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艾瑞:引领产业革命的智能制造

来源:艾瑞咨询 作者:孙硕 2018/7/27 17:38:25

导语:近年来世界主要工业国纷纷提出了新型工业化发展战略,中国也高度重视产业智能化升级,2015年国务院正式发布《中国制造 2025》,之后相关战略规划、指导意见陆续发布,智能化成为拉动未来我国经济快速发展的重要抓手。

随着工业化与信息化的深度融合,新的工业发展形态孕育而生。近年来世界主要工业国纷纷提出了新型工业化发展战略,中国也高度重视产业智能化升级,2015年国务院正式发布《中国制造 2025》,之后相关战略规划、指导意见陆续发布,智能化成为拉动未来我国经济快速发展的重要抓手。

一、智能制造行业概览

智能制造是基于信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿设计、生产、管理等各个环节,具有信息深度感知、智慧决策、精准控制执行、自主适应等特征的先进制造体系。智能制造在相关领域通过数据、网络、机器学习等技术手段,取代人力起到降本提效的作用,让传统企业的智能化转型成为可能。用先进的技术打通产业链环节,实现智能化改造是关键步骤,物联网、云计算以及终端智能设备的演进为智能制造的发展提供了必要基础和前提条件,此外,卫星定位、遥感、芯片等尖端科技在综合应用中也起到了关键作用。

2015年5月,国务院发布《中国制造 2025》指导性纲领,明确了十大关键领域,提出推进生产过程智能化,组织研发具有深度感知、智慧决策、自动执行功能的工业机器人等智能制造装备以及智能化生产线,突破新型传感器、工业控制系统等智能核心装置。2016年12月,工信部、财政部共同发布的《智能制造发展规划(2016-2020)》中指出: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,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;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。在政策的大力扶持下,我国制造业进入智能化发展阶段。

二、智能制造产业情况

智能制造产业链可分为感知层、网络层、执行层和应用层,在感知层主要依靠传感器、RFID、计算机视觉等技术来采集数据;在网络层通过云计算、大数据、工业互联网技术和智能芯片完成对数据的处理及传输;在执行层依靠机器人、智能机床、3D打印等设备接收指令进行作业;在应用层通过自主运行整个生产流程,在全局范围内自我学习、自我优化,实时适应新的环境,最终形成智能工厂。

image001.png智能制造架构图

2010-2017年,我国智能制造行业保持较快增速。2017年,我国智能制造行业的产值规模突破万亿,整体来看八年间平均增速达到20%以上,智能制造将会在未来我国制造业中显现出更加重要的地位。智能制造主要通过工业物联网、工业互联网、工业软件系统、工业机器人等方面对传统制造行业进行改造升级,解决了工业设备数据孤岛化、生产流程信息化不足、统筹管理滞后以及劳动力成本逐年攀升等问题。

(一)工业物联网实现制造流程可视化

工业物联网作为中国战略性新兴产业的重要组成部分,将会推动我国经济发展模式向创新驱动转变。传感器作为工业物联网的突出体现,在作业过程中通过采集物理信号,以标准信号输出,经过CPS系统处理,回馈,最终完成制造过程。新一代的智能传感器集传感器、微处理器和执行器于一身,具有信号检测、处理、记忆和执行等功能。根据赛迪数据显示,我国工业物联网市场规模在 2017年达到 2400 亿元,年复合增长率达29%,未来将保持快速增长态势,预计到 2020年,工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到25%,规模将突破4400亿元。目前,我国已经基本形成较为完整的产业链结构,已有1700余家从事传感器研制、生产和应用的企事业单位,传感器产品达到10大类、42小类、6000多个品种。智能制造与工业物联网相结合,将实现资源的优化配置进一步提升生产效率,促进制造业管理模式的创新。

(二)工业互联网贯穿制造全过程让智能制造成为可能

工业互联网的产业链主要包括边缘层、IaaS层、平台层和应用层,涉及主体有基础采集的基础使能厂商、平台厂商和智能应用厂商,其中平台厂商为产业链的核心,其通过资源整合及工业大数据、人工智能核心能力,通过微服务架构等方式为应用者提供丰富的数据分析支撑能力,实现工业互联平台的构建;上游的基础使能厂商成为平台的重要支撑;下游的智能应用厂商以平台为载体,基于细分领域工业知识和模型构建来实现应用的创新。目前市场中的产品多以综合平台形式展现,以三一重工旗下树根互联-根云平台为例,平台主要通过传感器、控制器等感知设备和物联网络,采集、编译各类设备数据,再经过大数据和云计算,针对海量设备数据进行数据清洗、数据治理,并依托知识图谱构建工业大数据库,最终为企业提供端到端的解决方案和便捷的SaaS 应用,方便开发者快速构建工业互联网的相关应用。目前,该平台已经接入能源设备、港口机械等各类设备超过40万台,采集了近万个参数数据。

image002.png 工业互联网架构图

(三)工业软件统筹各制造流程,为智能制造提供支撑

近几年,我国工业软件市场继续保持快速增长,在过去三年中年均增长超过15%,2017年规模达到1412亿元左右。工业软件主要分为生产控制类(MES、SCADA)、研发设计类(CAD、PDM、PLM)以及运营管理类(ERP、CRM、QM、SCM)。这些工业软件通过对数据的处理分析实现整个生产过程的优化,包括:实时监控、故障检测与诊断、能耗管理、生产计划实时调整、业务决策优化支撑等。生产现场的设备物联数据以及业务系统的互联相互融合、打通,是企业通过智能制造提升生产及经营效率的基础。

(四)工业机器人将成为智能制造的重要载体

工业机器人产生数据并执行生产任务,其代表着未来科技的发展方向,也是未来最具代表性的生产工具之一。工业机器人不仅能够完成精细加工,而且具有柔性生产的特点,在实际生产的过程中,可有效实现数字化以及自动化操作。根据前瞻研究院数据预计,2017年我国工业机器人销量将突破8万台,存量将突破40万台,达42.79万台,市场规模将超40亿美元,达到42.2亿美元,全国已建成和在建的机器人产业园区超过40个,机器人企业的数量已超过800个。各地政府加大对工业机器人的资金投入,如上海、广东、浙江等地区纷纷出台多项补贴措施支持产业发展。同时在沈阳、东莞、青岛等地方纷纷成立了产业基金加快产业集聚。随着技术进步,工业机器人将具有更强的感知能力和网络协作能力。

三、智能制造未来发展机遇

1、拥有良好的产业基础:中国作为世界制造大国,拥有门类齐全的制造业市场,同时相关产业链也较为完善,生产制造企业的数量庞大,因此智能制造存在广阔的市场空间。

2、拥有完善的基础设施:中国的互联网技术位居世界前列,并且相关领域的人才集聚、资金充足、云计算设施部署广泛以及海量的数据都为智能制造提供了优越的发展环境。

3、政府政策的大力支持:无论是中央政府还是各级地方政府近年来相继出台了众多政策措施鼓励发展智能制造,并且中国电子学会、中国信通院等行业组织也在牵头制定相关标准,营造了良好的政策环境。

(本文为艾瑞网独家原创稿件 转载请注明出处)
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