虛實結(jié)合 智能工廠的正確打開方式

采訪當中，寧振波表示，要是以嚴格的標準衡量，也許現(xiàn)在全世界都還沒有出現(xiàn)一家真正的智能工廠。這種認識并不是危言聳聽，實際上表明要想真正的實現(xiàn)智能化，我們還要走很長的一段路。

自2015年“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃提出之后，智能制造就瞬間成為行業(yè)熱詞，被廣泛熱炒。其中，“無人工廠”、“黑燈工廠”、“數(shù)字化工廠”、“互聯(lián)工廠”、“虛擬工廠”以及“智能工廠”等概念也猶如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來。這里面既包括國家層面推進的“智能制造試點示范項目”，也包括在新的趨勢下，敢于嘗試應用新技術(shù)促進自身變革創(chuàng)新的前沿企業(yè)。

可能就像前文所述的那樣，無論是何種工廠，都是在同一個目標之下，采取的不同實踐路徑。俗話說“不管黑貓、白貓，抓住老鼠就是好貓?！彪m然采訪中劉功效一再強調(diào)，不要主觀地應用一套標準去束縛或者對企業(yè)的實踐行為指手畫腳，因為處于不同發(fā)展階段的企業(yè)需要考量自身的實際情況，但是殊途同歸，無論哪種工廠都是要實現(xiàn)智能化，而從目前來看智能工廠的正確打開方式應該是——虛實結(jié)合。

在寧振波看來，德國“工業(yè)4.0”的核心實際上就是要建立CPS（信息物理系統(tǒng)）系統(tǒng)。從宏觀上理解，CPS系統(tǒng)就是一個虛實結(jié)合的智能制造系統(tǒng)，是智能制造的底層架構(gòu)。這個智能制造系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化，并包括設(shè)計、工藝、制造、交付、維護保障服務等全生命周期管理過程。

智能感知

實現(xiàn)人機物三者互聯(lián)

從概念上講，CPS系統(tǒng)是一個在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控、可信、可擴展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)。其中，計算、通信以及控制之間的深度融合是CPS系統(tǒng)正常運行的必要保障。另外，從更深層面上去理解，CPS系統(tǒng)還需要具備遠程協(xié)調(diào)、自我管理和學習的功能，這五大功能最終要實現(xiàn)的就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。綜合來說，也就是我們眼中的智能化生產(chǎn)。

在智能化生產(chǎn)的過程中，要想實現(xiàn)人機物三者互聯(lián)，最重要的是數(shù)據(jù)的采集、分析以及處理，最終實現(xiàn)生產(chǎn)層、控制層、決策層之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

之前中國軟件評測中心主任助理曾晉博士接受本報記者采訪時表示，通過設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)、生產(chǎn)過程的管理與控制，建設(shè)智能工廠是中國制造企業(yè)實現(xiàn)兩化深度融合和智能制造的突破口與落腳點。

目前，英飛凌在無錫智能工廠當中實施BEAR項目（后道工廠自動化藍圖），無錫通過BEAR五年藍圖規(guī)劃項目，以“工業(yè)4.0”為框架逐步實現(xiàn)全方位的系統(tǒng)與設(shè)備的智能互聯(lián)，使設(shè)備和設(shè)備之間能夠進行信息交換和通信，讓機器實現(xiàn)自主智能管理，實時調(diào)度保證生產(chǎn)的流暢性，提高生產(chǎn)效率。

與此同時，英飛凌還在智能工廠實施了“4M”法則，就是將制造過程中的人、機、料、法進行協(xié)調(diào)管控?！叭藱C料法”四大要素通過BEAR系統(tǒng)實現(xiàn)人與機器、機器與機器對話，從而能夠?qū)崿F(xiàn)智能生產(chǎn)管理和控制。

另外，再以海爾互聯(lián)工廠為例，在2017德國漢諾威工業(yè)博覽會上，海爾面向全球發(fā)布了具有獨創(chuàng)性和引領(lǐng)性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺——COSMOPlat大規(guī)模定制解決方案，并現(xiàn)場搭建起一條互聯(lián)工廠示范線，展示了“中國智造”的獨到探索。

目前，在海爾的互聯(lián)工廠早已不局限于“機器換人”，敏銳的市場觸覺、發(fā)達的“數(shù)字神經(jīng)”把這里變成了人、機、物緊密協(xié)同的智能集成。

具體來說，海爾互聯(lián)工廠首先是“連用戶”，用戶信息能直接傳遞到工廠，生產(chǎn)線上的每一臺產(chǎn)品都是有目標客戶的，這是互聯(lián)工廠的核心；其次是“連網(wǎng)器”，通過智能產(chǎn)品的聯(lián)接，用戶的體驗可以隨時反饋回工廠，工廠方面會根據(jù)用戶反饋加快產(chǎn)品的迭代；最后是“連全流程”，用戶全流程參與，與用戶實時互聯(lián)，從產(chǎn)品的研發(fā)到制造再到供應商、物流商，實現(xiàn)全流程、全供應鏈整合。

以虛控實

傳統(tǒng)企業(yè)嵌入智慧基因

CPS系統(tǒng)內(nèi)部是一種怎樣的運行場景？以虛控實和虛擬結(jié)合又是如何實現(xiàn)的？似乎光靠大腦想，并不能形成完整的畫面場景。

《三體智能革命》一書中有這樣一段形象的描述：飛機飛行時有的飛行員在睡覺，這聽起來是不是有些可怕？那么，誰在操控機器？想到這個問題，估計所有的乘客再也難以入眠了。實際上，這要得益于自動駕駛系統(tǒng)。自動駕駛能夠提供飛機的自動導航、自動飛行、自動推力、限制與保護功能，按照自動設(shè)定的姿態(tài)、航向、高度和馬赫數(shù)飛行。

實際上，這一切都依賴于CPS系統(tǒng)的發(fā)展。人的經(jīng)驗被軟件化，重復性的工作也被各種程序代替，儀表和設(shè)備都變得更加智能，從而實現(xiàn)數(shù)字虛體世界與物理實體世界的交互和控制。對此，寧振波也強調(diào)，實際上人類的智能很多都來源于傳統(tǒng)經(jīng)驗的積累。在實踐“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的過程中，更多的是需要知識和經(jīng)驗的積累，當知識變成一種重用的方式時就變成了智能。

目前除了實現(xiàn)工廠本身智能化，英飛凌也正在整合公司的所有工廠和生產(chǎn)合作伙伴以便實時集成在一起，打造“全球虛擬工廠”。英飛凌的目標是在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)并控制已聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)，就像一座巨大的工廠一樣，精密運作。如今這個計劃正在積極實施，生產(chǎn)過程中的所有信息已經(jīng)能夠在各工廠之間自由交換并實時自動處理。

未來，“工業(yè)4.0”還將涵蓋跨企業(yè)邊界的智能網(wǎng)絡(luò)：供應商、制造商和客戶將不斷交換數(shù)據(jù)，全球供應鏈中的各個流程將優(yōu)化自身，也使生產(chǎn)更加高效靈活。

英飛凌科技（無錫）有限公司總經(jīng)理兼執(zhí)行董事陳小龍在接受記者采訪時提到：“以我們的理解，在信息社會發(fā)展之前，各個傳統(tǒng)工廠都是分離的?，F(xiàn)在有了智能制造技術(shù)，有了網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在所有的信息你可以坐在無錫辦公室的電腦面前看到在德國同事在哪臺機器上生產(chǎn)器件，生產(chǎn)哪一個產(chǎn)品，它的產(chǎn)品參數(shù)是多少。以我的理解，虛擬工廠就是大家可以在同樣一個平臺上整合全球工廠的資源。我們設(shè)定了很多KPI，他可以看到每一個工廠的KPI指標是什么。通過這些信息，可以優(yōu)化，看哪個工廠做得更好，然后可以向其他工廠推薦好的方法和經(jīng)驗，這就是所謂的信息智能化工廠所承擔的虛擬化工廠，把整個全球的工廠融合在一起，變成一個大的工廠?！?/p>

目前，雖然企業(yè)進行了各種實踐和嘗試，但是要想真正實現(xiàn)以虛控實或者虛擬結(jié)合還是有難度的。這需要整套的虛擬工廠的控制系統(tǒng)做支撐。就算數(shù)字化工廠的標桿企業(yè)——西門子的安貝格工廠也只是實現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的以虛控實。

前面已經(jīng)多次提到，智能化是一個大體系，不僅包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化，還包括設(shè)計、工藝、制造、交付、維護保障服務等全生命周期管理過程。

就像寧振波所說的那樣，現(xiàn)在從嚴格意義上講，全世界還沒有出現(xiàn)一家真正的智能工廠。也許這是一個殘酷的現(xiàn)實，不過我們確是走在一條正確的道路上，殘酷變成美好將只是一個時間問題。俗話說“道阻且長，行則將至。”