洪暹國：實施智能制造 提升農(nóng)機行業(yè)制造水平

　　為補足短板，鼓勵創(chuàng)新，為行業(yè)發(fā)展注入新的能量，實現(xiàn)由制造大國到制造強國的跨越，近年來我國積極推進實施智能制造，特別是日前國務院印發(fā)的《中國制造2025》，不僅將智能制造定位為中國制造的主攻方向，更將農(nóng)機裝備等十大領域作為大力推動的重點實施突破發(fā)展，從而為提升農(nóng)機行業(yè)制造水平，促進農(nóng)機工業(yè)又好又快的發(fā)展奠定了堅實的基礎。

　　實施智能制造的背景

　　現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)歷了機械化、電氣化革命，未來的第三次工業(yè)革命必然是以機、電、信息相結(jié)合的智能化制造革命。

　　從兩化融合到數(shù)字化制造，甚至智慧工廠、工業(yè)4.0，都是當今工廠發(fā)展的潮流和趨勢，相互之間有著共同的核心理念：信息化數(shù)字化貫通各個環(huán)節(jié)，打破了產(chǎn)品設計和制造之間的“鴻溝”，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設計、制造、裝配、物流等各個方面的功能，降低設計到生產(chǎn)制造之間的不確定性，從而縮短產(chǎn)品設計到生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的時間，并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。數(shù)字智造是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的另一個新階段，更是智慧工廠的高度概括。除了信息化數(shù)字化的生產(chǎn)，數(shù)字智造更進一步強調(diào)設備與設備之間的智能感應，實現(xiàn)自動分析、推理、決策、控制的功能。數(shù)字化與智能化的制造技術成為“第三次工業(yè)革命”的核心技術。

　　作為數(shù)字化與智能化制造的關鍵技術之一，數(shù)字化工廠是現(xiàn)代工業(yè)化與信息化融合的應用體現(xiàn)，也是實現(xiàn)智能化制造的必經(jīng)之路。數(shù)字化工廠借助于信息化和數(shù)字化技術，通過集成、仿真、分析、控制等手段，可為制造工廠的生產(chǎn)全過程提供全面管控的一種整體解決方案。

　　目前中國企業(yè)智能化水平參差不齊，僅有10%左右的大企業(yè)智能制造水平較高，在規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)中，生產(chǎn)線上數(shù)控裝備比重達到30%。而根據(jù)德勤與中國機械工業(yè)聯(lián)合會2013年調(diào)研200家制造企業(yè)所發(fā)布的首份中國智造現(xiàn)狀及前景報告顯示，中國智能制造處于初級發(fā)展階段，同樣也是大部分處于研發(fā)階段，僅16%的企業(yè)進入智能制造應用階段。作為裝備制造重要組成部分的農(nóng)機領域，受發(fā)展條件和企業(yè)盈利能力制約，這個數(shù)字更低。面對新的發(fā)展條件和競爭壓力，智能制造和數(shù)字化制造的發(fā)展將成為農(nóng)機企業(yè)實現(xiàn)強國制造的重要引擎。

　　實施智能制造的主要內(nèi)容

　　農(nóng)機行業(yè)要以國家推動智能制造試點專項行動為契機，在農(nóng)機典型骨干企業(yè)內(nèi)，組織開展數(shù)字化車間試點示范項目建設，推進農(nóng)機企業(yè)生產(chǎn)裝備智能化升級、工藝流程改造、基礎數(shù)據(jù)共享等試點應用。

　　依托一批國內(nèi)外優(yōu)秀工廠設計團隊，構(gòu)建智能化制造裝備數(shù)據(jù)庫，選擇若干重點行業(yè)、重點企業(yè)和重點產(chǎn)品，從工廠整體規(guī)劃著手，通過對生產(chǎn)線的構(gòu)成、工藝布置、設備和工裝等的全面分析，并且充分考慮現(xiàn)有產(chǎn)品和新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變化趨勢，找出影響生產(chǎn)節(jié)拍的主要因素，從而對新規(guī)劃的廠房或原有廠房進行改進，使之更符合生產(chǎn)需要。

　　首先，要構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)庫，建立農(nóng)機產(chǎn)品模型、資源模型(制造設備、原材料、能源、工夾具、生產(chǎn)人員和制造環(huán)境等)、工藝模型(工藝規(guī)則、制造路線等)以及生產(chǎn)管理模型(系統(tǒng)的限制和約束關系)，并構(gòu)建起產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和產(chǎn)品樹。

　　其次，做好產(chǎn)品工藝路線構(gòu)建和優(yōu)化，將重點放在加工裝配順序、資源和布局優(yōu)化、生產(chǎn)線平衡和人機工程仿真上，從而為實現(xiàn)數(shù)字化制造奠定扎實基礎。

　　再其次，在上述工作基礎上，優(yōu)化生產(chǎn)制造系統(tǒng)的布局和配置，將前期構(gòu)建好的生產(chǎn)設備資源模型添加到生產(chǎn)線指定工位中，并檢查生產(chǎn)線物流通道與物料空間是否有干涉，從而科學分配資源和優(yōu)化工廠(車間)布局，實現(xiàn)數(shù)字制造車間的有效運行。

　　實施智能制造主要目標

　　實施智能制造的總體目標是：通過數(shù)字化或智能化農(nóng)機化工廠的設計更新，更好、更快地規(guī)劃高效的生產(chǎn)線及進行老生產(chǎn)線改造，縮短新產(chǎn)品的上市周期，減少新產(chǎn)品的開發(fā)成本和風險，優(yōu)化產(chǎn)品設計以利于加工，優(yōu)化生產(chǎn)線配置和布局，減少生產(chǎn)線準備和停機時間，增加生產(chǎn)線設備生產(chǎn)力，大大提高生產(chǎn)率，改善工人的勞動環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　實施智能制造的具體目標為：農(nóng)機企業(yè)引進數(shù)字化制造技術和裝備，采用數(shù)字化工廠技術，根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)情況實現(xiàn)混流生產(chǎn)，即以產(chǎn)品品種、產(chǎn)量、工時、設備負荷全面均衡為前提，工藝流程和生產(chǎn)作業(yè)方法基本相同的若干個產(chǎn)品品種，在同一條生產(chǎn)線上，科學地編排生產(chǎn)順序，實行有節(jié)奏、按比例地混合連續(xù)流水生產(chǎn)，通過上述改造，使企業(yè)縮短20%的產(chǎn)品上市時間；減少65%的設計修改；減少40%的生產(chǎn)工藝規(guī)劃時間；提高15%的產(chǎn)能；降低10%的生產(chǎn)費用，降低20%的運營成本，產(chǎn)品不良率降低10%，能源利用率提高4%。

　　實施方案、資金來源與保障措施

　　在農(nóng)機行業(yè)實施智能制造的方案、投資及資金來源是：按每年10個農(nóng)機骨干企業(yè)實施智能制造為試點，由國家每年給予一定的資金予以扶持，地方同步進行配套。主要資金來源考慮如下：國家智能制造專項資金、國家創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導基金、國家產(chǎn)業(yè)振興和技術改造專項資金。

　　在農(nóng)機行業(yè)實施智能制造的政策保障措施是：國家投資主管部門落實領導責任；加強行業(yè)協(xié)會的組織和引導；提高專業(yè)化智能制造、設計機構(gòu)的能力和水平；大力推進智能制造、設計人才隊伍建設；強化示范效應，加強交流，逐步推廣。

　　2015年智能制造專項實施情況

　　為了加快推動智能制造發(fā)展，落實《中國制造2025》加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，打造信息化背景下的制造業(yè)新優(yōu)勢，2015年工業(yè)和信息化部、財政部啟動了“智能制造專項”，包括農(nóng)業(yè)機械行業(yè)等九大領域進入“專項”支持范圍。

　　2015年智能制造專項重點支持智能制造綜合標準化試驗驗證及典型領域智能工廠/數(shù)字化車間集成創(chuàng)新。通過建立綜合標準化試驗驗證體系，同時通過解決新型傳感器、工業(yè)控制系統(tǒng)、機器人、3D打印等智能制造裝備(裝置)自主安全可控，智能制造裝備(裝置)在智能成套生產(chǎn)線的集成創(chuàng)新，以及智能成套生產(chǎn)線在智能工廠/數(shù)字化車間的應用創(chuàng)新，實現(xiàn)在典型制造領域企業(yè)運營成本和產(chǎn)品不良品率大幅降低，產(chǎn)品研制周期明顯縮短，工廠能源利用率及生產(chǎn)效率大幅提升。

　　據(jù)悉，2015年專項支持的主要內(nèi)容：一是智能制造綜合標準化試驗驗證，二是智能工廠/數(shù)字化車間集成創(chuàng)新。重點支持新一代信息產(chǎn)品、高檔數(shù)控機床和機器人、航空裝備、海洋工程裝備與高技術船舶、先進軌道交通、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、農(nóng)業(yè)機械等9類流程及離散制造領域開展智能工廠/數(shù)字化車間系統(tǒng)集成創(chuàng)新與自主安全可控發(fā)展。

　　2015年專項支持的方式是：“智能制造專項”由財政部、工業(yè)和信息化部聯(lián)合組織實施。項目申報完成后，財政部、工業(yè)和信息化部組織專家聯(lián)合審議及核查，并由兩部委聯(lián)合發(fā)文予以確認。智能工廠/數(shù)字化車間類項目、綜合標準化試驗驗證系統(tǒng)類項目按總投資的一定比例給予財政獎勵和后補助。

　　農(nóng)業(yè)機械智能制造新模式的實施內(nèi)容是：支持基于大中型拖拉機、收獲機械、大型農(nóng)機具及關鍵零部件智能制造新模式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設計、加工、檢測、裝配的全流程智能化。生產(chǎn)效率提高50%以上，產(chǎn)品不良品率降低10%以上，能源利用率提高40%以上，運營成本降低20%以上，產(chǎn)品研制周期降低20%以上。產(chǎn)品設計的數(shù)字化率達到80%以上、制造過程的數(shù)控化率達到80%以上、形成完善的設計與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)平臺、實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)在線監(jiān)控與測量、建立具有行業(yè)及企業(yè)特點的基礎數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)農(nóng)機企業(yè)的設計、生產(chǎn)和控制與ERP、MES的智能整合。通過RFID和光感倉儲和物流設備實現(xiàn)生產(chǎn)和物流的一體化。申請2項以上專利、登記5項以上軟件著作權(quán)、形成3項以上企業(yè)/行業(yè)/國家標準草案。

　　受到支持的安全可控的智能制造手段包括：自動柔性生產(chǎn)線，高檔數(shù)控機械加工系統(tǒng)，現(xiàn)代化涂裝生產(chǎn)線，智能化物流系統(tǒng)，焊接機器人系統(tǒng)及專用智能工裝夾具，MES／ERP管理系統(tǒng)，自動引導小車，數(shù)字化測量檢驗設備等。

　　農(nóng)機行業(yè)申報獲得支持項目的情況是：2015年共有17家農(nóng)機制造企業(yè)申報了智能制造專項，經(jīng)過初審和專家評審，利歐股份等6家農(nóng)機企業(yè)獲得了專項支持。