作者:李培根 智能制造很熱,,在中國尤甚。 日本應(yīng)該是世界上最早由政府推進(jìn)智能制造計(jì)劃的國家,,1989 年即提出“智能制造系統(tǒng)”國際合作計(jì)劃(IMS 計(jì)劃),,是當(dāng)時(shí)全球制造領(lǐng)域內(nèi)規(guī)模最大的一項(xiàng)國際合作研究計(jì)劃。1995 年正式實(shí)施,,但其后智能制造影響力日漸減弱,。2010 年,日本退出IMS計(jì)劃,。 當(dāng)前,,智能制造已經(jīng)成為中國制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的主攻方向,國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批智能制造的“示范企業(yè)”。盡管已經(jīng)有眾多企業(yè)在實(shí)施智能制造,,但恐怕少有人追問究竟什么是智能制造的真諦,。 智能制造的本質(zhì)究竟是什么?第四次工業(yè)革命似乎特別強(qiáng)調(diào) CPS(cyber physics system),,即數(shù)字與物理世界的融合,。智能制造是第四次工業(yè)革命在制造領(lǐng)域的主要體現(xiàn),那么,,數(shù)字與物理世界的融合是智能制造的本質(zhì)嗎,?非也,融合不過是現(xiàn)象而已,。其實(shí),,經(jīng)過第二和第三次工業(yè)革命,人們對(duì)工程中確定性問題的認(rèn)識(shí)與控制已趨成熟,。但制造中無論是涉及效率,、質(zhì)量、成本,,還是綠色,、服務(wù)等,都存在大量的不確定性,。此外,,制造中還有很多問題是非模式的,如一個(gè)工廠或車間的節(jié)能問題,,不僅無法用數(shù)學(xué)模型描述,,而且沒有一個(gè)固定的模式。對(duì)于試圖清晰認(rèn)識(shí)乃至駕馭制造過程的人類而言,,非模式,、不確定性問題是最大的困擾。系統(tǒng)中到底有多少因素相互關(guān)聯(lián),,又互相影響到何種程度,?幸運(yùn)的是大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)為人類開啟了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和駕馭客觀世界非模式和不確定性的大門,。因此,,智能制造的本質(zhì)和真諦是利用先進(jìn)技術(shù)(如數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,、大數(shù)據(jù),、人工智能等)認(rèn)識(shí)和控制制造系統(tǒng)中的不確定性問題以達(dá)到更高的目標(biāo)。日本早期的智能制造計(jì)劃之所以未取得明顯效果,,恐怕與當(dāng)時(shí)缺乏應(yīng)對(duì)此類問題的技術(shù)(如大數(shù)據(jù),、人工智能)有關(guān)。 不確定性問題有兩大類。一是客觀不確定性,,如加工過程中質(zhì)量的不確定性,,產(chǎn)品運(yùn)行性能中表現(xiàn)出的不確定性等。二是主觀不確定性,,或曰認(rèn)識(shí)不確定性,。主要指制造系統(tǒng)中原本確定性問題,因?yàn)槲茨軘?shù)字化而導(dǎo)致人對(duì)其認(rèn)識(shí)的不確定性,。如企業(yè)中各種活動(dòng),、過程的安排,本來就是確定性的,。但因?yàn)樯婕暗娜颂?,且發(fā)生時(shí)間各異,若無特殊手段,,于人的認(rèn)識(shí)而言紛亂如麻,。此即人的主觀不確定性或認(rèn)識(shí)不確定性,。為何把主觀不確定性也視為制造系統(tǒng)的不確定性,?因?yàn)橹圃煜到y(tǒng)中也應(yīng)該包括相關(guān)的人。 企業(yè)實(shí)施智能制造的關(guān)鍵是什么,?關(guān)鍵問題自然不少,,此處僅提請人們關(guān)注最基礎(chǔ)、卻尚未引起普遍重視的問題——數(shù)據(jù)與互聯(lián),。 無論是客觀不確定性還是主觀不確定性,,有了相應(yīng)的數(shù)據(jù)就有了認(rèn)識(shí)不確定性的基礎(chǔ)。分析加工過程中方方面面的數(shù)據(jù),,有可能使人清楚發(fā)現(xiàn)原先意識(shí)不到的影響加工質(zhì)量的因素,;掌握企業(yè)各種活動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù),方能降低認(rèn)識(shí)的不確定性,,而且能使新的活動(dòng)更有序,、使相應(yīng)的決策更合理。至于非模式的場景,,更需要借助數(shù)據(jù)分析,。 欲獲取數(shù)據(jù)就需要互聯(lián)?;ヂ?lián)首先指采集制造過程中的物理量(如在設(shè)備上裝傳感器),,分析這些數(shù)據(jù)就可能更深刻地認(rèn)識(shí)其不確定性,并有可能發(fā)現(xiàn)看起來無關(guān)的某些物理量之間存在的某種關(guān)聯(lián),?;ヂ?lián)自然也應(yīng)該包括由人決定的各種活動(dòng)之間的相關(guān)數(shù)據(jù)連接,當(dāng)然其前提是相關(guān)的活動(dòng)一定要數(shù)據(jù)化。 互聯(lián)的概念不能僅限于企業(yè)內(nèi)部,。要有“企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”的意識(shí),,即是說“系統(tǒng)”的觀念不能局限在企業(yè)內(nèi)部。供應(yīng)商,、客戶等組成企業(yè)的生態(tài)系統(tǒng),,企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的成員應(yīng)存在某些數(shù)據(jù)的互聯(lián)和分享。現(xiàn)在就有“數(shù)字供應(yīng)鏈”的概念,,即企業(yè)之間不僅是物料的供需,,還存在數(shù)據(jù)的供需。一個(gè)好的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)該包含“數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)”,,或曰企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中要強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)互聯(lián),。 互聯(lián)的意識(shí)甚至促使企業(yè)家和工程師們重新定義行業(yè)的邊界、產(chǎn)品的功能邊界,。如做智能彩燈的企業(yè)需要考慮燈與娛樂設(shè)備之間的數(shù)據(jù)連接,,汽車業(yè)需要考慮汽車與智慧城市之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)。 人機(jī)智能時(shí)代正在到來,,智能制造未來的發(fā)展將如何,?“知識(shí)工程”注定將發(fā)揮越來越大的作用,工程師的大部分腦力工作有可能被智能系統(tǒng)取代,;虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間的界限將越來越模糊,,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、混合現(xiàn)實(shí)(MR)技術(shù)將在更多的場景得到應(yīng)用,。有一點(diǎn)需要引起特別注意和思考,,當(dāng)未來的制造系統(tǒng)越來越“智能”的時(shí)候,人的作用是什么,?還有更多的未知只能留待人們?nèi)ハ胂蟆?/p> 有一個(gè)問題值得政府,、企業(yè)家以及研發(fā)人員特別重視:到底怎樣能夠使企業(yè)更好地“智能制造”?是類似于“機(jī)器換人”“百萬工業(yè)企業(yè)上云,,實(shí)施百萬工業(yè) APP”的熱潮,?還是規(guī)模的智能制造“示范應(yīng)用”?有一點(diǎn)可以肯定的是智能制造需要很多基礎(chǔ)的使能技術(shù)與工具,,如傳感器,、物聯(lián)網(wǎng)、智能數(shù)控系統(tǒng),、大數(shù)據(jù)分析工具,、智能軟件等。若干年后,,即使中國企業(yè)實(shí)施智能制造依舊如火如荼,,而基礎(chǔ)使能工具多依賴國外,,那時(shí)候我們能稱為制造強(qiáng)國嗎?熱潮中不妨有一點(diǎn)冷思考,! |
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