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電子加工新聞

信息化將如何驅(qū)動(dòng)未來工業(yè)化發(fā)展?

星之球科技 來源:中華工控網(wǎng)2016-08-09 我要評(píng)論(0 )   

 7月27日,《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》正式頒布,這將為未來10年國(guó)家信息化發(fā)展提供規(guī)范和指導(dǎo)。信息技術(shù)加速與各領(lǐng)域技術(shù)深度

     7月27日,《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》正式頒布,這將為未來10年國(guó)家信息化發(fā)展提供規(guī)范和指導(dǎo)。信息技術(shù)加速與各領(lǐng)域技術(shù)深度融合,引發(fā)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的深刻變革,大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合,推進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),已是勢(shì)在必行。
 
信息化驅(qū)動(dòng)工業(yè)化是大勢(shì)所趨
 
 ?。ㄒ唬┕I(yè)軟件充斥整個(gè)制造業(yè)
 
  在工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)化過程中,工業(yè)軟件將傳統(tǒng)意義下的機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化等硬件制造轉(zhuǎn)化為具備數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的“軟性制造”,在未來制造業(yè)中,將扮演著愈發(fā)重要的角色。
 
  德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略將工業(yè)軟件提升到了前所未有的高度。“工業(yè)4.0”中囊括了CRM(客戶關(guān)系管理)、PDM(生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理)、SCM(產(chǎn)業(yè)鏈管理)、PLM(產(chǎn)品生命周期管理)、CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))等軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),從而將分散的各種信息匯總分析,為未來制造工藝帶來決定性的影響。在整個(gè)“工業(yè)4.0”中,軟件將是非常重要的。硬件僅代表一個(gè)制造工藝的流程接口,它將會(huì)通過軟件,特別是通過不斷地去適應(yīng)軟件來逐步完善生產(chǎn)流程,判斷并執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。正因?yàn)槿绱?,軟件將?huì)在“工業(yè)4.0”中起到至關(guān)重要的作用。
 
  例如,“工業(yè)4.0”從4個(gè)維度優(yōu)化生產(chǎn)工程。通過將各種工業(yè)軟件充斥到制造流程之中,來解決產(chǎn)品生命周期的不斷縮短、物流交貨周期的不斷加快以及客戶定制要求的多樣化的問題。即:訂單管理、產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)設(shè)備研發(fā),希望提升“物理世界”中的工廠/車間的生產(chǎn)效率。
 
  如果從任意一個(gè)維度來看“工業(yè)4.0”,都有可能是完全不同的結(jié)果。但是,無論從哪個(gè)維度,信息處理的關(guān)鍵點(diǎn)“信息”與物理現(xiàn)象的關(guān)鍵點(diǎn)“網(wǎng)絡(luò)”之間的連接處都是“工廠/車間”。因此,“信息物理系統(tǒng)”作為實(shí)體的操作設(shè)備,其作用是對(duì)于任何維度的定位都是對(duì)等的,其接續(xù)性是特定的前提。
 
 ?。ǘ┐髷?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造業(yè)邁向智能化
 
  隨著制造技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化管理理念的普及,制造業(yè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng),也越來越依賴信息技術(shù)。以致于制造業(yè)的整個(gè)價(jià)值鏈,制造業(yè)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期都涉及到諸多的數(shù)據(jù),制造業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出爆炸性增長(zhǎng)的趨勢(shì)。尤其是,隨著大規(guī)模定制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的發(fā)展,制造業(yè)企業(yè)還需要實(shí)時(shí)從網(wǎng)上接受眾多消費(fèi)者的個(gè)性化定制數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同配置各方資源,組織生產(chǎn),管理更多的各類有關(guān)數(shù)據(jù)。
 
  因此,大數(shù)據(jù)可能帶來的巨大價(jià)值正在被傳統(tǒng)制造業(yè)所認(rèn)可,它通過技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,以及數(shù)據(jù)的全面感知、收集、分析、共享,為企業(yè)的管理者和參與者呈現(xiàn)出一個(gè)全新的看待制造業(yè)價(jià)值鏈的方法。
 
  1、實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)
 
  在“工業(yè)4.0”中,通過信息物理系統(tǒng)(CPS)實(shí)現(xiàn)工廠/車間的設(shè)備傳感和控制層的數(shù)據(jù)與企業(yè)信息系統(tǒng)融合,使得生產(chǎn)大數(shù)據(jù)傳到云計(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)、分析,形成決策并反過來指導(dǎo)生產(chǎn)。具體而言,生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備都將配備傳感器,抓取數(shù)據(jù),然后經(jīng)過無線通信連接互聯(lián)網(wǎng),傳輸數(shù)據(jù),對(duì)生產(chǎn)本身進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。而生產(chǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同樣經(jīng)過快速處理、傳遞,反饋至生產(chǎn)過程中,將工廠升級(jí)成為可以被管理和被自適應(yīng)調(diào)整的智能網(wǎng)絡(luò),使工業(yè)控制和管理最優(yōu)化,對(duì)有限資源進(jìn)行最大限度的使用,從而降低工業(yè)和資源的配置成本,使得生產(chǎn)過程能夠高效地進(jìn)行。
 
  例如在過去,在設(shè)備運(yùn)行的過程中,自然磨損本身會(huì)使產(chǎn)品的品質(zhì)發(fā)生一定的變化。伴隨信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,通過傳感器技術(shù),實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù),知道產(chǎn)品出了什么故障,哪里需要配件,使得生產(chǎn)過程中的這些因素能夠被精確控制,從而真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能化。一定程度上,工廠/車間的傳感器所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)直接決定了“工業(yè)4.0”所要求的智能化設(shè)備的智能水平。
 
  此外,從生產(chǎn)能耗角度來看,設(shè)備生產(chǎn)過程中利用傳感器集中監(jiān)控所有的生產(chǎn)流程,能夠發(fā)現(xiàn)能耗的異?;蚍逯登闆r,由此能夠在生產(chǎn)過程中不斷實(shí)時(shí)優(yōu)化能源的消耗。同時(shí),對(duì)所有流程的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,也將會(huì)整體大幅降低生產(chǎn)能耗。
 
  2、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制
 
  大數(shù)據(jù)是制造業(yè)智能化的基礎(chǔ),其在制造業(yè)大規(guī)模定制中的應(yīng)用包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、訂單管理、智能化制造、定制平臺(tái)等,核心是定制平臺(tái)。定制數(shù)據(jù)達(dá)到一定的數(shù)量級(jí),就可以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用,通過對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘,實(shí)現(xiàn)流行預(yù)測(cè)、精準(zhǔn)匹配、時(shí)尚管理、社交應(yīng)用、營(yíng)銷推送等更多的應(yīng)用。同時(shí),大數(shù)據(jù)能夠幫助制造業(yè)企業(yè)提升營(yíng)銷的針對(duì)性,降低物流和庫(kù)存的成本,減少生產(chǎn)資源投入的風(fēng)險(xiǎn)。
 
  利用這些大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將帶來倉(cāng)儲(chǔ)、配送、銷售效率的大幅提升和成本的大幅下降。這將會(huì)極大地減少庫(kù)存,優(yōu)化供應(yīng)鏈。同時(shí),利用銷售數(shù)據(jù)、產(chǎn)品的傳感器數(shù)據(jù)和供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)等大數(shù)據(jù),制造業(yè)企業(yè)可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)全球不同市場(chǎng)區(qū)域的商品需求。由于可以跟蹤庫(kù)存和銷售價(jià)格,制造業(yè)企業(yè)便可節(jié)約大量的成本。
 
  “工業(yè)4.0”本質(zhì)是基于信息物理系統(tǒng)(CPS)實(shí)現(xiàn)“智能工廠”,使智能設(shè)備根據(jù)處理后的信息,進(jìn)行判斷、分析、自我調(diào)整、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)加工,直至最后的產(chǎn)品完成等步驟??梢哉f,智能工廠已經(jīng)為最終的制造業(yè)大規(guī)模定制生產(chǎn)做好了準(zhǔn)備。
 
  實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者個(gè)性化需求,一方面需要制造業(yè)企業(yè)能夠生產(chǎn)提供符合消費(fèi)者個(gè)性偏好的產(chǎn)品或服務(wù),一方面需要互聯(lián)網(wǎng)提供消費(fèi)者的個(gè)性化定制需求。由于消費(fèi)者人數(shù)眾多,每個(gè)人的需求不同,導(dǎo)致需求的具體信息也不同,加上需求的不斷變化,就構(gòu)成了產(chǎn)品需求的大數(shù)據(jù)。消費(fèi)者與制造業(yè)企業(yè)之間的交互和交易行為也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),挖掘和分析這些消費(fèi)者動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),能夠幫助消費(fèi)者參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等創(chuàng)新活動(dòng)中,為產(chǎn)品創(chuàng)新作出貢獻(xiàn)。制造業(yè)企業(yè)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,進(jìn)而傳遞給智能設(shè)備,進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、設(shè)備調(diào)整、原材料準(zhǔn)備等步驟,才能生產(chǎn)出符合個(gè)性化需求的定制產(chǎn)品。
 
信息化驅(qū)動(dòng)工業(yè)化是必然規(guī)律
 
  隨著德國(guó)“工業(yè)4.0”以及美國(guó)“制造業(yè)回歸”的強(qiáng)力推動(dòng)以及我國(guó)國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力、土地等成本的上升,我國(guó)制造業(yè)依賴傳統(tǒng)比較成本優(yōu)勢(shì)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的局面難以為繼。加快制造業(yè)智能化的發(fā)展進(jìn)程,培育和發(fā)展新優(yōu)勢(shì),是在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中主動(dòng)出擊,促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大戰(zhàn)略抉擇。
 
 ?。ㄒ唬┮?guī)律:從工業(yè)化到智能化的演變
 
  傳統(tǒng)工業(yè)化的技術(shù)特征是利用機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和批量銷售。在當(dāng)前復(fù)雜的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和國(guó)內(nèi)環(huán)境下,要提升我國(guó)制造業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位,解決制造業(yè)大而不強(qiáng)的問題,就必須從傳統(tǒng)生產(chǎn)方式向智能化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。
 
  現(xiàn)代工業(yè)化的技術(shù)特征,除了物理系統(tǒng)(機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化)之外,還要通過融合信息系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化),最終實(shí)現(xiàn)信息物理系統(tǒng)(智能化)。“工業(yè)4.0”時(shí)代,中國(guó)制造業(yè)向智能化發(fā)展,存在著巨大的空間和潛力。目前,我國(guó)正處在工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程之中,經(jīng)濟(jì)的崛起必定首先依托制造業(yè)。新一輪工業(yè)革命在帶來諸多挑戰(zhàn)的同時(shí),也將為我國(guó)新一輪制造業(yè)發(fā)展提供許多難得“契機(jī)”。歷史經(jīng)驗(yàn)表明,每一次工業(yè)革命都為后發(fā)國(guó)家成功實(shí)現(xiàn)趕超提供“契機(jī)”,英、德、美、日等都是通過把握工業(yè)革命的機(jī)遇而成功的。就我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)而言,新一輪工業(yè)革命將會(huì)同樣帶來趕超發(fā)展的“契機(jī)”。
 
  以前,我國(guó)制造業(yè)技術(shù)含量不高,一直處于國(guó)際產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的低端環(huán)節(jié)。工業(yè)化和信息化深度融合有效地為制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展奠定了殷實(shí)的基礎(chǔ)。毫無疑問,“工業(yè)4.0”時(shí)代,新一輪工業(yè)革命將更快速地帶動(dòng)兩化深度融合。信息技術(shù)向制造業(yè)全面嵌入,將打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式和管理方式,生產(chǎn)制造過程與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的深度集成,將實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)要素的高度靈活配置,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn),從而有力推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐。
 
 ?。ǘ┮?guī)律:內(nèi)、外部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同
 
  “工業(yè)4.0”定義了制造商、供應(yīng)商乃至開發(fā)商之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同結(jié)構(gòu),主要目的是實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)與研發(fā)的協(xié)同、研發(fā)與生產(chǎn)的協(xié)同、管理與通信的協(xié)同,從而形成一個(gè)完整的制造網(wǎng)絡(luò),由多個(gè)制造企業(yè)或參與者組成,它們相互交換商品和信息,共同執(zhí)行業(yè)務(wù)流程。
 
  內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同主要是指“智能工廠”的“智能生產(chǎn)”,重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程,以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn),其核心就是在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用中,通過信息物理系統(tǒng)(CPS),利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)、軟件技術(shù)和通信技術(shù),加強(qiáng)信息管理和服務(wù),提高生產(chǎn)過程的可控性,從而實(shí)現(xiàn)研發(fā)、生產(chǎn)、制造工藝及工業(yè)控制等全方位的信息覆蓋,全面控制各種信息,確保各個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)都能處于最優(yōu)狀態(tài),從而引導(dǎo)制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
 
  未來制造業(yè)中,每個(gè)工廠是獨(dú)立運(yùn)作的模式,每個(gè)工廠都有獨(dú)立運(yùn)行的生產(chǎn)管理系統(tǒng),或者采用一套生產(chǎn)管理系統(tǒng)來管理所有的工廠的操作。但是隨著企業(yè)的發(fā)展,企業(yè)設(shè)有不同的生產(chǎn)基地及多個(gè)工廠,工廠之間往往需要互相調(diào)度,合理地利用人力、設(shè)備、物料等資源,企業(yè)中每個(gè)工廠之間的信息流量越來越多,實(shí)時(shí)性的要求越來越高,同時(shí)每個(gè)工廠的數(shù)據(jù)量和執(zhí)行速度的要求也越來越高。這就要求不同工廠之間能夠做到網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,確保實(shí)時(shí)的信息傳遞與共享。
 
  在全球化與互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,協(xié)同不僅僅是組織內(nèi)部的協(xié)作,而且往往要涉及到產(chǎn)業(yè)鏈上、下游組織之間的協(xié)作。一方面,通過外部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,消費(fèi)者與制造業(yè)企業(yè)共同進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā),滿足個(gè)性化定制需求;另一方面,通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,配置原材料、資本、設(shè)備等生產(chǎn)資源,組織動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)制造,縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,滿足差異化市場(chǎng)需求。這樣一來,外部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造使得一個(gè)工廠根據(jù)自己的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)檔期,只生產(chǎn)某一個(gè)產(chǎn)品的一部分,外部的物流、外部工廠的生產(chǎn),包括銷售等整個(gè)的全產(chǎn)業(yè)鏈能夠聯(lián)系起來,有效地實(shí)現(xiàn)了資源的整合。

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