智能制造與人工智能關系微妙,工業(yè)自動化為主流
智能制造與人工智能關系微妙主流是工業(yè)自動化,關于智能制造的邏輯,有很多角度,包括智能制造與快速反應;智能制造與人關于智能制造的邏輯,有很多角度,包括智能制造與快速反應;智能制造與人工智能;智能化與自動化;智能化與代替人;智能制造與知識管理;智能制造與云計算、大數(shù)據;智能制造的必要性可行性等。要把智能制造的邏輯理清楚,就必須把這些概念之間的關系理清楚。
智能制造與快速反應
如果把這些角度中,選取最適合代表智能制造的角度,大概有兩個方面:一個是ICT技術(數(shù)字化、網絡化),這是手段;一個是快速反應,這是目標。把快速反應作為目標時,ICT技術只是手段之一,還要配合軟件、硬件、組織、商業(yè)模式手段。但ICT技術同時是關鍵性、標志性的手段:恰恰是ICT技術的進步卻為智能制造發(fā)出洪荒之力——ICT技術的迅速發(fā)展,才使得過去的一些設想有條件變成現(xiàn)實。
ICT技術是怎樣促進快速反應的呢?有幾個方面的原因:
第一,可以用信息實現(xiàn)多方的協(xié)同工作。一條新的信息可能涉及到多個部門的工作(如產品設計的改動)。如果可以共享信息,就可以把串行工作變成并行并減少協(xié)同中的差錯。
第二,可以實現(xiàn)知識的復用。一個人發(fā)現(xiàn)的知識(包括產品部件的設計),可以被其他人、被后繼者重用,省下了不必要的開發(fā)。
第三,物質資源的共享(分享經濟),減少了獲得資源的時間。
第四,縮短了決策周期。把信息全面集成起來,就可以讓計算機做出科學的決策、而不是人去控制或團隊開會決策,大大縮短從信息感知到執(zhí)行的時間。在工業(yè)4.0的體系中,縮短生產組織的決策周期可能是成敗的關鍵之一。
第五,提高工作效率的工具。計算機仿真、CAD等手段,使得人們可以在數(shù)字世界里做試驗,從而以提高效率。
智能制造與人工智能
智能制造與人工智能有著微妙的關系。我們知道,人工智能原本有三個學派:計算機學派、生理學派和控制論學派。與智能制造關系最為密切的是控制論學派。從控制論產生的那一刻起,就關注信息和通信,就重視信息處理與行為活動的結合,就把感知、決策、執(zhí)行的綜合看做是(智能的)生命體與(傳統(tǒng))機器的跟本區(qū)別。工業(yè)4.0中的核心概念之一是賽博物理系統(tǒng)CPS,而這個概念來自于控制論。
智能化與自動化
我們認為智能化是自動化的延伸和發(fā)展。智能制造與傳統(tǒng)自動化又有什么不同呢?其中一個重要差別是:信息的來源和協(xié)同的范圍大大擴張了。控制論產生的時候,對象往往是機器級別的,現(xiàn)在這是車間、工廠、企業(yè)、供應鏈、乃至全球。協(xié)同的范圍擴大了、關注的問題要多得多。
過去的自動化主要針對批量生產。在智能制造的時代,產品更新?lián)Q代速度快、批量小,甚至可能要在流水線上生產個性化定制的產品。與大批量生產相比,生產組織高度復雜、質量控制難度大增、成本和能耗可能會顯著升高,采購和供貨的壓力大。這些相關的新問題必須被迅速感知、及時處理。從技術上看,在過去的自動化產線上,人們一般試圖把生產的“邊界”盡量固定下來、通過抑制干擾來保證質量、成本和效率;在智能化產線上,更強調出現(xiàn)問題及時應對這些干擾。
這時,智能制造的相關技術,如大數(shù)據監(jiān)控、信息集成就成了“雪中送炭”。然而,無論如何,我們都希望不必要的干擾盡量地少、時間和資源的浪費盡量地少。這樣,生產管理才能盡可能簡單、盡可能高效。我們發(fā)現(xiàn):如果精益生產搞得好,推進智能制造就是比較容易。
智能化與代替人
智能化的首要目標往往是快速反應,而不是代替人。但是,代替人確實也是目的之一、甚至是非常重要的目標。其實,讓機器代替人進行決策和執(zhí)行,有利于快速反應并取得更好的控制效果。所以,機器人、無人工廠等技術,常常能促進智能化的發(fā)展。一般的語境下,自動化多數(shù)是指物理設備或產線的自動化,而在智能制造的時代,同時強調知識和數(shù)據流動的自動化。
要實現(xiàn)快速反應,除了ICT技術,還要配套其他的東西。首先,從信息感知的角度看,有些信息的獲取,不是僅憑ICT技術就能解決的。比如,要快速響應,可能需要獲得用戶和供應商的信息。但這要有商業(yè)模式和法規(guī)的支撐才行。其次,從決策的角度看,在可以預見的未來,人類會在很多方面作為主要的決策者,而這就要有組織模式的支持。第三,決策的執(zhí)行往往需要有物理設備的支持。第四,智能體系的改進和學習提升,離不開人的參與。
智能制造與云計算、大數(shù)據
智能制造與云計算、大數(shù)據什么關系?筆者認為,云計算是工具性的、要根據工作的需要來配置,大數(shù)據一般是輔助性的,主要從事后臺的工作。它們可以讓智能制造系統(tǒng)運行得更好,但未必是必需的。
智能制造與知識管理
智能制造與知識管理有什么關系呢?智能體現(xiàn)在決策的過程和效果上;決策是用知識處理信息,而信息是用數(shù)據承載的。由此可見,(用數(shù)字結構和程序描述)知識是實現(xiàn)智能制造不可缺少的環(huán)節(jié)。
前面曾經談到智能制造與精益生產的關系,潛伏著這樣的觀點:智能制造所需要的知識可能是碎片化的——把碎片化、非結構化的知識如何管理起來,是我們不得不面對的挑戰(zhàn)。
智能制造的必要性可行性
推進智能制造有必要性又有可行性。在社會層面,勞動力危機、老齡化是支撐必要性的重要因素;在企業(yè)層面,快速響應市場變化是關鍵因素。其可行性是與過去相比較而言的、是ICT技術的發(fā)展導致的。但是,推進智能制造技術會遇到“玻璃墻”:比如,研發(fā)設計與服務要占到足夠大的比重;產品質量要盡可能地占據制高點。如果沒有這些條件,企業(yè)可能就先要進行轉型,因為智能制造未必能解決落后企業(yè)的問題——就像御廚解決不了吃不飽飯的問題。轉型不僅是企業(yè)家的事,也是政府的事。政府需要建立一個推崇高質量的健康市場、而不是質量逆淘汰的劣質市場。
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