時間:2022-03-18 06:21:57
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裝備制造作為制造業的核心,作為實體經濟的主要組成部分,在國際競爭中起到至關重要的作用,可以說為當今國力之根本。從“互聯網+”到“物聯網+”,高端裝備制造的智能化轉身,是當下國家大力推進實體經濟、“中國制造2025”戰略和“一帶一路”等倡議,深度融入世界經濟的關鍵。
泰富海洋工程裝備(天津)有限公司(以下簡稱“泰富海工”)是泰富重裝集團旗下全資子公司,其正在投資建設的“泰富港機及海工高端裝備制造基地”項目占地2200畝,制造基地所追求的智能化、數字化、物聯網化,以及全新的商業新模式。此基地位于中國高端裝備較為集中的天津濱海新區臨港經濟區,基地建成后,泰富海工將成為我國該行業內智能制造示范基地和“中國制造2025”示范工廠、中國乃至世界高端裝備制造的標桿和先進制造的引領者。
目前,裝備制造行業的“智能制造”需重點關注兩個方面:裝備制造各環節的“智能化”和“物聯化”。裝備智能與物聯的融合,將成為未來智能制造的主流發展趨勢,不僅將帶來生產力的解放,更能釋放出新的經濟能量,對產業鏈的上下游乃至不同行業帶來深度影響。泰富在夯實現有企業技術基礎的同時,也在智能制造的道路上開展了自己的探索。
變定制制造為流程智造
泰富港機及海工高端裝備制造基地陸域面積約145萬平方米,按照功能布局,該基地分為七大板塊,包括科研數據中心、聯合廠房、移動廠房及調試坪、高端裝備展示、超大件裝配及模塊組裝、保稅倉庫、碼頭作業區。廠房建筑集成將運用綠色建筑、水源熱泵空調、光伏發電等綠色環保節能技術,按照綠色建筑三星標準建設。
在基地的設計上突出智能、數據驅動與物聯化,結合綠色、新能源等新技術應用。其中最具代表性的是科研數據中心,其內部中央控制中心是整個基地的智慧中心,可對基地所有產品的生產過程,包括從產品下料到零部件加工、焊接、涂裝、檢測、裝配、調試、展示、體驗、發運等進行實時監控和遠程操作。
值得一提的是,該基地還將重點建設涵蓋柔性制造及柔性生產線、智能化實時測控、智能化物流和零庫存控制、信息化生產管理、大型機器人焊接單元的智能制造系統,以及輻射數字化研發創新平臺、ERP系統平臺、集團財務管控平臺、客戶服務平臺及客戶關系管理平臺、企業管理門戶的智能信息管理體系,創新性地變“制造”為“智造”, 并且從“生產型制造”向“服務型制造”轉變,最大限度地滿足國內外客戶個性化定制需求,生產出一體化緊湊型高效裝卸船設備、適應海上作業的高度穩定性系統、基于機器視覺的智能化卸船系統等一系列先進產品。
“物聯協同”實現平臺運維
現下,基于物聯網的智慧城市建設已日漸成熟,滴滴打車、ofo等共享經濟概念的出現為人們的生活帶來了無限便利。在裝備行業領域內,通過物聯網手段實現機器、人、原材料以及產品的聯通正逐漸成為主流。泰富結合自身特點,通過在工廠內各實體和產品之間建立物聯網通信系統,將實現企業和產品的平臺化運維?;谔└滑F有戰略布局,目前除湖南湘潭制造基地外,泰富在天津臨港、安徽蚌埠、湖北沙洋等地都建設有產業化制造基地,各制造基地在智能化主旋律的基礎上,通過物聯網協同系統的建設,將充分實現各基地內部和基地之間協同制造,極大提高生產效率。
同時,以港口機械、海洋工程裝備、散料輸送等大型成套系統設備為主的產品體系,其精細化、智能化程度高的特點為泰富實現產品物聯帶來了極大的便利。產品物聯和制造協同的有機結合,將有效助推泰富平臺化運維模式的實現,對企業建設具有實時感知、業務預測、信息反饋和智慧決策智能管理系統至關重要。
“智能服務”助推商業創新
裝備制造行業特別是大型裝備制造行業普遍面臨著設計、制造、施工、服務相互分割及集成性差的現象,資金運轉很難靈活開展。泰富集團創新發展模式,實現了由制造型企業向制造綜合服務型企業的轉型,從單一產品制造商到系統配套服務提供商的模式轉變。這為泰富的快速發展帶來了強大動力,同時也槭諧∠钅康目展帶來了復合挑戰。
伴隨著物聯網的普及,智能設計、智能制造、智能產品的出現,原有行業內產業鏈上下游單一的業務模式將發生變革。以港機大型成套系統產品為例,其智能化和物聯化的轉型將使其運維方式更加多樣,效能共享和效益分割將成為可能。通過與金融手段的結合,融資租賃這一裝備行業現有主流金融模式將得以動搖和創新。
同時,伴隨著以智能制造為核心的先進制造模式的普及,人在制造過程中的作用將逐漸往產業鏈兩端延伸,泰富集團的工作重心也將向服務化轉移。相信在不久的將來,在泰富集團內部,由服務帶來的數據等無形資產價值將會比生產設備來的更為重要。
主動適應海工裝備發展
作為高端裝備制造業發展的重要方向,近年來,海洋工程裝備制造業發展迅猛,已經成為我國重點發展的戰略性新興產業,也是發展海洋經濟的先導性產業,《中國制造2025》將海工裝備及高技術船舶列為十大重點領域之一。憑借良好的基礎設施和成本優勢,中國已經具備承接國際海工產業轉移的條件。2012年《海洋工程裝備制造業中長期發展規劃》就提出,未來10年,我國海洋工程裝備制造業的發展目標是:在產業規模、自主創新能力和綜合競爭力上大幅提升,形成較為完備的產業體系,產業集群形成規模,國際競爭力顯著提高,推動我國成為世界主要的海洋工程裝備制造大國和強國。
面對機遇與挑戰,泰富集團順勢而起,先后承擔了國家發改委、工信部產業振興和技術改造項目、國家科技部火炬計劃項目、2015年湖南省科技重大專項在內的國家、省市等多個重大專項,被工信部授予“全國工業企業質量標桿”稱號。
2014年,泰富成功晉級“中國民營企業500強”,并躋身“湖南民營企業百強”第14位。
“全球布局”實現國際化轉型
近兩年,泰富一直在抓緊布局“一帶一路”,2016年11月,泰富與南亞國際分銷商SDN.BHD.簽訂了馬來西亞巴生港項目戰略合作協議。2014年,通過當地合作伙伴幫助,泰富第一個國際化戰略項目落地巴西。結合“一帶一路”倡議,在“走出去”的路上劈波斬浪,國際訂單紛至沓來??v觀全球,泰富先后與上海鼎信科技有限公司簽訂采購合同,為其印度尼西亞項目提供斗輪堆取料機;與巴西SYNERGY集團累計簽訂2.3億美元合同;與塞拉利昂簽訂7.08億美元的弗里敦伊麗莎白二世港口改建工程合作協議;與印度簽訂Haldia港口基礎設施建設項目;與印尼簽訂東南蘇拉威西散雜貨泊位港口工程EPC總承包項目。
此外,依托“互聯網+”, 泰富正在努力圍繞高端裝備交易,建設具有行業前瞻性的“中國國際高端裝備交易服務創新中心”項目。通過對產業鏈上下游各環節的線上整合,圍繞高端裝備推出一攬子解決方案,助推企業轉型。循著“中國制造2025”的路線,泰富不斷地在渤海之濱開疆拓土,快速發展。
我國工業正顯現積極信號。國家統計局日前的工業企業財務數據顯示,今年1月至10月,我國規模以上工業企業利潤同比增長8.6%,增速比前三季度加快0.2個百分點。其中,10月份利潤增長9.8%,比9月份快2.1個百分點。
從目前發展的情況來看,智能制造和人工智能、云計算、物聯網、傳感器、網絡安全、邊緣計算、大數據等七大產業密切相關。業內人士表示,人工智能和傳感器作為智能制造的核心控制技術,后期發展空間巨大。邊緣計算、云計算、物聯網、大數據等產業將智能制造的數據共享互聯,建立起網絡化的大環境。W絡安全保證工業互聯網的數據安全。
在信息為王的經濟發展時期,數據所到之處必然會觸發全產業鏈的創新與變革。誰利用“大數據”的思維,誰就能贏得主動,贏得先機,占領發展的制高點。大數據就是打開未來通道的最權威與最科學的依據。數據與數據的聚核,所迸發出來的價值或將激活萬億產值。
智能制造將帶動全產業和全領域的傳感器應用和發展,從而成為新經濟增長的巨大動力。同傳統的智能化工廠不同,智慧工廠將實現工程技術、生產制造、生產供應和銷售的全流程智能化;同時,還將帶動智能電網、智能物流、智能建筑、智能移動設備和智能產品領域的快速發展。
基于此,霍尼韋爾大中華區研發副總裁兼首席技術官張大可認為,先進制造業、先進物流交通是今后五年投資的重點,市場規模將會達到2500億美元。據了解,目前我國物聯網產業規模已達到7500億元,在智能交通、車聯網、醫療健康等領域,已形成一批成熟的物聯網運營服務平臺和商業模式。
IIoT推動全球制造業轉型
物聯網(IoT)無疑是近兩年來在科技產業界被討論最多的熱門話題,這個名詞在消費性應用市場或許有大部分仍是天馬行空的想像,以及因為業務模式剛起步、而顯得有些“虛無飄渺”的商機,但是在工業應用領域,物聯網卻有一個更清晰的輪廓與更具實質性的內涵。
市場研究機構MarketsandMarkets預測,所謂的“工業物聯網(Industrial Internet of Things,IIoT)”市場規模到2020年可望達到1510億美元的規模,2015到2020年間的復合平均年成長率(CAGR)為8.03%;而推動該市場的主要因素,包括相關半導體與電子技術的進步、云端運算技術的發展、IPv6標準化以及全球政府的政策推動等。藉由實現工業自動化技術以及智慧工廠概念,IIoT將是推動全球制造業轉型的關鍵。德國提出的“工業4.0”──也就是第四次工業革命──即為其中的大規模策略之一,其他如美國、中國與印度等世界制造業大國,也各自擁有試圖利用智慧科技來提升制造業效率、擴展營收規模與全球影響力的類似舉措。
布署工業物聯網所需的硬件技術其實都已經就緒,關鍵在于將這些硬件結合在一起、搭配適合不同應用之軟件,以實現高效率智慧工廠的整體性解決方案;而由于工業物聯網也包含電網架設、大量資料運算分析與傳輸,相關方案的穩定性、安全性、可靠性也缺一不可。此外,標準化以及一個能讓其他產業鏈參與者共同合作的平臺,會是其永續發展基礎。
在制造業、IT產業與IC產業都具備豐富經驗以及完整產業生態的臺灣,可說擁有搶先掌握全球工業物聯網商機的得天獨厚條件;不過傳統制造業者想轉型智慧工廠,往往會因為不熟悉IT領域技術而不知該從何著手;有意切入工業物聯網領域提供相關服務的IT業者,需要尋找能滿足相關應用需求的最新軟硬體技術與市場趨勢;IC廠商要在工業物聯網市場占據一席之地,則得從平臺化的概念著手,以提供客戶完整的解決方案。
機器人自動化市場越來越大
隨著勞動力成本上漲,工業機器人也迎來了順勢發展的良機。不過以往看到生產車間的機器人大多是獨臂俠,而未來機器人的發展將會根據專業化研發出分工明確的機器人,并且與3D打印、工業VR等充分結合,形成相互協作、共同分享的智能制造新模式。
目前,中國正在進行《 中國制造2025 》,新形勢下工業領域勢必會采取一系列動作。相關研究報告顯示,2015年中國工業機器人市場,其中以六軸多關節機器人為最,占總體銷量的46.2%。預計未來幾年將會維持30%以上的高增長率。當然這離不開現在的傳統工業所處的轉型階段需要智能技術的力量加以推動,由此衍生巨大的需求空間。又加之如今的消費機器人有下行趨勢,有商家紛紛瞄準工業機器人行業,里應外合對手遇“冷”,種種條件都適于其發展。
面對工業機器人四大家族瑞士的Abb、德國的庫卡、日本的發那科和安川電機來說,中國企業若想突出重圍還得靠先進的技術來填補自動化生產線的空缺。尤其是汽車及電子行業。隨著自動化水平不斷提高,機器人的自動化市場也越來越大。
現在所謂的工業機器人實際上是一個Manipulator,就是一個工業機械臂,沒有手,更無關乎智慧。而要想在中國市場占據一席之地,則必須發展心靈手巧的雙臂機器人和多臂機器人。那么怎樣的機器人才算得上心靈手巧?最簡單的就是雙臂機器人,就像人一樣工作,但是作為一個智能機器人來講,可以仿造動物界的多臂多足。包括全工位的雙臂機器人,一個機器人可以做八個工位的工作,是不是有種八爪魚的既視感呢。
換言之,心靈手巧就是智能引擎的代名詞,正如現在比較流行的“工匠精神及“私人定制”,這就不是生產線上輸出的了,而是一個智能中斷和CPS網絡控制器以及云制造平臺綜合的、有智能和柔性動作的機器人,從而實現真正的個性化制造。如此看來,如果所流水線的興起將工業制造推向程序化,提高了效率,那么具有柔性機械手和心靈手巧的手臂的機器人將真正實現智能化制造,這不僅僅助推制造進入“分享經濟”,更是機器人發展歷程的一次重大突破。
大數據驅動智能制造
當前,以信息技術與制造業加速融合為特征的智能制造正風起云涌。但信息化與智能化到底該如何融合?大數據又與制造業有何關聯?
對此,清華大學數據科學研究院執行副院長韓亦瞬在論壇上給出回答:工業大數據是“智能”的來源,是制造業升級的重要驅動力。
韓亦瞬解釋,無論是德國工業4.0,還是美國的工業互聯網,其核心都離不開工業大數據。在美國,離散型制造積累的應用前景是最被看好的,甚至排在政府服務、通訊傳媒領域之上,流程型制造業的潛力也排在銀行業、健康服務之前。
在德國,無人工廠只是表象一部分,德國工廠已經可以做到兩家競爭對手合作研發,甚至車間互換、共享,畫地為牢的圈子、界限被打破,這都離不開大數據的支撐。“大數據是智能化的來源,未來制造企業的運營過程,或者說產品的全生命周期,都將由大數據串聯起來。”韓亦瞬稱。
他以知名工程機械三一重工和私人定制工廠青島紅領為例。前者已經建成了5000多個維度、每天2億條、超過40TB的大數據,可以及時監測每臺機器的運轉受損情況等,提前做好主動服務。單單依靠其國內20萬臺設備,甚至可以成為我國宏觀經濟研判的重要依據。后者則探索了私人定制的C2M、M2B等模式。
北京工業大數據創新中心副主任陳晨也表示,對于工業企業來說,初級的大數據能讓企業進行基礎統計分析,這樣對降本增效、新建業務模型有很大的好處。企業既可以做減法,依靠數據對標,減掉制造環節不必要的成本消耗;也可以做加法,例如拓寬業務渠道。而高級的工業大數據應用,則可以讓企業先知先覺,開始做乘法、除法,比如預先判斷企業的生產運行,以及整合供應鏈等。
工業大數據分析是智能制造的基礎,也是支撐未來制造智能化的重要方向。加強大數據方法論的研究,開發出可以用于制造過程分析的工具和使用軟件,才能真正推動制造技術的進步。
在新一輪科技革命和產業變革的大背景下, “中國制造2025”、德國“工業4.0”、美國“工業互聯網”等制造業國家戰略,均旨在構建自身的智能制造體系,特別是新一代信息技術與制造業的深度融合,以促進制造模式、生產組織方式和產業形態的深刻變革,從而改變全球制造業的發展格局。
同一個目標 不同的實踐路徑
在綜述當中已經提到了“中國制造2025”并不是“工業4.0”的翻版,不過在實踐目標上,德國“工業4.0”、美國“工業互聯網”與“中國制造2025”所提出的工業化和信息化深度融合,發展物聯網或者工業互聯網有著異曲同工之意,其目標都是要實現工業體系的轉型升級,就是從傳統的工藝體系轉型到以自動化、網絡化、數字化以及智能化為主的新型工業體系。
雖然三者實踐的目標大同小異,但是工業化程度和工業基礎的不同,還是決定著三者之間要采取不同的實踐路徑。德國“工業4.0”和美國“工業互聯網”都是企業推動,政府采納,然后上升到國家戰略,是一個自下而上的推進過程,而“中國制造2025”是國家推動,企業實施,一個自上而下的推進過程。
從實踐層面來講,德國“工業4.0”和美國“工業互聯網”都是以信息技術為先導,而“中國制造2025”是站在應用端和制造業本身,以應用需求為引領。這樣就可以更大限度地彌補自身在工業基礎和技術水平的差距,以一種特色發展之路縮小與歐美國家之間的差距。
“我們與歐美國家之間的技術差距是現實存在的,并不能在短時間內完全消除。在智能制造推進實施過程中一定是先發展技術嗎?不是,對于我們來說一定是先解決應用需求,通過應用牽引技術的發展。所以我覺得‘中國制造2025’是基于制造業轉型升級的需求,來牽引技術的發展。這樣能夠縮短我們在技術研發上的時間周期,與我們現階段制造業的現狀相匹配。”劉功效如此解釋道。
“機器換人就實現了智能化”是一個偽命題
采訪中,寧振波多次強調“機器換人就實現了智能化”一定是偽命題。智能系統的基本特征可以由20個字來概括:狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行以及學習提升。在他看來,機器換人其實就是換的生產一線的工人,而有數據顯示,實際上在一線生產崗位上機器能夠換掉的工人數量不到全部的10%。智能制造一定是囊括了產品研發、工藝、生產、交付、管理以及服務等完整的工業體系,所以說智能制造是完整的工業體系的轉型,而不僅僅體現在生產環節的自動化方面。
對此,TCL集團董事長、CEO李東生也談到了自己的理解。他認為,智能化意味著機器自己就可以判斷和處理工藝流程,它能進行邏輯思維的自主判斷;而自動化則是每一次都精準地重復著同一個動作。自動化能夠提高工作效率,而智能化能夠提高工藝水平。
其實智能制造能力的形成一定是一個漸進的過程,并不是一蹴而就的?!捌髽I首先要做到自動化,在自動化的基礎上發展信息化,然后通過自動化與信息化的融合,再發展數字化,最后才能在數字化的基礎上實現智能化。如果一開始就想要實現智能化,將是不切實際的,逐步完善、迭代升級的過程一點是要有的?!蔽骺酥袊袌隹偙O崔麗麗對本報記者如此說道。
那么,又要如何理解自動化、數字化與智能化之間的區別和聯系呢?他們之間僅僅是一種遞進的關系嗎?
寧振波認為,自動化是生產智能化的基礎,而數字化是產品研發智能化的基礎。之前提到,機器換人是實現了生產環節的自動化,然而數字化成為研發智能化的基礎又要如何去理解呢?
其中就涉及到三維模型的產品設計與仿真。產品三維模型的建立是難點,基于產品模型,再完成工藝設計,由于是三維模型,工藝設計過程中還可以做仿真分析,最后根據工藝將產品生產出來。這一過程就是產品建模,仿真分析;工藝,仿真分析;制造過程,仿真分析;實驗,仿真分析的過程。當有三維模型深入其中的時候企業就開始具備智能基因了。
另外,關于自動化、底只、智能化之間的關系,劉功效認為,三者既有可能是遞進關系,也有可能是平行關系。因為既可以單獨來講某一個發展階段,又可能出現你中有我,我中有你的情況,這都要取決于企業所處的發展階段,不同的發展階段會采用不同的技術手段去解決實際需求。實現智能制造的五個關鍵步驟
智能制造的完成在于工業基礎和能力。目前,隨著我國在產品技術、工業技術、產業規模以及基礎核心產業等方面快速提升和發展,我們開始具備實踐智能制造的基礎條件。雖然整體上與德國、美國等歐美國家還存在一定差距,但已經開始形成自身的發展特色。
前面已經提到,智能化的實現一定是一個漸進發展的過程,不會立竿見影,也不會一蹴而就。在這個過程中,除了已經具備一定程度的工業基礎硬實力之外,還需要在眾多軟實力方面下功夫。
第一步,要轉變觀念,形成正確認識。在轉型升級的過程中由于對智能制造的理解不夠深入,制造企業可能存在盲目建設的情況。寧振波表示,現在企業更多的不是缺技術,而是缺意識。長期形成的以短期利益驅動為導向的功利思想導致有些企業還在想著能夠做小事,掙大錢,這種思想在智造轉型過程中是行不通的。
另外,作為傳感器廠商,德國西克在實踐以及與客戶企業的溝通合作過程中也有這方面的認識。西克中國市場總監崔麗麗表示,前些年,由于對“工業4.0”和“中國制造2025”的炒作顯得過于熱情和激進,從而導致不管是處于何種發展階段的企業都想著建立智能工廠或者向“工業4.0”方向靠近,好像沾到了邊,就搖身一變成為了先進制造企業。實際上,這種發展是不現實的。
其實,無論是“工業4.0”,還是“中國制造2025”都需要一個長期的發展過程,短期的投資并不能馬上兌現。不過在崔麗麗看來,這也許是智能制造發展必經的一個過程吧,就是從一開始的一哄而上,然后到慢慢趨于理智,最后到能根據自身情況有選擇性地進行產業和技術的迭代升級。
第二步,加快國產工業軟件研發速度以及在制造業當中的更新換代步伐。有人曾談到在智能制造時代,國產工業軟件任重而道遠。而在信息化與工業化融合的進程中,工業軟件作為使能工具是衡量企業軟能力的重要部分,而軟能力在某種程度上是一個企業核心競爭力的代名詞。
關于這種軟實力,中國工程院院士李培根認為是指軟件對機器或系統的感知進行分析、處理、決策優化,通過連接物理、人、信息系統并發現隱性規律,從而適應動態變化的環境,達到機器與人的協同。
不過目前,在眾多領域關鍵核心技術還是被國外軟件所占據,關鍵核心工業輔助設計、工業流程控制、模擬測試等軟件幾乎都是清一色的國外企業軟件。就像寧振波所提到的那樣,過去由于中國在虛實結合方面缺乏相應的工業軟件支撐,導致我們只能依靠國外軟件進行產品建模,這其實是導致我國制造業大而不強的深層原因,所以說智能制造的關鍵之處還是在于自主研發能力的培育和提升。
第三步,數據的采集、分析與處理在智能制造當中扮演著重要角色。之前也提到,智能系統的基本特征是狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行以及學習提升,而實現這些功能的基礎在于數據的采集、分析以及挖掘處理。
目前,由于受到大多數制造企業生產設備不高、信息孤島和系統應用封閉普遍存在等技術層面的限制,導致無法形成有效的數據采集和分析處理機制,進而制約著企業生產方式、組織流程以及服務模式的改進和創新。與此同時,工業領域數據的采集、分析以及挖掘處理過程較其他行業來說更為復雜,需要更完善、更先進的技術水平予以應對。
采訪中,崔麗麗表示,“工業4.0”有別于3.0的最大的一個方面就是智能化,智能化的基礎是大數據分析技術,國外有一種觀點就是可以把“工業4.0”簡單地理解為精準的數據管理。
另外,崔麗麗還提出了數據的所有權和控制權問題。今后,隨著企業智能化水平的越來越高,這勢必將成為行業內無法回避的難題。而要想從根本上解決這個問題,建立數據交換主權安全認證體系會是一個很好的方法,體系當中可以將相關技術協議、數據安全和所有權問題進行清晰定義,明確界限。
2016年2月在德柏林成立的“數據空間協會(Industry Data Space Association)就是這樣一個以建立數據所有權,使用權規范,以最大限度保證數據在網絡空間的傳輸交換的安全性為目的的非營利第三方技術機構。 而SICK作為此協會的創始會員之一,前瞻性地為未來的數據世界能夠做到隨時隨地對自己的數據進行控制做好充足的準備。
第四步,構建和完善智能制造標準體系。俗話說“無規矩不成方圓?!蹦壳?,無論是國家還是企業,針對智能制造標準體系建設都做了眾多工作。在國家層面,已經了《國家智能制造標準體系建設指南》?!吨改稀分赋?,要充分發揮標準在推進智能制造建設發展中的基礎性和引導性作用,建立政府主導制定與市場自主制定的標準協同發展、協調配套的新型標準體系。
在企業層面,以英飛凌為例,去年英飛凌與西安交通大學簽署了戰略合作協議,共同成立“西安交通大學管理學院-英飛凌智能制造管理聯合實驗室”, 雙方將建立長期、全面的戰略合作伙伴關系,并充分利用各自的經驗、技術和資源致力于智能制造領域。
蘇華博士在接受本報記者采訪時說道:“對于中國制造本身而言,標準建設還有待完善。我們與西安交通大學的合作主要是希望給國家在智能制造標準建設方面提出一些合理化建議,同時撰寫出一些有關智能制造管理的白皮書?!?
第五步,產業生態建設必不可少。采訪中,無論是英飛凌還是西克都提到了行業生態的打造和建設問題。英飛凌提出的“與中國共贏”戰略包括四個部分:第一是助力“中國制造2025”;第二是幫助更多的中國企業走向世界;第三是積極參與中國新興市場的發展,包括智慧家居、智慧城市、高級輔助駕駛、智能交通等,為新興市場提供一些英飛凌的產品和解決方案;第四就是積極搭建生態圈,希望與更多的企業一起成長。
另外,目前西克正在推進的第一個項目是――APP Spaces,其有自學習的功能。是西克去年提出的基于工業4.0的開放平臺和生態系統。該平臺包括第三方、可編程的產品,將來智能傳感器應該都可以被編程,這樣一來其可以連接可編程的硬件和軟件,系統集成商,OEM客戶,可以在這個平臺上開發屬于他們自己的軟件系統。同時,該平臺在將來還可以滿足客戶千變萬化的應用需求,所以說這是一個開放的生態系統。
除了企業自身積極推進的生態圈建設之外,囊括裝備制造企業、通信設備制造商、電子信息制造商,軟件企業、工業自動化公司、系統集成企業、科研院所等聯合參與,組織建立跨行業涵蓋技術研發、產品制造、應用推廣和系統集成等功能在內智能制造產業聯盟也是推進行業生態建設的很好嘗試,這樣可以促進產業上下游產業鏈的協同發展。
此外,在智能制造的推進過程中,還需要完善技術轉化與轉移的暢通機制,同時構建成熟的人才培養、公平交易以及誠信環境體系,不斷改善和提升中國智能制造推進實施過程中的制度環境。
摘 要:隨著科學技術水平的不斷提高,人工智能技術在眾多的領域中進行了應用。因此,本文主要以人工智能技術與電氣自動化技術結合形成的新型智能制造技術在智能制造業中應用為例子,主要就人工智能技術的基本介紹、人工智能技術在智能制造業中的應用兩個方面內容進行論述。
關鍵詞:智能制造技術;人工智能技術;智能制造業;基本介紹;應用
1 人工智能技術的基本介紹
1.1 概念
網絡信息技術與計算機技術等等眾多學科的技術進行有效的融合,并且對于人類進行智能模擬,最終對于機械或者是其它領域進行智能化與自動化的控制,這種技術就是人工智能技術。隨著時代的發展,人工智能技術具有重要的價值。比如:對于機械等進行智能化控制,可以在遺傳編程、信息圖像、語言等各個方面進行應用。
1.2 特點
人工智能技術具有以下方面的特點。第一,性價比高。我們以智能制造業為例子進行具體說明。智能制造業一方面在運行中需要對于大量的數據信息等進行計算,分析等工作,另一方面需要對于運行的過程進行有效化監控。應用以往的方式需要花費大量的成本。而應用人工智能后,需要應用較小的成本,就能實現智能化控制與分析。第二,具有可靠性的特點。人工智能是在網絡信息技術、計算機技術等為基礎形成的新型高端技術類型,可以在全過程控制中保障智能制造業的安全。第三,具有可操作性的特點。光纖、電纜、網絡信息、計算機等眾多領域的進步與發展,為人工智能的應用提供了強大的技術支持,有利于其進步與發展。
2 人工智能技術在智能制造業中的應用
2.1 對于自動化控制流程的簡化
在智能制造業中進行產品的生產操作比一般產品要復雜,尤其是對于操作流程的控制具有非常高的要求。而應用人工智能技術之后,有關的操作人員只需要應用網絡操作智能控制系統就可以實現對于操作平臺的全過程智能自動控制,一方面保障了產品的質量與安全,另一方面使得系統對于可能出現的故障進行提前判斷,進行必要的安全規范處理。如圖1所示。
2.2 對事故和故障的及時處理
人工智能在智能制造業中進行應用,可以對于事故和一些故障進行及時的預防和處理,最終保障智能制造業產品的質量和安全。這種應用方式的特點在于,有效的彌補了傳統監測技術中存在的缺點和不足,建立起了動態化的監測網絡系統,對其生產中的狀態進行實時監控,對其質量的功能進行了有效的保障。除此之外,我們應用智能技術中的模糊理論可以建立起有效的刀具狀態識別模型,建立起有效的監控參數和刀具狀態之間的模糊關系,對于我們今后對于智能化制造技術的應用有重要的啟示。但是,這種應用還存在一些問題。因此,我們需要在今后的應用中對于這種方式進行有效的改進,提高其應用的質量和水平,全面提高刀具監控的水平,提高智能制造業的質量,實現其良好的經濟效益和社會價值。
2.3 對產品設計的優化
以往的制造業設計中需要進行大量的實驗,設計出眾多的樣品,一方面花費了大量的時間、經歷、金錢,最終成型的產品也不一定達到令人滿意的程度。而將人工智能技術在制造業設計中進行有效的應用,其可以對于設計工作建立起網絡化信息模型,并且對于設計出的產品在網絡上進行生產過程應用仿真,有效了解設計出的產品具有怎樣的缺點和不足,在網絡模型平臺中進行有效改進,再次進行應用生產過程仿真,大大提高產品設計的質量與水平,還節省了大量的時間與金錢,對于產品進行了優化設計。
3 結語
對于人工智能與制造自動化技術的挑戰問題進行分析與研究,有利于我們了解人工智能發展的趨勢與應用實踐情況,最終可以在今后生a中有效應用這項技術,促進我國經濟的發展與社會的進步。
【摘要】中國制造業轉型升級工作已有序推進,寧波作為“中國制造2025”的首批試點城市,在“中國制造2025”的建設中起著重要的示范作用。本文主要以寧波汽配業為例對寧波制造企業智能工廠的建設現狀進行介紹,并對在建設智能工廠時所遇到的問題提出一些建議。
【關鍵詞】中國制造2025 智能工廠 建設 建議
一、引言
面對工業4.0和工業互聯網的新工業革命浪潮,由于大多數中國制造企業沒有掌握制造的核心材料、設備及工藝,還處于勞動密集型“規?;魉€”的工業2.0時代,仍然徘徊在價值鏈的低端。互聯網引導下的新工業革命使得企業必須改變傳統制造方式,提高生產效率,建立專業、高效的智能制造工廠或者將資源聚焦到產品的前端創新研發和后端用戶服務以有效支撐企業走向低碳、智能、創新發展,占據激烈市場競爭中的有利地位,掌握發展主動權。而中國制造2025的提出就是為了實現中國制造業由大而弱轉變為大而強,由制造大國升級為制造強國,實現中國經濟從依靠投資和出口推動向技術進步和效率推動的轉變。
2016年8月,工信部、中國工程院、新華社和寧波市政府聯合,寧波成為中國制造2025的首個試點城市,工信部副部長辛國斌表示,寧波制造業有著扎實的基礎,制造業產業格局清晰,寧波作為試點城市,以提質增效為核心,利用區域優勢和政策優勢,大力發展具有自身特色的新型制造業體系,著力推進智能經濟。
二、國內外智能工廠建設現狀
(一)國外研究現狀
在德國學術界和產業界的建議和推動下,德國政府于2013年4月的漢諾威工業博覽會上正式推出了“工業4.0”戰略。該項目旨在提升制造業的智能化水平,建立具有適應性、資源效率及人因工程學的智慧工廠,在商業流程及價值流程中整合客戶及商業伙伴。其核心是連接,技術基礎是網絡實體系統及物聯網,目的是把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶緊密連接在一起。德國在推動工業4.0這一國策時將重點放在智能工廠上,這與德國制造業在德國經濟中有著舉足輕重的地位分不開。德國擁有強大的設備和機床制造能力,是最具競爭力的國家之一,推動智能工廠這個項目,可以全方位地提升德國工業界的整體實力,對于整個制造產業鏈(信息技術、生產物流管理技術、自動化控制技術、機電一體化技術、工業科技產品的科研和開發、3D技術、復雜工業過程的管理技術和電子嵌入式系統技術等)產生顛覆性的變化。
同時德國工業4.0可以概括為:一個核心,兩個重點,三大集成,四個特征和六項措施。(如表1)
美國政府戰略推動創新,積極實施“再工業化”實現美國的先進制造。金融危機后,美國政府將發展先進制造業上升為國家戰略,希望以新的革命性生產方式重塑制造業。自2009年起,美國政府出臺《重振美國制造業框架》,并先后啟動“先進制造伙伴計劃”和“先進制造業國家戰略計劃”,《國家制造業創新網絡初步設計》,集中力量推動先進制造業的發展,力圖打造一批具有先進制造能力的創新集群。
美國的先進制造,主要是借助信息化智能化來實現智能制造,著力發展納米技術、生化科學,在信息、材料、能源、控制等工業技術領域保持領先地位,著力發展高級智能制造,總得來說美國先進制造主要有一下特征:(1)繼續發展前沿科技,并利用先進技術對現有傳統技術M行改造;(2)在關鍵技術領域保持絕對的領先,在制造業利用先進技術,如先進傳感器、工業機器人、3D打印和智能化工廠等;(3)前沿科技相互交叉,催生新技術并發展新技術的新興市場;(4)制造方式更加的低碳、智能、柔性化,體系技術創新和可持續發展。
日本推行的特色工業4.0,其突破口是人工智能。它的一大特色是通過對人工智能產業的探索來解決勞動力斷層的問題,而其首先應用的領域就是工業化生產線。如本田公司通過對機器人等先進技術和產品的采用及改良,大幅縮短生產線,建成了世界上最短的高端車型生產線。與此同時,日本政府還加大了對3D打印機等尖端技術的財政投入,計劃實施“以3D造型技術為核心的產品制造革命”的大規模研究開發項目,開發世界最高水平的金屬粉末造型用3D打印機。
(二)國內研究現狀
中國面對第四次工業革命,在2015年《中國制造2025》十年行動綱領,希望通過“互聯網+”,實現產業結構改革和效益的增加,躋身世界制造強國行列,完成三步走戰略。(如圖1所示)
浙江省針對《中國制造2025》,自2013年開始,每年實施5000個機器換人項目,實現5000億元機器換人投資,推動工業生產方式由“制造”向“智造”轉變。作為浙江省第二大城市以及“中國制造2025”的首個試點示范城市,寧波制造業的轉型升級進行得如火如荼,在智能工廠建設上已進入實質性階段。如今,寧波市已與全球最先進的智能制造企業西門子公司開展對接洽談,全面打造智能工廠。智能工廠將先在一些電器以及汽車零部件行業進行試點,到2016年10月,寧波市將啟動智能工廠的整體設計方案,5000多家中小型電器及汽車零部件生產企業將嘗到智能工廠的“頭口水”。數控機床、工業機器人及智能化、高端化設備也將得到大幅度應用。
目前,寧波制造企業智能工廠建設的一大共同特點是:通過進口或自行研發的自動化生產設備、先進生產技術以及各種信息匯總系統及軟件來實現生產流水線的少人化。以往需要花費大量人力才能完成的工作,現在許多都能通過各類軟件或系統的運用來高效率地解決。就目前寧波制造企業建設智能工廠的大體情況來看,ERP系統以及倉庫管理系統等這類基礎性的信息系統已經較為普及。除去這些基礎性的信息系統之外,其他更新、更高端的信息系統如條碼系統,也在企業內部人才不斷地向外學習并自行研發中得以逐漸發展,并在各制造企業中得到了不同程度的應用。寧波在《“中國制造2025”寧波行動綱要》中立足國際,以建成國際一線制造業創新體系為目標,在石墨烯、稀土磁性材料、高端金屬合金材料、關鍵基礎件、專用裝備、光學電子、汽車電子、專用集成電路等8大細分行業,打造一批千億級企業,在智能工廠的建設上有著表率作用。
江蘇省聚焦新一代信息技術、新材料、高端裝備等15個重點領域,著力做好高端裝備創新建設、質量品牌建設、智能制造工程建設,加速健全智能工廠實現制造業國際化、綠色制造。南京作為江蘇省省會,“中國制造2025”試點城市群,在2015年《中國制造2025南京實施方案》,其瞄準新一代信息技術、高端裝備制造、新材料、生物醫藥和醫療器械等七大類14個重點領域,明確主攻方向,集中力量突破一批關鍵技術和重大裝備(產品),加快產業化步伐,引領制造業向中高端邁進。
三、寧波“智能工廠”發展現狀
在全球經濟放緩、需求萎縮、成本上升的大環境下,寧波制造同樣面臨挑戰。成為試點城市后,寧波將探索4種產業培育模式:“產城融合+要素聚集”、“需求牽引+定制推廣”、“民營經濟+開放協同”、“基礎技術+平臺服務”。
制造業是寧波的支柱性產業,2015年寧波實現工業總產值16700億元,其中規模上工業總產值13757億元,2016年寧波實現工業增加值3766.6億元,其中規模以上工業企業實現增加值2799.1億元。分企業類型看,規模以上大、中、小型企業工業增加值分別增長12.4%、4.1%和5.0%。分經濟類型看,有限責任公司、國有企業增加值分別增長15.7%和13.3%;私營企業增長7.1%;港澳臺投資企業增長4.0%,外商投資企業增長5.2%。全年規模以上工業企業實現銷售產值13886.2億元,增長4.1%,其中出貨值2816.9億元,下降1.5%。全年規模以上工業企業實現利潤總額993.8億元,增長30.5%,實現利稅總額1746.9億元,增長18.0%。從以上數據可以看出,寧波工業在近幾年保持了中高速的增長。
從統計報告中可以看出,寧波高端制造業和節能環保制造業占總體工業增加值比重較輕,且在固定資產投資上,第三產業投資額度同比上漲16.5%,第二產業投資額度下降2.1%,2016年全市規模以上工業科技活泳費支出205.9億元,比上年增長12.1%。規模以上工業新產品產值4613.7億元,增長14.3%,新產品產值率提高到32.0%,再創歷史新高。工業結構趨新趨優,規模以上工業中,全年戰略性新興產業、高新技術產業、裝備制造業增加值分別為484.5億元、1153.7億元和1319.9億元,分別增長10.4%、9.1%和11.1%。可以看出,近年外商投資企業、港澳臺投資企業增幅較大,但國有企業增幅較小。
四、寧波建設“智能工廠”面臨的問題及建議
(一)面臨的問題
(1)高端裝備制造對外依存度高。目前,寧波仍處于工業化進程中,制造業大而不強,關鍵核心技術對外依存度高。隨著制造業的規?;同F代化,寧波制造企業開始大幅度投入,采購國外先進技術和設備,一些企業已經與外資企業協同開發,但是仍未掌握核心技術,寧波較多制造企業集中在較為低端的工業生產,關鍵零部件如自動變速器、發動機控制系統等都由外資企業所掌握,這就造成寧波制造企業低附加值、低科技含量、低價格的局面。
(2)缺乏長期充足的資金支持。在《中國制造2025》的規劃中提到高檔數控機床和機器人的研發和使用,需要大量的資金投入和資金支持。企業在維持生產經營活動的同時需要資金投入以擴大生產,技術開發、設備購入以及核心技術都需要大量資金,企業對高端設備和技術的投入短期內對于經濟利潤沒有較為明顯的改善。這就需要政府對高端設備和技術進行研發。
(3)缺乏專業技術人才。相對寧波對技術人才的要求以及智能制造發展的要求,寧波市技能人才培養還存在較大差距,技術人才供給出現明顯短缺?,F今,行業指導和企業參與職業教育普遍缺乏積極性,考慮更多方面因素,眾多企業對于接受職業院校學生實習的積極性并不高。校企合作結果不盡人意,合作內容和形式都較為單一。
(二) 建議
(1)引入高端制造裝備并掌握核心技術。寧波市政府可以資助企業自身開發或從國外引入高端材料和制造設備,同時為其配備專業的研發團隊,在研發新技術的同時,關注和結合目前國際上已有的技術,在技術專利上不與其他國家發生沖突,但又能保證擁有該項技術的同時有新技術的支撐。從而改善工業原材料普遍存在的產品質量低、或者質量不穩定的情況,以及生產企業必須根據原材料情況進行調整,而造成的生產周期長、產品質量低的狀況。
(2)保障充足有效的資金投入。企業應該積極尋找合作伙伴,籌集充足的資金,以自身的特點和優勢、技術和質量吸引外資流入,或是與政府項目進行合作,從而在品質上進行強有力的推廣和宣傳,實現企業的發展和市場的擴張。同時,政府應支持企業圍繞智能工廠開展管理經營模式創新,應當對制造企業加大人力、物力以及財力等方面的全面投入和支持。另外,企業應該從自身實力出發,結合自身發展情況,合理投入資金至相關產業鏈,實現產出和資金投入的正比增長,實現有效的資金投入和利潤的增長。
(3)增強自身創新能力,實行“開放式創新”。企業發展應當從要素驅動轉變為創新驅動,樹立強烈的創新理念,轉變僅僅依靠人力的傳統生產模式,努力構建成本更低廉、產能更迅速、質量更穩定的無人化工廠,簡化產業鏈,提高生產效率,同時進行產品技術創新,以技術優勢帶動品牌優勢,以提高自身核心競爭力。同時,要采取創新優化的管理經營手段,例如將層級式組織結構轉換成扁平式組織結構,減少因管理流程中繁復的手續所造成的時間上的損失。
(4)加強高素質人才的培養和引進。真正技術研發還是在人的身上,這是企業發展的隱形競爭力。我國的工業結構中,大型國有企業仍占主導地位,總體產能過剩,經濟下行壓力大,高質量產品創新能力都需要提升。社會環境中,青年人、大學生嫌棄黑臟亂,工業企業中招工困難,高素質人員缺乏,社會對工業企業從業人員評價低,直接影響工業企業的質量提升和效益提升。因此,加強高素質人才的培養勢在必行。企業可以加強與周邊各高校的合作,建立起人才合作培養機制。同時,加大內部員工培養力度和招聘優秀人才相結合,完善多層次人才體系,也是不可忽視的的關鍵一環。
五、總結
寧波自2015年被設為“中國制造2025”試點城市已整一年,在智能工廠的建設上以技術創新和新產品開發為突破點、以自主創新為發展手段,在生產總成本、產品上市周期和企業管理都有優化。面臨的問題主要是對資金、人才和政策的缺乏,而這些問題都可以通過多方面的聯合,以一定的手段得以解決。《中國制造2025》下智慧制造的目的和對智能工廠的建立都可以達成。
[摘要]當今社會科學技術日新月異,科技產品更新換代的速度讓人咋舌。智能產品在人們的生活中更加普遍,人們對智能產品需求越來越多,且對于智能技術的先進性、穩定性等質量要求也越來越嚴格。就目前的現狀來講,我們的生活已經離不開人工智能了。智能技術已經成為新技術改革的核心內容,將帶來巨大的經濟效益。要想在智能技術的發展方面有所突破,打造智能經濟新動能是十分必要的。而在智能制造經濟新動能中的財務管理工作是十分關鍵的,今天我們就對智能制造經濟新動能中的財務管理來進行探討。
[關鍵詞]智能制造;經濟新動能;財務管理
當今,電子產業的發展在經濟發展中起著十分關鍵的作用。智能信息技術在個人消費、工作、醫療等方面都起到了十分重要的作用,給人們的生活帶來了便利。但電子產業的發展也遇到了難以突破創新的問題。人們對一些智能機器人以及虛擬現實技術等新興電子產業開始有了濃厚的興趣。這促進了新興智能技術的產生與發展。為了能更好地促進電子產業的發展我們需要對目前的產業所面臨的問題深入了解并想出對策。只有這樣,才能打造經濟新動能。無可置疑,新經濟動能必定帶來一定的經濟效益,為了智能制造更好的發展,財務規劃管理也是其中重要的部分。
1智能制造當前遇到的挑戰
智能制造產業雖然發展迅猛,但已到了一定的程度。為了找到創新發展的突破口,必須對當前市場進行分析,找出智能制造產業面臨的問題和挑戰,想出對策應對,為智能制造的持續發展注入動力。通過調查分析,對此有了一定的了解。
11內部因素
核心技術和高端產品供應能力不足。產品制造多于產品創造。歸根結底是因為我國電子產業核心技術依然處于一種急需外來核心技術支持的階段。創業創新支撐體系和公共服務平臺不夠完善。現在是數字信息時代,智能制造產業的發展對于創業創新支撐體系的依賴性高,而公共服務平臺不完善使得消費大眾對電子產品的了解和反饋有一定的阻礙。為了生活便利,人們經常在應用市場下載一些新研發的應用軟件,但有的智能硬件在各類應用市場的云端服務層存在數目眾多、組織混亂、標準不統一,且存在生態化碎片等問題,制約了智能軟硬件的持續升級開發。此外安全性、兼容性、可靠性、標準模糊等問題仍然存在。
12外部因素
傳統智能制造產業供給側和應用側的互動不顯著,重要行業領域在信息化應用中供給方與應用方缺少良性互動。高端產品供應能力不足,難以滿足高端客戶的需求。這些都會阻礙我國智能制造產業的發展,這就要求我們必須掌握核心關鍵技術,提高高端產品的供應能力。
2經濟新動能的發展
隨著物質生活水平的提高,人們對智能產品的需求從通信工具、家電轉化為智能衣物、智能機器人等新興智能產品,這就是智能制造中的新動能。所以要注重這些新興智能產品的開發和制造,打造經濟新動能,開創新空間。
第一,引進高水平的智能科研人員。人才是技術發展的核心,要注重人才的培養,引進新型的創造性人才,打造新的智能產品來滿足人們對新型智能產品的需求。新型智能產品更快地更新換代,智能經濟的發展才能不斷地提供新動能,相輔相成。
第二,注重經濟新動能的探索。對廣大人民群眾的需求,必須要深入了解。只有深入了解,才能投其所好,創造出所需要的智能產品,開創經濟發展新領地,抓住發展要點,把握好商機,打造經濟新動能,智能產業的發展才會更有前途。
3經濟新動能中的財務管理思路
31財務管理權利要有效分散
由于機構龐雜,權力的過于集中,會導致權力濫用、管理片面、管理效率低下等問題,尤其是財務管理關系著整個行業的命脈,所以財務管理中一定要注重權力的有效分散。只有權力有效分散了,各種權力之間才能相互制衡,才能保證管理工作中少出紕漏,資源才能得到有效的配置,才能發揮規模經濟效應。而且權利的有效分散,利于財務管理的決策,經過各個管理職位上人員的討論最終達成共識的財務決策,不僅降低了策略失誤的可能性,而且集思廣益,利于財務決策的統一性及可操作性,避免決策片面化。所以必須妥善處理好財務管理權力的集中與有效分散。
32財務管理中實現財務與業務的統一
在實際工作過程中必須保證財務和業務的統一。兩者只有保持同步,才能促進新動能經濟的和諧。所以在財務管理過程中,一定要實現財務和業務的統一,只有以此為前提條件,經濟新動能的發展才會有前途,智能產業的明天才會更加美好。
33提高財務信息效度,提高預算準確性,增加經濟效益
根據以往的經驗,預算準確性對企業財政收入有顯著正影響,財務信息效度對預算準確性有顯著正影響。所以我們對于財務信息的記錄、整理、核對等一系列工作都要認真對待,提高財務信息的效度。執行過程中如遇市場環境改變、國家政策調整等,預算要及時調整偏差,財務部門應建立相應的有效機制,規范企業各種生產經營行為,將其所有經營行為都納入科學化管理的軌道上,在經營管理、資金監控和物資調配等方面實現同步控制信息流、資金流、物資流。
34財務管理中投資聚焦重點應用領域,推動產業整體發展
對于投資重點應用領域,我們要另辟蹊徑,重點推動一些基礎好、潛力大的應用的發展,使得這些應用快速普及,先行示范,帶動智能技術的整體發展。并在這推動過程中形成一種標準,使得其他的應用也帶動發展,進而逐步標準化、規范化,直至促進電子產業整體的發展。我們有理由相信我國的電子產業的前途將是一片光明的。在此過程中,財務管理的資金投入的比重十分關鍵。財務管理人員應充分考慮這些問題,依經濟發展的風向及公司全局性的戰略決斷,財務在重點應用領域的投資的把握與運籌發揮著重要作用。財務管理得當,投資到重點應用領域的項目會為經濟新動能的打造制造一定的物質基礎,有了這些物質基礎,我們加大在新動能方面的資金投入,快速壯大新動能經濟,從而促進智能制造產業的發展。
4結論
智能化的到來使得電子產業的發展進入了“調速換擋期”,智能化轉型孕育著發展的新動能經濟。發展新動能經濟的重中之重則是財務管理的新思路的突破。我們只有意識到這一點,我們的電子產業才有希望。所以,我們要合理進行財務管理,針對所面臨的問題和挑戰提出對應的策略,促進電子產業的轉型,打造智能技術l展的新動能。需要財務管理對新動能技術各個環節分配合理,對于重要的環節、領域要加大資金分配。只有足夠的資金支持,新動能發展的速度才能快速提升。所以經濟新動能中的財務管理工作十分重要。這就要求財務管理講究方式方法。也就是以上所說財務管理中應該注意的問題。
[摘要]制造業要素供給的巨大變化,使蘇州對發展具有要素集約效應的“智能制造”有迫切需求。庫卡機器人、發那科、微軟蘇州研發中心、綠的諧波等20余家企業的調研表明,智能制造時代的人才,除了要具有良好的職業道德和工匠精神外,還須具備以下能力:①精通專業技術;②極強的多領域理解力和溝通合作能力;③極高的人文素養和認知境界。蘇州在實施人才優先發展戰略中,已形成了“姑蘇領軍人才―緊缺人才―高技能人才”等人才層級,人才高地已初現雛形,但對于“智能制造”發展所急需的專業技術人才、中高端復合型人才,以及創新創業人才供給仍然捉襟見肘。因此,蘇州應通過創新政府資金資助方式,加強長三角與國際區域人才交流與合作,完善智能制造人才培養培訓計劃,打造人才樂業環境等措施,有的放矢地培養、吸引、留住“智造”人才,使人才服賬罩蕁爸竊臁薄
[關鍵詞]智能制造;人才調研;蘇州;問題與對策
人才資源是推動一個地區經濟發展的力量之源。無論是德國的“工業40”、美國的“工業互聯網聯盟”,還是我國的《中國制造2025》和“互聯網+”,都將變革的方向瞄準了代表先進制造業的“智能制造”產業。蘇州經過改革開放近四十年的高速發展,制造業要素供給已發生巨大變化,勞動力、土地、資源、能源約束都相繼出現,已經進入必須依靠技術進步和產業變革實現發展的新階段,蘇州對發展具有要素集約效應的“智能制造”有迫切的要求。“智能制造”正在重塑人們既有的生產、生活模式,對從業人員的技能、素質提出了更高要求,蘇州已有人才數量、技能與素質是否能滿足智能制造業的發展需求,如何培養、吸引、留住“智造”人才,使人才服務蘇州“智造”,是本文的研究目的。
1 “智能制造”對人才能力的要求
“智能制造”(Intelligent Manufacturing,IM)源于人工智能的研究。一般認為“智能”是知識和智力的總和,前者是智能的基礎,后者是獲取和運用知識求解的能力?!爸悄苤圃臁蓖ㄟ^智能機器與人的協作,去擴大、延伸和部分地取代人類在制造過程中的體力與腦力勞動。機器人、人工智能、虛擬現實、無人機、3D打印、無人駕駛、智能物流、智能裝備、智能家居是目前智能制造已涉及的發展領域。2015年我國智能制造產值在1萬億元左右,2020年有望超過3萬億元人民幣,年復合增長率約20%。智能制造的快速發展對人才供給模式產生巨大沖擊,人才標準與企業崗位需求迫切需要加速對接。
課題組對庫卡機器人上海有限公司、ABB上海公司、寶時得機械(中國)有限公司、微軟蘇州研發中心、科沃斯機器人科技(蘇州)有限公司、蘇州綠的諧波傳動科技有限公司、蘇州紐威閥門股份有限公司、易程(蘇州)電子科技股份有限公司,等10余家企業的調查結果表明:智能制造時代的人才,除了要有良好的職業道德、工匠精神、扎實的基本功和基本的學習能力外,還須具備以下能力:①精通專業技術。專業技術作為支撐智能制造專業化分工的手段與條件,是智能產品升級和智能技術體系的創新要求。②極強的多領域理解力和溝通合作能力。比如服務機器人行業,會是人工智能+互聯網+機器人硬件等多領域的交集,同時能懂這三方面的人才是可遇不可求的。所以,在實際工作中,一定需要不同背景的人才共同協作,因此要求相關協作人員具有極強的多領域理解力和溝通合作能力。③極高的人文素養和認知境界。智能制造,是為了探索人類自我認知和極限、人和機器的關系、機器和機器的關系……并以此來重新定義各種產品和技術的實現方式和路徑。智能產品,本質是其設計者認知能量層次的外化,需要超越純邏輯性的思維和內涵。
2蘇州高技能高層次人才發展現狀
自2007年啟動 “姑蘇人才計劃”以來,蘇州人才總體呈現出“量質齊升”態勢。目前,“姑蘇領軍人才――緊缺人才――高技能人才”人才層級已逐漸成型。蘇州市統計局的《蘇州市2014 年人才發展狀況簡析》顯示,截至2014年年末,蘇州全市人才資源總量已達 21204 萬人,其中專業技術人才 13661萬人,高技能人才 4663 萬人,高層次人才 1553 萬人。從職稱看,高層次人才中,蘇州擁有正高職稱的有4300 人、副高職稱的有61100 人;從學歷看,博士10500 人,碩士 93200 人,分別同比增長 162%和 203%。截至 2014 年年末,入選省“雙創人才”累計達 501人,連續八年位列全省第一;入選國家“千人計劃”專家累計達 157 人,處于江蘇省領先水平。此外,蘇州不僅建設了生物納米園等近20個產業園區、63家省級以上科技孵化機構,還建成蘇州科技城、獨墅湖科教創新區、中科院納米所、醫工所等重大創新載體。這些平臺的構建,吸引了大批高技能高層次人才集聚蘇州。從科技成果看,截至 2014年年末,蘇州全市累計有33項成果獲國家科技獎,其中科技進步獎 28 項,技術發明獎4項。
3“智能制造”視角下市場凸顯的蘇州人才問題
31制造業人才“需求大”與“招聘難”形成強烈反差
《蘇州市人力資源市場供求狀況分析報告》顯示,蘇州制造業人才需求旺盛。以2013年一季度至2014年二季度為例,制造業人才需求占蘇州人才總需求比重基本維持在63%以上。然而,與人才需求形成強烈反差的是制造企業人才缺失現象嚴重,蘇州市統計局的《2014年蘇州企業人才調查》結果顯示,制造企業人才招聘艱難,主要表現在三個方面:(1)用人難。調查顯示,制造企業人才缺失比重為618%,其中,390%的企業存在短期性人才缺失,98%的企業面臨長期性人才缺失。從缺失工種來看,熟練可操作性技工缺口最大。(2)留人難。2014年年末蘇州企業用工總人數為288萬人,新招錄員工79萬人,離職人數59萬人,離職率達170%。其中,制造業離職率最高,達256%。(3)招人難。多數制造企業反映招人難。從主要原因看,有約737%的企業認為求職人員中缺少受過培訓、具備技能和經驗的人員;約462%的企業認為求職者對薪酬期望過高;認為可供選擇的求職人數減少、求職人員的專業知識不符合崗位要求的企業分別占到414%和335%。
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32先進制造業崗位人才緊缺
先進制造業因處在蘇州產業結構轉型升級的發展過程中,多數企業正根據市場需求變化進行結構性調整,人才需求的重點正從數量向質量轉變,未來人才需求方面以中高端技術類與綜合管理類崗位為主?!短K州市重點產業緊缺人才需求目錄》(以下簡稱《目錄》)所涉及的9大產業中,先進制造業有五大產業被列入緊缺人才目錄。目錄將崗位緊缺指數分為“1~5”五個等級,其中“5”等級為緊缺度最高的急缺崗位。在2016年《目錄》中,先進制造業的新一代技術產業中,自動化工程師、軟件工程師等崗位,緊缺程度均為“5”。而人才緊缺的原因中排名前兩位的是“市場上符合崗位能力要求的人才數量少”(39%)與“專業對口領域的人才數量少”(31%)。
33有工作經驗的專業技術人才需求急迫
隨著產業結構持續優化,蘇州制造企業對于專業技術人才的需求,特別是有信息傳輸、計算機服務和軟件業工作經驗的人才需求相當急迫?!短K州市人力資源市場2016年第三季度供求狀況分析報告》的職業供求情況分析顯示,專業技術人員的市場需求量為266341人,比重為3833%,求職數為183240人,比重為2904%,求人倍率為143,在所有職業中求人倍率最高。如果按技術等級分類,從職業資格五級到一級、從初級到高級專業技術職務,需求與求職都呈現技術等級越高,人數越少、求人倍率越大,供求關系越趨于緊張的情況。求人倍率增加最多的是職業資格一級(高級技師)類別,比二季度增加了217。與2015年同期相比增加最多的是高級專業技術職務,增加了058。可見,高級技術人才短缺問題仍然突出,結構性矛盾依然存在。
34中高端復合型人才儲備不足
埃摩森研究院2015年蘇州中高端人才招聘報告顯示,在被調查的204家蘇州企業中(被調研的企業既包括近幾年新成立的創新型企業,也包括有數十年歷史的傳統企業),約70%的受訪企業表示都有中高端管理人才招聘的需求,且人才需求集中在復合型人才,即專業技術能力以及管理能力兩個方面。其中有37%的企業急需懂技術、懂管理的中高端人才;34%的企業急需懂市場、懂管理的中高端人才;42%的企業急需懂技術、懂市場的中高端人才;32%的企業急需懂管理、懂資本運作的中高端人才。但受訪企業幾乎都表示面臨中高端人才招聘渠道不暢,市場人才儲備不足等問題。
此外,報告還顯示,在中高端人才關注的五大行業中,互聯網行業是最被關注的行業,占比達到16%。隨著國家對“互聯網+”的大力推進,蘇州互聯網?游戲?軟件行業的高速發展也備受矚目,其對高端人才的吸引力也是毋庸置疑的。此外,電子?通信?硬件行業因是與互聯網產業緊密相關的行業,在吸引中高端求職者中,僅次于互聯網行業,占比達13%。
35創新創業人才與北上廣等城市相比仍有差距
在創新驅動的諸多要素中,人才特別是創新人才是核心要素。蘇州人才高地已初現雛形,但與北上廣等城市相比,仍有差距。其中之一,就是創新類人才占比偏低。蘇州的人才結構,特別是高層次人才構成中,創業類人才居多,創新類人才比例偏低。有三組數據可以說明:①在蘇州已立項資助的共544個姑蘇創新創業領軍人才(團隊)中,僅22個是創新類;②在公布的2014年省“雙創計劃”引才名單中,蘇州有98人入選,其中,創新創業類共78人,78人中創新類為21人,創業類達57人;③在蘇州157位入選國家“千人計劃”的高層次人才中,創新類為28人,創業類為95人。其中之二,從城市能級角度看,蘇州的政策、資源等對人才的吸引力也還不夠,在產業環境、產業規模等方面,與上海、北京、廣州等一線城市相比有一定差距,人才創業首選度還不夠高,這從姑蘇領軍人才的創業經歷可以看出。在立項的500多個創業人才(團隊)中,約70%的人才(團隊有在其他地方的創業經歷(其中,20%來自北京,27%來自上海,6%來自廣東)。主要原因是,蘇州的創新創業綜合環境與北上廣深相比有差距,產業內的企業多處于成長期,組織架構尚不完全,職業發展空間、薪資水平等在吸引人才方面不具備明顯優勢。
4蘇州“智能制造”人才培養發展對策
41創新政府資金資助方式,激發技術人才價值
互聯網思維下的“創新模式”,使人們調配資金、技術和信息等生產要素的便利程度遠超過去,也使提供智慧和創意的人力資源上升為決定成敗的重要因素。長期以來,蘇州政府通常采取資助項目和企業的方式,激勵企業家參與蘇州經濟改革。然而,這種傳統的資助方式,獲利的多是項目中介人員和企業主,從而挫傷了技術人員的積極性。對于依靠智力資源的智能制造領域來說,專業技術人員應該成為項目資助的主要獲利方之一。因此,蘇州政府應順應時展新特點,創新項目資金資助方式,使實施項目的技術人員能從中直接受益。比如,鼓勵企業采用眾包方式,借貸“大眾智慧”,這種項目資助方式,可以將企業的發展目標和項目實施人員的經濟利益捆綁在一起,使項目實施人員直接從中獲益,從而可以激發出專業技術人才的創新動力。
42加強長三角區域人才開發與協作,打造跨^域人才交流合作平臺
在中國經濟發展的轉型期,長三角地區同樣面臨著經濟結構調整以及產業轉型升級的問題,蘇州作為長三角經濟發達城市,應抓住歷史機遇,依據“互利共贏、優勢互補”的原則共謀發展,通過人才招聘、培養、交流、合作等方式,積極參與長三角地區全方位、寬領域、高起點、的人才開發與協作工作。通過建立人才資源區域開發協作機制,與長三角其他地區建立多渠道、多層次、長期穩定的跨區域人才協同發展關系。通過“走出去,請進來”的交流方式,與長三角地區科研機構、高等院校知名企業等建立全方位合作關系,提升蘇州人才平臺的質量層次,形成多類型跨區域的長三角人才交流合作平臺。
43集聚國際優秀人才,提升蘇州人才國際化程度
國際人才有四個判斷標準:①是否具有廣闊的國際視野和全球思維;②是否具有良好的跨文化溝通能力;③是否具有較強創造價值的能力;④是否通曉國際規則和慣例。隨著蘇州智能制造產業的快速發展,蘇州應該進一步采取有效措施,引進、培養一批符合四項標準的國際優秀人才。一方面,蘇州應該引進具有國際領先水平或全球影響力的國際領軍人才,實現蘇州人才集聚從“量”向“質”的轉變。另一方面,蘇州應引進國外培訓機構,拓展境外人才培養渠道,鼓勵和支持有條件的高校與海外高水平教育機構進行國際化合作,培育具有國際化素質的本土人才。同時,蘇州還應探索國際化人才管理制度,通過市場機制在全球范圍內配置人才,從而推動蘇州人才國際化程度的提升。
44以緊缺專業技術人才和高層次創新人才為重點,組織實施人才知識更新工程和卓越工程師培養計劃
緊缺專業技術人才和高層次創新性人才是智能制造業的發展引擎,對智能制造的發展起到引領和驅動的作用。緊缺專業技術人才和高層次創新性人才隊伍建設,應瞄準世界高端產業水平,組織實施人才知識更新工程和卓越工程師培養計劃。在實施智能制造業重點工程項目、科研項目和建設項目中,以產品設計、技術驗證、專用設備及新工藝研發等科技創新活動為依托,培養大批技術研發、設計、工藝、工程、檢測等方面的優秀人才。同時,加強本地高校與制造業相關信息技術、工程技術和管理類學科專業建設,適度超前培養人才,在智能制造企業中設立一批 “工程創新訓練中心”。進一步加強企業緊缺專業技術人才和高層次創新人才的繼續教育,鼓勵和支持企業開展在職培訓和高級研修,系統培養大批智能制造相關產業關鍵領域的緊缺專業技術人才、復合型專業技術領軍人才和優秀創新團隊。
45依托本市智力資源,完善智能制造人才自主培育體系
人才引進和培育是人才建設的兩條重要途徑,通過人才引進解決蘇州智能制造人才匱乏的“燃眉之急”,通過人才培育,搭建蘇州智能制造人才層次梯隊。蘇州應依托本地知名企業、科研院所以及各類創新創業中心、科技園區的研發資源,建立智能制造人才培訓和輸送基地,自主培養一批智能制造高端人才,以人才高地造就產業高地,以人才結構優化促進智能制造產業結構的優化;鼓勵各類主體積極創辦多類型社會化培訓機構,開辦各類智能制造人才培訓班,建立“智能制造工作室”等人才培養平臺;依托蘇州地方高校的學科優勢和研究專長,結合產業發展需要,有針對性地培養適應蘇州產業發展要求的各級各類智能制造人才,從而為蘇州智能制造產業的發展提供人才儲備和人力資源保障。
46加強政府精細化管理職能,打造“智造”人才樂業環境
繼續發揚蘇州服務型政府職能,嘗試國際化模式,建立一套服務智能制造人才發展的工作機制。在“崇文、融和、創新、致遠”城市價值觀的指引下,尊重智能制造高端人才在科學領域的自由研究及個人的特殊稟賦和個性,改革科研評估體系過分強調“短、平、快”的人才評價機制。通過政策引導、制度規范等方式督促用人單位建立現代化人才管理機制,為智能制造人才提供良好的工作環境和創業環境。通過“國際精英創業周”和“贏在蘇州”等創新創業活動,邀請海內外“智造”業高層次人才與創業資本、創新載體、創業團隊等智造業要素進行有效對接,促進智能制造優質科技成果在蘇州實現產業化。探索國際化人才管理制度,實現專業技術人員職業資格的國際互認,完善國際化人才發展環境。不斷提升蘇州的文化軟實力,構建豐富、多元、相融的文化氛圍,提高智能制造高端人才對蘇州的融入度和認同感,努力打造蘇州 “智造”人才安居樂業大環境。
摘 要:在我國建設“工業4.0”的大背景下,新一次的工業革命正如火如荼的展開。智能制造作為新一代制造模式的典型代表,自20世紀80年代第一次提出,就收到了學術界和工業企業的廣泛重視。但是現階段工業界并沒有建立起非常成功的智能制造體系,主要原因是對于智能制造內部原理的研究并不透徹,同時對于智能制造的發展趨勢把握不準。本文立足于智能制造體系的本質,通過對現階段國內外智能制造體系架構的研究,提出了未來一段時間內該體系發展的趨勢。
關鍵字:智能制造體系;整體架構;功能特征;柔性化
1 前言
智能制造是最新的制造模式之一,具有廣闊的發展前景,智能制造從本質上說是一個智能化的信息處理系統,對外操控機器人的動作,完成產品的制造和加工。該系統屬于一種開放性的體系,原料、信息和能量都是開放的。智能制造是新世紀制造業振興的發展方向,是我國實現制造業跨越的必經之路。
2 智能制造系統研究現狀
2.1 智能制造系統內涵分析
智能制造體系是上世紀八十年代有先進的工業化國家率先提出的,主要包含只能制造技術和智能制造系統兩部分??傮w來看,智能制造體系指的是應用集成工程的思想,通過制造軟件專家系統、機器人視覺和控制等先進技術,最終達到智能裝配生產線上的機器人能夠在人工不進行干預的情況下完場生產任務。智能制造的目的是人的腦力活動轉化為制造機器人的智能化思維。智能化制造體系的物理基礎是智能化機器人,所必需的設備包括智能加工機床、工具和設備的智能化輸送平臺以及裝配設備等。
2.2 智能制造體系國內外研究現狀
智能制造在上世紀八十年代提出之后,在國際范圍內形成了三個主要的研究中心,分別是美國、歐洲和日本。最初的內涵指的是智能機床,智能機床能夠完場熟練機械師操作普通機床完成的所有功能,具有一定的智能性。后來的智能制造概念得到發展和延伸,進而形成了一種開放性的操作系統,日本于1990年完成了世界范圍內第一個智能制造工廠,融合了人工智能技術的機器人同時具備視覺的觸覺功能。相對而言,我國在該領域的研究起步較晚,九十年代后才申請成立了第一個智能制造國家級項目。在理論研究領域主要集中于智能制造基礎理論分析、智能化單元制造與控制、智能機器人的研發等。
智能制造的應用正在世界范圍內興起,它是制造技術發展,特別是制造信息技術發展的必然,是自動化和集成技術向縱深發展的結果。然而,雖然智能制造得到了學術界的廣泛重視和深入研究,然而卻難以得到工業界的廣泛應用和推廣,同時近幾年關于智能制造系統新理論方面的研究遇到了瓶頸,其問題在于智能制造系統的體系架構尚未研究透徹,同時對于智能制造系統的發展趨勢沒有比較好的掌控。
3 智能制造體系架構研究
3.1 智能制造體系整體架構分析
智能制造的總體架構自下而上包括業務層、運作層、功能系統、功能單元、支撐技術五個層次。智能生產線各個層次間相輔相成,聯系密切,其中系統以需求訂單為輸入,以信息系統為核心,集成自動化上下料等多個子功能系統,以基本功能單元及支撐技術為依托,推動智能制造生產線的正常運作,實現大批量產品定制及個性化客戶服務的目標,從而最大化地滿足客戶和市場需求。其中各個層次的內容及構成如下:(1)系統業務層:即系統目標,是為客戶提供大批量定制產品及個性化的客戶服務。(2)系統運作層:主要包含精益化、數字化和敏捷化等最新技術。(3)功能系統層:設備預警,優化加工參數,監控生產的全過程,精度檢測的在線實現,最終通過信息技術系統進行集成。(4)功能單元層:此部分承擔設備和加工裝備的信息傳輸,使用傳感網絡和通信網絡技術。(5)支撐技術層:系統設計技術主要有傳感技術和模塊化技術,設備故障診斷和維修系統,安全維護和設備及信號的有效識別。
3.2 智能制造體系亟待解決的問題
智能制造想要完全提出人工干預,實現完全意義上的機器自主控制與分析,就需要建立一個智能化、數字化、信息化程度較高的企業管理網絡,通過該網絡完成產品的設計、裝配制造直至倉儲物流的全過程控制,其中還包括問題產品和故障設備的自動處理和維修。但是現階段我國制造裝配企業在各個制造要素的互聯互通方面存在不小問題,主要體現在智能制造體系各功能單元之間橫向、縱向集成通訊、端口到端口的信號傳輸。數據格式、通訊協議和語言識別等基礎性的內容還沒有完全解決。隨著物聯網、大數據和云計算等最新技術的融合,各功能單元之間的通訊是必須要解決的問題。人機交互、設備與設備之間、生產制造和倉儲物流之間的信息交互都是困擾智能制造體系構建和發展的一大難題。
4 智能制造體系發展趨勢分析
4.1 智能制造體系柔性化發展方向分析
智能制造體系的柔性化方向石油柔性智能裝配引發的,基本的基本思路為:柔性裝配的研究層次從上到下分為柔性工裝、柔性工藝規劃和柔性車間調度。主要涉及的研究思路包含結構優化設計、工裝驅動數據自動生成、裝配順序劃和分配方法研究以及智能調度技術。柔性化發展是基于只能裝配生產線上可能出現的各種問題及產品,所提出的新型發展方向。這其中可變參數和柔性調度是最重要的研究領域。
4.2 智能制造體系精益化發展方向分析
精益化的研究發祥包括四個方面的內容:(1智能制造環境下的自適應快速換模技術;(2)設備自診斷、自適應和自修復技術所組成的全員設備維護技術;(3)生產流程自動化的3P技術,該技術能夠將生產過程中的資源浪費在設計和工藝研究等源頭環節中進行降低;(4)均衡混流生產技術,該技術是基于對生產計劃的合理規劃以及現場動態調整和調配等智能制造手段進行的。
4.3 智能制造體系敏捷化的發展方向
敏捷化主要有以下連兩個研究方向:首先,對于客戶訂單變化的快速響應是只能制造的一大特點,通過前期客戶需求的調查,在大數據分析的基礎上,使用神經網絡等算法對客戶的訂單可能發生的情況進行預測,并擬合相應的相應曲線,得到響應基本函數,然后優化設計生產關鍵因素,最終大幅度減少客戶需求響應的時間。其次是對于功能單元的設計和配制。在使用智能制造生產線的時候,需要對參與生產的各要素(包括軟件設計、硬件要求和工藝流程設計等)歸類的功能模塊劃分。在功能劃分之后組建各自成體系的模塊單元,并配置相應的算法,以達到提升智能制造體系柔性化和可重構性的目的。
5 結語
工業時代經歷了三次大的變革,現在的工業4.0時代最主要的特征是智能化和遠程控制,重點在于利用互聯網技術、物聯網技術、信息處理技術和智能機器人技術,最終實現產品加工的更高層次的自動化。本文通過對智能制造體系的深入分析,認為我國雖在在該領域取得了舉世矚目的成就,但是在智能化的本質和原理方面的研究仍然不足,未來建議在智能制造柔性化、精益化和敏捷化方面開展研究。
“一些地方式地推進‘機器換人’,認為這就是智能制造,這是一種片面化簡單化的理解?!?
全國政協委員、中國電子學會副理事長兼秘書長徐曉蘭在政協十二屆四次會議大會發言中指出,作為新一輪科技革命的核心,智能制造能夠大幅度地提高制造效率,改善產品質量,降低產品成本和資源消耗,已成為未來制造業發展的重大趨勢和核心內容。同時,智能制造也是我國加快發展方式轉變,促進工業向中高端邁進、建設制造業強國的重要舉措,是新常態下打造新的國際競爭優勢的必然選擇。2015年5月,國務院印發的《中國制造2025》,明確提出智能制造是今后我國制造業發展的主攻方向。然而,推進智能制造是一項復雜而龐大的系統工程,需要不斷探索乃至試錯。
在徐曉蘭委員看來,機器人并不能完全替代人工。智能制造并不排斥人工,例如人機交互技術就是工人與機器實現協同生產。目前的工業機器人只是代替了一些簡單、繁重、危險工序中的人工;服務機器人可在居家養老、醫療康復、教育娛樂等領域解決專業人員不足等難題??偟膩碚f,智能制造或機器人并未對社會就業率帶來較大影響。
與此同時,機器人正在創造新的就業崗位。智能制造與機器人是多種技術的交叉融合,自身發展離不開大量專業技術人員,其催生的新產業生態更可吸納大量勞動力。例如,新一代工業機器人、無人機、教育娛樂機器人等產品的國內外需求廣泛、發展潛力巨大,將是我國實施“走出去”戰略的重要智能裝備和產品,也將是我國制造業向產業鏈中高端演進的重要抓手,可創造大量工作崗位。我國只有牢牢把握新一輪科技革命和產業變革所帶來的發展窗口期,才能真正邁入制造業強國行列。
徐曉蘭委員提出了幾點措施建議:一是正確認識智能制造的深刻內涵。任何新技術、新產業在促進社會進步的同時,也會帶來一些挑戰。我們要特別注意對前瞻性和顛覆性技術的研究,要不斷深入探討產業生態和商業模式的變革對制造業發展的深刻影響,促進《中國制造2025》戰略的實施。
二是分業施策優化產業規劃布局。下大力氣突破材料、核心零部件、生產工藝、系統集成、工業CPS(信息物理系統Cyber-PhsysicalSystems)等智能制造領域關鍵技術,針對不同產業環節采取更具針對性的政策。
三是打造制造業強國要標準先行。加快推進制造業領域標準體系建設,形成以標準帶產業、產業促標準的良好發展格局。
四是加強智能制造人才體系建設。建立智能制造人才庫,健全一線科研、技術人員激勵機制。推進分類側重培養,從科學研究、技術攻關、工程應用等方面培養各領域專業人才。
摘要:認為當前亟需泛在信息制造技術,使生產制造過程在廣度上實現互聯互通,在深度上實現信息空間和物理空間的融合。為此,提出了一種泛在信息化智能制造系統及相關技術群,實現制造資源的網絡化互聯,信息資源的語義化表達和制造服務的自組織運行。此外,還指出如何實現多種數據流的混合傳輸,如何實現異構信息的集成與互操作,以及如何面向復雜時空關系建立抽象模型,是需要解決的挑戰性問題。
關鍵詞: 智能制造;網絡化制造;工業控制網絡;信息物理融合系統;服務化
制造I經歷多年發展,企業內部業務分工日趨明確,總體上可以劃分為兩大領域,即縱向生產管理控制和橫向產品生命周期管理。根據ANSI/ISA 65[1]和IEC 62264-3[2]的定義,縱向生產管理控制可以概括為3個層次:經營決策、計劃調度和生產控制;橫向產品生命周期涉及4個領域:產品設計、工程實施、生產運行和產品服務。隨著自動化、計算機和網絡技術的發展,上述不同領域和層次逐漸形成了相應的計算機系統和網絡,其中計算機系統包括企業資源計劃系統(ERP)、制造執行系統(MES)、數據采集與監測控制系統(SCADA)、分布式控制系統(DCS),以及包括計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程(CAE)在內的計算機輔助系統(CAX);網絡包括互聯現場設備、控制器、傳感器的現場總線、工業以太網、工業無線網絡,以及企業管理所需的以太網和互聯網等[3]。
然而,種類繁多的系統和網絡造成了以下兩方面問題:
(1)在廣度上,部分網絡雖然實現了少數系統的互聯互通,但是企業內部仍然存在大量信息孤島,受時間、空間的限制,人與人、系統與系統、人與系統之間還無法建立起廣泛的互聯,信息無法在企業內部高效地流轉;
(2)在深度上,數字化制造的發展,雖然初步形成了信息空間的概念,但是信息空間還未能實現與物理制造空間的深度融合,無法根據物理空間的需求,主動提供數據、應用和服務。
綜上所述,當前制造業企業亟需廣泛、深度互聯的基礎,縱向上打破系統之間的壁壘,橫向上打通信息與物理的隔閡,實現跨層次、跨領域的業務集成,提高制造業企業的運行效率和敏捷性。
與此同時,隨著芯片制造、無線寬帶、射頻識別、信息傳感及網絡業務等信息通信技術(ICT)的發展,信息網絡已更加全面、深入地融合人與人、人與物,乃至物與物之間的現實物理空間與抽象信息空間,并向無所不在的泛在網絡方向演進[4]。
根據國際電信聯盟的定義,泛在網絡是指在預訂服務的情況下,個人和/或設備無論何時、何地、何種方式以最少的技術限制接入到服務和通信的能力[5]。泛在網絡可以將信息空間與物理空間深度融合,其服務能夠以無所不在、無所不包、無所不能的方式,實現在任意時間、地點,任意的人、物都能順暢地通信,獲得個性化的信息服務。
顯然,泛在網絡的相關理念、技術和方法有助于解決制造業當前面臨的問題。正是在這種背景下,有學者提出了泛在信息制造技術的概念:泛在信息制造技術是以泛在網絡為基礎,以泛在感知為核心,以泛在服務為目的,并以泛在智能拓展和提升為目標的綜合性、一體化的信息處理技術[6]。
泛在信息制造技術為解決制造業當前面臨的問題提供了全新的思路和手段:將物理制造空間中跨層次、跨領域的物理制造資源映射到信息空間,從廣度上打破信息壁壘,實現人、制造設備、生產過程的泛在互聯互通;在深度上實現制造信息空間與物理空間的深度融合,按需提供主動的智能制造服務。因此,泛在信息制造技術的提出符合當前技術發展趨勢和產業需求。
1 泛在信息化智能制造
系統的架構
根據泛在信息制造技術的內涵,基于該技術的泛在信息化智能制造系統應當要滿足以下3方面的功能需求。
(1)制造實體網絡化:分布式物理資源接入、數據感知和信息傳輸,要求系統具備網絡化能力;
(2)信息資源模型化、語義化:多尺度、異構虛擬資源的統一組織,要求虛擬資源的形式是模型化的,并且具備豐富的語義;
(3)制造能力服務化:支持多種應用業務協作式運行,需要系統為不同的業務提供核心服務。
為此提出了如圖1所示的泛在信息化智能制造系統的4層架構,包括:泛在化感知層、全互聯制造網絡層、語義化信息集成層和服務化制造應用層。
首先,網絡化是泛在信息化制造系統的本質特征。針對制造系統網絡化的特殊需求提出了兩層的網絡架構,其中泛在化感知層實現與生產過程密切相關的現場物理資源泛在接入、感知,在此之上全互聯制造網絡層使現場級傳感網、控制網與企業級管理網、互聯網實現扁平化、對等化互聯。
其次,模型化是信息空間的虛擬信息資源統一組織的必要形式,語義化是異構模型能夠跨層次、跨領域集成的核心。一方面,模型化是信息資源集中組織的有效手段;另一方面,語義化是模型能夠進行跨層次、跨領域異構集成的核心。針對這種需求提出了語義化信息集成層,基于模型化和語義化手段,實現跨層次、跨領域虛擬信息資源的統一組織、集成和管理。
最后,服棧是制造物理空間與虛擬信息空間實現集成的技術手段。制造服務聚集在信息空間根據具體業務特點,按需進行組合,實現制造應用的動態自組織。因此,針對系統服務化的需求提出了服務化制造應用層,為具體的制造應用業務運行提供核心服務。
2 泛在信息化智能制造
系統的支撐技術群
圖1所示的泛在信息化智能制造系統的架構需要相應技術群才能支撐其系統特征。本節分別總結了各層相應的技術群。
2.1 面向泛在化感知的無線傳感網
技術群
面向泛在化感知的無線傳感網技術群是指實現工業現場傳感器、控制器、生產設備接入、感知和控制的一系列無線傳感技術[7]。作為泛在信息化制造系統中虛擬信息空間與物理制造空間的接口,該技術群一方面從物理制造空間獲取數據并映射入信息空間;另一方面接收信息空間的指令,完成對物理制造過程的控制。如圖2所示,該技術群具體包括兩方面:物理資源接入技術[8]和物理過程感知技術[9]。在資源接入方面,包括面向多種協議的物理資源即插即用技術,即根據協議類型、設備類別、生產流程等信息動態適配多種網絡協議,為資源構建邏輯鏈路,滿足其通信關系。在感知方面的主要支撐技術包括智能傳感器技術[10]和以無線射頻識別(RFID)為代表的智能識別技術[11]等。
在無線傳感網技術的支撐下,工業現場的信息泛在化感知和設備可移動運行促進信息流轉,提升系統運行效率和信息―物融合深度。此外,無線傳感網模塊化、可重構、即插即用等特點,能夠最大限度滿足底層系統對可組合性的需求,實現協作運行。
2.2 面向全互聯制造網絡的組網與
傳輸技術群
面向全互聯制造網絡的組網與傳輸技術群是指實現工廠全覆蓋,管理和控制業務混流傳輸,并提供安全可靠保障的一系列組網與傳輸技術。作為泛在信息化制造系統中完成網絡化互聯的核心,該技術群基于互聯網的傳輸控制協議(TCP)/互聯網協議(IP)架構實現對工廠管理網絡、控制網絡、傳感網絡進行全面互聯,并與互聯網集成,實現無縫信息傳輸。如圖3所示,該技術群的組成主要體現在兩個方面:一是對當前現場傳感網、設備網采用的專用傳輸協議的IP化設計[12],具體包括針對嵌入式設備的IP 協議裁剪技術、針對嵌入式設備的低開銷IP 協議實現技術、面向完整和裁剪后IP 的多協議適配和轉換技術和輕量級IP 設備的管理與維護技術;二是信息流混合傳輸服務質量(QoS)保障技術[13],具體包括面向扁平網絡的實時流交換傳輸技術、面向異構網絡的資源動態認知與管理技術和面向混合業務流的流量控制技術。
上述技術群通過IP化手段,實現網絡扁平化,同時提供混合傳輸保障機制,實現了不同業務的按需服務。
2.3 面向時空動態制造信息資源的
語義化集成技術群
面向時空動態制造信息資源的語義化集成技術群是指實現制造業中跨層次、跨領域的海量、異構信息資源語義化描述、存儲、集成、組織與管理的一系列技術群[14]。如圖4所示,該技術群主要包括3個方面。首先,底層網絡中信息資源如原始數據等,其質量不高,存在大量錯誤、不完整或多余的原始數據。因此,需要采用數據清洗技術、過濾技術、壓縮技術和消冗技術等,處理質量較差的原始信息資源,保證其正確性[15]。其次,泛在信息化制造系統中大量跨層次、跨領域信息資源不具備統一的格式。因此,采用數據建模等語法轉換技術對多種語法格式的信息資源進行規范化處理,保證信息的語法一致性[16]。最后,異構信息資源只有具備統一的語義,才能實現語義級互操作性,直接被跨層次、跨領域的應用業務訪問和使用[17]。因此,采用語義轉換技術,對模型化后的信息資源進行語義標注,構建統一的語義模型。
在上述技術群支撐下,跨層次、跨領域的虛擬信息資源實現了模型化、語義化組織與管理,在統一層面上根據上層應用業務的特點,為其提供所需的信息資源。
2.4 面向制造業務的服務化技術群
面向制造業務的服務化技術群是指一系列實現物理/虛擬資源服務化封裝、注冊、查詢、組合、部署與管理的技術,以模塊化、服務化的模式,完成制造應用的動態自組織[18]。如圖5所示,該技術群主要分為3類:一是服務的封裝和注冊技術,是指采用服務化和虛擬化手段,將各種資源進行服務化封裝,并在服務庫中完成注冊[19];二是服務的查詢與組合技術,是指根據應用業務的需求,在服務庫中查找合適的服務,并根據規則進行組合[20];三是服務的部署與管理技術,是指將服務部署到具體的軟硬件資源上,并根據具體的業務要求對服務的執行過程進行監測、控制與調度,滿足共享資源上不同業務的運行要求。服務化首先將軟、硬件資源抽象為簡單的計算、存儲、傳輸等基本服務,在此基礎上,根據服務的組合規則,將基本服務組合為復雜的諸如加工、控制、監測、診斷、設計等服務,并且在面向具體業務實例化之后,可以滿足不同業務的應用需求。
正是在服務化的這種特性支撐下,系統能夠以開放的、可擴展的方式集成多種服務。并且能夠隨著業務的需求變化動態組織相應的服務,使得系統功能具備可演進性。
3 實現泛在信息化制造
面臨的技術挑戰
3.1 異構動態網絡環境下,多流混合
傳輸的路徑規劃與流量控制
泛在信息化制造系統的全互聯網絡基于IP將傳感網、控制網、管理網互聯構成扁平化的異構傳輸網絡,實現控制、管理和知識流的混合傳輸,但控制流傳輸需要保障實時性、可靠性,管理流和知識流傳輸需要保障吞吐量和帶寬利用率,管理人員的移動性使得網絡拓撲和知識流的傳播具有很強的動態性。
綜上所述,針對控制、管理和知識流不同的應用需求和負載特征,同時考慮工業物理網異構和拓撲結構的動態變化,構建針對時延、可靠性、能耗、帶寬利用率等混合關鍵性指標的網絡資源調度策略和控制方法,是泛在信息化制造所面臨的技術挑戰之一。
3.2 工業多維、異構信息資源的集成
與互操作
泛在信息化制造需要構建跨域、跨層的統一信息資源組織與管理體系,但設計域,實施域,運行域,維護域涉及多維異構的信息資源。一方面信息格式不同,既有結構化的生產數據、控制指令、設計模型等,也有非結構化的聲音、圖像、文本等信息;另一方面是信息的含義不同,各領域涵蓋了多個學科,包括物理、化學等工藝知識,熱學、力學等結構知識和電子、電氣等自動化知識。因此,如何構建可集成、互操作的統一信息模型是泛在信息化制造面臨的又一技術挑戰。
3.3 面向制造物理空間復雜時空
關系的抽象與建模
泛在信息化制造系統的關鍵是信息空間能夠準確對物理空間進行抽象與建模,以實現信息與物理的深度融合。制造物理空間生產過程具有明確的時間和空間特性,并且時空特性耦合性強,如描述流程工業復雜的物理、化學反應過程,通常采用動態偏微分方程來構建相關的機理模型。而傳統意義上,信息空間的建模和抽象過程多面向離散事件以及解耦的多變量關系,顯然無法實現對制造物理空間連續物理過程的抽象和建模。因此,面χ圃煳錮砜占涓叢擁氖笨展叵擔信息空間如何進行描述、抽象和建模,是泛在信息化制造面臨的一大技術挑戰。
4 結束語
當前,在中國相繼推出“工業化信息化兩化融合”“互聯網+”行動計劃、“中國制造2025”等一系列頂層設計方案的大背景下,無論是代表傳統力量的制造業,還是代表新興力量的互聯網界,都在積極探索中國制造的創新模式,如何尋找到符合中國特色的智能制造模式成為共同關注的焦點。泛在信息化制造正是在制造業內部需求拉動,外部ICT使能技術推動的基礎上,提出的一種符合當前技術、政策發展趨勢的智能制造創新模式,因此開展泛在信息化制造相關理論研究、技術攻關、工程研發與應用推廣等方面的工作,有利于國家宏觀政策的落實,能夠切實推動中國制造業轉型和自主創新等。
中國產業的發展伴隨著各種問題,以前由于我國制造業以勞動密集型產業占主導地位,缺乏核心技術,生產基本靠人,低成本的優勢使得中國成為“世界工廠”,“中國制造”遍布世界各地。近些年,在勞動力成本提高以及全球經濟發展緩慢等多方面的制約下,我國傳統制造業正面臨著來自世界各國家的競爭威脅。加上互聯網技術應用的崛起,轉型升級成了企業必須面臨的問題。
目前世界各國都在進行工業改革,德國、美國紛紛提出了工業4.0和工業互聯網的改革主題。而中國《中國制造2025》已完成初稿,圍繞在我國工業有待加強的領域進行強化,力爭在2025年從工業大國轉型為工業強國。我國傳統制造企業應首先對自身有一個清楚的認識。其次緊跟改革腳步,加大產品的創新力度,逐步成為技術導向型的生產企業。
《智慧城市》:什么是促使我國傳統制造業向智能化轉型的必然因素?
侯炳輝:一方面,中國傳統制造業屬于粗放式經濟,生產主要靠人來完成,即使在很多年前中國制造就已經遍布世界各地,但總體來看還偏向低端制造的范疇,無法具有較強的持續性。另一方面,在生產過程中,無論從能源消耗源還是環境層面上來看,傳統制造業都不得不由低端制造向中高端的智能制造轉型。
作為工業最核心的問題,制造業的重點是高端制造業。中國雖然每年出口大量數控機床,但都屬于中低端產品,高級的數控機床仍需要進口,這就造成了進口數量少,但花費錢卻較高的局面。在我看來,這歸根結底在于技術沒有跟上,而工業智能化力度不夠是造成這種尷尬境地的最根本誘因。此時就需要考慮產業的轉型與升級,就回到了工業4.0的主題上。
《智慧城市》:我國為何會提出工業4.0的規劃?
侯炳輝:多年前智能制造、工業信息化的內容對于中國傳統制造業來說是陌生的。但現如今為什么開始提出工業4.0的主題,并將其作為國家產業發展戰略,主要有兩個原因:第一,德國作為率先提出工業4.O戰略的國家,已經開始踐行工業改革之路;第二,此前我國工業相對落后,出現了一系列的問題,不得不重視智能化在工業發展中的作用。
未來,隨著信息網絡技術與工業融合,工業4.O將會成為一個連接人與機器、資源,互聯互通的網絡化社會,各種終端設備、應用軟件之間可以進行數據信息交換、識別、處理、維護等一系列活動。
《智慧城市》:在中國版工業4.0下,哪些傳統制造業將首先被改造?
侯炳輝:2008年由美國次貸危機引發的世界性金融危機使得歐美許多發達國家的經濟都在不同程度上受到了重創,但德國受到的影響就相對少了很多。根本原因,其實主要是由于德國的基礎很扎實,因此才能在二戰后迅速崛起。
多年后的今天,以強大的工業基礎為特征的德國經濟提出工業4.O的理念,強調“智能生產”和“智能工廠”,實質上是實現信息化與自動化技術的高度集成,保持德國制造業在全球的競爭優勢。
我國在工業方面,無論從發展水平、核心理念還是發展內容上來看都與德國制造業改革有著很大的區別。中國版工業4.0其實應稱為信息化與工業化的深度融合,把信息化的技術完全滲透融合到工業里面去,并且將智能制造“嵌入”到傳統工業轉型升級的過程當中。
傳統制造業哪些是要先被改造?目前我國ERP管理系統已經十分成熟,但在芯片、傳感器這樣的短板方面,應該作為重點發展目標以及未來我國制造業的投資方向。此外,國計民生部分,譬如醫療、食品行業也是短板的其中之一。
比如今年年初在互聯網上被炒得十分火熱的日本搶購馬桶蓋事件。中國消費者不遠萬里從日本背回來馬桶蓋,但最后發現還是中國制造,究竟是什么造成了如此尷尬的局面?
這主要是有產品質量和人兩方面的原因。我國制造業水平相較日本或一些西方發達國家還是有一段距離,技術水平跟不上,而在杭州下沙經濟技術開發區和松下公司合作制造的這種馬桶蓋是按照日本標準的要求制造的,這就是為什么中國消費者寧愿花著昂貴的機票錢,也要不辭辛苦從國外背回馬桶蓋的原因。所以,如果企業要想持續地運行下去,就不得不從自身提高技術水平,從而使得產品質量、技術水平的問題能夠得到有效解決。相反,人的問題就復雜了許多,當前有很多人更看重短期利益,這就需要相當長的一段時間來逐漸提高人們的意識。
《智慧城市》:中國的制造企業該如何實現自身的發展,達到“中國制造2025”的目標?
侯炳輝:國務院總理在政府工作報告中提出要實施“中國制造2025”,加快從制造業大國轉向制造強國。那么對于國際上正在興起的新一輪科技革命和產業變革,中國制造業該如何抓住這一時機實現戰略轉型?其實,由大到強,這是中國制造業發展的目標,需要每個制造企業共同努力。
然而在實現的道路上,就難免會遇到阻礙的因素。這里主要有三點:一是企業中的浮躁;二是思維藝術;三是改革會存在風險。
當前在很多企業中間都存在著或多或少的浮躁現象。這里的浮躁是包括信息化界的浮躁。此前企業里只要一提到ERP系統,可能就認為它是萬能的,可以解決任何問題,而沒有把技術放在重要位置。
思維藝術指的是實現工業4.O的前提條件就是要將多方面人的思想集中在一起,無論是從事政治方面還是技術方面,大家一定要有統一的觀念,一致將制造業改革作為產業升級發展的主要內容。
那么,企業該如何走智能化的道路?在此建議要將定性和定量相結合。定性就是企業對于自身怎樣轉型需要有一個清楚的認識,定量則是指如何具體實施,通過哪些步驟進行轉型。企業需要建立一個模型,然后通過不斷試驗來調整。
因此,企業的信息化道路應該是問題導向型,當問題發生時,利用倒推找尋問題的關鍵以及缺失的環節。每個企業都是一個開放式的“大系統”,信息系統只是其中的一個子系統。對于開放式的復雜系統,解決問題時就不能靠單純的邏輯思維或者形象思維,也不能單方面由領導或者技術人員決定。最好的方法就是企業里需要解決哪些問題,集中各部門相關人員去協同。改革需要經過長時間的規劃,也會存在一定的風險,這就需要靠“四個全面”的戰略,全面深化改革開放。
摘要:根據廣東智能制造發展的人才需求和工程用型人才培養目標,結合廣州大學華軟軟件學院電子信息技術的特色和優勢,圍繞智能科學與技術專業實驗實踐課程設置,實驗教學體系建設、實驗保障等方面,探討如何構建一個與廣東智能產業深度融合的,強應用重創新的專業實驗平臺。
關鍵詞:智能制造;智能科學與技術;人工智能技術;機器人;實驗平臺建設
智能制造是基于新一代信息技術,貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節。具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。是信息技術和智能技術在裝備制造過程技術的深度融合與集成。加快推進智能制造,是我國在全球新一輪產業變革競爭背景下出臺的《中國制造2025》的主攻方向。廣東省作為國內制造大省和全球重要制造基地,也對接印發了《廣東省智能制造發展規劃(2015-2025年)》。針對廣東省制造業的創新能力、產業結構、信息化水平的缺乏競爭力的問題,大力實施創新驅動發展戰略,推動智能制造核心技術攻關和關鍵零部件研發,推進制造過程智能化升級改造,實現“制造大省”向“制造強省”轉變。創新驅動,智能化升級改造需要國際領先水平人才的引進和高等院校實戰型工程技術人才培養。我院智能科學與技術專業就是面向廣東智能產業的深度融合設置的。其專業實驗平臺的建設需要針對廣東省高端裝備、制造過程、工業產品智能化等領域的薄弱環節,以“機器智能”為方向,完善實驗教學體系、整合實驗教學資源,開設綜合性、創新性的實驗項目,培養學生實踐能力和創新意識。緊密聯系企業,針對智能制造關鍵技術協同創新。培養具有智能系統開發與設計、智能裝備的應用與工程管理能力;能在智能裝備、智能機器人、智能家居等領域從事智能系統的是開發與設計、應用于維護、運營與管理的“厚基礎、強應用、能創新”的高素質工程應用型人才。
1專業實驗平臺建設思路
面向智能制造專業實驗平臺的建設,依據《廣東省智能制造發展規劃(2015-2025年)》中發展智能裝備與系統,工業產品、制造流程智能化升級改造的任務,從智能科學與技術知識體系中提取專業發展方向的課程,建立完善專業實踐教學體系。以“機器智能”為方向建設人工智能與機器人實驗室為核心,以項目、科技競賽、緊密對接企業協同創新為手段,培養學生能夠運用工程基礎知識和專業理論知識設計工程實驗,分析實際問題的能力,培養學生查詢檢索資料文獻獲取知識的能力,培養學生能夠綜合運用自然科學知識、專業理論知識和技術手段設計系統和過程解決實際問題的能力。通過科技競賽等活動,培養學生在團隊里具有工程組織管理能力、表達能力和人際交往能力。通過與企業的合作,掌握基本創新方法,并讓學生具有追求創新的態度和意識,以培養學生的綜合素質和能力為重點。立足華軟學院電子系電子信息工程嵌入式專業、自動化專業、通信工程專業現有的平臺優勢,按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路,完善支撐體系,優化驗教學資源配置,建設一個能夠與廣東智能產業深度融合的階梯形層次化實驗平臺。
2實驗平臺建設內容
智能科學與技術專業實驗實踐平臺的建設要依據實驗教學體系的構建,突出面向智能制造工程實踐為特色,按照學生的成長需要,建立階段化、層次化、模塊化的實驗教學體系。
2.1專業實踐課程體系建設
面向智能制造的智能科學與技術專業定位是以工程應用型人才培養為目標的,是在通識教育基礎上的特色專業教育。專業課程體系的建設首先還是以培養學生具有扎實自然科學基礎知識,人文社會科學知識和外語應用能力為基礎,其次是智能科學與技術專業技術基礎課程,如數字系統與邏輯設計、數字信號處理基礎、信號與系統、電路分析與電子電路;c語言程序設計與算法分析、數據結構、數據庫與操作系統、微機原理與接口、傳感器與檢測技術等。最后是專業方向類課程,也是專業的核心課程,如制造業基礎軟件中的嵌入式軟件、工業控制系統軟件,工業機器人中人工智能技術應用和智能控制技術。主要有知識獲取模式識別;數據通信與網絡;嵌入式系統移植和驅動開發;嵌入式應用開發;人工智能與神經網絡;智能控制技術;機器人學等課程。培養學生具備計算機技術、自動控制技術、智能系統方法、傳感信息處理等技術,完成系統集成,并配合專業實踐課程體系如圖1,完成電子工藝實習、技術基礎課程、核心課程的課程設計和綜合項目實驗,并在工程應用中實施的能力。
2.2實踐教學體系建設
依據專業實踐課程體系,構建主要包括計算機基礎、電路基礎、信息與控制基礎、嵌入式技術、機器智能系統五大模塊開展不同學習階段層次化的實驗教學體系。主要包括基礎類、專業實訓類、綜合創新類。
1)基礎類實驗注重開設與課堂教學中基本理論相結合的精品實驗項目,并逐步提升基礎實驗課時的比例。從實踐中啟發引導學生牢固掌握基礎理論知識。除此之外,還要注重工作方法和學習方法的能力培養,如收集信息查找資料、制定工作計劃步驟、從基礎理論到解決實際問題的思路以及獨立學習新技術的方法和評估工作結果的方法。培養學生厚實的專業基礎知識和能力。
2)專業實訓類實驗主要以項目教學、案例教學、情景教學方式培養學生利用專業知識及方法獨立解決行業領域內的任務和問題并能夠評價結果的能力。如智能傳感應用項目,人工智能技術實驗項目,知識表示與推理項目,計算智能項目,專家系統,多智能體系統;機器人項目,如最小機電系統組成,如何完成對電機的控制;利用單軸或雙軸控制平臺實現基本搬運裝配作業。
3)綜合創新類實驗注重培養學生從理解問題域開始,獲取數據和知識、開發原型智能系統、開發完整智能系統、評估并修訂智能系統、到整合和維護智能系統六個階段構建智能系統。如開展人工智能技術在智能制造中的應用包括產品設計加工、智能生產調度、智能工藝規劃、智能機器人、智能測量等;直角坐標機器人實現碼垛搬運、多關節串聯機器人、弧焊機器人實訓等。
4)科技競賽、與企業協同創新,通過觀察記錄待智能化升級的工廠生產過程,發現定義問題、提出假設、搜集證據檢驗假設、發表結果、建構理論等實驗過程設計的能力。培養學生掌握基本創新的方法,團隊協作管理能力、表達溝通能力等。如嵌入式設計大賽、機器人大賽等科技競賽;以及針對自動化生產線的嵌入式工業控制系統設計;針對原材料制造企業的集散控制、制造絳屑成應用;針對裝備制造企業的敏捷制造、虛擬制造應用;工業機器人在汽車、電子電氣、機械加工、船舶制造、食品加工、紡織制造、輕工家電、醫藥制造等行業的應用。
2實驗教學保障
智能科學與技術實驗平臺建設以人工智能與機器人實驗室建設為核心,結合目前學院嵌入式系統實驗室、自動控制實驗室、傳感器技術實驗室、通信原理實驗室資源,儀器設備共享共建的原則,系統化籌備購置。人工智能機器人實驗室主要針對智能系統設計開發和機器人應用,基于計算機系統的人工智能技術學習應用包括人工智能技術在智能制造應用和工業機器人仿真軟件ABB Robot Studio?;凇疤剿髡摺睓C器人系統控制實訓箱Rino-MRZ02(包含履帶機器人、雙輪自平衡機器人、5自由度機械臂、6自由度機械臂等)
可以開展的項目有:利用啟發式算法、遺傳算法、蟻群算法等模糊數學理論對工業產品設計進行性能模擬、運動分析、功能仿真與評價;利用人工神經網絡自學習、自組織構造產品加工過程新能參數預測模型。利用模式識別、機器學習、專家系統、多智能體系統進行感知、并對環境的改變進行解讀、動作進行規劃和決策;利用專家系統、遺傳算法、模糊邏輯集中式解決生產調度多目標性、不確定性和高度復雜性的問題,尋求最優規則,提高調度的速度;利用蟻群算法、遺傳算法分布式多智能體系統進行問題分解、彼此協商、任務指派、解決沖突。
履帶機器人可開展電機控制實驗;運動控制實驗;HD軌跡控制實驗;無線通信實驗。雙輪自平衡機器人呢可開展自平衡模塊實驗;倒立擺算法實驗;雙輪載具運動實驗。6自由度雙足機器人可開展雙足運動控制實驗;步態規劃實驗;雙足平衡實驗;機構改裝實驗。5自由度機械臂可開展機械臂運動控制實驗;顏色分揀實驗??蓴U展為8自由度雙足機器人、輪腿式機器人等技能提高類課程設計。
通過ABB公司的機器人仿真軟件RobotStudio進行工業機器人的基本操作、功能設置、二次開發、在線監控與編程、方案設計和驗證的學習。
3結束語
智能制造是基于人工智能的研究,機器人是實現智能制造的重要基礎。所以面向智能制造智能科學與技術專業實驗平臺的建設要把人工智能技術在智能裝備、智能系統中的應用和機器人技術與應用作為專業知識技能培養的重點,更要讓實驗平臺既能幫助學生理解掌握所學的基礎理論知識,培養學生的實際動手能力,掌握學習研究的方法,基本的科學實驗技能外,又要調動學生學習的主觀能動性,進行創新實踐。
2016年9月,在佛山維尚家具制造有限公司(以下簡稱維尚家具)第五分廠正式開業之際,維尚家具智能制造試點示范(全屋家居大規模個性化定制)項目正式啟動。該項目在今年6月份入選“2016年智能制造試點示范項目”,是全國家具行業唯一入選企業。
維尚家具董事長李連柱介紹,維尚家具智能制造試點示范項目包括智能制造生產線建設項目、家居電商華南配套中心建設項目以及第五分廠。該項目有三大突出亮點:以需求端驅動生產和服務(C2B),實現“客戶需要什么,企業就設計什么、生產什么”的服務導向型發展模式;發展低成本柔性化生產技術(大規模定制),通過信息技術改造建立企業“大規模家具設計定制生產系統”,有效解決個性化定制與標準化批量生產這一突出矛盾;建設新居網互動開放式設計平臺(O2O),提高消費者購買體驗。
從人力成就的“制造”到機器人手臂鑄就的“智造”,維尚家具自2004年成立以來,一直堅持用互聯網的思維做定制家具,目前在廣州、上海、北京、深圳等10多個一線城市擁有近百家直營店,在全國400多個城市擁有加盟店800多家。
打造“o人化”車間
維尚家具五廠從倉庫到車間只有不多的工人隨著裝有“電子看板”的裁板機緊張工作。從車間到倉庫都只看到板材,卻沒見到任何一件成品或半成品的家具,偌大個車間,竟然工人寥寥幾個,干活的都是機器人。
只見所有板材分門別類擺放在倉庫不同層架上,巨型機器人根據電腦發出的指令存取板材,整個倉儲中心容量達1.8萬個貨位,可同時生產滿足1.8萬個客戶需求。而這樣大型的倉庫儲備卻僅需2天即可實現存貨更新一番。
這么多的板材同時生產、存放,是如何做到與客戶訂單一一對應的呢?原來,開料切割板材的時候,生產員工會根據顯示屏上發出的“指令”調整板材位置。而在完成板材切割后,員工會從顯示屏左下角的一大版二維碼貼紙中,按順序撕下貼在對應的板材上。在下一個流程中,這些二維碼將成為板材的“身份證”,決定其何去何從。
維尚家具五廠占地總面積203畝,總建筑面積約19.7萬平方米,總投資近10億元,日產能可達30萬~40萬件、年產值約60億元。采用了最先進的互聯網化的開料、封邊和CNC鉆孔等設備,車間信息化進一步升級,全新引入RGV線,配置大量的機器人手臂以及全自動立體庫貨位17926個,真正實現了“無人化”操作。廠房采用先進的鏈條刮板高大吸塵器,大大提升了環境健康。維尚家居致力于將五廠打造成為家具行業工業4.0的典范,務實推進互聯網+,提升智能制造水平。
在指尖上定制家具
買家具還要自己跑商場?維尚家具旗下品牌――維意定制幫你省下一堆麻煩:只需在微信上找到維意定制,就能免費預約專業設計師,為你定制家具。10000套家居案例隨便挑 ,如果不知道自己想要什么樣的設計,維意定制還擁有全國設計研發中心,實時研發采集全國5000名專業設計師的設計方案,各種戶型風格、功能的設計方案任消費者挑選。
定制家具的生產除了有完美的設計方案,更要有專業而強大的工廠和技術的支持。維意定制用最智能制造的思維來定制家具,保證家具定制更快更省更專業。全線引進德國西門子, 德國豪邁(世界領先木工機械)生產設備,配合自主研發的虛擬生產系統,實現智能制造。維意定制配置大量的智能設備,板材飾面、封邊等工序全部由機器人進行統一操作,讓家具達到高標準要求;同時減少板件在生產過程中的磕碰傷,從源頭上預防質量問題的發生。智能機器手利用三維坐標精準控制鉆孔位置和深度,定位可以精確到毫米,再也不用怕買的家具尺寸有誤差。
很多人都說定制成本高,價格貴。維意定制智能開料機,能對板材進行最大化利用,大大減少原材料的浪費,讓定制家具再也不是少數人的專享。國內普遍的加工設備,在同一塊板材上只能做相同的尺寸的切割。將近30%以上板材無法完全利用,剩下大量余料,造成成本浪費。而維意定制,利用自主研發的開料軟件,能在同一塊板材上,做不同尺寸的切割。近90%的利用率,大大節約了板材成本。
買家具麻煩,最擔心的就是裝修好了之后家具遲遲沒有進場,從而影響到搬進新家的時間。引進RGV線,成功實現材料全自動輸送,大大減少了家具制作工期。智能立體倉按不同類別、時段自動分配進出貨,超高速運轉加速你的家具智造。
信息技術破解規模定制難題
過去,個性化需求與大規模生產似乎無法同時存在,如何實現低成本的規模化定制問題,也一直困擾著家具行業。
然而,維尚采用了獨有的信息化技術,打破定制必然高價的固有判斷,解決了大規模生產和個性化定制的難題。
“一個設計方案出來后,基本上每一塊板材的數據都有了?!崩钸B柱說道。事實上,在客戶參與完成設計方案后,這些設計方案都轉化成一個又一個的數字,被傳送到維尚家具的訂單中心。
收集到大量數據之后,訂單系統會將所有的訂單進行分解、重新合并。例如,將所有訂單中對某一板材的需求合并在一起,用同一塊材料的不同部位來生產。采用這種方式,板料基本能被各個部件填滿,即使是邊角料也能被有效利用。據了解,維尚家具生產材料的利用率比傳統家具生產的利用率高3%,生產效率是傳統家具制造企業的7到8倍,出錯率大幅降低。
此外,在傳統家具制造過程中,需要員工向機器輸入指令,讓其運作。這種方式,對員工的技術與經驗都有較高的要求。而維尚則將“人指揮機器干活”變成了“機器指揮人干活”。它采用條形碼應用系統、生產過程自動控制系統等技術,無論是開料,還是打孔,加工設備與設計系統都實現無縫對接,工人只需要根據電腦提示操作即可。
繼續推動信息化和工業化融合,是十八大作出的一個重要戰略部署。
我國還是一個發展中國家,需要繼續完成工業化的任務。而從世界總體發展進程看,信息化時代的來臨要求我們必須打破原有的工業化模式,把信息化的先進成果和理念融合到工業化中,充分發揮其“提質增效”這一倍增器的作用。
新形勢,新動力
“沒有信息化就沒有現代化”,“兩化融合是‘四化’同步發展的引擎”,這是對兩化融合重要性的定論。但是當前社會生產力的發展速度前所未有,信息技術的更新迭代更是日新月異,因此跟幾年前相比,兩化融合的環境和內涵都發生了很大的變化:發展環境日益復雜,發展條件和動力發生深刻變革。
首先,全球產業格局面臨重大調整,圍繞搶占制造業發展制高點的競爭愈演愈烈,兩化融合發展迎來新空間。為應對新一輪科技革命和產業變革帶來的挑戰和機遇,以美國工業互聯網、德國工業4.0為代表,發達國家紛紛實施以重振制造業為核心的“再工業化”戰略,對高端制造業進行再調整再布局,以打造國家制造業競爭新優勢。
再放眼國內,產業結構升級和供給結構優化需求迫切,對兩化融合發展提出新需求。我國經濟發展進入新常態,工業發展面臨資源環境約束強化、要素成本上升、投資出口放緩等挑戰,“十三五”時期亟須推動兩化深度融合,優化企業資源配置,提升生產經營效率,改善產品品種結構,提高供給結構適應性和靈活性,形成經濟增長新動力。
于此同時,信息技術高速發展,成為構建新型制造體系的重要力量,給兩化融合發展帶來新支撐。以云計算、大數據、物聯網、移動互聯網為代表的新一代信息技術正在向制造業加速滲透融合,工業云、工業互聯網、智能設備逐步成為制造業發展新基礎,個性化定制、服務型制造成為生產方式變革新趨勢,融合創新、系統創新、迭代創新、大眾創新等正在成為制造業轉型升級新動力。
此外還有一個不容忽視的衍生話題,那就是工業領域信息安全形勢日益嚴峻,對兩化融合發展提出新要求。隨著兩化融合發展進程不斷深入,工業信息系統逐步從單機走向互聯、從封閉走向開放,為網絡安全威脅向其加速滲透提供了條件,工業領域面臨的信息安全形勢日益緊迫,急需加速完善工業信息系統安全保障體系。
可見,我國兩化融合工作正進入向縱深發展的新階段。準確把握戰略機遇,有效應對各種風險和挑戰,通過大力推進兩化融合,促進經濟社會轉型發展,顯得尤為重要和緊迫。
推進兩化融合是一項全局性、系統性工程。需要統籌謀劃、提早布局,著力加強頂層設計,明確融合路徑,把握發展方向,實現重點突破。制造業是國民經濟的脊梁,如果沒有制造業的發展,即使其他行業有巨大的發展,對中國這樣一個制造大國來講也是一件危險的事情。
從當前的國內外形勢來看,智能制造作為兩化深度融合的集中體現,業已成為我國兩化融合工作的最主要抓手和突破口。正如工業和信息化部苗圩部長所指出的:“在新一輪科技革命和產業變革中,各國都在研究如何搶占新一輪發展的制高點。我們認為,互聯網和傳統工業行業的融合是要認真重視和搶抓的機遇,這也是所說的制高點問題。還有一個切入點的問題,或者說主攻方向,那就是智能制造。在之前兩化融合的基礎上把智能制造抓在手里,是解決我國制造業由大變強的根本路徑?!?
將智能制造作為推進兩化深度融合的突破口,可以有效帶動創新驅動、綠色低碳和服務化發展,并促進產品和技術結構、產業組織結構、產業空間布局和制造業內部結構等四個方面的優化升級,能夠逐步實現制造業轉型升級,推動工業持續平穩發展,是中國經濟在發展中升級、在升級中發展并有競爭力的重要保障。
所以,作為兩化深度融合的集中體現,智能制造將成為未來一段時間我國兩化融合工作的主戰場和核心目標,是建立國家制造業創新體系的關鍵。而這從《信息化和工業化融合發展規劃(2016-2020)》這一頂層設計中也可見一斑。
頂層出臺,行動落地
《信息化和工業化融合發展規劃(2016-2020)》于2016年10月12日正式印發,是未來幾年我國兩化融合工作的行動指南和綱領。
根據《規劃》,到2020年,信息化和工業化融合發展水平進一步提高,提升制造業創新發展能力的“雙創”體系更加健全,支撐融合發展的基礎設施和產業生態日趨完善,制造業數字化、網絡化、智能化取得明顯進展,新產品、新技術、新模式、新業態不斷催生新的增長點,全國兩化融合發展指數達到85,比2015年提高約12,進入兩化融合集成提升與創新突破階段的企業比例達30%,比2015年提高約15個百分點。
基于互聯網的制造業“雙創”體系不斷完善――“雙創”成為制造業轉型發展的新引擎,“雙創”服務平臺體系支撐能力顯著提升,創新資源和服務在線化、平臺化和共享水平顯著提升;
新型生產模式在重點行業廣泛普及――生產方式精細化、柔性化、智能化水平顯著提升,關鍵工序數控化率達50%,網絡協同制造、個性化定制、服務型制造成為引領制造業高端化的重要模式,制造企業組織管理模式進一步趨向扁平開放;
基于互聯網的服務業態成為新增長點――產品全生命周期管理、工業電子商務等服務新模式新業態蓬勃發展,工業電子商務交易額突破10萬億元;
智能裝備和產品自主創新能力快速提升――智能制造關鍵技術裝備、智能制造成套裝備、智能產品研發和產業化取得重大突破,新型智能硬件產品和服務市場規模突破萬億元,智能制造系統解決方案能力顯著提升;支
支撐融合發展的基礎設施體系基本建立――自動控制與感知技術研發和產業化取得突破,工業軟硬件供給能力穩步提高,工業云與智能服務平臺逐步成為智能制造關鍵應用基礎設施,低時延、高可靠、廣覆蓋、更安全的網絡服務支撐能力進一步增。
2016年12月26日,全國工業和信息化工作會議在京召開,會議部署了2017年重點工作,智能制造是所有工作的核心和主線。
會議指出,要把握引領經濟發展新常態,堅持以提高發展質量和效益為中心,堅持以供給側結構性改革為主線,立足制造強國、網絡強國戰略全局,全面實施“中國制造2025”,深化創新驅動,全面做好穩增長、促改革、調結構、深融合、惠民生、保安全各項工作,加快新動能培育和傳統動能修復,努力實現工業通信業平穩增長和提質增效。
會議具體要求抓好六方面的工作,其中前兩項工作都直接與兩化融合有關。
其一是堅持創新驅動發展,全面實施“中國制造2025”。細化落實“1+X”體系目標任務,重點組織實施30項重大標志性項目。實施國家制造業創新中心建設工程。大力推進工業強基工程。實施高端裝備創新工程,抓好高檔數控機床與基礎制造裝備、大飛機、“兩機”等國家科技重大專項。推動實施重點新材料研發及應用重大工程。大力拓展重大技術裝備及工業“四基”應用。
其二是深化制造I和互聯網融合發展,培育壯大新業態新模式。深入實施智能制造工程,持續推進智能制造專項。著力打造“雙創”平臺,支持大型制造企業、互聯網企業、基礎電信企業建設一批“雙創”服務平臺。夯實融合基礎和安全支撐,實施“芯火”創新計劃和傳感器產業提升工程。出臺推進兩化融合管理體系工作的指導意見,繪制全國兩化融合發展數據地圖。開展服務型制造專項行動。
而從工信部各司局2017年的重點工作來看,智能制造也是焦點所在。
規劃司:圍繞“七個一”體系化深入推動“中國制造2025”。做好國家“十三五”規劃綱要重點任務推進和31項部規劃宣貫、實施、評估等工作。修訂《中國制造2025分省市指南》,引導地方差異化發展。協同推進五大工程實施,通過標志性項目促進關鍵突破。
財務司:圍繞“中國制造2025”確定的重點領域、重點工程,積極爭取資金。優化工業轉型升級資金管理模式,為“中國制造2025”提供長期穩定資金保障。
裝備工業司:全面實施“中國制造2025”,組織實施智能制造綜合標準化與新模式應用專項,全面推動智能制造標準體系建設,繼續推進智能制造試點示范,遴選90個左右智能制造試點示范項目,編制推進船舶智能制造指導意見、促進智能網聯汽車產業發展的指導意見。
電子信息司:落實“中國制造2025”,以智能制造為主攻方向,大力發展工業智能傳感器、智能工控系統、工業機器人等核心技術產品和智能裝備系統,積極推進行業智能制造試點示范。
信息化與軟件服務司:深入落實國發〔2016〕28號文件(國務院《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》),圍繞工業云、工業大數據、工業電子商務,組織開展制造業與互聯網融合發展行業應用示范,支持建設一批面向重點行業和區域的信息物理系統測試驗證平臺、綜合驗證試驗床。加快推動制造業與互聯網融合發展“新四基”建設,建設和完善工業云、工業大數據等技術支撐平臺,培育一批面向重點行業的系統解決方案。開展信息物理系統(CPS)參考模型等重點標準研制工作,逐步完善制造業與互聯網融合發展標準框架。
后臺支撐,前端裂變
智能制造更多的是在管理和生產環節通過企業信息系統與運營系統的融合來達到“提質增效”的目的,從而打破長期以來我國工業依靠資源要素投入、規模擴張的粗放發展模式,是企業的內部行為,側重后端支撐。但是,要想實現企業轉型升級的大目標,僅僅依靠“后端”的智能制造肯定不夠的。
企業在“前端”面對消費者和市場競爭時,還需要輔以新的理念和新的商業模式。這也是為什么我國在提倡推廣智能制造的同時大力推動制造業與互聯網在發展理念、產業體系、生產模式、業務模式等方面全面融合,也就是互聯網+制造(“互聯網+制造”跟工業互聯網有著本質的不同)。利用“互聯網+”,積極發展眾創、眾包、眾扶、眾籌等新模式,促進生產與需求對接、傳統產業與新興產業融合,有效匯聚資源推進分享經濟成長,從而形成疊加效應和聚合效應,加快新舊發展動能和生產體系轉換,助推“中國制造2025”。
根據國發〔2016〕28號文,以激發制造企業創新活力、發展潛力和轉型動力為主線,以建設制造業與互聯網融合“雙創”平臺為抓手,圍繞制造業與互聯網融合關鍵環節,積極培育新模式新業態,強化信息技術產業支撐,完善信息安全保障,夯實融合發展基礎,營造融合發展新生態,充分釋放“互聯網+”的力量,改造提升傳統動能,培育新的經濟增長點,發展新經濟,加快推動“中國制造”提質增效升級,實現從工業大國向工業強國邁進。
推動制造業與互聯網融合一項核心工作是制造企業互聯網“雙創”平臺的建設。國發〔2016〕28號文要求相關政府部門積極組織實施制造企業互聯網“雙創”平臺建設工程,支持制造企業建設基于互聯網的“雙創”平臺,深化工業云、大數據等技術的集成應用,匯聚眾智,加快構建新型研發、生產、管理和服務模式,促進技術產品創新和經營管理優化,提升企業整體創新能力和水平。鼓勵大型制造企業開放“雙創”平臺聚集的各類資源,加強與各類創業創新基地、眾創空間合作,為全社會提供專業化服務,建立資源富集、創新活躍、高效協同的“雙創”新生態。
在互聯網時代,創新已不再是一個企業的行為,將消費和研發真正結合起來,針對大企業和小企業的不同特點構建“雙創”平臺,是促進制造業和互聯網深化融合的必要條件。
工業和信息化部信息化和軟件服務業司司長謝少鋒在介紹2017年工作思路時表示“將開啟大企業‘雙創’新局面”:統籌部署,加快實現“到2018年年底制造業重點行業骨干企業互聯網‘雙創’平臺普及率達到80%”的發展目標。成立制造企業“雙創”發展聯盟,推動制造業“雙創”領域技術研發、標準制定、應用推廣、人才培養和交流合作。研究制定政策文件,明確大企業“雙創”發展的中長期目標、戰略路線圖和重點任務。支持建設基于互聯網的大型制造企業“雙創”平臺和面向中小企業的第三方“雙創”服務平臺,推動開展“雙創”成效及水平評估、測試驗證、產融合作等第三方服務。
新的形勢,新的需求,新的挑戰,兩化融合工作依然任重道遠。其中,協同推動智能制造和“互聯網+制造”,后端和前端同時發力,可以更快更有效更健康地重塑制造業競爭新優勢,加快制造強國建設,促進經濟社會全面轉型發展。
“當前,新一輪科技革命和產業變革與我國加快轉變經濟發展方式形成歷史性交匯,國際產業分工格局正在重塑。必須緊緊抓住這一重大歷史機遇,按照‘四個全面’戰略布局要求,實施制造強國戰略?!边@是《中國制造2025》的一段話。
智能制造將成為我國工業領域未來幾年的工作重點和目標方向。
融合IT與OT
羅克韋爾自動化公司日前在北京拉開其全球路演的序幕,議題聚焦在“如何打造互聯企業并實現智能制造”上。羅克韋爾自動化大中華區董事總經理鮑博文(Bob Buttermore)認為:實現智能制造要從打造互聯企業開始。
他說:“當前的宏觀經濟環境有三個不容忽視的趨勢。新興市場的中產階層增長導致的消費品制造走高、勞動力紅利的消失導致技能填補需求的提升以及全球化的需求對生產效率需求的拉動。于此同時,技術更新迭代日新月異,企業互聯成本迅速降低,信息技術與運營技術的融合不斷深入,計算和數據無處不在,為企業決策提供關鍵性支撐。所以我們看到包括中國在內的世界各國都將智能制造作為國家未來的發展戰略。但這一戰略的落地與實現需要互聯企業或者說信息化企業的支撐與助力。信息化可以顯著優化企業流程,提高企業生產效率和業務水平,運營穩定,網絡安全,生產改進,決策優化,從而幫助他們提高全球競爭力?!?
在鮑博文看來,實現互聯企業的核心要務就是將信息技術 (IT) 與運營技術(OT) 融合。以往,這些職能各司其職,彼此獨立。如今,IT 與 OT 融合成為工I企業獲得成功的關鍵所在,能夠幫助企業采集、分析數據,并將數據轉化為可指導行動的信息,從而創造切實的業務成果,提高生產過程的安全性、可預測性及可持續性。
互聯企業的優勢在于可以幫助中國制造企業將其人員、生產流程和資產連接起來從而實現業務價值。舉例來說,食品生產商可以通過實施互聯企業來提高多個工廠中多條生產線的整體設備效率。制藥公司可實現產品序列化,從而滿足行業法規的要求。礦業公司可以分析其礦石產量,而上游的石油和天然氣公司則能夠利用互聯企業對油井井口進行優化。
四步進階
那么如何打造互聯企業呢?
作為一家全球制造商,羅克韋爾自動化也面臨相同的挑戰。通過親身踐行,羅克韋爾自動化總結了一套互聯企業四階段執行模型:評估與計劃、安全與升級、數據與分析以及優化與協作。
企業首先對現有資源(比如IT和網絡基礎設施、自動化系統和設備、安全規章以及技術能力)和需求進行評估,設立一個科學合理的目標并進行藍圖規劃。其次看看能不能實現IT基礎設施和OT基礎設施的智能互聯與整合,實現信息與控制一體化,從而確保整個系統能夠在安全、可靠、高效的情況下運行能。然后需要研究如何利用數據轉化為信息,利用信息轉化為企業決策,這樣的公司往往可以在競爭力方面遠遠地超過其同行。最后就是通過信息化來增強企業協作能力。在一個智能制造、互聯企業的環境下,協作成為可能,基于豐富的數據信息,企業可以實現7×24小時的實時決策,從而提高企業的創新力和競爭力。
根據經驗,一個成功的互聯企業生產效率每年能夠提高5%左右。當然,這需要企業擁有世界級的合作伙伴及生態系統。
世界級生態
在路演期間,羅克韋爾自動化與中國橡膠和輪胎行業的領先供應商軟控股份有限公司簽署了一項價值為人民幣 1 億元的戰略性合作協議。根據該協議,雙方將在橡膠和輪胎領域合作開發信息和自動化機械技術、機械安全應用,并共同開展全球市場營銷。此次合作有助于軟控提高效率并降低服務成本,助力公司通過智能工廠實現智能制造。
“軟控和羅克韋爾自動化在中國乃至世界范圍內有著數十年的成功合作基礎。我們緊密合作,探索智能機械和信息化方面的創新制造技術。我們懷著一個共同的目標:讓軟控成為世界領先的集成橡膠和輪胎制造解決方案提供商。” 鮑博文表示,“中國政府已經明確了 2017 年經濟工作的總基調:穩中求進,并堅持推進供給側結構性改革。根據政府規劃,將繼續削減煤炭和鋼鐵等重工業的過剩產能。但由于產能過剩和勞動力成本上漲的問題相繼出現,提高生產率和全球競爭力對中國企業來說變得極為重要。所有這些趨勢都表明實施智能制造勢在必行,而這正是羅克韋爾自動化的優勢所在。我們深知中國工業企業面臨的各種挑戰,我們將借助我們的全球項目經驗為他們提供價值?!?