在通用电气(GE)看来,工业领域正在发生一场重大而深远的变革,这场变革将从根本上改变我们设计和生产的方式,释放人类无限的创造力和创业精神。
GE中国研发中心总裁陈向力博士介绍“未来智造”白皮书。
比如,低能耗反渗透膜、海水淡化及液体零排放技术能将海洋变成“水库”;1微米厚度的薄膜材料可以吸收90%以上的可见光,有望制造未来柔性太阳能电池,各类传感器应用于飞机就能在一定程度上预测飞机故障风险……
近日,记者在采访GE全球副总裁兼中国研发中心总裁陈向力时,他毫不掩饰地表现出对未来工业的热切与期待。
陈向力认为,工业变革将催生“未来智造”,其中的三大驱动力就是:物理世界和数据世界的融合——工业互联网、新生产流程和新材料的开发——先进制造以及全球智慧。
工业互联网标准亟待建立
工业互联网被誉为新工业革命的第一大驱动力,一直被寄以厚望,未来能将设计、产品制造、工业链、分销以数字化串联成一个有机的整体。借助大数据的力量,工业互联网将提高生产率,从而提高整个生产系统的效率。
以航空领域为例,利用各种感应设备和软件打造的工业互联网让航空领域呈现出了更多的可能性。目前,10%的航班延误和航班取消都是由计划外的维修造成,为此全球航空业付出了80亿美元的成本。GE与中国东方航空进行了合作,对全飞行数据作出了飞行安全分析、发动机分析及燃油管理分析。
“飞机引擎上有很多传感器,通过对这些传感器数据的分析,能够对飞机运行状态有清晰了解,通过工业互联网在飞机出现故障前对其进行维修,而不是按照固定的时间表维护机器,将实现零意外停机。”GE中国软件及分析中心总经理胡晓说。
GE也对医疗行业的工业互联网进行了探索。采用智能管理解决方案将医疗信息平台、服务和数据分析相结合,并引入了云计算技术,拓展基于云平台的医疗服务和健康管理等服务模式。
工业互联网虽然带来无限可能,但是随着技术发展,行业面临的标准问题与工业互联网安全问题也摆在了眼前。
GE中国研发中心高新技术总监张冰提出,工业中不同行业的数据标准不同,如果各自都根据自己的行业开发技术和产品,可能制造出同样的东西,但是互相没有办法交流。
“就像表达同一个意思,但用不同的语言表达出来,不能顺利地沟通。”张冰说。
今年,AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔成立了工业互联网联盟(IIC)。据胡晓介绍,现在消费者互联网数据的分解与传输已经有十分清晰的标准,但飞机引擎从一个地方传送数据到另外一个地方,之间机器对接协议却没有通用的标准和规定。联盟这个阶段的主要任务就是“让大家都用同一种语言说话”——即建立工业化联网的相关标准。
“工业互联网的标准还有很多开放式的问题待解,成立全球性的工业互联网的目的就是希望用5~10年的时间来建立全球标准。”胡晓说。
先进制造:梦想能否照进现实
工业创新的浪潮正在改变生产流程,陈向力认为,先进制造是未来工业的第二个驱动力。
先进制造的核心理念是将设计、产品工程、制造、供应链、分销和再制造以数字化的方式连接成一个一体化的智能系统——“智能工厂”。
先进的制造技术、材料及工业互联网的运行方式将带来一个个智能工厂。GE全球研发中心总经理魏斌提出,传统工厂如果要转化成智能工厂,工种、部门和人才结构等都会遇到挑战。
“生产过程将更加智能和透明,从而引发工厂运行模式的变革。”魏斌说。
张冰补充道:“从人才结构的角度看,我们对能操作这种智能平台、进行数据分析、操作人机界面的人才需求可能比较大,一些相关的技术人员会变得越来越多。”
张冰认为,这将给普通工人提出了更高的技能要求。短期内可能一些岗位将被机器取代,某些技能也会过时。不过,这些改变可以显著提升人类所擅长领域的影响力和经济价值:创意、创业精神和人际交往能力。
先进制造领域,不仅智能工厂的话题引人注目,新的生产技术,比如3D打印,因为能够创造新的零部件和具有全新性能的产品,也是先进制造领域十分关注的重点。
尽管3D打印引发了公众的想象力,但是在美国,只有0.02%的产品是通过3D打印生产。为什么会出现这个问题?3D打印能否被应用到大规模的传统制造?
魏斌认为,3D打印无疑会被应用到传统制造,但是会先一步应用到具有高附加值和个性化制造中。
“很多技术是先从低端开始应用,但是3D打印要先往高端走,这是因为成本问题。某些低附加值产品完全可以采用低成本的传统制造的方法,在高端领域先应用,3D打印技术可以等成本降下来时再推及其他领域。”魏斌说。
张冰也认为,GE作为高端制造企业,发动机和燃气轮机等会有3D打印的需求,GE会成为3D打印技术的最大应用商之一。
如何聚集“全球大脑”
全球智慧是第三个驱动力。张冰提出,全球智慧涉及到两个层面:“大脑”全球都是,如何利用起来?更重要的是,如何把全球所有的“大脑”集合,让其产生的行为像由一个“大脑”指导的一样?
据了解,基于HPV检测技术开创而成的宫颈癌筛查自采样卡片是GE运用全球智慧的典型案例。GE中国研发团队将源自欧美的FTA Elute指示卡片技术进行本地优化,联合中国医学科学院肿瘤研究所和华大基因(BGI)共同完成了开发和临床验证。这一简单有效的筛查方式可供妇女在家自我采样,能稳定保存HPV DNA并普通邮寄,有助于实现大规模跨区域采集样本集中检测。
张冰还从各类运用全球智慧中案例中总结出,开源平台和众包是释放全球智慧产生的创意和创业潜力的两个最有效的方式。
“工业发展将越来越依赖这两种方式,因为他们将为企业和员工提供更大的灵活性和更高的回报,并重新定义二者之间的关系。企业将有机会接触更大的人才库——可以根据工作职责的不同而联系不同的人才;员工对自己的能力和才华拥有更大的自主权。”张冰说。
虽然三大驱动力正在促进工业加速发展,但在GE近日举办的媒体见面上,专家们坦承:这三个驱动力依然处在“青春期”,这种转型需要时间去孕育和发展。
用谷歌现任技术总监、人工智能领域的奇才Ray Kurzweil的话说就是:我们正进入棋局的下半场——在这个阶段,变化会很突然,并且更加直观,正如科幻小说描写的场景迅速变为现实。