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朱铎先:剖析工业4.0 建设中国特色的智能工厂

  【稿件说明】本文为“大数据100分”活动分享内容。大数据100分,是中关村大数据产业联盟的特色活动。稿件内容由中关村大数据产业联盟授权数据观(www.cbdio.com)发布,未经允许请勿转载。

  主讲嘉宾:朱铎先

  嘉宾介绍:

  朱铎先,数字化领域专家,现任北京兰光创新科技有限公司总经理,致力于为离散企业提供数字化车间整体解决方案,为多个企业建设数字化智能化工厂,具有丰富的实践经验。

  以下为分享实景全文:

  朱铎先:大家好!非常感谢新河秘书长、陈教授给我这个机会与大家一起交流。希望通过这个主题,与大家一起探讨如何在工业4.0的热潮下,建设具有中国特色的智能工厂,在讲的过程中,如有不妥之处,请大家踊跃拍砖,呵呵!

  本讲座分两部分,第一部分是“工业4.0”的国内外战略剖析,对比分析了德国工业4.0、美国工业互联网、中国两化深度融合国家战略的不同点及共同点,找出制造企业实施工业4.0的落脚点及突破口。第二部分是也本讲座的重点,向大家介绍了兰光创新提出的建设中国特色智能工厂的思路。

  下面首先与大家一起剖析一下德国工业4.0、美国工业互联网、中国两化深度融合等战略的不同点及共同点。

  国务院总理李克强3月25日主持召开国务院常务会议,部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级。会议强调要顺应“互联网 ”的发展趋势,以信息化与工业化深度融合为主线,突出了“工业化与信息化深度融合”、“工业互联网”等信息化手段在中国制造中的战略意义,为中国制造业大发展指明了方向,也再次掀起了工业4.0、工业互联网的热潮。

  我们先看工业4.0的概念。大家都很熟知的德国对工业4.0的划分,第一次革命,是机械化;第二次革命,是电气化;第三次革命,是以PLC为代表的信息化;第四次革命,就是信息物理系统。我们可以很明显地看出来,在德国人划分的所有四次革命的主体,均是围绕着生产设备,都是为了提高生产效率、提供生产灵活性。

  这就是有些专家讲的,德国自下而上的战略,以实加虚的战略,也就是从机电设备等德国最强的领域,向上延伸,增加信息化的成分,实现设备与信息的融合,从而提升德国企业的整体竞争力,“确保德国制造的未来”(工业4.0的战略目标)。

  “工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。该战略分2个方向:智能工厂和智能生产。我们首先看一下对“智能工厂”的定义:重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现。

  这句话可理解为两部分:智能化生产系统,包括高度自动化、数字化、智能化的硬件与软件系统,以实现生产过程的高度灵活性生产与智能管控,最后一句话,是说对生产设施(特别是数控机床等数字化设备)进行分布式管理,这个网络化分布式,就是大家熟悉的DNC中的D(Distributed ,分布式的),就是实现这些数字化设备的分布式管理。

  尽管工业4.0的涉及的内容非常多,但现在业界一致认为,工业4.0的一个主体,就是CPS系统,也即信息物理系统。赛迪智库认为“CPS将推动生产对象直接或借助互联网通过M2M(机器到机器)通讯自主实现信息交换、运转和相互操控”。大家可以明显地看到Machine to Machine的概念,也就是通俗讲的设备联网、设备监控等理念。

  刚才讲的是德国工业4.0。我们再看一下美国的情况,在09年金融危机之后,美国政府马上意识到工业在国家经济中的重要性,工业是国家竞争力的最重要的组成部分,于是马上出台一系列国家计划,以实现“再工业化”国家战略。在此情况下,作为美国制造业的先锋,美国GE公司率先提出了“工业互联网”概念,希望通过生产设备与IT相融合,目标是通过高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合,大幅提高现有产业的效率并创造新产业。

  这是GE著名的工业互联网数据价值链循环图,分别是安装仪表的工业机器、工业数据采集系统、大数据分析、可视化展现、智能决策支持反馈给设备,形成数据流的闭环管理。这里的工业机器,对GE来说,就是他们的航空发动机、贵重的医疗设备等,对制造企业而言,我们就可以理解为企业中最重要的生产设备。

  GE将工业互联网定位为一场新的“革命”,对其发展寄以厚望,并将工业革命划分为3个阶段:从18世纪中期到20世纪初的“工业革命”是产业界的第一场革命,20世纪末的“互联网革命”是第二场革命,通过将这些革命带来的先进产业设备与IT融合,将产生第三场革命——工业互联网。

  从这个划分来看,美国是典型的自上而下的战略,即从互联网,从信息化下延至设备,正与德国自下而上的方式是相反的,但都是充分发挥自己之长,借鉴对方之优点,补己之短。战略目标都是确保“国家制造的未来”。

  我们再看中国两化深度融合战略,这也是很多专家称之为中国版4.0的国家战略。在国家两化深度融合专项计划中,总体行动目标为:面向国民经济重点领域智能制造需求,创新智能制造装备产品,提高重大成套设备及生产线系统集成水平。加快工业机器人、增材制造等先进制造技术在生产过程中应用。培育数字化车间、智能工厂,推广智能制造生产模式。明确指出了将“培育数字化车间”,也就是德国讲的智能工厂,作为首要目标,并通过数字化车间、智能工厂,实现智能制造的生产模式。通过以上分析,我们可以明确地看到,作为信息化最先进的美国,制造最强的德国,制造业的大国——中国,在各自的国家战略中,有一个共同的聚焦点,那就是基于CPS的智能工厂。因此,通过设备的互联互通、基于大数据分析的决策支持、可视化展现、生产过程的管理与控制,建设智能工厂,兰光创新认为,这就是中国制造企业实现工业4.0、工业互联网、两化深度融合的突破口与落脚点。

  下面讲一下,兰光创新认为的、适合中国离散制造企业的一种智能工厂解决方案。

  首先简要介绍一下北京兰光创新科技有限公司,兰光创新成立于2002年,是一直致力于为离散企业提供数字化车间整体解决方案的专业技术公司,是国内第一家为用户提供真正意义上DNC/MDC/MES等数字化车间全线产品链的专业公司,产品包括MES系统、LPS精益生产系统、CPS协同生产管理系统、DNC机床联网、MDC机床监控、刀具管理、APS高级排产等。在全国有400多家成功客户,广泛地遍布航天、航空、兵器、船舶、汽车、模具等行业,是国内领先的数字化车间供应商。

  兰光创新认为,中国制造企业应该抓住这次革命的机遇,以国家两化融合为宗旨,以两化深度融合为突破口,参考德国工业4.0中的智能工厂模式及美国GE工业互联网等先进理念,结合企业实际情况,建设具有中国特色的智能工厂,构建国内领先的“设备自动化管理信息化”的智能型工厂。

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