在政府強勢力推“新基建”的背景之下，中國智能制造也必將迎來新一輪的發(fā)展。但在制造業(yè)蓄勢待發(fā)的同時，必須對自身的實力與定位有清晰的認知。
當前中國工業(yè)仍處于“大而不強”的狀態(tài)，其關鍵就在于核心創(chuàng)新能力和研發(fā)能力均不強。中國船舶獨立董事、中國航空工業(yè)集團信息技術中心原首席顧問寧振波指出：“需要正視的是，中國智能制造仍處于‘缺芯少魂’的狀態(tài)。”
自動化并不等于智能化
“芯是集成電路、魂是工業(yè)軟件。只要有了基礎的集成電路和工業(yè)軟件，云、大、移、物、智分分鐘就搭建起來了。”寧振波在近日中國科協(xié)“科技服務團”系列宣講活動中指出。
云、大、移、物、智并不是單獨存在的，各領域間都有非常復雜的關聯(lián)關系。在中國全力推動“新基建”的背景下，工業(yè)與制造業(yè)也面臨著“開門七件事”的困擾——“柴、米、油、鹽、醬、醋、茶”。
“為啥把柴放在第一位？‘柴’就是能源，從柴火、煤炭、石油、天然氣，再到太陽能、風能、核能等都屬于此。”寧振波分析道。
在他看來，中國“新基建”雖然有七個主要方向，實際上被分為兩大類：一類是能源，一類是信息互聯(lián)網(wǎng)，“人工智能、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G基站之間均互相關聯(lián)”。
十五年后的先進制造業(yè)究竟是什么？寧振波認為，應當是時空、人機一體化，即“隨時隨地可以制造”，未來的生產(chǎn)模式則是單件大批量、多件小批量和單件定制并存，實現(xiàn)這些目標的基礎為“人、機、物的互聯(lián)互通”。
智能制造、兩化深度融合、綠色發(fā)展、提質增效與創(chuàng)新驅動，是寧振波眼中“中國制造2025”的五個層次，“我們先從哪兒干起呢？智能制造就是突破口，要先從智能制造開始做起”。
寧振波指出，標準化和自動化是工業(yè)3.0，個性化、自動化則是工業(yè)4.0。“第一次工業(yè)革命始于1760年，第二次工業(yè)革命始于1870年，第三次工業(yè)革命從上世紀六十年代開始。哪一次工業(yè)革命不是經(jīng)歷了幾十年，甚至上百年的時間？若以2013年4月德國漢諾威博覽會發(fā)布工業(yè)4.0當成第四次工業(yè)革命的起點，到現(xiàn)在為止?jié)M打滿算也只有7年時間。”
那么，僅僅七年就可以完成第四次工業(yè)革命？寧振波直指，這一說法“顯然是個笑話”，“很多人誤以為工廠生產(chǎn)線的自動化就是智能工廠，其實并不是——自動化和智能化是兩回事”。
應當正確理解智能制造的含義
傳統(tǒng)的人工智能即“數(shù)學算法+大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析”，但中國投入人工智能基礎算法研究的人員并不多。核心算法缺位、人工智能面對“卡脖子”的窘境，事實上中國制造正從“硬件組裝廠”向“軟件組裝廠”發(fā)展。
寧振波坦言：“‘政產(chǎn)學研’浮躁如故，積習難改。實際上，中國人工智能還有很多問題需要解決。”
當前有一種樂觀的觀點認為，中國人工智能研究已經(jīng)可以和世界先進水平并列。但是中國科學院院士張鈸曾表示，盡管在工程、產(chǎn)業(yè)化某些方面，中國人工智能接近世界水平，但是在技術創(chuàng)新上中國與世界水平差距還很大。
寧振波表示，今后人工智能的發(fā)展有兩條路：一條是與數(shù)學相結合，一條路與腦科學相結合。
“實現(xiàn)智能的路徑第一是連接，連接是人、機、物的互聯(lián)互通；第二是連續(xù)，第三個測量，感知、分析和預測、最后優(yōu)化，這才能形成走向智能的演進路徑。”
寧振波認為，實現(xiàn)智能制造首先應當正確理解智能制造的含義。“智能制造的基礎是數(shù)字化。什么是數(shù)字化？就是過去的事情由大腦做，電腦出現(xiàn)后，人可以把過去積累下來的方法、知識、經(jīng)驗，甚至技能、算法轉化成軟件和模型，由電腦來做事。這個過程就是數(shù)字化。”
但是數(shù)字化難度極大，他以波音公司為例指出，該公司于1991年使用約800種工業(yè)軟件研制出波音777，2005年研制波音787時用了8000余種工業(yè)軟件，到了2017年同時使用的工業(yè)軟件更是高達8500種，而現(xiàn)在超過一萬種軟件正在波音被使用。
“實際上波音公司走在世界的前列，從777全數(shù)字化設計開始，到787基于全球的工作環(huán)境，它建立了世界上第一個基于全球的研制體系。”
寧振波說：“人、機、料、法、環(huán)、測是幾大工業(yè)要素。那么與過去相比，什么地方變了？方法變了。過去用的是愛迪生的試錯法，今天使用的是數(shù)字化設計方法，這是一種基于軟件和模型的方法，方法一變便帶來了全盤變革。”
因此，過去的設計、制造和實驗傳統(tǒng)的流程到如今已經(jīng)完全改變。產(chǎn)品可以在網(wǎng)絡上進行虛擬的設計、工藝、制造和實驗，在賽博環(huán)境中完成設計制造和實驗。
智能制造帶來生產(chǎn)關系優(yōu)化和重構
寧振波指出：“基于高速的有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡，傳統(tǒng)的研制方式可以通過使用軟件高速有效地完成設計、制造和實驗。全新的工業(yè)革命中，智能制造核心是虛擬的設計制造和實驗、產(chǎn)品的數(shù)字化及研制過程的數(shù)字化。”
他認為，智能制造的難點在于建模、焦點則是仿真，大規(guī)模工業(yè)軟件的使用非常重要。“智能制造本質是什么？就是軟件化的工業(yè)技術、軟件定義的生產(chǎn)體系，所帶來的一定是生產(chǎn)關系的優(yōu)化和重構。”
如中國航空制造業(yè)的第一條飛機總裝脈動生產(chǎn)線，就改變了人力密集型的傳統(tǒng)飛機裝配模式。整個裝配過程中完全不會出現(xiàn)任何飛機發(fā)動機磕碰傷的幾率，所有的運動軌跡均在提前做好仿真，裝配精度已經(jīng)達到世界一流水平。
與過去的裝配模式相比，飛機的質量問題降低70%，每年可組裝的飛機量也大大提升。
“脈動生產(chǎn)線以11天一個站位的全新速度創(chuàng)造了新的總裝技術，像汽車流水線一樣生產(chǎn)飛機，看似簡單，然而簡單精確的背后是航空工業(yè)一場數(shù)字化革命。數(shù)量化設計、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配和數(shù)字化檢測，構成了整個數(shù)字化生產(chǎn)線的構型。”寧振波總結道。
