工業智能發展報告范文
時間:2024-01-08 17:32:37
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篇1
2004年,根據教育部等國家部委《關于北京大學、清華大學規范校辦企業管理體制試點指導意見》及江蘇省六廳局《江蘇省普通高等學校企業體制改革的意見》文件精神,參照清華大學等兄弟高校的做法,南京大學發文對學校原有的產業管理機構進行調整。原科技與產業處撤銷,成立了科技處和南大資產經營公司,原科技與產業處的產業管理監督職能由南大資產經營公司承擔。自此,由南京大學對公司章程規定的5項特別重要事項行使出資人職責,董事會對公司章程規定的13項“三重一大”(重大決策、重大投資、重要人事安排、大額資金使用)事項進行集體決策,監事會對公司財務、董事會及經營管理層進行監督,南大資產經營公司對持股企業進行股權管理的現代企業管理架構正式形成,正式拉開了南京大學科技產業規范化管理的序幕。南大資產經營公司成立4年以來,加強了對學校經營性資產規范管理,逐步建立起了有效的風險防控體系,為學校科技產業的創新發展奠定了良好的基礎。
突出重點,規范管理
規范人事管理
做好事企人員的分離,理順舊體制下各類就業人員的勞動關系,真正實現“誰用人、誰負責”的新型勞動關系,是高校產業規范建設的難點和重點。做好這項工作需要高校人事部門和資產經營公司通力配合,按照“老人老辦法,新人新辦法”的原則,逐一對企業員工的勞動關系和舊的編制狀況予以確認,即對在歷史過程中形成的不同編制條件下的各類聘用制、合同制人員的事業和企業編制身份予以確認。
規范股權管理
1 嚴格董事監事選派程序,實行董事會前請示制度和董事監事定期報告制度。校級領導一律不得兼任南大資產經營公司直接、間接持股企業的董事、監事。實行董事會前請示制度。實行董事、監事定期報告制度。建立健全董事、監事獎懲機制。
2 規范經營者選聘管理,強化經營者績效考核獎懲。南大資產經營公司全資國有企業的經營層正職、副職(含副總經理、總工程師、技術總監、財務總監等,下同),經南大資產經營公司總經理辦公會議提出聘免建議后提交董事會批準,由南大資產經營公司行文聘免;南大資產經營公司法人獨資公司的經營層正職、副職,經南大資產經營公司總經理辦公會議提出聘免建議并提請該公司董事會審議、聘免;南大資產經營公司絕對及相對控股公司的經營層正職、副職,經南大資產經營公司總經理辦公會議提出聘免建議并通過選派的董事予以貫徹。
3 對南大資產經營公司全資國有企業一次性達到50萬元的固定資產投資、產權收購、股權投資等重大投資、大額資金使用、借貸、對外擔保、抵押,實行由南大資產經營公司審批管理。對南大資產經營公司法人獨資公司、絕對及相對控股公司一次性達到50萬元的固定資產投資、產權收購、股權投資等重大投資、大額資金使用、借貸、對外擔保、抵押,實行報送南大資產經營公司備案管理。
4 南大資產經營公司全資國有企業經審計后的年度稅后利潤分配方案,經企業經營層辦公會議擬定,報南大資產經營公司批準。南大資產經營公司法人獨資公司經審計后的年度稅后利潤分配方案,經該公司董事會擬定。報南大資產經營公司批準。南大資產經營公司絕對及相對控股公司經審計后的年度稅后利潤分配方案,經該公司董事會審議、股東會批準,報南大資產經營公司備案。
5 建立健全國有資產投入、退出機制,促進國有產權合理流動。根據實際情況,南大資產經營公司應擇機適時轉讓所持部分或全部國有股權,收回資金,用于成果轉化與產業化的再投入,形成良性循環和可持續發展。南大資產經營公司所持國有股權的轉讓,按規定履行國有產權評估及備案、轉讓審批、掛牌交易等各項手續。
6 南大資產經營公司全資國有企業、法人獨資公司、絕對及相對控股公司,應按月(次月15日前)報送真實完整的月度會計報表。南大資產經營公司參股公司,應按季(季后次月15日前)報送真實完整的季度會計報表。南大資產經營公司投資企業,應于次年首月25日前(上市公司于公告次日)報送經中介機構審計的、真實完整的年度財務會計報告。
7 擬對南大資產經營公司全資國有企業、法人獨資公司、絕對及相對控股公司試行會計委派制,由南大資產經營公司依法依被委派企業章程委派合適的財會人員出任其財務負責人或會計人員。
8 南大資產經營公司原則上不與學校之間發生重大關聯交易、資金拆借、互相擔保等經濟行為。南大資產經營公司不得為其非控股企業的貸款提供經濟擔保;為其持股超過51%的控股企業貸款提供經濟擔保的,擔保總量不得超過南大資產經營公司凈資產的50%。
規范冠名管理
大學校名和學校標志性建筑物應當作為學校的無形資產歸資產經營公司統一管理,學校根據教育部《關于積極發展、規范管理高校科技產業的指導意見》有關要求,結合學校產業實際情況,出臺了《南京大學關于企業冠用校名管理的暫行規定》,在企業冠用校名管理上,實行嚴格控制,規范管理。
設立“防火墻”,健全有效的風險防控機制
建立理性的投資決策機制
南大資產經營公司組建后,規范了學校對外投資方式,學校不再作為投資主體直接進行對外投資,凡以學校的有形、無形資產對外投資新辦企業,一律由南大資產經營公司作為投資主體規范出資、持股,即先由學校對南大資產經營公司增資,再由南大資產經營公司對投資企業出資、持股。學校對南大資產經營公司增資、南大資產經營公司對外投資,均按國家法律法規、政策規定履行國有資產評估及備案、投資審批、非經營性資產轉經營性資產審批、產權登記等各項手續。
學校院、系、所、處、室等內設機構不存在直接對外投資的情況,保留的原院、系、所、處、室管企業均已劃轉到資產經營公司,不保留的原院、系、所、處、室管企業則予以關停。
學校對企業一律不予經濟擔保。資產經營公司章程已對為所出資企業提供擔保作出了明確、嚴格和有保障措施的規定。
逐步建立有效的風險防控體系
南大資產經營公司在校級領導持股、兼職管理上,嚴格按國家及主管部門規定執行。規定除作為技術完成人外的校級領導,一律不得通過獎勵性渠道持有企業股權;所有校級領導一律不得出資持有企業股權,一律不得在南大資產經營公司持股企業中兼任職務。
資產經營公司已實行財務報表規范合并制度。正在對南大資產經營公司全資國有企業、法人獨資公司、絕對及相對控股公司試行會計委派制,由南大資產經營公司依法依被委派企業童程委派合適的財會人員出任其財務負責人或會計人員。對企業績效考核、風險預警控制機制正在研究、建立之中。
深化改革,創新發展
理念創新是前提
高校創辦企業是適應我國國情,實現教育、科技、經濟緊密結合的有效途徑,對知識創新、教學科研和人才培養有重要作用。發展高校科技產業決不是權宜之計,對于強化高校在地方和國家創新體系中的地位、提升學校的競爭力、擴大高校的知名度有著重大意義。只有更新觀念,不斷增強發展高科技,實現產業化的歷史責任感、使命感和緊迫感,放棄過去那種重科研、輕轉化的思想,提高市場意識、風險意識、競爭意識和合作意識,才能把高校科技產業放在與教學、科研同等重要的地位看待,保證科技產業持續發展。作為代表學校行使管理職能的高校經營資產經營公司,“理念創新”更為重要。
科技創新是關鍵
篇2
【關鍵詞】中國制造2025 智能制造 研究生 模式培養
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)06-0005-02
現階段,智能制造工程作為《中國制造2025》的五大工程之一,與制造業創新中心建設工程、工業強基工程、綠色制造工程以及高端裝備創新工程一同對整個制造業的轉型升級起到引領作用。[1][2]其工程目標在于:到2020年,制造業重點領域智能化水平顯著提升;到2025年,制造業重點領域全面實現智能化,試點示范項目運營成本降低50%,產品生命周期縮短50%,不良率降低50%。人才為本是《中國制造2025》的五項基本方針之一,“健全多層次人才培養體系”也是其扶持政策之一。面對當前社會與國家的需要,培養出社會與國家所需要的智能制造方向的人才的重任自然而然地也就落到了各大高校的肩上。雖然目前各大高校為響應時代的號召及社會的需要,開設了智能制造方向的研究生培養計劃,但觀其模式及現狀,不難發現有如下不足之處:第一,缺乏高端融合型的培養人才,很難符合當前制造業所需的能將制造技術和信息技術相互融通的需求。第二,師資配置難以滿足人才培養的內在需求。第三,產學研模式的水土不服,企業與研究單位仍需進一步加強解決現階段雙方在合作層面出現的問題。為此,文章結合社會需求,針對現階段面對智能制造方向的研究生的創新能力培養模式,提出若干建議。
一、智能制造對研究人才的要求
智能制造從其組成來看可包含一“大”一“小”兩個概念。“大”指的是智能制造系統,“小”指的是智能制造技術。智能制造的核心是“智能系統”,智能制造的基礎則是智能技術。[3]智能制造專業研究人員需要具備如下三方面的規格要求:知識規格要求、能力規格要求、素質規格要求。[4]
從知識規格上來看,研究生首先應具備完整的知識結構。智能制造是高度工業化與信息化的產物,由于面向智能制造的研究生培養在中國也處于剛起步階段,其本科多來源于機械工程、信息工程、計算機工程等相關專業,對各學科之間的相關基礎知識有待補充以形成面向智能制造的完整的科學知識體系。其次,智能制造是在傳統制造業上進行的一次信息化升級,對于各學科的學生來說需要擁有適應量化的深入融合的信息技術知識以制造業實際生產需要。
從能力規格上來看,研究生應具備突出的工程實踐能力。現階段的研究生培養多重理論,輕實踐,但智能制造的發展不論是從技術上來說還是從系統上來說,都離不開人的實踐。脫離了實踐檢驗的理論最終也難以產生知識價值的體現。其次,隨著制造業的全球化發展,任何國家都再難以獨自“閉門造車”,智能制造的高度是各學科知識的融合,該方向的研究生還需具備一定的國際交流能力與工程領導能力以適應日后國際化交流合作的需要。
從素質規格上來看,研究生需要具備強烈的改革創新意識。創新是推動制造業發展的源泉,也是具體產品的核心價值所在,在智能制造中更是附加值最高的體現。愛國敬業與可持續發展的社會責任感是當今高素質人才的內在要求。同時,良好的質量、安全與服務意識將更好地推動智能制造的發展。
二、學科能力建設
當前,智能制造的發展可以從智能制造的始端、智能制造的過程、智能制造的管理以及智能制造產業四個方向著手進行學科能力建設。
第一,培養具備一定的專業軟件與工具的研發能力的人才,從智能制造始端推進,讓研發設計為智能制造提供有力保證。智能制造系統(IMS)是基于各項智能制造技術(IMT)集成發展的系統。與智能制造系統相關的智能化軟件及工具也是當今各工業國家所研究的重點。智能制造系統(IMS)也是一個動態不斷發展的系統,這樣的發展伴隨著智能制造技術(IMT)的前進而前進的,具備智能化軟件和工具的研發能力,將為智能制造系統的產品升級換代起到驅動作用。學校及科研單位在此方面,應提供相關的培訓,開設相關的課程,聯系工程應用給予研究生實踐機會。
第二,培養具備一定的實踐綜合應用能力的人才,在智能制造的過程中推進。現階段一個完整的IMS系統由各子專業智能制造單元組成,而智能制造的綜合應用也是在子專業智能制造單元的實踐應用后進行有機的整合。研究生應將現階段取得的理論結果應用到工程實踐中,以便對現在所取得的階段性成果進行反饋校正更新,進而推動智能制造的發展。學校及科研單位,應主動聯系相關企業或在政府的協調下,幫助企業進行升級換代,在導師的帶領下,讓該方向的研究生主動實踐,以提高這方面給的綜合應用能力。
第三,培養具備一定的管理能力的人才,在智能制造中對生產進行控制。IMS系統是多個子單元集合,對于不同子單元進行合理的管理控制,是保證產品生產與質量控制的核心。該方向的研究生應掌握一定的方法及相應的研發能力,使企業資源計劃ERP(Enterprise Resource Planning )與制造企業生產執行系統MES(Manufacturing Execution System)擁有智能化控制的功能。學校及科研單位針對工科專業的學生,應開設相應的管理類課程,以培養學生在這一方面的理論基礎。
三、創新能力培養
創新能力是智能制造發展的內在核心動力。創新的源泉在于知識體系的交叉、基于原本知識更深層的發現以及未知領域的開拓。縱觀智能制造的發展可知,智能制造源自傳統制造業中的信息化應用,因而在智能制造中的創新力主要還應來源于知識體系的交叉融合以及更深層的知識發現。
第一,創新能力源自知識體系的交叉融合。現階段的研究生培養的具體形式大致可分為:課程設置、導師指導、學生自學;校企合作、行業論壇、學術報告等六個方面。
課程設置、導師指導、學生自學:首先應開設基礎知識,保障該方向研究生具備一定的知識融合能力,作為儲備知識為創新提供保障。智能制造是工業化與信息化融合的整體,面向智能制造的研究生在本科階段受專業素質所限,對于相關的知識領域缺少必備的知識儲備,難以達到智能制造業中對高度融合型人才的實際需求。故此,學校在這一方面應給與其必要的指導及訓練。其次,鑒于智能制造所涉及的范圍十分寬廣,而學生在其培養期內的時間有限,導師應盡早幫助學生明確在讀期間的研究方向并予以相應能力的培養與指導。作為學生,應結合導師指導,儲備并鞏固相關的專業基礎知識,豐富自己所在領域的知識,同時通過論文、學術報告、行業論壇等多種形式了解行業動態,結合校企實踐,進行科研創新。
第二,創新能力源自原本知識更深層的發現。
根據智能控制“智能增加精度降低”的原則,以知識集成、通訊、協調等為例的高層控制目標,層次越高、智能化及其對應的制造精度也就越低;反之,智能系統所處的層次越低,對制造精度、反應速度以及信息處理的時間要求也就越高,其智能的難度也就越大。[5]因此,智能制造的創新能力可源自智能制造系統中的中低層探索。與之相關的校企合作、行業論壇、學術報告等相關方面的研究生創新能力培養環節可圍繞著這個方向進行。學校與企業之間可聯合進行相關項目的攻關創新,校企合作、行業論壇、學術報告可為該方向的研究生提供一定的理論及實踐機會、掌握行業動態、了解智能制造相關方面的相關進展,從而為其創新能力提供幫助。
四、師資能力培養
機器的智能是人賦予的,是人的智力的物化,只有人與機器有機高度結合。才能實現制造過程的真正智能化。從耗散結構理論和進化論的觀點來看,要讓機器具有較高的智能行為,那么,首先是依靠人來向系統引入負殤流,即通過人工移植必要的基本知識,使系統具備主動學習和積累新知識的基礎和能力,然后進行自我主動學習、積累與拓展。[6]師資能力的培養,在人才建設與智能制造領域中起到了十分關鍵的作用。對面向智能制造的研究生導師的培養,特有如下建議:
第一:校企聯培,掛職實踐,積極參與到智能制造的實際構建中,提高導師自身理論聯系實踐的能力。“實踐是檢驗真理的唯一標準”。學校或科研單位應積極安排導師參與到企業智能制造的構建之中,我國的智能制造一定程度上在核心關鍵技術和問題上還長期依賴于國外的引進和套用,缺少屬于自己的專家人才與關鍵技術,企業在遇到技術難題或項目難關時也應該積極與學校或科研單位的相關導師取的聯系,理論結合實踐性的探索智能制造在實踐中可能碰到的問題,這不僅豐富了當今以青年導師為主的師資隊伍,同時也減少了企業因技術依賴等問題而產生的高額開銷。
第二:伴隨著制造業的全球化發展,要努力提高導師雙語教學的能力與教育研究的能力。
《中國制造2025》緊跟美國在工業化、德國工業4.0等提出。在智能制造這一方向,伴隨著制造業的全球化發展,我們還有很多內容及知識需要向國外借鑒。在培育這一方向的研究生人才時,導師應加強自身的雙語教學能力。一方面,學校或科研機構要加強對青年導師在基礎英語方面的培訓與提高,借此來提升他們的口語表達與交際能力,另外也要注重他們對專業英語的培訓以及應用。做到能讀懂掌握專業范圍內的文獻資料、把握專業國際趨勢,提升教學與國際同步的能力。
五、結論
面向智能制造研究生人才的培養首先要了解智能制造對研究人才的要求,應包含知識規格、能力規格以及素質規格三個方面。創新能力的培養是研究生培養中最為關鍵的一部分,如果結合智能制造創新力的本源除法,可以從知識體系的交叉融合以及更深層的知識發現兩方面去提高創新能力的培養。伴隨著導師隊伍逐漸年輕化,青年導師漸漸占據了導師的主體,因此,在青年導師的實踐能力建設、雙語能力建設以及教學工作建設上也應該有相應的改革。
參考文獻:
[1]Weiming Shen,An updated review:Applications of agent-based systems in intelligent manufacturing, Advanced Engineering Informatics, 20(2006)415-431
[2]《中國制造2025》.機械工業出版社.2015.10
[3]嚴英仕,楊愛民.智能制造技術與信息化技術的結.2014中國家用電器技術大全.2014
[4]靳晨,適應新型工業化發展需要的工程科技人才培養體系研究,哈爾濱理工大學,2015.3
[5]李圣怡,智能制造技術與智能制造系統.國防科技大學學報.1995.6
[6]姚賜凡,陳統堅.新技術革命與智能制造技術.中國機械工程.1997.7
基金支持:
1.國家科技支撐計劃課題:基于SOA和物聯網技術的制造業信息化關鍵技術研究與應用示范(2012BAF12B14)
2.貴州省重大科技專項:移動互聯網流媒體實時交互平臺關鍵技術研發及產業化(編號: 黔科合重大專項字(2013)6019)
篇3
同時,國內工業軟件創新能力亟待提升,工業企業信息化應用兩極分化問題依然突出,工業云專業服務不能充分滿足工業發展實際需求等問題仍制約著兩化深度融合。
對于2014年下半年兩化融合發展面臨的新形勢,賽迪智庫做出四點預判,并提出了加快推動高端工業軟件發展,加大工業領域互聯網應用創新的支持力度,開展智能工業試點示范等對策建議。
互聯網基因
加速滲入生產業
2014年,信息網絡技術的不斷升級與廣泛融合,加速互聯網應用向生產業各個環節的滲透和擴張,推動了生產業從技術手段、服務內容、到商業模式的創新發展。
在金融行業,金融服務通過數據挖掘、仿真模擬技術實現產品創新,推出Wecash等小額貸款授信服務,積極探索全新的網絡信貸模式。現代物流中,可利用4G應用、傳感器技術實現智慧化建設,布局物流網點可視化管理運營平臺,推廣供應鏈全程可視化服務。而電子商務企業則積極發展移動電商服務,如騰訊推出微購網微信商城平臺,為企業提供基于微信的移動電子商務整體解決方案。外包服務使用互聯網進行跨國貿易,實現出口業務的增長,2014年1-4月,軟件外包出口增長率達20.2%。賽迪智庫預計,2014年下半年,金融服務、智慧物流、電子商務、外包服務等將持續創新,帶動生產業的快速增長。
O2O為互聯網與制造結合熱點方向
隨著互聯網與工業的深度融合,工業企業紛紛尋求C2B、O2O、網絡協同等互聯網新模式構建新型工業生產方式。
2014年,家電、家具等行業率先實現C2B轉型和業務創新,推動制造模式從大規模制造向個性化定制、定制化眾包生產、按需制造等方向演進,融消費者需求于個性化產品生產當中。越來越多的制造企業通過O2O搭建起與消費者之間的線上線下雙向互通平臺,逐步建立以服務為核心的產品設計和整體解決方案,拓展在線實時監測、遠程故障診斷、工控系統安全監控、網上支付結算等增值服務,實現服務化轉型。網絡協同制造促進研發、生產、物流等產業鏈各環節優勢企業資源的整合,轉變傳統的集中生產為網絡化異地協同生產。
賽迪智庫預計,2014下半年,C2B、O2O、網絡協同仍是互聯網與制造相結合的熱點方向,將引發工業生產方式深刻變革。
智能工業發展更進一步
隨著兩化融合向更深層次和更廣領域拓展,以智能設計、智能制造、智能運營、智能管理、智能決策和智能產品為主要特征的智能工業將進一步推廣。
一方面,3D設計及打印技術的升級,將幫助設計師在產品設計階段模擬消費體驗,直觀獲取產品性能與用戶需求匹配與否的信息。另一方面,國家政策向好、工業需求釋放、人力成本上升等積極因素將促進工業機器人市場擴大,中高端工業機器人在汽車、電子、化工、家電等行業將得到廣泛深入應用。
此外,裝備制造業將逐步建立智能化、集成化的供應鏈系統,建立面向產品全生命周期的虛擬制造、敏捷制造、智能工廠等新型制造模式。化工、輕工等高污染行業也將建立完善智能排污監控系統,實現智能排污自動監控裝置、水質數據監控裝置、水質參數檢測儀等設備的集成應用。
而智能家居、可穿戴移動設備等智能產品應用目前已經延伸至我們日常生活的方方面面。
大數據推動工業信息化升級
目前,物聯網、工控系統等工業信息化應用成熟度迅速提升,行業數據規模不斷擴大,大數據應用正成為推動工業企業智慧升級的重要方式。
篇4
智能制造之所以這么重要,原因在于智能制造將以極高的生產效率以及實現規模化定制,改寫當前制造業的生產模式。而德國的工業4.0,美國基于物聯網的3D打印體系,都已經在構建新的制造業規則。
2017年中國家電及消費電子博覽會(下稱AWE)上,海爾首次向外界展示其轉戰互聯網10多年來的探索成果:從打造中國版的工業互聯網平臺,到涵蓋161個場景的全球首套全場景互聯互通智慧家電的上市開賣,再到以六大品牌協同打造“世界第一家電品牌集群”,而這一切無不透漏著海爾劍指全球化的野心和綜合運作能力――全球研發、全球制造、全球銷售、全球服務的協同能力。
智慧家庭進入3.0時代
長期以來,智慧家庭一直停留在概念階段,因此給一些消費者留下了“智能家居概念炒作多”的差評。但全球商業資本、科技巨頭卻紛紛看好這個擁有萬億級的市場。
智慧家庭發展至今,經歷了三階段:1.0時代是硬件智能化,旨在解決人與機器之間的遠程控制等智能操作,這是當前80%的行業企業還在進行的工作,即電器到網器;2.0時代是場景智能化,旨在完成相關智能家電設備間的互聯互通,比如空調、冰箱、洗衣機的互聯互通,屬于單一品牌多品類互,主要是少數綜合性家電領軍企業在推動,從網器到成套設備時代;3.0階段,則是家庭智慧化,旨在面向不同家庭不同需求的生活場景實現從被動服務向主動響應的差異化場景定制,實現從網器、成套設備到智慧生活場景的進化。
3.0階段此前一直是“無人區”。海爾家電產業集團副總裁、CTO趙峰認為:相對于前兩個階段,智慧家庭的3.0時代最大差異,就是人工智能技術的應用,讓網器和生態具備主動意識。
海爾家電產業集團副總裁王曄認為:“只有多設備聯動才能形成極值的體驗。要設備聯動,第一要你的產品足夠多,如果是單品的話,很難獲得極致的體驗。第二你要實現互聯互通。互聯互通不是有一個簡單USB接口,你要有一個數據的分享。而海爾具備了這兩個條件。”
目前,海爾聯合中國家電研究院、亞馬遜、微軟等成立聯合場景實驗室,以便根據用戶的生活場景、生活習慣,快速迭代出智慧的生活場景。2018年,海爾智慧家庭的場景數量有望由首批161個場景擴容到1000+。
“人單合一”彰顯海爾野心
整套智慧家電滿足用戶個性化需求背后,還需要智能制造平臺的實力支撐。
在工業4.0和中國制造2025的背景下,眾多制造企業紛紛開始智能化轉型。與大多數還停留在“機器換人”的階段的企業不同,海爾互聯工廠打通了整個生態價值鏈,通過用戶、產品、機器人、生產線之間的實時互聯,讓用戶參與到產品的交互、設計、制造等全流程中,將消費者變成“產消合一者”。
人單合一模式的一大特點就是可以實現多元文化的融合,這是一種管理新思維,排除地緣政治和管理意識形態的干擾,把市場與人的永恒關系作為唯一的管理尺度。而這一目標也顯示了海爾的抱負:全球化管理。
不僅如此,海爾還將互聯工廠軟化、簡化、云化,搭建起中國首個自主研發、自主創新的工業互聯網平臺COSMOPlat。
在當前的全球制造業格局中,美國的GE和德國的西門子作為發達國家智能制造的代表,已經開始探索開放共享的工業互聯網平臺,分別推出了Predix、MindSphere平臺,構建互聯網生態體系。
海爾家電產業集團副總裁陳錄城對《中國經濟周刊》記者表示:海爾智能制造一方面要支持海爾向大規模定制轉型,另一方面是對中國制造2025戰略的落地,形成全球智能制造第三極,“中國的制造企業發展水平層次不齊,智能化和自動化的程度也不同,如要換道超車,就得走一條差異化路徑,構建起可以跨產業,在生態層面上相互聯接和協同的平臺,通過用戶需求驅動的模式創新(供給側改革)來帶動企業的軟硬升級”。
區別于美國由信息化帶動工業化、德國由工業化帶動信息化,COSMO是在互聯工廠模式的核心基礎上,企業可以迅速復制海爾互聯工廠現有的成果,幫助企業快速向大規模定制轉型,并縮小了與其他先進國家在品牌塑造、創新能力等方面的差距,幫助更多的企業成為“海爾”。
陳錄城向《中國經濟周刊》記者表示:“真正的工業4.0不但要實現系統與機器的柔性化、生產設施的網絡分布化,還有生產全要素、全流程的互聯互通,產品的聯網和用戶與各個環節交互。”
海爾方面表示,COSMO平臺實踐已初見成效。以膠州空調互聯工廠為例,高精度方面,實現新產品開發100%用戶參與設計,定制占比25%以上;高效率方面,訂單交付周期縮短50% 以上,效率提升100%。
對話陳錄城:
平臺模式才是核心競爭力
《中國經濟周刊》:《中國制造2025》提出,加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展,把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向,中國制造如何順利實現智能化轉型?
陳錄城:互聯網時代,主動權由企業轉向用戶,且用戶的需求越來越個性化、多樣化,所以要求企業從以自身為中心轉變為以用戶為中心、從大規模制造轉變為大規模定制。從2005年開始,海爾集團首席執行官張瑞敏就提出要把傳統制造變成大規模定制。2008年,海爾對整個企業的產品設計和制造體系進行了模塊化改造,同時在虛擬設計、實體制造方面進行了系統建設。從模塊化到自動化再到黑燈工廠,直到現在的互聯工廠,海爾依托持續自主創新體系,經過10余年的持續探索,通過管理模式創新實踐和技術體系創新實踐,初步構建了互聯工廠生態圈體系和業務模型體系、家電業智能制造具體的實施方法論體系、實施策略及標準,為制造業從大規模制造向大規模定制轉型提供了借鑒和示范作用。
《中國經濟周刊》:海爾互聯工廠的核心競爭力是什么?
陳錄城:互聯工廠的核心競爭力不是軟件,也不是硬件,因為軟件與硬件都是手段,是最基礎的,不是核心競爭力,平臺模式才是核心競爭力,因為平臺能夠聚合海量的軟硬件、大數據分析等生態資源,而這些都是為了滿足用戶參與全流程大規模定制的最佳體驗。獲取與滿足用戶最佳體驗的能力才是核心競爭力。
《中國經濟周刊》:海爾COSMO表示將于與西門子工業4.0、美國工業互聯網并列的第三極,海爾為什么這么說?
陳錄城:COSMO平臺與美國、德國的模式不能劃等號。COSMO跟用戶聯系更緊密,用戶可以全流程參與大規模定制,不僅效率更高,精度也更高。
中國制造智能化轉型過程中,一直面臨著諸多問題,其中標準不統一、方向不清晰、手段和模式混亂無序等表現突出。海爾的COSMO平臺,實際上是搭建了一個集成化、數字化和智能化的服務平臺,并首次提出了中國智能制造的五大標準:開放、互聯、柔性、智能和可視,這相當于中國企業智能制造的指南和落地標準。
篇5
在《展望2030:美國未來技術革命戰略》研究報告中,大西洋理事會詳細分析了美國即將迎來的諸多新興技術革命。報告認為,能源、智能城市與制造業將是三大最有潛力的新興技術領域,不過,美國不僅沒有為新技術可能帶來的負面影響做作準備,也沒有為充分利用這些新技術獲取收益作好準備。
頁巖氣技術帶來嚴峻挑戰
在能源領域中,近年來發源于美國的頁巖氣革命早已成為官方與媒體熱議的話題。這一輪來勢洶洶的能源革命可能為美國實現制造業振興、提升在國際能源市場地位乃至改變全球能源格局創造不可多得的機遇。
然而在帶來好處的同時,頁巖氣革命也使美國面臨嚴峻挑戰。對水力壓裂技術的大量使用可能引起甲烷泄漏、水資源污染、小規模地震等環境問題的擔憂大量存在。在這種背景下,美國紐約州、科羅拉多州、加利福尼亞州等地區及許多歐洲盟國都禁止使用水力壓裂技術。
大西洋理事會報告認為,這種潛在的擔憂因素如果不能得到快速解決就會削弱頁巖氣革命,乃至威脅美國重要的安全利益。報告指出,美國應成立一個囊括科學家與工程師、能源企業、各州監管機構以及環境組織的跨黨派全國委員會,為實現風險最小化、協調相關法規提出建議。
除頁巖氣革命浪潮之外,美國傳統電網的發展也迎來新機遇。報告認為,建立完善的智能電網將成為美國未來政策的優先關注點。然而,美國電力基礎設施升級換代是一項長期工作,需要聯邦、各州、自治市政府在公共與私營領域開展長期合作。到2030年,美國或許只能建立起州級與地區性的智能電網,形成覆蓋全國的智能電網的可能性不大。在可預見的將來,頁巖氣革命仍將是能源領域出現的最具突破性的技術革命。
“如何避免城市化變成噩夢”
當前,城市面臨著人口激增與資源有限的尖銳矛盾。在此情形下,“智能城市”理念應運而生,其核心觀念是利用信息通訊技術改善城市運作方式,通過加強數據收集、信息交換與自動化應用來提高經濟生產率和居民生活質量,并最大限度減少資源消耗和環境退化。
報告建議美國通過創設一套符合世界級能源與水資源能效標準的國家綠色建筑標準,加快對上述智能技術的采用。與此同時,將這些城市技術出售給經濟快速增長的發展中國家。
“在建設智能城市方面,美國面對的主要挑戰在于,如何避免因未能及時有效解決城市問題而導致城市化變成一場噩夢。”大西洋理事會在報告中說,這需要具有確認、采用并推廣最有前景的城市新興技術的能力。
然而,新興城市技術本身也具有負面風險。無論從技術上還是組織上來說,要在實際生活中有效搜集、管理并確保巨量信息的安全,都面臨障礙。即使順利實現這一點,信息的高度匯集還可能引發數據安全問題,新技術的使用也可能在解決原有問題的基礎上導致新的社會問題。
“第三次工業革命”的致命沖擊
3D打印、合成生物學……一大批新技術讓人驚呼“第三次工業革命”已經到來,其區別于前兩次工業革命的突出之處在于,它不僅是不同方式的材料結合,更實現了數字信息與物品的相互轉換,顛覆了原有的社會生產模式。
3D打印技術就是突出代表之一。計算機輔助設計、大數據、云計算以及新材料的出現,降低了3D打印的成本,也使這種“平臺技術”的用途更加廣泛。人體器官、飛機機翼甚至月球和火星上的基地都將能被快速“打印”出來。
對于發展中國家來說,這將帶來巨大的變化。如果能圍繞3D打印技術創辦新企業,建一個3D打印設施的成本可能大大低于1萬美元,而建立一個傳統工廠可能需數百萬美元投資。3D打印將能幫助發展中國家躍過一些制造業,在不需要建立大型生產設施的情況下享受先進制造帶來的好處。
“前途非常大,潛在危險也最大。”報告這樣評價另一項新技術――合成生物學。該技術希望用化學合成的DNA構建新生物系統或具有新特性與增強特性的生物。
如果實現,人們將能像用計算機編程一樣編DNA,通過生物學改造,為生物燃料、水凈化、紡織品、新藥物和疫苗以及食物來源“造出”新生物。
這種數字化DNA信息可在互聯網上傳輸并創造生物。舉例來說,如果在火星上發現新生物,只要對其DNA進行數字化處理并傳回地球,就能在地球上“復活”該生物;未來人類如果移居火星,挽救生命的藥物則可以通過制作成的數字文件傳出,并在火星實現“即時制造”。
篇6
關鍵詞:智能控制;雙語教學;教學實踐
作者簡介:陳志楚(1976-),男,湖北仙桃人,湖北汽車工業學院電信學院,講師。(湖北 十堰 442001)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)34-0077-02
隨著全球經濟一體化以及信息處理手段網絡化的發展,世界各國高等教育正在經歷深刻的變化。中國高等教育的發展也正在經歷教育方式國際化和人才培養綜合化。而社會對于掌握專項技術同時又可以熟練使用英語進行國際交往和合作的高級復合型人才的需求也使得當前高等院校中的雙語教學方興未艾。
當前隨著我國入世和國際貿易交流的發展,全方位發展的高素質工科人才不僅需要面對大量的工程問題,同時也會遇到使用國際通用語言——英語的問題。能夠閱讀和查找最新說明書和工程資料,與同行溝通交流和解決問題,這些都是高校教育的目標。采用雙語教學,引進外文教材,使用英語、漢語來講授專業內容,讓學生可以接觸到較先進的內容和理念的同時,增強使用英語閱讀交流專業知識的能力;同時可以促進教師的教學方式和學校相關課程設置的發展,是“一舉多得”的教學改革。
智能控制作為高校機械工程及自動化專業的一門專業課程,是在人工智能及自動控制等多學科基礎上發展起來的新興交叉學科,是控制理論發展的高級階段。對于控制理論及控制工程等領域的本科生來說,需要通過該課程掌握智能控制的基本理論并逐步學會智能控制的應用。通過這些內容的學習,使學生了解智能控制的基本結構、各類主要智能控制方法的基本知識,掌握模糊控制與神經控制的基本理論、算法和基本設計方法,并為今后智能控制系統的設計、運行打下一定基礎。
湖北汽車工業學院堅持特色興校、教育創新,注重個性發展,著重培養學生的創新精神和實踐能力。在本科教育上緊緊圍繞培養創新型應用人才為目標,堅持走產學研道路,積極推進本科教改,全面推進教學改革,提高教學與教研的整體水平,不斷提高人才培養質量。湖北汽車工業學院自動控制教研組在省級精品課程“電工電子技術”的基礎上,以“智能控制”課程作為教學試點,開展了雙語教學的一系列教學實踐。
雙語教學是使用外語進行的非語言專業類課程教學。雙語教學在高校中廣泛開展的同時也遇到了相當多的問題。在課堂中由于雙語的引入,引起了思維方式的轉變,學生的學習內容和教師的備課工作量都大為增加;學生英語水平參差不齊和教師的英語能力有限造成課堂專業課信息量減少,缺乏師生互動,教學效果受到限時。筆者一直任教控制類課程專業課程教學,并從事過英語教學多年,在開展“智能控制”課程雙語教學教學實踐活動中總結了一些經驗。
一、教材的選用
雙語教材的選用是關系到雙語教學質量的大事。在選擇教材時,應以實用、適用和學生的承受能力為主要參照。引進的原版教材一定要是優質的,同時也應是內容比較新的。各個學校和各個院系可以根據自己的需要進行優選。原版教材注重啟發學生思考和動手實踐,善于由淺入深地敘述和展示理論、原理,并非常注意實驗和技術應用。但是原版教材也存在課程體系和大綱與國內不符,同時內容過淺的問題。而國內教材從內容、知識結構和難度上都較符合學生的認知水平和規律,知識體系清楚完整,敘述嚴謹,擅于概念和理論推導。所以在教材的選擇上,不應完全排斥中文教材,教師應在吃透教學內容的前提下充分發揮兩者的長處,組合使用。而學生也可以在使用一兩本主教材的基礎上,同時閱讀多本參考教材,以幫助理解,激發求知欲。
考慮到多數高等學校第五或第六學期開設智能控制課程,其前序課程有“自動控制”、“現代控制”和“過程控制”作為基礎,所以其內容和前面課程有較強的連貫性。因此,為開展“智能控制”雙語教學,筆者將在前面部分回顧控制理論的主要內容作為引入智能控制方法的基礎,并向學生推薦課下閱讀控制理論的經典教材,比如Dorf的《Modern control System》(國內有影印版)等。“智能控制”課程本身內容非常龐雜,涉及領域也很廣,故教材也是風格迥異。模糊控制方面的教材有Kevin M. Passino etc.的《Fuzzy Control》等,神經網絡控制方面的教材有Kevin Gurney的《An Introduction to Neural Networks》等,但符合國內“智能控制”大綱的教材非常少,而且國內改編和自編教材基本沒有。考慮到課程本身的特點,筆者采用了“原版教材和中文教材結合,主要教材和參考教材結合”的方式。筆者在課程中外文教材主要采用Alexander M. Meystel和James S. Albus等的《Intelligent Systems:Architecture,Design,Control》。該書是智能控制領域的著名教材,它回顧了整個學科的發展,同時從理論和技術兩個方面全面講述了智能控制系統的構造、設計和實用。國內出版社有影印版出版,并同時有原文和中文翻譯兩個版本方便學生閱讀。易繼鍇的《智能控制技術》作為主要中文參考教材。該書對于各個知識點的講述比較清晰透徹。除此之外,在課程教學過程的不同階段,鼓勵學生通過圖書館或者網絡自由選用、閱讀更多的外文教材和中文參考教材。
二、教學內容的選擇
不論是否采用雙語教學,課程最后的教學效果是關鍵。由于雙語教學在語言理解上花費了學生和老師大量的精力,這樣在教學內容的選擇上就更顯得尤為重要。應在內容上選擇符合大綱、重點難點為主的知識,并在這些知識點上增加教學投入時間。“智能控制”是一門國內開展較晚的課程,由于其涵蓋模糊系統、神經網絡、優化算法和專家系統等諸多智能算法和應用控制方法,所以教學上不可能做到面面俱到,只能是擇優而取。參照國外很多著名大學(諸如麻省理工學院、加州理工大學等)的教學課程安排,基本上沒有專門的“智能控制”課程,而是各個系會針對學生所學專業需要開展相應的課程,例如“針對模式識別的神經網絡算法”或者“機器學習中的模糊控制”等等。依據湖北汽車工業學院和自動化專業的具體情況,“智能控制”主要是對各類控制算法的原理和應用領域進行介紹,讓學生對其有總體的了解和認識,使其能在實踐中運用。基于此目的,筆者主要講授的內容為緒論(智能控制的發展歷史)、模糊控制理論基礎、模糊控制系統、神經網絡模型、神經網絡控制論和集成智能控制系統。
由于課程學時較少,每個知識點的學時有限。這樣,每種智能控制方法以介紹講述為主,但不作詳細的分析和過多的數學推導。比如在講述模糊控制的模糊推導系統時,推理方法有蘊含積、蘊含最小和Mamdoni方法等各種推理方法,在講授時以應用最多的Mamdoni方法為主介紹原理,其他方法只需了解。為使得學生能夠理論聯系實際,特為本課程增加實驗環節,并專門開設“智能控制”實驗,安排實驗學時及老師等資源配置,以保證實驗效果。學生需要利用Matlab或者C及其他編程語言分別針對倒立擺和水箱水位控制等多個控制對象使用神經元控制、模糊控制、專家控制等不同的智能控制手段進行仿真分析,以驗證課堂內容。比如針對水箱水位控制學習,采用學生分組,每個小組通過討論確認選擇不同算法,可采用神經元控制、模糊控制、模糊控制和專家控制結合等各類方法。最后測試結果,分析原因。通過這樣的實踐活動可以提高學生對書本內容的直觀理解,增加學習熱情。
三、教學方法的改進
“智能控制”課程涉及到控制論、人工智能和運籌學等諸多交叉學科,而其中每個學科的內容都十分龐雜。一味介紹講述容易使學生像聽“科普課”,興趣很大但實際意義不大,無法指導實踐;而針對某個知識點講述過深過難,本身學時不夠,會造成學生的畏難情緒且無法讓學生形成對課程的整體理解。雙語教學既有很多優點,但要教好也存在學生不易理解等諸多難題。為此,筆者和課題組老師針對這些問題展開了一系列教學改革和探索。
1.教學課件使用英語制作,主要使用英語講述
雙語教學要提高學生英語的閱讀、溝通和交流能力,教師首先要使用英語教材和英語課件,并使用英語來“教授”課程。但是考慮到英語并非母語,可在重要專業術語初次出現時旁邊加注漢語。并在介紹和描述概念時主要使用英語,但不應盲目排斥使用漢語。在需要師生互動的時候,如果學生反映理解有困難,可以使用漢語舉例子或者使用比喻、講故事等方法以幫助學生理解。
2.多使用課堂多媒體演示
智能控制效果單獨通過講述智能控制方法會讓學生覺得枯燥,而利用多媒體來對某個控制算法進行軟件仿真和演示就可以直接形成“感觀”意識,從而加深學生對于課程內容的印象。例如針對智能洗衣機的模糊控制,可以使用Matlab結合Simulink和Labview等軟件對分別進行使用不同形狀隸屬度和不同模糊推理方法的仿真,最后控制的效果可以通過仿真展現在學生面前,激勵學生自己通過實驗得到真實結果來對比并展開討論。
3.增加實驗教學環節
本課程之前由于學時的限制,僅限于理論教學。為增強教學效果,特增加神經元控制和模糊控制等多個實驗,并在實驗驗收階段增加小組答辯等環節,以增加學生的實踐技能和分析研究問題的能力。
四、課程考核的改進
雙語教學不同于普通英語教學、專業英語教學,它以掌握專業知識和技術為主要目的。但是雙語教學課程既然以培養學生的全面素質為目的,那么在最終成績的考核體系上就需要綜合各類因素,盡可能全面公平公正地給予學生評價。傳統的“智能控制”課程考核方法僅限于試卷考試,主要是概念論述和公式推導演算,無法全面評價學生的能力水平。試卷中無法涵蓋學生對于專業基礎知識的掌握情況,也無法提供學生在學習探究以及采用雙語教學后英語應用能力的測試結論。
本課程現已轉變為試卷考試、試驗考查和獨立報告等多方面結合的課程考核方法。除去卷面考試分數外,學生可以通過以下途徑獲得加分:閱讀相關外文文獻并作出閱讀報告或完成英語口述演示;學生通過獨立或小組實驗并根據實驗結果作出實驗分析報告且完成答辯。這些教學改革意在全面考查學生的理解和實踐能力,鼓勵學生分析研究和創新。學生不僅要掌握智能控制的控制思想和方法方面的知識,還要能使用英語閱讀和表達,并通過試驗和獨立研究實現自己的控制理念。
五、結束語
筆者通過對“智能控制”進行雙語教學提高了學生對于該課程的學習興趣,并取得了較好的教學效果。多數同學認可教學改革的效果。課程考查通過率達到82%,其中約21.2%的同學通過英語綜述和閱讀報告獲得加分,約1/3的同學通過實驗和課程報告獲得加分。而隨后的問卷調查顯示,31.7%的同學在課程結束后對智能控制產生興趣,51.3%的同學認同在學習后英語水平有提高,并對后期通過大學英語四、六級考試有幫助。
從長遠看,在專業課程中開展雙語教學是一個大趨勢,但是如何使雙語教學發揮優勢、避免一些可能的問題還需要解決大量細致的問題,在師資培養、教學方法創新和雙語教學效果評估方法方面不斷思考、研究和探索。
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篇7
“工業4.0”時代全球制造業競爭
更加激烈
2008年金融危機后,國際社會對金融過度創新的弊端進行了深刻反思,并更加重視制造業對經濟增長的作用。各國為了發展制造業,提高在全球價值鏈中的競爭力,提出了各自的“工業4.0”戰略。
在德國,為了實現“德國制造”質的飛躍,也是迫于在上一輪信息技術革命中落后于美國的壓力,德國制定了“工業4.0”戰略。2013年,德國工業4.0工作組《保障德國制造業的未來:關于實施工業4.0戰略的建議》報告,強調多種因素共同奠定了德國在全球制造業中的領先地位,也使德國能以其得天獨厚的優勢開拓新型工業化的潛能,即“工業4.0”,并將領先的供應商戰略和領先的市場戰略作為“工業4.0”的“雙重戰略”。德國的“工業4.0”戰略,旨在推動工業領域新一代革命性技術研發與創新,而其背后更重要的戰略意義則是推行德國標準,使歐洲甚至全球接受德國的標準,從而使德國制造業始終處于全球領先地位。
在美國,為了尋找經濟增長的新動力,克服產業空心化的弊端,奧巴馬政府把重振經濟的突破口聚焦到制造業,實施了“再工業化”戰略。2011年6月,美國提出《先進制造伙伴計劃》(AMP),將發展先進制造業上升為國家戰略,希望以新的革命性的生產方式重塑制造業。2014年10月,美國又了《加速美國先進制造業》(AMP2.0)。AMP報告把構建國家級的創新網絡、保證創新人才渠道以及提升商業環境等,作為繼續保持美國在全球創新方面的領先優勢的三個支柱。長期來看,美國的目標是要在新一輪工業革命中搶占先機,引領世界高端制造業。 2013年6月21日,國際3D魔幻藝術城大展在杭州開幕。
在中國,為了力爭在全球制造業競爭中尋找出路實現突破,中國制定了“中國制造2025”戰略計劃。中國仍處于工業化進程中,“中國制造2025”要兼顧到規模龐大的傳統產業轉型升級,同時實現產業創新能力提升和在高端領域的跨越式發展。為此,“中國制造2025”的戰略任務主要包括提高國家制造業創新能力、推進信息化與工業化深度融合、強化工業基礎能力、加強質量品牌建設、全面推行綠色制造、大力推動重點領域突破發展、深入推進制造業結構調整、積極發展服務型制造和生產業以及提高制造業國際化發展水平等九個方面。
此外,其他國家也根據本國實際情況提出不同的工業戰略。例如,法國先后推出“新工業法國”計劃和“新工業法國II”計劃,英國推出了“英國工業2050戰略”,日本則將人工智能作為重振“日本制造”的突破口。這些都將促使工業4.0時代的全球制造業競爭更加激烈。
生產模式變化與全球價值鏈布局調整
“工業4.0”以智能制造為核心,通過信息物理系統這一綜合計算、網絡和物理環境的多維復雜系統,推動制造業向智能化轉型,將生產過程中的供應、制造、銷售的信息數據化和智慧化,并最終實現快速、高效和個性化的產品供應。在此過程中,傳統的行業界限將逐步消失,一些新興業態和合作形式逐步出現。隨著新價值創造過程的逐步改變,價值鏈布局也將隨之發生調整。
首先,智能制造使全球生產網絡向智能化生產網絡轉變。智能制造可以說是“工業4.0”的核心,它能夠實現產業鏈分工高度有效精準對接。一方面,智能化生產網絡體現在技術的智能化。與傳統的機械化生產相比,智能制造運用能夠自我控制的智能機器。智能機器能夠融合機械、電子、傳感器、計算機硬件、軟件、人工智能等許多學科的知識,匯集當今許多前沿領域的技術,在生產過程中從事諸如分析、推理、判斷、構思和決策等智能活動。但智能制造并非機器取代人,而是智能機器和人共同組成的人機一體化系統。另一方面,智能化生產網絡需要先進生產設施的互聯互通。網絡分布式生產設施在智能制造中得到充分的發展,成為智能工廠的基礎。智能化生產網絡對全球價值鏈的參與者提出更高的要求,如果一國的企業在技術能力和設施聯通上不能與先進的智能化生產網絡對接,那么它將被排除在“工業4.0”的智能化全球生產網絡之外。
其次,協同制造進一步推進生產分散化。在“工業4.0”時代,互聯網、物聯網、信息技術、大數據、云計算等不斷涌現,也催生出新的生產模式。協同制造就是典型代表,它充分利用這些技術,使整個供應鏈上的企業和合作伙伴共享信息,將依次進行的工作環節變為并行環節。協同制造能夠突破傳統串聯生產方式的時間、空間限制,能夠更迅速地響應客戶需求,實現柔性生產,達到資源最充分利用的目的。協同制造的創新還體現在從工廠的集中生產轉變為網絡協同生產。“工業4.0”的新技術使得分散化生產的成本進一步降低,企業信息和優勢資源共享,實現跨界協同生產,這將打破傳統的互聯網企業與制造企業、生產企業與服務企業之間的邊界。同時,協同制造也體現了企業內部組織方式的創新,使原有組織形式向扁平化、網絡化演變。越來越多的網絡化的虛擬企業出現,這些企業可以只設立總部而不設生產車間,將生產業務通過協同生產來完成。
最后,大規模個性化定制使各國在價值鏈環節中的優勢對比發生改變。從第一次工業革命機器化生產代替手工制造以來,工業化生產走上了一條標準化、批量化,通過技術進步實現規模效應的道路。在標準化產品極大豐富的今天,人們更注重追求個性化的產品,這就對技術創新和成本控制提出了新的要求。在“工業4.0”時代,3D打印等新技術的出現使大規模個性化定制成為可能。3D打印是一種增材制造,而非傳統的材料去除、切削加工的減材制造技術。它可以在一臺設備上快速精密地制造出任意復雜形狀的產品,并大大減少了加工工序,縮短了加工周期,實現一切從需求出發的“自由制造”。“工業4.0”不僅實現了個性化定制的突破,也將會帶來全球價值鏈布局的調整。目前大量的零部件和中間產品貿易將在一定程度上減少,制造環節特別是高端制造環節將呈現出向發達國家回流的趨勢,以便更好地利用其人力資本和靠近消費市場等方面的優勢。
商業模式創新與全球價值鏈網絡拓展
在“工業4.0”時代,由于新技術的推動,商業模式有了更大的創新空間。隨著制造業向軟性制造的方向發展,模式創新也從制造環節延伸到服務環節,從而實現產品研發、生產、物流、營銷和管理等全價值鏈的智能化。因此,商業模式的改變對于制造業價值鏈的優化、重構都至關重要。
首先,研發設計從外包到眾包使價值鏈參與主體更加多元化。隨著全球化的日益深入,外包逐漸成為一種常見的業務方式,這是緣于外包可以更好地利用全球資源并降低成本。當前,產品創新越來越注重以用戶需求為中心,讓用戶參與創新過程。由此,上下游合作伙伴共同參與的開放式、協同式的眾籌、眾設以及眾包等商業模式應運而生。眾包在創新設計領域的出現,對產業鏈分工將產生深遠的影響,甚至顛覆傳統產業結構。例如,小米、美的、海爾等企業都通過各自的網絡眾包平臺,把全球研發資源、用戶需求以及企業的優勢相結合,獲得產品創意和技術方案。與外包向著高度專業化的方向發展不同,眾包強調挖掘非專業、跨專業的創新潛力。眾包使得全球價值鏈向一大批業余愛好者、發燒友和兼職者開放,而對企業來講,相比傳統雇員,這些人力成本幾乎不值一提。
其次,供應鏈管理從獨立到整合,使價值鏈增值空間進一步提升。隨著大數據、云計算、物聯網等技術不斷發展,供應鏈管理也出現了以供應鏈大數據分析、供應鏈聯盟、供應鏈一體化等為特征的變化。當前,數據信息逐步超越單個企業的范疇,為企業、供應商以及合作伙伴所共享。大數據的應用為供應鏈管理注入新的活力。例如,在商品配送物流環節,供應商能夠依據大數據預測各個配送店的貨物需求,從而做到準確備貨,及時送達。在大數據共享基礎上,供應鏈聯盟得以發揮比傳統的價值鏈結構更多的優勢,它使得同一條供應鏈中企業的資源、能力和核心競爭力結合在一起,形成優勢互補,大大縮短了對市場需求的反應時間。上述供應鏈管理模式的變化,能夠推動傳統價值鏈結構的整合重組,使得以用戶為中心的精準分工成為可能,提高采購、生產、運輸、倉儲等環節的附加值,使整個價值鏈增值空間進一步提升。
篇8
美的成立機器人合資公司……
我國制造業“機器換人”大潮如火如荼,工業機器人市場迎來爆發式增長。但缺乏核心部件技術的中國機器人產業又該如何突破傳統滾動發展模式,如何借力互聯網?如何實踐智能制造?
近年來,工業制造大國相繼提出機器人產業政策,如德國的“工業4.0”、美國的先進制造業國家戰略計劃、日本的機器人新戰略和我國的《中國制造2025》等國家政策,皆將工業機器人列入制造產業轉型升級和智能制造的重點方向。業界普遍認為,“機器人革命”將成為新一輪工業革命的切入點、增長點甚至是制高點,將影響全球制造業的戰略格局。毋庸置疑,工業機器人在工業領域的推廣應用,將大大提升我國工業制造過程的自動化和智能化水平,推動我國由“制造”向“智造”轉型。
1920年,原捷克斯洛伐克作家卡雷爾?恰佩克在他的科幻小說里根據Robota(捷克文,原意為“勞役”、“苦工”)和Robotnik(波蘭文,原意為“工人”),創造出“機器人”(Robot)這個詞匯,被當成了機器人一詞的起源,這個詞匯也體現了人類長期以來的一種愿望――創造出像人一樣的機器,以便能夠代替人去進行各種工作。自此,機器人便成為了科幻世界的慣用主角。
然而,在這一百多年間,機器人已經不僅僅是人們想象出來的產物。 自上世紀60年代初第一臺工業機器人成功研制以來,機器人產業進入快車道,其應用領域從汽車、電子等制造業,逐步向醫療、服務、國防、太空等領域擴展,機器人的研發、制造和應用成為了衡量一個國家高端制造水平的重要標志。麥肯錫全球研究所的《引領全球經濟變革的顛覆性技術》報告更是將先進機器人列入12項技術當中。進入21世紀以來,各國對智能制造的投入愈發熱情。作為機器人產業領域重要的組成部分,工業機器人成為全球智能制造技術浪潮的關鍵。在充分意識到機器人技術對經濟和社會產生的巨大影響,美國、日本、德國、韓國等國家均已紛紛推出新戰略,希望能夠借助工業機器人的自主化、信息化和網絡化技術推進再工業化,從而提高國際競爭力。
我國的工業機器人研究始于上世紀的70年代末,經歷了近30年的發展,現已進入了產業化初期階段。據權威機構的調查數據顯示,2014年,全球工業機器人銷量約22萬臺,我國市場銷售工業機器人約5.6萬臺,較2013年增加52%,約占全球市場份額的四分之一,連續兩年成為全球第一大工業機器人市場。同時據行業研究中心預測,未來三年,一般制造業領域將成為工業機器人的新戰場。
篇9
關鍵詞:中國制造2025;機電一體化;現狀;展望;863計劃
1當前機電一體化產品概念設計國內外研究現狀
1.1國內研究現狀
我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展,我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發展,目前我國的工業化整體處于“工業3.0”左右的階段。(1)數控技術方面:截止2016年,我國數控技術經歷58年,目前國產數控機床可供品種達2000左右多種,船舶制造、航空航天等行業的發展拉動高端數控機床的發展,進而推動機電一體化進程。(2)工業機器人方面:目前,國內機器人銷量以百分之四十五以上速度增長,并且我國計劃有系統地攻關,在原有的良好基礎上更上一層,后期能立于世界先進行列之中。(3)激光術方面:近年來,激光技術發展很快,我國自1985年以來,更以每年25%以上速度增長,最近又擴大了緊湊型的高功率激光器的應用的范圍,例如,用于激光制造、汽車發動機的發展或用于空間探索的推進器系統改造。(4)互聯網應用方面:推行互聯網思維下的智能制造,蘇州紐威閥門有限公司和三一集團有限公司分別運用CAX系統和SPC工具進行智能制造,提高了效率,建立了一個高度靈活的個性化和數字化的產品與服務的生產模式。通過這幾方面可以看出機電一體化產品概念設計有著很大發展,但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現狀
機電一體化的相關研究在國外最早在上個世紀60年代開始,在九十年代后期機電一體化進入深入發展階段,并出現了“機電液”和“機電光”等一些新的分支,現階段以德國和美國為代表的發達國家工業化發展已經達到了“工業4.0”,并在國際上處于領先地位。
2未來建立機電一體化的產品概念設計理論與方法的意義
未來建立機電一體化產品概念設計理論與方法意義深遠,在新的技術不斷沖擊下,機電一體化會不斷提高,能提高我國的機械工業化水平,也是社會生產力的必然要求,能在追求特定價值功能的基礎上,實現系統的最優化,能很好地代表當今機械工業主要趨勢。
3未來機電一體化的發展展望
未來,隨著微電子技術和機械電子技術的迅猛發展,機電一體化必將注入更多新的內容,各個學科將繼續相互交叉、相互支持和互相發展,并且機電一體將朝著更加智能化、微型化、系統化和環保化方向發展,總理在政府工作報告中指出,實施“中國制造2025”計劃,堅持創新驅動,智能轉型,強化基礎,綠色發展,加快從制造大國轉向制造強國,并且我國今年推出了“工業互聯網”和“互聯網+”概念,并且在一些高等院校舉辦“互聯網+”創新比賽,并取得不錯的效果,讓機電一體概念設計理論與方法化不斷升級,加強了工業化與信息化的緊密結合,下一階段我們將運用信息—物理融合系統(CPS),實現大型大型工程系統實時感知、動態控制和信息服務,更好利用機電一體化解決實際問題,不斷促進中國工業化發展。
4結語
在“中國制造2025”計劃的推動下,機電一體化的研究和相關領域必將出現突飛猛進的發展,當然,與機電一體化相結合的技術(機電液和機電光)很多,相信未來在機電一體化的促使下中國工業將邁向“工業4.0”。
作者:于志業 單位:太原科技大學
參考文獻:
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[2]李建勇。機電一體化技術[M].北京:科學出版社,2004.
篇10
關鍵詞:綦江工業園區智能化;低壓配電智能化控制系統;總線技術
中圖分類號:[F287.2] 文獻標識碼:A 文章編號:
1引言
綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統由低壓開關設備具有通信網關協議功能的綦江工業園區智能化元件經數字通信與計算機智能化控制系統人工神經數據連接,實現變電站低壓開關設備運行管理的自動化、綦江工業園區智能化。針對低壓電氣智能化控制系統直接面向控制終端,設備多、分布廣,而且綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統條件復雜,智能化控制系統本身及設備頻繁操作、故障脫扣等產生的強電磁及諧波干擾等特點,綦江工業園區智能化監控智能化控制系統應能實現面向對象的操作模式,具有強抗干擾能力,主要控制功能由設備層綦江工業園區智能化元件完成,形成人工神經集成式全分布控制智能化控制系統,以滿足智能化控制系統運行的實時、快速及可靠性的要求。智能化控制系統中的低壓綦江工業園區智能化元件就其功能而言總體上可分為:電能質量監測、開關保護與控制及電動機控制等。由于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術的應用,智能化控制系統中綦江工業園區智能化元件可不依賴計算機人工神經而獨立運行,極大地提高智能化控制系統運行的實時性和可靠性,滿足低壓電器設備運行管理的需要及工廠生產過程控制的要求。
2基于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統描述
隨著通信技術與計算機應用技術應用現代工業技術的發展對低壓配電智能化控制系統運行的可靠性及其綦江工業園區智能化管理提出了更高的要求,而微處理器技術的廣泛應用及計算機智能化控制系統可靠性的大幅度提高,使綦江工業園區智能化低壓電器元件得到快速發展,綦江工業園區智能化低壓電氣管理智能化控制系統應運而生。現有不少應用于低壓的綦江工業園區智能化監控智能化控制系統基本上是在SCADA智能化控制系統基礎上進行修改,可以滿足基本的監控功能,但不能充分體現低壓電氣智能化控制系統的特點及要求。因此,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統由低壓開關設備具有通信功能的綦江工業園區智能化元件經數字通信與計算機智能化控制系統人工神經連接,實現變電站低壓開關設備運行管理的自動化、綦江工業園區智能化。智能化控制系統可實現數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序控制、保護定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表及設備維護信息管理等功能。針對低壓電氣智能化控制系統直接面向控制終端,設備多、分布廣,而且綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統條件復雜,智能化控制系統本身及設備頻繁操作、故障脫扣等產生的強電磁及諧波干擾等特點,綦江工業園區智能化監控智能化控制系統應能實現面向對象的操作模式,具有強抗干擾能力,主要控制功能由設備層綦江工業園區智能化元件完成,形成人工神經集成式全分布控制智能化控制系統,以滿足智能化控制系統運行的實時、快速及可靠性的要求。智能化控制系統中的低壓綦江工業園區智能化元件就其功能而言總體上可分為:電能質量監測、開關保護與控制及電動機控制等。由于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術的應用,智能化控制系統中綦江工業園區智能化元件可不依賴計算機人工神經而獨立運行,極大地提高智能化控制系統運行的實時性和可靠性,滿足低壓電器設備運行管理的需要及工廠生產過程控制的要求。
3基于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術的應用
基于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線是應用在生產綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統、在微處理器測控設備之間實現雙向串行多節點數字通信的智能化控制系統,也被稱為開放式、數字式多點通信的底層人工智能。20世紀80年代中期,隨著微處理器技術和人工神經技術的發展,DCS智能化控制系統4~20mA的模擬量傳輸方式逐漸被數字人工神經傳輸方式所取代,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線控制智能化控制系統(FCS),迅速發展并在自動化領域得到廣泛應用。
基于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統大量的綦江工業園區智能化裝置零散地分布在一個較大的范圍內,而單個節點面向控制的信息量不大,但實時性、快速性要求較高,為減少中間環節,滿足實時性要求及降低工業人工神經的成本,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線采用的通信模型大都在OSI參考模型的基礎上進行了不同程度的簡化。它采用OSI模型中的3個典型層:物理層、數據鏈路層和應用層,省去了3~6層,具有結構簡單、執行協作簡單、成本低等優點,同時滿足工業綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統應用的性能要求。綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術的優點主要有:
(1)節省硬件投資。綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線智能化控制系統的智能設備分散在綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統,能直接執行控制和計算功能,可減少大量的變送器及調節器、計算單元等,也不再需要DCS智能化控制系統的信號傳輸處理單元及其大量復雜的硬線連接,節省了可觀的硬件投資,并可減少控制室的占地面積。
(2)節省安裝費用。綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線智能化控制系統的接線十分簡單,一條通信總線上可掛接幾個甚至上百個設備,節省安裝附件,安裝工作量大大減少,設計及接線校對的工作量也大大減少。資料顯示,與DCS相比,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線智能化控制系統的安裝費用可節省60%以上。
(3)減少維護費用。由于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統控制設備具有自診斷及一定的故障處理能力,并通過數字通信將相關信息送往控制室,用戶可實時監測及查詢所有設備的運行,及時了解維護信息,以便早期分析與排除故障,縮短維護停工時間。同時,由于智能化控制系統結構簡化、接線簡單,減少了維護工作量。
(4)智能化控制系統集成更簡單、靈活。用戶可選擇不同制造商的產品來集成智能化控制系統,避免或減少智能化控制系統集成中因不兼容的協議和接口帶來的麻煩。
(5)提高了智能化控制系統的準確性和可靠性。由于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線設備的綦江工業園區智能化、數字化,與模擬信號相比,它從根本上提高了測量與控制的精確度,減少了傳送誤差。同時,由于智能化控制系統結構簡化,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統綦江工業園區智能化設備內部功能加強,減少了信號的往返傳輸,設備可不依賴人工神經而工作,提高了整個智能化控制系統工作的可靠性。
綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線智能化控制系統是自動化領域的發展熱點,應用綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術也是綦江工業園區智能化低壓電器的發展趨向。在低壓電氣設備中,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術已在電動機控制、綜合測控儀表及開關保護等綦江工業園區智能化元件上廣泛應用,并正在不斷發展與完善。
4基于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統氣解決方案分析
基于綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統是綦江工業園區供電局自動化產品的重要組成部分。根據低壓電氣成套開關設備的特點和要求,綦江工業園區供電局公司先后推出了INSUM綦江工業園區智能化電動機管理智能化控制系統和ESD2000變電站監控智能化控制系統。其中INSUM智能化控制系統采用LonWorKs綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線,主要用于生產過程控制的電動機運行管理;ESD2000則是集成變電站低壓開關設備、變壓器及中壓開關設備的一體化分布式綦江工業園區智能化管理智能化控制系統。
ESD2000智能化控制系統主機是變電站一體化監控平臺,提供智能化控制系統集中監控功能。智能化控制系統綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統層面配置前端機,經內部以太網與監控主機連接;前端機往下是設備層開放的綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線人工神經,連接變電站設備的綦江工業園區智能化裝置。前端機為工業PC機,具有很強的通信處理功能及抗干擾能力,取消了路由器和網關,簡化了人工神經結構,同時實現底層變電站設備的無縫連接。目前,大部分綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統綦江工業園區智能化裝置雖具有數字通信功能,但不是嚴格經一致性和互操作性測試過的綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線設備,協議不統一,通信兼容性差。而ESD2000前端機靈活的通信處理功能很好地滿足了智能化控制系統開放性的要求,即可連接標準的綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線產品,也兼容其他綦江工業園區智能化裝置,擴展靈活,可充分滿足用戶變電站內不同設備智能化控制系統集成的要求。
低壓開關設備綦江工業園區智能化裝置主要包括電能質量監測、開關控制及電動機控制等。連接ESD2000智能化控制系統具有代表性的實現上述功能的綦江工業園區智能化裝置有:S系列開關、PR1、F系列開關、PR212、E系列開關、PR112PR113等綦江工業園區智能化萬能式斷路器;INSUM及M101M102綦江工業園區智能化電動機控制單元;PMC915綜合測控儀表等。綦江工業園區智能化萬能式斷路器經綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線與計算機智能化控制系統連接實現開關保護定值設置、電參量測量與顯示、故障與維護信息管理等功能;PMC915可實現電能質量綜合監測、遠程控制及參數越限告警等功能;M101M102綦江工業園區智能化電動機控制裝置采用綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術,具有強大的電動機控制和保護功能及參數測量與顯示功能。控制功能包括直接起動、正反轉、雙速、星三角、閥門控制等;保護功能覆蓋了過載保護、欠壓保護、堵轉保護、三相不平衡與斷相保護、漏電保護、電動機熱保護等;可測量與顯示三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因素、電度量及報告故障類型、電動機運行維護信息等。同時M101M102提供電動機自動重起動及故障預測功能,具有雙冗余通信接口,通過裝置的USB接口可進行軟件升級。
綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統正在向小型化、多功能方向發展,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統總線技術的發展與應用將提高綦江工業園區智能化低壓電器產品在人工神經上的兼容性和智能化控制系統運行的可靠性,并最終給用戶帶來實惠。
5結束語
當代科學技術發展的重要趨勢就是各學科的相互滲透和交叉,綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統中仍然存在著很多的非線性復雜控制問題,用傳統的方法,難以得到滿意地解決,而綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統理論作為一種人工智能的方法,則能夠滿意的解決更多且更復雜的綦江工業園區智能化低壓配電智能化控制系統非線性問題。
參考文獻
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