还剩10页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
智能制造系统架构分析
一、智能制造系统架构智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成,主要解决智能制造标准体系结构和框架的建模研究
1、生命周期生命周期是由设计、生产、物流、销售、服务等一系列相互联系的价值创造活动组成的链式集合生命周期中各项活动相互关联、相互影响不同行业的生命周期构成不尽相同
2、系统层级系统层级自下而上共五层,分别为设备层、控制层、车间层、企业层和协同层智能制造的系统层级体现了装备的智能化和互联网协议(IP)化,以及网络的扁平化趋势
(1)设备层级包括传感器、仪器仪表、条码、射频识别、机器、机械和装置等,是企业进行生产活动的物质技术基础;
(2)控制层级包括可编程逻辑控制器(PLC)、数据采集与监视控制系统(SCADA)、分布式控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等;
(3)车间层级实现面向工厂/车间的生产管理,包括制造执行系统MES等;《智能制造发展规划(2016-2020年)》提出在2025年前,推进智能制造发展实施两步走战略第一步,到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;第二步,到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型国家政策的支持为智能装备制造业的发展提供了稳定的发展环境,推动了我国自动化设备产业的快速发展
七、建立健全标准化工作体系,占领智能制造发展制高点把握智能制造发展的特点和规律,发挥标准的引领作用,整合国内标准化资源,开展智能制造标准化工作,加强顶层设计,推动新一代信息技术在制造业的集成应用,占领智能制造发展制高点编制智能制造标准化路线图深入分析研究智能制造标准化需求和国际标准化发展趋势,编制智能制造标准化战略和标准化路线图,明确标准化工作的策略、目标以及标准研制重点领域,指导开展标准化工作推进智能制造综合标准化工作成立智能制造综合标准化领导小组,负责协调智能制造标准化各部门、行业开展智能制造综合标准化体系建设及规划工作,组织开展智能制造基础、通用标准研制工作,组织研究国内外智能制造标准化进展,推进智能制造综合标准化体系示范应用
八、壮大产业体系新优势,推动智能制造产业高速发展面作为制造强国建设的主攻方向,智能制造发展水平关乎我国未来制造业的全球地位发展智能制造,对于加快发展现代产业体系,巩固壮大实体经济根基,构建新发展格局,建设数字中国具有重要意义随着全球自动化和人工智能等技术的发展,全球企业纷纷加大力度布局自动化和智能制造领域近年来,机器人流程自动化、智能流程自动化和人工智能业务操作这三个方面都保持了持续增长,其中机器人流程自动化增长的最快,它的年均增速达到了30%以上,这代表了机器换人已成为工业生产的一大趋势现在全球的主要制造业发达国家,都在以工业
4.0为指导推动灯塔工厂和智能工厂的建设目前我国也在积极推进智能制造示范工厂及其优秀场景的建设,已发布的智能制造示范工厂名单中,包括110家的揭榜单位和241个的优秀场景从国内技术创新路径来看,我国智能制造装备发展起步比较晚,虽然说在产业体系上已经形成了一定的基础,但是在高端的设备产品,还有一些核心技术和关键零部件上,与国外企业还存在比较大的差距从未来的发展趋势看,我国智能制造装备产业的技术创新,主要沿着重点行业、核心产品和关键技术等三个方面逐步展开
(4)企业层级实现面向企业的经营管理,包括企业资源计划系统(ERP)、产品生命周期管理(PLM)、供应链管理系统(SCM)和客户关系管理系统(CRM)等;
(5)协同层级由产业链上不同企业通过互联网络共享信息实现协同研发、智能生产、精准物流和智能服务等
3、智能功能智能功能包括资源要素、系统集成、互联互通、信息融合和新兴业态等五层
(1)资源要素包括设计施工图纸、产品工艺文件、原材料、制造设备、生产车间和工厂等物理实体,也包括电力、燃气等能源此外,人员也可视为资源的一个组成部分
(2)系统集成是指通过二维码、射频识别、软件等信息技术集成原材料、零部件、能源、设备等各种制造资源由小到大实现从智能装备到智能生产单元、智能生产线、数字化车间、智能工厂,乃至智能制造系统的集成
(3)互联互通是指通过有线、无线等通信技术,实现机器之间、机器与控制系统之间、企业之间的互联互通4信息融合是指在系统集成和通信的基础上,利用云计算、大数据等新一代信息技术,在保障信息安全的前提下,实现信息协同共享5新兴业态包括个性化定制、远程运维和工业云等服务型制造模式
4、示例解析智能制造系统架构通过三个维度展示了智能制造的全貌为更好的解读和理解系统架构,以可编程逻辑控制器PLC、工业机器人和工业互联网为例,分别从点、线、面三个方面诠释智能制造重点领域在系统架构中所处的位置及其相关标准1可编程逻辑控制器PLCPLC位于智能制造系统架构生命周期的生产环节、系统层级的控制层级,以及智能功能的系统集成2工业机器人工业机器人位于智能制造系统架构生命周期的生产环节、系统层级的设备层级和控制层级,以及智能功能的资源要素3工业互联网工业互联网位于智能制造系统架构生命周期的所有环节、系统层级的设备、控制、工厂、企业和协同五个层级,以及智能功能的互联互通分析
二、智能制造,从制造大国到制造强国我国十四五规划在2021年全面展开,未来五年将是打造数字经济新优势的重要阶段以智能制造为契机推动制造业高质量发展,既是中国数字经济与实体经济融合发展的主攻方向,也是实现双循环新发展格局的关键突破口《中国制造2025》从国家层面确定了中国建设制造强国的总体战略,明确提出要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向,实现制造业由大变强的历史跨越在《中国制造2025》基础上,国家又相继推出关于工业互联网、工业机器人、等政策,智能制造成为十四五规划重点智能制造已经成为我国从制造大国向制造强国转型的巨大推动力,正带领中国产业迈向全球价值链中高端从我国推进智能制造以来,工业和信息化部智能制造专项中新模式应用项目超过400个,综合标准化试验验证项目有123个,智能制造试点示范企业超过300家企业智能制造部署从试水到逐步铺开,有关部门也陆续完成了4项智能制造国家标准的制定或修订工作,企业智能化标准更为规范报告显示,我国已初步建成208个数字化车间和智能工厂,覆盖10大领域和80个行业,初步建立起与国际同步的智能制造标准体系在全球的44个灯塔工厂中有12个工厂位于中国,并且其中有7个为端到端灯塔工厂到2021年,我国重点领域的制造企业关键工序数控化率将超过50%,数字化车间或智能工厂普及率超过20%在智能制造工程带动下,我国工业机器人、增材制造、工业传感器等新兴产业快速发展壮大,多种典型智能制造新模式推广应用,带动产业升级步伐明显加快缺乏顶层设计制造企业未从战略层面绘制智能制造发展蓝图,导致数字化转型缺乏思想领导和战略规划,缺乏总体业务价值目标规划和现状评估分析,难以将新技术与智能制造应用场景深度融合,只能根据生产实际需求进行系统局部建设或改造企业由此陷入了重硬件轻软件、重局部轻整体的误区,投资不小却见效甚微关注技术单点优化,轻视整体价值提升大部分企业将智能制造建设等同于技术和硬件投资,部署自动化生产线将独立的工序连接在一起,或者用自动化设备取代人工,表面看自动化水平提高了,却带来了更多问题还有企业一味追求系统功能大而全,企业的数字化系统跟自身的管理和业务流程不匹配,最终导致投资浪费与设备闲置具备集成能力解决方案供应商少工业制造覆盖的领域众多,系统架构十分复杂,不同企业所面临的研发、制造、流程管理需求都不尽相同,标准化的解决方案往往难以直接为生产企业所使用市场上大部分供应商专注于单一或者部分领域的解决方案,不具备一站式的集成解决方案能力,对于缺乏自身系统集成能力的制造企业来说,推进智能制造的障碍很高
三、智能制造助推企业高质量发展国家统计局日前发布的数据显示,前三季度,全国规模以上工业增加值同比增长
3.9%,高技术制造业、装备制造业增加值分别增长
8.5%、
6.3%o当前我国制造业正加速向智能化方向发展,数字化赋能是推动制造业转型升级、加速实现智能制造的有力抓手众多企业致力于改革创新、转型图强,在深化体制机制改革中焕发新活力,在坚持创新驱动发展中迸发新动能,迈向高质量发展的新台阶
四、开展新业态和新模式培育与发展工作,促进制造业转型升级研究服务型制造发展,鼓励有条件的大型企业设立设计中心,组织开展工业电子商务行业和区域试点充分发挥云计算、物联网、大数据等新一代信息通信技术对制造模式的变革作用,以重点行业或领域的新技术应用试点为牵引,积极培育新技术、新业态、新模式积极开展制造业新业态培育适应互联网与制造业融合以及智能制造转型发展趋势,把服务型制造发展作为制造业转型升级的核心任务,作为专项及政策支持的重点方向,研究制定服务型制造发展的指导意见,开展典型行业应用示范,积极支持企业拓展在线监控、全生命周期管理、融资租赁、智慧物流、合同能源管理、供应链金融等新业务加强新一代信息技术在制造业中的集成应用研究云计算、物联网、大数据等技术对制造模式的影响,建立大数据采集共享渠道,在线采集工业企业研发、制造、管理、服务等各环节的数据信息,鼓励大型企业设立设计中心,开展面向行业产业集群的工业云试点,编制出台工业云服务平台建设指南推动大数据在工业企业研发、制造、管理、服务等各环节深度应用,指导各地探索面向不同行业、区域的数据驱动型企业发展模式,支持面向工业大数据核心设备、分析工具和行业应用平台的研发和应用示范,积极培育新技术、新业态、新模式
五、完善措施,规范、引导智能制造健康发展建立智能制造产业发展的长效机制,发挥政策引导、推动和规范作用,建立完善的财税金融政策,储备智能制造高端人才,推动国际交流与合作,为智能制造健康发展保驾护航完善智能制造财税金融政策研究增设面向2030年的智能制造科技重大专项组织开展智能制造相关税收、财政和金融政策的研究,探索设立智能制造发展投资基金组织开展智能制造领军人才计划围绕智能制造细分领域,支持鼓励建设全球领军人才库,推动专业技术人员知识更新工程、企业经营管理人才素质提升工程等重大人才工程向智能制造倾斜组织实施智能制造高端人才培养计划推动智能制造领域国际交流和合作围绕智能制造技术研发、标准研制、人才培养、应用示范等,开展国际交流与合作联合德国、美国等智能制造相关组织,组织召开国际智能制造大会,打造智能制造领域的主流论坛,在全球新一轮产业技术革命中发出中国声音融象数科聚焦产业发展需求,整合国内外研究成果,针对产业链生态、产业政策、区域经济等内容开展专题研究,评估地方产业发展现状及趋势,为提升产业质量优势、竞争力,实现产业高质量发展智力支撑和决策依据通过招商对接活动、高峰论坛、创新创业大赛、企业培训等多种服务形式,实现地方企业跨越式成长,提升地方产业竞争力,推动产业结构优化升级,实现经济高质量发展
六、国家政策大力支持智能制造行业智能制造行业作为中国制造2025的重点发展行业,能有效提升制造行业的生产力水平,属于我国政策所大力倡导的行业,同时,在下游市场需求持续增长的背景下,未来存在着广阔的发展空间和发展机遇加快发展智能制造,是培育我国经济增长新动能的必由之路,是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择,对于推动我国制造业供给侧结构性改革,打造我国制造业竞争新优势,实现制造强国具有重要战略意义自2010年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中将高端装备制造产业定义为我国国民经济的支柱产业以来,其后陆续制定了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》、《高端装备制造业十二五发展规划》、《智能制造装备产业十二五发展规划》等一系列指导文件,国家对于智能装备制造业尤其是高端智能装备制造业研发和生产的政策支持力度不断加大中国制造2025中提出到2020年,制造业重点领域智能化水平显著提升,试点示范项目运营成本降低30%,产品生产周期缩短30%,不良品率降低30%到2025年,制造业重点领域全面实现智能化,试点示范项目运营成本降低50%,产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%0。