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王爱民:智能制造之于网络化

智能制造随笔 2022-10-14 17:24 发文

我们就像老牛一样,总是在反刍,反刍过去所提出的一些概念或者说技术。说好听的是反思或者苟日新日日新,说不好听的其实一直都没想明白,嗯,包括我自己。

德国当时提工业4.0,里面其实一直在反复重复这一理念:分布式增强网络。我们提到智能制造时,数字化、网络化、智能化总是经常并肩使用的词汇。

个人感觉我们对网络化的理解还是偏重于传统的,并由此衍生为工业互联网之类的概念,甚至再简单点儿,就是我们的工业网络,或者说类似工业总线之类的网络。这种理解不能说有错,但在智能制造语境下面,个人认为,网络化不是这个意思。

德国工业4.0理解的分布式增强网络应该是一种制造系统运行的新模式。

从远远早于德国工业4.0之前的PSCK ML工程到目前日益在发展的软PLC,从物联网到工业互联网再回到物联网直到务联网(服务联网),从现场工业总线到OPC UA等系列标准及其生态的出现,其实德国的工业4.0一直都在践行和推动这个分布式增加网络这条技术之路,其核心理念在于构建基于务联网(不是错别字,不是物联网,而是务联网)的制造系统运行新模式。

对于硬件产线,其实是将硬件产线像微积分一样进行离散化,并针对离散化的智能元件或者装置,建立服务化的代理或者agent,所谓的智能管控其实就是这些服务的编排。其目的是实现软件定义制造,目前呈现出的软PLC,其实在一定程度上就在实践这种运行方式。

这种分布式增强网络其实是为it与ot的融合提供了理论方法指导,这种理论方法的源头其实就在于很久以前所提出的可重构制造系统模式。但传统上我们在这方面的研究是在研究制造系统的构成、配置及其布局。而分布式增强网络其实是面向单台设备或者自动化产线的可重构控制。想来德国人也是在悄悄的研究和吸收美国人所提出的一些先进制造理念,或者说最终不管怎么样,大家都会殊途同归的。

以可通过控制理念为核心,其实德国已经有面向制造单元的类似软PLC的软件系统产品和实践(似乎是一个辍学的德国博士生创立的),其主要的表现形式就是对于控制活动及其指令的编排组织1运行配置。其实是对德国工业4.0所倡导的自动化加柔性的理念的直接贯彻和落实。

同样以这一理念为核心,2019年德国汉诺威工业展中,有些主流的汽车厂商已经在生产当中尝试或探索走向消除生产线的概念的运行新模式了。这是一种宏观资源配置与运行控制相结合的可重构制造新模式。走向极端的话,其实就是德国奥迪提出来的2035Smart manufacturing模式。(见张署先生的文章和本人之前的公众号文章)

基于分布式增强网络,制造系统的运行将呈现出一种以社会化生态特质的局面。这是一种真正的物联网,不是互联网+而是互联网x,不仅仅是数据驱动而是事件驱动,不是简单的智能仿生而是在仿社会生态。这是真正的互联网本义,美国将工业互联网联盟改为工业物联网联盟,也许背后有这方面的的深谋远虑与布局在影响着他们。

再扩展一步,在网络化协同这一领域,其实具有天然的分布式增强网络或者说物联网的本质影子,因为其中涉及到具有各自行为特性的从个体之间的互操作,比如不同的供应商之间协作所呈现的博弈特点。

分布式增强网络将有效的摊平制造系统运行管控的层次,这也是我们经常所说的在物联网的世界下优化的空间将得到极大的扩展的后台含义,其对于制造资源的配置组织、博弈操作、可重构控制等,将带来及其丰富的技术挑战要求,尤其是APS及其与多智能体的融合。

个人认为,上述内容是智能制造语境下网络化的深层或本质含义。

……………………………

这种方式其实有点超前,但已经呈现出局部的开花结果态势,同时当然也非常值得研究。总体而言,这是对目前制造系统运行方式的一种新的颠覆性管控模式。未来,应可期。

一己之见,仅供参考。

作者信息:王爱民,长期专注从事APS技术研究、系统开发与实施应用。

笔者公众号:智能制造随笔欢迎关注。

欢迎交流讨论,探讨合作。

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