軌道交通裝備制造業(yè)智能化發(fā)展分析摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)軌道交通裝備制造業(yè)發(fā)展正在走向國(guó)際化，雖然全球軌道交通裝備制造行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，但我國(guó)企業(yè)也逐步靠攏國(guó)際化企業(yè)發(fā)展。本文從市場(chǎng)、體制以及技術(shù)等多方面入手，探究我國(guó)軌道裝備制造業(yè)數(shù)字化、智能化的發(fā)展前景，針對(duì)裝備制造業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型進(jìn)行綜合性、多方面的分析，明確其發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展要求，基于發(fā)展趨勢(shì)提出相應(yīng)的發(fā)展建議，以推動(dòng)軌道交通裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的快速實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：軌道裝備制造業(yè)；智能化發(fā)展；數(shù)字化轉(zhuǎn)型引言近十年，軌道交通裝備制造行業(yè)飛速發(fā)展，特別是高鐵、城軌、地鐵和大功率機(jī)車，發(fā)展步伐逐年加快，高鐵改變生活已成為不爭(zhēng)的現(xiàn)實(shí)。自從軌道交通裝備制造業(yè)成為高新科技產(chǎn)業(yè)以來，我國(guó)軌道裝備市場(chǎng)的規(guī)模逐步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2020年會(huì)達(dá)到3000億元左右，其中每年出口則高達(dá)5億美元；高速鐵路軌道里程則是能達(dá)到8000公里，我國(guó)即將完成"四縱四橫〃鐵路快速客運(yùn)通道；清潔以及新能源車輛、軌道交通車輛等也逐步占據(jù)較大的市場(chǎng)份額。1軌道交通及其裝備制造業(yè)智能化發(fā)展的現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前，智能工業(yè)裝備已經(jīng)成為全球制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，各個(gè)國(guó)家都將制造業(yè)升級(jí)作為新一輪的工業(yè)革命。德國(guó)提出了工業(yè)4.0計(jì)劃，美國(guó)提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，中國(guó)提出了中國(guó)制造2025計(jì)劃，一系列智能制造戰(zhàn)略都標(biāo)志未來制造業(yè)智能制造將會(huì)是發(fā)展的生力軍。全球經(jīng)濟(jì)一體化背景下，我國(guó)本土軌道交通裝備制造企業(yè)則正在積極爭(zhēng)取主導(dǎo)權(quán)，在國(guó)內(nèi)形成區(qū)域制造網(wǎng)絡(luò)，基于科技興國(guó)的基本戰(zhàn)略，紛紛加大自主創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)。但是，我國(guó)軌道交通裝備行業(yè)在智能制造的理論以及技術(shù)體系的搭建上，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍舊處在滯后位置，智能化程度不高，導(dǎo)致整體的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率與國(guó)際一流水平仍有較大差距。近年來，在國(guó)家的大力扶持下，通過建立各類智能制造科技項(xiàng)目，大大推動(dòng)了我國(guó)軌道裝備制造業(yè)向智能化發(fā)展邁進(jìn)的步伐，在這過程中，制約制造業(yè)智能化發(fā)展的問題也不斷顯現(xiàn)。2制約軌道裝備制造業(yè)智能化發(fā)展的主要問題智能化發(fā)展要實(shí)現(xiàn)的就是智能制造。在推進(jìn)智能制造過程中，我們總結(jié)出幾個(gè)制約軌道裝備企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要問題，可以從生產(chǎn)和管理兩個(gè)方面來看。2.1智能制造人才缺口大在智能制造的過程中，有一個(gè)凸顯的問題，一些企業(yè)專業(yè)性的技術(shù)人才缺口非常大，從而使得智能制造工作的開展存在著較大困難。智能制造的核心是建立智能工廠和數(shù)字化車間，發(fā)展智能裝備，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。隨著智能制造的推進(jìn)，企業(yè)的崗位設(shè)置正悄然發(fā)生變化。在智能生產(chǎn)企業(yè)，一些傳統(tǒng)崗位，比如工時(shí)審核員、曬圖員等崗位正在消失，而設(shè)備維護(hù)維修人員，數(shù)控操作編程人員，機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才需求旺盛。尤其是與機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的項(xiàng)目管理工程師、機(jī)器人系統(tǒng)集成開發(fā)工程師、技術(shù)支持工程師、安裝調(diào)試維護(hù)工程師的缺口巨大。按照工信部的發(fā)展規(guī)劃，到2020年，全國(guó)工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量將達(dá)到100萬臺(tái)。目前工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)人才缺口20萬人，并且還以每年20%的速度增長(zhǎng)。而在智能裝備企業(yè)，崗位人員對(duì)機(jī)械、電氣、自動(dòng)控制等基礎(chǔ)知識(shí)都有要求，如：計(jì)算機(jī)輔助制造、電工電子技術(shù)、精度檢測(cè)與公差配合、液壓與氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用；工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的核心技術(shù)PLC、伺服控制技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、組態(tài)技術(shù)等都成為必備的基本功。崗位需求人數(shù)以設(shè)備制造、維護(hù)維修崗位需求人數(shù)居多，而現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試、系統(tǒng)集成、設(shè)備改造、功能開發(fā)等崗位人數(shù)雖然較少，但技術(shù)含量明顯較高。面臨人才缺失是一方面問題，另一方面，原有的員工技能必須向智能化操作技能拓展、轉(zhuǎn)型，而這個(gè)過程往往更加艱難漫長(zhǎng)。2.2制造工藝面臨轉(zhuǎn)型智能設(shè)備的上馬，數(shù)字化產(chǎn)線的落地，這意味著軌道交通裝備制造業(yè)原有的制造技術(shù)、制造工藝得到顛覆。生產(chǎn)流程向智能化流程轉(zhuǎn)型，智能化碼放物料、自動(dòng)化焊接、打磨等，將原有的手工操作過程全部替代。原有的系統(tǒng)規(guī)范的制造工藝及技術(shù)管理必須去適應(yīng)智能化轉(zhuǎn)型，新的制造工藝在實(shí)際生產(chǎn)中逐步地摸索，經(jīng)驗(yàn)也在實(shí)踐中積累，但同時(shí)帶來質(zhì)量等各類問題，這些問題，將不可避免地制約原有的生產(chǎn)節(jié)奏。數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型是向更先進(jìn)的轉(zhuǎn)變，需要從一條S型曲線跳到另一條S型曲線，但是新的S型曲線的下端，效率提升比較緩慢，而形成系統(tǒng)規(guī)范的新的智能化生產(chǎn)工藝還有一段很長(zhǎng)的路要走。2.3配套產(chǎn)業(yè)需要同步發(fā)展在軌道裝備制造業(yè)智能化發(fā)展的進(jìn)程中，配套產(chǎn)業(yè)的智能化程度往往同等重要。例如配套部件的供應(yīng)商、工裝設(shè)計(jì)廠家、物流配送行業(yè)等，這些行業(yè)已經(jīng)與軌道裝備制造主機(jī)廠有著密不可分的聯(lián)系。工裝設(shè)計(jì)能力是否能跟得上智能設(shè)備的發(fā)展、配件供應(yīng)國(guó)產(chǎn)是否能夠滿足是否必須進(jìn)口、物流配送智能化程度、產(chǎn)品物料品質(zhì)是否能與智能設(shè)備匹配保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量……甚至一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)"大而不強(qiáng)”，產(chǎn)品質(zhì)量不高，企業(yè)管理落后，在軌道裝備智能化發(fā)展的過程中面臨著被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)，這些行業(yè)是否能夠配套發(fā)展影響著軌道裝備制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。2.4組織管理模式需要升級(jí)制造生產(chǎn)線轉(zhuǎn)型升級(jí)，與此同時(shí)組織的管理模式同樣需要升級(jí)。但是企業(yè)建立起來的高效組織架構(gòu)害怕變革會(huì)帶來混亂，因此原有的組織架構(gòu)和管理模式很難被打破，這從一定程度上制約了向數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型的步伐。顛覆傳統(tǒng)往往很難，因而大多數(shù)企業(yè)更傾向于在嚴(yán)格設(shè)定的小眾細(xì)分項(xiàng)目中逐步采用創(chuàng)新技術(shù)，使之不至于停止仍然運(yùn)行良好的企業(yè)機(jī)器，但仍然不能停滯組織管理向智能化轉(zhuǎn)型的適應(yīng)性改變。智能制造推進(jìn)過程中面臨的瓶頸問題正如上文所述，問題的背后是企業(yè)面臨的一套極其復(fù)雜的數(shù)字化轉(zhuǎn)型管理模式升級(jí)。3軌道裝備制造行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、方向和路徑如何實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字化轉(zhuǎn)型管理模式升級(jí)，首先要從戰(zhàn)略層面了解是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、方向和路徑。3.1目標(biāo)越來越多的企業(yè)意識(shí)到，數(shù)字化轉(zhuǎn)型必須要將企業(yè)的核心業(yè)務(wù)進(jìn)行一體化運(yùn)作，將其作為整個(gè)信息化管理的平臺(tái)，必須要實(shí)現(xiàn)企業(yè)主體業(yè)務(wù)信息化支撐的全覆蓋，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)的規(guī)范管理。制造企業(yè)具備完善的網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)自身的虛擬仿真能力，并且具備三維虛擬制造的技術(shù)信息與設(shè)備之間具有統(tǒng)一的連接網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)的業(yè)務(wù)流程以及產(chǎn)品的研發(fā)周期等等能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的信息化流程管理。生產(chǎn)過程中，需要推進(jìn)信息化管理，并且將信息化管理制度與企業(yè)的自身管理進(jìn)行深度的融合。數(shù)字化轉(zhuǎn)型要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是如何將這些信息、數(shù)據(jù)融合并聯(lián)系起來呈現(xiàn)在管理者面前，最終實(shí)現(xiàn)信息指導(dǎo)決策的智慧管理和智能制造。3.2方向一一構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是智能制造的基礎(chǔ)平臺(tái)，它是實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要手段，構(gòu)建涵蓋工業(yè)設(shè)備、原材料、產(chǎn)品、在制品、工控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)以及人的工業(yè)全要素互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的前進(jìn)的方向。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于云平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)解決的是企業(yè)互聯(lián)的問題，不僅僅是設(shè)備的互聯(lián)，還包括研發(fā)、協(xié)同設(shè)計(jì)、客戶參與、營(yíng)銷、撮合、通路、供應(yīng)、總成、物流、調(diào)試、服務(wù)、售后、反饋等完整產(chǎn)業(yè)鏈條的互聯(lián)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)智能化的"血液循環(huán)系統(tǒng)”。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，是制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的重要載體，也是全球新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，正成為領(lǐng)軍競(jìng)爭(zhēng)的新賽道、全球產(chǎn)業(yè)布局的新方向、制造大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。3.3路徑基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的制造企業(yè)智能制造解決方案，由智能決策、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)、智慧管理、智能工廠、基礎(chǔ)平臺(tái)五層構(gòu)成。這五個(gè)層級(jí)之間互相關(guān)聯(lián)，各自獨(dú)立又緊密相關(guān)。企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以從三個(gè)層面推進(jìn)：第一個(gè)層面是內(nèi)通，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升，對(duì)應(yīng)的是智能工廠及其下層的基礎(chǔ)平臺(tái)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)層；第二個(gè)層面是外聯(lián)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈延伸，對(duì)應(yīng)的是智慧管理層；第三個(gè)層面是構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化運(yùn)營(yíng)，對(duì)應(yīng)的是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)層。不同企業(yè)可以根據(jù)企業(yè)的不同現(xiàn)狀，從不同層面發(fā)力，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。內(nèi)通一一構(gòu)建信息化、數(shù)字化、智能化制造平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)效率提升，助力企業(yè)高效發(fā)展"內(nèi)通〃是指企業(yè)內(nèi)部互通，轉(zhuǎn)型主要從生產(chǎn)效率提升方面切入，一般而言是ERP（全稱企業(yè)資源企劃，是指企業(yè)通過數(shù)據(jù)記錄好分析，持續(xù)改進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)方法，是一個(gè)工具，相當(dāng)于每個(gè)企業(yè)的實(shí)施體檢報(bào)告，用數(shù)據(jù)反映著企業(yè)的各項(xiàng)生命指標(biāo)，讓管理決策更加理性。）和智能工廠結(jié)合。這個(gè)階段，主要是人、料、設(shè)備、業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，打破過去只做局部信息化造成的不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的信息孤島，實(shí)現(xiàn)ERP與智能工廠以及智能裝備之間無縫集成，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)互聯(lián)，從而通過一體化來提升企業(yè)的生產(chǎn)效率、管理效率。智能工廠的功能包括：工業(yè)互聯(lián)、工藝管理、生產(chǎn)過程監(jiān)控、生產(chǎn)排程、車間作業(yè)管理、物料管理、能源管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、工裝與工具管理、物流管理、健康安全環(huán)保管理、人員管理、生產(chǎn)輔助調(diào)度等。具有廣泛適配性的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是構(gòu)建智能工廠的基礎(chǔ)設(shè)施。該平臺(tái)由設(shè)備模型、數(shù)據(jù)采集、規(guī)則引擎、可視化監(jiān)控等模塊構(gòu)成，適配工業(yè)領(lǐng)域常見的通信協(xié)議、多種品牌的數(shù)控系統(tǒng)及DSC/PLC控制器，實(shí)施采集各類設(shè)備數(shù)據(jù)，并完成數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，方便ERP、MES等業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用。借助這個(gè)平臺(tái)，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)與不同類型設(shè)備的快速連接，實(shí)施采集設(shè)備數(shù)據(jù)，快速下達(dá)生產(chǎn)指令，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化，動(dòng)態(tài)掌握生產(chǎn)進(jìn)度。外聯(lián)一一創(chuàng)建高度互聯(lián)的"產(chǎn)、學(xué)、研〃協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，即全生命周期管理，延伸企業(yè)價(jià)值鏈，夯實(shí)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力"外聯(lián)〃是指在產(chǎn)業(yè)鏈上做價(jià)值延伸，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、產(chǎn)品、服務(wù)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化。這個(gè)階段要打通企業(yè)內(nèi)外部?jī)r(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制的柔性制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造和設(shè)計(jì)制造一體化。未來十年，將是PLM快速發(fā)展的十年。PLM全稱為全生命周期管理。PLM主要解決企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品研發(fā)過程標(biāo)準(zhǔn)化問題，能幫助企業(yè)優(yōu)化業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)模型，并固化在系統(tǒng)中，形成企業(yè)的工作準(zhǔn)則。PLM是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要路徑之一，PLM將助力企業(yè)創(chuàng)建"產(chǎn)、學(xué)、研〃協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同一體化。PLM實(shí)施的目的就是將企業(yè)的項(xiàng)目流程、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編碼體系，以及組織結(jié)構(gòu)及審批、發(fā)放、數(shù)據(jù)狀態(tài)等規(guī)則，優(yōu)化并固化在系統(tǒng)當(dāng)中，建立一套規(guī)范。同時(shí)，當(dāng)企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)及流程發(fā)生變化，企業(yè)可以通過自定義的方式實(shí)現(xiàn)持續(xù)的改進(jìn)機(jī)制。一個(gè)產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目過程，不管是批量生產(chǎn)，還是單件小批，研發(fā)流程里不光只是設(shè)計(jì)工程師參與，制造工程師、工藝工程師等都要參與其中。設(shè)計(jì)制造一體化所要做的是將產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、工藝計(jì)劃，生產(chǎn)準(zhǔn)備計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行，到最后的安裝調(diào)試等過程定義成完整的項(xiàng)目。統(tǒng)一編碼是設(shè)計(jì)制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同一體化的基礎(chǔ)。在信息技術(shù)已高度發(fā)達(dá)的今天，集成技術(shù)已不是難題，而數(shù)據(jù)規(guī)劃的不合理和數(shù)據(jù)的不一致才是信息不暢的根本原因。BOM是設(shè)計(jì)制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同一體化數(shù)據(jù)的根。工藝管理是設(shè)計(jì)到制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同一體化的紐帶。在項(xiàng)目管理的支撐下，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同一體化的數(shù)據(jù)協(xié)同和業(yè)務(wù)協(xié)同，打通了企業(yè)的業(yè)務(wù)通路和數(shù)據(jù)通路。3、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)一一搭建智能"云〃管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多層次、多途徑的精準(zhǔn)、高效管理，產(chǎn)業(yè)生態(tài)融合"生態(tài)〃指行業(yè)龍頭企業(yè)，憑借產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，把產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)中協(xié)作企業(yè)的產(chǎn)品、用戶、供應(yīng)商、業(yè)務(wù)流程、信息、數(shù)據(jù)全部聯(lián)通起來，實(shí)現(xiàn)向平臺(tái)化運(yùn)營(yíng)的商業(yè)創(chuàng)新與業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型?！霸啤ü芾砥脚_(tái)也可用于整合公司內(nèi)部各分公司和各子公司的資源，由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島轉(zhuǎn)化為信息化協(xié)同管理。通過將信息技術(shù)、現(xiàn)代化管理技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的協(xié)同和各個(gè)環(huán)節(jié)資源的共享。作為核心企業(yè)，在基本實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)效率提升、面向外部的價(jià)值鏈提升的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步走向面向開放生態(tài)的平臺(tái)運(yùn)營(yíng)，是核心企業(yè)走向平臺(tái)化、社會(huì)化的必然追求。結(jié)語隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，我對(duì)軌道交通裝備行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，判斷了我國(guó)智能制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了在數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型過程中面臨的問題，對(duì)實(shí)現(xiàn)軌道裝備制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)、方向和路徑給出建議，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)軌道交通裝備行業(yè)智能