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廣東工業大學自動化學院院長謝勝利教授

謝勝利，廣東工業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、教育部創新團隊學科帶頭人；兼任廣東省物聯網信息技術重點實驗室主任、教育部物聯網智能信息處理與系統集成國際合作聯合實驗室主任、廣東省物聯網信息技術及產業化產學研創新聯盟理事長、廣東省面向工業領域的大數據工程中心主任；6次獲得教育部和廣東省自然科學與技術發明一等獎，發表學術論文200余篇，獲得國家發明專利授權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，產業規模達2.6萬億。我國塑料行業有1.34萬家塑料加工相關企業，整體上依然是傳統的制造企業，這嚴重制約了該產業的發展。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，就我國注塑裝備產業的未來發展、大數據平臺的運用等進行了深入探討。

自動化博覽：我國注塑裝備行業目前的發展狀況如何？面臨哪些挑戰？

謝勝利：我主要從事物聯網信息技術研究，下面針對注塑成型裝備行業存在的與信息化及對產業的影響等方面做一闡述。如今國家全面推進制造強國戰略，對傳統行業進行轉型升級，但我國注塑裝備行業的智能化和信息化水平低下，2.6萬億塑料行業大多數還是勞動密集型企業，生產效率低下、產品附加值低，這嚴重制約了行業的發展。

目前我國設計的注塑成型裝備控制系統，具體還存在以下問題：

（1）非常依賴人工經驗。注塑機成型一模，必須經歷合膜、注射、保壓、冷卻、預塑、開模、取件等一系列工作，且每個過程都要設置響應的工藝參數（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整，這對最終產品的質量、產品的穩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，隨著環境和使用過程變化，每一模生產的產品存在較大的偏差；而且生產過程會逐漸偏離正常水平，極易生產出廢品。此時需要對整個系統根據人工經驗重新試模，然后繼續生產，這導致產品穩定性差，對工程師經驗要求很高。

（3）自治自愈能力差。當前的注塑機缺乏必要的自我狀態、健康狀態的監測手段，導致及其生產大量的廢品而無人知曉，更沒有機器自我調節參數，來達到健康狀態的能力。這樣的注塑機產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。目前雖然有幾家廠家在做網絡化的注塑機控制器，但只能簡單的監測注塑機的狀態，缺乏基于注塑機的類似在線遠程故障診斷、精準營銷、及時服務等新興的業務需求。

此外，在塑料機械行業中，存在大量有知識的數據無法采集、分析和提煉與有知識和經驗工人缺乏的矛盾，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，嚴重制約著行業的轉型升級。如何利用有知識的人的經驗和機器設計與運行的數據、提升注塑機的智能化和網絡化水平，推進塑料裝備及關聯行業的轉型升級，是整個注塑裝備行業面臨的挑戰和機遇。

自動化博覽：您認為如何對注塑成型裝備進行智能化改造？ 從而順應國家提出的《中國制造2025》、“兩化融合”戰略發展需求。

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。但是國內發展較晚，整體技術被國外控制掌握；設計注塑成型智能化的成套系統價格高，往往一套系統上億美金，不適合大范圍推廣。因此，針對前面講的裝備及生產工藝對人的經驗依賴性較高，建議將國內孫優賢、柴天佑、錢峰、桂衛華等院士在流程工業成功推行的知識自動化方法引進到注塑成型裝備及系統領域，把實踐工人和知識工作者的經驗和智慧提煉成知識，并用于注塑成型裝備及生產過程的控制，從而實現注塑成型裝備的改造。我認為這是一條我國實現注塑成型裝備智能化以及從中低端向高端轉型升級的自主發展之路。

自動化博覽：針對目前我國注塑機網絡化、信息化水平低下的問題，您認為應從哪些方面來解決？

謝勝利：目前全球的注塑成型裝備都存在網絡化和信息化不足的問題，各大企業都希望通過實施工業強國戰略，加大對高端制造裝備的智能化改造，網絡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的升級換代工作。

面對注塑裝備產業對注塑機的需求，希望提升注塑裝備的信息全面感知和可靠傳輸，構建自感知、自診斷、自決策、自學習的智能制造系統，打造產品鏈、價值鏈、供應鏈協同的智能化的服務系統，從而提升注塑裝備及系統的整體智能化水平。

自動化博覽：注塑成型智能裝備與智能服務國家智能制造試點示范基地的建設內容包括哪些方面？將主要解決注塑機械行業的哪些問題？目前進展如何？

謝勝利：2015年廣東工業大學聯合博創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，該基地的核心任務主要是研發注塑成型智能裝備、構建智能化的服務系統及平臺。具體的工作包括：研發智能化的注塑成型裝備組網模塊、研發基于物聯網的注塑成型智能裝備；研發智能銷售、智能設計、智能生產、智能物流等智能化的服務系統；構建注塑成型智能云服務平臺和大數據平臺，為行業提供大數據云服務；構建注塑成型智能工廠；推進行業應用示范等工作。

該基地主要面向注塑裝備行業網絡化和智能化水平低下的問題，重點解決裝備的運行狀態無自感知、故障無預警、故障停機維修、信息化服務幾乎為零等問題，從而實現設備狀態自感知、故障自診斷、自治自愈等智能化的服務。目前已經搭建了大數據基礎承載平臺，研發了網絡化的組網模塊和注塑成型智能化成套裝備，開發了注塑成型MES系統、全生命周期健康管理系統、博創商城等服務，已在艾德偉控等企業試點示范推廣。

自動化博覽：您認為該示范基地的建設難點是什么？如何應對？

謝勝利：試點示范基地建設的難點主要表現在：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；塑料行業企業各自為政，行業資源很難整合，這對于優化行業發展布局和行業的信息化提升會帶來一定的阻礙。

目前采用數據換服務的模式，在下游企業中免費進行推廣，爭取獲得更多企業參與新一輪的智能制造升級改造中，解決企業各自為政現象，再逐步引導各產業鏈相關企業加入，繼而搭建行業大數據云平臺，解決我國注塑裝備行業的發展不足問題。

自動化博覽：請您談談物聯網、大數據、云計算等新技術在該基地建設過程中的應用？

謝勝利：物聯網、大數據、云計算等新一代信息技術是實現智能制造的核心支撐技術，它們為注塑成型智能裝備與智能服務國家智能制造試點示范基地的建設提供了必不可少的支持。物聯網技術主要用于實現設備狀態、生產現場信息的全面感知和可靠傳輸；大數據實現對智能制造數據的可靠存儲、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承載在云端，最終構建三級云服務平臺，為全行業提供智能云服務。

自動化博覽：未來，大數據平臺在未來行業發展中將發揮哪些作用？我國注塑裝備行業將呈現出怎樣的發展趨勢？

謝勝利：大數據平臺主要用于采集注塑裝備行業的工藝參數、注塑裝備和生產現場的運行數據等信息，然后對這些信息進行數據質量管理、數據挖掘與分析，最后構建注塑成型大數據知識發現體系，為行業的決策支撐提供服務。將助力我國注塑裝備行業重點解決四個方面的問題：注塑成型工藝的優化、注塑成型裝備故障診斷和最優控制、注塑成型工廠生產要素的優化和效能的整體提升、行業發展動態規劃與決策支撐等。

未來我國注塑裝備的需求量將繼續呈平穩增長，基于注塑成型裝備的智能化服務目前剛剛起步，在未來很長一段時間內，傳統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和傳統裝備智能化改造并進是未來注塑成型裝備行業發展的必然趨勢。因此，在不斷提高注塑裝備智能化水平的基礎上運用新興技術真正解決行業痛點，為用戶提供全方位的服務，已成為未來我國注塑裝備行業實現智能轉型與升級的關鍵所在。

摘自《自動化博覽》2017年2月刊