智能制造

智能制造常見名詞術(shù)語

2021-04-16 來源：評論：0

摘要：智能制造就是這樣的一個領(lǐng)域，有時一個術(shù)語有多個不同的解釋，有時多個不同的術(shù)語卻有著相同或類似的含義，甚至有的術(shù)語本身就含義模糊、語焉不詳。

　　一個快速發(fā)展且尚未成熟的領(lǐng)域，會出現(xiàn)大量新的名詞術(shù)語，對這些名詞術(shù)語的理解和使用往往出現(xiàn)分歧。智能制造就是這樣的一個領(lǐng)域，有時一個術(shù)語有多個不同的解釋，有時多個不同的術(shù)語卻有著相同或類似的含義，甚至有的術(shù)語本身就含義模糊、語焉不詳。

　　大制造先進(jìn)制造
　　大制造的提法從20世紀(jì)80年代就有了，最早應(yīng)該是來自CIMS，即計算機(jī)集成制造系統(tǒng)。CIMS強(qiáng)調(diào)的是消除企業(yè)的信息孤島，每個孤島代表從需求分析、設(shè)計、生產(chǎn)、實(shí)驗、銷售、維護(hù)、報廢等一個產(chǎn)品的全生命周期里的某個環(huán)節(jié)，集成就是要把這些環(huán)節(jié)整合起來形成一個完整的制造系統(tǒng)，所以這里面的“制造”包含所有環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)意義上的“制造”主要是指生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)。因此CIMS里面的“制造”比傳統(tǒng)意義上的“制造”范圍更大、含義更廣，也就是所謂的“大制造”。但有意思的是，在正式的文獻(xiàn)里，幾乎找不到“大制造”這個詞，“大制造”主要出現(xiàn)在專家的PPT或講稿里，似乎更像是一個學(xué)術(shù)俚語。正式的學(xué)術(shù)文章、技術(shù)報告或官方文件里，統(tǒng)統(tǒng)都用“制造”，比如“智能制造”，“先進(jìn)制造”、“制造大國”，“中國制造2025”，這些詞里面的“制造”其實(shí)指的都是“大制造”。而當(dāng)看到“設(shè)計與制造”，“制造執(zhí)行系統(tǒng)”這樣的表述時，里面的“制造”就是傳統(tǒng)意義上的“小制造”了。因此到底是“大制造”還是“小制造”，只有根據(jù)上下文的意思去理解了。
　　智能與智慧
　　在業(yè)界，將smart翻譯成智慧，而將intelligent翻譯成智能已成為客觀事實(shí)。但關(guān)于這兩個詞的含義和用法卻常常讓人一頭霧水，比如智慧城市、智能城市、智能家居、智慧家電、智能交通、智慧交通、智能制造、智慧制造。什么時候該是智能，什么時候該是智慧？智能和智慧到底區(qū)別在哪？這些問題很難找到一個統(tǒng)一的說法。有人認(rèn)為智慧比智能更聰明更有境界，而又有人認(rèn)為智能的意思是不僅聰明而且還能干，所以智能的意思包含智慧，而且更接地氣?？磥硎枪f公有理，婆說婆有理。其實(shí)將intelligent翻譯成智能基本沒有什么異議，而將smart翻譯成智慧確實(shí)有點(diǎn)問題。在中文里，智慧代表著深邃的思想和對世界萬物的大徹大悟，只有人群中極少數(shù)智者才配得上這個詞。而在英文里，smart卻沒有這么高的境界，用“聰明”這個中文詞倒是更能貼切地反映其含義，英漢字典里也是這么解釋的。
　　智能制造智能產(chǎn)品
　　一種流行的說法是，智能制造必須包含幾個要素：智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能裝備、智能服務(wù)等，缺一不可。有的專家更是特別強(qiáng)調(diào)智能產(chǎn)品，認(rèn)為不生產(chǎn)智能產(chǎn)品就不能算智能制造。但實(shí)際上，并不是每種產(chǎn)品都需要智能，比如，流程行業(yè)的產(chǎn)品大多是沒有智能的，像醬油、汽油，啤酒等。即使在其他行業(yè)，也有一些產(chǎn)品，至少在現(xiàn)階段對智能化的需求也不是那么迫切。但這些產(chǎn)品仍然需要通過生產(chǎn)過程的智能化提高生產(chǎn)效率，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。其實(shí)智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能裝備、智能服務(wù)只要滿足一條就可以成為智能制造了。而事實(shí)上，任何一條都不是那么容易做到的。
　　數(shù)字雙胞胎數(shù)字孿生數(shù)字模型
　　Digitaltwin這個詞的中文翻譯到現(xiàn)在也沒有完全統(tǒng)一，當(dāng)前可以查到的叫法有數(shù)字雙胞胎、數(shù)字化雙胞胎、數(shù)字孿生、數(shù)字孿生體等，在文獻(xiàn)里出現(xiàn)最多的是數(shù)字雙胞胎和數(shù)字孿生。Digitaltwin的本意是用數(shù)字化技術(shù)為物理實(shí)體創(chuàng)建一個模型，這個模型和物理對象非常的像，因此就可以通過研究這個模型來分析物理實(shí)體的特性，并進(jìn)而對物理實(shí)體進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化。按照詞典的解釋，twin是指雙胞胎中的一個。大家都知道，人類的雙胞胎長相可以很相似，但性格卻可以大相徑庭。而在制造技術(shù)里面，為物理實(shí)體構(gòu)建的模型，既追求形似，更追求神似。如果只是看起來很像，內(nèi)部的特性卻不像，這樣的twin是沒有意義的。而按照我們實(shí)際想要表達(dá)的意思，叫digitalcopy似乎更合適些。
　　digitaltwin本質(zhì)上就是個數(shù)字模型。一般認(rèn)為digitaltwin和普通模型是有區(qū)別的，digitaltwin和物理實(shí)體之間可以交換數(shù)據(jù)，并可以隨著時間的推移不斷演化，不斷逼近物理實(shí)體。那是不是digitaltwin出現(xiàn)之前，模型和實(shí)體之間都是脫節(jié)的呢？其實(shí)不然，學(xué)過控制的人大都知道，自適應(yīng)控制就是通過物理系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù)不斷地完善對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，而這種思想在控制界已經(jīng)存在五十多年。而在仿真領(lǐng)域，嵌入式仿真技術(shù)也已經(jīng)存在了很多年。所以說模型很早以前就已經(jīng)和物理實(shí)體進(jìn)行交互了。模型和實(shí)體之間的相似與否是與需求密切相關(guān)的，如果不考慮建模的目的和需求，而要建立一個和物理實(shí)體完全一樣的模型是不現(xiàn)實(shí)的，也是沒有意義的。而digitaltwin有時會誤導(dǎo)人們過度追求表面的“逼真”而忽視了實(shí)際的需求，這是在研究和應(yīng)用digitaltwin時需要特別注意的。
　　云，霧，邊
　　云計算剛出來的時候，很多人還感覺是云里霧里，常有人調(diào)侃:說不定什么時候再出來個“霧計算”。可沒過幾年，就真的弄出個霧計算，大概意思是:數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用程序集中在網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中，而不是幾乎全部保存在云中，是云計算的延伸。霧計算提出也有幾年了，但一直不溫不火，倒是邊緣計算異軍突起。霧計算和邊緣計算都是針對有物理系統(tǒng)存在的場景，但仔細(xì)分析關(guān)于它們的各種定義和描述，實(shí)在看不出什么實(shí)質(zhì)性的區(qū)別，基本意思都是要彌補(bǔ)云計算高高在上、實(shí)時性不強(qiáng)的弱點(diǎn)，盡量把計算或存儲放在距離終端設(shè)備較近的地方。如果非要區(qū)別，單從名詞本身倒是更容易說得清楚，云在天上，邊在地上，而霧則是從天到地的一片。三者合一，就成了天網(wǎng)恢恢疏而不漏。計算機(jī)的計算模式一直以來就是在服務(wù)器、客戶端之間移來移去，一會兒胖客戶端，一會兒瘦客戶端，誰胖誰瘦考慮的都是計算和存儲能力以及網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力，其核心思想無非是把計算放到最合適的位置。
　　云，云端，云+端
　　在IT領(lǐng)域，云已經(jīng)不是一個新鮮詞了，對于云計算而言，云指的是計算的基礎(chǔ)設(shè)施及相關(guān)資源。容易搞混的是“端”。云端是指云上或云中，這里的“端”代表的是一個方位，沒有太多實(shí)際的含義，有時使用云端一詞是為了遣詞造句的通順。云+端里的“端”則指客戶端或應(yīng)用端，云和端各司其職、相互配合，這是一種比較現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用架構(gòu)。
　　上云，云化
　　對制造業(yè)而言，資源上云正在成為一種潮流，但上云不等于云化，一個軟件部署到云平臺上，可以遠(yuǎn)程使用，或者一臺設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接到云平臺上，從而可以采集數(shù)據(jù)，這就可以說是上云了。但要真正發(fā)揮云模式的優(yōu)勢，簡單的上云是不夠的，這就需要進(jìn)行真正的云化。對于軟件而言，云化基本上是要按照新的架構(gòu)和模式重新開發(fā)。而對于物理設(shè)備，則是要在云端建立可動態(tài)演化的數(shù)字模型，并能通過對模型的仿真實(shí)現(xiàn)對物理設(shè)備的管理和優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)制造資源和能力的云化是個漫長的過程。
　　云制造，制造云，工業(yè)云，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
　　云制造在2009年剛提出來的時候，還沒有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念。云制造描繪的是未來制造業(yè)的一張大圖，雖然強(qiáng)調(diào)的是云，但其基礎(chǔ)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的制造資源（設(shè)備）的接入，云制造的架構(gòu)里就包含感知接入層和虛擬資源層。因為沒有這兩層，就沒有了制造，所謂云制造就只是云計算了。云制造描述的是理念和模式，制造云則是個具體的系統(tǒng)。因此用制造云去和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對應(yīng)，可能更合適些。按照標(biāo)準(zhǔn)的定義，制造云是為滿足一定的制造應(yīng)用需求而構(gòu)建的一類云制造服務(wù)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)里包含了云服務(wù)平臺和與之相連的各類硬軟件資源和能力。而事實(shí)上，很多人更愿意從字面上去理解制造云，即將制造云理解為一個服務(wù)于制造的云平臺。這其實(shí)也不算錯，畢竟目前階段關(guān)于制造云的研究和開發(fā)也確實(shí)更注重平臺及平臺里面的各種服務(wù)。這樣也使得制造云和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系可以更清晰些。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)設(shè)施，可以為制造云提供數(shù)據(jù)和底層設(shè)備的各種信息，并且執(zhí)行從云中傳來的各種指令和操作。還有一個概念，叫工業(yè)云。工業(yè)云應(yīng)該是和制造云對應(yīng)的概念。這兩者的區(qū)別并不大，如果非要說區(qū)別，那就是工業(yè)和制造的區(qū)別，工業(yè)的范圍更廣些。最后總結(jié)一下，制造云（或工業(yè)云）和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，其實(shí)可以理解為云計算和互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系，當(dāng)然，現(xiàn)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念被逐步放大，成了工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合的代名詞，就另當(dāng)別論了。
　　制造資源，制造能力
　　廣義的制造資源既包含硬資源（如設(shè)備、材料等）、軟資源（軟件、模型、數(shù)據(jù)、知識等）、人力資源，也包含能力（即由硬資源、軟資源和人力資源形成的一種綜合素質(zhì)和做事的水平）。而將“能力”與“資源”并列時，比如出現(xiàn)“制造資源/能力”或“制造資源和能力”這類表述時，這里的“制造資源”就不再是廣義的，而是只包含那些可以實(shí)時在線接入并使用的資源（設(shè)備、軟件或數(shù)據(jù)等），“能力”是無法或不允許在線實(shí)時接入的，只能通過某種方式加以描述，對“能力”的使用是在線下完成的。
　　復(fù)雜系統(tǒng)，復(fù)合系統(tǒng)，體系
　　這幾個詞都是對應(yīng)同一個英文詞組，即system of systems.關(guān)于這個詞組的中文翻譯不止這些，比如還有體系系統(tǒng)，成體系系統(tǒng)，或直接譯為系統(tǒng)的系統(tǒng)，等等。“體系”目前是共識度較高的一種翻譯，但在中文語境下，體系其實(shí)還有更多的含義和用法，比如社會體系、技術(shù)體系、法律體系，而在計算機(jī)領(lǐng)域，將architecture則翻譯成體系結(jié)構(gòu)，這些都給“體系”這個術(shù)語的使用帶來一定的困擾。在沒有更好的詞匯之前，讀者也只能通過上下文來理解“體系”的真正含義了。
　　Cyberspace
　　Cyberspace這個詞的翻譯是對漢語的一大挑戰(zhàn)，讓中國人傷透了腦筋。Cyber這個來源于古希臘的詞，在現(xiàn)代社會被賦予了太多的內(nèi)涵，它同時包含虛擬、信息、網(wǎng)絡(luò)、控制、通信等含義。這么多的含義，要想用一個中文詞匯表達(dá)出來，實(shí)在不是一件容易的事。Cyberspace目前有多種翻譯，下面列舉幾個：信息空間。將cyber和信息劃等號實(shí)在有點(diǎn)勉強(qiáng)。
　　仿真，建模仿真，M&S
　　仿真是基于模型的活動，仿真的概念本身包含建模。但有時為了突出模型的重要性，國際上常將建模與仿真并稱為“建模仿真（ModelingandSimulation，縮寫為M&S）”。一般情況下，“仿真”和“建模仿真”具有相同的含義。
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