工業(yè)4.0背后的驅動力:人工智能和大數(shù)據(jù)

時間:2022-11-10

來源:千家網(wǎng)

導語:隨著企業(yè)在未來幾年擴大他們的大數(shù)據(jù)和人工智能能力,數(shù)據(jù)專業(yè)人士和擁有商業(yè)分析或數(shù)據(jù)分析碩士學位的個人預計將非常受歡迎。

  我們的目標是跟上并利用所有電腦、移動智能手機、平板電腦和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備產生的數(shù)據(jù)量。

  理解大數(shù)據(jù)和人工智能在我們的數(shù)據(jù)驅動世界中的作用非常關鍵。在任何人知道大數(shù)據(jù)存在之前,它就已經(jīng)席卷了全球。到這個詞被創(chuàng)造出來時,大數(shù)據(jù)已經(jīng)積累了大量的存儲信息。如果利用得當,它可能會提供有關特定數(shù)據(jù)所屬領域的深刻知識。

  對所有數(shù)據(jù)進行分類、解析(將其轉換為計算機更容易理解的格式)以及分析數(shù)據(jù)以增強商業(yè)決策過程的任務很快被發(fā)現(xiàn),人類的大腦無法處理。要完成從復雜數(shù)據(jù)中提取知識的艱巨任務,必須使用人工智能編寫算法。

  理解大數(shù)據(jù)和人工智能在我們的數(shù)據(jù)驅動世界中的作用尤為關鍵。

  隨著企業(yè)在未來幾年擴大他們的大數(shù)據(jù)和人工智能能力,數(shù)據(jù)專業(yè)人士和擁有商業(yè)分析或數(shù)據(jù)分析碩士學位的個人預計將非常受歡迎。我們的目標是跟上并利用所有電腦、移動智能手機、平板電腦和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備產生的數(shù)據(jù)量。

  了解大數(shù)據(jù)和人工智能

  大數(shù)據(jù)和人工智能是由一些技術進步推動的,這些技術進步定義了當前的數(shù)字環(huán)境和工業(yè)4.0.這兩項技術發(fā)展的目標是將當前生成的大量數(shù)據(jù)的價值最大化。

  大數(shù)據(jù)是用于描述大量結構化、半結構化和非結構化數(shù)據(jù)的處理和存儲的術語,這些數(shù)據(jù)有可能被組織和提取成對企業(yè)和組織有用的信息。

  另一方面,人工智能使用各種算法來構建模仿人類功能(例如學習、推理和決策)的機器。接下來,讓我們一起來探索這些尖端技術。

  什么是大數(shù)據(jù)?

  多源海量數(shù)據(jù)的管理是“大數(shù)據(jù)”領域的重點。當數(shù)據(jù)量太大而無法使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理技術時,就會使用大數(shù)據(jù)。很久以前,企業(yè)開始收集有關客戶、價格、交易和產品安全的大量數(shù)據(jù)。然而,最后,事實證明數(shù)據(jù)量太大,人類無法手動評估。

  “大數(shù)據(jù)需要新的處理模式,才能具備更強的決策、洞察和流程優(yōu)化能力,以適應信息資產海量、高增長率和多樣化的需求。”——Garnter

  這個想法傳達了一個非常關鍵的意義。大數(shù)據(jù)現(xiàn)在被視為一種信息資源。我們需要大數(shù)據(jù)時代新的處理方式來處理這些信息資產,因為原有的處理方式無法及時或準確地處理這些數(shù)據(jù)。

  大數(shù)據(jù)的五個V

  大數(shù)據(jù)的特性被用來概括另一個想法。海量數(shù)據(jù)規(guī)模、數(shù)據(jù)快速流動、數(shù)據(jù)類型多樣、價值密度低被麥肯錫列為大數(shù)據(jù)的四大特征。也就是我們通常所說的大數(shù)據(jù)4V特征。大數(shù)據(jù)的定義,是大數(shù)據(jù)在行業(yè)中相當流行的5V特征,是IBM在之后添加了第五個特征后創(chuàng)造的。

  體積(Volume)

  第一個 V 是體積。這意味著在大數(shù)據(jù)時代,需要處理大量數(shù)據(jù)。目前,這種規(guī)模經(jīng)常用于 TB 級數(shù)據(jù)分析和挖掘。

  種類(Variety)

  第二個特征被稱為多種形式的數(shù)據(jù)。之前我們可以處理的大部分數(shù)據(jù)都是結構化的,即以二維表的形式呈現(xiàn)。但在大數(shù)據(jù)時代,必須處理更廣泛的數(shù)據(jù)種類,包括結構化、非結構化和半結構化數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術必須獨立或一起處理這些數(shù)據(jù)。

  價值(Value)

  低數(shù)據(jù)價值密度是第三個屬性。雖然數(shù)據(jù)量很大,但對我們有用的并不多。這些數(shù)據(jù)的價值密度相當?shù)?,因為它們淹沒在龐大的數(shù)據(jù)海洋中。因此,我們必須對億萬數(shù)據(jù)進行過濾和挖掘,但我們可能只能找到幾十個或幾百個有用的數(shù)據(jù)。

  速度(Velocity)

  處理速度快是第四品質。處理數(shù)據(jù)以產生結果的過程過去需要數(shù)周、數(shù)月甚至更長的時間,但現(xiàn)在我們需要在更短的時間內得到結果,比如幾分鐘甚至幾秒鐘。

  真實性(Veracity)

  第五個特征與第三個相關。真實性決定商業(yè)價值的價值是高的或更真實的,即挖掘出來的數(shù)據(jù)的價值是非常高的,無論它是否直接影響我們的決策、為我們提供新的信息或幫助我們改進我們的流程。因此,它更簡單。

  企業(yè)流程可以通過大數(shù)據(jù)和人工智能解決方案實現(xiàn)自動化。

  大數(shù)據(jù)的這些 5V 特性告訴我們,當今使用的“大數(shù)據(jù)”一詞既包括數(shù)據(jù),也包括許多處理方法。為了做出決策或優(yōu)化工作,我們必須從海量數(shù)據(jù)中快速定位和挖掘對我們工作有用的部分數(shù)據(jù)。整個過程被稱為大數(shù)據(jù)。

  大數(shù)據(jù)分析

  分析大量數(shù)據(jù)以查找可能有助于企業(yè)對其運營做出明智決策的信息(例如隱藏模式、相關性、市場趨勢和客戶偏好)的通常具有挑戰(zhàn)性的過程被稱為大數(shù)據(jù)分析。

  組織可以使用數(shù)據(jù)分析技術和流程分析數(shù)據(jù)集并獲得新的見解。有關業(yè)務績效和運營的基本查詢由商業(yè)智能 (BI) 查詢處理。

  高級分析,包括預測模型、統(tǒng)計算法和分析系統(tǒng)支持的假設分析等方面,是大數(shù)據(jù)分析的一個子集。

  什么是人工智能?

  能夠進行邏輯、推理和決策的計算機系統(tǒng)的創(chuàng)建和使用被稱為人工智能 (AI)。這種自學習技術通過使用視覺感知、情緒檢測和語言翻譯,比人類驅動的方法更快地分析數(shù)據(jù)和生成信息。

  雖然看起來大數(shù)據(jù)和人工智能具有無限的潛力,但這項技術也有其局限性。

  你可能已經(jīng)每天都在使用 AI 系統(tǒng)。人工智能被用于世界上一些最大企業(yè)的用戶界面,包括亞馬遜、谷歌和 Facebook。Siri、Alexa 和 Bixby 等個人助理均由 AI 提供支持,這還使網(wǎng)站能夠推薦你可能感興趣的商品、電影或文章。這些有針對性的建議是人工智能的結果,而不是巧合。

  人工智能和大數(shù)據(jù)分析

  盡管收集數(shù)據(jù)長期以來一直是業(yè)務的一個重要方面,但現(xiàn)代數(shù)字工具使其變得比以往更簡單。任何人或公司實際上都很難有效地使用他們收集的數(shù)據(jù),因為數(shù)據(jù)集呈指數(shù)級增長。這就是為什么理解大數(shù)據(jù)和人工智能至關重要。

  具有人工智能功能的應用程序可以快速處理任何數(shù)據(jù)集,無論是來自數(shù)據(jù)庫還是實時收集。企業(yè)正在使用人工智能解決方案來提高生產力、創(chuàng)造個性化體驗、支持決策制定和削減成本。

  數(shù)據(jù)和人工智能經(jīng)常增強分析和自動化,幫助組織轉變其運營。

  大數(shù)據(jù)和人工智能也可用于識別和翻譯語言。

  Microsoft Azure Synapse 等分析技術可幫助組織預測或識別趨勢,從而指導有關工作流、產品開發(fā)和其他領域的決策。企業(yè)的數(shù)據(jù)還將排列成可讀的儀表板可視化、報告、圖表和圖形。

  同時,當創(chuàng)建大數(shù)據(jù)和人工智能解決方案時,企業(yè)流程可以自動化。例如,人工智能可以增強制造業(yè)的安全檢查、預測性維護和庫存跟蹤。任何企業(yè)都可以利用人工智能來評估文件、進行文件搜索和處理客戶服務查詢。

  由于人工智能分析視覺、文本和聽覺表征的方式,盡管它尚未達到或超過人類智力,但技術正變得更容易采用和集成到許多商業(yè)活動中。

  大數(shù)據(jù)和人工智能系統(tǒng)不斷改進其響應并調整其行為以適應新信息。

  雖然看起來大數(shù)據(jù)和人工智能具有無限的潛力,但這項技術也有局限性。讓我們來看看人工智能在五個領域大放異彩,以便全面了解如何在企業(yè)中使用它:

  人工智能可以被訓練組織數(shù)據(jù)、提出建議和幫助語義搜索。這些工具將通過提供滿足其需求的有益信息來增強企業(yè)的數(shù)字產品的用戶體驗。此外,由于企業(yè)的應用程序 AI 將根據(jù)歷史數(shù)據(jù)不斷提高其技能,可以優(yōu)化當前和未來數(shù)據(jù)的效用。

  可以訓練人工智能使用計算機視覺來分析、識別和搜索圖像,這是一種旨在理解圖像和視頻并對其做出反應的算法。具有視覺訓練的人工智能可以存儲和說明文檔并支持物聯(lián)網(wǎng)傳感器陣列。許多部門正在使用視覺跟蹤來提高生產力和效率。

  客戶要求當前搜索引擎的準確性和速度,但將這些高標準與企業(yè)自己的工具相匹配可能具有挑戰(zhàn)性。借助 AI,可以提高數(shù)字工具的搜索能力,使其能夠分析網(wǎng)頁、照片、視頻等,從而為消費者提供他們正在尋找的確切結果。

  通過將語音轉化為文本和文本轉化為語音,人工智能技術經(jīng)常被用于吸引客戶。企業(yè)可以簡單地查看帶有注釋的記錄的記錄的客戶對話,以研究客戶行為或指導人員。企業(yè)還可以在應用程序中創(chuàng)建基于語音的助手,例如 Siri 或 Alexa。

  自然語言處理使我們可以在整個短語中與我們的技術進行對話,就像人們自然地對話和接收有意義的響應 (NLP) 一樣。企業(yè)可以將 NLP 集成到您的應用程序或機器人中,以更好地滿足用戶需求或創(chuàng)建可以進行語音或文本對話的客戶支持工具。這些大數(shù)據(jù)和人工智能特權也可用于識別和翻譯語言。

  大數(shù)據(jù)與人工智能

  在這一點上,毫無疑問,大數(shù)據(jù)將繼續(xù)存在,而人工智能 (AI) 的需求將繼續(xù)保持高位。沒有數(shù)據(jù),人工智能毫無意義,但沒有人工智能就不可能掌握數(shù)據(jù)。因此,數(shù)據(jù)和人工智能正在融合成一種協(xié)同連接。

  通過融合這兩個學科,我們可能會開始識別和預測商業(yè)、技術、娛樂以及介于兩者之間的所有領域的未來趨勢。

  大數(shù)據(jù)是初始的、未經(jīng)處理的輸入,在使用之前必須進行清理、組織和集成;人工智能是數(shù)據(jù)處理的最終智能產品。因此兩者本質上是不同的。

  盡管存在明顯差異,但大數(shù)據(jù)和人工智能仍然有效地相輔相成。

  人工智能是一種計算機,它使機器人能夠以類似于人類的方式執(zhí)行認知任務,例如行動或響應輸入。傳統(tǒng)的計算應用程序也響應數(shù)據(jù),但所有這些活動都需要手動編碼。如果拋出任何類型的曲線球(例如意外結果),程序將無法響應。因此,大數(shù)據(jù)和人工智能系統(tǒng)不斷改進其響應并調整其行為以適應新信息。

  具有 AI 功能的機器用于分析和解釋數(shù)據(jù)、解決問題或根據(jù)這些解釋處理問題。通過機器學習,計算機首先學習如何表現(xiàn)或對某個結果做出反應,然后理解以同樣的方式向前發(fā)展。

  大數(shù)據(jù)只搜索結果而不是對結果采取行動。它描述了數(shù)量驚人的數(shù)據(jù)以及可能極其多樣化的數(shù)據(jù)。結構化數(shù)據(jù),如關系數(shù)據(jù)庫中的事務數(shù)據(jù),可以在大數(shù)據(jù)集中找到,而較少結構化或非結構化數(shù)據(jù),如照片、電子郵件數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)等。

  它們的使用方式也不同。獲得洞察力是使用大數(shù)據(jù)的主要目標。例如,Netflix 如何根據(jù)用戶觀看的內容推薦電影和電視劇?因為它考慮了其他消費者的購買模式和偏好,并推斷出你可能也會有同樣的感受。

  人工智能是關于做出決策并改進這些決策。人工智能正在執(zhí)行以前由人類完成的工作,但速度更快,錯誤更少,無論是自調整軟件、自動駕駛汽車還是分析醫(yī)學樣本。這些主要是大數(shù)據(jù)和人工智能技術的區(qū)別。

  大數(shù)據(jù)和人工智能仍是不可或缺的雙胞胎

  盡管存在明顯差異,但大數(shù)據(jù)和人工智能仍然有效地相互補充。之所以如此,是因為機器學習尤其需要數(shù)據(jù)來發(fā)展其智能。例如,一個機器學習圖片識別程序會研究數(shù)千張飛機的圖像,以確定它是什么構成的,以便將來識別它們。

  大數(shù)據(jù)是起點,但為了訓練模型,它必須充分結構化和集成,以便計算機能夠一致地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的有用模式。

  大數(shù)據(jù)收集了大量的數(shù)據(jù),但在用它做任何有用的事情之前,必須先將不同的數(shù)據(jù)分開。AI 和 ML 中使用的不需要、冗余和無用的數(shù)據(jù)已經(jīng)被“清理”和刪除。這是重要的第一步。

  在那之后,人工智能可以繁榮起來。訓練學習算法所需的數(shù)據(jù)可以由大數(shù)據(jù)提供。有兩種數(shù)據(jù)學習:常規(guī)收集的數(shù)據(jù)和初始訓練,它充當一種泵的啟動。一旦他們完成了初始訓練,人工智能程序就永遠不會停止學習。他們不斷獲取新信息,并且隨著數(shù)據(jù)的發(fā)展,他們會相應地調整他們的行動方案。因此,最初和持續(xù)需要數(shù)據(jù)。

  模式識別在兩種計算機范式中都有使用,但它們以不同的方式使用。大數(shù)據(jù)分析使用順序分析來發(fā)現(xiàn)過去偶爾收集的數(shù)據(jù)或“冷數(shù)據(jù)”中的模式。

  機器學習不斷收集數(shù)據(jù)并從中學習。自動駕駛汽車會不斷收集數(shù)據(jù)、學習新技能并改進運營。新數(shù)據(jù)不斷被接收和使用。這表明大數(shù)據(jù)和人工智能是相互關聯(lián)的。

  大數(shù)據(jù)和人工智能的未來

  物聯(lián)網(wǎng)的快速使用使整個經(jīng)濟中的數(shù)據(jù)數(shù)字化,使人工智能系統(tǒng)現(xiàn)在可以處理或分析它。因此,人工智能在各個行業(yè)和企業(yè)中變得越來越普遍。一些利用大數(shù)據(jù)和人工智能的行業(yè)可以在下面找到:

  醫(yī)療保健中的大數(shù)據(jù)和人工智能

  據(jù) 埃森哲稱,到 2026 年,將 AI 整合到美國醫(yī)療保健系統(tǒng)中每年可節(jié)省 1500 億美元,同時還能改善患者的治療效果。預計大數(shù)據(jù)和人工智能將改變醫(yī)療保健的各個方面,從通過結合診斷成像和術前醫(yī)療數(shù)據(jù)實現(xiàn)的機器人手術,到協(xié)助初步診斷和患者后勤工作的虛擬護理助理。

  自動駕駛汽車開發(fā)中的大數(shù)據(jù)和人工智能

  由人工智能控制的自動駕駛汽車 (AV) 注定會對交通運輸行業(yè)造成重大顛覆。為了成功觀察道路和操作車輛,自動駕駛汽車中包含的人工智能軟件使用來自先進傳感器、GPS、攝像頭和雷達系統(tǒng)的輸入每秒計算數(shù)十億個數(shù)據(jù)點。

  雖然在完全自動化之前仍然存在挑戰(zhàn),但得益于大數(shù)據(jù)和人工智能,高端車輛可以在幾乎沒有人參與的情況下處理基本的駕駛任務。此外,在某些情況下可以在所有駕駛領域自主運行的自動駕駛汽車 (AV) 的測試已經(jīng)開始。

  借助大數(shù)據(jù)和人工智能,自動駕駛汽車可以處理基本的駕駛任務,幾乎不需要人工參與。

  大數(shù)據(jù)與人工智能智能助手開發(fā)

  由于語音識別、預測分析和自然語言處理的進步,數(shù)字助理變得更加動態(tài)和實用。據(jù)專家介紹,隨著消費者遠離鍵盤,隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術的發(fā)展,到 2023 年,語音搜索將占所有互聯(lián)網(wǎng)查詢的 50%。

  工業(yè)自動化系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)和人工智能

  工業(yè)自動化處于物理世界中大數(shù)據(jù)和人工智能應用的最前沿,這得益于全球對機器人的投資飆升,到 2020 年可能接近 1800 億美元。這兩個領域的進步正在結合起來生產更智能、更有能力的機器與以前相比,機器人充當機器的身體,人工智能充當機器的思想。機器人現(xiàn)在可以在工廠或倉庫等非結構化環(huán)境中更自由地工作。他們可以在裝配線上與人類更緊密地合作,這意味著他們不再局限于簡單、重復的工作。

  工業(yè)自動化處于大數(shù)據(jù)和人工智能在物理世界應用的前沿。

  結論

  如今,計算機科學的兩個關鍵領域是大數(shù)據(jù)和人工智能,大數(shù)據(jù)和人工智能領域的研究最近并未停止。人工智能和大數(shù)據(jù)密不可分。首先,由于大數(shù)據(jù)技術廣泛運用了人工智能的理論和技術,這取決于人工智能的進步。其次,大數(shù)據(jù)技術對于人工智能的發(fā)展至關重要,因為該領域嚴重依賴數(shù)據(jù)。我們仍然需要學習新技術,因為大數(shù)據(jù)和人工智能的創(chuàng)新才剛剛開始。


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