关于面向智能制造建模的一些思考

文章来源:火凤凰软件
2021-03-21

前两天有个微信朋友发微信询问是否有”智能生产系统与CPS建模”课程的推荐教材,同时有一个科研口袋抛出来了一个申报方向是”智能制造建模仿真数学方法”研究方面的。感觉到面向智能制造的建模已经得到了大家的重视。也感觉到从最初智能制造的喧嚣与概念满天飞,在逐步的走向踏实与攻坚。自己也在琢磨是要申请呢还是要申请呢还是要申请呢?书归正传,解剖出下文这些引子,也梳理一下自己的思考。

     (1)通用范畴下模型的内涵浅析
         模型这个词儿,我理解是从”模和”范”这个词进一步演化形成的。其实主要的目的就是将某项事物或业务要素以某种关联的形式,形成一个具有复用性的规范性的可以利用和操作的表达或系统,而这个系统具有准确表达和运行推理基础上的决策分析能力,当然也包括各种各样的仿真。
         面向智能制造的建模仿真与当前所提出的数字孪生概念下的数字孪生体具有密切相关的关系。对于数字孪生体来说,其核心也是基于公益互联获得的各种数据的基础上,建立与事物或者业务相对应的模型。这是我们推进智能制造的一个重要抓手,甚至可以说我们推荐智能制造最核心的其实就应该形成这些模型,这些模型在是智能制造之所以能够冠以或体现智能这两个字的真正支撑。

     (2)智能制造背景下建模的对象
          智能制造具有很广泛的那个。在全生命周期各个阶段以及全生命周期的集成都有用武之地。下面重点说一下,在制造方面应该重点关注的建模对象都是那些,也就是说我们要针对哪些对象来进行提升与实现智能。
        首先,我们想到的应该是底层的制造要素,这是直接支撑实现制造的看得见摸得着的实物,比如在人机料法环测的各个环节或者方面,在这个里面“机”是最显眼的。比如设备/装置等等。要素状态的采集是我们进行后续的智能化工作的基础,其实目前大部分底层的工业物联或者互联,就是在做这个事,但这个事儿其实并不是智能的真正体现,比如现在很多企业建立了机床设备数据采集的大型展示屏,数据是收集上来的,但真的在用吗?其实我们应该思考的是:为什么会是这样?对于这种现象考核的或者评价的一个重要准则:智能性或智能化提升在哪里?
        其次,我们想到的是对多个要素的关联,其实就单个要素本身来说其实也没啥智能性可说的,我们说的智能性,其实更多的体现的是要素之间的关联与集成。比如人和机之间。如何实现智能协同是我们需要提升的;比如基和法如何进行智能化的综合,类似之前提到的自适应智能加工等等,其实都在这个范畴;比如机和料,刀具也是料的一种,加工过程当中的刀具磨损以及智能换到决策,这都是可以体现出来的;比如进一步的机料法测的综合,可以演变为对质量控制的一种智能化提升。这种组合是大量存在的。我们应该可以从各种各样的案例当中来找到他们的影子。同时反过来也说明,对单独要素的所谓的互联,如果不进行事关产品及其工艺质量的关联分析,其实并没有什么智能性的,只是一项工作而已。上述所提出的种种其实更多的是工艺方面的智能化。

        第三,我们想到的可能就是从制造单元、制造产线、制造车间以及整个工厂乃至整个供应链甚至整个产业生态等层次,这也是我们推进智能制需要面对的对象。其实所谓的这些增资。都是对制造要素的某种程度上的组合,只是属于一种更加综合的组合,更多的是属于管理层次的过程驱动的智能化,并且随着层次的提升,逐步的从纯粹的工艺。、到工艺与管理的结合、到纯粹的管理决策等方面逐步进行演变。
       
     (3)智能制造语境下的建模目的与内容
       智能制造背景下的这些建模对象不再是普通的关联关系,那种期望进行一些简单的表达就可以建立模型的想法其实是不现实的。
        首先,从建模目的角度,需要要明确的是,面向智能制造这些对象的建模一定是支持智能化提升,这样的建模及其基于模型的分析利用才是有意义的。比如我们在数字化业务系统里面经常会建立各种各样的数据模型或者信息模型,但这更多的是一种工作,而不是能够支持推理分析的那种模型。
        其次,从建模内容的角度,我们经常会说经验知识的沉淀或者说工业技术软件化,希望通过模型的运行而取代或者部分取代专家在里面的智力活动,其实就是工艺、管理,以及工艺和管理结合的决策模型。
       
        其实写这篇文章的目的是梳理自己的思路,最终是想凝练出一些建模方法的,甚至这种建模方法,不是对现有生产模式的复制,而是一种具有不破不立的技术角度的智能化运行新技术模式。有那么几个想法,但还不是很清晰,需要整理和静心推演,后续再写吧。

        一己之见,仅供参考。