第1节 智能制造,工业时代的过渡还是智能时代的萌芽?
科学就是对常识的不断冲击、突破和超越。
——俞吾金
第一根用于捕猎的兽骨,第一把打磨成型的石斧,第一块冶炼成型的青铜,第一台驱动火车的蒸汽机,第一根点亮灯泡的钨丝……
在人类的历史长河中,从原始石器时代的就地取材,到先进设备的发明创造,生产工具的科技水平,既是人类进化的关键标志,也是时代进步的动力来源。
进入工业时代,制造业的水平更成为衡量一个时代、一个国家、一个领域、一家企业核心竞争力的关键标尺,而从工业时代迈向智能产业时代的过程中,制造业的转型升级又成为时代变轨的关键标志。
迈入智能制造时代,人类制造业的历史也开启了全新的篇章。
工业制造与智能制造
人类文明拥有数千年的历史,而真正开启工业文明,也不过短短的两百多年。
被命名为珍妮的织布机拉开了第一次工业革命的幕布。随后的两百年里,蒸汽机、电力发动机等相继出现,机器取代手工,成为制造业的主角。
以往的工业制造要提升整体生产效率,更多依赖土地、物料、能源、设备、工具、资金和人力等有形资源要素的创造性组合。
进入智能制造时代,上述一切有形的资源要素仍然存在,但是体现制造能力的关键则更迭为数据、算力与智能协同能力等无形的资源要素。
通过智能制造技术和智能制造系统,智能制造工厂可以进行超越人工效率的生产活动,甚至在分析、推理、判断、构思和决策等方面,实现更为精确的作业,从更复杂的维度上提升整体制造能力。
正是在这种工业制造走向智能制造的产业大趋势之下,工业互联网已经成为全球制造业的全新共识。
2020工业互联网创新大会上,十三届全国政协经济委员会副主任、中国工业互联网推进委员会顾问刘利华致辞
Liu Lihua, Vice-Chairman of the 13th CPPCC Economic Committee and Consultant of China Industrial Internet Promotion Committee, delivers an online speech at the 2020 Industrial Internet Innovation and Development Conference
在2020工业互联网创新发展大会上,中国工程院院士李培根阐述了工业互联网的关键:“工业互联网从系统思维、用户思维、协同思维、生态思维等四方面改变了工业企业的思维模式。未来新技术所引发的企业竞争将不再仅发生在同行业之内,同行业的竞争可能是三维甚至是更高维度的,对此,企业的生态思维要超越行业的界限。”
以前的工业机器,按照既定的程序和轨道,日复一日重复相同的程序,同时不可避免地产生需要人工校正的微小误差。
现在的智能机器,不仅体积更小、精细化操作程度更高,还拥有“智慧大脑”,能自动校正误差、提示故障并立即安排维修机器人排除故障。
在2021年4月21日开幕的上海车展上,有一款高性能电驱轿跑SUV因为“华为官宣”获得了广泛关注,成为新能源汽车中的新星,那就是“赛力斯华为智选SF5”。这款新车由金康赛力斯与华为深度合作打造,搭载赛力斯SEP200电机+HUAWEI DriveONE三合一电驱系统和华为HiCar车机系统,也是华为全球旗舰店开售的首款汽车产品。
身披“华为合作造车”光环的赛力斯汽车,其实是成长于重庆本土的智能电动汽车品牌,而在“百公里加速4.68秒的超跑级动力”“NEDC1000+公里的续航”等硬核参数的背后,是位于重庆两江新区的智能工厂,代表智能制造的领先水准。赛力斯工厂以工业4.0为制造标准,以平台化、自动化、智能化、数字化为目标进行打造,拥有超1000台机器人协同运作,实现了高度自动化、关键工序100%自动化和24小时在线检测,而且生产系统通过大数据和人工智能实时在线的响应方式快速精准地进行C2M规模定制生产。
图片来源:张锦辉/视觉重庆
Photo by: Zhang Jinhui / Visual Chongqing
赛力斯汽车智能工厂的关键工序实现了100%自动化
The critical process of SERES smart factory is 100% automated
重庆七腾科技公司自主研发的SUPPORT P2消防灭火侦察机器人,是真正的“烈火英雄”,该款机器人拥有强大的灭火功能,拥有80L/s最大流量强力水炮,能轻松拖动12根120m充满水的80水带,实现火灾现场迅速增援,尤其适用于石化、燃气等易爆环境,对提高救援安全性、降低消防人员风险具有重要意义。
通过应用智能机器和系统,不仅能制造出工业品和生活消费品,更带给了人们一种全新的解决方案。
智能制造的质变在于互联
根据六度分离理论,每个人平均只需要通过6个中间人,就能与全世界任何一个人建立联系,不管对方在哪个国家,是哪种肤色。
人与人之间的联系,尽管可以被理论定义,但在现实中却难以将其运用到极致。
反观智能制造业,则正在现实世界创造一个更为宏大的真实互联过程。中国航空工业集团信息技术中心原首席顾问宁振波,在2020线上智博会上分享了一组数据:工业互联网的发展,人、机、物的互联互通是最重要的,全球目前有工业总线约120多种,通信协议超过5000种。
海量工业互联,正以超出人们想象的速度,实现人与机器、机器与机器、机器与信息的连接。然而,智能制造的优势并不止于此,机器学习的即时进化,正在刷新人们对智能制造的认知。
2020线上智博会上,图灵奖得主大卫·帕特森对此表达了自己的观点:“机器学习的第一个词是‘机器’,我们需要速度更快的机器及大量的数据。而多亏有了物联网,我们才能获得大量数据。云计算又帮助我们将数据集合到一起。”在机器智能的基础上,基于互联,基于智能,万物皆可连接,还有更广阔的应用空间。
三菱电机将人脸识别技术应用在了电梯上,开发了“ICS智能呼梯系统”。该系统包含了手机APP呼梯、人脸识别呼梯两大非接触识别的呼梯方式。乘客可使用针对乘梯用户推出的手机APP中的蓝牙呼梯功能召唤电梯。在办公场景中,配备人脸识别技术的DOAS目的层预报系统,通过预分配来避免轿厢拥挤,并最大限度减少乘梯者的候梯时间、乘梯时间;而在住宅电梯场景中,业主也可通过配备人脸识别功能的轿内操纵箱登记楼层。
目前,智能智造已经成为新时代的重要主题之一,而后续的运维服务也有了新的打开方式。在2020线上智博会体验展区,中国联通运用5G+AR技术,模拟汽车远程运维服务场景,人们通过佩戴AR眼镜即可现场连线汽车远程服务专家,并基于第一视角画面进行音视频通讯,实时解决用车过程中的突发问题。同时,通过5G终端扫描汽车方向盘,3D呈现汽车使用说明书,为人们带来全新用车体验。
智能制造在强调资源整合和价值增值的改变中,指向产业系统性变化,引发新模式、新业态的出现。
通过5G+AR远程运维服务,可实时解决用车过程中的突发问题
5G+AR remote control and maintenance service handle the accidents happened in driving in real time
智能时代快速绽放的花苞
智能制造,到底是工业时代的过渡,还是智能时代的萌芽?
这个问题现在已经不难回答,智能制造与智能互联早已通过人工智能、物联网、5G等技术衔接到一起,孕育出智能时代的花苞。
通过新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,设计、生产、管理、服务等制造业各个环节有了自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能,从最初的生产制造为主向全生命周期延伸,直至演化出像社会化制造、云制造、泛在制造、物联制造、信息物理系统制造等一批具有未来增长潜力的智能制造模式。
未来已来,智能科技正在连接一切
Intelligent technologies connect everything and make the“future”become reality
人工智能从1956年开始萌芽,历经50多年,到2008年,人工智能已经在不同国家被赋予了全新的战略使命。尤其是以美国、中国、德国为首的制造业强国,先后提出“美国先进制造”“中国制造2025”“德国工业4.0”等国家战略。
目前,已有越来越多的制造企业加入智能工厂、数字化工厂作为智能制造重要的实践领域,融合移动通信网络、数据传感监测、信息交互集成、高级人工智能等智能制造相关技术、产品及系统,在工厂层面进行具体应用,以实现生产系统的智能化、网络化、柔性化、绿色化。
如海尔与美的等创新先行者,已经成为各个行业建设智能工厂的参照样板。
新一代信息技术与经济社会深度交融,以5G等新一代信息技术为代表的新一轮科技革命和产业变革正在快速孕育兴起,其速度、广度、深度前所未有,5G作为激发物联网潜力的催化剂,成为新一代智能工厂的“香饽饽”。
在2020线上智博会上,中国联通联合长安汽车通过工业沙盘现场展示“5G+工业互联网”协同智造工厂生产全过程。利用5G、边缘云计算、工业互联网等新一代信息技术与汽车生产制造的融合,全面展现数字化、无人化、网络化技术在生产车间的综合应用,打造了汽车行业首个基于“5G+工业互联网”的协同智造工厂。
在新一代信息技术和先进制造技术推动下,制造企业利用单元、系统和管理组织等方面创新,优化生产过程,提升产品服务价值,链接更多应用场景。
我们期望的智能生活是万物可以互联,人工智能渗透一切,生活中所需的服务都能由人工智能精准地洞察并即时提供。不难看出,智能制造已经把曾经的梦想照进了现实。
2020年8月11日,雷军在小米10周年演讲上首次揭秘被誉为“黑灯工厂”的小米智能工厂。工厂内部采用全自动生产线,甚至不用开灯,无人干预,一年就能产出百万台手机。而在规划中的“黑灯工厂”二期,一个工厂可能只有一百名工程师,却可能实现一年六七百亿产值。
稍不注意,智能制造这朵时代之苞,已经出人意料地在全球快速绽放。