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智能制造的中国观点

2018年12月19日  来源:科技导报 作者: 提供人:看见那......

智能制造的中国观点

“流水线上的个性化定制”和“设备预测式维护”常被看作工业4.0、工业互联网的“标签式特征”。然而,多数企业未必需要个性化定制、多数设备也未必能够做到预测式维护。这些问题给很多企业带来了困惑。面对这些困惑,需要更加深入的思考。

人类努力工作的目的,是为了人类自身更幸福。而当经济发展到一定的程度,人类开始追求更好的工作环境。这时,更人性化的工作环境意味着对优秀人才的吸引力更大,故而能为企业带来经济价值,因此可以从人类如何工作的角度,分析未来工业的明天。

事实上,国内有多家科技团队,不约而同地从“人”的角度,分析了智能制造未来的发展思路。

平行系统的概念来源于2004 年王飞跃发表的《平行系统方法与复杂系统的管理和控制》文章中。平行系统采用复杂系统研究中的“多重世界”观点,对复杂系统进行建模时,不再以与实际复杂系统的逼近程度作为唯一标准,并将平行系统看作是实际复杂系统的一种可能的替代形式和实现方式,实际复杂系统的行为与平行系统的行为“不同”但却“等价”。对于复杂的制造系统,如石化生产、机床制造等,通过建立与实际系统平行运行的人工制造系统,并在人工系统上虚拟运行和优化生产方案、利用虚拟系统培训员工、预测实际系统维修维护节点,形成平行制造系统,可以为企业节省成本、提高效率。在平行工业时代,一方面,企业可以借助虚实系统的平行演化及闭环反馈,协同优化管理系统内部流程执行、生产制造以及资源调度。另一方面,基于知识自动化技术,社会情报服务系统实时将数据转化为客户需求,快速响应市场变化,同时通过任务分解、快速重组、众包等方式集合小微创新和群体智慧来创造产品,从而减少投放时间、增加市场份额。同时,网民借助物联网、互联网、移动互联网的无缝连接,表达自身个性化需求及创意,可全面参与产品创新的整个生产制造流程,实现实时化、个性化、大规模的“灵敏”移动“智造”。这种平行工业时代的制造模式称之为平行制造。

2016年,宁振波等提出“三体智能”的思想,从物理实体、意识人体、数字虚体之间联接融合的角度,观察智能的发展路径。2017 年,周济等提出 HCPS(human-cyber-physical systems,人-信息-物理系统)的思想,提出人借助赛博(Cyber)空间改变人与物理世界的关系。

与国外相关理论对比,这些思想的相似度很高,都着眼于人在智能制造发展过程中的作用和角色。这些思想虽然抽象,却是有操作性的。其发展的逻辑,可以从互联网的应用谈起。

随着自动化的发展和广泛应用,人类逐渐摆脱繁重的体力劳动。在此基础上,又可以通过互联网让人体逐渐远离危险、恶劣的工作现场。换句话说,工作人员可以通过赛博空间来管控物理世界。

人类通过这种方式工作时,本质上起到了决策算法的作用。于是,计算机代替人类决策的可能性进一步提升。决策的基础是知识和信息,拥有更多知识和信息的主体,有条件做出更优的决策。在传统工业阶段,人类的很多信息是通过感觉器官获得的,而机器获得的信息有限。这时,人类具有信息优势,故而有条件做出更优的决策。但是,在新的工作模式下,人类从现场获得的所有信息都是从计算机获得的,人类的信息优势不再了。这时,只要计算机补上“知识”的短板,并具有处理信息能力更强、更快的优势,就可能获得更加显著的“决策优势”。所以,在进一步的发展过程中,人类会把越来越多的知识赋予计算机。另外,随着数据的不断积累,将逐步进入工业大数据时代,计算机主动获得知识的能力也会越来越强。这样发展下去,机器代替人类决策的能力将会越来越强,在某些场景下甚至超越人类本身。这样,人类将进入“新一代智能制造”阶段,或真正的intelligent manufacture时代。

在这个时代,人类将会脱离对Cyber空间的实时控制,有利于摆脱紧张、枯燥的脑力劳动,进而从事具有创造性的、对 Cyber空间的完善性工作,为Cyber空间注入新的知识。

一定程度上,新一轮工业革命中的智能制造就是综合利用搜索技术、先进的生产制造技术、社会服务应用(社会媒体)及泛在的移动终端设备,通过众包等方式让社会民众充分参与产品的全生命周期生产制造过程,实现实时化、个性化、大规模创新和“敏捷移动智造”,或称社会智造。不久的将来,一个企业的竞争力和实力,很大程度上可能并不取决其外在规模与资产的大小,而取决于其掌控动态网群组织(cyber movement organization,CMO)的手段和能力,取决于其对虚实互动的认识、实践和效率,取决于与其伴生的人工企业之规模和深度。工业化和信息化的深度融合必将是平行工厂、平行企业、平行制造的应用和普及。

智能制造

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