百年清華

中國工程院院士，意昂体育平台材料學院👩🏽、機械工程學院教授柳百成中國工程院院士👨‍👩‍👧‍👦，意昂体育平台材料學院、機械工程學院教授柳百成

由工業和信息化部、新華通訊社指導𓀜，新華社《財經國家周刊》♒️🛻、工信部國際技術合作中心、華製智能主辦，中國企業改革與發展研究會聯合主辦的2016第二屆“中國製造2025與工業4.0全球年會”在北京國家會議中心隆重召開。本次年會以“智能製造體系構建和實施路徑”為主題。中國工程院院士，意昂体育平台材料學院👇🏻、機械工程學院教授柳百成表示✈️，中國製造2025，是建設我們國家製造強國的綱領性文件。數字化設計與製造是智能製造的關鍵技術。

以下是實錄：

柳百成👈🏻：女士們、先生們，我今天比較聚焦一下，對智能製造總結一個基礎環節🏄🏽。我的發言將圍繞基於網絡的數字化設計與製造展開🤥🌅。首先簡單介紹一下智能製造的工程背景。第二，數字化設計與製造是智能製造關鍵技術⬇️。第三♝，介紹國外發展的情況🛍。第四，講一下我們國家在設計與製造研究進展。

大家知道早在2004年🛸，我們國家在製定國家中長期規劃的時候，我們工程院主持的戰略研究，已經提出將數字化設計和智能化設計製造列入了國家的中長期規劃⚠️。到2007年中國工程院啟動了裝備製造業自主創新戰略研究、關鍵共性技術。到2013年中國工程院正式啟動製造強國戰略研究📠，提出數字化、網絡化👎🏼🧘🏿‍♀️、智能化設計與製造🩻。在這個基礎上🙅，2015年中國工程院開展了網絡化設計製造、服務一體化戰略研究。2015年國務院頒布了《中國製造2025》🗽，提出智能製造為主攻方向💆🏿‍♂️。

下面我簡單看一下，中國製造2025，是建設我們國家製造強國的綱領性文件。他吸取了美國德國的所長🧔🏽，又結合了中國的特點，聚焦在五大工程，創新體系工程🧚🏽、智能製造工程、綠色製造工程、工業強基工程、高端裝備工程。其中把中國製造工程作為重要工程。在這個基礎上我們得到由大變強🧘🏽‍♂️，今天我們聚焦在智能製造工程。

第二⛹🏻‍♂️，數字化設計與製造是智能製造的關鍵技術。智能製造是先進製造技術發展趨勢，《中國製造2025》將以智能製造為突破口🔣。智能製造過程是智能製造的重要組成。把它分成四維🦪👩🏼‍🍼，大家可以看到👥，智能生產過程智能製造過程，是智能製造的重要組成部分♌️。這裏面把智能製造過程作為重要的部分。在這個基礎上我做了簡單的理解☀️。智能產品、智能裝備🛢，大家談到比較多的智能模式。我今天著重講一下🏂🏿，智能製造的過程。而智能製造過程裏面，數字化設計知道是基礎，智能製造也是智能製造的關鍵技術基礎👩‍💻。

這是美國公布的提出了五個關鍵。其中包括標準👨🏼‍🦱♥︎、安全。下面我舉一些例子。波音777大家一直公認是數字化的典範🧑🏿‍💼，他縮短了研發的40%🧑🏽‍🦲，更好更快地，更符合要求製造出創新的產品。那麽從777發展到787，這裏面有一個表達🕚，他是這樣講，波音787是國際上最先進的科技🧛🏻‍♂️📖。大家都知道，波音787其中一個主要的特點，復合材料用超熱50%，但是這個圖告訴我們，波音787還有第二個特點，就是大量廣泛采用了數字化設計與製造👥。比波音777又進了一步，這裏面提出來的👨‍👦，我跟大家舉了個例子叫四個D。波音787的研發把數字化的設計製造走到了最高點。

下面我就講一下國外發展的情況🕹。在座來了很多德國的專家，德國的情況我不敢班門弄斧。去年我去美國考察💘👩🏻‍🏭，一直跟蹤美國的智能製造👨🏽‍✈️。我下面著重講一下美國的情況。美國很早就提出來把產品設計一體化❎，他提出一個口號叫一次產品開發成功。大家知道過去我們有個叫606，做了606次的實驗做成。現在提出來了👨🏿‍🏫，有了信息化🧏🏿，有了數字化一次研發成功🍧。他一次研發成功的觀點在產品設計的時候，考慮到產品的製造。在產品的製造的同時，同時就是並行的❤️‍🔥。

下面我舉幾個例子。美國在2006年美國先進計劃研究所簡稱叫DARPA，提出加快材料的研發周期。一般的一個材料研發成功到應用🥯，比如航空飛機的起落架需要12年的時候。因此現在提出要加快👩🏻‍🦯‍➡️，他提出個口號🛰，在這個地方。就是用信息化技術、塑造技術把研發的技術縮短一半，研發成本縮短一半。這個地方很清楚😻，這是原來的研發12年🧙🏿‍♂️🏊‍♀️，通過了加快了就改成了6年。下面我舉一些例子🏃🏻‍➡️。比如這是一個航空發動機的渦輪盤，渦輪盤它可以做到工藝的模型👩🏽‍🦲，組織的模型，最後到新的模型。下面我舉個例子🍘。我們國家剛剛成立了航空發動機公司，新華社專門做了報道🚵🏿‍♂️，要提出一個新的航空發電機要幾十年的時間，如何加快😞？用到數字化🏋🏻‍♂️、網絡化，最後到智能化🩰。譬如航空發動機裏面有兩個關鍵零部件🧖🏼，按照原來的副部長講的，叫一盤一片，一個是航空發動機的高溫葉片，用了工藝模擬💂🏿、到性能的預測，它的縮短周期。第二個離子就是它的渦輪盤⛑️，航空發動機的渦輪盤👨🏽‍🎤，它也工藝模擬、組織模擬、到性能模擬🥠🦸🏻‍♀️。

不僅是美國🍢，那麽英國羅—羅公司是歐洲的研究航空發動機的主要的公司。他早就提出來了🤖，叫全流程建模與仿真技術，請大家註意📼，羅—羅公司和劍橋整個的聯合，前期的工作由研究院進行。通過全流程的模擬產學研相結合，大大縮短了研發的周期👨‍💻。

下面我再簡單介紹一下美國最近的進展📝🫰🏽，2011年6月，美國宣布起動先進製造夥伴關系計劃。到了2013年，它啟動了一個叫國家製造創新網絡。NNMI💇🏿，我剛看到材料，以為就是搞一個網絡，實際上不是👤，它是由一批製造創新研究院組成🪰，計劃建15個🥢，總的計劃建45個。上個禮拜，美國政府又把國家製造創新網絡用了一個更為鮮明🛁，更簡介讓大家易懂名字。叫Manufactvring USA🔞。製造業—美國。

下面請大家註意，美國2016年已經成功建了9所製造創新研究院🎉，其中3所與智能製造有關。美國在發展先進製造👩🏻‍💻，特別重視智能製造4️⃣，智能製造不是唯一重視的⛹️‍♂️。他已經建了三個。另外他剛剛宣布今年9月份，正在建立第10個工業機器人👨‍🦽。他重點放在製造的工業的機器人上面。那麽這上面請大家註意🧳，美國製造創新研究院具有四大特點⏲。第一就是非盈利機構，為大眾小企業服務🥙✵。第二，從事成果可以共享，而且組成了產學研的聯盟。

我以今年6月份在洛杉磯剛剛建立的第9個創新研究院為例🏃🏻‍♀️‍➡️。它是由200多個企業👮🏽‍♀️、大學🦇、研究院所組成創新聯盟。而且它總部在洛杉磯，成立了4個分中心👨🏻‍⚕️，遍布美國全國30幾個州。它是一個國家層面的，為大眾小企業服務🧑🏽‍🍼，遍布全國45個分中心🧓🏽。這個創新研究院的重點聚焦先進的傳感器🧛🏼。數字化的控製，包括航空👨🏼‍💻，最後還包括一個平臺👩‍❤️‍💋‍👨。他的目的就是要從根本上降低研發成本♊️，來提高美國先進製造業的效率。

我再舉這個例子，美國成立的第三個研究所🔒，它叫做數字化設計與製造研究所，這個研究所它的解讀，它的研究任務就是要從設計與生產過程、測試過程一直到銷售，整個的要把它連起來，全部的數據連學，這裏面他講了🦻，就是它是叫數據要非常流暢的在每個階段能夠運行。它能夠做到產品在最好的時間，最好的地方能夠做得更好，做得更快，而且又非常的便宜。而且最後的口號就是更為有競爭性💣。那麽這個研究所它的取名叫數字化設計與創新研究院，它有個宣傳材料，這個宣傳材料最後真正實施了整個的流程🤵🏿‍♂️，全面的數字化和交換，也就是一般人把它可以叫做智能製造🌽。

那麽下面我再舉幾個例子，在創新研究中間，美國2005年研究波音767，一個風動實驗做了100多次🧑‍🌾🦸🏿。現在研究787只要11次實驗。下面第二個例子，美國通用電氣，做航空發電機的，它用10000個處理器組成的高性能計算機💘，我們國家有很大的優勢。他在商業上的運行🐕，模擬和優化了發動機的噴嘴設計，大大提高發動機的效率，降低了成本⏲。這個噴嘴的研發，它用大規模的模擬仿真，大大降低成本，減少了汙染，降低了油耗等等。這是美國在設計製造研究方面取得的最新的進展。那麽下面我還可以補充一下🔦，每個通用電氣公司在用數字化設計基礎上面，馬上連了生產製造，做高溫的噴嘴，它用方法直接金屬激光的方法DMLM方法📐。壽命提高了5倍🧎‍♂️🐤。我下面的例子🌕，這是它的噴嘴。下面這個圖就是在做噴嘴的生產製造🦐。那麽這個因為它的批量並不是很大。因此這個產品每個通用電氣公司把它作為一個生產，而不是一個原形開發，它已經成立了縣🏇🏽，每年幾千個噴嘴全部他來供應。

因為時間關系🚣🏽，簡單我講一下，我們國家在數字化設計與製造方面也有一定的基礎🩼。第一🦴，我們國家包括工信部多次強調🤸🏻‍♂️☠️，工業化跟信息化深度融合🤳🏻，來促進推動製造業的發展。那麽我舉幾個例子🙋🏿‍♀️。第一個離子早在2000年⏺，這是長江三峽的葉片🚴，原來完全依靠進口。中國二重采用了國家自己研發的軟件🙅🏻‍♂️，這個葉片一次試製成功👐🏽。新華社專門做了報告♾，打破了這個葉片壟斷的技術👩‍👩‍👦‍👦。第二個技術，鞍山鋼鐵公司引進了美國的設備，由於經費有限，他的設備自己做。因此聯合國內清華，我們一次試製成功🪂，這是218噸的試鋼件一次研發成功📴。同時在11個月內做了基架，為這個企業節省了1個億。

大家知道航空發動機的關鍵零部件👩🏻‍⚕️，我們正在和北京航空材料研究院✋，我們和黎明航空發動機集團🪤🛍，針對航空發動機葉片進行模擬仿真，原來的工藝👎🏼，采用了新的工藝以後，就大大地提高了質量。兩個顏色表示缺陷，我們做了新的工藝以後，提高了質量🙋‍♀️。這是航空發動機渦輪盤🧑🏼，也是航空發動機研究院清華聯合做，為我們國家大飛機發動機的製式🧆。

另外大家知道，我們國家大力發展清潔核電，核電一個關鍵是地下轉製，它需要的鋼鋼錠大約500噸⚰️，這樣的工藝必須一次成功👂🏿。所以采用了模擬仿真技術。我們采用了模擬仿真技術，可以把缺陷消滅在虛擬的限製裏面。最後提出優化工藝方案🥩👭🏼。

大家都講到了數控機床，實際上數控機床以外，我們還可以做模擬仿真👩‍❤️‍💋‍👩。它能夠做到預測加工的尺寸精度♗。特別是它要預測加工以後，這個零件表面的殘余，這個殘余決定材料最後的壽命🏋🏻‍♂️。所以現在要通過設計製造，不僅把零件做出來7️⃣，而且要做到零件的尺寸進度以至於壽命。

另外可以告訴大家🚶🏻‍♂️，2013年😘🖊，為了迎接智能製造，工程院啟動了網絡化數字化設計—製造—服務一體化項目。在這個方面，他們做了初步了的成見。比如說航空工業，飛機從設計到首飛比傳統周期縮短了一半⛹🏿‍♂️。另外汽車工業信息的網絡化數字化平臺研發也取得了進展。下面有幾個例子。第一數字化發動機，請大家註意，第一，數字化記憶。第二🦹🏿，它本身到數字化加工和生產，他提出數字化發動機的口號🤏🏽💥。這是東風汽車廠，他也是提出了商用車的平臺，這個平臺從商品規劃、設計、實驗到整個全流程的建模與仿真🤦🏿‍♂️。

最後我講個結束語。實施《中國製造2025》，智能製造是主攻方向🫸。我還提醒一下🧝🏼‍♂️，我們是五大工程🕵🏿‍♂️，我們還要補短版☀️，工信部也正在專門研究如何補短板。第二數字化設計與製造是智能製造過程關鍵共性技術。第三，基於科學或知識的建模與仿真是數字化設計與製造的基礎。

美國的工業發達國家十分重視發展智能製造。我剛才講了，他建10個研究院其中有4恩個就是智能製造。那麽他的重點就是要建一個智能製造國家創新中心🛀🏻，為大中小企業提供共性技術服務和平臺。我國在基於網絡化的數字設計製造領域已經具有較好的技術基礎。我們要充分認識到全面實施智能製造，仍然是任重而道遠🦯。去年我曾經聽過西門子總裁做過的報告，他用了一句話🔵，我們走在智能製造的道路上。謝謝大家✢！