习俊通：智能制造及其实践探索

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演讲人：上海交通大学教授，上海智能制造研究院常务副院长，上海市网络化制造与企业信息化重点实验室主任习俊通先生

演讲主题：智能制造及其实践探索

我今天跟大家分享的题目是智能制造与其探索实践。

今天从四方面给大家分享一下

①智能制造提出的时代背景。这个东西是非常重要的，如果这个时代背景搞不清楚，可能就把自动化的东西，数字化的东西误当成智能制造。

②制造智能到底有哪些主要的技术特征。

③智能制造对我们的企业到底提出了什么样的要求。

④给大家汇报一下我最近在做什么。

大家都知道我们人类现在经历了四次工业革命。每一次工业革命实际上都有一些标志的技术，有一些生产模式的变化，有一些典型的产品。今天因为时间的关系，我不去讲这个技术的标志，不去讲生产的变革，我讲时间。

第一次工业革命发生在18世纪60年代，经历了100年。第二次工业革命在19世纪60年代，前后持续90年。第三次工业革命是信息化革命，实际上从20世纪40、50年代开始到现在，过了65年，仍然还在持续。现在我们正面临一个工业革命：第四次工业革命。从国内外来看，第四次工业革命，也就是智能制造的革命。要达到信息化或者是电气化的时间，最少需要30到50年的时间。这地方有一个典型的技术标志，我认为是人工智能。它带来的生产变革，柔性生产和智能生产，是最大的变革。

这次工业革命范围之广，影响之深，是前面几次工业革命都无法与之比较的，因为它把“制造”变成一个社会的大系统。前面李总讲的时候就说整个万物是互联的，正因为这样，其实工业发达的国家对第四次工业革命非常重视，或者说工业4.0智能制造是非常重要的。

我画了一张图，工业4.0是德国提出的，它有一个完备的体系。比如说它的一个系统是一个信息融合的系统，而不是一个制造的系统。然后在美国制造业回归上，特别强调了人工智能、机器人和数字化制造技术的结合。因为我们国家做任何事情都不是即兴的，所以我们“中国制造2025”提出了一个普及示范的战略，这是我们国家2025的战略。

什么是智能制造

智能制造有两个观点是非常重要的。一个观点是美国奇点大学的瓦德瓦教授发表的文章，文章里说了智能制造就是人工智能技术+机器人技术+数字制造技术。我们国家为什么在2025要普及智能制造，就是因为我们数字化制造技术不够普及。我要强调，在制造领域人工智能跟一般的人工智能完全不一样，它是基于传感器，如果说没有现场的实时的数据，我们的人工智能技术在制造行业是难以运用的。

第二个观点实际上来自于一篇发表在英国《经济人》杂志的文章，它强调了数字化制造是智能制造的一个重要基础，它特别强调了智能软件。因为我们的国家强调智能制造都做硬件，没人去关注软件。其实人工智能，要分析，要大数据，这些东西的载体都是软件。

前面讲了这么多，实际上我是想大家对智能制造有一个理解。智能制造是一种模式，不是一种技术，如果要到技术层面来看的话，它必须要体现在制造的工具上，体现在制造的过程上，体现交互过程，这就是技术。它的物理过程是什么，是为了满足第四次工业革命的变革，制造的变革，这个变革主要体现在：一是产品上，大规模的定制。二是既然要定制，生产的系统不能是刚性的，必须是柔性的，软件系统和物理系统，是它的两个重点。因此我们必须要有关键技术。所以我才把ICT技术、智能装备、系统集成技术放在里面，有了技术首先要感知，然后要进行分析、决策，最后形成系统执行。系统执行完了以后，出现一些故障的时候，需要你们去维修了。

制造智能主要的技术特征

基于这样一种理解，所以我们讲智能制造中信息的物理性。原来我们在做车间的时候，车间是车间，信息部门做信息系统，两部分是割裂的。进入5G时代后，我们信息系和物理系统一定要融合，这是核心思想。在这个思想体系下，有几个技术。第一个技术我认为是物联网与互联网。通过互联网，把社会需求和我们生产融合起来。第二个我觉得特定的技术是大数据。工业3.0我们国家做信息化也有几次过程，比如工业3.0的时候，其实这个时候已经产生了大量的数据。我们国内的企业总是重视怎么拿到定单，然后按时交付。但是这些数据都存在于我们的硬盘上，而没有关注这些数据为我们企业长效发展的影响，数据价值没有提现出来。但是到了工业4.0时代以后，工业发达的国家对数据的重视有几个趋势：一个是后移，一个是后端数据对前端制造过程的影响。这样可以保持他们的的竞争优势。第三个是制造数据跟社会数据的结合。制造的数据最复杂，多样性、差异性太大。所以我放这张图，并不是说我们企业得拼命去建数据中心，把所有数据存起来，关键是对数据怎么样去做管理，通过大数据的分析，对我们产品的优化设计起到什么作用，对后续产品的改良起到什么作用，这才是我们数据的价值。

第三个技术肯定会提到机器人。其实机器人在过去几十年已经帮我们人类干了好多脏活累活。比如说搬运、喷涂、焊接、加工、装配。这个加工和装配是现在新的。所以说机器人绝对不是智能制造，到了智能制造的时代，其实更关注的是人与机器和环境的结合。第一方面，机器人之间的共融。第二方面，机器人与环境的共融。第三方面，人与机器人的共融。第四方面是云。云其实并不是数据的搬家，而是整个企业组织和数据组织的的身份变化。原来我们上各各系统，到了工业4.0时代，云是改变整个工业 这个是最大的变化。第二个变化是数据的共享。然后还有一个就是说人工智能赋能智能制造。因为人工智能分为技术和应用，其实智能制造里，跟人工智能结合的时候它一定是渐渐进入的，然后现场怎么做决策，做智能分析。

智能制造会给企业提出什么样的新要求

变化是全方位的。它实际上给产品生命周期各个环节都带来了全面深刻的变化。第一，产品研制模式变为并行化协同化。未来产品的研制过程中会有消费者参与、管理者参与、所有的人都在这里。第二个变化是生产要素向标准化、规范化、知识化转变。第三，工艺装备的集成与敏捷性，这是企业最为关注的。第四个变化是体现在生产系统上的，是柔性化可重构。第五个变化，生产过程的透明化。如果说是一个人的工厂，还要人去看的话，这个过程是无法管控的。所以未来的生产过程会大量用到AR、VR、可视化技术，让生产的每一个环节变得透明，一出现问题就及时可以去发现，可以去解决。第六个变化是规模化个性定制。大工业化都是定制成本太高，个性化得不到满足，这是一个度的问题，要解决这个度的问题，从产品的设计，工艺的源头要解决这个问题。

如果我们做了那么多复杂的工具的智能化、流程的智能化，但是做出来的产品很LOW的话，这个智能化是没必要做的。变化七是生产出的产品的智能性。它是集成了信息存储、传感、无线通信的功能。变化八就是产品增值，服务化。光卖产品的时代已经结束了。像苹果、华为的APP商店等都是服务体系。GE的发动机，然后做节能也是一种服务。所以说未来制造如果靠材料、靠产品本身，利润空间会越来越下降，但是如果说有一个好的产品，把这个产品后续服务加进去，这是一个增值的亮点。第九个变化是工业软件会发挥非常重要的作用。很多企业不重视工业软件，其实它非常重要。

我最近在做什么

最后简单的说一下我现在在做什么。因为大家知道智能制造，政府需要做的事情，企业需要做的事情，我们现在其实在做一个智能制造研发的平台。为什么要建设这个，有国际的态势，有国家的发展战略，有需求。智能制造时代我们能不能抓住机会，我们企业的瓶颈，国家的瓶颈在哪。这些是我大概花了半年的时间，做了大量的调研，画了这么一张智能制造生态关系的图。智能制造这个生态里面有哪些角色，一个角色是单元技术产品的集成商，第二个是优秀企业，第三个是政府。对于企业来说，智能制造涉及到信息、工业材料等等，是一个复杂的系统，所以是系统解决方案的集成商。但是现在的问题在哪，这种解决方案的提供商太少，规模太小，能力太弱，所以说我们要突破这样一个瓶颈，我们要建设以单元技术为主的集成商。

基于这样一个思想，我们在两三年时间内做了这样一件事情，建了一个企业引领体验中心，做了技术解决方案，然后测试验证的体系。智能制造从技术手段来说有互联，有集成，有数据，这种手段实际上是要为了企业的转型和产品的更新换代和创新，所以大家做智能制造的时候不要把关系搞反了。这个就是我今天的分享，谢谢大家！