智能制造,拉長了時(shí)間維度

尹金國
我們在多年實(shí)踐智能制造的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,總結(jié)出以上智能制造模型,把企業(yè)建設(shè)成為一臺(tái)超級機(jī)器、把所有的生產(chǎn)要素抽象為智能體(Agent),從而實(shí)現(xiàn)要素融合、過程協(xié)同、運(yùn)行自主的可管控的復(fù)雜系統(tǒng)。

昨天讀郭朝暉教授的《智能優(yōu)化備忘錄》,在回復(fù)中我寫道:“智能化約等于管理自動(dòng)化,或者知識自動(dòng)化。智能算法以尋優(yōu)算法為主,用以解決復(fù)雜環(huán)境中的不確定性問題和快速反應(yīng)環(huán)境中的確定性問題”。在這里我提到兩個(gè)問題,一個(gè)是復(fù)雜環(huán)境中的不確定性問題,另一個(gè)是快速反應(yīng)環(huán)境中的確定性問題。

所謂復(fù)雜環(huán)境中的不確定性問題是指參與系統(tǒng)運(yùn)行的維度太多,決策點(diǎn)處于分散狀態(tài),也就是經(jīng)常講的復(fù)雜性問題。復(fù)雜性問題的關(guān)鍵特性是初始條件的細(xì)微變化,會(huì)給結(jié)果帶來巨大的變化。我們經(jīng)常講的蝴蝶效應(yīng)就是典型的復(fù)雜系統(tǒng)的效應(yīng)。

所謂快速反應(yīng)環(huán)境中的確定性問題是指對系統(tǒng)的反應(yīng)速度要求加快,為了保證得到快速的反應(yīng)速度,需要信息反饋鏈路上的阻尼盡量減少,從而在保證系統(tǒng)魯棒性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)輸出快速跟蹤輸入的處理過程。

在實(shí)體經(jīng)濟(jì)的場景下,復(fù)雜環(huán)境下的不確定性主要是由企業(yè)所在的生存環(huán)境決定的,也就是說市場決定的。由于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,市場變得越來越不穩(wěn)定,越來越碎片化,一個(gè)網(wǎng)紅可能帶動(dòng)一個(gè)微觀市場的巨大變化,知名人士的一句話可能影響到市場的預(yù)期等。作為市場構(gòu)成要素的企業(yè)需要適應(yīng)如此復(fù)雜的市場變化,必然需要應(yīng)對市場的不確定性。在市場不確定的環(huán)境下,智能制造給予企業(yè)的價(jià)值是參與到市場的生態(tài)閉環(huán),及時(shí)獲得市場的信息,從而高效應(yīng)對不確定的市場環(huán)境。實(shí)體企業(yè)努力把自己打造成為一個(gè)參與市場行為的柔性的實(shí)體,把企業(yè)作為一個(gè)整體共同應(yīng)對市場的不確定性,從而在市場競爭中拔得頭籌。

快速反應(yīng)環(huán)境中的確定性,由于企業(yè)需要適應(yīng)變化無常的市場,需要企業(yè)內(nèi)部制造環(huán)節(jié)的高效協(xié)同,快速應(yīng)變。在傳統(tǒng)市場發(fā)展起來的企業(yè)制造系統(tǒng)是應(yīng)對大規(guī)模、長周期生產(chǎn)環(huán)境建立的,其內(nèi)部信息阻尼較大,對于傳統(tǒng)大批量的制造模式,信息阻尼大并不是壞事,因?yàn)樾畔⒆枘嵩酱蟮南到y(tǒng)越穩(wěn)定。在快速反應(yīng)的市場環(huán)境下,雖然制造過程的確定性還是可以得到保證,但是由于傳統(tǒng)的高阻尼的信息通道成為扼殺快速反應(yīng)的兇器,使得企業(yè)內(nèi)部的制造系統(tǒng)無法滿足市場的變化,造成制造與市場失調(diào),從而帶來要么浪費(fèi)市場機(jī)會(huì)(無法快速生產(chǎn)適合市場的產(chǎn)品),要么浪費(fèi)制造投入(高庫存),最為可怕的是既浪費(fèi)市場機(jī)會(huì),又浪費(fèi)制造投入,從而使得企業(yè)進(jìn)入惡性循環(huán)中。

就是在這樣的市場環(huán)境下,智能制造應(yīng)運(yùn)而生,所謂的智能制造并不一定使用最新的人工智能算法,我們的經(jīng)驗(yàn)是,傳統(tǒng)的尋優(yōu)算法更適合智能制造,例如基因算法、蟻群算法等,原因是這些算法都具有敏感的環(huán)境適應(yīng)性,更符合各個(gè)企業(yè)不同的狀況。而像深度學(xué)習(xí)等算法更適應(yīng)智能設(shè)備,而不是非常適應(yīng)智能制造,原因是對于智能設(shè)備,一個(gè)算法模型可以多次創(chuàng)造價(jià)值,算法訓(xùn)練需要的投入才有價(jià)值。

我們在多年實(shí)踐智能制造的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,總結(jié)出以上智能制造模型,把企業(yè)建設(shè)成為一臺(tái)超級機(jī)器、把所有的生產(chǎn)要素抽象為智能體(Agent),從而實(shí)現(xiàn)要素融合、過程協(xié)同、運(yùn)行自主的可管控的復(fù)雜系統(tǒng)。

以上兩種不同的環(huán)境(市場環(huán)境和制造環(huán)境)中企業(yè)面對的問題不同,市場環(huán)境面對的是不確定性的問題,制造環(huán)境面對的是快速反應(yīng)的問題,但是這兩個(gè)問題都具有一個(gè)共同的屬性:時(shí)間相關(guān)性。那么,我們可以把智能制造必須應(yīng)對的兩個(gè)問題綜合成一個(gè)問題:如何解決時(shí)間密度過大帶來的反應(yīng)速度問題。而以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、乃至智能化為特征的智能制造就是要把時(shí)間密度過大(要求快速反應(yīng))的問題,在時(shí)間軸上拉開,使得在數(shù)字空間中變得稀疏。所使用的技術(shù)就是構(gòu)成世界三大要素之一的信息(另外兩大要素分別是物質(zhì)和能量)。所以我認(rèn)為,智能制造,本質(zhì)上就是拉長了時(shí)間維度。

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