这里是《了不起的中国制造》一汽红旗对话大国工匠系列第三期，欢迎大家点击视频观看。
我们邀请了中国工程院院士、机械制造和自动化专家李培根，对话中国一汽红旗工厂厂长张巍、中国一汽工程与生产物流部总经理毕文权，一起聊聊智能制造的知识。
本栏目由网易新闻学院X网易浪潮工作室联合呈现。
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上海，一处轧钢厂房中的设备正在高速运转。三万平米的厂房中，几乎看不到几个人在现场。而每年，这里都可以生产出来10万吨的卷钢。
这样的工厂，被称为“黑灯工厂”。这里并不是真的不亮灯，而是因为自动化水平已经足够高，以至于可以熄灭灯光，让机器自动工作。
黑灯工厂代表了人们对工厂自动化的最终构想，而这样的工厂背后，其实是智能制造技术在大显身手。
究竟什么是智能制造？它离我们有多远？
智能制造，离我们并不远
智能制造，听起来像是高大上的未来产物。
但其实，它离我们并不远。生活中很多常见的物件，都和智能制造密切相关。
汽车的装配流程，就集成了诸多智能制造技术。
一辆汽车的零件多达上万件，汽车配置表上也有数十种配置；想要保证这么多配置都能装对，光靠人是不够的。
如果来到汽车的总装工厂，你时常会看到一种载着货物、自动行驶的小车。这种小车叫做AGV小车。利用磁导航技术，这些小车就能够按照预设路径，载着指定的零件前往预设的工位。这就避免了人工操作不当，导致零件运送错误的情况。
吉林长春，一汽红旗工厂中运送底盘的AGV
除了运送零件的小车，汽车工厂中还用到了射频识别技术（RFID）。简单来讲，这就相当于给每一辆汽车安装了识别标签；汽车通过生产线的时候，传感器可以无接触读取汽车的识别标签，工人则能够看到这辆汽车的全部配置信息，防止装错零件。
在汽车工厂，你已经见识了传感技术的厉害；那么在手机外壳工厂，则能直观地感受到数控机床有多精准。
你或许对数控机床没概念，但手机和笔记本电脑总用过吧？很多电子产品的金属外壳的加工，就是由数控机床完成的。
笔记本电脑、手机等电子产品的金属外壳的加工，就是由数控机床完成的
想把金属表面加工得光洁顺滑，难度并不低。拿我们经常见到的铝合金外壳来说，零件的厚度、表面的光洁度要求很高。而且常见的铣削加工过程会产生震动，容易在金属表面形成震纹，破坏美观程度。
这就对机床的精度要求很高。数控机床的精度可以达到0.005-0.01毫米，远远高于传统机床。和传统机床相比，数控车床可以用数字信号控制机床的运动，按照预先设定好的程序加工零件，直接消除了操作者导致的人为误差。
数控机床的精度远高于传统机床
在医院，另一关键的智能技术——3D打印也正在得到越来越广泛的应用。
3D打印听起来仿佛和我们很远，在你的印象中，这项技术可能是用来制作飞机发动机的零部件，或者生产航天器的各种异形外壳的。
但其实，3D打印还可以为拔过牙的患者带来福音。
2020年9月16日，北京大学口腔医院，牙科医生在为患者进行治疗
缺牙最好的补救方式之一，就是种植牙。但种植牙并不是真的“种”了一颗牙，而是在牙槽骨上打入金属植体，然后再在金属植体上安装假牙。
这也就导致了种植牙手术非常麻烦。首先要在牙槽骨上钻洞，嵌入植体。三到六个月后，等到牙槽骨和植体愈合后，才能进行后续的手术，进而把假牙固定在植体上。
但如果应用3D打印技术，患者就不需要经历打洞、植骨的过程。医院采集完患者的口腔数据后，可以直接用3D打印机制造出来有牙根的假牙。
除了种植牙，牙齿矫正也有望应用到3D打印技术
带牙根的假牙，就有可能在原有的牙窝上进行种植；不仅省时省钱，还帮患者减少了痛苦。
从汽车、手机再到医疗器械，智能制造技术，其实离我们并不远。
智能制造，不仅仅是机器人那么简单
那么，是不是工厂里面有了数控车床、工业机器人和3D打印机，就等于实现了智能制造呢？
并不是这样的。根据工信部对智能制造标准的规划，智能制造不仅指智能装备，还包括智能服务、工业互联网、智能工厂等多种技术。
这也就意味着，想实现智能制造，就要打造一个复杂的系统。而对于一家企业来说，则要在设计、生产、物流、服务等全部流程上实现智能化。
针对这个问题，中国工程院院士、机械制造及自动化专家李培根就指出：智能制造，更重要的是生态的进化。
李培根举了汽车企业的例子来解释“生态进化”：“像汽车这样的一个产品，它也是一个复杂产品，不是说汽车公司里头，保证我的质量就行了。供应商的所有零部件、元器件，这些产品也非常重要。”
中国工程院院士、机械制造及自动化专家李培根
汽车企业的工厂并不负责生产汽车的全部零部件。从车身、底盘、动力总成到内饰，很多零部件都是从供应商那里采购而来的。这些零部件最后会被送入工厂，经过冲压、焊装、涂装、总装等加工步骤，最终成为一辆整车。
而一家大型车企的零部件供应商数量，可能高达数百家。保证这么多供应商和车企的步伐协调一致，并不是件容易的事情。
“那么像这个就一定会用到工业互联网，这一点非常重要。” 李培根认为，在5G技术的驱动下，工业互联网应用场景进一步拓展，能够通过万物互联、信息汇聚、优化调度、异地协同、远程监控，对整个供应链进行有效管理。
汽车车身中的很多高强度钢材就是供应商提供的，对供应链制造企业来说至关重要
除了工厂的制造、供应链的管理，智能制造还有更广泛的应用。
李培根认为，下一代智能制造最重要的特点之一，就是数字孪生。
数字孪生技术最早用于飞行器的维护和保障。工作人员在数字空间建立飞行器的模型，然后通过传感器实现和飞行器真实状态的完全同步。这样就可以根据飞行数据，及时分析评估飞行器的状态，判断是否需要维修。
数字孪生技术最早应用于飞行器的维护和保障
也就是说，数字孪生技术相当于在数字空间复制出了真实世界的“双胞胎”；借助这个虚拟世界的“双胞胎”，工作人员就可以模拟设备在真实世界的运行情况。
“数字孪生模型（主要是）预测运行维护。”李培根用风力发电机打比方，“运行过程中，收集它的数据，来分析什么时候可以告诉风机，你该怎么调整叶片的俯仰角度。”
2019年06月21日，新疆阿勒泰，布尔津风电场的风力发电机
而这个虚拟世界的“双胞胎”，反过来也可以“影响机器或者设备的性能和效率。”
不管是工业互联网还是数字孪生技术，它们都需要一定时间才可以广泛落地。智能制造远不是装几个智能设备那么简单；想要全面实现智能制造，其实还有很长的一段路要走。
中国的智能制造水平，到什么程度了
既然智能制造这么复杂，我们什么时候才可以大规模地应用这套技术？中国的智能制造水平，到底到什么程度了？
如果说智能制造是一辆高速奔驰的火车，那么底层技术就相当于铁轨。想要大规模实现智能制造，首先就要让底层技术足够可靠，并且得到广泛应用。
2020年5月，西藏日喀则的5G基站。只有底层技术足够可靠，智能制造才有可能大规模实现
目前，中国正在这些技术的研发上穷追猛赶；有一些技术的应用，已经达到了世界领先水平。
比如5G技术。工业互联网的大规模应用，迫切需要5G的支撑。据估计，一座智能工厂每天产生上千TB的数据，相当于一万部4K电影的大小。这么大的数据量，只能依靠5G进行无线传输。
而目前，中国三大运营商已经相继宣布5G实现规模商用。一些城市，比如北京和深圳，甚至已经实现了5G独立组网全覆盖。
2020年6月26日，湖北宜昌的一处5G基站
人工智能（AI）也是一项至关重要的技术。目前，AI在制造业的应用主要是优化生产流程和质量检测。尤其在质量检测方面，用AI代替传统的人工抽样检测，不仅可以减少检测时间，还可以大大降低次品率。
目前，中国的人工智能产业已经初具规模。根据清华大学和工信部的不完全统计，中国的AI企业已经超过4000家，核心产业规模也将在2020年突破1600亿，带动相关产业规模超一万亿元。
除此之外，中国在数据方面的优势也不容小觑。目前，中国整体网民规模已经达到9.4亿，将为中国的AI技术提供庞大复杂的数据量。这就给AI算法升级和应用场景扩展提供了很好的基础。
工人在总装车间灯光通道检测汽车表面。应用AI技术之后，汽车质检的效率将会大大提高
日益成熟的底层技术，让越来越多的工厂有机会试水智能制造。来到一汽红旗的智能工厂，你就可以看到工人们如何运用这些技术，制造出高品质的汽车。
“我们从18年开始普及智能制造规划和建设，目标是基于5G+的工业互联网平台，实现数据系统和流程的智能化。”中国一汽工程与生产物流部总经理毕文权，介绍了红旗的智能制造规划。
一汽红旗工厂的总装车间
“另外我们工厂里头，5G信号全都覆盖了。也就是说它这种大数据、这种5G的技术、工业互联网,也给我们提供了这种智能制造的一个机会和手段。”中国一汽红旗工厂厂长张巍补充道。
目前，红旗总装车间智能化工位占到全部工位数量的80%以上，焊装车间焊点自动化率可达100%。
红旗数字化工厂，已经实现了数字化工艺闭环、数字化质量闭环、数字化物流闭环三大闭环；打通系统间的数据流，形成高效的数字网络，实现生产过程的高效、可控以及透明化。
一汽红旗工厂的整车生产线
“这个工厂里按照原来的工艺布局，可能实现3万辆就是一大关了。”张巍说到。
“但是正是通过这种高水平的，自动化程度的进步改善，我们现在已经达成了10万的产能，所以效率的提高，提高了3倍5倍不止。”
红旗工厂，正在成为高质量、高效率、高智能、高生态、体系化、数字化的智能工厂，为每一位消费者生产出可靠、智能的汽车。