高技術(shù)卷煙設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化極大地推動(dòng)了我國(guó)煙草工業(yè)的技術(shù)改造。經(jīng)過近十年的技術(shù)改造,我國(guó)的主要卷煙廠已基本完成了制絲線和卷接包設(shè)備的改造,其裝備的技術(shù)已達(dá)到國(guó)際90年代初期水平。為了適應(yīng)卷煙市場(chǎng)的變化,增強(qiáng)企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)力,煙草企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)改造的重點(diǎn)將由改造制絲線、更新卷接包設(shè)備轉(zhuǎn)向建立自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)物流系統(tǒng),即采用自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)和AGV技術(shù)實(shí)現(xiàn)卷煙生產(chǎn)過程主輔料及成品的自動(dòng)輸送和倉(cāng)儲(chǔ)。玉溪卷煙廠引進(jìn)的韓國(guó)三星自動(dòng)化物流系統(tǒng)不僅為我國(guó)的煙草企業(yè)提供了新一輪技改的樣板,也為卷煙設(shè)備制造企業(yè)指明了一個(gè)開發(fā)新產(chǎn)品的方向。如昆明船舶設(shè)備集團(tuán)公司通過參與三星設(shè)備的安裝調(diào)試,開始了新的“引進(jìn)、吸收、消化、仿制”自動(dòng)化物流系統(tǒng)工作,其首套自己設(shè)計(jì)集成的物流系統(tǒng)將應(yīng)用于青島卷煙廠。
隨著中國(guó)加入世界貿(mào)易組織日期的鄰近,對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)要求的提高,我國(guó)高技術(shù)設(shè)備產(chǎn)業(yè)不可能永遠(yuǎn)走“引進(jìn)、吸收、消化、仿制”的道路,開發(fā)自己擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高技術(shù),利用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)使之產(chǎn)業(yè)化,并逐步參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),是我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。經(jīng)過八五期間“863”項(xiàng)目的攻關(guān),以中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所為代表的研究機(jī)構(gòu),在智能機(jī)器人技術(shù)方面取得了許多有價(jià)值的研究成果,已經(jīng)掌握了應(yīng)用于自動(dòng)化物流系統(tǒng)的AGV、堆垛機(jī)、碼垛機(jī)等各種智能機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù),并在一些企業(yè)成功地實(shí)施了自動(dòng)化物流系統(tǒng)。若能結(jié)合煙草企業(yè)的技術(shù)需求,將這些高技術(shù)轉(zhuǎn)化為有競(jìng)爭(zhēng)力的高性能產(chǎn)品,并利用煙草企業(yè)新的技改需求使之產(chǎn)業(yè)化,將對(duì)我國(guó)高技術(shù)煙草設(shè)備的真正國(guó)產(chǎn)化,新興高技術(shù)的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。
煙草企業(yè)自動(dòng)化物流系統(tǒng)國(guó)有化技術(shù)研究策略
智能機(jī)器人在煙草行業(yè)中最典型的應(yīng)用是自動(dòng)化物流系統(tǒng),即AGV應(yīng)用的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)化物流系統(tǒng)是一個(gè)新興的現(xiàn)代化高科技產(chǎn)業(yè),是集光、機(jī)、電為一體的系統(tǒng)工程。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,物流管理系統(tǒng)也從簡(jiǎn)單的方式迅速向自動(dòng)化管理方式演變,使得自動(dòng)化物流系統(tǒng)達(dá)到更高的水平。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是自動(dòng)化物流系統(tǒng)的重要組成部分,AGV與其它物料輸送工具(單軌小車、牽引小車、傳送輥道或傳送帶、機(jī)器人等)相比,具有較好的移動(dòng)性、柔性等優(yōu)點(diǎn)。
煙草行業(yè)對(duì)于自動(dòng)化物流系統(tǒng)的技術(shù)引進(jìn)和改革具有很大的潛力。除玉溪卷煙廠外,山東青島卷煙廠和云南紅河卷煙廠正在安裝或調(diào)式自動(dòng)化物流系統(tǒng),上海卷煙廠和云南曲靖卷煙廠正在籌建自動(dòng)化物流系統(tǒng)。對(duì)這些煙廠引起自動(dòng)化物流系統(tǒng)的調(diào)研中,提及為何不采用國(guó)有產(chǎn)品時(shí),廠家表示出對(duì)國(guó)有自動(dòng)化物流系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化水平有看法。
通過對(duì)玉溪卷煙廠引進(jìn)的三星物流系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研和技術(shù)論證,我們認(rèn)為煙草行業(yè)自動(dòng)化物流系統(tǒng)AGV的國(guó)有化技術(shù)策略應(yīng)從下列幾個(gè)方面開展研究。
1 AGV的優(yōu)化調(diào)度及可靠性研究
卷煙生產(chǎn)除卷接包生產(chǎn)過程外,還有打葉復(fù)烤、制絲等一系列生產(chǎn)過程,除需進(jìn)行各種輔料、配件、成品和生產(chǎn)需求等動(dòng)態(tài)物流分析外,還必須結(jié)合煙廠的特點(diǎn)對(duì)具體的AGV運(yùn)動(dòng)形式、AGV的臺(tái)數(shù)、運(yùn)輸?shù)穆窂胶途嚯x等進(jìn)行規(guī)化,使生產(chǎn)過程達(dá)到產(chǎn)量最高、消耗最小、故障檢修時(shí)間最短,以提高AGV運(yùn)行的可靠性。
2 AGV智能化控制器的設(shè)計(jì)
目前,世界上自動(dòng)化物流系統(tǒng)集成制造商廣泛采用瑞典NDC公司的AGV系列產(chǎn)品。國(guó)家“863”智能機(jī)器人主題如何設(shè)計(jì)新型的智能AGV控制器,形成國(guó)有AGV系列產(chǎn)品特色具有重大的實(shí)用價(jià)值和社會(huì)意義。將智能控制技術(shù)引入AGV控制器的設(shè)計(jì)具有廣泛的應(yīng)用前景。
3 AGV導(dǎo)引新技術(shù)的研究
目前,國(guó)內(nèi)外用得較多的AGV,其導(dǎo)引方式大致可分為光電導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引,慣性導(dǎo)引、激光導(dǎo)引等幾種。上述AGV導(dǎo)引技術(shù)各自有其優(yōu)缺點(diǎn)。然而,如何進(jìn)一步開發(fā)研制新型AGV導(dǎo)引技術(shù)——如全方位圖像導(dǎo)引技術(shù),真正具有智能機(jī)器人的視覺功能,是一個(gè)嶄新的研究方向。
4 AGV機(jī)械部件的國(guó)有化產(chǎn)品設(shè)計(jì)
AGV機(jī)械部件如絲桿等容易磨損,用國(guó)外同類產(chǎn)品替換,需要大量的外匯,用國(guó)有化產(chǎn)品代替是可行的。
利用國(guó)有智能機(jī)器人技術(shù)取代進(jìn)口技術(shù)的策略
煙草企業(yè)對(duì)新技術(shù)新裝備的要求是很高的。如何將國(guó)有化高技術(shù)應(yīng)用于煙草企業(yè)的技改中,推動(dòng)國(guó)有智能機(jī)器人高技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化是一個(gè)值得研究的問題。在過去十年,我國(guó)煙機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)得到較快的發(fā)展主要得益于國(guó)家保護(hù)政策和行業(yè)保護(hù)政策,然而隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織,今后要生產(chǎn)象自動(dòng)化物流系統(tǒng)這樣的高技術(shù)機(jī)電設(shè)備時(shí),就必須面向國(guó)際市場(chǎng),參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),因此要實(shí)行我國(guó)高技術(shù)煙草設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化,整個(gè)開發(fā)工作需要從技術(shù)和管理兩大方面采取相應(yīng)的策略。
1 堅(jiān)持“技術(shù)驅(qū)動(dòng),市場(chǎng)導(dǎo)向”的原則
煙草企業(yè)的高技術(shù)設(shè)備研究、開發(fā)和應(yīng)用時(shí),必須堅(jiān)持“技術(shù)驅(qū)動(dòng),市場(chǎng)導(dǎo)向”的原則,針對(duì)企業(yè)需要的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),為企業(yè)解決實(shí)際問題。過去我們的很多研究項(xiàng)目,也包括部分“863”項(xiàng)目都是以純技術(shù)為導(dǎo)向,研究者思考問題的方法不是考慮用戶需要什么,而是我能做什么就做什么。研究一些沒有明確應(yīng)用背景的理論或技術(shù),其目的是為了通過鑒定,撰寫論文,申報(bào)成果獎(jiǎng)。這樣導(dǎo)致了許多研究成果無(wú)法走出實(shí)驗(yàn)室,沒有為社會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益,造成了人力、物力、財(cái)力的極大浪費(fèi)。更有一些成果通過論文公開發(fā)表,讓國(guó)外的一些研究機(jī)構(gòu)所利用,迅速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。
2 研究的關(guān)鍵是系統(tǒng)集成
在研制、開發(fā)和生產(chǎn)象自動(dòng)化物流系統(tǒng)這類復(fù)雜的高技術(shù)機(jī)電一體化設(shè)備時(shí),應(yīng)該堅(jiān)持“有所為、有所不為”的原則。實(shí)現(xiàn)整套設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化,并不要求系統(tǒng)中每一個(gè)部件都是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的,而關(guān)鍵在系統(tǒng)的集成。隨著全球產(chǎn)業(yè)一體化的推進(jìn),世界產(chǎn)業(yè)分工的逐步形成,虛擬公司(工廠)的出現(xiàn),許多國(guó)際性大公司在生產(chǎn)制造大型設(shè)備時(shí),主要工作是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)系統(tǒng),并從世界范圍內(nèi)的各專業(yè)公司選購(gòu)部件,完成系統(tǒng)的集成,這樣既能節(jié)省大量的研制時(shí)間和費(fèi)用,又能使系統(tǒng)具有先進(jìn)的技術(shù)水平。例如韓國(guó)三星在制造AGV時(shí),車體等硬件自己制造,而控制系統(tǒng)則采用目前世界上處于領(lǐng)先地位的瑞典NDC公司的自走車控制引導(dǎo)系統(tǒng),這樣就保證了其AGV達(dá)到世界先進(jìn)水平。而沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所生產(chǎn)的AGV雖然具有較高的技術(shù)指標(biāo),但其控制系統(tǒng)采用較為落后的STD總線工控機(jī),對(duì)其性能和可靠性,很容易讓用戶產(chǎn)生懷疑??傊専煵萜髽I(yè)采用國(guó)產(chǎn)的自動(dòng)化物流系統(tǒng),生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)把重點(diǎn)放在物流系統(tǒng)的管理調(diào)度系統(tǒng)上,而對(duì)其它的部件則能自己制造就自己制造,目前還不能制造的,特別對(duì)一些智能機(jī)器人的關(guān)鍵控制系統(tǒng),最好先采用進(jìn)口,待用戶接受整個(gè)系統(tǒng)后,各部件再逐步國(guó)產(chǎn)化。
3 可靠性是用戶選擇設(shè)備的主要指標(biāo)
目前的卷煙生產(chǎn)過程已基本是一個(gè)高度自動(dòng)化的連續(xù)生產(chǎn)過程,長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行,是對(duì)各臺(tái)設(shè)備的一個(gè)最基本的要求,設(shè)備出現(xiàn)故障會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成很大的影響,其經(jīng)濟(jì)損失往往會(huì)大大超過設(shè)備本身的價(jià)值,因此各大煙廠都不惜重金購(gòu)買高可靠性的進(jìn)口設(shè)備,更換不可靠的部件。例如煙廠每年都要更換很多電器開關(guān)元件,而且大多數(shù)采用進(jìn)口件,以保證設(shè)備可靠運(yùn)行,減少停車事故。過去,我國(guó)的許多產(chǎn)品研究中,往往把重點(diǎn)放到技術(shù)的先進(jìn)性上,系統(tǒng)的性能指標(biāo)上,導(dǎo)致許多產(chǎn)品或項(xiàng)目只能通過技術(shù)鑒定,而無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)。要使自動(dòng)化物流這樣復(fù)雜的系統(tǒng)具有較高的可靠性,首先在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真研究系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和可靠性目標(biāo)MTBF。有高可靠性的設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,在生產(chǎn)制造過程中還必須有嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系。最后,必須給用戶提供準(zhǔn)確、詳細(xì)的技術(shù)資料,對(duì)設(shè)備的操作和使用環(huán)境作出明確的說明,對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)真的培訓(xùn),讓用戶真正領(lǐng)會(huì)各項(xiàng)具體要求,自覺地按規(guī)章制度進(jìn)行操作和維護(hù),使系統(tǒng)的可靠
性在應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。
4 廠、學(xué)、研的有機(jī)結(jié)合是開發(fā)高技術(shù)產(chǎn)品的有效途徑
我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還存在著一些與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不相適應(yīng)的地方。建國(guó)后我國(guó)一直采用蘇聯(lián)體制,新技術(shù)和產(chǎn)品研究、開發(fā)和生產(chǎn)分別由科學(xué)院或高校、研究所及企業(yè)承擔(dān),它們各隸屬不同的部門,存在著嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象,從而導(dǎo)致研究工作重理論、輕應(yīng)用,開發(fā)工作較少考慮生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品生產(chǎn)則幾年甚至十幾年一貫制。改革開放以來,這種情況在一些地區(qū)和一些行業(yè)有所改善,出現(xiàn)了一些具有加強(qiáng)自主開發(fā)能力的高科技企業(yè),但從整體來講,我國(guó)目前人數(shù)最多、實(shí)力最強(qiáng)的科技力量仍集中于高等院校和科研機(jī)構(gòu)。雖然它們每年都有一定的研究成果,但真正能應(yīng)用于實(shí)際的成果卻很少。造成這種情況除有技術(shù)方面的原因外,還與企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)、高校之間的相互不信任及利益分配等問題有關(guān)。包括“863”高技術(shù)研究成果在內(nèi),研究機(jī)構(gòu)不愿意將成果輕易轉(zhuǎn)讓給企業(yè)。由于存在有市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),企業(yè)也不愿意出大價(jià)錢購(gòu)買成果。即使一些技術(shù)成果被轉(zhuǎn)讓,但只要企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)之間沒有形成長(zhǎng)期的合作關(guān)系,不能
對(duì)技術(shù)進(jìn)行不斷地更新、改造,一項(xiàng)新技術(shù)、新產(chǎn)品幾年后將落后了。因此國(guó)家有必要在政策上引導(dǎo)、鼓勵(lì),在資金上支持、幫助,加強(qiáng)生產(chǎn)企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)、高校的橫向聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)研究、開發(fā)、生產(chǎn)的一條龍。
5 加強(qiáng)宣傳,改變用戶觀念
從理論上講,選擇產(chǎn)品的基本原則是其實(shí)用性和性能價(jià)格比,在滿足使用要求的條件下,性能價(jià)格比好的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)是首選產(chǎn)品。但由于我國(guó)的一些高技術(shù)產(chǎn)品在性能質(zhì)量、可靠性、工藝水平、外觀安裝、使用的簡(jiǎn)便性、維護(hù)的方便性等方面與國(guó)外產(chǎn)品相比還存在一定的差距,進(jìn)口貨優(yōu)于國(guó)產(chǎn)貨的觀念在煙草企業(yè)已根深蒂固。要改變這種狀況,除設(shè)計(jì)生產(chǎn)部門需不斷努力,逐步克服國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的不足,縮小與國(guó)外產(chǎn)品的差距外,還需進(jìn)行大量的產(chǎn)品宣傳和愛國(guó)主義宣傳,同時(shí)在政策上加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。目前我國(guó)煙草行業(yè)由于技改資金比較雄厚,對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行效率和可靠性要求較高,因此特別希望選用進(jìn)口產(chǎn)品。并非所有的進(jìn)口產(chǎn)品就一定比國(guó)產(chǎn)的好,如韓國(guó)三星公司的AGV會(huì)出現(xiàn)一些