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    引領產業革命的智能制造

    來源: 艾瑞網 2019-01-07 3834人瀏覽

    摘要:隨著工業化與信息化的深度融合,新的工業發展形態孕育而生。

    隨著工業化與信息化的深度融合,新的工業發展形態孕育而生。近年來世界主要工業國紛紛提出了新型工業化發展戰略,中國也高度重視產業智能化升級,2015年國務院正式發布《中國制造 2025》,之后相關戰略規劃、指導意見陸續發布,智能化成為拉動未來我國經濟快速發展的重要抓手。

     

    一、智能制造行業概覽

     

    智能制造是基于信息通信技術與先進制造技術深度融合,貫穿設計、生產、管理等各個環節,具有信息深度感知、智慧決策、精準控制執行、自主適應等特征的先進制造體系。智能制造在相關領域通過數據、網絡、機器學習等技術手段,取代人力起到降本提效的作用,讓傳統企業的智能化轉型成為可能。用先進的技術打通產業鏈環節,實現智能化改造是關鍵步驟,物聯網、云計算以及終端智能設備的演進為智能制造的發展提供了必要基礎和前提條件,此外,衛星定位、遙感、芯片等尖端科技在綜合應用中也起到了關鍵作用。

     

    20155月,國務院發布《中國制造 2025》指導性綱領,明確了十大關鍵領域,提出推進生產過程智能化,組織研發具有深度感知、智慧決策、自動執行功能的工業機器人等智能制造裝備以及智能化生產線,突破新型傳感器、工業控制系統等智能核心裝置。201612月,工信部、財政部共同發布的《智能制造發展規劃(2016-2020)》中指出:到 2020 年,智能制造發展基礎和支撐能力明顯增強,傳統制造業重點領域基本實現數字化,有條件、有基礎的重點產業智能轉型取得明顯進展;到 2025 年,智能制造支撐體系基本建立,重點產業初步實現智能轉型。在政策的大力扶持下,我國制造業進入智能化發展階段。

     

    二、智能制造產業情況

     

    智能制造產業鏈可分為感知層、網絡層、執行層和應用層,在感知層主要依靠傳感器、RFID、計算機視覺等技術來采集數據;在網絡層通過云計算、大數據、工業互聯網技術和智能芯片完成對數據的處理及傳輸;在執行層依靠機器人、智能機床、3D打印等設備接收指令進行作業;在應用層通過自主運行整個生產流程,在全局范圍內自我學習、自我優化,實時適應新的環境,最終形成智能工廠。

     

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    智能制造架構圖


    2010-2017年,我國智能制造行業保持較快增速。2017年,我國智能制造行業的產值規模突破萬億,整體來看八年間平均增速達到20%以上,智能制造將會在未來我國制造業中顯現出更加重要的地位。智能制造主要通過工業物聯網、工業互聯網、工業軟件系統、工業機器人等方面對傳統制造行業進行改造升級,解決了工業設備數據孤島化、生產流程信息化不足、統籌管理滯后以及勞動力成本逐年攀升等問題。

     

    (一)工業物聯網實現制造流程可視化

     

    工業物聯網作為中國戰略性新興產業的重要組成部分,將會推動我國經濟發展模式向創新驅動轉變。傳感器作為工業物聯網的突出體現,在作業過程中通過采集物理信號,以標準信號輸出,經過CPS系統處理,回饋,最終完成制造過程。新一代的智能傳感器集傳感器、微處理器和執行器于一身,具有信號檢測、處理、記憶和執行等功能。根據賽迪數據顯示,我國工業物聯網市場規模在 2017年達到 2400 億元,年復合增長率達29%,未來將保持快速增長態勢,預計到 2020年,工業物聯網在整體物聯網產業中的占比將達到25%,規模將突破4400億元。目前,我國已經基本形成較為完整的產業鏈結構,已有1700余家從事傳感器研制、生產和應用的企事業單位,傳感器產品達到10大類、42小類、6000多個品種。智能制造與工業物聯網相結合,將實現資源的優化配置進一步提升生產效率,促進制造業管理模式的創新。

     

    (二)工業互聯網貫穿制造全過程讓智能制造成為可能

     

    工業互聯網的產業鏈主要包括邊緣層、IaaS層、平臺層和應用層,涉及主體有基礎采集的基礎使能廠商、平臺廠商和智能應用廠商,其中平臺廠商為產業鏈的核心,其通過資源整合及工業大數據、人工智能核心能力,通過微服務架構等方式為應用者提供豐富的數據分析支撐能力,實現工業互聯平臺的構建;上游的基礎使能廠商成為平臺的重要支撐;下游的智能應用廠商以平臺為載體,基于細分領域工業知識和模型構建來實現應用的創新。目前市場中的產品多以綜合平臺形式展現,以三一重工旗下樹根互聯-根云平臺為例,平臺主要通過傳感器、控制器等感知設備和物聯網絡,采集、編譯各類設備數據,再經過大數據和云計算,針對海量設備數據進行數據清洗、數據治理,并依托知識圖譜構建工業大數據庫,最終為企業提供端到端的解決方案和便捷的SaaS 應用,方便開發者快速構建工業互聯網的相關應用。目前,該平臺已經接入能源設備、港口機械等各類設備超過40萬臺,采集了近萬個參數數據。

     

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    工業互聯網架構圖

     

    (三)工業軟件統籌各制造流程,為智能制造提供支撐

     

    近幾年,我國工業軟件市場繼續保持快速增長,在過去三年中年均增長超過15%,2017年規模達到1412億元左右。工業軟件主要分為生產控制類(MES、SCADA)、研發設計類(CAD、PDM、PLM)以及運營管理類(ERP、CRM、QM、SCM)。這些工業軟件通過對數據的處理分析實現整個生產過程的優化,包括:實時監控、故障檢測與診斷、能耗管理、生產計劃實時調整、業務決策優化支撐等。生產現場的設備物聯數據以及業務系統的互聯相互融合、打通,是企業通過智能制造提升生產及經營效率的基礎。

     

    (四)工業機器人將成為智能制造的重要載體

     

    工業機器人產生數據并執行生產任務,其代表著未來科技的發展方向,也是未來最具代表性的生產工具之一。工業機器人不僅能夠完成精細加工,而且具有柔性生產的特點,在實際生產的過程中,可有效實現數字化以及自動化操作。根據前瞻研究院數據預計,2017年我國工業機器人銷量將突破8萬臺,存量將突破40萬臺,達42.79萬臺,市場規模將超40億美元,達到42.2億美元,全國已建成和在建的機器人產業園區超過40個,機器人企業的數量已超過800個。各地政府加大對工業機器人的資金投入,如上海、廣東、浙江等地區紛紛出臺多項補貼措施支持產業發展。同時在沈陽、東莞、青島等地方紛紛成立了產業基金加快產業集聚。隨著技術進步,工業機器人將具有更強的感知能力和網絡協作能力。

     

    三、智能制造未來發展機遇

     

    1、擁有良好的產業基礎:中國作為世界制造大國,擁有門類齊全的制造業市場,同時相關產業鏈也較為完善,生產制造企業的數量龐大,因此智能制造存在廣闊的市場空間。

     

    2、擁有完善的基礎設施:中國的互聯網技術位居世界前列,并且相關領域的人才集聚、資金充足、云計算設施部署廣泛以及海量的數據都為智能制造提供了優越的發展環境。

     

    3、政府政策的大力支持:無論是中央政府還是各級地方政府近年來相繼出臺了眾多政策措施鼓勵發展智能制造,并且中國電子學會、中國信通院等行業組織也在牽頭制定相關標準,營造了良好的政策環境。


    標簽:智能制造;工業機器人

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