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智能制造名詞術語淺析

03-03 21:28:53

一個快速發展且尚未成熟的領域,會出現大量新的名詞術語,對這些名詞術語的理解和使用往往出現分歧。智能制造就是這樣的一個領域,有時一個術語有多個不同的解釋,有時多個不同的術語卻有著相同或類似的含義,甚至有的術語本身就含義模糊、語焉不詳。這為該領域的從業者和學習者帶來很大困擾。這里選擇幾組常見的且容易混淆的術語,嘗試進行簡單的分析。一家之言,以拋磚引玉。

  1.大制造與制造

  

  大制造的提法從上世紀八十年代就有了,最早應該是來自CIMS,即計算機集成制造系統。CIMS強調的是消除企業的信息孤島,每個孤島代表從需求分析、設計、生產、實驗、銷售、維護、報廢等一個產品和產品設計的全生命周期里的某個環節,集成就是要把這些環節整合起來形成一個完整的制造系統,所以這里面的"制造"包含所有環節。而傳統意義上的"制造"主要是指生產加工環節。因此CIMS里面的"制造"比傳統意義上的"制造"范圍更大、含義更廣,也就是所謂的"大制造"。

  

  但有意思的是,在正式的文獻里,幾乎找不到"大制造"這個詞,"大制造"主要出現在專家的ppt或講稿里,似乎更像是一個學術俚語。正式的學術文章、技術報告或官方文件里,統統都用"制造",比如"智能制造","先進制造"、"制造大國","中國制造2025",這些詞里面的"制造"其實指的都是"大制造"。而當看到 "設計與制造","制造執行系統"這樣的表述時,里面的"制造"就是傳統意義上的"小制造"了。

  

  因此到底是"大制造"還是"小制造",只有根據上下文的意思去理解了。但在某個行當里呆久了,難免會有些思維慣性,因此不同領域的人在一起交流時,有時總是說不到一起去,最后發現各自講的"制造"其實不是一個概念。這種時候,大家最好還是先自報家門的好。

  

  2.智能與智慧

  

  據羿戓制造所了解,在業界,將smart 翻譯成智慧,而將 intelligent 翻譯成智能已成為客觀事實。但關于這兩個詞的含義和用法卻常常讓人一頭霧水,比如智慧城市,智能城市,智能家居,智慧家電,智能交通,智慧交通,智能制造,智慧制造。什么時候該是智能,什么時候該是智慧?智能和智慧到底區別在哪?這些問題很難找到一個統一的說法。

  

  有人認為智慧比智能更聰明更有境界,而又有人認為智能的意思是不僅聰明而且還能干,所以智能的意思包含智慧,而且更接地氣。看來是公說公有理,婆說婆有理。

  

  其實將intelligent翻譯成智能基本沒有什么異議,而將smart翻譯成智慧確實有點問題。在中文里,智慧代表著深邃的思想和對世界萬物的大徹大悟,是人群中極少數智者才配得上這個詞的。而在英文里,smart 卻沒有這么高的境界,用"聰明"這個中文詞倒是更能貼切地反映其含義,英漢字典里也是這么解釋的。而智慧一次詞應的英文應該是wisdom, 在中國人寫的英文文章里,也確實有這么用的。有一次參加國際會議,甚至見到外國人也提到 wisdom city,不知是不是受到了中國人的影響。

  

  與其他術語中文翻譯雖然混亂,但單對應的英文詞卻沒有歧義不同,智慧與智能所對應的smart和intelligent,在英文世界里也是用的讓人眼花繚亂,比如smart manufacturing和intelligent manufacturing就同時存在。關于這兩個詞的含義,我請教過一些歐美的業內人士,但對它們的理解居然也莫衷一是。看來關于智慧還是智能的問題是個世界性難題。

  

  3.智能制造、智能產品

  

  一種流行的說法是,智能制造必須包含幾個要素:智能產品,智能生產,智能裝備,智能服務等等,缺一不可。

  

  有的專家更是特別強調智能產品,認為不生產智能產品就不能算智能制造。但實際上,并不是每種產品都需要智能,比如,流程行業的產品大多是沒有智能的,像醬油,汽油,啤酒等等。即使在其他行業,也有一些產品,至少在現階段對智能化的需求也不是那么迫切。但這些產品仍然需要通過生產過程的智能化提高生產效率,改進產品質量。其實智能產品,智能生產,智能裝備,智能服務只要滿足一條就可以成為智能制造了。而事實上,任何一條都不是那么容易做到的。

  

  4.數字雙胞胎,數字孿生,數字模型

  

  關于digital twin 這個詞的中文翻譯到現在也沒有完全統一,當前可以查到的叫法有數字雙胞胎、數字化雙胞胎、數字孿生、數字孿生體等,在文獻里出現最多的是數字雙胞胎和數字孿生。其實怎么翻譯并不是很重要,因為原來的這個英文詞 digital twin 就不是很準確。

  

  Digital twin 的本意是用數字化技術為物理實體創建一個模型,這個模型和物理對象非常的像,因此就可以通過研究這個模型來分析物理實體的特性,并進而對物理實體進行改進或優化。

  

  按照詞典的解釋,twin 是指雙胞胎中的一個。大家都知道,人類的雙胞胎長相可以很相似,但性格卻可以大相徑庭。而在制造技術里面,為物理實體構建的模型,既追求形似,更追求神似。如果只是看起來很像,內部的特性卻不像,這樣的 twin 是沒有意義的。而按照我們實際想要表達的意思,叫 digital copy 似乎更合適些。

  

  正如前面說,digital twin本質上就是個數字模型。那為什么守著現成的詞不用,非要舍近求遠呢?一般認為digital twin 和普通模型是有區別的,digital twin和物理實體之間可以交換數據,并可以隨著時間的推移不斷演化,不斷逼近物理實體。

  

  那是不是digital twin出現之前,模型和實體之間都是脫節的呢?其實不然,學過控制的人大都知道,自適應控制就是通過物理系統的輸入輸出數據不斷地完善對應的數學模型,而這種思想在控制界已經存在五十多年。所以說模型很早以前就已經和物理實體進行交互了。

  

  另外,需要特別說明的是,模型和實體之間的相似與否是與需求密切相關的,如果不考慮建模的目的和需求,而要建立一個和物理實體完全一樣的模型是不現實的,也是沒有意義的。而digital twin卻容易誤導人們過渡追求表面的"逼真"而忽視了實際的需求。

  

  Digital twin之所以能夠流行更多的還是因為聽起來比較形象。因為英文本身就不是很嚴謹,所以中文的翻譯也不必咬文嚼字,本人還是覺得數字雙胞胎更朗朗上口,易于傳播。不過不管叫什么,只要在追求名詞創新的同時,別忘了它的本質就行了。這也算是不忘初心吧。

  

  5.云、霧、邊

  

  云計算剛出來的時候,很多人還感覺是云里霧里,常有人調侃: 說不定什么時候再出來個"霧計算"。可沒過幾年,就真的弄出個霧計算,大概意思是: 數據以及對數據的處理和應用程序集中在網絡邊緣的設備中,而不是幾乎全部保存在云中,是云計算的延伸。

  

  霧計算提出也有幾年了,但一直不溫不火,倒是邊緣計算異軍突起。霧計算和邊緣計算都是針對有物理系統存在的場景,但仔細分析關于它們的各種定義和描述,實在看不出什么實質性的區別,基本意思都是要彌補云計算高高在上、實時性不強的弱點,盡量把計算或存儲放在距離終端設備較近的地方。如果非要區別,單從名詞本身倒是更容易說得清楚,云在天上,邊在地上,而霧則是從天到地的一片。三者合一,就成了天網恢恢疏而不漏。

  

  其實這也不是什么新鮮事,計算機的計算模式一直以來就是在服務器、客戶端之間移來移去,一會兒胖客戶端,一會兒瘦客戶端,誰胖誰瘦考慮的都是計算和存儲能力以及網絡的傳輸能力,其核心思想無非是把計算放到最合適的位置。

  

  最后再說說"邊緣"這個詞,就其含義講,歧義不大,指的是靠近執行端或數據源頭的地方,但有時候會產生一種被邊緣化的感覺。其實Edge這個詞既有邊緣的意思,也有刀刃的意思。參照上面提到的計算模式演變的規律,把edge computing 理解為"把最合適的計算放在最合適的位置,即好鋼用在刀刃上"似乎更合理些。這樣的話,edge computing 翻譯成"邊沿計算"是不是更好些呢?

  

  6.云、云端、云+端

  

  在IT領域,云已經不是一個新鮮詞了,對于云計算而言,云指的是計算的基礎設施及相關資源。容易搞混的是"端"。

  

  云端是指云上或云中,這里的"端"代表的是一個方位,沒有太多實際的含義,有時使用云端一詞是為了遣詞造句的通順。

  

  云+端里的"端"則指客戶端或應用端,云和端各司其職、相互配合,這是一種比較現實的應用架構。

  

  如果在一個文檔里同時出現"云端"和"端",就得格外注意,不小心用錯了或看錯了,意思就變了。

  

  7.上云、云化

  

  對制造業而言,資源上云正在成為一種潮流,但上云不等于云化,一個軟件部署到云平臺上,可以遠程使用,或者一臺設備通過網絡接到云平臺上,從而可以采集數據,這就可以說是上云了。但要真正發揮云模式的優勢,簡單的上云是不夠的,這就需要進行真正的云化。對于軟件而言,云華基本上是要按照新的架構和模式重新開發。而對于物理設備,則是要在云端建立可動態演化的數字模型,并能通過對模型的仿真實現對物理設備的管理和優化。

  

  實現制造資源和能力的云化是個漫長的過程。

  

  8.云制造、制造云、工業云、工業互聯網

  

  云制造在2009年剛提出來的時候,還沒有工業互聯網的概念。云制造描繪的是未來制造業的一張大圖,雖然強調的是云,但其基礎是基于物聯網技術的制造資源(設備)的接入,在云制造的架構里就包含感知接入層和虛擬資源層。因為沒有這兩層,就沒有了制造,所謂云制造就只是云計算了。

  

  云制造描述的是理念和模式,制造云則是個具體的系統。因此用制造云去和工業互聯網對應,可能更合適些。按照標準的定義,制造云是為滿足一定的制造應用需求而構建的一類云制造服務系統。這個系統里包含了云服務平臺和與之相連的各類硬軟件資源和能力。而事實上,很多人更愿意從字面上去理解制造云,即將制造云理解為一個服務于制造的云平臺。這其實也不算錯,畢竟目前階段關于制造云的研究和開發也確實更注重平臺及平臺里面的各種服務。這樣也使得制造云和工業互聯網的關系可以更清晰些。工業互聯網作為基礎設施,可以為制造云提供數據和底層設備的各種信息,并且執行從云中傳來的各種指令和操作。

  

  還有一個概念,叫工業云。工業云應該是和制造云對應的概念。這兩者的區別并不大,如果非要說區別,那就是工業和制造的區別,工業的范圍更廣些。

  

  最后總結一下,制造云(或工業云)和工業互聯網的關系,其實可以理解為云計算和互聯網的關系。

  

  9.制造資源、制造能力

  

  廣義的制造資源既包含硬資源(如設備、材料等)、軟資源(軟件、模型、數據、知識等)、人力資源,也包含能力(即由硬資源、軟資源和人力資源形成的一種綜合素質和做事的水平)。

  

  而將"能力"與"資源"并列時,比如出現"制造資源/能力"或"制造資源和能力"這類表述時,這里的"制造資源"就不再是廣義的,而是只包含那些可以實時在線接入并使用的資源(設備、軟件或數據等),"能力"是無法或不允許在線實時接入的,只能通過某種方式加以描述,對"能力"的使用是在線下完成的。

  

  10.復雜系統、復合系統、體系

  

  這幾個詞都是對應同一個英文詞組,即 system of systems. 關于這個詞組的中文翻譯不止這些,比如還有體系系統,成體系系統,或直接譯為系統的系統,等等。

  

  "體系"目前是共識度較高的一種翻譯,但在中文語境下,體系其實還有更多的含義和用法,比如社會體系、技術體系、法律體系,而在計算機領域,將 architecture 則翻譯成體系結構,這些都給"體系"這個術語的使用帶來一定的困擾。

  

  在沒有更好的詞匯之前,讀者也只能通過上下文來理解"體系"的真正含義了。而如果使用這個詞的作者能同時把英文原文附上,就不會引起歧義了。這也算是對讀者的體諒吧。

  

  11.Cyberspace

  

  Cyberspace這個詞的翻譯是對漢語的一大挑戰,讓中國人傷透了腦筋。

  

  Cyber這個來源古希臘的詞,在現代社會被賦予了太多的內涵,它同時包含虛擬、信息、網絡、控制、通訊等等含義。這么多的含義,要想用一個中文詞匯表達出來,實在不是一件容易的事。

  

  Cyberspace目前有多種翻譯,下面列舉幾個:

  

  信息空間。將cyber和信息劃等號實在有點勉強。而且這樣翻譯的話,information的中文該叫什么呢?有時為了強調和一般信息空間的區別,特意加上"多維"二字,即多維信息空間,但意思好像也對不上。

  

  靈境空間。有一股仙氣,含義同樣很豐富。但和網絡,通訊之類的技術不容易直接聯系起來,似乎不太接地氣,叫起來也不太上口,因此傳播不是很廣。

  

  網電。這個翻譯最出人意料,大概是想把網絡和電子的含義都包含進去吧,但很難和原文直接聯系起來。

  

  賽博空間。這是最省心的翻譯,直接用音譯。近來,"賽博"這個詞時常出現,指的基本就是cyber。說不定哪天也像"幽默"一樣深入人心。

  

  不過在現階段,還是建議行文者在中文之后同時把英文單詞放在括號里,省的讓讀者糾結。

  

  12.仿真、建模仿真、M&S

  

  仿真是基于模型的活動,仿真的概念本身包含建模。但有時為了突出模型的重要性,國際上常將建模與仿真并稱為"建模仿真(Modeling and Simulation, 縮寫為M&S)"。一般情況下,"仿真"和"建模仿真"具有相同的含義。

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