熱智造 冷思考
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- 發(fā)布時(shí)間:2017-07-07 14:37
智能制造熱潮之下,冷靜思考十分必要。如何透徹理解“中國(guó)制造2025”?實(shí)現(xiàn)智能制造還需走好哪幾步?智能工廠的正確打開方式是什么?種種疑問皆需得到明確認(rèn)識(shí)和理解。為此,《中國(guó)信息化周報(bào)》記者獨(dú)家采訪多位行業(yè)專家和企業(yè)領(lǐng)袖,為您抽絲剝繭,答疑解惑。
“中國(guó)制造2025”不是誰的翻版
“質(zhì)量問題已經(jīng)融入到了德國(guó)人的血液當(dāng)中,就像我們每天吃飯、喝水、睡覺一樣必不可少。”這是一位德國(guó)專家在解答中航工業(yè)集團(tuán)信息中心首席顧問寧振波關(guān)于“工業(yè)4.0”當(dāng)中為什么沒有提出質(zhì)量提升和保障等內(nèi)容的疑問時(shí)給出的解釋。這說明在德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的推進(jìn)實(shí)施過程中已無須再考慮產(chǎn)品質(zhì)量問題,而從更深層面折射出來的是,在經(jīng)過三次工業(yè)革命的“洗禮”和積淀之后,德國(guó)在工業(yè)化程度和工業(yè)基礎(chǔ)方面已經(jīng)達(dá)到了極高的水平。
反觀中國(guó),工業(yè)化程度和工業(yè)基礎(chǔ)依舊薄弱,產(chǎn)品質(zhì)量仍然是無法回避的問題。這也就是為什么在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃當(dāng)中要將提質(zhì)增效納為核心內(nèi)容之一的原因。
記得在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃剛剛發(fā)布的時(shí)候,有人膚淺地認(rèn)為“中國(guó)制造2025”就是德國(guó)“工業(yè)4.0”的翻版,如果一味地拷貝和嫁接,那么結(jié)果將不言而喻。其實(shí),單單從工業(yè)基礎(chǔ)和工業(yè)化水平的角度來講,兩者之間還是有著諸多差異的。
“這么理解‘中國(guó)制造2025’的人一定是不了解它的提出過程。雖然‘中國(guó)制造2025’正式提出是在2015年5月8日,晚于德國(guó)‘工業(yè)4.0’的提出時(shí)間,但是我國(guó)在2013年1月的時(shí)候就已經(jīng)啟動(dòng)了‘制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略研究’項(xiàng)目。之后經(jīng)過長(zhǎng)期的討論、研究、修正以及實(shí)踐才形成完整的‘中國(guó)制造2025’戰(zhàn)略規(guī)劃,并最終發(fā)布。這說明該項(xiàng)戰(zhàn)略是在我國(guó)對(duì)自身工業(yè)基礎(chǔ)和制造業(yè)現(xiàn)狀有了充分認(rèn)知和理解之后才最終決定發(fā)布的,絕不是任何一項(xiàng)戰(zhàn)略規(guī)劃的翻版。”寧振波在接受《中國(guó)信息化周報(bào)》記者采訪時(shí)如此說道。
另外,寧振波還提出,德國(guó)工業(yè)企業(yè)總體處在向3.0到4.0發(fā)展的階段,而我們的工業(yè)企業(yè)有的可能還處于1.0或者2.0發(fā)展階段,只有補(bǔ)上丟失的課程,才可能向4.0階段發(fā)展,所以說找到一條適合中國(guó)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展路徑是最重要的??梢哉f,“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的提出為中國(guó)工業(yè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和創(chuàng)新提供了很好的方向。
對(duì)此,英飛凌科技(中國(guó))有限公司大中華區(qū)總裁蘇華博士也有相同的見地。他說:“目前來講,中國(guó)很多制造企業(yè)的發(fā)展水平可能還處于2.0階段,發(fā)展水平參差不齊,還需要走很長(zhǎng)的一段路。”
不過是不是所有的工業(yè)企業(yè)都需要按照這樣一條路徑去推動(dòng)自身的轉(zhuǎn)型升級(jí)呢?“國(guó)家在倡導(dǎo)制造轉(zhuǎn)型的過程中,并不是要求每個(gè)企業(yè)都要這樣做。‘中國(guó)制造2025’戰(zhàn)略規(guī)劃只是提出了一個(gè)方向、一條路徑或者一種規(guī)范樣式,而具體應(yīng)該如何實(shí)踐,還需要企業(yè)根據(jù)自身情況適時(shí)做出決策,不能盲目,更不要盲從。”機(jī)械工業(yè)信息中心副主任劉功效在接受本報(bào)記者采訪時(shí)這樣說道。
與此同時(shí),劉功效認(rèn)為,雖然今后并不是每一家企業(yè)都要走這樣一條發(fā)展路徑,但是智能制造必將成為一個(gè)永恒的話題。
既然智能制造將成為一個(gè)永恒話題,那么正確認(rèn)識(shí)智能制造就顯得尤為重要。何為智能制造?智能制造如何實(shí)現(xiàn)?機(jī)器換人就代表了智能化?在這個(gè)過程中,企業(yè)更缺技術(shù)還是意識(shí),有沒有盲目建設(shè)的情況出現(xiàn)?實(shí)現(xiàn)智能制造還需要亟待完善和解決哪些問題?基于此,《中國(guó)信息化周報(bào)》記者采訪了多位行業(yè)專家、企業(yè)領(lǐng)袖,針對(duì)這些問題且看本報(bào)記者為您抽絲剝繭,娓娓道來。
實(shí)現(xiàn)智能制造 需走好這幾步
在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下,“中國(guó)制造2025”、德國(guó)“工業(yè)4.0”、美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略,均旨在構(gòu)建自身的智能制造體系,特別是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合,以促進(jìn)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻變革,從而改變?nèi)蛑圃鞓I(yè)的發(fā)展格局。
同一個(gè)目標(biāo)不同的實(shí)踐路徑
在綜述當(dāng)中已經(jīng)提到了“中國(guó)制造2025”并不是“工業(yè)4.0”的翻版,不過在實(shí)踐目標(biāo)上,德國(guó)“工業(yè)4.0”、美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”與“中國(guó)制造2025”所提出的工業(yè)化和信息化深度融合,發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有著異曲同工之意,其目標(biāo)都是要實(shí)現(xiàn)工業(yè)體系的轉(zhuǎn)型升級(jí),就是從傳統(tǒng)的工藝體系轉(zhuǎn)型到以自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化為主的新型工業(yè)體系。
雖然三者實(shí)踐的目標(biāo)大同小異,但是工業(yè)化程度和工業(yè)基礎(chǔ)的不同,還是決定著三者之間要采取不同的實(shí)踐路徑。德國(guó)“工業(yè)4.0”和美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”都是企業(yè)推動(dòng),政府采納,然后上升到國(guó)家戰(zhàn)略,是一個(gè)自下而上的推進(jìn)過程,而“中國(guó)制造2025”是國(guó)家推動(dòng),企業(yè)實(shí)施,一個(gè)自上而下的推進(jìn)過程。
從實(shí)踐層面來講,德國(guó)“工業(yè)4.0”和美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”都是以信息技術(shù)為先導(dǎo),而“中國(guó)制造2025”是站在應(yīng)用端和制造業(yè)本身,以應(yīng)用需求為引領(lǐng)。這樣就可以更大限度地彌補(bǔ)自身在工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)水平的差距,以一種特色發(fā)展之路縮小與歐美國(guó)家之間的差距。
“我們與歐美國(guó)家之間的技術(shù)差距是現(xiàn)實(shí)存在的,并不能在短時(shí)間內(nèi)完全消除。在智能制造推進(jìn)實(shí)施過程中一定是先發(fā)展技術(shù)嗎?不是,對(duì)于我們來說一定是先解決應(yīng)用需求,通過應(yīng)用牽引技術(shù)的發(fā)展。所以我覺得‘中國(guó)制造2025’是基于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求,來牽引技術(shù)的發(fā)展。這樣能夠縮短我們?cè)诩夹g(shù)研發(fā)上的時(shí)間周期,與我們現(xiàn)階段制造業(yè)的現(xiàn)狀相匹配。”劉功效如此解釋道。
“機(jī)器換人就實(shí)現(xiàn)了智能化”是一個(gè)偽命題
采訪中,寧振波多次強(qiáng)調(diào)“機(jī)器換人就實(shí)現(xiàn)了智能化”一定是偽命題。智能系統(tǒng)的基本特征可以由20個(gè)字來概括:狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行以及學(xué)習(xí)提升。在他看來,機(jī)器換人其實(shí)就是換的生產(chǎn)一線的工人,而有數(shù)據(jù)顯示,實(shí)際上在一線生產(chǎn)崗位上機(jī)器能夠換掉的工人數(shù)量不到全部的10%。智能制造一定是囊括了產(chǎn)品研發(fā)、工藝、生產(chǎn)、交付、管理以及服務(wù)等完整的工業(yè)體系,所以說智能制造是完整的工業(yè)體系的轉(zhuǎn)型,而不僅僅體現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化方面。
對(duì)此,TCL集團(tuán)董事長(zhǎng)、CEO李東生也談到了自己的理解。他認(rèn)為,智能化意味著機(jī)器自己就可以判斷和處理工藝流程,它能進(jìn)行邏輯思維的自主判斷;而自動(dòng)化則是每一次都精準(zhǔn)地重復(fù)著同一個(gè)動(dòng)作。自動(dòng)化能夠提高工作效率,而智能化能夠提高工藝水平。
其實(shí)智能制造能力的形成一定是一個(gè)漸進(jìn)的過程,并不是一蹴而就的。“企業(yè)首先要做到自動(dòng)化,在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上發(fā)展信息化,然后通過自動(dòng)化與信息化的融合,再發(fā)展數(shù)字化,最后才能在數(shù)字化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化。如果一開始就想要實(shí)現(xiàn)智能化,將是不切實(shí)際的,逐步完善、迭代升級(jí)的過程一點(diǎn)是要有的。”西克中國(guó)市場(chǎng)總監(jiān)崔麗麗對(duì)本報(bào)記者如此說道。
那么,又要如何理解自動(dòng)化、數(shù)字化與智能化之間的區(qū)別和聯(lián)系呢?他們之間僅僅是一種遞進(jìn)的關(guān)系嗎?
寧振波認(rèn)為,自動(dòng)化是生產(chǎn)智能化的基礎(chǔ),而數(shù)字化是產(chǎn)品研發(fā)智能化的基礎(chǔ)。之前提到,機(jī)器換人是實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,然而數(shù)字化成為研發(fā)智能化的基礎(chǔ)又要如何去理解呢?
其中就涉及到三維模型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與仿真。產(chǎn)品三維模型的建立是難點(diǎn),基于產(chǎn)品模型,再完成工藝設(shè)計(jì),由于是三維模型,工藝設(shè)計(jì)過程中還可以做仿真分析,最后根據(jù)工藝將產(chǎn)品生產(chǎn)出來。這一過程就是產(chǎn)品建模,仿真分析;工藝,仿真分析;制造過程,仿真分析;實(shí)驗(yàn),仿真分析的過程。當(dāng)有三維模型深入其中的時(shí)候企業(yè)就開始具備智能基因了。
另外,關(guān)于自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化之間的關(guān)系,劉功效認(rèn)為,三者既有可能是遞進(jìn)關(guān)系,也有可能是平行關(guān)系。因?yàn)榧瓤梢詥为?dú)來講某一個(gè)發(fā)展階段,又可能出現(xiàn)你中有我,我中有你的情況,這都要取決于企業(yè)所處的發(fā)展階段,不同的發(fā)展階段會(huì)采用不同的技術(shù)手段去解決實(shí)際需求。實(shí)現(xiàn)智能制造的五個(gè)關(guān)鍵步驟
智能制造的完成在于工業(yè)基礎(chǔ)和能力。目前,隨著我國(guó)在產(chǎn)品技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及基礎(chǔ)核心產(chǎn)業(yè)等方面快速提升和發(fā)展,我們開始具備實(shí)踐智能制造的基礎(chǔ)條件。雖然整體上與德國(guó)、美國(guó)等歐美國(guó)家還存在一定差距,但已經(jīng)開始形成自身的發(fā)展特色。
前面已經(jīng)提到,智能化的實(shí)現(xiàn)一定是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過程,不會(huì)立竿見影,也不會(huì)一蹴而就。在這個(gè)過程中,除了已經(jīng)具備一定程度的工業(yè)基礎(chǔ)硬實(shí)力之外,還需要在眾多軟實(shí)力方面下功夫。
第一步,要轉(zhuǎn)變觀念,形成正確認(rèn)識(shí)。在轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中由于對(duì)智能制造的理解不夠深入,制造企業(yè)可能存在盲目建設(shè)的情況。寧振波表示,現(xiàn)在企業(yè)更多的不是缺技術(shù),而是缺意識(shí)。長(zhǎng)期形成的以短期利益驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向的功利思想導(dǎo)致有些企業(yè)還在想著能夠做小事,掙大錢,這種思想在智造轉(zhuǎn)型過程中是行不通的。
另外,作為傳感器廠商,德國(guó)西克在實(shí)踐以及與客戶企業(yè)的溝通合作過程中也有這方面的認(rèn)識(shí)。西克中國(guó)市場(chǎng)總監(jiān)崔麗麗表示,前些年,由于對(duì)“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”的炒作顯得過于熱情和激進(jìn),從而導(dǎo)致不管是處于何種發(fā)展階段的企業(yè)都想著建立智能工廠或者向“工業(yè)4.0”方向靠近,好像沾到了邊,就搖身一變成為了先進(jìn)制造企業(yè)。實(shí)際上,這種發(fā)展是不現(xiàn)實(shí)的。
其實(shí),無論是“工業(yè)4.0”,還是“中國(guó)制造2025”都需要一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展過程,短期的投資并不能馬上兌現(xiàn)。不過在崔麗麗看來,這也許是智能制造發(fā)展必經(jīng)的一個(gè)過程吧,就是從一開始的一哄而上,然后到慢慢趨于理智,最后到能根據(jù)自身情況有選擇性地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的迭代升級(jí)。
第二步,加快國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件研發(fā)速度以及在制造業(yè)當(dāng)中的更新?lián)Q代步伐。有人曾談到在智能制造時(shí)代,國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件任重而道遠(yuǎn)。而在信息化與工業(yè)化融合的進(jìn)程中,工業(yè)軟件作為使能工具是衡量企業(yè)軟能力的重要部分,而軟能力在某種程度上是一個(gè)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的代名詞。
關(guān)于這種軟實(shí)力,中國(guó)工程院院士李培根認(rèn)為是指軟件對(duì)機(jī)器或系統(tǒng)的感知進(jìn)行分析、處理、決策優(yōu)化,通過連接物理、人、信息系統(tǒng)并發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律,從而適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境,達(dá)到機(jī)器與人的協(xié)同。
不過目前,在眾多領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)還是被國(guó)外軟件所占據(jù),關(guān)鍵核心工業(yè)輔助設(shè)計(jì)、工業(yè)流程控制、模擬測(cè)試等軟件幾乎都是清一色的國(guó)外企業(yè)軟件。就像寧振波所提到的那樣,過去由于中國(guó)在虛實(shí)結(jié)合方面缺乏相應(yīng)的工業(yè)軟件支撐,導(dǎo)致我們只能依靠國(guó)外軟件進(jìn)行產(chǎn)品建模,這其實(shí)是導(dǎo)致我國(guó)制造業(yè)大而不強(qiáng)的深層原因,所以說智能制造的關(guān)鍵之處還是在于自主研發(fā)能力的培育和提升。
第三步,數(shù)據(jù)的采集、分析與處理在智能制造當(dāng)中扮演著重要角色。之前也提到,智能系統(tǒng)的基本特征是狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行以及學(xué)習(xí)提升,而實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)在于數(shù)據(jù)的采集、分析以及挖掘處理。
目前,由于受到大多數(shù)制造企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不高、信息孤島和系統(tǒng)應(yīng)用封閉普遍存在等技術(shù)層面的限制,導(dǎo)致無法形成有效的數(shù)據(jù)采集和分析處理機(jī)制,進(jìn)而制約著企業(yè)生產(chǎn)方式、組織流程以及服務(wù)模式的改進(jìn)和創(chuàng)新。與此同時(shí),工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集、分析以及挖掘處理過程較其他行業(yè)來說更為復(fù)雜,需要更完善、更先進(jìn)的技術(shù)水平予以應(yīng)對(duì)。
采訪中,崔麗麗表示,“工業(yè)4.0”有別于3.0的最大的一個(gè)方面就是智能化,智能化的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)分析技術(shù),國(guó)外有一種觀點(diǎn)就是可以把“工業(yè)4.0”簡(jiǎn)單地理解為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)管理。
另外,崔麗麗還提出了數(shù)據(jù)的所有權(quán)和控制權(quán)問題。今后,隨著企業(yè)智能化水平的越來越高,這勢(shì)必將成為行業(yè)內(nèi)無法回避的難題。而要想從根本上解決這個(gè)問題,建立數(shù)據(jù)交換主權(quán)安全認(rèn)證體系會(huì)是一個(gè)很好的方法,體系當(dāng)中可以將相關(guān)技術(shù)協(xié)議、數(shù)據(jù)安全和所有權(quán)問題進(jìn)行清晰定義,明確界限。
2016年2月在德國(guó)柏林成立的“數(shù)據(jù)空間協(xié)會(huì)(Industry Data Space Association)就是這樣一個(gè)以建立數(shù)據(jù)所有權(quán),使用權(quán)規(guī)范,以最大限度保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)空間的傳輸交換的安全性為目的的非營(yíng)利第三方技術(shù)機(jī)構(gòu)。而SICK作為此協(xié)會(huì)的創(chuàng)始會(huì)員之一,前瞻性地為未來的數(shù)據(jù)世界能夠做到隨時(shí)隨地對(duì)自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制做好充足的準(zhǔn)備。
第四步,構(gòu)建和完善智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系。俗話說“無規(guī)矩不成方圓。”目前,無論是國(guó)家還是企業(yè),針對(duì)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)都做了眾多工作。在國(guó)家層面,已經(jīng)發(fā)布了《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》?!吨改稀分赋?,要充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在推進(jìn)智能制造建設(shè)發(fā)展中的基礎(chǔ)性和引導(dǎo)性作用,建立政府主導(dǎo)制定與市場(chǎng)自主制定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同發(fā)展、協(xié)調(diào)配套的新型標(biāo)準(zhǔn)體系。
在企業(yè)層面,以英飛凌為例,去年英飛凌與西安交通大學(xué)簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,共同成立“西安交通大學(xué)管理學(xué)院-英飛凌智能制造管理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”, 雙方將建立長(zhǎng)期、全面的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,并充分利用各自的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和資源致力于智能制造領(lǐng)域。
蘇華博士在接受本報(bào)記者采訪時(shí)說道:“對(duì)于中國(guó)制造本身而言,標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)還有待完善。我們與西安交通大學(xué)的合作主要是希望給國(guó)家在智能制造標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面提出一些合理化建議,同時(shí)撰寫出一些有關(guān)智能制造管理的白皮書。”
第五步,產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)必不可少。采訪中,無論是英飛凌還是西克都提到了行業(yè)生態(tài)的打造和建設(shè)問題。英飛凌提出的“與中國(guó)共贏”戰(zhàn)略包括四個(gè)部分:第一是助力“中國(guó)制造2025”;第二是幫助更多的中國(guó)企業(yè)走向世界;第三是積極參與中國(guó)新興市場(chǎng)的發(fā)展,包括智慧家居、智慧城市、高級(jí)輔助駕駛、智能交通等,為新興市場(chǎng)提供一些英飛凌的產(chǎn)品和解決方案;第四就是積極搭建生態(tài)圈,希望與更多的企業(yè)一起成長(zhǎng)。
另外,目前西克正在推進(jìn)的第一個(gè)項(xiàng)目是——APP Spaces,其有自學(xué)習(xí)的功能。是西克去年提出的基于工業(yè)4.0的開放平臺(tái)和生態(tài)系統(tǒng)。該平臺(tái)包括第三方、可編程的產(chǎn)品,將來智能傳感器應(yīng)該都可以被編程,這樣一來其可以連接可編程的硬件和軟件,系統(tǒng)集成商,OEM客戶,可以在這個(gè)平臺(tái)上開發(fā)屬于他們自己的軟件系統(tǒng)。同時(shí),該平臺(tái)在將來還可以滿足客戶千變?nèi)f化的應(yīng)用需求,所以說這是一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)。
除了企業(yè)自身積極推進(jìn)的生態(tài)圈建設(shè)之外,囊括裝備制造企業(yè)、通信設(shè)備制造商、電子信息制造商,軟件企業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化公司、系統(tǒng)集成企業(yè)、科研院所等聯(lián)合參與,組織建立跨行業(yè)涵蓋技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造、應(yīng)用推廣和系統(tǒng)集成等功能在內(nèi)智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也是推進(jìn)行業(yè)生態(tài)建設(shè)的很好嘗試,這樣可以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。
此外,在智能制造的推進(jìn)過程中,還需要完善技術(shù)轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的暢通機(jī)制,同時(shí)構(gòu)建成熟的人才培養(yǎng)、公平交易以及誠(chéng)信環(huán)境體系,不斷改善和提升中國(guó)智能制造推進(jìn)實(shí)施過程中的制度環(huán)境。
虛實(shí)結(jié)合 智能工廠的正確打開方式
采訪當(dāng)中,寧振波表示,要是以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)衡量,也許現(xiàn)在全世界都還沒有出現(xiàn)一家真正的智能工廠。這種認(rèn)識(shí)并不是危言聳聽,實(shí)際上表明要想真正的實(shí)現(xiàn)智能化,我們還要走很長(zhǎng)的一段路。
自2015年“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃提出之后,智能制造就瞬間成為行業(yè)熱詞,被廣泛熱炒。其中,“無人工廠”、“黑燈工廠”、“數(shù)字化工廠”、“互聯(lián)工廠”、“虛擬工廠”以及“智能工廠”等概念也猶如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來。這里面既包括國(guó)家層面推進(jìn)的“智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目”,也包括在新的趨勢(shì)下,敢于嘗試應(yīng)用新技術(shù)促進(jìn)自身變革創(chuàng)新的前沿企業(yè)。
可能就像前文所述的那樣,無論是何種工廠,都是在同一個(gè)目標(biāo)之下,采取的不同實(shí)踐路徑。俗話說“不管黑貓、白貓,抓住老鼠就是好貓。”雖然采訪中劉功效一再?gòu)?qiáng)調(diào),不要主觀地應(yīng)用一套標(biāo)準(zhǔn)去束縛或者對(duì)企業(yè)的實(shí)踐行為指手畫腳,因?yàn)樘幱诓煌l(fā)展階段的企業(yè)需要考量自身的實(shí)際情況,但是殊途同歸,無論哪種工廠都是要實(shí)現(xiàn)智能化,而從目前來看智能工廠的正確打開方式應(yīng)該是——虛實(shí)結(jié)合。
在寧振波看來,德國(guó)“工業(yè)4.0”的核心實(shí)際上就是要建立CPS(信息物理系統(tǒng))系統(tǒng)。從宏觀上理解,CPS系統(tǒng)就是一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的智能制造系統(tǒng),是智能制造的底層架構(gòu)。這個(gè)智能制造系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化,并包括設(shè)計(jì)、工藝、制造、交付、維護(hù)保障服務(wù)等全生命周期管理過程。
智能感知
實(shí)現(xiàn)人機(jī)物三者互聯(lián)
從概念上講,CPS系統(tǒng)是一個(gè)在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上,深度融合了計(jì)算、通信和控制能力的可控、可信、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)。其中,計(jì)算、通信以及控制之間的深度融合是CPS系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要保障。另外,從更深層面上去理解,CPS系統(tǒng)還需要具備遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)、自我管理和學(xué)習(xí)的功能,這五大功能最終要實(shí)現(xiàn)的就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。綜合來說,也就是我們眼中的智能化生產(chǎn)。
在智能化生產(chǎn)的過程中,要想實(shí)現(xiàn)人機(jī)物三者互聯(lián),最重要的是數(shù)據(jù)的采集、分析以及處理,最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)層、控制層、決策層之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。
之前中國(guó)軟件評(píng)測(cè)中心主任助理曾晉博士接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示,通過設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)、生產(chǎn)過程的管理與控制,建設(shè)智能工廠是中國(guó)制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)兩化深度融合和智能制造的突破口與落腳點(diǎn)。
目前,英飛凌在無錫智能工廠當(dāng)中實(shí)施BEAR項(xiàng)目(后道工廠自動(dòng)化藍(lán)圖),無錫通過BEAR五年藍(lán)圖規(guī)劃項(xiàng)目,以“工業(yè)4.0”為框架逐步實(shí)現(xiàn)全方位的系統(tǒng)與設(shè)備的智能互聯(lián),使設(shè)備和設(shè)備之間能夠進(jìn)行信息交換和通信,讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)自主智能管理,實(shí)時(shí)調(diào)度保證生產(chǎn)的流暢性,提高生產(chǎn)效率。
與此同時(shí),英飛凌還在智能工廠實(shí)施了“4M”法則,就是將制造過程中的人、機(jī)、料、法進(jìn)行協(xié)調(diào)管控。“人機(jī)料法”四大要素通過BEAR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器對(duì)話,從而能夠?qū)崿F(xiàn)智能生產(chǎn)管理和控制。
另外,再以海爾互聯(lián)工廠為例,在2017德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上,海爾面向全球發(fā)布了具有獨(dú)創(chuàng)性和引領(lǐng)性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——COSMOPlat大規(guī)模定制解決方案,并現(xiàn)場(chǎng)搭建起一條互聯(lián)工廠示范線,展示了“中國(guó)智造”的獨(dú)到探索。
目前,在海爾的互聯(lián)工廠早已不局限于“機(jī)器換人”,敏銳的市場(chǎng)觸覺、發(fā)達(dá)的“數(shù)字神經(jīng)”把這里變成了人、機(jī)、物緊密協(xié)同的智能集成。
具體來說,海爾互聯(lián)工廠首先是“連用戶”,用戶信息能直接傳遞到工廠,生產(chǎn)線上的每一臺(tái)產(chǎn)品都是有目標(biāo)客戶的,這是互聯(lián)工廠的核心;其次是“連網(wǎng)器”,通過智能產(chǎn)品的聯(lián)接,用戶的體驗(yàn)可以隨時(shí)反饋回工廠,工廠方面會(huì)根據(jù)用戶反饋加快產(chǎn)品的迭代;最后是“連全流程”,用戶全流程參與,與用戶實(shí)時(shí)互聯(lián),從產(chǎn)品的研發(fā)到制造再到供應(yīng)商、物流商,實(shí)現(xiàn)全流程、全供應(yīng)鏈整合。
以虛控實(shí)
傳統(tǒng)企業(yè)嵌入智慧基因
CPS系統(tǒng)內(nèi)部是一種怎樣的運(yùn)行場(chǎng)景?以虛控實(shí)和虛擬結(jié)合又是如何實(shí)現(xiàn)的?似乎光靠大腦想,并不能形成完整的畫面場(chǎng)景。
《三體智能革命》一書中有這樣一段形象的描述:飛機(jī)飛行時(shí)有的飛行員在睡覺,這聽起來是不是有些可怕?那么,誰在操控機(jī)器?想到這個(gè)問題,估計(jì)所有的乘客再也難以入眠了。實(shí)際上,這要得益于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛能夠提供飛機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)飛行、自動(dòng)推力、限制與保護(hù)功能,按照自動(dòng)設(shè)定的姿態(tài)、航向、高度和馬赫數(shù)飛行。
實(shí)際上,這一切都依賴于CPS系統(tǒng)的發(fā)展。人的經(jīng)驗(yàn)被軟件化,重復(fù)性的工作也被各種程序代替,儀表和設(shè)備都變得更加智能,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字虛體世界與物理實(shí)體世界的交互和控制。對(duì)此,寧振波也強(qiáng)調(diào),實(shí)際上人類的智能很多都來源于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的積累。在實(shí)踐“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的過程中,更多的是需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累,當(dāng)知識(shí)變成一種重用的方式時(shí)就變成了智能。
目前除了實(shí)現(xiàn)工廠本身智能化,英飛凌也正在整合公司的所有工廠和生產(chǎn)合作伙伴以便實(shí)時(shí)集成在一起,打造“全球虛擬工廠”。英飛凌的目標(biāo)是在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)并控制已聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn),就像一座巨大的工廠一樣,精密運(yùn)作。如今這個(gè)計(jì)劃正在積極實(shí)施,生產(chǎn)過程中的所有信息已經(jīng)能夠在各工廠之間自由交換并實(shí)時(shí)自動(dòng)處理。
未來,“工業(yè)4.0”還將涵蓋跨企業(yè)邊界的智能網(wǎng)絡(luò):供應(yīng)商、制造商和客戶將不斷交換數(shù)據(jù),全球供應(yīng)鏈中的各個(gè)流程將優(yōu)化自身,也使生產(chǎn)更加高效靈活。
英飛凌科技(無錫)有限公司總經(jīng)理兼執(zhí)行董事陳小龍?jiān)诮邮苡浾卟稍L時(shí)提到:“以我們的理解,在信息社會(huì)發(fā)展之前,各個(gè)傳統(tǒng)工廠都是分離的?,F(xiàn)在有了智能制造技術(shù),有了網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在所有的信息你可以坐在無錫辦公室的電腦面前看到在德國(guó)同事在哪臺(tái)機(jī)器上生產(chǎn)器件,生產(chǎn)哪一個(gè)產(chǎn)品,它的產(chǎn)品參數(shù)是多少。以我的理解,虛擬工廠就是大家可以在同樣一個(gè)平臺(tái)上整合全球工廠的資源。我們?cè)O(shè)定了很多KPI,他可以看到每一個(gè)工廠的KPI指標(biāo)是什么。通過這些信息,可以優(yōu)化,看哪個(gè)工廠做得更好,然后可以向其他工廠推薦好的方法和經(jīng)驗(yàn),這就是所謂的信息智能化工廠所承擔(dān)的虛擬化工廠,把整個(gè)全球的工廠融合在一起,變成一個(gè)大的工廠。”
目前,雖然企業(yè)進(jìn)行了各種實(shí)踐和嘗試,但是要想真正實(shí)現(xiàn)以虛控實(shí)或者虛擬結(jié)合還是有難度的。這需要整套的虛擬工廠的控制系統(tǒng)做支撐。就算數(shù)字化工廠的標(biāo)桿企業(yè)——西門子的安貝格工廠也只是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的以虛控實(shí)。
前面已經(jīng)多次提到,智能化是一個(gè)大體系,不僅包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化,還包括設(shè)計(jì)、工藝、制造、交付、維護(hù)保障服務(wù)等全生命周期管理過程。
就像寧振波所說的那樣,現(xiàn)在從嚴(yán)格意義上講,全世界還沒有出現(xiàn)一家真正的智能工廠。也許這是一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí),不過我們確是走在一條正確的道路上,殘酷變成美好將只是一個(gè)時(shí)間問題。俗話說“道阻且長(zhǎng),行則將至。”
記者手記
幾乎每一期封面專題,都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)痛苦煎熬的過程。這個(gè)過程可能包含多個(gè)夜晚的苦思冥想和奮筆疾書,也可能包括確定寫作主題、擬定采訪提綱、約定采訪對(duì)象以及整理錄音等一系列前期和后期的工作。由于每項(xiàng)內(nèi)容都可能決定專題規(guī)劃的走向,所以在這個(gè)過程當(dāng)中,記者并不敢有絲毫的懈怠。
與此同時(shí),對(duì)于記者而言,每一期封面專題都是一次接觸新領(lǐng)域、學(xué)習(xí)新知識(shí)的機(jī)會(huì)。而新知識(shí)的獲得過程不僅僅存在于與行業(yè)研究者、先行者的溝通交流當(dāng)中,也存在于上面所提到的那些準(zhǔn)備工作當(dāng)中。因?yàn)闉榱吮U厦看味寄軌蚺c采訪對(duì)象順暢的交流,事前都要盡可能多地了解行業(yè)、企業(yè)的現(xiàn)階段發(fā)展形勢(shì)及未來發(fā)展愿景,從而能夠從整體上把握采訪方向,與受訪者進(jìn)行一定的思想交流碰撞。
此次采訪主題定的是智能制造。在德國(guó)“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造2025”等戰(zhàn)略規(guī)劃提出之后,智能制造儼然就成為了行業(yè)熱詞。一時(shí)間,讓人不禁聯(lián)想到左思《三都賦》出版之后,出現(xiàn)“洛陽紙貴”的那一幅畫面。
這時(shí),記者就在想,在如此熱潮之下,我們需不需要進(jìn)行冷靜的思考:在踐行智能制造這個(gè)可行路徑的過程中,企業(yè)有沒有真正理解什么是智能制造?機(jī)器換人就代表了智能化?在這個(gè)過程中,企業(yè)更缺技術(shù)還是意識(shí),有沒有盲目建設(shè)的情況出現(xiàn)?實(shí)現(xiàn)智能制造還需要亟待完善和解決哪些問題?
種種疑惑之下,記者決定進(jìn)行一次“答疑解惑”。當(dāng)然,記者的角色是觀察者和見證者,解惑的問題還需行業(yè)專家和企業(yè)代表來解決,因?yàn)樗麄冏钣邪l(fā)言權(quán)。記者只是將與專家精英的交流過程進(jìn)行記錄和梳理,以饗讀者,從而讓讀者能夠真正了解到一些不曾了解的內(nèi)容和觀點(diǎn)。
本報(bào)記者 路沙
