【中國夢·踐行者】香港科技大學教授高福榮:造智慧化工廠 破解塑料加工行業難題
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高福榮接受記者專訪。
高福榮有很多重身份,其中兩個佔據了他大部分的精力,一是香港科技大學化學及生物工程學系教授,另一個是香港科大霍英東研究院高分子成型過程及系統中心主任。
身為世界高分子成型及控制領域的領軍人物,他卻十分低調,很少見諸報端。
他常年在香港清水灣和廣州南沙間來回奔忙。從事工程學科的他,希望離工程實際更近一點,摸清需求,結合學術不斷研發、測試、完善。他稱之為“頂天立地”——頭頂星空,腳踏實地。
驅動他的是埋藏在心底多年的一個願望:改變中國塑料行業大而不強的局面,用資訊化、自動化、智慧化的手段解決高分子加工中的問題。
高福榮語錄
“做一個產品,如果連續100萬次一點差錯都不出,你認為是最好的嗎?可能是最好的,也可能是做得太保守了。”
“現在製造業進入微利時代,要通過智慧化平臺抓住每一個利益點。”
“我們要真正做一個智慧化工廠,一個人的能力、精力、資源都是很有限的。我呼籲共同協作,來做高分子加工的智慧化工廠。”
現狀: 國內塑料加工行業發展快但仍不強
“你手上拿的紙張、坐的椅子都是高分子材料。”剛一落座,高福榮便向記者科普起來。作為以高分子化合物為基礎的材料,高分子材料無處不在,最常見的是塑料、塗料、橡膠,在國民經濟中都有舉足輕重的地位。
據中國化工網報道,近年來我國塑料製品產量佔世界總產量的比重約為20%。2017年中國塑料製品製造市場營收規模達到2.44萬億元,比當年深圳市的GDP的體量還大。預計2023年將過超3萬億元。
“現在我們國家的塑料加工行業發展比較快,其中兩個主要的基地在華南和華東。我們的產量很大,但沒有對應的產值,大而不強。因為我們的裝備效能與國外相比有一定差距。”高福榮分析道。
注塑機是高分子加工的重要工具。智研諮詢的相關報告顯示,2016年中國注塑機的出口金額為10億美元,進口金額僅為5.33億美元,約為出口金額的一半。但2016年注塑機進口平均單價達到了10.39萬美元/臺,同期注塑機出口平均單價僅為3.97萬美元/臺,進口裝置以高階裝置為主。
破題:建資訊化、自動化、智慧化工廠
高福榮專注於注塑機領域已有約30年,在以注塑過程為代表的間歇過程質量控制與優化領域的研究具有國際領先的技術水平。
如何在產量一定的情況下,幫助注塑機行業提高產能?一種途徑是把每個機械部件做得更好,以提升機器的精度和壽命。
高福榮給出的解決辦法是給注塑機換“大腦”,機器本身不需要做大的變動。讓“大腦”跟機器配合得更密切,提高機器的精度性,簡言之就是用資訊化、自動化、智慧化的手段提高注塑機本身的效能。
後來,高福榮和他的團隊做的工作又向前進了一步——做塑料加工行業產線的智慧化系統。
他解釋道,產品的生產需要依賴若干個裝置聯合起來的產線。注塑機、模具、機械手可能都是不同的廠家生產的,如果資訊不能做到真正的互聯互通,就會對產線上裝備的配合產生影響,降低生產效率。
“當然一般塑料加工企業有若干個產線,有的產線執行得很好,有的執行得不好,產線跟產線之間怎麼相互學習,相互提高,相互競爭更為重要,所以我們就想做一個塑料加工的智慧化工廠。”
在他看來,每條產線都有很多資料,將產線串連起來,整個工廠的資料就都有了,這就是一個大資料平臺,可以用於評估每一臺產線的執行效率,形成相互競爭,相互學習的機制。如此一來,利用他們開發的有自主智慧財產權的“大腦”,產線可以越做越多、越好。
優勢:在微利時代抓住每一個利益點
“智慧化是一個大潮。我相信主動跟隨智慧化大潮的企業今後會比較領先,企業沒有核心技術儲備,遲早會被淘汰。”
談到團隊的技術優勢,高福榮丟擲了一個問題:“做一個產品,如果連續100萬次一點差錯都不出,你認為是最好的嗎?”
“可能是最好的,也可能是做得太保守了。明明30秒可以做出一個產品,為了保守做了31秒,多了一秒,效率就低多了。”他解釋說,智慧化技術可以自動評估,以調整生產某一個環節來提高效率。
其次是可以將精密製造做得更加精密,比如東莞一家企業,專門給德國某豪車廠家做工業開關,每一個產品都要質檢,用原來的機器會有2%至3%的廢品率,而採用了高福榮團隊的技術之後,廢品率降到了百分之零點幾。
“智慧化就是要這地方好一點,那地方好一點,綜合起來效率就高。”他表示,現在製造業進入微利時代,要通過智慧化平臺抓住每一個利益點。
“換腦”:給別人一個認識的過程
想法和技術都有了,如何在運用於工業生產中卻存在著許多挑戰。
“高分子加工行業跟別的行業不一樣,比如石油和鋼鐵的生產是一個連續、整合度很高的過程。然而一個塑料加工廠今天接的單子是做手機殼的,明天是做蓋子的,後天做空調外殼,產品不斷地變,產線就要不斷調整,這很複雜。廠家需要很快地重新組合產線,不允許你花上幾個月、幾年去研究透裝備之間的關係,再去生產。組合好了就要開工。”
高福榮坦言,要實現智慧化工廠第一步就是換“大腦”,可能是在新機器上安裝,也可能是把原有的控制系統換掉,兩者都有一定的挑戰。
“新的機器人家賣得還OK,你讓人家改,當然也會做得更好。但中間有各種成本的投入,要看企業是否進取。所以我們做產學研有一定的挑戰。”高福榮笑稱,學者做推廣的困難在於臉皮比較薄、不會談生意。
同時他也認為,任何新事物開頭都會有挑戰,首先要讓別人有認識的過程。目前有一些企業正在試用高福榮團隊的產品。一家福建的企業把現有的能改的塑料機械全加裝了他們的系統。
未來:做智慧開發和應用的集大成平臺
技術上,高福榮十分自信,但他坦言在產業應用方面做得還不夠。怎麼把領先的技術做成領先的產業,他認為,這不是香港科大一家能做到的事情,因此他們還提出了建立科大CPPS注塑智慧開發和應用平臺。
模式創新的重要性不言而喻。高福榮希望借鑑蘋果的創新模式。
“蘋果的生態是先做了一部分很好的軟體和硬體。但也有幾百萬個開發者在裡面做不同的軟體,這是一個很好的生態系統。所以我們要真正做一個智慧化工廠,一個人的能力、精力、資源都是很有限的。我呼籲共同協作,來做高分子加工的智慧化工廠。我們香港科大的平臺是開放的,每一個人在這上面可以做自己專注的工作,這樣也更能完善我們的功能,我們的生態系統可以更強大。所以我們聚集了國內一批做自動化的,做智慧化的,做注塑機的。匯眾智,集大成。”（張英姿 肖萍）