美国大咖论智能制造

第十一届中美工程技术研讨会论坛5.20日在北京召开。主题是“创新和智能制造”。来，听一下美国科技大咖在说什么！

工业发展趋势与交流融合  

美国机械工程师学会理事长Keith Roe先生指出，在技术领域大家已经看到了非常重要的趋势，21世纪的工程师正在验证着新的工业创新与革命，它更加复杂，更加具有对客户需求的反应度，并且与数字系统更加紧密的结合在一起，数字和技术能使人们实现及时的端对端的供应链，还会实现更高的弹性，可以实现更有革命性的基础设施的创建，并且还有一些小型的智能技术，这些都可以显著提高制造效率。

Gloria Wiens女士，前美国国家先进制造项目办公室的助理主任的演讲题目是“美国面向未来的先进制造举措”。

Wiens女士首先介绍了美国科学标准研究院NIST的作用。NIST作为政府机构，有长期与工业和政府合作以及一系列的深度合作伙伴关系的经验。在推动美国创新行业竞争力发展方面起到非常重要的作用。她认为，专业知识的发展，创新监管标准的加强，这些都可以加强美中之间的合作。

制造业在美国经济中发挥着非常重要的作用，在美国有10%的就业贡献率。

而与本届论坛议题相契合的是，创新作为美国国家安全来讲同样具有重要的意义，在出口、GDP、科学研发以及美国专利方面也非常重要。
   在介绍如何把基本的研究变成商业化的时候，Wiens女士介绍说首先建立整个工作流程，考虑如何进行调研，如何进行科研，在科研的基础上如何把科研的结果和行业需求直接联系在一起。NIST在2013年组建了一个名为AMTech（美国先进制造技术联盟）的组织，就是为了加强工业驱动的力量。从基本的研究开始，一直到商业化的运营，负责整个链条。他们从行业角度，首先选了一些优先考虑的项目，以及长期研究的需求。

最为重要的是，AMTech会推动不同的利益方来享用共同的资源，从而使得研究资源（包括大学、政府实验室）都得到很好的利用，尤其是美国新兴的技术和先进的技术制造业方面。

这里提醒一下读者，Wiens女士没有提到，但根据笔者观察，AMTech已经在2016年1月正式并入国家制造网络创新计划NNMI之中。

随后Wiens提到了NNMI的使命。2016 年2月份，NNMI宣布了整体战略计划，强化制造业竞争力，有四个主要的目标，一是增强竞争力，二是促进技术的转型，从最基本的研发到整个商业运营，三是加速制造业劳动力的转型，四是确保稳定的可持续的基础设施的供应。

黑体代表驱动因素NNMI已经有八个机构，他们都是创新的中心，都有各自不同的使命。每个科研院都是有所侧重的，而有些议题则是公开的，公司和学术界一起讨论哪些是优先考虑的领域，哪些是首先要进行科技研发的项目。目前和国防部一起合作，已经举办了三次研讨会，包括新的先进的制造工具，网络的安全等内容。

先进制造与可持续发展

来自加州大学洛杉矶分校的技术总监Jim Davis，做了“智能制造——新一代制造业的新一代信息技术”的报告。

他指出，在美国能源的使用方面，智能城市和交通、智能制造方面都占到了三分之一的比例，因此美国能源部非常关注制造业当中的能源消耗。Davis总监重点从行业出发，讲述了“智能制造领袖联盟”SMLC 在行业如何发挥影响力。

SMLC重点是引导制造业行业如何加强应用和创新。对于什么是智能制造，SMLC有一个简洁明了的定义，那就是“正确的数据、在合适的时间，以适合的格式，贯穿整个企业”（Right Data,Right Time, Right Form Wherever Needed Throughout the Enterprise）

在各种制造业当中使用技术之中，Mr. Davis指出其中有一点变得越来越重要：对于数据的使用。

它可以作为一种创新的材料，解决能源消耗，环境可持续性等各方面的问题。这也是为什么能源部开始把具体的举措放到了智能制造里面。

智能制造领袖联盟SMLC，是行业驱动的联合项目，是公私合营的PPP模式。目前公私合作是当下的热点主题，比如说大学、公司、政府如何以合适的方式进行合作，形成一种合力，更好的融合就可以帮助我们更好的进行投资，做开发和研发的工作，这就是SMLC所做的工作。

数字化设计与制造

做为工业互联网的发起者和推动者，GE在工业互联网的一举一动自然备受关注。来自GE数字化战略研究与创新主任Uday Tennety，以“工业互联网”为题，阐述了GE的思路和战略部署。

Tennety先生似乎并不想刻意去区分工业4.0或者智能制造，或者是工业互联网。在他看来，机器互联是最重要的本质特点。所有的机器和传感器的互联，运营之间的合作慢慢地在机器当中实现了虚拟化，数据分析也从本质上变得更加具有预测性与主动性，而非以往的被动应付。而随着更多的机器也实现了互联，人类的决策也就更加简单快速了。

所有这些都意味着更高的生产率，和更高效的决策流程。

在Tennety先生看来，未来是一个巨量数据的时代。胜出者，一定是掌握了数据的奥秘和洞察力。

2020年的巨量数据
Tennety先生禁不住邀请现场观众去想象：100亿灯泡相连之后意味着什么，1.5亿车辆相连又意味着什么？

出现这种变化的一些基础条件正在形成。传感器越来越便宜了，一块五美金的低成本，在以前是不可想象的。

但是，这并不能解决问题，Tennety先生也是一脸严肃地指出单纯的数据并不能解决问题。重要的是，必须要给工作人员提供大量的培训，使他们能更好的使用智能设备，指导他们的操作和决策。

Digital twin是GE的宠儿

（点击 Digital twin，进行详细解读）

对于GE而言，工业互联网既是对全世界的一个邀请，也是自己工厂的实践之地。GE有400多个工厂分布在全球范围内，因此GE首先希望这些技术能够提高自身效率。

然而更重要的是，GE意识到，一个公司不能解决世界上的所有问题，因此Predix应运而生。

这是一个庞大的工业生态体系，每个人都可以用GE的资源，互相学习和借鉴。任何一个人都可以上平台使用资源，其上面的服务也各不相同。比如提供了涡轮机资产服务，管理数据的工具，还有数据的分析等。

Tennety先生特意介绍了一个全新的商业模式。

以最常见的电灯为例，把照明、太阳、电池储能联系在一起，通过传感器与通信模式相结合，通过捕捉各种视频、音频、空气流动、等信号并传递到城市管理中心，可以帮助调节交通，管理停车。更重要的是，这些数据的分析，可以帮助城市决策者做智能调度和预算规划。

增材制造

美国制造技术协会（AMT）的副理事长Tim Shinbara进行了“使能技术：连接、互操作和数据驱动的智能”的演讲。AMT主要是把政府、公司、制造业的参与者集合起来，向他们传播新的技术，和推出一些标准。

Shinbara先生指出IT和OT之间，也就是信息技术和运营技术二者之间的界限是越来越模糊，其联系却越来越紧密。而机器人的自动化趋势也是越来越明显的，机器人越智能化，制造业就会更加智能化，这些都是机器人技术发展的必然结果。

各种技术需求他指出，增材制造正在受到更多的关注。最新报道是惠普已经在3D打印获得了非常重大的突破。如果惠普真的介入到3D打印市场，那么其参与将是非常广泛的，则会造成增材制造的图景有一个非常巨大的变化，当然像惠普这样的公司做这样的宣布是非常大胆的，这对于技术界本身是一个非常好的事件。

最后，Shinbara先生介绍了MTConnect®的工作，就是为了寻找一个机器和软件能够相互沟通的语言。

在整个数字工厂的背景下，能实现管理界面当中的融合，无疑是最大的挑战之一。可以想象一下全球不同的物理语言，不同的方法如何进行数字的传输，如何进行数字的解构，如何把这个数字和其他数字分别开来，中间的界面就显得无比重要，这是数字管理当中最为重要的一部分。

只有完成共性语言，跨技术，跨供应链，跨维度，为这个行业创造互联互通中的标准和连接界面，整个的信息和数据才能有更大的贡献。

先进材料与制造

最后，美国佛罗里达大学副教授Wiens博士再次登场，介绍了“机器人技术与智能制造的创新展望”。她首先给出了美国和加拿大的机器人的行业细分情况，汽车行业和汽车零部件行业，占据了机器人使用的69%，成为机器人的绝对主战场。

2015年机器人的行业分布   机器人发展的趋势：整个行业2014-2020年之间可能会创造300万个新的就业机会，主要是在消费电子产品以及电动汽车的行业，2020年之前整个机器人行业可能有1000亿美元的市值，就相当于2012年整个医疗和旅游业带来的收入。

2017-2020年机器人的使用会另外再创造200万个就业机会，在医疗康复行业机器人也会增长40倍，主要是假肢、外骨骼以及可穿戴的机器人，发展趋势非常快。因此整个市场的潜力巨大。 

Wiens教授认为于智能制造，是全面集成化的协作性的制造系统，可以实时满足不断变化的工厂条件和需求，在供应网络和客户需求当中达成平衡的智能制造系统。而对于智能制造来讲，关键点在于需要利用好数据资产。通过合作性的网络和物理系统，与工业物联网进行合作，在企业之间互联互通。

SMLC看智能制造

Wiens教授认为在智能制造体系中，机器人技术是从计算化的工业生产向智能工厂转变过程中完美的例子；而根据工业4.0物联网的概念，所有的方向都是实现数字化，实现机床的控制、监控、管理和数据的报告分析，操作员可以和机器进行互动，实现人机界面的使用等。

机器人领域分布

至此，美国同行从先进制造与可持续发展，数字化设计与制造，增材制造和先进材料与制造四个方面，分享了智能制造领域最新的进展、分析和对未来的展望。

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作者简介林雪萍：机械工程学会知识中心，北京联讯咨询公司研究员，对智能制造、工业4.0和工业互联网有一定研究，有兴趣交流请加个人微信号  sinceaprilbj