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智研院赵敏:智能制造,本质上是优化配置资源的一种新制造范式

2017-09-03 赵敏 造奇智能

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军观察导读


     2017年9月2日,“第二届工业软件与制造业融合发展高峰论坛”在北京辽宁大厦隆重举办。国内著名创新方法专家、两化融合/智能制造专家,走向智能研究院执行院长赵敏先生发表了《智能制造与软件定义制造》的讲演。


本人不才,整理以下所学心得,供大家参考。如理解有偏差,以PPT图片为准。


(1)、    要明白新时代条件下的工业制造的“变与不变”,才能有更好的理解与应对:从古至今,制造的基本内涵,并没有什么不同——依旧是“根据市场需求,按照一定的方式、方法,把原材料(制造资源)加工成用户满意的产品的过程”;而制造资源与过程在发生变化,产品和工具日益复杂。

(2)、    历次工业革命中的标志性工具及系统组件,可以看清工业进化过程中的显著脉络:第一次工业革命:钢铁(+蒸汽)机器;第二次工业革命:钢铁(+电)机器;第三次工业革命:合金(+电+电子+软件)机器。

(3)、    何为“软件定义机器?”:机器包含各种软件等新型“零部件”,由此,软件逐渐成为嵌入在金属之中的“思想者”、“统治者”与“定义者”。软件与物理机器的关系,经历了四个阶段,分离——交汇——融合——一体,由此可延伸出智能机器发展的必然性。

(4)、    如果要看懂此轮新工业革命的宏大节奏,有必要从“制造范式”的高度去把握:制造范式是指一定时期、在特定技术条件下对制造业价值观、方法论、发展模式和运行规律的认识框架。工业革命近三百年,工具内容的变化导致了三次制造范式的变迁:传统制造——现代制造——智能制造。

(5)、    三个制造范式长期并存是我国制造业的基本国情,这样造就了制造业产业政策有效推进的复杂性和艰巨性:270年前到80年代主要以传统制造为主;20世纪70年代到今天以现代制造为主;从90年代到今天三种制造范式叠加式存在。

(6)、    具体来讲新旧工业体系交替的“变与不变”:变化的内容包括“用什么样的方式、方法”、制造资源完成制造过程;不变的实质是追求高客户体验满意度、制造过程的高效率、高质量及低成本(三高一低)、然后还有环境友好的追求。

(7)、    智能制造定义(美国国家标准与技术研究院NIST版)三要点:首先,智能制造是下一代的制造范式;其次要着眼于解决“差异性更大的定制化服务”、“更小的生产批量”、“不可预知的供应链变更和中断”;最后是整合各种技术力量,适应快速变化,优化能源和资源的使用,提升产品质量。

(8)、    赵敏给出的智能制造新定义基于CPS(赛博物理系统)与软件定义技术构建“状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升”的数据闭环,以软件形成的数据自动流动来消除复杂系统的不确定性,在给定的时间、目标场景下,优化配置资源的一种制造范式。

(9)、    CPS是三体智能(物理实体、数字虚体、意识人体)的综合体现:从解放人类体力到解放人类脑力跨越,其背后逻辑在于构建一套赛博(Cyber)空间与物理(Physical)空间的闭环赋能体系,其逻辑过程如下,物理世界运行——运行规律化——规律模型化——模型算法化——算法代码化——代码软件化——软件优化物理世界运行,总而言之,以P融C,以C控P,C与P协同发展,即由“软件定义”来不断优化制造资源配置。

(10)、“软件定义”的实现方式,为研发/生产活动“赋值、赋能、赋智”,比如研发手段数字化,即运行在PC和服务器中的产品研发工业软件;产品本身数字化,即运行在嵌入式系统的微处理器中的工业软件。

(11)、软件不软,实力“五器”

软件是替代器:替代了过去机械零件、机电零件、电子元器件、甚至是人和企业等系统要素,由此而产生高柔性、高效率;

软件是粘结器:通过自动有序的数据流动,把不同零部件、不同系统要素连接,集成在一起,由此而产生新产品、新系统;

软件是赋能器:可以让原有事物的逻辑变得更加强劲有效,让发展迟缓、不易实现的事物迅速得以实现,由此而产生新动力;

软件是映射器:把物理世界的事物以“数字孪生”形式予以精确映射,模拟其形、其态、其变化与运动规律,由此而产生新认识;

软件是创新器:可以在数字虚体空间赋予人类无限想象力,激发人们创造出自然界本不存在的事物,由此而产生新创意、新事物;

(12)、细分工业软件的种类,有助于理清其定位、作用与发挥最大化效果:研发工具类、生产控制类、运营管理类、嵌入产品类、工业互/物联网类、环境安全类、人工智能类、标准体系架构类等8种。

——以上,by 造奇智能产业新媒体创始人兼主编刘成军整理




来源英诺维盛公司(innovation-hub),已获授权转载

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讲演者简介

赵敏,中国发明协会常务理事,发明方法研究分会会长,英诺维盛公司总经理。国内著名创新方法专家、两化融合/智能制造专家,走向智能研究院执行院长,核心专家,高级工程师。


34年来一直致力于企业如何实现创新、转型的研究与实践,对TRIZ发明方法学、CAX、PLM、KE/KM、精益研发、智能制造、工业4.0、CPS等企业技术创新、管理创新和企业信息化专题有着深入的研究和独到的见解,在国内外媒体和国际国内学术会议发表文章和论文百余篇,为企业解决众多技术难题。


著有《创新的方法》、《TRIZ入门及实践》、《知识工程与创新》、《TRIZ进阶及实战》、《三体智能革命》等专著、合著。



赵院长的讲演,受到了与会者和微信群友的广泛好评:“赵总的演讲,有理论,有系统,有高度,有逻辑,系统性的介绍了工业软件与制造业的融合。制造业的历史,现在,未来。深入浅出,理论实践,具有指导意义!”


现将赵院长的讲稿分享给大家,若公号转载,请依据行业规范获得原作者授权后转载。如果觉得有价值,欢迎转发。











































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