第三节 智能制造发展现状与企业需求

一、发展现状

1.推进智能制造工作取得了重大进展，但整体上尚处于由概念走向应用的探索阶段

智能制造是我国制造业由大变强的核心技术和主线，通过推进智能制造，在装备制造、电子信息、消费品和原材料等重点行业以及新一代信息技术、高档数控机床、工业机器人等重点领域先行先试，这些重点项目经智能化改造后，在企业提质增效、降本减耗、提高核心竞争力等方面发挥了积极作用，有力地支撑并带动了制造业转型升级。企业对发展和应用智能制造的热情越来越高，已经涌现出一些企业积极制定并实施本企业发展智能制造的规划计划，未来智能制造将会在我国制造业获得大发展和广泛应用。

但是，受产业结构、发展理念、技术积累及资金投入的制约，许多企业对智能制造的认识仍停留在技术和工艺阶段，智能制造在我国尚未形成完善、规范的标准体系，还存在着技术创新能力薄弱，产业规模小，市场占有率低，产业组织结构小、散、弱等问题，高档和特种传感器、智能仪器仪表、自动控制系统、高档数控系统、机器人的市场份额还很低，缺乏具有国际竞争力的骨干企业和典型行业，以及典型企业可供借鉴的实施路径和经验。

2.核心装备和关键技术取得突破，但部分装备、器件、技术受制于人的状况未取得根本改变

通过智能制造试点示范行动和智能制造新模式应用的实施，突破和应用了一批关键技术装备，研制成功了一批智能制造成套装备。据不完全统计，2015—2017年共突破和应用了316台关键技术装备、215套重点领域急需的智能制造成套装备，申请了专利723项，其中已授权277项。如大族激光突破了三维五轴联动光纤激光切割机床，秦川机床、苏州绿的突破了高精密RV减速器、谐波减速器等机器人关键零部件，宁夏共享研制并应用了大尺寸精密砂型3D 打印机，中航工业西安飞行自动控制研究所开展高性能伺服阀、复杂壳体精密液压组件自动智能装配系统等关键成套设备的研制，青岛四方突破了高铁转向架智能化焊接及检测组装成套装备，埃夫特、奇瑞汽车合作研制的工业机器人汽车焊接自动化生产线打破了国外长达30年的垄断等。

但是，我国制造业核心技术与部件受制于人的状况并没有根本改变，先进感知与测量、高精度运动控制、高可靠智能控制、建模与仿真等领域仍有待突破。关键技术装备自足率较低。高档数控机床、多轴工业机器人、传感器、检测等核心技术装备还较大程度地依赖进口，国内市场60%的工业机器人、90%的高档数控系统与高性能传感器、85%的可编程逻辑控制器依赖进口，智能制造有出现“空心化”的风险。

3.核心工业软件支撑能力得到有效提升，但工业软件对外依存问题仍然突出

智能制造技术是以信息技术、自动化技术与先进制造技术全面结合为基础的。近年来，通过智能制造试点示范等重大工程，围绕设计仿真、工业控制、数据管理、测试验证平台等方面开发了一大批工业软件，有效地支撑了制造企业的智能转型升级。例如，吉利易云开发了供应协同管理系统、MES智能制造管理系统/制造执行系统、零缺陷质量网系统等多种系统，华曙高科开发了全球首款增材制造集多模块功能于一体的系统控制软件等。

但是，由于我国制造业的两化融合程度相对较低，低端 CAD 软件（二维绘图）和企业管理软件得到很好普及，但应用于各类复杂产品设计（三维建模）和企业管理的智能化高端软件产品缺失，在计算机辅助设计、资源计划软件、电子商务等关键技术领域与发达国家差距仍然较大。企业所需的工业软件，90%以上依赖进口，核心技术对外依存度高。从统计情况看，国产软件主要集中于经营管理、物流仓储及与生产工艺结合比较紧密的领域，而大规模的、通用性强的企业资源计划（ERP）、制造企业生产过程管理系统（MES）、产品生命周期管理（PLM）、三维设计、虚拟仿真、控制系统、操作系统、数据库等软件仍以国外为主。

4.新模式、新业态不断形成，但推广力度仍需不断加大

通过不断推进智能制造，初步形成了一批典型的智能制造新模式。在航空航天、轨道交通等领域形成了网络协同制造模式。例如，西飞构建飞机协同开发与云制造平台，实现了10余家参研单位和60多家供应商的协同开发、制造服务和资源动态分析与弹性配置。在纺织、服装、家居、家电等消费品领域形成了大规模个性化定制模式。如南山纺织实现对产业链研发、工艺、数据等优化整合，根据客户要求快速组合新的花型，实现了高端家纺个性化定制。在核电、风电、工程机械等领域形成了智能化远程运维服务模式。如中广核基于成熟的核电装备智能远程运维技术，满足最高等级的核安全要求；金风科技对超过15000多台机组进行实时监控，故障预警准确率达到90%。据不完全统计，有20家试点示范企业基于自身智能工厂建设经验，实现了对100多家相关企业的复制推广。如四川雅化集团乳化炸药智能制造数字化车间推广应用到了四川凯达化工、内蒙古柯达化工等多家企业。

但是，实施智能制造需要对设备、系统、管理等方面进行全面改进，部分企业对智能制造准确含义及系统框架缺少认识和把握，在实施智能制造过程中，盲目引进设备和技术，缺乏整体规划。尤其是中小企业受技术、人才、资金等制约，普遍信息化、自动化基础薄弱，可借鉴的低成本智能化改造方案严重缺失，融资难度远高于大型企业，管理、技术稀缺，智能制造参与程度很低，需加大推广力度。

5.系统集成服务能力加速构建，仍缺乏整体解决方案和系列产品

通过持续实践，一批了解行业需求、具有智能制造系统解决方案服务能力、行业推广经验丰富的智能制造系统供应商成为产业转型升级的重要推动者，目前已培育出20家主营业务收入超过10亿元的系统解决方案供应商。新松机器人、上海宝信、石化盈科等企业基于多年工程实践，在汽车、钢铁、石化等行业智能制造解决方案提供方面形成了核心优势。酷特智能、东莞劲胜、徐工集团等智能制造试点示范企业在总结自身经验的基础上，加快向专业化的智能制造系统解决方案供应商转型，培育壮大了一批知名企业。如近两年来，新松机器人已在一汽、华晨、海信、创维、临工等数十个行业龙头企业实施了基于自主工业机器人的生产线，覆盖汽车、家电、工程机械等十多个行业；石化盈科智能制造解决方案已成功应用于中国石化、中煤集团、神华集团等60余家企业；酷特智能承担了服装、机械、电子等30多个行业的70多项智能化改造项目。另外，随着近年来物联网、云计算、大数据与制造业融合创新的广泛开展，我国企业对于工业互联网的应用需求呈现出由水平化到垂直化、由分散化到集成化、由复杂化到便捷化的转变趋势。我国制造强国战略与“互联网+”行动计划均把工业互联网作为实现智能制造的关键支撑，支持建设了多个工业互联网相关平台和重点实验室，培育了包括航天云网、树根互联等在内的20余家商业化工业互联网服务平台。航天云网注册企业超过200万家，树根互联成功为包括德国普茨迈斯特等海外公司在内的45余万台机械设备提供了全生命周期精细化管理。

但是，受产业发展阶段、基础技术实力、商业运作模式等多方面的限制，系统解决方案供给能力不足，自主化智能制造系统解决方案尚不能满足量大面广的企业智能化升级需求。工业互联网基础薄弱，缺少高带宽、高可靠、广覆盖、低成本的网络基础设施。公共服务能力不足，为企业开展智能制造探索提供咨询检测、资源共享、融资租赁等专业化服务的平台和机构较少。

二、企业需求

综上，我国制造业现状是“2.0补课，3.0普及，4.0示范”。

（1）2.0实现“电气化、机械化”：使用电气化和机械化制造装备，但各生产环节和制造装备都是“信息孤岛”，生产管理系统与自动化系统信息不贯通，甚至企业尚未使用ERP或MES系统进行生产信息化管理，我国许多中小企业都处于此阶段。

（2）3.0实现“自动化、网络化”：使用网络化的生产制造装备，制造装备具有一定智能功能（如标识与维护、诊断与报警等），采用ERP和MES系统进行生产信息化管理，初步实现了企业内部的横向集成与纵向集成。

（3）4.0实现“数字化、智能化”：适应多品种、小批量生产需求，实现个性化定制和柔性化生产，使用高档数控机床、工业机器人、智能测控装置、3D 打印机、智能仓库和智能物流等智能装备，借助各种计算机辅助工具实现虚拟生产，利用互联网、云计算、大数据实现价值链企业协同生产、产品远程维护智能服务等。

我国实现智能制造，必须2.0、3.0、4.0并行发展，既要在改造传统制造方面“补课”，又要在绿色制造、智能升级方面“加课”。

因此，对于我国大多数制造企业而言，当前的急迫任务是实现传统生产装备网络化和智能化的升级改造、生产制造工艺数字化和生产过程信息化的升级改造。

但是，不同行业的不同企业，其产品、生产特点、需求等各个方面差异巨大。因此，智能制造需要因“企”制宜，从自身需求出发，以提升企业竞争力（提升质量、效率，降低成本等）为目的，根据企业的业务流程和特点，结合智能领域内的先进设备、软件、系统集成等供应商的意见和建议，制订最符合企业客观需求的方案。同时，不断培育主要行业的数字化“母工厂”，逐步形成行业的智能制造整体解决方案，以“用户案例”的形式在行业中复制推广。