风口观察 | 制造业迎来新瓶颈,传统自动化如何转型为智能制造?

2021-09-25 15:31 大众报业·风口财经阅读 (12074) 扫描到手机

        风口财经记者 吴思

  在用户诉求更加个性化时,制造企业如何向“智造”转型,实现2025战略目标,是很多企业面临的挑战。

  9月24日,智能制造创新发展高峰论坛在青岛国际会展中心举办。德国菲尼克斯集团高级顾问、原副总裁兼智能制造学院院长杜品圣博士,德国Wandelbots机器人公司中国区负责人曾丽敏博士及企业代表,围绕传统产业数字化、智能转型与企业价值展开探讨。

自动化技术是智能制造基础

  自2010年以来,我国制造业产量已连续11年位居世界第一,同时我国制造业水平也在不断攀高。

  据统计,2020年二季度至2021年二季度,几乎所有电气自动化企业增速达到历史最高水平。尤其是机器人,数控机床和自动化控制系统,生产商营收同比增长40%以上。据统计,今年1-6月制造业投资同比增长19.2%,高技术制造投资增长更猛,增长29.7%。

  市场日益复苏,投资热情不断高涨,中国制造业转型升级也加快了步伐。在“数字化”成为主流时,人们更加关注互联网平台建设、企业组织结构的重组,强调互联网工业、IT信息、软件技术对制造业发展的影响。

  “现在很多人认为当前已进入智能制造时代,实现中国制造2025的发展目标,不再需要自动化制造技术。但其实,自动化技术是智能制造的基础,智能制造是自动化制造的延伸与发展,没有坚固的自动化制造,就不能实现智能制造。”德国菲尼克斯集团高级顾问、原副总裁兼智能制造学院院长杜品圣博士指出。

智能制造创新发展高峰论坛在青岛国际会展中心举办

  当前在讨论中国的智能制造实现之路时,同样也要考虑自动化制造转变为智能制造的内心外因。

  传统的自动化生产制造模式是按照人的要求,实现机器设备、系统、生产流水线在无人或少人直接参与下完成重复性的运行,达到预期目标生产制造的过程,具有稳定性和可靠性。但是在互联网时代,传统制造业碰到了新的瓶颈,而用户诉求的变化就是根本原因,不仅需要高质量产品,还希望更快、更新、更多样、更便宜。

  而新的智能制造模式就能快速响应用户和市场需求,面向企业核心价值链,产品以全生命周期为核心,统一研发端、制造端与服务端。

  “从自动化制造演变成智能制造主要分为三步骤。一是以自动化控制技术为主导的智能制造模式,以智能中的‘能’为主体;二是以IT融合OT为主导的智能制造模式,初步具有‘智’与‘能’的功能;三是以PLM为主导的智能制造模式,在整个产品生命周期实现智能化制造模式。”杜品圣博士表示。

机器人赋能,加速柔性制造

  柔性制造,对于普通大众而言,可能还是个有些陌生的词汇。但是,近年来,“柔性化生产”“柔性制造”一直备受关注,除了大批量的刚性产品外,小批量、多品种的柔性制造正成为制造业的发展趋势,越来越多的企业涉足这一领域。

  目前人们的需求逐渐个性化、差异化,定制型产品受到越来越多关注,对于柔性生产的要求也越来越高。

  “为了适应小批量、多品种未来的制造方式,企业的执行层面必须要做到节约时间和金钱的成本。”德国Wandelbots机器人公司中国区负责人曾丽敏博士表示。

  看似工业自动化如此普及的今天,其实只有不到5%的职业被完全自动化替代掉,如需要精密组装的生产线、需要灵活变通的组装线等等仍无法实现完全自动化制造。

  因为在机器人底层硬件、逻辑上还是存在共性约束,现有机器人无法很好地处理三个维度的不确定性,即对象误差带来的不确定性、生活环境中的不确定性、以及技能迁移带来的不确定性。实而现智能制造的新一代机器人应该更加灵巧、能并且柔性通用,具备像人一样的一些高级能力。

  对此,许多技术团队不断革新解决方案。

  曾丽敏博士团队研发出一种新的机器人编成系统,“这套系统特点就是易上手、简单易用,能够通过快速部署,提高整个企业自动化的效率。具体来讲,就是像教小朋友一样,真人示范一遍,让机器人重复,系统自动生成代码,而且我们的示教范围更广,定位精度更强。应用场景丰富,目前我们已经应用到德国部分企业,如大众、宝马,还有西门子这种头部制造企业。”

  非夕机器人市场总监高云帆团队则研发出自适应机器人。“通俗讲,自适应机器人可以在不同操作对象、环境、任务下有灵活适应的表现。它不仅对位置误差容忍度非常高,有一系列的抗干扰能力,而且它在做换线或者重新调试的时候会有智能可迁移过程。自适应机器人一是可以实现更多应用,二是能升级产线柔性,三是总体成本也会进行不断优化。”

工业互联网提速,助力青岛企业

  当前,互联网、信息技术的快速发展和普及,已经逐渐成为引领我国科技创新,驱动产业结构不断向信息化、数字化转型升级的强大动能,在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。

  工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,也已经进入了发展提速阶段。我国对推动工业互联网发展的政策也日益明晰,2021年将“发展工业互联网,搭建更多共性技术研发平台,提升中小微企业创新能力和专业化水平”作为产业引导发展的方向。

  早在2020年初,青岛就提出以打造世界工业互联网之都为目标,全面助推动工业互联网发展。目前,青岛正不断推动新旧动能转换,大力发展开放型经济、实体经济,加快发展制造业和“四新”经济,培育优势产业集群,着力促进工业互联网和数字经济发展,为传统产业赋能。

  海尔旗下的卡奥斯洞察全球趋势和承接国家战略,建设了中国特色的工业互联网平台,打造出了以用户为中心的大规模定制的模式。并且,卡奥斯COSMOPlat是世界上首个用户全流程参与的工业互联网平台,并主导了全球大规模定制领域的标准制定。

  “在跨领域、跨行业、跨区域赋能的过程当中,我们的目标是,做深垂直行业,做到大企业共建、小企业共享;在特定领域,我们要通过企业全过程“六化”去快速赋能;在不同区域,通过产业链、资金链、人才链、技术链赋值。”海尔卡奥斯物联生态科技有限公司首席技术官盛国军表示。

  目前,青岛已有不少企业通过工业互联网,完成了智能化的“更新换代”。截至目前,卡奥斯COSMOPlat就已经服务1.1万家青岛本土企业,实现生产效率提升20%以上、运营成本降低20%左右、产品研制周期缩短35%左右、产品不良率降低40%左右、能源利用率提高15%,为中小企业高质量发展插上腾飞的翅膀。