當(dāng)前,我國面臨經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的艱巨任務(wù),同時也趕上了新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命驅(qū)動的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的歷史機遇。如果說發(fā)達國家發(fā)展新經(jīng)濟的本質(zhì)是信息化與“再工業(yè)化”的深度融合,那么對于中國而言,發(fā)展新經(jīng)濟則意味著工業(yè)化和信息化的深度融合,是工業(yè)化進程的進一步推進、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在要求。智能制造作為信息化和工業(yè)化深度融合的集中體現(xiàn),對于傳統(tǒng)工業(yè)化動能減弱、新舊經(jīng)濟增長動能亟待轉(zhuǎn)換的現(xiàn)階段中國,具有十分重要的意義。
一、對智能制造的基本認(rèn)識
面對我國是工業(yè)大國但不是工業(yè)強國的現(xiàn)狀,以及金融危機后美、德、日、英、法等發(fā)達國家紛紛提出制造業(yè)振興規(guī)劃的背景,2015年我國出臺了《中國制造2025》。制造業(yè)是立國之本、強國之基、興國之器。《中國制造2025》的意義不能僅從一個產(chǎn)業(yè)規(guī)劃視角來理解,更應(yīng)該從未來我國經(jīng)濟可持續(xù)增長的動力藍圖來看待?!吨袊圃?025》提出,以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線,以推進智能制造為主攻方向,強化工業(yè)基礎(chǔ)能力,促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,實現(xiàn)制造業(yè)由大變強的歷史跨越。在經(jīng)濟增長的動力藍圖中,智能制造是作為一個主攻方向提出的,可以看出其地位十分重要。
所謂智能制造,直觀地講,就是基于人工智能技術(shù)與制造技術(shù)集成而形成的滿足優(yōu)化目標(biāo)的制造系統(tǒng)或者模式。在智能制造一開始提出時,內(nèi)容相對狹義,優(yōu)化目標(biāo)也相對具體,但隨著新的制造模式不斷出現(xiàn)和信息技術(shù)不斷發(fā)展,智能制造的內(nèi)涵已經(jīng)逐步廣義化。從技術(shù)基礎(chǔ)看,已經(jīng)從單純?nèi)斯ぶ悄馨l(fā)展到包括大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等在內(nèi)的新一代信息技術(shù);從制造過程看,已經(jīng)從單純的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)擴展到產(chǎn)品的全生命周期;從制造系統(tǒng)的層次看,已從制造裝備單元擴展到包括車間、企業(yè)、供應(yīng)鏈在內(nèi)的整個制造生態(tài)系統(tǒng);從優(yōu)化目標(biāo)看,從初實現(xiàn)在沒有人工干預(yù)情況下實現(xiàn)小批生產(chǎn),發(fā)展到滿足消費者個性化需求、實現(xiàn)優(yōu)化決策、提高生產(chǎn)靈活性、提高生產(chǎn)效率和資源利用率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造周期、體現(xiàn)環(huán)境友好等一系列目標(biāo)。因此,現(xiàn)在的智能制造,已經(jīng)被廣義地理解為基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的集成,能自主性地動態(tài)適應(yīng)制造環(huán)境變化,實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計制造到回收再利用的全生命周期的化、化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化、個性化等優(yōu)化目標(biāo)的制造系統(tǒng)或者模式,具體包括智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)和智能回收等廣泛內(nèi)容。
智能制造的實現(xiàn),關(guān)鍵是依靠新一代信息技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)支持?,F(xiàn)在比較公認(rèn)的智能制造技術(shù)基礎(chǔ)是信息—物理系統(tǒng)(CPS),或稱為虛擬—實體系統(tǒng)。通俗地說,這是一個可以將工業(yè)實體世界中的機器、物料、工藝、人等通過互聯(lián)網(wǎng)+與虛擬世界中的各類信息系統(tǒng)有效連接的網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng),該系統(tǒng)通過對實體世界工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實時動態(tài)傳輸與建模分析,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)和實體空間的深度融合、實時交互、互相耦合、互相更新,從而形成智能決策與控制,終驅(qū)動整個制造業(yè)的智能化發(fā)展。這個系統(tǒng)在德國工業(yè)4.0中被稱為CPS,而在美國的產(chǎn)業(yè)界則被稱為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+。在美國產(chǎn)業(yè)界看來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+是互聯(lián)網(wǎng)+在工業(yè)所有領(lǐng)域、工業(yè)整個價值鏈中的融合集成應(yīng)用,是支撐智能制造的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。有了這個系統(tǒng)就可以實現(xiàn)制造過程自組織、自協(xié)調(diào)、自決策的自主適應(yīng)環(huán)境變化的智慧特性,進而滿足高復(fù)雜性、高質(zhì)量、低成本、低消耗、低污染、多品種等以前傳統(tǒng)制造模式認(rèn)為相互矛盾、不可能同時實現(xiàn)的一系列優(yōu)化目標(biāo)。
經(jīng)濟學(xué)研究表明,一國經(jīng)濟的競爭力和長期穩(wěn)定增長的關(guān)鍵是制造復(fù)雜產(chǎn)品的能力,而智能制造是制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級制高點,代表著未來制造業(yè)發(fā)展的方向和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)化的趨勢,決定著一個國家制造復(fù)雜產(chǎn)品的能力大小。因此,智能制造已成為當(dāng)今世界各國技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)濟發(fā)展競爭的焦點,發(fā)達國家以智能制造“再工業(yè)化”戰(zhàn)略,我國則將智能制造作為《中國制造2025》的主攻方向。當(dāng)然,我國智能制造的總體水平與世界制造強國相比還相差比較大,但智能制造是一個應(yīng)用廣泛的體系,包括從工藝、產(chǎn)品、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈到整個社會的各個層面,我國通過科學(xué)規(guī)劃、努力創(chuàng)新,可以逐步實現(xiàn)從點到線、從線到面、從面到體的突破,終建設(shè)成為制造強國。