工业数字化是智能制造的一个关键支撑!

发布时间:2021-09-07 09:30:40 来源:精工智能 作者:admin

来源:精益智能工厂


工业数字化是智能制造或者工业4.0绕不过去的一个关键支撑。可是,国内工业界很多人误认为需要像投资自动化一样投资数字化。难道给车间或设备装上芯片和传感器,通过后台软件编个程序,机器就能数字化吗?这是迷茫中的一种误解。若是如此简单,那么每个工业企业只需要扩招一批软件工程师,帮设备写代码就行了。而现实是,工业领域的数字化、智能化进程仍然缓慢。其实,工业数字化最关键的部分,不是生产端,而是更前面的设计端。


离散工业的研发成本普遍很高,而其中消耗最大的,是试错成本。传统工业当中,有人制造出一台新设备,就必须全部造完,零部件组装好,随后试运行,运行的过程中发现错误,修改是很累的,零件拆了改,改了再装,一次次人工试验、动手安装,最终才能完成。


运用数字化技术(即实现数字孪生),能够大幅降低研发过程中的试错成本。就是这台设备无需真的出来,只需把每一个零部件的材料、物理属性、形状大小全部输入电脑,怎样运作的工作原理也输入电脑。随后由电脑来模拟它运行时是什么状况,会有哪些效果。工程师如果觉得结果不过关,可以直接在电脑里修改设计。


“数字孪生的工业应用,实质上就是把现实中的工厂,从设备、流水线到车间,一切都转化成数据,由电脑虚拟运作,产生一个个模拟结果。不满意的部分,直接在电脑里改。如果等一切都已经变成物理设备,成为真实的生产线,再提什么数字化,就为时已晚了。


01
离散工业数字化最容易输在起点


当今世界上最先进的数字化工厂——德国安贝格工厂,其核心产品是PLC(可编程逻辑控制器)。最近几年,西门子全数字化的成都工厂已经建成运行,正是复制德国安贝格工厂而来的,主要产品也是PLC。


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据工信部2016年统计,国内22个行业900套大型工业控制系统大部分由国外厂商提供产品,特别是可编程逻辑控制器(PLC),外商占据了94%以上的份额。由于工控领域国内企业仿制国外产品都难以做到,国外企业不需要在中国申请专利保护其产品销售,国外企业在华申请专利数长期维持在该领域中国专利总量的10%左右(通信和计算机领域国外企业的专利占到43%)。


这里面透露出两个信息

一、很多核心工业技术因为过于高端和精密,是长年累月深度积累的结果,根本不担心被轻易偷走;


二、中国离散工业的数字化进程,最容易输在核心技术的起点。

在工业数字化时代,为何还要特别强调“产品核心技术”?不是应该更关注“互联网+”或者“工业物联网”吗?注意,掌握核心技术的意义不仅仅是将产业链向前延伸,降低成本。更重要是深入了解技术之后,才谈得上技术创新,产品创新。离散工业并不只是“组合装配”,那只是表层皮毛,如果不深度挖掘核心技术,对技术的理解就永远是含糊的,没把握的。而工业数字化要求的,恰恰是**、**,再**。


02
深厚积累是唯一捷径


真正推动工业前沿发展的,是不断涌现出来的新知识、新技术、新工艺、新产品。由知识向产品的转化一般要经过四个环节:


一、通过基础研究发现新知识;

二、通过发明将知识转化为满足应用需求的新技术;

三、通过前沿创新将技术变成新产品和服务,开始投入市场;

四、在商业应用中不断改进、提高产品和服务的市场竞争力。

从知识到技术,从技术到产品,从产品到市场,每一步都可能经过“死亡之谷”。而数字化技术能在其中起到关键性的辅助作用,制造过程固然重要,但产品本身才是根本。


其实,数字化工厂所有的技术都是现成的,哪怕是最先进的安贝格工厂,也只是西门子把一些现有技术重新组合到一起而已。工业4.0时代频繁提及的技术,其实3.0时代就已存在,只是今天电脑更快、科技更便宜、沟通成本更低、环境更成熟。




总结

中国工业界更需要的,是技术积累和沉淀的过程。数字化工厂的软件系统再先进,也只是个工具。没有产品核心技术上的深厚积累和深度挖掘,很难有效发挥数字化技术的关键性辅助作用。



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