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全面提升數據價值
賦能業務提質增效
智能制造代表著制造業的全面改革,是制造業科技化的必要步驟。智能制造包括信息處理,人工智能技術,能夠為企業打造全方位智能生產和物流方式。
智能制造十大關鍵技術
1.智能產品
智能產品通常包括機械、電氣和嵌入式軟件,具有記憶、感知、計算和傳輸功能。典型的智能產品包括智能手機、智能可穿戴設備、無人機、智能汽車、智能家電、智能售貨機等,包括很多智能硬件產品。智能裝備也是一種智能產品。企業應該思考如何在產品上加入智能化的單元,提升產品的附加值。
2.智能服務
基于傳感器和物聯網(IoT),可以感知產品的狀態,從而進行預防性維修維護,及時幫助客戶更換備品備件,甚至可以通過了解產品運行的狀態,幫助客戶帶來商業機會。還可以采集產品運營的大數據,輔助企業進行市場營銷的決策。此外,企業通過開發面向客戶服務的APP,也是一種智能服務的手段,可以針對企業購買的產品提供有針對性的服務,從而鎖定用戶,開展服務營銷。
3.智能裝備
制造裝備經歷了機械裝備到數控裝備,目前正在逐步發展為智能裝備。智能裝備具有檢測功能,可以實現在機檢測,從而補償加工誤差,提高加工精度,還可以對熱變形進行補償。以往一些精密裝備對環境的要求很高,現在由于有了閉環的檢測與補償,可以降低對環境的要求。
4.智能產線
很多行業的企業高度依賴自動化生產線,比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等,實現自動化的加工、裝配和檢測,一些機械標準件生產也應用了自動化生產線,比如軸承。但是,裝備制造企業目前還是以離散制造為主。很多企業的技術改造重點,就是建立自動化生產線、裝配線和檢測線。美國波音公司的飛機總裝廠已建立了U型的脈動式總裝線。自動化生產線可以分為剛性自動化生產線和柔性自動化生產線,柔性自動化生產線一般建立了緩沖。為了提高生產效率,工業機器人、吊掛系統在自動化生產線上應用越來越廣泛。
5.智能車間
一個車間通常有多條生產線,這些生產線要么生產相似零件或產品,要么有上下游的裝配關系。要實現車間的智能化,需要對生產狀況、設備狀態、能源消耗、生產質量、物料消耗等信息進行實時采集和分析,進行高效排產和合理排班,顯著提高設備利用率(OEE)。因此,無論什么制造行業,制造執行系統(MES)成為企業的必然選擇。
6.智能工廠
一個工廠通常由多個車間組成,大型企業有多個工廠。作為智能工廠,不僅生產過程應實現自動化、透明化、可視化、精益化,同時,產品檢測、質量檢驗和分析、生產物流也應當與生產過程實現閉環集成。一個工廠的多個車間之間要實現信息共享、準時配送、協同作業。一些離散制造企業也建立了類似流程制造企業那樣的生產指揮中心,對整個工廠進行指揮和調度,及時發現和解決突發問題,這也是智能工廠的重要標志。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統支撐,主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統。大型企業的智能工廠需要應用ERP系統制定多個車間的生產計劃(ProducTIon planning),并由MES系統根據各個車間的生產計劃進行詳細排產(producTIon scheduling),MES排產的粒度是天、小時,甚至分鐘。
7. 智能研發
離散制造企業在產品研發方面,已經應用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統,但是e-works在為制造企業提供咨詢服務的過程中發現,很多企業應用這些軟件的水平并不高。企業要開發智能產品,需要機電軟多學科的協同配合;要縮短產品研發周期,需要深入應用仿真技術,建立虛擬數字化樣機,實現多學科仿真,通過仿真減少實物試驗;需要貫徹標準化、系列化、模塊化的思想,以支持大批量客戶定制或產品個性化定制;需要將仿真技術與試驗管理結合起來,以提高仿真結果的置信度。流程制造企業已開始應用PLM系統實現工藝管理和配方管理,LIMS(實驗室信息管理系統)系統比較廣泛。
8. 智能管理
制造企業核心的運營管理系統還包括人力資產管理系統(HCM)、客戶關系管理系統(CRM)、企業資產管理系統(EAM)、能源管理系統(EMS)、供應商關系管理系統(SRM)、企業門戶(EP)、業務流程管理系統(BPM)等,國內企業也把辦公自動化(OA)作為一個核心信息系統。為了統一管理企業的核心主數據,近年來主數據管理(MDM)也在大型企業開始部署應用。實現智能管理和智能決策,最重要的條件是基礎數據準確和主要信息系統無縫集成。
9.智能物流與供應鏈
制造企業內部的采購、生產、銷售流程都伴隨著物料的流動,因此,越來越多的制造企業在重視生產自動化的同時,也越來越重視物流自動化,自動化立體倉庫、無人引導小車(AGV)、智能吊掛系統得到了廣泛的應用;而在制造企業和物流企業的物流中心,智能分揀系統、堆垛機器人、自動輥道系統的應用日趨普及。WMS(Warehouse Management System,倉儲管理系統)和TMS(Transport Management System,運輸管理系統)也受到制造企業和物流企業的普遍關注。
9. 智能決策
企業在運營過程中,產生了大量的數據。一方面是來自各個業務部門和業務系統產生的核心業務數據,比如與合同、回款、費用、庫存、現金、產品、客戶、投資、設備、產量、交貨期等數據,這些數據一般是結構化的數據,可以進行多維度的分析和預測,這就是BI(Business Intelligence,業務智能)技術的范疇,也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統。同時,企業可以應用這些數據提煉出企業的KPI,并與預設的目標進行對比,同時,對KPI進行層層分解,來對干部和員工進行考核,這就是EPM(Enterprise Performance Management,企業績效管理)的范疇。從技術角度來看,內存計算是BI的重要支撐。
智能制造將影響的幾大行業
1、虛擬現實促使人機交互“黑科技”全面爆發
為實現將用戶置身于一個包括視覺、聽覺、觸感和嗅覺全體感的”以假亂真”的虛擬環境中,VR需要更加豐富的人機交互形式。作為人類溝通中最自然的語言與視覺,語音識別技術和眼球追蹤技術將成為下一階段人機交互技術發展的熱點,情感合成技術、跨語言交流技術等已經嶄露頭角。
動作捕捉、觸覺反饋、方向追蹤、手勢跟蹤等一系列更加自然化的人機交互技術也將呈現革命性的突破,同時如何組合不同的交互技術帶來沉浸式的VR體驗也是各企業追逐的焦點。隨著人機交互技術的全面爆發,預計被多數用戶及業內人士認可的VR設備交互范式將有望在明年出現。
2、視覺系統技術正加速向機器人、汽車、無人機等多領域滲透
隨著機器人產業的快速發展,視覺感知方式正在從傳統的深度地圖、激光雷達系統向視覺系統轉變,而該領域的技術已經于近兩年有了較大的突破,以韓國、美國、日本為代表的多個國家的機器人研究院均在2016年的多場世界級機器人大賽中應用視覺技術。
而隨著電動汽車的加速普及,無人駕駛技術的快速突破,消費級無人機市場的進一步開拓,在視覺系統于機器人產業領域應用愈發成熟的背景下,以無人駕駛、無人機、機器人為代表的新興領域將成為視覺系統應用的新焦點。
3、云制造將引領智能制造投資新熱潮
云制造是一種基于泛在網絡、以人為中心的智能制造新模式,是兩化深度融合和產業鏈資源優化配置的重要途徑,未來云制造將獲得更多的投資關注。一方面,云制造已經滲透到產業鏈的各個環節,包括云端3D打印、供應鏈融資、基于工業云的大數據研發等,在航空航天、汽車工業、工程機械、石油化工、電子電氣等眾多行業均有廣泛的應用。
另一方面,云制造也在重塑產業生態,例如在數控機床領域,已經出現了以數控機床生產力和云平臺為主要商業模式的新型互聯網制造形態;在汽車工業領域,也有企業開始嘗試打造汽車全產業鏈生態圈,形成資本、資源、研發、生產、銷售、充電、售后等全方位的云平臺制造模式。
4、“蘋果+富士康”代工模式將在制造業領域加速鋪開
隨著全球制造業的發展模式正在向網絡化、智能化、綠色化轉變,大量中低端生產力正在加速被淘汰。
由于傳統制造業擁有重資產、生產周期長等特點,擁有新技術、新模式的企業難以在短時間內將技術及模式轉化為生產力,而在互聯網共享思維不斷普及,金融資本大量注入到智能制造領域的背景下,“蘋果+富士康”這一成功的代工模式能夠將新技術、新模式與現有生產力進行有機的融合,極大縮短企業從初創到投產的生長周期,推動產業更加快速的更新迭代,而在發展相對成熟的汽車等傳統制造業領域,該模式有望加速鋪開。
5、醫療機器人有望成為服務機器人行業投資“升班馬”
發展醫療機器人產業是我國實現工業4.0的重要環節,隨著《中國制造2025》、《機器人產業發展規劃(2016-2020年)》等一系列重要文件的發布,醫療機器人等高智能醫療設備成為了未來幾年我國發展的重點領域之一。各地政府也在積極打造醫療機器人測試及應用平臺,并為建立行業標準給予政策指導,政策方向明確。
目前,醫療機器人主要集中在北美市場,國內市場剛剛興起,市場滲透率不足5%,存在巨大的市場空間和發展潛力,國外企業紛紛將中國市場視為提升業務的關鍵點。新松、博實、金山科技、妙手集團等國內企業也為搶占國內市場高地,加速對醫療機器人領域的產業布局。預計,2017年醫療機器人將成為服務機器人行業投資的最大熱點,有望成為新興行業投資者的新機遇。
智能制造行業趨勢分析
經過連續三年的試點和探索,我國智能制造行業發展取得了顯著成就。數據顯示,2010-2017年,我國智能制造行業保持著較為快速的增長速度,到2017年,我國智能制造行業的產值規模已達到15000億元左右。接下來,預計我國智能制造發展將進入全面推進階段,一是由點狀突破向區域制造業提升邁進,在開展單個項目、單個企業試點示范的基礎上,探索智能制造區域性發展的有效模式,以智能制造的推進帶動區域制造業轉型升級,加速轉換增長動力;二是由基礎條件好和需求迫切的行業向制造業所有行業擴展,截至目前試點示范已覆蓋了82個行業,占制造業191個中類的42.9%,未來將進一步擴大行業的覆蓋范圍;三是核心供給能力將快速提升,以市場應用帶動智能制造關鍵技術裝備、核心工業軟件、工業互聯網平臺和系統解決方案供給能力的有效提升,形成一批智能制造的中國方案。在上述趨勢下,預計未來幾年我國智能制造行業將保持11%左右的年均復合增速,到2023年行業市場規模將達到2.81萬億元,行業增長空間巨大。
智能制造現在已經獲得階段性進展。隨著智能制造在企業開展實施,自動化生產和企業生產信息處理科技化,企業的智能設備也將增加。
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