智能制造的本质_宁振波著_9787111690368

本书对智能制造的定义进行了分级解读。制造是工业体系，隶属于自然科学领域；智能是人类的特有属性，隶属于社会科学领域。理解智能制造的本质，首先要解剖这四个字。造仅仅是生产的概念；制则含有系统的思想，也是制度、标准、规范、方法；制造不同于生产。制造包含了产品策划、概念设计、方案设计、产品设计、试制、试验、批生产、交付及交付后的运营、维护维修，以及管理和决策的方方面面，制造包含生产。人工智能是把人类已经拥有的、常年积累的算法、方法和知识，转变成软件和模型，由计算机执行的过程。人类通过工业革命积累了大量有关产品研制的设计知识、工艺知识、生产知识、设备维修知识、管理和决策知识等，而且这些知识经过反复验证被证明是成熟的。人类把这些知识转变成工业软件和数字化的产品模型，这些软件和模型在计算机上的执行，实现了对数字产品和物理产品更好的控制，对制造资源更优化的配置，形成了全新的产业形态，这就是智能制造的本质。

工业革命是人类永远的话题。作为一个飞机设计工程师，我对工业和制造业有着常人难以想象的关心和热爱。近几年我发现了一本好书，这本书就是2017 年上海社会科学院出版社出版的《拼实业：美国是怎样赢得二战的》，作者是美国的阿瑟·赫尔曼。这本书的内容让我极受感动，因此我也推荐给了很多关心工业和制造业的好朋友，得到了一致的好评。这里我把这本书前言中的部分内容和大家共享：这本书是有关第二次世界大战中那些被遗忘的美国英雄们的故事，在战争之中，这些英雄们并没有身穿军装，他们身上穿戴的是职业正装，是粗布工作服和法兰绒上衣，是眼镜和阔边高顶毡帽，是小礼帽和安全帽，是白大褂，是电焊皮手套，是带有图案的头巾。
他们是美国的工业界人士、工程师、生产经理和产业工人，这些平凡的男男女女，装备了有史以来令人敬畏的战争机器。这样一支产业联军武装了同盟国的军队，击败了轴心国的大军。生产了8.6 万辆坦克、250 万辆卡车和50 万辆吉普车、28.6 万架军用飞机、8.8 万艘海军舰艇、5600 条商船、4.34 亿吨钢铁、260 万挺机枪和410 亿枚各式炮弹子弹；当然还包含了原子弹。许多人为此付出了极为沉重的代价。在涉及战争方面的产业就业的美国工人伤亡很大，其数字是同时期美国军方人士伤亡数字的20 倍。为保证美国赢得战争的后胜利，仅通用汽车公司一家企业就有189 名高管在战争期间以身殉职。工业和制造业是国家命脉，工业强则国家强是人类的共识。
次工业革命发生在18世纪的英国，英国发明了蒸汽机，经过不断的改进完善，加上珍妮纺纱机，奠定了次工业革命的机器基础，以此带动西欧国家进入了工业革命时代。随着欧洲大量人口移民北美，美洲大陆的开发拓展以及欧洲和北美的交通需求促成了第二次工业革命。这一次工业革命发生在美国，是以电力革命为代表的。第三次工业革命也发生在美国，是以计算机为代表的一系列的技术如航空、航天、核工业、生物医学、激光等技术进步为标志的。这些多学科的学术、多门类的技术进步，引领并持续带动人类踏入了新一代的工业革命的大门。第二次世界大战后，随着日本、韩国工业和制造业崛起，中国自1978 年改革开放、2001 年加入世贸组织后，2010 年工业增加值超越美国，成为世界制造大国。随着中国的崛起，继西欧、北美之后，东亚成为世界工业化和制造业大发展的第三极。
2021 年3 月1 日，在国务院新闻办公室举办的新闻发布会上，工业和信息化部部长肖亚庆称：回顾过去5 年，中国工业增加值由23.5 万亿元增加到31.3 万亿元，我国连续11 年成为世界的制造业国家。制造业的占比比重对世界制造业贡献的比重接近30%。
中国工业和制造业的快速发展，逐步形成了全球的三大工业区：西欧、北美、东亚。有意思的是这三大工业区都处于地球上的北温带。近十多年的数据表明，工业化国家也面临着极大的挑战：工业国家人口持续的老龄化；制造业持续的创新和技术进步，带来了难以消化的产能过剩；加速融合的全球化也促进了竞争加剧；各工业化国家普遍面临经济增长乏力的困境。这一切都亟待新一代创新和技术革命加以解决。不约而同地，全球都把眼光盯在了数字化转型这个大方向上来，德国于2013年在汉诺威工业博览会上发布的工业4.0、美国的工业互联网、中国于2015年提出的中国制造2025等工业体系转型升级规划都是为了解决以上难题提出的解决方案，这就是数字化转型的为什么。
数字化转型是什么？2016年9月出版的《三体智能革命》一书中，作者群体在世界上次明确提出了物理实体、意识人体、数字虚体的概念以及内涵解读，2017年中国工程院《智能制造发展战略研究》中提出从智能制造的二元论CPS走向智能制造三元论HCPS，也把人类创造的数字虚体作为重要的研究对象。我们认为：数字化转型不是简单地把电子计算机技术和工业软件应用到传统的工业管理模式和产品研发体系中，严格地说它应该是一场彻头彻尾的革命。
为了说清楚这个问题，我们以网约车打车为例：过去我们出行，站在路边等候出租汽车，一直等到有空车驶过我们身边才可以上车，然后告诉出租车司机目的地的地址。现在整个游戏规则变了，打车者要在自己的手机上进入打车App，确定上车地点、到达地点，发出呼叫，附近的空车得到指令，司机师傅就会赶到叫车的地点接指定的客人。如果别人在路上拦这辆车，是不可能成功的。实际上这就是数字化转型的典型案例。以前，出租车公司也会用计算机和软件来实现人事管理、财务管理、车辆管理、维修管理等各项事务性工作，但那些仅仅是计算机技术的简单应用而已。
作为数字化转型的体现，网约车打车实际上是我们人类重新构建的一个基于计算机和通信技术、软件技术、AI技术的虚拟数字空间，所有车辆、司机、顾客都在这个数字空间的控制下运行。从这个案例我们可以看到：系统性的数字虚拟空间建设才是数字化转型的核心。
回到我们制造业，数字化转型转什么？我们就是要构建一个虚拟的数字空间，具体来说对离散制造业就是构造完整的数字样机（DMU），以此来指导我们的产品设计、工艺设计

你还可能感兴趣

我要评论