中国智能制造的两条道路

智能制造在当下大热，正确认识智能制造的路径和能力建设，具有非常重要的实践意义。

三个阶段

完整的智能制造包含智能化产品设计、智能化产品生产和智能化运维服务等三个阶段。

图1 智能制造三阶段▽

第一阶段不仅要完成产品智能化需求定义，还必须采用全数字化的手段开展产品设计和工艺设计，在虚拟环境下完成产品使用过程的性能仿真与验证、生产过程的工艺仿真和配置、服务过程的运行优化和维修仿真，综合形成智能产品的完整数字化产品模型。
第二阶段首先获得完整数字化产品模型，智能工厂的管理系统才能够主动识别加工对象和生产要素，结合工厂的智能设备和智能物流编制合理的生产计划。然后，智能设备按照生产计划主动传递物料和执行加工、检验、包装、发货等任务。遇到各种突发事件时，智能设备与管理系统配合采取相应的措施，最终完成智能化的生产。同时，智能化服务系统保障工厂中各种智能生产设备的安全正常运行。
第三阶段需要持续获得智能产品使用中的运行参数和健康状态，根据该智能产品设计知识给出优化运行参数方案，提高产品的使用价值。根据智能产品的维修知识提供预测维修服务，提高产品的完好率，延长产品的使用寿命，反馈产品质量改进建议和创新需求，达到智能维修服务的目的。

数字化设计是源头

企业如果没有完整的数字化设计能力，设计的产品就很难以单一数据源的方式，无缝传递到工厂。企业即使购买了智能设备和数字化车间，依然不能实现智能化的生产。与此同时，如果生产的产品，并非智能产品，那么服务也很难开展智能化的服务。因此，智能化设计是整个智能制造的基础。
企业如果能够生产智能产品，但没有智能化运维服务的能力，就不能对自己生产的产品实行智能化服务。即使通过智能设备构建智能工厂时，那么仍然可能会导致失败。显然，智能化服务是智能制造的保障。

图2 智能制造的一体两翼▽

智能工厂是智能制造的主体，它包括两大部分，即智能设备构成的生产线，和生产计划与调度管理系统。前者属于硬件建设，可以从设备制造商那里购买。后者属于软件建设。但从软件供应商那里，往往只能买到通用的平台，必须根据生产产品的特点重新进行客户化定制。
由上可见，构造智能制造系统包含以下四种能力的建设，概括起来为三软一硬：  

图3 四种能力▽

每一种能力建设都涉及到人才和资金，缺一不可。不同类型的能力建设对人才和资金的要求不同。通常来说，软件能力建设对人才的要求高于资金，硬件能力建设则相反。如何合理安排企业智能制造的建设路线和资源，便是一门值得研究的课题。

两条道路

第一条道路是把建设智能工厂放在首位，购买一套完整的智能生产设备和生产管理系统。然而实际的情况是，如果企业不具备数字化产品设计能力，智能工厂无法开展智能制造，反而可能引起极大的浪费。如果这个时候，企业回头再去对数字化产品设计能力进行补课，那么智能工厂随时间的贬值或与产品匹配发生问题，都会造成严重的损失。
像中国的汽车市场一样，中国智能制造市场对国外供应商具有无比巨大的吸引力。一旦中国智能制造市场被别人全面占领以后就很难夺回来，失去的不仅仅是一个市场，而是大多数中小企业跟不上智能制造的步伐，少数大企业的制造业数据掌握在别人手里，中国制造大国的地位就会丢掉。
第二条道路是把建设智能化产品设计能力放在首位。实际智能设计并不容易，那么至少要从全数字化产品设计能力建设。加强产品设计的智能化创新，构建产品数字化的基础能力，从而为智能制造打下的坚实基础。与此同时，开展智能服务的预先研究，为后续加快产品更新换代速度，实现产品创新突破做好准备。只有数字化设计能力过关，并在适当的时候投资智能工厂的建设，保证智能制造的三种能力协调并进，才能最终顺利达到智能制造的目的。
这个过程中，一方面大企业拉动，另外一方面也需要让中小企业也能跟上智能制造的步伐。这是推动中国制造业全面走向智能制造的唯一保证。

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作者简介莫欣农:清华大学软件学院客座教授     交流请加微信号  robert_mo

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