洪暹國：實(shí)施智能制造 提升農(nóng)機(jī)行業(yè)制造水平

　　為補(bǔ)足短板，鼓勵(lì)創(chuàng)新，為行業(yè)發(fā)展注入新的能量，實(shí)現(xiàn)由制造大國到制造強(qiáng)國的跨越，近年來我國積極推進(jìn)實(shí)施智能制造，特別是日前國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》，不僅將智能制造定位為中國制造的主攻方向，更將農(nóng)機(jī)裝備等十大領(lǐng)域作為大力推動的重點(diǎn)實(shí)施突破發(fā)展，從而為提升農(nóng)機(jī)行業(yè)制造水平，促進(jìn)農(nóng)機(jī)工業(yè)又好又快的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　實(shí)施智能制造的背景

　　現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)歷了機(jī)械化、電氣化革命，未來的第三次工業(yè)革命必然是以機(jī)、電、信息相結(jié)合的智能化制造革命。

　　從兩化融合到數(shù)字化制造，甚至智慧工廠、工業(yè)4.0，都是當(dāng)今工廠發(fā)展的潮流和趨勢，相互之間有著共同的核心理念：信息化數(shù)字化貫通各個(gè)環(huán)節(jié)，打破了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造之間的“鴻溝”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計(jì)、制造、裝配、物流等各個(gè)方面的功能，降低設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造之間的不確定性，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的時(shí)間，并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。數(shù)字智造是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的另一個(gè)新階段，更是智慧工廠的高度概括。除了信息化數(shù)字化的生產(chǎn)，數(shù)字智造更進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)設(shè)備與設(shè)備之間的智能感應(yīng)，實(shí)現(xiàn)自動分析、推理、決策、控制的功能。數(shù)字化與智能化的制造技術(shù)成為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù)。

　　作為數(shù)字化與智能化制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，數(shù)字化工廠是現(xiàn)代工業(yè)化與信息化融合的應(yīng)用體現(xiàn)，也是實(shí)現(xiàn)智能化制造的必經(jīng)之路。數(shù)字化工廠借助于信息化和數(shù)字化技術(shù)，通過集成、仿真、分析、控制等手段，可為制造工廠的生產(chǎn)全過程提供全面管控的一種整體解決方案。

　　目前中國企業(yè)智能化水平參差不齊，僅有10%左右的大企業(yè)智能制造水平較高，在規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)中，生產(chǎn)線上數(shù)控裝備比重達(dá)到30%。而根據(jù)德勤與中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會2013年調(diào)研200家制造企業(yè)所發(fā)布的首份中國智造現(xiàn)狀及前景報(bào)告顯示，中國智能制造處于初級發(fā)展階段，同樣也是大部分處于研發(fā)階段，僅16%的企業(yè)進(jìn)入智能制造應(yīng)用階段。作為裝備制造重要組成部分的農(nóng)機(jī)領(lǐng)域，受發(fā)展條件和企業(yè)盈利能力制約，這個(gè)數(shù)字更低。面對新的發(fā)展條件和競爭壓力，智能制造和數(shù)字化制造的發(fā)展將成為農(nóng)機(jī)企業(yè)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國制造的重要引擎。

　　實(shí)施智能制造的主要內(nèi)容

　　農(nóng)機(jī)行業(yè)要以國家推動智能制造試點(diǎn)專項(xiàng)行動為契機(jī)，在農(nóng)機(jī)典型骨干企業(yè)內(nèi)，組織開展數(shù)字化車間試點(diǎn)示范項(xiàng)目建設(shè)，推進(jìn)農(nóng)機(jī)企業(yè)生產(chǎn)裝備智能化升級、工藝流程改造、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享等試點(diǎn)應(yīng)用。

　　依托一批國內(nèi)外優(yōu)秀工廠設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建智能化制造裝備數(shù)據(jù)庫，選擇若干重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)品，從工廠整體規(guī)劃著手，通過對生產(chǎn)線的構(gòu)成、工藝布置、設(shè)備和工裝等的全面分析，并且充分考慮現(xiàn)有產(chǎn)品和新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變化趨勢，找出影響生產(chǎn)節(jié)拍的主要因素，從而對新規(guī)劃的廠房或原有廠房進(jìn)行改進(jìn)，使之更符合生產(chǎn)需要。

　　首先，要構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)庫，建立農(nóng)機(jī)產(chǎn)品模型、資源模型(制造設(shè)備、原材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等)、工藝模型(工藝規(guī)則、制造路線等)以及生產(chǎn)管理模型(系統(tǒng)的限制和約束關(guān)系)，并構(gòu)建起產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和產(chǎn)品樹。

　　其次，做好產(chǎn)品工藝路線構(gòu)建和優(yōu)化，將重點(diǎn)放在加工裝配順序、資源和布局優(yōu)化、生產(chǎn)線平衡和人機(jī)工程仿真上，從而為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

　　再其次，在上述工作基礎(chǔ)上，優(yōu)化生產(chǎn)制造系統(tǒng)的布局和配置，將前期構(gòu)建好的生產(chǎn)設(shè)備資源模型添加到生產(chǎn)線指定工位中，并檢查生產(chǎn)線物流通道與物料空間是否有干涉，從而科學(xué)分配資源和優(yōu)化工廠(車間)布局，實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造車間的有效運(yùn)行。

　　實(shí)施智能制造主要目標(biāo)

　　實(shí)施智能制造的總體目標(biāo)是：通過數(shù)字化或智能化農(nóng)機(jī)化工廠的設(shè)計(jì)更新，更好、更快地規(guī)劃高效的生產(chǎn)線及進(jìn)行老生產(chǎn)線改造，縮短新產(chǎn)品的上市周期，減少新產(chǎn)品的開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以利于加工，優(yōu)化生產(chǎn)線配置和布局，減少生產(chǎn)線準(zhǔn)備和停機(jī)時(shí)間，增加生產(chǎn)線設(shè)備生產(chǎn)力，大大提高生產(chǎn)率，改善工人的勞動環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　實(shí)施智能制造的具體目標(biāo)為：農(nóng)機(jī)企業(yè)引進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)和裝備，采用數(shù)字化工廠技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況實(shí)現(xiàn)混流生產(chǎn)，即以產(chǎn)品品種、產(chǎn)量、工時(shí)、設(shè)備負(fù)荷全面均衡為前提，工藝流程和生產(chǎn)作業(yè)方法基本相同的若干個(gè)產(chǎn)品品種，在同一條生產(chǎn)線上，科學(xué)地編排生產(chǎn)順序，實(shí)行有節(jié)奏、按比例地混合連續(xù)流水生產(chǎn)，通過上述改造，使企業(yè)縮短20%的產(chǎn)品上市時(shí)間；減少65%的設(shè)計(jì)修改；減少40%的生產(chǎn)工藝規(guī)劃時(shí)間；提高15%的產(chǎn)能；降低10%的生產(chǎn)費(fèi)用，降低20%的運(yùn)營成本，產(chǎn)品不良率降低10%，能源利用率提高4%。

　　實(shí)施方案、資金來源與保障措施

　　在農(nóng)機(jī)行業(yè)實(shí)施智能制造的方案、投資及資金來源是：按每年10個(gè)農(nóng)機(jī)骨干企業(yè)實(shí)施智能制造為試點(diǎn)，由國家每年給予一定的資金予以扶持，地方同步進(jìn)行配套。主要資金來源考慮如下：國家智能制造專項(xiàng)資金、國家創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)基金、國家產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)改造專項(xiàng)資金。

　　在農(nóng)機(jī)行業(yè)實(shí)施智能制造的政策保障措施是：國家投資主管部門落實(shí)領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任；加強(qiáng)行業(yè)協(xié)會的組織和引導(dǎo)；提高專業(yè)化智能制造、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力和水平；大力推進(jìn)智能制造、設(shè)計(jì)人才隊(duì)伍建設(shè)；強(qiáng)化示范效應(yīng)，加強(qiáng)交流，逐步推廣。

　　2015年智能制造專項(xiàng)實(shí)施情況

　　為了加快推動智能制造發(fā)展，落實(shí)《中國制造2025》加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，打造信息化背景下的制造業(yè)新優(yōu)勢，2015年工業(yè)和信息化部、財(cái)政部啟動了“智能制造專項(xiàng)”，包括農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)等九大領(lǐng)域進(jìn)入“專項(xiàng)”支持范圍。

　　2015年智能制造專項(xiàng)重點(diǎn)支持智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)驗(yàn)證及典型領(lǐng)域智能工廠/數(shù)字化車間集成創(chuàng)新。通過建立綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)驗(yàn)證體系，同時(shí)通過解決新型傳感器、工業(yè)控制系統(tǒng)、機(jī)器人、3D打印等智能制造裝備(裝置)自主安全可控，智能制造裝備(裝置)在智能成套生產(chǎn)線的集成創(chuàng)新，以及智能成套生產(chǎn)線在智能工廠/數(shù)字化車間的應(yīng)用創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)在典型制造領(lǐng)域企業(yè)運(yùn)營成本和產(chǎn)品不良品率大幅降低，產(chǎn)品研制周期明顯縮短，工廠能源利用率及生產(chǎn)效率大幅提升。

　　據(jù)悉，2015年專項(xiàng)支持的主要內(nèi)容：一是智能制造綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)驗(yàn)證，二是智能工廠/數(shù)字化車間集成創(chuàng)新。重點(diǎn)支持新一代信息產(chǎn)品、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空裝備、海洋工程裝備與高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、農(nóng)業(yè)機(jī)械等9類流程及離散制造領(lǐng)域開展智能工廠/數(shù)字化車間系統(tǒng)集成創(chuàng)新與自主安全可控發(fā)展。

　　2015年專項(xiàng)支持的方式是：“智能制造專項(xiàng)”由財(cái)政部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合組織實(shí)施。項(xiàng)目申報(bào)完成后，財(cái)政部、工業(yè)和信息化部組織專家聯(lián)合審議及核查，并由兩部委聯(lián)合發(fā)文予以確認(rèn)。智能工廠/數(shù)字化車間類項(xiàng)目、綜合標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)類項(xiàng)目按總投資的一定比例給予財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)和后補(bǔ)助。

　　農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造新模式的實(shí)施內(nèi)容是：支持基于大中型拖拉機(jī)、收獲機(jī)械、大型農(nóng)機(jī)具及關(guān)鍵零部件智能制造新模式，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測、裝配的全流程智能化。生產(chǎn)效率提高50%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高40%以上，運(yùn)營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期降低20%以上。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化率達(dá)到80%以上、制造過程的數(shù)控化率達(dá)到80%以上、形成完善的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)企業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和控制與ERP、MES的智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和物流的一體化。申請2項(xiàng)以上專利、登記5項(xiàng)以上軟件著作權(quán)、形成3項(xiàng)以上企業(yè)/行業(yè)/國家標(biāo)準(zhǔn)草案。

　　受到支持的安全可控的智能制造手段包括：自動柔性生產(chǎn)線，高檔數(shù)控機(jī)械加工系統(tǒng)，現(xiàn)代化涂裝生產(chǎn)線，智能化物流系統(tǒng)，焊接機(jī)器人系統(tǒng)及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統(tǒng)，自動引導(dǎo)小車，數(shù)字化測量檢驗(yàn)設(shè)備等。

　　農(nóng)機(jī)行業(yè)申報(bào)獲得支持項(xiàng)目的情況是：2015年共有17家農(nóng)機(jī)制造企業(yè)申報(bào)了智能制造專項(xiàng)，經(jīng)過初審和專家評審，利歐股份等6家農(nóng)機(jī)企業(yè)獲得了專項(xiàng)支持。