看來(lái)美國(guó)已經(jīng)想清楚了智能制造發(fā)展的方向。
本周一，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在洛杉磯宣布，全新的智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)正式成立!這是繼2014年2月親自宣布芝加哥的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)(DMDII)成立兩年后，總統(tǒng)先生再一次明確為制造站臺(tái)。
數(shù)字制造與智能制造兩條線
略微出乎意料的是，美國(guó)決心在數(shù)字化制造與智能制造展開不同的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。二者分管機(jī)構(gòu)并不相同，DMDII是由國(guó)防部DoD負(fù)責(zé)，而智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)則由能源部DoE負(fù)責(zé)。這意味著，數(shù)字化制造并不必是智能制造的預(yù)備生，也不是前哨站，而是不同領(lǐng)域的開辟。
不出意料，新的智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，由智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟SMLC(SmartManufacturingLeadershipCoalition)主導(dǎo)。該聯(lián)盟早在2006年就已經(jīng)成立，總部位于加利福尼亞州洛杉磯，其擁有來(lái)自學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和非盈利組織的近200個(gè)成員伙伴，旨在推動(dòng)傳感器和數(shù)字過(guò)程控制技術(shù)進(jìn)步，以快速提升美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的效率。
與國(guó)內(nèi)智能制造著重強(qiáng)調(diào)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化不同，能源管理是美國(guó)智能制造的一個(gè)重要話題。據(jù)SMLC的技術(shù)總監(jiān)JimDavis介紹說(shuō)，在美國(guó)能源方面的使用，制造業(yè)方面占到了三分之一的比例，因此美國(guó)能源部非常關(guān)注制造業(yè)當(dāng)中的能源消耗。而數(shù)據(jù)則作為一種創(chuàng)新的材料，來(lái)解決能源消耗和環(huán)境可持續(xù)性等問(wèn)題。這也是為什么能源部把具體能源節(jié)省的舉措放到了智能制造里面。
而對(duì)于智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟SMLC而言，早在2013年就曾獲得來(lái)自美國(guó)能源部能源效率與可再生能源辦公室先進(jìn)制造計(jì)劃的780萬(wàn)美元支持，著手開發(fā)美國(guó)首個(gè)開放的智能制造技術(shù)平臺(tái)。
能源管理平臺(tái)從設(shè)計(jì)到供應(yīng)鏈到運(yùn)營(yíng)
(該測(cè)試臺(tái)則位于普萊克斯氫處理廠，用于優(yōu)化蒸汽甲烷重整爐)
當(dāng)時(shí)的項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)和展示可以運(yùn)用數(shù)據(jù)建模和仿真技術(shù)的通用平臺(tái)，以便結(jié)合工廠生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)管理能源消耗情況。
SMLC在成立了10年之后，終于等來(lái)了國(guó)家級(jí)戰(zhàn)袍加身的機(jī)會(huì)。
典型的工業(yè)驅(qū)動(dòng)的PPP戰(zhàn)略
(PPP指公私合營(yíng))
智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)是奧巴馬政府頒布的第九個(gè)IMI(制造業(yè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu))，它將在美國(guó)范圍內(nèi)發(fā)起5個(gè)地區(qū)制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，每個(gè)中心將專注于本地區(qū)的相關(guān)技術(shù)遷移和勞動(dòng)力開發(fā)。加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)將主導(dǎo)加州地區(qū)的創(chuàng)新中心，同洛杉磯市合作挖掘美國(guó)最大制造業(yè)基地的能力;德克薩斯A&M大學(xué)將主導(dǎo)海灣中心(化學(xué)、石油和天然氣區(qū)域);倫斯勒理工學(xué)院(RPI)主導(dǎo)東北部中心(玻璃、陶瓷和微電子制造區(qū)域);太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室PNNL將引領(lǐng)西北中心，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)NC將主導(dǎo)東南部中心。
平臺(tái)!平臺(tái)!不平臺(tái)勿創(chuàng)新中心!
實(shí)際上，SMLC給人印象深刻的是架構(gòu)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為，全新一輪的美國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，在平臺(tái)建設(shè)上下了很大的功夫。這也是SMLC入選的重要原因。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在開放平臺(tái)的應(yīng)用
為了確保所有美國(guó)企業(yè)，不論是大企業(yè)還是中小企業(yè)，都將受益于制造業(yè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的平臺(tái)成果。此次新成立的智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，將采用開源的數(shù)字平臺(tái)和技術(shù)集市的方式，以將先進(jìn)的傳感器、控制器、平臺(tái)和建模技術(shù)集成到商業(yè)化的智能制造系統(tǒng)。與此同時(shí)，簡(jiǎn)單易上手、費(fèi)用可控的制造社區(qū)，也將提供實(shí)時(shí)分析工具、基礎(chǔ)設(shè)施和各種工業(yè)應(yīng)用。
平臺(tái)上的各種服務(wù)
平臺(tái)架構(gòu)正是SMLC聯(lián)盟的強(qiáng)項(xiàng)之一。做為SMLC早期的發(fā)起者之一，羅克韋爾自動(dòng)化公司很早就提出了IA集成架構(gòu)IntegrateArchitecture。這也成為SMLC的一個(gè)重要思想，那就是，不斷發(fā)展開放式架構(gòu)平臺(tái)，搭建廣泛的制造應(yīng)用平臺(tái)。當(dāng)時(shí)，羅克韋爾的響應(yīng)者似乎并不多。而十年后，終成正果。實(shí)際上，羅克韋爾一直沒有加入GE主導(dǎo)的IIC工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，而執(zhí)著于智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟的工作。這種執(zhí)著，看上去正在得到正確的回報(bào)。
很顯然，美國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，非常注重平臺(tái)的設(shè)計(jì)。只有建立基于平臺(tái)的知識(shí)沉淀的方式，各種制造業(yè)的軟件設(shè)計(jì)、工藝、知識(shí)傳遞才能得到有效的保障。作為對(duì)制造行業(yè)的支持，SMLC將購(gòu)買獨(dú)立公司無(wú)法承擔(dān)的綜合性技術(shù)，通過(guò)可拓展式的共享基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)掃除智能制造系統(tǒng)在開發(fā)和部署上面臨的重重障礙。
智能制造的定義
對(duì)于智能制造，SMLC有一個(gè)簡(jiǎn)單明了的定義：智能制造就是在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、按人們和機(jī)器所需要的形式使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和技術(shù)。
智能制造聯(lián)盟SMLC充分利用泛在計(jì)算能力、云、APPs，同時(shí)強(qiáng)調(diào)安全的復(fù)雜性、互操作性和制造業(yè)的IP產(chǎn)權(quán)。開放的基礎(chǔ)架構(gòu)是其核心，通過(guò)SM的開放式架構(gòu)模式，可以將數(shù)據(jù)和信息，從不同平臺(tái)、不同供應(yīng)商、不同產(chǎn)品進(jìn)行集成，并組成全新的解決方案。它不僅僅可以用于單一機(jī)器生產(chǎn)線，一個(gè)工廠，也可以跨越供應(yīng)商和客戶，并完成實(shí)時(shí)集成。
SMLC首席執(zhí)行官DeniseSwink曾經(jīng)提到過(guò)，理論上講，懂得進(jìn)取的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)將很快意識(shí)到工廠是一個(gè)值得投資的創(chuàng)新和利潤(rùn)中心，而不僅僅是一個(gè)只需要削減成本、有時(shí)甚至因?yàn)閼?zhàn)略價(jià)值低而進(jìn)行海外外包的成本中心。智能制造平臺(tái)意在激發(fā)出美國(guó)的創(chuàng)造力與工程實(shí)力，使工業(yè)生產(chǎn)取得質(zhì)的飛躍。
顯然美國(guó)智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，也在往這個(gè)方向努力。
智能制造的三維度模型
按照美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院NIST提供的定義是，“智能制造是全集成、協(xié)同的制造系統(tǒng)，在工廠、在供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、在客戶需要時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)做出反應(yīng)，滿足不斷變化的要求和條件。”
國(guó)內(nèi)目前對(duì)于“智能制造”是什么，似乎爭(zhēng)論不休，很多人拿不定主意，“智能制造”似乎是個(gè)描述性語(yǔ)言，后面到底接什么，一直猶豫。從美國(guó)全新的智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)來(lái)看，智能制造顯然是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它更多地強(qiáng)調(diào)了外部的連接，從物流、能源管理、生產(chǎn)優(yōu)化、實(shí)時(shí)、集成等眾多概念。從這個(gè)意義上來(lái)講，國(guó)內(nèi)智能制造專家趙敏一直強(qiáng)調(diào)“智能制造系統(tǒng)”作為一個(gè)整體詞，似乎是更有道理。
在這其中，數(shù)字化制造仍然是核心位置。SMLC的技術(shù)總監(jiān)JimDavis指出，要全面理解制造業(yè)，必須意識(shí)到，下一代的IT和下一代的制造業(yè)，都圍繞一件事而發(fā)生：將數(shù)據(jù)成為核心資產(chǎn)
數(shù)字化制造與智能制造，二者并不是前腳后腳的路徑，而是一條交叉路徑。這給我們當(dāng)下的認(rèn)知，似乎帶來(lái)一定的困惑。它對(duì)國(guó)內(nèi)智能制造的“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”的描述，增加了更多可能的維度。而美國(guó)SMLC聯(lián)盟挑銜的智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，也正在給出一個(gè)漸見明晰的答案。
后記
針對(duì)美國(guó)智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)成立的消息，PLCopen中國(guó)組織名譽(yù)主席彭瑜教授，給出了自己的看法，摘錄在此，供讀者參考。
美國(guó)是一個(gè)多元化的社會(huì)結(jié)構(gòu)，到目前政府支持9個(gè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)說(shuō)明，他們?cè)诓煌赜颉⒉煌袠I(yè)、不同領(lǐng)域，進(jìn)行探索制造業(yè)的高科技轉(zhuǎn)型發(fā)展。無(wú)論是叫智能制造，還是叫數(shù)字化制造，都不能說(shuō)明這一方向會(huì)壓倒另一個(gè)方向。不同的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)用不同的名字，不一定能反映其技術(shù)路線完全對(duì)抗。后起的機(jī)構(gòu)也不一定會(huì)扭轉(zhuǎn)先建立機(jī)構(gòu)的工作方向和研究方法。需要冷靜看待，觀察一段時(shí)間，多收集一些資料，才可能看出些門道。國(guó)防部支持?jǐn)?shù)字化制造，能源部支持智能制造，都是高階段的發(fā)展。而我國(guó)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，都還處于起步或低級(jí)、中級(jí)階段，與國(guó)外情況并不完全相同。
