二十一世紀，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以前可能更適合做量大的東西，比如打火機、手機等，價(jià)格做的便宜，制造市場(chǎng)現在更需要的是定制化、個(gè)性化，這對中國制造帶來(lái)了新的挑戰，同時(shí)也是機遇。今天讓我們看看國家數控系統工程技術(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“中國制造2025”。 5月19日，國務(wù)院正式印發(fā)“中國制造2025”，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強國戰略，這是我國實(shí)施制造強國戰略第一個(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)的綜合指標來(lái)看中國遠遠落后于美國等發(fā)達國家，所以中央提出制定一個(gè)強國規劃，也就是“三步走”戰略：在2025年邁入制造強國行列，2035年邁入位于制造強國中位，在2045年跟美國一樣邁入制造強國第一方陣。后面還有若干政策，其中涉及到“數控機床與基礎制造裝備”領(lǐng)域的，國家科技重大專(zhuān)項（04重大專(zhuān)項）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)電設備等需要的檔數控機床、提高我國數控機床與基礎制造成套裝備的自主開(kāi)發(fā)能力，滿(mǎn)足國內主要行業(yè)對制造裝備的基本需求。

制造行業(yè)第二個(gè)新變化是細分化。蘋(píng)果手機引領(lǐng)了3C智能手機外殼金屬化潮流，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，目前具備金屬外殼的智能手機占比大概為20％左右，預計到2016年，這一比重將達到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CNC設備來(lái)生產(chǎn)新iPhone6s的鋁合金機身，由于強度更高的金屬材料處理起來(lái)比傳統的金屬外殼更難，CNC加工所需要時(shí)間更長(cháng)。如果其他廠(chǎng)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。因此細分化也需要貼近市場(chǎng)，李克強總理到泉州參觀(guān)的時(shí)候就很關(guān)注手機的加工設備，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)就是機器換人，“機器人革命”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(cháng)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(zhù)風(fēng)險。我國將成為機器人的較大市場(chǎng)，但我們的技術(shù)和制造能力能不能應對這場(chǎng)競爭？說(shuō)到機器人，大家都會(huì )關(guān)注它的核心部件，機器換人，換的不好就是外國的機器人上崗，中國的工人下崗。因此，我們不僅要把我國機器人水平提高上去，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 “工業(yè)4.0” 的主題就是智能工廠(chǎng)、智能生產(chǎn)，“中國制造2025”核心也是數字化制造、智能化制造。所以從數字制造到智能制造，是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，是美國“先進(jìn)制造業(yè)國家戰略計劃”、德國“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”等國家戰略計劃額重要內容之一。 “中國制造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家戰略。

我一直在研究德國“工業(yè)4.0”是什么玩意兒？當我們看到很多東西的時(shí)候，比如3D打印、工業(yè)機器人、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，現在德國西門(mén)子和德國工程院提出德國 “工業(yè)4.0” ，難道德國工業(yè)4.0是“新瓶裝老酒”嗎？是忽悠中國的陰謀嗎？

我請教了很多大院士去弄清楚智能的數控機床和普通的數控機床的區別，這些大院士告訴我德國“工業(yè)4.0”太遙遠。 包括我在跟很多企業(yè)家交流的時(shí)候，發(fā)現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” ，我從智能手機里受到了啟迪。網(wǎng)上關(guān)于智能手機的定義主要有五大特點(diǎn)，第一具備無(wú)線(xiàn)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、第四人性化、第五功能強大，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可以測體能，攻略，監控，路況診斷，因此我覺(jué)得智能手機有三個(gè)平臺：

1、基于IOS操作系統的先進(jìn)的通訊軟、硬件技術(shù)平臺；它能滿(mǎn)足語(yǔ)音、數據通訊的基本要求、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、大數據采集、傳輸和儲存的技術(shù)平臺；

3、云計算、云服務(wù)技術(shù)平臺；

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

德國 “工業(yè)4.0” 戰略實(shí)際上就是要帶領(lǐng)第四次工業(yè)革命，使德國制造業(yè)繼續保持全球先手優(yōu)勢。利于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立物理-信息融合（Cyber-Physical）系統，推動(dòng)德國制造業(yè)向服務(wù)業(yè)轉型。

我特別關(guān)注4.0的核心，所以我專(zhuān)門(mén)跑到西門(mén)子成都數字化樣板號稱(chēng)工業(yè)3.8的工廠(chǎng)去考察，他們的數字化、自動(dòng)化做的很好，所有的設備、工裝、零件都是數字化。 數字化和自動(dòng)化都是工業(yè)3.0的內容，但是這里面的智能化到底體現在哪里？他們告訴我說(shuō)有一個(gè)智能倉庫，30分鐘以?xún)染涂梢园阉璧牧慵偷街付ǖ奈恢?，?shí)際上這也是3.0， 我所理解的智能倉庫應該是根據一個(gè)月以后的生產(chǎn)計劃可以自己來(lái)倒騰庫存的。因此，我在分析工業(yè)4.0結構的時(shí)候，就發(fā)現德國工業(yè)4.0的核心技術(shù)不在德國，而在美國，是美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和CPS。

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

為什么會(huì )說(shuō)在美國呢？工業(yè)4.0包含4大主題、3項集成、8項計劃到末尾實(shí)際上匯成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，即Cyber-PhysicalSystems，美國人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)機的衛星監控數據服務(wù)，成為全球尋找飛機關(guān)鍵的線(xiàn)索。航空發(fā)動(dòng)機的遠程數據采集、監控、診斷和預警等遠程定制服務(wù)成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。而提到CPS、工業(yè)大數據、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)機上裝了很多傳感器，可以把數據傳達到地面的數據中心，通過(guò)地面發(fā)動(dòng)機大數據挖掘與云計算中心。

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

制造模式發(fā)展進(jìn)程：

現在說(shuō)說(shuō)我們怎樣將功能、需求和數控機床結合起來(lái)。在04專(zhuān)項中，數控機床作為重中之重，國家希望我們開(kāi)發(fā)一個(gè)以西門(mén)子840D、 以FANUC 0i為目標競爭的產(chǎn)品，我們將這些目標歸納為“華中8型”數控系統。依托國家科技重大專(zhuān)項項目，數控系統關(guān)鍵技術(shù)也取得了重大突破。

“華中8型”的核心中除了數控機床配套以外，我們還配置了華中8型的大連機床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)還為東方汽輪機廠(chǎng)裝備了11臺數控砂帶磨床的葉片生產(chǎn)線(xiàn)、配置高可靠性、高集成度的NC單元。其中，NCUC總線(xiàn)獲6項國家標準，2014年或湖北省科技進(jìn)步一等獎。

數控機床工作狀態(tài)大數據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蘊的映射關(guān)系。華中8型智能數控系統（iNC）的智能模塊利用控制信息、傳感信息、網(wǎng)絡(luò )信息，實(shí)現從數控設備的運行、加工、操作和編程等環(huán)節中，替代人腦，完成工作。包括智能管理、智能調試、智能補償、云端工廠(chǎng)等。智能管理可以通過(guò)云數控服務(wù)平臺對機床的狀態(tài)進(jìn)行監控，還能對車(chē)間狀態(tài)、機床運行狀態(tài)、程序信息進(jìn)行遠程監控和統計分析。

俗話(huà)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？從數控機床的信息物理系統來(lái)看，它主要由設備層、感知層、網(wǎng)絡(luò )層、認知層和控制層組成，形成人、產(chǎn)品、物理空間和信息空間的融合，是實(shí)現智能制造系統的基礎。在CPS認知層上，建立機器的CPS模型是機器實(shí)現智能制造的關(guān)鍵。

數控機床工作過(guò)程CPS模型：

其實(shí)智能離我們并不遙遠，雖然與國外有差距，但是我們在同一條起跑線(xiàn)上，智能也并沒(méi)有想象中那么可怕。我們的目標是人在大數據支持下的智慧決策。我認為工業(yè)4.0是很有必要的，因為我們可以同步走，用工業(yè)4.0的智能技術(shù)，解決我國工業(yè)2.0存在的問(wèn)題?；诠I(yè)4.0的轉型和升級，可以把高速、高精控制技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數據技術(shù)與控制器、裝備結合起來(lái)。

智能制造，思想有多遠，我們就能走多遠！因為創(chuàng )新無(wú)止境，只要圍繞機械裝備運行實(shí)現高速、高精，機械設備好用、易用，我們可以想出很多方法來(lái)推動(dòng)制造業(yè)升級發(fā)展！

文章來(lái)源：中國工業(yè)報