理论教育 物联网革命:网络精准制造方式的机遇与利用

物联网革命:网络精准制造方式的机遇与利用

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:大数据、云计算、物联网、互联网新技术的突破,催生了精准制造方式革命,这就是网络精准制造方式的工业革命。其本质就是制造过程由工业云与网络、智能装备管控,工业物联网成为主要制造方式。需要注意的是,工业设计、创新设计是网络制造的组成部分。表1-5网络精准制造方式的特点与作用

物联网革命:网络精准制造方式的机遇与利用

大数据、云计算、物联网、互联网新技术的突破,催生了精准制造方式革命,这就是网络精准制造方式的工业革命。其本质就是制造过程由工业云与网络、智能装备管控,工业物联网成为主要制造方式。由于企业的具体情况不同,各行业的发展要求也不同,因此不同类型不同水平的网络精准制造方式应运而生。

(一)网络制造方式的构成

1.工业设计创新设计是网络制造方式的龙头

工业设计从外观设计不断向产品、装备的功能设计结构设计、技术的利用设计延伸,把“产品与装备的硬件+技术与软件”设计成为一体,把产品的设计与制造方式的设计合二为一;创新设计更是把整机的制造设计与各类组件、部件的加工图设计集为一身,且把这种设计的图纸数字化,把发送传输方式网络化,因而一下子成为工业制造过程的重要部分、网络协同制造的依据与龙头。

同时,由于网络技术的发展,在网络设计软件的支持下,各种产品的设计相对简化,客户参与设计成为可能;制造过程的网络化,组成产品的各种组件、部件设计实现了模块化、数字化。数字化的每个组件、部件加工图的发送就像手机发短信那么简单。因此,以设计为龙头的网络协同制造模式应运而生。

最典型的案例如“小米”,这家企业没有自己的工厂,只有1 500人搞研发设计,还有2 500人开展网络营销,但“小米”公司却形成了由网络设计手机,网络组织小米手机、小米电子产品的制造,并由网络进行销售的模式。工业设计与自动化制造相结合的模式,十年前就开始在浙江绍兴(现为柯桥区)出现。有一家企业化运作的纺织面料设计中心,正式的名称叫纺织(设计)创新服务中心,它为众多中小纺织制造企业提供各种产品设计,设计完方案后让客户直接看样订货,设计结果通过软盘直接插入数字化加工制造装备或自动化生产线,形成了“快速设计+快速生产”的制造模式,很有活力。

需要注意的是,工业设计、创新设计是网络制造的组成部分。因此,这与创意产业是不能等同的。

2.具有网络接入功能的智能化制造装备

中国工程院院长路甬祥院士对智能化制造有非常精彩的描述:智能设计/制造信息化系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如感知、分析、推理、判断、控制、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动,提高制造水平与生产效率。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化[4]

新一代的网络制造装备,不仅自身具有智能制造的能力,同时又具有无线网的接入功能,形成了貌似独立、实则为网络制造方式组成单元的特点。它可以是“一台机床+一个机器人”组成的一个网络化的制造单元,也可以是“一组机床+一组机器人”组成的一个网络化的制造单元,灵活性大,为分布式的网络协同制造添加了新的适应能力。这种制造方式的价值在于社会化的分工协作,可以为加盟某一紧密型产业联盟的个体工商户、小微企业提供参与制造的机会,特别适宜于环境、安全问题极少的行业,也特别适宜于小微企业多的地区。

3.自动化的生产线(www.daowen.com)

通过泛在网协调的每一条自动化生产线,都是网络精准制造方式的组成部分、一个具体的制造单元,“自动化生产线+机器人”,也是这样的一个网络制造单元。

4.物联网工厂

物联网工厂往往用于造纸、印染、化工、钢铁热轧、化学医药等容易污染的制造行业。通过物联网的控制技术、数字化的实时计量检测技术、智能化全封闭流程装备的自控技术的集成,能够对每个阀门、每一台机器、每一个生产环节进行精准控制,防止泄漏,防范事故。在云计算支持的物联网生产、经营的系统管控下,实现信息化的计量供料、自动化的生产控制、智能化的过程计量检测、网络化的环保与安全控制、数字化的产品质量检测保障、物流化的包装配送,确保了全过程、每个环节的精准生产与管控。这个网络制造系统,即使个别环节有泄漏,也可以及时发现,上道环节会通过内置的芯片进行自动调控,包括中断供应与停止生产,控制泄漏量的继续增加,避免环境污染与安全生产事故的发生,实现“微泄漏”与“零事故”。

(二)网络制造方式的分类与具体形式

网络化制造方式,是实现精准制造要求的一种革命性的方式。具体有两种基本的类型:一是在同一个厂区里,通过机联网或厂联网,由云计算平台统一管控每台机器、每条生产线,进行精准制造,这是物联网工厂的模式;二是在不同地区的企业或同一地区的不同企业之间进行的,这是网络的协同制造。欧洲空客公司的大飞机就采取了这种世界性、分布性的网络协同制造模式,许多跨国大公司也采用了这种网络协同制造方式。但是对于大多数非跨国公司而言,对于像中国这样的发展中国家而言,网络协同制造的模式大多采用了以局域网为主的物联网协同制造模式,物联网的协同制造模式有更广泛的适应性。网络统一管控制造与网络组织的协同制造可适用于不同的制造组织架构

由网络组织协同制造,可以通过泛在网接入一台至几台机器形成制造单元(小企业),也可以接入一条至几条自动化生产线形成制造单元(企业),还可以接入若干个物联网工厂。它适应性强、效率高、成本低,是一种先进的制造方式。了解这些,有利于我们消除对网络制造方式神秘感与高不可攀的误解。

(三)网络制造方式的特点与作用

网络精准制造方式发展了新型工业,颠覆了工业就是消耗资源、浪费能源、污染根源、危险之源的结论,为否定之否定规律再次提供了良好的注解。网络精准制造方式的特点与作用见表1-5。

表1-5 网络精准制造方式的特点与作用

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