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多角度解讀“智能制造”概念與邏輯

發(fā)布時(shí)間：2016/9/28 8:29:24 來源：鑫泰科技發(fā)布者：manni123

關(guān)于智能制造的邏輯，有很多角度，包括智能制造與快速反應(yīng)；智能制造與人工智能；智能化與自動(dòng)化；智能化與代替人；智能制造與知識(shí)管理；智能制造與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)；智能制造的必要性可行性等。要把智能制造的邏輯理清楚，就必須把這些概念之間的關(guān)系理清楚。
　　
　　智能制造與快速反應(yīng)
　　
　　如果把這些角度中，選取最適合代表智能制造的角度，大概有兩個(gè)方面：一個(gè)是ICT技術(shù)（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化），這是手段；一個(gè)是快速反應(yīng)，這是目標(biāo)。把快速反應(yīng)作為目標(biāo)時(shí)，ICT技術(shù)只是手段之一，還要配合軟件、硬件、組織、商業(yè)模式手段。但I(xiàn)CT技術(shù)同時(shí)是關(guān)鍵性、標(biāo)志性的手段：恰恰是ICT技術(shù)的進(jìn)步卻為智能制造發(fā)出洪荒之力——ICT技術(shù)的迅速發(fā)展，才使得過去的一些設(shè)想有條件變成現(xiàn)實(shí)。
　　
　　ICT技術(shù)是怎樣促進(jìn)快速反應(yīng)的呢？有幾個(gè)方面的原因：
　　
　　第一，可以用信息實(shí)現(xiàn)多方的協(xié)同工作。一條新的信息可能涉及到多個(gè)部門的工作（如產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改動(dòng)）。如果可以共享信息，就可以把串行工作變成并行并減少協(xié)同中的差錯(cuò)。
　　
　　第二，可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的復(fù)用。一個(gè)人發(fā)現(xiàn)的知識(shí)（包括產(chǎn)品部件的設(shè)計(jì)），可以被其他人、被后繼者重用，省下了不必要的開發(fā)。
　　
　　第三，物質(zhì)資源的共享（分享經(jīng)濟(jì)），減少了獲得資源的時(shí)間。
　　
　　第四，縮短了決策周期。把信息全面集成起來，就可以讓計(jì)算機(jī)做出科學(xué)的決策、而不是人去控制或團(tuán)隊(duì)開會(huì)決策，大大縮短從信息感知到執(zhí)行的時(shí)間。在工業(yè)4.0的體系中，縮短生產(chǎn)組織的決策周期可能是成敗的關(guān)鍵之一。
　　
　　第五，提高工作效率的工具。計(jì)算機(jī)仿真、CAD等手段，使得人們可以在數(shù)字世界里做試驗(yàn)，從而以提高效率。
　　
　　智能制造與人工智能
　　
　　智能制造與人工智能有著微妙的關(guān)系。我們知道，人工智能原本有三個(gè)學(xué)派：計(jì)算機(jī)學(xué)派、生理學(xué)派和控制論學(xué)派。與智能制造關(guān)系最為密切的是控制論學(xué)派。從控制論產(chǎn)生的那一刻起，就關(guān)注信息和通信，就重視信息處理與行為活動(dòng)的結(jié)合，就把感知、決策、執(zhí)行的綜合看做是（智能的）生命體與（傳統(tǒng)）機(jī)器的跟本區(qū)別。工業(yè)4.0中的核心概念之一是賽博物理系統(tǒng)CPS，而這個(gè)概念來自于控制論。
　　
　　智能化與自動(dòng)化
　　
　　我們認(rèn)為智能化是自動(dòng)化的延伸和發(fā)展。智能制造與傳統(tǒng)自動(dòng)化又有什么不同呢？其中一個(gè)重要差別是：信息的來源和協(xié)同的范圍大大擴(kuò)張了�？刂普摦a(chǎn)生的時(shí)候，對(duì)象往往是機(jī)器級(jí)別的，現(xiàn)在這是車間、工廠、企業(yè)、供應(yīng)鏈、乃至全球。協(xié)同的范圍擴(kuò)大了、關(guān)注的問題要多得多。
　　
　　過去的自動(dòng)化主要針對(duì)批量生產(chǎn)。在智能制造的時(shí)代，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快、批量小，甚至可能要在流水線上生產(chǎn)個(gè)性化定制的產(chǎn)品。與大批量生產(chǎn)相比，生產(chǎn)組織高度復(fù)雜、質(zhì)量控制難度大增、成本和能耗可能會(huì)顯著升高，采購和供貨的壓力大。這些相關(guān)的新問題必須被迅速感知、及時(shí)處理。從技術(shù)上看，在過去的自動(dòng)化產(chǎn)線上，人們一般試圖把生產(chǎn)的“邊界”盡量固定下來、通過抑制干擾來保證質(zhì)量、成本和效率；在智能化產(chǎn)線上，更強(qiáng)調(diào)出現(xiàn)問題及時(shí)應(yīng)對(duì)這些干擾。
　　
　　這時(shí)，智能制造的相關(guān)技術(shù)，如大數(shù)據(jù)監(jiān)控、信息集成就成了“雪中送炭”。然而，無論如何，我們都希望不必要的干擾盡量地少、時(shí)間和資源的浪費(fèi)盡量地少。這樣，生產(chǎn)管理才能盡可能簡單、盡可能高效。我們發(fā)現(xiàn)：如果精益生產(chǎn)搞得好，推進(jìn)智能制造就是比較容易。
　　
　　智能化與代替人
　　
　　智能化的首要目標(biāo)往往是快速反應(yīng)，而不是代替人。但是，代替人確實(shí)也是目的之一、甚至是非常重要的目標(biāo)。其實(shí)，讓機(jī)器代替人進(jìn)行決策和執(zhí)行，有利于快速反應(yīng)并取得更好的控制效果。所以，機(jī)器人、無人工廠等技術(shù)，常常能促進(jìn)智能化的發(fā)展。一般的語境下，自動(dòng)化多數(shù)是指物理設(shè)備或產(chǎn)線的自動(dòng)化，而在智能制造的時(shí)代，同時(shí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)和數(shù)據(jù)流動(dòng)的自動(dòng)化。
　　
　　要實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，除了ICT技術(shù)，還要配套其他的東西。首先，從信息感知的角度看，有些信息的獲取，不是僅憑ICT技術(shù)就能解決的。比如，要快速響應(yīng)，可能需要獲得用戶和供應(yīng)商的信息。但這要有商業(yè)模式和法規(guī)的支撐才行。其次，從決策的角度看，在可以預(yù)見的未來，人類會(huì)在很多方面作為主要的決策者，而這就要有組織模式的支持。第三，決策的執(zhí)行往往需要有物理設(shè)備的支持。第四，智能體系的改進(jìn)和學(xué)習(xí)提升，離不開人的參與。
　　
　　智能制造與知識(shí)管理
　　
　　智能制造與知識(shí)管理有什么關(guān)系呢？智能體現(xiàn)在決策的過程和效果上；決策是用知識(shí)處理信息，而信息是用數(shù)據(jù)承載的。由此可見，（用數(shù)字結(jié)構(gòu)和程序描述）知識(shí)是實(shí)現(xiàn)智能制造不可缺少的環(huán)節(jié)。
　　
　　前面曾經(jīng)談到智能制造與精益生產(chǎn)的關(guān)系，潛伏著這樣的觀點(diǎn)：智能制造所需要的知識(shí)可能是碎片化的——把碎片化、非結(jié)構(gòu)化的知識(shí)如何管理起來，是我們不得不面對(duì)的挑戰(zhàn)。
　　
　　智能制造與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)
　　
　　智能制造與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)什么關(guān)系？筆者認(rèn)為，云計(jì)算是工具性的、要根據(jù)工作的需要來配置，大數(shù)據(jù)一般是輔助性的，主要從事后臺(tái)的工作。它們可以讓智能制造系統(tǒng)運(yùn)行得更好，但未必是必需的。
　　
　　智能制造的必要性可行性鑫泰數(shù)控加工中心機(jī)器人龍門
　　
　　推進(jìn)智能制造有必要性又有可行性。在社會(huì)層面，勞動(dòng)力危機(jī)、老齡化是支撐必要性的重要因素；在企業(yè)層面，快速響應(yīng)市場變化是關(guān)鍵因素。其可行性是與過去相比較而言的、是ICT技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致的。但是，推進(jìn)智能制造技術(shù)會(huì)遇到“玻璃墻”：比如，研發(fā)設(shè)計(jì)與服務(wù)要占到足夠大的比重；產(chǎn)品質(zhì)量要盡可能地占據(jù)制高點(diǎn)。如果沒有這些條件，企業(yè)可能就先要進(jìn)行轉(zhuǎn)型，因?yàn)橹悄苤圃煳幢啬芙鉀Q落后企業(yè)的問題——就像御廚解決不了吃不飽飯的問題。轉(zhuǎn)型不僅是企業(yè)家的事，也是政府的事。政府需要建立一個(gè)推崇高質(zhì)量的健康市場、而不是質(zhì)量逆淘汰的劣質(zhì)市場。

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