“智能制造是建設制造強國的主攻方向,是推進新型工業化的重要任務,也是推動制造業數字化轉型的主戰場。”9月22日,由北京機械工業自動化研究所有限公司(以下簡稱“北自所”)舉辦的第一屆智能制造技術與產業創新發展大會召開,工業和信息化部裝備工業一司司長王衛明在會上表示,在科技競爭與地緣博弈加劇的背景下,全球制造業智能化進程不斷加速,智能制造將進入更大范圍拓展、更深程度滲透、更高層次演進的發展新階段。
當前,人工智能、量子計算、生物科技、新能源、新材料等顛覆性技術正在實現群體性突破,科技創新進入前所未有的密集活躍期。與此同時,科技革命與大國博弈相互交織,深刻重塑全球秩序和發展格局。
那么,智能制造的核心要義是什么?如何實現智能制造技術與產業的創新發展?前沿技術的發展方向和智能裝備、戰略性新興產業的創新路徑在哪里?又該從哪些方面促進技術創新與產業應用的深度融合?
堅持以智能制造為主攻方向
“人工智能技術與先進制造技術深度融合,升華成為智能制造技術,而智能制造的根本任務是實現制造業數字化轉型、智能化升級。”中國工程院院士、國家制造強國建設戰略咨詢委員會主任周濟在會上給出了智能制造的核心要義,即人工智能賦能新型工業化。
周濟進一步解釋道,新一代人工智能技術與先進制造技術的深度融合,形成了新一代智能制造技術,成為了新一輪工業革命的核心技術,是制造業高質量發展的核心驅動力。
具體來看,智能制造在長期實踐演化中形成了三種基本范式,分別是數字化制造、數字化網絡化制造、數字化網絡化智能化制造。而第三種范式也就是新一代智能制造,其本質上是“人工智能+互聯網+數字化制造”。
“隨著新一輪科技革命和產業變革,與我國加快轉變經濟發展方式形成歷史性交匯,智能制造便是最重要的交匯點。”周濟認為,新一代智能制造的突破和廣泛應用將推動形成第四次工業革命的高潮,重塑制造業的技術體系、生產模式、產業形態,并將引領真正意義上的“工業4.0”。
面向未來,王衛明指出,要進一步立足制造本質、緊扣智能特征,堅持以智能制造為主攻方向,推動裝備制造業數字化發展、智能化升級。
一是要堅持供需雙向發力。要深入實施智能制造工程,在需求側引導數字化水平較高的企業,分級建設一批智能工廠,加快提煉典型場景和共性需求,形成可在全行業復制推廣的高水平解決方案。在供給側培育一批深耕細分行業領域、既懂工業又懂數字化解決方案的供應商,特別是支持具有工業基因的專業化供應商做大做強,實現工業技術、經驗、知識的持續迭代和長期積累。
二是加強科技產業融合。要謀劃布局智能制造領域重大科技創新項目,大力發展工業機器人、智能檢測裝備、智能控制裝備等智能裝備,鼓勵智能制造工藝、裝備、軟件成組連線,創新突破,探索系統集成新技術體系,支持企業面向產業需求、凝練科技問題,聯合高校、科研機構開展科研攻關,推動企業主導的產學研融通創新,使更多創新成果樣品變成產品,形成現實生產力。
三是要強化標準支撐。持續完善智能制造標準體系,加強智能制造國際標準化統籌協調機制建設,加快系統接口與集成、裝備協同作業等關鍵領域標準制修訂和國際標準布局,加強標準的宣貫和實施,推動企業“標準群”在裝備制造業快速推廣應用,推動智能制造產業向規范化、標準化方向發展。
推進智能制造技術賦能產業創新
伴隨著新一代信息技術、生物技術、新能源技術、新材料技術與機器人的深度融合,機器人產業也迎來了更新換代,由過去傳統的工業機器人走向了智能機器人,越來越成為世界各國加緊布局、搶占科技產業變革的前沿和焦點。
“推進智能制造技術與產業創新發展,實現制造業數字化、網絡化、智能化、高端綠色化轉型升級,需要建設新一代信息核心技術體系。”中國工程院院士、湖南大學教授王耀南表示,對于智能制造工業機器人而言,需要突破的關鍵技術主要包括制造感知技術、決策規劃技術、運動控制技術、作業架構設計等。
在王耀南看來,協作化、智能化、網絡化、信息化、精密化,將成為未來智能制造機器人發展的重要趨勢。“這其中,還有很多艱苦的工作要做。比如在智能傳感器、智能控制器、智能工業機器人、工業互聯網、AI賦能智慧工廠等方面,要進一步提升技術創新能力,優化調度機制。”
“智能機床是實現制造業數字化、網絡化、智能化轉型的重要裝備。”西安交通大學黨委常委、副校長,中國機械工程學會機械工業自動化分會主任委員洪軍在會上介紹,機床智能化是計算機技術、傳感器技術、人工智能技術在機床裝備領域深度融合的體現,可以顯著提升機床的效能,讓制造更輕松。
當前機床智能化集中體現于機床的自感知、自學習、自行動等方面。“隨著數字孿生、生成式AI的發展,未來機床將朝著更高智能化、更快技術更新速度、更完善產業生態建設方向發展。”洪軍表示,通過發展機床數字孿生技術,可以實現機床設計的快速迭代,高保真地模擬機床加工狀態,優化生產過程,還可以使機床的預測性維護更加精準。多形態機器人則可以實現產線的無人化,生產受主觀影響減少,機床的集成管理效率、加工的柔性將顯著增強,生產的效率和質量不再是矛盾的。生成式AI將為機床智能化帶來更高階的智能,智能生成加工代碼、智能生成生產日志、智能處理機床故障,生產的質量將得到顯著提升。
在紡織機械領域,國家智能制造專家委員會委員、中國紡織機械協會高級顧問祝憲民則表示,紡織裝備通過與信息技術的融合應用發展,基本實現了生產主機數字化、生產工序連續化、物流倉儲自動化、車間工廠數字化和網絡化,為紡織企業實現智能制造轉型升級提供了強有力的支撐。
“目前在合成纖維長絲、棉紡、色織紗浸染、織造、非織造布、服裝等細分行業都已有了成熟的智能制造應用場景,形成了完整的紡織產業鏈智能制造示范。”祝憲民以化纖長絲絲餅全流程高效作業的智能制造新模式為例,介紹了化纖長絲“落絲包裝倉儲”數字孿生系統,并指出紡織行業智能制造發展,要從設備工藝、生產過程、能效平衡、計劃調度、成本管理等多方面發力。
技術創新與制造升級協同發展
“秉承服務國家戰略、助力行業技術進步和產業發展的情懷,這些年我們成功交付了數千個智能制造系統解決方案項目。”北自所黨委書記、董事長王振林表示,自1954年成立以來,北自所便承載著國家科技創新的使命,肩負著推動行業進步的責任。在七十年的發展征程中,見證了新中國裝備制造業從無到有、從小到大、從弱到強邁進的鏗鏘步伐,也書寫了自身銳意進取的發展篇章。
從自主研發首臺電子感應加速器到首座自動化高位立體倉庫,從首個具有自主知識產權的MRPII軟件到首臺液壓伺服噴漆機器人,從東方紅衛星振動臺到三峽電站閘壩控制系統,每一個技術跨越都是對時代使命的深刻踐行,每一次成功交付都是卓越成就的輝煌展現。“進入新時代,北自所始終秉持‘創新、務實、責任、共贏’的核心價值觀,胸懷國之大者、心系民之所需,錨定‘四個面向’,不斷引領我國裝備制造業自動化、信息化、智能化、集成化技術的創新與發展。”王振林強調。
“北自所創辦本次大會,決心在以中國式現代化全面推進強國建設、民族復興的新征程上,堅持‘科技創新、人才為本、求真務實、追求卓越’,進一步增強核心功能,提高核心競爭力。”王振林表示,期待通過本次大會,進一步加強與行業企業、高校等各類組織的交流合作,共同推動智能制造技術創新和產業發展,書寫制造強國建設新篇章。
王振林指出,展望未來,北自所將繼續保持昂揚的斗志和清醒的頭腦,在世界百年未有之大變局中,圍繞“服務國家戰略、助推行業發展、加快建設一流企業”的定位,堅持黨建領航和戰略引領,聚焦科技創新和價值創造,為把北自所打造為國內一流、國際知名的行業智能制造全面解決方案提供者而不懈努力。
“新能源汽車,已成為我國由傳統制造向高端制造轉型的突破口。”比亞迪股份有限公司首席科學家、國家卓越工程師廉玉波認為,技術創新與制造升級協同發展,將引領新能源汽車在材料、結構、工藝等方面進一步提升,使得產品擁有更好的體驗。
據廉玉波介紹,近年來,比亞迪在動力電池方面,堅持磷酸鐵鋰路線,改進電芯材料和結構,車身電池一體化,顯著提升車身強度;電驅系統方面,采用分布式驅動技術,支撐功能拓展,覆蓋更多場景;智能底盤方面,率先實現底盤垂向控制領域執行器全面電動化。此外,還構建物流、生產、檢測、儲存全鏈條的高自動化與智能化電驅制造工廠,采用全新SiC模塊系列化創新設計,制造方案再升級。
“徐工屬于典型多品種、小批量、高度離散的傳統制造業,市場正在從規模化向定制化轉變、從以產品為中心向以客戶為中心轉變。”針對這些變化,徐工集團工程機械股份有限公司副總裁蔣明忠表示,公司深入探索精益智能領航工廠建設。通過智能制造和全面升級,公司實現集成計劃指揮力、柔性敏捷生產力、自動智能網聯力、過程質量保證力、精細成本管控力、智慧物流調度力、綠色低碳制造力、安全隱患治理力、員工成長自驅力、精益持續改善力等十大技術能力。
(來源:中國工業新聞網)