工業軟件：破局智能制造“關鍵一招”
http://m.moduwu.com 2023-12-05 09:44 來源：東土科技
工業是國民經濟的重要支柱，也是技術創新的主戰場，是創新活動最活躍、創新成果最豐富、創新應用最集中、創新溢出效應最強的領域之一。
過去，圖紙定義產品、工藝約束制程、說明書描述功能，是工程慣例。一旦產品造好，想要調整其功能、性能格外困難。當前，人工智能與制造業深度融合，加速“智改數轉”形成現實生產力。被視為現代工業之魂的工業軟件也在鍛造競爭力，不僅改寫了“以裝備為核心的工業”的歷史，更將加快推動我國工業體系向“軟件定義的工業”轉型，構建現代化產業體系，加速實體經濟數字化、智能化、綠色化的轉型步伐。
工業生產更“聰明”
位于北京房山一家電力裝備企業的一間智能生產車間的操作臺，一臺銀色機械臂流暢地將“手”伸進料框，從中抓取合適的目標工件，并按正確的首尾方向將工件精準安裝進入指定位置進行固定。全程動作絲滑、無一絲卡頓，仿佛能看得到工件一樣。
這臺機械臂應用的是3D機器視覺技術，不僅能識別定位工件，靈活調整工件朝向，還能引導機械臂自動完成上料，實現高精度的智能化生產。
在傳統的生產車間，火花塞、螺釘通常以無序的方式擺放在料框里，需工人徒手挑選、包裝。“由于來料無序，這一過程還需工人確認工件正反面并調整工件朝向，勞動強度大、生產成本高、生產效率低、良品率不夠穩定。”該廠一名自動化工程師告訴記者。
而在如今的智能工廠，人工智能算法的應用極大提升了生產的智能化水平。“3D機器視覺技術采用基于深度學習的目標檢測定位算法以及智能機械臂避障和軌跡規劃算法，能使機器在執行任務時有效定位識別和避開障礙物，增強設備的穩定性，在提高工作效率的同時，降低成本。”東土科技產品戰略總監周愛平介紹。
使工業軟件的運行敏捷、絲滑、無卡頓的背后是國產工業操作系統的功勞。工業操作系統為工業應用軟件的運行提供一個高適配、高可靠性的“環境”，能夠滿足工業母機、工業機器人高實時、高精度控制的需求。
傳統工廠向智能工廠、未來工廠的進階中，一個開放的工業操作系統不可或缺。“這一系統向下可連接各種設備和信息系統，將豐富的數據匯聚到一個‘統一底座’，向上可打通各類應用系統，不同的生態企業可在這一底座之上打造豐富的工業App，讓工業制造擇其所需。”周愛平說。
傳統以單點智能化、邊試邊用的模式逐漸被由數據驅動、全面智能化模式所替代，以智造為核心的制造業數字化轉型愈發清晰。最新統計數據顯示，像這樣的智能工廠、數字化車間，我國已建設近萬家。經過智能化改造，產品研發周期進一步縮短、生產效率進一步提升、不良品率得到有效控制。
工業AI點亮智造
我國擁有最龐大、最完整的工業企業集群與產業鏈，既有制造巨頭，也不乏數以百萬計的中小型工廠。
采訪中，部分企業表示在推進數字化、智能化進程時仍遭遇多重現實阻力，比如，系統軟件開放性差，“煙囪式”系統建設引發“信息孤島”與“數據霧霾”，大量數據資產難以轉化為數據資源；數字化和智能化過程復雜導致啟動難；工業知識積累難，制造經驗缺乏沉淀和傳承等。因此，“自動化”“智能化”喊了多年，仍有企業要靠“師傅在現場開閥門、盯儀表”，如果不仔細觀察、實時控制，則難以排除生產風險。
近年來，人工智能的“沖擊波”傳導到工業界，牽引工業系統由“互聯”向“智慧”升級。特別是工業人工智能的出現，為制造業的智能化升級清掃障礙。
受訪人士表示，工業系統的“本地的智能化”與“連接的智能化”沿橫縱兩個方向延伸。一方面，設備智能化、傳感技術、通信技術、信息與控制技術的快速發展為工業系統提供大數據環境與計算能力；另一方面，工業互聯打通設備、人、服務的連接，使工業設計與制造流程發生諸多改變。
工業互聯網通過數據采集和分析，實現了多維度的生產監控與智能優化，而人工智能能夠更深入地挖掘與分析數據，提供更精準的決策支持與預測。
依賴師傅傳授制造現場的經驗逐步淡出歷史舞臺，工業人工智能將制造知識與經驗智慧轉換成可被數字世界理解的模型和算法，在數字世界中不斷地吸收新的數據，持續地運行模型、迭代模型、優化模型，更加精準地輔助人類做出決策和執行、解決現有問題，并在未來驅動更多智能化變革與創新。
鍛造工業制造之魂
從互聯網的發展歷史來看，智能手機的出現在互聯網的大規模應用中發揮了關鍵作用，而智能手機演變的核心在于操作系統。基于操作系統，互聯網發展出繁榮的應用市場，人們用上了功能豐富的App，使人工智能的普及成為可能。
工業互聯網的演進也是如此。實現從傳統的工業互聯到工業人工智能的進階，不僅亟需實現網絡互通、協議統一和寬帶化，更亟需實現新型工業操作系統的更替。
工業軟件作為實現新型工業化的關鍵，驅動著制造管理流程優化、生產模式與生產關系改變，以及全要素生產率的提高。一方面，工業軟件的應用貫穿企業價值鏈的各個環節，從產品、裝備、生產、管理、物流到服務；另一方面，工業軟件還可突破企業邊界，牽引業務流程與生產經營模式變革，形成新的工業生產力。
過去很長一段時間，包括工業操作系統在內的工業軟件都來自國外。這意味著將中國的“工業軀體”連接至別人的“工業大腦”，核心數據、技術、知識都沉淀在外人的平臺上。工業互聯向工業智能的進階之路，為國產工業軟件提供換道超車的機遇。
“我國工業操作系統以能承載工業通用人工智能為發展方向。”東土科技董事長李平說，國產工業操作系統正在經歷快速的研發迭代，并以工業生產管理全流程數字化和智能化為目標，促進實現“硬件軟件化，數字工業服務化”，為我國新型工業化提供安全可靠、可持續發展的軟件基礎平臺。
國產工業軟件正把握工業人工智能的歷史性機遇。統計顯示，我國工業軟件產品收入從2016年的1194億元增長到2022年的2407億元，年復合增長率為12.4%，發展潛力巨大。
國產工業操作系統已在飛控、航電、數控機床、工程機械、智能制造等領域得到應用。比如，在城市智能交通信控領域，搭載了Intewell鴻道操作系統的智能交通服務器，解決了信號控制數據與視頻數據的實時性和非實時性同時傳輸及信控數據保密性問題，目前已在北京大興、河北雄安、廣州南沙、重慶等地的智能交通信控領域得到應用。
“在工業之‘魂’的競爭中，我們應當努力實現‘并跑’、力爭實現‘領跑’，為新型工業化做出貢獻。”李平說。
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