本期分享的是中國機械工程學會榮譽理事、上海市科技功臣、全國優秀科技工作者同濟大學張曙教授做的《智能制造:現狀與展望》主題演講。
首先,張曙教授認為智能制造需要從不同的視角來理解其內涵:
從技術的角度看:傳統制造是對物質的處理,將原料轉化為產品,是基于經驗的制造;智能制造是同時對物質和知識的處理,是基于科學(模型化)的制造。
從企業運作的角度看:傳統制造業是成本中心,通過大批量生產,降低成本,形成競爭力;智能制造是利潤中心,通過客戶化定制和協同獲取最大利潤。
從最終用戶的角度看:傳統制造企業提供的是具體產品和有限的擔保;而智能制造企業提供產品全生命周期的互聯網服務,客戶從購買產品轉變為購買服務。
張曙教授強調:智能制造不僅是技術的變革,而是生產模式、商務模式、經濟體系、生活方式的變化,故所以稱為革命。
從智能制造的實現途徑來看,張曙教授認為可分為四步,具體如下:
第一步:數據的采集和處理
第二步:人-機、機-機通訊
第三步:從數據、信息到決策
第四步:邁向預測型智能制造
張曙教授認為前三步技術上已經成熟,并有成功應用案例,可以逐步推廣;但第四步,預測型智能制造是愿景,是當前研究的熱點,正在從構思走向現實。大數據分析是預測型制造的重要手段。
實現第四部“預測型智能制造”核心要解決的問題主要是:
智能制造的困擾是設備和裝置的失效,隨著時間推移,設備會磨損,性能會衰退,最終導致故障和停機。
預測型智能制造通過掌握設備實際的“健康”狀態,不是在故障發生后去搶修,或過早地將可繼續用的部件進行不必要更換,從而降低維修費用和生產成本。
知道設備什么時候可能失效,就能夠合理地安排維修計劃,實現“準時”維修,最大限度地提高設備的可用性和延長其正常運行時間,提升工廠運營效率。
將設備衰退模式和實時狀態評估與加工過程控制結合起來,實現在設備或系統性能隨時間變化的情況下,保證產品質量的穩定,邁向“無憂慮”智能制造。
張曙教授還分享了“西門子EWA(德國安貝格工廠)和SEWC(西門子成都生產及研發基地)數字化工廠”、海爾沈陽冰箱互聯工廠和2030年奧迪汽車的智能工廠的案例。
最后張曙教授澄清了智能制造若干概念:
首先,機器人+數控機床≠智能制造,由具有圖像識別或力傳感器的機器人和具有位移、振動、溫度傳感器的數控機床構成的系統才屬于智能制造范疇。
ERP+MES≠智能制造,沒有數據采集和設備狀態反饋的系統是開環的和不可控的;智能制造是“數據?信息?優化?決策?價值創造”轉化的閉環系統。
互聯網+WiFi≠智能制造,它們是智能制造的基礎設施,是手段,但絕非全部內容,離開物理的生產過程和實體設備,互聯網什么也不能生產出來。
自動化+數字化≠智能制造,智能、智能、不能夠感知和思考,不會交互和通信,就算不上智能。
企業需要深入理解智能制造的價值創造:
價廉物美是相對的,便宜沒好貨是絕對的。低價格、低質量、低成本是死胡同,沒利潤哪來服務;智能制造為客戶創造價值、追求完美和個性化,風光無限。
智能制造通過數字化和網絡化,充分利用社會閑置的知識和物質資源,通過大范圍的云端協同,構建新的工業生態圈,生產高質量產品和提供高質量服務。
智能制造借助大數據分析,跟蹤客戶群的需求變化,改變產品構成,監控生產系統的健康狀態和衰退情況,創建能自調節、自適應的“無憂慮”的生產系統。
智能制造必須是綠色制造,不僅關注節能減排,更著眼變廢為寶,循環再用和再制造,實現可持續發展。
張曙教授強調指出:智能制造之路要一步步踏踏實實走:
工業4.0和智能制造是愿景,開始走向現實,其核心是基于物聯網和無線通信的信息物理融合系統,對企業來說是機遇,但千萬不能一窩蜂“大干快上”。
中國制造業當前首要任務是加快工業2.0和工業3.0的進程,提高產品質量和可靠性,從模仿和“山寨”圏子里跳出來,致力于創新,才能真正成為世界玩家。
“不要在落后的工藝基礎上搞自動化,不要在落后的管理基礎搞信息化,不要在不具備數字化網絡化的基礎搞智能化”;若速則不達,追求跨越是不可取的。
中國企業差別很大,大多數需要認真補上工業2.0和3.0的課,認真理解工業4.0的真髓,不要急于求成。
以下是PPT內容: