“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路，而可計算制造是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要組成部分?！?月29日，中國工程院院士李國杰在2024中科時代產(chǎn)品戰(zhàn)略發(fā)布會暨可計算制造高峰論壇上表示。會上，《可計算制造白皮書（2023年）》（以下簡稱《白皮書》）及中科時代工業(yè)智能計算機（以下簡稱“工智機”）正式發(fā)布。
《白皮書》顯示，可計算制造是一種由數(shù)據(jù)、模型、網(wǎng)絡、算力、軟件共同組成的一體化智能系統(tǒng)，通過應用新一代信息技術(shù)、自動化技術(shù)、工業(yè)軟件以及現(xiàn)代管理思想，實現(xiàn)制造企業(yè)全領域、全流程的系統(tǒng)化應用，推動制造業(yè)的智能化、高效化和靈活化。可計算制造的核心本質(zhì)是實現(xiàn)OODA（感知Observe、判定Orient、決策Decide、行動Act）在產(chǎn)品全生命周期的全流程打通，實現(xiàn)端到端的自動化和智能化。
可計算制造將帶來全新制造范式
隨著通用人工智能技術(shù)日漸成熟，邊緣算力不斷突破，工業(yè)各要素單位聯(lián)網(wǎng)，形成以數(shù)據(jù)驅(qū)動、模型推理、軟件定義、算力保障、網(wǎng)絡為骨架的制造業(yè)信息技術(shù)（IT）和操作技術(shù)（OT）深度融合的技術(shù)趨勢，有力推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，成為時代發(fā)展特色。
然而，目前，我國制造業(yè)IT層與0T層間出現(xiàn)斷層。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級主要集中于企業(yè)前端業(yè)務的數(shù)字化與網(wǎng)絡化，主要圍繞在產(chǎn)品設計、銷售、企業(yè)管理等方面，即對相關數(shù)據(jù)的IT采集和管理已具有一定基礎；而企業(yè)生產(chǎn)操作領域，基于數(shù)據(jù)的推理、計算、規(guī)劃、以及終端的智能化控制，即0T化仍處于早期階段。
基于此，中國科學院計算技術(shù)研究所針對我國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級提出了“可計算制造”?！栋灼分赋?，可計算制造的引入，將把以控制為核心傳統(tǒng)制造方式，延伸到以計算為核心的新型制造范式中，填補制造業(yè)IT與0T間的斷層，實現(xiàn)IT與0T的融合，改變企業(yè)IT強、0T弱的現(xiàn)狀?？捎嬎阒圃鞂⑹怪圃鞓I(yè)實現(xiàn)市場分析、產(chǎn)品設計、銷售、供應鏈管理、排產(chǎn)、生產(chǎn)、售后全流程可計算，打通信息流與操作流，實現(xiàn)感知、判斷、決策、行動的智能生產(chǎn)閉環(huán)。以提高產(chǎn)品質(zhì)量為核心，將生產(chǎn)效率、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)成本、管理水平提升到新的水平?？捎嬎阒圃鞂砣碌闹圃旆妒?。
在可計算制造形成過程中，人工智能具有重要推動力。“過去兩年，人工智能的成績主要體現(xiàn)在與消費者互動的虛擬世界，即人機對話、文字圖像生成等方面。”李國杰認為，未來5至10年，人工智能的發(fā)展或從虛擬空間轉(zhuǎn)向以制造業(yè)為代表的實體空間智能體系，賦能各種實體經(jīng)濟應用。他表示，要實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，將需要打造一個有算力、數(shù)據(jù)、知識、模型的一體化平臺，以縮短研發(fā)周期，提高經(jīng)濟生產(chǎn)力。
李國杰表示，一個企業(yè)能夠做出很好的產(chǎn)品，很多都是不可言傳的知識?！叭纾ㄆ髽I(yè)）老師傅的一些經(jīng)驗，有些知識是書本之外的技術(shù)總結(jié)。因此，我們需要通過大模型不斷總結(jié)形成新的知識，才能把新型制造帶向真正智能化領域?！?/span>
可計算制造的硬件基礎
類似功能手機向智能手機轉(zhuǎn)變、燃油汽車向新能源汽車推進，工業(yè)自動化也朝著計算機化的方向發(fā)展。在這一趨勢下，中科時代（深圳）計算機系統(tǒng)有限公司（以下簡稱“中科時代”）近年來研發(fā)了一系列工業(yè)智能計算機，提出“基于智能PC技術(shù)和軟件定義技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)智能化”，其核心技術(shù)已獲得多項國家發(fā)明專利和實用新型專利。
新發(fā)布的工智機將計算面、控制面與硬件面解耦，通過國產(chǎn)商用芯片、雙域操作系統(tǒng)和一型虛擬化技術(shù)，同時在一臺計算機中實現(xiàn)了控制域的PLC控制、運動控制、DCS控制、CNC控制、機器人控制，以及計算域的視覺、HMI、仿真、數(shù)據(jù)庫、通信、AI等桌面非實時應用，將“定制硬件+封閉軟件”推向“統(tǒng)一硬件+智能軟件”，實現(xiàn)了IT與0T在基礎設施層的融合，為00DA的感知、判定提供計算算力，為決策與執(zhí)行提供控制算力，IT與0T在工智機中融合為00DA環(huán)，使其代替PLC、工控機、運動控制器、DCS、SCADA等，成為可計算制造的硬件基礎。
“工智機實現(xiàn)了高端工業(yè)控制計算領域的關鍵技術(shù)突破，為智能制造發(fā)展打下堅實基礎?！敝袊茖W院計算技術(shù)研究所研究員韓銀和在接受記者采訪時表示，人工智能是新型工業(yè)化的標配，需要算力支持。傳統(tǒng)的PLC很難滿足人工智能對算力的需求，工智機通過高性能硬件和可擴展的軟件，實現(xiàn)計算和控制的深度融合，數(shù)倍提升計算能力，在實現(xiàn)精確控制的同時，支撐制造過程的智能化，是實現(xiàn)制造智能化升級的核心利器。
中科時代CEO馬君表示，工智機有兩大核心“靈魂”：
一是中科時代自主研發(fā)的工業(yè)操作系統(tǒng)——MetaOS。目前，我國缺少專為工業(yè)定制的、國產(chǎn)的操作系統(tǒng)。MetaOS定位于能提供強大計算性能、同時可以高速運動控制的雙域操作系統(tǒng)，能兼容所有上位計算應用和下位的控制應用，做到硬實時、大算力、算控一體。
二是中科時代的工業(yè)編程平臺——MetaFacture。該平臺為用戶提供了一個統(tǒng)一、開放的混合編程環(huán)境，能夠非常方便地拓展各類功能插件和通訊，同時，平臺為用戶提供了大量開發(fā)工具和算法庫，使客戶在開發(fā)應用算法方面提升效率。
據(jù)悉，中科時代的工智機主要面向高端制造領域，已在3C電子、光伏、半導體、鋰電包裝等行業(yè)落地應用。馬君介紹，很多客戶通過采用中科時代的開放系統(tǒng)，開發(fā)布署了企業(yè)自己的算法，達到降本增效目的?！拔覀兓旌螴DE編程環(huán)境，將客戶的工藝流程、業(yè)務經(jīng)驗算法快速封裝成功能塊，提高編程效率，替代了DCS+工控機的編程方式。例如，我們在新疆一家企業(yè)已經(jīng)成功部署了400多臺多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，可以讓客戶輕松、安全運行其想植入的節(jié)能算法，為企業(yè)一年節(jié)約電費2億多元?！?/span>
當前，推進科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合，以新技術(shù)培育新產(chǎn)業(yè)，引領產(chǎn)業(yè)升級，已成為形成新質(zhì)生產(chǎn)力，推進高質(zhì)量發(fā)展的重要著力點。無論是節(jié)約成本還是提高效率，可計算的制造都將對未來的工業(yè)自動化和智能制造起到杠桿作用，助力我國經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)更高水平的工業(yè)制造。
（來源：中國工業(yè)新聞網(wǎng)）
