智能制造是一種可以讓企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面變得更加“聰明”的生產(chǎn)方法，制造業(yè)企業(yè)要從自身發(fā)展的核心痛點出發(fā)，在合理的整體規(guī)劃和頂層設(shè)計基礎(chǔ)上，沿著智能制造要素→智能制造能力→智能制造系統(tǒng)的發(fā)展方向，分階段且持續(xù)性的獲取智能制造要素，建立、完善、擴展企業(yè)在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流倉儲、訂單獲取、產(chǎn)品服務(wù)等各個環(huán)節(jié)的智能制造能力，最終形成完整、高效、科學(xué)的智能制造系統(tǒng)。
目前中國智能制造仍面臨關(guān)鍵裝備與核心零部件受制于人、中小企業(yè)難以融入智能制造浪潮、大部分企業(yè)缺少智能制造的文化內(nèi)核等重大挑戰(zhàn)，制造業(yè)企業(yè)要順應(yīng)趨勢，提前規(guī)劃，明確目標，關(guān)注網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、5G等新模式、新技術(shù)帶來的新機遇，以“立足當(dāng)前，著眼長遠”的原則，分階段、持續(xù)性地實施智能化轉(zhuǎn)型。
智能制造的“何為”與“為何”
1、企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)、管理、服務(wù)、產(chǎn)品智能化的全新生產(chǎn)方式
“智能制造”這一概念最早由美國學(xué)者P.K.Wright和D.A.Bourne在其著作《ManufacturingIntelligence》中出現(xiàn)，他們將智能制造定義為機器人應(yīng)用制造軟件系統(tǒng)技術(shù)、集成系統(tǒng)工程以及機器人視覺等技術(shù)，實行批量生產(chǎn)的系統(tǒng)性過程。工信部出臺的《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中，將智能制造定義為基于新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。
艾瑞認為，智能制造是通過新一代信息技術(shù)、自動化技術(shù)、工業(yè)軟件及現(xiàn)代管理思想在制造企業(yè)全領(lǐng)域、全流程的系統(tǒng)應(yīng)用而產(chǎn)生的一種全新的生產(chǎn)方式。智能制造的應(yīng)用能夠使制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)智能化、管理智能化、服務(wù)智能化與產(chǎn)品智能化。
2、智能制造的起源與演變
起源：數(shù)字化制造→成長：網(wǎng)絡(luò)化制造→目標：智能化制造
智能制造代表著先進制造技術(shù)與信息化的融合，盡管概念提出至今僅30年的時間，但智能制造的起源可以追溯至上世紀中葉，其發(fā)展與演進可以大致分為三個階段：從上世紀中葉到90年代中期的數(shù)字化制造，以計算、通訊和控制應(yīng)用為主要特征;從上世紀九十年代中期發(fā)展至今的網(wǎng)絡(luò)化制造，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模普及應(yīng)用，先進制造進入了以萬物互聯(lián)為主要特征的網(wǎng)絡(luò)化階段;當(dāng)前，在大數(shù)據(jù)、云計算、機器視覺等技術(shù)突飛猛進的基礎(chǔ)上，人工智能逐漸融入制造領(lǐng)域，先進制造開始步入以新一代人工智能技術(shù)為核心的智能化制造階段。但受限于人工智能技術(shù)的發(fā)展水平與制造業(yè)應(yīng)用尚未成熟，目前的“智能制造”還遠未達到“自適應(yīng)、自決策、自執(zhí)行”的完全智能化階段，智能化制造仍是未來的主要發(fā)展目標。
中國“為何”需要智能制造
智能制造是中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效的必由之路
近年來，中國的經(jīng)濟發(fā)展已由高速增長階段逐步轉(zhuǎn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，政府更加關(guān)注于優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力。制造業(yè)是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的主要領(lǐng)域，盡管制造業(yè)增加值在全國GDP總量中的比重呈下降態(tài)勢，但以制造業(yè)為代表的實體經(jīng)濟才是中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的核心支撐力量。2015-2016年，中國制造業(yè)增加值的同比增速僅為3.5%和5.9%，原料、土地、人力資源等生產(chǎn)要素成本的不斷上漲使制造業(yè)本就不高的利潤率很難提升。提高質(zhì)量效益、轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式是中國制造業(yè)必須要解決的問題，而發(fā)展智能制造正是中國制造由大到強的必由之路。
智能制造系統(tǒng)=自動化設(shè)備+智能“神經(jīng)系統(tǒng)”
智能制造是一種可以讓企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等方面變得更加“聰明”的方法，我們可以把制造智能化理解為企業(yè)在引入數(shù)控機床、機器人等生產(chǎn)設(shè)備并實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)上，再搭建一套精密的“神經(jīng)系統(tǒng)”。智能“神經(jīng)系統(tǒng)”以ERP(企業(yè)資源計劃系統(tǒng))、MES(生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng))等管理軟件組成中樞神經(jīng)，以傳感器、嵌入式芯片、RFID標簽、條碼等組件為神經(jīng)元，以PLC(可編程邏輯控制器)為鏈接控制神經(jīng)元的突觸，以現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、NB-IoT等通信技術(shù)為神經(jīng)纖維。企業(yè)能夠借助完善的“神經(jīng)系統(tǒng)”感知環(huán)境、獲取信息、傳遞指令，以此實現(xiàn)科學(xué)決策、智能設(shè)計、合理排產(chǎn)，提升設(shè)備使用率，監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，指導(dǎo)設(shè)備運行，讓自動化生產(chǎn)設(shè)備如臂使指。
智能化之路——智造要素→智造能力→智能制造系統(tǒng)
制造業(yè)企業(yè)智能化不存在“放之四海而皆準”的普適路徑。艾瑞認為，制造業(yè)企業(yè)實現(xiàn)智能化要從自身的核心痛點出發(fā)，在合理且有延續(xù)性的整體規(guī)劃與頂層設(shè)計的基礎(chǔ)上，沿著智能制造要素→智能制造能力→智能制造系統(tǒng)的發(fā)展方向，分階段且持續(xù)性的獲取智能制造要素，建立、完善、擴展企業(yè)在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流倉儲、訂單獲取、產(chǎn)品服務(wù)等各個環(huán)節(jié)的“智造能力”，最終形成完整、高效、科學(xué)的智能制造系統(tǒng)。
解決“我是誰，我在哪，我要干什么”三大問題
智能制造系統(tǒng)的整體規(guī)劃與頂層設(shè)計是制造業(yè)企業(yè)正式踏上智能化道路的第一步，企業(yè)在這一環(huán)節(jié)要為“我是誰、我在哪、我要干什么”三大問題尋找答案：首先要明確“我是誰”，詳細掃描企業(yè)自身的核心競爭力、運營情況、財務(wù)狀況、人員配備、組織架構(gòu)等基礎(chǔ)條件;而后通過智能制造能力成熟度模型等工具進行智能程度自評與診斷，了解企業(yè)缺失的智能制造要素、已具備和尚未具備的智能制造能力，精準定位企業(yè)目前所處的智能化階段，搞清楚“我在哪”;在回答了前兩個問題的基礎(chǔ)上，以企業(yè)發(fā)展的核心痛點為切入點，以獲取關(guān)鍵“智造能力”為階段性目標，以搭建完整、高效、科學(xué)的智能制造系統(tǒng)為發(fā)展方向，按照統(tǒng)一架構(gòu)和統(tǒng)一標準規(guī)劃設(shè)計智能制造系統(tǒng)總體實施方案及核心要素能力解決方案，確保企業(yè)在智能化之路上知道“我要干什么”。
智能化路徑示例No.1
破解“多品種、小批量”困局——智造單元+智能物流倉儲
Alpha公司是一家生產(chǎn)發(fā)動機連桿的汽車配件廠商，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和客戶的增加，Alpha公司的產(chǎn)品線不斷拓展，生產(chǎn)車間由3個增加至10個。生產(chǎn)規(guī)模擴大、產(chǎn)品種類增加給Alpha公司帶來了設(shè)備利用率不足、交貨期難以保證、物料及在制品積壓嚴重等一系列問題，亟需智能化轉(zhuǎn)型來應(yīng)對生產(chǎn)經(jīng)營中的重重挑戰(zhàn)，保持競爭活力。
智能化路徑示例No.2
以產(chǎn)品差異化突出重圍——數(shù)字化設(shè)計+大規(guī)模定制平臺
Beta公司是一家機械鍵盤生產(chǎn)廠商，近年來游戲市場的持續(xù)火爆帶動機械鍵盤市場的新進玩家數(shù)量激增，為應(yīng)對激烈的市場競爭，拓展商業(yè)模式，提升品牌價值，Beta公司準備由批量化生產(chǎn)向大規(guī)模定制模式轉(zhuǎn)型。
智能化路徑示例No.3
抓住產(chǎn)品后市場的廣闊空間——PLM+智能遠程運維服務(wù)
Gamma公司是一家主要從事高端農(nóng)業(yè)機械研發(fā)制造的大型裝備制造企業(yè)，Gamma公司在企業(yè)戰(zhàn)略探索過程中，確立了以研發(fā)生產(chǎn)智能化產(chǎn)品、為客戶提供智能遠程運維服務(wù)作為企業(yè)的未來發(fā)展方向。
中國智能制造的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢
1、小微企業(yè)難以融入智能化發(fā)展浪潮
在全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)中，84.2%的企業(yè)屬于小型企業(yè)，規(guī)模以下(年主營業(yè)務(wù)收入2000萬元以下)尚有200余萬家小微企業(yè)。廣大小微企業(yè)是制造業(yè)的根基，其智能化水平很大程度上影響著中國智能制造工程的實施效果。然而從《中國制造2025》戰(zhàn)略提出以來，由于自有資金不足、信息化基礎(chǔ)薄弱、缺乏相關(guān)人才等多方面因素的影響，大部分中國制造業(yè)小微企業(yè)只能羨慕大企業(yè)申請智能制造試點示范項目、圍觀大企業(yè)開展轟轟烈烈的智能化改造，自己卻難以融入智能制造的發(fā)展浪潮。相比于大中型企業(yè)，小微企業(yè)的智能化之路面臨更大的試錯成本和不可控風(fēng)險，稍有不慎就會危及生存。
2、流程領(lǐng)域有望率先實現(xiàn)智能化
制造業(yè)企業(yè)智能化的動力本源是響應(yīng)市場需求，這點在消費品制造領(lǐng)域尤為明顯，乘用車、家電、3C、服裝、醫(yī)藥、食品等直接面向消費者的制造業(yè)企業(yè)搭建智能制造系統(tǒng)的主要目的即是實現(xiàn)高度柔性生產(chǎn)，快速、準確地實現(xiàn)消費者對產(chǎn)品的個性化、定制化需求。如果我們把視角向上推，對于原材料工業(yè)和裝備工業(yè)的企業(yè)而言，智能化浪潮前沿的消費品制造廠商即是他們的市場所在，要跟上客戶多品種、小批量的生產(chǎn)節(jié)奏，就必然要大幅提升自身的產(chǎn)品創(chuàng)新能力、快速交貨能力以及連續(xù)補貨能力?？焖僮兓氖袌鲂枨髲南M端沿著產(chǎn)業(yè)鏈不斷向上傳導(dǎo)，下游企業(yè)生產(chǎn)方式的顛覆與創(chuàng)新迫使上游供應(yīng)商融入智能化浪潮，智能制造倒逼機制就此形成。在這種倒逼機制的作用下，產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)要主動適應(yīng)變化，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，基于供應(yīng)商先期介入思維，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造確立競爭優(yōu)勢，否則將面臨被市場淘汰的風(fēng)險。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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