編輯導(dǎo)語：自然語言處理（Natural Language Processing）簡稱NLP，是研究思維、語言和行為中的規(guī)律。本文作者從人工智能在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的應(yīng)用情況出發(fā)，梳理介紹了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中自然語言處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，希望通過此文能夠加深你對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識。

01 人工智能與物聯(lián)網(wǎng)

我們正處在一個人工智能，IoT與5G三浪疊加的時代。對此，吳軍老師曾經(jīng)做過一個頗為形象的描述：未來的社會將是一個超級智能的有機體，如果我們把它對應(yīng)于人，那么人工智能是大腦，IoT就是神經(jīng)系統(tǒng)。

IoT中數(shù)量巨大的傳感器和設(shè)備扮演著眾多感官細(xì)胞的角色，而正在發(fā)展起來的5G則相當(dāng)于是周圍神經(jīng)。物聯(lián)網(wǎng)通過智能傳感器、計算機識別技術(shù)、通信技術(shù)把物品連接到網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)物與物之間的協(xié)作來完成任務(wù)。在萬物實現(xiàn)協(xié)作的過程中，將會有大量的數(shù)據(jù)被生產(chǎn)出來，而這恰恰給當(dāng)下依賴于大數(shù)據(jù)算法而爆發(fā)的人工智能提供了新的催化劑。

02 自然語言處理與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是指物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用，尤其是在涉及云計算的傳感器和設(shè)備的儀表和控制方面。

隨著云計算和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，IIoT行業(yè)將實現(xiàn)全新的運作模式，并創(chuàng)造新的收入與業(yè)務(wù)模型。自然語言處理（NLP）技術(shù)旨在研究通過計算機設(shè)備理解，處理，應(yīng)用人類的語言信息，是人工智能研究領(lǐng)域中最為經(jīng)典，也最具挑戰(zhàn)的一個部分。

近年來，工業(yè)界開始使用機器對機器通信來實現(xiàn)無線自動化的控制，典型的應(yīng)用場景包括：智能電網(wǎng)，智能制造，預(yù)防性和預(yù)測性維護(hù)等。IIoT正在嘗試通過NLP技術(shù)為業(yè)務(wù)賦能，并將在系統(tǒng)控制，任務(wù)追蹤，信息檢索等任務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。我們不妨來看看目前NLP與IIoT都碰撞出了什么樣的火花。

03 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的自然語言處理技術(shù)

1. 智能系統(tǒng)控制

目前，基于語音交互的IoT設(shè)備中控系統(tǒng)，是工業(yè)化物聯(lián)網(wǎng)的一個新方向。語音交互可以為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境帶來諸多好處，包括快速執(zhí)行復(fù)雜的操作任務(wù)，以及替代具有觸控風(fēng)險的操作任務(wù)。

一方面，語音交互普遍被認(rèn)為是穿透力最強的交互方式，特別是在處理復(fù)雜工單管理的操作時，傳統(tǒng)的操作往往需要許多步驟，繁瑣且低效，而通過語音交互就可以一步觸達(dá)。

另一方面，在施工作業(yè)的場景下，依然經(jīng)常需要作業(yè)人員親自到現(xiàn)場進(jìn)行操作，這就不免會有施工風(fēng)險的隱患。這時，非接觸式的語音交互就展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。

若要實現(xiàn)上面描述的語音交互應(yīng)用，就離不開先進(jìn)的智能技術(shù)支持。而這當(dāng)中最為核心的部分，當(dāng)屬基于NLP技術(shù)的智能問答系統(tǒng)。通過深度學(xué)習(xí)算法，結(jié)合自然語音理解模型，對話管理，語音識別等技術(shù)模塊的組合，實現(xiàn)語音交互的功能。將語義理解能力接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程聲控與智能管控。

這樣的技術(shù)與基于語音識別的指令控制不同，它能讓設(shè)備真正聽懂用戶，深度理解用戶的需求，從而跳過繁瑣的步驟，實現(xiàn)靈活的智能化系統(tǒng)控制。此外，語音控制模塊可以對接機器翻譯模塊，實現(xiàn)對不同語言的文本內(nèi)容進(jìn)行翻譯的工作。在IIoT場景下可以服務(wù)于跨語言類的文本處理和語音指令操作。

霍尼韋爾推出的Honeywell-BPS樓宇中控服務(wù)，就是一個比較有代表性的應(yīng)用案例。該服務(wù)為客戶提供了一個開放性的樓宇物聯(lián)網(wǎng)平臺。匯集了海量樓宇運營數(shù)據(jù)，并將各類電子系統(tǒng)的接入，以實現(xiàn)設(shè)備互通。結(jié)合語音交互技術(shù)和自然語言理解技術(shù)，實現(xiàn)無接觸語音中控能力，從而提高樓宇運營效率，降低運營成本。

2. 工業(yè)生產(chǎn)運營

工業(yè)生產(chǎn)運營是另一個已經(jīng)被NLP成功切入的IIoT場景，這里涉及到信息數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)知識的應(yīng)用兩個方面。

物聯(lián)網(wǎng)采集層的感知設(shè)備作為社交網(wǎng)絡(luò)資源，基于NLP實現(xiàn)的可交互式的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)框架，針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用打造一個獨立的交互平臺， 實現(xiàn)用戶與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間以自然語言為交互方式的數(shù)據(jù)查詢、命令設(shè)置、定期匯報等功能。

NLP技術(shù)可以讓機器像人腦一樣具備閱讀理解能力，快速提煉并呈現(xiàn)出文本中的關(guān)鍵知識點，這樣的能力能夠被廣泛應(yīng)用于存在大量數(shù)據(jù)和文本資源的工程當(dāng)中。從海量工業(yè)文檔數(shù)據(jù)中挖掘信息，實現(xiàn)工程任務(wù)追蹤，并優(yōu)化生產(chǎn)決策流程。

工業(yè)生產(chǎn)知識數(shù)據(jù)還可以通過提煉知識信息創(chuàng)建可視化的知識網(wǎng)絡(luò)。而機器學(xué)習(xí)可以增強這一功能，并進(jìn)一步處理和分析檢索到的信息，明確數(shù)據(jù)的相關(guān)性，從而快速高效地查找異常情況。幫助作業(yè)人員高效、準(zhǔn)確地完成特定的任務(wù)，優(yōu)化人機協(xié)作的模式。

信息檢索和知識圖譜是實現(xiàn)上述場景的關(guān)鍵技術(shù)。信息檢索是用戶進(jìn)行信息查詢和獲取的主要方式，是查找信息的方法和手段。流行的信息檢索模型包括布爾模型、向量空間模型、概率模型和語言模型，從數(shù)據(jù)集中找到滿足信息需求的非結(jié)構(gòu)化性質(zhì)的內(nèi)容。

知識圖譜能夠有效的將系統(tǒng)當(dāng)中的知識類信息進(jìn)行整理與關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)之間的相互聯(lián)結(jié)與溝通。針對包含專業(yè)技術(shù)和知識類文本數(shù)據(jù)組建圖數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)復(fù)雜的檢索功能和智能輔助決策功能。通過圖數(shù)據(jù)庫提升文本信息的檢索質(zhì)量，可運用與公共能源管理監(jiān)控，制造決策輔助，以及知識類智能問答等場景。

說起智能化IIoT的運營，就不得不提到阿里云推出的工業(yè)大腦。阿里工業(yè)大腦為客戶提供了從工業(yè)制造到生產(chǎn)營銷的一整套智能化服務(wù)。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，阿里工業(yè)大腦運用結(jié)合NLP算法和工業(yè)知識圖譜對各類設(shè)備狀態(tài)與整體生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，提供智能設(shè)備健康管理、工藝參數(shù)實時推薦等功能，旨在提升工業(yè)生產(chǎn)的效率。

04 總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)不僅連接電子設(shè)備，還連接我們每一個人。想象一個設(shè)備與人類可以協(xié)同工作的世界，各類設(shè)備將能夠理解我們的疑問、感受我們的需求并提供相關(guān)響應(yīng)。不過，這方面的需求在工業(yè)場景下還非常模糊。

目前，很多技術(shù)的能力和應(yīng)用深度還遠(yuǎn)沒有達(dá)到工業(yè)化落地的程度，這導(dǎo)致在很多場景下的技術(shù)應(yīng)用還很不成熟。雖然NLP技術(shù)在提升IIoT工作效率和安全性能方面已經(jīng)有了不錯的表現(xiàn)，但是大多數(shù)場景依然不是剛性需求。

在可見的未來，我們相信人工智能和NLP技術(shù)都將得到持續(xù)的發(fā)展。屆時，技術(shù)將為人們提供更加可信，更加有效的服務(wù)。結(jié)合計算機視覺技術(shù)，RFID無線射頻識別技術(shù)，在IIoT下，會有越來越多的剛性需求被滿足。

NLP技術(shù)，將對IIoT行業(yè)進(jìn)行更全面賦能。可能的服務(wù)形態(tài)包括遠(yuǎn)程中控，語音交互，和操作判斷等。各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將更高效的與人類連接，同時更好的與彼此連接，最終將提供給用戶更美好的產(chǎn)品和服務(wù)，朝著高便利低功耗的方向發(fā)展。

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