《全面分析离散制造业的智能制造之路》

  • 来源专题:数控机床——战略政策
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2017-06-20
  • 一、制造业面临的挑战

    中国已成为全球制造业第一大国。世界500种主要工业品中,中国有220种产品产量位居世界第一。钢铁、煤炭占全球产量的一半,水泥占世界产量的60%,化纤产品、造船、汽车、家电….全球产量第一。 载人航天、探月、深潜....跃身世界前列。我们可以自豪的说我们取得了举世属目的成就。

    但是我国工业自主创新能力不强。一些关键装备、核心和关键技术依赖进口,自主品牌缺乏,缺少具有国际竞争力的大企业大集团。在国际产业链的分工中我们处于价值链的低端,一部苹果手机在中国组装只分得1.8%的利润,而苹果公司一个零件不造获得58.5%的利润,高附加价值的的部分被发达国家把持。资源环境难以支撑。中国粗钢、水泥、煤炭产量世界第一,但GDP只占全球的9.5%。2012年中国能源消费量达到36亿吨标煤,按照现有模式完成中国的工业化进程,显然不现实。投资、消费、出口比例失衡。长期以来,工业发展过度依靠投资拉动,“十一五”期间投资年均增长25.5%,2013年固定资产投资42.7万亿,投资对经济增长的贡献率高达50.4%,造成能源原材料价格上涨、地方负债增加、部分行业产能过剩严重,发展的风险和隐患突出。外贸依存度高达50-60%,受国际市场波动影响大,抗风险能力低。随着土地、劳动力、原材料、燃料动力等要素成本的全面、快速上升,中国传统比较优势将逐步削弱,亟待形成新的竞争优势。管理模式、流程、制度落后。受近40年计划经济的影响,面向市场的采购、销售模式改变了,但是企业内部的管理模式、流程、制度和新型工业化不匹配。两化融合还有很长的路要走。设计智能化、产品智能化、管理现代化、决策科学化、制造自动化 、智能化、网络化与发达国家比还有差距。

    为了改变上述状况,国务院提出了工业转型升级的规划:“工业转型升级,要坚持走中国特色新型工业化道路,按照构建现代产业体系的本质要求,以科学发展为主题,以加快转变经济发展方式为主线,以改革开放为动力,着力提升自主创新能力;推进信息化与工业化深度融合,改造提升传统产业,培育壮大战略性新兴产业,加快发展生产性服务业,全面优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构;把工业发展建立在创新驱动、集约高效、环境友好、惠及民生、内生增长的基础上,不断增强工业核心竞争力和可持续 发展能力,为建设工业强国和全面建成小康社会打下更加坚实的基础。”这是英明的决策。但是制造业转型升级的方向究竟在何方呢?我们应该借鉴国外新一轮工业革命的发展趋势。

    二、新一轮工业革命的兴起

    关于新一轮工业革命,国外有许多计划和文章。如美国的未来学者杰里米·里夫金发布了专著《第三次工业革命》,以蒸汽机为代表的第一次工业革命;以内燃机为代表的第二次工业革命;以可再生能源为代表的第三次工业革命。.

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  • 《“人工智能+制造”最终目的是加快制造业转型升级》

    • 来源专题:数控机床——战略政策
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2018-06-21
    • 中国社会科学院工业经济研究所和腾讯研究院共同研究编制的《“人工智能+制造”产业发展研究报告》认为,对于复杂的制造业来说,互联网的定位更应该在“助力者”而非“颠覆者”,帮助制造企业加快转型升级的步伐。 “人工智能+制造”本质是追求人机协同 人工智能作为一类信息技术,诞生于20世纪50年代,几乎与计算机同步。60多年来人工智能涉及的技术和派系众多,学界并没有一个明确的定义。对于大多数公众而言,从其发展目的的角度,可以简单将其理解为“与人类一样聪明的人造机器”。 将这个聪明的“机器”放入制造业中,主要的作用就是使机器能够“达到甚至超过人类技工水平”,以实现企业生产运营效率的提升。这个放入“人工智能”的“智能化”过程,与过去制造业追求“自动化”的过程实际上有本质的差异。“自动化”追求的是机器自动生产,本质是“机器替人”,强调大规模的机器生产;而“智能化”追求的是机器的柔性生产,本质是“人机协同”,强调机器能够自主配合要素变化和人的工作。 因此,“人工智能+制造”未来所追求的,不应是简单粗暴的“机器替人”,而应是将工业革命以来极度细化、甚至异化的工人流水线工作,重新拉回“以人为本”的组织模式,即让机器承担更多简单重复甚至危险的工作,而人承担更多管理和创造工作。 “人工智能+制造”必然走向平台模式 制造业是一个庞大的产业,同一个厂房里,可能有好几种来自不同厂家的生产设备,这些设备往往采用各自的技术和数据标准,彼此之间并不能直接连通和交互。不同的工厂乃至不同的制造业企业,差异就更大了。这样的差异使得传统制造业信息化难度大、效率提升有限。 互联网的普及和发展催生了“平台模式”,平台内信息传播的速度大大增加、交易成本大大降低,有效促进了经济效率的提升。近几年,互联网的这个模式逐渐扩展到了各行各业。对于制造业而言,这个模式就是“工业互联网平台”。 未来“人工智能+制造”的实现的重要基础就是这个平台,由这个平台为产业提供通用的算力(工业云计算和边缘计算)、算据(工业大数据)和算法(工业人工智能)能力,从而推动整个产业的转型升级。根据调研公司MarketsandMarkets的数据显示,这三部分代表的全球工业互联网平台市场规模占整体“人工智能+制造”的比例,将从2016年的24%增长为2025年的36%,达到2.6千亿美元。 互联网助力“人工智能+制造”的三类典型场景 互联网经过数十年发展,已成为信息革命的中坚力量,也是当前人工智能技术发展的领航者。其连接、数据、云、算法和安全等五方面的经验与积累,能够有效支持其推动人工智能与各产业结合落地。对“人工智能+制造”而言,目前互联网助力的典型场景主要有三类: 一是产品注智,从软件到硬件的智能升级。互联网可以将其人工智能算法,以能力封装和开放方式嵌入到产品中,从而帮助制造业生产新一代的智能产品。如谷歌开发出专用于大规模机器学习的智能芯片TPU、腾讯AI开放平台对外提供计算机视觉等AI能力等。 二是服务注智,提高营销和售后的精准水平。互联网可利用其人工智能算法,为制造企业提供更精准的增值服务。一是售前营销,以人工智能进行用户侧需求数据的多维分析,实现更实时、精准的广告信息传递;二是售后维护,以物联网、大数据和人工智能算法,实现对制造业产品的实时监测、管理和风险预警。如三一重工结合腾讯云,把分布全球的30万台设备接入平台,利用大数据和智能算法,远程管理庞大设备群的运行状况,有效实现故障风险预警,大大提升了排障效率并降低维护成本。 三是生产注智,增强机器自主生产能力。互联网可帮助制造企业,将人工智能技术嵌入生产流程环节中,使得机器能够在更多复杂情况下实现自主生产,从而全面提升生产效率。目前主要应用在工艺优化,即通过机器学习建立产品的健康模型,识别各制造环节参数对最终产品质量的影响,最终找到最佳生产工艺参数;智能质检,即借助机器视觉识别,快速扫描产品质量,提高质检效率。 总之对于复杂的制造业而言,互联网需要更多从合作者、助力者、服务者的角度看待。正如腾讯董事会主席兼首席执行官马化腾所言,腾讯“不会进入各行各业取而代之,而是做好连接、工具和生态三个角色”。在此基础上,人工智能等新一代信息技术才能更有效地发挥作用。
  • 《中国制造的“工业4.0” 之路》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2016-05-18
    • 工业4.0、工业互联网、中国制造2025……一时间,与智能制造相关的概念层出不穷,不同国家或不同市场,其智能制造的水平和面临的挑战也不一样。 TCL集团耗资250亿元在中国深圳建设了一家半导体显示面板工厂,这家工厂的全员生产率达到了68万元/人,董事长兼CEO李东生认为,这家工厂已经形成了工业4.0的雏形,“达到了3.5”。 3月24日,在博鳌亚洲论坛第一财经主办的主题为“智能制造:让互联网‘务实’”的电视辩论会上,他的描述引发了主持人、第一财经CEO周健工的联想:不久前,后者与比亚迪董事长兼总裁王传福对话时,王传福说,比亚迪最好的工厂实现了工业3.5。 两家中国最为领先的制造业企业的智能制造实践,并不代表中国的制造业现状,李东生也坦陈,大量的工厂还处于工业2.0阶段。 从工业2.0到3.5,再到4.0,中国制造还有多少路要走? 工业4.0、工业互联网、中国制造2025……一时间,与智能制造相关的概念层出不穷,不同国家或不同市场,其智能制造的水平和面临的挑战也不一样,“中国(谈‘中国制造2025’)是既要进行制造过程的提升,也要进行商业模式的转变;德国的工业4.0更擅长于制造过程与制造技术;美国的工业互联网,则是对商业模式的转换着力更多。”三一重工高级副总裁贺东东分析说。