2023年8月21日-24日，由工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心、江蘇省工業(yè)和信息化廳、蘇州市人民政府以及中國汽車工程研究院股份有限公司聯(lián)合主辦的“2023汽車技術(shù)與裝備發(fā)展論壇”于蘇州隆重召開。本屆論壇以“裝備夯實根基•技術(shù)引領(lǐng)未來”為主題，邀請政府領(lǐng)導(dǎo)、行業(yè)院士、企業(yè)高層、技術(shù)專家，圍繞新技術(shù)、新裝備、新生態(tài)展開深入研討，以推動技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，夯實質(zhì)量強國之基，服務(wù)汽車強國戰(zhàn)略。其中，在8月22日舉辦的開幕大會上，中國工程院院士、浙江大學(xué)求是特聘教授譚建榮作《汽車生產(chǎn)模式與智能制造關(guān)鍵技術(shù)》報告。以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位汽車工業(yè)的同仁們，大家上午好！
很高興來到蘇州參加這次汽車工業(yè)會議，前面鐘志華院長做了非常重要的報告，我向大家匯報一下，最近搞智能制造的體會，我體會到智能制造一定要與生產(chǎn)模式結(jié)合起來，什么樣的生產(chǎn)模式就需要什么樣的生產(chǎn)制造，這密不可分。我的題目是：《汽車生產(chǎn)模式與智能制造關(guān)鍵技術(shù)》。
我來自浙江大學(xué)，在浙大工作30多年，其中20年擔(dān)任浙江大學(xué)老師，也是第一強系機械工程系，后來改成機械工程學(xué)，系主任和院長當(dāng)了20年，對機械工業(yè)有所了解。
汽車是改變?nèi)祟愇拿鞯淖呦?，汽車改變了我們的生活方式、出行方式，也拉動了制造技術(shù)的飛速發(fā)展。汽車到底是誰發(fā)明的？汽車發(fā)明者我們都知道，汽車第一個專利屬于德國奔馳的奔馳先生，他發(fā)明了世界上第一輛汽車，并且做成了汽車第一個發(fā)明專利。法國雷諾公司的第一任老板雷諾認(rèn)為汽車是他發(fā)明的，但是他不能證明是他發(fā)明的，沒有支撐材料。
汽車工業(yè)最早在德國、法國，世界汽車工業(yè)第一個制造中心在歐洲，第二個制造中心在美國，由于福特先生發(fā)明了第一條流水線，這個意義非常大，他為什么能夠發(fā)明流水線？他提出了公差配合概念，有了公差配合就有了互換性，有了互換性，流水線就孕育而生。由此世界汽車中心由歐洲轉(zhuǎn)移到美國，美國由此成為汽車制造第一大國，進而成為世界汽車第一強國。
汽車工業(yè)第三個里程碑，豐田公司率先實現(xiàn)了汽車的精益生產(chǎn)，但是精益生產(chǎn)的理論方法是美國汽車工程協(xié)會的學(xué)者幫他組織起來。
汽車工業(yè)第四個里程碑，就發(fā)生在現(xiàn)在，馬斯克第一次把特斯拉汽車拓展為機電產(chǎn)品加上信息化的產(chǎn)品。原來我們認(rèn)為汽車是機電產(chǎn)品，但是現(xiàn)在不僅是機電產(chǎn)品而且是信息化產(chǎn)品，是互聯(lián)網(wǎng)控制的移動終端，馬斯克創(chuàng)新在這里。中國汽車制造能力非常強，現(xiàn)在世界汽車制造中心在中國每年產(chǎn)銷2800萬輛，產(chǎn)銷兩旺，但是我們不是汽車制造強國，我們的強的品牌還沒有，像寶馬、奔馳、福特、豐田這種品牌車都沒有。
汽車生產(chǎn)模式也經(jīng)歷了手工作坊模式、流水線方式、汽車平臺方式、模塊化生產(chǎn)模式。
1.手工生產(chǎn)，汽車起先是手工生產(chǎn)是典型的定制生產(chǎn)，現(xiàn)在汽車又回到了定制化生產(chǎn)。定制化好不好？當(dāng)然很好，但是任何一個好的概念，我們都不能把它推向極端，有一個企業(yè)做廣告，說他的產(chǎn)品是100%定制，100%定制好不好？不好，為什么？100%定制必然生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)成本高、質(zhì)量難以控制，只有批量生產(chǎn)才能質(zhì)量管控、降低成本、提高效率。所以現(xiàn)在提倡的是大批量定制，這個大批量不是形容詞，而是把大批量生產(chǎn)方式與定制生產(chǎn)方式有機融合，把優(yōu)點匯聚。但是有一些企業(yè)一些專家理解偏了，他把好的東西縮向很簡單的東西，簡單的東西走向了反面。
2.流水線生產(chǎn)，起先汽車是定制生產(chǎn)方式，后來由于福特發(fā)明了流水線，汽車進入了流水線的大批量生產(chǎn)?，F(xiàn)在基本生產(chǎn)模式還是大批量生產(chǎn)模式，在大批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)定制化。所以流水線生產(chǎn)，就使得成本大大下降，這兩大大提高，福特先生還是我們汽車行業(yè)的一位大師。
3.平臺化生產(chǎn)，到了80年代，汽車實現(xiàn)平臺化生產(chǎn)，打造專業(yè)流水平臺，把批量生產(chǎn)和定制化生產(chǎn)有機融合起來。
4.模塊化生產(chǎn)，模塊化生產(chǎn)非常重要，為什么不贊成100%定制？因為100%定制徹底否定了標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，我們的定制化要建立在標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化基礎(chǔ)上。模塊化是重要理念和關(guān)鍵技術(shù)，汽車能不能提質(zhì)增效？能不能創(chuàng)新出新的東西？能不能打造自己的品牌？關(guān)鍵在于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的基礎(chǔ)工作做得好不好。
5.一體化設(shè)計制造，現(xiàn)在新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，前面鐘志華院長報告中列舉了特斯拉的車身是一體化成型，現(xiàn)在汽車提倡一體化壓鑄、一體化成型、一體化設(shè)計、一體化裝備制造。所以在模塊化技術(shù)中的一體化設(shè)計，包括發(fā)動機總成、變速箱總成、懸架總成、車身總成等電機系統(tǒng)，根據(jù)不同車型進行組裝。
汽車工業(yè)推行智能制造，現(xiàn)在企業(yè)積極性很高，政府熱情很高，專家熱情很高。什么是智能制造？大家的理解不一樣，我個人理解智能制造就是人工智能技術(shù)與汽車設(shè)計制造技術(shù)有機融合，把人工智能技術(shù)用在設(shè)計制造中，具體展開智能制造就是用智能技術(shù)解決汽車制造中的問題。展開講，智能制造是對復(fù)雜裝備產(chǎn)品包括汽車產(chǎn)品全生命周期實際加工、裝備等環(huán)節(jié)的制造活動進行知識表達與學(xué)習(xí)。
企業(yè)強盛不強盛看什么？企業(yè)在行業(yè)里是否領(lǐng)頭？是不是國內(nèi)領(lǐng)先國際領(lǐng)先？我經(jīng)常參加一些企業(yè)鑒定會，要評價到底是國內(nèi)領(lǐng)先還是國際領(lǐng)先？你看別人就是別人比你領(lǐng)先，人家看你才是你領(lǐng)先。你要知識創(chuàng)新，福特為什么領(lǐng)先？他提出了公差配合概念。豐田為什么領(lǐng)先，精益生產(chǎn)。
這主要是知識創(chuàng)新，知識創(chuàng)新在汽車制造企業(yè)怎么體現(xiàn)？具體展開四新：
一是新技術(shù)，技術(shù)你發(fā)明提出來的；二是新工具；三是新工藝，比如說很多零件很復(fù)雜，現(xiàn)在可以用三維打印成型等；四是新產(chǎn)品，特斯拉為什么牛？這個產(chǎn)品是新的，人家沒有，他的制造工藝是新的，門是從頂上開的，這些都是新的知識體現(xiàn)。所以企業(yè)最核心的競爭力就是人才競爭力，為什么他是人才？因為他有知識。如果真正有知識創(chuàng)新有新的技術(shù)，新的工具新的工藝新的產(chǎn)品，你就是行業(yè)領(lǐng)頭羊，我們智能制造重點解決這個問題。知識表達與學(xué)習(xí)、信息感知與分析、智能決策與執(zhí)行，實現(xiàn)制造過程、制造系統(tǒng)與制造裝備的知識推理、動態(tài)傳感自主決策。
智能制造的4個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是智能設(shè)計，現(xiàn)在很多智能制造項目沒有設(shè)計的內(nèi)容，就是生產(chǎn)線的改造還停留在機械化、自動化、信息化層面，離真正的智能化還有一定的差距，甚至不小的差距。現(xiàn)在搞智能制造第一關(guān)就是智能設(shè)計；二是智能加工；三是智能裝配；四是智能服務(wù)。制造過程的智能化也是智能制造的保證，要實現(xiàn)設(shè)計加工裝備服務(wù)的智能化，數(shù)字孿生是重要技術(shù)，在汽車制造各個階段都可以成功運用。數(shù)字孿生像美國福特公司、美國通用公司，美國谷歌、德國奧迪、德國奔馳、英國克萊斯特、英國捷豹、路虎、日本馬自達等世界著名公司都運用了數(shù)字孿生技術(shù)進行汽車設(shè)計、加工、裝備服務(wù)等。
數(shù)字孿生有哪些關(guān)鍵技術(shù)？我總結(jié)了8項：1.復(fù)雜產(chǎn)品多源異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與集成技術(shù)；2.復(fù)雜產(chǎn)品幾何-物理-工況建模技術(shù)；3.復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字孿生多性能耦合分析技術(shù)；4.大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的數(shù)字孿生行為仿真技術(shù)；5.復(fù)雜產(chǎn)品全生命周期作業(yè)過程仿真技術(shù)；6.智能車間布局規(guī)劃與生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)；7.運行狀態(tài)可視分析與故障智能預(yù)測技；8.基于增強現(xiàn)實的維修維護操作導(dǎo)航技術(shù)。
我們提出并且實現(xiàn)了這8項關(guān)鍵技術(shù)，這8項關(guān)鍵技術(shù)如何運用？給出一個實例，汽車發(fā)動機的虛擬裝備，做發(fā)動機的人很多，但是我們真實的裝備，考慮工差的裝備，零件數(shù)量這么多，我這個團隊在全國是第一個，這個錄像是20年前做的?，F(xiàn)在還不是新機器，20年做的現(xiàn)在拿出來看還是先進的。我們解決了三大問題，通過虛擬裝備解決了3個問題：一是裝備順序問題，先裝什么后裝什么？二是裝備路徑問題，解決了共面裝備從哪個特定方向安裝進去。三是設(shè)計階段保證了裝備的一次成功性，而且考慮了工差配合裝備，裝和配包括調(diào)試主要考慮工差，動配合還是靜配合？
不僅要裝得起來，還要拆得下來，要可拆卸，不僅可拆卸而且能夠運動起來，而且把曲線反求出來，看看正確不正確。同時可以展現(xiàn)不同零部件的實施應(yīng)力變化，應(yīng)力變化提供了強度、高度、可靠性的實施重要依據(jù)，應(yīng)力變化跟噴油系統(tǒng)有關(guān)系，是交替噴油，交替噴油對應(yīng)力有什么影響？都可以可視化做出來。
生產(chǎn)過程進行了可視仿真，我們通過操作車間的裝備生產(chǎn)線、汽車車門焊接，一個車門有40幾條焊縫，用3個機器人進行超車，如何進行超車，我們進行了數(shù)字樣機仿真，解決了焊縫不可達，焊接問題，解決了人流、物流、機器人三個的工作協(xié)同配合。不僅數(shù)字化仿真，而且把生產(chǎn)線開發(fā)出來，取得很好的應(yīng)用效果。
我20年前做了一個電機產(chǎn)品大批量定制設(shè)計制造的軟件，首先在我老家湖州，巨人電梯，當(dāng)時是國產(chǎn)品牌，幫助他實現(xiàn)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，電梯著名制造企業(yè)通力，通力電梯對它高度評價，這件事被蘇州吳江一家企叫做康力電梯，他們知道了?？盗﹄娞葸@個民營企業(yè)家，想盡千方百計，叫我這個團隊幫助他搞電梯大批量定制生產(chǎn)。在我們的支持下，蘇州康力電梯成功上市，成為電梯行業(yè)第一個上市公司，也成了電梯行業(yè)第一個國家工程中心，我們也給他爭取到了。我們跟他合作了10年，有效提升了康力電梯產(chǎn)品實際制造能力，實現(xiàn)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)在，中南海電梯都是他們做的。
我們也歡迎在座各位朋友同仁，有機會到浙江大學(xué)進行技術(shù)交流、項目合作，我的報告到此結(jié)束。謝謝大家！
