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产业链自动化与智能化大势倒逼传统制造企业转型升级

时间:2017-11-23  来源:   发布:高端装备网 
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  根据国际机器人联合会(IFR)近日发布的报告,2016年中国工业机器人销量9万台,同比增长31%,远高于14%的世界平均增速。随着制造业产业链快速向自动化与智能化转型升级,客户要更快的供应速度(提高生产效率),柔性的生产供应(灵活的生产线组合,能随时调整生产产品),激烈的竞争要求更低的市场价格导致需要压缩生产成本,各类利益相关者要求更环保的生产,保护工人健康的要求更高。预计到 2020 年,制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率将超 70%,关键工序智能化率将超50%。当前,制造型企业若不积极进行转型升级,势必无法适应逐渐实现自动化与智能化的产业链,从而被激烈的市场竞争所淘汰。长远来看,随着中国人口红利的消失及劳动力成本的升高,打造智慧型工厂是未来产业升级和进步的必由之路。

 

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  图1 自动化焊接机械臂在工作

 

  在近期举办的2017中德智能制造合作与展望高峰论坛期间,一位企业家讲到:“我们工厂订单多,工人劳动强度很大,经常短时间内大量加班。因此招工非常困难,即使把招工门槛降到很低也不行,年离职率更是达到了100%。”

 

  另一位从事手机配件生产的企业家更是深有感触:“我们工厂位于长三角地区,由于配件产品毛利不高,很多用人较多的生产线不得不考虑转移到内陆劳动力更便宜的地方。即使这样,可能在未来2-3年,用工难的问题也不能从根本解决。”

 

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  图2 中德智能制造合作与展望论坛开幕式

 

  很明显,随着劳动力成本的不断升高,诸多制造型企业也面临着与上述两位企业家同样的难题,解决方案并不复杂,那就是利用自动化、智能化设备打造属于自己的智慧工厂。那么,为何始终有企业不愿实施自动化改造呢?北钢联通过对航空航天、轨道交通、电力工程、环保、金属加工五大行业的典型企业进行调研,了解到产业链内管理层意识中普遍存在以下想法,影响到了企业自动化改造的决策:

 

  工厂A:“自动化改造门槛高,实施风险大,我们还想继续观望。”

 

  工厂B:“自动化设备及生产线的研制投入大,投入了资金一定能见效吗?”

 

  工厂C:“自动化改造我们找不准方向,改造周期长,既影响生产又劳民伤财,不如得过且过更保险。”

 

  劳动力结构性短缺和人力成本上升的刚需痛点显而易见,作为制造型企业的管理者,或多或少会被以上问题所困扰,从而拖慢企业改造进程,项目难以推进,因此错过宝贵的改造机遇,痛失市场良机。以典型代表工业机器人为例,随着机器人的高效性、稳定性、精准性被逐渐认可,在2013年、2014年制造行业呈现出了爆发式的增长态势,预计到2025年我国制造业重点领域将全面实现智能化,其中关键岗位将由机器人替代。在如此激烈的改造大环境下,企业家们不应再苦苦坚守传统工厂,而应采用全新的产业发展模式。

 

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  图3 智能装备自主完成产品物流

 

  与自动化、智能化全方位覆盖的智慧工厂相比,传统工厂管理杂乱、维护困难,无法有效的实现系统化管理;而智慧工厂可实现人机协作,通过数据信息将整套单元串联在一起,真正实现柔性化生产,可从整体上强化企业的竞争力,巩固企业在产业链中的领头羊地位。

 

  1、自律能力

 

  设备与设备之间,已不是信息孤岛,主动搜集生产数据、理解生产数据,实时上传、反馈,并给出决策者建议,省去了大量的中间环节,历史数据可随时调用并完善,人与设备通过数据建立了紧密的联系。设备将通过传感器、大数据等软硬件系统达到实时监测,对可能发生的故障提前预警。

 

  2、人机一体化统筹

 

  智慧工厂是混合智慧,机器只进行机械式的推理、判断、上报,因此无法实现独立的决策,需要人类进行统一的管控。

 

  3、虚拟现实技术

 

  虚拟现实技术将是关键技术之一,在屏幕上指点就可得到设备的反馈已是制造业的新常态。中控室将集成信号处理、动画技术、智能推理、预测、仿真和多媒体技术;借助各种音像和传感装置,虚拟展示生产的过程、物料状态等,它所展示的内容就是生产的实际状态,可从感官和视觉上使人获得生产可视化管理。综合国内自动化市场来看,目前仅有北钢联成功将VR技术融合进工业领域,第一次通过虚拟现实技术展示了复合材料自动化生产线。

 

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  图4 智慧工厂的逻辑协同关系

 

  4、自组织与超柔性

 

  产品型号的频繁切换易于实现,设备之间组成最佳的协同关系,如同一列专家在一起,既有各自的独立性,又有团队协作精神。

 

  5、自主优化与完善

 

  区别机器是否有人类思想的根本便是自我意识,智慧工厂能在不断的实践中自我学习,扩充知识库,为人类决策提供依据,并适应各类复杂的生产条件。

 

  6、无人干预的自动化

 

  全部生产活动将由自动化集成系统控制,生产第一线配有自动化设备或智能机器人,按照预设的机械动作、既定的生产计划自主生产,24小时无人值守也可保质保量完成指标。

 

  根据 IHS 的报告,在全球各地区当中,亚太地区将引领全球工业自动化行业的增长,产业链升级将继续加速。而在此过程中,多数公司已经走在自动化与智能化改造的路上,预计2017年全球工业自动化产业规模将达2250亿美元,无论是高速大批量的制造企业还是追求灵活、柔性的定制化制造企业,都将依靠工业自动化技术。身在一线的北钢联深切的感受到自动化、智能化升级改造浪潮的澎湃之势,近五年每年的工业自动化产值正以135%的速度增长。中国制造业产业链正在悄然加速升级转型,在工业4.0的大势下,全产业链升级转型的大势下,落后的生产模式将无法对接与适应先进的产业链上下游,结果只有两种:升级转型或落后淘汰。

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