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如何实现“制造”到“智造”的蜕变?

发布时间:2022-10-04 21:34:43阅读量:508

1.从传统制造到云制造的转变

云制造(Cloud Manufacturing, CM)是基于"制造即服务"理念,借助云计算技术、虚拟技术的发展而新兴的生产模式,是先进的信息技术、制造技术和物联网技术等交叉融合的产品。云制造是一个以客户为中心的生产模式,根据共享的需求收集多元化和分散的制造资源,支持制造业在广泛的网络资源环境下形成暂时的、可重构的生产线,以提高生产效率,降低产品生命周期成本,为产品提供高附加值、低成本和网络化制造的服务,并可以为响应客户的个性需求提供最佳资源配置。

例如在当下中国制造转型的关键时期,如何推动传统制造模式的变革,有赖于多种技术的协同发展和运用,打造无人化工厂,形成自动化产线的转变,利用高新技术(机械传动、机械手控制系统、伺服系统、软件算法)的强大内生力,深度融合以带动产业转型。

自动化控制系统


2.云制造模式的发展

我国制造业不仅面临着全球产业变革和创新驱动的挑战,更是处于从"中国制造"向"中国智造”转变的关键时期,亟需运用新技术、新理念、新模式来实现制造业的转型升级。“中国制造2025“提出,要推动制造业与信息技术深度融合、增强制造业的创新能力,实现制造业的蜕变成蝶、绿色发展。云制造作为互联网时代的一种 智能生产模式,是大数据、云计算、互联网、智能制造和物联网等技术运用于工业制 造领域并进一步向流通、消费等领域拓展的产物,为制造业从信息化走向服务化、高 效低耗提供可行的新思路,对提高生产效率、提升产品质量、降低资源能耗大有裨 益。

各国针对云制造关键技术纷纷制定相关国家战略,2012年美国通用电气公司提出了 "工业互联网革命”,通过物联网将人、数据和机器连接起来,从而推动工业革命和网络革命两大革命性转变,被称为"美国版工业4.0”,其目标是升级关键的工业领域。2013年德国发布的"工业4.0’发展战略中,明确提出信息数据化、智慧化的目 标,旨在提升制造业的智能化水平。2010年我国863计划启动了 "云制造服务平台关 键技术研究",旨在研究集团企业云制造关键技术和搭建面向中小企业的云制造服务 平台,全面发展云制造;2015年国务院发布了《中国制造2025》强国战略行动纲 领,明确提出开展制造业与信息技术融合创新发展,推动我国由制造业大国向制造业 强国迈进。

无论是美国GE 2012年提出的”工业互联网”,德国2013年提出的"工业 4.0”,还是我国提出的"中国制造2025”,其核心都是通过数字化的转型,来提高制造业的水平。

3.工厂云制造的实质

云制造区别于当前其他先进制造模式的最鲜明特征在于“共享“,类似于现在流行的"共享单车",为了让生产出来的单车不闲置,使剩余的制造产能尽可能地最大 化利用。当企业设备处于闲置状态的某段时间,可以通过云制造将这部分的产能转交 其他需要的企业,解决了中小企业缺少设备的难题。随着"制造即服务"理念的深 化,云制造服务集成化越来越高,涉及产品全生命周期内的服务,逐渐演变成"互联 网+"制造新模式。如图7-1所示,美国飞机制造商的研发和生产过程采用服务外包、网络协同模式,涉及全世界众多零部件供应商与制造商的 大规模协同制造,使研发周期缩短30%,制造成本降低50%。

云制造的实质是两化融合(工业化与信息化),其内涵在于充分运用互联网技术及其营销模式,搭建云制造公共服务平台,按用户需求组织网上制造资源,为用户提供各类按需制造服务的网络化制造,促进制造业升级。当前,我国的制造业总体上仍处于中低端水平,为适应市场竞争压力和应对竞争对手的创新,制造业必须具有适应性。现阶段,云制造作为一种新的基于信息和通信技术的智能制造技术,从根本上改变了制造型企业运营管理和操作方式,突破了制造业领域,从制造、销售领域延伸拓展到使用、服务等领域,对制造业的转型升级带来深远的影响。

云制造的主要特点是资源整合、产业融合和定制生产。首先,在资源整合方面,云制造可以充分利用一站式互联网平台将分散的资源(如相关产品的原材料、设计、工艺、制造、检测、采购、营销、回收等)集中起来,大大削减企业制造成本、提高资源利用率和运营效率。

其次,在产业融合方面,云制造所依托的互联网、物联网、云平台等有利于企业了解产品的销售和使用情况,了解消费者对产品的满意度;有利于企业根据消费者的意愿和需求对产品的结构、功能等进行调整,并提供及时、到位的服务,从而促进生产与市场、生产与消费有效对接。

最后,云制造能够实现定制生产,传统生产模式是企业根据市场调研的结果来决定生产的产品品种和数量,存在消费者与生产者之间的沟通障碍,而电子商务模式消除了生产者与消费者之间的障碍。在云制造共享服务平台上,企业以大数据平台为基础、以柔性化生产为依托,根据客户需求进行个性化定制生产。深入研究和把握云制造的实质及主要特点,是全面发展云制造、推动我国由制造业大国向制造业强国迈进的基础。

4.云制造的运行与推动

云制造需要客户、供应商、云应用平台三者之间的紧密联系,这三者代表了简单的制造关系链,客户的需求通过应用平台向应用层反映。

客户是云制造中的消费者,有需要制造的东西,但不具备这样做的能力,或者他们具备这样的能力,但利用云制造可以获得竞争优势。客户的需求伙伴范围可以从个体到任意大中型设备制造商,这些需求都可以基于云应用平台提供给供应商。

供应商指的是拥有并运营制造设备的集体,包括但不限于机械加工技术、后处理技术、检测技术、控制技术等。除此之外,供应商还必须具备足够的知识和经验以有效利用这些设备(如机械手系统控制机械手臂——深度应用,传统制造产业迈向自动化转型)。

云应用平台负责管理云制造的环境并将客户的需求转化为大数据。例如,客户所期望的产品需要数控加工路径程序以及相关的工艺步骤来达到要求,这些都可以通过云应用平台实现。最后,应用层找到所需的用户资源并对其进行管理,提供给应用供应商。

综上所述,云制造将客户、供应商、云应用平台连成一个整体,为客户提供可响应的制造服务,同时将分散的供应商资源结合到云应用平台的大数据上,并且输出与客户需求一致的产品。总而言之,充分融合云计算、物联网等新一代信息技术的云制造技术,将切实提高制造业的社会经济效益。

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