,效率低下且频繁发生故障,但它们也减少了人为因素给所生产商品带来的差异性。在第二次工业革命中,电力的可获得性及其便于分配的特点,使机器变得更加高效和可靠成为可能。流水线制造的出现极大提升了工业制造的生产率,无论工厂生产的是什么。随后,电子技术及其衍生物,如计算机和工业控制系统,在制造规模和速度方面带来了巨大变革。

截至 2025 年,工业界正在经历互联网及其在工业物联网(IIoT)中扩展应用所带来的影响。IIoT 是传感器、设备、装置、机器和人类之间的超大规模互联,它们相互作用并融合物理世界与数字世界。这种统一正在催生一个新世界——元世界。元世界是一个虚拟生态系统,将 VR、AR、AI 等数字技术以及开展商业活动的系统(例如加密货币)与现实世界结合起来。它创造了一个共享空间,使人们能够连接、互动并开展业务。它也被称为“元宇宙”。预计元宇宙将改变人类的生活方式,使人类能够与虚拟世界以及机器和计算机互动,而无需处于同一个物理空间中。我们已经在学习、工作、购物、社交和娱乐中使用此类元宇宙的早期概念和创新。制造业中的自动化必将利用这一概念,进一步增强制造能力并拓展可能性的边界。

AI 的兴起及其在制造业中的应用,为工业世界的转型带来了令人振奋的前景,其意义远不止于车间层面的改进。AI 与传统自动化系统相结合,能够实现“自主制造”的承诺——这是一个消除制造地点对人类需求的梦想,从而提升安全性、可靠性、效率和生产率。自主制造有潜力消除艰难和危险制造场所中的人员死亡,并避免人工操作造成的昂贵错误。类似于无人驾驶汽车的概念,整个制造设施可以在最少人工干预的情况下实现自运行、自控制和自维持。

有一个广为流传的未来工厂概念:制造设施里只有一条狗和一个人。1 在这个概念中,人的职责是喂狗,而狗的职责是确保这个人不干预工厂的制造过程。尽管听起来有些遥不可及,但这一概念或许离现实并不遥远。

我们从人类追求以少得多开始了这场讨论。这或许是一条通向超级自动化世界巅峰的道路。然而,其背后的目标并不是鼓励人类懒惰,而是让人类更具创造力、更高效、更快乐。自动化与 AI 相结合,能够以我们可能尚无法清晰预见或充分理解的方式,对我们的生活质量产生积极影响。那些热爱自动化的人——请继续关注。自动化最精彩的篇章尚未到来!

练习题

根据本节内容,哪种人类倾向促成了自动化概念的产生?

A. 无论生产率如何,都希望保留传统手工技能
B. 以最少劳动追求更大的物质收益
C. 偏好小规模生产而非工业化生产
D. 需要避免一切形式的技术变革

哪个选项最符合第一次工业革命对制造自动化的贡献?

A. 电力使机器更高效、更可靠。
B. 机械机器提高了制造速度,并减少了由人类引入的变异性。
C. IIoT 将传感器、机器和人类连接成数字网络。
D. AI 实现了完全自主、自我维持的工厂。

本节中哪一项发展与第二次工业革命最直接相关?

A. 蒸汽驱动的机器变得不那么可靠。
B. 电力和更便捷的动力分配使机器更加高效和可靠。
C. 加密货币成为虚拟生态系统中商业活动的一部分。
D. 人工智能消除了制造场所对人类的需求。

选择所有正确描述本节所讨论的制造业进展的陈述。

A. 装配线制造大幅提高了工业生产率。
B. 电子技术、计算机和工业控制系统改变了制造业的规模和速度。
C. 第一次工业革命主要依赖于 VR、AR 和加密货币。
D. 自动化和工业制造在几个世纪中共同发展。
E. 第二次工业革命通过从工厂中移除电力而使机器效率降低。

哪些陈述准确描述了本节中介绍的 IIoT 和元世界/元宇宙?

A. IIoT 是传感器、装备、设备、机器和人类的超大规模互联。
B. IIoT 整合了物理世界和数字世界。
C. 元世界将 VR、AR、AI 和商业系统等技术与现实世界结合起来。
D. 元宇宙要求所有人都处于同一个物理空间中才能互动。
E. 早期的元宇宙概念已经被用于学习、工作、购物、社交和娱乐。

判断正误:本节认为,制造业自动化预计将利用元宇宙概念来扩展制造能力,并拓展可能性的范围。

判断正误:如本节所述,自主制造的主要目标是通过将人们从所有生产活动中移除来增加人类的闲散。

AI 与传统自动化系统相结合,可以实现 ___ 制造的愿景。

在本节的无人驾驶汽车类比中,自动化制造设施会具备哪些特征,又可能带来哪些益处?

解释“狗与人”的工厂故事如何同时关联自动化的未来以及 AI 驱动世界中的人类角色。请包含一个与先前生命科学角色或领导力理念的联系。

一家制药公司希望迈向一个自营的生物制造设施,该设施使用 IIoT 连接的传感器、机器和人员,同时还为自动化生物工艺设计数字化工作流。哪一个先前角色与本节当前目标最直接相关?

A. 数字试验与去中心化研究经理
B. 生物工艺自动化与数字化制造工程师
C. 真实世界证据与组学整合负责人
D. 碳与循环生物制造负责人

哪些陈述正确地将本节关于 AI 驱动自动化的愿景与有关 AI 时代领导力以及生命科学领域角色的既有知识联系起来?

A. 自主制造可能会提高安全性和可靠性,但领导者仍需要考虑 AI 系统的治理和问责制。
B. 由于自主制造减少了人工干预,伦理 AI 和自主系统审计变得无关紧要。
C. 支持 IIoT 的制造与对数字制造工程师的需求相一致,这些工程师能够自动化生物工艺并使用数据分析。
D. 随着自动化扩展,AI 时代的领导力可能需要对技术专家、数据科学家、临床医生和伦理学家进行跨学科整合。
E. 流水线制造消除了第二次工业革命中对电力的需求。

判断正误:本节中的“狗和人”的工厂图像暗示,在 AI 驱动的制造业中,人类会变得完全不重要,这与先前的观点一致,即 AI 时代的领导力不再需要治理、合规或伦理监督。

在智能生物制造语境中,本节将 ___ 描述为传感器、设备、装置、机器和人员的超大规模互联,这直接支持了此前聚焦于智能或连续制造以及自动化生物工艺工作流程的角色。

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