谈制造业信息化的先进技术和运用

谈制造业信息化的先进技术和运用

摘要:制造业信息化是现代先进制造技术的显著特征。阐述了制造业信息化的内涵及其与制造业信息化的相互促进,列举了重点关注的先进制造技术,对传统制造业的转型路径作了探讨。

关键词:制造业信息化;先进制造技术;智能化;绿色化;数字化

1引言

制造业信息化是现代先进制造技术的显著特征。随着信息技术、新能源、新材料、生物技术等前沿方向的不断发展,新技术、新工艺、新材料加速融合,协同创新,使制造业信息化具有了更加丰富的内涵。现代制造业正在向绿色化、数字化、智能化、云制造等方向不断发展。新一代信息技术与制造业的深度融合,将促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革,加速制造业要素配置方式、生产组织模式和产业发展形态的改变,助力现代制造业再次腾飞。

2先进制造技术及其应用

2.1制造业信息化

制造业信息化是将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合,带动产品设计方法和工具的创新、企业管理模式的创新、企业间协作关系的创新,从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询服务的网络化等现代制造业蓝图。其主要内容为实现或抓好数字化设计、数字化生产、数字化装备和数字化管理技术的开发与应用,并在此基础上实现技术的集成创新,提高制造业综合竞争力。当前,制造业信息化技术的发展趋势可概括如下:集成和协同是制造业信息化技术发展的主旋律;绿色制造成为制造业信息化技术发展的重要特征;智能制造加速了制造业信息化技术的发展;网络化制造改变了企业的运作方式,大批量定制提高了企业的快速应变能力。目前,许多先进的企业在应用现代集成制造系统技术方面已走在前列,实现或初步实现了设计、制造、管理、经营一体化,巩固和加强了企业在市场上的领先地位。

2.2先进制造技术

先进制造技术具有智能化、网络化、集成化、可视化等特点,先进制造技术与制造业信息化互为引擎,共促发展。这些年我国在高性能计算、载人航天、纳米科学、量子信息、生命科学等前沿领域取得的一系列重大创新成果多来自先进制造业。积极跟踪并推广应用先进制造技术,对制造业信息化的持续发展意义重大。目前,我国在产品设计、工业设计、工程数据库建造、精密与特种加工工艺装备、铸锻件精密成形、工艺仿真、制造自动化、数控机床与机器人应用、制造信息集成以及系统管理等领域已经拥有一支强大的工程技术力量,为先进制造技术发展提供了保证。下一步,随着制造仿真和并行工程、柔性制造技术和车间资源快速重组及设备无故障运行技术、制造信息的分布集成、产品数据管理和互联网络辅助制造、先进制造工艺和快速制造技术、智能化决策支持系统建造和制造智能的累积等的大力发展,现代制造业信息化技术必将进一步得到发展壮大。

(1)虚拟化技术、3D打印、工业互联网、大数据等技术将重构制造业技术体系,如基于信息物理系统(CPS)的智能工厂将成为未来制造的主要形式,重复和一般技能劳动将不断被智能装备和生产方式所替代。如虚拟产品开发(VPD)技术极大地增强了企业的创新能力,它能够在虚拟状态下构思、设计、制造、测试和分析产品,以有效地解决那些反映在时间、成本、质量等存在的问题。

(2)随着信息技术和网络技术的飞速发展,网络化制造作为一种现代制造的新模式,正在日益成为制造业研究和实践的热门领域,网络制造业将给现代制造业带来一场深刻的变革。网络化制造应用服务可为产品设计和制造过程提供服务和优化,并且可以进行虚拟的工艺仿真作为产品设计和工艺制定参考。通过网络化应用服务中心进行产品及其制造工艺的模拟仿真与优化设计和协同制造,将大大节省投资,提高生产效率。

(3)随着计算机、电子信息、现代管理技术的高速发展,现代机械制造已基本取缔了原来的机械加工,与传统的机械制造相比,现代机械制造技术综合了机械、计算机、电子信息、材料、自动化、智能化、设计与工艺一体化等技术,朝着精密化、柔性化、集成化、绿色化、全球化等方向发展。如现代集成制造系统(CIMS)是信息技术、制造技术与现代管理技术的集成,应用于产品全生命周期的各个阶段。另外,随着计算机及其设备、计算机软件的迅速发展而形成的计算机辅助设计(CAD)技术,是电子信息技术与产业工程技术的结晶,已广泛应用于机械、电子、航空航天、汽车等各个领域,成为提高产品与工程技术水平、降低消耗、缩短产品开发周期、大幅提高劳动生产率和产品质量的重要手段。这些技术都是先进制造技术的重要内容,是企业实现信息化的重要技术手段,对于传统产业的改造将起到重要作用。同样,先进制造技术也是高新技术发展的动力,制造业信息化与先进制造技术的相互促进,将成为带动经济发展的动力。

3制造业转型探讨

制造业的转型升级是一个长期的、渐进式的过程。在这个过程中,新兴技术和新兴产业将始终发挥主导作用,成为传统产业转型升级的重要引擎。中国制造业只有不断创新才能与国际同行在更高起点同台竞技,完成转型升级。

3.1转型路径

(1)推进传统制造业改造升级。通过实施固定资产更新补贴计划,增加技术改造贴息贷款,提高企业核心竞争力和技术水平,促进传统制造业向产业链高端跃升、由低附加值向高附加值跃升。通过集成创新突破行业先进技术,突破关键部件外资掌控壁垒与限制,实现整体转型升级。通过战略联盟获取技术、品牌、管理、服务等战略性资源,获取战略性资产,实现产业集群内制造业企业整体的转型升级。

(2)推进传统制造业融合发展。推动传统制造业与信息化深度融合,加强信息技术对传统制造业的改造提升,以信息化全面提高传统制造业水平。推动传统制造业与边界产业深度融合,通过把握传统制造业的新特点和新需求,开发交通、纺织等传统制造业产品在高端健身、休闲用品等方面的新功能,创造新产品、开发新市场,提升品牌价值与附加值,实现跨产业的转型升级。推动传统制造业与生产性服务业深度融合,以构建供应链为核心,通过服务增值提升附加值、延伸产业链,以生产性服务业促进传统制造业结构升级。

(3)推进传统制造业管理创新。传统制造业生产管理转型升级势在必行,以精细管理消除企业的浪费,响应国家政策要求推动制造业的管理向科学化、环保化、主动服务化方向发展。通过信息化推进生产流程智能化,推进销售服务电子化。通过规范企业组织结构和法人治理结构,提高企业发展活力和竞争力。推进商业模式创新。把商业模式创新作为推进企业转型升级的战略措施,以开发和整合市场资源为目标建立全球营销与服务管理体系。

(4)推进传统制造业集群集聚。支持钢铁、汽车、电力、纺织、轻工等行业龙头企业、优势企业兼并落后企业,推动上下游、产供销、国际间联合重组,提高产业集中度和资源配置效率。加快淘汰落后产能、压缩高消耗高污染产能。优化产业规划布局,加速产业链高端空间集聚,纵深推进特色产业基地建设,统筹完善公共服务、区域品牌、产业配套等体系,依托专业市场、保税平台、科研院所推进生产性服务业集聚区建设,形成综合竞争优势。

(5)强化传统制造业人力资源支撑。一方面,要全面增强技术研发能力。特别是增强企业人力资源全球化配置与运用能力,实现由“国内选人”向“全球选人”转变;同时,加强工程师团队和工程师文化建设,提升集成研发能力。另一方面,要全面提升技术工人技能。大力发展专业技术职业教育,加强技师团队、技师文化和技术工人队伍建设,为传统制造业转型升级提供高水平技术工人支持。

(6)优化传统制造业发展的政策环境。各级应以市场导向作为倾斜性产业政策制定的基点,制定传统制造业转型升级的政策措施,助推相关企业提升研发能力,实现产业链升级。通过财税制度基本消除重复征税,营造市场公平财税环境。通过设立传统制造业转型升级扶持基金,帮助相关企业解决土地、融资成本等问题,推进传统制造业转型升级。

3.2创新举措

(1)大力提高制造业创新能力,制定实施重点行业的技术创新路线图,加快完善制造业创新体系,支持发展企业创新联盟,集中力量突破一批如信息通讯业、新能源、新材料的关键技术,建设以企业为主体的创新体系。

(2)大力促进制造业结构调整和产业升级,推动高新技术成果产业化,推动制造业向高端、高技术、高可靠性转型的步伐。

(3)大力推动信息化和工业化的深度融合,以信息化促进高端制造业的数字化和智能化,高度关注智能化浪潮对行业产业的影响。

(4)高度关注“双碳”背景下的产业发展趋势,推动制造业的绿色低碳发展,促进资源利用向节约、高效、清洁、安全发展。

(5)在新的产业形势和行业背景下,大力推动我国制造业组织结构调整,淘汰落后产能,加快培植新型产业,开发开拓新动能,力求创新发展。

4结语

制造业信息化代表了现代先进制造技术的发展方向。本文阐述了制造业信息化的内涵,列举了需重点关注的先进制造技术,对传统制造业的转型升级路径作了探讨思考。希望对制造业行业企业转型升级,提高综合竞争力提供有价值的参考作用。

参考文献:

[1]宋熠.未来工业制造的信息化[J].锻压装备与制造技术,2003,38(6).

[2]李健.运用信息化促进制造业走上持续快速健康的发展之路[J].CAD/CAM与制造业信息化,2003(5).

[3]周江涛.我国制造业信息化带动工业化的技术途径初探[J].自动化与仪器仪表,2007(1).

作者:刘颖 单位:中国民用航空华东空管局山东分局