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智慧工厂:点亮未来之路

2015年10月20日 15:57 来源于 财新网 | 评论(0
无论是发达国家还是发展中国家,世界各国都已取得这样的共识:制造业是一个国家的重要支柱产业,对国家的繁荣富强至关重要。有人提出,智慧工厂是未来工业大趋势,是制造业的未来发展模式,是实现企业转型升级的一条路径。那么,什么是智慧工厂?

  近几年,“智慧”的理念不断广泛和深入。在这一理念背景下,“智慧工厂”平地而起,成为制造业领域的关注焦点。

  世界各国企业纷纷打造或正积极酝酿“智慧工厂”。2009年,IBM提出“智慧地球”的构想理念,凭借这个理念,IBM实现了从IT到“智慧工厂”的成功转型。2011年,富士康表示,未来3年内将推行“百万机器人”计划,目前,该计划已在哈尔滨启动。有评论认为,富士康此计划距离“智慧工厂”更近了一步。在某些发达地区,已有不少制造企业的“智慧工厂”投入使用。

  制造业开启“智慧时代”

  今年全国两会上,“中国制造2025”上升为国家战略。李克强总理在政府工作报告中提出:实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造业大国转向制造强国。

  明显的是,无论是发达国家还是发展中国家,世界各国都已取得这样的共识:制造业是一个国家的重要支柱产业,对国家的繁荣富强至关重要。

  2011年,美国政府正式启动了“先进制造伙伴计划”,提出了“在哪里发明、在哪里制造”的口号,要重新夺回制造业的世界市场。德国结合自己的国情,提出了以智能制造为核心的“工业4.0”计划,以确保德国的世界制造强国地位。2013年,英国发布了《未来的制造》报告,同时,设立了先进制造、成形技术等7个“高价值制造推进研发中心”。

  从各国的战略上看,目标很一致,即都是为了实现智能制造,实现移动互联网和工业的融合。对于各国企业来说,这既是挑战,又是机遇。

  世界各国在某些新兴领域尚处在同一起跑线上,难的是要如何在数字化制造成为新一轮工业革命的重要内容,大数据、云计算、增材制造、机器人技术、智能制造、智慧制造等新兴及前沿技术迅猛发展之时保持清醒,再往前一步。

  此时,便有人提出,智慧工厂是未来工业大趋势,是制造业的未来发展模式,是实现企业转型升级的一条路径。

  什么是智慧工厂?对于智慧工厂这个称呼,在制造业行业内并不陌生,甚至已经是到了耳熟能详的程度。事实上,在某些发达国家,“智慧工厂”早已大行其道。

  科技自动化联盟对“智慧工厂(Smart Factory)”的定义是:在制造业一系列科学管理实践基础上,深度融合智能科学技术、信息通信技术和科技自动化技术,围绕数据、信息、知识和人才建立核心竞争力的,更智能、更敏捷、更高效、更安全、更绿色、更和谐的新一代制造企业及其生态系统。

  毋庸置疑,新兴的智慧工厂,将会为制造业带来一场革命。

  智慧工厂:企业发展的高级阶段

  可以说,智慧工厂是继自动化工厂、信息化工厂、智能化工厂之后,现代制造业企业发展的新的高级阶段。

  目前,普遍认为,智慧工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务;清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据,以及合理的生产计划编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

  智慧工厂一个典型的特征是,机器人的大量应用。山东大学机器人研究中心主任李贻斌曾在“2014中国智能产品与产业创新论坛”上认为,工业4.0的目的是建立智慧工厂,实现智能生产,具有认知能力且可与人合作的智能机器人将成为智慧工厂的主力军。

  在智慧工厂中,机器人带来的自动化与智能化又不仅仅是纯粹的自动化和智能化,而是转换成更为智慧化的人机协同,人不再提供单纯劳力,而是做为决策及管理者;机器设备则拥有快速应变及多方沟通能力。

  除机器人的大量应用之外,智慧工厂的建构中还有自动化检测、数据采集等智能制造设备。设备与设备之间能够实现智慧化互通。得益于新技术的采用,智慧工厂可以建立与导入云端,并进行云端运算与大数据分析。比如CPS技术可进行编程、记忆与储存能力,并可结合感测器和通讯技术,嵌入CPS的实体设备可连结到网路,可让实体设备同时具有通讯、精准控制、远程协同与自主反应运作。

  创新,智慧工厂的核心

  专家介绍,“智慧工厂”有三大特征:首先是基础设施高度信息互联,包括生产设备、机器人、操作人员、物料和成品;其次是制造过程数据具备实时性,生产数据具有平稳的节拍和到达流,数据的存储与处理也具有实时性;再次是可以利用存储的数据从事数据挖掘分析,有自学功能,还可以改善与优化制造工艺过程。

  智慧工厂是智能工业发展的新方向。应当说,智慧工厂体现的是全方位的智能生产。而创新仍然是未来智慧工厂的核心。从3D打印技术,SpaceX航天技术、特斯拉电动车、Google无人驾驶汽车,这背后体现的是创新在制造业升级转型中仍处于举足轻重的地位。

  创新体现在诸多方面。我们说,智慧工厂是一个高效节能、绿色环保的人性化工厂,可见,绿色制造也是智慧工厂的一大特征。这就给企业提出节能环保的更高要求。而实现绿色化可持续发展,则关键要依赖先进制造技术的创新。不仅如此,智慧工厂的未来还需要有创新的、高精尖的人才。

  据调查,智慧工厂市场规模2014年约167亿美元,2015年预估会增加至180亿美元,到2018年则有机会达到235亿美元,年成长率约保持在7~11%。

  前景大好。但智慧工厂并非一蹴可及,这条路刚刚开始。对于整个制造业来说,智慧工厂是一个可以企及的未来发展模式,它正向我们走来。