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张相木:智能制造是技术、网络、产业?还是革命性的生产方式?
发布时间:2021-08-16     标签:


马克思讲过,生产方式是人类社会存在和发展的决定因素,生产方式的变革决定社会形态的更替。所以德国人就把工业4.0称作以智能制造为主导的第四次工业革命。中国制造2025确定智能制造是建设制造强国的主攻方向。

“回顾历史,成长方式的变革已经经历了机电制造、流水线批量制造、自动化柔性制造三个阶段,现在正在进入第四个阶段智能制造。智能制造不是技术,也不是网络,更不是产业,智能制造是革命性的生产方式。”工业和信息化部原装备工业司司长、中国智能制造系统解决方案供应商联盟专家委员会主任张相木,在由德阳市人民政府、四川省经济和信息化厅主办,中制智库作为执行单位举办的“第二届四川装备智造国际博览会”上表示。

智能制造的三个发展阶段
智能制造的发展历程最早出现于上个世纪80年代,由美国两位学者提出,之后智能制造得到普遍的重视,但发展了一段时间后,热度渐渐退去。最近10年,因为新一代信息技术的发展,智能制造被赋予了新的内涵,进入快速发展的快车道。智能制造经过了数字化制造、网络化制造、智能化制造三个发展阶段。为什么智能制造第三个才带智能?张司长说到,“智能是源于人工智能,人工智能上世纪50、60年代就开始了,我们最先出来的时候就是专家系统,最早两位学者提出来的是智能机床。所以,我们讲的智能体现在智能装备上,数字化制造也好、网络化制造也好都有智能装备,所以它是有智能的,智能化制造是新一代人工智能技术的创新和与制造业的融合。”


智能制造系统的概念

智能制造的系统。据我们所知,任何一种范式的制造都需要一个制造系统来完成,推行智能制造就必须构建一个智能制造系统。传统制造系统完全是通过人去完成信息感知、分析决策、认知学习等任务,并直接对机器进行操控。

智能制造的系统。据我们所知,任何一种范式的制造都需要一个制造系统来完成,推行智能制造就必须构建一个智能制造系统。传统制造系统完全是通过人去完成信息感知、分析决策、认知学习等任务,并直接对机器进行操控。跟传统制造相比,智能制造多了一个虚拟的信息系统,它是由各种各样的软件集成起来的系统,这时候物理系统实际上不是简单的机器,都是一些包括智能机床、智能机器人或专用的智能装备,他们俩之间的融合就构成了一个信息物理系统。这个信息物理系统是智能制造系统的核心,从这里可以看出,CPS是软硬兼施、虚实融合的一个系统。

CPS怎么构成,有什么机理?“就是通过物联网将物理设备连接到网络上,利用网络空间的高级计算能力,将物理空间的物理实体在信息空间进行全要素重建,并引入智能决策支持系统,形成具有感知、分析、决策执行能力的数字孪生体,通过虚拟的信息系统与实体的物理系统深度融合和精准映射,创建出虚实合一的信息物理系统。”张司长介绍到。

实际上通过数字孪生,为现实中的物理实体创建一个动态同步的数字虚体,物理实体的一切状态都会通过传感器收集,并同步到数字虚体上。反过来,通过智能决策系统对数字虚体的任何操作指令,也会通过网络传导到物理实体上,两者实现实时同步。



智能制造系统的本质特征

“智能制造情况下人的脑力和体力会逐步地减少。”张司长说到。
01信息物理系统,是智能制造的核心

信息物理系统(Cyber Physical Systems,CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,本质上是一个具有控制属性的网络。它把物理设备连接到物联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协同和自治功能。CPS是智能制造系统的骨干和支撑,是推行智能制造的核心和基础。

02智能工厂,智能制造的精髓

智能制造特别关注复杂生产场景中的装备智能化、生产自动化和制造环节各种软/硬件的融合,所以,智能制造是以工厂的数字化网络化智能化为核心的生产方式变革。智能工厂是企业智能制造系统的主体,是实现智能制造的最终载体。

03智能工厂,智能制造的精髓

智能制造中起主导和决定作用的因素是制造知识,有很多案例,比如我的工艺路线变了,整个系统都要重来,我们不能把智能制造搞成是我的制造系统是不变的、静态的,如果把它作为动态来理解的话,制造知识是决定因素。

04益生产,智能制造的基石

精益生产提供各种量化的方法和工具,使工厂变成可量化、可视化和透明的工厂,这是企业数字化的根基。精益生产是推行智能制造必须经历的变革过程,不懂精益生产搞智能制造等于在沙滩上建大厦。

05实体制造,智能制造的本质

智能制造的特征是智能,基础是数据,但智能制造的本质是制造,核心是工艺与装备,载体是制造单元、车间、工厂、供应链等,推行智能制造的主体是制造企业。新一代信息技术只是构建信息物理系统、实现智能制造的手段,没有强大的制造实体,数字化、网络化、智能化都是空中楼阁。

推行智能制造的最终目的:提高生产效率、减少资源消耗、提升产品质量、降低生产成本、提高企业效益。一句话,让制造更聪明!


智能制造系统的本质特征

“十三五”时期,我国智能制造进入发展的快车道,形成了良好的发展态势,在自主研制智能制造装备,建设智能制造标准体系,开展新模式试点示范,培育系统解决方案供应商等方面取得积极成效,经过5年的奋力追赶,我国制造业重点领域已经基本实现数字化制造,部分优势企业对网络化制造进行了初步探索,为“十四五”和今后一个时期深入推进智能制造发展奠定了坚实的基础。

“十四五”推行智能制造,要坚持两手抓一手要抓数字化制造的推广普及,要进一步提高我国数字化制造的整体成熟度,主要的对象一个是传统产业,因为传统产业规模大,一个是中小企业,企业数量多。

一手要抓网络化制造和智能化制造的试点示范,要跟上全球智能制造发展步伐,这要抓优势企业,因为优势企业有很好的基础,另外要抓头部企业,它的实力最强。

总而言之,“十四五”时期,我国智能制造发展的总体思路,应该在全面推广普及数字化制造基础上,大力发展网络化制造,积极探索智能化制造。到2025年规模以上制造企业基本普及数字化制造,重点行业骨干企业初步实现网络化制造,集成和协同成为制造活动的主要特征。

“十四五”时期推进智能制造发展的重点任务,从微观一点的层面来说:

一步一个脚印推行智能制造,因为实现智能制造是一个漫长过程,需要不断迭代升级,不可能一蹴而就。推行智能制造是企业脱胎换骨式的自我变革过程,需要改造的维度极大,难以一步到位。因此,推行智能制造即要仰望天空,也要脚踏实地,必须一步一步去实践,分阶段、分层级不断往前推进。

因地制宜发展智能制造。我们“十四五”要进一步推广普及数字化制造,重点发展网络化制造,积极探索智能化制造,然而不同基数和条件的企业应有各自不褪的地位。因为不同企业所处的环境和自身情况有很大差异,发展阶段和实际痛点各有不同。

因此,推行智能制造不可能千企一面,需要结合企业发展需要实事求是探索适合本企业实际的发展路径。

要引进和培育,培养智能制造专门人才。张司长表示:“我想强调一下,企业推行智能制造要先医后药,是指要先对企业智能制造的能力成熟度进行诊断,认清企业所处的位置和应有的实力,理清现有条件下哪些目标是可达的,哪些是未来可行的,哪些只处于做梦的状态,在评估企业通往智能制造道路上所到达到的程度,从而拟定最适合企业的路径和方法,最后搭建起智能制造系统的框架,从中导出智能制造发展的路线和节奏。”


智能制造和数字化转型

什么是数字化转型?数字化转型是个大概念,包括全社会各行各业的数字化转型,除了制造业数字化转型以外,还包括交通数字化转型,能源数字化转型,农业数字化转型,金融数字化转型等。数字化转型,本质上是企业利用数字技术对传统管理模式、业务模式、商业和服务模式、以及生产运营、组织架构等进行全方位、系统化的重塑与再造。

落到制造业数字化转型就不是那么容易了,它需要构建数字化的基础设施,需要通过数字孪生在数字世界构建一个完整的比物理系统精准映射的虚拟系统,这一点跟智能制造是一样的。

从这个意义上说,智能制造和制造业数字化转型是由共同点、也有不同点。

共同点,智能制造和制造业数字化转型具有共同的技术基础,都是一条制造业数字化、网络化、智能化道路,而且他们通过数字孪生,都架设在信息物理系统之上,各类硬件被映射在信息系统中,并有软件来发挥人的创造力,使得新的生产模式面向使臣,更具有柔性。

不同点,简单来说,从整体来看,智能制造和制造业数字化转型在深度和广度上各有侧重。比如智能制造以工厂为核心,专注于价值链的重构,更侧重企业内部的资源整合、企业之间的能力协同,和整个制造过程各个环节的融会贯通。而制造业数字化转型是以数据为核心,专注于产业链的再造,更强调通过数字化技术的注入,来激活传统制造业,促发产业创新与变革。

最后的结论,从智能制造角度讲,数字化转型是制造业推进智能制造的起点,从数字化转型的角度说,智能制造是制造业数字化转型的主攻方向,其实数字化转型就是两化融合的过程。


“作为一种大的方向讲制造化数字化转型没有问题,真正要落地,老老实实去推行智能制造,它的最终结果就是我们数字化转型的程度。”张司长介绍到。


文章来源:澎湃网




































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