對內(nèi)涵的認識 智能制造不是一個新提法。上世紀80年代,隨著當時的人工智能熱,智能制造也熱了起來,日本出臺國家項目“智能制造系統(tǒng)” (IMS),邀請眾多國家參加,并且十分重視知識產(chǎn)權(quán)。 中國當時的考慮是,“智能制造”離中國企業(yè)還比較遠,因此并沒有積極參與其中,而是集中在信息化的建設(shè),重點則放在集成上,也就是信息互聯(lián)互通,以企業(yè)效益驅(qū)動。 日本的IMS后來沒有很成功。從今天來看,其中最重要的是信息環(huán)境,包括人工智能的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化,都屬于初級階段,不足以支持制造的需要。 圖1 信息環(huán)境的巨變 圖2 人工智能的變化 最近十多年來,人工智能發(fā)生了巨大的進步,已經(jīng)從“計算機模擬人腦思維、認知” ,往新的方向發(fā)展。這就包括計算機 + 人的混合智能(如人在回路中)、計算機 + 網(wǎng)絡(luò)的群體智能、大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、計算機取代人的大量自主無人系統(tǒng)(無人機、無人車、機器人……)。這樣的變化就為今后智能制造的發(fā)展提供了巨大推動力。 圖3 深度學(xué)習(xí)突飛猛進 從智能技術(shù)在制造中的應(yīng)用來看,二十世紀八十年代,多數(shù)為產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、資源管理;而在今天,則已經(jīng)擴展到全生命周期:產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、加工制造、裝配、測試、管理、營銷、售后服務(wù)、客戶關(guān)系、倉庫物流供應(yīng)鏈、報廢處理、...... 因此,智能制造將面臨一個新的快速發(fā)展前景,被人們寄于厚望。 對內(nèi)涵的認識 對智能制造內(nèi)涵有一個準確、全面的理解有助于避免實施時的被動、盲目。 那么什么是智能制造?目前業(yè)界還沒有公認的定義。一種最簡單的說法認為智能制造是智能和制造的交集、融合。 進一步,我們再分析一下什么是智能?什么是制造?其中涉及到幾個概念:
人工智能技術(shù):是指用機器(主要是計算機和軟件)實現(xiàn)人的“感知”和“判斷”。這是傳統(tǒng)人工智能的提法。如感知方面:機器視覺、力覺、觸覺、聽覺;在判斷和決策方面,則體現(xiàn)在專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊推理,智能代理,自然語言接口、機器學(xué)習(xí)等。 而當下,人工智能出現(xiàn)了很多新形態(tài):大數(shù)據(jù)智能、群體智能、跨媒體智能、混合智能等,廣泛應(yīng)用在智能制造、智慧醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)、智能城市這些領(lǐng)域。 新一代信息技術(shù),包括了移動互聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等則起到了推動性的發(fā)展。 這些,都在制造全生命周期進行了深度的滲透,包括產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、加工制造、裝配、測試、管理、營銷、售后服務(wù)、客戶關(guān)系、倉庫物流供應(yīng)鏈、報廢處理等。 從這個角度而言,智能制造是智能技術(shù)(特別是新一代智能技術(shù))在制造全生命周期的應(yīng)用中所涉及的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用。 還有一種說法認為,智能制造是指在制造工業(yè)的各個階段,從智能技術(shù)的視角,融合信息、機械、工藝、管理等學(xué)科技術(shù),以一種高度柔性與高度集成的方式,支持產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品(服務(wù))設(shè)計、加工、管理、銷售到報廢處理的全過程,達到制造業(yè)智能增長、包容性增長、可持續(xù)增長的目標。 這幾個概念的內(nèi)涵有所差別,都可以參考。 從技術(shù)角度看,智能制造技術(shù)是制造技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程與人工智能等學(xué)科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術(shù)。其具體表現(xiàn)為:智能設(shè)計、智能加工、機器人操作、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與管理、智能物流、智能裝配、智能檢測、智能維護故障診斷、新制造模式等等。 既可“頂天”,也可“立地” 不管是哪一種說法,智能制造覆蓋面很廣,人工智能的內(nèi)涵也很廣。制造全生命周期中的任何一個環(huán)節(jié),采用了人工智能的任何一種具體技術(shù)都可以屬于智能制造的范圍之內(nèi)。 因此,智能制造不只是“高、大、上”,制造業(yè)(包括其它行業(yè))的各個層面都可以有所作為。這便是“立地”,智能制造就在我們身邊。 中國在最近三十年的許多信息化成果,如數(shù)字化制造、集成制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、虛擬制造、協(xié)同制造、現(xiàn)代物流、企業(yè)管理信息化等等,都會多多少少用到智能技術(shù)(人工智能1.0)。這些方面也需要智能制造進一步發(fā)展。 “智能制造”的發(fā)展,既是“基于人工智能2.0的智能制造”,(或者稱為新一代智能制造),自然是“頂天”的。但在實際應(yīng)用中,也是“落地”的。 例如: ☆ 智能感知(大多數(shù)需要MEMS技術(shù))是智能裝備、智能工廠必須的,也是設(shè)備健康管理、故障診斷必須的; ☆ 自然語言理解,人在回路中,知識性工作自動化; ☆ 群體智能支持眾創(chuàng)空間(新產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)); ☆ 大數(shù)據(jù)智能改善產(chǎn)品質(zhì)量、故障診斷、對員工/企業(yè)/用戶的誠信管理; ☆ “無處不在”的高端智能產(chǎn)品; ☆ 新制造模式,用戶參與的設(shè)計、批量為1的制造。 中國在這些方面已經(jīng)出現(xiàn)了一些成果和案例,但在深度和廣度方面尚需要進一步發(fā)展。 小結(jié) 智能制造非常有前景,也是當下的熱點,在很多計劃中被提為重點。但要值得注意的是,智能制造也只是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、制造強國戰(zhàn)略中的一個選項。如何在眾多的新技術(shù)中選擇、如何加權(quán)選擇,最根本仍然是看能否真正給企業(yè)帶來效益、讓企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 技術(shù)只是手段,目標決定了企業(yè)的選擇。因此,實施智能制造的方針應(yīng)該是:需求牽引、效益驅(qū)動;總體規(guī)劃、分步實施;重點突破、創(chuàng)新發(fā)展。 當下信息技術(shù)、人工智能的突飛猛進,為制造業(yè)的發(fā)展提供了巨大推動力。深入了解智能制造的內(nèi)涵,有助于在推進智能制造過程的進程中把握主動、避免盲目。而最為重要的一點是, 實施智能制造需要“不忘初心”:效益驅(qū)動。
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