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数字化和自动化

我们在前文已经谈到了数字化和智能制造的关系，以及数字化和精益的关系。

简单回顾一下：数字化是智能制造的一部分，而且是非常关键的一部分。近年来，也有将数字化工厂等同于智能工厂的趋向。而精益体系，更多的是指一种理想的业务框架，在实践中，我们更趋向于将精益作为一种数字化转型的实施基础。

在这一节，我们将简单谈谈数字化和自动化的关系。

对于自动化，最直观的表述是机器可以自动上料、加工、下料和传输工件，如此，便实现了全自动化。现实中的情况要复杂一些，自动化与成本、技术成熟度以及生产组织形式紧密相关。因此，把机器设备的主要操作动作归纳成上料、加工、下料、物料传输四大步骤，那么每个步骤的自动化先后顺序就形成了自动化程度分级表（见表A-1）。

留意这张自动化程度分级表，你会发现，其实自动化的概念是对比手工过程来定义的。

»全手工过程，就像你吃完饭了，必须自己把盘子和碗放入水槽，还得自己刷碗，刷干净后将其擦干并放回橱柜。

»往上一个等级，有个洗碗机，不过没有传送带，你必须把盘子和碗放入洗碗机，洗完将其拿出来放回橱柜（半自动）。

»再往上一个等级，洗碗机将碗和盘子洗好、烘干了自动开门弹出碗，你将碗和盘子放回橱柜就可以了（半自动）。

»如果有根传送带把碗直接送到洗碗机该有多好（半自动）。

»顺便拉个传送带把碗送到橱柜吧（全自动）。

为什么说从第3个等级到第4个等级是一个跨越呢？因为通常上料后的加工是一个自动处理过程，要把料上到精确位置供下一步处理并不容易，就像洗碗机弹出碗没有问题，弹放在大概位置即可，下一步是人来拿。可是上料是个精细活儿，上到洗碗机能洗干净的位置却要费点劲儿。

从某种角度看，自动化的发展史就是一个“懒人”的进化史。

到了精益生产时代，日本人又提出一个新概念：自働化（自动化）。这是一个带有单人旁的“働”。它原来的意思是指机器具有一定的“人工智能”，能像人一样自动发现异常，并且停机。

前文中的“丰田精益屋”（见图A-5）有两根支柱，其中一根支柱就是“自动化”。当然，早期的“自动化”的技术含量不算高，只要机器能够自动停机就行，不用自动调整配置或更改参数。故障维修的工作，当然是交给有技术的工程师来干。

还是以洗碗机为例，自动化的洗碗机大概就是，洗到一半发现没水了，洗碗机就会停下来，然后发出警报，等你来处理。

所以，自动化发展的下一步就是智能化。对于智能化，你可以理解为机器自动生产，其间发现问题，自动停机，自动诊断，自动修复，自动恢复生产。我们姑且将其称为“一台机器的智能化”。

不过，既然是“懒惰”驱动的自动化进程，那就索性再大胆一点：如果把不同的机器连在一起，它们甚至可以自动接受任务，自动配置所需模块，然后自动生产，自动识别异常……再来一个上面的内循环，最后自动检查和评价任务实施情况，构成“一堆机器的智能化”。

也就是说，自动化的尽头就是所谓的“黑灯工厂”。

要想实现这些功能，就不得不依赖现在的互联网技术了。下面我们看一下智能工厂的架构（见图A-6）。

实现“自动化”向“智能化”转变的关键技术就是“工业互联网技术”，大家经常听到的一些技术名词，如无线电发射技术、可编程逻辑控制器、传感器技术、增材制造设计等，都属于“一台机器的智能化”的关键技术。然后，就是一大堆底层协议、网络适配器等。这些东西的存在都是为了让机器之间可以互相通信，实现上文所说的“一堆机器的智能化”。

不管是一台机器的智能化，还是一堆机器的智能化，对数字化来说，都是一样的，都是“数据采集和生成”的集合体。如果我们从数字化的角度看，不管是碳基还是硅基的智慧生物，统统都是信息和数字的载体。

所以简单总结一下，“自动化是数字化的基础”，这里的自动化是指自动的元数据生成和采集过程，不要与狭义的自动化弄混。

想一想，我们经常讲的办公自动化（Office Automation，OA），大体就是让数据能留存在系统中，实现无纸化办公而已。难道我们还真指望系统能自动提交、自动流转、自动审批、自动发现异常、自动恢复业务系统吗？

总体来说，狭义的自动化和数字化并不互为前提。如果朝着智能化的方向发展，二者可以与具体场景相结合，形成类似于“智能工厂”或“智能机场”的场景。