• 2019-07-19

    智能制造對策:互聯網+數據爲驅動

2015年,國務院印發《中(zhōng)國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰略,其中(zhōng)将智能制造作爲主攻方向。國家工(gōng)信部對智能制造的定義如下(xià):智能制造是基于新一(yī)代信息技術,貫穿設計、生(shēng)産、管理、服務等制造活動各個環節,具有信息深度自感知(zhī)、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。上述定義明确了智能制造的概念包含“過程、系統、模式”三個層次,以“信息深度自感知(zhī)、智慧優化自決策、精準控制自執行”爲功能特征,通過網絡互聯打通端到端數據流,從關鍵制造環節和工(gōng)廠兩個層面實現智能化,從而在綠色發展的基礎上,從速度、質量、成本三個方面提升制造業核心競争力。智能制造的總體(tǐ)框架如右圖所示。

智能制造代表着未來先進制造業的發展方向,已受到國内外(wài)廣泛重視,多國政府均将此列入國家發展計劃,大(dà)力推動實施,其中(zhōng)以美國工(gōng)業互聯網和德國工(gōng)業4.0最爲代表。德國實施工(gōng)業4.0戰略,美國推動工(gōng)業互聯網概念,二者基本理念相近,都是将虛拟網絡與實體(tǐ)連接,是對工(gōng)業未來發展方向和發展模式的探索。工(gōng)業4.0旨在推進生(shēng)産或服務模式由集中(zhōng)式控制向分(fēn)散式增強型控制轉變,幫助實現高度靈活的個性化和數字化生(shēng)産或服務。工(gōng)業互聯網更加注重軟件、網絡和大(dà)數據,目的是實現通信、控制和計算的集合,二者在應用範圍、強調重點和實現方式等方面存在一(yī)定差異。

當前,我(wǒ)國制造業尚處于機械化、電(diàn)氣化、自動化、信息化并存發展階段,整體(tǐ)來看,我(wǒ)國尚未實現工(gōng)業化(尚處于前工(gōng)業2.0時代),對多數企業而言,處于由工(gōng)業2.0向工(gōng)業3.0過渡階段,離(lí)全面數字化還有很長的距離(lí)。一(yī)是我(wǒ)國工(gōng)業基礎落後。高端傳感器、重要操作系統和數字化基礎的智能化水平還有待提高,數控機床、機器人、控制系統等智能制造裝備需進一(yī)步向中(zhōng)高端邁進,關鍵基礎材料、核心基礎零部件(元器件)、先進制造工(gōng)藝、産業技術基礎等“四基”領域有待提升,寬帶網絡、集成軟件、感知(zhī)和通信系統等智能制造基礎設施有待建設,互聯網與工(gōng)業的融合發展還有很大(dà)空間。二是我(wǒ)國制造業自動化水平存在區域、行業間、行業内部的多層次不均衡。如航空、航天、鋼鐵、石化、機床、汽車(chē)、集成電(diàn)路領域的大(dà)中(zhōng)型企業,在數字化設計、自動化生(shēng)産線、生(shēng)産加工(gōng)的數字控制、企業信息管理方面都具有較好的基礎和水平,而大(dà)部分(fēn)中(zhōng)小(xiǎo)型企業在設計環節CAD技術應用具有一(yī)定基礎,而在自動化及智能化裝備(生(shēng)産線)、生(shēng)産加工(gōng)的數字控制、企業信息管理方面基礎較爲薄弱。

總之,目前我(wǒ)國不具備全面啓動“工(gōng)業4.0”的條件。相對于工(gōng)業發展國家,推動我(wǒ)國制造業智能轉型,環境更爲複雜(zá),形勢更爲嚴峻,任務更加艱巨。但我(wǒ)國不能自外(wài)于新工(gōng)業革命之外(wài),而是要立足我(wǒ)國的基本國情和工(gōng)業發展實際,探索有中(zhōng)國特色的智能制造發展道路。

根據以上的分(fēn)析,我(wǒ)國應從應用層、裝備層、網絡層、平台層和數據層協同推進智能制造發展。

(一(yī))以應用爲抓手,帶動制造業智能化升級。聚集重點領域,緊扣關鍵工(gōng)序智能化、生(shēng)産過程智能優化控制、供應鏈及能源管理優化,建設智能工(gōng)廠/數字化車(chē)間,分(fēn)類實施流程制造試點示範與離(lí)散制造試點示範,推廣應用個性化定制、柔性化制造、異地協同開(kāi)發、雲制造等智能制造新模式,推廣應用在線監測、遠程診斷等智能服務和智能化管理。

(二)以裝備爲支撐,推動軟硬件一(yī)體(tǐ)化發展。聚焦感知(zhī)、控制、決策、執行等智能制造核心關鍵環節瓶頸,突破關鍵核心與關鍵零部件,開(kāi)發工(gōng)業機器人、增材制造裝備、智能傳感與控制裝備、智能檢測與裝配裝備、智能物(wù)流與倉儲裝備等核心技術裝備。

(三)以網絡爲紐帶,實現人、機、物(wù)的互聯互通,加快高速、互聯、安全、泛在的基礎網絡設施建設,實現設備、加工(gōng)對象、生(shēng)産線、制造系統、産品、供應商(shāng)、人之間的智能互聯。支持研發和應用高速度寬帶的工(gōng)業以太網交換機、網絡交換機等信息網絡設備,形成以“服務互聯網”和“物(wù)聯網”爲基礎的智能傳輸網絡。

(四)以平台爲載體(tǐ),促進全産業鏈的智能協作。制定一(yī)批智能制造的基礎共性标準、關鍵技術标準和行業應用标準與規範,在制造業各個領域進行全面推廣。集中(zhōng)力量突破依托泛在網絡的工(gōng)業互聯網軟件平台,實現制造系統中(zhōng)的物(wù)理對象與相應的虛拟對象之間無縫融合。加快發展智能制造基礎軟件統一(yī)開(kāi)發平台和工(gōng)程軟件統一(yī)開(kāi)發平台,基于上述平台自主開(kāi)發智能裝備亟須的嵌入式軟件以及面向重點行業應用的核心工(gōng)業軟件。

(五)以數據爲驅動,重塑制造業競争優勢。建立面向重點行業的工(gōng)業雲,采集産品數據、運營數據、價值鏈數據以及外(wài)部數據,實現經營、管理和決策的智能優化。支持制造企業加大(dà)數據分(fēn)析與挖掘力度,發展在線服務、虛拟試驗、故障診斷、預測型維護以及視覺化管理等應用。鼓勵制造企業發展與用戶數據對接的“以銷定産”、“個性化定制”等銷售和服務模式,培育大(dà)數據分(fēn)析處理、咨詢服務、行業應用、評估擔保等智能制造新産業。

綜上所述,我(wǒ)國發展智能制造的對策建議如下(xià):

(一(yī))加強政策導向。分(fēn)步推進智能制造實施,在基礎較好的優勢行業重點企業,開(kāi)展智能制造應用示範,鼓勵企業建設數字化車(chē)間和智能工(gōng)廠;分(fēn)層次推進智能化技術應用,推進數字技術和智能技術廣泛應用,在互聯網、物(wù)聯網、雲計算、大(dà)數據等泛在信息的強力支持下(xià),促使企業由生(shēng)産型制造向服務型制造轉變;同步推進智能化制造的支撐能力建設,突破和發展智能化關鍵共性技術和高端核心工(gōng)業軟件、智能制造裝備及其關鍵部件和裝置,加強工(gōng)業互聯網等網絡基礎設施建設。

(二)發揮市場作用。充分(fēn)發揮企業開(kāi)展智能制造的積極性,突出企業開(kāi)展集成創新、工(gōng)程應用、産業化、試點示範的主體(tǐ)地位,支持産學研用合作和組建産業創新聯盟,聯合推動離(lí)散型數字化制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大(dà)規模個性化定制、遠程運維服務等智能制造新應用。

(三)健全創新體(tǐ)系。依托已有産業技術聯盟,建設若幹智能制造領域國家制造業創新,開(kāi)展先進分(fēn)析工(gōng)具、核心技術裝備、工(gōng)業網絡安全等前沿技術研究。支持現有智能制造相關的國家工(gōng)程(技術)研究中(zhōng)心、國家重點實驗室、國家認定企業技術中(zhōng)心建設,加大(dà)對智能制造研究的支持力度。

(四)擴大(dà)合作交流。積極借鑒美國工(gōng)業互聯網、德國工(gōng)業4.0的一(yī)些經驗和做法積極打造世界一(yī)流的示範工(gōng)廠。鼓勵和支持與跨國公司、國際科研機構在華設立研發機構,搭建聯合研究平台。支持和鼓勵國内優勢企業參與全球制造網絡。

(五)發展系統集成。支持鼓勵智能制造系統集成和應用服務,培育系統集成服務企業,積極引進一(yī)批具備整體(tǐ)設計能力和解決方案提供能力的智能制造系統服務集成商(shāng),着力發展一(yī)批提供方案設計、設備采購、裝備開(kāi)發、安裝維護等配套服務的專業機構。

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