隨著工業(yè)化與信息化的深度融合，新的工業(yè)發(fā)展形態(tài)孕育而生。近年來世界主要工業(yè)國紛紛提出了新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略，中國也高度重視產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)，2015年國務(wù)院正式發(fā)布《中國制造2025》，之后相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃、指導(dǎo)意見陸續(xù)發(fā)布，智能化成為拉動(dòng)未來我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要抓手。
▌智能制造行業(yè)概覽
智能制造是基于信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息深度感知、智慧決策、精準(zhǔn)控制執(zhí)行、自主適應(yīng)等特征的先進(jìn)制造體系。智能制造在相關(guān)領(lǐng)域通過數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，取代人力起到降本提效的作用，讓傳統(tǒng)企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型成為可能。用先進(jìn)的技術(shù)打通產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)智能化改造是關(guān)鍵步驟，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算以及終端智能設(shè)備的演進(jìn)為智能制造的發(fā)展提供了必要基礎(chǔ)和前提條件，此外，衛(wèi)星定位、遙感、芯片等尖端科技在綜合應(yīng)用中也起到了關(guān)鍵作用。
2015年5月，國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》指導(dǎo)性綱領(lǐng)，明確了十大關(guān)鍵領(lǐng)域，提出推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化，組織研發(fā)具有深度感知、智慧決策、自動(dòng)執(zhí)行功能的工業(yè)機(jī)器人等智能制造裝備以及智能化生產(chǎn)線，突破新型傳感器、工業(yè)控制系統(tǒng)等智能核心裝置。2016年12月，工信部、財(cái)政部共同發(fā)布的《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》中指出：到2020年，智能制造發(fā)展基礎(chǔ)和支撐能力明顯增強(qiáng)，傳統(tǒng)制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，有條件、有基礎(chǔ)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)智能轉(zhuǎn)型取得明顯進(jìn)展；到2025年，智能制造支撐體系基本建立，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型。在政策的大力扶持下，我國制造業(yè)進(jìn)入智能化發(fā)展階段。
▌智能制造產(chǎn)業(yè)情況
智能制造產(chǎn)業(yè)鏈可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、執(zhí)行層和應(yīng)用層，在感知層主要依靠傳感器、RFID、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)來采集數(shù)據(jù)；在網(wǎng)絡(luò)層通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能芯片完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理及傳輸；在執(zhí)行層依靠機(jī)器人、智能機(jī)床、3D打印等設(shè)備接收指令進(jìn)行作業(yè)；在應(yīng)用層通過自主運(yùn)行整個(gè)生產(chǎn)流程，在全局范圍內(nèi)自我學(xué)習(xí)、自我優(yōu)化，實(shí)時(shí)適應(yīng)新的環(huán)境，最終形成智能工廠。
2010-2017年，我國智能制造行業(yè)保持較快增速。2017年，我國智能制造行業(yè)的產(chǎn)值規(guī)模突破萬億，整體來看八年間平均增速達(dá)到20%以上，智能制造將會(huì)在未來我國制造業(yè)中顯現(xiàn)出更加重要的地位。智能制造主要通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)軟件系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等方面對(duì)傳統(tǒng)制造行業(yè)進(jìn)行改造升級(jí)，解決了工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)孤島化、生產(chǎn)流程信息化不足、統(tǒng)籌管理滯后以及勞動(dòng)力成本逐年攀升等問題。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)制造流程可視化
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，將會(huì)推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。傳感器作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的突出體現(xiàn)，在作業(yè)過程中通過采集物理信號(hào)，以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，經(jīng)過CPS系統(tǒng)處理，回饋，最終完成制造過程。新一代的智能傳感器集傳感器、微處理器和執(zhí)行器于一身，具有信號(hào)檢測(cè)、處理、記憶和執(zhí)行等功能。根據(jù)賽迪數(shù)據(jù)顯示，我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模在2017年達(dá)到2400億元，年復(fù)合增長率達(dá)29%，未來將保持快速增長態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)到2020年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達(dá)到25%，規(guī)模將突破4400億元。目前，我國已經(jīng)基本形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，已有1700余家從事傳感器研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的企事業(yè)單位，傳感器產(chǎn)品達(dá)到10大類、42小類、6000多個(gè)品種。智能制造與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，促進(jìn)制造業(yè)管理模式的創(chuàng)新。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)貫穿制造全過程讓智能制造成為可能
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈主要包括邊緣層、IaaS層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，涉及主體有基礎(chǔ)采集的基礎(chǔ)使能廠商、平臺(tái)廠商和智能應(yīng)用廠商，其中平臺(tái)廠商為產(chǎn)業(yè)鏈的核心，其通過資源整合及工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能核心能力，通過微服務(wù)架構(gòu)等方式為應(yīng)用者提供豐富的數(shù)據(jù)分析支撐能力，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)平臺(tái)的構(gòu)建；上游的基礎(chǔ)使能廠商成為平臺(tái)的重要支撐；下游的智能應(yīng)用廠商以平臺(tái)為載體，基于細(xì)分領(lǐng)域工業(yè)知識(shí)和模型構(gòu)建來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的創(chuàng)新。目前市場(chǎng)中的產(chǎn)品多以綜合平臺(tái)形式展現(xiàn)，以三一重工旗下樹根互聯(lián)-根云平臺(tái)為例，平臺(tái)主要通過傳感器、控制器等感知設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，采集、編譯各類設(shè)備數(shù)據(jù)，再經(jīng)過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算，針對(duì)海量設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)治理，并依托知識(shí)圖譜構(gòu)建工業(yè)大數(shù)據(jù)庫，最終為企業(yè)提供端到端的解決方案和便捷的SaaS應(yīng)用，方便開發(fā)者快速構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用。目前，該平臺(tái)已經(jīng)接入能源設(shè)備、港口機(jī)械等各類設(shè)備超過40萬臺(tái)，采集了近萬個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)。
工業(yè)軟件統(tǒng)籌各制造流程，為智能制造提供支撐近幾年，我國工業(yè)軟件市場(chǎng)繼續(xù)保持快速增長，在過去三年中年均增長超過15%，2017年規(guī)模達(dá)到1412億元左右。工業(yè)軟件主要分為生產(chǎn)控制類(MES、SCADA)、研發(fā)設(shè)計(jì)類(CAD、PDM、PLM)以及運(yùn)營管理類(ERP、CRM、QM、SCM)。這些工業(yè)軟件通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化，包括：實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障檢測(cè)與診斷、能耗管理、生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)時(shí)調(diào)整、業(yè)務(wù)決策優(yōu)化支撐等。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備物聯(lián)數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)相互融合、打通，是企業(yè)通過智能制造提升生產(chǎn)及經(jīng)營效率的基礎(chǔ)。
工業(yè)機(jī)器人將成為智能制造的重要載體
工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)生數(shù)據(jù)并執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，其代表著未來科技的發(fā)展方向，也是未來最具代表性的生產(chǎn)工具之一。工業(yè)機(jī)器人不僅能夠完成精細(xì)加工，而且具有柔性生產(chǎn)的特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，可有效實(shí)現(xiàn)數(shù)字化以及自動(dòng)化操作。根據(jù)前瞻研究院數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，2017年我國工業(yè)機(jī)器人銷量將突破8萬臺(tái)，存量將突破40萬臺(tái)，達(dá)42.79萬臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模將超40億美元，達(dá)到42.2億美元，全國已建成和在建的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)超過40個(gè)，機(jī)器人企業(yè)的數(shù)量已超過800個(gè)。各地政府加大對(duì)工業(yè)機(jī)器人的資金投入，如上海、廣東、浙江等地區(qū)紛紛出臺(tái)多項(xiàng)補(bǔ)貼措施支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時(shí)在沈陽、東莞、青島等地方紛紛成立了產(chǎn)業(yè)基金加快產(chǎn)業(yè)集聚。隨著技術(shù)進(jìn)步，工業(yè)機(jī)器人將具有更強(qiáng)的感知能力和網(wǎng)絡(luò)協(xié)作能力。
▌智能制造未來發(fā)展機(jī)遇
良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)：中國作為世界制造大國，擁有門類齊全的制造業(yè)市場(chǎng)，同時(shí)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈也較為完善，生產(chǎn)制造企業(yè)的數(shù)量龐大，因此智能制造存在廣闊的市場(chǎng)空間。
完善的基礎(chǔ)設(shè)施：中國的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)位居世界前列，并且相關(guān)領(lǐng)域的人才集聚、資金充足、云計(jì)算設(shè)施部署廣泛以及海量的數(shù)據(jù)都為智能制造提供了優(yōu)越的發(fā)展環(huán)境。
政府政策的大力支持：無論是中央政府還是各級(jí)地方政府近年來相繼出臺(tái)了眾多政策措施鼓勵(lì)發(fā)展智能制造，并且中國電子學(xué)會(huì)、中國信通院等行業(yè)組織也在牽頭制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，營造了良好的政策環(huán)境。
