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                新书领读 | 《智能制造的本质》:从0到1论智造
                      以40年从事复杂◎产品研制的经历、思考和实践,希望可以继续和所有中国工业制造业的同仁们一起身体☉力行,共︾同推动中国工业和制造业的数字化转型和发展。
                 
                      工业和制造业是国家命脉。智能制造是国际公认的」实现工业体系转型升级的新一代工业技术,能够从根本上提升我国复杂产品的々创新能力和科研水平。
                 
                      过去很长一段时间里,许多人错误地认为智能制造就是自动化的▓生产方式,认为机器△人换人、无人工厂、黑灯工厂就是智能制造的“代表”。这是对智能制造非常片面的认知。机器人换人,解决的是生产现场的手工劳动问题;无人工厂、黑灯工厂解决ㄨ的是生产线的人工控制问题;自动化系统可以替代人完成繁重的体力劳动,甚至辅助人完成一些简单的脑力劳动,但终究无法←替代人做出最终的决策。所以,机器人换人、黑灯工厂、无人仓储和物流等,都只是在工作现场实现了无人化,并不是智能制【造。
                 
                      那么,何谓※智能制造?我最近出版的新书《智能制造的本质》一书中多次提到:“造”仅仅是生产的概念,“制”则含有系统的思想,包含制度、方法、标准和规范。“制造”包含了产品策划、概念设计、方案设计、产品设计、试制试验、批生产、产品交付及交√付后的运营、维护维修以及管理和决策等重要环节和复杂管♀理体系。因此,机器人换人、黑灯工厂都只是在执行“造”的部分,不能称之为“制造”,更不是“智能制造”。智能制造◥顾名思义就是为传统的制造赋予智能,这里的智能是指“人工智能”。通俗的讲,人工智能就是将人类的知识、经验、方法等■验证无误的内容编译成软件,将原来由∮人执行的任务转为由计算机来执行的过程。也就是说把人的知识转化成计算机的知识,计算机支持软件运行,生成模型,完成工业产品的研发ㄨ设计、工艺设计、生产过程管理、批生产交付、运行维护、大修维修以及复杂的管理体系等。
                 
                      “工业强则国】家强”是人类的共识。第一次工业革命发生在18世纪60年代的英国,人类从农耕文明进入工业文明,从手工业时代转向高度机械化的“蒸汽时代”。随着机器的大量⊙使用和工厂的出现,亚当·斯密在《国富论》中第一次提出了劳动分工的观点,劳动分工使得1+1>2成为可能,极大〗提升了劳动效率的同时,现代管理体系也在最早的工厂管理中应运而生。劳动分工使得劳动者提高了对专项工作的熟练程度,使得新技术和新发明的应用成为可能。1840年前后,英国@ 的资本主义工厂基本取代了传统手工工场,工业革命基本完成,英国成为世界上第一个工业国家。
                      以电力的广泛应用和内燃■机的创新使用为核心的第二次工业革命也成称为电气革命。1931年,丹麦物理学家法拉第发现了电磁感应现象,为发电机和电动机的诞生及一切有线电器设备的◥创新奠定了科学基础;1866年,德国西门子研制发电机成功,电力取代蒸汽作为动力成为新能源,随后以煤气、汽油、柴油为燃〇料的内燃机问世,工作效率远高于蒸汽机,解决了交通工具的动力问题,推动了石油开采和石油化工工业的发展,1870年全世界共计生产石油约80万吨,而1900年石油▂产量猛增到2000万吨。
                 
                      19世纪70年代,美国人贝尔发明了电话;1888年德国物理学家赫兹发现了电磁波,为无线通信奠定了科学基础;19世纪90年代意大利人马可尼试验无线电】报并取得了成功。以上技术都为迅速传递信息提供了方便,世界各国经济、政治和文化层面的联系进一步加强。第二次工业革命期间出现的新兴工业如电力工业◥、化学工业、石油工业和汽车工业等,都要求实行大规模集中化生产,使企业的规模进一步扩大,劳动生产率和人民生♀活水平得到飞速提升。
                 
                      电原本是作为动力使用的,在发展过程中,逐渐分离出弱电和强电,电子学也从弱电领域由此诞生,随着电@ 子学的发展,人类发明了模拟电路和数字电路,数字电路的发展最终催生了计算机科学,计算机科学的发展又分离出了软件工程。从某种意义上来■讲,第三次工业革命,甚至第四次工业革命都是以电的发明为基础的。
                 
                      第三次工业革命也称科技◥革命,引领我们迈入数字化时◢代,以电子计算机技术、原子能、空间技术和生物工程技术的发明和应用为主要标志,各类工业软件也在这一时期╱如雨后春笋般纷纷涌现。在电子计算机技术、计算机软件技术的不断推动下,云计算、大数据、移动→互联网、物联网、人工智能等新兴技术应运而生,也引领了我们的社会悄然进入智能时代。智能制造就是通过集成知识工程、制造软件系统、机器人视觉和机器控制对技术工人的技∏能和专家知识进行建模,使智能机器人可在没有人工干预的情况下进行小批量生产。随着制造业的需求◆不断提升,工业软件的功能也在不断迭代。从最初↘的计算机辅助绘图到计算机辅助设计、从二维平面设计到基于MBD模型的三维立体设计,在C919大型客机的研制过程中,就已经实现了全数字样∑机设计,并且生产制造部门已经开始基于MBD模型进行后续的生产制造和装配试验,实现了无图化产品研制。完成MBD之后,还有基于▲模型的仿真(Model Based Simulation)、基于模型的◣企业(Model Based Enterprise)以及基于模型的系统工程(Model Based Systems Engineering)。未来,诸如飞机等复杂产品的研制,将会迈入“以综合模型为基础,以数字孪↑生为驱动”的新型研发模式。这些内容均在《智能制造的本质》一々书中有详细的解读。
                      综上,智能制造的本质就是在前三次工业革命打下∞的坚实基础上,积累了大量有关产品研制的设计知识、工艺知识、生产知识、设备维修知识、管理和决策知识等☆,而且这些知识经过反复验证被证明是成熟的,人们通过高水平数字化技术的大规模应用,把这些知识转变成工业软件和数字化的产品模型,这些软件和模型在计算机上的执行,实现了对数字产品和物理产品更※好的控制,对制造资源更优化的配置,逐步实现产品本身的智能化、产品系统结构定义的数字化、产品研制生产过程⌒的数字化,以及庞大的零部件供应链的网络化,形成了全新的产业形态。在《智能制造的本质》一书,我把智能√制造的本质简单归纳为三句话:第一,软件化㊣ 的工业技术;第二,软件定义的生产关系;第三,生产关系的优化和重构。
                 
                      我们中华民族在历史上从未和工业革命★如此之近,第四次工业革命给了我们绝佳的机会,中国第一次可以和发达国家几乎在同一条起跑线上起跑,《智能制造的本质》一书凝结了我本人40年从事复杂产品研制的经〓历、思考和实践,希望可以继续和所有中国工业制造业的同仁们一起身体力行,共同推动中国工业和制造业的数字化转型和发展。以书为介,交流探讨。
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