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了解智能制造,先从这里开始
更新时间:2019-08-30 浏览数:
中国这几年信息化的发展已经出现很多概念和热点,从云计算到物联网,智慧城市到大数据,到现在的人工智能这一波热浪。这些热浪一定要落地下来,为制造业服务。对于中国人工智能的发展而言,最重要的问题还是要解决中国的制造业发展问题。如果制造业的智能化上不去,中国国民经济的脊梁就不够坚实。

首先需要理解,什么是智能制造?按照百科定义,智能是指获取知识和技巧一种能力。而“人工智能”现在还没有统一定义。这个概念,早在1952年就由图灵提了出来。现在,很多人把人工智能解释得句子越来越长,讲得越来越复杂,最后大家都搞不清楚到底什么是人工智能了。

其实,人工智能简单地说,就是人赋予机器的职能。具体地说,就是通过计算机的硬件和软件,尤其是各种软件,给机器赋予了智能,让机器可以感受环境,意识到环境的变化,进一步为决策者提供建议,拓展了人的智能,甚至在事前授权的情况下自主做出决定。

如果说智能是指获取知识和技能的一种能力的话,无可否认的是,正是这些计算机辅助系统和工业软件为制造业带来了智能。因此,智能制造,简单地说就是计算机制造,无需加上太多的修饰和太复杂的定义。

电脑比人脑更强大之处,不完全在于其强大的计算能力和存储量,关键是其中运行的软件。如果没有软件,计算机也就是一堆金属塑料。以此为基础,可以看看制造业信息化的发展,实际上也可以理解智能制造演进的三个阶段。

01、“四化一造”看工业信息化

制造业信息化的发展,主要是围绕着企业的业务运行而展开。首先是企业内部信息化,这包括“四化一再造”,也就是研发信息化、产品信息化、生产信息化、管理信息化以及业务流程和组织再造。其中产品信息化,主要是指带有嵌入式系统的产品,其复杂程度各不相同。理解产品信息化,对理解当下的智能制造,非常重要。

与此同时企业还有一个上游供应链和下游社会关系的问题,上游包括原材料、零部件、装备和人员招聘等,下游则与销售、银行、客户关系等相关联。这些属于企业的外部信息化问题。

企业的内部业务和外部业务,构成了企业信息化最基本的内涵。企业信息化最早就是从数字化开始的。计算机刚刚发明的时候,本来是做科学计算的,很快就被用来做业务处理,提升管理效果。这是一个从下往上发展的过程,开始是做一些数据处理系统,如财务管理,包括一些统计报表处理;随后,逐渐上升到管理层,也就是开发管理信息系统(MIS),从财务管理、人事管理,到生产管理,一层层往上走;最后,上升到了决策层和开发决策信息系统(DSS)。企业信息化,一开始就是处在数字化时期。

02、数字化起步

然而,利用计算机来改造企业的生产装备,实际上比管理信息系统起步还要早。

1952年,即商用电子计算机发明的第二年,美国就有一家公司设计了一套数控装置,开发了第一台三坐标数控铣床。尽管这个铣床体积很大,造价也很高,但是开辟了一个数字控制的新时代。

1958年,美国研制出第一台加工中心。这意味着,计算机改变制造业的时代,正式拉开了帷幕。

随后,随着第一个微处理芯片的发明,各种各样、数以亿计的嵌入式系统开始嵌入到各种装备、各种产品当中去。制造业开始走向以数字制造技术为核心的计算机控制时代,当时国内叫做机电一体化。“机电一体化”这个提法没有完全点到问题的本质,那就是计算机控制。

可以看到,计算机系统很早就开始赋予各种制造装备以智能。如果按照前面智能的定义的话,那么智能制造这个问题,可以说很早就被提出来了。在整个信息化对制造业的改造过程当中,是工业软件支撑了企业数字化的发展,扮演了一个非常关键的角色。

最近电视台有一个关于中国制造业的讨论会,其中,关于“中国制造业还有什么不能制造?”的问题,提了十个方面,唯独没有提到工业软件。殊不知,中国制造业体量世界第一,占世界制造业的份额20%强,但是,中国的工业软件现在90%以上依靠进口,稍微复杂一点的,都不是国产。而且,中国工业软件的市场份额,仅占世界工业软件市场份额的1.7%。

03、网络化崛起

上个世纪90年代初互联网开始在全球普及,企业的网络化随之也快速发展。在互联网没有普及应用之前,基本上所有的企业都是采用客户服务器(C/S)的架构,但客户服务器只能解决本地域的联网问题。互联网兴起之后,异地可以联网,企业也很快开始走向网络化。

除了应用互联网之外,企业的网络化有两个主要的方向,一个就是内部网,将企业内部各个部门和下属单位所有的信息系统全部连在一个网上,不管这些部门是在北京,还是在印度或墨西哥。这样极大地提高了企业内部业务的运行效率和有效性。当然,只是实现了信息和数据的交换,还没有做到智能化。

另外一个是外部网。企业的外部联系,全部通过互联网进行。也就是说,把企业内部网的一部分向外部合作单位开放,求得横向打通。比方说生产汽车的,会把生产计划向上游的座椅工厂开放,后者可以进入企业内部网络,了解相关部门的生产进度,以便准确、及时供货。企业跟银行连通之后,只要座椅被汽车制造厂验收,银行就会自动打款给上游供应商。这样,就做到了外部信息系统的一体化。

04、智能化发展

企业智能化的发展,可以回溯到上个世纪六十年代初。通过制造业智能化发展,可以看到制造业如何从数字化走到网络化,再走到智能化。


可以看到制造业的智能化,实际上跟数字化基本上是同步的,不过在早期,只是单机、单个装备而已。像CAE这种非常复杂的软件,需要把计算、工程知识和人类的经验,都融合在里面。因此工业软件并不简单是软件,而是一门学问。只有学计算机软件的工程师,是设计不出先进的工业软件的。就智能化而言,从数据处理的角度来看,业务智能(Business Intelligence)也是很重要的一个分支。

过去几十年中国信息化的发展有两个不足之处。一个网络化的内向性问题,很多企业只做了内部网,几乎没有做外部网,这种情况与我们的国情有关。第二个就是业务智能的使用在中国发展非常缓慢,这可能是因为“拍脑袋做决策”已经成为习惯。

因此,判定一个系统是否是真正的、智能的系统,一定要从这四个方面去评估。很多地方搞智慧城市、搞智能制造,如果需要仔细推敲其真伪,最好的衡量的方法,就是利用这把具有四个维度的尺子。



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