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智能制造精选(九篇)

智能制造

第1篇:智能制造范文

关键词:供给侧结构性改革;中国制造2025;工业化;智能化

当今世界,以制造业为代表的国内外产业发展格局正在进行重大调整,新一代信息技术与制造业深度融合,引发了影响深远的产业变革。客户需求、市场环境、技术思路甚至资本的风向都在悄然变化。

2016年两会结束后,“十三五”规划纲要正式公布。“供给侧结构性改革”与“中国制造2025”被一并提及,其强调的工业化和智能化融合发展道路已被一些制造业发达的地区率先借鉴,鞋服产业尤为突显。为响应党中央的号召,各个区域的鞋业行业都在掀起生产智能化的改革浪潮。

1 广东鞋业基地:“机器换人”

在改革措施上,为推动传统制造业加快转型升级、深入贯彻《中国制造2025》,广东省公布了工业转型升级攻坚战三年行动计划,从2015年到2017年,将推动1 950家规模以上工业企业开展“机器换人”, 2015年,东莞市作为广东省制鞋业的代表率先大力推动“机器换人”、新型研发机构建设,以创新驱动提升“中国制造”竞争力,制造业智能化水平显著提升。据统计,2015年底东莞新增外资项目总额、质量均在提升,实际利用外资总额提升至45.3亿美元;平均项目规模增长到432.3万美元。“机器换人”扭转了广东制鞋业因生产成本不断增加致使企业倒闭关停的局面。东莞市机器人技术协会首任会长凌琳也表示,“机器换人”是迟早要做的,迟换不如早换,早换早主动。面对劳动力成本迅速提高的问题,提高科技含量、增加产品的附加值是企业转型升级的唯一出路。

2 福建鞋业生产基地:产品智能化+个性化生产

目前,福建省已经明确“十三五”制鞋业主攻方向:

(1)培育国际知名品牌,做强泉州运动休闲鞋和莆田运动鞋两大鞋业基地,做好做强产品+互联网平台建设。

(2)加快产品升级,应用新技术、新材料、新工艺,重点研发环保、健康、舒适的鞋用材料,同时提高制鞋设计能力及水平。

(3)对于鞋品功能的突破,在鞋品运动功能和舒适性的基础上,发展智能化可穿戴产品。

(4)提升鞋楦标准数字化与柔性设计技术,运用柔性制造技术在鞋楦、部件、设计标准化的基础上加入3D设计,实现个性化柔性设计,满足个性化需求。

第2篇:智能制造范文

在第四次工业革命的驱使下,智能制造产业正在全球范围内孕育兴起,主要工业化国家发展智能制造立足本国的产业优势,并得到了一定的发展,其发展受制于各种因素的影响。本文分析了智能制造产业发展的影响因素、趋势和我国智能制造产业发展现状,试图探究我国智能制造产业发展脉络的理论依据。

关键词:

智能制造;产业发展;互联网

智能制造产业成为全球新一轮制造变革的核心内容,世界各国纷纷加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,智能制造产业发展的主导产业、智能协同效应等方面都出现重大变革。全球智能制造的发展趋势基本一致的,但影响因素却不尽相同、错综复杂,发展路径和发展模式也各具特色。因此,结合我国实际分析智能制造产业发展的影响因素和趋势,可以推动智能制造产业的良性发展。

一、智能制造产业发展的影响因素

(一)互联网发展影响。2015年,全球约有150亿产品连入互联网,预计到2020年将增长至300亿。新一代信息技术所产生的庞大的科技动力和新的能量促进工业朝互联网化方面发展,构建起大的互联网空间,正在和工业空间、企业和工业体系,互联网催生的智能技术对工业进行全方位的改造、提升和变革,一系列工业生产的新模式、新业态和新的价值链体系正在全方位形成,把虚拟世界和物理世界紧密融合在一起,发挥协同作用。

1.互联网改变制造业的生产组织方式。第三次工业革命使个性化定制成为可能,数字化制造、机器人、人工智能与新型材料技术的成熟和应用使企业可以跨国中间商,直接响应用户的需求,并通过可重构生产系统或柔性生产线,按照用户的个性化需求交付产品(C2M)。而且与大规模定制相比,个性化定制的成本并不显著增加、交付时间也不会显著延长,这就使具有个性化定制能力的企业获得了显著的优势,这些都需要新型的智能制造业作为支撑。

2.互联网促进新的制造业业态的形成。现在制造业和互联网双向融合的趋势越来越明显,把产业互联网、消费互联网和产业互联网的发展模式高度融合为一体,包括消费环节、产品运营、技术研发、生产流程和产业服务等全方位的融合。互联网时代的新一代智能产品不断涌现,产品制造过程也不断智能化,同时,产业边界和流程界限变得模糊。互联网融合促使工业的生态环境、业态环境也发生了深刻的变化形成工业的智能生态系统,成为一个分享经济、共享经济的时代,新的智能制造业的业态正在全方位形成。

3.互联网改变工厂形态。如果说第一代工厂是机械化、第二代工厂是升级版的机械化(电力驱动的大规模生产)、第三代工厂是自动化(IT技术),那么第四代工厂则是由工业互联网连接而成的“信息物理系统”(CPS),即智能化。供应商、生产者和消费者之间,原材料、生产设备、产品之间,研发设计、生产和销售之间,均被互联网连接起来,各个实体、单元、环节相互之间可以进行高效、实时的通讯。原材料能感知生产设备的需求及自身的数量,及时供货和备货;生产工厂可以及时掌握用户的需求采购原材料,根据产品销售情况调整生产进度。在计算机系统(人工智能系统)的控制下,完全无人化的智能工厂将成为可能。同时,互联网提高了制造业生产效率,产业互联网通过加快研发设计流程、优化供应链、加快加工制造速度、改善产品质量、减少库存和原材料消耗、提高产品附加价值等手段,同样能够推动生产效率的提高。

4.互联网催生新的产业。互联网技术对其他产业的影响不仅表现在流程上,而且表现在对最终产品、服务的颠覆上。一方面,互联网技术的广泛应用本身就会形成巨大的市场需求,从而产生新兴产业,譬如智能传感器产业、智能机器人产业、智能工厂解决方案提业、云计算、云存储产业;另一方面,互联网技术与其他产品、服务的结合也将形成新的产品和服务,随着市场需求的扩大演变为新的产业部门,譬如智能家居产业、可穿戴设备产业、大数据分析产业及系列的服务型制造产业。

(二)《中国制造2025》战略影响。《中国制造2025》明确了智能制造是建设制造强国的主攻方向。要在重点产业关键领域推进智能化升级;促进研发设计模式不断创新,打破传统的封闭式研发创新模式,加快推动产业链整体科技创新能力提升;推进制造业服务化智能改造,实现工程机械的远程监控、工况分析、运维服务,工程机械联网服务的成功应用提升了工程机械工作效率,在安装、维修、培训、设计、系统集成、工程总包、软件开发等领域取得较快发展,通过加强大数据和物联网技术应用,不断提升服务能力和效率。推进智慧车间和工厂的建设运营,打造线上企业资源充分共享、制造能力高度智能、产业链环节紧密协同的云端制服务体系。推进《中国制造2025》与德国工业4.0合作试验区建设,重点发展智能制造、高端装备、工业互联网、智能服务等产业。

(三)装备智能化与智能互联的影响。工业4.0引领智能制造产业作为第四代工业革命的范式,其主要特征包括高度柔性制造环境下的大规模定制,以及工业流程的自我配置、优化与诊断。在大数据支持下,智能服务提供商也能够越来越准确地预测用户的需求,智能服务根据不同客户的特定需求提供特定服务。智能空间为互联网嵌入式物品、设备等提供互联的智能环境,依赖于底层高性能技术基础设施,智能产品被嵌入至技术基础设施层,形成网络化物理平台。而软件平台成为异质性物理系统和服务的整合层,服务平台作为业务集成层,营造数字生态系统。

二、智能制造产业研究演进

(一)国外研究演进。从20世纪90年代开始,美国国家科学基金就着重资助有关智能制造的相关研究,包括制造过程中的智能决策、智能协作求解、智能并行设计、智能物流传输等。2011年,奥巴马宣布实施《先进制造联盟计划》。日本于1990年首先提出为期10年的智能制造系统国际合作计划。欧盟于2010年启动了第七框架计划的制造云项目。2010年,德国推行《高技术战略2020计划》部级战略,旨在奠定“工业4.0”的关键工业技术,领先于国际地位。

(二)研究的焦点。主要是讨论智能制造的概念、内涵、模式、发展路径及影响因素等方面。由于制造技术、信息技术、网络技术等不断发展,关于智能制造的概念和内涵,也处在不断变化、充实和完善之中。杨叔子和丁洪从智能制造的研究背景和发展现状出发,指出智能制造研究领域主要包括智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS),同时强调了智能制造从属于21世纪先进制造范畴,双I是其重要特征。朱剑英从科学、技术和产业三者关系的角度对智能制造进行了研究,并指出在实现智能制造时要重视中小企业和传统产业的数字化智能化,另外相比于机器设备的智能化而言企业管理的智能化更为重要。熊有伦从产业交叉融合的角度对智能制造进行了阐述,指出智能制造是工业化和信息化深度融合的产物,并概括了智能制造的范围的各类智能产品。虽然学界对智能制造理解的侧重点不同,但总体上可概括为两个层面,一是制造设备、产品的智能化,二是制造过程、管理的智能化。前者关注制造对象,后者关注制造主体,后者的研究正受到越来越多学者的重视。针对智能制造的模式、发展路径以及影响因素,国内学者大都是在借鉴国外先进经验的基础上展开相应研究。例如,张爽生以全球信息化为背景,分析了企业生产制造所面临的新问题,提出需借鉴发达国家经验,对中国企业生产模式进行改造。易开刚和孙漪主要从要素环境、制度环境、产业环境等方面,探讨了民营制造企业智能化转型影响因素,并针对民营企业“低端锁定”问题,提出了相应突变路径。智能制造与产业的关系,主要研究智能制造与制造业转型升级的相互关系,以定性为主。丁纯和李君扬从德国“工业4.0”的动因、内容、前景等方面入手,介绍了德国制造业智能化的特点和发展趋势,并给出了中国应对全球制造业变革的对策建议。杜晓君和张序晶研究了国外发达国家制造业升级路径,总结了国外经验对中国制造业转型升级的启示和借鉴意义。陈雪琴针对高端制造向发达国家回流,低端制造向东南亚等国转移这一新形势,指出中国制造业亟需从要素驱动转型升级为效率驱动、创新驱动,并强调需积极开展智能制造试点示范,提升制造业的智能化,推动产业升级。以上结果说明,智能制造已成为发达国家产业转型升级的重点发展领域,中国也必须给予足够的重视,积极开展相关研究和实践。智能制造与企业关系,主要探讨智能制造环境下的企业集成、企业智能化升级、企业管理智能化、企业运营绩效等问题。例如,等人在分析制造业发展趋势和企业面临问题的基础上,提出了智能制造环境下企业集成的总体目标和原则,以及企业集成的信息模型和实现技术。易开刚和孙漪等论证了智能制造可有效打破民营企业“低端锁定”路径依赖,并从外部政策支持及企业内部变革两方面,提出了民营企业实施智能制造策略的路径。蔡为民以轮胎制造企业为例,研究了智能制造与企业运营绩效的关系,并从生产效率、节能减排、服务质量等方面进行了统计,分析表明智能制造可助力制造企业提质增效。智能制造其它方面的研究,该部分主要探讨了智能制造与管理创新、企业社会责任等其他方面的话题,研究内容较宽泛。例如,陈佳贵以国外管理学百年发展历程为背景,研究了中国管理学创新发展问题,并在文章中指出“大数据、智能制造、移动互联网为代表的新技术正在激发企业组织结构、制造模式等一系列管理范式的变革”。云制造是近年来由李伯虎院士等借用云计算的思想,提出的一种基于知识、面向服务的网络化智能制造新模式。更进一步,姚锡凡等在云制造、制造物联、企业2.0等基础上,提出了智慧制造,并探讨了从云制造到智慧制造的实现路径。

(三)国内研究进展。综上,国内智能制造理论研究主要是对制造业智能化现象的笼统描述、转型路径的浅层分析和发展模式的简单总结,未见理论上的深层次探讨,研究深度尚显不足。主要表现为:对智能制造内涵和外延的界定比较模糊、不够清晰;对制造业智能化转型升级的影响因素没有完整的分析;对智能制造发展路径和模式的探讨更多集中在现象描述层面,缺乏微观机制和内部动力等视角的深入分析;对智能化转型中企业的组织架构、管理方式变革等方面只有少部分论述,未见系统的探讨。因此,在今后的工作中,不仅需要对智能制造的内涵、外延等进行详细阐述和研究,还要注意结合创新理论、运营管理理论、组织理论等对智能制造发展的路径、模式、规律等进行深入、系统的研究,为后续工作奠定扎实的理论基础。

三、智能制造产业发展现状和趋势

(一)国内智能制造产业发展现状。当前,我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存发展阶段,对多数企业处在由工业2.0向工业3.0过渡阶段。我国工业基础落后,高端传感器、重要操作系统和数字化基础的智能化水平还有待提高,互联网与工业的融合发展还有很大空间;制造业自动化水平存在区域、行业间、行业内部的多层次不均衡,在自动化及智能化装备和生产线、生产加工的数字控制、企业信息管理方面基础较为薄弱。《2016~2020年中国智能制造行业深度调研及投资前景预测报告》中指出,我国智能制造处于初级发展阶段,同样也是大部分处于研发阶段,仅16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看,52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%,60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。

(二)智能制造产业发展趋势。

1.智能制造产业将与以互联网为代表的新一代信息技术产生深度融合。新一代互联网技术向生产和消费领域全面渗透,在物联网、云计算、大数据等新一代互联网基础设施的支持下,制造业产品、生产流程管理、研发设计、企业管理乃至用户关系将出现智能化趋势,互联网重构了产业生态链及价值链,生产组织方式、要素配置方式、产品形态和商业服务模式都发生变革,已成为撬动智能制造的重要力量,将推动“中国制造”向“中国智造”转型。

2.大数据驱动下,智能制造产业将出现按需定制的制造模式变革。智能制造产业开始走向个性化定制的一个新时代,进行网络化和智能化的柔性和协同生产,将出现网按需定制的制造模式变革。生产制造系统将具备高度柔性化、个性化以及快速响应市场等特性。将出现消费需求智能感知的制造模式变革,对制造业的生态和业态产生深刻的影响,从而重构智能制造产业生态圈,推动智能制造产业集群在线上实现转型升级。

四、结语

通过上述分析,智能制造业的发展离不开对发展趋势的把握,要利用好有利因素,克服不利因素;借鉴美国GSP智能协同系统,德国工业4.0的智能制造业的发展模式,充分发挥互联网对智能制造升级的引领、融合、创新驱动作用,有针对性地选择智能制造的创新路径和重点突破口,实现智能制造的创新发展。

参考文献:

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[10]周忠锋,王轶.德国智能服务世界[J].中国工业评论,2016,5

第3篇:智能制造范文

2008年爆发的金融危机严重挫伤了全球实体经济之后,重振制造业已成为各国的共识。重振的方向,就是利用先进信息科技发展智能化的制造业,即所谓的“工业4.0”。在今年5月的《中国制造2025》行动纲要中,中国也将智能制造作为主攻方向。

智能制造聚焦生产领域,但又是一次全流程、端到端的转型过程,会让研发、生产、产品、渠道、销售、客户管理等一整条生态链为之发生剧变。

对工业企业来说,在生产和工厂侧,它依然以规模化、标准化、自动化为基础,但它还需被赋予柔性化、定制化、可视化、低碳化的新特性;在商业模式侧,会出现颠覆性的变化――生产者影响消费者的模式被消费者需求决定产品生产的模式取而代之;在国家层面,则需要建立一张比消费互联网更加安全可靠的工业互联网。

这个转型的驱动因素来自“互联网+”的广泛应用(智能产品,全渠道营销,行业生态链),使制造企业有机会直接面对消费者和上下游,以可接受的成本获取之前无法获取的数据,从而能更好地洞察客户需求并获取产品的市场反馈。

基于这种洞察,企业能够重新定义和设计自己的研发、生产工艺和供应链体系,在获得规模效益的同时实现个性化交付,同时提升自身的生产效率和资产利用率,降低能耗和污染。 智能制造的实现之路

听上去好处多多,但具体怎么实现呢?可以分为三个阶段。

第一阶段,是迅速打好企业转型的基础,掌控自我方能支持转型。重新梳理现有的研发、供应链和财务人事管理流程,通过ERP、PLM(产品生命周期管理)系统的实施构建整合运营体系。此外,企业需要构建流程标准、数据标准以及相应的管制体系,然后通过智能产品,或全渠道营销,或上下游生态链体系去获取客户和产品的数据,从而获取消费者和产品洞察来支持后续转型。

第二阶段,结合客户和产品洞察,整合企业内外其他数据资源,构建自己的大数据体系。在该体系指导下,按照以消费者为中心、个性化、柔性化、大规模定制等智能制造原则重新构建自己的研发、客服、生产、供应链和物流体系。

第三阶段,基于智能产品平台、全渠道平台、大数据体系来实现生态链的跨界创新,强化后台整合运营体系,支持企业的全球化扩张。

在向智能制造转型中,高端实木家具生产商美克家居走在了时代潮头。

美克家居和IBM从2012年开始就信息化领域进行合作。最初,双方的合作仅限于传统ERP系统建设。从2014年开始, 美克家居开始尝试从传统制造业向智能制造转型,双方合作随之深化。IBM从五方面着手,帮助美克家居建成了实木家具领域第一个智能工厂。

首先,引入数控机器人和其他自动化设备,这些设备可以代替手工匠人在实木家具上自动雕花;其次,组装柔性化的组装线,以适应个性化规模定制的需求;第三,建立一套高效精准的场内物流,这套场内物流系统的任务是负责整个工厂的生产调动,自动分配原料、成品,实现工厂生产计划的全自动化;第四,建立一套连接销售渠道的智能系统,销售订单自动转化为场内的生产需求、分解成具体生产任务;第五,通过将设计数字化,把ERP系统和生产执行系统集成起来。

近期,美克家居和IBM、苹果联合针对高端用户开发了零售店互动营销APP,用户可以在iPad端通过APP进行实木家具的个性化选型、配色设计和搭配,然后,这些被确定的订单又将直接发送给后端系统,自动进入选型、配料和机器加工的制作周期。

按照行业常规,实木家具的交付周期通常是120天,通过智能工厂,美克家居希望将交付周期缩短为35天之内,在不增加人员的前提下,产值翻番,实现美克家居的数字化非传统增长。

美克家居在2012年开启此项目时,全球都未有成功的参照,能否转型成功是个未知数。实木原材料的花纹和木皮的先天复杂性给标准化带来很大的困难,同时美克家居的客户都是高端消费者,个性化需求旺盛,在实现标准化的同时还要保证个性化,是一个巨大挑战。

正是由于其转型的代表性和典型性,美克家居在今年7月入选了国家工业和信息化部2015智能制造试点名单,成为46家试点公司中唯一的一家家具制造零售公司。

需要强调的是,单纯的研发和生产端的改造不是智能制造的全部,基于渠道和消费者洞察的前端改造亦是重要的一环。二者相互结合,相辅相成,才能完成端到端的全链条智能制造改造。 智能制造的核心和难点

企业要完成从传统制造向智能制造的转型,第一前提是要投资一些硬件设备,比如传感器、机器人、宽带、云数据中心能力。不过,智能制造转型绝非仅仅是购买一套软件,改造一套生产装置,增加多少机器人就能完成的。这是一场全流程、端到端的变革,因此绝不可能一蹴而就。

对于那些天然拥有智能基因和能力的产品,企业可以通过使自己的产品更加智能来获取对客户和商品的洞察。比如工程机械制造中的领导者,很早就在自己的产品里增加了智能控制模块,设备的定位、开工情况、运行状态等都通过互联网传到企业总部,目前已经覆盖了超过13万台设备,从而帮助他们建立了自己的工业大数据。

再比如一家洗衣机企业,通过传感器、物联网、大数据分析技术,企业可以告知维修服务部门,哪些零配件出了问题,或者哪些部件需要提前更换,保证维修人员上门一次就能搞定,甚至易损坏部件信息也将反馈到厂家用于指导产品设计研发。

但并不是所有消费品都可以变得智能,例如鞋服产业,尽管市场上也有智能童鞋等有益尝试,但从产品特性、使用习惯和性价比的角度,大多数鞋服产品并不适合增加智能模块。类似品类有很多,例如洗护、食品等等。

同样也不是所有的工业品都能变得智能,例如化工产品。对于这类工业品行业而言,想要增加对客户、对产品的洞察,关键在于是否能和自己的上下游取得更好的互动、构建和谐的生态圈,从而实现共同创新。

企业需要建立制造业自己的工业大数据体系,这个大数据体系不仅需要囊括来自客户、市场和智能产品的外部反馈信息,也需要汇总内部的数据信息,这包括设备状态、物流、生产过程、能耗等数据。

根据IBM价值研究院的报告,今天90%以上的实时数据只是被静态地存储了起来,但60%以上的实时数据只有在实时的决策中有价值,之后便变得毫无意义。制造业企业如何获取大数据,如何将基于数据的洞察转变为创新和竞争优势?对于很多传统制造业企业来说,这在现阶段具有相当大的难度。

但是,产业格局正在发生剧变。目前,苹果、小米和富士康等企业已经实现了基于产业链大数据来指导产品研发和营销的模式,这一模式正在越来越多的行业上演。

在IBM的客户中,一个领先的全渠道零售连锁企业就在利用过去十多年经营空调品类积累的大量线上线下数据,来尝试构建一种全新的ODM营销模式:自己设计针对目标市场的空调产品,然后交给空调制造商进行贴牌生产。

在这个消费品制造业和零售商博弈融合的战场中,掌握大数据并用来指导研发、营销,进而整合产业价值链的企业会走上苹果或者小米那样的发展路径,侧重于生产效率和规模化的企业会演变成为富士康模式的企业。

通过大数据体系来提供差异化的产品、强化客户体验和服务也是很多制造企业目前正在走的转型道路。苹果产品就是一个典型的案例。

苹果与IBM自去年宣布全球合作伙伴关系,已经陆续推出40余款企业级移动应用。近来,日本邮政公社与IBM及苹果公司联手,借助iPad设备和定制APP将iPad嵌入辅助,为日本老年人打造一个更加好的终端界面。通过苹果的移动智能设备和IBM的移动应用及数据分析技术,为数以百万计的老年人提供药物、锻炼和饮食的提醒和警示,协助他们与社区和家庭的沟通。

在大数据体系的指引下,制造业的供应链体系也在发生革命性的变化,很多企业正在根据来自消费者、运输、设备等大数据调整自己不同品类的供应链网络,并优化自己的场内物流,取得了很好的效果。

大数据体系下,很多企业产生了跨界创新火花。IBM的一个在装备制造行业极为领先的客户,正在和保险公司合作并基于设备的工业大数据分析,为客户设计全新的保险产品。 中国企业的转型之路

智能制造愿景美好,但实现愿景是一条艰苦的转型之路,与美国、德国、日本等世界先进制造大国相比,中国公司的智能制造之路必定会有大的不同。

德国工业4.0的提出背景是2006年-2011年德国工业出口总值几乎没有增长,目的是增强德国制造的竞争力,开拓新市场,增强服务收入来获得持续性盈利。所以方向上侧重于智能制造,以CPS(信息物理系统)和物联网技术为核心,重点在设备自动化和生产流程管理,试图实现面向产品制造和供应链的一站式服务。主要依托企业包括西门子、博世、SAP。

美国则是在奥巴马的第二个任期提出了“制造业回归”,主要背景是美国在过去20年积累了大量科技红利,并且经过分析,发现采用新制造手段,成本会比中国的劳动密集型制造还要低30%左右。所以美国的CPS战略是发挥其信息产业的传统优势,提升对终端用户的体系能力,重点在以智能设备、大数据分析和互联网为基础的智能化服务方面,实现服务链与价值链的一站式服务。主要依托企业有GE、IBM、Cisco等。

中国企业的转型背景则是:产能过剩、产品同质化现象严重、白热化的价格战、劳动力成本上升、小批量多批次的定制化生产蔓延中国制造业。因此,企业急需通过智能制造转型来解决这些问题并获得正面的成果:个性化产品、服务型产品、敏捷化生产、资源高效利用,以及跨界融合的能力。

由于发展阶段的原因,大量中国制造群企业目前仍处在工业2.0状态,且对传统渠道的依赖过大,在前30年的高速发展过程中有太多制度红利,导致企业家们对精细管理和匠人精神重视不够。这都不利于企业的智能化转型。

但中国企业之于智能制造也具有一些先天优势:

*大多数民营企业处在一代或者一二代交接过程中,企业领头人有非常旺盛的企业家精神。

*没有太多历史包袱,后发优势明显。

*电商环境成熟先进,消费者接受新事物的速度非常快,为中国企业的商业模式和产品创新提供了一个非常好的外部环境。

*有庞大的训练有素、工作勤奋、成本合理的工程师队伍。

中国实施《中国制造2025》,加速制造大国向制造强国转型,有自己的战略立足点和定位。中国拥有更多的终端用户数据和设备状态数据,中国的互联网创新处在领先地位,中国企业也在从效率驱动往创新驱动转向,这为中国企业走出自己的智能制造道路提供了广阔空间和肥沃土壤。

第4篇:智能制造范文

目前,中国俨然已经是一个典型的制造业大国,但还称不上是制造业强国。

1月4日,在山西太原召开的钢铁煤炭行业化解过剩产能、实现脱困发展座谈会上,国务院总理李克强就指出:“去年,我们在钢铁产量严重过剩的情况下,仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的‘圆珠’,目前仍然需要进口。”

在这一背景下,1月27日召开的国务院常务会议首次将“互联网”和“中国制造2025”两个行动计划融合到了一起。会议提出,要推进数字化、网络化、智能化制造为抓手,加快构筑自动控制与感知技术、工业云与智能服务平台、工业互联网等制造业新基础,培育制造业新模式、新业态、新产品。

会议还明确了要出台智能制造、绿色制造、质量品牌提升等11个配套实施指南、行动计划或专项规划以及设立“中国制造2025”专项资金等具体措施。

雄心

在绿色制造方面,《第一财经日报》记者注意到,燃煤发电行业已经在行动。比如,在《中国制造2025》正式出炉之前,中国煤炭巨头神华集团已崛起为清洁煤电领域的“弄潮儿”,其也提出了“十三五”发展愿景,即致力于成为世界一流清洁能源供应商以及技术方案提供商。

2015年12月,国务院常务会议决定,全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造,在2020年前,所有现役电厂每千瓦时的平均煤耗都要低于310克、新建电厂平均煤耗则必须低于300克。

对于发电行业来说这的确构成了不小的压力。根据中国电力企业联合会的《中国电力工业现状与展望》,2014年全国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗为318克/千瓦时。

安迅思煤电行业分析师邓舜也表示,燃煤电厂节能减排改造越到后面越难,但是,如果投资到位煤电完全可以做到清洁运行。以2015年获批的神华国华华容电厂项目为例,其就是超超临界燃煤发电机组,建成运行后供电煤耗将不高于273克/千瓦时。

在劳动密集型的家电行业,“智能制造+互联网”结合已经成为风潮。海尔、美的、格力、海信等家电企业,都在积极推进生产自动化与信息化的融合。

美的在智能制造上进行了大笔的投资。美的集团副总裁、家用空调事业部总裁吴文新告诉本报记者,自动化、信息化、智能化是美的空调智能制造战略的三个阶段。自2011年开始推进自动化到2015年,美的空调在智能制造上已累计投入10亿元,现有机器人562台,平均自动化率16.9%,高于行业7%的平均水平,已节约人力2.2万。未来五年,美的空调还要投入40亿~50亿元,2018年自动化率将提升至50%,最终目标是建立全智能工厂。

机遇与挑战

在推进“中国制造2025”与“互联网”融合的过程中,面临的困难也不容小觑。

美的集团董事长兼总裁方洪波认为,向互联网转型的最大阻力来自于旧思维,一定要以用户为导向、以产品为核心,来重塑生产流程、流通配送环节和整个组织体系。

而在智能制造方面,本报记者注意到,各类扶持政策和利好消息持续涌现,市场上也成为各路资金热捧的焦点。特别是2015年以来,在智能制造的大概念下,半导体芯片、无人机、机器人、大数据等领域的研发和应用不断升级,不仅带动着资本市场的热潮,也为中国制造探索着新的出路。

近日,清华控股董事长徐井宏在达沃斯世界经济论坛上表示,清华控股计划收购两家半导体制造公司。分析人士认为,中国正在计划进一步加强半导体制造技术,以减少对国外供应商的依赖。

泰科天润半导体科技有限公司总经理陈彤在接受本报记者采访时表示,中国制造一个很现实的问题是缺自主研发的芯片,半导体芯片长期处于国外巨头垄断的状况。

尽管近两年来,政策和市场对于半导体芯片行业的关注度均有所提升,但不可否认的是,中国本土半导体芯片行业一直处于跟随国外同行发展的路径之下。业内人士指出,中国在该领域没有先发优势,做出来的产品往往落后国外5~10年。

第5篇:智能制造范文

在动漫产业的风口上,动漫上市第一股的奥飞动漫正动作频频,继去年完成对“有妖气”、韩国顶级动漫公司FunnyFlux等内容平台的战略投资后,这家国内最大的动漫公司正开始酝酿一场新的变革:从内容切入智能硬件市场。

1月20日下午,奥飞动漫对外公布其最新的战略计划:宣布启动智能S计划,推出了三款分别名为“乐迪”、“嘉佳”和“巴迪”的智能机器人。奥飞动漫表示,将持续投入20亿元资金,研发包括智能机器人、可穿戴手表等智能终端,同时还战略投资法国蓝蛙、图灵机器人等顶尖机器人公司。

这家以四驱车玩具起家、以喜羊羊形象行世的动漫公司从未涉足过智能硬件领域,为什么要跨界去玩智能机器人?在并不擅长的领域,奥飞的竞争力又在哪里?

探究企业

打通动漫全产业链

说起奥飞动漫,也许很多人并不熟悉,但你一定知道“喜羊羊”“巴啦啦小魔仙”“奥迪双钻”“十万个冷笑话”、“倒霉熊”。这些都是奥飞动漫旗下的品牌。

其实,在创业初期,奥飞动漫主要生产传统玩具,包括塑胶玩具、四驱车、遥控车等产品,在奥迪四驱车投入市场不久,奥飞公司先后与广东电视台、国家体育总局等部门合作举办“奥迪杯”四驱车大赛,促使产品销量大大提升。

此后,奥飞动漫借鉴国外的玩具巨头“先卖动漫、卖故事、卖文化,再卖产品、卖体验”的经营模式,率先在动漫形象产业化运营方面进行尝试,从引进国外动画片的动漫形象版权、生产销售相关玩具产品开始,到逐步增加国际合作、提升公司玩具与动漫的融合能力,再到自主研究制作动漫影视作品、发展动漫图书发行及动漫形象授权业务。

经过几年的努力,奥飞动漫已经基本实现从传统玩具生产企业向文化创意产业的转型,成为国内唯一一家实现动漫全产业链运营的企业。目前,动漫玩具是奥飞公司销售收入和利润的主要来源。

主营业务增速放缓

奥飞动漫2015年三季报显示:公司2015年前三季度实现营业收入18.7亿元,同比增长10.1%;归属母公司净利润3.8亿元,同比增长31.7%。其中三季度实现营业收入6.12亿元,同比下降9.45%;归属母公司净利润1.26亿元,同比增长6.0%。非经常性损益合计金额9827万元,业绩增长低于预期。

与公司2014年全年净利润增速达到85%、收入增速56%相比,公司整体业绩从高速增长状态转变为中速发展。除了宏观经济形势的影响,公司作为国内动漫产业龙头企业,其玩具业务占总营收超过七成,其中大部分仍为传统的、科技含量较低的动漫玩具和非动漫玩具,而在市场占有率已经较大的情况下,玩具业务的增长已经明显放缓。

向智能化、品牌化转型

2015年中报分业务收入显示,动漫玩具增速由2014年同期的55.5%减少到23.02%,非动漫玩具则由2014年同期的127.67%减速到10.07%。而动漫玩具以外的新业态,包括游戏、授权产品、电视媒体、设计及制作等业务相较2014年同期则表现更加,显示出较大的增长潜能。因此公司玩具业务同公司整体业务布局一样,亟需新鲜血液来刺激进一步发展,尤其应向智能化、品牌化加速转型。

2016年1月20日,奥飞动漫宣布启动智能S计划,将投入20亿元资金,研发包括智能机器人、可穿戴手表等智能终端;同时战略投资法国蓝蛙、图灵机器人等顶尖机器人公司,共同打造“家庭智能心生态”。

公司向图灵机器人战略注资5000万元人民币,成为图灵机器人董事会成员,持股比例为5%。图灵机器人公司为奥飞提供Turing OS操作系统,有了这套系统,奥飞的机器人就具备语音识别、语义分析、情感识别、视觉识别、自学习的能力,可以让机器人听得见、看得懂、会思考决策、能察言观色。

而法国蓝蛙是另一家奥飞生投资的公司。这家研发出“全球首个智能管家”巴迪的法国公司与奥飞成立了合资公司,将巴迪机器人引入中国进行大中华区的推广及销售。

根据Technavio最新报告显示,2012年至2016年全球服务机器人销量复合增速高达19%,超过工业机器人6%的复合增速,到2016年将达到607万台。奥飞的领导层表示:“奥飞第一年的出货量目标是,到2016年年底突破100万台。”

在S计划中,奥飞首批推出三款智能机器人,其中两款都与自己的老本行有关:服务K12(基础教育)以下的儿童人群。对此,奥飞公司高层表示:“作为在中国最大的内容运营商,现在切入到人工智能领域,竞争优势是IP(知识产权)和内容。奥飞是最懂小孩子这个消费者群体的,把这些技术和IP技术结合,最终变成让小朋友喜爱的产品,这个就是我们的优势。”

动漫IP资源形成竞争壁垒

奥飞动漫现在拥有包括“喜羊羊与灰太狼”“铠甲勇士”“巴啦啦小魔仙”、“凯能机战”“火力少年王”“开心超人”“超级飞侠”“闪电冲线”“飓风战魂”“贝肯熊”“太极鼠”“功夫料理娘、“雷霆战机”以及有妖气旗下所有原创动漫IP。日渐丰富的动漫IP为公司日后下游变现提供了资源,未来借助庞大的衍生品生态系统,IP变现可期,而大量优质动漫形象本身就是巨大的竞争壁垒。

目前收购的有妖气主要面向K12以上的客户群(大学生、年轻白领),而公司之前培育的包括铠甲勇士、喜羊羊等IP则针对K12人群,全年龄段的IP布局有望将奥飞原本的少年儿童市场定位扩大到成人市场。目前公司已帮助“有妖气”成立妖气影业,将输出包括动画电影、真人电视剧、网络剧以及真人特效电影在内的多层次影视作品。未来三年,奥飞动漫和有妖气计划合作推出20部动画电影、15部动画和50款游戏产品。

构建泛娱乐化平台

奥飞动漫或投资,或收购,或合作,或成立子公司,在漫画、游戏、电影等领域已然进行了至少5年的布局。依据公开消息,记者对奥飞动漫的主要产业投资进行了梳理:100%收购四月星空,获得有妖气平台这个IP金矿,为奥飞输入源源不断的IP血液;20%参股二次元科技,取得关键的移动互联网渠道,通过漫画APP“布卡”向手机用户提供丰富的动漫内容;3.5%参股中联畅想、60%控股绵绵堂科技,加速在移动游戏的布局;9.25%投资剧角映画,为奥飞大力发展电影业务提供营销协助和发行支持;6.5%参股悠游堂,以轻资产的模式提升在室内游乐园方面的变现潜力。公司已经形成以IP为核心,涵盖上游内容制作(动漫+影视),中游渠道(嘉佳卡通、爱看动漫和魔屏),下游衍生(游戏、玩具、授权)的完整产业链,泛娱乐化平台布局思路清晰。

券商评价

中金公司:硬件领域布局频频,“IP+智能”战略初露峥嵘。公司近来陆续参投虚拟现实动作捕捉优势设备商诺亦腾、虚拟现实头盔领先企业乐相科技,并牵手掌阅科技,标的公司均处于业界领先地位。奥飞积极布局智能硬件领域,旨在掌控前沿技术,以IP为核心,将动画、电影、游戏等内容与技术深度融合,打造新型智能玩具,从而有望显著扩大用户规模并提升盈利能力。

电影+游戏+国际化产品将于2016年陆续推出。New Regency和奥飞影业联合出品的《荒野猎人》于1月8日北美大规模上映后,票房与口碑双收。截至1月13日,全球票房已达7794万美元。《荒野猎人》更于近日拿下金球奖最佳影片、最佳导演和最佳男主角三大奖项。《贝肯熊》《幽魂》《十万个冷笑话二》等作品有望于今年陆续上映。此外,公司宣布联手“孩之宝”进军益智积木市场的首个合作项目“酷垒铠甲勇士积木”,有望于近日上市。公司在内容上的前期布局将逐渐开始收获,2016年影视、动漫和游戏将陆续有拳头作品推出。再加上之前在电视和移动端渠道的核心卡位,有望放大内容的影响力,显著提升多方变现的效率。

2015-2016年EPS为0.41元/0.56元(摊薄前)。看好公司在IP资源累积的高壁垒,泛娱乐化全产业链布局以及游戏、影视等重点项目的推进。维持推荐,目标价61元。

风险提示:作品上线迟于预期。

招商证券:公司旗下全资子公司“奥飞香港”以近850万美元投资韩国公司Funnyflux,最终成为除创始人以外的第二大股东,占总股本的43.8%,且具有优先合作的权利。

近两年公司国际化战略阔步前行,已成为国内泛娱乐公司文化走出去的标杆,电影业务高起点起步,投资三部重磅影片并与迈克尔贝紧密合作。除此之外动画IP、衍生品也在不断扩大海外影响力,此次投资的Funnyflux更是具备国际化品牌运营能力,公司则拥有大量优质IP储备和商业化运营能力,双方合作必将形成较强的协同效应,连续推出寓教于乐的动画品牌市场价值潜力巨大,也意味着公司正从国内动漫龙头演变为国际化的泛娱乐集团,未来海外布局还将提速。除此之外,公司在教育、VR、人工智能、影视制作等领域也在抢占资源,伴随产业启动体现较强的话语权。

维持“强烈推荐-A”投资评级。预计2015-2017年EPS分别为0.47元、0.64元和0.83元,建议伴随中国最具价值的动漫娱乐龙头共同成长,市场对公司的认知也达到了新的高度。

风险提示:优质IP运营效果不佳、海外拓展不顺、产业竞争加剧。

高管访谈

记者:回顾过去一年,您是怎么看整个玩具市场的环境以及整体发展情况的?

蔡东青(董事长):过去一年,我觉得玩具行业正处于机遇与挑战并存,面临巨大变革的大风口:一方面,国家“全面二孩”政策启动将带动相关消费需求,对相关行业是一个绝佳的发展机遇。有数据指出这些新生儿在未来五年,将带来上千亿元的市场消费。相对于欧美国家和日本,目前中国玩具消费水平很低,每年人均玩具消费仅10美元,随着中国第四次婴儿潮的到来,以及国民收入提高后对娱乐消费的带动,中国的玩具消费市场提升空间巨大。

但另一方面,外国玩具巨头加速布局中国市场,站稳高端市场之后,利用品牌背景、产品优势和营销策略,开始将触角伸向中低端市场,也给不少国内企业造成压力。而智能玩具市场的兴起,也让部分处于产业下游,研发和设计能力薄弱的玩具制造企业,可能面临着整合洗牌的危机。

这是一个充满颠覆、变化的时代,我们一方面处于产业文化化向文化产业化的转型过程,另一方面处于向泛娱乐全面布局的二次转折点。这个过程充满机遇,也不乏阻力和坎坷。

记者:在未来,玩具部分在整个奥飞动漫事业中将扮演怎样的角色?

蔡东青:在过去三年,奥飞的动漫衍生品(玩具)业务一直保持两位数的高增长,但随着奥飞在游戏、授权、内容创作等方面业务的发展,玩具的营收占比正逐步调整,这也是一种良性的调整。未来的动漫衍生品(玩具)业务依然是奥飞重要的支柱业务,是开拓新业务的基础。此外,我们也会加快O2O的推进,加大对智能化的研究,将智能技术与玩具更紧密地结合,进一步提升产品的核心竞争力。

第6篇:智能制造范文

欧洲模具展是法兰克福大型商贸展中的一个展会。它展出了能够制造产品原型的设备,以及可将上述设备投入生产的工具。传统的工程师使用车床、钻头、冲压机和制模机工作。欧洲模具展上的设备虽由身着工装裤的工人操纵,但却一改传统油腻不堪的形象。每一个展厅摆满了发出清脆爽利声响的、高度自动化的机械工具,它们来自美国、亚洲和欧洲。操作这些设备的男男女女大多坐在计算机屏幕前。你在这里根本找不到一个锤子。

神奇的3D打印机

最近的一届欧洲模具展于2011年11月举行,展出了一种新设备——3D打印机。3D打印机通过将材料层层电解沉积的方法来生产产品,而不是像以前那样对材料锻打、弯曲、压切。这项工艺被恰如其分地称作“添加型制造”。一家名为3D系统的美国公司用3D打印机当场“印制”了一把锤子,这把锤子有整洁的仿木手柄和金属锤头。

这就是未来制造业的发展趋势。你可以找个工厂,让它为你生产一把你自己设计的锤子,而你将为此支付上千美元的费用。这是因为制造者首先要生产一个模具,浇铸锤头,磨平锤头,车削出木质手柄,最后把这些部件装配起来。仅做一把锤子,成本将无比高昂。当然,由于规模经济,如果你生产成千上万把锤子,每个锤子的成本将大大降低。但是,对3D打印机而言,规模经济效应将无足轻重。无论是生产一件产品还是生产机器能容纳的最大量的产品,开动机器的成本都是一样的。这就如同办公室里的二维打印机,无论打印一张信笺还是更多的文件,一直打印到墨盒需要更换、纸张需补充为止,其打印的单位成本总是一样的。

3D打印的应用范围之广让人难以置信。助听器和战斗机上科技含量较高的零件已经可以按个性化定制的形状打印出来。供应链的地理格局也将转变。在沙漠中央工作的工程师发现自己缺少某件工具,他不必再让人从离他最近的城市送来,只要简单地下载工具设计图然后把工具“打印”出来即可。工程项目因需要一套工具而被迫中止,顾客抱怨他们再也找不到之前买过的备用零件,这样的日子或许有一天将一去不复返。

其他的变化也差不多如此。新型材料比旧材料更轻,强度更大,更耐损耗。从飞机到山地车,碳纤维正在取代钢铁和铝,成为制造这些产品的主要材料。新技术使工程师可以用很小的尺寸塑造物品。纳米技术让产品的功能变强,如止血的绷带、效率更高的引擎和更易清洁的瓷器。因特网让更多的设计师可以合作开发新产品,因此设计的门槛正在降低。当年福特需要花很多钱来建造他那间位于胭脂河旁的庞大工厂,而他的现代同行们除了一台笔记本和发明的渴望之外,几乎可以从零开始。

就目前的情况而言,尽管像3D打印这样的“添加型制造”尚未达到造出一辆汽车或者一部iPhone手机的程度,但它已被用来生产汽车的个性化部件或者为客户定制iPhone手机内外壳。尽管这是一个相对稚嫩的技术,但大多数人或许已经拥有在3D打印机协助下生产的产品了。它可能是一双鞋子,在批量生产前作为一种设计原型被实体印制出来。它或许是一部助听器,为个人定制以适合使用者的耳型。它甚至有可能是件首饰,由3D打印机浇铸成型或者采用越来越多的可打印材料直接做成。

“添加型制造”只是引领未来制造业的众多突破之一,传统生产设备正变得更智能化、更具柔性。大众汽车公司已经推出了一项全新的生产战:横置发动机模块化平台(简称MQB),通过对某些部件如发动机挂接点的参数实施标准化。这家德国汽车制造商有望在同一条生产线上生产所有的模件。今年,大众汽车公司已经引进了这项工艺,且进展迅速,十年之内将有更多新车型面世。最终它将使美国、欧洲和中国的分厂能够根据当地市场的要求生产本土化的车辆。

智能社会化生产

由于自动化的铣床能够互换部件,进行多维切割,能够“感知”故障,再加上装有视觉和其他知觉系统的机器人,工厂的生产效率可以大幅度提升。日产汽车位于英国桑德兰的工厂建于1986年,目前是欧洲生产效率最高的汽车厂之一。1999年,它雇佣4594名员工,共生产了271157辆汽车。2011年,该厂制造了480485辆汽车,是英国产量最高的汽车厂,而它的员工只有5462名。

劳斯莱斯是英国的一家企业,它生产喷气式飞机的发动机和其他动力系统,其工程与技术部门主任科林·史密斯称,“我们不能指望使用过时的手动工具生产现代化的部件,厂大人多的时代已经一去不复返了。”

随着直接从事制造行业的人数的减少,劳动力成本在整个生产成本中的比例也将随之下降。这将鼓励制造商将一部分制造行业迁回发达国家,因为新技术使得制造商能更快地适应当地市场需求的变化,而且成本更为低廉。

产品制造的原材料也在发生变化。例如,不管是山地自行车还是大型客机的生产,碳纤维复合材料正在逐步取代钢铁和铝。再过些时日,甚至连制造设备都有可能不再是机器了,而是由经过基因工程改造后的微生物来完成。

未来工厂的一切都将由智能软件操纵。制造行业的数字化将会跟已经完成数字化的其他产业一样,产生断裂效应。这些已经完成数字化的产业包括办公设备、电信、摄影、音乐、出版和电影等行业。这种效应将不会局限在大型制造商中间。事实上,这些大企业应当未雨绸缪,因为这种即将完成的技术将会使中小企业甚至个体企业家变得更具有竞争力。产品创新将会更为容易,成本更低。提供3D打印和类似于Facebook的其他生产服务的社区,已经在网上兴起。这是一种新的现象,可以称之为社会化生产。

更关注个性化定制

以上所有变革的结果将促成第三次工业革命。由于采用了新材料、全新的生产工艺、易操作的机器人,以及在线制造协作服务的普及,制造业小批量生产变得更加划算,生产组织更加灵活,劳动投入更少。生产方式像个轮子一样兜了个圈又回到了原点,从大规模生产方式又转到了更加个性化的生产方式。这一转变反过来将会把制造业的某些就业岗位带回发达国家,这些工作岗位一度被发达国家丢弃至新兴世界。

第一次工业革命始于18世纪晚期英国的纺织业机械化。在工业革命以前,纺织业工作种类繁杂,需要许多工人在数百间纺织工坊里面手工完成,后来工作都集中到一间纺织厂里面,工厂就这样诞生了。第二次工业革命始于20世纪早期,那时候亨利·福特发明了装配流水线,迎来了大规模生产的时代。前两次工业革命让人们更加富裕,同时使得人口更加向城市集中。现在第三次工业革命正在展开,制造业正往数字化的方向发展。这次革命不仅将改变商业,还将改变除商业外的许多行业。

一些令人注目的科学技术正走入公众视线,如智能软件、新型材料、更灵敏的机器人,新型加工(尤其是3D打印)和一系列基于网络的服务。过去的工厂是基于生产大量同一产品这一理念而运作的。正如福特说过一句著名的话,他说买汽车的人可以给车涂上任何他们想要的颜色,只要是黑色就可以。但是生产品种花样更多的小批量产品的成本正在降低,这些产品每项都是按照顾客的奇思妙想定制的。未来的工厂将更关注个性化定制——比起福特的装配生产线,这看起来更像是纺织工人的小屋。

未来在哪里制造产品

像所有的革命一样,这一场革命将是破坏性的。数码技术将给媒体业和零售业带来巨大的冲击,这就好比纺织厂让手工织布机退出舞台、福特的T型老爷车让蹄铁匠失业那样。许多人看到未来的工厂会感到震惊。未来的工厂不会有积满灰尘的机器,机器边上也不会站着满身是油污穿工装裤的工人。工厂里面的机器将非常干净,而且几乎都是无人看管的。一些汽车制造商比起约十年前,已经能以同样的人力生产两倍数目的汽车。大多数工作将不在工厂现场进行,而是在附近的办公室里面。办公室里满是设计师、工程师、IT专家、物流专家、市场专员和其他领域的专业人员。在未来人们要想从事制造业,需要掌握更多的技能。

第7篇:智能制造范文

智能制造迎来新高潮

目前,智能制造是全球新一轮制造变革的核心内容,是中国制造实现由大变强、向高端迈进的战略选择。其中,强化创新驱动;夯实发展基础;推进智能转型;深化融合发展是其几个主要方面。在落实这些内容过程中的各种措施和投入,也正在改变和推动智能化的发展进程,有可能在某些领域的技术突破及应用会引发新的产业变革和新一轮的创新浪潮。

前不久,美国国家科学基金会的《科学与工程指标2016》显示,中国已成为仅次于美国的世界第二科技研发大国,在研发投入、科技论文产出、高技术制造增加值等重要指标方面已居世界第二位。

据有关部门统计,2015年我国研发经费投入总量为1.4万亿元,占GDP比重2.1%。在公布的《“十三五”国家科技创新规划》,研究与试验发展经费投入强度达到2.5%。科研力量和经费的不断投入,加快了中国工业和制造体系的建立和完善,加快了中国制造迈向中国智造的步伐。

目前,中国是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,拥有39个工业大类,191个中类,525个小类,已经形成了一个举世无双、行业齐全的工业体系。这些日益完备的工业体系为中国智能制造和发展打下了坚实的基础。

2015年以来,工信部连续两年组织实施智能制造专项行动。在专项行动中,共确定109个示范项目,覆盖63个行业,分布在27个省、自治区、直辖市。初步形成了石化行业智能工程、航空专业网络制造和重大技术装备远程服务和存储可服务可发展模式,还带动一批关键装备和软件产品的突破。

当前,“智能制造”一词已成许多企业家口中最热的词汇。不久前,一项对中国企业的情况调查显示,85%的企业未来一年内有意引入工业机器人、数字化智能机床、数控系统、3D打印机等智能制造设备,22%的企业未来一年向智能制造设备的投入占总预算的20%以上。

还有,国内许多知名企业也积极联合向中国智造迈进,如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,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。

在山东,青岛海信集团每年投入2亿―3亿元打造“智能工厂”,到今年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减少的情况下,电视机产量由2011年的800万台增长到去年的1110万台,增长了39%。

因此,人们相信中国智造业的产品智能、设备智能、生产过程智能,将是继零售业、信息传播产业等领域发生颠覆性改造以后的下一个高潮,智能制造是中国工业经济阵营里的新技能。

国外智造业战略的提出和发展

当前,智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势,世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。如日本早在1989年提出智能制造系统,美国在1992年执行新技术政策,大力支持包括信息技术、新的制造工艺和智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目,选择了39项核心技术,其中信息技术、分子生物学和先进制造技术均突出了智能制造技术的地位。

目前,智能制造装备跨国企业主要集中在美国、德国及日本工业化发达国家。以智能控制系统为例,全球前50家企业排行榜中74%为美、德、日企业,入榜企业最多的是美国和德国,各有13家,其次是日本有11家企业,其后相对居多的国家是英国和瑞士,其中,排名前10位企业中有半数是美国企业。

近年来,美国为了重塑制造业的全球竞争优势,启动了制造业振兴计划,加快发展技术密集型先进制造业,实现再工业化。并研发智能制造系统集成等关键要素技术进行系统支持。

奥巴马政府也重点提出了再工业化战略,目的是优化本国投资环境,吸引本国制造业回归和外国直接投资。从2010―2014年,美国制造业以年均3.46%的速度增长,高于同期GDP增长率,制造业就业人数从1200多万上升到1300多万,年均增长2.05%,制造业成为美国经济复苏的重要引擎。

2013年,美国GE公司宣布将在今后几年投入15亿美元开发工业互联网,并同年《工业互联网@工作》报告,直接与美国政府的战略举措相呼应。在GE公司的未来构想中,工业互联网将通过智能机床、先进分析方法以及人的连接,深度融合数字世界与机器世界,深刻改变全球工业。

还有德国政府,根据本国工业形势发展需要积极和弗劳恩霍夫研究所、各州政府合作,投资数控机床、制造和工程自动化行业应用制造研究,巩固其制造业领先地位。

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。向世界提供用智能制造系统生产的产品,并扮演智能制造系统供应者的角色。

第8篇:智能制造范文

【关键词】智能制造 制造业 再工业化 工业互联网 工业4.0

【中图分类号】TP27 【文献标识码】A

当前,新科技革命和产业变革正在兴起,全球工业技术体系、发展模式和竞争格局迎来重大变革。发达国家纷纷出台以先进制造业为核心的“再工业化”国家战略:美国大力推动以“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局;德国“工业4.0”计划的提出旨在通过智能制造提振制造业竞争力;欧盟在“2020增长战略”中提出重点发展以智能制造技术为核心的先进制造;日本、韩国等制造强国也提出相应的发展智能制造的战略措施,可见,智能制造已经成为发达国家制造业发展的重要方向,成为各国发展先进制造业的制高点。我国在2015年推出的“中国制造2025”战略中也强调了智能制造的重要性。在当前以中高速、优结构、新动力、多挑战为主要特征的新常态下,发展智能制造不仅是我国产业转型升级的突破口,也是重塑制造业竞争优势的新引擎,被理论与实践各界普遍认为代表了制造业的未来方向。

智能制造的本质、发展趋势和影响

国际金融危机爆发以来,各国纷纷加大科技创新投入,在全球范围内引发了以绿色、低碳、智能为特征的新一轮技术创新浪潮。在新科技革命和产业变革背景下,智能制造必将对全球制造业的发展和转型升级产生深远影响。

智能制造的本质。智能制造(Intelligent Manufacturing, IM)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。虚拟网络和实体生产的相互渗透是智能制造的本质,一方面,信息网络将彻底改变制造业的生产组织方式,大大提高制造效率;另一方面,生产制造将作为互联网的延伸和重要结点,扩大网络经济的范围和效应。以网络互连为支撑,以智能工厂为载体,构成了制造业的最新形态,即智能制造。这种模式可以有效缩短产品研制周期、降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。从软硬结合的角度看,智能制造即是一个“虚拟网络+实体物理”的制造系统。美国的“工业互联网”、德国“工业4.0”以及我国的“互联网+”战略都体现出虚拟网络与实体物理深度融合――即智能制造的特征。

智能制造的发展趋势。20世纪80年代末,信息技术尚未对人类生产生活造成巨大影响之时,智能制造的概念就已经在欧美日等发达国家被提出。进入新世纪之后,实现智能制造的技术和成本条件成熟,并且,随着资源环境压力加大、劳动成本上升等制造业制约因素的增强,智能制造市场近年来在全球出现了爆发增长并呈现新的特征。

互联网技术是实现制造业智能化的动力引擎。互联网技术、云计算、大数据、宽带网络等一系列技术构成广义的互联网,只有借助互联网这一动力引擎,才能实现传感器设备的信息感知,通过宽带网络对数据进行精确控制和远程协作,这些都是智能制造的关键基础。基于互联网应用才能打破组织边界,实现制造业与服务业的融合。美国的先进制造业战略以及对下一代机器人的开发便是基于移动互联网技术的发展与应用,谷歌公司进军智能制造业正是依托其背后强大的互联网基因。

智能制造系统将具备自适应能力和人机交互功能。智能制造通过工况在线感知、智能决策和控制、装备自律执行的闭环过程,完成对周围环境的自适应能力。随着人工智能、仿真等技术的发展,智能制造系统将生成自身的操作、故障解决方案,人和系统之间也将建立协同共事、相互“理解”的合作关系,最终实现广泛的人机交互以及系统交互,从而使人从简单重复的劳动中解脱出来,从事更加富有创造性、附加值更高的生产活动。

跨国公司持续加大智能制造投入。一方面,互联网企业开始投资实体经济,充分发挥自身信息技术领域的优势。例如,谷歌公司2013年收购了8家与机器人有关的公司,2014年又陆续收购人工智能公司DeepMind和智能家居公司Nest,智能制造成为谷歌新的业务领域。另一方面,传统制造企业适应环境变化也大力投资智能制造实现改造升级。例如,富士康启动实施了“百万机器人”计划,其2015年规划提出在未来3年内由自动化设备、机器人取代7成左右的人力劳动。

以工业机器人为代表的智能制造装备被广泛应用。根据世界机械联合会的数据,2013年机器人销售量同比增长12%,达到17.8万台,在2008年到2013年之间,机器人年均销售增长为9.5%。同时,随着人工智能技术、新材料技术以及信息存储、传输和处理技术的快速发展,工业机器人逐渐呈现出智能化发展态势。装配传感器和具备人工智能的机器人能够自动识别环境的变化,从而减少对人的依赖。未来的无人工厂能够根据订单要求自动规划生产流程和工艺,在无人参与的情况下完成生产。高速网络和云存储使得机器人成为物联网的终端和结点。随着信息技术的进步,工业机器人将更有效地接入网络,组成更大的生产系统,多台机器人协同实现一套生产解决方案成为可能。

中国成为全球最大的智能制造装备市场。2008~2013年,我国工业机器人销量年均复合增长率达到37.2%,持续高于全球增速。2013年我国机器人销售规模高达36560万台,同比增长41%,占全球销量的20.5%,超越日本成为全球最大机器人需求市场,2014年的需求增速更是达到54%。但我国工业机器人的密度仍然非常低,为30台/万人,德国的机器人密度是我国的10倍,日本是我国的11倍,因此可预测,我国将成为全球主要机器人制造厂纷纷瞄准的智能装备需求市场。

智能制造的影响。智能制造将推动制造业生产方式变革。基于互联网、大数据、智能制造装备的智能制造具有更快和更准确的感知、反馈和分析决策能力,更加能够满足个性化的市场需求,进行柔性化的产品生产。与当前全球制造业普遍采用的大规模订单生产方式不同,智能制造使个性化产品的大规模定制成为可能,且这种方式即将成为现实。例如,大众汽车已经制定了一项全新的生产战略――模块化横向矩阵,通过标准化部件参数,最终达到通过一条生产线生产出市场所需的任何款型汽车的目的。

智能制造促进全球供应链管理创新。智能制造将人机互动、智能物流管理、3D打印等先进技术应用于整个生产过程,使得企业能够在全球范围配置和优化资源。新一代互联网技术将催生虚拟产业集群,促使全球供应链管理向网络化和虚拟化转变。3D打印(堆积制造)的广泛应用可以使消费者通过互联网将其所需要的产品就地“打印”出来,由此可以预计,传统的大型生产厂商将面临数以万计的小型社区生产者的挑战。

智能制造引领制造业服务化转型。智能制造贯穿产品制造的全过程,消费者不仅能够获得个性化的定制产品,还可以从产品设计阶段就参与其中,监督和指挥加工制造、销售物流环节,实现随时参与和决策自由配置各个功能组件。相应地,制造企业也可以在线生产所需要的各种制造服务,实现生产要素的优化配置。在这种情况下,智能制造生产商不仅提品或“产品+附加服务”,而且提供一揽子的“产品服务包”,角色由产品提供者转变为服务提供者。

智能制造加速制造企业成本再造。智能制造使得生产工艺和供应链管理更具有效率,能源消耗程度明显降低,通过系统的自我纠正还能够降低产品的不合格率,产品从设计到投入市场的周期也将缩短,快捷化、服务化的产品为企业创造更多的市场价值,这些都使制造企业的成本投入结构发生明显变化。

主要发达国家智能制造发展概况

国际金融危机之后,为了刺激本国经济增长,重新塑造在实体经济领域的竞争力,许多发达国家都实施了一系列国家战略,例如美国的“先进制造业伙伴计划”、德国的“工业4.0”计划、日本的“再兴战略”、韩国的“新增长动力战略”、法国的“新工业法国”等。尽管这些战略或计划各有侧重点,但都包括:对新兴产业的补贴和扶持;对前沿技术(未来技术)研发的扶持;对中小企业的扶持;对竞争环境的优化;对新产品市场的培育;对人才培育的改革,等等。此外,通过发展智能制造适应新的要素和市场环境也是这些战略或计划的重要内容。

美国:以智能制造弥补劳动力成本劣势。本轮金融危机以来,美国为重振本国制造业,密集出台了多项政策文件,对未来的制造业发展进行了重新规划,体现了美国抢占新一轮技术革命领导权,通过发展智能制造重塑国家竞争优势的战略意图。

智能制造能够在一定程度上弥补美国劳动力成本高的比较劣势,从而促进高端制造业的回归。2009年以来,美国先后了《重振美国制造业框架》、《制造业促进法案》和《先进制造业伙伴计划》,明确要降低制造业成本,促进就业,实现美国能源独立,并把美国打造为企业总部基地。而要实现这一目标,就必须以智能制造改造传统制造业,并大力发展智能电网、清洁能源、先进汽车、航空和太空技术、生物和纳米技术、新一代机器人、先进材料等新兴领域。美国发展制造业的最大约束是高劳动力成本,通过发展智能制造,能够大幅减少制造业的用工需求,使制造业劳动力成本支出维持在一个合理的比例内,从而使得美国的科技优势能够在本国转化为产业优势。

下一代机器人是实现智能制造的关键。美国在《重振美国制造业框架》中明确提出要发展先进机器人技术,在《先进制造业伙伴计划》中也提出要推出一项耗资7000万美元的下一代机器人研究计划。2011年6月奥巴马总统宣布启动国家机器人技术计划,并于2013年制定了《从互联网到机器人――美国机器人路线图》,从战略意义、研究路线图、重点发展领域等方面分析了美国制造机器人、医疗保健机器人、服务机器人、空间机器人、国防机器人的发展路线图,推动机器人技术在各领域的广泛应用,加强美国在机器人技术方面的领先地位。可见,下一代机器人是美国在智能制造产业布局的重点领域,工业机器人的普及和升级对缓解美国高劳动力成本的发展约束也起到积极作用。

德国:工业4.0构建智能生产系统。国际金融危机之后,德国经济在2010年率先欧洲其他发达国家回升,其制造业出口贡献了国家经济增长的2/3,是德国经济恢复的重要力量。德国始终重视制造业发展,并且专注于工业科技产品的创新和对复杂工业过程的管理。2010年,德国《高技术战略2020》,着眼于未来科技和全球竞争,并将工业4.0战略作为十大未来项目之一。2013年,德国联邦教研部与联邦经济技术部联手正式了《保障德国制造业的未来:关于实施“工业4.0”战略的建议》,并得到了德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的响应和推动,从而上升为部级战略。

智能工厂成为发展方向。在工业4.0阶段,新型的智能工厂基于信息物理系统并借助社交网络,可实现自然的人机互动,这将重塑传统制造工厂模式下人与生产设备之间操控与被动反应的机械关系。为达此目的,需要在制造装备、原材料、零部件及生产设施上广泛植入智能终端,借助物联网不仅可实现终端之间的实时互动,自动信息交换,自动触发行动,而且可实施独立控制,对生产进行个性化管理。人还可以通过远程控制系统,对生产系统加以调控,可使从业人员的工作与家庭生活之间的关系更为协调。

构建嵌入式制造“智能生产”系统。在构建工业生产的各种要素中,除了传统的土地、劳动、资本、企业家等要素之外,数据将成为一种重要的甚至是影响全局的生产要素。依托于信息物理系统,智能工厂生产出可实时生成数据的“智能产品”,形成大数据系统。大数据经过实时分析与归总后,形成“智能数据”,经过可视化和互动式加工,向智能工厂反馈产品和工艺流程的实时优化方案,从而形成“智能工厂―智能产品―智能数据”闭环,驱动生产系统走向智能化。而这一切的实现,依赖于云技术等互联网基础设施的建设和应用。智能工厂和智能产品构成嵌入式制造系统,该系统的特点是:企业间的业务流程构成横向价值链,企业内部的运营流程构成纵向价值网络,终端到终端技术实现横向和纵向的整合。在智能工厂的基础上,通过物联网和服务联网,将智能交通、智能物流、智能建筑、智能产品和智能电网等相互连接,以新型工业化实现经济社会系统的全面智能化。

英国:重构制造业价值链。2008年的国际金融危机中,曾一度推行去工业化战略的英国实体经济遭受沉重打击,迫使英国政府重新摸索重振制造业的方法。为增强英国制造业对全球的吸引力,英国政府积极推进制造基地建设,面向境外企业进行招商。2011年12月,英国政府提出“先进制造业产业链倡议”,支持范围不仅包括汽车、飞机等传统产业,还包括在全球领先的可再生能源和低碳技术等领域,政府计划投资1.25亿英镑,打造先进制造业产业链,从而带动制造业竞争力的恢复。

随着新科学技术、新产业形态的不断涌现,传统制造模式和全球产业格局都发生深刻的变化,英国政府于2012年1月启动了对未来制造业进行预测的战略研究项目。该项目是定位于2050年英国制造业发展的一项长期战略研究,通过分析制造业面临的问题和挑战,提出英国制造业发展与复苏的政策。2013年10月,英国政府科技办公室报告《未来制造业:一个新时代给英国带来的机遇与挑战》。报告认为制造业并不是传统意义上“制造之后进行销售”,而是“服务+再制造(以生产为中心的价值链)”,并在通信、传感器、发光材料、生物技术、绿色技术、大数据、物联网、机器人、增材制造、移动网络等多个技术领域开展布局,从而形成智能制造的格局。

2014年,英国商业、创新和技能部了《工业战略:政府与工业之间的伙伴关系》,旨在增强英国制造业的竞争性,促使其可持续发展,并减少未来的不确定性。报告分析了当前产业现状,明确了重点扶持领域以及前沿技术,提出通过创新平台,加强创新研发与工业的衔接,并且提出完善技能培训体系,支持高成长性的小企业进行技术创新,激励商业合作创新,建立公平、透明的政府采购体系等多项政策措施,重点支持大数据、高能效计算,卫星以及航天商业化,机器人与自动化,先进制造业等多个重大前沿产业领域。

日本:巩固“机器人”大国地位。早在1990年6月,日本通产省就提出了智能制造研究的十年计划,并联合欧洲共同体委员会、美国商务部协商共同成立IMS(智能制造系统)国际委员会。在随后的10年,日本共投资1500亿日元进行智能制造系统的研究和实验。1992年,日、美、欧三方共同提出研发能使人和智能设备不受生产操作和国界限制的合作系统,并于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,其中包括全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制等。日本机器人在制造业工厂迅速普及,汽车制造商都广泛采取智能制造技术,注重自动化、信息化与传统制造业的融合发展,通过计算机软硬件技术将自动化制造系统有机集成起来。

日本是全球工业机器人装机数量最多的国家,其机器人产业也极具竞争力。为适应产业变革的需求和维持其“机器人大国”的地位,2015年1月,日本政府了《机器人新战略》,并提出三大核心目标:一是成为“世界机器人创新基地”,通过增加产、学、官合作,增加用户与厂商的对接机会,诱发创新,同时推进人才培养、下一代技术研发、开展国际标准化等工作,彻底巩固机器人产业的培育能力;二是成为“世界第一的机器人应用国家”,在制造、服务、医疗护理、基础设施、自然灾害应对、工程建设、农业等领域广泛使用机器人,在战略性推进机器人开发与应用的同时,打造应用机器人所需的环境,使机器人随处可见;三是“迈向世界领先的机器人新时代”,随着物联网的发展和数据的高级应用,所有物体都将通过网络互联,日常生活中将产生无数的大数据,因此,未来机器人也将通过互联网交换和存储数据,平台安全以及标准化也会不可或缺。

实施严格技术保密是日本智能制造设计研发的重要特征。为确保核心技术不被泄露和盗版,所有的大中型制造企业一般都设立了相应的智能制造“设计中心”,其主要职能是将研发中心产生的新工艺技术固化在所生产的智能制造装备之中。如日本机器人制造商发那科(FANUC)利用“黑匣子”的形式将控制软件浓缩然后再交付客户,以保证核心机密不被泄露和盗版;日本阿斯莫微电机有限公司的智能制造设计中心统揽了70%左右研发中心的设计图纸进行自行制造;日本天龙工场(YAZAKI)燃气仪表制造公司的所有设备都是工厂遵循“以需定制”的原则,根据客户的实际需求进行自主研发和制造。通过加大对智能装备硬件核心技术和智能软件核心技术的加密和保护,保障了智能制造产品的长期竞争力。

我国推动智能制造的进展、主要瓶颈及对策建议

我国推动智能制造的进展。为适应工业化进入后期阶段的发展特征,应对新科技革命和产业变革的挑战,近年来,我国中央政府、地方政府和企业都制定、实施了一系列促进智能制造和智能制造产业发展的战略、政策和具体措施,以推动智能制造的发展和普及。

中央政府连续出台政策力推智能制造,国家层面智能制造战略框架逐渐清晰完善。2010年10月,国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,明确提出要加大培育和发展高端装备制造产业等七大战略性新兴产业,并将智能制造装备列为高端装备制造产业的重点方向之一。2012年5月,工业和信息化部《高端装备制造业“十二五”发展规划》,指出在智能制造装备领域将重点发展智能仪器仪表与控制系统、关键基础零部件、高档数控机床与基础制造装备、重大智能制造成套装备等四大类产品。2012年4月,科技部《智能制造科技发展“十二五”专项规划》,布局了基础理论与技术研究、智能化装备、制造过程智能化成套技术与装备、智能制造基础技术与部件、系统集成与重大示范应用等五项重点任务。从2011年到2014年连续四年,国家发展和改革委员会同财政部、工业和信息化部共同实施《智能制造装备发展专项》,重点突破以自动控制系统、工业机器人、伺服和执行部件为代表的智能装置,加大对智能制造的金融财税政策支持力度。2015年3月,工业和信息化部启动智能制造试点示范专项行动,并且部署了智能制造综合标准化体系建设。2015年,“中国制造2025”成为国家战略,提出以加快新一代信息技术与制造业融合为主线,以推动智能制造为主攻方向,重塑我国制造业的竞争优势。随着这一系列国家层面的战略、规划、政策的颁布和实施,我国智能制造发展的重点和方向逐渐清晰,支持智能制造发展的政策框架也基本完成。

发达地区率先推动智能制造发展。经过改革开放以来三十余年的高速发展,东部发达地区制造业要素供给发生巨大变化,劳动力、土地、资源、能源约束都相继出现,已经进入必须依靠技术进步和产业变革实现发展的新阶段,对发展具有要素集约效应的智能制造有迫切的要求。在这种情况下,发达地区地方政府在全国率先制定相关发展计划,促进智能制造发展。例如,浙江省2012年开始部署“全面推进机器换人”,提出五年实施5000亿元机器换人项目。广东东莞自2014年起每年支出2亿元财政资金扶持企业“机器换人”,目前大量的机器人已运用到生产线中。在国家和地方政策的扶持下,机器人制造商不断涌现,江苏、上海、广东、河南洛阳等省市纷纷成立了工业机器人产业技术创新联盟。2013年3月,中国机器人产业创新联盟在北京成立,标志着我国机器人等智能制造产业跃升到一个新的发展阶段。

国内领军制造企业加快布局智能制造。2012年,海尔开始谋划建设数字化互联网工厂,探索智能制造的模式创新。目前,海尔已建成两大支撑平台――众创汇用户交互定制平台和海达源模块商资源平台,四大互联工厂――沈阳冰箱、郑州空调、佛山洗衣机和青岛热水器,开启定制化大规模生产模式,很好地契合了工业4.0的智能制造之路。用户通过多种终端登陆交互平台,实时跟踪由定制内容、定制下单、订单下线到订单配送等10个关节性节点构成的生产全过程。从此,用户不再是产品的被动接受者,而是产品的设计创造者。在生产制造的另一端,零部件供应商纷纷升级为模块商,直接对接用户需求,与用户共同参与产品设计,提升产品增值空间。海尔互联工厂颠覆了传统家电业的制造模式,在全球范围内实现行业引领。在汽车生产领域,奇瑞专门成立了机器人公司,并于2012年宣布将自己研发的200台机器人投入应用,将在3年内打造初具规模的工业机器人产业化基地。在通讯设备领域,中兴、华为都开启了智能制造,中兴位于西安的智能手机生产基地建设了25条全自动生产线,在多数环节实现全自动化生产。

我国智能制造发展面临的主要瓶颈。我国工业化起步晚,技术积累相对落后,先进技术的产业化能力也与发达国家存在显著差距,致使国产智能制造产品和系统的发展同时面临技术和市场的瓶颈。

关键零部件受制于人,导致国产智能制造装备价格倒挂,缺乏竞争力。以智能制造最核心的装备――工业机器人为例,目前我国精密减速机、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等机器人核心零部件大部分依赖进口,而这些零部件占到整体生产成本70%以上。其中,精密减速器75%的份额被日本垄断,国内高价购买占到生产成本的45%,而在日本仅为25%,我国采购核心零部件的成本就已经高于国外同款机器人的整体售价,在高端机器人市场上根本无法与国外品牌竞争。绝大多数国内机械零部件企业都只能生产低端产品,不能够满足高端智能装备产业发展的要求,而这些产业的升级远比组装装配环节的制造业要困难得多,需要的时间也更漫长。短期内,我国智能制造装备产业的发展仍然需要采购国外零部件,但必须降低进口部件采购成本,实现采购渠道的稳定和多元化。

软件系统发展滞后造成智能化水平难以提高。相对于硬件方面的技术差距,软件技术水平与发达国家的差距更显著。长期以来,我国重硬件制造、轻软件开发的思维十分普遍,智能制造装备生产企业的软件技术积累严重不足。近年来,虽然制造企业和软件企业的系统集成能力有所增强,但鲜有企业和科研机构进行智能制造基础软件系统的开发,国产数控机床、机器人等高端产品还大量使用国外软件系统,国内软件企业的研发也主要针对消费产品市场。在跨国公司布局智能制造装备模块化生产和操作系统研发时,我国的智能制造装备产业将面临基础操作系统缺失的风险。

跨国公司垄断势力挤压国内企业发展空间。当前,全球智能制造产业的垄断势力已基本形成,对后发国家智能制造产业发展形成了掣肘作用。虽然我国成为全球最大的智能制造装备的需求市场,但70%以上的市场份额被ABB、FANUC、YASKAWA等几家国际巨头所占据,高端市场的90%依赖进口,国内还没有一家具有全球影响力的智能制造企业。近年来,随着我国工业机器人等智能装备市场的增长提速,跨国公司加快了在国内的战略布局,以合资或独资形式在我国经济发达地区建设工厂,虽然对带动我国智能制造产业的发展和技术进步起到一定的作用,但同时也进一步挤压国内自主品牌企业的市场空间。

促进我国智能制造发展的对策建议。新科技革命为我国发展智能制造及相关产业带来重大机遇,我国应把握“机会窗口期”,积极总结和借鉴国外先进经验,以智能制造为突破口,推动我国产业技术升级,实现制造业竞争优势由传统要素优势向技术优势的转型。

将基础系统软件的开发和标准的制定纳入到顶层设计中。未来智能制造的发展将围绕软件系统展开,例如,德国智能工厂建设就基于信息物理系统,GE、西门子等都由传统制造向服务化转型,为用户提供一整套的系统解决方案。作为互联网企业的谷歌将研发目标瞄准机器人的操作系统和标准建设。我国之所以要从国外进口高端装备和成套生产线,一个重要原因就是缺乏自主工艺数据库和专家系统,这是我国发展智能制造产业的短板。因此,必须重视基础软件系统和标准的制定工作,形成自主的智能制造产业制高点,避免在硬件制造中再次受制于国外操作系统。

加强关键核心技术攻关,打造国产机器人自主品牌。我国的机器人产业起步较晚,由于发展阶段、条件和目标不同,机器人产业很难也不能再走传统“市场换技术”的老路。将来应大力推动核心关键技术的攻关项目,加强对技术研发成果的知识产权保护工作。同时,培育具有国际影响力的机器人骨干企业,发展一批创新力强的中小型企业,提升国产自主品牌的国际竞争力。

大力培养技能工人,注重利用全球人才资源。从美国的《重振美国制造业框架》到《先进制造业伙伴计划》,再到《先进制造业国家战略计划》,都把提高劳动者素质作为重要的政策内容,通过对工人进行培训提高其劳动技能,以适应先进技术发展的需要。我国也要大力发展满足智能制造要求的职业技能教育和培训,以不断适应制造业变革所需要的技能要求,同时还要吸引全球制造业人才,尤其是高层次人才,利用全球人才资源发展中国智能制造。

完善落实相关配套政策,大力鼓励技术创新。美日欧等发达国家的先进制造业都获得了政府的大力扶持,财政资金也大量向研发创新倾斜。例如,日本在2006~2010年间为了攻克关键的服务机器人技术每年投入1000万美元,美国联邦政府当前对每个制造业创新研究资助7000万美元至1.2亿美元。为扶持智能制造产业的发展,我国也应从多个方面完善落实相关配套政策:加大财政和税收方面的扶持力度,建立智能机器人研发风险准备金,激发制造业企业创新活力;加大对国产智能制造装备的政府采购,给予这个幼稚产业一定的保护期;在部分地区、部分行业开展智能制造试点示范,探索新模式、新方法,并逐步推广普及。

参考文献

[美]里夫金:《第三次工业革命:新经济模式如何改变世界》,中信出版社,2012年。

[日]冈崎哲二:《质疑产业政策――培育新产业,成世界潮流》,《日本经济新闻》,2013年4月1日。

贾根良:《第三次工业革命与新型工业化道路的新思维――来自演化经济学和经济史的视角》,《中国人民大学学报》,2013年第2期。

左世全:《第三次工业革命背景下我国制造业的战略转型》,《机械管理开发》,2013年第6期。

第9篇:智能制造范文

关键词:智能制造;机联网;机械行业;两化融合

“两化融合”就是通过工业信息化过程达到建成信息化工业目标。手段方法是信息化,实现目标是信息化的工业。信息化的工业是现代经济、信息社会的基础。所谓“两化”,工业化的需求是牵引;信息化的技术是驱动。在“两化融合”发展框架下智能制造是提高我国装备、产品自主知识产权,提高技术含量的重要技术手段。

1.机械智能制造的发展现状

(1)我国对智能制造的研究始于20世纪80年代末。在最初的研究中在智能制造技术方面取得一些成果,进入21世纪以来的十年中智能制造在我国得到迅速发展,在许多重点项目方面取得成果,智能制造相关产业也初具规模。我国已取得了一大批相关的基础研究成果和长期制约我国产业发展的智能制造技术,例如:机器人技术、感知技术、工业通信网络技术、控制技术、可靠性技术、机械制造工艺技术、数控技术与数字化制造、复杂制造系统、智能信息处理技术等;攻克了一批长期严重依赖并影响我国产业安全的核心高端装备,如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等。建设了一批相关的国家重点实验室、国家工程技术研究中心、部级企业技术中心等研发基地,培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高科技技术人才。

(2)智能制造装备产业体系初步形成。随着信息技术与制造技术的高速发展,我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升,以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系初步形成,一批具有自主知识产权的智能制造装备实现突破,2013年以来工业自动化控制系统、仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等智能制造装备产业领域销售收入超过4000亿元。

(3)我国对智能制造的扶持力度不断加大。近年来,我国对智能制造的发展也越来越重视,越来越多的研究项目成立,研究资金大幅增长。我国了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》和《智能制造科技发展“十二五”专项规划》,并设立《智能制造装备发展专项》,加快智能制造装备的创新发展和产业化,推动制造业转型升级。

2.智能制造的产业升级的必然选择

决定一个国家的智能化、自动化程度有几个因素:其一,它是国家产业发展到一定阶段的产物,例如:生产要求很高的高端设备,或在高温、高腐蚀、高危等恶劣的环境下,人工无法完成,需要机器人来完成;其二,当人工能效太低时,人的单位能效与之相比差十几二十倍,则需要使用机器人或自动化的装备来生产制造;其三,劳动力成本的快速增加也是一个重要影响因素,自动化设备和智能制造迎来了新的外部环境,对智能制造来讲是一个推动力。

目前中国已是世界第二大经济体和制造业大国,但自主创新能力薄弱、先进装备贸易逆差严重、高端装备与智能装备严重依赖进口,严重制约我国制造产业健康发展。随着世界经济迅速的发展与成长,智能化制造工厂将给所有产业升级带来冲击,也将引领全球制造业发展模式的前进与革新,对于中国制造业的产业升级来说已是必然选择。将专家的知识不断融入制造过程以实现设计过程智能化、制造过程智能化和制造装备智能化,实现拟人化制造,目的是使制造过程具有更完善的判断与适应能力,提高产品质量、生产效率,并将显著减少制造过程物耗、能耗和排放。

3.机械智能制造的发展方向

3.1以3D打印为代表的“数字化”技术崭露头角

“数字化”制造技术有可能改变未来产品的设计、销售和交付用户的方式,使大规模定制和简单的设计成为可能,使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产,并彻底改变自“福特时代”以来的传统制造业形态。3D打印技术呈现三个方面的发展趋势:打印速度和效率将不断提升;将开发出多样化的3D打印材料;3D打印机价格大幅下降。

3.2智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程

先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化,智能制造正引领新一轮的制造业革命,主要体现在以下四个方面:一是建模与仿真使产品设计日趋智能化;二是以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛;三是全球供应链管理创新加速;四是智能服务业模式加速形成。

3.3智能制造技术通讯网络化日趋成熟

机联网就是机器联网,指应用物联网、云计算、现代通信技术,对企业制造设备、工艺流程,空调、照明、仓储等辅助设备进行统一的改造升级管理,形成集中管理、资源共享的现代化智能制造模式,以提高生产效率,改善产品质量,促进节能减排,提高企业综合能力。“机联网”是实现“机器换人”的重要形式,是推进两化深度融合的重要载体。目前企业机器设备管理水平落后,一线劳动用工缺口持续扩大,加快机器设备联网成为企业提升生产经营水平、加快转型升级的重要突破口。实施“机联网”工程,推进企业生产制造从单机控制向多机控制,从“一人负责一机”向“一人负责多机”,甚至“一人负责一个车间”、“无人车间”方向发展,大幅减少生产一线尤其是脏活、累活、污染岗位、危险岗位的劳动用工。

4.结论

可以预见,智能制造装备在引领制造业在低碳、节能、高效发展进一步得到显现;同时,机械行业将在工业机器人、智能机床和基础制造装备、智能仪器仪表、三D打印装备、新型传感仪器、自动化成套生产线、机联网等重点领域形成快速发展。

参考文献:

[1]赵同春,麻洪秋, 金成海, 张军,黄赞军.金属注射成形用水雾化不锈钢粉末的制备

与应用.粉末冶金工业,2013年6月第23卷第3期

[2]王先逵.《制造工艺核心论》WMEM.2005.6

[3]《关于开展企业“机联网”工程建设的意见》(浙经信信息[2013]559号)