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智能制造要夯实“数据”“互联”基础

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-20  浏览次数:4960
核心提示:智能制造是第四次工业革命在制造领域的主要体现,那么,数字与物理世界的融合是智能制造的本质吗?非也,融合不过是现象而已。

当前,智能制造已经成为中国制造强国战略的主攻方向,国内已经涌现出一批智能制造的“示范企业”。

智能制造的本质究竟是什么?第四次工业革命似乎特别强调数字与物理世界的融合。智能制造是第四次工业革命在制造领域的主要体现,那么,数字与物理世界的融合是智能制造的本质吗?非也,融合不过是现象而已。

经过第二和第三次工业革命,人?#23884;?#24037;程中?#33539;?#24615;问题的认识与控制已趋成熟。制造中无论是涉及效率、质量、成本,还是绿色、服务等,都存在大量的不?#33539;?#24615;。?#36865;猓?#21046;造中还有很多问题是非模式的,如一个工厂或车间的节能问题,不仅无法用数学模型描述,而且没有固定模式。对于试?#35760;?#26224;认识乃至驾驭制造过程的人类而言,非模式、不?#33539;?#24615;问题是最大的困扰。系统中到底有多少因素相互关联,又互相影响到何种程度?

幸运的是大数据、人工智能等技术为人类开启了进一步认识?#22270;?#39533;客观世界非模式和不?#33539;?#24615;的大门。因此,智能制造的本质和真谛是利用先进技术(如数字化、网络化、大数据、人工智能等)认识和控制制造系统中的不?#33539;?#24615;问题以达到更高目标。日本早期的智能制造计划之所以未取得明显效果,恐怕与当时缺乏应?#28304;?#31867;问题的技术(如大数据、人工智能)有关。

不?#33539;?#24615;问题有两大类。一是客观不?#33539;?#24615;,如加工过程中质量的不?#33539;?#24615;,产品运行性能中表现出的不?#33539;?#24615;等。二是主观不?#33539;?#24615;,或曰认识不?#33539;?#24615;,主要指制造系统中原本?#33539;?#24615;问题,未能数字化而导致人?#20113;?#35748;识的不?#33539;?#24615;,如企业中各种活动、过程的安排,本来就是?#33539;?#24615;的,但因为涉及的人太多,且发生时间各异,若无特殊手段,于人的认识而言纷乱如麻。此即人的主观不?#33539;?#24615;或认识不?#33539;?#24615;。为何把主观不?#33539;?#24615;也视为制造系统的不?#33539;?#24615;?因为制造系统中也应该包括相关的人。

企业实施智能制造的关键是什么?关键问题自然不少,此处仅提请人们关注最基础、却尚未引起普遍重视的问题——数据与互联。

无论是客观不?#33539;?#24615;还是主观不?#33539;?#24615;,有了相应的数据就有了认识不?#33539;?#24615;的基础。分析加工过程中方方面面的数据,有可能使人清楚地发现原先意识不到的影响加工质量的因素;掌握企业各种活动的相关数据,方能降低认识的不?#33539;?#24615;,而且能使新的活动更有序、使相应的决策更合理。至于非模式的场景,更需要借助数据分析。

欲获取数据就需要互联。互联首先指采集制造过程中的物理量(如在设备上装传感器),分析这些数据就可能更深刻地认识其不?#33539;?#24615;,并有可能发现看起?#27425;?#20851;的某些物理量之间存在的某种关联。互联自然也应该包括由人决定的各种活动之间的相关数据连接,其前提是相关的活动一定要数据化。

互联的概念不能仅限于企业内部。要?#23567;?#20225;业生态系统”的意识,即是说“系统”的观念不能局限在企业内部。供应商、客户等组成企业的生态系统,企业生态系统中的成员应存在某些数据的互联和分享。现在就?#23567;?#25968;字供应?#30784;?#30340;概念,即企业之间不仅是物料的供需,还存在数据的供需。一个好的企业生态系统中应该包含“数字生态系统?#20445;?#25110;曰企业生态系统中要强调数据互联。

互联的意识甚至促使企业家和工程师们重新定义行业的边界、产品的功能边界。如做智能?#23454;?#30340;企业需要考虑灯与娱乐设备之间的数据连接,汽车业需要考虑汽车与智慧城市之间的数据互联。

人机智能时代正在到来,智能制造未来的发展将如何?当前,相对容易推测的是,“知识工程”将发挥越来越大的作用,工程师的大部分脑力工作可能被智能系统取代;虚拟空间与现实空间的界限将越来越模糊,增强现实(AR)、混合现实(MR)技术将在更多的场景得到应用。难以推测的是,在制造系统越来越“智能”的时候,人的作用将如何定位和发挥。?#28304;耍?#25105;们只能随着时间的推移,在实践中探寻答案。

什么是智能制造的最佳路径?#31354;?#26159;政府、企业家以及研发人员要特别重视和思考的问题。当下热火朝天的“机器换人”“百万工业企业?#26174;疲?#23454;施百万工业 APP”等都在进行这方面的探索和实践。最终的答案是什么?现在还不得而知,但有一点是可以肯定的,智能制造必须?#35272;?#20247;多基础的智能技术与工具,如传感器、物联网、智能数控系统、大数据分析工具、智能软件等,在这些领域中实现重大突破、占领制高点是建设智能制造强国的前提。我们要时刻清醒地认识到这一点。

 
关键词: 智能制造 人工智能 智能机器人 传感器 智能传感器

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