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Information我國的智能制造時代來了嘛?
時間:2023-10-30文章編輯:防爆云
全球制造業經歷了多輪產業轉移,從18世紀末-19世紀上半葉,英國作為“世界工廠”將產業輸出至歐洲大陸國家至北美,美國成為產業轉移的最大受益國。20世紀50-60年代,美國產業結構升級,集中發展汽車、化工等資本密集型產業,將紡織、鋼鐵等傳統產業向德國、日本轉移。20世紀70-80年代,日本、德國將輕紡、機電等附加值較低的勞動密集型產業轉向低成本的亞洲四小龍和部分拉美國家。20世紀80-90年代,歐、美、日等發達國家及亞洲四小龍將勞動密集型產業和部分資本技術密集型產業轉移到中國內地和東南亞國家。21世紀初,歐美、日、韓中國紛紛將附加值較低的產業轉移到東南亞和南亞國家。
一
我國制造業發展概況
1980年中國制造業增加值占世界比例為1.5%,不到巴西的一半,到2010年,中國制造業的規模已經超過了美國,躍居世界第一,2019年中國制造業增加值占全球的28.1%,目前中國工業競爭力指數在136個國家中排名第七,制造業凈出口居世界第一位。按照國際標準工業分類,在22個大類中,中國在7個大類中名列第一,擁有220多種工業品,成為全球第一制造大國。
當今,歐美、日韓仍處于制造業領先水平,美國于1955年實現了工業化,德國于1965年,日本于1972年,韓國于1995年,中國比發達國家工業化晚了許多年,現代化工業化水平較為落后,我國的目標是2020年基本工業化、2035年全面工業化。綜合來說,我國工業制造業還處在世界價值鏈的中低端,創新能力不強、產業結構不夠合理、綠色低碳轉型還需加快、質量效益需要提高、數字化智能化還在起步階段。
同時,我國制造業轉型面臨著巨大的挑戰,人口紅利消退、能源與環保壓力增大、土地資源成本攀升,依托粗放型發展方式難以支撐中國經濟高速發展,尤其是多年來的成本優勢,正面臨歐美的自動化及東南亞的低勞動力成本的挑戰,加快動能轉換成為經濟發展轉型的主要任務。
二
智能制造發展概況
(一)
智能制造基本概念和產業體系
智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合,貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節,具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。一方面,需要涵蓋產品全生命周期管理,包含研發、設計、供應鏈、生產、銷售、服務等全價值鏈及產業鏈各個環節和人、機、料、法、環、制造過程各個生產要素,以及基于產業鏈協同打造的綠色制造;另一方面,智能制造包含了人工智能、云計算、大數據、物聯網、5G 等新一代信息技術與先進制造技術的融合。
從產業生態的角度,智能制造系統分為以下幾個層面:
1.測控感知層:包含傳感器、COMS傳感器、MEMS傳感器、執行器、激光、紅外設備智能控制系統、智能儀表、精密儀器、精密傳動裝置、伺服控制、傳輸器、RFID/射頻等。
2.傳輸層:包含物聯網技術、邊緣計算、通信網絡、總線、開關等。
3.設備層:包含智能機器人、增材制造、數控機床、AGV立體倉儲、其他自動化設備、工業服務器、工業存儲器、工業電源等。
4.數據層:包含工業大數據、云計算、人工智能等。
5.產品及應用層:包含智能元器件、智能終端/零部件 智慧交通、智慧政務、智能家居、智慧醫療、智慧教育等。
6.工業軟件層:包含研發設計類軟件、經營管理類軟件(信息管理類軟件)、生產控制類軟件、嵌入式軟件等。
7.網絡與信息安全:包含網絡安全與信息安全。
8.智能制造生態伙伴:包含研發服務、試驗平臺、檢測認證、科技轉化、技術交易、工業設計、管理優化、教育培訓、人力資源轉化、金融支持等業態。
智能制造產業體系包含:智能基礎產業、智能核心產業和智能應用產業及系統集成服務。其中智能基礎產業包括:電子元器件、光學配件、精密基礎件、光電材料、智能材料;智能核心產業包含:計算機設備、網絡傳輸設備、儀器儀表、集成電路、物聯網技術、軟件;智能應用產業包含:智能交通設備、智能通訊設備、智能制造裝備、智能家居設備、智能醫療設備、智能樓宇系統。
(二)
全球智能制造發展概況
近年來,全球主要經濟體紛紛推進制造業發展與科技創新戰略。
德國。作為老牌工業強國,德國在機械裝備制造業的自動化水平領先全球,在全球信息技術應用占據顯著地位。2010年,德國發布了《德國高技術創新戰略2020》其目標是希望創新進而克服成本劣勢,繼續保持其在全國制造業中的領先地位。從企業層面來看,德國企業更加注重設備的智能化,強調將知識固化到設備中。同時,德國并不是孤立地推進工業化,而是以工業4.0為理念,以新一代信息技術為支撐,大力推行智能生產、智能管理和智能服務。
美國。2008年的金融危機使美國意識到“制造業空心化” 的弊端,并先后推出數項制造業振興計劃,如先進制造技術計劃(ATM)、敏捷制造使能技術計劃(TEAM)、先進制造伙伴計劃(APM)等。相對而言,美國信息產業與先進制造獨占鰲頭,傳統制造業被忽視,希望通過信息技術實現在未來新制造中的領導地位。與德國4.0相比,美國工業互聯網更加注重軟件、網絡、大數據等技術對工業領域服務方式對工業的顛覆。
(三)
我國智能制造發展概況
當前,我國自主創新能力不強,關鍵技術或核心技術缺乏,產業結構不合理,生產性服務業發展滯后,為加速我國制造業轉型升級、提質增效,國務院發布實施《中國制造2025》,并將智能制造作為主攻方向,加速培育我國新的經濟增長動力,搶占新一輪新的經濟增長動力。《中國制造2025》的核心是創新驅動發展,主線是工業化和信息化兩化融合,并分為兩個階段實施:
第一步,到2020年全面推廣數字化網絡技術應用,部分行業和企業開展智能化技術試點和示范;
第二步,到2025年大力推進網絡化、智能化技術的應用,著力推動“智能一代”機械產品創新工程。
《中國制造2025》的核心是創新驅動發展,主線是工業化和信息化兩化融合,其內涵是由中國制造向中國創造轉變、由中國速度向中國質量轉變、由中國產品向中國品牌轉變。
九大戰略任務是:提高國家制造業創新能力、推進信息化與工業化深度融合、強化工業基礎能力、加強質量品牌建設、全面推行綠色制造、大力推動重點領域突破發展、深入推進制造業結構調整、積極發展服務型制造和生產性服務業、提高制造業國際化發展水平。
十大重點突破領域是:新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械。
緊跟國家政策,從2015年2020年,全國各省各市紛紛出臺相關政策,推動本地智能制造發展。當前,深圳、蘇州、上海的智能制造較具優勢,全國各地依據自己的產業基礎及戰略布局,初步形成有各自特點的優勢企業。
沈陽、大連:依據自身工業發展基礎,形成了以沈陽機床和大連機床為代表的數控機床的設備層發展優勢。
北京:形成了以one space(零壹空間),長揚科技,百度,mech mind、rokae;LUXCREO、太爾時代為代表的終端、工業互聯網、工業大數據、工業機器人、增材制造等產品應用層、設備層、數據層、網絡層的發展優勢。
濟南:形成了以浪潮、山東魯能智能技術為代表的網絡層、工業軟件和設備層優勢。
蘇州:形成了以鼎捷軟件、寶信軟件、明匠智能,麥杰科技、聚時科技(工業人工智能)的工業軟件、數據層優勢。
杭州:形成了以GEESPACE(時空道宇科技)和阿里巴巴為代表的產品應用層與數據層的優勢。
深圳:形成了以SMART FABRIC 、智布互聯(終端應用);融安網絡(工業網絡安全);蘑菇物聯、華磊迅拓、深科特信息、成翰科技(工業軟件);惠程、漢云(工業互聯網);華為、騰訊、中興(工業大數據);易視智瞳、中科飛測(工業人工智能應用);aicrobo(隆博)(工業機器人)為代表的傳輸層、設備層、數據層、產品應用層的優勢。
廣州:形成了以樹根互聯為代表的工業互聯網優勢。
成都:形成了以crobotp(工業機器人)為代表的設備層優勢。
目前,我國智能制造基礎還較為欠缺,工業標準化基礎差、程度低,相關標準與協定方面缺少話語權。行業關鍵共性技術受制于人,核心技術、高端裝備、工業基礎軟件等仍依賴于德美日等國,智能制造轉型成本居高不下。國內智能制造基礎差異大,產業鏈智能協同能力弱。當前我國在航空航天,船舶、先進軌道交通、節能和新能源汽車、醫療器械在全球范圍內較有優勢,國內各產業中計算機通信和其他電子設備、汽車制造、家電、醫藥等行業工業化程度和智能化水平較為領先。
智能制造不是機器換人,機器換人只是操作層面,再多的機器人、再多的數控數控設備、再多的智能倉庫和智能物流,也還是停留在操作層面的,仍然是自動化的傳承,不是智能制造。
具備自主研發能力是智能制造的靈魂,我國制造業需聚焦基礎研發能力,增強網絡信息化建設,推動先進制造業和現代服務業深度融合發展,加速推進由“制造大國”向“制造強國”的轉變。
智能制造當前的主要工作是數字化制造,其本質是軟件化的工業技術,由軟件控制數據的自動流動,解決復雜產品的不確定性。工業軟件是智能制造的核心技術,是加快制造業智能化的必備基礎,其主要包含研發設計類、信息管理類、生產控制類和嵌入式軟件,未來工業軟件將成為核心競爭力,同時在工業云快速興起與發展的階段,我國工業軟件將在云平臺、SaaS、系統集成和自主控制四個板塊得到有效發展。工業互聯網是實現智能制造的的重要路徑,其工作原理主要是將機器、數據與人互聯,高效共享工業各要素資源,從而通過自動化、智能化的生產方式提高效能。
全球工業互聯正在經歷導入期,各類企業紛紛布局工業互聯網領域,工業龍頭企業、互聯網巨頭、ICT企業及創業型公司紛紛布局工業互聯網,工業互聯網關鍵核心技術的突破影響到智能制造的推進速度,受工業行業較強的差異化及信息安全等因素制約,目前還屬于“叫得響、熱得慢”階段。我們堅信智能制造時代即將來臨,對我國的自主研發能力、工業軟件、工業互聯網說聲加油!