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廣東工業(yè)大學自動化學院院長謝勝利教授

謝勝利，廣東工業(yè)大學自動化學院院長，博士生導師；國家杰出青年科學基金獲得者、國家自然科學二等獎第一完成人、教育部創(chuàng)新團隊學科帶頭人；兼任廣東省物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)重點實驗室主任、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)合實驗室主任、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與技術(shù)發(fā)明一等獎，發(fā)表學術(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《中國當代杰出青年科學文庫》）。

編者按：

全球塑料消費在體量上已超過鋼鐵，成為第一大工業(yè)材料，而我國消費達9000萬噸左右，已成為全球塑料消費量最大的國家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達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年智能制造試點示范項目——注塑成型智能裝備與智能服務(wù)國家智能制造試點示范基地負責人謝勝利教授，就我國注塑裝備產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展、大數(shù)據(jù)平臺的運用等進行了深入探討。

自動化博覽：我國注塑裝備行業(yè)目前的發(fā)展狀況如何？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。如今國家全面推進制造強國戰(zhàn)略，對傳統(tǒng)行業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級，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)還是勞動密集型企業(yè)，生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品附加值低，這嚴重制約了行業(yè)的發(fā)展。

目前我國設(shè)計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。注塑機成型一模，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，且每個過程都要設(shè)置響應(yīng)的工藝參數(shù)（如時間、溫度、壓力等）。我國目前整個過程仍需要人工進行各種工藝的調(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)過程會逐漸偏離正常水平，極易生產(chǎn)出廢品。此時需要對整個系統(tǒng)根據(jù)人工經(jīng)驗重新試模，然后繼續(xù)生產(chǎn)，這導致產(chǎn)品穩(wěn)定性差，對工程師經(jīng)驗要求很高。

（3）自治自愈能力差。當前的注塑機缺乏必要的自我狀態(tài)、健康狀態(tài)的監(jiān)測手段，導致及其生產(chǎn)大量的廢品而無人知曉，更沒有機器自我調(diào)節(jié)參數(shù)，來達到健康狀態(tài)的能力。這樣的注塑機產(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)化的注塑機控制器，但只能簡單的監(jiān)測注塑機的狀態(tài)，缺乏基于注塑機的類似在線遠程故障診斷、精準營銷、及時服務(wù)等新興的業(yè)務(wù)需求。

此外，在塑料機械行業(yè)中，存在大量有知識的數(shù)據(jù)無法采集、分析和提煉與有知識和經(jīng)驗工人缺乏的矛盾，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，嚴重制約著行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。如何利用有知識的人的經(jīng)驗和機器設(shè)計與運行的數(shù)據(jù)、提升注塑機的智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平，推進塑料裝備及關(guān)聯(lián)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，是整個注塑裝備行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇。

自動化博覽：您認為如何對注塑成型裝備進行智能化改造？ 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：在全球進行注塑裝備的智能化改造，主要有兩條路：其一，設(shè)計良好的控制器；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)計注塑成型智能化的成套系統(tǒng)價格高，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)成功推行的知識自動化方法引進到注塑成型裝備及系統(tǒng)領(lǐng)域，把實踐工人和知識工作者的經(jīng)驗和智慧提煉成知識，并用于注塑成型裝備及生產(chǎn)過程的控制，從而實現(xiàn)注塑成型裝備的改造。我認為這是一條我國實現(xiàn)注塑成型裝備智能化以及從中低端向高端轉(zhuǎn)型升級的自主發(fā)展之路。

自動化博覽：針對目前我國注塑機網(wǎng)絡(luò)化、信息化水平低下的問題，您認為應(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)都希望通過實施工業(yè)強國戰(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等海外高端注塑機品牌也正在進行相關(guān)的升級換代工作。

面對注塑裝備產(chǎn)業(yè)對注塑機的需求，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、自學習的智能制造系統(tǒng)，打造產(chǎn)品鏈、價值鏈、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？將主要解決注塑機械行業(yè)的哪些問題？目前進展如何？

謝勝利：2015年廣東工業(yè)大學聯(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。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、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)平臺和大數(shù)據(jù)平臺，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，重點解決裝備的運行狀態(tài)無自感知、故障無預(yù)警、故障停機維修、信息化服務(wù)幾乎為零等問題，從而實現(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，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)試點示范推廣。

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

謝勝利：試點示范基地建設(shè)的難點主要表現(xiàn)在：智能制造依然處在市場導入期，市場需求需要去引導，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)中免費進行推廣，爭取獲得更多企業(yè)參與新一輪的智能制造升級改造中，解決企業(yè)各自為政現(xiàn)象，再逐步引導各產(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，解決我國注塑裝備行業(yè)的發(fā)展不足問題。

自動化博覽：請您談?wù)勎锫?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(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)、云計算等新一代信息技術(shù)是實現(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)實現(xiàn)對智能制造數(shù)據(jù)的可靠存儲、分析和挖掘并提供智能決策支撐；云計算作為整個智能制造的關(guān)鍵，在IaaS、PaaS、SaaS三個層面都能夠提供有效的支撐，將整個智能化的服務(wù)承載在云端，最終構(gòu)建三級云服務(wù)平臺，為全行業(yè)提供智能云服務(wù)。

自動化博覽：未來，大數(shù)據(jù)平臺在未來行業(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)場的運行數(shù)據(jù)等信息，然后對這些信息進行數(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)重點解決四個方面的問題：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)上運用新興技術(shù)真正解決行業(yè)痛點，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)實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型與升級的關(guān)鍵所在。

摘自《自動化博覽》2017年2月刊