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自《中国制造2025》上升为国家长期发展战略后,中国从“制造大国”向“制造强国”大步迈进。国家“十四五”规划纲领提出要加强人工智能、数字孪生等关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新。越来越多的制造企业加入“智慧工业”的探索中来,美的集团就是其中的一个例子,其iBUILDING美的楼宇数字化平台,将数字孪生与AI、BIoT等技术融合,结合数字化、节能降碳能力,不断推动相关行业的数字化转型升级。
回看国际工业制造领域的发展历程,德国早在2014年左右就提出“工业4.0”理念,美国制造业龙头GE在2016年推出Predix工业互联网平台,彼时的物联网、AI底层技术逐步成熟,但物联通信技术发展还比较局限,制造企业内部管理相对割裂。追溯到我国早几年制造企业内部,由于生产、工艺、物流等部门之间开放程度不够,在实际操作中,各个领域的管理都自成体系,无法资源共享,形成信息孤岛,导致企业决策效率低,对外界变化的反馈时间拉长。
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5G技术的发展对于智慧工业来说是一次转机,5G在频谱利用率、无线覆盖性能、 传输时延、系统安全、用户体验和能效方面相对于4G都有着显著的提升。5G 系统还具备充分的灵活性,具有网络自感知、自调整等智能化能力。可以贯通传输数据从采集到决策的全过程,将物联网和云计算以及人工智能无缝融合,实现智能感知控制,完成“互联网大数据”产生数据到“工业大数据”的转型,从此,智慧工业的发展驶上了快车道。
随着5G时代的到来,“智慧工业”有了庞大的科技与数字支撑。特别是在生产制造环节,机器产生的数据通过5G技术将不同设备与通讯网络连接,再通过边缘计算方式完成数据分析和存储。大数据在依托产线机器人等生产设备实现生产自动化的基础上,以ERP、MES等管理软件作为中枢管理系统,通过RFID标签、扫码器、条码、传感器等为组件,实现科学决策、智能设计、合理排产,从而提高整个生产系统的效率。
在工艺控制方面,数字技术可以为工业生产打造一套更高效的管理体系。通过数字科技建立的MES制造执行系统,可运用到生产调度管理、工艺执行与管理、过程控制管理、排程管理、质量管理、设备管理等模块,优化生产制造全流程。通过开发数字化生产制造执行平台及规范的定义接口,使生产计划、控制命令、信息数据在整个MES系统、过程控制系统、自动化体系中透明、及时,可以完成交互传递,最终实现生产全过程数字化。
在物流仓储方面,通过应用智能物流平台可快速完成产品原材料、产品配套件、成品件之间的流转和输送工作,有效地提升企业内部沟通与外部衔接的效率,提升仓库货位周转效率,与此同时,还可以降低仓库转运过程的人工成本,实现仓库储流数字化管控和智能化运输。
在工业制造的碳管理层面,除了引进低碳设备和优化工艺外,更需通过数字化和电气化的途径来实现绿色转型和能效优化。包括新能源技术应用、生产工艺革新、产品全生命周期的碳足迹。同样以美的集团为例,美的楼宇科技先后已有美的工业园西区、美的楼宇科技重庆水机工厂、美的楼宇科技荆州工业园等多个零碳工厂,不仅实现了全场景低碳运行,未来在中央空调产品、热泵等热门产品中,会更加注重全生命周期碳足迹管理。提供全链路低碳产品和服务。
基于数字科技赋能的碳管理,南方电网与美的楼宇科技强势联动合作,开创商业新模式,虚拟电厂走进大众视野。虚拟电厂作为电力系统并网主体,是支撑电网平衡的重要基础之一。虚拟电厂可依托美的iBUILDING支持扩大负荷侧可调节资源接入规模,共同探索负荷侧需求响应、现货市场、辅助服务市场的商业模式和产业化应用,带动源网荷友好互动,打破电网侧和用电侧边界,可以高效解决电力供应保障问题,实现有限能源下供需关系的平衡。
工业4.0时代,在高质量发展目标下,中国工业制造企业的未来任重而道远,智慧工业作为工业制造发展变革的第一梯队,承载着不俗的使命。包含iBUILDING美的楼宇数字化平台在内的众多工业制造企业,正在不断探索智能工厂、数字化生产、智能化管理方向,从而提高制造水平、优化生产流程、优化生产结构。由此可见,科技赋能行业,中国工业制造的智慧之路充满机遇与挑战!
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