价值链视角下人工智能技术在建筑陶瓷产业管理中的应用

(景德镇陶瓷大学 江西 景德镇 333403)

一、引言

随着人工智能的不断发展以及它所蕴含的巨大潜力，世界上的各个国家都对其极力追捧，中国也不例外。李克强总理在十三届全国人大一次会议上发表2018年政府工作报告时，指出要做大做强新兴产业集群，实施大数据发展行动，加强新一代人工智能研发应用，在医疗、养老、教育、文化、体育等多领域推进“互联网+”。该报告中再一次强调了人工智能将给中国带来的新的历史发展机遇。同时国家出台的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划》(2018-2020年)也从产业支撑体系、智能制造、整体核心基础能力、重点产品等四个目标出发提出了人工智能与实体经济的深度融合发展计划。由此可见，人工智能已被提升到了我国的未来发展战略的高度之上，它将成为未来中国经济发展的新动力。为此本研究以建筑陶瓷(下称建陶)产业为切入口，将建陶产业与人工智能结合在一起，来推动建陶行业的发展，之后将人工智能的应用扩大到传统制造业领域，推动我国传统制造业在经济发展的新常态下，成功实现转型升级，帮助我国在经济的富强之路上不断向前发展。

二、当前建陶产业发展存在的问题及原因

(一)供大于求，出现产能过剩

从中国建筑卫生陶瓷协会的相关统计数据获知，近11年来，我国每年生产的建陶产品的数量都十分惊人，整体变化呈现出先增加后减少的趋势。其中在2008年至2014年间我国建陶产量逐年递增，由57.55亿m2增加到了102.30亿m2，7年的时间产量增加了44.75亿m2；之后从2015年到2018年，建陶产量经历了2015年的小幅下降和2016年的缓慢回升后维持在了2017年的101.50亿m2，但在这之后建陶产量开始出现了“断崖式”下落趋势，到2018年底，数值骤减为90.11亿m2，减少了高达21.39亿m2。但即使建陶产品的供给量有如此大的锐减，在2018年的世界主要陶瓷砖生产国的产量对比中，我国依旧占据着世界第一的位置，占比高达56%，高于其他所有国家的产量总和。建陶产量如此庞大，而需求却在缩减，因为未来装配式建筑将崛起，目前许多省(市)都先后制定出了装配式建筑的规划目标，目前已有21个省(市)出台了计划，提出了到2020年装配式建筑面积占新建面积的具体占比，进一步地有12个省(市)还给出了到2025年的具体实现目标，由此看出，装配式建筑的兴起将对建陶的未来需求带来冲击，此外近年来随着国家对房地产市场加大了管控力度，与建陶产业一衣带水的房地产市场，未来增长将放缓，结合国家统计局公布的房地产市场的相关数据，2008年-2017年房地产市场的平均从业人员、土地购置面积、房屋新开工面积增长幅度在不断减小，由此导致建陶产品的需求将进一步减少。总之，综合当前房地产市场的发展态势和装配式建筑的逐步普及，我国建陶产品的有效需求将出现不足①。

(二)反倾销频发，导致出口下滑，进口上涨

从2001年加入WTO以来，我国建陶产品的出口一直都在遭受来自其他国家的反倾销调查，截止到2019年，我国已先后遭到印度、韩国、巴基斯坦、欧盟、美国、海湾六国、马来西亚、沙特阿拉伯等将近40个国家的反倾销调查，反倾销事件接连不断，导致建陶产品的出口量和出口额均出现了下降趋势，从2008年到2015年，建陶出口量从6.71亿m2一路上升到了11.39亿m2，增长率达70%左右，但之后从2016年形势开始变得不利，建陶出口开始下滑，到2018年底，已减少为6.92亿m2，退回到了十几年前的出口水平；同时建陶的出口额同样也在下降。然而建陶的进口却一路高歌，根据2008年至2018年的相关数据，建陶进口无论是在进口数量还是在进口额上都有着显著的上升，进口数量从4.37万吨增加到了12.01万吨，上涨了7.64万吨，增幅为175%，进口额从4.95万美元上涨为14.90万美元，涨幅同样高达201%。②

(三)主营业务收入减少，煤改气等原因导致建陶企业出现“倒闭潮”

一方面，受到环保政策的影响，各建陶产区的建陶企业及生产线不断受到环保问题的困扰，时常发生建陶企业及生产线被关停的现象；另一方面，从2011年到2018年，规模以上建陶企业在主营业务收入上，整体呈现出不断减少的趋势，主营业务收入由2011年的3170亿元一路飞涨到2016年的5036亿元，涨幅高达58.86%，但至此以后，急转直下，近两年的增幅分别-20.97%和-28.09%。受到以上两方面的影响，建陶企业处境堪忧，企业数量从2011年的1448家，减少为2018年的1265家，短短几年就少了183家，其中仅2018年一年就少了137家，占到了退出总数的74.86%，2019年1-5月又有104家企业退出③。

(四)高排放、能耗大，使得污染严重、产品质量不稳定

根据质检总局公布的2008年-2017年全国建陶企业陶瓷砖的“国抽”结果，发现建陶产品在2009-2012年间的不合格率相对偏高，每年的不合格率均达到13.41%以上，而余下其他年份不合格率虽相对有所降低，但还是存在质量问题。除了建陶产品质量不稳定外，建陶生产过程中还存在高能耗、高污染现象。2018年我国建陶产量为90.11亿m2④，若以1m2需要20kg-40kg泥沙和石料来换算的话，将一年耗费18022万吨到36044万吨的泥沙和石料；而以1m2耗费1.4L-1.5L的重油来看的话，年耗费量将达126.154亿升-135.165亿升，此外用建陶的每百万美元能耗和其他国家进行对比，则我国的每百万美元能耗相当于世界平均水平的3.1倍，日本的9倍，OECD国家和地区的4.3倍，我国建陶的能耗占到了总生产成本的30%-40%，窑炉能源利用率低于美国，仅为美国的三分之一左右[1]。建陶产业的高能耗和低能源利用率，最终带来了严重的资源浪费及污染问题。

(五)营销模式单一，经销商模式占主导

目前，我国建陶产品的营销模式主要有区域代理制、分公司代理制、经销商代理制、建材超市、电子商务等五种模式，而在这当中，传统的经销商代理制依旧占据着不可撼动的主体地位，在整个的建陶产品的销售市场中占到六成的比例，余下的四种模式中，分公司代理制占到两成左右，建材超市模式占比一成左右，区域代理制和新兴的电子商务模式共占比一成[2]。可以看到，建陶产品的营销还是以传统模式为主，而这种传统模式的营销手段相较于电子商务的模式，显现出许多的劣势，如：覆盖面积小、库存成本高、区域间联合程度低、产品调配缺乏全局观、销售数据收集不方便等等，所以在未来的销售中，应该逐步使电子商务模式成为主体模式，而在此背后就需要人工智能技术作为支撑。

三、未来人工智能在建陶产业中的应用

基于当前建陶产业中存在的诸多问题，未来人工智能技术在建陶产业的生产活动中的作用将逐步显现。将来，人工智能将在建陶产业的价值链当中的产品生产、质量检测、销售、售后等环节发挥巨大的作用，帮助建陶企业改变以往的发展模式，使自身转变为资源节约、环境友好、可持续发展的新型现代企业，并在此过程中实现产能的不断扩大，生产成本的不断降低，最终为其带来更好的经济效益。以下具体从几个方面来详细展开叙述和说明。

(一)解决产能过剩问题

利用大数据分析技术，以企业以往的历史销售数据、近期的销售数据作为参考对建陶产业未来的市场需求做出大致预测，从而根据预测结果对企业当前的生产活动进行调整，转被动为主动，将以往以企业自定的生产计划为引导的生产模式转变为以市场未来需求为导向的生产模式，通过这种方式，企业的生产计划就转变为了一种弹性的生产计划，可以随市场需求的变化而做出相应调整，从而使企业成为“随市而动”的现代化企业，从顾客端逆向推动建陶产品的生产，以市场的实际需求来量化生产量的多少，由此逐步保持供给与需求之间差额，甚至使两者达到等量，最终实现供需平衡。

(二)解决产品压制成型问题

在此环节当中，借鉴人工智能在物联网领域的实际应用，利用人工智能中的3D智能数字化技术，结合一些相应的智能设备，首先把需要压制成型的建陶产品的非数字化图案运用3D智能数字化技术转化成数字化模型，之后将其输入到3D打印机中，最后3D打印机将根据数字化模型顺利打印出特定造型的建陶产品[3]。其间，在打印过程当中，还能借助与3D打印机相连接的智能设备实现对打印过程中产品的某些特性(如：强度、质量等等)进行实时全程监控，一旦发现有任何异常的情况发生，立即依照反馈的信息对打印的产品进行相应调整，保证了产品压制成型环节顺利进行，通过这种方式，将大大缩短企业的生产时间，保证产品的成形率，提高企业的生产效率。同时，这种3D智能打印技术也可以解决某些消费者的个性化定制需求，当有消费者提出要定制个性化的建陶产品时，企业可以通过与消费者的交流、沟通，得到消费者对心目中的建陶产品的颜色、形状，图案等方面的偏好，最后根据消费者的偏好打印出相应的建陶产品。

(三)解决产品质量问题

想要解决建陶产品的质量问题，可以从两方面入手，一是在产品还处于烧制的阶段时，利用专家系统对窑炉内的压力、温度、烧成气氛等三项指标进行实时监控，如有异常，随时将数据调整到正常的范围内，保证烧制过程的顺利进行，从而间接地保证建陶产品的质量，提高产品的合格率；二是利用机器人，对已烧制好的建陶产品进行二次检测，对产品的尺寸、吸水率、破坏强度、断裂模数等检测项目进行数据读取，然后与合格产品的各项数据进行比对，挑选出不合格产品，保证最终产品出厂时的合格率。通过以上两方面的检测，可以大大提高产品的合格率，消除以前因人为因素所造成的产品质量问题。

(四)解决节能减排问题

建陶的节能减排，最主要是对建陶产品的烧制过程进行监控，通过专家系统对窑炉运行过程中的能源消耗和污染物排放进行监控，从而最大限度地节约能源和减少污染物的排放，使企业实现绿色生产。具体地，在实际生产过程中，一方面专家系统可以通过实时对窑炉内的含氧量、燃料燃烧时所释放热量的大小等硬性指标，判断燃料是否处于完全燃烧的状态，如若燃料未处于完全燃烧状态，则自动调整空气进入量，使燃料完全燃烧，节约能源；另一方面，利用专家系统对窑炉所排出的烟气中含有的SO2、NOX、颗粒物、氟化物、氯化物及重金属(Pb、Cd)等污染物的含量进行测定，之后针对这些污染物通过“双碱法”⑤除去污染物中的硫，通过喷淋系统去除颗粒物等手段，最后把烟气中各种污染物降到规定的标准后才排放到大气中。

(五)解决产品销售问题

针对建陶产品的销售过程，可以大体将其分成售前、售中、售后三个部分，并具体针对每一个部分的情况，将相关的人工智能技术更好地运用到其中并最终把三者完整地衔接起来。

1.售前准备：大数据+数据挖掘技术

在建陶产品开始销售以前，建陶企业可以建立一个客户数据库，把每个地区的消费者所购买建陶的种类、规格、数量、图案等历史数据汇总到该数据库中，之后利用人工智能的数据挖掘技术对所收录的大数据进行分析，得到不同地区的消费群体对建陶产品的消费偏好和消费能力。从而把所得到的信息反馈给企业的管理层，帮助建陶企业在产品生产过程中做出合理的规划，同时根据不同地区的消费群体制定出与之相适应的营销策略，吸引潜在消费者，帮助企业扩大市场份额，最终增加企业的销售收入。

2.售中调控：智能在线数据收集系统

在建陶产品的销售过程中，利用企业计算机前端的智能在线数据收集系统把各地经销商计算机终端的产品销售相关的数据自动收集起来，并用数据挖掘技术进行分析，掌握各地库存的变化情况。从而对产品销量巨大，库存消耗速度快的地区，系统自动提醒经销商及时补充库存；而产品销售不佳，库存大量积压的地区，系统会指导经销商把库存转运到距离最近的其他销量好的地区，帮助经销商清理库存，缓解库存压力。

3.售后服务：在线虚拟客服机器人

传统的建陶产品售后服务过程当中，由于消费者与建陶企业之间的关联度不强，所以一旦消费者发现所购买的产品出现问题需要维修时，企业往往不能及时有效地安排相关人员去进行维修，从而导致消费者流失，同时损坏了企业的形象。为了解决这一问题，企业可以开发基于人工智能技术的智能在线虚拟客服机器人，并将线下的售后服务人员与客服平台进行绑定，企业通过客服机器人在产品售出后每隔一段时间就让消费者对所购买的产品进行评价，企业根据消费者反馈的信息对产品进行改进并为消费者提供迅速、高效的售后服务，与消费者保持强烈的联系。通过这种形式企业就和消费者建立了一一对应的关系，提高了消费者的忠诚度，同时因为企业在原有消费群体中的良好口碑，消费者自愿成为企业的宣传者，从而为企业带来更多的消费群体。

四、结论

通过将人工智能技术应用到建筑陶瓷价值链的各个环节中，可以使企业实现生产成本的下降和在产品的质量检测、压制成型等方面实现创新，让企业的市场竞争力不断攀升。随着人工智能的不断向前发展，相信在不久的将来，人工智能将使我国传统的制造业发生根本性的变革，让中国的制造业企业真正实现从“中国制造”到“中国智造”的历史性跨越，最终实现中国国民经济的飞速发展。

【注释】

①数据来源：国家统计局《中国统计年鉴2018》、陶瓷信息微信平台、尹虹陶瓷频道微信公众号、中国建筑卫生陶瓷年鉴相关数据整理

②数据来源：陶瓷信息微信平台、尹虹陶瓷频道微信公众号、中国建筑卫生陶瓷年鉴相关资料整理

③数据来源：中国建筑卫生陶瓷协会、国家质检总局相关数据整理陶瓷信息微信平台

④数据来源：中国建筑卫生陶瓷协会

⑤陶瓷信息报