我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四大趨勢(shì)

談到智能制造的概念，我們首先會(huì)想到如下這張圖，它展示了工業(yè)革命的4個(gè)發(fā)展階段，從工業(yè)1.0的機(jī)械化、2.0的電氣化、3.0的信息化、到4.0的智能化，每個(gè)階段都有一些核心驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在工業(yè)3.0階段已經(jīng)利用信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)自動(dòng)化的生產(chǎn)，而到了工業(yè)4.0的智能化，更加講究的是制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成和深度融合。

工業(yè)4.0的概念是德國(guó)在2013年提出來(lái)的，在此之前美國(guó)提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念，還有其他國(guó)家推動(dòng)的制造業(yè)升級(jí)計(jì)劃，這些都指向了智能制造這個(gè)大課題?？梢哉f(shuō)智能制造是全球制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)總趨勢(shì)，而裝備技術(shù)是智能制造發(fā)展的基石。從國(guó)內(nèi)來(lái)看，這些年在推動(dòng)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，基本都離不開(kāi)智能制造裝備的支撐。基于對(duì)智能制造技術(shù)和實(shí)踐的發(fā)展，我們對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)格局做了一些分析，總結(jié)了4個(gè)發(fā)展趨勢(shì)研判。

一、從自動(dòng)化工廠到智能化工廠，成為引領(lǐng)智能制造發(fā)展的新趨勢(shì)

隨著全球自動(dòng)化和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，全球企業(yè)紛紛加大力度布局自動(dòng)化和智能制造領(lǐng)域。根據(jù)艾媒咨詢對(duì)智能制造相關(guān)領(lǐng)域支出的統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，機(jī)器人流程自動(dòng)化、智能流程自動(dòng)化和人工智能業(yè)務(wù)操作這三個(gè)方面都保持了持續(xù)增長(zhǎng)，其中機(jī)器人流程自動(dòng)化增長(zhǎng)的最快，它的年均增速達(dá)到了30%以上，這代表了“機(jī)器換人”已成為工業(yè)生產(chǎn)的一大趨勢(shì)。

現(xiàn)在全球的主要制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，都在以工業(yè)4.0為指導(dǎo)推動(dòng)燈塔工廠和智能工廠的建設(shè)。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展水平還存在著一定差距，就像我國(guó)《中國(guó)制造2025》提出來(lái)的，就是中國(guó)要走2.0補(bǔ)課、3.0普及和4.0示范的發(fā)展道路。目前我國(guó)也在積極推進(jìn)智能制造示范工廠及其優(yōu)秀場(chǎng)景的建設(shè)，2021年已發(fā)布了智能制造示范工廠名單，包括110家的揭榜單位和241個(gè)的優(yōu)秀場(chǎng)景。

從全球自動(dòng)化工廠到智能化工廠的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，主要有兩個(gè)推動(dòng)力：一個(gè)是柔性化生產(chǎn)的需求，比如說(shuō)消費(fèi)產(chǎn)品升級(jí)所需要的多樣化、小批量、快速迭代的生產(chǎn)需求；另外一個(gè)是技術(shù)的發(fā)展升級(jí)，我們?cè)诠I(yè)自動(dòng)化上已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，而隨著智能制造技術(shù)逐步擴(kuò)展到各個(gè)行業(yè)和各個(gè)環(huán)節(jié)，在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，主要體現(xiàn)在利用智能化技術(shù)來(lái)改變“人機(jī)料法環(huán)”系統(tǒng)，打造智能化的工廠。從未來(lái)發(fā)展看，智能工廠將成為引領(lǐng)智能制造發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)。

二、國(guó)內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新沿著重點(diǎn)行業(yè)、核心產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)等逐步展開(kāi)

第二個(gè)趨勢(shì)是從國(guó)內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新路徑來(lái)看，我國(guó)智能制造裝備發(fā)展起步比較晚，雖然說(shuō)在產(chǎn)業(yè)體系上已經(jīng)形成了一定的基礎(chǔ)，但是在高端的設(shè)備產(chǎn)品，還有一些核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件上，與國(guó)外企業(yè)還存在比較大的差距。從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，主要沿著重點(diǎn)行業(yè)、核心產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)等三個(gè)方面逐步展開(kāi)。

1、行業(yè)領(lǐng)域突破

智能制造技術(shù)在重點(diǎn)行業(yè)內(nèi)持續(xù)普及，特別是有持續(xù)擴(kuò)張產(chǎn)線需求的產(chǎn)業(yè)，容易成為智能制造產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，如光伏加工設(shè)備、鋰電自動(dòng)化設(shè)備。創(chuàng)新資源集聚，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化與智能化程度不斷加深，制造過(guò)程控制與制造執(zhí)行系統(tǒng)在全行業(yè)內(nèi)普及。

2、核心產(chǎn)品突破

通過(guò)多年的持續(xù)投入，在數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域已取得一定進(jìn)步。從未來(lái)發(fā)展看，針對(duì)制造業(yè)痛點(diǎn)的一些產(chǎn)品領(lǐng)域，更容易被制造業(yè)企業(yè)所接受。比如說(shuō)珠三角推動(dòng)的“機(jī)器換人”，帶動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展；而在半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域，利用機(jī)器視覺(jué)的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，可以極大提升產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測(cè)的效率，這就促進(jìn)了機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用。

3、關(guān)鍵技術(shù)突破

隨著制造業(yè)的不斷升級(jí)和政策的持續(xù)助推，我國(guó)在先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成應(yīng)用不斷取得突破，匯川技術(shù)、英威騰等一批創(chuàng)新企業(yè)，不僅實(shí)現(xiàn)了伺服電機(jī)、減速器、控制器等關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)替代，而且在技術(shù)上已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在產(chǎn)品出口上取得突破。

三、集成服務(wù)商和一站式供應(yīng)商，推動(dòng)智能制造產(chǎn)業(yè)鏈的組織模式變革

第三個(gè)趨勢(shì)是從產(chǎn)業(yè)生態(tài)來(lái)看，我們看下智能制造系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈模式，過(guò)去的智能制造系統(tǒng)建設(shè)，基本遵循零部件-整機(jī)-集成應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)組織模式，更多的是一種搭積木的方式，就是終端客戶結(jié)合系統(tǒng)方案從不同供應(yīng)商那里采購(gòu)來(lái)一個(gè)個(gè)的設(shè)備產(chǎn)品，很多設(shè)備要進(jìn)行定制化的開(kāi)發(fā)。而設(shè)備供應(yīng)商根據(jù)終端需求，自制和采購(gòu)自動(dòng)化零部件進(jìn)行設(shè)備裝配。隨著智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，遵循標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的行業(yè)演進(jìn)規(guī)律，這種產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈模式正在被打破。

1、整體解決方案將逐漸取代單一設(shè)備的供銷體系

隨著智能制造技術(shù)和產(chǎn)品體系越來(lái)越龐雜，對(duì)于終端客戶來(lái)說(shuō)，進(jìn)行產(chǎn)品和技術(shù)選型花費(fèi)的成本越來(lái)越高，因此有一個(gè)趨勢(shì)，就是終端客戶越來(lái)越傾向于選擇有整體解決方案的供應(yīng)商，由它來(lái)整合各類技術(shù)設(shè)備和零部件，這種模式正在逐步代替原有單一設(shè)備的供銷體系。在終端客戶和自動(dòng)化設(shè)備中間，集成服務(wù)商的地位更加凸顯，典型代表如拓斯達(dá)T-MES系統(tǒng),通過(guò)整合工業(yè)機(jī)器人硬件設(shè)備、MES等軟件系統(tǒng)以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，打造完成智能工廠的完整解決方案。

2、自動(dòng)化零部件標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建一站式供應(yīng)模式出現(xiàn)

其二是在自動(dòng)化零部件和自動(dòng)化設(shè)備中間出現(xiàn)了一站式供應(yīng)商，它可以從滿足自動(dòng)化設(shè)備廠商采購(gòu)的需求出發(fā)，結(jié)合客戶的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化開(kāi)發(fā)，并基于自動(dòng)化零部件標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建起一站式的供應(yīng)平臺(tái)，從而極大提升設(shè)備廠商對(duì)自動(dòng)化零部件的選型和采購(gòu)效率。典型代表如怡合達(dá)工廠自動(dòng)化零部件一站式采購(gòu)平臺(tái)，擁有FA零部件SKU90萬(wàn)+，超過(guò)176個(gè)大類1404個(gè)小類，非標(biāo)來(lái)圖定制，可按需求開(kāi)發(fā)行業(yè)新產(chǎn)品。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力制造業(yè)企業(yè)形成端到端閉環(huán)研發(fā)生產(chǎn)體系

第四個(gè)趨勢(shì)談一下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這一概念最早是由美國(guó)GE公司于2012年提出來(lái)的，目前已經(jīng)成為推動(dòng)全球產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈變革的重要驅(qū)動(dòng)技術(shù)。從全球看，中美兩國(guó)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要推動(dòng)者。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是中國(guó)工業(yè)從制造到智造的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也被認(rèn)為是中國(guó)工業(yè)彎道超車的契機(jī)之一，它將會(huì)極大促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)能重組升級(jí)和產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈優(yōu)化。

目前，我國(guó)企業(yè)在設(shè)備自動(dòng)化和數(shù)字化方面已經(jīng)初具規(guī)模，在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、設(shè)備管理、倉(cāng)儲(chǔ)物流、外部協(xié)作等各個(gè)環(huán)節(jié)領(lǐng)域，都有一些信息化的應(yīng)用，但這些應(yīng)用大多處于一種單機(jī)使用狀態(tài)，設(shè)備的數(shù)據(jù)沒(méi)有采集和有效利用，也沒(méi)有充分打通從設(shè)備訂單下達(dá)到產(chǎn)品交付的數(shù)據(jù)流程。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值，就是可以連接和整合這些數(shù)據(jù)資源，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，為制造業(yè)企業(yè)提供端到端的智能制造解決方案。它顛覆了傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織模式，讓生產(chǎn)方式由傳統(tǒng)的“標(biāo)準(zhǔn)+集中”轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字時(shí)代的“定制+分布”，組織方式由產(chǎn)業(yè)鏈條式變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)協(xié)同式，從而實(shí)現(xiàn)加快產(chǎn)品更新速度、縮短研發(fā)周期、實(shí)現(xiàn)定制生產(chǎn)。它以數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，助推智能化工廠的建設(shè)。

我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)創(chuàng)新活躍，裝備、自動(dòng)化、工業(yè)軟件、信息技術(shù)和制造企業(yè)從不同領(lǐng)域積極推動(dòng)平臺(tái)發(fā)展，目前已經(jīng)形成一大批投入運(yùn)營(yíng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。這里列舉了幾家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)企業(yè)，比如海爾、三一集團(tuán)等，它們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已經(jīng)有一些應(yīng)用案例，他們自己也是借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了智能制造的升級(jí)。