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数字化智能化将成为制造业核心

编辑:武汉欧门氏机电设备有限公司  字号:
摘要:数字化智能化将成为制造业核心
9月8日上午,第十四届中国科协年会在河北省石家庄市河北会堂举行开幕式。开幕式结束后为大会特邀报告阶段,中国工程院院长周济院士作了题为《制造业数字化智能化》的报告,提出制造业数字化、智能化是新的工业革命的核心,依靠技术创新实现由“制造大国”到“制造强国”的历史性跨越。

“先进制造技术创新的内涵包含了产品创新、制造技术创新、产业模式创新三个方面。数字化、智能化技术是产品创新和制造技术创新的共性使能技术,并深刻改革制造业的生产模式和产业形态,是新的工业革命的核心技术。”周济说,可以从两个案例来看产品创新的极端重要性。数码相机是应用数字化技术对传统产品进行创新的典范。曾经居于胶片行业全球垄断地位的柯达公司,1975年研发出世界上第一台数码相机,但由于战略性决策失误,并没有将这一技术创新成果市场化。随着传统胶片产业被数字化技术的颠覆,柯达公司今年最终宣布破产。

传统机械产品构成包括三部分:动力装置、传动装置、工作装置。它的创新可以有多种途径,主要有两种方法,一是创新工作原理或者说工作装置,二是创新运动的驱动和控制系统。第一种创新是工作原理创新,是根本性的,极为重要,刚才提到的三维打印技术就属于这类创新。千百年来,人们一直不断创造各种新的机械,形成了适用于完成不同任务的成千上万的机械产品。而数控化则是对于机械运动的驱动和控制的创新,是第二种创新,是创新机械产品的有效途径。它的核心技术路线是,一方面用数控电机驱动系统取代传统机械中的动力装置。另一方面也是更为重要的采用计算机控制系统对机械性能和工作过程进行控制,也就是给机械装上一个大脑。数控技术是实现机械产品创新的颠覆性共性使能技术,核心是数字化。数控技术的应用使机械产品的内涵发生了根本性变化,使产品功能极大丰富,性能发生质的变化,从根本上提高产品水平和市场竞争力,并且使机械产品向智能化进行发展。

“说起数控人们就想起了数控机床,这是对的,但很不全面,数控机床是应用数控技术创新机械产品的典范,然而数控技术是一种共性使能技术,可应用于对各种机械产品进行创新升级。”周济说,比如注塑机的数控化和智能化,注塑成形是最有效的塑料成型方法。中国是全球最大的注塑机生产国,产量占到世界年产能70%以上,但在高端产品方面,远远落后于世界先进水平。注塑机要完成模具开合、注射、塑化、脱模、调模、注射台移动等6个动作,分别由6个执行机构来实现。注塑机发展历经了传统液压型到伺服节能型到全电动型的演变,传统液压式注塑机是普通电机提供动力,经过液压传统系统驱动6个执行机构,伺服节能型注塑机巧妙地应用数字化技术,用 交流伺服器电机取代了原来普通电机,而液压传动技术保持不变,这种创新可以实现能量的按需供给,消耗电能可减少40%-80%。全电动的数控注塑机,当前都可以采用伺服电机驱动,采用计算机数控系统进行控制,它的优点是加工精度与稳定性高,质量好,生产效益高,噪音低,没有污染。智能型数控注塑机是进一步引入智能化技术,实现工艺自动优化、参数自动补偿、产品自动分拣、过程自动监控和故障自动诊断等功能,从而实现更高的效率、更高的精度和更好的节能效果。

“中国制造业的同志们有一个共同的奋斗目标,到2020年中国机械产品全面应用数控技术,总体升级为数控一代,中国制造业基本普及数字化技术,并在若干年实现一定程度的智能化。到2030年中国机械产品总体升级为智能一代,中国制造业主要领域全面推行智能制造模式,整体上走在世界前列。我们的目标一定要实现,我们的目标一定能够实现。”
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