各位領(lǐng)導(dǎo)，各位嘉賓：

大家早上好！首先感謝會議的邀請，今天我報告的題目是制造流程智能化。

這個題目的主要目的，一個是怎么去做到智能制造，因為智能制造本身的含義應(yīng)該是智慧制造，既然談到智慧，那怎么去做，我舉一個例子，兩類最重要的工業(yè)企業(yè)的特點是什么、目標是什么，也就是一個企業(yè)要發(fā)展搞智能制造的話，首先得知道對象特點目標是什么，目標不一樣，智慧也是不一樣的。

二是，說一下我們目前信息化系統(tǒng)的現(xiàn)狀。

知道了這兩點以后，下一步就可以去制定相應(yīng)的智能規(guī)劃。所以我簡單介紹一下工業(yè)4.0智能制造的含義是什么。原來智能制造的基礎(chǔ)是信息物理系，現(xiàn)今人工智能技術(shù)和制造業(yè)結(jié)合了，我把這個簡單回顧一下。

下圖是以機械制造為代表，就是離散制造，包括飛機、汽車、服裝，這都是一類特點，另外一類是產(chǎn)品不能輸出，比如發(fā)出的電，產(chǎn)生的石油，這類系統(tǒng)是過程，中國的翻譯是流程。

右邊的圖是說明一個機械裝備，離散制造有一個總體設(shè)備，設(shè)定完以后可以把各個零件分散到各處去加工，加工以后組裝，組裝以后產(chǎn)品出來。它的特點是，機械零件加工和組裝是可拆分的物理過程，既然是物理過程是尺寸可以變化，可以利用數(shù)字制造，70年代就有計算機集成制造系統(tǒng)，可以用計算機來做，這個過程最終的難點是在總體設(shè)計。總體設(shè)計，第一是優(yōu)化，因為是設(shè)計，今天講工業(yè)4.0，是個性定制，就是他的產(chǎn)品設(shè)計在變，在這種情況下這是它的難點。

左邊的圖是流程，這是工業(yè)設(shè)計，排放以后不能動，比如煉鋼，先是煉鐵，然后煉鋼，之后不能動，第二是每一個加工過程參數(shù)是什么，參數(shù)一旦確定，經(jīng)過物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，它的特點是有很多過程，一個過程一個過程，轉(zhuǎn)化以后成為成品，作為下一道工序的原材料，是多個過程組成的不可拆分的物理過程，這個采用的辦法是模型化。利用模型來做，但是它的難點是工藝設(shè)計的優(yōu)化和制造全流程的優(yōu)化，它和離散不一樣，離散一個零件壞了可以換，很多發(fā)達國家把加工過程轉(zhuǎn)移到原材料便宜，今天中國有很多帶料加工企業(yè)。

下面是它們的總目標是一樣的，高效化、綠色化，要高效利用，同時會排污，讓污染小，但是目前作為智能制造的目標是什么呢？第一個目標，是離散工業(yè)個性定制高效化，對我們國家來講，有些企業(yè)可能他的自動化還沒有實現(xiàn)，所以他們要首先圍繞企業(yè)的目標，我今天講的例子都是國際上最先進的企業(yè)。第二是，生產(chǎn)工藝優(yōu)化和生產(chǎn)全流程優(yōu)化。生產(chǎn)工藝優(yōu)化往往靠實驗，靠積累，包括今天的發(fā)動機，包括勞斯萊斯的發(fā)動機，天天還在做實驗，靠大量的數(shù)據(jù)，靠實驗來摸如何優(yōu)化。生產(chǎn)全流程優(yōu)化，今天很多產(chǎn)品過剩，是因為當時決策建廠的時候不等于這個產(chǎn)品不暢銷，但是他沒有考慮建完以后市場的變化，沒有做好全評估。

目前我們國家也好，國際也好，系統(tǒng)架構(gòu)是什么。一是企業(yè)資源計劃，二是制造執(zhí)行系統(tǒng)，三是DCS（PCS），這是三層結(jié)構(gòu)，這是90年代作為企業(yè)的標準。

這個系統(tǒng)我畫了一張圖，這個系統(tǒng)目前來看，是一個人信息物理系統(tǒng)，中間這一塊是我們按的信息系統(tǒng)，下面的物理系統(tǒng)是制造的過程，然后人在這里主要做決策。巡檢要靠眼睛看，靠耳朵聽，他把決策結(jié)果給到信息化系統(tǒng)。一是決策企業(yè)的目標，二是決策企業(yè)生產(chǎn)目標，三是決策工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量效益相關(guān)的，然后決定控制系統(tǒng)的指令，下達到控制系統(tǒng)。這個過程的功能是ERP，就是對企業(yè)的人、財、物、能源等資源作出計劃，對計劃完成情況的信息進行監(jiān)控。然后經(jīng)過調(diào)度人員變成調(diào)度計劃和裝備的工藝參數(shù)，然后在這個環(huán)境下，對整個工藝參數(shù)，包括控制系統(tǒng)的指令對完成情況進行監(jiān)督。

下面的控制系統(tǒng)主要是三個：一個是控制，控制包括反饋控制，也包括邏輯控制，包括對過程的監(jiān)督，這是它的功能。今天要基本實現(xiàn)這個系統(tǒng)，一個是企業(yè)精英決策系統(tǒng)，包括資源計劃系統(tǒng)，包括供應(yīng)鏈系統(tǒng)，包括能源管理系統(tǒng)。

這個圖是生產(chǎn)先進系統(tǒng)，這里的流程工業(yè)我可以實施優(yōu)化，這個系統(tǒng)的工藝參數(shù)應(yīng)該是人決策的，生產(chǎn)過程的狀況是人去識別。我講的都是國際國內(nèi)先進的企業(yè)，有很多企業(yè)你進去以后無人，這個無人的條件是他把所有的工藝參數(shù)和控制系統(tǒng)指令事先設(shè)定好，我們國內(nèi)也有很多企業(yè)都是無人的，但是他的問題是平穩(wěn)時候沒有問題，如果生產(chǎn)環(huán)境一變化，那么重新來決策的時候，是靠知識工作，靠知識和經(jīng)驗去進行決策。

決策出來的結(jié)果是什么狀況，我國企業(yè)和國外企業(yè)的區(qū)別是，我們的原材料是變化的，不像先進企業(yè)的料是固定的，再加上我們的管理過程、決策過程都是靠人，我們?nèi)说墓芾聿痪殻刂七^程不精細，往往一流的設(shè)備做出來的產(chǎn)品質(zhì)量不好，我們和國際先進水平都有差距，這個差距的原因是干擾引起的。

下面舉兩個案例，一個是個性定制的重要性，我們國家的制造裝備高鐵、核電、特高壓輸電在世界是處于至少先進和領(lǐng)先的水平的。包括特種變壓器，世界最大最難的變壓器都是中國制造的。這個制造過程來講，如果是一種變壓器實現(xiàn)自動化沒有問題，這個例子是沈陽的，這個計劃一切都是靠人，人的操作就影響了他的效果。

這個例子是選礦，我們國家是赤鐵礦，先燒，然后磨，然后選，整個過程都是自動化，沒有人，這些生產(chǎn)過程的計劃，生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)是人用信息化系統(tǒng)。

我去年到英國參觀了他們的先進制造中心，他們專門有一個工業(yè)4.0項目，做發(fā)動機的殼，要想一個設(shè)備自動加工不同規(guī)格的發(fā)動機的殼怎么辦，他們就重新研究設(shè)備，這個設(shè)備有四個機械品，把所有的傳感器都按上，研究我怎么樣能夠加工不同的裝備，這就是研制階段，大家不要以為德國都實現(xiàn)了。

從信息的角度來看，計算機、通訊、自動化都是計算資源，這些計算資源要和物理資源深度融合，今天到了交叉時代，要把這些都利用起來，然后研究一個新的系統(tǒng)，使這個系統(tǒng)有強大的功能。德國想把這個基礎(chǔ)和嵌入式互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同，研究成智能技術(shù)性。

這個實現(xiàn)以后，人做什么？人要具有創(chuàng)造性的規(guī)劃者、管理者和決策者。自動化比人的操作質(zhì)量高。人決定規(guī)則和參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量好并不等于成本一定低，最后人就變成了決策者。我們國家有些企業(yè)可能達不到這個水平，所以要按照你的企業(yè)實際情況來做。

下面的是流程工業(yè)，流程工業(yè)到底怎么做，我們國家是流程工業(yè)最大最全的，將來我們做我們提出智能優(yōu)化，生產(chǎn)工藝是人做的。我國我介紹一下制造流程的含義，不管哪個行業(yè)，科技的難點是在制造流程的智能化，什么是制造流程，就是由知識工作者將企業(yè)目標通過計劃調(diào)度信息化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)指令和工藝參數(shù)，進而轉(zhuǎn)化為加工裝備過程的控制系統(tǒng)指令，從而控制加工生產(chǎn)線的加工裝備，將加工產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、消耗等生產(chǎn)指標控制在目標的范圍內(nèi)。

想要實現(xiàn)特性定制的高效化，要想實現(xiàn)生產(chǎn)全流程的全局優(yōu)化，應(yīng)該怎么做呢？應(yīng)該把原來的決策系統(tǒng)變成人機合作的智能優(yōu)化決策系統(tǒng)。人和機器應(yīng)該是合作的，因為今天有了大數(shù)據(jù)，使這件事可實現(xiàn)，另外把每一個制造過程，包括加工裝備，包括控制系統(tǒng)，變成智能自主的控制系統(tǒng)。

我這里講的是遠景規(guī)劃，這個系統(tǒng)和原來的系統(tǒng)區(qū)別在于，一個是要加智能感知，對市場環(huán)境，市場條件進行感知。感知以后你就可以作出協(xié)助智能優(yōu)化的決策，這個決策出來以后應(yīng)該到虛擬制造過程去做實驗，在決策的過程當中完全由生產(chǎn)狀況認知自由化，他對你的過程進行監(jiān)督，如果認為不合適要對你的自由化進行調(diào)整。

自主控制系統(tǒng)和原來的區(qū)別在于，如果生產(chǎn)線對照企業(yè)的優(yōu)化走的話，控制系統(tǒng)的指令會隨著企業(yè)的目標而改變，而現(xiàn)在我們幾乎是不改變的。改變的話，控制系統(tǒng)就不是我們今天的系統(tǒng)了，所以這個系統(tǒng)要變成智能自主的系統(tǒng)，過去是人感知告訴它，現(xiàn)在要變成智能感知告訴系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)感知以后，就進行智能優(yōu)化的決策，對控制指令自動進行決策，然后控制系統(tǒng)跟著你決策，而現(xiàn)在的PIP做不到。還要有工況識別，就像人一樣，人不是等到有病再去看，要提前檢查，所以是這樣的系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)都可以做到實時遠程移動操作，作為一個決策者，我可能在出差，可能在開會，我都可以看到生產(chǎn)線的狀況。

現(xiàn)在的領(lǐng)導(dǎo)看狀況是靠匯報，都是靠操作者看曲線，今天到了大數(shù)據(jù)時代，完全可以把狀況的好與壞通過大數(shù)據(jù)分析直接給出來，所以領(lǐng)導(dǎo)只要看決策是正常的還是非正常的，一旦非正常就可以看到在哪道工序出現(xiàn)的問題，這樣就可以做到遠程移動。我這里講的都是企業(yè)怎么規(guī)劃它未來的東西。

下一步是人工智能的概念。我們過去講智能制造是計算資源，這個計算資源沒有談到人工智能，今天為什么談人工智能？我先講一下智能制造目前的挑戰(zhàn)是什么，我引用了一篇文章，第一，人工智能發(fā)展到深度學(xué)習(xí)沒有考慮如何應(yīng)用于制造過程。第二是預(yù)測，今天的生產(chǎn)能不能預(yù)測這個生產(chǎn)明天還這樣生產(chǎn)的話，產(chǎn)品質(zhì)量怎么樣，這是預(yù)測。第三是你的決策過程和你的控制過程如何集成，這是智能制造當中的三個挑戰(zhàn)問題。

人工智能是兩種概念，一種是內(nèi)人工智能，它的特點是和人的智能，美國的企業(yè)家、科學(xué)家，包括政府認為要真正做到這一點，還要幾十年，而今天我們講的人工智能，學(xué)術(shù)上叫弱人工智能。

人工智能技術(shù)是通過機器，延伸和增強人類感知、認知決策執(zhí)行的功能，增強人類認識世界與改造世界的能力，完成人類無法完成的特定任務(wù)。有些任務(wù)是人無法完成的，就要人工智能去解決，這是它的目標。

關(guān)于人工智能，我們和美國同時在講怎么和工業(yè)結(jié)合，我這里有幾個例子，今年5月份，白宮舉行美國工業(yè)人工智能峰會。他們要重點發(fā)展具有高影響、面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的AI，所以這就是弱AI。很多人覺得人工智能是和人的智能，比如阿爾法狗，這個系統(tǒng)下圍棋很好，但我不要求它下象棋也好，這是內(nèi)人工智能，這是很難的。

人工智能的技術(shù)和我們過去技術(shù)之間的關(guān)系。原來講人工智能技術(shù)，原來講深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)利用了大數(shù)據(jù)，利用了層，最早發(fā)現(xiàn)可以用到156次，其中做出來的有標志性的結(jié)果，一個是同聲傳譯系統(tǒng)，2012年就把這個系統(tǒng)研究出來了。第二個是圖像識別，引起大家轟動的例子是阿爾法狗打敗九段高手，它的主要特點是用了大數(shù)據(jù)，分析成是大數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能。我們現(xiàn)實社會當中，有一類是人無法做的，比如圍棋，人的腦袋掌握不了的可以用計算機挖掘，把所有的都拿出來，然后做一個模型，這件事是這類特定的人。

我這里舉了三次工業(yè)革命，第一次是蒸汽機，利用了比例調(diào)整，等于是把特性改變了，這樣就形成了反饋控制，但是這個利用了模型。第二次是電氣化，如果里面沒有對電機的控制，沒有對于邏輯的控制，那么不可能實現(xiàn)傳送帶。第三次是電子和信息技術(shù)讓自動化程度更高，操作工作的自動化、管理決策的信息化推動了三次工業(yè)革命。