增強智能制造裝備供給提升智能制造發(fā)展核心能力

文/謝兵兵 尹 峰

智能制造裝備體現(xiàn)了制造工藝、新一代信息技術和智能技術在裝備產品上的高度集成和融合創(chuàng)新，是衡量國家智能制造發(fā)展水平的重要標志?！丁笆奈濉敝悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）闡明了智能制造裝備在智能制造系統(tǒng)中的基礎和核心作用，全文共有58處論及相關內容，并將裝備列為“加強自主供給，壯大產業(yè)體系新優(yōu)勢”戰(zhàn)略任務的首位，提出要“依托強大國內市場，加快發(fā)展裝備、軟件和系統(tǒng)解決方案，培育發(fā)展智能制造新興產業(yè)，加速提升供給體系適配性，引領帶動產業(yè)體系優(yōu)化升級”。相關論述對我國如何加快發(fā)展智能制造裝備，助力智能制造系統(tǒng)構建，推動智能制造更快更好發(fā)展做出了系統(tǒng)部署，形成了《規(guī)劃》的特色亮點。

下面結合參與《規(guī)劃》編制的所思所想以及多年從事智能制造裝備研究開發(fā)和推廣應用的工作經歷，談談對《規(guī)劃》中“大力發(fā)展智能制造裝備”的理解，供業(yè)界同仁參考。

立足制造本質，突出裝備支撐智能制造創(chuàng)新發(fā)展的核心作用

所謂制造，簡單而言是指經物理變化或化學變化后成為了新的產品。在現(xiàn)代制造體系中，物理變化或化學變化都是通過應用裝備來實現(xiàn)的，可以說沒有裝備就沒有制造。即使在互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等新一代信息技術蓬勃發(fā)展和廣泛應用的當今社會，裝備作為制造系統(tǒng)核心基礎的基本事實仍舊沒有改變。智能制造是基于新一代信息技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應、自學習等特征，旨在提高制造業(yè)質量、效益和核心競爭力的先進生產方式，即使具有了“5自”特征，仍離不開數(shù)字化、網絡化、智能化的制造裝備，即智能制造裝備?！兑?guī)劃》高屋建瓴，明確了要堅持把發(fā)展智能制造裝備作為推進智能制造的奠基工程和核心工作，持之以恒，久久為功，通過加大研發(fā)和創(chuàng)新投入，加快行業(yè)應用推廣等多措并舉，促進產品迭代升級，大力推進制造裝備的數(shù)字化、智能化發(fā)展，以滿足智能制造系統(tǒng)構建的需求，有力支撐智能制造更快更好地發(fā)展。

緊扣智能特征，明確智能制造裝備的數(shù)字化智能化發(fā)展方向

智能制造是目標，制造智能化是過程，智能制造系統(tǒng)是載體?！兑?guī)劃》強調“推進智能制造，應緊扣智能特征，以數(shù)據為基礎，依托制造單元、車間、工廠、供應鏈等載體，構建虛實融合、知識驅動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統(tǒng)?！北举|上看，智能制造裝備就是一類智能制造系統(tǒng)，它不僅具有處于生產制造系統(tǒng)底層、邊界較為清晰、物理性質突出、性能質量要求高、投資價值高等基本特征，更是實現(xiàn)先進制造工藝技術的核心載體。為更好地滿足智能制造發(fā)展需求，應以新一代信息通信技術和裝備技術深入融合為主線，推動制造裝備的數(shù)字化、智能化演進，大力發(fā)展知識驅動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造裝備。同時，推動高質量數(shù)字化技術的大規(guī)模應用，加快數(shù)字孿生體系構建，實現(xiàn)物理實體和數(shù)字虛體的映射和互動，做到虛實融合、虛實相生、虛實共贏，鋪好智能制造裝備全生命周期數(shù)字化管理（PLM）的“路基”。

瞄準急迫需求，統(tǒng)籌謀劃四類智能制造裝備發(fā)展路徑和重點

結合我國智能制造裝備發(fā)展現(xiàn)狀，緊扣制造業(yè)實施數(shù)字化升級和智能化改造的急迫需求，《規(guī)劃》循因施策，系統(tǒng)謀劃了推動我國智能制造裝備產業(yè)基礎能力提升和創(chuàng)新發(fā)展的主要路徑，并以專欄形式概括性地提出了基礎零部件和裝置、通用智能制造裝備、專用智能制造裝備和新型智能制造裝備4類裝備的重點發(fā)展方向。

一是基礎零部件和裝置。基礎零部件和裝置是影響智能制造裝備的環(huán)境感知、自主控制和決策執(zhí)行等性能的關鍵所在。受基礎材料、制造工藝等整體發(fā)展水平制約，我國在基礎零部件和裝置領域，長期依賴海外進口。為破解我國智能制造裝備產業(yè)鏈“卡脖子”問題，自主掌控未來發(fā)展的主動權和話語權，《規(guī)劃》提出要加強用產學研聯(lián)合創(chuàng)新，突破一批“卡脖子”基礎零部件和裝置，重點發(fā)展微納位移傳感器、柔性觸覺傳感器、高分辨率視覺傳感器、成分在線檢測儀器、先進控制器等。

二是通用、專用型智能制造裝備。我國智能制造裝備企業(yè)往往是從產品總裝的后端工藝做起，對于關鍵共性技術、基礎工藝和工業(yè)知識的積累相對薄弱，導致產品研發(fā)和技術迭代難以滿足下游客戶應用需求的發(fā)展，行業(yè)適配性和適用性亟待提升。為此，《規(guī)劃》提出要推動先進工藝、信息技術與制造裝備深度融合，通過智能車間/工廠建設，帶動通用、專用智能制造裝備加速研制和迭代升級。

三是新型智能制造裝備。智能制造是一個不斷演進的復雜系統(tǒng)，隨著計算機技術、信息通信技術、物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能技術的不斷發(fā)展，其發(fā)展階段呈現(xiàn)出相互交織、迭代升級的特點，每個階段對于智能制造裝備的性能、功能乃至形態(tài)要求也有所不同。因此，智能制造裝備必須不斷通過新技術的融合與集成，形成新技術、新產品、新業(yè)態(tài)，才能順應智能制造的演進趨勢。為此，《規(guī)劃》提出了要推動新技術創(chuàng)新應用，研制一批融合數(shù)字孿生、大數(shù)據、人工智能、VR/AR、5G、北斗等新技術的新型智能制造裝備。例如，智能工控系統(tǒng)、智能工作母機、協(xié)作機器人等。

堅持系統(tǒng)性思維，推動構建完善的智能制造裝備產業(yè)發(fā)展生態(tài)

智能制造裝備的發(fā)展涉及研發(fā)、標準、工藝、創(chuàng)新、應用等方方面面，需要統(tǒng)籌兼顧、協(xié)同聯(lián)動，促進各領域、產業(yè)鏈上下游等優(yōu)質資源的相互協(xié)調、同頻共振、相得益彰，匯聚成推動智能制造裝備創(chuàng)新發(fā)展的磅礴力量?！兑?guī)劃》堅持系統(tǒng)性思維，著眼于構建智能制造裝備產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，提升自主供給能力和發(fā)展水平的目標要求，在涉及技術創(chuàng)新、平臺建設、行業(yè)應用、標準制定等重點任務中均體現(xiàn)了與智能制造裝備相關的論述。

一是圍繞智能制造裝備技術鏈，《規(guī)劃》提出要加強關鍵核心技術攻關，開發(fā)應用增材制造、超精密加工等先進工藝技術。同時要加速系統(tǒng)集成技術突破，構建制造裝備、生產過程相關數(shù)據字典和信息模型，開發(fā)生產過程通用數(shù)據集成和跨平臺、跨領域業(yè)務互聯(lián)技術。

二是圍繞智能制造裝備產品鏈，裝備、軟件和系統(tǒng)解決方案是智能制造供給體系的“三大件”，其中軟件又是賦予裝備智能化功能的“中樞大腦”。《規(guī)劃》不僅明確了智能制造裝備的重點發(fā)展方向，還提出要補齊工業(yè)軟件短板，開發(fā)面向產品全生命周期和制造全過程各環(huán)節(jié)的核心軟件，研發(fā)嵌入式工業(yè)軟件，以支撐裝備智能化升級。

三是圍繞智能制造裝備應用生態(tài)，《規(guī)劃》重點突出了以智能單元、車間、工廠等載體應用為牽引，帶動智能制造裝備迭代升級的發(fā)展思路。同時，提出要推動形成智能裝備國家標準、行業(yè)標準、團體標準相互協(xié)調、互為補充的標準群，將為進一步拓展行業(yè)應用深度廣度夯實基礎。

四是推進智能制造，工藝是基礎、裝備是載體、生產過程智能化是目標，要突出工藝革新的核心地位。智能制造裝備作為工藝技術實現(xiàn)的載體，其突破創(chuàng)新對于支撐生產過程的智能化發(fā)揮著巨大作用。圍繞智能制造裝備創(chuàng)新鏈，《規(guī)劃》提出要圍繞關鍵工藝、工作母機、數(shù)字孿生、工業(yè)智能等重點領域，建設一批制造業(yè)創(chuàng)新中心等載體，開展關鍵共性技術研發(fā)。同時，建設一批試驗驗證平臺，加速智能制造裝備和系統(tǒng)推廣應用。