信息物理融合引發(fā)第四次工業(yè)革命到來
“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。”
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/192444.htm近日,在上海舉行的中國國際工業(yè)博覽會上,西門子(中國)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(MarcWucherer)作出上述表示。
“好奇”號的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、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)實生產(chǎn)為主要特點,通過工業(yè)軟件信息技術(shù)和工業(yè)自動控制技術(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)平臺為例,吳和樂稱,它可以實現(xiàn)包括產(chǎn)品設(shè)計、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,所有的產(chǎn)品都會有一個數(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”號火星探測器,是信息與物理相融合的一個代表,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”號設(shè)計開發(fā)時,需要有很多的仿真(試驗)。探測器到達(dá)火星之后,把很多信息探測了之后再發(fā)送到地球上的休斯敦基地。這當(dāng)中很重要的一點是,火星上和地球的溝通有一個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。
“探測器在火星上運行的時候,也會碰到很多巖石,這個時候無法遙控,因為有7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,必須要模擬火星上的地理環(huán)境,設(shè)計一個方案確保成百上千億元的探測器不會一到火星上就壞了。”
“仿真可以讓你很順利地做好很多調(diào)整的工作,讓它在實際運行中不出問題。西門子生產(chǎn)的生命周期管理軟件(PLM),便可模擬探測器在火星上的環(huán)境。”吳和樂說。
“中國機(jī)器人市場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)自動化產(chǎn)品成都生產(chǎn)研發(fā)基地卓越運營部經(jīng)理戴霽明此前曾表示,如今已不可能像《摩登時代》中一樣,讓工人超長時間從事機(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)器人也是中國產(chǎn)業(yè)熱點之一。11月6日,申銀萬國投資有限責(zé)任公司總經(jīng)理(下稱申萬投資)馬龍官在第二屆中國工業(yè)機(jī)器人高峰論壇上稱,過去幾年,中國機(jī)器人市場增速一直在30%以上,以后會增長更快,“在未來10年,這是一個看不到天花板的行業(yè)。”
外資也在加速進(jìn)軍中國機(jī)器人市場。庫卡機(jī)器人(上海)首席運營長鄒濤透露,2011年、2012年,該公司在中國的機(jī)器人市場增速基本都是一倍以上。“中國每萬產(chǎn)業(yè)工人擁有機(jī)器人數(shù)上升到100多問題不大,市場空間巨大。”德國庫卡(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。在韓國、日本、德國等機(jī)器人使用比較普遍的國家,這一數(shù)量為250-350臺,在美國、意大利、中國臺灣,這一數(shù)量為150臺左右,而中國大陸每萬名工人擁有機(jī)器人只有21臺,和發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相差8-10倍。
根據(jù)日本、韓國的經(jīng)驗,人均GDP達(dá)到6000美元左右時,機(jī)器人的應(yīng)用開始出現(xiàn)快速增長,而中國已到這一時點。申萬投資稱,未來中國在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的總需求將達(dá)到167萬-300萬臺,這是幾千億元的市場規(guī)模。
根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會數(shù)據(jù),2005-2012年全球工業(yè)機(jī)器人的年均銷售增長率為9%,同期中國工業(yè)機(jī)器人的年均銷售增長率達(dá)到25%,2012年底中國超越韓國成為僅次于日本的全球第二大機(jī)器人市場,占全球市場15%。
“目前中國是庫卡最大的海外市場,去年占據(jù)了庫卡全球20%的市場份額。”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,2015年達(dá)到5000臺,“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)新華社報道,上海目前是國內(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)和多家外企中國總部;計劃到2015年力爭機(jī)器人與其相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值200億元,到2020年爭取達(dá)到600億-800億元。
中國本土的機(jī)器人制造水平仍有待提高??萍疾?ldquo;十二五”服務(wù)機(jī)器人重點項目專家組組長、北京航空航天大學(xué)iTR服務(wù)機(jī)器人重點實驗室主任王田苗在前述論壇上透露,國產(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,而外資品牌可以達(dá)到5萬-10萬小時,主要在于主要傳動結(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80%~90%的核心部件需要進(jìn)口。
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