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《智能家電與生成式人工智能大模型：創(chuàng)新與發(fā)展白皮書》由海爾智家聯(lián)合多家單位發(fā)布，探討了 AIGC 技術(shù)與智能家電結(jié)合的機遇與挑戰(zhàn)、技術(shù)與應(yīng)用、創(chuàng)新與發(fā)展，為行業(yè)指明了方向。

1. 智能家電產(chǎn)業(yè)概述

• 定義、市場規(guī)模和增長趨勢
  • 智能家電是融合多種技術(shù)的新型產(chǎn)品，能感知自身和空間狀態(tài)，接收和執(zhí)行指令。中國智能家電市場規(guī)模增長迅速，預(yù)計 2025 年將達 3119.5 億元，滲透率高于全球平均水平。
• 軟件平臺架構(gòu)
  • 經(jīng)歷單機智能、協(xié)作智能、決策智能、高階智能和泛在智能 5 個演進階段，各階段在系統(tǒng)特征、功能和軟件架構(gòu)上有不同表現(xiàn)，最終實現(xiàn)全場景的泛在智能。
• 產(chǎn)品和服務(wù)分類與特點
  • 可分為安全系統(tǒng)、能源管理和電氣控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)以及居民便利應(yīng)用四類。具有連接性、智能化、自動化、用戶友好、個性化、兼容性和數(shù)據(jù)驅(qū)動等特點。
• 面臨的挑戰(zhàn)和機遇
  • 挑戰(zhàn)包括高研發(fā)成本、芯片等上游領(lǐng)域受限、數(shù)據(jù)積累碎片化、安全問題以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等。機遇在于 AIGC 技術(shù)的推動、國內(nèi)市場需求增長以及相關(guān)政策支持。

2. 生成式人工智能大模型簡介

• 基本原理和核心技術(shù)
  • 以 GPT 為代表的大模型基于自監(jiān)督學(xué)習(xí)、指令微調(diào)和人類反饋強化學(xué)習(xí)構(gòu)建。預(yù)訓(xùn)練和微調(diào)是關(guān)鍵步驟，模型架構(gòu)設(shè)計采用 Transformer 結(jié)構(gòu)，具有處理長距離依賴問題的優(yōu)勢。
• 行業(yè)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
  • 需進行數(shù)據(jù)收集與整合、清洗與預(yù)處理、模型設(shè)計與訓(xùn)練、產(chǎn)業(yè)分析功能實現(xiàn)和持續(xù)優(yōu)化等工作，還可構(gòu)建包含多種知識庫的家電行業(yè)數(shù)據(jù)庫。
• 未來發(fā)展趨勢
  • 呈現(xiàn)更大模型、更有效訓(xùn)練、更多模態(tài)信息處理和更強領(lǐng)域?qū)I(yè)化的趨勢，國產(chǎn)大模型研發(fā)受重視，多模態(tài)模型將為智能家電帶來好處。
• 垂直應(yīng)用前景
  • 在各行業(yè)都有潛力，在家電領(lǐng)域可應(yīng)用于家居、教育、醫(yī)療、金融和政務(wù)等細分領(lǐng)域，提升生產(chǎn)力和用戶體驗。
• 引入 AIGC 的優(yōu)勢和局限性以及潛在發(fā)展方向
  • 優(yōu)勢包括通用性強、理解和生成能力優(yōu)異等，國產(chǎn)大模型還能更好適應(yīng)中文環(huán)境和滿足定制化需求。局限性在于成本高、數(shù)據(jù)需求大等，潛在發(fā)展方向包括技術(shù)改進、數(shù)據(jù)創(chuàng)新和加強監(jiān)管。

3. 在智能家電產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

• 應(yīng)用案例
  • 智能客服：基于大模型的智能客服可實現(xiàn)模糊語義理解、情感支持、自主決策和長時間記憶能力。
  • 家庭場景自生成：提升智能家居產(chǎn)品智能化水平，如三翼鳥的全屋智慧解決方案，還可用于家電說明書制作。
  • 家電生產(chǎn)制造：輔助指導(dǎo)書編寫和質(zhì)量問題分析，未來可實現(xiàn)從批量化生產(chǎn)向個性化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，推進工業(yè)場景中的人機共創(chuàng)。
• 未來場景展望
  • ToB 垂直應(yīng)用場景：為家電產(chǎn)品定義、外觀設(shè)計、部件布局和設(shè)計、市場趨勢引導(dǎo)等環(huán)節(jié)賦能。
  • ToC 應(yīng)用場景：促進家電大腦升級，實現(xiàn)智慧生活和智慧健康場景，如提供個性化服務(wù)、健康管理建議等。

4. 人工智能時代智能家電產(chǎn)業(yè)的合規(guī)性應(yīng)對

• 數(shù)據(jù)隱私和安全問題
  • 隱私泄露是用戶痛點，包括智能設(shè)備信息泄露等多種不安全因素。人工智能安全還需考慮可靠性、透明性、可解釋性、公平性和隱私性等屬性。
• 倫理和法律合規(guī)問題
  • 國內(nèi)有一系列法律法規(guī)規(guī)范智能家電信息安全，國外也有相關(guān)法規(guī)，如歐洲的 GDPR。智能家電應(yīng)用 AIGC 還可能面臨傳播錯誤意識形態(tài)和偏見與歧視等倫理問題。
• 國內(nèi)外行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)對策略
  • 國內(nèi)發(fā)布了一系列智能家電信息安全和個人信息保護標(biāo)準(zhǔn)，國外也有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如 ETSIEN303645。還需加強人工智能標(biāo)準(zhǔn)化工作，包括安全設(shè)計、訓(xùn)練、監(jiān)測和法律政策等方面。

5. 未來發(fā)展趨勢和前景

• 提升智能模型的能力
  • 包括提高結(jié)果的可信性、推理能力、運算性能、中文處理能力、代碼能力和多模態(tài)交互能力等。
• 支撐智能家電產(chǎn)品和服務(wù)的創(chuàng)新與變革
  • 提升個性化和自適應(yīng)能力，如智能音箱、電視、冰箱等產(chǎn)品可根據(jù)用戶需求提供更好的服務(wù)，還可實現(xiàn)家電產(chǎn)品的類生物化、集成和家居一體化、個性化和節(jié)能低碳。
• 開放平臺與生態(tài)合作
  • 行業(yè)形成基礎(chǔ)層、中間層和應(yīng)用層的生態(tài)圈，需從模型、數(shù)據(jù)、算力合作和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立等維度推進產(chǎn)業(yè)化。
• 數(shù)據(jù)算法安全和倫理規(guī)范
  • 需制定專門的安全標(biāo)準(zhǔn)，開展安全檢測評價和風(fēng)險監(jiān)測，確保生成式人工智能在智能家電中的應(yīng)用合法合規(guī)。

如何應(yīng)對智能家電產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)？

智能家電產(chǎn)業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括高研發(fā)成本、上游領(lǐng)域受限、數(shù)據(jù)積累碎片化、安全問題以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等?？梢詮囊韵聨讉€方面來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)：

1. 研發(fā)成本方面

• 加強產(chǎn)學(xué)研合作：通過聯(lián)合眾多頭部企業(yè)以及科研機構(gòu)等，實現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)要素匯聚。例如國家級創(chuàng)新中心可帶動行業(yè)聯(lián)盟，共同開展面向智能家電產(chǎn)業(yè)的通用大模型的研發(fā)，分攤研發(fā)成本，提高研發(fā)效率。
• 推動產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)展：企業(yè)之間形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同投入資源進行研發(fā)。如家電行業(yè)內(nèi)的企業(yè)聯(lián)合起來，對一些共性的技術(shù)難題進行攻關(guān)，共享研發(fā)成果，降低單個企業(yè)的研發(fā)成本。

2. 上游領(lǐng)域受限方面

• 芯片國產(chǎn)化替代：國內(nèi)廠商加大對 GPU 等芯片的自主研發(fā)力度。像龍芯中科、海光信息等廠商致力于研發(fā)用于 AI 計算的芯片，逐步實現(xiàn)高端芯片的國產(chǎn)化替代，降低對國外芯片的依賴。
• 加強供應(yīng)鏈多元化：家電企業(yè)拓展芯片、傳感器等關(guān)鍵零部件的供應(yīng)渠道，避免因單一供應(yīng)商或地區(qū)的限制而影響生產(chǎn)。例如與多個國內(nèi)外供應(yīng)商建立合作關(guān)系，確保原材料的穩(wěn)定供應(yīng)。

3. 數(shù)據(jù)積累碎片化方面

• 建立行業(yè)數(shù)據(jù)庫：構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的家電行業(yè)數(shù)據(jù)庫，整合來自不同渠道的數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品規(guī)格、性能數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、用戶評價等。例如通過廠商的開放 API、合作伙伴數(shù)據(jù)分享以及本地傳感器等方式收集數(shù)據(jù)，并進行統(tǒng)一存儲和管理。
• 優(yōu)化數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)：采用先進的數(shù)據(jù)采集技術(shù)和算法，提高前端數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和完整性。同時，運用數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理技術(shù)，對收集到的數(shù)據(jù)進行去噪、處理缺失值、標(biāo)準(zhǔn)化等操作，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4. 安全問題方面

• 強化數(shù)據(jù)安全管理：制定嚴格的數(shù)據(jù)安全管理制度，對用戶數(shù)據(jù)進行加密存儲和傳輸，防止數(shù)據(jù)泄露。例如采用先進的加密算法對智能家電收集的用戶個人信息進行保護。
• 加強系統(tǒng)安全防護：提升智能家電系統(tǒng)的安全防護能力，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊。例如采用防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等技術(shù)，對智能家電的網(wǎng)絡(luò)連接進行實時監(jiān)控和防護。
• 注重倫理和法律合規(guī)：遵守國內(nèi)外關(guān)于智能家電信息安全的法律法規(guī)，關(guān)注智能家電應(yīng)用生成式人工智能技術(shù)可能面臨的倫理問題。例如確保智能家電的人工智能系統(tǒng)不傳播錯誤的意識形態(tài)，避免偏見與歧視。

5. 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一方面

• 積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定：家電企業(yè)和相關(guān)機構(gòu)積極參與國內(nèi)外智能家電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。例如在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中發(fā)揮積極作用，提出符合行業(yè)發(fā)展需求的標(biāo)準(zhǔn)提案。
• 遵循現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)并推動更新：企業(yè)嚴格遵循已有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如國內(nèi)的 GB/T 系列標(biāo)準(zhǔn)和國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時，根據(jù)行業(yè)技術(shù)發(fā)展和市場需求的變化，推動標(biāo)準(zhǔn)的更新和完善。例如，隨著 AIGC 技術(shù)在智能家電中的應(yīng)用，相關(guān)企業(yè)可聯(lián)合起來推動針對 AIGC 應(yīng)用的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定。