高端裝備是指技術(shù)含量高、資金投入大、涉及學(xué)科多、服役壽命長(zhǎng),其研發(fā)與制造一般須要組織跨部門、跨行業(yè)、跨地區(qū)的力量才能完成的一類技術(shù)裝備。比如高端機(jī)床、航天裝備、高速動(dòng)車組、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、高端成形裝備都是高端裝備。
互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能為主要內(nèi)容的新一代信息技術(shù)的發(fā)展,深刻影響著高端裝備智能制造,正在形成以資源全球化和制造過(guò)程協(xié)同化為主要特征的全新產(chǎn)業(yè)生態(tài)和制造模式。
人類向信息社會(huì)不斷邁進(jìn),但高端裝備制造作為國(guó)家戰(zhàn)略基石的地位從未動(dòng)搖。我國(guó)作為裝備制造業(yè)大國(guó),如何抓住新一代信息技術(shù)帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇,鑄就大國(guó)重器,在裝備制造智能化的浪潮中取得國(guó)際話語(yǔ)權(quán),事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)防安全,必須有所作為。
高端裝備智能制造與傳統(tǒng)制造的核心區(qū)別
從制造資源組織方式變革來(lái)看,傳統(tǒng)制造過(guò)程中,資源的組織是局部的制造資源,企業(yè)之間的交流主要是通過(guò)供應(yīng)鏈系統(tǒng),產(chǎn)品的代際變遷比較緩慢,整體的生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定;而在互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)環(huán)境下,高端裝備智能制造的資源組織是全球化的,全球制造資源跨業(yè)務(wù)主體、跨行業(yè)邊界、跨產(chǎn)品周期進(jìn)行組織,整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜多變。
從制造全過(guò)程管理變革來(lái)看,傳統(tǒng)制造業(yè)的管理主要是層級(jí)化的,企業(yè)管理過(guò)程中或者企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,涉及的主要數(shù)據(jù)來(lái)自企業(yè)內(nèi)部,其優(yōu)化也是逐步的企業(yè)內(nèi)部的優(yōu)化,或者說(shuō),一個(gè)系列的優(yōu)化;而在新一代信息技術(shù)環(huán)境下,企業(yè)管理是跨層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)化管理,企業(yè)管理本身所需要的數(shù)據(jù),既有企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù),還有社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù),以及智能網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所生成的數(shù)據(jù),使得整個(gè)制造過(guò)程可以進(jìn)行全程的優(yōu)化。
從工程管理服務(wù)化模式變革來(lái)看,在傳統(tǒng)制造模式下,服務(wù)化主要是以企業(yè)為協(xié)作主體,重視企業(yè)內(nèi)部的信息交換,服務(wù)僅僅是作為產(chǎn)品的附加值,產(chǎn)品賣出去要做好售后服務(wù),供應(yīng)上的管理和企業(yè)協(xié)同等是企業(yè)服務(wù)化過(guò)程中的重要內(nèi)容;而在新一代信息技術(shù)環(huán)境下,服務(wù)不僅以企業(yè)為主體,而且以獲取利潤(rùn)為主體,工廠、車間,甚至某一個(gè)車間的裝備,都可以作為制造資源來(lái)進(jìn)行全球化合作,更重視信息交互的標(biāo)準(zhǔn),服務(wù)貫穿全過(guò)程,不僅是售后服務(wù),開(kāi)發(fā)階段靠服務(wù),產(chǎn)品制造階段靠服務(wù),產(chǎn)品服役期間更靠服務(wù),所以服務(wù)的協(xié)同成為企業(yè)的主要內(nèi)容。
從信息服務(wù)來(lái)看,傳統(tǒng)的信息服務(wù)主要是覆蓋企業(yè)內(nèi)部制造過(guò)程多系統(tǒng)的一個(gè)集成架構(gòu),主要的決策方法是以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為主的模型化決策分析方法,所以企業(yè)知識(shí)積累相對(duì)緩慢;而在新一代信息技術(shù)環(huán)境下,企業(yè)信息系統(tǒng)的架構(gòu)往往是基于云端的信息系統(tǒng)架構(gòu),把企業(yè)放到云上,基于大數(shù)據(jù)的智能決策方法大大擴(kuò)展了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的決策方法,在這種環(huán)境下,知識(shí)的積累速度加快,知識(shí)來(lái)源更加廣泛,知識(shí)處理更加便捷,知識(shí)推送更加精準(zhǔn)。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造
習(xí)近平總書(shū)記在今年第19次院士大會(huì)上說(shuō)到:世界正在進(jìn)入以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期,我們要把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融合發(fā)展的契機(jī),以信息化、智能化為杠桿,培育新動(dòng)能。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)確地說(shuō)不是簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè),不是簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)+,它有自身特定的核心技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)相關(guān)的工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)和互聯(lián)網(wǎng),把分布在各地的多層次制造資源和創(chuàng)新資源相互連接起來(lái),再通過(guò)數(shù)據(jù)感知、數(shù)據(jù)分析和智能計(jì)算實(shí)現(xiàn)物理系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)的融合,從而形成機(jī)機(jī)互聯(lián)、人機(jī)互聯(lián),且無(wú)縫對(duì)接的制造產(chǎn)業(yè)體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)拓展了智能制造的深度和廣度,為智能制造環(huán)境下的技術(shù)創(chuàng)新、制造模式創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
在面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造工程領(lǐng)域,有很多關(guān)鍵的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。如果把這些科學(xué)技術(shù)問(wèn)題研究透了,有成果了,再通過(guò)APP加以推廣,將是一條非常好的信息化、工業(yè)化的道路。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能制造不僅需要單項(xiàng)技術(shù)或裝備的突破與應(yīng)用,更需要建立跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,解決智能制造的數(shù)據(jù)集成、互聯(lián)互通等基礎(chǔ)瓶頸問(wèn)題,從而滿足不同行業(yè)的智能制造需求,掌握智能制造的技術(shù)發(fā)展主動(dòng)權(quán)和話語(yǔ)權(quán)。也就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本身需要尋找適合工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,這是現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)沒(méi)有的。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通企業(yè)邊界,主體企業(yè)、參與企業(yè)、數(shù)據(jù)資源和邊界資源通過(guò)跨界協(xié)作實(shí)現(xiàn)協(xié)同研發(fā)、協(xié)同制造、用戶參與設(shè)計(jì),引發(fā)了產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈、產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)造、生產(chǎn)方式、制造資源組織方式、服務(wù)模式的重大變革,進(jìn)而對(duì)工業(yè)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新體系提出了重要挑戰(zhàn)。有了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),企業(yè)本身的技術(shù)創(chuàng)新體系應(yīng)該發(fā)生變革。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的制造模式創(chuàng)新體系。制造模式也會(huì)發(fā)生變革,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),建立全程透明的信息服務(wù),實(shí)現(xiàn)用戶需求與制造全流程的無(wú)縫對(duì)接。通過(guò)精準(zhǔn)高效的柔性生產(chǎn)、用戶驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品迭代,從以企業(yè)為中心的大規(guī)模制造向以用戶為中心的大規(guī)模定制模式轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造價(jià)值鏈的升級(jí)。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式創(chuàng)新體系。面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),以眾創(chuàng)、眾包、眾智、眾籌、協(xié)同創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新等形式進(jìn)行商業(yè)模式創(chuàng)新,構(gòu)建以消費(fèi)者為中心,以個(gè)性化營(yíng)銷、柔性化生產(chǎn)和精準(zhǔn)化服務(wù)為主要特征的線上線下結(jié)合的產(chǎn)品服務(wù)體系,從而進(jìn)一步拓展企業(yè)線上平臺(tái)支撐和線下服務(wù)的商業(yè)鏈條,整個(gè)的商業(yè)模式需要重新構(gòu)建。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的制造服務(wù)創(chuàng)新體系。以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)化和制造過(guò)程服務(wù)化為目標(biāo)的制造服務(wù)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)具有制造與服務(wù)跨界融合關(guān)聯(lián)、增值機(jī)理復(fù)雜多樣、業(yè)務(wù)協(xié)同動(dòng)態(tài)多邊等特征。圍繞制造企業(yè)主導(dǎo)的制造服務(wù)價(jià)值網(wǎng)絡(luò),有很多科學(xué)技術(shù)問(wèn)題需要解決。例如制造與服務(wù)融合的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)、制造服務(wù)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行控制技術(shù)、基于故障診斷與質(zhì)量改進(jìn)的服務(wù)全生命周期閉環(huán)質(zhì)量控制技術(shù)。
面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)體系形成及其演進(jìn)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,參與產(chǎn)品全生命周期的制造主體,不僅包括制造商和供應(yīng)商,還包括平臺(tái)提供商、軟件提供商等。制造單元從傳統(tǒng)的以企業(yè)為主體向以多層次制造資源為主體轉(zhuǎn)變。制造主體和單元通過(guò)復(fù)雜交互形成新型的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系,呈現(xiàn)出迭代遞增、階梯演進(jìn)的特點(diǎn),新的產(chǎn)業(yè)體系、新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在形成過(guò)程中。將來(lái)的產(chǎn)業(yè)分類不是一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn),而是A產(chǎn)、B產(chǎn)、C產(chǎn)等方式。
信息技術(shù)的發(fā)展與代際變遷
新一代信息技術(shù)不僅僅是芯片技術(shù),還包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等一系列單一信息技術(shù)自身的縱向升級(jí),更主要的是信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合,從而推動(dòng)以信息服務(wù)平臺(tái)為特征的整體代際變遷。
從這個(gè)角度看,最早的第一代是服務(wù)平臺(tái),大型機(jī)、中型機(jī)包括一些終端;第二代是個(gè)人計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)連接;第三代是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用,這是更高組織的集中,從集中到分布再到集中。
下一代信息技術(shù)就是經(jīng)過(guò)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)之后的人工智能信息技術(shù),它對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響邊界暫時(shí)還看不到,還早得很,但也正是在這個(gè)過(guò)程中不斷孕育。下一代信息技術(shù)最核心的發(fā)展動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)社會(huì)和發(fā)展的需求,我們雖然不能準(zhǔn)確地描繪它,但其發(fā)展特征是能看得出來(lái)的。
一是系統(tǒng)技術(shù)的縱深化與融合化相互促進(jìn)。一方面,信息技術(shù)自身作為一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,其關(guān)鍵技術(shù)如芯片技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等沿著縱深方向不斷發(fā)展,越來(lái)越智能;另一方面,信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速融合,產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷對(duì)信息技術(shù)提出新的要求,二者融合,互相促進(jìn),體現(xiàn)融合式發(fā)展。
二是信息處理的泛在化與云集化協(xié)同發(fā)展。一方面,信息技術(shù)發(fā)展的初期,信息處理在分散的服務(wù)器上進(jìn)行,而隨著云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展,信息處理呈現(xiàn)集中化趨勢(shì);另一方面,云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心技術(shù)日益成熟,不同行業(yè)和企業(yè)紛紛建立自己的云計(jì)算中心和數(shù)據(jù)中心,這又表現(xiàn)為更高層次的信息處理泛在化。
三是信息服務(wù)的個(gè)性化與共性化辯證統(tǒng)一。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)信息服務(wù)的需求日益多樣化和個(gè)性化,信息技術(shù)的不斷發(fā)展則滿足著人們個(gè)性化的服務(wù)需求。然而當(dāng)個(gè)性化發(fā)展到一定程度,差異性逐漸成為普遍性,信息服務(wù)呈現(xiàn)越來(lái)越多的新的共性特征。大量的個(gè)性發(fā)展當(dāng)中,有共性特征,誰(shuí)能發(fā)現(xiàn)共性特征,就能夠創(chuàng)造一個(gè)偉大的企業(yè)。
信息系統(tǒng)技術(shù)的縱深化和融合化、信息處理技術(shù)的泛在化和云集化、信息服務(wù)技術(shù)的個(gè)性化和共性化都是對(duì)立統(tǒng)一的,質(zhì)量互變的,從而在整體上呈現(xiàn)出否定之肯定,肯定之否定的發(fā)展過(guò)程。
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