一、智能制造產業與技術背景

　　制造技術的發展趨勢很明確，首先是個性化，產品全生命周期（設計、制造、運作等）需滿足客戶個性化需求。其次是定制化，從產能設計到制造，需要柔性化的生產線支撐，實現多品種產品生產的動態配置資源，最后是綠色化，企業應考慮如何提高能源利用效率，實現工業生產“綠色環?！?。所以從制造的趨勢來看，以后的需求是多品種多批量、高質量低成本、柔性制造快速響應、節能減排環境友好等。

　　智能制造的核心定義是什么？以前認為企業規模越大越好，但現在我們認為大企業不一定好，比如手機行業，以前的巨無霸諾基亞被小企業所擊敗。那么這些小企業的核心競爭力是什么？第一是效率，電子類產品的產品更換周期非常快，這個時候就看誰能夠抓住機遇，充分利用能源和資源，滿足客戶的需求。第二是開發，從概念設計到方案到制造出來，能夠快速的把產品送到客戶手上，有更短的創新周期，產品有創新不行，還要把它制造出來，而且是低成本的制造，所以需要柔性化的制造方式，我們希望制造一批產品和制造一個產品的成本是一樣的。制造業的核心從以前的以規模為主變成現在的效率為王，快魚吃慢魚。

　　目前，全世界都對制造業高度重視，美國90年代的時候制造業是一個夕陽行業，所以對制造業不是很重視，大力發展的是新興產業，比如芯片、軟件、計算機等。奧巴總統上臺以后發現，尤其是2008年金融危機以后，如果只發展新興產業，沒有制造業支撐，整個國家的創新能力會消退，對經濟、就業也有很大的影響。所以他最近提出“再工業化”的口號，希望通過再工業化奪回制造業第一的地位，美國是市場經濟，國家對市場的投入非常少?，F在推出國家制造業創新技術聯盟計劃，每年投10億美金做這件事情。農業方面，因為能源對制造業的影響非常大，現在美國在油氣方面有新的進步，制造成本比中國更低。德國最近提出工業4.0的計劃，目標是保持德國在世界工業中的領先地位，主要有兩點，第一是創新，第二是提高出口量。中國要從大國變成強國，是一個很大的挑戰，也是一個機遇?，F在中國勞動力緊缺，并且中國產品質量低，所以中國的產品要提高質量是很關鍵的，還有節能立法的問題。

　　如果把制造的勞動力成本、能耗成本、原材料成本都考慮進去，把美國作為標準，設定為100，德國比美國高一些是116，日本比美國也高，中國是美國低一些，但是只低了5%，以前中國制造業的發展是勞動力成本比較低，制造成本比較低，所以吸引一批企業到中國大陸做生產。而現在靠成本吸引制造已經不夠了，如果再考慮其他因素，那么中國和美國相比，制造上已經沒有優勢了。

　　舉例說明，富士康是全球最大的電子制造企業，富士康以前在臺灣，后來遷到深圳，又從深圳往北方、西部遷移，去年遷到貴陽、河南、武漢。最近發現中國的成本也很高，所以下一步可能會遷到東南亞國家。這種企業對成本的敏感度非常強，中國制造業勞工成本的上升趨勢是不可逆的。

　　中國以前處在微笑曲線的最低端，消耗的資源很大，附加值低，現在中國要往微笑曲線的兩端發展，就是提高附加值，向服務和設計轉移，所以產業要升級。同時勞動力成本上升已經不可避免，并且在世界節能減排會上各國對我國政府施加的壓力很大，以后排放要作為政府對企業的硬性指標，就是企業不但要生產產品，而且要保證以低消耗的方式生產產品。而且以后資源的消耗排放，可能會作為一種資源進行交易，比如說這個企業的消耗比較低，可以把配額賣給其他企業。中國制造業的機遇是發展先進制造技術，實現產業的升級。

　　面對制造技術的發展，美國提出了第三次浪潮的概念，德國提的是工業4.0，第一次浪潮是機械技術生產的出現，從手工時代過度到大規模的生產時代，主要的載體是煙斗、機器和工廠，主要在英國、歐洲大陸發生。第二次工業革命是在上世紀50年代發生的，就是IT技術的時代，美國走在全世界的最前面，現在的芯片、軟件、相應的IT技術，基本上都由美國公司主導。第三次浪潮，美國希望利用它的信息技術與制造技術的相結合，從而奪回工業第一的地位，所以提出了“工業互聯網”的概念，實際上這個概念和德國的工業4.0概念是一致的，就是把大數據和機器結合起來，把制造業的經驗、知識變成數字化。

　　德國提出了工業4.0的概念，德國工業的1.0是工業革命，蒸汽動力取代了動力；第二次工業革命是電機發明和電能使用，使長距離的分配和大規模生產成為可能；第三次工業革命使用的是RT技術，德國人做的是PRC、數控，所以德國人在自動化方面非常強。在自動化的基礎上，德國人把信息技術和自動化技術結合，實現智能化，因此第一次工業革命是機械化時代，第二次工業革命是電氣化時代，第三次工業革命是數字化時代，第四次工業革命是智能化時代。

　　我有幸的參加了中國的一些智能制造的規劃，中國對智能化很重視，前段時間習近平總書記在兩院院士大會上，對機器人有一段專門的講述。現在機器人也是智能制造的一部分，各個部委，包括發改委、科技部認為機器人以后可能是國家的重大專項。

二、智能制造基本內涵與關鍵技術

　　到底什么是智能制造？我們認為智能制造是先進制造技術與信息技術的深度融合，是我國傳統產業轉型升級和戰略性新興產業發展的共同使能技術。智能制造是制造科學的研究前沿，革新傳統制造的科學基礎、技術體系與應用模式，使制造技術從“經驗試湊”轉向“科學計算”從而實現基于科學的制造。數字化和智能化是新一代產業變革的切入點和核心。

　　我們可以分析一下，目前我國比較重要的行業，比如航天航空航海；國家支柱產業，比如汽車制造、電子制造，目前主要存在三個問題，第一“造不出”，第二“造不好”，第三“造不及”。解決了這三個問題最后才能實現快速產品開發、高效開發。智能制造的概念是一個系統概念，從裝備到車間，到整個系統都涉及到概念與體系。這里面涉及到智能設備、智能系統和智能檢測，最后要實現信息、數據在這個系統里面采集、分析、優化。智能制造和大數據應該是緊密相關的，做PLM的人都知道，如果沒有數據就沒有經驗知識，物聯網時代使大數據的采集非常方便。

大數據循環

　　智能制造包括幾個方面，第一是產品，中國制造業要升級，首先是產品升級，要做一些高附加值的產品，或者說我們做的產品價錢很低，制造成本非常高，那肯定是沒有辦法持續的。第二是全產品生命周期、全價值鏈的考慮。第三，能夠適應不同行業工況的變化，可以靈活決策。德國工業4.0也好，智能化以后，實際上是信息化和工業化的融合，就是CPS的概念。

　　智能制造的技術路線，通過軟件和網絡進行產品開發、產和服務溝通，在設計和制造商，機器與產品實時進行信息和指令交互，進行全過程的虛擬仿真。設備和工藝要能支持智能制造，所以自主控制和優化。

　　智能制造不是可以一蹴而就的，要分階段實施。首先是數字化，數字化沒有做好就想做智能化是比較困難的。第二網絡化，利用自組織網絡，動態配置資源，實現研究、設計、生產和銷售各種資源重組。第三智能化，這里面存在發展周期的問題。

　　智能制造有三個集成，第一個是產品集成，從客戶需求到產品開發到產品生產、產品服務，整個過程的數據每個產品都是唯一的，是可以檢測的。第二制造過程集成，從設計、生產、物流、營銷，怎么利用全行業的資源組織生產。第三個是制造體系集成，從單個裝備到生產線，然后到整個制造車間，全面實現PCM、MES、ERP集成。

　　智能制造的發展方向，第一產品智能化，產品的提升是制造業的根本，產品智能化可以分為幾個階段，比如說汽車，汽車以前是一個機械產品，現在汽車變成了電子產品，因為汽車里面的傳感器價值已經超過了機械，以后會變成智能產品?，F在比較簡單，是人機交互，語言可以識別你的身份，進一步發展可以咨詢工況，最高階段是無人駕駛。不只是在汽車行業如此，像家電、飛機、航空都是這樣的發展過程。

　　智能制造發展方向的裝備智能化，以后智能裝備特點可能是將專家的知識和經驗融合感知、決策、執行等制造中，賦予產品制造在線學習和知識進化能力，這樣會使產品越用越好用，實現自學自律制造。在車間智能化，這里面需要對裝備、生產線、物流，包括整個生態體系做全面的監控，這樣生產一件產品和一批產品質量是一樣的，所以這是一個柔性化生產。還有供應鏈智能化，現在很多大企業都是做總裝的，供應鏈、零部件依托其他的供應商，以前的物流是純物流，零部件到廠里儲備好了才能開始組裝。現在先進的企業是拉的，需要多少供應商提供多少，是零庫存。

　　再看一下制造模式的改變，現在制造企業的形態，從第一次工業革命以后發生了很大的變化，從生產線的組織然后到工廠，再向公司轉變，又向網絡轉變。網絡改變了溝通方式，現在很多人都用手機溝通。網絡也改變了交易模式，馬云的阿里巴巴在美國上市，成為全球第一大企業，以前的工廠模式是不可能實現的，所以網絡改變了交易模式。再看網絡改變生產的模式，現在生產是全自動生產方式，我們認為這個生產模式是有可能的，以后資源的配置可能需要通過網絡招標組織，利用全球最好的資源做制造。現在資源的分配相對不均衡，未來的企業會有兩種企業，一種是極小型一種是極大型，極小型企業做一些概念創新，可以在家里工作，幾個人就可以把這個概念設計制造出來，制造出來以后通過3D打印把它制造出來。制造的概念有很多，最核心的是人工智能技術、集成技術和數字制造技術。

　　人是很智能的，人的大腦對應的是決策和學習，人的四肢相當于電機，人的感官就相當于傳感器。這里面包含數字化制造的核心技術，還有機器人技術，現在機器人非常熱，以后每個制造車間里面有大量的機器人工作。我們最近得出一個數據，2012年中國工業機器人銷量為達到8萬臺，已經成為世界第一了。另外還有智能傳感，要想把數據采集基礎就必須和物聯網、傳感器結合。

三、智能機器人技術及應用

　　我下面簡單介紹一下我們做的工作，機器人是一個綜合概念。機器人在工業的應用比較早，我國最早是噴涂機器人，漆對人體有傷害。第一條生產線在十堰東風，之后做焊接工作，現在機器人用的最多的還是焊接車間，需要速度很快?，F在最新的發展是機械加工，用機器人打磨，前段時間上海有一個企業發生粉塵爆炸，用機器人可以避免這個問題，因為人工打磨對人體傷害很大，而且效率很低，機器人打磨可以提高效率和精度。現在中國的產品想要出口到國外就必須是機器人打磨，他們認為工人打磨是非人道的。

四、基于RFID的智能工廠技術

　　RFID是非劫持式的自動知識技術，可讀可寫，而且可以批量進行。RFID技術有很多功能，第一可識別，第二可定位，第三可感知，第四可聯網。RFID技術應用在各個方面，比如車間、物流等等。RFID在智能制造中有很多應用，可以提升產品智能化形象，提高產品設計、生產、銷售、售后、維修全程的質量和服務水平，實現產品全生命周期。

　　在數字化車間中，RFID也有幾方面的應用，包括輔具管控、智能維護和混流制造?；炝骶褪窍Ｍa線上的每一個產品都不一樣。我們在上海通用五菱、美的家用空調產線上都有采用到RFID技術。在物流方面，RFID的使用面也非常廣泛，物流以前是被動的，RFID可以由被動向主動感知。

五、華中科技大學機械科學與工程學院簡介

　　華中科技大學機械科學與工程學院是華中科技大學最強的學院，在2012年教育部的評估里面排名全國第一，這個學院有三個特點，第一人才非常強，第二國家機創新平臺很強，建成了“課程教學—基礎研究—技術研發—成果轉化”的國家級創新平臺鏈。第三，我剛才說了制造業有兩個發展趨勢，一個是往極敏化發展，一個是往速度化發展。我們在數字化、自動化、智能化的研究都處在全國前沿。華中科技大學有三個企業已經上市了，人才隊伍非常強。學科方向就是制造裝備數字化、智能化。無論是教學還是科研、成果轉化方面，我們的創新經驗非常強。我們也承擔一批重大科研開發項目，實現行業引領。

　　適應性（adaptive）與自律性（autonomous）：數字化智能化制造不懈的追求。

　　本文根據發言整理，未經本人確認！