智能化工业制造十篇

发布时间:2024-04-25 22:00:26

智能化工业制造篇1

 

1引言

 

所谓的工业4.0,是指利用物联信息系统将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。而在如今制造业开始逐步应用智能化技术的背景下,工业4.0的出现,则能更好的推动制造业智能化技术的发展。基于此,本文就工业4.0推动制造业智能化技术的发展进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

 

2智能技术系统

 

2.1三大技术发展加速催生新一代技术系统

 

进入21世纪以来,信息与通信技术取得了突破性进展,出现了如下3个重要的技术发展趋势。

 

(1)电子部件的微小型化。

 

随着超大规模集成电路技术的突破、电子设计自动化的广泛应用以及半导体工艺的迅速发展,新型微控制器和8核、16核等多核微处理器研发速度明显加快,新产品不断问世。这些新型电子部件具有集成度高、可靠性与性能价格比高、抗干扰能力强以及功耗低等优点;平行计算功能极大地提高了信息处理能力,为智能技术系统的研发创造了优越的硬件条件。

 

(2)软件成为创新的驱动力。

 

由于功能的增加、产品用户特定需求的增加、交付要求不断变化、不同技术学科和组织日益融合以及不同的公司间合作形式迅速变化等原因,工业产品及其相关的制造系统变得越来越复杂。特别是具有嵌入式软件的系统,其复杂性还在快速地增加,管理这样复杂的系统,其难度越来越大。

 

(3)工业生产系统网络化。

 

过去二十年,互联网很好地解决了人与人之间的互联互通,并颠覆了与人密切相关的一些传统行业。今后,随着技术的不断发展,互联网将要实现物与物的互联互通,进而实现信息世界与物理世界的融合,于是产生了物联网。工厂生产系统需要完成控制功能,为了将控制技术融入互联网,在将物理设备联网的同时,也要将计算与通信嵌入实物过程,并使其与实物过程密切互动,从而出现了信息物理融合系统,又称工业互联网,它将互联网的发展推向了新高度。

 

2.2智能技术系统的定义与特征

 

以上3个技术发展趋势加速了机电一体化系统的升级。新一代技术系统将以机械学、电气/电子学、控制工程、软件技术和新材料的紧密相互作用为基础,通过“嵌入式智能”产生一种超越机电一体化的新系统。在这里,信息技术将与诸如认知科学、神经生物学和语言学等非技术学科相融合,跨学科融合不断研发出过去只是在生物系统中才使用的新的集成方法、技术和规范,使用这些方法、技术和规程可以将感知、认知和执行功能集成融入技术系统,这样的技术系统称作智能技术系统。

 

智能技术系统具有自动适配功能,适应力强,并且使用方便。同时,系统还具有节约资源、可进行直观操作以及可靠性高等特点。

 

通常,智能技术系统都具有如下主要特征。

 

适应性,即智能技术系统能够与所处的环境相互交互,并能自治地适应它们的运行模式。按照这种方式,在设计人员设定的框架内,智能技术系统能够在运行期间逐步完善,从而确保它们能够长期保持最佳使用状态。

 

坚固性,即智能技术系统能够在动态环境中灵活和自治地运行,甚至能够在开发设计者不希望或未曾预见到的环境中运行。系统能够处理不确定或者不足的信息,确保至少达到某种使用等级,满足各种要求。

 

可预期性,即以经验积累的知识为基础,智能技术系统能够预测未来的效果和可能的情况。按照这种方式,系统能够早期识别出风险,并能及时选择和执行适合的策略,迅速解决问题。这样一来,系统就能够更有效地实现目标。

 

用户友好性,即智能技术系统能够适应用户指定的特性,能与用户进行合理的交互。对用户而言,系统具有一定的理解能力。

 

3认知信息处理参考模型及其模块的研制

 

3.1非认知系统与认知系统

 

信息处理方法是推动机电一体化向智能技术系统升级的主要推动力。机电一体化系统与智能技术系统的信息处理方法是不同的。机电一体化系统在传感器和执行机构之间提供一种反应式和固定的耦合。而智能技术系统则类似于具有认知的生物,能够变更这些耦合。认知处理不会取代直接的和反应式耦合,它会与后者共存。认知系统和非认知系统的比较如图1所示。

 

3.2认知信息处理参考模型

 

如上所述,认知科学完全参照认知生物的行为,以此为基础创建了智能信息处理技术。因此,评价一个系统是否具有“智能“,应该看该技术系统是否具备如下3个特殊的特征:

 

(1)主动嵌入到环境中,并能够与所处的生产场景环境交换信息;

 

(2)借助周围环境与系统相关信息的内部表达,产生灵活的、与环境相适应的控制动作;

 

(3)具有学习和参与综合信息处理的能力。

 

3.3操作器-控制器智能模块的研制。

 

为了实现StRUBe认知信息处理3层模型,德国帕德博恩大学JugenGausemeier教授领导的研发人员开发了用于自寻最优系统的操作器-控制器模块。在这里,信息处理分成3级,即控制器、条件反射操作器和认知操作器。

 

控制器的主要任务是按照更优的方式控制基本系统的动态性能。其控制回路是获取测量信号和确定调节信号十分有效的链路,因此称它为“原动”回路。该级软件在硬实时条件下运行。大量控制器配置能够由控制器本身完成。

 

条件反射操作器的操作能够监视和指挥控制器。它不能直接访问系统的执行机构;但是它能够通过改变参数和结构,完成对控制器的修改。条件反射操作器本质上是面向事件的,它与控制器紧密相连,其按硬实时方式处理事件。作为认知操作器的连接部件,条件反射操作器可以当作控制器和那些软实时或不能实时工作的部件之间的接口。它将进入的信号过滤,并将其送给下一级。条件反射操作器负责若干oCm之间的实时通信,这些oCm一起构成一个自寻最优控制系统。

 

认知操作器位于oCm的最高一级,系统能够采用各种方法(诸如学习方法、基于模型的最佳化方法或基于系统的知识的系统方法),去使用它本身和其周围环境的信息,以提升它自身的性能。在这里,特别要强调能够实现自寻最优的认知能力。

 

4智能子系统与智能网络化系统

 

智能技术系统具有两种结构形式,一种是子系统基本结构形式,即智能子系统;另一种是组群结构形式,称作智能网络化系统。

 

对于大型机械装备或生产流水线,为了完成各种各样的功能,通常都由几个子系统构成,它们被看成是一个相互作用的组合体。这些智能子系统在地理位置上是分散的,通常采用分布式结构,它们彼此之间需要进行通信和协调,从而形成了网络化系统结构。但是,由此产生的网络化系统的功能作用仅能通过单个系统间的交互作用呈现出来。无论是网络还是单个系统的角色都是静态的,而要完成整体功能作用,就需要借助于通过动态改变来实现。在过去,这完全是分开考虑的问题,诸如一方面是云计算,另一方面是嵌入式系统。现在,我们可以采用最新的信息物理融合系统(CpS)的途径进行集成。

 

5智能技术系统的实现

 

从2007年开始,德国科技创新主要依靠分布在全国各地的15个前沿技术创新集群,每个集群都主攻一个专业方向。“it’sowL”北威州创新集群专注于智能技术系统产品与系统的研发,它是欧洲具有最强产品开发能力的地区之一,其愿景是成为全球智能技术系统市场和技术的领导者。该集群共有174个成员,包括25个工程和顾问咨询公司、25个核心公司和78个基本公司、6个高等院校以及10个竞争力中心。2012年2月,某教研部投入1亿欧元,支持45个产品和生产的研发项目,计划用5年时间完成。这些项目分为平台、创新及可持续项目3种类型。

 

平台项目,即为推动集群内各家公司在今后几年内进入智能技术系统业务领域,以及实现技术成果向大量中小型企业转移,创建自寻最优控制系统、人机交互、智能网络、能源效率以及系统工程等5个最基本的技术平台。

 

创新项目,即系统集群内的核心公司为实现战略目标,基于上述技术平台,开发子系统、系统以及网络化系统等具体产品和解决方案。

 

可持续项目,即这些项目研究采取7种有效措施,在政府计划支持的时间结束后,仍然能保持长期的可持续性。特别是在这些项目内,中小型企业在今后几年仍然能够自身实现智能技术系统的开发工作。

 

6工业4.0智能自适应生产系统产品与应用

 

某公司为了实现工业4.0“智能生产”战略目标,按照智能技术系统的技术概念,研发了自适应生产系统。该系统采用分散式模块化结构,并使用公司最新研制的即插即生产智能化网络技术。分散式模块化结构意味着整个生产过程所使用的机械、控制和通信系统全部采用模块化设计,这就使得生产制造系统能够按照工艺和生产的要求任意组合,系统的适应性可以通过插入或移除其中的模块来实现。

 

即插即生产技术具有自寻最优特性和即插即生产网络自配置功能。自配置功能是建立在实时通信系统的自配置方法和生产系统、模块和部件语义自描述能力的基础上,无须使用任何工程工具。生产制造系统通过分析与理解外界及自身的信息,对系统中各组成部分进行自动协调、重组与扩充,实现对产品的数量、种类、性能和质量的自动适应,从而最佳地完成不断变化的工作任务。该自适应生产系统已成功用于公司的i/o装置生产线,取得了满意的效果。按照计划,自适应生产技术与系统产品即将推向市场。与此同时,“it’sowL”创新集群的各成员公司也将分批各种类型的智能技术系统的产品和系统,并在传统的机电一体化系统用户领域推广应用。这些创新的技术与产品,将为制造企业,特别是中小型制造企业的转型升级创造理想的条件,也为工业4.0的实现提供了具体路径和解决方案。

 

7结束语

 

综上所述,工业4.0的出现,对于机械制造和电气工程等领域来说有着重要的意义。而随着我国制造业逐渐迈向智能化,针对工业4.0的战略目标,我们需要采取更为有效的技术措施,进一步推动制造业的智能化技术发展,从而提高我国制造业的科技水平。

智能化工业制造篇2

智能工业应用初步展开,智能制造将成为行业发展热点

造词2013年,以智能设计、智能制造、智能运营、智能管理、智能决策和智能产品为主要特征的智能工业初步发展。一是3D打印技术创新和产业化进程加快。1月科技部着手研究制定3D打印相关战略;3月中国首个3D打印机技术创新中心落户南京,这表明3D打印技术发展模式将迈出实质步伐。二是集精密化、智能化、柔性化等先进技术于一体的工业机器人应用范围逐渐从汽车制造业向其他劳动密集型制造业推广。3月,oem巨头富士康开始在自动化生产线上大量配备工业机器人。三是作为支撑智能工业的核心关键技术,智能传感器发展迎来难得机遇。2月,工信部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会联合组织制定了《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》,推动传感器及智能仪器仪表行业创新、持续、协调发展。数字化工厂、智能工厂开始建设。9月,西门子(中国)有限公司在四川成都建设的西门子工业自动化产品生产研发基地正式投产,该生产基地作为智能工厂的典型应用,将实现从设计到制造过程的高度数字化。

随着智能工业在各行业的逐步渗透,2014年,智能制造成为行业发展热点,在航空航天、飞机制造、汽车制造、电子制造等行业初步展开。3D打印技术将在部分行业实现初步实际应用,如航空航天领域已开始应用3D打印技术。中航集团采用3D打印技术成功研发“钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”,并运用该技术进行飞机零部件的生产,生产出世界上能够打印的最大钛合金飞机零件。人工智能技术、工业机器人技术与制造技术的紧密融合,将推动智能机器人的应用范围不断扩大。汽车、航空、电子制造等行业将更多采用智能机器人来代替人工,推动这些行业的制造过程逐渐向智能化和柔性化模式发展。

智能化工业制造篇3

作为世界上认知度最高的标签之一,“中国制造”从上世纪80年代崭露头角、90年代崛起,再到2008年全球金融危机后被迫转型,经历了30多年的际遇起伏。

过去,依靠低廉的人力、原材料、土地等成本优势,中国赢得了“世界工厂”的称号;而今,曾经以代加工为主要模式、靠低价取胜的“中国制造”,成本优势逐渐消失。

近年来,越南、柬埔寨、印度尼西亚等新兴制造国家加快推进工业化,承接了全球低端制造业的转移;而在高端制造领域,2008年全球金融危机之后,发达国家纷纷推出“再工业化”计划,提出工业4.0理念,寻求走出金融危机阴霾的突破点,重新争夺制造业的主导权。

中国制造业正在面临这种“前堵后追”的挤压之势。

为打造“中国制造”新的竞争优势、形成经济发展的新动能,中国提出了“两化”(工业化和信息化)融合、“互联网+”、供给侧改革等一系列国家战略。

智能制造更被列为实施制造强国战略的第一个十年行动纲领,《中国制造2025》和“两化”深度融合的主攻方向。

“实际上,德国、美国、英国等发达国家也都分别把本国工业4.0、工业互联网、未来制造业预测等新工业革命的焦点汇聚在了智能制造上。”工信部国际经济技术合作中心中国智造与工业4.0研究所所长王喜文告诉《t望东方周刊》。

基础难称雄厚的“中国智造”,在内外压力之下将如何带领“中国制造”冲出重围、在新一轮制造业竞争中实现“弯道超车”呢?重塑商业模式

“简单来说,可以用企业、产品、消费者三者之间横向、纵向的关联和交互来解释智能制造。”智能制造产业联盟秘书长曾玉波告诉《t望东方周刊》。他曾供职于施耐德、华为并担任过海尔智能制造项目负责人。

曾玉波理解的智能制造是这样的模式:在企业供应链方面,研发、设计、采购、生产、财务、行政、销售等部门之间可以实时沟通;制造车间内,设备自动化、智能化,生产流程智能化;产品本身也是智能的,比如目前热销的智能手环、智能自行车、智能家电,等等;智能产品则同时是一个数据采集端,采集用户的数据并上传到云端,方便其管理,这些数据同时也可以为生产方所用,以改进设计继而影响采购、生产和销售的各个环节。

“所以不能单纯地把它看成一个工厂车间里的优化或者智能化设备的使用,而是企业乃至整个产业商业模式的变革。”曾玉波说。

对工业自动化颇有研究的水月创投合伙人兼总裁阚雷则用“工业4.0的六重天”对智能制造的商业模式创新力作了更形象的描述。

首先,智能生产能够做大规模个性化定制。目前中国的一些服装、家具、家电、食品等制造企业都已经可以实现。而产品智能化可以让企业从制造商变为服务商。

“高铁制造厂商买了某品牌的牵引电机,后期维护由其自己定期做,无论该不该修,只要到了时间就必须去检查维护,这其实是对人力财力的很大浪费。未来电机厂商可以通过智能电机传回的运行数据,了解它什么时候才需要养护,并将这作为一项新业务来赚钱。”阚雷在接受《t望东方周刊》采访时描绘了这样一个场景,“制造企业完全可以把产品的一些硬件甚至产品本身免费赠送,就靠服务赚钱。”

再接下来,跨界竞争就会成为常态。“比如一个健康智能产品的厂商掌握了用户的健康数据,就有可能跟保险公司抢饭碗。”阚雷说,“当自动化和信息化深度融合的时候,所有现有的商业模式都将被重塑。”

如果把“脑洞”开得再大一些,工厂设备智能化之后,它们也在不断采集自己的数据上传到工业互联网上,哪些生产线满负荷运转、哪些空闲便一目了然,那么一些工厂便可以出售自己闲置的生产能力,使得资源利用最大化。

“可以说,发展智能制造是重塑中国制造业新优势、实现转型升级的必然选择,还是破解能源、资源和环境约束,实现节能减排目标的有力手段。”王喜文说。试点先行

“中国对智能制造的研究始于上世纪80年代末,一些企业也很早就开始先行先试,并取得了不错的成效。但是中国制造业又处于多种水平并存并且发展极不平衡的格局,相当一部分企业还处于工业2.0,即电气化的阶段。整体来说,智能制造目前还处于起步阶段。”王喜文告诉本刊记者。

因此他认为,中国推智能制造应该分期分批开展试点示范,逐步实现车间级、工厂级的智能化改造。而不是大规模、一股脑的智能化。“《中国制造2025》就是根据我国实际情况采取了并行发展的战略,即2.0补课、3.0普及、4.0示范。”

工信部在国务院印发《中国制造2025》之前的2015年3月即启动了“智能制造试点示范专项行动”,并在《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》(以下简称《实施方案》)中,明确了“坚持立足国情、统筹规划、分类施策、分步实施”的方针。

按照《实施方案》中,“聚焦制造关键环节,在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中,选择试点示范项目,分类开展流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6方面试点示范”的具体工作部署,2015年7月21日,经各地方工业和信息化主管部门、中央企业集团推荐、专家评审遴选出来的46个首批试点示范项目名单公布。

46个试点示范项目覆盖38个行业,分布在21个省(自治区、直辖市)。涉及到的上述6大类别,分别是以数字化工厂/智能工厂为方向,以信息技术深度嵌入为代表,以个性化定制、网络协同开发、电子商务为代表,以物流管理、能源管理智慧化为方向,以在线监测、远程诊断与云服务为代表,每个具体类别又有详细的要素条件要求。

《实施方案》提出,通过试点示范,关键智能部件、装备和系统自主化能力大幅提升,产品、生产过程、管理、服务等智能化水平显著提高,智能制造标准化体系初步建立,智能制造体系和公共服务平台初步成形。试点示范项目要实现运营成本降低20%,产品研制周期缩短20%,生产效率提高20%,产品不良品率降低10%,能源利用率提高4%。

工信部装备司副司长李东介绍,智能制造试点示范将连续实施3年,基本思路是“边示范、边总结、边推广”。

2015年12月14日,工信部《贯彻落实的行动计划(2015-2018年)》中进一步提出,到2018年,培育200个智能制造试点示范项目,初步实现工业互联网在重点行业的示范应用。跨越障碍

“智能制造试点的示范作用之一,就是带动2.0或3.0阶段的企业去学习吸收先进的制造工艺和生产管理模式。”王喜文说。

但在具体操作过程中,曾玉波发现,他接触的一些企业连现场管理、精益生产都没搞好,就在急急忙忙地研究怎么做工业4.0。

阚雷也对本刊记者透露,一些地方政府在做智能制造产业规划的时候,不知道从哪下手。因为同一个城市或地区,可能既存在高精尖的制造企业,也存在还没完成工业2.0的作坊式企业,而1.0水平和2.0水平的企业之间其实差距也很大。

“事实上,由于工业发展不均衡,我们实现智能制造的路径也存在多样化的特点,由此也导致智能制造框架逐层逻辑递进关系尚不清晰,很难建立完整的智能制造顶层参考框架。”王喜文认为,除了有节奏地推进试点,还需要抓好重点,包括研究论证如何实施部级智能制造重大工程、如何推动国家制造业创新中心的建设、如何解决关键共性问题,等等。

“智能制造其实无外乎是智能平台、智能生产设备、智能制造标准和工业软件。日本制造业相当发达,这是众所周知的,但是大家不知道的是其制造业背后,企业对软件的高度重视。”王喜文对本刊记者介绍。

2009年之前,他曾为日本开发过10年计算机软件,发现日本制造业企业无论是在制造工艺还是在企业管理中,都大量应用了软件系统,这从根本上变革了其制造方式。

“工业软件将是智能制造的关键突破口之一,可以在布局核心智能制造技术、提升智能部件产业化,以及全面普及制造过程数控化、智能化与管理信息化的同时,重点突破智能制造装备集成及工业软件创新。”王喜文说。

此外,对应标准规范不统一也是“中国智造”面临的一大挑战。

“中国发展智能制造的突出问题在于生产设备、网络、产品或服务等各个环节大多是国外标准,甚至很多互不兼容。实际上,标准在某种意义上代表着行业中的国际话语权。”王喜文介绍称。

李东在接受《t望东方周刊》专访时介绍,为指导当前和未来一段时间内智能制造标准化工作,2015年12月,工信部与国家标准管理委员会联合了《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》(以下简称“《建设指南》”)。

根据工信部副部长辛国斌的解读,《建设指南》充分考虑标准的适用性,突出强调适合中国国情的标准制定与产业化,部分内容充分借鉴了德国工业4.0和美国工业互联网的相关标准化内容,并与先进制造国家和国际标准化组织进行参照,推动将相关标准上升为国际标准。“市场主导、政府引导”

“作为转型中的制造业大国,中国对智能制造相关设备、软件有着旺盛的需求,拥有全球最大的市场,这是其他任何国家都不具备的优势。”王喜文说。

而在曾玉波看来,不能用原来传统制造业的思路去考虑智能制造,新技术、新模式几乎一夜之间让曾经的巨头陨落,这样的案例已经有很多。中国近几年的移动互联网技术、通讯技术等发展迅猛,在智能制造领域绝对有成功的机会。

不过,他们也同时都强调,发展智能制造要发挥市场的主导作用。

2015年以来,智能制造受到了前所未有的政策重视,而这些与智能制造有关的各类顶层设计和实施方案,都突出强调了“市场主导、政府引导”的原则。

以工信部“智能制造试点专项示范行动”为例,李东在接受媒体采访时就介绍,行动实施思路更加注重充分调动企业积极性,更加注重企业内生动力的扶植。

那么,该如何调动企业的积极性?

智能化工业制造篇4

[关键词]智能制造;传统制造业;转型升级

一、智能制造是传统制造业转型升级的必然选择

智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化,是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。智能制造是制造业自动化、数字化发展的高级阶段和必然结果,其发展和应用对于改变传统生产模式、降低生产成本、提高生产效率、提升制造业核心竞争力具有非常重要的意义。

智能制造主要包括三方面内容。一是以信息化创新研发设计手段、研制智能产品;二是推进生产装备的数字化、网络化,发展智能装备;三是推进生产过程的自动化、智能化,建设自动工厂。

智能制造是传统制造业转型升级的必由之路。首先,自动化、数字化工厂使直接从事生产的劳动能力大幅下降,劳动力占生产总成本越来越小。其次,数字化制造可以满足个性化需求,实现定制生产,并且交货期大大缩短。最后,传统的自上而下集中式经营方式将被分散的经营方式所取代,传统的金字塔式的管理体制将被扁平管理体制取代,对市场也将会做出更加快速的反应。

智能制造将进一步提高制造系统的柔性化和自动化水平,使生产系统具有更完善的判断与适应能力,显著减少制造过程物耗、能耗,提升传统制造业的水平。

二、提升智能制造水平促进传统制造业转型升级的途径

通过创新驱动、机器换人,以现代化、自动化的装备提高劳动生产率和提升传统产业,实现减员增效、减能增效、减耗增效、减污染排放增效和提高优质产品率、提高全员劳动生产率等“四减两提高”目标。这是辽宁传统制造业以技术红利替代人口红利,应对传统低成本优势削弱所面临的挑战,推动转型升级的关键途径。

(一)面向需求发展智能制造装备产业

“产学研用”紧密结合打造智能制造装备产业联盟。引导建立企业、高校和科研院所共同参与的产学研用联盟,加强智能装备制造企业技术创新能力;加强产业链垂直整合,通过“基地―项目―人才”的长期支持,形成覆盖设计、制造、销售、维护等产业链环节的联盟运行机制。

加快发展智能制造装备技术。加强对知识产权的保护力度,以联盟为基础共建智能制造领域产业研究院、公共重点实验室和工程技术中心,增强技术研发能力,攻克智能制造系统和核心部件的关键共性技术,研发工程化产品,推动核心部件的技术突破和产业化。

着力推进工业机器人产业发展和企业应用。吸引国际国内的机器人产品生产或研发企业来辽宁发展,培育工业机器人大型企业集团,促进企业联合、兼并与合作,培育一批具有国际竞争力的大企业和单项产品“小巨人”,形成一批优秀企业及产品品牌。建设机器人产业公共技术研发服务平台,着力培育工业机器人服务业,做大前端研发和后端营销,打造工业机器人技术研发、产品设计、服务中心、营销平台。

实施智能制造装备标准化与质量控制提升工程。以加强标准化工作为突破口,为智能制造装备提供技术标准支撑,提升重点行业、重点企业和重点产品采标达标水平;加快智能制造装备重点领域标准的制订步伐,加大采用国际标准和国外先进标准的力度;以产业聚集区为载体推进企业间的交流与合作,实现上下游产品标准对接,保证产业链的协调性和一致性;以稳定和提高产品质量为目标,联合相关专业机构共同开展专项技术攻关活动,解决影响供应链质量的瓶颈问题;指导企业提高对采购产品的质量检测能力,确保产业链各环节的产品质量水平,并对重要供应商开展第三方审核;加大对采用新材料、新产品、新技术和新工艺的支持力度,支持企业开展技术改造和技术创新工作。

在沈阳等地建立智能制造装备集聚区。围绕纺织、轻工、机械、电子电器、建材、五金等传统制造业领域转型升级的需要,以沈阳装备制造产业集群为基础,以中国科学院创新研究中心及产业化基地为核心,构建辽宁智能制造装备产业发展集聚区,集聚国内外智能装备及关键零部件研发生产机构,建立适合行业需求的专用智能制造装备产业体系。

(二)政策扶持完善智能制造支撑体系

设立“智能制造”专项资金。对智能制造装备产业化发展给予资金支持,采用无偿资助、贷款贴息、有偿使用、委托投资等多种操作方式,扶持企业实施“机器换人”项目。鼓励金融机构对试点企业“机器换人”项目优先给予贷款,鼓励省内信用担保基金优先给予担保贷款贴息;鼓励金融机构开展多种形式的首台套保险业务。

加强对“智能制造”发展的研究指导。成立智能制造专家咨询小组,邀请国内外专家进行实地调研和现场诊断,重点研究探讨智能制造推进过程中遇到的热点难点问题,研究技术和产业发展趋势,定期出台政策,对部分工种要求强制采用机器代替人工。

建设智能制造公共服务平台。通过完善功能、提升能力,为中小企业提供智能制造设计及检测、产品测试、检测设备研发、工业设计、虚拟仿真、样品分析、快速成型、3C认证、人才培养等服务。积极为企业提供物联网技术支持,推进企业应用条码、物联网技术实现生产过程的实时监测、质量控制和售后过程的产品跟踪、故障诊断、服务优化。

实施智能制造人才培养工程。依托高校、科研院所和企业培训资源,建立智能制造人才培训和实训基地,重点培养高层次研发和应用人员。积极推进行业职业技能鉴定工作和高技能人才选拔工作,加强企业人员职业培训,每年针对示范企业技术骨干开展提高培训,针对企业员工开展普及培训。

加强对智能制造的国际合作与宣传力度。鼓励开展智能制造联合创新、应用示范、人才培训和评估认证等领域的国际交流与合作,支持国内相关组织和企业参与相关领域国际标准的制修订。普及工业转型升级知识,推广先进经验,营造社会氛围,提高全社会对发展智能制造的知晓度、认知度、参与度。

参考文献

智能化工业制造篇5

关键词:智能制造;通识能力;工匠精神;创新思维

工业4.0时代,智能制造的新技术、新业态、新产业下新岗位的方式、内容、方法、工具都发生了巨大变化,智能制造不再针对某个领域、某个专业,而是覆盖了各个产业,贯穿于产品、制造、服务全生命周期各个环节。高等职业教育中,人才培养与经济增长、产业结构升级之间存在着“引领和适应”的对应关系[1],职业教育培养的学生都必须了解国家的战略布局,明白智能制造无处不在,要有家国情怀,主动将自己的职业生涯规划融入国家的发展战略,服务国家智能制造产业发展。

一、智能制造技术技能人才培养的机遇与挑战

(一)国家战略加速产业转型,提出人才培养新需求

国家“十四五规划”指出,要实现制造强国、推动产业链现代化;《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》提出要打造“全球电子信息高端研发制造基地”;成都市《智能制造三年行动计划(2021—2023年)》提出,“加快构建智能制造生态体系建设”。智能化成为电子信息制造业快速转型发展的必然趋势,大力建设数字化车间和智能工厂,促进电子信息制造业快速转型发展,实现生产过程智能化、数控化,亟需具备设计数字化、生产自动化、管理现代化等多种技术技能复合的人才支撑。

(二)智能制造多种技术融合,提出人才培养新标准

2021年新职业“智能制造工程技术人员”国家职业标准和智能制造领域人才需求报告指出,现代企业生产过程中,数控加工、工业机器人等智能生产装备通过信息技术有机连接,通过各类物联网感知技术收集生产过程中各种数据,通过工业软件系统在线进行数据处理分析,实现智能化生产,该领域预计到2025年达到450万人的人才缺口,其中机械行业技术技能人才需求总量将达到377.6万[2],高职学历的需求总量预计达149.08万,占比39.48%。智能制造领域的新岗位,需要大量能将软件应用、数控加工、机器人技术、物联网技术等多技术技能融合的产业工人。这对专业升级发展、数字化改造提出了新标准,亟须加快推进人才培养模式改革。

(三)职业教育融合创新发展,提出人才培养新任务

为落实《国家职业教育改革实施方案》,教育部、四川省政府《关于推进成都公园城市示范区职业教育融合创新发展的意见》提出,推动纵向贯通、横向融通的“全生命周期”职业学校教育和培训体系建设,打造“四园同构”的产教城融合园区和“中国匠谷”等高地。作为拥有技师学院的在蓉高职院校,实施高职与技师融通发展、促进现代职业教育体系加快构建成为学校的责任,需创新人才培养模式,服务成都市电子信息制造业园区和企业发展,培养新时代高素质技术技能智能制造产业工匠。

二、智能制造对技能人才通识能力提出的新要求

工业4.0时代,智能化赋能知识经济,劳动者仅凭一技难以适应产业发展,这就倒逼职业教育由“唯技而教”的专才教育走向通识教育和终身学习。通识教育,亦称之为通识能力,于20世纪80年代自美国引入,结合中国文化对“通”和“识”的解释,被翻译为“通识教育”,是指一种在不同学科领域、不同行业中能够共通的普遍知识和基础能力,包括语言表达能力、自学能力、适应能力、道德关怀能力、沟通协调能力、创新创意能力、理论到实践的能力等。哈佛大学的通识教育对全球的教育改革都有着重要影响,其教育的四大目标之一就是:教育学生如何成为社会一员,享受公民权利,履行公民义务,承担对地方、对国家、对世界以及对自己的责任。在智能制造时代,要通过通识教育培养出职业院校学生以下通用能力。

(一)追求卓越的大国工匠精神

一流的制造需要一流的技术,一流的技术则需要一流的精神,中国从“制造大国”走向“制造强国”,从资源禀赋优势走向创新制造优势,迫切需要坚持如一的品质,坚忍不拔、精益求精、追求完美和极致的工匠精神[3]。制造业文化就是工匠文化,只有对事业具有高忠诚度,才能全身心投入,秉持严谨的职业操守、崇高的职业品质,培养敬业、专注、精益、坚持的价值取向和行为表现,才能在制造质量和制造水平上取得持续不断的进展。

(二)创新精神和创造思维

智能制造是对传统制造的全方位提升,更是新技术、新思维、新概念、新模式不断涌现、广泛应用的典型业态,创新精神和创造思维要贯穿于智能制造全过程[4]。创新精神是推动工业制造突破传统模式、改变生产生活方式的重要精神,要求学生勇于挑战固有框架,不断追求新思维、新事物、新理念、新方法,探索新的规律,获取新的成功。创新思维是打破惯常思维、求新求异的独特思维,是人类创造性的获得灵魂和核心,是人的创造力迸发的源泉。

(三)多元的人文素养

在智能制造、人工智能的未来发展中,人机工程、柔性制造、仿生制造、个性定制等一系列多元化、复合型、综合化的制造发展,必将与社会学、经济学、文学、哲学、美学等人文社科发生更加紧密和广泛的联系与交叉。智能制造人才的人文素养也将成为面向未来发展的一种必备素养,在人工智能等新技术发展中将发挥重要作用。

三、成都工贸职业技术学院在智能制造人才培养方面的探索与实践

为服务成都建设“中国制造2025”试点示范城市、全国重要的先进制造业中心,成都工贸职业技术学院自觉担负起支撑地方高端制造业高质量发展的责任,全力打造“智能制造专业群”,推广智能制造的“大众教育”,培养学生跨领域、跨学科、跨专业的综合能力,为建设全面体现新发展理念的国家中心城市提供高素质技术技能人才支撑。

(一)瞄准人才需求,科学定位培养岗位

对接成都电子信息制造业网、智、软、端、屏、芯六个领域中的智能终端,专业群确定了工艺设计、生产线规划、过程实施、监测反馈四个智造链主要环节,其拥有工艺设计和优化、智能产线安装和调试、智能设备操作调试与编程等十个典型工作岗位。基于岗位数字化、智能化要求,对十个典型工作岗位核心能力进行分析,构建产品数字化设计、智能产线设计与调试、智能生产设备系统集成与运维、智能生产数据监测与反馈四个岗位群,这些岗位群需要多个专业交叉融合培养,满足复合型学生就业需求。学校将人才培养定位为坚持立德树人,培养具有劳动精神、工匠精神、创新精神,掌握产品数字化软件设计、柔性制造单元调试、高档数控设备操作、工业机器人柔性集成、生产数据分析等先进技术技能,具备智能化、数字化融合意识的新时代高素质技术技能智能制造产业工匠。

(二)立足核心素养,打造培养“工匠素质”的课程体系

一是加强通识课程的德育素养、信息素养、创新素养和人文素养的培养,将工匠精神教育融入思政课程教学。增设职教模块理论,形成有利于厚植工匠精神的思政教学体系,将工匠精神融入社会主义核心价值观、天府文化、中华优秀文化、社会主义先进文化的教育之中[5]。二是以融合的思想重构专业课程。对接新职业标准和相关“1+X”证书职业标准,以项目为载体,以问题为导向,在课程中挖掘知识、探究知识,提高解决实际问题的能力。知识有三大来源:基础理论层面、应用研发层面和实践性层面,制造行业的工艺和技术的创新发现只能通过“干中学”而习得。实践出真知,实践才是创新的唯一途径,因此要引导学生注重实践。三是开设“智能文明”“人工智能与信息社会”等公共选修课程,提高学生智能化素养,引导学生明白创新来源于制造一线,制造工厂本身就是一所“创新大学”,塑造学生人文情怀,增强对智能化产业的柔性适应力。

(三)深化产教融合,实现核心能力培养

学校深化产教融合,按照职业工种等级标准整合原有实训室,建设数控车、数控铣、pLC编程、现代信息技术、工业机器人等通用技能实训室,服务智造链四个环节通用能力、基础能力和双创基本技能培养。学校采取引企入校、校入园企等方式,依据理虚实一体化建设原则,重组、新建产品数字化设计、数控智能加工、数字工厂仿真训练等实训室,提质建设智能制造生产性实训基地、西门子数字化工厂虚拟仿真实训基地。基地重点支撑专业群核心能力课程、拓展能力课程和双创能力课程的实施,以及专业群核心工种的职业资格高级—技师和“1+X”证书中级—高级认证考核。实训基地向群内外学生开放,采取学分认证置换方式,开展兴趣培养、第二课堂学习、专业社团活动、技能竞赛等,引导学生建立研发—生产—营销的全生命链、系统化思维模式。

(四)打造工匠学院,服务工匠人才发展

成都工贸职业技术学院与成都市总工会整合双方优势资源,共同筹建“成都工匠学院”,探索产教融合、校企合作运行新机制。“成都工匠学院”聚集“成都工匠”优质资源,全力打造技能人才培育、现代产业发展精准服务、工匠人才社会价值实现的三大平台。依托“成都工匠学院”组建智能制造职业教育集团(联盟)、建设产业学院,打造生产性实训基地,实现资源共建共享。重点开展选育“工匠之师”,实施“匠中育师”计划;开展项目化、实战化“师带徒”,实施“以匠育工”计划;开展技能人才培训,实施“滴灌援企”计划,培养适应和引领现代产业发展的高素质应用型、复合型、创新型人才。制造是本体,智能是灵魂。在智能制造背景下,职业教育对高素质技术技能人才的培养应多关注工匠精神养成、创新驱动以及人文素养,激发学生创新思维,让学生实现全面而自由的发展、成为具有创新精神和综合竞争力的社会变革参与者。

参考文献:

[1]张培.“互联网+”高职教育人才培养价值取向及路径研究———基于“中国制造2025”的逻辑[J].成人教育,2017(10):53-57.

[2]马雪峰,陈晓明,许朝山.智能制造机械行业人才需求与职业院校专业设置匹配分析[J].中国职业技术教育,2020(11):5-15.

[3]叶美兰,陈桂香.工匠精神的当代价值意蕴及其实现路径的选择[J].高教探索,2016,10(10):27-31.

[4]李耀平,郭涛,段宝岩.面向智能制造的人才培养策略[m].第1版.西安电子科技大学出版社,2019:3.

智能化工业制造篇6

为什么?

2011年德国汉诺威工业博览会上,德国相关协会提出工业4.0的初步概念,此后由德国机械设备制造联合会等协会牵头,来自企业、政府、研究机构的专家成立了“工业4.0工作组”,进一步加强工业4.0的研究并向德国政府进行报告;2013年,德国政府将工业4.0纳入《高技术战略2020》中,正式成为一项国家战略。目前,德国正计划制订推进工业4.0的相关法律,把工业4.0从一项产业政策上升为国家法律。德国工业4.0在很短的时间内得到了来自党派、政府、企业、协会、院所的广泛认同,并从一个来自民间的概念迅速演变国家产业战略,现正从一个产业政策上升为国家法律。工业4.0能在这么短的时间内在全国形成共识,有其偶然性也有必然性,这种认识来自于德国长期以来把工业作为国家经济的基石,来自于信息通信技术给工业带来的革命性影响,也来自于新一轮科技革命中对德国工业地位的担忧。概括起来,主要是三种意识:危机意识、机遇意识和领先意识。

危机意识:德国是传统的科技工业强国,但是在新一轮产业技术革命中,传统的竞争优势受到了来自各方面的挑战,一部分新兴产业成长乏力,各界对德国未来发展表现出某种忧虑。这种忧虑包括了对新兴产业创新能力的忧虑、对传统产业竞争优势的忧虑和对国家产业战略方向的忧虑。

机遇意识:尽管德国各界对有些产业发展得不尽如人意表现出了忧虑,但对德国传统优势产业的竞争力还是表现出强烈的自信,认为德国工业经济发展面临许多机遇,如庞大的、快速成长的智能装备市场,全球新一代信息技术与制造技术融合的趋势带给德国的是巩固和强化技术优势的机遇。

领先意识:在新一轮技术革命和产业变革中,德国人有危机感,也看到新机遇,并试图在工业领域继续保持全球领先的地位,其基本途径就是在向工业化4.0迈进的过程中先发制人,与世界制造强国争夺新科技产业革命的话语权,抢占产业发展的制高点。他们在努力实现五个领先:理念领先、技术领先、产业领先、标准领先、市场领先。

是什么?

与国际社会关于第三次工业革命的说法不同,德国学术界和产业界认为,前三次工业革命的发生,分别源于机械化、电力和信息技术。他们将18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0,20世纪初的电气化定义为2.0,始于20世纪70年代的生产工艺自动化定义为3.0,而物联网和制造业服务化迎来了以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法,即工业4.0。德国工业4.0战略旨在通过充分利用信息通讯技术和信息物理系统相结合的手段,推动制造业向智能化转型。

工业4.0是一个发展的概念、动态的概念,是一个理解未来信息技术与工业融合发展的多棱镜,站在不同的角度会有不同的理解;工业4.0是互联,是集成,是数据,是创新,是服务,也是转型;工业4.0是CpS,是智能工厂,是智能制造;工业4.0是国家战略,是企业行为。

但从根本上来讲,工业4.0是一种在信息技术发展到新阶段产生的新的工业发展模式。从终极目标来看,工业4.0不能为技术而技术,核心在于提高企业、行业乃至国家的整体竞争力。从企业来看,通过工业4.0可以实现劳动生产率大幅提高,产品创新速度加快,满足个性化需求,减少能耗,提高产品质量和附加值大幅,增强企业核心竞争力显著;从行业来看,通过工业4.0可以建立起高度协作的创新服务体系,提高整个行业的资源配置和运行效率;从政府来看,通过工业4.0进一步巩固德国制造业优势,抢占新一轮产业竞争的制高点。

如何看?

我们看待德国工业4.0,既要有国际视角,更要有中国视角;既要有技术视角,更要有转型视角;既要有理论视角,也要有实践视角;既要有政府视角,也要有企业视角。只有这样,我们的观察才有针对性、指导性和现实性,才能更好地实施两化深度融合战略。

德国的工业4.0与我国两化深度融合,如出一辙、异曲同工、殊途同归。2014年11月8日,苗圩部长在接受《人民日报》专访时说,我国提出的两化深度融合战略与德国提出的工业4.0战略如出一辙、异曲同工。尽管中德两国工业化阶段不同、企业水平不同、技术基础不同、主导产业不同、运行机制不同,但面对新一轮产业技术革命的趋势,有相同的危机感和紧迫感,都认识到了发展的机遇的挑战,都有举全国之力抢占新一轮产业竞争制高点的战略意图,两国的战略在核心理念、发展重点、方法路径等方面也比较相似。

工业4.0是德国制造的新品牌、新名片。当提到德国时,我们会联想到高可靠、高精密、高质量、高安全的德国工业产品,德国制造作为一种品牌已成为德国的重要资产,这是德国人历经百年而打造的,但德国人并不满足。在新一轮信息技术革命背景下,要赋予德国制造以新的内涵。德国工业4.0是德国工业发展的新理念、国家的新战略,更为重要的是,它正在成为德国制造的新品牌,为德国的工业体系贴上新的标签,它在强化德国制造原有的内涵基础上,赋予了新的内容,即高技术、高品质、高效率。

德国举全国之力实施工业4.0战略。德国工业4.0战略的实施是“举全国之力”、“集中力量办大事”的国际版。工业4.0作为一个新理念凝聚了德国各界的共识,并演变成了共同行动,这种共同行动跨越了党派、中央、地方、企业、行业协会、研究院所,你能看到德国强大的组织和动员能力。

标准、技术、人才是优先行动。如何将工业4.0的理念和战略转化为具体行动,德国人提出的系列行动计划,包括标准化、网络设施、信息安全、流程再造、人才培训、法律政策等,这些都是重要而且必要的行动,但如果一定要更聚焦到三个最核心的行动上的话,那可以考虑将标准、技术和人才作为工业4.0最优先考虑的领域。

同样面临着信息安全这一全球性问题。信息技术越普及、越深化,信息安全问题就越突出,企业实施工业4.0的一大挑战和困惑就是,工业生产智能控制的信息安全问题,这既是一个企业的挑战,也是国家的挑战。德国各界对此有清醒的认识,并把工控安全作为工业4.0需要解决的核心议题。

怎么干?

德国工业4.0战略给了我们很多启示,我们要结合中国的实践,坚定不移地实施两化深度融合战略。

凝聚行业共识,把智能制造作为两化融合的主攻方向。智能制造是两化深度融合、德国工业4.0、美国产业互联网概念背后的最大公约数,包含产品、装备、生产、管理服务的智能化。把智能制造作为两化深度融合的主攻方向,就是要把握全球新一代制造技术变革的新趋势,以实现重大智能装备和产品的自主可控为突破点,以推广普及智能工厂为切入点,以提升制造企业研发、生产、管理和服务的智能化水平为落脚点,完善制造业国家创新体系和综合标准化体系,建设智能制造人才培养体系,打造制造业竞争新优势,实现中国制造的跨越式发展。

整合产业资源,把增强智能装备和产品自主发展能力作为智能制造的突破口。尽管产品智能化已走过了很长的历史进程,但从新一代信息技术的潜能来看,我们现在所看到的产品智能化处仍处于起步阶段,在未来30年乃至更长的时间尺度内,重大装备和产品的智能有可能走向成熟。因此,需要围绕重大装备和大宗消费品的智能化,整合科技创新资源,打造贯穿全产业链的新兴信息技术推广应用服务平台,增强重大智能产品的自主发展能力。

突出试点示范,把推广普及智能工厂作为智能制造的切入点。发现最佳实践,总结行业经验,加强交流推广,开展试点示范,是过去几年推进两化融合工作的基本思路,也是德国推行工业4.0的基本方法。西门子、大众、宝马、博世等在讲到智能制造时,都提到他们所认为的最能体现工业4.0理念的全球最佳智能工厂,而且有许多是在中国。在行业及区域层面推广智能工厂和智能制造体系应当是下一步可以考虑的重要工作方向。

创新体制机制,把培育新业态、新机制、新模式作为智能制造的核心任务。在新一轮产业技术变革中,在抢占新一轮产业竞争制高点的过程中,我们要充分认识到中国在互联网经济的优势,这一优势是德国及欧洲国家所不具备的。如何持续创新体制机制,把互联网与工业融合创新这篇大文章做好,事关工业由大变强的整体战略布局。这需要我们理性客观认识互联网经济在智能制造战略布局中的地位,积极培育引导新技术新业态新模式,加快推进制造业服务化。

坚持标准先行,把制订智能制造标准化作为智能制造的优先领域。把握智能制造发展的特点和规律,整合国内标准化资源,学习借鉴德国工业4.0标准化路线图以及美国先进制造和工业互联网标准建设的工作思路和组织方式,加快智能制造标准化体系建设。如,加快制定智能制造标准化路线图,尽早启动优先急需领域标准化制订工作,建设和推广企业两化融合管理体系。

夯实产业基础,把构建自主的信息技术产业体系和工业基础能力作为建设智能制造的重要支撑。现在业界经常讲的一句话是我们的计算机产业“缺芯少魂”,沿着这个思路展望一下十年后的产业格局,当十年以后越来越多的产品高度智能化的时候,我们会不会也面临智能汽车、智能机器人、智能穿戴、智能家电、智能工厂等这些产品“缺芯少魂”的局面。当英特尔、高通、博通、英伟达等芯片巨头,以及苹果、谷歌、微软等软件互联网巨头在三四年前已围绕智能汽车在芯片和操作系统进行全方位布局的时候,我们有理由对智能产品未来的空心化问题表示忧虑。构建技术领先、自主可控、安全可靠的信息技术产业体系的任务更加紧迫而艰巨。完善面向智能制造的网络基础设施、增强电子信息技术支撑服务能力、强化工业基础能力势在必行。

智能化工业制造篇7

关键词:机械制造基础 智能制造 智能化 趋势

中图分类号:tp2 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2011)002-095-01

1 引言

“科技就是力量”,机械制造智能化直接影响着我国机械制造业的发展水平,先进的机械制造技术促进我国机械制造业的发展,落后的机械制造技术则影响我国机械制造也的发展水平。在“十二五”的背景下,对机械制造业新的设计、工艺、功能上的发展固不可少,不过,对机械制造智能化也应该关注。了解世界机械行业发展的现状,对改善我国机械制造水平的不足,以及帮助发展机械制造智能化都有重要的意义。

2 机械制造智能化发展的现状

智能制造是从80年代末发展起来的,最早的几本有关智能制造及系统方面的专著是在1988年由wrightmilaciC等人编写的,随后、Kusiak和pain也相继出版了这方面的研究著作。

国际方面:国际智能化制造业采用或准备采用的先进制造技术主要体现在:(1)新型(非常规)加工方法的发展,包括激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术及两种以上加工方法复合应用等;(2)专业、科学间交叉融合,冷热加工、加工过程、检测过程、物流过程、设计、材料应用、制造等方面,界限逐渐淡化;(3)工艺研究由“经验”走向“定量分析”;(4)高新技术与传统工艺紧密结合,使传统工艺产生显著的、本质的变化,极大地提高生产效率和产品质量;(5)常规制造工艺的优化,以形成优质高效、低耗、少污染的制造技术为主要目标;(6)以计算机与网络技术为核心。

国内方面:我国也在这方面也有所作为。当前,国民经济各部门中智能化已露端倪。机械企业当务之急是进行产品结构调整。在面向市场,特别是面向全球化经济的形势下,我国机械工业各企业在选择产品时都要首先选择带有智能信息技术的机电一体化产品。

3 机械制造智能化发展的必然性分析

智能制造技术(intelligentmanufacturingtechnology,imt)是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等职能活动,并将这些职能活动与智能机器有机的融合起来,将其贯穿应用于整个制造业企业的各种子系统(如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量保证和市场销售等),以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行收集、储存、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。

智能制造系统(intellientmanufactingS,imS)是指基于智能制造技术,利用计算机综合应用人工智能技术(如人工神经网络、遗传算法等)、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术和系统工程理论和方法,在国际标准化和互换性的基础上,使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化,并使制造系统形成又网络集成的、高度自动化的一种制造系统。

4 机械制造智能化发展的趋势

未来必然是以高度的集成化、柔性化和自动化为特征的智能化制造系统,并以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标,也是当代传统制造技术、新兴计算机技术、人工智能技术等发展的必然结果,亦即在整个制造过程中通过计算机将人的智能活动与智能机器有机融合,以便有效地推广专家的经验知识,从而实现制造过程的最优化、智能化和自动化。对于它的研究不仅是为了提高产品质量和生产效率及降低成本,而且也是为了提高国家制造业响应市场变化的能力和速度,以及在未来竞争中求得生存和发展。它的研究成果,将不只是对制造业有促进作用,还对工业过程自动化或精密生产环境等有应用价值。它的出现将使人们从一个完全崭新的角度去从事科学技术和制造领域的研究。所以,机械制造智能化无疑是本世纪制造技术的最优选择。国际上对其研究的兴起也决非偶然,试想,发达国家一旦拥有这项技术,而我们又在这方面与之相差甚远的话,我们将面临失去更多与之竞争机会的危险。因为一方面它是本世纪的最先进的制造技术,发达国家将不再“依赖”发展中国家的“廉价”劳动力;另一方面专业技术人员和熟练技术工人缺乏问题在我国尤其严重,企业生产中的各个环节相脱节的现象也十分突出。再者,重复投资增大,企业生产的不规范化及自动化程度低下等也是大问题。目前发达国家正在积极起动这一高新技术,并投巨资、集中大批优秀人才进行跨国际合作研究与开发,我国也应当适度开展跟踪研究。因此,基于国外发达国家积极抢占这一国际制造业制高点的严峻形势,参照我国实情,我认为,当前应该系统深入地开展基础理论研究和现有加工单元技术与机器设备的智能自动化研究。特别是开发出具有自身特色的,即能实现高精度、易操作和无人管理的智能制造系统,以满足我国制造业日益发展的需要。如果条件许可。还可试点进行研究领域中的下一代设计过程、工厂、自主功能模块和虚拟制造系统等方面的前期实验研究工作。

另外,智能制造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变,这就要求智能系统最终必须能够像人一样具备做出符合人文伦理和生态环境伦理的行为。因此,当前,在我国智能化发展初期就应当明确智理化(既智能又符合伦理标准)发展的大方向。

智能化工业制造篇8

自2014年“工业4.0”成为热点方向,这个醒目的标题就令人充满了欲望和想象。2015年政府工作报告中明确提出实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国,推动传统产业技术改造,并提出了“互联网+”行动计划。

工业是强国之本,建设制造强国势在必行。中国服装业在此背景下恰逢历史性机遇,同时也将与世界性挑战正面交锋。

中国是制造大国,但大而不强,中国制造业目前仍处于“工业2.0”和“工业3.0”并行发展阶段。用清华大学设计战略与原型创新研究所蒋红斌博士的话来说,就是“我们的主体经济特质是左腿已经迈入了4.0时代,但是右腿还在2.0版本里。”与德国等制造强国相比,无论是在研发投入、技术水平、产品质量还是品牌形象上都存在较大差距。

当前,世界范围内新技术、新应用、新产业、新业态蓬勃兴起,正在引发影响深远的产业变革。面对新一轮科技革命和产业变革带来的机遇和挑战,各国纷纷抓紧调整各自的战略,日益重视制造业在促进经济复苏和转变发展方式中的作用。因此,全球制造业发展格局在近几年发生深刻变化,中国制造业发展正在面临发达国家和发展中国家的“双重竞争”。如美国制定了先进制造业国家战略计划,德国推出了“工业4.0”战略,法国出台了“新工业法国”。去年9月,印度也了“印度制造”战略,将制造业作为立国之本。

由此,工业和信息化部部长苗圩提出,中国必须走“工业2.0”补课、“工业3.0”普及、“工业4.0”示范的“并联式”发展道路。而对于始终走在变革尖峰上的服装业而言,创新能力不足、劳动力数量拐点初现等信号无一不在警示――制造业的传统发展方式已难以为继,涅重生还是销声匿迹?答案或许就在一念之间。

智能时尚玩转产业链整合

“中国制造2025”提出了用三个十年实现由制造业大国向制造业强国转变的战略目标,中国纺织工业联合会副会长孙瑞哲认为,纺织服装业具有先期迈进世界纺织强国阵营的基础和优势。具体而言,纺织服装业智能制造包括智能装备、智能产品和智能零售三个方面,但从“大时尚”的层面来说,脱下智能制造“冰冷的铠甲”搭界服装业,智能时尚的概念应运而生。

我们可以从纷繁变化的市场动态中捕捉到智能时尚的汹涌来袭。近两年,可穿戴设备产业趋于成熟,国内外企业层出不穷的新产品渗透至消费者生活的方方面面,根植“可穿戴”背后的天然视觉优势,作为智能产品的重要分支,为智能化与时尚化的结合吹响了冲锋号。

智能装备方面,和鹰、宝盈等龙头企业深耕自动测体Cat、模板缝制系统等尖端领域,串联缝制智能设备产业链,为智能时尚打下坚实基础。智能零售则是在创新型零售概念的基础之上,作为“工业4.0”时代催生出的新产品,直抵终端,让消费者通过更便捷的方式将智能时尚“穿上身”。如运动品牌匡威就在今年夏天选择北京、上海、广州的三家门店,设置三块“madebyyou互动橱窗”,顾客通过扫码进入系统,上传图片来打造属于自己的Chucktaylor鞋款。

是的,身处其中,每个人都感受到了移动互联、大数据、云计算带来的兴奋、憧憬、敬仰、恐惧,但你所看到的可能只是冰山一角,藏在冰山底下产业结构的变化,你或许根本不曾知晓。

大势所趋、不得不为。“中国制造2025”提出以推进信息化和工业化深度融合为主线,大力发展智能制造,构建信息化条件下的产业生态体系和新型制造模式。

中国服装企业勇于尝试与创新,并且得出金科玉律――智能制造不只是设备,而是在塑造一种观念,在危机意识中,“工业4.0”既是机遇,也有挑战。

从现有路径来看,纺织服装业大力推进制造过程的智能化,势必将从产品设计智能化、关键工序智能化、供应链优化管控等方面,推进重点行业智能制造单元、智能生产线、智能车间、智能工厂建设,还要积极培育新型生产方式,结合汽车、机床、通信设备、纺织等行业特点,推进重点行业智能制造应用示范,不断探索大规模个性化定制、云制造等新型制造模式。

智能思维去陈出新进行时

智能时尚凭借着互联网和制造基因开始“飞入寻常百姓家”,智能科技正在摆脱以往“噱头”的固定角色,日益成为服装企业应对“数量增长慢下来,质量增速提上去”的“新常态”发展的不二法宝。然而,面对“只见其声,未见其形”技术革命浪潮,服装企业探路智能制造升级没有快车道。

另一方面,“中国制造2025”不是专门为应对新一轮科技革命制定的规划,而是对制造业转型升级的整体谋划,不仅要提出培育发展新兴产业的路径和措施,还要加大对量大面广的传统产业的改造升级力度,同时还要解决制造业创新能力、产品质量、工业基础等一系列阶段性的突出矛盾和问题。

因此,服装产业的智能转型意味着要展开一段摒弃旧规则、树立新逻辑的蜕变之旅,在翻天覆地的变化下,结合产业链上的智能“新伙伴”,丰满智能时尚的新思路势在必行。而在即将于10月首次亮相上海的CHiC2015秋季展上,“智能时尚”,的主题由此诞生。不仅如此,在秋季展上这一主题将贯穿于时尚男装、时尚女装、皮革/皮草/羽绒、牛仔、贴牌加工及供应链、配套资源等各个专业展区,而同期举办的各项活动也将引领业界开启“智能化”启迪。

智能化工业制造篇9

9月18日,在北京举行的“工业4.0与中国制造2025全球年会”上,工业和信息化部赛迪研究院装备工业研究所所长左世全称,根据《中国制造2025》的要求,工信部正在组织编制智能制造专项规划和智能制造工程实施方案,将尽快明确智能制造的发展目标、重点任务、推进途径和政策措施。

智能制造虽然是被热炒的概念,但其具体含义并不很清晰。目前较为普遍的一种解释是,智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。

尽管中国已经开始仿效德国“工业4.0”和美国“工业互联网”,提出了“中国制造2025”,将发展智能制造产业上升到国家战略,但中国的“国情”却与美、德大不相同,因而战略规划上也将有所差异。

左世全称,当前中国制造业总体仍处于电气自动化(2.0)、数字化(3.0)并存的阶段,大部分企业尚未完全实现数字化,而德国已经基本完成数字化,正迈向智能化(4.0),因此中国推行智能制造不可能一步到位,必须从国情出发,走电气自动化“补课”、数字化普及、智能化示范的“并联式”发展道路。

左世全认为,中国在发展机器人、3D打印技术的同时,也应兼顾传统装备的改造升级,并“走出去”参与国际竞争,倒逼企业提高整体素质和核心竞争力。

作为智能制造产业的一大核心,中国已陷入空前的机器人热潮中。目前,中国已有500多家机器人公司。

“几乎每周都有四五家新的机器人公司出现,就连有些县也在搞机器人产业园。”沈阳新松机器人自动化股份有限公司(下称新松机器人,300024.SZ)高端装备与3D打印技术事业部总经理刘长勇说。

今年4月底,江西省政府官网消息称,九江市星子县总投资10亿元的机器人产业园项目开工建设。此外,重庆市璧山县、河北省固安县以及香河县,都在积极筹建机器人产业园。

热潮之下,现实依然残酷。中国的机器人公司在市场上几无份量可言,机器人在资本市场的总体盘子并不大。

界面新闻记者根据软件的数据统计发现,目前共有86家a股上市公司涉足机器人概念,整个板块总市值为7565.93亿元,与中国人寿(601628.SH)的总市值相当。

机器人业务并不是这些上市公司的主业。新松机器人是目前国内最大的机器人企业,刘长勇告诉界面新闻记者,机器人业务在该公司占比约三四成,“还有相当部分精力在交通、能源、民生和特种装备等产业板块”。

国际机器人及智能装备产业联盟、亚洲制造业协会首席执行官罗军对界面新闻记者表示,目前国内的机器人公司不具规模,更没有市场竞争力,关键零部件靠进口,普遍做的是生产加工基地,如果不走出“传统加工生产”的误区,不做前瞻性的战略规划布局,将永远“跟着国外走”。

《中国制造2025》在部署“智能制造工程”时指出,要“紧密围绕重点制造领域关键环节,开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用”,“关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化,建设重点领域智能工厂、数字化车间”,可视为从具体操作层面对“智能制造”进行了界定。

在这一顶层规划设计中,“推动装备制造业升级是重心。”左世全称。

《中国制造2025》指出,发展智能制造产业应注重创新驱动,突破一批重点领域的关键共性技术,大力提升重大装备的自主创新水平和系统集成能力;与此同时,要加快发展一批高档数控机床、工业机器人、增材制造设备等智能制造装备以及智能化生产线,突破新型传感器、智能仪器仪表等智能装置。

自今年起,工信部开始启动实施“智能制造试点示范专项行动”,并于7月2日公布了今年46个智能制造试点示范项目名单。这些项目覆盖了38个行业,分布在21个省(自治区、直辖市),涉及流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等6个类别。

工信部称,下半年将分行业召开现场经验交流会,并在今年11月举办的中国国际工业博览会上集中展示试点示范取得的成效。

左世全预计,这些示范项目实施后,生产效率和能源利用率将分别提升20%和15%,运营成本、产品研制周期和产品不良率将分别下降30%、30%和15%。

有了国家战略导向支撑,智能制造产业令资本垂涎。硅谷创客资本Ceo赵胜告诉界面新闻记者,以往投资者通常只关注大型制造业企业的收购并购,但如今智能制造几乎再造了整个制造业,因而产业链中的各个环节,但凡在向智能制造转型的,都具有了前所未有的投资价值。

“目前已有大批资金开始涌入智能制造产业,该产业的全球投资规模将达数10万亿元。”赵胜说。

智能化工业制造篇10

可以触摸的神奇未来

智能工业,是指依托泛在技术的计算模式、移动通信等信息技术,将具有环境感知能力的各类终端不断融入到工业生产的各个环节的新型工业生产方式。通过传统工业向智能工业的转变,能够大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗。

如今智能工业还在迅猛的发展阶段,还没有形成对社会生产、社会生活形成颠覆性的影响力,而这不妨碍我们对未来前景的描绘与憧憬。在不久的将来,在花园般的城市里,一座座无人值守的智能工厂掩映其间,没有工人忙碌的身影,只有智能机器在尽职尽责地负责日常运作;没有庞大的操作与监控中心,通过无线网络与可靠稳固的云计算数据中心互联,人们可以随时接入云端智能工厂对生产线进行必要管理;没上下班的拥堵,倒是时时可见公园里边享受美景边通过智能设备处理工作的人们,或者人们在家里使用电视的频道切换,通过语音和手势对生产程序进行操控……

这样的未来并非遥遥无期,随着风头正劲的智能工业向未来全速开进,这样的未来已经是触手可及。

智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用,并与未来先进制造技术相结合,形成新的智能化的制造体系。智能工业的关键技术在于物联网技术。融合了智能传感器智能仪表/执行器、互联网络(物联网)、智能控制系统、云计算(云端智能工厂)、智能接入终端等技术的智能工业,从广义上来讲将覆盖智能交通、智能电网、智能家居等多个智能产业领域。

18世纪,英国人瓦特发明了蒸汽机,引发了第一次工业革命,开创了以机器代替手工工具的时代。人类从此进入了工业时代。1870年以后,科学技术的发展突飞猛进,各种新技术、新发明层出不穷,并被迅速应用于工业生产,大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。

第一次工业革命的荣光早已远去,然而在这个时代的我们,正在见证一个时代的勃兴,正站在风起云涌的历史节点上。

工信部的《“十二五”物联网发展规划》,让智能工业产业大发展呼之欲出,全国各大工控纷纷组建智能工业产业联盟和智能工业研究中心,进一步揭示了智能工业产业在我国未来社会经济结构中的重要地位。

未来十年,“智能工业”将引爆整个人类社会的创新与变革。据业内人士分析,智能工业的的作用与影响可以媲美人类历史上的历次工业革命。智能工业,将为工业乃至我们的生活注入更多的智慧,实现“智慧工业”、“智慧城市”、“智慧地球”的神奇梦想。

百年智能工业

智能工业之所以能够成为未来的历史主流,得益于近百年的积淀。

智能工业的历史始于1936年,那一年,年仅24岁的英国数学家图灵首次提出了著名的图灵机模式,这应被视为智能机械设计最早的思想火花。

1938年,德国青年工程师Zuse研制成了第一台累计数学计算器Z-1,并于1945年发明了planka.kel程序语言。

1946年美国科学家J.w.毛克来等人研制成功了世界上第一台电子数字计算器eniaC。美国数学家n.温纳尔控制论的创立,美国数学家C.e.香农信息论的创立都为智能机械的出现和发展作出了杰出的贡献。

世界上第一台智能工业机械于1962年诞生在美国,比日本起步至少要早五六年。经过30多年的发展,美国现已成为世界上的智能机械强国之一,在智能制造方面基础雄厚、技术先进。

第二次世界大战后,日本的劳动力本来就紧张,而高速度的经济发展更加剧了劳动力严重不足的困难。为此,日本在1967年由川崎重工业公司从美国Unimation公司引进智能机械及其技术,建立起生产车间,并于1968年试制出第一台川崎的“尤尼曼特”智能机械。

日本产业智能机械工业会常务理事米本完二的说法:“日本智能机械的发展经过了60年代的摇篮期,70年代的实用期,到80年代进人普及提高期。”并正式把1980年定为“产业智能机械的普及元年”,开始在各个领域内广泛推广使用智能机械。

虽然美国领先一步,但是日本的智能工业后来居上,并在工业生产的应用上及智能机械制造业上很快超过了美国,产品在国际市场上形成了较强的竞争力。

当然,美国作为智能工业机械的创始国,始终保有强大的原创力和竞争力,在国际上一直处于领先地位。制造、使用智能机械使日本增强了国力,获得了很大的利益,使得美、英、法等许多国家不得不加大研发力度,奋起直追。

智能工业在中国

中国智能工业起步较晚,自上世纪八十年代开始科技攻关以来,至今已经走过了三十多年的历程。应该说,我国智能工业的取得的成绩还是可观的,特别是近十年来,不仅相关市场日趋成熟、应用的广度和深度得到进一步提高,在核心技术上也有所突破。总的来说,我国智能工业产业仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段,一些行业甚至连基本的装备自动化都没有完成,仍存在一些需要改进的问题与较大的提升空间。

在我国振兴装备制造业战略的推动和相关产业培育初见成效的情况下,我国智能装备制造的市场已日趋成熟,正日益成为新的经济增长点。据了解,目前,我国工业自动化控制系统和仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等部分智能制造装备产业领域销售收入早已突破3000亿元,而这一数字还在持续攀升中。

市场持续增长的另一面,是应用的广度和深度的提高。目前,智能机械和智能系统的应用范围已不限于工业,还用于能源、交通运输业、海洋和深空探测以及农业、林业、原子能工业、医疗、福利等事业中。

总投资将超过4万亿元的智能电网建设将是中国电网未来十年发展的主要方向,智能系统的应用是智能电网的最大特点;在2008年北京奥运会前夕,数条地铁新线路相继开通,习惯于上班高峰挤地铁、公交的上班族对此带来的变化印象深刻,这其中就有智能工业的大量应用,在智能系统控制下,设备运行非常稳定,地铁系统的节能等各方面的优越性显著提高;随着GpS、3G技术的普及,汽车驾驶自动化和智能化得到了推进,2008年2月,我国第一款自主研发的V型12缸发动机在中国第一汽车集团公司技术中心成功点火,意味着中国初步掌握了顶级轿车发动机的研发技术。

智能机械的应用在海洋和深空探测中的作用也越来越重要。国家863”计划研制的6000米水下无缆自治机器人系统先后两次出海,获得了海底锰结核分布的珍贵资料,使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一,为我国在争取公海海域优先开采权作出了贡献;在“嫦娥工程”探月工程论证和关键技术的攻关中,首先应用机器人登陆月球,完成了一些对月球进行考察、分析、取样的工作。深空探测领域方面;模拟了科学家在地面操作太空机器人的行动“机器人遥控操作系统”,也在深空探测领域大放异彩。

目前,我国智能工业产业仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段,作为一个正在培育和成长的新兴产业,我国智能制造装备产业仍存在一些突出问题。产业底子薄、市场份额低、核心技术有待突破是目前产业存在的主要问题。具有国际竞争力的骨干企业未成气候,产业规模小,产业组织结构小、散、弱;尽管目前我国智能工业的市场的份额在持续增长,民族企业还是很难有更多的机会,因为大的市场早已为国际智能工业巨头所占据;新型传感、先进控制等核心技术受制于人,技术创新能力较差。

除了智能工业产业自身存在的问题外,信息网络基础设施落后也严重限制了智能工业的发展。以云计算为例,云计算需要高速的宽带网络支撑传输高容量的数据,低速的网络带宽将会影响云计算应用和推广,而云计算是智能工厂的重要组成部分,没有“给力”的云计算,则关于智能工厂的构建无法实现;物联网的应用需要大量ip地址,如不能推动ipv6全面商用,也将拖累新技术的创新和应用;3G移动通信的速率、稳定性和资费相对于产业发展,都还有不小的差距,将对移动电子商务等产业的发展产生影响,未来类似智能车载系统等更丰富的智能应用都需要宽带、泛在与融合的信息基础设施作为支撑。

基于我国目前智能工业的现状,我国智能产业技术发展的主要任务是软硬件搭配,着力推动产业网络化、控制软件模块化方面的发展。

民族企业初显峥嵘

中国智能工业产业起步晚,核心技术基础薄弱,然而就是在这样的情况下,中国智能工业还是走出了自己的一方天地,在机器人及高端数控机床等领域,均有一批民族智能工业企业初显峥嵘。

沈阳新松机器人自动化股份有限公司,一家以中国机器人之父蒋新松院士命名的高科技公司,一直以来着力于原始研发和科研攻关。在民族智能工业企业普遍还停留在在简单修改、简单模仿的情况下,新松的科研精神显得尤为难能可贵,某种程度上可以说代表着中国机器人新的发展方向。目前,新松公司产业链覆盖工业机器人、智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备及智能服务机器人等领域,呈线产业群组化发展,形成了以独有技术、核心零部件、领先产品及完整的行业系统解决方案为一体的完整产业链。与国内同行相比,新松公司在智能工业领域的探索走得更远,不仅立足国内,还向欧、美、亚洲等十多个国家和地区输出先进的产品及服务。

依托“863计划”,哈工大机器人多年来也积极致力于机器人的研发,目前正努力实现科研成果的产业化;另外,广州数控等一大批实力型厂商也在各自优势领域全力向工业机器人系统拓展。

积极开发自主产品是机器人产业未来的主流发展方向,但是我们也应该看到,细分的市场为其他的产业发展模式同样提供了空间。从机器人产业自身的特点看,市场需求有多样化、碎片化的特点。面对不同行业、不同工作环境、不同标准下的工作和服务,批量生产的机器人需要根据客户的实际情况进行定制性改动。国内一些新兴机器人公司采取“分步走”策略,根据客户需求,针对某一局部或单一环节进行自动化系统研发,可以用机器运作的部分就先用机器人去替代。佛山市利迅达机器人系统有限公司就是一个典型。该公司从国外著名生产商或者国内规模较大的生产商处购买通用机器人,公司研发人员根据订购企业的需求开发相关系统,进行“二次研发”。目前,该公司开发的系统可替代人工进行打磨、抛光、焊接、搬运、压铸等生产环节。据了解,类似利迅达这样经营范围登记“机器人装备”的中小企业仅在佛山就多达20余家,产业空间仍有值得挖掘的潜力,值得关注。

除了机器人,高端数控机床则是智能工业制造的又一重要战线,在这一战线上,中国企业成绩斐然,甚至在核心技术领域,也取得了能够比肩国际水平的突破。

被业界称为世界三大顶级高端冲压装备制造商之一的济南二机床,开发了每分钟冲压15件大型汽车覆盖件的全自动冲压生产线,打破了此前由国外企业保持的每分钟12件的世界纪录,这不仅改写了中国机床工业不能为汽车工业提供最先进设备的历史,也令世界汽车制造行业对汽车高端冲压装备的选用格局发生了逆转,在世界行业领域取得了中国企业的话语权。

沈阳机床集团自主研发的飞阳数控系统安装在广东、辽宁企业的400多台高、中档数控机床上,自2011年运行以来性能稳定可靠,解决了外国“大脑”指挥中国数控机床的“体、脑”分离的弊端,使核心部件不再依赖国外厂商的控制和垄断,而且缩小了与世界先进水平的差距。

重庆机床集团的国家科技重大专项“模块化高速、精密、大型数控滚齿机”产品Y31200CnC6和Y31320CnC6大型高档数控滚齿机,以YKX39320为代表的高速、精密、大型数控铣齿机,都具备了与欧美顶级机床生产商同台较量的实力,填补了国内空白。

各地有关部门对智能工业表现出的兴趣和支持,也将进一步促进中国智能工业制造企业以及相关产业集群的成长繁荣。

中国(常州)智能制造装备工业设计中心日前在常州市创意产业基地签约成立,该中心的成立旨在提高中国工业设计的自主创新能力、支持工业设计创新成果产业化。

“非常高兴看到重大智能制造装备和工业设计在常州实现了结合。”中国工业设计协会会长朱焘认为,“这是促进工业转型升级,实现创新可持续发展的一次重要实践。”

智能工业2013

自1983年被列入“七五”规划以来,智能工业制造一直受到国家有关政策的扶持。今年3月,发改委、财政部、工信部共同《关于组织实施2013年智能制造装备发展专项的通知》,扶持力度和政策深度均有所增强,预示着我国智能工业进入了一个新的发展阶段。

通知要求继续组织实施智能制造装备发展专项,重点支持数字化车间、智能测控系统与装备的研发应用以及智能制造系统在典型领域的示范应用项目。

据悉,今年专项支持的主要内容之一为数字化车间,旨在推进智能制造系统创新产品在机械制造、纺织、印刷、生物制药、复合材料等领域的应用和系统集成,提升制造智能化水平。支持的内容还包括智能测控装置的研发与创新,具体涉及工业自动化仪表与控制系统、工业机器人及其关键部件等核心智能测控装备在机械加工、汽车、流程制造领域的示范应用和产业化。

除了政策的推动外,国际、国内产业的严峻形势,也决定了智能工业是我国必须产业升级转型的重要方向。

国际局势上,随着2012年欧美债务危机持续升级,在国际贸易和全球实体经济遭受的冲击仍在延续的情况下,各国均加大了制造业创新投入并重新布局,以图在新一轮竞争占据优势。奥巴马在2012年1月24日《国情咨文》中强调美国需要重振制造业,随后又提议拨款10亿美元设立全美制造业创新网络。当年8月16日,美国政府宣布将在俄亥俄州建立一所由政府部门和私营部门共同出资的制造业创新研究所,随后制定了促进制造业创新的税收、外贸以及投资等优惠政策。奥巴马喊出“把制造业搬回美国去”的口号,并非心血来潮之举,以美国为代表的发达国家通过制造业创新重振经济增长的方式将给我国发展带来严峻考验,因此必须加快制造业转型升级的步伐。

国内看来,传统工业化向新型工业化道路的转变已经刻不容缓。一方面,在低迷的全球经济局势下,2012年我国工业经济增速小幅回落,企业效益下滑,经济发展中长期存在的一些结构性问题和矛盾日益突出,转变产业发展方式和调整产业结构亟需取得实质性突破;另一方面,我国城镇化进程日益加快,而部分地区工业化进程落后于城镇化进程,信息化与工业化融合尚待进一步深化,产业结构亟待变革,以期形成城市管理和产业发展的良性互动格局。截止到2011年全国城镇人口达到6.91亿,城镇化率首次突破50%关口,达到了51.27%,未来我国的城镇化速度还将进一步加快,这就要求以智能工业为代表和推动力的“两化”进程要进一步加快。

因此,面对当前形势,加快“两化”深度融合进程、以信息化引领生产方式变革、重塑信息化时代国家制造业竞争的新优势成为我国未来产业发展的必然选择。

业内人士分析指出,基于政策推动以及国际、国内产业形势的必然要求,信息化带动工业化、以工业化促进信息化的“两化”融合的需求在我国工业转型中将更加强烈,企业推进“两化”深度融合的积极性更高,智能工业成为行业发展新方向,“两化”融合将在广度和深度两个方向上加快发展。

据预测,2013年,中国智能工业将在新一轮技术创新中不断取得新突破,信息网络、智能制造、新能源和新材料等领域均有望实现新发展。工业生产组织体系将在以智能装备、工具软件和管理系统的普及为前提的的信息化的推进中实现重构,数字化工厂和智能工业初步发展,基于信息技术的新生产方式将成为工业企业增强市场控制力、提高产品附加值、获取竞争优势的重要手段。

2013年,以智能制造、智能设计、智能管理、智能运营和智能决策为典型特征的智能工业将成为行业发展新方向。备受瞩目的3D打印技术将开始应用在工业设计、数码产品开模等领域。以精密化、柔性化、智能化著称,集软件应用开发等先进技术于一体的工业机器人预计将从2012年的6.1万台增长到7.5万台,其应用领域也将更为广泛。工业各行业将更加重视基于网络、面向产品全生命周期的虚拟制造、网络化制造、敏捷制造等新型制造模式。智能工业的发展不仅能够推动工业技术根本革新和多领域技术集成,以知识管理为核心的新管理观念也将在这一进程中形成,从而引发产业组织模式革命性创新。

智能工业的“十二五”

工业和信息化部装备工业司副司长李东曾表示,高端装备制造业是国家“十二五”规划提出的战略性新兴产业七大领域之一,其中智能制造装备是高端装备制造业的重点方向之一。

今年年初的《智能制造装备产业“十二五”发展路线图》明确提到,在“十二五”期间将突破九大关键智能基础共性技术、推进八项智能测控装置与部件的研发和产业化、提升八类重大智能制造装备集成创新能力和促进在国民经济六大重点领域的示范应用推广。同时,将围绕关键智能基础共性技术、核心智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备和重点应用示范领域四大方向进行重点攻坚:

在关键智能基础共性技术方面,将围绕感知、决策和执行等智能功能的实现,针对测控装置、部件和重大智能制造成套装备的开发和应用,突破新型传感原理和工艺、高精度运动控制、高可靠智能控制、工业通信网络安全、健康维护诊断等一批共性、基础关键智能技术,为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

在核心智能测控装置与部件方面,将围绕重大智能制造成套装备研发以及智能制造技术的推广应用,开发机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件并实现产业化。在充分利用现有技术和产品的基础上,进一步实现智能化、网络化,形成对智能制造装备产业发展的有力支撑。

在重大智能制造成套装备方面,将突出制造业所需装备,针对石油化工、冶金、建材、机械加工、食品加工、纺织、造纸印刷等制造业生产过程数字化、柔性化、智能化的需要,发挥产学研用相结合的创新机制,依托有明确需求的用户,组织“产、学、研、用”共同参与的创新团队,推动软硬件在数控/工业控制装备中的应用与推广,通过集成创新,开发一批标志性的重大智能制造成套装备,保障产业转型升级。并结合国家重大工程建设,推进示范应用,加快产业化。

在重点应用示范领域方面,将根据我国智能制造技术和智能测控装置的发展水平,立足制造业,在“十二五”期间重点选择在电力、节能环保、农业、资源开采、国防军工等国民经济重点领域推广应用,分步骤、分层次开展应用示范,形成通用性、标准化、知识产权的应用平台,加快推进产业、技术与应用协同发展。

装备工业司副司长说,智能专用装备主要包括大型智能工程机械、高效农业机械、智能印刷机械、自动化纺织机械、环保机械、煤炭机械、冶金机械等各类专用装备,实现各种制造过程自动化、智能化、精义化,带动整体智能装备水平的提升。

工业和信息化部装备工业司副司长李东指出,改造提升制造业、加快培育战略新兴产业是国家“十二五”规划中明确的重要任务。实现由主要依靠规模增长的传统工业化道路向主要依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变,调整优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构,成为转变工业发展方式的核心工作。

结语

虽然,前文中描述的未来似乎还很遥远,但是智能工业已经在不知不觉地渗透进我们生活的点点滴滴,并潜移默化地改变着我们的生活,并且以锐不可当的创新引擎胁裹着时代向未来前进。

对于正在转型的中国来说,智能工业不仅是具有未来的长远意义,更具有重要的现实意义,在产业的转型升级、结构调整中,以智能工业的发展为动力、为着力点带动转型成为必然的选择。

的确,目前我们还实现不了梦幻般的全智能化工业,但是可以通过让工业领域的各种设备高度自动化,实现有限的智能化。当“充满智慧的工业”、“充满智慧的工业仪表”、“充满智慧的工业执行器与装备”、“充满智慧的控制系统”、“充满智慧的云端信息化工厂”成为身边寻常而靓丽的风景时,真正的智能工业离我们还会远吗?