每經(jīng)記者 謝陶    每經(jīng)編輯 梁宏亮    

當(dāng)前，面臨生產(chǎn)要素、環(huán)境、市場等內(nèi)外部形勢的劇烈變化，中國的智能制造處于怎樣的發(fā)展水平？全球智能制造領(lǐng)域又有哪些“他山之石”？邁向“制造強(qiáng)國”的過程之中，有哪些值得關(guān)注的關(guān)鍵要素？

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者獨(dú)家專訪寧德時代首席制造官、上海交大溥淵未來技術(shù)學(xué)院院長倪軍教授，圍繞“智能制造”進(jìn)行了一場深入對話。

作為橫跨學(xué)界和企業(yè)界的學(xué)者，倪軍多次參與制定中國制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃，曾獲上海市白玉蘭獎和中華人民共和國國際科技合作獎。同時，他還是美國密西根大學(xué)終身正教授，曾獲美國總統(tǒng)獎，被美國制造工程師協(xié)會（SME）評為“全球智能制造領(lǐng)域20位最具影響力教授”。

在倪軍看來，中國的智能制造還處于剛起步的萌芽階段，多個領(lǐng)域智能化趨勢明顯。像是以鋰電行業(yè)為代表的智能制造，市場滲透率不斷提升，未來將持續(xù)引領(lǐng)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

“與此同時，很多關(guān)鍵因素決定著未來制造的發(fā)展。宏觀政策、外商直接投資（FDI）、能源供應(yīng)、人才培養(yǎng)、工資增長等非技術(shù)因素與技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)該是同等的重要。”倪軍向記者表示。

倪軍 

智能制造已成生產(chǎn)范式

NBD：事實(shí)上，每一次技術(shù)革命都推動著制造業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)范式的轉(zhuǎn)變，蒸汽、電力、計(jì)算機(jī)構(gòu)成了此前生產(chǎn)范式轉(zhuǎn)變的主要驅(qū)動力。根據(jù)您的觀察，身處第四次科技革命的當(dāng)下，制造業(yè)的生產(chǎn)范式發(fā)生著怎樣的轉(zhuǎn)變？

倪軍：回顧制造業(yè)的發(fā)展歷史，制造業(yè)的生產(chǎn)范式發(fā)生了多次轉(zhuǎn)變。幾乎每20來年就會發(fā)生一次重大轉(zhuǎn)變。

20世紀(jì)上半葉，美國福特創(chuàng)造的以降低成本為目標(biāo)的“大規(guī)模制造”，是大家公認(rèn)的第一個制造范式。后來日本在學(xué)習(xí)美國之后，在全球掀起了關(guān)注成本控制同時關(guān)注質(zhì)量的“精益制造”浪潮。

到了上世紀(jì)七八十年代，隨著計(jì)算機(jī)大量進(jìn)入制造領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床也出來了，美國、日本及歐洲國家開始發(fā)展“柔性制造”。上世紀(jì)90年代末期，當(dāng)時我們把大規(guī)模生產(chǎn)、精益制造、柔性制造三者的精華提取出來，在美國創(chuàng)造出了聚焦市場響應(yīng)速度的新生產(chǎn)范式“可重構(gòu)制造”。

當(dāng)前，在大數(shù)據(jù)、人工智能等驅(qū)動之下，主導(dǎo)的生產(chǎn)范式已轉(zhuǎn)向了智能制造。從2020年起，我們就開始進(jìn)入到智能制造時代。其主要特征，除了之前所追求的成本控制、質(zhì)量保障、市場響應(yīng)速度外，它更加講究各方面資源的高效利用。但這并不意味著放棄了此前的制造范式，它應(yīng)該是在前者的基礎(chǔ)上于不同維度增加了智能化。

不管是汽車制造業(yè)，半導(dǎo)體制造業(yè)，還是鋰電制造業(yè)，整個制造工業(yè)隨著第四次科技革命的到來，其傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)指標(biāo)包括成本、質(zhì)量、產(chǎn)能、效率等都有一個明顯的智能化趨勢。

寧德時代正追求極限制造

NBD：您曾經(jīng)提出未來智能制造可最終實(shí)現(xiàn)“4R”即響應(yīng)性（Responsiveness）、韌性（Resilience）、可重構(gòu)性（Reconfigurability）和可重用性（Reusability）。結(jié)合具體的智能制造應(yīng)用場景，我們應(yīng)如何理解？近幾年，寧德時代在智能制造領(lǐng)域又有哪些前沿探索？

倪軍：關(guān)于智能制造的定義沒有一個標(biāo)準(zhǔn)答案。關(guān)于上述“4R”，我主要強(qiáng)調(diào)的是在智能制造的過程中，機(jī)器設(shè)備需具有自我意識和自適應(yīng)能力，能判斷自身狀態(tài)并做出相應(yīng)調(diào)整。同時，整個系統(tǒng)在可預(yù)測的自動識別根因模式之下實(shí)現(xiàn)零缺陷，近零停機(jī)的生產(chǎn)狀態(tài)。

在傳統(tǒng)制造追求的質(zhì)量、成本、柔性、效率以外，智能制造系統(tǒng)的主要設(shè)備需要擁有自我感知、自我適應(yīng)、自我補(bǔ)償、自我預(yù)測的能力，令整體系統(tǒng)可以快速重構(gòu)、重復(fù)利用，具備對市場快速反應(yīng)能力的同時，提升抗各種干擾的能力（這種干擾可能來自供應(yīng)鏈、原材料、設(shè)備、環(huán)境等等）。

在智能制造中，人、機(jī)、料等各個環(huán)節(jié)充滿了不確定性。如何在眾多變數(shù)之下，制造出的產(chǎn)品保持一樣的高質(zhì)量，是一個巨大挑戰(zhàn)。換句話說，你的智能制造必須保證“首件成功，件件成功”。

我早年在研究全球制造業(yè)時，那時世界級制造的標(biāo)準(zhǔn)是DPPM即每百萬個產(chǎn)品有一兩個不良品。但這已不能滿足當(dāng)前先進(jìn)智能制造的需求了。

以鋰電設(shè)備制造為例，動力電池制造有眾多難點(diǎn)，首先制造過程具有多場強(qiáng)耦合的特性、涉及超大多尺度的精度控制，且要求嚴(yán)格的控型控性能力。于是，我們在寧德時代，對整個流程進(jìn)行梳理升級，包括原材料、各個關(guān)鍵工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備等。只要任何一個地方帶來波動，導(dǎo)致產(chǎn)品不一致，我們就通過智能傳感器及算法，對其實(shí)時自適應(yīng)管控。最終打造出智能化的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)“極限制造”，進(jìn)一步將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提升至DPPB——每十億個產(chǎn)品才能出現(xiàn)一兩個不良品。

具體來看，動力電池實(shí)現(xiàn)“極限制造”有幾個層面的要求。首先，動力電池屬于大規(guī)模生產(chǎn)，因此對于系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)十分重要，需要對系統(tǒng)性能做綜合全面的評判，包括可靠性、可調(diào)整性等。接下來，就是運(yùn)用仿真系統(tǒng)，對產(chǎn)線動態(tài)預(yù)測，優(yōu)化布局。此外，動力電池關(guān)鍵設(shè)備調(diào)整的周期極其復(fù)雜和緩慢，需要對設(shè)備供應(yīng)商的水平有很高要求。

最后就是關(guān)鍵工藝的優(yōu)化，需要分析各項(xiàng)可控參數(shù)和非可控參數(shù)，從生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和魯棒性（Robustness）、產(chǎn)品一致性和使用性能方面對工藝參數(shù)進(jìn)行魯棒設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

近兩年，寧德時代在材料研發(fā)、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和極限制造等多方面進(jìn)行創(chuàng)新，包括在全球首發(fā)鈉離子電池、將極限制造升級為綠色極限制造，在宜賓建設(shè)全球首個獲得認(rèn)證的零碳電池工廠等。除此之外，儲能系統(tǒng)也在使用端進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，還在發(fā)電端、輸電端甚至變電端加大研發(fā)投入。

需高度重視基礎(chǔ)工業(yè)

NBD：1994年，您受邀參與制定“九五規(guī)劃”。2003年又受邀為中國科學(xué)技術(shù)中長期發(fā)展出謀劃策，活躍在學(xué)界和企業(yè)界，從不同維度見證了中國制造業(yè)的發(fā)展。在中國制造業(yè)這二三十年飛速發(fā)展的過程中，有哪些是被我們忽視了的關(guān)鍵因素？未來如何才能擺脫制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的局面？

倪軍：回過頭看，中國制造業(yè)高速發(fā)展主要得益于中國巨大的市場、低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢、以及政府對制造業(yè)強(qiáng)大的支撐。但有一點(diǎn)很多時候是被大眾，甚至是被政府層面忽視了的，那就是外商直接投資（FDI）。事實(shí)上，外商到中國投資，不僅是資金來到了中國，他們在此投資設(shè)廠，隨之帶來了先進(jìn)的管理、技術(shù)及供應(yīng)鏈。這對于中國制造業(yè)能力有著關(guān)鍵的提升作用。未來，無論是對美國、歐洲、日本，還是中國來說，F(xiàn)DI在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中都扮演著重要的角色。接下來，我們必須堅(jiān)持改革開放，持續(xù)完善營商環(huán)境，吸引更多外資。

整體而言，中國的智能制造還處于萌芽階段。要變成制造強(qiáng)國，首先必須重視基礎(chǔ)工業(yè)。怎么理解？我發(fā)現(xiàn)一些地方和企業(yè)心態(tài)非常浮躁，大家都好高騖遠(yuǎn)，關(guān)注尖端技術(shù)，卻忽視了基本功。我們很多大型設(shè)備、基礎(chǔ)元器件，材料及工藝都沒有過關(guān)。比如我們生產(chǎn)一個軸承，使用壽命僅有某些先進(jìn)國家的幾分之一。如果我們做出來的設(shè)備、元器件，其耐用度、精度、可靠性都無法做到國際頂尖的話，我們?nèi)绾紊a(chǎn)出國際頂尖的智能制造產(chǎn)品。

此外，近幾年中國出現(xiàn)了很多商業(yè)模式創(chuàng)新類企業(yè)，人工智能等概念被炒得火熱。然而其成功應(yīng)用的領(lǐng)域僅集中在語音識別、人臉識別、輔助決策等。同時，許多民營工廠企業(yè)都樂于貼上“智能工廠”的標(biāo)簽，然而他們僅僅只是做到了簡單的信息化、可視化而已。以上這些都不是智能制造。

新一輪科技革命需要的是硬科技創(chuàng)新。商業(yè)模式的創(chuàng)新、概念的迭代，它沒有辦法幫助我們在第四次科技革命中占據(jù)有利地位，它不是主導(dǎo)，只能是輔助。

某種程度上，中國發(fā)展智能制造的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)非常好了，包括鐵路、港口、機(jī)場、高速公路等等。不過中國在制造業(yè)領(lǐng)域依然面臨基礎(chǔ)研究薄弱、復(fù)合型人才短缺、企業(yè)科研投入水平低等問題。

就企業(yè)界而言，除華為、寧德時代外，中國大多數(shù)企業(yè)相較于發(fā)達(dá)國家競爭對手，其研發(fā)能力嚴(yán)重不足。就學(xué)界而言，深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等這些概念我們已經(jīng)有了，但真正缺的是跨學(xué)科的復(fù)合型人才。在基礎(chǔ)研究薄弱的背景之下，高校里面很多科研成果都沒有得到轉(zhuǎn)化，僅僅只是發(fā)了幾篇研究報告，便束之高閣。相較其巨大的科研投入，高校的科研成果產(chǎn)出極不匹配，只是“養(yǎng)活”了一大批海外儀器設(shè)備供應(yīng)商。

未來中國要持續(xù)加大科研投入，尤其要注重科研成果的高效轉(zhuǎn)化，同時引導(dǎo)扶持一大批智能制造中小微企業(yè)（SMEs），幫助其建立起全周期的研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化體系，提升其抵御市場風(fēng)險的能力。

需要注意的是，接下來中國發(fā)展智能制造將同時面臨很多挑戰(zhàn)，包括受疫情影響，出口市場萎縮；生產(chǎn)成本近幾年快速上升導(dǎo)致原有的競爭優(yōu)勢減弱；宏觀經(jīng)濟(jì)下行給供應(yīng)鏈等帶來巨大壓力等。

封面圖片來源：受訪者供圖