大连亚明方建儒博士畅谈智能制造
2020-05-08 14:00:07   来源：   点击：

    3月13日下午，适创科技邀请大连亚明汽车零部件公司的总经理——方建儒博士进行了一次深入专访，访谈以“智能制造的应用前景与挑战”为主题，围绕“行业观点”、“现实应用”、“合作发展”三大主线展开。一起来与方博士对话吧！

    方建儒大连亚明汽车零部件公司总经理适创科技战略合作伙伴工学博士，教授级高级工程师，原一汽铸造有限公司副总工程师。压铸模具协会理事长，压铸模具标准化学会主任委员，国务院特殊津贴获得者，入选中组部“万人计划”科技领军人才，科技部中青年科技创新领军人才。吉林省拔尖创新人才第二层次，吉林省科技杰出青年。完成国家“04”科技重大专项2项，国家支撑计划项目1项，国家智能制造专项1项和国家重点研发项目1项。

    第一部分  行业观点

    01 问：有观点认为智能制造是大企业的路子，中小企业很难触及，您怎么看？

    方博士：这种说法不够准确，目前行业内的专业化分工越来越细，大企业都是大而全的路子，而很多专业领域的企业，研发能力非常强，就像在压铸行业，有一些中小企业是具有强大研发实力的团队，已经在让智能制造技术落地了，比如北京适创科技全自主研发的智能设计、CAE模拟仿真云计算技术等。另外，从整个制造行业看，10年前很多军工、汽车制造的企业已经出现了智能制造技术的落地，只是在行业内，智能制造的应用水平有很大的差距。

    02 问：智能制造的概念很火热，国家政策也在大力支持，但真正落地的企业却屈指可数，您认为原因为何？

    方博士：我认为主要有两层原因。其一，各个企业的要求和需求都不一样，特别是中小企业，有很多个性化和特质化的需要，加上企业负责人对智能制造技术的认识水平存在差异，受限于对成本、效益的考虑，对智能制造技术应用的决心不足。其二，现有针对全行业的智能制造软件和技术大多都是通用的，而细分领域内缺乏针对性、场景化的实现。以压铸行业为例，通用管理软件和机器人技术常常无法对应体现压铸生产场景的特点，针对冷加工生产线开发的机器人就很难直接应用到压铸中来，比较受限，比如在液态成型的压铸中，具体在黑箱内会出现什么样的情况，其实理论界并没有特别完善的观点，这就更需要专业领域的机构和企业来研究和探索了。所以针对这一点，必须依靠细分制造领域内生产场景的新理论，新技术，才能让智能制造更容易落地。

    03 问：请您谈谈智能制造对工业生态的意义

    方博士：广义上来讲，智能制造是一个很大的系统，包括智能设计、智能工厂（生产环节）、智能装备、智能检测等，是智能化覆盖产品设计、生产到检测的全过程，将会对工业生态造成深远的变革。亚明在近几年的尝试中，通过数字化设计、模流分析、智能化生产等技术的应用，生产效益提高近40%，运营成本缩减25%左右，产品研发周期缩短近一半，产品不良率下降35%左右，单位能耗降低30%以上。通过整个智能化的应用，大幅提高了企业的整体优势，从这几个角度也可以体现出智能制造对工业生态的具体意义。

    04 问：您如何看待智能设计对于实现智能制造的重要性？

    方博士：智能设计是智能制造范畴中最核心的技术，行业普通认为智能设计技术是「短板」，而我们则认为智能设计实际是个「断板」。目前业内99%的智能设计技术都依靠国外，包括基础的模拟仿真软件技术，以及最前沿拓扑优化结构设计技术等，这类技术的自主化突破可以说是让人忧心忡忡。究其根源还是缺乏核心技术的研发人员，以及长时间大量资金和人力的投入。就我了解的情况，适创科技仅在自主CAE产品研发上就已长达3年，累计投入资金高达3000万，这里还不包括市场推广的费用，而这个费用在未来也将是巨大的。我希望能有更多像适创科技这样的企业和技术人员能够投身到我们中国自主的智能设计软件的开发中，只有这样，我们的智能设计水平才会有大幅度的提升。

    05 问：您如何理解云计算是智能制造的核心技术？

    方博士：智能制造本质是对生产过程中从设计、制造、仓储、销售等各个环节的信息流、价值链的有机整合，从这个角度理解智能制造就可以看出云计算的地位和价值。云计算可以有效整合数据信息，提升数据管理和分析的计算能力。通过云计算可以让生产数据透明化，让生产中的决策过程完全基于大数据。当然这里讲的云计算是个相对宽泛的概念。具体到亚明的智能工厂实践中，主要包括产品设计和虚拟仿真的云化、生产管理的云化、产品质量管控的云化。云计算技术主要的优势就是大存储、高性能计算能力、数据互联互通等，通过合理有效地应用云计算技术，可以大幅缩短新项目研发周期，降低生产成本，提升企业竞争力。

    06 问：您认为智能制造面临的最大挑战是什么，该如何应对挑战？

    方博士：这个问题其实之前已经提到过，智能制造面临最大的挑战，我认为是企业决策层对智能制造、工业互联网技术的认知和意识。国内各种发展水平的企业都存在，良莠不齐，只有真正匹配到企业自身发展水平的智能制造技术才能引起关注。其次，智能制造是包括很多细分领域的，如果无法解决专业领域内的实质问题，智能制造的意义就会被模糊。比如机器人在冷加工行业内是很普及的，但在铸造行业，特别是压铸行业内，因为缺乏专用机器人很多企业还是依靠传统的人工方式。目前的智能制造技术，无论是设计、虚拟仿真，还是生产、检测，各个环节都是以国外的软件和技术构建的生态体系作为支撑的，那么如何发展出适合国情的、适合国内企业发展现状的、适合细分领域的软件和技术才是破局的关键。从这两个角度来看，其实从国家战略已给予了充分的支持，比如工信部的工业互联网示范项目等，就是要在全行业试点、推广适合国情的技术和模式。亚明作为工业互联网示范项目，已经接待企业访问上百次，亚明从企业自身需求出发研发的智能工厂软件系统已经在多家上市企业进行了行之有效的落地使用。

    但是我们还是得意识到，智能制造软件和技术是属于全行业的生态技术，从设计到生产，任何一个环节的缺失都会造成效果大打折扣。以设计仿真软件为例，目前以国外软件供应商为主，动辄上百万，大大超过企业的负担能力，而且这些国外软件都是按照欧美用户的使用水平和习惯开发的，不一定适合国内现实情况。而适创科技自主研发了数字化的模拟仿真技术，使成本大幅降低，比如以往我们可能要花几百万购买一套模流分析软件，而使用适创科技开发的“智铸超云”仿真软件，只需要在计算的时候付费，不计算就不付费，这样就大大降低了企业的使用门槛。

    总的来说，智能制造技术落地面临的最大的挑战，就是如何通过国家战略的指导和影响，产生一批具备研发能力的企业实体，这些企业实体研发的技术和产品又完全符合国内企业的发展水平。符合这个要求的产品特征就是：本地化，低成本，使用门槛低，强应用场景。

    第二部分  现实应用

    01 问：亚明正在建设的智能制造基地项目，其初衷和目的是什么？

    方博士：亚明通过这几年国家智能制造项目的支持，国家工业互联网项目的支持，国家重点研发项目的支持，慢慢形成了我们特色的压铸模具智能制造系统，希望通过这些智能化的手段，提高全行业的技术水平。因为亚明的很多技术都是对外开放的，我们欢迎企业来了解和学习，也在进一步提高亚明智能制造技术在行业内的推广和应用。亚明是在国内压铸行业最早应用智能制造技术的一批企业之一，对亚明来说，智能制造软件体系的研发，不仅是资金成本的问题，更多的是人和时间的问题。从1997年开始我们就一直在传感器技术、生产管理软件系统方面持续投入研发精力，从早期的2、3个人，到现在20多个软件工程师，累计投入将近千万。以亚明这套技术为例，最核心的研发人员是既懂压铸技术，又懂生产管理，同时对软件开发工作有深刻的认识。也就是说，这类软件的研发具有很高的行业壁垒，一定是行业内的人才懂我们需要什么样的技术和产品。

    所以说，亚明现在打造的智能制造基地，一是为了进一步提升企业精益生产能力，二是为了通过工业互联网示范项目，向全行业推行公益性示范和低成本推广应用，提升行业认识水平和技术竞争力。

    02 问：结合我们之前提到的问题，请您介绍一下亚明的智能制造基地将对不同规模的企业发展智能制造有哪些实际性的帮助？以及如何加快智能制造在行业内的落地？

    方博士：亚明自主开发智能软件系统，成本相对较低，我们鼓励行业内的企业来参观和学习，进一步推广和应用智能制造技术。目前在模具行业里，一些上市公司已经在采用我们的软件，我们也计划以具有一定规模的国企和上市公司做为示范基地，让全行业的人来了解，深入对智能制造软件和技术的认识，促进整个压铸行业的技术水平得到提高。智能制造技术的应用一定是要和企业发展水平保持一致，现在我们针对有研发能力的企业，主要通过推进智能设计和虚拟仿真技术的应用来提升企业原创性的竞争力；对于目前还不具备研发能力的企业，主要通过示范生产信息管理系统的应用，短、平、快地提升企业生产管理水平。

    03 问：亚明对于推动智能制造在压铸领域的应用，有哪些举措和成果？

    方博士：我们自主研发的生产管理系统、数字化系统等，欢迎全行业来参观学习，这部分我们是分两步走的思路，首先“请进来”——通过举办“中日模具论坛”、“中欧模具论坛”吸引国内企业参观学习亚明的成功经验；然后“走出去”——通过主动向位于上海、天津，深圳，杭州的合作伙伴上市企业投放技术资源，进行覆盖和应用，帮助建立物美价廉的智能制造体系，形成行业内的试点示范效应。近期为了加大推广力度，我们正在开发生产管理系统的免费试用版。

    在疫情期间，亚明生产状态几乎没有受影响，10台全自动、无人值守的压铸单元一直在持续生产中，浇注、喷涂、切边、堆垛、运输等过程全是由机器人完成，包括信息采集、点检，都是通过传感器自动完成。机加工车间，原来的4人一班次完全由一台机器人替代。通过智能工厂技术的应用，繁重、重复的劳动岗位大幅减少，更多的复合型技术人才的需求则集中在更富智力的岗位上，比如后台数据维护、分析等。

    第三部分  合作发展

    01 问：适创科技作为亚明的深度合作伙伴，您希望我们如何更好地合作以完成智能制造基地的建设？

    方博士：就我了解，适创科技是国内目前在行业内最优秀的团队，基本都是柳百成院士和熊守美教授课题组的博、硕士研究生，这个课题组一直深耕铸造行业，通过数十个国家级项目的支持，在铸造数字化技术上取得了国际领先的成果。清华大学的郭志鹏博士以极大热忱创办了适创科技，专注于压铸智能设计和压铸模拟仿真技术及产品的商业化，通过云计算方式，努力提升行业工艺设计水平。我非常希望能有更多像适创科技这样有理想，有抱负，接地气的高学历团队出现，我们国家制造业的升级就指日可待了。

    亚明在智能制造技术研发中具有一定的局限性，优势在于技术是从生产中来，向生产中去，因此亚明在MES，PLM，ERP等系统的开发中具有很强的技术优势，但在以高性能工业算法、智能算法等为核心的智能设计和虚拟CAE仿真技术方面则无从发力，所以，亚明和适创在优势互补的情况下走到了一起，进行深度合作。

    一方面，在设计前端，我们需要适创科技在现有部署下，持续提供智能设计和智能检测技术，利用适创自主研发的智能设计软件和模流分析软件，为我们持续提供最优工艺方案，解决我们前端的设计问题；另一方面，在生产后端，我们需要适创科技提供图像识别、铸件缺陷的人工智能识别、质量追溯系统、大数据质量决策分析系统等技术的支持。

    利用适创科技强大的数字化能力，结合我们亚明的智能装备，实现与MES，PLM，ERP等系统的高效集成，提高亚明的技术能力和全行业的水平。通过此次合作，相信在不远的未来，我们就将实现从设计、仿真、生产到检测的全价值链的智能制造体系。

     02 问：在未来，智能制造基地有哪些具体规划和目标？

    方博士：首先是从设计侧，我们已经部署了适创科技的内浇口智能设计软件，通过生产测试并结合高级工程师的评估和建议，不断优化内浇口智能设计技术；另外现在亚明所有新产品的模拟仿真都是基于适创的智铸超云平台，我们正在与适创团队合作建立适合亚明的「设计-仿真-试模」的标准化流程，通过这套标准化流程，进一步将生产工艺和经验固化到智铸超云平台，大大减轻我们模具设计师的工作量，也为更好地提升亚明的新产品研发设计能力做好技术准备。

    其次在生产侧，亚明正在建设新的生产基地，占地面积达7万平米，这将是一家高度自动化、智能化、无人化的未来工厂。通过进一步深化智能工厂相关技术和体系，力争在未来实现生产效率提高20%，生产成本降低30%。

    我们的整体规划就是在压铸领域内，从智能设计、智能监测到智能装备系统等方面，成为全方位的解决商，从铸件设计到生产出合格的铸件，实现整个工厂的高度智能化和无人化，以智能制造带动实现全行业的技术振兴。