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索引号 003031320/201810-00332 信息分类: 专家解读
内容分类: 综合政务,  工业、交通,  公民,  企业,  其他,   发布日期: 2018-10-15
发布机构: 市经济和信息化委员会 发文日期:
2018-10-15
生效时间:
2018-10-15 废止时间: 有效
名称: 【专家解读】工信部张相木:智能制造及其发展生态
文号: 关键词: 智能制造 发展生态 解读

【专家解读】工信部张相木:智能制造及其发展生态

发布日期:2018-10-15 作者/来源:市经济和信息化委员会阅读:2347次 字体:[大][中][小] 打印

    第一,什么是智能制造。智能制造是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,是工业发展国家重振制造业的主要着力点,美、德、日、英、法都在抓紧谋篇布局,相继出台了新战略新政策,其根本目的就是新一轮科技革命和产业变革当中抢占先机,先发制人,争夺国际竞争的主导权和话语权。我这边列了几个他们新的战略,虽然表述和突出的政策不同,但是本质上都指向同一个核心议题,就是智能制造。

    智能制造源于人工智能的研究与应用,其概念最早由美国人赖特·伯恩于1988年提出,传统意义上的智能制造只限于生产过程,只是个体制造单元的智能化,限于当时的技术条件,没有网络互联,也没有数据流动,所以当时就是一堆智能体,智能制造在长达20多年时间了没有能够发展起来。随着新一代信息技术的发展及在制造领域的不断渗透,智能制造被赋予了新的内涵,进入到一个崭新的发展阶段。在大数据、物联网条件下,智能制造不再局限于生产过程,而是扩展到企业的全部活动,这个情况下智能制造的概念需要重新来表述。

    我这里列了一个2014年美国能源部给智能制造下的定义,说智能制造是先进传感仪器监测、控制和过程优化的技术和实践组合,他们将信息、通信技术和制造环境融合在一起,实现工厂生产率、成本的实施管理,需要实现的目标是装备的智能化、生产的自动化、信息流和物质流合一、价值链同步。智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式,这是2016年中国工信部给智能制造下的定义。这样的定义还有很多,有20多种对智能制造的定义,但是到目前为止还没有国际公认的智能制造定义。一个新生事物在一开始不可能有这么深刻地认识,也不可能精准地对它进行表述。
    下面我从广义上讲一下对智能制造的理解和认识。智能制造是全价值链的两个IT的融合,一个是工业技术,一个是信息技术,过去这两个IT是平行发展的,现在我们要把他们结合在一起,也就是让两个IT深度融合,而且要贯穿价值链的各个环节,目标是要通过数字基础设施的铺设最终形成虚实合一的生产系统。两个IT融合的广度和深度决定着智能制造发展的成绩和水平。
    下面我们看看智能制造的内涵,主要包括四个方面。第一,网络互联。第二,端到端数据流。第三,智能工厂。第四,关键环节的智能化。连接是智能制造的支撑,连接的基础设施就是工业互联的网络,包括内部网络和外部网络两部分。内部网络是连接工厂内部机器、制品、流程、人、控制系统、信息系统等网络,外部网络是连接不同企业、订单、供应商、智能产品、用户、服务平台等网络,内部网络、外部网络还要互相连接。数据是智能制造的基础,在智能制造时代数据是主要的生产要素,我这里列了几个产品+数据,意味着更高的附加值。数据能够成为智能制造的基础,是针对产品全生命周期数字化来说的。智能工厂,这是智能制造的载体,我们都知道工厂或者车间是劳动者、工业设备、生产技术以及原材料最终汇合的场所,生产要素的融合发生在工厂和车间,未来制造业的革命也将首先发生在工厂,这里的工厂指的是智能工厂,不仅搭建先进的生产设施,同时还构建高效的数字化基础设施,人、机器、产品之间实现互联互通,使工厂由黑箱走向透明,这是革命性的变化。智能工厂是实现智能制造的载体。
    关键环节的智能化,这是智能制造的核心。主要包括以下几个方面,第一,产品的智能化。第二,装备的智能化。第三,生产过程的智能化。第四,管理智能化。第五,服务职能化。我想特别强调的是智能制造的基石是精益生产,精益生产是一种能够快速响应客户需求变化,生产过程当中一切无用和多余的东西都被精简的生产体系和管理方式,它的核心思想是在需要的时候按需要的量生产所需的产品,终极目标是零库存、零缺陷、零浪费、零故障、零灾害,另外精益生产是数字化的根基,为生产提供各种量化的方法和工具,使工厂变成可量化、可视化、透明化的工厂。因此精益生产是推行智能制造必须经历的变革过程,不懂精益生产谈智能制造纯粹是忽悠,相当于在戈壁上搞绿化,是搞不成的。
    智能制造的本质特征,智能制造不是某一领域的里程碑式技术突破,也不是简单的用信息技术改造传统制造业,而是新一代信息技术与先进制造技术融合引发的颠覆性创新突破,是生产组织方式和商业模式的创新与变革,智能制造的本质特征主要表现为个体制造单元的自主性和系统整体的自组织能力。传统的智能制造只有前者,没有后者。智能制造是一种基于网络的现代制造模式,它不仅采用先进制造技术和智能装备,而且将新一代信息技术渗透到工厂,在制造领域构建信息物理系统,从而彻底改变制造业生产组织方式。智能制造的宗旨是要实现优质、高效、低耗、清洁、灵活、定制化的生产,因此智能制造的实质是制造,而非智能,智能只是实现智能制造的一种手段,没有强大的制造实体智能化只是空中楼阁。

    智能制造是一场源自于企业由内到外的智能化革命,两个IT的深度融合是一个长过程,人工智能、工业互联网、并行工程、虚拟制造等多种势能技术的突破绝非易事,智能制造的发展不可能一蹴而就,而是一个循序先进、持续改善的过程。有人这么说,要在制造全过程当中全部实现智能化,如果不是完全做不到,至少也是在遥远的将来。

    第二方面,怎样发展智能制造。当今世界智能制造成为兵家必争之地,全球制造业竞争已经切换到智能制造的赛道,由于发展基础和优势不同,各主要工业国家采取了不同的战略和策略,中国发展智能制造既要充分借鉴国外的经验更要准确把握自身的发展基础和比较优势,采取务实的战略和路径,立足国情,分类施策,循序渐进。一个方面,我们应该走并联式发展的道路,工业发达国家发展智能制造走的是数字化、网络化、智能化顺序发展的路线,是一个串联式的过程,如果我国也走串联式或者顺序发展的老路,就无法跟上世界智能制造发展步伐,就会失去换道超车的历史机遇。所以我们只有走数字化、网络化、智能化、并行推进的创新之路,才能尽早实现制造业的智能化转型。另外要用两个轮子驱动智能制造发展,智能制造是靠数据来驱动的,这就更需要企业掌握产品核心技术,了解生产工艺特点,只有洞悉关键的数据关系才能搜集完整并且高质量的数据,才能从经验驱动成功转向数据驱动。发展智能制造需要用两个轮子驱动,一个轮子是制造技术的创新,一个轮子是信息技术的应用。两个方面相辅相成,制造技术的精进可以促进信息技术应用的深化,信息技术的导入也会在一定程度上助推生产水平的提升,任何一个轮子有短板都会让企业走不快,更走不远。这就是我前面讲到的智能制造不是简单的用信息技术来改造传统制造业,越是要深化智能制造,我们对先进智能技术的理解或者发展,越要更加精进。

    另外要构建智能制造发展生态,智能制造是一种新型生产方式,推进智能制造是一个长期的渐进过程,各国都在不断探索中,也都面临标准、网络、安全、人才等一系列共性问题和挑战,我国还将长期面临智能制造装备可靠性差、核心零部件主要依赖进口、工业和平台软件技术落后、公共服务平台支撑门类较弱等诸多矛盾和问题,我们只有主动适应智能制造发展趋势,加快培育智能制造发展生态,才能推动智能制造更好地发展。另外发展智能制造需分步实施,智能制造是一个循序渐进的过程,目标宏伟,但不可能一蹴而就。智能制造更是企业脱胎换骨式的自我提升过程,需要改造的维度巨大,难以一步到位,发展智能制造可以放眼长远,但更要脚踏实地,一步一步去探索,分阶段、分层级往前推进。发展智能制造要因企制宜,不同企业发展阶段和实际痛点有所不同,导致各个企业之间的成功经验和模式难以快速复制,发展智能制造不可能千企一面,要探索符合企业实际的智能化转型路径。另外一点,企业推行智能制造当中应该先医后药,先对企业进行诊断,认清企业所处的位置和拥有的实力,理清现有条件下哪些目标可达,哪些未来可行,哪些还处于做梦的状态,然后再评估企业通往智能制造道路上要达到的层次,拟定最适合企业的路径和方法,最后搭建起智能制造的框架,分析其核心要素,并由此引导出符合实际的智能化转型路线和节奏。

    最后一个问题,如何构建智能制造发展生态。要更好地发挥政府作用,美国推动智能制造有政府主导的AMP计划,也有政府倡导成立的智能制造创新中心,还有先进制造技术联盟、智能制造领导力联盟等等,美国的策略和做法说明推进智能制造需要更好发挥政府作用。中国制造2025也将智能制造作为主攻方向和突破口,工信部陆续发布了《智能制造发展规划》、《智能制造工程实施指南》等指导性文件,相关联盟也在发挥积极作用,但是我在这里要强调,毕竟这是一个新生事物,在下一步如果要深入推动智能制造,我的观点是政府的作用只能加强不能削弱,因为智能制造这个新生事物在发展过程当中有些东西市场是做不好、做不了的,也就是说市场是失灵的,这就要有一只看得见的手发挥作用。另外要加快建设公共服务平台,我这里列了三个主要的方面,一个是要建设和完善各类孵化器、实验室以及面向技术研发、测试、标准试验验证和创新应用验证的测试床等技术支撑平台。

    一个是要积极建设智能制造技术集成应用、诊断优化及案例展示、人才培训、智能设备融资租赁等技术服务平台。第三个是要推进工业互联网平台的发展及应用,加快建设智能制造网络基础设施。要建设和完善智能制造标准体系,标准化工作是实现智能制造的重要技术基础,争夺智能制造的主导权首先要争取标准的话语权,标准先行已经成为工业国家推进智能制造的重要环节,我们要按照共性先立、急用先行的原则,用标准规范和引领制造业智能转型,同时要加强国际交流与合作,积极输出我国标准化研究成果,争取国际标准话语权。要大于培育龙头企业和系统解决方案供应商,龙头企业拥有强大的生产、市场和技术能力,在产业链当中充当着核心企业或系统集成商的角色,是产业生态成长的关键力量,构建智能制造发展生态关键之一就是要大力培育和发展龙头企业。另一方面智能制造是一项复杂而庞大的系统工程,既需要单一技术与装备的突破应用,同时还需要系统化的集成创新,因此系统解决方案在推进智能制造过程当中发挥着重要作用,我们要大力培育各种类型的系统解决方案供应商,引导和支持他们在实践当中不断成长壮大,逐步成为智能制造生态体系的核心和中坚力量。

    另一方面就是要大力提升供给能力和水平,一个是要建设智能制造创新中心,围绕嵌入式设计等基础共性技术聚集优势资源攻关突破发展瓶颈。二是要组织实施重大装备短板工程,要大力发展智能制造装备等一大批关键装备。三是要深入实施工业强基工程,把智能制造所需的智能传感器、仪器仪表等掌握在自己手里。四是要加大支持力度,推动工业软件、平台软件发展,加快工业软件的开发和产业化进程,尽快摆脱平台软件主要依赖进口的危险局面。还有一个方面,要强化智能制造人才培养,智能制造时代企业熟练工种将减少,“能动工种“会增加,很多体力劳工将不复存在,而高层次研发人才续修旺盛,复合型人才供不应求,智能制造专业技术人才严重短缺。随着智能制造的推进人才培养的标准与市场岗位对接悄然发生变化,国家应制定面向智能制造的人才培养与成长计划,通过政产学大力协同加快培育急需的高端专业技术人才和高技能人才,同时也要注意培养具有运行和维护关键智能设备的一线人员,为智能制造健康有序发展提供人才支撑。

    我还想多讲一句,我们要善于运用联盟等机构来推动协同创新,推进智能制造的发展。我就讲这些,谢谢。


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