一、前言
製(zhì)造業是國家的經濟基(jī)礎,是立國之本、興國之器(qì)、強國之基;作為我國實體經濟的主體,是國民經濟(jì)體係的重要組成部分。按(àn)照產品製造工藝過程特點,製造(zào)業(yè)總體上可以分為離散型製造、流程型製造、混合型製造。離散製造包括家電、家居、紡織、食品、火箭、飛機、國防裝備、船舶(bó)、電子設備、機床、汽車等行業(yè),在我國製造(zào)業中占有較大比(bǐ)重,是解決就業等(děng)民生問題的重(chóng)要產業(yè),與居民生活息息相關。離散製造業中雖有航空、汽車、電子等數(shù)字化、智能(néng)化水平領先的行業,但(dàn)也有自動化、數(shù)字化水平(píng)較低的通用及專(zhuān)用設備(bèi)等(děng)行業,麵臨效益偏低(dī)、成本較高的(de)現(xiàn)實挑戰。同時,我國傳統離散製造業發展存在產能過剩、利潤率不高、市(shì)場競爭激烈等(děng)製約因素,迫切需要加快轉型升級和提質增效,進行數字化轉型與智能化升級。
當前,我(wǒ)國離散(sàn)製造各行業之間在行業應用基(jī)礎、市場需求、關注點等諸多維度和層麵存在顯著差異,因此離散製造行業的數字化轉型與智能(néng)化升級沒有一成不變的路徑,需要結合行業和企業實際進行具體實施。本文在研究離散製造行業典型特征的基礎上,分析數字化轉型、智能(néng)化升級麵臨的挑戰和共(gòng)性關鍵技術,結合家電、家居、紡織、食品 4 個典型行業轉型升級案例(lì),提出數字化轉型與(yǔ)智能化升級的技術路徑;總結離散(sàn)型製造企業數字化轉型與智能(néng)化升級的重點任務,提出相應的(de)對策建議。
二(èr)、離散製造(zào)行業的典型特(tè)征
傳統離(lí)散製(zhì)造行業普遍存(cún)在自動化、數字化(huà)水平較低,基礎支撐技術薄(báo)弱,產品附加值低,製造過(guò)程資源、成本和能耗較高,汙染嚴重等(děng)問題,發展(zhǎn)智能製造是(shì)推進離散製造行業提質增效(xiào)、促進中國製造業由大(dà)變(biàn)強的(de)重要支撐。離散(sàn)製(zhì)造行業的產品通常是由多個零件經過一係列不連續的(de)工序加工,再經裝配而成(chéng)的較(jiào)大型係統。離散製造行業的典型特征可概括為以下 9 個方麵。
行業(yè)維度。離散製造行業細分門類多,且各個行業的產(chǎn)品及(jí)其市場(chǎng)需求都具有不同特(tè)點(diǎn),如生(shēng)產批量、製造模(mó)式、工(gōng)藝流程等。各個行業的企業規模不同,企業的數字化、信息化(huà)、自動化以及管理運營水平也有明顯差異,相應業務需求和未(wèi)來發展路徑(jìng)也不相同。因此,離散製造各行業之(zhī)間在應用基礎(chǔ)、市場需求、關注點、知識壁壘、商業模式等方麵存在顯著差異(yì)。
產品全生命周期維度。離散製造行業涉及研發設計、生產製造、銷(xiāo)售、運維服務、回收等(děng)多個環節,在應用場景、領域知識複雜度、管(guǎn)理方(fāng)式等方麵都具(jù)有很大的差異性,而各個環節之間既獨立存在又具有很強的(de)關聯性(xìng)。
工(gōng)藝流程維度。按定單、庫存生(shēng)產,多品種、小(xiǎo)批量或單件生產,產研並重(chóng),混(hún)線生產,生產(chǎn)設備不按(àn)照產品(pǐn)而按照工藝進行布置。
自動化水平(píng)維度。自(zì)動化水平主要指單元級的自動化水平。離散製造行業的自動化水平較低,需要對(duì)每個單件、每(měi)道工序的加工質量進行(háng)檢驗,操(cāo)作人員的技術水平將在很大程度上決定產品的質量和(hé)生產效率。
生產計劃管(guǎn)理維度。產品的(de)工藝過程經常變更,需要具有良好的計劃能力和生產係統支撐。
批號管理和跟(gēn)蹤維度。對批號管理和跟蹤正在完善過程中。
作業計劃調度維(wéi)度。根據優(yōu)先(xiān)級(jí)、工作中心能力、設備能力等,對工序級和設(shè)備級的作業計劃進(jìn)行調度。
數據采集維度。以手工上報(bào)為主,結合條形碼采集等半(bàn)自動化信息采集技(jì)術,進行人員、設備、物料、質量等基(jī)本(běn)信息的采集。
設備(bèi)管理維(wéi)度。可以進行同一種加工工藝的機床一般有多台,單台設(shè)備故障(zhàng)不會(huì)對整個產品線的工藝過程產生嚴重影響。
三、離散製造(zào)行(háng)業數(shù)字(zì)化轉型、智(zhì)能化升級麵臨的挑(tiāo)戰
(一)應用基礎薄弱
數字化轉型與智(zhì)能化(huà)升級的前提是強化應用基(jī)礎。數字化、信(xìn)息化發展的不平(píng)衡(héng)和不充分(fèn)是我國離散製造(zào)行業(yè)當前的主要矛盾。第五代移動通信技術(5G)等先進信息技術為離散製造行業轉型升級提供了技術支撐,但(dàn)工業技術發展時間短、基礎弱,高端製造技術發展(zhǎn)受製於人。離散製造行業雖然規模大、門類(lèi)廣,但自動化水平(píng)低、改造成本高且難度大,阻礙了離(lí)散製造行業的轉型(xíng)升級。針對離散製造行(háng)業的需求和痛點,強化智能製造的應用基礎與平台推廣是我國離散製造行業轉型升(shēng)級的挑戰之一。
(二(èr))關鍵技術缺乏
離散製(zhì)造行業數字(zì)化轉型與智能化升級的基礎在於(yú)提升關鍵技術。我(wǒ)國工業的發展相(xiàng)較於發達國家起步晚、時間短、底子薄,自主可控技術整體偏少。目前(qián),數字化轉(zhuǎn)型與智能化升級所依賴的工業(yè)裝(zhuāng)備、工業軟件等核心技術,在很大程度上仍依賴進口。關鍵技術的發展是企業對行業(yè)製造工藝的長期積澱(diàn)與探索,也是(shì)外部合作機構深入理解(jiě)企業生產與運作方式並開展有效合作的前提。關(guān)鍵技術自主可控作為我國實(shí)現(xiàn)離散製造(zào)行業跨越式(shì)發展和提質增效的重要基礎,也是麵臨的重要挑戰之一(yī)。
(三)人才與文化資源短缺(quē)
離散製造行業的數字(zì)化轉型與智能化(huà)升級,關鍵在於加強人才(cái)培養。科(kē)技創新歸根結底是人才(cái)的創新,而人才(cái)短缺是離散(sàn)製造行業(yè)轉型升級過程中不可忽視的短板。數(shù)字化轉型與智能化升級又是文化重塑的過程,敏捷、試錯、反思、學習、尊重、平等、用戶導向是更適應智能化時(shí)代的新文化。“自上而下”形成(chéng)共識,以人為本、服務於人、激發全(quán)員主動性,這是離散製(zhì)造行業轉型升(shēng)級的重要保障。需要加強行業(yè)人才與文化建(jiàn)設,激活人才創新內生動力。
(四)數據匯聚利用困難
數字化轉型與(yǔ)智能化升(shēng)級的要(yào)素包括眾多數據的匯聚利用,因而結構化、完整、準確、可靠、實時的(de)數(shù)據匯聚利用(yòng)是(shì)轉型升級的前提。企業工業設備、傳感器等(děng)協議類型(xíng)多樣且數字(zì)化、智能化(huà)程度較低,致使數據采集(jí)不(bú)完備、不準確;數據安全(quán)和數據所有權等敏感問題導致企(qǐ)業不願貿然(rán)使用智能化平台;數據準確性不高、利用率低和應用場景缺乏的問(wèn)題影響企業轉型升級的積極性,在(zài)價值創造方麵收效甚微。因此,確保相關(guān)數(shù)據匯聚並準確、安全地(dì)利用,是推進離散製(zhì)造行業轉型升級所麵臨(lín)的又一挑戰。
(五)經濟效益不明顯
數字(zì)化轉型(xíng)與智能化升級的根本目(mù)標是增加經濟效益。目(mù)前(qián),離散製造行業中的部分大企(qǐ)業(yè)在自(zì)身業(yè)務發展需要、政策支持與引導(dǎo)資金投入的推動下率先(xiān)進行了轉型升級(jí),但中小企業轉型升級(jí)仍麵臨諸多挑戰(zhàn),如應用場景不明晰、轉型成本高(gāo)、收益低、轉型成本難以抵消(xiāo)、市場化商業模式(shì)挖掘難等,導致轉型升級動力不足。對(duì)中小企業而言(yán),進一步提高轉型升級效率和效益、挖掘可行的商業模式、不斷深耕應用場景、打造(zào)高性能係統和平台,進而解決效益不明顯和應用前景不清晰問題,是離散製造行業轉型(xíng)升級的長期挑戰。
四(sì)、離散製造行業數字化轉型與智能化升級的共性關(guān)鍵技術(shù)
離散製造行業數字化轉型與智(zhì)能化升級將(jiāng)深度(dù)融合先進製造技術、新一代信(xìn)息技術、第一代人工智(zhì)能(néng)(AI)技(jì)術等共性關鍵技術(見圖 1),從而提高(gāo)研發生產效率、優化資源配置、創新商業模式、催生新業態和新(xīn)技術。先進製造技術是工業技術生產的核心基礎,也是離散製造業數字化轉(zhuǎn)型、智能化升級技術體係中(zhōng)最重要環節;新一代信息技術開(kāi)拓了與物理世界平行的虛擬世(shì)界,為人 – 機 – 物 – 法 – 環的交互、協同與共融提供了技術手段;新(xīn)一(yī)代 AI 技術將推動社會經濟從“數字經濟”走向(xiàng)“智能經濟”,催生一係列的新模式、新業態、新技術(shù)。
圖(tú) 1 離散製(zhì)造(zào)行業數字(zì)化轉型與智能化升級共性(xìng)關鍵技術
(一)先進製造技術
先(xiān)進製造技術是離散製造(zào)行業數字化轉型與智能化升級的基石和內核,涵蓋產品全生命周期各個環(huán)節,主要包括智能設計、智能加(jiā)工、智能調(diào)度、智能檢測等技術。離散製造行業中的生產設備、裝(zhuāng)配車間、物流係統(tǒng)等生產資料數(shù)字化的核心是工業知識及其數字化模型,如製造機理模(mó)型、數據驅動模(mó)型、設(shè)計(jì)優化模型、管理調度模型等。基於 AI 技術的輔助,先進製造技術可以充分(fèn)滿足離散製造(zào)業柔性批量生產和產品規(guī)模化定製(zhì)的需(xū)求,更好支持產品和服務的高質量實現。
拓撲優化技術依靠堅實的(de)理論基礎並與大規模、高效率(lǜ)計算機技術結合,成(chéng)為智(zhì)能設計領域的核心技術之一。拓撲優化旨在給定邊(biān)界(jiè)條(tiáo)件和各類約束(shù)條件的基礎上,獲得最佳的材料分布形式以實(shí)現結構目標性能最優,近年來越來越多地用於解決各類工程設(shè)計問題(見圖 2)。基於傳(chuán)統(tǒng)的宏觀結構拓撲(pū)優化設計技(jì)術可實現工程結構的智能設計,大幅減輕結(jié)構重量並提升承載能力,最大化材料利用率;可考慮結構的多種物理屬性,如結構基頻、強度、熱(rè)變形等。基於拓撲優化領(lǐng)域的多尺度設計技術可實現智能超材料設計,如通過設計材料微觀結構獲得(dé)具有負泊鬆比特性的超材料,通過考慮材料微觀特性對結(jié)構熱傳(chuán)遞的影響設計出具有熱隱身性能的超材料。相應超材(cái)料具有(yǒu)廣泛的應用前景。
圖 2 基於拓(tuò)撲優化技術的(de)智能設計應用
(二)新一代(dài)信息技術
5G、邊緣計算、區塊鏈等新一代信息技術是數字化轉型與(yǔ)智能化升級的引擎和助力。新一(yī)代信息技術高速發展並具有強大的滲透能(néng)力,將原本的 “數字孤島”連接起來,擴展了控製生產資源和生產流程的空間,也為人 – 機 – 物 – 法 – 環的交互、協同(tóng)與共融提供了手段。區塊鏈技術(shù)是離散製(zhì)造係統中各智能體可靠、可信、安全、高效的聯結途徑(jìng),具有去中心化、自治化、透明不(bú)可篡改、可(kě)追溯性等特點。
5G 技術具有高帶寬、低時延、高可靠性、大規模節點等優勢,結合網絡切片、邊緣計算等關鍵技(jì)術,為製(zhì)造車間關鍵要素感(gǎn)知數據的互聯互通以及準確分(fèn)析預測提(tí)供了重要保障,促進了智能車間調(diào)度技術的發展(見(jiàn)圖 3)。依托 5G 技術,設計雲 – 邊 – 端協同的感知體係,實現智能車間多源異構數據的互聯互通;基於感知數據,利用(yòng) AI 技(jì)術實(shí)現不確定異常事件的(de)準確預測(cè),將不確定異常事件(jiàn)轉化為可預測、可(kě)規避的確定事件;根(gēn)據預(yù)測結果及時調整調度模型,變被動(dòng)響應為主動(dòng)調控,降低異常事(shì)件對生產過程的影響,確保生產計劃高效穩定(dìng)地執行。
圖 3 基於 5G 的(de)製造車間調度技術
(三)新(xīn)一代人(rén)工智能技術
新一代 AI 技術是數字(zì)化轉型與智能化(huà)升級的 “頂層(céng)建築”。AI 技術的快(kuài)速發展推動社會經濟從 “數(shù)字經濟”走向“智能經濟”,社會(huì)形態和生產(chǎn)模式也將發生巨大(dà)變革。例(lì)如,大數據技術(shù)、深(shēn)度學習技術(shù)、強化學習技術、人機協作智(zhì)能技術、基於網絡的群體智(zhì)能技術(shù)、跨媒體推理(lǐ)技術(shù)等的融入,最終將給離散製造業轉型升級帶來質的飛躍。基於 AI 技(jì)術的海量數據實時處理與可視化技術,建立製造流程數字孿生模(mó)型與機理混合(hé)模型,是實現離散製(zhì)造過程高效率數(shù)字化智能的關鍵。
在 AI 領域,深度學習是機器學習研究中的熱門方向(xiàng),近年來發展迅速。相較於傳統的故障診斷方法,基於(yú)深度學(xué)習的故障診斷(duàn)可以自動提取特征而不需要複雜(zá)的信號處理過程;基於深度學習方法可以高(gāo)效地完(wán)成表(biǎo)麵缺(quē)陷特征提取與定位。多標識的領(lǐng)域自適應網絡故障診斷技術,可以節省特征工程的(de)時間,提高故障診(zhěn)斷的泛化程度;半監督式卷積神(shén)經網絡的表麵缺陷檢測技(jì)術(shù)節省(shěng)了數據標記(jì)成本,在有限(xiàn)數據(jù)條件下(xià)實現了表麵缺(quē)陷檢測(cè)(見圖 4)。
圖 4 基於深度學(xué)習的智(zhì)能診斷技術
五、離散製造行業數字化轉型與智能化升級的典型案例分析及技術路徑
目前,中國製造業已步入平(píng)穩發展階段。我國離散(sàn)製造行(háng)業普遍處於工業 2.0 的後期階段,智能製造水平相對薄弱,製造業亟待轉(zhuǎn)型升(shēng)級。離散製造行業(yè)數字化轉型與智能化升級應是全方位的,數字與智能技術的深化應用將在(zài)商業模式、服務模(mó)式、研發模式、運營模式、製(zhì)造模式、決(jué)策模式 6 個方麵推進轉型升級(見圖 5)。離散製造行業處於應用(yòng)不同轉型升級(jí)模式進行嚐試的階段,大部分處(chù)於轉型升級的前期階段,以製造模式(shì)轉型升級為主;部分企業嚐試(shì)進行運營模式和決策模式的(de)轉型升(shēng)級;商業模(mó)式、研發模式、服務模式的轉型升級對企業要求較高,僅有少(shǎo)部分企業在進行探(tàn)索應用。以離散製造(zào)行業中的 4 個典型企業為例,分析其數字化轉型與智能化升級技術路徑。
圖 5 離散製造行業轉型升級不同階(jiē)段(duàn)的轉型升級模式
(一)研發模式(shì)轉(zhuǎn)型升級
海爾集團公司積極實施數字化轉(zhuǎn)型,致力成為互聯網時代智慧(huì)家庭的引領者;已從傳(chuán)統製造家電企業(yè)轉型為麵向全社會孵化創客的平台,為中小企業提供智能製造、個性化定製的解決方案。海爾集團公司的數字化轉型與智能化升(shēng)級主要(yào)經曆了 3 個階段(見表 1)。
①定製化與信息化(huà)升級階段,通過大電商平台的規劃,實現了(le)企業對企業、企業對消費者、跨境電商等全(quán)電(diàn)商業務的融合,打通用戶的前端獲取、購買、配送、接收的全流程交互體驗,為用戶提供了家電產品(pǐn)以外的增值服務。
②自動化、網絡化建設(shè)階段,海爾互聯工廠實(shí)現(xiàn)了精密裝配機器(qì)人集群(qún),引入企業(yè)資源規劃係統(ERP)、製造(zào)執行係統(MES)、倉庫管理係統(WMS)等(děng),實現產品與設備、產品與模塊、產(chǎn)品與人員之間的多重互聯,顛覆了傳統的串聯式(shì)作業模式,實現並聯式生(shēng)產。
③全麵網絡化、數字化轉型、智(zhì)能化探(tàn)索階段,建立了 COSMOPlat 工業互聯網平台,通過聚合高水平獲獎案例,為行業提供數字化轉(zhuǎn)型實踐的路徑參考,顯現了工業互聯(lián)網領域數字化(huà)轉型創新(xīn)價值。
整體來看,海(hǎi)爾集(jí)團公司積極引入先(xiān)進技(jì)術,實現了家電(diàn)製造產線的自動(dòng)化(huà)及智能化升級轉型,使得產品研發周期縮(suō)短了 30%,人均(jun1)產值提高了 30%,產能(néng)提升近 1 倍(bèi);COSMOPlat 為工業互聯網實際場景應(yīng)用提供了平台支撐,成為離散製造業數字化轉型創新的價值(zhí)基準。
(二)運營模式轉型升級
索菲亞家居股份有限(xiàn)公司(簡稱“索(suǒ)菲亞”)運用統一的製造運營管理平台,以生產現場(chǎng)可視化、製(zhì)造過程透明化、跨工(gōng)廠績效管理標準化實(shí)現了(le)企業的數字化轉型。索菲亞的數字化轉型與(yǔ)智能化升級主要經曆了 4 個階段(見表 2)。
①信息化管(guǎn)理階段,運用計算機(jī)輔助設計(CAD)製(zhì)圖軟件代替傳統手工畫圖,應用條碼係統、生產管理係統(tǒng)實(shí)現了信息化管理。
②信息化與自動化齊頭並進階(jiē)段,在采用 ERP 係統的同時,引入柔性生產(chǎn)線以提高生產效率,成立信息與數字化中心(xīn)以實現信息化係統全麵覆蓋並全麵推廣柔性生產線。
③數字化轉(zhuǎn)型、智能化探索階段,實施“X 計劃”,上(shàng)線 MES、WMS 及(jí)供應商管理係統以(yǐ)實現倉儲智能自動化、分揀智(zhì)能自動化(huà),規劃並建設智能工廠。
④網絡化、智能(néng)化探索階段,“未來工廠”4.0 車(chē)間投產,以互聯網為(wéi)依托並通過運用大數據、AI 等先進技(jì)術手段,對商品生產、流通、銷售過程進行升級改(gǎi)造,進而重塑了業態結構和(hé)生態圈。
整體來(lái)看,索菲亞通過信息化、自動化、智能化相關技(jì)術的應用(yòng),實現了生產過程的智能化(huà)和生產管理的數字化,完成了製造模式和管理方式的轉型升級,使得生產效益提(tí)升了 50%,人工成本降(jiàng)低了 30%~50%;綜合應用基於互聯網的大數據、AI 技術(shù)實現了商品生產、流通與銷售過程的升級改造,成為離散(sàn)製造業數字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的典型案例。
(三)商業模式轉型升(shēng)級
青島(dǎo)酷特(tè)智能股份有限公司(sī)(簡稱“酷特”)是(shì)一家服裝(zhuāng)智造企業,形成了以(yǐ)大規模定製為核心的酷特(tè)智能模式,提出了個(gè)性化定製模式和用戶直連製造(zào)(C2M)商業模式,構建了酷特 C2M 產業互聯網生態體係,更好滿足了消費者的個性化需求。酷特的數字化轉型與智能化升級主要經(jīng)曆了 4 個階(jiē)段(見表 3)。
表 3 青島(dǎo)酷特智能股份有限公司數字化轉型與(yǔ)智能化升級時間表
①信息化管理(lǐ)與自動化生產階段(duàn),選擇(zé)了大規模個性化定製作為主要的商(shāng)業模式,運用自動化設備升級生產工(gōng)廠並推出電子商務係統。
②信息(xī)化和自動化齊頭並進階段,引入自(zì)動化設計、MES、WMS 等新技術,初步形成 C2M 的新商業模式。
③數字化轉型、智能化探索階段,引入數字化生產計劃係統,著力推動數據標準化建設,形成了(le)數(shù)據驅動的大規模個性化定製新模式。
④網絡化、智能化(huà)探索階段,在引入智能物流和自動化倉儲係(xì)統後,物流部門的用工(gōng)量減少了 80%;通過運用物聯網(IoT)、“互(hù)聯網 +”等(děng)技術,形成(chéng)了互聯網生態體係,初步建成智(zhì)能(néng)工廠。
整體來看,酷特實現了 C2M 的新商業模式轉型,建(jiàn)立(lì)了人、事、物互聯互通的智能工廠;與傳統模式相比,生產效率提(tí)高了 25%,成本下降了 50%,利潤增長了 20%,成為質量提升和供給側結構性改革的典型實踐。
(四)製造模式轉型升(shēng)級
內(nèi)蒙古伊利實業集團股(gǔ)份有(yǒu)限(xiàn)公司(簡稱“伊利”)是我國首批智(zhì)能製造試點示(shì)範項目中(zhōng)唯一(yī)的乳製品企業,發展“智慧乳業”,引領全行業(yè)積極(jí)探索信息化、智能化。伊利的數字化轉型與智(zhì)能(néng)化升級主要經曆(lì)了 3 個階段(見表 4)。
①自動(dòng)化建設階段,在連通平台、站點、在線自動包裝係統、瑞士格物流庫房(fáng)等方麵實施自動化建設,實現了乳製品生產全過程自動化。
②數字化、網絡化轉型階段,搭建智能製(zhì)造係統,實時獲取設備狀態和數據,進行統一的數據交互,形成了產(chǎn)品生命(mìng)周期管理係統、政策法規數據庫(kù)係統、食品安全風險評(píng)估係統等線上平台。
③網絡化、智(zhì)能化探索階段(duàn),投入生產計劃執行係統、全生命周期質量追溯係統(tǒng),自(zì)主研發配方管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統等安全可控的核(hé)心軟件,實現(xiàn)了製造裝備升級、信息互聯互通的智能建設(shè),促使(shǐ)生(shēng)產(chǎn)效率明顯提升和運營成本顯著降低。
整體來(lái)看,伊利將數字化智能化技術應用到全產業(yè)鏈,推進“智慧乳業”建(jiàn)設,實現產業數字(zì)化、智能化,助力經營業績穩步(bù)提升;為消費者提供了多元化、高品質的(de)產品與服務(wù),也為我國乳業高質量發展探索出新(xīn)的路徑(jìng)。
六、離散製造行業數字化轉型與智能化升級的重點任務
(一(yī))突破製造智(zhì)能關鍵使能技術
智能傳感器與工(gōng)業互聯網是智能製造的基礎,重點突破智能傳感器與傳感網絡及智能終端、即插即用技術、實時網絡操作(zuò)係統技術、機器對機(jī)器技術、製造 IoT 技術。大數據和知識庫是智能製造(zào)的核心,重(chóng)點突破製造(zào)大數據挖(wā)掘(jué)技術、大數據智能分析與管理技術、麵向(xiàng)製造大數據的綜合推理技術。智能推理(lǐ)是智能製造的靈魂,重點突破智能建模(mó)與仿真(zhēn)技術、全息人機協同係統、複雜對(duì)象智能控(kòng)製係統技術、數字孿生技術。
(二(èr))研發智能製造裝備
重(chóng)點研發的智能製(zhì)造裝備包括智能機床、智能成形製造裝備、特種智能製造裝備、智能(néng)機(jī)器人(rén)、智能柔性製造產線等。智能機床應具有加工狀態實時(shí)感知與交互(hù)、產品工藝自主決策與優化、加工精(jīng)度持久保持能力等特性,智能成型(xíng)製造裝備應具有信息獲取、模(mó)型預測、決策控製功能,特種(zhǒng)智能製造裝備應具有超高溫、超高壓等超常(cháng)工作環境(jìng)適應性以及超精密、高能束等超常工藝適應能力,智能機器人應(yīng)能勝任焊接、打磨、精細裝配、機加工、柔順控(kòng)製等(děng)工作,智能柔性製造生(shēng)產線應具有多製(zhì)造(zào)功能單元、製造島(dǎo)結合協作(zuò)的高(gāo)度柔性化和智能化能力。
(三)建設數字化、智(zhì)能化車間
數字化製造車間(jiān)、網絡化(huà)製造車(chē)間是智(zhì)能化車(chē)間的初級形(xíng)態:前者的各種設備(bèi)要(yào)實現數字化管理和控製,對加工(gōng)數據進(jìn)行數字化描述、集成、分析和決策,進而對各種設備進(jìn)行數字化控製;後者基於集成的數據進行智能分析和決策,智能地優化整個(gè)製造過(guò)程,使(shǐ)資源得到最合理的配置和優化。
(四)打造數字化、智能化(huà)工廠
數字化、智能(néng)化工(gōng)廠是智能製造(zào)的典型代表。在產品設計方麵,通(tōng)過製造(zào)工藝與成品性能的三維模擬(nǐ)與仿真優化,實現計算機輔助的精確可(kě)靠規劃設(shè)計。在生產製造方麵,利用工業機器人、數控機床和其他(tā)智能裝備,自動、高效、穩定地完成(chéng)各(gè)項生產操作。在運營管理方麵,在工業互聯網(wǎng)的基礎上,通(tōng)過有效組織(zhī)和融合製造領域知識,滿足(zú)供應管理、生產(chǎn)營銷、質量追溯、售後運維等全價(jià)值鏈的增長需求。
(五)提供數字(zì)化(huà)、智能化(huà)服務
相較傳統製造服(fú)務,數字化、智能化服務主(zhǔ)要體現在提高服務的狀態環境感知、服務(wù)規劃、決策和控製水平、服務質量等。在工業技術軟件服務方麵,提供網絡化智能工業軟件的集成應用(yòng)。在工業產品(pǐn)智能服務(wù)方麵,提供重大裝備的智能運維服務。在生(shēng)產服(fú)務(wù)方麵,提供生產性服務(wù)過程的跟蹤、調度和優化控(kòng)製等智能服(fú)務。在雲(yún)服務(wù)方麵,提(tí)供全(quán)社會製造與服務能(néng)力(lì)的集成與共享服務。在(zài)社群化智能(néng)製造服務方麵(miàn),提(tí)供實多企業(yè)間的無縫社交與(yǔ)協同(tóng)生產、智能化產品運維服(fú)務。
(六)構建標準體係和安全體係
標準體係應重點構建:技術標準體係,如雲計算(suàn)、區塊鏈、信息(xī)物(wù)理係統(CPS)等,以技術的應用和操作為重點;產品標準體係,如工業互聯網平台,側重於技術應用和產品服務方麵;過程標準體係,如工業化和信息化(huà)深度融合、智能製造等,涵蓋範圍廣、類(lèi)型多,應側重(chóng)多個維度以分析發展演(yǎn)進過程;安全標準體係,構建離散製造行業信息安全和物理安全平台,匯聚安全數據,積累安全知識和攻防經驗,開展大數據分(fèn)析,進行預警(jǐng)、識別、審計、漏洞管理、防禦、殺毒等。
七、對策建議(yì)
(一)加快示範應用
建議(yì)積極支持和引導離散製造行業數字化轉型、智能(néng)化升級(jí)和智能工(gōng)廠示範;在示範基礎上,大(dà)規模推行製造(zào)裝備的數字化轉型、智能化升級工(gōng)程及企(qǐ)業的數字(zì)化轉型、智(zhì)能化升級工程,支持形成具有區域(yù)優勢的智能製造生態鏈。圍繞高端紡(fǎng)織、新型電(diàn)力裝備、工程機械、家居、家電(diàn)等重點行業,實施智能製造(zào)示範項目並篩選(xuǎn)典型示範企(qǐ)業,樹立標杆企業(yè)形象並傳播推(tuī)廣。
(二)突出“中國製造”
在(zài)離散(sàn)製造行業數字化(huà)轉型與智能化升級過程中,應突出核心(xīn)技術、關鍵裝備(bèi)、工業軟件的“中國製造”,警惕和防止(zhǐ)高端裝備、核心(xīn)技術“空心化”現象。在核心技術、關鍵裝(zhuāng)備、工業軟件方麵推行“產學研用”一體化協同創(chuàng)新模式(shì),著力(lì)解決離散製造行業數字化轉型與智能化升級過程中的技術難(nán)題。
(三(sān))培育高新技(jì)術人才(cái)
離散製造行業的轉型(xíng)升級需要在戰略、思想、技術、執行等方麵加強人才儲備。建議完善職業教育與專(zhuān)業人(rén)才培(péi)養模式,注重(chóng)可持續發展(zhǎn),培養離散製造業智能化工廠方向的專業(yè)技術與人才隊伍。推進智能製造人才隊伍建設,培(péi)養智能製造(zào)人才:一是智能製造高技術人才,培養掌握製造技術,熟悉數字化、網(wǎng)絡化、智能化技術(shù),精(jīng)通智能製造技(jì)術,善於解決工程實(shí)際問題的智能(néng)製造高技術(shù)人才;二是智能製造高(gāo)技能(néng)人才,培養知識先進、技術精湛、能工巧匠型的智能製造高技能人才;三是高水平的智能製造管理人才,尤其是企業(yè)家群體。
(四)製定相應法律法規
探索通過立法引領產業(yè)發(fā)展,不斷完善財稅、金融、知識產權、人才培養等配套的政策法規體係,促進製造業的長期穩定(dìng)發(fā)展。建立數字資產知識(shí)產權保護機製,引入數字資產許可製度,構建透(tòu)明的數字(zì)資產(chǎn)使用環境;加大政府財政資金支持力度,實施必要的(de)稅收激(jī)勵政策,采取多元化金(jīn)融支持方式;利用信息技術對數(shù)字資(zī)產進行加密、標記、追溯和監控,加強對違規行(háng)為的法律約束。
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