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Industry Information
每逢歲末年初,總不免會有一些關(guān)于前途的自問自答,。這幾天開會,,感覺鋪天蓋地的是有關(guān)智能制造的會議和報道?;叵虢衲?,自己也聽了幾場演講,上至部長,,下至普通的教授專家,,卻感到越來越疑惑。疑問就此產(chǎn)生:我們到底要怎樣的智能制造,?
智能制造有兩個英文單詞:老外喜歡用SMART MANUFACTURING,,我們中國人喜歡用INTELLIGENT MANUFACTURING,到底哪一個更靠譜一些,?我孤陋寡聞,,不好判斷,但卻想起另外一件事,,就是智能制造到底要干什么,,它的目的是什么?
關(guān)于智能制造,,權(quán)威部門給出的定義主要強調(diào)信息的自感知和自決策,,以及智能研發(fā)、智能裝備、智能生產(chǎn),、智能服務(wù),、智能工廠、智能產(chǎn)品,。猛一看的確是高大上,,全智能,卻又云里霧里不知所云,。如果再看解釋,,就會讓你覺得智能制造更是遙不可及,畢竟人類離人工智能時代還有很長的距離,。但中國制造2025卻又有明確的時間表,。真是不知道到了那一天,情況到底如何,,反正聽起來挺玄的,,責任重大,時間緊迫,。
不可忽略的事實是,,我國的絕大部分制造業(yè),別說是智能制造了,,就是簡單的自動化也沒有,。很多企業(yè)廠房簡陋,制造手段原始落后,,效率低下,,產(chǎn)品粗制濫造。甚至有些行業(yè)內(nèi)非常著名的企業(yè),,連物料管理系統(tǒng)和物料編碼都沒有,,也在高談闊論智能制造。不知道他們是真糊涂還是裝糊涂,。更多的情況是,,買幾臺機器人或者AGV就自稱是智能制造,真是應了老話:無知者無畏,。反正國家有智能制造試點的要求,有大量資金資助,,對有些企業(yè)來說,,又是一次發(fā)財?shù)暮脵C會。
我不太清楚很多專家強調(diào)的智能制造系統(tǒng)的智能到底表現(xiàn)在哪里,,是一臺組合機床,?還是一臺AGV小車?亦或是別的什么東西,。反正很多專家一說起來,,讓人感覺煞有介事,,胸有成竹,好像未來馬上真有什么智能設(shè)備,,它們會無所不能似的,。甚至你要它生產(chǎn)什么,就可以生產(chǎn)什么,。從此世界就進入了全面的人工智能時代了,。
我參加工作是1987年,第一個課題是國家“七五”攻關(guān)項目:橋式起重機計算機輔助設(shè)計(CAD),。也就是說,,在我國,利用計算機進行輔助設(shè)計已經(jīng)有至少超過30年的歷史,,但計算機輔助設(shè)計并非是智能設(shè)計,,與智能制造關(guān)系不大。然而,,在今天的很多企業(yè)卻在高談闊論,,不僅把計算機輔助設(shè)計與智能設(shè)計混為一談,而且把很多與自動化沾點邊的事情全部歸于智能制造,,這真是令人啼笑皆非的事情,。
首先,竊以為所謂的智能產(chǎn)品,,這個應該與智能制造沒有什么直接關(guān)系,。你生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是否智能,與生產(chǎn)手段和設(shè)備是否智能應該沒有直接對應關(guān)系,。有些產(chǎn)品不可能有什么智能,,如我們物流倉儲系統(tǒng)中常見的貨架,輸送機,,堆垛機等,,但在未來,我們卻可以期待通過智能制造系統(tǒng)完成其制造過程,,從而大幅度提升其水平并降低成本,。而未來真的要生產(chǎn)出具有智能的產(chǎn)品,也未必一定得用具有智能的生產(chǎn)設(shè)備去生產(chǎn),。一個典型的事實是:第一臺智能制造設(shè)備肯定需要非智能設(shè)備才能生產(chǎn)出來,,否則就失去源泉了。
相比國人的高談闊論,,老外要老實得多,。簡單來說,智能制造可以從生產(chǎn)的幾個環(huán)節(jié)得到體現(xiàn),即設(shè)計,、工藝,、仿真驗證、生產(chǎn),、物流,、實物驗證等得到具體體現(xiàn),這是實實在在的,。智能制造強調(diào)的是通過網(wǎng)絡(luò),、計算機、大數(shù)據(jù),、云計算,、人工智能等技術(shù),優(yōu)化設(shè)計,,通過充分應用虛擬仿真技術(shù)以完成設(shè)計驗證,,并通過3D打印等未來技術(shù),完成產(chǎn)品的試制,。最終達到降低成本,,提升產(chǎn)品性能的目的,以快速適應定制化時代的客戶需求,。
具體來講,,在設(shè)計階段,主要是通過人工智能,、大數(shù)據(jù),、云計算、新材料技術(shù),,使在給定條件下盡可能多的通過計算機系統(tǒng)自身能力,,提供盡可能多的全方位的設(shè)計方案(即所謂的衍生設(shè)計)。這一技術(shù)目前已有應用,,雖然還處于初級階段,,但卻已經(jīng)顯示出巨大的潛能。不管怎么說,,人工智能未來將全面超越了人類的設(shè)計能力和水平,,這是毋容置疑的。
產(chǎn)品設(shè)計成果需要驗證,,這是計算機仿真技術(shù)的最大舞臺,。通過自動完成的有限元分析,可以計算出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否符合力學要求,,以及在外載荷下產(chǎn)品的表現(xiàn)。通過疲勞仿真,可以完成需要很長時間慘能完成的疲勞試驗,。通過運動學仿真,,可以完成產(chǎn)品運轉(zhuǎn)情況的測試……此外,新材料的應用,,為人類制造新的設(shè)備提供了無窮的可能,。計算機仿真大大縮短了新產(chǎn)品試制的周期,也大大節(jié)省了試制的成本,。此外,,有些實驗是無法輕易通過實物完成的,如核熱反應,、超高音速的風洞試驗,、外太空實驗等,而通過計算機仿真就可以很好的達到實驗的目的,。這是智能制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一,。
關(guān)于生產(chǎn)過程,這是產(chǎn)品實現(xiàn)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié),。智能制造與傳統(tǒng)制造從原理上講可能差異甚小,,如零部件的車磨刨銑等,但自動化程度可能會有質(zhì)的飛躍,,如組合加工中心的出現(xiàn)即是很好的例子,。到目前為止,還看不到具有真正智能的制造系統(tǒng)?,F(xiàn)在,,除了傳統(tǒng)的制造技術(shù)外和工藝外,智能制造還是有其獨特之處可以期待,,如通過3D打印可以完成傳統(tǒng)制造不能完成的復雜結(jié)構(gòu)的加工工作,,如晶格結(jié)構(gòu)。目前3D打印對于生產(chǎn)樣品具有無可比擬的優(yōu)勢,,成本低,、時間短,大大加快了新產(chǎn)品研制的速度,。但3D打印還處于初級應用階段,,有些環(huán)節(jié)還存在無法逾越的障礙。
新產(chǎn)品制造完成后,,還需要得到實踐的檢驗,,并不斷改進,就其迭代升級的過程和邏輯而言,,這與傳統(tǒng)制造過程和邏輯也沒有什么差異,。但可以肯定的是,,智能制造其成功概率要大大高于傳統(tǒng)制造。
智能制造系統(tǒng)中,,還有一項主要內(nèi)容是物流系統(tǒng)容易被人忽視,。可以說,,與智能制造相配套的智能物流(SMART LOGISTICS)同樣不可或缺,,這并非是說離開現(xiàn)代物流就不可能完成智能制造,而是智能物流是降低生產(chǎn)成本,、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段,。有關(guān)這方面的深刻道理,需要有專門的文章進行闡述,。
從上述內(nèi)容,,我們可以看出,老外眼中的智能制造并不是什么神秘之物,,而是在過去許多年即已經(jīng)開始的實踐,,其發(fā)展過程由點到面,由淺入深,,并循序漸進,。其目的也是非常清楚,即提高制造水平,,降低制造成本,,為大規(guī)模定制化生產(chǎn)提供可能。反觀我們,,很多人對于智能物流的概念都不甚了解,,完全沒有明白智能制造的基本過程、要素和基本原理,,也不能解釋為什么需要智能制造,,卻一味的鼓吹智能制造,令人遺憾,。
縱觀我國的制造業(yè)現(xiàn)狀,,既有比肩國際水平的少數(shù)精英公司,更有制造水平尚處于機械化和自動化初期的大多數(shù)企業(yè),。前者固然可以在智能制造方面更上一層樓,,提升國際競爭能力;后者則更多的反映了我國的現(xiàn)實情況,。從可行性來講,,他們應該從基礎(chǔ)抓起,從提高設(shè)計水平入手,,把自己從模仿階段上升到獨創(chuàng)階段,,從粗獷式生產(chǎn)到精工細作,,逐步引入中高端制造設(shè)備;并切實做好產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計,,嚴格控制成本,,提升質(zhì)量,逐步提升我國整體制造業(yè)水平,。這才是正道。
現(xiàn)在全國上下彌漫著兩種典型情緒:其一是擔心制造業(yè)空心化,,因為現(xiàn)實情況是越南,、印度、東南亞勞動力成本比我們更低,,據(jù)說歐美廠家都有遷廠的打算,;其二是豪情萬丈,三五年或10多年就要超英趕美,。須知,,越南、印度縱然有的是人口紅利,,如果我們只關(guān)注其人工成本,,也只能是低端制造范疇,我們何來擔憂,?,!關(guān)鍵是我們是否可以通過三五年甚至10多年,在智能制造上真的有所作為,,而不是現(xiàn)在低端制造的現(xiàn)狀維持,;另一方面,我們的機床制造水平如何,,基礎(chǔ)工業(yè)如何,,新材料研究水平如何,計算機設(shè)計和仿真水平如何,,理論研究水平如何,,應該有客觀的認識,更應該知恥后勇,,腳踏實地,,急起直追。盲目空喊口號,,誤人誤己,,更誤國家!
希望多些有識之士,,發(fā)出正確的聲音,,針對我國國情制定切實可行的方針政策,,使我國的智能制造能夠朝著正確的方向發(fā)展。
期望明天會更好,。