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從智能流水線邁向“未來工廠” 同濟大學工業4.0學習工廠長啥樣
作者:wenhecheng0532           時間:2020-07-22 20:39:44

圖說:學生用電腦操控“生產線” 采訪對象提供(下同)

臨港新城海洋科技廣場一層有個特殊的“車間”:一臺機器人收到指令,抓取一堆原材料放入機床加工,而后將半成品放入另一臺設備,待加工完畢取出成品,置于一移動托盤。隨后,智能照相機對成品拍攝,信息被寫入托盤內的電子標簽;托盤傳送至成品區,另一臺機器人自動識別托盤內電子標簽信息,將合格品放入成品貨架……  此時,“車間”之外的幾名學生在電腦前操控著“車間”內的整個系統。原來,一件件產品是不同風格樣式的汽車模型,全是“個性化”定制,有的有天窗,有的色彩鮮艷。學生們設計什么,機器人就生產什么車型。  這里是同濟大學工業4.0學習工廠,同濟大學教授陳明是這個“智能車間”的“車間主任”。“一條流水線上所生產的產品都可以各不相同。這種方式改變了原有大規模的批量生產、大規模有限定制,實現了大規模的個性化定制。”采訪伊始,他便為記者概括了此地與普通車間的不同之處。  先行先試未來工業場景  同濟大學工業4.0學習工廠內的這條生產線,通過智能中央控制單元、智能倉儲單元、裝配單元、激光打標單元以及傳送單元等,讓個性化下單、產品智能設計成為現實。陳明告訴記者:“裝配哪種零部件、安裝多少,這些都能按客戶不同需求生產。甚至,客戶提出功能需求,生產線還能自動設計。”  不過,陳明同時強調,所謂的“工業4.0”,絕不限于某個新產品的開發,而是整個生產及至銷售經營的智能化體系的合成。他說,眼前這條由機器人和智能裝備構成的生產線,其實已經不只是“生產線”的概念,它可以包涵產品研發、設計、質量保證、銷售、售后服務等各個方面。再來看它的技術支撐:工業物聯網、工業人工智能、工業大數據、網絡化協同制造、可編程控制技術、智能遠程運維、企業資源管理等等。這些技術不是單獨發揮作用,而是互聯互通,構成系統性的技術優勢。陳明介紹:“工業界還做不到的場景,在我們學習工廠先行先試。技術成熟后,就能直接投入大規模應用。”  不止是人工智能的開發  “學習工廠看的只是表現,是技術,如果要全面理解工業4.0,就要從系統化的理念來認識它。你會發現,這將是繼蒸汽機、電機、計算機之后,人類的第四次工業革命。”陳明向記者這樣表述。他認為,工業4.0帶來的智能制造是連接、是集成、是數據、是創新。他說,“工業4.0”所需要的并不僅僅是設備的升級或單純的人工智能開發,而是要依靠信息化、物聯網技術,對整個制造行業進行水平整合和垂直整合。

圖說:機器人根據學生們在電腦上的設計生產個性化產品

目前,學習工廠已經和西門子、寶鋼、中國船舶等多家重點企業合作,推廣其智能系統。陳明介紹,比如,與中國船舶的合作項目,就是要建造一個完全不同于以往的智能造船廠,今后依托工業4.0技術的智能造船廠,出廠的船舶不再是千篇一律,或者說,未必就是先定圖紙、再有船舶,而是根據互聯網、智能機器人,隨時對船的安全性、舒適度、實用性進行調整;與此同時,客戶可以隨時參與船舶的設計、制造,隨時以模擬技術體驗船的性能。  致力培養未來工程師  除了工業4.0前沿應用技術的科研驗證、成果轉化、示范,學習工廠另一重要職能是培養“未來工程師”。陳明教授說,“這里是‘未來工廠’的搖籃,更是‘學習工廠’,是‘未來工程師’的搖籃。”近年來,本科生、研究生、高校教師,甚至是工科院校的大學校長,都在這里接受培訓。  2019年,國際認證機構德國萊茵TV集團宣布,中國首個“工業4.0工程師認證考核中心”正式落戶同濟大學工業4.0學習工廠實驗室。陳明表示,工業人才的職業認證,德國在世界上首屈一指。中德之間實現互認,意義非凡,“以前,中國的工程師證書在國外不被認可。中國公司在國際上承接的項目,最終還要請國外的注冊認證工程師簽字。有了中德互認體系,這樣的情況將大大減少。”  在學習工廠和高校普通的實訓基地培訓有何不同?同濟大學機械專業的大四學生王毅鵬在臨港的學習工廠完成了自己的畢業設計,他的作品是一條完整的汽車生產線,4個月與高端智能、大數據打交道之后,小王同學感慨說道:“作為本科生,可能只知工業4.0的皮毛,卻能感受到其在智能制造領域獨特的優勢。”陳明說,未來,這里將誕生智能工廠系統架構師、智能生產系統工程師、智能制造系統評估師和智能制造系統安全工程師等系統級人才,也有工業大數據應用工程師、機器視覺應用工程師和工業人工智能應用工程師等關鍵技術應用人才;臨港,將成為國際智能制造領域一流領軍人才的前沿。


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