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智能制造时代自动化的使命

12月7日在弗戈“中国制造业2025企业家国际论坛”上,贝加莱工业自动化大中华区总裁肖维荣博士发表了“智能制造时代自动化的使命”演讲,其中包括了从产业角度对制造业发展的深刻洞见,以及对自动化在新时代的使命认知,本文将其演讲文档中予以截取,并配合演讲予以分享。

智能制造时代自动化的使命

贝加莱工业自动化大中华区总裁肖维荣博士

改革开放40年的发展过程

中国的改革开放40年发展,很多产业从无到有,经历了非常艰难的发展过程,中国取得的成绩是有目共睹的,这是我们一代又一代的产业人共同推进的,以及高效的政府决策与大量的产业政策支持,其次,我们有巨大的市场,让我们有机会试错,迭代而能带来高速发展,产业门类齐全也使得科技可以在不同产业间的共享,这些给了我们均摊产业成本的机会,电商、支付等的高速发展使得IT基础设施大量投资,进而为我们提供了便利的网络条件,而这又进一步摊薄成本,使得我们在电子领域更快的发展。

智能制造时代自动化的使命

制造业发展的进步与不足

然而,我们也必须看到我们所面临的挑战,存在一些问题,我们不必妄自菲薄,但要有清晰认识,我们在自主创新方面仍然有待提高,依赖于传统低劳动成本、抄袭省略研发成本、牺牲环保的发展路径也是不可持续的,国家也越发重视社保的投入与监管,不断加强知识产权的保护,以及在环保方面的力度,这些都使得我们原来那些依赖低价优势的企业要去转型。人才是一个基础话题,今天我们要发展人工智能、智能制造、工业互联网都需要大量的高品质人才,包括现场的高技能职业工人。

变革拐点的市场需求

对于制造业而言,必须围绕客户需求,包括对品质、成本、个性化多方面的需求,今天,我们讨论智能制造都是因为“个性化”生产下如何实现高成本效率变得更为迫切与显著。

智能制造时代自动化的使命

需求的变化与产业链内的传递

需求是一个传递过程,从终端消费者到生产企业、再到OEM机械制造商,再传递到自动化行业,而消费者的这种个性化需求,对于生产而言是很大的挑战,而这需要产业链上的企业共同来面对,更为灵活的产线,需要支持工艺灵活切换的设备,而同时这些依赖于自动化、信息化、智能化技术的支撑。

自动化的使命之一就是通过跨界技术的融合,使得定制化生产,与标准化生产接近的成本。

推进全生命周期的数字化

在具体的执行方面,肖维荣博士就数字化创新设计、工业应用技术软件化、实现数字互联、智能时代人才培养等阐述了自动化在智能时代的使命。

智能制造时代自动化的使命

全生命周期数字化

数字化是推进智能制造的基础,数字化涵盖了产品与系统的设计、开发、测试验证、运行与维护的整个生命周期(如图3),数字化与创新紧密相关,所谓的创新,就是在整个生命周期的每个环节,我们都要寻求技术的升级,提高效率,包括产线设计与规划、重构的效率,更为快速的开发应对变化的机器、面对变化的生产,如何实现高效的验证进入小批量生产,运行中如何降低能耗、单位产品成本,通过维护方法创新,借助于新技术来计划性的、可预测性的降低生产宕机、提升连续性。

创新的机器开发—基于模型的开发

数字化设计在于借助于建模来对物理的机器、产线进行仿真,因为在传统物理的机器与产线上进行调试耗费大量的材料,并且问题并不容易被发现以及进行快速的调整,而借助于数字化的建模仿真平台,可以对机械、控制进行仿真,可以在虚拟环境中改变变量来寻找最优的控制模型与参数。

智能制造时代自动化的使命

基于模型的设计

如图4,仿真建模的优势非常多,它包括以下几个方面:

虚拟调试:可以在不需要真实的机器状态下进行控制参数的最优化,可以实现测试验证环节的大量成本节省,在很多机器的开发过程中,这个验证环节是最耗费成本的,而通过数字化建模仿真可以带来成本节省,还可以缩短研发周期。

自动代码生成:通过MATLAB/Simulink、MapSim等软件的接口,可以将其仿真的模型自动生成C、ST代码直接下载到控制器,实现硬件在环测试,这样就可以节省大量编程工作。

智能制造时代自动化的使命

采用建模仿真开发岸桥防摇系统

肖维荣博士以港口集装箱吊装过程的建模仿真为例,通过对其物理系统和控制系统进行建模,可以仿真整个集装箱吊装过程,实现对集装箱的摇摆和扭转的抑制,可以快速定位,使得港口的集装箱吊装过程实现无人化,并缩短其过程,进而提高港口的吞吐能力,降低人工消耗。

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