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Industry Information
每逢歲末年初,總不免會(huì )有一些關(guān)于前途的自問(wèn)自答。這幾天開(kāi)會(huì ),感覺(jué)鋪天蓋地的是有關(guān)智能制造的會(huì )議和報道?;叵虢衲?,自己也聽(tīng)了幾場(chǎng)演講,上至部長(cháng),下至普通的教授專(zhuān)家,卻感到越來(lái)越疑惑。疑問(wèn)就此產(chǎn)生:我們到底要怎樣的智能制造?
智能制造有兩個(gè)英文單詞:老外喜歡用SMART MANUFACTURING,我們中國人喜歡用INTELLIGENT MANUFACTURING,到底哪一個(gè)更靠譜一些?我孤陋寡聞,不好判斷,但卻想起另外一件事,就是智能制造到底要干什么,它的目的是什么?
關(guān)于智能制造,權威部門(mén)給出的定義主要強調信息的自感知和自決策,以及智能研發(fā)、智能裝備、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)、智能工廠(chǎng)、智能產(chǎn)品。猛一看的確是高大上,全智能,卻又云里霧里不知所云。如果再看解釋?zhuān)蜁?huì )讓你覺(jué)得智能制造更是遙不可及,畢竟人類(lèi)離人工智能時(shí)代還有很長(cháng)的距離。但中國制造2025卻又有明確的時(shí)間表。真是不知道到了那一天,情況到底如何,反正聽(tīng)起來(lái)挺玄的,責任重大,時(shí)間緊迫。
不可忽略的事實(shí)是,我國的絕大部分制造業(yè),別說(shuō)是智能制造了,就是簡(jiǎn)單的自動(dòng)化也沒(méi)有。很多企業(yè)廠(chǎng)房簡(jiǎn)陋,制造手段原始落后,效率低下,產(chǎn)品粗制濫造。甚至有些行業(yè)內非常著(zhù)名的企業(yè),連物料管理系統和物料編碼都沒(méi)有,也在高談闊論智能制造。不知道他們是真糊涂還是裝糊涂。更多的情況是,買(mǎi)幾臺機器人或者AGV就自稱(chēng)是智能制造,真是應了老話(huà):無(wú)知者無(wú)畏。反正國家有智能制造試點(diǎn)的要求,有大量資金資助,對有些企業(yè)來(lái)說(shuō),又是一次發(fā)財的好機會(huì )。
我不太清楚很多專(zhuān)家強調的智能制造系統的智能到底表現在哪里,是一臺組合機床?還是一臺AGV小車(chē)?亦或是別的什么東西。反正很多專(zhuān)家一說(shuō)起來(lái),讓人感覺(jué)煞有介事,胸有成竹,好像未來(lái)馬上真有什么智能設備,它們會(huì )無(wú)所不能似的。甚至你要它生產(chǎn)什么,就可以生產(chǎn)什么。從此世界就進(jìn)入了全面的人工智能時(shí)代了。
我參加工作是1987年,第一個(gè)課題是國家“七五”攻關(guān)項目:橋式起重機計算機輔助設計(CAD)。也就是說(shuō),在我國,利用計算機進(jìn)行輔助設計已經(jīng)有至少超過(guò)30年的歷史,但計算機輔助設計并非是智能設計,與智能制造關(guān)系不大。然而,在今天的很多企業(yè)卻在高談闊論,不僅把計算機輔助設計與智能設計混為一談,而且把很多與自動(dòng)化沾點(diǎn)邊的事情全部歸于智能制造,這真是令人啼笑皆非的事情。
首先,竊以為所謂的智能產(chǎn)品,這個(gè)應該與智能制造沒(méi)有什么直接關(guān)系。你生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品是否智能,與生產(chǎn)手段和設備是否智能應該沒(méi)有直接對應關(guān)系。有些產(chǎn)品不可能有什么智能,如我們物流倉儲系統中常見(jiàn)的貨架,輸送機,堆垛機等,但在未來(lái),我們卻可以期待通過(guò)智能制造系統完成其制造過(guò)程,從而大幅度提升其水平并降低成本。而未來(lái)真的要生產(chǎn)出具有智能的產(chǎn)品,也未必一定得用具有智能的生產(chǎn)設備去生產(chǎn)。一個(gè)典型的事實(shí)是:第一臺智能制造設備肯定需要非智能設備才能生產(chǎn)出來(lái),否則就失去源泉了。
相比國人的高談闊論,老外要老實(shí)得多。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),智能制造可以從生產(chǎn)的幾個(gè)環(huán)節得到體現,即設計、工藝、仿真驗證、生產(chǎn)、物流、實(shí)物驗證等得到具體體現,這是實(shí)實(shí)在在的。智能制造強調的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )、計算機、大數據、云計算、人工智能等技術(shù),優(yōu)化設計,通過(guò)充分應用虛擬仿真技術(shù)以完成設計驗證,并通過(guò)3D打印等未來(lái)技術(shù),完成產(chǎn)品的試制。最終達到降低成本,提升產(chǎn)品性能的目的,以快速適應定制化時(shí)代的客戶(hù)需求。
具體來(lái)講,在設計階段,主要是通過(guò)人工智能、大數據、云計算、新材料技術(shù),使在給定條件下盡可能多的通過(guò)計算機系統自身能力,提供盡可能多的全方位的設計方案(即所謂的衍生設計)。這一技術(shù)目前已有應用,雖然還處于初級階段,但卻已經(jīng)顯示出巨大的潛能。不管怎么說(shuō),人工智能未來(lái)將全面超越了人類(lèi)的設計能力和水平,這是毋容置疑的。
產(chǎn)品設計成果需要驗證,這是計算機仿真技術(shù)的最大舞臺。通過(guò)自動(dòng)完成的有限元分析,可以計算出產(chǎn)品結構是否符合力學(xué)要求,以及在外載荷下產(chǎn)品的表現。通過(guò)疲勞仿真,可以完成需要很長(cháng)時(shí)間慘能完成的疲勞試驗。通過(guò)運動(dòng)學(xué)仿真,可以完成產(chǎn)品運轉情況的測試……此外,新材料的應用,為人類(lèi)制造新的設備提供了無(wú)窮的可能。計算機仿真大大縮短了新產(chǎn)品試制的周期,也大大節省了試制的成本。此外,有些實(shí)驗是無(wú)法輕易通過(guò)實(shí)物完成的,如核熱反應、超高音速的風(fēng)洞試驗、外太空實(shí)驗等,而通過(guò)計算機仿真就可以很好的達到實(shí)驗的目的。這是智能制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
關(guān)于生產(chǎn)過(guò)程,這是產(chǎn)品實(shí)現的最關(guān)鍵環(huán)節。智能制造與傳統制造從原理上講可能差異甚小,如零部件的車(chē)磨刨銑等,但自動(dòng)化程度可能會(huì )有質(zhì)的飛躍,如組合加工中心的出現即是很好的例子。到目前為止,還看不到具有真正智能的制造系統?,F在,除了傳統的制造技術(shù)外和工藝外,智能制造還是有其獨特之處可以期待,如通過(guò)3D打印可以完成傳統制造不能完成的復雜結構的加工工作,如晶格結構。目前3D打印對于生產(chǎn)樣品具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢,成本低、時(shí)間短,大大加快了新產(chǎn)品研制的速度。但3D打印還處于初級應用階段,有些環(huán)節還存在無(wú)法逾越的障礙。
新產(chǎn)品制造完成后,還需要得到實(shí)踐的檢驗,并不斷改進(jìn),就其迭代升級的過(guò)程和邏輯而言,這與傳統制造過(guò)程和邏輯也沒(méi)有什么差異。但可以肯定的是,智能制造其成功概率要大大高于傳統制造。
智能制造系統中,還有一項主要內容是物流系統容易被人忽視??梢哉f(shuō),與智能制造相配套的智能物流(SMART LOGISTICS)同樣不可或缺,這并非是說(shuō)離開(kāi)現代物流就不可能完成智能制造,而是智能物流是降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。有關(guān)這方面的深刻道理,需要有專(zhuān)門(mén)的文章進(jìn)行闡述。
從上述內容,我們可以看出,老外眼中的智能制造并不是什么神秘之物,而是在過(guò)去許多年即已經(jīng)開(kāi)始的實(shí)踐,其發(fā)展過(guò)程由點(diǎn)到面,由淺入深,并循序漸進(jìn)。其目的也是非常清楚,即提高制造水平,降低制造成本,為大規模定制化生產(chǎn)提供可能。反觀(guān)我們,很多人對于智能物流的概念都不甚了解,完全沒(méi)有明白智能制造的基本過(guò)程、要素和基本原理,也不能解釋為什么需要智能制造,卻一味的鼓吹智能制造,令人遺憾。
縱觀(guān)我國的制造業(yè)現狀,既有比肩國際水平的少數精英公司,更有制造水平尚處于機械化和自動(dòng)化初期的大多數企業(yè)。前者固然可以在智能制造方面更上一層樓,提升國際競爭能力;后者則更多的反映了我國的現實(shí)情況。從可行性來(lái)講,他們應該從基礎抓起,從提高設計水平入手,把自己從模仿階段上升到獨創(chuàng )階段,從粗獷式生產(chǎn)到精工細作,逐步引入中高端制造設備;并切實(shí)做好產(chǎn)品優(yōu)化設計,嚴格控制成本,提升質(zhì)量,逐步提升我國整體制造業(yè)水平。這才是正道。
現在全國上下彌漫著(zhù)兩種典型情緒:其一是擔心制造業(yè)空心化,因為現實(shí)情況是越南、印度、東南亞勞動(dòng)力成本比我們更低,據說(shuō)歐美廠(chǎng)家都有遷廠(chǎng)的打算;其二是豪情萬(wàn)丈,三五年或10多年就要超英趕美。須知,越南、印度縱然有的是人口紅利,如果我們只關(guān)注其人工成本,也只能是低端制造范疇,我們何來(lái)?yè)鷳n(yōu)?!關(guān)鍵是我們是否可以通過(guò)三五年甚至10多年,在智能制造上真的有所作為,而不是現在低端制造的現狀維持;另一方面,我們的機床制造水平如何,基礎工業(yè)如何,新材料研究水平如何,計算機設計和仿真水平如何,理論研究水平如何,應該有客觀(guān)的認識,更應該知恥后勇,腳踏實(shí)地,急起直追。盲目空喊口號,誤人誤己,更誤國家!
希望多些有識之士,發(fā)出正確的聲音,針對我國國情制定切實(shí)可行的方針政策,使我國的智能制造能夠朝著(zhù)正確的方向發(fā)展。
期望明天會(huì )更好。