自改革開放以來,全球制造業(yè)向中國的大遷移造就了中國這一“制造大國”,也帶動了自動化產(chǎn)品技術的廣泛應用。自動化技術的普及讓工廠自動化的程度不斷得以提升,自動化制造取代了傳統(tǒng)依賴人力制造的生產(chǎn)方式,工作效率大幅增加,降低了人為的不確定因素,使產(chǎn)品質(zhì)量得以提升。
但隨著國內(nèi)外經(jīng)濟環(huán)境的變化,當前的中國制造業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。為適應市場競爭的加劇,近年來,中國制造業(yè)正在經(jīng)歷著重要的轉(zhuǎn)變,如企業(yè)的大批量生產(chǎn)向按市場或客戶要求柔性生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,設計和控制系統(tǒng)各自獨立向設計和控制系統(tǒng)集成一體轉(zhuǎn)變控制工程網(wǎng)版權所有,在某地生產(chǎn)向全球化采購、生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,制造工廠對質(zhì)量、成本、效率以及安全的要求也在不斷提高,可以預見的是這些轉(zhuǎn)變將推動自動化技術的發(fā)展及應用進入新的發(fā)展階段。
一位美國專家今年在《華盛頓郵報》提出:“當我們將人工智能、機器人和數(shù)字制造技術相結(jié)合,將會發(fā)生一場制造業(yè)的革命。它使得美國企業(yè)家在本地建廠開工,生產(chǎn)出各種各樣的產(chǎn)品。這樣,中國還如何能與我們競爭?美國注定要重新獲得制造業(yè)的領導權,而很快就該輪到中國去擔憂了。”美國學者提出的向中國制造業(yè)宣戰(zhàn)的三大技術相結(jié)合產(chǎn)生的制造模式,可以稱之為制造智能化,即智能制造。
人工智能技術的發(fā)展為生產(chǎn)數(shù)據(jù)與信息的分析和處理提供了有效的方法,給制造技術增添了智能的翅膀。人工智能技術尤其適合于解決特別復雜和不確定的問題,在制造過程的各個環(huán)節(jié)幾乎都可廣泛應用人工智能技術。專家系統(tǒng)技術可以用于工程設計、工藝過程設計、生產(chǎn)調(diào)度、故障診斷等,也可以將神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制技術等先進的計算機智能方法應用于產(chǎn)品配方、生產(chǎn)調(diào)度等,實現(xiàn)制造過程智能化。
智能機器人并不是我們在科幻電影中經(jīng)??吹降哪欠N機械人或者仿真人,而是通過軟件和遠程遙控技術運行的專業(yè)機電設備。隨著計算機技術的發(fā)展,這些機器人的功能也將越發(fā)強大,性能不斷提升,工業(yè)機器人的應用領域已經(jīng)不再限于傳統(tǒng)的汽車、物流等粗放生產(chǎn),已經(jīng)涉及電子等精密制造領域。相比智能機器人的效率和動能,在工廠忙于裝配的車間工人簡直難以匹敵,并且隨著工業(yè)機器人的規(guī)模化應用,機器人的價格也在不斷降低,市場競爭力不斷加強。隨著中國勞動力成本上漲,機器人替代人工已經(jīng)是不再遙遠的未來。去年8月,中國內(nèi)地大型制造業(yè)企業(yè),臺灣富士康科技集團宣布將在未來三年投入100萬個智能機器人,來替代現(xiàn)在車間里的工人。
20世紀50年代誕生的數(shù)控技術以及隨后出現(xiàn)的機器人技術和計算機輔助設計技術,開創(chuàng)了數(shù)字化技術用于制造活動的先河,也滿足了制造產(chǎn)品多樣化對柔性制造的要求。而傳感技術的發(fā)展和普及,為大量獲取制造數(shù)據(jù)和信息提供了便捷的技術手段。數(shù)字技術和自動化技術使制造業(yè)的發(fā)展模式、運行效率等發(fā)生了深刻變化。基于數(shù)字化技術,除了制造過程本身可以實現(xiàn)智能化外,還可以逐步實現(xiàn)智能設計、智能管理等,再加上信息集成、全局優(yōu)化,最終實現(xiàn)智能制造工廠。
顯然,智能化是制造自動化的未來發(fā)展方向,但這些技術并不是新生物,而且其在制造業(yè)的規(guī)模應用已經(jīng)日漸顯現(xiàn)。其實,對于現(xiàn)在的中國制造業(yè)來說,應用智能制造技術并不是難題,目前的問題是如果只是在企業(yè)的某個局部實現(xiàn)智能化,而又無法保證全局的優(yōu)化,則這種智能化的意義是有限的。智能化制造工廠要求清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線人工干預、及時正確地搜集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)、更加合理的生產(chǎn)計劃編排與生產(chǎn)進度等,包括從產(chǎn)品開發(fā)到設計、外包、生產(chǎn)及交付等,生產(chǎn)制造的每個階段都需要實現(xiàn)高度的自動化、智能化,并且各階段的信息高度集成是必然趨勢。軟件將成為構(gòu)建智能化工廠的重要基礎,人性化操作接口、高功效計算機運算平臺連接、跨網(wǎng)絡的云端運算與信息集成分析與統(tǒng)計都將成為關鍵要素。
從自動化到智動化,雖然中國制造業(yè)的智能化進程仍任重而道遠,但毫無疑問,隨著世界經(jīng)濟迅速的發(fā)展與成長,智能化制造工廠將給所有產(chǎn)業(yè)帶來轉(zhuǎn)型與沖擊,也將引領全球制造業(yè)發(fā)展模式的前進與革新,對于中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型來說已是必然選擇。