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中國智能制造 300年的工業水平要用30年去超越?

時間:2021-09-03 10:12:05  作者:  來源:

?縱觀當下自動化設備的相關信息,無疑不承認如今國內自動化設備高端市場被國際品牌所占領,國產企業只能在中低端市場力爭上游。如今,德國工業4.0的提出掀起了全球工業革命的狂潮,中國也不例外,提出了中國制造2025的初步計劃,并指出要用30年的時間成為全球設備制造強國。

上提出這一概念,決定在2020年達到工業4.0的標準。

工業4.0和中國智能制造

兩大主題:智能工廠和智能生產(詳解)


何謂三大集成:

上圖是德國工業4.0的參考架構模型,所謂三大集成,就是如圖,左邊是企業內的網絡化制造體系的縱向集成(生產層,控制層,管理層),右下角的是企業間的橫向集成(各個產業鏈、工廠),再到下方的全生命周期端到工程數字化端的集成(簡單來講就是用戶/模型到設計)
所謂集成,可以簡單理解成打通,西門子相關人員說過,工業4.0其實只是在干一件事,就是讓數據說話,就比如拿維修來說,每一個工程師對于同一個問題點的看法可能會不一樣,從而處理的方式或許也會不一樣,從而到最后得到的數據也會不一樣。德國工業4.0就是要把從車間生產,到企業管理,再到客戶等一套流程進行數字化處理,再把得到的數據進行分析,得到數據背后的信息之后在進行數字化這樣的閉環系統,使得信息可以得到不停的優化迭代。最后會得到一整套的標準,這個標準,就會讓生產得到簡化,交易能夠更加順暢。
左邊的縱向集成,其實就是公司內部層與層之間的相互打通,簡而言之,就是ERP和MES合二為一,MES是一套面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統。底端生產線的數據能實時傳到控制層甚至管理層,使得生產透明化,在標準數據的對比下能迅速的發現問題以及解決問題,極大地提高了生產效率。
右邊的橫向集成是說白了其實就是企業與企業之間的聯系,是指將各種不同的制造階段的智能系統集成在一起,既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置(如原材料、生產過程、產品外出物料、市場營銷等等),也包括不同公司之間的價值網絡的配置。這樣在企業與企業之間的交易能夠更加效率。
端到端集成就是從最開始的產品設計一段和最終客戶一段相連,其實就是給用戶提供更快捷的個性化定制,這些都必須以縱向集成和橫向集成來實現,最終達到批量化定制化的目的。
德國雖然在數字化上走在世界的最先端,但其互聯網的不發達使得德國工業的重心偏向于數字化的實施,在互聯網上的技術還有待提高。
中國智能制造:
在2015年3月5日的全國兩會上,“中國制造2025”被正式提出,其最終目標是要用30年的時間達到國際水平的生產制造強國。就目前來看,用30年來積累的工業制造業的知識是不可能達到制造強國的水平,所以,中國提出的智能制造計劃,并不是像西方國家一樣進行傳統的人工工業知識積累,而是采用人工智能的“特定環境識別功能”來積累和迭代得到的工業知識。
在傳統的人工知識積累上,知識的生產必須通過長時期的實踐積累,并且根據個人的能力處理的樣品數量會得到限制,周期長短也不一定。而對于知識的傳承來說,人工的知識傳輸率不可能達到百分之百,有部分的知識會隨著人的離開而消失,這種消失所帶來的損失其實就是在減緩知識的迭代發展。
而人工智能一開始便能儲存大量的數據進行分析,在人工的訓練之后便形成模型(標準),通過模型便能對制造系統進行調整,把出現的問題解決之后再收集執行后的數據,從而形成知識進行儲存,這樣就成為了一個知識迭代的閉環系統。這樣的迭代方式相比于人工知識的積累和傳承來說,人工智能可以處理大量的樣本,在系統成熟后可短時間內進行自我分析處理并學習,而且在傳承的過程中可以保證知識百分之百的流通,不會發生數據丟失的現象。
而現如今中國作為世界第一大自動化設備市場,對于數據的采集來說是十分方便且全面的。這對于智能學習的第一步大數據收集來說是一個非常好的基礎。
但是如果這種數據得不到流通,其背后體現出來的信息就產生不了價值。所以,在人工智能之外,中國智能制造還有一個開發項目就是工業云平臺技術,云平臺不但可以是工業知識能夠在企業之間互相交流,而且也更加有利于人工智能工業知識的優化和迭代。這樣一個平臺不但可以進行數據的交流,也可以了解到各家企業的信息,通過平臺進行交易以及拓展客戶等,帶動了整個國內市場網狀化的統一發展。
智能制造能夠帶來適用的解決方案嗎?
1,智能制造能解決國內制造業的短板嗎?
制造強國的根本毋庸置疑就是擁有高端的制造技術。而即使我國制造業最擅長的生產制造來說,不足的地方依然很嚴重。如核心技術缺失,關鍵零部件依賴進口,國產制造質量差等等。如果不進行技術改革讓國內關鍵零部件達到自給自足的情況下,就算能做到工業自動化的大數據收集,收集到的數據對于制造業的發展來說也是毫無意義的,只能繼續停留在現有階段。所以,在制造業上,要想真正達到制造強國,最基礎的關鍵零部件制造技術以及其他制造技術必須要得到提升,在這之后才能進行數據的收集和迭代更新,這樣才能做到之前所說的知識積累,這才是現如今工作的重心所在。
2,智能制造能解決各種發展不平衡的現狀嗎?
就現階段的情況來看的話自然是不行的,智能制造的發展分為三個階段,第一個是數字化制造,第二個是數字化網絡化制造,第三個是數字化網絡化智能化制造。這三個階段其實就是各家企業根據實際情況去發展的目標。在達到自動化生產的廠家先從自動化轉變成數字化制造為目標,達到數字化生產的廠家在數字化之上添加網絡化制造,而兩者都達到要求的廠家才可以進行智能化制造的行程。所以總體來說,各企業還得靠自己進行自我發展來縮短與龍門企業的距離。
開辟新道路所帶來的企業轉型問題
隨著工業4.0的推出,人們在銷售上開始有了一個新的概念,就是越來越注重非標品的訂制。從以產品為主到以客戶為主,話句話說,這就是從以銷售產品為中心變為以銷售服務為中心的轉變?,F如今不單單知識自動化設備產品,在其他領域的產品都存在著商品一致化的問題。因為和其他商家比起來并沒有十分突出特色的地方,所以許多廠家都在以成本,維修等其他方面提高自我競爭的價值。但這畢竟不是一條長久之路,所以在新概念中以銷售服務為主不但可以獲得更多的空間和方式來體現企業的獨特性,并且收益也會比傳統的以產品為中心的銷售方式多,發展空間也比較廣。
國內有個別廠家已經完成了這一形式的轉變,青島的紅領企業舍棄了傳統的批量性服裝生產的形式,完成了以客戶為主的高檔西裝定制商的轉變。雖然還不能完全以客戶的需求來進行訂制,但根據廠家設定好的各部位款式來進行自我搭配的方式無疑就是銷售服務的一個良好例子。

但像紅領一樣能做到完成轉型的企業必須擁有一定的經濟實力以及相關人才。就從深圳市的機器人產業來說,機器人行業的企業規模還是以中小型企業為主,大型企業僅占7%。而中小型企業大多數都是以代理國外零部件產品或者是仿制國外產品進而拉低成本的自主產品為主。要這么多的中小型企業在30年的時間內脫離以產品為核心,轉型成為以客戶為中心,以銷售服務為中心是必然不可能的。如果國家真的以10年等于國外100年的速度發展,無疑會淘汰一大批中小型企業,將來各行業的趨勢更會向提前發展好的龍頭企業傾倒,企業分歧化會更加嚴重。

現如今提倡OT和IT結合,讓網絡來帶動流水線的生產以及主導后期的運維,把以產品為核心的傳統銷售方式變為以銷售服務的可長期發展方式。這固然對于一個國家整體來說是必要的,但能夠進入這一門檻的企業真真正正又能有多少,像國外的代理商,如國內的西門子企業已經開始為名族企業進行設備數字化,運輸數字化等服務型的銷售。從這一現象來看不難想象將來西門子的實力能夠壟斷數字化工廠的設計等一系列的服務型產業,那和如今的設備高端市場以國際品牌為主有什么區別?所以,各家企業在穩定好產品銷售的同時,也應該開始設想將來企業發展方向和目標,以免被快速發展的趨勢所拋在身后的浪潮中。


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