必讀！大數據制造背景下的測量

于大數據制造
今年春，隨著“制造2025”這一中國版的“工業4.0”以官方名義高調推出，制造業這一國內實體經濟的中流砥柱，也幾乎與世界同步地跨入了第四次工業革命的大門。眾所周知，與前三次相比，本次工業革命的進步在于，通過利用互聯網激活了傳統的工業過程，使工廠設備“能說話、能思考”，以同時實現三大功能：降低制造業對勞動力的依賴、滿足用戶個性化需求，并將流通成本降到較低。所采取的戰略主要包括三大主題，一是“智慧工廠”，二是“智能化生產”，三是“智能化物流”，而其核心為二點。事實上，現今業界一致認為，無論“工業4.0”或“中國制造2025”都是以智能化制造為主導的一次生產方式的大革命，旨在通過充分利用信息通訊技術和網絡空間虛擬系統的手段，將制造業向智能化轉型。而實現、完成這個過程的基礎就是：信息技術與工業技術的高度融合，網絡、計算機技術、軟件等與自動化技術的深度交織。顯然，這一切都離不開海量數據的支持，因此，當現代制造業在走向智能化制造道路的過程中，必然是處于大數據制造背景下，雖然針對不同的行業，數據的來源、性質差別很大。

圖1 高性能曲軸磨床所配隨機主動量儀

一般來說，生產型企業中所接觸到的數據包括二大塊，其一是那些被稱為傳統性的數據，如與企業基本狀況相關的信息和類似于生產計劃，及銷售、原料(半成品)、產品庫存等企業管理方面的數據;其二則是由傳感器件采集的信息，涉及人們熟知的關系到產品質量的各種測量數據，以及用于實時反映制造過程狀態的大量信息，其中既有與工序相關的、又有即時反映設備運行狀態等的信息。雖然很多年前、即自上世紀二、三十年代，制造業進入大工業時代起，上述數據和信息已經存在，但在如何利用已有的、以及進一步發掘各類數據方面，不同時段的差別還是很大的。尤其是進入本世紀以來，隨著企業信息化和智能化制造的日益受到重視，對在大數據背景下的現代企業如何運行已發生了巨大的變化。
無論是國內還是國外，汽車制造業都是現代制造業中很具有代表性的一個產業，而在中國，更是改革開放30年以來發展快的行業之一。尤其令人欣喜的是，這種發展并不只是簡單地體現在行(企)業規模、產量的擴大上，從技術層面來講，無論是外企、國企還是民企，均已把提升制造技術水平、轉變生產模式作為自身的主要發展方向。具體地，就是自本世紀初以來，融入了眾多技術的“智能化制造”的理念已逐漸為越來越多的企業所接受并予以踐行。

圖2對工件在加工過程中刀具磨損的監控

測量職能在現代汽車制造企業中的提升與發展
指出的是，近年來，作為邁入工業4.0的一步，制造的方式已逐漸地從產品零部件規?；�生產，經歷了按市場的實際需求轉為中、小批量的生產方式，并后會發展成基于社會上個人需求的定制化生產模式。無疑，據此在生產之前就務必要預先確定(ERP系統)，并將包括部件生產所需的全部信息事先存于虛擬現實中(PLM或PDM系統)，至于所有其他相關的部件也要在虛擬環境中進行規劃，這些部件均有自己的“名稱”和“地址”，具備各自的身份信息。因此，這些部件“知道”什么時候，那條生產線或那個工藝工程需要它們，通過這種方式，它們才得以協商確定各自在數字化工廠中的運動路徑。然后再認真地解決在制造過程中和作業完成后，工件的識別問題，期間，控制系統還會實時調用生產設備自身的、和相應的加工信息(MES系統)。此外，在生產過程中以及在該零部件完成后，還設置了用于拮取、采集與產品制造質量相關信息的數量、種類眾多的檢測器具。
對于前一節中所提到的那二類主要以數據樣式呈現的信息，實際情況是，長期以來人們已習慣性會把“數據”只與測量聯系在一起，至于對那些傳統性的數據則認為僅與工廠的計劃、銷售、物流等部門相關，即與生產運行關系不大。顯然，在今天看來，此類觀念是很片面和狹隘的，因為隨著智能化制造理念在當代企業中的加速推進，這些數據無論從“數量”還是“形態”上，處于大數據制造背景下，在現代企業中實際上都已發生了演化并有了很大的拓展。

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