理性看待智能制造 做好精益生產(chǎn)

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。

西門子公司率先提出了工業(yè)4.0，并上升為德國國家發(fā)展戰(zhàn)略，其核心就是電子、IT、工業(yè)機器人在企業(yè)的應(yīng)用。我理解的第三次工業(yè)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(yè)革命的核心技術(shù)是CPS，主要解決的是智能化問題，是人腦力的提升。

美國提出“先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃”。在中國工程院的建議和推動下，我國也開始實施制造強國建設(shè)，無一例外都聚焦到智能制造。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(shù)字化車間，要運用機器人技術(shù)和人工智能技術(shù)，這非常好。企業(yè)運用人工智能技術(shù)之前，首先要把數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)用好。無論是運用機器人，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(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)。智能制造是很好，但它不是醫(yī)治企業(yè)百病的良藥，它并不能替代設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的本身，它可以提升設(shè)計的水平和產(chǎn)品質(zhì)量。

精益生產(chǎn)和質(zhì)量工程是智能制造的前提和基礎(chǔ)。如果生產(chǎn)是粗放型的，那就沒辦法搞智能制造，所以首先要精益生產(chǎn)，通過機器人技術(shù)、人工智能技術(shù)實現(xiàn)精益生產(chǎn)。精益生產(chǎn)既是智能制造的基礎(chǔ)，又是智能制造的目標。

精益生產(chǎn)主要包括四部分內(nèi)容。一是精益設(shè)計。二是精益加工。三是精益裝配。四是精益服務(wù)。改革開放40年，制造業(yè)取得了很大的成績，人民的生活水平發(fā)生了翻天覆地的變化。40年以前，很多地方的老百姓為吃飯問題而發(fā)愁?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)擁有250多個工業(yè)門類，全面出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩?，F(xiàn)在大部分老百姓是為什么問題發(fā)愁？現(xiàn)在老百姓是為減肥問題發(fā)愁。由為吃飯問題發(fā)愁轉(zhuǎn)變?yōu)闉闇p肥問題發(fā)愁，充分說明了制造業(yè)取得了很大成績。

精益生產(chǎn)貫穿全生命周期

大部分的制造企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下端。從生產(chǎn)過程來看，屬于粗放型的、簡單型的、加工型的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品設(shè)計始終是弱點。我國的企業(yè)追求創(chuàng)新精神、追求創(chuàng)新設(shè)計、追求創(chuàng)新的產(chǎn)品。企業(yè)家要做產(chǎn)品，首先要關(guān)心產(chǎn)品是給誰用的、客戶是誰、市場在哪里。這些都需要通過精益設(shè)計來完成。制造業(yè)向服務(wù)型制造業(yè)轉(zhuǎn)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，他認為第一次工業(yè)革命是工廠取代作坊，面向機械化生產(chǎn)；第二次工業(yè)革命是流水線普遍運用，面向的是大規(guī)模生產(chǎn)；第三次工業(yè)革命發(fā)生在21世紀初，它的特征是數(shù)字化制造，面向定制分散的生產(chǎn)。

制造業(yè)現(xiàn)在比較困難，按質(zhì)按量交付，出現(xiàn)各種人員的效率、庫存、質(zhì)量、成本等問題，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，供應(yīng)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(yīng)運而生。精益生產(chǎn)，一個精，一個益?！熬本褪巧俣?。就像減肥一樣，人需要減肥，生產(chǎn)過程同樣要減肥。少而精不同于其他的生活方式?！耙妗本褪侨〉米畲蟮男б妫嗥贩N、少批量。最早是由美國麻省理工學(xué)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(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。很多人認為精益生產(chǎn)是日本人搞的，實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生產(chǎn)的概念。準時生產(chǎn)非常重要，現(xiàn)在的提法是精準生產(chǎn)。精準就是精益生產(chǎn)和準時生產(chǎn)加起來叫精準生產(chǎn)。但是，我們又把它廣義化了，用在別的領(lǐng)域了，甚至用在社會科學(xué)很多領(lǐng)域。這是一個普遍的先進理念。

精益生產(chǎn)的基本思想是在需要的時候按需要的量生產(chǎn)出需要的產(chǎn)品，它是準時生產(chǎn)方式之一。精益生產(chǎn)的核心是零庫存和快速反映市場變化。精益生產(chǎn)有五個原則，包括價值原則、價值流原則、流動原則、需求拉動原則和完美性原則。生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高度附加值。同時，降低成本、改善質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期也是非常必要和重要的。

它有六個方面的追求，品質(zhì)追求是零缺陷，具體來說是穩(wěn)健生產(chǎn)，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(chǎn)平衡與匹配；追求生產(chǎn)效率的極限化原則；追求生產(chǎn)計劃能夠變動的原則；追求統(tǒng)一協(xié)調(diào)的生產(chǎn)和物料管理的原則。它的七個“零”目標，零不良品、零轉(zhuǎn)產(chǎn)、零搬運、零庫存、零停滯、零故障、零災(zāi)害。每個目標都有具體量化的要求。

推廣精益生產(chǎn)有六個要素。第一是員工環(huán)境和參與；第二是工作場地組織；第三是質(zhì)量；第四是生產(chǎn)可運行性；第五是物料移動性；第六是流暢的生產(chǎn)。

精益生產(chǎn)是智能制造基礎(chǔ)

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(chǔ)，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(shù)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和驅(qū)動更加高效，運行控制要求更加智能、系統(tǒng)設(shè)計更加多元、系統(tǒng)制造更加復(fù)雜、工作環(huán)境更加簡單、系統(tǒng)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，結(jié)合研究，總結(jié)了十項關(guān)鍵技術(shù)。

第一，基于物聯(lián)網(wǎng)與RFID條碼的質(zhì)量監(jiān)控智能環(huán)境技術(shù)。要搞精益生產(chǎn)，就需要物聯(lián)網(wǎng)的智能化的監(jiān)測質(zhì)量的環(huán)境。第二，面向制造知識和質(zhì)量管控的系統(tǒng)布局。制造資源的每一個環(huán)節(jié)進行質(zhì)量的布局，我們往往是比較多的考慮生產(chǎn)布局。質(zhì)量如何來管控布局，過去研究的比較少。第三，以人為中心的故障診斷與智能交互系統(tǒng)技術(shù)。以人為中心，同時能夠?qū)收显\斷進行交互的生產(chǎn)。第四，基于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量可視化系統(tǒng)。不僅要關(guān)注表面的質(zhì)量，還要關(guān)注內(nèi)在的質(zhì)量。比如，它的強度、剛度、可靠性等等內(nèi)在質(zhì)量。中國產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量往往會弱一點。第五，產(chǎn)品、零件和物料、工具多層次的精確定位技術(shù)。第六，面向裝備質(zhì)量的自適應(yīng)抓取和路徑優(yōu)化的智能裝配技術(shù)。第七，人機一體化的人、機器人與機器協(xié)同工作技術(shù)。第八，智能制造和網(wǎng)上協(xié)同的質(zhì)量標準規(guī)范。我們搞了智能制造、網(wǎng)上協(xié)同，但質(zhì)量如何來管控，每個行業(yè)都有每個行業(yè)的標準，每個企業(yè)有每個企業(yè)的標準，每個產(chǎn)品有每個產(chǎn)品的標準，這個標準規(guī)范是非常重要的。第九，量身定制的性能參數(shù)實時調(diào)控智能界面。要定制化生產(chǎn)、定制化的質(zhì)量控制。第十，基于價值鏈提升的制造服務(wù)質(zhì)量體系。現(xiàn)在由制造業(yè)轉(zhuǎn)化為制造服務(wù)業(yè)，這是大趨勢。轉(zhuǎn)化為制造服務(wù)，服務(wù)的質(zhì)量怎么管控，這更加重要。因為用戶使用你的產(chǎn)品，在體驗的過程中如何進行質(zhì)量的調(diào)控、質(zhì)量的設(shè)計、質(zhì)量的保證，這決定了我們這個產(chǎn)品是不是得到用戶的歡迎。

圍繞這些工作，我的團隊在五個方面做得比較好：基于模式識別的零件潛在缺陷檢測技術(shù)；基于機器學(xué)習(xí)的微刃磨損視覺檢測技術(shù)；大長徑比孔精度在線檢測與智能加工技術(shù)；基于混合現(xiàn)實的大部件測量與對接技術(shù)；基于物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的數(shù)控機床遠程診斷技術(shù)。

（以上內(nèi)容根據(jù)中國工程院院士譚建榮在“第十五屆中國制造業(yè)國際論壇”上的公開演講整理而成，未經(jīng)本人確認。）