中纺圆桌论坛第十五届年会

单忠德做《智能与绿色制造技术与装备发展趋势》主题演讲

  CTEI网讯 2021年1月16日,中纺圆桌论坛第十五届年会在北京亚洲大酒店隆重举行。会议论坛以《构筑纺织“十四五”高质量发展新格局》为主题。中国工程院院士、南京航空航天大学校长单忠德做《智能与绿色制造技术与装备发展趋势》主题演讲。以下为文字实录:

  单忠德:尊敬的高勇书记、各位领导、同志们大家下午好,很高兴有这么一个机会汇报一下智能制造技术与装备赋能制造业高质量发展,进一步能够发展好我们的制造业。我想从三个方面给大家汇报一下:

 

  一、世界制造强国发展指数状况。

  到底我们跟美国、德国、日本一些国家怎么进一步结合。大家知道总书记提出来制造业是实体经济的重要基础,而且说一定要把我国制造业搞上去,实现两个一百年的奋斗目标,这次五中全会明确坚定不移建设制造强国。那么制造强国战略指标体系课题是工信部等多个部门制造的课题,其中制造强国指数是其中一个,当时我们结合了世界银行、世界贸易组织的一些最新的数据,评价了美国、德国、日本、英国这些9个国家的制造强国指数,我们一直在跟踪,从12年到19年,跟踪它的进程,分析制造业重点发展的一些问题。当时13、14、16、18,形成相应的发布体系,包括18年发布了17年的,19年发布了18年的,上个月我们形成了《2020中国制造强国发展指数报告》发布了2019年中国制造强国的发展指数,当时在中国工程院,周院长也参加了发布会,向全世界发布整个的情况,我挑了几张PPT给大家汇报一下我们国家制造强国的进程状况。当时的指标体系经过多位专家、政府官员各个方面,最后形成了4个一级指标、18个二级指标。其中4个一级指标里头把质量效益排在第一位,结构优化是第二位,持续发展是第三位,规模发展是放在第四。18个二级指标里头有制造业增加值、信息化指数、包括单位制造业增加值的能耗就是绿色的指标体系。

  经过测算跟踪下来,2019年应该说美国还是排在第一阵列,达到168.71%,排在第二阵列的是德国和日本,咱们国家还是在第三阵列的第一名,排在第一位这么一个显著的特征。从排名来看,应该说这么多年下来,这些中国的排名包括所在的阵列都没有发生改变,美国还是大幅优先,德国、日本相对优势明显咱们是第三阵列,其中优势最大的是美国增加了2.65个点,英国是降低了4.96个点,这么一个特征;德国是因为品牌的数量、规模的问题出现了首次的指数下降,是德国,但是它还是第二阵列。从规模发展的4个一级指标来看咱们国家是排第一位,应该说各个国家比上一年度都呈现了整体负增长,德国降幅最大,美国是增长的,其他国家都是降的,包括咱们国家也是降的,就是因为当时我们制造业增加值指数幅度增幅不足以抵消制造业出口占比的指数,咱们国家自2016年以来首次出现了规模的降低,美国是一直在连续稳定增长。

  在质量效益上,美国持续保持该项数值增加的势头,而且是绝对优势明显,占到51.96,日本是31.73,咱们国家是16.11。其中最厉害的是一个国家拥有世界知名品牌的数量和制造业全员劳动生产率,这是它特别有优势的。英国是有降幅的,但是咱们国家是这几年下来一直在保持增加的,我们的质量效益一直在改善。

  另外一个是结构优化。应该说18年以来各个国家是排名相对稳定的,但是大家看美国、德国、日本还是领先的,包括美国是49欧,德国是47.22。另外一个是日本,排的也是非常的稳定,其中德国是19年增幅最大的,咱们国家在结构优化方面初步具备了一定的国际竞争力,这也是中央一直在强调供给侧结构性改革,产业结构调整,转型升级。但是大家看,我们跟美国、日本、德国之间的差距还是大的,相当于19年我们达到,美国、德国我们是它的一半,日本是75%的水平,我们的结构优化、转型升级、产业结构调整还要继续往下发展。

  在持续发展方面,大家可以看到,美国、日本的数值基本是30左右的数据,其次是德国、韩国,但是在这个方面,我们虽然说跟法国这些国家数值接近了,但是整体偏弱,尤其是我们持续发展的指标体系一直排在相对比较靠后,这也是我们要加大创新推动绿色发展的这些方面。

  总的来看,从12年到19年,大家看到美国是一直在前面的,德国是13年超过了日本排在了第二,日本是一直在第三,咱们国家一直也是出现了增长的态势,其中咱们国家是增长最明显的,增长了18.53。日本、英国、法国、巴西它的量上都呈现了一定幅度的下降,巴西是下降的最明显,这么一个显著特征。从总的来看,咱们国家还是规模优势,刚才高会长讲的,我们这一点还是有优势的,还有一个是产业优势,其中当然讲到了纺织家电、通信设备达到了世界领先水平,包括输变电装备,轨道交通装备、纺织家电产业还有一些产业进入到世界先进水平。

  另外一个是市场优势,14亿统一大市场,包括低端、中端、高端需求的局面,还有一个是体制优势,新型举国体制,大家理解是强化国家高端战略力量,将来会产生产业链的链长,政府的领导担任链长,全国一盘棋打造先进优势产业,集中力量突破一批制约我国发展的重大短板。

  从这个指标看,我们算了一个数,从规模算了一个数、增速算了一个数,2012-2019,我们差不多要到2050年那个时候进入到第一阵列,那个时候建成了世界制造强国,也就全面建成了社会主义现代化强国。“十四五”里头也明确提出了经济结构要更加优化,创新能力显著提升,这也说明,只有这些我们才能真正的变成制造强国,增加我们的核心竞争力。

  那么这些的目的,为什么要发展先进制造、智能制造的技术装备?还是为了要制造出高品质的产品,因为中央明确提出,满足人民对美好生活的向往,那就是要高品质的产品,无论是吃的、穿的、用的各个方面。希望制造出来高品质产品它的制造过程是绿色的,低消耗、低排放、高效率、可持续,希望制造的手段是数字制造、智能制造,网络化,尽可能的减轻、降低劳动强度,实现更好的,就要发展高质量的产品和高端装备,发展先进制造、智能制造、绿色制造技术,真正实现高效、优质、清洁的产品,这是显著的特征,这是第一个方面,制造强国的发展指数。

 

  二、数字化智能化发展的趋势

  整个世界先进制造技术与装备的发展趋势还是数字化、精密化、绿色化、成线化就是自动化、智能化、网络化包括生物化,将来的个性化制造,这也是纺织服装里头如何去个性化的定制。大家要想到个性化定制,一定要以大批量生产的价格满足个性化定制的需求,这样你的市场销售量会大幅度提升,不能说你的个性化定制的价格远远高于大批量,这样还是技术没有做好支撑的。包括美国标准与技术研究院提出智能制造就是解决差异化更大的定制化服务,更晓得生产批量和不可预知的供应链变更,应对制造复杂系统的不确定性,真正的数据驱动从规模化生产到定制化生产,真正的实现制造过程的数字化、智能化、网络化这么一个典型特征。包括日本发布的《制造业白皮书》里也明确提出了要与数字融合,提高产品附加值,人工智能、物联网和互联网工业是日本制造业未来得发展重点。其中未来五大产业领域方向里把智能制造、机器人和智能生活,这里将来以互联工业为智能制造核心方向,构建人、系统、设备互联的新型数字社会,这是很典型的特征。

  德国发布了《国家工业战略2030》里明确提出了数字经济,包括工业产值的占比要提升到25%,德国还在牢牢的稳住它的工业占比,这里就包括了像机械设备、化工医药行业等等这些方面,包括电子科技、计算机这些产业。

  英国当时发布了《英国工业2050战略》的时候,说将来把这些新材料和未来产品与生产网络融合,极大的改变产品的设计、制造、提供甚至使用方式,主要趋势是个性化低成本产品需求增大,生产重新分配和制造价值链的数字化,这就把未来得技术需求和社会需求,最终的特点提出,特点之一是快速敏捷的响应消费者的需求,数字技术将极大的改变供应链,这个对于纺织工业来说将来也是表现的非常突出,真正的把它做成一个更具有高技术含量的更大的产业。

  欧洲发布的《欧洲新工业战略》里明确提出了数字化转型,其中三大愿景里头有一条是打造欧洲的数字化未来,进一步把数字技术、智能技术怎么赋能制造业,进一步提升它的价值。

  其实用数字技术,智能制造技术。为什么说它是高质量发展的有效途径,一是能够提升改造传统产业,再一个是原来的工艺跟数字技术智能技术结合以后,会产生新的原理、新的制造方法、新的制造工艺和新的制造装备,反过来又变成战略新兴产业,也是产业在不断升级转型和提升的,比如咱们国家工信部搞智能制造试点,形成了一些新模式、新途径,统一下来智能化改造后,生产效率平均提升37.6%,运营成本降低21.2%,说明智能制造效果还是很明显的。

  另外通过这次新冠疫情我们也看出,智能制造变革了我们制造业的发展模式,一个是变革了制造模式,真正的实现了生产资料和生产工具的协同。网络化制造、远程制造这个是表现的非常突出。另外一个是变革了我们的管理模式,异地管理与远程服务的融合,数字化管理,无论是工厂、生产资料的管理还是现在线上线下的会议,包括网上的课堂等等。还有一个是变革了生产方式,真正把数字世界和机器世界能够融合,它解决了“两张皮”的现象,真正实现了智能化生产。其实最终就是要实现人、机、物全面互联互通,把数据驱动,数据作为生产资料怎么变成价值,通过数据的驱动来实现产品的全流程、全生命周期的数字化、智能化,这就发挥了很重大的作用,这是数字化、智能化发展趋势上,大家要坚定纺织工业我们要做强纺织工业、做优纺织工业,大家一定要关注数字技术、智能技术在纺织工业的应用。

 

  三、数字化智能化制造发展的建议

  咱们国家要变成真正的世界制造强国,体现了中国创造、中国质量和中国品牌,大家可以看《政府工作报告》无论是19年还是2020年,明确提出了要发展工业互联网,推荐智能制造,包括总书记多次讲话指出要强化智能制造,智能制造是制造强国的主攻方向,这是一个重要的,它可以跟方方面面的行业结合,包括信息技术和信息制造技术的结合,人工智能的信息制造怎么跟这些结合,尤其是万物互联成为新的趋势,5G之后所有的仪器装备能够连接起来包括未来的市场还是非常大的。还有一个是无论是从材料技术、零部件技术,它就是把结构、设计、制造一体化,甚至把材料制备和材料制品的制造一体化,再就是灵活个性化、数字化的生产模式,当然智能机器人、智能装备也成为一些热点,这也是国家重大项目里头目前一些支持的重点。

  如图这是我参加了周院长和李院士面向2035年因为发展智能制造需要的25项关键技术,包括智能数控加工技术,像离散型智能工厂、流程型智能工厂、个性化定制等等。其中我和谭院士负责的智能产品和智能装备这个课题,我们统计下来,按照发表的文章数量,按照包括像美国、日本、德国他们关注的领域,基本上就是智能成形装备、智能机床、智能家电、船舶、工程机械、无人机、智能医疗、机器人、轨道交通、网联汽车,是世界竞争的产品,我们也梳理了如何发展智能产品和智能装备的技术体系,有基础共性的前沿技术,像虚拟现实、数字孪生、微机电系统包括大数据库系统、专家知识库系统,这些也是跟纺织工业相关的,包括知识应用系统、实施优化决策、多机智能协同、视觉和自然语言的处理技术等等最终形成系统集成。再一个是在交通、医疗这些应用,包括智能产品和智能装备也是世界发达国家的竞争焦点,他们也是在竞争。

  在成形制造领域,到2035年,实现三步走,一个是解决造得出的问题,任何产品设计要造出来,再一个是解决造得精的问题,最终解决造得好的问题。真正实现精准制造、绿色制造、智能制造这么一个典型的特征。比如在纺织工业里头,一个是持续推进智能化的高品质的纺织装备,像提高它的效率、性能、自动化、数字化水平,当然要开发应用到纺织行业的传感器、智能仪器仪表、真正能够实现自动感知、智慧决策、自动执行,这里头应该去关注。包括纺织工业自主可控的智能化软件系统,包括相应的数据库,智能管理系统,智能车间、智能工厂、智能仓储包括基于大数据的工业互联网的创新平台,这也是非常非常重要的。

  再就是发展服务型纺织制造,真正把信息互联的个性化定制这种新的模式能够不断的推广,包括远程设计创新中心,真正的用工业批量化手段生产个性化的产品,这些方面有很多很多的技术需求。

  从未来我们新时代要实现高质量制造,包括这次研讨会也是我们纺织工业的高质量发展,其实就是将来怎么去解决更加人性化和更加绿色化的问题,就是把设计、制造、服务一体化。再一个是不断的建设高端装备的数字化、智能化发展之后,使整个制造过程更加优化、更加节能高效;再一个我们要关注,发展制造业服务化、定制化的平台,真正的工业互联网云制造的模式,更加绿色和高质量,这是很显著的特征,同时要提高科技创新的支撑力,企业大家还是要增加研发投入,促进产学研深度融合和融通创新,大家真正的梳理行业的短板技术,形成创新的联合体,创新的共同体解决这些关键核心技术之后,为整个行业提供服务。包括构建一些创新机构,另外一个是怎么加速国际合作,包括企业能不能建立一些海外的研发机构,真正的体现了开放创新、加速创新、因为现在只有融入到全球的创新网络,才能建成畅通的创新链。现在必须思想进一步解放,真正的是一个开放的中国,开放的纺织行业一定是这样。另外一个智能制造是制造强国的主攻方向,大力发展智能制造技术及产业,能够实现和智能制造的深度融合。再一个是改造提升传统产业,我们一直呼吁坚持传统产业优化升级和培育壮大新兴产业并重,否则我们的规模会保持不住,我们一定要牢牢的保持住我们的规模,在规模基础上不断的优化、不断进行质的提升,真正打造战略性、全球性的产业链,只有这样,大家都说将来大量的设备、人怎么办?人就是出思想、出创新的点子,更多的靠机器设备工作,使未来制造更加智能化、更加绿色化、更加人性化。

  应该说制造业是国民经济的主体也是立国之本,兴国之基,强国之基,没有强大的制造业就没有国家和民族的强盛,这一点大家能够深深的感受到,我们就应该促进各类创新资源向制造业有效集聚,打造世界级先进制造业集群,打造具有国际竞争力的制造业,提升综合国力保障国家安全,建成世界强国。正如总书记强调的要加快建设制造强国,推动互联网、大数据和实体经济深度融合,形成新的动能,真正的培育若干世界级的先进制造业集群,纺织工业也是先进制造业集群的重要组成部分,加快发展先进制造、绿色制造,构建新发展格局,更好的提升中国的国际竞争力。

  我向大家报告的就是这些,不对之处请批评。谢谢大家!