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【安徽省新世纪】“一硬、一软、一网、一平台”---新四基

      两化融合是人类社会两个重要发展历史进程的交汇,安徽省新世纪认证咨询有限责任公司作为工信部首批推荐的两化融合管理体系贯标服务机构,通过5年来两化融合的推进历程,深感其为社会、为经济、为工业的巨大贡献。从社会形态演进角度看,其所引发的生产方式变革与生活方式调整正在构建信息社会发展新蓝图;从经济发展角度看,其所推动的资源配置方式优化与发展方式转变正在构建现代产业体系新格局;从工业发展角度看,其所催生的智能化技术装备、协同化创新体系、柔性化生产方式、集约化资源利用、精准化管理模式正在重塑新时期国家竞争新优势。

       美国国家科学基金会、美国国家标准与技术研究院、德国国家科学与工程院、欧盟第七框架计划等研究机构或科研项目对信息物理系统的概念、定义不尽相同,但总体来看,其本质就是构建一套赛博(Cyber)空间与物理(Physical)空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,解决生产制造、应用服务过程中的复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率,实现资源优化。状态感知就是通过各种各样的传感器感知物质世界的运行状态,实时分析就是通过工业软件实现数据、信息、知识的转化,科学决策就是通过大数据平台实现异构系统数据的流动与知识的分享,精准执行就是通过控制器、执行器等机械硬件实现对决策的反馈响应,这一切都依赖于一个实时、可靠、安全的网络。我们可以把这一闭环赋能体系概括为“一硬”(感知和自动控制)、“一软”(工业软件)、“一网”(工业网络)、“一平台”(工业云和智能服务平台),“新四基”。“新四基”与中国制造2025提出的“四基”(核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础)共同构筑了制造强国建设之基。

      “一硬”---感知和自动控制是数据闭环流动的起点和终点。感知的本质是物理世界的数字化,通过各种芯片、传感器等智能硬件实现生产制造全流程中人、设备、物料、环境等隐性信息的显性化,是信息物理系统实现实时分析、科学决策的基础,是数据闭环流动的起点。与人体类比,可以把感知看作是人类接收外部信息的感觉器官,提供视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉这“五觉”。自动控制是在数据采集、传输、存储、分析和挖掘的基础上做出的精准执行,体现为一系列动作或行为,作用于人、设备、物料和环境上,如分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)及数据采集与监视控制系统(SCADA)等,是数据闭环流动的终点。与人体类比,根据指令信息完成特定动作和行为的骨骼和肌肉可以看作是控制的执行机构。

       “一软”---工业软件是对工业研发设计、生产制造、经营管理、服务等全生命周期环节规律的模型化、代码化、工具化,是工业知识、技术积累和经验体系的载体,是实现工业数字化、网络化、智能化的核心。简而言之,工业软件是算法的代码化,算法是对现实问题解决方案的抽象描述,仿真工具的核心是一套算法,排产计划的核心是一套算法,企业资源计划也是一套算法。工业软件定义了信息物理系统,其本质是要打造“状态感知-实时分析-科学决策-精准执行”的数据闭环,构筑数据自动流动的规则体系,应对制造系统的不确定性,实现制造资源的高效配置。与人体类比,工业软件代表了信息物理系统的思维认识,是感知控制、信息传输、分析决策背后的世界观、价值观和方法论,是通过长时间工作学习而形成的。

      “一网”---工业网络是连接工业生产系统和工业产品各要素的信息网络,通过工业现场总线、工业以太网、工业无线网络和异构网络集成等技术,能够实现工厂内各类装备、控制系统和信息系统的互联互通,以及物料、产品与人的无缝集成,并呈现扁平化、无线化、灵活组网的发展趋势。工业网络主要用于支撑工业数据的采集交换、集成处理、建模分析和反馈执行,是实现从单个机器、产线、车间到工厂的工业全系统互联互通的重要基础工具,是支撑数据流动的通道。物质(机械、如导线)连接、能量(物理场、如传感器)连接、信息(数字、如比特)连接、乃至意识(生物场,如思维)连接,为打造万物互联的世界提供了基础和前提。与人体类比,工业网络构成了经路脉络,可以像神经系统一样传递信息。

       “一平台”---工业云和智能服务平台是高度集成、开放和共享的数据服务平台,是跨系统、跨平台、跨领域的数据集散中心、数据存储中心、数据分析中心和数据共享中心,基于工业云服务平台推动专业软件库、应用模型库、产品知识库、测试评估库、案例专家库等基础数据和工具的开发集成和开放共享,实现生产全要素、全流程、全产业链、全生命周期管理的资源配置优化,以提升生产效率、创新模式业态,构建全新产业生态。这将带来产品、机器、人、业务从封闭走向开放,从独立走向系统,将重组客户、供应商、销售商以及企业内部组织的关系,重构生产体系中信息流、产品流、资金流的运行模式,重建新的产业价值链和竞争格局。国际巨头正加快构建工业云和智能服务平台,向下整合硬件资源、向上承载软件应用,加快全球战略资源的整合步伐,抢占规则制定权、标准话语权、生态主导权和竞争制高点。与人体类比,工业云和智能服务平台构成了决策器官,可以像大脑一样接收、存储、分析数据信息,并分析形成决策。

       “一硬、一软、一网、一平台”应该是制造强国建设的四大核心技术要素,也是智造强省建设的新的四个基础,也为我们推进两化深度融合,运营两化融合管理体系指明了方向。

(---中国信息化百人会成员、中国智能制造百人会副秘书长宋谠的学习笔记六)