智能制造的未來發展有4個關卡要闖
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近年來,智能制造逐漸成為全球經濟競爭的焦點。在2017世界智能制造大會主論壇上,中國工程院院長周濟說:“當今全球制造業競爭愈演愈烈,我國正處于從制造大國向制造強國跨越發展的關鍵時期,必須抓住智能制造這一歷史機遇,實現一場革命性的產業升級。”
以空調起家的珠海格力電器股份有限公司,用24年的時間做到世界500強。2013年起,格力電器開始實施智能化改造,設立智能裝備制造事業部。目前,產品已覆蓋伺服機械手、工業、智能倉儲設備、智能檢測、換熱器專用機床設備、無人生產線體、數控機床等多個領域。“我國制造業正處于由大變強的關鍵階段,企業要有創新的意識,要有挑戰的精神,以自主創新讓世界愛上‘中國造’。”格力電器股份有限公司董事長董明珠說。
智能制造是一個龐大的系統工程,涉及到網絡技術、工廠車間、產品物流、產品設計服務等層面。南京衛崗乳業是一家擁有89年歷史的中華老字號乳品企業。近年來,借助智能化、信息化和自動化手段,衛崗乳業打造智能牧業、智能供應鏈、、智能服務等,推動產業全鏈條升級。“衛崗自創建之初堅持‘先建牧場,再做市場’的理念,現在變成了‘先做牧場,再做智廠’的智能制造創新驅動理念。”南京衛崗乳業有限公司董事長白元龍說。
智能制造不僅是企業轉型升級的機會,更孕育著產業的重大變革。壹千零壹號是一家Maas(物聯網即服務)云制造平臺服務商,被稱為“口袋里的工廠”,借助技術和互聯網,解決工業供需不對稱的問題。
當前,中國穩居世界第一制造大國地位,500余種主要工業產品中有220多種產量位居世界第一,56家制造企業進入2015年世界500強企業榜單。來自大會的信息表明,近年來我國智能制造水平明顯提升,一批核心技術裝備研發應用取得新突破,部分智能制造新模式開始復制推廣,基于互聯網的“雙創”平臺快速成長。企業數字化設計工具普及率超過61.8%,關鍵工藝流程數控化率達到45.4%。然而,與美、日、德等發達國家相比,中國智能制造在多個領域仍有明顯差距。
“智能制造是未來制造業的競爭核心,也是‘’的主攻方向。當前中國制造業‘大而不強’,高端領域、核心領域競爭力不足,嚴重制約著我國從制造大國向制造強國邁進。”周濟說。
本屆大會上,中國企業聯合會發布《中國智能制造綠皮書2017》,指出我國智能制造發展還需應對一系列挑戰,包括關鍵技術裝備供給能力不強,標準、工業軟件、工業互聯網等基礎條件薄弱,部分企業積極性不高等。
多位業內專家表示,目前中國發展智能制造仍面臨以下挑戰:
一是核心技術受制于人,關鍵零部件對外依存度高。清華大學副校長尤政認為,中國是制造大國,總量第一,品種也很全,但是缺少科技含量高、性能領先的高精尖儀器設備,根本原因在于自主創新能力不足,核心技術在國外,關鍵零部件只能大量依賴進口。
二是軟件系統發展滯后,智能制造偏“硬”輕“軟”。中科協智能制造學會聯合體副理事長李培根院士認為,智能制造是“硬能力+軟能力”的結合,既包括機器人、高端數控系統、傳感器、驅動機構等硬件,也包括智能設計、工藝過程仿真、車間制造執行系統等軟件。國內“重硬件制造、輕軟件開發”的思維較為普遍,造成中國在工業軟件上的供給水平與發達國家差距更為明顯。
三是人工智能發展滯后,企業間協同不足。人工智能是智能制造未來發展的核心領域。賽迪研究院、Xtecher等機構數據顯示,2018年全球人工智能市場規模將達到2697.3億元,增長率達到17%。2016年末,中國人工智能市場規模還不足300億元。中國科學院院士譚鐵牛表示,中國人工智能產業仍處于初步發展階段,基礎公共服務能力不強。同時,中國人工智能產業目前仍以單打獨斗為主,各企業在相關領域進行了一定的研究,但缺乏技術間的協同,產品間的互聯互通和上下游的互動缺乏有效協調。
四是產品質量問題突出,企業缺乏“工匠精神”。目前,國產智能產品普遍存在穩定性差和可靠性低等質量問題,嚴重影響了在高端市場的競爭力。多位專家表示,智能制造不僅僅是技術追求,更是一種蘊含于制造之中的文化,需要鉆研專注的“工匠精神”。“中國有非常健全的產品生產和加工鏈條,但因缺少長期鉆研和持續創新的匠人。某些關鍵技術難以實現突破,只能依靠大量引進其他國家的技術或大量進口某些核心原材料、零部件或設備。而經濟新常態下,工匠精神恰是增加新動能、促進產業轉型升級的一種生產力。”尤政說。
智能制造是“中國制造2025”的主攻方向,也是我國兩化深度融合的切入點。“數十年來,先進國家發展智能制造走的是從數字化向網絡化、智能化逐漸升級的串聯式路徑。對中國而言,必須發揮后發優勢,采取三者并行推進、融合發展的技術路線。”周濟說。
在2017世界智能制造大會上,多位業內人士提出加速融合推進智能制造發展的建議。
一是加速布局工業互聯網。自2012年GE提出“工業互聯網”概念以來,IBM、西門子、華為等巨頭相繼布局,目前全球基本處于同線起跑。我國應搶抓發展機遇,加快構建高效可靠的工業互聯網網絡,著力打造工業互聯網平臺生態體系,加快工業互聯網平臺培育,搭建跨行業、跨領域的工業互聯網平臺,建成一批能夠支撐企業數字化、網絡化、智能化轉型的企業級平臺。
二是加快培育智能服務生態圈。產業模式與企業形態的根本性變革是智能制造的主題,是服務型制造行動的主戰場。目前,我國企業已從生產中心轉向市場中心,現在要以客戶為中心,深入研究客戶的個性化需求,用互聯網手段把客戶和車間連接起來,甚至可以讓客戶參與到某些生產過程,讓客戶進入到車間,構建智能制造生態圈。
三是提高基礎網絡的安全性。隨著兩化融合發展的進程不斷深入,工業信息系統逐步從單機走向互聯,從封閉走向開放,安全漏洞和風險不斷涌現。要實現“互聯網+制造業”的健康發展,就必須提升我國工業信息安全的防護能力,加快發展工業信息安全產業,加大工業信息安全產業相關技術的攻關,推廣工業信息安全產品和服務的應用。
教學設備網推薦中人教儀廠的智能制造實訓系統:
(一) 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統建設目標
本項目建設方案以客戶應用需求出發,圍繞“工業4.0”及“中國制造2025”進行項目設計,結合工業互聯網、智能制造、工業機器人、數控加工、自動檢測、虛擬仿真、自動化控制、數字化信息管理、RFID識別技術、AGV小車……等相關應用。緊密結合“互聯網+工程實踐教學”的建設思路,以智慧工廠和智能制造為主題,以信息化與模塊化為核心思想,所搭建的一個既貼近于工業化生產又立足于教學,既能充分地體現學生參與性、又能使教學與工業實際無縫對接的能體現出多種專業特色的智能制造綜合教學平臺系統。
是一個圍繞著培養數字化集成制造技術相關的訓練與培訓平臺,體現了信息化生產運作與物流自動化思想。它包含有:設計、安裝、PLC控制、人機交互、數控加工、機器人搬運、RFID射頻識別、工業網絡、軟件管理與開發等多方面內容,是一個較為完整的標準數字化自動生產系統,同時也是一個內容豐富的教學應用系統,著重于體現數字化集成對接應用,自動化及智能化產品設計開發兩方面內容,是對相關教學課程的深入展示與直觀體現。
(二) 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統建設特點
本系統建設依據高校教學體系/課程與資源,結合當前主流成熟技術、主流成熟裝備進行技術和系統集成,專門針對高校教學需求定制與研發的“柔性智能制造系統”。該系統在確保每個組成單元穩定可靠的基礎上、考慮技術的先進性、可行性和工業化,有機的將各個單元組合成具有一定創新性、先進性和實用性的數字化柔性制造系統。
▲高度集成
系統建立在工業工程、柔性制造、自動控制、物流工程、質量管理、生產管理以及先進制造等技術基礎之上,將各個加工執行單元、物流系統、機器人、RFID、倉儲系統和數字信息管理系統進行有機集成、貼近工業生產流程的教學實訓柔性制造系統。
▲適度柔性
系統能方便地調整工藝路線,重設加工流程,能夠適應小批量、多品種的柔性制造要求,能體現夾具、加工、刀具、工藝路線等柔性生產。
▲高度開放
在最大程度上為客戶開放,可以和工業上眾多工業裝備進行技術集成,軟件系統由于采用通用軟件開發平臺,用戶可以用我司提供的接口進行深層次的系統二次開發,以便于開發出適合用戶需求的系統調度程序和單機運行程序,極大程度上方便了課題研究工作。
▲模塊化
系統中的加工執行單元、立體倉儲、物流運輸、機器人上下料、自動檢測設備等具有“聯機/單機”兩種操作模式,所有的單元設備均可進行單項教學和部分系統聯機教學,有利于學生參與和實踐教學。
▲工業化
系統雖為教學系統,但所有單元設備乃至整個系統都采用了標準工業級的裝備和技術集成,真實貼近工業化生產。
▲多層網絡結構
系統具有多層網絡結構(管理層<應用層級>、監控層及和設備層級)構成,體現現代柔性制造系統中的物流及生產信息流的交匯關聯、數字化設計與生產的緊密關聯。
(三) 柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統建設內容
柔性制造生產線,智能制造生產線,工業4.0柔性制造系統是一個由數控機床、自動烘干/稱重/檢測工作站、移動式工業機器人、機器人夾具庫、AGV運載、智能倉儲等機構和數字化信息控制系統有機結合而組成的柔性智能制造系統;將加工制造、物料流、信息流三個系統深度融合與高度集成,在加工自動化的基礎上實現物料流和信息流的自動化、數字化與智能化,是典型的信息技術與制造技術的深度融合。該系統可承擔數據采集與分析、生產任務一鍵式下發、生產信息化實時顯示(數字化生產看板系統)、設備狀態實時監控、生產任務詳細進度、可有效實現制造層與計劃層的信息交互等任務。同時在工業軟件和智能機器設備下,實現了軟硬結合、相得益彰,本質是人機一體化。
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本文關鍵詞:智能制造
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