智能制造與智能裝備
在新一輪的工業(yè)革命當(dāng)中，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)占據(jù)新工業(yè)世界的翹楚地位，不但能夠?qū)鹘y(tǒng)工業(yè)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)式的互聯(lián)互通，也能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和智能管理。而德國工業(yè)4.0也引領(lǐng)了全球制造業(yè)的潮流，強(qiáng)大的機(jī)械工業(yè)制造基礎(chǔ)，嵌入式以及控制設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)和能力都讓整個(gè)世界范圍內(nèi)不容小覷。中國制造2025則是制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)型，以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，去把推進(jìn)智能制造變?yōu)橹鞴シ较颉Ｐ乱惠喌目萍几锩彤a(chǎn)業(yè)變革正在帶來國際產(chǎn)業(yè)分工格局的重塑與洗牌，而與中國加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的歷史性交匯，也迫使中國必須立刻實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略。
2015年5月19日，經(jīng)李克強(qiáng)總理簽批，國務(wù)院印發(fā)了《中國制造2025》 部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，《中國制造2025》拉開了中國工業(yè)4.0的序幕，這是中國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的首個(gè)長達(dá)十年的行動綱領(lǐng)。報(bào)告明確指出，智能制造是未來制造業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向。中國在2015年已啟動智能制造試點(diǎn)，2016年會擴(kuò)大試點(diǎn)，2017年將全面推廣。
智能制造是工業(yè)4.0的核心，作為一個(gè)廣義概念，“智能制造”包含有五個(gè)方面，既產(chǎn)品智能化、生產(chǎn)方式智能化、服務(wù)智能化、管理智能化、以及裝備智能化，而裝備智能化又是搭建“智能制造”的原材料。智能制造裝備是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)以及人工智能技術(shù)在制造裝備上的集成和深度融合，是實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)、節(jié)能環(huán)保又安全可靠的生產(chǎn)下一代制造裝備的可靠戰(zhàn)略。
在未來，會有越來越多的公司企業(yè)加入到這個(gè)行業(yè)，智能制造商服務(wù)將進(jìn)入群雄并爭的時(shí)代，基于對細(xì)分行業(yè)和生產(chǎn)工藝的透徹了解，通過機(jī)械設(shè)計(jì)、自動化和信息技術(shù)的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線、物流智能化，并逐步擴(kuò)展到車間層和企業(yè)層生產(chǎn)管理，比如利樂公司，永創(chuàng)智能等。傳統(tǒng)的如ERP軟件、MES軟件公司等，通過引入精益制造理念，基于軟件功能的驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)企業(yè)計(jì)劃層、生產(chǎn)層、設(shè)備層等的縱向信息流轉(zhuǎn)和橫向工作協(xié)同，比如用友、集控等公司。由傳統(tǒng)的自動化公司演變而來的則位于設(shè)備層和管理層的中間位置，利用自身對自動化的深刻理解，輔助以軟件工具，實(shí)現(xiàn)設(shè)備層、控制層和生產(chǎn)管理層的緊密結(jié)合和整體集成，比如西門子、拓峰、新松機(jī)器人等公司。
企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身生產(chǎn)特點(diǎn)，以及進(jìn)行智能制造改造的契入角度，選擇合適的服務(wù)提供商。首先，裝備供應(yīng)商的優(yōu)勢在于對細(xì)分行業(yè)的工藝流程和生產(chǎn)業(yè)務(wù)理解深刻，針對企業(yè)生產(chǎn)的基本單元如設(shè)備、生產(chǎn)線等進(jìn)行徹底的智能化改造，也便于上層應(yīng)用的構(gòu)建和擴(kuò)展。當(dāng)然，裝備供應(yīng)商會缺乏一定的軟件方面的組織和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。其次，軟件公司的確能夠構(gòu)建基于軟件功能組織的智能制造整體體系，也具備在軟件應(yīng)用開發(fā)方面深厚的經(jīng)驗(yàn)。但是，軟件公司很缺乏對企業(yè)業(yè)務(wù)的透徹了解，也少有對機(jī)械設(shè)備、工藝和數(shù)據(jù)接口的經(jīng)驗(yàn)。最后，對于自動化集成商而言，他們對于設(shè)備生產(chǎn)以及信息化軟件都有較為深入的了解，也具備在設(shè)備、自動化和軟件方面的集成優(yōu)勢，但還是在設(shè)備工藝和軟件應(yīng)用方面都不具備明顯優(yōu)勢。
包裝裝備現(xiàn)狀與趨勢
智能設(shè)備具有以下幾點(diǎn)特征，一、智能感知：設(shè)備或者儀表等傳感器要能夠自組織、自學(xué)習(xí)、自維護(hù)的感知能力，理解環(huán)境信息和自身信息，并進(jìn)行分析和判斷來規(guī)劃自身行為和能力。二、工業(yè)互聯(lián)：通過設(shè)備間的互聯(lián)，提高設(shè)備間的相互協(xié)同能力，從而使生產(chǎn)模塊間的搭配方式更靈活、更自由。三、智能應(yīng)用：基于設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和存儲，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)等，抓取應(yīng)用趨勢，保證設(shè)備高效、安全、節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。四、人機(jī)結(jié)合：利用智能終端，人工智能等技術(shù)，使設(shè)備獨(dú)立承擔(dān)起分析、判斷、決策的任務(wù)，人際之間表現(xiàn)出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關(guān)系。智能裝備也有著很多的關(guān)鍵技術(shù)，比如檢測傳感技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，高端裝備技術(shù)和信息軟件及系統(tǒng)技術(shù)，還有自動化/控制技術(shù)。
對于當(dāng)下包裝裝備的現(xiàn)狀，包裝裝備制造商市場占有率低下，也沒有足夠的行業(yè)整合能力，雖然熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)、以及電氣化設(shè)計(jì)，但對智能制造新的技術(shù)領(lǐng)域了解較少，更沒有系統(tǒng)化的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，也缺乏產(chǎn)線集成能力和整體服務(wù)能力。而終端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備智能化程度低，難以適應(yīng)柔性化、定制化的市場要求，大量的使用人工搬運(yùn)和操作，生產(chǎn)效率低下，人力成本高昂?？勺罱K到了用戶這里，他們只會期待高質(zhì)量，低價(jià)格和個(gè)性化的產(chǎn)品。
在未來智能包裝裝備的趨勢下，通過信息技術(shù)跟機(jī)械技術(shù)的深度融合，使得傳統(tǒng)包裝設(shè)備由機(jī)械化(半機(jī)械化)走向智能化。與此同時(shí)，包裝設(shè)備也具有很高的柔性和靈活性，讓生產(chǎn)線更適應(yīng)產(chǎn)品本身的更新變化，也可實(shí)施遠(yuǎn)程診斷并排除故障。首先從高效這個(gè)層面來講，前后工序銜接緊密，減少搬運(yùn)環(huán)節(jié)，整個(gè)生產(chǎn)線按照包裝工序進(jìn)行正確的啟停機(jī)操作，充分滿足交貨期，降低生產(chǎn)成本。其次智能設(shè)備也要具有自動識別的功能，在利用視覺識別、動態(tài)反饋等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料位置的確定和機(jī)械手操作，減少人為操作失誤。最后在環(huán)保方面，盡量去減少環(huán)境污染，包括噪聲，粉塵污染并減少廢棄物。
產(chǎn)線的集成化，是利用視覺檢測和在線檢測手段實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的防呆防錯(cuò)，工序質(zhì)量檢驗(yàn)等，通過數(shù)據(jù)建模技術(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)、電子傳動技術(shù)等精密運(yùn)動控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整線高速平穩(wěn)運(yùn)行，在流水線中引入碼垛、搬運(yùn)、分揀、包裝等機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)細(xì)分行業(yè)的模塊化設(shè)備，包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，設(shè)備布局、能源供應(yīng)、軟件部署等，通過軟件更新實(shí)現(xiàn)對安裝環(huán)境的適應(yīng)。對于車間數(shù)據(jù)化/透明化，是將數(shù)控設(shè)備與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)、生產(chǎn)組織系統(tǒng)和其他管理系統(tǒng)的信息進(jìn)行集成，形成綜合信息流自動化的集成制造系統(tǒng)。生產(chǎn)協(xié)同是通過信息軟件和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)派報(bào)工、生產(chǎn)追溯、質(zhì)量管理、供應(yīng)鏈管理、設(shè)備管理等功能，數(shù)字化管理是通過PDA、看板等人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字化管理，管理人員通過自動推送的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常、并及時(shí)解決、最終形成KPI考核閉環(huán)。集中調(diào)度是生產(chǎn)中的人機(jī)料法環(huán)數(shù)據(jù)自動提取，自動推送，并進(jìn)行統(tǒng)一管理。