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屈賢明:從機電一體化到智能制造 傳統(tǒng)產業(yè)并不“傳統(tǒng)”

http://casecurityhq.com 2019-12-20 21:25 來源:中國工業(yè)新聞網

30年前,機電一體化開始在中國制造業(yè)生根發(fā)芽,30年后,智能制造、智能化成為制造業(yè)新的發(fā)展動力。12月14日,中國機電一體化技術應用協(xié)會成立30周年慶祝大會在北京舉行,國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會委員,中國工程院制造業(yè)研究室主任屈賢明教授回顧并展望了從機電一體化到智能制造的發(fā)展歷程,他表示,技術的融化和產業(yè)的融合是技術和產業(yè)進步的重要途徑,并呼吁要高度重視民生產業(yè)的智能化改造。

上世紀70年代,機電一體化的概念引入中國,到90年代,我國提出“信息化帶動工業(yè)化,工業(yè)化促進信息化”,開始推進CAD、CMA、MRP2(ERP)的應用,可以說開始了數(shù)字化制造的階段。本世紀互聯(lián)網在中國得到了廣泛應用,數(shù)字化制造+互聯(lián)網也就是數(shù)字化網絡化制造應運而生。近年來,隨著人工智能技術的突破,數(shù)字化網絡化制造加上人工智能,真正的智能制造已經到來。

機電一體化、智能化對制造業(yè)的效能非常顯著,一個很傳統(tǒng)的產品,通過機電一體化、智能改造會變成一個高技術產品。傳統(tǒng)的制造業(yè)經過機電一體化、智能化的改造,會變成一個先進的制造業(yè)。機械技術與計算機技術、微電子技術、信息技術緊密結合,從硬件到軟件兩方面,把機械產品的功能和性能及制造過程提高到一個新的水平,使機械產品的構成發(fā)生了變化,帶來的經濟效應和社會效益是巨大的。這種變革的典型產品就是數(shù)控機床。

“從四次工業(yè)革命演進過程里看,工業(yè)革命史實際上是技術融合和產業(yè)融合的產物。而第三次工業(yè)革命(數(shù)字化時代)也可以說是機電一體化結出的碩果。”屈賢明表示。

當前,與人民生活密切相關的紡織、服裝、食品、飲料、家具、家電、玩具等等產業(yè),以及鋼鐵、石化、建材等產業(yè),許多專家稱之為傳統(tǒng)產業(yè),也是民生產業(yè),有些人認為這是夕陽產業(yè),看不到未來,但實際上并不是。屈賢明認為,傳統(tǒng)產業(yè)是相對于新興產業(yè)而言的,一般是勞動密集型產業(yè),以制造加工為主,他們更迫切要求用新的技術,新的生產工具和生產方式來取代傳統(tǒng)的技術和生產工具。

“以互聯(lián)網為代表的新一代信息技術將改變人類的生活方式,也將給傳統(tǒng)產業(yè)帶來革命性的變化,傳統(tǒng)制造+互聯(lián)網將走向數(shù)字化、網絡化,再加上人工智能,最終走向智能制造。傳統(tǒng)產業(yè)經過改造提升,將成為先進制造業(yè),夕陽產業(yè)也將成為朝陽產業(yè)。”屈賢明說。

福建泉州是一個以紡織服裝制鞋、建材家具、食品飲料等傳統(tǒng)產業(yè)為重點的地區(qū)。2015年到2018年四年,泉州的產業(yè)發(fā)生了巨大的變化:第一,推動自動化、數(shù)字化、網絡化、智能化改造已經成為普遍需求,已經有2200多家企業(yè)參與了。第二,個性化定制生產已經被越來越多的企業(yè)所認識,并且在身體力行的推進。第三,電子商務已經由抵觸、恐懼轉向接受、擁抱。

數(shù)據(jù)顯示,經過四年的發(fā)展,2018年泉州完成地區(qū)生產總之8467.98億元,同比增長8.9%,總量及增速繼續(xù)保持福建省領頭羊地位。今年前9個月,泉州出口逆勢上升,增長17.9%。泉州的經驗表明,傳統(tǒng)制造業(yè)不是夕陽產業(yè),只要抓好了轉型升級,就能成為朝陽產業(yè),太陽產業(yè)。

而事實上,最近中國工程院對我國制造業(yè)與國外做了對比,其中一個出人意料,又在情理之中的結果,這就是包括紡織服裝產業(yè)、家電產業(yè)、鋼鐵產業(yè)、石化產業(yè)、建材產業(yè)、食品產業(yè)在內的6大傳統(tǒng)產業(yè),是我國制造業(yè)最具優(yōu)勢和競爭力的一個板塊。

屈賢明期望,中國機電一體化技術應用協(xié)會能繼續(xù)發(fā)揮作用,并且能夠緊跟時代的步伐,成為第三次工業(yè)革命和第四次工業(yè)革命的積極推動者。

以下是屈賢明演講實錄。

屈賢明:各位領導、各位來賓,會議組織讓我分享點什么。咱們還是會議主題,機電一體化。所以我首先講技術的融合和產業(yè)的融合是技術和產業(yè)進步的重要途徑。然后我再講,機電一體化對我印象最深就是普通的機床用了計算機技術,用了數(shù)控,變成了數(shù)控機床。所以一個很傳統(tǒng)的產品,通過機電一體化,通過智能改造會變成一個高技術產品。傳統(tǒng)的制造業(yè)經過機電一體化,經過智能化的改造,它會變成一個先進的制造業(yè)。當前我認為特別應該要高度重視民生產業(yè)的智能化改造。

技術的融化和產業(yè)的融合是技術和產業(yè)進步的重要途徑

首先我想說一說,這是很典型的發(fā)展的歷程,第一次工業(yè)革命開啟了機械化時代,第二次工業(yè)革命是電氣化時代。把機械和電氣相結合,是不是可以稱之為機械電氣一體化,這個可舉的例子太多。

上世紀70年代,機電一體化的概念引入中國。1983年國務院發(fā)布的《國家十四個重要領域技術政策要點》,就將大力發(fā)展機電一體化技術作為其中主要內容。而且十四個領域政策當中,其中有一個就是機械技術政策要點,這是這個政策要點里面的一個亮點。

1985年受國家科委委托,機械科學研究院開展了重大軟科學研究,《機電一體化發(fā)展預測和綜合研究》,對推動中國發(fā)展機電一體化發(fā)揮了重要作用,研究成果獲得國家科技進步三等獎。

所以1989年誕生了中國機電一體化技術應用協(xié)會,這是一脈相承的。上個世紀90年代,提出來信息化帶動工業(yè)化,工業(yè)化是信息化的基礎”的理念。在中國開始推進CAD、CMA、MRP2(ERP),中國可以說開始了數(shù)字化制造的階段。制造技術+數(shù)字化技術產生了數(shù)字化制造。

本世紀互聯(lián)網在中國得到了廣泛應用,數(shù)字化制造+互聯(lián)網也就是數(shù)字化網絡化制造應運而生。這幾年隨著人工智能技術的突破,數(shù)字化網絡化制造加上人工智能、智能化制造,才是真正的智能制造,也應運而生。

說遠一點,第二次世界大戰(zhàn)之后,隨著計算機技術的出現(xiàn),其與與機床的結合,產生最早的機械技術與計算機技術融合的產品——數(shù)控機床??煞Q之為最早、也是最具代表性的機電一體化產品。

機械技術與計算機技術、微電子技術、信息技術緊密結合,這種結合從硬件到軟件兩方面實現(xiàn),把機械產品的功能和性能及制造過程,提高到一個新的水平,使機械產品的構成發(fā)生了變化,帶來的經濟效應和社會效益是巨大的。所以日本在上世紀提出了機電一體化,機械電子學,并且他們專門造了一個英文合詞這就是“machatronics”。

70年代、80年代發(fā)生一些例子,日本帶有微處理器、微型計算機的機電(儀)一體化產品在1979年時,已經達到了儀器儀表工業(yè)總產值的60%。1983年日本生產數(shù)控機床2.6萬臺,產品數(shù)控化率達到18.9%,產值數(shù)控化率達到60.8%。汽車采用微處理器是從1976年開始,由于控制燃燒噴射裝置,點火正時等,帶來節(jié)油、降低污染排放、延長汽車壽命,意義重大。德國工業(yè)4.0當中,第三次工業(yè)革命是從1976年PLC的出現(xiàn)為標志。無論是日本還是德國,他們都是從70年代機械技術與電子技術、計算機技術、微電子技術結合,這是一個重要的發(fā)展節(jié)點。

從四次工業(yè)革命演進過程里看,工業(yè)革命史實際上是技術融合和產業(yè)融合的產物。而第三次工業(yè)革命(數(shù)字化時代)也可以說是機電一體化結出的碩果。期望機電一體化協(xié)會能繼續(xù)發(fā)揮作用,并且能夠緊跟時代的步伐,成為第三次工業(yè)革命和第四次工業(yè)革命的積極推動者。

要高度重視民生產業(yè)的智能化改造

機電一體化數(shù)字化、網絡化、智能化改造,應該把民生產業(yè)作為一個主要載體。

首先傳統(tǒng)產業(yè)不是夕陽產業(yè)。與人民生活密切相關的紡織、服裝、食品、飲料、家具、家電、玩具等等產業(yè),以及鋼鐵、石化、建材等產業(yè),許多專家稱之為傳統(tǒng)產業(yè),其實也是民生產業(yè),有些人認為這是夕陽產業(yè),看不到未來。

這些民生產業(yè)是傳統(tǒng)產業(yè)也沒錯,因為他們都是歷史悠久的,但是說他們是夕陽產業(yè),那就大錯特錯。100年,1000年,如果人類肌體沒有大的變化,如果機器人沒有把人類干掉,那么穿衣、吃飯、睡覺永遠是人的基本的主要的需求。希望穿的漂亮、健康,舒適是當今也是未來人們最大的生活需求,不過需求會不斷升級。

傳統(tǒng)產業(yè)是相對于新興產業(yè)而言的,一般是勞動密集型產業(yè),以制造加工為主。傳統(tǒng)產業(yè)在國民經濟中重要地位,增加值大約占制造業(yè)增加值80%以上,出口方面,2017年前10個月,我國機電產品和服裝、紡織品、鞋類、家具等7類民生產品占出口總值的78.2%。就業(yè)方面,全國2.88億農民工大部分是在傳統(tǒng)產業(yè)就業(yè),如紡織業(yè)產業(yè)人數(shù)2000多萬人。

由于勞動力成本不斷提升,招工難的問題日益突出,勞動力對工作環(huán)境要求越來越高,對于勞動密集型為特征的傳統(tǒng)產業(yè),比起以技術密集為特點的新興產業(yè),更迫切要求用新的技術,新的生產工具和生產方式來取代傳統(tǒng)的技術和生產工具。

當今自動化、數(shù)字化、網絡化、智能化制造是改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)最為有效的手段。工業(yè)化進程可分為四個階段,機械化、自動化、數(shù)字化,高級階段就是智能化。

以互聯(lián)網為代表的新一代信息技術將改變人類的生活方式,也將給傳統(tǒng)產業(yè)帶來革命性的變化,傳統(tǒng)制造+互聯(lián)網將走向數(shù)字化、網絡化,再加上人工智能,最終走向智能制造。傳統(tǒng)制造業(yè)的智能改造為智能制造裝備及工業(yè)軟件的發(fā)展提供了巨大的市場,值得高度關注。

傳統(tǒng)產業(yè)經過改造提升,將成為先進制造業(yè),夕陽產業(yè)也將成為朝陽產業(yè)。

從福建泉州推動智能化改造得到的啟示

泉州是一個以紡織服裝制鞋、建材家具、食品飲料等傳統(tǒng)產業(yè)為重點的地區(qū)。2015年到2018年四年,我看到了一些巨大的變化:第一,推動自動化、數(shù)字化、網絡化、智能化改造已經成為普遍需求,已經有2200多家企業(yè)參與了。第二,個性化定制生產已經被越來越多的企業(yè)所認識,并且在身體力行的推進。第三,電子商務已經由抵觸、恐懼轉向接受、擁抱。

經過四年的發(fā)展,2018年泉州交出一個很滿意的成績單,完成地區(qū)生產總之8467.98億元,同比增長8.9%,總量及增速繼續(xù)保持福建省領頭羊地位。今年前9個月,泉州出口逆勢上升,增長17.9%,泉州的經驗表明,傳統(tǒng)制造業(yè)不是夕陽產業(yè),只要抓好了轉型升級,就能成為朝陽產業(yè),太陽產業(yè)。

這里講一個例子,制鞋一般都是手工化,在國外也有兩家公司做了智能化生產線,但是很難使用鞋的類型變化,所以這兩個生產線都沒有能夠長期運行。但是泉州有一個華寶科技智能化生產線做的很成功。他們已經掌握的幾大關鍵技術,比如說3D機器人制鞋成型工序中的膠線提取技術,施膠路徑智能計算、鞋型鞋碼自動識別、柔性精準施膠技術,以及基于大數(shù)據(jù)、云平臺的制鞋成型系統(tǒng)及虛實數(shù)字化雙胞胎技術。

他們打造的制鞋智能車間信息化平臺,這個智能生產線已經由八條線正在運營當中,取得了相當滿意的效果,用工人數(shù)從66人到8人,產品合格率從96到99.9%。產品返修率從5%減到0.5%。這個制鞋生產線很有推廣價值,現(xiàn)在中國一年產120億雙鞋,泉州就有7000條線。所以這個產業(yè)有可能成為千億的產業(yè)集群。

以紡織服裝為代表的傳統(tǒng)產業(yè)是我國的優(yōu)勢產業(yè)

最近中國工程院對我國制造業(yè)與國外做了對比,其中一個出人意料,又在情理之中的結果,這就是包括紡織服裝產業(yè)、家電產業(yè)、鋼鐵產業(yè)、石化產業(yè)、建材產業(yè)、食品產業(yè)在內的6大傳統(tǒng)產業(yè),是我國制造業(yè)最具優(yōu)勢和競爭力的一個板塊。

以紡織服裝為例,2018年企業(yè)主營收入53703億元,出口創(chuàng)匯2766億美元,占全球出口11.1%,實現(xiàn)凈創(chuàng)匯2501億美元,占全國71%。能解決就業(yè)2000萬人,每為農村進城武功人員提供1000萬就業(yè)崗位。紡織服裝出口額占全球超過1/3,美國進口的紡織服裝36.5%來自中國,正因為如此,在反對美國政府提高進口關稅中,美有關紡織服裝的商會協(xié)會起到很大的作用。

還有北京機械工業(yè)自動化所,發(fā)展滌綸長絲后紡物流裝備及提供解決方案。發(fā)展時間2009年至今用了10年時間,在這個產業(yè)一步一步發(fā)展,一步一步耕耘,所以已經從2009年240萬自動落絲設備,到0.8億的自動包裝線發(fā)展到2019年7億元的銷售規(guī)模。團隊規(guī)模從14人發(fā)展到50余人,客戶數(shù)量從2家發(fā)展到13家,訂單體量從幾百萬到過億元。主要產品自動落筒機、全自動落絲系統(tǒng)、智能包裝線、成品立體倉庫、絲車轉運及緩存系統(tǒng)等等。

現(xiàn)在已經在行業(yè)里面得到了普及推廣,成為新建工廠的必備系統(tǒng)。占有市場85到90%的市場份額,其余均為進口產品,國內已經沒有競爭對手。他們走了一條從點到線,不斷迭代發(fā)展的道路。從點到線,在整個行業(yè)發(fā)揮了重要的作用。

北自所就是機電一體化協(xié)會的掛靠單位,可以說是不是有這么一個關系,機電一體化協(xié)會的成立,把這個概念引入自動化所,使得自動化所機電一體化得到很大的發(fā)展。而自動化所的發(fā)展,也促進了機電一體化協(xié)會發(fā)展,所以我想這一個相互促進發(fā)展,希望能夠持續(xù)下去,希望機電一體化協(xié)會在發(fā)揮更大的作用。也希望在機電一體化協(xié)會的促進下,北自所在機電一體化智能制造方面做的更好。

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