什么是智能制造技術(shù)

　　智能制造技術(shù)利用計(jì)算機(jī)模擬制造業(yè)領(lǐng)域的專家的分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策等智能活動(dòng)，并將這些智能活動(dòng)和智能機(jī)器融合起來，貫穿應(yīng)用與整個(gè)制造企業(yè)的子系統(tǒng)（經(jīng)營(yíng)決策、采購、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、制造裝配、質(zhì)量保證和市場(chǎng)銷售等），以實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造企業(yè)經(jīng)營(yíng)運(yùn)作的高度柔性化和高度集成化，從而取代或延伸制造環(huán)境領(lǐng)域的專家的部分腦力勞動(dòng)，并對(duì)制造業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业闹悄?a target="_blank">信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承和發(fā)展，是一種極大提高生產(chǎn)效率的先進(jìn)制造技術(shù)。

　　智能制造技術(shù)的難點(diǎn)

　　一、如何保證信息系統(tǒng)（虛擬世界）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)（現(xiàn)實(shí)世界）信息獲取的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、全面性。

　　目前，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集主要有兩種方式，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集以及人工數(shù)據(jù)采集。自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集往往依托于通訊條件比較好的生產(chǎn)設(shè)備以及各種傳感器的應(yīng)用。人工數(shù)據(jù)采集大多是作為自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集的補(bǔ)充方式或替代方式，適用于自動(dòng)化采集實(shí)現(xiàn)難度較大或經(jīng)濟(jì)成本較高的現(xiàn)場(chǎng)。而目前，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況大多比較復(fù)雜，人工采集的方式應(yīng)用較為廣泛，這就造成了信息獲取實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性的降低。此外，出于成本考慮，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集也難以做到十分全面。

　　在數(shù)據(jù)采集方面，西門子工廠無疑是實(shí)現(xiàn)效果非常理想的。遍布生產(chǎn)線各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的傳感器以及具有通訊能力的控制器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況進(jìn)行高速采集，這些數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)上傳到信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界到虛擬世界的精準(zhǔn)實(shí)時(shí)全面的映射。但由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件的限制，西門子工廠在數(shù)據(jù)采集方面的成功難以在其他工廠進(jìn)行復(fù)制。

　　比如，在三菱電機(jī)工廠，由于生產(chǎn)設(shè)備的通訊能力較差，為獲取生產(chǎn)情況信息，在各機(jī)臺(tái)處放置數(shù)據(jù)采集終端，采用人工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，這種數(shù)據(jù)采集方式的準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性受操作人員的素質(zhì)及責(zé)任心影響較大，難以與自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集相比。

　　二、如何將來自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)改進(jìn)優(yōu)化建議

　　面對(duì)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集來的海量數(shù)據(jù)，無論是信息系統(tǒng)提供商或是工廠的生產(chǎn)運(yùn)維人員都難以對(duì)其價(jià)值進(jìn)行充分的挖掘，無法真正實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息，從信息到可執(zhí)行的優(yōu)化建議的飛躍。究其原因，主要是由于缺乏相關(guān)數(shù)學(xué)模型，包括設(shè)備建模以及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的建模。

　　上述模型的建立不僅需要對(duì)設(shè)備及業(yè)務(wù)有深刻的理解，同時(shí)還要有較強(qiáng)的數(shù)理能力及抽象能力，這些要求無疑都是目前短時(shí)間內(nèi)無法解決的難點(diǎn)。目前西門子工廠與真正的智能制造的差距大概也在于此。這一環(huán)節(jié)的缺失，導(dǎo)致了無法在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中形成閉環(huán)，進(jìn)而有效改進(jìn)方方面面的生產(chǎn)活動(dòng)。

　　機(jī)器人與智能制造技術(shù)

　　我們國(guó)家的制造業(yè)經(jīng)歷了四個(gè)階段，從最早的起步階段和成長(zhǎng)階段到崛起階段。現(xiàn)在是非常關(guān)鍵的階段，轉(zhuǎn)型階段。那么這個(gè)階段，我覺得挑戰(zhàn)性更加大。面臨的問題更加的多。我們經(jīng)歷了從無到有，從小到大，但是如何解決從大到強(qiáng)，這個(gè)使命非常艱巨的，并且花的時(shí)間也會(huì)比較漫長(zhǎng)，需要心態(tài)更加平和一點(diǎn)。

　　我國(guó)制造業(yè)發(fā)展參差不齊，同一時(shí)期表現(xiàn)為規(guī)模化、數(shù)字化，智能化并行，有些企業(yè)的產(chǎn)業(yè)的水平比較高一點(diǎn)，可能已經(jīng)達(dá)到了一些數(shù)字化和智能化。但是有些企業(yè)還處再一個(gè)水平比較低端，人工作業(yè)的階段。在這個(gè)過程中我們?cè)趺礃幽軌騽?chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，我覺得一方面要解決好產(chǎn)品創(chuàng)新的問題。因?yàn)楫a(chǎn)品創(chuàng)新是引領(lǐng)，制造，包括機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)保障。所以產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)該是一個(gè)行業(yè)的龍頭，一個(gè)產(chǎn)品可以帶動(dòng)一個(gè)行業(yè)，產(chǎn)品模式創(chuàng)新也是很重要的。但我們國(guó)家整個(gè)創(chuàng)新能力和關(guān)鍵技術(shù)跟發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距。但我們國(guó)家在這個(gè)方面高度重視，國(guó)務(wù)院發(fā)布了中國(guó)制造2025計(jì)劃，把中國(guó)制造提到國(guó)家戰(zhàn)略高度，所以制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和制造強(qiáng)國(guó)是我國(guó)將來實(shí)現(xiàn)必然的選擇。中國(guó)制造2025核心是以智能制造為主攻方向。所謂工業(yè)智能化，會(huì)更加漫長(zhǎng)一點(diǎn)，像智能化更加跟傳感技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)密切相關(guān)的，所以智能化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)更多一點(diǎn)，每個(gè)企業(yè)特點(diǎn)不一樣，不是一定要實(shí)現(xiàn)智能化。我覺得實(shí)現(xiàn)什么化不重要，最重要把產(chǎn)品質(zhì)量高上去，效率搞上去，怎么贏得市場(chǎng)。在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟，這是更重要的，但是有些企業(yè)行業(yè)的變化特點(diǎn)，周期變化非常快，必須要驅(qū)動(dòng)。通過現(xiàn)在的信息化手段，能夠裝備的性能有適應(yīng)能力，同時(shí)使它工藝知識(shí)不斷的積累，制造業(yè)很重要一個(gè)特點(diǎn)就是要長(zhǎng)期的積累，工藝知識(shí)的積累很重要。而不是說買了幾個(gè)機(jī)器人回來買了幾個(gè)裝備就是智能化了。

　　智能制造的發(fā)展應(yīng)該是有積累的，我覺得智能制造最早應(yīng)該得益于數(shù)字化，這是一個(gè)基礎(chǔ)，離開數(shù)字化談智能化是空話。隨著這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，資源可以動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)，這里面慢慢的通過一些方法，就能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。智能化體現(xiàn)，它的過程可能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)里面更加重要。我們譚建榮院士談了產(chǎn)品里面的智能化。因?yàn)樵O(shè)計(jì)是靈魂，設(shè)計(jì)帶動(dòng)我們的發(fā)展。這個(gè)里面有智能設(shè)計(jì)和制造過程，制造過程就是對(duì)狀態(tài)進(jìn)行感知，分析、決策，最后到執(zhí)行。所以講智能制造也不是一蹴而就的，也是分這樣幾個(gè)階段，從最早到互聯(lián)網(wǎng)資源共享，到人工智能和手段的出現(xiàn)，慢慢走向智能化，所以智能制造是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的堅(jiān)持不懈的追求目標(biāo)。而不是僅是一個(gè)概念的階段。

　　但是智能制造有幾個(gè)核心特征，我覺得最主要的就是通過數(shù)字化、智能化手段可以把客戶的需求，到產(chǎn)品的開發(fā)，產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品的服務(wù)可以串成一個(gè)整線，這是最主要的，另外一個(gè)很重要的第二條線，就是在內(nèi)部一條線，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流到營(yíng)銷兩條線，所以智能制造要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)線的集成，一個(gè)是客戶到產(chǎn)品服務(wù)的這個(gè)線貫穿，第二個(gè)在這個(gè)過程中，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，到物流，整個(gè)過程是一個(gè)很大的范疇，我們每位老師，每個(gè)企業(yè)只能做其中一部分。這是我個(gè)人對(duì)智能制造的一個(gè)特征的理解。

　　我認(rèn)為有兩條主線一個(gè)就是客戶需求到產(chǎn)品服務(wù)，一個(gè)定單設(shè)計(jì)開始，圍繞這個(gè)設(shè)計(jì)，怎么樣組織生產(chǎn)，怎么樣組織物流，怎么樣組織營(yíng)銷，這兩條主線做得比較好的話確實(shí)能夠帶動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來實(shí)在的實(shí)惠，幫助轉(zhuǎn)型升級(jí)。這里面最為核心是產(chǎn)品的智能化更加核心，大家知道智能的產(chǎn)品，帶來了很大的一個(gè)變化，就是最近提到了深圳大疆做無人機(jī)，幾年前我看幾個(gè)小伙子搗鼓，能夠到現(xiàn)在六七十個(gè)億，我們國(guó)家很多中低端產(chǎn)品還是在過剩，但是供不應(yīng)求在一些中高端，所以設(shè)計(jì)的改變一點(diǎn)，可能帶來一場(chǎng)非常大變化。

　　所以我個(gè)人認(rèn)為智能制造很重要的特點(diǎn)就是產(chǎn)品的智能化。因?yàn)槿藗儗?duì)產(chǎn)品的要求不斷的提高，當(dāng)你這個(gè)產(chǎn)品增加一些智能以后，你的競(jìng)爭(zhēng)力就大大提升。所以在產(chǎn)品創(chuàng)新是很重要的。所以離開了產(chǎn)品創(chuàng)新，單獨(dú)談智能制造，這是純粹就是炒概念的，必須要是為了這個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)新，我智能制造怎么樣創(chuàng)新的過程，使它縮短，使創(chuàng)新更加方便。有的產(chǎn)品創(chuàng)新，就是設(shè)備加幾個(gè)傳感器，可以把整個(gè)過程個(gè)性化的定制。還有我加一些傳感器，可能有一些算法，有一定的自主性，可以跟人交互，有些機(jī)器跟人之間可以溝通我覺得產(chǎn)品創(chuàng)新表現(xiàn)得非常多。

　　這可能是各個(gè)其在市場(chǎng)慢慢摸索，怎么樣找到一個(gè)比較正確，有市場(chǎng)的產(chǎn)品創(chuàng)新的道路。那么，當(dāng)然比較難的是我們高校做得比較多的是裝備的智能化。因?yàn)檠b備加工過程當(dāng)中有很多狀態(tài)，有大量的積累，所以是比較是長(zhǎng)時(shí)期的，為什么國(guó)外很多企業(yè)不大，但是裝備做得好，他們幾十年，數(shù)百年就做這個(gè)，就像這次任正非他也強(qiáng)調(diào)，我多少年來，就做一個(gè)事實(shí)。所以裝備的智能也是這個(gè)問題，把裝備做得很好，中國(guó)裝備在高端市場(chǎng)有市場(chǎng)，就是做到極值，每個(gè)方面，每個(gè)細(xì)節(jié)到最好。

　　這大量的市場(chǎng)。不是我們今天開完大會(huì)把智能裝備搞出來的，絕對(duì)不可能的。這里面需要大量的融合，大量的實(shí)驗(yàn)，大量的能夠排除干擾，把這個(gè)裝備實(shí)驗(yàn)慢慢做實(shí)。裝備的智能化，還是應(yīng)該來講非常艱苦漫長(zhǎng)的道路。現(xiàn)在做得比較多是車間的智能化，得很好了，很多數(shù)字化車間，很多企業(yè)做得非常好。所謂數(shù)字化車間就是每個(gè)狀態(tài)信息采集，實(shí)時(shí)知道這個(gè)車間按照這個(gè)需求，這還是一個(gè)工作量的問題。這是車間智能化。但是更大一點(diǎn)就是工廠的智能化，這塊應(yīng)該也做得到。越大反而好做，越小反而比較難。就是我們加工一個(gè)復(fù)雜零件，把這一點(diǎn)搞成光滑可能十年都不可以，數(shù)字化車間可能兩年就做出來的，這里面有很大的變化，所以制造，有時(shí)候很小一個(gè)事要花很長(zhǎng)時(shí)間把它做下來。