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李杰：智能制造的传承是未来经济的持续生命力

2017/3/5 14:13:07 人评论次浏览来源：佛山智造者分类：其他

智领未来——南商营·智造者创新特训营

《人工智能与大数据在智能制造的应用》

精粹回顾

人工智能与大数据如何在智能制造中运用，能给企业带来怎样的价值和机遇呢？

3月4日下午举行的智领未来——南商营?智造者创新特训营《人工智能与大数据在智能制造的应用》，我们再次请来智能制造重量级嘉宾：美国辛辛那提大学讲座教授，美国白宫信息物理系统（CPS）专家组顾问李杰,现场介绍人工智能与工业大数据的发展及方法；探讨人工智能，机器学习，工业大数据分析工具与产业相结合的方法案例分析。

全国两会正在进行,关于智能制造和工业4.0革命的话题是大会的热点之一。这次的特训营就是对此话题的回应和思考。

特训营导师：李杰

美国辛辛那提大学讲座教授，美国白宫信息物理系统（CPS）专家组顾问，美国国家科学基金会智能维护系统产学合作中心的创始人和主任，他所提出的“智能维护系统技术”被美国《财富》杂志喻为二十一世界全球三大热门技术之一；上海交通大学先进产业技术研究院首任院长与前瞻顾問。本期活动，李杰围绕“人工智能与大数据在智能制造的应用”作主题演讲。

南海区经济和科技促进局常务副局长何焯辉为活动致辞

李杰教授介绍说，未来中国制造的基础问题是会持续不变的，那么制造人员都会淘汰，最后数据是把这些制造人在不同层次所产生的资源变成知识经验。

对于中国来讲，很多装备都是要进口，当然也有自己做，未来使用者使用自动化最好的条件，自动化代表你有足够的传感器以及好的或者不好的数据，这个数据好与不好、好用不好用就非常关键，自动化必须要变成智慧化，这个做好了是可以传承的，用在上面就为顾客创造了价值，就是“蛋白”，我把我的经验用到客户的生产和竞争，这个基本上就是中国制造业要转型的重要的下一步。

李教授现场以“煎蛋模型”理论阐述未来制造中产品与服务的关系。根据“煎蛋模型”理论，一个核心的产品不仅只有“蛋黄”，还有需要有“蛋白”，即系有很多配套的服务。

机器人是可见世界，制造是可见世界，我们一直不断改善、改善、改善，做完以后做到尽量不用再去检查，系统能够自己避免。然后通过系统化、合理化、标准化，让它不产生问题，避免了塞车，避免了机器故障。工业大数据的来源不仅是传感器，还有过去的历史资料，还有机器之间互相比较的资料。我的数据来源将很多不可见的关系可以形成，这里形成了很多的专利。既然我比较出来了，包括未来中国的高铁我用不同的轴承来考虑，这些轴承变成它生命周期信息的知识，你就可以利用这个知识反过来开放新的轴承，这里面就产生了一个新的业态。你要以人力、机器为主的产业到以智慧、以传承为主的创新持续力，这就是一个工业强国必须要走的路线。

制造业企业可以怎么做？

GE：从飞机发动机到每年省300亿美金

2005年GE发动机刚转成GE航空的时候，最早的数据只有发动机数据，发动机就是蛋黄，起飞之后数据的变成叫做资源，那时候搜集的数据很有限，能够搜集到的就是发动机叶片的振动信息等。

后来GE投资了西南航空，西南航空每次起飞搜集空气水分、浓度的变化，这样气侯变化跟发动机的起飞蚝油数据就出来了。从2013年开始将发动机和省油的数据做了很多的深入，到了2014年，基本上GE为了发动机并不是为了发动机，而是有一个蛋白，就是省油，我一年就可以省300亿美金，这个300美金的价值就是蛋白。

JOHN DEERE：从做挖掘机到自动化农业

JOHN DEERE做装备也是做了170年，他说只要我的挖掘机经过的泥土我就应该知道土壤的状况。知道土壤的质量以后，就可以做肥料的管理、农药的优化管理、产量的管理，这样知识就扩展了，自动化要做到合理化、设计的优化，而不是自动化。

小松：从制造装备到智能化的管理

小松从2002年就开始合作，当时只可以做数据的分类，但是做不到分析。工程设备就是蛋黄，我怎么样协助人家做智能的生产力，即我的工况管理。现在小松已经变成一个很大的体系建设，建设完以后我们开发软件，他们可以用在小松的装备里面，知道哪个零部件可以提早更换，就可以提早更换。小松基本上形成的照顾的智能化。他要的实际上并不是装备，而是智能化的管理。小松无人化挖掘机已经进行了，我对整个地形扫描，我完全可以知道这个地形扫描，我就知道机器应该怎么加工、怎么驾驶，所以基本上是工业无人化，你睡一个觉起来，地都平了。

制造业企业需要思考的问题

产品与价值的煎蛋模式

1、我们生产产品的目的是什么？——帮助顾客解决生产需要，避免不必要的浪费

李教授说到：现在都在思考一个问题，我们产品的目的在哪里？并不是工作，是帮助顾客解决现在的生产需求，避免不必要的浪费。

目前已经有机器健康管理的软件体系平台，可以做数据的转换与标准化。如果我可以做计算，你不要告诉我怎么使用机器，我只要让你动5分钟，我就知道你衰退程度多高，然后建立它的基础信号，然后我进行分类，一清二楚。从正面可以知道你看不到的一些问题和逻辑性在哪里。

举个例子，在尿不湿的生产企业，可以直接计算这个尿布生产线的张力变化，把它的特征变成一个分析，就知道这1800个尿布哪一段是不好的，我就直接把这个尿布打掉。这个项目一年可以节省4.5亿美金。

2、引入机器换人之后，我们还需要什么？——机器人的健康管理

李教授说到：对于中国来讲，中国2017年就马上有40万台机器人，德国和日本是比较稳定的成长。这里面很大的一个问题，量上去以后就是质。很明显，下一个很自然地就需要用到机器人的健康管理。

举个例子，一个锯床用了三菱控制器切割一个叶片工件，这个刀具的磨耗不定，它的变化很大，所以我们把人工智能放上面。20个小时我知道我切削应力的变化，从数据和力建立起一个动态的关系模式，刀子是新的，然后慢慢地坏掉是怎么变化的，有一类、二类、三类、四类、五类的调整，这个变化很重要，因为它出故障我可以知道怎么坏。这个动态分析模型让这个做机床的公司正了解到刀具是怎么坏的，而且怎么避免它。这个产业在2013年在美国是第十名，去年、前年全美国都是排第一名，就是因为有了这个机器学习软件。

还有一个是重组性。如果我要管一个生产线，每个装备都会有衰退性，但我怎么知道这些衰退性的来源在哪里？我一方面知道它耗电，哪个步骤耗电、哪个零部件耗电，我就了解怎么样做优先的维护。

做机器人健康管理的企业代表现场展示

机器人健康管理系统的企业代表介绍：通过系统可以看到整个工厂机器人的健康状态，把它做一个百分比的健康状态。如果机器人是绿色的话，表示身体健康，不用做任何维修；如果是红色就代表这个机器人确实发生故障。还可以进入到每一个机器人里边，看各个部件的状态，看整体的健康状态。通过APP就可以知道健康度以及预测信息，如果发生故障，这个故障是发生在哪里。

其实健康度只是一个机器的评估，我们最重要的是应用、是场景。我们为用户提供各种分析工具，包括统计的工具，通过这些统计工具我们的用户可以了解工厂里面的生产效率到底如何，发生的故障最多是哪一种类型、维修成本是多少等等，最大限度地提升生产效率。

Q&A

1.电子锁可否授说到有3种创新方式，连续性、跨越和主控式也三种，这三种有什么横向区别，分别在什么样的情况下或者需要具备什么样的条件才能够运用和实施这些创新方式？

李杰：第一个叫做连续性，连续性就是现在各位做的，你每天做什么、做什么，所以类似性很高。因此你就想办法找别人代言、价格降低、开拓市场，你要花钱，要多找客户，多喝酒、多吃饭，没有什么秘密。第二个叫做非连续式，这个也不是一下子完成的，我们要挖掘不可见的市场。

2.普通的陶瓷等设备可否提取到数据，应用人工智能，大数据？

制造各个国家都做，可做可不做，要看你选择做什么。不管怎么样，强国都有一个共性，第一个核心零部件一直自己用，不靠人，第二个，你必须建立一个缺口的价值专利，你做这个东西一定有的东西是别人不能超越的。如果我们今天讲制造讲的只是工厂，那我们永远是在做产品。如果制造讲的是一个知识创造的战场，那我们就是讲一个很高的技术。三步走，第一步了解怎么做，为什么做得好，用数据说话，第二步建立模型，让这个设计的原貌恢复，第三个主控创新，自己能够做，不靠别人。