智能制造的未來發(fā)展有4個(gè)關(guān)卡要闖

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近年來，智能制造逐漸成為全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。在2017世界智能制造大會(huì)主論壇上，中國工程院院長(zhǎng)周濟(jì)說：“當(dāng)今全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，我國正處于從制造大國向制造強(qiáng)國跨越發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，必須抓住智能制造這一歷史機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)一場(chǎng)革命性的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。”

以空調(diào)起家的珠海格力電器股份有限公司，用24年的時(shí)間做到世界500強(qiáng)。2013年起，格力電器開始實(shí)施智能化改造，設(shè)立智能裝備制造事業(yè)部。目前，產(chǎn)品已覆蓋伺服機(jī)械手、工業(yè)、智能倉儲(chǔ)設(shè)備、智能檢測(cè)、換熱器專用機(jī)床設(shè)備、無人生產(chǎn)線體、數(shù)控機(jī)床等多個(gè)領(lǐng)域。“我國制造業(yè)正處于由大變強(qiáng)的關(guān)鍵階段，企業(yè)要有創(chuàng)新的意識(shí)，要有挑戰(zhàn)的精神，以自主創(chuàng)新讓世界愛上‘中國造’。”格力電器股份有限公司董事長(zhǎng)董明珠說。

智能制造是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，涉及到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工廠車間、產(chǎn)品物流、產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)等層面。南京衛(wèi)崗乳業(yè)是一家擁有89年歷史的中華老字號(hào)乳品企業(yè)。近年來，借助智能化、信息化和自動(dòng)化手段，衛(wèi)崗乳業(yè)打造智能牧業(yè)、智能供應(yīng)鏈、、智能服務(wù)等，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)全鏈條升級(jí)。“衛(wèi)崗自創(chuàng)建之初堅(jiān)持‘先建牧場(chǎng)，再做市場(chǎng)’的理念，現(xiàn)在變成了‘先做牧場(chǎng)，再做智廠’的智能制造創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)理念。”南京衛(wèi)崗乳業(yè)有限公司董事長(zhǎng)白元龍說。

智能制造不僅是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的機(jī)會(huì)，更孕育著產(chǎn)業(yè)的重大變革。壹千零壹號(hào)是一家Maas(物聯(lián)網(wǎng)即服務(wù))云制造平臺(tái)服務(wù)商，被稱為“口袋里的工廠”，借助技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)，解決工業(yè)供需不對(duì)稱的問題。

當(dāng)前，中國穩(wěn)居世界第一制造大國地位，500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中有220多種產(chǎn)量位居世界第一，56家制造企業(yè)進(jìn)入2015年世界500強(qiáng)企業(yè)榜單。來自大會(huì)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(shù)裝備研發(fā)應(yīng)用取得新突破，部分智能制造新模式開始復(fù)制推廣，基于互聯(lián)網(wǎng)的“雙創(chuàng)”平臺(tái)快速成長(zhǎng)。企業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)工具普及率超過61.8%，關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率達(dá)到45.4%。然而，與美、日、德等發(fā)達(dá)國家相比，中國智能制造在多個(gè)領(lǐng)域仍有明顯差距。

“智能制造是未來制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)核心，也是‘’的主攻方向。當(dāng)前中國制造業(yè)‘大而不強(qiáng)’，高端領(lǐng)域、核心領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力不足，嚴(yán)重制約著我國從制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)。”周濟(jì)說。

本屆大會(huì)上，中國企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布《中國智能制造綠皮書2017》，指出我國智能制造發(fā)展還需應(yīng)對(duì)一系列挑戰(zhàn)，包括關(guān)鍵技術(shù)裝備供給能力不強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)軟件、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)條件薄弱，部分企業(yè)積極性不高等。

多位業(yè)內(nèi)專家表示，目前中國發(fā)展智能制造仍面臨以下挑戰(zhàn)：

一是核心技術(shù)受制于人，關(guān)鍵零部件對(duì)外依存度高。清華大學(xué)副校長(zhǎng)尤政認(rèn)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(lǐng)先的高精尖儀器設(shè)備，根本原因在于自主創(chuàng)新能力不足，核心技術(shù)在國外，關(guān)鍵零部件只能大量依賴進(jìn)口。

二是軟件系統(tǒng)發(fā)展滯后，智能制造偏“硬”輕“軟”。中科協(xié)智能制造學(xué)會(huì)聯(lián)合體副理事長(zhǎng)李培根院士認(rèn)為，智能制造是“硬能力+軟能力”的結(jié)合，既包括機(jī)器人、高端數(shù)控系統(tǒng)、傳感器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等硬件，也包括智能設(shè)計(jì)、工藝過程仿真、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)等軟件。國內(nèi)“重硬件制造、輕軟件開發(fā)”的思維較為普遍，造成中國在工業(yè)軟件上的供給水平與發(fā)達(dá)國家差距更為明顯。

三是人工智能發(fā)展滯后，企業(yè)間協(xié)同不足。人工智能是智能制造未來發(fā)展的核心領(lǐng)域。賽迪研究院、Xtecher等機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，2018年全球人工智能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2697.3億元，增長(zhǎng)率達(dá)到17%。2016年末，中國人工智能市場(chǎng)規(guī)模還不足300億元。中國科學(xué)院院士譚鐵牛表示，中國人工智能產(chǎn)業(yè)仍處于初步發(fā)展階段，基礎(chǔ)公共服務(wù)能力不強(qiáng)。同時(shí)，中國人工智能產(chǎn)業(yè)目前仍以單打獨(dú)斗為主，各企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了一定的研究，但缺乏技術(shù)間的協(xié)同，產(chǎn)品間的互聯(lián)互通和上下游的互動(dòng)缺乏有效協(xié)調(diào)。

四是產(chǎn)品質(zhì)量問題突出，企業(yè)缺乏“工匠精神”。目前，國產(chǎn)智能產(chǎn)品普遍存在穩(wěn)定性差和可靠性低等質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響了在高端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。多位專家表示，智能制造不僅僅是技術(shù)追求，更是一種蘊(yùn)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(chǎn)品生產(chǎn)和加工鏈條，但因缺少長(zhǎng)期鉆研和持續(xù)創(chuàng)新的匠人。某些關(guān)鍵技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)突破，只能依靠大量引進(jìn)其他國家的技術(shù)或大量進(jìn)口某些核心原材料、零部件或設(shè)備。而經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，工匠精神恰是增加新動(dòng)能、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一種生產(chǎn)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(diǎn)。“數(shù)十年來，先進(jìn)國家發(fā)展智能制造走的是從數(shù)字化向網(wǎng)絡(luò)化、智能化逐漸升級(jí)的串聯(lián)式路徑。對(duì)中國而言，必須發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，采取三者并行推進(jìn)、融合發(fā)展的技術(shù)路線。”周濟(jì)說。

在2017世界智能制造大會(huì)上，多位業(yè)內(nèi)人士提出加速融合推進(jìn)智能制造發(fā)展的建議。

一是加速布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。自2012年GE提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”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(yīng)搶抓發(fā)展機(jī)遇，加快構(gòu)建高效可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，著力打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)生態(tài)體系，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)培育，搭建跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，建成一批能夠支撐企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的企業(yè)級(jí)平臺(tái)。

二是加快培育智能服務(wù)生態(tài)圈。產(chǎn)業(yè)模式與企業(yè)形態(tài)的根本性變革是智能制造的主題，是服務(wù)型制造行動(dòng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。目前，我國企業(yè)已從生產(chǎn)中心轉(zhuǎn)向市場(chǎng)中心，現(xiàn)在要以客戶為中心，深入研究客戶的個(gè)性化需求，用互聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)過程，讓客戶進(jìn)入到車間，構(gòu)建智能制造生態(tài)圈。

三是提高基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的安全性。隨著兩化融合發(fā)展的進(jìn)程不斷深入，工業(yè)信息系統(tǒng)逐步從單機(jī)走向互聯(lián)，從封閉走向開放，安全漏洞和風(fēng)險(xiǎn)不斷涌現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的健康發(fā)展，就必須提升我國工業(yè)信息安全的防護(hù)能力，加快發(fā)展工業(yè)信息安全產(chǎn)業(yè)，加大工業(yè)信息安全產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)的攻關(guān)，推廣工業(yè)信息安全產(chǎn)品和服務(wù)的應(yīng)用。

教學(xué)設(shè)備網(wǎng)推薦中人教儀廠的智能制造實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)：

(一) 柔性制造生產(chǎn)線,智能制造生產(chǎn)線,工業(yè)4.0柔性制造系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

本項(xiàng)目建設(shè)方案以客戶應(yīng)用需求出發(fā)，圍繞“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工、自動(dòng)檢測(cè)、虛擬仿真、自動(dòng)化控制、數(shù)字化信息管理、RFID識(shí)別技術(shù)、AGV小車……等相關(guān)應(yīng)用。緊密結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+工程實(shí)踐教學(xué)”的建設(shè)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(gè)既貼近于工業(yè)化生產(chǎn)又立足于教學(xué)，既能充分地體現(xiàn)學(xué)生參與性、又能使教學(xué)與工業(yè)實(shí)際無縫對(duì)接的能體現(xiàn)出多種專業(yè)特色的智能制造綜合教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)。

是一個(gè)圍繞著培養(yǎng)數(shù)字化集成制造技術(shù)相關(guān)的訓(xùn)練與培訓(xùn)平臺(tái)，體現(xiàn)了信息化生產(chǎn)運(yùn)作與物流自動(dòng)化思想。它包含有：設(shè)計(jì)、安裝、PLC控制、人機(jī)交互、數(shù)控加工、機(jī)器人搬運(yùn)、RFID射頻識(shí)別、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、軟件管理與開發(fā)等多方面內(nèi)容，是一個(gè)較為完整的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(gè)內(nèi)容豐富的教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，著重于體現(xiàn)數(shù)字化集成對(duì)接應(yīng)用，自動(dòng)化及智能化產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)兩方面內(nèi)容，是對(duì)相關(guān)教學(xué)課程的深入展示與直觀體現(xiàn)。

(二) 柔性制造生產(chǎn)線,智能制造生產(chǎn)線,工業(yè)4.0柔性制造系統(tǒng)建設(shè)特點(diǎn)

本系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)高校教學(xué)體系/課程與資源，結(jié)合當(dāng)前主流成熟技術(shù)、主流成熟裝備進(jìn)行技術(shù)和系統(tǒng)集成，專門針對(duì)高校教學(xué)需求定制與研發(fā)的“柔性智能制造系統(tǒng)”。該系統(tǒng)在確保每個(gè)組成單元穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)上、考慮技術(shù)的先進(jìn)性、可行性和工業(yè)化，有機(jī)的將各個(gè)單元組合成具有一定創(chuàng)新性、先進(jìn)性和實(shí)用性的數(shù)字化柔性制造系統(tǒng)。

▲高度集成

系統(tǒng)建立在工業(yè)工程、柔性制造、自動(dòng)控制、物流工程、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理以及先進(jìn)制造等技術(shù)基礎(chǔ)之上，將各個(gè)加工執(zhí)行單元、物流系統(tǒng)、機(jī)器人、RFID、倉儲(chǔ)系統(tǒng)和數(shù)字信息管理系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)集成、貼近工業(yè)生產(chǎn)流程的教學(xué)實(shí)訓(xùn)柔性制造系統(tǒng)。

▲適度柔性

系統(tǒng)能方便地調(diào)整工藝路線，重設(shè)加工流程，能夠適應(yīng)小批量、多品種的柔性制造要求，能體現(xiàn)夾具、加工、刀具、工藝路線等柔性生產(chǎn)。

▲高度開放

在最大程度上為客戶開放,可以和工業(yè)上眾多工業(yè)裝備進(jìn)行技術(shù)集成，軟件系統(tǒng)由于采用通用軟件開發(fā)平臺(tái)，用戶可以用我司提供的接口進(jìn)行深層次的系統(tǒng)二次開發(fā)，以便于開發(fā)出適合用戶需求的系統(tǒng)調(diào)度程序和單機(jī)運(yùn)行程序，極大程度上方便了課題研究工作。

▲模塊化

系統(tǒng)中的加工執(zhí)行單元、立體倉儲(chǔ)、物流運(yùn)輸、機(jī)器人上下料、自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備等具有“聯(lián)機(jī)/單機(jī)”兩種操作模式，所有的單元設(shè)備均可進(jìn)行單項(xiàng)教學(xué)和部分系統(tǒng)聯(lián)機(jī)教學(xué)，有利于學(xué)生參與和實(shí)踐教學(xué)。

▲工業(yè)化

系統(tǒng)雖為教學(xué)系統(tǒng)，但所有單元設(shè)備乃至整個(gè)系統(tǒng)都采用了標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)的裝備和技術(shù)集成，真實(shí)貼近工業(yè)化生產(chǎn)。

▲多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)具有多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（管理層<應(yīng)用層級(jí)>、監(jiān)控層及和設(shè)備層級(jí)）構(gòu)成，體現(xiàn)現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)中的物流及生產(chǎn)信息流的交匯關(guān)聯(lián)、數(shù)字化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的緊密關(guān)聯(lián)。

(三) 柔性制造生產(chǎn)線,智能制造生產(chǎn)線,工業(yè)4.0柔性制造系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

柔性制造生產(chǎn)線,智能制造生產(chǎn)線,工業(yè)4.0柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)由數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)烘干/稱重/檢測(cè)工作站、移動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人夾具庫、AGV運(yùn)載、智能倉儲(chǔ)等機(jī)構(gòu)和數(shù)字化信息控制系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合而組成的柔性智能制造系統(tǒng)；將加工制造、物料流、信息流三個(gè)系統(tǒng)深度融合與高度集成，在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化、數(shù)字化與智能化，是典型的信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合。該系統(tǒng)可承擔(dān)數(shù)據(jù)采集與分析、生產(chǎn)任務(wù)一鍵式下發(fā)、生產(chǎn)信息化實(shí)時(shí)顯示（數(shù)字化生產(chǎn)看板系統(tǒng)）、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)任務(wù)詳細(xì)進(jìn)度、可有效實(shí)現(xiàn)制造層與計(jì)劃層的信息交互等任務(wù)。同時(shí)在工業(yè)軟件和智能機(jī)器設(shè)備下，實(shí)現(xiàn)了軟硬結(jié)合、相得益彰,本質(zhì)是人機(jī)一體化。

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