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重新定义智能制造

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zoޛ)j馝计划,其目的被定义为对日本制造业的技术诀窍进行研究,形成体系化的制造业知识系统——也就是可以作为教科书的智能制造学科。虽然日本没有成功推动教科书式的智能制造学科出现,但人类社会追求先进制造体系化知识的目标并没有减弱,我们需要重新定义智能制造。

历史视野中的智能制造

在过去的100年期间,人类社会的工业化进展带来的生产力提升非常巨大,这有赖于电气化、自动化和数字化带来的生产系统改进,从而大大发挥了规模经济的效用。不过,在最近10年时间,从国际经合组织(OECD,Organization for Economic Co-operation and Development)发布的统计数据来看,人类社会的生产力水平仅仅增长了0.5%,这远比过去动辄几倍或者几十倍的增长水平要低,这迫使人们开始思考提升生产力水平的新办法和新来源。

不仅如此,由于几乎所有国家都看到了工业化给国家经济增长和国民富强带来的好处,纷纷发展工业产业,这也导致了全球不少产业的产能过剩,发达工业国家为此开始思考新的差异化优势的方式,诸如大规模定制(Mass Customization)等方式就成为了一种选择。

正是在提升生产力水平和大规模定制两大需求的驱动下,智能制造作为一种制造技术驱动力,成为了全球各国关注的焦点。事实上,目前正在发生的主要工业国家制造业战略性的竞争,本质上也是为了实现智能制造,而这种先进制造方面的竞争,更是以1989年日本提出IMS国际研究合作计划为标志性的事件。

二十年前的日本IMS探索

要真正认识智能制造,我们需要回到上个世纪80年代,日本当时是全球制造业的典范,其制造业产品几乎席卷了全球,诸如索尼的Walkman随声听、东芝的电视机等产品,成为了当时日本制造的代名词。由于美国人颇为喜欢日本的电子产品,导致了美国对日本的贸易逆差非常大,同時美国还认为日本是从美国学习模仿的先进制造技术,导致了“教会了学生,饿死了师父”。在这样的背景下,一直依附于美国经济的日本开始考虑要做一些事情。

从当时的历史记录来看,当时日本为了降低美国所诟病的贸易逆差,日本承诺让日元升值,同时也建立了不平等的贸易规则(当时美国进口日本车需要收取关税,而美国车进入日本则不需要任何关税),即便如此,日本仍然无法让美国满意。

按照2010年日本制造科学技术中心发布的《日本IMS国际合作研究计划》报告中描述,“1989年6月,在通产省信息产业局举行了‘工厂自动化愿景座谈会’,会议汇总了关于面向21世纪工厂自动化未来展望的报告书。同时会议明确了以制造业国家合作为目的的IMS计划,并指出日本在生产技术领域有所贡献是最重要的课题。”

由此可见,当时日本是迫于与美国的贸易纠纷,推动IMS计划,其主要指向是有政治和经济目的的。但是,当时日本也在如火如荼推动一些激进的研究计划,例如人脑计划、人工智能计划等,从最后的结果来看,IMS计划也是当时激进计划中的一个。从IMS计划遗留下来的文件来看,当时日本是希望利用人工智能技术,实现制造知识的体系化,从而形成一门先进制造学科,最终,通过对先进制造知识的普及,实现一个智能制造替代人的世界。

例如,当时三菱材料提出了“机械加工过程最优化传感器融合智能化监测系统(SIMON,Sensor Fused Intelligent Monitoring System for Machining)”。该项目计划是对机械加工的监测要实现人的眼睛、耳朵等感觉器官一样,使用多个传感器进行监视,从而实现自动化的目标。该项目负责人三菱材料的增根昭洋介绍该计划称,“SIMON计划是结合人工智能和神经元网络等最先进的计算机技术和高敏感度传感器,是为了实现前所未有的高目标计划。”

事实也证明,三菱材料提出的SIMON计划的确是高目标计划。按照IMS计划的安排,SIMON研发计划开展的时间是1999年10月到2002年1月,最终结果当然没有达到预期目标。

另外一个雄心勃勃的研究计划当属“下一代生产系统(NGMS,Next-Generation Manufacturing Systems)”,该计划主要日方负责企业是富士电机、川崎重工和本田技研等知名企业,欧洲参与方包括ABB、卡尔斯鲁厄大学和弗劳恩霍夫等,美国参与企业有卡特皮勒、波音、霍尼韦尔和洛克希德马丁等企业。该计划开展的时间是IMS计划启动的1995年开始,一直到2005年11月,但实际上日本在2003年3月就退出该NGMS计划了,估计是考虑到该计划已经不具有可行性了。

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