新工業(yè)革命時期-橡膠工業(yè)創(chuàng)新平臺轉(zhuǎn)型的途徑及要點
一、span>新工業(yè)革命、創(chuàng)新和平臺
1、世界已經(jīng)進入新工業(yè)革命時期
科技革命如火如荼,科技創(chuàng)新日新月異,機器人、 3D 打印、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、生物科技、新材料、太陽能等科技進展超出一般人的想象。產(chǎn)業(yè)變革風(fēng)起云涌,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展,顛覆了過去傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式,產(chǎn)業(yè)多元化,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級天翻地覆。世界正在迎來一場新工業(yè)革命,國際上一般稱為第四次工業(yè)革命。
第一次工業(yè)革命(蒸汽技術(shù)革命)所開創(chuàng)的“蒸汽時代”span>(1760-1840 年),發(fā)明了由蒸汽轉(zhuǎn)換為機械能,實現(xiàn)了機械化,標志著農(nóng)耕文明向工業(yè)文明的過渡,是人類發(fā)展史上的一個偉大奇跡。
第二次工業(yè)革命(電氣技術(shù)革命)進入了“電氣時代”span>(1840-1950 年),發(fā)明了由機械能轉(zhuǎn)換為電能,實現(xiàn)了電氣化,使得電力、鋼鐵、鐵路、化工、汽車等重工業(yè)興起,石油成為新能源,并促使交通的迅速發(fā)展。
第三次工業(yè)革命(信息技術(shù)革命)開創(chuàng)了“信息時代”span>(1950-2000),發(fā)明了可編程計算機,實現(xiàn)了自動化,全球信息和資源交流變得更為迅速,大多數(shù)國家和地區(qū)都被卷入到全球化進程之中,人類文明的發(fā)達程度也達到空前的高度。第三次信息革命方興未艾,還在全球擴散和傳播。
進入 21 世紀世界迎來了第四次工業(yè)革命,也叫綠色革命,德國叫工業(yè) 4.0,span>則是利用信息化技術(shù)促進工業(yè)變革的時代,就是智能化時代。span>前三次工業(yè)革命都有明顯的標志,如蒸汽、電力、可編程計算機,第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來,以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)智能化為標志、span>工業(yè)革命的實質(zhì)都是生產(chǎn)力的跨越式大幅度提高,其主要因素是能源和信息,期待第四次工業(yè)革命在能源和信息方面有更大的飛躍。
四次工業(yè)革命發(fā)展過程圖如下:
四次工業(yè)革命發(fā)展過程表如下:
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2、創(chuàng)新是經(jīng)濟社會發(fā)展的第一動力
span>經(jīng)濟學(xué)上,創(chuàng)新概念的起源為美籍經(jīng)濟學(xué)家熊彼特在 1912 年出版的《經(jīng)濟發(fā)展概論》。熊彼特在其著作中提出:創(chuàng)新是指把一種新的生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件的“新結(jié)合”span>引入生產(chǎn)體系。它包括五種情況:引入一種新產(chǎn)品,引入一種新的生產(chǎn)方法,開辟一個新的市場,獲得原材料或半成品的一種新的供應(yīng)來源,新的組織形式。熊彼特的創(chuàng)新概念包含的范圍很廣,如涉及到技術(shù)性變化的創(chuàng)新及非技術(shù)性變化的組織創(chuàng)新。
span>上世紀 90 年代初期哈佛商學(xué)院克萊頓·克里斯滕森在《創(chuàng)新者的窘境》span>一書中提出破壞性創(chuàng)新或者叫顛覆性創(chuàng)新,他給出了一個看似悖謬實則合理的結(jié)論,那就是良好的管理導(dǎo)致了這些企業(yè)的頹敗,往日的成績成了創(chuàng)新的絆腳石,span>把原來的東西都顛覆了。
span>100 多年來,關(guān)于創(chuàng)新的理論不斷發(fā)展和完善,特別是進入信息社會以來,把“技術(shù)創(chuàng)新”span>提高到“創(chuàng)新”span>的主導(dǎo)地位。
span>美國邁爾斯(S.myers)和馬奎斯(D.G.Marquis)在其 1969 年的研究報告《成功的工業(yè)創(chuàng)新》中將創(chuàng)新定義為技術(shù)變革的集合。認為技術(shù)創(chuàng)新是一個復(fù)雜的活動過程,從新思想、新概念開始,通過不斷地解決各種問題,最終使一個有經(jīng)濟價值和社會價值的新項目得到實際的成功應(yīng)用。
span>信息通訊技術(shù)的融合與發(fā)展推動了社會形態(tài)的變革,催生了知識社會,使得傳統(tǒng)實驗室邊界逐步“融化”span>,進一步推動了科技創(chuàng)新模式的嬗變,產(chǎn)生了創(chuàng)新 2.0 模式,將創(chuàng)新 2.0 總結(jié)為以用戶創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、共同創(chuàng)新為特點的,強化用戶參與、以人為本的創(chuàng)新民主化。
span>3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是新工業(yè)革命時期產(chǎn)業(yè)競爭的核心
span>過去幾年,工業(yè)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)加速興起和發(fā)展,引發(fā)信息技術(shù)與制造技術(shù)加速融合創(chuàng)新,并驅(qū)動制造業(yè)智能化發(fā)展,隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走向應(yīng)用部署,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為工業(yè)數(shù)據(jù)集成與工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新的重要載體,正在成為新工業(yè)革命時期產(chǎn)業(yè)競爭的核心。
span>平臺模式概念并非近代才出現(xiàn),歷史上,它也曾不斷被利用,是人類社會最有效的商業(yè)策略,古代歐洲的“集市”span>或者中國的“農(nóng)貿(mào)市場”span>就是最好的例子。
span>概括的說,平臺商業(yè)模式是指連接兩個(或更多)特定群體,為他們提供互動體制,滿足所有群體的要求,病巧妙地從中盈利的商業(yè)模式。
span>平臺帶來的商業(yè)革命已改寫了現(xiàn)在和未來企業(yè)生存規(guī)則,而這股浪潮目前已經(jīng)從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)蔓延到了其他行業(yè)之中,可以說,過去 10 幾年是平臺商業(yè)模式在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的爆發(fā)期,那么未來 10年,將是平臺商業(yè)模式在傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型應(yīng)用上的黃金時代。
b>二、新工業(yè)革命時期橡膠工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的途徑
span>今后 10 年到 20 年將是人類歷史上經(jīng)濟社會徹底改變的時代。中國在今后 10 年到 20 年是邁向世界強國的關(guān)鍵階段。在科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大潮中,傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展面臨轉(zhuǎn)型升級的重要階段。
span>互聯(lián)網(wǎng)誕生 20 年以來, 2016 年是互聯(lián)網(wǎng)在中國發(fā)展突飛猛進的一年。服務(wù)業(yè)如游戲業(yè)、傳媒業(yè)、郵政業(yè)、零售業(yè)等如火如荼;互聯(lián)網(wǎng)金融迎面撲來,資金融通、支付、投資等新型金融業(yè)務(wù)模式日新月異;更令人振奮的是相對滯后的制造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)即智能制造異軍突起,開始顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)的模式。移動互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)無處不在,物聯(lián)網(wǎng)催生萬物相聯(lián),不斷改變著社會經(jīng)濟的各個方面,沖擊著人們的傳統(tǒng)思維,進而推動著人類社會的不斷進步,互聯(lián)網(wǎng)正在催生一個新時代。
span>橡膠工業(yè)是典型的傳統(tǒng)制造業(yè),在新工業(yè)革命時期,同樣面臨著一場大變革,只有抓住這個千載難逢的機遇,橡膠工業(yè)才能轉(zhuǎn)型升級,進一步發(fā)展成為現(xiàn)代橡膠工業(yè)強國。要達到這個目標,就要創(chuàng)新,通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺轉(zhuǎn)型來實現(xiàn)。
span>具體途徑要實施以下十大創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。即觀念轉(zhuǎn)型、科研轉(zhuǎn)型、工廠轉(zhuǎn)型、管理模式轉(zhuǎn)型、產(chǎn)品轉(zhuǎn)型、銷售轉(zhuǎn)型、企業(yè)組織轉(zhuǎn)型、資源利用轉(zhuǎn)型、發(fā)展動能轉(zhuǎn)型和人才結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型等。
span>1)span>觀念轉(zhuǎn)型
span>由單元的行業(yè)思維轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣目缃缢季S,由線性思維轉(zhuǎn)變?yōu)槠脚_思維,由傳統(tǒng)思維轉(zhuǎn)變?yōu)槌K季S。
span>2)span>科研轉(zhuǎn)型
span>科研開發(fā)從封閉化向開放型和共享型轉(zhuǎn)型。
span>3)span>工廠轉(zhuǎn)型
span>生產(chǎn)型工廠向服務(wù)型工廠轉(zhuǎn)型從機械化、自動化工廠向智能化工廠轉(zhuǎn)型,從大批量規(guī)模化生產(chǎn)向大批量按需定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。
span>4)span>管理模式轉(zhuǎn)型
span>從傳統(tǒng)模式向精益生產(chǎn)與智能制造融合的現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)型。
span>5)span>產(chǎn)品轉(zhuǎn)型
span>產(chǎn)品由中低檔向中高檔轉(zhuǎn)型,從傳統(tǒng)產(chǎn)品向智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。
span>6)span>銷售轉(zhuǎn)型
span>從傳統(tǒng)銷售模式向電商與實體店相結(jié)合模式轉(zhuǎn)型,進而向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺轉(zhuǎn)型。
span>7)span>企業(yè)組織轉(zhuǎn)型
生產(chǎn)組織從滯后的模式向精簡化轉(zhuǎn)型。
8)span>資源利用轉(zhuǎn)型
由資源消耗型向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型轉(zhuǎn)型。
9)span>發(fā)展動能轉(zhuǎn)型
由過度依賴投資和出口的拉動增長,向依靠改革創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)調(diào)整增強發(fā)展內(nèi)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)型。
10)span>人才結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型
從單一的專業(yè)人才結(jié)構(gòu)向多元、跨界、復(fù)合人才結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
三、/b>新工業(yè)革命時期橡膠工業(yè)創(chuàng)新平臺轉(zhuǎn)型的要點
國務(wù)院總理李克強 5 月 17 日主持召開國務(wù)院常務(wù)會議,部署以試點示范推進《中國制造 2025》深入實施,促進制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
會議指出,下一步深入實施《中國制造 2025》,要深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,以市場為導(dǎo)向,以企業(yè)為主體,強化創(chuàng)新驅(qū)動和政策激勵,把發(fā)展智能制造作為主攻方向,與“互聯(lián)網(wǎng)+”span>和大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新緊密結(jié)合,打造勇于改革創(chuàng)新、成果不斷涌現(xiàn)、具有引領(lǐng)作用的“示范方陣”span>,促進整個制造業(yè)向智能化、綠色化和服務(wù)型升級,加快建設(shè)制造強國。span>智能制造是新舊動能轉(zhuǎn)換和經(jīng)濟邁向中高端的重要抓手,是通用的工具,智能制造是橡膠工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。
新工業(yè)革命時期橡膠工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必由之路是智能制造,是下一個風(fēng)口,是主攻方向,我國橡膠工業(yè)已經(jīng)進入智能制造新時代。
在互聯(lián)網(wǎng)時代,中國橡膠工業(yè)作為傳統(tǒng)的制造業(yè)沒有掉隊,沒有固守傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,而是敏感地抓住機遇,與互聯(lián)網(wǎng)共舞, 2014 年就推出了“中國橡膠工業(yè)強國發(fā)展戰(zhàn)略研究”span>,明確提出橡膠工業(yè)智能制造戰(zhàn)略措施和建設(shè)橡膠工業(yè)強國的路線圖,完全符合國務(wù)院發(fā)布的“中國制造 2025”戰(zhàn)略方針和戰(zhàn)略措施。由此中國橡膠工業(yè)開始走上了智能制造之路。
2016 年也是中國建設(shè)橡膠工業(yè)強國歷史上值得銘記的一年。這一年,智能制造之風(fēng)吹遍橡膠工業(yè)各個領(lǐng)域,從轎車輪胎智能工廠到卡車輪胎智能工廠建成投產(chǎn),自動化密煉生產(chǎn)線和輪胎硫化自動化生產(chǎn)線開始推廣,再生膠自動化環(huán)保生產(chǎn)線運行,智能設(shè)備不斷涌現(xiàn),機器人、 AGV、 RFID、傳感器等在各個工序擴大應(yīng)用, ERP、 MES 等軟件逐步推廣等等都標志著 2016 年中國橡膠工業(yè)智能制造已經(jīng)進入一個新階段。特別是智能輪胎工廠建設(shè)取得重大突破,采用了國內(nèi)外輪胎生產(chǎn)的先進設(shè)備和軟件,使輪胎制造與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,開發(fā)成功具有自己知識產(chǎn)權(quán)的輪胎軟硬件智能制造平臺,把開發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)、設(shè)備、能源、安全、銷售、進行無縫連接和集成,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,成本降低,效率大幅度提高,起到了集成、疊加和倍增的效果,是顛覆傳統(tǒng)橡膠工業(yè),轉(zhuǎn)型升級,踐行智能制造的范例,是建設(shè)橡膠工業(yè)強國的一個新標志,具有里程碑的意義!
新工業(yè)革命時期,我國橡膠工業(yè)將繼續(xù)面臨國際產(chǎn)業(yè)競爭的嚴峻形勢和國內(nèi)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的改革需求。根據(jù)國內(nèi)外智能制造的經(jīng)驗和總結(jié)橡膠工業(yè)推進智能制造的經(jīng)驗和教訓(xùn),提出以下新工業(yè)革命時期橡膠工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展路徑十大要點。
1、智能制造的實質(zhì)
智能制造重新定義了制造業(yè)的內(nèi)涵,是基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合,智能制造貫穿于制造活動的各個環(huán)節(jié),具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。
智能制造體系是基于新一代信息技術(shù),貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié),是先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。
span style="font-family:宋體;font-size:10.5pt;">其中智能制造過程是指通過自動化裝備及通信技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)自動化,并能夠通過各類數(shù)據(jù)采集技術(shù),以及應(yīng)用通信互聯(lián)手段,將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng),并將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺,從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計、個性化定制,最終實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。CPS——Cyber-Physical System,網(wǎng)絡(luò)實體融合控制系統(tǒng)是一個由傳感器、控制電腦、執(zhí)行器以及網(wǎng)絡(luò)組合的控制系統(tǒng)。 CPS 是借用技術(shù)手段實現(xiàn)人的控制在時間、空間等方面的延伸,本質(zhì)就是人、機、物的融合。所以,也被稱為人機物融合系統(tǒng)。
2、橡膠新材料是智能制造基礎(chǔ)
span>材料是橡膠工業(yè)的基礎(chǔ),新材料是橡膠工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)。span>新材料主要是指最近發(fā)展或正在發(fā)展之中的具有比傳統(tǒng)材料更優(yōu)異性能的一類材料。span>根據(jù)新材料的發(fā)展,不斷調(diào)整橡膠原材料品種、結(jié)構(gòu)和形態(tài),對于促進橡膠工業(yè)智能制造,提高效率和質(zhì)量,降低能源消耗和減少污染,建設(shè)橡膠工業(yè)強國,具有重要的戰(zhàn)略意義。
span>橡膠工業(yè)的原材料分三大類,即主體材料、骨架材料和助劑材料,可以說這三大材料決定了橡膠產(chǎn)品的特性和功能。橡膠工業(yè)的發(fā)展基本上取決于這三大材料的發(fā)展。
span>目前三大材料的原料, 60%來源于石油和煤炭等化石資源。今后三大材料的原料的發(fā)展方向有四個方面,一是提高現(xiàn)有產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,以降低原材料消耗和延長產(chǎn)品壽命;二是改變現(xiàn)有原材料產(chǎn)品的形態(tài),以改善加工工藝,降低能耗,提高質(zhì)量,改善環(huán)境。例如建立濕法混煉膠中心;三是擴大使用熱塑性彈性體和樹脂,以有利于廢舊橡膠產(chǎn)品的回收利用;四是開發(fā)和培育第二類天然橡膠,如杜仲橡膠、蒲公英橡膠和銀菊橡膠,以滿足特種性能的需要和緩解天然橡膠依賴進口的局面;五是開發(fā)生物及生物基材料,代替合成材料,逐步減少橡膠工業(yè)對化石資源的依賴。六是開發(fā)應(yīng)用具有特異功能的新材料,如具有記憶功能的橡膠和骨架材料、人工設(shè)計材料、智能材料、納米材料、 3D 打印橡膠材料、石墨烯、超強而且具有橡膠彈性的新型碳素材料等。
span>采用新型原材料是大勢所趨,是橡膠工業(yè)智能制造的需要,是環(huán)保的要求,是減少橡膠工業(yè)對化石資源的依賴需要,也是決定智能制造模式的先決條件。
span>3、智能制造路線圖
span>目前橡膠行業(yè)設(shè)備的自動化和數(shù)字化水平已初步具備了一定的基礎(chǔ),但絕大多數(shù)為單機使用,設(shè)備數(shù)據(jù)沒有加以采集和利用,為此首先需要進行網(wǎng)絡(luò)化改造。包括充分利用數(shù)字化設(shè)備的通信接口、在自動化設(shè)備上加裝傳感器和控制器,并因地適宜地利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù),建設(shè)覆蓋全工序、全流程的各類生產(chǎn)、檢測、物流設(shè)備的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),充分采集制造過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和圖像信息,從而為設(shè)備的集中監(jiān)視、遠程控制、協(xié)同制造創(chuàng)
span>造條件。另外,對于生產(chǎn)過程中的物流管理,可考慮采用條碼識別或集中供料、自動計量的方式采集原輔材料及在制品的實時用量和庫存數(shù)據(jù),以便在精益生產(chǎn)管理過程中實現(xiàn)生產(chǎn)全過程中物料的“JIT”span>精準供應(yīng)和實時的成本核算,最終實現(xiàn)智能設(shè)備、span>自動化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、智能工廠、生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈,徹頭徹尾的智能化。
4、橡膠工業(yè)智能制造的模式分類
由于產(chǎn)品制造工藝過程的明顯差異,離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠建設(shè)的重點內(nèi)容有所不同。對于離散制造業(yè)而言,產(chǎn)品往往由多個零部件經(jīng)過一系列不連續(xù)的工序裝配而成,其過程包含很多變化和不確定因素,在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織的難度和配套復(fù)雜性。企業(yè)常常按照主要的工藝流程安排生產(chǎn)設(shè)備的位置,以使物料的傳輸距離最小。面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點,其工藝路線和設(shè)備的使用較靈活,因此,離散制造型企業(yè)更加重視生產(chǎn)的柔性,其智能工廠建設(shè)的重點是智能制造生產(chǎn)線。
流程型制造業(yè)的特點是管道式物料輸送,生產(chǎn)連續(xù)性強,流程比較規(guī)范,工藝柔性比較小,產(chǎn)品比較單一,原料比較穩(wěn)定。對于流程制造業(yè)而言,由于原材料在整個物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中進行的是物理化學(xué)過程,難以實現(xiàn)數(shù)字化,而工序的連續(xù)性使得上一個工序?qū)ο乱粋€工序的影響具有傳導(dǎo)作用,即如果第一道工序的原料不可用,就會影響第二道工序。因此,流程型制造業(yè)智能工廠建設(shè)的重點在于實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程的智能優(yōu)化,即智能感知生產(chǎn)條件變化,自主決策系統(tǒng)控制指令,自動控制設(shè)備,在出現(xiàn)異常工況時,即時預(yù)測和進行自愈控制,排除異常、實現(xiàn)安全優(yōu)化運行;在此基礎(chǔ)上,智能感知物流、能源流和信息流的狀況,自主學(xué)習(xí)和主動響應(yīng),實現(xiàn)自動決策。
根據(jù)橡膠工業(yè)工藝過程的不同,可以有三種模式。
第一種模式是從生產(chǎn)過程數(shù)字化到智能工廠、第二種模式是從智能制造生產(chǎn)單元(裝備和產(chǎn)品)到智能工廠、第三種模式是從個性化定制到互聯(lián)工廠。
5、智能工廠的框架結(jié)構(gòu)
2016 年 9 月 7 日,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)(版本 1.0)》。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)報告(1.0 版)在分析業(yè)務(wù)需求基礎(chǔ)上,提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),指出網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)和安全是體系架構(gòu)的三大核心,其中“網(wǎng)絡(luò)”span>是工業(yè)系統(tǒng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸交換的支撐基礎(chǔ),span>“數(shù)據(jù)”span>是工業(yè)智能化的核心驅(qū)動,span>“安全”span>是網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)以及工業(yè)融合應(yīng)用的重要前提。
智能工廠是實現(xiàn)智能制造的重要載體,主要通過構(gòu)建智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化。企業(yè)基于 CPS 和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的智能工廠原型,主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。其中,物理層包含工廠內(nèi)不同層級的硬件設(shè)備,從最小的嵌入設(shè)備和基礎(chǔ)元器件開始,到感知設(shè)備、制造設(shè)備、制造單元和生產(chǎn)線,相互間均實現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎(chǔ),構(gòu)建了一個“可測可控、可產(chǎn)可管”span>的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營業(yè)務(wù)各個環(huán)節(jié),包含研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、營銷服務(wù)、物流配送等各類經(jīng)營管理活動,以及由此產(chǎn)生的眾創(chuàng)、個性化定制、電子商務(wù)、可視追蹤等相關(guān)業(yè)務(wù)。在此基礎(chǔ)上,形成了企業(yè)內(nèi)部價值鏈的橫向集成環(huán)境,實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換。縱向集成和橫向集成均以 CPS 和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),產(chǎn)品、設(shè)備、制造單元、生產(chǎn)線、車間、工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通,及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的集成統(tǒng)一,則是通過數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù)實現(xiàn),并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)備管理支撐企業(yè)最高決策。這些共同構(gòu)建了一個智能工廠完整的價值網(wǎng)絡(luò)體系,為用戶提供端到端的解決方案。
6、智能制造的四大法寶
美國通用(GE)總結(jié)了智能制造的四大法寶是精益制造、先進制造、增材制造和數(shù)字化工廠。
(1)span>精益制造
智能工廠首先從追求精益開始。 精益生產(chǎn)通過消除浪費達到最大化客戶價值的目標,注重在消除浪費、流程改進甚至物料擺放等方面實現(xiàn)持續(xù)改善。精益生產(chǎn)通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革,使生產(chǎn)系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求不斷變化,并能使生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東東西被精簡,最終達到包括市場供銷在內(nèi)的生產(chǎn)各方面最好結(jié)果的一種生產(chǎn)管理方式。自上世紀 70 年代以來, 精益生產(chǎn)的理念已經(jīng)被包括 GE 在內(nèi)的全球制造業(yè)企業(yè)所廣泛接受并采用,堪稱工業(yè)界最佳的一種生產(chǎn)組織體系和方式。
(2)增材制造
span>增材制造的核心即工業(yè)版 3D 打印,通過計算機輔助設(shè)計及層疊式材料累加,快速實現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)型的立體部件建模。 3D 打印技術(shù)賦予了設(shè)計師終極的自由,他們可以設(shè)計制造出各種形狀的產(chǎn)品,而這在以前是很難實現(xiàn)的。 3D 打印產(chǎn)品正在越來越廣泛地被應(yīng)用到各個領(lǐng)域。已經(jīng)看到國內(nèi)外關(guān)于 3D打印汽車橡膠件、膠鞋,甚至輪胎。
span>(3)先進制造
先進制造技術(shù)旨在通過機器人、先進傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化與自適應(yīng)制造技術(shù),包括光學(xué)/視覺,接觸,力學(xué)與聲學(xué)傳感等,和新型制造流程,降低成本、提高質(zhì)量、加速創(chuàng)新。目前國內(nèi)已在轎車胎和卡車胎智能工廠應(yīng)用。
span>(4)span>數(shù)字化工廠
span>目前所說的數(shù)字化工廠,首先強調(diào)的是生產(chǎn)計劃數(shù)字化和大量使用各種計算機輔助技術(shù): CAD、CAM、 CIM、 PPS(生產(chǎn)計劃控制系統(tǒng))、 PDM、 DMU(數(shù)字試驗?zāi)P?/span>)、 PLM(產(chǎn)品生命周期管理),等等,較多地是基于一個相對固定、由上而下的生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)。而新的革命強調(diào)的則是分散,降低集中控制度,增加生產(chǎn)設(shè)備的自主控制,把分散的自主的智能化的制造設(shè)備,通過網(wǎng)絡(luò)的形式緊密地聯(lián)接在一起,具有更開放,更積極通訊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),更具動態(tài)性和靈活性,從而能發(fā)掘出更多優(yōu)化的可能,估計可以提高生產(chǎn)效率 30%。其中, CPS 將起一個核心的作用。
span>7、span>軟件是橡膠工業(yè)智能制造的決定因素
span>工業(yè)信息化以工業(yè)軟件為主,工業(yè)軟件是指在工業(yè)領(lǐng)域進行設(shè)計、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用的軟件,可以被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和中間件(介于這兩者之間),其中系統(tǒng)軟件為計算機使用提供最基本的功能,并不針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域;span>應(yīng)用軟件則能夠根據(jù)用戶需求提供針對性功能,在智能制造流程中,工業(yè)軟件主要負責(zé)從事生產(chǎn)控制、運營管理、研發(fā)設(shè)計等方面進行優(yōu)化、仿真、呈現(xiàn)、決策等職能。
span style="font-family:宋體;font-size:10.5pt;">橡膠企業(yè)工業(yè)軟件應(yīng)用有很大差距,除了 CAD、 ERP 應(yīng)用比較普遍外,像 MES 等 控制類軟件應(yīng)用較少,工業(yè)軟件是橡膠工業(yè)智能制造的決定因素,今后將有較大發(fā)展空間。
span>8、橡膠工業(yè)智能制造的最后一里路,是建立橡膠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺
span>6 月 15 日,中國航天科工發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺—INDICS(Industrial intelligent cloudsystem),據(jù)稱該平臺是基于把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),作為信息化時代制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的載體來認識為基礎(chǔ)構(gòu)建的。是國內(nèi)目前唯一提供智能制造、協(xié)同制造、云制造公共服務(wù)的云平臺。 INDICS 技術(shù)上與西門子公司的 MindSphere 云平臺、 GE 公司的 Predix 云平臺處于同一水平,但平臺功能和應(yīng)用場景更為豐富,推廣應(yīng)用的速度與成效優(yōu)勢明顯。這是我國智能制造發(fā)展的一重大突破,將為我國智能制造的資源共享和信息安全提供有效服務(wù)。
span>因為中國的制造業(yè)多數(shù)處于工業(yè) 2.0 時代,少數(shù)處于工業(yè) 3.0 時代,極少數(shù)分布于工業(yè) 1.0 和工業(yè) 4.0 兩端。從中國實情出發(fā), INDICS 具備比美國和德國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更多的功能,必須服務(wù)于制造業(yè)的新老形態(tài)、大小規(guī)模、各種體制、各種業(yè)態(tài)的市場主體,向用戶提供全過程、全要素、全生態(tài)的服務(wù)。
span>過去是一流企業(yè)“建標準”span>,今后互聯(lián)網(wǎng)時代是一流企業(yè)“撘平臺”span>。國內(nèi)愈來愈多的企業(yè)重視建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺,除了以上中國航天科工發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺—INDICS 外,還有海爾的 COSMO 智能制造云平臺、徐工集團和阿里共同搭建的 XCMG-Cloud 徐工工業(yè)云,以及三一重工的根云平臺等。據(jù)了解,現(xiàn)在世界上只有 150 家企業(yè)具有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,將來平臺是企業(yè)競爭的主要形式,誰具有平臺就具有人力、物力、資金、技術(shù)、原材料和市場,得平臺者得“天下” 。
span>工信部提出:為了加快制造業(yè)智能制造,要“建平臺”span>和“用平臺”span>雙驅(qū)動。橡膠行業(yè)可以選擇應(yīng)用國內(nèi)成熟的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺。但是我國橡膠工業(yè)從科研開發(fā)、生產(chǎn)、銷售等都有其特殊性,參照國內(nèi)外比較成熟的工業(yè)互聯(lián)云平臺,構(gòu)建橡膠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺是橡膠工業(yè)智能制造的最后一里路,勢在必行。
span>9、span>智能制造要走差異化道路
span>橡膠工業(yè)產(chǎn)品種類不同、生產(chǎn)工藝差異,又有消費品和工業(yè)品之別,企業(yè)規(guī)模、研發(fā)水平和資金實力千差萬別,所以橡膠工業(yè)智能制造要因產(chǎn)品而異,因企業(yè)而異,走差異化道路。span>要根據(jù)企業(yè)性質(zhì)、現(xiàn)狀,確定智能制造的方案,不要一刀切。
span>老企業(yè)可以缺什么,補什么,立足現(xiàn)狀,從精益生產(chǎn)基礎(chǔ)做起,從工業(yè) 2.0、 3.0 做起,循序漸進,逐步達到智能制造;
span>新企業(yè)可以一步到位,精益生產(chǎn)和智能制造深度融合,彎道超車,跨越式發(fā)展,建立現(xiàn)代化的智能工廠。
span>消費品工廠,例如轎車胎、膠鞋等企業(yè)可以首先從自由定制開始,逐步實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的智能制造。
span>另外,span>中小企業(yè)也可以探索低成本推進智能制造的路徑。span>受制于資金、技術(shù)和人才,中小企業(yè)低成本實施智能制造是現(xiàn)實選擇。span>在硬件方面,span>中小企業(yè)通過對單點舊設(shè)備進行升級改造、智能設(shè)備以租代買等方式節(jié)省成本。span>在軟件方面,span>中小企業(yè)可通過“按需付費、按次付費”span>取代“成套購買”span>的方式,降低使用門檻。
span>10、span>建立橡膠工業(yè)智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在國外智能制造推進過程中,以政府、科研機構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)等組成的聯(lián)合體起到至關(guān)重要的作用。聯(lián)合體是指由不同主體(政府、企業(yè)、科研機構(gòu)、大學(xué)、技術(shù)轉(zhuǎn)移公司等服務(wù)機構(gòu))組建的,面向技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用的創(chuàng)新集群,其目的在于推動主體優(yōu)勢互補,形成自主運營與持續(xù)創(chuàng)新機制,并帶動中小企業(yè)發(fā)展。
span>現(xiàn)在推行智能制造的困難是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不了解制造業(yè),對橡膠工業(yè)更是知之甚少,而橡膠行業(yè)又不懂互聯(lián)網(wǎng),企業(yè)大部分還停留在 PC+制造層面上。根據(jù)美國、德國、日本等推行智能制造的經(jīng)驗,組成互聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)的聯(lián)盟是一個好辦法。要根據(jù)不同產(chǎn)品,橡膠企業(yè)與有實力的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或者高校、科研單位以及行業(yè)協(xié)會,組成若干橡膠產(chǎn)品智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,搞好試點,逐步推動整個行業(yè)的智能制造。
span>橡膠企業(yè)也可以由上下游企業(yè)組成產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,利用互聯(lián)網(wǎng),建立制造服務(wù)平臺,以延伸發(fā)展服務(wù)型制造和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),改變傳統(tǒng)的惡性競爭的銷售模式,如工程胎制造服務(wù)聯(lián)盟和平臺、輸送帶制造服務(wù)聯(lián)盟和平臺等勢在必行。新興產(chǎn)業(yè)也有必要創(chuàng)立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,如集成杜仲種植、提膠、應(yīng)用以及大健康產(chǎn)業(yè)鏈的杜仲產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已運行多年,應(yīng)進一步完善,建立杜仲產(chǎn)業(yè)鏈平臺,充分發(fā)揮其交流、合作和市場開發(fā)的作用。
span>今后 10-20 年將是中國橡膠工業(yè)智能制造進一步完善、推廣、成熟和顯示成效的時代,是互聯(lián)網(wǎng)與橡膠工業(yè)深度融合,橫向和縱向繼續(xù)延伸的階段,也是智能制造與傳統(tǒng)制造模式激烈碰撞的過程,網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化、自動化、新型原材料、先進制造、 3D 打印的融合,將催生一個世界橡膠工業(yè)強國。
span>互聯(lián)網(wǎng)時代,中國橡膠行業(yè)將出現(xiàn)更多的智能工廠,不僅是已經(jīng)取得成功的輪胎領(lǐng)域,非輪胎領(lǐng)域也將有所突破;將會有更多智能橡膠產(chǎn)品開發(fā)成功并融入到信息物理世界之中;輪胎等橡膠產(chǎn)品及原材料、設(shè)備等電子商務(wù)將進一步觸動傳統(tǒng)營銷模式的奶酪,在探索中前進;橡膠工業(yè)科研體制和模式將經(jīng)歷轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新;橡膠企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和人才結(jié)構(gòu)將隨之調(diào)整和更新。新的時代,橡膠工業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢和困境共存,機遇與挑戰(zhàn)同在,我們要繼續(xù)轉(zhuǎn)變觀念,把握時機,勇于挑戰(zhàn),開拓我國橡膠工業(yè)智能制造新時代,span>走智能制造之路,建設(shè)橡膠工業(yè)強國。
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