《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,人工智能基礎軟件開發(fā) 被視為實現工業(yè)軟件智能化升級、構筑未來競爭優(yōu)勢的核心驅動力與戰(zhàn)略制高點。
一、人工智能基礎軟件的戰(zhàn)略定位
白皮書強調,人工智能基礎軟件是連接底層硬件算力與上層工業(yè)應用的關鍵“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、數據標注與處理工具等的完整技術棧。在工業(yè)領域,其核心價值在于將人工智能技術(如機器學習、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)高效調用的標準化、模塊化服務,從而賦能工業(yè)設計、生產、運維、管理等全鏈條的智能化。
二、2019年的發(fā)展態(tài)勢與關鍵瓶頸
白皮書分析,2019年中國在人工智能基礎軟件領域已取得顯著進展,尤其在開源框架的應用、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:國內工業(yè)場景中廣泛應用的深度學習框架仍以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,存在長期技術風險。
- 工業(yè)數據與算法融合不足:通用AI算法難以直接適配工業(yè)場景中海量、多源、高噪聲的時序數據與復雜物理機理。缺乏針對工業(yè)知識圖譜、小樣本學習、可解釋性AI等關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(從數據準備、訓練、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,導致模型復用性差、開發(fā)效率低下。
- 人才與產業(yè)協(xié)同薄弱:兼具深厚工業(yè)知識(Know-How)與尖端AI技術的復合型人才嚴重短缺。工業(yè)軟件廠商、AI技術公司、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的基礎上,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。積極參與并主導國際開源生態(tài),爭取話語權。
- 深化“工業(yè)知識+AI”融合:推動建立覆蓋主要工業(yè)領域的高質量、標準化數據集。大力發(fā)展將領域知識(如物理方程、專家規(guī)則)嵌入模型訓練的“機理模型+數據驅動”混合建模工具,提升AI在復雜工業(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)合體構建開放的工業(yè)AI平臺,提供從數據治理、模型訓練、自動化部署到性能監(jiān)控的一站式服務,降低工業(yè)用戶應用AI的技術門檻與成本。
- 構建產學研用協(xié)同生態(tài):通過設立專項、共建實驗室、舉辦競賽等方式,加速培養(yǎng)跨領域人才。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(如預測性維護、智能質檢、工藝優(yōu)化)為牽引,形成可復制推廣的解決方案。
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習、適應與優(yōu)化的“工業(yè)智能體”。這要求中國工業(yè)軟件產業(yè)必須將AI基礎軟件的自主可控發(fā)展置于核心戰(zhàn)略位置,通過持續(xù)投入與生態(tài)建設,打通從底層芯片、基礎軟件到上層工業(yè)應用的完整價值鏈,最終實現從“軟件定義制造”到“智能驅動創(chuàng)新”的跨越,為制造強國建設奠定堅實的數字基石。
(注:本文內容是基于對《中國工業(yè)軟件發(fā)展白皮書(2019)》中涉及人工智能基礎軟件相關論述精神的提煉、解讀與延伸闡述,旨在呈現其核心觀點與戰(zhàn)略框架。)