以“工业化与信息化融合”为特征的“制造业信息化”是我国制造业转变经济增长方式,走新型工业化道路的战略举措。2009年中国工程院院士李伯虎及其团队提出了云制造的理念与技术。云制造是将云计算、物联网、服务计算、智能科学等新兴信息技术与制造技术深度融合的一种制造业信息化新模式与新手段,云制造是云计算理念与技术在制造领域的落地与拓展。经过近几年的实践,随着云计算技术、物联网技术、高性能仿真技术、智能科学技术等技术的不断完善,特别是大数据技术与信息化制造技术的新发展,“云制造”正拓展为“智慧云制造”。与此同时,国内外制造业正向制造业信息化高级阶段——数字化、互联化、智能化综合集成为特征的“智慧制造”方向发展。
究竟智慧制造有哪些概念和内涵?国内制造业企业距离智慧制造的差距有多大?要实现智慧制造的蓝图,需要产学研各方做出哪些努力?带着以上问题,记者采访了这一概念的提出者——中国工程院院士李伯虎。
问:本次论坛的主题是智慧制造,对于智慧制造的概念和内涵,您能否给我们做一下详解?
李伯虎:首先,我要说明的是这里的制造是大制造的概念。它表现在3个方面:一是产品的活动与过程覆盖面“大”,即涉及“从产品的论证、设计、加工生产、试验运行、定型、销售、服务到最终的报废处理”活动与过程中的各类信息/资源/能力的集成与优化活动。一般的制造含义是指这里的“加工生产”活动;二是制造活动的空间范围覆盖面“大”,可以从企业内到企业间到全球;三是制造类型覆盖面“大”,包括机械、电子类(飞机、汽车、家电)等离散制造业:石油、化工等流程(或连续)制造业;及钢材、食品等混合制造业。
现在再谈谈“智慧制造”。我们对智慧制造的诠释如下:“以人为本,借助制造科学技术、新兴信息科学技术、智能科学技术及制造应用领域的技术等深度融合的技术手段,对制造全系统、全生命周期活动中的人、机、物、环境、信息进行智慧地感知、互联、协同、分析、预测、决策、控制与执行,使制造全生命周期活动中的人/组织、经营管理、技术(三要素)及信息流、物流、资金流、知识流、服务流(五流)集成优化,旨在实现高效、优质、低耗、绿色地制造产品和服务用户,进而提高企业(或集团)的市场竞争能力的一种制造范式”。这里有几个关键点:
智慧制造技术手段:以人为本,借助制造科学技术、新兴信息科学技术、智能科学技术及制造应用领域的技术等深度融合的技术手段;
智慧制造特征:制造系统全生命周期活动中人、机、物、环境、信息智慧地感知、互联、协同、分析、预测、决策、控制与执行;
智慧制造的工作内容:借助技术手段,使制造全生命周期活动中的人/组织、经营管理、技术(三要素)及信息流、物流、资金流、知识流、服务流(五流)集成优化;
智慧制造目标:高效、优质、低耗、绿色地制造产品和服务用户——提高企业(或集团)的市场竞争能力;
智慧制造是制造业信息化(两化融合)的高级阶段。(集成了制造业信息化的发张特征:数字化、集成化、协同化、互联化/网络化、敏捷化、服务化、绿色化、智能化)。
智慧制造系统
按智慧制造范式构建的制造系统。它是数字化、互联化、智能化制造硬软件系统与人(专家、专业人员)集成优化的人机共融制造系统。
从系统范围划分,可分为:智慧制造设备、智慧制造单元、智慧制造工厂(企业)和智慧制造云等。
从系统功能划分,可分为:智慧论证、智慧设计、智慧生产、智慧实验、智慧销售、智慧产品服务、智慧报废等。
智慧云制造
“智慧云制造是基于泛在网络(包括互联网、移动互联网、物联网、电信网、广电网、卫星网等)的、深度融合新信息化制造技术、新兴信息技术、智能科学技术及制造应用领域有关技术的、面向服务的一种智慧制造新模式和新手段”。
智慧云制造在模式、技术手段、支撑技术、应用等方面发展了作者团队于2009年提出的云制造。
它:融合与发展了新信息化制造(信息化设计、生产、实验、仿真、管理、集成)技术、新兴信息技术(云计算、物联网、服务计算、高效能仿真、大数据、电子商务等)、智能科学技术及制造应用领域有关的技术;
将各类智慧制造资源和智慧制造能力虚拟化、服务化,构成智慧制造资源和制造能力的服务云池,并进行协调的优化管理和经营;
用户通过终端、网络和智慧云制造服务中心就能随时随地按需获取智慧制造资源与智慧能力服务,进而智慧地完成其制造全生命周期的各类活动。
智慧制造云
智慧制造云就是按智慧云制造范式构建的制造系统。智慧制造云组成包括:智慧资源/能力层、智慧制造云服务平台层(智慧感知/接入/通讯层、虚拟智慧资源/能力层、核心支撑功能层、用户界面层)、智慧服务应用层。
智慧制造云实质上是一种基于各类网络(组合)的、人/机/物/环境/信息深度融合的、提供智慧制造资源与智慧能力服务的智慧制造物联网。