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绿色智能制造技术

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绿色智能制造技术

绿色智能制造技术范文第1篇

关键词:节能汽车;绿色;汽车制造技术

汽车制造业这个庞大的制造体系由于牵动了众多行业的发展,具有超长的工业链,所以在制造过程中对环境的不良影响是不容小觑的。汽车制造业是国民经济的重要支柱,节能汽车成为未来汽车的发展趋势,如何做好节能汽车制造业的绿色制造,是政府要解决的重要问题。

1.节能汽车的绿色汽车制造技术重要意义

纵观世界发展进程,人类共经历了四个文明阶段,从17世纪末到18世纪初的工业文明开始,社会生产力得到质的飞跃,人类发展与自然保护的矛盾也空前严重。针对环境污染和资源消耗问题,“可持续发展”战略应运而生。

1.1.节能汽车的绿色汽车制造技术与可持续发展

随着我国经济实力的增强,资源与环境问题日益尖锐,同志在党的十七大报告中提出“必须全面协调可持续发展战略”的要求,社会生产力的可持续发展空前重视。汽车制造业与国民生活质量息息相关,绿色汽车制造技术在节能汽车制造中的应用决定了汽车制造业能否可持续发展,实现资源的合理分配,减少对环境的污染。 [1]

1.2.节能汽车的绿色汽车制造技术的意义

节能汽车的绿色汽车制造技术是解决环境污染问题的重要方法。节能汽车的绿色汽车制造技术是世界汽车制造业的必然发展趋势,符合可持续发展的战略要求,在生产制造过程中能有效节约资源、减少对环境不必要的伤害,是汽车制造行业对环境负责、承担对社会的责任的表现。

1.3.节能汽车的绿色汽车制造技术是响应节能减排战略的选择

汽车制造业整个生命周期会消耗大量的自然资源,对环境的不良影响也是巨大不可逆的。节能汽车的绿色汽车制造技术在节能汽车制造业中的广泛应用有利于产业链中尽量减少资源损耗,降低对环境的巨大污染,是响应我国全国范围内节能减排战略的重要举措。

2. 节能汽车制造过程中的绿色汽车制造技术应用原理

绿色汽车制造技术在节能汽车制造业的应用要对产品的完整生命周期进行设计,不仅在制造过程中节约资源,还要提高废弃车回收的重复利用率。其一是要提高我国对汽车尾气排放的环保标准。其二是研制新型车身材料,如以非金属材料代替传统金属材料,降低车身重量。其三是研究新能源和可替代能源汽车。

3.节能汽车的绿色汽车制造技术

3.1.节能汽车的绿色汽车制造设计

节能汽车的设计包括总布置设计、总成设计和零部件设计,是关于人机工程、交通工程、制造工程等多种工程内容的系统性项目。下面本文以WEB绿色制造系统为例,分析节能汽车的绿色制造系统。

3.1.1.节能汽车的DFE绿色设计

面向环境设计(DFE)由美国AT&T公司副总裁David提出,它的目的是把把可回收、可再生、可拆卸、可维修等一系列以环境参数为目的的元素作为设计参考,能够降低有害物质的排放和废旧汽车的处理率。DFE的核心是建立一种以不同材料、不同工艺为参数的回收利用体系。面向环境设计(DFE)是综合考虑环境污染、资源配置的新型汽车制造模式,目的是使节能汽车的制造过程――从产品设计、制造、包装、运输、使用、报废处理的完整生命周期中,对环境的污染最小、资源配置最合理,以人与自然和谐相处为基本出发点。[2]

3.1.2.节能汽车的绿色汽车制造设计需要减少资源损耗

在节能汽车的绿色汽车制造设计中尽量选择高强度、轻重量的原材料及零部件有利于实现汽车轻量化设计,减少汽车使用过程、制造过程中的资源消耗。如汽车报废处理、原材料再利用或可降解、零部件重新使用等方面,注重汽车的可拆卸设计、可回收利用、再制造设计,可以降低报废汽车对环境的污染,减少资源损耗。

3.2.节能汽车的绿色汽车制造技术中的绿色工艺

节能汽车制造过程中的工艺方案不同严重影响生产对资源的损耗程度和对环境的影响大小。节能汽车的绿色汽车制造工艺应根据制造系统的需要,应用原材料和能源损耗最小、废弃物产生量最少、毒性小等工艺方案,并不断研究更优化的工艺路线。

3.3.节能汽车的绿色汽车制造技术中的层次分析法

由美国的运筹学家T.L.Saaty提出的Analytic Hierarchy Process,即层次分析法是针对定性问题进行定量分析的一种高效、便捷的多标准决策方法。基于AHP的节能汽车制造原材料选择法是有目标层、标准层和措施层组成的。基于AHP的节能汽车制造原材料选择法是突破绿色贸易堡垒的重要需要。在包括环境进口附加税、绿色技术标准、绿色环境标准等的要求下,原材料环保节能纳入汽车制造业的国际贸易中。基于AHP的节能汽车制造原材料选择法的目标层是选择绿色原材料,标准层提供了选择的准则。主要由T:采购、制造周期,Q:原材料和整车的质量,C:成本,S:客户满意程度,R:资源消耗量,E:对环境的影响程度组成。 [3]

3.4.节能汽车的绿色汽车制造中的绿色处理

延长节能汽车的使用周期和降低使用中的能源浪费、环境污染可以减少汽车报废后的处理工作,提高资源利用率,使对环境的负面影响降到最低。节能汽车的绿色处理一是在生产过程中尽量回收流失的原材料和废物,用处理技术将它们返回到生产中。二是在节能汽车的生命周期结束后,采用绿色处理技术进行回收再利用,使资源利用率得到最大化。

4.结束语

节能汽车制造业是一个高投入、高产出、结群式的生产机构,节能汽车制造业的生产方式影响着众多行业和产业的发展,其工业产值在国民经济中占重要地位,甚至足以动摇国民经济的走向。发展好绿色汽车制造技术在节能汽车制造应用,有利于拉动着一大批工业部门的生产脚步。

参考文献:

[1] 李萍. 浅谈汽车绿色制造的发展趋势[J]. 机电产品开发与创新. 2011,21(03):19-21

[2] 刘瑞军,史立伟,葛云勇,宋美玉,王维新. 基于绿色制造技术的汽车部件设计初探[J]. 机械设计与制造. 2010,09(07):17-18

[3] 冉振亚,田龙,倪霖,杨超,曹文明. 绿色汽车的开发前景[J]. 重庆大学学报(自然科学版). 2010,23(07) :36-37

绿色智能制造技术范文第2篇

机械设计制造及其自动化在模块化设计的推动下,能够适应时代的需要加速发展。鉴于机械自动化产品分为不同的类别,那么在设计机械自动化产品单元接口的时候,要充分考虑到产品的符合产品类别的各项接口,模块化设计就是为了适应这一需求。特别是对于新产品的研发,在扩大生产规模的同时,还要对于产品单元进行标准化设计。机械自动化产品的单元包括机械接口、环境接口、电气接口以及动力接口等等,那么在进行接口设计的时候,要充分地考虑到通用性,以促进机械产品的系列化发展。比如,新研制的机械设备要实现包括控制单元,如测距、图形处理以及图像的识别;动力单元,如智能减速、电动机减速等等;以及各项典型操作,就要设计保准单元,以利于各项单元的有效实施。可见,模块化能够突出产品的巨大优势,以利于机械自动化产品的技术创新。

二、机械设计制造及其自动化的数字化发展方向

计算机网络技术的发展,数字化成为了机械制造技术发展的中心环节。机械制造企业所传递的信息经过了数字化处理之后,通过网络进行传递,不仅仅是知识和图形的传输,包括技术能力在内,都已经实施了数字化技术处理。数字化信息技术可以实现机械设计资料的搜集、分析,重新组合以及规划处理。这其中所涉及到的计算机技术包括多媒体技术、数据库以及环境的虚拟化等等,实施机械产品的方针设计、生产组织、加工重组等等,为满足用户的需求。由于数字化技术是将制造技术与计算机及网络技术实现有效结合,因此制造业对于自身的产品通过网络进行信息,建立起行业联盟,以实现优势互补的基础上研制出机械产品成为了必然发展趋势。

三、机械设计制造及其自动化的绿色化发展方向

工业化发展促进了经济繁荣,与此同时也对于环境带来了严重的负面影响。日益严重的环境污染,日渐减少的自然资源。人们已经逐渐地意识到生态环境保护的重要性,意识绿色环保、低碳生活成为了发展理念影响到全社会乃至全球。在社会经济发展进程中,在绿色环保理念的影响下,各种绿色产品应运而生。其目的是为了有效地减少环境污染以及由于人为的因素而造成的环境破坏,以实现资源的有效利用。在机械制造业,绿色环保意识也很自然地注入其中。特别是在制造业产品所涉及的各个环节,包括产品的构思与设计,产品的制造、销售以及产品的使用和维修等等,都离不开绿色环保理念,即便是机械产品的回收阶段和再利用或者再制造阶段,都要首先考虑到环境保护。产品的制造必然要与环境相适应,那么,机械设计制造及其自动化向“绿色”自动化发展成为了必然的发展趋势。

四、机械设计制造及其自动化的智能化发展方向

机械设计制造及其自动化的未来发展方向中,智能化是重要的发展趋势。机械制造系统的智能化,就是人机一体化智能系统所具备的各种智能操作行为,其主要构成为智能机器和人类专家。从控制理论的角度而言,智能化机器行为涉及到多领域学科,诸如计算机科学、模糊数学、混沌动力学以及运筹学之外,智能化部分主要涉及到人工智能智能制造技术,其中涉及到生理学和心理学。在智能机器的协作下人类专家的工作就会被优化,甚至于在某种程度上取代了人类专家的脑力劳动。在实施机械制造的过程中,可以通过智能化系统分析数据,针对于数据进行推理和判断,并据此而做出决策。另外,智能化机械自动化产品还具备思维判断能力和逻辑推理能力,并以控制为目标进行独立决策。可见,在机械自控化产品的设计上注入智能化技术是可以实现的。

五、结论

绿色智能制造技术范文第3篇

关键词:先进制造;智能化;绿色化

先进制造技术(AMT)就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。先进制造技术是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机

一、先进制造技术特点

1.先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向二十一世纪的技术制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质了变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向二十一世纪的技术。

2.先进制造技术是面向工业应用的技术先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益。先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车工业、电子工业)的需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。

3.先进制造技术的竞争是面向全球的。目前,每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。我国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。

在科学技术高速发展的推动下,制造业的资源配置沿着劳动密集、设备密集、信息密集、知识密集的方向发展。而与之相适应的制造技术的生产方式沿着手工、机械化、单机自动化;刚性流水自动化、柔性自动化、智能自动化的方向发展,这些推动了制造业的不断发展,促进了制造业的不断进步。

二、先进制造技术的发展趋势

随着全球经济竞争的不断激烈化,先进制造技术的发展在柔性化、自动化、敏捷化、虚拟化等基础上趋于向以下几个发展方向。

1.网络化。制造业随着经济全球化也开始步入全球的一体化。从采购、设计、制造加工,再到销售,已不再局限于某个企业、某个集团或是某个国家。地域的分散性必将给企业的经营和管理带来诸多不便,随之而来的是制造成本的增加。随着网络通讯技术的迅速发展和普及,企业可以通过制造的网络化来有效组织管理分散在各地的制造资源。另外,制造企业也可以基于网络实现世界范围内的动态联盟。这些都属于虚拟市场,是基于信息化与虚拟化技术的进一步延伸。

2.集成化。制造业已不再局限于先进的制造加工技术,而应是集机械、电子、光学、信息、材料、能源、环境、现代管理等最新成就为一体的新兴技术。各个专业、学科间不断渗透、交叉、融合而使技术趋于系统化、集成化。同时,为了更大限度的实现信息资源共享与优化,企业内部及企业之间也应该实现集成化。

3.绿色化。大批量的生产模式是以消耗资源为代价的,而由此造成的资源枯竭和环境污染等问题已向人们敲响了警钟。最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物是当前全球环境问题的治本之道,也是制造业探索更清洁、更优良的制造模式的重要方向,即通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品。此外,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。

4.极端化。这里指出的“极”是前沿科技发展的焦点,即在高温、高压、高湿、强腐蚀等条件下工作,或有高硬度、大弹性要求的,或在几何形体上极大、极小、极厚、极薄的制造技术或产品。

5.智能化。智能化是先进制造技术自动化的深度延伸。随着计算机技术的不断发展,制造业不仅要实现物资流控制的传统体力劳动自动化,还应实现信息流控制的脑力劳动的自动化。先进制造技术的智能化致力于设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化、绿色化。

当今世界各国的竞争主要是先进制造技术的竞争。美国、德国等国家发展重点就是发展先进制造技术。世界各国都在致力于设计技术的现代化,加工制造的精密化、快速化,自动化技术的柔性化、智能化,整个制造过程的网络化、全球化、绿色化。

绿色智能制造技术范文第4篇

关键词:技能大赛;机电一体化项目;教学改革与实践

职业技能大赛的举办是为国家选拔和培养一大批技术能手和大国工匠,并能够适应现代产业转型升级需求。职业技能大赛是展现职业教育教学成果的窗口,现已纳入对高职院校重要考核指标之一,能够引领专业建设方向、促进课程教学改革和内容优化、推动高职院校转本技能考核改革。本文以机电一体化项目技能大赛为例,其能够培养扎实的机电一体化技术的实践能力、创新创业能力和工匠精神的专业技能人才。

一、浅析机电一体化项目技能大赛发展趋势

(一)专业技能覆盖广、紧密结合。职业技能大赛在发展的初期阶段时,专业技能考核面较窄,随着每年的职业技能大赛举办,同时适应现代产业转型迫切需要的综合技术技能人才现状,现今的机电一体化项目职业技能大赛涵盖了机电设备安装技术、机电一体化技术、电气自动化技术、工业机器人技术等多专业的专项技术。涉及如机械设备装配技术、电气与气动技术、传感器技术、可编程控制器技术、工业机器人技术、人机界面技术、工业总线技术等专业核心技术技能。在技能大赛中,各专业技术紧密结合并要求较高的核心技术技能,需要参赛选手具有一定的广度和深度的专业技术技能;也需要选手在限定的竞赛时间内具备团结协作的精神。(二)技能大赛考核评价客观细节化。分析职业技能大赛考核评分标准,竞赛考核评价结果公平公正。以笔者指导过的技能大赛为例,评分标准不够明确,大赛考核评价有主观意向。如,参赛选手完成任务但设备未完全按要求动作或未运行时,裁判评分时按设备动作效果或选手编制程序的情况进行赋分,易形成主观分。每年技能大赛参赛队伍众多,若无客观细化的考核评价体系,不仅裁判评分耗时耗力,也会影响各参赛队之间的公平公正性。现技能大赛以世界技能大赛为标准,考核评分规则做到客观化,评分标准细节化。例如裁判按评分细则:按下某按钮,应有相应执行动作或指示,若有对应情形则按相应分值赋分,若无相应情形则不赋分。大赛考核评分细则蕴含专业核心技能评价要素,考核要点依据重要性进行赋分,同时有的考核要点赋值甚至到0.1分,考核细化全面,能客观全面有效的反映选手完成任务情况,更能反映技能大赛考核评价体系科学化。(三)心理技能凸显重要作用。职业技能大赛不仅是参赛选手专业技能比拼,更是参赛选手心理素质技能的较量[1]。职业技能大赛已体现需要选手有较机电一体化技能大赛与教学改革的探索与实践叶百胜(南京科技职业学院江苏南京210044)强的心理素质和应变能力,才能适应激烈的赛场竞争。参赛选手经过长期的重复训练之后形成固定的思维模式,若比赛任务书有变化时,选手心理产生波动直接影响比赛结果。例如,某年机电一体化项目技能大赛,选手按照常规竞赛模式训练只装配颗粒上料单元和加盖拧盖单元,实际比赛时有6轴机器人单元需要装配,多数参赛团队未能过心理关没有完成该单元装配,实际上选手在冷静情况下是能按时完成任务。又如,选手日常训练时只使用NPN型传感器接线,但在比赛时提供PNP型传感器和中间继电器,参赛队员未训练过此时会无从下手,心理就会发生变化影响任务顺利进行,这就需要选手冷静思考并运用平时积累的理论知识和基本技能来应变这些变化。因此过硬的心理技能也是决定技能大赛成绩的重要因素。(四)绿色智能制造成为新潮流。传统的职业技能大赛一般未把耗材使用情况纳入到考核内容,参赛选手使用耗材不受限制,最后会造成不必要的浪费。同时,在技能大赛考核中,裁判评判机电设备执行动作的准确性,未考虑控制系统设计的智能性。参赛队伍按时完成任务但在竞赛任务中未能体现绿色制造和智能制造理念。为适应工业制造新趋势,施耐德电气提出,“绿色智能制造”理念,并不是简单的概念叠加,而是希望把两者有机地整合在一起,实现能源和工艺效率优化上的互相促进[2]。绿色制造和智能制造成为高质量发展要求的新趋势和新潮流[3],高职院校技能大赛能体现绿色智能制造新潮流。在一些技能竞赛绿色制造考核中,电缆、气管等耗材使用情况纳入考核内容,选手在完成电路接线和气管连接等基础任务后,对各参赛队剩余耗材进行称重评分,未完成基础任务的队伍该绿色制造考核部分不得分。智能制造是未来技能大赛的主要发展方向,为顺应新的发展趋势,技能大赛考核评价体系仅依据参赛队伍完成任务流程情况赋分是远远不够的,更应该把优化控制系统提高生产效率作为考核内容。

二、技能大赛与教学改革实践探索

(一)将大赛项目引入课程教学中,优化课程教学内容。在优化课程教学内容中,结合人才培养方案与大赛项目要求,科学设计教学内容和课时。教学过程中对大赛项目进行分解、提炼,转化为教学项目,即将学生学习的内容和专业核心能力的培养与大赛项目融合,使学生能够在课堂教学中学到实用的技能[4]。以三向公司SX-815Q机电一体化设备为教学载体,选择合理的机电一体化设备进行安装、编程、调试等教学。根据竞赛考核项目设计教学过程中具体的学习内容,如下表1所示。(二)运用职业技能评价模式,革新课程考核。传统的课程考核内容有上课签到、课后作业、实践操作、理论测试等。注重学生理论测试成绩,未能有效的反映学生机电一体化设备实操技能水平,同时传统的实践操作考核评价方式,教师根据学生编制程序和设备运行情况赋分,未能客观全面考查学生专业技能水平。针对传统的考核方式,在改革课程考核中,要突出实践操作考核的重要性。依据课程专业核心技能点与技能大赛考核评价标准制订实操考核标准表,以机电一体化项目颗粒上料单元单站考核为例,设计实操考核评价表,如下表2所示。如何高效使用实操考核评价表,让课程考核改革真正落地,需结合教学实际情况决定。一是依据项目的难易程度,考核时间设置30分钟或45分钟、个人考核或两人团队协作考核方式等进行组合。二是在学生水平能力层次不一的情况下,依据专业培养方案和课程标准要求,分为基础技能考核、提升技能考核级别。运用课程考核评价结果可作为选拔职业技能大赛选手的重要依据。(三)模拟大赛情境,强化心理技能训练。职业院校的学生从高考、单招、中职、社会人员等多途径入学,缺乏自信、学习主动性不强,当碰到难题时,怀疑自己没有能力完成,不主动积极寻找途径解决。因此,需要教师多鼓励、多引导,培养心理自信的能力。在传统的教学中,学生上课“轻松”感受不到压力,所以在课程考核中,特别是在实操考核中,模拟大赛情境,严格按照实操考核表执行,让学生体验真实的实操考核情境。在学生知晓考核情况后,教师在布置平时的实操任务时,能够让学生有适度的紧张感,让他们真正的“动”起来,这样心理技能的训练内化于实践与考核中。心理技能训练必须要长期化、专门化和科学化,才能形成稳固的良好心理素质[5]。(四)绿色智能制造理念,深入课程实践。当前一场以“智能、低碳、绿色”为特征的新技术创新浪潮正在席卷全球,绿色制造和智能制造正在加速融合[6],绿色智能制造已成为衡量国家综合实力的重要标志。如何把绿色智能制造理念引入课堂教学实践之中?一是严格管理耗材使用,在实施实操任务时,指导教师应加强对电缆、气管等耗材的合理分配,从源头上杜绝耗材任意浪费现象;二是运用技能竞赛规则,在绿色制造考核时,把分配的耗材使用情况纳入考核评价表;三是鼓励创新控制技术,优化机电一体化设备的控制设计,节省生产时间、提高效率实现智能制造。

三、结束语

职业技能大赛是高职院校交流、竞技的重要平台,不仅能培养和选拔优秀的技能人才,更能驱动职业教育教学革新为职业教育提质培优。机电一体化课程的教育教学中融入技能大赛的元素,让人人能成为高素质专业技能人才,为现代制造大国向制造强国转变贡献力量。

参考文献:

[1]李宇容.高职职业技能大赛与“工匠精神”的融合培育研究[J].高教学刊,2018(22).

[2]庞邢健.庞邢健:以绿色智能制造助力中国制造“能源+数字化”双转型[J].今日制造与升级,2020(3).

[3]齐美娟.绿色制造成为落实高质量发展要求的新趋势和新潮流[J].中国国情国力.2019(12).

[4]魏国莲.自动化生产线安装与调试技能大赛与教学融合的探索[J].现代职业教育,2020(39).

[5]华欣欣.世界技能大赛新视角——心理技能训练成现代技能训练发展必然趋势[J].职业,2013(33).

绿色智能制造技术范文第5篇

工业转型升级面临的形式分析

我国工业发展面临着五大形势,具体来说,第一,自主创新能力弱:缺乏核心技术和自主品牌,产品附加值低、竞争力不强。第二,产业结构不合理:恶性同质化竞争严重,市场对外依存度高,产业集中度低,大量企业处于价值链低端。第三,资源环境压力大:资源不足,对外依赖大;能源消耗大,利用率低;资源结构不合理,环境保护压力大。第四,中小企业发展形势严峻:产品研发创新能力不强;管理水平落后;产业链、集群协作能力低;市场开拓能力差。第五,物流社会化、专业化程度较低:物流业社会化、专业化、集成化、协同化、标准化水平低,物流技术基础差,服务能力弱,制约制造业发展。

我国工业发展过程中仍然面临着自主创新能力弱、产业结构不合理、资源环境压力大、生产物流成本高。中小企业发展形势严峻等诸多挑战,总体上仍处于世界产业价值链的中低端。在相对较长的时期内,“转型升级”仍将是我国工业发展的主旋律。

随着全球经济一体化和信息技术的飞速发展,全球制造业正在迈向依靠科技进步、高技术与制造业的融合、资源消耗少环境污染小及产品附加值高的高端制造形态发展。结合世界制造业的发展趋势,智能制造,绿色制造和服务型制造等高端制造是我国制造业转型升级的重点方向。

智能制造:嵌入式,网络技术、传感技术等与工业产品的融合,使得产品、装备向数字化、网络化和智能化方向发展,极大提高了产品的附加值。例如,汽车电子:围绕嵌入式的改造是未来汽车电子发展的趋势,占整车价值的30-40%;高端汽车中,汽车电子的收益率可达70%。

绿色制造世界各国制造企业积极应用绿色材料、绿色能源,研发绿色产品,加强能源调度和控制,强调可持续发展,注重节能环保,节能减排。例如,三菱电机整合了三菱“可视化”技术,从掌握能耗的现状入手,结合设备改善和管理改善,不断的核查节能效果,从而达到可持续的节能。

服务型制造制造业正加快从生产型制造向服务型制造转型;同时将非核心业务专业化外包,实现成本的最小化,制造服务化已成为制造企业走向价值链高端的重要途径。例如,通用电气传统制造仅占其产值总量的30%左右,70%的业务是由与其主业密切关联的“技术+管理+服务”构成;陕鼓从单一产品向产品系统、整体解决方案、运行维护转型。2007年,陕鼓自制加工完成的产值仅占32%,其余68%来自服务。

工业转型升级的主要途径

我国工业要实现从技术含量低、创新不足、资源环境压力大的产业价值链低端迈向依靠科技进步、自主创新能力强、资源消耗少和环境友好的产业价值链高端。需要综合应用集成协同技术、制造服务技术、工业物联技术于产品设计,生产、管理以及全生命周期,形成工业转型升级的新技术,新途径和新模式,具体包括:产品高端化。研发设计知识化,生产制造智能化、全生命周期绿色化、制造服务化、企业数字化等途径。

途径1:信息技术融入加速推动产品高端化

应用嵌入式系统、传感器、RFID、移动互联网、多媒体等技术到产品(装备)中,提高产品的数字化、智能化、网络化程度,增强产品加工制造、物流运输、运行维护等过程中的信息动态感知、智能处理与优化控制能力,促进产品和品牌创新,增加产品附加值。

例如,徐工集团利用嵌入式系统、RFTD、移动互联网、实时监控和远程故障诊断等M2M技术,实现工程机械群自动组网、信息采集、协同作业以及远程故障诊断与预测。

途径2:知识研发创新促进企业从跟踪仿制向正向创新设计转变

在CAD、CAE、PDM等工业软件基础上,融合产品专业知识、业务流程、标准规范,专业软构件,建立产品正向创新设计的集成平台,支持分布式协同设计、多学科仿真优化、虚拟仿真与物理验证,提高产品自主创新能力。

例如,我国新一代运载火箭CZ-5,通过建立集成化研发平台:完成了全箭各系统模装协调、确定了总体布局方案;完成了静态与动态干涉检查、动静态间距检查、维修性检查和人机工程检查,提前暴露并消除了十多处总体布局不协调问题;基本替代了实物模装,使模装周期由2年缩短到2个月,节省成本数千万元。

途径3:生产过程智能化促进从粗放型生产向精益生产转变

生产制造智能化通过提高生产设备的数字化、智能化和网络化程度以及生产过程的自动化、柔性化和集成化水平,实现生产制造涉及的人员、物料、设备的优化配置和集成化管控。促进生产效率的显著提高。

例如,丰田汽车实现基于RFID的供应链上汽车零部件的跟踪,及时准确地获取关键零部件的详细信息。

途径4:全生命周期绿色制造促进节能环保转变

采用全生命周期评价、制造执行系统、物联网等新型信息技术,强化研发设计、生产制造、销售、供应、运行,报废回收等产品全生命周期的环境影响评价与优化,提高资源利用率,减少能源消耗和环境污染,实现经济效益和社会效益协调优化。

例如,日立公司利用Guide for Assessing Design for Environment软件,分析电视机制造、使用等全生命周期中的能耗和材料使用等数据,改进W42系列等离子电视机型,提高产品在全生命周期中的节能环保特性。

途径5:信息化与制造业融合促进从生产型制造向服务型制造转变

以云计算、数据融合处理与分析、远程监控与诊断等技术为支撑,拓展产品研发设计、工程总包、大修维修MRO、系统集成、物流、电子商务、租赁等服务,促进企业从产品生产销售向专业服务商、总包商、系统集成服务商,专业化公共服务商转型。

例如,罗一罗公司采用数据采集与融合分析,远程监测与控制等技术,建立网络远程状态监控和诊断系统和后勤保障系统。支撑运营模式变革,扩展发动机维护、租赁和数据分析管理等服务,拓展了新业务,增加了服务型收入。2007年服务收入达到公司总收入的53.7%。

途径6:综合集成促进传统企业向数字企业转变

应用新一代集成协同技术,实现全业务过程数字化综合集成,拓展和优化企业价值链,形成应对动态不确定的市场竞争的企业战略选择执行能力和资源优化配置能力。

例如,波音公司利用集成与协同技术。构建了支持合作伙伴、供应商、客户之间协同研制、供应和服务的集成平台,对波音787飞机实现全球化协同研制起到了关键作用。

工业软件在转型升级中的作用

首先,工业软件是工业转型升级的“转换器”

我国工业需要通过新型工业化道路,实现从价值链低端迈向价值链高端,实现工业转型升级。总理说过,软件“在制造业当中,起到的作用很大”,“由制造到创造,软件是个桥梁”。工业软件是信息化与工业化的融合剂,没有工业软件,工业化就只能停留在机械化,电气化、自动化的水平。大力发展工业软件,是两化融合向纵深和高水平发展,向核心领域前进的重要举措。通过工业软件的发展,促进新型工业技术的研究,构建新型工业装备,打造新型工业产品,从而形成工业软能力。

第二,工业软件是提升工业能力的“倍增器”

工业软件支撑信息技术与研发设计的深度融合,使产品设计呈现网络化、协同化、虚拟化、个性化等特点,极大提高了产品设计创新能力。工业软件支撑信息技术与生产制造的深度融合,使生产制造呈现敏捷化,柔性化、绿色化、智能化,加强了企业信息化的集成度,提高了产品质量和生产制造的快速响应能力。工业软件支撑信息技术与企业经营管理的深度融合,使管理业务的精细化、组织结构的扁平化、决策科学化,提高了企业经营管理能力。

第三,工业软件是打造新型工业装备的助推器

工业软件嵌入到传统意义的工业装备中,使得机械化、电气化、自动化的工业装备具备了数字化、网络化,智能化特征,形成了新型工业硬装备。工业软件通过与业务流程、知识、经验、标准以及规范的集成,形成了工业软装备。

第四,嵌入式技术支撑产品智能化

研发基于底层嵌入式架构的高可靠实时控制、远程监测、智能诊断技术和系统,开展面向产品创新的嵌入式技术集成应用,形成智能化产品,提升产品核心技术水平和附加值。通过嵌入式技术与制造业产品、装备和生产过程的融合,提高产品核心技术水平和附加值,提升装备运行指标,促进节能减排。嵌入式技术与工业产品技术相融合,促进产品、装备向智能化方向发展。

第五,专业化构件支撑产品研发知识化

将知识与软件工具集成形成专业化构件,如将设计知识(经验)与仿真软件集成形成专业化仿真构件。知识含量高的专业性集成构件的开发是深度集成和智能协同的基础,专业化构件将提高分布式自主、智能协同能力。

第六,行业解决方案支撑企业综合集成

全生命周期管理支撑产品协同研制:产品全生命周期管理软件(PLM)作为两化深度融合的集成框架平台,在企业内综合集成阶段,实现面向产品的综合集成,对企业内部资源和流程共享、重组和优化;在企业间综合集成阶段,实现企业间协同研制以及资源共享。

企业综合管控支撑过程综合集成:企业综合管控软件(ERP、PM、BI)作为两化深度融合的集成框架平台,在企业内综合集成阶段,实现面向过程的综合集成,对企业内部资源和流程共享、重组和优化在企业间综合集成阶段,面向产业链,实现多企业协同供应链综合集成。

数字化能力平台支撑全球业务协作面向全球化业务分工与协作需求,以企业数字化平台为基础,建立面向产业链的业务协同与资源配置集成服务平台,开展集团企业协同研制、协同供应和协同服务的应用示范。

第七,业务服务平台支撑新产业形态

装备制造企业工程成套服务平台:结合装备制造企业从单一产品提供商向整体方案解决商和系统集成商转变的趋势,研发工程整体方案快速设计、快速报价,分包商协同等服务业务支持平台,开展示范应用,提高企业工程总包服务能力。

产业链协同服务平台:围绕汽车、摩托车、家电等产业链协作特征明显的重点产业,研发支持供应链、营销链、服务链和物流链等产业价值链业务协同与优化的服务平台,服务于中小企业,提升产业链的整体竞争能力。