AI 驱动工厂基建：三阶段数智化升级实战

专题连载

33 个核心场景

AI 驱动制造数智化

连载 2

人工智能在工厂数字基础设施建设场景中的应用

数字基础设施是助推企业数智化转型的“生命线”，囊括算力、网络、安全三大关键领域，直接支撑智能制造全场景落地。引入人工智能技术，分阶段打造融合算力动态调度、网络自适应调节、安全主动防御的智能数字基础设施体系，依托深度学习实现资源自优化、网络自愈合、安全自防护，成为制造企业突破瓶颈的关键。

核心实施逻辑：结合企业数字化基础差异，按“基础适配—智能升级—融合赋能”分阶段推进，聚焦算力、网络、安全三大核心，以 AI 技术为支撑，逐步实现从“被动运维”向“主动智能”转型，兼顾成本可控与效能提升，贴合企业循序渐进的转型节奏。

一、分阶段实施要点与方法

企业数字基础设施建设需避免“一步到位”的激进投入，结合自身生产规模（大型装备制造、中小零部件制造）、数字化基础，分三个阶段引入 AI 技术，每个阶段聚焦核心目标，层层递进。

第一阶段：

基础适配阶段（1-3 个月）——夯实底座，AI 辅助优化。核心目标：完成基础数字基础设施搭建，引入轻量化 AI 技术，解决资源浪费、基础安全防护等痛点，适配数字化基础薄弱的中小制造企业。

实施要点：

1. 算力层面：梳理企业核心算力需求（如生产仿真、数据采集、AI 检测），搭建基础算力集群，引入 AI 动态调度雏形算法，实现算力资源的初步分配与监控，避免算力闲置；

2. 网络层面：优化车间内网、工业互联网架构，部署 AI 网络监测工具，实时捕捉网络卡顿、延迟等问题，实现简单的自适应调节；

3.安全层面：引入 AI 基础防护工具，基于历史安全数据训练简易模型，实现常见安全风险（如设备入侵、数据泄漏）的初步预警。

实施方法：

优先选用成熟、低成本的开源 AI 工具，避免复杂算法投入；联动 DCMM 数据治理规范，完成基础设施相关数据（算力占用、网络参数、安全日志）的采集与标准化；成立专项小组，联合生产、IT 部门，梳理核心需求，确保 AI 技术贴合生产实际（如离散制造侧重算力分配，流程制造侧重网络稳定性）。

第二阶段：

智能升级阶段（4-8 个月）——核心突破，AI 深度赋能。核心目标：聚焦算力、网络、安全三大核心，引入深度学习技术，实现算力自优化调度、网络自愈式协同、安全自主防护，适配有一定数字化基础的制造企业。

实施要点：

1. 算力层面：搭建 AI 算力调度平台，引入深度学习算法，结合生产计划（如订单波动、产线切换），实现算力资源动态分配，优先保障核心场景（如在线检测、虚拟仿真）的算力需求；

2. 网络层面：部署 AI 网络自适应调节系统，通过深度学习分析网络流量、设备连接状态，实现网络带宽自动分配、故障自愈，解决车间设备多、连接杂导致的网络不稳定问题；

3.安全层面：构建 AI 主动防御体系，基于深度学习训练多维度安全模型，实现恶意入侵、异常数据访问、设备异常运行的实时预警与自动处置，筑牢安全防线。

实施方法：

结合企业生产特性选型 AI 模型（离散制造选用强化学习算法优化算力调度，流程制造选用神经网络算法优化网络协同）；搭建一体化数据中台，实现算力、网络、安全数据互通，支撑 AI 模型训练；开展小范围试点（如一个生产车间），收集运行数据，迭代优化 AI 模型参数。

第三阶段：

融合赋能阶段（9-12 个月）——全场景融合，支撑智能制造。核心目标：构建一体化智能数字基础设施体系，实现算力、网络、安全的协同联动，通过 AI 技术打通基础设施与智能制造全场景（生产、研发、运维）的衔接，适配数字化基础较好的大型制造企业。

实施要点：

1. 算力层面：优化 AI 算力调度平台，实现算力与生产场景的动态联动，根据生产节拍、订单变化自动调整算力分配，支撑智能设计、在线检测等全场景算力需求；

2. 网络层面：实现 AI 网络自愈与协同调度，打通车间内网、企业外网、工业互联网，确保生产设备、管理系统、供应链平台的无缝衔接；

3. 安全层面：构建全流程 AI 安全防护体系，覆盖基础设施、数据传输、应用场景全环节，实现安全风险的提前预判、自动处置与全程追溯；

4.融合层面：将 AI 驱动的基础设施与智能制造全场景深度融合，实现资源高效利用、风险提前预警，支撑柔性生产、远程运维等高级场景落地。

实施方法：

搭建一体化智能基础设施管理平台，整合算力、网络、安全的 AI 模型，实现协同管控；引入数字孪生技术，构建基础设施虚拟镜像，实时映射运行状态，通过 AI 仿真优化体系性能；联动两化融合管理体系，确保基础设施建设与企业数字化转型战略同步，实现效能最大化。

二、典型案例

案例 1：

某中小型零部件制造企业（离散制造）——分阶段 AI 赋能基础设施升级。该企业数字化基础薄弱，前期面临算力闲置、车间网络卡顿、设备入侵风险等问题，按三阶段推进 AI 应用：第一阶段，引入轻量化 AI 算力调度工具与网络监测工具，完成基础数据标准化，算力利用率从 45% 提升至 65%，网络卡顿频次减少 70%；第二阶段，部署 AI 深度学习调度算法与网络自适应系统，结合零部件生产订单波动，实现算力动态分配，网络故障自愈时间缩短至 5 分钟内，同时搭建 AI 基础安全防御体系，安全风险预警准确率达 85%；第三阶段，搭建一体化智能基础设施平台，联动生产车间的在线检测、物料配送等场景，实现算力、网络、安全协同优化，支撑柔性产线落地，生产效率提升 28%，运维成本降低 22%，贴合中小离散制造企业“低成本、高时效”的需求。

案例 2：

某大型装备制造企业（中车下属配套企业）——AI 构建一体化智能基础设施。该企业数字化基础较好，需支撑智能设计、虚拟仿真、远程运维等全场景应用，实施过程中：引入深度学习技术，搭建 AI 算力动态调度平台，结合装备生产的仿真、检测需求，实现算力资源智能分配，算力利用率提升至 82%；部署 AI 网络自愈式协同系统，打通车间内网与工业互联网，解决多设备、多场景连接的网络瓶颈，网络稳定性提升 95%；构建 AI 主动防御体系，通过深度学习分析安全日志，实现恶意入侵、数据泄露的提前预警与自动处置，安全风险发生率下降 90%；最终构建一体化智能数字基础设施体系，支撑智能制造全场景深度应用，产品研发周期缩短 30%，生产运维效率提升 35%，成为装备制造企业基础设施智能化升级的标杆。

三、小 结

制造企业数字基础设施建设引入 AI 技术，需遵循“分阶段、重适配、强协同”的原则，通过基础适配、智能升级、融合赋能三个阶段，构建融合算力动态调度、网络自适应调节、安全主动防御的智能体系，既能提升资源利用率、提前防控风险，又能支撑智能制造全场景落地，为企业数智化转型筑牢“数字底座”。

武汉智和信具备工信部两化融合管理体系咨询服务资质，是全国两化融合管理体系标准工作组正式成员单位、湖北工业互联网产教融合创新发展联盟副理事长单位、中国两化融合服务联盟成员单位，是湖北省经信厅工业互联网服务资源池机构，武汉市数字化转型服务优秀咨询机构。智和信多位咨询老师被聘为相关地市数字化转型咨询服务专家、政府质量奖评审专家，也是相关省市智能制造、两化融合、企业上云、互联网 + 等项目评审专家。

近十年来，智和信为中铁大桥局、东莞玖龙纸业、东风日产、武汉 TCL、中冶南方、锐科激光、光迅科技、博世华域、中韩石化、华新水泥、三环锻造、东风设备、摩托罗拉、中车长客、航天三江红峰等 300 多家企业提供两化融合管理体系咨询服务，是全国知名的两化融合 4A 级咨询服务机构。

近二十年来，智和信为龙安集团、中国电信、中国移动、中国化学第六建设公司、黄埔文冲船厂、西飞、宝钛股份、宝桥集团、湖北福耀玻璃、苏泊尔炊具、蒙牛乳业、大运汽车、联特科技、东信和平、江苏双良集团、广东电信、黄鹤楼科技园集团等近 200 家企业提供战略管理、卓越绩效模式、制度体系、流程重构、卓越质量工程、薪酬绩效、内控、数字化转型等咨询培训服务。