周济院士:智能制造与制造业数字化转型

2022-08-08 10:07:22 江苏省企业技术改造协会 89

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中国工程院名誉主席、院士 周济




一、从现在到2035年,我国智能制造发展的两个阶段

智能制造是一个大系统、大概念,作为制造业和信息技术深度融合的产物,它的诞生和演变是和信息化相伴而生的。智能制造有三种基本范式:第一代智能制造是“数字化”制造;第二代智能制造或者说“互联网+制造”是“数字化、网络化”制造;第三代智能制造是“数字化、网络化、智能化”制造。西方发达国家智能制造发展过程是一个串联式发展过程。我国在这方面不能走西方的老路,而必须充分发挥后发优势,采取“数字化、网络化、智能化”并行推进、融合发展的技术方针。从现在到2035年,我国的智能制造发展总体将分为两个阶段:第一阶段是数字化转型,就是从现在到2028年,要深入推进制造业数字化转型工程;第二阶段是数字化升级,即从2028—2035年,深入推进制造业智能化升级工程。  

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二、智能制造是实现制造业创新发展的主要技术路线

智能制造是一个集成的大系统,是覆盖产品全生命周期的创新优化大系统,包含智能产品、智能生产和智能服务三大功能子系统,以及智能制造云和工业互联网两大支撑子系统,它们集合而成智能制造系统。
制造业创新的内涵主要包含四个层次:一是产品创新,二是生产技术创新,三是产业模式创新,四是前三者集成在一起形成的制造系统集成创新。在这四个层次上,数字化、网络化、智能化都是制造业创新的主要路径。

1.智能产品

智能汽车是典型的智能产品,近期,智能汽车的快速发展远远超出人们的预想,汽车经历着从燃油汽车到电动汽车(即数字化汽车),再到网联汽车(即网络化汽车),现在正朝着无人驾驶汽车(即智能化汽车)的方向急速前进。随着新一代智能技术的深入应用,未来汽车将会进入无人驾驶时代,成为一个智能的移动终端,成为人们更加美好的工作和生活移动空间。可以预见,新一代智能制造技术将为产品和装备的创新插上“腾飞的翅膀”,到2035年,我国各种产品和装备都将从“数字一代”发展成“智能一代”,升级为智能产品和装备。

2.智能生产

智能生产是智能制造、智能产品的物化过程,也是狭义上的智能制造。智能工厂是智能生产的主要载体,一般而言,智能工厂包含四个层级:智能装备、智能产线、智能车间和智能工厂。智能工厂的转型升级有两条主线,一是实现生产过程自动化,二是实现生产管理信息化。多年来,我国涌现出了一大批数字化、网络化工厂建设的示范工厂、标杆工厂、灯塔工厂,这些企业都已成为本行业领先的先进制造企业。  
当然,这些企业都还只是数字化、网络化阶段的智能工厂,即第二代智能工厂,更先进的智能工厂将应用新一代人工智能技术。机器换人、企业生产能力的技术改造、智能升级,不仅仅是解决一线劳动力短缺、人力成本升高的问题,而且能从根本上提高制造业质量、效率和企业竞争力。因此,在今后相当长一段时间内,智能生产就是企业生产能力的数字化转型、智能化升级,是推进智能制造的主战场。

3.以智能服务为核心的制造业新模式、新业态

数字化、网络化、智能化技术在引发产品和生产翻天覆地变化的同时,也会引发制造服务的翻天覆地变化。数字化、网络化、智能化技术正在深刻地改变着产品服务的方方面面。他们将从根本上推进第四次工业革命,催生制造业新产业模式和业态的实现,从以产品为中心向以用户为中心的根本性转变,完成深刻的供给侧结构性改革。主要体现三个方面:
一是生产模式的转变。制造业生产模式从大规模流水线生产转向定制化规模生产。二是组织模式的转变。制造业从竞争和垄断走向竞争与协同共享。三是产业模式的转变。制造业将从生产型制造走向服务型制造。当然,这三个功能子系统都要集成在一起。

4.智能制造“三向”集成

智能制造价值创造的一个重要方面,是通过工业互联网络和智能制造云平台两大支撑系统,把智能产品、智能生产和智能服务三大功能系统集成起来,通过系统的集成优化,实现新的价值创造。智能制造系统内部大系统,包括三个方面的集成:一是智能制造的纵向集成,这是企业内部的系统集成;二是智能制造的横向集成,是构建不同企业之间、不同单位之间的协同与共享;三是智能制造的端到端集成,这是围绕某一个特定产品的动态集成。在智能制造纵向集成、横向集成和端到端集成的基础上,智能制造将推动企业内部、企业和合作企业之间、企业和顾客之间的合作、协同与共享。另一方面,制造业与金融业、上下游产业的深度融合,形成服务型制造业和生产型服务业共同发展的新业态。智能制造与智能城市、智能农业、智能医疗等交融集成,共同形成智能生态大系统——智能社会。



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