解讀，智能制造的主線：智能生產(chǎn)

解讀，智能制造的主線：智能生產(chǎn)

·美國哈雷戴維森公司：廣泛利用以加工中心和機(jī)器人構(gòu)成的智能制造單元，實(shí)現(xiàn)大批量定制

·重卡巨頭MAN公司：搭建了完備的廠內(nèi)物流體系，并建立了物料超市

一、智能工廠的內(nèi)涵及建設(shè)重點(diǎn)

人機(jī)料法環(huán)是對全面質(zhì)量管理理論中的五個影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素的簡稱。人，指制造產(chǎn)品的人員；機(jī)，制造產(chǎn)品所用的設(shè)備；料，指制造產(chǎn)品所使用的原材料；法，指制造產(chǎn)品所使用的方法；環(huán)，指產(chǎn)品制造過程中所處的環(huán)境。而智能生產(chǎn)就是以智能工廠為核心，將人、機(jī)、法、料、環(huán)連接起來，多維度融合的過程。

縱向集成和橫向集成均以CPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，產(chǎn)品、設(shè)備、制造單元、生產(chǎn)線、車間、工廠等制造系統(tǒng)的互聯(lián)互通，及其與企業(yè)不同環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)的集成統(tǒng)一，則是通過數(shù)據(jù)應(yīng)用和工業(yè)云服務(wù)實(shí)現(xiàn)，并在決策層基于產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)備管理支撐企業(yè)最高決策。這些共同構(gòu)建了一個智能工廠完整的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)體系，為用戶提供端到端的解決方案。

由于產(chǎn)品制造工藝過程的明顯差異，離散制造業(yè)和流程制造業(yè)在智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容有所不同。對于離散制造業(yè)而言，產(chǎn)品往往由多個零部件經(jīng)過一系列不連續(xù)的工序裝配而成，其過程包含很多變化和不確定因素，在一定程度上增加了離散型制造生產(chǎn)組織的難度和配套復(fù)雜性。企業(yè)常常按照主要的工藝流程安排生產(chǎn)設(shè)備的位置，以使物料的傳輸距離最小。面向訂單的離散型制造企業(yè)具有多品種、小批量的特點(diǎn)，其工藝路線和設(shè)備的使用較靈活，因此，離散制造型企業(yè)更加重視生產(chǎn)的柔性，其智能工廠建設(shè)的重點(diǎn)是智能制造生產(chǎn)線。

二、智能工廠主要建設(shè)模式

由于各個行業(yè)生產(chǎn)流程不同，加上各個行業(yè)智能化情況不同，智能工廠有以下幾個不同的建設(shè)模式。

第一種模式是從生產(chǎn)過程數(shù)字化到智能工廠。在石化、鋼鐵、冶金、建材、紡織、造紙、醫(yī)藥、食品等流程制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的內(nèi)在動力在于產(chǎn)品品質(zhì)可控，側(cè)重從生產(chǎn)數(shù)字化建設(shè)起步，基于品控需求從產(chǎn)品末端控制向全流程控制轉(zhuǎn)變。

第三種模式是從個性化定制到互聯(lián)工廠。在家電、服裝、家居等距離用戶最近的消費(fèi)品制造領(lǐng)域，企業(yè)發(fā)展智能制造的重點(diǎn)在于充分滿足消費(fèi)者多元化需求的同時實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，側(cè)重通過互聯(lián)網(wǎng)平臺開展大規(guī)模個性定制模式創(chuàng)新。

三、智能工廠發(fā)展重點(diǎn)環(huán)節(jié)

智能生產(chǎn)的側(cè)重點(diǎn)在于將人機(jī)互動、3D打印等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于整個工業(yè)生產(chǎn)過程，并對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而形成高度靈活、個性化、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)鏈。

3D打印

3D打印經(jīng)過了近 40年的發(fā)展，龍頭公司開始實(shí)現(xiàn)顯著盈利，市場認(rèn)可度快速上升，行業(yè)收入增長加速。根據(jù)典型的產(chǎn)品生命周期理論，技術(shù)產(chǎn)品從導(dǎo)入期進(jìn)入成長期的過程中往往表現(xiàn)出加速增長的特征，判斷目前3D打印產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入加速成長期。

圖表：2008－2015年全球3D打印設(shè)備出貨量增長情況

Source：賽瑞研究

整個3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈大概可分為三個部分，上游基礎(chǔ)配件行業(yè)，3D打印設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、3D打印材料生產(chǎn)企業(yè)和支持配套企業(yè)，下游主要是3D打印的各大應(yīng)用領(lǐng)域。通常意義上的3D打印行業(yè)則主要是指3D打印設(shè)備、材料及服務(wù)企業(yè)。

圖表：3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

3D打印已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)都聚集了一批領(lǐng)先企業(yè)。全球范圍來看，以Stratasys、3D Systems為代表的設(shè)備企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)了主導(dǎo)作用，且這些設(shè)備企業(yè)通常能夠提供材料和打印服務(wù)業(yè)務(wù)，如具有較強(qiáng)的話語權(quán)。

圖表：2015年全球工業(yè)級／專業(yè)級3D打印設(shè)備出貨量TOP5企業(yè)

Source：賽瑞研究整理

人機(jī)交互

未來各類交互方式都會進(jìn)行深度融合，使智能設(shè)備會更加自然地與人類生物反應(yīng)及處理過程同步，包括思維過程、動覺，甚至一個人的文化偏好等，這個領(lǐng)域充滿著各種各樣新奇的可能性。

中國已經(jīng)基本形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，在材料、器件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等各方面水平不斷完善，自主產(chǎn)品已達(dá)6000種，國內(nèi)建立了三大傳感器生產(chǎn)基地，分別為：安徽基地，陜西基地和黑龍江基地。政府對國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)提出了加快力度加快發(fā)展的指導(dǎo)方針，未來的傳感器發(fā)展將向著智能化的方向改善。

工業(yè)軟件

在《中國制造2025》的大背景下，工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展模式、加快兩化融合成為大勢所趨，工業(yè)軟件以及信息化服務(wù)的需求仍將繼續(xù)增加，中國繼續(xù)保持著全球工業(yè)軟件市場增長生力軍的地位。

分區(qū)域來看，華北、華東是工業(yè)軟件應(yīng)用最多的區(qū)域，合計(jì)占到全國一半左右，具體到省市來看，北京、上海、廣東、江蘇是工業(yè)軟件實(shí)力雄厚的區(qū)域，約占中國工業(yè)軟件市場規(guī)模的一半以上。

云制造

云制造即制造企業(yè)將先進(jìn)的信息技術(shù)、制造技術(shù)以及新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等交叉融合，工廠產(chǎn)能、工藝等數(shù)據(jù)都集中于云平臺，制造商可在云端進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與客戶關(guān)系管理，發(fā)揮企業(yè)最佳效能。

圖片展示了云制造的概念，以及從傳統(tǒng)制造，到智能制造，到智慧制造，到今天的云制造的過程。

我們國內(nèi)，可以看到有航天科工集團(tuán)開發(fā)的面向航天復(fù)雜產(chǎn)品的集團(tuán)企業(yè)云制造服務(wù)平臺，接入了集團(tuán)下屬各院所和基地?fù)碛胸S富的制造資源和能力；中車集團(tuán)面向軌道交通裝備的集團(tuán)企業(yè)云制造服務(wù)平臺，打通了軌道車輛、工程機(jī)械、機(jī)電設(shè)備、電子設(shè)備及相關(guān)部件等產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、修理和服務(wù)等業(yè)務(wù)；面向中小企業(yè)的云制造平臺，也陸續(xù)出現(xiàn)在了裝備制造、箱包鞋帽等行業(yè)領(lǐng)域。

總結(jié)

建設(shè)智能工廠無疑是制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方式，同時應(yīng)圍繞企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)自身產(chǎn)品、工藝、設(shè)備和訂單的特點(diǎn)，合理規(guī)劃智能工廠的建設(shè)藍(lán)圖。在推進(jìn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，從最緊迫需要解決的問題入手，務(wù)實(shí)推進(jìn)智能工廠的建設(shè)。

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