高端裝備是指技術(shù)含量高、資金投入大、涉及學科多、服役壽命長,其研發(fā)與制造一般需要組織跨部門、跨行業(yè)、跨地區(qū)的力量才能完成的一類技術(shù)裝備。比如高端機床、航天裝備、高速動車組、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、高端成形裝備都是高端裝備。
互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為主要內(nèi)容的新一代信息技術(shù)的發(fā)展,深刻影響著高端裝備智能制造,正在形成以資源全球化和制造過程協(xié)同化為主要特征的全新產(chǎn)業(yè)生態(tài)和制造模式。
人類向信息社會不斷邁進,但高端裝備制造作為國家戰(zhàn)略基石的地位從未動搖。我國作為裝備制造業(yè)大國,如何抓住新一代信息技術(shù)帶來的發(fā)展機遇,鑄就大國重器,在裝備制造智能化的浪潮中取得國際話語權(quán),事關國家經(jīng)濟安全和國防安全,必須有所作為。
高端裝備智能制造與傳統(tǒng)制造的核心區(qū)別
從制造資源組織方式變革來看,傳統(tǒng)制造過程中,資源的組織是局部的制造資源,企業(yè)之間的交流主要是通過供應鏈系統(tǒng),產(chǎn)品的代際變遷比較緩慢,整體的生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定;而在互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)環(huán)境下,高端裝備智能制造的資源組織是全球化的,全球制造資源跨業(yè)務主體、跨行業(yè)邊界、跨產(chǎn)品周期進行組織,整個系統(tǒng)復雜多變。
從制造全過程管理變革來看,傳統(tǒng)制造業(yè)的管理主要是層級化的,企業(yè)管理過程中或者企業(yè)生產(chǎn)運動過程中,涉及的主要數(shù)據(jù)來自企業(yè)內(nèi)部,其優(yōu)化也是逐步的企業(yè)內(nèi)部的優(yōu)化,或者說,一個系列的優(yōu)化;而在新一代信息技術(shù)環(huán)境下,企業(yè)管理是跨層級的網(wǎng)絡化管理,企業(yè)管理本身所需要的數(shù)據(jù),既有企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù),還有社會網(wǎng)絡的數(shù)據(jù),以及智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)品在運行過程中所生成的數(shù)據(jù),使得整個制造過程可以進行全程的優(yōu)化。
從工程管理服務化模式變革來看,在傳統(tǒng)制造模式下,服務化主要是以企業(yè)為協(xié)作主體,重視企業(yè)內(nèi)部的信息交換,服務僅僅是作為產(chǎn)品的附加值,產(chǎn)品賣出去要做好售后服務,供應上的管理和企業(yè)協(xié)同等是企業(yè)服務化過程中的重要內(nèi)容;而在新一代信息技術(shù)環(huán)境下,服務不僅以企業(yè)為主體,而且以獲取利潤為主體,工廠、車間,甚至某一個車間的裝備,都可以作為制造資源來進行全球化合作,更重視信息交互的標準,服務貫穿全過程,不僅是售后服務,開發(fā)階段靠服務,產(chǎn)品制造階段靠服務,產(chǎn)品服役期間更靠服務,所以服務的協(xié)同成為企業(yè)的主要內(nèi)容。
從信息服務來看,傳統(tǒng)的信息服務主要是覆蓋企業(yè)內(nèi)部制造過程多系統(tǒng)的一個集成架構(gòu),主要的決策方法是以數(shù)理統(tǒng)計為主的模型化決策分析方法,所以企業(yè)知識積累相對緩慢;而在新一代信息技術(shù)環(huán)境下,企業(yè)信息系統(tǒng)的架構(gòu)往往是基于云端的信息系統(tǒng)架構(gòu),把企業(yè)放到云上,基于大數(shù)據(jù)的智能決策方法大大擴展了數(shù)據(jù)統(tǒng)計的決策方法,在這種環(huán)境下,知識的積累速度加快,知識來源更加廣泛,知識處理更加便捷,知識推送更加精準。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造
習近平總書記在2018年第19次院士大會上說到:世界正在進入以信息產(chǎn)業(yè)為主導的經(jīng)濟發(fā)展時期,我們要把握數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化融合發(fā)展的契機,以信息化、智能化為杠桿,培育新動能。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應運而生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)準確地說不是簡單的互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè),它有自身特定的核心技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指通過相關的工業(yè)信息標準和互聯(lián)網(wǎng),把分布在各地的多層次制造資源和創(chuàng)新資源相互連接起來,再通過數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)分析和智能計算實現(xiàn)物理系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)的融合,從而形成機機互聯(lián)、人機互聯(lián),且無縫對接的制造產(chǎn)業(yè)體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)拓展了智能制造的深度和廣度,為智能制造環(huán)境下的技術(shù)創(chuàng)新、制造模式創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新提供了堅實的技術(shù)基礎。
在面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造工程領域,有很多關鍵的科學技術(shù)問題。如果把這些科學技術(shù)問題研究透了,有成果了,再通過APP加以推廣,將是一條非常好的信息化、工業(yè)化的道路。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標準體系。面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造不僅需要單項技術(shù)或裝備的突破與應用,更需要建立跨行業(yè)、跨領域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)與技術(shù)標準體系,解決智能制造的數(shù)據(jù)集成、互聯(lián)互通等基礎瓶頸問題,從而滿足不同行業(yè)的智能制造需求,掌握智能制造的技術(shù)發(fā)展主動權(quán)和話語權(quán)。也就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本身需要尋找適合工業(yè)領域應用的技術(shù)標準體系,這是現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟沒有的。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通企業(yè)邊界,主體企業(yè)、參與企業(yè)、數(shù)據(jù)資源和邊界資源通過跨界協(xié)作實現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、協(xié)同制造、用戶參與設計,引發(fā)了產(chǎn)業(yè)價值鏈、產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)造、生產(chǎn)方式、制造資源組織方式、服務模式的重大變革,進而對工業(yè)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新體系提出了重要挑戰(zhàn)。有了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),企業(yè)本身的技術(shù)創(chuàng)新體系應該發(fā)生變革。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的制造模式創(chuàng)新體系。制造模式也會發(fā)生變革,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,建立全程透明的信息服務,實現(xiàn)用戶需求與制造全流程的無縫對接。通過精準的柔性生產(chǎn)、用戶驅(qū)動的產(chǎn)品迭代,從以企業(yè)為中心的大規(guī)模制造向以用戶為中心的大規(guī)模定制模式轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)整個制造價值鏈的升級。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式創(chuàng)新體系。面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),以眾創(chuàng)、眾包、眾智、眾籌、協(xié)同創(chuàng)新和服務創(chuàng)新等形式進行商業(yè)模式創(chuàng)新,構(gòu)建以消費者為中心,以個性化營銷、柔性化生產(chǎn)和精準化服務為主要特征的線上線下結(jié)合的產(chǎn)品服務體系,從而進一步拓展企業(yè)線上平臺支撐和線下服務的商業(yè)鏈條,整個的商業(yè)模式需要重新構(gòu)建。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的制造服務創(chuàng)新體系。以實現(xiàn)產(chǎn)品服務化和制造過程服務化為目標的制造服務價值網(wǎng)絡具有制造與服務跨界融合關聯(lián)、增值機理復雜多樣、業(yè)務協(xié)同動態(tài)多變等特征。圍繞制造企業(yè)主導的制造服務價值網(wǎng)絡,有很多科學技術(shù)問題需要解決。例如制造與服務融合的價值網(wǎng)絡重構(gòu)技術(shù)、制造服務價值網(wǎng)絡運行控制技術(shù)、基于故障診斷與質(zhì)量改進的服務全生命周期閉環(huán)質(zhì)量控制技術(shù)。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)體系形成及其演進。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,參與產(chǎn)品全生命周期的制造主體,不僅包括制造商和供應商,還包括平臺提供商、軟件提供商等。制造單元從傳統(tǒng)的以企業(yè)為主體向以多層次制造資源為主體轉(zhuǎn)變。制造主體和單元通過復雜交互形成新型的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系,呈現(xiàn)出迭代遞增、階梯演進的特點,新的產(chǎn)業(yè)體系、新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在形成過程中。將來的產(chǎn)業(yè)分類不是一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn),而是A產(chǎn)、B產(chǎn)、C產(chǎn)等方式。
信息技術(shù)的發(fā)展與代際變遷
新一代信息技術(shù)不僅僅是芯片技術(shù),還包括網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、虛擬現(xiàn)實等一系列單一信息技術(shù)自身的縱向升級,更主要的是信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合,從而推動以信息服務平臺為特征的整體代際變遷。
從這個角度看,早的代是服務平臺,大型機、中型機包括一些終端;第二代是個人計算機和網(wǎng)絡連接;第三代是物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)及其應用,這是更高組織的集中,從集中到分布再到集中。
下一代信息技術(shù)就是經(jīng)過當前互聯(lián)網(wǎng)之后的人工智能信息技術(shù),它對經(jīng)濟社會的影響邊界暫時還看不到,還早得很,但也正是在這個過程中不斷孕育。下一代信息技術(shù)核心的發(fā)展動力是經(jīng)濟社會和發(fā)展的需求,我們雖然不能準確地描繪它,但其發(fā)展特征是能看得出來的。
(本文來自中國工業(yè)報)