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智能制造装备行业技术特点及技术分析

2016-02-04编辑:

近年来部分国内企业坚持自主创新,着力提高技术研发水平,并与国外先进企业积极合作,在一些领域内的智能制造成套设备方面取得了重大突破。

1、行业技术特点

智能制造装备是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。整个产业涵盖从关键智能共性基础技术(如:高档传感器、液压件等关键零部件、元器件)到测控装置和部件(如:智能仪表、高端自控系统、数控系统等),再到智能制造成套设备几个方面。

在关键智能基础共性技术方面,行业的特点主要体现在高精细化、高准确性、高精密度、高可靠性、高耐受性等方面,不同的零部件可能会有不同的侧重要求。在生产上就体现出需要高精度的加工设备、采用符合高要求的原材料、采用新型工艺、掌握关键的基础技术原理等特点。

在智能测控装置和部件方面,感知系统、自动控制系统、机器人、智能仪表等分别属于完成感知、决策、执行功能的核心部件。行业的特点是:大量采用新原理、新效应、新材料;技术上体现信息化、集成化,采用软硬件结合的方式完成系统控制;采用光机电一体化的技术完成检测工作;采用高速精密传动技术与部件、高端液压部件、伺服系统等保证系统的可靠性、灵敏性;采用不同类型的工业机器人准确、高效完成专业工作等,涉及的技术极为广泛。

在复杂智能制造成套设备方面,行业最明显的特点是整体化的设计、多系统协同与高度集成化,全面应用关键智能基础共性技术、测控装置和部件,通过整体集成技术来完成感知、决策、执行一体化的工作,并根据在不同行业内的应用而体现巨大的差异化特性。概括如下:

(1)智能化

产品的智能化主要体现在全自动运行管理、复杂工况处理、系统自检、控制系统的适应能力等几个方面。通过采用PLC、计算机、通讯网络和各种高效、准确、可靠、可视的检测、监控、控制装备,配合自主研制、开发的PLC、HMI和计算机软件,实现整套系统的智能化控制;通过采用机器视觉技术实现了对复杂工况的感知、判断与处理决策;具有故障自检测功能,出现故障时能够及时发出报警并保护设备处于安全状态;控制系统具有自适应功能,能适应上游生产线输送过来的多种规格产品。

(2)模块化

模块化是根据不同独立单元的功能,依据不同用户的需求可进行灵活多变的组合,满足不同的生产需求。从设计上把系统的各个功能单元进行规划,综合各种使用条件下的功能分布情况,按最优化性能指标进行功能划分、整合,创建各功能独立存在方式及接口方式,进行模块化设计。不但满足客户的不同需求同时在成本上进行合理的控制。

(3)高协同性

智能制造成套装备的高协同性主要体现在两个层面,一个层面是产品的协同性,每一套产品都是根据客户的特性、需求、客户产品特点、不同的上游生产设施以及相关环境资源的影响进行配置、设计、生产,达成客户整体生产系统的协同性运作;一方面是数据的协同性,通过产品的上位机软件能完美地集成到工厂的ERP系统中,实现工厂产品数据的统一管理,并通过对工厂产品数据的处理实现了数据的二次开发,能及时发现生产的异常情况。

(4)立体维护模式

通过系统自检测系统的报警、现场生产管理人员的监测、公司技术人员通过互联网对系统实施远程诊断、技术人员现场维护等多种方式保障设备的正常运转,配合系统本身的高稳定性、高可靠性共同实现对客户系统的运行稳定性保障。

 智能化.jpg

2、行业技术水平

工业发达国家始终致力于以技术创新引领产业升级,美国、德国、日本等工业发达国家在数控机床、测控仪表和自动化设备、工业机器人等方面具有多年的技术积累,优势明显,特别是高端装备优势尤为突出。国际上智能制造装备技术优势主要体现在三个方面:一是拥有为制造装备和制造过程提供智能化技术支撑的一批共性、基础性关键智能技术的优势,包括新型传感原理和工艺、高精度运动控制、高可靠智能控制、工业通信网络安全、健康维护诊断等;二是拥有机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件的技术优势;三是具备重大智能制造成套装备的技术优势。

我国智能制造装备产业较为薄弱,在关键的共性、基础智能技术方面,智能制造装备整机和成套设备配套的关键零部件、元器件仍大量依靠进口。为高档数控机床配套的高档功能部件70%需要进口;高档传感器市场全部被国外产品垄断;大型工程机械所需30Mpa以上液压件全部进口,大型装载机进口部件占整机价值量的50%~60%。在智能测控装置和部件方面,重大技术装备用仪器仪表基本被国外垄断,对外依存度达到40%,其中高端产品对外依存度更是达到70%。机器人和高端自动控制系统的95%、高档数控机床的90%、高档数控系统的95%的市场份额被国外产品占领(数据来源:《智能制造装备产业发展现状、趋势及投资机会分析》中国证券监督管理委员会网站,2012年3月30日)。

在重大智能制造成套设备方面,国内整体技术水平、设计与集成能力等方面都逊于发达国家先进企业。近年来部分国内企业坚持自主创新,着力提高研发技术水平,并与国外先进企业积极合作,在采购国外核心基础部件、测控装置的基础上,成套设备开发生产水平提高较快,并在一些领域内的智能制造成套设备方面取得了重大突破。

综合而言,我国的智能制造装备产业初步形成了以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的产业体系,整体产业还处于发展初期,未来发展空间巨大,同时面临国际竞争的巨大挑战。

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