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屈賢明:從機電一體化到智能制造 傳統產業并不“傳統”

30年前,機電一體化開始在中國制造業生根發芽,30年后,智能制造、智能化成為制造業新的發展動力。12月14日,中國機電一體化技術應用協會成立30周年慶祝大會在北京舉行,國家制造強國建設戰略咨詢委員會委員,中國工程院制造業研究室主任屈賢明教授回顧并展望了從機電一體化到智能制造的發展歷程,他表示,技術的融化和產業的融合是技術和產業進步的重要途徑,并呼吁要高度重視民生產業的智能化改造。

上世紀70年代,機電一體化的概念引入中國,到90年代,我國提出“信息化帶動工業化,工業化促進信息化”,開始推進CAD、CMA、MRP2(ERP)的應用,可以說開始了數字化制造的階段。本世紀互聯網在中國得到了廣泛應用,數字化制造+互聯網也就是數字化網絡化制造應運而生。近年來,隨著人工智能技術的突破,數字化網絡化制造加上人工智能,真正的智能制造已經到來。

機電一體化、智能化對制造業的效能非常顯著,一個很傳統的產品,通過機電一體化、智能改造會變成一個高技術產品。傳統的制造業經過機電一體化、智能化的改造,會變成一個先進的制造業。機械技術與計算機技術、微電子技術、信息技術緊密結合,從硬件到軟件兩方面,把機械產品的功能和性能及制造過程提高到一個新的水平,使機械產品的構成發生了變化,帶來的經濟效應和社會效益是巨大的。這種變革的典型產品就是數控機床。

“從四次工業革命演進過程里看,工業革命史實際上是技術融合和產業融合的產物。而第三次工業革命(數字化時代)也可以說是機電一體化結出的碩果。”屈賢明表示。

當前,與人民生活密切相關的紡織、服裝、食品、飲料、家具、家電、玩具等等產業,以及鋼鐵、石化、建材等產業,許多專家稱之為傳統產業,也是民生產業,有些人認為這是夕陽產業,看不到未來,但實際上并不是。屈賢明認為,傳統產業是相對于新興產業而言的,一般是勞動密集型產業,以制造加工為主,他們更迫切要求用新的技術,新的生產工具和生產方式來取代傳統的技術和生產工具。

“以互聯網為代表的新一代信息技術將改變人類的生活方式,也將給傳統產業帶來革命性的變化,傳統制造+互聯網將走向數字化、網絡化,再加上人工智能,最終走向智能制造。傳統產業經過改造提升,將成為先進制造業,夕陽產業也將成為朝陽產業。”屈賢明說。

福建泉州是一個以紡織服裝制鞋、建材家具、食品飲料等傳統產業為重點的地區。2015年到2018年四年,泉州的產業發生了巨大的變化:第一,推動自動化、數字化、網絡化、智能化改造已經成為普遍需求,已經有2200多家企業參與了。第二,個性化定制生產已經被越來越多的企業所認識,并且在身體力行的推進。第三,電子商務已經由抵觸、恐懼轉向接受、擁抱。

數據顯示,經過四年的發展,2018年泉州完成地區生產總之8467.98億元,同比增長8.9%,總量及增速繼續保持福建省領頭羊地位。今年前9個月,泉州出口逆勢上升,增長17.9%。泉州的經驗表明,傳統制造業不是夕陽產業,只要抓好了轉型升級,就能成為朝陽產業,太陽產業。

而事實上,最近中國工程院對我國制造業與國外做了對比,其中一個出人意料,又在情理之中的結果,這就是包括紡織服裝產業、家電產業、鋼鐵產業、石化產業、建材產業、食品產業在內的6大傳統產業,是我國制造業最具優勢和競爭力的一個板塊。

屈賢明期望,中國機電一體化技術應用協會能繼續發揮作用,并且能夠緊跟時代的步伐,成為第三次工業革命和第四次工業革命的積極推動者。

以下是屈賢明演講實錄。

屈賢明:各位領導、各位來賓,會議組織讓我分享點什么。咱們還是會議主題,機電一體化。所以我首先講技術的融合和產業的融合是技術和產業進步的重要途徑。然后我再講,機電一體化對我印象最深就是普通的機床用了計算機技術,用了數控,變成了數控機床。所以一個很傳統的產品,通過機電一體化,通過智能改造會變成一個高技術產品。傳統的制造業經過機電一體化,經過智能化的改造,它會變成一個先進的制造業。當前我認為特別應該要高度重視民生產業的智能化改造。

技術的融化和產業的融合是技術和產業進步的重要途徑

首先我想說一說,這是很典型的發展的歷程,第一次工業革命開啟了機械化時代,第二次工業革命是電氣化時代。把機械和電氣相結合,是不是可以稱之為機械電氣一體化,這個可舉的例子太多。

上世紀70年代,機電一體化的概念引入中國。1983年國務院發布的《國家十四個重要領域技術政策要點》,就將大力發展機電一體化技術作為其中主要內容。而且十四個領域政策當中,其中有一個就是機械技術政策要點,這是這個政策要點里面的一個亮點。

1985年受國家科委委托,機械科學研究院開展了重大軟科學研究,《機電一體化發展預測和綜合研究》,對推動中國發展機電一體化發揮了重要作用,研究成果獲得國家科技進步三等獎。

所以1989年誕生了中國機電一體化技術應用協會,這是一脈相承的。上個世紀90年代,提出來信息化帶動工業化,工業化是信息化的基礎”的理念。在中國開始推進CAD、CMA、MRP2(ERP),中國可以說開始了數字化制造的階段。制造技術+數字化技術產生了數字化制造。

本世紀互聯網在中國得到了廣泛應用,數字化制造+互聯網也就是數字化網絡化制造應運而生。這幾年隨著人工智能技術的突破,數字化網絡化制造加上人工智能、智能化制造,才是真正的智能制造,也應運而生。

說遠一點,第二次世界大戰之后,隨著計算機技術的出現,其與與機床的結合,產生最早的機械技術與計算機技術融合的產品——數控機床。可稱之為最早、也是最具代表性的機電一體化產品。

機械技術與計算機技術、微電子技術、信息技術緊密結合,這種結合從硬件到軟件兩方面實現,把機械產品的功能和性能及制造過程,提高到一個新的水平,使機械產品的構成發生了變化,帶來的經濟效應和社會效益是巨大的。所以日本在上世紀提出了機電一體化,機械電子學,并且他們專門造了一個英文合詞這就是“machatronics”。

70年代、80年代發生一些例子,日本帶有微處理器、微型計算機的機電(儀)一體化產品在1979年時,已經達到了儀器儀表工業總產值的60%。1983年日本生產數控機床2.6萬臺,產品數控化率達到18.9%,產值數控化率達到60.8%。汽車采用微處理器是從1976年開始,由于控制燃燒噴射裝置,點火正時等,帶來節油、降低污染排放、延長汽車壽命,意義重大。德國工業4.0當中,第三次工業革命是從1976年PLC的出現為標志。無論是日本還是德國,他們都是從70年代機械技術與電子技術、計算機技術、微電子技術結合,這是一個重要的發展節點。

從四次工業革命演進過程里看,工業革命史實際上是技術融合和產業融合的產物。而第三次工業革命(數字化時代)也可以說是機電一體化結出的碩果。期望機電一體化協會能繼續發揮作用,并且能夠緊跟時代的步伐,成為第三次工業革命和第四次工業革命的積極推動者。

要高度重視民生產業的智能化改造

機電一體化數字化、網絡化、智能化改造,應該把民生產業作為一個主要載體。

首先傳統產業不是夕陽產業。與人民生活密切相關的紡織、服裝、食品、飲料、家具、家電、玩具等等產業,以及鋼鐵、石化、建材等產業,許多專家稱之為傳統產業,其實也是民生產業,有些人認為這是夕陽產業,看不到未來。

這些民生產業是傳統產業也沒錯,因為他們都是歷史悠久的,但是說他們是夕陽產業,那就大錯特錯。100年,1000年,如果人類肌體沒有大的變化,如果機器人沒有把人類干掉,那么穿衣、吃飯、睡覺永遠是人的基本的主要的需求。希望穿的漂亮、健康,舒適是當今也是未來人們最大的生活需求,不過需求會不斷升級。

傳統產業是相對于新興產業而言的,一般是勞動密集型產業,以制造加工為主。傳統產業在國民經濟中重要地位,增加值大約占制造業增加值80%以上,出口方面,2017年前10個月,我國機電產品和服裝、紡織品、鞋類、家具等7類民生產品占出口總值的78.2%。就業方面,全國2.88億農民工大部分是在傳統產業就業,如紡織業產業人數2000多萬人。

由于勞動力成本不斷提升,招工難的問題日益突出,勞動力對工作環境要求越來越高,對于勞動密集型為特征的傳統產業,比起以技術密集為特點的新興產業,更迫切要求用新的技術,新的生產工具和生產方式來取代傳統的技術和生產工具。

當今自動化、數字化、網絡化、智能化制造是改造和提升傳統產業最為有效的手段。工業化進程可分為四個階段,機械化、自動化、數字化,高級階段就是智能化。

以互聯網為代表的新一代信息技術將改變人類的生活方式,也將給傳統產業帶來革命性的變化,傳統制造+互聯網將走向數字化、網絡化,再加上人工智能,最終走向智能制造。傳統制造業的智能改造為智能制造裝備及工業軟件的發展提供了巨大的市場,值得高度關注。

傳統產業經過改造提升,將成為先進制造業,夕陽產業也將成為朝陽產業。

從福建泉州推動智能化改造得到的啟示

泉州是一個以紡織服裝制鞋、建材家具、食品飲料等傳統產業為重點的地區。2015年到2018年四年,我看到了一些巨大的變化:第一,推動自動化、數字化、網絡化、智能化改造已經成為普遍需求,已經有2200多家企業參與了。第二,個性化定制生產已經被越來越多的企業所認識,并且在身體力行的推進。第三,電子商務已經由抵觸、恐懼轉向接受、擁抱。

經過四年的發展,2018年泉州交出一個很滿意的成績單,完成地區生產總之8467.98億元,同比增長8.9%,總量及增速繼續保持福建省領頭羊地位。今年前9個月,泉州出口逆勢上升,增長17.9%,泉州的經驗表明,傳統制造業不是夕陽產業,只要抓好了轉型升級,就能成為朝陽產業,太陽產業。

這里講一個例子,制鞋一般都是手工化,在國外也有兩家公司做了智能化生產線,但是很難使用鞋的類型變化,所以這兩個生產線都沒有能夠長期運行。但是泉州有一個華寶科技智能化生產線做的很成功。他們已經掌握的幾大關鍵技術,比如說3D機器人制鞋成型工序中的膠線提取技術,施膠路徑智能計算、鞋型鞋碼自動識別、柔性精準施膠技術,以及基于大數據、云平臺的制鞋成型系統及虛實數字化雙胞胎技術。

他們打造的制鞋智能車間信息化平臺,這個智能生產線已經由八條線正在運營當中,取得了相當滿意的效果,用工人數從66人到8人,產品合格率從96到99.9%。產品返修率從5%減到0.5%。這個制鞋生產線很有推廣價值,現在中國一年產120億雙鞋,泉州就有7000條線。所以這個產業有可能成為千億的產業集群。

以紡織服裝為代表的傳統產業是我國的優勢產業

最近中國工程院對我國制造業與國外做了對比,其中一個出人意料,又在情理之中的結果,這就是包括紡織服裝產業、家電產業、鋼鐵產業、石化產業、建材產業、食品產業在內的6大傳統產業,是我國制造業最具優勢和競爭力的一個板塊。

以紡織服裝為例,2018年企業主營收入53703億元,出口創匯2766億美元,占全球出口11.1%,實現凈創匯2501億美元,占全國71%。能解決就業2000萬人,每為農村進城武功人員提供1000萬就業崗位。紡織服裝出口額占全球超過1/3,美國進口的紡織服裝36.5%來自中國,正因為如此,在反對美國政府提高進口關稅中,美有關紡織服裝的商會協會起到很大的作用。

還有北京機械工業自動化所,發展滌綸長絲后紡物流裝備及提供解決方案。發展時間2009年至今用了10年時間,在這個產業一步一步發展,一步一步耕耘,所以已經從2009年240萬自動落絲設備,到0.8億的自動包裝線發展到2019年7億元的銷售規模。團隊規模從14人發展到50余人,客戶數量從2家發展到13家,訂單體量從幾百萬到過億元。主要產品自動落筒機、全自動落絲系統、智能包裝線、成品立體倉庫、絲車轉運及緩存系統等等。

現在已經在行業里面得到了普及推廣,成為新建工廠的必備系統。占有市場85到90%的市場份額,其余均為進口產品,國內已經沒有競爭對手。他們走了一條從點到線,不斷迭代發展的道路。從點到線,在整個行業發揮了重要的作用。

北自所就是機電一體化協會的掛靠單位,可以說是不是有這么一個關系,機電一體化協會的成立,把這個概念引入自動化所,使得自動化所機電一體化得到很大的發展。而自動化所的發展,也促進了機電一體化協會發展,所以我想這一個相互促進發展,希望能夠持續下去,希望機電一體化協會在發揮更大的作用。也希望在機電一體化協會的促進下,北自所在機電一體化智能制造方面做的更好。

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