5月17日,俄罗斯自然科学院院士贾庆伟亮相第十三届中国国际机器人高峰论坛主论坛,并围绕“智能制造关键技术与实践”这一主题,展开主题报告。
“中国制造从改革开放以来,已经完成了由小到大的过程,现在急需由大变强。”俄罗斯自然科学院院士贾庆伟在5月17日的演讲中表示。
贾庆伟,清华大学自动化系学士、硕士,新加坡国立大学博士。俄罗斯自然科学院外籍院士,武汉大学、上海理工大学、宁波工程学院兼职教授,清华大学深圳研究院机器人与自动驾驶研究所副所长(兼)。2021年获选为“引领机器人行业创新发展杰出贡献人物”。
演讲实录:
我们现在生活在一个数字化的时代,不管是工业、农业还是政府,都在践行数字化改革。2012年,我到宁波并且长期在宁波工作。2015年,我深度参与了宁波市的产业数字化推进与实施,主要是做工厂数字化车间、智能化工厂方面的工作。
数字化车间和数字化工厂,全国都在做,参与的主要是中大型企业,原因非常简单,要做数字化、智能化,需要人才和资金,中小企业这两个方面都欠缺,所以中小企业要不要做?这就是智能制造面临的一个问题。
首先回顾一下中国改革开放以来中国制造的历程。我国的制造业规模从1980年到2000年将近20年的时间,一直排名全球第七。2000年左右跃居第四,花了十年的时间,到2010年左右排名到第二。再往后,从2010年到2013年,我们在2013年跃居到了全球第一,然后一直保持到现在。
中国机器人的产业规模在2013年跃居全球第一,但经常听到一句话,中国的制造业大而不强,主要体现在几个方面呢?一个是核心技术、高端装备对外的依存度比较高,另外一个就是缺乏世界知名品牌。高端装备的制造业和生产服务业发展比较滞后,还有一个就是企业的国际化竞争力不足。
中国制造大而不强从几个方面可以看出来,比如现在西方国家一直在卡的东西——芯片。2011年,芯片的进口额超过了石油的进口额,大概是1550亿美元。到2022年,芯片的进口额是4156亿,当年全球的销售额在5735亿,中国芯片的进口额占全球半导体销售额的72.5%。2022年的时候已经是美国和西方国家卡我们脖子的情况下,我们的进步还有这么大,如果不卡脖子,将会更大。
先进装备,这些年我国的各类装备进口平均增长在15%以上,半导体设备等一些先进装备基本上靠进口。据统计,中国新材料的进口率高达86%,自给率只有14%,碳化硅、碳纤维等很多的高端材料都依靠进口,就连在大街上看到的新能源汽车铝合金的汽车车身板,进口率是50%,所以我们的制造是大而不强。
西方国家一直想给中国戴的帽子叫发达国家,中国一直不承认。发达国家还是发展中国家有一个标准,就是看这个国家的制造业是以劳动密集型为主还是以技术创新为主。宁波是一个制造业非常发达的地方,制造业有非常好的黑灯工厂,但劳动密集型的企业遍地都是,绝大部分还是以劳动密集型为主,所以我们现在还是一个发展中的经济体。
中国制造从改革开放以来,已经完成了由小到大的过程,现在急需由大变强。习近平主席关于中国制造谈了三个转变:中国制造转变为中国创造,中国速度转变为中国质量,中国产品转变为中国品牌。到2030年要实现制造强国的目标。
为了实现习主席的三个转变,国务院2015年印发了“中国制造2025”。“中国制造2025”的基本方针就是:创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本。实施五大工厂:制造业的创新中心,智能制造工程、工业强基工程、绿色制造工程、高端设备创新工程。智能制造2025涉及到十大领域,基本上涵盖了所有的新兴产业。
智能制造的概念是九几年美国人提出来的,随着新技术,物联网、大数据等新技术的不断发展,它的概念和内涵也在不断的更新。智能制造的十大内容,包含了商业模式的创新、生产模式的创新、运行模式的创新、决策模式的创新。
智能制造核心技术涉及到了很多的东西,像机器人技术、物联网技术、数字孪生、大数据都是智能制造的核心技术。归纳起来,实际上就是数字化和智能化技术。数字化、智能化主要体现在四个方面:产品研发、数字控制、生产管理、企业协作,这几个方面每一个里面都涉及到很多的新技术。
它展开以后要实现数字化、智能化的目的到底在什么地方?就是三个方面,一个是增加效率,二是降低成本,三是安全,安全包括生产安全、人员安全,还有就是信息安全。
中国的智能制造2025是2015年提出来的,它的实施要远早于2015年,最早可以追溯到2008年。当时汪洋在广东省担任省委书记的时候,他提出来广东省的一个腾笼换鸟,我觉得应该是智能制造、数字化最先开展的地方。
2012年,我从国外回来,正好赶上了浙江省要四换。那时的浙江省人口比较少,而且资源比较匮乏,产业基本上属于传统的制造业,所以它的产业增长当时比较乏力。浙江省政府提出四换:腾笼换鸟、机器换人、空间换地、电商换市,其中搞的最好的就是电商换市。之前,宁波跟杭州的经济体量差不多,马云以一己之力把杭州跟宁波的经济拉开了,所以电商换市的作用很明显。
我是山东人,山东发改委他们请我对山东省的智能制造做过一次工作,山东省那边的情况我也略有了解。山东省2018年开始提出新旧动能转换。从地域上来看,从南往北有一个滞后,越往北越滞后。
经过十几年智能制造的实践,智能制造正在深刻的改变着中国制造的面貌,到2022年年底,我国已经建成了高水平的疏通网车间和智能工厂2100多个,其中有209家的示范标杆工厂,培育了6000多家的系统解决方案、供应商,还有工业互联网的平台200多家,重点的设备连接率超过了8000万台。智能工厂示范工程生产效率平均提升了32%,资源的综合利用率提高了22%,研发周期缩短了28%,整个智能制造实施的效果还是不错的。
我们在前面十几年做的工作就是数字化车间、智能工厂。数字化车间有个标准,一是要设计数字化,二是装备数字化,还有一个是生产管理数字化,仓储物流数字化,运营管理数字化,能源环境管理数字化,数据的互联互通。数据的互联互通非常重要,数据不打通,数字化工厂、智能工厂将没有意义。
之前我们比较重视安全生产,像数据安全及规范性。宁波之前的数字化工厂里面没有数据安全级的规范性,我们在两三年前把数据安全放到数字化车间的评判标准里面。生产效率至少提高20%以上,运营成本降低20%以上,你建成了以后还得达到综合绩效的水平才能叫数字化工厂。
前十年,我们在搞智能制造,基本上是在中大型企业。中小型企业一个缺人,一个缺钱。刚才讲的数字化车间的标准,至少要达到80%以上的标准,才能被评判为数字化车间,要达到那个标准,你的投入就非常大。宁波对数字化车间的投入是有要求的,至少1000万,低于1000万,根本没有资格申报数字化车间,对于中小企业投入1000万来说根本不可能。
现有的中大型企业还没有进一步深化,制造业智能化进一步推进,接下来的重点是要着力打造面向典型场景和细分行业的专业化、高水平的系统解决方案,还有面向中小企业的轻量化、易维护、低成本的解决方案,重心要往中小企业放。
针对中小企业的数字化改造,工信部和财政部出台了《关于财政支持中小企业数字化转型试点工作的通知》,浙江省在2022年印发了《关于推进细分行业中小企业数字化改造行动方案的通知》,规上企业大概5.5万家,中小微企业2.8万家,中小微企业占了大多数。
浙江省在产业数字化发展水平上,我们自己感觉取得了领先水平。宁波市是第一个中国智能制造示范城市,但仍然存在规上企业应用数字化程度不高、中小企业数字化应用普及不广、工业互联网平台集群能力不足的问题。
针对中小化企业数字化应用不高,浙江省的文件里面提到了要加快推进产业数字化三个全覆盖:一是规上企业数字化改造全覆盖,二是细分行业里的中小企业数字化改造全覆盖,三是百亿元以上的产业集群工业互联网平台全覆盖。
主要的工作包含三方面的内容:一方面是要推行N+X数字化改造模式。浙江省对智能制造方面比较重视,省政府专门成立了一个专家委员会,由以前的一个主管工业的副省长牵头,他任智能制造专家委员会的主任。宁波市有样学样,有一个宁波市的智能制造专家委员会,由我们主管工业的副市长牵头。N+X的模式是浙江省智能制造专委提出来的一个模式。二是推进线下轻量化改造,针对中小企业的。另外就是推进线上SaaS化应用。
中小企业的数智化现状是什么样?一是缺人,二是缺钱。搞自动化,智能,这些都花钱,老板愿意不愿意干。政府现在讲不搞数字化,不搞智能化就只有死路一条,老板有没有这个认知,老板愿意做,怎么做,他有没有这个经验。
以宁波市为例,宁波市的中小企业,浙江省要细分行业全覆盖。宁波选了五个重点细分领域:汽车零部件、家电、服装、模具、气动元器件。中国的气动元器件的生产基地就两个地方,一个是宁波,一个是温州,宁波这边稍微高端一点,温州稍微低端一点。选中了这五个行业之后,这五个行业所有的企业全部要数字化全覆盖,我被任命为气动行业数字化改造的专家组组长,所以我牵头做气动行业的数字化改造。
气动行业是什么情况?全宁波大概800多家企业做气动元器件,规上企业只有29家,大部分企业搞过一百万两百万三百万的,所以数字化怎么搞,现在也在摸着石头过河。
N+X,是我们这两年通过到各个地方试点,摸索出来的经验。N是指细分行业的中小企业数字化的共性。要给一个企业,不管是大企业还是小企业做数字化改造,它总有共性的部分也有个性应用。两家企业做同一个东西,比如做保温杯,两家企业都做保温杯,它的数字化不同,要把它共性的东西提炼出来,把它的个性应用场景找出来。
N+X的模式后来又增加了一个1+N+X,1是什么呢?浙江省有很多的细分领域做了产业大脑,我们叫工业互联网平台,就是政府运营的,后来政府说能不能把N+X的模式导入到政府平台上来,所以就叫1+N+X。到了宁波,在这个模式上又加了一个1,宁波市有很多企业,腾讯、阿里,浙大中控,他们在做工业操作系统有点类似于DOS系统,把这个技术底座加到1+N+X上面,所以是1+1+N+X。以工业操作系统为底座的行业工业互联网平台,各地在这个N+X的模式上,大家不断的总结经验。这个模式目前还在不断的完善,不断的运行当中。
N+X模式的典型意义在四个方面:一是N+X模式回答了一个中小企业数字化转型最根本的问题,怎么转,转什么,怎么才能转好。二是N+X解决了什么。我们在前十年做数字化工厂、智能工厂的实践中发现很多半大的工厂,有的时候做到一半做不下去。因为做一个数字化工厂、智能工厂涉及到方方面面。首先要做自动化,要做信息化,要做MAS,做ERP,所有的这些东西一家企业做不完,每一样东西都是由单独一家公司来做,所以企业需要分别和这些公司打交道,有一家公司出了问题,整个系统连不起来,由此导致很多半个的工程。
N+X的模式怎么把这个东西解决?实行总包制,这个企业做这个事情,要找一个政府认可的,而且觉得行业内有口碑的这个公司,就是总包,由他找别人,出了问题找总包商。我们开创了一个样本示范和轻量化改造的途径,先找样板企业试点,然后让别的企业跟着学。
N+X的核心有两点:一是用工程化的方式为各方找到中小企业数字化改造的方法和途径,破解中小企业不想改,不敢改,不会改的困境。另外一个用市场化的方法解决供需双方信息不对称而引起的各种顾及,用一个低投入,见效快的方法解决缺认知,缺人才的痛点。
浙江本地有句土话叫邻居有样,心里不慌,就是邻居家有样,看看就好了。温州、永康等很多地方,他们的产业非常集聚,比如一个地方生产保温杯,这里都是生产保温杯的,有样学样。这个模式也是这样的,先打造一个样板,然后让别人来学。
N+X模式实施非常关键的事情就是要打造好一个数字化工程的建设样本,是中企业乐意学、自觉仿的前提,也是充分调动中小企业接受“学样仿样”推广法的决心和内在动力。
样本要具备什么特点?投资少,见效快,好实施,易推广,工期短。因为我们针对的是中小企业,有可能它一年的产值也就几百万。大的企业搞数字化和智能化工厂,有时候一搞就要一两年,在一个小企业里面搞一两年,把小企业拖死了,所以要小周期。
另外,数据要打通,不管是大企业还是小企业,如果要搞一个数字化、智能化改造,数据不打通是没有用的。对于企业来讲,这个做完了以后可以带来什么效益,然后这个事情要持续下去。
现在做数字化和智能化改造,很多人搞不明白。我2012年回国的时候,那个时候政府在推两化融合,自动化、信息化。这和以前搞传统的信息化到底有什么区别?它有几个方面的差别,一是设计理念不同,二是实施方式不同,三是用户体验不同,四是服务方式不同,五是模式机制不同。
数字化、智能化推进实施有这几个步骤:一是一定要对相关企业的情况进行诊断与评估,二是需求分析,建设目标蓝图规划,然后推进落地。这里面非常重要的事情就是智能制造的现状诊断与评估。在宁波推行这个事情,我们非常重视,重点细分领域都有一个专家组,一个组长,下面至少大概有七八位的专家,专家不能只是大学教授,大学教授可以提供很好的意见,但对企业来说,有时候做智能制造服务的老板,技术人员,可能更有发言权。
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