縫制行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢（四）
- 三、縫制業(yè)智能制造發(fā)展趨勢及具體任務
《中國制造2025》明確提出要推進制造過程智能化，在“兩化”融合這一“主線”之下，我國以智能制造為主攻方向，實施智能制造專項和智能制造試點示范專項行動，建立了國家智能制造標準體系，打造了一批數(shù)字化車間，初步形成了若干可復制可推廣模式。當前，智能制造在縫制業(yè)紛紛開始探索建設智能工廠。預計未來3-5年，智能工廠在許多企業(yè)落地生根。
1.智能制造系統(tǒng)解決方案的三大發(fā)展趨勢
據(jù)行業(yè)專業(yè)人士分析，今后縫制業(yè)智能制造系統(tǒng)解決方案將面臨三大發(fā)展趨勢。
第一大趨勢：智能制造是一項系統(tǒng)性工程，系統(tǒng)解決方案領域的合作將更加活躍。
智能制造發(fā)展具有復雜性、系統(tǒng)性，涉及設計、生產、物流、銷售、服務等產品全生命周期，涉及執(zhí)行設備層、控制層、管理層、企業(yè)層、云服務層、網(wǎng)絡層等企業(yè)系統(tǒng)架構，需要實現(xiàn)橫向集成、縱向集成和端到端集成。限于資金投入不足、技術研發(fā)周期較長以及工藝壁壘等因素，單個系統(tǒng)解決方案商很難滿足各個細分縫制行業(yè)的智能制造發(fā)展需要，企業(yè)間將不斷加強跨界融合、協(xié)同創(chuàng)新的體系，才能強化智能制造系統(tǒng)解決方案供應能力。
第二大趨勢：智能制造系統(tǒng)架構將進一步完善，工業(yè)軟件領域的集成與發(fā)展將成為重點。
從企業(yè)系統(tǒng)架構來看，國內目前還沒有出現(xiàn)能夠打通整個架構體系的智能制造解決方案商，但隨著技術水平的不斷進步，系統(tǒng)解決方案提供商將不斷完善架構體系。智能制造系統(tǒng)解決方案主要依托于軟硬件產品及系統(tǒng)，實現(xiàn)制造要素和資源的相互識別、實時交互、信息集成。從硬件層面來看，基于成本大幅降低的現(xiàn)實需要，硬件中通用性強的部分將日趨模塊化、標準化發(fā)展。從軟件層面來看，工業(yè)軟件存在于智能制造的每個角落，智能制造解決方案將更加倚重于與硬件層關系密切的軟件部分（SFC、MES、ERP、PLM）的集成與發(fā)展，其中MES是軟件層中最核心部分。
從某種程度上說，軟件業(yè)是智能制造的突破口。軟件對智能制造的驅動作用，體現(xiàn)在生產制造過程的智能化，還體現(xiàn)在對生產組織方式和管理變革的推動。
第三大趨勢：憑借技術積累和對行業(yè)的深刻理解，縫制業(yè)領先企業(yè)逐漸將縫制系統(tǒng)解決方案作為新增長點。
近年來，領先企業(yè)積累了行業(yè)內相當程度的專業(yè)化知識、技術、能力，同時憑借其自身對行業(yè)工藝的深入理解，自用智能制造系統(tǒng)解決方案日趨成熟。面對智能制造巨大的市場空間，這些領先企業(yè)趨向于將成熟的解決方案提供給具有共性需求的行業(yè)其他用戶，尋求新的業(yè)務增長點。
2.智能制造的三個支點
如何實施智能制造，則需要考慮智能制造的三個支點：產品、裝備和過程。
對于我們縫制機械企業(yè)來說，智能產品是第一支點，首先應該想到的是自己的產品怎么實現(xiàn)智能化。即使生產過程沒有部分或全部實現(xiàn)智能化，能夠把智能的產品做出來，那么企業(yè)還是應該首先考慮產品的智能化問題。產品的智能化，是通過產品中包含有各種復雜程度不等的計算機系統(tǒng)，尤其是嵌入式系統(tǒng)，來實現(xiàn)的。嵌入式系統(tǒng)不僅可以成為智能制造最重要最具有代表性的技術，而且會形成一個龐大的產業(yè)鏈。
現(xiàn)在的智能產品跟以前所謂的嵌入式系統(tǒng)功能需求還不完全一樣，主要功能體現(xiàn)在三個方面。第一個是傳感，產品需要能夠感受外部的情況變化，或者能夠整合產品內部的數(shù)據(jù)。第二個是計算，包括產品本身的操作系統(tǒng)，以及產品使用的各種應用系統(tǒng)。例如，從數(shù)據(jù)分析到高端計算--也就是人工智能。第三個是聯(lián)網(wǎng)，隨著全球物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，產品可能具有霧計算、邊緣計算和云計算相聯(lián)結的功能。因此新一代的智能產品，跟以前講的嵌入式系統(tǒng)的概念已經(jīng)大不相同。
對于紡織、服裝企業(yè)來說，裝備是一個支點。生產過程（包括研發(fā)、設計）中的每一個關鍵環(huán)節(jié)上的裝備，一定要智能化。如果這個智能化實現(xiàn)不了，勞動生產力和勞動效率就不可能得到很大提高，企業(yè)可能就沒有競爭力。不是數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化的生產裝備，就不是這個時代的先進制造裝備。
裝備智能化解決的是生產過程中“點”的智能化問題；企業(yè)只有實現(xiàn)生產全過程的智能化，才能實現(xiàn)企業(yè)全局的智能化，才能夠實現(xiàn)智能化效益的最大化。
第三個支點是企業(yè)生產過程的智能化問題。就是要實現(xiàn)過程的智能化，完成從裝備這個“點”向過程這條“線”的發(fā)展。過程智能化最典型的代表，正是工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的奮斗目標。工業(yè)4.0提出，企業(yè)的信息系統(tǒng)要走向一體化，包括縱向一體化和橫向一體化。縱向一體化就是企業(yè)的內部網(wǎng)，而橫向一體化正是企業(yè)的外部網(wǎng)。現(xiàn)在，要把內部網(wǎng)和外部網(wǎng)完全整合在一起，將數(shù)據(jù)完全打通。此外，要把整合之后的系統(tǒng)，打造成一個智能物理系統(tǒng)（Cyber-Physical-System, CPS）。
3.過程智能化的實現(xiàn)
工業(yè)4.0或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目標，不僅要把內部網(wǎng)、外部網(wǎng)連起來，而且要變成一個智能物理系統(tǒng)（CPS）。二者都可以通過一個“5C（五層）”結構來表述，如下圖所示。
這個架構設計描述了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的內外三層結構。從邊緣層，到平臺層，再到企業(yè)層，如果我們把它看作是一個球體的話，外面就是設備端的邊緣層，中間是平臺層（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，主要指這一部分。當然現(xiàn)在也有將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺泛化的趨勢。），最內層是企業(yè)層。在邊緣層上主要是邊緣的網(wǎng)關，采集各種各樣的數(shù)據(jù)；送到平臺層之后，平臺層對數(shù)據(jù)做必要的處理和分析；分析完之后，再送達企業(yè)層，送到企業(yè)的應用系統(tǒng)。企業(yè)會根據(jù)不同的應用做不同的分析，做出判斷和決策，將數(shù)據(jù)再往回傳送到平臺層和邊緣層，直至送達企業(yè)內外聯(lián)接的各個部門和單位。
顯然，數(shù)據(jù)分析和處理在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中極為重要，包括：端點數(shù)據(jù)的獲取、從數(shù)據(jù)中提取信息的先進數(shù)據(jù)處理技術，各種決策模型的分析計算，以及系統(tǒng)結果的輸出。其中，大量使用的是計算科學的辦法：需要建模，需要算法，需要數(shù)據(jù)等等，最后產生的是決策數(shù)據(jù)。當然，安全、可信、隱私等，在結構中也有詳細的考慮。
智能工廠是實現(xiàn)智能制造的重要載體，主要通過構建智能化生產系統(tǒng)、網(wǎng)絡化分布生產設施，實現(xiàn)生產過程的智能化。企業(yè)基于CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建的智能工廠原型，主要包括物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層。其中，物理層包含工廠內不同層級的硬件設備，從最小的嵌入設備和基礎元器件開始，到感知設備、制造設備、制造單元和生產線，相互間均實現(xiàn)互聯(lián)互通。以此為基礎，構建了一個“可測可控、可產可管”的縱向集成環(huán)境。信息層涵蓋企業(yè)經(jīng)營業(yè)務各個環(huán)節(jié)，包含研發(fā)設計、生產制造、營銷服務、物流配送等各類經(jīng)營管理活動，以及由此產生的眾創(chuàng)、個性化定制、電子商務、可視追蹤等相關業(yè)務。在此基礎上，形成了企業(yè)內部價值鏈的橫向集成環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的流通和交換。
縱向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎，產品、設備、制造單元、生產線、車間、工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務的集成統(tǒng)一，則是通過數(shù)據(jù)應用和工業(yè)云服務實現(xiàn)，并在決策層基于產品、服務、設備管理支撐企業(yè)最高決策。這些共同構建了一個智能工廠完整的價值網(wǎng)絡體系，為用戶提供端到端的解決方案。
四、結語
智能制造是一個不斷進化的過程，智能制造不是一個發(fā)展目標，它其實是一種工具和手段，或者可以理解為一種解決問題的方式。無論是工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、還是中國制造2025，其實質都是以CPS賽博物理系統(tǒng)為核心，通過信息化與生產設備等物理實體的深度融合，實現(xiàn)智能制造的生產模式。從縫制業(yè)發(fā)展階段的對比來看，中國縫制業(yè)走的是“工業(yè)2.0”補課、“工業(yè)3.0”普及、“工業(yè)4.0”示范的“并聯(lián)式”發(fā)展道路，我們的任務就更加復雜、更加艱巨。在此背景下，完成從“制造”向“智造”的系統(tǒng)跨越，縫制業(yè)智能制造各位同仁需要做的事還有很多。
