朱森第:智能制造是一种新的先进生产方式

智能
科技资讯    2022-05-10    1377
先进制造业·导读

智能制造是制造强国建设的主攻方向,其发展程度直接关乎我国制造业质量水平。为贯彻落实《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》,加快推动智能制造发展,2021年12月28日,工信部等八部门联合发布《“十四五”智能制造发展规划》。本文从智能制造的本质、制造业永恒的主题、制造系统的演进、智能制造是新的先进生产方式、制造业将迎来一场重大变革五个方面,对《“十四五”智能制造发展规划》进行解读,以期助力制造业智能化转型升级。


朱森第

国家制造强国建设战略咨询委智能制造专家委荣誉主任、中国机械工业联合会专家委名誉主任、教授级高工、《智能制造》编委会主任


智能制造作为制造强国战略实施第一阶段的主攻方向,推进几年来取得明显成效。但对智能制造的理解和对大力推进智能制造的认识,仍众说纷纭、莫衷一是。《“十四五”智能制造发展规划》明确了今后五年推进的方向、原则、指导思想、重点任务,有助于加深对智能制的理解和认识。

 

| 智能制造的本质
 
智能制造的本质是制造,是制造实现智能化。制造,是一种经济活动,是人类社会的基本活动和赖以生存的基础。伴随人类社会的进步,制造业的变革、演进从未停滞,以不断满足经济社会发展提出的新需求。
 
进入21世纪以来,高新技术层出不穷,经济社会发展突飞猛进。近几年来,数字化浪潮铺天盖地向我们奔来,数字经济、数字政府、数字社会、数字中国,正以前所未有的速度和力度加快建设和发展。产品数字化、业务数字化、流程数字化、管理数字化等,数字化已成为当今的潮流、趋势、发展方向。“人类正在进入一个‘人机物’三元融合的万物智能互联时代。”①
 
万物智能互联时代的制造业必定是实现了智能制造的制造业。制造的数字化、网络化、智能化,归根结底是使制造更聪明、更灵捷、更节约,使制造这一经济活动更经济。
 
| 制造业永恒的主题
 
纵观制造业的发展,从手工作坊到流水线生产,从大规模批量到个性化定制,从机械化、自动化到数字化、智能化,制造业无不紧跟时代的脚步,努力满足人们的需求和对未来的追求,从来不曾停息前进的步伐。人的衣食住行用,人的精神文化享用,维持社会运转,保障国家安全,所需的物品,几乎都是制造业制造出来的。正因为如此,制造业必须不断进步、持续变革、勇于创新、不懈追求。而贯穿于这些变革、创新和进步中的,有一条不变的主线,一个永恒的主题,那就是永远追求更高、更低、更好、更快、更少、更小、更强、更美。这“八个更”具体来讲,就是:生产效率更高,单件成本更低,产品品质更好,市场响应更快,资源消耗更少,环境影响更小,核心能力更强,职工生活更美。仔细观察以往制造业的发展,努力追求的不就是这“八个更”吗!
 
发展到现在和不远的将来,智能制造为实现“八个更”,提供了更现实的可能和更直观的感受。这也为大力推进智能制造和制造企业实现智能制造明确了宗旨、目标和方向。
 
| 制造系统的演进
 
制造活动的进行需要利用相应的工具、生产资料。“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产。劳动资料不仅是人类劳动力发展的测量器,而且是劳动借以进行的社会关系的指示器。”②人类使用的工具、生产资料,从刀锯、铁锤,到机床、马达,到发动机、计算机,根据所使用工具的变化,可以观察时代的进步和阶段。其实,人与这些工具、生产资料构建起了一个制造系统。制造系统是制造活动得以进行的物质基础。制造系统的变化、演进成为时代变化、进步的表征。数百年、上千年来,制造业始终在创新制造技术,变革制造系统,形成不同的制造模式。制造系统凝结了科学技术的成果、思想理论的精华、社会人文的认知,制造系统的不断演进,是人类文明进步的标志。
 
近 2 0 年 ,不 断 推 出 的 制 造 系 统 和 制 造 模 式 , 就不下二三十种。人们所熟悉的,诸如:柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,FMS)、准时生产制(Just In Time,JIT)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)、敏捷制造(Agile Manufacturing,AM)、协同制造(Holonic Manufacturing,HM)、绿色制造(Green Manufacturing,G M ) 、 网 络 合 作 制 造 ( N e t w o r k C o l l a b o r a t i v e Manufacturing,NCM)、可重构制造系统(Re-configurable Manufacturing System,RCMS)、大批量定制化生产(Mass Customized Production,MCP)等,还可以举出很多种。
 
观察这些层出不穷的制造模式和制造系统,可以发现有两点呈现出变化的规律,并作为制造系统的标志,一是人力在制造系统中的比重,二是制造系统中固化的人的知识和经验。如图1所示。
 


沿着这个变化规律,人们不懈努力和孜孜追求的是,尽最大可能减少制造系统中的人力比重,将人积累的知识和经验固化在制造系统中,希望有一天制造活动完全可以由制造系统根据输入的条件自主进行并依照人们设定的要求产出制品。这是一个制造智能化的过程,这个过程的目标和方向就是实现智能制造。人工智能、工业互联网、新一代移动通信技术等与制造业的深度融合,制造系统的智能化程度越来越高,智能制造离人们越来越近。智能制造已不是遥不可及的了。以往各种制造模式无法实现的,智能制造可以做到了。
 
| 智能制造是新的先进生产方式
 
智能制造是技术发展、社会进步、知识积累交汇、综合的结果,是制造系统演进到新时代的产物。“智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自决策、自执行、自适应、自学习等功能,旨在提高制造业质量、效益和竞争力的先进生产方式。”③
 
智能制造已难以用制造模式的概念来表达了,也不能视其为一项技术,更不能归其为一个产业。从科学活动规律归纳出来的范式,这一概念也不能确切地用来表述作为经济活动的制造活动。以往各种制造模式对制造业的影响仅是某一方面、某一层面的,而智能制造对制造业带来的影响,不仅限于生产力的发展和提升,还极大地影响生产关系的变革,成为制造业的先进生产方式。图2粗线条地示意智能制造对制造业的影响。

 
| 制造业将迎来一场重大变革
 
推行智能制造以来,已有420个数字化车间建设项目,从已完成项目实施的效果看,制造企业效率效益有明显的提升。总体上,生产效率提高 20% 以上,运营成本降低20%以上,产品研制周期缩短 30% 以上,产品不良品率降低20%以上,能耗降低10%以上。
 
推行智能制造,用工可以大为减少,适应环境变化的能力要明显高于未进行数字化、智能化改造的企业。新冠肺炎疫情暴发以来,很多劳动密集的行业和企业,由于员工上岗的困难,生产不得不中断。而智能化程度较高的企业,依然能正常生产,复工复产率明显高于一般用工较多的企业。疫情成了推进智能制造的催化剂。后疫情期,制造企业实施制造智能化的积极性大大提高。
 
推进智能制造,使供应链上企业间的信息互通、协同生产、效率提高,供应链畅通,有了更有效的手段和可控的保障。从而一个制造企业的效率效益提升转化为供应链产业链的提升。
 
推进智能制造,制造企业的生产组织和管理发生重大变革,最常见和较普遍的是,从原来金字塔型组织架构,变为扁平型,变为能快速响应市场的生产组织。
 
推进智能制造,制造企业的形态也将改变。原有的制造企业,少不了设备、厂房,少不了生产线,从设计到生产、从采购到营销,制造的各个环节都在一个企业内完成。未来的制造企业,不一定要有自己的生产车间,也不一定需要员工集中在一个空间里上班。
 
智能制造带来制造业的变革是现实的,智能制造向人们展现的,既有制造业永恒主题的力行,也有超越永恒主题的梦想。
 
智能制造本身也是不断发展、不断深化、不断升华的。在未来 15 年的发展中,智能制造大致可分为三个阶段。三个阶段的特征如图 3 所示。


“十四五”智能制造发展规划勾画了这五年智能制造的发展目标和重点任务,核心是工业互联网与制造业的深度融合,工业互联网切实赋能制造业实现数字化转型。
 
“十四五”智能制造发展,从“十三五”的“点”和“示范”将演进为“面”和“推广”。面上的推进依三条线铺开,一是在几个细分行业全面推进;二是按产业链供应链展开;三是在产业集群中提升;以此,使某几个行业、某几个产业链供应链、某几个产业集群,一些紧密关联企业共同实现数字化转型和智能化改造,从而取得更广泛的推进效果和扩展效应。
 
在此大形势下,“十四五”期间,制造企业应以智能制造为目标,加速制造智能化进程,夯实精益管理基础,着力工艺变革与创新,尽快实现数字化转型,以应对百年未遇之大变局下的各种挑战。为此,制造企业要因企制宜,把握市场动向,认清发展趋势,打好管理基础,融合高新技术,找准痛点难点,构建合身系统,突出效率效益,注重人才育成,锤炼韧性耐力,尽快转型升级。一句话,认准方向贯始终,咬定青山不放松。
 
①习近平,《在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上的讲话》, 2021年5月28日。
②马克思,《资本论》第一卷,第三篇《绝对剩余价值的生产》第五章《劳动过程和价值增殖过程》,P204,人民出版社,1975年6月第1版。
③工业和信息化部,《智能制造“十四五” 发展规划》,2021年12月。


文章选自:《智能制造》2022年第1期10~12页

原栏目:主题策划 · 《“十四五”智能制造发展规划》专家系列解读

原标题:《智能制造是一种新的先进生产方式》


  来源:智能制造IMS,转自先进制造业公众号,科易网推荐阅读



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