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智能时代 制造业CPS落地“指南”

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           书名:中文——《智能时代 制造业CPS落地“指南”》
           作者:李 杰(Jay Lee), 邱伯华, 刘宗长, 魏慕恒 
           链接:Dr.Jay Lee

算下来这是ITHowBiz推荐的第三本李杰教授的著作,即《CPS:新一代工业智能》。此前李杰教授的两本著作分别是《工业大数据:工业4.0时代的工业转型与价值创造》、《从大数据到智能制造》。借助本书对CPS(Cyber-Physical System)解读,李杰教授再次让我们感受到他对智能制造、中国制造行业,以及知识经济的透彻理解。

李杰教授先以《天空之眼 Eye in the Sky》影片中对无人机操控的介绍,让读者从感性对CPS所展现作用有一个更为直观的印象。随后,李杰教授借助对CPS这个英文缩写中的两个关键名词,即Cyber、Physical的解读,将CPS的广义内涵进行了解读。他指出,“首先Cyber并不单指信息,更不是泛信息化或信息科技(IT)的概念,其内涵包括了感知、分析、记忆、优化、决策、协作和执行等许多要素;其次,Physical也不仅仅是‘物理’的意思,更重要的含义是‘规律’。”

从具象、感性的认知,到广义内涵的解读,李杰教授接下来以更为科学严谨的方式,为人们阐述了当今智能制造领域中的CPS定义,即“CPS并不是某个单独的技术,而是一个有明显体系化特征的技术框架,即以多源数据的建模为基础,并以智能连接(Connection)、智能分析(Conversion)、智能网络(Cyber)、智能认知(Cognition)和智能配置与执行(Configuration)作为其5C技术体系架构。”随后,李杰教授在此后的章节中,对于5C部分从概念解读到应用实践逐层进行了阐述。image005

CPS涉及到的5C技术体系架构

在阐述CPS的过程中,李杰教授也不失时机的将自身对制造哲学、AI在工业领域中的价值以及中国制造业所面临的困局等诸多制造行业的热点议题给出了自己的观点。其中,李杰教授再次在本书中,针对日本制造——工匠文化、德国制造——器匠文化,两种不同制造文化进行了说明。他写到:“制造系统中的知识产生过程通常遵循一个闭环的过程:发现问题→根据经验分析问题→制定解决问题的决策→根据结果的反馈积累经验→把经验进行抽象总结并用于解决未来相似性问题。在这个闭环的过程中,日本通过对人的不断训练将知识固化在人的身上,于是就形成了‘工匠文化’。而德国则通过对生产系统和装备的持续改善和集成化设计,将知识固化在了生产系统中,于是就形成了‘器匠文化’。”工匠文化、器匠文化”,在今天体现在以知识经济为主导的社会环境下,它们都要借助CPS来实现“知识智慧化”的转变。

在本书中,李杰教授基于此前两本有关工业大数据著作基础上,针对当今制造领域AI议题的关注,也提出了自己的观点,即“根据智能的过程和每个步骤所需要完成的功能,物的智能可以分为五层的结构体系,即自感知层、自记忆层、自认知层、自决策层和自重构层,每一层的核心功能分别是感知、记忆(经验)、分析、决策和行动。”也正是基于这样的认识,李杰教授认为,“原有的信息系统主要是经验驱动,而CPS的智能管理单元则是模型加数据驱动,相较于原有的信息系统具备更好的自成长性和自适应能力。”这也揭示出,在为何智能制造领域会将CPS确立于核心位置的原因。

借由对CPS在智能制造中的价值和作用,李杰教授更向我们揭示了中国制造业步入“智能化时代”的重要性和急迫性。“改革开放的三十多年中,中国发展一直是以增量的需求来驱动的,庞大市场在各个领域‘从无到有’的过程中获得了巨大的投资需求。”而今天,中国制造业要面临“从有到精”的挑战,借助智能化实现从增量需求驱动到挖掘存量需求价值的转变。智能化时代最本质的目标是“在信息化时代的基础上,通过创新的智能化技术应用,实现将数据和信息进一步转化为知识和价值,来解决当前社会发展的高效率、个性化、定制化等需求与矛盾。”

ITHowBiz相信《CPS:新一代工业智能》一书一定会成为制造行业中被广泛热议、多维解读的著作。除此之外,李杰教授对于CPS内涵的狭义和广义介绍,还能让非制造领域的IT同行感受到CPS所具备的巨大潜能和未被充分释放出来的价值。最后,本书中在应用实践中对“智能船舶1.0研发专项”的介绍,更让我们感受到中国制造在智慧化转型过程中所取得喜人成果。

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