中科院丁漢院士談智能制造

現(xiàn)在是非常關(guān)鍵的階段，轉(zhuǎn)型階段。那么這個(gè)階段，我覺得挑戰(zhàn)性更加大。面臨的問題更加的多。我們經(jīng)歷了從無到有，從小到大，但是如何解決從大到強(qiáng)，這個(gè)使命非常艱巨的，并且花的時(shí)間也會(huì)比較漫長(zhǎng)，需要心態(tài)更加平和一點(diǎn)。

我國制造業(yè)發(fā)展參差不齊，同一時(shí)期表現(xiàn)為規(guī)�；�、數(shù)字化，智能化并行，有些企業(yè)的產(chǎn)業(yè)的水平比較高一點(diǎn)，可能已經(jīng)達(dá)到了一些數(shù)字化和智能化。但是有些企業(yè)還處再一個(gè)水平比較低端，人工作業(yè)的階段。

在這個(gè)過程中我們?cè)趺礃幽軌騽?chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，我覺得一方面要解決好產(chǎn)品創(chuàng)新的問題。因?yàn)楫a(chǎn)品創(chuàng)新是引領(lǐng)，制造，包括機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)保障。所以產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)該是一個(gè)行業(yè)的龍頭，一個(gè)產(chǎn)品可以帶動(dòng)一個(gè)行業(yè)，產(chǎn)品模式創(chuàng)新也是很重要的。

但我們國家整個(gè)創(chuàng)新能力和關(guān)鍵技術(shù)跟發(fā)達(dá)國家有較大差距。但我們國家在這個(gè)方面高度重視，國務(wù)院發(fā)布了中國制造2025計(jì)劃，把中國制造提到國家戰(zhàn)略高度，所以制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和制造強(qiáng)國是我國將來實(shí)現(xiàn)必然的選擇。

中國制造2025核心是以智能制造為主攻方向。所謂工業(yè)智能化，會(huì)更加漫長(zhǎng)一點(diǎn)，像智能化更加跟傳感技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)密切相關(guān)的，所以智能化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)更多一點(diǎn)，每個(gè)企業(yè)特點(diǎn)不一樣，不是一定要實(shí)現(xiàn)智能化。我覺得實(shí)現(xiàn)什么化不重要，最重要把產(chǎn)品質(zhì)量高上去，效率搞上去，怎么贏得市場(chǎng)。

在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟，這是更重要的，但是有些企業(yè)行業(yè)的變化特點(diǎn)，周期變化非�？�，必須要驅(qū)動(dòng)。通過現(xiàn)在的信息化手段，能夠裝備的性能有適應(yīng)能力，同時(shí)使它工藝知識(shí)不斷的積累，制造業(yè)很重要一個(gè)特點(diǎn)就是要長(zhǎng)期的積累，工藝知識(shí)的積累很重要。而不是說買了幾個(gè)機(jī)器人回來買了幾個(gè)裝備就是智能化了。

智能制造的發(fā)展應(yīng)該是有積累的，我覺得智能制造最早應(yīng)該得益于數(shù)字化，這是一個(gè)基礎(chǔ)，離開數(shù)字化談智能化是空話。

隨著這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，資源可以動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)，這里面慢慢的通過一些方法，就能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。智能化體現(xiàn)，它的過程可能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)里面更加重要。我們譚建榮院士談了產(chǎn)品里面的智能化。

因?yàn)樵O(shè)計(jì)是靈魂，設(shè)計(jì)帶動(dòng)我們的發(fā)展。這個(gè)里面有智能設(shè)計(jì)和制造過程，制造過程就是對(duì)狀態(tài)進(jìn)行感知，分析、決策，最后到執(zhí)行。所以講智能制造也不是一蹴而就的，也是分這樣幾個(gè)階段，從最早到互聯(lián)網(wǎng)資源共享，到人工智能和手段的出現(xiàn)，慢慢走向智能化，所以智能制造是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的堅(jiān)持不懈的追求目標(biāo)。而不是僅是一個(gè)概念的階段。

但是智能制造有幾個(gè)核心特征，我覺得最主要的就是通過數(shù)字化、智能化手段可以把客戶的需求，到產(chǎn)品的開發(fā)，產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品的服務(wù)可以串成一個(gè)整線，這是最主要的，另外一個(gè)很重要的第二條線，就是在內(nèi)部一條線，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流到營銷兩條線，所以智能制造要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)線的集成，一個(gè)是客戶到產(chǎn)品服務(wù)的這個(gè)線貫穿，第二個(gè)在這個(gè)過程中，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，到物流，整個(gè)過程是一個(gè)很大的范疇，我們每位老師，每個(gè)企業(yè)只能做其中一部分。這是我個(gè)人對(duì)智能制造的一個(gè)特征的理解。

我認(rèn)為有兩條主線一個(gè)就是客戶需求到產(chǎn)品服務(wù)，一個(gè)定單設(shè)計(jì)開始，圍繞這個(gè)設(shè)計(jì)，怎么樣組織生產(chǎn)，怎么樣組織物流，怎么樣組織營銷，這兩條主線做得比較好的話確實(shí)能夠帶動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來實(shí)在的實(shí)惠，幫助轉(zhuǎn)型升級(jí)。

這里面最為核心是產(chǎn)品的智能化更加核心，大家知道智能的產(chǎn)品，帶來了很大的一個(gè)變化，就是最近提到了深圳大疆做無人機(jī)，幾年前我看幾個(gè)小伙子搗鼓，能夠到現(xiàn)在六七十個(gè)億，我們國家很多中低端產(chǎn)品還是在過剩，但是供不應(yīng)求在一些中高端，所以設(shè)計(jì)的改變一點(diǎn)，可能帶來一場(chǎng)非常大變化。所以我個(gè)人認(rèn)為智能制造很重要的特點(diǎn)就是產(chǎn)品的智能化。因?yàn)槿藗儗?duì)產(chǎn)品的要求不斷的提高，當(dāng)你這個(gè)產(chǎn)品增加一些智能以后，你的競(jìng)爭(zhēng)力就大大提升。所以在產(chǎn)品創(chuàng)新是很重要的。

所以離開了產(chǎn)品創(chuàng)新，單獨(dú)談智能制造，這是純粹就是炒概念的，必須要是為了這個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)新，我智能制造怎么樣創(chuàng)新的過程，使它縮短，使創(chuàng)新更加方便。有的產(chǎn)品創(chuàng)新，就是設(shè)備加幾個(gè)傳感器，可以把整個(gè)過程個(gè)性化的定制。還有我加一些傳感器，可能有一些算法，有一定的自主性，可以跟人交互，有些機(jī)器跟人之間可以溝通我覺得產(chǎn)品創(chuàng)新表現(xiàn)得非常多。這可能是各個(gè)其在市場(chǎng)慢慢摸索，怎么樣找到一個(gè)比較正確，有市場(chǎng)的產(chǎn)品創(chuàng)新的道路。那么，當(dāng)然比較難的是我們高校做得比較多的是裝備的智能化。

因?yàn)檠b備加工過程當(dāng)中有很多狀態(tài)，有大量的積累，所以是比較是長(zhǎng)時(shí)期的，為什么國外很多企業(yè)不大，但是裝備做得好，他們幾十年，數(shù)百年就做這個(gè)，就像這次任正非他也強(qiáng)調(diào)，我多少年來，就做一個(gè)事實(shí)。所以裝備的智能也是這個(gè)問題，把裝備做得很好，中國裝備在高端市場(chǎng)有市場(chǎng)，就是做到極值，每個(gè)方面，每個(gè)細(xì)節(jié)到最好。

這大量的市場(chǎng)。不是我們今天開完大會(huì)把智能裝備搞出來的，絕對(duì)不可能的。這里面需要大量的融合，大量的實(shí)驗(yàn)，大量的能夠排除干擾，把這個(gè)裝備實(shí)驗(yàn)慢慢做實(shí)。裝備的智能化，還是應(yīng)該來講非常艱苦漫長(zhǎng)的道路。

現(xiàn)在做得比較多是車間的智能化，得很好了，很多數(shù)字化車間，很多企業(yè)做得非常好。所謂數(shù)字化車間就是每個(gè)狀態(tài)信息采集，實(shí)時(shí)知道這個(gè)車間按照這個(gè)需求，這還是一個(gè)工作量的問題。這是車間智能化。但是更大一點(diǎn)就是工廠的智能化，這塊應(yīng)該也做得到。越大反而好做，越小反而比較難。就是我們加工一個(gè)復(fù)雜零件，把這一點(diǎn)搞成光滑可能十年都不可以，數(shù)字化車間可能兩年就做出來的，這里面有很大的變化，所以制造，有時(shí)候很小一個(gè)事要花很長(zhǎng)時(shí)間把它做下來。

智能制造核心技術(shù)在哪里？
智能制造最核心有這幾個(gè)技術(shù)，一個(gè)就是數(shù)字制造技術(shù)，數(shù)字化就是制造要有模型，還有能夠方針，這里面包括了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及數(shù)控技術(shù)，還有產(chǎn)品管理，企業(yè)協(xié)同技術(shù)，這里面方方面面的涉及到的問題非常多的。牽扯到很多方面，就是數(shù)字化制造的基礎(chǔ)。離開了數(shù)字化就根本談不上智能化。

第二個(gè)技術(shù)是傳感，各式各樣的傳感器在企業(yè)里面用得越多，信息掌握得多�？赡苡懈魇礁鳂拥�，有嵌入，有絕對(duì)，有相對(duì)的，有靜止的，有動(dòng)的，這種傳感器支持我們獲取信息重要手段�？梢造`活配置，變化非常的方便，不像機(jī)床傻大笨粗的。機(jī)群的技術(shù)對(duì)智能制造是非常的重要的組成部分。

今天這個(gè)機(jī)器人，從1959年，第一臺(tái)誕生以來，機(jī)器人在國民服務(wù)、制造業(yè)方面發(fā)揮了極其重要的作用。工業(yè)機(jī)器人的最大應(yīng)用在汽車領(lǐng)域，汽車用的機(jī)器人最大�，F(xiàn)在慢慢擴(kuò)大老人護(hù)理、安全，太空勘探。在各行各業(yè)發(fā)揮重要的作用，不可替代的作用。

但是目前機(jī)器人各方面感知能力很差的，只能在結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中工作，我們?nèi)藱C(jī)合作都是簡(jiǎn)單的工作，我們講特種機(jī)器人很多的交互是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們的要求，今天的機(jī)器人的技術(shù)，它的功能和實(shí)用性與人類的愿望有很大的差距，所以需要我們幾代人拼命的工作，并且有其他學(xué)科的進(jìn)步共同推動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展，所以大家對(duì)機(jī)器人的期望值不能太高。先進(jìn)的機(jī)器人和我們期望的機(jī)器人應(yīng)該很大的差距。機(jī)器人應(yīng)該成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)，達(dá)沃斯論壇也談到是一個(gè)新的工業(yè)革命，麥肯錫到機(jī)器人到帶來產(chǎn)值是萬億美元。

這是機(jī)器人的先進(jìn)性可以看得出來的。世界各國都在制訂機(jī)器人的計(jì)劃，歐盟關(guān)注機(jī)器人制造方面的應(yīng)用。全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)在中國，習(xí)近平總書記兩院大會(huì)提出把機(jī)器人水平上去，占領(lǐng)盡多市場(chǎng)，我們機(jī)器人碰到很好的機(jī)遇，但是怎么樣把水平搞上去，還是要花很長(zhǎng)的時(shí)間，通過我們?cè)谒�平上去，能夠占領(lǐng)市場(chǎng)，但是隨著中國制造2025，機(jī)器人迎接來非常好的機(jī)遇。隨著機(jī)器人的發(fā)展歷程，最早是模擬生命體簡(jiǎn)單的應(yīng)用，慢慢的模擬生命體的智能自主決策，現(xiàn)在機(jī)器人做得比較多是模擬的智能，模擬整個(gè)群體智能。

今天的機(jī)器人，未來的機(jī)器人我可能會(huì)將由現(xiàn)在的簡(jiǎn)單交互，發(fā)展到與環(huán)境、人的交互。機(jī)器人發(fā)展會(huì)呈現(xiàn)這樣的變化趨勢(shì)。有兩點(diǎn)肯定，無論機(jī)器人怎么發(fā)展，高可靠，高速、重載，高安全性肯定的。不管什么東西，機(jī)器人動(dòng)力學(xué)，機(jī)器人傳感，機(jī)器人結(jié)構(gòu)，像并聯(lián)機(jī)構(gòu)，。未來機(jī)器人有特點(diǎn)一個(gè)就是本，效率可靠，安全，就是力氣也大，靈活，這是一個(gè)特點(diǎn)。第二個(gè)特點(diǎn)可能就是人與機(jī)器人怎樣共融，機(jī)器人和人類共同把一個(gè)事情做好，而不是機(jī)器人把人替代，人發(fā)揮人的優(yōu)勢(shì)，機(jī)器人發(fā)揮機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)。共融。我覺得這個(gè)機(jī)器人一方面方面共融，操作者共融，跟其他人自然交互，能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，將來是機(jī)器人和環(huán)境共融的發(fā)展是未來的趨勢(shì)。

那么，還有一個(gè)很重要的機(jī)器人和機(jī)器人之間要相互了解。這里看到幾個(gè)小飛機(jī)在空中能夠搬這個(gè)題目，我覺得非常好的。這一方面牽扯到個(gè)體的自主，能夠獨(dú)立的判斷。同時(shí)群體之間，有感知、認(rèn)知博弈，很重要就是機(jī)器和人協(xié)同，將來可能在機(jī)器人里面，能夠跟人舒服，延伸人體，尤其是老齡一些肢體的放大，能夠精確理解人的，所思即所答。這是未來機(jī)器人主要的發(fā)展的方向一方面在本體方面繼續(xù)追求剛才說的特點(diǎn)。另外在重載方面要支持機(jī)器人和人的各方面的融合。我還是非常重要的。

在這里呼吁一下，我們國家機(jī)器人的發(fā)展一定要深深的扎根在技術(shù)理論上，離開了技術(shù)研究，離開了基本問題的研究，機(jī)器人的發(fā)展缺乏后續(xù)的動(dòng)力，所以機(jī)器人發(fā)展的動(dòng)力一定來源于科學(xué)的發(fā)展。這個(gè)科學(xué)的發(fā)展把問題解決了，真正機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。我覺得在機(jī)器人將來的核心問題可能還是三方面。

一個(gè)就是機(jī)構(gòu)，有這樣的順應(yīng)性，另外感知，多模態(tài)，對(duì)環(huán)境理解多認(rèn)知。還有分布協(xié)調(diào)控制。這個(gè)是支持我們改變機(jī)器人發(fā)展必不可少的一部分。所以我覺得大家拼命做機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，也要建機(jī)器人科學(xué)中心，機(jī)器人研發(fā)的基地。離開了這樣科學(xué)中心，那么你后續(xù)的發(fā)展缺乏動(dòng)力，你可能會(huì)一陣子做完了以后，發(fā)現(xiàn)再過幾年繼續(xù)徘徊，再過十年還是徘徊。這樣你就可能被別人拉下來，會(huì)落后。

制造業(yè)思考
制造技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了很多方面的因素。值得一提的是德國弗勞恩霍夫研究所，他每個(gè)所關(guān)注一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，把這個(gè)技術(shù)做透，能夠在企業(yè)里用，成熟度可以做到7、8、9這樣的水平。這種模式非常好。就是政府長(zhǎng)期支持，但只給你三分之一的錢。你可以搞項(xiàng)目，給你三分之一的錢，跟企業(yè)合作三分之一。所以我有一點(diǎn)思考，我也做過科技部973項(xiàng)目，但是有些技術(shù)為什么走不到市場(chǎng)上去，這里面可能有兩個(gè)問題。

一個(gè)高校老師關(guān)注的是文章，企業(yè)關(guān)注的是成套的徹底的解決方案。所以這個(gè)過程當(dāng)中，差零點(diǎn)零幾，這個(gè)技術(shù)走不出實(shí)驗(yàn)室。在這樣的思考下，我們最近我們?cè)诮�蘇也成立了一個(gè)無錫研究院，這個(gè)目的地是以德國這個(gè)研究所為對(duì)標(biāo)。我們很多是跟企業(yè)聯(lián)系非常多的。在落戶不到三年，感覺到智能制造，這個(gè)對(duì)很多企業(yè)需求量很大的。但是這里面，機(jī)會(huì)是非常好。這個(gè)研究院可以把一些城市里研究生畢業(yè)留在研究院，然后花時(shí)間把這個(gè)技術(shù)做可靠，我們研究院從三年前剛剛建立至今發(fā)展了有一百多位專職人員，這個(gè)人員將來對(duì)技術(shù)的推動(dòng)，可能更加重要一點(diǎn)。那么，這里我們主要還是做三個(gè)技術(shù)，一個(gè)就是數(shù)字化技術(shù)，怎么樣把工藝提高，智能化技術(shù)就是裝備的智能，還有智能化車間技術(shù)。

最近我們做得比較好的就是大型風(fēng)電葉片，我現(xiàn)場(chǎng)看有很多工人工作，環(huán)境非常惡劣，我覺得機(jī)器人要盡快進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，通過幾臺(tái)機(jī)器人，搞個(gè)六七臺(tái)機(jī)器人并行加工，這樣能實(shí)現(xiàn)葉片加工。將來的機(jī)器人一定會(huì)出現(xiàn)一些能工巧匠的機(jī)器人，但是能工巧匠機(jī)器人在機(jī)器人機(jī)構(gòu)、控制、測(cè)量都有一些新的挑戰(zhàn)。我覺得將來機(jī)器人加工應(yīng)該是一個(gè)很好的方向。可以發(fā)揮機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)，數(shù)控機(jī)床，加工一些大型零件不足。

但是將來的制造技術(shù)的發(fā)展可能不單就是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)傳承，我覺得將來的制造技術(shù)的發(fā)展可能就是一個(gè)學(xué)科的交叉。尤其是跟信息、材料、力學(xué)、物理交叉，通過學(xué)科交叉慢慢走向智能化。所以總而言之，不管叫什么智能制造也好，追求的一定是適應(yīng)性，以及自律性，同時(shí)面向我們國家的高端裝備的重大需求，離開了國家的需求，可能你很難有發(fā)展。還要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，拓展學(xué)科新增長(zhǎng)點(diǎn)，培養(yǎng)高水平人進(jìn)來，同時(shí)在國際舞臺(tái)上加強(qiáng)合作，真正能夠?qū)崿F(xiàn)我們的制造從數(shù)字化走向智能化，為國家制造強(qiáng)國的貢獻(xiàn)力量。

丁漢院士：中科院院士、機(jī)械電子工程專家，現(xiàn)任華中科技大學(xué)數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，主要從事機(jī)器人與智能制造研究, 研究成果在航天、能源和汽車領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。

來源：數(shù)字化企業(yè)