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制造业数字化转型 迎来大发展时代

编辑:翊铭编辑部 行业资讯 2020-09-05 阅读次数:268

今年6月30日,中央全面深化改革委员会第十四次会议提出了“以智能制造为主攻方向,加快工业互联网创新发展,加快制造业生产方式和企业形态根本性变革”的《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》。这份指导意见重申了智能制造的定位,也强调了智能制造是中国工业数字化转型升级活动的大主题。

智能制造的定义

对于智能制造,不同的人有着不同的理解和定义。赛百君理解的智能制造就是一个“人智变机智”的过程与相关活动——即把人的智能(简称“人智”)从大脑中的隐性知识提炼成为显性知识,经过格式化、模型化、算法化处理,再把模型化(机理模型、数据分析模型等)的知识写入软件,软件嵌入芯片,芯片嵌入某个数字装置/模块,再把该数字装置/模块嵌入到物理设备中,由此而赋予机器一定的自主能力,让机器具有一定程度的“智能”(简称“机智”),我们将这个过程称之为“赋能”。而这个过程就是先进的信息通信技术与工业要素的相互融合,其融合结果就是在字面上不是那么容易理解的“赛博物理系统(CPS)”。

如此,机器在工业软件支撑下具有了一定的人类思考能力,当软件算法越好、设备算力越强、工业数据越多时,“机智”程度就越高。当“机智”达到一定程度后,就具备了部分或完全替代人体/人脑的功能。当人体/人脑离开了工作场景的系统回路后,机器在无人参与情况下,仍然可以像人在现场时一样自主工作,甚至还可以工作得更好,较好地优化了制造资源的配置。

近两年,人工智能、大数据、云计算一系列新兴技术逐渐向产业和行业下沉,企业数字化转型就是通过深入应用互联网、物联网、大数据等技术,将企业的研发、采购供应链、财务及人资、制造和销售等业务实现数字化、智能化,达到企业高效成长目的。

随着中国制造业转型升级和高质量发展的逐步推进,信息技术与传统制造业的跨界融合成为必然趋势,自动化生产、物联远程运维、智能物流,是当前工业互联网的主要落地方式。

智能制造核心技术发展现状

虚拟仿真技术的应用

由于仿真能够在产品生命周期提供无缝协助和优化,将会成为制造体系的核心功能之一,未来智能工厂是基于模型的系统工程或基于模型的制造,软件定义产品、决定企业盛衰,仿真技术制造系统关键组成部分的黄金时代才刚刚开始。目前,华工赛百通过虚拟仿真技术可以智能诊断和顶层规划部分行业的智能化工厂,通过模型分析来提前修正规划建造过程中可能出现的疑点问题。而柔性制造技术则是为智能制造执行方法提供了技术保障,同时对于优化产品的制造设计和应用数字化制造理念也同样发挥了关键的作用。

智能装备应用技术发展

智能制造模式与传统的生产制造模式相比,最大的特点在于生产过程中应用了大量的智能装备,这极大地解放了生产企业的人工劳动力,同时也使得企业生产效率得到了大幅度提高。而在工业生产过程中,设备的加工精度以及智能化程度很大程度上决定了产品的质量和水平,目前在我国很多大型企业中已经广泛应用了智能装备,其中包含了高精度的数控机床、智能仪表、自动化产线以及物流转运设备。例如以华工激光为代表的激光加工产业,对于钣金加工行业切割和焊接工艺进行了颠覆性的革新。同时,智能行车、智能转运设备、AGV、立体仓库这些物流转运装备,也大大提高了生产效率,降低了人力成本。

物联网应用技术的发展现状

智能制造一方面改变了占据社会生产制造行业比例较大的以产品制造和营销为主要经营方式的企业,另一方面对于物联网行业的发展也给予了充分的理念支持和技术供应。但是随着更多新型制造技术加入到了智能制造系统中,海量的数据和复杂的制造工艺给智能制造系统带来了极大的生产和管理压力,而这时便需要物联网应用技术为智能制造系统提供数据和计算等方面工作的支持。物联网技术主要负责对智能制造系统中重要的数据变化情况以及生产现场制作情况,进行实时的监控和科学的分析,同时云计算的工作方式能够使得多个专业的企业共同参与到智能制造实况监控过程中,协同处理制造过程中出现的技术问题,这样工作效率问题和智能制造故障问题便得到了有效的改善。

智能制造领域未来的发展方向

智能机器的发展与应用

智能机器是智能制造技术的重要载体和实践基础,宽泛的智能机器概念指的是具有智能性的生产与制造设备,而这种智能特性就大多体现为能够在指导企业工作人员统一的指挥指令下,自主与配备团队中的其他设备和系统进行信息的传递和决策的实施。而智能制造便是以这种具有较好协调性、统一性和易控制性的智能多体组织结构作为主要的工作模块组成,并以此为基础开展针对消费者个性化消费需求的制造和定制项目。同时,智能机器随着研究程度的深入应具备一定的可调控性和较好的融合性,这样通过在不同行业中应用智能机器便可以单独开发出一条具有极高商业价值的产业链,带动各行业不断发展其核心技术与智能机器融合,这将会从根本上改变当前社会生产的效率和水平。

高级算法的发展与研究

在现代化制造和生产过程中,控制系统对制造环节工作技术类型的应用以及管理方案的实施,都发挥了重要的控制和修正作用,但是各类型系统和电子程序优化和升级的本质其实就是算法水平的提高,所以高级算法也必将会成为未来智能制造领域中的一个重要研究课题。目前通过研究人员的开发和优化,无论是结构、形式还是内容都较为丰富和完善的高级算法,大多已经应用到了计算机行业的发展、人工智能领域的研究以及大数据和云计算基础设施的建设工作中,并且基本实现了跨领域的使用和多专业的推广。未来,智能制造行业及其研究领域想要获得突破性的进展,进一步提高制造企业的生产效率和制造质量,那么就必须要利用智能技术的综合分析及决策能力以及高级算法计算的能力支持才能够实现。同时,团队生产模式以及多角度全方面的信息共享,会逐渐取代传统的单一制造生产、专业信息闭锁的工作方式,这既是智能制造技术在社会制造和生产过程中的切入重点,同时也是未来高级算法应用和研究的重点部分。只有从根本上解决了算法系统对制造环节工作中各部分组织与设施的控制精度和管理效率问题,智能制造技术的提高发展才能够获得更加宽阔的路径和高级的平台。

“以人为本”制造和服务理念的发展

智能制造技术在工业生产和产品制造领域中商业价值目前已经被得到了有效的开发和重视,在这种情况下未来该技术的发展路径也必定逐渐围绕着消费者功能需求上的差异及多元化个性的表现来进行。而以人为本的发展理念,便集中概括了智能制造模式影响下各企业管理部门和工作人员的生产方式的重大改变,企业通过将不同专业、不同领域、不同岗位、不同层次的技术人员通过互联集中到一起,在专业思想和工作理念的碰撞下进一步激发智能制造领域研究的发展动力。此外,“以人为本”的工作理念还要求制造厂家要在项目设计阶段、产品制造阶段以及后期的维护和服务阶段,都应该充分重视和尊重消费者的选择与需求。智能制造不仅仅是面向社会生产和企业发展的单一性技术,同时也是能够为人们改善生活条件、提供工作帮助的重要综合性功能技术。所以,未来智能制造很有可能会围绕消费者展开对个人、家庭以及社会团体之间的有效互联,通过宽泛的信息交互和高效的数据处理改变整个社会的发展环境以及人们的生活方式。


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