王 浩 王 寧

（1.中材高新材料股份有限公司，山東 淄博 255000；2.淄博高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)先進(jìn)陶瓷研究院，山東 淄博 255000）

1 前言

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。近三十年來人工智能技術(shù)獲得了迅速的發(fā)展，在很多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果。專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)系統(tǒng)、模糊辨識是人工智能技術(shù)的三大支柱，它們已經(jīng)越來越深入地應(yīng)用于工程領(lǐng)域中的故障診斷、工況預(yù)報和監(jiān)控、工程設(shè)計（包括配方設(shè)計）中[1]。

改革開放以來，借助于我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國陶瓷制品的產(chǎn)量和陶瓷企業(yè)數(shù)量都有了大規(guī)模的增長。目前，我國的陶瓷總產(chǎn)量位居世界第一位，是世界上最大的陶瓷生產(chǎn)國和出口國。但建筑陶瓷行業(yè)仍存在整體利潤較低、產(chǎn)品創(chuàng)新力度不夠、產(chǎn)品綜合競爭力差等問題。此外，受國家節(jié)能環(huán)保政策的影響，陶瓷行業(yè)的發(fā)展模式正在從以“量增長”為主的模式轉(zhuǎn)向“調(diào)整優(yōu)化存量、做優(yōu)做強(qiáng)增量”并存的發(fā)展模式。我國建筑陶瓷企業(yè)為了適應(yīng)新形勢下的發(fā)展要求，逐步把人工智能技術(shù)應(yīng)用到建筑陶瓷生產(chǎn)行業(yè)中，為建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展注入了新的活力，為建筑陶瓷立于世界領(lǐng)先地位，做出了積極努力。

2 現(xiàn)階段建筑陶瓷制造業(yè)發(fā)展中遇到的主要問題

2.1 產(chǎn)品需求増勢趨于平緩，產(chǎn)品存在結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩

中國是世界陶瓷制造中心和陶瓷生產(chǎn)大國，年產(chǎn)量和出口量多年居世界首位。但是受國際金融危機(jī)深層次的影響，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度開始放緩，資料顯示，我國的瓷磚產(chǎn)量從2014 年以后幾乎沒有增長，市場對建筑陶瓷的需求量增速趨于平緩，尤其是低端建筑陶瓷產(chǎn)品。在國內(nèi)，房屋建筑行業(yè)的增速收縮也限制了建筑陶瓷的需求量的增長。另外，由于瓷磚生產(chǎn)商忽視保溫隔熱性能，溫度應(yīng)力、溫度變形和、耐酸耐堿和耐久性能、節(jié)材節(jié)能性能、以及與外墻保溫系統(tǒng)的可靠組合連接構(gòu)造方式的研究，使瓷磚難以滿足建筑節(jié)能、綠色建筑和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)需求，導(dǎo)致每平方米商品房的銷售瓷磚消耗量也在逐漸減小。目前，我國建筑陶瓷行業(yè)存在結(jié)構(gòu)性的產(chǎn)能過剩問題，尤其是低端產(chǎn)品、同質(zhì)化產(chǎn)品過剩嚴(yán)重。

2.2 出口壓力增大的同時，進(jìn)一步受到外來產(chǎn)品的沖擊

我國連續(xù)多年遭遇反傾銷調(diào)查，2011 年9 月歐盟對我國瓷磚征收高達(dá)近70%的反傾銷稅，2012年年初印尼對我國陶瓷進(jìn)行反傾銷調(diào)查。此外，印度、韓國、泰國、阿根廷等國家也先后挑起對華瓷磚反傾銷，并引發(fā)多國對我國瓷磚聯(lián)動發(fā)起反傾銷調(diào)查，這對我國瓷磚出口造成較大影響。除了反傾銷，印度、越南等新興陶瓷產(chǎn)業(yè)國的崛起，和中國陶瓷產(chǎn)能的國外轉(zhuǎn)移，也導(dǎo)致了我國瓷磚產(chǎn)品出口下滑，自2015年以來瓷磚出口創(chuàng)匯由上升開始轉(zhuǎn)為下滑。

另一方面，隨著我國人民生活水平的不斷提高，人們對生活品位的追求也在不斷提高，瓷磚已不再局限于傳統(tǒng)裝修中的防滑與美觀性能，而是開始打破傳統(tǒng)，成為提升人們生活品位與藝術(shù)文化的媒介。進(jìn)口瓷磚在產(chǎn)品設(shè)計、滿足個性需求，產(chǎn)品質(zhì)量、立體感觀、和產(chǎn)品的整體細(xì)節(jié)都有優(yōu)于國內(nèi)瓷磚的地方，近年來我國進(jìn)口瓷磚的金額也逐年增加。

目前，我國建筑陶瓷行業(yè)面臨著內(nèi)有追兵，外有堵截的雙重壓力，建陶企業(yè)經(jīng)營壓力增大，利潤空間進(jìn)一步被壓縮。

2.3 環(huán)保政策日益收緊，企業(yè)面臨選擇性生存困難

建筑陶瓷行業(yè)是高污染、高耗能、高排放行業(yè),生產(chǎn)過程中消耗大量礦產(chǎn)資源和能源，產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣、粉塵等對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。近年來，我國政府出臺了一系列政策措施加大節(jié)能減排力度，各地方政府也制定相應(yīng)法令、法規(guī)，整治行業(yè)污染，河南、山東、珠三角等地更是將建陶列入禁止新建范圍，建筑陶瓷行業(yè)面臨資源、能源和環(huán)境問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

受國家宏觀調(diào)控和節(jié)能減排的影響，大部分建筑陶瓷企業(yè)面臨著選擇性困境。

上述問題的存在，嚴(yán)重阻礙了我國建陶行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，為了生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的建陶產(chǎn)品，很多廠家將人工智能技術(shù)引入到了從產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)到銷售的各個環(huán)節(jié)，從而促進(jìn)了問題的解決。比如，2015年佛山東鵬建立了國內(nèi)第一家“建筑陶瓷智能工廠”，2016 年佛山恒力泰機(jī)械建設(shè)了“年產(chǎn)200 臺（套）建筑陶瓷智能制造裝備及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，佛山科達(dá)潔能的“陶瓷裝備智能服務(wù)平臺”被列入2016年廣東省智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目[2]。2017以來，佛山歐神諾的建筑陶瓷企業(yè)智能工廠、佛山新明珠的綠色智能制造示范工廠、樂華的建陶智造網(wǎng)絡(luò)平臺、亞細(xì)亞湖北咸寧的大理石瓷磚智能化生產(chǎn)線、重慶唯美的機(jī)器代人生產(chǎn)線、諾貝爾的瓷拋磚工藝、蒙娜麗莎的綠色工廠等多個項(xiàng)目陸續(xù)落地[2]，這些公司或在單項(xiàng)技術(shù)、單項(xiàng)設(shè)備上，或在整條生產(chǎn)線、工廠上，實(shí)現(xiàn)了人工智能的突破，極大促進(jìn)了我國建筑陶瓷行業(yè)的智能化進(jìn)程，推動了產(chǎn)品檔次的提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和產(chǎn)品綜合競爭力的提升。

3 人工智能在陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

3.1 在建陶產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用

在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)，采用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，可以使設(shè)計使用的材料和設(shè)備簡化，設(shè)計創(chuàng)意空間更加靈活開闊，充分模擬現(xiàn)實(shí)，預(yù)視效果逼真[3]。對于造型復(fù)雜的陶瓷產(chǎn)品，可以通過3D 智能數(shù)字化的手段對陶瓷產(chǎn)品的外觀和性能進(jìn)行設(shè)計，將所需的造型輸入到3D打印機(jī)中，通過3D打印技術(shù)打印出該造型，并對其強(qiáng)度、質(zhì)量等進(jìn)行模擬運(yùn)算和調(diào)整，使得產(chǎn)品的設(shè)計更加精細(xì)。此外，通過3D打印技術(shù)，企業(yè)可以有效地與消費(fèi)者面對面溝通，就產(chǎn)品的顏色、圖案、形狀等外觀等進(jìn)行協(xié)商，及時對設(shè)計稿進(jìn)行修改，并按照消費(fèi)者的需求和喜好設(shè)計出最終產(chǎn)品，有效地滿足了消費(fèi)者的需求，提高了產(chǎn)品的差異化競爭能力。

3.2 在建陶產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用

從產(chǎn)品配方的優(yōu)化、設(shè)備和系統(tǒng)的升級到工藝、生產(chǎn)線升級等方面，人工智能技術(shù)貫穿了各個方面，在一些工廠，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的自動化生產(chǎn)和生產(chǎn)線的數(shù)字化提升改造，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個陶瓷生產(chǎn)銷售管理的智能化。

建筑陶瓷配方的調(diào)配是一個復(fù)雜的問題，同樣的原材料，不同的產(chǎn)地，最終的配方也會有差別，制品在燒制的過程中容易受到各種條件的影響，且沒有一個通用的理論公式輔助人們計算材料的比率，而是需要相關(guān)的研究人員根據(jù)溫度等條件結(jié)合長期的工作實(shí)踐對配方進(jìn)行改進(jìn)。人工智能技術(shù)在優(yōu)化陶瓷配方方面的應(yīng)用，充分利用了人工智能技術(shù)的專家系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)配方調(diào)控的智能化，通過電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的配方調(diào)控，以使配方達(dá)到最合理，在生產(chǎn)成本降低的同時使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。

窯爐監(jiān)控是建筑陶瓷生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要工序，通過對窯爐參數(shù)的監(jiān)控，可以及時調(diào)整燒成制度，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。模糊控制與人類的思維方式具有較高的契合度，在陶瓷產(chǎn)業(yè)的智能化中有著更加廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，模糊技術(shù)一般與PID控制結(jié)合，建立更加復(fù)雜的復(fù)合型控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而減少控制過程中出現(xiàn)的偏差，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平。此外，在穩(wěn)態(tài)偏差的調(diào)節(jié)工程中融入PID控制系統(tǒng)，可以使得控制更加精準(zhǔn)，保證了陶瓷產(chǎn)業(yè)的管理更加科學(xué)全面。

3.3 在建陶產(chǎn)品銷售中的應(yīng)用

通過計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以促進(jìn)解決產(chǎn)能過剩的問題。利用大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)，對企業(yè)的銷售情況、產(chǎn)品銷售變化等進(jìn)行統(tǒng)計和分析，找出滿足需求的生產(chǎn)方案，并靈活地根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行生產(chǎn)計劃的調(diào)整，制定有彈性的生產(chǎn)計劃，盡可能使得供需之間的關(guān)系達(dá)到一定的平衡，減少產(chǎn)能的浪費(fèi)。

另外，企業(yè)可以對產(chǎn)品目標(biāo)市場進(jìn)行充分的調(diào)查，收集相關(guān)市場信息，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對生產(chǎn)計劃進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整，并制定有針對性的銷售計劃。銷售部門還可以通過計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用總結(jié)出不同地區(qū)對建筑陶瓷的不同需求，并有針對性地對相關(guān)地區(qū)制定銷售計劃，從而爭取產(chǎn)品的利潤最大化。

3.4 在建陶企業(yè)管理中的應(yīng)用

目前，無論是陶瓷生產(chǎn)的配方還是生產(chǎn)線參數(shù)的控制與檢測、陶瓷的造型設(shè)計和產(chǎn)品的銷售、企業(yè)管理等各方面都離不開計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和參與。通過計算機(jī)來減少人力的使用成為現(xiàn)階段企業(yè)管理的一項(xiàng)重要手段。機(jī)器代人工程也在很多企業(yè)得以大面積使用。產(chǎn)品的質(zhì)量是最大的競爭力，陶瓷產(chǎn)業(yè)作為我國傳統(tǒng)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，從原料到成品工藝程序復(fù)雜，每一項(xiàng)工序都將直接或間接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，通過人工智能技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督和調(diào)控成為現(xiàn)階段建筑陶瓷業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，通過電子信息技術(shù)，工人可以隨時對生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)督和調(diào)控，從而有效地提高產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)出更加優(yōu)質(zhì)的建筑陶瓷產(chǎn)品。

4 總結(jié)

通過人工智能技術(shù)的使用，可以有效地優(yōu)化建筑陶瓷生產(chǎn)的各個工序，減少生產(chǎn)的能耗和成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高企業(yè)的綜合競爭力，從而推動企業(yè)的不斷發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)從“中國制造”到“中國智造”的歷史性跨越已指日可待。