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智能制造提升制造业核心竞争力

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供稿:中国工控网 2016/5/26 10:11:49

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    2015年,国务院印发《中国制造2025》,部署全面推进实施制造强国战略,其中将智能制造作为主攻方向。国家工信部对智能制造的定义如下:智能制造是基于新一代信息技术,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。上述定义明确了智能制造的概念包含“过程、系统、模式”三个层次,以“信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行”为功能特征,通过网络互联打通端到端数据流,从关键制造环节和工厂两个层面实现智能化,从而在绿色发展的基础上,从速度、质量、成本三个方面提升制造业核心竞争力。

    智能制造代表着未来先进制造业的发展方向,已受到国内外广泛重视,多国政府均将此列入国家发展计划,大力推动实施,其中以美国工业互联网和德国工业4.0最为代表。德国实施工业4.0战略,美国推动工业互联网概念,二者基本理念相近,都是将虚拟网络与实体连接,是对工业未来发展方向和发展模式的探索。工业4.0旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变,帮助实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。工业互联网更加注重软件、网络和大数据,目的是实现通信、控制和计算的集合,二者在应用范围、强调重点和实现方式等方面存在一定差异。

    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,整体来看,我国尚未实现工业化(尚处于前工业2.0时代),对多数企业而言,处于由工业2.0向工业3.0过渡阶段,离全面数字化还有很长的距离。一是我国工业基础落后。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,数控机床、机器人(300024)、控制系统等智能制造装备需进一步向中高端迈进,关键基础材料、核心基础零部件(元器件)、先进制造工艺、产业技术基础等“四基”领域有待提升,宽带网络、集成软件、感知和通信系统等智能制造基础设施有待建设,互联网与工业的融合发展还有很大空间。二是我国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。如航空、航天、钢铁、石化、机床、汽车、集成电路领域的大中型企业,在数字化设计、自动化生产线、生产加工的数字控制、企业信息管理方面都具有较好的基础和水平,而大部分中小型企业在设计环节cad技术应用具有一定基础,而在自动化及智能化装备(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。

    总之,目前我国不具备全面启动“工业4.0”的条件。相对于工业发展国家,推动我国制造业智能转型,环境更为复杂,形势更为严峻,任务更加艰巨。但我国不能自外于新工业革命之外,而是要立足我国的基本国情和工业发展实际,探索有中国特色的智能制造发展道路。

    根据以上的分析,我国应从应用层、装备层、网络层、平台层和数据层协同推进智能制造发展。

    (一)以应用为抓手,带动制造业智能化升级

    聚集重点领域,紧扣关键工序智能化、生产过程智能优化控制、供应链及能源管理优化,建设智能工厂/数字化车间,分类实施流程制造试点示范与离散制造试点示范,推广应用个性化定制、柔性化制造、异地协同开发、云制造等智能制造新模式,推广应用在线监测、远程诊断等智能服务和智能化管理。

    (二)以装备为支撑,推动软硬件一体化发展

    聚焦感知、控制、决策、执行等智能制造核心关键环节瓶颈,突破关键核心与关键零部件,开发工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等核心技术装备。

    (三)以网络为纽带,实现人、机、物的互联互通

    加快高速、互联、安全、泛在的基础网络设施建设,实现设备、加工对象、生产线、制造系统、产品、供应商、人之间的智能互联。支持研发和应用高速度宽带的工业以太网交换机、网络交换机等信息网络设备,形成以“服务互联网”和“物联网”为基础的智能传输网络。

    (四)以平台为载体,促进全产业链的智能协作

    制定一批智能制造的基础共性标准、关键技术标准和行业应用标准与规范,在制造业各个领域进行全面推广。集中力量突破依托泛在网络的工业互联网软件平台,实现制造系统中的物理对象与相应的虚拟对象之间无缝融合。加快发展智能制造基础软件统一开发平台和工程软件统一开发平台,基于上述平台自主开发智能装备亟须的嵌入式软件以及面向重点行业应用的核心工业软件。

    (五)以数据为驱动,重塑制造业竞争优势

    建立面向重点行业的工业云,采集产品数据、运营数据、价值链数据以及外部数据,实现经营、管理和决策的智能优化。支持制造企业加大数据分析与挖掘力度,发展在线服务、虚拟试验、故障诊断、预测型维护以及视觉化管理等应用。鼓励制造企业发展与用户数据对接的“以销定产”、“个性化定制”等销售和服务模式,培育大数据分析处理、咨询服务、行业应用、评估担保等智能制造新产业。

    综上所述,我国发展智能制造的对策建议如下:

    (一)加强政策导向

    分步推进智能制造实施,在基础较好的优势行业重点企业,开展智能制造应用示范,鼓励企业建设数字化车间和智能工厂;分层次推进智能化技术应用,推进数字技术和智能技术广泛应用,在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下,促使企业由生产型制造向服务型制造转变;同步推进智能化制造的支撑能力建设,突破和发展智能化关键共性技术和高端核心工业软件、智能制造装备及其关键部件和装置,加强工业互联网等网络基础设施建设。

    (二)发挥市场作用

    充分发挥企业开展智能制造的积极性,突出企业开展集成创新、工程应用、产业化、试点示范的主体地位,支持产学研用合作和组建产业创新联盟,联合推动离散型数字化制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等智能制造新应用。

    (三)扩大合作交流

    积极借鉴美国工业互联网、德国工业4.0的一些经验和做法积极打造世界一流的示范工厂。鼓励和支持与跨国公司、国际科研机构在华设立研发机构,搭建联合研究平台。支持和鼓励国内优势企业参与全球制造网络。

    (四)健全创新体系

    依托已有产业技术联盟,建设若干智能制造领域国家制造业创新,开展先进分析工具、核心技术装备、工业网络安全等前沿技术研究。支持现有智能制造相关的国家工程(技术)研究中心、国家重点实验室、国家认定企业技术中心建设,加大对智能制造研究的支持力度。

    (五)发展系统集成

    支持鼓励智能制造系统集成和应用服务,培育系统集成服务企业,积极引进一批具备整体设计能力和解决方案提供能力的智能制造系统服务集成商,着力发展一批提供方案设计、设备采购、装备开发、安装维护等配套服务的专业机构。

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