智能製造背景下,裝(zhuāng)備製造業產業如何升級?
2018-7-9 來(lái)源:轉載(zǎi) 作者:萬誌遠,戈鵬 張曉林 殷國富
當前,我國裝(zhuāng)備(bèi)製(zhì)造業智能化(huà)存在缺乏(fá)核心競爭力、標準化普及不(bú)夠、工業大數據應用價值(zhí)未充分挖掘、以及智能(néng)製造(zào)相關現代服務業發展滯後等問題。本文針對性提出了(le)四(sì)條建議。
1、引言
智(zhì)能製(zhì)造(zào)(Intelligent Manufacturing,IM)以新的數字信息技(jì)術(shù)為基礎,結合新(xīn)的製造工藝(yì)和(hé)材料,貫穿產品的設計、生產、管理、服(fú)務各個環節,是先進製造過程、係統與模式的(de)總稱,具有信息深度自感知、優化自決策和精準控製自執行等功能。在智能(néng)製(zhì)造過程中,利用多功能傳感器和智(zhì)能控製係統,設備可以進行自感知、自分(fèn)析、自決策等智(zhì)能活動,減少設備(bèi)響應(yīng)問題的時間,實時反饋並優化生產物流信息,提升(shēng)企業生產效率。智能製造可分為三個層次:一(yī)是(shì)智能製造裝備,智能製造離不(bú)開智能裝(zhuāng)備的(de)支撐,包括高級數控機床、配備新型傳感器的智(zhì)能機器人、智能化(huà)成套生產線(xiàn)等,以實現生產(chǎn)過程的自動化、智能化、高效化;二是智能製造係統,是一種由智能(néng)設備和人類專家結合物理信息技術共同構建的智能生產係統,可(kě)以不斷進行自我學(xué)習和優化,並(bìng)隨著技術進步和產業實踐動態發展;三是智能(néng)製造服務,與物聯網相結(jié)合的智能製(zhì)造過程涵蓋產品(pǐn)設計、生產、管理、服務的全生命周期,可以根(gēn)據用戶需求對產(chǎn)品進行定製化生產,最終形成全生產服務生態鏈。智能製造企業對產品生產到經營的(de)全生命周期進行管控,通(tōng)過融合生產(chǎn)工藝流程、供應鏈物流和企(qǐ)業經營模(mó)式,有效串聯業務與製(zhì)造(zào)過程,最終使工廠在一個柔性、敏捷、智能的製造環境中運行(háng),大幅(fú)度優化了生產效(xiào)率(lǜ)和穩定性。
隨著互聯網技術、信(xìn)息數字技術的迅速進步,智(zhì)能製造(zào)大範(fàn)圍推(tuī)廣成為可能。經(jīng)過十多(duō)年的技術積累,在21世紀的第二個十年,智能製(zhì)造(zào)在全(quán)球範圍內快速發展(zhǎn),製造業強國不斷(duàn)推出新舉措,通過政府、行(háng)業組織、企(qǐ)業等協(xié)同推進(jìn)智能製造發展,以提升工業製造實力,培育行業競爭優勢。2011年美國實施(shī)“先進製造夥伴計劃”戰略,2013德國提(tí)出“工業(yè)4.0”計劃,2014年英國開展“高(gāo)價值製造”戰略,2015年日本頒布“機器人新戰略”,2016年(nián)歐盟頒布“數字化(huà)歐洲工業計劃”。智能製造產業升級(jí)在世界範圍內逐漸擴大興起,我國的智能製造也應運而(ér)生。2015年5月(yuè),我國(guó)發布《中(zhōng)國製(zhì)造2025》文件,同樣指出要(yào)以推進智能(néng)製造為製造業發展主攻方向,構建以智能製(zhì)造為重點的新型製造體係(xì)。這些戰略說明智能製造已成為製造業重(chóng)要發展趨(qū)勢,促進新的生產管理方式、商業運營模式、產業發展形態的形(xíng)成,將(jiāng)對全球工業的產業(yè)格局帶來重大的影響,進而引發第四次工業(yè)革命。
裝備製造業是製造業的核心和支柱,是社會經濟發展的基礎(chǔ)性(xìng)產業,是各(gè)行業產業升級、技術進步的基礎條件。高度發達的裝備製造業是實現工業智能(néng)化的必(bì)要條件,也是一個國家的技術水平和綜合國力的集中體現。經過幾十年的發展,中國裝備(bèi)製(zhì)造業已形成門類齊全、產業規模龐(páng)大的產業群,少數產品已達到世界領先水平,取得了不錯的(de)成(chéng)績,但仍需(xū)意(yì)識到(dào)我國傳(chuán)統裝備製造(zào)業還麵臨高端核心技(jì)術(shù)依賴國外(wài)進口、技術創新體係不健全以及產品產能過剩等問題。
如今中國(guó)智能製造快速發展,為傳統製造業的升級提供了良(liáng)好契機。加(jiā)快推進裝(zhuāng)備(bèi)製造業智能化,建立完備的智能製造裝備產業(yè)體係,是落實工業化和信息化深度融合戰略的重要舉措。以智能製造帶動裝備製造業智能化升級,再以(yǐ)裝備製造(zào)業智能改造推動智能製造在全行(háng)業(yè)普及,可以更好地達成我國的製造強國夢。
2、 智能製造發展的主要領域
分析智能製造發展現狀可知,智能製造的集成創新和應用示範主要聚焦感知、控製、決策、執行等核心關鍵環節;通過推進產(chǎn)教研用聯合創新,攻克(kè)關鍵技術,提高質量和可靠性;通過集成開(kāi)發一批(pī)重大成套裝備(bèi),推進工程應用和產業化。以下(xià)六大領域是智能製造的重點研發方(fāng)向。
2.1工業機器人
工業機(jī)器(qì)人(Industrial Robot)是一種(zhǒng)集成計算(suàn)機(jī)技術、製造技(jì)術、自動控製技術並(bìng)配備傳感器、人工智(zhì)能係統的智能(néng)生產裝備。其主體由機器本體、控製器、伺服驅動係統和檢測傳感裝置構成,具有擬人化、自控製(zhì)、可重複(fù)編程等特性。隨(suí)著人工智(zhì)能技術、多功能傳感技(jì)術以及信息收集、傳輸和分析技(jì)術的迅速突破與提升,配備了傳感(gǎn)器、機器視覺和智能(néng)控製係統的工業機器(qì)人逐漸呈現出智能(néng)化、服務化、標準化的(de)發展趨勢。智能化使工業機器人可以根(gēn)據對環境變化的感知,通過物聯網,在機器設備之間、人機(jī)之間(jiān)進行交互,並對(duì)環境自主作出判斷、決策,從而減少生(shēng)產過程對(duì)人的依賴;服務化要求未來的(de)機器人結合(hé)互聯網,在離線(xiàn)的基礎上,實現(xiàn)在線的主動服務;標準化是指機(jī)工(gōng)業器(qì)人的各(gè)種組件(jiàn)和構件實(shí)現(xiàn)模塊(kuài)化、通用化,使(shǐ)工業(yè)機器人使用更加簡便,並降低製造成本。
2.2.智能數控機床
智能數控機床是數控機床的高級(jí)形態,融合了先進製造技術、信息(xī)技術和智能技術,具有自(zì)主學習(xí)能力,可以預估(gū)自(zì)身的加工(gōng)能力,利用曆(lì)史數據估算設備零件的使用壽命;能夠(gòu)感知(zhī)自身的加工狀態,監視、診斷並修正偏差;對(duì)所加工工件的質量進行智能化評估;通過各種(zhǒng)功能模塊,實現多(duō)種加工工藝,提高加工效能和控製度。其(qí)發(fā)展呈智能化、多功能化、控製係統小型化趨勢。
2.3 3D打印(增材製造)
3D打印技術以數字模(mó)型文件為基礎(chǔ),應用可粘合材料,通過連續的物理層疊(dié)加,逐層增加材料來生成(chéng)三維實體,因而又(yòu)被稱為增材製造(Additive Manufacturing,AM),是融合了數字建模(mó)技術、機電控製技術、信息技術、材(cái)料科(kē)學與化學等諸多方麵的前沿(yán)性、知識(shí)綜(zōng)合性應用技術,可對個性化、小(xiǎo)批量產品進行很好的成本控製,預計(jì)未(wèi)來將會更多地應用在生物醫療(liáo)、航空航(háng)天、軍工等小批量個性化需求的領域(yù)。此外,為了節省支撐材料帶來的打印成本,未來(lái)3D打印將向著無(wú)支撐化研究發展,例如現(xiàn)在已經較為成熟(shú)的懸浮3D打印和高速激(jī)光燒結(HSS)。
2.4 智能傳感器
智能(néng)傳感器(Intelligent Sensor)是一種將待感知、待控製的參數量化並集成(chéng)應用於(yú)工業網絡的新型傳感器,具(jù)有高性能、高可靠性、多功能等特性(xìng),帶(dài)有微處理機係統,具有信息感知采集、診斷處理、交換的能力,是傳感器集成(chéng)化(huà)與微處理機相結合的產物。未來的智能傳感(gǎn)器將更多地結合微處理器和新(xīn)型工藝材料,如表麵(miàn)矽微機械加工以及用來形成(chéng)三維微機械結構的微立體光刻新技術,提升傳感器的精度,增(zēng)加傳(chuán)感器環境適應性;同時(shí),和(hé)IoT、互(hù)聯網結(jié)合,實現網絡化,可實時(shí)采集和傳遞數據;除了工業製造,還能被(bèi)廣泛(fàn)應用於生活服務中。
2.5 智能物流倉(cāng)儲
在(zài)工業4.0的智能工廠(chǎng)框(kuàng)架中(zhōng),智能(néng)物流倉(cāng)儲(chǔ)位於後端,是連(lián)接(jiē)製造(zào)端和客戶端的核心環節,由硬件(智能物流倉儲裝備)和軟件(智能物流倉儲(chǔ)係統(tǒng))兩部(bù)分組成。其中,硬件(jiàn)主要包括自動化立(lì)體倉庫、多層穿梭車、巷道堆垛機、自動分揀機、自動引導(dǎo)搬運車(AGV)等(děng);軟(ruǎn)件按照實際業務需求對企業的人(rén)員、物料、信息進行協調管理,並將信息聯入工業物聯(lián)網(wǎng),使整體生產高效運轉。智能物流倉(cāng)儲在減少人力成(chéng)本消耗和空間占用、大幅提高管理(lǐ)效率等方(fāng)麵具有優勢,是降低企(qǐ)業倉儲物流成本的終極解決方案。無人(rén)化是智能物流倉儲重(chóng)要的發展趨勢,搬(bān)運設備根據係統給出的(de)網絡指令,準確定位並抓取貨物搬運至指定(dìng)位(wèi)置,常見(jiàn)的軌(guǐ)道AGV在未來(lái)將(jiāng)會被無軌搬運機器人取代。
2.6 智能檢測與裝配裝備
隨(suí)著智能傳感器的不斷發展,各種算法不(bú)斷優化,智能檢測和裝配技術在航空航天、汽車零部件、半導體電子醫(yī)藥醫療等眾多領域都(dōu)得到了廣泛應用。基於機器視覺(jiào)的多功能智(zhì)能自動(dòng)檢(jiǎn)測裝備可以準確分析目標(biāo)物體存(cún)在的各類缺(quē)陷和(hé)瑕疵,確(què)定目標物體的外形尺寸和準確位(wèi)置,進(jìn)行自動化檢(jiǎn)測、裝配,實(shí)現(xiàn)產品質量的有效(xiào)穩定控製,增加生產的柔性、可靠性,提高(gāo)產品的生產效率。數字化智能裝(zhuāng)配係統可以(yǐ)根據產品的結構特點和加工工藝以及供貨周期進行全局規劃,最大(dà)限度地提高裝配設備的利用率。除(chú)了在航空航天、汽車領域的應用,智能檢測和裝配裝備在農產品分選和環(huán)保領域領域將有很大的潛力。
3、國(guó)內外發展現狀和形勢
3.1 製造業強國發展狀(zhuàng)況
20世紀80年代,工業發達國家已開始對智能製造進行研究,並逐步(bù)提出智能製造係(xì)統和相關智能技術。進入21世紀,網絡信息技術迅速發展,實現智能(néng)製造的條件逐漸成熟。在國際金融危機之(zhī)後(hòu),虛擬經濟出現泡沫,傳統製造業強國開始將重心轉回實(shí)體製造(zào),頒布了一係列發展智能製造的國家戰略(表1),期望以發展製造業刺激國內經濟(jì)增長,鞏固大國地位。
1)美國(guó):先進製造業夥伴計劃,重塑工業競爭(zhēng)力
美國通過先進製造業夥伴計劃重新規劃了本國的製造業發展戰略,投入超過20億美元研究先進工業材料、創新製造(zào)工藝和基於移動互聯網技術的第三代工業機器人,希望通(tōng)過發展先進製(zhì)造業,實現製造業的智能化升級,保持美國製造業價值鏈上的高(gāo)端位置和製造技術(shù)的全球領先地位。美國智能製造現階段重點研究領域及內容:
智能機器人:結合互聯網技術,增(zēng)加機器人的交互能力;
物聯網:將傳感器和通信設備(bèi)嵌入到機(jī)器和生產線(xiàn)中;
大數據和(hé)數據分析:開發可解讀並分(fèn)析大量數據(jù)的軟件和係統;
信息物理係(xì)統和係統集成:開發大規模生產係統,實現高效靈活的實時控製和定製(zhì);
可持續製造:通過綠色設計,使用環保材(cái)料,優化生(shēng)產工藝,開發可提高資源利用率、減少環境有害物質排(pái)放的生產體係;
增材製造:將3D打印技術應用於部件(jiàn)和產品製造,減少產品開發和製造的(de)時間與成本。
2)歐盟:數字化歐洲工業(yè)計劃,推進工業數字化進程
隨著智能製(zhì)造的興起,歐洲各國都提出了相應的戰略計劃。歐盟在整合各國戰略的基礎上,提出數字化歐洲工業計劃,用於推進歐洲工業的數字化進程。計劃主要通過物聯網(IoT,Internet of Things)、大數據(Big Data)和人工智能(AI,Artificial Intelligence)三大技術來增強歐洲工業的(de)智能化程度;將5G、雲計(jì)算、物聯網、數據技術和網絡安全(quán)等五(wǔ)個方麵的標(biāo)準化作為發展重點之一,以增強各國戰略計(jì)劃之間的協同性;同時,投資5億(yì)歐元打造數字化區域網絡,大力發展區域性的數字創新中心,實施大型的物(wù)聯網和先進製(zhì)造試點(diǎn)項目,期望利用雲計算和大數據技術把高性能(néng)計算和量子計算有效結合起來(lái),以提升大數據在工業智能化方麵的競爭(zhēng)力。
3)德國:工業4.0,構建智能生產係統
2013年,德國正式發布《保障德國製造業(yè)的未來:關於實(shí)施“工業4.0”戰略的建議》,並將工(gōng)業4.0上升(shēng)為國家級戰(zhàn)略,期望做第四次工業革命的(de)領導者,得到各界的支持。該計劃是一項全新的製造業提升(shēng)計劃,其模(mó)式是通過工業網絡、多功(gōng)能傳感器(qì)以及信息(xī)集成技術,將分布(bù)式、組合式的工業(yè)製造單元模塊構建成多功(gōng)能、智能(néng)化的高柔性工業製造係統;將在生產設(shè)備、零部件、原材料上裝載(zǎi)可交互智能終端,借助物聯網實現信息交(jiāo)互,實時互動,使機器能夠自(zì)決策(cè),並對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行個(gè)性化控製(zhì);同時,新型智能工廠可利用智能物流管(guǎn)理係統和社交網絡,整合物流資(zī)源信息,實(shí)現物料信息快速匹配,改(gǎi)變傳統生(shēng)產製造中人機料之間的(de)被動控製關係,提高生產(chǎn)效率。
4)日本:創新工業計劃,鞏固自動化生產(chǎn)強(qiáng)國位置
日本提出創新工(gōng)業計(jì)劃,大力(lì)發展網絡信息(xī)技術,以信(xìn)息技術推動(dòng)製造業發展。通過加快發(fā)展協同機器人、多功能電(diàn)子設備、嵌入式係統、智能機床和物聯網等技術(shù),打造先進的無人化(huà)智能(néng)工廠,提升國際競爭力(lì)。製(zhì)造業工廠十分注重自動化、信息(xī)化與傳統(tǒng)製造業的融合發展,已經廣泛普及了工業(yè)機器(qì)人,通過(guò)信息技(jì)術與智能設備的結合、機器設(shè)備之間的信息高效交互,形成新型智能控製係統,大大提高生產效率和穩定性。2016年,日本(běn)發布工(gōng)業價值鏈計劃,提出“互聯工廠”的概念,聯合100多家企業共同建設日本智能製造聯合體(tǐ)。同時,以(yǐ)中小型工業製(zhì)企業為突破口,探索企業相互合作的方式,並將物聯(lián)網引入實(shí)驗室(shì),加大工業與其他各領域的融合創新。
3.2 國內發展狀況
我國對(duì)智能(néng)製(zhì)造的研究開始於20世紀80年代,已取得了一些成果,但研究規模一(yī)直較小,沒有形成完整(zhěng)的(de)研究體(tǐ)係。新世紀金融危機(jī)爆發後,各(gè)國經濟衰(shuāi)退,引(yǐn)發了各國政府對製造(zào)業的重新關注,我國(guó)政府及企業也逐(zhú)漸加大了對智能製(zhì)造的關(guān)注和投(tóu)入(rù)。從最(zuì)開始的《智能製造裝備產業“十(shí)二(èr)五”發展規劃(huá)》到2015年《中國製造2025》的正式發布,國家發展智能製(zhì)造產業的政(zhèng)策逐步完善(shàn)。這些政策都以發展先進(jìn)製造業為核心目(mù)標,旨在提升製造業(yè)的核心技(jì)術,逐(zhú)步達成我國的製造強國夢。快速發展的網絡信(xìn)息(xī)技術和先進(jìn)製造技術為推進我國(guó)智能製造發展提供了良好的條件,提高了我國的製造業智能化水平。我國自主研發的多功能傳(chuán)感器、智能控製係統已逐步達到世界先進水平。工業(yè)機器人、智能數控機床和自動化成套(tào)生產線等智能裝備製造(zào)技術也取得了(le)較大(dà)進步,並逐步形(xíng)成了完整的智能裝備產業體係。智能製造裝備和(hé)先進(jìn)工藝技術在重點行業不斷普及(jí),離散型製造行業的智(zhì)能裝備(bèi)應用(yòng)、流(liú)程型製造行業的工藝流程控製和製造執行係統使製造(zào)企業生產效率大幅提高。通過在代(dài)表性製造企業(yè)推(tuī)行智能製造技(jì)術和設備,逐漸形成(chéng)了一些可複製推廣的智能製造應用模式,為今後深入推進智能製造奠定了一定的基礎。
我國裝備製造業是新中國成立後才開始(shǐ)起步的(de),經過(guò)改革開(kāi)放四十年來的扶持與發展,其工業體(tǐ)係和相關產業鏈逐漸完善,取得了許多優秀成績,從之前的低端製造(zào)業(yè)慢慢向中高端拓展,在(zài)規模和水平上都有(yǒu)了長足的進步(bù),目前已發展成為結構體係完整、具有較高水(shuǐ)平、具備國際競爭力的國民支柱性產業,為我國工業、經濟和國防(fáng)建設做出(chū)了十分(fèn)重要的貢獻。
到2015年,我國擁有39個工業大類、191個中類、5個小類(lèi),成為全世界唯一擁有聯合國產業分類中全部工業類的國家(jiā)。隨著國家對高端裝備製造業越來越重視,在國家政策的大力扶持下,智(zhì)能製造裝備行業發展迅速,已逐漸(jiàn)形成規模。整體(tǐ)上來說,我國(guó)對裝備製(zhì)造業的(de)投資(zī)呈逐(zhú)年增長趨(qū)勢,這(zhè)在很大程度上得利於政府為吸引投資付出的努(nǔ)力和其提供的(de)有利政策環境。從2010年到2016年,中(zhōng)國智能製造裝備產業值由不足4000億元到超過1.2萬億元,體現了我國智能製造(zào)裝備產業巨大(dà)的發(fā)展潛力。與此同時,國內大規模的基(jī)礎設施建設(shè)以及市場規模的擴大,也使得相關裝備製造業企業迎來(lái)較好的發展前景,為國家推動傳(chuán)統行業智能化轉型(xíng)升級提供了良好的基礎條件(jiàn)和環境優(yōu)勢。根據國家工信部數據,2017年全國規模以上工業企(qǐ)業利潤增長21%,增加值同比上升(shēng)12.5%,裝備製造業增加(jiā)值11.3%,高技術增加值同比上升13.4%,工業機器人(rén)產量增加(jiā)68.1%,集成電路產量增加23.8%。
從總體上(shàng)講,我國(guó)裝備製造業發(fā)展明顯加快,形成了具備較好物質技術基礎的獨立工業體(tǐ)係,重大技術裝備自主化水平顯著提高(gāo),國際競爭力進一步提升。雖然取(qǔ)得了一些研究成果,但是根據(jù)國內裝備(bèi)製造業智能化的實際應用情況來看,智能(néng)化(huà)隻是解決了製造效率低和精度低的問題,沒有達到智能製造應用的設計水平。產(chǎn)品在(zài)市場上的競爭力偏(piān)弱,市場供求關係仍存在較大偏差。與(yǔ)裝備製造業強國相比,我國(guó)裝備製造業綜合競爭(zhēng)力依舊較弱。在智能化過程中,存在缺(quē)乏核心技術自(zì)主創新能力、標準體係不夠完善、軟(ruǎn)件與(yǔ)信息技術發展較弱、缺少(shǎo)行業(yè)優(yōu)秀企業領(lǐng)導和相關先進製造服務業支(zhī)持等(děng)問題。因此,我國的裝備製造業智能化發展要從實際國情出發,借鑒國外發展的優秀經驗,規劃發展的長期路線,抓住全球製造業重新布局的戰略機遇,總結出適合中國的發展道路。
4 、我國裝備(bèi)製造業智能(néng)化發展需要解決的問題
通過對我國裝備製造業智能化關(guān)鍵技術裝備、核心支撐軟件、工業互聯網等方(fāng)麵的分析,對工業(yè)強國的對(duì)比,以及對六大重點研發領域的展望,針對我國裝備製(zhì)造業發展智能化可總結出(chū)以下四點問題。
4.1 自主創(chuàng)新能力不強,核心技術對外依存度較高
目前,我國製造業整(zhěng)體創新能力不強,裝(zhuāng)備製(zhì)造業的產品和(hé)核心技術在國(guó)際上缺乏競爭力。在智能化過程中,需要大幅度依賴國外的先進製造設備、關鍵零部件(jiàn)和關鍵材料等。同時,在智能控製(zhì)技術、在線分析技術、智能化嵌入式軟件,高速精密軸承等(děng)先進技術方麵自給率低,對外依賴度高(gāo)。此外,國產智能裝備的性能和穩定性難以滿足裝備製造(zào)業智能化發(fā)展的需求,約(yuē)90%的工業機器(qì)人(rén),70%的汽車製造關鍵設備,40%的大型石化裝備、核電等重大工程的自動(dòng)化成套控製係統(tǒng)、大功率變頻技術嚴重依賴進口。這些核心(xīn)技術及設備的缺失,增加了(le)建設成本,加大了我國推行智能裝備(bèi)製造的難度。
4.2 智(zhì)能裝備製造標準化普及不夠,企業建設(shè)沒有統一標準
裝備製造業智能化(huà)過程中所(suǒ)需的各種信息集成軟(ruǎn)件、設(shè)備關鍵部件接(jiē)口、信息網絡端口等(děng),都需要統一連接標(biāo)準(zhǔn),以實現網絡間信(xìn)息的順利對接。而(ér)中國企業大多注重發展技術,忽略了設備和技術管理的標準化。由於廠商不同,國內大部(bù)分傳統製造業的自動化(huà)係統技術參數缺乏統一標準,導致網絡之間、設備之間存在嚴重的異質(zhì)異構問題。盡(jìn)管智能製造的發展帶來了新的生產模式,企業對智能製造的(de)生產組織方式和商業運營模式卻(què)沒(méi)有統一的管理標準。2015年,工業和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員頒布了智能製造相關標準建設指南,但由於我國製造業的發展不均衡,標準化(huà)普及做得並不好,依然會出現標(biāo)準缺失、滯後(hòu)以及交叉重複等問題。
4.3 工業大數據應用價值未充分挖掘
在裝備(bèi)製造業智能化的過程中會產生大量(liàng)數據(jù),企(qǐ)業通過對這些數據進(jìn)行(háng)分(fèn)析,充(chōng)分(fèn)挖掘工業大數據的價值,可優化企業生產、服務和(hé)商業模式,為企業智能化提供(gòng)重要驅動力(lì)。工業大數據的(de)分析應用(yòng)已被各國重視,德國工業4.0戰略信息互聯技(jì)術重點(diǎn)研究大數據分析和工(gōng)業數據交換,歐盟數字化歐洲工業計劃也(yě)花巨資打造了(le)數字創(chuàng)新中心,以提升工業大數據在工業智能化中的應用。但這些數據由傳感器、物聯設備(bèi)、生產經營業務數據、外部(bù)互聯(lián)網數據組成,數量巨大、來源(yuán)分散又格式多樣(yàng),很難得到有效利用(yòng)。而我國對工業(yè)大數據的應用才剛起(qǐ)步,存在核心技(jì)術體係不完善、數據整合缺乏統一標準、專業數據服務匱(kuì)乏等問題。
4.4 智能裝備製造相關的現代(dài)服務業發展滯後
良好的現代服務業是製(zhì)造業智能化發展的重(chóng)要驅動,具備完(wán)整體係的先進(jìn)製造服務業對製造(zào)業的升級發展有極為重大(dà)的作用。智(zhì)能裝備製(zhì)造(zào)實施過程中,智能流(liú)程設計(jì)、智能監控(kòng)技(jì)術(shù)、智能信息集成管理軟(ruǎn)件等都需要相關現代服務業的支持。而國內在先進(jìn)生(shēng)產性服務業的附加值和技術水平方麵,與工業發達國家(jiā)相(xiàng)比還存在一定差距。主要表現在以下幾個方麵:一(yī)是智能製造服務業市(shì)場沒有完全打開,相關政策(cè)體係不夠完善,市(shì)場化程度低;二是相比於製(zhì)造服務業(yè),傳統服務業占比過大,存在供給過剩情況,而先進生產性服務產業比例偏小,又存在嚴重供給不足(zú)的問題;三是智能(néng)製造專業人才培(péi)訓服務體係發展滯後,相關先進製造服務業人才缺乏,無法滿足智能製造技術性人才需求。
5、對我國裝備製造業推行智能化的建議
5.1 深入產教研結合,搭建(jiàn)創新(xīn)研究(jiū)基地
麵對當今科技革命和產業(yè)革命的挑戰和機遇(yù),製造業的產業升(shēng)級發展應該堅持基礎強化、創新驅動的理念。同時,為了應對智能製造發展大趨勢,必(bì)須主動調整轉變相關教研體係。企業有資金和實踐平台,學校有人才(cái)和研究技術,二者應發揮各自優勢進行合作。學校(xiào)根據產業發展的要(yào)求(qiú),科學(xué)設置(zhì)課程和實踐,以實際應用為導向,著力培養創新型(xíng)人(rén)才。然後(hòu)將技術和人才帶到企業,將研究應用到實地,進一步發揮人才和技術的作用,逐步構(gòu)建完善的創新研(yán)究基地,著力發展自主創新技術(shù),更加有力地推動科(kē)技創新和產業升級。為切實發揮引領(lǐng)和帶動作用,高等院校需麵向經濟社會發展需求,深(shēn)入推進產教融合,大力培養(yǎng)智能裝備(bèi)製造領域急需的高層次複合型應用人才,加大研究,提升產品和技術的核心競爭力,促進智能製造的發展(zhǎn)。
5.2 大力推行智能裝備製造(zào)相關技術與管理的標準(zhǔn)化
推行裝備製造(zào)業智(zhì)能化,標(biāo)準要先行。智(zhì)能裝備製造深度融合並集成了信息技術和先進製造,具有較強綜合(hé)性,是一(yī)種新的(de)生(shēng)產組織方式和商業模式。成(chéng)體(tǐ)係(xì)地推進裝(zhuāng)備製造業智能化標準製定、提升標準,對產業生態係統升(shēng)級的整體支撐和引領作用十分必要。政府(fǔ)在行業(yè)標(biāo)準的推行過程(chéng)中,應該根據實際發展情況,把握建設的總體要求、建設思路、建(jiàn)設(shè)內容和組織實施方式,從生命周期、係統層級、智能功能等多個維度去構建參考模型和(hé)體係框架。從(cóng)產教研三方角度共(gòng)同為行業發展(zhǎn)需要的關鍵元器件、係統軟件(jiàn)端口等重要技術製定標準。由政府主導,逐步強製推(tuī)行,應(yīng)用於產業生態鏈的各(gè)個階段,以打造完善(shàn)的智能化綜合標準技術體係,並充分(fèn)發揮標(biāo)準化的基礎性和引導性作(zuò)用,指導當前和未來一段時間內智能裝備製造標準化工作。
5.3 建設數字服務中心,加強工業大數據應用
加(jiā)強工業大數據應用,可以從兩(liǎng)個方麵進行。一是由國家聯合高校出資(zī)建(jiàn)設數字服務中心:首先提升(shēng)對工業大數據基礎的(de)運算能力,然後對嵌(qiàn)入(rù)式數據(jù)庫、關係型數據庫(kù)、各種工業數據應用軟件、數據集成平台進行深入研究;同時,對工業生產中產品設計、製造、物流、銷售、售後服務等全生命周期的大數據應用進(jìn)行標準規劃,從技術、安全和(hé)管理等多個維度梳理大數(shù)據應用標準,使工業大(dà)數據標準(zhǔn)體係不斷健全完善。二是將實際應用與推廣結合:完成標準建立(lì)之後,融合雲計算、物聯(lián)網、移(yí)動互聯網技術,由國家主導構建(jiàn)工業大數據共享平台,引(yǐn)導(dǎo)企業進行大數據應用,並針(zhēn)對重點領域,開(kāi)展大數據標(biāo)準驗證,培養示範型企業,引領更多領域企業,推動(dòng)發展工業大數據和傳統工(gōng)業協同發展的新模式,使工業大數據更高效地為裝備製造業智能化發揮價值。
5.4 發展(zhǎn)現代智能裝(zhuāng)備(bèi)製造服務業
隨著智能製造的進一步推廣,裝備製造業智(zhì)能化升級對先進(jìn)製造服務業的需求越來越大。智能裝備製造(zào)服務業在現代服務業(yè)的比(bǐ)重越來越高,在發達國家占比高達70%,我國也應該重視相關高端服務業的發展,增加服務業對(duì)智能製造的(de)支持。針對我國智能裝備製造服務(wù)業發(fā)展滯後問題,可以從下麵三(sān)個方向開展工作:一是打造智能生產網絡平台,促進企業之間的信息資源共享(xiǎng)及生產(chǎn)配(pèi)置優化。對智能裝備製造服務業的發展給予適當的政策(cè)優惠,吸引(yǐn)更多企業加入,擴大相關現(xiàn)代服務業市場,為先進製造服(fú)務業提供良(liáng)好的發展空間。二是建立(lì)先進製造服務業生態園,鼓勵、引導(dǎo)各方麵社會資(zī)金投入,發展一批智能製造(zào)相(xiàng)關服務管理企業,為裝備製造(zào)業(yè)智能化技術和係統研發(fā)提供完善的支撐體(tǐ)係,同時做好生態園高端(duān)製造服務業科技知(zhī)識成果的轉化服務。三是構建相關高端創新人才(cái)的培(péi)養和培訓服務體係,製定政策鼓(gǔ)勵相關(guān)人才培養,做好先進製造服務業的專業性人才輸送。
來源:(四川大(dà)學(xué)商學院)(中航成飛民(mín)用飛機有限責任公(gōng)司)(四川大學製造科學與工程(chéng)學院)
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