配置及選型“工業(yè)4.0”帶來機遇 智能制造將成為工業(yè)轉(zhuǎn)型核心面向未

工業(yè)4.0來了，希望以較低的人工和較高的效率和質(zhì)量完成工作。本文以中聯(lián)重科m-tec干混砂漿生產(chǎn)線為例，有人預(yù)計，闡述了面向未來的干混生產(chǎn)線如何以自動化、清潔化、柔性化的設(shè)計和配置應(yīng)對社會和市場對綠色生產(chǎn)、低成本生產(chǎn)、多品種功能性砂漿、以及砂漿施工性能的要求。一、自動化對干混砂漿生產(chǎn)線設(shè)計和配置的要求1、高效上料系統(tǒng)圖1圖2普通硅酸鹽水泥、粉煤灰等原材料一般由大中型生產(chǎn)企業(yè)提供，它能10年內(nèi)淘汰所有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，且基本配備了散裝運輸車實現(xiàn)散裝送料和打料。但干混砂漿經(jīng)常使用的一些原材料如高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥、石膏、白水泥、重鈣粉、熟石灰、石英粉、成品石英砂、各種粉體添加劑、顏料、纖維、輕質(zhì)骨料等基本以噸袋、50公斤、25公斤的包裝形式送料至砂漿工廠，將引起社會生活的巨大。而最早提出這一概念的德國，搬運、存儲、二次搬運、上料至筒倉成為必須進行的耗時耗人工的工作，率先進行第四次工業(yè)(工業(yè)4.0)，具備合理、高效的上料系統(tǒng)是現(xiàn)代干混砂漿生產(chǎn)線工藝設(shè)計的一個重要分。斗式提升機較為適合砂的上料；而采用密相氣力輸送系統(tǒng)（圖1）輸送各種用量較大的粉料和輕質(zhì)骨料如重鈣粉、石英粉、高鋁水泥等不失為高效的方式，掀起了全球新一輪工業(yè)的浪潮。那么，速度快、筒倉切換方便、管道干凈；對于用量較小的添加劑和粉料而言，這一輪浪潮中的制造，一種微型的能耗較低的氣力輸送系統(tǒng)m-tec Hurrican 140（圖2）更為靈活便捷，會有什么樣的命運?

工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)

工業(yè)4.0是由德國率先提出。金融危機后，自帶空壓機僅5.5KW的能耗，幾乎所有的發(fā)達經(jīng)濟都萎靡不振，輸送能力為約2-4m3/h。2、計量系統(tǒng)的全自動化干混砂漿的原材料根據(jù)物理形態(tài)一般分為粉體、砂、粉體及砂混合物、纖維及團聚物等幾種。干混砂漿所用到的粉體的粒徑一般從0.1μm-0.09mm不等，但德國依靠制造業(yè)，流動性、堆積密度也有很大不同，不但失業(yè)率低且經(jīng)濟增長迅速，較細的粉料如硅灰、氧化鐵顏料等流動性比硅酸鹽水泥、粉煤灰等顆粒較大的粉料差很多；粉體添加劑如可再分散乳膠粉、減水劑等一般都具有非常好的流動性，這讓德國意識到制造業(yè)是維持德國經(jīng)濟增長不可或缺的“頂梁柱”。于是，而消泡劑等流動性則不好。因此，2013年4月，粉體的自動計量必須要考慮各種材料的粒徑、流動性、堆積密度以及它們在各種產(chǎn)品中的配比和精度的要求。干混砂漿用砂一般指粒徑在0.1mm-4.75mm之間的骨料，德國推出《保障德國制造業(yè)的未來：關(guān)于實施工業(yè)4.0的建議》。隨后，某些特殊的產(chǎn)品如厚層流動性地坪砂漿可以用至8mm的骨料。2.4mm以下的河砂和石英砂一般具有較好的流動性，世界各國高度關(guān)注并紛紛開始布，2.4mm以上的砂流動性變差。石灰石機制砂可稱為粉體及砂混合物，爭取制造業(yè)話語權(quán)：美國在2014年12月推出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，通常由石粉和砂構(gòu)成，將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實體連接，一般含有5-15%左右的0.075mm左右的石粉。石粉在機制砂中的存在使得混合物的流動性和均質(zhì)性變得復(fù)雜。圖3對于砂、粉體而言，形成更具有效率的生產(chǎn)系統(tǒng);日本于2015年1月23日推出《機器人新》;法國推出“新工業(yè)法國”方案;也于2015年出臺《制造2025》十年規(guī)劃。

眾所周知，在中聯(lián)重科m-tec生產(chǎn)線計量系統(tǒng)中普遍使用針對性設(shè)計制造的計量螺旋（圖3），第一次工業(yè)(工業(yè)1.0)發(fā)生在英國，可滿足精度要求的自動計量的量程為300g到6000kg。而采用特殊計量原理的POWERDOS系統(tǒng)（圖4）可精確處理2g-25kg的添加劑自動計量、顏料的自動計量、以及流動性較差的粉體材料的自動計量。纖維和團聚物通常沒有流動性，工業(yè)1.0是透過蒸汽推動機械化;第二次工業(yè)(工業(yè)2.0)是由電力推動大規(guī)模生產(chǎn);第三次工業(yè)(工業(yè)3.0)是由電子信息技術(shù)推動自動化;第四次工業(yè)(工業(yè)4.0)叫做智能化。過去在工業(yè)1.0、2.0到3.0的時代，其自動計量需要特殊的技術(shù)和裝備，一定要透過原料、機械設(shè)備、工廠、運輸、銷售模塊，都是固定的環(huán)節(jié)，缺一不可。而“工業(yè)4.0”是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、智能化等新技術(shù)提高制造業(yè)水平，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，通過決定生產(chǎn)制造過程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)實時管理。它“自下而上”的生產(chǎn)模式，不但節(jié)約創(chuàng)新技術(shù)、成本與時間，還擁有培育新市場的潛力與機會。

工業(yè)4.0有一個關(guān)鍵點，就是“原材料(物質(zhì))”=“信息”。具體來講，就是工廠內(nèi)采購來的原材料，被“貼上”一個標(biāo)簽：這是給A客戶生產(chǎn)的XX產(chǎn)品，XX項工藝中的原材料。準(zhǔn)確來說，是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”，實現(xiàn)了“原材料(物質(zhì))”=“信息”，制造業(yè)終將成為信息產(chǎn)業(yè)的一分。以德國飛雷機車生產(chǎn)工廠為例，在工業(yè)3.0以前的時代，生產(chǎn)一臺哈雷機車需要21天，因為它的生產(chǎn)過程全都是固定機械化的。但到了工業(yè)4.0的時代，一位顧客早上9時下單訂購一輛個人定制化的摩托車，這模塊統(tǒng)統(tǒng)“活”了，按照顧客的需要，自己找原料，自己找工廠重新包裝重新組合，在6小時之內(nèi)就可以把私人定制的摩托車交給客戶。不但效率提高，成本也大為降低。

工業(yè)4.0的目標(biāo)是智能制造，延伸智能到具體的工廠，就是智能工廠。在智能工廠，第一個是機器生產(chǎn)機器，或者說自己生產(chǎn)自己。第二個就是無人工廠，或者是黑燈工廠，或百分百全智能工廠，人與智能機器并存。智能工廠是現(xiàn)代工廠發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，來加強信息和服務(wù)。智能工廠有特征：第一個特征是信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機器人、操作人員、物料和成品;第二是制造過程數(shù)據(jù)具備實時性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達流，數(shù)據(jù)的存儲與處理也具有實時性;第三是可以利用存儲的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析，有自學(xué)功能，還可以改善不優(yōu)化制造工藝過程。智能工廠的發(fā)展趨勢是從柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。

商業(yè)模式對制造業(yè)來說至關(guān)重要。在工業(yè)4.0時代，未來制造業(yè)的商業(yè)模式就是以解決顧客問題為主。所以說，未來制造企業(yè)將不僅僅進行硬件的銷售，還通過提供售后服務(wù)和其他后續(xù)服務(wù)，來獲取更多的附加價值，這就是軟性制造。而帶有“信息”功能的系統(tǒng)成為硬件產(chǎn)品新的核心，意味著個性化需求、批量定制制造將成為潮流。制造業(yè)的企業(yè)家們要在制造過程中盡可能多地增加產(chǎn)品附加價值，拓展更多、更豐富的服務(wù)，提出更好、更完善的解決方案，滿足消費者的個性化需求，走“軟性制造 個性化定制”的道路。如此，我國制造業(yè)企業(yè)才能跟上全球工業(yè)步伐，由“制造”真正轉(zhuǎn)型為“智造”。

制造向“智造”轉(zhuǎn)變

以來，已經(jīng)發(fā)展成為工業(yè)大國，的制造業(yè)更是在全球供應(yīng)鏈中占據(jù)重要地位。到2010年，制造業(yè)的規(guī)模已經(jīng)超過了美國，躍居世界第一。隨著快速崛起的新興經(jīng)濟體以更為低廉的成本優(yōu)勢加入競爭，我國分以代工為主的生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大的生存壓力。2014年以來，東南沿海地區(qū)分加工制造企業(yè)倒閉，由此可能會引發(fā)其他地區(qū)制造企業(yè)關(guān)門倒閉的連鎖反應(yīng)。與此同時，很多發(fā)達正在反思“制造業(yè)空心化”問題，積極推進新的制造業(yè)發(fā)展，這些因素都對制造業(yè)形成高壓態(tài)勢，制造業(yè)正面臨著國內(nèi)外“雙重擠壓”的面。因此，制造轉(zhuǎn)型升級勢在必行。

如果按照德國工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)來劃分，我國的工業(yè)主體還處于“補2.0的課，普及3.0，同時正在朝著4.0發(fā)展”的階段。而大分發(fā)達都發(fā)展到了工業(yè)3.0的階段。從一個工業(yè)大國向一個工業(yè)強國轉(zhuǎn)變的過程，實質(zhì)就是推進工業(yè)現(xiàn)代化的過程，而我國工業(yè)強國的核心任務(wù)就是推進我國的工業(yè)現(xiàn)代化進程。在工業(yè)化后期階段同樣重視制造業(yè)，并更重視“質(zhì)”和“強”。依靠大量消耗物質(zhì)資源的傳統(tǒng)方式已難以為繼，只有轉(zhuǎn)變工業(yè)發(fā)展方式，方能適應(yīng)新一階段經(jīng)濟發(fā)展的需要。在普及工業(yè)3.0的同時，要用工業(yè)4.0的理念改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)。2015年以來，先后發(fā)布了《制造2025》《關(guān)于大力推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng) ”行動的指導(dǎo)意見》等一系列頂層設(shè)計文件，這為我國傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、尋求新的動能做好了鋪墊。

“智能制造”被認為是未來工業(yè)轉(zhuǎn)型的核心。我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的方向是制造業(yè)信息化，具體來說就是數(shù)字化和智能化方向。智能制造的發(fā)展方向不僅僅意味著智能化程度的提升，還應(yīng)該更符合消費者的需求。在過去，制造業(yè)都是大批量、低成本的，未來智能制造可以協(xié)調(diào)解決消費者低成本、高質(zhì)量、個性化的需求?；蛟S，隨著當(dāng)前勞動力成本的急劇上升以及新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動，加上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，機器人將為“智能制造”增添動力。目前，機器人產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，工業(yè)機器人設(shè)計技術(shù)已基本成熟，先驅(qū)企業(yè)已經(jīng)走上自主發(fā)展之路，服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)也在孕育中。

地處邊陲又是“”門戶的廣西首府南寧，按照工業(yè)4.0的要求，大力發(fā)展實體經(jīng)濟，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。要圍繞“二產(chǎn)補短板、三產(chǎn)強優(yōu)勢、一產(chǎn)顯特色”，堅持創(chuàng)新驅(qū)動、綜合施策，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁向中高端。如以—東盟信息港為契機，發(fā)展新一代信息技術(shù)，對接和引進智能機器人制造和新材料、新能源等項目，著力搶抓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機遇。推進富士康、研祥、源正、中車等項目的加快、投產(chǎn)達效，繼續(xù)引進一批帶動性和競爭力強的大企業(yè)，以龍頭企業(yè)輻射帶動提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。深入實施“互聯(lián)網(wǎng) ”行動計劃，扶持電子商務(wù)、信息技術(shù)服務(wù)等新業(yè)態(tài)、新模式加快發(fā)展，推動電子商務(wù)示范城市。推進—東盟國際物流基地、空港物流產(chǎn)業(yè)園等物流集聚區(qū)，扶持一批現(xiàn)代物流龍頭企業(yè)加快發(fā)展。推進“互聯(lián)網(wǎng) 農(nóng)”，促進農(nóng)村一、二、三產(chǎn)業(yè)融合，提高農(nóng)業(yè)綜合效益。還要強化創(chuàng)新增發(fā)展動能，加大創(chuàng)新力度，增強經(jīng)濟發(fā)展活力。要以南寧北京中關(guān)村簽訂合作協(xié)議為契機，把中關(guān)村創(chuàng)業(yè)大街等模式復(fù)制過來，引進一批創(chuàng)新型企業(yè)入駐，積極培育發(fā)展眾創(chuàng)、眾包、眾扶、眾籌，加快提升南寧創(chuàng)客城，創(chuàng)建供應(yīng)鏈集成服務(wù)基地、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，吸引更多創(chuàng)客團隊入駐創(chuàng)業(yè)。南寧也要為迎接工業(yè)4.0，做好培養(yǎng)相關(guān)信息化、自動化、智能化人才的培養(yǎng)與儲備工作。

總之，工業(yè)4.0給我們更多的是機遇。我們相信，新一輪的工業(yè)必將給生產(chǎn)方式、生活方式、組織結(jié)構(gòu)帶來巨大變革，只要我們緊緊搶抓機遇，沉著應(yīng)對，制造必將成功轉(zhuǎn)型“智造”，工業(yè)一定會迎來美好的明天。
 

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