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廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院院長謝勝利教授

謝勝利，廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院院長，博士生導(dǎo)師；國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)第一完成人、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)科帶頭人；兼任廣東省物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、教育部物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理與系統(tǒng)集成國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任、廣東省物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、廣東省面向工業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)工程中心主任；6次獲得教育部和廣東省自然科學(xué)與技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，獲得國家發(fā)明專利授權(quán)60余件，出版專著4部（其中2部入選《中國當(dāng)代杰出青年科學(xué)文庫》）。

編者按：

全球塑料消費(fèi)在體量上已超過鋼鐵，成為第一大工業(yè)材料，而我國消費(fèi)達(dá)9000萬噸左右，已成為全球塑料消費(fèi)量最大的國家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)2.6萬億。我國塑料行業(yè)有1.34萬家塑料加工相關(guān)企業(yè)，整體上依然是傳統(tǒng)的制造企業(yè)，這嚴(yán)重制約了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，本期記者特別采訪了2015年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目——注塑成型智能裝備與智能服務(wù)國家智能制造試點(diǎn)示范基地負(fù)責(zé)人謝勝利教授，就我國注塑裝備產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展、大數(shù)據(jù)平臺(tái)的運(yùn)用等進(jìn)行了深入探討。

自動(dòng)化博覽：我國注塑裝備行業(yè)目前的發(fā)展?fàn)顩r如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？

謝勝利：我主要從事物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研究，下面針對注塑成型裝備行業(yè)存在的與信息化及對產(chǎn)業(yè)的影響等方面做一闡述。如今國家全面推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，對傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)，但我國注塑裝備行業(yè)的智能化和信息化水平低下，2.6萬億塑料行業(yè)大多數(shù)還是勞動(dòng)密集型企業(yè)，生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品附加值低，這嚴(yán)重制約了行業(yè)的發(fā)展。

目前我國設(shè)計(jì)的注塑成型裝備控制系統(tǒng)，具體還存在以下問題：

（1）非常依賴人工經(jīng)驗(yàn)。注塑機(jī)成型一模，必須經(jīng)歷合膜、注射、保壓、冷卻、預(yù)塑、開模、取件等一系列工作，且每個(gè)過程都要設(shè)置響應(yīng)的工藝參數(shù)（如時(shí)間、溫度、壓力等）。我國目前整個(gè)過程仍需要人工進(jìn)行各種工藝的調(diào)整，這對最終產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品的穩(wěn)定性的影響都非常大。

（2）重復(fù)精度差。注塑成型裝備在使用過程中，隨著環(huán)境和使用過程變化，每一模生產(chǎn)的產(chǎn)品存在較大的偏差；而且生產(chǎn)過程會(huì)逐漸偏離正常水平，極易生產(chǎn)出廢品。此時(shí)需要對整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)重新試模，然后繼續(xù)生產(chǎn)，這導(dǎo)致產(chǎn)品穩(wěn)定性差，對工程師經(jīng)驗(yàn)要求很高。

（3）自治自愈能力差。當(dāng)前的注塑機(jī)缺乏必要的自我狀態(tài)、健康狀態(tài)的監(jiān)測手段，導(dǎo)致及其生產(chǎn)大量的廢品而無人知曉，更沒有機(jī)器自我調(diào)節(jié)參數(shù)，來達(dá)到健康狀態(tài)的能力。這樣的注塑機(jī)產(chǎn)品距離智能制造還有一定的差距，還需要大量的人工參與。

（4）缺乏智能化的服務(wù)。目前雖然有幾家廠家在做網(wǎng)絡(luò)化的注塑機(jī)控制器，但只能簡單的監(jiān)測注塑機(jī)的狀態(tài)，缺乏基于注塑機(jī)的類似在線遠(yuǎn)程故障診斷、精準(zhǔn)營銷、及時(shí)服務(wù)等新興的業(yè)務(wù)需求。

此外，在塑料機(jī)械行業(yè)中，存在大量有知識(shí)的數(shù)據(jù)無法采集、分析和提煉與有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)工人缺乏的矛盾，快速增長的人力成本和注塑裝備智能化水平低下的突出矛盾，嚴(yán)重制約著行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。如何利用有知識(shí)的人的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)器設(shè)計(jì)與運(yùn)行的數(shù)據(jù)、提升注塑機(jī)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平，推進(jìn)塑料裝備及關(guān)聯(lián)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，是整個(gè)注塑裝備行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

自動(dòng)化博覽：您認(rèn)為如何對注塑成型裝備進(jìn)行智能化改造？ 從而順應(yīng)國家提出的《中國制造2025》、“兩化融合”戰(zhàn)略發(fā)展需求。

謝勝利：在全球進(jìn)行注塑裝備的智能化改造，主要有兩條路：其一，設(shè)計(jì)良好的控制器；其二，提升控制器的精度，從而提升注塑成型裝備的整體智能性。但是國內(nèi)發(fā)展較晚，整體技術(shù)被國外控制掌握；設(shè)計(jì)注塑成型智能化的成套系統(tǒng)價(jià)格高，往往一套系統(tǒng)上億美金，不適合大范圍推廣。因此，針對前面講的裝備及生產(chǎn)工藝對人的經(jīng)驗(yàn)依賴性較高，建議將國內(nèi)孫優(yōu)賢、柴天佑、錢峰、桂衛(wèi)華等院士在流程工業(yè)成功推行的知識(shí)自動(dòng)化方法引進(jìn)到注塑成型裝備及系統(tǒng)領(lǐng)域，把實(shí)踐工人和知識(shí)工作者的經(jīng)驗(yàn)和智慧提煉成知識(shí)，并用于注塑成型裝備及生產(chǎn)過程的控制，從而實(shí)現(xiàn)注塑成型裝備的改造。我認(rèn)為這是一條我國實(shí)現(xiàn)注塑成型裝備智能化以及從中低端向高端轉(zhuǎn)型升級(jí)的自主發(fā)展之路。

自動(dòng)化博覽：針對目前我國注塑機(jī)網(wǎng)絡(luò)化、信息化水平低下的問題，您認(rèn)為應(yīng)從哪些方面來解決？

謝勝利：目前全球的注塑成型裝備都存在網(wǎng)絡(luò)化和信息化不足的問題，各大企業(yè)都希望通過實(shí)施工業(yè)強(qiáng)國戰(zhàn)略，加大對高端制造裝備的智能化改造，網(wǎng)絡(luò)化和信息化是改造過程的必要手段。ENGLE、NETSTAL等海外高端注塑機(jī)品牌也正在進(jìn)行相關(guān)的升級(jí)換代工作。

面對注塑裝備產(chǎn)業(yè)對注塑機(jī)的需求，希望提升注塑裝備的信息全面感知和可靠傳輸，構(gòu)建自感知、自診斷、自決策、自學(xué)習(xí)的智能制造系統(tǒng)，打造產(chǎn)品鏈、價(jià)值鏈、供應(yīng)鏈協(xié)同的智能化的服務(wù)系統(tǒng)，從而提升注塑裝備及系統(tǒng)的整體智能化水平。

自動(dòng)化博覽：注塑成型智能裝備與智能服務(wù)國家智能制造試點(diǎn)示范基地的建設(shè)內(nèi)容包括哪些方面？將主要解決注塑機(jī)械行業(yè)的哪些問題？目前進(jìn)展如何？

謝勝利：2015年廣東工業(yè)大學(xué)聯(lián)合博創(chuàng)智能裝備股份有限公司獲批《中國制造2025》國家首批智能制造試點(diǎn)示范基地——注塑成型智能裝備與智能服務(wù)，該基地的核心任務(wù)主要是研發(fā)注塑成型智能裝備、構(gòu)建智能化的服務(wù)系統(tǒng)及平臺(tái)。具體的工作包括：研發(fā)智能化的注塑成型裝備組網(wǎng)模塊、研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的注塑成型智能裝備；研發(fā)智能銷售、智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能物流等智能化的服務(wù)系統(tǒng)；構(gòu)建注塑成型智能云服務(wù)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，為行業(yè)提供大數(shù)據(jù)云服務(wù)；構(gòu)建注塑成型智能工廠；推進(jìn)行業(yè)應(yīng)用示范等工作。

該基地主要面向注塑裝備行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化和智能化水平低下的問題，重點(diǎn)解決裝備的運(yùn)行狀態(tài)無自感知、故障無預(yù)警、故障停機(jī)維修、信息化服務(wù)幾乎為零等問題，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)自感知、故障自診斷、自治自愈等智能化的服務(wù)。目前已經(jīng)搭建了大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)承載平臺(tái)，研發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化的組網(wǎng)模塊和注塑成型智能化成套裝備，開發(fā)了注塑成型MES系統(tǒng)、全生命周期健康管理系統(tǒng)、博創(chuàng)商城等服務(wù)，已在艾德偉控等企業(yè)試點(diǎn)示范推廣。

自動(dòng)化博覽：您認(rèn)為該示范基地的建設(shè)難點(diǎn)是什么？如何應(yīng)對？

謝勝利：試點(diǎn)示范基地建設(shè)的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在：智能制造依然處在市場導(dǎo)入期，市場需求需要去引導(dǎo)，很難形成快速爆炸式增長；塑料行業(yè)企業(yè)各自為政，行業(yè)資源很難整合，這對于優(yōu)化行業(yè)發(fā)展布局和行業(yè)的信息化提升會(huì)帶來一定的阻礙。

目前采用數(shù)據(jù)換服務(wù)的模式，在下游企業(yè)中免費(fèi)進(jìn)行推廣，爭取獲得更多企業(yè)參與新一輪的智能制造升級(jí)改造中，解決企業(yè)各自為政現(xiàn)象，再逐步引導(dǎo)各產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)加入，繼而搭建行業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，解決我國注塑裝備行業(yè)的發(fā)展不足問題。

自動(dòng)化博覽：請您談?wù)勎锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)在該基地建設(shè)過程中的應(yīng)用？

謝勝利：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心支撐技術(shù)，它們?yōu)樽⑺艹尚椭悄苎b備與智能服務(wù)國家智能制造試點(diǎn)示范基地的建設(shè)提供了必不可少的支持。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)現(xiàn)場信息的全面感知和可靠傳輸；大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對智能制造數(shù)據(jù)的可靠存儲(chǔ)、分析和挖掘并提供智能決策支撐；云計(jì)算作為整個(gè)智能制造的關(guān)鍵，在IaaS、PaaS、SaaS三個(gè)層面都能夠提供有效的支撐，將整個(gè)智能化的服務(wù)承載在云端，最終構(gòu)建三級(jí)云服務(wù)平臺(tái)，為全行業(yè)提供智能云服務(wù)。

自動(dòng)化博覽：未來，大數(shù)據(jù)平臺(tái)在未來行業(yè)發(fā)展中將發(fā)揮哪些作用？我國注塑裝備行業(yè)將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢？

謝勝利：大數(shù)據(jù)平臺(tái)主要用于采集注塑裝備行業(yè)的工藝參數(shù)、注塑裝備和生產(chǎn)現(xiàn)場的運(yùn)行數(shù)據(jù)等信息，然后對這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)挖掘與分析，最后構(gòu)建注塑成型大數(shù)據(jù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)體系，為行業(yè)的決策支撐提供服務(wù)。將助力我國注塑裝備行業(yè)重點(diǎn)解決四個(gè)方面的問題：注塑成型工藝的優(yōu)化、注塑成型裝備故障診斷和最優(yōu)控制、注塑成型工廠生產(chǎn)要素的優(yōu)化和效能的整體提升、行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)規(guī)劃與決策支撐等。

未來我國注塑裝備的需求量將繼續(xù)呈平穩(wěn)增長，基于注塑成型裝備的智能化服務(wù)目前剛剛起步，在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)的注塑成型裝備和智能化的裝備并存，故智能化新裝備的開發(fā)和傳統(tǒng)裝備智能化改造并進(jìn)是未來注塑成型裝備行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此，在不斷提高注塑裝備智能化水平的基礎(chǔ)上運(yùn)用新興技術(shù)真正解決行業(yè)痛點(diǎn)，為用戶提供全方位的服務(wù)，已成為未來我國注塑裝備行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型與升級(jí)的關(guān)鍵所在。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年2月刊