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廣東工業(yè)大學自動化學院院長謝勝利教授

謝勝利，廣東工業(yè)大學自動化學院院長，博士生導師；國家杰出青年科學基金獲得者、國家自然科學二等獎第一完成人、教育部創(chuàng)新團隊學科帶頭人；兼任廣東省物聯(lián)網(wǎng)信息技術重點實驗室主任、教育部物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理與系統(tǒng)集成國際合作聯(lián)合實驗室主任、廣東省物聯(lián)網(wǎng)信息技術及產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)學研創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、廣東省面向工業(yè)領域的大數(shù)據(jù)工程中心主任；6次獲得教育部和廣東省自然科學與技術發(fā)明一等獎，發(fā)表學術論文200余篇，獲得國家發(fā)明專利授權60余件，出版專著4部（其中2部入選《中國當代杰出青年科學文庫》）。

編者按：

全球塑料消費在體量上已超過鋼鐵，成為第一大工業(yè)材料，而我國消費達9000萬噸左右，已成為全球塑料消費量最大的國家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達2.6萬億。我國塑料行業(yè)有1.34萬家塑料加工相關企業(yè)，整體上依然是傳統(tǒng)的制造企業(yè)，這嚴重制約了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，本期記者特別采訪了2015年智能制造試點示范項目——注塑成型智能裝備與智能服務國家智能制造試點示范基地負責人謝勝利教授，就我國注塑裝備產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展、大數(shù)據(jù)平臺的運用等進行了深入探討。

自動化博覽：我國注塑裝備行業(yè)目前的發(fā)展狀況如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？

謝勝利：我主要從事物聯(lián)網(wǎng)信息技術研究，下面針對注塑成型裝備行業(yè)存在的與信息化及對產(chǎn)業(yè)的影響等方面做一闡述。如今國家全面推進制造強國戰(zhàn)略，對傳統(tǒng)行業(yè)進行轉型升級，但我國注塑裝備行業(yè)的智能化和信息化水平低下，2.6萬億塑料行業(yè)大多數(shù)還是勞動密集型企業(yè)，生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品附加值低，這嚴重制約了行業(yè)的發(fā)展。

目前我國設計的注塑成型裝備控制系統(tǒng)，具體還存在以下問題：

（1）非常依賴人工經(jīng)驗。注塑機成型一模，必須經(jīng)歷合膜、注射、保壓、冷卻、預塑、開模、取件等一系列工作，且每個過程都要設置響應的工藝參數(shù)（如時間、溫度、壓力等）。我國目前整個過程仍需要人工進行各種工藝的調(diào)整，這對最終產(chǎn)品的質量、產(chǎn)品的穩(wěn)定性的影響都非常大。

（2）重復精度差。注塑成型裝備在使用過程中，隨著環(huán)境和使用過程變化，每一模生產(chǎn)的產(chǎn)品存在較大的偏差；而且生產(chǎn)過程會逐漸偏離正常水平，極易生產(chǎn)出廢品。此時需要對整個系統(tǒng)根據(jù)人工經(jīng)驗重新試模，然后繼續(xù)生產(chǎn)，這導致產(chǎn)品穩(wěn)定性差，對工程師經(jīng)驗要求很高。

（3）自治自愈能力差。當前的注塑機缺乏必要的自我狀態(tài)、健康狀態(tài)的監(jiān)測手段，導致及其生產(chǎn)大量的廢品而無人知曉，更沒有機器自我調(diào)節(jié)參數(shù)，來達到健康狀態(tài)的能力。這樣的注塑機產(chǎn)品距離智能制造還有一定的差距，還需要大量的人工參與。

（4）缺乏智能化的服務。目前雖然有幾家廠家在做網(wǎng)絡化的注塑機控制器，但只能簡單的監(jiān)測注塑機的狀態(tài)，缺乏基于注塑機的類似在線遠程故障診斷、精準營銷、及時服務等新興的業(yè)務需求。

此外，在塑料機械行業(yè)中，存在大量有知識的數(shù)據(jù)無法采集、分析和提煉與有知識和經(jīng)驗工人缺乏的矛盾，快速增長的人力成本和注塑裝備智能化水平低下的突出矛盾，嚴重制約著行業(yè)的轉型升級。如何利用有知識的人的經(jīng)驗和機器設計與運行的數(shù)據(jù)、提升注塑機的智能化和網(wǎng)絡化水平，推進塑料裝備及關聯(lián)行業(yè)的轉型升級，是整個注塑裝備行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇。

自動化博覽：您認為如何對注塑成型裝備進行智能化改造？ 從而順應國家提出的《中國制造2025》、“兩化融合”戰(zhàn)略發(fā)展需求。

謝勝利：在全球進行注塑裝備的智能化改造，主要有兩條路：其一，設計良好的控制器；其二，提升控制器的精度，從而提升注塑成型裝備的整體智能性。但是國內(nèi)發(fā)展較晚，整體技術被國外控制掌握；設計注塑成型智能化的成套系統(tǒng)價格高，往往一套系統(tǒng)上億美金，不適合大范圍推廣。因此，針對前面講的裝備及生產(chǎn)工藝對人的經(jīng)驗依賴性較高，建議將國內(nèi)孫優(yōu)賢、柴天佑、錢峰、桂衛(wèi)華等院士在流程工業(yè)成功推行的知識自動化方法引進到注塑成型裝備及系統(tǒng)領域，把實踐工人和知識工作者的經(jīng)驗和智慧提煉成知識，并用于注塑成型裝備及生產(chǎn)過程的控制，從而實現(xiàn)注塑成型裝備的改造。我認為這是一條我國實現(xiàn)注塑成型裝備智能化以及從中低端向高端轉型升級的自主發(fā)展之路。

自動化博覽：針對目前我國注塑機網(wǎng)絡化、信息化水平低下的問題，您認為應從哪些方面來解決？

謝勝利：目前全球的注塑成型裝備都存在網(wǎng)絡化和信息化不足的問題，各大企業(yè)都希望通過實施工業(yè)強國戰(zhàn)略，加大對高端制造裝備的智能化改造，網(wǎng)絡化和信息化是改造過程的必要手段。ENGLE、NETSTAL等海外高端注塑機品牌也正在進行相關的升級換代工作。

面對注塑裝備產(chǎn)業(yè)對注塑機的需求，希望提升注塑裝備的信息全面感知和可靠傳輸，構建自感知、自診斷、自決策、自學習的智能制造系統(tǒng)，打造產(chǎn)品鏈、價值鏈、供應鏈協(xié)同的智能化的服務系統(tǒng)，從而提升注塑裝備及系統(tǒng)的整體智能化水平。

自動化博覽：注塑成型智能裝備與智能服務國家智能制造試點示范基地的建設內(nèi)容包括哪些方面？將主要解決注塑機械行業(yè)的哪些問題？目前進展如何？

謝勝利：2015年廣東工業(yè)大學聯(lián)合博創(chuàng)智能裝備股份有限公司獲批《中國制造2025》國家首批智能制造試點示范基地——注塑成型智能裝備與智能服務，該基地的核心任務主要是研發(fā)注塑成型智能裝備、構建智能化的服務系統(tǒng)及平臺。具體的工作包括：研發(fā)智能化的注塑成型裝備組網(wǎng)模塊、研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的注塑成型智能裝備；研發(fā)智能銷售、智能設計、智能生產(chǎn)、智能物流等智能化的服務系統(tǒng)；構建注塑成型智能云服務平臺和大數(shù)據(jù)平臺，為行業(yè)提供大數(shù)據(jù)云服務；構建注塑成型智能工廠；推進行業(yè)應用示范等工作。

該基地主要面向注塑裝備行業(yè)網(wǎng)絡化和智能化水平低下的問題，重點解決裝備的運行狀態(tài)無自感知、故障無預警、故障停機維修、信息化服務幾乎為零等問題，從而實現(xiàn)設備狀態(tài)自感知、故障自診斷、自治自愈等智能化的服務。目前已經(jīng)搭建了大數(shù)據(jù)基礎承載平臺，研發(fā)了網(wǎng)絡化的組網(wǎng)模塊和注塑成型智能化成套裝備，開發(fā)了注塑成型MES系統(tǒng)、全生命周期健康管理系統(tǒng)、博創(chuàng)商城等服務，已在艾德偉控等企業(yè)試點示范推廣。

自動化博覽：您認為該示范基地的建設難點是什么？如何應對？

謝勝利：試點示范基地建設的難點主要表現(xiàn)在：智能制造依然處在市場導入期，市場需求需要去引導，很難形成快速爆炸式增長；塑料行業(yè)企業(yè)各自為政，行業(yè)資源很難整合，這對于優(yōu)化行業(yè)發(fā)展布局和行業(yè)的信息化提升會帶來一定的阻礙。

目前采用數(shù)據(jù)換服務的模式，在下游企業(yè)中免費進行推廣，爭取獲得更多企業(yè)參與新一輪的智能制造升級改造中，解決企業(yè)各自為政現(xiàn)象，再逐步引導各產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)加入，繼而搭建行業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺，解決我國注塑裝備行業(yè)的發(fā)展不足問題。

自動化博覽：請您談談物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術在該基地建設過程中的應用？

謝勝利：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術是實現(xiàn)智能制造的核心支撐技術，它們?yōu)樽⑺艹尚椭悄苎b備與智能服務國家智能制造試點示范基地的建設提供了必不可少的支持。物聯(lián)網(wǎng)技術主要用于實現(xiàn)設備狀態(tài)、生產(chǎn)現(xiàn)場信息的全面感知和可靠傳輸；大數(shù)據(jù)實現(xiàn)對智能制造數(shù)據(jù)的可靠存儲、分析和挖掘并提供智能決策支撐；云計算作為整個智能制造的關鍵，在IaaS、PaaS、SaaS三個層面都能夠提供有效的支撐，將整個智能化的服務承載在云端，最終構建三級云服務平臺，為全行業(yè)提供智能云服務。

自動化博覽：未來，大數(shù)據(jù)平臺在未來行業(yè)發(fā)展中將發(fā)揮哪些作用？我國注塑裝備行業(yè)將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢？

謝勝利：大數(shù)據(jù)平臺主要用于采集注塑裝備行業(yè)的工藝參數(shù)、注塑裝備和生產(chǎn)現(xiàn)場的運行數(shù)據(jù)等信息，然后對這些信息進行數(shù)據(jù)質量管理、數(shù)據(jù)挖掘與分析，最后構建注塑成型大數(shù)據(jù)知識發(fā)現(xiàn)體系，為行業(yè)的決策支撐提供服務。將助力我國注塑裝備行業(yè)重點解決四個方面的問題：注塑成型工藝的優(yōu)化、注塑成型裝備故障診斷和最優(yōu)控制、注塑成型工廠生產(chǎn)要素的優(yōu)化和效能的整體提升、行業(yè)發(fā)展動態(tài)規(guī)劃與決策支撐等。

未來我國注塑裝備的需求量將繼續(xù)呈平穩(wěn)增長，基于注塑成型裝備的智能化服務目前剛剛起步，在未來很長一段時間內(nèi)，傳統(tǒng)的注塑成型裝備和智能化的裝備并存，故智能化新裝備的開發(fā)和傳統(tǒng)裝備智能化改造并進是未來注塑成型裝備行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此，在不斷提高注塑裝備智能化水平的基礎上運用新興技術真正解決行業(yè)痛點，為用戶提供全方位的服務，已成為未來我國注塑裝備行業(yè)實現(xiàn)智能轉型與升級的關鍵所在。

摘自《自動化博覽》2017年2月刊