智能制造儼然成為新的工業(yè)革命的象征,將信息技術(shù)與制造業(yè)的融合對(duì)于制造產(chǎn)業(yè)影響深遠(yuǎn),正逐步形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
中國(guó)推出自己的智能制造概念-中國(guó)制造2025,遙相呼應(yīng)德國(guó)的“工業(yè)4.0”。與其他國(guó)家相比,有世界“制造中心”之稱的中國(guó),擁有數(shù)百萬(wàn)家工廠,機(jī)器設(shè)備更是多達(dá)數(shù)十億臺(tái)。與此同時(shí),中國(guó)還擁有全世界最多的電子設(shè)備,包括很多傳感器和其他電子設(shè)備,這將共同構(gòu)成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的支柱。
“中國(guó)制造2025”,以中國(guó)制造業(yè)目前的整體發(fā)展水平為基礎(chǔ),提高制造業(yè)的智能化水平,向無(wú)人工廠、智能制造轉(zhuǎn)型。這是必然的模式。
德國(guó)與中國(guó)制造業(yè)基礎(chǔ)不同。德國(guó)工業(yè)的設(shè)備和車間制造基礎(chǔ)很好,工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用成熟而廣泛,嵌入式系統(tǒng)和自動(dòng)化工程方面也有非常專業(yè)的技術(shù)。因此,德國(guó)“工業(yè)4.0”是針對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革制定的措施,依靠雄厚的技術(shù)基礎(chǔ),可以直接實(shí)施信息技術(shù)改造。
與世界先進(jìn)水平相比,中國(guó)工業(yè)制造水平需要同時(shí)完成自動(dòng)化與信息化改造的雙重任務(wù)。同時(shí),這后發(fā)優(yōu)勢(shì),卻給了中國(guó)制造業(yè)建設(shè)智能工廠,加速轉(zhuǎn)型、一步到位的絕佳契機(jī)。
從單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手,緊扣關(guān)鍵工序智能化、關(guān)鍵崗位機(jī)器人替代、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升,這是智能化的物質(zhì)基礎(chǔ)。
隨著技術(shù)的成熟和造價(jià)的降低,推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械手臂等智能設(shè)備的廣泛應(yīng)用,使工廠無(wú)人化制造成為可能。
近年來(lái),我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)快速發(fā)展。2014 年,中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量達(dá)到5.6 萬(wàn)臺(tái),成為全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。預(yù)計(jì)到2020 年工業(yè)機(jī)器人銷量將達(dá)到15 萬(wàn)臺(tái),保有量達(dá)到80 萬(wàn)臺(tái);到2025 年工業(yè)機(jī)器人銷量將達(dá)到26 萬(wàn)臺(tái),保有量達(dá)到180 萬(wàn)臺(tái)。
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),工業(yè)機(jī)器人在焊接、搬運(yùn)、噴涂、加工、裝配、檢測(cè)、清潔生產(chǎn)等方面都已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化集成應(yīng)用。除了節(jié)約人工、提升生產(chǎn)效率,更重要的是,它工作效果更加均勻、穩(wěn)定性更好,產(chǎn)品質(zhì)量可控、可追蹤。這是數(shù)字化管理、提升產(chǎn)品品質(zhì)的重要依仗!
而與自動(dòng)化生產(chǎn)線相結(jié)合,數(shù)控加工中心、智能機(jī)器人和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及其他所有柔性化制造單元進(jìn)行自動(dòng)化排產(chǎn)調(diào)度,工件、物料、刀具進(jìn)行自動(dòng)化裝卸調(diào)度,可以達(dá)到無(wú)人值守的全自動(dòng)化生產(chǎn)模式。
在物質(zhì)和信息基礎(chǔ)之上,實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的智能化,還需要建立智能化的自動(dòng)管理體系。
這需要在線成分分析儀、在線無(wú)損檢測(cè)裝置、在線高精度三維數(shù)字超聲波探傷儀、在線高精度非接觸幾何精度檢測(cè)設(shè)備,以及諸多工業(yè)傳感器的配合,需要促進(jìn)制造工藝的仿真優(yōu)化、數(shù)字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的智能管控。
在不間斷單元自動(dòng)化生產(chǎn)的情況下,遠(yuǎn)程查看管理單元內(nèi)的生產(chǎn)狀態(tài)情況,無(wú)人值守的智能管理生產(chǎn)任務(wù),整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需人工參與,真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)人”智能生產(chǎn)。
這就是智能制造控制系統(tǒng)。從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人,到生產(chǎn)過(guò)程無(wú)人,這又是一層飛躍。
但提供生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)管理,實(shí)現(xiàn)自主安全可控,生產(chǎn)過(guò)程透明化、智能化,進(jìn)一步提升生產(chǎn)作業(yè)效率,這還僅僅是智能化的管理體系的最初級(jí)一層。
其次,它要實(shí)現(xiàn)人、設(shè)備、環(huán)境與物料之間的互聯(lián)互通和綜合管理,實(shí)現(xiàn)智能制造過(guò)程中的質(zhì)量信息采集和質(zhì)量追溯。
最后,借助信息傳遞,在企業(yè)和供應(yīng)鏈之間,對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理,以雙向交互的形式,使計(jì)劃、生產(chǎn)、資源三者密切配合,減少企業(yè)內(nèi)部無(wú)附加值活動(dòng),有效地指導(dǎo)工廠生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程,提高企業(yè)及時(shí)交貨能力。
從生產(chǎn)管理直到動(dòng)態(tài)控制,這就是幾十年來(lái),制造業(yè)孜孜以求的精準(zhǔn)制造、敏捷制造、透明制造的能力。
以上這些,就是智能工廠的“神經(jīng)”系統(tǒng),它依賴于近年來(lái)飛速發(fā)展的信息、通信、計(jì)算技術(shù),以及人工智能管理成果的快速提升,全面提高智能制造的能力和水平。