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國有智能機器人技術(shù)研究和應(yīng)用于煙草行業(yè)的策略

時間:2010-10-15 14:13:24來源:jinyue

導語:?煙草行業(yè)|智能機器人|卷煙市場

      高技術(shù)卷煙設(shè)備的國產(chǎn)化極大地推動了我國煙草工業(yè)的技術(shù)改造。經(jīng)過近十年的技術(shù)改造,我國的主要卷煙廠已基本完成了制絲線和卷接包設(shè)備的改造,其裝備的技術(shù)已達到國際90年代初期水平。為了適應(yīng)卷煙市場的變化,增強企業(yè)在市場經(jīng)濟中的競爭力,煙草企業(yè)自動化技術(shù)改造的重點將由改造制絲線、更新卷接包設(shè)備轉(zhuǎn)向建立自動化立體倉庫物流系統(tǒng),即采用自動立體倉庫和AGV技術(shù)實現(xiàn)卷煙生產(chǎn)過程主輔料及成品的自動輸送和倉儲。玉溪卷煙廠引進的韓國三星自動化物流系統(tǒng)不僅為我國的煙草企業(yè)提供了新一輪技改的樣板,也為卷煙設(shè)備制造企業(yè)指明了一個開發(fā)新產(chǎn)品的方向。如昆明船舶設(shè)備集團公司通過參與三星設(shè)備的安裝調(diào)試,開始了新的“引進、吸收、消化、仿制”自動化物流系統(tǒng)工作,其首套自己設(shè)計集成的物流系統(tǒng)將應(yīng)用于青島卷煙廠。
  隨著中國加入世界貿(mào)易組織日期的鄰近,對知識產(chǎn)權(quán)保護要求的提高,我國高技術(shù)設(shè)備產(chǎn)業(yè)不可能永遠走“引進、吸收、消化、仿制”的道路,開發(fā)自己擁有知識產(chǎn)權(quán)的高技術(shù),利用國內(nèi)市場使之產(chǎn)業(yè)化,并逐步參與國際競爭,是我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。經(jīng)過八五期間“863”項目的攻關(guān),以中國科學院沈陽自動化研究所為代表的研究機構(gòu),在智能機器人技術(shù)方面取得了許多有價值的研究成果,已經(jīng)掌握了應(yīng)用于自動化物流系統(tǒng)的AGV、堆垛機、碼垛機等各種智能機器人的關(guān)鍵技術(shù),并在一些企業(yè)成功地實施了自動化物流系統(tǒng)。若能結(jié)合煙草企業(yè)的技術(shù)需求,將這些高技術(shù)轉(zhuǎn)化為有競爭力的高性能產(chǎn)品,并利用煙草企業(yè)新的技改需求使之產(chǎn)業(yè)化,將對我國高技術(shù)煙草設(shè)備的真正國產(chǎn)化,新興高技術(shù)的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到極大的推動作用。
      煙草企業(yè)自動化物流系統(tǒng)國有化技術(shù)研究策略
  智能機器人在煙草行業(yè)中最典型的應(yīng)用是自動化物流系統(tǒng),即AGV應(yīng)用的自動化立體倉庫。自動化物流系統(tǒng)是一個新興的現(xiàn)代化高科技產(chǎn)業(yè),是集光、機、電為一體的系統(tǒng)工程。隨著計算機科學技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展,物流管理系統(tǒng)也從簡單的方式迅速向自動化管理方式演變,使得自動化物流系統(tǒng)達到更高的水平。自動化立體倉庫是自動化物流系統(tǒng)的重要組成部分,AGV與其它物料輸送工具(單軌小車、牽引小車、傳送輥道或傳送帶、機器人等)相比,具有較好的移動性、柔性等優(yōu)點。
  煙草行業(yè)對于自動化物流系統(tǒng)的技術(shù)引進和改革具有很大的潛力。除玉溪卷煙廠外,山東青島卷煙廠和云南紅河卷煙廠正在安裝或調(diào)式自動化物流系統(tǒng),上海卷煙廠和云南曲靖卷煙廠正在籌建自動化物流系統(tǒng)。對這些煙廠引起自動化物流系統(tǒng)的調(diào)研中,提及為何不采用國有產(chǎn)品時,廠家表示出對國有自動化物流系統(tǒng)的國產(chǎn)化水平有看法。
  通過對玉溪卷煙廠引進的三星物流系統(tǒng)進行調(diào)研和技術(shù)論證,我們認為煙草行業(yè)自動化物流系統(tǒng)AGV的國有化技術(shù)策略應(yīng)從下列幾個方面開展研究。
1 AGV的優(yōu)化調(diào)度及可靠性研究
  卷煙生產(chǎn)除卷接包生產(chǎn)過程外,還有打葉復烤、制絲等一系列生產(chǎn)過程,除需進行各種輔料、配件、成品和生產(chǎn)需求等動態(tài)物流分析外,還必須結(jié)合煙廠的特點對具體的AGV運動形式、AGV的臺數(shù)、運輸?shù)穆窂胶途嚯x等進行規(guī)化,使生產(chǎn)過程達到產(chǎn)量最高、消耗最小、故障檢修時間最短,以提高AGV運行的可靠性。
2 AGV智能化控制器的設(shè)計
  目前,世界上自動化物流系統(tǒng)集成制造商廣泛采用瑞典NDC公司的AGV系列產(chǎn)品。國家“863”智能機器人主題如何設(shè)計新型的智能AGV控制器,形成國有AGV系列產(chǎn)品特色具有重大的實用價值和社會意義。將智能控制技術(shù)引入AGV控制器的設(shè)計具有廣泛的應(yīng)用前景。
3 AGV導引新技術(shù)的研究
  目前,國內(nèi)外用得較多的AGV,其導引方式大致可分為光電導引、電磁導引,慣性導引、激光導引等幾種。上述AGV導引技術(shù)各自有其優(yōu)缺點。然而,如何進一步開發(fā)研制新型AGV導引技術(shù)——如全方位圖像導引技術(shù),真正具有智能機器人的視覺功能,是一個嶄新的研究方向。
4 AGV機械部件的國有化產(chǎn)品設(shè)計
  AGV機械部件如絲桿等容易磨損,用國外同類產(chǎn)品替換,需要大量的外匯,用國有化產(chǎn)品代替是可行的。
利用國有智能機器人技術(shù)取代進口技術(shù)的策略
  煙草企業(yè)對新技術(shù)新裝備的要求是很高的。如何將國有化高技術(shù)應(yīng)用于煙草企業(yè)的技改中,推動國有智能機器人高技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化是一個值得研究的問題。在過去十年,我國煙機設(shè)備的生產(chǎn)得到較快的發(fā)展主要得益于國家保護政策和行業(yè)保護政策,然而隨著我國加入世界貿(mào)易組織,今后要生產(chǎn)象自動化物流系統(tǒng)這樣的高技術(shù)機電設(shè)備時,就必須面向國際市場,參與國際競爭,因此要實行我國高技術(shù)煙草設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化,整個開發(fā)工作需要從技術(shù)和管理兩大方面采取相應(yīng)的策略。
1 堅持“技術(shù)驅(qū)動,市場導向”的原則
  煙草企業(yè)的高技術(shù)設(shè)備研究、開發(fā)和應(yīng)用時,必須堅持“技術(shù)驅(qū)動,市場導向”的原則,針對企業(yè)需要的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備進行重點攻關(guān),為企業(yè)解決實際問題。過去我們的很多研究項目,也包括部分“863”項目都是以純技術(shù)為導向,研究者思考問題的方法不是考慮用戶需要什么,而是我能做什么就做什么。研究一些沒有明確應(yīng)用背景的理論或技術(shù),其目的是為了通過鑒定,撰寫論文,申報成果獎。這樣導致了許多研究成果無法走出實驗室,沒有為社會帶來經(jīng)濟效益,造成了人力、物力、財力的極大浪費。更有一些成果通過論文公開發(fā)表,讓國外的一些研究機構(gòu)所利用,迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。
2 研究的關(guān)鍵是系統(tǒng)集成
  在研制、開發(fā)和生產(chǎn)象自動化物流系統(tǒng)這類復雜的高技術(shù)機電一體化設(shè)備時,應(yīng)該堅持“有所為、有所不為”的原則。實現(xiàn)整套設(shè)備的國產(chǎn)化,并不要求系統(tǒng)中每一個部件都是國內(nèi)生產(chǎn)的,而關(guān)鍵在系統(tǒng)的集成。隨著全球產(chǎn)業(yè)一體化的推進,世界產(chǎn)業(yè)分工的逐步形成,虛擬公司(工廠)的出現(xiàn),許多國際性大公司在生產(chǎn)制造大型設(shè)備時,主要工作是根據(jù)用戶的需要設(shè)計系統(tǒng),并從世界范圍內(nèi)的各專業(yè)公司選購部件,完成系統(tǒng)的集成,這樣既能節(jié)省大量的研制時間和費用,又能使系統(tǒng)具有先進的技術(shù)水平。例如韓國三星在制造AGV時,車體等硬件自己制造,而控制系統(tǒng)則采用目前世界上處于領(lǐng)先地位的瑞典NDC公司的自走車控制引導系統(tǒng),這樣就保證了其AGV達到世界先進水平。而沈陽自動化研究所生產(chǎn)的AGV雖然具有較高的技術(shù)指標,但其控制系統(tǒng)采用較為落后的STD總線工控機,對其性能和可靠性,很容易讓用戶產(chǎn)生懷疑??傊?,要讓煙草企業(yè)采用國產(chǎn)的自動化物流系統(tǒng),生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)把重點放在物流系統(tǒng)的管理調(diào)度系統(tǒng)上,而對其它的部件則能自己制造就自己制造,目前還不能制造的,特別對一些智能機器人的關(guān)鍵控制系統(tǒng),最好先采用進口,待用戶接受整個系統(tǒng)后,各部件再逐步國產(chǎn)化。
3 可靠性是用戶選擇設(shè)備的主要指標
  目前的卷煙生產(chǎn)過程已基本是一個高度自動化的連續(xù)生產(chǎn)過程,長時間可靠運行,是對各臺設(shè)備的一個最基本的要求,設(shè)備出現(xiàn)故障會對生產(chǎn)造成很大的影響,其經(jīng)濟損失往往會大大超過設(shè)備本身的價值,因此各大煙廠都不惜重金購買高可靠性的進口設(shè)備,更換不可靠的部件。例如煙廠每年都要更換很多電器開關(guān)元件,而且大多數(shù)采用進口件,以保證設(shè)備可靠運行,減少停車事故。過去,我國的許多產(chǎn)品研究中,往往把重點放到技術(shù)的先進性上,系統(tǒng)的性能指標上,導致許多產(chǎn)品或項目只能通過技術(shù)鑒定,而無法進入市場。要使自動化物流這樣復雜的系統(tǒng)具有較高的可靠性,首先在設(shè)計時應(yīng)認真研究系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和可靠性目標MTBF。有高可靠性的設(shè)計還遠遠不夠,在生產(chǎn)制造過程中還必須有嚴格的質(zhì)量保證體系。最后,必須給用戶提供準確、詳細的技術(shù)資料,對設(shè)備的操作和使用環(huán)境作出明確的說明,對用戶進行認真的培訓,讓用戶真正領(lǐng)會各項具體要求,自覺地按規(guī)章制度進行操作和維護,使系統(tǒng)的可靠
性在應(yīng)用中得以實現(xiàn)。
4 廠、學、研的有機結(jié)合是開發(fā)高技術(shù)產(chǎn)品的有效途徑
  我國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還存在著一些與市場經(jīng)濟不相適應(yīng)的地方。建國后我國一直采用蘇聯(lián)體制,新技術(shù)和產(chǎn)品研究、開發(fā)和生產(chǎn)分別由科學院或高校、研究所及企業(yè)承擔,它們各隸屬不同的部門,存在著嚴重的脫節(jié)現(xiàn)象,從而導致研究工作重理論、輕應(yīng)用,開發(fā)工作較少考慮生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品生產(chǎn)則幾年甚至十幾年一貫制。改革開放以來,這種情況在一些地區(qū)和一些行業(yè)有所改善,出現(xiàn)了一些具有加強自主開發(fā)能力的高科技企業(yè),但從整體來講,我國目前人數(shù)最多、實力最強的科技力量仍集中于高等院校和科研機構(gòu)。雖然它們每年都有一定的研究成果,但真正能應(yīng)用于實際的成果卻很少。造成這種情況除有技術(shù)方面的原因外,還與企業(yè)與研究機構(gòu)、高校之間的相互不信任及利益分配等問題有關(guān)。包括“863”高技術(shù)研究成果在內(nèi),研究機構(gòu)不愿意將成果輕易轉(zhuǎn)讓給企業(yè)。由于存在有市場風險,企業(yè)也不愿意出大價錢購買成果。即使一些技術(shù)成果被轉(zhuǎn)讓,但只要企業(yè)與研究機構(gòu)之間沒有形成長期的合作關(guān)系,不能對技術(shù)進行不斷地更新、改造,一項新技術(shù)、新產(chǎn)品幾年后將落后了。因此國家有必要在政策上引導、鼓勵,在資金上支持、幫助,加強生產(chǎn)企業(yè)與研究機構(gòu)、高校的橫向聯(lián)合,實現(xiàn)研究、開發(fā)、生產(chǎn)的一條龍。
5 加強宣傳,改變用戶觀念
  從理論上講,選擇產(chǎn)品的基本原則是其實用性和性能價格比,在滿足使用要求的條件下,性能價格比好的產(chǎn)品應(yīng)當是首選產(chǎn)品。但由于我國的一些高技術(shù)產(chǎn)品在性能質(zhì)量、可靠性、工藝水平、外觀安裝、使用的簡便性、維護的方便性等方面與國外產(chǎn)品相比還存在一定的差距,進口貨優(yōu)于國產(chǎn)貨的觀念在煙草企業(yè)已根深蒂固。要改變這種狀況,除設(shè)計生產(chǎn)部門需不斷努力,逐步克服國內(nèi)產(chǎn)品的不足,縮小與國外產(chǎn)品的差距外,還需進行大量的產(chǎn)品宣傳和愛國主義宣傳,同時在政策上加以適當?shù)囊龑?。目前我國煙草行業(yè)由于技改資金比較雄厚,對系統(tǒng)、設(shè)備的運行效率和可靠性要求較高,因此特別希望選用進口產(chǎn)品。并非所有的進口產(chǎn)品就一定比國產(chǎn)的好,如韓國三星公司的AGV會出現(xiàn)一些誤動作,其管理調(diào)度系統(tǒng)存在明顯不足,其整體技術(shù)水平并不優(yōu)于我國“863”的技術(shù)。由于我國擁有這樣一些高技術(shù)的部門未能進行有效的廣告宣傳和開展適當?shù)拇黉N活動,這些高技術(shù)產(chǎn)品不為用戶所知。如果我國一些高技術(shù)產(chǎn)品也象國外電控產(chǎn)品代理商一樣進行大量的廣告宣傳和促銷,那么,我國高技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化將會有較大的發(fā)展。

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