高檔數(shù)控系統(tǒng)90%依靠進口，高端工業(yè)機器人嚴重依賴進口，核心關(guān)鍵技術(shù)缺失，我國制造業(yè)大而不強的局面亟需改變。新形勢下，利用新技術(shù)、新業(yè)態(tài)，實現(xiàn)智能化、個性化、定制化，從中國制造走向中國智造是有效途徑。

　　在新經(jīng)濟形勢和新技術(shù)業(yè)態(tài)的推動下，未來制造業(yè)向智能制造方向發(fā)展，并通過智能制造的標準化實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置已經(jīng)成為行業(yè)的共識。

　　現(xiàn)階段，我國制造企業(yè)在工業(yè)基礎、先進技術(shù)和高端裝備方面還較為薄弱，實現(xiàn)智能制造還需要走很長一段路。在這個過程當中，每個制造企業(yè)都應該有一套發(fā)展智能制造的藍圖、理念、規(guī)劃和解決方案。同時，應該遵循從網(wǎng)絡化、數(shù)字化，再到智能化的發(fā)展過程，而這個過程必須是循序漸進的，并不能一蹴而就。

　　當一名普通工人，清早刷卡進入生產(chǎn)區(qū)，RFID門禁系統(tǒng)在記錄出勤的同時，會將個人基礎信息自動錄入EAP(員工幫助計劃)管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)的另一端，廠里的心理咨詢師會根據(jù)數(shù)據(jù)提供的近期內(nèi)工人的勞動強度、工作表現(xiàn)、情緒指標等來關(guān)注你的健康狀況。

　　早餐后，當工人走進中心控制室，與全廠多個車間的控制師們一起，在明亮舒適的工作環(huán)境中開始一天的工作。在每個人面前的設備屏幕上，全廠的設備運行狀況配以數(shù)據(jù)，以可視化模型的方式一覽無余。

　　而此時的生產(chǎn)車間里，一臺機器人在接收到電腦指令之后，在導軌上緩緩移動起來，行駛到一片放置了不同顏色的圓柱體區(qū)域，挑出其中一個黑色柱體，然后，又以平穩(wěn)的速度準確移動到一臺大型車床前，將“手”中的黑色柱體放了進去。不多時，加工后的黑色柱體從車床的另一端送出，機器人接過柱體，將其轉(zhuǎn)移到傳送帶上的一個托盤里。黑色柱體隨著傳送帶踏上了新的旅程。行駛到傳送帶的一端，另一臺長得一模一樣的橘色機器人早已恭候多時。機械手小心翼翼地夾起托盤里的黑色柱體，不假思索地把它放在架子上一個空缺的位子里。

　　這并不是科幻小說里的畫面，而是未來智能工廠的實時工作場景。

　　其實，隨著《中國制造2025》和“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家戰(zhàn)略的發(fā)布和實施，以及智能制造試點示范專項行動的展開，工業(yè)信息化已邁入發(fā)展智能制造的歷史新階段，傳統(tǒng)制造企業(yè)依托移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，正迎來生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型升級和變革再造的最佳時機。而在新經(jīng)濟形勢和新技術(shù)業(yè)態(tài)的推動下，未來制造業(yè)向智能制造方向發(fā)展，并通過智能制造的標準化實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置已經(jīng)成為行業(yè)的共識。

　　為了緊抓這一發(fā)展機遇，在制造強國戰(zhàn)略的指導下，各領域企業(yè)間加快融合創(chuàng)新，推動生產(chǎn)管理方式、商業(yè)模式等方面發(fā)生重大變革，一系列新模式、新業(yè)態(tài)、新特征日益凸顯。

　　前不久，清華大學全球4.5產(chǎn)業(yè)研究院與賽迪顧問股份有限公司組成的研究團隊，發(fā)布了中國智能制造變革的十大趨勢。在重塑現(xiàn)有工業(yè)體系的同時，智能制造正朝著服務型制造新業(yè)態(tài)、開放型眾包平臺方向發(fā)展，與此同時，云平臺建設和共享經(jīng)濟模式也將成為智能制造發(fā)展的重要推動力量。

　　不過，在智能制造的浪潮之下，制約我國先進制造業(yè)快速發(fā)展的突出矛盾和問題依然存在，主要表現(xiàn)為：高端制造裝備對外依存度高、以3D打印技術(shù)為代表的前沿智能制造技術(shù)未取得實質(zhì)突破、關(guān)鍵智能制造技術(shù)及核心基礎部件主要依賴進口以及重硬件輕軟件的現(xiàn)象突出等問題。

　　就像中國航天科技集團公司總工程師、國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會委員楊海成在接受《中國信息化周報》記者采訪時所說的那樣，現(xiàn)階段，我國制造企業(yè)在工業(yè)基礎、先進技術(shù)和高端裝備方面還較為薄弱，實現(xiàn)智能制造還需要走很長一段路。在這個過程當中，每個制造企業(yè)都應該有一套發(fā)展智能制造的藍圖、理念、規(guī)劃和解決方案。同時，應該遵循從網(wǎng)絡化、數(shù)字化，再到智能化的發(fā)展過程，而這個過程必須是循序漸進的，并不能一蹴而就。

　　智能化助傳統(tǒng)制造業(yè)“破繭成蝶”

　　9月9日，“2016國家制造強國建設專家論壇”在京召開。本屆論壇針對提升制造業(yè)創(chuàng)新和基礎能力、深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展、營造良好的政策與市場環(huán)境等議題展開交流與討論。

　　而在實現(xiàn)從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)型的過程中，智能化無疑是重要的方向。當然，智能制造是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及到網(wǎng)絡技術(shù)、工廠車間、產(chǎn)品物流、產(chǎn)品設計服務等層面，是一個長期而漫長的實現(xiàn)過程。新形勢

　　讓制造業(yè)走上轉(zhuǎn)變之路

　　現(xiàn)階段，中國制造業(yè)大而不強，原因有很多，主要是缺乏核心和關(guān)鍵共性技術(shù)。關(guān)鍵共性技術(shù)主要是關(guān)鍵基礎零部件和元器件、關(guān)鍵基礎材料、先進基礎工藝和相應的產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎。“四基”已經(jīng)成為制約我國工業(yè)由大變強的關(guān)鍵，也是制約我國提高技術(shù)創(chuàng)新能力和全球競爭力的瓶頸所在。

　　中國工程院院士柳百成舉例強調(diào)，目前，我國高檔數(shù)控機床，特別是配套的高檔數(shù)控系統(tǒng)90%依靠進口。另外，雖然我們已經(jīng)是全世界機器人消費大國，但高端工業(yè)機器人還是嚴重依賴于進口。去年，80%的機器人是進口的，而20%的國產(chǎn)機器人里面的絕大部分核心零部件，包括變速器、減速機也是采購國外的產(chǎn)品。

　　此時，智能制造作為《中國制造2025》的主攻方向就擔負起了扭轉(zhuǎn)這種局面的重任。智能制造不僅可以改造提升生產(chǎn)制造水平、提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務流程、提高管理效率，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理、延伸產(chǎn)業(yè)鏈條、發(fā)展新型業(yè)態(tài)，而且可以帶動自主可控的重大智能裝備、新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向中高端邁進，打造制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

　　新技術(shù)讓制造業(yè)愈發(fā)“智慧”

　　隨著中國制造2025的提出和勞動力不足等問題的日益凸顯，自動化生產(chǎn)、機器換人等策略成為了不錯的選擇，廠商們也都在制造和經(jīng)營過程中向無人化和自動化靠攏。以家電領域為例，格力早就開始著手于“機器換人”政策，啟動了“自主研發(fā)機器人”的高端戰(zhàn)略。

　　除了勞動力方式的改變，轉(zhuǎn)型還體現(xiàn)在以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)為用戶服務。海爾在多地建設了“互聯(lián)工廠”，如沈陽冰箱、青島熱水器等，通過大數(shù)據(jù)了解用戶需求，按需制造。

　　此外，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的模式在這一行業(yè)也已漸成大勢，廚電品牌華帝利用語音識別技術(shù)生產(chǎn)出了國內(nèi)第一臺可實現(xiàn)人機對話的油煙機，并計劃與互聯(lián)網(wǎng)巨頭微軟達成戰(zhàn)略合作，構(gòu)建智能廚房生態(tài)體系。小米也圍繞著小米手機、小米電視、小米路由器三大核心產(chǎn)品開發(fā)了智能家居系統(tǒng)，組成了完整的閉環(huán)體驗。

　　三一重工股份有限公司高級副總裁、首席信息流程官賀東東表示，未來智能設備是云端超級大腦和機器段小腦結(jié)合起來，形成智能化的體系，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)最大的好處是把千萬臺的設備集合起來以后通過大數(shù)據(jù)挖掘和分析，能夠極大提升智能化的水平。

　　與此同時，隨著制造業(yè)向智能化方向發(fā)展，云計算也成為智能制造的重要基礎，能夠通過提供強大的數(shù)據(jù)傳輸、存儲和處理能力，幫助制造業(yè)企業(yè)收集和處理大量數(shù)據(jù)。這種基于云計算模式，面向制造業(yè)企業(yè)進行服務的智能制造平臺就是工業(yè)云平臺，能夠讓企業(yè)無需招聘員工、購買昂貴的專業(yè)軟件和制造設備，只要通過平臺終端就能完成產(chǎn)品的設計、工藝、制造、采購、營銷等各個環(huán)節(jié)。當前，越來越多的企業(yè)正在探索工業(yè)云平臺的建設和應用。例如，海爾等傳統(tǒng)制造企業(yè)依托云服務推出消費者對企業(yè)的創(chuàng)新商業(yè)模式，向智能化、個性化、定制化制造邁進，實現(xiàn)了由硬件制造商向“制造+服務”提供商的升級。

　　海爾集團董事局主席、首席執(zhí)行官張瑞敏曾舉了這樣一個有趣且形象的例子。他說：“我們生產(chǎn)一款烤箱，烤箱很簡單就是烤制食品，但是我們的烤箱是建立一個用戶圈，他們形象的叫做烤圈。用戶在上面提需求，我們滿足他的需求給他最好的體驗。通過交互，烤箱不僅是烤箱，用戶圈吸引了面粉商、雞蛋商，變成了生態(tài)圈中的資源方，而烤箱就產(chǎn)生了生態(tài)收入。在傳統(tǒng)經(jīng)濟時代有一個定義——邊際效益遞減，但是如果你聚焦了很多的用戶資源，可以實現(xiàn)邊際效益遞增，可以逆轉(zhuǎn)傳統(tǒng)時代的這個理念。”

　　新業(yè)態(tài)為制造業(yè)轉(zhuǎn)型提供新方向

　　2016年5月，《國務院關(guān)于深化制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的指導意見》提出，推動中小企業(yè)制造資源與互聯(lián)網(wǎng)平臺全面對接，實現(xiàn)制造能力的在線發(fā)布、協(xié)同和交易，積極發(fā)展面向制造環(huán)節(jié)的分享經(jīng)濟，打破企業(yè)界限，分享技術(shù)、設備和服務，提升中小企業(yè)快速響應和柔性高效的供給能力。

　　隨著制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合發(fā)展，制造能力分享平臺將不斷涌現(xiàn)，閑置的制造資源也難逃被重新整合和再行配置的“命運”，制造業(yè)將成為分享經(jīng)濟的下一片“藍海”。這將改變傳統(tǒng)依靠投資和擴張帶動制造業(yè)增長的思路，過剩產(chǎn)能變成廉價的原材料，稀缺資源也會變得相對“充裕”。

　　分享創(chuàng)新資源。伴隨分享經(jīng)濟的迅猛增長，眾創(chuàng)、眾包、眾扶、眾籌等大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新支撐平臺快速發(fā)展，制造資源在線聚集為資源池、專利池、標準池，形成網(wǎng)絡眾包、用戶參與設計、云設計、協(xié)同設計等新型研發(fā)設計模式。

　　在這種模式下，傳統(tǒng)由特定制造企業(yè)自主開發(fā)、獨立完成的任務將逐步向外部資源和大眾力量開放，客戶能獲得“量體裁衣”的產(chǎn)品，身懷絕技的“草根科學家們”有了用武之地，企業(yè)也減少了研發(fā)成本、縮短了研發(fā)周期、提高了研發(fā)生產(chǎn)率。

　　分享生產(chǎn)能力。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)可以按需租用設備、廠房甚至空閑員工等閑置的生產(chǎn)能力，通過以租代買、按時付費等方式，形成設備租賃、廠房分享等新型生產(chǎn)制造模式。

　　在這種模式下，中小企業(yè)無需投入高昂的成本購買設備，工廠的空閑檔期也能得到有效利用，從而實現(xiàn)生產(chǎn)要素與生產(chǎn)條件的最優(yōu)組合。當前，我國生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的分享經(jīng)濟剛剛起步，尚未形成市場規(guī)模，但以沈陽機床廠“i5智能機床控制系統(tǒng)”、阿里巴巴“淘工廠”為代表的開放平臺，帶動上下游中小企業(yè)和創(chuàng)業(yè)者已經(jīng)先行享受“分享經(jīng)濟”紅利。

　　舉例來說，沈陽機床廠以“i5智能機床控制系統(tǒng)”為基礎打造出“i平臺”，探索按產(chǎn)品工件、使用時間等付費，開展機床租賃和回收再制造業(yè)務，實現(xiàn)了從“購買機床”向“購買機床加工能力”，從“擁有機床所有權(quán)”向“擁有機床使用權(quán)”的轉(zhuǎn)變。另外，根據(jù)用戶群體的機床使用效率，可實現(xiàn)機床閑置時間的分享。

　　分享庫存。隨著社會分工的深入，越來越多的制造業(yè)企業(yè)改變“大而全”的經(jīng)營模式，聚焦主業(yè)和“微笑曲線”的前后端環(huán)節(jié)，將一些不擅長的業(yè)務外包給專業(yè)性的企業(yè)，與供應商建立長期緊密合作的伙伴關(guān)系，構(gòu)建信息分享、數(shù)據(jù)協(xié)同的柔性供應鏈和智慧供應鏈體系，形成了零庫存、無工廠等新型供應鏈管理模式。在這種模式下，“鏈主”的庫存轉(zhuǎn)化成了供應商的庫存或精準配送的能力，也提升了供應鏈的整體效率和效益。

　　于“虛無”中引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革

　　通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，大家會不會進入這樣一種場景呢？

　　清晨，你照例打開客戶端了解時事，看到移民危機，瞬間進入了一個移民男孩兒的故事，你就站在他家的一片廢墟之前，看著他無奈的離開，你聽見窗外爆炸的聲音、呼喊的聲音和這男孩兒離開時候的腳步聲.....

　　這種感覺可能是人們對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普遍認識，就是能夠?qū)⑷藗儙氲揭环N近乎現(xiàn)實的虛擬環(huán)境當中。殊不知，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也在另一個領域產(chǎn)生了巨大的影響，并引發(fā)了行業(yè)變革。

　　當前，隨著計算機、傳感、網(wǎng)絡通信等技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實逐漸向工業(yè)領域滲透應用，為制造業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務等各環(huán)節(jié)帶來了深刻變革，進一步推動了智能工廠的發(fā)展。日前，西門子在英國一處工廠里安裝了Virtalis虛擬現(xiàn)實（VR）軟件和系統(tǒng)，用于實現(xiàn)裝配工藝的模擬和優(yōu)化、提高概念設計的效率、精簡設計單位和更加有效地進行工廠規(guī)劃，通過VR技術(shù)對產(chǎn)品進行制造前的虛擬評估，解決其在制造過程早期階段出現(xiàn)的問題。

　　虛擬制造技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實和仿真技術(shù)為基礎，對產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品設計、加工、裝配、檢驗等全部流程的模擬和仿真。通過虛擬制造技術(shù)，企業(yè)能夠在設計階段就對產(chǎn)品制造的全過程進行虛擬集成，預測、檢測、評價產(chǎn)品性能和制造可行性，達到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設計質(zhì)量的最優(yōu)化以及生產(chǎn)效率的最大化。奔馳、寶馬、大眾等公司利用虛擬制造技術(shù)建立“數(shù)字汽車”模型，設計發(fā)動機、車體、電氣線路等，并進行碰撞分析和運動分析、模擬數(shù)控加工和質(zhì)量檢驗等，可將新車型的研發(fā)生產(chǎn)周期從一年以上縮短至2個月左右，開發(fā)成本最多可降到原先的1/10。

　　基于虛擬現(xiàn)實打造的數(shù)字化模擬工廠能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化，并進一步擴展到整個產(chǎn)品生命周期，推動生產(chǎn)組織方式變革。虛擬現(xiàn)實是數(shù)字化模擬工廠的核心技術(shù)，數(shù)字化模擬工廠是以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎，利用虛擬仿真技術(shù)對制造環(huán)節(jié)從工廠規(guī)劃、建設到運行等不同環(huán)節(jié)進行模擬、分析、評估、驗證和優(yōu)化，指導工廠的規(guī)劃和現(xiàn)場改善。數(shù)字化模擬工廠的典型應用包括：加工仿真，如加工路徑規(guī)劃和驗證、工藝規(guī)劃分析等；裝配仿真，如裝配設計、裝配過程運動學分析等；物流仿真，如物流效率分析、物流設施容量、生產(chǎn)區(qū)物流路徑規(guī)劃等；工廠布局仿真，如新建廠房規(guī)劃、生產(chǎn)線規(guī)劃等。

　　隨著三維顯示、圖像處理、傳感等技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實在工業(yè)領域的應用逐漸從設計、生產(chǎn)環(huán)節(jié)向管理、服務等環(huán)節(jié)延伸，為用戶提供更完善的產(chǎn)品及服務解決方案。

　　利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和設備，用戶可獲得身臨其境的沉浸感，實現(xiàn)對工廠設備的遠程監(jiān)控，實時了解數(shù)字化車間的生產(chǎn)狀況，在線獲取工廠設備的運行數(shù)據(jù)，并通過交互技術(shù)實現(xiàn)遠程操作維護、設備管理，或?qū)ΜF(xiàn)場人員進行遠程維護指導和培訓。博世力士樂推出的工業(yè)4.0遠程服務解決方案搭載了自主研發(fā)的InSight Live虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠提供即時的遠程診斷支持，提升現(xiàn)場服務效率并降低維護成本。

　　相關(guān)鏈接

　　從五個方面著手智能制造

　　要實施智能制造，實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)體系的跨越式發(fā)展，其前提條件是深入實施數(shù)字化工程，并從設計、工藝、生產(chǎn)、服務保障、管理的智能化五個方面入手，最終全面實現(xiàn)智能制造。

　　智能化設計：首先建立大量的模板庫(零件庫、模型庫、產(chǎn)品庫)，并形成知識庫，從而實現(xiàn)設計的重用，從模板庫中提煉需要的數(shù)據(jù)和知識，利用參數(shù)化實現(xiàn)自動化、智能化設計。其次從設計方式將從所見即所得(人工操作電腦實現(xiàn)設計)、所言即所得(人通過語音發(fā)出指令實現(xiàn)設計)發(fā)展到所想即所得(人通過腦電波發(fā)出指令實現(xiàn)設計)，進入人機深度交互階段。

　　智能化工藝：智能化工藝將建立設計與制造橋梁，基于智能信息平臺，向下擴展到各工廠制造業(yè)務，向上擴展到總體設計業(yè)務部門。

　　智能化生產(chǎn)：智能化生產(chǎn)可分為智能化設備、單元、生產(chǎn)線、車間、工廠和產(chǎn)業(yè)鏈六個層次。在數(shù)字化生產(chǎn)流程中，要逐步從自動化的設備級做起，根據(jù)需求，由若干設備組成自動化的生產(chǎn)線，由多條生產(chǎn)線建立自動化車間，最后部署成數(shù)字化工廠，對大型復雜產(chǎn)品需要構(gòu)建多個自動化工廠的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

　　智能化服務保障：基于工業(yè)大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡的制造服務，以云計算、數(shù)據(jù)融合處理與分析、遠程監(jiān)控與診斷等技術(shù)為支撐，采用數(shù)據(jù)采集與融合分析、遠程監(jiān)測與控制等技術(shù)，建立網(wǎng)絡遠程狀態(tài)監(jiān)控與診斷和后勤保障系統(tǒng)，支撐運營模式變革，擴展維護、租賃和數(shù)據(jù)分析管理等服務。

　　智能化管理：專家系統(tǒng)或決策支持系統(tǒng)提取準確、實時的數(shù)據(jù)，生成基于BI的管理駕駛艙進行決策。智能化管理系統(tǒng)知道如何組織生產(chǎn)，來收集所有的數(shù)據(jù)，并用一種控制的方式與有關(guān)環(huán)節(jié)進行互動，對捕捉到的數(shù)據(jù)進行實時分析，幫助人們作出決策。

　　■本報記者 路沙

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