智能制造是制造强国建设的主攻方向,是新时代新征程加快发展新质生产力、推进新型工业化的战略性、引领性任务。智能制造是制造业与新一代信息技术深度融合的产物,是制造业转型升级的关键路径。加快智能制造发展不仅是提升制造业竞争力的必然选择,更是实现经济高质量发展的必由之路。
本文将全面分析智能制造的定义、基本范式、系统架构、关键技术、产业链图谱、市场概况等,了解智能制造,读这一篇就够了!
智能制造(intelligent Manufacturing,IM)是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
智能制造在长期实践演化的过程当中形成三种基本范式:数字化制造、数字化网络化制造、数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。
智能制造的发展都有阶段性,这三个发展阶段不是截然分离的,后一个阶段对前一个阶段有继承性,前一个阶段在后一个阶段会继续演进,智能制造的发展又有相容性。
目前,智能制造正在全球范围内全面推进,总体上已处于数字化制造普及、网络化制造推广、智能化制造示范阶段。
智能制造系统架构有⽣命周期、系统层级和智能特征等3个维度。对智能制Kaiyun体育官方网站 开云登录网站造所涉及的要素、装备、活动等内容进⾏描述,主要⽤于明确智能制造的标准化对象和范围。智能制造系统架构如图所⽰:
◆⽣命周期:⽣命周期涵盖从产品原型研发到产品回收再制造的各个阶段,包括设计、⽣ 产、物流、销售、服务等⼀系列相互联系的价值创造活动。⽣命周期的各项活动可进⾏ 迭代优化,具有可持续性发展等特点,不同⾏业的⽣命周期构成和时间顺序不尽相同。
◆系统层级:系统层级是指与企业⽣产活动相关的组织结构的层级划分,包括设备层、单 元层、⻋间层、企业层和协同层。
◆智能特征:智能特征是指制造活动具有的⾃感知、⾃决策、⾃执⾏、⾃学习、⾃适应之类功能的表征,包括资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态等5层智能化要求。
工业软件:MES(Kaiyun平台 开云体育官方入口制造执行系统)、ERP(企业资源计划)、PLM(产品生命周期管理)等,实现生产流程优化。
工业互联网平台:工业互联网的核心是通过工业互联网平台把原料、设备、生产线、工厂、工程师、供应商、产品和客户等工业全要素紧密地连接和融合起来,形成跨设备、跨系统、跨企业、跨区域、跨行业的互联互通,从而提高整体效率。
大数据分析:挖掘生产数据中的规律,用于预测性维护(如医药行业的设备故障预测)。
人工智能:通过在工业生产和制造过程中应用 AI 大模型,可以实现更加智能化和灵活化的生产模式。这些大模型可以通过学习和分析大量数据,提高生产效率、优化生产流程,并且在预测性维护、质量控制等方面发挥重要作用。
5G与边缘计算:5G技术使得无线技术应用于现场设备实时控制、远程维护及操控、工业高清图像处理等工业应用新领域成为可能,同时也为未来柔性产线、柔性车间奠定了基础。
网络安全机制:包括数据加密、访问控制策略,应对智能制造系统日益扩大的攻击面。
作为⼀个复杂庞⼤的体系⼯程,智能制造⼀般是围绕企业业务运⾏展开,并且涵盖了多个环节和领域。从产业链构成来看,智能制造产业链上游包括基础硬件和⽀撑技术;中游包括智能制造装备、⼯业软件以及智能制造系统集成服务和解决⽅案;下游则是智能制造具体的应⽤场景及⾏业应⽤。
智能制造产业链的上游,主要包括基础硬件与关键技术⽀撑两个部分。基础硬件是智能制 造系统的基本组成单元,负责数据的采集、传输和控制,主要包括芯⽚、传感器、控制器、 伺服系统、智能仪器仪表、通信设备等。⽀撑技术能够为智能制造提供强⼤的计算和数据处理能⼒,以及智能化的决策⽀持,主要包括5G、云计算、⼤数据、物联⽹、⼈⼯智能等。
智能制造产Kaiyun体育官方网站 开云登录网站业的中游,主要包括智能制造装备、⼯业软件和系统集成服务。其中系统集成 服务主要⾯向终端⽤⼾及市场应⽤,通过将包括智能制造装备、⼯业软件在内的各种技术、设备和软件进⾏有效整合,为企业设计定制化、个性化解决⽅案,以满⾜企业不同层⾯的 ⽣产和管理需求,最终实现⾼效协同和智能化⽣产。
智能制造产业的下游,主要是将制造技术和信息技术相结合,形成新的智能化、信息化和 ⼯业化产业体系。下游的应⽤场景较为丰富,典型的场景如智慧⼯⼚、智慧供应链等。
感知层主要包括MCU芯片、智能传感器、智能控制器、激光雷达、RFID、机器视觉等;
网络层主要实现信息传输与处理,主要包括5G、云计算、大数据、工业物联网、人工智能、工业软件等技术领域和管理软件;
执行层主要为智能制造终端集成产品,包括工业机器人、数控机床、3D打印设备、智能传感与控制装备、智能仓储与物流装备、智能专用装备等;
应用层主要是通过各种自动化生产线集成后形成的智能车间、智能工厂,在汽车、3C电子、医药制造等领域得到广泛应用。
中国智能制造市场规模在过去十年中呈现高速增长态势,已成为全球制造业数字化转型的核心引擎。
2016年市场规模为1.3万亿元,2023年已突破3.2万亿元,年均复合增长率(CAGR)达16%以上。其中智能装备占3.2万亿元,系统解决方案约0.8万亿元。
随着5G、人工智能等新技术的不断应用,智能制造将进一步提升制造业的效率和灵活性,助力全球产业链的重构与升级。
2025年,先进制造业产业信息平台将根据政策支持的热点专题,联合该专题覆盖的产业链上下游各方策划举办具有专题性质的大会、论坛、研讨会、沙龙、参访等活动,促进供需双方精准对接,推动产业高质量发展。