第六章-智能制造的应用和展望课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,*,智能制造导论,教学指导,智能制造导论教学指导,第六章 智能制造的应用和展望,本章目标,了解智能制造背景下机器人的应用情况,了解智能工厂的概念,了解智能工厂的案例,了解中国制造,2025,的目标,了解中国制造业的劣势,熟悉中国制造业企业的转型方向,第六章 智能制造的应用和展望本章目标,目录结构,第,6,章,智能制造的应用和展望,6.1,机器人时代,6.1.1,中国机器人产业现状,6.1.2,案例：浙江样板调查,6.2,智能工厂,6.2.1,智能工厂的概念,6.2.2,案例：江淮汽车制造工厂,6.2.3,案例：云制造平台“亿能云联”,6.3,中国智造的使命,6.3.1,劣势与挑战,6.3.2,行动纲领,6.3.3,转型策略,目录结构第6章 智能制造的应用和展望,6.1 机器人时代,自从世界上第一台工业机器人诞生以来,，机器人产业就以惊人的生命力迅速发展，直接推动了传统制造业的深刻变革。今天，这种变革正在向新经济时代的制造业进一步蔓延和渗透。在智能制造体系中，工业机器人是支撑整个系统有序运作必不可少的关键硬件,。人机协作、机器换人等方式将加速生产过程的柔性化进程，解放劳动力，改变生产模式。,6.1 机器人时代 自从世界上第一台工业机器人诞生以,6.1.1 中国机器人产业现状,回顾,2015年，受益于相关政策的扶持和传统产业转型升级的拉动，国内机器人产业实现了稳定增长，自2015年3月份起，每个月都有上市公司携重金涉足机器人产业，机器人的应用市场也在不断扩大。截至2015年末，中国正在服役的机器人已占全球总量的9%左右，,其中工业机器人达到7500台，同比增长36.6%。机器人产品的类型也在不断发生变化，随着人机协作需求的扩大和技术的发展，小型机器人几乎成为各家企业发展的核心产品。,我国机器人市场的蓬勃发展,，对传统制造工厂造成了一定的冲击。,首先，随着机器人智能水平的提高，机器人在越来越多的领域得到了应用，除了汽车行业，在电子、食品加工、非金属加工和日用消费品等行业对机器人的需求增长也十分快速。,其次，机器人市场占有率的提高和机器人功能的延伸，使得制造业企业对工人的需求量相对下降，一批制造业领域生产工人会因此下岗。但同时，机器人的大规模应用也会催生大量新岗位，如机器人的研发、操控和维修等，并能在一定程度上解决人口老龄化加剧的问题。,6.1.1 中国机器人产业现状 回顾2015年，受益,6.1.1 中国机器人产业现状,最后，大量应用机器人，也改变了制造业企业的管理模式。员工数量的减少，一定程度上简化了管理流程，但由于产品的演示及生产数据等均须通过计算机完成，对企业的信息化水平则提出了更高要求。,依托,机器人产业,兴起的高端制造业，可能成为美欧等发达国家与中国等新兴经济体的新竞争领域。2010年，我国制造业产出占世界的比重为19.8%，已超越美国成为全球制造业第一大国。但总体来看，在全球新一轮科技革命兴起、国内资源环境压力增大的特定背景下，我国传统工业模式不可持续的矛盾日益凸显，而主要发达国家试图夺回制造业优势的势头则非常明显。奥巴马政府明确提出，要通过发展机器人产业等高端制造业，实现美国经济“基业长青”。2013年，欧盟明确提出欧洲须进行“再工业化”重振欧洲经济，并制定了将欧盟工业GDP比重由15.6%提升至2020年20%的总体目标，其中，机器人产业是发展的重点。,“中国制造”在机器人时代要想继续保持竞争力，必须以国内市场需求为导向，积极布局机器人产业等智能制造业，尽快确立机器人产业的国产品牌；把打造机器人全产业链作为“十三五”产业发展的重点，加强基础研究，掌握核心技术，推动机器人产业链的上下游一体化；坚持引资、引智、引技相结合，产学研用相结合，从技术集成起步，逐渐向中上游拓展，加强产业链上下游的匹配与协同；将机器人与大数据、云计算、物联网、移动互联网相结合，形成“中国制造”的新优势。,6.1.1 中国机器人产业现状 最后，大量应用机器人,6.1.1 中国机器人产业现状,我国机器人市场的,繁荣，并不能掩饰产业发展的短板。如今，国产机器人核心部件中的高档变速器、伺服器等几乎全部依赖进口，国产核心零部件要进入主流机器人生产线还有很长一段路要走。机器人产业正在进入2.0时代，对于中国机器人厂商来说，机遇与挑战并存，应从以下几方面入手，提升企业核心竞争力：,(1)加强研发能力。在机器人2.0时代，企业要走到产业价值链条的顶端，获取最丰厚的市场回报，就要抓住技术革新的机遇。国内厂商不能再像传统制造业那样，仅仅匍匐在产业链的最底层做加工、做组装，而是要以市场需求为导向，成为创新主体，既要有挑战高精尖技术的勇气，又要充分尊重市场规律，才能抓住核心技术，突出自身优势，实现差异化发展，从而走出一条属于中国机器人产业的突破创新之路。,(2)加强机器人领域的人才培养。机器人的关键技术需要人才来研发，机器人的实际使用需要人才来操作。机器人技术难度高、风险大，国内外经验都表明，要实现机器人技术跨越，推进产业发展，必须依托国内有基础、有实力的核心研发队伍，建立多层次的产学研用紧密结合的机器人技术创新体系。而能否培养出适应机器人时代的大量高级技术人才，则日益成为制约制造业竞争力提升的重要因素。,(3),发展机器人产业集群。机器人产业的发展需要成规模的机器人企业，这里的规模不仅仅指产业规模，更指企业的综合实力。这需要政府加大对机器人产业的资金支持力度和政策扶持，大力发展机器人产业园或产业基地，引导机器人产业发展，从而形成较完善的工业机器人产业体系，增强机器人的高端市场竞争力。,6.1.1 中国机器人产业现状我国机器人市场的繁荣，并不能,6.1.2 案例：浙江样板调查,2013年，浙江省正式提出“555机器换人”推进计划，即在五年内，每年实施5000个项目，投入5000亿资金，帮助省内企业实现“机器换人”。,浙江“机器换人”的形式，主要包括对部分生产环节及整条生产线的自动化改造、对自动化生产线+工业机器人生产方式的推广、对机器设备“机联网”与企业“厂联网”的建设等。除政府的大力推动以外，制造企业的迫切需求也促使浙江“机器换人”工程加速推进。,浙江省经信委调研报告指出，“机器换人”有助于大幅减少一线员工、优化企业人员结构。浙江61.5%的企业一线员工比重超过10%，而在2013年，通过“机器换人”，其中16.3%的企业一线员工减少30%以上，68.9%的企业生产成本下降5%以上，全省减少普通劳动用工70万人，2014年1-8月，继续减少了60万简单劳动为主的操作工人。更重要的是，“机器换人”能够进一步保证产品品质，而产品质量提升会带来更多利润的增长，经过“机器换人”，2013年浙江全省工业企业利润增长了15.2%。“机器换人”也推动了产业结构的调整。机器的保养、维修等配套服务，以及围绕升级后产品的营销、设计、创意、电商服务都带动了高端服务业的发展。,6.1.2 案例：浙江样板调查2013年，浙江省正式提出“,6.1.2 案例：浙江样板调查,但是，“机器换人”的成本也相当高。中小企业大多缺少技术部门及研发人员，难以自主开发新工艺、新设备。目前浙江省制造企业使用的自动化设备90%以上来自国外，不仅价格昂贵，还需要二次改装和调试。而“机器换人”采用的高端技术，必然对企业一线员工的专业素质提出更高要求，低端劳动力的需求量大幅减少，技术工人、专业技术人员等高级技工却越发紧缺，人才困境，几乎无一企业避免。,浙江的“机器换人”，对于中国工业化和城镇化的转型具有标本意义。在中国制造2025勾勒出的中国制造业未来10年发展蓝图中，机器人作为十大重点领域上升为国家战略。机器人产业的发展速度将再次提升，步入一个新的繁荣发展期。但是，我国机器人产业创新弱、竞争能力差等产业发展瓶颈仍存在。在带领传统制造业转型升级的过程中，机器人产业亟须补足短板，增强自身竞争力，唯有如此，才能翻开智能制造新篇章，为助推经济转型升级贡献更多的力量。,6.1.2 案例：浙江样板调查但是，“机器换人”的成本也相,6.2 智能工厂,随着物联网、大数据、移动应用等一系列前沿信息技术的发展，全球范围内的新一轮工业革命开始提上日程，工业转型进入实质阶段。而在中国，中国制造2025战略的出台，表明国家开始积极行动起来，发力把握新一轮工业发展机遇、实现工业智能化转型。智能工厂作为工业智能化发展的重要实践形式，已经引发行业的广泛关注。,6.2 智能工厂随着物联网、大数据、移动应用等一系列前沿信,6.2.1 智能工厂的概念,通过底层设备互联互通、大数据决策支持、可视化展现等技术手段，进行生产过程的智能化管理与控制，最终实现全面智能生产的工厂，可以称为智能工厂。智能工厂的典型运作场景如图6-1所示。,6.2.1 智能工厂的概念通过底层设备互联互通、大数据决策,6.2.1 智能工厂的概念,从狭义上来看，智能工厂是移动通信网络、数据传感监测、信息交互集成、高级人工智能等智能制造相关技术、产品及系统在工厂层面的具体应用，以,期实现生产系统的智能化、网络化、柔性化、绿色化。从广义上来看，智能工厂是以制造为基础、向产业链上下游同步延伸的组织载体，涵盖了产品整个生命周期的智能化作业。,智能工厂的本质是通过人机交互，实现人与机器的协调合作，从而优化生产制造流程的各个环节，具体体现在如下几个方面：,制造现场：使制造过程透明化，敏捷响应制造过程中的各类异常，保证生产有序进行。,生产计划：合理安排生产，减少瓶颈问题，提高整体生产效率。,生产物流：减少物流瓶颈，提高物流配送精确率，减少停工待料问题。,生产质量：更准确的预测质量趋势，更有效的控制质量缺陷。,制造决策：使决策依据更详实，决策过程更直观，决策结果更合理。,协同管理：解决各环节信息不对称问题，减少沟通成本，支撑协同制造。,建设智能工厂已成为传统制造企业转型升级的主要突破方向，但智能工厂没有统一的概念，也没有统一的衡量标准，因此，如何建设适合中国工业企业的智能工厂，仍是需要在实践中思索和探讨的问题。显而易见，智能工厂的建设，既关系设备、生产线的智能化，还要打通企业运作的各个环节，更是对传统流程、传统管理模式的重大变革。,6.2.1 智能工厂的概念从狭义上来看，智能工厂是移动通信,6.2.2 案例：江淮汽车制造工厂,在中国，企业对智能工厂的建设尚处于探索阶段，本节以江淮汽车制造工厂为例，对目前国内企业在工厂智能化升级改造方面的成果进行展示。,1.全自动生产线,在焊装车间，江淮汽车制造工厂使用了ABB公司提供的自动焊接机器人，通过多个机器人实现拼装连接工艺，既保障了焊接工艺的精细程度，又实现了柔性生产，达到了降低生产成本的目的。,在涂装车间，江淮同样拥有一系列全自动化控制设备，保障产品的精密生产。比如国内节拍最高的摆杆链生产线，可实现多种车型高柔性化的全自动生产，并随时跟踪车身位置及状态。,而在江淮汽车制造工厂的冲压车间，有四条自动生产线，全部由工业机器人（自动机械臂）完成作业。,冲压是汽车四大生产工艺的第一步，就是把一块块切割好的钢板冲压成型，制成轿车生产所需的不同形状的钣金部件。在冲压车间，工业机器人根据预先设定的程序和输入的质量标准完成自己负责的冲压工序，然后将冲压好的钢板自动送入下一个工序，如图,6-2,所示。,6.2.2 案例：江淮汽车制造工厂在中国，企业对智能工厂的,6.2.2 案例：江淮汽车制造工厂,6.2.2 案例：江淮汽车制造工厂,6.2.2 案例：江淮汽车制造工厂,2.信息技术改造,江淮汽车进行信息技术升级改造前，存在的主要问题如表6-1所示。,主要问题,体现,具体现象,过程不透明,信息发布手段落后,生产指令基本靠手工发布,(白板),关键件装配信息仅凭操作工人经验,数据采集不实时,操作不方便,数据容易丢失,各车间按照不同的标识管理在制品,生产数据不能及时反应到系统中,沟通不及时,各车间半成品分开管理,无法全局控制,生产状况靠电话沟通，不够实时、准确,生产过程不可视,生产不优化,计划制定不合理,设备利用率低于