工业智能的未来展望

我们正处在工业发展的一个真正转折点。尽管生产系统正变得更加灵活，同时也更加复杂，但许多企业仍在沿用源自工业时代的旧有架构。机器具有很高的可靠性，但工厂的实际智能，即信息产生、流动并最终形成决策的方式，往往是碎片化的。

现在是时候重新思考了：真正能够独立运作的工厂应该是什么样子？不仅是自动化，而是真正实现自主运作？

几十年来，自动化一直是工业价值创造的支柱。但这个术语究竟意味着什么？我的定义如下

自自动机是一种行为模式被完整描述、可预测且取决于明确定义条件的独立单元。这种自动化形式过去和现在都是保障效率、质量和安全的关键。

然而，工业环境的变化速度超过了自动化所能响应的速度。产品变体多样化、市场波动、动态供应链以及人口结构变化，都要求系统不仅能够执行任务，还需具备决策、适应和解读的能力。

自主系统能够在不确定和多变的边界条件下运行，在更长的时间范围内做出决策并实现自我稳定，无需持续的人工干预。

目前，我们正在凯泽斯劳滕与当地的研究机构合作建立一门新的科学学科：自主学。它融合了自动化技术、人工智能、计算机科学、社会科学和法学，并致力于解答以下问题：我们如何才能制造出真正能够自主运作的机器、系统和工厂——且确保其安全、可靠且负责任？

因此，自主系统不是技术上的 "附加物"，而是社会的需要。

改变不是可有可无而是必须的。在未来几年中，整整一代经验丰富的专家将从工业领域退休。与此同时，需求和要求在不断增加：可持续生产模式、循环经济、多样化的产品组合和高度个性化的供应链。

为了实现从当今的生产环境向自主工厂的过渡，SmartFactory-KL 创造了一种建筑模式，这种模式具有特别的模块化、开放性和棕地能力。它由三个基本组成部分组成：

1.数字主干网--工厂的记忆和神经系统

数字孪生代表所有相关资产--机器、组件、软件模块、产品或工作站。骨干创建：

• 对所有生产对象进行统一的标准化描述

• 传统数据孤岛的终结

• 语义信息系统，为各种决策情况提供正确的知识

它构成了互操作性和机器理解的基础。

2.自动化 - 机器作为模块化智能

传统自动化的思维方式是信号、电缆和电路图。未来的工厂从功能角度考虑问题。

基于软件的封装将机器行为、资源和工作站抽象化，其能够不受制造商或技术限制地灵活应用。这使得即使是已有数十年历史的设备，也能作为自主系统的完整组件发挥作用。

3.智能体系统--自主生产的运动皮层

软件智能体承担主动控制角色：

• 产品知道接下来该发生什么

• 机器知道自己能做什么以及何时可用

• 物流系统动态规划最佳路线

这形成了一种不再由中央“指挥”，而是通过去中心化协商产生的生产逻辑。系统正在自我组织，这才是真正自主的核心。

自主需要全面、准确和早期的信息。数字孪生能够实现直至单个组件层级的透明度 未来，即便是简单的工业连接器，也能提供有关插拔次数、负载或接触质量的数据。

众多微小的信息源共同构建出高度智能的整体图景，这一原理借鉴于自然：群体智能。