工业智能制造(6篇)

时间:2024-08-12

工业智能制造篇1

【关键词】智能制造;创新平台;核心竞争力;宁波

智能制造是以新一代信息技术为基础,配合新能源、新材料、新工艺,贯穿设计、生产、管理服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。智能制造已成为新一轮工业革命的核心与全球制造业发展的重要方向。加快发展智能制造,是推进“中国制造2025”试点示范城市建设的必要举措,是抢占智能经济发展新机遇、提升制造业核心竞争力、打造智能经济发展先行示范区的必然选择。为此,宁波市工商业联合会课题组侧重从如何实现智能技术的创新突破和龙头企业的示范引领的视角,开展了宁波智能制造发展情况专题调研,并提出关于加快发展智能制造、提升智能经济核心竞争力的建议。

一、宁波智能制造发展的特点与趋势

(一)支持智能制造发展的政策体系和方向路径

逐渐明晰宁波市委、市政府高度重视发展智能制造,以“中国制造2025”试点示范为契机,研究制定推动智能制造发展的战略规划、实施方案和产业政策,基本形成了比较完备的智能制造政策框架体系,明确了以“3511”产业体系作为智能制造发展的重点。智能制造试点示范工作稳步推进,组织部级试点示范项目7个、自动化(智能化)成套装备改造试点项目13个,推动“机器换人”技改专项项目1200余个,行业区域覆盖广泛,示范作用明显。

(二)智能制造创新平台和核心技术突破初见成效

中国工程院院士谭建荣教授和“国千”专家甘中学博士、杨桂林博士带领各自团队相继落户宁波,宁波智能产业研究院、宁波装备制造业产学研技术创新联盟、宁波智能制造技术研究院、宁波智能装备国家检测中心、宁波市智能制造协会等一批创新平台崭露头角,引领宁波企业实现了从最初的技术引进、模仿跟随式创新,到产学研合作集成创新、原始创新以及商业模式创新相结合,在新材料、智能装备等细分领域突破了一批关键核心技术。

(三)龙头企业智能化转型和区域集聚加快形成

镇海炼化、海天塑机、上海大众、宁波吉利等龙头企业智能化转型加速,数字化车间、智能工厂初步呈现。宁波均胜、舜宇集团、弘迅科技、慈星股份等行业领军企业在加快智能化转型的同时,逐步发展成为本土智能制造系统化解决方案供应商。各地积极抢滩布局智能制造产业,余姚产业园、杭州湾新区、新材料科技城、北仑智能装备研发园等智能制造产业集聚区加快形成。

(四)以工业机器人为引领的智能制造装备产业发展驶入“快车道”

从“造产品”到“造装备”,宁波制造产业链不断向智能制造核心产业延伸,初步形成了以工业机器人、成套智能设备、伺服电机、数控机床、精密轴承为代表的智能制造装备产业体系,2016年全市智能制造装备产业实现总产值580亿元。中国机器人峰会永久落户余姚,全市共有工业机器人生产企业100余家,部分企业已初步具备机器人研发生产能力,大正机器人、伊泽机器人等一批拥有自主核心技术的初创型企业发展潜力巨大。物联网产业拥有企业数超过350家,宁波正逐步成为国内物联网器件和设备生产的重要基地。电子信息制造业、软件和信息服务业、集成电路、大数据等产业已具备一定规模。

二、智能制造发展过程中面临的困难和问题

(一)制造基础有待夯实

1.智能制造基础比较薄弱。“两化融合”仍处于“单项应用业务基本成熟、综合集成尚未有效实现”的集成提升阶段初期,制造业企业总体仍处于1.0、2.0、3.0并联发展的阶段,已经达到3.0水平的企业凤毛麟角。数据开发应用能力不足、智能装备集成能力不强、整体自动化水平不高,低成本加工模式较为普遍,智能化改造升级成本自我消化能力不足,4.0技术成了1.0工厂的不可承受之重。2.品牌品质基础不够扎实。智能制造装备整体水平不高,产业链配套不齐全,品牌品质标准认证体系尚不完善,不少制造企业的质量标准化、管理规范化、工厂智能化程度不高,在产业分工体系中仍处于“担水劈柴”的地位和“微笑曲线”的低端,品牌品质建设亟待加强。目前,宁波在制造业品牌建设方面与杭州差距明显,在全国首批制造业单项冠军评选中,我省共有11家企业获评制造业单打冠军,其中杭州八家,宁波仅有两家,这与宁波作为“全国品牌之都”的地位极不相称。3.信息基础设施亟待优化。物联网、云计算和大数据等基础性关键环境要素的建设滞后于智能制造的发展需求,引进大型公共数据平台不足,现有宽带网络容量和多业务承载能力有限,工业企业信息数据安全保障形势严峻。

(二)发展层次亟待提升

1.核心控制技术依赖进口。鼓励大企业、龙头企业在智能制造技术领域进行创新突破、替代进口的发展氛围和政策体系尚未形成,构成智能制造装备和实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件自主化进程缓慢,缺“核”少“芯”问题突出。减速器、伺服电机和控制系统等智能制造核心部件以及精密成套设备长期停留在“引进”阶段,数控机床、机器人等高端产品仍然大量使用国外软件系统,工业机器人等智能制造高端产业低端化苗头显现。2.创新驱动支撑力度不足。一方面,工业机器人等智能制造核心产业研发投入大部分仍处于实验室阶段,产业化进程缓慢;另一方面,大部分制造业企业实施“边缘创新”策略,主要关注产品改良,原创性不足。总体上,宁波国内发明专利授权量不及深圳的1/4、杭州的1/2,也落后于南京、广州、西安、成都和武汉,全球专利布局处于绝对弱势,突破国际垄断技术的能力不够强。同时,企业更重视以土建投资为主的“硬投入”,而对品牌、知识产权、智能化研发等“软投入”则不够重视。3.龙头企业培育引进缓慢。一些本土大企业对智能制造的新模式、新业态观望以待,对智能技术的创新研发鲜有布局,“大而不强”特征较为明显。对具备国际影响力和市场话语权的本土智能制造龙头企业的培育相对缓慢,尚未出现可以比肩深圳中兴、杭州海康威视、青岛海尔、佛山美的、珠海格力等名企的“智能制造”龙头企业。龙头企业引进力度不足,落户宁波的国际知名智能制造企业和服务供应商相对较少,难以为宁波制造企业树立标杆样板。

(三)示范引领有待加强

1.智能制造标准指数缺位。一方面,由于“智能制造”尚处于起步阶段,各界对智能制造的理解、界定尚未形成共识,权威的智能制造产业分类目录和产品标准体系尚未制定出台;另一方面,能够对智能制造发展起到反馈、评估、引领作用的指标评价体系尚未建立,难以科学反映宁波智能制造所处方位和发展水平。受此影响,不少企业对“智能制造”认识不清、方向不明,政府相关政策落实效果大打折扣。2.智能制造实施路径不明。对试点示范项目的总结、推广步伐还不够快,适合不同行业、不同规模企业的可复制、可推广的智能制造实施路径较为缺乏。离散型智能制造、流程性智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制和远程运维服务等新业态、新模式稀缺,人工智能、大数据、传感器等新技术尚未推广,数字化车间和智能工厂应用较少。分类指导、精准施策还未形成机制,制造企业探索差异化智能制造路径困难较多。3.智能制造文化引领不力。一方面,由于实体制造业利润微薄,而开展智能制造投入巨大,“脱实向虚”诱惑不断,即便是少数专业专注的“工匠企业”,对资金投入大、见效周期长的智能技术研发和智能化也持谨慎态度;另一方面,各类媒体对坚守主业、不断追求工艺完美和产品极致的“工匠精神”、在细分领域能够引领国际一流品质的“工匠企业”宣传不够,宁波尚未形成“工匠精神”培育、传承、弘扬的社会环境,全社会理解、支持、尊崇“智能制造”的文化氛围淡薄。

(四)服务保障亟需优化

1.公共技术服务支撑不足。能够为龙头企业开展智能技术创新提供智能制造整体解决方案和技术支撑的公共机构还处于起步阶段,集成软件、工业设计、检验检测、科技中介咨询、工程服务、专业公司等优质供应商较为紧缺,数据智能应用服务平台缺乏。部分本土智能制造龙头企业虽然能提供局部的智能化改造服务,但系统化方案解决能力依然不足,难以满足广大制造企业开展智能制造的需求。2.国际技术合作服务乏力。当前宁波开展智能制造国际合作的平台较为缺乏,与德日等发达国家和“一带一路”沿线各国驻华机构及驻外机构的联系不够紧密,鼓励龙头企业“走出去”开展国际技术合作的服务机制不够健全,支持企业参与跨国招商、跨国并购、跨国研发的力度不足,难以引进、消化、吸收其他国家的先进智能制造技术为我所用。

三、发展智能制造提升智能经济核心竞争力的对策建议

(一)推进强基工程,打通智能制造承载能力的“卡口”

1.提升制造业基础能力。针对关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺和产业技术基础的“四基”短板精准发力,矢志不移推进“强基”工程,着力在新材料、智能装备、新一代信息技术等重点领域的“四基”工程化、产业化生产和应用取得重大突破。狠抓管理提效、工厂升级,提高工厂自动化水平,踏实补好2.0的课。通过强有力的政策扶持,推动大企业和龙头企业“弯道超车”,加快实现从2.0向3.0、4.0的过渡。2.加强质量品牌建设。借鉴杭州加强“中国制造2025”质量品牌标准认证体系建设的成功经验,通过培育一批行业细分领域的“工匠型”企业,引导制造企业加大专利品牌标准等“软实力”投资,积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料,促进“宁波产品”向“宁波精品”转变,引导企业积极参与国际和国家、省级技术标准的制订,形成一批能够代表“宁波智造”、引领国内产业发展的技术标准,以此推动宁波智能制造质量品牌建设跃上新台阶,不断提升“宁波制造”的品牌价值和整体形象。3.完善信息基础设施建设。以“宽带宁波”和企业信息化建设为契机,全面拓展宽带容量,提升多业务承载能力,加强企业内部网络宽带设施建设,完善匹配工业控制系统标准的信息网络。着力加强公共场所和智能制造产业集聚园区的工业互联网基础设施建设,推进工业大数据、云平台与工业宽带的对接,着力打造“网+云+端”的制造信息基础设施。加快引进和培育一批本土工业软件开发企业,鼓励研制安全可靠的信息安全软件产品,强化工业互联网信息安全管控,确保智能制造信息安全。

(二)主攻替代进口,抢占智能制造创新发展的“风口”

1.突破智能制造关键技术。面向宁波智能制造重点发展领域,针对制造业设计、生产、管理、服务等关键环节智能化发展的迫切需求,研究制定技术创新路线图,支持行业龙头骨干企业、科技创新型企业全面整合创新链、超前布局产业链、不断完善服务链。前瞻布局工业机器人、新能源汽车、碳材料、新兴磁性材料与器件、集成电路、关键基础件等一批市级重大科技专项和关键技术专项,突破一批关键智能基础零部件、工作母机先进设计制造工艺技术以及先进感知与测控、控制与优化、建模与仿真、工业大数据等共性关键智能制造技术。大力推进科技成果孵化、产品中试和产业化应用,提高系统集成应用技术水平,形成智能制造关键核心技术体系支撑能力,提高智能技术国产化水平。2.打造智能制造创新中心。广泛参考国际先进城市开展技术创新的探索实践,借鉴运用上海、深圳等城市打造世界级科创中心的经验做法,依托智能制造产业集聚优势,加快实施一流创新平台引进共建计划、国际创新资源链接计划、高层次人才引培计划,加大国内外智能制造领域知名科研院所的引进力度,推动全球智能制造领域的创新人才、研发团队和科研成果等各类创新要素资源向宁波集聚。统筹整合全市高等院校、智能制造产业研究院等科研院所、企业研发中心、孵化平台、科技大市场等存量创新平台,在紧跟智能制造发展前沿的基础上,围绕产业链布局创新链,重点突破关键领域、核心装备和基础工艺,把宁波打造成为在全国具备一定影响力的智能制造创新中心和智能制造技术研发的“策源地”。3.培育智能制造领军企业。通过出台鼓励科研院所以技术和研发成果入股企业等激励政策、建立核心关键技术研发风险补偿机制、完善技术与资本市场紧密对接协同发力机制、优化创新成果转移和产业化服务体系等途径,释放创新体制“红利”,吸引西门子等国际知名智能制造企业来甬设立分支机构,鼓励龙头企业和140余个细分行业“隐形冠军”建设高端技术研发中心,着力提升以自主知识产权为核心的企业竞争力,培育壮大智能制造“领军企业”队伍,发挥“领军企业”对行业上下游企业的裂变带动作用,引领广大中小微企业向“单项冠军”和“专精特新”方向发展,使更多的企业成为智能制造技术创新的领跑者。

(三)强化示范引领,明确智能制造突破提升的“方向”

1.强化智能制造标准指数引领。尽快组织部门、专家加大对“智能制造”产业标准的研究力度,加快建立产业分类目录。成立一批质量认证机构,着力在新材料、光学电子、工业机器人等重点优势产业领域研究制定一批基础共性标准、关键技术标准、产品标准和重点应用标准,并争取上升为“浙江标准”和国家标准,提升自主技术标准的国际话语权。借鉴宁波具有国际航运影响力的“海上丝路贸易指数”的成功经验,组织专家开展智能制造指标评价体系研究,力争在全国率先“智能制造指数”,使之成为评价、引领智能制造发展的“风向标”。2.充分发挥示范引领作用。探索形成离散型、流程型、网络协同制造、大规模个性化定制和远程运维服务等一批成熟、可复制、可推广的智能制造新业态、新模式,分行业建设一批示范数字化车间和智能工厂,着力打造一批智能技术研发示范企业,把部分智能制造基础和环境较好的县(市、区)、产业园区打造成为智能制造示范基地,充分发挥试点示范项目的积极引领作用。3.突出智能制造文化引领。大力弘扬专业专注、精益求精的“工匠精神”,借鉴深圳“鼓励创新、宽容失败”的创新精神,大力挖掘宣传方太厨具、江丰电子、均胜电子等宁波智能制造领军企业先进典型事迹,全面总结提炼推广“黄大年精神”,丰富宁波智能制造文化的基因。积极借鉴温州筹拍《温州一家人》系列电视剧的成功经验,筹拍以茅理翔父子、姚力军、王剑锋等一批企业家坚持创业创新、深耕智能制造的艰辛历程为背景的电视剧,增强宁波“智能制造”的自豪感、荣誉感,树立以开展智能制造为荣的“智造文化”,引导制造企业深耕智能制造,持之以恒走“专精特新”路线,打造智能制造“百年老店”。

(四)优化服务保障,消除公共服务能力不足的“痛点”

工业智能制造篇2

[关键词]智能制造;传统制造业;转型升级

一、智能制造是传统制造业转型升级的必然选择

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,实现设计过程、制造过程和制造装备智能化,是信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合与集成。智能制造是制造业自动化、数字化发展的高级阶段和必然结果,其发展和应用对于改变传统生产模式、降低生产成本、提高生产效率、提升制造业核心竞争力具有非常重要的意义。

智能制造主要包括三方面内容。一是以信息化创新研发设计手段、研制智能产品;二是推进生产装备的数字化、网络化,发展智能装备;三是推进生产过程的自动化、智能化,建设自动工厂。

智能制造是传统制造业转型升级的必由之路。首先,自动化、数字化工厂使直接从事生产的劳动能力大幅下降,劳动力占生产总成本越来越小。其次,数字化制造可以满足个性化需求,实现定制生产,并且交货期大大缩短。最后,传统的自上而下集中式经营方式将被分散的经营方式所取代,传统的金字塔式的管理体制将被扁平管理体制取代,对市场也将会做出更加快速的反应。

智能制造将进一步提高制造系统的柔性化和自动化水平,使生产系统具有更完善的判断与适应能力,显著减少制造过程物耗、能耗,提升传统制造业的水平。

二、提升智能制造水平促进传统制造业转型升级的途径

通过创新驱动、机器换人,以现代化、自动化的装备提高劳动生产率和提升传统产业,实现减员增效、减能增效、减耗增效、减污染排放增效和提高优质产品率、提高全员劳动生产率等“四减两提高”目标。这是辽宁传统制造业以技术红利替代人口红利,应对传统低成本优势削弱所面临的挑战,推动转型升级的关键途径。

(一)面向需求发展智能制造装备产业

“产学研用”紧密结合打造智能制造装备产业联盟。引导建立企业、高校和科研院所共同参与的产学研用联盟,加强智能装备制造企业技术创新能力;加强产业链垂直整合,通过“基地―项目―人才”的长期支持,形成覆盖设计、制造、销售、维护等产业链环节的联盟运行机制。

加快发展智能制造装备技术。加强对知识产权的保护力度,以联盟为基础共建智能制造领域产业研究院、公共重点实验室和工程技术中心,增强技术研发能力,攻克智能制造系统和核心部件的关键共性技术,研发工程化产品,推动核心部件的技术突破和产业化。

着力推进工业机器人产业发展和企业应用。吸引国际国内的机器人产品生产或研发企业来辽宁发展,培育工业机器人大型企业集团,促进企业联合、兼并与合作,培育一批具有国际竞争力的大企业和单项产品“小巨人”,形成一批优秀企业及产品品牌。建设机器人产业公共技术研发服务平台,着力培育工业机器人服务业,做大前端研发和后端营销,打造工业机器人技术研发、产品设计、服务中心、营销平台。

实施智能制造装备标准化与质量控制提升工程。以加强标准化工作为突破口,为智能制造装备提供技术标准支撑,提升重点行业、重点企业和重点产品采标达标水平;加快智能制造装备重点领域标准的制订步伐,加大采用国际标准和国外先进标准的力度;以产业聚集区为载体推进企业间的交流与合作,实现上下游产品标准对接,保证产业链的协调性和一致性;以稳定和提高产品质量为目标,联合相关专业机构共同开展专项技术攻关活动,解决影响供应链质量的瓶颈问题;指导企业提高对采购产品的质量检测能力,确保产业链各环节的产品质量水平,并对重要供应商开展第三方审核;加大对采用新材料、新产品、新技术和新工艺的支持力度,支持企业开展技术改造和技术创新工作。

在沈阳等地建立智能制造装备集聚区。围绕纺织、轻工、机械、电子电器、建材、五金等传统制造业领域转型升级的需要,以沈阳装备制造产业集群为基础,以中国科学院创新研究中心及产业化基地为核心,构建辽宁智能制造装备产业发展集聚区,集聚国内外智能装备及关键零部件研发生产机构,建立适合行业需求的专用智能制造装备产业体系。

(二)政策扶持完善智能制造支撑体系

设立“智能制造”专项资金。对智能制造装备产业化发展给予资金支持,采用无偿资助、贷款贴息、有偿使用、委托投资等多种操作方式,扶持企业实施“机器换人”项目。鼓励金融机构对试点企业“机器换人”项目优先给予贷款,鼓励省内信用担保基金优先给予担保贷款贴息;鼓励金融机构开展多种形式的首台套保险业务。

加强对“智能制造”发展的研究指导。成立智能制造专家咨询小组,邀请国内外专家进行实地调研和现场诊断,重点研究探讨智能制造推进过程中遇到的热点难点问题,研究技术和产业发展趋势,定期出台政策,对部分工种要求强制采用机器代替人工。

建设智能制造公共服务平台。通过完善功能、提升能力,为中小企业提供智能制造设计及检测、产品测试、检测设备研发、工业设计、虚拟仿真、样品分析、快速成型、3C认证、人才培养等服务。积极为企业提供物联网技术支持,推进企业应用条码、物联网技术实现生产过程的实时监测、质量控制和售后过程的产品跟踪、故障诊断、服务优化。

实施智能制造人才培养工程。依托高校、科研院所和企业培训资源,建立智能制造人才培训和实训基地,重点培养高层次研发和应用人员。积极推进行业职业技能鉴定工作和高技能人才选拔工作,加强企业人员职业培训,每年针对示范企业技术骨干开展提高培训,针对企业员工开展普及培训。

加强对智能制造的国际合作与宣传力度。鼓励开展智能制造联合创新、应用示范、人才培训和评估认证等领域的国际交流与合作,支持国内相关组织和企业参与相关领域国际标准的制修订。普及工业转型升级知识,推广先进经验,营造社会氛围,提高全社会对发展智能制造的知晓度、认知度、参与度。

参考文献

工业智能制造篇3

实际上,一些家电企业的这种说法太过浅薄:智能制造不等于机器人,智能制造的核心更加不是机器人,而是源自于企业由内到外的一场智能化革命。这其中涉及上游的产品研发、下游的分销。

重新定义智能制造

智能制造其实是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在生产制造过程中能够代替人进行各种智能活动。比如,分析、推理、判断、构思和决策等。在产品的生产制造环节,通过机器与人的合作,去延伸和取代部分生产过程中的脑力劳动。它更新了自动化的概念,扩展到智能化、柔性化和高度集成化。

简单来说,智能制造和机器人之间的关系就是机器人属于智能制造的范围,是实现智能制造的重要智能设备。但智能制造却不只包括机器人。智能制造是指从产品设计、生产、加工、销售等全部周期的数字化和智能化的体现。

智能制造核心是什么?

显然,智能制造的核心并不是机器人。其本质是把制造过程中的黑盒子打开,把看不见的东西透明化,真正实现生产设备互联互通,从消费需求到产品创新的数字化、智能化。

比如,海尔就主动向外界开放其互联网工厂,并打造为“透明工厂”,让消费者可以随时了解、观察海尔每一台家电的生产制造过程。消费者可以随时了解其家电产品的生产、制造以及发货周期。

对所有家电企业来说,智能制造应该理解为一种智能化、信息化、技术化三化深度融合的过程。要实现智能制造,就要打破以往的传统观念,用创新思维进行管理,改变传统的商业模式和生产模式。为了机器换人,为了自动化而自动化,甚至可能会把好企业给拖垮。

智能制造核心不是机器人

其实不管是智能制造、第三次工业革命还是“德国工业4.0”,都包含制造装备,而机器人就是非常灵活的制造装备。这一点是没有什么争议的,发展机器人既是顺应历史潮流,也是把握未来发展趋势。

机器人的发展,应该可以分为制造和应用两个方面。从应用层面讲,国家工业机器人自2000年以来一直呈快速上升的态势。在全部应用的机器人中,国产只占10%左右。这一方面说明,中国经济形势发展到了一个新的阶段:工人工资上涨,劳动力短缺,机器人的大范围应用是必然;另一方面也说明中国正在从制造业大国向制造业强国转型,对包括机器人在内的自动化高端设备需求的迫切性很高。当然,要成为机器人强国就不能大量依靠进口,而是自己有能力来制造。

目前,中国工业机器人数量每年还在以超过10%的速度增长,国内正在建设的机器人产业园已经达到36个,还有一些公司也在做。在发展过程中,大浪淘沙是不可避免的,会冒出来一些在中国机器人发展历史上有重要地位的公司,也必定有一些会销声匿迹。

中国和欧美等制造业的情况不太一样。德国工业4.0实际上对应的是智能制造时代,而在这之前人家已经走过了1.0、2.0、3.0。我们国家可能现在刚刚处于2.0的时代,制造业基础还欠缺比较多,但我们在互联网方面的创新还是非常令人振奋的,比如说阿里巴巴、小米。

正是利用了互联网的思维和技术,中国的小米手机能够在智能手机中异军突起,这在以往是很难想象的。实际上,我们的信息技术发展和国外的距离已经没有那么远,有理由从这里突破“走中国自己的智能制造道路”。智能制造主要是信息技术发展促进的结果,包括网络、传感器、IC芯片、物联网等。这样的进步使得获取、传递和处理信息的能力和以往完全不一样,使得以往不可及的地方变为可及,这样制造才能智能起来。

现在也有些人把“德国工业4.0”简化为“工业4.0”,甚至有人把“工业”也丢掉了直接叫“4.0”,好像要把其变成为中国践行的信条。中德政府也在推动相关方面的合作开发,但是到底怎么合作,还需要仔细考虑。不同的制造行业智能的含义也有所不同,到底是自己主导开发,还是依照德国的技术标准,可能具体问题需要具体分析。

诚然,在“中国制造2025”战略推动下,因为一些利好政策与政治因素,中国的制造企业都在积极推动生产线向智能制造方向转型升级。但在热潮之下,更应该冷静分析:智能制造一定要先医后药、量力而行。因为缺少投资回报率的成本投入,哪怕是30%,也可能把一个好企业给拖垮。

所谓先医后药,就是先对企业进行诊断,再拟出最适合企业的路径方法。任何步骤都绕不过先做好产品,进行创意产品设计,使其产品易于面向机器人装配、低成本又高质量;再打造卓越的流程,拥有最少的浪费和最好的质量。在成功完善了以上两步之后,再评估企业在通往工业4.0的道路上所到达的层次,进行业务需求排序,搭建智能制造的框架,构建良好的布局等。说到底,引进机器人,推动智能化进程,更像是一个结果,而非神奇的济世良方,适合于所有的企业。

所谓量力而行,指的就是企业主必须认清企业所处位置、拥有的实力,清楚认知每一个位置的前进目标,在纷繁复杂的现状里找到最适合企业所走的路径,切忌盲目跟风。不贴合实际地去购置大量机器人的后果,只能是造成资金的浪费以及机器人的闲置,这样的例子比比皆是。

“人”的作用正在凸显

无论是不是局限于机器人生产,智能制造毕竟提升了效率、降低了成本,是大势所趋。那么人究竟应该在智能制造中处于什么样的地位?以机器人为代表的“硬件”与人所代表“软件”,在智能制造中又该以谁为主?

工业智能制造篇4

过去20年,互联网是改变社会、改变商业最重要的技术;如今,物联网的出现,让许多物理实体具备了感知能力和数据传输的表达能力;未来,随着移动互联网、物联网以及云计算和大数据技术的成熟,生产制造领域将具备收集、传输及处理大数据的高级能力,使制造业形成工业互联网,带动传统制造业的颠覆与重构。

“工业互联网”的概念最早是由美国通用电气公司(GE)于2012年提出的,随后联合另外四家IT巨头组建了工业互联网联盟(IIC),将这一概念大力推广开来。“工业互联网”主要含义是,在现实世界中,机器、设备和网络能在更深层次与信息世界的大数据和分析连接在一起,带动工业革命和网络革命两大革命性转变。

工业互联网联盟的愿景是使各个制造业厂商的设备之间实现数据共享。这就至少要涉及到互联网协议、数据存储等技术。而工业互联网联盟的成立目的在于通过制定通用的工业互联网标准,利用互联网激活传统的生产制造过程,促进物理世界和信息世界的融合。

工业互联网基于互联网技术,使制造业的数据流、硬件、软件实现智能交互。未来的制造业中,由智能设备采集大数据之后,利用智能系统的大数据分析工具进行数据挖掘和可视化展现,形成“智能决策”,为生产管理提供实时判断参考,反过来指导生产,优化制造工艺(图1)。

智能设备可以在机器、设施、组织和网络之间实现共享促进智能协作,并将产生的数据发送到智能系统。

智能系统包括部署在组织内的机器设备,也包括互联网中广泛互联的软件。随着越来越多的机器设备加入工业互联网,实现贯通整个组主和网络的智能设备协同效应成为可能。深度学习是智能系统内机器联网的一个升级。每台机器的操作经验可以聚合为一个信息系统,以使得整套机器设备能够不断地自行学习,掌握数据分析和判断能力。以往,在单个的机器设备上,这种深度学习的方式是不可能实现的。例如,从飞机上收集的数据加上航空地理位置与飞行历史记录数据,便可以挖掘出大量有关各种环境下的飞机性能的信息。通过这些大数据的挖掘与应用,可以使整个系统更聪明,从而推动一个持续的知识积累过程。当越来越多的智能设备连接到一个智能系统之中,结果将是系统不断增强并能自主深度学习,而且变得越来越智能化。

工业互联网的关键是通过大数据实现智能决策。当从智能设备和智能系统采集到了足够的大数据时,智能决策其实就已经发生了。在工业互联网中,智能决策对于应对系统越来越复杂的机器的互联、设备的互联、组织的互联和庞大的网络来说,十分必要。智能决策就是为了解决系统的复杂性。

当工业互联网的三大要素——智能设备、智能系统、智能决策,与机器、设施、组织和网络融合到一起的时候,其全部潜能就会体现出来。生产率提高、成本降低和节能减排所带来的效益将带动整个制造业的转型升级。

所以说,“工业互联网”代表了消费互联网向产业互联网的升级,增强了制造业的软实力,使未来制造业向效率更高、更精细化发展。

“工业4.0”中的智能制造

2009到2012年欧洲深陷债务危机,德国经济却一枝独秀,依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业所维持的国际竞争力。对于德国而言,制造业是传统的经济增长动力,制造业的发展是德国工业增长不可或缺的因素,基于这一共识,德国政府倾力推动进一步的技术创新,其关键词是“工业4.0”。

“工业4.0”中,互联网技术发展正在对传统制造业造成颠覆性、革命性的冲击。网络技术的广泛应用,可以实时感知、监控生产过程中产生的海量数据,实现生产系统的智能分析和决策,使智能生产、网络协同制造、大规模个性化制造成为生产方式变革的方向。“工业4.0”所描绘的未来的制造业将建立在以互联网和信息技术为基础的互动平台之上,将更多的生产要素更为科学地整合,变得更加自动化、网络化、智能化,而生产制造个性化、定制化将成为新常态。

自动化只是单纯的控制,智能化则是在控制的基础上,通过物联网传感器采集海量生产数据,通过互联网汇集到云计算数据中心,然后通过信息管理系统对大数据进行分析、挖掘,从而作出正确的决策。这些决策附加给自动化设备的是“智能”,从而提高生产灵活性和资源利用率,增强顾客与商业合作伙伴之间的紧密关联度,并提升工业生产的商业价值(图2)。

生产智能化。全球化分工使得各项生产要素加速流动,市场趋势变化和产品个性化需求对工厂的生产响应时间和柔性化生产能力提出了更高的要求。“工业4.0”时代,生产智能化通过基于信息化的机械、知识、管理和技能等多种要素的有机结合,从着手生产制造之前,就按照交货期、生产数量、优先级、工厂现有资源(人员、设备、物料)的有限生产能力,自动制订出科学的生产计划。从而,提高生产效率,实现生产成本的大幅下降,同时实现产品多样性、缩短新产品开发周期,最终实现工厂运营的全面优化变革。

传统制造业时代,材料、能源和信息是工厂生产的三个要素(图3)。传统制造业发展的历史,就是工厂利用材料、能源和信息进行物质生产的历史。材料、能源和信息领域的任何技术革命,必然导致生产方式的革命和生产力的飞跃发展。但是,随着移动互联网和云计算、大数据技术的发展,计算机到智能手机等移动终端的演进,越来越多功能强大的智能设备以无线方式实现了与互联网或设备之间的互联。由此衍生出物联网、服务互联网和数据网,推动着物理世界和信息世界以信息物理系统(CPS)的方式相融合。也可以说,是这种技术进步使得制造业领域实现了资源、信息、物品、设备和人的互通互联。

通过互通互联,云计算、大数据这些新的互联网技术,和以前的自动化的技术结合在一起,生产工序实现纵向系统上的融合,生产设备和设备之间,工人与设备之间的合作,把整个工厂内部的要素联结起来,形成信息物理系统,互相之间可以合作、可以响应,能够开展个性化的生产制造,可以调整产品的生产率,还可以调整利用资源的多少、大小,采用最节约资源的方式。

“工业4.0”时代,在智能工厂中,CRM(CustomerRelationshipManagement,客户关系管理)、PDM(ProductDataManagement,产品数据管理)、SCM(Supplychainmanagement,供应链管理)等软件管理系统可能都将互联。届时,接到顾客订单后的一瞬间,工厂就会立即自动地向原材料供应商采购。原材料到货后,将被赋予数据,“这是给某某客户生产的某某产品的某某工艺中的原材料”,使“原材料”带有信息。带有信息的原材料也就意味着拥有自己的用途或目的地。在生产过程中,原材料一旦被错误配送到其他生产线,它就会通过与生产设备开展“对话”,返回属于自己的正确的生产线;如果生产机器之间的原材料不够用,生产机器也可以向订单系统进行“交涉”,来增加原材料数量;最终,即便是原材料嵌入到产品内之后,由于它还保存着路径流程信息,将会很容易实现追踪溯源(图4)。

设备智能化。在未来的智能工厂,每个生产环节清晰可见、高度透明,整个车间有序且高效地运转。“工业4.0”中,自动化设备在原有的控制功能基础上,附加一定的新功能,就可以实现产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能性等智能化要求。这些为生产设备添加的新功能是指通过为生产线配置众多传感器,让设备具有感知能力,将所感知的信息通过无线网络传送到云计算数据中心,通过大数据分析决策进一步使得自动化设备具有自律管理的智能功能,从而实现设备智能化。

“工业4.0”中,在生产线、生产设备中配备的传感器,能够实时抓取数据,然后经过无线通信连接互联网传输数据,对生产本身进行实时的监控。设备传感和控制层的数据与企业信息系统融合形成了信息物理系统(CPS),使得生产大数据传到云计算数据中心进行存储、分析,形成决策并反过来指导设备运转。设备的智能化直接决定了“工业4.0”所要求的智能生产水平。

能源管理智能化。近年来,环境和节能减排已成为制造业最重视的课题之一。许多制造业企业都已经开始应用信息技术,对生产能耗进行管理,以最具经济效益的方式,部署工业节能减排与综合利用的智能化系统架构,从资源、原材料、研发设计、生产制造到废弃物回收再利用处理,形成绿色产品生命周期管理的循环。

供应链管理智能化。在传统的制造业生产模式中,无论是工厂还是供应商,都需要为制造业的零部件或原材料的库存付出一定的成本支出,由于供应商和工厂之间的信息不对称和非自动的信息交换,生产的模式只能采用按计划或按库存生产的模式,灵活性和效率受到了约束。

“工业4.0”时代,复杂的制造系统在一定程度上也加速了产业组织结构的转型。传统的大型企业集团掌控的供应链主导型将向产业生态型演变,平台技术以及平台型企业将在产业生态中的展现出更多的作用。因此,企业竞争战略的重点将不再是做大规模,而将是智能化的供应链管理,在不断变化的动态环境中获得和保持动态的供需协调能力。

供应链管理智能化将统一工厂的零部件库存和供应商的生产流程,从而保证工厂的零部件库存的最小化,降低库存带来的风险,降低生产成本。供应链管理智能化要求企业间的信息采用基于事件驱动的方式交换信息,信息的交换是实时的,并且对方同样可以做出实时的反应,供应链上不同企业的运作效率与在同一个企业中不同部门的运作一样敏捷,具有满足不断变化的需求的适应性。供应链管理智能化将为供应链上的企业带来更大的利益,供应链上各个企业的协同制造将为降低制造成本、物流成本,缩短制造周期,提供更好的服务和有力的保障。

实现上述四个智能化体现了“工业4.0”的宏大愿景。“工业4.0”认为实现上述四个智能化其实是一个简单的概念:将大量的有关人、信息管理系统、自动化生产设备等物体融入到信息物理系统(CPS)中,在制造系统中,利用产生的数据为企业服务,协同企业的生产和运营。

智能制造的内涵

无论是德国的“工业4.0”,还是美国的“工业互联网”,其实质与我国工业和信息化部推广的“两化融合”战略大同小异。某种程度上说,以智能制造为代表的新一轮工业革命或许对于我国制造业是一个很好的机会,也可能是我国制造业转型升级的一个重要机遇。

工厂内实现“信息物理系统”。德国“工业4.0”其实就是基于信息物理系统(CPS)实现智能工厂,最终实现的是制造模式的变革。CPS概念最早是由美国国家基金委员会在2006年提出,被认为有望成为继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次浪潮。

CSP是融合技术,包括计算、通信以及控制(传感器、执行器等)。中国科学院何积丰院士指出:“CPS,从广义上理解,就是一个在环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统,它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。CPS的最终目标是实现信息世界和物理世界的完全融合,构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络,并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式。”

目前所说的制造业信息化,首先强调的是CAD(ComputerAidedDesign,计算机辅助设计)、CAM(ComputerAidedManufacturing,计算机辅助制造)等工业软件和PPS(生产计划控制系统)、PLM(产品生命周期管理)等信息化管理系统。主要应用于由上而下的集中式中央控制系统。

而信息物理系统(CPS)则通过物体、数据以及服务等的无缝连接,实现了生产工艺与信息系统融合,形成了智能工厂。物联网和服务互联网分别位于智能工厂的三层信息技术基础架构的底层和顶层。最顶层中,与生产计划、物流、能耗和经营管理相关的ERP、SCM、CRM等,和产品设计、技术相关的PLM处在最上层,与服务互联网紧紧相连。中间一层,通过CPS物理信息系统实现生产设备和生产线控制、调度等相关功能,从智能物料供应,到智能产品的产出,贯通整个产品生命周期管理。最底层则通过物联网技术实现控制、执行、传感,实现智能生产(图5)。

智能工厂的产品、资源及处理过程因CPS的存在,将具有非常高水平的实时性,同时在资源、成本节约中也颇具优势。智能工厂将按照重视可持续性的服务中心的业务来设计。因此,灵活性、自适应以及机械学习能力等特征,甚至风险管理都是其中不可或缺的要素。智能工厂的设备将实现高级自动化,主要是由基于自动观察生产过程的CPS的生产系统的灵活网络来实现的。通过可实时应对的灵活的生产系统,能够实现生产工程的彻底优化。同时,生产优势不仅仅是在特定生产条件下一次性体现,也可以实现多家工厂、多个生产单元所形成的世界级网络的最优化。

工厂间实现“互联制造”。随着信息技术和互联网、电子商务的普及,制造业市场竞争的新要求出现了变化。一方面,要求制造业企业能够不断地基于网络获取信息,及时对市场需求做出快速反应;另一方面,要求制造业企业能够将各种资源集成与共享,合理利用各种资源。

互联制造能够快速响应市场变化,通过制造企业快速重组、动态协同来快速配置制造资源,在提高产品质量的同时,减少产品投放市场所需的时间,增加市场份额;能够分担基础设施建设费用、设备投资费用等,减少经营风险。通过互联网实现企业内部、外部的协同设计、协同制造和协同管理,实现商业的颠覆和重构。通过网络协同制造,消费者、经销商、工厂、供应链等各个环节可利用互联网技术全流程参与。传统制造业的模式是以产品为中心,而未来制造业通过与用户互动,根据用户的个性化需求,然后开始部署产品的设计与生产制造。

另外,作为一个未来的潮流,工厂将通过互联网,实现内、外服务的网络化,向着互联工厂的趋势发展。随之而来,采集并分析生产车间的各种信息向消费者反馈,从工厂采集的信息作为大数据经过解析,能够开拓更多的、新的商业机会。经由硬件从车间采集的海量数据如何处理,也将在很大程度上决定服务、解决方案的价值。

过去的制造业只是一个环节,但随着互联网进一步向制造业环节渗透,网络协同制造已经开始出现。制造业的模式将随之发生巨大变化,它会打破传统工业生产的生命周期,从原材料的采购开始,到产品的设计、研发、生产制造、市场营销、售后服务等各个环节构成了闭环,彻底改变制造业以往仅是一个环节的生产模式。在网络协同制造的闭环中,用户、设计师、供应商、分销商等角色都会发生改变。与之相伴而生,传统价值链也将不可避免的出现破碎与重构。

工厂外实现“数据制造”。满足消费者个性化需求,一方面需要制造业企业能够生产或提供符合消费者个性偏好的产品或服务,一方面需要互联网提供消费者的个性化定制需求。由于消费者人数众多,每个人的需求不同,导致需求的具体信息也不同,加上需求的不断变化,就构成了产品需求的大数据。消费者与制造业企业之间的交互和交易行为也将产生大量数据,挖掘和分析这些消费者动态数据,能够帮助消费者参与到产品的需求分析和产品设计等创新活动中,为产品创新作出贡献。

因此,大数据将构成制造业智能化的一个基础。大数据在制造业大规模定制中的应用除了围绕定制平台这一核心之外,还包括数据采集、数据管理、订单管理、智能化制造等。定制数据达到一定的数量级,就可以实现大数据应用,通过对大数据的挖掘,实现流行预测、精准匹配、时尚管理、社交应用、营销推送等更多的应用(图6)。同时,大数据能够帮助制造业企业提升营销的针对性,降低物流和库存的成本,减少生产资源投入的风险。

“数据制造”时代,互联网技术将全面嵌入到工业体系之中,将打破传统的生产流程、生产模式和管理方式。生产制造过程与业务管理系统的深度集成,将实现对生产要素的高度灵活配置,实现大规模定制生产。从而,将有力推动传统制造业加快转型升级的步伐。毫无疑问,“数据制造”将会改变制造业思维,给制造业带来更多的灵活性和想象空间,也或将颠覆制造业的游戏规则。

对我国的启示

没有强大的制造业,一个国家将无法实现经济快速、健康、稳定的发展,劳动就业问题将日趋突显,人民生活难以普遍提高,国家稳定和安全将受到威胁,信息化、现代化将失去坚实基础。改革开放以来的30多年中,中国经济经历了接近10%的高速增长阶段,而制造业是我国经济高速增长的引擎。目前,我国尚处于工业化进程的中后期,制造业创造了GDP总量的三分之一,贡献了出口总额的90%,未来几十年制造业仍将是我国经济的支柱产业。

重新定义“智能制造”的关键词。进入21世纪以来,制造业面临着全球产业结构调整带来的机遇和挑战。特别是2008年金融危机之后,世界各国为了寻找促进经济增长的新出路,开始重新重视制造业,欧盟整体上开始加大制造业科技创新扶持力度;美国于2011年提出“先进制造业伙伴计划”,旨在增加就业机会,实现美国经济的持续强劲增长。美国国家科学技术委员会于2012年2月正式了《先进制造业国家战略计划》,德国于2013年4月推出《工业4.0战略》。我们应该通过比较研究《美国先进制造业国家战略计划》《德国工业4.0战略》等资料中的先进制造业关键词,进而来定义未来制造业的发展方向(图7)。

一是软性制造。大规模制造时代,传统的制造环节利润空间越来越受到挤压。所以,从发达国家发展先进制造业的战略规划中均可以看到,制造业的概念和附加值正在不断从硬件向软件、服务、解决方案等无形资产转移。相对于传统制造业,如今的制造业是软件带给硬件功能、控制硬件、对硬件造成极大影响。同时,与以往的硬件商品所不同,目前的制造业中,对商品附属的服务或者基于商品上面的解决方案的需求正在快速增加。

所谓软性制造,就是增加产品附加价值、拓展更多、更丰富的服务与解决方案。因为相对于硬件,产品内置的软件、附带的服务或者解决方案通常是软性和无形的,都是“看不见”的事物,所以称之为软性制造。

软性制造不再将“硬件”生产视为制造业,而认为“软件”在制造业中不断发挥主导作用,商品产生的服务或解决方案将对制造业的价值产生巨大影响。所以,未来的制造业需要放弃传统的“硬件式”的思维模式,而要从软件、服务产生附加值的角度去发展制造业。软件、服务在整个制造业价值链中所占的比重将越来越大,呈现显著的增长趋势。未来制造业企业向顾客提供的不再是单纯的产品,而是各种应用软件与服务形态集成于一体的整体解决方案。

二是从“物理”到“信息”的趋势。以往,每当提及制造业,恐怕都认为是各种零部件构成硬件产品的核心。随着封装化、数字化的发展,零部件生产加工技术加速向新兴市场国家转移,这样,零部件本身的利润就难以维系。因此,发达国家制造业开始更加注重通过组装零部件进行封装化,将部分功能模块化,将系列功能系统化,来提升附加价值。

模块化是将标准化的零部件进行组装,以此来设计产品。从而能够快速响应市场的多样化需求,满足消费者的各项差异化需求。以往,在产品生产过程中,需要付出很多时间和成本,如果将复杂化的产品通过几个模块进行组装,就能够同时解决多样化和效率化的问题。

但是,模块化本身不过是产品的一项功能,未来制造业将更加重视在通过模块化和封装化的基础上进行系统化,拓展新的应用与服务。如果以系统化为主导,就能相对于“物理”意义上的零部件,获取更多的带有“信息”功能的附加价值。相反,如果不掌控系统的主导权,无论研发出的零部件的质量和功能多么好,也难以成为市场价格的主导者。

三是从“群体”到“个体”的趋势。在发达国家,以规模化为对象的量产制造业将生产基地转移至新兴市场国家,以定制化为重点的多种类小批量制造业渐渐成为主流。同时,消费者本身也将有能力将自己的需求付诸生产制造。也就是说,“大规模定制”随着以3D打印为代表的数字化和信息技术的普及带来的技术革新,将制造业的进入门槛降至最低,不具备工厂与生产设备的个人也能很容易地参与到制造业之中。制造业进入门槛的降低,也意味着一些意想不到的企业或个人将参与到制造业,从而有可能带来商业模式的巨大变化。

“个性化”首先是美国大力推进的。在美国的文化背景下,个性要比组织色彩强烈。制造业的“个性化”趋势不仅仅是美国制造业回归,还将带动旧金山等大城市制造业的兴盛,一些专注于通过信息技术使得生产工程高效化、专业性的小规模手工制作的制造业将在市区内盛行,它们根据消费者的需求进行柔性的定制化服务,凭借独特的设计,与大量生产形成差异化竞争。

四是互联制造。随着信息技术和互联网、电子商务的普及,制造业市场竞争的新要求出现了变化。一方面,要求制造业企业能够不断地基于网络获取信息,及时对市场需求做出快速反应;另一方面,要求制造业企业能够将各种资源集成与共享,合理利用各种资源。

互联制造能够快速响应市场变化,通过制造企业快速重组、动态协同来快速配置制造资源,提高产品质量,减少产品投放市场所需的时间,增加市场份额。另外,作为一个未来的潮流,工厂将通过互联网,实现内、外服务的网络化,向着互联工厂的趋势发展。

美国因为有Google、Apple、IBM等IT巨头和无数的IT企业,所以在大数据应用上较为积极,非常重视对社会带来新的价值。Google不断将制造业企业收购至麾下,就是希望掌握主导权。同时,作为美国大型制造业企业的一个代表,GE公司也开始加强数据分析和软件开发,从车间采集数据,进行解析,提供解决方案,开拓新的商业机会。德国将“工业4.0”视为国家战略,将工厂智能化视为国家方针。通过信息技术,最大限度的发挥工厂本身的能力(表1)。

把“两化”深度融合作为主要着力点。工业和信息化部成立以来,一直致力于推进“两化融合”工作,通过信息化的融合与渗透,对传统制造业产生革命性影响。“工业4.0”本质上是由信息技术引发的,与我国的“两化融合”有异曲同工之处。在未来制造业中,我们应该将“两化深度融合”作为主要着力点,进一步继续加快推进信息化、自动化和智能化。

首先,研究部署信息物理系统(CPS)平台,实现“智能工厂”的“智能制造”。智能制造已成为全球制造业发展的新趋势,智能设备和生产手段在未来必将广泛替代传统的生产方式。而信息物理系统(CPS)将改变人类与物理世界的交互方式,使得未来制造业中的物质生产力与能源、材料和信息三种资源高度融合,为实现“智能工厂”和“智能制造”提供有效的保障。美国、德国等世界工业强国都高度重视信息物理系统的构建,加强战略性、前瞻性的部署,并已然取得了积极的研究进展。而我国目前的制造业发展仍然以简单地扩大再生产为主要途径,迫切需要通过智能生产、智能设备和“工业4.0”理念来改造和提升传统制造业。

其次,推动制造业向智能化发展转型的同时,同步推动制造业的模式和业态的革新。主要体现在,从大规模批量生产向大规模定制生产的革新、从生产型制造向服务型制造的革新、从集团式全能型生产向网络式协同制造的革新、从两化融合向工业互联网的革新。

工业智能制造篇5

日前,记者赴珠三角、长三角地区,以及山东等制造大省多路探访,了解企业是如何让生产活动“聪明”起来的,并感受着智能制造给工业转型升级带来的活力与机遇。

2015:中国“智能制造”新起点

2015年6月中旬,记者来到江苏省昆山市。这座一直被当作中国制造标杆的城市,刚刚启动一项转型升级创新发展行动计划,提出推动企业开展以智能制造为主导的技术改造。

在维信诺公司的蒸镀车间,记者看到,偌大的厂房只有几名身穿白色工作服、从头到脚捂得严严实实的工人在机器前操作各种按钮。室内安静明亮,一点没有传统流水线上工人那种机械化的重复动作。

“理论上,这些设备只有在亮起红灯时,工人才会过来检查一下。”公司总经理高裕弟指着生产设备顶部、茶杯大小的红绿灯说,“我们已经不是传统意义上的劳动密集型企业了。”

这家公司依靠自主创新,建成了国内第一条被动式有机发光显示器(PMOLED)大规模生产线,产品出货量居全球首位,是全球为数不多的掌握了这种新型显示器核心技术的企业。智能制造的应用,让这家企业如鱼得水。

在深圳,智能制造也已从理论界探讨和政策制定者案头走进众多企业。国内最大的无线外设设备生产厂商雷柏公司通过研发智能自动化体系,打造“无人工厂”,机器人取代了75%的员工,从最多时3200人到现在的800人,产能却至少增加了3倍。

在山东,青岛海信集团近几年每年都投入2至3亿元打造“智能工厂”,到2015年底将达到上千台机器人的使用规模。在生产场地没有增加和工人数量下降的情况下,电视机产量由2011年的800万台增长到2014年的1110万台,增长了39%。

2015年初,工信部中国电子信息产业发展研究院《2015年中国两化融合十大趋势报告》,预测全国将掀起智能制造模式、推广智能制造应用的热潮。智能制造是指基于物联网、云计算、大数据等新一代信息技术,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统和模式的总称。越来越多的制造业企业将围绕产品研发创新、生产线监测与预警、设备故障诊断与维护、供应链优化管理、质量监测预测等方面开展集成应用。

之后半年,记者在采访调研时感到,“智能制造”一词已成企业家口中最热的词。近期一项对中国企业的调查显示,85%的企业未来一年内有意向引入工业机器人、数字化智能机床、数控系统、3D打印机等智能制造设备,22%的企业未来一年智能制造设备的投入占总预算的20%以上。

国家信息中心专家委员会主任宁家骏认为,2015年将是互联网化产品爆发之年,云计算将为企业供应链管理保驾护航,工业4.0将成为传统制造企业打造智能工厂的标杆。

“智”造:抢占未来发展制高点

2015年5月,国务院《中国制造2025》,智能制造被定位为主攻方向。

智能制造此时在中国风起云涌,并非偶然。国际金融危机后,欧美国家纷纷推出“再工业化”战略,力图抢占国际竞争制高点。美国制定了先进制造业国家战略计划,德国推出了“工业4.0”战略。

新兴经济体也不甘落后。2014年9月印度“印度制造”战略,希望利用后发优势和低成本优势成为工业强国。巴西、越南等国也在承接产业转移方面展开激烈争夺。

中国已连续5年坐在世界第一制造大国的位子上,但坐得并不安稳――

尽管神舟十号载人飞船、“蛟龙”载人潜水器、北斗卫星导航系统、超级计算机、高铁设备、高压输变电设备、万米深海石油钻探设备等一大批重大先进装备证明中国制造实力不容忽视,但在这些超大、超重、超宽、超高的重大技术装备鼓舞人心的同时,超精、超微产品却一直是短板。

工信部数据显示,95%的高档数控系统、80%的芯片、几乎全部高档液压件、密封件和发动机都依靠进口。2014年中国用在进口芯片上的外汇超过2100亿美元,成为单一产品进口最大的用汇领域。产业发展需要的高端设备、关键零部件和元器件、关键材料等大多还依赖进口。

“当我们把一个个引以为豪的装备拆解开来,越往下拆,发现的问题就越多。”机械工业信息研究院副院长石勇认为,通过“举国之力”实现的重大技术装备的突破多是单机,无法实现全产业链布局。

“制造业是零售业、信息传播产业等领域发生颠覆性改造以后的下一个高潮。”中国工程院院士胡启恒说,工业化和信息化深度融合成为未来机遇,对加快中国成为制造强国有重大意义。

从“中国制造”到“中国智造”

《中国制造2025》规划了“三步走”战略:到2025年迈入制造强国行列,2035年制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平,新中国成立一百年时制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。

根据工信部相关指标,这意味着10年后中国制造的综合指数将接近德国、日本实现工业化时的水平,基本实现工业化,成为世界制造业强国第二方阵中的一员。

10年时间如白驹过隙。中国制造靠什么追赶?更何况,人家的脚步并未停止。

在2014年汉诺威工业博览会上,德国展示了10家企业联合研发的全球第一个“工业4.0”演示系统。这意味着,德国不仅在向世界提供用智能制造系统生产的产品,还努力扮演智能制造系统供应者的角色。

西门子大中华区首席执行官赫尔曼说:“全世界的制造业企业都在努力转变为数字化企业,使产品更加智能,也使生产产品的机器更加智能。我们不可能在一夜之间建立起数字化企业,这是一个工业的革命和生态系统的变革,需要不断努力。”

国内也有一些企业在这方面迈出脚步:不久前,浪潮集团联合中国航天科技集团、大连船舶重工集团等20多家机构,发起成立中国智能制造信息化推进联盟,以航空航天、船舶、高端装备制造等国家核心行业为中心,打造协同创新平台与成果产业化应用推广联合体,围绕智能制造产业链的新需求合力攻关,打造智能制造生态圈。

“智能制造有三个方面:产品是智能的、设备是智能的、生产过程是智能的。三个智能连成一张大网,就成了工业4.0。”浪潮集团执行总裁王兴山形象地说。

工业智能制造篇6

外界关心,在面对市场狂热、各种不冷静之时,中国企业如何寻找真金。

中国“工业4.0”转型路径

在业内人士看来,“互联网+制造”就是“工业4.0”。“工业4.0”是德国推出的概念,美国叫“工业互联网”,中国叫“中国制造2025”,这三者本质有共通之处,就是智能制造。

德勤中国战略与运营合伙人张天兵告诉《中国经济周刊》记者,“‘中国制造2025计划,以智能制造为主攻方向,即意味着信息技术将成为日后中国制造业成功的关键推动力。企业若要赢取市场,则必须解决如何应用信息技术这一难题,包括全方位理解其生产流程,制定详细的执行计划等。”

在世界论坛期间,德勤的最新报告指出,中国制造业企业信息化发展水平处于不同阶段,仅42%的受访企业表示采用了集成化手段,在生产流程中融入信息化技术。

工业4.0来了,

企业怎样做才能不掉队?

在外界看来,工业4.0、中国制造2025、机器人、3D打印……智能制造大潮将至,国内工业企业如何既不做裸泳者,又能避免被此波浪潮误导?

“要明确目标并战胜对手首先得搞清自己所处的位置,当前中国制造业正处于爬坡困难期,不少工厂还处于劳动密集型、规模化流水线工业2.0时代,仅有少部分可算踏入工业3.0时代。要从2.0跨越式发展到4.0不仅要树立自主品牌,还要苦练内功”西门子大中华区首席执行官赫尔曼认为。

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