观点 / VIEW

您的位置: 首页 > 观点 / VIEW
【独家约稿首发】有关地方传统制造业升级改造的若干建议

近期,本人赴沈阳、哈尔滨两地考察智能制造产业情况。沈阳、哈尔滨两地有国家级机器人研究基地及行业领先企业。剖析上述两地智能制造产业发展模式和路径,会对地方传统制造业升级改造有所裨益。


图片来源:百度


一、有关智能制造产业政策


1.2015年5月,国务院印发了实施制造强国战略第一个十年行动纲领——《中国制造2025》,强调重点发展“新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备”等十大领域,将通过制造业创新中心建设、智能制造业、工业强基、高端装备创新等五大工程实现。


其中在智能制造方面的表述是“组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的高档数控机床、工业机器人、增材制造装备等智能制造装备以及智能化生产线,突破新型传感器、智能测量仪表、工业控制系统、伺服电机及驱动器和减速器等智能核心装置,推进工程化和产业化”,“统筹布局和推动智能交通工具、智能工程机械、服务机器人、智能家电、智能照明电器、可穿戴设备等产品研发和产业化”。 


2.2015年11月,中共中央《关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,明确要“支持节能环保、生物技术、信息技术、智能制造、高端装备、新能源等新兴产业发展,支持传统产业优化升级”,“坚持战略和前沿导向,集中支持事关发展全局的基础研究和共性关键技术研究,加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术”。


3.2017年3月,在十二届全国人大五次会议上,李克强总理在政府工作报告中指出,要“全面实施战略性新兴产业发展规划,加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化”。


二、沈阳、哈尔滨智能制造产业特点


沈阳的智能制造产业特点,主要是依托中科院沈阳自动化所(以下简称“沈自所”),创办系列企业,如沈阳中科博微科技股份有限公司(以下简称“中科博微”)、沈阳中科一唯电子技术有限公司司(以下简称“中科一唯”)、沈阳新松机器人自动化股份有限公司(以下简称“沈阳新松”)等,形成集群。与此不同的是,此次考察的哈工大机器人集团有限公司(以下简称“哈工大机器人”),是由省、市、高校共建,短短数年,发展成孵化平台,初步形成智能制造产业发展生态圈。


 1.强大的技术依托力量


(1)沈自所成立于1958年11月,现有员工1,200余人。其中,中国工程院院士2人,高级职称的技术人员近400人。该所是“机器人技术国家工程研究中心”、“机器人学国家重点实验室”等9个国家及省部级重点实验室和工程中心的依托单位,是“实验1”号科考船的船东单位,主办有中国科技核心刊物《机器人》和《信息与控制》,拥有个8个硕士培养点、6个博士培养点、2个博士后流动站,硕士、博士研究生500余人。作为中国机器人事业的摇篮,沈自所在先进制造和智能机器、机器人学应用基础研究、工业机器人产业化、水下智能装备及系统、特种机器人、工业数字化控制系统、无线传感与通信技术、新型光电系统、大型数字化装备及控制系统等方面取得大批研究与开发成果,形成技术领先优势。


(2)哈尔滨工业大学(以下简称“哈工大”),是一所以理工为主,多学科协调发展的国家重点大学。始建于1920年,1996年进入国家“211工程”首批重点建设高校,1999年被确定为国家首批按照世界知名高水平大学目标重点建设的9所大学之一,2017年入选“双一流”建设A类高校名单。现有9个国家重点学科一级学科,6个国家重点学科二级学科,工科A类数量全国第二位。材料科学、工程学、计算机科学、环境与生态学、数学等11个学科领域进入ESI全球前1%行列。


学校现有两院院士38人(含共享院士18人),“百千万人才工程”国家级人选31人,“973计划”首席科学家12人,国家自然科学基金委创新群体6个、教育部科技创新团队12个、科技部重点领域创新团队4个。


发射了中国第一颗由高校牵头自主研制的小卫星,诞生了中国第一台会下棋能说话的计算机、第一部新体制雷达、第一台弧焊机器人和点焊机器人、第一颗由高校学子自主设计研制管控的纳卫星、第一支登上春晚舞台的大学生机器人舞蹈队等。


2.注重科技成果转化


(1)中科博微由沈自所创办,主要从事以现场总线技术为核心的先进工业控制装置、仪表、系统、芯片及软件的研究、开发、生产及工程应用,是工业自动化全系列产品提供商;同时承担着多个国家科技攻关、高技术产业化示范和“863”项目,是网络化控制系统国家工程研究中心依托单位。公司开发出国内第一个、国际第三个通过国际认证的FFH1现场总线协议栈,国内第一套工业以太网协议(HSE),国内第一个经过国家级本安防爆认证的现场总线仪表及安全栅,参与制定了国内第一个基于以太网的工厂自动化协议标准(EPA)和第一个工业无线通信标准MLA-PA。


(2)中科一唯由沈自所创办,主要从事传统汽车、新能源汽车及工程机械等电子产品的研发、生产和销售服务,是网络化控制国家工程中心共建单位。产品包括:仪表与车身控制模块(BCU)、车载远程诊断系统、电池管理系统(BMS)、整车控制器(CU)、电机控制器(MPCU)、车载充电机(OBC)、可编程专用工程机械控制器、发动机尾气后理控制器(EGR)等系列产品。    (3)沈阳新松由沈自所创办,是一家以机器人技术为核心,致力于数字化智能制造装备的高科技上市企业,是中国机器人产业前10名的核心牵头企业,国家机器人产业化基地,全球机器人产品线最全的厂商之一。


沈阳新松成功研制了具有完全自主知识产权的工业机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人四大系列百类产品,面向智能装备、智能物流、智能工厂、智能交通,形成八大产业方向,致力于打造数字化物联新模式,为全球3,000余家企业提供产业升级服务,累计出口32个国家和地区,与一带一路17个国家和地区有深切合作。


3.形成智能制造创新创业产业生态圈


哈工大机器人由黑龙江省政府、哈尔滨市政府、哈工大在2014年12月共同创建。哈工大的机器人技术与系统国家重点实验室成立于2007年,是中国最早开展机器人技术研究的单位之一。


经过三年多的发展,该集团主营聚焦机器人领域的科技成果转化,业务涵盖技术研究、股权投资、产业孵化和产业运营等科技成果转化路径上的多个环节。以“创新+创业+产业”联动的发展理念,依托“总部+事业部+产业公司”的集团管控培育模式,建立机器人全领域覆盖的产业孵化平台,实现全产业链布局与全资源要素整合,在智慧工厂、工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域培育出40余个技术和市场潜力突出的科技创新企业,申报专利700余项, 每年稳定实现200项以上知识产权,推出了20余类、100余种高新技术产品,在工业机器人教育、锂电生产智慧工厂、文娱机器人等细分行业培育出了龙头企业,成为全国机器人与智能制造行业的排头兵。


三、推动地方传统制造业升级改造的建议


1.应有强大的技术支撑


地方传统制造业升级改造,应有强大的技术支撑,与高校、科研机构内引外联,共创共建拥有强大技术优势的智能制造研究院。着力突破制约企业发展的关键核心技术,建立产学研深度融合的协同创新机制,构建具有自身特色的分级创新平台。如集团总部创新中心,主营业务板块的技术中心、生产企业的产品中心等。


2.应立足本地本企现实


经过数十年的发展,地方制造业在机械制造、焊接、热处理、通用设备及部件、高级钢铸锻件、不锈钢、合金钢、钛材、特殊材料、压力容器、汽轮机、柴油机等方面具有一定基础或地区行业优势。在传统制造业升级改造的过程中,首先应明白本地本企是否具有升级改造的必要,是属落后淘汰的还是有升级改造潜力的,产业、产品、工艺、设计、成本都是考虑的因素。其中尤其应注意两点:(1)机器人的应用是自动化升级改造最具代表性的一个方面,但不等于能解决一切问题。除了机器人之外,气动液压控制及非标设备自动化也是实现自动化非常重要的内容。这一过程,应注重绩效导向。(2)并非所有工序都适合进行自动化改造。采用自动化生产线进行生产的产品应有足够大的产量,产品设计和工艺应先进、稳定、可靠,并在较长时间内保持稳定或持续增长。


3.视觉导航是AGV业主流


AGV (Automated Guided Vehicle)即“自动导引运输车”或“移动机器人”,视觉传感器(单目相机+镜头)与移动机器人定位导航是“绝配”。视觉传感器作为移动机器人的“眼睛”,在自主定位导航、无人驾驶技术中承担最为重要的角色。


未来机器人的AGV产品及改装方案中视觉导航的应用,可以实现低成本(世界顶级品牌的工业级单目相机加镜头仅3,000元,普通的商用相机售价百元左右),高效(直线速度2m/s,过弯速度1.5m/s(过弯不停车))、高精度(位置误差<1cm)、高稳定性(失误率<0.1%)的自主导航,且无需改造现场环境,无需磁线、磁钉、激光反射板等人工标记,仅通过视觉自然特征即可实现高效的定位导航。


4.重视锻造机器人网络化改造


锻造业务在目前我国机器人的研究正处于第三代智能机器人阶段,但其智能化水平仍不尽人意。


锻造机器人的网络化、智能化,就是利用网络远程操作控制技术、众多信息组的压缩与扩展方法及传输技术等将各种机器人连接到计算机网络上,并通过网络对机器人进行有效的控制,解决远程控制和现场示教问题。


5.工厂自动化不能为改造而改造


工厂自动化,也称车间自动化,指自动完成产品制造的全部或部分加工过程。随着科技不断发展与创新,工厂自动化在经历了单机自动化、车间自动化、全厂集中控制等几个阶段后向工厂综合自动化发展,把过程控制、监督控制、产品设计、质量监测、工厂管理等方面融为一体,实现优化控制、分级控制、分散控制、测试自动化、建筑物自动化、信息处理与经营决策自动化,以达到提高工作效率,保证质量与安全,节约能源和原材料的目的。


在工厂自动化改造过程中,应注意:(1)机器人作为智能设备,并非简单安装调试即可。除了装备硬件,还应重视机器人的开发与应用,即系统集成,才能发挥智能装备作用。(2)自动化升级改造,并非一个简单工位或是机器的更换就能完成。自动化改造是一项极其复杂的系统工程,应量力而行,从比较成熟的自动化技术开始,从工厂急待升级改造的部位入手,逐步推进,切忌求大求新求全求快。(3)工业4.0及中国制造2025概念很火,但制造型企业更应关注实际技术与问题的解决方案。当企业发展到以信息为核心技术的广义管理自动化,工业4.0时代也就应运而生。


作者:袁星侯

作者单位:广州市国资委外派监事会