智能制造行业发展前景论文(智能制造行业发展前景论文题目)
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本文目录一览:
智能制造的发展前景
(一)发展背景
当今世界,各国制造企业普遍面临着提高质量、增加效率、降低成本、快速响应的强烈需求,还要不断适应广大用户不断增长的个性化消费需求,应对资源能源环境约束进一步加大的挑战。然而,现有制造体系和制造水平已经难以满足高端化、个性化、智能化产品和服务增值升级的需求,制造业的进一步发展面临巨大瓶颈和困难。解决问题,迎接挑战,迫切需要制造业的技术创新、智能升级。
新一轮工业革命方兴未艾,其根本动力在于新一轮科技革命。新世纪以来,移动互联、超级计算、大数据、云计算、物联网等新一代信息技术日新月异、飞速发展,并极其迅速地普及应用,形成了群体性跨越。这些历史性的技术进步,集中汇聚在新一代人工智能技术的战略性突破,实现了质的飞跃。新一代人工智能呈现出深度学习、跨界协同、人机融合、群体智能等新特征,为人类提供认识复杂系统的新思维、改造自然和社会的新技术。当然,新一代人工智能技术还处在极速发展的进程中,将继续从“弱人工智能”迈向“强人工智能”,不断拓展人类“脑力”,应用范围将无所不在。新一代人工智能已经成为新一轮科技革命的核心技术,为制造业革命性的产业升级提供了历史性机遇,正在形成推动经济社会发展的巨大引擎。世界各国都把新一代人工智能的发展摆在了最重要的位置。
新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合,形成了新一代智能制造技术,成为了新一轮工业革命的核心驱动力。
(二)新一代智能制造是新一轮工业革命的核心技术
科学技术是第一生产力,科技创新是经济社会发展的根本动力。第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机和电力的发明和应用为根本动力,极大地提高了生产力,人类社会进入了现代工业社会。第三次工业革命以计算、通信、控制等信息技术的创新与应用为标志,持续将工业发展推向新高度。
新世纪以来,数字化和网络化使得信息的获取、使用、控制以及共享变得极其快速和普及,进而,新一代人工智能突破和应用进一步提升了制造业数字化网络化智能化的水平,其最本质的特征是具备认知和学习的能力,具备生成知识和更好地运用知识的能力,这样就从根本上提高工业知识产生和利用的效率,极大地解放人的体力和脑力,使创新速度大大加快,应用范围更加泛在,从而推动制造业发展步入新阶段,即数字化网络化智能化制造——新一代智能制造。如果说数字化网络化制造是新一轮工业革命的开始,那么新一代智能制造的突破和广泛应用将推动形成新工业革命的高潮,将重塑制造业的技术体系、生产模式、产业形态,并将引领真正意义上的“工业4.0”,实现新一轮工业革命。
(三)愿景
制造系统将具备越来越强大的智能,特别是越来越强大的认知和学习能力,人的智慧与机器智能相互启发性地增长,使制造业的知识型工作向自主智能化的方向发生转变,进而突破当今制造业发展所面临的瓶颈和困难。
新一代智能制造中,产品呈现高度智能化、宜人化,生产制造过程呈现高质、柔性、高效、绿色等特征,产业模式发生革命性的变化,服务型制造业与生产型服务业大发展,进而共同优化集成新型制造大系统,全面重塑制造业价值链,极大提高制造业的创新力和竞争力。
新一代智能制造将给人类社会带来革命性变化。人与机器的分工将产生革命性变化,智能机器将替代人类大量体力劳动和相当部分的脑力劳动,人类可更多地从事创造性工作;人类工作生活环境和方式将朝着以人为本的方向迈进。同时,新一代智能制造将有效减少资源与能源的消耗和浪费,持续引领制造业绿色发展、和谐发展。
新一代智能制造是一个大系统,主要由智能产品、智能生产和智能服务三大功能系统以及工业智联网和智能制造云两大支撑系统集合而成(图8)。
新一代智能制造技术是一种核心使能技术,可广泛应用于离散型制造和流程型制造的产品创新、生产创新、服务创新等制造价值链全过程的创新与优化。
(一)智能产品与制造装备
产品和制造装备是智能制造的主体,其中,产品是智能制造的价值载体,制造装备是实施智能制造的前提为基础。
新一代人工智能和新一代智能制造将给产品与制造装备创新带来无限空间,使产品与制造装备产生革命性变化,从“数字一代”整体跃升至“智能一代”。从技术机理看,“智能一代”产品和制造装备也就是具有新一代HCPS特征的、高度智能化、宜人化、高质量、高性价比的产品与制造装备。
设计是产品创新的最重要环节,智能优化设计、智能协同设计、与用户交互的智能定制、基于群体智能的“众创”等都是智能设计的重要内容。研发具有新一代HCPS特征的智能设计系统也是发展新一代智能制造的核心内容之一。
(二)智能生产
智能生产是新一代智能制造的主线。
智能产线、智能车间、智能工厂是智能生产的主要载体。新一代智能制造将解决复杂系统的精确建模、实时优化决策等关键问题,形成自学习、自感知、自适应、自控制的智能产线、智能车间和智能工厂,实现产品制造的高质、柔性、高效、安全与绿色。
(三)智能服务
以智能服务为核心的产业模式变革是新一代智能制造的主题。
在智能时代,市场、销售、供应、运营维护等产品全生命周期服务,均因物联网、大数据、人工智能等新技术而赋予其全新的内容。
新一代人工智能技术的应用将催生制造业新模式、新业态:一是,从大规模流水线生产转向规模化定制生产;二是,从生产型制造向服务型制造转变,推动服务型制造业与生产性服务业大发展,共同形成大制造新业态。制造业产业模式将实现从以产品为中心向以用户为中心的根本性转变,完成深刻的供给侧结构性改革。
(四)智能制造云与工业智联网
智能制造云和工业智联网是支撑新一代智能制造的基础。
随着新一代通信技术、网络技术、云技术和人工智能技术的发展和应用,智能制造云和工业智联网将实现质的飞跃。智能制造云和工业智联网将由智能网络体系、智能平台体系和智能安全体系组成,为新一代智能制造生产力和生产方式变革提供发展的空间和可靠的保障。
(五)系统集成
新一代智能制造内部和外部均呈现出前所未有的系统“大集成”特征:
一方面是制造系统内部的“大集成”。企业内部设计、生产、销售、服务、管理过程等实现动态智能集成,即纵向集成;企业与企业之间基于工业智联网与智能云平台,实现集成、共享、协作和优化,即横向集成。
另一方面是制造系统外部的“大集成”。制造业与金融业、上下游产业的深度融合形成服务型制造业和生产性服务业共同发展的新业态。智能制造与智能城市、智能农业、智能医疗等交融集成,共同形成智能生态大系统——智能社会。
新一代智能制造系统大集成具有大开放的显著特征,具有集中与分布、统筹与精准、包容与共享的特性,具有广阔的发展前景。
思想价值决定企业命运的时代已经到来。
在日益全球化和移动互联、人工智能技术日趋普及的趋势下,优势企业之间的最高阶段的竞争,不能局限于硬技术的竞争,而是体现在企业软实力的竞争,亦即思想的竞争。面对今天的市场格局及为未来趋势,你的企业应该有什么样的价值判断,应该有什么样的思想基础,应该发出什么样的声音,这才是关键。
巴黎高科路桥大学秉承法国精英式高等教育体系,针对工业发展需求,将技术、人文与管理相结合,教学内容具有更新快,目的性强的特点,在学术科研上以项目为主线,拥有强大的企业合作背景和资源。学校注重全球发展和国际合作,在四大洲共有67个合作伙伴院校。
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智能制造系统的应用论文
原文:
激烈的全球化市场竞争对制造系统提出了更高的要求——要求制造系统可以在确定性受到限制或没有先验知道与不能预测的环境下完成制造任务,因此一些高度民主的工业化的国家提出了智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS)。IMS(智能制造系统)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟人类专家的智能活动进行分析、推理、判断、构思和决策等,从而取代或延伸制造环境中人的部分脑力活动。同时,收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的智能
目前形成的“自动化孤岛”的连接和全局优化问题,以及各国、各地区的标准、数据和人机接口的统一问题,这些问题都使分布式网络化IMS(Intelligent Manufacturing System)的研究日益迫切的提到日程上来。
1、 分布式网络化IMS探讨与研究
1) CIMS的基本原理
从IMS的本质特征出发,在分布式制造网络环境中,根据分布式集成的基本思想,应用分布式人工智能中多Agent系统的理论与方法,实现制造单元的柔性智能化与基于网络的制造系统柔性智能化集成。根据分布系统的同构特征,在IMS的一种局域实现形式基础上,实际也反映了基于Internet的全球制造网络环境下IMS的实现模式
2)分布式网络化的基本构思
IMS的本质特征是个体制造单元的“自主性”与系统整体的“自组织能力”,其基本格局是分布式多自主体智能系统。基于这一思想,同时考虑基于Internet的全球制造网络环境,可以提出适用于中小企业单位的分布式网络化IMS的基本构架如图一。一方面通过Agent赋予各制造单元以自主权,使其自治独立、功能完善;另一方面,通过Agent之间的协同与合作,赋予系统自组织能力。
智能制造发展前景怎么样
果说消费互联网改变的是人们的消费方式智能制造行业发展前景论文,那么智能制造将彻底改变人们的生产方式智能制造行业发展前景论文,其所带来的影响要比消费互联网大上十倍,甚至是百倍,一个仅仅是在价值的流通环节实现智能制造行业发展前景论文了信息的连接,而另一个则要在价值创造阶段实现信息的沟通交互。这里不仅仅涉及到人与人之间的信息沟通,还涉及到人与设备、人与产品、设备与设备的信息沟通,及所谓的万物互联。
要想做到全面的万物互联,产品从设计到制造交付乃至售后服务的价值链和业务模式都将被重新定义。首先需要研究客户的个性化需求,在产品进行初期设计的时候进行规划,用模块化设计来匹配个性化特征以及个性化选择。从某种程度上来说,完全意义上的个性化定制是无法实现或成本非常高的,除非是3D打印,但也受制于材质。
接下来,就是个性化生产的过程,这里仍然需要生产流程的设计,生产流程被整个连接起来实现连续均衡生产,而不是每个工序断断续续的生产,这也是精益化生产的要求。
最后,就是产品生产出来之后交付到客户手中,客户使用过程中的产品数据通过网络发回给制造商,制造业通过这些产品使用大数据,分析客户的使用习惯,优化产品设计,也可远程调整这些产品参数,提高使用性能,降低产品的使用和维护成本。
所以说,智能制造并不是简单的信息、云计算、检测、传感等先进技术的应用,整个实施的过程需要先行规划设计,实现产品全生命周期的连续。如果没有先期的规划设计,这些信息系统、自动化等都会各自为政,根本无法融为一体发挥该有的功效。在实际的调研中,智能制造行业发展前景论文我们会经常发现许多企业上了各种各样的IT系统,结果都变成了信息孤岛,数据无法实现有效利用,决策也就失去了科学性。
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中国制造业发展方向论文800字
中国制造业未来发展趋势
今年是中国加入WTO第十一年,这期间,中国经济从全盘接纳“全球秩序”到与美国和欧盟比肩跻身世界三大巨头之列,制造业的迅猛发展是最好的佐证。然而,面对全球制造业的产能不断扩大、劳动力成本上升、产品同质化竞争激烈、利润率下降、消费者需求更加苛刻等难题,我国制造业未来的发展趋势如何呢?
一、走向智能化
装备制造业为国民经济和国防建设提供技术保障,是制造业的核心组成部分,是国民经济发展特别是工业发展的基础。建立起强大的装备制造业,是提高中国综合国力,实现工业化的根本保证。经过多年发展,我国装备制造业已经形成门类齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系,成为国民经济的重要支柱产业。
我国已经成为装备制造业大国,但产业大而不强、自主创新能力薄弱、基础制造水平落后、重复建设和产能过剩等问题依然突出。智能制造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变。例如发展智能化产品(聪明机床);生产过程的自动化、智能化;发展工业自动控制技术和产品(传感元件、自动化仪表、PLC、DCS、FCS、现场总线、数控系统)、远程监控、检测、诊断等。
中国也是农业大国,农用机械的智能化对中国制造业影响很大,关注“三农”,扶持发展先进适用农用装备,按照先进、适用、经济、安全等原则,鼓励100马力以上大马力拖拉机及关键零部件、配套农机具,农作物移栽机械,农业收获机械,牧草收获机械,节水灌概设备,以及沼气设备等的发展。
智能制造装备是高端装备制造业的重点方向之一。随着产业结构不断调整升级,近年来我国智能制造装备市场规模不断扩大。考虑到智能装备的战略地位,以及在推动制造业产业结构调整和升级中的重要作用,“十二五”期间国家将持续加大对智能装备研发的财政支持力度,并且将建立首台(套)装备示范项目保险机制。智能化非常重要:产品装备实现数字化,向国民经济各部门提供智能化工具,从而提高我国社会生产力水平、提高我国装备制造业国际竞争力。
二、打造自主品牌
长期以来,数控机床是我国装备制造业的短板,高档数控系统与重型、精密机床,一直被国外厂家垄断。经过“十一五”期间的系统攻关,以华中数控(15.540,0.42,2.78%)“华中8型”高档数控系统为代表的国内高档数控机床取得了可喜的突破,为数控机床配套的数控系统和功能部件自给率达到了60%,自主研发的数控系统可靠性平均无故障时间达到2万小时。此外,大型飞机科技重大专项进展良好,具有自主知识产权的新支线ARJ—21飞机正在进行试飞,预计今年将开始批量交付。“嫦娥工程”及“载人航天”取得阶段性重大成果。“十一五”期间,机械产品国内市场占有率由2005年的80%进一步提高到2010年的85%以上,对国民经济各行业的保障能力明显增强。近年来钢铁、采矿、水泥、石化等行业的高速发展,也推动了相关装备制造业自主创新能力的提升。目前,1000万吨级钢铁企业常规流程成套设备、2000万吨级露天矿成套设备、日产4000—10000吨级熟料干法工艺水泥成套设备已能自主提供。30万吨/年合成氨设备实现自主化,百万吨乙烯装置裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机等关键“三机”也已研制成功。企业自主创新动力不足,为电力、石化、冶金、铁路等行业提供的主要装备,关键技术依赖引进。用于新产品、新工艺和新技术研发的投入不足,原创性技术成果少,具有自主知识产权产品少。产、学、研、用结
合不紧密,产业共性应用技术研发缺位,公共试验检测平台缺乏,社会科技成果转化率低。基础制造水平滞后,长期以来,为整机和成套设备配套的轴承、液气密元件、模具、齿轮、弹簧、粉末冶金制品、紧固件等基础件,泵、阀、风机等通用件,工业自动化控制系统、仪器仪表等测控部件,质量和可靠性不高,品种规格不全;特种原材料长期依赖进口;铸造、锻造、焊接、热处理、表面处理等基础工艺落后,专业化程度低。部分行业产能过剩矛盾突出。除中小型普通机床制造、交联电缆行业等传统行业产能过剩矛盾依然突出外,近几年来,一些地方片面追求发展速度,热衷于仍然热衷于新上项目、铺摊子,在国家严格调控“两高一资”等行业固定资产投资的形势下,纷纷将投资重点转向装备制造业,导致一些新兴行业投资过热,出现产能过剩隐优,过度竞争风险加剧,如风力发电设备、大型盾构机、大型压力机等。如不及时加以调控,不仅将使企业陷入生产经营困难,还将影响产业自主创新和结构调整的步伐。这些问题已经成为制约制造业打造自主品牌的瓶颈。
三、转向服务型制造 过去十年,中国装备制造业已经局部达到了世界先进水平,然而在未来十年,如何能从大而不强跻身真正的世界制造业强国,面临系列挑战。正如中国经济学家樊钢所指出的,中国制造的转型升级并非单纯的放弃原有产业,转而去做高科技,在企业转型升级背后,必须要与其关联的要素市场相配合。
中国机械科学研究总院原副院长屈贤明向《中国联合商报》表示,未来十年,中国装备制造业需要由生产型制造向服务型制造转变。大力发展包括系统设计、系统成套、工程承包、设备租赁、远程诊断服务、回收再制造等现代的制造服务业。制造服务业的发展滞后,也令企业在价值链高端缺席。他说:“为用户提供系统设计、系统成套、工程承包、远程诊断维护、回收再制造、租赁等服务业未能得到培育,绝大多数企业的服务收入所占比重低于10%,国外已经超过50%,我们主要业务是属于价值链低端的加工装配环节。”
事实上也证明,中国制造企业重构商业模式、向服务业务转型有两条路可走,一是提供基于产品的增值服务,从总体上提升客户的产品拥有体验;二是提供脱离产品的专业服务,利用企业在研发、供应链、销售等运营能力上的优势,为其他企业提供专业服务。湖北富邦科技和其他一些中国制造企业已经开始重构商业模式的有益探索,主要是为客户提供基于产品的增值服务,以保留自身原有的产品制造优势,减少变革风险。
服务制造是制造业产业发展的重要桥梁,中国当前的制造业虽然有“世界工厂”“制造大国”等美誉加身,实际上更多的企业是在给西方发达国家“打工”。有关专家给出的解释是,中国制造企业集中在中、低端市场竞争,纷纷搞价格战,无力争夺高端市场,这使得企业的利润率极其低下。而现代制造业作为一个整体产业链,早就脱离了单纯的产品、生产线和流水线的局限,它包含了研发、品牌、行销、物流、金融、谘询、文化、客户管理、会展、培训、设备改造、设备租赁、供应链管理、产品回收、商标专利等诸多方面。服务制造是在服务业和制造业不断融合的背景下应运而生的,是为了实现制造价值链中各自利益相关者的价值增值,进而达到一种高效创新的制造模式,也是世界先进制造业发展的新方向。它包括基于制造的服务和面向服务的制造两个方面。尤其值得一提的是,制造与服务的深度结合,一大关键因素是企业本身要具有核心产品或者说核心能力,围绕核心产品或者核心能力进行创新,与服务业相结合,才能取得更好的发展。只有
围绕着它的核心产品,客户才认可它的整体解决方案。因此,“服务制造”对于中国制造业由大到强、实现产业结构的转型具有积极的意义。
四、制造业的信息化
信息技术与中国制造业的融合朝着深度、广度大力推进。信息化与工业化融合推进的重点包括发展智能工具、构建数字企业、实现节能减排、促进转型升级、做强信息产业、催生新兴产业等六个方面。
随着电子信息技术的发展,世界机床业进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,而数控机床就是代表产品之一。行业规模不断壮大,中国国产高档数控机床明显进步,国产中高档数控系统取得重大突破,这些都充分说明,中国数控机床整体水平全面提升。在数量持续增长的同时,数控机床的质量也在追赶世界的进程中不断加速。同时,作为数控机床核心技术的国产数控系统同样取得重大突破。制造业与信息技术、高新技术融合,能够促进传统制造业向现代制造业转型升级。
中国的制造业信息化已经发展到了共性和个性全面共同促进的时候。面向诸多的企业,系统集成商、社会中介机构、服务实施单位把共性的平台去和每一个企业的个性结合起来来组织实施,这样才能够良性互动地推动我国信息化的发展。未来,集成与协同将是制造业信息化技术发展的主旋律。如何来实现?在空间跨度上,从企业的集成到企业间的集成,走向企业间产业链、企业集团甚至跨国集团这种基于企业业务系统的集成;在时间跨度上,从侧重于产品的设计和制造过程,走到了产品全生命周期的集成过程;在集成和协同的重点上,从多年来以信息共享为集成的重点,走到了过程集成的阶段,正在向知识与智能发展的集成阶段迈进。在集成和协同的关键技术方面,现阶段的企业很多都集中在单元技术的应用,从发展的角度,会由这些单元技术产品通过集成平台,形成企业的信息集成平台系统,并朝着企业综合能力平台发展。
智能制造行业发展前景及政策导向
《智能制造能力成熟度模型》的5个等级
2021 年5 月,《智能制造能力成熟度模型》(GB/T 39116-2020)发布,该标准将智能制造能力定义为:为实现智能制造的目标,企业对人员、技术、资源、制造等进行管理提升和综合应用的程度。并且提出了企业智能制造成熟度的5个等级,分别为一级(规划级)、二级(规范级)、三级(集成级)、四级(优化级)、五级(引领级)。
三大行业智能制造成熟度领先
根据《智能制造发展指数报告(2021)》统计数据,2021年计算机电子设备制造业、汽车制造业以及电子机械和器材制造业位于各行业智能制造能力成熟度水平前列。
计算机电子设备制造业智能制造成熟度水平领先
根据《智能制造发展指数报告(2021)》统计数据,2021年中国计算机电子设备制造业智能制造成熟度在一级及以下的企业占比为52.7%,二级企业占比超过20%,三级和四级及以上企业占比均超过12%,位于各行业智能制造能力成熟度水平前列。
汽车制造业二级及以上企业占比超46%
根据《智能制造发展指数报告(2021)》统计数据,2021年中国汽车制造业智能制造能力水平达到二级及以上的企业数量占比超过46%,其中四级及以上企业占比超10%。
中国电子机械和器材制造业二级及以上企业占比超40%
根据《智能制造发展指数报告(2021)》统计数据,2021年中国电子机械和器材制造业智能制造能力水平达到二级及以上的企业数量占比超过40%,其中四级及以上企业占比超11%。
综上所述,国家标准《智能制造能力成熟度模型》将智能制造能力分为5个等级。2021年,计算机电子设备制造业、汽车制造业以及电子机械和器材制造业位于各行业智能制造能力成熟度水平前列。计算机电子设备制造业二级及以上企业占比超47%,汽车制造业二级及以上企业占比超46%,电子机械和器材制造业二级及以上企业占比超40%。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《智能制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》,
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