智能制造与软件定义制造

发布时间：2017-09-13 作者：e-works整理来源：e-works

关键字：智能制造软件定义

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2017年9月2日，以“软件定义制造，融合驱动创新”为主题的2017（第二届）工业软件与制造业融合发展高峰论坛在北京辽宁大厦隆重召开，著名智能制造专家、中国发明协会常务理事赵敏在论坛上作了《智能制造与软件定义制造》的演讲。本文根据演讲内容整理而成。

四、CPS（赛博物理系统）与软件定义

对于CPS（赛博物理系统），安司长是这样定义的，从解放人类体力到解放人类脑力跨越，其背后逻辑在于构建一套赛博（Cyber）空间与物理（Physical）空间的闭环赋能体系。

即物理世界在不断的运行，以我们所知道或者还不太了解的自然规律在运行，尽管我们没办法干涉和对抗，但可以找到其运行规律，再把规律模型化，再将模型算法化，再将算法代码化，再把代码软件化，然后用软件的运行去优化物理世界的运行，由此而形成在物理实体、数字虚体、意识人体三体交汇的情况下获得的智能结果。

因此，所谓的智能制造就是由“软件定义”不断优化制造资源配置。CPS是物理实体和数字虚体的交汇，并不是没有了意识人体的事，只是人体离开了，人的智慧还在。还是一个三体交汇融合所形成的智能过程。

图6 CPS：三体智能的综合体现

从图7可以看到，对于物理空间和信息空间的物理实体和数字虚体的发展，是从开始很相像，到相像且相关，再到相同而且能够引导，再到后来即是数字样机与物理样机之间相同且互动，而且能够互操作，最后形成CPS系统。CPS系统既包括执行装置，也包括控制系统、软件系统等等。所以人体虽然离开，但是人的智力沉淀下来了，知识与算法嵌入了软件，软件嵌入到了芯片，芯片嵌入到硬件，硬件嵌入到物理设备。由此，实现了工信部信软司谢司长今天所讲的“软件定义”究竟是干什么的，是为生产研发活动赋质、赋能、赋智。即研发手段的数字化和产品本身的数字化，前者通过应用运行在PC和服务器中的工业软件来研发产品，后者则通过运行在嵌入式系统的微处理器中的工业软件来驱动和物理设备的控制执行装置。由此可见，软件在产品当中起着越来越重要的作用，我曾经写过一篇文章，叫软件不软，实力“五器”。

图7：三体交汇、多种技术，长期融合发展

五、软件不软，实力“五器”

1、软件是替代器

软件替代了过去的机械零件、机电零件、电子元器件，甚至是人和企业等系统要素，由此而产生高柔性、高效率。例如汽车的仪表盘，经典A6的仪表盘是物理实体仪表，有表盘、指针等，但新款Q7仪表盘全改成了显示屏，在一块屏幕上可以随意作切换任何仪表、地图或手机通信录等图案，实际上，所谓仪表就是机载电脑或嵌入式系统中的若干软件函数而已。

2、软件是粘接器

通过数据的自动有序的流动，把不同零部件、不同系统要素连接、集成在一起，由此而产生新产品、新系统。

3、软件是赋能器

通过软件定义，为业务活动赋值、赋能、赋智，可以让原有事物的逻辑变得更加强劲有效，让发展迟缓、不易实现的事物迅速得以实现，由此而产生新动力。

4、软件是映射器

把物理世界的事物以“数字孪生”形式予以精确映射，模拟其形、其态，其变化与运动规律，由此而产生新认知。我最近考察了一家企业，他们的数字孪生做得比较好，如图8左边是他们的实体工厂的生产线（物理实体），右边是数字孪生模型的虚拟生产线（数字虚体），物理实体与数字虚体之间做到了实时映射，完全同步，而且可以随时从C端实现对P端的调控。

图8：软件是映射器

5、软件是创新器

可以在数字虚体空间赋予人类无限想象力，激发人们创造出自然界本不存在的事物，由此而产生新创意、新事物。例如阿凡达、龙、终结者或一个从未开发过的全新产品等。

如果我们细分工业软件的种类，包括有：研发工具类、生产控制类、运营管理类、嵌入产品类、工业互/物联网类、环境安全类、人工智能类、标准体系架构类等8种。这是比较新的工业软件分类方式。

小结

新业态，新制造的出现，智能制造有了新定义，即消除系统的不确定性，实现制造资源的最优配置；新路径，即软件是将不确定性转化为确定性最优路径；新规则，即在数字虚体中构建企业数据自动流动的规则体系；新方法，即以P融C，以C控P，C与P协调发展；新空间，即数字虚拟空间中任意仿真实验，物理空间产品一次做好，一次做优；新动能，即软件定义，赋值、赋能、赋智。

当前，工业软件和制造业正在加速融合，制造业正值最好的发展时期。谢谢大家！

本文根据演讲内容整理而成，已经本人确认！

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