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Copyright (c) 2012 機(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權(quán)所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
“《中國制造2025》戰(zhàn)略里面提出，要以新一代信息通信技術(shù)和制造業(yè)融合為主線，以智能制造為主要方向。而在《深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提出，強(qiáng)化軟件支撐和定義制造業(yè)的基礎(chǔ)性作用。圍繞這兩句話，我們可以從軟件的視角來看智能制造。”
在2016年中國信息化百人會第三屆信息戰(zhàn)略論壇上，工信部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司副司長安筱鵬以“軟件視角下的未來工業(yè)”為主題，從智能、集成、智能制造等多個(gè)角度，對新工業(yè)革命中的工業(yè)軟件進(jìn)行了再認(rèn)識；同時(shí)從產(chǎn)品、流程、生產(chǎn)方式、新型能力和產(chǎn)業(yè)生態(tài)等多個(gè)方面，對工業(yè)的未來制造進(jìn)行了再定義，描繪了一幅以“軟件定義”的智能制造藍(lán)圖。
軟件支撐和定義智能
安筱鵬說，從軟件的視角來看智能制造，他有兩點(diǎn)體會：一是要認(rèn)識新一輪工業(yè)革命中的軟件。二是再定義，以工業(yè)軟件的視角看未來制造。
“要想認(rèn)識軟件的地位和作用，就要認(rèn)識什么是智能，什么是集成，什么是智能制造，什么是工業(yè)軟件。”安筱鵬指出，新技術(shù)的發(fā)展帶來了新的熱詞、概念和技術(shù)，比如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等，但這些新概念的背后，支撐它的都有一個(gè)非常核心的關(guān)鍵技術(shù)，就是軟件。
《中國制造2025》文件中提出了五大工程：制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)工程、綠色制造工程、智能制造工程、高端裝備創(chuàng)新工程，還有工業(yè)強(qiáng)基工程（四基）：基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件元器件、基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。
然而，對于智能制造來說，需要補(bǔ)制造業(yè)的“新四基”：“一硬”、“一軟”，“一網(wǎng)”，“一云”。“一硬”是智能的感知和處理，要有高性能、低成本、高可靠的傳感器和處理器作為支撐，“一軟”是核心工業(yè)軟件，“一網(wǎng)”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，“一云”是工業(yè)云和智能服務(wù)平臺。
安筱鵬認(rèn)為，從智能制造的角度來看，需要對制造系統(tǒng)的物理對象———人、機(jī)、物進(jìn)行感知，感知以后要實(shí)施分析，然后根據(jù)期望值進(jìn)行對比、分析，對比以后做科學(xué)決策，最后再執(zhí)行。
而狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策和精準(zhǔn)執(zhí)行，這樣一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)與上文提出的“新四基”相關(guān)，需要自動控制技術(shù)，需要傳感技術(shù)，也需要對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入實(shí)時(shí)的分析，分析以后也需要工業(yè)云和大數(shù)據(jù)的處理平臺。這些需要在不同的機(jī)器和系統(tǒng)之間互聯(lián)互通。
從這層意義上來說，如果把智能最小單元做一個(gè)定義的話，它事實(shí)上是散布在智能制造系統(tǒng)的方方面面。這個(gè)最小單元可以用這樣一個(gè)符號顯示，這個(gè)符號會成為我們的智能機(jī)器，成為一個(gè)智能生產(chǎn)線，在計(jì)劃生產(chǎn)調(diào)度中形成一個(gè)最小單元。這些智能單元在企業(yè)內(nèi)部的縱向系統(tǒng)集成里，組成了一個(gè)企業(yè)局部系統(tǒng)，從單一系統(tǒng)構(gòu)建為一個(gè)局部的系統(tǒng)。
最終，這些企業(yè)跟上下游的企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作，構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)，形成一個(gè)生態(tài)。因此智能是從小系統(tǒng)、單一系統(tǒng)構(gòu)建成一個(gè)局部系統(tǒng)，從局部系統(tǒng)構(gòu)建成復(fù)雜系統(tǒng)，到最后構(gòu)建成一個(gè)巨系統(tǒng)的過程。
集成是制造的深化
安筱鵬認(rèn)為，集成的本質(zhì)就是對制造資源優(yōu)化范圍、領(lǐng)域深度的描述，從自動化到智能化，就是從局部優(yōu)化到全局優(yōu)化的過程，在時(shí)間上優(yōu)化只有起點(diǎn)沒有終點(diǎn)，空間上參與優(yōu)化的資源是沿著點(diǎn)，從機(jī)器、智能生產(chǎn)線、控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)，再到整個(gè)的企業(yè)的內(nèi)部系統(tǒng)，到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，到整個(gè)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，是沿著點(diǎn)、線、面、大系統(tǒng)、巨系統(tǒng)的方向不斷的擴(kuò)展。當(dāng)然，自動化是單點(diǎn)的、低水平的，有限的資源優(yōu)化。智能化是多點(diǎn)的，高水平的，全局的資源優(yōu)化。因此所謂集成的過程就是對制造過程的范圍領(lǐng)域不斷的深化的過程。
“企業(yè)的信息化投入和企業(yè)信息化的收益之間并不是一個(gè)線性的關(guān)系，企業(yè)信息化的收益只有他邁過了集成創(chuàng)新階段之后才會呈現(xiàn)指數(shù)化的增長，企業(yè)的系統(tǒng)是不斷集成的，當(dāng)集成的數(shù)量只有達(dá)到某一個(gè)臨界點(diǎn)之后，他的收益才會呈現(xiàn)指數(shù)化的增長。”安筱鵬認(rèn)為，智能制造的實(shí)質(zhì)就是以數(shù)據(jù)的自動流動解決復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性、多樣性，提高資源配置效率。
他說，個(gè)性化定制無疑是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，但是個(gè)性化定制帶來了企業(yè)生產(chǎn)的一系列的挑戰(zhàn)、一系列的問題，因?yàn)橹圃斓漠a(chǎn)品越來越多，工藝越來越復(fù)雜，需求越來越復(fù)雜。成本如何解決，質(zhì)量如何解決，交貨期如何解決，這些問題帶來了企業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性、多樣性和不確定性。而智能制造所要解決的問題就是解決企業(yè)由于個(gè)性化定制，由于生產(chǎn)本身的復(fù)雜性所帶來的不確定性和多樣性。
安筱鵬說，現(xiàn)在大家都說大數(shù)據(jù)。而數(shù)據(jù)的流動有兩個(gè)非常重要的方面，一個(gè)是數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性，第二個(gè)是背后的算法的科學(xué)性、先進(jìn)性和有效性。
只有能夠?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性，算法的科學(xué)性、先進(jìn)性和有效性，把數(shù)據(jù)不斷的輸入，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的流動，才能解決復(fù)雜制造系統(tǒng)的不確定性，這就需要網(wǎng)絡(luò)的集成，軟件的集成和數(shù)據(jù)的集成。使得大量隱性工業(yè)知識被固化在各類軟件和信息系統(tǒng)中，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，信息轉(zhuǎn)化為知識，知識轉(zhuǎn)化為決策，決策不斷的優(yōu)化，提高資源配置的效率。
軟件定義產(chǎn)業(yè)生態(tài)
安筱鵬指出，軟件在定義產(chǎn)品，在定義企業(yè)的流程，在定義生產(chǎn)方式，在定義企業(yè)的新型能力，也在定義產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。
IOT時(shí)代正在到來，標(biāo)志使產(chǎn)品功能演化為四個(gè)模塊，動力部件、執(zhí)行部件、智能部件、互聯(lián)部件，軟件在定義這樣的基本功能時(shí)，使得未來的智能產(chǎn)品可以監(jiān)測、可以控制、可以優(yōu)化，產(chǎn)品功能的靈活性、易擴(kuò)展性、安全性、可管理性都可以通過軟件實(shí)現(xiàn)。
“手機(jī)的出現(xiàn)是軟件定義的另一個(gè)里程碑，不僅如此，戰(zhàn)斗機(jī)、特斯拉汽車等等所有的這些高度智能化的產(chǎn)品和功能的實(shí)現(xiàn)，越來越取決于軟件功能是否強(qiáng)大。”
軟件在定義產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的基本邏輯是把通用的功能硬件化，把可變的部分軟件化，重構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈，產(chǎn)品的價(jià)值鏈，使產(chǎn)品從低端向高端躍升的重要組成部分。
軟件也在定義企業(yè)的流程。這個(gè)流程首先體現(xiàn)在研發(fā)流程，過去研發(fā)是沿著需求，研發(fā)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、原材料采購、生產(chǎn)制造這樣一個(gè)線性的方式走的，新的軟件平臺和工具的出現(xiàn)，把我們的工藝、銷售、生產(chǎn)、采購、研發(fā)，從串型轉(zhuǎn)變成了并行，過去的研發(fā)是基于功能、性能的研發(fā)，現(xiàn)在的研發(fā)是基于產(chǎn)品的可生產(chǎn)性、物料的可采購性。本質(zhì)上是從局部資源的優(yōu)化到全局優(yōu)化的過程。
軟件也在定義企業(yè)的生產(chǎn)方式。最重要的標(biāo)志是實(shí)體制造和虛擬制造的融合，軟件在重構(gòu)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、測試、再設(shè)計(jì)的流程。軟件正在推動實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)仿真、測試、制造在虛擬空間完成之后再到實(shí)體空間生產(chǎn)和制造。所以，軟件推動了制造業(yè)的生產(chǎn)范圍的遷移，就是以快速迭代、持續(xù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動重建制造效率、成本和質(zhì)量。
安筱鵬指出，?從未來制造業(yè)的發(fā)展趨勢來說，會經(jīng)歷三個(gè)階段，局部的虛擬制造、靜態(tài)的虛擬制造和動態(tài)的虛擬制造。
所謂局部的虛擬制造是在單機(jī)設(shè)備、單個(gè)環(huán)節(jié)、單一場景中的虛擬化應(yīng)用。帶來的是局部的效率提升。而靜態(tài)的虛擬制造以周或者天為周期，流程工業(yè)以批次為中心，對下一個(gè)周期的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化，動態(tài)的虛擬制造是能夠?qū)崿F(xiàn)人員、機(jī)器、物料、工藝、環(huán)境、產(chǎn)品等各種生產(chǎn)要素在虛擬世界完整、實(shí)時(shí)、動態(tài)的響應(yīng)。
安筱鵬說，信息化要從企業(yè)的競爭能力的視角觀察。我國在推動兩化融合管理體系貫標(biāo)過程中，很多企業(yè)都提出了要打造能力，但是不同的企業(yè)在不同的技術(shù)背景下都會構(gòu)筑新型能力，從規(guī)?；a(chǎn)能力構(gòu)建起個(gè)性化的定制能力，從渠道建設(shè)能力演變成對客戶需求的實(shí)時(shí)感知、響應(yīng)和服務(wù)的能力，從成本控制能力演變成精細(xì)的成本管控能力，從制造能力演變成在線診斷到新的服務(wù)型制造的能力，有些領(lǐng)軍企業(yè)還要構(gòu)建產(chǎn)業(yè)的生態(tài)能力。
“對于智能制造來說，兩化融合就是需要把軟件、設(shè)備、流程、管理變革，最終轉(zhuǎn)化為企業(yè)的新型能力，我們將供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性改革，講新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)，培育新的動力，落實(shí)到企業(yè)層面上就是企業(yè)新舊能力的更替。”
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