實現智能制造 需走好這幾步


2017-06-26 14:23:00   出處:中國信息化周報   作者:路沙   
  在新一輪科技革命和產業變革的大背景下, 中國制造2025、德國工業4 0、美國工業互聯網等制造業國家戰略,均旨在構建自身的智能制造體

  在新一輪科技革命和產業變革的大背景下, “中國制造2025”、德國“工業4.0”、美國“工業互聯網”等制造業國家戰略,均旨在構建自身的智能制造體系,特別是新一代信息技術與制造業的深度融合,以促進制造模式、生產組織方式和產業形態的深刻變革,從而改變全球制造業的發展格局。

  同一個目標 不同的實踐路徑

  在綜述當中已經提到了“中國制造2025”并不是“工業4.0”的翻版,不過在實踐目標上,德國“工業4.0”、美國“工業互聯網”與“中國制造2025”所提出的工業化和信息化深度融合,發展物聯網或者工業互聯網有著異曲同工之意,其目標都是要實現工業體系的轉型升級,就是從傳統的工藝體系轉型到以自動化、網絡化、數字化以及智能化為主的新型工業體系。

  雖然三者實踐的目標大同小異,但是工業化程度和工業基礎的不同,還是決定著三者之間要采取不同的實踐路徑。德國“工業4.0”和美國“工業互聯網”都是企業推動,政府采納,然后上升到國家戰略,是一個自下而上的推進過程,而“中國制造2025”是國家推動,企業實施,一個自上而下的推進過程。

  從實踐層面來講,德國“工業4.0”和美國“工業互聯網”都是以信息技術為先導,而“中國制造2025”是站在應用端和制造業本身,以應用需求為引領。這樣就可以更大限度地彌補自身在工業基礎和技術水平的差距,以一種特色發展之路縮小與歐美國家之間的差距。

  “我們與歐美國家之間的技術差距是現實存在的,并不能在短時間內完全消除。在智能制造推進實施過程中一定是先發展技術嗎?不是,對于我們來說一定是先解決應用需求,通過應用牽引技術的發展。所以我覺得‘中國制造2025’是基于制造業轉型升級的需求,來牽引技術的發展。這樣能夠縮短我們在技術研發上的時間周期,與我們現階段制造業的現狀相匹配。”劉功效如此解釋道。

  “機器換人就實現了智能化”是一個偽命題

 



中航工業集團信息中心首席顧問 寧振波
 

    采訪中,寧振波多次強調“機器換人就實現了智能化”一定是偽命題。智能系統的基本特征可以由20個字來概括:狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行以及學習提升。在他看來,機器換人其實就是換的生產一線的工人,而有數據顯示,實際上在一線生產崗位上機器能夠換掉的工人數量不到全部的10%。智能制造一定是囊括了產品研發、工藝、生產、交付、管理以及服務等完整的工業體系,所以說智能制造是完整的工業體系的轉型,而不僅僅體現在生產環節的自動化方面。

  對此,TCL集團董事長、CEO李東生也談到了自己的理解。他認為,智能化意味著機器自己就可以判斷和處理工藝流程,它能進行邏輯思維的自主判斷;而自動化則是每一次都精準地重復著同一個動作。自動化能夠提高工作效率,而智能化能夠提高工藝水平。

  其實智能制造能力的形成一定是一個漸進的過程,并不是一蹴而就的。“企業首先要做到自動化,在自動化的基礎上發展信息化,然后通過自動化與信息化的融合,再發展數字化,最后才能在數字化的基礎上實現智能化。如果一開始就想要實現智能化,將是不切實際的,逐步完善、迭代升級的過程一點是要有的。”西克中國市場總監崔麗麗對本報記者如此說道。

  那么,又要如何理解自動化、數字化與智能化之間的區別和聯系呢?他們之間僅僅是一種遞進的關系嗎?

  寧振波認為,自動化是生產智能化的基礎,而數字化是產品研發智能化的基礎。之前提到,機器換人是實現了生產環節的自動化,然而數字化成為研發智能化的基礎又要如何去理解呢?

  其中就涉及到三維模型的產品設計與仿真。產品三維模型的建立是難點,基于產品模型,再完成工藝設計,由于是三維模型,工藝設計過程中還可以做仿真分析,最后根據工藝將產品生產出來。這一過程就是產品建模,仿真分析;工藝,仿真分析;制造過程,仿真分析;實驗,仿真分析的過程。當有三維模型深入其中的時候企業就開始具備智能基因了。
 


機械工業信息中心副主任 劉功效

  另外,關于自動化、數字化、智能化之間的關系,劉功效認為,三者既有可能是遞進關系,也有可能是平行關系。因為既可以單獨來講某一個發展階段,又可能出現你中有我,我中有你的情況,這都要取決于企業所處的發展階段,不同的發展階段會采用不同的技術手段去解決實際需求。

       實現智能制造的五個關鍵步驟

  智能制造的完成在于工業基礎和能力。目前,隨著我國在產品技術、工業技術、產業規模以及基礎核心產業等方面快速提升和發展,我們開始具備實踐智能制造的基礎條件。雖然整體上與德國、美國等歐美國家還存在一定差距,但已經開始形成自身的發展特色。

  前面已經提到,智能化的實現一定是一個漸進發展的過程,不會立竿見影,也不會一蹴而就。在這個過程中,除了已經具備一定程度的工業基礎硬實力之外,還需要在眾多軟實力方面下功夫。

  第一步,要轉變觀念,形成正確認識。在轉型升級的過程中由于對智能制造的理解不夠深入,制造企業可能存在盲目建設的情況。寧振波表示,現在企業更多的不是缺技術,而是缺意識。長期形成的以短期利益驅動為導向的功利思想導致有些企業還在想著能夠做小事,掙大錢,這種思想在智造轉型過程中是行不通的。

  另外,作為傳感器廠商,德國西克在實踐以及與客戶企業的溝通合作過程中也有這方面的認識。西克中國市場總監崔麗麗表示,前些年,由于對“工業4.0”和“中國制造2025”的炒作顯得過于熱情和激進,從而導致不管是處于何種發展階段的企業都想著建立智能工廠或者向“工業4.0”方向靠近,好像沾到了邊,就搖身一變成為了先進制造企業。實際上,這種發展是不現實的。

  其實,無論是“工業4.0”,還是“中國制造2025”都需要一個長期的發展過程,短期的投資并不能馬上兌現。不過在崔麗麗看來,這也許是智能制造發展必經的一個過程吧,就是從一開始的一哄而上,然后到慢慢趨于理智,最后到能根據自身情況有選擇性地進行產業和技術的迭代升級。

  第二步,加快國產工業軟件研發速度以及在制造業當中的更新換代步伐。有人曾談到在智能制造時代,國產工業軟件任重而道遠。而在信息化與工業化融合的進程中,工業軟件作為使能工具是衡量企業軟能力的重要部分,而軟能力在某種程度上是一個企業核心競爭力的代名詞。

  關于這種軟實力,中國工程院院士李培根認為是指軟件對機器或系統的感知進行分析、處理、決策優化,通過連接物理、人、信息系統并發現隱性規律,從而適應動態變化的環境,達到機器與人的協同。

  不過目前,在眾多領域關鍵核心技術還是被國外軟件所占據,關鍵核心工業輔助設計、工業流程控制、模擬測試等軟件幾乎都是清一色的國外企業軟件。就像寧振波所提到的那樣,過去由于中國在虛實結合方面缺乏相應的工業軟件支撐,導致我們只能依靠國外軟件進行產品建模,這其實是導致我國制造業大而不強的深層原因,所以說智能制造的關鍵之處還是在于自主研發能力的培育和提升。

  第三步,數據的采集、分析與處理在智能制造當中扮演著重要角色。之前也提到,智能系統的基本特征是狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行以及學習提升,而實現這些功能的基礎在于數據的采集、分析以及挖掘處理。

  目前,由于受到大多數制造企業生產設備不高、信息孤島和系統應用封閉普遍存在等技術層面的限制,導致無法形成有效的數據采集和分析處理機制,進而制約著企業生產方式、組織流程以及服務模式的改進和創新。與此同時,工業領域數據的采集、分析以及挖掘處理過程較其他行業來說更為復雜,需要更完善、更先進的技術水平予以應對。
 


西克中國市場總監 崔麗麗

  采訪中,崔麗麗表示,“工業4.0”有別于3.0的最大的一個方面就是智能化,智能化的基礎是大數據分析技術,國外有一種觀點就是可以把“工業4.0”簡單地理解為精準的數據管理。

  另外,崔麗麗還提出了數據的所有權和控制權問題。今后,隨著企業智能化水平的越來越高,這勢必將成為行業內無法回避的難題。而要想從根本上解決這個問題,建立數據交換主權安全認證體系會是一個很好的方法,體系當中可以將相關技術協議、數據安全和所有權問題進行清晰定義,明確界限。

  2016年2月在德國柏林成立的“數據空間協會(Industry Data Space Association)就是這樣一個以建立數據所有權,使用權規范,以最大限度保證數據在網絡空間的傳輸交換的安全性為目的的非營利第三方技術機構。 而SICK作為此協會的創始會員之一,前瞻性地為未來的數據世界能夠做到隨時隨地對自己的數據進行控制做好充足的準備。

  第四步,構建和完善智能制造標準體系。俗話說“無規矩不成方圓。”目前,無論是國家還是企業,針對智能制造標準體系建設都做了眾多工作。在國家層面,已經發布了《國家智能制造標準體系建設指南》。《指南》指出,要充分發揮標準在推進智能制造建設發展中的基礎性和引導性作用,建立政府主導制定與市場自主制定的標準協同發展、協調配套的新型標準體系。

  在企業層面,以英飛凌為例,去年英飛凌與西安交通大學簽署了戰略合作協議,共同成立“西安交通大學管理學院-英飛凌智能制造管理聯合實驗室”, 雙方將建立長期、全面的戰略合作伙伴關系,并充分利用各自的經驗、技術和資源致力于智能制造領域。
 


英飛凌科技(中國)有限公司大中華區總裁 蘇華博士

  蘇華博士在接受本報記者采訪時說道:“對于中國制造本身而言,標準建設還有待完善。我們與西安交通大學的合作主要是希望給國家在智能制造標準建設方面提出一些合理化建議,同時撰寫出一些有關智能制造管理的白皮書。”

  第五步,產業生態建設必不可少。采訪中,無論是英飛凌還是西克都提到了行業生態的打造和建設問題。英飛凌提出的“與中國共贏”戰略包括四個部分:第一是助力“中國制造2025”;第二是幫助更多的中國企業走向世界;第三是積極參與中國新興市場的發展,包括智慧家居、智慧城市、高級輔助駕駛、智能交通等,為新興市場提供一些英飛凌的產品和解決方案;第四就是積極搭建生態圈,希望與更多的企業一起成長。

英飛凌科技(無錫)有限公司 總經理兼執行董事 陳小龍

  另外,目前西克正在推進的第一個項目是——APP Spaces,其有自學習的功能。是西克去年提出的基于工業4.0的開放平臺和生態系統。該平臺包括第三方、可編程的產品,將來智能傳感器應該都可以被編程,這樣一來其可以連接可編程的硬件和軟件,系統集成商,OEM客戶,可以在這個平臺上開發屬于他們自己的軟件系統。同時,該平臺在將來還可以滿足客戶千變萬化的應用需求,所以說這是一個開放的生態系統。

  除了企業自身積極推進的生態圈建設之外,囊括裝備制造企業、通信設備制造商、電子信息制造商,軟件企業、工業自動化公司、系統集成企業、科研院所等聯合參與,組織建立跨行業涵蓋技術研發、產品制造、應用推廣和系統集成等功能在內智能制造產業聯盟也是推進行業生態建設的很好嘗試,這樣可以促進產業上下游產業鏈的協同發展。

  此外,在智能制造的推進過程中,還需要完善技術轉化與轉移的暢通機制,同時構建成熟的人才培養、公平交易以及誠信環境體系,不斷改善和提升中國智能制造推進實施過程中的制度環境。

 

責任編輯:wangyan

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