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                  互聯網+智能制造

                  2015年,國務院印發《中國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰略,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,貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節,具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。上述定義明確了智能制造的概念包含“過程、系統、模式”三個層次,以“信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行”為功能特征,通過網絡互聯打通端到端數據流,從關鍵制造環節和工廠兩個層面實現智能化,從而在綠色發展的基礎上,從速度、質量、成本三個方面提升制造業核心競爭力。智能制造的總體框架如右圖所示。

                    智能制造代表著未來先進制造業的發展方向,已受到國內外廣泛重視,多國政府均將此列入國家發展計劃,大力推動實施,其中以美國工業互聯網和德國工業4.0最為代表。德國實施工業4.0戰略,美國推動工業互聯網概念,二者基本理念相近,都是將虛擬網絡與實體連接,是對工業未來發展方向和發展模式的探索。工業4.0旨在推進生產或服務模式由集中式控制向分散式增強型控制轉變,幫助實現高度靈活的個性化和數字化生產或服務。工業互聯網更加注重軟件、網絡和大數據,目的是實現通信、控制和計算的集合,二者在應用范圍、強調重點和實現方式等方面存在一定差異。

                    當前,我國制造業尚處于機械化、電氣化、自動化、信息化并存發展階段,整體來看,我國尚未實現工業化(尚處于前工業2.0時代),對多數企業而言,處于由工業2.0向工業3.0過渡階段,離全面數字化還有很長的距離。一是我國工業基礎落后。高端傳感器、重要操作系統和數字化基礎的智能化水平還有待提高,數控機床、機器人、控制系統等智能制造裝備需進一步向中高端邁進,關鍵基礎材料、核心基礎零部件(元器件)、先進制造工藝、產業技術基礎等“四基”領域有待提升,寬帶網絡、集成軟件、感知和通信系統等智能制造基礎設施有待建設,互聯網與工業的融合發展還有很大空間。二是我國制造業自動化水平存在區域、行業間、行業內部的多層次不均衡。如航空、航天、鋼鐵、石化、機床、汽車、集成電路領域的大中型企業,在數字化設計、自動化生產線、生產加工的數字控制、企業信息管理方面都具有較好的基礎和水平,而大部分中小型企業在設計環節CAD技術應用具有一定基礎,而在自動化及智能化裝備(生產線)、生產加工的數字控制、企業信息管理方面基礎較為薄弱。

                    總之,目前我國不具備全面啟動“工業4.0”的條件。相對于工業發展國家,推動我國制造業智能轉型,環境更為復雜,形勢更為嚴峻,任務更加艱巨。但我國不能自外于新工業革命之外,而是要立足我國的基本國情和工業發展實際,探索有中國特色的智能制造發展道路。

                    根據以上的分析,我國應從應用層、裝備層、網絡層、平臺層和數據層協同推進智能制造發展。

                    (一)以應用為抓手,帶動制造業智能化升級。聚集重點領域,緊扣關鍵工序智能化、生產過程智能優化控制、供應鏈及能源管理優化,建設智能工廠/數字化車間,分類實施流程制造試點示范與離散制造試點示范,推廣應用個性化定制、柔性化制造、異地協同開發、云制造等智能制造新模式,推廣應用在線監測、遠程診斷等智能服務和智能化管理。

                    (二)以裝備為支撐,推動軟硬件一體化發展。聚焦感知、控制、決策、執行等智能制造核心關鍵環節瓶頸,突破關鍵核心與關鍵零部件,開發工業機器人、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裝備。

                    (三)以網絡為紐帶,實現人、機、物的互聯互通,加快高速、互聯、安全、泛在的基礎網絡設施建設,實現設備、加工對象、生產線、制造系統、產品、供應商、人之間的智能互聯。支持研發和應用高速度寬帶的工業以太網交換機、網絡交換機等信息網絡設備,形成以“服務互聯網”和“物聯網”為基礎的智能傳輸網絡。

                    (四)以平臺為載體,促進全產業鏈的智能協作。制定一批智能制造的基礎共性標準、關鍵技術標準和行業應用標準與規范,在制造業各個領域進行全面推廣。集中力量突破依托泛在網絡的工業互聯網軟件平臺,實現制造系統中的物理對象與相應的虛擬對象之間無縫融合。加快發展智能制造基礎軟件統一開發平臺和工程軟件統一開發平臺,基于上述平臺自主開發智能裝備亟須的嵌入式軟件以及面向重點行業應用的核心工業軟件。

                    (五)以數據為驅動,重塑制造業競爭優勢。建立面向重點行業的工業云,采集產品數據、運營數據、價值鏈數據以及外部數據,實現經營、管理和決策的智能優化。支持制造企業加大數據分析與挖掘力度,發展在線服務、虛擬試驗、故障診斷、預測型維護以及視覺化管理等應用。鼓勵制造企業發展與用戶數據對接的“以銷定產”、“個性化定制”等銷售和服務模式,培育大數據分析處理、咨詢服務、行業應用、評估擔保等智能制造新產業。

                    綜上所述,我國發展智能制造的對策建議如下:

                    (一)加強政策導向。分步推進智能制造實施,在基礎較好的優勢行業重點企業,開展智能制造應用示范,鼓勵企業建設數字化車間和智能工廠;分層次推進智能化技術應用,推進數字技術和智能技術廣泛應用,在互聯網、物聯網、云計算、大數據等泛在信息的強力支持下,促使企業由生產型制造向服務型制造轉變;同步推進智能化制造的支撐能力建設,突破和發展智能化關鍵共性技術和高端核心工業軟件、智能制造裝備及其關鍵部件和裝置,加強工業互聯網等網絡基礎設施建設。

                    (二)發揮市場作用。充分發揮企業開展智能制造的積極性,突出企業開展集成創新、工程應用、產業化、試點示范的主體地位,支持產學研用合作和組建產業創新聯盟,聯合推動離散型數字化制造、流程型智能制造、網絡協同制造、大規模個性化定制、遠程運維服務等智能制造新應用。

                    (三)健全創新體系。依托已有產業技術聯盟,建設若干智能制造領域國家制造業創新,開展先進分析工具、核心技術裝備、工業網絡安全等前沿技術研究。支持現有智能制造相關的國家工程(技術)研究中心、國家重點實驗室、國家認定企業技術中心建設,加大對智能制造研究的支持力度。

                    (四)擴大合作交流。積極借鑒美國工業互聯網、德國工業4.0的一些經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、國際科研機構在華設立研發機構,搭建聯合研究平臺。支持和鼓勵國內優勢企業參與全球制造網絡。

                    (五)發展系統集成。支持鼓勵智能制造系統集成和應用服務,培育系統集成服務企業,積極引進一批具備整體設計能力和解決方案提供能力的智能制造系統服務集成商,著力發展一批提供方案設計、設備采購、裝備開發、安裝維護等配套服務的專業機構。


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