滚动新闻|数字报|移动阅读|微博|视频|EN|RSS|我要投稿
收藏本站| 关于我们

智能制造发展的三个阶段

核心提示: 人工智能就是通过计算机的硬件和软件,尤其是各种软件,给机器赋予了智能,如果说智能是指获取知识和技能的一种能力,那么计算机辅助系统和工业软件为制造业带来了智能。

人工智能就是通过计算机的硬件和软件,尤其是各种软件,给机器赋予了智能,让机器可以感受环境,意识到环境的变化,进一步为决策者提供建议,拓展了人的智能,甚至在事前授权的情况下自主做出决定。

如果说智能是指获取知识和技能的一种能力,无可否认的是,正是这些计算机辅助系统和工业软件为制造业带来了智能。因此,智能制造,简单地说就是计算机制造。

电脑比人脑更强大之处,不完全在于其强大的计算能力和存储量,关键是其中运行的软件。以此为基础,可以理解智能制造演进的三个阶段。

数字化起步

利用计算机来改造企业的生产装备,起步很早。1952年,即商用电子计算机发明的第二年,美国就有一家公司设计了一套数控装置,开发了第一台三坐标数控铣床。尽管这个铣床体积很大,造价也很高,但是开辟了一个数字控制的新时代。1958年,美国研制出第一台加工中心。这意味着,计算机改变制造业的时代,正式拉开了帷幕。

计算机系统很早就开始赋予各种制造装备以智能。如果按照前面智能的定义的话,那么智能制造这个问题,可以说很早就被提出来了。在整个信息化对制造业的改造过程当中,是工业软件支撑了企业数字化的发展,扮演了一个非常关键的角色。

中国制造业体量世界第一,占世界制造业份额的20%,但是,中国的工业软件现在90%以上依靠进口。而且,中国工业软件的市场份额仅占世界工业软件市场份额的1.7%。

其实早在20世纪70年代,就可以看到数字化对传统工业的改造蓬勃发展。特别是在1974年,第五代使用微处理芯片和半导体存储器的计算机数控装置研制成功以后,从生产装备的角度来看,发展非常迅速。

后来,随着计算机技术的发展,出现了全三维数字化和数字仿真,工业数字化向高端方向发展。企业从接订单开始,一直到最后的产品交付,全流程完全依赖计算机软件的控制和支撑。

网络化崛起

20世纪90年代初,互联网开始在全球普及,企业的网络化随之也快速发展。

除了应用互联网之外,企业的网络化有两个主要方向,一是内部网,将企业内部各个部门和下属单位所有的信息系统全部连在一个网。这样极大提高了企业内部业务的运行效率和有效性。另外一个是外部网。企业的外部联系,全部通过互联网进行。也就是说,把企业内部网的一部分向外部合作单位开放,求得横向打通。

互联网带来的制造和生产的网络化,正是基于内部网和外部网实现。制造业网络化带来的重大技术突破,至少表现在以下三个方面。

一是关联设计系统。在虚拟设计与制造的环境下,网络可以支持成百上千个在线用户同时进行实时设计,使得一个系统或者一台装备的总体、子系统之间的三维设计结果相互关联。“互联网+”为制造能力的提升开辟了一个难以想象的巨大空间,对企业来讲是一个全新的竞争优势。

二是网络化协同平台。网络化带来的不仅仅是大家交换信息,而且可以带来工程人员的协同工作。一些大的企业,如波音公司,率先建立了自己非常强大的网络化协同平台。2000年9月,以波音、洛马、雷神、BAE及R&R为代表的美英国防航空巨头,发起组建了大名鼎鼎的Exostar,探索国防航空行业的供应链网络协同。目前,通过Exostar进行供应链管理和协同的有六大主制造商,涵盖16000个不同规模的专业供应商。

三是全三维标注技术。任何一个产品,只要把三维的图做出来,零部件的图纸就可以利用计算机软件和系统自然而然地分解和生成。这就使得企业得以形成单一的数据源管理。

智能化发展

制造业的智能化,实际上跟数字化基本上是同步的,不过在早期,只是单机、单个装备而已。像CAE这种非常复杂的软件,需要把计算、工程知识和人类的经验,都融合在里面。因此工业软件并不简单是软件,而是一门学问。就智能化而言,从数据处理的角度来看,业务智能也是很重要的一个分支。

智能化实际上是依托于计算科学,而不仅仅是计算机科学。在计算科学意义上的智能化,实际上包含四个基本的要素:模型、算法、软件和数据。研究任何一个问题,必须首先要把物理问题的数学模型构造出来;之后需要一套模型计算的算法方法。如果只做了信息的采集、存储、处理、检索和利用,这不是智能的系统,而只是一个简单的信息系统;即使把它们都连成网络,仍然只是一个联网的信息系统,而不是一个智能的系统。因此,判定一个系统是否是真正的、智能的系统,一定要从这四个方面去评估。

  • 微笑
  • 流汗
  • 难过
  • 羡慕
  • 愤怒
  • 流泪
责任编辑:实习编辑 臧航