來源:《裝備制造》雜志
兩化融合背景下制造業(yè)的發(fā)展,其實質(zhì)就是利用信息化來提升制造業(yè)的競爭力。
中國的經(jīng)濟增長主要取決于制造業(yè)的成長,制造業(yè)是國民經(jīng)濟最重要的支柱產(chǎn)業(yè),其工業(yè)增加值一直占全國GDP的1/3多。中國制造業(yè)從建國初期的一窮二白到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為世界制造業(yè)大國,取得了輝煌的成績。根據(jù)聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織2011年3月發(fā)表的《2011 年國際工業(yè)統(tǒng)計年鑒》,2010年發(fā)達國家的制造業(yè)增加值增長3.4%,而我國制造業(yè)增加值增長在10%以上,發(fā)展態(tài)勢強勁,國際地位不斷攀升。《2012裝備工業(yè)藍皮書—轉(zhuǎn)型升級中的裝備制造業(yè)》指出,2011年中國制造業(yè)產(chǎn)值高達1.955萬億元,占全球制造業(yè)總產(chǎn)值的19.8%,比重超過美國。
然而,我國的制造業(yè)大而不強,創(chuàng)新能力薄弱,基礎(chǔ)水平落后,相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套不協(xié)調(diào),仍屬于粗放型增長,高端制造水平與發(fā)達國家差距明顯。面對如此挑戰(zhàn),在兩化融合的大背景下,如何借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗,結(jié)合市場發(fā)展趨勢,推進技術(shù)創(chuàng)新,促進制造業(yè)的整體發(fā)展成為一個重要課題。
兩化融合背景下制造業(yè)的發(fā)展,其實質(zhì)就是利用信息化來提升制造業(yè)的競爭力,重點在于將信息技術(shù)全面融入到制造業(yè)各領(lǐng)域、各要素中,調(diào)整制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。
信息技術(shù)從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、流通、生產(chǎn)管理等不同方面,實現(xiàn)生產(chǎn)和管理過程的智能化、網(wǎng)絡化管理和控制,使傳統(tǒng)工業(yè)化意義上的機械化、電氣化、自動化的生產(chǎn)裝備具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的特征,從這些特征出發(fā),我國制造業(yè)兩化融合的發(fā)展途徑大致可以歸納為:
生產(chǎn)裝備的智能化推動制造智能化
信息技術(shù)發(fā)展迅速,滲透性和擴展性極強,制造業(yè)產(chǎn)品和裝備越來越多的吸納這些技術(shù),融合現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、自動化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進技術(shù),通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行技術(shù),使得制造裝備和產(chǎn)品呈現(xiàn)智能化的趨勢,從而推動制造過程的各個環(huán)節(jié)向深度和廣度發(fā)展。就廣度而言,兩化融合正在從技術(shù)到管理、從設(shè)計到研制、從生產(chǎn)到營銷、從主機到配套、從檢測到維修、從培訓到服務等各方面推進。就深度而言,設(shè)計和制造從二維向三維過渡,試驗和驗證從實物樣品向虛擬仿真過渡,技術(shù)和應用從單元到系統(tǒng)集成,流程和體系從串行、區(qū)域協(xié)同到并行、全面協(xié)同。比如波音787可以在全球30多個國家、135個地區(qū)、180個供應商之間高水平、實時虛擬協(xié)同。
隨著兩化融合的不斷深入推進,制造業(yè)將實現(xiàn)精益制造、智能制造,制造企業(yè)將成為精益企業(yè)和數(shù)字化企業(yè)。這一過程將促進生產(chǎn)模式的變化,從大批量生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)為大批量定制模式、網(wǎng)絡制造模式。批量大、品種豐富、質(zhì)量高、成本低、研發(fā)期短、環(huán)境友好,將是未來制造模式的主要特點。針對我國制造業(yè)現(xiàn)狀,在建設(shè)數(shù)字化企業(yè)的過程中,需加強計算機輔助工程應用,推行協(xié)同設(shè)計、協(xié)同管理,實施并行工程,推行產(chǎn)品的個性化、模塊化設(shè)計,應用全三維設(shè)計制造技術(shù),打通頂層到底層,實現(xiàn)信息集成。
綠色制造成為重要趨勢
我國制造業(yè)的單位能耗一直居高不下,需要通過兩化融合,使制造業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色制造。
信息化有利于實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化設(shè)計和合理化設(shè)計,由此減少材料的消耗,進而減少制造的資源浪費,提高資源利用效率。信息化也有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少廢品,這是節(jié)能的另一個重要方面。此外,信息化在加強能效管理、減少交易中的浪費等方面也發(fā)揮著重要作用。監(jiān)管整改供應鏈和逆向供應鏈,建立產(chǎn)品全生命周期評價系統(tǒng),更是離不開信息化。
綠色制造則需要在設(shè)計階段就考慮產(chǎn)品易維修、可拆卸、可再生、低排放、低能耗,在加工過程中應使用無污染的焊料、涂料,應用干式切削、可控氣氛熱處理、真空熱處理、近凈成形等少污染工藝和提高材料利用率的工藝。包裝材料的選用,則應考慮可回收、可降解、少廢棄。產(chǎn)品生命周期結(jié)束后,產(chǎn)品的回收再利用和再制造也需要不斷推廣。這一切,都是制造業(yè)兩化融合的重要內(nèi)容及發(fā)展方向。
通過全過程監(jiān)控實現(xiàn)安全生產(chǎn)
制造業(yè)的安全生產(chǎn)是一個永恒的重要話題,利用信息技術(shù)對生產(chǎn)過程尤其是對危險作業(yè)的生產(chǎn)過程試行全過程的監(jiān)控,是保證安全生產(chǎn)的重要措施。利用信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)對大型關(guān)鍵設(shè)備進行實時和遠程監(jiān)控,預警事故的發(fā)生,可避免大型關(guān)鍵設(shè)備故障而導致的系統(tǒng)災難及由此帶來的重大損失。在很多作業(yè)場所,還可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對進行生產(chǎn)作業(yè)的人和設(shè)備進行全過程監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)作業(yè)過程中的隱患,防止事故發(fā)生,保證作業(yè)人員的人身安全。
構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系
傳統(tǒng)制造業(yè)的提升依賴于信息化,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展更是需要信息技術(shù)的支撐。構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的要點是,改造提升傳統(tǒng)制造業(yè),培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),加快發(fā)展服務業(yè),加強現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)和綜合運輸體系建設(shè),全面提高信息化水平。全面提高信息化水平尤其是制造業(yè)的信息化水平是構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的關(guān)鍵。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的節(jié)能環(huán)保、生物、高端裝備制造、新能源、新材料產(chǎn)業(yè)需要信息技術(shù)的滲透、融入,而新一代信息技術(shù)本身就是兩化融合的重要內(nèi)容。制造業(yè)的兩化融合勢必催生一批新型產(chǎn)業(yè),壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的陣容。隨著制造業(yè)大批量定制生產(chǎn)方式的發(fā)展,產(chǎn)品本身的利潤空間不斷被擠壓,而服務在整個制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的比重越來越重,逐漸形成制造與服務相融合的新產(chǎn)業(yè)形態(tài)—服務型制造。服務型制造向客戶提供的不僅僅是產(chǎn)品,還包括依托產(chǎn)品的服務,或整體解決方案,也包括圍繞產(chǎn)品生產(chǎn)的各種服務。從生產(chǎn)型制造向服務型制造的轉(zhuǎn)變,這是制造業(yè)的重要一躍。這一轉(zhuǎn)變某種程度上要靠兩化融合來推動和保證,現(xiàn)代生產(chǎn)型服務業(yè)可以說是傳統(tǒng)服務業(yè)加現(xiàn)代管理理念和現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合。
我國制造業(yè)在兩化融合的趨勢下,將比以往更多地應用信息技術(shù),利用信息化對于制造業(yè)進行改造和升級,借助于兩化融合這一舉措實現(xiàn)與其他產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,從而實現(xiàn)制造業(yè)強國這一目標。(作者單位:中國兵器裝備集團信息中心)