先分析一下工業(yè)4.0大圓滿,黑客帝國。
整個(gè)工業(yè)4.0過程,就是自動(dòng)化和信息化不斷融合的過程,也是用軟件重新定義世界的過程。
在未來,多元宇宙將在虛擬世界成為現(xiàn)實(shí),一個(gè)現(xiàn)實(shí)的世界將對(duì)應(yīng)無數(shù)個(gè)虛擬世界。改變現(xiàn)實(shí)世界,虛擬世界會(huì)改變;改變虛擬世界,現(xiàn)實(shí)世界也會(huì)改變。一切都基于數(shù)據(jù),被精確控制,人類的大部分體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)都將被機(jī)器和人工智能所取代,所有當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理都將不再適用。
智能工廠——數(shù)字化工廠——智能
智能制造:智能制造,源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識(shí)和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運(yùn)用知識(shí)求解的能力。
智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)和智能制造系統(tǒng),智能制造系統(tǒng)不僅能夠在實(shí)踐中不斷地充實(shí)知識(shí)庫,而且還具有自學(xué)習(xí)功能,還有搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息,并進(jìn)行分析判斷和規(guī)劃自身行為的能力。近年來,智能制造熱潮席卷全球,制造業(yè)強(qiáng)國德國與美國分別提出“德國工業(yè)4.0”、“美國先進(jìn)制造/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,同時(shí)我國提出“中國制造2025”是國家戰(zhàn)略最重要的舉措?!爸袊圃?025”提出以后,信息化與工業(yè)化快速融合,信息技術(shù)滲透到了離散制造企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術(shù)在離散制造企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,離散制造企業(yè)也進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的新的發(fā)展階段,所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富。離散制造企業(yè)生產(chǎn)線處于高速運(yùn)轉(zhuǎn),由生產(chǎn)設(shè)備所產(chǎn)生、采集和處理的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于企業(yè)中計(jì)算機(jī)和人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求也更高。從狹義上來看,智能工廠:就是利用各種現(xiàn)代化的技術(shù),實(shí)現(xiàn)工廠的辦公、管理及生產(chǎn)自動(dòng)化,達(dá)到加強(qiáng)及規(guī)范企業(yè)管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、進(jìn)行安全生產(chǎn)、提供決策參考、加強(qiáng)外界聯(lián)系、拓寬國際市場(chǎng)的目的。從廣義上來看,智能工廠是以制造為基礎(chǔ),向產(chǎn)業(yè)鏈上下游同步延伸,涵蓋了產(chǎn)品全生命周期智能化實(shí)施與實(shí)現(xiàn)的組織載體。
智能工廠、數(shù)字化工廠作為智能制造重要的實(shí)踐領(lǐng)域,已引起了制造企業(yè)的廣泛關(guān)注和各級(jí)政府的高度重視。數(shù)字化工廠:助力中國制造再升級(jí)!數(shù)字化工廠(DF)以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化,并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。
數(shù)字化工廠(DF)是指以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中,對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化,并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。是現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,同時(shí)具有其鮮明的特征。它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力,主要作為溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的橋梁。
這個(gè)過程,德國叫工業(yè)4.0,美國叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),工信部稱之為兩化融合,物聯(lián)網(wǎng)的腦殘粉們把它叫做萬物互聯(lián)。
工業(yè)4.0第一重天,智能制造,源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識(shí)和智力的總和,前者是智能的基礎(chǔ),后者是指獲取和運(yùn)用知識(shí)求解的能力。代表現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)體,例如文件、圖紙、設(shè)備、車間、工廠等,人員也可視為制造資源的一個(gè)組成部分。
AI互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展給全球互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)帶來豐厚營收,而基礎(chǔ)研究的進(jìn)步使人工智能商業(yè)化得到很好的支撐,眾多創(chuàng)業(yè)公司開始涌現(xiàn),而對(duì)資本有著最大吸引力得則是人工智能的廣闊應(yīng)用前景。隨著資本參與度的提高,人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)能也得到了很好的積累。
“中國制造2025”推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手臂等智能設(shè)備的廣泛應(yīng)用,使工廠無人化制造成為可能。在離散制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),數(shù)控加工中心、智能機(jī)器人和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及其他所有柔性化制造單元進(jìn)行自動(dòng)化排產(chǎn)調(diào)度,工件、物料、刀具進(jìn)行自動(dòng)化裝卸調(diào)度,可以達(dá)到無人值守的全自動(dòng)化生產(chǎn)模式。在不間斷單元自動(dòng)化生產(chǎn)的情況下,管理生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)先和暫緩,遠(yuǎn)程查看管理單元內(nèi)的生產(chǎn)狀態(tài)情況,如果生產(chǎn)中遇到問題,一旦解決,立即恢復(fù)自動(dòng)化生產(chǎn),整個(gè)生產(chǎn)過程無需人工參與,真正實(shí)現(xiàn)“無人”智能生產(chǎn)。
實(shí)現(xiàn)從制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國的“升級(jí)”,“中國制造2025”成為最有力的戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)。蓋勒普是“中國制造2025”的先行探索者和實(shí)踐者。深度結(jié)合當(dāng)前離散制造業(yè)的實(shí)際現(xiàn)狀,基于全球25年領(lǐng)先技術(shù)和中國15年的本地化經(jīng)驗(yàn),蓋勒普提出了離散制造業(yè)智能工廠的五個(gè)方向,旨在借助全球先進(jìn)智能工廠整體解決方案,這一生產(chǎn)力發(fā)動(dòng)機(jī),打破組織邊界,將企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)都納入到管理網(wǎng)絡(luò)中,正深刻地改變著制造模式、流程乃至整個(gè)制造業(yè)的結(jié)構(gòu),這一具有未來競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新成果將有力推動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),也讓離散制造企業(yè)得到了獨(dú)一無二的新技術(shù)體驗(yàn),并為行業(yè)樹立成功典范。
智能工廠分析:當(dāng)今制造業(yè)面臨的調(diào)整
大趨勢(shì):全球化,老齡化,城市化,環(huán)境變化
制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn):全球競(jìng)爭(zhēng),更短的產(chǎn)品周期,多元化需求,人力成本上升,可持續(xù)和綠色制造。
制造過程自動(dòng)化,數(shù)字化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化
制造業(yè)改善生產(chǎn)效率,先量化數(shù)據(jù),才能用來作為改善的依據(jù)。
智能制造生產(chǎn)模式的演進(jìn):第一臺(tái)蒸汽機(jī)紡織機(jī)——第一條生產(chǎn)線——控制IC的進(jìn)步和3D打印機(jī)的出現(xiàn)——管理制造,達(dá)到彈性生產(chǎn)精簡(jiǎn)人力。
何謂智能工廠:工廠包含管理與制造兩方面,因此智能工廠兩大主軸應(yīng)包含智能管理與智能制造。智能制造系統(tǒng)的本質(zhì)特征是個(gè)體制造單元的“自主性”與系統(tǒng)整體的“自組織能力”,其基本格局是分布式多自主體智能系統(tǒng)?;谶@一思想,同時(shí)考慮基于Internet的全球制造網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可以提出適用于中小企業(yè)單位的分布式網(wǎng)絡(luò)化IMS的基本構(gòu)架。一方面通過Agent賦予各制造單元以自主權(quán),使其自治獨(dú)立、功能完善;另一方面,通過Agent之間的協(xié)同與合作,賦予系統(tǒng)自組織能力。
基于以上構(gòu)架,結(jié)合數(shù)控加工系統(tǒng),開發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)化原型系統(tǒng)相應(yīng)的可由系統(tǒng)經(jīng)理、任務(wù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)者等四個(gè)結(jié)點(diǎn)組成。
其過程是終端組件-控制器-環(huán)境監(jiān)控-情報(bào)分析。
智能管理——信息軟件——信息化云端——管理層:管理信息化,遠(yuǎn)程控制,云端資料存儲(chǔ),影響記錄。