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中国智能制造实施路径:核心是创新驱动加四化升级

2016/12/2    来源:互联网    作者:鲍烨童      
关键字:智能制造  机械  工业  
《中国制造2025》有中国版“工业4.0”之称,是建设我国制造强国的纲领性文件。文件吸取了美国、德国的所长,又结合了中国的特点,聚焦五大工程。其中把智能制造工程作为主攻方向。在这个基础上,我国制造业将如何由大变强?来自业界的专家学者开展了深入而广泛的探讨。

    《中国制造2025》有中国版“工业4.0”之称,是建设我国制造强国的纲领性文件。文件吸取了美国、德国的所长,又结合了中国的特点,聚焦五大工程。其中把智能制造工程作为主攻方向。在这个基础上,我国制造业将如何由大变强?来自业界的专家学者开展了深入而广泛的探讨。

面对新的需求谋布局

    工业和信息化部发展规划处处长姚珺指出,“中国制造2025”的出台唤醒了中国制造业的发展,也推动了中国制造业发展由过去的平台转向一个新的平台。“我们过去追求的是规模,我们长期走的是规模扩张的老路,未来我们要走提质增效的新路。”所以,“中国制造2025”对中国制造业发展是里程碑的事件,是节点性的事件。

    从当前的制造发展来看,我们的制造业发展面临一些新的需求,突出的表现在效率、时间和灵活性,在效率方面我们的制造业迫切的要求提高我们能源效率、资源效率、生态效率和生产效率。

    “过去,我们生产研发一款产品,可以在市场上销售八到十年,持续盈利。现在,一个产品生存周期只有一到两年,手机八到十个月就换一代。所以,制造业面临着创新周期大幅度加快,表现为一种快速迭代式的创新,对技术转化为生产力的时间需求也越来越高,我们对创新提出开放协同的需求,不能再像过去那样单打独斗。制造业要想满足个性化需求,企业就要灵活多变,对制造业进行柔性重构。”

    同时,移动互联网、物联网、云计算、大数据等新的技术在制造业里面不断的渗透、融合和应用,促进了制造业的加速变革,向数字化、网络化和智能化转变。

    数字化是实现智能化的基础,本质是机器产品物理世界模型化、数字化和虚拟化;网络化是智能化发展的核心平台,为制造业共聚生产关系,网络平台传递的就是企业数据;智能化是制造自动化更高级的形态,通过数字化与自动化的集成,基于大数据的分析与决策来实现企业从刚性自动化转向未来的柔性自动化。

    如今,制造业的发展正在出现新的关健词,例如五联、数据、智能、服务、融合、定制等,围绕当前制造业发展的新需求和新挑战,国家提出新的总体布局:未来制造业的发展核心目标是提质增效;五个基本方针是创新驱动质量为先、结构优化;核心主线是新一代信息技术与制造业的深度融合;主攻方向是智能制造。围绕总体导向,国家提出“九个任务”、“五大工程”、“十个重点领域”和“重大决策”。未来,推进中国制造业由大变强,核心路径就是创新驱动+四化升级,四化升级指的是智能化、绿色化、服务化和品质化。

融合创新资源提转型

    当前,国家紧迫的需求是要加快建立协同高效的制造业创新体系。因为国家整个创新体系的效能还明显偏低。

    近期,据科技部统计,我国每年产生3万多项科技成果,但是能够真正转化的只有10%,大量科技成果存在专利、论文、评价等前端环节,许多很难转化到现实生产力当中去,所以我们的制造业迫切需要的是怎么提高整个创新体系的效能。而这个体系里包括了制造业的主体能力建设。首先,我国要有一批以技术创新为导向的龙头企业、骨干企业、创新型企业;其次,打通整个创新的链条,打通基础研究、应用研究和产业创新的整个创新链的各个环节之间的障碍;再次,要建设一支高水平的创新人才队伍;最后,完善有利于创新环境的政策激励等。

    第一,“在建立制造业创新体系中,我们确定了一个主要的突破口,即加快建设国家制造业创新中心,强化共性关键技术的研发供给。”姚珺强调。

    从整个创新链来看,分为基础研究、应用研究和产业创新的学研产等三个环节。当前,我们的应用研究或者共性关键技术的应用研究是突破瓶颈。我们要建设国家制造业创新中心,来把基础研究环节和产业创新环节贯穿起来。中心是企业科研院所和高等学校等各类创新主体的战略组合,以独立法人形式所建立的新型创新载体。中心将面向制造业创新发展的重大需求,以重点领域前沿技术和共性关键技术的研发供给、转移扩散和首次商业化为重点,整合创新资源,打造跨界协同创新生态系统。

    第二,要推进制造业智能化,注重三个维度创新,依次是终端产品创新、生产技术创新和商业模式创新。终端产品方面,要加速产品智能化,包括增加工业传感器、计算能力、控制系统、芯片和网络连接能力等,在产品应用中来提高产品智能化水平。“我们提出智能生产的逻辑环,包括感知、通信、决策、操作,我们要实现每一台设备的每一个参数流程,每一个产品的实时的动态监控和动态的参数的获取,从而使我们能够实时感知到当前生产制造系统的状态和参数。这些感知到的参数和数据要能够进行实时高效的通信,通过工业互联网的部署来实现数据共享和流动。”

    第三,发展新技术,包括工业软件、人工智能、大数据和云计算等新一代信息技术。

    第四,操作实现MES、PLC、工业机器人(23.440, -0.34, -1.43%)等自动化执行,基于柔性自动化,使工厂能够响应外界动态的变化。

    “要实现智能生产,核心技术就是要构建CPS系统,把现实物理生产系统的每个设备、工具、工艺、流程都要在计算机虚拟环境进行实时映射,虚拟环境中的模型数据通过我们的优化流程算法优化以后,将相关的调整指令传递到实体环境,发生相应的调整,从而构建实时大循环,不断进行调整和优化,所以这个核心就是CPS。而关键的基础设施是要建立工业互联网,为整个工厂层面的数据提供全面共享连接管理的能力和应用方法,工业互联网在端层面提供的是数据采集通道,使我们通过传感器部署能够实时获取生产当中各个环节数据。传输层面上提供的是网络传输通道,在终端提供的是数据管理和分析方法,实现存储计算和分析能力。”

    智能生产价值创造靠的是数据采集和分析应用,数据将会成为企业关键生产资料和竞争力的重要来源,智能生产是由数据驱动,生产的智能化要构建CPS的基础,需要搭建工业互联网关键的信息基础设施,要通过数据的深度挖掘和应用分析来实现智能的决策和分析。

    服务智能化在于缩短服务路径,提高服务效率,改善服务体验,实现这样的路径的最主要的抓手就是要推进“中国制造+互联网”,其中包括设计与互联网的融合,制造管理营销服务融资等。制造业各个产业链的环节、价值链的环节中,与互联网深度融合都会带来相关环节的形态变化、技术变化和模式变化。

    绿色化也是制造业未来转型的必由之路。其中包括绿色化的产品、绿色化的工厂、绿色化的企业、绿色化的产业链条、绿色化的工业园区,从而构建一个“五位一体”的绿色制造体系。

    “我们提出要实施绿色制造工程,从技术角度、结构优化角度和管理改进的角度,各有侧重地对制造业的能源资源消耗、污染排放、循环利用等提出有针对性的解决路径和解决举措。我们要靠法规驱动政策激励和标准约束,以及严格监管来提升整个制造业绿色体系的构建。”姚珺强调。

    服务化则是推动制造业由现在的只提供产品向提供产品服务组合转型。

    随着制造业不断的融合发展,制造环节的差异性将会逐步地减少,尤其是随着智能化时代的广泛进入,通过服务获取差异化竞争优势成为企业的关键战略,产品是服务的基础和载体,服务是产品交付新形态和价值创造新模式,制造将以服务的形态进行交付。

    所以,制造业的转型是大势所趋,是未来业态融合主要的趋势。

    未来,中国制造业要走这样的强国之路,核心路径就是创新驱动加四化升级。

责任编辑:马倩
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