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洞见中国制造2025 智能工厂是中国制造业升级根本路径

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中国制造2025

智能工厂

升级

全球正在掀起以智能制造为核心的新一轮工业革命,新一代信息技术与制造业的深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。

被称为世界制造中心的中国,正在德国率先提出的工业4.0”概念的基础上,开始一场规模空前的工业革命。一间间曾经人声鼎沸的生产车间,逐渐只有机器轰鸣的无人工厂取代。

中国制造2025”,以中国制造业目前的整体发展水平为基础,提高制造业的智能化水平,向无人工厂、智能制造转型。这是必然的模式。

德国与中国制造业基础不同。德国工业的设备和车间制造基础很好,工业机器人运用成熟而广泛,嵌入式系统和自动化工程方面也有非常专业的技术。

因此,德国工业4.0”是针对新一轮科技革命和产业变革制定的措施,依靠雄厚的技术基础,可以直接实施信息技术改造。

与世界先进水平相比,中国工业制造水平需要同时完成自动化与信息化改造的双重任务。

但这后发优势,却给了中国制造业建设智能工厂,加速转型、一步到位的绝佳契机。

【智能化的物质基础,是自动化】

从单台设备自动化和产品智能化入手,紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、实现生产效率和产品效能的提升,这是智能化的物质基础。

随着技术的成熟和造价的降低,推动了工业机器人、机械手臂等智能设备的广泛应用,使工厂无人化制造成为可能。

近年来,我国机器人市场快速发展。2014年,中国工业机器人销量达到5.6万台,成为全球大工业机器人市场。

预计到2020年工业机器人销量将达到15万台,保有量达到80万台;到2025年工业机器人销量将达到26万台,保有量达到180万台。

在生产现场,工业机器人在焊接、搬运、喷涂、加工、装配、检测、清洁生产等方面都已实现规模化集成应用。除了节约人工、提升生产效率,更重要的是,它工作效果更加均匀、稳定性更好,产品质量可控、可追踪。这是数字化管理、提升产品品质的重要依仗!

而与自动化生产线相结合,数控加工中心、智能机器人和三坐标测量仪及其他所有柔性化制造单元进行自动化排产调度,工件、物料、刀具进行自动化装卸调度,可以达到无人值守的全自动化生产模式。

还需要进一步研究视觉处理、情景感知、模式识别、自决策自执行、可视化等关键技术,提高机器人产品的三维空间定位、建模、搜索与交互技术,提高控制性能、人机交互性能和可靠性性能,提升机器人任务重构、偏差自适应调整的能力,最终实现机器人在人机共存环境中完成精密复杂任务的能力。

【智能化的信息基础,是互联化】

工业物联网的成熟,给制造自动化提供了一个新的突破口。

物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

传统的自动化工厂,最多通过有线内部网络,实现了车间部分设备与设备间的联网通讯,而物联网通过无线、广域通信方式,实现人、设备和系统三者之间的智能化、交互式无缝连接。

而物联网的核心信息设备,是制造过程各个环节实现信息获取、实时通信的关键基础。它主要包括基础通信设备、控制系统、新型工业传感器、制造物联设备、仪器仪表和检测设备、工业信息安全保障产品。

具体而言,包括适应恶劣工业环境的高速工业交换机、高速工业无线路由器/中继器、工业级低功耗远距/近场通讯设备、快速自组网工业无线通讯设备、工业协议转换器/网关、工业通讯一致性检测设备等工业通信网络基础设备;

具有现场总线通信功能的分布式控制系统、可编程控制系统、工控机系统、嵌入式控制系统以及数据采集与监视控制系统;光电传感器、接近传感器、高分辨率视觉传感器、高精度流量传感器等低功耗、高精度、高可靠的新型工业传感器、检测器;

RFID芯片和读写设备、工业便携/手持智能终端、工业物联网关、工业可穿戴设备等人机信息交互设备;工控系统防火墙/网闸、容灾备份系统、主动防御系统、入侵检测设备等信息安全保障产品。

在这些无处不在的设备基础之上,需要制订制造设备信息互联互通的接口技术标准,设备与设备之间、设备与系统之间协议互操作整体框架,从而构建起面向智能制造的高速、安全可靠的工业通信网络,实现人、设备与产品的实时联通、精确识别、有效交互与智能控制。


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