黨的十九大報告強調,要“加快建設制造強國,加快發展先進制造業,推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合?!?strong>智能制造日益成為未來制造業發展的重大趨勢和核心內容,也是加快發展方式轉變,促進工業向中高端邁進、建設制造強國的重要舉措,是新常態下打造新的國際競爭優勢的必然選擇。那么,如何推進智能制造產業的發展?記者帶著這個問題走訪了中國工程院院士、合肥工業大學楊善林教授。
問:制造業是國民經濟的主體,進一步推進制造業轉型升級是我國實體經濟振興的關鍵著力點。您長期關注智能制造,對如何推進智能制造,我們想聽聽您的見解。
答:以互聯網、云計算、大數據、人工智能為主要內容的新一代信息技術廣泛滲透,帶動了科技、經濟、社會等各個領域都發生了以綠色、智能、泛在為特征的群體性技術革命,同時也深刻地影響著高端裝備智能制造及其工程管理過程,為我國高質量發展智能制造產業帶來了十分難得的歷史機遇。我認為,推進智能制造需要把握兩個關鍵環節:工業互聯網與智能制造系統工程。前者解決的是發展平臺問題,后者解決的是思維方法問題。
問:互聯網與制造業的深度融合,使得將來各種類型的服務資源、不同尺度的制造資源一定會“一網天下”,形成全球共享制造經濟的新格局,工業互聯網在這個過程中得到了快速發展。怎樣理解“工業互聯網”?
答:“工業互聯網”不是“互聯網+工業”。工業互聯網通過相關的工業信息標準和互聯網,把分布在各地的多層次制造資源和創新資源相互連接起來,再通過數據感知、數據分析和智能計算實現物理系統與虛擬系統融合,形成機機互聯、人機互聯,且無縫對接的制造產業體系。工業互聯網極大地拓展了制造智能化的深度和廣度,為智能制造環境下的技術創新、制造模式創新和商業模式創新提供堅實的技術基礎。
問:西方發達國家的工業互聯網研發呈現什么樣的特點?我們應該怎樣努力?
答:美國正在積極發展工業互聯網,主要是通過利用信息通信技術和制造標準體系,推動全球制造資源的共享和高效利用,以謀求其在制造領域的持久的領袖地位。德國的工業4.0主要思路是通過新一代信息技術實現智能工廠及其互聯,以確保其制造強國的地位。我國要走以工業互聯網為紐帶,以云端服務、邊緣計算、人工智能為特征的智能制造發展的特色之路,以實現制造強國的夢想。
問:您強調,推進智能制造還需要從思維的角度加以深入思考。您所強調的智能制造工程是一個系統工程,如何理解這一點?
答:智能制造工程是一類多層次、多學科、多主體深度耦合的復雜系統工程。它既有科學理論層次上的問題,又有技術方法層次上的問題,同時還要把這些科學理論和技術方法應用到工程實踐中,它既需要單項工程技術的突破,更需要在綜合協調的基礎上實現總體系統技術突破。因此必須在系統工程思想的指導下,通過科學合理的工程管理把科學技術創新、組織管理創新和體制機制創新有機融合起來,實現綜合集成創新,以達到預設的工程目標。
問:我國在制造系統工程領域有過很多令國人驕傲的案例。錢學森先生在領導我國“兩彈一星”的巨大工程中,高度融合了工程的多元價值目標,創造并運用系統工程方法論,實現了復雜工程活動的高效組織,成為我國系統工程實踐的成功典范。今天,我國在發展智能制造過程中有哪些問題需要我們予以關注和解決?
答:長期以來我國在發展智能制造過程中,往往是重技術輕管理,重單項技術輕系統技術,本應作為統領性技術的系統技術一般處于從屬地位。這極不利于智能制造工程的科技攻關、產品研發和產業發展。例如,我國很多企業僅僅從工具性需求出發,購買了大量的CAD、CAE、CAPP、PLM、MES、ERP等工具軟件,或者根據企業自身的特殊需求開發了一些類似的工具軟件,也涌現了一批以提高企業管理水平為目標的軟件企業,但是由于這些來自不同廠商的工具軟件,缺乏統一的技術標準,所以很難形成應該具有工程統領性的支撐智能制造的系統化信息平臺。
智能制造系統工程是思想性、科學性、技術性和工具性的統一體。需要從更高的維度對智能制造工程中的各類活動予以關注與思考,以辯證的思維方式審視智能制造工程中的問題,從而在工程管理理論與工程管理實踐的循環推進中,推動工程管理理念與工程管理技術深度融合,工程管理體系與工程管理細節協調統一,工程管理規范與工程管理創新互相促進,工程管理隊伍與工程管理制度共同提升。
問:您強調,在新一代信息技術環境下,智能制造呈現出制造數據多元化、制造產品服務化、制造方式個性化、制造過程協同化、制造資源全球化等特點,智能制造工程及其管理面臨一系列新挑戰。如何應對這些挑戰?
答:解決這些問題,我們需要從四個方面著手。第一,推動智能制造工程的跨時空資源組織與協同管理,重構智能制造產業的治理體系,以實現跨業務主體、跨行業邊界、跨生命周期的多層次制造服務資源的高效組織和集成,形成跨越時間和空間的新型制造價值網絡。第二,強化智能制造工程的全過程優化與系統管理,協調總系統與子系統以及環境的關系,以更好地組織優化智能制造各階段的各類資源要素,進而在全過程范圍內進行協同優化,提高智能制造全過程運行效率。第三,構建智能制造工程及其管理的標準化理論,根據新一代信息技術環境下資源組織和系統集成的要求,創立智能制造工程的制造流程、制造服務和網絡系統管理等方面的標準化理論與方法,以推動智能制造系統工程的軟件化、工程化和集成化發展。第四,為智能制造工程的智能決策理論提供技術支撐,構建智能制造的人機協同智能、智能建模與優化以及智能決策支持系統等方面的關鍵技術體系。
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