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工业4.0的本质是融合_0

  工业4.0的初衷是把现有的通信、信息、网络技术与工业和制造业进行融合,提升德国工业和制造业的竞争力。从这个角度来说,与中国制造2025战略并没有本质差异。

  广东华南计算技术研究所(原中科院计算所顺德分所)自2009年在顺德成立以来,一直致力于服务佛山企业的智造转型,从事面向工业4.0和两化融合的装备智能化核心技术研发。在所长陈冰冰看来,他们所做的事情,正是推动更多佛山企业去拥抱工业4.0新时代的具体行动。

  工业4.0是信息技术与工业的深度融合

  走进广东华南计算技术研究所,陈冰冰向记者一一介绍工业4.0的由来。他认为,工业4.0的概念是基于德国强大的工业基础,以及未来对信息技术、网络技术和智能技术有更深入的应用需求。以这些需求为背景,首先由德国的一些行业组织及学者提出来,也就是第4次工业革命。德国的制造业,尤其是机械装备行业在全球首屈一指。但这些行业未来的发展,离不开信息技术和信息网络的支持。而在信息基础技术领域,如芯片、操作系统、数据库等基本上由美国控制。在美国积极推动制造业回流背景下,德国开始思考,如何进一步强化自身在制造业和工业领域的优势地位。将信息和网络技术与自身强大的工业基础相结合,是进一步提升工业价值和增强自身国际竞争力的有效途径。

  而信息系统与工业融合之间最大障碍就是标准化问题。陈冰冰说:机械行业是个性化产业,机械装备生产量不大,但是形态很多。如注塑机、锻压机、数控机床,不同的工业领域,采用的标准也不同。而信息技术是通用的,可以标准复制的,信息技术要与工业融合,没有标准化的体系去指导,就会出现很多问题。

  如何把信息与物理实体进行对接?德国在这个方向从基础上耕耘了几十年。陈冰冰解释,在工业控制领域,plcopen组织一直致力于为工业控制软件提供良好的技术标准。这些标准现在已经在德国乃至全球工业界得到广泛应用。这些标准为企业带来的价值在于,能够有效克服装备企业软件人才匮乏的弊端,让没有很深入软件背景的工程师,同样能够写出高质量的工业软件,从而能大大加快装备企业开发产品的速度,节约产品研发成本。很多软件模块可以重用,从而极大增强了装备制造业企业的竞争力。

  工业4.0要的就是跨界

  在陈冰冰看来,工业4.0的基础是cps,德国人提出了cps(cyberphysicalsystems,信息物理系统)的概念,信息与物理实体的对接是工业4.0本质的要求。cps系统概念的提出可以从不同层面进行理解。

  陈冰冰认为,要走工业4.0的道路,佛山与德国至少差了30年。佛山的优势在于制造业基础雄厚,机械装备行业很强,从cps来说,在p方面有了很好的积累,但在c方面,也就是信息技术方面非常弱。佛山首先缺的是做信息技术和软件的人才,与佛山工业地位完全不相称。

  问题在于软件专业出身的专业人才极少愿意到机械装备行业去。事实上,整个中国都存在这种情况。陈冰冰无奈表示,中国制造业虽然体量很大,但是附加值很低。我带的研究生,年薪都是20万元起,纯粹从事信息行业的年薪很高,与制造装备行业的收入相差一倍以上。

  正是由于制造行业的软件人才缺乏,导致佛山很多机械装备生产商硬件很快生产出来了,但是在软件环节需要花费很多时间精力。

  很多装备制造商在产品的设计阶段是可控的,但在软件开发环节基本上是失控的。陈冰冰提到,2013年,有不下5个客户到中科院向他寻求帮助。这些客户的装备研发了5年都没有做出来,都卡在了控制系统方案和软件开发的环节。由于找不到好的系统工程师和软件工程师,有些企业只好找个人兼职来做软件。控制系统难以优化,软件的质量无法保证。控制系统和软件成为了企业产品推向市场的最大瓶颈。

  事实上,从历史进程来看,德国也曾遇到过这些问题。德国采取的方案是:充分协同全社会的技术资源,让学计算机的人把软件做得更简单,更容易用,让做工程的人也能用这套软件进行开发,通过良好的软件结构,让物理与信息的对接变得更为简单。

  陈冰冰认为,这个问题能在德国解决得益于德国有良好和谐的产业生态环境,能够有效地将不同学科的人融合在一起,大家各司其职,各得其所。我是学计算机和软件出身的,如果不是跟机械装备领域走得这么近,我也不知道这个问题可以这样解决,也没办法理解德国人为什么这么做。陈冰冰说。

  拥抱工业4.0先要洗脑

  佛山市顺德合耕信息科技有限公司依托广东华南计算技术研究所的研究成果和技术力量,为制造企业提供自动化、信息化和智能化的技术支持,包括为客户提供智慧工厂体系架构咨询、设计和仿真服务,提供机械装备先进控制系统选型与应用咨询等服务。

  但6年来,陈冰冰的感受就是,很多工作推动起来都很难,每个客户前期的推动时间都要1~2年,往往要好几年才能谈成一个合作。

  所有的机械运行都需要大脑,我们生产的控制器就是一个大脑,它是与德国工业4.0倡导的技术平台接轨的。通过这个控制器,可以有效缩短研发人员写软件的时间,提高机械运行的稳定性。但是我们很多客户都是机械行业出身的,没有学习过专业的软件知识,开始的时候对这个系统不理解。陈冰冰希望,各级政府及行业协会发挥作用,组织企业系统学习德国工业4.0的思想理念,以及软件知识的学习。这些如果仅依靠单个企业的力量推广,难度非常大。

  目前,陈冰冰团队正协助美的集团做智慧工厂的改造升级。我们不直接帮他们做改造,但是和美的一起构建智慧工厂的整体技术标准,特别是控制技术、信息技术、数据接口等模块的技术标准化。陈冰冰说,下一步,他们将和美的工厂一起推进这些技术标准的应用,这将有效推动自动化产业链的总体进步。我们希望通过美的这些龙头企业起示范带头作用。

  工业4.0来了,佛山企业又该如何抢占先机?陈冰冰认为,人才是第一位的。加快圈人,赶快把有软件知识和海外工作背景的人才招揽过来,工业4.0用的都是现成的技术,关键是以什么方式整合起来。一个全球资源整合的年代已经到来。

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