智能制造是一種新的先進(jìn)生產(chǎn)方式

文/朱森第

智能制造作為制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施第一階段的主攻方向，推進(jìn)幾年來(lái)取得明顯成效。但對(duì)智能制造的理解和對(duì)大力推進(jìn)智能制造的認(rèn)識(shí)，仍眾說(shuō)紛紜、莫衷一是?！丁笆奈濉敝悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》明確了今后五年推進(jìn)的方向、原則、指導(dǎo)思想、重點(diǎn)任務(wù)，有助于加深對(duì)智能制造的理解和認(rèn)識(shí)。

智能制造的本質(zhì)

智能制造的本質(zhì)是制造，是制造實(shí)現(xiàn)智能化。制造，是一種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，是人類(lèi)社會(huì)的基本活動(dòng)和賴(lài)以生存的基礎(chǔ)。伴隨人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，制造業(yè)的變革、演進(jìn)從未停滯，以不斷滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提出的新需求。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，高新技術(shù)層出不窮，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展突飛猛進(jìn)。近幾年來(lái)，數(shù)字化浪潮鋪天蓋地向我們奔來(lái)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字政府、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字中國(guó)，正以前所未有的速度和力度加快建設(shè)和發(fā)展。產(chǎn)品數(shù)字化、業(yè)務(wù)數(shù)字化、流程數(shù)字化、管理數(shù)字化等，數(shù)字化已成為當(dāng)今的潮流、趨勢(shì)、發(fā)展方向?！叭祟?lèi)正在進(jìn)入一個(gè)‘人機(jī)物’三元融合的萬(wàn)物智能互聯(lián)時(shí)代?！?/p>

萬(wàn)物智能互聯(lián)時(shí)代的制造業(yè)必定是實(shí)現(xiàn)了智能制造的制造業(yè)。制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，歸根結(jié)底是使制造更聰明、更靈捷、更節(jié)約，使制造這一經(jīng)濟(jì)活動(dòng)更經(jīng)濟(jì)。

制造業(yè)永恒的主題

縱觀制造業(yè)的發(fā)展，從手工作坊到流水線生產(chǎn)，從大規(guī)模批量到個(gè)性化定制，從機(jī)械化、自動(dòng)化到數(shù)字化、智能化，制造業(yè)無(wú)不緊跟時(shí)代的腳步，努力滿足人們的需求和對(duì)未來(lái)的追求，從來(lái)不曾停息前進(jìn)的步伐。人的衣食住行用，人的精神文化享用，維持社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，保障國(guó)家安全，所需的物品，幾乎都是制造業(yè)制造出來(lái)的。正因?yàn)槿绱耍圃鞓I(yè)必須不斷進(jìn)步、持續(xù)變革、勇于創(chuàng)新、不懈追求。而貫穿于這些變革、創(chuàng)新和進(jìn)步中的，有一條不變的主線，一個(gè)永恒的主題，那就是永遠(yuǎn)追求更高、更低、更好、更快、更少、更小、更強(qiáng)、更美。這“八個(gè)更”具體來(lái)講，就是：生產(chǎn)效率更高，單件成本更低，產(chǎn)品品質(zhì)更好，市場(chǎng)響應(yīng)更快，資源消耗更少，環(huán)境影響更小，核心能力更強(qiáng)，職工生活更美。仔細(xì)觀察以往制造業(yè)的發(fā)展，努力追求的不就是這“八個(gè)更”嗎！

發(fā)展到現(xiàn)在和不遠(yuǎn)的將來(lái)，智能制造為實(shí)現(xiàn)“八個(gè)更”，提供了更現(xiàn)實(shí)的可能和更直觀的感受。這也為大力推進(jìn)智能制造和制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造明確了宗旨、目標(biāo)和方向。

制造系統(tǒng)的演進(jìn)

制造活動(dòng)的進(jìn)行需要利用相應(yīng)的工具、生產(chǎn)資料。“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)。勞動(dòng)資料不僅是人類(lèi)勞動(dòng)力發(fā)展的測(cè)量器，而且是勞動(dòng)借以進(jìn)行的社會(huì)關(guān)系的指示器?！比祟?lèi)使用的工具、生產(chǎn)資料，從刀鋸、鐵錘，到機(jī)床、馬達(dá)，到發(fā)動(dòng)機(jī)、計(jì)算機(jī)，根據(jù)所使用工具的變化，可以觀察時(shí)代的進(jìn)步和階段。其實(shí)，人與這些工具、生產(chǎn)資料構(gòu)建起了一個(gè)制造系統(tǒng)。制造系統(tǒng)是制造活動(dòng)得以進(jìn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。制造系統(tǒng)的變化、演進(jìn)成為時(shí)代變化、進(jìn)步的表征。數(shù)百年、上千年來(lái)，制造業(yè)始終在創(chuàng)新制造技術(shù)，變革制造系統(tǒng)，形成不同的制造模式。制造系統(tǒng)凝結(jié)了科學(xué)技術(shù)的成果、思想理論的精華、社會(huì)人文的認(rèn)知，制造系統(tǒng)的不斷演進(jìn)，是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。

近20年，不斷推出的制造系統(tǒng)和制造模式，就不下二三十種。人們所熟悉的，諸如：柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS）、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制（Just In Time，JIT）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）、敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）、協(xié)同制造（Holonic Manufacturing，HM）、綠色制造（Green Manufacturing，GM）、網(wǎng)絡(luò)合作制造（Network Collaborative Manufacturing，NCM）、可重構(gòu)制造系統(tǒng)（Re-configurable Manufacturing System，RCMS）、大批量定制化生產(chǎn)（Mass Customized Production，MCP）等，還可以舉出很多種。

觀察這些層出不窮的制造模式和制造系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)有兩點(diǎn)呈現(xiàn)出變化的規(guī)律，并作為制造系統(tǒng)的標(biāo)志，一是人力在制造系統(tǒng)中的比重，二是制造系統(tǒng)中固化的人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。如圖1所示。

圖1 制造系統(tǒng)演進(jìn)的標(biāo)志

沿著這個(gè)變化規(guī)律，人們不懈努力和孜孜追求的是，盡最大可能減少制造系統(tǒng)中的人力比重，將人積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)固化在制造系統(tǒng)中，希望有一天制造活動(dòng)完全可以由制造系統(tǒng)根據(jù)輸入的條件自主進(jìn)行并依照人們?cè)O(shè)定的要求產(chǎn)出制品。這是一個(gè)制造智能化的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程的目標(biāo)和方向就是實(shí)現(xiàn)智能制造。人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新一代移動(dòng)通信技術(shù)等與制造業(yè)的深度融合，制造系統(tǒng)的智能化程度越來(lái)越高，智能制造離人們?cè)絹?lái)越近。智能制造已不是遙不可及的了。以往各種制造模式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，智能制造可以做到了。

智能制造是新的先進(jìn)生產(chǎn)方式

智能制造是技術(shù)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、知識(shí)積累交匯、綜合的結(jié)果，是制造系統(tǒng)演進(jìn)到新時(shí)代的產(chǎn)物。“智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等功能，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和競(jìng)爭(zhēng)力的先進(jìn)生產(chǎn)方式?！?/p>

智能制造已難以用制造模式的概念來(lái)表達(dá)了，也不能視其為一項(xiàng)技術(shù)，更不能歸其為一個(gè)產(chǎn)業(yè)。從科學(xué)活動(dòng)規(guī)律歸納出來(lái)的范式，這一概念也不能確切地用來(lái)表述作為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的制造活動(dòng)。以往各種制造模式對(duì)制造業(yè)的影響僅是某一方面、某一層面的，而智能制造對(duì)制造業(yè)帶來(lái)的影響，不僅限于生產(chǎn)力的發(fā)展和提升，還極大地影響生產(chǎn)關(guān)系的變革，成為制造業(yè)的先進(jìn)生產(chǎn)方式。圖2粗線條地示意智能制造對(duì)制造業(yè)的影響。

圖2 智能制造是先進(jìn)生產(chǎn)方式

制造業(yè)將迎來(lái)一場(chǎng)重大變革

推行智能制造以來(lái)，已有420個(gè)數(shù)字化車(chē)間建設(shè)項(xiàng)目，從已完成項(xiàng)目實(shí)施的效果看，制造企業(yè)效率效益有明顯的提升?？傮w上，生產(chǎn)效率提高20%以上，運(yùn)營(yíng)成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期縮短30%以上，產(chǎn)品不良品率降低20%以上，能耗降低10%以上。

推行智能制造，用工可以大為減少，適應(yīng)環(huán)境變化的能力要明顯高于未進(jìn)行數(shù)字化、智能化改造的企業(yè)。新冠疫情暴發(fā)以來(lái)，很多勞動(dòng)密集的行業(yè)和企業(yè)，由于員工上崗的困難，生產(chǎn)不得不中斷。而智能化程度較高的企業(yè)，依然能正常生產(chǎn)，復(fù)工復(fù)產(chǎn)率明顯高于一般用工較多的企業(yè)。疫情成了推進(jìn)智能制造的催化劑。后疫情期，制造企業(yè)實(shí)施制造智能化的積極性大大提高。

推進(jìn)智能制造，使供應(yīng)鏈上企業(yè)間的信息互通、協(xié)同生產(chǎn)、效率提高，供應(yīng)鏈暢通，有了更有效的手段和可控的保障。從而一個(gè)制造企業(yè)的效率效益提升轉(zhuǎn)化為供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈的提升。

推進(jìn)智能制造，制造企業(yè)的生產(chǎn)組織和管理發(fā)生重大變革，最常見(jiàn)和較普遍的是，從原來(lái)金字塔型組織架構(gòu)，變?yōu)楸馄叫?，變?yōu)槟芸焖夙憫?yīng)市場(chǎng)的生產(chǎn)組織。

推進(jìn)智能制造，制造企業(yè)的形態(tài)也將改變。原有的制造企業(yè)，少不了設(shè)備、廠房，少不了生產(chǎn)線，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、從采購(gòu)到營(yíng)銷(xiāo)，制造的各個(gè)環(huán)節(jié)都在一個(gè)企業(yè)內(nèi)完成。未來(lái)的制造企業(yè)，不一定要有自己的生產(chǎn)車(chē)間，也不一定需要員工集中在一個(gè)空間里上班。

智能制造帶來(lái)制造業(yè)的變革是現(xiàn)實(shí)的，智能制造向人們展現(xiàn)的，既有制造業(yè)永恒主題的力行，也有超越永恒主題的夢(mèng)想。

智能制造本身也是不斷發(fā)展、不斷深化、不斷升華的。在未來(lái)15年的發(fā)展中，智能制造大致可分為三個(gè)階段。三個(gè)階段的特征如圖3所示。

圖3 智能制造的發(fā)展

“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃勾畫(huà)了這五年智能制造的發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)，核心是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的深度融合，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)切實(shí)賦能制造業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

“十四五”智能制造發(fā)展，從“十三五”的“點(diǎn)”和“示范”將演進(jìn)為“面”和“推廣”。面上的推進(jìn)依三條線鋪開(kāi)，一是在幾個(gè)細(xì)分行業(yè)全面推進(jìn)；二是按產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈展開(kāi)；三是在產(chǎn)業(yè)集群中提升；以此，使某幾個(gè)行業(yè)、某幾個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈、某幾個(gè)產(chǎn)業(yè)集群，一些緊密關(guān)聯(lián)企業(yè)共同實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化改造，從而取得更廣泛的推進(jìn)效果和擴(kuò)展效應(yīng)。

在此大形勢(shì)下，“十四五”期間，制造企業(yè)應(yīng)以智能制造為目標(biāo)，加速制造智能化進(jìn)程，夯實(shí)精益管理基礎(chǔ)，著力工藝變革與創(chuàng)新，盡快實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以應(yīng)對(duì)百年未遇之大變局下的各種挑戰(zhàn)。為此，制造企業(yè)要因企制宜，把握市場(chǎng)動(dòng)向，認(rèn)清發(fā)展趨勢(shì)，打好管理基礎(chǔ)，融合高新技術(shù)，找準(zhǔn)痛點(diǎn)難點(diǎn)，構(gòu)建合身系統(tǒng)，突出效率效益，注重人才育成，錘煉韌性耐力，盡快轉(zhuǎn)型升級(jí)。一句話，認(rèn)準(zhǔn)方向貫始終，咬定青山不放松。