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譚建榮院士:精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎,又是智能制造的目標

2018-11-213511

“智能制造是很好,但它也不是醫治企業(yè)百病的良藥,它并不能替代設計技術(shù)和制造技術(shù)的本身,它可以提升設計的水平和產(chǎn)品質(zhì)量?!敝袊こ淘涸菏孔T建榮說(shuō)。

10月23日的“第十五屆中國制造業(yè)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(fā)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(yè)運用人工智能技術(shù)之前,首先要把數字化、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)用好。他指出,無(wú)論是運用機器人,還是引入人工智能技術(shù),都不能替代企業(yè)本身的產(chǎn)品設計技術(shù)和制造技術(shù)?!爸悄苤圃焓呛芎?,但它也不是醫治企業(yè)百病的良藥,它并不能替代設計技術(shù)和制造技術(shù)的本身,它可以提升設計的水平和產(chǎn)品質(zhì)量?!?/span>
 
  以下為譚建榮的演講實(shí)錄
 
  機械制造企業(yè)主要是生產(chǎn)機械產(chǎn)品和裝備,經(jīng)歷了機械化、電氣化、信息化、智能化的發(fā)展階段。西門(mén)子公司率先提出了工業(yè)4.0,上升為德國國家發(fā)展戰略,其核心就是電子、IT、工業(yè)機器人在企業(yè)的應用。我理解第三次工業(yè)革命主要是面向自動(dòng)化,解決的是人的體力的延伸。第四次工業(yè)革命的核心技術(shù)是CPS,主要解決的是智能化問(wèn)題,是人腦力的提升。
 
  美國提出了“先進(jìn)制造業(yè)國家戰略計劃”。在中國工程院的建議和推動(dòng)下,我們國家也開(kāi)始實(shí)施“中國制造2025”。無(wú)論是美國“先進(jìn)制造業(yè)計劃”,還是德國工業(yè)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(yè)搞智能制造的積極性也很高,專(zhuān)業(yè)的熱情也很高,到底什么是智能制造?
 
  很多企業(yè)要打造數字化車(chē)間,要運用機器人技術(shù)和人工智能技術(shù),這些都非常好。我個(gè)人認為運用機器人技術(shù)搞人工智能技術(shù),首先要把數字化技術(shù)用好,首先要把網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)用好。運用機器人、人工智能搞數字化、網(wǎng)絡(luò )化,這些技術(shù)都不能替代企業(yè)本身的產(chǎn)品設計技術(shù)、產(chǎn)品制造技術(shù)。智能制造是很好,但它也不是醫治企業(yè)百病的良藥,它并不能替代設計技術(shù)和制造技術(shù)的本身,它可以提升設計的水平和產(chǎn)品質(zhì)量。要做到這一點(diǎn),精益生產(chǎn)、質(zhì)量工程始終是貫穿始終的。

我有一個(gè)觀(guān)點(diǎn),精益生產(chǎn)和質(zhì)量工程是智能制造的前提和基礎。如果我們的生產(chǎn)是粗放型的,沒(méi)辦法搞智能制造。所以,我們首先要精益生產(chǎn),才能用這些先進(jìn)的技術(shù)。通過(guò)機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)又是實(shí)現精益生產(chǎn)、質(zhì)量工程的重要手段、重要技術(shù)。所以,精益生產(chǎn)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(chǎn)更精益。
 
  很多人提出現場(chǎng)管理,這非常重要。我個(gè)人覺(jué)得精益生產(chǎn)主要包括四部分內容。
 
  一是精益設計
 
  今年改革開(kāi)放40年,制造業(yè)取得了很大的成績(jì),人民的生活水平發(fā)生了翻天覆地的變化。40年以前,我們國家都是短缺經(jīng)濟,是票證經(jīng)濟,買(mǎi)什么東西都要憑票,很多地方的老百姓是為吃飯問(wèn)題而發(fā)愁。經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放40年,取得了巨大成績(jì),制造業(yè)制造了大量的產(chǎn)品,我們國家250多個(gè)工業(yè)門(mén)類(lèi),全面出現了產(chǎn)能過(guò)?!,F在大部分老百姓是為什么問(wèn)題發(fā)愁?現在老百姓是為減肥問(wèn)題發(fā)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(wèn)題發(fā)愁轉變?yōu)闉闇p肥問(wèn)題發(fā)愁,充分說(shuō)明了制造業(yè)取得了很大成績(jì)。大部分的制造企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下端。從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看,屬于粗放型的、簡(jiǎn)單型的、加工型的生產(chǎn)方式,產(chǎn)品設計始終是我們的弱點(diǎn)。我們國家的企業(yè)追求創(chuàng )新精神、追求創(chuàng )新設計、追求創(chuàng )新的產(chǎn)品。我們企業(yè)家要做產(chǎn)品,首先要關(guān)心我這個(gè)產(chǎn)品是給誰(shuí)用的、我的客戶(hù)是誰(shuí)、我的市場(chǎng)在哪里。這些都需要通過(guò)精益設計來(lái)完成。
 
  二是精益加工
 
  三是精益裝配
 
  四是精益服務(wù)
 
  制造業(yè)向服務(wù)型制造業(yè)轉變,精益生產(chǎn)要貫穿產(chǎn)品的全生命周期。
 
  德國人認為有四次工業(yè)革命,英美還在提三次工業(yè)革命。英國學(xué)者保羅·麥基利提出了三次工業(yè)革命說(shuō)他認為第一次工業(yè)革命是工廠(chǎng)取代作坊,面向機械化生產(chǎn)。第二次工業(yè)革命是流水線(xiàn)普遍運用,面向的是大規模生產(chǎn)。第三次工業(yè)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(chǎn)。與此相適應,精益生產(chǎn)的生產(chǎn)方式發(fā)生了變化。首先是于上世紀50年代創(chuàng )造的泰勒生產(chǎn)方式。福特生產(chǎn)方式主要是面向大批量、規?;?,它的特點(diǎn)是柔性不夠。數字化制造是豐田式的精益生產(chǎn)方式,精益生產(chǎn)就是豐田公司提出來(lái)的。但是,是美國MIT的教授總結凝練的。國慶節一過(guò),諾貝爾獎開(kāi)獎,日本拿到了第18個(gè)諾貝爾獎。李總理最近訪(fǎng)問(wèn)日本,參觀(guān)了豐田公司,它的技術(shù)也令總理非常震撼。但是,在美國面前,日本人是鬧不起來(lái)。精益生產(chǎn)日本人可以做,但是美國人總結出來(lái)的,還是美國教授棋高一著(zhù),把它歸納出來(lái),能夠共享。
 
  制造業(yè)現在比較困難,按質(zhì)按量交付,人員的效率、庫存、質(zhì)量問(wèn)題、成本問(wèn)題,搞生產(chǎn)的人員整天忙于救火。更嚴重的是研發(fā)人員不足,出現大量問(wèn)題。供應商不能保證交付等等。在這樣的背景下,精益生產(chǎn)方式就應運而生。精益生產(chǎn),一個(gè)精,一個(gè)益。“精”就是少而精,Lean Production。就像減肥一樣,人需要減肥,生產(chǎn)過(guò)程同樣要減肥。少而精不同于其他的生活方式?!耙妗本褪侨〉米畲蟮男б?,多品種、少批量。最早是美國麻省理工學(xué)院在國際汽車(chē)計劃研究項目中提出來(lái)的。日本豐田公司的生產(chǎn)方式是適合制造企業(yè)的生產(chǎn)組成方式,精益生產(chǎn)是麻省理工學(xué)院對日本TPS的贊譽(yù)。我們很多人認為精益生產(chǎn)是日本人搞的,實(shí)際上是美國人的理念。
 
  除了精益生產(chǎn)以外,美國人又提出了準時(shí)生產(chǎn)的概念。準時(shí)生產(chǎn)非常重要,聯(lián)合在一起,現在的提法是精準生產(chǎn)。后來(lái)我們國家也采納了精準這個(gè)詞,在很多領(lǐng)域進(jìn)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(chǎn)和準時(shí)生產(chǎn)加起來(lái)叫精準生產(chǎn)。但是,我們又把它廣義化了,用在別的領(lǐng)域了,甚至用在社會(huì )科學(xué)很多領(lǐng)域。這是一個(gè)普遍的先進(jìn)理念。精益生產(chǎn)的基本思想是在需要的時(shí)候按需要的量生產(chǎn)出需要的產(chǎn)品。它是準時(shí)生產(chǎn)方式之一。精益生產(chǎn)的核心是零庫存和快速反應市場(chǎng)變化。它有五個(gè)原則,首先是價(jià)值原則。我們生產(chǎn)的產(chǎn)生具有高度附加值。還有價(jià)值流原則、流動(dòng)原則、需求拉動(dòng)原則和完美性原則。對于我們降低成本、改善質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期非常必要,也非常重要。
 
  它有六個(gè)方面的追求,品質(zhì)追求是零缺陷,具體來(lái)說(shuō)是穩健生產(chǎn),是百萬(wàn)分之一的次品率;追求在制品最少化原則;盡可能讓生產(chǎn)平衡與匹配;追求生產(chǎn)效率的極限化原則;追求生產(chǎn)計劃能夠變動(dòng)的原則;追求統一協(xié)調的生產(chǎn)和物料管理的原則。它的七個(gè)“零”目標,零不良品、零轉產(chǎn)、零搬運、零庫存、零停滯、零故障、零災害。每個(gè)目標都有具體量化的要求。推廣精益生產(chǎn)有六個(gè)要素。第一個(gè)就是員工環(huán)境和參與。我在企業(yè)工作的時(shí)候是在文革后期的70年代末。當時(shí)我們廠(chǎng)是非常先進(jìn)的,推廣日本的TQC。TQC的基本原則,質(zhì)量問(wèn)題是全員、全崗位相關(guān)的,所以要全員、全崗位都參與。第二是工作場(chǎng)地組織;第三是質(zhì)量;第四是生產(chǎn)可運行性;第五是物料移動(dòng)性;第六是流暢的生產(chǎn)。這六個(gè)要素都有具體的要求。
 
  我們推廣精益生產(chǎn)與推廣智能制造并不矛盾。精益生產(chǎn)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(chǎn),制造企業(yè)就能向數字化、智能化、擬人化、綠色化方向發(fā)展。這使得機械制造傳動(dòng)和驅動(dòng)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(huán)境更加簡(jiǎn)單、系統尺度更加多樣。
 
  推廣智能制造、推廣精益生產(chǎn)最終的目標是生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品,生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品就需要高質(zhì)量的技術(shù)。在技術(shù)方面,我結合自己的研究,總結了十項關(guān)鍵技術(shù)。
 
  1.基于物聯(lián)網(wǎng)與RFID條碼的質(zhì)量監控智能環(huán)境技術(shù)。我們要搞精益生產(chǎn),就需要物聯(lián)網(wǎng)的智能化的監測質(zhì)量的環(huán)境。
 
  2.面向制造知識和質(zhì)量管控的系統布局。制造資源的每一個(gè)環(huán)節進(jìn)行質(zhì)量的布局,我們往往是比較多的考慮生產(chǎn)布局。質(zhì)量如何來(lái)管控布局,過(guò)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(shù)。以人為中心,同時(shí)能夠對故障診斷進(jìn)行交互的生產(chǎn)。
 
  4.基于虛擬現實(shí)和增強現實(shí)的產(chǎn)品內在質(zhì)量可視化系統。不僅要關(guān)注表面的質(zhì)量,還要關(guān)注內在的質(zhì)量。比如,它的強度、剛度、可靠性等等內在質(zhì)量。中國產(chǎn)品的內在質(zhì)量往往會(huì )弱一點(diǎn)。
 
  5.產(chǎn)品、零件和物料、工具多層次的精確定位技術(shù)。
 
  6.面向裝備質(zhì)量的自適應抓取和路徑優(yōu)化的智能裝配技術(shù)。
 
  7.人機一體化的人、機器人與機器協(xié)同工作技術(shù)。
 
  8.智能制造和網(wǎng)上協(xié)同的質(zhì)量標準規范。我們搞了智能制造、網(wǎng)上協(xié)同,但質(zhì)量如何來(lái)管控,每個(gè)行業(yè)都有每個(gè)行業(yè)的標準,每個(gè)企業(yè)有每個(gè)企業(yè)的標準,每個(gè)產(chǎn)品有每個(gè)產(chǎn)品的標準,這個(gè)標準規范是非常重要的。
 
  9.量身定制的性能參數實(shí)時(shí)調控智能界面。要定制化生產(chǎn)、定制化的質(zhì)量控制。
 
  10.基于價(jià)值鏈提升的制造服務(wù)質(zhì)量體系?,F在由制造業(yè)轉化為制造服務(wù)業(yè),這是大趨勢。轉化為制造服務(wù),服務(wù)的質(zhì)量怎么管控,這更加重要。因為用戶(hù)使用你的產(chǎn)品,在體驗的過(guò)程中如何進(jìn)行質(zhì)量的調控、質(zhì)量的設計、質(zhì)量的保證,這決定了我們這個(gè)產(chǎn)品是不是得到用戶(hù)的歡迎。
 
  每一項關(guān)鍵技術(shù)都有具體的內容,因為時(shí)間關(guān)系,不能一一展開(kāi)。
 
  圍繞這些工作,我的團隊在五個(gè)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(shù)。
 
  2.基于機器學(xué)習的微刃磨損視覺(jué)檢測技術(shù)。
 
  3.大長(cháng)徑比孔精度在線(xiàn)檢測與智能加工技術(shù)。
 
  4.基于混合現實(shí)的大部件測量與對接技術(shù)。
 
  5.基于物聯(lián)網(wǎng)大數據的數控機床遠程診斷技術(shù)
 

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(shù)、大噸位深拉伸液壓裝備設計制造關(guān)鍵技術(shù)等方面應用了精益生產(chǎn)質(zhì)量控制技術(shù)。因為時(shí)間關(guān)系,我的報告到此結束,謝謝大家!


      文章來(lái)源:智能制造ISTEC項目中心



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