自2009年次貸危機危機以來,人們重新認識到制造業的重要性。隨后,德國提出工業4.0,美國提出工業互聯網,我國也順應時代的提出中國制造2025。在普通人眼里,智能制造中,機器具備人一樣的思考,能夠根據現場情況,對生產制造活動進行決策與執行。然而,現實的技術,仍不足以實現這類似“科幻片”的場景。
智能制造首先要體現在工業的智能,那么工業智能的場景時怎樣的,需要靠哪些技術來實現的,它的關鍵點在哪里?
什么是工業智能,怎么體現?
近年來,AR、人工智能、物聯網、云計算、數字孿生技術的出現及發展,為智能制造的實現,奠定了技術的基礎。智能制造最終形成的是工業領域的智能化,即工業智能。從過程看,這是制造業升級過程,而智能制造或工業智能,是制造業升級的終點。為此,實現工業智能,是一個非常漫長的過程。同時,實現工業智能化,是未來不可逆的大趨勢。
那么,工業智能是如何體現的呢?首先,是工業生產鏈中,以工業數據為基礎,人工智能算法為核心,同時輔助一些其他信息技術。其次,重塑整個工業的形態,通過自動化技術的提升,融入信息化、網絡化、數字化技術,最終實現智慧型的生產體系。
工業智能的作用,一方面優化制造業的產業結構,另一方面,徹底改造某些行業。具體的表現看,工業智能逐步淘汰某些制造業相對落后的部門和單元,以高智能的供應鏈管理體系優化生產結構,通過機械的自動化生產代替人工生產。最終形成高質量、高效率、高效益的生產。
IT與OT融合推動工業智能的發展
傳統的IT、OT行業合作推動下,形成了工業智能的特性。在這里,OT是現代智能工廠的支柱,是IT實現智能化落地的載體。近年來,IT與OT的融合一直在進行中。從發展的時間看,前期的融合比較慢,如今隨著新技術的發展,融合的速度逐漸加快。最能體現的方面,首先,工廠車間綜合運用了POCUA技術、數字孿生、大數據等。其次,柔性生產的逐步實現,包括信息化和自動化的融合,最終實現更高水平的自動化生產。
高水平的自動化,是動態感知、實時分析、自主學習、持續優化。最終從大規模生產轉化為定制化生產。另外,IT和OT的融合是源于工業互聯網的需求,以前各個工廠用的是內部局域網,信息是封閉的,但是隨著現在這種信息交互、各種領域的交互越來越多,和我們的生活密切相關,。這期間就產生了OT和IT融合。另外,智能云工廠的解決方案,也是對IT和OT融合典型的代表。
工業軟件是工業智能的核心
科技日報曾發表文章指出,核心工業軟件,是中國智能制造的“無人區”。從德國的情況來看,最大的企業不是西門子,也不是大眾汽車,是SAP,一家引領德國工業4.0的工業軟件公司。為此,工業軟件的缺位,是實現工業智能的攔路虎。
以EDA為例,EDA軟件水平代表一個國家電子產品的設計能力。工業系統復雜到一定程度,就需要計算機輔助的工業軟件來代替人腦計算。
EDA,即電子設計自動化。用于輔助和實現EDA的軟件,被歸口為高等級“行業通用”工業軟件。在先進制造的“流水線”上,沒有先進EDA軟件做產品設計,再高端的設備、再精湛的工藝,也實現不了高端的制造。有了EDA軟件,就能通過計算機“試錯”,低成本設計出合格產品。通過EDA軟件平臺,設計者借由計算機自動完成邏輯編譯、簡化、分割、綜合優化、布局、布線和仿真,直至對特定目標芯片完成各項工作。
回到工業軟件與工業智能這里,軟件是智能的核心,工業軟件建立了數字自動流動規則體系,操控著規劃、制作和運用階段的產品全生命周期數據,是數據流通的橋梁,是工業制造的大腦。同時,工業軟件內部蘊含制造運行規律,并根據數據對規律建模,從而優化制造過程。可以說,軟件定義著產品整個制造流程,使得整個制造的流程更加靈活與易拓展,從研發、管理、生產、產品等各個方面賦能,重新定義制造。