有關(guān)智能制造的冷思考

智能制造很熱，在中國(guó)尤甚。

當(dāng)前，智能制造已經(jīng)成為中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的主攻方向，國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批智能制造的“示范企業(yè)”。盡管已經(jīng)有眾多企業(yè)在實(shí)施智能制造，但恐怕少有人追問(wèn)智能制造的真諦是什么。

智能制造的本質(zhì)

第四次工業(yè)革命似乎特別強(qiáng)調(diào) CPS（cyber physics system），即數(shù)字與物理世界的融合。智能制造是第四次工業(yè)革命在制造領(lǐng)域的主要體現(xiàn)，那么，數(shù)字與物理世界的融合是智能制造的本質(zhì)嗎？非也，融合不過(guò)是現(xiàn)象而已。其實(shí)，經(jīng)過(guò)第二和第三次工業(yè)革命，人們對(duì)工程中確定性問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與控制已趨成熟。但制造中無(wú)論是涉及效率、質(zhì)量、成本，還是綠色環(huán)保、服務(wù)等，都存在大量的不確定性。

此外，制造中還有很多問(wèn)題是非模式的，如一個(gè)工廠(chǎng)或車(chē)間的節(jié)能問(wèn)題，不僅無(wú)法用數(shù)學(xué)模型描述，而且沒(méi)有一個(gè)固定的模式。對(duì)于試圖清晰認(rèn)識(shí)乃至駕馭制造過(guò)程的人類(lèi)而言，非模式、不確定性問(wèn)題是最大的困擾。系統(tǒng)中到底有多少因素相互關(guān)聯(lián)，又互相影響到何種程度？幸運(yùn)的是大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)為人類(lèi)開(kāi)啟了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和駕馭客觀(guān)世界非模式和不確定性的大門(mén)。因此，智能制造的本質(zhì)和真諦是利用先進(jìn)技術(shù)（如數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、大數(shù)據(jù)、人工智能等）認(rèn)識(shí)和控制制造系統(tǒng)中的不確定性問(wèn)題以達(dá)到更高的目標(biāo)。

日本應(yīng)該是世界上最早由政府推進(jìn)智能制造計(jì)劃的國(guó)家，1989年即提出“智能制造系統(tǒng)”國(guó)際合作計(jì)劃（IMS計(jì)劃），是當(dāng)時(shí)全球制造領(lǐng)域內(nèi)規(guī)模最大的一項(xiàng)國(guó)際合作研究計(jì)劃。1995年正式實(shí)施，但其后智能制造影響力日漸減弱。2010年，日本退出IMS計(jì)劃。日本早期的智能制造計(jì)劃之所以未取得明顯效果，恐怕與當(dāng)時(shí)缺乏應(yīng)對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的技術(shù)（如大數(shù)據(jù)、人工智能）有關(guān)。

不確定性問(wèn)題有兩大類(lèi)。一是客觀(guān)不確定性，如加工過(guò)程中質(zhì)量的不確定

智能制造很熱，在中國(guó)尤甚。到底怎樣能夠使企業(yè)更好地推進(jìn)“智能制造”？性，產(chǎn)品運(yùn)行性能中表現(xiàn)出的不確定性等。二是主觀(guān)不確定性，或者稱(chēng)為認(rèn)識(shí)不確定性。主要指制造系統(tǒng)中原本確定性問(wèn)題，因?yàn)槲茨軘?shù)字化而導(dǎo)致人對(duì)其認(rèn)識(shí)的不確定性。如企業(yè)中各種活動(dòng)、過(guò)程的安排，本來(lái)就是確定性的。但因?yàn)樯婕暗娜颂?，且發(fā)生時(shí)間各異，若無(wú)特殊手段，于人的認(rèn)識(shí)而言紛亂如麻。此即人的主觀(guān)不確定性或認(rèn)識(shí)不確定性。為何把主觀(guān)不確定性也視為制造系統(tǒng)的不確定性？因?yàn)橹圃煜到y(tǒng)中也應(yīng)該包括相關(guān)的人。

無(wú)論是客觀(guān)不確定性還是主觀(guān)不確定性，有了相應(yīng)的數(shù)據(jù)就有了認(rèn)識(shí)不確定性的基礎(chǔ)。欲獲取數(shù)據(jù)就需要互聯(lián)，互聯(lián)的概念不能僅限于企業(yè)內(nèi)部，要有“企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”的意識(shí)

企業(yè)實(shí)施智能制造的關(guān)鍵問(wèn)題

企業(yè)實(shí)施智能制造過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題自然不少，此處僅提請(qǐng)人們關(guān)注最基礎(chǔ)、卻尚未引起普遍重視的問(wèn)題——數(shù)據(jù)與互聯(lián)。

無(wú)論是客觀(guān)不確定性還是主觀(guān)不確定性，有了相應(yīng)的數(shù)據(jù)就有了認(rèn)識(shí)不確定性的基礎(chǔ)。分析加工過(guò)程中方方面面的數(shù)據(jù)，有可能使人清楚發(fā)現(xiàn)原先意識(shí)不到的影響加工質(zhì)量的因素；掌握企業(yè)各種活動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，方能降低認(rèn)識(shí)的不確定性，而且能使新的活動(dòng)更有序、使相應(yīng)的決策更合理。至于非模式的場(chǎng)景，更需要借助數(shù)據(jù)分析。

欲獲取數(shù)據(jù)就需要互聯(lián)。互聯(lián)首先指采集制造過(guò)程中的物理量（如在設(shè)備上裝傳感器），分析這些數(shù)據(jù)就可能更深刻地認(rèn)識(shí)其不確定性，并有可能發(fā)現(xiàn)看起來(lái)無(wú)關(guān)的某些物理量之間存在的某種關(guān)聯(lián)。互聯(lián)自然也應(yīng)該包括由人決定的各種活動(dòng)之間的相關(guān)數(shù)據(jù)連接，當(dāng)然其前提是相關(guān)的活動(dòng)一定要數(shù)據(jù)化。

互聯(lián)的概念不能僅限于企業(yè)內(nèi)部。要有“企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”的意識(shí)，即是說(shuō)“系統(tǒng)”的觀(guān)念不能局限在企業(yè)內(nèi)部。供應(yīng)商、客戶(hù)等組成企業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)，企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的成員應(yīng)存在某些數(shù)據(jù)的互聯(lián)和分享?，F(xiàn)在就有“數(shù)字供應(yīng)鏈”的概念，即企業(yè)之間不僅是物料的供需，還存在數(shù)據(jù)的供需。一個(gè)好的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)該包含“數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)”，或者說(shuō)企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中要強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)互聯(lián)。

互聯(lián)的意識(shí)甚至促使企業(yè)家和工程師們重新定義行業(yè)的邊界、產(chǎn)品的功能邊界。如做智能彩燈的企業(yè)需要考慮燈與娛樂(lè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)連接，汽車(chē)業(yè)需要考慮汽車(chē)與智慧城市之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)。

智能制造走向何方?

人機(jī)智能時(shí)代正在到來(lái)，“知識(shí)工程”注定將發(fā)揮越來(lái)越大的作用，工程師的大部分腦力工作有可能被智能系統(tǒng)取代；虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間的界限將越來(lái)越模糊，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）技術(shù)將在更多的場(chǎng)景得到應(yīng)用。有一點(diǎn)需要引起特別注意和思考，當(dāng)未來(lái)的制造系統(tǒng)越來(lái)越智能的時(shí)候，人的作用是什么？還有更多的未知只能留待人們?nèi)ハ胂蟆?/p>

有一個(gè)問(wèn)題值得政府、企業(yè)家以及研發(fā)人員特別重視：到底怎樣能夠使企業(yè)更好地推進(jìn)“智能制造”？是掀起類(lèi)似于“機(jī)器換人”“百萬(wàn)工業(yè)企業(yè)上云，實(shí)施百萬(wàn)工業(yè) APP”的熱潮？還是達(dá)到規(guī)模的智能制造“示范應(yīng)用”？有一點(diǎn)可以肯定的是智能制造需要很多基礎(chǔ)的使能技術(shù)與工具，如傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、智能數(shù)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析工具、智能軟件等。若干年后，即使中國(guó)企業(yè)實(shí)施智能制造依舊如火如荼，而基礎(chǔ)使能工具多依賴(lài)國(guó)外，那時(shí)候我們能稱(chēng)為制造強(qiáng)國(guó)么？熱潮中不妨有一點(diǎn)冷思考！