
在9月13日召開的國新辦新聞發(fā)布會上,工信部部長肖亞慶表示,自2010年以來,我國制造業(yè)增加值已連續(xù)11年位居世界第一,是世界上工業(yè)體系最為健全的國家。在500種主要工業(yè)品中,超過四成產品的產量位居世界第一,制造業(yè)大國地位更加堅實
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制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要基礎,隨著數字化、信息化及人工智能等技術的發(fā)展,傳統(tǒng)制造業(yè)與新的數字化技術不斷融合,國內外的制造技術都發(fā)生了很大的變化。先進制造技術是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志,智能制造是先進制造的領頭羊。我國要想實現工業(yè)現代化,成為制造強國,離不開先進制造技術的助力。
先進制造技術是制造業(yè)融合了機械、電子、計算機與通信、控制理論和人工智能等方面的成果,并被綜合應用于設計、制造、檢測、管理、銷售、使用乃至回收的全過程,以實現優(yōu)質、高效、低耗、清潔和靈活生產,提高對動態(tài)多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。其集成了現代科學技術和工業(yè)創(chuàng)新的成果,充分利用了信息技術,使制造技術提高到新的高度。先進制造技術是不斷利用新技術逐步發(fā)展和完善的技術,因而具有動態(tài)性和相對性。其以提高企業(yè)競爭能力為目標,應用于產品整個制造過程,強調優(yōu)質、高效、清潔及靈活生產,體現了環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展和制造的柔性化。
許多發(fā)達國家發(fā)布一系列國家戰(zhàn)略,以增強在實體經濟領域的競爭力,如美國的“再工業(yè)化戰(zhàn)略”、德國的“工業(yè)4.0”計劃、日本的“新機器人戰(zhàn)略”及英國的“高價值制造戰(zhàn)略”等。盡管這些戰(zhàn)略或計劃各有側重點,但都包括發(fā)展智能制造,以適應新的要素和市場環(huán)境,豐富先進制造的內涵。
2推動制造業(yè)高質量發(fā)展,促進新技術為制造業(yè)賦能。將智能化與數字化作為未來制造業(yè)發(fā)展的重點。改革開放四十余年,我國已成為制造業(yè)大國,世界各地涌現“中國造”,從側面顯現出我國制造水平所取得的歷史性飛躍。我國在智能制造方面取得了突出的成果,促進了先進制造技術的發(fā)展。
2.1 工業(yè)機器人技術
工業(yè)機器人技術的發(fā)展,為智能制造帶來新的動力。工業(yè)機器人具有生產操作穩(wěn)定、改善勞動環(huán)境、減輕勞動強度及提高勞動生產率等特點,被制造業(yè)眾多企業(yè)廣泛應用。其中中國中車在車輛生產的各個環(huán)節(jié)應用了焊接機器人、打磨機器人、組對機器人和噴涂機器人等。使用機器人代替工人完成作業(yè)是制造業(yè)發(fā)展的走向,也是近年來先進制造的重要表現形式。
2.2 智能工廠
娃哈哈是中國飲料行業(yè)的龍頭企業(yè),也是飲料行業(yè)“中國制造”的典范,目前也實現了智能工廠的規(guī)劃。通過信息技術與制造技術的深度融合,實現從傳感器到企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP的全過程信息集成。在底層,西門子的PLC等通信網絡覆蓋整條生產線,借助SIMATIC解決方案,娃哈哈打破了各個設備的信息孤島,實現了內部高效的精細管理、優(yōu)化外部供應鏈的協(xié)同,推動了整個產業(yè)鏈向數字化、智能化及綠色化發(fā)展。娃哈哈飲料智能生產線。
2.3 5G通信技術
華為的5G通信技術為智能制造增添了新的活力,“中國制造”正在高速轉型為“中國智造”。對于汽輪機的裝配而言,5G三維掃描建模檢測系統(tǒng)利用激光掃描技術,能夠準確迅速地截取物體表面的三維數據并生成模型,再利用5G網絡實時傳輸,并將測量的大數據上傳到云端。云端服務器對實際模型和理想模型迅速校核,判斷兩者的相似程度。這就讓檢測時間大大縮短,既實現產品全量檢測,又能得到質量信息數據庫,以便后期質量分析,節(jié)約成本,提高效益。21世紀,5G技術助推傳統(tǒng)制造向智能制造轉型,聯(lián)結各領域的人、機器和設備,為工業(yè)升級提供互聯(lián)網支持。
在汽車生產線的自動化控制中,5G 可連接工人和制造機器,形成信息系統(tǒng),實現暢快的信息共享。尤其是跨工廠、跨地域等生產場景,5G 技術增強生產的同步性。
2.4 智能數控系統(tǒng)
華中數控在2021年第十七屆中國國際機床展上發(fā)布的“華中9型智能數控系統(tǒng)”,集成AI芯片,融合A I算法,實現數控系統(tǒng)的自主感知、自主學習、自主決策和自主執(zhí)行,堪稱AI與先進制造融合的典范。華中數控以“華中9型智能數控系統(tǒng)”為平臺,與秦川機床集團等機床企業(yè)聯(lián)手研制了智能精密加工中心、智能五軸加工中心等不同領域、多種類型的智能機床。該系統(tǒng)推動了機床的智能化轉型升級,助力機床動態(tài)精度由絲入微。
3“德國工業(yè)4.0”的核心是“智能+網絡化”,即通過信息物理系統(tǒng)(CPS)構建智能工廠,實現智能制造。先進制造生產線是智能工廠的標配,它是加工單元、機械手、運輸裝置和檢測設備協(xié)同完成的系統(tǒng)工程,先進制造生產線布局如圖3所示。西門子PLC通信網絡為先進制造生產線提供了豐富的網絡解決方案,可以有效地解決其中的控制問題。該公司的Mind Sphere工業(yè)互聯(lián)網平臺,可以大范圍采集工業(yè)數據,進行數據建模、模型部署及模型分析等,為企業(yè)提供凝聚了豐富技術經驗和數據價值的各種Mind Apps,以解決企業(yè)多維度的需求。
在航空航天領域,位于發(fā)動機低溫壓氣機側的整體葉盤由鈦合金制成,高溫渦輪側的整體葉盤由高溫合金HRSA制成。高溫合金和鈦合金都屬于難加工材料,對加工工藝及切削刀具的要求都非常高。山特維克可樂滿針對鈦合金的切削制造專門研制了CoroMill® Plura HFS整體硬質合金立銑刀,其獨有的冷卻增強器采用了用于改進溫度分散的專利冷卻液流槽設計,能解決切削區(qū)域的排屑和溫度控制難題。山特維克可樂滿在為高精尖制造業(yè)提供切削刀具、滿足金屬切削行業(yè)苛刻要求的同時,引領世界。
一些發(fā)達國家在高端數控機床的性能及技術方面仍比我國領先,且部分國家已著眼于新一代數控機床的研發(fā)。如德國DST公司Ecospeed系列臥式加工中心,其電主軸的功率最大可達80kW,主軸在Z軸方向的最大行程可達670mm,加工效率為同類用于飛機結構件加工的雙擺角五軸數控機床的5~10倍。
先進制造技術提倡“變廢為寶”,減少制造過程中向外界環(huán)境排放的廢棄物,對產品進行分類回收再利用,提升原材料的利用率,達到節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的目的,引領制造業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展。在貫徹落實中國高質量發(fā)展戰(zhàn)略的過程中,綠色制造不容忽視,主要體現在綠色工廠、綠色產品、綠色園區(qū)和綠色供應鏈的建設中。
5 結束語
制造業(yè)是國家經濟和綜合國力的基礎,一個國家的機械制造技術水平將深刻影響該國的經濟發(fā)展以及現代化進程。隨著我國工業(yè)水平的發(fā)展,尤其是航空航天技術的發(fā)展,先進制造技術顯得越發(fā)重要。在信息技術和互聯(lián)網技術的加持下,先進制造技術的應用案例不斷涌現,尤其是智能制造,極大地提高了企業(yè)生產的效率和服務質量。未來的制造業(yè)正朝著產品優(yōu)質、生產高效、能源低耗、綠色環(huán)保和信息安全等方向發(fā)展。作為制造業(yè)大國,我國與一些發(fā)達國家仍存在差距,因此應加強對先進制造技術的探索,掌握核心科技,提升我國制造業(yè)的整體水平,向制造業(yè)強國的目標邁進。