? ? ? ?智能制造十大關(guān)鍵技術(shù)
在智能制造的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中，智能產(chǎn)品與智能服務(wù)可以幫助企業(yè)帶來(lái)商業(yè)模式的創(chuàng)新;智能裝備、智能產(chǎn)線、智能車(chē)間到智能工廠，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新;智能研發(fā)、智能管理、智能物流與供應(yīng)鏈則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)模式的創(chuàng)新;而智能決策則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策。智能制造的十項(xiàng)技術(shù)之間是息息相關(guān)的，制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)漸進(jìn)式、理性地推進(jìn)這十項(xiàng)智能技術(shù)的應(yīng)用。
01智能產(chǎn)品
智能產(chǎn)品通常包括機(jī)械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計(jì)算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)、智能汽車(chē)、智能家電、智能售貨機(jī)等，包括很多智能硬件產(chǎn)品。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應(yīng)該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。
02智能服務(wù)
基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)，及時(shí)幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過(guò)了解產(chǎn)品運(yùn)行的狀態(tài)，幫助客戶帶來(lái)商業(yè)機(jī)會(huì)。還可以采集產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的決策。此外，企業(yè)通過(guò)開(kāi)發(fā)面向客戶服務(wù)的APP，也是一種智能服務(wù)的手段，可以針對(duì)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品提供有針對(duì)性的服務(wù)，從而鎖定用戶，開(kāi)展服務(wù)營(yíng)銷(xiāo)。
03智能裝備
制造裝備經(jīng)歷了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備。智能裝備具有檢測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢測(cè)，從而補(bǔ)償加工誤差，提高加工精度，還可以對(duì)熱變形進(jìn)行補(bǔ)償。以往一些精密裝備對(duì)環(huán)境的要求很高，現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測(cè)與補(bǔ)償，可以降低對(duì)環(huán)境的要求。
04智能產(chǎn)線
很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動(dòng)化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車(chē)整車(chē)和零部件制造等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的加工、裝配和檢測(cè)，一些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也應(yīng)用了自動(dòng)化生產(chǎn)線，比如軸承。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點(diǎn)，就是建立自動(dòng)化生產(chǎn)線、裝配線和檢測(cè)線。自動(dòng)化生產(chǎn)線可以分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線一般建立了緩沖。為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機(jī)器人、吊掛系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
05智能車(chē)間
一個(gè)車(chē)間通常有多條生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品，要么有上下游的裝配關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)車(chē)間的智能化，需要對(duì)生產(chǎn)狀況、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設(shè)備利用率(OEE)。因此，無(wú)論什么制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)成為企業(yè)的必然選擇。
06智能工廠
一個(gè)工廠通常由多個(gè)車(chē)間組成，大型企業(yè)有多個(gè)工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化，同時(shí)，產(chǎn)品檢測(cè)、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成。一個(gè)工廠的多個(gè)車(chē)間之間要實(shí)現(xiàn)信息共享、準(zhǔn)時(shí)配送、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類(lèi)似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心，對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行指揮和調(diào)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問(wèn)題，這也是智能工廠的重要標(biāo)志。智能工廠必須依賴無(wú)縫集成的信息系統(tǒng)支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng)。大型企業(yè)的智能工廠需要應(yīng)用ERP系統(tǒng)制定多個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)計(jì)劃(ProducTIonplanning)，并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)(producTIonscheduling)，MES排產(chǎn)的力度是天、小時(shí)，甚至分鐘。
07智能研發(fā)
離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)應(yīng)用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng)，但是很多企業(yè)應(yīng)用這些軟件的水平并不高。企業(yè)要開(kāi)發(fā)智能產(chǎn)品，需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合;要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應(yīng)用仿真技術(shù)，建立虛擬數(shù)字化樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科仿真，通過(guò)仿真減少實(shí)物試驗(yàn);需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個(gè)性化定制;需要將仿真技術(shù)與試驗(yàn)管理結(jié)合起來(lái)，以提高仿真結(jié)果的置信度。
08智能管理
制造企業(yè)核心的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)(HCM)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)(SRM)、企業(yè)門(mén)戶(EP)、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)(BPM)等，國(guó)內(nèi)企業(yè)也把辦公自動(dòng)化(OA)作為一個(gè)核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù)，近年來(lái)主數(shù)據(jù)管理(MDM)也在大型企業(yè)開(kāi)始部署應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無(wú)縫集成。
09智能物流與供應(yīng)鏈
制造企業(yè)內(nèi)部的采購(gòu)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售流程都伴隨著物料的流動(dòng)，因此，越來(lái)越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動(dòng)化的同時(shí)，也越來(lái)越重視物流自動(dòng)化，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、無(wú)人引導(dǎo)小車(chē)(AGV)、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用;而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機(jī)器人、自動(dòng)輥道系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普及。WMS(WarehouseManagementSystem，倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng))和TMS(TransportManagementSystem，運(yùn)輸管理系統(tǒng))也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。
10智能決策企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。一方面是來(lái)自各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費(fèi)用、庫(kù)存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設(shè)備、產(chǎn)量、交貨期等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測(cè)，這就是BI(BusinessIntelligence，業(yè)務(wù)智能)技術(shù)的范疇，也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng)。同時(shí)，企業(yè)可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI，并與預(yù)設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)，對(duì)KPI進(jìn)行層層分解，來(lái)對(duì)干部和員工進(jìn)行考核，這就是EPM(EnterprisePerformanceManagement，企業(yè)績(jī)效管理)的范疇。從技術(shù)角度來(lái)看，內(nèi)存計(jì)算是BI的重要支撐。
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? ? ? ?智能制造三大發(fā)展趨勢(shì)
01企業(yè)數(shù)量進(jìn)入平緩增長(zhǎng)期廣東領(lǐng)跑
近年來(lái)，我國(guó)智能制造前進(jìn)腳步持續(xù)加快。2014-2015年中國(guó)智能制造行業(yè)新成立企業(yè)數(shù)量驟增，處上升風(fēng)口時(shí)期，工業(yè)巨頭、互聯(lián)網(wǎng)科技等領(lǐng)域企業(yè)拓展業(yè)務(wù)范圍，積極轉(zhuǎn)型，進(jìn)軍智能制造行業(yè)，2015年智能制造企業(yè)新增數(shù)量達(dá)到1273家之多。
2015年新增企業(yè)數(shù)量達(dá)到頂峰，2016年以后，中國(guó)智能制造新增企業(yè)數(shù)量開(kāi)始降低，開(kāi)始縱向拓展和深化智能制造關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，到2018年，新增企業(yè)數(shù)量為530家。
從企業(yè)地區(qū)分布來(lái)看，中國(guó)智能制造企業(yè)在地域分布方面存在明顯差異，普遍分布在一線城市，廣東省以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)跑市場(chǎng)。
自改革開(kāi)放以來(lái)，廣東憑借著優(yōu)越的地理位置和國(guó)家的大力扶持，經(jīng)濟(jì)得以迅猛發(fā)展，并成為國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模范省份。在優(yōu)異成績(jī)和美譽(yù)的背后，強(qiáng)大的制造力是廣東省的核心支撐。在推行智能制造的路上，廣東省已經(jīng)小有成績(jī)。不僅匯聚了像富士康、豐田、比亞迪、華為、TCL、格力、研祥、大族激光、康佳等國(guó)內(nèi)外知名制造企業(yè)，許多制造工廠更是實(shí)現(xiàn)了很高自動(dòng)化、機(jī)械化以及智能化，生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到很大的提高。
02迎來(lái)融資高峰初創(chuàng)企業(yè)備受青睞
自2015年發(fā)布《中國(guó)制造2025》起，智能制造廣受資本市場(chǎng)青睞，融資數(shù)量和規(guī)模顯著增長(zhǎng);2016-2018年，中國(guó)智能制造發(fā)展動(dòng)力強(qiáng)勁，迎來(lái)融資高峰。2018年，智能制造融資金額達(dá)到325.15億美元，融資數(shù)量為942起。從融資輪次來(lái)看，初創(chuàng)企業(yè)更受資本家青睞，中國(guó)智能制造企業(yè)多數(shù)處于早期階段(種子輪-A+輪)，占比超過(guò)50%。但獲得投資的智能制造企業(yè)融資階段已經(jīng)開(kāi)始逐漸向中后期聚集。
03智能制造產(chǎn)業(yè)園已達(dá)537個(gè)大數(shù)據(jù)類(lèi)產(chǎn)業(yè)園最多
近年來(lái)，各地為了發(fā)展智能制造產(chǎn)業(yè)，在智能制造鏈條上誕生了大量的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，這些園區(qū)孕育了一大批智能制造產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，已經(jīng)成為中國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)的重要承載地和孵化器。根據(jù)《世界智能制造中心發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告(2019)》顯示，包括帶有“智能制造”名稱的所有產(chǎn)業(yè)園區(qū)，目前中國(guó)總共有537個(gè)，分布在全國(guó)27個(gè)省市。
從地區(qū)分布來(lái)看，中國(guó)的智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)大部分集中在全國(guó)經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)、中部地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和西南地區(qū)五大區(qū)域。
在智能制造的產(chǎn)業(yè)鏈條上，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展成為智能制造業(yè)發(fā)展的底層驅(qū)動(dòng)力，是智能制造系統(tǒng)具備“數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析”能力的基礎(chǔ)設(shè)施。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園也是數(shù)量最多的產(chǎn)業(yè)園類(lèi)別，達(dá)到111個(gè)，占比為20.7%。
其次是綜合型園區(qū)，占比為17.9%。新材料園區(qū)為智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了“物質(zhì)引擎”，在航空航天、新能源汽車(chē)、3D打印等領(lǐng)域作用重要。由于新材料應(yīng)用的廣泛性，其園區(qū)占比也達(dá)到了17.1%。以工業(yè)機(jī)器人為代表的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在智能制造中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，為了搶占一杯羹，各地紛紛建立了各自的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，全國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園總數(shù)也達(dá)到了68家，占比為12.7%。
智能制造是中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的前進(jìn)方向，未來(lái)制造將結(jié)合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，進(jìn)一步改變了產(chǎn)品配置、生產(chǎn)計(jì)劃和實(shí)時(shí)決策，從而優(yōu)化盈利能力。智能制造里使用更多尖端的技術(shù)，例如物聯(lián)網(wǎng)將工廠里所有人、產(chǎn)品和設(shè)備連接起來(lái)，使得人類(lèi)和機(jī)器能夠協(xié)同工作，從而創(chuàng)建更高效、更具成本效益的業(yè)務(wù)流程。