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朱鐸先:剖析工業4.0 建設中國特色的智能工廠

  【稿件說明】本文為“大數據100分”活動分享內容。大數據100分,是中關村大數據產業聯盟的特色活動。稿件內容由中關村大數據產業聯盟授權數據觀(www.www.huatairui.com)發布,未經允許請勿轉載。

  主講嘉賓:朱鐸先

  嘉賓介紹:

  朱鐸先,數字化領域專家,現任北京蘭光創新科技有限公司總經理,致力于為離散企業提供數字化車間整體解決方案,為多個企業建設數字化智能化工廠,具有豐富的實踐經驗。

  以下為分享實景全文:

  朱鐸先:大家好!非常感謝新河秘書長、陳教授給我這個機會與大家一起交流。希望通過這個主題,與大家一起探討如何在工業4.0的熱潮下,建設具有中國特色的智能工廠,在講的過程中,如有不妥之處,請大家踴躍拍磚,呵呵!

  本講座分兩部分,第一部分是“工業4.0”的國內外戰略剖析,對比分析了德國工業4.0、美國工業互聯網、中國兩化深度融合國家戰略的不同點及共同點,找出制造企業實施工業4.0的落腳點及突破口。第二部分是也本講座的重點,向大家介紹了蘭光創新提出的建設中國特色智能工廠的思路。

  下面首先與大家一起剖析一下德國工業4.0、美國工業互聯網、中國兩化深度融合等戰略的不同點及共同點。

  國務院總理李克強3月25日主持召開國務院常務會議,部署加快推進實施“中國制造2025”,實現制造業升級。會議強調要順應“互聯網 ”的發展趨勢,以信息化與工業化深度融合為主線,突出了“工業化與信息化深度融合”、“工業互聯網”等信息化手段在中國制造中的戰略意義,為中國制造業大發展指明了方向,也再次掀起了工業4.0、工業互聯網的熱潮。

  我們先看工業4.0的概念。大家都很熟知的德國對工業4.0的劃分,第一次革命,是機械化;第二次革命,是電氣化;第三次革命,是以PLC為代表的信息化;第四次革命,就是信息物理系統。我們可以很明顯地看出來,在德國人劃分的所有四次革命的主體,均是圍繞著生產設備,都是為了提高生產效率、提供生產靈活性。

  這就是有些專家講的,德國自下而上的戰略,以實加虛的戰略,也就是從機電設備等德國最強的領域,向上延伸,增加信息化的成分,實現設備與信息的融合,從而提升德國企業的整體競爭力,“確保德國制造的未來”(工業4.0的戰略目標)。

  “工業4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強型控制的基本模式轉變,目標是建立一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。該戰略分2個方向:智能工廠和智能生產。我們首先看一下對“智能工廠”的定義:重點研究智能化生產系統及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現。

  這句話可理解為兩部分:智能化生產系統,包括高度自動化、數字化、智能化的硬件與軟件系統,以實現生產過程的高度靈活性生產與智能管控,最后一句話,是說對生產設施(特別是數控機床等數字化設備)進行分布式管理,這個網絡化分布式,就是大家熟悉的DNC中的D(Distributed ,分布式的),就是實現這些數字化設備的分布式管理。

  盡管工業4.0的涉及的內容非常多,但現在業界一致認為,工業4.0的一個主體,就是CPS系統,也即信息物理系統。賽迪智庫認為“CPS將推動生產對象直接或借助互聯網通過M2M(機器到機器)通訊自主實現信息交換、運轉和相互操控”。大家可以明顯地看到Machine to Machine的概念,也就是通俗講的設備聯網、設備監控等理念。

  剛才講的是德國工業4.0。我們再看一下美國的情況,在09年金融危機之后,美國政府馬上意識到工業在國家經濟中的重要性,工業是國家競爭力的最重要的組成部分,于是馬上出臺一系列國家計劃,以實現“再工業化”國家戰略。在此情況下,作為美國制造業的先鋒,美國GE公司率先提出了“工業互聯網”概念,希望通過生產設備與IT相融合,目標是通過高性能設備、低成本傳感器、互聯網、大數據收集及分析技術等的組合,大幅提高現有產業的效率并創造新產業。

  這是GE著名的工業互聯網數據價值鏈循環圖,分別是安裝儀表的工業機器、工業數據采集系統、大數據分析、可視化展現、智能決策支持反饋給設備,形成數據流的閉環管理。這里的工業機器,對GE來說,就是他們的航空發動機、貴重的醫療設備等,對制造企業而言,我們就可以理解為企業中最重要的生產設備。

  GE將工業互聯網定位為一場新的“革命”,對其發展寄以厚望,并將工業革命劃分為3個階段:從18世紀中期到20世紀初的“工業革命”是產業界的第一場革命,20世紀末的“互聯網革命”是第二場革命,通過將這些革命帶來的先進產業設備與IT融合,將產生第三場革命——工業互聯網。

  從這個劃分來看,美國是典型的自上而下的戰略,即從互聯網,從信息化下延至設備,正與德國自下而上的方式是相反的,但都是充分發揮自己之長,借鑒對方之優點,補己之短。戰略目標都是確保“國家制造的未來”。

  我們再看中國兩化深度融合戰略,這也是很多專家稱之為中國版4.0的國家戰略。在國家兩化深度融合專項計劃中,總體行動目標為:面向國民經濟重點領域智能制造需求,創新智能制造裝備產品,提高重大成套設備及生產線系統集成水平。加快工業機器人、增材制造等先進制造技術在生產過程中應用。培育數字化車間、智能工廠,推廣智能制造生產模式。明確指出了將“培育數字化車間”,也就是德國講的智能工廠,作為首要目標,并通過數字化車間、智能工廠,實現智能制造的生產模式。通過以上分析,我們可以明確地看到,作為信息化最先進的美國,制造最強的德國,制造業的大國——中國,在各自的國家戰略中,有一個共同的聚焦點,那就是基于CPS的智能工廠。因此,通過設備的互聯互通、基于大數據分析的決策支持、可視化展現、生產過程的管理與控制,建設智能工廠,蘭光創新認為,這就是中國制造企業實現工業4.0、工業互聯網、兩化深度融合的突破口與落腳點。

  下面講一下,蘭光創新認為的、適合中國離散制造企業的一種智能工廠解決方案。

  首先簡要介紹一下北京蘭光創新科技有限公司,蘭光創新成立于2002年,是一直致力于為離散企業提供數字化車間整體解決方案的專業技術公司,是國內第一家為用戶提供真正意義上DNC/MDC/MES等數字化車間全線產品鏈的專業公司,產品包括MES系統、LPS精益生產系統、CPS協同生產管理系統、DNC機床聯網、MDC機床監控、刀具管理、APS高級排產等。在全國有400多家成功客戶,廣泛地遍布航天、航空、兵器、船舶、汽車、模具等行業,是國內領先的數字化車間供應商。

  蘭光創新認為,中國制造企業應該抓住這次革命的機遇,以國家兩化融合為宗旨,以兩化深度融合為突破口,參考德國工業4.0中的智能工廠模式及美國GE工業互聯網等先進理念,結合企業實際情況,建設具有中國特色的智能工廠,構建國內領先的“設備自動化管理信息化”的智能型工廠。

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