卢秉恒:智能制造与智能机床

卢秉恒:非常感谢大会组织者给我这样的机会跟大家做个交流汇报,也祝贺中国智能产业高峰论坛的成功举办。

1.中国制造发展状况。

改革开放以来,中国制造以典型的产品为代表,形成了三次浪潮。第一次,改革开放初期是家电制造,这时候是引进的技术和引进的装备,在比较短的时期内就普及了家电。一直到现在,我们的家电产品成为有些国家要反倾销的一个产品了。第二次,汽车。当经济发展的规律是人均收入三千美元以上后,就进入了汽车制造的时代,我们中国也是这样,而汽车制造是以引进技术为主的合资模式来发展的。因此现在汽车制造和自主品牌就成了问题。紧接着,汽车装备也是大批的进口,汽车生产线百分之八九十都是进口的。这使我们想起60年代,当时的设备还都是中国的机床来制造汽车的。当然,那个时候汽车产品的水平也不是那么高。现在发觉装备制造和汽车制造,渐行渐远,造成了我们的汽车制造缺乏自主品牌。现在我们进入第三个制造浪潮,就是中国要开始制造自己的飞机了。飞机,应该说是先进制造技术的典型代表。很多的制造技术,包括数控机床,就是因为航空工业的需求而发展起来的。但是我们现在在航空制造,航天更不用说,先进的装备是买不来的,这个时候必须依靠我们自己来发展自己的工业母体来支撑航空航天的制造。

改革开放以来,中国已经成为了制造业的大国,工业增加值占进出口的总量都非常高。制造业已经是世界NO.1,占据整个世界制造业总产值的20%,但是我们还处于“低端”。刚才陈司长讲到了,中国制造到底处于2.0还是3.0?的确,有些东西我们还处于2.0。比如:质量,大部分都不是处于高端。跟德国产品等这些先进国家的产品相比,我们的产品质量有很大的差距,这就是2.0时代。另外,我们也有的进入了3.0时代。例如:先进制造的CIMS计划。我们开展这个计划是很有前瞻性的,但是缺乏对工业界应用的一些具体研究,造成的结果是,机器人开展了那么多年的研究,机器人产业却依然是非常非常的弱。关节减速器、驱动系统等还是依靠进口,我们中国的机器人技术发展了,但是没有形成产业。我们买一套关节减速器,在十六七万的机器人中占了十万,而且是国外买同样产品价格的三倍。我们的工艺和装备方面也有很大的差距,当时我参加CIMS工作,当时提的口号是:企业如果实现了CIMS那就是如虎添翼。但是关键是老虎还没有形成,所以这个翅膀不知道插在哪里。我们形成了规模化以后还是有一些成功,比如:甩图板工程。我到沈飞去看,沈飞完全是信息化,在车间可以看到每个工序、每个工件、每个部件的进展情况。中国制造3.0在国家科技重大专项启动以来,也得到了很大的发展。像数控技术,数控I代效果显现,高档数控重大专项取得重要成果,五轴数控系统与五轴联动机床的突破,发电和造船一大批关键装备投入使用,解决了领域需求,产业化正处于艰苦攻关期。

2.中国制造2025。

我们在中国制造2025研究中,希望推动“中国制造”向“中国创造”转变,推动“中国速度”向“中国质量”转变,推动“中国产品”向“中国品牌”转变。这些措施的目标是中国在2025年进入第二方阵,2035年成为第二方阵的前列,2045年进入第一方阵,也就是和美国能够并驾齐驱,这是通过综合指数来进行预测的。

“中国制造2025”发布了,大家也都清楚了,工信部在这方面定义了很具体的措施。一个目标:从制造业大国向制造业强国转变,最终实现制造业强国的目标。

通过两化融合发展实现制造业强国的目标;“三步走”战略,大体上每一步用十年左右的时间。五个方针,就是创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化和人才为本;五大工程:智能制造工程、制造业创新中心建设工程、工业强基工程、绿色制造工程、高端装备创新工程。

中国制造可能面临着工业2.0、工业3.0和工业4.0并行发展,有些人认为这个好像是不太科学的,但是这是现实,我们必须这样。我们不能够坐等2.0的解决,然后再去做4.0。实际上我们做4.0对于2.0和3.0的发展是有促进的,也就是说在适当的时候是可以进行跨阶段的发展。刚才说到“互联网+制造”,+哪些?一个是机器人,一个是智能装备,一个是3D打印。这是被认为支撑智能制造的三大技术。我们分析一下,我们实施中国制造2025有哪些条件,有哪些不足。与一些制造发展比较好的国家相比较,德国是质量过硬、基础雄厚、工艺严谨。我到德国去参观过一个精密机床的企业,我问过他,我说:你们最近有哪些工艺的创新,装备结构上有哪些创新?他说:“没有啊,我们30年都是差不多的。”我一看,他的操作工人都是四五十岁了,而且还在车间里认真地看着图纸。所以我觉得他们工艺纪律的严谨和稳定性,保证了他们产品质量的稳定性,而且他们每个人都是非常敬业。

美国我觉得整个社会是非常创新的社会,它的优势是高科技和集成了全球的资源,尤其是集成了全球的优秀人才。有人说,我们是在13亿中选取精英,美国是在70亿人中选取精英。但是我们中国有我们的优势,首先:我们的市场。我们有13亿人的内需市场,这是一个非常大的市场。我们也有丰富的人力资源,现在每年有700万大学毕业生。这个数字=美国+日本+德国+英国等国家总和。

协同创新,推进中国制造2025。我们不能完全学习自由化市场的那种理论,中国那么多人要做汽车,有那么多生产线。为什么不用自己的市场,拉动自己的装备制造呢?我们需要发展自己的装备制造,就要发展我们的智能制造,就要发展我们的人工智能。我们在座的各位都有大显身手的舞台,所以我觉得,我们应该把握好中国的大市场,规划好市场的每一项需求,然后把力量的支点放在自己主动的范围上。国民的采购观点跟日本人和韩国人肯定也不一样,他们哪怕有一台自己国家造的设备就先用,而我们的企业不是这样子。我们国家的采购也是的,能进口就尽量进口。包括很多国防工业,实际上是存在着巨大的信息安全问题,但是我们经办人觉得为了自己小目标实现起来非常快,反正我有钱,我就买吧。现在讲机器人,很多地方提出机器换人,但是也出现一种现象,机器换人,中国人下岗了,让洋机器人上岗了因为什么呢?我们中国机器人的发展赶不上需求,尤其是赶不上各地政府非常火热的在推动“机器换人”这个行动。我觉得这个事情,应该是有序的发展,有规划的推进。但是我们中国的各项工业协调发展,比如:产学研如何协同?我觉得在产学研合作,以企业为创新主体上,我觉得是有很多很多误解的。国外的产学研合作,是国家拿出一百万来,然后企业拿出一百万来配套进行支持。而我们呢?是产学研合作向国家要钱,要了这一百万企业为主体,就拿大头,拿了80万以上,然后给你高校那么一点钱,就是写一个本子,帮助做点总结。这样能做到产学研合作吗?能做到技术进步吗?比如:我们企业首先在选择产品上不是创新驱动的,我们中国人企业家选的是能够赚钱的产品,人家已经赚到钱的产品。我们的创新输在了起跑线上。另外,看我们企业的创新能力建设。日本的轴承的一个企业,实验室面积和生产车间的面积是1:1,而我们国家同类型的大概不到5%。

我们没有实验室,没有实验数据,怎么进入大数据时代?“2025”规划上,我们要创造国家级的创新平台。我们怎么建?有一种思路,就是我们重新规划,圈地建房买设备招人,这么一个周期下来。美国制造创新网络我去考察了,他们是怎么建的呢?他们利用已有的优势资源,哪些大学、哪些企业有优势,然后组织一个联盟,然后这个联盟去筹集资金。我去考察3D打印研究院,也是美国创新制造网络第一个。首先企业筹集了三千多万美金,然后政府再配套给三千多万美金。下面这个项目的规划,规划了一百个课题。这一百个课题是谁规划的呢?不是政府组织规划。行业实际上是最清楚,包括我们的学会对中国人工智能的发展到什么地步最清楚。需要规划什么课题,需要承担什么最清楚。但是政府呢,往往是谁在政府面前说的好,谁的PPT20分钟、30分钟的报告好,谁就把这个课题拿到了。

德国也是我们可以去借鉴的。德国弗朗霍夫研究院:教授领军。我希望我们能够参照国外的这些好的经验去建设我们的创新平台,做好这个工作。国外的创新平台主要是着力于顶层的设计,以及标准的建设。还有创新课题的支撑,他的组织方式是以会员制。有白金卡会员、金卡会员和银卡会员,会员消费基本上是1:4:16这么下来分类的,所以他在里面的发言权、参与权或者信息的享受权也是不一样的。而且每一个计划,都有知识产权的协议来去联合攻关。因此他在做每一个创新前,他在组织最优势的力量。

我们希望各种科技计划之间也要很好的协同。另外,在协同中希望能够保证对一些团队能够有持续、长久的稳定支持。而我们现在的大学教授,基本上是50%以上在跑课题,而不是做研究。为什么这样呢?各种指标,各种杠杆驱使他不断的跑,每一个课题都是二三十分钟的表述来争取到的,而不是靠真正研究的成果来争取到的。

很多地方应该是尊重科学家的创新。我们做中国制造,在基础研究方面要强调三个新的基础:传感器、软件、大数据。在这方面,我相信在座的做人工智能研究的专家,更加大有可为。传统的制造业需要学科交叉,更需要和金融及附近环境的改善,在这方面支撑制造业的发展。我们的制造业,实际上处于一个发展的很不好的环境。制造业实际上每年产生的净利润、纯利润不到5%,但是我们银行的钱要交贷款利息7%-8%。这样制造业怎么能够发展起来?还有在人才培养方面,中国制造2025需要一批领军人才,需要一批具有创新精神,具有工程师。但是我们现在学科评价的标准是鼓励学者把论文写在纸上,我希望今后大家把论文写在产品上。

3.增材制造(3D打印)。

有很多技术,我就不在这儿展开了。3D打印带来颠覆性变革——产品开发周期与成本成倍下降,基本上是1/3-1/5。使用材料利用率由5%提升至85%。GE公司做了一个非常创新的工作,用3D打印把20个零件合成了1个零件,提高燃油效率15%,发动机前进了一代。G1打印汽车:2万个零件集成为40个,6天打印完成且减重1/3;概念飞机减重60%。有人预测真正产业化,最起码也是15%-30%。现在3D打印从增料可以实现创材,美国航天局打印了一个耐温3315度的合金,这就大幅度的提升了火箭发动机的效率。进一步的发展,是从创材走向创生,我们可以用组织工程的方法制造自己的人工肝、人工皮肤、人工心脏。

3D打印机还是一个万众创新的平台,每个人都可以在家里实现他设计的零件。美国一个19岁的青年,他设计飞机结构件的一个零件,只用了1/6的重量。而这样的设计,正式的设计师还没有设计出来,是通过网上创新,通过3D打印实现的。3D打印——最符合工业4.0的制造工艺。有可能在3D打印时代普及以后,很多人在家里工作了。这个工程师既可以设计飞机,也可以设计服装,完全形成一个创新型的社会。现在是处于3D打印技术发展的井喷期,产业发展的起步期和企业的跑马圈地期。所以无论是从国家的科研力量和企业,都要抓紧这样的机遇。

4.智能制造。

数控I代是机床按照图样的程序做的。智能制造是中国制造2025中的一个重要的抓手,我们希望做大数据、传感器、软件的都要关注这个发展。用大数据来使我们的工艺更优化,也使我们的用户可能成为我们的机房的实验室。我们用大数据使这些机器的运动状态和工作成效,实现连入大数据的网络,那么我们就成为各个用户都成为制造企业的实验室了。使设计更加完善,使效率更加提升。

我就报告到这里,谢谢!

本文来源于"中国人工智能学会",原文发表时间"2015-08-20"

时间: 2024-12-22 06:04:39

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