近十年來,通過產學研用協同創新、行業企業示范應用、央地聯合統籌推進,我國智能制造發展取得長足進步。供給能力不斷提升,智能制造裝備市場滿足率超過50%,主營業務收入超10億元的系統解決方案供應商達40余家。支撐體系逐步完善,構建了國際先行的標準體系,發布國家標準285項,牽頭制定國際標準28項;培育具有行業和區域影響力的工業互聯網平臺近80個。推廣應用成效明顯,試點示范項目生產效率平均提高45%、產品研制周期平均縮短35%、產品不良品率平均降低35%,涌現出離散型智能制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業態。但與高質量發展的要求相比,智能制造發展仍存在 供給適配性不高、創新能力不強、應用深度廣度不夠、專業人才缺乏等問題。
隨著全球新一輪科技革命和產業變革突飛猛進,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,為制造業高端化、智能化、綠色化發展提供了歷史機遇。同時,世界處于百年未有之大變局,國際環境日趨復雜,全球科技和產業競爭更趨激烈,大國戰略博弈進一步聚焦制造業,美國“先進制造業領導力戰略”、德國“國家工業戰略2030”、日本“社會5.0”等以重振制造業為核心的發展戰略,均以智能制造為主要抓手,力圖搶占全球制造業新一輪競爭制高點。
當前,我國已轉向高質量發展階段,正處于轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期,但制造業供給與市場需求適配性不高、產業鏈供應鏈穩定面臨挑戰、資源環境要素約束趨緊等問題凸顯。站在新一輪科技革命和產業變革與我國加快高質量發展的歷史性交匯點,要堅定不移地以智能制造為主攻方向,推動產業技術變革和優化升級,推動制造業產業模式和企業形態根本性轉變,以“鼎新”帶動“革故”,提高質量、效率效益,減少資源能源消耗,暢通產業鏈供應鏈,助力碳達峰碳中和,促進我國制造業邁向全球價值鏈中高端。
與機器設備、系統或生產、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,經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制,實現重復性的復現和執行預期的目標的過程的自動化不同,智能制造是面向產品全生命周期,實現泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、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、決策和執行技術,實現設計過程、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提高了智能制造解決方案,另一方面,儀器企業也在推薦自身生產線的智能制造。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智能制造可行性
糧油加工工業與民生息息相關,其具備傳統工業大批量生產的特質,傳統品質控制及管理方式主要依靠人員實現,近年來隨著智能傳感和數據挖掘技術的發展,糧油加工行業與近紅外光譜分析技術產生了明顯的交集,使糧油工業由傳統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監控項目為起點,探索了糧油加工行業智能制造的可行性。
近紅外光譜分析技術有“內含物傳感器”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,是實現在線質量控制的最高效手段之一。中糧油脂選擇在“膨化大豆粉”生產線引入近紅外在線分析技術,對已有產線進行改造和升級,初步實現了制造過程數字化和可視化。
迅杰光遠基于中糧油脂的生產需求,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過加熱、加濕、高溫熟化以及膨化處理得到的產品,其物理狀態為粉末態,含油較高具有一定粘性,易結塊,容易粘連光學窗口,安裝點的樣品狀態和環境較為復雜。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,設備內部引入了環境狀態監控機制,根據環境的變化自動控制儀器的參數,實現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,保證檢查數據的穩定可靠,設備長久穩定運行。