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加拿大工程院院士杜如虚 :韧性制造的创新、布局与应变

“基尼指数显示贫富悬殊差距越来越大,尤其以发达国家表现最为明显,引发了当今社会的一些问题。”“‘修昔底德陷阱’是指一个新崛起的大国必然要挑战现存大国,而现存大国也必然会回应这种威胁,这样战争就变得不可避免,那么中美之间是不是有一战呢?”

随着加拿大工程院院士/华南理工大学教授杜如虚这席话的开场,原本严肃的 “2020中国国际数字经济大会暨展览会”瞬间变得活跃起来,杜如虚院士也随之进入《数字经济,韧性制造》的主题演讲环节。

加拿大工程院院士杜如虚 :韧性制造的创新、布局与应变

杜如虚院士分享到,中国的制造业早就受到了美国的重视,如在2018年,中国进出口额比美国高出不少,主要是因为中国的出口以制造产品为主导,而美国是以金融、IT等服务业为主导。这种情况让美国近年开始了对中国制造业的封杀。

不可否认,美国技术领先优势明显,特别是AI方面,所有的算法无一为中国人所发明,今年初美国借助优势地位特别下令,禁止所有AI软件出口中国。

2020年的环境形势很特殊,除了政治、经济因素,还有新冠病毒,对制造业的短期影响是资源短缺,这就要求制造业拥有抵御各种灾变的能力,如贸易封杀、新冠病毒等,这就是韧性问题。

何为韧性制造?

杜如虚院士认为,韧性包含两方面内涵:一是抵御灾变;二是能在灾变之后快速恢复。

韧性的理论研究已有七、八年时间,发展至今,韧性理论也变得丰富起来,如韧性城市、韧性经济、韧性网络、韧性环境、韧性心理学、韧性城市等。

那么韧性制造又是什么样的?杜如虚院士认为这需要满足三个条件:创新、布局、应变。

如下为杜院士对韧性制造的详细解读与分享。

创新是社会发展的引擎

创新是社会发展的引擎,其包括产品创新、设计创新、制造技术创新等,不过新技术带来的优势会有保质期,很快就会出现竞争者,如深圳某专做骨传导耳机的公司,凭借技术优势获得了快速发展,但现在骨传导耳机已经普遍,价格也从1000元下降到了200元,市场竞争非常激烈。一个企业如果失去了创新,很容易就会失去领先优势,甚至很快被他人赶超。

良好的布局是韧性智造的保证

只有良好的布局才能保持智造的韧性,硬性和柔性都是布局的重要内容。人类历史上有很多创造保留了下来,但都是硬性东西,如万里长城,屹立了2000年。硬性制造离不开材料、设计,杜如虚院士以丰田汽车的质量管理体系举例说明,丰田汽车有严格的质量管理系统,而中国造车行业只有一个国家标准,让我们的质量控制往往显得控制不到位。

在阐述制造柔性时,杜如虚院士以风吹竹子来说明。竹子被风吹时是会动,如果不动,那竹子就会断。再如水熊虫这一世界上最韧性的生物,能适应零下20-60℃宽温环境生存;而人是无法适应这样的极限温差环境的。

加拿大工程院院士杜如虚 :韧性制造的创新、布局与应变

杜如虚院士告诉与会者,这就是我们从生物界的生命学习到的韧性,需要满足仓储、并行、可重构三个条件;将柔性应变机制植入制造系统,就是要防患于未然,如多台机床并行、堆栈、计算机仿真等。

应变就是要智能化

杜院士首先强调“应变就是人工智能”的观点,他认为,人工智能现在面临最大的挑战是基础研究薄弱;人工智能本身也存在一些问题,如数据孤岛等。

从应变的角度看,很多AI公司都已具备各种装备、数据采集的基础能力;第二级数字孪生也具备相当实力。但韧性最看重的是第三层——发掘深层问题,这是防患于未然的重要前提,是保持韧性的最重要部分。

杜院士接着介绍人工智能的新方法,从AI的智能算法、迭代创新到计算、应用进行全面的分享,对抗神经网络、多尺度融合函数等研究成果也不断被抛出,引发了与会听众的浓厚兴趣。

小结

杜如虚院士最后总结道:新的环境已经让全球制造业面临着全新的竞争与挑战,不管接下来美国大选谁将胜出,对中国的态度都不会发生本质转变。除了全球竞争,还有未知危机,如时下的新冠病毒。

这些变局,让制造业的国际贸易出现了很大转变,过去的模式已经不再适用,如在疫情下,只有中国实现了复产复工、恢复贸易;但这并不是说中国就高枕无忧,印度尼西亚、菲律宾、印度等劳动力更廉价的人口大国将会对中国产生新的竞争。

演讲最后,杜如虚院士再次强调:面对挑战,智能制造必须学会创新、布局、应变的韧性能力。

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