中国工程院院士谭建荣:产品创新是制造业产业链创新发展的龙头,要抓住这个龙头才能使整个产业链发展
2023年4月2日,“第二届中国产业链创新发展峰会”在深圳举办,主题为:着力提升产业链供应链韧性与安全水平,助力制造业高质量发展。中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授、博士生导师谭建荣出席峰会并演讲。
谭建荣表示,现在都在说产业链,产业链就有产业链的产品,产品是带动产业链最关键的主要的因素,对产业链中的各个企业最核心的问题就是把产品做好,产品是产业链最核心的问题。
他表示,要做好产业链的产品就需要一代工艺,自己去走访了不少制造企业,发现企业面临两个问题:
第一,经典的优秀工艺面临失传的危险,因为制造业很多企业很多关键的工艺岗位招不到年轻人,制造业产业工人平均年龄在逐步老化,整个国家也进入了老年化社会,特别是上海、杭州、北京这样的城市。
第二个问题,过去很多工业都是建筑在劳动密集型基础上,而现在数字化、自动化、智能化的今天,如何重组优化工艺,这两个问题也需要产业链中的各个企业加强联络,一起攻关,解决工艺问题。
对大批量的产品还涉及到模具问题,广东、浙江是模具制造大省。现在模具的寿命还是个大问题,模具的可靠性、可用性、长寿性、耐磨性,很多问题还没有完全解决。而所有这些都需要一代的设计,只有通过一代设计才能真正做好一代产品,才能真正掌握行业和产业链的最核心的技术。
他提到,讲制造业创新发展,包括三个方面:第一,要补短板强链发展,产业链上很多短板,无论是芯片还是数控机床还是工业母机等等,都存在着很多短板;第二,除了补短板还要扬长板,把优势发挥出来;第三,链主创新带动全链创新,制造业的链主是自然形成的,在市场经济当中、市场竞争当中自然形成的,要哪个人把它规划出来比较难,行业里的领头羊的产值、创新能力、研发能力、市场认可程度,这是最关键,所以链主的创新才能带动全链的创新。
而如何实现制造业产业链的创新发展呢?谭建荣指出,只有通过创新设计才能牵引创新发展,要不断推出新产品,产品创新是制造业产业链创新发展的龙头,要抓住这个龙头才能使整个产业链发展。
创新设计如何实现呢?他表示,主要在三个方面:第一,材料,制造的基础,工艺,产品的自主创新,通过产品自主创新设计,才能转换一代工艺。
产品研发、产品设计方面也经历了四个阶段,也可以说是四种范式。第一个仿制设计,改革开放初期很多企业的产品都是仿制设计;后来有逆向设计;要真正创新设计必须首先要正向设计,“所谓正向设计就从市场需求分析,有一个任务了,这个任务的源头在哪里,就是老百姓需要什么样的新产品,汽车需要什么样的新产品,机床需要什么样新的机床。”他说。
什么是正向设计?包括设计概念正向生成、设计信息正向传播、设计性能正向预测。
他解释到,正向设计的过程,大致可以分为概念形成、概念设计,比如说马斯克特斯拉电车就是颠覆性创新,把机电产品做成了一个信息化的产品,原来汽车就是一个机电产品,机械+电控,但是它这个是信息化产品,汽车就成了互联网的移动终端。互联网的公司都来造汽车了,有些人质疑是不是跨界太大了?其实不大,是把汽车看成是互联网控制的终端,是互联网的延伸,所以从概念创新很重要。从概念形成、概念设计、功能设计、整机设计、多元设计、结构设计、装配设计、性能设计、精度设计、工艺设计,全过程的创新。
正向设计的基础上,才有可能真正的创新设计。创新就把创新的理念和设计过程融合起来,融合起来对机电产品包括新功能、新结构、新外观、新材料、新工艺、新原理,最重要是新原理的创新。包括产品需求的功能,功能创新、结构创新、物理创新、工艺创新、工业设计创新、市场创新等等。
创新设计有哪些关键技术呢?他总结了十大关键技术:创新设计思维与设计智能的认知思维,能不能创新,一个是技术问题,还是一个认知问题,认知的高度、视野、前瞻性、独创性;设计概念的表达与正向传递规律;创新设计功能、机构与结构映射设计;产品多部机布局方案自适应匹配技术;产品结构轻量化设计与拓扑优化技术;产品精度均衡分配与虚拟装配技术;产品多学科耦合建模与性能预测技术;创新设计的快速验证与三维打印技术;创新设计知识工程与大数据搜索技术;创新设计数字孪生虚实映射与仿真技术。