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企業(yè)動(dòng)態(tài)>將信息物理融合系統(tǒng)應(yīng)用到制造業(yè)中，正在引發(fā)第四次工業(yè)革命
將信息物理融合系統(tǒng)應(yīng)用到制造業(yè)中，正在引發(fā)第四次工業(yè)革命
2013-11-20 來源： 作者：
近日，在上海舉行的中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)上，西門子（中國(guó)）有限公司執(zhí)行副總裁、工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂（Marc Wucherer）作出上述表示。
“好奇”號(hào)的7分鐘
吳和樂說這番話的背景是，全球工業(yè)巨頭西門子發(fā)布了面向“未來制造”的三大戰(zhàn)略定位：數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)、資源效率和人才培養(yǎng)。
按吳和樂的說法，在以蒸汽機(jī)、大規(guī)模流水線生產(chǎn)和電氣自動(dòng)化為標(biāo)志的前三次工業(yè)革命之后，第四次工業(yè)革命將以虛擬生產(chǎn)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)為主要特點(diǎn)，通過工業(yè)軟件信息技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)，將產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)融為一體。
以數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)為例，吳和樂稱，它可以實(shí)現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程，到生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)的全生命周期運(yùn)行，“以最小的資源消耗獲取最高的生產(chǎn)效率。”
他舉例，“我們現(xiàn)在的產(chǎn)品多由三維軟件設(shè)計(jì)，所有的產(chǎn)品都會(huì)有一個(gè)數(shù)字‘拷貝’，數(shù)碼相機(jī)也好，船舶也好，都是如此。在數(shù)字化時(shí)代，數(shù)據(jù)很容易做調(diào)整，所以產(chǎn)品也很容易調(diào)整，比如說增加一艘船的噸量。問題是如何把數(shù)字/虛擬世界和真實(shí)世界聯(lián)系起來，如何讓機(jī)器進(jìn)行自組織和自優(yōu)化。”
目前，正在火星上進(jìn)行探索的“好奇”號(hào)火星探測(cè)器，是信息與物理相融合的一個(gè)代表，其展示了智能軟件和仿真的前景，以及工業(yè)智能化的未來。
吳和樂稱，“好奇”號(hào)設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，需要有很多的仿真（試驗(yàn)）。探測(cè)器到達(dá)火星之后，把很多信息探測(cè)了之后再發(fā)送到地球上的休斯敦基地。這當(dāng)中很重要的一點(diǎn)是，火星上和地球的溝通有一個(gè)7分鐘的延遲，信息從地球傳遞到火星，再反饋回來需要7分鐘，這是非常關(guān)鍵的7分鐘。
“探測(cè)器在火星上運(yùn)行的時(shí)候，也會(huì)碰到很多巖石，這個(gè)時(shí)候無法遙控，因?yàn)橛?分鐘的延遲，很可能災(zāi)難就發(fā)生了。”吳和樂解釋，“關(guān)鍵是火星探測(cè)器送上去之后，無法知道有什么樣的問題，要保證它的著陸、安全等。要做到這一點(diǎn)，必須要模擬火星上的地理環(huán)境，設(shè)計(jì)一個(gè)方案確保成百上千億元的探測(cè)器不會(huì)一到火星上就壞了。”
“仿真可以讓你很順利地做好很多調(diào)整的工作，讓它在實(shí)際運(yùn)行中不出問題。西門子生產(chǎn)的生命周期管理軟件（PLM），便可模擬探測(cè)器在火星上的環(huán)境。”吳和樂說。
“中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)10年內(nèi)沒有天花板”
伴隨著吳和樂口中的第四次工業(yè)化革命，流水線上從事重復(fù)工作的工人將得到解放。
西門子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地卓越運(yùn)營(yíng)部經(jīng)理戴霽明此前曾表示，如今已不可能像《摩登時(shí)代》中一樣，讓工人超長(zhǎng)時(shí)間從事機(jī)械重復(fù)的工作，“工業(yè)需要尋找越來越多懂得用軟件控制復(fù)雜工藝的合格員工。產(chǎn)業(yè)工人不再穿著工裝褲制造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，他們現(xiàn)在的工具是平板電腦。”
而替代工人的，將是智能化的工業(yè)機(jī)器人。過去一兩年，工業(yè)機(jī)器人也是中國(guó)產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)之一。11月6日，申銀萬國(guó)投資有限責(zé)任公司總經(jīng)理（下稱申萬投資）馬龍官在第二屆中國(guó)工業(yè)機(jī)器人高峰論壇上稱，過去幾年，中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)增速一直在30%以上，以后會(huì)增長(zhǎng)更快，“在未來10年，這是一個(gè)看不到天花板的行業(yè)。”
外資也在加速進(jìn)軍中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)。庫卡機(jī)器人（上海）首席運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)鄒濤透露，2011年、2012年，該公司在中國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)增速基本都是一倍以上。“中國(guó)每萬產(chǎn)業(yè)工人擁有機(jī)器人數(shù)上升到100多問題不大，市場(chǎng)空間巨大。”德國(guó)庫卡（KUKA）是工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的“四大家族”之一，其他三家是瑞士ABB、日本的發(fā)那科和安川電機(jī)。
目前在全球范圍內(nèi)，每萬名工人所擁有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量平均為55臺(tái)。在韓國(guó)、日本、德國(guó)等機(jī)器人使用比較普遍的國(guó)家，這一數(shù)量為250-350臺(tái)，在美國(guó)、意大利、中國(guó)臺(tái)灣，這一數(shù)量為150臺(tái)左右，而中國(guó)大陸每萬名工人擁有機(jī)器人只有21臺(tái)，和發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相差8-10倍。
根據(jù)日本、韓國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，人均GDP達(dá)到6000美元左右時(shí)，機(jī)器人的應(yīng)用開始出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，而中國(guó)已到這一時(shí)點(diǎn)。申萬投資稱，未來中國(guó)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的總需求將達(dá)到167萬-300萬臺(tái)，這是幾千億元的市場(chǎng)規(guī)模。
根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)，2005－2012年全球工業(yè)機(jī)器人的年均銷售增長(zhǎng)率為9%，同期中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的年均銷售增長(zhǎng)率達(dá)到25%，2012年底中國(guó)超越韓國(guó)成為僅次于日本的全球第二大機(jī)器人市場(chǎng)，占全球市場(chǎng)15%。
“目前中國(guó)是庫卡最大的海外市場(chǎng)，去年占據(jù)了庫卡全球20%的市場(chǎng)份額。”鄒濤說，年底即將投產(chǎn)的庫卡機(jī)器人上海松江工廠將生產(chǎn)兩款機(jī)器人產(chǎn)品，明年規(guī)劃產(chǎn)能3000臺(tái)，2015年達(dá)到5000臺(tái)，“上海工廠的建成把我們的交貨周期從18周左右縮短至8周左右。”
據(jù)新華社報(bào)道，上海目前是國(guó)內(nèi)最大機(jī)器人產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，有幾十家機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)和多家外企中國(guó)總部；計(jì)劃到2015年力爭(zhēng)機(jī)器人與其相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值200億元，到2020年?duì)幦∵_(dá)到600億－800億元。
中國(guó)本土的機(jī)器人制造水平仍有待提高。科技部“十二五”服務(wù)機(jī)器人重點(diǎn)項(xiàng)目專家組組長(zhǎng)、北京航空航天大學(xué)iTR服務(wù)機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王田苗在前述論壇上透露，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的可靠性較外資品牌仍有很大差距，其壽命只有8000小時(shí)，而外資品牌可以達(dá)到5萬-10萬小時(shí)，主要在于主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)件的精度上存在缺陷。
眼下，從機(jī)器人本體到關(guān)鍵零部件，中國(guó)80%～90%的核心部件需要進(jìn)口。
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