21 世纪以来,互联网、新能源、大数据等技术飞速发展,推动社会发生深刻变革,人类生产工业随之革新,社会生活水平也显著提升。为应对全球挑战,德国提出“工业 4.0”计划,我国则结合自身发展实际,制定了《中国制造 2025》国家战略规划。在此背景下,我国智能制造目前的发展现状怎样,未来又将呈现何种发展趋势呢?
一 目前国内智能制造的发展现状
近年来科技发展一日千里,“中国制造”向“中国智造”转型的精彩篇章持续书写。5G 时代来临,众多中国科技企业如雨后春笋般迅速崛起,有力助推了“中国智造”的进程。2020 年新冠疫情肆虐,居民出行受限、企业复工艰难、医护人员人手紧张,在此困境下,不少智能制造企业大显身手,依托自身技术沉淀与制造专长,推出送餐无人机、自动测温机器人、智能医用服务机器人等,为疫情期间的生活保障添砖加瓦。
中国随着生产成本的不断上升,传统制造业的优势不断削弱,过去制造业是依靠发达国家来拉动,现在这种局面正在发生着改变。中国如何实现从制造向创造的转变,将长期成为我国制造业内思考的问题。然而智能制造对于我国制造业是个发展的好时期,应该把握好这次机遇,从而提升我国制造业综合水平,脱离低效率和高消耗的困境。
实际上,中国早期也对智能制造进行了初步的研究。早在1993年, 中国对“智能制造系统关键技术”进行了探讨研究。最近这几年政府和企业更加注重智能制造的发展,一是国家持续颁布了一些政策关于智能制造的发展,如:《智能制造装备产业“十二五”发展规划》、《智能制造科技发展“十二五”规划》。中国以《中国制造2025》为总纲,各地方已经出台政策,来支持智能制造。
当前,我国已具备发展智能制造的基础与条件:
我国在相关领域已收获众多基础研究成果,成功攻克长期制约产业发展的部分智能制造关键技术,像机器人技术、感知技术、复杂制造系统技术以及智能信息处理技术等。同时,以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线等为代表的智能制造装备产业体系已初步搭建完成。
然而,与发达国家相比,我国还有较大差距,主要体现在以下几个方面:
智能制造基础理论和技术体系建设滞后。目前,我国主要侧重智能制造技术追踪和技术引进,而基础研究能力相对不足,对引进技术的消化吸收力度不够,原始创新匮乏;控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,技术体系不够完整。
我国智能制造的数字化基础尚显薄弱,制造业整体发展尚处于从机械自动化向数字自动化转型的过渡阶段。若以德国工业4.0为参照,普遍认为我国总体上仍处于2.0时代,不过部分企业已开始向3.0时代迈进。
关键技术和核心部件受制于人。高端传感器、智能仪器仪表、高档数控系统、工业应用软件等市场份额不到5%,大型工程机械所需30Mpa以上液压件全部进口,大型转载机进口部件占整机价值量的50%-60%。
我国高端软件产品存在短缺。制造业“两化”(信息化与工业化)融合程度不高,虽低端 CAD 软件和企业管理软件已广泛普及,但用于复杂产品设计及企业管理的智能化高端软件产品匮乏,在计算机辅助设计、资源计划软件、电子商务等关键技术领域,与发达国家仍有较大差距。
二 机遇与挑战
(一)机遇
1. 智能制造技术处于世界一流水平
当下,新一轮科技革命与产业变革加速推进,大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术正深度融入制造业,持续重塑其生产、组织及发展模式,数字化、网络化、智能化已成为全球制造业发展的核心趋势。在第四次工业革命——世界经济加速数字化转型的浪潮中,我国在多领域取得重大突破,新技术、新产品、新业态、新模式层出不穷。在支撑智能制造发展的 5G、大数据等技术领域,我国已跻身全球第一梯队,为未来在全球智能制造竞争中占据优势奠定了坚实基础。
2. 我国具有全球独有的发展高端制造业的全产业链条
我国具有全球最完整、规模最大的工业体系、强大的生产能力、完善的配套能力。目前我国已经拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类,形成了独立完整的现代工业体系,是全世界唯一拥有联合国产业分类当中全部工业门类的国家。随着智能制造深入推进,工业互联网发展进入快车道,一大批数字化车间和智能工厂已经建成。截至2020年6月,制造业重点领域企业关键工序数控化率和数字化研发设计工具普及率分别达到51.1%和71.5%。
3. 在智能制造“走出去”方面已经奠定坚实基础
我国制造业一直秉持开放发展理念,是对外开放、合作共赢的关键领域。如今,我国已成为全球货物贸易头号大国,一般制造业有序开放,已同“一带一路”沿线 30 多个国家签订产能合作协议,高铁、核电、卫星等实现成体系“出海”,中国制造在全球产业链、供应链中的地位与影响力正不断提升。
(二)挑战
1. 经济全球化仍然面临巨大的不确定性
当前世界经济形势复杂严峻,经济复苏具有不稳定性和不平衡性,新冠肺炎疫情的影响广泛而深远,各类衍生风险不容忽视,一些国家单边主义、保护主义、霸权主义仍然严重。
2. 智能制造发展的国际竞争将更加激烈
近年来,美国、德国等发达国家加速推进以信息技术为核心驱动力的先进制造计划,如德国的工业4.0。它们凭借在制造等领域的优势,构建数字驱动的工业生产制造体系,塑造产业竞争新优势,力图抢占新一轮国际竞争的制高点,我国因此面临着更为激烈的竞争。
3. 我国在智能制造的一些基础技术和关键核心技术方面仍然存在短板
我国制造业领域一些核心技术受制于人,“卡脖子”问题突出,对外依存度高,新兴技术掌控能力有待提升。如,全球工业设计仿真软件产业主要由美、德、法三国把控。许多企业仍然处于数字化起步阶段。如,芯片、传感器、工业机器人等核心技术装备与软件系统仍然依赖进口,严重制约了我国智能制造的发展。
三
我国智能制造的未来发展趋势
智能制造在制造环节可开展智能活动,借助人与智能机器协同作业,革新制造自动化理念,将其拓展至柔性化、智能化与高度集成化。如此便能推动数字化智能工厂落地,助力制造企业通过数字化转型提升产品创新和管理能力,实现提质增效,进而赢得市场竞争优势。
当前,有不少制造业已经走过机械化、自动化、数字化等发展阶段,已经搭建起完整的制造业体系和制造业基础设施,在产业链中具有重要地位。这让他们具备了实现智能制造、推动产业链变革的可能性和基础实力。
就目前来看,国内现阶段智能制造的发展主要涉及以下几个方向:
1、工业体系的转型
“互联网 +”时代下,制造业正经历快速变革,智能制造呈现出产品迭代加速、设计周期缩短、生产效率提升等特点。在此趋势推动下,中国传统工业体系正加速向智能工业体系转型。
2、制造业服务化
在信息时代,企业和用户是通过产品和服务建立关系的。服务融合在制造业的各个环节,有利于提升价值链。
3、智能制造装备
企业需求具有感知、分析、控制等多功能的智能装备,包括高档数控机床、智能控制系统、智能仪器设备、智能工业机器人等。
当下,国内迫切需要推动传统制造业进行结构调整与优化升级,以增强中国经济在全球的竞争力。在信息时代,中国应抓住发展机遇,借助“互联网 +”和大数据的驱动,实现从“中国制造”到“中国智造”的转变。智能制造能助力企业转型升级,先进制造技术的深度融合,让制造业在设计、生产、管理、服务等各环节愈发智能化,正引领制造企业实现全流程价值最大化。
来源:微信公众号大技狮