當前,世界格局競爭形勢十分激烈,制造企業(yè)生存和發(fā)展的問題都十分嚴峻。如何生存,如何發(fā)展,靠什么技術取得發(fā)展……這都是制造業(yè)亟待回答的問題。1月16日,在安徽蚌埠舉辦的2019中國機電行業(yè)發(fā)展高峰論壇上,中國工程院院士、浙江大學學術委員會副主任譚建榮在《制造企業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型與智能制造:關鍵技術與發(fā)展趨勢》的主題演講中指出,制造業(yè)要向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型,數(shù)字化是起點、是基礎,網(wǎng)絡化打造產(chǎn)品全生命周期閉環(huán);智能化是終極目標,讓更多簡單的事交給機器去做,有了機器的智能決策。

制造業(yè)要擺在重要戰(zhàn)略地位

美國先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃、德國工業(yè)4.0、中國制造2025……只要提到制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,都少不了這幾個高頻詞。這些都是制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,體現(xiàn)了一個國家對制造業(yè)的重視程度。

比如美國,2018年10月,政府發(fā)布了最新的《美國先進制造業(yè)領導戰(zhàn)略》報告,從技術、勞動力、供應鏈三方面提出了不同目標,體現(xiàn)出提升制造業(yè)核心競爭力的決心。

再看德國,工業(yè)4.0最開始不是政府提出來的,是西門子提出的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,但在后來上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略,主要強調(diào)三大主題,分別為智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流。

以及我們的中國制造2025,同樣是從國家層面把發(fā)展制造業(yè)放在首要位置。

但是,為什么這么多國家都堅定不移地把制造業(yè)擺在重要戰(zhàn)略地位?

這是因為,智能制造就是信息技術和制造業(yè)的融合,對一國宏觀經(jīng)濟具有直接影響力;制造業(yè)對國家的投資回報率相當高,國家愿意扶持;創(chuàng)新技術將持續(xù)推動國家未來收益增長;可以拉動就業(yè)。在制造領域,發(fā)達國家希望保持優(yōu)勢,發(fā)展中國家目標趁勢趕上。

制造業(yè)要向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型

近年來,智能制造搞得轟轟烈烈,但相當多智能制造項目還不是真正的智能制造,而是以自動化、信息化、數(shù)字化為主,智能化的體現(xiàn)還較少。

目前,我國大部分制造企業(yè)還處于產(chǎn)業(yè)鏈中下端,還是粗放型、代加工的生產(chǎn),資源密集型和勞動密集型的生產(chǎn)比較多,因此,轉(zhuǎn)型需求也十分迫切。

如何轉(zhuǎn)型?譚建榮院士指出,要實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型,就要靠數(shù)字化制造、網(wǎng)絡化制造、智能化制造技術。智能制造就是按照這三個過程來走的。數(shù)字化是起點、是基礎,沒有數(shù)字化就無法利用計算機解決問題;網(wǎng)絡化強調(diào)系統(tǒng)協(xié)同,完成系統(tǒng)中各個要素、各個環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通,打造產(chǎn)品全生命周期閉環(huán);智能化是終極目標,讓更多簡單的事交給機器去做,有了機器的智能決策。

工業(yè)智能化的三大核心要素

當下,信息技術的發(fā)展讓市場產(chǎn)生了很多變化。包括從批量化轉(zhuǎn)向定制化,從單一性轉(zhuǎn)向多樣性,生產(chǎn)周期變短了,更新速度變快了……總的來說,行業(yè)整體都在朝著產(chǎn)品高端化、技術高端化、需求高端化發(fā)展。這一下子,很多企業(yè)就出現(xiàn)了不適應的情況。

而那些快速發(fā)展的信息技術,就指的是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等等技術。它們在制造業(yè)的應用,促成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的誕生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就是指互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應用生態(tài),是工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵綜合心里基礎設施。它有三大核心要素,分別為:智能化的設備,收集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù);智能化的系統(tǒng),使智能設備協(xié)同運維并學習優(yōu)化;智能決策,面向復雜系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的決策。

所以在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中,數(shù)據(jù)是核心。第一是有數(shù)據(jù)的感知,第二是要采集,第三是要集成應用,形成基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)智能,最終推動工業(yè)自動化的發(fā)展。

工業(yè)互聯(lián)要與制造業(yè)融合

工業(yè)互聯(lián)與制造業(yè)相互融合,首先,要明白制造業(yè)轉(zhuǎn)型的目標。如果我們應用了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術,產(chǎn)品附加值沒有提升,工藝沒有優(yōu)化,質(zhì)量沒有保障,那這樣的轉(zhuǎn)型就沒有意義。

譚建榮院士指出,首先,智能制造包括知識庫、知識工程;動態(tài)傳感、實時感知;自主學習、自主決策三個核心。制造知識是智能制造中的靈魂。其次,智能制造包括智能設計、智能加工、智能裝配、智能服務四個關鍵環(huán)節(jié),其中智能設計是智能制造的引領。最后,智能制造包括三個層面:制造對象的智能化、制造過程的智能化、制造工具的智能化。智能過程的智能化是智能制造的保證。

另外,譚建榮院士稱,有兩個誤解需要著重澄清。第一,核心技術是買不來的,這是用錢也沒辦法解決的事;第二,不能在沙灘上建房子,需要掌握核心技術,需要自主創(chuàng)新,需要從基礎研究開始,像造房子先從挖地基開始一樣。

那么,工業(yè)互聯(lián)究竟如何與制造業(yè)融合,我們應該怎么做?

譚建榮院士提出了10大關鍵技術:

1)多源多通道數(shù)據(jù)實時采集感知技術

2)異構數(shù)據(jù)內(nèi)容融合與傳輸共享技術

3)復雜工況的多任務自適應協(xié)同技術

4)多機協(xié)同的集群化交互與控制技術

5)大數(shù)據(jù)驅(qū)動故障診斷深度學習技術

6)數(shù)字孿生與數(shù)字樣機建模分析技術

7)多技術路線工作方案優(yōu)化決策技術

8)工藝工裝協(xié)同推送與自動裝夾技術

9)產(chǎn)品知識圖譜與知識網(wǎng)絡構建技術

10)機電一體化云平臺知識服務技術