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譚建榮院士:精益生產既是智能制造的基礎,又是智能制造的目標

2018-11-21498

“智能制造是很好,但它也不是醫治企業百病的良藥,它并不能替代設計技術和制造技術的本身,它可以提升設計的水平和產品質量。”中國工程院院士譚建榮說。

10月23日的“第十五屆中國制造業國際論壇”上,中國工程院院士譚建榮對當前火熱的智能制造發出了要理性看待的建議,為智能制造熱潮降溫。譚建榮認為,企業運用人工智能技術之前,首先要把數字化、網絡化技術用好。他指出,無論是運用機器人,還是引入人工智能技術,都不能替代企業本身的產品設計技術和制造技術。“智能制造是很好,但它也不是醫治企業百病的良藥,它并不能替代設計技術和制造技術的本身,它可以提升設計的水平和產品質量。”
 
  以下為譚建榮的演講實錄
 
  機械制造企業主要是生產機械產品和裝備,經歷了機械化、電氣化、信息化、智能化的發展階段。西門子公司率先提出了工業4.0,上升為德國國家發展戰略,其核心就是電子、IT、工業機器人在企業的應用。我理解第三次工業革命主要是面向自動化,解決的是人的體力的延伸。第四次工業革命的核心技術是CPS,主要解決的是智能化問題,是人腦力的提升。
 
  美國提出了“先進制造業國家戰略計劃”。在中國工程院的建議和推動下,我們國家也開始實施“中國制造2025”。無論是美國“先進制造業計劃”,還是德國工業4.0,還是“中國制造2025”,都聚焦到智能制造。政府對搞智能制造的積極性很高,企業搞智能制造的積極性也很高,專業的熱情也很高,到底什么是智能制造?
 
  很多企業要打造數字化車間,要運用機器人技術和人工智能技術,這些都非常好。我個人認為運用機器人技術搞人工智能技術,首先要把數字化技術用好,首先要把網絡化技術用好。運用機器人、人工智能搞數字化、網絡化,這些技術都不能替代企業本身的產品設計技術、產品制造技術。智能制造是很好,但它也不是醫治企業百病的良藥,它并不能替代設計技術和制造技術的本身,它可以提升設計的水平和產品質量。要做到這一點,精益生產、質量工程始終是貫穿始終的。

我有一個觀點,精益生產和質量工程是智能制造的前提和基礎。如果我們的生產是粗放型的,沒辦法搞智能制造。所以,我們首先要精益生產,才能用這些先進的技術。通過機器人技術、人工智能技術又是實現精益生產、質量工程的重要手段、重要技術。所以,精益生產既是智能制造的基礎,又是智能制造的目標。我們搞智能制造的小目標就是使生產更精益。
 
  很多人提出現場管理,這非常重要。我個人覺得精益生產主要包括四部分內容。
 
  一是精益設計
 
  今年改革開放40年,制造業取得了很大的成績,人民的生活水平發生了翻天覆地的變化。40年以前,我們國家都是短缺經濟,是票證經濟,買什么東西都要憑票,很多地方的老百姓是為吃飯問題而發愁。經過改革開放40年,取得了巨大成績,制造業制造了大量的產品,我們國家250多個工業門類,全面出現了產能過剩。現在大部分老百姓是為什么問題發愁?現在老百姓是為減肥問題發愁。女士要減肥,保持苗條的身材。男士也需要減肥,為什么?因為肥胖,血壓、血脂要升高。由為吃飯問題發愁轉變為為減肥問題發愁,充分說明了制造業取得了很大成績。大部分的制造企業處于產業鏈的中下端。從生產過程來看,屬于粗放型的、簡單型的、加工型的生產方式,產品設計始終是我們的弱點。我們國家的企業追求創新精神、追求創新設計、追求創新的產品。我們企業家要做產品,首先要關心我這個產品是給誰用的、我的客戶是誰、我的市場在哪里。這些都需要通過精益設計來完成。
 
  二是精益加工
 
  三是精益裝配
 
  四是精益服務
 
  制造業向服務型制造業轉變,精益生產要貫穿產品的全生命周期。
 
  德國人認為有四次工業革命,英美還在提三次工業革命。英國學者保羅·麥基利提出了三次工業革命說他認為第一次工業革命是工廠取代作坊,面向機械化生產。第二次工業革命是流水線普遍運用,面向的是大規模生產。第三次工業革命是21世紀初,它的特征是數字化制造,面向定制分散的生產。與此相適應,精益生產的生產方式發生了變化。首先是于上世紀50年代創造的泰勒生產方式。福特生產方式主要是面向大批量、規模化,它的特點是柔性不夠。數字化制造是豐田式的精益生產方式,精益生產就是豐田公司提出來的。但是,是美國MIT的教授總結凝練的。國慶節一過,諾貝爾獎開獎,日本拿到了第18個諾貝爾獎。李總理最近訪問日本,參觀了豐田公司,它的技術也令總理非常震撼。但是,在美國面前,日本人是鬧不起來。精益生產日本人可以做,但是美國人總結出來的,還是美國教授棋高一著,把它歸納出來,能夠共享。
 
  制造業現在比較困難,按質按量交付,人員的效率、庫存、質量問題、成本問題,搞生產的人員整天忙于救火。更嚴重的是研發人員不足,出現大量問題。供應商不能保證交付等等。在這樣的背景下,精益生產方式就應運而生。精益生產,一個精,一個益。“精”就是少而精,Lean Production。就像減肥一樣,人需要減肥,生產過程同樣要減肥。少而精不同于其他的生活方式。“益”就是取得最大的效益,多品種、少批量。最早是美國麻省理工學院在國際汽車計劃研究項目中提出來的。日本豐田公司的生產方式是適合制造企業的生產組成方式,精益生產是麻省理工學院對日本TPS的贊譽。我們很多人認為精益生產是日本人搞的,實際上是美國人的理念。
 
  除了精益生產以外,美國人又提出了準時生產的概念。準時生產非常重要,聯合在一起,現在的提法是精準生產。后來我們國家也采納了精準這個詞,在很多領域進行了應用。比如,中央現在也提出精準扶貧。精準就是精益生產和準時生產加起來叫精準生產。但是,我們又把它廣義化了,用在別的領域了,甚至用在社會科學很多領域。這是一個普遍的先進理念。精益生產的基本思想是在需要的時候按需要的量生產出需要的產品。它是準時生產方式之一。精益生產的核心是零庫存和快速反應市場變化。它有五個原則,首先是價值原則。我們生產的產生具有高度附加值。還有價值流原則、流動原則、需求拉動原則和完美性原則。對于我們降低成本、改善質量、縮短生產周期非常必要,也非常重要。
 
  它有六個方面的追求,品質追求是零缺陷,具體來說是穩健生產,是百萬分之一的次品率;追求在制品最少化原則;盡可能讓生產平衡與匹配;追求生產效率的極限化原則;追求生產計劃能夠變動的原則;追求統一協調的生產和物料管理的原則。它的七個“零”目標,零不良品、零轉產、零搬運、零庫存、零停滯、零故障、零災害。每個目標都有具體量化的要求。推廣精益生產有六個要素。第一個就是員工環境和參與。我在企業工作的時候是在文革后期的70年代末。當時我們廠是非常先進的,推廣日本的TQC。TQC的基本原則,質量問題是全員、全崗位相關的,所以要全員、全崗位都參與。第二是工作場地組織;第三是質量;第四是生產可運行性;第五是物料移動性;第六是流暢的生產。這六個要素都有具體的要求。
 
  我們推廣精益生產與推廣智能制造并不矛盾。精益生產既是智能制造的基礎,也是智能制造的目的。有了智能制造+精益生產,制造企業就能向數字化、智能化、擬人化、綠色化方向發展。這使得機械制造傳動和驅動更加高效,運行控制要求更加智能、系統設計更加多元、系統制造更加復雜、工作環境更加簡單、系統尺度更加多樣。
 
  推廣智能制造、推廣精益生產最終的目標是生產高質量的產品,生產高質量的產品就需要高質量的技術。在技術方面,我結合自己的研究,總結了十項關鍵技術。
 
  1.基于物聯網與RFID條碼的質量監控智能環境技術。我們要搞精益生產,就需要物聯網的智能化的監測質量的環境。
 
  2.面向制造知識和質量管控的系統布局。制造資源的每一個環節進行質量的布局,我們往往是比較多的考慮生產布局。質量如何來管控布局,過去研究的比較少。
 
  3.以人為中心的故障診斷與智能交互系統技術。以人為中心,同時能夠對故障診斷進行交互的生產。
 
  4.基于虛擬現實和增強現實的產品內在質量可視化系統。不僅要關注表面的質量,還要關注內在的質量。比如,它的強度、剛度、可靠性等等內在質量。中國產品的內在質量往往會弱一點。
 
  5.產品、零件和物料、工具多層次的精確定位技術。
 
  6.面向裝備質量的自適應抓取和路徑優化的智能裝配技術。
 
  7.人機一體化的人、機器人與機器協同工作技術。
 
  8.智能制造和網上協同的質量標準規范。我們搞了智能制造、網上協同,但質量如何來管控,每個行業都有每個行業的標準,每個企業有每個企業的標準,每個產品有每個產品的標準,這個標準規范是非常重要的。
 
  9.量身定制的性能參數實時調控智能界面。要定制化生產、定制化的質量控制。
 
  10.基于價值鏈提升的制造服務質量體系。現在由制造業轉化為制造服務業,這是大趨勢。轉化為制造服務,服務的質量怎么管控,這更加重要。因為用戶使用你的產品,在體驗的過程中如何進行質量的調控、質量的設計、質量的保證,這決定了我們這個產品是不是得到用戶的歡迎。
 
  每一項關鍵技術都有具體的內容,因為時間關系,不能一一展開。
 
  圍繞這些工作,我的團隊在五個方面做的比較好。
 
  1.基于模式識別的零件潛在缺陷檢測技術。
 
  2.基于機器學習的微刃磨損視覺檢測技術。
 
  3.大長徑比孔精度在線檢測與智能加工技術。
 
  4.基于混合現實的大部件測量與對接技術。
 
  5.基于物聯網大數據的數控機床遠程診斷技術
 

在超大型低能耗空分裝備設計、高檔數控機床數字化設計技術、大噸位深拉伸液壓裝備設計制造關鍵技術等方面應用了精益生產質量控制技術。因為時間關系,我的報告到此結束,謝謝大家!


      文章來源:智能制造ISTEC項目中心



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