這裡是 《了不起的中國製造》一汽紅旗對話大國工匠系列第三期，歡迎大家點擊視頻觀看。
我們邀請了中國工程院院士、機械製造和自動化專家李培根，對話中國一汽紅旗工廠廠長張巍、中國一汽工程與生產物流部總經理畢文權，一起聊聊智能製造的知識。
本欄目由網易新聞學院X網易浪潮工作室聯合呈現。
更多有關智能製造的背景知識，可以看下面的文字稿。
上海，一處軋鋼廠房中的設備正在高速運轉。三萬平米的廠房中，幾乎看不到幾個人在現場。而每年，這裡都可以生產出來10萬噸的卷鋼。
這樣的工廠，被稱為「黑燈工廠」。這裡並不是真的不亮燈，而是因為自動化水平已經足夠高，以至於可以熄滅燈光，讓機器自動工作。
黑燈工廠代表了人們對工廠自動化的最終構想，而這樣的工廠背後，其實是智能製造技術在大顯身手。
究竟什麼是智能製造？它離我們有多遠？
智能製造，離我們並不遠
智能製造，聽起來像是高大上的未來產物。
但其實，它離我們並不遠。生活中很多常見的物件，都和智能製造密切相關。
汽車的裝配流程，就集成了諸多智能製造技術。
一輛汽車的零件多達上萬件，汽車配置表上也有數十種配置；想要保證這麼多配置都能裝對，光靠人是不夠的。
如果來到汽車的總裝工廠，你時常會看到一種載著貨物、自動行駛的小車。這種小車叫做AGV小車。利用磁導航技術，這些小車就能夠按照預設路徑，載著指定的零件前往預設的工位。這就避免了人工操作不當，導致零件運送錯誤的情況。
吉林長春，一汽紅旗工廠中運送底盤的AGV
除了運送零件的小車，汽車工廠中還用到了射頻識別技術（RFID）。簡單來講，這就相當於給每一輛汽車安裝了識別標籤；汽車通過生產線的時候，傳感器可以無接觸讀取汽車的識別標籤，工人則能夠看到這輛汽車的全部配置信息，防止裝錯零件。
在汽車工廠，你已經見識了傳感技術的厲害；那麼在手機外殼工廠，則能直觀地感受到數控工具機有多精準。
你或許對數控工具機沒概念，但手機和筆記本電腦總用過吧？很多電子產品的金屬外殼的加工，就是由數控工具機完成的。
筆記本電腦、手機等電子產品的金屬外殼的加工，就是由數控工具機完成的
想把金屬表面加工得光潔順滑，難度並不低。拿我們經常見到的鋁合金外殼來說，零件的厚度、表面的光潔度要求很高。而且常見的銑削加工過程會產生震動，容易在金屬表面形成震紋，破壞美觀程度。
這就對工具機的精度要求很高。數控工具機的精度可以達到0.005-0.01毫米，遠遠高於傳統工具機。和傳統工具機相比，數控車床可以用數位訊號控制工具機的運動，按照預先設定好的程序加工零件，直接消除了操作者導致的人為誤差。
數控工具機的精度遠高於傳統工具機
在醫院，另一關鍵的智能技術——3D列印也正在得到越來越廣泛的應用。
3D列印聽起來仿佛和我們很遠，在你的印象中，這項技術可能是用來製作飛機發動機的零部件，或者生產太空飛行器的各種異形外殼的。
但其實，3D列印還可以為拔過牙的患者帶來福音。
2020年9月16日，北京大學口腔醫院，牙科醫生在為患者進行治療
缺牙最好的補救方式之一，就是種植牙。但種植牙並不是真的「種」了一顆牙，而是在牙槽骨上打入金屬植體，然後再在金屬植體上安裝假牙。
這也就導致了種植牙手術非常麻煩。首先要在牙槽骨上鑽洞，嵌入植體。三到六個月後，等到牙槽骨和植體癒合後，才能進行後續的手術，進而把假牙固定在植體上。
但如果應用3D列印技術，患者就不需要經歷打洞、植骨的過程。醫院採集完患者的口腔數據後，可以直接用3D印表機製造出來有牙根的假牙。
除了種植牙，牙齒矯正也有望應用到3D列印技術
帶牙根的假牙，就有可能在原有的牙窩上進行種植；不僅省時省錢，還幫患者減少了痛苦。
汽車、手機再到醫療器械，智能製造技術，其實離我們並不遠。
智能製造，不僅僅是機器人那麼簡單
那麼，是不是工廠裡面有了數控車床、工業機器人和3D印表機，就等於實現了智能製造呢？
並不是這樣的。根據工信部對智能製造標準的規劃，智能製造不僅指智能裝備，還包括智能服務、工業網際網路、智能工廠等多種技術。
這也就意味著，想實現智能製造，就要打造一個複雜的系統。而對於一家企業來說，則要在設計、生產、物流、服務等全部流程上實現智能化。
針對這個問題，中國工程院院士、機械製造及自動化專家李培根就指出：智能製造，更重要的是生態的進化。
李培根舉了汽車企業的例子來解釋「生態進化」：「像汽車這樣的一個產品，它也是一個複雜產品，不是說汽車公司裡頭，保證我的質量就行了。供應商的所有零部件、元器件，這些產品也非常重要。」
中國工程院院士、機械製造及自動化專家李培根
汽車企業的工廠並不負責生產汽車的全部零部件。從車身、底盤、動力總成到內飾，很多零部件都是從供應商那裡採購而來的。這些零部件最後會被送入工廠，經過衝壓、焊裝、塗裝、總裝等加工步驟，最終成為一輛整車。
而一家大型車企的零部件供應商數量，可能高達數百家。保證這麼多供應商和車企的步伐協調一致，並不是件容易的事情。
「那麼像這個就一定會用到工業網際網路，這一點非常重要。」 李培根認為，在5G技術的驅動下，工業網際網路應用場景進一步拓展，能夠通過萬物互聯、信息匯聚、優化調度、異地協同、遠程監控，對整個供應鏈進行有效管理。
汽車車身中的很多高強度鋼材就是供應商提供的，供應鏈對製造企業來說至關重要
除了工廠的製造、供應鏈的管理，智能製造還有更廣泛的應用。
李培根認為，下一代智能製造最重要的特點之一，就是數字孿生。
數字孿生技術最早用於飛行器的維護和保障。工作人員在數字空間建立飛行器的模型，然後通過傳感器實現和飛行器真實狀態的完全同步。這樣就可以根據飛行數據，及時分析評估飛行器的狀態，判斷是否需要維修。
數字孿生技術最早應用於飛行器的維護和保障
也就是說，數字孿生技術相當於在數字空間複製出了真實世界的「雙胞胎」；藉助這個虛擬世界的「雙胞胎」，工作人員就可以模擬設備在真實世界的運行情況。
「數字孿生模型（主要是）預測運行維護。」李培根用風力發電機打比方，「運行過程中，收集它的數據，來分析什麼時候可以告訴風機，你該怎麼調整葉片的俯仰角度。」
2019年06月21日，新疆阿勒泰，布爾津風電場的風力發電機
而這個虛擬世界的「雙胞胎」，反過來也可以「影響機器或者設備的性能和效率。」
不管是工業網際網路還是數字孿生技術，它們都需要一定時間才可以廣泛落地。智能製造遠不是裝幾個智能設備那麼簡單；想要全面實現智能製造，其實還有很長的一段路要走。
中國的智能製造水平，到什麼程度了
既然智能製造這麼複雜，我們什麼時候才可以大規模地應用這套技術？中國的智能製造水平，到底到什麼程度了？
如果說智能製造是一輛高速奔馳的火車，那麼底層技術就相當於鐵軌。想要大規模實現智能製造，首先就要讓底層技術足夠可靠，並且得到廣泛應用。
2020年5月，西藏日喀則的5G基站。只有底層技術足夠可靠，智能製造才有可能大規模實現
目前，中國正在這些技術的研發上窮追猛趕；有一些技術的應用，已經達到了世界領先水平。
比如5G技術。工業網際網路的大規模應用，迫切需要5G的支撐。據估計，一座智能工廠每天產生上千TB的數據，相當於一萬部4K電影的大小。這麼大的數據量，只能依靠5G進行無線傳輸。
而目前，中國三大運營商已經相繼宣布5G實現規模商用。一些城市，比如北京和深圳，甚至已經實現了5G獨立組網全覆蓋。
2020年6月26日，湖北宜昌的一處5G基站
人工智慧（AI）也是一項至關重要的技術。目前，AI在製造業的應用主要是優化生產流程和質量檢測。尤其在質量檢測方面，用AI代替傳統的人工抽樣檢測，不僅可以減少檢測時間，還可以大大降低次品率。
目前，中國的人工智慧產業已經初具規模。根據清華大學和工信部的不完全統計，中國的AI企業已經超過4000家，核心產業規模也將在2020年突破1600億，帶動相關產業規模超一萬億元。
除此之外，中國在數據方面的優勢也不容小覷。目前，中國整體網民規模已經達到9.4億，將為中國的AI技術提供龐大複雜的數據量。這就給AI算法升級和應用場景擴展提供了很好的基礎。
工程師在對汽車白車身進行檢測，AI技術可以讓產品的質量檢測更加高效
日益成熟的底層技術，讓越來越多的工廠有機會試水智能製造。來到一汽紅旗的智能工廠，你就可以看到工人們如何運用這些技術，製造出高品質的汽車。
「我們從18年開始普及智能製造規劃和建設，目標是基於5G+的工業網際網路平臺，實現數據系統和流程的智能化。」中國一汽工程與生產物流部總經理畢文權，介紹了紅旗的智能製造規劃。
一汽紅旗工廠的總裝車間
「另外我們工廠裡頭，5G信號全都覆蓋了。也就是說它這種大數據、這種5G的技術、工業網際網路,也給我們提供了這種智能製造的一個機會和手段。」中國一汽紅旗工廠廠長張巍補充道。
目前，紅旗總裝車間智能化工位佔到全部工位數量的80%以上，焊裝車間焊點自動化率可達100%。
紅旗數位化工廠，已經實現了數位化工藝閉環、數位化質量閉環、數位化物流閉環三大閉環；打通系統間的數據流，形成高效的數字網絡，實現生產過程的高效、可控以及透明化。
一汽紅旗工廠的整車生產線
「這個工廠裡按照原來的工藝布局，可能實現3萬輛就是一大關了。」張巍說到。
「但是正是通過這種高水平的，自動化程度的進步改善，我們現在已經達成了10萬的產能，所以效率的提高，提高了3倍5倍不止。」
紅旗工廠，正在成為高質量、高效率、高智能、高生態、體系化、數位化的智能工廠，為每一位消費者生產出可靠、智能的汽車。