http://007sbw.cn 2015-02-28 09:39 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)
當(dāng)人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造技術(shù)相結(jié)合,制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局將會(huì)徹底改變,中國(guó)“世界工廠”的地位正在遭遇挑戰(zhàn)。
或許在不久的將來(lái),工廠生產(chǎn)線可以按照工人希望的時(shí)間開(kāi)工,生產(chǎn)車(chē)間里也無(wú)需技術(shù)員操作,機(jī)器人知道自己下一步該做什么。如今,智能工廠這種先進(jìn)的制造模式正在重塑制造業(yè)新格局。
不過(guò),機(jī)械科學(xué)研究總院原副院長(zhǎng)屈賢明對(duì)記者表示,雖然國(guó)內(nèi)已有不少企業(yè)試點(diǎn)示范初級(jí)智能工廠,但總體上我國(guó)智能工廠仍處在探索階段。
“在我國(guó),發(fā)展智能制造、建設(shè)智能工廠不要跟在別國(guó)后面爬行。”屈賢明說(shuō),“要走并行發(fā)展之路。”
一場(chǎng)制造業(yè)的革命
智能工廠是工業(yè)4.0的核心概念,它是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)科技,同時(shí)擁有高度協(xié)同性的生產(chǎn)系統(tǒng),包括實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化流程管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境管理等系統(tǒng)。
以物流智能化配送為例,沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司高端裝備事業(yè)部總經(jīng)理劉長(zhǎng)勇向記者描述稱(chēng),在智能工廠的數(shù)字化物流車(chē)間,可以自動(dòng)實(shí)時(shí)收集現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量、物料信息,并自動(dòng)記錄作業(yè)人員與作業(yè)時(shí)間等作業(yè)信息,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,達(dá)到透明化管理。
由于智能工廠中的機(jī)器全部由軟件來(lái)控制,工人只需操作計(jì)算機(jī)就能完成生產(chǎn),也大大解放了工人的勞動(dòng)力。
深圳雷柏就是3C(電腦、通訊、消費(fèi)性電子)行業(yè)“第一個(gè)吃螃蟹”、實(shí)施機(jī)器換人的企業(yè),如今,該企業(yè)工人數(shù)量已經(jīng)從2011年的3200人壓縮到目前的800多人;而一家生產(chǎn)中高檔數(shù)控加工設(shè)備的企業(yè)寧夏小巨人,在經(jīng)歷“數(shù)控單機(jī)—制造單元—解決方案”的演變后,也從為用戶提供產(chǎn)品為中心發(fā)展成為提供數(shù)字化制造解決方案的整體方案商。
在屈賢明看來(lái),智能工廠如今呈現(xiàn)出六大特征:具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的三維模擬與仿真優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段與設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)字化智能化;具有能參與網(wǎng)絡(luò)集成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同能力的智能生產(chǎn)線;具有即插即用的軟件集成平臺(tái),可對(duì)生產(chǎn)線或整個(gè)工廠的運(yùn)行進(jìn)行模擬仿真;具有工藝數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù),能逐步積累專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)和作業(yè)任務(wù)的多目標(biāo)優(yōu)化;制造信息全過(guò)程跟蹤以及產(chǎn)品質(zhì)量可追溯;實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理(PLM)、制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES)、企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)的系統(tǒng)制造和綜合管控。
發(fā)展應(yīng)循序漸進(jìn)
當(dāng)人工智能、機(jī)器人和數(shù)字制造技術(shù)相結(jié)合,制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局將會(huì)徹底改變,中國(guó)“世界工廠”的地位正在遭遇挑戰(zhàn)。
寧夏巨能機(jī)器人有限公司董事長(zhǎng)孫文靖表示,中國(guó)裝備的數(shù)控化率還只有30%,數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化都還在孕育中,如果中國(guó)的制造業(yè)不能盡快升級(jí),不久的將來(lái),將無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)。
不久前,工信部發(fā)布《原材料工業(yè)兩化深度融合2015至2018年推進(jìn)計(jì)劃》,提出到2018年底,培育打造15~20家標(biāo)桿智能工廠,關(guān)鍵崗位機(jī)器人推廣5000個(gè)。
不過(guò),屈賢明認(rèn)為,發(fā)展智能工廠不能一蹴而就,而是要循序漸進(jìn)。與此同時(shí),智能工廠也不能理解為只是現(xiàn)成的硬件集成,或者只是建條數(shù)字化、智能化生產(chǎn)線,加蓋一個(gè)廠房以及買(mǎi)點(diǎn)高端設(shè)備、搞點(diǎn)信息化,而是要做好頂層設(shè)計(jì)和總體架構(gòu)設(shè)計(jì),不能盲目炒作、跟風(fēng)。
為此,屈賢明提出適合中國(guó)國(guó)情的智能工廠發(fā)展路徑。
第一階段到2020年,主要是打好基礎(chǔ),即制定智能工廠標(biāo)準(zhǔn)、突破核心基礎(chǔ)部件并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵制造裝備和生產(chǎn)線的數(shù)字化和智能化,做好智能工廠初級(jí)階段即以智能制造裝備為基礎(chǔ)的數(shù)字化工廠的試點(diǎn)示范,培育專(zhuān)業(yè)的從事提供智能工廠集成的公司,培養(yǎng)人才隊(duì)伍。
第二階段到2025年,在重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)推廣建設(shè)初級(jí)階段的數(shù)字化工廠,并爭(zhēng)取建成幾家真正意義上的智能工廠。
第三階段到2030年,智能工廠在重點(diǎn)大型企業(yè)及“專(zhuān)、精、特”企業(yè)推廣。
當(dāng)下主要任務(wù)
在孫文靖看來(lái),單純的設(shè)備性能提升對(duì)生產(chǎn)效率的貢獻(xiàn)是有限的,只有制造模式和管理模式的改變,才能讓生產(chǎn)力得到飛躍式的提高。而智能工廠并非高深莫測(cè)、遙不可及,也看得見(jiàn)、摸得著。
對(duì)此,屈賢明表示,在當(dāng)前階段,國(guó)內(nèi)主要任務(wù)是建立跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨部門(mén)的智能工廠綜合標(biāo)準(zhǔn)化體系,制定一批當(dāng)前急需的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),保證各廠家設(shè)備的通用性。
例如,智能裝備硬件數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一,以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與管理系統(tǒng)之間的雙向通訊;智能裝備信息接口統(tǒng)一,各廠家和控制系統(tǒng)供應(yīng)商就能夠統(tǒng)一使用固定的數(shù)據(jù)格式,管理系統(tǒng)即可采集和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。
為保證智能工廠的“咽喉”不卡在別人手中,避免智能制造裝備重蹈“空殼化”的覆轍。屈賢明稱(chēng),當(dāng)前還要在傳感器、在線測(cè)量?jī)x表、智能控制裝置、工業(yè)機(jī)器人、伺服傳動(dòng)和精密傳動(dòng)裝置、工業(yè)軟件等核心基礎(chǔ)部件方面實(shí)現(xiàn)突破,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
不僅如此,還要實(shí)現(xiàn)制造裝備和物流裝備的數(shù)字化和自動(dòng)化,并逐漸實(shí)現(xiàn)智能化。同時(shí)注重搭建通用型軟件平臺(tái),企業(yè)結(jié)合實(shí)際進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。“然后就可以對(duì)智能工廠的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行深入開(kāi)發(fā),將生產(chǎn)數(shù)據(jù)與智能化軟件、硬件有機(jī)地結(jié)合在一起。”屈賢明說(shuō)。
在此基礎(chǔ)之上,我國(guó)就可以進(jìn)行不同類(lèi)型智能工廠的模型和試點(diǎn)示范。屈賢明建議,近三年可選擇30家企業(yè)進(jìn)行智能工廠初級(jí)階段—數(shù)字化工廠的試點(diǎn)示范。