摘要:随着社会不断发展进步,工业自动化水平提高,工业自动化由过去常规处理方式到现在非常规处理方式,如何满足人类对个性化、智能化、多样化的需求,未来工业智能化将是重点发展方向。
关键词:智能化 自动化 工业4.0
前言
2018年全球钢铁产量达到18.08亿吨,比上年增长4.6%。其中,中国钢铁产量为9.283亿吨,同比增长6.6%,占据全球钢铁产量的51.33%,我国的钢铁产量呈现逐年增加态势,且稳居全球第一。钢铁工业是我国国民经济的支柱产业,是关系国计民生基础性产业。在推进工业现代化过程中发挥不可替代作用,钢铁工业的快速发展有利满足各行各业对材料数量和质量要求,支撑国民经济和社会稳定、持续、快速、健康的发展,支持国家重点工程项目建设。
一、目前我国在自动化现状情况
经过四十年的改革开放发展,我国钢铁工业自动化发展产业突飞猛进,自动化发展产业潜力巨大,整体保持持续发展。“解读钢铁企业信息化”的报告中也明确提出大型冶金企业(冶金产量500万吨以上)已经实现冶金自动化的全面信息化,中型冶金企业(冶金产量50万吨以上)也有80%企业实现信息化系统。部分企业新建的大型化、自动化、信息化装备已达到国际领先水平,工艺设备已实现了现代化、高效化、自动化炼钢生产模式。大部分工艺设备都实现了基础设备自动化和过程控制自动化,新建、改建、扩建冶金工程中基础设备自动化大都采用了国外的PLC设备或DCS设备,过程自动化采用了普通工业微机或专用的工用站,对设备进行全面的监控,如高炉煤气和转炉煤气的成分自动分析、高炉炉顶顶温自动显示、高炉炉顶料面自动热图成像、结晶器液面自动控制,减少人为控制模糊操作模式,提高生产过程中设备精确度,提升产品质量。在一些大型企业除车间级的控制以外还设置了工厂管理级计算机,并把工厂级计算机联成网络,对整个企业从原料入厂,到成品出厂进行全面的计算机管理,实现了管控一体化。
二、国内自动化存在的问题
从目前看,我国大中钢铁企业的自动化水平已接近国际先进水平,但部分小企业或中型企业的部分工艺设备的自动化水平,仍然是仪表控制的较低水平,人为操作比重较大。因此我国钢铁工业的结构调整势在必行,和钢铁配套的冶金自动化设备也面临新的发展机遇。
同时经过多年引进、吸收、消化,国产制造自动化设备基本满足国内生产需要,但是核心技术还处摸索阶段,造成国产设备质量、控制水平和精确度还存在一定差距,特别是国产自动化系统硬件平台和系统软件平台水平不高,轧钢过程中控制自动化技术和部分关键装备仍然需要进口国外设备,造成部分关键自动化控制技术和模型设定技术处于“黑匣子”状态。这主要是由于基础性研究相对薄弱和滞后,使企业创新缺乏应有支撑,导致一些研发成果和现场应用之间技术脱节,现场应用效果不理想。可以具体表现在四个方面:一是,缺乏自主创新,原始创新不足,自动化控制核心技术尚未完全掌握。二,自动化控制系统尚不能完全满足钢铁行业需求。三,促进钢铁行业自动化控制创新机制不健全,缺乏科技高层次人才和领军人才,科技人才数量低,企业基础研发投入远低于发达国家。四是支持企业研发投入政策力度不够,国家引导社会创新资源汇聚企业的相关政策不完善。
三、国内外自动化差距
行业结构性矛盾比较突出:中小工业控制企业依然占有企业总数95%,低端产品占据主体地位,高端产品缺失较大。
科技创新能力较低,受制环境政策较大:产品大多数属于高耗能、高温室气体排放,节能降耗产品较少。
产品制定标准:我国自动化产品系统行业和国际自动化行业相比依然存在较大差距,新概念新理念产生:如工业4.0思想主张整合制造业工厂和其他的业务功能概念。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一些知名企业已经开始应用工业4.0概念来提高过程自动化效益,包括了ABB、巴耶夫、拜耳、比尔芬格-博格、E+H、赢创、FESTO、科隆、朗盛、西门子等技术研究所。
培养高素质人才方面:国际自动行业知名企业舍得投入“人才投资”,并在“本土化”进程中,斩获颇丰。
产品质量宣传方面:核心价值观、品牌意识、文化环境、营销网络、社会责任和管理制度等方面,都存在较大差距。特别是在新产品、新技术、新系统上缺少宣传。
四、自动化和智能化区别
其实,人们做的事有两种:一种是常规的、正常的做事流程,一种是应对各种干扰、特例和意外。工人负责常规的生产,但非常规的问题则需要工程师来解决;总经理负责企业的日常运行,而企业的发展方向、资源配置则需要董事长动脑筋。
举个例子:如果一条全自动流水线,用来生产某种产品。原计划三年收回成本,但一年半以后产品卖不动了,而产线转产却非常麻烦——这是条自动化产线,却不能称为智能化产线,因为智能化产线需要应对产品种类的变化。
产线上的设备总是会出故障的、最佳状态总是会偏离的、产品总是会有次品的。这些相对“非常规”的问题总得有人去解决才行。这都是智能化要做的事情。
从目中意义上讲,自动化是简单处理常规问题,智能化是处理非常规的问题和比较复杂问题。自动化到智能化发展,针对从小系统到大系统数据改变,从局部到整体质变发展。这些非常规性的工作,往往是碎片化的;常常需要一些碎片化的知识。所以,智能化的核心工作之一就是知识的数字化——这样才能把人的工作交给计算机来完成。当然,正确决策的另外一个必要条件是信息的充分:尽量让机器掌握的信息,比人更多而不是更少。这就是信息集成的作用。而这些条件,只有在信息通信技术高度发达的时候才容易做到。所以,智能化今天才热起来。
从工作量上看,常规性的工作往往很大;但从技术含量和难度上看,非常规的工作却大:正常的情况可能只有一种,而不正常的情况会有成千上万种。现在有人搞无人驾驶:如果路况很规范,技术一定都不难;真正的难点就在于要处理千奇百怪的路况。
另外,自动化往往只是针对生产过程,而智能化却针对整个企业的业务活动,如研发服务、采购销售等。这也是自动化和智能化的重要差别。
五、工业自动化向智能化发展趋势
在中国,富士康这个五年前还被称为血汗工厂的公司,如今却在大规模复制无人车间。富士康副总裁陈冠棋说:“富士康的生产线和工厂在以后将实现完全自动化,不需要工人,甚至不需要开灯。”这样一来,原本一个上百万人的厂,最后只需要几万甚至几千的工人。
富士康创始人郭台铭亲自到清华大学招工:“我真诚地希望清华学子到富士康就业,我们需要会处理复杂数据的人才,像你们这样的精英人才。”
世界经济论坛《未来的工作2018》预测,到2022年,机器承担的工作份额将由今天的29%上升到58%,而人类承担的任务将由今天的71%下降到58%。这意味着当今在各个领域的核心工作岗位中有50%即将被机器取代。同时全职类工作将大幅减少,更灵活的、不受时空限制的兼职类工作将越来越普遍。
随着社会发展,产业结构不断优化,未来智能制造将是重点发展方向,在智能工厂、智能生产和智慧物流三大主题下,目前受益于工业4.0的产业主要包括智能机床、工业自动化、工业互联网、高端机器人、RFID、传感器、3D打印等,去中心化、柔性化和智能化将是工业4.0的核心。工业4.0时代将有越来越多的生产工作由机器取代,而更多人去做服务性工作。
在不久将来,我们将面来工业化4.0时代,机器化升级将对人类生产生活方式带来前所未有挑战。人工智能、虚拟现实技术、大数据分析渗透入我们生产生活方方面面,把人从事复杂生产劳动中解脱出来,带给我们高效便捷生活体验。工业4.0时代将有越来越多的生产工作由机器取代,而更多人去做服务性工作。
论文作者:刘志菲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
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