同济大学中德学院机械工程系主任 沈斌教授
我们经常有一些疑惑:工业4.0和智能制造的本质是什么?企业究竟搞数字化制造还是搞智能制造?政府战略引导与企业实施之鸿沟如何看待? 今天我会围绕这些问题讲一些体会。
一、智能制造的本质
我查阅了近年所有的报告,几乎都没有明确给出智能制造的定义,今天我尝试分析一下智能制造的本质。
2012年美国通用电气提出“工业互联网”的概念,2013年德国提出“工业4.0”,2015年中国提出“中国制造2025”,这三者,最重要的目标就是建立智能工厂。相同的目标,但基础和的环境是不同的,所以实施的途径不同(图1)。
图1 智能工厂是“工业4.0”、“中国制造2025”、“工业互联网 ”的目标
智能制造首先讲智能,我查阅了百度上的关于“智能”和“智能制造”的定义:
●智能:从感觉到记忆到思维这一过程,称为“智慧”,智慧的结果就产生了行为和语言,将行为和语言的表达过程称为“能力”,两者合称“智能”,将感觉、记忆、回忆、思维、语言、行为的整个过程称为智能过程,它是智力和能力的表现。--百度
●智能制造,就是面向产品全生命周期,实现泛在感知条件下的信息化制造。通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化。 --百度
●智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等,从而取代或者延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时,收集、存贮、完善、共享、集成和发展人类专家的智能。 --百度
此外,还有业界人士给出的相关定义:
赵敏认为:“智能制造,基于CPS(赛博物理系统)技术构建‘状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升’的数据闭环,以软件形成的数据自动流动来消除复杂系统的不确定性,在给定的时间、目标场景下,优化配置资源的一种制造范式。” 该定义所涉及的各项基本要素包括:
●智能机理:状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升;
●操作对象:数据(信息与知识的载体);
●使能:软件中的算法与规则(数字化知识);
●本质:数据自动流动,并因自动流动而形成知识泛在;
●目的:消除复杂系统的不确定性;
●约束:给定时空场景;
●价值:优化配置制造资源。
Stephen J.Ezell(美国信息技术与创新基金会资深分析师)认为:先进制造并不等同于智能制造,在本质上,先进制造包括两方面的概念:先进产品的制造,以及先进的、基于信息通信技术的生产过程。而智能制造则主要指的是后者。