數(shù)字生成

這里的數(shù)字生成指通過數(shù)字技術(shù)自動(dòng)生成人們所希望的設(shè)計(jì)對(duì)象,。已經(jīng)嶄露頭角的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)（generative design,，GD）（亦有翻譯為“生成式設(shè)計(jì)”或“衍生式設(shè)計(jì)”）即是一種數(shù)字生成。

創(chuàng)成式設(shè)計(jì)應(yīng)該是21世紀(jì)以來在設(shè)計(jì)領(lǐng)域最令人驚喜的進(jìn)展,。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是人(設(shè)計(jì)者)對(duì)某一對(duì)象的想象,，而創(chuàng)成式設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)基于人設(shè)定的問題框架給出可能遠(yuǎn)超出人們想象的設(shè)計(jì)。它模仿自然的演進(jìn)過程,，設(shè)計(jì)者或工程師輸入設(shè)計(jì)目標(biāo)和其他一些參數(shù)(如材料,、制造方法、成本限制)等,，通過云計(jì)算軟件自動(dòng)給出可能的序列解決方案,。它對(duì)每一個(gè)演進(jìn)的迭代進(jìn)行檢查并學(xué)習(xí)方案是否可行。因?yàn)樗鼘⑷斯ぶ悄苋谌朐O(shè)計(jì)軟件中,，極大降低了設(shè)計(jì)的門檻,。設(shè)計(jì)人員有可能不再需要特別的專業(yè)知識(shí)(如結(jié)構(gòu)、材料等),，而只需要輸入問題目標(biāo)和限制條件,，就可以讓計(jì)算機(jī)完成專業(yè)化設(shè)計(jì)。創(chuàng)成式設(shè)計(jì)不但能夠在方案數(shù)量上有優(yōu)勢,，而且還能產(chǎn)生很多有創(chuàng)新的設(shè)計(jì),，構(gòu)造設(shè)計(jì)師難以想象的復(fù)雜形態(tài)，激發(fā)設(shè)計(jì)師的靈感,。

很多先進(jìn)的算法和技術(shù)應(yīng)用到創(chuàng)成式設(shè)計(jì)中來,，包括：參數(shù)化系統(tǒng)、形狀語法（shape grammars,，SG)）,、L-系統(tǒng)（L-systems）、元胞自動(dòng)機(jī)（cellular automata，CA)）,、拓?fù)鋬?yōu)化算法,、進(jìn)化系統(tǒng)和遺傳算法等。還有很多受生物和自然系統(tǒng)啟發(fā)而開發(fā)的算法,，例如遺傳進(jìn)化和后天免疫系統(tǒng)的適應(yīng)能力以及鳥類,、蜜蜂、螞蟻和細(xì)菌的覓食行為等,，也被移植過來用作仿生生成設(shè)計(jì)或優(yōu)化的算法,。^[1]

拓?fù)鋬?yōu)化是創(chuàng)成設(shè)計(jì)中最基本的方法。圖1是Ansys 通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)得到的鉸鏈案例,；圖2是華中科技大學(xué)高亮教授團(tuán)隊(duì)利用自己開發(fā)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì),，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行金屬3D打印成型，其結(jié)構(gòu)柔度最小,，材料用量僅為傳統(tǒng)方法的20%，實(shí)現(xiàn)了宏觀結(jié)構(gòu)與材料微結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì),。他們還在致力于把拓?fù)鋬?yōu)化與CAD/CAE集成起來,，使CAD/CAE/TO一體化。未來的一體化系統(tǒng),，是真正意義上幫助人進(jìn)行“設(shè)計(jì)”,，能夠設(shè)計(jì)出人類工程師很難想象到的結(jié)構(gòu)，而非僅僅在“畫圖”和“建?！狈矫嫣岣咝?。

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的應(yīng)用未來會(huì)越來越普遍,，人們可以很方便地完成各種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),。

圖1 鉸鏈案例-拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果（來源：Ansys)

圖2 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)：材料結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)（來源：高亮）

創(chuàng)成式設(shè)計(jì)還在不斷發(fā)展中，雖然它能夠演進(jìn)迭代出大量的方案,，但生成完美或優(yōu)化的方案還離不開人的交互,。高亮團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行 HAD(human-aided design) 的工作,“設(shè)計(jì)”主要由計(jì)算機(jī)完成，人輔助之,。更進(jìn)一步,，未來創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的前沿交叉問題之一便是免人機(jī)交互的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)。此外,，如何考慮定性規(guī)則的創(chuàng)成式設(shè)計(jì),，在設(shè)計(jì)中納入美學(xué)、心理學(xué)等定性規(guī)則,，這都是需要進(jìn)一步研究的問題,。

數(shù)字生成肯定不只是局限在材料的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，某些對(duì)象的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可能借助深度學(xué)習(xí)。

麻省理工學(xué)院（MIT）的一支研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的機(jī)器人設(shè)計(jì)系統(tǒng),，叫做RoboGrammar,，把提供創(chuàng)意的工作交給計(jì)算機(jī)來做。只要人提出需求,，它便會(huì)提供最完美合適的機(jī)器人構(gòu)形,。RoboGrammar的操作分為三個(gè)順序：定義問題，制定可能的機(jī)器人解決方案,，然后選擇最佳模型,，如圖3所示。通過這些步驟,，RoboGrammar可以設(shè)計(jì)數(shù)十萬個(gè)潛在的機(jī)器人構(gòu)形,。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種“圖形語法（GraphGrammar）”，這是對(duì)機(jī)器人組件排列的一系列約束,。例如,，相鄰的支腿應(yīng)該用一個(gè)關(guān)節(jié)連接，而不是用另一個(gè)支腿相連,。圖形語法規(guī)則基于節(jié)肢動(dòng)物的啟發(fā),，例如昆蟲，蜘蛛和龍蝦等,。^[2]

圖3 RoboGrammar的操作的三個(gè)順序^[2]

團(tuán)隊(duì)的主要負(fù)責(zé)人 ALLAN Zhao表示：“機(jī)器人的形狀和控制器緊密交織在一起,，這就是為什么我們必須為每個(gè)機(jī)器人分別優(yōu)化控制器的原因?！币坏┟總€(gè)模擬機(jī)器人都可以自由移動(dòng),，研究人員便可以通過“圖形啟發(fā)式搜索”來尋找高性能的機(jī)器人。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法迭代地采樣和評(píng)估機(jī)器人的集合,，可以了解哪些設(shè)計(jì)在給定任務(wù)下往往更有效,。“啟發(fā)式功能會(huì)隨著時(shí)間的推移而提高,，并且將搜索收斂到最佳機(jī)器人,。”

哥倫比亞大學(xué)的機(jī)械工程師兼計(jì)算機(jī)科學(xué)家 Hod Lipson 評(píng)價(jià)道：“這項(xiàng)工作是 25 年來自動(dòng)設(shè)計(jì)機(jī)器人形態(tài)和控制的最高成就,。使用形狀語法的想法已經(jīng)存在了一段時(shí)間了,，但是沒有一個(gè)地方像在這部作品中那樣完美地實(shí)現(xiàn)了這個(gè)想法。一旦我們能夠讓機(jī)器自動(dòng)設(shè)計(jì),、制造和編程機(jī)器人,，所有的賭注都將消失?！?/span>

數(shù)字還能自動(dòng)生成什么,？顯然未來的結(jié)果肯定會(huì)超出今天人們的想象，我們不能只是期待，還需要大膽想象,。

智能增強(qiáng)

20世紀(jì)60年代出現(xiàn)賽博格（cybernetic organism,，Cyborg）概念，意指兼具有機(jī)體和生化機(jī)電身體部分的生物,，1960年由曼弗雷德·克萊因斯和納森·克萊恩共同提出,。專指集成了一些需要通過反饋來發(fā)揮作用的人造部件或技術(shù)，使功能得到恢復(fù)或能力得到增強(qiáng)的有機(jī)體,。此概念誕生以來,，這種生物與技術(shù)交織在一起的生命體就一直讓人類癡迷不已?！?0世紀(jì)60年代末,，人文學(xué)科與新的人類科學(xué)發(fā)生碰撞，提出了新的理念,，即'人’是一種把所有技術(shù)都用于支持和拓展的構(gòu)造體,。”法國人類學(xué)家安德烈·勒魯瓦–高漢在他的奠基之作《手勢與話語》（Le Geste et la Parole）中概述了這一轉(zhuǎn)變“當(dāng)今時(shí)代的我們,，有兩種類型的軀體可以選擇……一種是真實(shí)軀體,，通過體內(nèi)液體的流動(dòng)與真實(shí)世界相連，另一種是虛擬軀體,，通過電子的流動(dòng)與世界相連?！?sup>[3]

賽博格的概念也不神秘,，誠如安珀·凱斯所言，當(dāng)你看電腦屏幕或使用手機(jī)時(shí),，你就是賽博格（cyborg）^[4],。既如此，賽博格也會(huì)活躍在數(shù)字化企業(yè)中,。

數(shù)字-智能技術(shù)的飛速發(fā)展,，人在未來的制造業(yè)中到底發(fā)揮何種作用，這真是一個(gè)值得思索的大問題,。有人提出IA（intelligence augmentation）,，即智能增強(qiáng)，它所強(qiáng)調(diào)的是借助機(jī)器加強(qiáng)或拓展人類智能,，而不是取代人類的能力,。人與機(jī)器和諧共存，智能增強(qiáng)的人類能有效掌控機(jī)器,，讓機(jī)器為人類服務(wù)而不至于人受機(jī)器的役使,。機(jī)器干機(jī)器應(yīng)該干的活，人干人應(yīng)該干的事，有時(shí)則應(yīng)人機(jī)合作,，人機(jī)共事,。^[5]以人強(qiáng)化的機(jī)器，以機(jī)器強(qiáng)化的人,，將永遠(yuǎn)優(yōu)于單純的機(jī)器或人類系統(tǒng),。新的賽博格可能就是一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的人類機(jī)器。

最近,，扎克伯格接受媒體專訪,，未來5年將Facebook打造為元宇宙公司^[6]。制造業(yè)中的絕大多數(shù)人對(duì)元宇宙的概念可能還很陌生,。扎克伯格認(rèn)為,，可以將元宇宙視為一個(gè)實(shí)體互聯(lián)網(wǎng)，人們不僅可以在其中查看內(nèi)容,，還可以置身其中,。你會(huì)感覺與其他人在一起置身于另一個(gè)世界。很多人想到元宇宙時(shí),，只會(huì)想到VR,，這是其中重要組成部分，因?yàn)閂R技術(shù)能提供最清晰臨場體驗(yàn),。但元宇宙不僅是VR,，你可以在所有計(jì)算平臺(tái)上訪問元宇宙，包括VR,、AR,，還有PC，也包括移動(dòng)設(shè)備等,。很多人還認(rèn)為元宇宙主要是玩游戲,，娛樂顯然會(huì)成為其中重要組成部分，但扎克伯格不認(rèn)為游戲就是全部,。他認(rèn)為這是個(gè)持久而同步的環(huán)境,，一種混合環(huán)境，人們可以共處其中,。

元宇宙概念有可能用于制造業(yè)嗎,？實(shí)際上，元宇宙的環(huán)境就是一個(gè)智能增強(qiáng)的環(huán)境,。在制造業(yè)中有可能構(gòu)建一個(gè)類元宇宙的混合環(huán)境嗎,？也許這樣的環(huán)境能夠幫助人們獲得更強(qiáng)的臨場感、空間感,，增強(qiáng)人的空間感知和認(rèn)識(shí)能力,。在一個(gè)智能增強(qiáng)的環(huán)境中,，產(chǎn)品開發(fā)人員、負(fù)責(zé)設(shè)備運(yùn)維的工作人員等可以更好地與客戶互動(dòng),；同事之間能夠更富效率地協(xié)同互動(dòng),；企業(yè)管理者能與員工更方便地互動(dòng)。如何讓互動(dòng)方式更自然,，讓互動(dòng)的內(nèi)容更加豐富,，讓感受更加真實(shí)，這都是未來制造中類元宇宙環(huán)境的不盡話題,。制造的物理空間,、設(shè)計(jì)者構(gòu)思的空間都可以映射到數(shù)字與物理交織、虛擬與現(xiàn)實(shí)融合的類元宇宙空間中嗎,？當(dāng)然可以,。未來你可以以全息圖像的方式出現(xiàn)在制造的現(xiàn)場，也可以以全息圖像的方式體驗(yàn)在想象的場景,。

沒有哪位企業(yè)家愿意故弄玄虛,。永遠(yuǎn)不要忘記，構(gòu)建類元宇宙制造環(huán)境的目的無非是使物理的制造活動(dòng)更有序,、更優(yōu)化,。

在未來的制造業(yè)里，智能增強(qiáng)的數(shù)字系統(tǒng)與智能增強(qiáng)的人類相得益彰,。通常,，企業(yè)中職場人士有藍(lán)領(lǐng)、白領(lǐng)和金領(lǐng)之分,，以區(qū)分不同階層,，不同的收入。未來,，第四種領(lǐng)子可能會(huì)加入進(jìn)來，在IBM被稱為“新領(lǐng)”——new collar,。^[7]不用奇怪,，“數(shù)字員工”正在到來。

圖4顯示的是梅賽德奔馳公司的第一個(gè)數(shù)字銷售代表Sarah,，她正在和客戶對(duì)話,。如果你想買一輛最新的奔馳汽車，她會(huì)為你計(jì)算性價(jià)比,，挑選最滿足你需求的選裝套件,；她還可以根據(jù)你的財(cái)務(wù)狀況，幫助你計(jì)劃是買還是租下這輛車,，并量身打造租賃方案,。

圖4 梅賽德奔馳公司Sarah（數(shù)字人）^[7]

數(shù)字員工不再是一個(gè)聊天機(jī)器,，而是有血有肉、有著靈敏的情感反應(yīng)的虛擬的“數(shù)字員工”,，他們能與人類交流,，也可輔助人類決策。通常在人與人的溝通中,，一名優(yōu)秀的人類客服員工會(huì)有20%左右的語義內(nèi)容丟失,，但數(shù)字員工的語義捕捉率可高達(dá)95%。在商業(yè)決策中,，數(shù)字員工具有更寬廣的視野,、更深厚的知識(shí)儲(chǔ)備，一切基于數(shù)據(jù),，沒有偏見,。此外，數(shù)字員工還特別勤勞,，不會(huì)休假,，任勞任怨。^[7]未來,，融入了知識(shí)工程,、知識(shí)圖譜等技術(shù)的人工智能系統(tǒng)將越來越勝任企業(yè)的部分工作。他們能使數(shù)據(jù)產(chǎn)生智慧,，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到知識(shí)再到智能應(yīng)用的轉(zhuǎn)化,，可以為用戶提供問題答案，為決策提供支持,，改善客戶體驗(yàn)等,。這些功能使他們悄悄地成為企業(yè)的“新領(lǐng)”。

在某些崗位上,，有了“數(shù)字員工”,，人類工程師是否就無所作為呢？這不應(yīng)該是我們所希望的,。設(shè)想有一個(gè)具備一定創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的,、基于類似TRIZ（前蘇聯(lián)根里奇·阿奇舒勒提出，基于知識(shí)的,、面向發(fā)明問題解決理論的方法）的數(shù)字設(shè)計(jì)師,。他含有大量創(chuàng)新設(shè)計(jì)的案例， 可與人類工程師交互,，能在相當(dāng)程度上明白人的意圖,。人類設(shè)計(jì)師的介入可以彌補(bǔ)數(shù)字設(shè)計(jì)師的不足，且能夠使數(shù)字設(shè)計(jì)師的智能增強(qiáng),?？傊?，人類設(shè)計(jì)師和數(shù)字設(shè)計(jì)師的作用可以互補(bǔ)，而且能互相學(xué)習(xí),，相互智能增強(qiáng),，不斷提升設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。

未來制造的數(shù)字空間之靈

制造,，無論如何離不開物理實(shí)體,。制造中最重要的物理實(shí)體是產(chǎn)品和制造設(shè)備，最典型的物理實(shí)體莫過于各種裝備,。傳統(tǒng)時(shí)代的裝備和產(chǎn)品就是普通的物理實(shí)體,，哪怕是一些看起來自動(dòng)化程度很高的裝備，也沒有自感知,、自適應(yīng),、與外界自聯(lián)結(jié)的能力。未來智能時(shí)代的智能裝備或智能產(chǎn)品則不同,，他們應(yīng)該具有自感知,、自適應(yīng)、自聯(lián)結(jié),，乃至一定程度的“自我意識(shí)”的能力,。筆者稱之為“物理生命體”。^[8]我們甚至可以把未來更加智能的裝備或制造系統(tǒng)（一個(gè)制造企業(yè),，甚至其企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)都可視為一個(gè)制造系統(tǒng)）看成“智能制造生命體”,。

與傳統(tǒng)制造系統(tǒng)相比，未來的智能制造生命體自然是更富活力,、更有靈性的系統(tǒng),。那么其活力的驅(qū)動(dòng)要素是什么？生命體的靈性何在,？

數(shù)據(jù)是流淌在智能制造生命體中的血液,，它賦予智能制造系統(tǒng)生命力。非但如此,，數(shù)據(jù)還是點(diǎn)燃智能制造生命體靈性之光的燃料,。

雖然今天人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的重要性，但無論是數(shù)據(jù)的使用量,、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)工具,、數(shù)據(jù)使用的形式都不能適應(yīng)未來“智能制造生命體”的需求,。

今天的數(shù)據(jù)已經(jīng)呈現(xiàn)爆炸性的增長，過去,，數(shù)據(jù)都以關(guān)系型數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫,、核心信息系統(tǒng)中,。如今數(shù)據(jù)已經(jīng)不只是在核心數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,，而是無時(shí)無刻不在制造環(huán)境中產(chǎn)生,。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和協(xié)作網(wǎng)絡(luò)以及各類聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備都帶來海量的數(shù)據(jù)，這些都是新時(shí)代的數(shù)據(jù)來源,，如圖5,。如今，企業(yè)需要有從海量數(shù)據(jù)來源中獲取有價(jià)值信息的能力,。^[9]

圖5 數(shù)據(jù)的多樣性^[9]

未來的智能化公司與客戶的關(guān)系會(huì)在售出產(chǎn)品后還會(huì)不斷深化,。利用技術(shù)和數(shù)據(jù)完善現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù)，不斷滿足個(gè)性化的需求,，并創(chuàng)造新的服務(wù),。重型商用車生產(chǎn)商戴姆勒卡車北美公司正在轉(zhuǎn)型成為一家以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵資產(chǎn)的智能化公司。從工廠車間駛出的每一輛戴姆勒卡車都是一項(xiàng)新的數(shù)字資產(chǎn),。一系列車載傳感器和其他技術(shù)持續(xù)監(jiān)控車輛的性能,，生成數(shù)據(jù)，提供對(duì)卡車狀況的實(shí)時(shí)診斷,。通過對(duì)車輛的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，預(yù)測零部件何時(shí)可能發(fā)生故障，而不再是簡單地向車主提供車輛狀況報(bào)告,。在緊急情況下,，可指引車主前往附近的維修點(diǎn)，維修人員將被提前告知車輛問題并將確認(rèn)所需零件的庫存,，立即協(xié)助解決車輛問題,。

掌握設(shè)備或制造系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫就有很大局限性,。未來時(shí)序數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用會(huì)越來越多,。關(guān)系數(shù)據(jù)庫將每次數(shù)據(jù)更改都記錄為更新，與此不同的是,，時(shí)序數(shù)據(jù)庫會(huì)跟蹤并記錄數(shù)據(jù)變更以及變更的特定時(shí)間,，并將每次變更的數(shù)據(jù)作為唯一值插入。數(shù)據(jù)集中來自IoT（物聯(lián)網(wǎng)）和監(jiān)控技術(shù)的臨時(shí)數(shù)據(jù)規(guī)模呈爆炸式增長,，在這一背景下,，無論是歷史分析還是預(yù)測分析都越來越依賴于查詢某個(gè)時(shí)點(diǎn)的數(shù)值，并能持續(xù)精準(zhǔn)和高效跟蹤該數(shù)值的能力,。^[10]

在產(chǎn)品開發(fā)中,，數(shù)據(jù)有著特別的作用。有一種基于溯因邏輯（abductive logic）的創(chuàng)新思維模式,。人們熟知的邏輯方式只有兩種：演繹和歸納,，前者是從一般推導(dǎo)到特殊,，而后者是從特殊推導(dǎo)到一般。這兩種邏輯都是陳述式的（declarative logic）,，而溯因邏輯是發(fā)問式的,，具有推測性的特征。設(shè)計(jì)師們經(jīng)常采用溯因邏輯,，他們積極尋找新的數(shù)據(jù),，不斷挑戰(zhàn)已被大眾認(rèn)可的規(guī)則和解釋，努力推演和創(chuàng)造新的可能性,。在設(shè)計(jì)師們基于溯因推理而得到的創(chuàng)意構(gòu)想中,，挑選出最有可能成功的構(gòu)想，然后進(jìn)行下一步設(shè)計(jì),，如此反復(fù),，為原型制作提供較為可靠的基礎(chǔ)。^[11]需要指出,，這種創(chuàng)新思維方式基于豐富的數(shù)據(jù),，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)使得原型產(chǎn)生和迭代都能變得更加高效?？梢?，數(shù)據(jù)能使設(shè)計(jì)師更富有靈性。

豈止是產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程運(yùn)行,，企業(yè)的戰(zhàn)略與宏觀經(jīng)濟(jì)密不可分,。我國在相當(dāng)長一段時(shí)間實(shí)行過計(jì)劃經(jīng)濟(jì)，其思維方式的影響至今還存在,。早在20世紀(jì)40年代,，哈耶克就指出，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的首要問題,，是利用好分散在個(gè)人手中的信息的問題,。這是因?yàn)槲覀冊(cè)跊Q策場景中所必需的知識(shí)，從來不是以整體的方式存在,，而是以不完整,、甚至經(jīng)常矛盾的方式散落在不同個(gè)體手中。他認(rèn)為像計(jì)劃經(jīng)濟(jì)那樣的“運(yùn)算方法之出發(fā)點(diǎn)的'數(shù)據(jù)’或'基據(jù)’（datum）,，就整個(gè)社會(huì)而言,，對(duì)于一個(gè)能夠計(jì)算其結(jié)果的單一心智來說，從來就不是'給定的’,，而且也絕不可能是如此給定的,。”“我們必須運(yùn)用的有關(guān)各種情勢的知識(shí)（the knowledge of the circumstances），從來就不是以一種集中的且整合的形式存在的,，而僅僅是作為所有彼此獨(dú)立的個(gè)人所掌握的不完全的而且還常常是相互矛盾的分散知識(shí)而存在的?！?當(dāng)我讀到哈耶克的觀點(diǎn),，真的驚嘆他的偉大，那可是在20世紀(jì)40年代,！

處在世界經(jīng)濟(jì)洪流中的企業(yè),，選擇航道的出發(fā)點(diǎn)不能基于“給定的”數(shù)據(jù)，只能基于從宏觀經(jīng)濟(jì)及自己相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)中挖掘和整合出的數(shù)據(jù),。只有在數(shù)字空間企業(yè)才有可能洞見行業(yè)趨勢,、宏觀經(jīng)濟(jì)的走向及自身的競爭策略，否則企業(yè)不會(huì)有未來,。

數(shù)據(jù)只是智能制造生命體的血液,，要真正釋放數(shù)據(jù)的力量，還需要一個(gè)魂,。那么魂是什么,？筆者曾經(jīng)提到，數(shù)字孿生是智能裝備的魂^[8],。對(duì)于更大概念的智能制造系統(tǒng)而言,，數(shù)字孿生同樣是它的魂，制造系統(tǒng)的數(shù)字空間也因?yàn)閿?shù)字孿生的存在而顯現(xiàn)靈性之光,。

為了從數(shù)字世界中獲得對(duì)物理世界的洞察并提升敏捷性,，企業(yè)首先要為數(shù)字孿生創(chuàng)建強(qiáng)大而全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。當(dāng)數(shù)字孿生連接到物理世界時(shí),，可將數(shù)據(jù)有效轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的洞察決策,。但是，不完整或不正確的數(shù)據(jù)將導(dǎo)致錯(cuò)誤的決策,。除了歷史數(shù)據(jù)之外,，企業(yè)需要制定實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集策略，發(fā)揮數(shù)字孿生提供的實(shí)時(shí)分析能力,。企業(yè)可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字孿生,，以愛立信（Ericsson）和沃達(dá)豐（Vodafone）為例，他們正在與電動(dòng)汽車公司合作開發(fā)未來工廠,。該工廠基于互聯(lián)機(jī)器和5G專用網(wǎng)絡(luò),，每臺(tái)機(jī)器收集并處理數(shù)據(jù)后，將其發(fā)送到公司的“大腦”——網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心,。這些數(shù)據(jù)為整個(gè)工廠的數(shù)字孿生提供動(dòng)力：了解每個(gè)組件,、組件到達(dá)時(shí)間以及組件組裝和拆卸說明。新部件可以在需要的時(shí)候準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。人類員工使用的工具是互聯(lián)智能的,，可以根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)和規(guī)格自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,。^[13]

需要特別注意的是，數(shù)字孿生的概念不限于企業(yè)內(nèi)部,，應(yīng)該適合于企業(yè)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng),。也就是說，作為智能制造生命體之魂,，數(shù)字孿生貫穿在整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng),，貫穿在產(chǎn)品的全生命周期。最初應(yīng)用的數(shù)字孿生主要限于設(shè)備或產(chǎn)品,，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,，孿生模型不僅拓展到生產(chǎn)的運(yùn)行控制,，而且進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。已有領(lǐng)軍企業(yè)正在構(gòu)建跨越組織全要素的智能化數(shù)字孿生,，借助該技術(shù)創(chuàng)造與現(xiàn)實(shí)世界的工廠,、供應(yīng)鏈、產(chǎn)品全生命周期一致的數(shù)字鏡像模型,，從而連接起一個(gè)更為龐大的實(shí)體網(wǎng)絡(luò),。保時(shí)捷與材料供應(yīng)商北歐化工（Borealis）、科思創(chuàng)（Covestro）和Domo Chemicals以及區(qū)塊鏈供應(yīng)商Circularise合作,，在整個(gè)供應(yīng)鏈中使用數(shù)字孿生,，確保保時(shí)捷汽車的生產(chǎn)使用可持續(xù)材料。通過創(chuàng)建材料的數(shù)字孿生,，Circularise在整個(gè)供應(yīng)鏈中建立了數(shù)字線程,，從而實(shí)現(xiàn)了材料的可追溯性并追蹤了其他可持續(xù)性指標(biāo)，如碳足跡和節(jié)水情況,。在整個(gè)供應(yīng)鏈中,，各方均可更新數(shù)字孿生以反映產(chǎn)品制造流程和生命周期，從而為保時(shí)捷及其客戶提高了透明度,。

物流是供應(yīng)鏈中的重要環(huán)節(jié),，供應(yīng)鏈的數(shù)字孿生自然少不了物流的數(shù)字孿生。2020年7月,，鹿特丹港與韓國大宇造船和海洋工程公司（DSME）簽署了一項(xiàng)協(xié)議,，要在智慧港口和智慧船只之間構(gòu)建數(shù)字孿生接口。^[13]預(yù)計(jì)不久的將來,，構(gòu)建數(shù)字孿生的企業(yè)就能在港口環(huán)境中順暢交接,，而沒有構(gòu)建數(shù)字孿生的企業(yè)則徒有焦急等待,，甚至望洋興嘆。

制造系統(tǒng)的物理空間和數(shù)字孿生空間,，看似兩個(gè)平行的世界,，其實(shí)交匯于人的存在。無論怎么說,，制造的數(shù)字空間之靈就是人類之靈的反映和進(jìn)化,。

本文所述及的三個(gè)方面均是技術(shù)的綜合，總體上涉及眾多的單元數(shù)字技術(shù),，如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng),、VR/AR,、仿真、人工智能等,。三個(gè)方面都是技術(shù)意識(shí),，企業(yè)管理者和技術(shù)人員把握這些意識(shí)，在未來的數(shù)字化轉(zhuǎn)型中尤為重要,。

讓我們?cè)跀?shù)字空間一瞥未來制造閃現(xiàn)的靈光,。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張效軍. 創(chuàng)成式設(shè)計(jì)綜述（一）.起源與概念. 安世亞太，2019-11-20.  

[2] MIT科學(xué)家讓計(jì)算機(jī)定規(guī)矩,，上萬種機(jī)器人形態(tài)隨你挑,！機(jī)器人大講堂，2020-12-12. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1685882376912141900&wfr=spider&for=pc.

[3] 卡洛·拉蒂 馬修·克勞德爾. 智能城市[M].趙磊,，譯.北京：中信出版集團(tuán),，2019：52.

[4] Amber Case, “We Are All Cyborgs Now,” TEDWomen, International Trade Center,Washington, DC, December 8, 2010.

[5] 吳泗宗. 人工智能(AI)和智能增強(qiáng) (IA)，2019-10-23.http://bbzoh.cn/content/19/1023/09/39353889_868533115.shtml.

[6] 扎克伯格接受媒體專訪,，未來5年將Facebook打造為元宇宙公司. https://zhuanlan.zhihu.com/p/399641926.

[7] 周憶. 當(dāng)數(shù)字員工來臨的時(shí)候.首屆中國西太湖全球公司發(fā)展論壇,，2018-05-11.

[8] 李培根. 物理生命體——漫話數(shù)字時(shí)代的智能裝備.智造苑，2021-01-07.

[9] 德勤 阿里云.打造智慧“動(dòng)成長”企業(yè)驅(qū)動(dòng)企業(yè)核心系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,，2021-03.

[10] 2021年技術(shù)趨勢. 德勤報(bào)告.

[11] 王曉紅.設(shè)計(jì)思維：一種基于溯因邏輯的創(chuàng)新思維模式[J].哈佛商業(yè)評(píng)論,，2018-09-06.

[12] 弗·馮·哈耶克. 知識(shí)在社會(huì)中的運(yùn)用[M]. 選自《個(gè)人主義與經(jīng)濟(jì)秩序》（鄧正來，編譯）.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社,，2012：85-100.

[13] 開拓新局,，掌握變局時(shí)代的技術(shù)先機(jī).埃森哲技術(shù)展望2021.