绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇智能制造技术标准范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2017.12.042
1 潍坊市“互联网+制造业”的制约因素分析
1.1 从国家层面分析
(1)智能制造标准规范体系还不完善。体现在两个方面:一是智能制造顶层参考框架欠缺。美国以思科、通用、IBM等为首的工业互联网联盟已从物理系统、数据管理、分析服务、应用与集成等七个方面初步构建起工业互联网参考框架,为制造企业生产智能化产品、推行智能业务模式奠定了基础。我国尽管出台了《中国制造2025》战略,但在智能制造顶层参考框架构建方面还不够细致。二是智能制造关键技术标准尚不统一。当前与智能制造相关的物联网、智能装备和机器人以及大数据、云计算等关键领域的技术具体发展路径尚不够清晰,对应的标准规范也未能统一,造成不同厂商产品间兼容性差,集成难度高。①
(2)工业互联网架构体系亟待建设。工业互联网在实现设备、产品、人等互联互通时,需打通多种异构网络之间的阻碍。不同异构网络之间在网络架构、数据结构、应答机制等通信协议内容方面有较大差异。①这些差异往往会对工业大数据的交互、存储及挖掘形成阻碍进而影响智能产品全生命周期上的服务增值。
(3)“互联网+制造业”新模式对传统行业管理模式带来挑战。主要体现在三方面:一是新型生产关系对传统生产关系带来挑战。现行制造业的政策理念与举措大多带有旧式工业化思路的烙印,在互联网与制造业深入融合中急需新的政策创新和思路变革。二是产业加速跨界融合对条块分割的行业管理体制带来挑战。而像工信部这类信息化推进部门在整个政府运行体系中仍处于技术与工具层面的从属地位,难以在产业变革中发挥更有效的集成统合作用。三是不断增长的基础信息资源共享与业务协同需求给旧有监管方式带来挑战。①
1.2 从潍坊市产业发展层面分析
(1)复合型人才不足。目前潍坊市既精通信息技术又熟悉企业核心业务和管理的复合型人才极度匮乏,导致一些企业信息化建设与企业生产经营衔接不紧密甚至脱节。相当一部分企业还没有制定与企业发展战略相匹配的信息化规划,没有相应信息化管理机构,仅有少量网络维护人员。
(2)缺乏整体规划论证和引导,标准规范不统一。目前潍坊市各县、市、区缺少推动互联网与制造业融合发展的系统规划和引导政策,仅4个县、市、区设立了两化融合专项引导资金,5个县、市、区无两化融合试点或者示范项目。由于我国技术标准管理体制落后,标准规范立项周期长,技术标准滞后等问题突出,使得系统互通、设备兼容、数据共享对统一技术标准提出了紧迫要求。
(3)产业支撑能力偏弱。主要表现在:一是大多制造企业对互联网技术应用水平和能力不强,应用互联网技术改造提升传统产业技术和产品水平的内生动力与效果不明显。二是潍坊市信息产业与两化深度融合核心关联性产业较少,大部分企业处于信息产业链的中低端,产品技术含量和附加值低,信息产业自主创新能力不强,核心技术匮乏问题突出,对互联网与制造业融合的支撑作用还不够显著。三是信息化专业服务机构服务能力不强。潍坊市缺少高端化、专业化、社会化能有效支撑行业转型提升的信息化服务机构和企业。同时还存在信息服务专业水平低的问题。比如潍坊市著名装备制造业福田雷沃的信息技术部就只是为其提供信息服务的一个部门,很难发展成为通用机械制造行业提供共性信息服务的企业。
2 潍坊市“互联网+制造业”的思路与对策
“互联网+制造业”是制造业的一场从有到好的重大转折,是一次全面而深刻的转型。需要从体制机制改革、加强创新、提高要素供给和打造制造业智能生产体系等方面加强探索。
2.1 以体制机制改革激发创新活力
(1)扩大科研院所和高校开展科研的自。像在选人用人、科研立项、成果处置、编制管理、职称评审、薪酬分配、学科专业设置、设备采购、建设项目审批等方面,要给潍坊市科研院所和高校以必要的自,同时科研院所和高校也要向基层院系和研发团队放权,赋予创新领军人才更大的人财物支配权、技术路线决定权。政府部门在放权的同时,要为科研挝缓腿嗽碧峁胖史务,探索“互联网+科研服务”模式,共同营造鼓励创新、包容失败的制度环境。同时,政府部门还要做好合理有效的监管。
(2)打通科技成果转化通道。积极探索科技成果产权制度改革。各地区科研机构、高校等部门可依照《中华人民共和国促进科技成果转化法》通过奖励等办法将部分股权、知识产权等让渡给科研人员。大胆改革薪酬分配制度,探索年薪制和协议工资制和股权、期权、分红等激励措施。②提高科研人员成果转化收益分享比例,让他们凭自己的聪明才智和创新成果合理合法富起来。并加强知识产权保护和运用,严厉打击侵权假冒行为。
自古以来测控技术就是人们生产和生活的重要组成部分。我国最早出现的测控仪器日晷,一个测量时间的原始时钟,各种长度、质量测量仪器使人们对世界有了更深的了解。随着社会的不断进步,科学技术的不断发展,测控技术已经进入了全新的时代。中国在很长的一段时间内工业产品在国际市场上没有市场,其中一个很重要的原因就是产品的质量差无法和其他工业强国竞争,所以着重发展测控技术,从而提高产品质量,达到与世界接轨,提高产品竞争力。
1、测控技术的基本概念
测控技术一般以光、机、电、计算机一体化为特色,应用于计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多领域。具有很强的适应能力和广泛的发展空间。
2、测控技术的特点
2.1测控技术的智能化
随着微电子技术的不断发展,使嵌入式处理器技术不断完善,该技术被应用在工业自动化、农业自动化、建筑自动化等多个领域。人工智能在1956年被提出后,被不断地研究和拓展,如今人工智能可以代替人们完成部分繁重的工作。人工智能的应用使得测控技术变得更快、更准确。
2.2测控技术的网络化
网络技术的出现对社会的影响是巨大的,各种网络聊天工具拉近了人们之间的距离,使信息交流变得更加方便,网络已经成为了人们生活的重要组成部分。将网络技术与测控技术结合起来,组成系统的网络测控系统被应用于各个行业,在这些行业中有着无可替代的地位和发挥着重要的作用。
2.3测控技术的数字化
当今的社会是信息化时代,信息的数字化也越来越被研究人员重视,数字信号具有稳定性好、可靠性高的优点。测控系统中的数字化控制、信号处理利用数字化技术,使得信息传输变得更稳定、更清晰。
2.4测控技术的分布式化
测控系统利用分布式系统实现测量、控制和管理的自动化,减少了员工的劳动强度,提高了劳动生产率。
3、测控技术的现状及发展
3.1测控技术的现状
随着经济的发展和时代的进步,测控技术已经被应用于很多领域。经过研究人员的不断探索,测控技术被不断的完善、提高。但是我国的测控技术水平相对于世界工业发达国家还是比较落后。因此,我国应该在测控技术的网络化、智能化、数字化等方面学习和引鉴工业发达国家的技术、设备和管理方式。努力提高测控设备的技术水平,减少与先进技术间的差距,进入国际市场,从而实现工业强国的愿望。
3.2测控技术的发展趋势
社会的发展,网络的普及使得现代测控技术逐步趋向世界化、网络化。随着各个国家和地区间的联系不断密切,现代测控技术将发展的更加智能化、网络化。研究人员会根据世界市场的实际情况和未来的发展趋势,将现代测控技术不断的完善和发展,适用于社会的需要,减轻工人的劳动强度,将人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,而且能扩展人的器官功能,极大地提高劳动生产率,增强人类认识世界和改造世界的能力。一个完善的测控系统能够带动社会各种行业的迅猛发展,所以在如今网络覆盖全球的时代下,标准完善的现代测控系统将是未来发展的必然趋势,现代测控技术具有远大的发展前景。
3.3测控技术的发展意义
现代测控技术是现代工业中的重要组成部分,现代测控技术的发展带动了世界工业技术的进步,在社会发展中有着不可替代的作用。现阶段各种科学研究大部分离不开现代测控技术,它被应用于计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等领域,解放了人们的双手,增强生产效率,推动社会的发展。所以发展现代测控技术对社会的进步有着重大的意义。
4、构建测控技术标准体系几点建议
(1)了解目前测控技术标准,向有经验的工作人员请教,经大量数据的测试后建立符合测控系统需求的现代测控系统标准体系。
(2)构建测控技术标准体系时不应一成不变,深入了解现阶段的测控系统,完善其中不尽人意的地方。科学先进的思想使测控系统的内容更加丰富,适用范围更加广阔,效果更加明显。
(3)二十一世纪以来,微电子技术、网络信息技术等现代科学技术蓬勃发展,结合这些高新技术,使测控装置得到了进一步的发展。加强系统的可靠性,增加新功能,扩大应用领域,为用户解决复杂困难的问题。
(4)测控装置的微型化网络化,可以减小装置的体积,降低功耗,提高系统的可靠性。功能更加强大,覆盖面积更广,应用于生产和生活的每一部分,增强相互间的信息交流,将生产执行部分和信息处理部分紧密的结合起来,实现真正意义上的电子信息化工厂。
(5)测控系统体系应能同时执行多个任务,增强工作效率;强化网络能力,便于信息的交流,使处理信息高速化;发展集成化软件,使用开放性的标准接口,将测控系统的各个组成部分完美的结合在一起;增强安全技术,例如冗余技术、容错技术、热插拔技术、数据信息加密技术等,来保证信息的安全。
(6)测控技术作为共性技术,被应用于各个领域,构建测控技术标准体系应具有完善、科学、独立、现代化的特点,使其应用范围更广,包涵内容更多,专业性更强。
5、测控技术标准体系的组成
测控技术标准体系的结构分为三层。第一层次为测控技术标准体系,代号为BV。测控技术标准体系的第二层次分为六个分层次(1.共用标准体系,代号BVA;2.信息获取标准体系,代号BVB;3.信息传输标准体系,代号BVC;4.信息处理标准体系,代号BVD;5.运行管理标准体系,代号BVE;其他相关标准体系,代号BVF。)第二层次的每一个分层次包含十个支体系,这六十个支体系构成测控标准体系的第三层次,支体系名称和内容的确定一般按照专业和按照使用载体这两种方法分类。其中按照专业分类是比较常用的分类方法。以信息获取标准体系(BVB)为例,共分为00~09十个支体系:共用标准体系(00);光测标准体系(01);遥测标准体系(02);遥控标准体系(03);脉冲雷达标准体系(04);连续波雷达标准体系(05);微波统一系统标准体系(06);机载专用标准体系(07);船(舰)专用标准体系(08);其他相关标准体系(09)。
6、结束语
随着电子信息技术的发展,构建测控技术标准体系的意义巨大,为时代的发展带来的不可估量的好处。本文通过了解现代测控技术现状及未来发展趋势,提出一些建议为相关专业人员参考,希望能够完善测控技术标准体系,使我国测控技术能够与世界接轨,实现工业强国的愿望。
中图分类号:U665文献标识码: A 文章编号:
我国是一个幅员辽阔的大国,如果我们完成了智能电网的建设工作,为每一个用户都安装上智能电表并且间隔一定时间向用户一个电价曲线来时刻控制大型负荷群的用电行为。我们通过这个方法,可以做到将全国的所有负荷群都整合到一起,那么我们的“峰谷差”问题即使不使用火电机组也可以完成自调,对于节能减排有着非常重要的意义。以下是本人一些不成熟的看法,如有不正之处,希望大家予以批评指正,不胜感激。
1.智能电表技术标准的特殊意义
对智能电表的设计、制造、安装等工作来说标准的制定具有着非常重要的意义。
1.1 对智能电网的建设工作来说相关标准的制定无疑是一个非常强力的助力,标准的制定考虑了智能电网的本地以及远程费控功能,使其具备了信息交换、保障数据安全以及提高智能电网的防护能力,可以确保智能电网的信息数据以及系统的安全平稳运行,对于用户的个人信息也有了更好的保护方法。
1.2 对于智能电表的采购工作也给予了更多的保障。指定的标准通过对电能表的型式、类别的定义,给予了五种不同情况下,每一种智能电表的技术指标以及功能,统一了电表的评价标准,对于设计单位的设计工作,制造单位的制造工作等都产生了非常大的帮助,产生了巨大地社会效益以及经济效益,对我国电网公司的招标工作提供了巨大地理论以及事实帮助。
1.3 标准的制定对于电能表的配送、仓储、以及检定工作的智能化以及自动化起到了强劲的推动作用。标注对智能电表的规格、类型的规范化,在保证了生产流水线上电表检定工作的智能化以及自动化的同时,也实现了配送车货位、仓储货位以及周转箱的自动化和标准化,大大提升了电能表的配送工作的效率,极大推动了计量业务的智能化和标准化进程。
1.4 标准的制定明显的提升了智能电表的监督管理水平。由于标准在对智能电表分类后,也对每类的智能电表的材料工艺、可靠性、电气性能、功能要求、适应环境、机械性能以及技术指标等给出了明确的要求和规定,为我们对电表的质量监督管理工作提供了可靠地依据,充分的发挥了计量中心以及计量体系的作用,对于实现计量监督管理的标准化、精益化以及集约化有着非常重要的意义。
2.智能电能及其功能
2.1 智能电能
智能电能表是采用大规模集成电路,应用数字采样处理技术及SMT工艺,根据工业用户实际用电状况所设计、制造的具有国际先进水平的仪表。电能表由测量单元、数据处理单元、通信单元等组成,具有电能最计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能的电能表。
电能表能精确测量正向、反向及组合有功电能表,四象限无功电能、组合无功1电能、组合无功2电能,能实时测量有功功率、无功功率、电压、电流和频率等电参数。通过表内输出信号来控制路器实现负载的通与断,实现督促用户先买电后用电的功能。并通过多种费率可以有效的调节电网负载平衡,削峰填谷,使用电更合理化、有效化。
2.2 智能电能功能:
具有正、反向有功电能、四象限无功电能计量功能,组合有功和组合无功电能计量方式可设置。有两套费率时段,可通过预先设置时间实现两套费率时段的自动切换。每套费率时段全年可设置10个时区,有5个日时段表,24小时内至少可以设置14个时段,时段最小间隔为15分钟,并且时段间隔大于实际需量周期值,可跨越零点设置。具有记录、显示四象限无功电能。具有记录、显示组合1无功和组合2无功,且组合无功1和组合无功2可以进行设置。具有分时计量功能,有功、无功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量。具有计量分相有功电能量功能。能存储12个结算周期电量数据,结算时间可在每月任何一日整点设定(不大于28日)。
通过LCD显示各种参数设置情况和测量数据量,可以轮显和键显数据。可实现参数轮显,轮显的参数和时间可预先设置,参数轮显的顺序可任意设定。具有测量A、B、C三相的电压、电流有效值、有功无功功率、视在功率及当前电网频率的功能。具有编程禁止功能和需量复位功能。具有过载报警继电器输出报警信号功能。故障报警功能,电压出现失压、电流严重不平衡、断相、有功反向、电压逆相序、电池欠压等各种事件时,电表液晶及报警指示灯会提出报警。
3.智能表技术在电力行业的应用
通过在生产环节、采购环节以及使用环节的分析和研究,对我国现有的标准进行完善补充具有非常特殊的意义。由于我国之前没有智能电表技术标注,所以电网公司对于智能电表的各项数据、规格、技术指标等的要求都不一致、非常的宽泛,所以就造成了当时我国智能电网建设速度的放缓,严重危害到了通信接口、信息交互的统一,对于电能表的互联互通和互换工作产生了非常不好的影响,所以我们现在要注意对现有标准的完善和补充,使标准适可满足我们智能电网的建设工作,并且保证计量的准确性。因此,国家电网公司营销部立足于企业生产、检测调试、运行维护等环节,总结多年运行经验,制定了国家电网公司智能电能表技术标准。
结束语:
综上所述,智能电表在智能电网中发挥着非常重要的作用。智能电表的广泛安装还可以带动一大批下游产业,甚至是一个行业;而且智能电网的建设还可以为我们节省大笔资金的同时轻松做到对“峰谷差”的调节,因此智能电表在智能电网中不仅有着良好的经济效益,还有着良好的社会效益。因此,发展智能电表的应用使我们现在工作中的重点以及难点,我们只有通过不断地努力,克服困难,扩大我国智能电表在智能电网中的应用范围,在推进我国电力事业向前发展的同时,也为我国经济的飞速发展增添新的动力。
Q:蓝牙4.0相比原先版本在传输速度和功耗上有怎样的新发展?在哪些方面更适合智能家居的控制传输要求?
A:蓝牙4.0算是蓝牙3.0的升级版本,它集传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术三种技术于一身,着重增加了低功耗技术(待机低功耗技术、运行低功耗技术),其传输支持1Mbps的超短数据包,同时增加了AES-128CCM加密算法,在通信安全方面更加有了保障。
蓝牙4.0技术在网络拓扑、低功耗优化、网络覆盖范围等方面都有了较高的技术提升,同时蓝牙4.0包含的跳频技术又能减少与其他2.4GHz ISM频段无线技术的串扰,相较其他蓝牙技术版本更加适合智能家居的控制传输要求。
Q:6LoWPAN是怎样的新通讯协议标准?
A:谈到6LoWPAN就得提到IEEE802.15.4,802.15.4具有低功耗、低开销的特性,因而特别适合应用在无线传感网中,但是当大量的节点设备引入互联网中时,就会需要大量的IP地址,而现行的IPV4却越来越不能满足这种需求,6LoWPAN就是在这种情形下诞生的,它其实就是在802.15.4的网络层和MAC层增加一个网络适配层,完成包头压缩、分片、重组和路由转发的功能,进而在802.15.4上实现IPV6数据包的传输,6LoWPAN支持星型、树型、MESH网等多种网络拓扑结构。
Q:6LoWPAN技术应用是否是建立在WiFi环境基础上的?
A:不是,6LoWAPN技术应用虽然是给每一个设备一个IP地址引入互联网中,但是并不需要建立在WiFi的环境上,节点设备通过“节点一路由一网关”的方式接入互联网中,并非搭建在WiFi环境中。
Q:6LoWPAN短距离、低速率、低功耗、无线通信的特点,是否十分适合智能家居系统应用?目前有无成形的应用设备?
A:6LoWPAN的这些特点确实非常适合智能家居系统的应用,我们知道ZigBee是目前智能家居采用较多的无线组网技术,ZigBee的新一代智能电网标准中SEP2.0已经采用6LoWPAN技术,它是物联网感知层、无线传感器网络的重要技术。随着物联网的不断发展,6LoWPAN势必会逐渐的替代ZigBee标准。
就目前我们所了解到的情况,6LoWPAN目前还没有非常成型的应用设备推向市场,目前仍旧处于实验室研究阶段,就拿我们重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室来说,目前我们实验室已经搭建了基于6LoWPAN平台的完整系统,正在积极准备推向市场进行商业化的应用。
Q:目前厂家是否已经具备了基于6LoWPAN开发应用设备的条件?6LowPan技术标准的产品的衡量标准是什么?
A:我个人认为目前的厂家对基于6LoWPAN开发应用设备的条件还不够成熟,6LoWPAN技术标准的产品衡量的标准是每一个设备一个IP接入互联网中,通过其IP我们可以直接访问到设备,包括查询设备信息、工作状态等等。
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【微话题讨论#智能家居集成商向制造商转型#】2013年我们将看到不少智能家居集成商向制造商转型,从配套产品入手、从理念整合起步,他们拥有多年积累下的敏锐眼光、实践经验和渠道伙伴,更重要的是对行业的一份执着。对此现象您如何看待?(相关智能家居问题欢迎@数字社区与智能家居进行互动交流,参与读者将有机会获赠《数字社区&智能家居》杂志)
@曾德均:十年前谈智能家居,那时技术、市场都不成熟,只能停留在概念层。如今安装基础已经初步形成,产业链的各环节也都有进展,一年比一年有希望。看好智能家居未来几年的市场前景。
中图分类号:F062 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2014)06-0-01
自20世纪90年代中期以来,中国经济增长的60%以上是建立在环境污染和生态破坏之上的,能源形势的日益严峻使得可持续发展的理念被提到经济和社会发展的日程上来,因此风电产业的发展受到人们越来越多的关注和重视。
一、内蒙古风电产业发展战略宏观环境的分析
第一,政治法律环境的分析。近年来我国颁布了一系列政策法规来扶持以太阳能和风能为代表的新能源发展,如2006年颁布的《可再生能源发电有关管理规定》中就明确指出电网企业投资大型风电场的接入系统工程;2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》中就指出要加快开发太阳能和风能,对我国发展风电的具体目标进行了明确。在国家有关风电政治法律的孵化下,内蒙古政府相继制定了《风电能源开发利用管理办法》等文件,为内蒙古风电产业的规模化发展提供了强有力的支持。
第二,经济环境的分析。据估计,我国能源消费总量到2020年将超过45亿吨标准煤,我国能源的对外依存度将进一步上升,而大力发展以太阳能和风能为代表的可再生能源是我国确保经济和社会持续增长的必然选择。此外,人民币升值降低了进口风电设备的价格,这有助于内蒙古风电企业提高经济效益和设备技术水平,从而实现风电产业的结构优化。
第三,社会环境的分析。对内蒙古而言,风电产业是朝阳产业,它在有效解决当地能源困境的同时,可以为缓解社会就业压力提供有利条件。风电具有常规能源所无法比拟的优势,内蒙古风电产业的发展既能够优化华北地区的电力能源结果,又能够响应人们日益高涨的环保和节能呼声。
第四,技术环境的分析。近年来内蒙古风电装机容量大幅提升,但风电技术基础还比较薄弱,如没有实施风电接入电网系统的技术标准和规程、对输出功率的短期预测技术还有待提高等,这在一定程度上限制了内蒙古风电产业的发展。
二、我国内蒙古风电产业发展战略的保障措施
1.构建有效的风电电价机制
第一,内蒙古政府相关部门要抓紧风电招标项目的前期规划工作,对中标项目资源备案,为投资者前期决策提供科学依据;第二,要对风电项目招标调整机制进行规范,实施招标定商,在评标过程中适当下降投标价格的比重,对技术水平、开发经验、电力质量、资源利用效率和风电上网保障等指标进行综合考虑;第三,在风电项目开发地构建风能资源使用补偿机制,要求开发商提交“风能资源使用补偿基金”,将其用于风能项目在当地的开发补偿;第四,进一步细化标杆电价政策中地区的分类,切实将地区间的差异考虑在其中。
2.加大风电产业的宣传力度
作为世界上少数几个主要依赖煤炭资源的国家,中国的能源形势不容乐观,这就要求我国的能源开发走可持续发展道路。由于风电的定价要稍微高一些,很多企业和居民在使用时出于费用的考虑,都会选择污染较大的火力发电,这就要求内蒙古政府相关部门和企业要加大对风电产业的宣传力度,转变全体成员对绿色电力的认识,自觉选择定价稍微的风电;政府对于使用风电的企业和居民,可以将电费差价在企业所得税(或贷款利息)和个人所得税中抵免,以此来激发企业和居民购买风电的热情。此外,内蒙古电网企业要转变发展理念,在建设常规发电能源的煤电时实施多元化发展策略,积极探索风电的开发,从而为风电提供及时、可靠和方便的电网输送通道。
3.加快发展智能电网,为风电的发展提供良好平台
内蒙古拥有非常丰富的风能资源,但是该地区的能源需要却相应较低,这就必须通过构建智能电网来为风电资源的优化配置提供良好平台。智能电网的发展,将形成西、北部能源丰富地区的送端电网和东、中部地区能源需求旺盛地区的受端电网,切实提高电力的承载能力,实现风能的大容量、长距离、跨区域、高效率和低损耗输送。
风能目前在内蒙古主要是用于生产电能,而智能电网的构建将显著提高电网接纳和调节风能的能力,从而切实促使内蒙古风电产业的发展,具体说来:智能电网使用柔性输电和特高压输电等技术,能够对大规模风电基地网架结构和送端电源结构进行优化,从而满足风电大规模输送的需求;智能电网使用储能技术和控制技术,能够对风电并网的技术标准进行完善和规范,从而提高电网接纳风电的能力;智能电网的配用电设备能够实现对风能的接纳和协调控制,切实让用户享受到风电带来的好处。
4.健全风电设备制造企业的技术标准和产品检测认证体系
内蒙古风电设备制造企业的产品质量不够稳定,这就要在国家相关部门的指导下,构建风电机组技术标准及涵盖设计、建设、投产和运营的检测认证体系,对即将批量生产的风电机组整机和关键零部件在模拟工况下的性能试验及完成安装调试运行后风电机组的实际出力情况进行测评。
当然,构建健全的内蒙古风电设备制造企业的技术标准和产品检测认证体系是一个系统工程,需要逐步实施,在现阶段可以采用强制规则并辅以财税补贴等政策,让风电设备制造企业在批量化生产设备前,使用国际先进标准对零部件及整机进行充分检测,以消除因风电设备质量不过关而带来的运行隐患。
三、小结
发展风电产业是我国走可持续发展道路的必然选择,内蒙古具有积极丰富的风能资源,而其风电产业发展具有良好的外部和内部环境,因此笔者坚信,通过采取适当的保障措施,内蒙古风电产业必能为带动经济发展、改善生态环境做出巨大的贡献。
参考文献:
中图分类号:F2
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2017.08.005
近年来,我国积极推进制造业的工业化与信息化的深度融合,借鉴德国“工业4.0”战略的基本思路和实施机制,借助于正在迅速发展的新产业革命的技术成果,有利于加快我国制造业的转型升级。
1 德国“工业4.0”战略的内涵
德国“工业4.0(Industry4.0)”战略是德国政府确定的面向2020年的国家战略,代表着一种新的生产技术与生产方式,是人、机器和数据相互连接而构成的信息物理融合系统(Cyber-Physical System),是一种生产要素互联环境下的智能生产。其以“智能工厂”和“智能生产”为重点,基础是分布式、自发式的生产流程与大规模、单件生产趋势的日益融合,不断进行工业技术领域新一代关键技术的研发和创新,这种变革不仅体现在生产工艺的自动化提速或效率的提升,也体现在从设计研发、生产到运输配送、售后服务等产品全生命周期的智能化,以最小的资源消耗获取最高的生产效率,以及供应链高效对接、消费者积极参与等。
2 我国制造业发展的困境
新一轮的工业革命对于中国制造业来说,是极为严峻的挑战。首先,西方发达国家经历了去工业化与产业空心化的危害后,重新提出再工业化,制造业回归本土,并与数字化、智能化紧密相连,我国制造业水平与其有不小的差距。比如美国提出“工业互联网”,英国提出“英国工业2050战略”,欧盟提出“欧盟2020战略”。其次,在低端制造业领域,东盟国家、越南、印度及拉美国家试图超过中国的阻碍,他们以更低的成本向劳动密集型产业转移,我国人力资本丧失了优势。最后,中国制造业走了一条粗放经营的路线,中国制造业还处于工业2.0向3.0过渡,甚至还没有彻底完成工业3.0要求的信息化改造;自主创新与技术培训升级能力薄弱,从而出现总产能过剩,产品附加值低,缺少细致的标准化流程,利润微薄的不利局面;另外,投入产出矛盾比较突出,能源消耗居高不下,产业结构调整缓慢,主要集中于劳动密集型产业与资源密集型产业,价值创造能力不强。
3 借鉴德国“工业4.0”发展我国制造业的路径
我国大力倡导工业化与信息化的融合,《中国制造2025》的发展规划更是提出了远景规划,这都与“工业4.0”战略不谋而合,并将给中国制造业带来新的发展契机。
3.1 基本方向:智能化与数字化制造
作为世界上最大的工厂,中国制造业正处于转型升级的关键时刻,正从“中国制造”向“中国智造”发展。制造智能化、数字化是新一轮技术革命的大趋势,“工业4.0”强调各生产系统中所有成分通过网络现互联,将物联网与服务网应用于制造业生产的全过程,形成更智能的数字生产网络,加强制造业与服务业的有效融合,从而实现制造业的高端化发展,并积极探索创新驱动、质量效益高、绿色制造、服务型制造的新型工业化道路。这些互联互通的智能体,通过基于互联网的技术进行通信,可自行决定可行的最佳生产路径,真实制造与数字化虚拟制造的融合,将使工业生产效率大大提高。
3.2 生产方式:大规模与定制化制造
德国“工业4.0”发展出全新的商业模式,其理念本质上是提高传统工业的生产效率,减少能耗,以解决顾客问题为主,满足个性化的生产需求。在各生产要素作为资源更灵活的配置条件下,大规模生产高度定制化产品,改善产品质量,获取更多的附加价值。顾客可以参与其中,生产的目的最终是为顾客创造价值的,而不是为了智能化而智能化,也不是为了数字化而数字化。中国制造业要实现优化和升级,必须重点发展大规模、个性化、定制化生产方式。同时,还要加强研发能力的建设,提高产品质量的管控水平,还要拓展更多、更丰富的服务,提出更好、更完善的解决方案,满足消费者的个性化需求,走个性化定制道路。
3.3 关键结点:搭建技术创新平台,促进标准化的完善
我国制造业的发展,可借鉴德国建立起个人、政府、企业“三位一体”的合作型研发体系,政府与企业共同出资,个人提供知识与劳动,相互协调共同研发,搭建好产学研协同创新的技术平台。标准化对制造业的影响非常关键,如果缺失了技术标准,在数字化、信息化智能制造生产中就无法用同一种语言进行沟通与交流,系统也将无法识别,工业制造业在跨系统、跨平台生产时就出现了不兼容的问题。因此,要建立统一的技术标准,就是要完善“工业4.0”所提到的工业数据空间,这个空间有着统一的数据终端接口,让任何一个访问者都可以通过该空间获取世界上所有有关工业的信息。我国也要借鉴德国“工业4.0”战略对制造业设备及工业标准的规定,力求建立起完善的中国工业标准体系并与国际对接。
3.4 保障机制:成立专业协会,加强人力资源建设
德国“工业4.0”战略为管控相关工作的复杂性建立了一系列保障制度。我们在推进“中国制造2025”时,也可借鉴其先进的经验,建立与智能制造、两化深度融合、“互联网+”制造业等有关的专业协会,引领制定标准,促进产学研结合;此外,智能生产可能将导致生产无人化,但在制造业的创新领域中人的能动作用是不可或缺的,并且还将发挥核心的作用,他们主要从事创新设计、控制与检测等。因此,建立有效的人才培养与激励机制,是实现我国制造业转型升级的保障条件。
参考文献
[1]裴长洪,于燕.德国“工业4.0”与中德制造业合作新发展[J].财经问题研究,2014,(10).
在3月24日举行的中国纺织机械协会第七届理事会第三次全体会议上,《纺织机械行业“十三五”发展指导性意见》(以下简称《意见》)正式。
中国纺织机械协会会长王树田表示,“十二五”期间,纺织机械行业以自主创新为动力,以产品结构调整为主线,努力发展高端纺织装备和优质专用基础件,自主创新能力有所提高,加工装备水平明显提升。展望“十三五”,纺织机械行业将进一步为纺织工业提供高质量、智能化的新型纺织装备,支持纺织产业向技术密集型、资源节约型、环境友好型产业转变。
《意见》在对纺机行业“十二五”取得成绩和存在问题进行总结和回顾的基础上,提出了纺机行业“十三五”发展的指导思想、发展原则和目标。《意见》提出以自主创新为动力、结构调整为主线、质量为基础、市场需求为导向、加强行业自律的基本发展原则,“十三五”期间,将产学研结合研究关键共性技术,重点研发新型纺织机械成套装备及专用基础件,并加快行业服务平台的建设。纺织机械行业将从以往高速规模扩张的发展模式转为以创新为动力的增长模式。
值得关注的是,“十三五”期间将研发、推广一批具有广泛适用性的先进纺织数控技术和智能化纺织装备,《意见》中列入了“十三五”期间重点“科技攻关项目”59项,“先进适用技术推广项目”34项。
回望“十二五”:增速放缓创新升级
“十二五”期间,随着产业结构调整的深入,国产中、高端纺织装备发展较快,受到国内外用户的欢迎,纺织机械行业整体运行稳中有增。
5年来,行业主营业务收入持续增长,2011年历史性地突破了1000亿元大关。2015年,纺织机械行业主营业务收入1179亿元,5年中年均增长3.64%,接近《纺织机械行业“十二五”发展指导性意见》中提出的1200亿元的目标。与此同时,在科技进步的带动下,国产纺织机械延续“十一五”期间形成的销售势头,市场占有率保持在70%以上,出口金额从2011年的22.45亿美元增长到2015年的3.89亿美元,年均增长8.3%。
在我国纺织工业增速降低、内需市场需求下降的情况下,我国纺织机械行业持续进行产品结构调整,企业努力进行新产品开发,并积极开拓海外市场,取得了较好的出口业绩,使全行业保持平稳发展。
《意见》在分析“十三五”期间纺机行业面临的发展机遇与挑战后指出,随着中国经济进入“新常态”和纺织工业结构调整的深入,“十三五”期间,纺织机械行业将进入新一轮结构调整发展时期,行业将放缓规模扩张速度,主营业务收入将在稳定的基础上增长;而伴随产品技术含量的增加、创新力度的加大,国产纺织装备的市场占有率和出口金额将会增长。
“十三五”行业经济运行目标为:全行业主营业务收入达到1500亿元;国产纺织装备出口金额超过35亿美元;国产纺织装备国内市场占有率达到80%以上。
《意见》提出,“十三五”行业经济运行目标为:全行业主营业务收入达到1500亿元;国产纺织装备出口金额超过35亿美元;国产纺织装备国内市场占有率达到80%以上。
展望“十三五”:装备智能化引领新趋势
装备产品与制造智能化。在数控技术被广泛采用的基础上,“十三五”期间,纺织机械行业主要技术研发方向是纺织装备产品智能化和装备制造智能化。产品智能化是通过提高纺织装备主机的数控水平和智能化程度以及研发智能化辅助系统,为下游纺织用户提供智能化生产解决方案。
装备制造智能化是通过引入智能化机床和辅助机器人等设备,改进与优化自身生产过程。两方面的智能化都将有效减少人为因素对生产的干扰,提高生产效率,稳定并提高产品质量,降低工人的劳动强度,提高优等品率。
装备制造与应用的信息化。传统制造与云平台、大数据、互联网等技术结合,将使信息化和工业化深度融合,为纺织装备制造与应用提供良好的技术支撑。实现机器的集中控制、联网管理与远程监控制造过程,将有效提高生产效率,减少消耗;在品质控制环节,通过对大数据采集与分析,有助于优化生产工艺和改进产品的质量;在销售与售后阶段,通过互联网平台实现资源的有效配置,减少流通环节,降低运行成本。
装备制造服务化。纺织装备制造企业可向下游延伸服务,为客户提供全生命周期的维护与在线支持,提供纺织品生产整体解决方案和个性化设计以及电子商务等多种形式的服务,有条件的企业应积极发展精准化的定制服务,从单一的供应设备,向集融资、设计、施工、项目管理、设施维护和管理运营的一体化服务转变。
大型纺织装备制造企业应掌握系统集成能力,开展总集成与总承包服务,鼓励装备制造企业围绕产品功能,发展远程故障诊断与咨询、专业维修、电子商务等新型服务形态。
发展的可持续性。纺织机械及专用基础零部件质量和可靠性的稳步提高,是纺织生产高效连续运行的保障,是提高国际竞争力的基础。“十三五”期间,制造与装配新技术、新工艺、轻量化新材料的应用将成为纺织机械企业关注的重点。对环境影响小、资源利用率高的绿色制造技术的研究与应用,关乎纺织机械行业的未来。
四大关键领域为行业走向高端化打牢基础
随着纺织新工艺和新技术层出不穷,促使纺织机械行业创新向价值链高端延伸,走高可靠性、高技术和高附加值的高端发展路线。高端纺织装备在中国纺织产业链中逐渐占据核心地位,其发展水平是纺织产业的整体竞争力提升的保证。
数字化、智能化纺织装备
智能化连续纺纱生产装备。加快研发智能化纺纱生产关键技术,建立智能化、连续化纺纱工厂,实现纺纱全流程数字化监控和智能化管理,夜班无人值守。清梳联合机实现智能化管理,条并卷机与精梳机间棉卷全自动运转、自动生头,粗纱机与细纱机之间实现多台机间粗纱满、空管自动输送,细纱机粗纱空管与满筒粗纱自动交换,细纱机与自动络筒机间实现多台机组集中控制,实现设备生产过程、故障的远程控制、诊断。
采用智能化搬运机器人和运输设备,实现工序间物枓自动输送。数控机织装备。采用数字化控制技术,建立具有全面监控能力的数字化机织车间,实现机织车间的织机群控管理。
新型纤维材料生产装备。建立从纺丝、后加工到产品包装运输的全流程智能化长丝生产线和物流系统,实现化纤的生产、收集、检测、运输等环节的自动化和智能化。
数控节能环保型印染装备。建立智能化印染连续生产线和数字化间歇式染色车间,实现对机械参数、生产工艺参数、能源消耗和产品质量进行全方位实时监控,机台或单元机实现闭环控制;集成染化枓自动配送系统,智能化废气、废水排放监控系统和能源回收监控系统,形成覆盖印染全流程的智能化监控系统。
数控非织造布生产装备。面向产业用纺织品,研发多种工艺在线复合成型和混合型非织造装备,研发宽幅高速梳理、铺网与针刺设备,研发与其他非织造技术结合的水刺装备。
智能化针织装备。通过数据网络将针织设备与生产管理系统联通,实现对设备的集群智能控制,对设备状态、生产数据、工艺数据和花型数据进行在线监控。集成计算机辅助工艺设计系统,通过系统联网传送编织文件、设置编织参数、控制编织过程,实现机器分组管理。
纺织专用基础件生产装备与纺织仪器。研发量大面广的纺织专用基础件的高效复合加工专用数控装备和自动化生产线,保证产品加工质量稳定,提高纺织专用基础件的使用寿命,降低能耗和噪声。
智能化服装生产线。开发智能化服装生产线,研发数控服装生产关键装备,建立包含验布、裁剪、缝制、熨烫、检验、包装、储运等全部工序的自动化生产线,达到降低操作人员的劳动强度,提高生产效率、降低成本的目的。开发专用服装生产数字化控制系统,使设计系统与生产管理系统间的信息互联互通,形成建立在互联网平台上的服装生产制造系统。
纺织机械关键共性技术
纺织装备设计制造理论与技术。开展纺织装备设计理论与方法的研究,主要在基于信息化架构下的纺织装备设计技术平台、纺织装备的人因工程工业设计、碳约束下的纺织工业可持续发展装备设计和纺织装备的RFID(无线射频识别)物联网设计四个方面开展。
纺织装备复杂系统及其数字化、智能化控制技术.开展纺织生产过程中的检测与控制技术的应用研究,提升国产纺织装备的性能、效率及加工质量,包括开展纺织装备中的专用传感器、纺织装备的多单元协同控制系统、纺织工业机器人、纺织装备网络监控系统的研发。
纺织装备专用基础件制造与强化技术。纺织装备专用基础件的种类繁多,用量大,对纺织装备的性能和质量有至关重要的作用。开展纺织装备专用基础件精度控制、表面强化、新材料的应用等技术的研发。
互联网与装备制造智能化
纺织机械制造与互联网。研究基于互联网的纺织机械制造技术,推动装备生产制造模式的变革。研发纺织机械制造过程的互联互通体系和关键支撑工具,建设装备制造工业云平台,为纺织机械设计、制造、营销、经营管理、远程监控等生产经营活动提供支撑和服务保障。
纺织机械制造的智能化。构建面向纺织机械制造的CPS体系,重点研究三个方面:推进纺织机械数字化设计和生产,研究纺织机械数字化设计、仿真优化与验证集成体系和纺织机械数字化工厂相关技术;建立纺织机械智能工厂和智能车间,包括智能物流系统、智能加工系统、智能自动化装配一集纺织机械整机智能测试与质量控制系统,实现纺织机械制造系统的自动化和信息互联互通;建立面向纺织机械制造的大数据和云计算平台,对制造数据进行采集、管理、储存、挖掘分析。研发企业应用软件,具有在线监控、预防性维护、物流预测和智能决策等功能。
纺织机械质量管理与标准化工作
质量管理方面。建立企业质量保障体系,开展纺织机械智能制造基础通用标准、评价规范的研究。加强制造与装配现场的管理,加强装备制造过程中的质量监督与检验。加大技术改造投入力度,提高加工装备和质量检测仪器的技术水平和精度等级。提高行业质量监督水平,为企业提供包括标准宣贯、质量检测、咨询等全面质量服务。
2012年,常州市委、市政府作出了建设智慧城市的重要战略决策,同年了《常州智慧城市发展规划(2012-2016年)》,根据规划,常州的智慧城市建设将依托四库四平台,发展六大智能产业,实施应用工程,最终实现社会管理信息化、居民生活智慧化、装备制造智能化、智能技术产业化的四化目标。
常州市经信委副主任杨军表示,就常州市来说,信息基础设施亮点纷呈。但必须明确的一点事,发展智慧常州要把握社会应用和产业发展两条主线。常州“智慧城市”将结合产业基础,紧抓“智慧城市”建设机遇,以国民经济和社会发展领域智慧化应用、智能制造装备产业加快发展为主线,以用促产,以产带用,产用结合,实现社会应用智慧化、产业升级智能化。规避区域同质化竞争,结合常州产业基础和省政府对常州战略性新兴产业发展定位,以“智能设计、智能生产、智能材料、智能装备、智能产品和智能系统”为方向,大力发展“智能电网、智能轨道交通、智能农业装备、智能工程机械、智能基础装备和智能机器人”等特色产业,打造“智能制造装备名城”。践行信息化惠民,应用服务于民生。这样的目标不但规定的智慧常州的发展方向,同时对于智慧常州的主要应用领域进行了合理规划。
从产业基础来说,结合常州产业基础和省政府对常州战略性新兴产业发展定位,《智慧城市规划》确定了常州“智慧城市”发展的六大重点产业,明确了各项产业发展的主要内容和路径。
常州市经信委信息化推进处处长苏英介绍,智慧常州在智能产业领域,以提高装备智能化水平和优化工艺流程为重点,实现优势装备制造产业信息技术、智能技术与制造技术相融合,智能制造装备产业整体技术水平获得提升。以应用为先导,以示范工程为依托,坚持创新发展、特色发展,形成融技术研发、生产制造、产业化应用于一体的物联网产业体系。发展一批面向政务应用、文化创意、医疗卫生、食品安全、中小企业等领域的云计算服务示范应用,培育一批本地云计算配套企业,初步形成本地云计算产业链。形成相对完整的电子信息产业链,自主创新能力进一步增强;软件开发应用水平明显增强,培育一批龙头企业,软件开发能力达到国内先进水平。
融合的社会
苏英介绍,依托常州市的信息化现有资源和基础,围绕“智慧城市”建设目标,《智慧城市规划》提出了覆盖经济社会各领域的重点工程。
在政府智慧服务层面,深入推进行政权力网上公开透明运行,加强政府门户网站群建设,健全市民卡的政府公共服务载体功能,加快国家税网上办税服务,实现管理型政府向服务型政府的转化;在社会智慧服务层面,建设无线城市,完善金保系统,促进农业农村信息化,推进数字档案查询、食品药品追溯、智慧物价、虚拟养老等信息惠民工程,满足信息化发展成果惠及全民的客观需求。
通过城市可视化运行管理、综合管理、交通出行管理、社会综合管理的智能化应用,实现城市公共安全、交通运输、生态环境等各领域的智能响应和运行。集约化建设城乡社区综合管理和服务信息化平台,积极推进社区信息基础设施共建共享,依托信息化手段和物联网技术,构建信息共享、服务便捷的全新智能社区形态。建设完善智慧城市应急指挥管理系统,加强对流动人口、重点人员、特殊人员的服务管理,综合利用各类公共视频资源,创造宜居城市。建立实用共享的区域智能卫生信息系统,加快居民健康档案、电子病历的全覆盖进程,构建“智能卫生、健康市民”的卫生智能化体系。整合各方教育资源,推进“数字校园”建设与应用,构建和推广终身教育服务平台,满足人民日益增长的教育和培训的学习需求。整合常州旅游“吃、住、行、游、购、娱”等要素资源,在旅游体验、行业管理、智能景区、电子商务等方面广泛应用云计算、物联网等前沿的信息技术,开拓常州旅游服务业的新局面。大力推进两化深度融合,培育一大批创新持续化、业务协同化、生产智能化、制造绿色化和商务智慧化的智慧企业,全面提升常州地区工业经济的综合竞争力。
在智慧常州建设进程中,常州经信委通过不断总结发现,地方政府要求政务信息资源整合共享、提供统一公共服务平台的需求,往往与条线设置不同技术标准、建立异构系统的要求相冲突。由于国家层面缺乏统筹,各条线分散的、孤立的技术标准和系统,还在通过各种形式不断地向下推广,给地方信息资源整合、网络系统整合工作带来极大困难。政务信息资源存在着多头重复采集、部门分散管理、数据正误不一、利用效率较低和“信息孤岛”等现象。“上面千条线,下面一根针”,信息孤岛、信息烟囱等现象导致了政府信息系统繁多,直接加重了基层的工作负担,造成了基层干部、精力的极大浪费,这对于改进政府对社会的服务职能是非常不利的。
英飞凌科技有限公司全球副总裁Olaf Herzog表示,在中德企业合作的过程中应该看到双方的优势所在,同时要从灵活性、速度性上进行综合考虑,不止是要考虑当下,更要着眼于未来。
那么,如何做到着眼未来?“第一要建机制,建立两国政府间以及企业与企业之间的长效合作机制。第二要搭平台,搭建像中德智能制造企业家大会这样的合作交流平台。第三要明确重点领域方向。第四要创造良好的市场环境。” 工信部信息化和软件服务业司副司长安筱鹏说到。
另外,海尔集团的代表说道:“工业4.0时代,已经超越了原先简单的项目合作关系或者合同关系,朝着双方深入的战略平衡的方式去开展。所以说从集团角度来讲,不仅仅是产品或者市场要做到全球化、国际化,同时从资源、合作领域、资源平台整合方面也要做到全球化和国际化。”
目前,航天科工在互联网技术和科技应用上,例如智能工厂建设、智能产品互联等诸多领域都处于国际领先水平。而在与德国企业的合作过程中也深刻感受到必须立足于中国的实际情况,做到开放互联、资源共享,航天科工的代表说到。
谈到立足于中国发展实际,烽火通讯科技的代表也深有感触。他表示,在智能制造的大形势下,需要解决两个问题:一个是要立足现在,提升整体竞争能力;另一个就是要落实创新机制,依托创新实现产业和技术变革。同时,他还从技术标准化、全球物流解决方案以及定制化三个角度分析了中国企业在全球化发展形势下的优势和不足。
与中国企业的视角略有不同的是,来自德国的弗劳恩霍夫研究院和德国机械制造研究会的代表从战略发展、文化认同、人才培养以及注重中小企业发展几个方面讲述了一些看法。
弗劳恩霍夫研究院的代表表示,弗劳恩霍夫很早就已经进入了中国市场,并且和很多的中国企业有过合作。在合作的过程中,他们感觉在战略的发展路径以及文化包容方面,中德双方还是会产生分歧,这就需要双方更进一步的增加了解和信任。
另外,“工业4.0”时期,对人才的需求日趋强烈,要解决这个问题,就需要建立自身的培养体系。弗劳恩霍夫在欧洲正在启动在职持续教育,同时在中国也引进了这样一个培训体系项目,来为企业、为社会做“工业4.0”以及“工业4.0”物流培训再教育。
煤矿机械体积大、耗能高、污染严重,并且与地面、水、空气等环境结合紧密。因此,在煤矿机械的设计过程中要考虑其能源消耗和环境污染,将环境、安全、能源、技术、经济等因素集成到产品的设计活动之中,煤矿机械绿色设计与绿色制造势在必行。煤矿机械是用于矿物挖掘和开采的大型机械。在矿山开采中,它的性能和安全将直接关系到煤矿生产。时下,随着经济和科学技术的超速发展,煤矿机械设计者们要根据实际情况设计及制造出具有后期维护成本低,人工使用操作简便,智能化水平不断提升等的煤矿机械用具,来满足矿山开采企业使用需求。
一、煤矿机械设计存在问题
据不完全统计分析,目前的煤矿机械设计存在诸多问题,除了有来自设计人员的不合理设计造成的;缺乏设计质量管理的办法和手段;对设计中存在的习惯性违章和一些隐患问题不制止;管理人员对施工安全管理的不重视等之外,还有以下问题。现笔者结合工作实际总结如下。
1.技术创新低。目前我国煤机制造企业大多没有自己的技术开发中心,依赖于的科研院所,企业的自主开发和创新能力很弱,没有很好的循环机制,产品开发周期过长,企业对市场的快速反应能力差。
2.产品技术标准落后。根据一些资料显示,目前我国现行的煤机产品技术标准,普遍低于国际上同类产品的技术标准,有些标准多年未修订,已不能适应现有产品发展需要。
3.产业基础薄弱。不容置疑的是我国科学技术基础性发展太慢,使得关键零部件、轴承等,在使用寿命和可靠性上与国际先进水平相比都存在较大的差距,不难满足我国目前矿山企业的整体发展需要。
4.高端产品靠进口。目前我国的矿山机械里的一些高端产品还需要进口,还有相当数量的煤机制造企业只能从事一些技术水平低的简单产品的仿制,无力从事新产品开发,导致诸如低端的液压支架、小型刮板输送机、小型带式输送机及综机配件的生产能力严重过剩、产品质量低。
二、煤矿机械设计类型
目前在我国煤矿机械设计的类型主要有系统化、结构模块化和智能化等。具体阐述如下:
1.系统化设计类型。这种类型设计的特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。
2.结构模块化设计类型。它的特点是在产品功能分析的基础上,将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构,通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件,甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的联接和配合,并且是系列化、通用化、集成化,具有互换性和相容性。
3.智能化设计类型。智能化设计的主要特点是:借助于智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体工具进行产品的开发设计,表达产品的构思,描述产品的结构。
三、煤矿机械设计及制造方法
前面已经阐述了煤矿机械设计的时候,设计者在里面起到很重要的作用。笔者认为如果要提高产品市场竞争力,首先就要从煤矿机械产品设计人员着手。但要做好以下几方面的重要工作。
1.开发煤机产品开发平台建立产品数据库。在开发这个平台之前,要面向并行工程的开发环境贯穿产品的整个生命周期。在开发时,要建立研发单位、制造企业及用户所组成的开发团队。在这个基础之上不断加强同煤矿、煤科院等的的技术合作,进行产品设计研究,掌握产品设计所需的基础数据。通过这些基础研究工作建立具有我国自主知识产权的煤机设计数据库,并可实现资源共享。
2.加强面向环境设计制造。面向环境设计又称环境意识制造ECM和面向环境制造MFE。在考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,优化有关设计因素,使产品的使用及制造过程对环境和资源的消耗达到最小。它是多方面的,如考虑了资源合理使用,产品制造使用过程中的装配、拆卸、维修和回收,设计中绿色材料的使用等多个方面。
四、煤矿机械设计及制造过程
煤矿机械设计及制造过程是指产品制造时,由原材料或半成品进厂到转变为成品的各有关劳动过程的总和。具体来说它有生产技术准备过程,毛坯制造过程,零件的加工过程,产品的辅助劳动过程等。在煤矿机械实际生产过程中,按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、性质等,使其成为预期产品的这部分主要过程称为工艺过程。
同时,原材料经浇铸、锻造、冲压或焊接而成为铸件、锻件、冲压件或焊接件的过程,称为材料成形工艺过程。采用机械加工方法,直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量,使其成为合格零件的全部过程,称为机械加工工艺过程。对零件的半成品通过各种热处理方法直接改变它们的材料性能的过程,称为热处理工艺过程。最后,将合格的零件和外购件、标准件装配成组件、部件和产品的过程,则称为装配工艺过程。
五、PDM技术在煤矿机械设计制造中应用
PDM技术可以缩短技术数据准备周期,提高作业计划的准确性和及时性,增强了企业信息资源的共享,并支持企业进行产品优化和系列化设计,提高设计效率和企业资源的综合利用程度。PDM技术的实施如果在原有的流程上直接实施PDM,不仅不能起到改善管理的作用,而且部门之间的障碍和繁琐的审批流程会使系统的运行受到重重抵触。同时,围绕PDM系统的运行制定新的规章制度,如数据归档的流程、更改通知和发放的流程、临时更改的流程和打印控制流程等。企业成立了编码中心,全厂范围内统一编码。
六、结语
PDM技术的实施可提高信息传递的效率和信息的利用率。随着PDM系统的实施,散布在企业中的各个信息孤岛被连成一体,在设计、工艺等部门建立一条完整的信息链,形成了一动全动、一有全有的协同工作环境,逐步建立起敏捷制造、快速响应的企业网络。通过和CAPP的集成,在产品结构树建立后,融合零件相关工艺信息进行工艺信息汇总,产生加工路线等一系列统计信息,为上游生产计划和下游加工制造、财务核算提供数据。
应用是物联网发展的关键驱动,众多专项中,最具现实意义的也正是“应用推广专项行动”。计划方案显示,到2015 年,我国将在工业、农业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全生产等领域开展物联网应用示范,部分领域实现规模化推广。为了实现这一目标,10个行动计划还在顶层设计、标准制定、技术研发、政策扶持、法律保障、人才培养等诸多方面提出了具体措施,为物联网应用及其产业化解除各种束缚,使其得以轻装上阵,迎来新一轮实质性的增长。
示范推广为规模应用注能
从我国的现状来看,物联网在公共安全(城市安防)、交通管理(智能交通)、能源管理(智能电网)、工业生产及物流等行业市场成熟度较高,在许多城市已经开始规模化应用。尽管如此,中国工程院院士邬贺铨却指出,目前我国物联网的应用虽然很多,但很多行业主管部门和地方政府对究竟投入进去会产生多大效应仍心存疑虑。因此都在试验,没有足够大的动作,动作也不会那么快。这就需要国家层面给出明确的政策信号,并以国家级的示范试点为带动,促进物联网应用的推广和规模化,从而带动整个产业的发展和腾飞。
从此次行动计划的重头戏《应用推广专项行动计划》看,到2015 年,我国通过应用示范和应用推广,将形成一批物联网综合集成应用的典型解决方案,显著提升物联网应用水平,使物联网成为促进经济发展、改善社会管理、提升公共服务的重要力量。
在工业领域,将以流程工业和装备工业为重点,在煤炭、石化、冶金、汽车、大型装备工业中各选择4~5个重点企业开展面向生产过程、供应链管理和节能减排的物联网应用示范,推动传统产业的生产制造与经营管理向智能化、精细化、网络化转变,提升生产和经营效率。
在农业领域,将面向农业生产和农产品流通管理精细化需求,选择2~3个国家级现代农业示范区或相关重点区域,组织实施国家精准农业物联网应用示范工程,重点开展大田作物、养殖业和设施农业以及农资服务物联网应用示范,加快实施国家粮食储运监管物联网应用示范工程。
在流通领域,将加快实施国家航空运输物联网应用示范工程、集装箱海铁联运物联网应用示范工程和集装箱电子标签国际航线应用示范工程,组织实施国家远洋运输管理物联网应用示范工程、国家快递物流可信服务物联网应用示范工程,开展进出境(集装箱)检验检疫监管和进出境产品地理标志原产地保护物联网应用示范,提升我国物流领域的智能化管理水平,在城市共同配送方面开展物联网示范应用,推动技术应用和产品标准的统一,加强跨区域、跨行业、跨部门物流信息的交换与共享,推动利用物联网技术进行统计信息的采集和分析挖掘,提升物流运作效率,降低物流成本。
在生态环境领域,将开展污染源自动监控应用示范,实现污染源自动监控系统的建设、管理和维护,选择2~3个河湖分布数量较多且水质安全隐患较大的省份,支持地方开展水质量监测应用示范,为实现水质改善提供技术手段;选择若干直辖市和省会城市,支持地方开展空气质量监测应用示范,对火电、钢铁、有色、石化、建材、化工等行业企业进行重点防控和多种污染物协同控制;选择若干城市污水处理厂和火电厂开展污染源治污设施工况监控系统应用示范,提高污染治理监管水平。
在安全生产领域,将开展煤矿安全设备监管国家物联网应用示范工程,加快实施国家矿井安全生产监管物联网应用示范工程,逐步扩大应用规模,利用物联网技术构建覆盖井下人员、设备、环境等的事故预防预警和应急处置系统,实现矿井安全生产信息的网络化采集。
在交通管理领域,将面向交通领域智能化管理和调度需求,选择2~3 个大中城市和2~3 个内河流域,实施城市智能交通和智能航运服务国家物联网应用示范工程,开展车辆识别、航运服务、交通管理应用示范,提升指挥调度、交通控制和信息服务能力,推动利用物联网技术进行交通统计信息的采集;推广客运交通物联网应用和智能公交系统建设,提升公共交通的协同运行效率和服务能力;开展4~5 个具有自主知识产权的车联网新技术应用示范,包括导航定位、紧急救援、防碰撞、非法车辆查缉、打击涉车犯罪等,促进相关领域的技术创新和产业链发展,提升交通安全和社会服务水平;开展电动自行车智能管理物联网应用示范及推广。
在公共安全领域,将加快实施国家重点食品质量安全追溯物联网应用示范工程,深化婴幼儿乳粉及酒类应用,建立健全肉类、蔬菜、中药材等重要商品追溯体系,逐步扩大监管食品品种和应用范围。
在城市基础设施管理领域,将面向城市基础设施和管网的精确诊断和一体化管控需求,选择5 个城市,实施城市基础设施管理物联网应用示范,实现对地下管网、立交桥、井盖设施、无线基站、城市内涝、供排水设施、地下空间安全等状态信息的实时采集、在线监控、集中管理和信息共享,提高城市运行和管理水平。
在智能家居领域,将在大中城市选择20 个左右重点社区,开展1 万户以上家庭安防、老人及儿童看护、远程家电控制以及水、电、气智能计量等智能家居示范应用,解决制约规模化推广存在的产业链协作不足、成本过高、标准不统一等问题,带动智能家居技术和产品突破,发挥物联网技术优势,提高人民生活质量。
顶层规划将针对应用产业急需
由于缺少顶层设计和统一协调,近年来,各个地方在产业发展重点和应用上多有布局重复的弊病,且各地对物联网的概念理解不一致,政策扶持的对象也各有差异。尤其是在涉及具有重要意义的物联网标准上,各个地方政府很难协调达成一致。这一方面造成本来就薄弱的物联网产业资源的分散,另一方面各个地方政府此起彼伏的优惠政策,也使得物联网产业背上了第二房地产的坏名声,被业内有识之士诟病为虚热。专项行动计划的出台,在很大程度上针对的就是这些弊端。
在我国,目前标准化仍然是物联网发展的主要瓶颈,同时由于物联网起步较晚,因此整体产业处于初级阶段。虽然物联网已经在很多领域有了实际应用,但是远没有达到规模应用阶段,同时核心传感器与传感网络技术还不够成熟,包括RFID (射频识别技术)、M2M(机器对机器通信)等方面仍然有很多技术需要突破。当前紧迫的工作是要加快物联网标准的顶层设计,确定物联网标准体系和标准制定的优先级,统筹谋划国际、国家和行业标准体系建设,着力突破基础共性技术和关键核心技术,确保安全和发展的主导权。
可以看到,此次出台的行动计划中,国家已经充分认识到这一点,并提出了具体措施。例如,《标准制定专项行动计划》设定的目标是,到2015 年,研制一批基础共性、重点应用和关键技术标准,同步推进国际国内标准化工作,争取在国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)和国际电信联盟(ITU)等国际组织中取得实质性突破。我国将通过行动计划的实施,重点突破关键技术标准,主要包括空中接口协议等射频识别领域、组网技术等传感器网络领域、微纳传感器等智能传感器领域的物联网感知关键技术标准;超宽带技术等短距离通信领域、机器到机器(M2M)、异构网络融合等网络传输领域的物联网网络关键技术标准;协同信息处理、服务支撑等物联网信息处理关键技术标准。特别值得注意的是,我国将优先支持应用急需的行业标准,继续推进公安、环保、交通、农业和林业5个重点应用领域的标准化工作,新成立5个物联网应用标准工作组,研制40 项急需的应用标准。后续则将重点推进各领域的应用标准化工作,完善物联网应用标准体系,基本覆盖各重要应用领域。
技术研发方面的专项行动同样也将围绕应用和产业急需。《技术研发专项行动计划》提出,将着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术,加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发和产业化,探索形成创新商业模式,整合创新资源,加强国际合作,培育和打造技术创新链与产业生态链,支撑我国物联网产业健康快速发展。到2015 年,将突破智能传感器、物联网大数据处理与智能信息管理、行业应用软件等方面的关键技术,推动物联网技术与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、卫星通信等技术融合发展,加快物联网技术创新体系和能力建设,培育形成我国自主的物联网产业链,全面提升我国物联网产业核心竞争力。
为了顺利实施各个领域的应用推广,行动计划还提出要加强资源整合,充分利用各部门资源积极推动物联网应用,协调物联网应用推广过程中的资源整合与共享、信息系统间的互联互通和业务协同,建立信息采集和信息开发利用的共享机制,避免形成新的信息孤岛和造成资源浪费,避免重数据采集、轻数据处理和综合应用,避免重复建设和不合理投资。这一举措,无疑再一次为物联网的轻装上阵解除了一道关键束缚。
电信运营企业将成为关键“三者”
在物联网应用推广和产业化进程中,电信运营企业应扮演什么角色?是应用服务的先锋还是通信管道的支撑,或者是运营平台的主导?此次行动计划给出了明确的回答:电信运营企业是物联网应用服务的重要提供者,物联网商业模式的前驱创新者,也是物联网产业的主要组成者。
在物联网应用服务中,电信运营企业将成为重要的提供者,同时也是各领域示范工程运营推广的主力。《应用推广专项行动计划》提出,要推动电信运营等企业开展物联网应用服务,建立鼓励多元资本公平进入的市场准入机制,支持电信运营、信息服务、系统集成等企业积极开展物联网应用示范工程的运营和推广,充分利用现有公共通信和网络基础设施开展物联网应用服务,重视信息资源的智能分析和综合利用,促进信息系统间的互联互通、资源共享和业务协同,加强对物联网建设项目的投资效益分析和风险评估。
物联网产业链包括传感器、芯片制造、设备制造、网络服务、网络运营、软件开发、内容服务、应用标准、行业应用咨询等,运营商将在其中扮演智能通信管道和运营支撑平台的作用。《产业支撑专项行动计划》提出,将支持与物联网通信功能紧密相关的制造、运营等产业发展,推动物联网运营服务业发展,支持高带宽、大容量、超高速有线/无线通信网络设备制造业与物联网应用的融合,鼓励运营模式创新,大力发展有利于扩大市场需求的专业服务、增值服务等服务新业态,着力推动物联网基础设施服务业、软件开发与集成服务业快速发展。《政府扶持措施专项行动计划》提出,在国家重大科技专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“新一代宽带无线移动通信网”中,加大对物联网技术研发和产业化的支持,重点支持传感器器件、物联网核心芯片、近距离无线通信、机器到机器无线移动通信增强、物联网智能终端、物联网测试仪表、物联网网关等相关技术研发和产业化。由此可见,通信技术的进步对于物联网发展来说是不可或缺的。
互联网和电信等传统领域的成熟商业模式,对物联网商业模式的创新具有重要借鉴价值。《商业模式专项行动计划》提出,要研究物联网商业模式系统中基础电信运营商、增值电信业务提供商、系统集成商等主要个体间的相互关系、服务提供方式和收益分配机制,借鉴互联网和电信等传统领域的成熟商业模式,总结物联网商业模式的创新发展思路并制定相应的普及推广方案,指导建立物联网产业链上下游多方协作、互利共赢的新型商业模式。支持基础电信运营商、增值电信业务提供商、系统集成商等参与物联网应用示范工程,通过多种主体之间的竞争与合作,提升物联网专业服务水平。加速物联网在传统产业中的融合应用,推动物联网与移动互联网、云计算、大数据等新兴业态的融合发展,探索发展新的物联网专业服务。到2015 年,形成若干应用范围广、实施效果好的物联网商业模式,并借此显著增强各方参与物联网建设与应用的积极性,显著提升我国物联网的发展水平。
在亚太地区受访的IT专业人士中,35%表示物联网使企业增加了信息获取的渠道,32%表示有利于改善服务,24%表示有利于提高顾客满意度和员工生产力。
作为一家由11万名IT安全、保障、治理和风险专业人士组成的全球协会,ISACA组织的“信息科技风险与回报测量研究”询问了ISACA会员中2 013名IT专业人士(其中包括343名亚太地区专业人士)对于主要趋势的风险与回报的见解。
物联网包括与互联网及相互之间连接的设备、传感器、车辆、测量仪表和其他物品。预计至2020年,接入互联网的设备数量将达到500亿台。
亚太地区受访者表示物联网将带来显著的效益和风险。38%的IT专业人士表示“安全威胁上升”是最大的治理隐忧。32%的受访者表示数据隐私性是最大的隐忧,另有8%的受访者最担心身份和访问权限问题。
亚太地区半数的受访者(50%)认为更紧密的互联网连接对消费者而言效益大于风险,但受访者也提到了消费者可能面临的风险,特别是“不了解哪些人有权访问收集到的信息(40%)”和“不了解信息是如何被使用的(28%)”。
ISACA国际总裁、获得企业信息科技管治认证(CGEIT)的Tony Hayes表示:“物联网将不断发展,机构应制定相关策略,以保证从相互连接的设备中获益。但是,提高设备的相互连接也会带来安全风险。机构还应判断如何保护数据。”
提高灵敏度的五个步骤
ISACA建议企业通过以下五个步骤提高在物联网时代的灵敏度(AGILE):
1. A:企业必须快速行动,而不能被动反应;
2. G:管理各项计划和活动,确保数据安全性,防范风险;