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制造业智能化的前世今生(二)

2017-09-28

制造业作为国民经济的重要支柱必须转型升级。那么,在新形势下,制造业有了怎样的变化?智能技术在制造业扮演着怎样的角色?现状如何?又存在哪些短板?

 

一、政策东风助力智能制造走上发展快车道

国务院于2015年印发《中国制造2025》,提出要以推动智能制造为主攻方向,从而实现我国制造业由大到强的历史跨越。全球“工业4.0”革命浪潮中提出智能制造是未来制造业的愿景,人类将迎来生产高度数字化、网络化、智能化的工业革命。《中国制造2025》与其不谋而合。

           

 

同时,国家与多地政府出台、加大了对制造业及高新技术企业的补贴,用以保护和大力促进高新技术企业发展。在我国推动工业化向更高级别发展的良好的氛围下,海内外众多高端技术人才、研究人员回流,纷纷国创业或加入相应的企业、机构,给中国制造业的转型升级带来技术支持,为我国制造业实现“增长动力从要素驱动为主向创新驱动为主转变,要素支撑从物质资源为主向人才为主转变”提供了保障,将促进智能制造的发展。

下图则展示了智能制造在制造业设计、加工、管理及服务中与传统制造的区别与影响:


制造业智能化升级的背景下,其生产加工方式正由自动化概念扩展到柔性化、智能化和高度集成化;商业模式、组织架构正以用户为导向、以需求为核心进行变革;管理也不再仅限于企业内部人员,而是利用信息技术延伸到设备、上下游的全面管理;围绕产品生命周期的制造业服务化是未来趋势,厂家可以对自己销售出去的产品实时获取使用信息,实时监控使用情况,并且能够提前诊断出该设备故障情况,远程发送指令,进行远程维修和维护,从而提供产品全生命周期的服务,并通过服务提升产品的附加值。

 

二、“人工智能”发展迅猛,制造业由要素驱动发展向创新驱动转型

人工智能技术如深度学习技术、计算机视觉、自然语言处理、传感器技术、机器人技术、语音识别技术、智能监控、生物特征识别等让机器人拥有做出类似人类判断的能力。我国人工智能产业起步相对较晚,但我国拥有自主知识产权的人工智能科技成果已实际应用于医疗、金融、交通、智能生活、制造业等领域,其中人工智能将带动制造业由要素驱动发展向创新驱动转型。

结合人工智能技术的工业机器人越来越多地被用于物流分拣、食品分类、零件装配等岗位以替代人工,人工数量减少从而进一步降低了劳动成本在制造业总投入中的比例,加速弱化我国低劳动成本要素的优势。比如,浙江、广东的很多制造企业逐步实施智能机器对劳动力的替代,有效化解了劳动力成本上升带来的不利影响,带动了企业的智能化升级。

长期以来我国制造型企业的粗放型发展导致能源利用率不高且浪费严重,能源要素优势不再。而利用人工智能技术、部署传感器和进行大数据分析可以实时计算以优化资源配置,从而最大化提高能源的利用率,用技术创造去更大的价值。不久前,百度云与宝钢合作,利用人工智能技术推出了“智能钢包”。宝钢通过智能钢包的推广应用,平均降低出钢温度10℃,可以节约能源成本70亿元,钢包烘烤能效下降50%,大约可以节约150亿元,以此提高生产效率而带来的间接经济效益更是不可估量。

人工智能技术推动制造业向柔性化、智能化和高度集成化发展,智能柔性化的生产不仅能节约劳动力成本,还能减少土地成本支出。比如在美的空调生产车间里,一边是占据了绝大部分面积的传统生产线,另一边则是一条新建成的智能化柔性生产线。利用人用智能技术,柔性产线上的工业机器人不仅能做生产装配这些体力活,质量检测等脑力活也由它们完成。传统的生产线上需要投入 约70 人,但是在智能示范线上面只需投入约30 人。最值得注意的是,智能柔性生产线能够同时生产200 多个型号、 10 种不同的产品,也就意味着以往上百条传统产线要做的事情用几条柔性产线就能完成,这将节约至少50%的土地生产面积,企业发展将不再受限于高昂的土地支出。未来依靠技术创新、设备升级在短时间内完成产品市场响应的能力将是企业最重要的发展驱动力之一。

 

三.工业互联网将给制造业生产模式、组织形式等带来智能化变革

工业互联网倡导将人,数据和机器连接起来,这不仅涉及到人与人的信息沟通,还涉及到人与设备、人与产品、设备与设备、设备与产品的信息沟通,即万物相联。在这种背景下,制造业虚实结合、智能化加工、数值化设计、人机交互等不再是空谈。

工业互联网注重软件、网络和大数据,将智能设备和网络收集到的数据进行分析后产生的“智能信息”可为决策者制定各项战略提供重要参考。在生产计划层面,基于对 B2C、B2B 海量交易数据的计算和分析,可以帮助企业制定自动化、智能化的生产计划;在生产模式层面,通过大数据分析获得消费者需求偏好,以往的大规模生产向着多品种小批量定制化生产转型,为用户提供全流程个性化体验;在生产制造层面,则可以通过对产品数据、生产设备数据的收集、分析来诊断产品良品率、远程检测设备寿命等;在产品流通层面,大量传感器所采集的流通数据可以让企业的市场计划实现智能化。

海尔作为我国制造业的典型代表,在建立以用户为中心的互联工厂的基础上,2016年海尔发布了支持大规模定制的互联网架构软件服务平台--COSMO平台。通过该平台,用户可以向工厂直接发出请求,让工厂生产自己想要的个性化产品,满足个性化定制需求。COSMO平台在产品设计、制造、物流、服务等环节为用户提供了和工厂零距离的解决方案,这种无缝对接也完成了虚拟设计和实体制造的全面融合。

我国智能制造发展整体势头良好,但我们不可忽视其中的短板。

  • 我国的制造业只是“点”的智能化,实现“全面”的智能化还有很长的路要走。

制造业智能化在不同行业、不同企业、不同地域间的发展极不平衡:机械制造、电子电器、汽车制造等离散制造业受市场需求的影响,其产品种类多变化快,这类企业更关注制造智能化的升级,走在转型的前端,美的收购库卡就是引进先进技术与设备进行智能制造升级的典型代表;资金足、设备基础较好的企业也更容易实现智能化升级,中小型企业资金实力相对较弱,对新技术、新设备的投资回报持观望态度,不敢轻易尝试;沿海发达城市人才技术集中度高、产业链及配套设施齐全,走在制造业智能化的前列,而中西部企业受地域、人才、技术等限制,制造业智能化程度还比较落后。要实现全面的智能制造,我们需要以点带面,建立行业、企业智能制造示范点去带动全行业、上下游企业的发展,开展优势区域与传统区域的互联协作,加快制造业智能化的全面转型。

 

二、在互联网发展模式的引导下,我国需警惕制造业实体经济“空心化”。21世纪初,我国金融、地产业给企业带来利润回报高于投入数倍,呈现爆炸式发展,很多成本高、利润薄的实体企业为了追逐高回报而放松主业,转向炒作房地产和金融业,制造业实体经济发展萎靡,产业出现空心化。如今新兴的互联网行业的利润率高于制造业4~5倍,制造业企业家是否会转身投入互联网?是否会重现制造业实体空心化现象?同时,工业互联网中,工业大数据是最宝贵的财富之一且都会流入工业云中,工业大数据归谁所有?当然是云的创造者。如今的大部分云平台都为互联网企业所有,数据相应地就被互联网企业所掌控,制造企业势必要为大数据的使用支付高昂的费用,真正想做实体经济的制造企业处境将更困难,其实业发展将受创。因此在工业互联网模式下,制造企业不能将工业大数据本身当成发展目的,而是当成技术手段以创造价值。

在政策、智能技术、信息化技术的引导下,未来制造业将会发生怎样的变化呢?行业环境将会发展成什么样?我们下篇再见。