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產(chǎn)業(yè)資訊

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)主攻方向

星之球科技 來(lái)源:電子發(fā)燒友網(wǎng)2020-09-15 我要評(píng)論(0 )   

“應(yīng)盡快擺脫平臺(tái)軟件主要依賴(lài)進(jìn)口的危險(xiǎn)局面,我國(guó)基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件、工業(yè)軟件等絕不可陷入‘拿來(lái)主義’”。工信部裝備工業(yè)司原司長(zhǎng)、中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)...

“應(yīng)盡快擺脫平臺(tái)軟件主要依賴(lài)進(jìn)口的危險(xiǎn)局面,我國(guó)基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)零部件、工業(yè)軟件等絕不可陷入‘拿來(lái)主義’”。

工信部裝備工業(yè)司原司長(zhǎng)、中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專(zhuān)家委員會(huì)委員、中國(guó)智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商聯(lián)盟專(zhuān)家委員會(huì)主任張相木,在“搶占新基建風(fēng)口·破局智能制造”高端云講堂系列活動(dòng)中作如上表述。

他指出,智能制造的主角應(yīng)為“制造者”,制造者對(duì)智能制造應(yīng)擁有更多的話(huà)語(yǔ)權(quán)。“如果沒(méi)有制造者的擔(dān)當(dāng),我國(guó)智能制造之路不會(huì)走太遠(yuǎn)?!?/p>

發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)已成國(guó)家戰(zhàn)略

制造業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的主體、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱,是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。

美國(guó)瓦科拉夫·斯米爾在《美國(guó)制造》一書(shū)中寫(xiě)到:如果沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)大而且極具創(chuàng)新性的制造業(yè)體系,以及它所創(chuàng)造的就業(yè)機(jī)會(huì),那么任何一個(gè)先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)體都不可能繁榮發(fā)展。

他認(rèn)為,對(duì)任何一個(gè)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體來(lái)說(shuō),制造業(yè)都是關(guān)鍵的組成部分,其重要性遠(yuǎn)非對(duì)GDP的貢獻(xiàn)率所能反映出來(lái)的。

習(xí)近平總書(shū)記曾指出,國(guó)家強(qiáng)大要靠實(shí)體經(jīng)濟(jì),實(shí)體經(jīng)濟(jì)是國(guó)家的本錢(qián),必須始終高度重視發(fā)展壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì),抓實(shí)體經(jīng)濟(jì)一定要抓好制造業(yè)。制造業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ),一定要把我國(guó)制造業(yè)搞上去,把實(shí)體經(jīng)濟(jì)搞上去,扎扎實(shí)實(shí)實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)。

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)主攻方向

毋庸置疑,國(guó)家的繁榮和強(qiáng)大離不開(kāi)制造業(yè)。但張相木表示:“必須看到,傳統(tǒng)制造業(yè)存在諸多問(wèn)題,如生產(chǎn)效率低、資源消耗大、污染排放高、附加值低、勞動(dòng)力密集、產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩?!?/p>

他分析指出,歷史上對(duì)制造業(yè)曾有過(guò)兩種不同的選擇,一是以德國(guó)為代表的“轉(zhuǎn)型升級(jí)”,二是以美國(guó)為代表的“去工業(yè)化”。

金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷,讓世界各國(guó)都認(rèn)識(shí)到產(chǎn)業(yè)空心化的危害,同時(shí),隨著各種新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,制造業(yè)正在發(fā)生深刻變革,傳統(tǒng)制造業(yè)正在向先進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型。在此背景下,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不約而同提出“再工業(yè)化”和“重振制造業(yè)”的戰(zhàn)略。

黨的十九大明確提出,加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó),加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè),培育若干世界級(jí)先進(jìn)制造業(yè)集群。這既是深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容,也是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的客觀需要。

“所謂‘制造強(qiáng)國(guó)’,一個(gè)基本標(biāo)志就是‘先進(jìn)制造’在其制造業(yè)發(fā)展中的比重和規(guī)模。推進(jìn)我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變,關(guān)鍵是加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)是推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的重大戰(zhàn)略任務(wù)。”張相木說(shuō)。

智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)主攻方向

上世紀(jì)九十年代,美國(guó)在全球首先提出“先進(jìn)制造業(yè)”概念,認(rèn)為先進(jìn)制造業(yè)是擁有先進(jìn)制造技術(shù)的行業(yè)。2009年,英國(guó)商業(yè)、創(chuàng)新和技能部將“先進(jìn)制造業(yè)”定義為:運(yùn)用高水平設(shè)計(jì)方法或技能來(lái)生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜的產(chǎn)品或流程的行業(yè)。

2011年美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)委員會(huì)提出,“先進(jìn)制造”是通過(guò)信息、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、軟件、傳感、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合創(chuàng)新,或使用尖端材料和新的物理和生物方法來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品的一系列制造活動(dòng)。

國(guó)內(nèi)對(duì)于“先進(jìn)制造業(yè)”也有諸多描述,有的強(qiáng)調(diào)先進(jìn)技術(shù)得以應(yīng)用,有的強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)方式的變革,有的則認(rèn)為應(yīng)從先進(jìn)技術(shù)、制造模式、生產(chǎn)組織方式和管理模式多個(gè)層面來(lái)理解先進(jìn)制造業(yè)。

張相木認(rèn)為:“這些描述各有側(cè)重,但是有一點(diǎn)是共同的,即都認(rèn)為先進(jìn)制造業(yè)既包括用先進(jìn)生產(chǎn)方式制造現(xiàn)有產(chǎn)品,也包括用先進(jìn)技術(shù)培育和發(fā)展新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)。”

他指出,發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的主要途徑為,要改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化智能化,產(chǎn)品高端化、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化),培育發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)(高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化)。

在張相木看來(lái),智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主攻方向,“什么是智能制造,這是新時(shí)代我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)核心問(wèn)題,目前業(yè)界對(duì)這個(gè)核心問(wèn)題并沒(méi)有真正搞清楚”。

對(duì)于工業(yè)4.0時(shí)代,網(wǎng)上有一段流傳很廣的論述:“互聯(lián)網(wǎng)+制造就是工業(yè)4.0,工業(yè)4.0是德國(guó)推出的概念,美國(guó)叫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),我國(guó)叫‘中國(guó)制造2025’,這三者本質(zhì)內(nèi)容是一致的,都指向一個(gè)核心即智能制造?!?/p>

但張相木對(duì)此有不同的觀點(diǎn):“其實(shí)這三者并不在一個(gè)層次上。工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命或革命性的生產(chǎn)方式,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是第四次工業(yè)革命的敲門(mén)磚,而智能制造只是‘中國(guó)制造2025’的一個(gè)主攻方向。”

事實(shí)上,智能制造這一概念經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的演進(jìn)過(guò)程。1988年,美國(guó)學(xué)者賴(lài)特和伯恩出版了智能制造業(yè)研究領(lǐng)域的專(zhuān)著——《制造智能》,首次提出智能制造概念;到了90年代初期,日本、美國(guó)、歐洲等國(guó)家或地區(qū)圍繞智能制造技術(shù)開(kāi)展了國(guó)際合作研究,并提出了智能制造的系統(tǒng)概念。

張相木說(shuō):“限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件,傳統(tǒng)智能制造僅限于局部的生產(chǎn)過(guò)程,只是個(gè)體制造單元的智能化,導(dǎo)致傳統(tǒng)智能制造在長(zhǎng)達(dá)20多年的時(shí)間里沒(méi)有發(fā)展起來(lái)?!?/p>

新一代信息技術(shù)與人工智能下的智能制造

近十年來(lái),隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展及在制造領(lǐng)域的應(yīng)用,智能制造被賦予了新的內(nèi)涵,也進(jìn)入到新的發(fā)展階段,逐漸形成了新一代信息技術(shù)條件下的智能制造概念。

智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016~2020年)提出,智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合,貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié),具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。

而隨著新一代人工智能(工業(yè)人工智能)技術(shù)的群體突破和與先進(jìn)制造技術(shù)的滲透和融合,又逐漸產(chǎn)生了基于新一代人工智能的智能制造概念。

張相木指出,基于新一代人工智能的智能制造的本質(zhì)特征為,制造系統(tǒng)不僅具有強(qiáng)大的感知、計(jì)算分析和控制能力,更具有學(xué)習(xí)提升,產(chǎn)生知識(shí)的能力。

“智能制造源于人工智能的研究及在制造領(lǐng)域的應(yīng)用,智能制造中的‘智能’一詞既由此得來(lái)。新時(shí)代智能制造的核心要義為裝備的智能化、生產(chǎn)的自動(dòng)化、信息流和物資流合一,與價(jià)值鏈的同步。”

不過(guò),他認(rèn)為,智能制造的發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,需要在長(zhǎng)期的探索和實(shí)踐中不斷迭代和完善?!艾F(xiàn)在就要準(zhǔn)確定義智能制造還為時(shí)尚早,但智能制造的基本內(nèi)涵和本質(zhì)特征是可以認(rèn)知的。”

目前通常認(rèn)為,智能制造是先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)融合的產(chǎn)物。張相木指出,“這種融合貫穿研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理和服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)”。

通過(guò)構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字世界和物理世界的融合,創(chuàng)造出一個(gè)虛實(shí)合一的制造生態(tài)系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中,數(shù)字系統(tǒng)與物理系統(tǒng)可同步運(yùn)作,人可以通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)對(duì)物理系統(tǒng)進(jìn)行操控。

智能制造的內(nèi)涵特征與本質(zhì)

與傳統(tǒng)制造相比,智能制造最本質(zhì)的變化是制造系統(tǒng)由物理和信息兩個(gè)系統(tǒng)組成,這兩個(gè)系統(tǒng)分別屬于現(xiàn)實(shí)物理世界與虛擬數(shù)字世界,兩者一一對(duì)應(yīng)并互相映射。智能制造可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)線(xiàn)、車(chē)間、供應(yīng)商、產(chǎn)品、客戶(hù)緊密連接在一起。

智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,而它的起點(diǎn)則是智能工廠。對(duì)此,張相木解釋道:“工廠是勞動(dòng)者、工業(yè)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)以及原材料等最終匯合的場(chǎng)所。生產(chǎn)要素的融合發(fā)生在工廠,未來(lái)制造業(yè)的革命也將首先發(fā)生在工廠。”

智能制造的精髓是智能工廠,可以通過(guò)數(shù)字技術(shù)設(shè)施將工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)的要素進(jìn)行橫向、縱向和端到端的高度集成。

張相木認(rèn)為,實(shí)現(xiàn)智能制造需要一個(gè)虛實(shí)合一的制造生態(tài)系統(tǒng),需要構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施?!拔阌怪靡桑锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)是構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的利器。”

然而,智能制造是一種基于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的現(xiàn)代制造模式。“既然是制造模式,數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施就必須要深入制造中的應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)上,那么就有很多問(wèn)題需要解決。”

他指出,數(shù)學(xué)模型、數(shù)據(jù)、復(fù)雜參數(shù)等都是待解決的問(wèn)題?!敖鉀Q這些問(wèn)題要靠制造知識(shí),智能制造中起主導(dǎo)和決定作用的因素是制造知識(shí)。不掌握核心技術(shù),不懂得制造機(jī)理,不了解工藝特點(diǎn),好比一個(gè)人手里有榔頭卻沒(méi)有釘子,那將一事無(wú)成?!?/p>

作為智能制造的基石,精益生產(chǎn)指的是生產(chǎn)過(guò)程中一切無(wú)用和多余的東西都被精簡(jiǎn)的生產(chǎn)體系和管理方式?!熬嫔a(chǎn)提供各種量化的方法和工具,使工廠變成可量化的工廠。在需要的時(shí)候按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品,做到零庫(kù)存、零缺陷、零浪費(fèi)、零故障、零不良、零停滯與零災(zāi)害。”張相木表示。

他強(qiáng)調(diào),精益生產(chǎn)是推行智能制造必須經(jīng)歷的變革過(guò)程,“不懂精益生產(chǎn)搞智能制造等于在沙灘上建大廈”。

智能制造應(yīng)更重視“制造”

張相木認(rèn)為,智能制造的根本宗旨是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率更高、產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)、生產(chǎn)成本更低,以及資源消耗更少、環(huán)境污染更小、市場(chǎng)響應(yīng)更快等。而其最終目標(biāo)是從根本上解決傳統(tǒng)制造業(yè)的突出問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、清潔、靈活、定制化的生產(chǎn)。

“智能制造的實(shí)質(zhì)是‘制造’,而非智能。智能知識(shí)是實(shí)現(xiàn)智能制造的手段,沒(méi)有強(qiáng)大的制造實(shí)體,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化都是空中樓閣。”

當(dāng)前智能制造領(lǐng)域關(guān)注較多的仍是“智能”,但張相木認(rèn)為,應(yīng)該更多地重視“制造”,特別是先進(jìn)制造技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用,大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能條件下的工藝創(chuàng)新和流程再造等。“只有這樣才能推動(dòng)先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合。推動(dòng)智能制造發(fā)展不僅需要IT部門(mén)的專(zhuān)家,更需要制造領(lǐng)域的人才。”

相較之下,雖然國(guó)外企業(yè)的起點(diǎn)比國(guó)內(nèi)企業(yè)高,在推行智能制造過(guò)程中卻非常務(wù)實(shí),均立足“制造”而非“智能”。

新一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心是制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。“實(shí)現(xiàn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,絕對(duì)不是一蹴而就的,而是一個(gè)循序漸進(jìn)、不斷進(jìn)化的過(guò)程?!睆埾嗄菊f(shuō)。

他指出,數(shù)字化制造是智能制造的基礎(chǔ),我國(guó)還有相當(dāng)多的企業(yè)需要補(bǔ)課;新一代信息技術(shù)條件下的智能制造實(shí)質(zhì)是“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化制造”,這是大多數(shù)企業(yè)今后主要的著力點(diǎn)。“而基于人工智能的智能制造本質(zhì)上則是‘人工智能+互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字化制造’,有條件的企業(yè)可超前部署和探索?!?/p>

“兩輪”驅(qū)動(dòng)分步推進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型

發(fā)展智能制造需要“兩個(gè)輪子”驅(qū)動(dòng),“一個(gè)輪子是制造技術(shù)的創(chuàng)新,一個(gè)輪子是信息技術(shù)的應(yīng)用,兩個(gè)方面相輔相成,不斷滲透和融合。任何一個(gè)輪子有短板都會(huì)讓企業(yè)在發(fā)展智能制造的路上走不開(kāi)更走不遠(yuǎn)?!睆埾嗄痉治稣f(shuō)。

智能制造是企業(yè)脫胎換骨式的自我變革過(guò)程,需要改造的維度巨大,不可能一步到位,應(yīng)當(dāng)分布推進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型。

張相木強(qiáng)調(diào),發(fā)展智能制造需腳踏實(shí)地,一步一步去探索,分階段分層級(jí)不斷往前推進(jìn)?!安灰诼浜蟮墓に嚰夹g(shù)上搞自動(dòng)化,不要在落后的管理基礎(chǔ)上以及不具備數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上搞智能化?!?/p>

同時(shí),還要“因企制宜”推行智能制造,加快建設(shè)公共服務(wù)平臺(tái),大力推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的發(fā)展與應(yīng)用,加快建設(shè)智能制造網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

不同行業(yè)與企業(yè)所處的環(huán)境和自身情況有很大差異,發(fā)展階段和實(shí)際“痛點(diǎn)”也各有不同,導(dǎo)致不同行業(yè)和企業(yè)間的成功經(jīng)驗(yàn)和模式難以快速?gòu)?fù)制。因此,發(fā)展智能制造不可能“千企一面”,需要結(jié)合行業(yè)和企業(yè)發(fā)展需要,實(shí)事求是地探索適合本行業(yè)和企業(yè)實(shí)際的智能化轉(zhuǎn)型路徑。

張相木強(qiáng)調(diào),要著力提升供給能力和水平,深入實(shí)施工業(yè)強(qiáng)基工程,“把智能制造所需的智能傳感器、智能儀器儀表、核心元器件和零部件、關(guān)鍵材料等掌握在自己手里”。

此外,建設(shè)和完善標(biāo)準(zhǔn)體系、培育龍頭企業(yè)和系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商與培育智能制造專(zhuān)業(yè)人才,也是推動(dòng)中國(guó)智能制造發(fā)展的必要條件。

“要積極輸出我國(guó)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化研究成果,爭(zhēng)取國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的話(huà)語(yǔ)權(quán),抓緊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制度和宣貫,用標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)制造的智能化轉(zhuǎn)型。”張相木說(shuō)。

而且,隨著智能制造的推進(jìn),人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)崗位對(duì)接正在悄然發(fā)生變化。要加快培養(yǎng)智能制造高端專(zhuān)業(yè)人才,以及具有運(yùn)行和維護(hù)關(guān)鍵智能設(shè)備的一線(xiàn)人才,為中國(guó)智能制造的健康發(fā)展提供人才支撐。

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