[科学技术]实体层互联互通 让智能制造不再“卡脖子”

实体层是生产过程中增值的过程，即企业活动的出发点和归宿，是产品的社会物质生产单位，是一个庞大的系统，如机械制造包括毛坯(铸造、锻造、焊接等)。)，加工(切割、成型、热处理等。)，组装调试，喷漆，测试，包装等制造过程。传感层是实时采集这些生产过程中的各种信息。所谓各种数据形式的来源，抽象为人、机器、材料、方法、环境、水、电、风、蒸汽、信息传输(有线或无线)存储网络。它们之间的互联互通没有解决，数字化、网络化不可能发展成智能制造。

目前，我国制造业尤其是装备制造业发展不平衡、不充分，企业结构和层次充斥着工业1.0、2.0、3.0的实体层。根据作者近年来对近百家设备制造企业的调查，实施所谓智能制造的瓶颈在于实体层面的设备互联和数据采集。当然还有一批先进的大中型企业，做好精益生产和准时制管理，业务和工艺流程合理，生产设备先进，数控率高。因此，这些企业是未来数字化、网络化、智能化制造的先行者，但仍然需要大量的数据和实践经验的探索和积累，才能达到柔性化、定制化、可视化的阶段。

关键环节是在各种控制系统中，传输数据信息的通信协议有不同的版本。比如国外机床数控系统常用的是fanac、三菱、西门子、heidenheim，国内有华中数控、广钢数控、杨光、高精度、凯恩帝、魏宏、精雕等系统；驱动分为伺服电机系统、步进电机系统等，Fiel dbus(现场总线)也有不同的版本，如profibus、modbus、can、ethercat等。如何使不同版本的数据传输协议相互兼容并上传发布？很多机构使用软件包或者独立模块，比如日本Madzak调用的智能盒，杨光调用的mcu，姬神i5和isesol系统调用的i-box，宗彝调用的智能网关。因此，每个企业都可以形成自己独特的信息管理系统和统一的接口和协议，这是智能制造信息架构的重要组成部分。

数字化、网络化、智能化(以下简称“三化”)制造是对制造过程中所有生产要素的组合进行描述和优化，使装备制造达到“质量第一、效率第一”的目标，企业增加市场竞争力和可持续发展能力。作者在调查研究中发现了几个难点:

首先，有两种现象。一种是憋着，认为实施“三化”过程需要一大笔钱来改造实体层面的所有生产环节。另一种是针对“三个转变”。“三个转变”似乎有点像“面子工程”。不搞“三个转变”，就得不到上级和同行的重视。作者认为，用“投入产出”的经济学理论来研究和实施“三个转变”是不合理和不经济的。

其次，要搞好科学的生产管理。即精益生产(lp)和准时制管理(jis)与“三个转变”关系不大，对于提高企业的生产力和竞争力是不可或缺的；另一方面，随着lp和jis的改进，更容易做到"循规蹈矩"和"三个转变"。管理层(plm、erp)、执行层(mes等)。)和所谓“三个转变”中的控制层可以组成所谓的虚拟工厂(或车间)来优化生产要素和业务流程的组合，然后优化后的数据可以控制实体层的各种设备，这意味着虚拟和实体生产流程是相互“映射”的，经过多次pdca映射，就可以得到相对优化的业务流程。在这个过程中，数据的真实性和全面性非常重要。

第三，关键在于数据采集、传输、筛选和建模。数据种类繁多，包括生产、管理、质量、资金、设备等所有生产要素的数据，还需要收集与企业和产品用户需求相关的数据，形成所谓的块数据和块数据(二维)，以便实时数据进行优化和预测。没有数据，就没有“三个转变”。因此，建立各种数据数据库是当务之急。