王涿

（鞍鋼集團(tuán)有限公司）

摘  要：智能制造作為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要手段受到了國(guó)家及企業(yè)層面的高度重視，對(duì)于制造業(yè)的智能化改造勢(shì)在必行，但從何起步、如何實(shí)施一直是業(yè)界積極討論的問題。本文試圖從智能制造對(duì)于企業(yè)的意義與作用入手，探討了企業(yè)的智能制造轉(zhuǎn)型應(yīng)如何規(guī)劃，如何實(shí)施，今后又將向哪些方向發(fā)展等問題，以希對(duì)相關(guān)企業(yè)有所啟發(fā)。

關(guān)鍵字：大型企業(yè)；智能制造路徑；中國(guó)制造2025

1  智能制造的意義與作用

1.1  智能制造的意義

智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程、制造過程和制造裝備的智能化，是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合，是把制造自動(dòng)化的概念更新、擴(kuò)展到柔性化、智能化和高度集成化的一種生產(chǎn)方式。

1.2  智能制造對(duì)于制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的作用

第一，智能制造是對(duì)現(xiàn)有制造業(yè)生產(chǎn)模式的提升。一方面，采用虛擬制造技術(shù)可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就模擬出該產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)周期，從而更有效、經(jīng)濟(jì)、靈活的組織生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)周期最短，產(chǎn)品成本最低，產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)，生產(chǎn)效率最高的保證；另一方面，智能制造不僅是某個(gè)企業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型與生產(chǎn)效率的提升，更是對(duì)企業(yè)上游資源與下游市場(chǎng)的全面整合與數(shù)據(jù)共享，使原料的配送與產(chǎn)品的投放更加高效，實(shí)現(xiàn)多贏。

第二，智能制造將會(huì)帶來全新的客戶體驗(yàn)。智能制造的應(yīng)用會(huì)促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性制造，而柔性制造追求的是定制化，這種以客戶為導(dǎo)向、以需定產(chǎn)的方式顛覆的是傳統(tǒng)大規(guī)模量產(chǎn)的生產(chǎn)模式。柔性制造考驗(yàn)的是生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈的反應(yīng)速度，以智能制造為基礎(chǔ)，柔性制造的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性才會(huì)得到體現(xiàn)。

第三，智能制造將會(huì)推進(jìn)裝備制造業(yè)全面升級(jí)。通過智能制造的推進(jìn)，將會(huì)有智能冶金成套設(shè)備、智能石油石化成套設(shè)備、智能物流成套設(shè)備、智能食品制造生產(chǎn)線、智能紡織成套裝備、智能印刷裝備等一大批智能制造裝備形成產(chǎn)業(yè)，加快這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加速普及市場(chǎng)應(yīng)用，就能夠形成一個(gè)個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。冶金企業(yè)尚有較多未解決的痛點(diǎn)問題，如果有企業(yè)通過引入智能制造成功解決了部分或全部問題，不僅可以提升企業(yè)的綜合實(shí)力，還可以對(duì)外輸出技術(shù)或產(chǎn)品，使之成為企業(yè)里新的產(chǎn)業(yè)。

2  智能制造的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

2.1  以價(jià)值創(chuàng)造為導(dǎo)向，構(gòu)建整體利益最大化的智能制造系統(tǒng)

智能制造的落腳點(diǎn)仍是制造，最終目的是更加科學(xué)合理人性化的制造，為企業(yè)創(chuàng)造更多價(jià)值，為客戶提供滿意的產(chǎn)品。在智能制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，一是要切實(shí)落實(shí)精益管理與精益生產(chǎn)，充分梳理自身生產(chǎn)流程，對(duì)價(jià)值鏈做深入分析，識(shí)別價(jià)值創(chuàng)造的黑洞環(huán)節(jié)，發(fā)掘最有提升空間的創(chuàng)新點(diǎn)與努力方向；二是在此基礎(chǔ)上，引入工業(yè)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)等手段與工具，對(duì)不確定狀態(tài)下的生產(chǎn)流程進(jìn)行分析優(yōu)化，迅速形成能夠?qū)崿F(xiàn)整體利益最大化的方案。上述二者要有機(jī)結(jié)合以實(shí)現(xiàn)各類生產(chǎn)要素的高效優(yōu)化配置。

2.2  向速度要效益，構(gòu)建持續(xù)更新的智能制造系統(tǒng)

智能制造對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)來說尚屬新鮮事物，各行各業(yè)也無成熟的、統(tǒng)一的實(shí)施方案可遵循，而且對(duì)于一項(xiàng)體量如此龐大的改造轉(zhuǎn)型工程來說，一蹴而就并不現(xiàn)實(shí)。相對(duì)科學(xué)而穩(wěn)妥的實(shí)施步驟應(yīng)該是：抓住一些已具備實(shí)施條件的改造項(xiàng)目，小投入、快產(chǎn)出、快切入、快見效，以節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率等為短期目標(biāo)，小步快跑實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與技術(shù)的不斷迭代。

具體來說，企業(yè)在選擇要改造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)時(shí)，可以從來自ERP等頂層系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)入手，快速實(shí)現(xiàn)智能管理，與智能生產(chǎn)相比，這種方法更易著手。比如在鋼鐵冶金領(lǐng)域，此類的契入點(diǎn)有：用于排產(chǎn)及預(yù)測(cè)的APS、基于大數(shù)據(jù)的采購成本與銷售優(yōu)化系統(tǒng)等；還有針對(duì)某些難于提取數(shù)據(jù)的專業(yè)領(lǐng)域，能顯著提高識(shí)別率的檢測(cè)診斷技術(shù)以及與之密切相關(guān)的工業(yè)視覺系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立，輔助企業(yè)生產(chǎn)，解決特定問題，但這些系統(tǒng)又留有通用的接口，便于將來形成大型系統(tǒng)后將其串聯(lián)整合及根據(jù)需要加以修正。上述契入點(diǎn)可以作為企業(yè)了解并開啟智能制造的起點(diǎn)，未來也將發(fā)揮重要的基礎(chǔ)與支撐作用。

3  智能制造在企業(yè)中的發(fā)展路徑

智能制造對(duì)于中小企業(yè)來說，可看做是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型，技術(shù)可以引入，也可以自行開發(fā)，系統(tǒng)并不復(fù)雜，工程也不龐大。而對(duì)于大型企業(yè)來說，智能制造是一個(gè)整合企業(yè)內(nèi)外各生產(chǎn)環(huán)節(jié)高效協(xié)調(diào)運(yùn)作的平臺(tái)，不僅可以智能生產(chǎn)，還可以智能決策、智能管理等，企業(yè)應(yīng)把握住這樣一個(gè)既能提升自身又能產(chǎn)生積極社會(huì)影響的機(jī)會(huì)。對(duì)處于不同發(fā)展階段的企業(yè)來說，可參考以下幾個(gè)步驟。

3.1  與多家智能制造相關(guān)技術(shù)公司展開橫向合作，打造自身智能制造垂直整合平臺(tái)

企業(yè)在選取契入點(diǎn)時(shí)應(yīng)始終堅(jiān)持其對(duì)于價(jià)值創(chuàng)造的貢獻(xiàn)度，以及其在上下游產(chǎn)業(yè)鏈中的契合度，在確定了契入點(diǎn)之后企業(yè)應(yīng)與國(guó)內(nèi)外掌握智能制造所需技術(shù)的領(lǐng)先公司、學(xué)校及科研院所合作，汲取每個(gè)領(lǐng)域最為成熟的技術(shù)，也賦予該技術(shù)發(fā)揮及改進(jìn)的空間，解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)具體問題，搭建互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，提高與其他企業(yè)拉開實(shí)力差距的壁壘為后續(xù)深入實(shí)施智能制造及對(duì)外輸出夯實(shí)基礎(chǔ)。

3.2  建立并完善專家系統(tǒng)，重視算法、算力與數(shù)據(jù)價(jià)值

專家系統(tǒng)是決定智能制造平臺(tái)的關(guān)鍵核心之一。把專家系統(tǒng)融入智能制造平臺(tái)，是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要建立一套模型并由系統(tǒng)不斷學(xué)習(xí)完善，技術(shù)壁壘高，要以大數(shù)據(jù)分析作為支撐。而大數(shù)據(jù)分析的核心就是對(duì)于數(shù)據(jù)的算法，鋼鐵企業(yè)全流程數(shù)據(jù)采集涉及不同的硬件、接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式、時(shí)空以及控制和管理模式，數(shù)據(jù)量極大，關(guān)系及其復(fù)雜，但數(shù)據(jù)承載著的知識(shí)具有重大的價(jià)值。在數(shù)據(jù)挖掘方面，算法及運(yùn)算能力決定了智能制造平臺(tái)的成敗，要經(jīng)過詳細(xì)規(guī)劃，建立研究試點(diǎn)，避免對(duì)數(shù)據(jù)暫不處理或簡(jiǎn)單處理以及“數(shù)據(jù)垃圾”的問題，但究竟是從“窄而深”的數(shù)據(jù)開始，還是從“寬而薄”的數(shù)據(jù)開始？取決于企業(yè)的客觀需求和實(shí)際狀況，沒有定式。

3.3  大力發(fā)展工業(yè)軟件平臺(tái)，向行業(yè)內(nèi)外橫向輸出

目前，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)自動(dòng)化硬件基本都是國(guó)外公司的產(chǎn)品。軟件方面，要么是國(guó)外引進(jìn)不可二次開發(fā)；要么是國(guó)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)但在標(biāo)準(zhǔn)化、可移植化方面做的不夠限制了推廣。因此，我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)，可以嘗試構(gòu)建鋼鐵工業(yè)軟件平臺(tái)以及開發(fā)工業(yè)軟件。以自身為主體，結(jié)合大學(xué)、科研院所的研究成果，在提高軟件產(chǎn)品的成熟度方面下功夫，開發(fā)適用于自身并且易于移植到其他鋼鐵企業(yè)的工業(yè)軟件，逐步掌握鋼鐵企業(yè)智能制造的核心技術(shù)，打造示范工程、樣板工程，并且引領(lǐng)其他鋼鐵企業(yè)在自身的設(shè)計(jì)框架下發(fā)展智能制造，實(shí)現(xiàn)技術(shù)輸出，打造新興產(chǎn)業(yè)，也為將來聯(lián)合更多企業(yè)協(xié)同制造打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。很多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了這一點(diǎn)，比如高效軋制國(guó)家工程研究中心、上海寶信軟件股份有限公司、中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司等機(jī)構(gòu)已經(jīng)擁有這類可移植、可重用的產(chǎn)品，只是還需要進(jìn)一步完善、優(yōu)化和提升。

智能制造，本身就是一個(gè)包含眾多細(xì)分領(lǐng)域的、巨大的產(chǎn)業(yè)集群，目前正處于未清晰定義的藍(lán)海階段，孕育著大量商機(jī)，需要自上而下地設(shè)計(jì)，從宏觀到微觀地研究，以創(chuàng)造價(jià)值為導(dǎo)向，以快速迭代為策略把理論變?yōu)閷?shí)際，也需要各行各業(yè)優(yōu)秀的企業(yè)對(duì)其持續(xù)探索、不斷完善，領(lǐng)導(dǎo)重視、全局配合，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和“中國(guó)制造2025”的宏偉目標(biāo)。