二十一世紀(jì)，制造業(yè)發(fā)生了很大的變化，特別是需求的變化。這種變化就在于中國(guó)以前可能更適合做量大的東西，比如打火機(jī)、手機(jī)等，價(jià)格做的便宜，制造市場(chǎng)現(xiàn)在更需要的是定制化、個(gè)性化，這對(duì)中國(guó)制造帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是機(jī)遇。今天讓我們看看國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任陳吉紅先生給我們帶來(lái)的解讀！
 

我認(rèn)為制造行業(yè)有以下幾個(gè)變化：
 

第一是高端化。提到高端化大家就會(huì)聯(lián)想到“中國(guó)制造2025”。 5月19日，國(guó)務(wù)院正式印發(fā)“中國(guó)制造2025”，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，這是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，大致可以歸納為“一二三四五五十”。依照制造業(yè)的綜合指標(biāo)來(lái)看中國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，所以中央提出制定一個(gè)強(qiáng)國(guó)規(guī)劃，也就是“三步走”戰(zhàn)略：在2025年邁入制造強(qiáng)國(guó)行列，2035年邁入位于制造強(qiáng)國(guó)中位，在2045年跟美國(guó)一樣邁入制造強(qiáng)國(guó)第一方陣。后面還有若干政策，其中涉及到“數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”領(lǐng)域的，國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)（04重大專(zhuān)項(xiàng)）中指出：重點(diǎn)開(kāi)發(fā)航空航天、船舶制造、汽車(chē)制造、發(fā)電設(shè)備等需要的檔數(shù)控機(jī)床、提高我國(guó)數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造成套裝備的自主開(kāi)發(fā)能力，滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)主要行業(yè)對(duì)制造裝備的基本需求。

制造行業(yè)第二個(gè)新變化是細(xì)分化。蘋(píng)果手機(jī)引領(lǐng)了3C智能手機(jī)外殼金屬化潮流，創(chuàng)新的制造工藝，以高速銑削金屬殼體框架革新注塑成型的塑料外殼。自2013年開(kāi)始，三星、HTC、華為、聯(lián)想、小米、OPPO、魅族等均推出金屬外殼手機(jī)，目前具備金屬外殼的智能手機(jī)占比大概為20％左右，預(yù)計(jì)到2016年，這一比重將達(dá)到38％，這足以說(shuō)明3C智能終端制造創(chuàng)新工藝的市場(chǎng)需求與日俱增。蘋(píng)果需要41000臺(tái)CNC設(shè)備來(lái)生產(chǎn)新iPhone6s的鋁合金機(jī)身，由于強(qiáng)度更高的金屬材料處理起來(lái)比傳統(tǒng)的金屬外殼更難，CNC加工所需要時(shí)間更長(zhǎng)。如果其他廠商跟隨蘋(píng)果采用新系列鋁合金，CNC產(chǎn)能的將有更大的需求。因此細(xì)分化也需要貼近市場(chǎng)，李克強(qiáng)總理到泉州參觀的時(shí)候就很關(guān)注手機(jī)的加工設(shè)備，也在關(guān)心3C制造裝備產(chǎn)業(yè)。

第三個(gè)新變化是自動(dòng)化。自動(dòng)化大家都知道其實(shí)就是機(jī)器換人，“機(jī)器人革命”有望成為“第三次工業(yè)革命”的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長(zhǎng)點(diǎn)，將影響全球制造業(yè)格局。這個(gè)市場(chǎng)顯然很大，但是一樣也存在著風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)將成為機(jī)器人的較大市場(chǎng)，但我們的技術(shù)和制造能力能不能應(yīng)對(duì)這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)？說(shuō)到機(jī)器人，大家都會(huì)關(guān)注它的核心部件，機(jī)器換人，換的不好就是外國(guó)的機(jī)器人上崗，中國(guó)的工人下崗。因此，我們不僅要把我國(guó)機(jī)器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領(lǐng)市場(chǎng)。

我今天更重要的是想要講我所體會(huì)智能化。德國(guó) “工業(yè)4.0” 的主題就是智能工廠、智能生產(chǎn)，“中國(guó)制造2025”核心也是數(shù)字化制造、智能化制造。所以從數(shù)字制造到智能制造，是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是美國(guó)“先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃”、德國(guó)“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造2025”等國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃額重要內(nèi)容之一。 “中國(guó)制造2025” 的主攻方向是智能制造，而“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的制高點(diǎn)也是智能制造，發(fā)展智能制造已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

我一直在研究德國(guó)“工業(yè)4.0”是什么玩意兒？當(dāng)我們看到很多東西的時(shí)候，比如3D打印、工業(yè)機(jī)器人、包括DNC、MES等智能制造，我就在想這些東西早在二十年前就已經(jīng)有了，現(xiàn)在德國(guó)西門(mén)子和德國(guó)工程院提出德國(guó) “工業(yè)4.0” ，難道德國(guó)工業(yè)4.0是“新瓶裝老酒”嗎？是忽悠中國(guó)的陰謀嗎？

我請(qǐng)教了很多大院士去弄清楚智能的數(shù)控機(jī)床和普通的數(shù)控機(jī)床的區(qū)別，這些大院士告訴我德國(guó)“工業(yè)4.0”太遙遠(yuǎn)。 包括我在跟很多企業(yè)家交流的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)他們都不知道自己的工作該從哪里下手，我也遇到了同樣的困惑。我本人是忠實(shí)的 “果粉” ，我從智能手機(jī)里受到了啟迪。網(wǎng)上關(guān)于智能手機(jī)的定義主要有五大特點(diǎn)，第一具備無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)的能力，第二有PDA的功能、 第三具有開(kāi)放性的操作系統(tǒng)、第四人性化、第五功能強(qiáng)大，然而這五大特點(diǎn)似乎沒(méi)有一個(gè)跟智能有關(guān)系。

我所理解的智能手機(jī)可以測(cè)體能，攻略，監(jiān)控，路況診斷，因此我覺(jué)得智能手機(jī)有三個(gè)平臺(tái)：

1、基于IOS操作系統(tǒng)的先進(jìn)的通訊軟、硬件技術(shù)平臺(tái)；它能滿(mǎn)足語(yǔ)音、數(shù)據(jù)通訊的基本要求、支持智能傳感器接入、支持多種網(wǎng)絡(luò)接入、支持軟件二次開(kāi)發(fā)。

2、大數(shù)據(jù)采集、傳輸和儲(chǔ)存的技術(shù)平臺(tái)；

3、云計(jì)算、云服務(wù)技術(shù)平臺(tái)；

4、建立在以上3大技術(shù)平臺(tái)上成千上萬(wàn)的智能應(yīng)用軟件模塊。

德國(guó) “工業(yè)4.0” 戰(zhàn)略實(shí)際上就是要帶領(lǐng)第四次工業(yè)革命，使德國(guó)制造業(yè)繼續(xù)保持全球先手優(yōu)勢(shì)。利于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立物理-信息融合（Cyber-Physical）系統(tǒng)，推動(dòng)德國(guó)制造業(yè)向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型。

我特別關(guān)注4.0的核心，所以我專(zhuān)門(mén)跑到西門(mén)子成都數(shù)字化樣板號(hào)稱(chēng)工業(yè)3.8的工廠去考察，他們的數(shù)字化、自動(dòng)化做的很好，所有的設(shè)備、工裝、零件都是數(shù)字化。 數(shù)字化和自動(dòng)化都是工業(yè)3.0的內(nèi)容，但是這里面的智能化到底體現(xiàn)在哪里？他們告訴我說(shuō)有一個(gè)智能倉(cāng)庫(kù)，30分鐘以?xún)?nèi)就可以把所需的零件送到指定的位置，實(shí)際上這也是3.0， 我所理解的智能倉(cāng)庫(kù)應(yīng)該是根據(jù)一個(gè)月以后的生產(chǎn)計(jì)劃可以自己來(lái)倒騰庫(kù)存的。因此，我在分析工業(yè)4.0結(jié)構(gòu)的時(shí)候，就發(fā)現(xiàn)德國(guó)工業(yè)4.0的核心技術(shù)不在德國(guó)，而在美國(guó)，是美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和CPS。

德國(guó)工業(yè)4.0的核心是美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和CPS

為什么會(huì)說(shuō)在美國(guó)呢？工業(yè)4.0包含4大主題、3項(xiàng)集成、8項(xiàng)計(jì)劃到末尾實(shí)際上匯成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，即Cyber-PhysicalSystems，美國(guó)人10年前就提出來(lái)了。去年全世界人民都在尋找馬航MH370，發(fā)動(dòng)機(jī)的衛(wèi)星監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)服務(wù)，成為全球?qū)ふ绎w機(jī)關(guān)鍵的線索。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、診斷和預(yù)警等遠(yuǎn)程定制服務(wù)成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)話題。而提到CPS、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等大家就會(huì)聯(lián)想到GE，GE公司的發(fā)動(dòng)機(jī)上裝了很多傳感器，可以把數(shù)據(jù)傳達(dá)到地面的數(shù)據(jù)中心，通過(guò)地面發(fā)動(dòng)機(jī)大數(shù)據(jù)挖掘與云計(jì)算中心。

如何將我們掌握的數(shù)據(jù)信息資源優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)制造型向服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型？大數(shù)據(jù)采集與可視化智能化數(shù)據(jù)挖掘及溯源診斷、預(yù)警和維護(hù)工具。因此我覺(jué)得德國(guó)工業(yè)4.0還真不是“新瓶裝老酒”，這主要的原因是我們的大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等IP技術(shù)的發(fā)展使得我們現(xiàn)在仍舊只是做制造，做機(jī)器人，跟原來(lái)十年前制造業(yè)技術(shù)平臺(tái)不一樣了，現(xiàn)在在新的IP技術(shù)的平臺(tái)上完全可能實(shí)現(xiàn)新型的智能制造。

制造模式發(fā)展進(jìn)程：

現(xiàn)在說(shuō)說(shuō)我們?cè)鯓訉⒐δ堋⑿枨蠛蛿?shù)控機(jī)床結(jié)合起來(lái)。在04專(zhuān)項(xiàng)中，數(shù)控機(jī)床作為重中之重，國(guó)家希望我們開(kāi)發(fā)一個(gè)以西門(mén)子840D、 以FANUC 0i為目標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品，我們將這些目標(biāo)歸納為“華中8型”數(shù)控系統(tǒng)。依托國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目，數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)也取得了重大突破。

“華中8型”的核心中除了數(shù)控機(jī)床配套以外，我們還配置了華中8型的大連機(jī)床DLM16\DLM20車(chē)削中心，主要用于航空航天領(lǐng)域中，零件加工。同時(shí)還為東方汽輪機(jī)廠裝備了11臺(tái)數(shù)控砂帶磨床的葉片生產(chǎn)線、配置高可靠性、高集成度的NC單元。其中，NCUC總線獲6項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2014年或湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

數(shù)控機(jī)床工作狀態(tài)大數(shù)據(jù)與加工指令密切相關(guān)，與零件加工質(zhì)量、精度和加工效率之間存在內(nèi)蘊(yùn)的映射關(guān)系。華中8型智能數(shù)控系統(tǒng)（iNC）的智能模塊利用控制信息、傳感信息、網(wǎng)絡(luò)信息，實(shí)現(xiàn)從數(shù)控設(shè)備的運(yùn)行、加工、操作和編程等環(huán)節(jié)中，替代人腦，完成工作。包括智能管理、智能調(diào)試、智能補(bǔ)償、云端工廠等。智能管理可以通過(guò)云數(shù)控服務(wù)平臺(tái)對(duì)機(jī)床的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，還能對(duì)車(chē)間狀態(tài)、機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)、程序信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析。

俗話說(shuō)“七分銷(xiāo)售、三分技術(shù)”，我覺(jué)得在新的工業(yè)革命、新的時(shí)代下，其實(shí)技術(shù)是更為關(guān)鍵的，有好產(chǎn)品、好技術(shù)是硬道理。那么CPS到底是個(gè)什么東西？從數(shù)控機(jī)床的信息物理系統(tǒng)來(lái)看，它主要由設(shè)備層、感知層、網(wǎng)絡(luò)層、認(rèn)知層和控制層組成，形成人、產(chǎn)品、物理空間和信息空間的融合，是實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在CPS認(rèn)知層上，建立機(jī)器的CPS模型是機(jī)器實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵。

數(shù)控機(jī)床工作過(guò)程CPS模型：

其實(shí)智能離我們并不遙遠(yuǎn)，雖然與國(guó)外有差距，但是我們?cè)谕粭l起跑線上，智能也并沒(méi)有想象中那么可怕。我們的目標(biāo)是人在大數(shù)據(jù)支持下的智慧決策。我認(rèn)為工業(yè)4.0是很有必要的，因?yàn)槲覀兛梢?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; word-wrap: break-word !important; color: rgb(41, 46, 110);">同步走，用工業(yè)4.0的智能技術(shù)，解決我國(guó)工業(yè)2.0存在的問(wèn)題。基于工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，可以把高速、高精控制技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與控制器、裝備結(jié)合起來(lái)。

智能制造，思想有多遠(yuǎn)，我們就能走多遠(yuǎn)！因?yàn)閯?chuàng)新無(wú)止境，只要圍繞機(jī)械裝備運(yùn)行實(shí)現(xiàn)高速、高精，機(jī)械設(shè)備好用、易用，我們可以想出很多方法來(lái)推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)發(fā)展！

文章來(lái)源：中國(guó)工業(yè)報(bào)