智能制造提升电工装备的发展前景

2015-01-03国机集团科学技术研究院有限公司郝玉成

电器工业 2015年11期

／国机集团科学技术研究院有限公司郝玉成／

通过六个方面来阐述智能制造对我们生活、企业和产品的影响。

一、发展智能制造战略的启示

智能制造技术有望引起一场“工业革命”、其将影响到全球制造业的格局。“中国制造2025”、美国第三次工业革命、德国的“工业4.0”这些都是国家战略，具有一些相似之处。其一，它们目标一致，包括韩国、法国、日本都是抢占未来制造业强国的产业制高点。其二，为什么这些国家都在争智能制造这件事情?因为它是国家制造业发展的重大战略，不是一个企业或行业协会层面的意义，具有国家层面意义。人工智能、图像识别、语音识别、先进传感器、CPS、机器人等技术都会在这次战略登场。

同时，不同国家的智能制造业技术变革也具备一些不同之处。中国跟美国、德国、日本或其他国家的优劣势是不一样的。首先，德国是以西门子为首的龙头企业和中小企业为核心的“隐形冠军”形成的企业创新生态，学徒制、双元教育是德国制造的最坚固的人才基地。中国的优势是市场规模大，经济活跃，资本市场投资增加。其次，基础不一样。中国制造业尚处于“工业2.0”和“工业3.0”并行发展的阶段，必须走 “2.0”补课，“3.0”普及，然而德国是“工业3.8”的技术基础。第三，实施步骤也不一样，中国要实施“三步走”战略，不是不想一步走，是做不到。再次，发展路径不一样，发展了十个重点行业，其中电工行业、电子行业是其中之一，带动整个制造业的智能转型。最后，发展方式不同，现在靠引进，靠组装，是组装的生产发展模式，不是自己研发的，没有真正走到靠自己创新驱动的发展战略，所以叫做“创新1.0”，美国人也好，德国人也好，都已经走到了“2.0”的阶段。

要顺应制造要素与成本变化的趋势。中国的企业在制造方面的综合成本是怎样的？一方面，中国制造成本的综合指数为96，美国是100，韩国是102，最高的是德国，大概是110多，什么意思呢？作为一个产品的成本，美国人花一美元，我们只有9毛6，那就是说综合成本已经没有什么优势。第二方面，看一看40年制造装备发生的变化：机械成本由80%下降到35%，电器成本由20%增加到25%，软件成本由0增加到40%，所以在装备界现在有一个说法，是软件来定义装备。这是电工行业未来发展的一个重要趋势。

智能装备对成本的影响。2015年2月10日波斯顿咨询公司的一份报告指出，对前两年全世界各个国家(地区)机器人应用做了一个统计，韩国的成本降低了33%，日本降低了25%，加拿大降低了24%，美国和中国台湾降低了22%，中国降低了18%，这些都是平均水平。同时做了一个十年预测，机器人给制造业产业带来的成本降低是16%。这16%需要我们特别关注，因为综合成本最大的只差10%，如果他们用机器人装备了工厂，我们制造业大国的地位还能立得住吗？那个成本会压得中国制造业喘不过气来。

发展智能制造核心技术的分析。人工智能技术是核心技术之一。有两个定义，也是人工智能未来的两条发展路径。第一，是怎样表达知识以及怎样获得知识，并使用知识的科学，也就是模拟人的智力的过程去研发智能装备。第二，人工智能就是研究使计算机做过去人才能做的工作，通过提高计算机的运算速度模拟其智力过程。它的本质是自我学习。人工智能系统三个重要的组成部分是感知、理解和角色。两个途径，一个是让智能的机器像人一样，一个是让智能的机器延伸人的能力。这将是未来人工智能、智能装备的两个发展路径。

典型的智能装备，智能机器人的本质与核心。第一、智能机器人将成为智能装备的智能平台。70年代是 PC平台。像比尔盖茨所讲，现在机器人的状况跟他当年做微软操作系统一样，那时候家里是没有计算机的，未来机器人跟它是一样的。所以，70年代PC智能平台，90年代手机智能平台，到未来就是机器人的智能平台。未来机器人将会成为一个重要的智能平台。智能机器人将成为延伸智能的网络平台。第二，先进管理理念的具体化。第三，是复杂过程的智能化。这是德国人在“工业4.0”里面非常重要的核心技术，叫智能工厂，就是它把一个工作为一个智能产品来看待、研发、管理、运行，这就是“工业4.0”的一个非常重要的核心。

智能制造产业将成为全球制造业竞争的主角，中国将成为全球最大的智能制造装备的市场，将形成数万亿美元的市场，将改变我们未来的工作、安全、生活。在2013年汉诺威国际工业展览会上看到德国人在做 “智能机器人+企业软件”，也就是智能工厂的核心内容。一台重载机器人+小的机器人，完成电视上经常看到的非常复杂的生产线，一个最先进的汽车装配过程，旁边放着用这些技术装配起来的大众汽车，看到原来复杂的生产线不见了，用智能制造代替复杂的生产线。智能工厂的设计过程是机器人可以自由组合，自由组配，根据市场的情况，自然地调节，制造个性化的产品。用一个例子阐述“工业4.0时代”智能制造发展的愿景。你要买一个哈雷的摩托车，上午9点，上网搜索“我要一个什么样哈雷的摩托车”，然后描述定制要求，实时的智能控制系统激活智能制造过程，根据顾客需求找原料，配工厂，重新组合设备，重新制定物流路线。下午16：00客户定制的摩托车准时交付。这样制造成本降低40%，工期由21天缩短到6小时，成本降低40%。所以，智能制造对现代社会发展的影响非常巨大。

智能制造产业将成为全球制造业竞争的主角，中国将成为全球最大的智能制造装备的市场，将形成数万亿美元的市场，将改变我们未来的工作、安全、生活。

智能制造技术发展到什么程度呢?智能制造技术有望引起像工业革命，将引起全球工业的格局变化。智能制造装备的研发、制造，应用将成为国家科学发展和高端制造业水平的重要标志。智能制造的产业将成为全球制造业竞争的主角，中国是制造大国，想成为制造业强国，发展智能制造是我们的不二之选。

二、发展智能制造战略的机遇

首先，表现在市场机遇，战略机遇，技术机遇和产业机遇等方面。第一，战略机遇是国家战略，就是制造业格局的影响，所以它会重构全球制造业战略的格局。为什么中国、美国、德国、日本、韩国、英国都将其战略制定在智能制造方面，都在争制高点。第二，打造智能制造装备平台的必经之路，就是工业机器人和智能装备要形成一个未来的智能制造的平台。第三，竞争未来智能工业机器人发展成败的主战场。市场机遇发展到何种程度？这几年很少有一个产业，每年以50%多的速度在增长，机器人是其中之一。2013年比2012年增长60%，2014年比2013年又增加50%。中国已经成为全球机器人的销售大国，而不是制造大国。增长的速度如此之快。专家预计有20年以上的增长期，未来机器人的应用将是厂厂有机器人，家家有机器人，所以它会影响到我们的工作和生活。服务型机器人、工业机器人也在进一步地增加或影响我们的工作和生活。

其次，技术方面的机遇。包括人工智能、物联网、大数据等非常重要的前沿技术、平台化技术的应用、要掌握这些前沿技术，需要熟悉或者探索人工智能，图象识别，语音识别，这些很复杂。但是你想做这些事，你必须要去探索，核心技术是机器人智能工厂，互联网大数据，这是你要做智能制造必须掌握的基础知识。当然还有平台技术。本体的平台，硬件平台，软件平台，语音平台，未来的机器人企业一定会提供这些平台来应用。

第三，新产业发展的机遇。在联合国产业分类中，原来的产业分为31个大类，151项中类。机器人会打融合很多行业，形成更多的一些产业机遇。

三、发展智能制造战略面临的挑战

有机遇当然有挑战。第一，在理念方面的挑战。工业机器人是典型的机械产品，能成为战略产业吗？我国的工业机器人与国外的差距比较大，买就可以了吗？中国人这么多，都用工业机器人，人干什么呢？国家已经把它列入《中国制造2025》重点发展行列之中，总理明确地讲，智能制造是未来的主攻方向。一起看看德国怎么说？德国人说，将来一个新的机器人出来以后，可以增加2.6个工作岗位。大家细想一下，20年前我们有那么多人搞软件吗?没有。但是，如果我们自己不研究，让外国的机器人替代中国的发展市场吗?之前，到沈阳调研，在一间焊接车间内看到只有685台机器人，没有人，人在干什么，人在维护机器人，人在修理机器人，这就是未来的趋势。

第二，在创新方面的挑战。“作坊式”创新与“平台”创新；“点”创新与“系统性”创新；“硬设备”创新与“软设备”创新。拿典型的机器人来讲，与德国发展存在很大差距。目前本人带领两个团队，一个是机器人的团队，一个是智能工厂的团队。我们的研发还处于作坊式的，而不是平台式的发展阶段。举个例子，西门子公司的中央研究院，有20000多人，光负责软件的就有9000多人，他们是“大兵团”平台作战方式，我们是小作坊式的“三五一伙”的研发。同时，也需要软件、算法等与一身的综合技术的创新。产业方面也存在很大的差距，在中国软件、资产、数据等不算资产，但是这却是未来发展竞争中的核心技术。

第三，在产业方面的挑战。以人为本、以字节和软件为优良“资产”；“平台领导者”市场与“补充品”市场；产业回报的新“二八原则”。

四、发展智能制造战略竞争的本质

制造过程和制造设备的智能化，是工业发展的基础和动力。从历史上可以看出智能制造是未来的必然趋势。《中国制造2025》提出两化融合的重要举措。制造的本质是“介质+信息”，介绍过程包含更多的信息，才有今天的信息化的过程。融合的手段是电子化、信息化、系统化跟数字化。优化的结果就是高速化、精细化、集成化跟智能化。要把两化融合的本质看清楚，就是特殊的硬件加复杂的软件等等信息化。

未来的智能装备一定是信息化的。第一，技术平台需要复杂的理论研究支撑。平台理论要与21世纪的经济发展方式相适应，原来的模式是纵向一体化的，未来将是横向一体化的。第二，平台领导的实践。未来的竞争将是一个平台的竞争，是平台加领先等于创新方式的先进加核心技术的领先，才能有未来的80%的利润。根据经济学理论推理得出，2029年达到人脑的水平，产品的互联网化，产品创新的驱动力由规模变成了平台。IT摩尔定律，产品的功能不断提高，产品的成本不断下降。研发的成本不是越来越高了，而是成本越来越低，未来目标是要降低成本。改变生产方式，作坊式、流水线、智能化对生活满足是不一样的。所以，先进技术带来生活方式的变化，企业管理的变革才是智能制造最关键的。

未来智能制造装备的“世界”属于谁？这个世界是我们的，也是机器人的，但是归根到底是属于能够创造机器人，能够与机器人和谐共处的人。

五、发展智能制造战略带来什么变化？

智能制造能带来怎样的变化？格局竞争之本是产业引领模式下大国就等于强国等于赢家。软件是核心的技术。战略竞争的本质是什么？智能制造装备的世界是属于谁的？这个世界是属于中国的，还是属于其他国家的？能够创造智能制造的新战略，能够创新智能制造核心技术，能够引领智能制造新产业的会是谁？

智能制造会“吃掉”什么？“吃掉”落后的生产方式；“吃掉”落后的生产线设备；“吃掉”落后的管理体系和环节；“吃掉”重复简单的“蓝领”；“吃掉”市场统计销售人员；“吃掉”落后的检测和管理人员。它会带来生活方式的变革，会带来制造过程的变化，会带来制作装备的变化。“吃掉”什么？落后的生产方式，落后的生产线，落后的管理体系和管理环节。举个例子，一般工厂，检测成本占生产过程的1／3，未来这些都会被智能制造的信息化过程给取代。智能制造的信息化会带来白领、金领劳动力的增加，会改变工作方式，生活方式。如果跟不上科技的潮流，就会被智能的装备制造而取代。《中国制造2025》指出企业智能制造的发展战略、意义、目标、路径和重点。分析新能源、新材料、新制造带来的机遇。要研发能源技术与信息技术深度融合的新产品、新系统。智能电网是电力流和信息流的深度融合，是新一代的信息系统，这就是智能制造对这个行业的影响，如果产品没有市场，去做多少智能工厂没有意义，一定要产品智能化，信息化，要理清企业发展的目标与路径，制定企业发展的战略和计划，战略制定要与国家的智能制造战略相契合。