發(fā)表時(shí)間：2019-02-25 15:09:16
隨著智能制造在全球范圍的快速興起，智能工廠業(yè)已成為傳統(tǒng)制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主要突破方向。從狹義上來看，智能工廠是移動通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳感監(jiān)測、信息交互集成、高級人工智能等智能制造相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)在工廠層面的具體應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、綠色化。從廣義上來看，智能工廠是以制造為基礎(chǔ)，向產(chǎn)業(yè)鏈上下游同步延伸，涵蓋了產(chǎn)品全生命周期智能化實(shí)施與實(shí)現(xiàn)的組織載體。針對于此，琳卡智能精益咨詢統(tǒng)籌相關(guān)資源，根據(jù)建立的智能工廠動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，結(jié)合部分重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵉卣{(diào)研成果，對當(dāng)前國內(nèi)智能工廠發(fā)展現(xiàn)狀、特征及問題進(jìn)行了歸納與分析，并在此基礎(chǔ)上對下一階段發(fā)展趨勢作出研判，提出了加快推進(jìn)我國智能工廠建設(shè)的思考與建議。
一、發(fā)展現(xiàn)狀及特征
隨著新一輪產(chǎn)業(yè)變革和技術(shù)革命的快速興起，現(xiàn)代工業(yè)信息化發(fā)展已邁入建設(shè)智能工廠的歷史新階段。為了緊抓這一發(fā)展機(jī)遇，在國家部署實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略布局的背景下，企業(yè)加快推進(jìn)信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)不斷融合，一系列新模式、新業(yè)態(tài)、新特征日益凸顯。
○制造強(qiáng)國已成國家戰(zhàn)略，兩化深度融合將以智能工廠建設(shè)為重要著力點(diǎn)
我國制造業(yè)已步入新常態(tài)下的攻堅(jiān)階段，制造強(qiáng)國成為國家戰(zhàn)略布局。經(jīng)過多年快速發(fā)展，我國已穩(wěn)居世界制造業(yè)第一大國，對全球制造業(yè)的影響力不斷提升。但隨著全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，我國制造業(yè)面臨新形勢和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從國際來看，歐美等發(fā)達(dá)國家紛紛實(shí)施“再工業(yè)化”和“回歸制造業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略，印度、巴西等新興技術(shù)體與我國在加工制造領(lǐng)域的同質(zhì)化競爭力度持續(xù)加大，我國制造業(yè)面臨“前后夾擊”的雙重挑戰(zhàn)。從國內(nèi)來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于增速換檔和結(jié)構(gòu)調(diào)整陣痛的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，制造業(yè)潛在增長率趨于下降?？傮w來看，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已進(jìn)入以中高速、優(yōu)結(jié)構(gòu)、多挑戰(zhàn)、新動力為特征的新常態(tài)階段。加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，推進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略已勢在必行。目前，中國工程院、工信部、發(fā)改委、科技部等部門已開展制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究，制定我國制造強(qiáng)國中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃《中國制造2025》，指出借助工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合，推動我國制造業(yè)向創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量效益競爭優(yōu)勢、綠色制造、服務(wù)型制造業(yè)轉(zhuǎn)變，令我國到2025年躋身現(xiàn)代工業(yè)強(qiáng)國之列。兩化深度融合是建設(shè)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，智能工廠建設(shè)是兩化深度融合的重要著力點(diǎn)。大力推動兩化深度融合已成為搶占未來產(chǎn)業(yè)競爭制高點(diǎn)、加快制造業(yè)強(qiáng)國建設(shè)的戰(zhàn)略選擇和必由之路。推進(jìn)兩化深度融合是當(dāng)今各國先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展面臨的共同課題，我國提出的兩化深度融合與德國提出的工業(yè)4.0如出一轍、異曲同工、殊途同歸，智能工廠是德國工業(yè)4.0的主要內(nèi)容和載體，是推動我國兩化深度融合的重要著力點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合、產(chǎn)品融合、業(yè)務(wù)融合、產(chǎn)業(yè)衍生的主要載體。推進(jìn)智能工廠建設(shè)，需要把握住“五化”，即產(chǎn)品的智能化、裝備的智能化、生產(chǎn)的智能化、管理的智能化和服務(wù)的智能化，同時(shí)需要組織開展裝備智能升級、工藝流程再造、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程診斷維護(hù)等試點(diǎn)，逐步實(shí)現(xiàn)車間級、工廠級的智能化改造，探索不同行業(yè)智能工廠建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和模式。
○智能工廠催生新業(yè)態(tài)新模式，為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展開拓空間智能工廠建設(shè)過程實(shí)質(zhì)上是信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)融合，新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現(xiàn)的過程。隨著移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)創(chuàng)新體系的演進(jìn)以及與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的融合創(chuàng)新，智能工廠將發(fā)展出全新的模式和業(yè)態(tài)。從新模式來看，在生產(chǎn)模式層面，智能工廠將實(shí)現(xiàn)由過去的“人腦分析判斷+機(jī)器生產(chǎn)制造”方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺C(jī)器分析判斷+機(jī)器生產(chǎn)制造”的方式，形成高度靈活、個(gè)性化、模塊化的生產(chǎn)模式；在商業(yè)模式層面，智能工廠將催生網(wǎng)絡(luò)眾包、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程診斷、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等新模式。從新業(yè)態(tài)來看，信息技術(shù)的升級應(yīng)用，將會發(fā)展成為工業(yè)云服務(wù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、全生命周期管理、總集成總承包等新業(yè)態(tài)。智能工廠的建設(shè)過程中創(chuàng)新極為活躍，為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)掘出新的增長點(diǎn)。移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)在智能工廠的集成應(yīng)用，帶來產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，催生和孕育出新業(yè)態(tài)和新模式，促進(jìn)新一代信息技術(shù)的應(yīng)用范圍從消費(fèi)者領(lǐng)域滲透到產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、過程管理等各個(gè)環(huán)節(jié)。伴隨智能工廠建設(shè)逐漸向多行業(yè)延伸，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間在不斷拓展。同時(shí)，智能工廠的建設(shè)是一個(gè)動態(tài)的、發(fā)展的過程，隨著信息技術(shù)不斷升級到新的階段，智能工廠將衍生疊加出新活動新環(huán)節(jié)，新的工業(yè)發(fā)展模式和業(yè)態(tài)將不斷出現(xiàn)。就目前來看，大規(guī)模個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)眾包、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、全生命周期管理、總集成總承包等都催生出了新的增長點(diǎn)。
○多個(gè)離散制造行業(yè)布局智能工廠建設(shè)，初步顯現(xiàn)
產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉缎?yīng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用從流程行業(yè)向離散行業(yè)延伸，離散制造企業(yè)開始積極布局智能工廠建設(shè)。以鋼鐵、石化為代表的流程制造行業(yè)較早運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)改造，自動化、數(shù)字化程度較高，為物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計(jì)算等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在流程行業(yè)的融合應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。相比之下，離散制造行業(yè)具有生產(chǎn)過程復(fù)雜、產(chǎn)品種類繁多、工藝路線和設(shè)備使用靈活、車間形態(tài)多樣等特點(diǎn)，離散制造企業(yè)底層自動化、數(shù)字化的基礎(chǔ)較為薄弱，應(yīng)用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行智能工廠建設(shè)的難度也相對較大。目前，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)從流程行業(yè)延伸到離散行業(yè)，汽車、電子、工程機(jī)械、航空航天等部分大型離散制造企業(yè)積極進(jìn)行探索，將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、過程管理等環(huán)節(jié)，不斷提升產(chǎn)品、裝備、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。智能工廠促進(jìn)企業(yè)問信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，龍頭離散制造企業(yè)智能工廠建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉缎?yīng)初步顯現(xiàn)。智能工廠通過價(jià)值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息資源整合，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上各企業(yè)間的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈管理、服務(wù)等方面的無縫合作和綜合集成，為龍頭企業(yè)建設(shè)智能工廠發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉稁有?yīng)提供了基礎(chǔ)。目前，工程機(jī)械行業(yè)部分龍頭企業(yè)已經(jīng)建立以自身為核心、上下游企業(yè)間"鏈合"創(chuàng)新的研發(fā)體系，實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的協(xié)同創(chuàng)新，提升了行業(yè)整體研發(fā)設(shè)計(jì)水平；汽車行業(yè)部分龍頭企業(yè)實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，推動相關(guān)零部件供應(yīng)商加大資金投入和研發(fā)力度，有效降低產(chǎn)業(yè)鏈總成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)零部件企業(yè)的同步開發(fā)、集成制造、系統(tǒng)供貨等。
○企業(yè)間加快資本并購和戰(zhàn)咯合作，積極搶占智能工廠全生命周期解決方案的戰(zhàn)略先機(jī)
企業(yè)通過資本并購實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈延伸，不斷完善智能工廠相關(guān)產(chǎn)品鏈和技術(shù)布局。智能工廠建設(shè)是國內(nèi)企業(yè)在當(dāng)前和未來較長一段時(shí)期需要面對和規(guī)劃的共同主題，意味著智能工廠相關(guān)設(shè)備、產(chǎn)品及系統(tǒng)具有廣闊的市場空間，一批企業(yè)已開始提前布局，通過資本并購來實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。企業(yè)間通過戰(zhàn)略合作加強(qiáng)各自優(yōu)勢發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)品為核心的價(jià)值鏈協(xié)同。
為了搶占智能工廠發(fā)展的巨大的市場空間，企業(yè)問就各自優(yōu)勢領(lǐng)域積極開展戰(zhàn)略合作，瞄準(zhǔn)智能工廠建設(shè)的全生命周期產(chǎn)品及解決方案。
二、值得關(guān)注的幾點(diǎn)問題
近來年，在兩化融合相關(guān)政策的指導(dǎo)和推動下，我國工業(yè)實(shí)力持續(xù)提升，國內(nèi)智能工廠建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，加快了我國工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程。但不可否認(rèn)，目前我國智能工廠建設(shè)還存在諸多值得關(guān)注的問題，主要表現(xiàn)在以下方面:
○行業(yè)對智能工廠認(rèn)知程度不同，建設(shè)水平分化差距較大
智能工廠屬于舶來詞，在國外發(fā)達(dá)國家有比較豐富的實(shí)踐基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，但就我國而言，目前存在各個(gè)行業(yè)對智能工廠建設(shè)的認(rèn)知程度不同，建設(shè)水平參差不齊的問題。關(guān)于智能工廠的認(rèn)知主要有以下幾個(gè)方面:一是智能工廠建設(shè)是采用三維數(shù)字化設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量；二是智能工廠建設(shè)是采用工業(yè)機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床、PLC等智能制造設(shè)備，提高制造裝備的自動化和智能化水平；三是智能工廠建設(shè)是把傳感器、處理器、通信模塊融入產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可追溯、可識別、可定位；四是智能工廠建設(shè)是構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的C2B模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品個(gè)性化自主設(shè)計(jì)，滿足消費(fèi)者個(gè)性化定制需求等等。這些對智能工廠的認(rèn)知主要集中在產(chǎn)品、裝備、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等某個(gè)方面以及研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、售后服務(wù)等某個(gè)環(huán)節(jié)的智能化改造，全面性和系統(tǒng)性較為不足。而基于對智能工廠的不同認(rèn)知，行業(yè)之間建設(shè)水平分化差距較大。
○智能工廠建設(shè)的系統(tǒng)性規(guī)劃不足，全生命周期價(jià)值創(chuàng)造力有待增強(qiáng)
智能工廠建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，涉及研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、倉儲物流、市場營銷、售后服務(wù)、信息咨詢等各個(gè)環(huán)節(jié)，需要企業(yè)立足于圍繞產(chǎn)品的全生命周期價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和信息技術(shù)在各個(gè)環(huán)節(jié)的融合發(fā)展。限于資金投入不足、智能生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)缺乏以及認(rèn)知不夠深入等因素，我國企業(yè)智能工廠建設(shè)整體來看缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃，覆蓋的環(huán)節(jié)還有待完善。雖然大型龍頭企業(yè)有相對長遠(yuǎn)的規(guī)劃布局，但從總體上來看，我國企業(yè)建設(shè)智能工廠的全生命周期特征仍不明顯。一是企業(yè)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，各部門、各業(yè)務(wù)板塊之間資源整合力度還有待提高，特別是企業(yè)內(nèi)部門間的橫向數(shù)據(jù)對接、信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。二是企業(yè)普遍缺乏從產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流到服務(wù)的全信息流管理，難以實(shí)現(xiàn)全部環(huán)節(jié)的無縫銜接和信息集成。
○對外技術(shù)依存度仍然較高，安全可控能力有待進(jìn)一步提升
一是從智能裝備領(lǐng)域來看，國內(nèi)智能裝備市場國產(chǎn)化率仍較低。目前，國外品牌占據(jù)國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的主導(dǎo)地位，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人受制于基礎(chǔ)工業(yè)的差距，在關(guān)鍵零部件伺服電機(jī)、減速器、控制器等方面自主研發(fā)生產(chǎn)能力較弱，與國外品牌相比，在精密度、可靠性和穩(wěn)定性方面還有較大差距。我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，國內(nèi)生產(chǎn)高效汽車引擎、飛機(jī)發(fā)動機(jī)渦輪盤、飛機(jī)機(jī)身、高速列車頭等的高端數(shù)控機(jī)床仍不同水平地依賴國外品牌。二是從工業(yè)控制領(lǐng)域來看，國內(nèi)信息安全的形勢較為嚴(yán)峻。國外相關(guān)建設(shè)與研究起步較早，已有較成熟的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品、服務(wù)體系，同時(shí)檢測認(rèn)證、安全防護(hù)產(chǎn)品等核心技術(shù)及工具也較為成熟。國內(nèi)缺乏自主可控的檢測認(rèn)證技術(shù)與工具，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、安全咨詢評估等方面仍處于探索建設(shè)階段。目前，國內(nèi)工業(yè)控制系統(tǒng)尚以國外產(chǎn)品為主，運(yùn)維服務(wù)還主要依賴于國外供應(yīng)商，可以說國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)仍基本處于不設(shè)防狀態(tài)。
三、下一階段趨勢預(yù)測
隨著信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的不斷深入融合，我國智能工廠建設(shè)實(shí)踐將逐漸推進(jìn)，下一階段智能裝備、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印等相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒌玫脚畈l(fā)展，呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢:
○在技術(shù)、市場及政策的驅(qū)動下，本土機(jī)器人企業(yè)有望在競爭中脫穎而出
技術(shù)進(jìn)步及市場需求為本土機(jī)器人企業(yè)的脫穎而出提供了基礎(chǔ)和空間。從技術(shù)進(jìn)步方面來看，我國機(jī)器人行業(yè)起步較晚，還處于發(fā)展初期，本土企業(yè)不斷推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，有望在未來幾年內(nèi)發(fā)展壯大成有國際競爭力的企業(yè)。從關(guān)鍵零部件來看，在控制器上，國內(nèi)的企業(yè)已推出相對成熟的產(chǎn)品，雖然在扭轉(zhuǎn)剛度、傳動精度等方面與國外產(chǎn)品還有較大差距，但已經(jīng)在額定扭轉(zhuǎn)和傳動效率等方面實(shí)現(xiàn)突破。
從市場需求方面來看，在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、人力成本上升等因素的推動下，我國工業(yè)機(jī)器人的市場需求將爆發(fā)式增長，為本土機(jī)器人企業(yè)發(fā)展壯大提供廣闊空間。國家和地方政府為本土機(jī)器人企業(yè)的發(fā)展壯大提供良好的政策環(huán)境。國家出臺了一系列支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，如在《“十二五”國際戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》中指出，要大力推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人及關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化；由機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會牽頭成立“中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟氣以推動我國機(jī)器人的產(chǎn)、學(xué)、研、用，加速機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)品在各行業(yè)中的普及應(yīng)用；《關(guān)于推動工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，到2020年，形成較為完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，培育3-5家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)和8-10個(gè)配套產(chǎn)業(yè)集群；工業(yè)機(jī)器人行業(yè)和企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和國際競爭能力明顯增強(qiáng)，高端產(chǎn)品市場占有率提高到45%以上，機(jī)器人密度達(dá)到100以上。這些政策主要集中在工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)布局、核心零部件突破、應(yīng)用引導(dǎo)等方面，注重產(chǎn)業(yè)本土化和全產(chǎn)業(yè)鏈布局，為本土機(jī)器人企業(yè)的脫穎而出提供了良好的環(huán)境。同時(shí)，各地政府紛紛開展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃和建設(shè)，目前，分布在國家高新區(qū)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園已超過30家。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園的建立，有利于發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，發(fā)揮技術(shù)積累優(yōu)勢，分?jǐn)偖a(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作研發(fā)成本，也有利于產(chǎn)業(yè)上下游與應(yīng)用市場的對接，為本土機(jī)器人企業(yè)的發(fā)展壯大提供了肥沃的土壤。
○提前布局優(yōu)勢明顯，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有望成為國內(nèi)智能工廠趕超發(fā)展的關(guān)鍵抓手
我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)設(shè)施等方面優(yōu)勢明顯，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。經(jīng)過幾年的發(fā)展，我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策環(huán)境日趨完善，在技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、基礎(chǔ)設(shè)施等方面已具備一定優(yōu)勢，同時(shí)，積極布局物聯(lián)網(wǎng)通用架構(gòu)、數(shù)據(jù)與語義、標(biāo)識和安全等基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)，加快了物聯(lián)網(wǎng)理念和相關(guān)產(chǎn)品及技術(shù)向生產(chǎn)制造領(lǐng)域的滲透和應(yīng)用。
在RFID技術(shù)方面，我國中高頻RFID技術(shù)接近國際先進(jìn)水平，超高頻(800/900MHz)和微波(2.45GHz)RFID空中接口物理層和MAC層已具有明顯的優(yōu)勢。
在標(biāo)識方面，我國物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識編碼以自主設(shè)計(jì)并能夠兼容多種編碼方案為主，標(biāo)識解析體系則基于國際主流標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展。我國在物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中的影響力不斷提升，開始積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，并牽頭制定了首個(gè)國際物聯(lián)網(wǎng)總體標(biāo)準(zhǔn)《物聯(lián)網(wǎng)概覽》。我國無線通信網(wǎng)絡(luò)和寬帶覆蓋率較高，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供基礎(chǔ)設(shè)施支持。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用推進(jìn)階段，積極推動智能工廠實(shí)現(xiàn)趕超發(fā)展。目前，我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在汽車、鋼鐵冶金、石油化工、工程機(jī)械、橡膠輪胎等行業(yè)應(yīng)用較為突出，主要集中在智能工廠領(lǐng)域的生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控、供應(yīng)鏈管理、工業(yè)安全生產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)。如部分汽車企業(yè)通過運(yùn)用工廠物聯(lián)系統(tǒng)管理車間，將車間中的機(jī)器、人員、物料、工藝、圖紙、刀具等生產(chǎn)要素進(jìn)行無線聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)采集車間中任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，建立實(shí)時(shí)的生產(chǎn)管理信息上傳下達(dá)系統(tǒng)。部分橡膠輪胎企業(yè)通過傳感器、RFID技術(shù)、工業(yè)以大網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)警顯示，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)向"精益生產(chǎn)"以及"敏捷制造"的柔性化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。
○增材制造概念已得到普及，3D打印領(lǐng)域或有較大進(jìn)步
國內(nèi)較早開展增材制造相關(guān)研究和應(yīng)用工作，在概念層面已基本實(shí)現(xiàn)普及。增材制造誕生于20世紀(jì)80年代后期，是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù)，是傳統(tǒng)減材制造方式的重要補(bǔ)充，具有綠色環(huán)保、制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢，已成為第三次工業(yè)革命的標(biāo)志性生產(chǎn)技術(shù)之一。我國自20世紀(jì)90年代初，在國家科技部等多部門持續(xù)支持下，較早進(jìn)行典型成形設(shè)備、軟件、材料等方面的研究和產(chǎn)業(yè)化工作，并獲得了重大進(jìn)展。隨后，西北工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華南理工大學(xué)、南京航空航宋大學(xué)、上海交通大學(xué)、大連理工大學(xué)、中北大學(xué)、中國工程物理研究院等單位開展了探索性的研究和應(yīng)用工作。
在技術(shù)、材料、應(yīng)用服務(wù)等方面已具備一定基礎(chǔ)，我國3D打印領(lǐng)域有望獲得較大發(fā)展。從技術(shù)方面來看，我國增材制造技術(shù)的自主創(chuàng)新能力處于世界領(lǐng)先地位，在利用選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)制造大型零部件領(lǐng)域，我國走在3D打印技術(shù)發(fā)展最為成熟的美國之前。從材料方面來看，國內(nèi)有些金屬材料(鋁、鐵等)與國外的差距相對較小，最有希望實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。
在設(shè)備方面，隨著國外3D打印設(shè)備專利的到期以及實(shí)際工業(yè)應(yīng)用需求的存在，我國3D打印設(shè)備或有較大發(fā)展。從應(yīng)用服務(wù)方面來看，在全球范圍內(nèi)，3D打印應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)值比設(shè)備與材料產(chǎn)值合計(jì)略高，我國不斷探索和創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)模式以實(shí)現(xiàn)率先突破。
未來3D打印將以數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)直接制造、桌邊制造和批量定制等新的制造方式，并將在智能工廠領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
四、思考與建議
○做好頂層設(shè)計(jì)，有序開展應(yīng)用示范試點(diǎn)
一是研究制定國內(nèi)智能工廠發(fā)展戰(zhàn)略及規(guī)劃。圍繞全球前沿發(fā)展趨勢，結(jié)合重點(diǎn)行業(yè)具體建設(shè)情況，明確國內(nèi)智能工廠建設(shè)的核心思路、階段目標(biāo)、主攻方向、發(fā)展路徑和保障措施。
二是研究提出國內(nèi)智能工廠建設(shè)的共性模型。立足產(chǎn)品全生命周期，圍繞智能工廠的主要環(huán)節(jié)和重點(diǎn)領(lǐng)域，根據(jù)不同行業(yè)的具體特性，以企業(yè)為主體提出適用于產(chǎn)用雙方的建設(shè)模型，并根據(jù)技術(shù)和市場的變革情況持續(xù)更新完善。
三是開展重點(diǎn)行業(yè)智能工廠應(yīng)用示范依托戰(zhàn)略、規(guī)劃及模型，選擇鋼鐵、石化、機(jī)械、紡織、電子等行業(yè)，圍繞推廣普及智能制造單元智能車間一智能工廠，組織開展三維仿真設(shè)計(jì)、裝備智能升級、生產(chǎn)流程再造、供應(yīng)鏈協(xié)同管理、遠(yuǎn)程診斷維護(hù)等試點(diǎn)，培育一批行業(yè)智能工廠應(yīng)用典型，探索智能工廠模式推廣普及新機(jī)制，逐步實(shí)現(xiàn)行業(yè)層面的車間級、工廠級的智能化改造。
○創(chuàng)新管理手段，切實(shí)增強(qiáng)安全可控能力
一是著力構(gòu)建智能工廠發(fā)展相關(guān)的軟硬件支撐體系。繼續(xù)組織實(shí)施智能制造發(fā)展專項(xiàng)、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項(xiàng)，以及"數(shù)控一代"裝備創(chuàng)新工程行動計(jì)劃，研究增設(shè)面向2030的智能制造科技重大專項(xiàng)，推進(jìn)智能工廠關(guān)鍵軟硬件產(chǎn)品產(chǎn)用聯(lián)合攻關(guān)工程，制訂核心軟件、硬件、系統(tǒng)、裝備的替代路線圖，突破核心電子器件、高端芯片、關(guān)鍵材料核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化瓶頸，全面提升面向智能工廠的設(shè)計(jì)工具、制造執(zhí)行系統(tǒng)、產(chǎn)品全生命周期管理、工控系統(tǒng)及整體解決方案的自主提供能力。
二是支持企業(yè)圍繞智能工廠開展組織形態(tài)與商業(yè)模式創(chuàng)新。以互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展為引領(lǐng)，以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為支撐，以激發(fā)傳統(tǒng)企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型內(nèi)生動力為著力點(diǎn)，鼓勵制造企業(yè)發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的個(gè)性化定制、020、網(wǎng)絡(luò)眾包、云制造等新型制造模式，鼓勵I(lǐng)T企業(yè)發(fā)展支撐工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的傳感器網(wǎng)絡(luò)、工控網(wǎng)絡(luò)、無線寬帶、工業(yè)云、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)APP等新的解決方案和應(yīng)用體系。
○依托行業(yè)聯(lián)盟，逐步完善創(chuàng)新服務(wù)體系
一是成立國家層面的智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系工作組。由行業(yè)主管部門牽頭，以相關(guān)行業(yè)聯(lián)盟為主要載體，成立智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系工作組，由主管部門分管領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任工作組長，由聯(lián)盟負(fù)責(zé)人擔(dān)任執(zhí)行組長，聘請?jiān)菏考墝＜覟楣ぷ鹘M顧問，以參與智能工廠建設(shè)的產(chǎn)用雙方企業(yè)為主體成員，構(gòu)建聯(lián)席會議機(jī)制，定期溝通解決實(shí)際問題，共同推進(jìn)體系建設(shè)工作。
二是開展針對智能工廠建設(shè)與創(chuàng)新需求的全面服務(wù)。圍繞智能工廠建設(shè)模式在重點(diǎn)行業(yè)的推廣應(yīng)用，指導(dǎo)地方政府、行業(yè)協(xié)會、中介組織創(chuàng)新組織方式，建立和完善網(wǎng)絡(luò)化、專業(yè)化、社會化的智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系，開展成果轉(zhuǎn)化、檢驗(yàn)檢測、人才培訓(xùn)、標(biāo)準(zhǔn)推廣、方案咨詢等服務(wù)，打造實(shí)體業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)平臺的融合運(yùn)行機(jī)制，探索以企業(yè)為主體的市場化運(yùn)作模式。
三是研究建立智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系發(fā)展基金。發(fā)揮政府資金的杠桿和乘數(shù)效應(yīng)，引導(dǎo)整合社會資金，探索建立智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系發(fā)展基金。該基金將在運(yùn)作模式上采取政府引導(dǎo)、市場運(yùn)作的模式，尊重市場規(guī)律，借鑒國際國內(nèi)成功的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金管理運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，緊密結(jié)合國家重大戰(zhàn)略決策，著力于市場化運(yùn)行智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系各項(xiàng)功能。一方面與地方相關(guān)園區(qū)基地緊密合作，參股區(qū)域性投資基金，逐步形成智能工廠創(chuàng)新服務(wù)體系的全國布局；另一方面參股社會資本，引導(dǎo)其科學(xué)合理有序地開展智能工廠創(chuàng)新服務(wù)相關(guān)業(yè)務(wù)。
○深化部省合作，聯(lián)合打造協(xié)同發(fā)展平臺
一是部省共建一批智能工廠發(fā)展創(chuàng)新基地。圍繞智能工廠的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、過程管理等環(huán)節(jié)，立足產(chǎn)品、設(shè)備、管理、服務(wù)、生產(chǎn)五個(gè)維度，加強(qiáng)區(qū)域信息技術(shù)產(chǎn)品及服務(wù)提供商與工業(yè)企業(yè)的合作對接，以模式探索和前沿突破為導(dǎo)向，部省共建一批特色鮮明、創(chuàng)新活躍、成效顯著的智能工廠發(fā)展創(chuàng)新基地，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)環(huán)節(jié)智能工廠建設(shè)對上下游的帶動作用，構(gòu)建區(qū)域內(nèi)的智能工廠創(chuàng)新生態(tài)體系。
二是引導(dǎo)智能工廠跨區(qū)域資源整合和信息共享。在國家和地方行業(yè)主管部門的聯(lián)合引導(dǎo)下，以京津冀一體化等戰(zhàn)略方針為契機(jī)，以產(chǎn)用雙方的區(qū)域代表性企業(yè)為主體，以專題調(diào)研、現(xiàn)場診斷、項(xiàng)目申報(bào)、平臺建設(shè)為主要方式，組織開展跨區(qū)域的產(chǎn)用交流與溝通，實(shí)現(xiàn)互利共贏的產(chǎn)用合作，并逐步落實(shí)完善為常設(shè)機(jī)制，促成實(shí)際項(xiàng)目落地，擴(kuò)大示范效應(yīng)，提升國內(nèi)智能工廠整體建設(shè)水平。
