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装备制造业转型发展趋势:绿色化与智能化(上)
2013-09-17

当今世界正处在大变革、大调整时期,2012年世界经济将处于格局大变迁的前夜!各国发展都面临难得的机遇和严峻的挑战,能否实现科学、和谐、有创造力的发展是各个国家(特别是中等收入国家)面临的共同课题。


如何科学地、可持续地健康发展,党中央、国务院通过“讲话”与“规划”都有明确的指示。


2010年6月7日,中共中央总书记胡锦涛在两院院士大会上的讲话中向科学界提出,要重点推动八大科研领域发展,争取尽快取得突破性进展。其中,制造业被列为八大领域之一。胡锦涛指出,要大力发展新材料和先进制造科学技术,促进我国制造业结构升级和战略调整,发展先进装备制造业,推进制造业的绿色化和智能化。


2012年1月16日,温家宝总理在《在世界未来能源峰会》上的讲话,强调指出:“中国将继续同世界各国人民一道,加强国际合作,推动可持续创新,致力发展未来能源,共同建设一个绿色和可持续发展的新世界!”而近期以来,绿色化和智能化,正是装备制造业研究和发展的重点。本文就绿色化和智能化的问题,从宏观概念与国家政策层面,谈一些个人的看法,供大家参考!


1“绿色化与智能化”是引领世界发展的潮流


绿色与智能,一直是近年来国际工业领域的重要发展潮流,自然也顺理成章地成为了“2012汉诺威工业博览会”的展览主题。汉诺威工业博览会(HANNOVERMESSE)被业界认为是联系全世界工业技术领域和商业领域的重要国际活动、是全球最具影响力的工业界盛事之一。不难看出,强调“绿色”意在提升能源、原材料的利用效率,最大限度地实现涵盖全球工业范围的可持续发展;而强调“智能”则意在提升生产效率、提高工业资源调配的合理性,以及工业设备的可用性和可维护程度。这两大主题,无一不是对当前实际工业需求的高度概括。国际许多知名企业,如西门子、ABB、菲尼克斯电气等等,都在各自企业的发展过程中,强调“绿色与智能”。例如,“绿色”可以说是西门子集团发展史上的一个重要符号性词语。在不同的历史时期,西门子都在用“绿色”的理念影响着世界工业界的发展潮流。


2“绿色化与智能化”的概念及需求


2.1绿色化的概念及需求


2.1.1绿色化的概念


绿色文化定义:根据百度百科的介绍,绿色化的概念即是从绿色文化定义引伸而来,因为,文化是人类一切活动过程和结果的总称。狭义绿色文化是指人类适应环境而创造的一切以绿色植物为标志的文化,包括农业、林业、工业、城市绿化,以及所有植物科学等。


由上所述,根据绿色文化的定义,具体到某一行业,应该是,行业与环境的和谐共进,并使行业实现可持续的健康发展。例如:绿色能源,指温室气体和污染物零排放或排放很少的能源,绿色制造,是指综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境负面影响最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化,能够使企业实现可持续的发展。


目前,绿色经济受到国际社会的广泛关注。2012年将于里约召开的联合国可持续发展大会(UNCSD)的主题之一就是“可持续发展和消除贫困背景下的绿色经济”。联合国环境规划署(UNEP)从2008年开始实施绿色经济倡议,2011年2月发表了绿色经济报告书(UNEP2011)。经济合作与发展组织(OECD)从2008年开始制定绿色增长战略,并将绿色增长作为其成立50周年的纪念主题。目前,国际上对于绿色的理解包括生命、节能、环保等三个方面。


温家宝总理2012年4月25日在斯德哥尔摩表示,经济的“绿色化”不是增长的负担,而是增长的引擎。李克强副总理也曾强调,“中国政府高度重视发展绿色经济与应对气候变化,我们从自身实际出发,借鉴国际经验,把可持续发展作为国家战略”。随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正在席卷全球。纵观世界绿色文明的发展趋势,21世纪必将成为“绿色世纪”。


2.1.2绿色化的需求


中国经济正处于高速增长期,人与自然的矛盾从未像今天这样紧迫,我们已没有足够的资源来支撑高消耗、高污染的经济增长方式。必须强化全民的资源环境危机意识、必须发展循环经济以提高资源使用效率、必须发展清洁生产以降低生产过程中的污染成本、必须发展绿色消费以减少消费过程对生态的破坏、必须发展新能源以实现生产方式的彻底超越。惟有如此,才能实现社会的可持续发展,实现向生态工业文明的跨越,培育出一个人与自然、人与人双重和谐的生态文明。


当前,由于温室气体的排放、环境污染的恶化,以及金融危机引发的全球经济放缓,使人类更多地开始注意与思考环境保护的问题。因而,各行各业对于绿色化有着迫切的需求。诸如:绿色经济、绿色城市、绿色工业、绿色企业、绿色装备、绿色电力、绿色冶金、绿色石化、绿色物流、绿色食品等等。


为了适应装备制造业领域的迫切需求,必须确立“全寿命周期”的绿色化理念。绿色制造是通过革新传统的制造技术、设计理念和生产方式,实现资源能源的高效清洁利用和环境影响的最小化。制造过程的绿色化是从环境保护角度出发,在制造的各个阶段(全寿命周期——管理、设计、材料、工艺、生产、物流、报废、回收、循环使用等)都要充分考虑到环境保护。这里的环境不仅是自然环境,还包括社会环境和生产环境,要做到可持续发展,走向人类社会和自然界的统一与和谐。绿色制造技术的研究将在资源的绿色转化、新资源和能源的替代、过程强化与系统集成以及绿色产品工程等四个方面展开。


在我国高端装备制造产业技术中,强调绿色制造。重点发展先进绿色制造技术与产品,突破制造业绿色产品设计、环保材料、节能环保工艺、绿色回收处理等关键技术。开展绿色制造技术和绿色制造装备的推广应用和产业示范,培育装备再制造、绿色制造咨询与服务、绿色制造软件等新兴产业。


绿色化是随着人类社会的进步和发展,衡量其可持续发展水平的关键。因此,研究和探讨它的内涵、特点和环境保护问题越来越引起人们的高度重视。绿色制造的发展趋势就显得尤为重要。是通过绿色生产过程(包括:绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等)生产出绿色产品。中国政府高度重视发展绿色产业和绿色经济,把可持续发展作为国家战略,把建设资源节约型、环境友好型社会作为重大任务。助推“产业升级”之本:节能增效。在国内的制造业企业中,“节能增效”几乎是一个永恒的话题,每一家企业都不能完全脱离这个话题来谈自身的“转型升级”之道。在多个行业的“十二五”规划中,也都提及了“节能增效”这一目标。


在实现制造过程的绿色化的时候,必须考虑制造行业的“低碳经济”问题,聪明的企业善于抓住机遇,转变生产方式,走在前面,将被动变为主动。利用社会发展理念的变革作为企业加速发展的动力。努力抢占“低碳经济”的制高点。企业应当在考虑企业发展战略的同时,考虑企业如何制定“低碳战略”,并力求与国家的可持续发展趋势同步增长。


2.2智能化的概念及需求


2.2.1智能化的概念


通常人们所指的“智能”,是指人的大脑的思维能力,从其外延来看,“智能”就是发现规律、运用规律的能力和分析问题、解决问题的能力。通常“智能”包括四个方面的能力,即:感知能力、记忆与思维能力、学习能力及自适应能力。


而对于智能化(Intelligence),目前尚无明确的、公认的、科学的定义,但通常认为应当包括两方面的含义:一是采用“人工智能”的理论、方法和技术来处理各种问题;二是具有“拟人智能”的特性,具备自适应、自学习、自校正、自协调、自组织、自诊断、自修复等功能。这可以作为衡量是不是智能化装置、设备、系统的基本标准。因此,不妨将智能化装置定义为:采用人工智能理论、方法、技术,具有某种拟人智能特性和功能的装置。智能化装置利用计算机代替人的部分脑力劳动,具有运用知识进行推理、学习、联想以解决问题的能力。


智能化的概念具体应用于“智能控制”,则是指:其主要的目标是使控制系统具有学习和适应能力,学习的目的是为了使系统具有适应能力,在复杂控制系统中能够根据系统所处的环境、操作条件的变化、控制目标的变化、不断学习、适应新的需求。模糊推理、神经网络、遗传算法都具有模拟人类思维结构和方式的特点,将三者有机地结合起来,发挥各自的优势,将会是智能控制研究的主要方向。从整个信息技术的发展历程来看,我们已经历了电子化、数字化、网络化的阶段,目前正处在信息化的末端和智能化的前端,就是人们所提到的智能化服务阶段,从智能化的实现开始,我们将逐步迈向智慧的阶段。


智能化生产技术是制造业不断吸收机械、电气、电子、信息(计算机、网络、通信、控制论、人工智能等)、能源及现代系统管理等领域的成果,并将其综合运用于产品研发、设计、制造、检测、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷、柔性生产,提高对市场动态多变的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。


2.2.2智能化的需求


制造业,特别是装备制造业是为国民经济各行业提供技术装备的战略性产业,是各行业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。世界技术进步与经济发展表明:发展智能制造是提升制造业效能,促进经济发展的大趋势。智能应用创造的空间如此巨大,智能方案描述的情景如此之美,令人有目共睹。那么作为自动化厂商,在面对众多智能应用的新领域时应该如何发力?在如此宏大的智能产业版图中,装备制造业对于智能化的需求是十分迫切的。因此,自动化厂商在这种情况下需要考虑的是将承担什么样的角色?


智能化是未来制造技术的发展方向,它是将人工智能融入到生产过程的各个环节中去:通过模拟人类专家的智能活动,取代生产系统中的部分脑力劳动。在生产过程中,系统能根据生产实际进行推理,并做出合理判断,自动调整其参数,使生产活动达到最佳状态。智能化是自动化的高级阶段,是柔性化和集成化的延伸和发展。纵观历史,剖析现状,展望未来,专家指出:今后,传统的制造业仍将朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保和长寿命的“六高一长”的方向发展。新型的先进制造技术将朝着小型化(微型化)、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化;在服务上:专门化、简捷化、无维护化以及组装生产自动化、无尘(或超净)化、专业化等的方向发展。在这些“化”之中,占主导地位、起关键作用的是智能化和网络化。


智能化是制造技术发展的前景。智能化制造模式的基础是智能制造系统,它是智能和技术的集成而形成的应用环境,也是智能制造模式的载体。它突出了在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断、推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,同时,收集、存储、处理、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能。在国家高端装备制造产业技术中,强调智能制造,发展工业机器人、智能控制、微纳制造、制造业信息化等相关系统和装备,重点研发工业机器人的模块化核心技术和功能部件、重大工程自动化控制系统和智能测试仪器及基础件等技术装备,建设产业技术培训体系,推动技术集成验证与示范应用工作,制定技术与安全标准,培育一批高技术创新企业,实现制造系统智能运行,改造提升装备制造业。一些国内的知名企业,已制定了“智能化”战略。例如,海信集团就宣布:未来10年全面“智能化”。


中国制造业成功地承接了世界制造业的转移与外包,逐渐形成了各区域的产业集群,这种产业集聚现象又进一步降低了企业的生产成本和组织成本。使得区域制造业产业优势不断强化,制造业竞争力进一步得到加强。中国的制造业想变得又大又强的话,必须要寻求突破,从相关数据的分析来看,总体而言,未来五年到十年,中国制造业发展趋势是高增加值化,这是中国制造业实现突破之路的必由之路!在中国,伴随着产业制造能力的不断提高,中国产业国际上的竞争力不断增长,但中国产业的创新能力提高有限,存在着产业制造能力与技术能力不对称的现象。这种不对称现象是中国经济增长方式的一个写照,它蕴藏着中国经济发展的机遇与挑战。因此,提高中国企业的技术创新能力是未来数年的艰苦任务,需要行业与政府的共同努力。随着工业无线网络、传感器网络、无线射频识别、微型机电系统、激光技术等技术的日益成熟,人们由现在对于制造设备与制造过程的“了解不足”,向三维空间加时间的多维度、透明化泛在感知发展,泛在计算、泛在虚拟、泛在仿真无处不在,从而促成了以泛在信息技术为主要驱动力的新一代基于泛在感知的信息化制造和自动化技术——“泛在信息制造”时代的来临,这将会是新一代先进制造技术发展的核心驱动力。(本文节选自中工联创(北京)国际装备研究中心《2013装备工业蓝皮书》,敬请访问浏览蓝皮书核心信息和征订渠道)


装备制造业转型发展趋势:绿色化与智能化(上)


编辑:吴明

装备制造业品牌顾问与产业研究专家-中工联创

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