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智能制造推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域的綠色發(fā)展

  未來(lái)傳統(tǒng)的造紙行業(yè)或?qū)⒆兩砝w維制造商。參觀者在一個(gè)裝有控制室的造紙廠模型中看見(jiàn),通過(guò)監(jiān)控需水量、原料成分、熱能消耗等各項(xiàng)數(shù)據(jù),并調(diào)節(jié)生產(chǎn)流程,使生產(chǎn)的新型纖維產(chǎn)品可替代石油、木材等原料消耗?!?/span>



  上周,這個(gè)世界最大的工業(yè)展在德國(guó)舉行。今年展會(huì)的主題為“工業(yè)融合——發(fā)現(xiàn)解決方案”,聚焦智能化、數(shù)字化工廠與能源系統(tǒng)的改造,并重點(diǎn)展示工業(yè)4.0的實(shí)際應(yīng)用。記者從漢諾威工博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)了解到,共有來(lái)自75個(gè)國(guó)家和地區(qū)的5200多家企業(yè)參展,其中中國(guó)參展商超過(guò)600家;工博會(huì)總參觀人數(shù)約19萬(wàn),有約6000人來(lái)自中國(guó),兩組數(shù)字僅次于東道主德國(guó)?! ?/font>

  近年在數(shù)字化熱潮推動(dòng)下的工業(yè)4.0,繼續(xù)成為本屆工博會(huì)的亮點(diǎn)。結(jié)合發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù),除了顯著提高工業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量,更能精準(zhǔn)地利用材料和能源,減少資源消耗與污染排放,推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域的綠色發(fā)展。據(jù)賽迪顧問(wèn)裝備產(chǎn)業(yè)研究中心測(cè)算,以“工業(yè)4.0”引領(lǐng)的智能制造,將使我國(guó)總體生產(chǎn)效率提升25%—30%,降低40%以上的生產(chǎn)線能耗,總碳排放量減少20%以上。  

  一輛藍(lán)色的大眾轎車前面,屏幕上不斷變化的三維透視圖向人們展示著這輛車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)步驟?! ?/font>

  “通過(guò)數(shù)字化軟件的計(jì)算和控制,我們細(xì)致到機(jī)械臂給汽車噴涂的每一個(gè)動(dòng)作,都做了優(yōu)化,以減少多余的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能耗?!痹跐h諾威工博會(huì)最大的單體展臺(tái)上,西門子(中國(guó))有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)及過(guò)程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的專家劉鍇告訴記者。目前,數(shù)字化的汽車生產(chǎn)廠已能把生產(chǎn)的整個(gè)生命周期,包括設(shè)計(jì)、規(guī)劃、工程、生產(chǎn),直到最終成品整合為一體,通過(guò)集成軟硬件的一體化解決方案實(shí)現(xiàn)整個(gè)價(jià)值鏈的數(shù)字化無(wú)縫對(duì)接?! ?/font>

  現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)展示的一輛奔馳汽車,就利用了該公司NX軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)及仿真模擬。“以前很多產(chǎn)品都要生產(chǎn)出來(lái),才知道其實(shí)際性能和效果,通過(guò)軟件模擬將虛擬與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)相結(jié)合,大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間成本和樣車生產(chǎn)的能耗、資源成本。”劉鍇說(shuō)?! ?/font>

  從直接的能源利用角度看,在智能的數(shù)字化系統(tǒng)控制下,可使可再生能源、分布式發(fā)電協(xié)調(diào)發(fā)揮出更可靠的供電能力與環(huán)保效應(yīng)?! ?/font>

  記者在展廳的“工業(yè)能源”板塊看到,一個(gè)具有互動(dòng)功能的燈箱模型,直觀展示了能源消費(fèi)者、傳統(tǒng)發(fā)電方式、可再生能源以及儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的相互影響和相互作用,參觀者調(diào)節(jié)其中的不同因素,能直觀看到從上游電網(wǎng)輸入到輸出,整個(gè)復(fù)雜環(huán)境下各要素的能源消耗量、發(fā)熱發(fā)電量以及碳排放的變化?! ?/font>

  數(shù)字化更變革了產(chǎn)品制造方式本身。“傳統(tǒng)的制造方法是減材制造,也就是在制造過(guò)程中對(duì)材料不斷削減加工,原材料消耗相對(duì)較大,而增材制造則在生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)數(shù)字化控制把產(chǎn)品的材料一層一層地‘噴繪’上去?!眲㈠|說(shuō)?! ?/font>

  目前,已經(jīng)有大型的跨國(guó)數(shù)字化工業(yè)技術(shù)供應(yīng)商,能夠提供涵蓋整個(gè)價(jià)值鏈的一體化增材制造軟件和自動(dòng)化解決方案?! ?/font>

  加速布局的數(shù)字化工廠  



  隨著工業(yè)4.0的熱潮從德國(guó)涌向全球,越來(lái)越多的中國(guó)生產(chǎn)企業(yè)也感受到數(shù)字化引領(lǐng)的工業(yè)變革。中國(guó)也提出了實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)行動(dòng)綱領(lǐng)《中國(guó)制造2025》,一方面推進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,另一方面是工業(yè)能耗、污染物排放的下降?! ?/font>

  在漢諾威工博會(huì)現(xiàn)場(chǎng),某跨國(guó)企業(yè)中國(guó)研究院數(shù)字化工廠專家告訴記者,“2013年我們接到5家企業(yè)關(guān)于籌建數(shù)字化工廠的咨詢,2014年這一數(shù)字增加到10家左右,去年上升到幾十家?!?/span>事實(shí)上,博覽會(huì)展現(xiàn)的數(shù)字化案例并非紙上談兵,在實(shí)踐層面的數(shù)字化工廠已經(jīng)在多地布局?! ?/span>

  兩年前,西門子在全球布局的第二個(gè)數(shù)字化工廠在成都落成。而在德國(guó)采訪期間,記者參觀了成都這家數(shù)字化工廠的“姐姐”——安貝格電子制造工廠,其作為在歐洲乃至全球最先進(jìn)的數(shù)字化工廠,被認(rèn)為是最接近工業(yè)4.0概念的工廠?! ?/font>

  與以往充滿噪音和油污的車間不同,安貝格工廠盡管還保留著上世紀(jì)八九十年代的紅磚外觀風(fēng)格以及1萬(wàn)平方米的面積,但產(chǎn)能卻較26年前提升了8倍,每年可生產(chǎn)約1200萬(wàn)件自動(dòng)化產(chǎn)品,按每年生產(chǎn)230天計(jì)算,即平均每秒就能生產(chǎn)出一件產(chǎn)品,產(chǎn)品合格率高達(dá)99.9988%?! ?/font>

  記者看到,明亮寬敞的廠房?jī)?nèi)不見(jiàn)煙氣與灰塵,齊胸高的灰藍(lán)色機(jī)柜排成一行。員工身著藍(lán)色工服,并不需要自己動(dòng)手,只有生產(chǎn)過(guò)程的開(kāi)頭部分,即員工將初始組件(裸電路板)放置到生產(chǎn)線上的環(huán)節(jié),是人工執(zhí)行的。此后的一切操作都是自動(dòng)完成。期間只需要操作觸摸屏,通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的監(jiān)控和調(diào)節(jié)?! ?/font>

  工廠地面與地下倉(cāng)庫(kù)由一個(gè)個(gè)小孔洞連通,部件和電路板通過(guò)傳送帶從孔洞運(yùn)上來(lái),并自動(dòng)運(yùn)輸?shù)街饌€(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的機(jī)器中,隨即被機(jī)械臂抓取加工,之后再放到傳送帶上運(yùn)往下一環(huán)節(jié)。  

  上述生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ),是安貝格工廠對(duì)超過(guò)3億個(gè)元器件建立了“身份證”。這些基礎(chǔ)識(shí)別信息包括:材質(zhì)、生產(chǎn)線位置、甚至當(dāng)時(shí)用的扭矩是多少、用什么樣的螺絲釘?shù)鹊取.?dāng)一個(gè)元件進(jìn)入時(shí),機(jī)器會(huì)判斷該用什么溫度以及時(shí)間長(zhǎng)短,并可以判斷下一個(gè)進(jìn)入的元件是哪一種。安置其間的顯示器上,不斷刷新著數(shù)據(jù)并閃爍著紅、黃、綠光,告訴工人每個(gè)元器件的加工狀況?! ?/font>

  近2000億歐元的市場(chǎng)蛋糕  

  當(dāng)然,除了安貝格工廠這樣的工業(yè)數(shù)字化頂尖案例,數(shù)字化工廠對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)也并非高不可攀?! ?/font>

  此次工博會(huì)上,博世、西門子等龍頭企業(yè)都有相應(yīng)的產(chǎn)品服務(wù),使中小企業(yè)加入工業(yè)4.0的門檻有所降低,不少解決方案兼容現(xiàn)有生產(chǎn)線,使得中小企業(yè)不必另起爐灶?! ?/font>

  在中國(guó),已有大型的跨國(guó)數(shù)字化技術(shù)供應(yīng)商與中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)聯(lián)合工程有限公司、金達(dá)控股有限公司、中信戴卡股份有限公司等中國(guó)企業(yè)建立了數(shù)字化企業(yè)的合作關(guān)系。如今年3月份簽約的中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司,將根據(jù)相關(guān)投資管理流程推進(jìn)在3D實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)工廠、生產(chǎn)調(diào)度及優(yōu)化系統(tǒng)、節(jié)能系統(tǒng)、工廠運(yùn)維系統(tǒng)?! ?/font>

  據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),由于工業(yè)自動(dòng)化的出現(xiàn),數(shù)字化制造領(lǐng)域全球銷售額將從2013年的約1600億歐元,增長(zhǎng)到2018年的約1950億歐元?! ?/font>

  本屆漢諾威工博會(huì),來(lái)自中國(guó)的參展商超過(guò)600家。德國(guó)“工業(yè)4.0”與“中國(guó)制造2025”對(duì)接也是展會(huì)關(guān)注重點(diǎn)。在本屆展會(huì)上,中德工業(yè)城市聯(lián)盟正式宣布成立。該聯(lián)盟將聯(lián)合兩國(guó)代表性工業(yè)城市,充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢(shì)。其中聯(lián)盟內(nèi)的中方城市共派出了14家企業(yè),參展面積達(dá)到了378平方米?! ?/font>

  工業(yè)4.0下的中國(guó)企業(yè)機(jī)遇  



  制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)呈現(xiàn)的巨大市場(chǎng),亦成為國(guó)內(nèi)智能技術(shù)供應(yīng)商競(jìng)逐的舞臺(tái)?! ?/font>

  “中國(guó)政府推出了適合本國(guó)制造業(yè)發(fā)展的‘中國(guó)制造2025’戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略核心是工業(yè)自動(dòng)化和數(shù)字化。德國(guó)的工廠設(shè)備、企業(yè)軟件和系統(tǒng)集成產(chǎn)品具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),在中國(guó)大受歡迎。中國(guó)本身在工業(yè)機(jī)器人、云計(jì)算等工業(yè)領(lǐng)域投資巨大,在信息通訊技術(shù)領(lǐng)域具有競(jìng)爭(zhēng)力。中德兩國(guó)在未來(lái)工業(yè)合作領(lǐng)域擁有巨大潛力?!睗h諾威工博會(huì)新聞發(fā)言人布里吉特·曼肯說(shuō)?! ?/font>

  記者從工博會(huì)了解到,與一些歐美大型企業(yè)信息集成度高、涵蓋工業(yè)領(lǐng)域廣相比,國(guó)內(nèi)企業(yè)在特定的行業(yè),尤其是具有中國(guó)特色的行業(yè)中,優(yōu)勢(shì)更明顯。例如,作為我國(guó)乃至世界陶瓷機(jī)械的龍頭,科達(dá)節(jié)能股份有限公司去年進(jìn)軍工業(yè)軟件領(lǐng)域,推出了工業(yè)云平臺(tái),今年首次參加漢諾威工博會(huì)?! ?/font>

  “以往在陶瓷生產(chǎn)中,噴墨打印機(jī)、爐窖、拋光設(shè)備都是獨(dú)立運(yùn)作的,出現(xiàn)了問(wèn)題都要現(xiàn)場(chǎng)查看才能知道故障的原因進(jìn)行處理。而通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建立數(shù)據(jù)采集終端后,我們可以把這些設(shè)備的數(shù)據(jù)都傳輸?shù)娇拼笤朴?jì)算支撐平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)鏈條的遠(yuǎn)程監(jiān)控,故障排查與控制?!笨七_(dá)研發(fā)院IT研究室副經(jīng)理吳啟榮說(shuō)。陶瓷傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝也因數(shù)字化發(fā)生變革,科達(dá)同時(shí)展出的陶瓷噴墨數(shù)字打印機(jī),只要輸入個(gè)性化的圖案,即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批量打印。  

  該公司副總裁武楨坦言,雖然國(guó)外有的技術(shù)比較領(lǐng)先,但中國(guó)企業(yè)也有自己的優(yōu)勢(shì)?!皣?guó)外大公司的設(shè)計(jì)往往缺乏中國(guó)應(yīng)用場(chǎng)景的積累?!薄 ?/font>

  在此次工博會(huì)上,華為攜帶創(chuàng)新的ICT產(chǎn)品、解決方案和11家客戶及合作伙伴首次參加漢諾威工業(yè)博覽會(huì),主要展示其IoT(InternetofThings)聯(lián)接管理平臺(tái)。與工業(yè)云的工作流程類似,平臺(tái)內(nèi)置軟件對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。該平臺(tái)可支持測(cè)繪、汽車、智慧城市等多個(gè)垂直行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用?! ?/font>

  “以華為為首的中國(guó)企業(yè),在云計(jì)算、IoT、SDN等ICT技術(shù)等方面處于領(lǐng)先位置,而以德國(guó)為首的一些歐洲國(guó)家企業(yè)在傳統(tǒng)制造業(yè)有一定的優(yōu)勢(shì),這種合作是雙方能力的互補(bǔ),互相吸引。”華為西歐企業(yè)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人說(shuō)。

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