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离散制造行业数字化转型与智能化升级路径研究

离散制造行业数字化转型与智能化升级路径研究

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  • 发布时间:2022-05-06 07:56
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离散制造行业数字化转型与智能化升级路径研究

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离散制造行业数字化转型与智能化升级路径研究

 

在传统离散制造业加快转型升级的背景下,发展智能制造将推进离散制造业提质增效、促进行业由大变强,因此数字化转型与智能化升级成为必然选择。我国离散制造各细分行业存在极大的差异性,相应的数字化转型与智能化升级路径也存在多样性,因而需要结合企业实际探讨具体实施举措。本文提炼了离散制造行业的典型特性,梳理了离散制造行业数字化转型与智能化升级面临的挑战,阐述了包括先进制造技术、新一代信息技术、新一代人工智能在内的共性关键技术;系统调研了我国离散型制造企业数字化转型与智能化升级的4 个典型案例,力求呈现领域前沿应用进展,进而提出了突破智能制造关键使能技术,研发智能制造装备,建设数字化、智能化车间和工厂,提供数字化、智能化服务,构建标准与安全体系等重点发展任务。研究建议,加快示范应用,突出“中国制造”,培育高新技术人才,制定相应的法律法规,以此推动我国离散制造行业的高质量发展。

 

一、前言

制造业是国家的经济基础,是立国之本、兴国之器、强国之基;作为我国实体经济的主体,是国民经济体系的重要组成部分。按照产品制造工艺过程特点,制造业总体上可以分为离散型制造、流程型制造、混合型制造。离散制造包括家电、家居、纺织、食品、火箭、飞机、国防装备、船舶、电子设备、机床、汽车等行业,在我国制造业中占有较大比重,是解决就业等民生问题的重要产业,与居民生活息息相关。离散制造业中虽有航空、汽车、电子等数字化、智能化水平领先的行业,但也有自动化、数字化水平较低的通用及专用设备等行业,面临效益偏低、成本较高的现实挑战。同时,我国传统离散制造业发展存在产能过剩、利润率不高、市场竞争激烈等制约因素,迫切需要加快转型升级和提质增效,进行数字化转型与智能化升级。

当前,我国离散制造各行业之间在行业应用基础、市场需求、关注点等诸多维度和层面存在显著差异,因此离散制造行业的数字化转型与智能化升级没有一成不变的路径,需要结合行业和企业实际进行具体实施。本文在研究离散制造行业典型特征的基础上,分析数字化转型、智能化升级面临的挑战和共性关键技术,结合家电、家居、纺织、食品 4 个典型行业转型升级案例,提出数字化转型与智能化升级的技术路径;总结离散型制造企业数字化转型与智能化升级的重点任务,提出相应的对策建议。

二、离散制造行业的典型特征

传统离散制造行业普遍存在自动化、数字化水平较低,基础支撑技术薄弱,产品附加值低,制造过程资源、成本和能耗较高,污染严重等问题,发展智能制造是推进离散制造行业提质增效、促进中国制造业由大变强的重要支撑。离散制造行业的产品通常是由多个零件经过一系列不连续的工序加工,再经装配而成的较大型系统。离散制造行业的典型特征可概括为以下 9 个方面。

行业维度。 

产品全生命周期维度。 

工艺流程维度。 

自动化水平维度。 

生产计划管理维度。 

批号管理和跟踪维度。 

作业计划调度维度。 

数据采集维度。

设备管理维度。 

三、离散制造行业数字化转型、智能化升级面临的挑战

(一)应用基础薄弱

(二)关键技术缺乏

(三)人才与文化资源短缺

(四)数据汇聚利用困难

(五)经济效益不明显

四、离散制造行业数字化转型与智能化升级的共性关键技术

(一)先进制造技术

(二)新一代信息技术

(三)新一代人工智能技术

五、离散制造行业数字化转型与智能化升级的典型案例分析及技术路径

(一)研发模式转型升级

(二)运营模式转型升级

(三)商业模式转型升级

(四)制造模式转型升级

六、离散制造行业数字化转型与智能化升级的重点任务

(一)突破制造智能关键使能技术

(二)研发智能制造装备

(三)建设数字化、智能化车间

(四)打造数字化、智能化工厂

(五)提供数字化、智能化服务

(六)构建标准体系和安全体系

七、对策建议

(一)加快示范应用

(二)突出“中国制造”

(三)培育高新技术人才

(四)制定相应法律法规

作者:李新宇 李昭甫 高亮 来源:中国工程科学

 

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