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装备制造业在智能制造背景下进行产业升级

导读: 智能制造企业对产品生产到经营的全生命周期进行管控,通过融合生产工艺流程、供应链物流和企业经营模式,有效串联业务与制造过程,最终使工厂在一个柔性、敏捷、智能的制造环境中运行,大幅度优化了生产效率和稳定性。

智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)以新的数字信息技术为基础,结合新的制造工艺和材料,贯穿产品的设计、生产、管理、服务各个环节,是先进制造过程、系统与模式的总称,具有信息深度自感知、优化自决策和精准控制自执行等功能。在智能制造过程中,利用多功能传感器和智能控制系统,设备可以进行自感知、自分析、自决策等智能活动,减少设备响应问题的时间,实时反馈并优化生产物流信息,提升企业生产效率。智能制造可分为三个层次:一是智能制造装备,智能制造离不开智能装备的支撑,包括高级数控机床、配备新型传感器的智能机器人、智能化成套生产线等,以实现生产过程的自动化、智能化、高效化;二是智能制造系统,是一种由智能设备和人类专家结合物理信息技术共同构建的智能生产系统,可以不断进行自我学习和优化,并随着技术进步和产业实践动态发展;三是智能制造服务,与物联网相结合的智能制造过程涵盖产品设计、生产、管理、服务的全生命周期,可以根据用户需求对产品进行定制化生产,最终形成全生产服务生态链。智能制造企业对产品生产到经营的全生命周期进行管控,通过融合生产工艺流程、供应链物流和企业经营模式,有效串联业务与制造过程,最终使工厂在一个柔性、敏捷、智能的制造环境中运行,大幅度优化了生产效率和稳定性。

随着互联网技术、信息数字技术的迅速进步,智能制造大范围推广成为可能。经过十多年的技术积累,在21世纪的第二个十年,智能制造在全球范围内快速发展,制造业强国不断推出新举措,通过政府、行业组织、企业等协同推进智能制造发展,以提升工业制造实力,培育行业竞争优势。2011年美国实施“先进制造伙伴计划”战略,2013德国提出“工业4.0”计划,2014年英国开展“高价值制造”战略,2015年日本颁布“机器人新战略”,2016年欧盟颁布“数字化欧洲工业计划”。智能制造产业升级在世界范围内逐渐扩大兴起,我国的智能制造也应运而生。2015年5月,我国发布《中国制造2025》文件,同样指出要以推进智能制造为制造业发展主攻方向,构建以智能制造为重点的新型制造体系。这些战略说明智能制造已成为制造业重要发展趋势,促进新的生产管理方式、商业运营模式、产业发展形态的形成,将对全球工业的产业格局带来重大的影响,进而引发第四次工业革命。

装备制造业是制造业的核心和支柱,是社会经济发展的基础性产业,是各行业产业升级、技术进步的基础条件。高度发达的装备制造业是实现工业智能化的必要条件,也是一个国家的技术水平和综合国力的集中体现。经过几十年的发展,中国装备制造业已形成门类齐全、产业规模庞大的产业群,少数产品已达到世界领先水平,取得了不错的成绩,但仍需意识到我国传统装备制造业还面临高端核心技术依赖国外进口、技术创新体系不健全以及产品产能过剩等问题。

如今中国智能制造快速发展,为传统制造业的升级提供了良好契机。加快推进装备制造业智能化,建立完备的智能制造装备产业体系,是落实工业化和信息化深度融合战略的重要举措。以智能制造带动装备制造业智能化升级,再以装备制造业智能改造推动智能制造在全行业普及,可以更好地达成我国的制造强国梦。

智能制造发展的主要领域

分析智能制造发展现状可知,智能制造的集成创新和应用示范主要聚焦感知、控制、决策、执行等核心关键环节;通过推进产教研用联合创新,攻克关键技术,提高质量和可靠性;通过集成开发一批重大成套装备,推进工程应用和产业化。以下六大领域是智能制造的重点研发方向。

工业机器人

工业机器人(IndustrialRobot)是一种集成计算机技术、制造技术、自动控制技术并配备传感器、人工智能系统的智能生产装备。其主体由机器本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,具有拟人化、自控制、可重复编程等特性。随着人工智能技术、多功能传感技术以及信息收集、传输和分析技术的迅速突破与提升,配备了传感器、机器视觉和智能控制系统的工业机器人逐渐呈现出智能化、服务化、标准化的发展趋势。智能化使工业机器人可以根据对环境变化的感知,通过物联网,在机器设备之间、人机之间进行交互,并对环境自主作出判断、决策,从而减少生产过程对人的依赖;服务化要求未来的机器人结合互联网,在离线的基础上,实现在线的主动服务;标准化是指机工业器人的各种组件和构件实现模块化、通用化,使工业机器人使用更加简便,并降低制造成本。

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