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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能建筑;成本控制;工程造價(jià)
1引言
隨著國家對智慧城市的重視,智能建筑也進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期,智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下對增強(qiáng)安防措施、改善居住體驗(yàn)、節(jié)約能耗等方面進(jìn)行改善。物聯(lián)網(wǎng)是通過多種信息傳感器實(shí)時(shí)采集各類信息,在終端設(shè)備、邊緣域或云中心通過機(jī)器學(xué)習(xí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。智能建筑可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對建筑內(nèi)暖通空調(diào)、供水、發(fā)電、照明系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等通過人工智能處理器對于建筑的整體分析和優(yōu)化,可以大大節(jié)省運(yùn)營成本,提高投資回報(bào)率。智能建筑的核心是5A系統(tǒng):建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BA)、通訊自動(dòng)化系統(tǒng)(CA)、辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)(OA)、火災(zāi)報(bào)警與消防連動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)(FA)、安全防范自動(dòng)化系統(tǒng)(SA),通過5A系統(tǒng)使建筑具有安全、便捷、高效、節(jié)能的特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年我國物聯(lián)網(wǎng)連接量在45.7億,到2025年將增至199億,市場空間非常廣闊,對于智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下成本控制和造價(jià)分析,將成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能建筑的成本控制
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能建筑進(jìn)行工程預(yù)算是一種新型的技術(shù)手段,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過智能系統(tǒng)提高成本控制的準(zhǔn)確性,對于智能建筑項(xiàng)目進(jìn)行成本預(yù)算和控制有十分重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用是智能建筑的基本特點(diǎn),一般通過開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)合,以及定性控制與定量控制的結(jié)合的采用多模態(tài)控制方式,這種方式可以幫人們處理大量的系統(tǒng)問題,通過大數(shù)據(jù)收集資料和人工智能的科學(xué)推理,可以對人類的行為和思維進(jìn)行感知模擬,對智能建筑中5A系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。物聯(lián)網(wǎng)通常使用射頻設(shè)備、定位系統(tǒng)、激光掃描設(shè)備和紅外感應(yīng)器設(shè)備等信息通訊傳感器,通過網(wǎng)絡(luò)把所有設(shè)備都連接起來,來使信息互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能識(shí)別、智能定位、智能跟蹤、智能監(jiān)控的管理體系,可以對智能建筑中的各種設(shè)備進(jìn)行有效管理,讓設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行信息互通和遠(yuǎn)程共享,通過收集大量的數(shù)據(jù)信息可以構(gòu)建一個(gè)參量體系,通過參量系統(tǒng)優(yōu)化智能建筑使用成本,給人們提供綠色環(huán)保、舒適健康的生活環(huán)境。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑工程造價(jià)
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和參量體系可以得到大量信息,通過信息的處理計(jì)算得到成本數(shù)據(jù)和工程量,根據(jù)國家規(guī)定定額標(biāo)準(zhǔn)得到工程造價(jià)的目標(biāo)函數(shù)。運(yùn)用BIM智能建筑模型,合理的博弈控制函數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能建筑的造價(jià)預(yù)測。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的工程造價(jià)分析模型主要有三種,(1)通過對建筑的主要參數(shù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建模型。(2)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模糊控制和邏輯控制來構(gòu)建模型。(3)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下擬自然隨機(jī)最小二乘擬合來構(gòu)建模型。這種方法由于計(jì)算量較大,計(jì)算復(fù)雜程度較高,無法保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。為了提高計(jì)算的準(zhǔn)確性,本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)約束參量和工程造價(jià)預(yù)測模型的方法來提高智能建筑成本控制進(jìn)度和工程造價(jià)預(yù)測準(zhǔn)確性。
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行成本控制參量體系
在智能建筑中工程造價(jià)是指工程建設(shè)中所需要投入的資金,主要包括前期的投資估算、項(xiàng)目過程中的工程結(jié)算、完工后的竣工決算。在智能建筑施工過程中,可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對項(xiàng)目成本和工程造價(jià)進(jìn)行有效控制。第一,合理分析智能建筑工程造價(jià)的約束函數(shù)和參量體系;第二,為了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑參量體系和約束模型,需要對建筑規(guī)劃、消防、交通、環(huán)保等實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)合理評估和預(yù)測。通過參量體系和約束模型進(jìn)行智能管理控制,保證智能建筑項(xiàng)目施工進(jìn)度和施工品質(zhì)。通過構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)參數(shù)模型,保證了智能建筑材料合理選擇和建筑施工成本的精準(zhǔn)預(yù)測。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑成本控制預(yù)算中,往往忽視交叉因子對成本的影響。智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)控制,利用智能建筑自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)中的三種通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)效益評估,可以有效地計(jì)算出智能建筑控制成本,在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的成本控制參量體系中,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工程造價(jià)模型設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對智能建筑工程造價(jià)成本有效控制和精準(zhǔn)預(yù)測。由此可見,在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下構(gòu)建智能建筑參量體系是實(shí)現(xiàn)成本控制的重要途徑。
5智能建筑目標(biāo)模型構(gòu)建及設(shè)計(jì)優(yōu)化
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立智能建筑目標(biāo)模型,通常是采用均衡博弈的計(jì)算方法來分析智能建筑的工程和造價(jià),這種方法是用預(yù)測函數(shù)以及最小方差來進(jìn)行成本的預(yù)測和造價(jià)控制,可以有效地控制智能建筑造價(jià)計(jì)算精度。但是由于需要收集大量的數(shù)據(jù),在沒有足夠數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的情況下,智能建筑工程造價(jià)預(yù)測精度是不準(zhǔn)確的。本文為了提高控制精度采用了一種在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本約束參量。通過約束參量貢獻(xiàn)度加權(quán)的方法建立工程造價(jià)預(yù)測和成本控制模型,在參量分析基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)工程造價(jià)預(yù)測和成本控制模型,構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)下成本控制系統(tǒng)得到最佳的博弈函數(shù),得到工程造價(jià)施工優(yōu)化參數(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑施工過程中,不但要考慮在施工成本,還需要對管理成本等多方面進(jìn)行綜合考量,通過智能建筑成本分析建立工程成本預(yù)測模型。為了合理地評估智能建筑的性能,可以采用一種分?jǐn)?shù)階差分函數(shù)的公式對評價(jià)進(jìn)行有效分析,用函數(shù)公式得出智能建筑成本和建筑質(zhì)量的關(guān)系。在智能建筑模型構(gòu)建時(shí),利用分析方法實(shí)現(xiàn)成本投入的時(shí)間序列的采集,通過智能建筑施工中的各方面因素進(jìn)行線性二乘擬合計(jì)算構(gòu)建約束關(guān)系模型,可以實(shí)現(xiàn)智能建筑工程造價(jià)的量化評價(jià)參數(shù)模型。在實(shí)際施工過程中,包括固定成本和非固定成本,非固定成本是由很多不確定因素造成的,為了實(shí)現(xiàn)有效的成本控制,應(yīng)該對不確定因素進(jìn)行有效控制。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建量化控制模型,可以有效地對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)效益最大化。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的控制必須滿足非線性方程的連續(xù)性條件,通過連續(xù)性條件構(gòu)建一個(gè)模型,由此可以得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑施工過程中生產(chǎn)效益最大化,并且在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下實(shí)現(xiàn)成本與效益最優(yōu)匹配,通過以上決策,智能建筑工程造價(jià)的效益值和帶量值可以有效均衡。此外,為了保證施工效率和質(zhì)量構(gòu)建模型,通過累計(jì)方差的公式對建筑成本的參量貢獻(xiàn)度進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)處理。通過上述介紹的參數(shù)模型,可以在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下對施工成本、施工效率和施工質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,不但提高了施工質(zhì)量還降低了施工成本。
6物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下仿真實(shí)驗(yàn)和分析
為了對上述模型和參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn),以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本控制和工程造價(jià)分析的可行性,通常需要采用一種仿真軟件進(jìn)行分析和研究,根據(jù)國家預(yù)算定額可以設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本參量數(shù)據(jù)表。通過成本參量數(shù)據(jù)表進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本控制和工程造價(jià)仿真建模,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下預(yù)測數(shù)值仿真,通過仿真可以得到不同的成本控制數(shù)據(jù),為了要論證結(jié)果,可以把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑仿真結(jié)果和傳統(tǒng)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比。從仿真結(jié)果可以看出,采用本文所使用的方法有效地降低了項(xiàng)目建設(shè)成本,成功的對智能建筑成本控制進(jìn)行了優(yōu)化。由此可見,通過仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果是有科學(xué)性和可行性的。
7物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑展望
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑業(yè)、工業(yè)、電子行業(yè)、交通行業(yè)、汽車行業(yè)都有了深入的應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步,智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理跟用戶需求進(jìn)行優(yōu)化組合。智能建筑不僅可以提高舒適的環(huán)境,還可以提高工作效率,降低建筑成本,已經(jīng)成為智慧城市發(fā)展的必然趨勢。目前智能建筑主要體現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化和通信系統(tǒng)信息化,隨著科技的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能建筑會(huì)采用系統(tǒng)信息綜合管理,對智能建筑內(nèi)所有的設(shè)備信息進(jìn)行收集、傳輸和處理,在物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑可以實(shí)現(xiàn)人與物的連接,物與物的連接,通過云計(jì)算收集處理和人工智能邏輯分析決策,朝著智能化方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】裝備制造業(yè);創(chuàng)新能力;因子分析
一、引言
裝備制造業(yè)作為我國的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),其發(fā)展水映了一個(gè)國家的自主創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)競爭力和在全球價(jià)值鏈分工中的地位。我國裝備制造業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)形成了相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)水平的裝備制造業(yè)體系,并成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。但我國裝備制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的特征明顯,呈現(xiàn)出一定程度的產(chǎn)業(yè)“空心化”現(xiàn)象,技術(shù)創(chuàng)新能力不足已經(jīng)成為裝備制造業(yè)升級(jí)的瓶頸因素。關(guān)于裝備制造業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)問題,近年來引起許多學(xué)者的關(guān)注。陳紅梅(2009)將AHP和DEA模型引入技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)領(lǐng)域,對裝備制造業(yè)的行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行績效評價(jià)。商瀟丹(2007)認(rèn)為影響裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的主要因素是創(chuàng)新投入水平、創(chuàng)新產(chǎn)出實(shí)現(xiàn)效益水平和創(chuàng)新環(huán)境。王章豹等(2006)認(rèn)為必須通過技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新、制度創(chuàng)新的有效互動(dòng)來推動(dòng)裝備制造業(yè)的結(jié)構(gòu)升級(jí)。柳喜花(2006)利用灰色關(guān)聯(lián)度評價(jià)法對我國裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行了測算和分析。這些文獻(xiàn)都從某一層面對我國裝備制造業(yè)創(chuàng)新水平進(jìn)行研究,無法了解我國裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力整體不足的主要根源。基于此,本文運(yùn)用因子分析方法對技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)行全面評價(jià),了解我國裝備制造業(yè)整體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力的優(yōu)勢和劣勢,為制定我國裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)依據(jù)。
二、指標(biāo)體系的構(gòu)建
(一)指標(biāo)的選擇
本文在構(gòu)建我國裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力評價(jià)指標(biāo)體系時(shí),遵循指標(biāo)選取的科學(xué)性、可比性、代表性及可獲取性的原則,構(gòu)建如下指標(biāo)體系。
(二)模型設(shè)定
三、實(shí)證分析
(一)樣本選擇及數(shù)據(jù)來源
因子分析法對樣本數(shù)有一定的要求,為提高測評的準(zhǔn)確性,我們在進(jìn)行主成分分析時(shí),將樣本數(shù)據(jù)擴(kuò)大到制造業(yè)29個(gè)行業(yè),從中再挑出裝備制造業(yè)七個(gè)行業(yè)進(jìn)行綜合評價(jià)和實(shí)證分析。原始數(shù)據(jù)主要采集自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國工業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國科技統(tǒng)計(jì)年鑒》以及國家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站公布的2010年“大中型企業(yè)自主創(chuàng)新統(tǒng)計(jì)資料”。
(二)因子分析步驟
1.KMO統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及Bartlett球形檢驗(yàn)。當(dāng)KMO值越大,表示其越適合進(jìn)行因子分析,若其值小于0.5,則不適合進(jìn)行因子分析。檢驗(yàn)結(jié)果顯示KMO的值為0.724>0.5,所以適合做因子分析。
2.根據(jù)主成分法提取公共因子,前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到91.627%,選取前4個(gè)因子為公共因子。由旋轉(zhuǎn)后的結(jié)果可以看出第一公因子的特征值最大,為5.559,方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了34.774%,第二因子、第三因子以及第四因子的方差貢獻(xiàn)率分別為26.726%、23.276%、6.881%。
3.由旋轉(zhuǎn)后的因子載荷陣可知,第一因子在科技項(xiàng)目人員數(shù)、RD項(xiàng)目數(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目數(shù)、有科技活動(dòng)企業(yè)數(shù)、RD項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支出、新產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)費(fèi)上的載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他指標(biāo)的載荷,可定義為技術(shù)創(chuàng)新保障因子;第二因子在科技活動(dòng)人員占從業(yè)人員比重、新產(chǎn)品產(chǎn)值比重、新產(chǎn)品銷售收入占主營業(yè)務(wù)收入比重、RD經(jīng)費(fèi)占主營業(yè)務(wù)收入比重、新產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率上的載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他指標(biāo)的載荷,它體現(xiàn)了我國在裝備制造業(yè)創(chuàng)新資源的投入強(qiáng)度以及產(chǎn)出能力,故命名為創(chuàng)新資源投入產(chǎn)出因子;第三因子在技術(shù)改造經(jīng)費(fèi)支出、購買國內(nèi)技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出、引進(jìn)技術(shù)經(jīng)費(fèi)支出、消化吸收經(jīng)費(fèi)支出上的載荷大于其他指標(biāo),可將其命名為技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化吸收能力因子;第四因子只在每千人專利申請數(shù)上的載荷比較大,故將其命名為自主創(chuàng)新能力因子。
四、實(shí)證結(jié)果分析
(一)由表2中各因子的排名可知,交通運(yùn)輸裝備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)力最強(qiáng),該行業(yè)的投入產(chǎn)出因子F2和自主創(chuàng)新能力因子F4都排在第1位,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它行業(yè)。但是,從該行業(yè)的創(chuàng)新投入產(chǎn)出原始數(shù)據(jù)看出,其技術(shù)創(chuàng)新的投入較多,產(chǎn)出卻較差,這說明位列首位的投入產(chǎn)出因子是由較大的創(chuàng)新投入拉動(dòng)的。投入多,產(chǎn)出少,說明該行業(yè)整體運(yùn)作能力相對較弱。該行業(yè)的專利申請數(shù)相對較多,說明其自主創(chuàng)新能力較強(qiáng)
(二)通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其它電子設(shè)備制造業(yè)綜合排名第2。其創(chuàng)新資源保障能力因子得分最高,但轉(zhuǎn)化吸收能力因子位居倒數(shù)第1,創(chuàng)新資源投入產(chǎn)出因子及自主創(chuàng)新能力因子均排名第6位。說明雖然該行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新整體投入較高,擁有較多的技術(shù)創(chuàng)新資源,但技術(shù)創(chuàng)新的轉(zhuǎn)化吸收能力和產(chǎn)出能力及自主創(chuàng)新能力都很弱,該行業(yè)在創(chuàng)新資源利用上效率較低。
(三)電氣機(jī)械及器材制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新綜合排名第3。該行業(yè)創(chuàng)新資源保障能力因子排名第2,投入產(chǎn)出能力排名第3,轉(zhuǎn)化吸收能力因子及自主創(chuàng)新能力因子均排名第5,該行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力在創(chuàng)新資源保障及創(chuàng)新產(chǎn)出方面能力較強(qiáng),但轉(zhuǎn)化吸收能力及自主創(chuàng)新能力不足。
(四)通用設(shè)備制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力綜合排名居第4位,其投入產(chǎn)出能力排名第2,轉(zhuǎn)化吸收能力因子和技術(shù)創(chuàng)新保障能力因子及自主創(chuàng)新能力因子排名均為第4位,說明其投入產(chǎn)出能力較強(qiáng),其他技術(shù)創(chuàng)新能力均一般。
(五)專用設(shè)備制造業(yè)和儀器儀表及文化、辦公用器械制造業(yè)綜合得分分別居第5位和第6位,這兩個(gè)行業(yè)在創(chuàng)新資源保障因子及創(chuàng)新資源投入產(chǎn)出因子排名都比較靠后。但是,專用設(shè)備制造業(yè)的創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化吸收能力排名第一,說明該行業(yè)在這方面做得比較好。辦公用器械制造業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化吸收能力及自主創(chuàng)新能力因子的排名均為第二,說明該行業(yè)在這兩方面做的相對較好。
(六)金屬制品業(yè)綜合排名在最后一位,各個(gè)因子的排名也都比較靠后,自主創(chuàng)新能力更是排在最后一位。該行業(yè)屬于傳統(tǒng)的機(jī)械業(yè),技術(shù)創(chuàng)新能力相對較弱,目前仍處于技術(shù)含量低的行業(yè)狀態(tài)。因此,加大科技投入和產(chǎn)出,提升其整體運(yùn)作能力和技術(shù)創(chuàng)新支撐能力是其首要任務(wù)。
五、幾點(diǎn)相關(guān)建議
(一)加強(qiáng)裝備制造業(yè)企業(yè)間的研發(fā)合作和產(chǎn)學(xué)研合作,實(shí)現(xiàn)各行業(yè)自主創(chuàng)新能力的同步發(fā)展。
(二)強(qiáng)化政府和金融機(jī)構(gòu)的作用,創(chuàng)建良好的技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境。
(三)增大企業(yè)研究開發(fā)投入強(qiáng)度,構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要:智能制造是當(dāng)今世界制造業(yè)的重要發(fā)展方向,它在全球范圍內(nèi)都得到了廣泛的應(yīng)用和研究。文章從對智能制造的定義開始,介紹了智能制造的概念以及智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用,然后通過分析智能制造在國內(nèi)外的發(fā)展,結(jié)合我國實(shí)際情況介紹了智能制造在我國的發(fā)展趨勢。
1智能制造簡介
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng),它在制造過程中能進(jìn)行智能活動(dòng),諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等。以智能制造技術(shù)(Intelligent Manufacturing Technology,IMT)為基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)叫做智能制造系統(tǒng)(Intelligent Manufacturing System,IMS),它具有以下特征:
①具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力。要具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力,也就是需要智能系統(tǒng)對信息具有一定的分辨能力,這要求系統(tǒng)的模型必須建立在相應(yīng)的知識(shí)庫上,系統(tǒng)運(yùn)用知識(shí)庫來決定自身行為。
②實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化。實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化就是使人和智能機(jī)器在制造過程中相互協(xié)作,在此系統(tǒng)中不能把人間單的當(dāng)作操作者來看待,要意識(shí)到此時(shí)人和智能機(jī)器是平等的,可以認(rèn)為他們是為了完成某些項(xiàng)工作而進(jìn)行合作的兩個(gè)個(gè)體,他們需要做的就是運(yùn)用各自的特長來完成任務(wù)。
③擁有學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力。產(chǎn)品制造是在不斷發(fā)展和變化的,因此在制造過程中所需要的知識(shí)也不斷的增加,同時(shí)在運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障,為了更好的適應(yīng)社會(huì)對產(chǎn)品制造的要求,需要智能制造系統(tǒng)擁有學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力。
智能制造在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用廣泛,主要包含產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)、加工過程智能監(jiān)控、產(chǎn)品在線智能測量、機(jī)器故障智能診斷、制造系統(tǒng)的知識(shí)處理與信息處理、制造系統(tǒng)的智能運(yùn)行管理與決策等方面。
2智能制造在中國制造業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2.1國內(nèi)外智能制造的發(fā)展?fàn)顩r
自20世紀(jì)80年代智能制造提出以來,世界各國都對智能制造系統(tǒng)進(jìn)行了各種研究,首先是對智能制造技術(shù)的研究,然后為了滿足經(jīng)濟(jì)全球化和社會(huì)產(chǎn)品需求的變化智能制造技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境——智能制造系統(tǒng)被提出。智能制造系統(tǒng)是1989年由日本提出的,隨后還于1994年啟動(dòng)了先進(jìn)制造國際合作項(xiàng)目,包括了公司集成和全球制造、制造知識(shí)體系、分布智能系統(tǒng)控制、快速產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的分布智能系統(tǒng)技術(shù)等[1]。近年來,各國除了對智能制造基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行研究外,更多的是進(jìn)行國際間的合作研究。 在我國對智能制造的研究也早在上世紀(jì)八十年代末就已開始。在最初的研究中在智能制造技術(shù)方面取得了一些成果,而進(jìn)入21世紀(jì)以來的十年當(dāng)中智能制造在我國迅速發(fā)展,在許多重點(diǎn)項(xiàng)目方面取得成果,智能制造產(chǎn)業(yè)也初具規(guī)模。總的來說我國在智能制造方面的發(fā)展是不錯(cuò)的,近年來國家和各大制造企業(yè)對智能制造的發(fā)展也越來越重視,越來越多的研究項(xiàng)目成立,研究資金也大幅增長。
2.2智能制造在我國的發(fā)展趨勢
在我國制造業(yè)未來的發(fā)展中,智能制造必將扮演更加重要的角色。我國必將由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變,這就要求我國制造業(yè)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)化,這就要求我們必須控制能源消耗的增長,而通過智能制造系統(tǒng)能夠更加充分的利用原材料,有助于我國制造業(yè)向集約型轉(zhuǎn)化。要發(fā)展好智能制造,我們首要的任務(wù)是盡快建立起智能制造的理論體系,理論體系是整個(gè)智能制造的基礎(chǔ),也是全面發(fā)展智能制造的前提。在建立理論體系的同時(shí)技術(shù)體系也要相應(yīng)的建立起來,智能制造系統(tǒng)是以智能制造技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來的,它以智能制造技術(shù)為基石。最后,結(jié)合我國制造業(yè)實(shí)際情況,建立符合我國制造業(yè)發(fā)展需要的特色智能制造系統(tǒng)。
3結(jié)語
隨著全球制造業(yè)的發(fā)展,智能制造也將隨之不斷發(fā)展,這是制造系統(tǒng)由能量驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型所帶來必然的結(jié)果。在這個(gè)全球化的智能制造浪潮中,我國當(dāng)然也不落人后,我國一些高等院校已進(jìn)行相關(guān)研究,隨著國家和各大制造企業(yè)對智能制造的認(rèn)識(shí)加深,相信將會(huì)有越來越多的人力物力將會(huì)投入智能制造的研究當(dāng)中,最終得以在全國范圍形成濃厚的研究氛圍,國家、企業(yè)、高校之間相互合作,統(tǒng)籌規(guī)劃、集中優(yōu)勢,最終形成符合我國制造業(yè)發(fā)展的智能制造系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:智能制造技術(shù);智能制造系統(tǒng);機(jī)電一體化技術(shù)
1 概述
改革開發(fā)以來,我國的各項(xiàng)事業(yè)也都得到了快速發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)水平尤其是機(jī)械制造水平更是進(jìn)步顯著,正逐漸呈現(xiàn)出從制造自動(dòng)化向著制造智能化的方向~進(jìn)的趨勢。與傳統(tǒng)制造模式不同,智能制造模式中融入了電子、計(jì)算機(jī)信息等先進(jìn)科技,是一種具有自適應(yīng)加工和綜合自動(dòng)化控制等特征的先進(jìn)生產(chǎn)方式,它的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是將機(jī)械技術(shù)和信息電子技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合使用,從而構(gòu)建出了能夠大幅度提升生產(chǎn)能力和效率的先進(jìn)制造系統(tǒng),而這就說明了智能制造的實(shí)現(xiàn)過程中就必然離不開機(jī)電一體化技術(shù)。筆者結(jié)合自己的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行了一些有意義的探討,希望對相關(guān)工作能夠有所借鑒。
2 智能制造的概念及其發(fā)展
在當(dāng)前市場競爭日趨激烈的形勢下,機(jī)械制造企業(yè)都在努力革新自己的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,探尋新的生產(chǎn)方式,而智能制造作為一種更加先進(jìn)的生產(chǎn)方式,自然就引起了越來越多人的重視。現(xiàn)實(shí)中,智能制造一般包含兩層含義,一層是實(shí)現(xiàn)智能制造過程中所需要用到的各種先進(jìn)技術(shù),另一層就是指代智能制造系統(tǒng)(如圖1所示)。智能制造技術(shù)的提出和應(yīng)用目的就是為了實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)方式,構(gòu)建智能化的制造系統(tǒng)??梢赃@么說,在機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能化制造也是機(jī)械制造發(fā)展的必然趨勢,對提高生產(chǎn)管理能力、生產(chǎn)效率以及企業(yè)效益等均具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
與傳統(tǒng)的制造技術(shù)不同,智能制造技術(shù)融合電子、機(jī)械以及計(jì)算機(jī)信息等技術(shù),即智能制造的實(shí)現(xiàn)高度依賴于機(jī)電一體化技術(shù)。智能制造技術(shù)的一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是可以對制造狀態(tài)實(shí)現(xiàn)智能感知,并對感知到的信息進(jìn)行自動(dòng)分析和處理,最后還可以生成決策指令來對整個(gè)制造加工和管理環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制。顯而易見,智能制造技術(shù)的功能就是對機(jī)械產(chǎn)品的加工制造環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)控制,通過對人工決策過程加以模仿來自動(dòng)生產(chǎn)控制指令。這樣做的一個(gè)顯著好處就是降低了人為因素可能造成的干擾。如采用智能制造技術(shù)來生產(chǎn)機(jī)械零件產(chǎn)品就消除了因人工操作失誤而造成的廢品損失,在解放了大量生產(chǎn)勞動(dòng)力的同時(shí),也極大幅度地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外,對于一些勞動(dòng)強(qiáng)度特別大或者生產(chǎn)過程存在潛在安全隱患的領(lǐng)域,采用智能制造技術(shù)來替代人工生產(chǎn)也是實(shí)現(xiàn)安全和高效生產(chǎn)的一種最佳選擇。總之,智能制造技術(shù)不僅可以大幅度提升生產(chǎn)效率,而且可以在很大程度上杜絕人為失誤的影響,是當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的一種主流趨勢。
智能制造系統(tǒng)就是通過運(yùn)用智能制造技術(shù)來構(gòu)建的一種先進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不同,智能制造系統(tǒng)中融入了大量的制造加工狀態(tài)信息,并通過對這些信息進(jìn)行智能處理來及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前制造環(huán)節(jié)中可能存在的問題,這就為生產(chǎn)加工過程的自動(dòng)化調(diào)節(jié)和控制提供了依據(jù)。此外,智能制造系統(tǒng)還擁有組織、學(xué)習(xí)以及優(yōu)化等眾多功能,如可以對生產(chǎn)加工過程中用到的各類資源進(jìn)行靈活配置,對加工制造過程進(jìn)行合理優(yōu)化,對加工過程進(jìn)行模擬仿真以及可視化展示等,而這些也都迎合了制造業(yè)的發(fā)展潮流。
3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用
當(dāng)前,機(jī)電一體化技術(shù)正在逐漸和智能制造技術(shù)進(jìn)行融合,同時(shí)兩種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合也為兩者的發(fā)展提供了更為廣闊的空間??梢赃@樣說,機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐漸成為了實(shí)現(xiàn)智能制造過程時(shí)的一種不可或缺的核心技術(shù)。例如當(dāng)前智能制造系統(tǒng)中所廣泛采用的傳感器技術(shù)就是二者結(jié)合使用的典范。在智能制造系統(tǒng)中,需要加裝多種型號(hào)的智能傳感器來對加工制造狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)測和收集,而這就需要用到機(jī)電一體化技術(shù)來對信號(hào)進(jìn)行采集。此外,傳感器監(jiān)測到的信息還需要通過信息網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制系統(tǒng)進(jìn)行分析,而這也需要用到電子信息技術(shù)來構(gòu)建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。總之,在構(gòu)建智能制造系統(tǒng)的過程中,必不可少地就需要用到機(jī)電一體化技術(shù)來達(dá)到各種信號(hào)檢測和傳輸?shù)哪康摹?/p>
事實(shí)上,智能制造是在制造自動(dòng)化高度發(fā)展的基礎(chǔ)上所誕生的一種新型制造理論,而數(shù)控技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的一種關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知,數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就離不開機(jī)電一體化技術(shù),它對數(shù)控系統(tǒng)的要求非常高,不僅涉及到模擬、信息處理等多種技術(shù),還包括對所有數(shù)字加工環(huán)節(jié)的自動(dòng)優(yōu)化和管理。目前絕大多數(shù)制造企業(yè)都應(yīng)用了數(shù)控機(jī)床,其數(shù)控系統(tǒng)主要采用的是“CPU+總主線”的結(jié)構(gòu)形式,通過在線診斷和模糊智能控制的方式來對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行多通道的管控。
除此之外,一些國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)構(gòu)建的無人化生產(chǎn)線和無人工廠也是機(jī)電一體化技術(shù)和智能制造技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的典范。在這些生產(chǎn)制造系統(tǒng)中,工業(yè)機(jī)器人被大量使用,它們和數(shù)控機(jī)床之間可以通過物聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)互連互通,并通過構(gòu)建基于人工智能的智能控制系統(tǒng)來對所有制造過程進(jìn)行控制。
4 結(jié)束語
總而言之,機(jī)電一體化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關(guān)鍵技術(shù),將其與智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義,必須引起我們高度的重視。此外,智能制造技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合還會(huì)推動(dòng)二者各自擁有各大的發(fā)展空間,這對機(jī)械行業(yè)的未來發(fā)展也將產(chǎn)生巨大的積極作用。
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關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;智能制造;傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);服務(wù)化
一、智能制造的內(nèi)涵
智能制造是以產(chǎn)品的全生命周期為導(dǎo)向,融合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù),運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘出客戶需求信息并貫穿于供應(yīng)鏈中各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),包括生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品庫存、客戶需求、物流配送、客戶關(guān)系管理等關(guān)鍵環(huán)節(jié),使用先進(jìn)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備及制造系統(tǒng)進(jìn)行柔性化生產(chǎn),形成一個(gè)多維度的智能制造系統(tǒng)。通過智能制造提高核心競爭力,革新舊有的勞動(dòng)密集型模式,把傳統(tǒng)制造業(yè)打造成高附加值并提供生產(chǎn)服務(wù)化的高科技企業(yè)。智能制造的內(nèi)涵體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
1.工業(yè)化和信息化的有機(jī)融合
智能制造集中體現(xiàn)在“智”。隨著互聯(lián)網(wǎng)+APP技術(shù)的興起,“智”更多在于通過最新的信息通信技術(shù)拉進(jìn)與終端消費(fèi)者的距離,通過海量的數(shù)據(jù)采集并利用大數(shù)據(jù)挖掘客戶的有效信息獲知客戶的需求,融合先進(jìn)制造技術(shù)在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié),在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代形成工業(yè)化和信息化的有機(jī)融合。
2.智能工廠為載體,全面深度互聯(lián)
智能工廠是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)智能制造的重要載體。而智能制造系統(tǒng)則是智能工廠的核心環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)度,有效執(zhí)行生產(chǎn)和按需生產(chǎn),按訂單投產(chǎn)零庫存是智能制造中最關(guān)鍵的制造節(jié)點(diǎn)和生產(chǎn)管理節(jié)點(diǎn)。以數(shù)據(jù)互聯(lián)互通為特征的智能生產(chǎn)系統(tǒng)為導(dǎo)向,圍繞產(chǎn)品全生命周期,通過打造可視化、智能化的工廠,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程如每個(gè)生產(chǎn)單元、工藝設(shè)計(jì)、智能設(shè)備的投放和使用、知識(shí)工人的運(yùn)用、執(zhí)行系統(tǒng)、物流自動(dòng)化配送等系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和優(yōu)化。
3.以客戶端到生產(chǎn)端信息數(shù)據(jù)流為核心驅(qū)動(dòng)
現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段使得客戶能在網(wǎng)上直接下單,C+M模式和O2O模式已成為現(xiàn)實(shí)。傳統(tǒng)制造企業(yè)通過對網(wǎng)上生成的大批量訂單進(jìn)行智能分析,可以實(shí)現(xiàn)對個(gè)性化定制中的同類項(xiàng)需求合并。智能制造的驅(qū)動(dòng)要素主要在于數(shù)據(jù),當(dāng)產(chǎn)品可以變成數(shù)據(jù)時(shí),每一個(gè)生產(chǎn)工序能用一組數(shù)據(jù)進(jìn)行串聯(lián),即可實(shí)現(xiàn)以互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)全程生產(chǎn)協(xié)同完成整個(gè)制造流程。簡言之,智能制造環(huán)節(jié)是以客戶端、生產(chǎn)端的信息源為核心驅(qū)動(dòng),使客戶需求變成協(xié)同化制造的生產(chǎn)單元,實(shí)現(xiàn)大規(guī)?;纳a(chǎn)定制,從而實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)向服務(wù)、由用戶直接驅(qū)動(dòng)的制造方式。
4.以互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的新型產(chǎn)業(yè)制造模式
通過互聯(lián)網(wǎng)+智能化技術(shù)、數(shù)字化、智能化3D打印技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)裝備、機(jī)器人的應(yīng)用,傳統(tǒng)制造業(yè)中的流水線生產(chǎn)可升級(jí)為個(gè)性定制化的大規(guī)模生產(chǎn),在設(shè)計(jì)、供應(yīng)、制造和服務(wù)各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)端到端無縫協(xié)作的智能工業(yè)生態(tài)系統(tǒng),生產(chǎn)型制造企業(yè)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴峁┓?wù)為主的高科技制造企業(yè)。
二、傳統(tǒng)生產(chǎn)型產(chǎn)業(yè)智能制造發(fā)展的現(xiàn)狀
1.傳統(tǒng)制造業(yè)附加值低,產(chǎn)銷結(jié)構(gòu)不合理
我國傳統(tǒng)制造業(yè)大而不強(qiáng),土地資源環(huán)境約束、產(chǎn)品附加值低、產(chǎn)銷不對路導(dǎo)致庫存積壓、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、競爭力不強(qiáng)、創(chuàng)新能力弱等問題制約著制造業(yè)的發(fā)展。
2.先進(jìn)制造機(jī)械零部件依賴進(jìn)口,替換成本高
智能制造的生產(chǎn)更新?lián)Q代需要機(jī)器人的投入使用,需要提升生產(chǎn)效率。而先進(jìn)機(jī)器人的核心零部件主要依賴于進(jìn)口,一些中小企業(yè)由于訂單小、資金周轉(zhuǎn)慢等原因,大面積把工人替換成機(jī)器人也不現(xiàn)實(shí)。
3.智能軟件系統(tǒng)發(fā)展滯后,自主研發(fā)程度低
《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》中明確提出積極發(fā)展智能制造和大規(guī)模個(gè)性化定制,提升網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造水平,加速制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型等一系列“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造行動(dòng)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大規(guī)模個(gè)性化定制的要求,特別是落后的生產(chǎn)軟件系統(tǒng)無法生成一系列自動(dòng)指令來指揮機(jī)器人操作。數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)工序的操作系統(tǒng)大多靠國外軟件公司。國內(nèi)智能制造裝備生產(chǎn)企業(yè)的軟件技術(shù)非常滯后,如CAD、ERP、MES、傳感器等基礎(chǔ)操作系統(tǒng),僅有部分大型企業(yè)能根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)自主研發(fā)生產(chǎn)操作系統(tǒng),融入客戶個(gè)性化需求進(jìn)行柔性化生產(chǎn)。
4.各行業(yè)內(nèi)自動(dòng)化生產(chǎn)基礎(chǔ)差異導(dǎo)致智能化升級(jí)難度大
由于原有行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)字化基礎(chǔ)差異,各行各業(yè)的智能制造升級(jí)路徑存在較大差異。傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造主要企業(yè)生產(chǎn)什么,市場就會(huì)提供什么產(chǎn)品。但隨著互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)工業(yè)融合的發(fā)展,企業(yè)可以通過分析客戶的訂單,掌控最新的市場需求,實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的全生命周期的監(jiān)控。而部分企業(yè)數(shù)據(jù)集成和綜合利用能力低,無法利用海量的源數(shù)據(jù)提取有效的客戶需求信息,從而無法轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)數(shù)據(jù)和精準(zhǔn)的經(jīng)營決策。
三、智能制造的價(jià)值創(chuàng)造優(yōu)勢
當(dāng)前,我國已進(jìn)入消費(fèi)者個(gè)性化需求時(shí)代。而產(chǎn)業(yè)鏈兩端高附加值低、產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重、價(jià)格戰(zhàn)、勞動(dòng)力成本上升、小批量多批次的定制化生產(chǎn)需求制約著中國制造業(yè)的發(fā)展。通過智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí),我們可以通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、云計(jì)算等現(xiàn)代通信技術(shù),結(jié)合生產(chǎn)制造資源進(jìn)行敏捷化柔性化生產(chǎn),基本可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制、制造業(yè)服務(wù)化、資源高效利用,以及互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)跨界融合。
1.提升生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本
在客戶端,互聯(lián)網(wǎng)融與制造工業(yè)的融合使得來自全球或全國各地的訂單數(shù)據(jù)
能夠零時(shí)差、零失誤傳遞至生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部;企業(yè)從網(wǎng)絡(luò)云端獲取訂單數(shù)據(jù),依照客戶個(gè)性化需求進(jìn)行定制生產(chǎn),企業(yè)所有員工直接面對客戶,避免了盲目生產(chǎn),生產(chǎn)效率大幅度提升。在生產(chǎn)端,通過機(jī)器人的投入使用把工人從純手動(dòng)操作釋放出來。生a過程采用全程數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),把各項(xiàng)生產(chǎn)工序轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)指令,實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化,大大縮減研發(fā)、設(shè)計(jì)、管理人員,提高了企業(yè)資源的使用效率,降低生產(chǎn)成本。
2.滿足個(gè)性化需求,實(shí)現(xiàn)需求驅(qū)動(dòng)
通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),采用C+M的商業(yè)模式可以使消費(fèi)者與生產(chǎn)者深度融合,滿足顧客個(gè)性化私人定制的需求。以需求驅(qū)動(dòng)為契機(jī),企業(yè)生產(chǎn)效率更高,服務(wù)更為精準(zhǔn)化。訂臺(tái)集合而來的數(shù)據(jù),基本可以體現(xiàn)消費(fèi)者的個(gè)性化設(shè)計(jì)需求。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和智能生產(chǎn)制造能有效化解個(gè)性化定制與大規(guī)模生產(chǎn)之間的難題,從而形成面向客戶的極有競爭力的優(yōu)勢,把傳統(tǒng)的制造企業(yè)變成高附加值以服務(wù)客戶為主的網(wǎng)絡(luò)科技企業(yè)。
3.實(shí)現(xiàn)了零庫存,引導(dǎo)消費(fèi)時(shí)代
通過智能制造,推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)在企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、銷售服務(wù)的綜合應(yīng)用,發(fā)展生產(chǎn)過程智能化,提升企業(yè)智能化水平,可以實(shí)現(xiàn)零庫存。個(gè)性化定制采用全程數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),先付款后定制,避免了企業(yè)產(chǎn)銷不對路的市場供給方式,原輔料和產(chǎn)品均能實(shí)現(xiàn)“零庫存”,解決了庫存長期積壓企業(yè)資金周轉(zhuǎn)慢的頑疾。
四、啟示:傳統(tǒng)制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型升級(jí)的解決方案
根據(jù)Andy Neely對全球13000家制造業(yè)上市公司研究的結(jié)果,發(fā)達(dá)國家制造業(yè)服務(wù)化的水平明顯高于正處在工業(yè)化進(jìn)程中的國家。美國制造與服務(wù)融合型的企業(yè)占制造企業(yè)總數(shù)的58%,而中國制造業(yè)的服務(wù)化進(jìn)程相對落后,具備服務(wù)型制造能力的企業(yè)進(jìn)展所有企業(yè)的2.2%。通過“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”,傳統(tǒng)的制造業(yè)對生產(chǎn)加工、產(chǎn)品研發(fā)、銷售模式、盈利模式、物流系統(tǒng)重新再造,建立高效合理的業(yè)務(wù)流程和模式,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理的智能化。
1.革新產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)與定制化運(yùn)營模式
從“互聯(lián)網(wǎng)+智能制造”的視角出發(fā),樹立協(xié)同創(chuàng)新的信息化和工業(yè)化深度融合的商業(yè)思維,將產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、線上線下聯(lián)動(dòng)銷售、生產(chǎn)制造流程、物流配送、售后服務(wù)等過程進(jìn)行高度整合,重塑價(jià)值鏈延長產(chǎn)品的全生命周期,逐步有序現(xiàn)大規(guī)模個(gè)性化定制、創(chuàng)客和眾包設(shè)計(jì),從而增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈整體競爭力。
2.打造智能車間、數(shù)字化工廠
通過打造智能車間和數(shù)字化工廠,讓制造資源、生產(chǎn)過程、現(xiàn)場運(yùn)行、物料管控、質(zhì)量管控?cái)?shù)字化,可大大提高生產(chǎn)效率和工人的積極性。此時(shí),通過機(jī)器換人,把人從傳統(tǒng)的工序中剝離出來,由傳統(tǒng)的“人指揮機(jī)器”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭烁鶕?jù)信息指令完成生產(chǎn)工序的調(diào)度”,解決工業(yè)化進(jìn)程中人類腦力勞動(dòng)自動(dòng)化效率低的難題,同時(shí)可有效應(yīng)對人力成本上升帶來的中低端產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移至毗鄰的發(fā)展中國家的挑戰(zhàn)。
3.制造業(yè)智能服務(wù)化的戰(zhàn)略及實(shí)現(xiàn)路徑
(1)注重客戶需求,實(shí)施個(gè)性化定制
通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+電商渠道模式,積極探索客戶需要,鼓勵(lì)客戶參與產(chǎn)品研發(fā)過程、消費(fèi)體驗(yàn),讓制造企業(yè)從價(jià)值鏈低端逐漸延伸到價(jià)值鏈高端實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值共創(chuàng),提高服務(wù)化產(chǎn)出,進(jìn)而提升服務(wù)化水平。在產(chǎn)品銷售管理方面,通過線上線下渠道、微信公眾號(hào)、網(wǎng)絡(luò)商城、天貓?zhí)詫?、移?dòng)電商、跨境電商等渠道,來拓寬客戶需求的層面。同時(shí),鼓勵(lì)自動(dòng)化生產(chǎn)基礎(chǔ)強(qiáng)、有一定影響力的制造企業(yè)率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模個(gè)性化定制形成智能制造試點(diǎn)示范中心,從而帶動(dòng)薄弱的中小微企業(yè)逐步升級(jí)為以服務(wù)提供商為主的制造企業(yè)。
(2)打造全生產(chǎn)服務(wù)生態(tài)鏈
以消費(fèi)者為核心,重構(gòu)產(chǎn)品個(gè)性化研發(fā)、柔性化生產(chǎn)、大規(guī)模定制的智能制造體系,通過云計(jì)算、云存儲(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用,融入顧客參與設(shè)計(jì)產(chǎn)品服務(wù)的流程,增加制造業(yè)服務(wù)要素的投人和供給,加強(qiáng)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的深度融合,向研發(fā)、設(shè)計(jì)等價(jià)值鏈上游擴(kuò)展,提高產(chǎn)品附加值,實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈中的價(jià)值增值。此外,借助大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,打造智能產(chǎn)品平臺(tái)和渠道平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全生命周期的生態(tài)鏈延續(xù)。
(3)應(yīng)用信息技術(shù),革新營銷方式
應(yīng)用最新的信息技術(shù),建立企業(yè)自身涵蓋客戶需求層面和工廠內(nèi)部生產(chǎn)過程及設(shè)備運(yùn)用的大數(shù)據(jù)體系,要將信息技術(shù)和業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)等有機(jī)結(jié)合起來,對企業(yè)進(jìn)行內(nèi)部治理。根據(jù)客戶需求開發(fā)新技術(shù)、新工藝,革新營銷方式和銷售渠道等,進(jìn)行服務(wù)創(chuàng)新。
(4)政企聯(lián)動(dòng),鼓勵(lì)智能制造服務(wù)化
長期以來,受粗放型工業(yè)發(fā)展影響,制造業(yè)企業(yè)過度追求規(guī)模、以產(chǎn)定需、重產(chǎn)品輕服務(wù)、忽視客戶個(gè)性化需求,產(chǎn)品的附加能力相對較低。隨著《中國制造2025》戰(zhàn)略的出臺(tái),企業(yè)繼續(xù)通過智能制造轉(zhuǎn)型來解決產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重、白熱化的價(jià)格戰(zhàn)、勞動(dòng)力成本上升的困境。為保障戰(zhàn)略的順利實(shí)施,應(yīng)采用政企聯(lián)動(dòng)戰(zhàn)略,即通過政府的“手”打造生產(chǎn)集群基地,在財(cái)政稅收、土地政策上給予適當(dāng)?shù)恼邇A斜和優(yōu)惠措施,健全服務(wù)型制造公共服務(wù)體系,鼓勵(lì)制造企業(yè)和服務(wù)企業(yè)融合發(fā)展,以點(diǎn)帶面,實(shí)現(xiàn)規(guī)模化效益。
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摘要:在智能制造和產(chǎn)教融合等應(yīng)用技術(shù)大學(xué)教學(xué)新常態(tài)下,針對機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生的工程應(yīng)用能力培養(yǎng)問題,從智能制造的技術(shù)特征和技術(shù)體系分析出發(fā),研究了智能制造背景下企業(yè)對機(jī)械工程專業(yè)人才的新要求。依據(jù)機(jī)械工程人才對新技術(shù)的要求,構(gòu)建了符合專業(yè)要求和當(dāng)前背景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,搭建了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。以產(chǎn)教深度融合為指導(dǎo)方針,研究了合作企業(yè)的特點(diǎn)和選擇原則,制定了學(xué)生在企業(yè)階段的學(xué)習(xí)方案和教學(xué)執(zhí)行計(jì)劃,為培養(yǎng)高素質(zhì)的、符合企業(yè)要求的機(jī)械工程應(yīng)用型人才提供了參考方法和管理運(yùn)行方式。
關(guān)鍵詞:智能制造;產(chǎn)教融合;機(jī)械工程;高職教育
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)21-0162-03
在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下,高等教育也處于新常態(tài)的運(yùn)行模式下。對于應(yīng)用型本科院校的機(jī)械工程專業(yè)而言,目前的新常態(tài)主要表現(xiàn)為智能制造和產(chǎn)教融合[1]。智能制造是發(fā)展方向,產(chǎn)教融合是指導(dǎo)方針。周濟(jì)院士[2]指出“智能制造是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù),是中國制造2025的主攻方向”。為了貫徹落實(shí)《中國制造2025》中提出的五項(xiàng)基本指導(dǎo)方針,結(jié)合地方本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要,探索智能制造背景下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式是重中之重。本文從智能制造的技術(shù)體系入手分析智能制造對人才的新要求,結(jié)合產(chǎn)教融合方法提出了符合要求的機(jī)械工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)思路,研究了校企合作培養(yǎng)符合智能制造要求的應(yīng)用型人才的新實(shí)施方案。
一、智能制造對學(xué)生能力的需求分析
智能制造是在常規(guī)制造技術(shù)基礎(chǔ)上,隨著科技發(fā)展而升級(jí)換代的新制造技術(shù)。所以對從業(yè)人員能力的需求也是在常規(guī)能力基礎(chǔ)上提出了新的要求,需要從業(yè)者具備一些新的能力和技能。為此,我們從技術(shù)的需求出發(fā)分析了智能制造企業(yè)對一線人才的能力需求。
1.智能制造的技術(shù)體系。智能制造技術(shù)的核心是“智慧工廠”,是將新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化成套設(shè)備形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)[3]。通過這個(gè)智能網(wǎng)絡(luò),使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、服務(wù)與服務(wù)之間,能夠形成互聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成,其技術(shù)體系如圖1所示。根據(jù)智能制造的技術(shù)體系,其核心技術(shù)主要有:數(shù)字化建模技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)控編程技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)與模擬仿真技術(shù)等[4,5]。
2.智能制造背景下對人才技能的新需求。智能制造具有高度自動(dòng)化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化三大基本特征。自動(dòng)化將導(dǎo)致工業(yè)形態(tài)發(fā)生改變,特別是企業(yè)工作者的角色和地位將發(fā)生較大的改變,這要求新型工人擁有新的知識(shí)和技能,并能夠與機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作。信息化使工業(yè)機(jī)器人能協(xié)同工作,由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù))在生產(chǎn)制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,將更容易提高生產(chǎn)效率,形成學(xué)習(xí)型生產(chǎn)系統(tǒng)。因此,智能制造對專業(yè)人才具有如下的新要求[6-8]:(1)技術(shù)人員需要更多的機(jī)電一體化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),能迅速解決設(shè)備運(yùn)行中遇到的問題。(2)技術(shù)人員需要掌握更多的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),能運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決生產(chǎn)中遇到的問題。(3)技術(shù)人員需要與軟件工程師緊密合作,解決智能機(jī)器中的軟件問題和軟件的用戶體驗(yàn)。(4)技術(shù)人員需要掌握特定的編程技能,以及復(fù)雜系統(tǒng)的控制、操縱和設(shè)置技術(shù)。根據(jù)上述要求可以看出,智能制造導(dǎo)致了對優(yōu)秀員工標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變,人機(jī)交互以及機(jī)器之間的對話將會(huì)越來越普遍,技術(shù)人員從服務(wù)者、操作者轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)規(guī)劃者、協(xié)調(diào)者、評估者和決策者。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
針對智能制造對技術(shù)人員的新要求,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是能力培養(yǎng)的根本保證。這就需要構(gòu)建先進(jìn)的、符合能力培養(yǎng)要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,并在該體系的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。為此我們堅(jiān)持“以學(xué)生為本,依托環(huán)境教學(xué),突出應(yīng)用能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和系統(tǒng)觀”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,構(gòu)建了“四級(jí)能力層次、七個(gè)教學(xué)模塊、三類驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目、三種結(jié)合方法”的“4733”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,搭建了準(zhǔn)工廠化環(huán)境的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。該教學(xué)體系從能力上著眼于循序漸進(jìn),從內(nèi)容上覆蓋裝備設(shè)計(jì)、檢測、制造和生產(chǎn)組織全過程,從方法上著重于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),從培養(yǎng)模式上依靠產(chǎn)教融合。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的能力層次分為基礎(chǔ)能力、專業(yè)能力、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力四級(jí)。由機(jī)械基礎(chǔ)模塊支撐基礎(chǔ)能力的培養(yǎng),機(jī)械設(shè)計(jì)模塊、機(jī)械制造模塊、機(jī)電液控制模塊和石油冶金裝備模塊支撐專業(yè)能力的培養(yǎng),綜合實(shí)踐模塊專注于綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng),機(jī)械創(chuàng)新模塊服務(wù)于創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)。使用三類產(chǎn)品貫穿上述7個(gè)教學(xué)模塊,將各個(gè)教學(xué)模塊串聯(lián)成一個(gè)整體,培育學(xué)生的系統(tǒng)觀和整體觀。在教學(xué)項(xiàng)目開發(fā)和教學(xué)方法上采用“產(chǎn)學(xué)結(jié)合、虛實(shí)結(jié)合和賽課結(jié)合”的方式。
三、校企合作培養(yǎng)模式探索
產(chǎn)教融合是本次教學(xué)改革和高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本指導(dǎo)原則。產(chǎn)教融合的實(shí)施效益可以從學(xué)生、教師、學(xué)校和企業(yè)等四個(gè)主體來分析。(1)學(xué)生方面:基于產(chǎn)教融合的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)案例可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,明確學(xué)習(xí)目標(biāo),改善學(xué)習(xí)效果,提高動(dòng)手能力和實(shí)踐能力,使之更適合企業(yè)需求。(2)教師方面:產(chǎn)教融合要求教師深入企業(yè)、加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系,從而更進(jìn)一步地了解企業(yè)和社會(huì)的需求,避免“盲教”。同時(shí)在與企業(yè)導(dǎo)師合作指導(dǎo)學(xué)生的過程中將有助于提高教師的工程實(shí)踐能力。(3)學(xué)校方面:產(chǎn)教融合為進(jìn)行應(yīng)用技術(shù)大學(xué)試點(diǎn)探索新的教學(xué)方法和人才培養(yǎng)模式,為學(xué)校成功轉(zhuǎn)型積累經(jīng)驗(yàn),提供參考。同時(shí),與地方中小企業(yè)的合作也為學(xué)生就業(yè)難題提供新的解決途徑和解決辦法。(4)企業(yè)方面:首先,企業(yè)與學(xué)校深度合作,所合作企I亦可借助學(xué)校的科研平臺(tái)和人才優(yōu)勢,解決中小企業(yè)技術(shù)力量薄弱的問題。其次,企業(yè)與學(xué)校合作培養(yǎng)學(xué)生的工程能力也是響應(yīng)國家政策,為政府排憂解難,對提高企業(yè)社會(huì)效益和社會(huì)美譽(yù)度具有一定的作用。另外,改革方案也為企業(yè)選拔優(yōu)秀人才提供了一個(gè)更為可靠的解決方法。
1.產(chǎn)教融合中聯(lián)合培養(yǎng)企業(yè)的選擇。(1)簽署聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議的企業(yè)數(shù)量要多。在不影響企業(yè)生產(chǎn)的前提下,考慮企業(yè)可接納人數(shù)的限制,參考國外高校人才培養(yǎng)的實(shí)習(xí)生制度,將學(xué)生分散到各個(gè)企業(yè)中去,每個(gè)企業(yè)安排2-10名學(xué)生,故簽署合作的企業(yè)數(shù)量要求眾多。例如重慶科技學(xué)院機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院為了完成機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化或機(jī)械電子工程兩個(gè)專業(yè)學(xué)生的聯(lián)合培養(yǎng)工作已經(jīng)與40多家重慶本地的從事各種設(shè)備(或機(jī)電一體化裝備)設(shè)計(jì)制造的中小企業(yè)簽署了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議。他們計(jì)劃將簽署合作協(xié)議的企業(yè)數(shù)量擴(kuò)展到100-150家。(2)合作企業(yè)突出地方性。在企業(yè)的一年學(xué)習(xí)期間,需要將理論知識(shí)與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合,注重實(shí)踐動(dòng)手能力和解決問題能力的培養(yǎng),學(xué)生需要與專業(yè)教師之間頻繁聯(lián)系交流,同時(shí)為了對學(xué)生監(jiān)管的方便,離學(xué)校空間距離不遠(yuǎn)的地方性企業(yè)無疑是最佳的選擇。同時(shí)要了解地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、地方企業(yè)對人才的需求,使得培養(yǎng)的學(xué)生更能快速融入地方經(jīng)濟(jì),服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì),體現(xiàn)學(xué)校的地方性特色。(3)合作企業(yè)以單件小批量生產(chǎn)模式從事設(shè)備(裝備)的設(shè)計(jì)制造為主。所選擇的企業(yè)大部分均為單件生產(chǎn)模式的集設(shè)計(jì)與制造一體的裝備或機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)。因?yàn)樵擃愋偷钠髽I(yè)從概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造以及生產(chǎn)管理等所有生產(chǎn)內(nèi)容均有所涉及,使得學(xué)生可以得到更為全面的鍛煉;同時(shí),這類企業(yè)對技術(shù)人員的需求更為旺盛;另外,大批量生產(chǎn)模式企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品較為單一,技術(shù)也較為成熟,而單件模式的企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目眾多,更適合于基于項(xiàng)目教學(xué)的培養(yǎng)方式。(4)合作企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模以中小型為主。一方面因?yàn)檫@類企業(yè)技術(shù)力量薄弱,對專業(yè)人才更為渴求;同時(shí)這類企業(yè)靈活多變,對市場反應(yīng)靈敏,產(chǎn)品開發(fā)速度快,適合學(xué)生培養(yǎng)。另外,學(xué)校導(dǎo)師組對企業(yè)也可以起到技術(shù)支持作用,企業(yè)有與高校合作的意愿和動(dòng)力。
2.企業(yè)學(xué)習(xí)階段的實(shí)施和運(yùn)行。在企業(yè)學(xué)習(xí)培養(yǎng)階段,學(xué)校與企業(yè)之間應(yīng)該建立全方位的合作關(guān)系,形成一套系統(tǒng)的有機(jī)的運(yùn)行機(jī)制。共同商定學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃、學(xué)生的監(jiān)管、學(xué)習(xí)效果的評價(jià)以及學(xué)校對企業(yè)的技術(shù)支持等。學(xué)校需將所簽訂聯(lián)合培養(yǎng)的企業(yè)按照產(chǎn)品類型進(jìn)行分類,然后成立一批“導(dǎo)師組”,“導(dǎo)師組”由學(xué)院不同知識(shí)結(jié)構(gòu)的老師及企業(yè)一線工程師組成。由導(dǎo)師組負(fù)責(zé)學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段的指導(dǎo)、聯(lián)系、管理和學(xué)習(xí)質(zhì)量監(jiān)控。全過程參與學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)論文(畢業(yè)設(shè)計(jì))的指導(dǎo)等。教學(xué)方式:采用“教師提出問題-學(xué)生自主學(xué)習(xí)-實(shí)踐-教師輔導(dǎo)”的教學(xué)模式。重點(diǎn)是深度參與項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的開發(fā)與改造,并通過專業(yè)知識(shí)、相關(guān)資料、計(jì)算分析等方法解決其中的部分問題,以實(shí)際項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及完成設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)管理等技能訓(xùn)練??己朔绞剑褐饕疾旎纠碚撛趯?shí)際工作中的應(yīng)用及動(dòng)手操作能力。導(dǎo)師組對課程學(xué)習(xí)報(bào)告、以案例為內(nèi)容的大作業(yè)、以項(xiàng)目為對象的課程論文、學(xué)習(xí)小組(或)專題的匯報(bào)和答辯以及其他要求進(jìn)行綜合評定,確定學(xué)生學(xué)習(xí)成績。
在“中國制造2025”和“工業(yè)4.0”背景下,中國要想實(shí)現(xiàn)從制造大國到制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變,適宜智能制造的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)將是實(shí)施“中國制造2025”的關(guān)鍵。智能制造專業(yè)人才培養(yǎng)要建立以市場為導(dǎo)向、制造企業(yè)深度參與、校企融合、多學(xué)科聯(lián)合共建的智能工場結(jié)合以非正式學(xué)習(xí)形式的人才培養(yǎng)模式。
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收稿日期:2017-01-01
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);制造業(yè);物流業(yè);實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)
中圖分類號(hào):F273.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Abstract: At present, China is in the accelerating transition to a post-industrial phase. How to make modern manufacturing and modern logistics industry achieve win-win and joint development is a serious problem currently. With the application of IOT technology in the field of manufacturing and logistics, for the problem of combination of the traditional manufacturing processes and logistics processes in independent mode, this paper uses innovative IOT technologies and systems to build a manufacturing-logistics joint smart collaborative services platform based on IOT and demonstrates the effectiveness of the“manufacturing-logistics”real-time joint system.
Key words: the internet of things(IOT); manufacturing industry; logistics industry; real-time joint
0 引 言
現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需要現(xiàn)代物流業(yè)的支撐,現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展也要以現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展為基礎(chǔ)。目前我國正處于加速向工業(yè)化后期過渡的階段,如何使現(xiàn)代制造業(yè)與現(xiàn)代物流業(yè)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)式共贏發(fā)展,是當(dāng)前亟待解決的問題。制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動(dòng)是制造業(yè)與物流業(yè)互相深度介入對方企業(yè)的管理、組織、計(jì)劃、運(yùn)作、控制等過程,共同追求資源集約化經(jīng)營與企業(yè)整體優(yōu)化的協(xié)同合作方式。制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動(dòng)本質(zhì)上是社會(huì)分工專業(yè)化的體現(xiàn),即制造業(yè)與物流業(yè)各自專注于自身核心競爭力的培養(yǎng)與發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)“兩業(yè)”聯(lián)動(dòng)雙贏。
在傳統(tǒng)的制造流程與物流流程獨(dú)立運(yùn)作的模式下,由于信息溝通的局限,制造與物流的業(yè)務(wù)邏輯在橫向上缺乏關(guān)聯(lián),諸多環(huán)節(jié)上造成了計(jì)劃可行性差,運(yùn)作效率低下等問題。然而,當(dāng)物流過程與制造過程各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)橫向聯(lián)動(dòng),以上的問題將得到全面改觀。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成為制造物流產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)的重要推動(dòng)力?!拔锫?lián)網(wǎng)”的產(chǎn)生為建設(shè)面向制造―物流聯(lián)動(dòng)的智能協(xié)同服務(wù)平臺(tái)帶來了良好的契機(jī)。然而,當(dāng)面向生產(chǎn)制造與物流服務(wù)互相深度介入、實(shí)現(xiàn)全面聯(lián)動(dòng)的這一新需求時(shí),目前的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、技術(shù)和系統(tǒng)平臺(tái)的發(fā)展仍無法滿足其需要,這已成為制約制造業(yè)和物流業(yè)快速聯(lián)動(dòng)發(fā)展的重要障礙。
本文以“物聯(lián)網(wǎng)”概念和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、普及應(yīng)用為契機(jī),以推動(dòng)制造業(yè)與物流業(yè)在管理、組織、計(jì)劃、運(yùn)作、控制等過程的深度融合,并實(shí)現(xiàn)資源集約化經(jīng)營與企業(yè)整體優(yōu)化的協(xié)同合作為最終目的,提出了一套“制造―物流聯(lián)動(dòng)”協(xié)同決策服務(wù)信息架構(gòu)。并在數(shù)據(jù)采集、信息整合、服務(wù)封裝以及上層決策等多個(gè)層級(jí)開發(fā)了一系列物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)與物流環(huán)節(jié)的全面多維動(dòng)態(tài)聯(lián)動(dòng)。
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 “制造―物流聯(lián)動(dòng)”發(fā)展現(xiàn)狀。從2005年始,國內(nèi)研究者紛紛就本地區(qū)制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展現(xiàn)狀開展深入的研究,并針對實(shí)際問題提出聯(lián)動(dòng)發(fā)展的對策及建議[1-2];同時(shí),運(yùn)用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的灰色關(guān)聯(lián)模型,得出福建省制造業(yè)與物流業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展正處于協(xié)調(diào)與不協(xié)調(diào)的臨界狀態(tài)的結(jié)論[3];應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)理論對廣東省制造業(yè)與物流業(yè)的關(guān)系進(jìn)行定量分析,得出廣東制造業(yè)與物流業(yè)沒有實(shí)現(xiàn)有效聯(lián)動(dòng)的事實(shí),進(jìn)而提出促進(jìn)廣東“兩業(yè)”聯(lián)動(dòng)發(fā)展的一些建議[4];從產(chǎn)業(yè)集群演化的角度分析制造業(yè)集群與物流產(chǎn)業(yè)的關(guān)系,并證實(shí)了長三角制造業(yè)集聚與物流業(yè)發(fā)展的耦合關(guān)系[5];也有一些學(xué)者運(yùn)用投入產(chǎn)出法,對中國物流業(yè)對制造業(yè)的關(guān)聯(lián)波及效應(yīng)進(jìn)行分析[6]。目前我國在各環(huán)節(jié)中的“兩業(yè)”聯(lián)動(dòng)存在以下問題:生產(chǎn)上游產(chǎn)品研發(fā)及設(shè)計(jì)的“兩業(yè)”聯(lián)動(dòng),涉及到物流基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用,我國物流業(yè)競爭市場規(guī)范化較差,管理水平和信息化程度相對較低;中游產(chǎn)品制造中與上下游企業(yè)之間信息不暢通,政策落實(shí)不到位,在物料需求、生產(chǎn)控制及銷售控制上,制造業(yè)和物流業(yè)信息集成及信息共享不暢通等;生產(chǎn)下游中,產(chǎn)品從下生產(chǎn)線開始,經(jīng)過包裝、裝卸搬運(yùn)、儲(chǔ)存、流通加工、運(yùn)輸、配送,直至最后送到用戶手中的整個(gè)產(chǎn)品實(shí)體流動(dòng)過程中,通過通訊及計(jì)算機(jī)技術(shù)、管理軟件以及各種新思想和新方法來實(shí)現(xiàn)物流信息的共享、跟蹤及JIT(準(zhǔn)時(shí)制)物流是當(dāng)前面臨的重要任務(wù)之一。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在制造及物流行業(yè)的應(yīng)用。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景來看,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:(1)制造業(yè)供應(yīng)鏈管理。如空中客車通過在供應(yīng)鏈體系中應(yīng)用傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),構(gòu)建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大、效率最高的供應(yīng)鏈體系。(2)生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化。如鋼鐵企業(yè)應(yīng)用各種傳感器和通信網(wǎng)絡(luò),在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控,提高產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)化生產(chǎn)流程。(3)生產(chǎn)車間智能制造。具體包括:柔性生產(chǎn)和流程可視。(4)產(chǎn)品全生命周期監(jiān)控。具體包括:單品管理、全程監(jiān)控、綠色環(huán)保。
物流業(yè)是很早就應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)之一。概括起來,目前相對成熟的應(yīng)用主要在如下三大領(lǐng)域:(1)產(chǎn)品的智能可追溯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如食品的可追溯系統(tǒng)、藥品的可追溯系統(tǒng)等等。(2)物流過程的可視化智能管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如基于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、RFID技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù),在物流過程中可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)車輛定位、運(yùn)輸物品監(jiān)控,在線調(diào)度與配送可視化與管理系統(tǒng)。(3)智能化的企業(yè)物流配送中心。
根據(jù)對制造和物流行業(yè)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的國內(nèi)外發(fā)展趨勢的分析可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:(1)RFID技術(shù)是物品自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域的必然趨勢。(2)多維制造加工和倉儲(chǔ)環(huán)境信息的監(jiān)控已成為制造和物流行業(yè)提升生產(chǎn)控制能力、服務(wù)質(zhì)量的新需求,多傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)任務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù)。
2 面向制造―物流聯(lián)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)智能協(xié)同服務(wù)平臺(tái)框架
本文提出的面向制造―物流聯(lián)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)智能協(xié)同服務(wù)平臺(tái)框架如圖1所示,包括四個(gè)聯(lián)動(dòng)層:最下層為設(shè)備聯(lián)動(dòng)層,用于制造流程及物流過程中的多維實(shí)時(shí)信息的采集;信息聯(lián)動(dòng)層把實(shí)時(shí)采集的信息進(jìn)行統(tǒng)一整合,通過處理后形成標(biāo)準(zhǔn)的信息流;服務(wù)聯(lián)動(dòng)層通過標(biāo)準(zhǔn)的信息流輸入,采用一系列的智能體,提供各種服務(wù);最高層決策聯(lián)動(dòng)層包括一系列的決策應(yīng)用系統(tǒng),為制造過程和物流流程提供相應(yīng)的指導(dǎo),以此形成四層相互聯(lián)動(dòng)、統(tǒng)一優(yōu)化資源的物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的綠色服務(wù)模式。
2.1 物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造―物流聯(lián)動(dòng)服務(wù)模式。物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造―物流聯(lián)動(dòng)服務(wù)模式主要包括縱向和橫向聯(lián)動(dòng)服務(wù)模式,所謂橫向聯(lián)動(dòng),即在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)過程的兩個(gè)階段:制造階段和物流階段,通過聯(lián)動(dòng)的方式優(yōu)化其交叉資源,利用智能物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備把兩個(gè)階段無縫連接起來,形成相互融合和動(dòng)態(tài)交互的橫向聯(lián)動(dòng)模式;縱向聯(lián)動(dòng)即在物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞與使用的過程中的相互聯(lián)動(dòng)過程,該過程包括感知、處理、整合、應(yīng)用幾個(gè)層面,分別對應(yīng)于四個(gè)聯(lián)動(dòng)層,因而形成上下層級(jí)之間的動(dòng)態(tài)交互,最終達(dá)到縱橫聯(lián)動(dòng)模式。該模式將以資源利用最優(yōu)化為前提,以綠色化為目標(biāo),避免資源特別是各階段、各層級(jí)緊缺資源的浪費(fèi),最終達(dá)到可持續(xù)性發(fā)展。
2.2 物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造―物流聯(lián)動(dòng)關(guān)鍵使能設(shè)備。本文的物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造―物流聯(lián)動(dòng)關(guān)鍵使能設(shè)備包括兩類:一是多維RFID主動(dòng)標(biāo)簽,另外是制造和物流信息統(tǒng)一集成網(wǎng)關(guān)。
(1)多維RFID主動(dòng)標(biāo)簽。實(shí)現(xiàn)制造―物流聯(lián)動(dòng)環(huán)境下的RFID標(biāo)簽設(shè)備及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化;針對特定制造―物流聯(lián)動(dòng)應(yīng)用的GPS信息和3G視頻模組及實(shí)時(shí)信息獲取;針對制造―物流聯(lián)動(dòng)敏感環(huán)境(如保鮮食品倉,易碎物品倉)的多傳感器智能主動(dòng)式RFID標(biāo)簽設(shè)備及實(shí)時(shí)信息獲取。(2)制造和物流信息網(wǎng)關(guān)。制造―物流聯(lián)動(dòng)信息集成網(wǎng)關(guān)包括制造信息網(wǎng)關(guān)和物流信息網(wǎng)關(guān)。這兩類網(wǎng)關(guān)的主要任務(wù)是對所部署的傳感器,數(shù)據(jù)采集設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)獲取和傳輸接口,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)信息系統(tǒng)之間的平滑信息交換和整合。它們都提供一套數(shù)據(jù)獲取、處理和交換的標(biāo)準(zhǔn)化接口,其功能主要包括:數(shù)據(jù)源標(biāo)準(zhǔn)化定義,實(shí)現(xiàn)對多樣化數(shù)據(jù)源元素歸一化描述,如數(shù)據(jù)提供源唯一地址描述,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)查詢條件的標(biāo)準(zhǔn)化描述;數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理,提供一種異構(gòu)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換的技術(shù),將數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的描述格式返回給數(shù)據(jù)請求方;數(shù)據(jù)交換接口標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)獲取,更新和存儲(chǔ)的通用方法和調(diào)用接口。
2.3 物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造―物流聯(lián)動(dòng)協(xié)同服務(wù)平臺(tái)信息架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的制造―物流聯(lián)動(dòng)協(xié)同服務(wù)平臺(tái)信息架構(gòu)主要包括以下幾層:(1)設(shè)備聯(lián)動(dòng)層。設(shè)備聯(lián)動(dòng)層通過把制造和物流流程的數(shù)據(jù)進(jìn)行感知采集,在制造流程當(dāng)中,通過多種類的傳感器,如生產(chǎn)線信息終端設(shè)備、手持式RFID終端、固定式RFID設(shè)備等把制造流程中各結(jié)點(diǎn)的信息如生產(chǎn)進(jìn)度、車間在制品和成品等統(tǒng)一采集;在物流流程中,采用多維主動(dòng)RFID標(biāo)簽、3G視頻、GPS和RFID倉儲(chǔ)管理硬件等設(shè)備把物流過程的環(huán)境信息、配送信息和倉儲(chǔ)信息等統(tǒng)一整合,為制造―物流聯(lián)動(dòng)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支持。(2)信息聯(lián)動(dòng)層。信息聯(lián)動(dòng)層把設(shè)備聯(lián)動(dòng)層的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理,這一層主要包括兩個(gè)信息網(wǎng)關(guān),制造信息網(wǎng)關(guān)針對制造流程的感知信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理,物流信息網(wǎng)關(guān)對物流過程中的感知信息進(jìn)行集中整合,兩個(gè)網(wǎng)關(guān)之間相互實(shí)時(shí)交互針對兩個(gè)階段的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理,信息聯(lián)動(dòng)層的網(wǎng)關(guān)主要包括四個(gè)主要使能模塊,分別是:①智能網(wǎng)關(guān)異構(gòu)硬件管理模塊:對接入物聯(lián)網(wǎng)的硬件設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理,包括硬件MAC地址分配、物聯(lián)網(wǎng)唯一標(biāo)識(shí)管理、注冊管理等;②基于ISA95的異構(gòu)信息標(biāo)準(zhǔn)化模塊:對異構(gòu)感知設(shè)備獲取的信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,包括數(shù)據(jù)字段定義、數(shù)據(jù)格式描述、數(shù)據(jù)表達(dá)、語義分析、謂詞詮釋等;③層級(jí)化復(fù)雜事件處理模塊:對海量事件進(jìn)行分層動(dòng)態(tài)處理,其中包括事件分類操作、事件組合管理、事件響應(yīng)決策等;④動(dòng)態(tài)工作流定義配置模塊:針對制造―物流聯(lián)動(dòng)機(jī)制下的動(dòng)態(tài)工作流管理,提供自定義和可重配的方法,其中包括流程結(jié)點(diǎn)定義、結(jié)點(diǎn)互聯(lián)操作、流程配置服務(wù)和流程優(yōu)化等。(3)服務(wù)聯(lián)動(dòng)層。服務(wù)聯(lián)動(dòng)層通過一系列的智能體對象,把信息聯(lián)動(dòng)層提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,然后為決策聯(lián)動(dòng)層提供支持服務(wù),該層主要的智能體包括:①實(shí)時(shí)制造資源智能體:把制造過程中的資源封裝成智能體(Smart Object Agent),為制造流程提供資源配置、優(yōu)化、協(xié)調(diào)和整合,以實(shí)現(xiàn)制造過程中制造資源的閉合管理;②實(shí)時(shí)WIP(work in product)智能體:制造過程中的在制品通過智能化封裝后成為WIP智能體,為在實(shí)時(shí)在制品庫存預(yù)測及管理、WIP優(yōu)化等;③實(shí)時(shí)倉儲(chǔ)資源智能體:倉儲(chǔ)資源通過智能化封裝后成為實(shí)時(shí)倉儲(chǔ)資源智能體,這些智能體為制造和物流環(huán)節(jié)提供各種資源的實(shí)時(shí)信息服務(wù);④實(shí)時(shí)車輛資源智能體:車輛資源通過多種傳感器及智能化技術(shù)封裝成車輛資源智能體,對物流的承載主體進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、合理調(diào)度、優(yōu)化路徑、實(shí)時(shí)監(jiān)控等綜合;⑤實(shí)時(shí)在途品智能體:物流過程中的在途品通過封裝后成為在途品智能體,通過感知技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲得在途品的溫度、濕度、氣壓等承載環(huán)境信息,以及在途品數(shù)量、狀態(tài)等信息。(4)決策聯(lián)動(dòng)層。決策聯(lián)動(dòng)層通過服務(wù)層中各種智能體提供的服務(wù)信息,為一系列的系統(tǒng)提供支持,其中包括以下幾個(gè)系統(tǒng):傳統(tǒng)制造應(yīng)用系統(tǒng)(MES)、傳統(tǒng)物流應(yīng)用系統(tǒng)、JIT型實(shí)時(shí)對線配送系統(tǒng)、智能化WIP管理系統(tǒng)和智能化物流配送系統(tǒng)。其中傳統(tǒng)制造應(yīng)用系統(tǒng)(MES)、傳統(tǒng)物流應(yīng)用系統(tǒng)為企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng),本文的決策聯(lián)動(dòng)層主要包括以下三個(gè)系統(tǒng):①JIT型實(shí)時(shí)對線配送系統(tǒng):制造―物流聯(lián)動(dòng)機(jī)制下的物聯(lián)網(wǎng),以控制原料庫存、減低在制品存量,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化JIT型生產(chǎn)為目的綠色管理模式,為各個(gè)生產(chǎn)廠商的基于生產(chǎn)節(jié)拍的原材料需求信息,以及所需物料的實(shí)時(shí)倉儲(chǔ)位置信息進(jìn)行智能規(guī)劃、綜合越庫、轉(zhuǎn)運(yùn)以及直接配送等。②智能化WIP管理系統(tǒng):在對制造―物流聯(lián)動(dòng)環(huán)境下的在制品進(jìn)行最優(yōu)化管理的前提下,控制各制造流程階段的WIP數(shù)量,綜合考慮物流成本、倉儲(chǔ)成本等約束,在物流調(diào)度、路徑規(guī)劃、生產(chǎn)協(xié)同的基礎(chǔ)上得到最優(yōu)的組織方式,以達(dá)到綠色化的制造過程WIP管理。③智能化物流配送系統(tǒng):在對原材料進(jìn)行協(xié)同采購的前提下,利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化物流資源信息(包括倉儲(chǔ)位置,載具,車輛等資源的信息),對多種類、多批次的整個(gè)物流過程進(jìn)行規(guī)劃、決策以及執(zhí)行監(jiān)管。
3 系統(tǒng)演示
3.1 生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)物流。該情況為最經(jīng)典的生產(chǎn)物流聯(lián)動(dòng)過程,核心決策環(huán)節(jié)為生產(chǎn)車間子系統(tǒng):由生產(chǎn)車間的實(shí)時(shí)生產(chǎn)流程拉動(dòng)配送和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)提供生產(chǎn)物流服務(wù),常見于生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)整余地較小、調(diào)整成本偏高、或調(diào)整難度大,而物流資源(例如配送車輛和倉儲(chǔ)空間)較為充足而具有較大調(diào)整空間的生產(chǎn)企業(yè)中。針對該情況,開發(fā)了基于RFID的智能生產(chǎn)線實(shí)時(shí)管理系統(tǒng),其運(yùn)作情況如圖2所示。
3.2 物流聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)。該情況的核心決策環(huán)節(jié)為倉庫子系統(tǒng):由倉庫實(shí)時(shí)狀態(tài)(倉儲(chǔ)空間的釋放計(jì)劃、客戶成品需求/供應(yīng)商供貨節(jié)拍、及預(yù)設(shè)倉儲(chǔ)策略等)拉動(dòng)生產(chǎn)車間及物流車隊(duì)進(jìn)行生產(chǎn)與配送出/入庫計(jì)劃。此情況多見于珠三角及沿海發(fā)達(dá)地區(qū),由于企業(yè)不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,卻無力擴(kuò)大倉庫面積而造成。針對該情況,開發(fā)了基于IOT的成品物流規(guī)劃與管理系統(tǒng),其運(yùn)作情況如圖3所示。
4 結(jié)論與展望
本文從制造―物流聯(lián)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)背景入手,利用創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、技術(shù)和系統(tǒng)構(gòu)建了面向制造―物流聯(lián)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)智能協(xié)同服務(wù)平臺(tái),并詳細(xì)介紹了該平臺(tái)的信息架構(gòu)。具有以下三方面的特色:(1)面向制造―物流聯(lián)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)智能協(xié)同服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)模式。(2)物聯(lián)網(wǎng)背景下制造―物流聯(lián)動(dòng)中的整合規(guī)劃、合理利用和資源優(yōu)化。(3)提出一套適用于制造―物流聯(lián)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)下的關(guān)鍵使能設(shè)備。
本文以制造物流聯(lián)動(dòng)為切入點(diǎn),將企業(yè)生產(chǎn)和倉儲(chǔ)、物流流程在多環(huán)節(jié)緊密銜接,并集中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過“集中式共享、服務(wù)化運(yùn)營”的策略在工業(yè)園區(qū)和大型集團(tuán)集群企業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用推廣,個(gè)體企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的種種弊端將被屏蔽和緩沖。
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關(guān)鍵詞:制造系統(tǒng);智能主體;數(shù)據(jù)采集
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)競爭的主戰(zhàn)場。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是在不同學(xué)科之間交叉滲透的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的,對于制造企業(yè)而言,傳統(tǒng)的信息采集方式已經(jīng)難以滿足制造業(yè)信息化的實(shí)時(shí)需求,所以迅速及時(shí)地將相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的最新研究成果應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集技術(shù)中,研究新型的數(shù)據(jù)采集技術(shù)方法,方便企業(yè)及時(shí)引進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化,對產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及企業(yè)的競爭力增強(qiáng)是不可或缺的。
1制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式
制造企業(yè)外部環(huán)境與自身環(huán)境復(fù)雜多變,要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的安全高效,在注重環(huán)保效益的前提下生產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品,需要制造系統(tǒng)安置大量的傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對生產(chǎn)中設(shè)備運(yùn)行狀況、工藝水平、產(chǎn)品品質(zhì)以及內(nèi)外部環(huán)境變化數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控反饋,為生產(chǎn)提供技術(shù)保障。制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有以下三種:
1.1集中式采集方式
集中式采集方式適用于小規(guī)模與相對簡單的系統(tǒng),這種方式系統(tǒng)全部傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接相連,用一臺(tái)工控機(jī)可以實(shí)現(xiàn)所有的數(shù)據(jù)采集與處理,具有結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。
1.2分布式采集集中控制方式
這一方式適合規(guī)模適中且生產(chǎn)線較為簡單的系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上分散的單體設(shè)備集中管理,被各大中型制造系統(tǒng)廣泛采用。該方式將系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)依據(jù)一定的條件進(jìn)行分組,由各組獨(dú)立采集所轄區(qū)域的數(shù)據(jù)信息,各組協(xié)同完成整個(gè)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。通過各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,對站點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)管理,形成相對獨(dú)立的局域網(wǎng)絡(luò)。具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對較高、使用維護(hù)簡單以及具備網(wǎng)絡(luò)功能的特點(diǎn)。
1.3集中式與分布式相結(jié)合方式
這種數(shù)據(jù)采集方式是前兩種方式的高效組合,適用于大規(guī)模且承擔(dān)復(fù)雜制造的系統(tǒng),兼具前兩種采集方式的優(yōu)勢。
2基于智能主體的制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)
2.1智能主體與分布式人工智能
智能主體(Agent)涉及人工智能(Artificial Intelligent)技術(shù)的深層次問題,為人工智能技術(shù)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展提供了新的計(jì)算求解范例和方法,也為CIMS(Computer Integrated Manu-facturing Systems,計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))提供了更加高效便利的解決方案。應(yīng)用智能主體思想與方法構(gòu)建基于智能主體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)據(jù)采集智能化發(fā)展。智能主體屬于分布式人工智能(DAI, Dis-tributed Artificial Intelligent)研究范圍。分布式人工智能是相對于集中控制技術(shù)而言的,分布式問題求解的思想在工程領(lǐng)域應(yīng)用始于分布式控制系統(tǒng)的研究??刂葡到y(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、功能增多等一系列影響系統(tǒng)性能的因素增加,需求一種基于整體優(yōu)化的控制策略,亦即整體的總目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化控制方式。該函數(shù)包括質(zhì)量產(chǎn)量技術(shù)指標(biāo),以及能源、成本與環(huán)保等經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo),實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化生產(chǎn)。將大系統(tǒng)分解為若干相關(guān)小系統(tǒng),控制小系統(tǒng)的目標(biāo)對象,同時(shí)要考慮小系統(tǒng)之間的相互影響與作用,以小系統(tǒng)的最優(yōu)化促進(jìn)大系統(tǒng)的最優(yōu)。
2.2基于智能主體的數(shù)據(jù)采集技術(shù)
該智能主體技術(shù)以主體感知外部環(huán)境信息以及對信息分析、推理、評估,為下一步采取應(yīng)對措施為基本思想。制造系統(tǒng)之所以要設(shè)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),是為了通過傳感器監(jiān)控制造過程中的各種信息,并對其處理、分析,對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況以及運(yùn)行趨勢做出判斷預(yù)測,對故障指出處理措施。基于這一思想,構(gòu)造依托于多智能體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以對當(dāng)下的數(shù)據(jù)采集方法給予加強(qiáng)改進(jìn),一種適用于先進(jìn)制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模式應(yīng)運(yùn)而生。該模式由若干傳感器與一個(gè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)組成,數(shù)據(jù)采集平臺(tái)由一個(gè)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與多個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)組成。傳感器用以監(jiān)控生產(chǎn)過程中的各種內(nèi)部外部信息,數(shù)據(jù)采集平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)與輸出,在形式上依然是分布式與集中式采集集中管理模式。
3結(jié)語
計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展為制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)提供了更多的可能性,基于智能主體的制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù),對于制造企業(yè)運(yùn)用現(xiàn)代化的制造技術(shù),在制造自動(dòng)化、提高生產(chǎn)力與生產(chǎn)制造高品質(zhì)的產(chǎn)品、增強(qiáng)企業(yè)的綜合競爭能力,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益有重要意義。
參考文獻(xiàn):
[1]王聰,紀(jì)志成.基于智慧車間的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代,2012(08)
推薦的通知
各設(shè)區(qū)市、省直管試點(diǎn)縣(市)工信局,贛江新區(qū)經(jīng)發(fā)局:
為貫徹落實(shí)《智能制造升級(jí)工程三年行動(dòng)計(jì)劃(2020-2022年)》,發(fā)揮行業(yè)智能制造標(biāo)桿企業(yè)帶動(dòng)作用,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同升級(jí),現(xiàn)開展智能制造標(biāo)桿企業(yè)推薦工作,請你們認(rèn)真組織,嚴(yán)格遴選。各設(shè)區(qū)市、贛江新區(qū)推薦項(xiàng)目不多于5個(gè),省直管試點(diǎn)縣(市)不多于1個(gè),請于7月30日前,將2021年智能制造標(biāo)桿企業(yè)推薦匯總表(附件2)、智能制造標(biāo)桿企業(yè)申報(bào)書(附件1)各1份及電子版報(bào)省工業(yè)和信息化廳,相關(guān)附件的電子版可從江西省工業(yè)和信息化廳網(wǎng)站(jxciit.gov.cn/)下載。
聯(lián) 系 人:省工業(yè)和信息化廳裝備處 吳斯
聯(lián)系電話:07910-88916367(傳真)
附件:1.江西省智能制造標(biāo)桿企業(yè)申報(bào)書
2.2021年智能制標(biāo)桿企業(yè)匯總表
江西省工業(yè)和信息化廳
2021年6月9日
附件1
江西省智能制造標(biāo)桿企業(yè)申報(bào)書
申報(bào)單位:
推薦單位:
申報(bào)日期:20 年 月 日
江西省工業(yè)和信息化廳制
一、企業(yè)基本信息
單位名稱
統(tǒng)一社會(huì)信用代碼
成立時(shí)間
單位性質(zhì)
國有 民營 外資 其他
單位地址
法人代表
姓名
職務(wù)
聯(lián)系人
姓名
職務(wù)
手機(jī)
上一年?duì)I業(yè)收入
萬元
上一年利潤
萬元
所屬領(lǐng)域
有色 電子信息 汽車 航空 建材 紡織 食品 石化
生物醫(yī)藥 裝備制造 新一代信息技術(shù) 其他
企業(yè)簡介
(發(fā)展歷程、主營業(yè)務(wù)、主要產(chǎn)品市場等方面基本情況,限500字)
二、內(nèi)容簡介
(簡要闡述企業(yè)近年來實(shí)施智能制造,建設(shè)數(shù)字化車間或智能工廠的主要內(nèi)容,包括:總述、技術(shù)內(nèi)容和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析等,限4000字。)
1、總述
2、技術(shù)內(nèi)容
-----總體架構(gòu)
數(shù)字化車間或智能工廠的整體架構(gòu),各部分模塊主要功能,系統(tǒng)整體集成情況等。
-----主要技術(shù)路線
應(yīng)描述合理清晰的數(shù)字化車間或智能工廠建設(shè)方案,技術(shù)方案、通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、系統(tǒng)集成方案;核心智能制造裝備、軟件及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用情況。
-----技術(shù)難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)
-----解決的重大問題與取得的成果
-----國內(nèi)外同行業(yè)對比
3、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析
三、相關(guān)材料
企業(yè)上一年度審計(jì)報(bào)告、圍繞智能制造的相關(guān)專利、標(biāo)準(zhǔn)、軟著等(產(chǎn)品專利和標(biāo)準(zhǔn)、軟著不需要提供)。開展自評,如實(shí)填寫自評表。
企業(yè)自評表
一級(jí)指標(biāo)
二級(jí)指標(biāo)
三級(jí)指標(biāo)
指標(biāo)選項(xiàng)及說明
企業(yè)自評
總
體
規(guī)
劃
戰(zhàn)略規(guī)劃
是否形成完整的智能制造規(guī)劃
未規(guī)劃、部分規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃
企業(yè)內(nèi)部是否有落實(shí)智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃的考核指標(biāo)體系
沒有、部分考核指標(biāo)、詳細(xì)考核指標(biāo)
智能制造是否成為企業(yè)發(fā)展的核心競爭力
有無智能制造生產(chǎn)線(規(guī)劃、建設(shè)、已投入運(yùn)營)
有無智能產(chǎn)品(研發(fā)、試制、已投入市場)
2018-2020年,平均每年智能制造相關(guān)投入占比
請?zhí)峁┌俜直取?/p>
智能制造相關(guān)規(guī)劃投入(包含購置設(shè)備、人員經(jīng)費(fèi)等)占企業(yè)總投入的比例
組織
企業(yè)決策層是否有智能制造領(lǐng)導(dǎo)者
是、否
企業(yè)是否設(shè)立專門的智能制造管理機(jī)構(gòu)
是、否
雇員技能
是否識(shí)別了發(fā)展智能制造所需要的人員能力
是、否(有相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、需求等文件)
企業(yè)是否設(shè)立專門的智能制造工作崗位
是、否(有相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、需求等文件)
企業(yè)是否有智能制造相關(guān)專業(yè)人才的培訓(xùn)機(jī)制
是、否(有相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、需求等文件)
創(chuàng)新能力
2018-2020年,平均每年創(chuàng)新投入,制造企業(yè)研發(fā)人員、經(jīng)費(fèi)占比
1)企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)人員人數(shù)/企業(yè)總?cè)藬?shù)
2)企業(yè)創(chuàng)新經(jīng)費(fèi)投入/企業(yè)制造業(yè)總投入
2018-2020年知識(shí)產(chǎn)權(quán),制造企業(yè)專利、軟著、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量
專利數(shù)量,單位個(gè)
軟著數(shù)量,單位個(gè)
標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量,單位個(gè)
協(xié)同創(chuàng)新能力,是否進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作
是、否
效
果
評
估
2020年全年平均生產(chǎn)效率
生產(chǎn)效率=平均產(chǎn)量/人員工時(shí)
2020年運(yùn)營成本
制造成本。主要是指為生產(chǎn)產(chǎn)品所使用的原輔物料、煤水電、機(jī)器折舊、工人工資、生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢品損失
包括直接材料、直接工資、其他直接支出和制造費(fèi)用
期間費(fèi)用。指在一定會(huì)計(jì)期間內(nèi)所發(fā)生的與生產(chǎn)經(jīng)營沒有直接關(guān)系或關(guān)系不大的各種費(fèi)用
包括管理費(fèi)用、財(cái)務(wù)費(fèi)用和銷售費(fèi)用
近3年平均產(chǎn)品研發(fā)周期
包括項(xiàng)目立項(xiàng)、啟動(dòng)、需求分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)測試、上線迭代時(shí)間
近3年,新產(chǎn)品平均研發(fā)月數(shù)
2020年全年平均批次產(chǎn)品不良率
不良品率=(不良品數(shù)量/批次產(chǎn)品總量)×100%
2020年全年平均能源利用率
單位產(chǎn)值能耗
單位生產(chǎn)總值能耗=能源消耗總量/生產(chǎn)總值
單位產(chǎn)品能耗
單位產(chǎn)品產(chǎn)量能源消耗量=生產(chǎn)該產(chǎn)品的能源消耗總量(當(dāng)量)/合格產(chǎn)品產(chǎn)量
層
級(jí)
水
平
智能裝備
產(chǎn)線自動(dòng)化率
產(chǎn)線自動(dòng)化率=產(chǎn)線主要設(shè)備中自動(dòng)化設(shè)備數(shù)/產(chǎn)線主要設(shè)備×100%
是否采用智能制造核心技術(shù)裝備的創(chuàng)新應(yīng)用
包括:高檔數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人;增材制造裝備;智能傳感與控制裝備;智能檢測與裝配裝備;智能物流與倉儲(chǔ)裝備
未采用、采用1~3種、大部分采用、完全采用
應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人臺(tái)數(shù)
單位:臺(tái)
應(yīng)用智能裝備總臺(tái)數(shù)(含工業(yè)機(jī)器人)
單位:臺(tái)
核心設(shè)備智能化程度,設(shè)備是否具有自感知、自控制、自診斷、自優(yōu)化等智能功能
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
核心設(shè)備是否具備數(shù)據(jù)服務(wù)能力,包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程診斷、設(shè)備數(shù)據(jù)分析等
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否具備人機(jī)協(xié)同功能,設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與人間的實(shí)時(shí)交互與協(xié)同操作
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
核心設(shè)備和監(jiān)測傳感器是否具備聯(lián)網(wǎng)能力,自動(dòng)在線采集設(shè)備狀態(tài)關(guān)鍵數(shù)據(jù)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否基于實(shí)時(shí)的采集海量設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),提供設(shè)備故障監(jiān)測和預(yù)警方法
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否提供、使用維護(hù)維修專家知識(shí)庫,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)自診斷、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施
是否采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與設(shè)備
包括:基于IPv6、4G/5G移動(dòng)通信、窄帶物聯(lián)網(wǎng)、短距離無線和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)等新型技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng);融合多種新技術(shù)的工業(yè)以太網(wǎng);覆蓋裝備、在制產(chǎn)品、物料、人員、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)的工廠無線網(wǎng)絡(luò)等
未采用、采用1~3種、大部分采用、完全采用
企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采集、聯(lián)網(wǎng)數(shù)量
單位:臺(tái)
車間設(shè)備互聯(lián)互通比例,車間內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)數(shù)占設(shè)備總量的比例
車間設(shè)備互聯(lián)互通率=車間內(nèi)聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量/設(shè)備總數(shù)×100%
核心裝備數(shù)據(jù)接口開放度,可提供標(biāo)準(zhǔn)開放的數(shù)據(jù)接口,能夠?qū)崿F(xiàn)與制造商、用戶之間的數(shù)據(jù)傳送的情況
核心裝備開放率=車間內(nèi)數(shù)據(jù)開放的核心設(shè)備數(shù)量/設(shè)備總數(shù)×100%
是否建立網(wǎng)絡(luò)安全保障體系,采用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)與設(shè)備
未采用、少部分采用、大部分采用、完全采用
數(shù)據(jù)管理
運(yùn)行管理數(shù)據(jù)應(yīng)用情況
數(shù)據(jù)管理包記錄方式(手工、電子化、聯(lián)網(wǎng)管理)
采用的智能制造支撐軟件情況
包括:設(shè)計(jì)、工藝仿真軟件;工業(yè)控制軟件;數(shù)據(jù)管理軟件;人工智能軟件等
未采用、采用1~3種、大部分采用、完全采用
是否建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成管理
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、VR、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)賦能的數(shù)字化車間數(shù)量
單位:個(gè)
車間計(jì)劃與調(diào)度
對于多品種小批量生產(chǎn),是否能實(shí)現(xiàn)均衡化混流生產(chǎn);對于按單設(shè)計(jì)生產(chǎn),能實(shí)現(xiàn)按瓶頸資源優(yōu)化排產(chǎn)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
設(shè)備有效利用率
請?zhí)峁┙y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
設(shè)備利用率=每小時(shí)實(shí)際產(chǎn)量/每小時(shí)理論產(chǎn)量×100%
車間計(jì)劃和執(zhí)行過程是否實(shí)現(xiàn)無紙化
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
企業(yè)ERP系統(tǒng),應(yīng)與其生產(chǎn)計(jì)劃等模塊相集成,實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)計(jì)劃的自動(dòng)接收和反饋
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
與行業(yè)平均水平比較,技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間更少,排產(chǎn)效率更高
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
與行業(yè)平均水平比較,計(jì)劃、物流、車間班組等不同部門、人員之間協(xié)同工作效率更高
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
計(jì)劃執(zhí)行進(jìn)度能是否實(shí)時(shí)跟蹤
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
工藝執(zhí)行管理
是否利用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、仿真軟件進(jìn)行產(chǎn)品工藝規(guī)劃
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否建立車間調(diào)度的信息系統(tǒng)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否建立生產(chǎn)監(jiān)控的信息系統(tǒng)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否建立生產(chǎn)制造過程與現(xiàn)場物流管理的信息系統(tǒng)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否建立質(zhì)量檢測與控制精細(xì)化的信息系統(tǒng)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否建立可視化管理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)車間工藝執(zhí)行管理的便捷性與靈活性
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
質(zhì)量控制和追溯
全面采集生產(chǎn)過程質(zhì)量數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質(zhì)檢數(shù)據(jù)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
提供可視化質(zhì)量監(jiān)控功能,能夠?qū)|(zhì)量異常做出處理
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
對潛在的質(zhì)量隱患發(fā)出預(yù)警、對生產(chǎn)過程能力做出評估與計(jì)算
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
具備質(zhì)量正向跟蹤和反向回溯的能力,形成全生產(chǎn)過程質(zhì)量檔案
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
建立質(zhì)量判定與評價(jià)指標(biāo)體系,對生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行分析、對比與評價(jià)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
建立質(zhì)量改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)庫,跟蹤質(zhì)量改進(jìn)過程,形成質(zhì)量改進(jìn)記錄
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
生產(chǎn)物流管理
具有安全防護(hù)設(shè)施、人機(jī)交互系統(tǒng)、先進(jìn)物流設(shè)備、物料編碼感知設(shè)備、物流應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
關(guān)鍵數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼,自動(dòng)感知識(shí)別,進(jìn)行傳輸、保存和利用
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
車間所有數(shù)字化設(shè)備采取統(tǒng)一時(shí)鐘
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
精益物流方案使物流批量與工藝指令相匹配
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
庫存管理方面,實(shí)施跟蹤物料所在的位置、數(shù)量和狀態(tài),實(shí)現(xiàn)庫存移動(dòng)自動(dòng)化
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
對物流管理人員操作過程設(shè)計(jì)防錯(cuò)(防呆)措施
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
智能決策
供應(yīng)鏈系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠集成,根據(jù)訂單與庫存自動(dòng)生成采購計(jì)劃
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
能否實(shí)現(xiàn)計(jì)劃排產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)運(yùn)行等集成,通過大數(shù)據(jù)分析等智能決策手段,優(yōu)化、反饋、調(diào)整生產(chǎn)過程
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否通過大數(shù)據(jù)分析等智能決策手段實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
智能設(shè)計(jì)
車間/工廠的總體設(shè)計(jì)、工藝流程及布局是否建立數(shù)字化模型,并進(jìn)行模擬仿真,實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、生產(chǎn)、運(yùn)營全流程數(shù)字化管理(離散型)
工廠總體設(shè)計(jì)、工藝流程及布局是否建立數(shù)字化模型,并進(jìn)行模擬仿真,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視化和生產(chǎn)工藝優(yōu)化(流程型)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否采用智能制造支撐工業(yè)軟件
包括:設(shè)計(jì)、工藝仿真軟件;工業(yè)控制軟件;業(yè)務(wù)管理軟件;數(shù)據(jù)管理軟件;人工智能軟件等
未采用、采用1~3種、大部分采用、完全采用。
是否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模型化
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否建立模型知識(shí)庫
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)設(shè)施
是否具有工廠級(jí)數(shù)據(jù)中心,或是否有規(guī)劃
沒有建設(shè)規(guī)劃、已有規(guī)劃、在建中、建設(shè)完成并運(yùn)行
是否采用工業(yè)云和工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)
未采用、在規(guī)劃、已采用、采用并推廣
是否建立工廠級(jí)的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系,采用配套網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)與設(shè)備
未采用、少部分采用、大部分采用、完全采用
安全環(huán)保
建立企業(yè)安全和環(huán)保管理制度
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
通過信息化手段實(shí)現(xiàn)安全管理和環(huán)境管理;建立安全培訓(xùn)、風(fēng)險(xiǎn)管理等知識(shí)庫
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)全過程環(huán)保數(shù)據(jù)采集監(jiān)控;建立應(yīng)急指揮中心
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
可根據(jù)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行危險(xiǎn)源動(dòng)態(tài)識(shí)別和治理;建立環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)分析模型,實(shí)現(xiàn)排放分析預(yù)測預(yù)警
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
安全數(shù)據(jù)綜合分析實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全一體化
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
能源管理
建立企業(yè)能源管理制度,開展能源的數(shù)據(jù)采集和計(jì)量
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)能耗的動(dòng)態(tài)運(yùn)行監(jiān)控
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
具有能源管理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)能源的動(dòng)態(tài)預(yù)測和平衡,并指導(dǎo)生產(chǎn)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
工廠內(nèi)縱向集成
車間與ERP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
ERP與車間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)下達(dá)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與設(shè)備
包括:基于IPv6、4G/5G移動(dòng)通信、窄帶物聯(lián)網(wǎng)、短距離無線和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)等新型技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與系統(tǒng);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái);融合多種新技術(shù)的工業(yè)以太網(wǎng);覆蓋裝備、在制產(chǎn)品、物料、人員、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)的工廠無線網(wǎng)絡(luò);工業(yè)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)與設(shè)備
未采用、采用1~3種、大部分采用、完全采用。
是否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品服務(wù)數(shù)據(jù)庫、用戶使用習(xí)慣數(shù)據(jù)庫與產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)庫集成及數(shù)據(jù)應(yīng)用首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
工廠間互聯(lián)互通
網(wǎng)絡(luò)就緒情況(離散型)
企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化生產(chǎn)設(shè)備/全部生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量
關(guān)鍵部位數(shù)據(jù)傳輸情況(流程型)
企業(yè)內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵部位數(shù)量/全部關(guān)鍵部位數(shù)量
是否具有技術(shù)手段能確保網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的完整性和保密性
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
價(jià)值鏈集成
工廠是否實(shí)現(xiàn)與供應(yīng)商信息系統(tǒng)集成
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
工廠是否實(shí)現(xiàn)與銷售商信息系統(tǒng)集成
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
工廠是否實(shí)現(xiàn)與物流商信息系統(tǒng)集成
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
軟硬件集成情況方面,是否基于協(xié)同開發(fā)/云制造平臺(tái)實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)軟硬件系統(tǒng)的集成
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
智能服務(wù)
是否提供生產(chǎn)產(chǎn)品的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程升級(jí)等服務(wù)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否提供生產(chǎn)產(chǎn)品的個(gè)性化定制服務(wù)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
生產(chǎn)產(chǎn)品的客戶數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)能夠改善生產(chǎn)過程
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
是否提供生產(chǎn)產(chǎn)品的預(yù)測性維護(hù)服務(wù)
未實(shí)現(xiàn)、部分實(shí)現(xiàn)、大部分實(shí)現(xiàn)、全部實(shí)現(xiàn)
填寫說明:根據(jù)實(shí)際情況,按指標(biāo)選項(xiàng)說明如實(shí)填寫,如“未實(shí)現(xiàn)”、“大部分實(shí)現(xiàn)”或“是”、“否”,或按要求填寫百分比、單位數(shù)量等。未采集或者未計(jì)算請?zhí)?ldquo;無”。
我單位申報(bào)的所有材料,均真實(shí)、完整,如有不實(shí),愿承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。
法定代表人簽字:
單位蓋章:
年 月 日
推薦單位意見
單位蓋章:
二〇 年 月 日
附件2
2021年智能制造標(biāo)桿企業(yè)推薦匯總表
推薦單位:
序號(hào)
推薦企業(yè)
聯(lián)系人
聯(lián)系方式(手機(jī))
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