2013年，德国人第一次提出了“工业4.0”的概念，即“互联网+制造”，美国叫“工业互联网”，我国叫“中国制造2025”，这三者本质内容是一致的，都指向一个核心，就是智能制造。
智能制造被誉为二十一世纪的工业革命，已成为全球先进制造业发展的突出趋势。智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的基础上，通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术，实现设计、制造、应用过程和制造装备智能化，是信息技术、智能技术与装备制造技术的深度融合与集成。
恒盛泵业认为智能制造具体体现在三个方面：生产智能化、产品智能化、生产服务化。
智能制造时代的来临，层出不穷的新技术已开始应用于无人驾驶、智能设备等，日新月异的高科技正在渗透进我们生活的方方面面。从制造有形商品，到提供无形价值，传统的制造业正在经历一场大的变局，迫切需要一场史无前例的产业“升级”。
对于泵行业来说，既是机遇又是挑战，且随之而来的可能是国际、国内泵企业的重新大洗牌。为了在这场变局中生存，各大公司纷纷进行布局，抢滩制高点。能否应对如此迅速地升级换代，将成为未来企业发展的关键。
本文将以技术人员的视角，探讨国内泵行业如何实现从传统制造到智能制造的华丽转变。
2015年，网上曾流传过一段关于德国工业4.0的最佳示范单位的视频及相应文章，我想所有看过这段视频的人都会非常震撼：在这家工厂，生产设备和电脑可以自主处理75%的工序，只有剩余1/4的工作需要人工完成。自建成以来，工厂的生产面积没有扩张，员工数量也几乎未变，产能却提升了8倍，平均1秒即可生产一个产品。同时，产品质量合格率高达99.9985%，全球没有任何一家同类工厂可以匹敌。
这家明星工厂的闪光之处在于“机器控制机器的生产”，也就是端到端的数字化，这正是未来制造所要达到的目标。而数字化带来的产品之间以及产品与机器设备之间的互联互通使得生产路径不断优化，不断提升生产效率。
随着全球制造业智能化转型浪潮的推进，在互联网时代的大背景下，目前，类似的智慧车间、标准化工厂在我国也如雨后春笋般出现。从2015年到2017年，我国共有206个项目入选工信部智能制造试点示范名单。初步统计，试点示范项目智能化改造后，生产效率平均提升30 % 以上，运营成本平均降低20 % 左右;有19家试点示范企业实现了对105家相关企业的复制推广。
以恒盛泵业现代化工厂为例，该工厂是行业内示范性标准化互联工厂，其重要特点就是能够实现高度的柔性，满足个性化定制的需求。在整个工厂的发展过程中，工厂已经过标准化、模块化、自动化三大路径，目前正在数字化快速发展。工厂按工艺布局转变为按模块布局，每个模块都是一条生产线，可以单独进行生产，并以并联的形式快速完成一台泵的生产。
智慧工厂的显著特点是：满足不同消费者的不同需求，实现多品种、小批量、定制生产。虽然人们对于“智慧工厂”的理解各不相同，但其离不开以下几个具体特征：
(3) 满足个性化定制、柔性化生产需求，并结合精益生产理念，有效缩短产品生产周期，大幅
(4) 配套智能物流仓储系统，实现出入库管理的高效性
仅有自动化生产线和工业机器人的工厂不能称为智能工厂。智能工厂不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化，而且在产品检测、质量检验和分析、生产物流等环节也应当与生产过程实现闭环集成。一个工厂的多个车间之间也要实现信息共享、准时配送和协同作业。
除了普通的民用以外，离心泵行业、特别是石油化工用API流程泵属于典型的多品种、小批量、定制生产的产品。要做到生产的智能化，首先产品(设计)必须满足以下几点：
(1) 标准化设计：除了市场上可以采购到的通用的标准件以外(如紧固件、法兰及密封件等)，还有不少零件在各种离心泵上都会用到(如叶轮/壳体耐磨环)，对于这类零件，可以进行标准化设计。
(2) 模块化设计：模块化设计通常以功能区分、部件的型式出现。针对某一特定的市场需求，可以像搭积木一样，将标准化设计的零件、模块化设计的部件与专业设计生产的零件进行快速地拼接即可。模块化设计是绿色设计方法之一，可以同时满足产品的功能和环境属性。
(3) 参数化设计：除对泵性能具有重大影响的水力零部件以外，其它零件几乎都可以进行参数化设计。只要改变其中一个或几个参数，就会快速自动生成一只新的零件。
(4) 设计流程的标准化：从水力设计开始，到结构设计(含外观设计)、CFD分析、应力和疲劳分析、强度校核、抗震分析以及临界转速分析等，做到设计流程的标准化。
标准化工厂的建立，不仅可以大大提高劳动生产率、满足快速交货要求，而且还可以确保稳定的产品质量、降低制造成本，使企业变得“专而精”、“特而新”，具有更强的竞争力。这一点，几乎对于所有泵制造厂都适用。
产品智能化就是将产品作为一个数据采集端，不断地采集用户的数据并上传到云端，方便用户进行管理。
要想实现产品的智能化，需要使用多种传感器对产品进行实时的监测，在发生不可逆的故障或停机之前得到较准确的诊断，及早发现问题并予以纠正。离心泵可以进行以下监测：
(1) 温度及温差：特别是轴承和密封腔的温度。主要涉及轴承、密封腔、润滑油、冷却水及泵进/出口介质的温度;还涉及到泵壳体上/下温差。通过对泵进/出口介质温度的监测，有助于预测汽蚀的发生;通过对泵壳体上/下温差的监测，判断是否进行了充分的暖泵。
(2) 压力及压差：主要包括泵进/出口的压力、冷却水及润滑油的压力、机械密封系统压力;还包括过滤器前后的压差。
(3) 流量：可以预测泵壳体/叶轮耐磨环更换时间及开式叶轮间隙调整时间;通过流量监测还可以确定泵出口再循环系统的状态。
(4) 转速：主要用于变速运行的离心泵，以观察其对泵性能的影响。
(5) 应变：预测动/静零部件之间是否会发生摩擦、泵壳体的腐蚀及现场管路支撑问题;另外，还可以监测离心泵轴向力的变化。
(6) 液位：包括供液箱的液位、润滑油箱的液位及密封系统缓冲/隔离罐的液位。通过对供液箱液位的监测，可以预测泵汽蚀的发生。
(7) 泄漏：主要用于预测密封故障或压力边界的失效。压力积聚是监测泄漏的一种方式。通过一个双重无压密封装置内侧密封泄漏检测到密封储罐隔离液压力的变化。这是通过将储液罐排气口关闭至少10分钟、而注意到压力的增加来完成的。另一种监测泄漏的方式是注意到隔离液流量的变化。
通过一个双重无压密封装置内侧密封泄漏检测到从密封到排气系统或收集系统的气/液体流量的变化。通过一个双重有压密封装置内侧密封泄漏检测到循环系统和储液罐的隔离液位的变化。
(8) 振动：引起离心泵振动的原因很多，包括泵本体设计原因和外部条件因素两大类。而泵本体设计引起的振动主要体现在两个方面，机械引起的振动和水力引起的振动。
机械引起的振动主要由转子部件不平衡、轴发生弯曲或变形、动/静零部件发生摩擦、轴承发生磨损、泵接近临界转速运行、零部件松动或损坏等原因所引起;水力引起的振动主要由偏离泵的最佳效率点运行、泵送介质发生汽化、叶轮叶片太靠近蜗舌(cutwater)运行、内部回流等原因所引起。通过振动监测可以检测或诊断出泵及其系统存在的各种问题。
(9)噪音：表示泵发生了汽蚀、动/静零部件出现摩擦、轴承损坏或其它一些异常情况。
(11) 轴向位移：主要用于可倾瓦推力轴承的离心泵，叶轮和机械密封对轴向位移非常敏感。
(12) 间隙：趋近式表可以记录开式叶轮与泵壳之间的间隙。
(13) 轴挠度：通过安装于泵体上的趋近式表来测量轴挠度，以确保旋转部件与静止部件不会发生接触。同时，轴挠度过大，会导致耐磨环、机械密封和轴承过早失效。
(14) 含水量：通过对润滑油含水量的检测，预测润滑油的更换周期。
设备制造商通过网络可以实时监控设备在用户现场的运行状况，以判断产品什么时候需要维修和保养。在这个阶段，所有制造商都会向服务商转型。
《中国制造2025》明确提出：要加快制造与服务的协同发展，推动商业模式创新，促进生产制造向服务型制造的转变 - 就是由单一产品制造向用户提供一整套系统解决方案。在这方面，发达国家已经走了很长的路。
要想做到生产服务化，必须能为用户提供最优化的、全方位的解决方案。对于离心泵行业来说，可以从以下三个方面着手：
由泵制造商提供完整的泵送系统，而不是将单台泵送到现场然后由承包商或工厂人员安装。这些系统将泵放置在预先制造的结构上，并将所有的辅助设备、管路和电气装配成一个完整的单元。这种“打包泵送系统”有助于最大限度地减少安装不当的外部影响，提高泵的性能。
以恒盛泵业股份有限公司为例，凭借强大的生产制造能力和丰富经验，他们为不少石油石化、海上平台、船舶用户提供过整体设计方案。
传统的维护方式多为反应式维护(设备已经失效，进行事故后维修)或预防性维护(通过采取适当的措施，从而防止设备发生故障)。
预测性维护是在产品出现故障、用户要求之前派出技术服务人员对产品进行维护，这是制造业所追求的终极目标。
在这方面，目前国内外泵行业也仅在少数监测项目上有所突破，如恒盛泵业承建的胜利油田东营原油库迁建工程外输泵项目，其中共涉及恒盛泵业九台双螺杆泵撬块，撬块排量最大达1015m/h，撬块将用于原油库不同输油管线，承担着原油的输送任务。撬块包含了双螺杆泵、密封冲洗系统、强制润滑系统、各种传感器、变送器、自动控制系统、数据采集系统、在线监测与故障诊断系统等。可以用“智能”两个字概括此次撬块系统，它可以做到自动控制，实时数据采集、在线监测与故障诊断，保证设备安全运行，这与胜利油田整个原油库信息化、数字化、智能化的建设初衷相吻合。通过对系统变化的监测，准确判断出其存在的问题或将要发生的故障，不仅为用户解决了目前存在的现实问题，而且为他们以后的维护工作提供了准确的解决方案。
(3) 服务
机泵设备在很多场合是维持系统流程稳定的重要设备，通过物联网技术对其安全可靠性进行监控是非常必要的。
可以为用户难以维护或难以访问的远程机泵系统提供智能解决方案。用户随时随地可以使用智能手机、平板电脑或计算机通过物联网对其进行访问。大大减少流程停机时间、降低维修和运营成本、节省能源、增加利润。
除了向用户提供设备以外，还可以在设备整个生命周期内，为用户提供操作、运行管理、维修及维护、网络安全系统等全套服务。
采用租赁、甚至无偿使用(利润分成)的形式向用户提供产品、产品维修及服务。
只有实体经济才是经济的根本，是一个国家可持续发展的关键，也是建设世界强国的必由之路!传统制造业的转型升级是大势所趋。
正如《中国制造2025》中所描绘的：当前，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，国际产业分工格局正在重塑。必须紧紧抓住这一重大历史机遇，按照“四个全面”战略布局要求，实施制造强国战略，加强统筹规划和前瞻部署，力争通过三个十年的努力，到新中国成立一百年时，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。
在大数据的支持下，借助现代计算机仿真技术，未来泵的结构设计和水力设计将变得相对简单、快捷;而泵本体的节能增效将变得越来越困难。
未来的泵产品将完全是模块化设计，根据不同用户的不同需求，增加或减少不同功能的模块。
作为系统中的一个设备，未来泵将会与系统一起进行最优化的设计，以追求系统整体高效为最终目标。
未来的泵在加工制造上会普遍使用一些先进的制造技术，如增材制造、仿生制造、柔性制造等。
未来的泵通过大数据、云计算，将会实现预测性维护，很少会出现意外停机的状况。
未来的泵将会与机器人融合成为智能泵：可以实现数据收集、优化运行、故障诊断、人泵对话，甚至具有深度学习及故障自我修复的功能。
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