采訪當(dāng)中,寧振波表示,要是以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)衡量,也許現(xiàn)在全世界都還沒(méi)有出現(xiàn)一家真正的智能工廠。這種認(rèn)識(shí)并不是危言聳聽(tīng),實(shí)際上表明要想真正的實(shí)現(xiàn)智能化,我們還要走很長(zhǎng)的一段路。
自2015年“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃提出之后,智能制造就瞬間成為行業(yè)熱詞,被廣泛熱炒。其中,“無(wú)人工廠”、“黑燈工廠”、“數(shù)字化工廠”、“互聯(lián)工廠”、“虛擬工廠”以及“智能工廠”等概念也猶如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來(lái)。這里面既包括國(guó)家層面推進(jìn)的“智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目”,也包括在新的趨勢(shì)下,敢于嘗試應(yīng)用新技術(shù)促進(jìn)自身變革創(chuàng)新的前沿企業(yè)。
可能就像前文所述的那樣,無(wú)論是何種工廠,都是在同一個(gè)目標(biāo)之下,采取的不同實(shí)踐路徑。俗話說(shuō)“不管黑貓、白貓,抓住老鼠就是好貓?!彪m然采訪中劉功效一再?gòu)?qiáng)調(diào),不要主觀地應(yīng)用一套標(biāo)準(zhǔn)去束縛或者對(duì)企業(yè)的實(shí)踐行為指手畫腳,因?yàn)樘幱诓煌l(fā)展階段的企業(yè)需要考量自身的實(shí)際情況,但是殊途同歸,無(wú)論哪種工廠都是要實(shí)現(xiàn)智能化,而從目前來(lái)看智能工廠的正確打開方式應(yīng)該是——虛實(shí)結(jié)合。
在寧振波看來(lái),德國(guó)“工業(yè)4.0”的核心實(shí)際上就是要建立CPS(信息物理系統(tǒng))系統(tǒng)。從宏觀上理解,CPS系統(tǒng)就是一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的智能制造系統(tǒng),是智能制造的底層架構(gòu)。這個(gè)智能制造系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化,并包括設(shè)計(jì)、工藝、制造、交付、維護(hù)保障服務(wù)等全生命周期管理過(guò)程。
智能感知
實(shí)現(xiàn)人機(jī)物三者互聯(lián)
從概念上講,CPS系統(tǒng)是一個(gè)在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上,深度融合了計(jì)算、通信和控制能力的可控、可信、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)。其中,計(jì)算、通信以及控制之間的深度融合是CPS系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要保障。另外,從更深層面上去理解,CPS系統(tǒng)還需要具備遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)、自我管理和學(xué)習(xí)的功能,這五大功能最終要實(shí)現(xiàn)的就是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)。綜合來(lái)說(shuō),也就是我們眼中的智能化生產(chǎn)。
在智能化生產(chǎn)的過(guò)程中,要想實(shí)現(xiàn)人機(jī)物三者互聯(lián),最重要的是數(shù)據(jù)的采集、分析以及處理,最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)層、控制層、決策層之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。
之前中國(guó)軟件評(píng)測(cè)中心主任助理曾晉博士接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示,通過(guò)設(shè)備的互聯(lián)互通、基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)、生產(chǎn)過(guò)程的管理與控制,建設(shè)智能工廠是中國(guó)制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)兩化深度融合和智能制造的突破口與落腳點(diǎn)。
目前,英飛凌在無(wú)錫智能工廠當(dāng)中實(shí)施BEAR項(xiàng)目(后道工廠自動(dòng)化藍(lán)圖),無(wú)錫通過(guò)BEAR五年藍(lán)圖規(guī)劃項(xiàng)目,以“工業(yè)4.0”為框架逐步實(shí)現(xiàn)全方位的系統(tǒng)與設(shè)備的智能互聯(lián),使設(shè)備和設(shè)備之間能夠進(jìn)行信息交換和通信,讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)自主智能管理,實(shí)時(shí)調(diào)度保證生產(chǎn)的流暢性,提高生產(chǎn)效率。
與此同時(shí),英飛凌還在智能工廠實(shí)施了“4M”法則,就是將制造過(guò)程中的人、機(jī)、料、法進(jìn)行協(xié)調(diào)管控?!叭藱C(jī)料法”四大要素通過(guò)BEAR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器對(duì)話,從而能夠?qū)崿F(xiàn)智能生產(chǎn)管理和控制。
另外,再以海爾互聯(lián)工廠為例,在2017德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上,海爾面向全球發(fā)布了具有獨(dú)創(chuàng)性和引領(lǐng)性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——COSMOPlat大規(guī)模定制解決方案,并現(xiàn)場(chǎng)搭建起一條互聯(lián)工廠示范線,展示了“中國(guó)智造”的獨(dú)到探索。
目前,在海爾的互聯(lián)工廠早已不局限于“機(jī)器換人”,敏銳的市場(chǎng)觸覺(jué)、發(fā)達(dá)的“數(shù)字神經(jīng)”把這里變成了人、機(jī)、物緊密協(xié)同的智能集成。
具體來(lái)說(shuō),海爾互聯(lián)工廠首先是“連用戶”,用戶信息能直接傳遞到工廠,生產(chǎn)線上的每一臺(tái)產(chǎn)品都是有目標(biāo)客戶的,這是互聯(lián)工廠的核心;其次是“連網(wǎng)器”,通過(guò)智能產(chǎn)品的聯(lián)接,用戶的體驗(yàn)可以隨時(shí)反饋回工廠,工廠方面會(huì)根據(jù)用戶反饋加快產(chǎn)品的迭代;最后是“連全流程”,用戶全流程參與,與用戶實(shí)時(shí)互聯(lián),從產(chǎn)品的研發(fā)到制造再到供應(yīng)商、物流商,實(shí)現(xiàn)全流程、全供應(yīng)鏈整合。
以虛控實(shí)
傳統(tǒng)企業(yè)嵌入智慧基因
CPS系統(tǒng)內(nèi)部是一種怎樣的運(yùn)行場(chǎng)景?以虛控實(shí)和虛擬結(jié)合又是如何實(shí)現(xiàn)的?似乎光靠大腦想,并不能形成完整的畫面場(chǎng)景。
《三體智能革命》一書中有這樣一段形象的描述:飛機(jī)飛行時(shí)有的飛行員在睡覺(jué),這聽(tīng)起來(lái)是不是有些可怕?那么,誰(shuí)在操控機(jī)器?想到這個(gè)問(wèn)題,估計(jì)所有的乘客再也難以入眠了。實(shí)際上,這要得益于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛能夠提供飛機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)飛行、自動(dòng)推力、限制與保護(hù)功能,按照自動(dòng)設(shè)定的姿態(tài)、航向、高度和馬赫數(shù)飛行。
實(shí)際上,這一切都依賴于CPS系統(tǒng)的發(fā)展。人的經(jīng)驗(yàn)被軟件化,重復(fù)性的工作也被各種程序代替,儀表和設(shè)備都變得更加智能,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字虛體世界與物理實(shí)體世界的交互和控制。對(duì)此,寧振波也強(qiáng)調(diào),實(shí)際上人類的智能很多都來(lái)源于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的積累。在實(shí)踐“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的過(guò)程中,更多的是需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累,當(dāng)知識(shí)變成一種重用的方式時(shí)就變成了智能。
目前除了實(shí)現(xiàn)工廠本身智能化,英飛凌也正在整合公司的所有工廠和生產(chǎn)合作伙伴以便實(shí)時(shí)集成在一起,打造“全球虛擬工廠”。英飛凌的目標(biāo)是在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)并控制已聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn),就像一座巨大的工廠一樣,精密運(yùn)作。如今這個(gè)計(jì)劃正在積極實(shí)施,生產(chǎn)過(guò)程中的所有信息已經(jīng)能夠在各工廠之間自由交換并實(shí)時(shí)自動(dòng)處理。
未來(lái),“工業(yè)4.0”還將涵蓋跨企業(yè)邊界的智能網(wǎng)絡(luò):供應(yīng)商、制造商和客戶將不斷交換數(shù)據(jù),全球供應(yīng)鏈中的各個(gè)流程將優(yōu)化自身,也使生產(chǎn)更加高效靈活。
英飛凌科技(無(wú)錫)有限公司總經(jīng)理兼執(zhí)行董事陳小龍?jiān)诮邮苡浾卟稍L時(shí)提到:“以我們的理解,在信息社會(huì)發(fā)展之前,各個(gè)傳統(tǒng)工廠都是分離的?,F(xiàn)在有了智能制造技術(shù),有了網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在所有的信息你可以坐在無(wú)錫辦公室的電腦面前看到在德國(guó)同事在哪臺(tái)機(jī)器上生產(chǎn)器件,生產(chǎn)哪一個(gè)產(chǎn)品,它的產(chǎn)品參數(shù)是多少。以我的理解,虛擬工廠就是大家可以在同樣一個(gè)平臺(tái)上整合全球工廠的資源。我們?cè)O(shè)定了很多KPI,他可以看到每一個(gè)工廠的KPI指標(biāo)是什么。通過(guò)這些信息,可以優(yōu)化,看哪個(gè)工廠做得更好,然后可以向其他工廠推薦好的方法和經(jīng)驗(yàn),這就是所謂的信息智能化工廠所承擔(dān)的虛擬化工廠,把整個(gè)全球的工廠融合在一起,變成一個(gè)大的工廠?!?/p>
目前,雖然企業(yè)進(jìn)行了各種實(shí)踐和嘗試,但是要想真正實(shí)現(xiàn)以虛控實(shí)或者虛擬結(jié)合還是有難度的。這需要整套的虛擬工廠的控制系統(tǒng)做支撐。就算數(shù)字化工廠的標(biāo)桿企業(yè)——西門子的安貝格工廠也只是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的以虛控實(shí)。
前面已經(jīng)多次提到,智能化是一個(gè)大體系,不僅包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化,還包括設(shè)計(jì)、工藝、制造、交付、維護(hù)保障服務(wù)等全生命周期管理過(guò)程。
就像寧振波所說(shuō)的那樣,現(xiàn)在從嚴(yán)格意義上講,全世界還沒(méi)有出現(xiàn)一家真正的智能工廠。也許這是一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí),不過(guò)我們確是走在一條正確的道路上,殘酷變成美好將只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。俗話說(shuō)“道阻且長(zhǎng),行則將至?!?