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工业AI,正在从控制论走向认知论 (下篇)

工业AI,正在从控制论走向认知论 (下篇) 工业 AI 洞察局
2025-11-06
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当我们谈论“工业AI”时,它并不是一个简单的技术替代命题。它关乎整个工业系统的思维方式正在发生根本变化——从“可控”到“可预测”,从“人机协作”到“智能决策”,从“经验驱动”到“数据自进化”。


施耐德电气在2025年的研究中指出:工业AI的真正力量,不在于让机器更聪明,而在于让整个生产系统变得更有“感知力、判断力与韧性”。




工业AI的逻辑转向
从控制论到认知论


传统工业自动化基于控制论逻辑——设定目标、采集数据、调整输出。


控制论(Cybernetics)由美国数学家诺伯特·维纳(Norbert Wiener)于1948年提出,旨在揭示机器、生物和社会系统中信息流、反馈和控制机制的共同原理。


简单来说,Cybernetics = Control + Communication + Feedback


控制论的核心思想之一在于反馈。根据系统实际的输出与期望输出的误差,不断调整输入,消除误差,从而实现系统的控制目标。控制论的另一个核心思想是通信的普遍作用,即控制必然涉及到信息交换,反馈则需要多轮信息交换。我国著名科学家钱学森于1954年在美国出版了《工程控制论》著作,重点探究控制论在工程设计中的实际应用。


值得一提的是,流行的赛博朋克“Cyberpunk”这个词,便是由控制论英文前缀“Cyber”和反叛的英文“punk”构成,集中表达了创作者对信息技术过度发展造成人机冲突、社会失序等问题的科幻设想,并逐步演变为一个艺术流派。



在人工智能与工业领域,控制论是AI发展的理论根基—— AI让系统从“被控制”走向“自我学习、自我优化”,相当于从Cybernetics(控制论)迈向Cognitics(认知论),从而打破了传统的控制论线性闭环。


工业AI能够让系统能够自我学习、自我优化,甚至在不确定条件下作出最优判断


在钢铁、水泥、化工、能源等重工业场景中,这种变化尤为显著:



AI不再只是“执行指令”,而是能够识别异常、推测趋势、提出调整建议。


工厂从被动响应转向主动优化,生产线从“被控制对象”转为“智能主体”。


这意味着工业的“智慧”,开始从控制层迁移到认知层。


控制论(Cybernetics)

认知论(Cognitics)

Control 控制(系统的自我调节)

Learning学习(系统的自我改进)

Feedback 反馈(基于结果的调整)

Sensing 感知(理解上下文环境和意义)

Stability 稳定(保持静止和平衡)

Adaptability 适应性(做出决策和判断)



AI在工业多变量系统中实现自我突破


工业系统的最大挑战是复杂性。一个水泥回转窑就可能有上百个动态变量;传统控制模型难以精确描述这种非线性系统。


AI的价值在于不再追求“完美模型”,而是让数据自己说话:



在石化行业,AI通过机器视觉检测甲烷泄漏,实现更早预警;


在聚合物生产中,通过自学习算法减少过渡期的不合格品;


在电网和微电网管理中,AI通过预测性优化平衡供需、减少排放。


这些并非单点的技术创新,而是对工业复杂性的结构性回应。



从数字孪生到认知孪生
AI重塑工业智能的边界


数字孪生(Digital Twin)曾被视为工业4.0的巅峰——它让企业在虚拟世界中模拟现实工厂的每一个细节。然而AI的出现,正在推动“认知孪生”(Cognitive Twin)的概念:


也就是说,AI不仅仅能够在虚拟世界里模拟设备的状态,更可以模拟人的判断与经验。


在这一体系下,AI不仅知道“机器现在在做什么”,还会预测“机器为什么这么做、下一步该怎么做”。


这意味着,知识不再被动存储于系统文档,而是成为机器行为的一部分。



AI与可持续性
智能化的真正目的不是效率,而是平衡


减少碳排放最直接的方法是停止生产,但真正的工业智能,是在“不停产”的前提下实现“碳中和”的平衡。


AI在此扮演了关键角色:



通过预测模型,提升能源利用效率;


通过异常检测,减少物料浪费;


通过动态优化,实现碳资产与生产效率的双赢。


这是一种新的工业伦理:技术的终极目标不是取代人,而是解放人,让人类得以重新定义生产与可持续的关系







虽然AI变得越来越强大,但相信在未来的很长时间内,它不是万能解药,也无法取代经验丰富的工程师、操作员和调度员。但它的角色正在变化:从辅助工具,走向认知伙伴


施耐德电气称之为“副驾驶模式(Co-Pilot Mode):

AI承担实时分析与判断;

人类负责战略决策与价值权衡。


当“副驾驶”与“驾驶员”彼此信任,工业系统才真正走向智能自治。



【声明】内容源于网络
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