中科院李令奇:智能制造背景與產業發展方向

2018-04-20

文章來源:懿德匯睿(中國)


(內容根據現場實錄整理)


2018年3月16日,懿德匯睿(中國)智庫專家、中國科學院沈陽自動化研究所廣州分所所長李令奇先生,出席由懿德匯睿(中國)舉辦的“探產業深耕之道、創運營價值高地——2018中國產業地產運營高峰論壇”上,發表主題為《智能制造背景與產業發展方向》的精彩演講。



| 工業4.0的發展歷程與智能制造


說到智能制造一定離不開工業的發展。


現在的“工業4.0”時代和前幾次的工業革命究竟有什么區別?最大的區別就是“智能化”和“物聯化”。所謂“物聯化”就是指工廠里所有的“物體”都進行互聯;而“智能化”則表現在機器不再是單純的“接受指令,完成指令”的過程,而是有了從感覺到記憶再到思維的過程。


而至于為什么要把整個工業化的過程分為四個階段,李令奇先生認為這是和消費者的消費需求的變化息息相關的。





從最開始的短缺經濟階段,即產品、服務的供給不能滿足有支付能力的需求的階段到現在的服務和體驗經濟階段,即個性化消費階段——而作為供應方,企業的生產也轉變為個性化的生產,因此對勞動力和基礎設施提出了新的要求,而智能化、網絡化生產恰恰能滿足企業對于柔性生產的需求。


德國工業4.0戰略與CPS


為了最大程度滿足客戶定制化需求,大規模生產高度個性化產品,實現產品全生命周期管理和數據流的標準化,縮短從設計到生產的周期,確保德國制造業的國際競爭力,在2011年“漢諾威工業博覽會”上,德國政府推出 《高技術戰略2020》,描繪了工業4.0的大體概念,并成立了“工業4.0工作組”。隨后,在2013年4月,“工業4.0工作組”向德國政府提交《保障德國制造業的未來-關于實施工業4.0戰略的建議》。


在推動“工業4.0”上,德國可謂是花了舉國之力,參與的政府部門包括德國聯邦教育和研究部、德國聯邦經濟與技術部,參與的企業則包括德國機械及制造商協會、SAP、Telecom、Siemens、ABB、Infineon、Bosch等,而研究機構包括德國國家科學與工程院、弗勞恩霍夫應用研究促進協會。


工業4.0在三個維度上的集成




工業4.0的實現需要滿足三個維度。第一是實現智能工廠,即批量化生產個性化產品;第二是全生命周期的信息集成,從產品設計到產品最后的銷毀(失效)為止,整個過程都會有信息搜集及保留;第三是企業之間的協同,比如供應鏈的協同。當著三個維度被滿足以后才能達到一個未來制造業新型生態系統,即工業4.0的體現,虛擬工廠便是工業4.0的最佳實踐。


中國制造的進步歷程


2010年,科學院提出“泛在信息化制造”概念,即“無所不在”的信息化。多維度、透明化泛在感知發展;促成了以泛在信息技術為主要驅動力的新一代基于泛在感知的信息化制造和自動化技術——“泛在信息制造”時代的到來,這也成為新一代先進制造技術發展的核心驅動力。可以預見,泛在信息制造系統將大幅度提高制造效率和產品質量,重構企業組織與業務流程,創新企業運作模式,極大地降低產品成本和資源消耗,為用戶提供更加透明化和個性化的服務,并將最終成為人機和諧的基于泛在信息的智能制造的發展方向。


2014年12月,“中國制造2025”這一概念被首次提出。2015年,國務院正式印發《中國制造2025》。其戰略目標是讓中國邁入在2025邁入制造強國,在此期間,國家創新能力增強,全員勞動生產率提高,兩化融合邁上新臺階。到2035年,達到世界制造強國的中位——創新能力大幅提升,重點領域重大突破,優勢行業形成全球創新引領能力,全面工業化。2049年,制造業大國地位穩固——綜合實力進入世界制造強國前列。



面向工業4.0案例


案例一

凱撒空壓機公司為安裝到客戶那里的壓縮機配備了傳感器,自動計量壓縮空氣的流量計以及質量監測(壓力、溫度等)。這些數據持續不斷的遠程送給與SAP合作開發的預測性維護系統。設備上數據點,例如溫度、壓力、負荷、速度和更多的參數從設備的多個部分被采集。在遠程服務中心,統計方法、預測程序和專家知識用于預測設備未來趨勢和潛在的失效,基于這個技術,凱撒空壓機公司可以實現設備的自適應運營,在機器設備實際發生故障之前,很好的安排維護和修理。


上述技術的實現有力的支持了凱撒空壓機公司商業模式的創新,即:從賣壓縮機,轉變為賣壓縮空氣(贈送壓縮機,設備由凱撒空壓機公司負責運營),新商業模式帶來了更多的收益。

 

案例二

SAP幫助哈雷戴維森(Harley Davidson)打造智能工廠,所有的機器和物流設備都配有大量傳感器和定位裝置,依托SAP的訂單管理、生產管理和HANA平臺,輔助實現單件化、自定義生產。它的生產系統與后臺訂單管理系統進行了實時的連接,每個個性化的訂單進入系統,會在每個工位形成可執行的訂單,這個訂單通過生產制造系統控制、下達每個工位的操作指令。所以每一輛個性化的摩托車都由一個可移動托盤引導著去相應工位完成個性化的裝配。這樣,僅需6小時就可以裝配1200多個零部件,完成一輛定制化摩托車的生產,交貨時間從21天縮短至6小時,大幅提高了生產效率。

 

案例三

由陜西法士特和中國科學院沈陽自動化研究所共同承擔的國家智能制造裝備發展專項“重卡變速器自動懸臂裝配線項目” 。


自動懸臂裝配線(J-hook Assembly Line)將工業自動控制、通訊、智能機器人、定扭擰緊、信息控制、測試等多項技術結合應用,多工位實現自動化裝配。總裝線具備自動運行、停止、翻轉、升降、精確定位及安全防護等功能。機器人實現柔性變距擰緊、自動涂膠、轉線搬運、精確裝配等功能。實現了在線自動檢測和產品流向自動控制,可完成多款產品混線柔性裝配,實現單臺配送模式。裝配線產能提高25%,占地面積節約27%,有效降低工人的勞動強度,大幅度提升了產品裝配自動化和智能化水平。


中國制造的短板


中國工信部部長苗圩說:“中國制造”不像我們想象那么強大,西方工業,也沒有衰退到依賴中國。我們的制造業還沒有升級,制造業者已開始撤離。苗圩認為,全球制造業已基本形成四級梯隊發展格局:


第一梯隊是以美國為主導的全球科技創新中心;

第二梯隊是高端制造領域,包括歐盟、日本;

第三梯隊是中低端制造領域,主要是一些新興國家,包括中國;

第四梯隊主要是資源輸出國,包括OPEC(石油輸出國組織)、非洲、拉美等國。


而中國要成為制造強國至少要再努力30年。那么,中國制造的短板到底在哪?這在《中國制造2025》上被政府提出, 包括核心基礎零部件(元器件)、先進基礎工藝、關鍵基礎材料的首批次或跨領域應用都是目前中國制造業發展的瓶頸。而目前,中國的CPU操作系統軟件、MES系統、集成電路、6軸機器人等的水平都落后外國幾十年。



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曾道人六合图库