现代化智能制造示范园区里,如何理解智能制造呢?智能制造的核心是什么?
广义而论,智能制造是一个大概念,是先进信息技术与先进制造技术的深度融合,贯穿于产品设计、制造、服务等全生命周期的各个环节及相应系统的优化集成,旨在不断提升企业的产品质量、效益、服务水平,减少资源消耗,推动制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展。
数十年来,智能制造在实践演化中形成了许多不同的相关范式,包括精益生产、柔性制造、并行工程、敏捷制造、数字化制造、计算机集成制造、网络化制造、云制造、智能化制造等,在指导制造业技术升级中发挥了积极作用。但同时,众多的范式不利于形成统一的智能制造技术路线,给企业在推进智能升级的实践中造成了许多困扰。面对智能制造不断涌现的新技术、新理念、新模式,有必要归纳总结提炼出基本范式。
智能制造的发展伴随着信息化的进步。全球信息化发展可分为三个阶段:从20世纪中叶到90年代中期,信息化表现为以计算、通信和控制应用为主要特征的数字化阶段;从20世纪90年代中期开始,互联网大规模普及应用,信息化进入了以万物互联为主要特征的网络化阶段;当前,在大数据、云计算、移动互联网、工业互联网集群突破、融合应用的基础上,人工智能实现战略性突破,信息化进入了以新一代人工智能技术为主要特征的智能化阶段。
综合智能制造相关范式,结合信息化与制造业在不同阶段的融合特征,可以总结、归纳和提升出三个智能制造的基本范式(图1),也就是:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。
(一)数字化制造
数字化制造是智能制造的第一个基本范式,也可称为第一代智能制造。
智能制造的概念最早出现于20世纪80年代,但是由于当时应用的第一代人工智能技术还难以解决工程实践问题,因而那一代智能制造主体上是数字化制造。
20世纪下半叶以来,随着制造业对于技术进步的强烈需求,以数字化为主要形式的信息技术广泛应用于制造业,推动制造业发生革命性变化。数字化制造是在数字化技术和制造技术融合的背景下,通过对产品信息、工艺信息和资源信息进行数字化描述、分析、决策和控制,快速生产出满足用户要求的产品。
数字化制造的主要特征表现为:第一,数字技术在产品中得到普遍应用,形成“数字一代”创新产品;第二,广泛应用数字化设计、建模仿真、数字化装备、信息化管理;第三,实现生产过程的集成优化。
需要说明的是,数字化制造是智能制造的基础,其内涵不断发展,贯穿于智能制造的三个基本范式和全部发展历程。这里定义的数字化制造是作为第一种基本范式的数字化制造,是一种相对狭义的定位。国际上也有若干关于数字化制造的比较广义的定义和理论。
(二)数字化网络化制造
数字化网络化制造是智能制造的第二种基本范式,也可称为“互联网+制造”,或第二代智能制造。
20世纪末互联网技术开始广泛应用,“互联网+”不断推进互联网和制造业融合发展,网络将人、流程、数据和事物连接起来,通过企业内、企业间的协同和各种社会资源的共享与集成,重塑制造业的价值链,推动制造业从数字化制造向数字化网络化制造转变。
数字化网络化制造主要特征表现为:第一,在产品方面,数字技术、网络技术得到普遍应用,产品实现网络连接,设计、研发实现协同与共享;第二,在制造方面,实现横向集成、纵向集成和端到端集成,打通整个制造系统的数据流、信息流;第三,在服务方面,企业与用户通过网络平台实现连接和交互,企业生产开始从以产品为中心向以用户为中心转型。
德国“工业4.0战略计划”报告和美国GE公司“工业互联网”报告完整地阐述了数字化网络化制造范式,精辟地提出了实现数字化网络化制造的技术路线。
(三)新一代智能制造——数字化网络化智能化制造
数字化网络化智能化制造是智能制造的第三种基本范范式,也可称为新一代智能制造。
近年来,在经济社会发展的强烈需求以及互联网的普及、云计算和大数据的涌现、物联网的发展等信息环境急速变化的共同驱动下,大数据智能、人机混合增强智能、群体智能、跨媒体智能等新一代人工智能技术加速发展,实现了战略性突破。新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合,形成新一代智能制造——数字化网络化智能化制造。新一代智能制造将重塑设计、制造、服务等产品全生命周期的各环节及其集成,催生新技术、新产品、新业态、新模式,深刻影响和改变人类的生产结构、生产方式乃至生活方式和思维模式,实现社会生产力的整体跃升。新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化,将成为制造业未来发展的核心驱动力。
智能制造的三个基本范式体现了智能制造发展的内在规律:一方面,三个基本范式次第展开,各有自身阶段的特点和重点解决的问题,体现着先进信息技术与先进制造技术融合发展的阶段性特征;另一方面,三个基本范式在技术上并不是绝然分离的,而是相互交织、迭代升级,体现着智能制造发展的融合性特征。对中国等新兴工业国家而言,应发挥后发优势,采取三个基本范式“并行推进、融合发展”的技术路线。
思想价值决定企业命运的时代已经到来。
在日益全球化和移动互联、人工智能技术日趋普及的趋势下,优势企业之间的最高阶段的竞争,不能局限于硬技术的竞争,而是体现在企业软实力的竞争,亦即思想的竞争。面对今天的市场格局及为未来趋势,你的企业应该有什么样的价值判断,应该有什么样的思想基础,应该发出什么样的声音,这才是关键。
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导读:
“现在很多人一说智能制造,以为就是买很多自动化设备,就是产线上引入机器人。机器人不等于智能制造,为了自动化而自动化,可能会把好企业给拖垮了。”——施耐德电气全球执行副总裁、中国区总裁朱海。
如果投资回报期不能控制在三年以内,或者不能通过智能制造带来生产效益提升,该智能制造项目是没必要的。施耐德电气全球执行副总裁、中国区总裁朱海,曾在施耐德创新开放日的主题演讲中发表上述观点。
诚然,在《中国制造2025》战略推动下,因为一些利好政策与政治因素,中国的制造企业都在积极推动产线向智能制造方向转向升级。但在热潮之下,更应该冷静分析:智能制造一定要先医后药、量力而行。因为缺少投资回报率的成本投入,哪怕是30%,也可能把一个好企业给拖垮。
所谓先医后药,就是先对企业进行诊断,再拟最适合企业的路径方法。任何步骤都绕不过先做好产品,进行创意产品设计,使其产品易于面向机器人装配、低成本又高质量;再打造卓越的流程,拥有最少的浪费和最好的质量。在成功完善了以上两步之后,再评估企业在通往工业4.0的道路上所到达的层次,进行业务需求排序,搭建智能制造的框架,构建良好的布局等。说到底引进机器人,推动智能化进程,更像是一个结果,而非神奇的济世良方,适合于所有的企业。
所谓量力而行,指的就是企业主必须认清企业所处位置、拥有的实力,清楚认知每一个位置的前进目标,在纷繁复杂的现状里找到最适合企业所走的路径,切忌盲目跟风。不贴合实际地去购置大量机器人的后果只能是造成资金的浪费以及机器人的闲置,这样的例子比比皆是。我们应该学习德国人的务实精神,抛却不切实际的行为,稳扎稳打地将企业的基础打好。只有拥有了强大的实力、完备的规划,才能在智能化时代顺理成章地转化升级,进入全新的未来!
——摘自“科理咨询”
所以智能制造要以企业战略为核心的意思就是,不能盲从跟风智能制造,需要根据企业自身实际制定合适方法战略。
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