数字化网络化智能化制造交织融合发展解析

数字化网络化智能化制造交织融合发展解析

孙海旺

深圳赛西信息技术有限公司 广东 深圳 518000

摘要：智能制造演进发展有3个基本范式:数字化制造、数字化网络化制造和数字化网络化智能化制造。数据驱动是智能制造3个基本范式交织融合发展迭代升级的基础和核心要素，工业互联网是其交织融合发展迭代升级的平台，“人工智能+制造”是实现智能化转型的核心。通过对智能制造发展路线的深入解析，旨在为智能制造的演进及跨越发展提供有价值参考。

关键词：智能制造；融合；数据驱动；工业互联网；人工智能

引言：

面对当今不断涌现融合发展的新技术、新理念、新业态、新生态、新制造模式，我国制造业智能化转型的顶层设计已意识到智能制造不可能一蹴而就，需要补齐短板、循序渐进、并行推进。但我国制造业智能化转型的基础很差，发展参差不齐，特别是广大的中小型企业，还没有完成数字化转型，有的企业甚至连“工业2.0”都尚未完成，“工业2.0补课，工业3.0普及”是当前我国制造业的严峻格局^[1]。

1数字化网络化智能化制造交织迭代升级融合的先进技术

智能制造是面向产品全生命周期管理（productlifecyclemanagement，PLM），以产品全生命周期为核心形成价值链，实现泛在态势感知基础上的数字化、网络化、智能化制造,实现产品研发、生产与服务全生命周期各个环节的智能化。智能制造通过新一代信息技术与先进制造技术的深度融合，实现装备与装备、人与装备、装备与信息系统、企业与企业之间的信息互联互通与集成，具有高度灵活性、扩展性和可持续优化特征。在智能制造不断演进发展交织迭代升级的3个基本范式中，融合工业物联网和移动互联网实现设计、生产、服务的数字化制造是基础，随着新一代信息技术及先进制造技术的发展，其内涵不断延伸扩展，贯穿了智能制造3个基本范式不断演进的发展历程；数字化网络化制造是实现智能制造的纽带，是数字化制造内涵的进一步延伸扩展，其先进制造技术融合了工业互联网、大数据、云计算和混合现实（mixreality,MR）/增强现实（augmentedreality,AR）等新一代信息技术，实现工业制造领域全要素、全产业链、全价值链互联互通和研发、生产、服务与制造过程数字化管控与优化，产品研发、生产、服务网络协同，制造模式由生产型制造向服务型制造转型，由大规模批量生产向个性化定制、规模化定制生产转变；数字化网络化智能化制造是数字化网络化制造新模式、新业态、新生态、新理念的更进一步延伸和发展，“人-信息-物理系统”（human-cyber-physicalsystems，HCPS）深度融合，其先进制造技术融合了具有深度学习、跨界协同、人机融合、群体智能等新特征、新业态的新一代人工智能（artificialintelligence,AI），使制造系统具有自学习、自感知、自诊断、自适应、自控制、自决策功能，实现计划排产、生产过程协同、设备互联互通、生产资源管控、质量过程控制与决策支持智能等6个维度智能^[2]。

2数据驱动是实现数字化网络化智能化制造的核心要素

近年来，我国制造业产品在设计、生产、制造、物流、管理与服务全生命周期过程中会产生大量的数据，而引领驱动这一转型的核心要素正是数据。传统的产品制造管理模式将设计、生产、制造、物流、管理与服务等环节割裂开来，无法从产品生命周期开始实现端对端的流程整合，效率低无法跨领域实时洞察成为信息孤岛。在原工业有线通讯基础上，融合工业物联网(IIOT)、移动互联网等新一代信息技术，可实现企业产品设计、生产、制造、物流、管理与服务各环节装备与装备之间信息的互联互通，打通产品设计、生产、制造、物流、管理与服务数据，将各环节的数据串连起来，实时采集产品生产制造过程运维数据，洞察产品研发与生产制造过程，提升决策与优化的时效性与准确性^[3]。

由此可见，融合工业物联网(IIOT)和移动互联网可打通企业产品设计、生产、制造、物流、管理与服务各环节端对端运维数据的互联互通与信息集成，使数据成为企业最重要的生产要素和核心生产力，完成数据驱动下的流程重构与业务重塑，破解传统的产品制造管理模式流程无法整合弊端，夯实智能制造演进3个基本范式融合发展迭代升级的基础，实现数字化转型，为网络化、智能化转型做好铺垫。因此，“集数据、夯基础”实现数据驱动是企业数字化转型的必由之路。

3工业互联网是实现数字化网络化智能化制造的平台，“人工智能（AI）+制造”是核心

智能制造是面向产品全生命周期管理（PLM），以产品全生命周期为核心形成价值链，实现泛在态势感知基础上的数字化、网络化、智能化制造。工业互联网作为新一代信息技术（IIOT、移动互联网、大数据、云计算、MR/AR）与先进制造技术深度融合的产物，是数字化、网络化、智能化转型的重要载体

^[4]。但当前我国制造业面临的严峻格局，决定了我国智能制造演进发展的3个基本范式不能“串行推进”次第展开，应“并行推进、融合发展”。在融合工业互联网等新一代信息技术实现数字化、网络化转型的同时，应并行发力推进“人工智能+制造”与时俱进融合新一代人工智能（AI），利用新一代人工智能具有深度学习、跨界协同、人机融合、群体智能的使能赋能技术，再进一步延伸扩展数字化、网络化制造，实现智能化转型。

由此可见，融合新一代信息技术（IIOT、移动互联网、大数据、云计算、MR/AR）的工业互联网可形成制造业创值网络，实现网络协同研发、生产、制造与服务，引发制造业新业态、新生态、新制造模式变革，重塑制造业价值链。但由此构建的工业互联网平台，只是制造业智能化转型中级阶段，应并行发力推进“人工智能+制造”与时俱进融合新一代人工智能（AI），利用新一代人工智能具有深度学习、跨界协同、人机融合、群体智能的使能赋能技术，真正实现工业4.0智能制造^[5]。因此，“人工智能+制造”是制造业智能化转型的核心，“建平台、融AI”是企业进一步延伸扩展数字化制造，再实现网络化、智能化转型的必由之路。

结束语：

在推进智能制造进程中，融合工业物联网与移动互联网先打通设计、生产、制造、物流、管理与服务各环节装备与装备之间信息互联互通与集成，夯实数字化转型基础；在此基础上，构建工业互联网平台，实现工业制造领域全要素、全产业链、全价值链的泛在互联、协同、共享与优化，同时并行推进融合新一代人工智能（AI）技术，利用新一代人工智能的使能赋能技术再实现网络化与智能化转型。鉴于此，对智能制造发展路线的解析表明，“集数据、夯基础、建平台、融AI”是实现智能制造愿景的必由之路。通过对智能制造发展路线的深入解析，旨在为智能制造的演进及跨越发展提供有价值的参考。

参考文献：

[1]徐宗本.数字化 网络化 智能化 把握新一代信息技术的聚焦点[J].网信军民融合,2019(03):25-27.

[2]陈小青.军队信息化建设范式研究——论数字化、网络化、智能化到平行化的融合发展[J].国防科技,2019,40(01):82-87.

[3]欧阳劲松,刘丹,杜晓辉.制造的数字化网络化智能化的思考与建议[J].仪器仪表标准化与计量,2018(02):1-6.

[4]欧阳劲松,刘丹,杜晓辉.制造的数字化网络化智能化的思考与建议[J].中国仪器仪表,2018(04):28-36.

[5].中小企业数字化转型指南[J].中国工业评论,2018(04):32-33.