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数字经济正深刻改变着人类的生产和生活方式,成为促进经济转型发展的新动能。当前,中国机械制造业正面临由量到质的转型挑战。作为推动经济高质量发展的强大引擎,数字赋能正成为中国机械制造业抢占新形势下发展先机,迈向全球价值链中高端的重要途径。
西门子(中国)工厂自动化事业部生产机械业务总监段诚
数字化技术触发机械制造产业新一轮变革
机械制造业水平与规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一, 机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展。近十年来,随着科学技术的迅速发展和制造环境的变化,尤其是以计算机和信息技术为代表的高新技术的广泛应用,中国机械制造业的综合技术水平有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在阶段性的差距。集中反映为制造工艺落后、工业软件的利用率较低、工业装备老旧等。进入新的发展阶段,机械制造企业也在积极寻求变革,一批先进企业已经利用数字化手段走在了行业前列。
以大国重器的典型制造业企业——济南二机床集团有限公司(济南二机床)为例,其借助数字化技术不断推陈出新,在机械压机及伺服压机领域取得国际竞争优势,数字赋能为传统机械制造企业带来的价值已经得到初步体现。
济南二机床通过机器仿真对新设备进行虚拟调试,成功将编程调试时间缩短30%。它利用西门子压机解决方案中的工艺仿真软件,提前规划运动曲线,提升生产节拍,使生产效率提高了10%。虚拟调试及仿真软件的应用,一方面使机器具有更高的生产率与竞争力,另一方面避免了传统机电调试带来的高成本、长周期以及难以提前验证机器性能的问题。
北京奔驰汽车有限公司(北京奔驰)的乘用车生产制造基地具备全球领先的冲压设备和冲压线。随着产能不断提升,北京奔驰希望持续深化精益生产理念,其中通过运维管理的升级来提高生产设备的可用性成为关键着力点。尤其是在冲压车间内,冲压设备的个头大、价格贵,这意味着备件的准备和设备的维修都比较耗时耗力,甚至严重影响整体生产节拍。如果能在故障发生之前或稍有征兆时就提前处理,避免非计划停机,显然可以有效保障工厂稳定、高效地生产,并降低运维成本。如此,“预测性维护”应运而生。
“预测性维护”可以助力企业减少非计划停机,降低运维成本并提高生产效率,从而借此建立差异化的竞争优势。来自西门子数字化工业集团客户服务事业部、西门子中国研究院与北京奔驰的专家团队,携手为北京奔驰冲压车间产线打造了压机智能预测性维护系统,实现了基于设备运行数据(尤其是振动数据)分析的预测性维护。得益于该系统,北京奔驰能够借助该系统实时收集设备运行信息,预知关键设备的潜在风险,从而科学地制定最优维护计划,帮助工作人员高效安排运维工作。自正式上线以来,该系统已经帮助北京奔驰先后成功预测了几次设备故障隐患。
越来越多像济南二机床和北京奔驰这样的行业先进企业纷纷进行数字化转型,带动更多企业奔赴数字化未来,进而触发新一轮产业转型升级浪潮。西门子凭借自身深厚的技术积淀为中国机械制造业客户提供成熟的产品及行业数字化技术解决方案,产品及方案涵盖从机器设计、加工、调试到生产维护的机器制造生产全生命周期,提供包括基于NX MCD的机电一体化概念设计、基于SIMIT+PLC SIM Advance的机器仿真、基于WINCC SCADA的生产管家及边缘计算和人工智能等数字化应用。未来,在数字化技术的助力下,机械制造企业将朝着更高灵活性和可靠性、更稳定产品质量、更快生产效率、更短上市时间的方向不断迈进,实现高质量发展。
人工智能技术与机械制造业将走向融合
人工智能技术与机械制造业的深度融合也正在成为机械设备智能制造的发展趋势。虽然从机械制造行业应用来看,人工智能技术尚处在探索阶段,但其发展迅速,拥有广阔的想象空间。二者的紧密结合将催生出效率更高的新生产方式。
在机械制造领域,企业通过运用人工智能、大数据分析和视觉系统生成智能算法,实时优化工艺参数,提高产品质量,提升市场竞争力。西门子助力光伏行业重要企业北京京运通科技股份有限公司利用工业人工智能技术,对长晶炉拉晶过程进行趋势预测、滚动寻优和增强控制,最终成功生产出“智能”单晶硅棒。经过持续智能优化,晶棒综合成活率提高,稳温时间缩短,直径公差变小,平均单产得到提升。人工智能技术在生产实践中逐步替代了在恶劣现场环境下工作的操作人员,既让设备操作摆脱对人的依赖,又降低了操作人员的工作强度,使设备变得更加高效智能,从而在竞争激烈的行业里占据先机。
应用型创新助力机械制造业持续升级
数字化转型以及智能制造是大势所趋,但对大多数机械制造企业来说,如何利用创新技术打造符合产业转型需求和新商业模式的智能机器,以及如何快速培养更多懂工艺并谙熟数字化技术的新型工程技术人才仍是亟待解决的难题。
为此,西门子着力打造了以生产机械客户数字化转型需求为导向的先进的生产机械技术应用中心,为广大机械制造企业提供集机器设备创新研发、虚拟仿真、方案验证和人才培养为一体的全新平台。在技术中心,企业在机电一体化及数字化实践中遇到的难点问题将会通过西门子不断更新的机电模型得到实践验证,研发出创新型解决方案,并使客户工程师快速熟悉并掌握西门子数字化方案套件,助力企业实现数字化创新快速落地。
以“矢志创新,技精于用”为理念的西门子生产机械技术应用中心将不断开展与机械制造业企业在创新方案上的合作,并将成为西门子与企业工程技术人员联合开发先进数字化解决方案的工作站,为工业生产机械赋智,为企业数字化转型赋能。
从推进信息化与工业化深度融合到构建“双循环”新发展格局,中国制造业正从大规模低附加值的“世界工厂”向自主创新的“中国智造”转变。中国的机械制造业正在为此进行一场数字化转型之战,以开辟出更加广阔的蓝海,向全球价值链的中高端挺进。作为数字化技术推动者,西门子也将持续加速前沿技术开发及应用,探索创新商业模式,携手制造业合作伙伴推动“数智化”进程,构筑更加美好的生活。
作者:西门子(中国)工厂自动化事业部生产机械业务总监段诚
来源:荣格-《智能制造纵横》
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