分论坛:3C智造未来
时间:2017年6月21日上午
地点:中国·杭州JW万豪酒店
主讲人:宁振波 中航工业集团信息中心首席顾问
首先要了解智能制造是什么,智能制造是一种思想,它是多种技术的融合,集大成者。
第二点,智能制造不仅仅是生产那点事,制造的含义包含了产品的研发,所以13年在东莞讲用机器换人是智能制造,这是一个伪命题,是假的。14年在东莞,我陪着工信部的领导,东莞管工业的副省长就说机器换人就是智能制造,我就开玩笑说:用机器把你换掉。他傻了,很尴尬,没有办法回答我。他说的机器换人换的是产业工人,换产业工人不叫智能制造,用再多机器人仍然是自动化概念,不是智能的概念。一定要记得,智能是包括产品研发的,包括生产的,包括服务和保障,包括运行,包括维护支持整个的工业体系,不是一个点,不仅仅是生产的概念。
第三点,目前智能的核心仍然是人,不是机器。但是我把人的工业技术和知识规范化了,变成了软件,不规范变不成软件,变成了软件用计算机来执行,帮助人工作,减少人的工作负担,这就是智能制造,机器帮助人,换人还很远呢。
第四点,因为咱们是电子产业,电子这块的设计,中国制造是大而不强,主席说:缺芯少魂。芯是什么?芯是集成电路芯片,就是电子产业。魂是什么?工业软件。
第五点,因为电子制造领域,集成电路芯片密度越来越大,按照电子计算机体系架构,今天已经到了天花板了,再也不可能增长了。大家思考,从十几纳米到几个纳米,大家想,那么精密的集成电路芯片,那么小的东西,靠人手能干吗?不可能的。所以在集成电路生产行业,机器的智能化程度、自动化程度是世界上最高的,否则你做不成。我不知道大家进过集成车间没有,我进过生产TR组件的车间,要求精度非常高。所以我们搞电子产业的生产,智能化、自动化程度是最高的,包括智能化的设计,设计一个芯片在计算机上要设计的很大,之后才能缩小,设计完之后做仿真,做设计、仿真、做电子监测等各种分析,热流体、流体分析,因为热涉及到流体,要降温的话,风扇吹大一点、小一点热不一样,所以叫流体问题。当然还牵扯到很多很多的设计,这块要求非常高。所以电子行业对数字化、网络化要求非常高。
我开题先讲了五点。实际上中国智能制造是十八大开始提出来的,十八大报告中提出,《中国制造强国战略研究》。为了落实十八大这个报告,到13年召开了中国制造强国战略研究第一次研究会,2013年2月24号演变到15年5月8号,这就是《中国制造2025》。因此,2013年汉诺威博览会德国才提出《工业4.0》,也就是说《中国制造2025》和它没关系,但是2014年10月10号李克强总理访问德国,和默克尔总理签了工业4.0合作协议。所以我们后期的发展,《中国制造2025》借鉴了工业4.0的部分内容,不是德国工业4.0在中国的拷贝。
第二个,为什么15年出了一个文件,16年又出了一个文件呢?《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,因为过去工业和信息化部是信息产业部,以前的好多部,机械工业部、轻工业部、冶金工业部,全取消了,这块没了,工业信息化部是IT产业为主导的,人人懂IT,很多管理人员懂IT,麻烦了,出现了很多争论,在去年国务院出这个文件之前,到底是互联网指导制造业,还是制造业为主互联网为辅,炒的天翻地覆,在领导层、政府层、专家层。这个文件一出说清楚了,去年9月19号为了贯彻这个文件,马凯副总理在国家行政学院召开了49个省部长的培训班,五天,9月19号到9月24号。马凯反复讲“两化融合”,制造业与互联网的融合,制造业是核心,互联网是支撑,不能搞反。比如马云做的非常好,给我们生活提供了大量的便利,但如果制造业不好,产品不好,马云的阿里巴巴只能卖国外产品中国将是什么样的局面?所以制造业是核心,互联网为辅助,这就是我三年前讲的互联网+加什么?互联网+垃圾产品等于0,互联网+优秀产品等于1,核心要素是产品,是制造业,不是互联网。如果我的产品非常好,打遍全球无敌手,插上互联网的翅膀老虎变成了飞虎,更厉害。你本身产品很烂,你就是一个老鼠,插上互联网的翅膀能飞起来吗?所以制造业为主导,这就是《中国制造2025》的核心,但是它发布之后吵的非常厉害,这个文件理清楚了。去年9月29号下午,苗圩部长讲“工业信息化部说到今天我才真正理解了为什么成立工业和信息化部,工业为主,信息化为辅,制造业是我们的脊梁骨,主次关系要搞清楚”。
我国的工业体系按照联合国的统计是世界上独一无二的工业体系。我们大而不强,缺芯少魂,智能制造核心是芯片和软件,虽然我们工业配套硬件体系都很完整,但是工业配套软件体系国外一统天下。中国这么大一个制造业大国我们头脑不能被别人控制了,魂是工业软件,这就给投资提出了重大命题。前年7月份,工信部原副部长杨学山拉我去证监会,我说我不去,我不懂,也不关心这个。他说你懂工业吗?懂制造业吗?我说当然懂,他说你跟我去,我讲20分钟,其他时间都是你的。我跟杨部长去了中国证监会,就讲这个东西,讲中国所有的资金在国外全是买的企业、买的产品,中国怎么没有一个投资商在国外买软件公司呢?2005年前西门子没有软件,2005年西门子决策,购买了UGS,CD-adapco软件公司,2016年11月20号,西门子花了45亿美金买了两个软件公司,软件公司这就是魂。中国的投资行业没有一个人看到,前年我就跟中国证监会这么讲,我们这么大的制造业,软件不能老依靠国外,肯定要买软件,开发软件是一条路,但是买软件公司,全部控股了也是一条路。这一点我想全世界大量的工业企业都在买软件公司,但是中国到现在为止投资行业看不到这一点,非常可怕,比国外晚了好多年。由于西门子购买了UG,大型机械CD软件,到2013年推出了工业4.0的解决方案,年利润才1千万美金,35亿美金买了软件35年收回来就不错了,但完全不是这个道理,结果西门子收益,推出了4.0解决方案,打遍全球无敌手。
(PPT图示)什么是智能制造?这页核心是一条——不确定性,过去产品的生产是单件大批量生产,20年代福特汽车公司生产的T型车就是一个非常棒的案例,同一种颜色黑色,同一种配置一生产几百万辆,卖疯了,为什么卖疯了?每一个美国人为买到一辆T型车为荣,典型的单件大批量。80年代、90年代,中国的汽车被桑塔纳、捷达、富康一统天下,我的工资只有几十块钱,买一辆车20多万,单件大批量生产是典型的工业化过程。现在我们买汽车就变了,任何一个汽车,4S店的人会告诉你一种车的配置很多,内装饰、外装饰把你搞懵了,不好选择。这就是人的生活品质提高了,变成了多件小批量,批量小了。以前大家在街上能看到一辆劳斯莱斯的车不得了了,一说劳斯莱斯公司专门为英国皇家个性化定制的,一辆几千万,个性化定制。个性化定制是什么呢?不就是不确定性嘛,我买了第一辆车是这样的,第二个是那样的,第三个是那样的,以前没有办法,个性化定制必须用不同的工具、模具、设备才能造出来。实际上劳斯莱斯的车不是手工打造的,是机器造的,外形不一样,它要造一完整的工装夹具才能造出来,以前造一辆车成本太高。拿中国作为例子,中国14亿人口,按照现在统计,有5千万人到1亿人先富起来,先富起来要和别人不一样,要开不同的车,吃不同的饭,住不同的房子,这就是个性化,个性化就是不确定性。再按照劳斯莱斯制造汽车的方法不行了,人们有一个想法,因为这几年信息化发展的非常快,智能化软件发展非常快,人们在想:我能不能不换设备,不换工具,不换夹具,不换硬的,我通过换软件就可以解决不同?她买第一辆汽车,我用A软件造出来的,个性化了,他买第二辆汽车,用B软件造出来,他买第三辆汽车用C软件,造出来不同的产品,这就是智能制造。因为中国产业门类太多了,产业门类太多之后是多种技术的组合,有了这种思想之后,碰到问题我用软件来解决,不用硬件来解决,用智能制造解决不确定性,未来生产就是个性化,靠软件来解决以前靠硬件解决的东西,这就是软件定义一切,软件定义产品。
德国工业4.0之父孔翰宁怎么说?便宜的传感器,智能制造从状态感知开始,状态感知,你一个手机上有多少传感器知道吗?根本不知道,非常复杂。状态感知需要大量便宜的传感器才可以使用,便宜的传感器得到的数据要转化为数字化的数据。中国文化非常好,但是有几个重大缺陷,不可量化描述。中国菜是典型的,中国菜太多了,全国这么多省市,每个省就有很多菜,但是一说菜谱,没有一个说我炒这个菜几克盐、几克糖、酱油多少,都说酱油少许、盐少许,不可量化描述。中药,不可量化,哪个医生告诉你什么温度泡多少时间,用什么火炖多少时间,出来的药是多少,没法量化描述。还有中华武术和气功,非常好,但是你看看西方描述一个拳击手,我一出手500磅的力量,非常好,但是像一指禅多少力量,没有人知道。西方管理哲学非常厉害,不能量化就不能描述,不能描述就不能管理,数字化不是大概、可能、好像,一定要准确。
当然,我手摸这个笔记本,我这个手感觉会有温度,因为笔记本在工作。我的手感知到温度,我要判断这个笔记本温度是不是太高了,是不是用风扇吹一下?感知温度通过神经网络传输到大脑里面,所以是靠神经系统和大脑,不能把网络想的太神了,人是一个智能体、视觉、听觉、味觉等等来感知外面的信息,通过网络信息、神经系统传递到大脑里,人脑来做分析,分析完再做决策,决策完再精准分析。杭州是一个云计算的中心,我们要考虑制造体系的话一定要综合考虑,它不是单独存在的,一个人要有完整的四肢,任何点过大都出问题,云、大、移、物、智能,它要求整个生态系统完整考虑才不会出问题,这里我不展开讲。
去年我们自发组织写了一本书,叫《三体智能革命》,9月份出版的,12月份没有想到的是工信部把这本书本选为工信部工作会议必读书,每人一本。后来他们打电话问我是不是还有其他书?后来推荐了3本书,但是那3本书很可怜,我这本书被选中我真的很骄傲,但是当我听到那3本书时感到很难受,为什么呢?那3本书都是美国的书。当然,我非常荣幸的是,5月17号早上,工程院周济院长参加了李克强常务办公会,下午2点就主持了我这个书的讨论,一批院士专家,就是讨论三体智能革命如何作为理论体系来支撑《中国制造2025》。第三件事,工信部马凯在读,我没有想到马凯拿去读,马凯、苗圩、周院长都在读。还有一个很有意思的事,美国人、德国人的学者拿这本书来解读美国工业互联网,所以现在有人准备把这本书翻译成英文在美国出版。
我讲讲这个模型。人类世界,动物最高形态就是有智能和意识的人体,有了智能、意识人体创造了很多工具,比如创建了电脑,创建了CAD软件,我们的人就可以把物理实体建模,建成数字虚体,数字虚体就是模型。它有两个作用,第一是把数字虚体作为嵌入式系统,嵌入到物理实体中,物理实体就有智能了。比如这个讲台是什么?瞎讲台、聋讲台,说的是傻设备,但是我如果把这个讲台上装了很多传感器,装了嵌入式系统,装了通信系统,比如无线WIFI,当我把一杯水倒到这个桌子上去的,无线传感器可以把信号传到嵌入式系统上,报警,通过信号发出,你手机上装了APP,不管在世界上任何地方就发现坏了“有水,笔记本可能会被淹了”。如果另外一个人把讲台推翻了,我也可以知道,手机上就可以看到讲台翻了。或者有人把这个讲台搬到房间外面去了,搬到另外一个酒店去了,我都能知道。当数字虚体潜入到物理实体中,本来它不智能,现在它智能了,比如三一重东、徐工等等干的事。5月份李克强总理去了一个展会,中联重科的展总给李克强总理汇报,工程机械开工率1到5月份每周开工率越来越高,因为每个工程机械都装了嵌入式系统,状态可以通过互联网进入中联重科管控中心,这就是产品智能化,要把生产型企业转型为生产服务型企业,核心是产品的智能化。以这个桌子为例,傻桌子就可以变成比较聪明的桌子了。第二,有了数字虚体,产品模型出来了,这个模型可能指导产品的生产、指导产品制造的过程,我可以加快研制进程,提高研制效率。
核心是什么?核心是建模,把物理实体建成一个数字虚体,一个是嵌入式系统,一个是CAD模型,产品模型,或者是生产线的模型,核心是建模,智能的人和智能的工具,再用数据建模,把它建成数字虚体。
实际上,德国的工业4.0、美国的工业互联网、中国的两化融合及中国智能制造,核心就是CPS,是Cyber物理系统,今年发布了物理白皮书,大家可以看看。CPS是什么呢?过去联网是靠人操作计算机联网,今后的联网联什么呢?设备和物料的互联互通,以后人联网不是人通过计算机。原来联网通过计算机现在通过手机,未来可以通过脑机互联,人的大脑和计算机可以直接联,这不是一个梦想。第二是物料的互联互通,世界上联入互联网人数有40亿人,据预测到2020年全球联入工业互联网的有400亿,联的是设备和物料。当联入400亿的时候麻烦了,对我们基础设施要求非常高,比如咱们的房间现在40个人,再挤来40个人没问题,如果40个人变成400个人的时候,这个房间怎么都坐不下了。现在联网是40亿,2020年最低设备400亿,基础设施要求非常高,所以对于基础设施投资要求很高。
Cyber是虚拟的思想,虚拟的东西,Cyber是控制,它控制物理设备的状态,物理状态会发生变化,变化的状态会反馈给Cyber。Cyber空间是一个控制,是一个通讯,是一个网络,当然也是一个协同,是一个虚拟,还是一个创新空间,它是在虚拟空间中完成任务。所以我多次讲过,虚实精确映射,Cyber控制物理,虚拟空间控制实际生产。这就是智能制造的核心。
中国制造2025简单解读为五句话,创新和智能制造全球都在提,我们就不展开了。提质增效,德国工业4.0没提质量问题,为什么呢?德国的产品上个世纪50年代、60年代质量问题全面解决了,或者说工业产品的质量问题融入到了德国人的血液之中,所以德国的所有计划不提质量,中国提提质增效,中国质量不行。第三绿色发展,国外发达国家先污染后治理,我们刚刚开始污染,西方规划里面都没有绿色发展这一说,为什么?中国的雾霾没有那么好解决,我不展开讲了,后话很多很多,这一页就可以讲一个小时。第四是两化深度融合为主线,西方都是几百年工业化社会完成之后进入到信息化社会,一步一步在走,中国非常悲惨,工业化没有完成,中国工业化社会没有完成就进入了信息化社会,逼着中国不得不两化融合,并行在走,并行走非常艰难。中国制造2025核心五句话,创新全球都在提,智能制造全球都在提,但是质量问题、绿色发展、两化深度融合只有中国有,这就是中国特色,和国外没关系。
两化融合、工业技术和信息技术,为什么出来工业和信息化部?因为工业和信息化太难融合了。如何融合,要做12件事情,最重要的一件事情是数字模型,第一个数字模型建不好后面都没有用,但是中国大企业第一个没有做都在做后面,全做死了,大量投资都打水漂,这张图非常重要。实际上现代工业体系的由来和发展从91年开始的,过去是战争史,后来全世界工业体系都以国计民生为中心,91年还有波音777的数字化设计,开创了智能化领域,波音777全数字化设计,造出的第一架777就比造了100架的747质量好,四年半时间完成,而767手工建造花了12年,质量好,周期短,所以91年波音777开创了智能化、数字化。
未来数字化支撑的虚拟世界一定是我们的核心要素,产品从定义、分析、优化到验证。我们的专业太复杂了,软件工程和这个专业的结合就形成了工业软件。智能制造难点是模型,焦点在仿真,核心是工业软件的应用。
过去是物理空间,制造只是从Cyber空间映射到物理空间去,变成实物产品。(PPT图示)这个图很有意思,设计、制造和试验过去是分离的,现在在Cyber空间中完成产品的设计、工艺、制造和试验,发现问题改模型,在计算机改模型太容易了,没有问题了,制造映射到实物生产线,过去手工生产线,现在数字化生产线,未来建成智能化生产线。映射到实物生产过程中,以后可以大幅减少验证型的试验。这个就是把大量工作放在虚拟空间中、Cyber空间中完成,这就是智能制造的体系,不仅仅是生产,有生产、实验和设计。
(PPT图示)这是中国第一个数字量机,2000年出来的,比波音仅仅晚了八年。这是ARJ21,全球19家供应商,当然这期间有大量的标准。这是5月5号首飞的C919。
智能制造首先一个原则是遂人愿、知人意。智能制造是帮助工作,减轻人的工作负担的,如果你越搞越麻烦人就不爱跟你玩了,你的技术路线肯定搞错了,这种事在中国太多了。
就讲这些,撸起袖子加油干。谢谢大家。
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