新科技智能造論文
年是《中國制造2025》國家戰略實施元年，“智能制造”成為中國制造2025落地的關鍵。作為制造業領域的盛事和風向標，11月3日-7日在國家會展中心(上海)舉行的第十七屆工博會以“創新、智能、綠色”為主題，圍繞《中國制造2025》十大重點領域，聚焦智能轉型，突出高端引領，體現“跨界、協同、融合、創新”趨勢，成為“智能科技”的引領平臺。
本屆工博會設置數控機床與金屬加工展、工業自動化展、新能源與電力電工展、信息與通信技術應用展、工業環保技術與設備展、機器人展、節能與新能源汽車展、科技創新展和航空航天技術展等9個專業展。九大專業展均瞄準《中國制造2025》戰略，聚焦制造業智能化升級。5天的展覽充分地展示了我國智能制造的最新成果、科技實力、創新趨勢，發展的戰略走向，工信部確定的2015年“智能制造”46個試點示范項目也集體亮相。我國業已形成了走向高端制造的廣泛的堅實的基礎，為實施《中國制造2025》準備了條件。
機器人，智能制造的好幫手
本屆展會人氣最旺的當屬機器人展區，走進展區，各式各樣的機械臂令人眼花繚亂。
會跳勁舞，能和太極高手互練推手，新松公司機器人的展臺前，幾個小小個頭、藍白相間的機器人被觀眾們團團圍住，這就是11月3日工博會上發布的新產品——柔性多關節機器人。這款柔性多關節機器人是國內首臺7自由度協作機器人，具備快速配置、牽引示教、視覺引導、碰撞檢測等功能，具備高負載及低成本的有力優勢，滿足用戶對于投資回報周期短及機器人產品安全性、靈活性及人機協作性方面的需求。它特別適用于布局緊湊、精準度高的柔性化生產線，滿足精密裝配、產品包裝、打磨、檢測、機床上下料等工業操作需要。相較于市場上出現的同類七自由度協作機器人產品，基于自主研發技術，新松七自由度協作機器人在負載或成本上都優于同類產品。不同于其他公司采用大量傳感器，該款機器人采用了獨創的“柔順系統”技術，讓機器人具有“看、聽、觸”等感知功能。發布會上，新松柔性多關節機器人巧妙地與舞臺演員互動表演了炫酷的機器人舞蹈以及柔美的中國太極等節目，將新品高靈活度、高精確度和高安全性的產品特征詮釋得淋漓盡致。這種高靈活度、精確度和安全性的產品特征，將開拓全新的工業生產方式，引領人機協作的發展。
還有工業機器人領域的老牌企業，ABB這次重點展出了面向不同行業的多款機器人自動化應用系統，包括人機協作裝配、IRB360高速分揀、IRB6700機器人智能拆碼垛、新一代大型機器人IRB6700的點焊應用、IRB120智能激光雕刻站、IRB1200雙機協同飛車工作站和IRB8700超柔性化白車身解決方案等10套機器人自動化解決方案。
除了這些，展會現場我們還能看到可以在高空進行涂裝作業的會爬墻的機器人;可以下水的機器人;可以拋光精細材料的機器人;可以做冰淇淋、沖咖啡的萌萌的機器人;還有可以翻轉車身的巨大機械手臂，也有進行手表機芯裝配的的愛普生機器人;可以下棋，可以舞龍……不禁讓人感慨：機器人似乎已經無所不能了。
事實上，近十年確實是機器人飛速發展的時期，尤其是工業機器人的運用，極大地改變了原有的生產制造模式。筆者從第四屆中國工業機器人高峰論壇上獲悉，2014年中國工業機器人銷售量達到45000臺，已超過日本成為全球最大的工業機器人市場，目前，隨著人力成本不斷上升，產業升級訴求日趨強烈，未來幾年中國工業機器人市場仍將保持20%-25%的年均增長率。據了解，中國機器人生產70%來自上海。
但從工業機器人使用密度來看，中國市場仍然擁有巨大的發展潛力。國際機器人聯合會數據顯示，2014年我國每萬名產業工人所擁有的機器人數量僅有36臺，低于世界平均水平(66臺)，更是遠低于自動化程度較高的韓國(478臺)、日本(314臺)和德國(292臺)。而我國一些規模采用工業機器人的企業表示，使用工業機器人的成本正在逐年下降，正在接近一個關鍵的“拐點”，也就是將低于日益增長的人力資源成本。實際上，這個門檻在美國、日本和歐洲的汽車行業已經被跨過，使用機器人進行點焊的每小時成本為8美元，人工成本則是25美元。
一兩年前，提起機器人，人們腦海中最先出現的還是那些巨型機械手和超級計算機，前者拓展了人的肌肉能力，體現在高端裝備領域，實現了高負載、高精度;后者更是延伸了人腦，實現了高速度、高頻次的運算。但是機器人發展到今天，已經到了重新定義的時候，機器人不僅是高端裝備和人的肌肉能力的延伸，還有可能擁有人類的感知和思維，可以應用到更多領域，這成為現代機器人產業發展的新方向。 新松機器人總裁曲道奎博士表示：“未來機器人將成為人類的伙伴”。也就是說，在與IT技術、大數據、網絡、人工智能等深度結合后，機器人開始從機器走入“人”的時代，開始具有感知、思維和人的智慧，變得更加靈活、靈巧，具有更強的自主能力和環境適應能力。在智能制造的轉型升級中，機器人“能力”的提升，將使制造精度，制造成本，制造方式產生巨大的變化。
集成，直擊智能制造“最后一公里”
當然，使用機器人并不能代表智能制造的全部，只能說是一種體現。智能制造是一個高度協作的系統。實現智能制造，必須突破“集成”這道坎。而這又離不開互聯、數據、這樣的基礎，缺乏生產過程數據積累、設備間數據接口不統一，都是“集成”的障礙。
智能制造必須把設備、生產線、工廠、供應商、產品、客戶“互聯”在一起;當傳感器無處不在、智能設備無處不在、智能終端無處不在，也就意味著“數據”無處不在;而智能制造，必將是將無處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施“集成”為一個智能網絡，使得人與人、人與機器，機器與機器，服務與服務之間能夠互聯，實現橫向、縱向、端對端的高度集成。這樣的集成，不再是簡單的自動化，而是可以依據海量的數據積累進行判斷，從而實現更柔性、更高效、更節能的生產制造。
在本次展會上，我們看到了大量的傳感設備、遠程監控設備、通信設備，而更引人矚目的是各種集成商，他們展示的整體解決方案，正突破一個個障礙，直擊智能制造的“最后一公里”。
黃河旋風全資子公司明匠智能在工博會上首發了“牛頓1.0”操作系統。據悉，該系統是基于ARM處理器和嵌入式實時操作系統的智能采集平臺，支持西門子、三菱、臺達等數十種PLC的采集，以及Fanuc、三菱、西門子840D等主流數控系統的數據采集，可將工業4.0項目的實施難度降低60%，維護成本降低90%;采用該系統，用戶只需簡單配置即可按意愿去采集想要的數據，通過智能執行制造系統(MES)算法處理，反作用于生產線，快速實現工業智能化生產。通俗說，原本孤立的各類設備，可以借此開始使用“同一種語言”，進而實現數據共享，協作。數據是智能制造的基礎，但我國很多制造業企業或是缺乏各類數據的積累，或是將各類數據孤立，無法通過數據對生產過程進行監控，更談不上預測，這有管理上的原因，也有技術以及設備的原因。通過信息化手段，建立統一的數據采集系統，打破管理壁壘，發揮基礎數據的作用，是實現智能制造的必經之路。
作為高校國企的`華中數控，此次聯合勁勝精密演示了“智能化工廠”——3C鉆攻中心生產線。作為工信部2015智能制造試點示范項目之一，該項目將建成基于國產數控裝備、國產機器人、國產系統軟件的智能車間，并向整個3C行業進行推廣應用。公司介紹，參展的生產線采用華數608系列機器人，可實現四臺鉆攻中心之間的上下料工作，從而節約兩到三人的勞動力;基于國產化裝備，該系統具有投入成本相對較低、成本回收較快、系統維護便捷等優勢。據悉，該智能化生產線已裝配了勁勝精密的一個車間，并運行良好，未來將在珠三角及全國進行推廣、復制。資料顯示，華中數控還與大連機床合作，為其配套鉆攻中心數控系統數百套;并與比亞迪合作進行小批量試用。
ABB面向汽車制造行業的IRB8700超柔性化白車身解決方案，由IRB8700工業機器人、柔性可編程定位器、物料搬運導軌和機器人滾邊等通過平臺化、標準化模塊實現快速集成，能滿足多種車型在同一條生產線上組裝生產，幫助客戶以“柔性制造”滿足不斷加快的產品升級和千變萬化的市場需求。
西門子展示了實現工業生產過程數字化改造所需的四大支柱：數字化企業軟件套件、通訊解決方案、安全理念和解決方案以及數字化服務。一系列創新產品也亮相展臺，如控制元器件、伺服驅動系統和人機界面新品等。
觀察這些集成商，他們很多原本就是智能設備的制造商，我國出現從制造大國向制造強國轉型的契機，設備制造商也從制造轉向提供智能工廠建設或改造的整體解決方案，這一領域的蓬勃發展，必將印證和促進我國制造業的轉型升級。
越智能，越綠色
在智能制造引發廣泛關注的同時，本屆工博會的另一主題“綠色”也是中國制造業未來的重要發展方向。綠色發展，作為基本方針被寫進了《中國制造2025》，明確提出堅持把可持續發展作為建設制造強國的重要著力點，加強節能環保技術、工藝、裝備推廣應用，全面推行清潔生產。發展循環經濟，提高資源回收利用效率，構建綠色制造體系，走生態文明的發展道路。
各式各樣的新能源汽車聚集一堂，作為“綠色”主題的代表引發了關注。然而對于制造業而言，“綠色制造”和“智能制造”一樣代表了未來的方向。一直以來，由于“綠色制造”帶來成本增加的問題，削弱了企業對他的關注。但在今年的展會，我們不難發現，越是智能的生產線，也愈加“綠色”，幾乎每一個智能制造項目，都將能源利用率提升作為基本衡量指標，綠色制造正從增加成本走向提升效益。
本屆工博會上，寶鋼攜其“熱軋智能車間項目”參展，堪稱傳統制造業企業抓住智能制造機遇謀轉型的典范。據介紹，熱軋智能車間成功改造后，能源利用率提升5%，全自動軋鋼率提升6%，質量成本下降20%，勞動效率提升10%，實現更安全，更高效，更環保的綠色制造目標。
明匠智能展示了全國首條無人操控的柔性H型鋼焊接生產線，為國內鋼構行業發展提供了樣板模型。據悉，該條生產線能使生產效率提高20%以上，運營成本降低20%，產品研制周期縮短30%，產品不良品率降低30%，能源利用率提高10%。憑借接地氣的智能化工廠改造方案，明匠智能已成為美的、寶鋼、海爾、中國建筑等知名企業建立合作關系。
在本屆工博會上，有38個行業的46個智能制造試點示范項目進行集中展示。四川長虹通過互聯網實現消費者與工廠的直接對接。消費者可以按自身需求預先訂購產品，工廠根據后端數據進行匹配生產，真正實現批量個性化訂制。根據顧客需求訂制的產品，將意味著零庫存，全銷售，各種原材料的浪費被降到最低。
在智能制造的引領下，節能環保技術將被嵌入其中，可以極大提高制造業資源利用效率;大幅降低能耗、物耗和水耗水平。數據信息的完善，“物聯”的強化，將有利于實現產品全生命周期綠色管理，有利于構建高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系。
看過玲瑯滿目的最先進的各類工業產品，離開四葉草形的國家會展中心時，我不禁想象了一個理想的場景，一個上海的工廠接到訂單，依靠互聯網將工作任務傳遞給外地的工廠，而在上海的工程師則實時監控著每一條生產線。突然數據有些異常，系統根據以往的生產數據，判斷出這條生產線即將出現某種故障就及時調整了生產計劃，工程師們在上海對故障生產線進行了遠程調控，之后生產繼續。然后產品通過物流直接送達客戶。有賴于物聯網的發展，這些產品的零部件都有可識別的編碼，當產品生命周期接近尾聲時，依賴編碼，可以有效地分類，回收，再利用，之后，開始一個新的產品生命周期，循環不已。而工業生產中排出的廢棄物，都有監測設備進行監控，減少了污染。
其實這不是想象，幾乎每個環節都可以在少數企業中找到實例。當前，轉型升級已經迫在眉睫，需要以創新驅動，懷著堅定的決心，發揮制度優勢，動員各方面力量，進一步深化改革，完善政策措施，建立靈活高效的實施機制，營造良好環境;必須培育創新文化和中國特色制造文化，推動我國制造業由大變強。
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