梅雪松（1963-），教授、博士生導(dǎo)師、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、“機(jī)械系統(tǒng)診斷與控制”教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人。1991年6月獲西安交通大學(xué)博士學(xué)位留校任教至今，期間赴日本東京農(nóng)工大學(xué)訪問研究一年，多次赴日本、德國(guó)、美國(guó)大學(xué)開展學(xué)術(shù)交流和講座。目前任陜西省智能機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。

　　曾任國(guó)家十二五863計(jì)劃先進(jìn)制造領(lǐng)域?qū)＜?、科技部十二五“?shù)控一代示范工程”專家組成員等職務(wù)，現(xiàn)任科技部十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃論證專家組成員、陜西省機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)等職務(wù)。

　　長(zhǎng)期從事機(jī)床數(shù)控技術(shù)、超快激光加工技術(shù)等方面的研究工作。作為第一獲獎(jiǎng)人獲教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、陜西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；主編《主軸高精度動(dòng)平衡》等專著2部；發(fā)表期刊論文130余篇（SCI/EI收錄100余篇）、獲發(fā)明專利授權(quán)30余項(xiàng)。

　　當(dāng)前，隨著德國(guó)“工業(yè)4.0”計(jì)劃的提出，歐美各國(guó)大力開展制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，以提高其制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)世界制造業(yè)發(fā)展以及挑戰(zhàn)，我國(guó)適時(shí)地提出了《中國(guó)制造2025》、智能制造的制造業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。而對(duì)于中國(guó)制造業(yè)而言，由于基礎(chǔ)自動(dòng)化建設(shè)水平的參差不齊，智能制造的實(shí)現(xiàn)不可能一蹴而就。如何清醒認(rèn)識(shí)中國(guó)制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，探索出一條具有中國(guó)特色的智能制造發(fā)展之路？本期智能制造專欄，對(duì)話西安交通大學(xué)梅雪松教授，暢談其對(duì)此的獨(dú)到見解。

　　請(qǐng)您談?wù)剬?duì)我國(guó)制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的看法，您認(rèn)為中國(guó)制造業(yè)在向智能制造轉(zhuǎn)型的過程中，面臨哪些困難？

　　梅雪松：對(duì)于我國(guó)制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，很多專家和文章已經(jīng)有了比較清楚的結(jié)論?？偨Y(jié)起來就是產(chǎn)品制造能耗高、附加值低、處于價(jià)值鏈的低端。產(chǎn)品制造過程總體上是設(shè)計(jì)等同“畫圖”、制造依賴“人手”， 而依靠數(shù)字化、自動(dòng)化尤其是技術(shù)創(chuàng)新等體現(xiàn)現(xiàn)代制造特征的要素明顯不足，與制造強(qiáng)國(guó)相比有很大的差距。

　　目前中國(guó)制造業(yè)出現(xiàn)所謂的產(chǎn)能過?，F(xiàn)象，制造出來的產(chǎn)品市場(chǎng)需求不旺、賣不出去，制造企業(yè)日子不好過。但另一方面，國(guó)內(nèi)很多消費(fèi)者到國(guó)外先進(jìn)國(guó)家大量采購(gòu)各種產(chǎn)品，從普通的日用品到制造基礎(chǔ)裝備如高檔數(shù)控機(jī)床等。這一現(xiàn)象說明當(dāng)前人們的需求發(fā)生了改變，中國(guó)人從過去的“無”、到現(xiàn)在的“有”、發(fā)展到今后的“好”、“精”等需求，和發(fā)達(dá)國(guó)家一樣，也在追求高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。這種變遷來的快、急，很多制造企業(yè)在技術(shù)、人才、能力等方面都沒有做好準(zhǔn)備，甚至很多企業(yè)依然是過去鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展方式，追求廉價(jià)的批量產(chǎn)品制造模式，而面對(duì)消費(fèi)者需求的轉(zhuǎn)變，顯然老的制造業(yè)發(fā)展方式已經(jīng)難以為繼，因而，產(chǎn)品制造質(zhì)量不能滿足國(guó)人的需求，制造成本不敵發(fā)達(dá)國(guó)家也是必然現(xiàn)象。因此，基于需求方，追求高質(zhì)量的產(chǎn)品制造與服務(wù)是大勢(shì)所趨，而基于供給方，與世界制造強(qiáng)國(guó)的正面競(jìng)爭(zhēng)不可避免。

　　智能制造所體現(xiàn)的產(chǎn)品全生命周期智能化，以及所倡導(dǎo)的制造過程綠色化、高品質(zhì)、低成本等特征，不僅需要先進(jìn)的高科技技術(shù)，更需要高素質(zhì)的人才來實(shí)現(xiàn)。我國(guó)制造企業(yè)在當(dāng)前這種產(chǎn)能過剩情況下，一方面要生存下來，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，而我國(guó)在智能制造基礎(chǔ)技術(shù)和實(shí)施條件等平臺(tái)方面有所欠缺，就是我國(guó)在向智能制造轉(zhuǎn)型的過程中遇到的最大困難。

　　您認(rèn)為目前我國(guó)智能制造發(fā)展之路亟待解決或改進(jìn)的關(guān)鍵問題有哪些？

　　梅雪松：要實(shí)現(xiàn)智能制造首先要深刻認(rèn)識(shí)智能制造的內(nèi)涵，智能制造不僅僅是簡(jiǎn)單的制造過程中的自動(dòng)化或者無人化，也不僅是產(chǎn)品本身的全生命周期中的智能化問題，而是有可能帶來整個(gè)制造模式的變革，特別是當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的發(fā)展，使得智能制造的意義更加深遠(yuǎn)。因此，我國(guó)發(fā)展智能制造要解決的首要問題是需對(duì)制造業(yè)的全局性進(jìn)行思考和布局，即從互聯(lián)網(wǎng)角度如何打通智能制造中的各個(gè)要素之間的數(shù)據(jù)通訊和互聯(lián)，為智能制造打造出暢通無阻的“高速數(shù)據(jù)公路”，包括制造單元、設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)泛在感知和數(shù)據(jù)的獲取，即第一要解決平臺(tái)問題；第二層次是制造單元本身的自動(dòng)化、數(shù)字化，為實(shí)現(xiàn)制造的智能化打下基礎(chǔ)。所以，國(guó)家在大力發(fā)展5G等高速無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是非常重要的工作；另外，我國(guó)制造設(shè)備控制器長(zhǎng)期由他國(guó)主導(dǎo)，設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)議五花八門，很難統(tǒng)一，所以，制造單元之間的連接非常困難，形成了數(shù)據(jù)孤島和信息“梗阻”，非常不利于制造過程中的數(shù)據(jù)獲取，因而難以實(shí)現(xiàn)制造全局的優(yōu)化控制，包括智能化生產(chǎn)管理等。第二個(gè)層次中制造設(shè)備的自動(dòng)化、數(shù)字化問題也是參差不齊，如果按照德國(guó)“工業(yè)4.0”來分類，智能制造屬于“工業(yè)4.0”階段的話，那么我國(guó)大量的制造設(shè)備仍然處于2.0、甚至1.0狀態(tài)，因此，實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)的數(shù)控化，即達(dá)到3.0，為“工業(yè)4.0”做好準(zhǔn)備和基礎(chǔ)就是當(dāng)前亟待解決的問題之二了。

　　您認(rèn)為與其他國(guó)家相比，我國(guó)的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略具有哪些獨(dú)特之處？

　　梅雪松：首先，我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，聯(lián)合國(guó)公布的281種工業(yè)品我國(guó)全部都能夠自主生產(chǎn)，而其中的271種產(chǎn)量居全世界第一，如汽車制造，我國(guó)一年就生產(chǎn)超過2000萬輛汽車，比世界其他國(guó)家之和還要多。因此，我國(guó)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略的獨(dú)特之處就是建立在這種制造大國(guó)的基礎(chǔ)之上，也決定了其發(fā)展方式是世界上獨(dú)一無二的；其次，前面所述的我國(guó)制造設(shè)備的自動(dòng)化、數(shù)字化水平參差不齊，我國(guó)大量的制造企業(yè)處于2.0、甚至1.0階段，設(shè)備自動(dòng)化程度不高，依賴人力實(shí)現(xiàn)，但是也有非常先進(jìn)的制造范例，如海爾等企業(yè)。再有，我國(guó)當(dāng)前制造業(yè)很多都在追求大而全，幾萬人的大型制造企業(yè)比比皆是，而智能制造的內(nèi)涵不僅是對(duì)產(chǎn)品本身的制造智能化，也不只限于制造設(shè)備的智能化，而是制造模式的變革。因此，我國(guó)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略需要考慮如何從過去集中式的大而全方式，變成分散式的專而精等問題，所以，一些觀點(diǎn)認(rèn)為“工業(yè)4.0”時(shí)代應(yīng)該把企業(yè)做小做精，而不是做大做強(qiáng)。當(dāng)前我國(guó)眾多的大型制造企業(yè)如何面對(duì)這樣的轉(zhuǎn)變也是一個(gè)急需解決的重要問題。

　　請(qǐng)介紹一下我國(guó)智能控制技術(shù)相關(guān)學(xué)科產(chǎn)學(xué)研的發(fā)展情況。

　　梅雪松：智能控制技術(shù)是智能制造中的重要一環(huán)，也是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界迫切需要解決的問題之一。我國(guó)智能控制技術(shù)在流程工業(yè)中發(fā)展得較好，如化工過程等大型的控制裝置開發(fā)與應(yīng)用相對(duì)有成熟的產(chǎn)學(xué)研合作范例。近年來。在科技部863等項(xiàng)目支持下，浙江中控、和利時(shí)等企業(yè)與高校合作，開發(fā)了很多智能控制器，一些大型的工業(yè)制造過程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)控制器應(yīng)用，但與西門子、ABB、三菱電機(jī)自動(dòng)化等國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)相比，產(chǎn)品還是有明顯的差距。離散工業(yè)中的控制技術(shù)最引人注目的是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)技術(shù)。我國(guó)華中數(shù)控、廣州數(shù)控等眾多企業(yè)近年來發(fā)展迅速，國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床目前已經(jīng)部分采用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，但與日本發(fā)那科、德國(guó)西門子等數(shù)控系統(tǒng)相比仍存在明顯差距。因此，未來智能化技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用將成為我國(guó)在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域迎頭趕上的一個(gè)重要機(jī)會(huì)。

　　當(dāng)前，智能控制技術(shù)急需解決的就是我國(guó)離散工業(yè)中應(yīng)用的各種通用設(shè)備的智能化問題。在“十二五”期間，科技部實(shí)施的“數(shù)控一代”重點(diǎn)專項(xiàng)、國(guó)家04重大專項(xiàng)等對(duì)此方面的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行了支持，取得了很好的進(jìn)展，但距離設(shè)備的真正智能化仍有較大的差距。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，相信我國(guó)的智能控制技術(shù)會(huì)迎來新的發(fā)展機(jī)會(huì)。

　　您認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)于智能控制技術(shù)急需哪些創(chuàng)新或突破？發(fā)展重點(diǎn)有哪些？

　　梅雪松：首先，實(shí)現(xiàn)車間設(shè)備之間數(shù)據(jù)通訊的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)要突破，從而實(shí)現(xiàn)各種制造設(shè)備的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，進(jìn)而為獲取制造過程中的大數(shù)據(jù)提供平臺(tái)；同時(shí)，開放式的控制平臺(tái)至關(guān)重要，只有控制系統(tǒng)軟硬件的真正開放才能夠讓應(yīng)用者實(shí)現(xiàn)各種智能算法，并將其應(yīng)用于工業(yè)中各種控制對(duì)象；另外，要開展針對(duì)具體制造過程的優(yōu)化分析軟件平臺(tái)開發(fā)，即制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，這個(gè)MES必須能夠便利地獲取制造現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)制造系統(tǒng)的優(yōu)化分析。

　　此外，人工智能技術(shù)在制造中的應(yīng)用也將是未來重要的發(fā)展方向，最近備受關(guān)注的谷歌AlphaGo人機(jī)圍棋大賽、波士頓動(dòng)力公司的智能仿人機(jī)器人等，都說明了人工智能技術(shù)近年來在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用大有突破之勢(shì)。這些實(shí)例說明，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算速度的飛速發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)非結(jié)構(gòu)化數(shù)學(xué)建模和求解的復(fù)雜人工智能算法將逐步得到解決，可以預(yù)料，結(jié)合人腦科學(xué)的發(fā)展，將進(jìn)一步為這種復(fù)雜的人工智能數(shù)學(xué)建模提供理論基礎(chǔ)和方法。因此在制造領(lǐng)域中如何把人工經(jīng)驗(yàn)固化成機(jī)器的動(dòng)作，機(jī)器如何在工作中實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)和自提高等智能化功能將急需得到突破和創(chuàng)新。如廣泛使用的數(shù)控機(jī)床，因?yàn)榄h(huán)境溫度、工況的變化導(dǎo)致加工精度飄忽不定等精度穩(wěn)定性問題長(zhǎng)期困擾所有制造企業(yè)，使得產(chǎn)品加工質(zhì)量不穩(wěn)，尤其是現(xiàn)在企業(yè)難以招聘到有經(jīng)驗(yàn)的操作工人，使得原本就難以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)制造的問題雪上加霜，加工的產(chǎn)品大量報(bào)廢不僅直接影響企業(yè)的生存，而且是帶來嚴(yán)重的資源、能源浪費(fèi)等社會(huì)問題，雖然過去對(duì)熱誤差這樣的問題研究很多，但就是難以在數(shù)控機(jī)床中得到實(shí)際有效的應(yīng)用，而如果利用人工智能的方法對(duì)機(jī)床進(jìn)行智能化的補(bǔ)償將有可能有效解決這一問題。

　　要將先進(jìn)的智能控制技術(shù)研究成果有效地應(yīng)用于制造業(yè)，還要重點(diǎn)關(guān)注哪些方面？

　　梅雪松：要從多方面加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，促進(jìn)技術(shù)與應(yīng)用的融合，當(dāng)然包括各種科技項(xiàng)目的立項(xiàng)實(shí)施等；從管理者角度來講機(jī)制和體制的突破非常重要，如何打破科技成果和工業(yè)需求之間的壁壘需要國(guó)家在機(jī)制和體制上的創(chuàng)新，從立法上真正保護(hù)科技人員的利益，激發(fā)科技人員的熱情；從企業(yè)和科技人員角度來講，思想觀念的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要，科技人員一定要?jiǎng)?chuàng)新，模仿國(guó)外的技術(shù)肯定不能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的超越。企業(yè)要敢于創(chuàng)新應(yīng)用新技術(shù)，給新技術(shù)應(yīng)用和驗(yàn)證的機(jī)會(huì)，同任何新技術(shù)一樣，智能控制技術(shù)也需要在應(yīng)用中得到逐步完善。