自2009年次貸危機危機以來,人們重新認識到制造業(yè)的重要性。隨后,德國提出工業(yè)4.0,美國提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),我國也順應時代的提出中國制造2025。在普通人眼里,智能制造中,機器具備人一樣的思考,能夠根據(jù)現(xiàn)場情況,對生產(chǎn)制造活動進行決策與執(zhí)行。然而,現(xiàn)實的技術,仍不足以實現(xiàn)這類似“科幻片”的場景。
智能制造首先要體現(xiàn)在工業(yè)的智能,那么工業(yè)智能的場景時怎樣的,需要靠哪些技術來實現(xiàn)的,它的關鍵點在哪里?
什么是工業(yè)智能,怎么體現(xiàn)?
近年來,AR、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)字孿生技術的出現(xiàn)及發(fā)展,為智能制造的實現(xiàn),奠定了技術的基礎。智能制造最終形成的是工業(yè)領域的智能化,即工業(yè)智能。從過程看,這是制造業(yè)升級過程,而智能制造或工業(yè)智能,是制造業(yè)升級的終點。為此,實現(xiàn)工業(yè)智能,是一個非常漫長的過程。同時,實現(xiàn)工業(yè)智能化,是未來不可逆的大趨勢。
那么,工業(yè)智能是如何體現(xiàn)的呢?首先,是工業(yè)生產(chǎn)鏈中,以工業(yè)數(shù)據(jù)為基礎,人工智能算法為核心,同時輔助一些其他信息技術。其次,重塑整個工業(yè)的形態(tài),通過自動化技術的提升,融入信息化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化技術,最終實現(xiàn)智慧型的生產(chǎn)體系。
工業(yè)智能的作用,一方面優(yōu)化制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),另一方面,徹底改造某些行業(yè)。具體的表現(xiàn)看,工業(yè)智能逐步淘汰某些制造業(yè)相對落后的部門和單元,以高智能的供應鏈管理體系優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu),通過機械的自動化生產(chǎn)代替人工生產(chǎn)。最終形成高質(zhì)量、高效率、高效益的生產(chǎn)。
IT與OT融合推動工業(yè)智能的發(fā)展
傳統(tǒng)的IT、OT行業(yè)合作推動下,形成了工業(yè)智能的特性。在這里,OT是現(xiàn)代智能工廠的支柱,是IT實現(xiàn)智能化落地的載體。近年來,IT與OT的融合一直在進行中。從發(fā)展的時間看,前期的融合比較慢,如今隨著新技術的發(fā)展,融合的速度逐漸加快。最能體現(xiàn)的方面,首先,工廠車間綜合運用了POCUA技術、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等。其次,柔性生產(chǎn)的逐步實現(xiàn),包括信息化和自動化的融合,最終實現(xiàn)更高水平的自動化生產(chǎn)。
高水平的自動化,是動態(tài)感知、實時分析、自主學習、持續(xù)優(yōu)化。最終從大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為定制化生產(chǎn)。另外,IT和OT的融合是源于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的需求,以前各個工廠用的是內(nèi)部局域網(wǎng),信息是封閉的,但是隨著現(xiàn)在這種信息交互、各種領域的交互越來越多,和我們的生活密切相關,。這期間就產(chǎn)生了OT和IT融合。另外,智能云工廠的解決方案,也是對IT和OT融合典型的代表。
工業(yè)軟件是工業(yè)智能的核心
科技日報曾發(fā)表文章指出,核心工業(yè)軟件,是中國智能制造的“無人區(qū)”。從德國的情況來看,最大的企業(yè)不是西門子,也不是大眾汽車,是SAP,一家引領德國工業(yè)4.0的工業(yè)軟件公司。為此,工業(yè)軟件的缺位,是實現(xiàn)工業(yè)智能的攔路虎。
以EDA為例,EDA軟件水平代表一個國家電子產(chǎn)品的設計能力。工業(yè)系統(tǒng)復雜到一定程度,就需要計算機輔助的工業(yè)軟件來代替人腦計算。
EDA,即電子設計自動化。用于輔助和實現(xiàn)EDA的軟件,被歸口為高等級“行業(yè)通用”工業(yè)軟件。在先進制造的“流水線”上,沒有先進EDA軟件做產(chǎn)品設計,再高端的設備、再精湛的工藝,也實現(xiàn)不了高端的制造。有了EDA軟件,就能通過計算機“試錯”,低成本設計出合格產(chǎn)品。通過EDA軟件平臺,設計者借由計算機自動完成邏輯編譯、簡化、分割、綜合優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對特定目標芯片完成各項工作。
回到工業(yè)軟件與工業(yè)智能這里,軟件是智能的核心,工業(yè)軟件建立了數(shù)字自動流動規(guī)則體系,操控著規(guī)劃、制作和運用階段的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù),是數(shù)據(jù)流通的橋梁,是工業(yè)制造的大腦。同時,工業(yè)軟件內(nèi)部蘊含制造運行規(guī)律,并根據(jù)數(shù)據(jù)對規(guī)律建模,從而優(yōu)化制造過程??梢哉f,軟件定義著產(chǎn)品整個制造流程,使得整個制造的流程更加靈活與易拓展,從研發(fā)、管理、生產(chǎn)、產(chǎn)品等各個方面賦能,重新定義制造。