解读智能制造概念

    关于智能制造的逻辑，有很多角度，包括智能制造与快速反应；智能制造与人工智能；智能化与自动化；智能化与代替人；智能制造与知识管理；智能制造与云计算、大数据；智能制造的必要性可行性等。要把智能制造的逻辑理清楚，就必须把这些概念之间的关系理清楚。

智能制造与快速反应

    如果把这些角度中，选取最适合代表智能制造的角度，大概有两个方面：一个是ICT技术（数字化、网络化），这是手段；一个是快速反应，这是目标。把快速反应作为目标时，ICT技术只是手段之一，还要配合软件、硬件、组织、商业模式手段。但ICT技术同时是关键性、标志性的手段：恰恰是ICT技术的进步却为智能制造发出洪荒之力——ICT技术的迅速发展，才使得过去的一些设想有条件变成现实。

    ICT技术是怎样促进快速反应的呢？有几个方面的原因：

    第一，可以用信息实现多方的协同工作。一条新的信息可能涉及到多个部门的工作（如产品设计的改动）。如果可以共享信息，就可以把串行工作变成并行并减少协同中的差错。

    第二，可以实现知识的复用。一个人发现的知识（包括产品部件的设计），可以被其他人、被后继者重用，省下了不必要的开发。

    第三，物质资源的共享（分享经济），减少了获得资源的时间。

    第四，缩短了决策周期。把信息全面集成起来，就可以让计算机做出科学的决策、而不是人去控制或团队开会决策，大大缩短从信息感知到执行的时间。在工业4.0的体系中，缩短生产组织的决策周期可能是成败的关键之一。

    第五，提高工作效率的工具。计算机仿真、CAD等手段，使得人们可以在数字世界里做试验，从而以提高效率。

智能制造与人工智能

    智能制造与人工智能有着微妙的关系。我们知道，人工智能原本有三个学派：计算机学派、生理学派和控制论学派。与智能制造关系最为密切的是控制论学派。从控制论产生的那一刻起，就关注信息和通信，就重视信息处理与行为活动的结合，就把感知、决策、执行的综合看做是（智能的）生命体与（传统）机器的跟本区别。工业4.0中的核心概念之一是赛博物理系统CPS，而这个概念来自于控制论。

智能化与自动化

    我们认为智能化是自动化的延伸和发展。智能制造与传统自动化又有什么不同呢？其中一个重要差别是：信息的来源和协同的范围大大扩张了。控制论产生的时候，对象往往是机器级别的，现在这是车间、工厂、企业、供应链、乃至全球。协同的范围扩大了、关注的问题要多得多。

    过去的自动化主要针对批量生产。在智能制造的时代，产品更新换代速度快、批量小，甚至可能要在流水线上生产个性化定制的产品。与大批量生产相比，生产组织高度复杂、质量控制难度大增、成本和能耗可能会显著升高，采购和供货的压力大。这些相关的新问题必须被迅速感知、及时处理。从技术上看，在过去的自动化产线上，人们一般试图把生产的“边界”尽量固定下来、通过抑制干扰来保证质量、成本和效率；在智能化产线上，更强调出现问题及时应对这些干扰。

    这时，智能制造的相关技术，如大数据监控、信息集成就成了“雪中送炭”。然而，无论如何，我们都希望不必要的干扰尽量地少、时间和资源的浪费尽量地少。这样，生产管理才能尽可能简单、尽可能高效。我们发现：如果精益生产搞得好，推进智能制造就是比较容易。

智能化与代替人

    智能化的首要目标往往是快速反应，而不是代替人。但是，代替人确实也是目的之一、甚至是非常重要的目标。其实，让机器代替人进行决策和执行，有利于快速反应并取得更好的控制效果。所以，机器人、无人工厂等技术，常常能促进智能化的发展。一般的语境下，自动化多数是指物理设备或产线的自动化，而在智能制造的时代，同时强调知识和数据流动的自动化。

    要实现快速反应，除了ICT技术，还要配套其他的东西。首先，从信息感知的角度看，有些信息的获取，不是仅凭ICT技术就能解决的。比如，要快速响应，可能需要获得用户和供应商的信息。但这要有商业模式和法规的支撑才行。其次，从决策的角度看，在可以预见的未来，人类会在很多方面作为主要的决策者，而这就要有组织模式的支持。第三，决策的执行往往需要有物理设备的支持。第四，智能体系的改进和学习提升，离不开人的参与。