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智能制造的基础-数字化和人工智能
来源:MES 百科 | 作者:proc9171a | 发布时间: 162天前 | 331 次浏览 | 分享到:
本文内容为中国航空工业信息技术?#34892;?#39318;席?#23435;?#23425;振波在近日举办的“第九届航空航天信息化建设合作峰会”上的主题演讲,文字内容有所调整。

当我们一?#35762;?#30340;把方法、知识和经验变成软件和模型的时候,是不是在一?#35762;?#30340;走向智能?应该很清楚,在过去几年里,浮躁不是少数人的行为,特朗普让许多中国人头脑清醒了起?#30784;?/span>2014年到2016年我们讲论智能制造,2017年和2018年讲再论智能制造,我们必须搞清楚智能制造是什么,智能制造是用软件来定义控制数据的自动流动,解决复杂产品的不确定性问题。

制造业大而不强

说到?#36164;牽?#30740;发不强

当然,不仅仅是生产,它既有研发工艺生产交付交付或者维护维修过程,以及整个的综合管理体系。一个真实的广东省经济的数据:广东省GDP中国第一大省,但是90%的企业单位没有自主研发能力,想一想这是很可怕的。换句话说,我们是代工厂或山寨工厂,是血汗工厂。

主席多次讲过,中国制造大而不强在?#27169;?#26159;研发不强,一般来说应该?#21069;?#30740;发设?#21697;?#22312;第一位,生产制造放在第二位,综合保障和服务大数据采集放在第三位,运营管理和物流放在第四位,但是在全国的工业互联网材料里,运营管理和物流的项目报的最多,其次是交付维维护,第三是智能制造过程,而最难的研发设?#21697;?#32780;项目最少。

华为为什么牛?2018年的专利统计中,?#20998;?#25152;有专业里,专利数量西门子第一,华为第二。为什么美国举全国之力来收拾华为?是不是美国人?#26800;?#23475;怕?因此一定要清楚智能制造是要干什么,智能制造是全员的事,不是某几个人的事。

企业转型升级相当于做手术,一个人要做手术,首先要做诊断,除非是车祸紧?#26412;?#25588;,普通情况下不把病情查清楚你敢下手么?一定是?#26085;?#26029;清楚才开始做,瞎做的结果一定会是投入大量资金后走到沟里去。同理,企业的能力和水平在哪个点上,每个企业的水?#35762;?#19968;样,制造流程中,设计、工艺、制造、生产、设备维修、交付?#28982;方冢?/span>从哪开始做,先做哪个系统后做哪个,一定要搞清楚。

比如说,中国过去几十年里在ERP上吃了大亏, 2003年到2005年,联想和华为先上了ERP系统,当时的生产情况挺好的,结果到了2005年,华为发现了输入包不完整的问题,华为马上就换了PLM系统,虚拟的模型包不完整了,吃了很多亏。因为ERPPLM系统紧密关联,它的MBOM一定来于PLM很多系统是前面做不好,后面做?#21496;屯品?#37325;来,这就是中国的企业大部分吃很多亏的原因。最典型的案例就是西门子的安贝格城化工厂。他们原先生产PLC控制器,每天生产6万个,每个都不一样。首先个性化定制的结构不一样,接口标准不一样,总线不一样,通信协议不一样,软件不一样,印刷板不一样。原先是千分之五的不合格品率,转型升级之后,现在是百万分之五不合格品。

很多企业在问花了很多钱上的项目?#27982;揮械?#21040;什么效益,其实就是路线错了,选型错了一定不会见效。在第四次工业革命的转型过程中,一定会有一部?#21046;?#19994;发展壮大,形成国家能力,也一定会有大量的企业走错路。

云大移物智

“云大移物智”不是单?#26469;?#22312;的,它有关联关系的,要是只单独考虑某一个问题,一定会出大错误。如果我们的集成电路芯片做好了,我们的工业基础软件做好了,“云大移物智”完全可?#36816;?#20415;搭建。构成智能制造的基础是集成电路芯片和基础工业软件,不先解决这两个关键问题, “云大移物智”全是空?#26032;?#38401;!

是否?#24179;?#26426;器人无人工厂,核心应该是经济性,合算不合算,不合算就晚点再上,一定要算好账。德国二战后的工业发展是一步一个台阶的往上走。中国的工业在改革开放的四十年里取得?#21496;?#22823;的成就,但是我们要正确认识我们在?#27169;?#21453;过来说,如果没有西方国家几百年工业发展的道路,我们这四十年能走的这么快吗?跟着走容易,创新难。

用管理简化技术问题

我们总是试?#21152;?#25216;术来进行管理,很多领导说买ERP,但是买了世界上最好的管理软件,为什么管理上不去?买个软件就能解决管理问题了吗?#31354;?#26159;两件事情。

西方人思维是,利用管理来简化技术问题。比如说成飞公司流程检测项目,当?#26412;?#26159;集团数码帮助做的,做的非常好。把整个生产流程和管理流程简化了,再做信息化不就简单了?当时咱们空军司令员许其亮在丰台空军招待所讲过,标准化的问题?#21069;?#22797;杂问题简单化,简单问题流程化,流程问题信息化,用管理来解决很多技术问题。

所以智能化的意义在于从管理入手,实际上很多问题不用解决。实际上现在的工业已经不是传统工业,传统工业是基于实物的,质量管理体系只管实物。现在航空工业的质量体系,比如在一架飞机研制过程中,首先定义的是软件采用什么版本,同一个飞机几十家甚至上百?#39029;?#25152;参与,用同一个软件同一个版本,送来的模型不仅有几何外形,还有材料数据,可以在计算机上算飞机的功能和性能,减少了大量的转换。这就是用管理来减少转换技术。

对人工智能的认识

实际上,对人工智能的认识,西方讲的是从数据到信息到知识再到智慧。数据是过去过程,通过信息知识关联,再到知识形成整体,最后进行系统整合。关于人工智能的建议,现有的所有科学方法和原理都解读不了人的大脑,对人的智能认识,我们现在还是一片空白。

人类有1000亿个脑神经细胞,但是世界最领先的团队也只能模拟52个脑神经细胞的连接关系。可?#36816;?#32771;一个关于大脑和电脑的问题,电脑有CPU,每个CPU有很多核,如果一个核相当于一个人脑细胞的话,有个最大的问题就是新陈代谢。人的一个脑细胞死亡了,可以自动从脑神经网络上剥离,通过静脉血液排出人体。人还有干上的脑细胞,干上的脑细胞不但可以制造新的脑细胞并自动连接上脑神经网络,还可以把原来脑细胞的知识自动传递到新的脑细胞中?#30784;?/span>

再看集成电路,14nm的集成电路是目前最经济性最好的,可能有人会说,现在美国已经推出7nm的集成电路了,它的经济性其实不好。集成度越高、内部线条越细,其内部的效应使集成电路到了天花板,当然还有耗能问题。AlphaGo耗能300kW,一千多颗CPU170多个GPU

开玩笑的说,我们输给AlphaGo,但我们一碗豆浆两根油条就能工作。所以仔细考虑之下,人工智能问题没?#24515;?#20040;简单。中科院人工智能研究的几个顶尖专家告诉我,人工智能现在还达不到三岁的水平。

正确理解智能制造

要正确理解智能制造,先看一个复杂的组织体制应该怎么样?智能工厂的大脑在?#27169;?#23427;是在决策层还是管理层。有个别领导以为知?#26391;?#20040;叫智能制造,说机器换人就是智能制造,但如果说先用机器把领导换掉,他就傻了。

这是什么意思呢?意思是所谓的机器换人只是?#25237;?#24037;作,高端工作的智能绝大部分决策管理还是靠人来完成。

因此个人认为什么是智能制造呢?是在正确的决策管理下形成的自主研发体系。再多的机器人、再多的数控数控设?#28014;?#20877;多的智能仓库和智能物流,?#19981;?#26159;停留在操作层面的,仍然是自动化的传承,不是智能制造。

如果把智能制造比作一场马拉松比赛的话,中国智能制造作为其中一名运动员正在热身,?#24418;?#19978;场。现在这些工厂搞的仅仅是生产线上的小事,还是过去的自动化。

工业4.0发展或四次工业革命发展中,第一次第二次第三次工业革命,每一次都是几十年甚至上百年的历史。如果?#28304;?#23478;公认的20134?#36335;?#27721;?#20302;?#21338;览会,德国人发布工业4.0作为第四次工业革命的开始的话,满打满算到现在不到六年,还不能完全说是智能工厂智能制造了。

数字化才是基础

当前要努力去做的是数字化制造,数字化就已经非常困难了。过去讲的就是实物到实物,中国的传统制造是二元系统HPSHhumanPphysicalSsystem新的发展方向是HCPS,这是我们中国的创新,H是人,P是物理空间,C是网络空间(cyber)。

1991年波音777研制的时候用了七八百种工业软件,互不关联,形成了14个报表。2005787的研制上了一个大台阶,形成了波音的全球研制体系,用了8000种工业软件。波音现在有8500种工业软件,它还只敢说是数字化,不敢说智能化。

我们在思考,如果把数字化制造做到了,智能制造离我们还远吗?当我?#21069;?#22823;部分成熟的工作一?#35762;?#21464;成软件和模型并交给电脑来干的时候,我们是不是走向智能了?当我们绝大部分步骤?#21152;?#30005;脑完成的时候,是不是一脚就能踹开智能的大门了?实际上,智能制造的基础就是数字化。

我们需要有高速工业互联网的连接,有大量的工业APP的支持,才能够在虚拟空间中完成产品的全寿命周期的设计制造实验,反复考核,反复检查,发现设计的问题,工艺的问题,制造的问题。发现问题之后,改模型要比改实物容易,最后没有问题了,想造就可以造,?#26377;?#25311;空间?#25104;?#21040;物理空间去。

过去的生产线是手工的,现在我们要建成数字化生产线,未来还要成为智能化生产线。我们还要把网络空间中的虚拟实验和仿真验证?#25104;?#21040;实物实验过程中,在网络空间中大量的仿真,大量的数据实验。做了大部分工作之后,实物实验可以只做验证性的实验,减少了很多工作量。

总结

智能制造的本质,是软件化的工业技术,由软件控制数据的自动流动,解决复杂产品的不确定性。软件化的工业技术,软件定义的生产体系,肯定会带来生产关系的优化和重构,必然会有一部?#21046;?#19994;发展壮大,也有一部?#21046;?#19994;大浪淘沙跟不上潮流,这是历史的必然。

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