智能制造的内核及发展趋势

时间:2024-02-20  发布者:sdszbzz 

智能制造,源于人工智能的研究,一般认为智能是知识和智力的总和,前者是智能的基础,后者是指获取和运用知识求解的能力。关于智能制造的定义,目前不同国家在表述上有一些差异。我国对智能制造的定义:“智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。”该定义代表了中国政府对智能制造的权威认知。

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1.智能制造提出的背景

日本工业界在1989年提出智能制造系统时,首次提出了“智能制造”的概念;美国1992年实施旨在促进传统工业升级和培育新兴产业的新技术政策,其中涉及信息技术和新制造工艺、智能制造技术等。综合已有文献看,美日是智能制造的先行者。

到2013年德国在汉诺威工业博览会上正式推出旨在提高德国工业竞争力的“工业4.0”,智能制造作为国家战略已经开始受到全球各国的关注。从德国工业4.0的相关文献看,其战略的核心是智能制造技术和智能生产模式,旨在通过“物联网”和“务(服务)联网”两类网络,把产品、机器、资源、人有机联系在一起,构建信息物理融合系统(CPS),实现产品全生命周期和全制造流程的数字化以及基于信息通信技术的端对端集成,从而形成一个高度灵活(柔性、可重构),个性化、数字化、网络化的产品与服务的生产模式。结合我国工业和信息化部对智能制造的定义可以看出,智能制造是工业4.0的核心。

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2.智能制造的内核

智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统,智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库,而且还具有自学习功能,还有搜集与理解环境信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力

智能制造的实现主要依靠两种基本能力,一是工业制造技术,二是工业互联网。前者包括先进的设备、先进的材料和先进的技术等。这是确定制造边界和制造能力的基础;后者包括智能传感控制软硬件、新型工业网络、工业互联网平台等。充分发挥工业设备、技术和材料的潜力,提高生产效率,优化资源配置效率,创造差异化产品,实现服务增值是关键。

因此,工业互联网被视为智能制造的基础。可以理解,智能制造是一个智能工业生态系统,包括工业互联网、材料、设计和技术。此前,我国智能制造的蓬勃发展为工业互联网的发展奠定了良好的网络基础,提供了良好的发展环境。

3.我国智能制造发展现状

我国智能制造发展迅速、发展战略清晰。2016年12月8日,我国工业和信息化部、财政部联合制定的《智能制造发展规划(2016–2020年)》(以下简称《规划》)颁布。根据《规划》,2025年前,我国推进智能制造发展实施“两步走”战略。第一步,到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;第二步,到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。

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《规划》要求实现四个具体目标:

目标一:智能制造技术与装备实现突破。研发一批智能制造关键技术装备,具备较强的竞争力,国内市场满足率超过50%。突破一批智能制造关键共性技术。核心支撑软件国内市场满足率超过30%。

目标二:发展基础明显增强。智能制造标准体系基本完善,制(修)订智能制造标准200项以上,面向制造业的工业互联网及信息安全保障系统初步建立。

目标三:智能制造生态体系初步形成。培育40个以上主营业务收入超过10亿元、具有较强竞争力的系统解决方案供应商,智能制造人才队伍基本建立。

目标四:重点领域发展成效显著。制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率超过70%,关键工序数控化率超过50%,数字化车间/智能工厂普及率超过20%,运营成本、产品研制周期和产品不良品率大幅度降低。

宏观地看,制造业是数字经济的主战场。近年来,制造企业数字化基础能力稳步提升,制造业企业设备数字化率和数字化设备联网率持续提升。根据前瞻产业研究院《高质量发展新动能:2020年中国数字经济发展报告》的数据,2019年,规模以上工业企业的生产设备数字化率、关键工序数控化率、数字化设备联网率分别达到47.1%、49.5%、41.0%,工业企业数字化研发设计工具普及率达到69.3%。数字化率指标直接反映了我国智能制造转型升级的进展速度。

我国已经形成系列先进制造业产业集群。根据赛迪研究院对我国先进制造业集群空间分布的研究成果,我国已形成以“一带三核两支撑”为特征的先进制造业集群空间分布总体格局。环渤海核心地区主要包括北京、天津、河北、辽宁和山东等省市,是国内重要的先进制造业研发、设计和制造基地。其中,北京以先进制造业高科技研发为主,天津以航天航空业为主,山东以智能制造装备和海洋工程装备为主,辽宁则以智能制造和轨道交通为主。长三角核心地区以上海为中心,江苏、浙江为两翼,主要在航空制造、海洋工程、智能制造装备领域较突出,形成较完整的研发、设计和制造产业链。珠三角核心地区的先进制造业主要集中在广州、深圳、珠海和江门等地,集群以特种船、轨道交通、航空制造、数控系统技术及机器人为主。中部支撑地区主要由湖南、山西、江西和湖北组成,其航空装备与轨道交通装备产业实力较为突出。西部支撑地区以川陕为中心,主要由陕西、四川和重庆组成,轨道交通和航空航天产业形成了一定规模的产业集群。

信息来源:独数易智(公众号)

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