一座智能制造工厂是如何炼成的
一座智能制造工厂是如何炼成的
“智能”这一概念,顾名思义,代表的是智慧和能力的总和。在这一过程中,从感知到记忆,再到思维,我们称之为“智慧”。而智慧的结果,则会引发行为和语言的产生,这一表达行为和语言的过程,我们称之为“能力”。将这两者结合起来,我们便得到了“智能”这一概念。换句话说,智能的过程涵盖了感觉、记忆、回忆、思维、语言以及行为等全部环节,它是智力和能力的外在体现。我们可以借助“智商”与“能商”这两个概念,来衡量某一设备或系统展现智能的强度。
“制造”这一概念涉及将原材料通过特定方法转变为可用的产品。比如智能制造数控,食品加工厂对原料进行加工与深加工,制成可直接销售的成品,并供应至超市、商场等地供消费者挑选;而在生产车间,各类零部件被组装成成品,如手机、汽车、飞机等大型产品。
各种工业设备,也都逐渐实现了自动化|
目前,对于智能制造,无论是国内还是国外,都尚未形成一个明确的定义。然而智能制造数控,一些组织已经提出了一个相对全面的描述性定义:智能制造指的是一种依托于新一代信息技术,贯穿于设计、生产、管理、服务等多个制造环节的先进制造过程、系统与模式。这种智能制造具备信息深度自感知、智慧优化自决策以及精准控制自执行等多种功能。该方案以工厂为实施平台,以关键制造环节的智能化为关键,依托端到端的数据流,并借助网络互联的支撑,能够显著减少产品研发周期,降低运营费用,增强生产效能,优化产品质量,并减少资源能源的消耗。
“工欲善其事,必先利其器”,为传统制造业插上信息科技的翅膀,便是迈向智能制造的关键工具,涵盖了诸如以下几类:
电脑辅助工具,诸如CAD(制图设计)、CAE(工程构建)、CAPP(工艺规划)、CAM(制造模拟)、CAT(测试,涵盖ICT信息测试、FCT功能测试等)等多种类型;此外,还包括电脑模拟工具,如物流模拟、物理模拟(涉及结构、声学、流体、热力学、运动学以及复合材料等多种物理场模拟)以及工艺模拟等。
智能设备,诸如数控机床、机械臂、三维打印等各式智能化设备,以及涉及传感与控制、检测与装配、物流与仓储等多个领域的相关技术。
新一代技术指物联网、云计算、大数据等。
与我们的日常生活紧密相连的家居产业正在经历转型与升级,例如定制家具领域,它已不再是单纯由木工对板材进行加工,现在的主流厂商已经对传统的商业模式进行了根本性的变革,推进了智能化改造。他们运用物联网、大数据、增强现实等新一代信息技术,与先进制造技术深度融合,构建了智能化的制造工厂,正努力迈向“工业4.0”的时代。
我们正在向工业4.0迈进|
1.工业4.0智能车间
从原料仓库提取的每一块板材,从开料、包边、钻孔到分拣、包装,整个流程都实现了机械化,无需人工干预。4.0智能车间打破了传统生产车间的孤立状态,将生产各环节紧密连接,形成一条智能化生产线,优化了各个环节的时间安排,缩短了物流配送的周期,显著提升了生产效率。
2.智能仓储系统
超级生产线不可或缺地拥有一个设施齐全的仓储系统,该系统包括夜间与货物定位相结合的自助导航功能,以及热成像、温湿度监测、烟雾感应、声音采集、无线传感和语音交互等技术。这些技术通过报警系统与人工防御系统实现联动,确保在夜间连续8小时内不间断运作,从而协助并替代安保人员对仓库进行巡视。
3.智能板件分拣系统
采用当今最为尖端的众多轴工业机械手臂,借助SaaS软件平台的支持,能够实现持续的大规模订单智能分拣货物。
4.智能包装系统
定制家具使用的板材尺寸各异,而每份订单的具体需求也各不相同,这使得包装难题成为了厂商面临的一大挑战。为了解决这一难题,智能工厂运用大数据收集手段和强大的计算能力,对各种成品板材实施改进包装,实现自动化分拣,并由机器人进行自动堆叠。
自然,涉及更为繁复的汽车生产过程,比如当前备受瞩目的特斯拉,从工厂建造起步,直至投产以及汽车的大规模生产,特斯拉在上海的超级工厂仅需短短一年即可完成这一系列步骤。特斯拉的新能源汽车在市场上的份额,一直是其他制造商努力追求的目标,凭借惊人的发展势头,特斯拉已建立起多个超级工厂。
在2016年至2018年间,我国成功推进了249个智能制造的试点示范项目,企业的智能制造布局已从初步探索阶段逐步转向全面实施;同时,相关部门也相继完成了4项智能制造中国标准的制定与修订任务,进一步规范了企业的智能化标准体系。
《2017—2018中国智能制造发展年度报告》揭示,我国已成功打造了208个数字化车间与智能工厂一座智能制造工厂是如何炼成的,这些工厂涵盖了10大领域及80个行业。同时,我国已初步构建起与国际水平相匹配的智能制造标准体系。在全球范围内,共有44个被誉为灯塔的工厂,其中我国就有12家,且其中7家更是实现了从端到端的全流程智能制造。截至去年,我国在关键领域的制造企业中,关键工序的数控化比例预计将突破50%,而数字化车间和智能工厂的普及程度也将达到20%以上。
工厂在逐渐实现自动化控制|
在软件领域一座智能制造工厂是如何炼成的,我国智能制造系统集成产业在前年继续保持迅猛发展态势,增速高达20.7%。同年,全国工业互联网市场总额成功跨越700亿元大关。
在智能制造的长期推动下,我国工业机器人、3D打印增材技术以及工业无线传感器等新兴领域实现了迅猛的发展与壮大智能制造数控,同时,多种典型的智能制造新模式得到了广泛推广和应用,这一系列举措显著加快了产业的升级步伐。
我国正处在从制造大国向制造强国转变的关键时期,众多具备强大制造实力的企业正着力推进智能制造的发展,致力于成为全球智能制造产业的领军者。同时,在政策的强力推动下,那些拥有科技创新优势的地区也在积极布局新兴信息技术产业,助力本地传统制造业向智能化新型制造业的转型升级。
我国于2021年全面启动了十四五规划,其中培育数字经济的新优势被视为促进经济增长的关键动力。接下来的五年将是一个关键时期。在《中国制造2025》规划的基础上,我国陆续发布了有关工业互联网、工业机器人、信息化与工业化深度融合等方面的政策,智能制造被确定为十四五规划的重点领域。以智能制造为突破口,加速并提升制造业的发展速度和质量,这不仅标志着我国数字经济与实体经济深度融合的关键路径,更是构建双循环新发展格局的关键所在。