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至产学研专家纵论工业互联网如何落地

发布时间:2021-09-17

产学研专家纵论工业互联网如何落地

导读:2015年3月3日,中国工业互联网同盟举行的第3次工业互联网沙龙在北京交通大学知行大厦7层举行。

工业互联网沙龙旨在通过1系列活动,确立工业互联网的概念、内涵、外延、核心内容和指标体系。通过约请业内专家及有实战经验的工业信息化专业人士分享经验,工业互联网沙龙致力于帮助企业确立工业互联网线路图,通过建立样板项目,让企业体会到工业互联网的价值。

本次工业互联网沙龙有10余名业内专家参与讨论,其中包括交大校1般来讲梯形丝杠间隙比较大友之家常务副理事长李正海、北京邮电大学世纪学院计算机学科带头同时可以根据GB、ISO、JIS、ASTM、DIN各种实验标准为用户提供多种实验方案和数据处理方式人陈志成、北京交通大学电机学院机械工程系副主任蒋增强、清华大学车船动力研究中心主任黄德洪、北京大学纵横咨询公司合伙人马兆林、北京车安居停车装备有限公司总经理张林鹏等。

从个性化制造看工业互联网价值

李正海是交大校友之家常务副理事长、9方宏信CIO、工程师,他于1989年毕业于北方交通大学机械系铁道车辆专业。在上大学期间就从事企业信息化工作,曾任目前属于中国南车团体的戚墅堰厂计算机中心主任,至今做企业信息化已有20多年。李正海说,从他20多年企业信息和制造工厂信息的经验来看,工业互联网和工业4.0更重视把原来信息化的工作进行全面的整合和提升,从而到达新的高度。

李正海介绍了世博演艺中心顶部的制造进程。世博演艺中心于2007年12月30日在浦东开工,于2010年3月竣工。全部演艺中心用地面积近8万平方米,地上建筑面积约4.5万平方米,地下建筑约为2万平方米。世博演艺中心造型呈飞碟状,从不同角度和不同空间看,能显现出不同形态。由于特殊圆弧型设计,因此世博演艺中心顶部的每块钢板都不1样,由近1万块不同尺寸和工艺的钢板组成。这样1个大范围的定制化制造进程,恰恰体现出了工业4.0的概念。

世博演艺大厅顶部由1万多块3角板构成,而且每块板的尺寸都不同。每块板由4个组件对扣在1起,通过弯折外延实现对扣,因此需要知道3角板的板扣、折弯系统和折弯的角度这3个参数。当时的设计单位抽掉了3个部门的人手,每天加班到半夜12点,但1天也只能计算30块板子左右的数据。1万多块板子的数据,需要1年多的时间才能计算完。因而,设计单位找到了李正海。李正海曾负责世博中国馆顶部的设计并开发了相应的计算软件。基于世博中国馆的软件,李正海花了两个晚上的时间,为世博演艺中心开发了设计软件,可以实现由设计软件直接输出数据到数控切割机床,1步完成。

工业互联网要以精益制造为基础

随着工业生产的个性化需求与日俱增,愈来愈需要创新的设计方法,这就需要工业互联网和工业4.0。实际上,在机械企业的生产制造进程中,从单个零件的生命周期来看,生产组件、热加工、粗加工、精加工、热处理直到零件装配,这是1个物对物的变换进程,但在很多领域塑料必定会替换掉笨重的金属材料它也是制造信息不断变化的进程。

之前有人问过PDM与ERP的关键差别在哪里?李正海认为,简单的1点就在于PDM是产品数据管理,它不管生产批量。在生产组织进程中,设计部门常常只管设计不管批次,批次则由工艺部门负责。工艺部门有的时候会认为设计师写的型号不对或是没货,因而就自行更改型号然落后行采购,这类现象在企业里非常普遍。李正海分享了汽车制造的案例。他经历过生产范围到达20万辆的汽车制造企业,设计文档和实际装车报目清单零件的差异,能多达19页之多。

1个螺钉从17号换成15号,到底有无影响?影响会有多大?英国航空5390号航班是英国航空团体由伯明翰前往西班牙马洛卡的定期航班,1990年6月10日,飞机的驾驶室中1块挡风玻璃突然飞脱,并将机长吸出机外。凭着副机师的努力,航机安全降落于南安普敦。窗户脱落的缘由是甚么?原来装到档风玻璃上的螺钉不是原始设计的螺钉,结果就出了事故,而这个螺钉是在检验的进程中被更换的。

制造履行系统是工业互联网的核心

蒋增强现为北京交通大学电机学院机械工程系副主任,主要负责工业工程。从念研究生开始,蒋增强就1直从事制造信息化工作。随着我国制造信息化的发展,他经历了从PDM到ERP再到MES的全进程。从2006年开始,蒋增强就开始从事制造履行系统(MES)工作,他经历过的项目主要是面向汽车行业的制造履行系统,包括国内10几个相干制造企业的310余个制造履行系统项目。

关于工业4.0,蒋增强认为制造履行系统就是终体现工业4.0和工业大数据落地的佳平台。制造履行系统分成3层,层是基础的数据收集层,可认为它是CPS信息物理系统的核心,终通过CPS来实现数据的收集和交互。第2层是业务层,也就是全部生产进程中的流程和业务。第3层为数据服务层,通过大数据的分析,检测全部制造系统的健康,和对可靠性和健康性的预测等等。通过制造履行系统,把工业4.0和大数据融到1起了。

从2006年从事制造履行系统开始,蒋增强感觉到企业需求1直在变化。2006年2007年的时候,企业的需求在于信息收集。当时中国出台了不合格企业产品召回条例,企业存在质量出现问题召回后谁来承当损失的问题。究竟是整车厂装配的进程中出了问题,还是加工进程中的问题,还是供应商出了问题。因此早的时候,企业对制造履行系统的要求就是数据的自动收集,收集完了以后归类,然落后行统计,以后数据就成为死数据。

现在企业对制造履行系统的认识加强了很多,MES的11个模块开始使用起来。蒋增强今年在青岛做制造履行系统,对方企业主动提出排产很重要,要把智能排产放位。之前都是蒋增强去跟用户提需求,但是现在企业已完全不1样了,他们已开始了解制造履行系统了,并且发自内心的希望利用这个系统让企业产生质的改变。

智能制造:相信机器还是相信人?

制造履行系统现在主要发展的方向是甚么?蒋增强表示,前期做的制造履行系统是单向的,就是从底层收集数据,很少反过来再去控制数据,构成1个闭环,这主要指的是离散制造行业。企业的制造履行系统只需要收集单向的,不需要反馈,由于怕产生安全问题。很多企业时候担心履行方面的可靠性或是风险。我国目前制造履行系统完全自动化的比例偏低,这里有1个工作习惯问题,企业习惯了人为监控生产进程,1时改不过来。随着工业4.0提出来以后,制造履行系统将从辅助决策的角色向真正履行角色转变,让制造履行系统闭环起来。

从蒋增强的实践来看,很多中国制造企业宁愿相信人,而不相信机器。他曾参观过国内非常先进制造工厂,都是奥地利、意大利进口的全自动新装备,而全自动装备的边上全是国产的半自动装备且大部份需要人工参与。但企业宁愿用半自动化装备,全自动装备虽好,企业觉得只要1个环节出现问题,全部都要停产,而找1个人过来修需要很长时间。半自动化设计,即使某个环节出问题了,其余的环节还在工作,效力会很高,综合下来的本钱比进口的低很多。

德国人有1种思惟,宁愿相信机器,不相信人。德国人的制造技术很高,中国的制造技术不能和德国比。现在的信息化是数据加装备,虽然数据和算法稳定了,但是装备不稳定,所以企业不敢大胆采取自动化装备。要想真正推行落实制造履行系统,必须要打破传统制造企业的思惟惯性。

从中国制造到中国运营

清华车船动力研究中心的黄德洪针对当前热门的柔性制造,提出了 反 柔性制造的观点。所谓柔性制造,指制造企业利用互联网平台让用户参与制造,厂家提供不同的模块,让用户自己组合。让客户参与制造是潮流,保时捷的口号是任何1辆保时捷都是不1样,由于全是客户化定制。另外,柔性生产非常关键,除个性化生产制造外,当面临常常修改的定单或设计,全部生产制造流程也需要相应调剂。

黄德洪说,现在制造业有1种理念,就是不卖产品而改成卖服务,因此这是1种 反 柔性制造的观点。反柔性制造相当于大楼中央空调的反进程,中央空调通过输入电能构成温差,冬季供热夏季制冷。过去是卖空调厂商卖空调产品,现在改成卖制冷服务。很多房地产开发商已不买中央空调了,转而买冷冻水。举例来讲,开发商依照每立方冷冻水5分钱,夏天7度出12度回,每小时的流量5百立方就能够满足楼的制冷或取暖。开发商按每一个立方5分钱支付给空调企业,工资、水电等全由空调企业自管,开发商相当于把中央空调本钱全摊薄在这5分钱里,风险也相应锁定了。空调厂商从卖空调产品转而提供冷冻运营服务,从产品制造商转为运营服务商,这就是从中国制造走向中国运营的概念。

从卖产品转向卖服务,对客户大的价值,1是以近于零投资的方式下降了早期投入本钱,2是对厂商来讲实现了非常稳定的现金流,由于卖产品是1次性的,而服务必须1直采购下去。从中国制造到中国运营,还有1个好处,就是竞争力变了。如果中国企业与西门子比制造发机电,西门子的发机电可以把工业品做的像艺术品1样,到达头发丝的210分之1,中国企业目前做不到这样的精度。但通过卖运营服务的方式,中国企业以运营商的身份出现,就构成了新的商业模式。中国高铁的输出,就是采取这类模式。

黄德洪介绍,针对特殊行业,反柔性制造把产品模块化,再依照用户需求,以达积木的情势满足用户的需求。以美国普惠发动机为例,它提供了1款280千瓦的电站,做成了1个集装箱的模样。不论是甚么样的能源项目,都用这280千瓦电站拱积木。如果是发电700千瓦就用3台,如果发电1000千瓦就用4台,这样1来就是大幅简化生产环节,生产这款电站的工厂也只有1百多个人。虽然整体制造本钱略有升高,但管理的费用大幅下降了,供货周期大为缩短,综合服务计算下来,还是比较划算的。

机器人解决人材不足问题

陈志成长时间研究工业4.0与智能制造、人工智能系统、物联网与云计算等领域,前后担负北京邮电大学世纪学院计算机学科带头人、华为技术有限公司技术专家等职,现任中国人工智能学会基础专业委员会常务委员、中国通讯学会云计算专家委员会委员、中国信息协会大数据分会理事、北京格分维科技有限公司总经理。

陈志成说,现在各地都出台了扶持政策,支持当地发展工业4.0。浙江提供了5000亿支持当地的企业进行升级改造,并成立了1个专业委员会。广东、深圳也都出台了相应政策扶持当地的智能制造业。陈志成前不久参观了TCL的广东工厂,工厂里面的生产线上,已用上很多机器人,本来贴商标、拧螺丝的人工都改成数控机床、机械手,运输也改成先进的无人运输车。

浙江省政府5000亿的拨款,在5年以内,生产制造企业都可以申请。浙江省政府成立了专家评审团,对项目进行1半的补贴或是补贴4分之3。专家组织除评审,还帮助企业评估升级改造的方式。江浙1带的企业对先进制造的技术其实不了解,也不知道德国、日本的哪些机器人合适他们的需求。因此,如果单独采购机器人,肯定价格不菲。现在通过专委会平台统1进行商务谈判,有1个打包的价格,就非常便宜了。

陈志成介绍了1个案例。浙江有1个砖厂,原来有500多个人,后来西部地区的员工陆续都回老家了,这个工厂被迫关掉了两条生产线。后来该厂进行升级改造,从国外引微米磨擦磨损实验机(10N)进机器人,工程总价两3百万,通过专家评审和浙江省的支持,该厂实际自掏510万,就把机器人领回家了。原来1条生产线上有16个人,现在只需要2个人,多的时候4个人就弄定了。原来是8小时工作制,工人1般都工作10个小时,现在用上了机器人后,基本上是转16个小时,只要两个人盯着就能够了,生产制造效力大幅提升。

国家重视增进工业互联网大发展

李正海表示,随着国家的物资愈来愈丰富,愈来愈需要实现工业产品的个性化与可定制化。而1旦往个性化与定制化方向发展,传统的工业就会面临挑战。传统的制造业模式,没法处理个性化和定制化的定单。10多年前,曾有1本书《大范围定制》,它的核心为当定制产品的总量是到达大范围后,为了适应这类大范围定制,所以企业需要1系列的策略,这类策略就包括定制化生产、内部的标准化,和车间生产、组织、装备的流程化、自动化和智能化。

陈志成表示,从政策角度来说,中国目前已意想到了工业落后。从技术角度来说,中国跟欧美日本比,确切还是比较落后,在核心零部件上面掌握的技术很少,但是无妨碍中国进1步引进、消化和吸收国际先进技术。当经济水平发展到1定程度,国家下决心做起来以后,发展也是很快的。

陈志成说他从2006年开始做物联网,那个时候很多人其实不看好物联网。后来温家宝到嘉兴发言,要做智慧中国,马上就成立了无锡智能物联网基地。北京邮电大学个在无锡建立了研究院,然后就是中移动、中联通。目前中国有70到80的物联网传感器,都是从无锡生产的,其次是深圳。

总而言之,工业4.0与工业互联网是1项系统工程和社会工程,从生产制造、企业管理、经营模式,到质量文化、知识文化、人材培养,再到打破传统的观念与理念等,各个方面都需要下工夫,齐头并举、相互增进,才能真正实现和落地工业4.0与工业互联网。