從“制造”變“智造”,我國制造業未來將呈現七大特征

導語:隨著以人工智能、大數據、區塊鏈為代表的新一代信息技術加速與制造業融合,制造業生產方式與企業形態正在發生根本性變革。


  隨著以人工智能、大數據、區塊鏈為代表的新一代信息技術加速與制造業融合,制造業生產方式與企業形態正在發生根本性變革。“十四五”期間,我國智能制造將從制造工藝、硬件設備、軟件架構、系統集成、供應鏈體系等多個維度持續推進,夯實工業基礎,保持我國制造業朝著數字化、網絡化、智能化方向不變,加快制造業高質量發展進程。


  特征01 系統集成將成為支撐我國智能制造快速發展的重要支點。


  當前,企業智能化改造的方式正從單一的設備升級、軟件應用、網絡鋪設轉變為實施整線、整廠的系統集成解決方案,搭建行業級平臺。隨著企業對智能制造發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服務產品化,將企業智能化改造的定制化需求分解為模塊化的標準服務,在提高集成商服務標準化水平、保證服務質量并降低服務成本的同時,通過改造效益量化的方式增強企業改造意愿;另一方面,具備通用工藝核心技術的集成商,將有望以技術應用場景為出發點進行跨行業橫向延展,向多行業制造企業提供系統集成服務,拉動傳統制造業智能化改造進程。預計到“十四五”末,我國智能制造系統集成產業規模將突破5500億元大關。


  特征02 融合的下一代工業網絡有望領銜智能工廠的未來。


  5G+TSN+OPC UA融合的網絡,更能滿足工業領域智能制造的需求。隨著企業對柔性生產要求的提高,以及跨平臺、跨行業的應用需求增多,急需構建實時的大型工業通信網絡。利用5G超低時延與可靠性、大帶寬、大規模連接等特性,TSN安全、可靠、穩定的實時連接特性,以及OPC UA運行與平臺無關、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無縫融合到工業通信項目中,達到更加可靠、智能且可以遠程、安全地訪問智能邊緣設備的工業網絡技術要求。


  5G+TSN+OPC UA三者的結合,將傳感器、執行器等工業設備以無線的方式連接,實現不受線纜限制的網絡,更好地為工業網絡提供更加完整的解決方案,在工業領域的應用發展未來可期。


  特征03 制造工藝智能化是制造業整體智能化提升的關鍵。


  在向智能化轉型升級過程中,企業逐步認識到,工藝創新是制造業企業發展的看家本領與核心技術。隨著工業互聯網的快速發展,大數據、人工智能等新一代信息技術將從參數優化、反饋補償、智能迭代、工藝仿真、數值模型、方案比較、復合工藝、工藝裝備等八個方面賦能工藝裝備的智能化,開拓制造業智能化轉型升級的新方向。


  特征04 人工智能技術將從邊緣側提升工業智能化程度。


  人工智能技術對工業智能化程度的提升主要體現在使用深度學習等人工智能算法對工業數據進行學習,實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習可通過上傳至云端,或部署在邊緣側(終端設備或接近設備的網關等)兩種方式實現。其中,將數據上傳至云端是符合信息技術(IT)架構較為直接的解決方案。相比較將工業數據上云,邊緣側的部署方案更加貼近工業自動化實際需求。隨著工業數據的指數級增長,在工業設備或網管中增加邊緣計算模塊并植入相關算法軟件成為邊緣智能賦能工業的一種特色解決方案。


  特征05 以工業機理為基礎“自下而上”生長的工業互聯網平臺將占據主流。


  目前,我國工業互聯網平臺企業中,“自上而下”模式(先搭建工業互聯網平臺,再尋找合適的產業嵌入平臺)占多數。隨著工業互聯網模式逐漸成熟,工業互聯網平臺企業將經歷“洗牌期”,預計“十四五”末,我國工業互聯網平臺企業數量將減少一半以上。以制造業企業需求為導向的“自下而上”工業互聯網平臺企業,具備較長時間制造業領域深耕,對工業機理和制造設備具有足夠深入的認知,這種以工業機理為基礎“自下而上”生長出來的工業互聯網平臺將成為主流。


  特征06 機理模型和人工智能將驅動我國工業軟件快速成長。


  我國國產工業軟件由于起步晚、產品化進程緩慢,在“十三五”期間仍難以擺脫“底子薄、應用難、創新少”等發展困境。以工業機理模型為基礎,輔以人工智能技術的加速賦能,我國工業軟件發展有望在“十四五”期間實現換道超車。


  從其細分領域來看,研發設計軟件將以計算機輔助制造(CAM)為重點突破口,在柔性化生產、定制化生產的需求帶動下逐漸找到成長壯大的道路;生產控制軟件將以生產制造系統(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,借助智能制造發展的東風順勢擴大在國內市場的占有率;信息管理軟件將以傳統市場格局為基礎,以“云化”及“服務化”等新模式逐漸增加用戶黏性,在個別垂直行業實現快速發展。


  特征07 聚合工業服務的工業電商3.0形成全產業鏈閉環,價值鏈高端化逐漸顯現。


  工業電商平臺作為工業互聯網平臺衍生的新業態,能夠完善工業互聯網平臺功能,以供應鏈協同為核心,輔以信息資訊、倉儲物流、供應鏈金融等工業服務,實現供應商、制造商、經銷商、用戶等產業鏈各環節主體之間數據連通。2019年,我國工業電商平臺交易額已達9.9萬億元,預計到“十四五”末,我國工業電商平臺交易額將翻一番,達到20.1萬億元,年均增長率12%以上。


  隨著新一代信息技術的突破和應用,工業電商已從以信息對接和即時交易為核心的工業電商1.0,逐漸與工業互聯網平臺融合融通發展,進入以供應鏈協同為著力點、打通生產過程與在線交易數據的工業電商2.0,正開啟聚合服務、驅動全產業鏈數據閉環的工業電商3.0。工業電商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需求,驅動以用戶需求為中心的生產制造(C2M)。加之越來越多的工業電商企業為了提升交易品附加值,將在線交易與倉儲物流、金融、質量認證等工業服務環節深度綁定,實現研發—設計—采購—生產—銷售—服務—研發的交易品全生命周期數據閉環,邁向價值鏈高端。