先进制造工艺和装备是智能制造的核心

    “十三五”期间，我国智能制造取得了长足进步，智能制造装备和智能制造系统的供给能力显著增强，有效支撑了制造业数字化、网络化、智能化水平的提升。当前，我国已转向高质量发展阶段，正处于转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期。站在新一轮科技革命、产业变革与加快转变经济发展方式的历史性交汇点，“十四五”期间，智能制造系统和应用将进一步向纵深方向发展，加速产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态的深刻转变。

　　工业和信息化部（下简称“工信部”）刚刚发布“十四五”智能制造发展规划（下简称“规划”），规划的发展目标和路径明确指出：“推进智能制造，要立足制造本质，紧扣智能特征，以工艺、装备为核心，以数据为基础，依托制造单元、车间、工厂、供应链等载体，构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统。”装备作为制造的基础、工艺作为制造的灵魂成为智能制造深入发展的核心关键。没有先进的智能制造装备，不懂得制造机理，不了解生产工艺，就无法建立完善的数学模型，更难以构建完整的信息—物理系统。

推动IT和OT深度融合

　　“十三五”期间，我国制造业中信息技术（IT，Information technology）在研发、管理、销售等环节的应用较多，但在制造环节IT技术仍未充分发挥其重要作用。其核心原因在于：我们对制造业的规律把握不足，特别是对先进制造的装备和工艺的理解不够深入，导致IT技术和制造一线的运营技术（Operational Technology，OT）融合不够，IT技术长期处于自我循环、空转的状态，游离于制造环节之外。

　　先进制造装备和工艺，与工业领域的创新高度相关，不仅是科技创新的主要来源，还是科技创新的试验载体和主要传播者、推广者。装备和工艺还承担着知识和技术的“蓄水池”功能，哈佛大学的研究表明，一个国家制造的商品，其所需的制造装备越复杂、制造工艺越先进，装备和工艺的知识、技术“蓄水池”作用就越大，国家实现繁荣富强的可能性也就越大。

　　麻省理工大学在定义先进制造业时，不仅把装备制造业纳入先进制造业范畴，而且还将机械车间（Machine shop）作为先进制造业的细分领域之一。主要是由于机械车间多集中于工艺环节，是工业技术创新的重要源泉，更是构建制造业高质量发展生态系统的重要基础。

　　为此，规划重点强调了制造业IT和OT的深度融合，在重点任务中明确指出：一方面，要加强关键核心技术公关…开发应用增材制造、超精密加工等先进工艺技术；另一方面，要大力发展智能制造装备…推动先进工艺、信息技术与制造装备深度融合，通过智能车间/工厂建设，带动通用、专用智能制造装备加速研制和迭代升级。

加速IT技术融入制造的核心增值活动

　　为了推动IT和OT的深度融合的，必须强调IT技术更多、更广泛地融入制造企业的核心增值活动。统计研究发现，制造企业的增值活动约占生产和经营活动的5%，必要但非增值活动约占60%，其余35%为浪费。当前我国的智能制造应用场景主要集中在去除浪费，提高技术效率上，比如，缩短研发周期、开展远程运维，提升供应链效率等。而对于通过工艺创新推动技术进步从而实现增值活动的智能制造场景还不多。一架价值1亿美元的波音飞机，其原材料价值并不很高，高附加值主要不是因为波音能实现远程运维，也不是波音能网络化管理供应链，波音的竞争力核心是把先进制造工艺知识通过先进装备“浓缩”到产品中，从而实现产品的高附加值。

　　过去几年中，越来越多的领先跨国企业正在通过收购制造企业、吸引制造业高端人才掌握先进制造工艺，致力于成为本领域具备最强制造核心竞争力的企业。以苹果公司为例，其核心竞争力看似在于产品设计、品牌建设和供应链管控等方面，但其实，苹果公司对制造工艺的理解、对核心装备的掌控远超过其代工厂。在此基础上，领先企业进一步利用信息技术，将其对产品制造的高度追求和工业工程思想渗透入产业链的各个环节，从而构建先进制造业的未来版图。

　　实际上，在智能制造装备领域，国内也出现了先知先觉先行者。美的集团在自身信息化建设的基础上，陆续收购了机器人企业KUKA、运动控制驱动器企业高创、伺服电机企业威灵、工业变频器企业合康新能，并先后开展了与安川合资、入股埃夫特、建设盈合机器人示范基地等经营活动，核心就是为了深度渗透制造产业链，加速IT和OT的融合，确保对制造工艺知其然、知其所以然。

强化智能制造人才队伍培养

　　人才是智能制造发展的第一资源，即懂制造工艺、又懂工业软件的复合型人才是“十四五”时期信息技术与工艺和装备深度融合的保障。规划在重点任务中明确提出要强化智能制造的人才培养，专门安排了“编制智能制造人才需求预测报告、紧缺人才需求目录，依托高技能人才培训基地等机构，开展大规模职业培训，以及加强应届毕业生、在职人员、转岗人员数字化技能培训，推进产教融合型企业建设等重点任务”

　　目前，我国大量的优秀人才流入金融、互联网等领域，进入制造业从事增值创新工作的人才有逐渐减少的趋势。其中，每年计算机科学与技术相关专业毕业的研究生，从事智能制造的比重仅为8%。然而，我们却看到，美国军工企业洛克希德马丁编写的程序代码量已经超过微软。通用电气在全球拥有约1.5万名软件工程师，组建了数字化部门，其数字化技术应用已下沉到了生产一线岗位。工业巨头西门子也已经成为全球工业软件领域的领军企业，这些领先制造企业吸纳了大量的信息技术人才。

　　国外领先制造企业中大量的信息技术人才，与我国制造企业的现状形成了鲜明的对比。我国在各类工程技术人才资源方面具备巨大优势，“十四五”期间，我们必须着重培养理念先进的智能制造管理人才，既掌握先进制造技术，又熟悉数字化、网络化、智能化技术的高技术人才，以及知识先进、技术精湛、熟悉工装的高技能人才，将人才资源规模优势转变为智能制造人才队伍的质量优势，将人才质量优势转变为智能制造的巨大创新优势。

综上所述，智能制造系统中，智能是特征、装备是基础、制造是本质、工艺是灵魂、人才是关键。“十四五”期间，我国的智能制造能否上一个新台阶，其重要标志之一就是信息技术能否与工艺和装备深度融合。

作者： 石勇 机械工业信息研究院副院长、国家智能制造专家委委员

来源：中国工业新闻网