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為什么是工業4.0?

2018-02-01 13:17 [制造執行MES] 來源于:中國廉政網
導讀:工業4.0的概念最初是在2011年德國漢諾威工業博覽會上被提出的。2013年,德國政府將工業4.0納入國家戰略。
     
        圖為機器人在浙江省瑞安市瑞明集團智能化托盤線上搬運物料。
     工業4.0的內涵
  工業4.0的概念最初是在2011年德國漢諾威工業博覽會上被提出的。2013年,德國政府將工業4.0納入國家戰略。
  作為一種新型工業形式,工業4.0以智能制造為主導,利用信息物理系統將生產中的供應、制造、銷售信息數據化,形成有效的網絡,通過信息共享與交流,達到快速、有效、個性化的產品供應。由此,通過智能制造,可以生產出智能產品,形成智能工廠,使得工廠能夠直接與消費需求對接。
  在智能生產過程中,傳感器、智能診斷和管理系統通過網絡互聯,單一分散的程序控制轉變為綜合智能控制,使得制造工藝能夠根據制造環境和制造過程的變化來進行實時優化,提升產品的質量和生產效率,從而實現資源、信息、物品和人的相互關聯。
  可以說,正是信息技術對生產制造各個環節的滲透,使得生產設備具有了感知、分析、決策、控制等功能,實現了生產工藝與管理流程的全面融合,體現出制造技術與信息技術的深度融合。
  德國人工智能研究所首席執行官兼科學總監沃夫岡·瓦爾斯特表示:“德國工業4.0是德國政府推行的‘新一代智能工廠計劃’,以信息物理系統為基礎。這意味著網絡進入工廠大生產,是一個嶄新的工業制造邏輯和方式。過去是以中心控制指揮系統,每一分鐘對機器發出指令?,F在我們有了完全不同的生產結構,按照商品所附帶的信息,由這些信息告訴機器需要什么樣的生產過程,以制造出符合客戶要求的產品。”
  工業4.0與工業革命
  在人類工業發展歷史進程中,科學和技術的更新一直促進著人類生產方式的改變與進步。
  18世紀后期,以蒸汽機的發明為基礎,第一次工業革命開始于英國。這次工業革命的結果是以機械生產代替手工勞動,經濟社會從以農業、手工業為基礎轉變為以工業和機械制造帶動經濟發展的狀況,人類由此進入工業1.0時代。
  19世紀末期,隨著電力的廣泛應用,電力驅動的大規模生產出現,第二次工業革命爆發。在零件生產與產品裝配實現分離的基礎上,產品批量生產的新模式出現,這種新型高效的生產模式帶領人類進入工業2.0時代。
  第三次工業革命開始于20世紀70年代。隨著電子和信息技術的廣泛應用,制造過程不斷實現自動化,機械設備開始代替人類作業,人類進入工業3.0時代。
  近年來,隨著互聯網、大數據、云計算等高新技術的迅猛發展,新技術日益參與到生產過程中去。在信息化與工業化相交織的背景下,工業4.0應運而生。在德國,工業4.0被認為是第四次工業革命。
  我國在智能制造上取得的成績
  “中國的智能制造發展取得了積極成效。”工業和信息化部部長苗圩在2017智能制造國際會議上表示,我國發布了《智能制造發展規劃》《智能制造工程實施指南》《國家智能制造標準體系建設指南》等,高性能大型金屬構件激光增材制造裝備、分布式控制系統(DCS)等一些關鍵技術與裝備取得重大進展,探索形成網絡協同制造、大規模個性化定制等一批較成熟、可復制、可推廣的智能制造新模式,持續深化國家、地方和企業層面的智能制造國際合作。
  在湖南,博世汽車部件(長沙)有限公司建立起了全新第九代防抱死剎車系統(ABS)馬達裝配生產線。這一以智能化為亮點的新生產線,就是該公司的工業4.0示范生產線。整條裝配生產線僅需2名工人,所有生產環節的監控管理交由人機交互界面進行。從將生產計劃發送至生產執行系統,從原材料的準備到配送,從制造成品到包裝,整個裝配生產線實現了設備、物料、人的互聯。與傳統生產線相比,新生產線生產效率提高30%以上。
  近年來,浙江瑞安市著力推進制造業智能升級,建設機器人及智能制造創新服務平臺,在企業研發、生產、管理和服務環節推進“機器人+”建設,提升智能制造水平。在瑞安瑞明集團智能化澆鑄單元,工作人員可以通過操縱機器人舀鋁水制作缸蓋毛坯。在該生產單元,1個工人可操縱2臺機器人,替代人力完成高風險、高強度的工作。該集團智能化托盤線上的物料搬運工作由機器人完成。這一生產線上,1個工人可操縱4臺機器人,輕松完成相當于以前30個工人的工作。
  我國智能制造發展方向
  黨的十九大報告指出,“推動新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展”“加快建設制造強國,加快發展先進制造業,推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合”。
  “發展智能制造,是中國實現新興產業培育發展與傳統產業改造升級有機結合的最佳途徑。”苗圩指出,《中國制造2025》已將智能制造作為主攻方向和突破口。抓住智能制造這個核心,必將對深化制造業和互聯網融合發展,夯實實體經濟根基產生重要而深遠的影響。要積極主動適應智能制造發展趨勢,在良好開局基礎上,加快培育智能制造發展生態,推動智能制造深入發展:一是深入實施智能制造工程;二是持續推進智能制造試點示范,積極開展國家智能制造示范區建設;三是著力增強標準、工業軟件、工業互聯網和信息安全的基礎支撐能力;四是積極培育智能制造生態,打造具有行業特色的系統解決方案供應商。

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