共話山西裝備制造業轉型發展

9月29日，以“實施創新驅動戰略 促山西裝備制造業轉型升級”為主題的智能制造學術報告會在太原舉辦。作為2017年山西省科協年會分會場活動之一，報告會邀請到了中國工程院院士李培根、胡正寰，國家制造強國建設戰略咨詢委員會委員、中國工程院戰略咨詢中心制造業辦公室主任屈賢明，中北大學副校長、山西工程機械學會副理事長白培康等專家作專題報告。會上，院士專家同臺論道，暢所欲言，積極為山西裝備制造業轉型發展建言獻策。

中國工程院院士 李培根：

從幾個視

談到智能制造，很多人容易聯想到智能工廠、無人化車間、人工智能、機器換人等等。實際上，智能制造還是要從一些基礎的工作做起。

作為企業，首先要考慮的是“主要觀念是什么？”——客戶。

智能制造不應盲目追求，要根據自身需求，以客戶為中心，盡可能地滿足客戶的多樣化、個性化需求，甚至要讓客戶參與制造的某些過程。與此同時，還要從數據搜集等基礎做起，促進制造業從大規模流水線的生產方式轉向定制化的規模生產，實現產業形態從生產型制造業向全生命周期的服務型制造業的轉變，這其中最根本的是產業模式從以產品為中心向以用戶為中心轉變。

例如，在實體經濟低迷的社會，紅領集團抓住智能化定制技術，運用智能技術，配合消費者的需求，使得私人定制實現工業化生產，做到了獨樹一幟。工業行業迅速發展，在號召“機器換人”的時候，并不建議盲目地機械化，應該從客戶端思考，從數據搜集等基礎做起，把智能技術融入其中。

第二個需要考慮的是，企業的主要載體是什么？——產品。

獨特技術是產品競爭力的重要體現。產品瓶頸在哪里？毫無疑問獨特技術是產品競爭力的重要體現。沖出瓶頸可更多地關注產品用戶體驗、個性化，通過智能技術增強使用和服務功能、降低能耗、降低成本等方式讓智能技術的應用使產品獲得獨特技術，因此做智能制造，如何使用現代技術讓產品獨特，是每個企業應該思考的問題。

獨特技術可以從質量、綠色、服務等方面去尋找。他舉例說，華中數控把智能技術、自動化技術用在機床上，像人的心電圖一樣，測一些機床的指標，目的是對數控機床進行定期體檢，保證機床的健康同時提高加工質量。

在從前沒有大數據分析的情況下，僅僅依賴人的感知，很多有效的數據資源容易被人們篩掉了，這是影響質量問題的深層原因。如今我們可以通過數據分析、互聯網+結合智能技術去適應加工過程變化。

關于智能產品自己做或購買問題，李培根認為，依賴合作伙伴的公司會犧牲了未來進行更大差異化的可能性。能引領產品洞見、未來創新和競爭優勢的技術要保留，商品化或迭代速度快的技術則可選擇外包。在用戶界面、系統工程、數據分析和快速產品應用開發等領域盡可能自己開發，如內部開發的速度很難跟上外部供應商的腳步則購買。

第三個需要考慮的是，主要現場在哪里？——車間。

企業要生產什么？設備狀態怎么樣？生產統計等部門都在車間。現在一些企業還不知道智能制造+互聯網從什么地方入手，答案當然是要關注車間現場。東莞勁勝是全國智能制造的示范企業，是一家做手機殼的企業，包括產品的開發、品質管控、工時動態匹配等，都通過數字化、智能化技術，在生產車間解決了這些問題。李培根指出，加工效率是3C制造企業的生命線，對一3000臺機床規模的3C加工車間，若單件加工效率提升10%，可節省300臺機床，這些都是通過自動化和信息化實現的。

推進互聯網+智能制造，特別是對于剛剛起步的企業來說，質量、高效是基本目標，服務、綠色、個性等是新目標，在車間現場圍繞基本目標，數據、設備和人，更容易尋找到機會。

第四個需要考慮的是，決定因素是什么？——人。

人是決定因素，也是管理的核心問題。“我們的企業生產制造產品的時候，也需要加強對‘人’的關注。”李培根特別強調，人在智能制造系統中的作用，他認為國內制造業存在一個盲點，就是忽視人的作用。而實際上，進一步提高中國工人的素質，是長期面臨的現實問題，智能制造反而應該更加重視系統中人的作用。

人的問題先從流程與組織創新做起，需要去中心化，即減少科層，去部門、去領導化、去審批。去中心化或少中心反而使系統更穩定，這些亦需要數據技術幫助。

另外，對于人的管理根本在于滿足員工需求，選擇讓數據評判。把主觀的監管改為客觀的監管，把人的監管改為數據的監管。李培根認為，智能制造不能僅僅關注智能機器，還要盡可能發揮人的潛能，進行業務、人才的最佳匹配。

中國工程院院士 胡正寰：

快鍛制圓——楔橫軋精確成形鐵道車軸新工藝的進展

鐵道交通是我國重點發展領域，而車軸是火車中需求量較大的重要零件。目前，國內外車軸主要成形工藝是快鍛和精鍛，快鍛制圓——楔橫軋成形新工藝與前兩者比較，其生產效率可提高一倍以上，每根節材約40～80kg，該項目經太重軌道交通有限公司、北京科技大學等四個單位聯合攻關，已取得突破性進展。因楔橫軋成形工藝具有提高生產效率，節材、可提高零件綜合性能等優點，成為世界公認的軸類零件成形新工藝新技術。

北京科技大學在楔橫軋推廣方面走在全國前列，早在1980年與無錫江南工具廠在國內率先將輥式楔橫軋應用于五金工具的生產。北京科技大學還設計出了具有中國特色工藝、性能優良的楔橫軋機，并被列為國家標準。在國內外首創了楔橫軋重型車后橋空心軸頭，先后在國內推廣楔橫軋生產線100多條，幫助企業建成楔橫軋專業化工廠近10家，年產1～5萬噸，開發并投產的軸類零件品種已達400多種，包括汽車變速箱中的傳動軸，后橋主動軸與軸頭，拖拉機、摩托車等中的傳動軸。北京科技大學的楔橫軋技術成果先后獲國家科技進步獎2項，省部級一、二等獎10多項。可見，我國的楔橫軋技術已居世界先進水平，在楔橫軋產量、品種數量、復雜程度、軋機性能等方面均處于世界領先地位，基本具備采用楔橫軋工藝成形鐵路車輛車軸的基礎條件，但是由于鐵路車輛車軸既大又長，質量要求較高，楔橫軋工藝在鐵路車輛車軸至今還未得到應用，今后仍需要進一步解決楔橫軋車軸成形及性能質量問題、設備及模具特大等問題。

總之，快鍛制圓——楔橫軋精確成形鐵道車軸新工藝項目已經完成實驗室階段的研究工作，力爭盡早在太重軌道交通有限公司實現工業化生產，實現在車軸成形工藝上走出創新發展之路。

中北大學副校長 白培康：

增材制造技術及應用

時代的發展和技術的進步促使新技術不斷涌現。信息技術、新材料技術、新能源技術以及生物技術和智能制造、增材制造等技術的不斷出現為第三次工作革命拉開了序幕。

伴隨著傳統加工技術的不足日益呈現，新的制造工藝呼之欲出，增材制造技術就是其中一種。美國國家科學基金會認為增材制造技術是上世紀最偉大的制造技術革命，上世紀美國《時代》周刊將增材制造列為“美國十大增長最快的工業”。英國《經濟學人》雜志認為增材制造技術將“與其他數字化生產模式一起推動實現第三次工業革命”。

那么，什么是增材制造技術呢？增材制造技術是指基于離散材料逐層堆積成形的原理，依據產品三維CAD模型，快速“打印”出零部件的數字化制造技術。它融合了機械、控制、軟件、材料等多學科知識，是一項系統性、綜合性的技術。

增材制造技術優勢明顯，首先它不受零部件幾何結構約束，能造出傳統工藝難以加工的零部件，極大地增強了工藝實現能力，這種工藝能力對于實現構建輕量化、優化其性能具有極其重要的意義。其次，增材制造支持個性化定制，如3D打印使得“按需而制”和“因人定制”等得以實現。增材制造技術屬于非接觸和無壓力成形、近凈成形，能耗低、節約材料、污染物排放少，可實現大型復雜零部件的修復再制造，節約資源和能源消耗，是一種真正的綠色制造。此外，增材制造還有縮短產品研發周期、降低研發成本，簡化制造環節，提高產品質量與可靠性等優勢。

目前，山西省文物局、省工藝美術行業技術中心、中北大學意識學院獎增材制造技術應用于文創和文物保護。山西宏藝首飾股份有限公司利用增材制造技術醫生首飾和工藝品的設計和制造水平，為山西貴金屬個性化定制做了有益探索。山西美原齒科器械有限公司2017年出資2000多萬元成立了美原數字化中心，引進金屬3D打印及數字化加工設備。

太原3D打印技術公共服務平臺是太原國家高新技術產業開發區與中北大學合作共建的開放式公共服務平臺，由中北大學提供技術支持。該平臺主要進行3D打印科普宣傳以及教育培訓、加工服務、技術研發、成果轉化、產業孵化等，為山西文化創意、住宅、醫療、軍工等領域的產業轉型升級和創新發展提供服務。目前，已為太原理工大學、科達自控等省內外的100多家單位提供了加工服務。該平臺作為山西唯一的一個項目參加了2016年全國雙創活動周。

談及未來山西增材制造的發展思路，白培康認為政府相關部門也應結合全省創新發展和轉型升級的需求，盡快制定增材制造產業技術發展規劃，凝練產業創新鏈。此外，應依托山西有色金屬及不銹鋼新材料產業技術優勢，加大對增材制造專用材料、裝備研發的支持力度，加快形成產業集聚發展，盡快形成產業規模。鼓勵優勢高效、科研院所與企業開展協同創新，研制具有自主知識產權的增材制造裝備，提高裝備的效率、精度和可靠性；要建立和完善產業標準體系，提升行業話語權；要大力推進應用示范，在軍工、醫療、鑄造、文化創意等領域實施示范工程，組織實施學校增材制造技術普及工程。

中國工程院院士 屈賢明：

中國智能制造發展態勢和戰略

當前，智能制造熱浪撲面而來。其原因，一方面用工貴、招工難，使得珠三角、長三角等地大批企業對于數字化、網絡化、智能化改造產生了巨大的需求。另一方面，產品質量和效益提高，需要采取新的技術、新的生產模式和新的生產工具，而數字化、網絡化、智能化是公認的解決路徑。新一輪的產業革命，特別是新一代信息技術的發展，以及與制造業深度融合，數字化、網絡化、智能化發展勢不可當，智能制造已經成為焦點。

以互聯網為代表的新一代信息技術將改變人類的生活方式，也將給傳統產業帶來革命性的變化。傳統制造+互聯網將走向數字化、網絡化、智能化制造，最終將走向智能制造。

關于智能制造的內涵，可能十個專家就有十種說法。實際上現在要形成一個大家都能夠接受的定義是不可能的。但是有一個大致的看法，認為智能制造是制造技術與數字技術、人工智能技術，以及新一代信息技術融合的產物，特別是新一代信息和人工智能，它是面向產品全生命周期，具有信息感知、優化決策、執行控制、深度學習的功能，其目的就是我們所說的TQCS，實現交貨期短、優質、低成本、綠色。它具有信息感知、優化決策、執行控制、深度學習的功能，特別是人工智能，真正的智能制造，沒有深度學習就不能稱為智能制造。

大家知道，發達國家走的是一條機械化、自動化、數字化的道路，現在正在向智能化發展，它實際上是一個串形的發展過程。但是，中國現在所處的環境不同，發展制造業的路徑也將不同。

從2012年開始，國家發改委、工信部、財政部聯合組織實施智能制造裝備專項，吹響了中國發展智能制造的號角。至今，在全國已經建成或正在建設數百個數字化生產線、車間、工廠。由于工業互聯網的快速發展和大規模的應用，這一點我們在世界可以說處在一個領先的地位。這兩年正在建設的數字化生產線、車間、工廠都大量應用了互聯網技術，比如說，這兩年申報國家智能制造專項的數字化車間，基本上可以說都應用了互聯網技術。可以這么說，從2017年我們已經邁入了數字化、網絡化階段。而新一代人工智能的重大突破及在一些領域的應用探索估計還需要兩三年時間，現在正處在尋找突破口階段。當前，業界提出很多方案，例如遠程故障診斷，擺脫過去的專家系統模式是最有希望跨向智能階段的。所以，經過兩三年的探索以及幾年的試點示范，很可能到2025年前后，我們將邁入數字化、網絡化、智能化制造的階段。特別需要指出的是7月8日國務院正式發布了《新一代人工智能發展規劃》，這使我們找到了發展智能制造很重要的一個新的技術源頭，發展智能制造沒有人工智能的要素，就不能稱之為真正的智能制造。我們現在很多的企業說他們已經建成了或者正在建設智能工廠，如果這些工廠找不到智能的要素就無法稱之為智能工廠。

智能制造是新一代人工智能發展規劃的一個六大重要領域之一，中國發展數字化網絡化智能化制造，不必照搬發達國家經驗，即一步一步地串行發展，而可以發揮后發優勢，采用并行的路徑，即用人工智能、互聯網來解決數字化制造中存在的問題。

中國發展智能制造的戰略，可以把它稱為三步走戰略，也有人稱為三種模式，這三步走或者這三步模式，不是絕對分開的、串行的，而是相互交叉、融合、并行的，也可以把它稱作為智能制造的“1”，這個暫且從2012年中國推行智能制造專項的時候算起。到2017年，實際上已經邁入了數字化、網絡化制造的階段，是可以稱為智能制造的“2”。預計在2025年前后，就可能邁入數字化、網絡化、智能化，暫且可以稱為智能制造的“3”，這個才是真正意義上的智能制造。

中國發展智能制造應該采取與其他國家不一樣的策略，就是并行的發展。但是，作為中國發展智能制造另一個重大戰略選擇，就是要用自主化的國產智能制造裝備和軟件來武裝中國的數字化工廠。

根據預測，到2020年，制造業固定資產投資中，對制造裝備的需求約為8萬億～9萬億元，其中數字化、智能化制造裝備所占的比例越來越高，而目前進口占比在58%～70%。如果這個問題不解決，就有可能出現外國的機器上崗了、中國的工人下崗的悲劇。在“中國制造2025”提出的十大重點領域當中，目前分析下來，像通信設備、軌道交通裝備、電力裝備到2025年都可能處于世界領先的位置。他們發展的共同經驗就是要充分利用好巨大需求這一優勢，提升中國裝備制造業的供給能力，這應該是中國發展智能制造的一條重大國策。

具體來說，必須大力發展五類智能制造裝備及工業軟件，這主要就是高檔數控機床與機器人、傳感器與控制系統、檢測裝備和裝配裝備、智能物流設備、專用制造裝備、工業應用軟件。特別是軟件的問題，現在越來越成為一個短板，需要加強。這就是屈賢明對中國發展智能制造戰略的兩個主要觀點。

雖然說人工智能將影響制造，影響智能制造，但是，實際工作中企業不要見風就是雨，不要被當前人工智能的熱潮沖昏頭腦，要從冷靜結合企業實際做起。總之，發展智能制造要從企業的實際情況做起。