《電子技術(shù)應(yīng)用》
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智能制造及新一輪工業(yè)革命的四大驅(qū)動力

2016-08-02

  2016年7月24日,全國智能制造試點示范經(jīng)驗交流會在廣東東莞召開。工業(yè)和信息化部黨組書記、部長苗圩出席會議并作重要講話。副部長辛國斌主持會議,中國工程院院長周濟(jì),廣東省副省長袁寶成出席會議。

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  《金屬加工》雜志記者參加會議,下文主要內(nèi)容來源于周濟(jì)院長在會議上的講話:

  智能制造是《中國制造2025》的主攻方向

  1.新一輪科技革命大潮澎湃,新一輪工業(yè)革命蓬勃興起

  當(dāng)今世界,新一輪工業(yè)革命方興未艾,其根本動力在于新一輪科技革命。信息技術(shù)指數(shù)級增長、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化普及應(yīng)用、人工智能技術(shù)戰(zhàn)略突破和集成式智能化創(chuàng)新是新一輪工業(yè)革命的四大驅(qū)動力。

  一是信息技術(shù)指數(shù)級增長。50年前,摩爾博士預(yù)言,在不變價格條件下,半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和元器件數(shù)量將每18-24個月提升一倍,半導(dǎo)體行業(yè)的傳奇定律——摩爾定律就此誕生,并在接下來的半個世紀(jì)中推動了整個信息行業(yè)的飛躍;不僅僅是芯片,還有計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通訊等信息技術(shù),都是按照摩爾定律在長期飛速發(fā)展。

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  特別是過去10年,移動互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新的信息技術(shù)幾乎同時實現(xiàn)了群體性突破,全都呈現(xiàn)出指數(shù)級增長的態(tài)勢。信息技術(shù)指數(shù)級的增長使信息設(shè)備變得極快速、極廉價、更小、更輕,使得這些設(shè)備的性能提升到我們之前根本就無法想象的高度。這些信息技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)的指數(shù)級增長是催生新一輪工業(yè)革命的四大驅(qū)動力之一。

  二是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化普及應(yīng)用。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化使得信息的獲取、使用、控制以及共享變得極其快速和廉價,產(chǎn)生出了真正的大數(shù)據(jù),創(chuàng)新的速度大大加快,應(yīng)用的范圍無所不及。

  大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)……新一代信息技術(shù)極速普及應(yīng)用,世上任何物體都可互聯(lián)起來,可感知,可度量,可通訊,可操控,使人和物更聰明,操控更準(zhǔn)確。人類社會——信息世界——物理世界三元融合,使信息服務(wù)進(jìn)入了普惠計算和網(wǎng)絡(luò)時代,真正引發(fā)了一場革命。

  因而,數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化普及應(yīng)用是新一輪工業(yè)革命的驅(qū)動力之二。

  三是新一代人工智能技術(shù)戰(zhàn)略突破。近年來,人工智能(AI)在世界范圍內(nèi)高速發(fā)展,不僅有量的大發(fā)展,更是有質(zhì)的根本性飛躍。

  谷歌AlphaGo以4:1戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍李世石:4億美元收購的DeepMind研發(fā)的“AlphaGo”以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(由策略網(wǎng)絡(luò)、價值網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成)和蒙特卡洛樹搜索技術(shù),學(xué)遍了域內(nèi)高手的知識。

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  外媒6月27日報道稱,美國空軍王牌飛行員吉恩·李在模擬器中與一款名為“阿爾法”的人工智能程序展開了較量,但在多次嘗試后,他不但沒能發(fā)動一次致命攻擊,而且每次都被擊落。

  如果說,數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化是這次工業(yè)革命的開始,新一代人工智能技術(shù)的突破和廣泛應(yīng)用將形成這次工業(yè)革命的高潮。

  因而,新一代人工智能技術(shù)的突破和應(yīng)用是新一輪工業(yè)革命的驅(qū)動力之三。

  四是集成式智能化創(chuàng)新。伴隨信息技術(shù)指數(shù)級增長和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化廣泛而深入的應(yīng)用,特別是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)作為共性使能技術(shù)深刻地與制造技術(shù)融合,一種全新的創(chuàng)新方法——集成式智能化創(chuàng)新應(yīng)運(yùn)而生。可能使用的技術(shù)并不是最新的創(chuàng)造,但這些技術(shù)的組合就是革命性的創(chuàng)新。

  蘋果系列產(chǎn)品、特斯拉電動汽車就是集成式智能化創(chuàng)新的成功典范,通過采用各種最新信息技術(shù)、管理技術(shù)與工具,對各個創(chuàng)新要素和創(chuàng)新內(nèi)容進(jìn)行選擇、集成和優(yōu)化,形成了優(yōu)勢互補(bǔ)的動態(tài)創(chuàng)新過程,引領(lǐng)著制造業(yè)“創(chuàng)新驅(qū)動,轉(zhuǎn)型升級”的歷史潮流。

  Google和Apple進(jìn)入汽車制造業(yè),本身就意味著一個新的制造業(yè)時代的到來。Google無人駕駛汽車集成了各種先進(jìn)的信息獲取、傳遞、控制和應(yīng)用技術(shù),突出了新的智能技術(shù)和軟件技術(shù),在很短時間內(nèi)取得了標(biāo)志性的突破,是集成式智能化創(chuàng)新的典范。

  當(dāng)前,具有潛在價值的數(shù)字化智能化“積木”在全世界呈爆發(fā)態(tài)勢,各種組合都在高速增長,形成了全球性的“積木式”重組創(chuàng)新。系統(tǒng)決定成敗,集成者得天下。這種集成式智能化創(chuàng)新極為重要,是成就新一輪工業(yè)革命的第四大驅(qū)動力。

  科學(xué)技術(shù)越來越成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要力量,創(chuàng)新驅(qū)動是大勢所趨。每一次產(chǎn)業(yè)革命都同技術(shù)革命密不可分。

  進(jìn)入21世紀(jì)以來,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起,全球科技創(chuàng)新呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢和特征。以智能制造為核心,信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)廣泛滲透,帶動幾乎所有領(lǐng)域發(fā)生了以智能化、綠色化、服務(wù)化為特征的群體性技術(shù)革命,這是新一輪的工業(yè)革命。

  2. 智能制造的內(nèi)涵和發(fā)展愿景

  智能制造——制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù),是《中國制造2025》的主攻方向。

  智能制造是一個大系統(tǒng)工程,要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、模式、基礎(chǔ)四個維度深刻認(rèn)識、系統(tǒng)推進(jìn),智能產(chǎn)品是主體,智能生產(chǎn)是主線,以智能服務(wù)為中心的產(chǎn)業(yè)模式變革是主題,以CPS系統(tǒng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)。

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  3. 智能產(chǎn)品是主體

  制造裝備的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化(如:數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人)、制造系統(tǒng)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化(如:智能生產(chǎn)線、智能車間等)、生產(chǎn)過程的管理與優(yōu)化,可大幅度提升生產(chǎn)系統(tǒng)的功能、性能與自動化程度,使制造系統(tǒng)向數(shù)字化智能化工廠、數(shù)字化智能化企業(yè)以至智能制造系統(tǒng)方向發(fā)展。

  我國制造業(yè)目前和今后一段時間都將大力推進(jìn)“機(jī)器換人”,即在人的指揮下,用機(jī)器代替工人在生產(chǎn)一線的工作?!皺C(jī)器換人”可以大大節(jié)省生產(chǎn)一線的勞動力,而其根本目的更在于提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)效率,提高制造企業(yè)的競爭力。廣泛意義上的“機(jī)器換人”有三種基本途徑:

  ①通過對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化改造,大幅提高生產(chǎn)效率。

 ?、趶V泛采用工業(yè)機(jī)器人,實現(xiàn)“減員、增效、提質(zhì)、保安全”的目的。

 ?、壑悄苎b備+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)=智能生產(chǎn)線、智能車間、智能工廠。

  單臺機(jī)器人或智能設(shè)備是“機(jī)器換人”的關(guān)鍵,也是智能生產(chǎn)的基礎(chǔ);然而,對于廣大企業(yè)來說,最希望有一個智能生產(chǎn)解決方案。

  工業(yè)4.0的核心是單機(jī)智能設(shè)備的互聯(lián)互通,不同類型和功能的智能單機(jī)設(shè)備的互聯(lián)互通組成智能生產(chǎn)線,不同的智能生產(chǎn)線間的互聯(lián)互通組成智能車間,智能車間的互聯(lián)互通組成智能工廠,不同地域、行業(yè)、企業(yè)的智能工廠的互聯(lián)互通組成一個制造能力無所不在的智能制造系統(tǒng),這些單機(jī)智能設(shè)備、智能生產(chǎn)線、智能車間及智能工廠可以自由動態(tài)地組合,以滿足不斷變化的制造需求,這是工業(yè)4.0區(qū)別于工業(yè)3.0的重要特征。

  西門子成都工廠實現(xiàn)了從設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)到物流配送和管理的全過程數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。

  東莞勁勝公司建立了一個智能工程示范車間,生產(chǎn)智能手機(jī)機(jī)殼,擁有10條高速鉆攻機(jī)床自動化生產(chǎn)線。

  項目具有“四化”、“三國”、“一核心”的特點。

  “四化”是指:裝備自動化、工藝數(shù)字化、信息集成化、生產(chǎn)柔性化。

  “三國”是指示范車間全部使用國產(chǎn)制造裝備、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、國產(chǎn)工業(yè)軟件。

  “一核心”是指示范車間的大數(shù)據(jù)信息集成,包括車間的人員數(shù)據(jù)、物料數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)等等,通過對這些數(shù)據(jù)的集成、統(tǒng)計分析和應(yīng)用,實現(xiàn)車間的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,并且初步具備了機(jī)床健康保障、G代碼優(yōu)化、斷刀監(jiān)測等智能化功能。

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  180臺群牌高速高精CNC臺鉆攻中心T500全部配備華中8型數(shù)控系統(tǒng),大數(shù)據(jù)中心以華中8型數(shù)控系統(tǒng)大數(shù)據(jù)采集接口為基礎(chǔ),智能功能涵蓋:基于云計算的數(shù)控機(jī)床大數(shù)據(jù)、斷刀監(jiān)測、機(jī)床健康保障、工藝參數(shù)智能優(yōu)化、Mini CNC線與打磨拋光線等。

  重中之重是做強(qiáng)做優(yōu)智能裝備制造業(yè),用自主可控的先進(jìn)裝備武裝中國制造業(yè)

  習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,最根本的是要增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,最關(guān)鍵的是把核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)牢牢掌握在自己手中,最重要的就是要堅定不移走中國特色自主創(chuàng)新道路。

  過去30多年,我國發(fā)展主要靠引進(jìn)上次工業(yè)革命的成果,基本是利用國外技術(shù),早期是二手技術(shù),后期是同步技術(shù)。如果現(xiàn)在仍采用這種思路,不僅差距會越拉越大,還將被長期鎖定在產(chǎn)業(yè)分工格局的低端。在日趨激烈的全球綜合國力競爭中,我們沒有更多選擇,非走自主創(chuàng)新道路不可。

  不能總是用別人的昨天來裝扮自己的明天。不能總是指望依賴他人的科技成果來提高自己的科技水平,更不能做其他國家的技術(shù)附庸,永遠(yuǎn)跟在別人的后面亦步亦趨。我們沒有別的選擇,非走自主創(chuàng)新道路不可。

  我們要增強(qiáng)創(chuàng)新自信。經(jīng)過長期努力,我們在一些領(lǐng)域已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平,某些領(lǐng)域正由“跟跑者”向“并行者”、“領(lǐng)跑者”轉(zhuǎn)變,完全有能力在新的起點上實現(xiàn)更大跨越。

  嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):不能夠也不可能大規(guī)模地用外國的機(jī)器替換中國的工人。

  發(fā)展的機(jī)遇:中國有必要也有能力發(fā)展世界一流的智能裝備制造業(yè)。

  《中國制造2025》的重中之重是做強(qiáng)做優(yōu)智能裝備制造業(yè),用自主可控的先進(jìn)裝備武裝中國制造業(yè)。

  中國制造業(yè)的同志們有一個共同的奮斗目標(biāo):

  到2020年,中國制造業(yè)基本普及數(shù)字化技術(shù),并在若干領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和智能化的示范引領(lǐng);

  到2035年,中國制造業(yè)在主要領(lǐng)域全面推行智能制造模式,整體上走到世界先進(jìn)行列,為中國的現(xiàn)代化做出戰(zhàn)略性、關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性的貢獻(xiàn)。


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