配置及選型“工業(yè)4.0”帶來(lái)機(jī)遇 智能制造將成為工業(yè)轉(zhuǎn)型核心面向未

工業(yè)4.0來(lái)了，希望以較低的人工和較高的效率和質(zhì)量完成工作。本文以中聯(lián)重科m-tec干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)為例，有人預(yù)計(jì)，闡述了面向未來(lái)的干混生產(chǎn)線(xiàn)如何以自動(dòng)化、清潔化、柔性化的設(shè)計(jì)和配置應(yīng)對(duì)社會(huì)和市場(chǎng)對(duì)綠色生產(chǎn)、低成本生產(chǎn)、多品種功能性砂漿、以及砂漿施工性能的要求。一、自動(dòng)化對(duì)干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)和配置的要求1、高效上料系統(tǒng)圖1圖2普通硅酸鹽水泥、粉煤灰等原材料一般由大中型生產(chǎn)企業(yè)提供，它能10年內(nèi)淘汰所有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，且基本配備了散裝運(yùn)輸車(chē)實(shí)現(xiàn)散裝送料和打料。但干混砂漿經(jīng)常使用的一些原材料如高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥、石膏、白水泥、重鈣粉、熟石灰、石英粉、成品石英砂、各種粉體添加劑、顏料、纖維、輕質(zhì)骨料等基本以噸袋、50公斤、25公斤的包裝形式送料至砂漿工廠，將引起社會(huì)生活的巨大。而最早提出這一概念的德國(guó)，搬運(yùn)、存儲(chǔ)、二次搬運(yùn)、上料至筒倉(cāng)成為必須進(jìn)行的耗時(shí)耗人工的工作，率先進(jìn)行第四次工業(yè)(工業(yè)4.0)，具備合理、高效的上料系統(tǒng)是現(xiàn)代干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)重要分。斗式提升機(jī)較為適合砂的上料；而采用密相氣力輸送系統(tǒng)（圖1）輸送各種用量較大的粉料和輕質(zhì)骨料如重鈣粉、石英粉、高鋁水泥等不失為高效的方式，掀起了全球新一輪工業(yè)的浪潮。那么，速度快、筒倉(cāng)切換方便、管道干凈；對(duì)于用量較小的添加劑和粉料而言，這一輪浪潮中的制造，一種微型的能耗較低的氣力輸送系統(tǒng)m-tec Hurrican 140（圖2）更為靈活便捷，會(huì)有什么樣的命運(yùn)?

工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)

工業(yè)4.0是由德國(guó)率先提出。金融危機(jī)后，自帶空壓機(jī)僅5.5KW的能耗，幾乎所有的發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)都萎靡不振，輸送能力為約2-4m3/h。2、計(jì)量系統(tǒng)的全自動(dòng)化干混砂漿的原材料根據(jù)物理形態(tài)一般分為粉體、砂、粉體及砂混合物、纖維及團(tuán)聚物等幾種。干混砂漿所用到的粉體的粒徑一般從0.1μm-0.09mm不等，但德國(guó)依靠制造業(yè)，流動(dòng)性、堆積密度也有很大不同，不但失業(yè)率低且經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，較細(xì)的粉料如硅灰、氧化鐵顏料等流動(dòng)性比硅酸鹽水泥、粉煤灰等顆粒較大的粉料差很多；粉體添加劑如可再分散乳膠粉、減水劑等一般都具有非常好的流動(dòng)性，這讓德國(guó)意識(shí)到制造業(yè)是維持德國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不可或缺的“頂梁柱”。于是，而消泡劑等流動(dòng)性則不好。因此，2013年4月，粉體的自動(dòng)計(jì)量必須要考慮各種材料的粒徑、流動(dòng)性、堆積密度以及它們?cè)诟鞣N產(chǎn)品中的配比和精度的要求。干混砂漿用砂一般指粒徑在0.1mm-4.75mm之間的骨料，德國(guó)推出《保障德國(guó)制造業(yè)的未來(lái)：關(guān)于實(shí)施工業(yè)4.0的建議》。隨后，某些特殊的產(chǎn)品如厚層流動(dòng)性地坪砂漿可以用至8mm的骨料。2.4mm以下的河砂和石英砂一般具有較好的流動(dòng)性，世界各國(guó)高度關(guān)注并紛紛開(kāi)始布，2.4mm以上的砂流動(dòng)性變差。石灰石機(jī)制砂可稱(chēng)為粉體及砂混合物，爭(zhēng)取制造業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)：美國(guó)在2014年12月推出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，通常由石粉和砂構(gòu)成，將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體連接，一般含有5-15%左右的0.075mm左右的石粉。石粉在機(jī)制砂中的存在使得混合物的流動(dòng)性和均質(zhì)性變得復(fù)雜。圖3對(duì)于砂、粉體而言，形成更具有效率的生產(chǎn)系統(tǒng);日本于2015年1月23日推出《機(jī)器人新》;法國(guó)推出“新工業(yè)法國(guó)”方案;也于2015年出臺(tái)《制造2025》十年規(guī)劃。

眾所周知，在中聯(lián)重科m-tec生產(chǎn)線(xiàn)計(jì)量系統(tǒng)中普遍使用針對(duì)性設(shè)計(jì)制造的計(jì)量螺旋（圖3），第一次工業(yè)(工業(yè)1.0)發(fā)生在英國(guó)，可滿(mǎn)足精度要求的自動(dòng)計(jì)量的量程為300g到6000kg。而采用特殊計(jì)量原理的POWERDOS系統(tǒng)（圖4）可精確處理2g-25kg的添加劑自動(dòng)計(jì)量、顏料的自動(dòng)計(jì)量、以及流動(dòng)性較差的粉體材料的自動(dòng)計(jì)量。纖維和團(tuán)聚物通常沒(méi)有流動(dòng)性，工業(yè)1.0是透過(guò)蒸汽推動(dòng)機(jī)械化;第二次工業(yè)(工業(yè)2.0)是由電力推動(dòng)大規(guī)模生產(chǎn);第三次工業(yè)(工業(yè)3.0)是由電子信息技術(shù)推動(dòng)自動(dòng)化;第四次工業(yè)(工業(yè)4.0)叫做智能化。過(guò)去在工業(yè)1.0、2.0到3.0的時(shí)代，其自動(dòng)計(jì)量需要特殊的技術(shù)和裝備，一定要透過(guò)原料、機(jī)械設(shè)備、工廠、運(yùn)輸、銷(xiāo)售模塊，都是固定的環(huán)節(jié)，缺一不可。而“工業(yè)4.0”是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、智能化等新技術(shù)提高制造業(yè)水平，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，通過(guò)決定生產(chǎn)制造過(guò)程等的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。它“自下而上”的生產(chǎn)模式，不但節(jié)約創(chuàng)新技術(shù)、成本與時(shí)間，還擁有培育新市場(chǎng)的潛力與機(jī)會(huì)。

工業(yè)4.0有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是“原材料(物質(zhì))”=“信息”。具體來(lái)講，就是工廠內(nèi)采購(gòu)來(lái)的原材料，被“貼上”一個(gè)標(biāo)簽：這是給A客戶(hù)生產(chǎn)的XX產(chǎn)品，XX項(xiàng)工藝中的原材料。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，是智能工廠中使用了含有信息的“原材料”，實(shí)現(xiàn)了“原材料(物質(zhì))”=“信息”，制造業(yè)終將成為信息產(chǎn)業(yè)的一分。以德國(guó)飛雷機(jī)車(chē)生產(chǎn)工廠為例，在工業(yè)3.0以前的時(shí)代，生產(chǎn)一臺(tái)哈雷機(jī)車(chē)需要21天，因?yàn)樗纳a(chǎn)過(guò)程全都是固定機(jī)械化的。但到了工業(yè)4.0的時(shí)代，一位顧客早上9時(shí)下單訂購(gòu)一輛個(gè)人定制化的摩托車(chē)，這模塊統(tǒng)統(tǒng)“活”了，按照顧客的需要，自己找原料，自己找工廠重新包裝重新組合，在6小時(shí)之內(nèi)就可以把私人定制的摩托車(chē)交給客戶(hù)。不但效率提高，成本也大為降低。

工業(yè)4.0的目標(biāo)是智能制造，延伸智能到具體的工廠，就是智能工廠。在智能工廠，第一個(gè)是機(jī)器生產(chǎn)機(jī)器，或者說(shuō)自己生產(chǎn)自己。第二個(gè)就是無(wú)人工廠，或者是黑燈工廠，或百分百全智能工廠，人與智能機(jī)器并存。智能工廠是現(xiàn)代工廠發(fā)展的新階段，是在數(shù)字化基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，來(lái)加強(qiáng)信息和服務(wù)。智能工廠有特征：第一個(gè)特征是信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品;第二是制造過(guò)程數(shù)據(jù)具備實(shí)時(shí)性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達(dá)流，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理也具有實(shí)時(shí)性;第三是可以利用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析，有自學(xué)功能，還可以改善不優(yōu)化制造工藝過(guò)程。智能工廠的發(fā)展趨勢(shì)是從柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。

商業(yè)模式對(duì)制造業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在工業(yè)4.0時(shí)代，未來(lái)制造業(yè)的商業(yè)模式就是以解決顧客問(wèn)題為主。所以說(shuō)，未來(lái)制造企業(yè)將不僅僅進(jìn)行硬件的銷(xiāo)售，還通過(guò)提供售后服務(wù)和其他后續(xù)服務(wù)，來(lái)獲取更多的附加價(jià)值，這就是軟性制造。而帶有“信息”功能的系統(tǒng)成為硬件產(chǎn)品新的核心，意味著個(gè)性化需求、批量定制制造將成為潮流。制造業(yè)的企業(yè)家們要在制造過(guò)程中盡可能多地增加產(chǎn)品附加價(jià)值，拓展更多、更豐富的服務(wù)，提出更好、更完善的解決方案，滿(mǎn)足消費(fèi)者的個(gè)性化需求，走“軟性制造 個(gè)性化定制”的道路。如此，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)才能跟上全球工業(yè)步伐，由“制造”真正轉(zhuǎn)型為“智造”。

制造向“智造”轉(zhuǎn)變

以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展成為工業(yè)大國(guó)，的制造業(yè)更是在全球供應(yīng)鏈中占據(jù)重要地位。到2010年，制造業(yè)的規(guī)模已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)，躍居世界第一。隨著快速崛起的新興經(jīng)濟(jì)體以更為低廉的成本優(yōu)勢(shì)加入競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)分以代工為主的生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大的生存壓力。2014年以來(lái)，東南沿海地區(qū)分加工制造企業(yè)倒閉，由此可能會(huì)引發(fā)其他地區(qū)制造企業(yè)關(guān)門(mén)倒閉的連鎖反應(yīng)。與此同時(shí)，很多發(fā)達(dá)正在反思“制造業(yè)空心化”問(wèn)題，積極推進(jìn)新的制造業(yè)發(fā)展，這些因素都對(duì)制造業(yè)形成高壓態(tài)勢(shì)，制造業(yè)正面臨著國(guó)內(nèi)外“雙重?cái)D壓”的面。因此，制造轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行。

如果按照德國(guó)工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分，我國(guó)的工業(yè)主體還處于“補(bǔ)2.0的課，普及3.0，同時(shí)正在朝著4.0發(fā)展”的階段。而大分發(fā)達(dá)都發(fā)展到了工業(yè)3.0的階段。從一個(gè)工業(yè)大國(guó)向一個(gè)工業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，實(shí)質(zhì)就是推進(jìn)工業(yè)現(xiàn)代化的過(guò)程，而我國(guó)工業(yè)強(qiáng)國(guó)的核心任務(wù)就是推進(jìn)我國(guó)的工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。在工業(yè)化后期階段同樣重視制造業(yè)，并更重視“質(zhì)”和“強(qiáng)”。依靠大量消耗物質(zhì)資源的傳統(tǒng)方式已難以為繼，只有轉(zhuǎn)變工業(yè)發(fā)展方式，方能適應(yīng)新一階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。在普及工業(yè)3.0的同時(shí)，要用工業(yè)4.0的理念改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)。2015年以來(lái)，先后發(fā)布了《制造2025》《關(guān)于大力推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新若干政策措施的意見(jiàn)》《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng) ”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》等一系列頂層設(shè)計(jì)文件，這為我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、尋求新的動(dòng)能做好了鋪墊。

“智能制造”被認(rèn)為是未來(lái)工業(yè)轉(zhuǎn)型的核心。我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向是制造業(yè)信息化，具體來(lái)說(shuō)就是數(shù)字化和智能化方向。智能制造的發(fā)展方向不僅僅意味著智能化程度的提升，還應(yīng)該更符合消費(fèi)者的需求。在過(guò)去，制造業(yè)都是大批量、低成本的，未來(lái)智能制造可以協(xié)調(diào)解決消費(fèi)者低成本、高質(zhì)量、個(gè)性化的需求?；蛟S，隨著當(dāng)前勞動(dòng)力成本的急劇上升以及新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)，加上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，機(jī)器人將為“智能制造”增添動(dòng)力。目前，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)已基本成熟，先驅(qū)企業(yè)已經(jīng)走上自主發(fā)展之路，服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也在孕育中。

地處邊陲又是“”門(mén)戶(hù)的廣西首府南寧，按照工業(yè)4.0的要求，大力發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。要圍繞“二產(chǎn)補(bǔ)短板、三產(chǎn)強(qiáng)優(yōu)勢(shì)、一產(chǎn)顯特色”，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綜合施策，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁向中高端。如以—東盟信息港為契機(jī)，發(fā)展新一代信息技術(shù)，對(duì)接和引進(jìn)智能機(jī)器人制造和新材料、新能源等項(xiàng)目，著力搶抓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。推進(jìn)富士康、研祥、源正、中車(chē)等項(xiàng)目的加快、投產(chǎn)達(dá)效，繼續(xù)引進(jìn)一批帶動(dòng)性和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的大企業(yè)，以龍頭企業(yè)輻射帶動(dòng)提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。深入實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng) ”行動(dòng)計(jì)劃，扶持電子商務(wù)、信息技術(shù)服務(wù)等新業(yè)態(tài)、新模式加快發(fā)展，推動(dòng)電子商務(wù)示范城市。推進(jìn)—東盟國(guó)際物流基地、空港物流產(chǎn)業(yè)園等物流集聚區(qū)，扶持一批現(xiàn)代物流龍頭企業(yè)加快發(fā)展。推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng) 農(nóng)”，促進(jìn)農(nóng)村一、二、三產(chǎn)業(yè)融合，提高農(nóng)業(yè)綜合效益。還要強(qiáng)化創(chuàng)新增發(fā)展動(dòng)能，加大創(chuàng)新力度，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力。要以南寧北京中關(guān)村簽訂合作協(xié)議為契機(jī)，把中關(guān)村創(chuàng)業(yè)大街等模式復(fù)制過(guò)來(lái)，引進(jìn)一批創(chuàng)新型企業(yè)入駐，積極培育發(fā)展眾創(chuàng)、眾包、眾扶、眾籌，加快提升南寧創(chuàng)客城，創(chuàng)建供應(yīng)鏈集成服務(wù)基地、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，吸引更多創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)入駐創(chuàng)業(yè)。南寧也要為迎接工業(yè)4.0，做好培養(yǎng)相關(guān)信息化、自動(dòng)化、智能化人才的培養(yǎng)與儲(chǔ)備工作。

總之，工業(yè)4.0給我們更多的是機(jī)遇。我們相信，新一輪的工業(yè)必將給生產(chǎn)方式、生活方式、組織結(jié)構(gòu)帶來(lái)巨大變革，只要我們緊緊搶抓機(jī)遇，沉著應(yīng)對(duì)，制造必將成功轉(zhuǎn)型“智造”，工業(yè)一定會(huì)迎來(lái)美好的明天。
 

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