知识计算，使能行业智能化升级的全新路径知识计算白皮书 知识计算使能行业智能化升级的全新路径华为云 AI 公众号知识计算官网访问官网留资会由客服回访 公众号回复关键字“知识计算”提供白皮书电子版下载链接 page02page01PREFACE习近平总书记最近指出，互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术日益融入经济社会发展各领域全过程，正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，不断做强做优做大我国数字经济。人工智能作为数字技术的领引力量，是数字经济发展的重要战略抓手。随着社会需求、信息环境以及人工智能基础和目标的转变，促使人工智能已走向2.0。近年来，人工智能2.0向大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、自主智能系统五大方向发展的重要性和影响力已开始展现。当前，我们要认识到，推动人工智能2.0的发展，除了算力、算法、数据之外，还有如知识等其他要素，而其中数据和知识是两个最重要的基本关键元素，多种知识的协同使用，以及知识和数据的联合驱动将能促进人工智能算法与系统的创新，并提高它们的效率与水平。潘云鹤中国工程院院士中国人工智能产业发展联盟理事长知识计算研究各种知识表达、学习并将各类知识转化为可计算的模型，协同数据联合建模，面向行业提供知识应用全生命周期解决方案。知识计算充分发挥知识价值、有效助力人工智能认知、决策和学习，为产业网络化、数字化、智能化的转型提供有力支撑。中国人工智能产业发展联盟、华为云和中国信息通信研究院联合编写的《知识计算白皮书》，多维度、多角度、多层次地剖析了知识在企业从数字化到智能化的过程中发挥的重要作用，综合阐述并客观分析了知识计算从知识层、模型层、算子层到行业应用的框架体系，通过能源、工业、医疗、政务、金融等行业的知识计算应用案例阐释知识计算为产业、行业、企业带来的价值，描绘了未来知识计算在技术、产业、标准、生态等方面的发展愿景。我相信，《知识计算白皮书》的发布将会促进知识计算技术及其产业的发展。知识和数据双轮驱动的人工智能2.0将会大幅度提升人工智能的水平和效率、扩大机器认知与推理的疆域，进一步拓展人工智能行业应用场景，加速产业数字化、智能化、知识化转型升级，成为未来经济增长、科技发展、与产业变革的强大力量。 page04page03PREFACE数字经济是推动经济高质量发展的重要引擎，面对数字化浪潮中急剧增加的海量、复杂数据，以人工智能为代表的智能化技术展现出人力无法企及的优势，在有些领域正在超越人类的智力极限。我国颁布多项政策支持人工智能创新发展，旨在发挥人工智能对传统产业赋能作用，促进人工智能与实体经济加速融合，对于转变经济发展方式、加快建设创新型国家和世界科技强国都具有重要意义。随着深度学习技术的出现和蓬勃发展，人工智能的算法能力得到显著增强。然而AI技术从算法到产品的工程化之路还存在断点，在实践中我们发现很多企业认为“人工智能”就是“算法”，这一定程度上使得AI落地在工程和系统方面的复杂度在设计阶段就被低估，AI科学家不理解产业需要解决什么问题，而产业专家很难将工程难题准确提炼为AI问题，很难找到结合点。而知识计算将行业知识表达为能够被机器所理解和处理的数学模型，再由AI算法对数学模型进行高效求解，帮助克服行业专家建模复杂、求解困难的问题。徐文伟 华为公司董事科学家咨询委员会主任知识计算通过结合行业知识与 AI 技术，缩小行业与AI之间的鸿沟，实现人工知识表达到自动知识构建的转变，帮助 AI 进入企业核心生产系统。华为在智慧城市、智能交通、智能制造、智能医疗、智能机器人等行业的实践，实现了企业把AI引入核心生产系统带来18%以上盈利和效率的提升。《知识计算白皮书》将技术框架与丰富的行业实践相结合，对正在探索行业AI落地的开发者，以及所有相关的技术和服务提供者都具有参考和启示价值。知识计算技术框架需要持续的迭代更新，需要‘产、学、研、用’ 联合起来，共同延展出更多高效、便捷的新算子、新模型。降低建模与求解过程中的人工介入程度，加速技术创新和产业发展，产出世界级成果。 page06page05PREFACE深层次的数字化，是领先企业实现跨越式发展的必然选择。未来所有的基础设施和应用都应该是云化的，都将是云化的。企业数字化数字化转型成功的关键是要用云原生的思维践行云原生，简单说就是全数字化、全云化，AI驱动，一切皆服务。人工智能是深层次数字化的核心驱动力，数字化也为人工智能提供了最丰富的应用场景。经过 60 多年的发展，人们发现由数据驱动的人工智能高度依赖数据的完备度，在行业落地过程中会存在很多局限。因此学术界和产业界的资深学者、专家开始了对下一代人工智能的研究和探索。由于知识可以明显提升AI算法的鲁棒性和可解释性，被认为是推动人工智能走向2.0的关键参与要素。知识计算是华为在人工智能基础创新过程中着力发展的AI根技术。知识计算通过将知识加入到行业问题建模和求解的计算过程中，让模型具备更好的可解释性，使得AI与行业得以深度结合，真正融入进业务流程，解决核心业务问题，催生体验变革、效率提升以及模式创新，加速AI应用行业落地。张平安华为 高级副总裁华为云 CEO《知识计算白皮书》对如何利用AI技术，实现机器将人类的知识转化为可计算模型的技术架构进行了系统性梳理。结合政务、交通、工业、医疗、金融等行业场景的最新实践，直观呈现了知识作为下一代人工智能发展关键要素为AI应用带来的效率、效果提升，为后续建立知识计算标准提供参考和价值启示。白皮书的技术架构中所涉及的技术，有一些已经实现，有一些还在探索，未来的数字世界一定是一个生态的世界，欢迎业界同仁共同努力，构筑面向知识与数据双轮驱动的下一代人工智能新生态。2021年华为在各领域的研发投入将超过1300亿人民币，华为云将华为研发出的领先技术通过云服务的方式提供给千行百业的客户、伙伴和开发者，让企业不必重复“造轮子”，降低研发成本，聚焦创新。华为前三十年重塑了世界的联接，未来三十年，我们将构建智能世界的云底座。基础设施即服务，让业务全球可达；技术即服务，让创新触手可及；经验即服务，让优秀得以复制；知识即服务，让决策可以被运算。深耕数字化，一切皆服务。 从数字化到智能化，重塑企业竞争优势1.1 深耕数字化，人工智能成为核心驱动力1.2 行业渗透率低，人工智能行业落地面临诸多挑战1.3 人工智能与知识的结合，为行业AI 落地提供了新思路01/P11知识计算赋予AI全新的能力，解决核心业务问题3.1 能源知识计算，打造智慧化能源中枢3.2 工业知识计算，促进智能化生产制造3.3 交通知识计算，塑造交通治理新范式3.4 政务知识计算，开启政务服务新模式3.5 医疗知识计算，推动医疗产业再升级3.6 金融知识计算，助力金融智能化转型03/P73对业务进行建模与求解，知识计算构建业务决策智能化引擎2.1 知识模型化、求解自动化2.2 知识计算技术框架：知识、模型、算子2.3 知识计算框架应用典型场景02/P27把握机遇积极布局，共筑开放共赢的产业生态4.1 聚焦知识与AI高效结合，推动人工智能向认知发展4.2 完善知识计算体系的构建，突破知识表达局限4.3 构建知识计算行业标准体系，引导产业健康发展04/P113CONTENTpage08page07 01从数字化到智能化，重塑企业竞争优势 2015-2020数字经济GDP占比图数字经济成为推动经济高质量发展的重要引擎数字经济 GDP 占比逐年提升数字化时代数据量激增，数据成为行业智能化升级关键生产要素，数据开发利用水平成为企业核心竞争力page11page12数字经济作为一种新的经济形态，正成为推动经济发展、质量和效率变革的重要驱动力。近几年，我国数字经济在国民经济中的地位愈发突出。根据中国信通院《中国数字经济发展白皮书（2021）》数据显示，2005年至2020 年期间，我国数字经济占 GDP 比重由 14.2% 提升至 38.6%，数字经济增加值规模由 2.6 万亿元扩张到39.2 万亿元。数字经济总体规模数字经济占GDP比重（增加值口径，亿元，当年价）202038.6%36.2%34.8%32.9%26.1%20.3%15.2%14.2%39200035840231293427173716164094896480922616120192018201720142014200820051.1深耕数字化，人工智能成为核心驱动力数字化浪潮前行过程中，人类社会产生的数据急剧增加，国际数据公司（IDC）对全球数据领域的最新统计显示，预计 2020 年全球将产生超过 47ZB 的数据，而到 2035 年，这一数字将达到 2142ZB。在此期间，企业将积累大量文本、图像、声音、视频数据，这些数据来自企业自身、行业上下游，产业政策、国际形势等场景，企业需要根据自身需求，全面、深入地分析数据，挖掘数据价值。除此之外，信息通信技术使得人类知识更新的速度加快，面对信息的频繁更新，企业需要快速、及时地从数据中获取实时信息，这对企业处理数据的速度提出了更高的要求。来源：中国数字经济发展白皮书，中国信息通信研究院，2021 page13page14人工智能赋能产业智能化转型，助力企业更加全面、快速、深入地分析数据面对海量、复杂的数据，以人工智能为代表的智能化技术展现出人力无法企及的优势。人工智能通过对数据的分析，从数据中提取有效信息、知识，以提升企业运行效率和决策智能化水平，赋能企业生产更加智能、供需匹配更加精准、专业分工更加精细、流程管理更加高效，让企业得以在智能化转型的竞争环境中生存发展。近年来，国家颁布多项政策支持人工智能发展，促进人工智能与实体经济加速融合。 2017 年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，从人工智能技术发展、行业应用、产业增长等方面规划提出三步走战略目标，人工智能首次上升至国家战略层面。今年 3 月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》提出，以人工智能为代表的新一代信息技术，将成为我国十四五期间推动经济高质量发展、建设创新型国家，实现新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化的重要技术保障和核心驱动力之一。与此同时，伴随数据的长期积累，算法的持续提升，以及算力的不断突破，人工智能技术得以快速更新迭代，机器翻译、语音识别、人机对话等技术日益成熟，帮助不同行业解决了诸多复杂场景问题。金融、医疗、工业、交通、政务、能源等关键行业已经在积极利用人工智能技术投身数字化、智能化转型，人工智能的主流应用正在大规模落地并创造价值，场景明确的人工智能应用也在逐步发展并得到认可。越来越多的行业对人工智能的期待升温，加速了人工智能向更多行业的辐射，促进人工智能在更多行业、更多环节的渗透加深，加速产业数字化、智能化转型的步伐。国家政策、技术发展、行业需求共同驱动人工智能加入产业数字化转型的发展进程2021年中国人工智能应用场景发展来源：2021-2022 中国人工智能计算力发展评估报告，IDC，2021起步期发展期成熟期语⾔言能⼒力力评测智能选题和写作智慧油⽥田智能勘测与开发智慧电⽹网智慧油⽥田健康管理理智能导诊智能调度智能巡检电钻设备监测客流分析 智能机器器⼈人农作物监测虚拟课堂智能路路灯智能辅导⾃自动结账商品稽核ERP⾃自动化智慧轨道/⻋车站⻋车辆识别内容审核智慧⼯工地⾼高分⼦子材料料研发新药研发⽓气象预报医疗机器器⼈人辅助诊断与早起筛查智能保顾智能供应链智慧路路⽹网智能业务办理理产品分练天⽂文发现蛋⽩白质结构预测点云处理理仿真测试⾼高级辅助驾驶智慧楼宇/园区公共安全智能推荐智能⾳音箱互动娱乐智能客服客户⾏行行为分析视觉感知三维重建智能⽹网络智慧环境监测智能基站节能 智慧电信营业厅智慧物流智慧理理赔智能投顾⻛风险评估反欺诈智能客服精准营销智能质检⻋车路路协同智慧能源智慧零售