智能制造在當下大熱,正確認識智能制造的路徑和能力建設,具有非常重要的實踐意義。
三個階段???????????
完整的智能制造包含智能化產品設計、智能化產品生產和智能化運維服務等三個階段。
第一階段不僅要完成產品智能化需求定義,還必須采用全數字化的手段開展產品設計和工藝設計,在虛擬環境下完成產品使用過程的性能仿真與驗證、生產過程的工藝仿真和配置、服務過程的運行優化和維修仿真,綜合形成智能產品的完整數字化產品模型。
第二階段首先獲得完整數字化產品模型,智能工廠的管理系統才能夠主動識別加工對象和生產要素,結合工廠的智能設備和智能物流編制合理的生產計劃。然后,智能設備按照生產計劃主動傳遞物料和執行加工、檢驗、包裝、發貨等任務。遇到各種突發事件時,智能設備與管理系統配合采取相應的措施,最終完成智能化的生產。同時,智能化服務系統保障工廠中各種智能生產設備的安全正常運行。
第三階段需要持續獲得智能產品使用中的運行參數和健康狀態,根據該智能產品設計知識給出優化運行參數方案,提高產品的使用價值。根據智能產品的維修知識提供預測維修服務,提高產品的完好率,延長產品的使用壽命,反饋產品質量改進建議和創新需求,達到智能維修服務的目的。
數字化設計是源頭???????????
企業如果沒有完整的數字化設計能力,設計的產品就很難以單一數據源的方式,無縫傳遞到工廠。企業即使購買了智能設備和數字化車間,依然不能實現智能化的生產。與此同時,如果生產的產品,并非智能產品,那么服務也很難開展智能化的服務。
因此,智能化設計是整個智能制造的基礎。
企業如果能夠生產智能產品,但沒有智能化運維服務的能力,就不能對自己生產的產品實行智能化服務。即使通過智能設備構建智能工廠時,那么仍然可能會導致失敗。
顯然,智能化服務是智能制造的保障。
智能工廠是智能制造的主體,它包括兩大部分,即智能設備構成的生產線,和生產計劃與調度管理系統。前者屬于硬件建設,可以從設備制造商那里購買。后者屬于軟件建設。但從軟件供應商那里,往往只能買到通用的平臺,必須根據生產產品的特點重新進行客戶化定制。
由上可見,構造智能制造系統包含以下四種能力的建設,概括起來為三軟一硬:?
每一種能力建設都涉及到人才和資金,缺一不可。不同類型的能力建設對人才和資金的要求不同。通常來說,軟件能力建設對人才的要求高于資金,硬件能力建設則相反。如何合理安排企業智能制造的建設路線和資源,便是一門值得研究的課題。
兩條道路???????????
第一條道路是把建設智能工廠放在首位,購買一套完整的智能生產設備和生產管理系統。然而實際的情況是,如果企業不具備數字化產品設計能力,智能工廠無法開展智能制造,反而可能引起極大的浪費。如果這個時候,企業回頭再去對數字化產品設計能力進行補課,那么智能工廠隨時間的貶值或與產品匹配發生問題,都會造成嚴重的損失。
像中國的汽車市場一樣,中國智能制造市場對國外供應商具有無比巨大的吸引力。一旦中國智能制造市場被別人全面占領以后就很難奪回來,失去的不僅僅是一個市場,而是大多數中小企業跟不上智能制造的步伐,少數大企業的制造業數據掌握在別人手里,中國制造大國的地位就會丟掉。
第二條道路是把建設智能化產品設計能力放在首位。實際智能設計并不容易,那么至少要從全數字化產品設計能力建設。加強產品設計的智能化創新,構建產品數字化的基礎能力,從而為智能制造打下的堅實基礎。與此同時,開展智能服務的預先研究,為后續加快產品更新換代速度,實現產品創新突破做好準備。只有數字化設計能力過關,并在適當的時候投資智能工廠的建設,保證智能制造的三種能力協調并進,才能最終順利達到智能制造的目的。
這個過程中,一方面大企業拉動,另外一方面也需要讓中小企業也能跟上智能制造的步伐。這是推動中國制造業全面走向智能制造的唯一保證。
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