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我国智能制造发展战略与对策研究_2

发表于:2019-06-21 14:09 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  编者按:本文是工业和信息化部赛迪研究院装备工业研究所所长左世全博士的研究报告,为方便阅读,编者做了部分摘编,在保留报告总体框架的前提下省略了部分扩展内容。

  一、智能制造内涵及其战略意义

  1、概念内涵

  智能制造是将制造技术与数字技术、智能技术、网络技术的集成应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期,在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制,实现产品需求的动态响应,新产品的迅速开发以及对生产和供应链网络实时优化的制造活动的总称,可分为智能设计、智能生产、智能管理、智能制造服务四个关键环节。

  2、战略意义

  智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势,世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。发展智能制造既符合我国制造业发展的内在要求,也是重塑我国制造业新优势,实现转型升级的必然选择,应该提升到国家战略的高度。

  (1)实现制造业升级的内在要求:一是实现我国制造业高端化的重要路径;二是加速智能制造技术进步的内在要求。

  (2)重塑制造业新优势的现实需要:一是应对双重挤压挑战的必须之选;二是加快我国智能制造技术产业化的客观需要;三是破解能源、资源和环境约束,实现节能减排目标的有力手段。

  (3)拓宽产业施政空间的重要抓手:分析我国已出台的促进智能制造发展的规划和政策,可以发现,目前还主要将重点放在智能制造技术及智能制造装备产业发展方面,而智能制造是将智能制造技术应贯穿于产品的设计、生产、管理和服务的制造活动全过程,不仅包括智能制造装备还包括智能制造服务。因此,要促进智能制造的发展,应从智能制造技术、智能制造装备、智能制造服务等诸多领域加以规划和政策扶持。

  二、全球智能制造发展趋势

  1、以3D打印为代表的数字化制造技术崭露头角

  数字化制造技术有可能改变未来产品的设计、销售和交付用户的方式,使大规模定制和简单的设计成为可能,使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产,并彻底改变自福特时代以来的传统制造业形态。

  3D打印技术呈现三个方面的发展趋势:(1)打印速度和效率将不断提升;(2)将开发出多样化的3D打印材料;(3)3D打印机价格大幅下降。

  2、智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程

  先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化,智能制造正引领新一轮的制造业革命,主要体现在以下四个方面:一是建模与仿真使产品设计日趋智能化;二是以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛;三是全球供应链管理创新加速;四是智能服务业模式加速形成。

  3、世界范围内智能制造国家战略空前高涨

  (1)世界主要工业化发达国家提早布局

  自20世纪80年代末智能制造提出以来,世界各国都对智能制造系统进行了各种研究,首先是对智能制造技术的研究,然后为了满足经济全球化和社会产品需求的变化,智能制造技术集成应用的环境智能制造系统被提出。日本于1989年提出智能制造系统,且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目。美国于1992年执行新技术政策,大力支持包括信息技术、新的制造工艺和智能制造技术在内的关键重大技术。欧盟于1994年启动新的研发项目,选择了39项核心技术,其中信息技术、分子生物学和先进制造技术中均突出了智能制造技术的地位。近年来,各国除了对智能制造基础技术进行研究外,更多的是进行国际间的合作研究。

  (2)世界主要工业化发达国家将智能制造作为重振制造业战略的重要抓手

  金融危机以来,在寻求危机解决方案的过程中,美、德、日等国政府和相关专业人士纷纷提出通过发展智能制造来重振制造业。2011年6月,美国正式启动包括工业机器人在内的先进制造伙伴计划,2012年2月又出台先进制造业国家战略计划,提出通过加强研究和试验(RE)税收减免、扩大和优化政府投资、建设智能制造技术平台以加快智能制造的技术创新,2012年设立美国制造业创新网络,并先后设立增材制造创新研究院和数字化制造与设计创新研究院。德国通过政府、弗劳恩霍夫研究所和各州政府合作投资于数控机床、制造和工程自动化行业应用制造研究。日本提出通过加快发展协同式机器人、无人化工厂提升制造业的国际竞争力。德国于2013年正式实施以智能制造为主体的工业4.0战略,巩固其制造业领先地位。

  三、我国智能制造发展现状与存在问题

  1、发展现状

  一是取得了一批基础研究成果和智能制造技术。我国对智能制造的研究开始于20世纪80年代末。在最初的研究中在智能制造技术方面取得了一些成果,而进入21世纪以来的十年当中智能制造在我国迅速发展,在许多重点项目方面取得成果,智能制造相关产业也初具规模。

  二是智能制造装备产业体系初步形成。随着信息技术与先进制造技术的高速发展,我国智能制造装备的发展深度和广度日益提升,一批具有自主知识产权的智能制造装备实现突破。

  三是国家对智能制造的扶持力度不断加大。近年来,我国对智能制造的发展也越来越重视,越来越多的研究项目成立,研究资金也大幅增长。

  2、存在问题

  近年来,我国智能制造技术及其产业化发展迅速,并取得了较为显著的成效。然而,制约我国智能制造快速发展的突出矛盾和问题依然存在,主要表现在以下四个方面:一是智能制造基础理论和技术体系建设滞后;二是智能制造中长期发展战略缺失;三是高端制造装备对外依存度高;四是关键智能制造技术及核心基础部件主要依赖进口;五是重硬件轻软件的现象突出。

  四、我国智能制造发展战略与对策

  1、战略思路

  按照市场主导、创新突破、引领产业的发展思路,前瞻布局核心智能制造技术、着力提升智能部件产业化、重点突破智能制造装备集成及工业软件创新,全面普及制造过程数控化、智能化与管理信息化。

  2、发展目标

  基于我国现有的产业基础及技术水平,智能制造的发展可分两步走:到2020年,制造业基本普及数控化,实现重点领域智能制造装备尤其是高端数控机床及工业机器人的产业化与应用;到2030年,制造业全面实现数字化,在制造业重点领域推进智能制造模式的转变,形成与世界工业发达国家在高端制造领域全面抗衡的能力。

  3、发展重点

  一是关键智能基础共性技术。围绕感知、决策和执行等智能功能的实现,针对测控装置、部件和重大智能制造成套装备的开发和应用,突破新型传感原理和工艺、高精度运动控制、高可靠智能控制、工业通信网络安全、健康维护诊断等一批共性、基础关键智能技术,为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

  二是核心智能测控装置与部件。围绕重大智能制造成套装备研发以及智能制造技术的推广应用,开发机器人、感知系统、智能仪表等典型的智能测控装置和部件并实现产业化。在充分利用现有技术和产品的基础上,进一步实现智能化、网络化,形成对智能制造装备产业发展的有力支撑。

  三是重大智能制造成套装备。突出制造业所需装备,针对石油化工、冶金、建材、机械加工、食品加工、纺织、造纸印刷等制造业生产过程数字化、柔性化、智能化的需要,发挥产学研用相结合的创新机制,依托有明确需求的用户,组织产、学、研、用共同参与的创新团队,推动国产软硬件在数控/工业控制装备中的应用与推广,通过集成创新,开发一批标志性的重大智能制造成套装备,保障产业转型升级。并结合国家重大工程建设,推进示范应用,加快产业化。

  四是基础工业软件。推动骨干企业、专业机构、行业协会、产业园区、重点高校、科研院所多方参与组建资源共享、优势互补的产业联盟,围绕产业重点,开展工业软件行业规范与标准研究、技术攻关和产业化推广。在工业软件开发、系统集成、产品定型等方面迅速形成优势,深化工业软件技术的内涵,提升应用服务能级。

  五是重点应用示范推广领域。根据我国智能制造技术和智能测控装置的发展水平,立足制造业,在十二五期间重点选择在电力、节能环保、农业、资源开采、国防军工等国民经济重点领域推广应用,分步骤、分层次开展应用示范,形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台,加快推进产业、技术与应用协同发展。

  4、政策建议

  为加快推进智能制造的培育与发展,必须客观分析并顺应当前智能制造的发展趋势,结合我国智能制造的发展实际及存在的突出问题,制定我国智能制造的发展战略。

  一是建立智能制造基础理论体系。

  二是制定智能制造中长期发展战略。

  三是提高智能制造自主创新能力。

  四是突破核心关键技术。

  五是推进智能基础部件产业化。

  六是提高重大智能制造装备集成创新。

  七是加强智能制造人才队伍建设。

  (更多详情请参阅《WMEM》杂志)

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