对加快发展智慧军工制造的思考 (上)

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对加快发展智慧军工制造的思考 (上)

2024-07-13 06:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

二是军工物联网。 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。简而言之,物联网就是物物相连的互联网。军工物联网作为物联网技术在军工科研生产领域的拓展,通过各类传感器感知军工科研生产的要素状态信息,依托统一定义的数据接口和中间件构建数据通道。

军工物联网将从根本上颠覆军工科研生产的现场管理模式,支持实现对“人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素”的全要素、全过程监控。在军工物联网的支持下,军工科研生产的现场将具备三个特征,即万物互联,以5G移动通信网络、智能物联等多重组合为基础,实现生产要素之间的互联互通;信息高效整合,以信息及时感知和高速传输为基础,将各种生产要素信息集成,构建智慧车间、无人生产线;通过统一平台实现信息共享,提升跨部门、跨行业、跨区域的多层级共享能力。

军工物联网能够提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能,实现对军工科研生产的高效、节能、安全的“管、控、营”一体化。

三是先进军工制造软件。 随着计算机技术的迅猛发展及其在各个行业的全面普及,军工制造领域逐渐形成了面向全产业链一体化的先进制造软件体系,包括设计建模、制造分析、项目管理等各种类型,它作为先进制造技术和专业知识的程序化封装,贯穿应用于军工科研生产的全过程。不同类型的先进制造软件相互兼容、协同,支持军工科研生产全寿命周期业务的自动化和决策的科学化。

专家系统技术可以用于军品设计、工艺过程设计、生产调度、故障诊断等,也可以将神经网络和模糊控制技术等先进算法应用于产品工艺、生产调度等,实现武器装备科研生产的全过程智能化。先进制造软件源于军工科研生产的实际需求,通过将军工科研生产实践中获得的专业知识转化为相应的模型和算法,并将模型和算法软件化,从而精确、快速地支持各类复杂的军工科研生产任务。

四是军工制造大数据。 军工制造大数据是军工科研生产的全寿命周期各阶段、各层级所产生的各类数据以及相关技术与应用的总称。智慧军工制造是以数据作为开始,将人工智能、物联网和大数据技术的应用贯穿其中,并且是以数据为终点的一个循环上升过程。运用人工智能这一“大脑”,可以从各类传感器中快速接收和处理大量数据,其快速反应和做出决定的速度比人类要快出数百倍。军工制造大数据具有体量大、种类多、速度快等特征,推动军工科研生产的项目决策从经验驱动向数据驱动转变,从而提升军工企业的竞争力和军工产业的治理效率。

军工制造大数据的价值产生于分析过程,即根据不同任务从海量数据中选择全部或部分数据进行分析,挖掘决策支持信息。军工制造大数据分析除了采用传统的统计分析工具以外,也需要人工智能的有力支持。

其中,深度学习作为人工智能的重点发展方向,具有无需多余前提假设、能根据输入数据而自优化等显著优势,利用海量数据提供的训练样本,将在军工科研生产中得到广泛使用。构建数据和机理混合驱动的数据分析模型,有助于从军工制造大数据中提炼具有实际物理意义的特征,大幅提升计算实时性和模型适应性。当前西方发达国家将大数据视为重要的战略资源,针对大数据技术与产业应用结合,提出了一系列战略规划,军工制造大数据进入快速发展的阶段。

以人工智能为代表的新一代信息技术与先进制造技术的深度融合,正引发军工产业制造模式、制造流程、制造手段、生态系统等方面的重大变革。 智慧军工制造的本质是新一代信息技术在军工科研生产中得到充分运用,把感应器、人工智能、大数据等技术嵌入和装备到军工科研生产的各种物体中,并且互联互通,形成军工物联网,然后通过超级计算机、云计算、大数据技术将军工物联网整合起来,把感知系统、机器设备和军工科研生产人员联接成一个巨大的网络,实现时空一致、连续精确的态势感知、信息共享和智能决策,以更加精细和动态的方式管理军工科研生产全过程,推进军工制造各要素向最大限度的“自主适应、自主行动”方向发展,达到军工制造“智慧”状态。更进一步说,智慧军工制造就是以大数据处理技术为基础,利用软件系统把人和设备更好地结合起来,不断提升军工科研生产的智能化水平,让人与设备能够发挥各自的优势,达到系统最佳的状态。

以人工智能、物联网、大数据等新一代信息技术为基础的智慧军工制造,在效率、成本等方面将具有极大的优势,将从根本上改变目前军工企业发展的业务模式。

当前发展智慧军工制造面临的主要问题

经过多年的发展和积淀,我国在智慧军工制造领域取得了长足进步,形成了一系列成果,但是,面对军工产业转型升级的迫切需求和西方发达国家军工智慧制造迅猛发展的态势,我国智慧军工制造的发展仍然面临诸多问题。例如,我国军工产业已形成对国外相关产品的使用习惯,产生了数据依存,相关产品替换难度较大;军工智慧制造的标准体系不健全,相关研发缺少基础数据标准;核心技术薄弱,较多依赖国外技术基础上的二次开发;缺乏完善的智慧军工制造应用生态,难以形成面向军工科研生产全生命周期的智能化集成应用。具体来说,当前发展智慧军工制造存在以下几个方面的问题:

一是智能化制造设备面临诸多的技术瓶颈。 这些年来,我国在制造设备智能化技术的研发应用上虽然取得了一定突破,但在打造智能化制造设备所必要的元器件以及可编程逻辑控制器、电子控制单元、控制器局域网络等技术上仍远远落后于国际先进水平,还存在诸多卡脖子的领域。我国军工制造设备整体呈现出“大而不强、多而不精”的状况,自主化、智能化水平还比较低。

二是与国外相比军工物联网的技术水平仍有较大差距。 美、日、德等西方发达国家的传感器品类已经超过2万种,占据了全球超过70%的传感器市场,且随着微机电系统工艺的发展呈现出更加明显的增长态势。近年来,我国制定了加快发展物联网的规划和专项计划,加大资金支持和政策扶持力度,物联网的市场规模呈现加速扩张的趋势。但是,目前我国90%的中高端传感器依赖进口,现场柔性组网、数字孪生模型迭代等前沿技术均亟待发展,缺乏具有自主知识产权的技术与产品,军工物联网总体上还处于初步发展阶段。

三是先进军工制造软件非常薄弱。 我国目前的先进制造软件存在整体实力弱、核心技术缺失等突出问题,总体上呈现出“管理软件强、技术软件弱;低端软件多、高端软件少”的特点。在军工科研生产过程中,大多数科研人员仍然使用国外的设计建模软件,国产设计软件很难在短时间内形成竞争优势;一半以上的主流设计分析软件来自国外,国产软件在分析计算能力、复杂模型处理能力方面还有很大的差距,国产化进程任重道远。

四是军工大数据应用处于初步发展阶段。 近年来,我国先后发布了《促进大数据发展行动纲要》等一系列战略规划,大数据领域呈现出加速发展的态势,但从总体上看,目前军工制造大数据的发展和应用仍处于初级阶段,仅初步应用于原材料采购管理、成本管理、制造设备管理等方面,在应用深度和广度上明显不足;军工制造大数据的应用流程未能打通,数字采集未能实现信息化和自动化,大数据存储和分析也缺少相应的标准化流程,主流的大数据存储与处理产品大多数是国外产品,缺乏自主知识产权的技术与产品。

新一代信息技术在军工科研生产中的广泛应用,很大程度上依赖于基础研究的成果、能力和水平。在当代技术创新的成果中,绝大多数都是源于基础研究,许多关键技术的重大突破都与基础研究直接相关。与西方发达国家相比,我国在基础研究水平和投入上都有很大的差距,在人工智能、大数据、云计算、物联网等领域的基础研究方面起步较晚、投入不足,导致自主创新能力明显不足,一些关键技术领域难以取得重大突破,存在诸多卡脖子的领域,这在一定程度上制约了智慧军工制造的发展进程。

中研发展研究院 (Chinese Institute for Development Research,中文简称中研院),是一家以发展为核心研究议题,聚焦中国政策治理和产业创新的权威研究机构。中研院秉承“经世致用,创新发展”的研究理念,服务于国家政策研究和产业企业发展。尤其在双碳、能源、环保、军工、新科技、医药健康、混合所有制改革以及促进民营经济高质量发展等领域持续深耕,通过系列专项研讨项目,协同政产学研领先资源,洞察政策风向,把握产业脉搏。为政府治理和产业发展提供政策建议,为企业创新升级构建重要支持。返回搜狐,查看更多



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