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工业自动化“新常态”数控机床进入“智能制造”领域

2014年12月30日 13:54中国机床商务网点击:4859

  【中国机床商务网 投稿专栏】随着劳动力成本的持续上升,今年以来,越来越多的传统制造企业通过引进和开发智能化设备,优化产品设计与生产工艺,实现生产自动化,也为机器人、智能设备工业迅速崛起提供了良好契机。2015年中国的智能化产业将有更多的市场机遇。作为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点,机器人、人工智能、移动互联、大数据、新型传感器、3D打印以及由此带来的智能制造技术,正日益成为我国工业转型升级、由制造大国向强国转变的重要技术手段。
  
  互联网向制造环节渗透
  
  十八大报告提出了四化同步、两化深度融合的方向。工信部也在积极推动两化深度融合,去年发布了《工业和信息化深度融合专项行动计划》,其中第七个专项行动就叫做互联网与工业融合创新行动。互联网进一步向制造环节渗透,网络协同制造、工业云已经开始出现。
  
  随着互联网与工业的融合趋势不断加强,智能制造发展不断深入,美国和德国变革制造业的战略构想日趋明朗。工业互联将大大提高企业的灵活性,中小企业将成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
  
  在互联网背景下,产品生产与价值的创造日益走向社会化和公众参与,企业与客户间的关系趋向平等、互动和相互影响。所谓工业互联网,即在低成本小型化传感技术取得突破的基础上,泛在的制造信息与互联网及物联网技术交会将促使生产制造过程智能化、互联化,将人和机器、机器与机器连接起来,为制造商和客户带来前所未有的数据、信息和解决方案。
  
  通用电气估计,在未来20年,生产率的这种加速增长将提振全球GDP(国内生产总值)多达10-15万亿美元。据悉有关部门正在推动互联网与工业融合创新的顶层设计和前期规划,包括出台相关政策措施,法律法规与标准。国际上工业互联网的代表,是美国的先进制造战略,和德国的工业4.0。通过互联网,大数据,云计算,宽带网络等技术,通过接入传感器,实现对物理设备的信息感知、网络通信、远程控制和协作。
  
  在传感器方面,根据物联网十二五规划的数据,目前全国传感器市场规模超过900亿元,但进口占比高达80%,传感器芯片进口占比更是高达90%。尽管国内也有不少传感器相关上市公司,比如长电科技、歌尔声学、汉威电子、中航电测、大立科技、高德红外、聚光科技等,但多为产业链中技术门槛不高的环节,可见,国内传感器生产技术还远远落后于西方国家。
  
  在数据处理技术方面,工业互联网的深入发展,使得大数据分析不再局限于结构化的历史数据,因为传感器采集的多是非结构化数据,对数据分析技术的要求更高。因此,由现有的网络数据处理走向企业级应用、移动终端数据应用,将是数据处理的下一轮创新中心。
  
  数控机床进入“智能制造”领域
  
  经过近些年来在进一步提高精度、效率、自动化、智能化、网络化的基础上,逐步向加工单元和尖端柔性制造系统过渡。而中国机床工业在经历了学习、模仿、自主创新的发展过程后,目前在精度、效率、自动化、智能化、环保等方面与国外先进水平之间还存在相当大的差距。
  
  数控机床与工业机器人的配合使用更使得智能生产或者“无人化”工厂成为发展趋势。数控一代和智能一代是信息化和工业化深度融合的产物,可以看到机械产品的数控化和智能化创新具有鲜明的特征、本质的规律,可以普遍运用于各种机械产品创新,可以引起机械产品的升级换代,引起机械工业的深刻变革。
  
  中国目前一些行业的劳动力成本的不断上升,随之出现的“用工荒”为数控机床提供了又一具有潜力的应用领域--智能制造。中国企业越来越多地向智能制造转型以减轻人力短缺的影响,企业需要能够720小时连续不断高质量运转的机床设备,这就使得机床设备的可靠性变得尤其重要。
  
  目前,国产高档数控机床开始进入国家重点发展领域和国防军工建设领域,国民经济发展中急需的高档数控机床过度依赖进口的局面,正在逐步得到改善,国产金属加工机床产值市场占有率继续提高,达到了80%,国产数控机床产值市场占有率达到75%。
  
  今年,沈阳机床中捷立加事业部将i5数控系统搭载到立式车床、立式钻攻中心和立式加工中心等产品上,推出了具有自动对刀、特征编程、加工仿真、实时监控、智能诊断、远程控制等功能的智能机床,可实现网络智能制造以及工厂分布式、分级式布局,引领机床行业进入“智能制造”领域。
  
  数字化正在引发制造业革命
  
  业内人士指出,未来制造业将由信息技术主导,并采用先进制造模式、先进制造系统和先进制造技术。数字化制造技术是产品创新和技术创新的共性使能技术,它将促进产品和工艺设计更趋现代化,加工制造更加精密、快速,制造系统更加柔性、智能。数字化制造技术将改变制造业的设计、生产、管理和服务方式,从而推动产业形态和制造模式的深刻变革。
  
  随着全球、全国产业升级,工业4.0、数字化工厂将不仅仅是停留在鲜活的概念阶段,其能极大地改大企业、行业、国家的核心竞争力,已在一些行业逐步应用,爆发趋势渐近,发展空间巨大。数字化工厂是“工业4.0”的核心环节,发展空间巨大、爆发趋势渐近。“工业4.0”是通过信息物理系统相结合的手段,实现整个供应链的动态最优化的先进智能制造思想。数字化工厂是实现“工业4.0”的核心中间环节,是信息化与自动化重要结合点,智能制造必要的一环。金模网CEO罗百辉认为,数字化所带来的魔力,自动化需要大量的数据,包括机械、传感器等,这些数据需要通过数字化实现。譬如说大型燃气轮机有1500个传感器,每一个传感器都可以讲述自己的故事。不过,数据不是最终目标,而要如何通过数字化获得数据,并对数据进行评估、筛选和分析,然后从中真正获得对业务的理解。
  
  将数字化技术用于制造过程,可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性,从而提高产品生产过程的质量和效率,增强工业产品的市场竞争力。先进的制造工艺、智能化软件和柔性的自动化设备、柔性的发展战略构成未来企业竞争的软、硬件资源。个性化需求和不确定的市场环境,要求克服设备资源沉淀造成的成本升高风险,制造资源的柔性和可重构性将成为当今企业装备的显著特点。
  
  利用数字化制造技术可提升质量设计水平。可以从3D模型中获取产品设计公差,通过工艺仿真技术分析和统计公差分布情况,并在虚拟环境下进行零件装配模拟,在生产和装配前调整质量设计,从而大大缩短研发周期,降低研发成本。
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