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我国离散自动化制造寻求发展道路

时间:2021-08-18 来源网站:南阳化工机械网

我国离散自动化制造寻求发展道路

改革开放以来,我国的制造业获得了连续三十多年的高速发展。尤其在流程工业自动化系统的自主化方面,可以说已经取得了阶段性的胜利。然而不同于流程工业,我国离散自动化市场却仍在艰难摸索发展道路。运营效率面临挑战低成本优势逐渐消失。过去的低成本优势,主要靠廉价的劳动力、原料和能源等关键资源以及对环境排放的低要求,我们的低成本并不是因为我们对资源使用的效率高。

近年来,人口老龄化加速了劳动力短缺,再加上新一代年青人从事枯燥重复体力劳动的意愿大大降低,甚至因此产生自杀等极端事件,劳动力成本已经大幅度上升。同时,原料和土地价格上涨较快,环境排放标准不断提高。因此,我国制造业的低成本优势在逐渐丧失,一些工厂开始转移到越南等成本更低的粗放发展中国家,甚至回流至欧美高效率集约发达国家。质量要求大大提高。随着短缺经济的彻底结束,客户或消费者对低质量产品的容忍度下降到零,特别是涉及安全的产品,客户宁愿花高价购买信得过的品牌。排除产品设计质量不谈,就产品制造过程而言,手工环节越多,差错越多,一致性、精度越难于控制,有的车间甚至不能有人活动以保证环境洁净度要求。柔性化生产要求提高。单品种大批量生产,有利于获得成本优势,但无法满足当今客户日益个性化的需求。多品种小批量生产,可以满足个性化的需求,但不利于成本控制。如何既满足个性化需要,又获得大规模生产的成本优势?大规模定制(Mass-customization)的生产模式,基于标准模块,加上针对每个客户的个性化需求,是规模化生产企业满足个性化需求的主要方式。缩短交期并保持低库存。随着竞争的加剧,不断缩短的承诺交期成为制胜的重要因素。同时,制造业已经从过去落后的面向库存生产模式(Make-tostock)转变为面向订单生产模式(Maketoorder),以大幅度降低库存,甚至零库存运行(Just-in-time)。

这些要求,再加上前述的满足客户定制化需求的柔性生产模式,迫使制造企业进行彻底的营流程再设计,并使用信息技术作为基本工具,打通从客户需求采集、售前支持、销售、设计、计划、财务、采购、生产管理、生产线切换控制、物流到售后服务的所谓从客户需求采集到满足客户需求的‘端到端’业务流程。欧美国家积极筹划制造业再升级的威胁。从全球来看,虽然中国制造业经过三十多年的高速发展,但总体还是比较粗放,欧美发达国家依然在引领国际制造业的发展方向,并代表了国际制造业的最高水平。为了在新一轮工业革命中占领先机,在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下,工业4.0项目在2013年4月的汉诺威工业博览会上被正式推出。这一研究项目是2010年7月德国政府《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新。2012年2月,美国国家科学和技术委员会发布《先进制造业国家战略计划》,计划描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,提出了实施美国先进制造业战略的五大目标,明确了参与每个目标实施的主要联邦政府机构。

上述动态,实际上反映的是全球工业革命的时代演进步伐:从机械化、电气化,发展到信息化、智能化。可以说,在工业革命的几次大的浪潮中,我国都处于追赶状态,中国制造业要想在国际上立足,必须加快转型升级,奋起直追,只争朝夕。我国政府也很早就洞悉了这一变革趋势,2002年,首次提出了以信息化带动工业化,以工业化促进信息化的新型工业化道路的指导思想;经过5年的发展和完善,在2007年提出发展现代产业体系,大力推进信息化与工业化融合的新科学发展的观念,两化融合的概念就此形成。

当前,我国的现实情况是制造业的传统自动化水平与发达国家还有很大差距,而西方发达国家已经把制造业转型的焦点放在信息化和智能化上。我们如何追赶,值得研究。甚至在某些行业实现弯道超越,也不是没有可能,存在后发优势的可能性。我们在面对传统意义上的自动化需求时,按照两化融合方针的指引,有效融合传统自动化、信息化、智能化三个方面的发展要求,就有机会在选定的行业做到国际领先。离散制造业发展遇阻改革开放三十多年来,我国制造业通过引进和自主创新的自动化技术的使用,在很大程度上提升了企业的生产效率和产品质量,并降低了资源消耗和污染排放。但是,制造业在采用自动化技术方面所面临的问题也是明显的。流程企业和离散制造业的自动化应用水平不平衡。

总的来说,流程行业的自动化水平总体上要远高于离散制造业。原因主要有两点:一是由工艺特点决定。众所周知,制造业按生产控制工艺分为流程类和离散制造类。流程行业的特征是原料沿管道流动,经过一系列的反应装置,物料在反应装置中依靠能源和化学反应变成目标物质。流程行业发生爆炸和污染环境的风险较高,工厂启停代价高昂,一般24小时乘365天连续运转,典型企业如化工厂和火力发电厂。而离散制造行业,被加工对象是一件件的零件,最后组装成产品,典型企业如电子产品生产。当然,流程行业的后处理阶段,往往又包含离散制造工艺,比如化肥厂的包装、码垛。流程行业和离散制造业在工艺上的这些本质差别,决定了流程行业很难像离散行业那样靠手工操作控制生产过程。二是由我国工业发展优先顺序选择的历史决定。如同一些大国走过的历史一样,必须优先解决各种基础原料和能源短缺的问题,重化工、火力发电等行业成为国家经济发展的先行产业。