工業(yè)自動化控制是提升生產(chǎn)力的強勁推力,過上一次工業(yè)革命使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。發(fā)展至今,隨著工控技術(shù)的不斷成熟,工業(yè)或?qū)⑦M入第四次工業(yè)革命。PLC、變頻器、伺服電機、工控機、自動化軟件的不斷升級和優(yōu)化,勢必會加速全球制造業(yè)自動化的進程,全球制造業(yè)格局架構(gòu)將會發(fā)生質(zhì)的改變。
同時,面對應(yīng)對產(chǎn)業(yè)的不斷升級和市場的需求,在過去的一年里,工控行業(yè)也迎來了眾多新鮮熱議,包含工業(yè)4.0、智能制造、數(shù)字化工廠、人機協(xié)作等,都成為行業(yè)討論的熱門關(guān)鍵詞,接下一起來看看,這些關(guān)鍵詞包含了行業(yè)什么“玄機”吧!
1、安全生產(chǎn)
每年4月28是世界安全生產(chǎn)與健康日,主要紀念死亡和受傷的工人。安全生產(chǎn)作為一個搬上“日程”的概念,一直都是工業(yè)化生產(chǎn)過程中不容忽視的存在。從本質(zhì)上說,安全生產(chǎn)問題是工業(yè)化生產(chǎn)方式所帶來的社會經(jīng)濟問題。而也正是因為工業(yè)化生產(chǎn)方式出現(xiàn),不僅極大地提高了生產(chǎn)效率、改善了人類的生存狀況,也帶來了社會結(jié)構(gòu)的巨大變革。
發(fā)展至今,伴隨人工智能、智能化的興起,工業(yè)化生產(chǎn)的安全性已然得到很大的提升。也正因為新興科技的加入,讓安全生產(chǎn)又面臨新的問題。比如,在工控行業(yè),電力作為支撐生產(chǎn)、生活必不可少的環(huán)節(jié),其安全性也一直廣受人們關(guān)注。據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示,每個月全國發(fā)生電力人身傷亡事故至少2起、死亡超過2人、重傷超過3人??梢娤鄬τ谠缜半娏Πl(fā)展沒那么發(fā)達的情況下,現(xiàn)今的電力事故的發(fā)生率要高許多。新技術(shù)的發(fā)展雖然帶來新的安全生產(chǎn)問題,但不可否認人的是,現(xiàn)今各行各業(yè)生產(chǎn)的安全性相比以往已經(jīng)得到很大的提升。
2、中國制造2025
由中國政府在2015年初提出“中國制造2025”,以中國制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)型為最終目標,正在如火如荼的進行中。實際上“中國創(chuàng)造”的具體體現(xiàn)就是技術(shù)創(chuàng)新,它是制造業(yè)發(fā)展全局的核心,但從目前發(fā)展現(xiàn)狀看,中國普遍存在自主創(chuàng)新能力不足的問題。
但是由于政策的扶持及行業(yè)的發(fā)展,不可否認的是中國制造業(yè)和相關(guān)技術(shù)的整體水平正在快速提升。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,中國投資者在去年向美國科技創(chuàng)企發(fā)起165筆交易。另外,在美國去年創(chuàng)企的總?cè)谫Y額中,涉及中國企業(yè)的有93億美元,占據(jù)了總額的11%。像Uber、特斯拉、MagicLeap等諸多科技公司都獲得了騰訊等中國資本的投資。而也正是因為中國科技成長過快,讓久居科技“老大”地位的美國“慌了”,中美貿(mào)易戰(zhàn)、中興被禁、華為高層被捕等等一系列美國對國內(nèi)技術(shù)發(fā)展的壓制都歷歷在目。實際上,技術(shù)的發(fā)展只有良性競爭,才能真正成為人類進步的助推力。
3、工業(yè)4.0
2011年在漢德威工業(yè)博覽會上德國首次宣布工業(yè)4.0的概念,工業(yè)4.0的目標在于將工業(yè)生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)連結(jié)連系在一起,讓智能機器、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)能夠獨立地交換和回應(yīng)信息,以便于去管理工業(yè)生產(chǎn)過程創(chuàng)造一個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的環(huán)境。
實際上,德國的工業(yè)4.0與國內(nèi)的“中國制造2025”具有相似的戰(zhàn)略方向。二者都是將制造業(yè)引向精益化、自動化、智慧化以及智能化發(fā)展。一開始,中國很多企業(yè)都在嘗試工業(yè)自動化以及工業(yè)4.0的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品布局,以圖在未來中國制造逐步走向工業(yè)4.0的升級改造中獲得商業(yè)機會。隨著“中國制造2025”的提出,國內(nèi)工業(yè)4.0的風潮更是火熱。但就中國大量的制造型企業(yè)特別是中小企業(yè)來說,管理現(xiàn)狀依然停留在工業(yè)1.5、工業(yè)2.0的低水平上,轉(zhuǎn)型到工業(yè)4.0還需要更大的推動力,走很長一段路。
4、智能制造
據(jù)2016年12月8日工業(yè)和信息化部和財政部發(fā)布的《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》,智能制造(IntelligentManufacturing,IM)全新定義為基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合,貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié),具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。
從《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《智能制造科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃》到《中國制造2025》再到《智能制造“十三五”發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布,足以說明國家的重視程度。正因為國家的大力支持,在2010-2017年,我國智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,已成為制造業(yè)重要發(fā)展趨勢,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展和分工格局帶來深刻影響。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國智能制造的市場規(guī)模已由2010年的3400億元,增長至2017年的15000億元,7年間增長了4.4倍。加上2018年的“爆發(fā)”,可以預(yù)見的是,近幾年智能制造市場規(guī)模將持續(xù)擴大。
5、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
與普通物聯(lián)網(wǎng)相比,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的互聯(lián)互通需要極低的時延、極高的可靠性,更需要為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。發(fā)展至今,目前全球IIoT的發(fā)展勢如破竹。據(jù)MarketsandMarkets最新調(diào)查顯示,2018年全球IIoT市場規(guī)模約640億美元,預(yù)計將在2023年增加至914億美元,2018至2023五年間的年復(fù)合成長率(CAGR)將為7.39%。
而隨中央產(chǎn)業(yè)政策不斷出爐,國內(nèi)IIoT市場熱度也逐漸升溫,各地對IIoT的發(fā)展日益重視起來,包括上海、北京、天津、廣東、江蘇、浙江、福建、安徽等主要制造業(yè)省市形成了一股共識,并依循各省市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)況與優(yōu)勢訂立更加明確的發(fā)展方向。其中,廣東省作為中國首個頒布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地方政策的省市,發(fā)布了《廣東省深化互聯(lián)網(wǎng)先進制造業(yè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施方案》扶持當?shù)豂IoT發(fā)展。
6、數(shù)字化工廠
現(xiàn)在常被提及的數(shù)字化工廠只是“智能制造”的一個組成部分。在智能制造之下,傳統(tǒng)的制造流程將被重組,其最終目的是要實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。數(shù)字化工廠(DF)作為現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)與計算機仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它的出現(xiàn)給基礎(chǔ)制造業(yè)注入了新的活力,是溝通產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品制造之間的橋梁。
建設(shè)一座數(shù)字化工廠,不僅需要雄厚的資金支持,更需要科學的規(guī)劃和設(shè)計。企業(yè)首先需要信息系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計,再利用好ERP數(shù)據(jù)平臺,還要選擇專業(yè)的MES系統(tǒng),最后上線APS并選擇合適的供應(yīng)商,基本四個步驟缺一不可。也正是如此,數(shù)字化工廠顯示出產(chǎn)品的智能化、生產(chǎn)的自動化、信息流和物資流合一的核心特點。從全球來看,僅西門子算是實現(xiàn)數(shù)字工廠的企業(yè)了。
7、柔性制造
隨著大批量生產(chǎn)和消費者個性化需求日益升高,應(yīng)對“大規(guī)模定制”生產(chǎn)的柔性制造順勢而生。柔性制造具有批量小、品種多的特點,并能對生產(chǎn)過程進行高效的把控。日常生活中常見的定制,以消費者為導(dǎo)向,通過定制進行生產(chǎn),就是柔性制造很好的體現(xiàn)。實際上,柔性制造考驗的是企業(yè)生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈的反應(yīng)速度。比如,電子商務(wù)領(lǐng)域的“C2B”“C2P2B”等都是對于企業(yè)這方面的考驗。
制造系統(tǒng)的“柔性”可體現(xiàn)在設(shè)備、工藝、產(chǎn)品、作息、產(chǎn)能、擴展、生產(chǎn)七大方面。而現(xiàn)階段的柔性制造技術(shù)主要集中在四個方面:柔性制造系統(tǒng)(FMS),柔性制造單元(FMC),柔性制造線(FML),柔性制造工廠(FMF)。
8、AI
AI發(fā)展至今,是集潛力與爭議于一身的熱門話題。雖然褒貶不一,但是并沒有影響其迅速發(fā)展成為微軟、阿里巴巴、百度等眾多行業(yè)巨頭入手的新技術(shù)。根據(jù)CBInsights數(shù)據(jù),到2030年全球市場規(guī)模將達到15.7萬億美元的規(guī)模,約合人民幣104萬億元(注,普華永道的預(yù)測中包含帶動的產(chǎn)業(yè)規(guī)模)。龐大的數(shù)據(jù)證明,AI未來的市場前景著實可觀。
而在這巨大的市場潛力中,AI應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域占據(jù)了很大的市場比重。發(fā)展至今,AI在工業(yè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用可以粗略的分兩類:一類是傳統(tǒng)自動控制相關(guān)的業(yè)務(wù)及技術(shù)領(lǐng)域,指利用設(shè)備或裝置,使機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行;另一類則是通過對企業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)過程中積累的歷史數(shù)據(jù),采用深度學習等AI的模型算法,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律及新的價值,用于改善設(shè)計、生產(chǎn)及服務(wù)等工業(yè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。
9、人機協(xié)助
在工廠和非制造領(lǐng)域的場域中,人類和機器人間沒有圍欄隔離的共同工作場所,開辟了人機協(xié)作新的可能性和概念。目前,全球工業(yè)機器人四大家族ABB、庫卡、發(fā)那科和安川已經(jīng)紛紛推出了相應(yīng)的協(xié)作機器人產(chǎn)品,國內(nèi)新松、邀博等企業(yè)也緊跟趨勢,全球范圍已經(jīng)形成了30多家協(xié)合機器人廠商,超過90種機器人型號,市場競爭可以說愈演愈烈。
據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2017年全球協(xié)作機器人銷量1.65萬臺,占工業(yè)機器人市場4.3%,同比提升0.7個百分點,市場規(guī)模超過30億元。預(yù)計到2020年,全球協(xié)作機器人銷量將達5.0萬臺,市場規(guī)模將突破84億元??梢灶A(yù)見,協(xié)作機器人市場未來可期,人機協(xié)作將是行業(yè)發(fā)展下一個風向標。
10、工業(yè)機器人
工業(yè)機器人作為智能制造業(yè)中一個重要的細分領(lǐng)域,是行業(yè)發(fā)展的重要基石。工業(yè)機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動作的時間等。發(fā)展至今,工業(yè)機器人已經(jīng)形成了一定的市場格局,以全球知名品牌瑞典ABB、日本發(fā)那科(FANUC)、安川電機(YASKAWA),德國的庫卡(KUKA)、美國AmericanRobot和意大利柯馬(COMAU)等為主,主要集中在發(fā)達國家,這些廠商生產(chǎn)的工業(yè)機器人已成為一種工業(yè)標準在全球得到廣泛應(yīng)用。
對于國內(nèi)來說,新松、埃斯頓、埃夫特、配天、新時代、華中數(shù)控等國產(chǎn)品牌也逐漸在市場中贏得廣大用戶的認可。同時,據(jù)中國機器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,2018年以來國產(chǎn)工業(yè)機器人銷量繼續(xù)增長,上半年累計銷售22304臺,比去年增長22.4%,銷售總體保持了相對平穩(wěn)的增長??梢哉f,國內(nèi)工業(yè)機器人發(fā)展顯現(xiàn)出一片大好的景象。
總結(jié):制造業(yè)的發(fā)展實際上很大程度上依托于工業(yè)控制的發(fā)展,工業(yè)控制技術(shù)發(fā)達的國家,其生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)必然更加完善。而國內(nèi)工業(yè)控制技術(shù)一直是制約中國制造行業(yè)乃至產(chǎn)品升級的瓶頸,但隨著國家的重視和行業(yè)的發(fā)展,像研華、臺達、華北工控等國內(nèi)工控企業(yè)也逐漸崛起??梢灶A(yù)見的是,未來不論是全球還是國內(nèi),工業(yè)控制或?qū)⑾蚓C合化、智能化以及簡單操作方向發(fā)展。