來源：中國航空報
作者：周宏仁
人工智能就是通過計算機的硬件和軟件，尤其是各種軟件，給機器賦予了智能，讓機器可以感受環(huán)境，意識到環(huán)境的變化，進一步為決策者提供建議，拓展了人的智能，甚至在事前授權的情況下自主做出決定。
如果說智能是指獲取知識和技能的一種能力，無可否認的是，正是這些計算機輔助系統(tǒng)和工業(yè)軟件為制造業(yè)帶來了智能。因此，智能制造，簡單地說就是計算機制造。
電腦比人腦更強大之處，不完全在于其強大的計算能力和存儲量，關鍵是其中運行的軟件。以此為基礎，可以理解智能制造演進的三個階段。
利用計算機來改造企業(yè)的生產(chǎn)裝備，起步很早。1952年，即商用電子計算機發(fā)明的第二年，美國就有一家公司設計了一套數(shù)控裝置，開發(fā)了第一臺三坐標數(shù)控銑床。盡管這個銑床體積很大，造價也很高，但是開辟了一個數(shù)字控制的新時代。1958年，美國研制出第一臺加工中心。這意味著，計算機改變制造業(yè)的時代，正式拉開了帷幕。
計算機系統(tǒng)很早就開始賦予各種制造裝備以智能。如果按照前面智能的定義的話，那么智能制造這個問題，可以說很早就被提出來了。在整個信息化對制造業(yè)的改造過程當中，是工業(yè)軟件支撐了企業(yè)數(shù)字化的發(fā)展，扮演了一個非常關鍵的角色。
中國制造業(yè)體量世界第一，占世界制造業(yè)份額的20%，但是，中國的工業(yè)軟件現(xiàn)在90%以上依靠進口。而且，中國工業(yè)軟件的市場份額僅占世界工業(yè)軟件市場份額的1.7%。
其實早在20世紀70年代，就可以看到數(shù)字化對傳統(tǒng)工業(yè)的改造蓬勃發(fā)展。特別是在1974年，第五代使用微處理芯片和半導體存儲器的計算機數(shù)控裝置研制成功以后，從生產(chǎn)裝備的角度來看，發(fā)展非常迅速。
后來，隨著計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了全三維數(shù)字化和數(shù)字仿真，工業(yè)數(shù)字化向高端方向發(fā)展。企業(yè)從接訂單開始，一直到最后的產(chǎn)品交付，全流程完全依賴計算機軟件的控制和支撐。
20世紀90年代初，互聯(lián)網(wǎng)開始在全球普及，企業(yè)的網(wǎng)絡化隨之也快速發(fā)展。
除了應用互聯(lián)網(wǎng)之外，企業(yè)的網(wǎng)絡化有兩個主要方向，一是內部網(wǎng)，將企業(yè)內部各個部門和下屬單位所有的信息系統(tǒng)全部連在一個網(wǎng)。這樣極大提高了企業(yè)內部業(yè)務的運行效率和有效性。另外一個是外部網(wǎng)。企業(yè)的外部聯(lián)系，全部通過互聯(lián)網(wǎng)進行。也就是說，把企業(yè)內部網(wǎng)的一部分向外部合作單位開放，求得橫向打通。
互聯(lián)網(wǎng)帶來的制造和生產(chǎn)的網(wǎng)絡化，正是基于內部網(wǎng)和外部網(wǎng)實現(xiàn)。制造業(yè)網(wǎng)絡化帶來的重大技術突破，至少表現(xiàn)在以下三個方面。
一是關聯(lián)設計系統(tǒng)。在虛擬設計與制造的環(huán)境下，網(wǎng)絡可以支持成百上千個在線用戶同時進行實時設計，使得一個系統(tǒng)或者一臺裝備的總體、子系統(tǒng)之間的三維設計結果相互關聯(lián)。“互聯(lián)網(wǎng) ”為制造能力的提升開辟了一個難以想象的巨大空間，對企業(yè)來講是一個全新的競爭優(yōu)勢。
二是網(wǎng)絡化協(xié)同平臺。網(wǎng)絡化帶來的不僅僅是大家交換信息，而且可以帶來工程人員的協(xié)同工作。一些大的企業(yè)，如波音公司，率先建立了自己非常強大的網(wǎng)絡化協(xié)同平臺。2000年9月，以波音、洛馬、雷神、BAE及R&R為代表的美英國防航空巨頭，發(fā)起組建了大名鼎鼎的Exostar，探索國防航空行業(yè)的供應鏈網(wǎng)絡協(xié)同。目前，通過Exostar進行供應鏈管理和協(xié)同的有六大主制造商，涵蓋16000個不同規(guī)模的專業(yè)供應商。
三是全三維標注技術。任何一個產(chǎn)品，只要把三維的圖做出來，零部件的圖紙就可以利用計算機軟件和系統(tǒng)自然而然地分解和生成。這就使得企業(yè)得以形成單一的數(shù)據(jù)源管理。
制造業(yè)的智能化，實際上跟數(shù)字化基本上是同步的，不過在早期，只是單機、單個裝備而已。像CAE這種非常復雜的軟件，需要把計算、工程知識和人類的經(jīng)驗，都融合在里面。因此工業(yè)軟件并不簡單是軟件，而是一門學問。就智能化而言，從數(shù)據(jù)處理的角度來看，業(yè)務智能也是很重要的一個分支。
智能化實際上是依托于計算科學，而不僅僅是計算機科學。在計算科學意義上的智能化，實際上包含四個基本的要素：模型、算法、軟件和數(shù)據(jù)。研究任何一個問題，必須首先要把物理問題的數(shù)學模型構造出來；之后需要一套模型計算的算法方法。如果只做了信息的采集、存儲、處理、檢索和利用，這不是智能的系統(tǒng)，而只是一個簡單的信息系統(tǒng)；即使把它們都連成網(wǎng)絡，仍然只是一個聯(lián)網(wǎng)的信息系統(tǒng)，而不是一個智能的系統(tǒng)。因此，判定一個系統(tǒng)是否是真正的、智能的系統(tǒng)，一定要從這四個方面去評估。
