“互联网+制造业”,工业软件应该怎么变?

标签:制造业工业软件互联网+

访客:31209  发表于:2015-06-12 11:29:47

编者按:在日前举办的“2015第六届中国工业软件发展高层论坛”上,围绕互联网+制造业这一主题,来自软件业、机床控制业、工业应用方的企业代表各抒己见,就如何发展我国工业软件、如何解决互联网+制造的痛点等热点问题出谋划策。

上海宝钢研究院自动化研究所首席研究员杜斌

制造业机理软件化表达是智能制造基础

要实现智能制造,基础就是制造内部加工过程的机理软件化表达。

对于钢铁业这样的流程制造型企业,像ERP和MES都是已经在企业内部应用的软件。要实现智能制造,基础就是制造内部加工过程的机理软件化表达。因为要使得生产制造柔性起来,最终都是要通过计算机来实现的,都要量化和软件化。我们把它比作一个人,你要是想让这个人柔性起来,它的脊椎如果不柔性,实现柔性就很难,这是基础的东西。

在工业领域,或者是钢铁领域,建模的水平和智能制造水平直接相关。因为要想把生产过程软件化,就要把这个过程进行描述,也叫建模,建了模型以后就可以把它变成程序。建模需要充分利用所有知识,建模机理包括物理、化学、材料、传热、电池等等方面,然后再加上经验,和从生产实际数据里面提炼的内容,尽可能把所有的东西都用足,去找到和建立最适合实际情况的模型,再把它编成软件,然后才是工业应用。我们从工业实践的角度来说有一个观点,某一个问题你如果用机理把它描述得很准确的话,就不要用数据。如果你用小数据能够描述得很准确的话,这个准确就达到工业应用的要求,就不要用大数据,这个观点在局部我们认为它是对的,这是我讲的建模方法。

现在我们对工业智能化的研究是分层的,其中有一些是基础软件研究,然后再是应用层面的问题。我们企业研究的时候,在基础领域,希望得到国内做基础研究的机构和企业的支持。我们在光学、电学、力学、变形等方面的基础研究,很多都是外国人做的,不是中国人不努力,而是体系上出了问题。现在国家已经意识到了这些问题。

钢铁行业的智能化和行业优化,我建议软件伙伴先从解决静态问题来做。什么是静态问题?例如,钢铁业里面有很多的中间品,我们称之库存,宝钢库存成本一年是几十亿元,库存量极高。如果一个订单来了,我们应该从库存中选取哪个库存、哪个钢卷、哪个钢坯,这就是一个典型的静态问题,如果软件企业能够做好匹配研究,一定会获得很大的价值,而且静态问题做好后,维护的要求比较低,效益容易显现。而动态问题就是和时间有关系的问题,比如说生产调度,这些问题在做的时候不见得难,但是它后续的维护和变化、对下面数据采集的要求都非常高。如果随着技术的进步,下级采集的稳定性很好,动态的问题会好解决一点。

鼎捷软件股份有限公司总裁叶子帧

中小企业需要对比4.0标准完成内修

事实上要协助企业进入到互联网+制造时代是很庞大的工程,不是单一的解决方案提供商能够满足的。

1982年鼎捷软件在台湾成立,做制造业的ERP软件,去年在深圳上市。鼎捷软件面对的制造型客户多数属于中小型企业。政府提出互联网+制造业,这些中小企业主都感觉到有一点焦躁,他们觉得这是一个机会,同时又不知道怎么去面对互联网+制造业。我们做了一个统计,企业客户对于工业4.0的应用计划,80%的企业还处于不了解和了解当中,6%的有明显的计划在执行。

企业怎么面向所谓的互联网+和工业4.0的时代?鼎捷软件有两点建议。一个是内修,先评估企业现在位于什么样的阶段,如果用工业4.0来衡量,企业是在从1.0到3.0的哪个阶段,企业必须要把这段功课补足。二是外联,通过科技化技术,快速地掌握外在机会。

所谓内修,企业可以选择在不同的阶段有不同的策略选择。比如希望具有成本优势,重点就是补足成本监控;希望达到在业界具有竞争优势,企业就要补足产品质量或者生产速度的能力。这些需求套用智能制造,大概可以切成三个阶段,第一个阶段,从传统的人工生产或者是人工动作,转为智能化,重点是通过智能设备取代传统人工的生产方式;第二个阶段是所谓工厂自动化,这里有很多不同的解决方案,总体生产效率的提升是智能生产,也就是把智能工厂和智能生产结合在一起,把软硬体结合,形成智能制造;第三个阶段是互联网带来的重新组合,我们把它称为智能互联,智能互联之后我们希望达到随需而智、随需而至。

我们认为制造业的内修,没有办法一开始就全部都换成智能设备。实现纯自动化的智能化设备,有一个逐渐发展的历程,从感知、传递到警示,从预算、预测到控制,逐步实现。在设备的控制层,事实上要协助企业进入到互联网+制造时代是很庞大的工程,不是单一的解决方案提供商能够满足的,它需要整个供应链的整合,仅设备控制,就由所谓自动化组建厂商和系统集成服务厂商组成。

数码大方董事长雷毅

工业互联网带来消费形式和生产模式变化

未来消费形态会发生变化,消费者希望参与他想要的产品创造过程。

过去15年是消费互联网的时代,它的特征是以电子商务作为一个基础。未来15年,我们的看法是会进入工业互联网时代,在这个过程中,数字世界会和物理世界融合。

我们看到有5点变化对转型升级和产业变革有推动作用。消费的形态会变,过去我们的消费形态是在实体店买东西,现在我们大家习惯在网上买。产品的形态会变,生产模式、生产设备以及生产者本身也都会发生变化。

一个产业要变化,一定有新的产品出现,或者是产品的形态发生了变化。过去的产品大部分是物理的,未来的产品会有两个特征,第一个是物理特征,第二个一定包含数字特征。未来工业所有的产品,包括每一个家具腿,可能都会含一个芯片,我们会看到一个产品的每一个部件都是有生命的,这种产品本身和今天的产品就会有差异,未来会出现更多的变化。第二是产品的形态会变。从这点来讲,非物质的内容会成为未来产品一个重要的特质。

生产模式在变化。过去的生产模式会以产品为核心相对固定,生产比较集中,产品相对固定。未来可能是动态组织下的柔性组织模式,我们的产品会是由用户提出要求,整个生产单元会被专业化、分散化,而且互联互通。

生产设备一定会发生变化。过去的生产设备主要是以拓展人的体力为目标,未来的设备不光是拓展人的体力,还会拓展人的脑力。如果人类本身的体力和脑力都被拓展,那么这个世界一定会变样。过去是人操纵设备去干活,未来可能是设备操纵设备、工件操纵设备,甚至是人被设备操纵。

生产者会变化。今天中国的高校基本上是按照工业、行业的方式来组织的,这个模式是不是适应未来?未来的产业如果倒逼,我们培养的模式会发生什么变化?这可能会是一个特征,所以过去每一个人是产品的生产执行者,未来我们可能会是一个创造者、创新者,并且是产品的组织者。因为在这种模式下,我们未来的生产,加上智能机器以后,很多事情不需要人本身来操那么多心。我们知道3D打印,无论是生物的、树脂的,或者是其他的铺切的,或者是烧结的各种形式,解决了一个问题。把工艺藏在设备里头,把工艺藏进去以后,就降低了使用的门坎,就像我们产业会发生变化一样,这个也会发生变化,这个反过来对我们生产者的要求也在发生变化。

消费形态会变化。过去消费者是被动的,生产厂家把产品生产好,消费者到商店去买。未来消费形态会发生变化,消费者希望和供应商来讨论他要什么,反过来讲,它是一个互动的过程:他是消费者,他参与他想要的产品创造过程。这种模式如果发生了变化,可能可能会有新的事情出现。

沈阳机床研究院院长助理赵喆昍

I5系统针对中小企业智能制造诉求

I5系统研发时带进了很多互联网的模式,使得I5在融入互联网生产制造方式上,更加的得心应手。

2007年沈阳机床集团在上海建立了上海研究院,其目的是研发一款运动控制系统,历时7年时间,研发出了今天的I5数控系统。不可否认I5数控系统相对于德国西门子、日本法兰克数控系统来说,是非常年轻的,也有很多不完善的地方。但就是因为它的年龄使他有自己的特色。I5系统最初开始研发的时候是第一次互联网浪潮最鼎盛的时间,于是我们在这个系统的研发过程里,带进了很多互联网的模式,也使得I5在融入互联网生产制造方式时,更加的得心应手。我们也围绕这种特点打造了一些周边相关的信息化系统,来辅助用户。

中国制造业企业绝大部分属于中小型企业,他们面临几个共同问题。一是对于生产技术掌握的并不多,二是资金有限,企业能处理的定单数也非常有限,三是管理水平比较低,四是人才培育方式还是师傅带徒弟。出于种种的原因,导致了现在中国制造企业现状。我们的I5系统针对中小企业的需求制定了一系列的系统,满足他们的需求。

首先,我们实现了信息共享,通过WIS车间管理系统,能够直接读取客户的设备生产状态、加工的情况、效率、能耗以及它的开工率,对于生产企业的老板来说,能够以最直观的方式来管理生产设备和生产状况。其次是资源协同,通过我们的管理系统可以直接看到在世界各地有多少I5系统以及现在它大致的状态。如果这个时候大家能够互相看到彼此的生产资源,实现生产资源的共享,在很多情况下大家可以利益互惠。那些生产力不足的企业,可以看到有生产闲置资源的企业,他们可以进行生产的互惠,提高生产效率。再次是技术分享,我们与一家(CAM)软件公司做了一款产品,把基于机床编成的软件,通过云服务的形式搬到了云平台上,中小企业只要通过按次收费的方式,打开电脑的浏览器就可以使用这款软件。同时可以使企业之间的技术人员实现技术交互。

我们围绕中小企业的需求,开发了一系列的信息化设备之后发现,把所有的功能连接在一起,可以实现一个更大的目标,就是我们正在尝试推出的SESOL9平台,它是为线上形式、为社会生产资源提供远程的智能工业和工程服务。

北京铭龙天同科技有限公司董事长高树公

解决互联网+制造痛点催生新商业模式

智能制造的难点,就是参数化设计的产品库与工艺的深度融合。

北京铭龙与数码大方通过过去两年的合作,主要在互联网+制造业领域挖掘机会。

我们理解的互联网+智能制造,一是要发挥互联网连接一切的特点,从用户的需求到设计师、到工厂环节都连接起来。二是要把互联网+制造变得简单,我们现在简单到什么程度呢?我们对自己的要求是一键定制,只要按一键就能够制造出来,而不需要中间过程。三是智能3D,在强调用户定制的时代,用户需求来了之后我们迅速反应按需生产。我们必须把基于创意可变形的,或者可参数化设计的产品库放在云端,用户可以随意去改变尺寸和它需要改变的内容。四是要懂得工艺,懂得制造的过程中如何把需求与工艺深度融合起来。

在工厂环节,我们必须有支持这样的设备才可以,这个设备的名字是PCS系统,支持互联网的运动控制系统,从运动控制到自动定位、从传感器到机器能正确的识别,进行工业加工,整套系统构造起来,这是我们理解的互联网+智能制造。

我们双方的合作有两个切入点,第一个切入点是从古老的木匠开始合作,就是我们怎么来做家具?第二个切入点是个性化定制的产品,我们现在叫小工匠的产品定制。我们合作的亮点是针对刚才所讲的用户在智能制造中遇到的难点来做。

我们主要是做一个云的产品库,把设计跟工艺深度融合,就是只要有原创的设计就可以了,大量的、90%的设计师可以去做其他事情。

从创意到智能制造意味着什么?意味着要重新设计和重新做工艺,把CAD、CAM软件淘汰掉,把它藏在云端。对于普通用户来讲,他没有必要知道什么是CAD、CAM软件。在制造环节中,我们把文件操作彻底消灭掉,自动地拆除和配置工业软件,直接跟智能设备连接起来,用工件来驱动机器进行智能制造。从移动端到制造端,整个过程中,是通过互联网和云建立连接的。

整个智能制造的难点,就是参数化设计的产品库与工艺的深度融合,也就是说必须懂得3D实体设计和核心数控技术才可以。我们找到了中国最好的、最牛的做3D技术的数码大方一起来做这件事情,所以我们节省了很多时间。

第二个难点,就是工件驱动机器加工。工业4.0需要工件编码这样的技术,我们在这方面做了一系列的探讨,让机器能够识别编码。我们目前做到用二维码实现,未来我们还要做无线芯片。

第三个难点是自动定位技术,怎样才能把工件定位到正确的位置上。

最后一个难点是连接一切,把所有一切连接在一起。现在已经实现从云端到智能服务器、再到结点和传感器的连接,我们坐在任何一个位置上都可以知道这个机器的状态。

两年多来,我们做了一些具体化的产品,并且找到了天使用户,不断地迭代,从中小企业开始,现在我们开始放大这样的商业模式。

金航数码科技有限责任公司副总经理徐保文

自主工业软件发展需要恶补

现在我们缺乏建立模型的工具,而且这些工具大部分是国外的软件,所以要“补课”。

互联网能够为传统行业带来哪些驱动力呢?我觉得有三个驱动,一是新的信息基础设施会使IT软件和硬件的成本越来越低;二是出现新的生产要素,数据或者信息也已经成为了我们的一种原料;三是有新分工形态,很多案例都说明互联网会改变人和人、企业与企业之间的协作方式。智能制造也是三个方向——数字化、网络化和智能化,数字化是基础,网络化是支撑,智能化是方向。

工业技术一般由过程、方法和装置这三个部分组成,当然还有产品。过程的自动化、智能化会带来业务系统软件,包括ERP、PBM;方法的数字化,会通过像CAD、CAM或者是CIM等类似软件来实现;智能装置或产品的智能化,会带来嵌入式软件。

自主工业软件的发展重点是什么?智能制造是未来的目标,我们一直认为现在离智能制造差距还非常远,我们需要补的课非常多,特别是在工业软件方面。我们谈到智能制造要数字化、网络化、智能化,其中数字化是基础。西门子认为未来企业是基于模型的企业,就是企业的产品、工厂生产线、车间、装备、资源,包括人员等各类东西都要建成模型,并且是可以模拟的。在整个工厂运行之前,整个产品生产出来之前都是可以模拟的。而现在我们连建立这种模型的工具都没有,而且建立这些工具的时候使用的也是国外的软件。所以要“补课”,要大力发展工程类软件,我们需要管理、方案设计、详细设计、工艺设计和研发业务管理等软件。在专业工程方面,我们要发展大型的CAD软件和大型的工程分析软件,这些东西中国不发展,我们的制造业不可能发展起来。

航空对工程软件有哪些迫切的需要?第一个是全面支撑基于模型的系统工程,这是我们未来进行大型装备研制最基本的系统,或者是最优的一种流程。第二个是要构建基于数字样机的集成研发环境,在全虚拟的状态下进行产品设计,最终实现在飞行前就知道飞机能够达到相应的功能和性能,能够被制造体系生产出来。第三个是解决基于模型的定义,这是MBD产品协同研制的关键问题。现在飞机和发动机生产设计已经采用了MBD的方式。设计过程是采用三维模型,所有的制造信息和管理信息都在这个模型里面。此外,还要支持基于模型的工艺设计,要实现集团性的产品研制协作。

中国电子报,本版文章由本报记者刘晶根据录音资料整理

评论(0)

您可以在评论框内@您的好友一起参与讨论!

<--script type="text/javascript">BAIDU_CLB_fillSlot("927898");