緊盯當(dāng)今三大風(fēng)口 中國先進(jìn)制造尋找“全球坐標(biāo)”

“中國制造2025”發(fā)布后,，國內(nèi)外企業(yè),、智庫紛紛對此進(jìn)行關(guān)注和研究,。他們通過比較“中國制造2025”,、美國“再工業(yè)化構(gòu)想”,、日本“工業(yè)智能化”和德國“工業(yè)4.0”之后認(rèn)為,，全球先進(jìn)制造業(yè)正在聚焦3D打印,、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等前沿?zé)狳c(diǎn),，中國在實(shí)施“中國制造2025”的進(jìn)程中,，需要緊密跟蹤借鑒全球制造業(yè)前沿?zé)狳c(diǎn)和發(fā)展路徑，引導(dǎo)企業(yè)適時適度完善和調(diào)整發(fā)展重點(diǎn),，使“中國制造2025”在全球同類規(guī)劃中具有競爭力和主動性,。

3D打印應(yīng)用到細(xì)分產(chǎn)業(yè)

“歸根結(jié)底，先進(jìn)制造技術(shù)使得新設(shè)計(jì)新材料得以應(yīng)用,�,！蓖ㄓ秒姎夤�司研究開發(fā)中心中國總經(jīng)理魏斌評價3D打印技術(shù)稱。

最近,，歐洲和美國等的制造業(yè)聯(lián)盟機(jī)構(gòu)對發(fā)展3D打印細(xì)分行業(yè)進(jìn)行了較為明確指向,，他們把3D打印技術(shù)的市場需求主要定位在醫(yī)療和飛機(jī)關(guān)鍵小部件的制造上。

對此,，中國工程院有關(guān)報告指出,，3D技術(shù)將對智能生產(chǎn)、智能加工和智能設(shè)備帶來推動作用,。我國3D打印技術(shù)應(yīng)該在可穿戴電子設(shè)備,、可穿戴器件、個性化手術(shù)導(dǎo)板以及一些醫(yī)療模型等方面有更大的作為,。

3D技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù),。盡管最近幾年才走入公眾視野并引發(fā)普遍關(guān)注,，但誕生于上世紀(jì)80年代的3D打印技術(shù)，很早就在醫(yī)療行業(yè)嶄露頭角,。

比利時瑪瑞斯三維打印技術(shù)有限公司中國區(qū)總經(jīng)理凱艾姆·弗朗索瓦表示,，僅2013年，該公司就打印了15萬個醫(yī)療模型,，包括個性化手術(shù)導(dǎo)板以及一些醫(yī)療模型等,，目前全球已有1000多萬人開始使用定制化的3D打印助聽器產(chǎn)品。

上海交通大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)教育部工程研究中心教授王成燾認(rèn)為,，個體化,、精準(zhǔn)化,、微創(chuàng)化、遠(yuǎn)程化是21世紀(jì)臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展的四大方向,，其中,，數(shù)字技術(shù)是主要支撐，3D打印技術(shù)是重要內(nèi)容,。

據(jù)王成燾介紹,，目前3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用有三大領(lǐng)域——打模型、助力精準(zhǔn)手術(shù),、量體個性化種植,，接下來的研發(fā)方向是軟組織系統(tǒng)和組織工程支架的3D打印，同時也對模型的物理性能提出更高需求,，如能否打印血管肌肉等,。

據(jù)了解，3D打印技術(shù)本質(zhì)上并不是印刷技術(shù),，而是一種制造技術(shù),，業(yè)內(nèi)也稱其為“增材制造”，與傳統(tǒng)制造業(yè)通過加工原料最終成型不同,，3D打印技術(shù)是“無中生有”的制作過程,，不僅不受原料幾何形狀的約束，還幾乎不產(chǎn)生廢料,，能有效節(jié)約成本,。

“3D打印技術(shù)可以解決很多傳統(tǒng)工藝解決不了的問題�,！蓖ㄓ秒姎夤�司研究開發(fā)中心中國總經(jīng)理魏斌表示，先進(jìn)制造業(yè)的根本在于先進(jìn)產(chǎn)品,，而生產(chǎn)先進(jìn)產(chǎn)品必須有先進(jìn)可靠的加工手段,，能夠把新型材料加以應(yīng)用，3D打印技術(shù)在制造復(fù)雜,、個性化產(chǎn)品方面要比傳統(tǒng)制造工藝有優(yōu)勢,。

魏斌舉例說，飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片前面的防鳥撞零件形狀復(fù)雜,，加工起來很有難度,，但3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)“一次成型”，不僅提高了制造效率,，而且使產(chǎn)品具有機(jī)械特質(zhì)以滿足功能需求,。

當(dāng)然，3D打印技術(shù)的應(yīng)用與管理也絕不僅僅局限于一臺3D打印機(jī),，也不是說只要有了機(jī)器,、模型,、好的材料就一定能夠生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，3D打印行業(yè)跟傳統(tǒng)制造業(yè)一樣,，也需要工藝流程來進(jìn)行管理操作,，機(jī)器只是其中一個環(huán)節(jié)。

盡管3D打印技術(shù)日益受到重視,，3D打印產(chǎn)業(yè)也成為“十大增長最快的工業(yè)”之一,，但與傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)模相比，仍然是滄海之一粟,。據(jù)世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),，直到2013年，全球3D打印市場規(guī)模才近40億美元,，還不及一家大型企業(yè)一年的產(chǎn)值,。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，3D打印技術(shù)更適合“制造和銷售高利潤的產(chǎn)品和服務(wù),，為消費(fèi)者提供個性化和革命化的體驗(yàn)”,，它發(fā)展的出路不在于與傳統(tǒng)制造業(yè)一較高下，而是通過其高度的加工制造柔性與廣泛的材料適用性來與傳統(tǒng)制造業(yè)優(yōu)勢進(jìn)行互補(bǔ),，以其“精,、準(zhǔn)、快”的制造特點(diǎn),，促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,。

3D打印技術(shù)正成為一場世界性的科技角逐，既為先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展指明了一條路徑,，也為傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級指出一個方向,。

大數(shù)據(jù)+云計(jì)算：嵌入生產(chǎn)全過程

美國的“再工業(yè)化構(gòu)想”、日本的“工業(yè)智能化”和德國的“工業(yè)4.0”都把大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新一代信息技術(shù)嵌入到制造業(yè)的生產(chǎn)和服務(wù)全過程,，其實(shí)施的進(jìn)程和效果已被廣泛關(guān)注,。

“多數(shù)制造企業(yè)所理解的競爭，主要著眼于遇到問題解決問題,，這只是看得見的競爭,，更聰明的企業(yè)已經(jīng)在努力避免問題上下功夫，這就是看不見的競爭,，未來的競爭主要是這個,。”美國國家科學(xué)基金會（NSF）智能維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)合作中心主任李杰說,，互聯(lián)網(wǎng)時代全球制造業(yè)格局正在發(fā)生改變,，大數(shù)據(jù)技術(shù)將扮演重要角色。

大數(shù)據(jù)是指所涉資料數(shù)量巨大,，無法通過目前的主流軟件在合理時間內(nèi)擷取,、管理,、處理，使其成為能夠幫助企業(yè)經(jīng)營決策,、達(dá)成更積極目的的資訊,，又稱巨量資料。

李杰說,，信息時代制造業(yè)的大數(shù)據(jù)來源,，就是6C：連接（Connection，傳感器和網(wǎng)絡(luò)）,、云（Cloud,，任何時間及需求的數(shù)據(jù)）、虛擬網(wǎng)絡(luò)（Cyber,，模式與記憶）,、內(nèi)容（Content，相關(guān)性和含義）,、社群（Community,，分享和交際）與客制化（customization，個性化服務(wù)與價值）,。

“大數(shù)據(jù)技術(shù)的最大價值,，就是利用上述大數(shù)據(jù)找出隱性的、還沒有發(fā)生的問題,，然后避免問題發(fā)生,。”李杰說,。

據(jù)介紹,，為防止出現(xiàn)尿布滲漏等質(zhì)量問題，寶潔公司過去要用相機(jī)逐一篩查,，找到問題后必須停機(jī),，挑出不合格尿布，再重新開機(jī)生產(chǎn),。如何讓生產(chǎn)線不停機(jī)也可以挑出不合格產(chǎn)品,？

在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下,，寶潔公司改變以前發(fā)現(xiàn)問題再處理的傳統(tǒng)方式,，而是通過實(shí)時監(jiān)控尿布生產(chǎn)情況，預(yù)先發(fā)現(xiàn)不健康狀態(tài),，并將處于這一狀態(tài)下的尿布統(tǒng)統(tǒng)去除,，保證了生產(chǎn)線連續(xù)工作，僅此一項(xiàng),，每年就為寶潔節(jié)省4.5億美元生產(chǎn)成本,。

“中國有最大的應(yīng)用市場,，有很多數(shù)據(jù)，高鐵數(shù)據(jù),，機(jī)床數(shù)據(jù),，生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，如果不能分析,，我們就損失掉最大的市場,。美國缺乏19萬大數(shù)據(jù)分析工程師，中國缺乏190萬,�,！崩罱苷f。

高德納咨詢公司認(rèn)為,，大數(shù)據(jù)成為海量,、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)的前提，需要有新的處理模式,，這就是云計(jì)算（CloudComputing）,。

“云計(jì)算，用一個簡單的詞來說,，就是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算,，即計(jì)算不需要再圍繞CPU轉(zhuǎn)，而是圍繞網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn),，就像附著在網(wǎng)絡(luò)上的一層能力,，網(wǎng)絡(luò)延伸哪個地方，你的計(jì)算能力就延伸到哪個地方,，無處不在,。”思科（CISCO）大中華區(qū)高級副總裁殷康說,。

云計(jì)算是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合發(fā)展的典型產(chǎn)物,，它使零碎數(shù)據(jù)可以變成相關(guān)數(shù)據(jù)，使衰敗數(shù)據(jù)可以變成鮮活數(shù)據(jù),，通過云計(jì)算,，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。

殷康說,，云計(jì)算使得大數(shù)據(jù)有了生存空間和價值,，有了“從智能走向智慧”的可能性。專家表示,，信息化和工業(yè)化的融合非常重要,，驅(qū)動這個融合過程的是兩個引擎——縱向上的云計(jì)算性能的提高和橫向上的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間的開放。

IBM軟件集團(tuán)智慧城市事業(yè)部首席架構(gòu)師朱華宇認(rèn)為，制造過程中的洞察力有賴于大數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測和有效預(yù)測,，而產(chǎn)品優(yōu)化上的洞察力則還要依靠客戶的反饋,，所以，對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理能力,，是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)需要突破的一個瓶頸,。

大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的結(jié)合，具體到一個企業(yè)上,，就是促進(jìn)企業(yè)從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變,，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)消除不對稱的商業(yè)模式，并且培養(yǎng)制造過程中的洞察力和產(chǎn)品優(yōu)化上的洞察力,。


上升到整個制造業(yè)層面,，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算可以為產(chǎn)業(yè)帶來更高的效益、生產(chǎn)的靈活性與安全性,，以及新的創(chuàng)新平臺,，促進(jìn)制造業(yè)從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，最終朝著智能制造和云制造方向跨進(jìn),。

人機(jī)共融成新一代機(jī)器人發(fā)力點(diǎn)

未來機(jī)器人不僅能跟人融合,，而且還會變得比較便宜。讓中小企業(yè)用得起機(jī)器人,，既要靈活,，又要便宜，這是目前很難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),，但卻是下一步努力的方向,。

根據(jù)國家部署，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)未來十年的發(fā)展,，將圍繞汽車,、機(jī)械、電子,、危險品制造,、國防軍工、化工,、輕工等工業(yè)機(jī)器人,、特種機(jī)器人，以及醫(yī)療健康,、家庭服務(wù),、教育娛樂等服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用需求，積極研發(fā)新產(chǎn)品,，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化發(fā)展，擴(kuò)大市場應(yīng)用,。突破機(jī)器人本體,、減速器、伺服電機(jī),、控制器,、傳感器與驅(qū)動器等關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造等技術(shù)瓶頸。

工業(yè)機(jī)器人作為自動化技術(shù)的集大成者,，一直被譽(yù)為自動化領(lǐng)域“皇冠上的明珠”,。據(jù)中國工程院院士王天然介紹，工業(yè)機(jī)器人自誕生以來實(shí)現(xiàn)廣泛發(fā)展,，而且還在向其他領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移,，派生出新的領(lǐng)域，如服務(wù)機(jī)器人等,。

據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測,，機(jī)器人是未來影響人類工作與生活的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中,，用于增加人的生產(chǎn)能力的工業(yè)機(jī)器人和用于醫(yī)療方面的機(jī)器人將會產(chǎn)生很大的影響,。

特別是在緩解勞動力不足等問題上，工業(yè)機(jī)器人所發(fā)揮的作用越來越大,。以日本為例,，王天然說，20世紀(jì)70年代至90年代,，日本經(jīng)濟(jì)高速增長,，勞動力嚴(yán)重短缺，用了20年時間變成機(jī)器人第一大國,，而且變成制造強(qiáng)國,。進(jìn)入90年代，亞洲經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,，該區(qū)域工業(yè)機(jī)器人需求量增幅全球最高,。目前全球?qū)�工業(yè)機(jī)器人的需求仍然很廣泛，按照工作崗位算,，工業(yè)機(jī)器人只占5.63％,。

王天然說，目前,，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在汽車整車及零部件,、工程機(jī)械、軌道交通,、低壓電器,、電力等領(lǐng)域有了較好的應(yīng)用,，而且機(jī)器人技術(shù)仍在不斷提升發(fā)展，主要是兩個方向：一是在機(jī)器人操作能力上追求完美,，提升其速度,、精度、適應(yīng)性,，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域,；二是在機(jī)器人智能化、網(wǎng)絡(luò)化上不斷努力,，提高機(jī)器與人的交互能力,。

有統(tǒng)計(jì)顯示，從1990年到2000年,，工業(yè)機(jī)器人定位精度提高了61％,，平均無故障時間增加了137％，價格差不多降了一半,。據(jù)日本預(yù)測,，到2030年，機(jī)器人重復(fù)定位精度將會翻一番,，絕對定位精度將提高一個數(shù)量級,。

“現(xiàn)在教機(jī)器人怎么干活的辦法很笨，人要拿著示教器,，一步一步教機(jī)器人怎么操作,，機(jī)器人跟著周而復(fù)始重復(fù)操作，不能挪地方換產(chǎn)品,，否則還要再教一遍,。”王天然說,，現(xiàn)在的努力方向是把機(jī)器人變成生產(chǎn)過程當(dāng)中的一個部件,，即插即用。

目前,，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域正在擴(kuò)大,。據(jù)了解，日本在人形機(jī)器人研發(fā)方面正在取得一些突破,。日本大阪大學(xué)國際電信基礎(chǔ)技術(shù)研究所高級研究員西尾修一說,，這種機(jī)器人看起來和人形差不多，可由操作員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與用戶之間的自如交流,。

“人機(jī)共融是新一代機(jī)器人的本質(zhì)特征，是國際機(jī)器人界努力的主要方向,�,！蓖跆烊徽f,，以工業(yè)機(jī)器人為例，就是機(jī)器人今后跟人在同一自然空間工作,，可以配合人的需求,，學(xué)習(xí)人的技能，“將來機(jī)器人能夠像徒弟一樣跟著師傅干活,，向師傅學(xué)習(xí)，人與機(jī)器人的關(guān)系,，也將從主仆關(guān)系變成合作關(guān)系”,。

近年來，隨著我國有效勞動力逐年減少,、人力成本不斷上升,，對機(jī)器人的需求快速增長。據(jù)統(tǒng)計(jì),，2013年中國機(jī)器人銷量3.6萬臺,，比2012年增長41%，超過日本,，成為世界機(jī)器人的第一大市場,。國際機(jī)器人聯(lián)合會預(yù)測，中國將在2017年擁有40萬臺工業(yè)機(jī)器人,，達(dá)到歷史最高值,。

“按每臺機(jī)器人售價25萬元，年銷量3.6萬臺,，每臺完成4倍于售價的應(yīng)用工程,，國內(nèi)市場每年就是幾百個億的規(guī)模�,！蓖跆烊徽f,，開放的市場將吸引全球機(jī)器人制造商，市場競爭將不斷加劇,。（葉含勇 楊舟 方家喜）

希望中國制造能夠上一個臺階吧