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發(fā)展與變化
我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于1970年代初期,經(jīng)過20多年的發(fā)展,大致經(jīng)歷了3個(gè)階段:70年代的萌芽期,80年代的開發(fā)期和90年代以來(lái)的適用化期。如今,信息化是支撐高端制造業(yè)從“制造”走向“智造”的捷徑,是創(chuàng)新發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)的現(xiàn)實(shí)途徑。作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段,工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平和科技水平的重要標(biāo)志。
為推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展,我國(guó)也制定了相關(guān)的支持性政策。根據(jù)2011年3月的 《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》,今后十年我國(guó)高端裝備制造業(yè)的銷售產(chǎn)值將占全部裝備制造業(yè)銷售產(chǎn)值的30%以上。工業(yè)機(jī)器人行業(yè)作為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,必將在此期間得到更多的政策扶持,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步增長(zhǎng)。
根據(jù)預(yù)計(jì),中國(guó)到2014年將成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)國(guó)。預(yù)計(jì)到2015年,中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)需求量將達(dá)3.5萬(wàn)臺(tái),占全球總量的16.9%,成為規(guī)模最大的機(jī)器人市場(chǎng)。專家表示,未來(lái)3年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)復(fù)合增速可達(dá)30%,爆發(fā)性增長(zhǎng)可期。
在實(shí)際中,工業(yè)機(jī)器人投入應(yīng)用并取得效果的案例不在少數(shù)。例如,焊接機(jī)器人在大連華克、上海華克、上海龍馬神、南京新迪、長(zhǎng)春佛吉亞、上海匯眾等零部件及配件生產(chǎn)企業(yè)也有著典型的應(yīng)用。在汽車零部件的生產(chǎn)中廣泛采用了點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、對(duì)焊及電弧焊等焊接工藝。其中,橫梁總成托架點(diǎn)焊,傳動(dòng)軸平衡片凸焊,汽車燃油箱縫焊,汽車輪圈連續(xù)閃光對(duì)焊,汽車轉(zhuǎn)向臂、消聲器、凈化器殼體的電弧焊等。
2008年起中控科技集團(tuán)開始孵化機(jī)器人產(chǎn)業(yè),公司擁有機(jī)器人相關(guān)的核心技術(shù)體系,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品線和“智慧工廠”整體解決方案,廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。并針對(duì)工業(yè)制造、裝配、檢測(cè)、物流及倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)提供全面的自動(dòng)化解決方案。公司產(chǎn)品主要有巡檢機(jī)器人、AVG機(jī)器人、軸承鍛造機(jī)器人等機(jī)器人產(chǎn)品、并針對(duì)工業(yè)制造、裝配、檢測(cè)、物流及倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)提供全面的自動(dòng)化解決方案。
其自主研發(fā)的智能巡檢機(jī)器人采用無(wú)軌化巡檢模式,相對(duì)于有軌化,不需要事先預(yù)埋磁軌或其他形式的軌道,具有快速部署、實(shí)施成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),可靠性高等優(yōu)點(diǎn),目前已在福建省電網(wǎng)220KV樞紐鼓山變電站和蕭山涌潮變電張成功應(yīng)用。而AGV是目前物流自動(dòng)化系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一,該設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)及控制技術(shù)復(fù)雜、科技含量高。AGV相較傳統(tǒng)物流搬運(yùn)方式具有行動(dòng)快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢(shì),而在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中,最能充分體現(xiàn)其自動(dòng)性和柔性、實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無(wú)人化生產(chǎn),所以人們形象地把AGV稱作現(xiàn)代物流系統(tǒng)的動(dòng)脈。
而熱鍛造機(jī)器人產(chǎn)品使用耐高溫材質(zhì),在不同工位之間周轉(zhuǎn)使用專用的理料裝置,能夠克服物料在工位之間轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生氧化皮和冷卻的現(xiàn)象。
問題與對(duì)策
在眾多應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)中,汽車工業(yè)及汽車零部件工業(yè),占整個(gè)機(jī)器人市場(chǎng)的61%,金屬制品業(yè)占8%、橡膠及塑料工業(yè)和電子電氣行業(yè)分別占7%,食品工業(yè)占2%,其他工業(yè)占15%。目前,我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有國(guó)際先進(jìn)水平的平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、搬運(yùn)碼垛機(jī)器人等一系列產(chǎn)品,不少品種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn),并不斷深入應(yīng)用。
盡管如此,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化依然存在著巨大的問題。
首先,我國(guó)基礎(chǔ)零部件總體水平不高,影響了我國(guó)機(jī)器人的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)際上我國(guó)在相關(guān)零部件方面基礎(chǔ)并不差,但在質(zhì)量、產(chǎn)品系列方面還有較大差距,特別是在高性能交流伺服電機(jī)和精密減速器方面的差距尤其明顯,關(guān)鍵技術(shù)零配件的進(jìn)口造成我國(guó)機(jī)器人價(jià)格不具備優(yōu)勢(shì)。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),輕紡工業(yè)亟待加強(qiáng)技術(shù)上的變革和新技術(shù)的運(yùn)用。作為一種新型技術(shù),智能制造技術(shù)具有加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高、節(jié)約資源以及改善環(huán)境等特點(diǎn),符合當(dāng)前輕紡工業(yè)對(duì)高效、低耗、優(yōu)質(zhì)等的要求。從這個(gè)意義上講,運(yùn)用智能制造技術(shù)不僅是輕紡工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的基本方向,也是實(shí)現(xiàn)由大到強(qiáng)的根本出路和必然選擇。
中圖分類號(hào):TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2011)22-0102-01
自動(dòng)化生產(chǎn)是新時(shí)期工業(yè)經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)理念,機(jī)電一體化、機(jī)械制造自動(dòng)化等均是工業(yè)自動(dòng)化的具體表現(xiàn)。積極推廣智能制造技術(shù)是未來(lái)企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
1 傳統(tǒng)制造模式的缺陷
不可否認(rèn),傳統(tǒng)手工制作對(duì)當(dāng)時(shí)的工業(yè)進(jìn)步起到了推動(dòng)作用,但在倡導(dǎo)科技創(chuàng)新的今天,傳統(tǒng)制造技術(shù)卻顯現(xiàn)了多方面的缺陷。
①生產(chǎn)質(zhì)量低。我國(guó)工業(yè)包括重工業(yè)、輕工業(yè)等兩大類別,重工業(yè)指的是采掘業(yè)、原材料加工等,輕工業(yè)則指化工等行業(yè)。傳統(tǒng)的工業(yè)制造生產(chǎn)依賴于手工操作,許多產(chǎn)品的質(zhì)量無(wú)法保證,如:機(jī)械制造行業(yè)靠手工打造金屬物件,產(chǎn)品的尺寸、形狀等指標(biāo)很難達(dá)到高水平。
②生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)。傳統(tǒng)工業(yè)制造因缺乏先進(jìn)的工藝流程,制造人員幾乎憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)制造產(chǎn)品。對(duì)于一些先進(jìn)的制造工藝未能及時(shí)采用,如:采煤行業(yè)中煤礦開采工藝落后,造成礦工每天的煤礦開采量量少,且礦工需持續(xù)工作12 h以上才能保證足夠的產(chǎn)量,作業(yè)時(shí)間超出預(yù)期范圍。
③生產(chǎn)效益少。企業(yè)投入了大量的成本投入工業(yè)制造,但由于生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo),成批產(chǎn)品無(wú)法走向市場(chǎng)銷售,這造成企業(yè)出現(xiàn)貨物囤積現(xiàn)象。此外,由于質(zhì)量問題引起的各種補(bǔ)償問題均給企業(yè)經(jīng)營(yíng)造成很大的阻礙。早期我國(guó)工業(yè)呈現(xiàn)出生產(chǎn)投資大,回收效益少的狀況。
④生產(chǎn)設(shè)備缺。根據(jù)我國(guó)工業(yè)發(fā)展歷程可知,早期工業(yè)產(chǎn)品的制造生產(chǎn)70%以上均依賴于手工操作。這不僅是國(guó)內(nèi)工業(yè)技術(shù)落后的表現(xiàn),也是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不足的象征。由于缺乏機(jī)械設(shè)備從事相關(guān)生產(chǎn),手工制造才會(huì)一直占據(jù)工業(yè)產(chǎn)品加工的主流,制約了工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的加快。
2 智能制造技術(shù)的工業(yè)運(yùn)用
改革開放之后,國(guó)家對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給予了高度關(guān)注,全國(guó)各地開始積極開展工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)。經(jīng)過近30年的技術(shù)改革,我國(guó)的工業(yè)制造生產(chǎn)已經(jīng)掌握了自動(dòng)化、一體化、智能化等多項(xiàng)技術(shù)。有了先進(jìn)技術(shù)為支撐,我國(guó)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益開始翻倍增長(zhǎng),智能制造技術(shù)在工業(yè)中的運(yùn)用更加普遍。工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中引進(jìn)智能制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下:
①人機(jī)操作。智能制造技術(shù)的最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了“人機(jī)操作”,企業(yè)在制造高精度、高要求、高質(zhì)量的產(chǎn)品時(shí),必須要使用智能化操控系統(tǒng)保證自動(dòng)化生產(chǎn)的質(zhì)量。如:機(jī)械制造行業(yè)中,對(duì)于金屬產(chǎn)品的精度要求十分嚴(yán)格,若依舊安排人工制造加工時(shí)無(wú)法達(dá)到精度指標(biāo)的。企業(yè)可利用計(jì)算機(jī)與數(shù)控設(shè)備建立連接,用計(jì)算機(jī)編程后輸入程序指令,機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)可保證產(chǎn)品精度符合要求。
②自動(dòng)設(shè)計(jì)。智能機(jī)器具有強(qiáng)大的推理、預(yù)測(cè)、判斷等功能,制造設(shè)備可參照接收到的數(shù)字信號(hào)或程序代碼設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品。產(chǎn)品研發(fā)人員把某個(gè)產(chǎn)品的重點(diǎn)參數(shù)及程序代碼輸入智能機(jī)器中,則可通過自動(dòng)設(shè)計(jì)將產(chǎn)品模型顯示在計(jì)算機(jī)上,讓企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況選擇最佳方案投入生產(chǎn)。如:許多企業(yè)采用CAD、proE UG等自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件,獲得的產(chǎn)品模型更加精準(zhǔn)。
③虛擬生產(chǎn)。虛擬技術(shù)依舊以計(jì)算機(jī)為核心控制,并結(jié)合信號(hào)處理、動(dòng)畫技術(shù)、智能推理、數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)、模擬仿真等功能,對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程進(jìn)行模擬。虛擬化模擬生產(chǎn)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品存在的問題,對(duì)生產(chǎn)制造工藝做進(jìn)一步改學(xué)原料比例調(diào)整提供依據(jù)。
3 結(jié) 語(yǔ)
總之,隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)增長(zhǎng),企業(yè)致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制造產(chǎn)品的數(shù)量相比之前更多。面對(duì)這種狀況若依舊采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式,則難以滿足生產(chǎn)效率指標(biāo)的要求。
參考文獻(xiàn):
中國(guó)“工業(yè)4.0”轉(zhuǎn)型路徑
在業(yè)內(nèi)人士看來(lái),“互聯(lián)網(wǎng)+制造”就是“工業(yè)4.0”。“工業(yè)4.0”是德國(guó)推出的概念,美國(guó)叫“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,中國(guó)叫“中國(guó)制造2025”,這三者本質(zhì)有共通之處,就是智能制造。
德勤中國(guó)戰(zhàn)略與運(yùn)營(yíng)合伙人張?zhí)毂嬖V《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者,“‘中國(guó)制造2025計(jì)劃,以智能制造為主攻方向,即意味著信息技術(shù)將成為日后中國(guó)制造業(yè)成功的關(guān)鍵推動(dòng)力。企業(yè)若要贏取市場(chǎng),則必須解決如何應(yīng)用信息技術(shù)這一難題,包括全方位理解其生產(chǎn)流程,制定詳細(xì)的執(zhí)行計(jì)劃等。”
在世界論壇期間,德勤的最新報(bào)告指出,中國(guó)制造業(yè)企業(yè)信息化發(fā)展水平處于不同階段,僅42%的受訪企業(yè)表示采用了集成化手段,在生產(chǎn)流程中融入信息化技術(shù)。
工業(yè)4.0來(lái)了,
企業(yè)怎樣做才能不掉隊(duì)?
在外界看來(lái),工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025、機(jī)器人、3D打印……智能制造大潮將至,國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)如何既不做裸泳者,又能避免被此波浪潮誤導(dǎo)?
私有云和公共服務(wù)云平臺(tái)加速發(fā)展
在落后、老舊生產(chǎn)企業(yè)被淘汰,新興企業(yè)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新、參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的大趨勢(shì)下,有實(shí)力的中大型企業(yè)建設(shè)私有云的速度和力度將迅速提高,應(yīng)用、數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到云端,一方面降低IT 綜合成本,一方面優(yōu)化企業(yè)管理流程,提高全球化態(tài)勢(shì)下業(yè)務(wù)的敏捷度、數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用能力和市場(chǎng)響應(yīng)能力。同時(shí),在工業(yè)領(lǐng)域沿著特定的供應(yīng)鏈,提供行業(yè)性、專業(yè)性公有云服務(wù)的服務(wù)商出現(xiàn),平臺(tái)的可用性、行業(yè)貼合度大幅提高,服務(wù)內(nèi)容更為豐富,服務(wù)成本則進(jìn)一步降低,越來(lái)越多的中小企業(yè)嘗試?yán)霉I(yè)云服務(wù)控制IT 綜合成本,提高數(shù)字化內(nèi)容創(chuàng)建和利用的能力,促進(jìn)供應(yīng)鏈上下游的線上互動(dòng)和同業(yè)合作。
智能移動(dòng)設(shè)備和移動(dòng)應(yīng)用廣泛滲入工業(yè)鏈, 圍繞工業(yè)APP 形成產(chǎn)業(yè)圈
各類移動(dòng)化設(shè)備和應(yīng)用加速進(jìn)入設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)銷和服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期領(lǐng)域,手機(jī)、PAD 不再僅僅是工程師們的生活?yuàn)蕵泛没锇椋碎e暇時(shí)刷微博、玩朋友圈和看視頻,還是強(qiáng)有力的“工作伙伴”。設(shè)計(jì)工程師可以用智能移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)捕捉靈感和完成設(shè)計(jì),生產(chǎn)線上的工程師和工人用移動(dòng)設(shè)備輔助完成生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)采集,現(xiàn)場(chǎng)工程師可以用移動(dòng)設(shè)備輔助入場(chǎng)安全服務(wù)并采集和響應(yīng)客戶需求,終端客戶可以利用移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)客服入口反饋意見,更靈活便利地介入企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)……相應(yīng)的,PLM 乃至整個(gè)工業(yè)范疇的很多PC 應(yīng)用程序都將出現(xiàn)移動(dòng)版本,因循工業(yè)移動(dòng)互聯(lián)需求特點(diǎn)的專業(yè)化應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多,工業(yè)移動(dòng)APP 的開發(fā)和銷售,必將逐步形成一個(gè)獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)圈,需求對(duì)接、APP 開發(fā)、工業(yè)APP 軟件市場(chǎng)、資源型云平臺(tái)、APP 推廣和支持服務(wù)都將得到迅速成長(zhǎng)。
傳統(tǒng)工業(yè)裝備逐步智能化、移動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化
制造領(lǐng)域的各種傳統(tǒng)設(shè)備——數(shù)控機(jī)床、線上檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備等,將迅速進(jìn)行智能化、移動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的升級(jí),具備這些特征的工業(yè)設(shè)備獲得了額外的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而影響和打破整個(gè)制造裝備產(chǎn)業(yè)的格局。這樣的例子在其他行業(yè)已經(jīng)顯現(xiàn),例如具備網(wǎng)絡(luò)化、智能化和移動(dòng)化特征的小米空氣凈化器,一經(jīng)推出,短短一個(gè)月的出貨量超過某些經(jīng)營(yíng)多年的空氣凈化器行業(yè)巨頭一年的出貨量,小米又一次成為了行業(yè)攪局者。由于技術(shù)壁壘高、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等問題,在傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備和工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域,攪局者未必來(lái)自外部,但智能化、移動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)和日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)迫使行業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生變革。
智能移動(dòng)設(shè)備觸發(fā)工業(yè)流程的變革
智能移動(dòng)設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不僅僅是數(shù)據(jù)處理設(shè)備的多樣化和計(jì)算平臺(tái)的遷移,而是像智能手機(jī)、PAD 等移動(dòng)電子設(shè)備改變我們的生活模式一樣,促進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的商業(yè)模式和生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變,使得生產(chǎn)和生活空前緊密地結(jié)合在一起,更會(huì)讓工業(yè)領(lǐng)域的協(xié)同呈現(xiàn)明顯的“社交化、社區(qū)化”特征。供應(yīng)鏈上下游的企業(yè)之間,企業(yè)內(nèi)部的不同部門和團(tuán)隊(duì)之間,同一部門或團(tuán)隊(duì)的工程技術(shù)人員之間,利用移動(dòng)設(shè)備和工業(yè)APP 隨時(shí)隨地進(jìn)行協(xié)同工作,形成一種新的工作方式和流程。同時(shí),除了在設(shè)計(jì)、制造等階段,企業(yè)內(nèi)部協(xié)同的社交化和社區(qū)化外,在采購(gòu)、市場(chǎng)、營(yíng)銷和客戶服務(wù)階段,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備的應(yīng)用還將提高對(duì)外的社交化程度,上下游企業(yè)、終端用戶也會(huì)成為制造企業(yè)社區(qū)的一份子。為此,企業(yè)的管理模式也要因此做出巨大的調(diào)整。移動(dòng)設(shè)備和工業(yè)APP 在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,與云計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用一樣,也是工業(yè)領(lǐng)域革命性技術(shù)創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)。
智能可穿戴設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展前景更大
中圖分類號(hào):TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671—7597(2013)022-161-1
智能MCC是指智能馬達(dá)控制中心,其主要核心元件為馬達(dá)保護(hù)器,如ABB 產(chǎn)品IS系列,SIEMENS 產(chǎn)品3UF7系列。智能MCC主要是將設(shè)備網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制及保護(hù)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制中。智能MCC是由傳統(tǒng)MCC中硬接線控制保護(hù)回路通過以網(wǎng)絡(luò)通訊方式對(duì)馬達(dá)保護(hù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制及保護(hù),進(jìn)而MCC升級(jí)為智能MCC,從而成為設(shè)備網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。智能MCC與傳統(tǒng)的MCC相比有著不可比擬的優(yōu)越性。智能MCC具有網(wǎng)絡(luò)化、可擴(kuò)展、系統(tǒng)化、開放式的特點(diǎn)。另外,智能MCC的柜體結(jié)構(gòu)合理,使用抽屜式單元,操作維護(hù)極其方便。采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,減少大量的控制線路,降低投資成本。其一次電纜和二次電纜分開布置,不僅減少電磁干擾,而且可以保護(hù)維護(hù)人員安全。
1 智能MCC的配置
1.1 智能MCC系統(tǒng)的組成
智能MCC配電系統(tǒng)的主回路配置和傳統(tǒng)MCC配置方式基本一致。智能MCC一次回路由斷路器+接觸器+馬達(dá)保護(hù)器組成。馬達(dá)保護(hù)器如M102或3UF7等。智能MCC的核心元件就是馬達(dá)保護(hù)器模件,主要用于對(duì)電機(jī)運(yùn)行的控制,模件常用于對(duì)接觸器合分閘的控制。另外,智能MCC中的馬達(dá)保護(hù)器取代傳統(tǒng)的熱保護(hù)元器件,簡(jiǎn)化控制回路,對(duì)于電機(jī)的保護(hù)有著更大的優(yōu)勢(shì):能夠?qū)⒔拥毓收稀⑦^流、過載、欠壓、自動(dòng)重啟動(dòng)、堵轉(zhuǎn)、超溫等功能集中到設(shè)備上,通過DCS網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能MCC進(jìn)行組態(tài),采集MCC所有電動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù),控制電機(jī)的啟停,從而可以遠(yuǎn)方(DCS控制室)能方便的操控現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)及監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。
1.2 智能MCC參數(shù)設(shè)置
智能MCC馬達(dá)保護(hù)器參數(shù)設(shè)置有兩種形式:采用馬達(dá)保護(hù)器配置參數(shù)軟件或HMI,在進(jìn)行配置參數(shù)軟件的時(shí)候,需要通過專用數(shù)據(jù)線將電腦與保護(hù)器接口進(jìn)行端口和速率設(shè)置,對(duì)電機(jī)單元的功率、電壓、電流、網(wǎng)絡(luò)地址、通訊速率、I/O分配、啟動(dòng)方式進(jìn)行一一設(shè)置,通訊速率和網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)置決定MCC數(shù)據(jù)能否與上位及進(jìn)行交換。另外,對(duì)帶有顯示屏數(shù)字的操作界面,能夠獲得更多的設(shè)備和系統(tǒng)的信息。對(duì)于智能MCC的配置,需要嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,不可隨意配置,否則會(huì)出現(xiàn)燒毀電機(jī)、無(wú)法保護(hù)、數(shù)據(jù)丟失等不良后果。對(duì)具有特殊的控制要求的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),應(yīng)遵循特殊的配置要求。
1.3 智能MCC連接、配套軟件和工作站
對(duì)于在現(xiàn)場(chǎng)智能MCC的連接方面的問題,網(wǎng)絡(luò)工程師在實(shí)際的組態(tài)中,需要根據(jù)車間設(shè)備的分布情況,再采取相應(yīng)的配置,如增加中繼器以減少信號(hào)衰減達(dá)到數(shù)據(jù)正常交換。在實(shí)際的配置中,需要將網(wǎng)絡(luò)電纜穿管敷設(shè)并與一次電纜分開,目的是為了減少網(wǎng)絡(luò)電纜的干擾,確保通訊數(shù)據(jù)不丟包。在工作站中,選用穩(wěn)定的PLC工控機(jī),主要是為了考慮適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境及工藝穩(wěn)定運(yùn)行的要求。另外,在對(duì)于顯示器選擇上,主要是看是否有強(qiáng)磁場(chǎng)的存在。對(duì)于配套軟件,包括馬達(dá)保護(hù)器及PLC編程組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件等,必須是廠家提供的正版軟件。相關(guān)軟件能夠進(jìn)行MCC參數(shù)的設(shè)定,能夠進(jìn)行通訊狀態(tài)修改、能夠?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的備份及故障自診。對(duì)于監(jiān)控軟件配置上的要求是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),并且能夠顯示運(yùn)行中設(shè)備各種參數(shù),如電流、電壓、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、電量報(bào)表、報(bào)警及故障原因等。上述配置步驟完成后,對(duì)智能MCC的配置就基本上完成了。下面就介紹一個(gè)智能MCC在工業(yè)中應(yīng)用的實(shí)例。
2 智能MCC在銅電解項(xiàng)目中的應(yīng)用
2.1 銅電解工段以及控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
銅電解工段有電解,凈液,聯(lián)動(dòng)線以及循環(huán)水工段。最主要的是電解工段,它是高純度的陰極銅的生產(chǎn)工段,而凈液工段是電解液的凈化工段,主要是為了除去電解液中的銻、鉍等雜質(zhì)。電解工段的主要設(shè)備有以下幾個(gè),電解槽、電解液循環(huán)泵和洗水循環(huán)泵等。凈液工段的主要設(shè)備有,脫銅電解槽、電蒸發(fā)器、熱水泵、結(jié)晶母液輸送和廢電解液輸送泵等。主要是對(duì)溫度、壓力和流量等參數(shù)在生產(chǎn)過程中進(jìn)行設(shè)置。在電解工段的設(shè)置上,需要有備用的工作站2臺(tái),備用的工程師站1臺(tái),凈液工作站1臺(tái),循環(huán)水工作站1臺(tái)。
2.2 對(duì)智能MCC的配置
在選擇電解工段和凈液工段設(shè)置智能MCC的控制系統(tǒng)的時(shí)候,在電解工段,需要配置10臺(tái)智能MCC,在凈液工段,需要配置8臺(tái)智能MCC。每組需要在控制單元內(nèi)配置設(shè)備網(wǎng)DNB模塊共3塊,并且需要設(shè)備網(wǎng)配置網(wǎng)絡(luò)的電源箱以及CNB模塊各1塊,并運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)將其連接到電解的主控制屏上。MCC網(wǎng)絡(luò)采用熱備用冗余結(jié)構(gòu),防止網(wǎng)絡(luò)回路一點(diǎn)斷線而引起數(shù)據(jù)丟失。在現(xiàn)場(chǎng)的操作界面上,需要采用按鈕和信號(hào)燈,配置工作電源模塊。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文通過對(duì)現(xiàn)代工業(yè)中的智能MCC應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析,通過了解智能MCC的配置的具體的內(nèi)容,以及在工業(yè)生產(chǎn)中具體的應(yīng)用智能MCC的實(shí)際例子,從而充分的了解到智能MCC的在其應(yīng)用中的優(yōu)越性。相信,隨著科學(xué)水平的進(jìn)一步提高,智能MCC一定能夠更加的完善,也一定能夠更廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)當(dāng)中。
人工智能技術(shù)在實(shí)現(xiàn)完全自主的汽車方面具有重要作用。
計(jì)算機(jī)視覺
人工智能為車輛提供了所謂的“計(jì)算機(jī)視覺”,因而實(shí)現(xiàn)自主駕駛和大多數(shù)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)功能。車輛能夠在不受約束的環(huán)境下識(shí)別各種物體、場(chǎng)景和活動(dòng),這是如今競(jìng)相搞自動(dòng)駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一。在車內(nèi)各種人工智能技術(shù)中,計(jì)算機(jī)視覺最復(fù)雜、最先進(jìn)。車輛“視覺”由大量攝像頭、雷達(dá)傳感器和激光雷達(dá)(LIDAR)裝置來(lái)處理。然而,要是沒有“大腦”,所有輸入的這些數(shù)據(jù)毫無(wú)用處。車輛的計(jì)算能力由復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法組成,構(gòu)成了車輛的人工智能。
機(jī)器學(xué)習(xí)算法基于對(duì)象跟蹤和復(fù)雜的模式識(shí)別應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺輸入。計(jì)算機(jī)視覺不斷分析環(huán)境,將感知圖像饋送到算法中。然后通過人工智能分析圖像,對(duì)對(duì)象的性質(zhì)進(jìn)行分類。這些算法為車輛賦予“智能”,讓車輛得以學(xué)習(xí)對(duì)象特征(比如運(yùn)動(dòng)、尺寸和形狀),以便以更高的準(zhǔn)確性對(duì)未來(lái)圖像進(jìn)行分類。
聯(lián)網(wǎng)汽車
自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)連接在汽車行業(yè)相輔相成。借助人工智能,聯(lián)網(wǎng)汽車能夠很快地與其他汽車以及道路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行聯(lián)系。V2X通信主要分為兩類:V2V通信和V2I通信。
重要的是人工智能在V2X通信技術(shù)中扮演的角色,即處理所有的后端計(jì)算和分析工作,以便為司機(jī)提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法將跟蹤車輛速度、位置、目的地甚至駕駛偏好,提供和傳送信息。人工智能將學(xué)習(xí)了解你的日程安排、選擇的路線和經(jīng)常停靠的點(diǎn),以便在你出門上班前提供寶貴信息。
信息娛樂系統(tǒng)
如今最具創(chuàng)意的車輛功能之一是車載信息娛樂系統(tǒng),人工智能讓該系統(tǒng)上了一個(gè)新的臺(tái)階。
語(yǔ)音識(shí)別
語(yǔ)音識(shí)別為人類與技術(shù)進(jìn)行交互提供了一種更簡(jiǎn)便的方法;在這種情況下,它提供了司機(jī)與汽車之間的交互。由于深度學(xué)習(xí)算法,語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)已取得了長(zhǎng)足發(fā)展。那么,人工智能如何與語(yǔ)音識(shí)別結(jié)合使用?首先,將你的語(yǔ)音解讀成聲波。然后,這些聲波轉(zhuǎn)換成算法可以解讀的代碼。代碼被饋送后,語(yǔ)音與通常存儲(chǔ)在云端(大多數(shù)人工智能計(jì)算能力在云端)的現(xiàn)有樣本進(jìn)行比較,確定所說(shuō)的內(nèi)容。
由于人工智能,語(yǔ)音識(shí)別軟件會(huì)立即開始更新語(yǔ)音樣本,并考慮特定單詞的發(fā)音方式和用戶語(yǔ)音的聲調(diào)。該技術(shù)能夠?qū)W會(huì)你的獨(dú)特口音和單詞發(fā)音方式,有出色的準(zhǔn)確性和精確度。人工智能還幫助語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)識(shí)別語(yǔ)音背境和聲調(diào)。比如說(shuō),回復(fù)文本時(shí),語(yǔ)音識(shí)別會(huì)了解你是不是提出問題,會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)添加標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。
虛擬助手
語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域的進(jìn)步為車載虛擬助手鋪平了道路。虛擬助手最先出現(xiàn)在智能手機(jī)上,現(xiàn)正慢慢進(jìn)入到車載信息娛樂系統(tǒng)。最初,司機(jī)用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能做的事情非常有限;而如今,虛擬助手讓司機(jī)可以詢問路線,獲取一般信息,甚至調(diào)整座位位置和空調(diào)設(shè)置。最近向汽車行業(yè)推出的Google Assistant和Siri是市面上人工智能方面最先M的虛擬助手。
比如說(shuō),用戶只要說(shuō)一聲“Okay,Google”,Google Assistant就能激活。助手會(huì)識(shí)別你的聲音,調(diào)整車輛設(shè)置和專門針對(duì)你的建議。這讓Google Assistant得以管理多個(gè)用戶及使用偏好。通過學(xué)習(xí)了解用戶的駕駛偏好、習(xí)慣、日常行程,甚至跟蹤你的位置、路線和目的地,虛擬助手可以隨時(shí)給出建議。它可以提醒你在回家的路上取物件,推薦附近的餐館,甚至在你去當(dāng)?shù)乜Х瑞^的路上預(yù)訂咖啡。
汽車行業(yè)
人工智能技術(shù)的進(jìn)步不僅影響了車輛本身,還影響了整個(gè)汽車行業(yè)。
智能機(jī)器人
石油化工工業(yè)的轉(zhuǎn)型是當(dāng)前的一個(gè)重要趨勢(shì),主要因?yàn)槭褪I(yè)受到新能源革命和頁(yè)巖氣技術(shù)以及化學(xué)反應(yīng)工程新變化的影響。有關(guān)碳鏈變化的工業(yè)是石油化工工業(yè)的本質(zhì),石油化工就是對(duì)新物質(zhì)和新應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)造和發(fā)展,石油化工技術(shù)的變革真正開啟了新能源材料、新結(jié)構(gòu)和功能材料的時(shí)代。
1石油與石化工的現(xiàn)狀
將原油和天然氣從陸地或海洋的油井中進(jìn)行提取,然后利用各種方法將其運(yùn)輸?shù)綗捰蛷S。之后煉油廠通過各種物理和化學(xué)變化對(duì)原油和天然氣進(jìn)行處理。蒸餾是整個(gè)工業(yè)處理過程的核心[1]。CDU和VDU是蒸餾的兩個(gè)進(jìn)程,其中將有價(jià)值的餾分和汽油從原油原料中提取出來(lái)是CDU的主要目的。煉油廠裂解的原料就是石化行業(yè)應(yīng)用的材料:天然氣的組成部分就是提取出的石腦油和丁烷。更輕和更寶貴的部分是通過對(duì)重油分子進(jìn)行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是兩種分解的過程。當(dāng)前全球提出的100%新能源計(jì)劃是最大的挑戰(zhàn),石油化工工業(yè)傳統(tǒng)的框架將會(huì)被全電動(dòng)和太陽(yáng)能汽車所改變,因此石化可能會(huì)被新能源全面代替,新能源將會(huì)成為能源新的提供者者,而將在非傳統(tǒng)能源方面集中石油化工的主要產(chǎn)品,如經(jīng)過創(chuàng)新的有機(jī)高分子材料。
2技術(shù)框架的進(jìn)步
2.1空間維度的進(jìn)步
目前從空間上來(lái)說(shuō)。石油化工行業(yè)要從人類居住的核心區(qū)遷移到非適合人口生活的邊緣區(qū)域,這是石油化工行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)[2]。同時(shí)海上或陸地上的油井要從傳統(tǒng)獲取原油過度到對(duì)原油產(chǎn)品進(jìn)行制造的方向。石油化工技術(shù)進(jìn)步最直觀的反應(yīng)就是微型化的石化工業(yè)生產(chǎn)的過程,這個(gè)生產(chǎn)過程也是與地球表面的分布具有聯(lián)系。反應(yīng)過程空間尺寸的縮小受到納米技術(shù)對(duì)催化反應(yīng)貢獻(xiàn)的影響,這也從側(cè)面說(shuō)明石化企業(yè)要從技術(shù)上對(duì)自己的工業(yè)空間進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。新石油石化工業(yè)空間的形態(tài)就是垂直工廠,當(dāng)前的油井都是將陸地或者海洋內(nèi)部的原油向陸地表面和海平面上進(jìn)行提升,但是在未來(lái)要在陸地內(nèi)部和海洋底部直接實(shí)驗(yàn)整合石油反應(yīng)過程的目標(biāo),因此石油工廠發(fā)展的基本方向在地球表面上是不應(yīng)該出現(xiàn)的。根據(jù)當(dāng)前的開采技術(shù)相應(yīng)的油氣資源樂意在頁(yè)巖層上進(jìn)行獲取,但是未來(lái)相應(yīng)物質(zhì)成份的轉(zhuǎn)化可以直接在地下進(jìn)行。其本質(zhì)就是將轉(zhuǎn)化與獲取的過程融合在一起。
2.2分布式的應(yīng)用
石油石化工業(yè)趨管線化是改變當(dāng)前油氣管線在地球表面遍布的一種必然趨勢(shì)。所謂的管線就是支撐流體力學(xué)服務(wù)的系統(tǒng),如果轉(zhuǎn)化物質(zhì)的過程在產(chǎn)油區(qū)本地進(jìn)行,則會(huì)大大降低對(duì)管線的依賴程度[3]。從保護(hù)環(huán)境的方面來(lái)說(shuō),輸油管線也是一種重要的潛在污染源,所以管線化的實(shí)現(xiàn)也是在一定程度上進(jìn)行環(huán)境的保護(hù)。
3工藝過程的無(wú)線化和無(wú)人化
工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要代表形式就是工業(yè)無(wú)線化,無(wú)人工廠和機(jī)器人服務(wù)真正意義上的實(shí)現(xiàn)都是由無(wú)線化來(lái)完成的。本文主要是對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)如何覆蓋全工藝的過程以及普及無(wú)線應(yīng)用如何用創(chuàng)新的商業(yè)模式進(jìn)行促進(jìn)這兩方面進(jìn)行重點(diǎn)研究。無(wú)線網(wǎng)線技術(shù)的演進(jìn)速度對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)外包有著決定性的影響,這并不是用簡(jiǎn)單的投資回報(bào)問題就可以說(shuō)明的[4]。傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)自身無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)無(wú)線工業(yè)網(wǎng)的主要原因是傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的本質(zhì)是在有線通訊的基礎(chǔ)上進(jìn)行建立的,其在管理理念和應(yīng)用創(chuàng)新方面沒有積累有關(guān)無(wú)線化工藝過程的知識(shí),對(duì)于處理無(wú)線化所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的能力也不具備。在傳統(tǒng)的概念中就存在無(wú)人工廠,但是隨著智能工業(yè)框架的發(fā)展對(duì)于當(dāng)前各種技術(shù)挑戰(zhàn)帶來(lái)的需求無(wú)人工廠的本身已經(jīng)無(wú)法使其得到滿足,主要是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的概念中無(wú)人工廠主要是工業(yè)過程完成以后預(yù)置管理流和過程控制流的總稱。但是在智能工業(yè)的框架中,需要對(duì)面向定制和迅速響應(yīng)服務(wù)的系統(tǒng)進(jìn)行建立,傳統(tǒng)的無(wú)人工廠模式對(duì)于這種實(shí)時(shí)的影響過程難以使其實(shí)現(xiàn)。在無(wú)人工廠模式為未來(lái)的發(fā)展過程中,其管理平臺(tái)的策略主要是利用模塊化的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其不同工藝過程的安排和實(shí)施的共線或則制造平臺(tái)化主要多是利用人工智能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,對(duì)新能源的利用越來(lái)越重視,而石油化工傳統(tǒng)的框架將會(huì)受到新能源利用的巨大沖擊,因此石油化工的技術(shù)框架也要進(jìn)行變革和進(jìn)步,如對(duì)納米技術(shù)進(jìn)行利用、對(duì)垂直工廠進(jìn)行建造以及分布式的應(yīng)用等,另外隨著我國(guó)技術(shù)的不斷進(jìn)步石油化工的工業(yè)過程也會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)無(wú)線化和無(wú)人化,而且當(dāng)前的石油石化工業(yè)對(duì)環(huán)境也會(huì)造成巨大的壓力,這些都加快了石油石化工技術(shù)框架的轉(zhuǎn)型,因此石油石化工技術(shù)的發(fā)展在一定程度上也是由環(huán)境決定的。
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【中圖分類號(hào)】F49 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【DOI】 10.16619/ki.rmltxsqy.2015.19.006
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”中的智能制造
過去20年,互聯(lián)網(wǎng)是改變社會(huì)、改變商業(yè)最重要的技術(shù);如今,物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),讓許多物理實(shí)體具備了感知能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋磉_(dá)能力;未來(lái),隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟,生產(chǎn)制造領(lǐng)域?qū)⒕邆涫占鬏敿疤幚泶髷?shù)據(jù)的高級(jí)能力,使制造業(yè)形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)的顛覆與重構(gòu)。
“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念最早是由美國(guó)通用電氣公司(GE)于2012年提出的,隨后聯(lián)合另外四家IT巨頭組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC),將這一概念大力推廣開來(lái)。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”主要含義是,在現(xiàn)實(shí)世界中,機(jī)器、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)能在更深層次與信息世界的大數(shù)據(jù)和分析連接在一起,帶動(dòng)工業(yè)革命和網(wǎng)絡(luò)革命兩大革命性轉(zhuǎn)變。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的愿景是使各個(gè)制造業(yè)廠商的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這就至少要涉及到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等技術(shù)。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的成立目的在于通過制定通用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),利用互聯(lián)網(wǎng)激活傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造過程,促進(jìn)物理世界和信息世界的融合。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),使制造業(yè)的數(shù)據(jù)流、硬件、軟件實(shí)現(xiàn)智能交互。未來(lái)的制造業(yè)中,由智能設(shè)備采集大數(shù)據(jù)之后,利用智能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和可視化展現(xiàn),形成“智能決策”,為生產(chǎn)管理提供實(shí)時(shí)判斷參考,反過來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn),優(yōu)化制造工藝(圖1)。
智能設(shè)備可以在機(jī)器、設(shè)施、組織和網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)共享促進(jìn)智能協(xié)作,并將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)發(fā)送到智能系統(tǒng)。
智能系統(tǒng)包括部署在組織內(nèi)的機(jī)器設(shè)備,也包括互聯(lián)網(wǎng)中廣泛互聯(lián)的軟件。隨著越來(lái)越多的機(jī)器設(shè)備加入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)貫通整個(gè)組主和網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備協(xié)同效應(yīng)成為可能。深度學(xué)習(xí)是智能系統(tǒng)內(nèi)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)升級(jí)。每臺(tái)機(jī)器的操作經(jīng)驗(yàn)可以聚合為一個(gè)信息系統(tǒng),以使得整套機(jī)器設(shè)備能夠不斷地自行學(xué)習(xí),掌握數(shù)據(jù)分析和判斷能力。以往,在單個(gè)的機(jī)器設(shè)備上,這種深度學(xué)習(xí)的方式是不可能實(shí)現(xiàn)的。例如,從飛機(jī)上收集的數(shù)據(jù)加上航空地理位置與飛行歷史記錄數(shù)據(jù),便可以挖掘出大量有關(guān)各種環(huán)境下的飛機(jī)性能的信息。通過這些大數(shù)據(jù)的挖掘與應(yīng)用,可以使整個(gè)系統(tǒng)更聰明,從而推動(dòng)一個(gè)持續(xù)的知識(shí)積累過程。當(dāng)越來(lái)越多的智能設(shè)備連接到一個(gè)智能系統(tǒng)之中,結(jié)果將是系統(tǒng)不斷增強(qiáng)并能自主深度學(xué)習(xí),而且變得越來(lái)越智能化。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是通過大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能決策。當(dāng)從智能設(shè)備和智能系統(tǒng)采集到了足夠的大數(shù)據(jù)時(shí),智能決策其實(shí)就已經(jīng)發(fā)生了。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中,智能決策對(duì)于應(yīng)對(duì)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)器的互聯(lián)、設(shè)備的互聯(lián)、組織的互聯(lián)和龐大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),十分必要。智能決策就是為了解決系統(tǒng)的復(fù)雜性。
當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大要素――智能設(shè)備、智能系統(tǒng)、智能決策,與機(jī)器、設(shè)施、組織和網(wǎng)絡(luò)融合到一起的時(shí)候,其全部潛能就會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。生產(chǎn)率提高、成本降低和節(jié)能減排所帶來(lái)的效益將帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
所以說(shuō),“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”代表了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí),增強(qiáng)了制造業(yè)的軟實(shí)力,使未來(lái)制造業(yè)向效率更高、更精細(xì)化發(fā)展。
“工業(yè)4.0”中的智能制造
2009到2012年歐洲深陷債務(wù)危機(jī),德國(guó)經(jīng)濟(jì)卻一枝獨(dú)秀,依然堅(jiān)挺。德國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力來(lái)自其基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)――制造業(yè)所維持的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于德國(guó)而言,制造業(yè)是傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力,制造業(yè)的發(fā)展是德國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)不可或缺的因素,基于這一共識(shí),德國(guó)政府傾力推動(dòng)進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新,其關(guān)鍵詞是“工業(yè)4.0”。
“工業(yè)4.0”中,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展正在對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)造成顛覆性、革命性的沖擊。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,可以實(shí)時(shí)感知、監(jiān)控生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能分析和決策,使智能生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化制造成為生產(chǎn)方式變革的方向。“工業(yè)4.0”所描繪的未來(lái)的制造業(yè)將建立在以互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)的互動(dòng)平臺(tái)之上,將更多的生產(chǎn)要素更為科學(xué)地整合,變得更加自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,而生產(chǎn)制造個(gè)性化、定制化將成為新常態(tài)。
自動(dòng)化只是單純的控制,智能化則是在控制的基礎(chǔ)上,通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器采集海量生產(chǎn)數(shù)據(jù),通過互聯(lián)網(wǎng)匯集到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心,然后通過信息管理系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘,從而作出正確的決策。這些決策附加給自動(dòng)化設(shè)備的是“智能”,從而提高生產(chǎn)靈活性和資源利用率,增強(qiáng)顧客與商業(yè)合作伙伴之間的緊密關(guān)聯(lián)度,并提升工業(yè)生產(chǎn)的商業(yè)價(jià)值(圖2)。
生產(chǎn)智能化。全球化分工使得各項(xiàng)生產(chǎn)要素加速流動(dòng),市場(chǎng)趨勢(shì)變化和產(chǎn)品個(gè)性化需求對(duì)工廠的生產(chǎn)響應(yīng)時(shí)間和柔性化生產(chǎn)能力提出了更高的要求。“工業(yè)4.0”時(shí)代,生產(chǎn)智能化通過基于信息化的機(jī)械、知識(shí)、管理和技能等多種要素的有機(jī)結(jié)合,從著手生產(chǎn)制造之前,就按照交貨期、生產(chǎn)數(shù)量、優(yōu)先級(jí)、工廠現(xiàn)有資源(人員、設(shè)備、物料)的有限生產(chǎn)能力,自動(dòng)制訂出科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃。從而,提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的大幅下降,同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期,最終實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)營(yíng)的全面優(yōu)化變革。
傳統(tǒng)制造業(yè)時(shí)代,材料、能源和信息是工廠生產(chǎn)的三個(gè)要素(圖3)。傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展的歷史,就是工廠利用材料、能源和信息進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的歷史。材料、能源和信息領(lǐng)域的任何技術(shù)革命,必然導(dǎo)致生產(chǎn)方式的革命和生產(chǎn)力的飛躍發(fā)展。但是,隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)到智能手機(jī)等移動(dòng)終端的演進(jìn),越來(lái)越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)或設(shè)備之間的互聯(lián)。由此衍生出物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng),推動(dòng)著物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)(CPS)的方式相融合。也可以說(shuō),是這種技術(shù)進(jìn)步使得制造業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了資源、信息、物品、設(shè)備和人的互通互聯(lián)。
通過互通互聯(lián),云計(jì)算、大數(shù)據(jù)這些新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),和以前的自動(dòng)化的技術(shù)結(jié)合在一起,生產(chǎn)工序?qū)崿F(xiàn)縱向系統(tǒng)上的融合,生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)備之間,工人與設(shè)備之間的合作,把整個(gè)工廠內(nèi)部的要素聯(lián)結(jié)起來(lái),形成信息物理系統(tǒng),互相之間可以合作、可以響應(yīng),能夠開展個(gè)性化的生產(chǎn)制造,可以調(diào)整產(chǎn)品的生產(chǎn)率,還可以調(diào)整利用資源的多少、大小,采用最節(jié)約資源的方式。
“工業(yè)4.0”時(shí)代,在智能工廠中,CRM(Customer Relationship Management,客戶關(guān)系管理)、PDM(Product Data Management,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、SCM(Supply chain management,供應(yīng)鏈管理)等軟件管理系統(tǒng)可能都將互聯(lián)。屆時(shí),接到顧客訂單后的一瞬間,工廠就會(huì)立即自動(dòng)地向原材料供應(yīng)商采購(gòu)。原材料到貨后,將被賦予數(shù)據(jù),“這是給某某客戶生產(chǎn)的某某產(chǎn)品的某某工藝中的原材料”,使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產(chǎn)過程中,原材料一旦被錯(cuò)誤配送到其他生產(chǎn)線,它就會(huì)通過與生產(chǎn)設(shè)備開展“對(duì)話”,返回屬于自己的正確的生產(chǎn)線;如果生產(chǎn)機(jī)器之間的原材料不夠用,生產(chǎn)機(jī)器也可以向訂單系統(tǒng)進(jìn)行“交涉”,來(lái)增加原材料數(shù)量;最終,即便是原材料嵌入到產(chǎn)品內(nèi)之后,由于它還保存著路徑流程信息,將會(huì)很容易實(shí)現(xiàn)追蹤溯源(圖4)。
設(shè)備智能化。在未來(lái)的智能工廠,每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)清晰可見、高度透明,整個(gè)車間有序且高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。“工業(yè)4.0”中,自動(dòng)化設(shè)備在原有的控制功能基礎(chǔ)上,附加一定的新功能,就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節(jié)能性等智能化要求。這些為生產(chǎn)設(shè)備添加的新功能是指通過為生產(chǎn)線配置眾多傳感器,讓設(shè)備具有感知能力,將所感知的信息通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心,通過大數(shù)據(jù)分析決策進(jìn)一步使得自動(dòng)化設(shè)備具有自律管理的智能功能,從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化。
“工業(yè)4.0”中,在生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備中配備的傳感器,能夠?qū)崟r(shí)抓取數(shù)據(jù),然后經(jīng)過無(wú)線通信連接互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù),對(duì)生產(chǎn)本身進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合形成了信息物理系統(tǒng)(CPS),使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析,形成決策并反過來(lái)指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備的智能化直接決定了“工業(yè)4.0”所要求的智能生產(chǎn)水平。
能源管理智能化。近年來(lái),環(huán)境和節(jié)能減排已成為制造業(yè)最重視的課題之一。許多制造業(yè)企業(yè)都已經(jīng)開始應(yīng)用信息技術(shù),對(duì)生產(chǎn)能耗進(jìn)行管理,以最具經(jīng)濟(jì)效益的方式,部署工業(yè)節(jié)能減排與綜合利用的智能化系統(tǒng)架構(gòu),從資源、原材料、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到廢棄物回收再利用處理,形成綠色產(chǎn)品生命周期管理的循環(huán)。
供應(yīng)鏈管理智能化。在傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)模式中,無(wú)論是工廠還是供應(yīng)商,都需要為制造業(yè)的零部件或原材料的庫(kù)存付出一定的成本支出,由于供應(yīng)商和工廠之間的信息不對(duì)稱和非自動(dòng)的信息交換,生產(chǎn)的模式只能采用按計(jì)劃或按庫(kù)存生產(chǎn)的模式,靈活性和效率受到了約束。
“工業(yè)4.0”時(shí)代,復(fù)雜的制造系統(tǒng)在一定程度上也加速了產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。傳統(tǒng)的大型企業(yè)集團(tuán)掌控的供應(yīng)鏈主導(dǎo)型將向產(chǎn)業(yè)生態(tài)型演變,平臺(tái)技術(shù)以及平臺(tái)型企業(yè)將在產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的展現(xiàn)出更多的作用。因此,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的重點(diǎn)將不再是做大規(guī)模,而將是智能化的供應(yīng)鏈管理,在不斷變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境中獲得和保持動(dòng)態(tài)的供需協(xié)調(diào)能力。
供應(yīng)鏈管理智能化將統(tǒng)一工廠的零部件庫(kù)存和供應(yīng)商的生產(chǎn)流程,從而保證工廠的零部件庫(kù)存的最小化,降低庫(kù)存帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),降低生產(chǎn)成本。供應(yīng)鏈管理智能化要求企業(yè)間的信息采用基于事件驅(qū)動(dòng)的方式交換信息,信息的交換是實(shí)時(shí)的,并且對(duì)方同樣可以做出實(shí)時(shí)的反應(yīng),供應(yīng)鏈上不同企業(yè)的運(yùn)作效率與在同一個(gè)企業(yè)中不同部門的運(yùn)作一樣敏捷,具有滿足不斷變化的需求的適應(yīng)性。供應(yīng)鏈管理智能化將為供應(yīng)鏈上的企業(yè)帶來(lái)更大的利益,供應(yīng)鏈上各個(gè)企業(yè)的協(xié)同制造將為降低制造成本、物流成本,縮短制造周期,提供更好的服務(wù)和有力的保障。
實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)智能化體現(xiàn)了“工業(yè)4.0”的宏大愿景。“工業(yè)4.0”認(rèn)為實(shí)現(xiàn)上述四個(gè)智能化其實(shí)是一個(gè)簡(jiǎn)單的概念:將大量的有關(guān)人、信息管理系統(tǒng)、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備等物體融入到信息物理系統(tǒng)(CPS)中,在制造系統(tǒng)中,利用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為企業(yè)服務(wù),協(xié)同企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。
智能制造的內(nèi)涵
無(wú)論是德國(guó)的“工業(yè)4.0”,還是美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,其實(shí)質(zhì)與我國(guó)工業(yè)和信息化部推廣的“兩化融合”戰(zhàn)略大同小異。某種程度上說(shuō),以智能制造為代表的新一輪工業(yè)革命或許對(duì)于我國(guó)制造業(yè)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì),也可能是我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)重要機(jī)遇。
工廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)“信息物理系統(tǒng)”。德國(guó)“工業(yè)4.0”其實(shí)就是基于信息物理系統(tǒng)(CPS)實(shí)現(xiàn)智能工廠,最終實(shí)現(xiàn)的是制造模式的變革。CPS概念最早是由美國(guó)國(guó)家基金委員會(huì)在2006年提出,被認(rèn)為有望成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息技術(shù)的第三次浪潮。
CSP是融合技術(shù),包括計(jì)算、通信以及控制(傳感器、執(zhí)行器等)。中國(guó)科學(xué)院何積豐院士指出:“CPS,從廣義上理解,就是一個(gè)在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上,深度融合了計(jì)算、通信和控制能力的可控可信可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng),它通過計(jì)算進(jìn)程和物理進(jìn)程相互影響的反饋循環(huán)實(shí)現(xiàn)深度融合和實(shí)時(shí)交互來(lái)增加或擴(kuò)展新的功能,以安全、可靠、高效和實(shí)時(shí)的方式監(jiān)測(cè)或者控制一個(gè)物理實(shí)體。CPS的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)信息世界和物理世界的完全融合,構(gòu)建一個(gè)可控、可信、可擴(kuò)展并且安全高效的CPS網(wǎng)絡(luò),并最終從根本上改變?nèi)祟悩?gòu)建工程物理系統(tǒng)的方式。”
目前所說(shuō)的制造業(yè)信息化,首先強(qiáng)調(diào)的是CAD(Computer Aided Design,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAM (Computer Aided Manufacturing,計(jì)算機(jī)輔助制造)等工業(yè)軟件和PPS(生產(chǎn)計(jì)劃控制系統(tǒng))、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)等信息化管理系統(tǒng)。主要應(yīng)用于由上而下的集中式中央控制系統(tǒng)。
而信息物理系統(tǒng)(CPS)則通過物體、數(shù)據(jù)以及服務(wù)等的無(wú)縫連接,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝與信息系統(tǒng)融合,形成了智能工廠。物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)分別位于智能工廠的三層信息技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)的底層和頂層。最頂層中,與生產(chǎn)計(jì)劃、物流、能耗和經(jīng)營(yíng)管理相關(guān)的ERP、SCM、CRM等,和產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)相關(guān)的PLM處在最上層,與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)緊緊相連。中間一層,通過CPS物理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線控制、調(diào)度等相關(guān)功能,從智能物料供應(yīng),到智能產(chǎn)品的產(chǎn)出,貫通整個(gè)產(chǎn)品生命周期管理。最底層則通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制、執(zhí)行、傳感,實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)(圖5)。
智能工廠的產(chǎn)品、資源及處理過程因CPS的存在,將具有非常高水平的實(shí)時(shí)性,同時(shí)在資源、成本節(jié)約中也頗具優(yōu)勢(shì)。智能工廠將按照重視可持續(xù)性的服務(wù)中心的業(yè)務(wù)來(lái)設(shè)計(jì)。因此,靈活性、自適應(yīng)以及機(jī)械學(xué)習(xí)能力等特征,甚至風(fēng)險(xiǎn)管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設(shè)備將實(shí)現(xiàn)高級(jí)自動(dòng)化,主要是由基于自動(dòng)觀察生產(chǎn)過程的CPS的生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過可實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)的靈活的生產(chǎn)系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)工程的徹底優(yōu)化。同時(shí),生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)不僅僅是在特定生產(chǎn)條件下一次性體現(xiàn),也可以實(shí)現(xiàn)多家工廠、多個(gè)生產(chǎn)單元所形成的世界級(jí)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。
工廠間實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)制造”。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)的普及,制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新要求出現(xiàn)了變化。一方面,要求制造業(yè)企業(yè)能夠不斷地基于網(wǎng)絡(luò)獲取信息,及時(shí)對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng);另一方面,要求制造業(yè)企業(yè)能夠?qū)⒏鞣N資源集成與共享,合理利用各種資源。
互聯(lián)制造能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)變化,通過制造企業(yè)快速重組、動(dòng)態(tài)協(xié)同來(lái)快速配置制造資源,在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),減少產(chǎn)品投放市場(chǎng)所需的時(shí)間,增加市場(chǎng)份額;能夠分擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用、設(shè)備投資費(fèi)用等,減少經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部、外部的協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造和協(xié)同管理,實(shí)現(xiàn)商業(yè)的顛覆和重構(gòu)。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造,消費(fèi)者、經(jīng)銷商、工廠、供應(yīng)鏈等各個(gè)環(huán)節(jié)可利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全流程參與。傳統(tǒng)制造業(yè)的模式是以產(chǎn)品為中心,而未來(lái)制造業(yè)通過與用戶互動(dòng),根據(jù)用戶的個(gè)性化需求,然后開始部署產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造。
另外,作為一個(gè)未來(lái)的潮流,工廠將通過互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化,向著互聯(lián)工廠的趨勢(shì)發(fā)展。隨之而來(lái),采集并分析生產(chǎn)車間的各種信息向消費(fèi)者反饋,從工廠采集的信息作為大數(shù)據(jù)經(jīng)過解析,能夠開拓更多的、新的商業(yè)機(jī)會(huì)。經(jīng)由硬件從車間采集的海量數(shù)據(jù)如何處理,也將在很大程度上決定服務(wù)、解決方案的價(jià)值。
過去的制造業(yè)只是一個(gè)環(huán)節(jié),但隨著互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步向制造業(yè)環(huán)節(jié)滲透,網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造已經(jīng)開始出現(xiàn)。制造業(yè)的模式將隨之發(fā)生巨大變化,它會(huì)打破傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的生命周期,從原材料的采購(gòu)開始,到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)營(yíng)銷、售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成了閉環(huán),徹底改變制造業(yè)以往僅是一個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)模式。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造的閉環(huán)中,用戶、設(shè)計(jì)師、供應(yīng)商、分銷商等角色都會(huì)發(fā)生改變。與之相伴而生,傳統(tǒng)價(jià)值鏈也將不可避免的出現(xiàn)破碎與重構(gòu)。
工廠外實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)制造”。滿足消費(fèi)者個(gè)性化需求,一方面需要制造業(yè)企業(yè)能夠生產(chǎn)或提供符合消費(fèi)者個(gè)性偏好的產(chǎn)品或服務(wù),一方面需要互聯(lián)網(wǎng)提供消費(fèi)者的個(gè)性化定制需求。由于消費(fèi)者人數(shù)眾多,每個(gè)人的需求不同,導(dǎo)致需求的具體信息也不同,加上需求的不斷變化,就構(gòu)成了產(chǎn)品需求的大數(shù)據(jù)。消費(fèi)者與制造業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),挖掘和分析這些消費(fèi)者動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),能夠幫助消費(fèi)者參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等創(chuàng)新活動(dòng)中,為產(chǎn)品創(chuàng)新作出貢獻(xiàn)。
因此,大數(shù)據(jù)將構(gòu)成制造業(yè)智能化的一個(gè)基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)在制造業(yè)大規(guī)模定制中的應(yīng)用除了圍繞定制平臺(tái)這一核心之外,還包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、訂單管理、智能化制造等。定制數(shù)據(jù)達(dá)到一定的數(shù)量級(jí),就可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用,通過對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘,實(shí)現(xiàn)流行預(yù)測(cè)、精準(zhǔn)匹配、時(shí)尚管理、社交應(yīng)用、營(yíng)銷推送等更多的應(yīng)用(圖6)。同時(shí),大數(shù)據(jù)能夠幫助制造業(yè)企業(yè)提升營(yíng)銷的針對(duì)性,降低物流和庫(kù)存的成本,減少生產(chǎn)資源投入的風(fēng)險(xiǎn)。
“數(shù)據(jù)制造”時(shí)代,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將全面嵌入到工業(yè)體系之中,將打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式和管理方式。生產(chǎn)制造過程與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的深度集成,將實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)要素的高度靈活配置,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn)。從而,將有力推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐。毫無(wú)疑問,“數(shù)據(jù)制造”將會(huì)改變制造業(yè)思維,給制造業(yè)帶來(lái)更多的靈活性和想象空間,也或?qū)㈩嵏仓圃鞓I(yè)的游戲規(guī)則。
對(duì)我國(guó)的啟示
沒有強(qiáng)大的制造業(yè),一個(gè)國(guó)家將無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速、健康、穩(wěn)定的發(fā)展,勞動(dòng)就業(yè)問題將日趨突顯,人民生活難以普遍提高,國(guó)家穩(wěn)定和安全將受到威脅,信息化、現(xiàn)代化將失去堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。改革開放以來(lái)的30多年中,中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了接近10%的高速增長(zhǎng)階段,而制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的引擎。目前,我國(guó)尚處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期,制造業(yè)創(chuàng)造了GDP總量的三分之一,貢獻(xiàn)了出口總額的90%,未來(lái)幾十年制造業(yè)仍將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。
重新定義“智能制造”的關(guān)鍵詞。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),制造業(yè)面臨著全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。特別是2008年金融危機(jī)之后,世界各國(guó)為了尋找促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新出路,開始重新重視制造業(yè),歐盟整體上開始加大制造業(yè)科技創(chuàng)新扶持力度;美國(guó)于2011年提出“先進(jìn)制造業(yè)伙伴計(jì)劃”,旨在增加就業(yè)機(jī)會(huì),實(shí)現(xiàn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)于2012年2月正式了《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》,德國(guó)于2013年4月推出《工業(yè)4.0戰(zhàn)略》。我們應(yīng)該通過比較研究《美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》《德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略》等資料中的先進(jìn)制造業(yè)關(guān)鍵詞,進(jìn)而來(lái)定義未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展方向(圖7)。
一是軟性制造。大規(guī)模制造時(shí)代,傳統(tǒng)的制造環(huán)節(jié)利潤(rùn)空間越來(lái)越受到擠壓。所以,從發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃中均可以看到,制造業(yè)的概念和附加值正在不斷從硬件向軟件、服務(wù)、解決方案等無(wú)形資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。相對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè),如今的制造業(yè)是軟件帶給硬件功能、控制硬件、對(duì)硬件造成極大影響。同時(shí),與以往的硬件商品所不同,目前的制造業(yè)中,對(duì)商品附屬的服務(wù)或者基于商品上面的解決方案的需求正在快速增加。
所謂軟性制造,就是增加產(chǎn)品附加價(jià)值、拓展更多、更豐富的服務(wù)與解決方案。因?yàn)橄鄬?duì)于硬件,產(chǎn)品內(nèi)置的軟件、附帶的服務(wù)或者解決方案通常是軟性和無(wú)形的,都是“看不見”的事物,所以稱之為軟性制造。
軟性制造不再將“硬件”生產(chǎn)視為制造業(yè),而認(rèn)為“軟件”在制造業(yè)中不斷發(fā)揮主導(dǎo)作用,商品產(chǎn)生的服務(wù)或解決方案將對(duì)制造業(yè)的價(jià)值產(chǎn)生巨大影響。所以,未來(lái)的制造業(yè)需要放棄傳統(tǒng)的“硬件式”的思維模式,而要從軟件、服務(wù)產(chǎn)生附加值的角度去發(fā)展制造業(yè)。軟件、服務(wù)在整個(gè)制造業(yè)價(jià)值鏈中所占的比重將越來(lái)越大,呈現(xiàn)顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)。未來(lái)制造業(yè)企業(yè)向顧客提供的不再是單純的產(chǎn)品,而是各種應(yīng)用軟件與服務(wù)形態(tài)集成于一體的整體解決方案。
二是從“物理”到“信息”的趨勢(shì)。以往,每當(dāng)提及制造業(yè),恐怕都認(rèn)為是各種零部件構(gòu)成硬件產(chǎn)品的核心。隨著封裝化、數(shù)字化的發(fā)展,零部件生產(chǎn)加工技術(shù)加速向新興市場(chǎng)國(guó)家轉(zhuǎn)移,這樣,零部件本身的利潤(rùn)就難以維系。因此,發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)開始更加注重通過組裝零部件進(jìn)行封裝化,將部分功能模塊化,將系列功能系統(tǒng)化,來(lái)提升附加價(jià)值。
模塊化是將標(biāo)準(zhǔn)化的零部件進(jìn)行組裝,以此來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。從而能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)的多樣化需求,滿足消費(fèi)者的各項(xiàng)差異化需求。以往,在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,需要付出很多時(shí)間和成本,如果將復(fù)雜化的產(chǎn)品通過幾個(gè)模塊進(jìn)行組裝,就能夠同時(shí)解決多樣化和效率化的問題。
但是,模塊化本身不過是產(chǎn)品的一項(xiàng)功能,未來(lái)制造業(yè)將更加重視在通過模塊化和封裝化的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)化,拓展新的應(yīng)用與服務(wù)。如果以系統(tǒng)化為主導(dǎo),就能相對(duì)于“物理”意義上的零部件,獲取更多的帶有“信息”功能的附加價(jià)值。相反,如果不掌控系統(tǒng)的主導(dǎo)權(quán),無(wú)論研發(fā)出的零部件的質(zhì)量和功能多么好,也難以成為市場(chǎng)價(jià)格的主導(dǎo)者。
三是從“群體”到“個(gè)體”的趨勢(shì)。在發(fā)達(dá)國(guó)家,以規(guī)模化為對(duì)象的量產(chǎn)制造業(yè)將生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移至新興市場(chǎng)國(guó)家,以定制化為重點(diǎn)的多種類小批量制造業(yè)漸漸成為主流。同時(shí),消費(fèi)者本身也將有能力將自己的需求付諸生產(chǎn)制造。也就是說(shuō),“大規(guī)模定制”隨著以3D打印為代表的數(shù)字化和信息技術(shù)的普及帶來(lái)的技術(shù)革新,將制造業(yè)的進(jìn)入門檻降至最低,不具備工廠與生產(chǎn)設(shè)備的個(gè)人也能很容易地參與到制造業(yè)之中。制造業(yè)進(jìn)入門檻的降低,也意味著一些意想不到的企業(yè)或個(gè)人將參與到制造業(yè),從而有可能帶來(lái)商業(yè)模式的巨大變化。
“個(gè)性化”首先是美國(guó)大力推進(jìn)的。在美國(guó)的文化背景下,個(gè)性要比組織色彩強(qiáng)烈。制造業(yè)的“個(gè)性化”趨勢(shì)不僅僅是美國(guó)制造業(yè)回歸,還將帶動(dòng)舊金山等大城市制造業(yè)的興盛,一些專注于通過信息技術(shù)使得生產(chǎn)工程高效化、專業(yè)性的小規(guī)模手工制作的制造業(yè)將在市區(qū)內(nèi)盛行,它們根據(jù)消費(fèi)者的需求進(jìn)行柔性的定制化服務(wù),憑借獨(dú)特的設(shè)計(jì),與大量生產(chǎn)形成差異化競(jìng)爭(zhēng)。
四是互聯(lián)制造。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)的普及,制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新要求出現(xiàn)了變化。一方面,要求制造業(yè)企業(yè)能夠不斷地基于網(wǎng)絡(luò)獲取信息,及時(shí)對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng);另一方面,要求制造業(yè)企業(yè)能夠?qū)⒏鞣N資源集成與共享,合理利用各種資源。
互聯(lián)制造能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)變化,通過制造企業(yè)快速重組、動(dòng)態(tài)協(xié)同來(lái)快速配置制造資源,提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少產(chǎn)品投放市場(chǎng)所需的時(shí)間,增加市場(chǎng)份額。另外,作為一個(gè)未來(lái)的潮流,工廠將通過互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化,向著互聯(lián)工廠的趨勢(shì)發(fā)展。
美國(guó)因?yàn)橛蠫oogle、Apple、IBM等IT巨頭和無(wú)數(shù)的IT企業(yè),所以在大數(shù)據(jù)應(yīng)用上較為積極,非常重視對(duì)社會(huì)帶來(lái)新的價(jià)值。Google不斷將制造業(yè)企業(yè)收購(gòu)至麾下,就是希望掌握主導(dǎo)權(quán)。同時(shí),作為美國(guó)大型制造業(yè)企業(yè)的一個(gè)代表,GE公司也開始加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析和軟件開發(fā),從車間采集數(shù)據(jù),進(jìn)行解析,提供解決方案,開拓新的商業(yè)機(jī)會(huì)。德國(guó)將“工業(yè)4.0”視為國(guó)家戰(zhàn)略,將工廠智能化視為國(guó)家方針。通過信息技術(shù),最大限度的發(fā)揮工廠本身的能力(表1)。
把“兩化”深度融合作為主要著力點(diǎn)。工業(yè)和信息化部成立以來(lái),一直致力于推進(jìn)“兩化融合”工作,通過信息化的融合與滲透,對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)生革命性影響。“工業(yè)4.0”本質(zhì)上是由信息技術(shù)引發(fā)的,與我國(guó)的“兩化融合”有異曲同工之處。在未來(lái)制造業(yè)中,我們應(yīng)該將“兩化深度融合”作為主要著力點(diǎn),進(jìn)一步繼續(xù)加快推進(jìn)信息化、自動(dòng)化和智能化。
首先,研究部署信息物理系統(tǒng)(CPS)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)“智能工廠”的“智能制造”。智能制造已成為全球制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì),智能設(shè)備和生產(chǎn)手段在未來(lái)必將廣泛替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。而信息物理系統(tǒng)(CPS)將改變?nèi)祟惻c物理世界的交互方式,使得未來(lái)制造業(yè)中的物質(zhì)生產(chǎn)力與能源、材料和信息三種資源高度融合,為實(shí)現(xiàn)“智能工廠”和“智能制造”提供有效的保障。美國(guó)、德國(guó)等世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)都高度重視信息物理系統(tǒng)的構(gòu)建,加強(qiáng)戰(zhàn)略性、前瞻性的部署,并已然取得了積極的研究進(jìn)展。而我國(guó)目前的制造業(yè)發(fā)展仍然以簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大再生產(chǎn)為主要途徑,迫切需要通過智能生產(chǎn)、智能設(shè)備和“工業(yè)4.0”理念來(lái)改造和提升傳統(tǒng)制造業(yè)。
其次,推動(dòng)制造業(yè)向智能化發(fā)展轉(zhuǎn)型的同時(shí),同步推動(dòng)制造業(yè)的模式和業(yè)態(tài)的革新。主要體現(xiàn)在,從大規(guī)模批量生產(chǎn)向大規(guī)模定制生產(chǎn)的革新、從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的革新、從集團(tuán)式全能型生產(chǎn)向網(wǎng)絡(luò)式協(xié)同制造的革新、從兩化融合向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的革新。
王小榮:國(guó)內(nèi)智能家居市場(chǎng)一直定位在高端,面對(duì)的主要消費(fèi)群體是富人。造成這個(gè)高端定位的主要原因有兩個(gè),技術(shù)和市場(chǎng)。回顧五年前的寬帶業(yè)務(wù)、十年前的手機(jī)業(yè)務(wù)也同樣如此,開始只有一部分人能夠接受和使用這些產(chǎn)品和服務(wù),但是只要這個(gè)行業(yè)是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展,并且能夠形成合理的產(chǎn)業(yè)鏈,那么這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)就能夠快速的推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展、市場(chǎng)模式的發(fā)展以及應(yīng)用模式的發(fā)展,并且可以很快的深入到大眾的生活中。
這個(gè)推動(dòng)是越來(lái)越快的,就如同撥號(hào)上網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展了二十年才有規(guī)模,而寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)卻僅僅需要五年就能產(chǎn)生相同甚至更大的規(guī)模一樣。智能家居產(chǎn)品與寬帶業(yè)務(wù)、手機(jī)業(yè)務(wù)很相似,都應(yīng)該有著相似的發(fā)展模式。從智能家居現(xiàn)有的發(fā)展階段來(lái)說(shuō),只有中高端的用戶會(huì)接受和使用智能家居的產(chǎn)品,因此產(chǎn)品的市場(chǎng)定位主要是中高端的客戶。我們中控電子的智能家居產(chǎn)品立足實(shí)用,保留了很多傳統(tǒng)的設(shè)備和使用習(xí)慣,這為我們今后以中產(chǎn)階層為主的市場(chǎng)發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。另外我們還設(shè)計(jì)了幾條不同的產(chǎn)品線,針對(duì)不同的客戶群和應(yīng)用要求設(shè)計(jì)了不同的產(chǎn)品。
記者:今年上半年以來(lái),外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境的低迷對(duì)于中控智能家居今年的既定市場(chǎng)計(jì)劃是否造成了一定影響?據(jù)了解,目前中控智能家居的主要著眼點(diǎn)是發(fā)掘和拓展以杭州為中心的本地市場(chǎng),在此過程中,本地市場(chǎng)給您的最大感受是什么?
王小榮:經(jīng)濟(jì)低迷所帶來(lái)一系列問題是必然的,但對(duì)于我們的市場(chǎng)計(jì)劃沒有產(chǎn)生太多的影響。因?yàn)榉慨a(chǎn)的需求對(duì)于中國(guó)來(lái)講一直是穩(wěn)步發(fā)展的,而我們這種以實(shí)用為主導(dǎo)的智能家居產(chǎn)品也能促進(jìn)房產(chǎn)的發(fā)展,特別是一些精裝修的樓盤,我們給他們帶去的并不單單是費(fèi)用的支出和概念的提升,我們帶去的是能夠幫助他們節(jié)省費(fèi)用、降低施工難度、降低管理難度,同時(shí)也讓用戶感受實(shí)用、方便的產(chǎn)品。
目前,杭州智能家居市場(chǎng)發(fā)展的比較快,有很多的知名樓盤都開始了這方面的應(yīng)用,機(jī)會(huì)非常多,市場(chǎng)也非常大,但由于智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段造成了很多用戶的對(duì)產(chǎn)品對(duì)理念的不了解,我們還需要做很多工作來(lái)引導(dǎo)用戶去理解這些理念。
記者:應(yīng)用于家居生活的智能家居產(chǎn)品畢竟不同于工業(yè)用品,針對(duì)于此,在產(chǎn)品的研發(fā)與外觀設(shè)計(jì)方面,中控智能家居有著怎樣的突破與創(chuàng)新?
王小榮:就技術(shù)層面而言,民用產(chǎn)品與工業(yè)產(chǎn)品最大的差別是穩(wěn)定性的差別,工業(yè)行業(yè)對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性要求一般比民用行業(yè)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。從非技術(shù)層面來(lái)講民用行業(yè)的產(chǎn)品與工業(yè)行業(yè)的產(chǎn)品最大差別是外觀,民品需要的是華麗的外觀。應(yīng)該說(shuō)我們?cè)诩夹g(shù)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),我們的研發(fā)部門、設(shè)計(jì)部門一直是使用工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)去做民用的產(chǎn)品,我們的產(chǎn)品有著工業(yè)的血統(tǒng),因此在穩(wěn)定性方面是有著突出的優(yōu)勢(shì)的。對(duì)于外觀的設(shè)計(jì)我們一樣非常的重視,我們所有的產(chǎn)品都找專業(yè)的設(shè)計(jì)公司進(jìn)行設(shè)計(jì)、開模等工作。在工業(yè)設(shè)計(jì)方面我們除了引進(jìn)一些比較“潮”的設(shè)計(jì)外,還為一些喜歡傳統(tǒng)的用戶設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)感覺的產(chǎn)品,讓我們的用戶在原有的生活方式下享受智能家居帶來(lái)的舒適和便利。
記者:無(wú)線技術(shù)以其免布線的優(yōu)勢(shì),在新房智能化裝修與舊房智能化改造方面無(wú)疑市場(chǎng)廣闊。我們注意到中控智能家居系統(tǒng)同樣是基于Z-Wave無(wú)線通訊技術(shù),對(duì)于無(wú)線技術(shù)一直受困的防干擾與雙向反饋,中控智能家居系統(tǒng)又有怎樣的獨(dú)到之處?
王小榮:一提到無(wú)線技術(shù),用戶最關(guān)心的是三點(diǎn):一是通訊距離,二是無(wú)線輻射,三是無(wú)線干擾。通訊距離和無(wú)線輻射是互相關(guān)聯(lián)的一對(duì)問題。在相同的通訊頻率下,要降低無(wú)線輻射就必須減小無(wú)線發(fā)射功率,而減小無(wú)線發(fā)射功率則通訊距離必然縮短。從用戶的角度來(lái)看,無(wú)線輻射必須小,這是必須達(dá)到的硬指標(biāo)。而通訊距離問題我們研究了很多技術(shù),最終是通過一種軟件的自動(dòng)路由的方式來(lái)完美的解決了這個(gè)問題。自動(dòng)路由就是當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)由于距離太遠(yuǎn)造成無(wú)法通訊的時(shí)候,設(shè)備可以自動(dòng)的通過在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行間接的通訊。單向通訊有著太多的問題,我們沒有采用這種比較原始的技術(shù),雖然采用這種技術(shù)能讓產(chǎn)品的成本變低。
避免無(wú)線干擾問題要從通訊頻段、通訊方式、加密方式等等多個(gè)硬件、軟件方面入手。首先我們使用的是國(guó)內(nèi)剛剛開放的頻段,而不是使用現(xiàn)在最熱門的2.4G,這樣就從本質(zhì)上降低了擾的可能,同時(shí)通過軟件進(jìn)行雙向雙鑒的方式完善通訊可靠性。其次我們選用的頻段能夠支持最高每秒幾十KB的數(shù)據(jù)通訊,這樣的通訊速率能夠支持雙向加密的復(fù)雜通訊協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上我們采用了類似以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),既能保證通訊的順暢同時(shí)也能保證數(shù)據(jù)的安全性。
記者:智能化產(chǎn)品如何融入不同的家居裝修風(fēng)格一直是智能家居廠商關(guān)注的焦點(diǎn),我們注意到中控智能家居推出的嵌入式產(chǎn)品,可以嵌入墻體的控制器對(duì)原有電器設(shè)備進(jìn)行智能化改造。請(qǐng)您為大家介紹下這種嵌入式產(chǎn)品在智能化改造中的具體實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)際應(yīng)用情況。
王小榮:智能家居產(chǎn)品是對(duì)傳統(tǒng)電器設(shè)備的升級(jí),人們熟悉傳統(tǒng)電器的功能、使用方式等,智能家居作為一個(gè)較新的產(chǎn)品,不能一步取代所有的電器設(shè)備,不能直接的要求人們改變他們?cè)械膶?duì)電器設(shè)備的控制方式,因此我們選擇了嵌入式設(shè)計(jì)這種方式。
例如我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種開關(guān)面板,一種是貼墻式的,通過雙面膠粘在墻上使用起來(lái)非常方便,但這種面板使用的是點(diǎn)動(dòng)式的電子開關(guān)而不是傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān),另一種就是嵌入式的開關(guān)面板控制器,用戶可以使用傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān),然后在機(jī)械開關(guān)后面安裝一個(gè)我們的嵌入式控制器就能一樣做到無(wú)線智能控制。這樣的產(chǎn)品更容易讓一些喜歡傳統(tǒng)方式的用戶接受和使用。
記者:現(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)智能家居市場(chǎng)不少工程商、集成商普遍缺乏過硬的專業(yè)技術(shù)能力,在實(shí)際項(xiàng)目施工過程中普遍依賴廠商的技術(shù)支持,對(duì)于這種現(xiàn)象您是如何看待?對(duì)于提升渠道伙伴的技術(shù)服務(wù)水平,共同做大智能家居市場(chǎng),中控智能家居有著怎樣的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃?
王小榮:為工程商提供支持是廠家必須做的工作,產(chǎn)品推廣、市場(chǎng)開發(fā)工作僅僅靠廠家來(lái)做效果是非常小的,要想讓好的產(chǎn)品盡快的打開市場(chǎng)就必須依靠整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
新時(shí)代的區(qū)域工業(yè)園區(qū)在建設(shè)規(guī)劃中,應(yīng)根據(jù)地域?qū)嶋H情況和需求進(jìn)行建設(shè),工業(yè)園區(qū)的設(shè)置,是以城市區(qū)域的工業(yè)生產(chǎn)需求為前提,是促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。在規(guī)劃設(shè)置中應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家土地使用要求,在允許范圍內(nèi)開展規(guī)劃建設(shè),通過設(shè)置專供工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)施,給工業(yè)生產(chǎn)與科技研發(fā)提供良好的園區(qū)環(huán)境。如何對(duì)工業(yè)園區(qū)進(jìn)行科學(xué)合理的開發(fā),促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展,是城市工業(yè)建設(shè)急需解決的問題。隨著高科技網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,未來(lái)工業(yè)園區(qū)在建設(shè)中應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的信息智能技術(shù),優(yōu)化工業(yè)園區(qū)空間布局的規(guī)劃與建設(shè),實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)與管理的智能化發(fā)展,增加社會(huì)資源的合理利用,促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)[1]。智能化建設(shè)與管理是未來(lái)工業(yè)園區(qū)建設(shè)與發(fā)展的必要手段,對(duì)城市區(qū)域工業(yè)園區(qū)建設(shè)與管理具有重要意義。
1未來(lái)工業(yè)園區(qū)智能建設(shè)
工業(yè)園區(qū)建設(shè)的作用主要是為工業(yè)企業(yè)制造提供場(chǎng)地,在建設(shè)中應(yīng)對(duì)園區(qū)的空間布局進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),并結(jié)合工業(yè)城市的地域結(jié)構(gòu)以及分布狀態(tài)的特點(diǎn),采取智能化工業(yè)建設(shè)布局。工業(yè)布局是指城市在工業(yè)園區(qū)的規(guī)劃建設(shè)上,應(yīng)考慮適合工業(yè)生產(chǎn)的地域位置,保證工業(yè)生產(chǎn)制造的同時(shí)避免對(duì)社會(huì)環(huán)境造成污染;工業(yè)園區(qū)在規(guī)劃空間布局上,應(yīng)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)需求進(jìn)行合理的空間配置和組合,以利于企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)與研發(fā)。由于工業(yè)生產(chǎn)的特殊性,因此工業(yè)園區(qū)在建筑位置的選擇上,應(yīng)選擇適合企業(yè)生產(chǎn)的地域減少環(huán)境污染;在規(guī)劃工業(yè)園區(qū)空間布局和管理上,要以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為目標(biāo),減少生產(chǎn)對(duì)社會(huì)環(huán)境的污染,使工業(yè)園區(qū)規(guī)劃空間布局更加的科學(xué)合理[2]。
1.1規(guī)劃工業(yè)園區(qū)空間布局優(yōu)化路線
工業(yè)園區(qū)規(guī)劃空間布局優(yōu)化路線在設(shè)計(jì)布局中,對(duì)于原有的老舊工業(yè)園區(qū)進(jìn)行布局優(yōu)化時(shí),應(yīng)根據(jù)老園區(qū)的環(huán)境、生產(chǎn)、管理及生態(tài)空間進(jìn)行分析,依照原有布局與現(xiàn)在布局的可操作性,運(yùn)用智能化技術(shù)對(duì)老工業(yè)園區(qū)進(jìn)行空間布局優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的整合與優(yōu)化,促進(jìn)老工業(yè)園區(qū)的創(chuàng)新與改革。該園區(qū)的布局優(yōu)化路線包括以下五方面。(1)不符合工業(yè)生產(chǎn)條件的老舊園區(qū)企業(yè)應(yīng)將其遷出;(2)對(duì)于生產(chǎn)技術(shù)落后、污染環(huán)境嚴(yán)重的老舊園區(qū)企業(yè)進(jìn)行升級(jí)和改造;(3)應(yīng)對(duì)現(xiàn)有老舊園區(qū)的布局進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整;(4)分析老舊園區(qū)的用地性質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn);(5)對(duì)工業(yè)園區(qū)與居住地之間設(shè)計(jì)安全有效的防護(hù)距離。
1.2規(guī)劃工業(yè)園區(qū)5G智能建設(shè)方案實(shí)施
針對(duì)工業(yè)園區(qū)規(guī)劃空間布局在建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題,采用先進(jìn)的5G智能化和大數(shù)據(jù)建設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化處理,完善了工業(yè)園區(qū)的建設(shè)與發(fā)展[3]。在智能優(yōu)化過程中,根據(jù)工業(yè)園區(qū)建設(shè)需求進(jìn)行智能規(guī)劃。第一,在規(guī)劃城市工業(yè)園區(qū)的建設(shè)上,5G智能化和大數(shù)據(jù)建設(shè)方案的實(shí)施,對(duì)城市工業(yè)片區(qū)間的功能作用進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化。針對(duì)以下方面:一是在進(jìn)行優(yōu)化的過程中,應(yīng)根據(jù)該區(qū)域的總體發(fā)展要求分析,并對(duì)園區(qū)建設(shè)進(jìn)行智能優(yōu)化設(shè)計(jì);二是智能優(yōu)化促進(jìn)園區(qū)內(nèi)形成有效聯(lián)合互助作用;三是5G智能化和大數(shù)據(jù)使各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間形成互相支撐的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域工業(yè)園區(qū)布局的總體優(yōu)勢(shì)。第二,針對(duì)城市原有的老舊工業(yè)園區(qū)存在規(guī)劃、定位不符合標(biāo)準(zhǔn)的問題,采用5G智能優(yōu)化和大數(shù)據(jù)過程中,主要開展以下兩個(gè)方面調(diào)整:一是對(duì)需要搬遷的老舊園區(qū)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估,并提供相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)保障;二是智能優(yōu)化技術(shù)可以改造調(diào)整污染嚴(yán)重的老工業(yè)園區(qū),使企業(yè)走進(jìn)優(yōu)化升級(jí)的新局面,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí),還提高了園區(qū)自身的土地區(qū)域的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。第三,由于老舊工業(yè)用地與居住用地的不合理規(guī)劃,造成混雜污染嚴(yán)重的問題,在進(jìn)行智能優(yōu)化時(shí)主要針對(duì)以下兩點(diǎn)開展:一是對(duì)于污染嚴(yán)重的園區(qū)企業(yè)進(jìn)行停工整改措施;二是對(duì)于距離居住用地較近的園區(qū),要求園區(qū)企業(yè)進(jìn)行保護(hù)隔離調(diào)整。
2基于AI技術(shù)未來(lái)工業(yè)園區(qū)智能管理
未來(lái)工業(yè)園區(qū)通過先進(jìn)的AI技術(shù),對(duì)園區(qū)開展網(wǎng)格化管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控模式,通過系統(tǒng)顯示信息工作生產(chǎn)中發(fā)生的問題,進(jìn)行及時(shí)控制與處理,不僅減輕了員工繁瑣的工作量,提高了工作效;并實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),及時(shí)發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警,保護(hù)了工作人員的人身安全。
2.1園區(qū)能源管理
智能AI技術(shù)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)對(duì)園區(qū)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管理,根據(jù)園區(qū)現(xiàn)有資源和可再生能源的利用狀況進(jìn)行能源優(yōu)化管理。
2.2數(shù)據(jù)接入及綜合展示管理
第一,污染數(shù)據(jù)。根據(jù)園區(qū)污水污染數(shù)據(jù)的檢測(cè)結(jié)果,針對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)進(jìn)行處理,確保園區(qū)污水處理質(zhì)量,避免園區(qū)環(huán)境污染的同時(shí),保障從業(yè)人員的身體健康。一是利用智能AI技術(shù)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)園區(qū)進(jìn)水和出水的指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),確保從業(yè)人員不會(huì)引用該水質(zhì)而出現(xiàn)任何健康問題;二是系統(tǒng)把監(jiān)測(cè)的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與存儲(chǔ),方便從業(yè)人員快速處理信息,節(jié)省大量時(shí)間;三是通過3D動(dòng)態(tài)可視化監(jiān)控方式對(duì)水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,把超出指標(biāo)的水質(zhì)信息發(fā)送到報(bào)警平臺(tái)。第二,園區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)。通過使用智能AI技術(shù)對(duì)園區(qū)進(jìn)行空氣質(zhì)量(主要參數(shù)PM2.5)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),避免有害氣體對(duì)園區(qū)造成嚴(yán)重的空氣污染,避免從業(yè)人員受到侵害。一是對(duì)園區(qū)氣體粉塵與噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并采集數(shù)據(jù);二是使用PM2.5檢測(cè)設(shè)備對(duì)園區(qū)的空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),系統(tǒng)采集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù);三是采用綜合指揮管理平臺(tái)北斗定位系統(tǒng),對(duì)園區(qū)進(jìn)行位置標(biāo)注并顯示動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。第三,電力和能源分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)。針對(duì)園區(qū)樓宇能耗狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸,通過數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì),對(duì)能耗開展優(yōu)化管理。一是采集園區(qū)生產(chǎn)、照明、空調(diào)等所有能耗數(shù)據(jù),系統(tǒng)進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量并傳輸和存儲(chǔ);二是根據(jù)能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析,對(duì)園區(qū)能耗采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行優(yōu)化節(jié)能。第四,安全管控。通過使用智能AI技術(shù)對(duì)園區(qū)進(jìn)行安全方面的數(shù)據(jù)接入,對(duì)人員、車輛、道路和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、重要部位以及消費(fèi)系統(tǒng)等,進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控,并實(shí)施園區(qū)安全管控。
3結(jié)論
總之,隨著未來(lái)工業(yè)園區(qū)智能化建設(shè)的創(chuàng)新與發(fā)展,不僅對(duì)工業(yè)園區(qū)規(guī)劃空間布局起到了優(yōu)化作用,還能為園區(qū)選址提高分析和指導(dǎo),避免對(duì)環(huán)境造成污染,同時(shí)針對(duì)老舊園區(qū)提出科學(xué)合理的整改措施,促進(jìn)工業(yè)企業(yè)的健康發(fā)展。智能化的建設(shè)和管理模式,有效地優(yōu)化了企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理制度,節(jié)省了企業(yè)的生產(chǎn)資本,增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。未來(lái)工業(yè)園區(qū)智能化建設(shè)和管理的實(shí)施及應(yīng)用,對(duì)工業(yè)項(xiàng)目工程的研究和分析具有重要參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1]王琨,朱瑩瑩,李玉雙.工業(yè)園區(qū)“生態(tài)化”再建設(shè)路徑研究———以浙江嘉興乍浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為例[J].改革與戰(zhàn)略,2017(4):106-109.