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大連亞明方建儒博士暢談智能制造
2020-05-08 14:00:07   來源:   點擊:

    3月13日下午,適創科技邀請大連亞明汽車零部件公司的總經理——方建儒博士進行了一次深入專訪,訪談以“智能制造的應用前景與挑戰”為主題,圍繞“行業觀點”、“現實應用”、“合作發展”三大主線展開。一起來與方博士對話吧!

    方建儒大連亞明汽車零部件公司總經理適創科技戰略合作伙伴工學博士,教授級高級工程師,原一汽鑄造有限公司副總工程師。壓鑄模具協會理事長,壓鑄模具標準化學會主任委員,國務院特殊津貼獲得者,入選中組部“萬人計劃”科技領軍人才,科技部中青年科技創新領軍人才。吉林省拔尖創新人才第二層次,吉林省科技杰出青年。完成國家“04”科技重大專項2項,國家支撐計劃項目1項,國家智能制造專項1項和國家重點研發項目1項。

    第一部分  行業觀點

    01 問:有觀點認為智能制造是大企業的路子,中小企業很難觸及,您怎么看?

    方博士:這種說法不夠準確,目前行業內的專業化分工越來越細,大企業都是大而全的路子,而很多專業領域的企業,研發能力非常強,就像在壓鑄行業,有一些中小企業是具有強大研發實力的團隊,已經在讓智能制造技術落地了,比如北京適創科技全自主研發的智能設計、CAE模擬仿真云計算技術等。另外,從整個制造行業看,10年前很多軍工、汽車制造的企業已經出現了智能制造技術的落地,只是在行業內,智能制造的應用水平有很大的差距。

    02 問:智能制造的概念很火熱,國家政策也在大力支持,但真正落地的企業卻屈指可數,您認為原因為何?

    方博士:我認為主要有兩層原因。其一,各個企業的要求和需求都不一樣,特別是中小企業,有很多個性化和特質化的需要,加上企業負責人對智能制造技術的認識水平存在差異,受限于對成本、效益的考慮,對智能制造技術應用的決心不足。其二,現有針對全行業的智能制造軟件和技術大多都是通用的,而細分領域內缺乏針對性、場景化的實現。以壓鑄行業為例,通用管理軟件和機器人技術常常無法對應體現壓鑄生產場景的特點,針對冷加工生產線開發的機器人就很難直接應用到壓鑄中來,比較受限,比如在液態成型的壓鑄中,具體在黑箱內會出現什么樣的情況,其實理論界并沒有特別完善的觀點,這就更需要專業領域的機構和企業來研究和探索了。所以針對這一點,必須依靠細分制造領域內生產場景的新理論,新技術,才能讓智能制造更容易落地。

    03 問:請您談談智能制造對工業生態的意義

    方博士:廣義上來講,智能制造是一個很大的系統,包括智能設計、智能工廠(生產環節)、智能裝備、智能檢測等,是智能化覆蓋產品設計、生產到檢測的全過程,將會對工業生態造成深遠的變革。亞明在近幾年的嘗試中,通過數字化設計、模流分析、智能化生產等技術的應用,生產效益提高近40%,運營成本縮減25%左右,產品研發周期縮短近一半,產品不良率下降35%左右,單位能耗降低30%以上。通過整個智能化的應用,大幅提高了企業的整體優勢,從這幾個角度也可以體現出智能制造對工業生態的具體意義。

    04 問:您如何看待智能設計對于實現智能制造的重要性?

    方博士:智能設計是智能制造范疇中最核心的技術,行業普通認為智能設計技術是「短板」,而我們則認為智能設計實際是個「斷板」。目前業內99%的智能設計技術都依靠國外,包括基礎的模擬仿真軟件技術,以及最前沿拓撲優化結構設計技術等,這類技術的自主化突破可以說是讓人憂心忡忡。究其根源還是缺乏核心技術的研發人員,以及長時間大量資金和人力的投入。就我了解的情況,適創科技僅在自主CAE產品研發上就已長達3年,累計投入資金高達3000萬,這里還不包括市場推廣的費用,而這個費用在未來也將是巨大的。我希望能有更多像適創科技這樣的企業和技術人員能夠投身到我們中國自主的智能設計軟件的開發中,只有這樣,我們的智能設計水平才會有大幅度的提升。

    05 問:您如何理解云計算是智能制造的核心技術?

    方博士:智能制造本質是對生產過程中從設計、制造、倉儲、銷售等各個環節的信息流、價值鏈的有機整合,從這個角度理解智能制造就可以看出云計算的地位和價值。云計算可以有效整合數據信息,提升數據管理和分析的計算能力。通過云計算可以讓生產數據透明化,讓生產中的決策過程完全基于大數據。當然這里講的云計算是個相對寬泛的概念。具體到亞明的智能工廠實踐中,主要包括產品設計和虛擬仿真的云化、生產管理的云化、產品質量管控的云化。云計算技術主要的優勢就是大存儲、高性能計算能力、數據互聯互通等,通過合理有效地應用云計算技術,可以大幅縮短新項目研發周期,降低生產成本,提升企業競爭力。

    06 問:您認為智能制造面臨的最大挑戰是什么,該如何應對挑戰?

    方博士:這個問題其實之前已經提到過,智能制造面臨最大的挑戰,我認為是企業決策層對智能制造、工業互聯網技術的認知和意識。國內各種發展水平的企業都存在,良莠不齊,只有真正匹配到企業自身發展水平的智能制造技術才能引起關注。其次,智能制造是包括很多細分領域的,如果無法解決專業領域內的實質問題,智能制造的意義就會被模糊。比如機器人在冷加工行業內是很普及的,但在鑄造行業,特別是壓鑄行業內,因為缺乏專用機器人很多企業還是依靠傳統的人工方式。目前的智能制造技術,無論是設計、虛擬仿真,還是生產、檢測,各個環節都是以國外的軟件和技術構建的生態體系作為支撐的,那么如何發展出適合國情的、適合國內企業發展現狀的、適合細分領域的軟件和技術才是破局的關鍵。從這兩個角度來看,其實從國家戰略已給予了充分的支持,比如工信部的工業互聯網示范項目等,就是要在全行業試點、推廣適合國情的技術和模式。亞明作為工業互聯網示范項目,已經接待企業訪問上百次,亞明從企業自身需求出發研發的智能工廠軟件系統已經在多家上市企業進行了行之有效的落地使用。

    但是我們還是得意識到,智能制造軟件和技術是屬于全行業的生態技術,從設計到生產,任何一個環節的缺失都會造成效果大打折扣。以設計仿真軟件為例,目前以國外軟件供應商為主,動輒上百萬,大大超過企業的負擔能力,而且這些國外軟件都是按照歐美用戶的使用水平和習慣開發的,不一定適合國內現實情況。而適創科技自主研發了數字化的模擬仿真技術,使成本大幅降低,比如以往我們可能要花幾百萬購買一套模流分析軟件,而使用適創科技開發的“智鑄超云”仿真軟件,只需要在計算的時候付費,不計算就不付費,這樣就大大降低了企業的使用門檻。

    總的來說,智能制造技術落地面臨的最大的挑戰,就是如何通過國家戰略的指導和影響,產生一批具備研發能力的企業實體,這些企業實體研發的技術和產品又完全符合國內企業的發展水平。符合這個要求的產品特征就是:本地化,低成本,使用門檻低,強應用場景。

    第二部分  現實應用

    01 問:亞明正在建設的智能制造基地項目,其初衷和目的是什么?

    方博士:亞明通過這幾年國家智能制造項目的支持,國家工業互聯網項目的支持,國家重點研發項目的支持,慢慢形成了我們特色的壓鑄模具智能制造系統,希望通過這些智能化的手段,提高全行業的技術水平。因為亞明的很多技術都是對外開放的,我們歡迎企業來了解和學習,也在進一步提高亞明智能制造技術在行業內的推廣和應用。亞明是在國內壓鑄行業最早應用智能制造技術的一批企業之一,對亞明來說,智能制造軟件體系的研發,不僅是資金成本的問題,更多的是人和時間的問題。從1997年開始我們就一直在傳感器技術、生產管理軟件系統方面持續投入研發精力,從早期的2、3個人,到現在20多個軟件工程師,累計投入將近千萬。以亞明這套技術為例,最核心的研發人員是既懂壓鑄技術,又懂生產管理,同時對軟件開發工作有深刻的認識。也就是說,這類軟件的研發具有很高的行業壁壘,一定是行業內的人才懂我們需要什么樣的技術和產品。

    所以說,亞明現在打造的智能制造基地,一是為了進一步提升企業精益生產能力,二是為了通過工業互聯網示范項目,向全行業推行公益性示范和低成本推廣應用,提升行業認識水平和技術競爭力。

    02 問:結合我們之前提到的問題,請您介紹一下亞明的智能制造基地將對不同規模的企業發展智能制造有哪些實際性的幫助?以及如何加快智能制造在行業內的落地?

    方博士:亞明自主開發智能軟件系統,成本相對較低,我們鼓勵行業內的企業來參觀和學習,進一步推廣和應用智能制造技術。目前在模具行業里,一些上市公司已經在采用我們的軟件,我們也計劃以具有一定規模的國企和上市公司做為示范基地,讓全行業的人來了解,深入對智能制造軟件和技術的認識,促進整個壓鑄行業的技術水平得到提高。智能制造技術的應用一定是要和企業發展水平保持一致,現在我們針對有研發能力的企業,主要通過推進智能設計和虛擬仿真技術的應用來提升企業原創性的競爭力;對于目前還不具備研發能力的企業,主要通過示范生產信息管理系統的應用,短、平、快地提升企業生產管理水平。

    03 問:亞明對于推動智能制造在壓鑄領域的應用,有哪些舉措和成果?

    方博士:我們自主研發的生產管理系統、數字化系統等,歡迎全行業來參觀學習,這部分我們是分兩步走的思路,首先“請進來”——通過舉辦“中日模具論壇”、“中歐模具論壇”吸引國內企業參觀學習亞明的成功經驗;然后“走出去”——通過主動向位于上海、天津,深圳,杭州的合作伙伴上市企業投放技術資源,進行覆蓋和應用,幫助建立物美價廉的智能制造體系,形成行業內的試點示范效應。近期為了加大推廣力度,我們正在開發生產管理系統的免費試用版。

    在疫情期間,亞明生產狀態幾乎沒有受影響,10臺全自動、無人值守的壓鑄單元一直在持續生產中,澆注、噴涂、切邊、堆垛、運輸等過程全是由機器人完成,包括信息采集、點檢,都是通過傳感器自動完成。機加工車間,原來的4人一班次完全由一臺機器人替代。通過智能工廠技術的應用,繁重、重復的勞動崗位大幅減少,更多的復合型技術人才的需求則集中在更富智力的崗位上,比如后臺數據維護、分析等。

    第三部分  合作發展

    01 問:適創科技作為亞明的深度合作伙伴,您希望我們如何更好地合作以完成智能制造基地的建設?

    方博士:就我了解,適創科技是國內目前在行業內最優秀的團隊,基本都是柳百成院士和熊守美教授課題組的博、碩士研究生,這個課題組一直深耕鑄造行業,通過數十個國家級項目的支持,在鑄造數字化技術上取得了國際領先的成果。清華大學的郭志鵬博士以極大熱忱創辦了適創科技,專注于壓鑄智能設計和壓鑄模擬仿真技術及產品的商業化,通過云計算方式,努力提升行業工藝設計水平。我非常希望能有更多像適創科技這樣有理想,有抱負,接地氣的高學歷團隊出現,我們國家制造業的升級就指日可待了。

    亞明在智能制造技術研發中具有一定的局限性,優勢在于技術是從生產中來,向生產中去,因此亞明在MES,PLM,ERP等系統的開發中具有很強的技術優勢,但在以高性能工業算法、智能算法等為核心的智能設計和虛擬CAE仿真技術方面則無從發力,所以,亞明和適創在優勢互補的情況下走到了一起,進行深度合作。

    一方面,在設計前端,我們需要適創科技在現有部署下,持續提供智能設計和智能檢測技術,利用適創自主研發的智能設計軟件和模流分析軟件,為我們持續提供最優工藝方案,解決我們前端的設計問題;另一方面,在生產后端,我們需要適創科技提供圖像識別、鑄件缺陷的人工智能識別、質量追溯系統、大數據質量決策分析系統等技術的支持。

    利用適創科技強大的數字化能力,結合我們亞明的智能裝備,實現與MES,PLM,ERP等系統的高效集成,提高亞明的技術能力和全行業的水平。通過此次合作,相信在不遠的未來,我們就將實現從設計、仿真、生產到檢測的全價值鏈的智能制造體系。

     02 問:在未來,智能制造基地有哪些具體規劃和目標?

    方博士:首先是從設計側,我們已經部署了適創科技的內澆口智能設計軟件,通過生產測試并結合高級工程師的評估和建議,不斷優化內澆口智能設計技術;另外現在亞明所有新產品的模擬仿真都是基于適創的智鑄超云平臺,我們正在與適創團隊合作建立適合亞明的「設計-仿真-試?!沟臉藴驶鞒?,通過這套標準化流程,進一步將生產工藝和經驗固化到智鑄超云平臺,大大減輕我們模具設計師的工作量,也為更好地提升亞明的新產品研發設計能力做好技術準備。

    其次在生產側,亞明正在建設新的生產基地,占地面積達7萬平米,這將是一家高度自動化、智能化、無人化的未來工廠。通過進一步深化智能工廠相關技術和體系,力爭在未來實現生產效率提高20%,生產成本降低30%。

    我們的整體規劃就是在壓鑄領域內,從智能設計、智能監測到智能裝備系統等方面,成為全方位的解決商,從鑄件設計到生產出合格的鑄件,實現整個工廠的高度智能化和無人化,以智能制造帶動實現全行業的技術振興。


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