智能制造：自動隔油提升一體化設備轉型升級主旋律

    智能制造與工業互聯網是一個事物的不同方面。自動隔油提升一體化設備智能制造是主攻方向，是中國工業轉型升級活動的大主題，工業互聯網是智能制造落地的關鍵基礎設施，是新基建的重要建設內容。

重塑人機關系

    對于智能制造，不同的人有著不同的理解和定義。市場上使用的定義有很多種。大多數的智能制造定義，往往是高大上的詞匯組合，缺乏通俗的解讀，讓受眾群體聽起來云里霧里，干起來不明就里。

    對智能制造的理解，涉及到人機關系的演變，是一個漫長的歷史發展過程。

    機器是人類創造的一種用于改造世界的勞動工具。從它誕生的那一天起，就是對人的軀干、肢體和生物能量的模仿與延伸。在前兩次工業革命時代，從蒸汽機、熱機到電機，替代了人的生物能量，用卡鉗、老虎鉗等專用卡具，替代了人的雙手，用機架、箱體、塔吊等，替代了人的軀體等。機器有力量，機器不疲勞，機器很精密，機器可以干人類能干的事情，但更多是干人類所不能干的事情。

    從工業革命到上個世紀80年代，兩百多年來，如果非要用智能不智能這樣的詞匯來評價機器的話，那么機器一直是不智能的，甚至就是愚蠢的。愚蠢機器的最明顯特征是，它不“認識”人，沒有視、聽、嗅、嘗、觸這“五覺”感官能力，更沒有一個類人的“大腦”去理解人的意圖。因此，在過去兩百多年中，愚蠢機器傷人的事件時有發生。即使到了今天，很多人以為具有某種“智能”的工業機器人，它們的工作場所仍然必須用圍欄或鐵絲網隔離開，防止人誤入機械臂的工作范圍，避免人被打傷。

    數字化、信息化技術的發展，給機器帶來了技術功能優化的契機。自從1969年PLC（可編程邏輯控制器）誕生之后，已經可以用類似計算機編程的方式來控制機器的工作時序、動作以及動作的幅度。因此，德國人將PLC視為第三次工業革命的發端。

    第三次工業革命的重要標志是數字化、信息化技術的應用。當現代信息與通信技術（諸如傳感器、網絡、芯片、軟件等）不斷融入到工業領域，幾十年前還處于愚蠢狀態的機器，開始逐漸變得聰明（Smar t）起來，成為了“智能機器（Smar t Machine）”。德國、美國的技術專家用“Smar t manuf actur ing”來定義智能制造。

智能基本原理

    今天，新一代的信息通信技術越來越發達，技術應用成本和門檻越來越低，人與機器的關系逐漸在發生根本性的變革。過去要完全依賴人來操作、監控的機器，現在逐漸減少了人工的介入。

    當給機器加上各種傳感器來模擬人的感官，感知機器工作場景中的各種關鍵物理信息，并將其轉換成為電腦可以處理的數據；給機器加上芯片和軟件來模擬人的大腦，讓軟件可以根據人類賦予的模型、算法和最佳經驗數據來進行思考和推理，機器就逐漸演變成為越來越聰明的智能機器，產品逐漸演變成為智能產品，制造過程乃至整個制造業逐漸演變成為智能制造。

    自動隔油提升一體化設備智能制造并不是一個高深莫測、難以理解的術語。通俗地說，智能制造就是一個“人智變機智”的過程與相關活動——即把人的智能（簡稱“人智”）從大腦中的隱性知識提煉成為顯性知識，經過格式化、模型化、算法化處理，再把模型化（機理模型、數據分析模型等）的知識寫入軟件，軟件嵌入芯片，芯片嵌入某個數字裝置/模塊，再把該數字裝置/模塊嵌入到物理設備中，由此而賦予機器一定的自主能力，讓機器具有一定程度的“智能”（簡稱“機智”），我們將這個過程稱之為“賦能”。而這個過程就是先進的信息通信技術與工業要素的相互融合，其融合結果就是在字面上不是那么容易理解的“賽博物理系統（CPS）”。

    如此，機器在工業軟件支撐下具有了一定的人類思考能力，當軟件算法越好、芯片算力越強、工業數據越多時，“機智”程度就越高。當“機智”達到一定程度后，就具備了部分或完全替代人體/人腦的功能。當人體/人腦離開了工作場景的系統回路后，機器在無人參與情況下，仍然可以像人在現場時一樣自主工作，甚至還可以工作得更好，較好地優化了制造資源的配置。

人機關系的變革點，聚焦在工業軟件上。

    工業軟件是工業化的頂級產物。它如容器一般盛裝了人類工業知識，給自動隔油提升一體化設備制造業帶來兩大巨變：第一，改變了傳統的設計、工藝、生產和運維方式，產品以數字孿生體的方式，隨時在賽博空間迭代優化，使制造過程敏捷精準。第二，塑造了物理產品的“五官”和“大腦”，產品在物理空間的行為隨場景而自動調整，變得更加聰明。兩大巨變融匯，形成智能制造這種新工業模式。

    以智能制造為主攻方向的新工業革命內涵，發現其具有明顯的技術特征，無論是智能制造、工業4.0、工業互聯網，都符合以下五個特征。

    一是“人智”轉“機智”——人類知識不斷進入工業軟件，知識載體由以碳基知識為主轉向以硅基知識為主，數字生產力激增。二是傳感器低價普及——傳感器為產品增添了“五官”，極大增強了產品和設備的感知能力，物理信息加速數字化。三是軟件定義制造——工業軟件成為設備和企業的“大腦”，算法/算力急劇增加，軟件同時定義了材料/零件/工業系統在賽博空間和物理空間的時空表現和演變規律。四是跨時空控制機器——比特擁抱原子、IT攜手OT、賽博融合物理，工業軟件給出的數字指令通過各種網絡，不限時空地精準操控物理機器設備。五是大范圍優化配置制造資源——基于工業互聯網，實現大范圍、精細化地優化配置制造資源。

智能經濟興起

    在自動隔油提升一體化設備智能制造的驅動與促進下，未來的智能工廠，智能化程度會越來越高，人機關系日趨和諧，人類從體力、腦力上被完全解放出來，機器生產產品，而人則重點生產知識。工作現場的工人會越來越少，黑燈工廠、無人工廠大行其道。所有的物料、機器、作業系統都按照人的意愿自動、智能、高效地工作。

    由于工業互聯網、CPS的深入發展，過去的時空限制都被打破，未來工人可以實現最大程度的勞動自由，地點任意分布，形式輕松自由，無需集中到車間上班，可以不限時空和形式來從事生產、操控機器。

    由此，一個智能社會已經初步成型，很多困擾今日上班族的問題已經得到解決：任意地點工作而使得上下班高峰期自動消失，房子只有居住價值而與位置無關，知識工作者自由快樂地選擇工作，智能產品無處不在，智能經濟蓬勃興起……人類社會將變得更加和諧。

    未來的自動隔油提升一體化設備智能制造，是每一個原子都可以被軟件給出的比特數據精準控制的制造。這種控制體現在機器、材料的構成上，比特數據將會恰當地安排和控制每一個原子的位置以及原子之間的相對位置，會精準地控制每一個零件的形狀和屬性，精準地控制各個零件所在位置，還會精準地控制這些零件之間的相互運動以及耗能等。

    智能乃基于軟件所蘊含的人類智力成果和知識精粹，承載于比特數據；制造乃經濟之源，立國之本，作用于物質原子。智能制造所產出的智能產品將遍布社會的各個角落，改變現有的經濟屬性。從智能制造到智能經濟，已經不是一種設想，而是一種被實踐證明行之有效的經濟發展邏輯。