《電子技術(shù)應(yīng)用》
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智能制造代表未來先進制造業(yè)發(fā)展方向

2016-05-25

  2015年,,國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》,,部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略,其中將智能制造作為主攻方向,。國家工信部對智能制造的定義如下:智能制造是基于新一代信息技術(shù),,貫穿設(shè)計、生產(chǎn),、管理,、服務(wù)等制造活動各個環(huán)節(jié),具有信息深度自感知,、智慧優(yōu)化自決策,、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱,。上述定義明確了智能制造的概念包含“過程,、系統(tǒng)、模式”三個層次,,以“信息深度自感知,、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行”為功能特征,,通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)打通端到端數(shù)據(jù)流,,從關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)和工廠兩個層面實現(xiàn)智能化,從而在綠色發(fā)展的基礎(chǔ)上,,從速度,、質(zhì)量、成本三個方面提升制造業(yè)核心競爭力,。

  智能制造代表著未來先進制造業(yè)的發(fā)展方向,,已受到國內(nèi)外廣泛重視,多國政府均將此列入國家發(fā)展計劃,,大力推動實施,,其中以美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和德國工業(yè)4.0最為代表。德國實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略,,美國推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念,,二者基本理念相近,都是將虛擬網(wǎng)絡(luò)與實體連接,,是對工業(yè)未來發(fā)展方向和發(fā)展模式的探索,。工業(yè)4.0旨在推進生產(chǎn)或服務(wù)模式由集中式控制向分散式增強型控制轉(zhuǎn)變,幫助實現(xiàn)高度靈活的個性化和數(shù)字化生產(chǎn)或服務(wù),。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更加注重軟件,、網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù),目的是實現(xiàn)通信、控制和計算的集合,,二者在應(yīng)用范圍,、強調(diào)重點和實現(xiàn)方式等方面存在一定差異。

  當(dāng)前,,我國制造業(yè)尚處于機械化,、電氣化、自動化,、信息化并存發(fā)展階段,,整體來看,我國尚未實現(xiàn)工業(yè)化(尚處于前工業(yè)2.0時代),,對多數(shù)企業(yè)而言,,處于由工業(yè)2.0向工業(yè)3.0過渡階段,離全面數(shù)字化還有很長的距離,。一是我國工業(yè)基礎(chǔ)落后,。高端傳感器、重要操作系統(tǒng)和數(shù)字化基礎(chǔ)的智能化水平還有待提高,,數(shù)控機床,、機器人(300024),、控制系統(tǒng)等智能制造裝備需進一步向中高端邁進,,關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件(元器件),、先進制造工藝,、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等“四基”領(lǐng)域有待提升,寬帶網(wǎng)絡(luò),、集成軟件,、感知和通信系統(tǒng)等智能制造基礎(chǔ)設(shè)施有待建設(shè),互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的融合發(fā)展還有很大空間,。二是我國制造業(yè)自動化水平存在區(qū)域,、行業(yè)間、行業(yè)內(nèi)部的多層次不均衡,。如航空,、航天、鋼鐵,、石化,、機床、汽車,、集成電路領(lǐng)域的大中型企業(yè),,在數(shù)字化設(shè)計、自動化生產(chǎn)線、生產(chǎn)加工的數(shù)字控制,、企業(yè)信息管理方面都具有較好的基礎(chǔ)和水平,,而大部分中小型企業(yè)在設(shè)計環(huán)節(jié)cad技術(shù)應(yīng)用具有一定基礎(chǔ),而在自動化及智能化裝備(生產(chǎn)線),、生產(chǎn)加工的數(shù)字控制,、企業(yè)信息管理方面基礎(chǔ)較為薄弱。

  總之,,目前我國不具備全面啟動“工業(yè)4.0”的條件,。相對于工業(yè)發(fā)展國家,推動我國制造業(yè)智能轉(zhuǎn)型,,環(huán)境更為復(fù)雜,,形勢更為嚴峻,任務(wù)更加艱巨,。但我國不能自外于新工業(yè)革命之外,,而是要立足我國的基本國情和工業(yè)發(fā)展實際,探索有中國特色的智能制造發(fā)展道路,。

  根據(jù)以上的分析,,我國應(yīng)從應(yīng)用層、裝備層,、網(wǎng)絡(luò)層,、平臺層和數(shù)據(jù)層協(xié)同推進智能制造發(fā)展。

  (一)以應(yīng)用為抓手,,帶動制造業(yè)智能化升級,。

  聚集重點領(lǐng)域,緊扣關(guān)鍵工序智能化,、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制,、供應(yīng)鏈及能源管理優(yōu)化,建設(shè)智能工廠/數(shù)字化車間,,分類實施流程制造試點示范與離散制造試點示范,,推廣應(yīng)用個性化定制、柔性化制造,、異地協(xié)同開發(fā),、云制造等智能制造新模式,推廣應(yīng)用在線監(jiān)測,、遠程診斷等智能服務(wù)和智能化管理,。

  (二)以裝備為支撐,推動軟硬件一體化發(fā)展,。

  聚焦感知,、控制,、決策、執(zhí)行等智能制造核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)瓶頸,,突破關(guān)鍵核心與關(guān)鍵零部件,,開發(fā)工業(yè)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、智能物流與倉儲裝備等核心技術(shù)裝備,。

  (三)以網(wǎng)絡(luò)為紐帶,,實現(xiàn)人、機,、物的互聯(lián)互通,。

  加快高速、互聯(lián),、安全,、泛在的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè),實現(xiàn)設(shè)備,、加工對象,、生產(chǎn)線、制造系統(tǒng),、產(chǎn)品,、供應(yīng)商、人之間的智能互聯(lián),。支持研發(fā)和應(yīng)用高速度寬帶的工業(yè)以太網(wǎng)交換機,、網(wǎng)絡(luò)交換機等信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,,形成以“服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)”和“物聯(lián)網(wǎng)”為基礎(chǔ)的智能傳輸網(wǎng)絡(luò),。

  (四)以平臺為載體,促進全產(chǎn)業(yè)鏈的智能協(xié)作,。

  制定一批智能制造的基礎(chǔ)共性標(biāo)準,、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準和行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準與規(guī)范,在制造業(yè)各個領(lǐng)域進行全面推廣,。集中力量突破依托泛在網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件平臺,,實現(xiàn)制造系統(tǒng)中的物理對象與相應(yīng)的虛擬對象之間無縫融合。加快發(fā)展智能制造基礎(chǔ)軟件統(tǒng)一開發(fā)平臺和工程軟件統(tǒng)一開發(fā)平臺,,基于上述平臺自主開發(fā)智能裝備亟須的嵌入式軟件以及面向重點行業(yè)應(yīng)用的核心工業(yè)軟件,。

  (五)以數(shù)據(jù)為驅(qū)動,重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢,。

  建立面向重點行業(yè)的工業(yè)云,,采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、價值鏈數(shù)據(jù)以及外部數(shù)據(jù),,實現(xiàn)經(jīng)營,、管理和決策的智能優(yōu)化。支持制造企業(yè)加大數(shù)據(jù)分析與挖掘力度,,發(fā)展在線服務(wù),、虛擬試驗、故障診斷,、預(yù)測型維護以及視覺化管理等應(yīng)用,。鼓勵制造企業(yè)發(fā)展與用戶數(shù)據(jù)對接的“以銷定產(chǎn)”、“個性化定制”等銷售和服務(wù)模式,,培育大數(shù)據(jù)分析處理,、咨詢服務(wù)、行業(yè)應(yīng)用,、評估擔(dān)保等智能制造新產(chǎn)業(yè),。

  綜上所述,我國發(fā)展智能制造的對策建議如下:

  (一)加強政策導(dǎo)向,。

  分步推進智能制造實施,,在基礎(chǔ)較好的優(yōu)勢行業(yè)重點企業(yè),開展智能制造應(yīng)用示范,,鼓勵企業(yè)建設(shè)數(shù)字化車間和智能工廠,;分層次推進智能化技術(shù)應(yīng)用,推進數(shù)字技術(shù)和智能技術(shù)廣泛應(yīng)用,,在互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng)、云計算,、大數(shù)據(jù)等泛在信息的強力支持下,,促使企業(yè)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變;同步推進智能化制造的支撐能力建設(shè),,突破和發(fā)展智能化關(guān)鍵共性技術(shù)和高端核心工業(yè)軟件,、智能制造裝備及其關(guān)鍵部件和裝置,加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),。

  (二)發(fā)揮市場作用,。

  充分發(fā)揮企業(yè)開展智能制造的積極性,突出企業(yè)開展集成創(chuàng)新,、工程應(yīng)用,、產(chǎn)業(yè)化、試點示范的主體地位,,支持產(chǎn)學(xué)研用合作和組建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,,聯(lián)合推動離散型數(shù)字化制造,、流程型智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造,、大規(guī)模個性化定制,、遠程運維服務(wù)等智能制造新應(yīng)用。

  (三)健全創(chuàng)新體系,。

  依托已有產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟,,建設(shè)若干智能制造領(lǐng)域國家制造業(yè)創(chuàng)新,開展先進分析工具,、核心技術(shù)裝備,、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全等前沿技術(shù)研究。支持現(xiàn)有智能制造相關(guān)的國家工程(技術(shù))研究中心,、國家重點實驗室,、國家認定企業(yè)技術(shù)中心建設(shè),加大對智能制造研究的支持力度,。

  (四)擴大合作交流,。

  積極借鑒美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國工業(yè)4.0的一些經(jīng)驗和做法積極打造世界一流的示范工廠,。鼓勵和支持與跨國公司,、國際科研機構(gòu)在華設(shè)立研發(fā)機構(gòu),搭建聯(lián)合研究平臺,。支持和鼓勵國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)參與全球制造網(wǎng)絡(luò),。

  (五)發(fā)展系統(tǒng)集成。

  支持鼓勵智能制造系統(tǒng)集成和應(yīng)用服務(wù),,培育系統(tǒng)集成服務(wù)企業(yè),,積極引進一批具備整體設(shè)計能力和解決方案提供能力的智能制造系統(tǒng)服務(wù)集成商,著力發(fā)展一批提供方案設(shè)計,、設(shè)備采購,、裝備開發(fā)、安裝維護等配套服務(wù)的專業(yè)機構(gòu),。


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