【智能制造】智能制造的核心——智能決策

1、【智能制造】智能制造的核心一一智能決策2018-04-18 13:00:54 產(chǎn)業(yè)智能官 閱讀數(shù) 786李培根院士在三體智能革命的薦言寫(xiě)了一句話(huà)“當(dāng)我們周?chē)絹?lái)越多的物體富有智能時(shí)，千萬(wàn)別讓人類(lèi)的智慧被那些智能所淹沒(méi) ”。我揣摩這句話(huà) 的含義是提示我們，AI洪流正在改變這個(gè)世界，但是和人類(lèi)智慧相比只是“大 海中的一粒米”。 李院士最近的一次會(huì)議上又提出： 關(guān)注車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)，智能制造 離我們并不遙遠(yuǎn)。那么，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)就是管理問(wèn)題，是科學(xué)的指揮決策。于是， 便寫(xiě)下一些體會(huì)。制造業(yè)研究的“智能”和學(xué)術(shù)界研究的“人工智能”是同向不同軌的“兩 輛車(chē)”。本文主要涉及制造領(lǐng)域的智能。人在智能制造中的位置當(dāng)我們?cè)谙?/p>

2、統(tǒng)科學(xué)的視角下觀察人在一個(gè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中的作用時(shí)，人的角色只有兩個(gè)，或是決策者，或是執(zhí)行者。 人在不同的時(shí)間空間，他可能是不同 的角色。在廠長(zhǎng)室他是決策者，談具體商務(wù)合同他是執(zhí)行者導(dǎo)體設(shè)計(jì)笠產(chǎn)班展或略靚聯(lián)市場(chǎng)就劃t f t t分系晚設(shè)計(jì)生產(chǎn)計(jì)刷ttsmw布展品牌能配套懦施設(shè)計(jì)生產(chǎn)旃吸配胃產(chǎn)品鞠深資溫配11 t I t t rt t，觀運(yùn)桂次濰后 執(zhí)行決策相機(jī)看不我們?cè)谝粋€(gè)工業(yè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖里標(biāo)出了人在系統(tǒng)中的位置。既然人在這個(gè)工 業(yè)系統(tǒng)中存在兩個(gè)領(lǐng)域的角色，那么工業(yè)領(lǐng)域的“智能”必定包含了決策智能 和執(zhí)行智能。這是兩個(gè)層面的事情。智能決策和智能執(zhí)行是實(shí)現(xiàn)智能制造的不 可或缺不可分離的兩個(gè)重要方面。

3、我們不能將決策和執(zhí)行割裂去獨(dú)立研究決策 層或研究執(zhí)行層，也不能將決策和執(zhí)行混同在一起。在當(dāng)前我國(guó)實(shí)施智能制造 戰(zhàn)略中，尤其不能缺少、弱化在智能在決策領(lǐng)域中的研究，我們需要先對(duì)于工業(yè)系統(tǒng)的決策、決策層、執(zhí)行、執(zhí)行層以及加入“智 能”做一個(gè)定義，才能繼續(xù)下面的討論。決策就是在無(wú)限需求（目標(biāo)、任務(wù)）和有限資源實(shí)施的配置。工業(yè)系統(tǒng)是一個(gè)層層嵌套分割的系統(tǒng)。一個(gè)工業(yè)企業(yè)系統(tǒng)可以分為資源和 任務(wù)（目標(biāo)）這兩個(gè)子系統(tǒng)。資源系統(tǒng)包含企業(yè)自身的層次結(jié)構(gòu)的決策管理團(tuán)隊(duì)以及研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo) 售、行政、財(cái)務(wù)等子系統(tǒng)；包含企業(yè)的軟件和硬設(shè)備、物料資源、資金、能 源；也包括供應(yīng)商、客戶(hù)等外部資源；除此之外還必須包括我們看不

4、見(jiàn)的信息 資源和時(shí)間資源企業(yè)的任務(wù)（目標(biāo)）系統(tǒng)有長(zhǎng)期、中期、短期目標(biāo)，或者叫做規(guī)劃、計(jì) 劃、調(diào)度目標(biāo)。目標(biāo)也一定是分層嵌套的。但不管怎么劃分，終端的目標(biāo)一定 要落實(shí)到具體的可以執(zhí)行的實(shí)體/或服務(wù)上。我們必須注意到，企業(yè)的目標(biāo)常常 是多目標(biāo)、多約束、動(dòng)態(tài)變化的。比如最好的服務(wù)和最低的成本，比如不能加 班且完成任務(wù)，比如這個(gè)月即使影響產(chǎn)能也要確保幾個(gè)訂單的交期，下個(gè)月再 挖掘產(chǎn)能?；氐轿覀兊亩x。一個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)決策執(zhí)行系統(tǒng)是，高層次的決策就 是依據(jù)企業(yè)到高層次目標(biāo)配置高層次的資源；次一層的決策是依據(jù)相應(yīng)的子目 標(biāo)配置子資源；以此類(lèi)推。當(dāng)確定的目標(biāo)和確定的資源成為確定的配置關(guān)系并 無(wú)法再分割的時(shí)

5、候，系統(tǒng)則進(jìn)入了執(zhí)行層。在此之上，都屬于決策層。在人類(lèi)發(fā)明石器工具的時(shí)候開(kāi)始，人的智能就開(kāi)始在工具上固化。工業(yè)文 明史就是人類(lèi)在工業(yè)工具、工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)模式上不斷通過(guò)軟、硬兩種方式固 化人類(lèi)智慧的歷史。所以，關(guān)于“工業(yè)智能”的定義并不重要。在工業(yè)企業(yè)作 業(yè)的一線(xiàn)也就是決策層，如果我們 用匯集人工智慧的工業(yè)設(shè)計(jì)工具、生產(chǎn)工具 和設(shè)備、市場(chǎng)分析和營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)，輔助我們或者代理工人完成決策目標(biāo)的 物化，這就是執(zhí)行智能。工業(yè)系統(tǒng)的決策智能是指對(duì)決策目標(biāo)和有限資源的優(yōu) 化配置能力。這是一種基于系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)和信息技術(shù)綜合集成的能力。 智能決策屬于21世紀(jì)的科學(xué)。執(zhí)行層的智能屬于產(chǎn)能范疇在工業(yè)企業(yè)的

6、執(zhí)行層，也就是我們通常所說(shuō)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)銷(xiāo)售的第一線(xiàn)， 已經(jīng)開(kāi)始擁有越來(lái)越多的智能資源了。高端的設(shè)計(jì)軟件，最好的 CAX系統(tǒng)， 3D打印，完美的虛擬現(xiàn)實(shí) VR,可以讓設(shè)計(jì)越來(lái)越智能，越來(lái)越高效。車(chē)間的 機(jī)器越來(lái)越聰明，設(shè)備越來(lái)越智能，各種機(jī)器人與生產(chǎn)線(xiàn)的完美自動(dòng)化融合。市場(chǎng)銷(xiāo)售管理有越來(lái)越強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和管理系統(tǒng)的支撐。但是，這一切都是 企業(yè)的固定資產(chǎn)（軟資產(chǎn)、硬資產(chǎn)），都屬于產(chǎn)能的范疇?；蛘哒f(shuō)這是先進(jìn)的 產(chǎn)能。這些都與企業(yè)能否獲得競(jìng)爭(zhēng)力、能否獲得理想的回報(bào)、能否讓企業(yè)長(zhǎng)久 不衰持續(xù)發(fā)展沒(méi)有直接的因果關(guān)系。不管這些生產(chǎn)資源“智能”到何等程度， 也不管是否情愿承認(rèn)這一點(diǎn)，這是產(chǎn)能的定義，無(wú)須證明。

7、設(shè)備非常先進(jìn)的企 業(yè)倒閉；硬件資源非常一般的企業(yè)正常發(fā)展。這樣的案例我們已經(jīng)看到太多 了。換句話(huà)說(shuō)，前面所說(shuō)的這些先進(jìn)產(chǎn)能都是可以花錢(qián)買(mǎi)來(lái)的。而能夠花錢(qián)買(mǎi)來(lái)的不一定是核心黨爭(zhēng)力。有正確決策支撐，這些先進(jìn)產(chǎn)能的潛力得到發(fā)揮，企業(yè)將獲得巨大發(fā)展空 問(wèn)；不明智的決策下，這些東西將成為企業(yè)的負(fù)擔(dān)，成為高額的成本，未來(lái)淘 汰的首先就是你。“小米加步槍可以打敗美式飛機(jī)大炮”這樣一個(gè)淺顯的道 理，至今很多企業(yè)沒(méi)有真正明白。執(zhí)行智能執(zhí)行層也有決策問(wèn)題。工人得到指令開(kāi)一個(gè)模具。過(guò)去工人根據(jù)工藝需求 和經(jīng)驗(yàn)在數(shù)控機(jī)床加工，先做什么后做什么，用什么刀具，設(shè)定轉(zhuǎn)速等等。這 就是人的智能決策。當(dāng)我們把產(chǎn)品交給“智能”的

8、機(jī)床后，把數(shù)字化產(chǎn)品定義 和人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)輸入給機(jī)床，機(jī)床的智能軟件將按照指令自動(dòng)加工，甚至這 個(gè)軟件還可以?xún)?yōu)化加工路徑以達(dá)到省時(shí)省力的目的。在執(zhí)行層所有的決策都是 在明確的目標(biāo)和確定的資源下做出的。 在執(zhí)行層局部范圍，系統(tǒng)邊界清楚，系 統(tǒng)環(huán)境簡(jiǎn)單，開(kāi)放性有限，屬于簡(jiǎn)單系統(tǒng)的確定性問(wèn)題。也正因此，一個(gè)高度“智能”的設(shè)備資源，它的執(zhí)行決策才可能“自主決策”并“精準(zhǔn)執(zhí)行”一個(gè)家電裝配生產(chǎn)無(wú)人車(chē)間（不該稱(chēng)之為“無(wú)人工廠”）就是一條由機(jī)器 人、AGV等組成的全自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，可視同為自動(dòng)化程度很高的一臺(tái)設(shè)備。它 按照嚴(yán)格的流程和明確的規(guī)則去執(zhí)行既定的明確的生產(chǎn)指令?！皞€(gè)性化定制”實(shí)際是按指令裝配，就是機(jī)

9、械手在已經(jīng)備好的線(xiàn)邊庫(kù)存抓取不同零部件組裝成 不同規(guī)格的產(chǎn)品。這類(lèi)無(wú)人車(chē)間的設(shè)計(jì)理論已經(jīng)成熟，但在工程細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)和 實(shí)施方面需要匯集很多人的經(jīng)驗(yàn)和智慧，需要各種技術(shù)成果和信息集成，也不是容易的事情。但是，無(wú)人車(chē)間不是理論問(wèn)題，而是實(shí)踐問(wèn)題，它的智能屬于 “弱人工智能”。與其參觀無(wú)人車(chē)間感到“震撼”，不如研究他們是如何產(chǎn)生巨大的現(xiàn)金流來(lái)“供養(yǎng)”這條生產(chǎn)線(xiàn)的。實(shí)際上，無(wú)人駕駛汽車(chē)以及“阿爾法狗”也應(yīng)該歸納到這一類(lèi)，屬于簡(jiǎn)單 系統(tǒng)的確定性問(wèn)題，按既定規(guī)則“自主決策”并“精準(zhǔn)執(zhí)行”。無(wú)人駕駛汽車(chē) 不可能為路中間的一個(gè)障礙猶豫不決，也不會(huì)在省時(shí)和省錢(qián)之間去自主決策。AlphaGo下圍棋本質(zhì)是一個(gè)執(zhí)行程序

10、。每個(gè)執(zhí)行指令都是李世石下達(dá)的。執(zhí)行目標(biāo)清楚，執(zhí)行的規(guī)則嚴(yán)密。AlphaGo利用“價(jià)值網(wǎng)絡(luò)”去計(jì)算局面，用“策略網(wǎng)絡(luò)”去投子。關(guān)鍵是這個(gè)問(wèn)題一定有最優(yōu)解。在系統(tǒng)科學(xué)中這 劃為確定性的簡(jiǎn)單系統(tǒng)。只不過(guò) AlphaGo學(xué)習(xí)能力和計(jì)算能力非常強(qiáng)。AlphaGo會(huì)計(jì)算棋局，但是它不會(huì)算計(jì)對(duì)手。指派李世石下棋這個(gè)行為和工廠 里把一個(gè)工單派給工人的性質(zhì)沒(méi)有區(qū)別。我們?nèi)绻麖囊粋€(gè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的層面觀察 AlphaGo下棋就復(fù)雜得多。谷歌旗 下DeepMind公司開(kāi)發(fā)這個(gè)程序絕不是為了好玩，而是有巨大商業(yè)價(jià)值。我們 不能不佩服DeepMind公司對(duì)這件事情的整體策劃、計(jì)劃、實(shí)施決策行為，讓 一場(chǎng)游戲在全世界產(chǎn)生如此

11、巨大影響。這就是本文想強(qiáng)調(diào)在決策層面提升“智能”的意義。事實(shí)上，DeepMind目的達(dá)到了，AlphaGo也就沒(méi)有用被拋棄 （開(kāi)源）了。迄今為止，我們看到的和談到的“智能制造”，絕大多數(shù)都是產(chǎn)能的智能 化。家電無(wú)人車(chē)間也僅僅是往前邁了一小步。如果用價(jià)值鏈去分析這類(lèi)企業(yè)， 你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們產(chǎn)品的價(jià)值附加主要發(fā)生在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)創(chuàng)新?？蛻?hù)不 會(huì)因?yàn)闊o(wú)人車(chē)間裝配的產(chǎn)品比手工裝配的多支付一百元。而你在網(wǎng)上定制化選 購(gòu)時(shí)，只要多一個(gè)選項(xiàng)就要多支付幾百元。智能制造的目標(biāo)是讓企業(yè)獲得更高 的利潤(rùn)，獲得更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。我們應(yīng)該從現(xiàn)象看到本質(zhì)。當(dāng)前一場(chǎng)以“智能”為關(guān)鍵詞的技術(shù)革命在蓬勃發(fā)展，勢(shì)不可擋，前景不 可

12、估量。在執(zhí)行層領(lǐng)域的智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能市場(chǎng)的技術(shù)進(jìn)步是顯而易 見(jiàn)的。這些新技術(shù)極大地提升了企業(yè)的生產(chǎn)力。與此同時(shí)，我們需要認(rèn)識(shí)到， 在執(zhí)行層的“智能”都是附加在生產(chǎn)資源上的，無(wú)論怎樣智能都不能改變它是 生產(chǎn)資源的屬性。也許一些人會(huì)提出，這些智能生產(chǎn)資源確實(shí)會(huì)提高產(chǎn)品生產(chǎn) 的效率和質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本。站在企業(yè)系統(tǒng)層面，執(zhí)行層局部的“效率、質(zhì)量、成本”是中性的，企業(yè)整體的效益和持續(xù)發(fā)展才是追求的根本目標(biāo)。（待續(xù)）智能決策的要義大到一個(gè)國(guó)家，小到一個(gè)企業(yè)，生死興衰本是常態(tài)，探其究竟，皆因決策。而決策的執(zhí)行就是管理。 在研究智能決策和管理的時(shí)候，我們不得不先忽 略企業(yè)的體制、機(jī)制、文化等要素（

13、盡管這些是系統(tǒng)可能發(fā)生“涌現(xiàn)”的主 因），而專(zhuān)注從技術(shù)手段如何提升和改善企業(yè)的決策和管理質(zhì)量。決策是管理的核心，科學(xué)決策是現(xiàn)代企業(yè)管理的核心。企業(yè)決策關(guān)系到企 業(yè)運(yùn)營(yíng)的生死、興衰、盈虧。 智能決策就是利用電腦幫助或替代人腦對(duì)未來(lái)做出最優(yōu)判斷。智能決策是當(dāng)下新技術(shù)革命中必須研究發(fā)展的重要領(lǐng)域。智能決策的層次從上面圖示看到，決策是分層次的。決策的層次也是我們研究 智能決策的基礎(chǔ)概念。每個(gè)決策層次就是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，有自己的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也有與系統(tǒng)本身進(jìn)行物資、能源、信息交換的系統(tǒng)環(huán)境。決策系統(tǒng)從低層次到高層次層層分割嵌套，形成一個(gè)完整的工廠系統(tǒng)。以制造工廠為例，我們可以把四個(gè)層次的決策系統(tǒng)功能、特

14、征等列出一張 表格。單晚推次才能淮策關(guān)里人與解第玄挽的物M相信念現(xiàn)就M觀博弟宦全業(yè)更晝土且象培能出霆發(fā)系.t事 管，正富W智及.二金.改意、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)與、 工意運(yùn)汽.聲二主局.三士“ U堵.羥擺動(dòng)手、人;言修地 漫叁三漫.裔.貴工瑞、或 靠平之.方熟可里.工苫斗左企業(yè)主千汽三主慶第 寺京三芝泄黠 些管英仁決是以人焉里 企以替愛(ài)沙王W主 線(xiàn)ST工堂與遮,儂 7支工總雇/笠H 堂量的決翼酬貯兵計(jì)劃生產(chǎn)/幃陟，銷(xiāo)售 力k噎氏 天定訂單交1B和 訂阜翁越與生土簟壽王二王富上原第世行.生產(chǎn).Mftn 共:鞋七方:普n 中3比范里口期新JE輸區(qū)人工曜為主 至設(shè)濘.生產(chǎn)、布哥的 望同計(jì)劃方也空白= 在量產(chǎn)蓍球二

15、降P到 本出K劑散片值t+劃 產(chǎn)5二*三忠”藝三 連或EJ木工執(zhí)行.漢嘴到:二rg才錄第 粕伊三二電攝點(diǎn)為王 或?qū)Ъ靶g(shù)號(hào)人可器劃工三冬,夢(mèng)、夏餐 康史工學(xué)冥衣冏.TT慳支出件旺多， 二隼三昨工藝瘴 足美軍定二隼 三*于室 “溫二,關(guān)無(wú)廬 國(guó)依工早英王產(chǎn)革和彳閭 的主管計(jì)等忘表口HFf宣、唇、號(hào)期資迸轉(zhuǎn)的金司-外匆 至工充叁大多苴工建在業(yè)的生 產(chǎn)墀廈依工礙* 工曝格中IS*土狗二 荏T本間三行或?yàn)榫?有X及我件支撤通過(guò)知識(shí)通就殳不2s 芽苣人三好過(guò) 刖王嚴(yán)二隹函卿我 大彳個(gè)里生髻事的任 比曹生二色孑考卡 策為畝動(dòng)電布蓋罐牝執(zhí)行噌度蘿虧韭?tīng)?zhēng) 美郎$1具體專(zhuān)注 的雙震.質(zhì)量. 春件金單正的E漫事為玷

16、工后中屋-r 主急二五總貨 主=葭行包班罡=鼻慘蕓需二芭及京、Tz.唔 度盲動(dòng)y.lrrsrre-T, lol. e)0m4大敢排.一三？經(jīng)并記泛月只a主號(hào)這 味頸炭拄聲與密 喧pF弟.以W-L 海大音芒智能決策是一個(gè)難以駕馭的大題目。關(guān)于這張表格的細(xì)節(jié)，將在后續(xù)的連載中 專(zhuān)門(mén)撰文敘述。在這里主要談概念和觀點(diǎn)1、在新一輪技術(shù)革命中涌現(xiàn)出來(lái)的大量新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品、新工 藝、新設(shè)備都集中體現(xiàn)在執(zhí)行層，把這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)之為是一場(chǎng)“智能革命”恰如其分?！爸悄芨锩闭诟淖冎澜纭?、企業(yè)整體的運(yùn)營(yíng)效率、質(zhì)量、成本以及企業(yè)的生死興衰都是由決策層決定的，與執(zhí)行層無(wú)關(guān)。 企業(yè)可以采用最新技術(shù)、最好的設(shè)備，

17、但是能不能盈 利和發(fā)展是另一回事。執(zhí)行層在執(zhí)行之前，所有指令都是決策層定義的，包括 具體工作的時(shí)間、效率、質(zhì)量、成本。3、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理問(wèn)題是 21世紀(jì)管理科學(xué)中最困難的問(wèn)題之一。生 產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的難題就集中在生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域。關(guān)注車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)，智能制造離我們并不遙遠(yuǎn)。4、只要離開(kāi)了執(zhí)行層的第一步起，“智能的”決策系統(tǒng)就開(kāi)始進(jìn)入不確定性范疇，開(kāi)始走向復(fù)雜系統(tǒng)。 這一步也是革命性的。APS （高級(jí)計(jì)劃排程）軟件是工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度向智能化方向發(fā)展的一個(gè)嘗試。它應(yīng)該是學(xué)術(shù)界技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)物，而不是企業(yè)界需求創(chuàng)新的產(chǎn) 物。在企業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況說(shuō)明，APS在生產(chǎn)車(chē)間局部對(duì)于解決jobshop 一

18、些 簡(jiǎn)單排程需求是有用的，特別是它與 ERP、MES配合的時(shí)候。它無(wú)法全面滿(mǎn)足 復(fù)雜的車(chē)間生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理需求，也無(wú)法適應(yīng)企業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化的需求，至少到今天 還沒(méi)有看到這個(gè)前景。決策問(wèn)題的提出和解決都是困難的。首先，決策的目標(biāo)是多目標(biāo)。例如，設(shè)計(jì)部門(mén)要在設(shè)計(jì)質(zhì)量和工期上做出選擇；生產(chǎn)部門(mén)在客戶(hù)滿(mǎn)意度和發(fā)揮產(chǎn)能 之間做出選擇；銷(xiāo)售部門(mén)需要在最大毛利和客戶(hù)忠誠(chéng)度之間做出選擇，等等。其次，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的要素之間存在著眾多的約束關(guān)系。例如，滿(mǎn)足采購(gòu)需求但流動(dòng)資金不足；滿(mǎn)足訂單生產(chǎn)但不宜多加班；供應(yīng)商的產(chǎn)能；工藝、工序、物 料、工裝等車(chē)間的生產(chǎn)約束。工業(yè)生產(chǎn)模式繁多，為數(shù)學(xué)建模帶來(lái)困難。工業(yè) 運(yùn)營(yíng)還離不開(kāi)物流、交通

19、、航運(yùn)、海關(guān)帶來(lái)的問(wèn)題。即使所有的問(wèn)題都想清楚 了，在數(shù)學(xué)上如何求解？如何應(yīng)對(duì)“維數(shù)災(zāi)”？如何在可以接受的時(shí)間內(nèi)得到 一個(gè)滿(mǎn)意的答案？這些都是巨大的挑戰(zhàn)。 智能決策是系統(tǒng)科學(xué)（運(yùn)籌學(xué)）、管 理科學(xué)、計(jì)算機(jī)和IT綜合應(yīng)用的結(jié)果，而建模和算法是解決方案的關(guān)鍵。“計(jì)劃永遠(yuǎn)趕不上變化”是 智能決策最棘手也是必須應(yīng)對(duì)的問(wèn)題，因?yàn)閷?duì) 明天來(lái)說(shuō)，所有的現(xiàn)狀都是不確定的。所以，決策層的“智能”與執(zhí)行層的“智能”都可以實(shí)時(shí)地“狀態(tài)感知”，也可以“實(shí)時(shí)分析”，但我們不能指望 對(duì)明天的決策能夠“精準(zhǔn)執(zhí)行”。我們唯一能做的就是在實(shí)際動(dòng)態(tài)變化中不斷 尋優(yōu)逼近決策的目標(biāo)。如果我們研究的智能制造包括了 “智能決策”，那么在

20、 智能特征“狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行、學(xué)習(xí)提升”的基礎(chǔ) 上，應(yīng)該加上“實(shí)時(shí)優(yōu)化”。這是實(shí)現(xiàn)智能決策的主要手段?？赡苡腥藭?huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：既然工業(yè)運(yùn)營(yíng)管理這么困難，為什么有那么多工廠都在順利運(yùn)行？這是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。 時(shí)間和金錢(qián)可以化解一切管理難 題。在我們尋找智能決策的解決方案的過(guò)程中，所有的人都是這樣做的，包括 最好的企業(yè)和最爛的企業(yè)。智能決策的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)協(xié)同協(xié)同學(xué)是系統(tǒng)科學(xué)的一個(gè)概念和學(xué)科。對(duì)于工業(yè)企業(yè)工廠、車(chē)間、科室、班組等，不論大小組織都要與系統(tǒng)環(huán)境有物質(zhì)、能量、信息交換，協(xié)同就是如 何通過(guò)自己內(nèi)部同步作用，能夠與環(huán)境出現(xiàn)時(shí)間、空間和功能上的有序關(guān)系。例如企業(yè)準(zhǔn)備推出一個(gè)產(chǎn)

21、品，在產(chǎn)品和供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)端、零部件供應(yīng)商、生產(chǎn)裝配工廠、以及市場(chǎng)模式的設(shè)計(jì)和市場(chǎng)布局等多個(gè)子系統(tǒng)并行按照計(jì)劃推進(jìn)，當(dāng) 產(chǎn)品出來(lái)后能夠準(zhǔn)確地推向市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值。在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)協(xié)同將是巨大的挑 戰(zhàn)。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理中最典型常見(jiàn)的現(xiàn)象就是需要的物料不到位，不需要的堆 在倉(cāng)庫(kù)。這就是協(xié)同問(wèn)題。一些信息化系統(tǒng)都說(shuō)實(shí)現(xiàn)了 “端到端”的系統(tǒng)集 成，其實(shí)大多是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、社交平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)空間范疇的信息溝通和交換。包 括實(shí)時(shí)的“萬(wàn)物感知，萬(wàn)物相連”也大致如此。協(xié)同智能透過(guò)智能決策將系統(tǒng)本身和子系統(tǒng)之間，在業(yè)務(wù)功能上實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間的雙重協(xié)同。智能決策就是針對(duì)決策目標(biāo)，對(duì)各空間分布的資源實(shí)施有效優(yōu)化配置；若按照階段性目標(biāo)分

22、 割，就是規(guī)劃；按照細(xì)目標(biāo)分割就是計(jì)劃，按照具體事件切割，就是工作指 令。實(shí)施一個(gè)火箭制造工程，通常需要三五年。在這期間工程量巨大，異常復(fù) 雜。僅設(shè)計(jì)方面就需要從用戶(hù)需求到總體設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈配套系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)、供應(yīng)商的選擇、試驗(yàn)驗(yàn)證、需求變更等復(fù)雜流程。生產(chǎn)制造從設(shè)計(jì)初 樣、試樣到正樣要反復(fù)生產(chǎn)裝配多次。期間還有繁多的例行試驗(yàn)。其中很多工 作都需要設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、外協(xié)、用戶(hù)的條件具備，需要多種環(huán)境、設(shè)備儀表、數(shù) 據(jù)的配合才能實(shí)施。按照傳統(tǒng)項(xiàng)目管理的模式，也就是“推”式的模式，經(jīng)常 發(fā)生停工呆滯來(lái)等條件具備。如果工期的“后墻不倒”管理，則會(huì)日夜加班。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)層面的協(xié)同，縮

23、短項(xiàng)目周期的潛力很大。當(dāng)我們 擁有一個(gè)對(duì)未來(lái)狀態(tài)的提前感知和可視化的智能決策系統(tǒng)，那么就可以將一切 隱患消除在發(fā)生之前，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警紅燈改變?yōu)闆Q策管理系統(tǒng)的“預(yù)警”。這樣，智能決策系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了 “現(xiàn)在一一未來(lái)” 一實(shí)一虛的情景。如果加上人 在這個(gè)系統(tǒng)的主導(dǎo)作用，恰恰是人、數(shù)、物“三體”（待續(xù)）智能決策與大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)/工業(yè)大數(shù)據(jù)是當(dāng)前信息化領(lǐng)域的熱點(diǎn)。我們看到的是打雷多，下 雨少。迎接一項(xiàng)新技術(shù)的到來(lái)，冷靜和熱情同樣重要。在暢想美好的未來(lái)的同 時(shí)，我們更需要立足實(shí)地，研究企業(yè)的數(shù)據(jù)資源從哪里來(lái)、有什么用以及如何 利用。數(shù)據(jù)是客觀事物的一種抽象表達(dá)。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理就附加了信息。這樣我們 只有一種數(shù)

24、據(jù)，叫做歷史數(shù)據(jù)。數(shù)字化僅僅是近代出現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)抽象形式。 假設(shè)我們能“數(shù)字化一切可以數(shù)字化的事務(wù)”并可以存儲(chǔ)和處理，在未來(lái)的某 個(gè)時(shí)刻將可能“重播”這段歷史。歷史數(shù)據(jù)承載著人類(lèi)全部的知識(shí)，包括正確 的和錯(cuò)誤的。這些海量的數(shù)據(jù)反映這撲朔迷離的現(xiàn)象。大數(shù)據(jù)技術(shù)就是讓我們 撥開(kāi)迷霧，以史為鑒。企業(yè)的知識(shí)主要保存在兩個(gè)方面，一個(gè)是企業(yè)的歷史數(shù)據(jù)，不管它是結(jié)構(gòu) 化和非結(jié)構(gòu)化的；另一個(gè)是在員工和管理者的頭腦里。實(shí)現(xiàn)智能決策，企業(yè)的歷史數(shù)據(jù)將發(fā)生兩個(gè)質(zhì)的變化。一是人的管理經(jīng)驗(yàn)將在系統(tǒng)中不斷積累，實(shí)現(xiàn) 知識(shí)自動(dòng)化；另一方面，歷史數(shù)據(jù)在記錄事件的同時(shí) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)增加了決策維 度，是誰(shuí)做了什么決策。這個(gè)變化為我們

25、實(shí)施的數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)提供了支 持。它記錄了企業(yè)運(yùn)營(yíng)的 5個(gè) W （Why、What、Where、When、Who ）, 這是企業(yè)數(shù)字化的知識(shí)和智慧；日積月累，構(gòu)成企業(yè)大數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)本文決策圖示，企業(yè)歷史數(shù)據(jù)可以提供決策支持分為四種情況。在執(zhí)行層的決策方面，企業(yè)充分應(yīng)用歷史數(shù)據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)可以對(duì)生 產(chǎn)作業(yè)的效率、質(zhì)量、成本的改善發(fā)揮很大的積極作用。調(diào)度決策和計(jì)劃決策是中短期預(yù)測(cè)。決策對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的依賴(lài)遠(yuǎn)大于歷史數(shù) 據(jù)，而且有更好的決策工具，因此通常不會(huì)采用大數(shù)據(jù)技術(shù)。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用對(duì)企業(yè)的宏觀戰(zhàn)略決策應(yīng)該大有可為，但是有三個(gè)挑戰(zhàn)需要 應(yīng)對(duì)。一，涉及到戰(zhàn)略決策需要的數(shù)據(jù)非常龐大，領(lǐng)域?qū)拸V，獲取這

26、些數(shù)據(jù)是 一個(gè)挑戰(zhàn)。二，獲得的大數(shù)據(jù)需要清洗和處理。三，建立適合的宏觀決策模型 還需要理論和工具的創(chuàng)新?，F(xiàn)代信息技術(shù)極大提高了信息搜集、存儲(chǔ)、處理的 能力，具備了在電腦模擬復(fù)雜決策過(guò)程的能力。原則上我們能夠借助大數(shù)據(jù)技 術(shù)處理宏觀決策問(wèn)題。關(guān)鍵是我們?nèi)绾芜\(yùn)用這些信息、資料、知識(shí)、技術(shù)、經(jīng) 驗(yàn)去獲得這個(gè)復(fù)雜的企業(yè)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)整體的認(rèn)識(shí)。我們還需要理解這兩句話(huà)：歷史會(huì)驚人地相似；歷史永遠(yuǎn)不會(huì)重演。 我們必須推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。但 是，當(dāng)今的宏觀決策問(wèn)題只能以人為主。實(shí)際上在戰(zhàn)略決策層面，就根本不存在“最佳決策”，因?yàn)槲磥?lái)有太多的 不確定性。在戰(zhàn)略層面的實(shí)施“智能決策” 一定是以風(fēng)險(xiǎn)控制為策略的，不要

27、 指望它做出投機(jī)性的“最佳決策”。智能決策與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物相連的物聯(lián)網(wǎng)并沒(méi)有改變工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)屬于復(fù)雜性系統(tǒng)的這 一屬性，但是，它的確為我們進(jìn)入這個(gè)系統(tǒng)打開(kāi)了一扇窗。CPS （賽博物理系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)車(chē)間的設(shè)備狀態(tài)感知以及控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè) 信息管理系統(tǒng)的融合，使得生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)地存儲(chǔ)、傳輸、分享。這個(gè)機(jī)制 讓企業(yè)智能決策系統(tǒng)從底層到高層的嵌套分割架構(gòu)得到生動(dòng)的活躍。智能決策就是一個(gè)控制系統(tǒng)，它必須實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)的現(xiàn)狀，由此對(duì)各種變化給出積極響應(yīng)。CPS恰恰支持了智能決策系統(tǒng)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反饋和控制的需求，控制由底層逐 層反映到高層，最終實(shí)現(xiàn)整體的實(shí)時(shí)優(yōu)化。但是，CPS與智能決策在機(jī)制上的還是有差別。決

28、策是研究有限資源和無(wú) 限需求之間的博弈抉擇。而當(dāng)前人們談?wù)?、暢想未?lái)的CPS的時(shí)候，更多的是強(qiáng)調(diào)了它的信息無(wú)所不在、信息感知、萬(wàn)物相連，以至于CPS無(wú)所不能。至少現(xiàn)在有兩點(diǎn)忽視了或者研究很少。一個(gè)問(wèn)題是 CPS在資源是有限的情況下是如 何運(yùn)作的？舉例：兩個(gè)訂單的“智能物料”都要爭(zhēng)著要求某個(gè)機(jī)床加工，答應(yīng) 誰(shuí)呢？為什么答應(yīng)它呢？知道這樣做的后果嗎？另一個(gè)問(wèn)題是CPS可以實(shí)現(xiàn)不同空間不同事件實(shí)時(shí)連接和實(shí)時(shí)感知，但是 CPS如何做到協(xié)同？舉例：CPS 感知到設(shè)計(jì)端設(shè)計(jì)一個(gè)部件，它怎么確定物料的采購(gòu)，怎么約定生產(chǎn)商的產(chǎn) 能？還有一些問(wèn)題沒(méi)有想明白。CPS實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物相聯(lián)無(wú)所不知，那么信息嫡到 底是多了少

29、了？剩余度會(huì)不會(huì)太大了？噪聲怎么辦？智能決策與自動(dòng)化用最少的資源提供最好的產(chǎn)品和服務(wù)的企業(yè)就是智能工廠。作為一種生產(chǎn) 資源，有或沒(méi)有自動(dòng)化設(shè)備/車(chē)間都不影響這個(gè)定義。這樣， 我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)“數(shù) 字化一一信息化一一自動(dòng)化一一智能化”這條路徑中自動(dòng)化是不該有的。自動(dòng)化應(yīng)該合并到智能化之中。其一，自動(dòng)化本身包含了一定程度的“智能”；其 二，在生產(chǎn)作業(yè)一線(xiàn)的智能化必須將智能附加在硬件上。我猜想，這條路徑是 德國(guó)人提出來(lái)的。在中國(guó)制造 2025出臺(tái)之前的去年初，我寫(xiě)了一篇德國(guó)工 業(yè)4.0國(guó)家戰(zhàn)略將在中國(guó)實(shí)現(xiàn)。德國(guó)人強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化是看準(zhǔn)了中國(guó)在工業(yè)轉(zhuǎn)型 期間存在著大量的需求，看準(zhǔn)了自動(dòng)化硬件設(shè)備、相關(guān)軟件以及后

30、續(xù)的服務(wù)具 有巨大的持續(xù)的利潤(rùn)。德國(guó)4.0戰(zhàn)略在中國(guó)的確見(jiàn)效，也許這是一條雙贏的模 式。但是，這甲方乙方的位置被自己人顛倒了。甲方不需要過(guò)分謙卑。“數(shù)字化一一信息化一一自動(dòng)化一一智能化”路徑具有誤導(dǎo)性。第一， 在專(zhuān)家反復(fù)連篇累牘的宣傳下，企業(yè)可能誤認(rèn)為自動(dòng)化是必經(jīng)路徑，盲目投資 實(shí)施自動(dòng)化改造工程。第二，在制造業(yè)的有些行業(yè)只能在某些局部或工序引入 自動(dòng)化，絕大部分還必須依靠人力資源。高端裝備制造業(yè)的自動(dòng)化就是難以想 象的。這條范式路徑隔斷了他們通往智能化的道路?！睌?shù)字化一一信息化”是 實(shí)現(xiàn)智能化必經(jīng)之路，而自動(dòng)化不是。自動(dòng)化本質(zhì)是硬件的進(jìn)步。當(dāng)前，大量 的以人力資源為主的工廠或車(chē)間， 智能決策

31、是實(shí)現(xiàn)智能化最重要的解決方案。 我們更加需要關(guān)注那些不易不宜實(shí)施自動(dòng)化的工業(yè)領(lǐng)域。通常，在一不小心就 需要“去產(chǎn)能”的工業(yè)領(lǐng)域，都是最容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的。智能決策一一同一起跑線(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)前，新技術(shù)、新工藝、新材料、機(jī)器人以及自動(dòng)化、Internet IoTcloud、大數(shù)據(jù)、VR、AI等等這些領(lǐng)域都在快速發(fā)展，總體上在這些領(lǐng)域我們 落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，并且在短期內(nèi)不太容易趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。唯有“智能決策”這一個(gè)領(lǐng)域，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家是基本上同處在一個(gè)跑線(xiàn)上。我們可以應(yīng)用的信息 化運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家并沒(méi)有差別，企業(yè)的“信息孤島”現(xiàn)象發(fā)達(dá)國(guó)家同 樣存在，我們遇到的運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題和發(fā)達(dá)國(guó)家都差不多。這是一場(chǎng)平等

32、的競(jìng) 爭(zhēng)，或許我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)“直線(xiàn)超車(chē)”。中國(guó)改革開(kāi)放三十多年是粗放式發(fā)展。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們單位GDP的能源消耗是其數(shù)倍，水資源的消耗更是在兩位數(shù)；全員勞動(dòng)生產(chǎn)率的差距也非常大；工業(yè)產(chǎn)品的附加值還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有挖掘出來(lái)；制造業(yè)企業(yè)的平均生產(chǎn)周期 和庫(kù)存周轉(zhuǎn)率的數(shù)據(jù)非常差。近三十多年“三駕馬車(chē)”帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)高速運(yùn)行，讓 我們成為制造大國(guó)，同時(shí)我們做出了巨大的犧牲，付出了環(huán)境污染和資源短 缺，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的效率、質(zhì)量、成本問(wèn)題嚴(yán)重，喪失了競(jìng)爭(zhēng)力。但辯證地看，這正是一座巨大的待挖掘的“金礦”。挖掘“金礦”的主要 工具是“管理”，是 智能決策。這座礦山儲(chǔ)藏的是是富礦，具有很大提升潛力 的效率、質(zhì)量、成

33、本、環(huán)境、資源。毫無(wú)疑問(wèn)，如同前三十年我們挖掘勞動(dòng)力 成本資源一樣，這座“金礦”是我們的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，夠我們挖掘很多年。這也是 實(shí)施“供給側(cè)改革”的方向。盡管在管理理論以及信息化技術(shù)及工具方面，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家沒(méi)有什么差 距。但是我們有一個(gè)致命的問(wèn)題，就是本文前面忽略的方面：管理體制、機(jī) 制、文化、習(xí)慣。對(duì)于效率、質(zhì)量、成本的觀念問(wèn)題，對(duì)于“軟管理（含軟 件）價(jià)值的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家還是有相當(dāng)大的差距。這是制約我們” 超車(chē)”的主要因素。管理創(chuàng)新和觀念進(jìn)步是我們“超車(chē)”的引擎。我們一直亦步亦趨模仿和追隨歐美的腳步，一直依靠引進(jìn)西方現(xiàn)有的技術(shù) 和產(chǎn)品，恪守拿來(lái)主義。長(zhǎng)期這樣我們便喪失了制造業(yè)的靈魂

34、一一核心技術(shù)和 創(chuàng)新精神。習(xí)近平主席說(shuō)的好， “不能總是用別人的昨天來(lái)裝扮自己的明天。 不能總是指望依賴(lài)他人的科技成果來(lái)提高自己的科技水平，更不能做其他國(guó)家 的技術(shù)附庸，永遠(yuǎn)跟在別人的后面亦步亦趨。我們沒(méi)有別的選擇，非走自主創(chuàng) 新道路不可人工智能賽博物理操作系統(tǒng) AI-CPS OS“人工智能賽博物理操作系統(tǒng)”（新一代技術(shù)+商業(yè)操作系統(tǒng) AI- CPS OS ：云計(jì)算+大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈+人工智能）分支用來(lái)的今天，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者必須了解 如何將“技術(shù)”全面滲入整個(gè)公司、產(chǎn)品等“商業(yè)”場(chǎng)景中，利用 AI- CPS OS形 成數(shù)字化+智能化力量，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的重新布局、企業(yè)的重新構(gòu)建和自我的煥然新 生。

35、AI-CPS? 0? 2OS的真正價(jià)值并不來(lái)自構(gòu)成技術(shù)或功能，而是要以一種傳遞獨(dú) 特競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的方式將自動(dòng)化+信息化、智造+產(chǎn)品+服務(wù)和數(shù)據(jù)+分析一體化， 這種整合方式能夠釋放新的業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)模式。如果不能實(shí)現(xiàn)跨功能的更大規(guī)模 融合，沒(méi)有顛覆現(xiàn)狀的意愿，這些將不可能實(shí)現(xiàn)。領(lǐng)導(dǎo)者無(wú)法依靠某種單一戰(zhàn)略方法來(lái)應(yīng)對(duì)多維度的數(shù)字化變革。面對(duì)新一代技術(shù)+商業(yè)操作系統(tǒng)AI- CPS OS顛覆性的數(shù)字化+智能化力量，領(lǐng)導(dǎo)者必須在行業(yè)、企 業(yè)與個(gè)人這三個(gè)層面都保持領(lǐng)先地位：.重新行業(yè)布局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對(duì)行業(yè)典范進(jìn)行怎樣的反 思？.重新構(gòu)建企業(yè)：你的企業(yè)需要做出什么樣的變化？你準(zhǔn)備如何重新定義

36、你的公司？.重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己并在數(shù)字化 +智能化時(shí)代保有領(lǐng)先地位，你必須如何去做?AI-CPS OS是數(shù)字化智能化創(chuàng)新平臺(tái)，設(shè)計(jì)思路是將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈 和人工智能等無(wú)縫整合在云端，可以幫助企業(yè)將創(chuàng)新成果融入自身業(yè)務(wù)體系， 實(shí)現(xiàn)各個(gè)前沿技術(shù)在云端的優(yōu)勢(shì)協(xié)同。AI- CPS OS形成的數(shù)字化+智能化力量與行業(yè)、企業(yè)及個(gè)人三個(gè)層面的交叉，形成了領(lǐng)導(dǎo)力模式，使數(shù)字化融入到領(lǐng)導(dǎo)者所 在企業(yè)與領(lǐng)導(dǎo)方式的核心位置：.精細(xì)：這種力量能夠使人在更加真實(shí)、細(xì)致的層面觀察與感知現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字化世 界正在發(fā)生的一切，進(jìn)而理解和更加精細(xì)地進(jìn)行產(chǎn)品個(gè)性化控制、微觀業(yè)務(wù)場(chǎng)景事 件和結(jié)果控制。.智能：模型隨著時(shí)間（數(shù)據(jù)）的變化而變化，整個(gè)系統(tǒng)就具備了智能（自學(xué)習(xí)）的 能力。.高效：企業(yè)需要建立實(shí)時(shí)或者準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采