一、前言
製造業是國家的經濟基(jī)礎,是立國之本、興(xìng)國之器、強國之基;作為我國實體經濟的主體,是(shì)國民經濟體係的重要組成部分(fèn)。按照產品(pǐn)製(zhì)造工(gōng)藝過程特(tè)點,製造業總體上可以分為離散型(xíng)製造、流程型製造、混合型製造。離散製造包括家電、家居、紡織、食品、火(huǒ)箭(jiàn)、飛機、國防裝(zhuāng)備、船舶、電子設備、機床、汽車等行業,在我國製造業中占有較大比重,是解(jiě)決就業等民生問題的重要(yào)產業,與居(jū)民生活息息相關。離散製造業中(zhōng)雖有航空、汽車、電子等數字化、智能化水平領先的行業,但也有(yǒu)自動化、數字化水平較低的通用及專用設備等行業,麵臨效益偏低、成本較高(gāo)的現實(shí)挑戰。同時,我國傳統離散製造業發展存在產能過剩、利(lì)潤率不高、市場競爭激烈等製約因素,迫(pò)切需要加快轉型升(shēng)級和提質增效,進行數字化轉型與智能化升(shēng)級。
當前(qián),我國離散(sàn)製造各行業之間在行業應用基礎(chǔ)、市場需求(qiú)、關注點等諸多(duō)維度和層麵存在顯著差異,因此離散製造行業的數字(zì)化轉(zhuǎn)型與智能化升級沒有一成不變的路徑,需要結合行(háng)業和企業實際進行具體實施。本文在研究離散製造(zào)行業(yè)典型特征的基礎上,分析數字化轉型、智能化升級麵臨(lín)的挑戰和共性關鍵技(jì)術,結合家電、家居(jū)、紡織、食品 4 個典型行業轉型升級案例,提出數字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的技術路徑;總結離散(sàn)型製造企業數字化轉型與智能化升級(jí)的重點任務(wù),提出相應(yīng)的對策建議。
二、離散製造行(háng)業的典型特征
傳統離散製造行業普遍存在自動化、數字化水(shuǐ)平較低,基礎(chǔ)支撐技(jì)術薄弱,產品附加值低,製造過程資源、成本和能(néng)耗較高,汙染嚴重等問題,發展智能製造是推進離散製造行業提質增效、促進中(zhōng)國製造業(yè)由(yóu)大變強的重要支撐。離散製造行業的產品通常是由多個零件經過一係列不連續的工序加工,再經裝配而成的較大型係統。離散(sàn)製造行業的典型特征可(kě)概括為以下 9 個方麵。
行業維(wéi)度。離散製造行業細分門類多,且各個行業的產品及其市場需求都(dōu)具有不同特點,如生產批量、製造模式、工藝流程(chéng)等。各個行業的企業規模不同,企業(yè)的數字化、信息化(huà)、自動化以及管理運營水(shuǐ)平也有明顯差異,相應業(yè)務需求和未來(lái)發展路徑也不相同。因此,離散製造(zào)各(gè)行業之間(jiān)在應用基礎、市場需求、關(guān)注(zhù)點、知識壁壘、商(shāng)業模式等方麵存在顯(xiǎn)著差(chà)異。
產品全生命周期維度。離散製(zhì)造行業涉及研發設計、生產(chǎn)製造、銷售、運維服務、回收等多個環(huán)節,在應用場景、領域知識複雜度、管理方式等方麵(miàn)都(dōu)具(jù)有很大的差異(yì)性,而各個環節(jiē)之間既獨立存在(zài)又具有很強的關聯性。
工藝流程維度。按定單、庫存生產,多品種、小批量或單件生產,產研並重,混線生產,生產設備不按照產品而按照工藝進行布置。
自動化(huà)水平維(wéi)度。自動化水平主要指(zhǐ)單元級的自(zì)動化水平。離散製造行業的自動化水平較低,需要(yào)對每個單件、每道工序的加工質量進行檢驗,操作人員的技術水平將在很大程度上決定產品的質量和生產效率。
生產計劃管理維度。產品的工藝過程經常變更,需要具有良好的計劃能(néng)力和生產係統支(zhī)撐(chēng)。
批號管理和跟蹤維度。對批(pī)號管理和跟蹤正在完善過程(chéng)中。
作業計劃調度維度。根據優先級、工作中心能力、設備能力等,對(duì)工序級和設備級的作業計劃進行調度。
數據采集維度。以手工上報為主,結合條(tiáo)形碼采集等半自動化信(xìn)息采集技術,進行(háng)人員、設備、物料、質量等基本信息的采集。
設備管理維度。可以進行同一種加(jiā)工工藝的機床一般有(yǒu)多台,單台設備故障不(bú)會對整個產品線的工藝過程產生嚴(yán)重影響。
三、離散製造行業(yè)數字化轉型、智能化升級麵臨的挑戰
(一)應用基礎薄弱
數字化(huà)轉型與智(zhì)能化升級的前提是強化應用基(jī)礎。數字化、信息化發展的不平衡和不充分是我(wǒ)國離散製造行業當前的主要(yào)矛(máo)盾。第五代移動通(tōng)信技術(5G)等先進信息(xī)技術為離散製造行業轉(zhuǎn)型升級提供了技術支撐,但工業技術發展時間短、基礎(chǔ)弱,高(gāo)端製造技術發展受(shòu)製於人。離散製造行業雖然規模大、門類廣,但自動化水平低、改造成本高且難度大,阻礙了離散製造行業的轉型升級。針(zhēn)對離散製造行業的需求和痛點,強化(huà)智能製造的應用基礎與平台推廣是我國離散製(zhì)造行業轉型升級的挑戰(zhàn)之(zhī)一。
(二(èr))關鍵技術缺乏
離散製造行業數字化轉型與智能化升級的(de)基礎在(zài)於提升關鍵技術。我國工業的發展相較於發達國家起步晚、時間短(duǎn)、底子薄,自主可控技術整體偏少。目前,數字化轉型與智能化升級所(suǒ)依賴的工(gōng)業裝(zhuāng)備、工業軟件等核心(xīn)技術,在很大程度(dù)上仍依賴(lài)進口。關鍵技術的發展是企業對行業製造工藝的(de)長期積澱與探(tàn)索,也是外(wài)部合作機構深入理解企業生(shēng)產與運作方式並開展有效(xiào)合作的前提。關鍵技術自主可控作為我國實現離散(sàn)製造行業跨越式(shì)發展(zhǎn)和提質增效的重要(yào)基礎,也是麵臨的重要挑戰之一。
(三)人才與(yǔ)文化資源短缺
離散製造行業的(de)數字化轉型與智能化(huà)升級,關鍵在於加(jiā)強人才(cái)培養(yǎng)。科技創新歸根結底是人才的創新,而人才短缺是離散製造行業轉型升級過程中不可忽視的短板。數(shù)字(zì)化轉型與智能化升級又(yòu)是(shì)文化重塑的過(guò)程,敏捷、試錯(cuò)、反思、學習、尊重、平等、用戶導向是更適應(yīng)智能化時代的新文化。“自上而下”形成共識,以(yǐ)人為本、服務於人、激發全員主動性,這是離散製造行業轉型升級的重要保障。需要(yào)加強行業人才與文化建設,激活人才創新內生動力。
(四)數據(jù)匯聚利用困難
數字化轉型與(yǔ)智能化升級的要素包括眾多數據的匯聚利(lì)用,因而結(jié)構化、完(wán)整、準(zhǔn)確、可靠、實時(shí)的數據匯聚利用(yòng)是轉型(xíng)升級的前提。企業工業設備、傳感器等協議類型(xíng)多(duō)樣且數字(zì)化、智能化程度較低,致使數據采集不完備、不準(zhǔn)確;數據(jù)安全和數據所有權等敏感問(wèn)題導致企業不(bú)願貿然使用智能化平台;數據準確性不(bú)高、利(lì)用率低和應用場景缺乏的問題(tí)影響(xiǎng)企業轉型升級的積極性(xìng),在價值創造方麵收效甚微。因(yīn)此,確保相關數據匯聚並準確、安全地利用,是推進離散製造(zào)行業轉型升級所麵臨的又一挑戰。
(五)經濟效益不明顯
數(shù)字化轉型與智能化升級的根本目標(biāo)是增加經濟效益。目前,離散製造行業中的部分大企業在自身業務(wù)發展(zhǎn)需要(yào)、政策支持與引導資金投(tóu)入的推動下率(lǜ)先進行(háng)了轉型升級,但中小企業轉型(xíng)升級仍麵臨諸多挑戰,如應用場景(jǐng)不明晰、轉型成本高、收益低、轉型成本難以抵消、市場化商業模式挖掘難等,導致轉型升(shēng)級動力不足。對中小企業而言,進一步提高轉型升級效率和效益、挖掘可行的商業模式、不斷深耕應用場景、打(dǎ)造高性能係統和(hé)平台,進而解決效益不明顯和應用(yòng)前景(jǐng)不清晰問題,是離散製造行業(yè)轉型升級的長期挑戰。
四、離散製(zhì)造行業數字化轉型與智能化升級的共性(xìng)關鍵技(jì)術
離散製造行(háng)業數字(zì)化轉型與智能化升級將深(shēn)度融合先進製造(zào)技(jì)術、新一代信息技術、第一代人工智能(AI)技(jì)術等共性關鍵技術(見圖 1),從而提高研發生產效率、優化資源配置、創新商業模(mó)式、催生新業態和新技術。先進製造技術是工業技術(shù)生產的核心(xīn)基礎,也是離散(sàn)製造業數字化轉型、智能化升級技(jì)術體係中(zhōng)最重要環節;新一代信息技術開拓了與物理世界平(píng)行的虛擬世界,為人 – 機 – 物(wù) – 法 – 環的交互、協同與共融提供了技術(shù)手段;新一代 AI 技術(shù)將推動社會經濟從“數字經濟”走向(xiàng)“智(zhì)能經濟”,催生(shēng)一係列的新模式、新業(yè)態(tài)、新技術。

圖 1 離散製造行業數字化轉型與智能化升級共性(xìng)關(guān)鍵技術
(一)先進製造技術
先進製造技(jì)術是離散製造行業數字化轉型與智能化升級(jí)的(de)基石和內核,涵蓋產品全生命(mìng)周期各個環節,主要包括智能設計(jì)、智能加工、智能調度、智能(néng)檢測等技術。離(lí)散製造行業中的生產設備、裝配車間、物流係統(tǒng)等生(shēng)產資料數字化的核心是工業(yè)知識及其數字化模型,如製造機理(lǐ)模(mó)型、數據驅動模型、設計優化模型、管理調度(dù)模型等。基於 AI 技術的輔助,先進製造技術可以充分滿(mǎn)足離散製造業柔性批量生產和(hé)產品規模化定製(zhì)的需求,更好(hǎo)支持產品和服務的高質量實現(xiàn)。
拓撲優化技術依靠堅實的理論基礎並與(yǔ)大規模(mó)、高效率計算機技(jì)術結(jié)合,成為(wéi)智能(néng)設計領域的核心技術之一。拓撲優化旨在給定邊界條件和各類約束條件的基礎上,獲得最佳的材料(liào)分布形式以實現結(jié)構目標性能最優,近年來越(yuè)來越多地用於解決(jué)各類工(gōng)程設計問題(見(jiàn)圖 2)。基於(yú)傳統的宏觀結構拓撲優化設計技(jì)術可(kě)實現工程結構的智(zhì)能設計,大幅減輕結構重量並提升(shēng)承載能力,最(zuì)大化材料利用(yòng)率;可考(kǎo)慮結構的多(duō)種物理屬性,如結構(gòu)基頻、強度、熱變形等。基於拓撲優(yōu)化領(lǐng)域的多尺度設計技(jì)術可實(shí)現智能超材(cái)料設計,如通過設計(jì)材料微觀結構獲得具有負泊鬆比(bǐ)特性的超材(cái)料,通過(guò)考慮材料微觀特性對結構熱傳遞的影響設計出(chū)具有熱隱身性能的超材料。相應超材(cái)料具有(yǒu)廣泛的應用前景。

圖 2 基於拓撲優化技術的智能(néng)設計應用
(二)新一代信息技(jì)術(shù)
5G、邊緣計算、區塊鏈等新一代信息(xī)技術是數字化轉型與智能化升級(jí)的(de)引擎和助力。新一代信息技術高速發展並(bìng)具(jù)有強大(dà)的滲透能力,將(jiāng)原本(běn)的(de) “數字孤島”連接起來,擴展了(le)控製生產資(zī)源和生(shēng)產流程的空(kōng)間,也為人 – 機 – 物(wù) – 法 – 環的(de)交互、協同與(yǔ)共融提供了手段。區(qū)塊鏈技術是離散製造係統(tǒng)中各智能體可靠、可信、安全、高效的聯結途徑,具有去中心化、自治(zhì)化、透明不可篡改、可追溯(sù)性等特點。
5G 技術具有高帶寬、低(dī)時延、高可(kě)靠性、大規模節點等(děng)優勢,結合(hé)網絡切片、邊緣計算等關鍵技術,為製造車間關鍵要素感知數據(jù)的互(hù)聯互通以及(jí)準確分析預測提供了重要保障,促進了智能車間調度技術的發展(見圖 3)。依托 5G 技術,設計雲 – 邊 – 端協同的感知體係,實現(xiàn)智能車間多源異構數據的互聯互通;基於感知數據,利用(yòng) AI 技術實(shí)現不(bú)確定異常事件的準確預(yù)測,將不確定異(yì)常事件轉化為可預測、可規避(bì)的確定事件;根據預測結果及時調整調度模型,變被動響應為主動(dòng)調控,降低異(yì)常事件對生產過程的影響(xiǎng),確保生產計劃高效穩定地執行。

圖 3 基於 5G 的製造車間調度技(jì)術
(三)新一代人工智能技術
新(xīn)一代 AI 技(jì)術是數(shù)字化轉型與智能化升級的 “頂層建築”。AI 技術(shù)的快速發展推動社會經濟從 “數字(zì)經(jīng)濟”走(zǒu)向“智能經濟”,社會形態和生產模式也將發生巨大變革。例如,大數據技術、深度學習技術、強化學(xué)習技術、人(rén)機協作智能技術、基於網絡的群體智能技術、跨媒(méi)體推理技術等的融入,最終將給(gěi)離散製造(zào)業轉型升級(jí)帶來質(zhì)的飛躍(yuè)。基於 AI 技術的海量數據實時處理與可視化技術,建立製造流程(chéng)數字孿生模型與機理混合模型,是實現離散製造(zào)過程高效率數字化智能的關鍵。
在 AI 領(lǐng)域,深度學習是(shì)機器學習研究中的熱門(mén)方向(xiàng),近年來發展(zhǎn)迅速(sù)。相較於(yú)傳統的故障(zhàng)診斷方法,基於深度學習(xí)的故障診斷可以自(zì)動提取特征而(ér)不需要複雜的信號處理(lǐ)過(guò)程;基於(yú)深度學習方法可以高效地完成表麵缺(quē)陷(xiàn)特征提取與定位。多標識的(de)領域自適應網絡故障診斷技術,可以節(jiē)省特征工程的時間,提高故障診斷的泛化程度;半監督式(shì)卷積神經(jīng)網絡的表麵缺陷檢測技(jì)術節省了數據標記成本,在有限數據條件下實現了表麵缺陷檢測(見(jiàn)圖 4)。

圖 4 基於深度學習的智能診斷(duàn)技術
五、離散(sàn)製造行(háng)業數字化轉型與智能化升級的典(diǎn)型案例分析及技術路徑
目(mù)前,中國製(zhì)造業已步入平穩發展階段。我國離散製造(zào)行業普遍處於(yú)工業 2.0 的後期階段,智(zhì)能製造水平相對薄弱,製造業亟(jí)待轉型升級。離散製造行業數字化轉型(xíng)與智能化升級(jí)應是全方位的,數字與智能技術的深化應用(yòng)將在商業模式、服務模式(shì)、研發模式、運營模式、製造模式、決策模式 6 個方麵推(tuī)進轉型升級(見圖 5)。離(lí)散製造行業處於(yú)應用不同轉型升級模(mó)式進行嚐試的階段,大部分處於轉(zhuǎn)型升級的前期階段,以製造模式轉型升級為主;部分企業嚐試進行運營模式和決策模(mó)式的轉型(xíng)升級(jí);商業模式(shì)、研發模式、服務模式的轉型升級對企業要求較高(gāo),僅有少部(bù)分企業在進(jìn)行探索應用。以(yǐ)離散製造行業(yè)中的 4 個典型企業為(wéi)例,分析其數字化轉型與智能(néng)化升級技術(shù)路徑。

圖 5 離散製造行業轉型升級不同階段的轉型升級模式
(一)研發模式轉型升級
海爾集(jí)團公司積極實施數字化轉型,致力成為(wéi)互聯網時代智慧家庭(tíng)的引領者;已從傳統製造家電企業轉型為麵向全社會孵化創客的平台,為中小企業提供智能製造、個性化定製的解決方案。海爾集團(tuán)公司的數字化轉型與智能化升級主要經曆了 3 個階段(見表 1)。
①定製化與信息化升級(jí)階段,通(tōng)過大電商平(píng)台的規劃,實現(xiàn)了企業對企業、企業對消(xiāo)費者(zhě)、跨境(jìng)電商(shāng)等全電商業務的融合,打通用戶的(de)前端獲取(qǔ)、購買、配送、接收的全流程交互體驗,為用戶提(tí)供了家(jiā)電產品以外(wài)的增值服務。
②自動(dòng)化、網絡化建設階段,海爾互聯工廠實現了精密裝(zhuāng)配機器(qì)人集群,引入企(qǐ)業資源規劃係統(ERP)、製造執行係統(MES)、倉庫管(guǎn)理係統(WMS)等,實現產品與設備、產品與模塊、產品與人員之(zhī)間的多重互聯,顛覆了傳統的串聯式作業模式,實現並聯(lián)式生產。
③全麵網絡化、數字化轉型(xíng)、智能化探索階段,建立了 COSMOPlat 工業互聯網平(píng)台,通過(guò)聚合高水平獲獎案例,為行業提供數字化(huà)轉(zhuǎn)型實踐(jiàn)的路徑參考,顯現了工業互(hù)聯網領域數字化轉型創新(xīn)價值。
整體來看,海爾集團公司積極引入先進技術(shù),實現了家電製造產線的自動化及智能化升級轉(zhuǎn)型(xíng),使得產品研發周期縮(suō)短了 30%,人均產值提高了 30%,產能提升近 1 倍;COSMOPlat 為工業互聯(lián)網實際場景(jǐng)應用提供了平台支撐,成為離散製造業數字化轉型創新的價(jià)值基準。
(二)運營模式轉型升級
索菲亞家(jiā)居股份有限公司(簡稱“索菲亞”)運用統一的製造運營管理平台(tái),以生產(chǎn)現場可視化(huà)、製造過程透明(míng)化(huà)、跨工廠績效管理標準化實現了企業的數字化轉型。索菲亞的數字化轉(zhuǎn)型與智能化升級主要經曆了 4 個階段(見表(biǎo) 2)。
①信(xìn)息化管理階段,運(yùn)用計算機輔助設計(CAD)製圖軟件代替傳統手工畫圖,應用條碼係統(tǒng)、生產管理係統(tǒng)實現了信息化管理。
②信息化與自動化齊頭並進階段,在采用 ERP 係統的同時,引(yǐn)入柔性生產(chǎn)線(xiàn)以提高生產效率,成(chéng)立(lì)信息與(yǔ)數字化中心以實(shí)現信息(xī)化係(xì)統全麵(miàn)覆蓋並全(quán)麵推廣(guǎng)柔性生(shēng)產線。
③數字化轉型、智能化探索階段,實施“X 計劃”,上線 MES、WMS 及(jí)供應商管理係統以實現倉儲智能自動化、分揀智能自動化,規劃並建設智能工廠。
④網絡化、智能化探索階段(duàn),“未來工廠”4.0 車間投產,以互聯網為依托並(bìng)通過運用大數據(jù)、AI 等先進技(jì)術手(shǒu)段,對商品生產、流通、銷售(shòu)過程進行升級改造,進而重塑(sù)了業態結構和生態圈。
整體來看,索菲(fēi)亞通(tōng)過信息化(huà)、自動化、智(zhì)能化相關技術的應用,實現了生產過程的智能化和生產管理的數字化,完成了製造模式(shì)和管理方式的轉型升級,使得生產效益提升了 50%,人工成本降(jiàng)低了 30%~50%;綜合應用基於互聯網(wǎng)的大數據、AI 技(jì)術實現了商(shāng)品生產、流通與銷售過程的升級改造,成為離散(sàn)製造業數字化轉型與智能化升級的典(diǎn)型案例。
(三)商業模式轉型升級
青島酷特智能股份有(yǒu)限公司(簡稱“酷特”)是一家服裝智造企業,形成了以大規模定製為核心的酷特智能模式,提出了個性化定製模式和用戶直連製造(C2M)商業模式,構建了酷特 C2M 產業互聯網生態體係,更好滿足(zú)了消費者的個性化需求。酷特的數字化轉型與(yǔ)智能化升級主要經曆(lì)了(le) 4 個階段(duàn)(見表 3)。
表 3 青島酷特智能股份有限公司數字化轉型與(yǔ)智能化升級時間表
①信(xìn)息化管理與自動化生產階段(duàn),選擇了大規模個性化(huà)定製作為主要的商業模式,運用自動化設備升級生產工廠並推(tuī)出電子商務(wù)係統。
②信息化和自動化齊頭並進階段,引入自動化(huà)設計、MES、WMS 等新技術,初步形成 C2M 的新商業模式。
③數字化轉型、智能化探索(suǒ)階段,引入數字化生產計劃係(xì)統,著力推動數(shù)據標(biāo)準化建(jiàn)設,形成了數據驅動(dòng)的大規(guī)模個性化定製(zhì)新模(mó)式。
④網絡化、智能化探索階段,在引入智能物流和自動化倉儲係統後,物流部門的用(yòng)工量減少了 80%;通(tōng)過運(yùn)用物聯(lián)網(IoT)、“互聯網 +”等技術,形成(chéng)了互(hù)聯(lián)網(wǎng)生態體係,初步建成智能工廠。
整體來看,酷特實現了 C2M 的新商業模式轉型,建立了人、事、物(wù)互聯互通的智能工廠;與傳統模式相(xiàng)比,生產效率提高(gāo)了 25%,成本下降了 50%,利潤增(zēng)長了 20%,成為質(zhì)量提(tí)升和供(gòng)給側結構性改革的典型實踐。
(四)製造模式轉型升級
內蒙古伊利實業集團股份有限公司(簡稱“伊利”)是我國首批智能製造試點示範項目中唯一的乳製品(pǐn)企業,發展“智慧(huì)乳業”,引(yǐn)領全行業積極探索信息(xī)化、智能化。伊利的數字化轉型與智能化升級主要經曆了 3 個階段(見表 4)。
①自動化建設階段(duàn),在連通平台、站點、在線自動包(bāo)裝係統、瑞士(shì)格物流庫房等方麵實(shí)施自動(dòng)化建設,實現了乳製品生產全過程自動化。
②數字化、網(wǎng)絡化轉型階段,搭建智能(néng)製造係統,實時獲取設備狀態和數據,進行統一的數據交互,形成了(le)產品生(shēng)命周(zhōu)期管理係(xì)統、政策法規數據庫係統、食品安全風險評估係統等線上平台。
③網絡(luò)化、智能化探(tàn)索階段,投入生產(chǎn)計劃執行係統、全生命周期質量追溯係統,自主研發配方管理係統等安全可控的(de)核心軟件,實現(xiàn)了製造裝(zhuāng)備升級(jí)、信(xìn)息互聯互通的(de)智能建(jiàn)設(shè),促使生產效率明顯提升(shēng)和運營(yíng)成本顯著降(jiàng)低。
整體來看,伊利將(jiāng)數字化智能化技術應用到全產(chǎn)業鏈,推(tuī)進“智慧乳業(yè)”建設,實(shí)現產業數字化、智能化,助力(lì)經營業(yè)績穩步提升;為消費(fèi)者提供了多元化、高品質的產品與服務,也為我國乳業高質量發展探索出新的路徑。
六、離散製造行(háng)業數字化轉(zhuǎn)型與智能化升級的重點(diǎn)任務
(一)突破製造智能關鍵使能技術
智能傳感器與工業互聯網是智能(néng)製造的基(jī)礎,重(chóng)點突破智能(néng)傳感器與傳感(gǎn)網絡及智能終端、即插即用技術(shù)、實時(shí)網絡操作係統技術(shù)、機器對機(jī)器技(jì)術、製造 IoT 技(jì)術。大數據和知(zhī)識庫是智能製造的核心,重點突破(pò)製造大數據挖掘技(jì)術、大數據(jù)智能分析與管理技術、麵向製造(zào)大數據的(de)綜合推理技術。智(zhì)能推理是智能製造(zào)的靈魂,重點突(tū)破智能建模與仿真技術(shù)、全息人(rén)機協同係統、複雜對象智能控(kòng)製係統技術、數字孿生技術。
(二)研發智能製造裝備
重點研發(fā)的智能製造裝備包括智能機床、智能成形製造裝備、特種智能製造裝備、智能機器人、智(zhì)能柔性製(zhì)造產線等。智能機床應具有加工狀態實時感知與交(jiāo)互、產品工藝自主決策與優化、加工精度持久保持能力等特性(xìng),智能成型製造裝備應具有信息獲(huò)取、模型預測、決策控(kòng)製功能,特種智能製造裝備應(yīng)具有超高溫(wēn)、超高壓等超(chāo)常工(gōng)作(zuò)環境適應性以及超精密、高能束等超常工藝適應能力,智能(néng)機器人應能勝任(rèn)焊接、打(dǎ)磨、精細裝(zhuāng)配(pèi)、機加工、柔順控製等工作,智能柔性製造生產線應具有多製造功能單元、製(zhì)造島結(jié)合協作的高度柔性化和智能化能力(lì)。
(三)建設數字化、智能化車間
數字化製(zhì)造車間、網(wǎng)絡化製造車間是智能化車間的初級形態:前者的(de)各種設備要實現數字(zì)化管理和控製,對加工數據進行(háng)數字化描述、集(jí)成、分析和決策,進而對各種設備進行數(shù)字化控製;後者基於(yú)集成的數據(jù)進行智能分析(xī)和決策,智能地優化整個製造過(guò)程,使資(zī)源得到最合理(lǐ)的配置和優化。
(四)打造數字化(huà)、智能化工(gōng)廠
數字化、智能化工廠是(shì)智能製造的(de)典型代表。在產品設計方(fāng)麵,通過製造工藝與成品(pǐn)性能的三維模擬與仿真優化,實(shí)現計算機輔助的精確可靠規劃設計。在生產製造方麵(miàn),利用工業機器(qì)人、數控機床和其他智能裝備,自動、高效、穩定地完成各項生產操作。在運營管理方麵,在工業互聯網的基礎上,通過有效組織和融合(hé)製造領域知識,滿足供應管理、生產營銷、質量追溯、售後運(yùn)維等全價值鏈的增(zēng)長需求。
(五)提供數字化、智能化服務
相較傳統製造服務,數字化、智能化服務主要(yào)體現在提高服務的狀態環境感知、服務規劃、決策和(hé)控製水平、服務質量等。在工業技術軟件服務方麵,提供網絡(luò)化(huà)智(zhì)能工業軟件的集成應用。在工業產品智能服務方麵,提供重(chóng)大裝備(bèi)的智能運維服務。在生(shēng)產服務(wù)方麵,提(tí)供生產性服務過程的跟蹤、調度和優化控製等智能服務。在雲(yún)服務方麵,提(tí)供全社會製造與服務能力的集成(chéng)與共享服務。在社群化智能製(zhì)造服務方麵,提供實多企業(yè)間的無縫社交與協同生產、智能化產品(pǐn)運維服(fú)務。
(六)構建標準體(tǐ)係和(hé)安全體係
標準體係應重點構建:技術標準體係,如雲(yún)計算、區塊鏈、信息物(wù)理係統(CPS)等,以技術的應用和操作為重點;產品標準體係,如工業互聯(lián)網平台,側重於(yú)技術應用和產品服務方麵;過程標準(zhǔn)體係,如工業化和信(xìn)息化深度融合、智能製造等,涵蓋範圍廣、類型多,應(yīng)側重多個維度以分析發展演進過程;安全(quán)標準體(tǐ)係,構建離(lí)散(sàn)製造行業信息安全(quán)和物理安全平台,匯聚安全數據,積累安全知識(shí)和攻防經驗,開展大數據分析,進行預警、識別、審計、漏洞管理(lǐ)、防禦、殺毒等(děng)。
七、對(duì)策建議(yì)
(一)加快示範應用
建議(yì)積極支持和(hé)引導離散製造行業數字化轉型、智能化升級和智能工廠示範(fàn);在示範基(jī)礎上,大規模推行製造裝備的數字化轉型、智能化升級工程(chéng)及企業的數字化轉型、智能化(huà)升級工程,支持形成具有區(qū)域優勢的智能製(zhì)造生(shēng)態鏈。圍繞高端紡織、新型電力裝(zhuāng)備(bèi)、工程機(jī)械、家居、家電等重點行業,實施智能製造示範項目並篩選(xuǎn)典型示範企業,樹立標杆企業形(xíng)象並傳播推廣。
(二)突出“中國製造”
在離(lí)散製造行業數字化轉型與(yǔ)智(zhì)能化(huà)升級過(guò)程中,應突出核心技術、關鍵裝(zhuāng)備、工業軟(ruǎn)件的“中國製造”,警惕和防止高(gāo)端裝備、核心技術“空心化(huà)”現象。在核心技術(shù)、關鍵裝備、工業軟件方麵推行“產學研用”一體化協同創新模式,著力解決離散製造行業數字化轉型與智能化升級過程中(zhōng)的技術難(nán)題。
(三)培育高新技術人才
離(lí)散製造行(háng)業的(de)轉型升(shēng)級(jí)需要在戰略、思想、技術、執行等方麵加強人才儲備。建議完善職業(yè)教育與專業人才培養模式,注(zhù)重可持續發展,培養離(lí)散製造業智能化工廠方向的專業技術與人才隊伍。推(tuī)進(jìn)智能製造人才隊伍建設,培養智能製(zhì)造(zào)人(rén)才:一是(shì)智能製造高技術人(rén)才,培養掌握製造技術,熟悉數字化、網絡化、智能化技術,精(jīng)通智能製造技術,善於解決工程實際問題的智(zhì)能製造高技術人才;二是智能製造高技能人才,培養知識先進、技術(shù)精湛、能工巧匠型的智能製造高技能(néng)人才;三是高水平的智能製造管理人才,尤其是企業家群體。
(四)製定相應法律法規
探索通(tōng)過立法引領產業發展,不斷完善(shàn)財稅、金融、知識產權、人才培養等(děng)配套的政策法規體係,促進製造業的(de)長期穩定發展。建立數字資產知識產權保護機製,引入數字資產許可(kě)製度,構建透明的(de)數字資產使用環境;加大政府財(cái)政資金(jīn)支持(chí)力度,實施必要的稅收激勵(lì)政策,采取多元化金融支持方式;利用信息技術對(duì)數(shù)字資產進行加密、標記、追溯和監控,加強對違規行為的法律約(yuē)束。
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