摘要：在科技飞速发展的当下，工业领域正处于深刻变革的关键节点。世界经济论坛与波士顿咨询集团联合发布的《工业运营中的前沿技术：人工智能智能体的崛起》报告，为我们揭示了工业运营借助前沿技术重塑格局的新趋势，尤其是人工智能智能体在其中发挥的关键作用，为工业发展带来了全新的
在科技飞速发展的当下，工业领域正处于深刻变革的关键节点。世界经济论坛与波士顿咨询集团联合发布的《工业运营中的前沿技术：人工智能智能体的崛起》报告，为我们揭示了工业运营借助前沿技术重塑格局的新趋势，尤其是人工智能智能体在其中发挥的关键作用，为工业发展带来了全新的思路与方向。
报告前言
在技术呈指数级变化的大背景下，社会正迈入智能时代。这个时代的定义远不止于技术本身，其特点是一场大规模革命，这场革命正在改变社会的方方面面，而我们已经开始见证深刻的变革。在这个时代，除了技术智能，环境、社会和地缘政治智能对于成功也至关重要。
在这个新时代，工业运营正在被重新定义。为了更好地理解新出现的机遇并探索可能的应对措施，世界经济论坛与波士顿咨询集团合作，发起了全球倡议 “运营前沿技术：人工智能及其他”。该倡议建立在 2022 年 “人工智能驱动的工业运营倡议” 成功的基础上，旨在为制造商提供塑造智能时代工业运营未来所需的见解和工具。
有两个紧迫的问题需要解决：为什么关注前沿技术，为什么是现在？答案既简单又深刻：这些创新，就像智能时代的其他创新一样，推动着突破性的进展，突破当前的可能性边界，促进协作智能并放大人类的创造力。通过这样做，它们提供了竞争优势并促进了可持续增长。那些未能充分利用前沿技术在运营和供应链中的变革力量的制造商，肯定会落后。
虽然追求前沿技术并不新鲜，但如今的风险比以往任何时候都高。随着创新步伐的加快，识别、评估这些技术并将其整合到长期战略中所面临的挑战变得更加复杂。具有前瞻性的行业、技术领导者和学术机构正在引领这些进步。然而，即使像生成式人工智能这样的工具越来越容易获得，制造商仍然面临一个关键问题：前沿技术如何在日常运营中产生真正的、可衡量的影响？
本白皮书提出了一种大胆但可行的前沿技术愿景 —— 人工智能智能体。它还概述了如何应用这项技术在工业运营中创造实实在在的价值。本文重点关注两种人工智能智能体的变革潜力 —— 虚拟人工智能智能体和具身人工智能智能体，并提供了来自领先行业的见解和案例研究，同时挑战传统思维并激发新的战略。其目的是突出创新视角，帮助制造商充分释放人工智能智能体的潜力，引领运营转型。
虚拟人工智能智能体 —— 推进自治软件系统：虚拟人工智能智能体使软件应用程序能够在数字环境中自主实现既定目标，充当助手、顾问或自动化智能体。这些智能体为工人提供支持，也可以独立控制和引导流程及机器。
具身人工智能智能体 —— 开启机器人新时代：具身人工智能智能体使物理系统（如机器人）具备在物理环境中感知和行动的能力，实现动态和复杂的运动。这些进展对于克服当前机器人自动化的局限性至关重要
基瓦・奥尔古德（Kiva Allgood）世界经济论坛先进制造与供应链中心负责人、执行委员会成员
丹尼尔・库珀（Daniel Küpper）波士顿咨询集团董事总经理兼高级合伙人
当今制造业面临着诸多复杂挑战。劳动力短缺问题日益严重，仅美国预计到 2030 年就有超 210 万个制造业岗位空缺，这不仅增加了企业的人力成本，还对生产效率造成了负面影响。成本压力也在不断上升，劳动力成本攀升、供应链频繁中断以及国际竞争的加剧，都使得企业在成本控制上面临巨大困难。客户需求愈发多样化，他们期望产品更具个性化，并且能够快速交付，这就要求企业的生产系统更加灵活，同时具备更精准的需求预测能力。地缘政治的不稳定也给工业运营带来了诸多变数，关税的调整和生产区域的分散，让供应链变得更加复杂，增加了企业的运营风险。此外，可持续发展成为全球共识，企业需要优化能源和资源的利用，减少排放，以实现脱碳目标。
在这样的背景下，工业运营迫切需要转型，而前沿技术成为了实现转型的关键驱动力。其中，人工智能智能体的出现，为工业运营带来了新的曙光。人工智能智能体主要分为虚拟人工智能智能体和具身人工智能智能体，它们在推动工业运营向智能化、自主化方向发展上具有巨大潜力。
虚拟人工智能智能体在软件系统中发挥着重要作用，它能让软件应用在数字环境里自主达成既定目标。在工业运营的各个环节，如生产、维护、质量控制、工程设计、物流管理和生产规划等，都能看到虚拟人工智能智能体的身影。它的成熟度可分为辅助、推荐和自动化三个级别，不同级别的智能体承担着不同的功能。
知识智能体如同智能助手，能够分析处理大量数据，为工人提供实时的运营见解。在工厂的日常运作中，它可以通过对机器日志和传感器数据的分析，快速发现潜在问题，并及时提醒工人采取相应措施，大大提高了生产的安全性和稳定性。顾问智能体则更进了一步，它能够根据实时反馈生成应对问题的场景，并给出可行的建议。在生产规划方面，它可以根据市场需求的变化、原材料供应情况以及设备的运行状态，为企业制定出更合理的生产计划，提高生产效率，降低成本。自动化智能体则具备强大的自主决策和执行能力，无需人工干预就能执行最佳行动。在生产过程中，它可以实时监控设备的运行参数，一旦发现异常，立即自动调整，确保生产的顺利进行，极大地减少了因设备故障而导致的生产中断。而元智能体负责协调多个专业智能体，实现区域乃至整个工厂的高效管理。它就像是工厂的 “指挥官”，能够整合各方资源，优化生产流程，避免出现生产瓶颈，提高整体生产效率。
具身人工智能智能体则为机器人赋予了更强大的能力，让机器人能够在物理环境中感知并进行复杂的交互。它的发展推动了机器人系统的升级，如今已出现基于规则、基于训练和基于上下文的三种机器人系统。基于规则的机器人是早期工业机器人的代表，它们按照预设的 “如果…… 那么” 指令进行工作，虽然在执行重复性任务时具有较高的精度和可靠性，但灵活性较差，只能完成简单的任务。基于训练的机器人借助机器学习技术，尤其是强化学习，能够通过在物理或模拟环境中的不断尝试和学习来掌握新技能。在物流仓库中，这类机器人可以快速识别不同形状和尺寸的货物，并准确地进行抓取和搬运，大大提高了物流效率。基于上下文的机器人则是利用机器人基础模型，对世界有了更广泛的理解，能够实现零样本学习。它们可以根据不同的情境自主生成行动方案，处理一些复杂和突发的任务，如在杂乱的环境中处理柔性零件等。
人工智能智能体对工业运营的影响是全方位的。在提高效率方面，它可以通过实时监控和数据分析，提前预测设备故障，安排预防性维护，减少设备停机时间，提高生产的连续性。在提升灵活性上，无论是虚拟人工智能智能体根据市场需求快速调整生产计划，还是具身人工智能智能体使机器人能够适应不同的生产任务，都体现出其强大的应变能力。在可持续发展方面，人工智能智能体可以优化能源的使用，减少资源浪费，助力企业实现环保目标。在质量控制上，智能体能够实时监测生产过程中的各项参数，及时发现质量问题并进行调整，确保产品质量的稳定性。
以钢铁制造商 KG Steel 为例，该企业面临着液化天然气能源成本高和产品质量差异的问题。通过采用人工智能智能体技术，开发了深度学习模型预测控制优化模型。该模型在数字孪生环境中对不同的控制模式进行模拟评估，为操作员提供最佳控制设置建议，并逐步实现了熔炉操作的部分自动化。最终，不仅降低了 2% 左右的液化天然气消耗，还减少了产品质量差异，为企业节省了成本，提高了产品竞争力。
一家全球啤酒制造商在规划流程和预测方面存在不足，传统的赛后分析方法繁琐且依赖专家知识。引入集成原子智能体的大语言模型复合智能体后，实现了 70% 的无接触式供需规划。这些智能体通过从反馈中持续学习，不断优化规划方案，预计未来自动化范围还将进一步扩大到 90%，这将极大地提高企业的运营效率，降低运营成本。
西门子电子工厂安贝格致力于提高生产的首次通过率，降低缺陷率。他们与研究机构合作开发的专利自主质量控制人工智能智能体发挥了重要作用。该智能体利用自组织映射技术，帮助员工在生产初期正确设置焊膏打印机，减少了处理时间。随着生产过程中工艺参数的变化，智能体能够自动适应并优化，多项研究表明，它在提高产品质量的同时，还能将焊膏打印机的处理时间缩短多达 50%，为企业提高了生产效率，保证了产品质量。
不过，企业在应用人工智能智能体时也面临着一些挑战。在技术层面，虽然人工智能智能体发展迅速，但仍存在一些技术难题有待解决。当前的大语言模型在数学推理等方面存在局限性，这可能影响智能体在处理复杂任务时的决策准确性。 在实际应用中，还需要结合其他人工智能技术和求解器来弥补这些不足。在数据方面，人工智能智能体的运行依赖大量高质量的数据，数据的质量、安全性和隐私保护都至关重要。企业需要建立完善的数据管理体系，确保数据的准确性和安全性。在人才方面，应用人工智能智能体需要具备相关技术和知识的专业人才，而目前这类人才相对短缺，企业需要加大人才培养和引进的力度。在组织管理方面，企业需要调整现有的组织结构和工作流程，以适应新技术的应用。这可能涉及到部门之间的协调和人员职责的重新划分，需要企业进行全面的变革管理。
从更广泛的视角来看，人工智能智能体的发展也引发了人们对未来工业劳动力结构的思考。随着智能体在工业运营中的应用越来越广泛，一些重复性、规律性的工作可能会被自动化设备和智能体取代。这并不意味着人类在工业中的作用会被削弱，相反，人类的角色将发生转变，从传统的一线操作员逐渐转变为人工智能赋能的协调者。在未来的智能工厂中，人类将与机器紧密合作，发挥各自的优势。人类可以利用自身的创造力、判断力和情感沟通能力，专注于更具价值的任务，如战略决策、创新研发和复杂问题的解决。在生产规划中，人类可以结合市场趋势、企业战略和社会需求，制定长期的发展规划；在产品研发中，发挥创新思维，开发出更具竞争力的产品。
企业要想成功应用人工智能智能体，需要从多个方面入手。要制定清晰的战略规划，明确人工智能智能体在企业发展中的定位和目标，确保技术应用与企业的长期发展战略相契合。要注重技术的选择和整合，根据企业的实际需求和技术实力，选择合适的人工智能智能体技术，并将其与现有的生产系统、管理系统进行有效整合。还要加强组织变革管理，通过培训和沟通，让员工了解新技术的优势和应用方法，提高员工的接受度和参与度。
人工智能智能体的崛起为工业运营带来了前所未有的机遇，也带来了诸多挑战。在未来的工业发展中，企业需要充分认识到人工智能智能体的潜力，积极应对挑战，合理应用这一前沿技术，实现工业运营的智能化转型，在激烈的市场竞争中占据优势地位，推动整个工业领域向更高水平发展。
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来源：人工智能学家