聚力智能制造 引领数字发展.pdf

长期困扰制造业发展的难题，如作业环境恶劣、用工难、信息孤岛、管理不透明、设计生产协同性差等，都随着机器换人、工序自动化、生产管理智能化逐一化解，制造领域数智化已是大势所趋。近年来，制造业与互联网融合发展，先进技术推动产品模式创新、制造模式创新、供应链模式创新、营销模式创新、服务模式创新，中国工业互联网正向着智能化、数字化、网络化方向跨越式发展。三种数智化关键能力大模型推动新一轮产业变革在 第 四 次 工 业 革 命 和 第 三 次 能 源革命相叠加的时代背景下，孕育出了以ChatGPT 为代表的人工智能大模型，给中国制造业带来新的机遇。机器人是大模型与物理世界联通的桥梁，其与人工智能的融合发展将分为四个阶段。一是仅接入大模型 API，无二次开发，难度系数较低；二是机器人实现具身智能，产生对客观世界的理解和改造能力；三是构造机器人知识数据集，形成机器人本地知识（半）自主大模型，运用私有大模型解决垂直场景问题；四是基于大模型的机器人操作系统，组织端云资源，机器人的思维会更仿真。机器人正经历“角色扮演-聊天对话-环境多模态感知理解-自主任务规划执行”的智能化进程，大模型搭配丰富的预训练数据，将产生强大的生成能力，提升机器人认知决策水平；同时，“自动化机器人-单个语义感知机器人-类人社会行为多机器人调度”的规模化进化持续推进，多种场景下的智能工厂将迎来更智慧的解决方案。制造过程全闭环的数字规划工厂往往希望单条产线能生产多类产聚力智能制造 引领数字发展党的二十大报告提出，推动制造业高端化、智能化、绿色化发展，推进新型工业化，加快建设制造强国。当前，新一代网络信息技术加速变革，“数智化”成为中国企业的转型发展诉求。在 2023“机器人+”大会上，湖南省智能制造协会会长、长沙长泰机器人有限公司董事长高狄，以生动的实例分析了企业实现数智化转型的正确发展方向。文/高狄52 机器人产业|ROBOT INDUSTRYCAse StudY案例分析湖南省智能制造协会会长、长沙长泰机器人有限公司董事长 2023 年第 5 期 53品，主要阻碍在于不同产线上的装备和生产节拍不一致。通过大数据管理，能够以数据流的形式将产线做出整体规划，是实现“一线多用”的有力抓手。数据流不仅要覆盖基础工艺的技术参数，更要包含信息展示环节中的数据，数字孪生系统和工业互联网服务平台是数据流的最终去处。以 5G 和 AI 等技术为支撑，形成应用开发标准，打造远程运维系统，将为智能解决方案的推广提供平台支撑；聚焦工业设备接入，建设安全可信的工业互联网云平台，以软件提升智能制造价值。数字孪生系统是虚拟与现实的结合，可实现物理世界和数据世界的双向交互，用数据驱动数模，用数模驱动实体，把数字化推升至崭新高度。“数字即验证，落地就生产”，数字孪生技术国产化率逐渐提高，逐步走入制造业深水区。产品对象数字化、产品规则数字化、产品过程数字化都离不开数字孪生的设计，从设计端到生产端形成数字化的有机闭环。除前端数据驱动数模之外，还要发展基于产线节拍的数据孪生，通过产线布局、机器人作业轨迹、生产节拍等全方位的数字化验证，实现从基于个人经验向基于知识库的转变，构建工业互联网数字孪生系统。激光超快超精智造激光技术来源已久，与原子能、半导体，以及计算机齐名，是二十世纪重大科技发明之一。激光工艺的发展将从六个方面带来超快超精智造：激光扫描振镜、激光下料折弯焊接自动化产线系统、激光淬火系高狄 湖南省智能制造协会会长、长沙长泰机器人 有限公司董事长聚力智能制造 引领数字发展图 1 湖南省智能制造协会会长、长沙长泰机器人有限公司董事长 高狄湖南省智能制造协会会长、长沙长泰机器人有限公司董事长CAse StudY案例分析54 机器人产业|ROBOT INDUSTRY统、激光飞行焊接系统、激光标记系统，以及激光切割系统。除了激光技术，智能化和数字化工厂发展大范围的智能制造系统综合解决方案，必须紧紧围绕“三张网”，即信息网（人工智能、工业互联网、工业大数据）、交通网（高铁、城轨）和能源网（特高压、新能源汽车等），携手推进智能制造。其中，实现全自动化产线的能源转移数字化和数字化工厂能耗的可预测性，将是未来智能制造的重点技术发展方向。七大数智化服务实例湖南中南智能装备有限公司（以下简称“中南智能”）是湖南省国有综合性智能制造平台之一，以超精超快激光核心装备为主攻方向，研发突破了三轴激光振镜等超快超精核心智能装备等“卡脖子”技术，是湖南省智能制造行业的良好范本。长沙长泰机器人有限公司作为中南智能的下属子公司之一，在纺织、民爆、汽车、铸造、水泥、焊接、料场、物流、原材料、电力等 10 大工业门类和 110 个应用场景中研发了智能装备整体解决方案。智能纺织视觉验布系统。能在 100%范围内对无纺布进行连续、精确的表面瑕疵检测，适用于不同克重布匹检测，减少人工劳动强度，且操作简洁、容易上手。袋装产品全自动装车系统。袋装产品全自动装车系统最大支持 4 包共 200kg 的水泥同时装车，并兼容平板、半挂、全挂等多种货车型号，单条车道工作量最大可达 2200 吨/天。全自动装车系统以高工作效率、低碳排放提高企业的竞争力，同时以自动化、智能化助力企业抓住新的增长点。数字孪生产品。数字孪生产品可实现实际生产、虚拟生产，及虚拟数字模型之间的关联映射。利用 AR 技术，实现设备聚力智能制造 引领数字发展 2023 年第 5 期 55的远程运维；围绕基于工业互联网的智能制造，开发数字孪生、智能运维等应用领域的工业 APP；实现生产线决策优化与持续改进，提高制造成熟度。企业数字化转型顶层规划。自上而下提供企业整体数字化解决方案，即统一规划、分步实施、保障落地成效；实现企业各环节流程打通，打破信息孤岛；充分运用数据价值，提高决策精度；实现无纸化办公，减少人力成本。基于工业互联网的应用服务。基于数字孪生系统，整个工厂将被远程反映为一个直观、集中、迅捷的指挥平台，提供生产调度相关的物质、设备、质量、绩效等实时数据分析及决策，指挥平台可远程介入临时指令，或及时处理突发问题。智能物流仓储系统。智能立体库内，采用高层货架充分利用空间储存货物，空间利用率提高 80%以上；采用有轨巷道堆垛机自动搬运，相比传统叉车搬运方式效率提升 50%以上；采用托盘输送机、AGV或有轨小车实现托盘货物在平面的自动输送，节约人力 50%以上；采用计算机软件实现进销存管理，准确率能够达到 100%。此外，智能物流仓储系统能实时监控各设备运行状态和充放电情况，帮助车间管理者随时掌握产能产量等多种数据。激光标记系统。传统的标记方式是通过刻字、浇筑形成图案，“机器人+激光”可能带来新的装备变革。采用激光器、振镜等光学元件，可实现高速的激光刻号；搭配深度检测仪，可实现刻号质量监控；选配视觉系统，可实现刻号位置自识别。需要更换产品类型时，激光标记系统能够自动对焦并开始作业。无论是装备制造企业还是平台算法企业，想要形成企业核心竞争力，就必须将数智化供应链打通，实现设计数字化、生产自动化、管理智能化、服务智慧化。企业应紧抓中国走向制造强国的契机，提供智能制造全生命周期的服务，形成工业互联网服务生态体系，助推工业数字化转型。在线阅读（节选）