Промышленный искусственный интеллект в Индустрии 4.0: систематический обзор, проблемы и перспективы

С появлением инициативы «Индустрия 4.0» производственные среды становятся все более динамичными и взаимосвязанными, но одновременно и принципиально более сложными, характеризующимися дополнительными взаимозависимостями, неопределенностями и генерированием больших объемов данных. Последние достижения в области промышленного искусственного интеллекта продемонстрировали потенциал этой технологии для содействия производителям в решении задач, связанных с цифровой трансформацией киберфизических систем, благодаря применению прогнозной аналитики на основе данных и поддержке принятия решений в чрезвычайно сложных, нелинейных и зачастую многоэтапных средах. Однако промышленное внедрение таких решений за пределами экспериментальных пилотных проектов по-прежнему остается относительно низким, поскольку реальные производственные условия создают уникальные и сложные вызовы, к которым организации еще не готовы. Поэтому цель данной статьи состоит в двух аспектах. Во-первых, представлен систематический обзор современной литературы по промышленному искусственному интеллекту с акцентом на его применение в реальных производственных средах для выявления основных обеспечивающих технологий и ключевых принципов проектирования. Во-вторых, сформулирован ряд ключевых проблем и возможностей, которые должны быть рассмотрены в будущих исследованиях, а также предложена концептуальная структура для устранения разрыва между исследованиями в этой области и обрабатывающей промышленностью с целью содействия промышленному внедрению посредством успешного перехода к цифровой, основанной на данных корпоративной культуре. Эта статья является одной из первых работ, предлагающих четкое определение и целостное представление о промышленном искусственном интеллекте в контексте Индустрии 4.0, а также выявляющих и анализирующих его фундаментальные компоненты и текущие тенденции. Ожидается, что полученные результаты помогут исследователям и производителям лучше понять требования и этапы, необходимые для успешного перехода к Индустрии 4.0 при поддержке искусственного интеллекта, а также проблемы, которые могут возникнуть в ходе этого процесса.