近十年來,通過產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新、行業(yè)企業(yè)示范應用、央地聯(lián)合統(tǒng)籌推進,我國智能制造發(fā)展取得長足進步。供給能力不斷提升,智能制造裝備市場滿足率超過50%,主營業(yè)務收入超10億元的系統(tǒng)解決方案供應商達40余家。支撐體系逐步完善,構建了國際先行的標準體系,發(fā)布國家標準285項,牽頭制定國際標準28項;培育具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺近80個。推廣應用成效明顯,試點示范項目生產(chǎn)效率平均提高45%、產(chǎn)品研制周期平均縮短35%、產(chǎn)品不良品率平均降低35%,涌現(xiàn)出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業(yè)態(tài)。但與高質(zhì)量發(fā)展的要求相比,智能制造發(fā)展仍存在 供給適配性不高、創(chuàng)新能力不強、應用深度廣度不夠、專業(yè)人才缺乏等問題。
隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進,新一代信息通信、生物、新材料、新能源等技術不斷突破,并與先進制造技術加速融合,為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了歷史機遇。同時,世界處于百年未有之大變局,國際環(huán)境日趨復雜,全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭更趨激烈,大國戰(zhàn)略博弈進一步聚焦制造業(yè),美國“先進制造業(yè)領導力戰(zhàn)略”、德國“國家工業(yè)戰(zhàn)略2030”、日本“社會5.0”等以重振制造業(yè)為核心的發(fā)展戰(zhàn)略,均以智能制造為主要抓手,力圖搶占全球制造業(yè)新一輪競爭制高點。
當前,我國已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,正處于轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結構、轉(zhuǎn)換增長動力的攻關期,但制造業(yè)供給與市場需求適配性不高、產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定面臨挑戰(zhàn)、資源環(huán)境要素約束趨緊等問題凸顯。站在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革與我國加快高質(zhì)量發(fā)展的歷史性交匯點,要堅定不移地以智能制造為主攻方向,推動產(chǎn)業(yè)技術變革和優(yōu)化升級,推動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉(zhuǎn)變,以“鼎新”帶動“革故”,提高質(zhì)量、效率效益,減少資源能源消耗,暢通產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈,助力碳達峰碳中和,促進我國制造業(yè)邁向全球價值鏈中高端。
與機器設備、系統(tǒng)或生產(chǎn)、管理過程過程在沒有人或較少人的直接參與下,按照人的要求,經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制,實現(xiàn)重復性的復現(xiàn)和執(zhí)行預期的目標的過程的自動化不同,智能制造是面向產(chǎn)品全生命周期,實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現(xiàn)代傳感技術、網(wǎng)絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行技術,實現(xiàn)設計過程、制造過程和制造裝備智能化,是信息技術、智能技術與裝備制造技術的深度融合與集成;智能制造把制造自動化的概念更新,并擴展到柔性化、智能化和高度集成化。
而在實現(xiàn)智能制造的進程中,各種檢測儀器設備也扮演者重要的角色,一方面一些儀器廠商為制造業(yè)提高了智能制造解決方案,另一方面,儀器企業(yè)也在推薦自身生產(chǎn)線的智能制造。以下是一些儀器廠商參與的智能制造案例。
中糧油脂攜手迅杰光遠探索糧油加工行業(yè)智能制造可行性
糧油加工工業(yè)與民生息息相關,其具備傳統(tǒng)工業(yè)大批量生產(chǎn)的特質(zhì),傳統(tǒng)品質(zhì)控制及管理方式主要依靠人員實現(xiàn),近年來隨著智能傳感和數(shù)據(jù)挖掘技術的發(fā)展,糧油加工行業(yè)與近紅外光譜分析技術產(chǎn)生了明顯的交集,使糧油工業(yè)由傳統(tǒng)制造走向智能制造擁有了巨大的潛力和想象空間。
中糧旗下某油脂公司(以下簡稱:中糧油脂)攜手無錫迅杰光遠科技有限公司(以下簡稱:迅杰光遠),以膨化大豆粉在線品質(zhì)監(jiān)控項目為起點,探索了糧油加工行業(yè)智能制造的可行性。
近紅外光譜分析技術有“內(nèi)含物傳感器”之稱,具有無損、非接觸、實時快速、多個指標同時出結果的特點,是實現(xiàn)在線質(zhì)量控制的最高效手段之一。中糧油脂選擇在“膨化大豆粉”生產(chǎn)線引入近紅外在線分析技術,對已有產(chǎn)線進行改造和升級,初步實現(xiàn)了制造過程數(shù)字化和可視化。
迅杰光遠基于中糧油脂的生產(chǎn)需求,設計了配套的膨化大豆粉在線近紅外分析解決方案。項目所涉及的膨化大豆粉是由大豆粉經(jīng)過加熱、加濕、高溫熟化以及膨化處理得到的產(chǎn)品,其物理狀態(tài)為粉末態(tài),含油較高具有一定粘性,易結塊,容易粘連光學窗口,安裝點的樣品狀態(tài)和環(huán)境較為復雜。為此,迅杰光遠針對近紅外主機結構、光譜儀、光學窗口、吹掃模塊、光源入射角度等都進行了專門的設計,儀器內(nèi)置了溫濕度傳感器、自動參比和波長校正模塊,設備開機后即可全自動工作,設備內(nèi)部引入了環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控機制,根據(jù)環(huán)境的變化自動控制儀器的參數(shù),實現(xiàn)了光譜的橫縱坐標自動修正、樣品溫度特性打點記錄等功能,避免各種復雜因素對測量結果的干擾,保證檢查數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠,設備長久穩(wěn)定運行。