德國(guó)“工業(yè)4.0”帶給火工品生產(chǎn)行業(yè)的啟示與思考

張偉 孫安昌 王宏丹 李紅梅（特能集團(tuán)西安慶華公司，陜西 西安，710025）

德國(guó)“工業(yè)4.0”帶給火工品生產(chǎn)行業(yè)的啟示與思考

張偉 孫安昌 王宏丹 李紅梅
（特能集團(tuán)西安慶華公司，陜西 西安，710025）

工業(yè)4.0是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人機(jī)工程學(xué)的智慧工廠。工業(yè)4.0的全球化，在一定程度上將促進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的技術(shù)升級(jí)，改變國(guó)家間的比較優(yōu)勢(shì)，重塑全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工格局。火工品生產(chǎn)企業(yè)也要緊跟發(fā)展大勢(shì)和改革潮流，結(jié)合自身實(shí)際，逐步轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織方式，按照“杜絕1.0，淘汰2.0，普及3.0，融合4.0”的總體思想，向著先進(jìn)制造型企業(yè)一步步邁進(jìn)。

工業(yè)4.0；制造業(yè)；火工品；自動(dòng)化；智能化

工業(yè)4.0是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人機(jī)工程學(xué)的智慧工廠，其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)4.0（Industry4.0）是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)（Cyber—Physical System，簡(jiǎn)稱CPS）將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速、有效、個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。

1 工業(yè)4.0概況

1.1 工業(yè)革命發(fā)展進(jìn)程

工業(yè)4.0概念的提出是相對(duì)應(yīng)人類工業(yè)化進(jìn)程中具有劃時(shí)代的前三次工業(yè)革命來(lái)說(shuō)的。在了解工業(yè)4.0之前首先通過(guò)（圖1）簡(jiǎn)述工業(yè)革命的概況與及產(chǎn)生的影響。

工業(yè)1.0”也被稱為第一次工業(yè)革命，開(kāi)始于18世紀(jì)60年代，西方工業(yè)發(fā)展過(guò)程中蒸汽機(jī)的使用和普及引起煤鐵等資源大量需求及開(kāi)采，煤鐵等資源產(chǎn)品的開(kāi)采運(yùn)輸需求反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的火車、輪船、工業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域的極大發(fā)展，從此人類進(jìn)入了蒸汽時(shí)代。第一次工業(yè)革命的進(jìn)行出現(xiàn)的機(jī)器、機(jī)車、鐵路、輪船大大增加了人類改造自然的能力，也將世界的距離不斷縮小，使歐洲對(duì)世界的支配成為了可能。

“工業(yè)2.0”也被稱之為第二次工業(yè)革命，開(kāi)始于19世紀(jì)六七十年代，使得人類進(jìn)入了電氣時(shí)代，其標(biāo)志主要是電能的使用。德國(guó)人西門(mén)子發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力革命被徹底改革，同時(shí)無(wú)線電通信的發(fā)明使得世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)、政治、文化聯(lián)系進(jìn)一步加強(qiáng)。第二次工業(yè)革命后，美、德、英、法、日、俄等國(guó)相繼進(jìn)入帝國(guó)主義階段，世界的距離不斷縮小。

“工業(yè)3.0”主要是在第二次世界大戰(zhàn)以后，即20世紀(jì)四五十年代，其主要標(biāo)志是電子計(jì)算機(jī)、原子能、航天工程、生物工程等現(xiàn)代科學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展。第三次工業(yè)革命使得人類進(jìn)入了信息社會(huì)，進(jìn)一步拉大了各國(guó)之間的經(jīng)濟(jì)差距，國(guó)際經(jīng)濟(jì)格局得到調(diào)整，隨著科技的進(jìn)步，大批新興產(chǎn)業(yè)的興起，同時(shí)造就了美、德、英、法、日等一批現(xiàn)代發(fā)達(dá)國(guó)家。

圖1 工業(yè)革命發(fā)展進(jìn)程

1.2 當(dāng)前世界工業(yè)4.0的狀態(tài)

德國(guó)發(fā)布“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略后，2014年12月，德國(guó)首個(gè)工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)化路線圖發(fā)布；2014年4月漢諾威工業(yè)博覽會(huì)，德國(guó)總理默克爾將工業(yè)4.0稱作是“一個(gè)里程碑”。德國(guó)不遺余力地推動(dòng)工業(yè)4.0，意在保證自己在制造業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)應(yīng)對(duì)來(lái)自美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)與中國(guó)制造業(yè)的挑戰(zhàn)。

互聯(lián)網(wǎng)從“信息”領(lǐng)域加速進(jìn)入“物理”業(yè)務(wù)領(lǐng)域，將對(duì)制造業(yè)造成破壞性的影響。對(duì)此，德國(guó)產(chǎn)生了前所未有的危機(jī)感。而CPU、操作系統(tǒng)、軟件以及云計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，幾乎都由美國(guó)掌控，工業(yè)4.0戰(zhàn)略希望通過(guò)開(kāi)創(chuàng)新的制造方式，實(shí)現(xiàn)“智能工廠”，讓云計(jì)算只能成為制造業(yè)中的使用對(duì)象，而不是掌控生產(chǎn)制造的中樞［1］。

工業(yè)4.0在應(yīng)對(duì)美國(guó)的同時(shí)，也在防守中國(guó)的制造業(yè)。2014年3月27日，德國(guó)《世界報(bào)》報(bào)道稱“中國(guó)機(jī)械制造業(yè)嚴(yán)重威脅德國(guó)”。同年6月24日，德國(guó)機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(huì)主席菲斯特格指出：“日本和德國(guó)的機(jī)械制造企業(yè)，應(yīng)該為確保長(zhǎng)期發(fā)展和經(jīng)濟(jì)上的成功進(jìn)行深入合作，尤其在有交叉的產(chǎn)品領(lǐng)域，兩國(guó)應(yīng)該攜手面對(duì)中國(guó)的挑戰(zhàn)?！?/p>

2 我國(guó)對(duì)待“工業(yè)4.0”的態(tài)度

我國(guó)由于物價(jià)和人力資本的不斷上漲，不少工廠進(jìn)行了大轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到低成本的印度、越南等東南亞發(fā)展中國(guó)家，輕工、紡織等勞動(dòng)密集型產(chǎn)品正由“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)為“東南亞制造”?？梢钥闯觯乱惠喌墓I(yè)革命正在改變著國(guó)家間比較優(yōu)勢(shì)，重塑全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工格局。工業(yè)革命的落后就是國(guó)家實(shí)力的落后，面對(duì)這一形勢(shì)，2015年5月18日，國(guó)務(wù)院正式發(fā)布了《中國(guó)制造2025》規(guī)劃，這是中國(guó)版“工業(yè)4.0計(jì)劃”，也是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)。中國(guó)制造2025著重于企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化，讓工業(yè)和信息化的融合程度更深，同時(shí)重新挖掘比較成本的優(yōu)勢(shì)，提升制度創(chuàng)新和管理變革的能力。如此，我國(guó)制造業(yè)企業(yè)才能跟上全球工業(yè)革命步伐，由“中國(guó)制造”真正轉(zhuǎn)型為“中國(guó)智造”。

3 我國(guó)火工品行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國(guó)火工品生產(chǎn)企業(yè)大多建于上世紀(jì)50年代，火工品產(chǎn)品配套領(lǐng)域已由當(dāng)初的兵器行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在的兵器、航天、航空、核工業(yè)、船舶等多個(gè)領(lǐng)域?；鸸て纷鳛楦黝愇淦飨到y(tǒng)的心臟，生產(chǎn)水平的高低和產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接決定了整體武器系統(tǒng)的性能。但我國(guó)多數(shù)火工品生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)方式大多停留在上世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)的水平，工藝技術(shù)設(shè)備落后，大多是手工工裝、采用簡(jiǎn)易設(shè)備生產(chǎn)等，行業(yè)整體工藝技術(shù)水平發(fā)展緩慢。

目前，國(guó)內(nèi)火工品企業(yè)生產(chǎn)手段較先進(jìn)的企業(yè)，通過(guò)改擴(kuò)建和新增一部分自動(dòng)化生產(chǎn)線與自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的方式來(lái)提升工藝技術(shù)水平，但自動(dòng)化生產(chǎn)的產(chǎn)品占整個(gè)產(chǎn)品種類的比重非常小，據(jù)筆者了解，自動(dòng)化生產(chǎn)線僅僅為常規(guī)產(chǎn)品生產(chǎn)線，相對(duì)于數(shù)量龐大的各種科研產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，整體比重相當(dāng)小，國(guó)內(nèi)某行業(yè)領(lǐng)先大型火工品生產(chǎn)企業(yè)，據(jù)調(diào)查其整體產(chǎn)品數(shù)量自動(dòng)化生產(chǎn)的比率也僅占不到7%，相比之下，那么國(guó)內(nèi)整體火工品生產(chǎn)行業(yè)的狀況就不言而喻了，其發(fā)展刻不容緩。

4 火工品生產(chǎn)行業(yè)推行“工業(yè)4.0”的思考

4.1 推行工業(yè)4.0的必要性

4.1.1 從國(guó)際國(guó)內(nèi)形勢(shì)分析

工業(yè)4.0即智能化制造在整個(gè)世界中的發(fā)達(dá)國(guó)家及發(fā)展中國(guó)家企業(yè)中已形成了一股潮流，代表了一種發(fā)展趨勢(shì)，很多國(guó)家都有自己的4.0版的工業(yè)發(fā)展技術(shù)規(guī)劃，其中，代表性的有德國(guó)“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略；美國(guó)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略；日本在其發(fā)布的《2015年版的日本制造業(yè)白皮書(shū)》中用1/4的篇幅對(duì)工業(yè)4.0進(jìn)行分析，并在三菱、豐田、本田、松下等公司提出建立“工廠互聯(lián)網(wǎng)”的概念，包括印度也提出了“數(shù)字印度”戰(zhàn)略，建立“印度制造”的口號(hào)，大有在未來(lái)工業(yè)發(fā)展中后來(lái)居上成為制造業(yè)大國(guó)的雄心以及我國(guó)公布的中國(guó)制造2025。

從國(guó)際國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，工業(yè)4.0的變革已經(jīng)到來(lái)，作為國(guó)內(nèi)火工品生產(chǎn)行業(yè)，在這個(gè)情況下也應(yīng)該未雨綢繆，積極布局未來(lái)企業(yè)智能化發(fā)展思路。

4.1.2 從火工品行業(yè)提高經(jīng)營(yíng)水平出發(fā)

火工品企業(yè)在我國(guó)為勞動(dòng)密集型企業(yè)，大多人均產(chǎn)值較小，人員的繁冗嚴(yán)重制約企業(yè)整體經(jīng)營(yíng)水平的提高，改變這一現(xiàn)狀的途徑簡(jiǎn)單來(lái)講就是降本增效。如果實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，就可以避免人工因休息及生產(chǎn)疲勞而降低效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性和可靠性，在提升生產(chǎn)效率與保障產(chǎn)品質(zhì)量方面將有很大改善。所以從降本增效這方面來(lái)講，未來(lái)企業(yè)經(jīng)營(yíng)質(zhì)量的提升也需要走自動(dòng)化、智能化的發(fā)展道路。

4.1.3 從安全生產(chǎn)的需求出發(fā)

目前，國(guó)家大力倡導(dǎo)安全生產(chǎn)，整個(gè)兵器集團(tuán)公司頁(yè)都非常重視安全生產(chǎn)，從火工品生產(chǎn)產(chǎn)品的種類和性質(zhì)來(lái)看，多數(shù)操作者和設(shè)備處于高危環(huán)境中。近年來(lái)，行業(yè)內(nèi)的本質(zhì)安全度雖有所提升，安全生產(chǎn)事故也不斷下降，但是安全事故偶發(fā)性、突然性及不可預(yù)見(jiàn)性的特點(diǎn)使得工作人員必須時(shí)刻提高警惕，不斷強(qiáng)化安全防范手段，而保證人員安全的最好方式就是直接操作改為間接操作，最大限度隔離危險(xiǎn)源與工人接觸的時(shí)間和頻率。如果能夠在本公司全面推行智能化自動(dòng)化，“零傷亡”的目標(biāo)也就不再遙遠(yuǎn)。

4.2 行業(yè)推行工業(yè)4.0的優(yōu)劣因素

4.2.1 優(yōu)勢(shì)條件

4.2.1.1 國(guó)家政策的支持

《中國(guó)制造2025》提出通過(guò)“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)：第一步，到2025年邁入制造強(qiáng)國(guó)行列；第二步，到2035年我國(guó)制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)陣營(yíng)中等水平；第三步，到新中國(guó)成立一百年時(shí)，我制造業(yè)大國(guó)地位更加鞏固，綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)前列。在“一二三四五五十”的總體結(jié)構(gòu)下，發(fā)展五大工程和十大領(lǐng)域，其中涉及到軍工制造領(lǐng)域的相關(guān)政策對(duì)火工品行業(yè)推行工業(yè)4.0將起到有力的促進(jìn)作用。

4.2.1.2 人員素質(zhì)與能力的提高

國(guó)家在推行教育改革近20年后的今天，行業(yè)內(nèi)的人才素質(zhì)不斷提高，1998年國(guó)家高考本科錄取人數(shù)為100萬(wàn)，而2015年為900萬(wàn)，如今，行業(yè)內(nèi)人員學(xué)歷結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步完善。而自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線等操作以高素質(zhì)年輕人為主，他們?cè)诮邮苄率挛?、學(xué)習(xí)新知識(shí)和技能方面的意識(shí)和能力較強(qiáng)，在未來(lái)行業(yè)智能化自動(dòng)化發(fā)展上將大有可為，這些勢(shì)必為行業(yè)推進(jìn)工業(yè)4.0奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源保障。

4.2.1.3 行業(yè)技術(shù)水平的增強(qiáng)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于工業(yè)層面上各種先進(jìn)手段和先進(jìn)機(jī)械設(shè)備元件的出現(xiàn)，特別是各種高性能、高安全的防爆器件的出現(xiàn)，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)從民用產(chǎn)品應(yīng)用到高危的火工品生產(chǎn)領(lǐng)域。軍工火工品行業(yè)內(nèi)專用大型生產(chǎn)線相繼研發(fā)成功并投入使用，為行業(yè)研發(fā)樹(shù)立了很好的榜樣。同時(shí)，隨著行業(yè)產(chǎn)品科研能力的增強(qiáng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更好的適應(yīng)產(chǎn)品自動(dòng)化智能化的發(fā)展進(jìn)程的要求。現(xiàn)在，各生產(chǎn)單位工藝技術(shù)水平在不斷增強(qiáng)，工藝技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)和解決工藝技術(shù)瓶頸的意識(shí)與能力有所提升，在連續(xù)使用與作用發(fā)揮上將有充分的技術(shù)保障。

4.2.2 不利因素

4.2.2.1 領(lǐng)軍型人才缺乏

近年來(lái)，盡管各企業(yè)不斷加強(qiáng)人才的引進(jìn)與培養(yǎng)力度，人才隊(duì)伍的學(xué)歷和素質(zhì)也得到明顯提高，但仍舊不能滿足工業(yè)4.0的人才需求。在推進(jìn)工業(yè)4.0過(guò)程中，火工品領(lǐng)域急需一批高水平、高能力的機(jī)電領(lǐng)軍型人才，且要在一定程度上具備系統(tǒng)的、全面性的理論基礎(chǔ)，能夠掌握火工品生產(chǎn)、機(jī)械、電子、材料等的相關(guān)知識(shí)，這類人才的培養(yǎng)往往需要一定的時(shí)間和較大的投入，才能勝任智能化生產(chǎn)改造的重任，因此，當(dāng)前火工品行業(yè)相關(guān)人員嚴(yán)重匱乏。

4.2.2.2 專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍缺乏

由于火工品行業(yè)性質(zhì)的限制，各企業(yè)自動(dòng)化工業(yè)設(shè)計(jì)維護(hù)部門(mén)水平差距較大，很多企業(yè)僅僅是通過(guò)外購(gòu)?fù)獍男问桨l(fā)展，自主研發(fā)能力欠缺，而外部企業(yè)又缺乏對(duì)火工品行業(yè)的理解，使得有一大部分新增設(shè)備無(wú)法完全滿足需要，而且一般企業(yè)也沒(méi)有能力進(jìn)行先進(jìn)生產(chǎn)線大量的設(shè)備維護(hù)工作，操作維護(hù)人員嚴(yán)重缺乏，導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備利用率低，甚至用不起來(lái)的情況相當(dāng)普遍。專業(yè)操作維護(hù)人員培養(yǎng)成長(zhǎng)周期長(zhǎng)。一般人員平均培養(yǎng)時(shí)間為3-4年，并需要大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，熟悉工業(yè)自動(dòng)化控制方面的人員培養(yǎng)時(shí)間更長(zhǎng)，后續(xù)如果進(jìn)行更大規(guī)模的生產(chǎn)手段提升，則專業(yè)人員缺乏將是一個(gè)嚴(yán)重的制約因素。

4.2.2.3 基礎(chǔ)管理相對(duì)薄弱

火工品行業(yè)內(nèi)各單位在內(nèi)部配置軟硬件條件略顯不足，要實(shí)行工業(yè)4.0，需要從人力資源 系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、采購(gòu)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等多方面進(jìn)行基本設(shè)施、設(shè)備及軟件的升級(jí)改造，使各個(gè)系統(tǒng)協(xié)同為一個(gè)整體進(jìn)行有效運(yùn)作才能為推進(jìn)工業(yè)4.0做好基礎(chǔ)工作。

5 推行工業(yè)4.0的探索

5.1 全部自動(dòng)化

對(duì)于批量較大，結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的火工品建議進(jìn)行全部自動(dòng)化，即整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需過(guò)多人員干預(yù)，同樣以某公司為例，該公司現(xiàn)有自動(dòng)化生產(chǎn)線主要是進(jìn)行一些常規(guī)產(chǎn)品的生產(chǎn)，批量較大，生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝相對(duì)固定，其相對(duì)先進(jìn)的生產(chǎn)線技術(shù)，主要處于工業(yè)3.0階段，在進(jìn)行技術(shù)改造和技術(shù)升級(jí)的方面較為容易，現(xiàn)有的電控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)升級(jí)，加裝相應(yīng)模塊、信息采集系統(tǒng)、信息標(biāo)簽、傳遞機(jī)構(gòu)等即可成為相對(duì)智能的更新一代智能自動(dòng)化生產(chǎn)線。下面以具有代表性的76號(hào)針刺雷管自動(dòng)裝配機(jī)為案例，討論其具體實(shí)施設(shè)想和方式。

假設(shè)某企業(yè)已經(jīng)建立了局部工業(yè)智能化系統(tǒng)，工業(yè)智能化系統(tǒng)應(yīng)該包括生產(chǎn)、采購(gòu)、庫(kù)房、生產(chǎn)車間、動(dòng)力保障、人事等部門(mén)相關(guān)權(quán)限，其系統(tǒng)流程為：公司接到76號(hào)雷管生產(chǎn)訂單20000發(fā)的任務(wù)，首先在智能化系統(tǒng)中生成訂單，然后系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)76號(hào)雷管生產(chǎn)工藝，查詢庫(kù)房半成品情況，如果生產(chǎn)所需半成品足夠，則計(jì)算好生產(chǎn)天數(shù)后，就直接下指令出庫(kù)，由自動(dòng)出庫(kù)傳輸系統(tǒng)將定量包裝好的當(dāng)日半成品依次運(yùn)送出庫(kù)，并自動(dòng)運(yùn)送到車間暫存間，在暫存間，自動(dòng)運(yùn)送系統(tǒng)將半成品直接添加到裝配機(jī)的相關(guān)部位，最后機(jī)器檢測(cè)就緒后，進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)，當(dāng)日生產(chǎn)的產(chǎn)品由自動(dòng)檢測(cè)、收集退出整理系統(tǒng)進(jìn)行最后工序的檢測(cè)，合格后進(jìn)行定量包裝打標(biāo)等，廢品將自動(dòng)運(yùn)送到消爆車間進(jìn)行后續(xù)處理，依次進(jìn)行，直至完成生產(chǎn)。生產(chǎn)完成后，由生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)送完成指令到智能化系統(tǒng)中，提示訂單完成，生產(chǎn)系統(tǒng)接到完成指令，提示發(fā)貨。期間，設(shè)備對(duì)于動(dòng)力（電力、氣源）的需求將通過(guò)總線發(fā)送到動(dòng)力車間，由動(dòng)力車間系統(tǒng)自動(dòng)配給相關(guān)設(shè)備需要的動(dòng)力，當(dāng)總系統(tǒng)提示生產(chǎn)完成后，動(dòng)力總系統(tǒng)切斷相關(guān)管路，降低運(yùn)行能耗。人事部門(mén)也可以通過(guò)系統(tǒng)中該產(chǎn)品訂單的完成情況、完成過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行該項(xiàng)績(jī)效考核測(cè)評(píng)。

5.2 關(guān)鍵自動(dòng)化

其實(shí)，火工品生產(chǎn)行業(yè)中各企業(yè)除了大批量常規(guī)產(chǎn)品的生產(chǎn)外，也承擔(dān)了大量多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，對(duì)解決此類產(chǎn)品生產(chǎn)的有效方式為“局部關(guān)鍵自動(dòng)化”，通過(guò)關(guān)鍵工序設(shè)備與高效智能傳遞運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)合，生產(chǎn)設(shè)備按照“杜絕1.0，淘汰2.0，普及3.0，融合4.0”的思想，提高設(shè)備利用率。

5.2.1 杜絕1.0

火工品行業(yè)設(shè)備基礎(chǔ)更新應(yīng)通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn)、關(guān)鍵設(shè)備的攻關(guān)、專用設(shè)備的研制與應(yīng)用等方式，使長(zhǎng)期以來(lái)以手工操作為主的落后生產(chǎn)方式徹底消失?；鸸て飞a(chǎn)中瓶頸工藝為：自動(dòng)焊接、自動(dòng)涂膠、自動(dòng)打標(biāo)等。通過(guò)技術(shù)改進(jìn)逐步減少手工操作，目前火工品行業(yè)中804廠研制出了各型自動(dòng)裝藥機(jī)，該設(shè)備專門(mén)用于裝藥，設(shè)備操作只需將模具放入裝藥機(jī)卡槽，按下按鈕即可完成一次裝藥，一次裝藥動(dòng)作的時(shí)間為1.5秒，與傳統(tǒng)的專人天枰稱量、專人裝藥、專人運(yùn)藥相比，僅在裝藥環(huán)節(jié)就減少了稱藥運(yùn)藥工序及人員，在效率提高的同時(shí)大大減少工序人員。

目前，由于類似瓶頸工藝較多，而相關(guān)的基礎(chǔ)科研較少，很多工序手段落后陳舊，建議火工品領(lǐng)域有條件有需求的企業(yè)能聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，比如，焊接技術(shù)、大藥量裝藥技術(shù)、微小藥量裝藥計(jì)數(shù)等。

5.2.2 淘汰2.0

目前，各企業(yè)采用簡(jiǎn)易電動(dòng)設(shè)備依舊是其主要生產(chǎn)手段，804廠通過(guò)將現(xiàn)有簡(jiǎn)易電動(dòng)設(shè)備升級(jí)改造，增加外圍輔助功能，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，由單一功能變?yōu)閺?fù)合功能。這方面可進(jìn)行單機(jī)自動(dòng)化設(shè)備的重點(diǎn)研制，代表設(shè)備為804廠工藝研發(fā)分中心研制的壓藥一體化設(shè)備與自動(dòng)螺紋擰緊設(shè)備，它們都有很好的應(yīng)用，并且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和人員需求。

對(duì)于自動(dòng)螺紋擰緊設(shè)備，操作人員只需將涂好膠并松裝在一起的產(chǎn)品放入設(shè)備中，按下按鈕就可以完成后續(xù)一系列的操作，待完成旋緊并檢測(cè)后直接拿出即可，原來(lái)18人的工序，改造后整個(gè)操作只需涂膠和設(shè)備操作人員2人完成，省去了中間傳遞、擰螺紋、檢測(cè)力矩等一系列工序，大大節(jié)省了生產(chǎn)線人數(shù)和人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

裝壓藥一體化設(shè)備也有很好的應(yīng)用，以往火工品要完成一道裝藥壓藥操作，最少需要3人，其中，稱藥1人、裝藥1人、壓藥1人、周轉(zhuǎn)3人。稱藥、裝藥、壓藥操作不在同一個(gè)地方，需人員來(lái)回走動(dòng)，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又增加了安全生產(chǎn)隱患。裝壓藥一體化設(shè)備集上述三個(gè)功能于一體，一次加藥可連續(xù)生產(chǎn)，模具自動(dòng)進(jìn)入設(shè)備后完成裝藥、壓藥，然后自動(dòng)退出，只需要1人操作。假設(shè)某產(chǎn)品生產(chǎn)工藝為3裝3壓，原來(lái)的生產(chǎn)方式需要19人，使用新設(shè)備只需要3人操作即可。

5.2.3 普及3.0

要實(shí)現(xiàn)火工品行業(yè)的4.0生產(chǎn)，生產(chǎn)手段必須先達(dá)到3.0的階段才有可能實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)的目標(biāo)，目前有效地解決方式是自動(dòng)連線小批量生產(chǎn)狀態(tài)良好的2.0設(shè)備，最大限度提高自動(dòng)化生產(chǎn)程度。

其代表項(xiàng)目是目前804廠 工藝研發(fā)分中心正在組織實(shí)施的“工業(yè)機(jī)器人+裝壓藥一體化設(shè)備”，其思路就是使用工業(yè)機(jī)器人，將原來(lái)需要由人工完成的兩臺(tái)裝壓藥一體化設(shè)備之間的傳遞變?yōu)闄C(jī)器人按照機(jī)器節(jié)拍自動(dòng)完成，這樣一來(lái)，假設(shè)某產(chǎn)品10裝10壓，原來(lái)生產(chǎn)方式需要30人，而新設(shè)備使用后只需10人即可，連線后只需要2人，人員節(jié)約率近90%。

另外，可根據(jù)不同產(chǎn)品的要求自由選擇使用的設(shè)備臺(tái)數(shù)，并結(jié)合自動(dòng)收口機(jī)等設(shè)備可進(jìn)行絕大部分火工品生產(chǎn)，可以滿足產(chǎn)品品種多、批量小的要求以及解決專用設(shè)備柔性化不足的缺點(diǎn)，便于生產(chǎn)組織、提高自動(dòng)化生產(chǎn)程度以及減少操作人員。

5.2.4 融合4.0

有條件的單位在各工序自動(dòng)化設(shè)備的普及和發(fā)展后，配合加入信息化系統(tǒng)后，可以將上述3.0的設(shè)備融入到智能化生產(chǎn)系統(tǒng)中，在增加外圍的原料自動(dòng)配送、能源自動(dòng)供給、產(chǎn)品半成品自動(dòng)上線、產(chǎn)品自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)收集轉(zhuǎn)運(yùn)等功能后，就可以初步實(shí)現(xiàn)與智能系統(tǒng)的融合，對(duì)于相關(guān)組織生產(chǎn)可以參照自動(dòng)化設(shè)備的方式來(lái)進(jìn)行，從訂單管理、原材料出庫(kù)等一系列方面達(dá)到初步實(shí)現(xiàn)智能化4.0的生產(chǎn)方式。

通過(guò)上述四個(gè)步驟進(jìn)行火工品行業(yè)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)手段提升，是資金投入最小，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最小，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)結(jié)構(gòu)改變最小的方式。804廠部分實(shí)施后在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度、人員需求降低、生產(chǎn)安全上都有很好的體現(xiàn)。

5.3 壯大專業(yè)技術(shù)保障隊(duì)伍

當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)自動(dòng)化設(shè)備越來(lái)越多，設(shè)備種類和復(fù)雜度也在不斷提高，但是各企業(yè)現(xiàn)有人員的知識(shí)結(jié)構(gòu)較為落后或者自身經(jīng)驗(yàn)不足，在現(xiàn)有人員基礎(chǔ)上，一方面可通過(guò)TPM 工作的開(kāi)展培養(yǎng)專業(yè)設(shè)備管理人才，另一方面，基層生產(chǎn)單位對(duì)機(jī)修組進(jìn)行完善，根據(jù)不同情況，有針對(duì)性進(jìn)行人員調(diào)配，通過(guò)培訓(xùn)不斷提高維修人員對(duì)復(fù)雜設(shè)備的維護(hù)保障能力。在未來(lái)工業(yè)化水平不斷提高的情況下，有條件的企業(yè)可建立專門(mén)保障維護(hù)部門(mén)。

6 結(jié)論

工業(yè)4.0是國(guó)際趨勢(shì)，而且與工業(yè)4.0相關(guān)的許多技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)并發(fā)展成熟，火工品生產(chǎn)行業(yè)作為在國(guó)內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)手段較為落后的行業(yè)，如果不采取行動(dòng)，那么該行業(yè)局限的將不只是自身的發(fā)展，更是制約了火工品配套領(lǐng)域其他行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，這樣在應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況時(shí)會(huì)導(dǎo)致國(guó)家利益遭受損失。作為國(guó)家安全中重要的一環(huán)，火工品行業(yè)應(yīng)該緊跟國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略步伐，積極思考探索適應(yīng)自身現(xiàn)狀的工業(yè)4.0發(fā)展方式，逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式自動(dòng)化、智能化。

（References）

［1］烏爾里?！ど吕?工業(yè)4.0［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.