智能制造

譚建榮院士為智能制造降溫：智能制造不能替代制造技術(shù)

2018-10-30 來源：評論：0

摘要：中國工程院院士譚建榮對當(dāng)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。

　　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(dāng)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(rèn)為，企業(yè)運(yùn)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(yùn)用機(jī)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)。“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。”

　　“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(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)實現(xiàn)精益生產(chǎn)。“精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎(chǔ)，又是智能制造的目標(biāo)。”

　　以下為演講實錄：

　　譚建榮：機(jī)械制造企業(yè)主要是生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品和裝備，經(jīng)歷了機(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(yùn)用機(jī)器人技術(shù)和人工智能技術(shù)，這些都非常好。我個人認(rèn)為運(yùn)用機(jī)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(yùn)用機(jī)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(diǎn)，精益生產(chǎn)、質(zhì)量工程始終是貫穿始終的。

　　我有一個觀點(diǎn)，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(jìn)的技術(shù)。通過機(jī)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(biāo)。我們搞智能制造的小目標(biāo)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(jì)，是票證經(jīng)濟(jì)，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)能過剩?，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(diǎn)。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(rèn)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(rèn)為第一次工業(yè)革命是工廠取代作坊，面向機(jī)械化生產(chǎn)。第二次工業(yè)革命是流水線普遍運(yùn)用，面向的是大規(guī)模生產(chǎn)。第三次工業(yè)革命是21世紀(jì)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(jì)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)?；奶攸c(diǎn)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(yán)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(yùn)而生。精益生產(chǎn)，一個精，一個益。“精”就是少而精，Lean Production。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。“益”就是取得最大的效益，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(yù)。我們很多人認(rèn)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(zhǔn)時生產(chǎn)的概念。準(zhǔn)時生產(chǎn)非常重要，聯(lián)合在一起，現(xiàn)在的提法是精準(zhǔn)生產(chǎn)。后來我們國家也采納了精準(zhǔn)這個詞，在很多領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用。比如，中央現(xiàn)在也提出精準(zhǔn)扶貧。精準(zhǔn)就是精益生產(chǎn)和準(zhǔn)時生產(chǎn)加起來叫精準(zhǔn)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(jìn)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(zhǔn)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(biāo)，零不良品、零轉(zhuǎn)產(chǎn)、零搬運(yùn)、零庫存、零停滯、零故障、零災(zāi)害。每個目標(biāo)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(dāng)時我們廠是非常先進(jìn)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(yùn)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(jī)械制造傳動和驅(qū)動更加高效，運(yùn)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(biāo)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(jìn)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(jìn)行交互的生產(chǎn)。

　　4．基于虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)。

　　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(jī)一體化的人、機(jī)器人與機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，每個企業(yè)有每個企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，每個產(chǎn)品有每個產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)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?，F(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(jìn)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(tuán)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(jī)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(jī)床遠(yuǎn)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(jī)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)。因為時間關(guān)系，我的報告到此結(jié)束，謝謝大家！

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