航天科技集团总工程师杨海成演讲视频实录：3D打印与智慧制造

ZDNET至顶网CIO与应用频道 06月04日 北京报道：航天科技集团总工程师杨海成在云计算大数据智慧制造论坛上表示，相比于云计算与大数据，3D打印和智能制造同样是当前比较热的话题，但是真正要实现智能制造，就必须要和大数据、网络以及云计算等技术概念密切结合。所谓智能，最根本的就是要通过信息的感知，信息的融合，以及决策、判断来做出与企业管理者一样的智慧行为，并以此来对制造业的生产、管理流程进行决策控制。而现在，云计算、物联网、3D打印的发展都为为制造业走向智能化、走向智慧化提供了强的支撑力。

杨海成认为，在这样一个信息技术的大潮下，制造业企业应该大胆的进行体系概念的创新。整个行业与政府都应该思考在智慧制造发展过程中的设计、制造、管理、服务等内容，该如何与云计算、物联网、大数据和3D打印密切结合起来，利用这些概念与实践创新，积极地帮助中国从制造业大国走向制造业强国。

以下为演讲实录：

我们如何认识3D打印？3D打印和数字制造、网络制造、智能制造，包括李院士现在倡导的智慧制造是什么关系？它们之间要达到一个什么样的发展阶段和路线图，我认为这是大家所关注的。我跟随李院士在制造业信息化这一块工作了几十年了，从制造业信息化，到云制造，现在发展到智慧制造，我们看一下3D打印能起到什么样的角色，这是我想跟大家谈的一个观点。还有就是想跟大家谈的，通过3D打印的推动，怎么能够来促进整个制造业信息化往智慧制造迈进和发展，我认为这个事情也是一个大家应该去努力的一个方向和话题。我想给大家也介绍一下科技部这一年多来在3D打印和智能制造方面的一些部署，我是科技部制造服务专题863计划的组长，现在科技部组织项目是按专项组织，智能制造专项我是负责人，3D打印规划编写组，我现在是这个编写组的组长。所以正好这个题目和科技部相关的工作结合在一起，所以我想把这方面的情况也给大家做一些介绍。主要是想把制造业的发展和3D打印技术的一些进展情况给大家介绍一下，我估计大家搞云计算、云制造，肯定也希望对3D打印方面的内容有所了解，我给大家做一些简单的论述。

应该讲现在如火如荼的所谓第三次工业革命倡导的数字化制造技术，实际上是我们多年来推动制造业信息化的一个很标志性的结果。我们国家在这方面，在世界上制造业领域还是走在前面的。这个里面首当其冲的提出了几个关键点，所谓3D打印，是现在数字制造的一个核心和前沿的技术，当然也提到了协同制造，实际上是网络化制造，也提到了智能制造。智能制造一般来讲是德国工业4.0等等，这次李院士提出在基于云计算环境下的智慧制造，有可能把智能制造提到一个更高的理解和层面上来。我想第三次工业革命现在看来是和我们目前倡导的3D打印、网络制造、智能制造、智慧制造是紧密连在一起的。这一块国外也做了一些推动工业发展的战略，这一块我就不多讲了，这些内容实际上现在大家都很熟悉了，在数字制造、网络制造等等方面。

我们国家实际上现在制造业面临着一个很重要的转型期，现在在工程院李院士他们一批大院士都在做中国成为制造强国的研究，其中一个很重要的就是把数字化、网络化、智能化制造当做我国工业转型升级的一个特点。这里面提出了几个转型的方向，由低技术的制造往高技术的制造迈进，也就是由低端往高端迈进。还有就是由生产型制造向服务型制造转型，由粗放型制造往绿色制造转型。我们看这几个转型发展的主要标志实际上还是要用数字化、网络化、智能化来促进我们的制造业往高端转型。最近这一段时间以来在制造业发生了一系列的变化，制造业信息化技术也在不断的往纵深方面发展。我们看到随着云计算、大数据、物联网、智能化的发展，给制造业信息化技术带来了一系列新的创新和变革。我这里列举了几项，比如说集成和协同技术，基于广域网络、泛在网络的集成协同技术。再就是云制造技术，我们李院士提出的新一代的制造模式和制造技术。工业大数据，智能制造，3D打印，制造服务技术，这些现在在制造业和信息化相关的内容都在此起彼伏的发展。把这些东西用一个什么样的高端的理念和概念统起来？我们最近也在想，我想最近李院士提出来智慧制造，应该讲把这些能够进行有机的整合。实现垂直整合和横向整合非常重要的概念。当年李院士提出云制造技术以后国内也是一片哗然，说云计算还没有落地，现在就要搞云制造了，现在我们看来，云制造已经比较深入人心和落地了，现在智慧制造还是处在一个创新理念和发展过程当中。所以我在想，这些技术可能在这些方面非常重要。这是制造业发展的特点。

3D打印最近我们做了一些论证和研讨，3D打印大家争论得很激烈，有人认为是颠覆性和突破性的制造技术，有人认为这只是一个新技术和新装备。在制造业的这些大院士里面，大家认为就是真材制造，是制造工艺和制造装备的一个更新和变化，焊接也是真材制造，所以把3D打印越说越小，越说越传统，现在科技部在论证过程当中也出现这个现象，他说3D打印我们已经搞了十几年、二十几年了，过去我们搞快速成型，组织了一批专家和学校开展快速成型研究。现在这些人，我们技术都有了，甚至有些走到了国内的前列，我认为这是一个很悲观的认识，我也认为把3D打印所具备的技术潜力和它所具备的广阔的空间，我前一段时间在微信上发表了一篇反应，我说我们现在一批专家把3D打印这个概念新瓶子里装了旧酒了，3D打印是新概念，旧酒是新工艺、新装备和新制造。所以我们可以看到，3D打印是在数字化、网络化、智能化，新的网络环境，新一代信息技术下的一种新型的制造模式，新型的制造技术，新型的制造体系，它将会对整个制造业带来一场颠覆性的影响，这种颠覆性的影响应该讲可以从软件、材料、机械、控制等多个方面来对整个制造业产生深刻的变革。这一点我觉得可能是需要我们在座的，特别是大家从事云计算或者是智慧制造的，我们站在这个角度来理解。

3D打印有很多新的特点，由去材加工到增材制造，美国人现在认为是一场最伟大的制造技术革命，英国《经济学人》杂志把它和其他数字化生产模式一样，作为推动世界第三次工业革命一个很强有力的杠杆。这张图上大家看到，这边正在做设计，那边就做出来了，所见即所得，的确3D打印在网络化环境下，在数字制造的环境下，的确会出现很多翻天覆地的变化。

最近我们在科技部围绕着3D打印做了一些论证，寄希望于把3D打印提升到一个新的高度来认识。一个方面我们讲还是要提升我国制造业总体水平，这是我们想的一个方面。再就是要把3D打印作为国家产业结构升级和发展方式转变的一个主要的支撑。产业结构升级要由原来的这样一个大规模的制造模式变成一个个性化定制的高级创新模式，要由原来生产型的制造转换成一种专业性的创新服务模式，我想这些转型都是我们当前国家制造业迫切面临转型一个很重要的关键。而3D打印，应该讲在个性定制生产、按需生产，包括泛在制造方面，大家现在基于互联网网络，将来的制造不是说都是一系列大工厂，一系列大车间，像现在这个制造业都是高新产业园区，未来的3D打印制造的装备、设备应该讲是无所不在，网络在哪里这些设备就可以在哪里。在哪里有需求，在哪里就可以进行生产，所以现在所谓泛在制造的概念，所谓社会制造的概念，今天卢院士提出一个集散制造，既是集中的又是分散的制造，3D打印将会对整个制造业产生很深刻的变化。我们有了网络，把数字化的设计制造信息传遍了地球的任何一个角落，但是如果说我们再把3D打印的装备和实物的制造能够密切的结合，融入在一起，那就是一个无所不在的3D物联、3D制造、3D服务的一个新时代。所以我觉得3D打印，美国人为什么把它提到这么一个高度？他是看到了这样一种互联网、云计算给制造业带来深刻的变化，而恰恰3D打印是把一个制造由原材料到实物产生一个最具体落地的制造业的业态和服务形态。所以我认为，3D打印在实现这样一个泛在制造，实现我们现在所谓虚拟空间的制造，我们讲的现在仿真模拟，和实体制造形成了一个完美、统一的结合，现在我们德国工业4.0叫做CPS系统。实际上我认为3D打印恰恰是把这样一个我们所倡导的先进工业模式、先进制造理念、先进制造技术和先进服务模式能够得以实现的一项很有潜力、很伟大的一项技术。

为什么叫3D？我想这和数字化是密切联系在一起的。为什么不简单的叫制造，而叫打印？打印是代表着新型的一种制造体系和理念，这样的一种理念，我们认为将会对制造业产生深刻的变革。关于它如何形成新的生产体系和生产模式，这里我也简单的在做论证的时候，比3D打印大家看到，要把材料、IT软件、制造工业、装备和个性化、高性能复杂零件的制造全面的结合在一起。所以是一个全面变革产品，研发制造服务的一种新技术体系和技术革命，所以从研发到制造，从服务到集成，应该讲是把整个制造业新的一套体系围绕着数字化和网络化，包括我们讲的智能化和智慧话来进行有机融合和结合的一个新的技术载体。

3D打印也会带动相关产业的一些发展，包括服务业，最近我们看到国外实际上发展3D产业是和服务业联系密切的。因为现在我们知道大的网络平台建设起来以后，通过网络进行产品的采购、产品的服务和产品的定制已经成为了一个新的一种经济模式，包括大家讲的创客，众包，现在我们看到很多的企业都是通过网上定制和采购的，个性定制采购的时代也正在向我们涌来。这种定制采购直接下订单的模式，如果直接和3D打印装备结合，与3D打印网络结合在一起，那么未来的3D打印将是一个全网络化实现制造和服务的一套新体系，所以这个制造服务的理念在3D打印这个体系内也会得到很大的发展。最近我考察了一下海尔和众望，海尔现在提出来所有的家电，将来用户的家电家具网上订购，我在网上搞创客设计的模式，我可以在网上有成百上千个创客来帮你进行设计和完善，最后选优来达到最佳的产品设计。然后我再通过个性定制打印，来给你生产你所需要的零部件，包括产品等等，这些概念现在应该讲，3D打印都可以实现。

因为有了3D打印，才能促进我们真正创造的世界。过去我们知道，我们做设计的时候是受很多制造的约束的，制造不出来，设计也没有办法实现。最近飞机设计师们，火箭设计和导弹设计者都对3D打印产生了极大的兴趣。因为过去不敢设计的，不敢想象的，现在有了3D打印这个技术装备和制造的技术，他敢去想像了。过去谁能想像一个导弹的壳体可以整体性的打印出来，一个汽车的整体骨架可以打印出来，过去一定要分解成零件、部件，像飞机分解成梁、框、铆等等，复杂的制造工艺、复杂的制造过程。现在这些过程随着3D打印整体性的、复合性的，甚至是智能性的打印零件，使得设计可以释放出更大的空间来。所以我们觉得3D打印恰恰是充分促进了创造，促进了创新的一项重要的技术。所以叫3D，它本身蕴含着就是在三维空间里面的设计，在三维空间里的创意，所以这一方面我觉得，可能不仅仅是改造的工艺，改造的是制造装备。更重要的是促进人们设计理念、产品设计的功能和性能，而且把设计的方式和模式也产生了深刻的变化。过去我们都是一个固定的设计员设计，现在我们看到，有了这样一个3D的设计，完全可以搞成网络的众包和众筹的设计等等。所以在设计方面优化产品性能、增加产品创新程度，降低成本等等都可以起到很好的作用。我们可以看到3D打印现在应用的领域也在不断拓展，过去我们看到3D打印就是从学校里面研究激光打印，研究汽车模具很窄的领域。现在我们看3D打印，不光在航空航天领域，在汽车模具，在生物制造，在文化创意，在食品生产领域，几乎可以说需要产品设计的，甚至现在房子也可以打，别墅也可以打。这些技术的拓展，对整个制造业将会产生深刻的、极大的变化，而这种变化我觉得恰恰是因为3D打印都会带来的。所以打印装备、3D制造的产业链也正在形成规模，我就不多讲了。

我们国家应该讲已经具备了很好的发展3D打印的基础，前面多少年积累的结果已经有了，中国国内像华中、清华、北航、西工大在3D打印方面都做了大量的研究工作，我就不多说了。怎么样来发展3D打印？这个是大家比较关注的。这一段时间在科技部的领导下，我们也对3D打印相关下一步发展的路线图进行了研究。首先我们觉得要在这些关键核心基础技术方面取得突破性进展，比如说研发工艺装备，形成创新设计，和软件标准完善的一套技术创新体系，特别是基于网络的这样一个云服务平台，将来能够把3D打印变成一个网络化的设计制造模式，将是我们重点规划的核心内容之一，这是发展3D打印的一些设想和内容，我就不多讲了。

3D打印和智能制造，在当下情况下智能制造也是我们讲比较时髦的话题，但是真正要实现智能制造，我觉得要和大数据，要和网络、云的概念密切的结合。因为智能的话，我想最根本的就是要通过信息的感知，通过信息的融合，通过决策、判断来做出像人的智慧这样一个对于制造业的生产、管理过程进行决策。而恰恰现在云计算、物联网、3D打印为制造业走向智能化、走向智慧化提供了很好的支撑，这一点我想是关于智能制造的技术。

关于智能制造比较典型的案例就是德国工业4.0提出了物理系统和智慧系统有机的融合，用这个空间的智慧来统一调度、控制物理空间的执行，我认为这是达到智能制造很关键的。而恰恰3D打印既是一个在所谓的网络空间、智能空间里面的一种虚拟产品、智慧产品的描述，而恰恰通过3D打印把这种虚拟和智慧的产品又能够在物理空间里面通过打印装备来有机的实现，所以3D打印对于智能制造应该讲是起到了一个融合、搭接和整个串接的一个很好的作用。所以我想下一步我们在发展智能制造，乃至发展智慧制造的时候，一定会把3D打印作为这个里面一个很重要的软硬装备结合的突破点。

智能制造的发展现在应该讲比较快，科技部在产品本身的智能制造方面做了规划，包括给每个产品装上智慧的大脑，就是嵌入式的系统，还有整个物联的体系。现在我们看到在产品设计发展过程当中，物联肯定是一个发展的大趋势。产品的物联形成产品的服务网络，形成产品的使用服务网络将会是一个比较大的方面。在制造和装备方面进行物联，这就是德国工业4.0特别倡导的，就是把全德国的工业装备能够通过网络连接起来，形成一个庞大的网络化的工业机器来实现整个工业的发展，形成网络化制造。生产过程自动化和信息化也是智能制造的特点，包括还有物流的准时化和精益化等等。同时我们看智能制造，通过产品的智能化，生产过程的智能化，拓展到产品全生命周期，又形成产品服务化的特点。所以这些整体上来讲，智能制造的各个单元都在朝前进行发展，这是制造物联已经促进产品朝着全生命周期的发展方向管理拓展。关于云的东西我就不多讲了。

我想把几个概念跟大家讲一下我的一些理解。正是因为有了前期我所介绍的3D打印，也正是因为有了一些智能制造的基础概念，我们现在怎么能够把3D打印和智能制造有机的进行融合和创新，形成一个面向未来推进的智慧制造的新体系。而智慧制造可能会蕴含一系列新型的制造模式，就是所谓现在泛在制造的概念，云制造服务的概念，也就是说在互联网、物联网、云计算的强力支持下，我们能否实现地不分东西南北，人不论男女老幼，实现泛在协同的智能制造。也许我理解泛在、智慧的制造就是我们未来的新理念和新体现。中国的制造业已经走向了创新和发展的新体系了，我们要有大胆的创新，如果我们老是跟在美国人和德国人后面，我认为我们的制造业恐怕永远是跟在别人后面走，也永远会被别人甩在后面。只有我们大胆的创新、大胆的实现，我认为现在3D打印和云计算、云制造为我们中国制造业的跨越式发展、弯道超车提供了极佳的时期，现在关键是我们敢不敢大胆的创新和实践。

我觉得我们应该摒弃这些落后和跟随的理念，应该在这样一个信息技术的大潮下，在这样新一代的信息技术下，我们应该大胆的进行体系概念的创新。中国人在电子商务方面，现在已经远远的走在了世界的前列。所以我想今天时间也到了，我想花这点时间，把我对3D打印和智能制造以及下一步我们如何把这些新一代的制造理念和模式朝智慧方向来推动，我希望借我今天给大家分享的这些内容，希望促进大家更广阔的思考。特别是智慧制造，应该蕴含哪些智慧制造，包括设计、制造、管理、服务的内容，在这一方面怎么能够和云、物联、3D打印和大数据密切结合起来，我希望这些概念和实践的创新，一定能够为中国的制造由大国走向强国创造一个更加美好的明天。