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智能制造与制造业分享经济

2016/10/10    来源:e-works    e-works:黄培      
关键字:智能制造  分享经济  优制网  
2016年9月23日,2016(第二届)智能制造国际论坛在武汉洲际酒店成功召开,本文根据e-works总编黄培博士在会上的发言整理而成。
一、智能制造技术的内涵和关键技术
 
    首先,关于智能制造,我认为其内涵是信息化与工业化深度融合的进一步提升,来实现整个制造业价值链的智能化和创新。智能制造融合了信息技术、先进的制造技术、自动化技术和人工智能技术,目前智能制造的“智能”还处于“Smart”的层次,智能制造系统具有数据采集、数据处理、数据分析的能力,能够准确执行指令,能够实现闭环反馈。而智能制造的趋势是真正实现“Intelligent”,智能制造系统能够实现自主学习、自主决策,不断优化。
 
    在智能制造的关键技术当中,智能产品与智能服务可以帮助企业带来商业模式的创新;智能装备、智能产线、智能车间到智能工厂,可以帮助企业实现生产模式的创新;智能研发、智能管理、智能物流与供应链则可以帮助企业实现运营模式的创新;而智能决策则可以帮助企业实现科学决策。智能制造的十项技术之间是息息相关的,制造企业应当渐进式、理性地推进这十项智能技术的应用。对于这十项技术的详细解读,大家可以阅读我的博客文章《对智能制造内涵的系统思考》,以下我对这些技术应用进行举例说明。
 
智能制造的十大关键技术
智能制造的十大关键技术
 
    欧特克公司的未来制造理念中,提出产品要从概念到设计、制造、使用形成闭环的管理,同时产品作为一种服务,在使用阶段可以收集用户的使用数据来为产品改进提出意见。欧特克还提出衍生式设计技术,它是在传统的CAD设计基础上,根据零部件的承载进行应力分析和拓扑优化,选择多种结构优化的方案,从中找到性能相同但重量更轻的结构,经过优化的零件重量甚至可以达到优化之前的十分之一,然后可以通过增材制造技术将零件制造出来,这是智能研发的一种体现。
 
    这张图是今年e-works六月举行“美工工业互联网创新之旅”时在旧金山拍摄到的,它叫“BigBelly”,一个智能垃圾箱,集太阳能、物联网、高效压缩机为一体,垃圾快倒满时,压缩机会在40秒内将垃圾的体积压缩至原来的五分之一,垃圾箱快满时自动联网发送垃圾箱已满及地理位置等信息至垃圾处理中心。处理中心的系统根据各个垃圾箱发回的数据分析,规划最佳回收路线和时间,该产品还提供WIFI热点。此外,这个垃圾箱是全封闭的,所以没有什么味道。
 
BigBelly智能垃圾箱
BigBelly智能垃圾箱
 
    业界提出了一个创新模式,称之为“Digital Twin”,可以理解为基于虚实融合的创新。比如在一台自行车上安装监测速度、加速度、骑行者生理参数等信息的各种传感器,骑行过程中这些参数可以传回到产品数字化模型中来作为仿真优化所需的边界条件。以前做产品仿真时,很多边界条件和参数是假想的,而现在基于这种虚实融合的模式,可以把产品实际运行参数传回到数据模型。
 
Digital Twin:虚实融合创新
Digital Twin:虚实融合创新
 
    一个智能服务的案例是,罗尔斯.罗伊斯公司推出针对其航空収劢机产品的TotalCare包修服务,按飞行小时收费,确保航空公司的飞行可靠性和在翼飞行时间,实现了不航空公司的双赢。罗罗公司能够实现按服务绩效收费的基础是强大的传感不物联网技术。很多知名的航空公司都不罗罗公司签订了TotalCare合作协议。
 
    关于智能装备的案例,DMG MORI公司独特的混合式(增材制造与传统制造结合)加工解决方案,是一项令众人瞩目的新技术,它将铣削加工技术与激光金属沉积加工工艺结合在一起,应用于一台具有完整铣削功能的LASERTEC 65型激光熔覆加工机床上。
 
DMG:增材制造与传统制造融合
DMG:增材制造与传统制造融合
 
    以往的工业机器人都是与人隔开,孤立地工作。2015年,ABB推出双臂的14轴协作机器人YUMI,可以帮助电子工业等领域实现小件装配的自动化应用,将人与机器人并肩合作变为现实。优傲(Universal Robot)也发布了最轻便的协作机器人UR3,自重仅为24.3磅,但是有效负载却高达6.6磅,所有腕关节均可360度旋转,而末端关节可作无限旋转。这些独特的功能使得UR3成为现今市场上最灵活轻便、并且可与工人一起肩并肩工作的台式机器人。人机协作,已成为现实,将彻底改变未来工厂的生产组织和工人的工作方式。
 
    世界材料产业的产值正以每年约30%的速度增长,围绕着材料创新,国内外都在开展产学研用的协作。众所周知,波音787飞机复合材料的使用率已经达到了50%。CIMDATA已经将材料工程作为产品创新平台的核心组成部分。在美国国家制造业创新网络中,已建成的九个研究所,就包括了轻型现代金属制造业创新研究所、复合材料制造创新研究所、革命性纤维和纺织品创新制造研究所等与材料创新直接相关的研究机构。
 
空中客车基于复合材料的概念飞机
空中客车基于复合材料的概念飞机
 
    有一个企业案例中,在某种程度已经实现了智能产线。从原材料进入,可以依据自动物料识别技术,自动提取相应的工件加工NC代码,然后机械手自动抓取对应ID坯料与配套工装夹具,实现工件的自动装夹,自动加工与自动卸料。后续还有物料自动配送、自动提取NC代码、智能检测、数据自动采集等,车间联网对这一切的实现非常重要。
 
    有了智能产线,结合虚实融合、三维仿真等技术,将车间的三维数字模型与MES系统反馈的设备状态等实时信息结合起来,从而展示出车间的实时状态,为企业优化生产提供新的途径。在国内,海尔的车间的虚实融合应用就比较先进。
 
    GE提出的智慧工厂理念中,包括集成设计、先进工艺、柔性工厂、供应链优化四大部分,借助工业互联网技术构建智慧工厂。去年4月份我们e-works组织参观了西门子安贝格工厂。目前该厂的自动化运作程度已经达到75%左右,其余1150名员工主要从事的是计算机操作和生产流程监控,可以生产1000种不同的产品,每天采集数据5000万条,产品合格率高达99.99%。
 
GE智慧工厂
GE智慧工厂
 
    智能制造的一些关键技术和应用还包括产品创新数字化平台支撑的智能研发、基于互联网和模块化设计的个性化定制、制造业移动应用、智能物流装备、工业大数据支撑的智能决策等。
 
工业大数据支撑智能决策
工业大数据支撑智能决策
 
二、制造业分享经济
 
    最近国家出台了《关于深化制造业与互联网深度融合发展的指导意见》,指出分享经济是互联网发展的重要趋势和方向,分享经济将从消费环节走向生产环节。生产环节的分享方式包括以租代买、按时计费、按件计费等,能解决企业、尤其中小企业发展过程中所面临许多问题,比如生产资源不平衡,很多企业有闲置的检测设备和专业仪器,可以租售给其它需要这些设备和仪器的企业。而中小企业可以低成本、低门槛地使用一些更优质的制造资源。目前制造领域的分享经济还处于萌芽状态,具有广阔的发展前景,为各类企业提供了难得的发展机遇、提供了广阔的市场空间。那么制造企业可以分享什么?首先是能力,比如研发设计能力、产品配套能力、加工制造能力、检验检测能力、技术服务能力等,其次是资源,如专业设备、专业仪器、厂房仓库等。
 
    相关分析数据表明,2015年中国分享经济市场规模约为2万亿元(主要集中在消费市场),2014年电子制造外包的全球市场已近5000亿美元。传统制造企业外协业务占企业采购总量的30%左右,并随着企业专业化分工的发展,外协外包占比将继续增加。传统制造企业外协业务中,临时性的外协、外包业务,约占外协总量的10%或更多,创新型企业、中小企业发展过程中,则会更多地依赖外协、外包。外包和协作是制造业分享经济的基础,未来将逐渐从基于供应链的服务到基于互联网的分享服务转变。
 

制造业分享经济的内容制造业分享经济的内容
 
    介绍一下我们e-works对与制造业分享经济的具体实践,我们建立了一个工业服务分享平台——优制网(www.Umade.com.cn )。优制网工业服务分享平台是提供制造资源、制造能力和技术服务能力的宣传展示、供需撮合和交易管理的资源分享平台。
 
    优制网的推出既是为了顺应当前制造业服务化外包需求,也是在制造业转型大环境下实现设备资源和服务能力的流动和快速匹配。这几年走访调查了许多企业,也了解到制造企业存在这方面的需求。
 
    在优制网上,制造企业可以发布制造资源、制造能力和制造服务项目,通过资源共享,承接其他企业的制造和技术服务需求。需求方可以在线发布需求,快速查找本地配套服务,选择具备相应能力的供应商。 通过平台实现制造能力、设备、资源和服务等的有偿分享,实现供需双赢。目前已注册服务商1600多家,提供3000多种工业服务,发布需求600多条,促进了制造企业之间,制造企业与服务企业之间的商务协作。
 
工业服务分享平台——优制网
工业服务分享平台——优制网
 
    不久前在武汉某家电器设备制造企业调研时,该企业负责人说电器柜一直没有找到武汉的配套,但通过优制网,很快发现离这家企业仅500米就有一家可以做电器柜子配套的企业。另外,在黄石有家企业是做压缩机的,旺季的时候需要外包,淡季的时候需要对设备进行出租,都可以通过优制网平台来实现生产的外包和需求的匹配。因此,我们才说外包协作是制造业分享经济的基础。一方面可以分享制造能力,同时也可以围绕制造业发展出很多专门做制造服务的配套企业。
 
    在优制网上可以共享四类加工制造服务,包括个性化定制、机械加工制造、电子电器制造、非金属制造,以及五类技术与专业服务,包括检验检测服务、工程设备服务、工业设计服务、工业咨询服务,以及专利服务、特种加工、物流配送等其它服务。目前优制网已经可以实现在线供需撮合、询价和报价管理、移动应用、地图搜索等。
 
工业服务分享平台——优制网
优制网地图搜索推进本地化配套能力
 
三、关于e-works
e-works创始人:李培根院士
e-works创始人:李培根院士
 
    e—works于2002年成立,由李培根院士创建,是一个真正的第三方服务机构,不卖任何产品。现在有超过70万会员,微信订阅超过了23万人。乐于知识的传播,组织各种专业会议,构建两化融合的平台。同样致力于咨询服务,充当政府的智库,最近在做几个省的“制造2025”的规划。也组织一些国外的考察,已经做了四届,四次德国工业4.0考察,两次工业互联网考察。
 
    e-works专注制造业,服务两化融合
 
    ●专业:对相关技术、市场、产业和应用趋势有深刻理解。
 
    ●专注:对相关技术、市场、产业和应用趋势有深刻理解。
 
    ●影响力:中国最权威的两化融合网络媒体和服务平台。
 
    ●资源:拥有超过70万会员,微信订阅超过22万人。
 
    ●经验:具有丰富的两化融合知识传播、培训、咨询服务经验。
 
两化融合知识传播与分享
两化融合知识传播与分享
 
    e-works咨询,提供两化融合第三方咨询服务,2015年业务翻番,典型项目包括:
 
    ●集团管控+数字化工厂规划(万向前潮等)
 
    ●智能制造规划及标准研究(西电集团等)
 
    ●信息化整体规划(中车株洲电机、温州冠盛、惠州华阳电子等)
 
    ●大型企业项目监理(大洋电机,航天科技集团长征机械厂等)
 
    ●MES需求分析(美的厨电、北京印钞等)
 
    ●两化融合管理体系贯标咨询(长飞光纤、凯隆化工等)
 
    ●两化融合保驾护航(康尼机电、沪光电器等)
 
    ●两化融合深度诊断评估(柳工股份等)
 
    ●信息安全评估(兴森快捷等)
 
    ●两化融合培训
 
    e-works研究院——两化融合专业智库,完成的典型工作包括:
 
    ●湖北省“十三五”两化融合规划
 
    ●广西信息消费研究
 
    ●柳州市智能制造2025规划
 
    ●武汉市两化融合调研与规划
 
    ●中国光谷制造2025规划
 
    ●中国PLM市场分析报告(与CIMdata长期战略合作)
 
    ●中国MES市场分析报告
 
    ●中国制造业劳动力管理白皮书
 
    ●供应链管理选型手册
 
    ●工程机械行业PLM与物联网应用研究
 
    e-works出国游学,成功组织四次德国工业4.0考察,两次美国工业互联网考察。将10月组织第五次德国工业4.0考察,10月底组织第三次美国工业互联网考察,11月底组织首次新工业法国考察。
 
出国游学
出国游学
 
    中国智能制造门户网(www.imchina.net.cn)是e-works推出的用于传播智能制造技术及相关知识,分享国内外优秀应用案例、解决方案,并帮助企业实现高效生产的服务平台。智能制造门户网服务包括全面的智能制造技术传播渠道,智能装备制造企业、智能制造企业和最终用户信息发布、沟通合作的平台,全国最具权威性的智能制造知识库、个性化定制、云制造平台,并在此基础上有机的协调好产学研之间关系,实现供需有效对接,使之最终成为智能制造整体价值产业链的有机组成部分。
 
中国智能制造门户六大内容
中国智能制造门户六大内容
责任编辑:赵栋
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