理性看待智能制造,為智能制造熱潮降溫

時間:2018-10-31

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:在10月23日的“第十五屆中國制造業(yè)國際論壇”上,中國工程院院士譚建榮對當前火熱的智能制造發(fā)出了要理性看待的建議,為智能制造熱潮降溫。

【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】在10月23日的“第十五屆中國制造業(yè)國際論壇”上,中國工程院院士譚建榮對當前火熱的智能制造發(fā)出了要理性看待的建議,為智能制造熱潮降溫。

譚建榮認為,企業(yè)運用人工智能技術(shù)之前,首先要把數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)用好。他指出,無論是運用機器人,還是引入人工智能技術(shù),都不能替代企業(yè)本身的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)?!爸悄苤圃焓呛芎?,但它也不是醫(yī)治企業(yè)百病的良藥,它并不能替代設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的本身,它可以提升設(shè)計的水平和產(chǎn)品質(zhì)量。”

“精益生產(chǎn)和質(zhì)量工程是智能制造的前提和基礎(chǔ),”譚建榮稱,如果生產(chǎn)是粗放型的,那就沒辦法搞智能制造,所以首先要精益生產(chǎn),通過機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)實現(xiàn)精益生產(chǎn)?!熬嫔a(chǎn)既是智能制造的基礎(chǔ),又是智能制造的目標?!?/p>

以下為演講實錄:譚建榮:機械制造企業(yè)主要是生產(chǎn)機械產(chǎn)品和裝備,經(jīng)歷了機械化、電氣化、信息化、智能化的發(fā)展階段。西門子公司率先提出了工業(yè)4.0,上升為德國國家發(fā)展戰(zhàn)略,其核心就是電子、IT、工業(yè)機器人在企業(yè)的應(yīng)用。我理解第三次工業(yè)革命主要是面向自動化,解決的是人的體力的延伸。第四次工業(yè)革命的核心技術(shù)是CPS,主要解決的是智能化問題,是人腦力的提升。美國提出了“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”。在中國工程院的建議和推動下,我們國家也開始實施“中國制造2025”。

無論是美國“先進制造業(yè)計劃”,還是德國工業(yè)4.0,還是“中國制造2025”,都聚焦到智能制造。政府對搞智能制造的積極性很高,企業(yè)搞智能制造的積極性也很高,專業(yè)的熱情也很高,到底什么是智能制造?很多企業(yè)要打造數(shù)字化車間,要運用機器人技術(shù)和人工智能技術(shù),這些都非常好。我個人認為運用機器人技術(shù)搞人工智能技術(shù),首先要把數(shù)字化技術(shù)用好,首先要把網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)用好。運用機器人、人工智能搞數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,這些技術(shù)都不能替代企業(yè)本身的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、產(chǎn)品制造技術(shù)。

智能制造是很好,但它也不是醫(yī)治企業(yè)百病的良藥,它并不能替代設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的本身,它可以提升設(shè)計的水平和產(chǎn)品質(zhì)量。要做到這一點,精益生產(chǎn)、質(zhì)量工程始終是貫穿始終的。我有一個觀點,精益生產(chǎn)和質(zhì)量工程是智能制造的前提和基礎(chǔ)。如果我們的生產(chǎn)是粗放型的,沒辦法搞智能制造。所以,我們首先要精益生產(chǎn),才能用這些先進的技術(shù)。通過機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)又是實現(xiàn)精益生產(chǎn)、質(zhì)量工程的重要手段、重要技術(shù)。所以,精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎(chǔ),又是智能制造的目標。我們搞智能制造的小目標就是使生產(chǎn)更精益。很多人提出現(xiàn)場管理,這非常重要。我個人覺得精益生產(chǎn)主要包括四部分內(nèi)容。

一是精益設(shè)計。今年改革開放40年,制造業(yè)取得了很大的成績,人民的生活水平發(fā)生了翻天覆地的變化。40年以前,我們國家都是短缺經(jīng)濟,是票證經(jīng)濟,買什么東西都要憑票,很多地方的老百姓是為吃飯問題而發(fā)愁。經(jīng)過改革開放40年,取得了巨大成績,制造業(yè)制造了大量的產(chǎn)品,我們國家250多個工業(yè)門類,全面出現(xiàn)了產(chǎn)能過?!,F(xiàn)在大部分老百姓是為什么問題發(fā)愁?現(xiàn)在老百姓是為減肥問題發(fā)愁。女士要減肥,保持苗條的身材。男士也需要減肥,為什么?因為肥胖,血壓、血脂要升高。由為吃飯問題發(fā)愁轉(zhuǎn)變?yōu)闉闇p肥問題發(fā)愁,充分說明了制造業(yè)取得了很大成績。大部分的制造企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下端。從生產(chǎn)過程來看,屬于粗放型的、簡單型的、加工型的生產(chǎn)方式,產(chǎn)品設(shè)計始終是我們的弱點。我們國家的企業(yè)追求創(chuàng)新精神、追求創(chuàng)新設(shè)計、追求創(chuàng)新的產(chǎn)品。我們企業(yè)家要做產(chǎn)品,首先要關(guān)心我這個產(chǎn)品是給誰用的、我的客戶是誰、我的市場在哪里。這些都需要通過精益設(shè)計來完成。二是精益加工。三是精益裝配。四是精益服務(wù)。

制造業(yè)向服務(wù)型制造業(yè)轉(zhuǎn)變,精益生產(chǎn)要貫穿產(chǎn)品的全生命周期。德國人認為有四次工業(yè)革命,英美還在提三次工業(yè)革命。英國學(xué)者保羅·麥基利提出了三次工業(yè)革命說他認為第一次工業(yè)革命是工廠取代作坊,面向機械化生產(chǎn)。第二次工業(yè)革命是流水線普遍運用,面向的是大規(guī)模生產(chǎn)。第三次工業(yè)革命是21世紀初,它的特征是數(shù)字化制造,面向定制分散的生產(chǎn)。與此相適應(yīng),精益生產(chǎn)的生產(chǎn)方式發(fā)生了變化。首先是于上世紀50年代創(chuàng)造的泰勒生產(chǎn)方式。福特生產(chǎn)方式主要是面向大批量、規(guī)模化,它的特點是柔性不夠。數(shù)字化制造是豐田式的精益生產(chǎn)方式,精益生產(chǎn)就是豐田公司提出來的。但是,是美國MIT的教授總結(jié)凝練的。國慶節(jié)一過,諾貝爾獎開獎,日本拿到了第18個諾貝爾獎。李總理最近訪問日本,參觀了豐田公司,它的技術(shù)也令總理非常震撼。但是,在美國面前,日本人是鬧不起來。

精益生產(chǎn)日本人可以做,但是美國人總結(jié)出來的,還是美國教授棋高一著,把它歸納出來,能夠共享。制造業(yè)現(xiàn)在比較困難,按質(zhì)按量交付,人員的效率、庫存、質(zhì)量問題、成本問題,搞生產(chǎn)的人員整天忙于救火。更嚴重的是研發(fā)人員不足,出現(xiàn)大量問題。供應(yīng)商不能保證交付等等。在這樣的背景下,精益生產(chǎn)方式就應(yīng)運而生。精益生產(chǎn),一個精,一個益。“精”就是少而精,LeanProduction。就像減肥一樣,人需要減肥,生產(chǎn)過程同樣要減肥。少而精不同于其他的生活方式?!耙妗本褪侨〉米畲蟮男б?,多品種、少批量。最早是美國麻省理工學(xué)院在國際汽車計劃研究項目中提出來的。日本豐田公司的生產(chǎn)方式是適合制造企業(yè)的生產(chǎn)組成方式,精益生產(chǎn)是麻省理工學(xué)院對日本TPS的贊譽。

我們很多人認為精益生產(chǎn)是日本人搞的,實際上是美國人的理念。除了精益生產(chǎn)以外,美國人又提出了準時生產(chǎn)的概念。準時生產(chǎn)非常重要,聯(lián)合在一起,現(xiàn)在的提法是精準生產(chǎn)。后來我們國家也采納了精準這個詞,在很多領(lǐng)域進行了應(yīng)用。比如,中央現(xiàn)在也提出精準扶貧。精準就是精益生產(chǎn)和準時生產(chǎn)加起來叫精準生產(chǎn)。但是,我們又把它廣義化了,用在別的領(lǐng)域了,甚至用在社會科學(xué)很多領(lǐng)域。這是一個普遍的先進理念。精益生產(chǎn)的基本思想是在需要的時候按需要的量生產(chǎn)出需要的產(chǎn)品。它是準時生產(chǎn)方式之一。精益生產(chǎn)的核心是零庫存和快速反應(yīng)市場變化。它有五個原則,首先是價值原則。我們生產(chǎn)的產(chǎn)生具有高度附加值。還有價值流原則、流動原則、需求拉動原則和完美性原則。對于我們降低成本、改善質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期非常必要,也非常重要。它有六個方面的追求,品質(zhì)追求是零缺陷,具體來說是穩(wěn)健生產(chǎn),是百萬分之一的次品率;追求在制品最少化原則;盡可能讓生產(chǎn)平衡與匹配;追求生產(chǎn)效率的極限化原則;追求生產(chǎn)計劃能夠變動的原則;追求統(tǒng)一協(xié)調(diào)的生產(chǎn)和物料管理的原則。

它的七個“零”目標,零不良品、零轉(zhuǎn)產(chǎn)、零搬運、零庫存、零停滯、零故障、零災(zāi)害。每個目標都有具體量化的要求。推廣精益生產(chǎn)有六個要素。第一個就是員工環(huán)境和參與。我在企業(yè)工作的時候是在文革后期的70年代末。當時我們廠是非常先進的,推廣日本的TQC。TQC的基本原則,質(zhì)量問題是全員、全崗位相關(guān)的,所以要全員、全崗位都參與。第二是工作場地組織;第三是質(zhì)量;第四是生產(chǎn)可運行性;第五是物料移動性;第六是流暢的生產(chǎn)。這六個要素都有具體的要求。

我們推廣精益生產(chǎn)與推廣智能制造并不矛盾。精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎(chǔ),也是智能制造的目的。有了智能制造+精益生產(chǎn),制造企業(yè)就能向數(shù)字化、智能化、擬人化、綠色化方向發(fā)展。這使得機械制造傳動和驅(qū)動更加高效,運行控制要求更加智能、系統(tǒng)設(shè)計更加多元、系統(tǒng)制造更加復(fù)雜、工作環(huán)境更加簡單、系統(tǒng)尺度更加多樣。推廣智能制造、推廣精益生產(chǎn)最終的目標是生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品,生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品就需要高質(zhì)量的技術(shù)。

在技術(shù)方面,我結(jié)合自己的研究,總結(jié)了十項關(guān)鍵技術(shù)。

1.基于物聯(lián)網(wǎng)與RFID條碼的質(zhì)量監(jiān)控智能環(huán)境技術(shù)。我們要搞精益生產(chǎn),就需要物聯(lián)網(wǎng)的智能化的監(jiān)測質(zhì)量的環(huán)境。

2.面向制造知識和質(zhì)量管控的系統(tǒng)布局。制造資源的每一個環(huán)節(jié)進行質(zhì)量的布局,我們往往是比較多的考慮生產(chǎn)布局。質(zhì)量如何來管控布局,過去研究的比較少。3.以人為中心的故障診斷與智能交互系統(tǒng)技術(shù)。以人為中心,同時能夠?qū)收显\斷進行交互的生產(chǎn)。

4.基于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量可視化系統(tǒng)。不僅要關(guān)注表面的質(zhì)量,還要關(guān)注內(nèi)在的質(zhì)量。比如,它的強度、剛度、可靠性等等內(nèi)在質(zhì)量。中國產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量往往會弱一點。

5.產(chǎn)品、零件和物料、工具多層次的精確定位技術(shù)。

6.面向裝備質(zhì)量的自適應(yīng)抓取和路徑優(yōu)化的智能裝配技術(shù)。

7.人機一體化的人、機器人與機器協(xié)同工作技術(shù)。

8.智能制造和網(wǎng)上協(xié)同的質(zhì)量標準規(guī)范。我們搞了智能制造、網(wǎng)上協(xié)同,但質(zhì)量如何來管控,每個行業(yè)都有每個行業(yè)的標準,每個企業(yè)有每個企業(yè)的標準,每個產(chǎn)品有每個產(chǎn)品的標準,這個標準規(guī)范是非常重要的。

9.量身定制的性能參數(shù)實時調(diào)控智能界面。要定制化生產(chǎn)、定制化的質(zhì)量控制。

10.基于價值鏈提升的制造服務(wù)質(zhì)量體系。現(xiàn)在由制造業(yè)轉(zhuǎn)化為制造服務(wù)業(yè),這是大趨勢。

轉(zhuǎn)化為制造服務(wù),服務(wù)的質(zhì)量怎么管控,這更加重要。因為用戶使用你的產(chǎn)品,在體驗的過程中如何進行質(zhì)量的調(diào)控、質(zhì)量的設(shè)計、質(zhì)量的保證,這決定了我們這個產(chǎn)品是不是得到用戶的歡迎。每一項關(guān)鍵技術(shù)都有具體的內(nèi)容,因為時間關(guān)系,不能一一展開。

圍繞這些工作,我的團隊在五個方面做的比較好。

1.基于模式識別的零件潛在缺陷檢測技術(shù)。

2.基于機器學(xué)習(xí)的微刃磨損視覺檢測技術(shù)。

3.大長徑比孔精度在線檢測與智能加工技術(shù)。

4.基于混合現(xiàn)實的大部件測量與對接技術(shù)。

5.基于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的數(shù)控機床遠程診斷技術(shù)在超大型低能耗空分裝備設(shè)計、高檔數(shù)控機床數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、大噸位深拉伸液壓裝備設(shè)計制造關(guān)鍵技術(shù)等方面應(yīng)用了精益生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)。

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