自改革开放以来的三十余年间,我国制造业借助引进及自主研发的自动化技术,极大地提高了企业的生产效能与产品品质,同时也降低了资源消耗与污染排放。然而,制造业在采纳自动化技术的过程中所面临的挑战亦不容忽视。
流程企业与离散制造业在自动化应用方面的水平存在显著差异。总体而言,流程行业的自动化水平普遍高于离散制造业。其主要原因可归纳为以下两点:
首先,这是由工艺特性所决定的。众所周知,制造业根据生产控制工艺可划分为流程类和离散制造类。流程行业的特点在于原料沿管道流动,经过一系列的反应装置,物料在反应装置中倚赖能源与化学反应转化为目标物质。流程行业在生产过程中容易产生爆炸事故,同时对环境造成污染风险较高,工厂的启动与停止成本亦相对较高,通常需24小时×365天持续运行,典型企业如化工厂与火力发电厂。而离散制造行业,其被加工对象为一个个零部件,最终组装为成品,典型企业如电子产品生产。当然,流程行业的后处理阶段,往往也包含离散制造工艺,例如化肥厂的包装、码垛。流程行业与离散制造业在工艺上的这些本质区别,决定了流程行业难以像离散行业那样通过手工操作控制生产过程。
其次,这是由我国工业发展优先顺序选择的历史背景所决定的。如同一些大国走过的历程一样,我们必须优先解决各种基础原料和能源短缺的问题,重化工、火力发电等行业因此成为国家经济发展的先导产业。基于上述两个原因,我国的流程行业,工艺过程基本上都已实现自动化,而离散制造业,仍存在大量的手工劳动,甚至在过去几年中,部分企业还以大量手工组装产品战胜先进国家的竞争对手而引以为豪。对于基础自动化水平较为薄弱的行业或企业而言,直接谈论信息化改造实属不切实际。我们需要在“两化融合”的指导方针下,做好顶层设计,在提升基础自动化水平的阶段就应考虑信息化的需求,然后根据企业自身条件,按照“一次设计、分步实施”的原则,稳步推进自动化与信息化改造。
流程自动化与离散自动化技术及其产品的自主化程度差异颇大。市场需求的牵引,成为自动化企业发展的主要驱动力。自上个世纪以来,特别是近二十年来,我国的自动化企业致力于满足流程行业的基础自动化需求,且得益于国家持续的支撑,我国在流程工业自动化系统的自主化领域,已取得了显著的成果,DCS、仪表等关键产品大量取代进口,市场份额已位居前列,如在DCS领域表现卓越的和利时、浙江中控、国电智深等企业,以及在仪表领域表现出色的川仪、京仪、天仪、上自仪等企业。然而,以PLC、运动控制、伺服、CNC、机器人等关键产品为代表的离散自动化市场,目前仍严重依赖进口,甚至进口产品占据了绝对主导地位。国内离散自动化市场的现状,对我国离散制造业的转型升级构成了巨大的阻碍。一方面,进口系统价格昂贵、服务人工成本高昂、有时交流沟通成本亦不菲,而全厂自动化和信息化改造,往往需要大量的咨询服务。另一方面,业务流程再造涉及管理水平的同步提升,上马项目的风险极高,效果和投资收益难以预料。若投资回收期超过5年,客户通常会慎重考虑上马自动化和信息化改造项目,一般期望在2~4年内收回投资。离散制造业进行转型升级,目前大多在自行探索。
技术与应用之间的鸿沟。对于自动化厂商而言,易陷入一种误区,即认为自身掌握的技术尚显不足,产品尚待丰富,闭门造车研发新技术新产品。有时又自我感觉良好,以为无所不能,自我陶醉而未察觉,热衷于推销技术而不愿深入了解客户的具体需求和应用。对于制造业客户而言,面对众多纷繁复杂的自动化和信息化技术,面对自动化厂家的技术推销、概念推销,感到困惑而无助。在自动化信息化技术与制造业具体应用之间,存在一道宽广而深邃的鸿沟,如何在两者之间搭建一座桥梁,便具有极高的商业价值和社会价值。