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【行業資訊】李培根:面對制造業數字化轉型的機遇與挑戰

發布時間:2022-07-03 文章來源:鴻宇科技 瀏覽次數:1066

中國工程院院士李培根認為,面對制造業數字化轉型的機遇與挑戰,應踐行孿生、協同、自主、超越四點。

       作為“第四次工業革命”的重要基石,工業互聯網一方面連著傳統工業制造業,另一方面連著新一代信息技術,不僅是實現工業經濟全要素、全價值鏈、全產業鏈連接的新型基礎設施,也是推動我國數字經濟發展的重要發力點。
      
       李培根指出:“‘孿生’指的是數字孿生。新一代制造的最大特點是數字孿生,其中關鍵在于和物理生命體的‘共生’。所謂共生就是數字孿生體(描述物理對象在其全生命周期中與系統動態過程的數字化模型)和物理實體聯系在一起的全生命周期。數據好比物理生命體的‘血液’,數據及智能賦予物理實體以‘生命’,而數字孿生則是智能化設備的‘靈魂’。”
       李培根強調,未來智能化設備發展的關鍵在于數字孿生。例如,在風力發電機上面搭載傳感器采集數據時,除了機器本身的數據之外還有風場的數據,如風力、風向等,基于這些數據,借助數字孿生模型進行仿真來調整風力發電機葉片的角度,可提高風力發電機的發電效率。
       “協同”指的是人機協同。“協同表現在很多方面,比如在開發產品時,開發人員和軟件系統之間是協同關系。”李培根表示,利用人和智能系統的協同、迭代,可以產生更好的效果。
       “人和機器人的共融是機器人未來發展的重要趨勢。在同一物理空間內,充分利用人和機器人的差異性與互補性,通過人機個體間的融合、人機群體間的融合、人機融合后的共同演進,實現人機共融共生、人機緊密協調。而讓機器人自主完成感知與計算,則可以在人機共融后,讓機器人與人類在感知方式、思維方式和決策方式等方面緊密耦合。”李培根說。
       “自主”指的是自主移動技術。李培根表示,自主移動技術的發展加速了機器人技術的演進。機器人應該適應人口稠密空間、自動化操作條件等不同環境。自主移動技術基于地圖定位技術,運用該項技術的自主移動機器人(AMR),可通過掃描作業環境自主更新地圖,因此無須輔助固定信標,對工作場地幾乎沒有改造需求,可以達到“即到即用”的效果。
       李培根舉例稱:“自主移動機器人融合了激光雷達、深度攝像頭、超聲波雷達等多項感知技術,可全面感知環境信息。自主移動機器人還擁有智能的決策能力,可以在生產環境中靈活、自主地躲避障礙,很好地實現了人機協同,非常適合部署在復雜、動態的生產場景中。當機器人‘走出’受控倉儲和制造環境后,各行各業將迎來發展機遇。自主移動技術非常重要,未來在制造環境中應用將會越來越多。”
     
       “超越”指的是超越傳統生產模式。李培根坦言,人工智能技術也許已經超越了傳統的科學認知和傳統文化,但還要打破傳統生產模式空間限制。李培根舉例:“一個人類操作員只能操作一臺機床,而虛擬操作系統,則可以同時操作多臺機床,甚至可以實現遠程操作,這就是超越傳統生產模式空間限制的典型案例。起初,人類發展自動化制造的目的是希望它能替代人的體力,而隨著技術演進,人類已經不滿足于自動化制造僅替代人的體力,更希望它能替代人的腦力。傳統自動化制造主要是解決確定性、有固定模式的問題。而現在則不同,通過數字技術、人工智能技術可以解決非固定模式、非結構化、不確定性的問題。”
       “有科學家曾表示,大數據時代最大的轉變就是人類放棄了對因果關系的苛求,而關注相關關系。”李培根指出,在一項工程中需要關注因果關系,但不能只關注因果關系,還要關注相關關系。超越常規的因果關系與相關關系,可以體現出更多的批判性思維與整合思維。
       此外,在生產環境的安全性方面,李培根指出:“產業數字化正成為數字化的主旋律,其帶來新機遇、新場景的同時,也可能讓環境安全變得‘脆弱’。數字化面臨的外部威脅將不斷升級并走向復雜化,網絡攻擊威脅已經超越傳統安全威脅。此外,大量數字化新技術、新應用的產生,導致簡單的安全問題升級為復雜的安全問題。”李培根指出,在產業數字化轉型的過程中,關鍵基礎設施、工業互聯網、車聯網、能源互聯網、數字政府、智慧城市等新的應用場景中,存在大數據安全、云安全、供應鏈安全、物聯網安全、新終端安全、區塊鏈安全等一系列新的安全挑戰。
來源:信息化時代
本文根據中國工程院院士李培根公開演講整理。