数智化时代下,良性发展的非标自动化依旧壁垒重重

在全球制造业中,非标自动化技术正迅速成为一种关键的竞争优势。这种技术能够提供高度定制化的解决方案,以满足特定的生产需求,从而提高效率、降低成本,并增强产品质量。与传统的标准自动化相比,非标自动化在设计和实施上更为复杂,但它为应对快速变化的市场需求和生产挑战提供了无与伦比的灵活性。

良性发展的市场,需求只增不减

根据IDG的研究报告,非标自动化市场的规模在过去几年中已经显著增长,并预计在未来五年将继续保持7%左右的年均复合增长率继续扩大。这一增长主要由全球制造业对提升生产效率、减少人工成本和响应市场变化的需求驱动。非标自动化市场的地理分布呈现出明显的区域特征。亚洲市场,特别是中国和印度,由于庞大的制造业基础和对高效生产技术的迫切需求,成为增长最快的区域。欧洲和北美市场也保持着稳定增长,这得益于在汽车、航空和高科技制造业中的广泛应用。

回到国内市场,国内非标自动化行业主要分布在珠三角、长三角和华北这三个地区。这三个圈层在非标自动化行业的发展上具有较高的聚集度,拥有大量的企业和专业人才。在客户方面,非标自动化行业的主要客户是制造厂,而制造厂的主要客户主要集中在3C行业(包括电子产品制造)、半导体行业和汽车行业的to C端的国内大厂以及欧美客户。目前,这些欧美客户正在推动低端制造业向东南亚和墨西哥等地转移,国内生产需求疲软,国内终端客户因市场预期降低也对生产需求降低,这就给国内下游的制造厂和中游的非标视觉检测集成商们带来了极大的生存压力。

当然,非标自动化技术的应用跨越了多个行业,包括但不限于汽车制造、电子产品、食品和饮料、制药和医疗设备。在汽车行业,非标自动化用于高度定制化的组装线,以适应不同型号和配置的生产需求。在电子行业,精密的装配和测试要求推动了对非标自动化解决方案的需求。食品和饮料行业则利用非标自动化来提高包装的灵活性和效率。

非标自动化的发展得益于若干关键技术的进步,包括机器人技术、视觉识别系统、人工智能(AI)、机器学习和传感技术。机器人技术的进步使得机器人能够执行更复杂的任务,而AI和机器学习的应用则使这些系统能够自我学习和适应生产过程中的变化。视觉识别系统提供了精确的质量控制能力,而先进的传感技术则使得机器能够更好地与人类工人和其他机器互动。

例如,在食品行业中的典型案例,企业产线用于自动识别和包装不同大小和形状的食品产品。这套系统利用视觉识别技术来检测产品的尺寸和形状,并自动调整包装机械的设置,以适应不同的包装需求。这不仅大大提高了包装的效率和灵活性,还减少了物料浪费。

随着市场对个性化和定制化产品需求的增加,制造型企业面临着生产更多样化产品的挑战。非标自动化技术提供了解决这一问题的关键工具,使得生产线能够快速适应不同产品的生产,而无需进行昂贵和耗时的改造。

非标自动化市场仍然壁垒重重

虽说非标自动化是一个具备前景的市场,但是由于目前在底层技术、市场预期和多学科交叉方面具备一定门槛,所以非标自动化无论是对于供应商还是下游终端用户仍然存在一定的高壁垒。

首先,非标自动化项目通常需要大量的定制化设计和开发工作,包括但不限于专用硬件的设计制造、软件的定制开发以及系统集成等。这些工作不仅技术要求高,而且耗时耗力,因此成本相对较高。对于许多企业,特别是那些规模较小、资金相对有限的中小型企业来说,这样高额的前期投资无疑是一个重大的财务负担。此外,由于非标自动化项目的特殊性和复杂性,其预算往往难以精确预测,可能会在实施过程中出现超支的情况。

另一个挑战是投资回报周期的长期性和不确定性。由于非标自动化系统高度定制化,其效益和性能在很大程度上取决于特定的应用场景和生产流程。这意味着,非标自动化项目的投资回报不仅周期较长,而且存在较高的不确定性。企业需要在项目初期进行详尽的市场调研和成本效益分析,以评估项目的可行性和经济效益。然而,市场需求的变化、技术的迭代更新以及生产流程的调整都可能影响项目的最终效益,增加了企业在决策过程中的风险。

而且,伴随着机器人、人工智能、数据分析、机器视觉等多个技术领域的复杂融合,这种跨学科的技术复杂性要求企业不仅要有强大的技术研发能力,还需要具备丰富的行业经验和专业知识。为了保证非标自动化系统的高效运行和持续优化,企业需要在技术研发上进行持续的投入,并建立起一支跨学科的技术团队。

此外,随着技术的快速进步,非标自动化系统可能需要进行频繁的更新和升级,以适应新的生产需求和技术标准。这不仅增加了企业的运营成本,也对企业的技术团队提出了更高的要求。企业需要对员工进行定期的技术培训和知识更新,以确保团队能够掌握最新的技术动态和行业趋势。

总之,尽管非标自动化技术为制造业带来了巨大的潜力和机遇,但高昂的初始投资成本、长期和不确定的投资回报周期以及技术实施的复杂性也给企业带来了不小的挑战。企业在决定引入非标自动化技术时,需要全面考虑这些因素,制定周密的计划和策略,以最大化技术的应用效益,实现生产效率和经济效益的双重提升。

工程智能发展之路(一):崛起中的中国力量

半导体工厂是现代工业皇冠上的明珠,其生产过程复杂精细,对效率和良率有着极高的要求。然而,传统的数据分析和经验传承模式已难以满足智能制造时代的需求,成为制约现代工厂发展的瓶颈。工程智能(EngineeringIntelligence,El)作为半导体工业软件体系的核心环节,正扮演着越来越重要的角色。

但在这个领域,国内长期处于无人区,以深圳智现未来工业软件有限公司为代表的国内 E1 厂商强势崛起,不仅打破了国外厂商垄断,更以人工智能的引入,为中国制造业智能化转型注入澎湃动力。

工程智能(EI)是制造智能化的必经之路

在半导体行业的早期,制造过程依赖于严格的物理控制和工程师的个人经验。当时,工艺的复杂度相对较低,晶圆厂的规模也较小,数据处理和分析的需求可以通过半手工方式或通用软件工具来满足。但随着集成电路(IC)的特性逐渐变得复杂,传统的方法开始显得力不从心。

随着计算机技术的进步,自动化开始进入半导体制造领域。晶圆厂开始利用计算机控制设备和制造执行系统(MES)来管理生产流程。数据采集系统(DCS)和统计过程控制(SPC)工具的引入,使得制造过程的监控变得越来越精准。

但是在现代制造业中,仅依靠制造执行系统(MES)、设备自动化系统(EAP)、高级计划排程系统(APS)、实时派工系统(RTD)等各种管理系统,还远远不够。这不仅考验工程师的经验积累、能力储备、责任心,还要求他们具有出色的复合能力。而且工厂的设备可能有成百上千的参数,这些参数可能以秒甚至毫秒级的周期波动,加上多个参数之间的相互关联,光靠工程师手动监控是不现实的。同时,这些海量的设备数据、工艺数据也是工厂最宝贵的资产,如何挖掘其价值以实现数据驱动的智能决策是必须面对的挑战。

于是,工程智能(EI)技术开始萌芽,通过集成软件、传感器网络和先进的数据处理能力,帮助制造过程实现了更高的自动化和智能化。人工智能技术(AI)的进步为 EI 技术的发展提供了基础和支撑。EI开始采用更为复杂的算法来优化制造参数,进行虚拟建模,实时监控设备状态,并预测维护需求辅助工程师决策。

工厂智能化制造的实现可以分为三个阶段:数字化、自动化和智能化。数字化是基础,通过物联网技术实现生产过程的数据采集和透明化;自动化是提高生产效率的关键步骤,通过程序控制和机器协同代替”人手”,以及运用生产调度系统来优化工艺流程;最后,智能化是目标,通过工程智能建立复杂的算法模型,将工程师的经验转化为数据驱动的智能分析,发现异常、精准定位问题根源,并提供及时的解决建议和反馈。

在制造业转型升级的路上,唯有制造自动化与工程智能化两者共同助力才能实现价值最优。如果将工厂比喻为一个人体,自动化系统(如MES等)就像是执行命令的“手臂”,直接控制生产线上的机械手臂和设备,确保生产过程的连续性和效率;而工程智能(EI)系统则相当于进行思考和决策的“大脑”涵盖了更广泛的数据分析和优化任务,如通过先进过程控制(APC)来提升制程的控制能力,通过建模实时监控和预测维护(FDC/PPM)来提高设备效率。

可以说,唯有工程智能这样的“大脑”,工厂才能实现真正的智能化。工程智能不仅是实现制造业智能化的必经之路,更是未来智能工厂的基石。

难如登山的工程智能软件

但开发工程智能软件却难如登山。纵观过去近50年,全球范围内仅有三家公司能够提供成熟且经过验证的工程智能软件产品:美国AMAT(AppliedMaterials)、美国PDF Solutions和韩国BISTel。它们的成功,并非偶然,而是有迹可循。

陪伴超大型客户从零到壹,是它们成功的关键因素。三家公司无一例外地在与超大型客户的共同成长和陪伴下,积累了宝贵的经验和数据

。AMAT:成立于1976年,Intel三杰Robert Noyce、Gordon Moore和Andy Grove是Applied Materials的创始人,长期以来AMAT是Intel的Tier1最佳供应商,双方合作积累了大量工艺经验和数据。

。PDF Solutions:成立于1991年,服务于稍晚起步的IDM和Fab,前两大客户长期占据其年收入超20%,甚至40%以上。

。BISTel:成立于2000年,部分核心成员来自三星电子,早在初期该公司尚未形成软件产品的时期,BISTel就服务于三星,并在三星的支持下打产品,三星和海力士都是其20多年的客户

他们在大厂的陪伴下工艺不断精进,积累了数十年的晶圆工艺和数据沉淀形成了极高的行业壁垒。

形容工程智能软件的难,可以将之比作是“冰山模型”。露在海面上的常见现象及应对策略只是冰山的一角,水面之下的经验模型算法才是制胜关键。比如说,有些偶发情况可能一年只发生一回,但这对于产线来讲都是不可接受的。即使经验丰富的工程师,也难以穷尽所有偶发状况。而经验沉淀和传递是另一道难题,工程师积累的经验,往往是隐性的、非结构化的,难以有效传递和共享。海量数据的价值也无法充分挖掘。如何应对这些未知的挑战?如何探寻异常背后的根因?这些问题,考验着工程智能软件的智慧和能力。

故而,工程智能系统的核心价值在于其深藏的经验、精细打磨的模型算法和久经考验的代码,新进的门槛极高,打磨成熟工程智能产品非常困难。

智现未来,为国产工程智能而生

在这样的背景下,2021年9月,智现未来通过收购韩国BISTel的知识产权,开启了100%全国产的本士的“工程智能之路”。智现未来不仅承接了原来BISTe的完整知识产权、重要核心人才队伍、所有的中国客户,还在强大的中国软件工程能力的支撑下,完成了产品技术的快速迭代和升级,并于2023年底发布了多款新产品和新版本,获得了更多新老客户的认可和信赖。

在短短两年多的时间内,智现未来已经取得了显著的成就,是中国本土唯一成功上线12英寸量产产线的国产工程智能系统供应商。智现未来工程智能系统的常年稳定运行,保障着中国顶尖晶圆代工厂10-12万片晶圆/月的稳定高效的生产。在国内顶尖的八家大硅片制造企业中,有五家选择了智现未来的EI系统,展现了其在行业中的广泛认可和应用。此外,智现未来在中国显示面板El市场还实现了100%全面覆盖。

目前智现未来形成了较为完善的产品矩阵,涵盖数据搜集、监测、分析、预测及自适应决策等环节,为泛半导体行业提供整体工程智能系统(EI)解决方案。

智现未来以EES(设备工程系统)为核心的工程智能系统,能够从数据收集(设备数据、量测数据、产线数据等)–>建模监测(FDC/DFD故障监测、R2R/APC 先进过程控制、SPC统计过程控制、RMS配方管理系统:MPA设备监控性能分析等)–>数据分析(YAS良率分析、TA追踪数据分析、CM装备腔体匹配等)–>预测(WQP晶圆质量预测、VM虚拟量测、PPM设备预测性维护等)–>最终以知识为核心,实现系统自我学习控制,助力全厂的工艺生产设备的全方位的精细化管控,

“灵犀”“大模型加持,“智”领未来

值得一提的是,在刚刚结束的业界盛会SEMICON CHINA 2024展会上,智现未来重磅呈现“灵犀”大语言模型的实际应用案例。“灵犀”大语言模型备受业内讨论和关注,是国内首个落地应用的半导体垂直类大语言模型。随着人工智能技术的快速发展,大语言模型在各个领域展现出巨大的潜力。在半导体行业,大语言模型在帮助工厂内部解决数据层割裂、分析耗时、人才密度不足、数据价值未被充分挖掘等痛点方面颇有潜力,将有力推动高端制造业实现智能化转型与升级。

众所周知,今天大多数工厂采用的是传统中心控制的架构,各种各样的应用在数据层是割裂的,分析非常耗时,且高度依赖工程师的个人经验。为应对这些挑战,工厂开始打造大数据底座,实现数据集成,虽减少了数据对齐时间,却仍未摆脱对工程师个体经验的依赖。

而大语言模型的出现为这些难题提供了一个良好的机会。大语言模型一个已经验证的能力是把非结构化的数据结构化,一方面能够有效地把历史上积累的数据资产盘活,另一方面通过整合结构化和非结构化数据形成对工厂全貌的认识。

“灵犀”聚焦于提升行业效率和解决半导体领域的具体技术难题,是智现未来为半导体工厂打造的全新一代数字底座。依托先进的MOE(Mixture ofExperts)架构,“灵犀”能够整合不同领域的专家级模型,打造强大而灵活的整体解决方案。该架构的核心优势在于其多样性和专业性,能够针对各种具体任务,提供定制化的智能分析和处理能力,大幅提升半导体研发和生产效率。

目前,“灵犀”大模型在缺陷图像识别、Wafer Map失效自动分类、设备失效根因分析、良率预测等多个领域都已展现出巨大潜力,助力半导体行业智能化升级。以实际应用为例,在半导体生产过程中的多模态缺陷识别应用中,“灵犀“可将数百名工程师一年的工作量缩短至2-3个月完成,所用到样本数量减少2个数量级,分类准确率提升超过10%,大幅提高了生产效率,还显著降低了工程师的负担。

这些成功案例不仅展示了大模型技术在半导体实际应用中的巨大潜力,也证明了智现未来在这一前沿技术领域的领导地位和创新能力。

智现未来依托于EI(工程智能),并使用A1(“灵犀“大语言模型)再次升级赋能,站在工业革新的前沿,为未来工厂的智能化转型提供强有力的支持

种种迹象表明,智现未来在本土化之后,不仅能够把国际领先的工程智能技术消化吸收,还能够根据中国本土企业的实际需求、以及巧用新的发展技术如大语言模型进行创新和应用,成功帮助本土客户解决工程智能软件“卡脖子”问题。

总结

过去,EI几乎是国外厂商的天下;现在,以智现未来为代表的国内E1厂商强势崛起,打破了国外厂商的垄断局面;未来已来,EI将在工厂中发挥越来越重要的作用,而大语言模型将成为未来工厂的基座和中枢,助力制造业转型升级。国内EI厂商必将大有可为,在推动制造业智能化转型中扮演重要角色。

我们也将持续关注和总结分享,智现未来“灵犀”作为国内首个落地应用的半导体垂直类大语言模型,为行业带来的新思路、新方法、新价值。

工程智能:崛起中的中国力量

工程智能发展之路(一):崛起中的中国力量半导体工厂是现代工业皇冠上的明珠,其生产过程复杂精细,对效率和良率有着极高的要求。然而,传统的数据分析和经验传承模式已难以满足智能制造时代的需求,成为制约现代工厂发展的瓶颈。工程智能(Engineering Intelligence, EI)作为半导体工业软件体系的核心环节,正扮演着越来越重要的角色。

但在这个领域,国内长期处于无人区,以深圳智现未来工业软件有限公司为代表的国内 EI 厂商强势崛起,不仅打破了国外厂商垄断,更以人工智能的引入,为中国制造业智能化转型注入澎湃动力。

工程智能(EI)是制造智能化的必经之路

在半导体行业的早期,制造过程依赖于严格的物理控制和工程师的个人经验。当时,工艺的复杂度相对较低,晶圆厂的规模也较小,数据处理和分析的需求可以通过半手工方式或通用软件工具来满足。但随着集成电路(IC)的特性逐渐变得复杂,传统的方法开始显得力不从心。

随着计算机技术的进步,自动化开始进入半导体制造领域。晶圆厂开始利用计算机控制设备和制造执行系统(MES)来管理生产流程。数据采集系统(DCS)和统计过程控制(SPC)工具的引入,使得制造过程的监控变得越来越精准。

但是在现代制造业中,仅依靠制造执行系统(MES)、设备自动化系统(EAP)、高级计划排程系统(APS)、实时派工系统(RTD)等各种管理系统,还远远不够。这不仅考验工程师的经验积累、能力储备、责任心,还要求他们具有出色的复合能力。而且工厂的设备可能有成百上千的参数,这些参数可能以秒甚至毫秒级的周期波动,加上多个参数之间的相互关联,光靠工程师手动监控是不现实的。同时,这些海量的设备数据、工艺数据也是工厂最宝贵的资产,如何挖掘其价值以实现数据驱动的智能决策是必须面对的挑战。

于是,工程智能(EI)技术开始萌芽,通过集成软件、传感器网络和先进的数据处理能力,帮助制造过程实现了更高的自动化和智能化。人工智能技术(AI)的进步为 EI 技术的发展提供了基础和支撑。EI开始采用更为复杂的算法来优化制造参数,进行虚拟建模,实时监控设备状态,并预测维护需求,辅助工程师决策。

工厂智能化制造的实现可以分为三个阶段:数字化、自动化和智能化。数字化是基础,通过物联网技术实现生产过程的数据采集和透明化;自动化是提高生产效率的关键步骤,通过程序控制和机器协同代替“人手”,以及运用生产调度系统来优化工艺流程;最后,智能化是目标,通过工程智能建立复杂的算法模型,将工程师的经验转化为数据驱动的智能分析,发现异常、精准定位问题根源,并提供及时的解决建议和反馈。

在制造业转型升级的路上,唯有制造自动化与工程智能化两者共同助力才能实现价值最优。如果将工厂比喻为一个人体,自动化系统(如MES等)就像是执行命令的“手臂”,直接控制生产线上的机械手臂和设备,确保生产过程的连续性和效率;而工程智能(EI)系统则相当于进行思考和决策的“大脑”,涵盖了更广泛的数据分析和优化任务,如通过先进过程控制(APC)来提升制程的控制能力,通过建模实时监控和预测维护(FDC/PPM)来提高设备效率。

可以说,唯有工程智能这样的“大脑”,工厂才能实现真正的智能化。工程智能不仅是实现制造业智能化的必经之路,更是未来智能工厂的基石。

难如登山的工程智能软件

但开发工程智能软件却难如登山。纵观过去近50年,全球范围内仅有三家公司能够提供成熟且经过验证的工程智能软件产品:美国AMAT (Applied Materials)、美国PDF Solutions和韩国BISTel。它们的成功,并非偶然,而是有迹可循。

陪伴超大型客户从零到壹,是它们成功的关键因素。三家公司无一例外地在与超大型客户的共同成长和陪伴下,积累了宝贵的经验和数据。

AMAT:成立于1976年,Intel三杰Robert Noyce、Gordon Moore和Andy Grove是Applied Materials的创始人,长期以来AMAT是Intel的Tier1最佳供应商,双方合作积累了大量工艺经验和数据。

PDF Solutions:成立于1991年,服务于稍晚起步的IDM和Fab,前两大客户长期占据其年收入超20%,甚至40%以上。

BISTel:成立于2000年,部分核心成员来自三星电子,早在初期该公司尚未形成软件产品的时期,BISTel就服务于三星,并在三星的支持下打磨产品,三星和海力士都是其20多年的客户。

他们在大厂的陪伴下工艺不断精进,积累了数十年的晶圆工艺和数据沉淀,形成了极高的行业壁垒。

形容工程智能软件的难,可以将之比作是“冰山模型”。露在海面上的常见现象及应对策略只是冰山的一角,水面之下的经验模型算法才是制胜关键。比如说,有些偶发情况可能一年只发生一回,但这对于产线来讲都是不可接受的。即使经验丰富的工程师,也难以穷尽所有偶发状况。而经验沉淀和传递是另一道难题,工程师积累的经验,往往是隐性的、非结构化的,难以有效传递和共享。海量数据的价值也无法充分挖掘。如何应对这些未知的挑战?如何探寻异常背后的根因?这些问题,考验着工程智能软件的智慧和能力。

故而,工程智能系统的核心价值在于其深藏的经验、精细打磨的模型算法和久经考验的代码,新进的门槛极高,打磨成熟工程智能产品非常困难。

智现未来,为国产工程智能而生

在这样的背景下,2021年9月,智现未来通过收购韩国BISTel的知识产权,开启了100%全国产的本土的“工程智能之路”。智现未来不仅承接了原来BISTel的完整知识产权、重要核心人才队伍、所有的中国客户,还在强大的中国软件工程能力的支撑下,完成了产品技术的快速迭代和升级,并于2023年底发布了多款新产品和新版本,获得了更多新老客户的认可和信赖。

在短短两年多的时间内,智现未来已经取得了显著的成就,是中国本土唯一成功上线12英寸量产产线的国产工程智能系统供应商。智现未来工程智能系统的常年稳定运行,保障着中国顶尖晶圆代工厂10-12万片晶圆/月的稳定、高效的生产。在国内顶尖的八家大硅片制造企业中,有五家选择了智现未来的EI系统,展现了其在行业中的广泛认可和应用。此外,智现未来在中国显示面板EI市场还实现了100%全面覆盖。

目前智现未来形成了较为完善的产品矩阵,涵盖数据搜集、监测、分析、预测及自适应决策等环节,为泛半导体行业提供整体工程智能系统(EI)解决方案。

智现未来以EES(设备工程系统)为核心的工程智能系统,能够从数据收集(设备数据、量测数据、产线数据等)——>建模监测(FDC/DFD故障监测、R2R/APC 先进过程控制、SPC统计过程控制、RMS配方管理系统、MPA设备监控性能分析等)——>数据分析(YAS良率分析、TA追踪数据分析、CM装备腔体匹配等)——>预测(WQP晶圆质量预测、VM虚拟量测、PPM设备预测性维护等)——>最终以知识为核心,实现系统自我学习控制,助力全厂的工艺生产设备的全方位的精细化管控。

“灵犀”大模型加持,“智”领未来

值得一提的是,在刚刚结束的业界盛会SEMICON CHINA 2024展会上,智现未来重磅呈现”灵犀”大语言模型的实际应用案例。“灵犀”大语言模型备受业内讨论和关注,是国内首个落地应用的半导体垂直类大语言模型。随着人工智能技术的快速发展,大语言模型在各个领域展现出巨大的潜力。在半导体行业,大语言模型在帮助工厂内部解决数据层割裂、分析耗时、人才密度不足、数据价值未被充分挖掘等痛点方面颇有潜力,将有力推动高端制造业实现智能化转型与升级。

众所周知,今天大多数工厂采用的是传统中心控制的架构,各种各样的应用在数据层是割裂的,分析非常耗时,且高度依赖工程师的个人经验。为应对这些挑战,工厂开始打造大数据底座,实现数据集成,虽减少了数据对齐时间,却仍未摆脱对工程师个体经验的依赖。

而大语言模型的出现为这些难题提供了一个良好的机会。大语言模型一个已经验证的能力是把非结构化的数据结构化,一方面能够有效地把历史上积累的数据资产盘活,另一方面通过整合结构化和非结构化数据形成对工厂全貌的认识。

“灵犀”聚焦于提升行业效率和解决半导体领域的具体技术难题,是智现未来为半导体工厂打造的全新一代数字底座。依托先进的MOE(Mixture of Experts)架构,“灵犀”能够整合不同领域的专家级模型,打造强大而灵活的整体解决方案。该架构的核心优势在于其多样性和专业性,能够针对各种具体任务,提供定制化的智能分析和处理能力,大幅提升半导体研发和生产效率。

目前,“灵犀”大模型在缺陷图像识别、Wafer Map失效自动分类、设备失效根因分析、良率预测等多个领域都已展现出巨大潜力,助力半导体行业智能化升级。以实际应用为例,在半导体生产过程中的多模态缺陷识别应用中,“灵犀”可将数百名工程师一年的工作量缩短至2-3个月完成,所用到样本数量减少2个数量级,分类准确率提升超过10%,大幅提高了生产效率,还显著降低了工程师的负担。

这些成功案例不仅展示了大模型技术在半导体实际应用中的巨大潜力,也证明了智现未来在这一前沿技术领域的领导地位和创新能力。

智现未来依托于EI(工程智能),并使用AI(“灵犀”大语言模型)再次升级赋能,站在工业革新的前沿,为未来工厂的智能化转型提供强有力的支持。

种种迹象表明,智现未来在本土化之后,不仅能够把国际领先的工程智能技术消化吸收,还能够根据中国本土企业的实际需求、以及巧用新的发展技术如大语言模型进行创新和应用,成功帮助本土客户解决工程智能软件“卡脖子” 问题。

总结

过去,EI几乎是国外厂商的天下;现在,以智现未来为代表的国内EI厂商强势崛起,打破了国外厂商的垄断局面;未来已来,EI将在工厂中发挥越来越重要的作用,而大语言模型将成为未来工厂的基座和中枢,助力制造业转型升级。国内EI厂商必将大有可为,在推动制造业智能化转型中扮演重要角色。

我们也将持续关注和总结分享,智现未来“灵犀”作为国内首个落地应用的半导体垂直类大语言模型,为行业带来的新思路、新方法、新价值。

大学生不爱进的工厂,“他们”居然去“打工”了

近期,科技巨头英伟达(NVIDIA)在人工智能和机器人领域再次掀起波澜。在最新的GTC大会上,英伟达发布了全球最强的AI芯片Blackwell B200,并推出了人形机器人通用基础模型Project GR00T。消息一出,不仅引爆了科技圈,更在工业领域激起广泛讨论。就连小编在上海的展会中都听到了不少自动化企业在讨论这一话题。

Project GR00T作为世界首款人形机器人通用基础模型,融合了英伟达在GPU、AI和机器人技术领域的最新研究成果,不仅拥有高度逼真的动作和表情,还能够进行复杂的语言交流、环境感知和自主决策。

当前,人形机器人市场正迎来前所未有的发展机遇。据KBV Research数据显示,2022年全球人形机器人市场规模为14亿美元,预计到2030年该市场规模将达到396亿美元,年均复合增长率(CAGR)高达51.86%。这一惊人的增长速度预示着人形机器人作为具身智能的重要载体,正步入一个快速发展的新时代。

在这一浪潮之下,众多企业纷纷投身人形机器人的研发和应用。国外巨头如波士顿动力、特斯拉,国内优秀企业如优必选、达闼机器人等都在积极布局,推动人形机器人技术的不断突破。

“打工人”进厂实习,重新定义产线工人

曾经大学生不爱进的工厂,现在站得稳、能小跑,且任劳任怨的新型“打工人”正在成为潮流。

随着技术的不断成熟,人形机器人在工业制造领域的应用场景也在逐步落地,替代更多真实一线操作人员。

优必选在今年2月公布的一段视频中展示了其最新迭代的人形机器人Walker S在蔚来合肥第二先进制造基地的“实习”经历。

在这段视频中,Walker S凭借搭载的41个高性能伺服关节以及多维力觉、多目立体视觉、全向听觉和惯性、测距等全方位的感知系统,精准完成了车门锁质检、安全带检测、车灯盖板质检以及贴车标等一系列复杂任务,展现了人形机器人在制造业中的巨大潜力和应用价值。

这些进厂的“打工人”并非个例。

今年1月,美国人形机器人企业Figure宣布与汽车巨头BMW达成一项重要协议,计划于今年在南卡罗来纳州斯巴达堡的BMW工厂开始部署Figure 01人形机器人,主要是胜任各种繁琐、危险的工作,提升生产效率,降低成本,并创造更安全、稳定的生产环境。

初期阶段,少量Figure 01机器人将执行薄板金属处理等五项特定任务,通过机器人在现场学习不断提高其技能。

后期,这些由AI驱动的人形机器人将加入更多的制造工作,包括箱子搬运、拾取和放置任务、托盘装载,以及汽车制造商一直难以留住人工工人的其他岗位。

虽然类似的应用案例已在制造业中应用。然而,人形机器人的研发和大面积推广并非易事。以特斯拉人形机器人Optimus(擎天柱)公布的相关数据来看,其全身拥有40个关节的复杂结构和高昂的BOM成本。其中,关节部件的成本大约为23563美元,占总成本的56.9%,显示了人形机器人在技术和成本上的挑战。

站在技术革新的十字路口,我们不禁也要抛出几个问题:什么时候人形机器人能够在制造业中发挥更大作用?成本如何逐渐降低?

如何搭上人形机器人的发展快车?

在回答这些问题之前,我们先来看看自动化厂商在人形机器人的浪潮中能够干些什么?

从定义来看,人形机器人是指外观和功能与人相似的智能机器人。相比一般机器人,它具有更加复杂的结构、传感、驱动和控制系统。

硬件部分,其关键部件包括各执行器关节、灵巧手等,零部件可分为减速器(如谐波减速器、行星减速器)、伺服电机(如无框电机、空心杯电机)、丝杠(如行星滚柱丝杠、滚珠丝杠)、传感器(如六维力矩传感器、柔性触觉传感器)以及肢体骨骼等。

软件方面,人形机器人涵盖了机器视觉、人机交互、机器学习、系统控制等多个领域。

随着人形机器人技术的不断成熟和应用场景的拓展,将为工业自动化厂商带来更多新的机遇和挑战。

首先,机器人运动控制的目的是使机器人能够按照人类的指令,完成复杂的动作任务和自主决策。 因此,运动控制是机器人研究中的核心所在。

硬件方面,工业自动化厂商可以凭借其在运动控制、伺服系统等领域的专业技术,为人形机器人提供高性能的关节驱动器和运动控制器。

关节驱动器作为机器人的“肌肉”,为机器人提供动力和执行动作的能力;而运动控制器则是机器人的“大脑”,负责接收指令并精确控制机器人的运动轨迹和姿态。这将确保机器人在执行各种复杂动作时具备精确、高效和稳定的特点。

比如我们熟悉的鸣志、科尔摩根、雷赛智能等厂商在运动控制、伺服系统等领域拥有深厚的技术积累,能够为人形机器人提供各种类型的减速器、伺服电机、传感器等关键零部件,确保人形机器人在运动过程中的精确性和稳定性。

随着机器人感知、决策、控制、交互能力的不断升级,软件系统与配套技术支持在产业链中的重要性日益凸显。

因此,在软件方面,工业自动化厂商也可以与英伟达等AI技术领导者合作,共同开发适用于人形机器人的先进算法和软件平台。通过结合人工智能和机器学习技术,可以实现机器人自主学习、智能决策和协同作业等功能,从而大幅提升生产效率和灵活性。

而在满足市场需求方面,工业自动化厂商需要密切关注行业动态,深入了解人形机器人在各个领域的应用场景和需求。针对不同行业的特点和痛点,量身定制解决方案,提供从硬件到软件的全方位服务。

此外,工业自动化厂商还需要关注人形机器人的安全性、可靠性和互操作性等问题。在保障安全的前提下,提升机器人的性能和自主性,使其能够更好地适应各种复杂环境和工作任务。

人形机器人商业化落地的关键

看完了工业自动化厂商在人形机器人发展的巨大机遇,我们再来回答一下上面提出的问题。

关于人形机器人在制造业中更大作用的时机,这取决于技术的成熟度、市场的接受度以及成本效益的综合考量。

随着人形机器人感知、决策、控制、交互能力的不断升级,以及工业自动化厂商对市场需求的深入理解,我们有理由相信,人形机器人在制造业中的商业化落地场景将增加。

然而,要准确判断人形机器人在制造业中发挥更大作用的具体时间点,我们仍需进一步观察市场动态和技术发展趋势。

只有当人形机器人技术达到足够的成熟度,且市场对其接受度提高,同时其成本效益达到企业可接受的范围时,人形机器人才能在制造业中发挥更大的作用。

而成本的降低,则涉及到研发、生产、市场推广等多个环节。根据调研,当人形机器人的生产量达到万台时,人形机器人的成本有望降低至20万。随着技术的进步和市场的发展,人形机器人的商业化的拐点将至。

今天晚上,小米汽车即将公布价格,虽然9.9万买不了一辆汽车,但说不准未来某一天,我们或许真的能以更亲民的价格购买到一台小米人形机器人呢?毕竟小米自研499一台的小型伺服电机已经用在了它的机器狗铁蛋2上。

2024水行业主要发展趋势

市政自来水:

智能化管理:随着物联网(IoT)技术的发展,市政自来水系统正逐渐实现智能化,通过传感器和数据分析来优化水资源的分配和监控水质。

水质监测与提升:由于水源污染和水质标准提高,对水质的实时监测和处理技术的需求不断增长。

节能减排:在自来水处理和输送过程中,采用节能技术和设备,减少能源消耗和温室气体排放。

污水处理:

高级处理技术:为了应对越来越严格的排放标准,污水处理厂正在采用更高级的处理技术,如膜生物反应器(MBR)和先进氧化过程(AOPs)。

资源回收:污水处理不仅关注净化水质,还注重从污水中回收资源,如磷、氮等营养物质,以及能源回收。

去中心化处理:分散式或小规模的污水处理解决方案越来越受到重视,尤其是在偏远地区或小型社区。

水利工程(区域调水):

气候变化适应:随着气候变化影响的加剧,水利工程需要更加灵活和可持续,以适应极端天气事件和水资源分布的变化。

跨区域合作:面对水资源分布不均的问题,跨区域甚至跨国界的水资源管理和调配项目变得越来越重要。

生态水利:在水利工程建设中,更加注重生态保护和恢复,避免对环境造成不可逆转的损害。

海水淡化:

能源效率提升:海水淡化是一个能源密集型过程,因此提高能源效率和降低成本是该领域的重要趋势。

技术创新:新型淡化技术,如膜技术、多效蒸馏和电渗析等,正在被开发和优化,以提高淡化效率和降低环境影响。

综合利用:海水淡化设施不仅提供淡水,还可以生产盐和其他有用的化学品,实现资源的综合利用。

这些趋势反映了水行业在全球范围内面临的挑战,包括人口增长、城市化、气候变化和环境保护等。为了应对这些挑战,水行业正在不断创新和改进,以实现水资源的可持续管理和利用。

世界水日 | 水务数字化,助力水行业节能增效

今天,是第三十二届世界水日,也是第三十七届“中国水周”的开端,今年我国纪念“世界水日”与“中国水周”活动主题为:“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。

随着全球人口不断增长,用水量也在不断增加,水行业在生产和提供清洁水以及处理污水方面需要消耗大量能源。据估算,水行业的耗电量占全球总耗电量的3.5%到4%。1 然而,如果采取正确的措施提高能源效率与回收能源,预计到 2040 年,该行业的能耗可减少15%。2

当下,全球水行业面临诸多挑战,如:气候变化、水资源短缺、基础设施老化、城市化快速发展和能源成本上升等。为了应对这些挑战,水务公司可利用数字化解决方案,改善运营,优化战略决策。

实时传感和监测技术的不断进步推动了智能系统的集成,智能系统可提高工艺效率和精度。这包括自动控制机制、先进的水质和流量监测,以及实施高效的水计量系统来管理用水量。

通过为变频器、电机和PLC的传动链设备集成智能传感器提供设备状态监测,水务公司可以对其管理的设备采取预防性措施,从而提高资产管理效率。然而,不同组织与地区对数据分析、云服务和自动化的应用水平仍不一致。

尽管目前许多水行业的企业仅将数字工具用于特定功能,但数字化改造整个行业的潜力是巨大的,以下三个领域尤其有望实现根本性的改进。

水质管理

传统的水质检测方法既耗时又费力,因此在饮用水和污水处理系统中保持持续稳定的水质一直是水务公司所面临的难题。通常,人工流程涉及样本抽取、实验室检测,待数日或数周检测结果出来后再分享给工厂操作员。

当出现总悬浮固体(TSS)含量过高等水质问题时,需要进行人工干预,随后还需进行再次检测以确认水质是否达标。这一方法不够快捷简便,可能会造成对严重水质问题响应不及时,或在此期间对可自然修复的水质问题进行不必要的干预。

在系统中安装数字水质传感器,可通过物联网(IoT)收集和共享准确、实时的数据。传感器一旦检测到任何异常,便会立即通知工厂操作员。

使用数字水质传感器的另一个优势在于,其与化学喂料系统之间更智能的通信能够实现水质自动调节,无需人工干预。例如,当pH值下降时,化学喂料系统可通过增加泵送的碱性物质来自动调节水质。此外,采用可自动调节泵电机速度和转矩的联网变频器,可优化碱性物质的流量控制,确保泵在最佳效率点(BEP)运行。

过程控制和维护计划

保持对水及污水处理应用性能的适当控制是该行业所面临的另一大挑战。例如,如果不对泵的压力进行调节,会导致损失巨大的泄漏事故,考虑到目前水资源匮乏和能源成本上升的现状,水务公司无法承受此类故障带来的后果。这种浪费往往是由于维护不当造成的。

为了解决这个问题,水务公司可以将控制应用的电机和变频器系统连接到云,实现远程状态监测,从而确保更佳的系统性能和效率。通过对变频器、电机和泵的数据进行综合分析,可以全面了解系统的整体健康状况和性能。

利用PLC实施状态监测系统(CMS)还可实现更广泛的状态监测。PLC平台通过云连接,利用可扩展的可靠组件,实现泵、变频器、传感器和其他应用的自动化流程。其他优势还包括可与现有控制系统无缝集成,即使在严苛条件下也能确保更优的可用性,同时支持高效的水务工程。

该解决方案使水务公司能够在功能故障发生前进行预防性维护,助力减少停机时间、优化维护成本、预防计划外停机以及节省备件库存成本。通过数字数据分析,专家可以利用传感器数据指导改进措施,从而延长设备的使用寿命。

CAFC是一家意大利水务公司,为 122 个城市提供服务。ABB 为 CAFC 的设备提供了数字化状态监测解决方案。通过智能化连接,该系统加强了对水务公司变频器和电机水泵的性能监测和设备维护能力。

在使用该解决方案前,CAFC 与 ABB 合作开展了数字化传动链试点项目,例如位于里维尼亚诺污水处理厂的项目。该项目涉及部署一个传动云连接助手盘,可实现即时云访问,且易于安装。

在变频器的调试过程中,即可同步配置云连接助手盘,安装简单快速。同时,云连接助手盘还预装了窄带物联网调制解调器、SIM卡和高容量天线,可自动连接信号最佳的可用网络。

目前,CAFC 每年对所有输水管网的电机和泵进行一次维护,仅需派一名电工和一名机械师即可完成作业。据CAFC预计,其未来对设备现场维护的次数将会持续减少,间隔周期将会更长。

节能增效

全球近三分之一的电机配备了变频器,以减少能源消耗。当这些电机和变频器应用实现联网时,便能传输有关能源消耗和能源效率的宝贵数据,这些数据可助力水务公司更清晰地识别能源浪费的潜在因素。

掌握了这些信息后,水务公司能够更准确地识别和解决之前可能被忽视的影响能效的问题。这些问题可能包括部件选型过大、电机能效等级较低、可变负载流程持续以最大产能运行或资产状况恶化等。

Saneago是位于巴西戈亚斯州的一家水务公司,通过实施该解决方案,该公司每年可节省约70万美元的 泵的能耗支出。Saneago在其四个进水泵站中安装了ABB的智能变频器、电机、传感器和远程调节工具,使用15 台高效低压电机和变频器来控制水泵的速度和转矩,能耗降低了 25%。

整体解决方案

这些案例充分表明,智能供水系统的应用不仅能够为用户提升效率、节省时间,还能有效减少财力与人力成本。然而,考虑到水循环涉及处理、分配、可持续性、消费以及基础设施管理等多个环节,水行业的数字化解决方案必须具备整体性。因此,水务公司必须放眼全局,不可只局限于某一功能的优化,而应综合考虑各个环节,以实现整体效益的更大化。

数字化解决方案为应对和管理多重挑战带来了新机遇。通过实现互联操作,数字化解决方案能够显著提升效率,有效应对各种挑战,这一点在能源和交通运输行业已得到验证。如今,全球水行业也迎来了实现这些优势的重要时刻。

逆势前行:2023中国自动化市场负增长下的未来之路

今年的政府工作报告提出,2024年国内生产总值增长预期目标定在5%左右。这一目标充分体现了中国经济稳中向好的积极信号。与此同时,面对复杂多变的国内外环境,有效需求不足、部分行业产能过剩、社会预期偏弱等挑战依然存在。

当前,中国经济正面临转型周期交错叠加时期,全球经济结构性重构,中国经济结构性转型进入深水区,消费变革、提质升级蔚然成风,产业出清步伐加速、内卷程度大幅提升,人工智能、物联网、大数据等新兴技术全面深入产业发展,技术变革浪潮进一步加深。

周期叠加带来的不确定因素增加,2024年或许注定是动荡变革的一年。工业自动化企业如何谨慎应对各种变革信号,如何穿越周期,实现既能稳定可持续的生存,又能获得适度的进化与成长,透视变革与动荡,如何拥抱变化中可能产生的机遇?

3月14日,2024中国自动化+数字化产业年会现场。2024中国工业自动化市场白皮书重磅发布,与此同时,gongkong®市场研究与咨询业务团队还隆重推出重点产品自动化市场趋势分析、重点行业自动化市场趋势分析、中国自动化市场热点领域趋势分析。以鲜鲜的行业数据、宏观的经济分析、中观的政策和产业分析为业内用户提供有效参考和帮助。

2024中国工业自动化市场白皮书

面对全球经济格局的变化和技术革新的冲击,中国工业自动化市场面临着前所未有的挑战和机遇。尽管经济下行、产业升级及全球供应链重构等多重压力叠加,但是,技术进步和国产替代趋势下自动化行业正迎来新的发展空间。面对如此复杂多变的市场环境,工业自动化市场又将迎来怎样的发展趋势?

gongkong®副总裁、市场研究与咨询业务总经理 陈然

会上,中国工控网副总裁、市场研究与咨询业务总经理陈然重磅发布《2024中国工业自动化市场白皮书》。他率先对2023年工业自动化整体市场情况进行总结:在面对全球化倒退、出口承压、国内产能过剩、内需乏力等不利因素下,2023年中国工业及制造业企业盈利水平大幅降低,投资意愿低迷。叠加产业链库存高企,新兴产业拉动力不足。中国工业自动化市场2023年同比呈现负增长。

面对国内外复杂多变的环境及行业变革背景,尽管2023年中国工业自动化整体市场不尽人意,但他仍看好未来发展潜力。陈然表示,伴随去库存周期入尾声,制造业企业债务压力逐步缓解,设备更新升级诉求逐步释放以及中国制造业“外溢”出海,未来中国工业自动化市场仍有一定机遇。预计未来中国自动化市场保持1-3%同比增长。

从行业角度来看,项目型市场预计增幅趋缓,传统OEM市场底部缓慢回升。新兴行业中,锂电行业需求预计同比下滑,光伏产能短期过剩风险加剧,新增需求压力较大。伴随自动化内卷时代到来,自动化产业集中度或将进一步提升,产业链高度协同,生态圈高频整合。数字化、低碳环保仍将是长期驱动力。

最后,他还针对国内各区域支柱产业及新型产业集群进行归纳总结,为业内人士提供了深入洞察和前瞻性分析。

中国工业自动化市场热点领域趋势分析

当前中国工业自动化市场正处于变革与创新的关键期,众多领域的技术创新与市场需求的融合,塑造着行业发展的新格局。

gongkong®市场研究与咨询业务,市场研究总监李红

在“中国工业自动化市场热点领域趋势分析”环节,gongkong®市场演讲与咨询业务,市场研究总监李红从存量服务、企业出海以及新能源、新技术、新政策等维度展开介绍。

首先,她指出中国自动化市场正处于成熟后期的发展阶段,存量市场规模将大于一万亿元,同时对存量市场衍生的产品需求、细分行业需求及服务需求进行深入剖析。

其次,她认为中国制造业“走出去”势在必然,并结合数据解析了近十年来中国商品出口情况、对外投资、区域投资情况,同时指出,以光伏、新能源汽车、锂电为代表的“新三样”出口居全球首位,此外,中国工业自动化企业的海外业务布局正在逐步深化和拓展。最后,她表示,未来能源、工业AI落地、新质生产力、新政策等这些新驱要素将为产业创新注入新的活力与价值。

重点产品自动化市场趋势分析自动化行业的发展离不开产品的创新和高质量发展,随着科技的演进和制造业需求变化,产品在产业中的发展趋势和影响力备受关注。gongkong®市场演讲与咨询业务,市场研究总监张凤济对重点产品自动化市场趋势进行详细解读。

她从宏观角度概述了2023年自动化市场整体态势,即“去库存、生态圈融合”弥漫整个自动化圈。

▶ 从细分自动化产品大类看 ,除执行机构微幅增长外其他类产品均呈现不同程度的下滑,其中运动控制类产品下行显著,远低于市场平均水平。

▶ 从细分主流的自动化产品看,PLC、HMI、伺服、传感器、低压变频器等产品2023年表现不及疫情期间的表现,其中PLC虽有所增长,但增速明显减缓,HMI、伺服、传感器、低压变频器等产品均呈现不同程度的下滑。

随即,她对2023年“去库存”的根本原因和市场表现展开说明,这一轮库存的大幅增加主要源于2022年缺货和涨价的恐慌所带来的客户去提前透支未来的订单,故以PLC、伺服、低压变频器为代表的产品订单额表现远不及销售额表现。

▶此外,从国别角度看,多数自动化产品本土品牌份额逐步提升,主要源于 2021~2022年外资品牌高缺货的压力叠加下游客户认可度和粘性的提升。

▶从未来预测的角度看,未来多数工业自动化产品的增长预期处于低位,竞争也会更加激烈,但整体解决方案以及数字化业务仍然有较大潜力空间。并且自动化行业内生态圈的融合成为大势所趋。

除了自动化产品表现外,她还分享了工业机器人、AGV/AMR、工业软件、人形机器人等热点产品和热点领域的表市场现。

重点行业自动化市场趋势分析

2023年,出口遇冷、内需低迷、投资乏力,加之供应链分流和去库存效应,我国制造业面临多重挑战,自动化+数字化市场陷入低谷,不同行业呈现出不同发展态势及相关市场机遇。

中国工控网市场研究与咨询业务,市场研究总监潘雪松在《重点行业自动化市场趋势分析》演讲中率先总结了过去十年自动化市场基本处于波动周期的情况。并深入OEM行业、项目型行业细分子行业市场发展情况、TOP 10行业主要区域分布情况展开分析,并结合数据对OEM行业及项目型行业市场规模及增速情况进行充分说明。

他强调2020~2021年,OEM自动化市场增速明显是明显好于项目型市场,主要基于智能装备的拉动及出口拉动所带来的需求释放。而2020-2023年又形成了一个新的波动周期。对于2024年OEM市场走势,他认为整体继续下探的动力不足,新增和存量市场相关的政策行情都将直接影响其未来走势。

同时,他指出项目型市场已经连续6-7年一直处于正向增长且增幅相对较高的状态,预计在未来1-2年,很可能会回归到低速增长阶段。

此外,他还针对传统行业和新兴行业中的亮点行业展开分析,为业界人士提供了有价值的参考和启示。

在这充满各种变局信号的2024年,中国制造业面临着前所未有的挑战和机遇。尽管经济和产业格局错综复杂,但我们坚信,正是在这样的风雨洗礼中,中国制造业将焕发出更加坚韧的生命力和创新力。就如同春风拂面,必将迎来春花烂漫的美好时刻,相信中国制造业在变局中经历了蜕变与复苏后,将走向更加繁荣和可持续的未来。

当前工业传感器技术在智能化和精准化方面的发展趋势

智能化发展趋势:

集成人工智能:工业传感器正逐渐集成先进的人工智能算法,使设备能够进行实时数据分析和预测性维护。这种智能化使得传感器不仅是数据收集的工具,还能作为决策支持系统的一部分。

边缘计算:随着计算能力的提升,许多传感器现在能够在数据产生的地方即时处理信息,减少了对中心服务器的依赖,降低了延迟,并提高了数据处理的效率。

物联网(IoT):传感器是物联网的核心组件,它们使设备能够相互通信并集成到更广泛的工业自动化系统中。这种集成为远程监控、自动化操作和智能优化提供了可能。

精准化发展趋势:

高精度传感器:为了满足工业应用中对精确度的高要求,传感器技术正在向更高的精度和分辨率发展。这包括温度、压力、流量等各种类型的传感器。

多传感器融合:通过结合来自不同类型传感器的数据,可以提高测量的准确性和可靠性。这种多传感器融合技术在复杂环境中尤其有用,如在动态或变化的环境中进行精确测量。

校准和自适应技术:现代工业传感器越来越多地采用自适应技术进行校准和调整,以确保在不同环境条件下都能保持高精度。

总的来说,工业传感器技术在智能化和精准化方面的发展,正在推动工业自动化向更高级别的自主性和效率迈进。这些技术的进步不仅提高了生产效率,还有助于降低运营成本、提高产品质量和增强安全性。随着技术的不断进步,我们可以预期未来工业传感器将在智能制造和工业4.0中扮演更加关键的角色。

人工智能开创网络安全新纪元:2024 年预测

近几年来,人工智能 (AI) 一直是网络安全领域的赌注,但大型语言模型 (LLM) 的广泛采用使 2023 年成为尤其令人兴奋的一年。事实上,大型语言模型已经开始转变网络安全的整个格局。然而,它也产生了前所未有的挑战。

一方面,大型语言模型使处理大量信息变得容易,让每个人都可以利用人工智能。大型语言模型可以为管理漏洞、防止攻击、处理警报和响应事故提供惊人的效率、智能和可扩展性。

另一方面,攻击者也可以利用大型语言模型来提高攻击效率,利用大型语言模型引入的额外漏洞,而滥用大型语言模型可能会造成更多网络安全问题,例如由于人工智能的普遍使用而导致的无意数据泄露。

大型语言模型的部署需要一种新的网络安全思维方式。这种思维更具活力、互动性和个性化。在硬件产品的时代,硬件只有在被下一个新版本的硬件取代时才会发生变化。在云时代,可以更新软件并收集和分析客户数据来改进下一版本的软件,但前提是发布了新版本或补丁。

现在,在人工智能的新纪元,客户使用的模型有了自己的智能,可以不断学习,根据客户的使用情况改变 — 要么更好地服务于客户,要么向错误的方向倾斜。因此,我们不仅需要在设计中建立安全性 — 确保我们构建安全的模型并防止训练数据中毒 — 而且还要在部署后继续评估和监控 LLM 系统的安全性、保障性和道德性。

最重要的是,我们需要在我们的安全系统中内置智能(例如向儿童灌输正确的道德标准,而不仅仅是规范儿童的行为),这样他们才能适应性地做出正确而坚定的判断,而不会轻易被不良意见所迷惑。

大型语言模型为网络安全带来了什么,是好还是坏?我将分享我们在过去一年中的收获以及我对 2024 年的预测。

 

回顾 2023 年

一年前(大型语言模型时代之前),我在撰写机器学习在网络安全中的未来时,指出了人工智能在网络安全领域面临的三个独特挑战:准确性、数据短缺和缺乏基本事实,以及三个虽然常见但在网络安全领域更为严峻的人工智能挑战:可解释性、人才稀缺和人工智能安全。

一年后的现在,经过大量探索,我们发现大型语言模型在这六个领域中的四个领域帮了大忙:数据短缺、缺乏基本事实、可解释性和人才稀缺。另外两个领域 — 准确性和人工智能安全,是极其关键的,但仍然非常具有挑战性。

我从两个方面总结了在网络安全领域使用大型语言模型的最大优势:

1.数据

标注数据

使用大型语言模型帮助我们克服了没有足够“标注数据”的挑战。

要使人工智能模型和预测更准确、更适合网络安全用例,就必须要有高质量的标注数据。然而,这些数据很难获得。例如,很难发现能让我们了解攻击数据的恶意软件样本。遭到入侵的企业并不热衷于分享这些信息。

大型语言模型有助于收集初始数据并根据现有的真实数据合成数据,对其进行展开以生成有关攻击来源、载体、方法和意图的新数据,然后使用这些信息来构建新的检测,而不局限于实地数据。

基本事实

正如我一年前的文章中提到的,我们并不总是掌握网络安全的基本事实。我们可以使用大型语言模型,通过发现我们的检测与多个恶意软件数据库之间的差距、降低误报率和频繁地重新训练模型来显着改善基本事实。

2.工具

大型语言模型特别擅长使网络安全运营变得更容易、更用户友好、更具可操作性。到目前为止,大型语言模型对网络安全的最大影响体现在安全运营中心 (SOC)。

例如,利用大型语言模型实现 SOC 自动化背后的关键能力是函数调用,这样有助于将自然语言指令转化为可直接操纵 SOC 的 API 调用。大型语言模型还可以协助安全分析师更智能、更快速地处理警报和事故响应。大型语言模型使我们能够通过直接从用户那里获取自然语言命令来集成五花八门的网络安全工具。

可解释性

以前的机器学习模型表现很好,但无法回答“为什么?”的问题。大型语言模型有望通过准确而自信地解释原因来改变游戏规则,这将从根本上变革威胁检测和风险评估。

大型语言模型快速分析大量信息的能力有助于关联来自不同工具的数据:事件、日志、恶意软件系列名称、来自常见漏洞和暴露 (CVE) 的信息,以及内部和外部数据库。这不仅有助于找到警报或事故的根本原因,还可以极大地缩短事故管理的平均解决时间 (MTTR)。

人才稀缺

网络安全行业的失业率为负。我们没有足够的专家,人类也无法追赶海量的警报。鉴于大型语言模型的优势:快速汇集和消化大量信息、理解自然语言命令、将命令分解成必要步骤以及找到执行任务的正确工具,大型语言模型极大地减轻了安全分析师的工作量。

从获取领域知识和数据到剖析新的样本和恶意软件,大型语言模型可以帮助我们更快、更有效地促进构建新的检测工具,使我们能够自动完成从识别和分析新的恶意软件到查明不良行为者的工作。

我们还需要为人工智能基础设施构建正确的工具,这样每个人不必成为网络安全专家或人工智能专家,也能从在网络安全领域利用人工智能中受益。

 

2024 年的三大预测

人工智能在网络安全领域的应用越来越广泛,很明显,我们正处于一个新时代的开端 – 也就是通常所说的“曲棍球效应”增长的早期阶段。我们对能够改善安全状况的大型语言模型了解得越多,就越有可能在充分利用人工智能方面领先于潮流(以及我们的对手)。

我认为,在网络安全领域,有很多方面都已经成熟,可以讨论越来越多地使用人工智能来放大力量,对抗复杂性和不断扩大的攻击载体,但有三件事很突出:

1.模型

人工智能模型将在创造植根于网络安全需求的深入领域知识方面取得巨大进步。

去年,人们对改进通用大型语言模型给予了很多关注。研究人员努力让模型变得更智能、更快、更便宜。然而,这些通用模型可以交付的功能与网络安全的需求之间存在巨大差距。

具体来说,我们的行业不一定需要一个巨大的模型来回答“如何制作佛罗伦萨鸡蛋”或“谁发现了美洲”这样多元的问题。相反,网络安全需要超精确模型,具备网络安全威胁、流程等深入的领域知识。

在网络安全中,准确性至关重要。例如,我们每天在 Palo Alto Networks 处理来自世界各地 SOC 的超过 75TB 的数据。即使 0.01% 的错误检测判定也可能是灾难性的。我们需要具有丰富安全背景和知识的高精度人工智能,提供专注于客户安全需求的定制服务。换句话说,这些模型需要执行的具体任务更少,但精确度更高。

工程师们在创建具有更多垂直行业和特定领域知识的模型方面取得了巨大进步,我相信,以网络安全为中心的大型语言模型将在 2024 年出现。

2.用例

网络安全领域的大型语言模型将出现变革性用例。这将使大型语言模型对于网络安全不可或缺。

2023 年,每个人都对大型语言模型的惊人能力感到无比兴奋。人们用这把“锤子”去敲击每一颗“钉子”。

2024 年,我们将了解到并非每个用例都最适合大型语言模型。我们将针对与大型语言模型的优势相匹配的特定任务,推出真正的大型语言模型赋能的网络安全产品。这将真正为客户提高效率、改善生产力、增强可用性、解决现实问题并降低成本。

试想一下,能够阅读成千上万有关安全问题的剧本,例如配置端点安全设备、排除性能问题、使用适当的安全凭据和权限引入新用户,以及逐个供应商地分解安全架构设计。

大型语言模型以可扩展且快速的方式消耗、总结、分析以及生成正确信息的能力将改变安全运营中心,并彻底变革调度安全专业人员的方式、地点和时间。

3.人工智能安全与保障

除了利用人工智能实现网络安全之外,如何在不损害人工智能模型智能的情况下构建安全的人工智能和安全的人工智能使用也是一个重要的话题。在这个方向上已经有很多讨论和伟大的工作。2024 年,真正的解决方案将得到部署,尽管这些解决方案可能只是初步的,但它们将是朝着正确方向迈出的一步。此外,还需要建立智能评估框架,动态评估人工智能系统的安全性和保障性。

请记住,大型语言模型也可能被不良行为者所利用。例如,黑客可以使用大型语言模型轻松生成大量质量更高的网络钓鱼电子邮件。还可以利用大型语言模型来创建全新的恶意软件。但行业在使用大型语言模型方面正在采取更加协作和战略性的行动,帮助我们相对于对手取得领先并保持领先。

2023 年 10 月 30 日,美国总统约瑟夫·拜登发布了一项行政命令,内容涉及负责任且适当地使用人工智能技术、产品和工具。这项命令的目的涉及要求人工智能供应商采取一切必要手段,确保其解决方案用于适当用途,而非恶意目的。

人工智能安全和保障代表一种真正的威胁 — 我们必须认真对待这种威胁,并且要假设黑客已经在设计部署来攻击我们的防御。人工智能模型已经得到广泛使用,这一简单事实导致攻击面和威胁载体大幅扩张。

这是一个充满活力的领域。人工智能模型每天都在进步。即使是在部署人工智能解决方案后,模型也会不断发展,永远不会保持静止。我们非常需要持续的评估、监控、保护和改进。

越来越多的攻击将使用人工智能。作为一个行业,我们必须把开发安全的人工智能框架作为首要任务。这就好比当今的登月计划,涉及供应商、企业、学术机构、政策制定者、监管机构 — 整个技术生态系统的通力合作。毫无疑问,这将是一项艰巨的任务,但我想我们都意识到这是一项多么重要的任务。

结语:最好的还在后头

在某种程度上,ChatGPT 等通用人工智能模型的成功已经让我们在网络安全方面被宠坏了。我们都希望能够构建、测试、部署并不断改进我们的大型语言模型,使它们更加以网络安全为中心,但我们却被提醒,网络安全是应用人工智能的一个非常独特、专业、棘手的领域。我们需要从数据、工具、模型和用例这四个关键方面入手,使其发挥作用。

好消息是,我们可以接触到许多聪明、坚定的人,他们有远见,能够理解为什么我们必须推进更精确的系统,将功能、智能、易用性以及最重要的网络安全相关性结合起来。

我有幸在这个领域工作了很长时间,Palo Alto Networks 内部的同事和我们周围的行业每天都在取得进步,这让我感到非常兴奋和欣慰。

回到预言家这个棘手的问题上,我们很难对未来有绝对的把握。但我确实知道这两件事:

2024 年将是人工智能在网络安全领域大显身手的一年。

而与未来相比,2024 年将显得黯然失色。

论声像仪的应用领域和技术特点

声像仪的概念首次出现在 19 世纪末期,由生理学家 J.R.Ewald 研究内耳功能时提出。它是一种用于分析、定位和可视化声源的设备,不仅可以让人知道声音来自哪里,还可以进一步展现声音的特征。

完整的现代声学相机通常由麦克风阵列、摄像头和显示设备构成。麦克风采集声音,经处理后以不同颜色的光斑和摄像头拍摄的画面叠加(投影)并在显示器中显示。

基于声学成像技术,利用麦克风阵列获取声源声波信息,通过波束成形和图像识别算法,将声源位置准确叠加在可视影像之上,实现声源的可视化定位。

超声源声波,又称为超声波,超声波即频率超出人耳可听范围的声波。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000Hz的声波称为“超声波”。

声像仪与热像仪区别

声像仪是一种通过物体表面发射的声波获取表面或内部缺陷信息的检测仪器。其原理类似于超声波探伤仪,通过将高频声波射入被测物体内部,并对射入声波后反射回来的信号进行分析,从而获得内部缺陷的特征信息。

热像仪则是一种通过物体表面辐来的红外线能量来检测物体表面温度分布的测量仪器。其原理即为测量物体表面的热辐射能量,并将数据转换成数字信号,进而分析出物体表面的温度分布情况。

一、特点

(1)声像仪让声音可视化,通过声像仪,人可以“看见”可听声和超声波的声源位置和强度。

(2)声像仪可以通过调节声强和频率的阈值排除环境的干扰信息,从而精准分析特定声源信号所含有的信息。

(3)部分高端声像仪还有本机软件可以把声强频率信息转化成气体泄漏量的评估和局放PRPD图展示。

二、应用

(1)气体泄漏检测,主要包含压缩气体泄漏、可燃性气体泄漏、有毒气体泄漏、腐蚀性气体泄漏以及惰性气体泄漏等。声像仪在检测气体泄漏时,与气体介质无关,任意种类的气体泄漏都可检测。

(2)电气设备局部放电检测,声像仪通过检测高压设备、电力电缆、绝缘体等设备局部放电产生的声波信号来识别和定位放电源,帮助维护人员及时发现和处理潜在电气故障,保障电力设备的正常、安全运行。

(3)机械振动,声像仪还可以通过捕捉机械振动发出的异响,进而定位出异响所在位置。

(4)声像仪的应用行业:工业气体、电力电网、石油化工、汽车、航空、轨道交通、制造业等。

三、技术参数

(1)麦克风通道,指声像仪所具有的麦克风通道数量,如FOTRIC声像仪有96个麦克风通道。

(2)定位频率范围,指声像仪能捕捉的声音频率范围,如2kHz ~ 65kHz,2kHz ~ 96kHz。

(3)声压灵敏度,指声像仪在捕捉声音时对声压强度判断的精准度。该参数对实现一些量化应用功能尤为重要,例如在判断气体泄漏时,FOTRIC声像仪的精度能做到在三米的范围内,0.3兆帕的气压条件下检测到0.03 升 / 分的泄漏。

(4)测量声压级范围,指声像仪可以检测并量化的声压级(SPL)的范围,如6 dB 至 120 dB( 1 dB SPL @ 5 kHz)