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智能制造的路徑選擇

2016-07-19 來源：互聯網關鍵詞：智能

不同語境下的選擇

德國“工業4.0”、美國GE公司“工業互聯網”和“中國制造2025”提出后，在工業企業產生了前所未有的影響，為企業在新一輪工業革命浪潮中的轉型升級指明了戰略發展方向。各個方向基本重點都是“數字化”、“網絡化”和“智能化”，而其核心則是“智能化”。然而，雖然看上去具有相同的目標指向，但由于不同的基礎和的環境，在實踐中的實施途徑自然各不相同。

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圖1 不同的實施途徑和相同的目標

在產品日益個性化、多樣化和智能化以及國際市場激烈的競爭環境下，企業急需轉型升級。一些企業面臨著如何生存，一些企業如何在今后發展中占有主導地位，這些都需企業決策層作出適合自己的發展戰略。

數字化

基于模型的產品MBD，就是利用計算機軟件對企業資源進行數字建模，進行優化仿真，如數字樣機DMU，就是通過賽博空間充分模擬物理世界，從而以最低的成本設計最佳產品和生產過程。與此同時，企業的生產過程是瞬間千變萬化的。這就意味著，還必須將實時變化的情況反映到數字模型中，以實現虛實結合、虛實同步的最佳生產控制。

這就是數據的正向和反向的流動。賽博空間和物理實體，中間曾經隱藏的斷層被呈現出來，并且開始出現了交互的映射和流動。

在紅領C2M定制模式中，其實只是上述數字化過程中的一個階段性成果。然而即使如此，它也展現了巨大的魔力。人群擁擠的車間看上去沒有任何美感和力量，而通過網絡流動的數據，才是紅領得以快速應對個性化定制生產的根本。

數字化、數字化、數字化，顯然可以被期待著產生巨大的轉型力量。

約翰•惠勒提出一句話“it from bit（萬物來自比特）。

其中it指代物質，而bit指代信息。簡單來講，傳統工業就是原子的重組，制造業做的事情幾乎就是把每個原子再重組：這從根子上，說明了智能制造的本質。

今天數據科技和互聯網的時代，來源于數據和信息的重組。未來很大的趨勢是數字化，重組數據和信息，可能比重組原子將獲益更加巨大。

這很容易讓我們指向如下的結論：

☆數據和信息就是智能制造系統中流動著的“血液”。

☆數字化就是將數據轉變成信息，通過網絡化和智能化的決策，創造更加有用的價值。

☆數字化制造是智能制造的基礎。沒有數字化制造的基礎，智能制造也將是空中樓閣。

網絡化

制造執行系統（MES）是企業信息化中的核心，它在企業決策層（如ERP系統）與實際生產層（如生產設備、制造車間或制造島）之間起著承上啟下的重要作用。實際生產層每時每刻產生著變化的數據，通過MES系統實時采集、調度和分析評價，優化控制生產。也為企業積累大量有效的第一手原始數據，為進一步的企業信息化和智能化打下堅實的基礎。因此，MES系統是企業實現智能制造的必備條件，這在國家工信部2016年申報智能制造示范項目的先決要素中得到了明確的規定。

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圖2 美國智能制造領導力聯盟的數據視圖

（感謝中航劉亞威供圖）

數據是企業流動著的“血液”，必須進行處理形成信息，將正確的信息在正確時間里傳輸給正確需要的人，才能發揮重要的作用，有時還起著決定性的作用。實際上，美國國家創新網絡中心-智能制造創新院非常明確地提出，正確的數據、正確的時間和正確的人，是智能制造的基礎之一。而這一切，都離不開網絡化的發展。

無論是企業內外部的“縱向集成”、“橫向集成”和“端到端集成”，都離不開網絡化。未來企業中，信息的不通暢，也會導致決策的不完整和低效率。

只有網絡化，才能使智能決策暢通無阻，精確執行。

因此網絡化也是智能制造的必要途徑。

智能化與制造態

人工智能技術的發展，已經能夠模擬人的智能，有些方面甚至超過人的智能。如谷歌的AlphaGo系統4:1戰勝了世界圍棋大師李世石。

甚至，它還可以自己對自己下棋！

已經下了10萬多局棋的AlphaGo（一個人一生中是不可能下那么多局棋），積累了大量的對局數據，再不斷修正其算法，提高對局技巧。人工智能在硬件支撐下，靠的是算法和數據，就會產生無限的增長。這樣的硬件和設備，在引入企業之后，那么企業未來實施智能制造的前景也是無可限量的。

有了數據支撐，有了各種算法與業務模型，制造企業的轉型就可以，從制造態轉型到服務型制造。實際上，通過工業大數據為客戶提供智能服務，正是制造企業實現效益增值的重要來源。

世界500強企業的25%的收入來自與服務收入，其中19%的企業其服務收入已經達到總收入的50%。GE全球銷售收入的70%來自于“技術+服務+管理”的服務業務。而我國制造企業的服務收入只占總收入的1-2%（圖3）。

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圖3 總收入與服務收入統計

制造企業的升級是從低端到中高端生產升級，更重要的是向智能生產發展。但是，沒有上述數字化和網絡化的基礎，不能一步到位就進入智能制造。所以，工信部提出的智能制造項目還是示范項目，并不是立刻讓大量企業按照這個模板進行的升級。盡管如此，企業在升級過程中，可以在局部考慮智能化的元素，如智能化產品的開發，智能化生產線或車間（單元）的實施。摸索實踐，積累經驗，待技術更成熟和局部成功后，逐步推向整體。

戰略上，可以進行智能化總體方案的選擇；而在戰術上，則需要局部（分步）實施，也就是從上至下、從下到上的兩條路徑。

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