工业智能的技术构成与路径分析.pdf

工业智能的技术构成与实现路径 工业智能的技术构成与实现路径 数字化 网络化 智能 化是发展的必然趋势 CIO必须把握这一变革 的本质和规律 引领数 字化转型和智能制造 三个部分三个部分 一一 技术 两种能力融合 技术 两种能力融合 二 过程 二 过程 五步 部 曲五步 部 曲 三三 路径路径 三加一 三加一 是指通过信息技术与工业技术的发展和融合 使工是指通过信息技术与工业技术的发展和融合 使工 业过程更加有效 更有竞争力业过程更加有效 更有竞争力 不仅是各个领域的自动化及其它信息技术应用 以不仅是各个领域的自动化及其它信息技术应用 以 自动化为基础的智能化过程自动化为基础的智能化过程 精益管理 协同 组织变革等很多属于管理和制度精益管理 协同 组织变革等很多属于管理和制度 的内容也在其中的内容也在其中 理解理解 工业工业 智能智能 一 技术一 技术 工业工业能力 信息能力及其融合能力 信息能力及其融合 工业能力 工业能力 漫长漫长的发展的发展历程历程 机 械 功 能 及 其 控 制 机 械 功 能 及 其 控 制 的 演 进 的 演 进 工业能力 工业能力 漫长漫长的发展的发展历程历程 动 能 及 其 控 制 的 演 进 动 能 及 其 控 制 的 演 进 一 技术 工业能力 信息能力及其融合一 技术 工业能力 信息能力及其融合 信息能力 信息能力 漫长漫长的发展的发展历程历程 计 算 能 力 的 演 进 计 算 能 力 的 演 进 逻辑和计逻辑和计 算的算法算的算法 和物理运和物理运 动的算法动的算法 一 技术 工业能力 信息能力及其融合一 技术 工业能力 信息能力及其融合 信息能力 信息能力 漫长漫长的发展的发展历程历程 连 接 和 信 息 能 力 的 演 进 连 接 和 信 息 能 力 的 演 进 YB 2的的80 次方 次方 ZB 的的1000倍倍 ZB 2的的70 次方 次方 EB 的的1000倍倍 EB 2的的60 次方 次方 PB 的的1000倍倍 PB 2的的50 次方 次方 TB 的的1000倍倍 TB 2的的40 次方 次方 GB 的的1000倍倍 GB 2的的30 次方 次方 MB 的的1000倍倍 语义 概念语义 概念 逻辑逻辑 表示 算法表示 算法 模型模型 物联物联 移动互联移动互联 智能终端智能终端 CPS 一 技术 工业能力 信息能力及其融合一 技术 工业能力 信息能力及其融合 一 技术 两种能力融合一 技术 两种能力融合 产品的融合产品的融合 工业能力和信息能力 工业能力和信息能力 渐进的融合过程渐进的融合过程 工业能力和信息能力 工业能力和信息能力 渐进渐进的融合的融合过程过程 一 技术 两种能力融合一 技术 两种能力融合 过 程 的 融 合 过 程 的 融 合 工业是关于物的产品和围绕物的产品提工业是关于物的产品和围绕物的产品提 供服务的领域供服务的领域 没有原子 没有工业能力就没有工业没有原子 没有工业能力就没有工业 没有信息 没有高质量的数据链 就没没有信息 没有高质量的数据链 就没 有工业的未来有工业的未来 纵观工业过程 工业能力依然据主导地纵观工业过程 工业能力依然据主导地 位 如芯片位 如芯片 比特和原子 各有发展规律 各有存在比特和原子 各有发展规律 各有存在 原因 不可替代原因 不可替代 逻辑能力逻辑能力和和物理能力融合协同 推动工物理能力融合协同 推动工 业走向智能时代业走向智能时代 有一位大咖说 汽车撞坏了 有一位大咖说 汽车撞坏了 材料还是这些材料 重量一材料还是这些材料 重量一 点没减 但价格点没减 但价格却就却就一落千一落千 丈了丈了 车 车的根本价值的根本价值 并不 并不 是是组成它的组成它的材料决定材料决定 而是 而是 由这些原子材料的组合方式 由这些原子材料的组合方式 而这些有序的组织方式 实而这些有序的组织方式 实 际就是凝结在汽车际就是凝结在汽车之上的之上的 信息 信息 这样的论断 看起来很有道这样的论断 看起来很有道 理 但是将原子与比特的本理 但是将原子与比特的本 质差别轻描淡写地抹平了 质差别轻描淡写地抹平了 一 技术 工业能力 信息能力及其融合一 技术 工业能力 信息能力及其融合 数以万计的工业软件数以万计的工业软件 数字设备 自动化数字设备 自动化生产线生产线 数字设备 数字车间 智能工厂数字设备 数字车间 智能工厂 机器人机器人 人工智能人工智能 实现一条复杂离散制造的自动化生产线 与研制实现一条复杂离散制造的自动化生产线 与研制 AlphaGo相比 谁对走向智能制造贡献大 相比 谁对走向智能制造贡献大 成功上线一个成功上线一个ERP系统和一场系统和一场AlphaGo与人类棋与人类棋 手的比赛 谁对走向智能制造贡献大 手的比赛 谁对走向智能制造贡献大 走向工业智能的实践走向工业智能的实践 二 过程 二 过程 五五步 部 曲步 部 曲 1 1 生产生产过程智能过程智能 2 2 管理管理过程智能过程智能 3 3 企业企业整体智能整体智能 4 4 供应供应链智能链智能 5 5 生态生态链链智能智能 生产过生产过 程智能程智能 管理过管理过 程智能程智能 企业整企业整 体智能体智能 供应链供应链 智能智能 生态链生态链 智能智能 五个相关的过程 也是工五个相关的过程 也是工 业智能的构成 业智能的构成 整体起点依次发生 整体起点依次发生 每个每个环节都有十分丰富的环节都有十分丰富的 内容 是一个长期内容 是一个长期发展 发展 渐次提升的过程渐次提升的过程 二 过程 二 过程 五五步 部 曲步 部 曲 生产生产 过程过程 智能智能 管理管理 过程过程 智能智能 企业企业 整体整体 智能智能 供应供应 链智链智 能能 生态生态 链智链智 能能 具体到工业企业 依自身的目标 环境 具体到工业企业 依自身的目标 环境 基础 时间点而变化基础 时间点而变化 每每一一个企业都有自己独特的进程个企业都有自己独特的进程 领导认识领导认识 工业工业能力能力 信息能力信息能力 融合融合能能 力力 管理能力管理能力 员工能力员工能力 组织组织 体制体制 多因素综合作用的结果多因素综合作用的结果 看到全局 根看到全局 根 据自身具体情据自身具体情 况 逐步实施况 逐步实施 没有自动化的定制没有自动化的定制 生产 柔性制造生产 柔性制造 古老的行业 简单古老的行业 简单 的工艺 刚刚研制的工艺 刚刚研制 成功自动化工具成功自动化工具 许多生产线正在大许多生产线正在大 踏步走向工业智能踏步走向工业智能 二 过程 二 过程 五五步 部 曲步 部 曲 三 三 路径 路径 三三个个必要条件必要条件 一个关键点一个关键点 1 技术技术能力能力 2 管理基础管理基础 3 市场和市场和竞争竞争 4 高质量数据链高质量数据链 1 技术能力 技术能力 工业能力工业能力 参与参与感知 融合的基感知 融合的基 础础 协同控制 融合的实协同控制 融合的实 现现 满足控制需要的行为满足控制需要的行为 能力 智能的提升能力 智能的提升 信息能力信息能力 数据链数据链 模型 算法模型 算法 感知 获取 处理 感知 获取 处理 表表 征征 系统 精准 及时 时系统 精准 及时 时 序序 融合能力融合能力 逻辑与物理运动的一致 基于逻辑和物理一致的流程 逻辑与物理运动的一致 基于逻辑和物理一致的流程 模型和软件模型和软件 2 管理基础 管理基础 认识变革认识变革 方向方向 影响影响 阻力阻力 基础基础 利弊利弊 实施变革实施变革 领导领导 团队团队 策略策略 路径路径 节奏节奏 3 市场和竞争 市场和竞争 市场需求一致性市场需求一致性 伞骨 木工数控机床伞骨 木工数控机床 机器换人机器换人 成本 质量 利润成本 质量 利润 竞争与竞争力竞争与竞争力 工业工业智能影响竞争力智能影响竞争力 看得见竞争对手看得见竞争对手 颠覆式竞争对手颠覆式竞争对手 提升竞争力是发展工业智提升竞争力是发展工业智 能的综合因素能的综合因素 4 一个关键点 一个关键点 数据链数据链 知识 经验 信息知识 经验 信息 服务服务 线线 管理管理 线线 生产生产 线线 生产的是产品 生产的是产品 提供的是服务 提供的是服务 完成的是管理完成的是管理 决策 留下的决策 留下的 是什么 是什么 信息 作为企信息 作为企 业创新和发展业创新和发展 的基因的基因 精准留下数据 精准留下数据 形成系统的数形成系统的数 据链 几年之据链 几年之 后 就是工艺后 就是工艺 过程优化 算过程优化 算 法 模型形成法 模型形成 和自动化的基和自动化的基 础础 都到哪儿去了 4 一个关键 一个关键 点点 数据链数据链 把建设企业高把建设企业高 质量数据链放质量数据链放 在突出位置在突出位置 聪明的企聪明的企 业业 有 有远远 见的企业见的企业 都在规划都在规划 信息的积信息的积 累 累 甚至甚至 在抢信息在抢信息 市场能力的提市场能力的提 升升 创新能力的创新能力的 提升提升 生产的改进生产的改进 管理的改管理的改 进进 企业积累企业积累 的知识 的知识 经验 信经验 信 息息 构建企业高质量数据链构建企业高质量数据链 人类对物理规律研究人类对物理规律研究 的成功 为工业革命的成功 为工业革命 的产生和发展奠定了的产生和发展奠定了 坚实的理论基础 坚实的理论基础 70 多年前的信息革命 多年前的信息革命 本质上是信息处理能本质上是信息处理能 力的革命 是对符号力的革命 是对符号 处理的进展 不是对处理的进展 不是对 语义的语义的处理处理 如果类比于工业革命 如果类比于工业革命 科学技术只是对对信息科学技术只是对对信息 能力的 能量 部分取能力的 能量 部分取 得了卓越的得了卓越的进展进展 对对信息能力的 材料 信息能力的 材料 部分 进展甚部分 进展甚微 微 对对 材料 的认识一条 材料 的认识一条 腿短的特征显示了腿短的特征显示了出来出来 构建企业高质量数据链构建企业高质量数据链 从一个机构或企业的角度从一个机构或企业的角度 看数字化转型 它的目的看数字化转型 它的目的 地在哪儿 能否勾画出目地在哪儿 能否勾画出目 标场景 如果一个企业 标场景 如果一个企业 一个机构太大 缩小到一一个机构太大 缩小到一 个具体的工艺过程 一条个具体的工艺过程 一条 生产线 一个管理流程 生产线 一个管理流程 一个生产部件的供应链 一个生产部件的供应链 数字化转型的目的地在哪数字化转型的目的地在哪 里里 目的地或目标场景就是这目的地或目标场景就是这 个特定的具体的工艺过程个特定的具体的工艺过程 生产线 管理流程 生 生产线 管理流程 生 产部件的供应链的数字双产部件的供应链的数字双 生子 生子 digital twin 这个双生子不仅是该物理这个双生子不仅是该物理 存在的数字复制品 更是存在的数字复制品 更是 引导物理行为优化 高效引导物理行为优化 高效 的大脑 是该物理系统再的大脑 是该物理系统再 生产的基因生产的基因 构建企业高质量数据链构建企业高质量数据链 以一条生产线为例 作为以一条生产线为例 作为 最终结果的数字双生子 最终结果的数字双生子 应该是对这条生产线上物应该是对这条生产线上物 工艺过程 控制指令及 工艺过程 控制指令及 三者之间的关系在最小颗三者之间的关系在最小颗 粒度基础上的完整 精准粒度基础上的完整 精准 描述 最小颗粒度以目的描述 最小颗粒度以目的 为前提 为前提 如果我们将数字双生子的如果我们将数字双生子的 描述对象划分到足够小 描述对象划分到足够小 或者将自动化 智能化的或者将自动化 智能化的 对象划分到足够小对象划分到足够小 在座在座 各位各位都都有能力将其构建起有能力将其构建起 来 而复杂的对象只需要来 而复杂的对象只需要 通过合理的分解 再科学通过合理的分解 再科学 地组合起来 处置好重复地组合起来 处置好重复 部分 描述好新增的联系部分 描述好新增的联系 就可以一步步 就可以一步步完成完成 火电厂控制系统火电厂控制系统 例子 高质量的例子 高质量的 数据链就是感知数据链就是感知 所有需要控制的所有需要控制的 状态 并根据状状态 并根据状 态进行控制的所态进行控制的所 有数据 知识和有数据 知识和 动作动作 构建高质量的企业数据链构建高质量的企业数据链 需要推动三个重要转变 需要推动三个重要转变 第一个转变是从数据出发寻找它的价值 转向第一个转变是从数据出发寻找它的价值 转向 从问题出发 确定需要什么数据 这些数据又从问题出发 确定需要什么数据 这些数据又 如何获取 如何与问题求解过程结合如何获取 如何与问题求解过程结合 第二个转变是信息处理从基于符号的处理为主第二个转变是信息处理从基于符号的处理为主 转向以语义为主的