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,，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),，周期變化非常快,，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)競爭力,，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,，你的競爭力就大大提升,。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,。可以靈活配置,，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，還是要花很長的時(shí)間,，通過我們?cè)谒�平上��,，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,�,？梢园l(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)