人工智能行业：公用事业的智能之路

8月2018人工智能： 公用事业的智能之路以简驭繁思与行 THE BIG23 传统软件VS.人工智能 第7页83%83%的顶级欧洲公用事业公司高管认为，需要优先发展人工智能业务。第5页43%43%的顶级欧洲公用事业公司高管认为，人工智能将推动新型商业模式发展。 第8页>20%未来一至五年内，人工智能有望将公用事业的效率提高超过20%。 第13页Think:ActAI in utilities 思与行公用事业人工智能3公用事业行业正处在发展的十字路口。监管严格、风险低、回报稳定、投资周期较长、可预测性较强的传统模式时代即将过去。受实时价格与智能技术推动，更加复杂、更加市场化的新型模式逐渐出现。新模式强调低碳、去中心化、数字化和能源行业各部门间的合作。以海上风电为例，过去，海上风电市场调控力度较大，享受固定的上网电价补贴。短短几年间，海上风电市场高度自由化，补贴极低，竞争加剧。新的能源系统反应速度更快、更加智能、高度依赖数据与技术。例如，通过优化运营和决策，智能软件可以自动管理供需匹配。为跟上行业发展的速度，公用事业必须开发人工智能技术：或者独力进行创新，或者沿用适应现有资源的“配置模式”。从中长期来看，选择第二条道路的公用事业公司失去竞争优势的风险更高。为有效地管理新型数字化能源系统，公用事业公司必须进行变革，关注以数据为基础的方法。简而言之，企业必须提高智能化水平。人工智能将成为能源行业解决方案重要的组成部分。《2001太空漫游》中高智能电脑HAL那种全知全能的人工智能系统仍然只是科幻小说中的素材，但这种技术正在迅速以各种方式更有针对性地应用到商业领域中。预先编程的机器与操作系统不仅要利用数据与算法承担特定的工作，更要实现自学习，逐渐发展到基本取代人类智能的程度。正如我们对欧洲顶级公用事业企业高管的调查显示，整个行业已经意识到人工智能技术的重要性；这也是本报告的核心内容。导言：能源行业正在快速转型，人工智能为应对这种变化提供了新的解决方案。封面图片: antoniokhr / istockphoto 思与行公用事业人工智能4独创性研究人工智能在商业领域的潜在应用范围非常广泛。例如，虚拟客服助理或“机器人”可以学习自动处理账单或账户问题的电话查询业务；预测性维护系统无需人类干预，可以预测并解决工业机器出现的问题，有效降低50%的维修成本。人工智能技术尤其适合拥有海量数据的新型能源系统。人工智能可以完美地预测或平衡供需、处理智能电网产生的海量数据以优化运营。例如，谷歌利用人工智能优化平衡服务器群组的工作负荷，成功地降低能耗，并可节约40%的冷却成本。在很大程度上，一些人工智能工具可以立即投入使用，快速实现效率提升。效率提升所节约的成本可以进行再投资，强化市场优势、开发创新商业模式等，而这正是新型能源系统所需要的。我们的调查结果也证实了人工智能的这一潜力，83%的受访者表示，发展人工智能的优先级较高。43%的受访者则认为该项技术将促使新商业模式的出现。 A然而，公用事业行业中人工智能的应用一直较为缓慢。只有23%的受访者表示公司拥有明确的人工智能战略，只有17%的受访者认为公司比较容易获得所需的数据。建议本报告重点关注人工智能近期在公用事业部门中的实际应用。我们以调查结果、市场数据与其他外部资源为基础，对人工智能进行详细分析，考察人工智能在欧洲公用事业部门的应用与潜力及其重点用例，为人工智能的开发提供明确的建议。我们的研究结果表明，人工智能将成为更为复杂的、以数据为基础的新型能源系统的关键发展动力，在日益严峻的环境中成为提高运营效率的关键工具。因此，为保持竞争力，公用事业公司需要更加关注人工智能的发展。“如今，我们低估人工智能的重要性，就像是几年前低估光伏的重要性一样。”企业首席信息官 思与行公用事业人工智能5资料来源：罗兰贝格人工智能市场数据1 只统计完整数据A未来一至五年内人工智能的战略地位在人工智能发展战略这一问题上，大多数受访者(60%)表示将“追随”业内的先行者，希望直接利用成熟产品“未来五年中人工智能的战略地位如何？” n=511高度优先发展人工智能，希望成为人工智能的先行者23%60%12%5%战略地位一般，希望直接利用成熟产品战略地位较低没有人工智能相关的发展计划非常重要一般重要不太重要不重要 思与行公用事业人工智能6为充分了解人工智能在公用事业领域的潜力，解释人工智能的含义、分析人工智能的重要性、提供实际用例来说明人工智能技术的应用方式等非常重要。人工智能的含义在商业环境中，人工智能的职能非常明确：智能化地利用数据与自学习算法来提高自动化水平与效率。人工智能可以为机器赋予应用程序，例如预测与决策支持，并最终推动新型的长期商业模式出现。传统软件将输入的数据通过严格的算法处理后输出，例如，企业可以利用预先编程、规则明确的软件来管理员工薪酬。人工智能软件则是通过向算法输入与输出数据，让算法自主学习，预测未来的输出数据。例如，邮件机器人可以通过学习由人工发送的历史邮件信息，学习如何回复客户邮件。上述两种类型的软件都可以提高效率，但人工智能的巨大潜力尚未得到充分开发。从语言处理到图像识别，几乎所有工作都需要数据，几乎所有数据都是人工智能的潜在目标。数据源多种多样，包括计算机、电话、传感器或摄像头收录的各种对话、交易记录、测量结果与图像等等。 B大多数人工智能依赖所谓的监督学习，软件利用无错数据进行自我学习。例如，DeepMind公司的AlphaGo程序学习专业围棋选手的海量对弈数据，击败了世界最优秀的围棋冠军。监督学习的一个巨大优势是，如果数据不太准确完善，又不断变化，那么随着数据量增加，人工智能可以不断改进预测结果。输入的数据越多，人工智能的决策水平越高、竞争优势越强。例如，谷歌的搜索引擎可以从每天的海量搜索数据中学习，不断优化性能。但人工智能不是只关注数据量，人工智能还正在进一步发展。下一代人工智能可以学习基本规则，自动生成数据，或从小样本中推断数据。例如，DeepMind公司最新的围棋机器人AlphaGo Zero只了解围棋的基本规则，通过自我对弈进行学习，迅速超越并击败之前的版本。如今，人工智能的价值仍在很大程度上取决于其可获得的内部与外部数据的数量与质量(无论其来自于游戏，传感器或者市场信息)，以及数据存储、组织与处理的方式。为执行日益增多的各类任务，人工智能需要的只是可用的数据、计算机与服务器等技术基础设施、以发展人工智能的原因 人工智能到底是什么？人工智能如何工作？公用事业企业如何利用人工智能？ 思与行公用事业人工智能7010001100100001110001100110000111001001110010011010001101110001011011001001100001000110010000111001100110001110010011100100110100011011100010110110010011000010001100100001110001100110000111001001110010011010001101110001011011001001100001000110010000111000110011000011100100111001001101000110111000101101100100110000100011001000011100011001100001110010011100100110100011011100010110110010011000010001100100001110011001100001110010011100100110100011011100010110110010011000010001100100001110001100110000111001001110010011010001101110001011011001001100001000110010000111000110011000011100100111001001101000110111000101101100100110000100011001000011100011001100001110010011100100110100011011100010110110010011000 01000110010000111000110011000011100100111传统程序输入数据输入数据算法输出数据/答案人工智能输出数据/答案算法B传统软件与人工智能的对比深度神经网络是一种无需定义算法的人工智能，可以利用海量数据自定义算法资料来源：罗兰贝格 思与行公用事业人工智能8对价值创造的影响战略定义现状公用事业人工智能现有的潜力与中期潜力 n=511“贵公司是否已经制定了将人工智能纳入企业发展的战略？”n=511 资料来源：罗兰贝格人工智能市场数据1 只统计完整数据C创造价值与开发战略大多数公用事业公司认为人工智能将对其业务产生巨大影响，但尚未将人工智能纳入核心计划5%18%37%40%目标、战略与执行计划非常明确有目标与相关战略，但尚未制定执行计划有发展目标，但尚未制定相关战略没有任何目标或战略无显著 影响0%43%人工智能将推动新型商业模式发展33%人工智能将提高竞争力31%人工智能将完全改变或取代价值链上的若干流程51%人工智能将完全改变或取代价值链上的某个流程 思与行公用事业人工智能9尽管缺少具体战略，但公用事业企业已经开始意识到人工智能的潜力，50%的受访者表示知道至少一至五个人工智能在公用事业中的用例，15%的受访者了解10个以上的用例。然而，仅44%的受访者已经开始试点项目，或正在对人工智能程序进行测试。“数字化项目的无序发展是企业的通病。”企业首席信息官及对人工智能进行设置的工作人员。因此，我们可以认为，人工智能是一种可以从根本上改变企业经营方式的通用技术。人工智能：公共事业的关键动力新型能源环境的复杂性给公用事业带来了巨大的挑战。传统的商业模式监管严格，投资的长期回报稳定，重视纵向业务整合，主要利用传统的持续发电技术。这种传统模式逐渐被颠覆，取而代之的是正在发展的可持续、数字化与自动化的新技术，而这些新技术对配套的新型商业模式提出了更高的要求。数据聚合可能将成为核心需求。例如，智能家居系统需要集成数据来了解业主喜欢什么时候把暖气打开。多个发电厂将取代目前只有少数的集中发电设施。例如，单独的风机与太阳能电池已经取代了传统的煤炭与天然气设施，公用事业需要依赖(小型的、本地化网络的)智能电网与需求侧管理来对这些灵活的分散式系统进行监控。由此产生的智能电力生态系统将需要处理大量的数据，确保优化利用基础设施，实现供需平衡。为了实现差异化发展、保持竞争优势，公用事业企业很可能不得不放弃现有的以效率为核心的配置模型，进行数字化创新。这种变化也带来了威胁。由于新型能源系统仍处于起步阶段，智能或组织水平较低。人工智能恰恰能够在这里发挥作用。它可以帮助企业在新的复杂环境中找到方向，提供自动优化运营、预测与决策的工具。例如，最近在阿姆斯特丹进行的一个试点项目利用人工智能算法，考虑天气、节假日、电价较低的时间段等影响因素，计算电动汽车成本效率最高的充电时间，帮助共享汽车公司提升了7%的利润。尽管人工智能拥有各种优势，但我们的调查表明，只有5%的受访者拥有明确的人工智能战略与执行计划；39%的受访者表示技术的复杂性是主要障碍。 C 从商业角度来看，人工智能的吸引力非常简单明了：短期的效率提升可以长期推动创新。首先，现有的人工智能产品可以通过快速提高效率来帮助优化现有模式，例如预测性维护（机器学习自我监控和维护，降低高昂的紧急维修费用），自动化客服机器人或自动化能源交易。这些节约出来的成本可以用来投资新的商业模式，例如智能市场或自动驾驶汽车等。这种两步走的方法使人工智能成为新型商业模式以及新型能源系统的关键动力。 思与行公用事业人工智能10用例1自优化燃气轮机西门子的燃气轮机自动控制优化器，使用实时传感数据来持续监控燃气轮机状况，人工智能通过学习根据内外部因素持续调整燃油阀