近日，王國法院士及煤炭科學(xué)研究總院杜毅博發(fā)表題為《德國工業(yè)4.0與中國煤機(jī)裝備智能制造的發(fā)展》的文章，針對(duì)中國煤機(jī)行業(yè)的歷史、現(xiàn)狀和未來，提出了自己的看法。

現(xiàn)節(jié)選內(nèi)容如下

我國作為世界最大煤炭生產(chǎn)、消費(fèi)、凈出口國， 煤機(jī)裝備制造業(yè)發(fā)展迅速，其生產(chǎn)總量與整體技術(shù) 已達(dá)世界前列。

然而，我國煤機(jī)裝備中低端產(chǎn)品過剩，高端高可靠性產(chǎn)品緊缺，核心競爭力與創(chuàng)新能力不足，一些關(guān)鍵元部件仍需從外國進(jìn)口。新一輪產(chǎn) 業(yè)革命的背景下，我國煤機(jī)裝備更需在產(chǎn)品可靠性、 智能化等方面不斷創(chuàng)新，以智能制造助推我國煤機(jī) 裝備產(chǎn)業(yè)與技術(shù)走向國際發(fā)展的高地。

智能制造的終極目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品及其制造過 程的最優(yōu)化，獲得高效、優(yōu)質(zhì)、柔性、敏捷、低耗、宜人 等效果。智能分析決策實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)或產(chǎn)品智能化 的核心部分，而其關(guān)鍵技術(shù)是以新一代人工智能技 術(shù)為核心的六大關(guān)鍵技術(shù)，包括人工智能技術(shù)、工業(yè) 機(jī)器人技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 以及整體的信息化系統(tǒng)。

1) 人工智能技術(shù): 新一代智能制造的主要特征表現(xiàn)在制造系統(tǒng)具備了學(xué)習(xí)能力，通過深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用于制造領(lǐng)域，知識(shí)產(chǎn)生、獲取、運(yùn)用和傳承效率發(fā)生革命性變化，顯著提高創(chuàng)新與服 務(wù)能力。人工智能技術(shù)的三大特點(diǎn)就是大數(shù)據(jù)技 術(shù)、按照計(jì)劃規(guī)則的有序采集技術(shù)、自我思考的分析 和決策技術(shù)。傳統(tǒng)人工智能追求機(jī)器對(duì)人腦思維、認(rèn)知功能的模擬，讓機(jī)器變得更聰明; 新一代人工智 能則基于新的信息環(huán)境，把計(jì)算機(jī)和人連成更強(qiáng)大的智能系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)新目標(biāo)。

2011年人工智能全球利申請(qǐng)不到5500件到2016年的22000件，6年間翻了4倍，新一代人工智能在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面均接近“奇點(diǎn)”?！癆I 制造業(yè)”成為全球經(jīng)濟(jì)技術(shù)競爭 的重要因素。如

• 通用集團(tuán)GE針對(duì)“AI 制造業(yè)”領(lǐng) 域進(jìn)行系統(tǒng)布局;
  

• 西門子押寶“數(shù)字化雙胞胎模型”及Teamcenter協(xié)作平臺(tái);
  

• 三星啟動(dòng)一個(gè)中心管控全 球的“4M 1E”方案;
  

• 我國海爾集團(tuán)則在建立互聯(lián)網(wǎng)工廠的同時(shí)建立以用戶為中心的智能生態(tài)圈。
  

人工 智能正在從多個(gè)方面支撐傳統(tǒng)制造向智能制造邁進(jìn)，為中國制造業(yè)“由大變強(qiáng)”的發(fā)展注入新動(dòng)能。

2) 工業(yè)機(jī)器人技術(shù): 工業(yè)機(jī)器人作為機(jī)器人的一種，主要由操作器、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)及傳感系統(tǒng)組成。是可重復(fù)編程，完成三維空間仿人操作自動(dòng)控制，對(duì)于穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件起到重要作用。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的五大領(lǐng)域包括機(jī)器人加工、噴涂、裝配、焊接以及機(jī)器 搬運(yùn)等。我國近年來機(jī)器人銷量大幅上漲，僅2017年前 10個(gè)月銷量已達(dá) 10.48 萬臺(tái)，位居全球第一。“機(jī)器換人”成為大勢所趨。

圖為黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦的“井下巡視機(jī)器人”

工業(yè)巡檢機(jī)器人將采煤機(jī)滾筒的位置及割煤狀態(tài)，頂?shù)装迮c滾筒之間相對(duì)位置以及工作面運(yùn)輸機(jī)直線度等數(shù)據(jù)傳送到工作面順槽監(jiān)控中心。

3) 大數(shù)據(jù)技術(shù): 工業(yè)大數(shù)據(jù)的來源主要是數(shù)字 化設(shè)計(jì)、智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)管理 4個(gè) 方面，產(chǎn)生了大量的工業(yè)數(shù)據(jù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)還貫穿于設(shè)計(jì)、制造、使用、維修、回收整個(gè)產(chǎn)品全生命周期，包括數(shù)據(jù)的獲取、集成、應(yīng)用等。大數(shù)據(jù)分析技 術(shù)包括它的分類技術(shù)、建模技術(shù)、聚類技術(shù)、匹配技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、可視技術(shù)等。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā) 展使得價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者提供看待價(jià) 值鏈的全新視角，使企業(yè)有機(jī)會(huì)把價(jià)值鏈上更多環(huán) 節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢。

4) 云計(jì)算技術(shù): 大量企業(yè)采用的是豎井化IT架構(gòu)，孤島現(xiàn)象較為嚴(yán)重，IT系統(tǒng)資源無法跨系統(tǒng)共享，資源利用率低，工業(yè)云平臺(tái)打破各部門之間的數(shù)據(jù)壁壘，讓數(shù)據(jù)真正流動(dòng)起來，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，幫助企業(yè)做出最正確的決策，生產(chǎn)出最合理、 最貼近于消費(fèi)市場的產(chǎn)品。智能工業(yè)云平臺(tái)作為一種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，工業(yè)云構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)化制造模式，搭建起一種新型的生態(tài)系統(tǒng)。在設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與生產(chǎn)線，工廠與工廠之間無縫對(duì) 接，監(jiān)控生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2017年7月11日，百度在線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（北京）有限公司、山西大學(xué)和山西精英科技股份有限公司在太原正式簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，百度將運(yùn)用ABC（人工智能AI、大數(shù)據(jù)Big data、云計(jì)算Cloud Computing）和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，與精英科技、山西大學(xué)開展深度合作，共同打造服務(wù)山西乃至全國的“中國煤炭云”。

5) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù): 智能制造最大特征是實(shí)現(xiàn)萬物 互聯(lián)( IOE Internet of everything) ，是智能制造的神經(jīng)系統(tǒng)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)，以及高級(jí)計(jì)算、分析、傳感技術(shù)的高度融合，也是工業(yè)生產(chǎn)加工過程與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高度融合。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、互聯(lián)傳輸、智能處理及自組織和自維護(hù)的特點(diǎn)。信息技術(shù)發(fā)展的終極目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn) 無所不在的連接，人、物、數(shù)據(jù)和程序通過互聯(lián)網(wǎng) 聯(lián)系在一起并進(jìn)行流程再造，基于物理世界感知和交互的在線化實(shí)時(shí)化數(shù)據(jù)與智能處理，改變對(duì)外部世界的相應(yīng)模式。智能制造工廠架構(gòu)與應(yīng)用場景如下圖所示。

6) 整體的信息化系統(tǒng): 智能制造信息系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)上，建立完善的智慧工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造從硬件設(shè)備到軟件系統(tǒng)，再到生產(chǎn)方法，全部生產(chǎn)現(xiàn)場上下游信息的互聯(lián)互通。智能 制造信息系統(tǒng)包括企業(yè)管理計(jì)劃(EＲP) 及產(chǎn)品全 生命周期管理系統(tǒng)( PLM)，從管理層上包括制造執(zhí) 行系統(tǒng)(MES) 和工廠的工程組態(tài)軟件，從而達(dá)到產(chǎn)品在全壽命周期內(nèi)物理世界與虛擬世界的協(xié)調(diào)統(tǒng) 一。

智能制造信息系統(tǒng)以精益管理為核心，根據(jù)用戶需求定義企業(yè)價(jià)值，提高系統(tǒng)柔性和可靠性，降低庫存及溝通管理成本，實(shí)現(xiàn)智能制造企業(yè)管理理念和管理模式的轉(zhuǎn)型發(fā)展。