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【专家解读】发展智能制造亟待全局性布局

2016-05-12 11:52
雷本祖
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  梅雪松(1963-),教授、博士生导师、长江学者特聘教授、“机械系统诊断与控制”教育部创新团队带头人。1991年6月获西安交通大学博士学位留校任教至今,期间赴日本东京农工大学访问研究一年,多次赴日本、德国、美国大学开展学术交流和讲座。目前任陕西省智能机器人重点实验室主任。

  曾任国家十二五863计划先进制造领域专家、科技部十二五“数控一代示范工程”专家组成员等职务,现任科技部十三五重点研发计划论证专家组成员、陕西省机器人产业技术创新联盟副理事长兼秘书长等职务。

  长期从事机床数控技术、超快激光加工技术等方面的研究工作。作为第一获奖人获教育部科技进步一等奖2项、陕西省科技进步一等奖1项、国家教学成果二等奖1项;主编《主轴高精度动平衡》等专着2部;发表期刊论文130余篇(SCI/EI收录100余篇)、获发明专利授权30余项。

  当前,随着德国“工业4.0”计划的提出,欧美各国大力开展制造业的网络化和智能化技术开发和应用,以提高其制造业的竞争能力。面对世界制造业发展以及挑战,我国适时地提出了《中国制造2025》、智能制造的制造业中长期发展规划。而对于中国制造业而言,由于基础自动化建设水平的参差不齐,智能制造的实现不可能一蹴而就。如何清醒认识中国制造业发展现状,探索出一条具有中国特色的智能制造发展之路?本期智能制造专栏,对话西安交通大学梅雪松教授,畅谈其对此的独到见解。

  请您谈谈对我国制造业发展现状的看法,您认为中国制造业在向智能制造转型的过程中,面临哪些困难?

  梅雪松:对于我国制造业发展现状,很多专家和文章已经有了比较清楚的结论。总结起来就是产品制造能耗高、附加值低、处于价值链的低端。产品制造过程总体上是设计等同“画图”、制造依赖“人手”, 而依靠数字化、自动化尤其是技术创新等体现现代制造特征的要素明显不足,与制造强国相比有很大的差距。

  目前中国制造业出现所谓的产能过剩现象,制造出来的产品市场需求不旺、卖不出去,制造企业日子不好过。但另一方面,国内很多消费者到国外先进国家大量采购各种产品,从普通的日用品到制造基础装备如高档数控机床等。这一现象说明当前人们的需求发生了改变,中国人从过去的“无”、到现在的“有”、发展到今后的“好”、“精”等需求,和发达国家一样,也在追求高品质的产品和服务。这种变迁来的快、急,很多制造企业在技术、人才、能力等方面都没有做好准备,甚至很多企业依然是过去乡镇企业的发展方式,追求廉价的批量产品制造模式,而面对消费者需求的转变,显然老的制造业发展方式已经难以为继,因而,产品制造质量不能满足国人的需求,制造成本不敌发达国家也是必然现象。因此,基于需求方,追求高质量的产品制造与服务是大势所趋,而基于供给方,与世界制造强国的正面竞争不可避免。

  智能制造所体现的产品全生命周期智能化,以及所倡导的制造过程绿色化、高品质、低成本等特征,不仅需要先进的高科技技术,更需要高素质的人才来实现。我国制造企业在当前这种产能过剩情况下,一方面要生存下来,同时要实现结构转型,而我国在智能制造基础技术和实施条件等平台方面有所欠缺,就是我国在向智能制造转型的过程中遇到的最大困难。

  您认为目前我国智能制造发展之路亟待解决或改进的关键问题有哪些?

  梅雪松:要实现智能制造首先要深刻认识智能制造的内涵,智能制造不仅仅是简单的制造过程中的自动化或者无人化,也不仅是产品本身的全生命周期中的智能化问题,而是有可能带来整个制造模式的变革,特别是当今物联网、人工智能的发展,使得智能制造的意义更加深远。因此,我国发展智能制造要解决的首要问题是需对制造业的全局性进行思考和布局,即从互联网角度如何打通智能制造中的各个要素之间的数据通讯和互联,为智能制造打造出畅通无阻的“高速数据公路”,包括制造单元、设备的数据通讯协议,实现泛在感知和数据的获取,即第一要解决平台问题;第二层次是制造单元本身的自动化、数字化,为实现制造的智能化打下基础。所以,国家在大力发展5G等高速无线网络平台,是非常重要的工作;另外,我国制造设备控制器长期由他国主导,设备的网络化协议五花八门,很难统一,所以,制造单元之间的连接非常困难,形成了数据孤岛和信息“梗阻”,非常不利于制造过程中的数据获取,因而难以实现制造全局的优化控制,包括智能化生产管理等。第二个层次中制造设备的自动化、数字化问题也是参差不齐,如果按照德国“工业4.0”来分类,智能制造属于“工业4.0”阶段的话,那么我国大量的制造设备仍然处于2.0、甚至1.0状态,因此,实现我国制造业的数控化,即达到3.0,为“工业4.0”做好准备和基础就是当前亟待解决的问题之二了。

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