《中國(guó)制造2025》發(fā)布近一年來(lái),概念層面可謂異彩紛呈,從工業(yè)4.0、工業(yè)信息化到智能制造、無(wú)人工廠,目前更延伸到無(wú)人駕駛汽車、無(wú)人駕駛船舶、無(wú)人化醫(yī)療裝備等熱門領(lǐng)域,似乎工業(yè)智能化、無(wú)人化時(shí)代近在眼前。
華為科技創(chuàng)始人任正非對(duì)此所做的判斷很客觀,他認(rèn)為,這是人工智能時(shí)代,首先要強(qiáng)調(diào)工業(yè)自動(dòng)化;工業(yè)自動(dòng)化以后,才可能走進(jìn)信息化;只有信息化后,才能智能化。中國(guó)工業(yè)現(xiàn)在還沒(méi)有走完自動(dòng)化,還有很多工業(yè)連半自動(dòng)化都做不到。
因而,探究工業(yè)4.0、工業(yè)無(wú)人化之前,有必要了解相關(guān)概念的歷史淵源、技術(shù)本源和經(jīng)濟(jì)意義。
自動(dòng)化是智能化的前奏
20世紀(jì)80年代,美國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)正擔(dān)心會(huì)被日本競(jìng)爭(zhēng)者擊垮。在底特律,很多人展望以“熄燈式生產(chǎn)”打敗對(duì)手?!跋羰缴a(chǎn)”就是工廠高度自動(dòng)化,燈關(guān)著,機(jī)器人自己在制造汽車。當(dāng)時(shí),這種想法是不切實(shí)際的,日本車企當(dāng)年的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也不在于自動(dòng)化生產(chǎn),而在于“精益生產(chǎn)”技術(shù),而精益生產(chǎn)在大多數(shù)情況下要依賴人力。
現(xiàn)今,自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)使“熄燈式生產(chǎn)”逐漸變成現(xiàn)實(shí)。日本機(jī)器人制造商發(fā)那科(FANUC)已能將其部分生產(chǎn)線置于無(wú)人值守的環(huán)境中,自動(dòng)運(yùn)行數(shù)周不出狀況。
德國(guó)大眾旨在稱雄全球,這家汽車工業(yè)集團(tuán)制定了新的生產(chǎn)戰(zhàn)略:模塊化橫向矩。大眾汽車想借助這一全新的工藝,在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)所有型號(hào)的車。這一工藝最終將使大眾在世界各地的工廠因地制宜,生產(chǎn)出當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)所需的任何車型。
很多年前,錢學(xué)森曾說(shuō)過(guò):“只要自動(dòng)控制做好了,即使元器件差一點(diǎn),導(dǎo)彈也能打上天。”
現(xiàn)今,自動(dòng)化將在很大程度上模仿人的智能,機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開(kāi)發(fā)和宇宙探測(cè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用,專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容,并得到迅速發(fā)展。
從整體上看,中國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)裝備、能源和原材料消耗、產(chǎn)品品質(zhì)和管理水平等方面與工業(yè)強(qiáng)國(guó)相比仍有很大差距,尤其是技術(shù)裝備(比如高端數(shù)控機(jī)床)的差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。大范圍設(shè)備更新,國(guó)家承受不了;維持設(shè)備現(xiàn)狀,則后果不堪設(shè)想,唯有應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),才能最有效地提高企業(yè)素質(zhì)。
日本和德國(guó)的經(jīng)濟(jì)起飛,就是從這里開(kāi)始的。1986年之前,美國(guó)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不夠重視,以至于在汽車、機(jī)械、原材料工業(yè)、計(jì)算機(jī)、電子元器件等傳統(tǒng)行業(yè)完全喪失優(yōu)勢(shì)地位。后來(lái)美國(guó)急起直追,高度重視工業(yè)自動(dòng)化技術(shù),用自動(dòng)化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),產(chǎn)生了巨大效益。
中國(guó)各個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)強(qiáng)國(guó)。對(duì)于任何一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō),沒(méi)有強(qiáng)大、先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)的支持,其產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量都難以達(dá)到世界水平。比如焊接工序,由人工操作的質(zhì)量不易控制,僅憑外觀也看不出質(zhì)量好壞。如果由工業(yè)機(jī)器人來(lái)操作,各個(gè)工藝細(xì)節(jié)都能標(biāo)準(zhǔn)化,焊接質(zhì)量、效率都會(huì)更高。
這就是為什么即使中國(guó)經(jīng)濟(jì)增速出現(xiàn)下滑,中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),尤其是制造業(yè)領(lǐng)域,對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的需求有增無(wú)減。自動(dòng)化技術(shù)能給“中國(guó)制造”補(bǔ)鈣,助推中國(guó)產(chǎn)業(yè)振興。
人工智能與無(wú)人工廠
無(wú)人工廠是自動(dòng)化技術(shù)全面升級(jí)跨越的結(jié)果,其基本特征就是全部生產(chǎn)活動(dòng)由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,生產(chǎn)第一線配有機(jī)器人而無(wú)需配備工人。
世界上第一座實(shí)驗(yàn)用的無(wú)人工廠在日本筑波科學(xué)城,建成于1984年4月。日本比較缺少人力,因而很早開(kāi)始重視機(jī)器,率先建造了可以提高生產(chǎn)效率的無(wú)人工廠。
在運(yùn)用了人工智能的無(wú)人工廠中,所有工作都是由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、無(wú)人運(yùn)輸小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,人不直接參加工作。工人成了“指揮員”和“醫(yī)生”,白天,工廠內(nèi)只有少數(shù)工作人員做一些核查,修改一些指令;夜里,只留兩三名監(jiān)視員。
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