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为什么是工业4.0?

2018-02-01 13:17 [制造执行MES] 来源于:中国廉政网
导读:工业4.0的概念最初是在2011年德国汉诺威工业博览会上被提出的。2013年,德国政府将工业4.0纳入国家战略。
     
        图为机器人在浙江省瑞安市瑞明集团智能化托盘线上搬运物料。
     工业4.0的内涵
  工业4.0的概念最初是在2011年德国汉诺威工业博览会上被提出的。2013年,德国政府将工业4.0纳入国家战略。
  作为一种新型工业形式,工业4.0以智能制造为主导,利用信息物理系统将生产中的供应、制造、销售信息数据化,形成有效的网络,通过信息共享与交流,达到快速、有效、个性化的产品供应。由此,通过智能制造,可以生产出智能产品,形成智能工厂,使得工厂能够直接与消费需求对接。
  在智能生产过程中,传感器、智能诊断和管理系统通过网络互联,单一分散的程序控制转变为综合智能控制,使得制造工艺能够根据制造环境和制造过程的变化来进行实时优化,提升产品的质量和生产效率,从而实现资源、信息、物品和人的相互关联。
  可以说,正是信息技术对生产制造各个环节的渗透,使得生产设备具有了感知、分析、决策、控制等功能,实现了生产工艺与管理流程的全面融合,体现出制造技术与信息技术的深度融合。
  德国人工智能研究所首席执行官兼科学总监沃夫冈·瓦尔斯特表示:“德国工业4.0是德国政府推行的‘新一代智能工厂计划’,以信息物理系统为基础。这意味着网络进入工厂大生产,是一个崭新的工业制造逻辑和方式。过去是以中心控制指挥系统,每一分钟对机器发出指令。现在我们有了完全不同的生产结构,按照商品所附带的信息,由这些信息告诉机器需要什么样的生产过程,以制造出符合客户要求的产品。”
  工业4.0与工业革命
  在人类工业发展历史进程中,科学和技术的更新一直促进着人类生产方式的改变与进步。
  18世纪后期,以蒸汽机的发明为基础,第一次工业革命开始于英国。这次工业革命的结果是以机械生产代替手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转变为以工业和机械制造带动经济发展的状况,人类由此进入工业1.0时代。
  19世纪末期,随着电力的广泛应用,电力驱动的大规模生产出现,第二次工业革命爆发。在零件生产与产品装配实现分离的基础上,产品批量生产的新模式出现,这种新型高效的生产模式带领人类进入工业2.0时代。
  第三次工业革命开始于20世纪70年代。随着电子和信息技术的广泛应用,制造过程不断实现自动化,机械设备开始代替人类作业,人类进入工业3.0时代。
  近年来,随着互联网、大数据、云计算等高新技术的迅猛发展,新技术日益参与到生产过程中去。在信息化与工业化相交织的背景下,工业4.0应运而生。在德国,工业4.0被认为是第四次工业革命。
  我国在智能制造上取得的成绩
  “中国的智能制造发展取得了积极成效。”工业和信息化部部长苗圩在2017智能制造国际会议上表示,我国发布了《智能制造发展规划》《智能制造工程实施指南》《国家智能制造标准体系建设指南》等,高性能大型金属构件激光增材制造装备、分布式控制系统(DCS)等一些关键技术与装备取得重大进展,探索形成网络协同制造、大规模个性化定制等一批较成熟、可复制、可推广的智能制造新模式,持续深化国家、地方和企业层面的智能制造国际合作。
  在湖南,博世汽车部件(长沙)有限公司建立起了全新第九代防抱死刹车系统(ABS)马达装配生产线。这一以智能化为亮点的新生产线,就是该公司的工业4.0示范生产线。整条装配生产线仅需2名工人,所有生产环节的监控管理交由人机交互界面进行。从将生产计划发送至生产执行系统,从原材料的准备到配送,从制造成品到包装,整个装配生产线实现了设备、物料、人的互联。与传统生产线相比,新生产线生产效率提高30%以上。
  近年来,浙江瑞安市着力推进制造业智能升级,建设机器人及智能制造创新服务平台,在企业研发、生产、管理和服务环节推进“机器人+”建设,提升智能制造水平。在瑞安瑞明集团智能化浇铸单元,工作人员可以通过操纵机器人舀铝水制作缸盖毛坯。在该生产单元,1个工人可操纵2台机器人,替代人力完成高风险、高强度的工作。该集团智能化托盘线上的物料搬运工作由机器人完成。这一生产线上,1个工人可操纵4台机器人,轻松完成相当于以前30个工人的工作。
  我国智能制造发展方向
  党的十九大报告指出,“推动新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”“加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。
  “发展智能制造,是中国实现新兴产业培育发展与传统产业改造升级有机结合的最佳途径。”苗圩指出,《中国制造2025》已将智能制造作为主攻方向和突破口。抓住智能制造这个核心,必将对深化制造业和互联网融合发展,夯实实体经济根基产生重要而深远的影响。要积极主动适应智能制造发展趋势,在良好开局基础上,加快培育智能制造发展生态,推动智能制造深入发展:一是深入实施智能制造工程;二是持续推进智能制造试点示范,积极开展国家智能制造示范区建设;三是着力增强标准、工业软件、工业互联网和信息安全的基础支撑能力;四是积极培育智能制造生态,打造具有行业特色的系统解决方案供应商。

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