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王贺:推动制造业向服务型转变,向智能制造转变

2015年04月21日 16:35:19 来源: 新华网

    新华科技4月21日电 “思享+”主题沙龙之“创新驱动战略下的‘中国制造2025’”研讨会4月21日在清华大学召开,本期活动由新华网联合北京市科学技术委员会、清华大学研究生会共同主办。会议围绕中国制造业的颠覆与重生、互联网+与中国制造等四大议题,邀请政府机构负责人、专家学者、企业家代表展开探讨。

    中国航天运载火箭研究院工业技术处长、高级工程师王贺在致辞中表示,以数字化为中心的第四次工业革命已经初见端倪,成为各国制造业发展新的制高点,很多新的制造技术都在推动制造业向服务型转变,向智能制造转变。为实现航天梦,成为航天强国,需要加强数字制造新技术在航天制造中的应用,建设航天的数字化和智能化的工厂,打造中国的利器。

    以下是王贺致辞实录:

    我今天的题目是中国制造助力航空梦。第一个是发展历程,第二航天制造跟航天强国之间的关系。第三个是航天产品的智能化。

    首先这张图是代表一个国家的制造业占他GDP的能力,然后纵坐标是国内的GDP的增长率,纵坐标是制造业的增长率。结论是较高的制造业的经济增长率,可以带动整个GDP的增长。

    第二张图是美国的50年的GDP变化,美国整个GDP都有生长期和衰落期,他的衰落期都是由于忽视制造业的发展,从六十年代,学术界特别崇尚科学,轻视智能制造。在八十年代的时候,美国的制造业被日本打垮了,可以看到底特律汽车城的衰败景象。所以说实体制造业对我们国家的发展是很重要的。

    制造业的历程,美国跟欧洲游两个说法,欧洲是第一次工业革命,第二次跟第三次。第一次是蒸汽机,第二次主要是发动机跟电动机的发明。第三次是原子能、电子技术、信息技术的发展。

    我们再看一下中国制造业的整个回顾。其实一共是前面经历过两个浪潮,第一个浪潮是1978年到1987年,家电制造促进了我们政府制造业的第一次。第二次是1987年到1997年,我们这个词用的是与狼共舞,外资制造业进入到了中国,我们很多的品牌都是跟国外一起合资的。第三次浪潮是积极创新,走向高端,是我们的强国之本,主要是以航空航天的制造,要把中国制造转变为中国的创造。在中国制造2025我们的主题,因为我们在整个的编纂里面,把汽车跟航天,作为中国高端制造2025年的示范行业。

    在世界上各个国家,刚才有很多专家讲的,高度重视制造业的发展。这几张图片是我在去年去参加德国的工业展览会上现场拍的,包括机器人的展示,智能化的生产线,企业的大数据服务。当时确实是第一次感到,因为工业4.0第一次是2011年,到2013年的时候正式写出来,去年的时候正式开始有企业围绕这个主题,开始各种各样的讲话。 第二个是美国的计划,他是要强化国家的关系,缩短时间,投资到新一代,包括新型的制造工艺,这是美国的,包括日本,刚才还讲到韩国。我们中国也提出了自己的制造强国的战略。工信部的领导,因为我们企业当时也在做工业两化融合的管理体系论证,提出了两化融合的发展战略。所以第一部分是对整个制造业的发展进行了简要的回顾。

    第二部分是航天强国跟强天制造,我们国家的历代领导人都对航天寄于了很高的期望。这张图片是神州十号,当时习总书记专门电话指出,要发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。航天强国的概念,因为航天是比较有代表性的行业,非常具有挑战性,我们很多新材料、新技术,都是从航空航天引发出来,然后再导入别的行业。

    评价一个国家是不是航天强国,主要是有一个专门的评价体系,有六个方面。战略引领、产品系统、技术创新、技术保证、产业发展等。第一个梯队是美国、欧洲、俄罗斯,我们定为前三位,航天强国。第二个梯队是中国、日本、印度。当时做了一个比喻,中国是处于二锅头的位置,第二锅里面把头的,所以是非常有机会在未来。也存在一些问题的差距,主要是在规模化、产业化、市场化的方面,包括在制造技术方面也存在一定的差距。所以在整个中国制造2025年的时候里面有一个专门的主题就是怎么样实现航天强国,我们定的目标是。第一是具备全面的宇宙空间的探索能力,建设完善的国家空间基础设施和航天装备体系。具备实力雄厚的航天国际竞争力和话语权,具备引领航天技术发展的创新能力,具备航天科技工业的基础能力,打造形成以战略性新兴产业为核心的产业集群,这是我们的目标。我们也专门制订了整个的战略发展途径。在整个的航天的,因为技术是比较全面的。航天更强调于自主创新,其实像其他的产品里面,包括现在发展很好的汽车,很多技术还是从外面引进的,但是航天不一样,都要靠自己。包括主要机械制造、空间电源、航天微电子,这些是我们认为重点去突破的几个领域。

    今天是想重点讲的另外一个领域,航天领域的数字化和智能化的制造工厂。我们的目标是在2020年前重点发展数字化跟虚拟化的研制,建立数字化的空间。在2025年的时候重点发展物联网的制造,建立完善的数字化、智能化的决策体系,这是整个的系统服务,我们也有不同的目标,2020年是一个结点,2025年的第二结点,包括2030年的第三个结点,从需求到目标。三个内容,一个是数字化的研制,第二是数字化的制造,第三是数字化的管理。包括一些基础的保障能力。

    讲到第三块,稍微讲一点航天领域数字化跟智能化。数字化跟智能化的制造技术,大家都在讲。这里面就不再讲了,我们自己梳理了我们数字化制造的体系,包括数字化设计协同的技术,数字化工艺设计的整个技术,数字化制造的技术,数字化制造的装备,造我们的火箭的装备是怎么造出来的,这也是一个体系。先进制造的模式,制造化过程的管理模式。这边大概总结了国外先进技术的总体趋势和现状,一个是数字化的协同,数字化工业设计,数字化制造技术和装配,包括国外的先进大企业,像波音,目前炒得非常热的3D打印能力。还有技术生产,包括数字化的制造生产线,制造过程,互联网等等。

    总结下来,因为当时为了的发展做了很多的产能。在国内的航空行业用得比较好,因为航空行业的公司跟国外有很多技术上的问题。

    因为这里面的是航天医院的数字化的现状,背景是两大集团,航天科技集团跟航天科控集团,科技主要是用民用的,科工是导弹。航天医院是科技集团里面运载火箭、战略导弹,整个的一个集成的,钱学森是第一任的院长。下面就不多说了。

    一个小结,现在也是基本形成了数字化集成的能力,但在这个过程中还存在很多的问题,主要是传接数据。一个制造厂面向不同的数据员来接不同的数据。第二是虚拟制造,很多高校和研究所炒这个概念,但怎么样这个跟实际生产有效的结合,然后建立起自己的知识系统,把这些知识能够很好得用起来,其实还有很长的路要走。第三个包括实体制造,引进了很多的自动化和智能化的装备。但是大部分的过程,包括空客的装备过程,大部分的过程都是手动的,这个没有办法,因为这是一个也的特点来决定的,决定他的输入条件是你的产能有多少,比如说汽车,是可以自动化使显得。如果行业全用自动化,这个投入国家会承受不了。

    然后我们也提出了这个航天数字化工厂的建设思路,跟其他的行业不大一样。首先是航天产品的特点,第一个是型号多。我在这个企业是最大的组装厂,我们有55个型号同时在在线生产。高是产品的质量有非常严格的要求,去年有很多件打掉的,我们习主席直接签的字,说没有选择,必须成功,所以说对质量有严格的要求,制造精度高,加工难度大,很多新的材料,新工艺,都是其他行业没有见到过的,材料研究出来,首先看看能不能在航空航天这种环境下应用。制造模式也有它的特点,我们的总经理提出的一千种零件。尤其是在部件生产,每个工人每天生产的东西都是不同的内容,跟汽车有非常大的区别。

    所以在这个基础上针对我们提出的航天的数字化的概念,我们把它理解成一种全新的制造能力和制造模式,信息化工业和信息化融合,如果没有发展到这种地步是难的。因为我以前一直做这个方面,其实更有难度。也正是信息化发展到现在这个地步,才给航天这种智能化工厂提供这种可能性。

    这是它的一些关键技术,我们的结构是三层结构。

    第一层就是数字化的制造单元,我们中间过程的制造部件会进行成组的归类。比如说阀门的制造空间,大概有200多种阀门,每年有20000件,我们给它归类,在局部的范围内会形成我们的数字化单元。本来没有批量,但是把它规定。

    第二层就是传统意义上的空间,主要是对人的管控,因为人的管理上,每个人不可能管太多的人。然后我们的企业里面大概是6000人,所以必须要有一部分的去分车间,然后对人进行管理。我们认为是在未来自动化,信息化程度非常好的情况下,我们其实认为车间是没有必要替代的。

    第三层是产品的生产线,这跟其他的生产线不一样,是产品在整个软件系统里面所形成的一条逻辑上的线。怎么样通过信息化的管理手段,把产品之间的生产周期,然后计划的安排连在一起,是一条线,然后形成我们的数字化工厂,这是我们做的运载火箭的,包括不同的单元,大概42个单元,这是我们运载火箭的一条线。

    这是我们整体的一个思路。不再细讲了,建设的目标,我们集团前一段给我们定的目标,要打造航天制造的企业。主要的目标是基于知识和仿真的设计制造一体化,我们航天跟航空有一定的差距。第二个是面向产品总装的全供应链的生产集成。第三个是实现产品制造过程的自动化。第四个是全寿命周期的质量管控要求。第五个是大决策。

    下面是一个具体的建设方案,第一个是在数字化下面工作模式和业务流程,我们要怎么样去规模。支持制造总体,怎么样把所有的供应链体系建起来,这个包括我们内部的体系,外部的体系我们也有很多的供应商要用外部的体系。第二个是新品的工艺研发。第三个是基于流程、协同、知识的设计地。第四块面向整个产品全生命周期如何做好质量的管控。最后一块是大数据的管理和流程。两化融合管理体系的建设,目前是工信部在做的,我们这个企业也是工信部首批的两大融合的试点企业。整个信息化的管理平台,PM平台用于管理所有的数据。ERP平台是做企业的资源管控。针对于车间进行管控,然后最后一块是整个的业务流程管理平台。通过这几大平台,把我们企业的业务流程管控起来。现在在装备做得非常好,在机加做得非常好,在热加工领域里面非常难,因为太多的条件要有。

    第五块是非常重要的,我们把数字化,因为工业4.0讲的是信息化的内容,其实我们注重的也是智能化的技术和装备,包括在总体的柔性对接。我们未来的重型运载火箭直径是十米,怎么样把它完整的对接在一起。第二个是整个储箱装载的领域,我们现在基本上实现了100%的自动化的焊接。焊接里面还有比较流行的搅拌摩擦焊接技术,我们做得也非常好,现在已经实现了全部的搅拌摩擦焊接。包括可断的装配,发动机的装配。前两年的时候报纸上等出来我们也运用了3D打印技术,在发动机里面也会应用出来。所以应用是非常快的,包括机械加工。这台是一个多头的智能化设备,这个是我们跟上海联合一起研制的,一台设备2000多万,但是能完全改变我们以前的制造方法。

    这块是我们示范的数字化制造单元,也叫小的线。这条线的主要目前在做的人,就是我们清华的一个,七八年前本科毕业,然后到我们的厂里,是大家的校友,做得非常好的一条线。这边是自动化和智能化的设备,我们在每一个过程中,产品入库之后直接进入货架,然后导车配送到现场,在线检测,完成之后自动回复。包括信息ERP,质量系统,包括我们的工艺设计的软件,我们现在运用的软件,然后编成,仿真,我们做的整个的管理系统,能够把所有的真实信息记录在系统里面。我们一把刀一个数据,都是最真实的数据。

    然后基础能力的建设,包括信息物理系统,在工业4.0里面非常强调的,包括基础网络的建设,还有生产的指挥中心,怎么样在一个房间里面会指挥55个型号在不同阶段的生产。我们也有三个阶段的目标。

    最后是结束语,以数字化为中心的第四次工业革命已经初见端倪,成为各国制造业发展的新的制高点,很多新的制造技术都在推动制造业向服务型转变,向智能制造转变。我们自己标准了航天制造强国的目标,准备加强数字制造新技术在航天制造中的应用,建设航天的数字化和智能化的工厂,打造中国的利器。因为我们的产品会加强航天梦的实现。也非常希望我们清华大学的教授和同学,包括我们的企业,为整个的航天建设贡献自己的力量。

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