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“I5”智能机床:推开指尖上工厂的大门

发表时间:2015/3/23 作者:ecnc 
关键字:智能机床 数控系统 
人类文明在经历了蒸汽化、电气化和信息化革命后,一场新的工业革命浪潮正在席卷而来。为迎接新一轮科技革命和产业变革,我国提出实施"中国制造2025”国家战略。有报告显示,这份即将出台的中国版工业4.0规划将智能制造作为发展主线。

  人类文明在经历了蒸汽化、电气化和信息化革命后,一场新的工业革命浪潮正在席卷而来。为迎接新一轮科技革命和产业变革,我国提出实施“中国制造2025”国家战略。有报告显示,这份即将出台的中国版工业4.0规划将智能制造作为发展主线。这意味着,以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,通过网络互联支撑的制造方式将成为我国制造业转型升级和发展的方向。

  我国是制造业大国,但“大而不强”。目前面临着人口红利消失、要素成本上升等一系列压力,找到发展新路径的需求和愿望越来越迫切,而以智能制造为标志的工业4.0正是一个不容错过的机遇。一方面,智能制造的生产方式可有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提升产品质量、降低资源能源消耗;另一方面,信息产业与制造业的融合,将加快推进制造企业向信息化、数字化和智能化企业转变,将生产水平提升到一个新的高度。

  工业4.0的大幕刚刚拉开,许多概念与内容仍未明确。其发展的前景如何?中国智能制造处于什么状况?企业与工人如何迎接新的产业变革?带着这些问题,本报记者近日走进相关企业和研究机构,记录他们的探索与创新,希望对中国企业及社会智能化生产与应用有所裨益。

  3月10日,沈阳机床集团董事长关锡友飞往德国汉诺威,与华为、中兴、海尔、阿里巴巴等我国家电及互联网行业巨头,参加消费电子、信息及通信国际博览会。一家工业设备生产企业为什么会被邀请参加一个与企业性质不搭边的消费、服务性博览会?

  德国方面认为,沈阳机床去年研制出的“I5”智能机床控制系统,与他们在2013年提出的“工业4.0”概念完全吻合。在他们眼里,沈阳机床是中国“工业4.0”的“领头羊”。

  据了解,“工业1.0”是蒸汽机时代,“工业2.0”是电气化时代,“工业3.0”是信息化时代,“工业4.0”是智能化时代。沈阳机床的“I5”是工业化、信息化、网络化、智能化、集成化的集成,“I”是这“五化”的英文的第一个字母。

  “没有退路,不成功我就跳楼”

  2006年,中央一位领导到沈阳机床集团视察,于是有了下面的一段对话:

  “数控系统是哪生产的?”“德国。”

  “丝杠是哪生产的?”“德国。”

  “刀架呢?”“日本。”

  作为国内最大的机床制造企业,沈阳机床在数控机床生产技术上却处处依赖外人,这位领导着急了:“这个局面必须改变,‘大脑’必须由你们自己来做。”

  这个“大脑”指的正是数控机床最关键部分—数控系统,它驾驭着数控机床这台装备制造业的“母机”,从源头上决定着精密装备制造设备零部件的生产加工水平。

  研制任务落在了当时担任集团总经理、后来的董事长关锡友身上。关锡友在接受记者采访时坦承:他当时信心不足。因为我国数控机床生产企业所用的数控系统主要来自德国和日本,此前多次自主研制的尝试都以失败告终。

  这个门槛必须跨过去。2012年10月,经过数年筹备,研发团队组建了,由同济大学高级工程师朱志浩领衔。此后,一个个电气、计算机、机电一体化、伺服技术等方面的人才不断向研发团队汇集……最初的7人团队后来发展到180多人,平均年龄只有27岁。

  然而,要为中国制造的“大脑”绘制自己的蓝图并不容易。出国考察培训、用户调研、方向设计、购买设备、搞试验,大把大把地“烧钱……”

  “一年一个多亿投进去,什么都看不见。”关锡友告诉记者,“但我没有退路,必须成功,不成功我就跳楼。”在7年的研发过程中,11.5亿元的科技投入终于踏平了数控系统的门槛。

  CNC运动控制技术、数字伺服驱动技术、实时数字总线技术等运动控制领域的核心技术一项项被攻克。2012年,世界首台具有网络智能功能的“I5”智能系统诞生。紧接着,卧式车床、立式车床、立式钻攻中心、立式加工中心、五轴立式加工中心……一件又一件沈阳机床的主打产品有了聪明的中国“大脑”。

  “开4台机床比过去开1台的工作量还小”

  2014年初,“I5”智能机床开始批量生产。这种机床一推出,立刻受到用户欢迎,在很短时间就订出了2000台。这一世界机床史上堪称奇迹的销售速度,首先得益于智能化的“I5”极大地降低了生产过程中的人工成本,为制造业企业带来了新的红利。

  浙江省慈溪鸿运电器有限公司是德国西门子、日本三菱等国际知名大企业电机零部件的配套生产商,得知沈阳“I5”智能机床开始销售的信息,总经理戎艺群一次就买了11台,一开始使用就尝到了甜头。

  戎艺群算了一笔账:过去一名工人开一台机床,换上“I5”智能机床可开4台,以每人每小时16元报酬计算,每小时人工成本就能下降12元。具体到每台机床上,相当于每台机床每月节省人工成本费900元。

  随着我国人工成本的大幅度上升,一些外资企业开始向劳动力价格更为低廉的东南亚国家转移,已经失去劳动力价格优势的许多中国企业感到了前所未有的压力。然而,“I5”智能机床问世,这个局面可能逆转。

  “好学、好操作,开4台机床比过去开1台的工作量还小。”只有高中文化的操作工方晓力对“I5”智能机床赞不绝口。“I5”编程的智能化让方晓力无需学习复杂的编程,也不需要重新累积工艺经验,“只需导入标准化的三维图纸,系统便能自动识别零件特征,并生成加工程序。”

  同时,一般的数控机床编程、加工准备时间需要70分钟,“I5”智能机床只需要5分钟,生产效率大大提高。

  够快是否够好呢?为了检验“I5”智能机床的性能,宁波惠丰模具有限公司总经理邵黎明亲自上手,他连续加工100个零件,经检验,加工误差小于5微米,如此小的误差,肉眼根本看不出来。试验完了,他赶紧退了在一家机床企业预订的两台机床,订了30台“I5”智能机床。

  推开了指尖上工厂的大门

  关锡友告诉记者,“I5”将使智能制造变成名符其实的“指尖上的工厂”。由于“I5”智能机床已经实现了互联网+,沈阳机床将打造出一个“I平台”,让智能制造从单机扩展到无限群体。

  “I平台”可通过网络对售出机床生命周期全过程实施监控。所有纳入平台的机床是正在使用还是处于停机状态、在加工什么、加工进度如何、质量如何、有没有问题、什么时候需要维修保养?“I平台”终端一目了然。

  维护智能化通过图形诊断、远程诊断等功能,帮助用户快速排除故障,减少用户停机时间;管理智能化通过WIS.I平台等互联网应用,帮助用户对车间状态、工单进度、资源消耗等信息进行管理与分析,向用户实时传递和交流机床加工信息。“I平台”还可为用户使用的智能机床随着技术进步不断升级,使“I5”智能系统始终处在先进状态。

  借助“I平台”,身处千里之外的管理人员只要将手指在电脑或手机上轻轻滑动,就可通过网络向“I5”智能机床下达指令,一名工人操作一台设备的传统加工生产方式将被彻底改变。

  改变还不仅仅局限在生产车间里,生产的智能化将向采购、租赁、金融、再制造等上下游延伸,创造出多种商业模式。

  “I平台”完全掌握用户群体的机床使用效率,可协调用户开展租赁业务,如将甲工厂开工不足的机床租赁给没有这种设备的乙工厂。

  到那时,沈阳机床这样的装备制造企业,将成为是系统解决方案的提供者、维护者和创新者。而兼具生产商与服务商的双重身份,将成为“工业4.0”时代制造业一个重要的特征。“I5”让沈阳机床成为“工业4.0”的“领头羊”,也为更多中国的制造企业推开了指尖上工厂的大门。