智能制造:自動(dòng)隔油提升一體化設(shè)備轉(zhuǎn)型升級(jí)主旋律
2020/12/7 13:08:32??????點(diǎn)擊：
智能制造：自動(dòng)隔油提升一體化設(shè)備轉(zhuǎn)型升級(jí)主旋律
智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)事物的不同方面。自動(dòng)隔油提升一體化設(shè)備智能制造是主攻方向，是中國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)活動(dòng)的大主題，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造落地的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是新基建的重要建設(shè)內(nèi)容。
重塑人機(jī)關(guān)系
對(duì)于智能制造，不同的人有著不同的理解和定義。市場(chǎng)上使用的定義有很多種。大多數(shù)的智能制造定義，往往是高大上的詞匯組合，缺乏通俗的解讀，讓受眾群體聽起來云里霧里，干起來不明就里。
對(duì)智能制造的理解，涉及到人機(jī)關(guān)系的演變，是一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史發(fā)展過程。
機(jī)器是人類創(chuàng)造的一種用于改造世界的勞動(dòng)工具。從它誕生的那一天起，就是對(duì)人的軀干、肢體和生物能量的模仿與延伸。在前兩次工業(yè)革命時(shí)代，從蒸汽機(jī)、熱機(jī)到電機(jī)，替代了人的生物能量，用卡鉗、老虎鉗等專用卡具，替代了人的雙手，用機(jī)架、箱體、塔吊等，替代了人的軀體等。機(jī)器有力量，機(jī)器不疲勞，機(jī)器很精密，機(jī)器可以干人類能干的事情，但更多是干人類所不能干的事情。
從工業(yè)革命到上個(gè)世紀(jì)80年代，兩百多年來，如果非要用智能不智能這樣的詞匯來評(píng)價(jià)機(jī)器的話，那么機(jī)器一直是不智能的，甚至就是愚蠢的。愚蠢機(jī)器的最明顯特征是，它不“認(rèn)識(shí)”人，沒有視、聽、嗅、嘗、觸這“五覺”感官能力，更沒有一個(gè)類人的“大腦”去理解人的意圖。因此，在過去兩百多年中，愚蠢機(jī)器傷人的事件時(shí)有發(fā)生。即使到了今天，很多人以為具有某種“智能”的工業(yè)機(jī)器人，它們的工作場(chǎng)所仍然必須用圍欄或鐵絲網(wǎng)隔離開，防止人誤入機(jī)械臂的工作范圍，避免人被打傷。
數(shù)字化、信息化技術(shù)的發(fā)展，給機(jī)器帶來了技術(shù)功能優(yōu)化的契機(jī)。自從1969年P(guān)LC（可編程邏輯控制器）誕生之后，已經(jīng)可以用類似計(jì)算機(jī)編程的方式來控制機(jī)器的工作時(shí)序、動(dòng)作以及動(dòng)作的幅度。因此，德國(guó)人將PLC視為第三次工業(yè)革命的發(fā)端。
第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志是數(shù)字化、信息化技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)現(xiàn)代信息與通信技術(shù)（諸如傳感器、網(wǎng)絡(luò)、芯片、軟件等）不斷融入到工業(yè)領(lǐng)域，幾十年前還處于愚蠢狀態(tài)的機(jī)器，開始逐漸變得聰明（Smar t）起來，成為了“智能機(jī)器（Smar t Machine）”。德國(guó)、美國(guó)的技術(shù)專家用“Smar t manuf actur ing”來定義智能制造。
智能基本原理
今天，新一代的信息通信技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，技術(shù)應(yīng)用成本和門檻越來越低，人與機(jī)器的關(guān)系逐漸在發(fā)生根本性的變革。過去要完全依賴人來操作、監(jiān)控的機(jī)器，現(xiàn)在逐漸減少了人工的介入。
當(dāng)給機(jī)器加上各種傳感器來模擬人的感官，感知機(jī)器工作場(chǎng)景中的各種關(guān)鍵物理信息，并將其轉(zhuǎn)換成為電腦可以處理的數(shù)據(jù)；給機(jī)器加上芯片和軟件來模擬人的大腦，讓軟件可以根據(jù)人類賦予的模型、算法和最佳經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行思考和推理，機(jī)器就逐漸演變成為越來越聰明的智能機(jī)器，產(chǎn)品逐漸演變成為智能產(chǎn)品，制造過程乃至整個(gè)制造業(yè)逐漸演變成為智能制造。
自動(dòng)隔油提升一體化設(shè)備智能制造并不是一個(gè)高深莫測(cè)、難以理解的術(shù)語。通俗地說，智能制造就是一個(gè)“人智變機(jī)智”的過程與相關(guān)活動(dòng)——即把人的智能（簡(jiǎn)稱“人智”）從大腦中的隱性知識(shí)提煉成為顯性知識(shí)，經(jīng)過格式化、模型化、算法化處理，再把模型化（機(jī)理模型、數(shù)據(jù)分析模型等）的知識(shí)寫入軟件，軟件嵌入芯片，芯片嵌入某個(gè)數(shù)字裝置/模塊，再把該數(shù)字裝置/模塊嵌入到物理設(shè)備中，由此而賦予機(jī)器一定的自主能力，讓機(jī)器具有一定程度的“智能”（簡(jiǎn)稱“機(jī)智”），我們將這個(gè)過程稱之為“賦能”。而這個(gè)過程就是先進(jìn)的信息通信技術(shù)與工業(yè)要素的相互融合，其融合結(jié)果就是在字面上不是那么容易理解的“賽博物理系統(tǒng)（CPS）”。
如此，機(jī)器在工業(yè)軟件支撐下具有了一定的人類思考能力，當(dāng)軟件算法越好、芯片算力越強(qiáng)、工業(yè)數(shù)據(jù)越多時(shí)，“機(jī)智”程度就越高。當(dāng)“機(jī)智”達(dá)到一定程度后，就具備了部分或完全替代人體/人腦的功能。當(dāng)人體/人腦離開了工作場(chǎng)景的系統(tǒng)回路后，機(jī)器在無人參與情況下，仍然可以像人在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)一樣自主工作，甚至還可以工作得更好，較好地優(yōu)化了制造資源的配置。
人機(jī)關(guān)系的變革點(diǎn)，聚焦在工業(yè)軟件上。
工業(yè)軟件是工業(yè)化的頂級(jí)產(chǎn)物。它如容器一般盛裝了人類工業(yè)知識(shí)，給自動(dòng)隔油提升一體化設(shè)備制造業(yè)帶來兩大巨變：第一，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)和運(yùn)維方式，產(chǎn)品以數(shù)字孿生體的方式，隨時(shí)在賽博空間迭代優(yōu)化，使制造過程敏捷精準(zhǔn)。第二，塑造了物理產(chǎn)品的“五官”和“大腦”，產(chǎn)品在物理空間的行為隨場(chǎng)景而自動(dòng)調(diào)整，變得更加聰明。兩大巨變?nèi)趨R，形成智能制造這種新工業(yè)模式。
以智能制造為主攻方向的新工業(yè)革命內(nèi)涵，發(fā)現(xiàn)其具有明顯的技術(shù)特征，無論是智能制造、工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，都符合以下五個(gè)特征。
一是“人智”轉(zhuǎn)“機(jī)智”——人類知識(shí)不斷進(jìn)入工業(yè)軟件，知識(shí)載體由以碳基知識(shí)為主轉(zhuǎn)向以硅基知識(shí)為主，數(shù)字生產(chǎn)力激增。二是傳感器低價(jià)普及——傳感器為產(chǎn)品增添了“五官”，極大增強(qiáng)了產(chǎn)品和設(shè)備的感知能力，物理信息加速數(shù)字化。三是軟件定義制造——工業(yè)軟件成為設(shè)備和企業(yè)的“大腦”，算法/算力急劇增加，軟件同時(shí)定義了材料/零件/工業(yè)系統(tǒng)在賽博空間和物理空間的時(shí)空表現(xiàn)和演變規(guī)律。四是跨時(shí)空控制機(jī)器——比特?fù)肀г?、IT攜手OT、賽博融合物理，工業(yè)軟件給出的數(shù)字指令通過各種網(wǎng)絡(luò)，不限時(shí)空地精準(zhǔn)操控物理機(jī)器設(shè)備。五是大范圍優(yōu)化配置制造資源——基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大范圍、精細(xì)化地優(yōu)化配置制造資源。
智能經(jīng)濟(jì)興起
由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、CPS的深入發(fā)展，過去的時(shí)空限制都被打破，未來工人可以實(shí)現(xiàn)最大程度的勞動(dòng)自由，地點(diǎn)任意分布，形式輕松自由，無需集中到車間上班，可以不限時(shí)空和形式來從事生產(chǎn)、操控機(jī)器。
由此，一個(gè)智能社會(huì)已經(jīng)初步成型，很多困擾今日上班族的問題已經(jīng)得到解決：任意地點(diǎn)工作而使得上下班高峰期自動(dòng)消失，房子只有居住價(jià)值而與位置無關(guān)，知識(shí)工作者自由快樂地選擇工作，智能產(chǎn)品無處不在，智能經(jīng)濟(jì)蓬勃興起……人類社會(huì)將變得更加和諧。
未來的自動(dòng)隔油提升一體化設(shè)備智能制造，是每一個(gè)原子都可以被軟件給出的比特?cái)?shù)據(jù)精準(zhǔn)控制的制造。這種控制體現(xiàn)在機(jī)器、材料的構(gòu)成上，比特?cái)?shù)據(jù)將會(huì)恰當(dāng)?shù)匕才藕涂刂泼恳粋€(gè)原子的位置以及原子之間的相對(duì)位置，會(huì)精準(zhǔn)地控制每一個(gè)零件的形狀和屬性，精準(zhǔn)地控制各個(gè)零件所在位置，還會(huì)精準(zhǔn)地控制這些零件之間的相互運(yùn)動(dòng)以及耗能等。
智能乃基于軟件所蘊(yùn)含的人類智力成果和知識(shí)精粹，承載于比特?cái)?shù)據(jù)；制造乃經(jīng)濟(jì)之源，立國(guó)之本，作用于物質(zhì)原子。智能制造所產(chǎn)出的智能產(chǎn)品將遍布社會(huì)的各個(gè)角落，改變現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)屬性。從智能制造到智能經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)不是一種設(shè)想，而是一種被實(shí)踐證明行之有效的經(jīng)濟(jì)發(fā)展邏輯。
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