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邁向智能制造之路
2017-01-25 作者: 鄭渝川 來源: 經(jīng)濟(jì)參考網(wǎng)

  談起智能制造,很多人就會(huì)想到提出工業(yè)4.0概念的德國,。德國政府2013年將工業(yè)4.0納入國家戰(zhàn)略,,為此提出了建構(gòu)信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、重新成為世界領(lǐng)先的供應(yīng)商并主導(dǎo)市場策略,,要求實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)之間的橫向集成,、縱向集成與端到端的繼承等一攬子行動(dòng)計(jì)劃。

  實(shí)際上,,德國之外的發(fā)達(dá)國家也非常重視智能制造,。美國2008年金融危機(jī)爆發(fā)之前,產(chǎn)業(yè)界就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到20世紀(jì)80年代以來的經(jīng)濟(jì)過度金融化,、產(chǎn)業(yè)空心化的嚴(yán)重后果,。奧巴馬政府提出了重振制造業(yè)的戰(zhàn)略。美國智能制造有著良好基礎(chǔ),,人工智能,、控制論、物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)研發(fā)水平在全球仍處于遙遙領(lǐng)先地位,,多家科研院所,、高校與霍尼韋爾、IBM,、思科等知名企業(yè)為此建立了密切的合作關(guān)系,。2011年美國制定了智能制造的4個(gè)優(yōu)先行動(dòng)計(jì)劃,2014年,美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟成立,。

  而在歐洲,,英國和法國近年來也在發(fā)力推進(jìn)智能制造,法國為此建立了專門的生產(chǎn)振興部,。日本,、韓國、印度等國的智能制造也走出了一條新路,,值得關(guān)注的是,,日本通產(chǎn)省早在1992年就建立起日美歐的先進(jìn)制造合作機(jī)制。

  中國制造2025是在全球許多國家重新布局產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),、世界制造業(yè)格局迎來重大調(diào)整的背景下所提出的,。再加上近年來中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境發(fā)生了重大變化,容納了主要就業(yè)人口的制造產(chǎn)業(yè)亟待實(shí)現(xiàn)智能升級(jí),,擺脫產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,、高端裝備制造業(yè)發(fā)展滯后、信息化與工業(yè)化融合程度不夠,、制造業(yè)創(chuàng)新體系不完善等問題,。

  要把握智能制造機(jī)遇,真正意義上讓智能技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和制造技術(shù)等密切融合并應(yīng)用于制造全流程,,并能在產(chǎn)品制造過程中進(jìn)行智能化分析,進(jìn)行敏捷化處理,,就必須切實(shí)了解主要競爭國家智能制造發(fā)展動(dòng)態(tài),,加緊培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)高端裝備創(chuàng)新,,并結(jié)合數(shù)字網(wǎng)絡(luò),,提升智能效率。

  由同濟(jì)大學(xué)中德工程學(xué)院“工業(yè)4.0-智能工廠實(shí)驗(yàn)室”與德國西門子工業(yè)軟件公司相關(guān)專家編著的《智能制造之路:數(shù)字化工廠》,,深入介紹了智能制造浪潮的興起背景,、歐美日等國智能制造發(fā)展與應(yīng)用情況,,剖析了智能制造的內(nèi)涵與特征,,探討了中國智能制造的成長前景。尤為值得一提的是,,這本書不僅提供了智能工廠方案與體系的基本介紹,,還圍繞智能工廠的產(chǎn)品全生命周期管理、智能制造運(yùn)營管理,、全集成自動(dòng)化,、系統(tǒng)集成等重要問題展開了深入探討,對(duì)于國內(nèi)各級(jí)各地政府工業(yè)與信息化、科技創(chuàng)新等職能部門的官員,,制造業(yè),、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員,關(guān)注中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的研究人員具有較強(qiáng)的參考價(jià)值,。

  書作者在全書開篇即比照指出,,智能制造與傳統(tǒng)制造有著本質(zhì)化的不同,更新了一直以來的自動(dòng)化概念,,將制造發(fā)展為新型的柔性化,、高度集成化、智能化水平,,極大的擴(kuò)展及部分取代了人類的腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng),。書作者還強(qiáng)調(diào),智能制造工廠不是此前一些分析人士所指的無人工廠,,恰恰相反,,人將在新的智能制造工廠中發(fā)揮更大作用,真正意義上實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器,、產(chǎn)品的互聯(lián)互通,。

  智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵,體現(xiàn)在智能工廠上,。產(chǎn)品制造需要經(jīng)歷自動(dòng)化,、數(shù)字化過程,借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通,、智能工廠架構(gòu)的縱向集成,,借助跨層級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸能力建立通道,為生態(tài)型只能工廠的建立提供組建基礎(chǔ),。通過三維建模等可視化技術(shù),,智能工廠中,現(xiàn)實(shí)物理世界與虛擬世界實(shí)現(xiàn)了無縫融合,,可以在成本低廉化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高水平的仿真設(shè)計(jì)與制造,。書中介紹了智能工廠的架構(gòu)與功能定義,以西門子基于工業(yè)4.0概念構(gòu)建安貝格數(shù)字化工廠的案例進(jìn)行了進(jìn)一步的解析說明,。

  這本書的“產(chǎn)品全生命周期管理篇”主要探討數(shù)字孿生模型及其組成,。數(shù)字孿生模型是在美國國防部提出的信息鏡像模型基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,借此以數(shù)字化方式在虛擬空間中呈現(xiàn)物理對(duì)象,,模擬其在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為特征,,可應(yīng)用于整個(gè)產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)、模型及分析工具,。數(shù)字孿生模型在制造中可起到預(yù)見設(shè)計(jì)質(zhì)量,、制造過程,,推進(jìn)設(shè)計(jì)和制造更為緊密的實(shí)現(xiàn)協(xié)同等作用。書中介紹了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,,以及產(chǎn)品設(shè)計(jì),、過程規(guī)劃、生產(chǎn)布局,、過程仿真,、產(chǎn)量優(yōu)化等數(shù)字孿生模型。

  “制造運(yùn)營管理篇”介紹了新型的制造執(zhí)行系統(tǒng),。計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)20世紀(jì)80年代以來已廣泛應(yīng)用,,制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念則提出于20世紀(jì)90年代,可以進(jìn)一步的分解ERP軟件信息,,將操作指令傳遞給底層控制,,還可以監(jiān)控底層設(shè)備的運(yùn)營狀態(tài),起到很好的實(shí)時(shí)管理作用,。新型的制造執(zhí)行系統(tǒng)將成為智能工廠的核心,,從生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈,、工程技術(shù)三個(gè)維度進(jìn)行描述,,并成為全面貫徹精益制造的平臺(tái)。書中第六章介紹了西門子的制造執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái),,介紹并解析了該系統(tǒng)的架構(gòu)圖,。

  而在“全集成自動(dòng)化篇”和“系統(tǒng)集成篇”中,書作者給出了全集成的系統(tǒng)概念介紹,,以西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)相應(yīng)市場需求和技術(shù)革新趨勢(shì),,所進(jìn)行的相關(guān)探索,重點(diǎn)闡釋了企業(yè)間價(jià)值網(wǎng)絡(luò)的橫向集成,、縱向垂直集成等問題,。

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