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读懂中国制造2025 “智造”化的未来工厂
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石菲《中国信息化》总编辑助理
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在全球制造业升级转型的今天，业界一直在思考制造的未来是什么？面对原材料价格和人力成本的上涨、同业竞争的加剧、贸易壁垒和关税的增加、人民币不断升值等挑战，从制造往“智造”转型成为中国传统制造业扭亏转盈、实现脱胎换骨的关键。
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究竟什么是“智造”？机器人就是“智造”的代名词吗？事实远不只如此。而“智造”的概念也在不断变化中，“智造”的未来究竟是什么？随着技术的不断发展，“智造化”的未来工厂也许会超乎我们的想象。
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从数字化生产到无人工厂
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作为首屈一指的制造大国，中国是以透支人口红利、环境红利、资源红利的粗放型发展来换取增长的。但制造业企业的大部分产品仍然停留在生产的中下游，不能依靠核心技术、高质、高效的生产方式赢利，这终将影响制造业的可持续发展。而随着自动化、互联网和云计算技术的不断发展与融合，制造业需要对生产进行数字化改造，才能有效地提高劳动生产率，保证安全、高品质的生产。
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每一次科技革命都会给工业制造带来巨大的颠覆，从蒸汽机的出现到电气化时代，无数协助提高生产力的机器不断涌现。从单一的生产设备到半自动化制造，再发展到全自动化无人作业，越来越先进的自动化机器逐步取代了人力劳动。
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1952年，美国麻省理工学院首先实现了三坐标铣床的数控化；1984年，世界上第一个无人工厂在日本诞生。从数字化、自动化到无人工厂，这一切只经历了短短的三十几年。
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数字化制造是通过计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造、产品数据库管理等系统，对产品从设计到生产制造全过程进行监控管理，制造企业可利用数字化制造系统对整个生产线进行三维仿真、分析，从而有效降低制造成本。在所有的生产步骤、流程都数字化之后，企业可以利用数字化技术实现虚拟制造。
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目前这项技术已经应用到汽车制造业中，借助虚拟现实技术建立的三维汽车模型，可显示汽车的悬挂、底盘、内饰直至每一个焊接点，设计者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能。这种三维模型准确性很高，汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。
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目前，美国通用电气、福特汽车公司等都已经在应用这项技术，如福特汽车公司，产品设计师运用虚拟现实软件可以看到虚拟汽车车门及发动机罩的铰接情况，可以设想在驾驶室的座位上来解决人机工程和视野问题，也可以观察到汽车在乡村公路上奔跑的情景。同时，动力系统的工程师可以借助更换一个虚拟机油滤清器来模拟发动机的维护。
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随着技术的进步以及人力成本的提升，越来越多的人工智能被应用在生产领域，成为现代制造业的新生力量。如今，无人工厂已经不再是梦想。
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我国工业机器人的比例虽然仅有千分之三，但我国已成为工业机器人增长最快的国家之一。以四川长虹集团为例，据报道，长虹的电视工厂拥有亚洲最先进的电视生产线，以IE（工业工程）作为顶层设计，设计完线体、厂房之后再加入自动化、信息化内容，可同时生产8款电视，平均每5.5秒钟下线一台电视。并且利用信息化手段进行跟踪，从加工、物流到传输、检测，已达到了无人生产的状态。而这样的线体和无人工厂在长虹还有很多。
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制造业的“绿色”革命
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除了人力成本增加、生产效率和产品品质不高的挑战，中国制造业还普遍存在能耗高、资源利用率低的问题，对经济社会的可持续发展造成了巨大压力，实现绿色生产已经迫在眉睫。
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大家普遍认为绿色制造就是没有（或少有）环境污染的制造，它贯穿于产品的全生命周期，如在产品设计时就必须考虑产品的可回收性（可拆卸性），制造过程中的无切削、快速注塑成型、挤压成形等。
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欧姆龙集团执行董事吉川净先生则表示：“绿色生产带来的效益不仅体现在缓解环境压力的层面，它还能为企业节约能源和生产资源成本。”
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为帮助企业实现“能效最大化”，欧姆龙推出了“能源可诊化”解决方案，是一种在不降低生产品质的前提下，帮助企业减少用电量的解决方案。通过“能源可诊化”系统中的电表和监测传感器，可以实时、高密度地采集庞大的能耗数据及生产信息，并在收集数据的基础上分析数据，找出节能改善着眼点。管理者便可以根据这些数据调节设备的使用情况，轻松减少能源的消耗。欧姆龙广州汽车电子工厂通过“能源可诊化”系统完善了工厂的电力管理制度和体系，每年可以实现15%左右的节能率。以2011年和2010年的生产能耗对比为例，2011年产量比2010年有所增长，但通过能源可诊化系统进行能源管理后，用电量反而较2010年有所下降，实现了效率的提高。
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此外，随着制造业的不断升级，生产现场逐渐全球化，熟练技工不断减少，企业也开始对社会责任愈加重视，在以“智造”代替“制造”的未来工厂，当然也必须是安全第一。
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在工厂车间等生产现场，机械设备运转的危险区域可以安装安全光幕，避免出现与设备相接触的事故，例如卷入设备等，从而确保作业人员的安全。最先进的安全光幕能够根据生产车间的状况灵活配置检测的间距，从最小9毫米至245毫米，都可以任意设定检测宽度。不仅如此，安全光幕还配有能使部分光轴无效的沉默功能，自动辨别是作业人员的动作还是自动搬运用的车辆、控制设备在运转，在保护作业人员安全的同时，避免生产线无益地停转，兼顾生产现场的安全性及生产性。
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拥抱定制化生产时代
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除了自动化生产的无人工厂、节能环保的绿色工厂，未来“智造”化的工厂还有一个问题要面对，那就是生产模式的变化。
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过去的制造业迫于成本压力而不得不大规模生产产品，稍有不慎就会陷入产能过剩的危机，而全自动化生产带来了高效率低成本的制造，未来工厂联网后将进入定制化生产时代，也就是时下正热的“互联网制造”。
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让我们来假设一下这样的场景，在未来，当你需要一辆汽车，你只需要打开App（应用程序），输入你的定制化要求，信息就会发送给工厂，工厂将你表达的产品种种特性转化成数据，然后通过计算来安排物料的配送、零件的打磨，以及机器的组装。用户可以通过互联网对工厂下单，工厂不再有产能过剩的危机，同时高效率的机器能快速地生产出对象产品，不再需要大量招工来满足一时的产能需求。
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在不久的将来，这一切将不再是梦想。2015年1月中旬，世界三大牛仔裤品牌之一的Lee宣布推出个性化定制服务，旨在让每一位丹宁（牛仔布）爱好者都能依照个人趣味创造属于自己的牛仔单品。
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