近些年我國智能制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，并取得了較為顯著(zhù)的成效。智能化以及工業(yè)自動(dòng)化等新興的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)融入到了工業(yè)發(fā)展之中，與國外發(fā)達國家相比我們已經(jīng)取得了不小的成績(jì)。但就目前中國智能制造的現狀而言，我國與發(fā)達國家相比差距還是很大的，如果放在一個(gè)更為宏觀(guān)的場(chǎng)景里觀(guān)察中國智能制造，我們會(huì )發(fā)現有很多制約因素影響著(zhù)它的發(fā)展。鑒于此，我們在發(fā)展智能制造過(guò)程中，也還需要且行且思考。

 

　　一、生產(chǎn)模式與材料的制約

 

　　在本文中，我們明確智能制造以實(shí)現“個(gè)性化生產(chǎn)”這個(gè)提升企業(yè)自身競爭力的產(chǎn)品戰略為導向，采用信息技術(shù)，將生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節的數據傳輸到管理系統，通過(guò)動(dòng)態(tài)的優(yōu)化來(lái)“提升質(zhì)量、降低成本、縮短產(chǎn)品交付周期”。

 

　　?機械剛性制約

 

　　目前很多產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)方式，多是對現有的原材料，無(wú)論是金屬材料、塑性材料、纖維材料還是半導體材料等，通過(guò)一定的切削、成型、編織等工藝進(jìn)行加工，而這些加工很多在機械上是有制約的。例如制藥，我們不能進(jìn)行“插單”實(shí)現靈活定制化，因為每個(gè)批次的藥物需要進(jìn)行清洗生產(chǎn)環(huán)境才能進(jìn)行另一個(gè)生產(chǎn)，很多影響生產(chǎn)質(zhì)量的參數無(wú)法實(shí)現在線(xiàn)的調整，這必然會(huì )導致產(chǎn)生不良品，而質(zhì)量迭代需要有批量基礎的數據才能實(shí)現提升。

 

　　?材料科技與制造的融合研究

 

　　智能制造中的3D增材打印技術(shù)是中國智能制造的一個(gè)熱點(diǎn)，但是，在材料方面、加工速度與成本方面還是有瓶頸制約的。材料科技沒(méi)有突破，傳統的生產(chǎn)工藝也無(wú)法實(shí)現突破。例如：節能最有效的是工藝節能——通過(guò)工藝的徹底改善，以新的生產(chǎn)方式來(lái)實(shí)現能耗的降低。但改進(jìn)工藝是困難的。一個(gè)例子是，數字印刷雖然很好，但是噴墨頭的材料與加工目前沒(méi)有創(chuàng )新性進(jìn)步，國內在這個(gè)方向就無(wú)法實(shí)現制造領(lǐng)域的新進(jìn)展。其他像油墨技術(shù)、黏膠技術(shù)、高性能金屬材料、特種纖維材料等，都在各自應用領(lǐng)域存在類(lèi)似問(wèn)題。

 

　　在基礎和新型材料方面缺乏創(chuàng )新，會(huì )導致我們的制造業(yè)仍然在這些領(lǐng)域受制于人，無(wú)法真正實(shí)現制造業(yè)的升級，在信息化、自動(dòng)化方面的能力再強，也無(wú)法產(chǎn)生更具競爭力的產(chǎn)品。

 

　　二、現階段信息融合的制約

 

　　?數據未被系統有效采集存儲

 

　　目前，在推進(jìn)智能工廠(chǎng)的過(guò)程中，我們會(huì )發(fā)現由于原有的設備來(lái)自不同廠(chǎng)商、不同代次，這造成工廠(chǎng)設備間無(wú)法互聯(lián)。在控制器上，動(dòng)態(tài)的數據如印刷套色的偏差及影響值、紗線(xiàn)CV值等傳統生產(chǎn)的數據都無(wú)法被有效采集。很多時(shí)候，這種情況出現并非是技術(shù)封鎖造成的。供應商當然不愿意開(kāi)放核心技術(shù)，但很多時(shí)候，這些參數在傳統的生產(chǎn)模式下根本未被考慮，因而導致數據被大量浪費，沒(méi)有實(shí)現有效采集。而無(wú)法互聯(lián)互通則僅僅是制約因素之一，反倒是相對容易突破的。

 

　　?信息模型

 

　　在很多企業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)數據互聯(lián)升級中缺乏信息模型，使得對于采集什么樣的數據，如何使用這些數據，都沒(méi)有有效的標準化以及應用軟件的支撐。

 

　　?信息化與自動(dòng)化的融合

 

　　在信息化與自動(dòng)化的融合中，最為普遍的現象就是，在很多工廠(chǎng)里，管理系統使用最有名的SAP/ORACLE的ERP系統，代表著(zhù)全球最頂級的管理水平，采用的是自動(dòng)化程度最高的生產(chǎn)線(xiàn)。然而，這些信息化系統和自動(dòng)化系統仿佛兩個(gè)世界的人，他們相互并不認識，說(shuō)的也是不同的語(yǔ)言，兩化融合的效果并不盡如人意。原因在于，很多企業(yè)并沒(méi)有很清晰的產(chǎn)業(yè)升級初衷，只是因為老板說(shuō)了“我們的同行都在做智能制造，我們也要上智能制造系統”，只是為了升級而升級，這種升級投入，效果打折扣是在意料之中的。

 

　　?智能算法的推進(jìn)

 

　　經(jīng)過(guò)數據采集、傳輸，數據到達所謂的云平臺、大數據平臺，之后這些數據如何被分析優(yōu)化呢?傳統的專(zhuān)家系統采用類(lèi)似于深藍這種工程，經(jīng)過(guò)了數十年的數據累積與處理經(jīng)驗。因此，如果沒(méi)有數十年的積累，智能化制造仍然是沒(méi)有能力實(shí)現“智能優(yōu)化與決策”的。

 

　　三、管理升級的制約

 

　　?精益生產(chǎn)

 

　　“精益”是數字化的基礎，這已經(jīng)有很多共識，包括現在投入到智能制造項目中的人也會(huì )深刻體會(huì )到這一點(diǎn)。然而，精益生產(chǎn)的基礎在日本已經(jīng)數十年，應用到中國智造中，卻顯得有些急功近利。

 

　　事實(shí)上，如果去一些企業(yè)，甚至是大企業(yè)觀(guān)察會(huì )發(fā)現，在生產(chǎn)制造的質(zhì)量控制、倉儲物料管理、能源管理、資產(chǎn)維護等環(huán)節，仍然存在大量的“浪費”——如果用精益生產(chǎn)的標準去看這些問(wèn)題，我們就會(huì )發(fā)現，制造業(yè)內部的提升空間仍然是巨大的，僅在現有的生產(chǎn)環(huán)節上去挖掘，依然可以帶來(lái)巨大的收益，可以讓企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，生產(chǎn)成本得以降低。

 

　　?組織架構設計

 

　　除了精益生產(chǎn)帶來(lái)的收益，面向未來(lái)的智能制造，我們還會(huì )發(fā)現，原有企業(yè)的垂直事業(yè)部門(mén)之組織架構也對智能制造的順利開(kāi)展形成制約。因為需要信息采集與共享，這里共享的不僅僅是數據，也包括了業(yè)務(wù)流程的重組與優(yōu)化。傳統的企業(yè)組織架構實(shí)際上已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足新智能制造對于信息流的需要，以及由此產(chǎn)生的新的職責界定、內部決策機制的變化的需求。

 

　　基于這種現實(shí)，打破部門(mén)界限，使管理架構向扁平化發(fā)展，更為“網(wǎng)絡(luò )化”的組織內部信息流才能適應智能制造的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)特性，否則，就會(huì )導致整體系統無(wú)法正常運行。

 

　　?合作戰略

 

　　在智能制造時(shí)代，顯而易見(jiàn)的趨勢是，企業(yè)不再是個(gè)體的競爭，而是企業(yè)聯(lián)盟的競爭，仍然依靠自己的力量形成壟斷的組織將會(huì )在未來(lái)的協(xié)同中被逐漸邊緣化，而新的商業(yè)生態(tài)系統正在構建。如何將內部的信息更加有效地分享，新的合作模式如何更加明確地被定義與實(shí)踐，都是需要探索的方向。

 

　　四、人才培養與教育的制約

 

　　?創(chuàng )新性人才

 

　　創(chuàng )新驅動(dòng)已經(jīng)談了很多年，然而，在缺乏人才與開(kāi)放體系支撐的情況下，所謂的創(chuàng )新無(wú)非是“新瓶裝舊酒”，缺乏本質(zhì)的變化。對制造業(yè)的智能化進(jìn)程來(lái)說(shuō)，用傳統的思維去理解未來(lái)的智能制造無(wú)法推動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展。

 

　　智能制造并不等于機器換人。機器人并不能完全替代人工，且智能制造與機器人自身發(fā)展離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，其催生的新產(chǎn)業(yè)生態(tài)更是需要大量合適勞動(dòng)力。因此，如果不能形成智能人才支撐，企業(yè)可能跌入轉型陷阱：有智能工廠(chǎng)，卻沒(méi)有人操作。“互聯(lián)網(wǎng)+”和智能制造時(shí)代對技術(shù)技能人才知識結構復合型的要求更高，但企業(yè)普遍面臨的窘境是，目前院校培養的學(xué)生素質(zhì)和企業(yè)實(shí)際要求嚴重脫節，許多新業(yè)態(tài)已風(fēng)生水起，但院校卻沒(méi)有相關(guān)專(zhuān)業(yè)。

 

　　在一個(gè)市場(chǎng)化的環(huán)境里，制造業(yè)企業(yè)應當積極培養與引進(jìn)創(chuàng )新型人才，雖然這種投入不是每個(gè)企業(yè)都有實(shí)力的，但一些龍頭企業(yè)可以率先這樣做。除了培養和引進(jìn)創(chuàng )新人才，如何整合人才資源也十分關(guān)鍵。這要求我們要有一個(gè)頂層的設計，即制度設計和體系設計，這樣各行各業(yè)的制造企業(yè)才會(huì )有積極性。

 

　　?全局性人才培養

 

　　智能制造需要架構設計，而這種架構，從集團企業(yè)的每個(gè)部門(mén)的架構形成，到產(chǎn)品、技術(shù)的研發(fā)細節，都需要結構性的思維和對問(wèn)題分析的完整性、連續性。這些思維的缺乏會(huì )導致智能制造從頂層設計到底層實(shí)現的各個(gè)環(huán)節發(fā)生“顧此失彼”、“捉襟見(jiàn)肘”、“東拼西湊”的現象。如果沒(méi)有形成整體的架構運行機制設計，也會(huì )造成“重復投資”、“項目返工”、“未解決實(shí)質(zhì)問(wèn)題”等后遺癥，不僅不能成為智能制造效率提升的方向，反而限制了公司的升級速度。

 

　　五、平臺架構缺乏制約

 

　　中國制造進(jìn)程中，我們重視在可見(jiàn)的硬件方面的投入，但是，在軟件開(kāi)發(fā)平臺方面，我們還有著(zhù)不少軟肋。智能制造最大的特點(diǎn)在于“集成”特性，而集成就一定會(huì )需要基于“平臺”來(lái)實(shí)現。而像AutomationStudio、西門(mén)子的Portal這樣的開(kāi)發(fā)平臺，尤其是Pro-e、Solidworks、CITIA等這種集仿真、設計、制造等于一體的平臺的缺乏，對于智能制造所需的“集成”形成羈絆。

 

　　六、安全風(fēng)險制約

 

　　安全不僅包括技術(shù)性的信息安全問(wèn)題，也包括管理性的安全問(wèn)題，包括在法律層面的安全問(wèn)題。

 

　　?信息安全風(fēng)險

 

　　信息安全首先是我們談到的“被攻擊”、病毒防護問(wèn)題，這些只是技術(shù)層面的問(wèn)題，能夠找得到有效的解決機制。

 

　　在大數據時(shí)代，數據的使用權利界定問(wèn)題會(huì )更加明確，信息作為最重要的資產(chǎn)如何管理、如何協(xié)作，仍缺乏法規方面的界定。

 

　　智能制造中的安全問(wèn)題曾經(jīng)在歐洲引起極為廣泛的關(guān)注?；旧洗蟛糠衷O備廠(chǎng)商都在開(kāi)發(fā)功能安全系統并已經(jīng)投入應用，而我們對功能安全的投入相對還很少。

 

　　這很大程度上緣于我們對安全問(wèn)題的認識不足。傳統上，我們認為系統安全不會(huì )有直接產(chǎn)出。實(shí)際上，對于智能制造時(shí)代的互聯(lián)而言，其中一個(gè)單元的安全都會(huì )影響其他生產(chǎn)單元，某個(gè)機器的停機會(huì )造成巨大的關(guān)聯(lián)浪費，因此集成系統的安全就成為迫切需要關(guān)注的問(wèn)題。

 

　　當然，很多安全問(wèn)題本身也是因為基礎缺乏，還沒(méi)有發(fā)展到更高的自動(dòng)化程度，或者沒(méi)有升級到信息化融合的過(guò)程。對安全系統的清晰認識還制約著(zhù)我們的智能制造進(jìn)程。

 

　　智能制造業(yè)還需要國家資金、政策的支持，這也是制約因素，但是如果對上述六點(diǎn)限制能夠有足夠的重視和有效的行動(dòng)，也足以讓我們在智能制造業(yè)發(fā)展路上走得相對更加扎實(shí)些。

圖片來(lái)源：找項目網(wǎng)