- 行業觀察
- 【工業4.0】工業4.0時代下的智能制造（下）
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智能制造基本內涵與關鍵技術
到底什么是智能制造？我們認為智能制造是先進制造技術與信息技術的深度融合，是我國傳統產業轉型升級和戰略性新興產業發展的共同使能技術。智能制造是制造科學的研究前沿，革新傳統制造的科學基礎、技術體系與應用模式，使制造技術從“經驗試湊”轉向“科學計算”從而實現基于科學的制造。數字化和智能化是新一代產業變革的切入點和核心。
我們可以分析一下，目前我國比較重要的行業，比如航天航空航海；國家支柱產業，比如汽車制造、電子制造，目前主要存在三個問題，第一“造不出”，第二“造不好”，第三“造不及”。解決了這三個問題最后才能實現快速產品開發、高效開發。智能制造的概念是一個系統概念，從裝備到車間，到整個系統都涉及到概念與體系。這里面涉及到智能設備、智能系統和智能檢測，最后要實現信息、數據在這個系統里面采集、分析、優化。智能制造和大數據應該是緊密相關的，做PLM的人都知道，如果沒有數據就沒有經驗知識，物聯網時代使大數據的采集非常方便。
圖2 大數據循環
智能制造包括幾個方面，第一是產品，中國制造業要升級，首先是產品升級，要做一些高附加值的產品，或者說我們做的產品價錢很低，制造成本非常高，那肯定是沒有辦法持續的。第二是全產品生命周期、全價值鏈的考慮。第三，能夠適應不同行業工況的變化，可以靈活決策。德國工業4.0也好，智能化以后，實際上是信息化和工業化的融合，就是CPS的概念。
智能制造的技術路線，通過軟件和網絡進行產品開發、產和服務溝通，在設計和制造商，機器與產品實時進行信息和指令交互，進行全過程的虛擬仿真。設備和工藝要能支持智能制造，所以自主控制和優化。
智能制造不是可以一蹴而就的，要分階段實施。首先是數字化，數字化沒有做好就想做智能化是比較困難的。第二網絡化，利用自組織網絡，動態配置資源，實現研究、設計、生產和銷售各種資源重組。第三智能化，這里面存在發展周期的問題。
智能制造有三個集成，第一個是產品集成，從客戶需求到產品開發到產品生產、產品服務，整個過程的數據每個產品都是唯一的，是可以檢測的。第二制造過程集成，從設計、生產、物流、營銷，怎么利用全行業的資源組織生產。第三個是制造體系集成，從單個裝備到生產線，然后到整個制造車間，全面實現PCM、MES、ERP集成。
智能制造的發展方向，第一產品智能化，產品的提升是制造業的根本，產品智能化可以分為幾個階段，比如說汽車，汽車以前是一個機械產品，現在汽車變成了電子產品，因為汽車里面的傳感器價值已經超過了機械，以后會變成智能產品?，F在比較簡單，是人機交互，語言可以識別你的身份，進一步發展可以咨詢工況，最高階段是無人駕駛。不只是在汽車行業如此，像家電、飛機、航空都是這樣的發展過程。
智能制造發展方向的裝備智能化，以后智能裝備特點可能是將專家的知識和經驗融合感知、決策、執行等制造中，賦予產品制造在線學習和知識進化能力，這樣會使產品越用越好用，實現自學自律制造。在車間智能化，這里面需要對裝備、生產線、物流，包括整個生態體系做全面的監控，這樣生產一件產品和一批產品質量是一樣的，所以這是一個柔性化生產。還有供應鏈智能化，現在很多大企業都是做總裝的，供應鏈、零部件依托其他的供應商，以前的物流是純物流，零部件到廠里儲備好了才能開始組裝?，F在先進的企業是拉的，需要多少供應商提供多少，是零庫存。
再看一下制造模式的改變，現在制造企業的形態，從第一次工業革命以后發生了很大的變化，從生產線的組織然后到工廠，再向公司轉變，又向網絡轉變。網絡改變了溝通方式，現在很多人都用手機溝通。網絡也改變了交易模式，馬云的阿里巴巴在美國上市，成為全球第一大企業，以前的工廠模式是不可能實現的，所以網絡改變了交易模式。再看網絡改變生產的模式，現在生產是全自動生產方式，我們認為這個生產模式是有可能的，以后資源的配置可能需要通過網絡招標組織，利用全球最好的資源做制造?，F在資源的分配相對不均衡，未來的企業會有兩種企業，一種是極小型一種是極大型，極小型企業做一些概念創新，可以在家里工作，幾個人就可以把這個概念設計制造出來，制造出來以后通過3D打印把它制造出來。制造的概念有很多，最核心的是人工智能技術、集成技術和數字制造技術。
人是很智能的，人的大腦對應的是決策和學習，人的四肢相當于電機，人的感官就相當于傳感器。這里面包含數字化制造的核心技術，還有機器人技術，現在機器人非常熱，以后每個制造車間里面有大量的機器人工作。我們最近得出一個數據，2012年中國工業機器人銷量為達到8萬臺，已經成為世界第一了。另外還有智能傳感，要想把數據采集基礎就必須和物聯網、傳感器結合。
三、智能機器人技術及應用
我下面簡單介紹一下我們做的工作，機器人是一個綜合概念。機器人在工業的應用比較早，我國最早是噴涂機器人，漆對人體有傷害。第一條生產線在十堰東風，之后做焊接工作，現在機器人用的最多的還是焊接車間，需要速度很快?，F在最新的發展是機械加工，用機器人打磨，前段時間上海有一個企業發生粉塵爆炸，用機器人可以避免這個問題，因為人工打磨對人體傷害很大，而且效率很低，機器人打磨可以提高效率和精度?，F在中國的產品想要出口到國外就必須是機器人打磨，他們認為工人打磨是非人道的。
四、基于RFID的智能工廠技術
RFID是非劫持式的自動知識技術，可讀可寫，而且可以批量進行。RFID技術有很多功能，第一可識別，第二可定位，第三可感知，第四可聯網。RFID技術應用在各個方面，比如車間、物流等等。RFID在智能制造中有很多應用，可以提升產品智能化形象，提高產品設計、生產、銷售、售后、維修全程的質量和服務水平，實現產品全生命周期。
在數字化車間中，RFID也有幾方面的應用，包括輔具管控、智能維護和混流制造?；炝骶褪窍Ｍa線上的每一個產品都不一樣。我們在上海通用五菱、美的家用空調產線上都有采用到RFID技術。在物流方面，RFID的使用面也非常廣泛，物流以前是被動的，RFID可以由被動向主動感知。