揭秘工业4.0的智能工厂发展趋势
时间:2016-11-14 阅读:521
2013年,专精*制造业的德国,提出了“工业4.0”计划。而制造业规模上已经成为世界*的中国也不甘人后,在2015年提出了“中国制造2025”。
一时间,风起云涌,沸沸扬扬,整个工业界乃至经济界,直到普通媒体,都在热议这两个名词。
德国提出这一愿景,zui主要是为了实现工厂大规模的个性化定制,形成具有精益制造、高科技的智能工厂,并将成本控制在消费者可以接受的范围内,同时提高质量水平、节约人工成本。
“中国制造2025”的目标涵盖了“工业4.0”,但涉及的内容更加繁多。中国制造和德国制造的起跑线是不一样的。
德国制造业是世界上投入zui大、zui专注、zui精尖,竞争力的,在制造装备领域占据*地位,拥有良好的技术基础。而中国制造业与发达国家相比还存在相当的差距,在多个领域都需要提升。
而在那些“补课”“追赶”“提升”的额外任务清单之外,新意、zui受关注的,依然是与德国“工业4.0”相同的目标任务——智能制造。这是各大国抢占新一轮发展的制高点。
共同的核心目标——智能工厂
可见,扒去那些看似遥远模糊而高深莫测的概念,“中国制造2025”与“工业4.0”的主攻方向都是相同的——推进制造过程智能化。
据工业风向标了解到智能制造的基本依托,在于信息化与工业化的深度融合,既物联网的全面应用。
物联网是互联网和传统工业行业融合的集中体现,也是智能制造的基础性设施。的物联网技术,将打通所有生产环节的数据壁垒,无线掌控一切。
有了物联网做基础,还需要打造出一个个的实施节点。
这需要紧密围绕重点制造领域关键环节,深入研究制造工艺的仿真优化、数字化控制、智能测量等智能控制核心装置,加快推动工业机器人、人机智能交互、智能物流管理等技术装备的工程应用。
而整个智能制造体系的综合呈现,就是智能工厂——数字化车间。
它是通过信息系统来控制产品的生产,实现制造、增加生产的灵活性,提升生产效率和精度,同时大幅度降低成本。zui终实现真正的柔性制造、无人工厂、远程协同生产。
就此,“中国制造2025”提出了一个宏伟的愿景:到2025年,制造业重点领域全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。
智能工厂不仅是制造,还在于连接
要想实现成本降低50%、生产周期缩短50%这种看起来不可能的目标,单一提升制造节点本身是不可能实现的。
因为智能工厂的核心要义除了*,还在于连接。
智能工厂意味着人类、机器和资源能够实现互相通信,生产设备不再是过去单一而独立的个体,信息在不同的设备之间“流动”,实现机器对话机器,机器对话生产部件,就像社交网络中一样自然。
工业风向标认为智能设备“知道”它们如何被制造出来的细节,也知道它们的用途。智能集成感控系统按照实现设定的程序自己完成生产全部过程,减少人在生产中的参与,以此提升产品质量,解放人力。
*打通企业从上到下的生产管理信息流,这比早期的数字化工厂、柔性智能自动化工厂,又是一个大台阶的飞跃。
工业4.0时代直接将人、设备与产品实时联通,工厂接受消费者的订单直接备料生产,省却了销售和流通环节,因此能够实现整体成本降低50%、生产周期缩短50%的目标。
综合的提升与附加的好处——绿色制造
zui终,我们能将所有工业相关的技术、销售与产品体验统合起来,建构出一个有感知意识的新型智能工业世界。
工业4.0时代的智能工厂,机器设备具有强大数据处理能力,它们提供的信息、统计数据和动态分析能够使生产变得更精益、更节能。
现在的许多生产线的能效低于60%,这意味着它们还有相当大的提升空间。节约水电对现代工厂管理来说也是一个重要因素,智能工厂能够帮助企业实现环保目标。
进一步,更可利用智能物联网预测部分状况,通过*分析,及时生产或调度现有资源、减少多余成本与浪费等等,创建具有适应性、资源效率的智能工厂。
以上这样的架构虽然还在摸索,但如果得以从操作智能、运营智能和商业智能三个层次,把设备、生产线、工厂、客户等紧密地连接在一起,zui终能进一步通过分析各种大数据,直接生成满足客户需求的产品。
这将意味着,工业4.0将是一件非常激动人心的实体经济形态大变革。
方兴未艾的未来
工业4.0的关键自然是智能工厂。当然,这当中的难点非常之多,需要大量的跨专业的技术整合。将来的人才也需要更高的要求。
在zui早的发起者德国,联邦教育及研究部和联邦经济及*预计将投资达2亿欧元,用来提升制造业智能化。
德国机械及制造商协会、德国电气电子及信息技术协会设立了“工业4.0平台”,发布了标准化路线图。博世、西门子等大企业积极投入其中。
在美国,以智能制造、工业互联网为代表领导联盟的组织,也发起积极推进智能化制造业的未来。目标是促进智能化*制造,带来制造业向美国回归。
而在中国,对于许多刚完成了自动化的制造业企业而言,智能制造似乎还只是一个遥远的愿景。但需要指出的是,已有部分自动化程度较高的工程以及*性的海尔互联网工厂崭露头角。
对实现“中国制造2025”的目标来说,这将是一个很好的开始。