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國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委委員 智能制造專家咨詢委員會(huì)主任 朱森第

我今天的話題是要講一下智能制造當(dāng)中工藝創(chuàng)新的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題我覺(jué)得應(yīng)該是我們現(xiàn)在智能制造當(dāng)中還沒(méi)有得到很多人重視的一個(gè)問(wèn)題。智能制造的大力推進(jìn)和深入發(fā)展，對(duì)中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了很大的作用，數(shù)字經(jīng)濟(jì)這幾年可以說(shuō)在中國(guó)是蓬勃發(fā)展，2018年，占GDP的比例已經(jīng)到了34.8%。

一般來(lái)說(shuō)數(shù)字經(jīng)濟(jì)都用兩部分來(lái)構(gòu)成：一個(gè)是數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，一個(gè)是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化。其中，我們產(chǎn)業(yè)數(shù)字化占了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的80%，數(shù)字產(chǎn)業(yè)化占了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的20%。更突出的問(wèn)題在于數(shù)字經(jīng)濟(jì)在一、二、三產(chǎn)業(yè)當(dāng)中的比重，在服務(wù)業(yè)當(dāng)中數(shù)字經(jīng)濟(jì)占35.9%，在工業(yè)中占18.3%。如果從另外一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)分析，數(shù)字經(jīng)濟(jì)當(dāng)中，平臺(tái)基礎(chǔ)層的比重大，而應(yīng)用到各行各業(yè)當(dāng)中的比重，2020年預(yù)計(jì)到37%，從這個(gè)結(jié)構(gòu)的分析來(lái)也看得出來(lái)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)是我們現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

抓住智能制造當(dāng)中的五個(gè)關(guān)鍵

由此，我們?cè)诖罅ν七M(jìn)智能制造，加快數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展當(dāng)中，我們?cè)趺茨軌蛴行У赝苿?dòng)智能制造？所以我特別強(qiáng)調(diào)，智能制造是我們的一個(gè)目標(biāo)，而推進(jìn)到這樣一個(gè)過(guò)程當(dāng)中，我們要實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的智能化，通過(guò)制造業(yè)的智能化來(lái)逐漸逼近智能制造這樣一個(gè)目標(biāo)和方向。這樣我們制造業(yè)當(dāng)中的大量企業(yè)都有事情可做了，否則95%的中小企業(yè)覺(jué)得智能制造離他們太遠(yuǎn)了。而我認(rèn)為并不遠(yuǎn)，你可以實(shí)現(xiàn)制造智能化，然后你就有可能做到智能制造。智能制造已經(jīng)持續(xù)推進(jìn)七年，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了432個(gè)數(shù)字化車間項(xiàng)目，這些項(xiàng)目中多數(shù)是成功的，但是也提出一個(gè)突出的問(wèn)題，我們?cè)趺茨軌蛴行У貋?lái)推進(jìn)制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型？我想不外乎是，不要忘了我們推進(jìn)智能制造的初衷，抓住推進(jìn)當(dāng)中的關(guān)鍵問(wèn)題，一定要強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)主導(dǎo)，要兩頭發(fā)力。

推進(jìn)智能制造無(wú)非就是我們要做到更高、更低、更好、更快、更少、更小、更強(qiáng)、更美，所以歸結(jié)起來(lái)，我們實(shí)踐智能制造就是要實(shí)現(xiàn)這八個(gè)“更”。實(shí)現(xiàn)這八個(gè)“更”，不同的企業(yè)有不同的做法，不可能一刀切，不可能一個(gè)模式用到幾萬(wàn)家企業(yè)身上。我們?cè)谕七M(jìn)當(dāng)中抓住關(guān)鍵，抓什么關(guān)鍵？我覺(jué)得有五個(gè)關(guān)鍵：

第一個(gè)是每個(gè)企業(yè)在構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的時(shí)候，要做一個(gè)比較好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第二個(gè)是各行各業(yè)的制造工藝是不一樣的，首先就要解決你自己的制造工藝的問(wèn)題；第三個(gè)是應(yīng)該有一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，現(xiàn)在有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，要上云，又有5G，不同的企業(yè)根據(jù)自己的情況來(lái)實(shí)現(xiàn)你的一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；第四個(gè)是精益生產(chǎn)，精益化是我們推進(jìn)智能制造的基礎(chǔ)，沒(méi)有精益化談不上智能、數(shù)字化轉(zhuǎn)型；第五個(gè)是智能裝備。

這五個(gè)關(guān)鍵，每一個(gè)字拼起來(lái)都是SMILE，所以說(shuō)抓住了這五個(gè)關(guān)鍵。

強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)主導(dǎo)，主要在于我們要著眼市場(chǎng)，要因地制宜，抓準(zhǔn)痛點(diǎn)。我們要把握方向，分析市場(chǎng)。我們要敏捷柔性，響應(yīng)市場(chǎng)，不要寄希望于我做了智能制造以后十年八年可以一成不變。最后一條，要未雨綢繆，創(chuàng)新市場(chǎng)，因?yàn)槟阋N近用戶，永續(xù)發(fā)展。這是我根據(jù)很多企業(yè)推進(jìn)智能制造當(dāng)中沒(méi)有取得應(yīng)有的效益所提出來(lái)的。我關(guān)注到很多企業(yè)他并不注重市場(chǎng)的變化，實(shí)施智能制造就沒(méi)有得到他原來(lái)預(yù)想的效果。

最后是要兩頭發(fā)力。因?yàn)橹袊?guó)的制造企業(yè)95%是中小企業(yè)，因此要把中小企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為我們推進(jìn)智能制造的一個(gè)重點(diǎn)。同時(shí)我們要抓智能制造的關(guān)鍵技術(shù)和智能制造的賦能技術(shù)，這樣才有可能有效的推進(jìn)。其中關(guān)鍵的是我提到工藝的問(wèn)題，制造工藝大家知道就是把物件怎么做出來(lái)，怎么做得更好的一種技術(shù)，所以沒(méi)有工藝，就做不出來(lái)東西、做不好東西。工藝是制造業(yè)的核心技術(shù)，去年科技日?qǐng)?bào)發(fā)了35個(gè)卡脖子的技術(shù)，這35個(gè)不是技術(shù)，35個(gè)是產(chǎn)品，產(chǎn)品的背后和核心是工藝，所以工藝是我們的核心技術(shù)，是制造企業(yè)的看家本領(lǐng)和商業(yè)秘密。

工藝創(chuàng)新至關(guān)重要

我們講到機(jī)械制造工藝無(wú)非就是成型、加工、改性，如果要做到凈成型，你就要做到更輕、更薄。我們看制造工藝當(dāng)中流程工藝是至關(guān)重要的。拿冶金工藝舉例，20世紀(jì)40年代的時(shí)候工藝比較長(zhǎng)，50年代工藝縮短了，到了80年代工藝更短了，所以叫短流程。由于有了短流程，使得冶金生產(chǎn)的過(guò)程大大的縮短，軋鋼的系統(tǒng)簡(jiǎn)化了，企業(yè)得到明顯的經(jīng)濟(jì)效益。我們?nèi)绻に嚥桓模闳ジ阒悄苤圃欤蚁霑?huì)事倍功半。

我們所有的鋼材都要經(jīng)過(guò)各種工藝才能變成制件，拿焊接來(lái)講，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，鋼材用量60%左右通過(guò)焊接工藝而成為制品的，我們國(guó)家為40%。我這里舉了一個(gè)熱壁加氫反應(yīng)器，早幾年是沒(méi)有焊縫的這么一個(gè)環(huán)，才能承受高的壓力。現(xiàn)在這個(gè)熱壁加氫反應(yīng)器在各種各樣的化工里是一個(gè)關(guān)鍵部件。我們現(xiàn)在焊接的鋼板越來(lái)越厚，因此要有一個(gè)大厚度的窄間隙埋弧焊機(jī)，要有八萬(wàn)噸模鍛壓機(jī)主油缸。過(guò)去的焊接，現(xiàn)在我們跟激光復(fù)合。我們現(xiàn)在總講，航空工業(yè)沒(méi)有心臟，心臟就是發(fā)動(dòng)機(jī)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)和重型燃?xì)怆姍C(jī)要單晶葉片，這個(gè)工藝非常的復(fù)雜，我去成都工廠看到的，大的工序14道，還有很多小的工序，最終保證做出來(lái)焊割的單晶葉片。大家知道3D打印可以打出來(lái)很多原型，現(xiàn)在3D打印要打出來(lái)可以用的實(shí)物元件，我們有了在激光成型當(dāng)中微區(qū)超常冶金技術(shù)和大型構(gòu)件激光成形制造技術(shù)，通過(guò)這樣一種技術(shù)，我們就可以做出各種各樣的激光成形件，做出來(lái)以后不但質(zhì)量小得多，而且性能比鍛件更好。

另外，我們很多原來(lái)冷加工的件，比較注重它的精度和尺寸，現(xiàn)在有很多零件尺寸精度固然重要，有很多特殊的性能跟尺寸精度有密切的關(guān)系，而這些件又是我們這些裝備里頭的關(guān)鍵件，沒(méi)有這些關(guān)鍵件，我們的裝備做不出來(lái)。因此這些關(guān)鍵件的形狀、尺寸、精度和性能兩者之間是否有某種關(guān)聯(lián)度，我們就可以通過(guò)質(zhì)量、性能和尺寸精度找到關(guān)系，既解決了它的精度，也解決了它的性能。于是提出了高性能制造的這樣一種技術(shù)，通過(guò)零件的性能和材料、幾何特性參數(shù)的相容性和敏度分析。

我們很多電子的器件里要用到電感器，電感器當(dāng)中的鐵氧體磁環(huán)線圈自動(dòng)繞制工藝是電子基礎(chǔ)元件電感實(shí)現(xiàn)智能制造的前提。這樣一來(lái)，研發(fā)周期從8天縮短到3天，交貨期從35天縮短到7天，人員從70人減少到7人，可見(jiàn)首先要解決制造工藝的問(wèn)題，然后再推進(jìn)智能化制造。

我們?cè)谕七M(jìn)智能制造過(guò)程當(dāng)中，如何把現(xiàn)在的技術(shù)賦能給工藝創(chuàng)新，讓工藝創(chuàng)新與我們智能制造能夠平行齊步地前進(jìn)。我最近做了兩件事情，一件事情就是跟幾個(gè)院士交談，工藝創(chuàng)新在智能制造當(dāng)中的意義；第二，我們分析了2018年一等獎(jiǎng)、特等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目當(dāng)中它的工藝對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的重要性，于是我得出一個(gè)結(jié)論，我們現(xiàn)在很多技術(shù)應(yīng)該賦能我們的工藝創(chuàng)新，哪些方面賦能？我覺(jué)得可以在參數(shù)的優(yōu)化、在反饋的補(bǔ)償上、在智能迭代、工藝仿真、數(shù)值模擬、方案比較、復(fù)合工藝、工藝裝備，這幾個(gè)方面可以賦能工藝創(chuàng)新，我們的工藝也趁著現(xiàn)在新一代的技術(shù)翅膀，能夠更好地前進(jìn)。我們現(xiàn)在的工藝已經(jīng)步入到集成計(jì)算材料工程這樣的技術(shù)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)工藝仿真預(yù)知到未來(lái)的技術(shù)。

因此我預(yù)計(jì)我們有了這樣一些技術(shù)賦能工藝創(chuàng)新，我們就有可能把原來(lái)工藝問(wèn)題十年磨一劍，縮短到五年磨一劍。我前面講的我跟很多院士交談，他們都是差不多用了十年時(shí)間最終得出這個(gè)結(jié)論，為什么？因?yàn)楣に嚪浅?fù)雜，要不斷實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，還要常年的數(shù)據(jù)積累，所以工藝的問(wèn)題就是要十年磨一劍。但是我們現(xiàn)在有了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)，在推進(jìn)智能制造中，我們就有可能把原來(lái)工藝創(chuàng)新的十年磨一劍，縮短為五年磨一劍，能夠更好地加快發(fā)展我們國(guó)家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)。

（根據(jù)國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委委員、智能制造專家咨詢委員會(huì)主任朱森第的最新演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）