當前,世界格局競爭形勢十分激烈,制造企業生存和發展的問題都十分嚴峻。如何生存,如何發展,靠什么技術取得發展……這都是制造業亟待回答的問題。1月16日,在安徽蚌埠舉辦的2019中國機電行業發展高峰論壇上,中國工程院院士、浙江大學學術委員會副主任譚建榮在《制造企業數字轉型與智能制造:關鍵技術與發展趨勢》的主題演講中指出,制造業要向數字化、網絡化、智能化轉型,數字化是起點、是基礎,網絡化打造產品全生命周期閉環;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。

制造業要擺在重要戰略地位

美國先進制造業國家戰略計劃、德國工業4.0、中國制造2025……只要提到制造業轉型升級,都少不了這幾個高頻詞。這些都是制造業發展戰略,體現了一個國家對制造業的重視程度。

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

再看德國,工業4.0最開始不是政府提出來的,是西門子提出的企業發展戰略,但在后來上升為國家發展戰略,主要強調三大主題,分別為智能工廠、智能生產、智能物流。

以及我們的中國制造2025,同樣是從國家層面把發展制造業放在首要位置。

但是,為什么這么多國家都堅定不移地把制造業擺在重要戰略地位?

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

制造業要向數字化、網絡化、智能化轉型

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、數字化為主,智能化的體現還較少。

目前,我國大部分制造企業還處于產業鏈中下端,還是粗放型、代加工的生產,資源密集型和勞動密集型的生產比較多,因此,轉型需求也十分迫切。

如何轉型?譚建榮院士指出,要實現制造業轉型,就要靠數字化制造、網絡化制造、智能化制造技術。智能制造就是按照這三個過程來走的。數字化是起點、是基礎,沒有數字化就無法利用計算機解決問題;網絡化強調系統協同,完成系統中各個要素、各個環節的互聯互通,打造產品全生命周期閉環;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。

工業智能化的三大核心要素

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

而那些快速發展的信息技術,就指的是物聯網、大數據、云計算、人工智能等等技術。它們在制造業的應用,促成了工業互聯網的誕生。工業互聯網就是指互聯網和新一代信息技術與工業系統全方位深度融合所形成的產業和應用生態,是工業智能化發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,收集生產過程的數據;智能化的系統,使智能設備協同運維并學習優化;智能決策,面向復雜系統大數據的決策。

所以在工業互聯網中,數據是核心。第一是有數據的感知,第二是要采集,第三是要集成應用,形成基于數據的系統智能,最終推動工業自動化的發展。

工業互聯要與制造業融合

工業互聯與制造業相互融合,首先,要明白制造業轉型的目標。如果我們應用了工業互聯網技術,產品附加值沒有提升,工藝沒有優化,質量沒有保障,那這樣的轉型就沒有意義。

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節,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,工業互聯究竟如何與制造業融合,我們應該怎么做?

譚建榮院士提出了10大關鍵技術:

1)多源多通道數據實時采集感知技術

2)異構數據內容融合與傳輸共享技術

3)復雜工況的多任務自適應協同技術

4)多機協同的集群化交互與控制技術

5)大數據驅動故障診斷深度學習技術

6)數字孿生與數字樣機建模分析技術

7)多技術路線工作方案優化決策技術

8)工藝工裝協同推送與自動裝夾技術

9)產品知識圖譜與知識網絡構建技術

10)機電一體化云平臺知識服務技術