在传统中国制造的工厂中,来料加工的“贴牌生产”是最常见的生产方式,这种方式主要依靠国内低廉的人力成本创造利润,缺乏自主创新和品牌塑造的能力。
纪录片《超级工厂:特斯拉》中,真实地展示了电动汽车巨头特斯拉号称全球最智能的全自动化生产车间里,从原材料加工到成品的组装,全部生产过程除了少量零部件外,几乎所有生产工作都自给自足,全程自动化。
两种生产方式立见高下。从低端重复生产的尴尬无奈到高端智能化变革的光荣梦想,中国制造业的突飞猛进离不开生产方式的革命性变革。
就在不久前,工业和信息化部与江苏省政府共同组织召开了世界智能制造大会,同期发布《智能制造发展规划(-年)》(以下简称《规划》)。在中国从制造大国迈向制造强国的过程中,“智能制造”已经成为推动产业结构迈向中高端的关键一步。
现状消费需求日益旺盛
制造水平相对低下
所谓“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。
发达国家可以说走在智能化制造的前列。日本在上世纪九十年代就启动了由日本、美国、澳大利亚等国参与的“智能制造系统”国际合作计划;美国借助实施“先进制造业伙伴计划”加强信息物理系统(CPS)软件开发和工业互联网平台建设;德国推行“工业4.0”战略,搭建以CPS为核心的智能制造系统架构。
相比在上世纪就已经发力智能制造的发达国家,我国智能制造发展起步至少晚了几十年。数据表明,中国仅有16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看,52%的企业智能制造收入贡献率低于10%,60%的企业其智能制造利润贡献率低于10%。
改革开放以来,中国制造业快速发展,年成为世界第一制造大国,已经建成世界上门类最为齐全的现代制造业体系。但是正如工信部副部长辛国斌在世界智能制造大会致辞中所强调的,中国制造业在发展质量、创新能力、品牌塑造方面,与发达国家相比仍有较大差距,大而不强的问题,一直是亟需破解的瓶颈。
辛国斌指出,目前国内经济下行,投资增速放缓,必须把推进智能制造作为培育制造业的新动力。供给侧结构性改革首先倒逼产业链上游制造业实现智能化突破。
在智能制造技术的基础研究能力方面,中国的企业和高校与国际水准差距较大。此外,高端智能制造装备对外依存度高,原始创新的匮乏导致中国智能制造缺乏核心竞争力。
值得注意的是,《规划》提出,要建设智能制造标准体系,开展标准研究与试验验证,加快标准制(修)订和推广应用,到年,制(修)订智能制造标准项以上。重视标准的制定正是规划的一大重要亮点。
事实上,标准匮乏同样是当前大力推进智能制造的“软肋”。从我国当前的发展现状来看,智能制造的标准严重匮乏使得“智”出多门,人们对智能制造的认识不统一,只有标准中国化才能保证未来中国智能制造的世界话语权。
正如专家所指出的,中国处于基本实现工业化的冲刺期,制造企业生产力水平参差不齐,不同区域的制造基础差异较大,有些地方是3.0水平,有些地方可能还在2.0阶段,但4.0(智能制造)是全世界的机遇,所以既要补2.0的课,又要跟上4.0的节奏;既要抓紧普及3.0,又要推动4.0示范引领。因此,要分阶段推进,为智能制造打下扎实基础。
全球范围内智能化浪潮扑面而来,闻“智”而动成为应然之举。作为我国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领,《中国制造》在年5月发布,并提出“力争用十年时间,迈入制造强国行列”的目标。
随着中国加速进入工业化中后期,新的产业需求、新的消费需求、新的社会治理服务能力需求、国际竞争需求正在不断催生出一个需求不断爆发和加速增长的智能化市场。
改变云上大数据
从大批量生产到定制化生产
“传统的大规模生产,就好比在射击比赛中进行固定打靶,如今的个性化转型,就是进行移动打靶。”工信部信息化和软件服务业司副司长安筱鹏认为,个性化定制将成为智能制造变革的一个重要方向。
西北大学信息学院副教授王海也表示,在长期的研究中他最深刻的体会就是,智能制造最核心的在于个性化定制。而个性化定制所依赖的基础正是大数据和云计算。
长期以来,中国的制造业都在中低端市场发展。而插上大数据和云计算的翅膀,让制造业的个性化定制成为可能,将极大地推进制造业向高精尖方向迈进。
大数据是制造业智能化的基础,其在制造业大规模定制中的应用包括数据采集、数据管理、订单管理、智能化制造、定制平台等,其核心是定制平台。定制数据达到一定的数量级,就可以实现大数据应用,通过对大数据的挖掘,可以实现流行预测、精准匹配、时尚管理、社交应用、营销推送等更多的应用。
由于消费者人数众多,每个人的需求不同,导致需求的具体信息也不同,加上需求的不断变化,就构成了产品需求的大数据。消费者与制造业企业之间的交互和交易行为也将产生大量数据,挖掘和分析这些消费者动态数据,能够帮助消费者参与到产品的需求分析和产品设计等创新活动中,为产品创新作出贡献。
而制造业企业通过对这些数据进行处理,进而传递给智能设备,进行数据挖掘、设备调整、原材料准备等步骤,才能生产出符合个性化需求的定制产品。
我国的很多企业在智能化转型中跃跃欲试,以定制化为突破口,满足个性定制需求的工业4.0制造模式,参与日益激烈的全球市场竞争。海尔互联工厂的前端就是用户交互定制平台,用户能够零距离对话,通过多种终端査看产品“诞生”的整个过程,如定制内容、定制下单、订单下线等10个关节性节点,产品生产过程都在用户“掌握”中。
此外,长虹已经建立一套能够支持大规模个性化定制的制造系统;华为也在研究可将智能化的网络延伸至生产现场每一台工业机器人的智慧工厂。
毫无疑问,推动智能制造是为了更好地满足终端用户的需求。将来的制造业不是产什么卖什么,而是根据用户需要什么来做什么甚至用户都可以参与制造过程中的设计。
突破智能装备
从机器换人到人机交互
一般来说,智能制造涵盖智能制造装备、智能制造系统、智能制造服务,而智能制造装备是智能制造发展的重要突破点。
早在年5月,国家工信部就发布了《智能制造装备产业“十二五”发展规划》,机器人作为智能制造装备的重要组成部分,随着政策红利的持续释放,迎来其战略性的发展契机。
纵观全球,谈及智能制造,不可避免地会想到机器人。发达国家制造升级的过程中,是以机器人为核心的智能装备作为抓手,从“中国制造”走向“中国智造”也不例外,继年中国首次超过日本成为全球第一大机器人市场后,年中国继续蝉联这一桂冠。
但基于人口红利的消失、劳动力短缺、劳动力成本急剧上升等原因,中国原有制造模式已不再可持续。尤其是中国正在兴起的“机器换人”的理念正在受到质疑,所谓的“机器换人”是指采用机器手、自动控制设备等代替原有的劳动力。
德国弗劳恩霍夫协会董事霍尔格·科尔博士对中国的“机器换人”热潮发出提醒。他说,制造业升级绝不等同于“机器换人”;人拥有最高智能,任何时候都不该被忽略。
业内专家指出,机器人不再是简单代替人工作业,实际上是改变人类的生产方式,帮助各行业提高生产效率和产品质量,实现节能增效的现代化生产及管理。
在企业节能增效的同时,不少人把机器和人置于相互对立的处境。事实上,在工业4.0的语境中,对那些在智能制造中能上下串联、独挡一面的高素质技术工人的需求将大幅增加,企业创新和工匠精神并行不悖。
正如有专家深刻指出,在人与机器的关系中,不是机器决定人的去留,而是人的技术素质决定智能制造的水平高低。
事实上,我国工业机器人从基础原创性成果到研发产品之间断层严重,成果转化率和产业化率不高,严重制约了我国机器人与自动化装备产业的发展。机器人产业所需创新型多层次人才体系不健全,也影响了我国工业机器人创新。
规划明确提出,打造智能制造人才队伍,培养一批能够突破智能制造关键技术、推动智能制造转型的高层次领军人才,同时健全人才培养机制,培养满足智能制造发展需求的高素质技术技能人才。
智能制造“解放”人,智能制造的发展又离不开人。我国智能制造发展的智能制造的快速推进带来了对人才的巨大需求,随着数字化研发设计管理工具的普及,员工需要具备应对工业4.0的基本素质,传统的工艺类岗位也面临着数字化改造,CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAE(计算机辅助模拟仿真分析)、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)、MES(生产过程执行管理系统)、ERP(企业资源计划)等工具的运用已经成为员工的基本能力要求。培养一批适应智能化生产的高素质、高层次、跨界融合的复合型人才至关重要。
因此,企业在发展智能化生产时,千万不能错误的将以机器为中心替代以人为中心。在通往智能制造的升级路上,只有大力培育符合智能制造需要的高水平新型技术工人,不断提升人机合作的程度,企业的生产经营效率才会越来越高。
主线两化融合
推进建材工业智能化
如果说智能装备是企业智能化转型升级中的重要抓手,那么两化融合就是智能化浪潮中助力传统企业提质增效的法宝。
规划明确了智能制造示范推广的“路线图”,其中包括:加大智能制造试点示范推广力度,开展智能制造新模式试点示范,遴选智能制造标杆企业,不断总结经验和模式,在相关行业移植、推广。同时推动重点领域智能转型,在《中国制造》十大重点领域试点建设数字化车间或智能工厂,在传统制造业推广应用数字化技术、系统集成技术、智能制造装备。
促进中小企业智能化改造也被列为重点任务之一。主要包括,引导有基础、有条件的中小企业推进自动化改造,建立龙头企业引领带动中小企业推进自动化、信息化发展机制,建设云制造平台和服务平台,服务中小企业智能化发展。
以建材行业为例,当前,新常态下建材行业存在产能严重过剩,资源、能源、环保与可持续发展约束不断加剧,高端技术、高附加值产品严重短缺等问题。
专家强调,中国建材行业若要走出产能过剩困境,只有通过布局“中国智造”,探索大数据、云计算、物联网、移动互联网与制造业结合的新优势,伴随中国“走出去”的一带一路计划,走出一条化解产能过剩之路。
建材工业应加快发展智能制造,采用新一代信息技术与建材工业在装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合,加强工业互联网、智能机器人等智能化技术在建材工业生产过程的研究与应用示范,加快建立以智能工厂为代表的现代生产体系,建立以产品订单、产品质量、物料消耗和排放相适应的原燃材料进场、生产设备和生产工艺稳定优化运行的工业互联网系统,设备和生产过程稳定运行、各种原材料、能源、工艺参数等各类生产数据的集成应用的智能化生产,对于实现建材行业转型升级、提高行业企业综合竞争实力、促进行业节能、清洁、低碳和可持续发展具有重要的作用。
作为国家工信部“年智能制造试点示范项目”,中国建材集团下属的泰安中联是全国水泥行业唯一一家入选企业。泰安中联的智能制造包括七个方面:进厂原燃材料自动检测计量系统;厂内物流自动管理系统;矿山智能开采系统;在线分析自动控制系统;生产线全线专家优化系统,包括生料、烧成、水泥、煤磨几个方面;生产现场无人值守系统;互联网远程终端管控及诊断系统。正是智能化生产方式,让“沉重”的传统水泥企业在“云”的世界自由飞翔。
“十三五”期间,根据我国建材工业发展的实际需要,按照抓住高端、创新驱动、突出重点、服务发展的原则,结合国内外相关行业智能制造技术的发展趋势和未来前沿制高点,发展建材工业智能制造基础理论,攻克一批前沿核心技术和共性关键技术,并进行示范应用和产业化,对提升我国建材工业自主研发水平,促进建材工业产业转型升级,培育新的经济增长点具有重要的意义。
未来循序渐进
引领新的浪潮
《规划》为我国制造业智能化转型确定两大时间节点。第一步,到年,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。
智能制造为中国制造业提供了弯道超车的机遇,不仅可能有效提高传统制造业的生产效率和降低各类成本,同时有利于培育和推进新兴制造业的发展,这对提升中国制造业的全球竞争力至关重要。
各国都希望通过新一代信息技术与制造业的融合发展、融合创新,夯实本国的制造业发展基础,塑造制造业的新优势,抢占智能制造的制高点。而需要明确的是,智能制造的未来从不属于跟随者,中国在这场风云变幻的变革中应当努力成为引领者。
究竟如何在全球智能化的浪潮中独领风骚,占有一席之地,是对中国制造业转型升级的大考。一方面必须夯实基础,加快自主创新突破,将压力化作动力,在不断探索中反复试错又创新成长。
另一方面,全球制造业以及全球技术和产业变革的融合,也将推动中国制造能够实现真正的飞跃。辛国斌指出,当前,世界各国制造业仍具有很强的互补性,应深化合作,共同促进制造业发展。
智能制造不仅能满足人们日益增长的个性化需求,也象征着生产力的极大提升,未来的制造不再是密集的工人、庞大的生产规模,而是基于大数据、互联网、人,结合各种信息技术进行数字化、自动化的柔性制造。
从智能工业产品、智能交通产品、智能医疗产品、智能终端产品、智能家居产品、智能物流产品等,各种智能产品在最近几年纷纷爆发。不论多么酷炫多么高大上的产品,最终都是要服务于用户的生活更美好。
根据媒体报道,最新发布的全球智能制造发展指数报告()显示中国名列智能制造发展“先进型”国家行列,中国智能制造正大踏步迈入万亿元市场的时代。
我们期待着中国从“制造大国”到“制造强国”的华丽转身,既要快又要稳,既要持续创新,又要坚守匠人精神。希望不久的将来,中国智能制造引领世界的光荣与梦想就能够实现,而每个人都将成为智能制造的参与者和受益者。
编辑:珈语唐峥
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