数字化?智能化?中国企业智能制造现状究竟如何
2021-03-16 07:43
  我国大都企业机械化阶段已底子完结,所在阶段是自动化和数字化,而智能化则刚刚开始,并且智能制作首要会集在出产进程的首尾两端,很少运用于出产进程。推动智能制作的首要战略是鼓舞自动化和数字化的短板弥补,侧重于扶持智能化,侧重于扶持中心范畴出产进程的优化。
  搞“制作”,应精于机械、工艺、产品和自动化等工程问题;而搞“智能”应精于工程建模、机器学习(根据在线数据)和智能体系架构开发。本文从机械化、自动化、数字化和智能化的视点讨论各国智能制作现状,以及我国应有的尽力方向。
  各国智能制作现状
  30年来,在智能制作范畴,各国从前期侧重于智能规划的数值模型和离线模型,发展到以智能制作进程优化为方针在线智能体系,从传统职业进军新式职业。欧美技能根底较好,对高端技能的开发相对简单;可是在我国,因技能根底的单薄,要到达相同的效果,并不简单。
  计算机在制作业的使用始于二十世纪50年代,到二十世纪80年代分化成多级计算机控制,其间的二级体系具有今日智能制作体系的一切功用。
  在工厂智能体系开发中,凯斯凯特公司主导开发了金属锻炼的电炉、精炼炉和连铸三套二级体系(智能体系);美国俄勒冈公司经过智能体系处理其一系列出产进程优化问题,比方消除次品,成功开宣布了结合微观安排模型、智能自学和不间断晋级的新一代二级体系,将硬而薄产品出产进程中的次品,由本来每天都有次品,优化至半年都不曾有相同的次品。
  即便在新近智能制作这一术语没有在世界范围盛行的时期,这些公司就现已在做高端制作业的数据收集、工程建模、机器学习和智能体系架构开发,经过智能软件产生出出产进程的最优参数组合,转给根底自动化履行。
  我国自二十世纪90年代起在钢铁业引进了一些智能体系(二级体系);可是西方在模型方面至今仍对我国禁运(只供给可运转的DLL),导致我国在工程建模方面较弱。8千吨的设备,操作人员看到预告值超越4千吨时便不敢操作了;还有拟定出产规程时,会呈现以错凑错等问题。笔者参加了二级体系优化项目,期间使用本团队的模型优势,将南钢(美国技能)出资一百多亿元的智能产线的出资使用率进步了约70%。之后进入新式职业,开发了一系列项目,比方比亚迪锂电池项目。协作之初,比亚迪用极难建模的极片分切毛刺预告模型对模型水平进行严厉调查,要求模型命中率85%,而比亚迪锂电池项目团队到达了98%命中率,由此成果了项目二期(毛刺预警)和项目三期(刀豁口丈量设备及模型预告),并针对我国制作业数据收集较弱的现状,成功使用职业上难度极高的软丈量技能。此间,笔者还完结了一系列其他项目,比方在包含创维、TCL和广业等十余家企业的电子制作项目。
  我国企业的智能制作现状终究怎么?至少在智能制作的中心环节(出产进程的优化),比方工程建模、机器学习和智能体系架构开发方面,情况并不达观。
  现场智能制作项目中,企业完结了项目的工程问题建模和智能体系开发,以及要害东西参数离线丈量和在线软丈量,尽管所供给数据底子满意以数据看板为代表的数字化制作,可是现场供给高质量数据并不简单。这样智能体系供货商的本钱很大。企业关于现场遗失数据的问题没有清晰的赏罚准则,导致现场数据完整性较差。小企业往往底子无法收集所需求的高质量数据。
  






  我国与欧美在中心范畴智能制作现状比照
  暂不作信息技能和数字制作技能等方面的比照,也不谈在工业中心软件方面的距离,仅从智能制作的中心范畴——工程建模、机器学习和智能体系架构开发来看,我国企业相关于欧美的现状终究怎么?从机械化、自动化、数字化和智能化四个发展阶段看,我国企业现在还在哪个阶段?
  调查智能制作底子要求,从对相关要求的满意程度可以探测出各国智能制作的底子现状。现在机器代人是尽力方向之一,但这只是在自动化层面上。要完结最优化的机器代人,首要有必要对工程问题和工程参数进行建模,然后使用所收集到的高质量数据进行模型的机器学习;尔后的模型则与机械设备和出产现状深度绑定。根据这些可以开宣布智能体系,继而产生出即时可变的、一直是最优化的出产参数,交给根底自动化履行。这最优化的机器代人正是智能制作。这些,我国现在还不多,首要存在于一些渠道商。
  在欧美技能根底上做的许多优化与扩展(比方开发了新一代二级体系),因体系之巨大(常有百万行源程序)和逻辑之杂乱,在开发我国项目时,首要是根据已有源程序改写。西方的智能体系一般都经历过几十年的技能堆集,我国在此范畴有待于进步。
  当出产进程不行优化时,首要在无自动化的情况下进行确诊剖析;这可以认为是在机械化层面。直到相关的问题都处理了,才对自动化问题进行审阅。一切这一切都可以经过数字化加以快速确诊和整体承认,即当现场收集到高质量数据时,可以经过数据鉴别出哪个环节是缺点。现在市道上有一种“IT+OT技能”(信息技能+运营技能),在数字化阶段将一切工程问题简化成OT(尽管这对智能制作有些过于简化)。经过数据看板,的确可以看出许多问题,可是数据看板的使用者有必要对出产进程有满意的的了解。假如出产线只要数字制作,而没有智能制作,有必要要有工程师对现场的辅导,因为操作工人很难从数据上看出许多问题,更难根据杂乱的数据找出处理方案。
  我国在推动智能制作中鼓舞自动化和数字化的短板弥补,但也会由此导致对智能制作的误解而形成较大丢掉。比方在建智能产线时,因为不清晰什么是智能制作,而将只建成了具有根底自动化、MES和ERP的产线,误认为是智能产线。此类产线缺少的正是智能制作的中心:智能体系。这类只要数据看板的产线只要工程师可以运转,问题较多,乃至呈现了对此类智能产线投入则“快死”,不投入则“慢死”的两难地步。机械化保证产品能出产出来,自动化使得产品能自动出产出来(机器代人),数字化以许大都据便于审阅,以保证机械化和自动化的完结,而智能化保证最优化
  和无人操作(最优化的机器代人)。我国和欧美国家所在的机械化、自动化、数字化和智能化阶段现在国内许多较弱的企业仍然在机械化阶段,较好的企业则在机械化、自动化和数字化阶段。尽管经过数据看板能看出许多问题,但这只是在自动化和数字化范畴的“补课”。我国企业数据质量是各家的软肋。欧美国家的机器代人阶段早已完结,出产线首要依赖于自动化而非人工;并且绝大大都欧美国家数字化的需求现已底子上得到满意。在智能化方面,许多较好的欧美企业有较好的智能体系,稍微差的企业也正在尽力测验智能体系。现在我国的智能制作首要在制作进程的首尾两端,比方智能仓储、来料及制品的运送等等,而对智能制作的主体进程,比方出产进程的优化,触及的不是许多。欧美国家正在尽力推动智能制作。在智能制作中,许多作业都编入智能体系中了,工程师或技能人员首要在后台继续优化此体系;优化后的体系由现场人员操作以完结出产;一起司理人员注重调查此体系。这样我们劲往一处使,出产继续优化。
  政府资金应扶持数据质量到达要求的企业
  在这样的现状下,我国政府应该出台怎样的拔擢方针?
  两化贯标之后,政府的工业扶持资金更多转移到智能制作范畴。政府对智能制作的扶持,应该考虑到下述的几点。
  侧重于扶持智能化(关于自动化,数字化和智能化的扶持加以差异。许多企业在自动化和数字化方面现已尝到了甜头,纵然在这些范畴扶持力度不行,他们也会为着自己的利益而尽力;可是我国的智能化刚刚最初,智能化的要求除了计算机体系和数据收集之外,更需求很深化的工程布景,所以智能化的难度要比数字化高许多;一起,因为我国技能根底的单薄,在智能化范畴的尽力,在短期内投入产出比相对来说比较低,就更需求政府的扶持,不然我国的智能化将发展缓慢。
  侧重于扶持中心范畴出产进程的优化(有别于外围范畴比方智能仓储)。中心范畴智能制作技能含量高,效果大,需求的投入巨大,因而现在较少;外围范畴比方智能仓储、AGV小车等,现在已渐成气候,现已可以为企业带来较好赢利,纵使不要点扶持,企业也会尽力推动此范畴。
  根据数据满意智能制作高要求的程度进行资金扶持。促进企业注重数据质量:数字化只要在到达智能制作的数据质量要求时才应该得到资金扶持;假如数据不完全,乃至有假数据等,不应该扶持。
  训练资金注重扶持有智能制作经历的训练方。只要做过智能制作的人才会搞智能制作,才或许教会学员智能制作;政府的智能制作训练基金,只应该扶持具有相关训练资质的训练方;不明白智能制作的人,也可以百度出一堆介绍智能制作重要性以及介绍其他公司“做了什么”的资料;要根绝这方面,使得政府的训练基金真实起效果。
  我国应树立严厉数据质量奖惩准则
  欧美在智能化阶段,我国智能化刚开始。大大都我国企业的机械化阶段已底子完结,正在自动化和数字化阶段。
  机器代人是典型的自动化。数字化的数据看板,可以使得机械化和自动化的情况一望而知,因而具有强壮的使用远景。欧美国家的机械化和自动化早已完结,因而机器代人已不是首要问题。除了极少数企业外,欧美国家的数字化也现已完结。
  数字化中,数据质量是要害。我国企业数据质量缺乏是要害妨碍。除了技能之外,办理是阻止数据质量的首要因素,大都企业对数据丢掉没有满意的赏罚力度。智能化是凌驾于机械化、自动化和数字化之上的第一流制作进程,对数据质量的要求远远高于数字化。
  首要需求对一系列待研讨的工程问题或工程参数树立模型,这就需求对工艺、产品、设备和自动化等工程范畴极为了解;其次,需求收集高质量的在线数据,并根据此数据对工程模型进行机器学习,使之与出产线充沛绑定。然后树立智能体系,将出产线的模型和许多的场景用例结合到智能体系中,并产生出即时可变的最优化的出产参数组合,交给根底自动化履行。
  可见,智能制作是最优化的机器代人。现在我国只在制作的头尾部分比方智能仓储方面进行了必定的智能制作,而在制作进程甚为稀疏,首要是一些渠道开发商。欧美国家技能较好的公司现已成功使用了智能制作,而技能一般的公司尚在尽力中。
  我国推动智能制作的首要战略是在数字化、自动化乃至在机械化方面的补课,鼓舞自动化和数字化,一起鼓舞智能化的开发与施行。我国各个企业要严厉在技能和办理层面注重数据质量,在数据质量方面要有严厉的奖惩准则。应该削减智能产线建设中忽视智能体系的行为。我国当时在何为真实的智能制作方面误解颇多,许多作为智能制作必要根底的数字制作乃至自动化制作,被当成了智能制作。(作者李炳积,德国工程和美国软件双博士,30年欧美亚各国智能制作经历。)
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