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工业4.0有多远?
    作者:左沈怡     2015年02月03日 17:54
      

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互联网影响着每个角落,在消费生活领域已经掀起了颠覆巨浪,而其现在也来到了最传统的工业制造领域。上海工业自动化仪表研究院副院长周一军对《上海国资》表示,“工业4.0”是深度的工业化与信息化的融合,是工业上的智能制造,中国企业要实现目标,道路还很长。

 

最终取代工程师

据了解,工业4.0主要致力于构建智能生产网络,推动工业生产制造由自动化向智能化和网络化方向升级。其核心理念是:深度应用信息通信技术,让制造领域的资源、信息、物品和人之间相互关联。在智能工厂里智能生产设备分散各处,不同的生产设备既能够协作生产,又可以各自快速地对外部变化做出反应,生产模式完成从“集中型”到“分散型”的转变,最终形成高度灵活的、个性化、模块化和数字化的产品与服务生产模式。

那么,如何将这些挑战作为新的发展机遇?德国制定“工业4.0”战略是将数字化、智能化、信息化与网络化等新技术引入生产制造领域,因此催生了第四次工业革命。即每个工厂企业都将建立“数字企业平台”,通过开放接口将虚拟环境与基础架构融为一体,从而构成信息物理融合系统(CPS), 生产自动化系统将升级为信息物理融合生产系统(CPPS)。

具体而言,这种变革就是要通过产品的数字化设计、产品的数字化制造、经营业务过程和制造过程的数字化管理来实现。目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。“在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。”周一军描绘了一幅令人激动的未来工厂图景。

通常所说的工业4.0包含有两个概念,即智能生产和智能工厂。“上海自仪院2012年提出了能源装备制造领域智能制造数字化车间的标准,提出的另一个概念是集团协同管控。这两点就是现在工业4.0的内涵。”周一军告诉记者。

“智能生产”,即数字化车间,主要涉及企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务,掌握产销流程、提高生产过程的可控性,从而实现研发、生产、制造工艺及控制全方位的信息覆盖。较之现有的工厂车间,数字化车间更注重于产品制造的自动化和灵活性,强调的是如何提高生产制造系统的自动化程度,如何使得生产制造系统更加灵活,更加适应产品市场实际的需求。

“形象地说,就是在生产制造过程中,智能化的机器可以根据采集的信息数据及时进行操作上的调整,最终会取代工程师。” 自仪院智能所所长涂煊解释说。

而在智能工厂,则偏重于将生产企业管理技术运用到生产过程的控制管理之中,其重点是如何将企业业务运营系统(ERP)、制造执行系统(MES)、SAP及EPLM的软件应用于各种各样的生产制造,进行全面信息的信息控制,确保生产的各个环节都能处于最优状态。在自仪院给出的数字化工厂的架构中(见图),其将由智能化生产管控平台、智能化生产执行过程管控、智能化产品数据及物流、智能化生产设备四大模块组成。

 

中国的距离

中国企业制造距离工业4.0路程不短。

周一军介绍,现在所说的“工业4.0”是德国根据自身行业情况提出的发展战略,而中国的工业基础相对薄弱,这种基于生产高度自动化之上的变革,首先要求中国制造要达到自动化这一步。“德国基础自动化已经做得非常好,因为德国人工很贵,逼着企业要自动化。而中国,人工便宜,所以很多传统制造业的基础自动化还没有解决。只有做到了高度自动化,才能实现生产资料信息化,企业经营网络化,才能做到生产上面的智能化。”

然而摆在面前的一个事实是,即便中国尚未达到制造业的全自动化,进行智能制造的变革也是迫在眉睫。

这种紧迫的趋势来自各国的行动。除了德国提出“工业4.0”的概念,美国政府也提出“再工业化”战略,意在夺回美国制造业在世界的优势。“再工业化”不是原有工业化的重复,而是以高新技术注入制造业,以“人工智能+机器人+数字制造技术”形成美国制造业的优势,打败“中国制造”。

因此,为了应对以及积极迎接第四次工业革命,中国政府提出了“中国制造2025”战略,即以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化制造为主线,以“创新、驱动、质量为先、绿色发展、结构优化”为发展方针的行动计划。

这一计划包含8大行动:推行数字化网络化智能化制造、提高创新设计能力、完善技术创新体系、强化制造基础、实施质量升级工程、推行绿色制造、推进优势产业率先实现又大又强、发展现代制造服务业。

谈及中国应该如何实施这一计划,周一军认为,中国应当正视自身的发展阶段,扎实地从基础科研做起。他并不支持“弯道超车”的观点,“工程技术是需要循序渐进一步步去走的,任何地方做得不扎实,都会影响结果。”




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