現(xiàn)在,一場(chǎng)新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)變革正在進(jìn)行,大家都認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)+人工+大數(shù)據(jù)+時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。這個(gè)時(shí)代的技術(shù)是新技術(shù)的融合,包括新互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新通信信息技術(shù)、新人工智能技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料、新應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)。特別是新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新的通信信息技術(shù)、新人工智能技術(shù)的發(fā)展,正引發(fā)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全模式和手段的重大變革和創(chuàng)新。
制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基石,各國(guó)也紛紛制定國(guó)家級(jí)的計(jì)劃,而這些計(jì)劃和規(guī)劃的核心內(nèi)容就是要積極地發(fā)展智能制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用,來(lái)實(shí)現(xiàn)面向智能制造的新模式、新手段和新業(yè)態(tài)。我們從20世紀(jì)80年代開(kāi)始一直從事制造業(yè)、信息化“兩化”融合的工作,2009年我們?cè)趪?guó)際上首先提出一個(gè)云制造的理念,并且開(kāi)始了以網(wǎng)絡(luò)化、智能服務(wù)化為主要特征的云制造1.0的研究。隨著時(shí)代的發(fā)展,我們意識(shí)到必須要進(jìn)行升級(jí),也就是發(fā)展到云制造2.0階段,我們把它稱做智慧云制造,它是互聯(lián)、協(xié)同、個(gè)性定制、柔性社會(huì)化的一個(gè)智慧云制造的模式和生態(tài)。
2012年,美國(guó)GE公司提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念,以后各個(gè)國(guó)家根據(jù)不同的特色和背景提出和發(fā)展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的模式。我們認(rèn)為,把人、產(chǎn)品和執(zhí)行系統(tǒng)等等智能地聯(lián)系在一起,構(gòu)成一個(gè)信息或者物理空間融合的智能制造的系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)就能夠大大提高制造業(yè)的創(chuàng)新能力、制造能力、服務(wù)能力。
智慧云制造的體系架構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)
什么叫智慧云制造?它是基于泛在網(wǎng)絡(luò),借助于信息技術(shù)融合的技術(shù)手段,制造科學(xué)技術(shù)、信息通信科學(xué)技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)以及制造應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)等四類技術(shù)深度融合。用戶通過(guò)智慧的終端和智慧云制造的服務(wù)平臺(tái),就能夠隨時(shí)隨地使用戶能夠按照他的需要來(lái)獲取智慧制造的產(chǎn)品和服務(wù),對(duì)制造的全系統(tǒng)、全生命周期進(jìn)行自主感知、風(fēng)險(xiǎn)控制和執(zhí)行,等等。這五個(gè)要素是人、組織、經(jīng)營(yíng)管理、信息技術(shù)和設(shè)備,這五個(gè)要素協(xié)同優(yōu)化以后,就能夠形成一種基于泛在網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)智慧制造的新模式、新業(yè)態(tài),這個(gè)業(yè)態(tài)就是泛在互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、共享服務(wù)、跨界融合,它的目標(biāo)就是高效優(yōu)質(zhì)地服務(wù)用戶,并最終提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
在這里面,我們實(shí)際上對(duì)智慧云制造的技術(shù)手段、制造模式、業(yè)態(tài)、特征以及實(shí)施內(nèi)容和目標(biāo)都做了明確定義。其中智慧一詞體現(xiàn)在以用戶為中心的人機(jī)物深度融合,數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化深度融合,工業(yè)化和信息化的深度融合。根據(jù)這樣一個(gè)理念所構(gòu)成的系統(tǒng),我們把它叫做智慧云制造,也就是一個(gè)智能制造系。
之后,我們又進(jìn)一步地提出智慧云制造的體系架構(gòu),這個(gè)體系架構(gòu)可以這樣來(lái)描述,底層是智慧制造資源的能力和產(chǎn)品,上層就是互聯(lián)感知通信層,再上面就是一個(gè)平臺(tái)層。這個(gè)平臺(tái)里面首先要把資源、能力和產(chǎn)品虛擬化,變成一個(gè)三類的云池,上面就是云平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)基礎(chǔ)上,上面就是三類用戶界面,再上面就是個(gè)性化、柔性化、智能化的服務(wù)模式。因此這個(gè)系統(tǒng)是人機(jī)物環(huán)境深度融合的智慧互聯(lián)制造服務(wù)系統(tǒng),它可以用到縱向行業(yè)界,可以到工廠、企業(yè)界,可以到車間,可以到設(shè)備以及到產(chǎn)品界。橫向可以用到智慧云認(rèn)證、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、仿真、試驗(yàn)、管理、銷售、運(yùn)營(yíng)、維修。
要實(shí)現(xiàn)這些功能,我們提出來(lái)一個(gè)技術(shù)群。首先就是智慧制造系統(tǒng)的總體技術(shù),比如說(shuō)云制造商業(yè)模式、架構(gòu)、系統(tǒng)集成、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)施、系統(tǒng)安全,等等。其次就是面向智慧云制造的互聯(lián)產(chǎn)品。接下來(lái)就是云平臺(tái)技術(shù),在這個(gè)平臺(tái)上,有云產(chǎn)品設(shè)計(jì)、云生產(chǎn)裝備、云經(jīng)營(yíng)管理、云仿真實(shí)驗(yàn)等一系列的服務(wù)。
當(dāng)然還有四大類技術(shù),包括先進(jìn)的工藝、元器件材料、質(zhì)量,3D打印、智能機(jī)器人等。比如說(shuō)大數(shù)據(jù)技術(shù)就是為我們這個(gè)云提供全生命周期的精準(zhǔn)高效的技術(shù)、還有一大類就是智能科學(xué)技術(shù),腦科學(xué)和人工智能技術(shù),為我們提出應(yīng)用的需求和專業(yè)技術(shù)。
在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用和實(shí)踐
我們對(duì)智慧云制造的實(shí)施驗(yàn)證,絕對(duì)不是一個(gè)純技術(shù)問(wèn)題。為什么我們要提出互聯(lián)網(wǎng)+人工智能+大數(shù)據(jù)+時(shí)代以及人工智能的新業(yè)態(tài)?另外,云計(jì)算在制造領(lǐng)域里面的落地和拓展方向又在哪里?原來(lái),云計(jì)算里面的基礎(chǔ)設(shè)施是基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)及服務(wù),并在此基礎(chǔ)上拓展了服務(wù)的內(nèi)容。不過(guò),服務(wù)模式不僅僅包括計(jì)算,還包括全生命周期服務(wù)。在應(yīng)用模式上還有個(gè)性服務(wù)、社會(huì)、柔性和智能計(jì)算。同時(shí)這里面也不僅僅包括計(jì)算技術(shù),還有制造科學(xué)技術(shù)、信息通信技術(shù)、智能科學(xué)技術(shù)。由于我們采用了這樣一個(gè)模式手段和業(yè)態(tài),因此實(shí)現(xiàn)了新的客戶價(jià)值、企業(yè)資源能力和態(tài)勢(shì)引領(lǐng)。具體來(lái)說(shuō),我們根據(jù)客戶需要,實(shí)現(xiàn)了O2O、B2B、C2B等模式的創(chuàng)新,使得我們?cè)谥圃炷J?、制造手段、支撐技術(shù)以及業(yè)態(tài)方面都有所發(fā)展。
另外,智慧云制造不僅符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),也符合中國(guó)特色,符合提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,以工業(yè)化和信息化深度融合為主線,突出制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)提升的五要素,五流程的優(yōu)化以及制造模式、手段和生態(tài)為提升,實(shí)現(xiàn)眾智、眾服、眾包的“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”等戰(zhàn)略和規(guī)劃要求。
目前,從智慧云制造技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展來(lái)說(shuō),我們是第一批, 在1.0、2.0關(guān)鍵技術(shù)方面已經(jīng)取得了階段性成果。
與此同時(shí),在智慧云制造當(dāng)中還包括專業(yè)云、工業(yè)云,這里面有金融服務(wù)板塊和物流服務(wù)板塊等等。還有國(guó)際云,有跨境協(xié)同、跨境生產(chǎn)制造、跨境銷售服務(wù)等。同時(shí)還有在線的硬軟件資源和產(chǎn)品服務(wù),包括有金融服務(wù)、政務(wù)服務(wù)等。我們的愿景是實(shí)現(xiàn)線上線下結(jié)合,要在云里面實(shí)現(xiàn)個(gè)性定制、協(xié)同生產(chǎn)、協(xié)同營(yíng)銷、協(xié)同增值服務(wù)。
我們認(rèn)為要注重以企業(yè)為中心的政產(chǎn)學(xué)研經(jīng)用的政策創(chuàng)新體系建設(shè)和各類人才的培養(yǎng),因?yàn)樗且粋€(gè)戰(zhàn)略性任務(wù),并不是一天兩天能夠完成的。
在技術(shù)方面,第一要重視四類技術(shù)的深度融合,比如要加強(qiáng)系統(tǒng)集成和平臺(tái)建設(shè)。平臺(tái)當(dāng)中需要融合大數(shù)據(jù)、個(gè)性嵌入式仿真、邊緣計(jì)算、5G窄帶互聯(lián)網(wǎng)、新一代人工智能等新技術(shù)和新應(yīng)用。第二要重視智慧云環(huán)境里面的流程、手段和業(yè)態(tài)的模式需求。第三要重視分享經(jīng)濟(jì)里面的商業(yè)模式。第四要重視安全,同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估體系研究也很重要。
在產(chǎn)業(yè)方面可以做兩件事,第一加強(qiáng)云制造環(huán)境的軟件和產(chǎn)品研發(fā)。第二在云運(yùn)營(yíng)方面多下一些功夫。同時(shí)要特別突出行業(yè)和企業(yè)的特點(diǎn),要突出以問(wèn)題為導(dǎo)向,突出模式手段轉(zhuǎn)變、五要素五流程的優(yōu)化、系統(tǒng)工程的實(shí)施原則。
(本文根據(jù)李伯虎院士在第二屆中德智能制造企業(yè)家大會(huì)上的演講整理而成,未經(jīng)本人確認(rèn)。)