智能制造:现状与前景(下)
王飞跃
中科院复杂系统管理与控制国家重点实验室主任
三、智能产业与智慧社会
(一)拥抱平行时代
前面我们讲的这个智能制造,制造前,制造中,制造后的三个环节。智能制造实现完了之后,必然就是智能产业和智慧社会的兴起,那么这个新的时代,我们需要新的技术,也需要新的思维,那么我现在谈一下这方面的工作,还有我们一些实践。这就是刚才讲过了,我们其实进入了第五个时代,就是平行化的产业,工业5.0的时代,也可以说我们甚至连2.0,3.0都没走好,甚至1.0都没走好,我们为什么要进入这个5.0的时代。这个时代不懂你,你可以布1.0,2.0,3.0,4.0,但是我们确实进入这个新IT,智能技术的时代。那么这个时代我就说,确实是受工业4.0的刺激,那么德国人提出工业4.0来,人家也不是说一年两年就实现,这是一个长远的规划,给他们一个奋斗的目标。但是到了我们中国来一直讨论得激励,然后好多工厂好像是已经,前天,还不是昨天就已经实现了工业4.0。人家提出这个计划是让提出一个目标,让全世界都讨论,全世界都参与,都来做,他从中吸取教训,以共赢的方式来实现他这个技术。我是觉得我们中国人这么大的一个国家,也要有自己的理念,我们也应该提出一个理念来,让全世界也来学习,也来实践,帮助我们一起来实现这种目标,而不是我们,外国人一会儿提个3.0,我们跟着往那个3.0跑一跑,还没跑到,人家又提出个4.0,又往4.0跑,我们这个4.0还没跑到,人家
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告。我就在这个报告上提出平行时代与工业5.0的这种想法。核心就是平行的理念,虚实互动的智能技术时代的理念。
(二)平行的使命:从UDC到AFC
然后基本的方法就是通过这种软件定义的ACP方法,软件定义的系统形成这种计算机里制造社会实验室进行各种各样的优化,然后通过这种虚实互动的平行直行的方式,在软件定义制造过程中执行,在实际制造过程中执行,然后通过两者之间的差别形成闭环的,反馈的,适时的提醒你,监督你,奖惩你,这种控制与管理的这个方式,最后要有各种各样的软件定义的设备,软件定义的过程,软件定义的这种工厂车间等等。这就变成了将来智能产业的最基本的基础设施。就像今天工业社会的高速公路,飞机场,码头,火车站等等。那么在这个基础上实现社会职能,社会_,社会解析,把大家的智力资源充分地利用起来,然后实现智慧工厂,智能车间,智慧运营,智慧管理。在这个基础上就要把设备,目标,员工,信息全继承起来,实现让UDC。
就是不定性,多样性,复杂性,把户头转成我的AFC,A就代表灵捷,F代表聚焦,C代表收敛。这就是工业5.0的基本思想,我就说它对这项目标就是从UDC到AFC,就把这个不确定性通过信息来重,多样性通过自动化来让它简单归一,复杂性通过智能化让它也简单。这样就三个的合成融合,让你一个企业,一个组织,甚至一个产品,一个个人具有处理各种各样的复杂问题的敏捷性。然后能在这种复杂的多样的环境下聚焦,知道你该干什么,你应该干嘛,什么能干得最好,然后你向你的目标以一种互动型的,反馈型的,支持运用型的向你的目标精准的收敛,那么这就是智能制造。还有智能制造可能会把我们带向一个新的社会最主要的任务,那么这个任务就可以通过虚实互动的平行。
那么怎么来做这种转换,其实就是一个理念的转换,这个理念的转换我给大家举一个很简单的历史,就是最简单的方程,就是*2+1=0。如果你只考虑实数它无解。400年前,一个外国数学家想出来把这个虚数,把这个负一开个平方,得出一个数来,所以英文叫imaginarynumber,中文翻译成虚数是很文雅的,imaginarynumber在英文里面就是想象的数。实际上就有点神经病想出来的数,但是它作用非常大,你看这个虚数的概念一引进来,它把数列,人口,数口一下子翻了一倍,翻了一倍你看这个没解的方程它就有解了,不但这个方程有解,好多相应的方程都有解。这有解不要紧,你看量子力学也有了,量子力学的最基本方程就是由这个虚数,相对论也出来了,相对论的基本方程它也含有这个虚数。
所以你看,这个概念一变换,把你求解的空间一下扩大了一倍,然后没解的东西有解了,所以这个理念的变化是非常重要。通过概念的创新,把你的资源空间扩大,最后解决你想解决的问题。其实现代的物理学,从牛顿力学怎么跳到量子力学呢,就是这个概念的转换,叫波粒二象性,它就认为一个粒子,既是个粒子,还是一个波。这就像薛定谔的猫一样,它既是死的又是活的,你可能觉得这荒唐,但是这一荒唐就出现量子力学。我们的现在的新的电子技术,我们的计算机新的科技就是这么来的。我说这种创新还要不断地升华,不但要成立波粒二象性,我说还要成立虚实二象性,那虚的也有实的部分,实的它也有虚的部分。只有你成立这个理念,你才能真真正正地迈向智能社会,智能技术,最后实现智能制造,否则智能制造是一句空话。
就是首先要把你生活的空间扩大,以前我们知道个物理空间,网络来了又带来我们一个虚拟的网络空间,你叫信息空间也好,你叫这个空间也好,英文叫cyberspace,其实翻译成虚拟,翻译成信息都不大对。以后你的生活的空间,就是一半生活在实空间,物理空间,一半生活在虚空间,就是cyberspace,就跟那个数有两部分,一部分实数,一部分虚数是一样的。我是十多年给大家画了这个图,十多年前这还是蛮超前的,现在我想好多年轻人认为我还落后了,他生活在虚空间的时间搞不好比实空间还多呢,不是50,50的比例,可能是30,70,或者是20,80的比例。这不要紧。但是实实在在的就是我们有两个空间,一个是物理空间,一个是cyber space。我们只有承认了这个空间,把两个空间的资源都利用下来,智能的问题,复杂的问题才有解,就跟那个*2+1=0这么个简单的方程,你必须承认了虚数它才有解,否则无解。我们以后的职能制造还有很多,智能社会,智慧社会面临的问题,你也必须承认了这个虚空间是实的才会有解。
那么这个空间的虚数是什么,我说就是平行,那么它的基本方法我就ACP,A代表人工社会,C代表计算实验,P代表平行执行。那么它的技术结构就是CPS,就是人机物一体化的这种系统。那么我自己2004年的时候,我回国不久,我就觉得这些理念讨论还不行,一定要把它变成一个工程化的方法,后来我就写了一篇文章,就是谈这种平行系统,在这个控制管理中的应用,那么我们实验室就是为了这个目的成立了,它就是在大家都知道的物理空间和心理空间之外,又加了一个人工空间,这是一个很有名的哲学家,叫波普尔在上世纪六七十年提出来的这么一个概念。我觉得我们农业社会就开发了物理空间的表面,我们的工业社会就是文艺复兴解放了心理世界,产生了科学,回头设计了蒸汽机,电动机,计算机,路由器,给了我们能力让我们回头,又回到第一的物理世 ……(未完,全文共11766字,当前仅显示2798字,请阅读下面提示信息。
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