智能制造推进中仍然存在很多突出问题,严重制约智能制造发展。中国科协智能制造学会联合体于2022年开展了“制约中国智能制造发展十大问题”征集工作,遴选出5G全连接工厂、异构系统融合、多源异构数据等相关问题,供政府、智能制造实施企业和研究机构等参考,并拟凝练若干建议向政府建言献策,推动智能制造高质量发展。
1.序言
智能制造作为推进制造强国建设的主攻方向,在政产学研用各界受到高度重视,并形成高度共识,积极推进落地实施[1]。各级政府出台了一系列智能制造发展规划、智能制造工程实施指南、行动计划、专项行动,启动了一批智能制造相关试点示范专项,取得了丰硕成果。
我国虽然确立了智能制造的主攻方向,并在推进实施中取得了显著成效,但是仍然存在很多突出问题,严重制约智能制造发展。技术层面存在很多瓶颈,智能制造人才十分短缺,企业基础薄弱并且差异很大,地区发展很不平衡,实施智能制造的主体——广大企业对智能升级需求强烈但存在许多困惑和难题。
为此,2022年初,中国科协智能制造学会联合体启动了“制约中国智能制造发展十大问题”征集工作。组织联合体成员学会和单位推荐、遴选当前制约智能制造发展的重要问题并向社会发布,供政府、智能制造实施企业和研究机构等参考,并拟凝练若干建议向政府建言献策,推动智能制造高质量发展。
2.5G全连接工厂四哑问题
目前大量的中小企业因先进无线连接技术不可高效、低成本获得,导致四哑问题(见图1)长期得不到有效解决,严重制约企业的智能升级,也影响产业链供应链整体的智能升级。
图1 四哑问题
1)哑设备:工厂里面设备是信息“孤岛”,不入网、不自动报生产数据、不自动报设备状态数据。同时由于历史原因,设备本身缺少传感器,难以获得相应的数据。
2)哑工位:工位信息不互动、不共享和不透明,岗位人员资质、工艺要求和质量信息等无法及时传递,导致产品质量和生产效率过程不稳定。
3)哑物料:物料信息从供应商的来料入库、库存状态、物料位置、工装车信息和生产成品的信息,到发运给客户的过程状态和信息,无法实时透明可视,仅通过手工记录方式执行。
4)哑工具:生产过程中的大量质量检查工具和装配加工工具等不能将质量数据、加工参数传递到系统以自动判断是否合适,不能对生产质量及时预警,导致不良品流入市场。
2022年8月工信部发布《5G全连接工厂建设指南》[2],指导各地区各行业积极开展5G全连接工厂建设。5G全连接工厂是充分利用以5G为代表的新一代信息通信技术集成,打造新型工业互联网基础设施,新建或改造生产线级、车间级、工厂级等生产现场,形成生产单元广泛连接、信息(IT)运营(OT)深度融合、数据要素充分利用及创新应用高效赋能的先进工厂。建议各个企业可以根据自身经营效应、人才储备和发展需求,按需从生产线、车间、工厂到供应链逐步升级智能化。
通过5G全连接工厂建设带动5G技术产业发展壮大,进一步加快“5G+工业互联网”新技术、新场景、新模式向工业生产各领域各环节深度拓展。为中小企业应用提供智能制造基础设施,通过全面覆盖的高可靠、高安全和高QoS(Quality of Service,服务质量)的先进无线连接技术,为解决中小企业长期未解决的四哑问题提供新思路、新方向。
3.制造业企业的异构系统融合问题
由于历史和现实因素的影响,多数企业已有的工业设备、信息系统中存在着多源异构的问题,即各设备、系统间从网络、通信协议、数据格式到技术架构、数据口径等方面都存在较大的差异性。这种异构性,导致在实际的智能制造推进过程中,首先需要解决各种单体设备、系统之间的网络连通、数据融合、流程协同等一系列的问题,也即是进行多源异构系统的融合(见图2)。
图2 智能制造异构系统融合