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“《中國制造2025》戰(zhàn)略里面提出，要以新一代信息通信技術和制造業(yè)融合為主線，以智能制造為主要方向。而在《深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導意見》中提出，強化軟件支撐和定義制造業(yè)的基礎性作用。圍繞這兩句話，我們可以從軟件的視角來看智能制造。”
在2016年中國信息化百人會第三屆信息戰(zhàn)略論壇上，工信部信息化和軟件服務業(yè)司副司長安筱鵬以“軟件視角下的未來工業(yè)”為主題，從智能、集成、智能制造等多個角度，對新工業(yè)革命中的工業(yè)軟件進行了再認識；同時從產(chǎn)品、流程、生產(chǎn)方式、新型能力和產(chǎn)業(yè)生態(tài)等多個方面，對工業(yè)的未來制造進行了再定義，描繪了一幅以“軟件定義”的智能制造藍圖。
軟件支撐和定義智能
安筱鵬說，從軟件的視角來看智能制造，他有兩點體會：一是要認識新一輪工業(yè)革命中的軟件。二是再定義，以工業(yè)軟件的視角看未來制造。
“要想認識軟件的地位和作用，就要認識什么是智能，什么是集成，什么是智能制造，什么是工業(yè)軟件。”安筱鵬指出，新技術的發(fā)展帶來了新的熱詞、概念和技術，比如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等，但這些新概念的背后，支撐它的都有一個非常核心的關鍵技術，就是軟件。
《中國制造2025》文件中提出了五大工程：制造業(yè)創(chuàng)新中心建設工程、綠色制造工程、智能制造工程、高端裝備創(chuàng)新工程，還有工業(yè)強基工程（四基）：基礎材料、基礎零部件元器件、基礎工藝、產(chǎn)業(yè)技術基礎。
然而，對于智能制造來說，需要補制造業(yè)的“新四基”：“一硬”、“一軟”，“一網(wǎng)”，“一云”。“一硬”是智能的感知和處理，要有高性能、低成本、高可靠的傳感器和處理器作為支撐，“一軟”是核心工業(yè)軟件，“一網(wǎng)”是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，“一云”是工業(yè)云和智能服務平臺。
安筱鵬認為，從智能制造的角度來看，需要對制造系統(tǒng)的物理對象———人、機、物進行感知，感知以后要實施分析，然后根據(jù)期望值進行對比、分析，對比以后做科學決策，最后再執(zhí)行。
而狀態(tài)感知、實時分析、科學決策和精準執(zhí)行，這樣一些關鍵環(huán)節(jié)與上文提出的“新四基”相關，需要自動控制技術，需要傳感技術，也需要對采集的數(shù)據(jù)進行深入實時的分析，分析以后也需要工業(yè)云和大數(shù)據(jù)的處理平臺。這些需要在不同的機器和系統(tǒng)之間互聯(lián)互通。
從這層意義上來說，如果把智能最小單元做一個定義的話，它事實上是散布在智能制造系統(tǒng)的方方面面。這個最小單元可以用這樣一個符號顯示，這個符號會成為我們的智能機器，成為一個智能生產(chǎn)線，在計劃生產(chǎn)調度中形成一個最小單元。這些智能單元在企業(yè)內部的縱向系統(tǒng)集成里，組成了一個企業(yè)局部系統(tǒng)，從單一系統(tǒng)構建為一個局部的系統(tǒng)。
最終，這些企業(yè)跟上下游的企業(yè)進行系統(tǒng)的互聯(lián)互通互操作，構建一個復雜的系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)，形成一個生態(tài)。因此智能是從小系統(tǒng)、單一系統(tǒng)構建成一個局部系統(tǒng)，從局部系統(tǒng)構建成復雜系統(tǒng)，到最后構建成一個巨系統(tǒng)的過程。
集成是制造的深化
安筱鵬認為，集成的本質就是對制造資源優(yōu)化范圍、領域深度的描述，從自動化到智能化，就是從局部優(yōu)化到全局優(yōu)化的過程，在時間上優(yōu)化只有起點沒有終點，空間上參與優(yōu)化的資源是沿著點，從機器、智能生產(chǎn)線、控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)，再到整個的企業(yè)的內部系統(tǒng)，到整個產(chǎn)業(yè)鏈，到整個的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，是沿著點、線、面、大系統(tǒng)、巨系統(tǒng)的方向不斷的擴展。當然，自動化是單點的、低水平的，有限的資源優(yōu)化。智能化是多點的，高水平的，全局的資源優(yōu)化。因此所謂集成的過程就是對制造過程的范圍領域不斷的深化的過程。
“企業(yè)的信息化投入和企業(yè)信息化的收益之間并不是一個線性的關系，企業(yè)信息化的收益只有他邁過了集成創(chuàng)新階段之后才會呈現(xiàn)指數(shù)化的增長，企業(yè)的系統(tǒng)是不斷集成的，當集成的數(shù)量只有達到某一個臨界點之后，他的收益才會呈現(xiàn)指數(shù)化的增長。”安筱鵬認為，智能制造的實質就是以數(shù)據(jù)的自動流動解決復雜系統(tǒng)的不確定性、多樣性，提高資源配置效率。
他說，個性化定制無疑是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，但是個性化定制帶來了企業(yè)生產(chǎn)的一系列的挑戰(zhàn)、一系列的問題，因為制造的產(chǎn)品越來越多，工藝越來越復雜，需求越來越復雜。成本如何解決，質量如何解決，交貨期如何解決，這些問題帶來了企業(yè)生產(chǎn)的復雜性、多樣性和不確定性。而智能制造所要解決的問題就是解決企業(yè)由于個性化定制，由于生產(chǎn)本身的復雜性所帶來的不確定性和多樣性。
安筱鵬說，現(xiàn)在大家都說大數(shù)據(jù)。而數(shù)據(jù)的流動有兩個非常重要的方面，一個是數(shù)據(jù)的及時性、準確性、完整性，第二個是背后的算法的科學性、先進性和有效性。
只有能夠實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時性、準確性、完整性，算法的科學性、先進性和有效性，把數(shù)據(jù)不斷的輸入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的流動，才能解決復雜制造系統(tǒng)的不確定性，這就需要網(wǎng)絡的集成，軟件的集成和數(shù)據(jù)的集成。使得大量隱性工業(yè)知識被固化在各類軟件和信息系統(tǒng)中，把數(shù)據(jù)轉化為信息，信息轉化為知識，知識轉化為決策，決策不斷的優(yōu)化，提高資源配置的效率。
軟件定義產(chǎn)業(yè)生態(tài)
安筱鵬指出，軟件在定義產(chǎn)品，在定義企業(yè)的流程，在定義生產(chǎn)方式，在定義企業(yè)的新型能力，也在定義產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。
IOT時代正在到來，標志使產(chǎn)品功能演化為四個模塊，動力部件、執(zhí)行部件、智能部件、互聯(lián)部件，軟件在定義這樣的基本功能時，使得未來的智能產(chǎn)品可以監(jiān)測、可以控制、可以優(yōu)化，產(chǎn)品功能的靈活性、易擴展性、安全性、可管理性都可以通過軟件實現(xiàn)。
“手機的出現(xiàn)是軟件定義的另一個里程碑，不僅如此，戰(zhàn)斗機、特斯拉汽車等等所有的這些高度智能化的產(chǎn)品和功能的實現(xiàn)，越來越取決于軟件功能是否強大。”
軟件在定義產(chǎn)品的結構。這種結構的基本邏輯是把通用的功能硬件化，把可變的部分軟件化，重構產(chǎn)品結構，優(yōu)化產(chǎn)品的功能結構，重構產(chǎn)業(yè)的價值鏈，產(chǎn)品的價值鏈，使產(chǎn)品從低端向高端躍升的重要組成部分。
軟件也在定義企業(yè)的流程。這個流程首先體現(xiàn)在研發(fā)流程，過去研發(fā)是沿著需求，研發(fā)設計、工業(yè)設計、原材料采購、生產(chǎn)制造這樣一個線性的方式走的，新的軟件平臺和工具的出現(xiàn)，把我們的工藝、銷售、生產(chǎn)、采購、研發(fā)，從串型轉變成了并行，過去的研發(fā)是基于功能、性能的研發(fā)，現(xiàn)在的研發(fā)是基于產(chǎn)品的可生產(chǎn)性、物料的可采購性。本質上是從局部資源的優(yōu)化到全局優(yōu)化的過程。
軟件也在定義企業(yè)的生產(chǎn)方式。最重要的標志是實體制造和虛擬制造的融合，軟件在重構傳統(tǒng)的設計制造、測試、再設計的流程。軟件正在推動實現(xiàn)研發(fā)設計仿真、測試、制造在虛擬空間完成之后再到實體空間生產(chǎn)和制造。所以，軟件推動了制造業(yè)的生產(chǎn)范圍的遷移，就是以快速迭代、持續(xù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)驅動重建制造效率、成本和質量。
安筱鵬指出，?從未來制造業(yè)的發(fā)展趨勢來說，會經(jīng)歷三個階段，局部的虛擬制造、靜態(tài)的虛擬制造和動態(tài)的虛擬制造。
所謂局部的虛擬制造是在單機設備、單個環(huán)節(jié)、單一場景中的虛擬化應用。帶來的是局部的效率提升。而靜態(tài)的虛擬制造以周或者天為周期，流程工業(yè)以批次為中心，對下一個周期的工業(yè)生產(chǎn)進行優(yōu)化，動態(tài)的虛擬制造是能夠實現(xiàn)人員、機器、物料、工藝、環(huán)境、產(chǎn)品等各種生產(chǎn)要素在虛擬世界完整、實時、動態(tài)的響應。
安筱鵬說，信息化要從企業(yè)的競爭能力的視角觀察。我國在推動兩化融合管理體系貫標過程中，很多企業(yè)都提出了要打造能力，但是不同的企業(yè)在不同的技術背景下都會構筑新型能力，從規(guī)?；a(chǎn)能力構建起個性化的定制能力，從渠道建設能力演變成對客戶需求的實時感知、響應和服務的能力，從成本控制能力演變成精細的成本管控能力，從制造能力演變成在線診斷到新的服務型制造的能力，有些領軍企業(yè)還要構建產(chǎn)業(yè)的生態(tài)能力。
