中国工程院院士李培根:推进智能制造从车间现场做起
尊敬的路甬祥委员长、怀进鹏部长、李群书记,各位领导,各位专家上午好!非常荣幸能够有机会参加这个互联网工业大会。我知道青岛应该是在制造业+互联网以及智能制造方面应该是全国可以起到引领作用,我今天的一个话题,是很小的一个话题,关注车间现场谈“互联网+”和智能制造,为什么讲这个话题呢?因为我觉得现在对于多数中国企业来讲,制造业的多数企业来讲,其实我们有很多企业还不知道智能制造+互联网从什么地方入手,还觉得智能制造这些东西离我们太远,我今天之所以讲关注车间现场,无非就是告诉大家,实际上智能制造,我们+互联网也好,离我们很近。
我们现在到底对于一般制造业来讲,我们现在的推进智能制造到底从哪里入手?我们关注点有很多,我想我今天主要谈一下车间现场这个问题。
实际上车间现场和企业的很多目标联系在一起,可以说质量问题、绿色问题、服务等等。这里举一个例子,质量,我们有一个企业华中数控通过在机床上面做一些把智能技术、自动化技术用上去,像人的心电图一样,测一些机床的指标,目的是什么?对数控机床进行定期体检,保证机床的健康同时提高加工质量。
另外,我们通常数控系统是不能够做智能补偿的,也就是说在加工的过程当中没有办法实时的补偿,但是我们现在华中数控搞了一些智能补偿,通过测量空间的误差、数据建模在加工过程当中根据变化的工况问题进行补偿。
我们现在可以通过大数据分析去控制车间的质量问题,实际上我们普通的情况就是在以前我们没有大数据分析的时候,我们仅仅只是人感知的一些数据我们进行质量控制,但是实际上问题有很多有效的数据资源我们把它筛掉了,这个其实是有一些影响质量问题的深层的原因,我们并没有发现,通过数据分析实际上我们是可以发现车间的质量问题。
总而言之,车间的质量问题,我们通过智能技术和互联网是可以做很多事情的,比如说这个图显示什么意思?我们甚至可以让客户去漫游我们的车间、漫游我们的设备,来看一看我们帮他加工的零件的质量是不是有问题,所以这也要利用互联网技术,也需要智能技术。
另外一个话题,现在绿色越来越成为我们关注的一个关键点。我们讲绿色,不光是说产品没有污染,其实我们减少浪费、减少资源消耗是非常重要的,比如说我们小的一个车间里面的机油的问题,以前是定期换,现在实际上我们可以通过智能技术的应用,智能检测油品程度的污染,这样可以减少浪费。我们华中科技大学做的智能注塑机很普通的东西,但是上面一个很关键的东西,就是能量按需供给,设备的能量,普通的注塑机能量不需要的时候实际上也在耗电,结果耗电减少60%,这个非常可观。
还有一些,这是我们和武钢做的电网网损管理,武钢的耗能大户,我们做网损管理,把网损率控制在1.10%以下,基本上减少三分之一的网损,电费在一个厂就减少1.2亿元,这还是很可观的。
服务,海尔现在也是非常重视服务,未来中国的很多企业,我举一个例子,这是无锡天奇的例子,为一个汽车厂做自动装配线,然后装了很多的传感器,还有一个智能引擎的云中心,在云中心里面通过智能分析,判断设备是不是正常,如果有问题的话,需要维护、维修。他们有一个云平台的数据管理的专家系统,这也是智能技术。在一些设备上面,车间的很多设备上面,这是很不起眼的,比如皮带轮、轴承柱等装了很多的传感器,这些地方恰恰是容易发生故障的地方。
另外就是个性,我们像红领的个性化设计做的非常好。德国叫工业4.0,有一个德国的例子,化工企业做洗发水、液体肥皂等等,比如女士们的洗发水喜欢什么样的味道、颜色等等,怎么按照个性化的需求去生产?其实每一个上面都有一个电子芯片,记录了用户、客户的个性化需求,然后从线上按照这个来做,所以这个事情离我们都可以很近。
我们在东莞劲胜,这个企业成为智能制造的示范企业,是上个月苗圩(音)部长等一批领导和企业家到企业里面去参观,他们做了很多事情,比如个性化定制,他们是做手机壳的,这里面包括产品的开发、多品种带来的品质管控点增加等等,这一系列的问题都需要靠数字化、智能化技术,而且是靠车间的。生产的柔性化,因为现在加工的手机壳有七十多种,一定要企业的柔性,柔性在这里面怎么保证车间里面物料有序的配送?工时动态匹配、排程的协同优化等等,这都要靠数字化技术、智能化技术。
这是我们在江淮汽车做的,这是汽车的混流生产,本来汽车是大批量生产,现在是混流生产,就是柔性,就是把优化方法用上去了,而且现在说一句,我的一个学生做优化,后来在优化领域受到国际上的关注。
最后,高效。车间里面我们当然强调高效,这是低成本的。这是富士康做的事情,就是机器人、自动物流等等。同样我再说劲胜,我们通过把虚拟的开发设计软件用上去,自动化的卓越去取代一些人工,我们把它的开发周期从120天缩短到80天,把产能提升了15%,效果非常明显。
人力精简,在劲胜这个车间原来是204人,到现在只有33人,人力节省了80%多,这也是靠自动化的卓越和信息化的管理。
在劲胜以前的一些车间的因素,比如机床的加工效率有待于进一步的提高,加工的路径、参数缺少优化,品种多,切换频繁等等,我们相应的采取了一些措施,也是用数字化技术、智能化技术去解决这些问题。结果,单件加工效率提升10%,这里有一个例子,比如大规模的三千台机床的加工车间,单件加工效率提升10%,可以节约300台机床,这是非常可观的。这是我们如何通过基于大数据的工艺参数自动优化,去提高它的效率,效果非常明显。我们通过国产的CAPP系统实现加工工艺路径优化,也使得加工效率提高,这里面包括三维的设计、仿真优化等。
国产的MES,我们进行了动态调动、智能排程、混流配送等等。
工艺开发周期大大的缩短。总而言之,我们从微观、中观、宏观层面都采取一些相应的措施,使得工艺开发周期缩短,加工效率提高,质量保证等等。
特别要说一下,我们现在要关注一个问题,就是在车间里面,我们要关注一个问题。我们现在关注到分享经济,比如说滴滴打车,我们多数人关注的还是在消费领域,但是实际上是生产资料是可以分享的,我们有很多很好的企业,有很好的设备,但是设备利用率非常低,同时另外有一些企业的产品更换,有一些产品一是自己加工不出来,这些问题我觉得我们是要从个人消费到服务,到为企业服务,从分享消费资料走向分享生产资料,这是我们要关注的,对于很多企业来讲,我觉得这个是非常有意义的。
下面一个例子,就是优制网,优制网是什么意思?就是怎么使制造企业的制造资源、制造能力核技术服务能力可以分享。有一些企业可以把他们的富于或者是闲置的资源让别人分享,同样让另外一些企业可以寻求分享。他们还可以按照工艺和服务类型进行分类和地图搜索联系起来。
总而言之,我最后做一个小结,我觉得我们推进智能制造包括“+互联网”,我们可以从车间现场做起,尤其是对于刚刚起步的企业,质量、高效是基本目标,服务、绿色、个性等是新的目标。我们在车间现场还要围绕基本的目标,数据、设备、人里面都可以找到机会,总而言之,数字、智能技术非常重要,但是离我们并不遥远,我今天就讲到这里,谢谢大家!
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