現(xiàn)在各種概念都出來了：中國制造2025、兩化深度融合、互聯(lián)網(wǎng)+智能制造，如何看待它們之間的關(guān)系呢？中國工程院的院長周濟(jì)（音）對前三者說了一段話，說：中國制造2025年的核心是創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，主線是工業(yè)化和信息化兩化融合，主攻方向是智能制造。讓制造業(yè)走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，他將這三者的關(guān)系做了一個闡述，我認(rèn)為這是非常正確的。

 

　　現(xiàn)在又提出了一個“互聯(lián)網(wǎng)+”，“互聯(lián)網(wǎng)+”是將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果與經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域進(jìn)行深度的融合，推動技術(shù)進(jìn)步，效率和提升組織變革，提升世界經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新能力和生產(chǎn)能力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新要素的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的形態(tài)。所以這幾者之間并沒有矛盾，是相互支持的，不會一個概念代替另外一個概念。

 

　　剛才我們講了，無論是德國工業(yè)4.0，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，或者我們中國制造2025，“互聯(lián)網(wǎng)+”也好，最后的指向就是我們的制造業(yè)要走向智能工廠、智能制造。下面我要講一講什么樣的一個企業(yè)才算是智能工廠？

 

　　首先，智能制造在國際上有這樣的一個定義。是一種以智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化的智能系統(tǒng)，它在制造過程當(dāng)中能進(jìn)行智能活動。諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策，通過人類與智能機(jī)器的合作共事去擴(kuò)大延伸，部分的取代人類專家在制造活動當(dāng)中的腦力勞動。它對制造業(yè)自動化的概念進(jìn)行了更新，擴(kuò)大到了柔性化、智能化和高度的集成化。

 

　　下面這句話我很難同意，他說：智能制造系統(tǒng)最終要從以人為主的決策核心，人機(jī)系統(tǒng)向機(jī)器為主體的自主運(yùn)行轉(zhuǎn)變。這句話，至少我很難接受，一切都是我們?nèi)嗽斐鰜淼?，人永遠(yuǎn)要主宰這個世界，我們不能讓機(jī)器人來管我們。

 

　　一個智能制造系統(tǒng)具有什么樣的特征才稱得上智能制造？至少有五點(diǎn)：人機(jī)一體化，虛擬現(xiàn)實(shí)，具有自組織和超融性的能力，具有學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力，有自律的能力。下面我們來進(jìn)行解讀，什么叫自律能力？

 

　　一個機(jī)器，一個設(shè)備要能夠自律，首先它一定要能夠感知，感知和理解環(huán)境信息和自身信息，并進(jìn)行分析和判斷來規(guī)劃自身的行為和能力。具有自律能力的設(shè)備稱為智能機(jī)器，智能機(jī)器在一定程度上表現(xiàn)出獨(dú)立性、自主性、個性，甚至相互之間能夠協(xié)調(diào)、運(yùn)行、競爭，要有自律的能力，能夠感知環(huán)境的變化，能夠跟隨環(huán)境的變化自己作出決策來調(diào)整行動。要做到這一點(diǎn)，一定要有強(qiáng)有力的支持度和記憶支持的模型為基礎(chǔ)，它才可能具有自律能力。

 

　　智能制造系統(tǒng)不單純是一個人工智能系統(tǒng)，而是人機(jī)一體化的智能系統(tǒng)，它不僅有邏輯思維、形象思維，而且具有靈感。它能夠獨(dú)立地承擔(dān)起分析、判斷、決策的任務(wù)。人機(jī)一體化的智能系統(tǒng)，在智能機(jī)器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關(guān)系。因此，在智能制造系統(tǒng)當(dāng)中，高素質(zhì)、高智能的人將發(fā)揮更好的作用。機(jī)器智能和人的智能能真正的集成在一起，相互配合、相得益彰，永遠(yuǎn)是人機(jī)一體化的。

 

　　最近一段時間以來，我國浙江、江蘇、廣東都提出了機(jī)器換人，由于勞動力緊張，招工困難，勞動力成本上升，他們提出了機(jī)器換人。政府拿出大量資金來補(bǔ)貼企業(yè)，如果你實(shí)施機(jī)器換人，政府補(bǔ)貼30%。這樣做之后發(fā)現(xiàn)，引進(jìn)一些裝備機(jī)器人來之后會操作了，他要的人的素質(zhì)完全變了。原來是普通勞動者，農(nóng)民工經(jīng)過訓(xùn)練就可以做了，機(jī)器人來之后，人反而不適應(yīng)了。具有編程的人要讓機(jī)器人為你服務(wù)，要維護(hù)機(jī)器人，人跟不上了。所以我們在裝備不斷改進(jìn)的同時，其實(shí)工作環(huán)境、工作條件對人的要求也都發(fā)生了變化。

 

　　虛擬現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)高水平的人機(jī)一體化的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)，融合信號處理、動畫技術(shù)、智能推理、預(yù)測、反真多媒體技術(shù)為一體，借助多種音像和傳感器，虛擬展示現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中各種過程、部件，因而能夠模擬制造過程和未來的產(chǎn)品。從感官和視覺上給人獲得完全如真實(shí)的感受，它的特點(diǎn)是可以按照人的意志、意念來變化，這種人機(jī)結(jié)合的新一代的智能界面是智能制造的顯著特征。

 

　　我記得我去唐山客車廠去參觀，唐山客車廠有一個虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，坐在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室里是什么場景呢？他們是做動車的，到虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室里戴上一個3D眼鏡參觀和瀏覽動車。感覺好像走到動車的旁邊，走進(jìn)動車?yán)锩婵磩榆嚨膬?nèi)室、沙發(fā)、座椅、衛(wèi)生間，好像帶你去里面瀏覽一樣。讓我們客戶在沒買你的車，沒坐你的車前，首先虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬了一下場景。

 

　　我們搞自動化工廠，物流自動化也可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，我給你設(shè)計一條生產(chǎn)線，這個生產(chǎn)線未來是什么樣的，機(jī)器是怎么樣的動作？我可以通過我的設(shè)計，通過虛擬現(xiàn)實(shí)給你展示出來，機(jī)器還沒出來，但我可以給你提供未來整個生產(chǎn)線是什么樣的，機(jī)器裝備是怎么樣的動作，物流是如何搬運(yùn)的活動都可以讓你事先看到。我們面對虛擬現(xiàn)實(shí)來討論這個方案，你認(rèn)為哪個地方還不合適需要改進(jìn)？

 

　　自組織和超融性，在智能制造系統(tǒng)當(dāng)中，各組成單元能夠根據(jù)任務(wù)的需要自行的組成一種結(jié)構(gòu)，它的容性不僅表現(xiàn)在運(yùn)行方式，而且表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)形式上，所以稱這種融性叫超融性。就好像一群人類專家組成的群體，它具有一種生物的特征。根據(jù)環(huán)境的變化，它可以有自組織的能力。

 

　　學(xué)習(xí)能力和自我恢復(fù)能力。智能制造系統(tǒng)里能夠在實(shí)踐當(dāng)中不斷充實(shí)知識庫，具有自學(xué)習(xí)能力。在運(yùn)行當(dāng)中能進(jìn)行故障診斷，并對故障進(jìn)行排除，自行恢復(fù)能力。這種特征是智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化，適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。作為智能制造，應(yīng)具有這樣的特征。

 

　　什么樣的工廠叫智能工廠呢？在國外歐美發(fā)達(dá)國家，他們對流程工業(yè)、智能工廠提出來一個概念。流程工業(yè)、智能工廠有三部分組成：商業(yè)智能、運(yùn)營智能、操作智能。所謂商業(yè)智能就是整個生產(chǎn)經(jīng)營過程當(dāng)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，通過智能分析、智能預(yù)測來提供企業(yè)綜合經(jīng)營決策信息。運(yùn)營智能，整個產(chǎn)供銷價值鏈、供應(yīng)鏈要進(jìn)行優(yōu)化、控制、預(yù)警，實(shí)施績效應(yīng)急指揮，這是運(yùn)營智能。操作職能，流程工業(yè)的底層裝備、自動化程度一般都是很高的，它通過傳感分析、先進(jìn)控制、實(shí)時優(yōu)化、動態(tài)模擬等實(shí)現(xiàn)底層操作。在流程工業(yè)里，這是比較容易實(shí)現(xiàn)的。

 

　　在座大部分工廠離散制造還是多數(shù)，離散制造與智能制造相比就沒有那么簡單了。這是我建議的對于彌散離散制造智能工廠的框架，這個框架的基礎(chǔ)設(shè)施是信息物理融合系統(tǒng)CPS，就是由物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)組成的信息物理融合系統(tǒng)為基礎(chǔ)，來實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)人與人，人與機(jī)器，機(jī)器與機(jī)器，實(shí)現(xiàn)我們與客戶、供應(yīng)商、合作伙伴之間的互通互聯(lián)。未來所有東西都要互聯(lián)，現(xiàn)在在提IPV6，這個地址比現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的地址擴(kuò)大了6倍，將來每個物件，每個設(shè)備都會成為互聯(lián)網(wǎng)上的一個地址，所有東西都是連接起來的。能夠?qū)崿F(xiàn)所謂縱向集成、橫向集成和端到端的任意集成，靠的就是信息互聯(lián)模式。

 

　　在這樣的系統(tǒng)之上，我們來構(gòu)建底層的智能制造系統(tǒng)、智能經(jīng)營系統(tǒng)、智能設(shè)計、智能產(chǎn)品、智能決策。同時，我們要充分利用大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)來支持我們這樣一個復(fù)雜的運(yùn)營體系。在智能制造執(zhí)行系統(tǒng)，智能調(diào)度的指揮下，由智能裝備、智能物流、智能控制、智能感知構(gòu)成底層的智能制造系統(tǒng)。

 

　　另外，智能經(jīng)營。我們?nèi)匀灰闷髽I(yè)資源計劃，供應(yīng)商關(guān)系管理，客戶關(guān)系管理來實(shí)現(xiàn)整個價值鏈的優(yōu)化、計劃、調(diào)度。我們也要實(shí)現(xiàn)職能設(shè)計，要很好的利用協(xié)同設(shè)計、CAD、CAE、CAM、CAPD技術(shù)，通過設(shè)計的知識庫，專家系統(tǒng)來建立智能設(shè)計，另我們的產(chǎn)品智能化。在企業(yè)要建立智能決策的系統(tǒng)，通過全面預(yù)算、績效管理、知識庫、外部資源實(shí)現(xiàn)商業(yè)智能，通過大數(shù)據(jù)來分析我們的市場，我們的客戶，我們裝備的運(yùn)行狀況。我想對于離散制造業(yè)應(yīng)由這幾部分構(gòu)成智能工廠的框架。

 

　　首先是信息物理融合系統(tǒng)CPS，有人現(xiàn)在反對叫信息物理融合系統(tǒng)，他們認(rèn)為還是要叫賽博物理系統(tǒng)，我不太同意這種觀點(diǎn)。他把信息理解成最原始的0101這樣一種代號，其實(shí)我們中國已經(jīng)把信息、信息化融合賦予了很深刻的含義，所以我還是愿意叫它信息物理。

 

　　什么叫信息物理融合系統(tǒng)呢？是通過物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)將制造業(yè)的設(shè)備、組織、人互通互聯(lián)，集成計算機(jī)通信系統(tǒng)、感知系統(tǒng)為一體，實(shí)現(xiàn)對物理世界安全、可靠、實(shí)時、協(xié)同感知和控制。對物理世界要實(shí)現(xiàn)感知、連接、支持、控制。比較典型的例子，GE公司提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，一個最典型的案例就是航空發(fā)動機(jī)。過去的航空發(fā)動機(jī)就有在線遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，對航空發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測。但是過去由于受到數(shù)據(jù)的限制，它只監(jiān)測到飛機(jī)的起飛和降落兩個瞬間，它不對發(fā)動機(jī)整個過程進(jìn)行監(jiān)測?，F(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)對航空發(fā)動機(jī)的整個飛行過程，只要它運(yùn)轉(zhuǎn)就要進(jìn)行記錄、分析，通過發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的分析，不斷自維護(hù)、自修正，二是為用戶提供什么時候零件要更換了，什么時候要保養(yǎng)，應(yīng)該進(jìn)行什么樣的維護(hù)，不斷進(jìn)行提示。來提高發(fā)動機(jī)的使用壽命，降低航空的誤點(diǎn)率。

 

　　我們大家都有這樣的體會，拎著行李到機(jī)場坐飛機(jī)了，報告說發(fā)動機(jī)故障，今天走不了了。它通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)這樣的監(jiān)控后，大大提高對發(fā)動機(jī)的監(jiān)測能力，降低航空公司因發(fā)動機(jī)造成飛機(jī)的晚點(diǎn)率。

 

　　產(chǎn)品設(shè)計智能，現(xiàn)在CAD應(yīng)用非常廣泛，我相信在座的所有工廠，您的圖紙都是用CAD做的。但這些技術(shù)深入應(yīng)用方面還存在問題，怎么樣將CAD、CAB、Cabb、PDM、PIMM技術(shù)要在設(shè)計的知識庫，專家系統(tǒng)的支持下進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計，在虛擬環(huán)境下設(shè)計出數(shù)字化樣機(jī)。對其結(jié)構(gòu)、性能、功能進(jìn)行模擬反饋，優(yōu)化設(shè)計。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能大幅度提高產(chǎn)品的研發(fā)周期，這方面我們做得還不好，大部分工廠只限于電腦出圖，但是你是數(shù)字化樣機(jī)嗎？你可以進(jìn)行虛擬樣機(jī)的反正嗎？剛才我們說虛擬現(xiàn)實(shí)，機(jī)器設(shè)計出來后得可能轉(zhuǎn)起來。有沒有干涉、有沒有碰撞，有沒有什么問題？我在設(shè)計時就能夠預(yù)見到，屏蔽掉，在這方面我們做的不夠。