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工业APP数字化创新中心对于提高制造业水平的实践探索

索为云网 | 推广传播工业APP的工具和方法 2020/06/22 14:55

提要:珠三角的装备制造业基础雄厚,是中国作为世界工厂的底气。后疫情时代的全世界产业链洗牌,世界工厂底气如何?产业链优势依然存在,但是正向设计、产业链协同研发设计能力不足的弱点也很明显。不少企业已经初步具备数字化管理和数字化生产能力,但是数字化研发能力还是非常缺乏,缺少行业公共服务平台的协同,面对新机遇众多企业一哄而上,低水平竞争,最终形不成合力,也带不来效益。

为提升产业集群的竞争力,能够提供数字化研发服务的公共平台在当前情况下显得尤为重要。通过这一平台,行业领军企业将适用于全行业推广的技术进行封装,全行业企业购买工业APP强化自身研发能力建设。众多中小企业可以通过平台快速建立自身的研发体系,强化研发能力,通过平台及时掌握行业供需变化,真正实现“制造能力共享、创新能力共享和服务能力共享”的制造业高质量发展新模式。

第四届“创客广东”大赛已经拉开帷幕,主要分为地市赛及六个专题赛,索为云网承办工业互联网专题赛。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益成为新型工业化的关键支撑。本次工业互联网专题赛将突出以工业APP促进企业研发体系建设、知识积累和转化以及产业链快速协同为特色,征集企业和创客使用工业APP、工业软件来解决工业互联网应用难题的项目,同时面向工业互联网的其它方向征集项目。

赛事介绍及报名通道

http://i.gdsme.org/guest/index.html

新知图谱, 工业APP数字化创新中心对于提高制造业水平的实践探索

一、数字化研发平台对于提高珠三角制造业水平至关重要

“互联网+先进制造业”的共识之下,提升工业企业数字化能力是工业互联网的主要任务。ERP解决了数字化管理能力,MES提高数字化生产能力,数字化研发能力如何提高?对于中小企业来说,实现从仿制、来料加工到自主研发的升级,所缺乏的不只是工具,还有人才和整套的研发体系。怎么样把人的经验沉淀下来,方便重用,能够在积累基础上创新,能够不断PDCA改进是真正构筑数字化研发能力的关键。中小企业凭自身能力很难突破,公共平台不可或缺。

(一)适应工业研发设计新需求需要数字化研发平台

当前越来越多的工业产品的研发设计面临着智能化、软件化的新需求。

智能化是对产品设计结果和过程的双重要求。产品本身需要更智能,能够互联,具备数字属性;设计过程也需要智能化,能够快速根据需求进行调整。这进一步对设计方法和工具提出了新要求。一批国际设计巨头企业,通过几十年高端装备设计的知识沉淀与设计知识的软件化封装,不仅为自己变革了设计方式,而且开始大规模地向设计行业提供设计软件APP服务。人们只要通过拖、拉、拽等简便的方式,输入设计产品(配件、部件)的参数,就可轻松地生成设计图纸,并可在其提供的仿真验证服务中检测设计效果,完善设计方案。能不能掌握这些方法,将决定了这些企业未来是否具有竞争力。

(二)中小企业需要借助公共平台来形成自身的研发能力

数字化研发平台将为中小制造业企业搭建低成本的研发服务体系。由平台公司为各类研发设计开发者提供工业设计软件、工业设计APP、设计产品的仿真模拟测试条件等服务。平台使“一对一”模式变成了“一对多”供给模式,进一步演变成了“多类供给者+云平台+多种需求者”的模式,降低了企业的使用成本。

工业技术分成基础共性技术、行业通用技术和企业专有技术,如果企业完全独立开发自己的研发体系,意味着需要构建覆盖基础技术、行业技术和企业专有技术的部门。只有少数大企业才具备这样的能力。借助于公共服务平台,中小企业可以通过相对低的成本购买基础共性技术、行业通用技术,自己只需要围绕自身企业的独有技术进行开发研发。这大大降低了企业使用研发服务的成本。

(三)数字化研发公共平台将能够促进制造能力协同

数字化研发平台为众多企业提供高水平的研发服务,同时也可以对企业的供需情况进行有效的协同。通过及时掌握生产能力的变化,有效在行业内实现订单分配和有机协作,从而实现集群打猎,促进佛山产业集群在全球产业链中的竞争力。

二、工业APP为数字化研发公共服务平台创造条件

工业APP是把指工业技术、工艺经验、制造知识和方法变成一个个小软件,实现重复使用或者组合使用的方法。

(一)工业APP实现技术重用,提高研发设计效率

产品的研发工作从之前的面对工具软件,升级到面对平台和工业APP,大大减少了工程师的重复劳动。大量以工业APP封装的知识、操作和零部件的数字模型最终能够汇集成为关于装备的需求模型、项目模型、流程模型、知识自动化组件、过程大数据模型、产品数据模型和企业知识库,极大地提高研发设计效率。

(二)工业APP降低对特定工业软件和特定人的依赖

工业APP是搭建在工具软件之上的应用层,一是可以降低对特定工业软件的依赖,对于建立自主可控的应用体系意义重大;二是可以降低对特定技术人员的依赖,工程师团队的智慧在项目过程中全部得以保留在软件(工业APP)内,而不会随着核心人员的离任而流失。真正将企业的技术转化成为企业的数字资产。这种方法在国际高端装备制造企业普遍采用。

(三)工业APP让领军人才为行业提供服务

工业APP可以让行业的领军人才来实现某技术的封装,让行业的其它人才来实现使用,让研发实现平台的公共服务变得可能。真正实现领军人才封装知识产品,行业人员使用产品,形成良性的互动,最大化领军人才的价值。

三、以工业APP为基础建设数字化研发公共服务平台的实施路径

自主创新是在大量成熟技术和经验的基础上进行的创新。如果没有有效进行成熟技术积累的方式,各个企业就难免在低水平重复。这是当前中国大量制造行业中小企业的困境,也难以依靠自身的力量去突破。

公共平台的价值在于:一是提供面向行业的关键共性技术研发和重要科技成果转化的创新平台;二是为行业提供产品性能仿真分析和试验测试的服务平台;三是要为基础技术、工艺研究提供基础数据积累功能,为产品设计和制造提供数据支撑;四是基于公共平台有效开展标准的测试试验验证,形成大数据支撑的行业标准体系。

(一)平台商+行业服务商构成行业服务的主体

平台商提供合适的工具,行业服务商才能提供适用于这个行业的知识。索为提供了什么样的平台?提供了经过十余年高端装备制造业百余种产品研发设计中经过检验的工业APP可视化开发平台,集合了百余种工业软件,为工程师提供封装过程的工作台环境。

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(二)授人以鱼不如授人以渔:鼓励行业通用APP开发

当前公共平台面临的一个困境在于用户在等待,等什么时候有了好用的APP再掏钱。这样的逻辑对于消费互联网是成立的,但是对于工业互联网或者产业互联网领域来说有些问题。就像当年有人说造不如买,买不如租,却没有考虑到也会有买不到,租不到的时候。对于产业互联网方面的内容,没有人去做最基础的积累,内容不会自己产生。企业也就会一直在低水平重复。所以从政府补贴的角度来说,鼓励应用是应该的,应该花更大的力气去补贴开发者。

比如佛山机械装备行业协会会长单位中南机械是具有极强的研发能力的企业,行业中难以解决的研发问题往往都由他们来攻关。如果他们能够封装一批在机械装备行业的工业APP,对于行业中的企业来说能够提高研发水平。应该积极支持鼓励这样的服务商来提供行业的APP。

(三)产教融合:鼓励学生进行基础共性工业APP开发

此次大赛筹备以来,我们和广东轻工职业技术学院、哈工大深圳学院、汕头职业技术学院及佛山职业技术学院等学校进行了多场交流说明活动。一方面对于新工科、职业教育的学生来说,掌握数字化工具对于他们专业知识的学习大有裨益,能够更好地利用社会化平台去调用已有的成果,去解决未来工作中遇到的问题。这样的人才对于企业来说也是稀缺资源。

我们希望通过让学生学习封装机械工业手册中的基础知识点来掌握这样的工具。索为在国家课题中梳理了部分重要的基础课题的知识点,并在众工业平台需求大厅上提供悬赏。学生不仅可以习得知识,获得悬赏,更可能把自己的成果纳入到课题的呈现之中。

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机械设计领域基础共性技术知识封装需求,可以作为创客参赛项目的参考题目范围。

机械设计领域基础工业APP需求表 

(四)以赛事为牵引,企业及行业创新中心与学校产教融合基地的融合是目标

创客广东赛事是一件吸引了众多企业和学校关注的盛事,比赛是开始,未来更理想的状态是形成企业创新中心和学校产教融合中心的有机互动。

工业APP的开发是工业技术和信息技术的融合,需要学校不同的学院之间的配合。比如广东轻工职业技术学院组织了信息技术学院和机电学院的学生组队,机电学院的学生理解机械工业手册中的知识点,信息技术学院的学生更能够理解软件封装的过程,通过这样的配合,他们对于彼此的理解会更深入,而他们封装的成果也更接近于实际的应用。

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(五)企业数字化创新中心与企业研发中心的关系

企业的数字化创新中心与企业的技术研发中心有什么区别和联系?

企业研发中心的任务是把新产品研制出来,企业创新中心的任务是把产品研制的过程保留下来,把老工人和老工程师的经验作为技术积累留存下来,把外请的专家解决某个问题的过程留存下来。也就是工业技术软件化的过程。

在我们对地方制造业企业(铝型材、照明企业)的调研过程中,几个方面的问题普遍存在:第一、重复性的设计工作,比如建筑铝型材的门窗,比如照明材料的材料布局等,占据了工程师大量的时间,而这可以通过工业APP来完成;第二、比较复杂的研发设计环节,涉及到大量计算、建模以及仿真。比如铝型材加工过程中的的仿真;第三、对于生产经验的积累。加工过程没有标准化,老工人能够做合格,年轻人需要很长时间的积累才能逐渐掌握,这导致产品的稳定性和可靠性不够理想。这些都可以通过工业APP来进行改进。

所以企业数字化创新中心解决的不只是新产品的研发,更是经验的数字化积累,内外部资源的数字化过程,真正把企业的人力资源,外脑资源,转化成为企业的数字化资产。

(六)未来的创新网络:企业创新中心是节点、行业创新中心是纬线、学科创新是经线,通过平台提供社会化研发资源服务

创新是网络化的,企业的创新中心是驱动创新的关键节点,行业创新中心则综合了这个行业所需要的不同学科不同环节的知识,学科创新则是集合了这个领域的知识在不同行业应用的结果,最后通过一张创新网络关联起来。就像四通八达的高速公路网络,而工业APP就是其中装载着不同知识和货物的集装箱货车。知识有不同的内容,但是因为集装箱的规格统一,所以可以在不同的企业不同的对象之间可以便捷的交换。这是现在正在进行中的创新网络的场景。

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