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院士王天然:智能制造离不开机器人

行业上下游中国仪表网2015年03月30日 15:27人气:3696

  【中国仪表网 行业上下游】在谈到中国目前正在进行的产业转型和制造业升级,中国科学院沈阳自动化研究所研究员、中国工程院院士王天然认为包括机器人在内的先进制造设备发展空间巨大,“人机融合”不仅是机器人的方向,也是未来中国制造业的趋势,“中国的智能制造肯定是要发展起来的,虽然我们基础还比较薄弱,较欧美也相对落后,但我们整体的发展速度应该会超过他们”。
  

 
  智能制造离不开机器人
  

  问:近来,智能制造被广泛讨论,不同的人也有不同的看法,您怎样认为?智能制造和机器人有什么关系?
  
  王天然:智能制造的内涵非常宽泛。我认为,简单来说智能制造的核心离不开用信息技术促进制造业的发展,充分发挥和利用人的智慧,使生产过程更灵活,更高效。
  
  其实不管是智能制造、第三次工业革命还是“德国工业4.0”,都包含制造装备,而机器人就是非常灵活的制造装备,这一点是没有什么争议的,发展机器人既是顺应历史潮流,也是把握未来发展趋势。
  
  问:对于中国来说,发展机器人有哪些现实的意义?
  
  王天然:机器人的发展应该可以分为制造和应用两个方面。从应用层面讲咱们国家工业机器人自2000年以来一直呈快速上升的态势。在全部应用的机器人中,国产只占10%左右。这一方面说明,中国经济形势发展到了一个新的阶段:工人工资上涨,劳动力短缺,机器人的大范围应用是必然,另一方面也说明中国正在从制造业大国向制造业强国转型,对包括机器人在内的自动化高端设备需求的迫切性很高。当然要成为机器人强国就不能大量依靠进口,而是自己有能力来制造。
  
  目前中国工业机器人每年还在以超过10%的速度增长,国内正在建设的机器人产业园已经达到36个,还有一些公司也在做。在发展过程中,大浪淘沙是不可避免的,会冒出来一些在中国机器人发展历史上有重要地位的公司,也必定有一些会销声匿迹。
  
  厘清自主创新方向
  
  问:一个企业是否有真本事是企业生存的关键,对于整个产业发展来说,中国也需要真本事。
  
  王天然:从产业的角度来讲,通过几十年的发展我们已经掌握了机器人设计技术,在应用方面也积累了一些经验,产业已经开始起步,但并没有很大的企业。
  
  有一个很重要的问题是,因为关键部件减速器和伺服电机都依赖进口,这两个部件占了相当大一部分成本,导致我们机器人的制造成本降不下来,也是制约我国机器人市场化一个很重要的因素。
  
  但关键部件的自主创新并不是简单的问题。从基础的材料,到加工的工艺,失之毫厘,谬以千里。有时候我们可能太局限于造出看起来一样的东西,但实际上我们更应该关注目标,即性能。为了达到这样的性能,我们可以采取不同的方法,所谓“殊途同归”。
  
  问:对于关键部件和工艺的创新,是否由国家来做顶层设计和推动会更加有效?
  
  王天然:据我所知,国内的机器人发展到目前为止并没有非常清晰的产业规划路线,主要是地方政府和一些资本在热炒。像前些年LED、光伏产业都是这样,大干快上,造成产能过剩,我担心机器人发展也会重蹈覆辙,为了争夺市场,竞相压价,但最后由于难以覆盖成本,做出次品,进一步恶化国产机器人的声誉,给整个产业带来创伤。
  
  这些年一直都在讲企业要成为技术创新的主体,政府也希望把资金投给企业支持创新,但是中国的很多企业并没有创新的意识和动力,如果企业只是为了拿政府创新的钱而创新,是很难做好的。
  
  我1982~1985年在美国匹兹堡的卡内基·梅隆大学访学,期间发现很多公司都在学校周围设立了办事处。这些办事处的人员密切跟踪教授的研究方向和进展,一旦发现有产业化前景的技术就和该教授谈合作,资助他研究到一定程度,然后交由企业做进一步开发形成自有产品和技术。然而在国内这样的企业凤毛麟角,更多的时候是我们希望给一些企业讲解先进的技术,他们并不在意也没有意愿去听;等到市场需求发生变化,企业发展面临困境的时候,往往又希望拿到可以直接转化成为效益的产品,但这几乎是不可能的。
  
  1 1>2
  
  问:如何将机器人充分融入智能制造的流程中也是一个比较有意思的话题,现在有些人讲智能制造往往提出“机器换人”的理念,您怎么看?
  
  王天然:我不赞同“机器换人”的说法。这样说一是把人和机器对立起来,另外一方面我一直讲未来智能制造是将机器(人)和人的智慧、优势有机结合起来,机器人可以是与人进行交流、与人互助的伙伴关系,而且是安全的,达到1 1>2的效果,是“人机融合”。实际上,由于信息技术尤其是互联网、云计算、大数据、人工智能的发展,制造业服务化的转型使得智能制造已经贯穿到整个产品的生命周期,人的行为、智慧已经融入其中,人和机器的协同将大大提升制造的效率和水平。
  
  其实就现在的飞机制造行业来说,已经做到了3D设计,虚拟车间仿真,零件都是精密的机床加工出来的,但装配还是手工作坊,并没有完全实现自动化,需要用人的灵活性和经验来弥补机械装配中的容差小的问题。当然我不否认装配过程有完全自动化的可能性,但是用机器人是为了提高生产效率,提高产品质量,如果这两条都做不到的话,为什么把人去掉?
  
  问:现在的情况是这样,但正如您所言,随着信息技术尤其是人工智能的发展,将来机器的智能会在奇点后超越人的智能,是否机器就能完全取代甚至统治人类了?
  
  王天然:对于奇点不同的人有不同的看法,不能说它一定不存在。目前来看计算机的能力还和人脑差的太远了,人体的感觉用计算机模拟更是有限,现在做得比较好的是视觉和触觉,味觉、嗅觉还比较差,我想量子计算机可能行,但现在还没有做出来。我觉得科学家不断研究发展人工智能是为了让人类生活更美好,一定要记得这个初衷。
  
  问:您刚才也提到智能制造是多种技术的协同,包括机器人、工业物联网等等,需要多学科的交叉融合,但归根到底,国外很多国家都是在制造业比较发达的基础上再增加新的信息技术,中国实际上制造业的基础并不是很扎实,如何才能走出适合自身情况的道路。
  
  王天然:中国确实和欧美等制造业的情况不太一样。德国工业4.0实际上对应的是智能制造时代,而在这之前人家已经走过了1.0、2.0、3.0,我们国家可能现在刚刚处于2.0的时代,制造业基础还欠缺比较多,但我们在互联网方面的创新还是非常令人振奋的,比如说阿里巴巴、小米。要知道正是利用了互联网的思维和技术,中国的小米手机能够在智能手机中异军突起,这在以往是很难想象的,实际上我们的信息技术发展和国外的距离已经没有那么远,有理由相信从这里突破走中国自己的智能制造道路。智能制造主要是信息技术发展促进的结果,包括网络、传感器、IC芯片、物联网等等。这样的进步使得获取、传递和处理信息的能力和以往完全不一样,使得以往不可及的地方变为可及,这样制造才能智能起来。当然还有材料和生物技术等。
  
  现在也有些人把“德国工业4.0”简化为“工业4.0”,甚至有人把“工业”也丢掉了直接叫4.0,好像要把其变成为中国践行的信条,中德政府也在推动相关方面的合作开发,但是到底怎么合作,还需要仔细考虑,不同的制造行业智能的含义也有所不同,到底是自己主导开发,还是依照德国的技术标准,可能具体问题需要具体分析。
(本文来源:《高科技与产业化》2015年第3期转载请注明出处
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