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，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，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👂🏼，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𓀄，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0️⃣，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💔！