智能制造的关键技术

一、智能制造产业与技术背景

    制造技术的发展趋势很明确，首先是个性化，产品全生命周期(设计、制造、运作等)需满足客户个性化需求。其次是定制化，从产能设计到制造，需要柔性化的生产线支撑，实现多品种产品生产的动态配置资源，最后是绿色化，企业应考虑如何提高能源利用效率，实现工业生产“绿色环保”。所以从制造的趋势来看，以后的需求是多品种多批量、高质量低成本、柔性制造快速响应、节能减排环境友好等。

    智能制造的核心定义是什么?以前认为企业规模越大越好，但现在我们认为大企业不一定好，比如手机行业，以前的巨无霸诺基亚被小企业所击败。那么这些小企业的核心竞争力是什么?第一是效率，电子类产品的产品更换周期非常快，这个时候就看谁能够抓住机遇，充分利用能源和资源，满足客户的需求。第二是开发，从概念设计到方案到制造出来，能够快速的把产品送到客户手上，有更短的创新周期，产品有创新不行，还要把它制造出来，而且是低成本的制造，所以需要柔性化的制造方式，我们希望制造一批产品和制造一个产品的成本是一样的。制造业的核心从以前的以规模为主变成现在的效率为王，快鱼吃慢鱼。

    目前，全世界都对制造业高度重视，美国90年代的时候制造业是一个夕阳行业，所以对制造业不是很重视，大力发展的是新兴产业，比如芯片、软件、计算机等。奥巴总统上台以后发现，尤其是2008年金融危机以后，如果只发展新兴产业，没有制造业支撑，整个国家的创新能力会消退，对经济、就业也有很大的影响。所以他最近提出“再工业化”的口号，希望通过再工业化夺回制造业第一的地位，美国是市场经济，国家对市场的投入非常少。现在推出国家制造业创新技术联盟计划，每年投10亿美金做这件事情。农业方面，因为能源对制造业的影响非常大，现在美国在油气方面有新的进步，制造成本比中国更低。德国最近提出工业4.0的计划，目标是保持德国在世界工业中的领先地位，主要有两点，第一是创新，第二是提高出口量。中国要从大国变成强国，是一个很大的挑战，也是一个机遇。现在中国劳动力紧缺，并且中国产品质量低，所以中国的产品要提高质量是很关键的，还有节能立法的问题。

    举例说明，富士康是全球最大的电子制造企业，富士康以前在台湾，后来迁到深圳，又从深圳往北方、西部迁移，去年迁到贵阳、河南、武汉。最近发现中国的成本也很高，所以下一步可能会迁到东南亚国家。这种企业对成本的敏感度非常强，中国制造业劳工成本的上升趋势是不可逆的。

    中国以前处在微笑曲线的最低端，消耗的资源很大，附加值低，现在中国要往微笑曲线的两端发展，就是提高附加值，向服务和设计转移，所以产业要升级。同时劳动力成本上升已经不可避免，并且在世界节能减排会上各国对我国政府施加的压力很大，以后排放要作为政府对企业的硬性指标，就是企业不但要生产产品，而且要保证以低消耗的方式生产产品。而且以后资源的消耗排放，可能会作为一种资源进行交易，比如说这个企业的消耗比较低，可以把配额卖给其他企业。中国制造业的机遇是发展先进制造技术，实现产业的升级。

    面对制造技术的发展，美国提出了第三次浪潮的概念，德国提的是工业4.0，第一次浪潮是机械技术生产的出现，从手工时代过度到大规模的生产时代，主要的载体是烟斗、机器和工厂，主要在英国、欧洲大陆发生。第二次工业革命是在上世纪50年代发生的，就是IT技术的时代，美国走在全世界的最前面，现在的芯片、软件、相应的IT技术，基本上都由美国公司主导。第三次浪潮，美国希望利用它的信息技术与制造技术的相结合，从而夺回工业第一的地位，所以提出了“工业互联网”的概念，实际上这个概念和德国的工业4.0概念是一致的，就是把大数据和机器结合起来，把制造业的经验、知识变成数字化。

    德国提出了工业4.0的概念，德国工业的1.0是工业革命，蒸汽动力取代了动力；第二次工业革命是电机发明和电能使用，使长距离的分配和大规模生产成为可能；第三次工业革命使用的是RT技术，德国人做的是PRC、数控，所以德国人在自动化方面非常强。在自动化的基础上，德国人把信息技术和自动化技术结合，实现智能化，因此第一次工业革命是机械化时代，第二次工业革命是电气化时代，第三次工业革命是数字化时代，第四次工业革命是智能化时代。