我國制造業(yè)未來(lái)智能化
導讀:隨著(zhù)以人工智能、大數據、區塊鏈為代表的新一代信息技術(shù)加速與制造業(yè)融合,制造業(yè)生產(chǎn)方式與企業(yè)形態(tài)正在發(fā)生根本性變革?!笆奈濉逼陂g,我國智能制造將從制造工藝、硬件設備、軟件架構、系統集成、供應鏈體系等多個(gè)維度持續推進(jìn),夯實(shí)工業(yè)基礎,保持我國制造業(yè)朝著(zhù)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向不變,加快制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)程。
特征01 系統集成將成為支撐我國智能制造快速發(fā)展的重要支點(diǎn)。
當前,企業(yè)智能化改造的方式正從單一的設備升級、軟件應用、網(wǎng)絡(luò )鋪設轉變?yōu)閷?shí)施整線(xiàn)、整廠(chǎng)的系統集成解決方案,搭建行業(yè)級平臺。隨著(zhù)企業(yè)對智能制造發(fā)展的需求不斷細化下沉,一方面,智能制造系統集成商將加速推進(jìn)服務(wù)產(chǎn)品化,將企業(yè)智能化改造的定制化需求分解為模塊化的標準服務(wù),在提高集成商服務(wù)標準化水平、保證服務(wù)質(zhì)量并降低服務(wù)成本的同時(shí),通過(guò)改造效益量化的方式增強企業(yè)改造意愿;另一方面,具備通用工藝核心技術(shù)的集成商,將有望以技術(shù)應用場(chǎng)景為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行跨行業(yè)橫向延展,向多行業(yè)制造企業(yè)提供系統集成服務(wù),拉動(dòng)傳統制造業(yè)智能化改造進(jìn)程。預計到“十四五”末,我國智能制造系統集成產(chǎn)業(yè)規模將突破5500億元大關(guān)。
特征02 融合的下一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò )有望領(lǐng)銜智能工廠(chǎng)的未來(lái)。
5G TSN OPC UA融合的網(wǎng)絡(luò ),更能滿(mǎn)足工業(yè)領(lǐng)域智能制造的需求。隨著(zhù)企業(yè)對柔性生產(chǎn)要求的提高,以及跨平臺、跨行業(yè)的應用需求增多,急需構建實(shí)時(shí)的大型工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò )。利用5G超低時(shí)延與可靠性、大帶寬、大規模連接等特性,TSN安全、可靠、穩定的實(shí)時(shí)連接特性,以及OPC UA運行與平臺無(wú)關(guān)、可在任何操作系統上運行的特性,5G TSN OPC UA的結合,可將IT與OT無(wú)縫融合到工業(yè)通信項目中,達到更加可靠、智能且可以遠程、安全地訪(fǎng)問(wèn)智能邊緣設備的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)要求。
5G TSN OPC UA三者的結合,將傳感器、執行器等工業(yè)設備以無(wú)線(xiàn)的方式連接,實(shí)現不受線(xiàn)纜限制的網(wǎng)絡(luò ),更好地為工業(yè)網(wǎng)絡(luò )提供更加完整的解決方案,在工業(yè)領(lǐng)域的應用發(fā)展未來(lái)可期。
特征03 制造工藝智能化是制造業(yè)整體智能化提升的關(guān)鍵。
在向智能化轉型升級過(guò)程中,企業(yè)逐步認識到,工藝創(chuàng )新是制造業(yè)企業(yè)發(fā)展的看家本領(lǐng)與核心技術(shù)。隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,大數據、人工智能等新一代信息技術(shù)將從參數優(yōu)化、反饋補償、智能迭代、工藝仿真、數值模型、方案比較、復合工藝、工藝裝備等八個(gè)方面賦能工藝裝備的智能化,開(kāi)拓制造業(yè)智能化轉型升級的新方向。
特征04 人工智能技術(shù)將從邊緣側提升工業(yè)智能化程度。
人工智能技術(shù)對工業(yè)智能化程度的提升主要體現在使用深度學(xué)習等人工智能算法對工業(yè)數據進(jìn)行學(xué)習,實(shí)現基于歷史數據的智能化功能。一般而言,使用人工智能算法對數據的學(xué)習可通過(guò)上傳至云端,或部署在邊緣側(終端設備或接近設備的網(wǎng)關(guān)等)兩種方式實(shí)現。其中,將數據上傳至云端是符合信息技術(shù)(IT)架構較為直接的解決方案。相比較將工業(yè)數據上云,邊緣側的部署方案更加貼近工業(yè)自動(dòng)化實(shí)際需求。隨著(zhù)工業(yè)數據的指數級增長(cháng),在工業(yè)設備或網(wǎng)管中增加邊緣計算模塊并植入相關(guān)算法軟件成為邊緣智能賦能工業(yè)的一種特色解決方案。
特征05 以工業(yè)機理為基礎“自下而上”生長(cháng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將占據主流。
目前,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)中,“自上而下”模式(先搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,再尋找合適的產(chǎn)業(yè)嵌入平臺)占多數。隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式逐漸成熟,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)將經(jīng)歷“洗牌期”,預計“十四五”末,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)數量將減少一半以上。以制造業(yè)企業(yè)需求為導向的“自下而上”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè),具備較長(cháng)時(shí)間制造業(yè)領(lǐng)域深耕,對工業(yè)機理和制造設備具有足夠深入的認知,這種以工業(yè)機理為基礎“自下而上”生長(cháng)出來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將成為主流。
特征06 機理模型和人工智能將驅動(dòng)我國工業(yè)軟件快速成長(cháng)。
我國國產(chǎn)工業(yè)軟件由于起步晚、產(chǎn)品化進(jìn)程緩慢,在“十三五”期間仍難以擺脫“底子薄、應用難、創(chuàng )新少”等發(fā)展困境。以工業(yè)機理模型為基礎,輔以人工智能技術(shù)的加速賦能,我國工業(yè)軟件發(fā)展有望在“十四五”期間實(shí)現換道超車(chē)。
從其細分領(lǐng)域來(lái)看,研發(fā)設計軟件將以計算機輔助制造(CAM)為重點(diǎn)突破口,在柔性化生產(chǎn)、定制化生產(chǎn)的需求帶動(dòng)下逐漸找到成長(cháng)壯大的道路;生產(chǎn)控制軟件將以生產(chǎn)制造系統(MES)、集散控制系統(DCS)和數據采集與監視控制系統(SCADA)等為重點(diǎn),借助智能制造發(fā)展的東風(fēng)順勢擴大在國內市場(chǎng)的占有率;信息管理軟件將以傳統市場(chǎng)格局為基礎,以“云化”及“服務(wù)化”等新模式逐漸增加用戶(hù)黏性,在個(gè)別垂直行業(yè)實(shí)現快速發(fā)展。
特征07 聚合工業(yè)服務(wù)的工業(yè)電商3.0形成全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán),價(jià)值鏈高端化逐漸顯現。
工業(yè)電商平臺作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺衍生的新業(yè)態(tài),能夠完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能,以供應鏈協(xié)同為核心,輔以信息資訊、倉儲物流、供應鏈金融等工業(yè)服務(wù),實(shí)現供應商、制造商、經(jīng)銷(xiāo)商、用戶(hù)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節主體之間數據連通。2019年,我國工業(yè)電商平臺交易額已達9.9萬(wàn)億元,預計到“十四五”末,我國工業(yè)電商平臺交易額將翻一番,達到20.1萬(wàn)億元,年均增長(cháng)率12%以上。
隨著(zhù)新一代信息技術(shù)的突破和應用,工業(yè)電商已從以信息對接和即時(shí)交易為核心的工業(yè)電商1.0,逐漸與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺融合融通發(fā)展,進(jìn)入以供應鏈協(xié)同為著(zhù)力點(diǎn)、打通生產(chǎn)過(guò)程與在線(xiàn)交易數據的工業(yè)電商2.0,正開(kāi)啟聚合服務(wù)、驅動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈數據閉環(huán)的工業(yè)電商3.0。工業(yè)電商3.0利用平臺上常年積累的交易數據,分析出相對準確的用戶(hù)需求,驅動(dòng)以用戶(hù)需求為中心的生產(chǎn)制造(C2M)。加之越來(lái)越多的工業(yè)電商企業(yè)為了提升交易品附加值,將在線(xiàn)交易與倉儲物流、金融、質(zhì)量認證等工業(yè)服務(wù)環(huán)節深度綁定,實(shí)現研發(fā)—設計—采購—生產(chǎn)—銷(xiāo)售—服務(wù)—研發(fā)的交易品全生命周期數據閉環(huán),邁向價(jià)值鏈高端。