【研究报告】智能制造发展规划(2016-2020年)

2018 年 6 月 8 日 产业智能官

 

智能制造发展规划(2016-2020年)

 

 

智能制造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。加快发展智能制造,是培育我国经济增长新动能的必由之路,是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择,对于推动我国制造业供给侧结构性改革,打造我国制造业竞争新优势,实现制造强国具有重要战略意义。

根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》《中国制造2025》和《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,编制本规划。

一、发展现状和形势

全球新一轮科技革命和产业变革加紧孕育兴起,与我国制造业转型升级形成历史性交汇。智能制造在全球范围内快速发展,已成为制造业重要发展趋势,对产业发展和分工格局带来深刻影响,推动形成新的生产方式、产业形态、商业模式。发达国家实施“再工业化”战略,不断推出发展智能制造的新举措,通过政府、行业组织、企业等协同推进,积极培育制造业未来竞争优势。

经过几十年的快速发展,我国制造业规模跃居世界第一位,建立起门类齐全、独立完整的制造体系,但与先进国家相比,大而不强的问题突出。随着我国经济发展进入新常态,经济增速换挡、结构调整阵痛、增长动能转换等相互交织,长期以来主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放型发展模式难以为继。加快发展智能制造,对于推进我国制造业供给侧结构性改革,培育经济增长新动能,构建新型制造体系,促进制造业向中高端迈进、实现制造强国具有重要意义。

随着新一代信息技术和制造业的深度融合,我国智能制造发展取得明显成效,以高档数控机床、工业机器人、智能仪器仪表为代表的关键技术装备取得积极进展;智能制造装备和先进工艺在重点行业不断普及,离散型行业制造装备的数字化、网络化、智能化步伐加快,流程型行业过程控制和制造执行系统全面普及,关键工艺流程数控化率大大提高;在典型行业不断探索、逐步形成了一些可复制推广的智能制造新模式,为深入推进智能制造初步奠定了一定的基础。但目前我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、数字化并存,不同地区、不同行业、不同企业发展不平衡的阶段。发展智能制造面临关键共性技术和核心装备受制于人,智能制造标准/软件/网络/信息安全基础薄弱,智能制造新模式成熟度不高,系统整体解决方案供给能力不足,缺乏国际性的行业巨头企业和跨界融合的智能制造人才等突出问题。相对工业发达国家,推动我国制造业智能转型,环境更为复杂,形势更为严峻,任务更加艰巨。我们必须遵循客观规律,立足国情、着眼长远,加强统筹谋划,积极应对挑战,抓住全球制造业分工调整和我国智能制造快速发展的战略机遇期,引导企业在智能制造方面走出一条具有中国特色的发展道路。

二、总体要求

(一)指导思想

深入贯彻党的十八大及十八届三中、四中、五中全会精神,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,全面落实《中国制造2025》和推进供给侧结构性改革部署,将发展智能制造作为长期坚持的战略任务,分类分层指导,分行业、分步骤持续推进,“十三五”期间同步实施数字化制造普及、智能化制造示范引领,以构建新型制造体系为目标,以实施智能制造工程为重要抓手,着力提升关键技术装备安全可控能力,着力增强基础支撑能力,着力提升集成应用水平,着力探索培育新模式,着力营造良好发展环境,为培育经济增长新动能、打造我国制造业竞争新优势、建设制造强国奠定扎实的基础。

(二)基本原则

坚持市场主导、政府引导。充分发挥市场在配置资源中的决定性作用,强化企业市场主体地位,以需求为导向,激发企业推进智能制造的内生动力。发挥政府在规划布局、政策引导等方面的积极作用,形成公平市场竞争的发展环境。

坚持创新驱动、开放合作。建立健全创新体系,推进产学研用协同创新,激发企业创新创业活力,加强智能制造技术、装备与模式的创新突破。坚持互利共赢,扩大对外开放,加强在标准制定、人才培养、知识产权等方面国际交流合作。

坚持统筹规划、系统推进统筹整合优势资源,加强顶层设计,调动各方积极性,协调推进。针对制造业薄弱与关键环节,系统部署关键技术装备创新、试点示范、标准化、工业互联网建设等系列举措,推进智能制造发展。

坚持遵循规律、分类施策立足国情,准确把握智能制造的发展规律,因势利导,引导行业循序渐进推进智能化。针对不同地区、行业、企业发展基础、阶段和水平差异,加强分类施策、分层指导,加快推动传统行业改造、重点领域升级、制造业转型。

(三)发展目标

2025年前,推进智能制造发展实施“两步走”战略:第一步,到2020年,智能制造发展基础和支撑能力明显增强,传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展;第二步,到2025年,智能制造支撑体系基本建立,重点产业初步实现智能转型。

2020年的具体目标:

——智能制造技术与装备实现突破。研发一批智能制造关键技术装备,具备较强的竞争力,国内市场满足率超过50%。突破一批智能制造关键共性技术。核心支撑软件国内市场满足率超过30%。

——发展基础明显增强。智能制造标准体系基本完善,制(修)订智能制造标准200项以上,面向制造业的工业互联网及信息安全保障系统初步建立。

——智能制造生态体系初步形成。培育40个以上主营业务收入超过10亿元、具有较强竞争力的系统解决方案供应商,智能制造人才队伍基本建立。

——重点领域发展成效显著。制造业重点领域企业数字化研发设计工具普及率超过70%,关键工序数控化率超过50%,数字化车间/智能工厂普及率超过20%,运营成本、产品研制周期和产品不良品率大幅度降低。

三、重点任务

(一)加快智能制造装备发展

聚焦感知、分析、决策、执行等核心关键环节,推进产学研用联合创新,攻克关键技术装备,提高质量和可靠性。面向《中国制造2025》十大重点领域,推进智能制造关键技术装备、核心支撑软件、工业互联网等系统集成应用,以系统解决方案供应商、装备制造商与用户联合的模式,集成开发一批重大成套装备,推进工程应用和产业化。推动新一代信息通信技术在装备(产品)中的融合应用,促进智能网联汽车、服务机器人等产品研发、设计和产业化。

专栏1 智能制造装备创新发展重点

创新产学研用合作模式,研发高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备五类关键技术装备。重点突破高性能光纤传感器、微机电系统(MEMS)传感器、视觉传感器、分散式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、数据采集系统(SCADA)、高性能高可靠嵌入式控制系统等核心产品,在机床、机器人、石油化工、轨道交通等领域实现集成应用。

依托优势企业,开展智能制造成套装备的集成创新和应用示范,加快产业化。促进智能网联汽车、智能工程机械、智能船舶、智能照明电器、服务机器人等研发和产业化,开展远程无人操控、运行状态监测、工作环境预警、故障诊断维护等智能服务。

2020年,研制60种以上智能制造关键技术装备,达到国际同类产品水平,国内市场满足率超过50%

(二)加强关键共性技术创新

围绕感知、控制、决策和执行等智能功能的实现,针对智能制造关键技术装备、智能产品、重大成套装备、数字化车间/智能工厂的开发和应用,突破先进感知与测量、高精度运动控制、高可靠智能控制、建模与仿真、工业互联网安全等一批关键共性技术,研发智能制造相关的核心支撑软件,布局和积累一批核心知识产权,为实现制造装备和制造过程的智能化提供技术支撑。

 

专栏2 智能制造关键共性技术创新方向

建设若干智能制造领域的制造业创新中心,开展关键共性技术研发。整合现有各类创新资源,引导企业加大研发投入,突破新型传感技术、模块化/嵌入式控制系统设计技术、先进控制与优化技术、系统协同技术、故障诊断与健康维护技术、高可靠实时通信、功能安全技术、特种工艺与精密制造技术、识别技术、建模与仿真技术、工业互联网、人工智能等关键共性技术。引导企业、高校、科研院所、用户组建智能制造创新联盟,推动创新资源向企业集聚。

加快研发智能制造支撑软件,突破计算机辅助类(CAX)软件、基于数据驱动的三维设计与建模软件、数值分析与可视化仿真软件等设计、工艺仿真软件,高安全高可信的嵌入式实时工业操作系统、嵌入式组态软件等工业控制软件,制造执行系统(MES)、企业资源管理软件(ERP)、供应链管理软件(SCM)等业务管理软件,嵌入式数据库系统与实时数据智能处理系统等数据管理软件。

2020年,建成较为完善的智能制造技术创新体系,一批关键共性技术实现突破,部分技术达到国际先进水平;核心支撑软件市场满足率超过30%

(三)建设智能制造标准体系

依据国家智能制造标准体系建设指南,围绕互联互通和多维度协同等瓶颈,开展基础共性标准、关键技术标准、行业应用标准研究,搭建标准试验验证平台(系统),开展全过程试验验证。加快标准制(修)订,在制造业各个领域全面推广。成立国家智能制造标准化协调推进组、总体组和专家咨询组,形成协同推进的工作机制。充分利用现有多部门协调、多标委会协作的工作机制,形成合力,凝聚国内外标准化资源,扎实构建满足产业发展需求、先进适用的智能制造标准体系。

 

 

专栏3 智能制造标准提升专项行动

组织开展参考模型、术语定义、标识解析、评价指标、安全等基础共性标准和数据格式、通讯协议与接口等关键技术标准的研究制定,探索制定重点行业智能制造标准。强化方法论、标准库和标准案例集等实施手段,以培训、咨询等方式推进标准宣贯与实施。推进智能制造标准国际交流与合作。

2020年,国家智能制造标准体系基本建立,制(修)订智能制造国家标准200项以上,建设试验验证平台100个以上,公共服务平台50个以上。

 

(四)构筑工业互联网基础

研发新型工业网络设备与系统,构建工业互联网试验验证平台和标识解析系统。推动制造企业开展工厂内网络升级改造。鼓励电信运营商改良工厂外网络,开展工业云和大数据平台建设。研发安全可靠的信息安全软硬件产品,搭建面向智能制造的信息安全保障系统与试验验证平台,建立健全工业互联网信息安全风险评估、检查和信息共享机制。

专栏4 工业互联网建设重点

研发融合IPv64G/5G、短距离无线、WiFi技术的工业网络设备与系统,构建工业互联网试验验证平台及标识解析系统、企业级智能产品标识系统。开发工业互联网核心信息通信设备、工业级信息安全产品及设备。支持工业企业利用光通信、工业无线、工业以太网、SDNOPC-UAIPv6等技术改造工业现场网络,在工厂内形成网络联通、数据互通、业务打通的局面。利用SDN、网络虚拟化、4G/5GIPv6等技术实现对现有公用电信网的升级改造,满足工业互联网网络覆盖和业务开展的需要。面向智能制造发展需求,推动工业云计算、大数据服务平台建设。推动有条件的企业开展试点示范,推进新技术、产品及系统在重点领域的集成应用。

2020年,在重点领域制造企业建设新技术实验网络并开展应用创新。

(五)加大智能制造试点示范推广力度

在基础条件好和需求迫切的重点地区、行业,选择骨干企业,围绕离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同制造、大批量定制、远程运维服务、工业云平台、众包众创等方面,开展智能制造新模式试点示范,形成有效的经验和模式。围绕设计、研发、生产、物流、服务等全生命周期,遴选智能制造标杆企业,在相关行业进行移植、推广。

专栏5 智能制造试点示范及推广应用专项行动

第一阶段,聚焦制造过程关键环节,在基础条件较好、需求迫切的地区和行业,遴选一批智能制造试点示范项目,总结形成有效经验和模式。第二阶段,围绕产品全生命周期,研究制定智能制造标杆企业遴选标准,在实施智能制造成效突出的企业中,遴选确定一批标杆企业,在相关行业大规模移植、推广所形成的经验和模式。

到2020年,建成300个以上智能制造试点示范项目,数字化车间/智能工厂试点示范项目实施前后实现运营成本降低20%,产品研制周期缩短20%,生产效率提高20%,产品不良品率降低10%,能源利用率提高10%;遴选确定150个以上智能制造标杆企业。

(六)推动重点领域智能转型

围绕《中国制造2025》十大重点领域,试点建设数字化车间/智能工厂,加快智能制造关键技术装备的集成应用,促进制造工艺仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制。加快产品全生命周期管理、客户关系管理、供应链管理系统的推广应用,促进集团管控、设计与制造、产供销一体、业务和财务衔接等关键环节集成。针对传统制造业关键工序自动化、数字化改造需求,推广应用数字化技术、系统集成技术、智能制造装备,提高设计、制造、工艺、管理水平,努力提升发展层次,迈向中高端。加强传统制造业绿色改造,推动产业间绿色循环链接,提升重点制造技术绿色化水平。

专栏6 重点领域智能转型重点

围绕新一代信息技术、高档数控机床与工业机器人、航空装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、轻工、纺织、石化化工、钢铁、有色、建材、民爆等重点领域,推进智能化、数字化技术在企业研发设计、生产制造、物流仓储、经营管理、售后服务等关键环节的深度应用。支持智能制造关键技术装备和核心支撑软件的推广应用,不断提高生产装备和生产过程的智能化水平。在基础条件较好的领域,开展数字化车间/智能工厂的集成创新与应用示范。支持地方、园区、龙头企业等建设一批公共服务平台,开展技术研发、产品设计、软件服务、数据管理、测试验证等服务。

2020年,量大面广、有基础、有条件的重点领域数字化研发设计工具普及率达到70%以上,关键工序数控化率达到50%以上,数字化车间/智能工厂普及率达到20%以上。

(七)促进中小企业智能化改造

引导有基础、有条件的中小企业推进生产线自动化改造,开展管理信息化和数字化升级试点应用。建立龙头企业引领带动中小企业推进自动化、信息化的发展机制,提升中小企业智能化水平。整合和利用现有制造资源,建设云制造平台和服务平台,在线提供关键工业软件及各类模型库和制造能力外包服务,服务中小企业智能化发展。

 

 

 

专栏7 中小企业智能化改造专项行动

支持第三方机构提供分析诊断、创新评估等服务,鼓励系统集成商、装备供应商、软件供应商等,针对中小企业实际需求,研究制定简便易行的智能化改造方案,推广一批成熟使用的单元装备和先进技术。推进“互联网+”小微企业,推广适合中小企业发展需求的信息化产品和服务,促进互联网和信息技术在生产制造、经营管理、市场营销各个环节中的应用。推进云制造,构建云制造平台和服务平台。推动中小企业与大企业协同创新,鼓励有条件的大企业搭建信息化服务平台,向中小企业开放入口、数据信息、计算能力。

2020年,有基础、有条件的中小企业生产自动化程度大幅提高,管理信息化和数字化水平明显提升。

(八)培育智能制造生态体系

面向企业智能制造发展需求,推动装备、自动化、软件、信息技术等不同领域企业紧密合作、协同创新,推动产业链各环节企业分工协作、共同发展,逐步形成以智能制造系统集成商为核心、各领域领先企业联合推进、一大批定位于细分领域的“专精特”企业深度参与的智能制造发展生态体系。加快培育一批有行业、专业特色系统解决方案供应商;大力发展具有国际影响力的龙头企业集团;做优做强一批传感器、智能仪表、控制系统、伺服装置、工业软件等“专精特”配套企业。

专栏8 智能制造系统解决方案供应商培育专项行动

支持以技术和资本为纽带,组建产学研用联合体或产业创新联盟,鼓励发展成为智能制造系统解决方案供应商。支持装备制造企业以装备智能化升级为突破口,加速向系统解决方案供应商转变。支持规划设计院以车间/工厂的规划设计为基础,延伸业务链条,开展数字化车间/智能工厂总承包业务。支持自动化、信息技术企业通过业务升级,逐步发展成为智能制造系统解决方案供应商。研究制定智能制造系统解决方案供应商标准或规范,发布智能制造系统解决方案供应商推荐目录。

2020年,主营业务收入超10亿元的智能制造系统解决方案供应商达到40家以上,系统集成能力明显提升,基本满足制造业智能转型的需要。

(九)推进区域智能制造协同发展

打造智能制造装备产业集聚区。积极推动以产业链为纽带、资源要素集聚的智能制造装备产业集群建设,完善产业链协作配套体系。加强规划引导,提升信息网络、公共服务平台等基础设施水平,促进产业集聚区规范有序发展。

促进区域智能制造差异化发展。结合《中国制造2025分省市实施指南》,紧密依靠本区域智能制造发展基础,聚焦重点。大力推进制造业发展水平较好的地区率先实现优势产业智能转型,积极促进制造业欠发达地区结合实际,加快制造业自动化、数字化改造,逐步向智能化发展。

加强区域智能制造资源协同。搭建基于互联网的制造资源协同平台,不断完善体系架构和运行规则,加快区域间创新资源、设计能力、生产能力和服务能力的集成和对接,推进制造过程各环节和全价值链的并行组织和协同优化,实现区域优势资源互补和资源优化配置。

(十)打造智能制造人才队伍

构建多层次人才队伍。大力弘扬工匠精神,突出职业精神培育。加强智能制造人才培训,培养一批能够突破智能制造关键技术、带动制造业智能转型的高层次领军人才,一批既擅长制造企业管理又熟悉信息技术的复合型人才,一批能够开展智能制造技术开发、技术改进、业务指导的专业技术人才,一批门类齐全、技艺精湛、爱岗敬业的高技能人才。

健全人才培养机制。创新技术技能人才教育培训模式,促进企业和院校成为技术技能人才培养的“双主体”。鼓励有条件的高校、院所、企业建设智能制造实训基地,培养满足智能制造发展需求的高素质技术技能人才。支持高校开展智能制造学科体系和人才培养体系建设。建立智能制造人才需求预测和信息服务平台。

四、保障措施

(一)加强统筹协调

发挥国家制造强国建设领导小组作用,有效统筹中央、地方和其他社会资源,协调解决智能制造发展中遇到的问题,形成资源共享、协同推进的工作格局。发挥国家制造强国建设战略咨询委员会作用,为把握技术发展方向提供咨询建议。加强规划与其他专项、工程有机衔接。

(二)完善创新体系

在智能制造领域研究建立若干制造业创新中心,建立市场化的创新方向选择机制和鼓励创新的风险分担、利益共享机制,解决技术研究与产业化应用的鸿沟。围绕重点领域智能制造发展需求,建设重大科学研究和实验设施。支持智能制造公共服务平台建设,增强为行业服务能力。鼓励企业加大研发投入力度,加强智能制造关键技术与装备创新。

(三)加大财税支持力度

充分利用现有资金渠道对智能制造予以支持。按照深化科技计划(专项、基金等)管理改革的要求,统筹支持智能制造关键共性技术的研发。完善和落实支持创新的政府采购政策。推进首台(套)重大技术装备保险补偿试点工作。落实税收优惠政策,企业购置并实际使用的重大技术装备符合规定条件的,可按规定享受企业所得税优惠政策。企业为生产国家支持发展的重大技术装备或产品,确有必要进口的零部件、原材料等,可按重大技术装备进口税收政策有关规定,享受进口税收优惠。

(四)创新金融扶持方式

发挥国家财政投入的引导作用,吸引企业、社会资本,建立智能制造多元化投融资体系。鼓励建立按市场化方式运作的各类智能制造发展基金,鼓励社会风险投资、股权投资投向智能制造领域。搭建政银企合作平台,研究建立产融对接新模式,引导和推动金融机构创新产品和服务方式。依托重点工程项目,推动首台(套)重大技术装备推广应用,完善承保理赔机制。支持装备制造企业扩大直接融资,发展应收账款融资,降低企业财务成本。

(五)发挥行业组织作用

发挥行业协会熟悉行业、贴近企业优势,推广先进管理模式,加强行业自律,防止无序和恶性竞争。各相关行业协会要指导企业深化改革、苦练内功,抓好技术创新、人才培养,及时反映企业诉求,反馈政策落实情况,积极宣传和帮助企业用足用好各项政策。鼓励行业协会、产业联盟提升服务行业发展的能力,引导企业推进智能制造发展。

(六)深化国际合作交流

在智能制造标准制定、知识产权等方面广泛开展国际交流与合作,不断拓展合作领域。支持国内外企业及行业组织间开展智能制造技术交流与合作,做到引资、引技、引智相结合。鼓励跨国公司、国外机构等在华设立智能制造研发机构、人才培训中心,建设智能制造示范工厂。鼓励国内企业参与国际并购、参股国外先进的研发制造企业。

五、组织实施

规划是指导未来5年智能制造发展的纲领性文件,工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部联合印发的《智能制造工程实施指南(2016-2020年)》明确的重点任务是规划的核心内容。工业和信息化部、财政部负责规划的组织实施,加强领导,精心组织,及时解决规划实施过程中遇到的问题,推动各项任务和措施落到实处。建立规划实施动态评估机制,适时对目标和任务进行必要的调整。

各地工业和信息化、财政主管部门要按照职责分工,抓紧制定与规划相衔接的实施方案,落实相关配套政策,做好信息反馈工作。相关行业协会和中介组织要充分发挥桥梁和纽带作用,协同推动本规划的贯彻落实。




 

智能制造工程实施指南2016-2020



智能制造工程实施指南

2016-2020

 

  为贯彻落实《中国制造2025》,组织实施好智能制造工程(以下简称工程),特编制本指南。

 

背景

 

  自国际金融危机发生以来,随着新一代信息通信技术的快速发展及与先进制造技术不断深度融合,全球兴起了以智能制造为代表的新一轮产业变革,数字化、网络化、智能化日益成为未来制造业发展的主要趋势。世界主要工业发达国家加紧谋篇布局,纷纷推出新的重振制造业国家战略,支持和推动智能制造发展,以重塑制造业竞争新优势。为加速我国制造业转型升级、提质增效,国务院发布实施《中国制造2025》,并将智能制造作为主攻方向,加速培育我国新的经济增长动力,抢占新一轮产业竞争制高点。

 

  当前,我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存,不同地区、不同行业、不同企业发展不平衡的阶段。发展智能制造面临关键技术装备受制于人、智能制造标准/软件/网络/信息安全基础薄弱、智能制造新模式推广尚未起步、智能化集成应用缓慢等突出问题。相对工业发达国家,推动我国制造业智能转型,环境更为复杂,形势更为严峻,任务更加艰巨。


  《中国制造2025》明确将智能制造工程作为政府引导推动的五个工程之一,目的是更好地整合全社会资源,统筹兼顾智能制造各个关键环节,突破发展瓶颈,系统推进技术与装备开发、标准制定、新模式培育和集成应用。加快组织实施智能制造工程,对于推动《中国制造2025》十大重点领域率先突破,促进传统制造业转型升级,实现制造强国目标具有重大意义。

 

 

总体要求

 

  加快贯彻落实《中国制造2025》总体战略部署,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,以构建新型制造体系为目标,以推动制造业数字化、网络化、智能化发展为主线,坚持统筹规划、分类施策、需求牵引、问题导向、企业主体、协同创新、远近结合、重点突破的原则,将制造业智能转型作为必须长期坚持的战略任务,分步骤持续推进。十三五期间同步实施数字化制造普及、智能化制造示范,重点聚焦五三五十重点任务,即:攻克五类关键技术装备,夯实智能制造三大基础,培育推广五种智能制造新模式,推进十大重点领域智能制造成套装备集成应用,持续推动传统制造业智能转型,为构建我国制造业竞争新优势、建设制造强国奠定扎实的基础。

 

(一)基本原则

  坚持统筹规划、分类施策。统筹兼顾智能制造各个关键环节,加强构建新型制造体系的顶层设计与规划。针对我国制造业机械化、电气化、自动化、信息化并存,不同地区、行业、企业发展不平衡的局面,分类指导、并行推进,推动优势领域率先突破,促进传统制造业智能转型。

 

  坚持需求牵引、问题导向。瞄准制造业数字化、网络化、智能化的发展趋势,面向重点领域率先突破和传统制造业智能转型迫切需求,针对我国发展智能制造面临的关键技术装备受制于人、智能制造标准/软件/网络/信息安全基础薄弱等突出问题,系统推进技术与装备开发、标准制定、新模式培育和集成应用。

 

  坚持企业主体、协同创新。充分调动企业开展智能制造的积极性和内生动力,突出企业开展集成创新、工程应用、产业化与试点示范的主体作用。发挥企业、研究机构、高等院校等各方面优势,协同推进关键技术装备、软件、智能制造成套装备等的集成创新。

 

  坚持远近结合、重点突破。充分认识推进智能制造是一项需要多方面力量长期共同努力的复杂系统工程,要立足现状、着眼长远,做好顶层设计,分阶段实施,集中力量突破一批需求迫切、带动作用强的关键技术装备、智能制造成套装备,提升智能制造支撑能力,在基础条件好的领域推进集成应用和试点示范。

 

  (二)总体目标

  工程分为两个阶段实施:十三五期间通过数字化制造的普及,智能化制造的试点示范,推动传统制造业重点领域基本实现数字化制造,有条件、有基础的重点产业全面启动并逐步实现智能转型;十四五期间加大智能制造实施力度,关键技术装备、智能制造标准/工业互联网/信息安全、核心软件支撑能力显著增强,构建新型制造体系,重点产业逐步实现智能转型。

 

十三五期间工程具体目标如下:

  1、关键技术装备实现突破。高档数控机床与工业机器人、增材制造装备性能稳定性和质量可靠性达到国际同类产品水平,智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备基本满足国内需求,具备较强竞争力,关键技术装备国内市场满足率超过50%

 

  2、智能制造基础能力明显提升。初步建立基本完善的智能制造标准体系,完成一批急需的国家和行业重点标准;具有知识产权的智能制造核心支撑软件国内市场满足率超过30%;初步建成IPv64G/5G等新一代通信技术与工业融合的试验网络、标识解析体系、工业云计算和大数据平台及信息安全保障系统。

 

3、智能制造新模式不断成熟。离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等五种智能制造新模式不断丰富完善,有条件、有基础的行业实现试点示范并推广应用,建成一批智能车间/工厂。试点示范项目运营成本降低30%、产品生产周期缩短30%、不良品率降低30%

 

  4、重点产业智能转型成效显著。有条件、有基础的传统制造业基本普及数字化,全面启动并逐步实现智能转型,数字化研发设计工具普及率达到72%,关键工序数控化率达到50%;十大重点领域智能化水平显著提升,完成60类以上智能制造成套装备集成创新。



 

重点任务

 

  (一)攻克关键技术装备

  针对实施智能制造所需关键技术装备受制于人的问题,聚焦感知、控制、决策、执行等核心关键环节,依托重点领域智能工厂、数字化车间的建设以及传统制造业智能转型,突破高档数控机床与工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备五类关键技术装备,开展首台首套装备研制,提高质量和可靠性,实现工程应用和产业化。

 



专栏1  关键技术装备研制重点

 

高档数控机床与工业机器人。数控双主轴车铣磨复合加工机床;高速高效精密五轴加工中心;复杂结构件机器人数控加工中心;螺旋内齿圈拉床;高效高精数控蜗杆砂轮磨齿机;蒙皮镜像铣数控装备;高效率、低重量、长期免维护的系列化减速器;高功率大力矩直驱及盘式中空电机;高性能多关节伺服控制器;机器人用位置、力矩、触觉传感器;6-500kg级系列化点焊、弧焊、激光及复合焊接机器人;关节型喷涂机器人;切割、打磨抛光、钻孔攻丝、铣削加工机器人;缝制机械、家电等行业专用机器人;精密及重载装配机器人;六轴关节型、平面关节(SCARA)型搬运机器人;在线测量及质量监控机器人;洁净及防爆环境特种工业机器人;具备人机协调、自然交互、自主学习功能的新一代工业机器人。

 

  增材制造装备。高功率光纤激光器、扫描振镜、动态聚焦镜及高品质电子枪、光束整形、高速扫描、阵列式高精度喷嘴、喷头;激光/电子束高效选区熔化、大型整体构件激光及电子束送粉/送丝熔化沉积等金属增材制造装备;光固化成形、熔融沉积成形、激光选区烧结成形、无模铸型、喷射成形等非金属增材制造装备;生物及医疗个性化增材制造装备。

 

  智能传感与控制装备。高性能光纤传感器、微机电系统(MEMS)传感器、多传感器元件芯片集成的MCO芯片、视觉传感器及智能测量仪表、电子标签、条码等采集系统装备;分散式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、数据采集系统(SCADA)、高性能高可靠嵌入式控制系统装备;高端调速装置、伺服系统、液压与气动系统等传动系统装备。

 

  智能检测与装配装备。数字化非接触精密测量、在线无损检测系统装备;可视化柔性装配装备;激光跟踪测量、柔性可重构工装的对接与装配装备;智能化高效率强度及疲劳寿命测试与分析装备;设备全生命周期健康检测诊断装备;基于大数据的在线故障诊断与分析装备。

 

  智能物流与仓储装备。轻型高速堆垛机;超高超重型堆垛机;高速智能分拣机;智能多层穿梭车;智能化高密度存储穿梭板;高速托盘输送机;高参数自动化立体仓库;高速大容量输送与分拣成套装备、车间物流智能化成套装备。





  (二)夯实智能制造基础

  重点围绕智能制造标准滞后、核心软件缺失、工业互联网基础和信息安全系统薄弱等瓶颈问题,构建基本完善的智能制造标准体系,开发智能制造核心支撑软件,建立高效可靠的工业互联网基础和信息安全系统,形成智能制造发展坚实的基础支撑。

 

  1、构建国家智能制造标准体系。制定并发布《国家智能制造标准体系建设指南》,开展智能制造的基础共性、关键技术、重点行业标准与规范的研究,构建标准试验验证平台(系统),进行技术规范、标准全过程试验验证,在制造业各个领域进行全面推广,形成智能制造强有力的标准支撑。

 



专栏2  智能制造重点标准

 

  基础共性标准与规范。术语定义、参考模型、元数据、对象标识注册与解析等基础标准;体系架构、安全要求、管理和评估等信息安全标准;评价指标体系、度量方法和实施指南等管理评价标准;环境适应性、设备可靠性等质量标准。

 

  关键技术标准与规范。工业机器人、工业软件、智能物联装置、增材制造、人机交互等装备/产品标准;体系架构、互联互通和互操作、现场总线和工业以太网融合、工业传感器网络、工业无线、工业网关通信协议和接口等网络标准;数字化设计仿真、网络协同制造、智能检测、智能物流和精准供应链管理等智能工厂标准;数据质量、数据分析、云服务等工业云和工业大数据标准;个性化定制和远程运维服务等服务型制造标准;工业流程运行能效分析软件标准。

 

  重点行业标准与规范。以典型离散行业的数字化车间集成应用和流程行业智能工厂集成应用为代表的十大重点领域行业标准与规范。



 

2、提升智能制造软件支撑能力。针对智能制造感知、控制、决策、执行过程中面临的数据采集、数据集成、数据计算分析等方面存在的问题,开展信息物理系统的顶层设计,研发相关的设计、工艺、仿真、管理、控制类工业软件,推进集成应用,培育重点行业整体解决方案能力,建设软件测试验证平台。

 



专栏3  智能制造核心支撑软件开发重点


设计、工艺仿真软件。计算机辅助类(CAX)软件、基于数据驱动的三维设计与建模软件、数值分析与可视化仿真软件、模块化设计工具以及专用知识、模型、零件、工艺和标准数据库等。

 

  工业控制软件。高安全、高可信的嵌入式实时工业操作系统,智能测控装置及核心智能制造装备嵌入式组态软件。

 

  业务管理软件。制造执行系统(MES)、企业资源管理软件(ERP)、供应链管理软件(SCM)、产品全生命周期管理软件(PLM)、商业智能软件(BI)等。

 

  数据管理软件。嵌入式数据库系统与实时数据智能处理系统、数据挖掘分析平台、基于大数据的智能管理服务平台等。

 

  系统解决方案。生产制造过程智能管理与决策集成化管理平台、跨企业集成化协同制造平台,以及面向工业软件、工业大数据、工业互联网、工控安全系统、智能机器、智能云服务平台等集成应用的行业系统解决方案,装备智能健康状态管理与服务支持平台。

 

  测试验证平台。设计、仿真、控制、管理类工业软件稳定性、可靠性测试验证平台。重点行业CPS关键技术、设备、网络、应用环境的兼容适配、互联互通、互操作测试验证平台。



 

3、建设工业互联网基础和信息安全系统。研发融合新型技术的工业互联网设备与系统,构建工业互联网标识解析系统及试验验证平台,在重点领域制造企业建设试验网络并开展应用创新。研发安全可靠的信息安全软硬件产品,搭建基于可信计算的信息安全保障系统与试验验证平台,建立健全工业互联网信息安全审查、检查和信息共享机制,在有条件的企业进行试点示范。

 



专栏4  工业互联网基础和信息安全系统建设重点

 

 工业互联网基础。基于IPv64G/5G移动通信、短距离无线通信和软件定义网络(SDN)等新型技术的工业互联网设备与系统;核心信息通信设备;工业互联网标识解析系统与企业级对象标识解析系统;工业互联网测试验证平台建设;工业互联网标识与解析平台建设;基于IPv6、软件定义网络(SDN)等新技术融合的工业以太网建设;覆盖装备、在制产品、物料、人员、控制系统、信息系统的工厂无线网络建设试点;工业云计算、大数据服务平台建设。

 

  信息安全系统。基于OPC-UA的安全操作平台、可信计算支撑系统、可信软件参考库、工业控制网络防护、监测、风险分析与预警系统、信息安全数字认证系统,工业防火墙、工业通讯网关、工业软件脆弱性分析产品、工控漏洞挖掘系统、工控异常流量分析系统、工控网闸系统、安全可靠的工业芯片、网络交换机;工业互联网安全监测平台、信息安全保障系统验证平台和仿真测试平台、攻防演练试验平台、在线监测预警平台、通讯协议健壮性测试验证平台、工业控制可信芯片试验验证平台、工控系统安全区域隔离、通信控制、协议识别与分析试验验证平台的建设,建立工业信息安全常态化检查评估机制、信息安全测评标准与工具;工业控制网络安全监测、信息安全防护与认证系统建设试点,系统边界防护、漏洞扫描、访问控制、网络安全协议以及工业数据防护、备份与恢复技术产品的应用示范。



 

  (三)培育推广智能制造新模式

  针对原材料工业、装备工业、消费品工业等传统制造业环境恶劣、危险、连续重复等工序的智能化升级需要,持续推进智能化改造,在基础条件好和需求迫切的重点地区、行业中选择骨干企业,推广数字化技术、系统集成技术、关键技术装备、智能制造成套装备,开展新模式试点示范,建设智能车间/工厂,重点培育离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务,不断丰富成熟后实现全面推广,持续不断培育、完善和推广智能制造新模式,提高传统制造业设计、制造、工艺、管理水平,推动生产方式向柔性、智能、精细化转变。

 



专栏5  智能制造新模式关键要素

 

  离散型智能制造。车间总体设计、工艺流程及布局数字化建模;基于三维模型的产品设计与仿真,建立产品数据管理系统(PDM),关键制造工艺的数值模拟以及加工、装配的可视化仿真;先进传感、控制、检测、装配、物流及智能化工艺装备与生产管理软件高度集成;现场数据采集与分析系统、车间制造执行系统(MES)与产品全生命周期管理(PLM)、企业资源计划(ERP)系统高效协同与集成。

 

  流程型智能制造。工厂总体设计、工艺流程及布局数字化建模;生产流程可视化、生产工艺可预测优化;智能传感及仪器仪表、网络化控制与分析、在线检测、远程监控与故障诊断系统在生产管控中实现高度集成;实时数据采集与工艺数据库平台、车间制造执行系统(MES)与企业资源计划(ERP)系统实现协同与集成。

 

  网络协同制造。建立网络化制造资源协同平台,企业间研发系统、信息系统、运营管理系统可横向集成,信息数据资源在企业内外可交互共享。企业间、企业部门间创新资源、生产能力、市场需求实现集聚与对接,设计、供应、制造和服务环节实现并行组织和协同优化。

 

  大规模个性化定制。产品可模块化设计和个性化组合;建有用户个性化需求信息平台和各层级的个性化定制服务平台,能提供用户需求特征的数据挖掘和分析服务;研发设计、计划排产、柔性制造、物流配送和售后服务实现集成和协同优化。



  远程运维服务。建有标准化信息采集与控制系统、自动诊断系统、基于专家系统的故障预测模型和故障索引知识库;可实现装备(产品)远程无人操控、工作环境预警、运行状态监测、故障诊断与自修复;建立产品生命周期分析平台、核心配件生命周期分析平台、用户使用习惯信息模型;可对智能装备(产品)提供健康状况监测、虚拟设备维护方案制定与执行、最优使用方案推送、创新应用开放等服务。



 

  (四)推进重点领域集成应用

  聚焦《中国制造2025》十大重点领域,开展基于智能制造标准、核心支撑软件、工业互联网基础与信息安全系统的关键技术装备和先进制造工艺的集成应用,以系统解决方案供应商、装备制造商与用户联合的模式,开发重点领域所需智能制造成套装备,实现推广应用与产业化,支撑重点领域率先突破和传统制造业智能化改造。

 



专栏6  十大领域智能制造成套装备集成创新重点

 

电子信息领域。消费类电子整机产品制造成套装备;极大规模集成电路(芯片)制造工艺装备;集成电路先进封装与测试成套装备;低温共烧陶瓷(LTCC)、薄膜等先进基板制造成套装备;表面贴装成套装备;高密度混合集成模块、微机电系统(MEMS)器件组装成套装备;新型元器件(片式电子器件、高性能元件、电池、高亮度半导体照明芯片和器件、大功率半导体器件)制造成套装备;新型平板显示制造成套装备;高效太阳能电池片制造成套装备;以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体电力电子器件制造成套工艺与装备。

 

  高档数控机床和机器人领域。高精度床身箱体类零件智能加工成套设备;高精度丝杠与导轨、高速主轴、长寿命模具、高压大流量泵阀等核心零部件制造所需的精密加工与成形制造成套装备;微纳加工、电加工与激光特种加工成套装备;机器人减速器、伺服电机精密制造成套装备。

 

  航空航天装备领域。航空航天钣金件高效加工与成形成套装备;难变形金属件智能化激光焊接、超塑/扩散连接成套装备;大型复合材料机身和机翼、航天复合材料构件自动化数字化铺放、成形、加工和检测成套装备;飞机、火箭整机、发动机及大部件数字化柔性对接与装配成套装备;发动机空气动力性能智能试验平台;整机结构疲劳及承载力多通道智能化测试试验成套装备;飞机整机渐变自动喷漆成套装备;固体发动机装药界面粘接质量无损检测装备。

 

  海洋工程装备及高技术船舶领域。柔性可重构工装、高功率激光复合焊接(FCB)、多点压力成形船舶分段流水线智能化成套装备;船体外板涂装、环缝涂装、典型结构智能焊接、大船舱自动化柔性对接与装配、大尺寸智能测量与定位、舵浆高效定位与安装等总装建造关键成套工艺装备;大型柴油机缸体、曲轴、齿轮、叶片智能加工成套装备;水深超过1000米饱合潜水焊接成套装备;海工装备海上检测试验成套装备;海底油气输送管道自动化焊接与涂装成套装备;海上大型压力容器智能化焊接成套装备。

 

  先进轨道交通装备领域。/镁合金、不锈钢轻量化车身的高效激光及激光复合焊、搅拌摩擦焊新型成套装备;大型铝合金板材超塑成形成套装备;复合材料车身快速成形成套装备;大功率高可靠柴油机核心部件制造成套装备;30吨轴重以上电力机车核心部件制造成套装备;120km/h以上高载客能力高加减速轻量化城轨列车及250km/h350km/h以上高速列车用齿轮、轴承、轮对、转向架、制动系统等轻量化加工与成形成套装备。

 

  节能与新能源汽车领域。轻量化多材质混合车身智能制造成套装备、车用碳纤维复合材料构件高效低成本成形成套装备;基于机器人的伺服冲压/模压成形、高效连接(激光焊、铆、粘)、节能环保型涂装等智能成形成套装备;汽车发动机、变速箱等高效加工与近净成形成套装备、柔性装配与试验检测装备;柴油高压共轨、汽车ABS/ESP、新能源汽车机电耦合系统等精密加工、成形、在线检测与装配成套装备;动力电池数字化制造成套装备。

 

  电力装备领域。百万千瓦级核电机组主设备智能化加工与成形成套装备;大型发电设备用定转子、转轮、叶片、锅炉受压部件等先进加工与机器人焊接成套装备;超特高压输变电关键设备智能制造及装配成套装备;智能电网及用户端关键设备精密制造及装配成套装备;大功率电力电子器件、高温超导材料、大规模储能、新型电工材料、高压电容器、高压电瓷和绝缘子等关键元器件、材料的智能制造成套装备;在线检测、远程诊断与可视化装配成套装备。

 

  农业装备领域。联合收割机底盘、脱离滚筒等部件激光焊接、铆接与涂装成套装备;土壤工作、采收作业等关键部件智能冲压、模压成形、表面工程等成套装备;农产品智能拣选、分级成套装备;食品高黏度流体灌装智能成套装备;多功能PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶饮料吹灌旋一体化智能成套设备;液态食品品质无损检测、高速无菌灌装成套设备。

 

  新材料领域。先进钢铁洁净化、绿色化制备及高效精确成形成套装备;有色金属材料低能耗短流程、高性能大规格制备成套装备及低成本化精密加工与高效成形成套装备;先进化工材料高效合成与制备装备;先进轻工材料的绿色高效分离、功能化和高值化加工制备、改性成套装备;先进纺织材料的材料设计、加工、制造一体化成套工艺与装备;特种合金、高性能碳纤维、先进半导体等关键战略材料的稳定批量制备与高效低成本加工成套装备;增材制造材料、石墨烯、超导、智能仿生与超材料等中小批量纯化制备、调控与分离成套装备。

 

  生物医药及高性能医疗器械领域。应用过程分析技术、自动化和信息化程度高、满足高标准GMP要求的无菌原料药制造成套设备;注射剂高速灌装联动智能成套装备;高速口服固体制剂智能成套设备;中药高效分离提取智能成套装备;缓控释等高端剂型智能生产成套设备;高速智能包装设备;数字化影像设备;全自动生化免疫检验成套装备;远程监护和远程诊疗设备。



 

 

组织实施

 

1、充分发挥市场主体作用。尊重市场经济规律,坚持需求导向,充分发挥企业开展智能制造的积极性,突出企业开展集成创新、工程应用、产业化、试点示范的主体地位,支持产学研用合作和组建产业创新联盟,联合推动智能制造新模式应用。

 

2、充分调动多方积极性。鼓励各地方出台支持企业实施智能制造的相关支持政策。充分发挥行业协会、产业创新联盟等社会组织的积极作用,搭建行业协同创新平台、产业供需对接平台及信息服务平台。

 

  3、创新资金支持方式。充分调动社会资源推进产业化和推广应用,加强产融对接,鼓励产业投资基金、创业投资基金和其他社会资本投入,共同支持智能制造的发展。

 

4、分类遴选项目承担单位。试点示范类项目的承担单位,由相关企业根据申报通知自愿申报,通过地方及行业推荐、专家评审、公示等环节遴选确定。智能制造专项项目的承担单位,由牵头部门发布专项指南,符合条件的企业自愿申报,经过地方及行业推荐、专家评审,牵头部门联合审议共同确定。其他专项、计划项目的承担单位,按照相应的管理办法进行确定。

 

 

保障措施

 

  (一)加强统筹协调

  加强顶层设计和组织协调,建立由工业和信息化部牵头,发展改革委、科技部、财政部、国防科工局、中国工程院、商务部参加的部门联席会议制度。设立智能制造工程专家咨询组,为把握技术发展方向提供咨询建议。滚动制定年度传统制造业智能转型推进指南,指导企业实施智能制造。有效统筹中央、地方和其他社会资源,做好部门间协调,考虑地方及行业差异,聚焦工程重点任务,加强与国家其他重点工程、科技计划的衔接,确保工程各项任务的落实。



  (二)健全技术创新体系

  支持现有国家工程(技术)研究中心、国家重点实验室、国家认定企业技术中心,加大智能制造研究力度。支持产学研用合作和组建产业创新联盟,开展智能制造技术与装备的创新与应用。加大对智能制造试点示范企业的培育与支持,加快培育系统解决方案供应商。建立智能制造知识产权运用保护体系,实施重大关键技术、工艺和关键零部件专利布局,形成一批产业化导向的关键技术专利组合。在集成创新、工程应用、产业化等支持产学研用市场主体建立知识产权联合保护、风险分担、开放共享的协同运用机制。强化企业质量主体责任,加强质量技术攻关、品牌培育。

 

  (三)加大财税金融支持力度

  充分利用现有渠道,加大中央财政资金对智能制造的支持力度。完善和落实支持创新的政府采购政策。推进首台(套)重大技术装备保险补偿机制试点。对符合条件的智能制造企业,可享受相关软件产业政策。鼓励企业发起设立按市场化方式运作的各类智能制造发展基金。加强政府、企业信息与金融机构的共享,研究建立产融对接新模式,引导和推动金融机构创新符合企业需求的产品和服务方式。对涉及科技研发相关内容,如确需中央财政支持的,可通过优化整合后的中央财政科技计划(专项、基金等)统筹考虑予以支持。

 

(四)大力推进国际合作

  在智能制造标准制定、知识产权等方面广泛开展国际交流与合作,不断拓展合作领域。支持国内外企业及行业组织间开展智能制造技术交流与合作,做到引资、引技、引智相结合。鼓励跨国公司、国外机构等在华设立智能制造研发机构、人才培训中心,建设智能制造示范工厂。探索利用产业基金等渠道支持智能制造关键技术装备、成套装备等产能走出去,实施海外投资并购。

 

 (五)注重人才培养

  组织实施智能制造人才培养推进行动,系统推进智能制造领域领军人才、创新团队、人才示范基地、人才培训平台建设。鼓励有条件的高校、院所、企业建设智能制造实训基地,培养满足智能制造发展需求的高素质技术技能人才。支持高校开展智能制造学科体系和人才培养体系建设。建立智能制造人才需求预测和信息服务平台。建立智能制造优秀人才表彰制度。

 



2017年智能制造试点示范项目要素条件

 


根据《智能制造发展规划(2016-2020年)》《智能制造工程实施指南(2016-2020年)》的要求,重点围绕五种智能制造模式,鼓励新技术创新应用,开展智能制造试点示范。为做好项目遴选工作,特制订本要素条件。

一、智能制造模式要素条件

   (一)离散型智能制造

1、车间/工厂的总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型,并进行模拟仿真,实现规划、生产、运营全流程数字化管理。

2、应用数字化三维设计与工艺技术进行产品、工艺设计与仿真,并通过物理检测与试验进行验证与优化。建立产品数据管理系统(PDM),实现产品设计、工艺数据的集成管理。

3、制造装备数控化率超过70%,并实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备之间的信息互联互通与集成。

4、建立生产过程数据采集和分析系统,实现生产进度、现场操作、质量检验、设备状态、物料传送等生产现场数据自动上传,并实现可视化管理。

5、建立车间制造执行系统(MES),实现计划、调度、质量、设备、生产、能效等管理功能。建立企业资源计划系统(ERP),实现供应链、物流、成本等企业经营管理功能。

6、建立工厂内部通信网络架构,实现设计、工艺、制造、检验、物流等制造过程各环节之间,以及制造过程与制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP)的信息互联互通。

7、建有工业信息安全管理制度和技术防护体系,具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。建有功能安全保护系统,采用全生命周期方法有效避免系统失效。

通过持续改进,实现企业设计、工艺、制造、管理、物流等环节的产品全生命周期闭环动态优化,推进企业数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等方面的快速提升。

    (二)流程型智能制造

1、工厂总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型,并进行模拟仿真,实现生产流程数据可视化和生产工艺优化。

2、实现对物流、能流、物性、资产的全流程监控,建立数据采集和监控系统,生产工艺数据自动数采率达到90%以上。

3、采用先进控制系统,工厂自控投用率达到90%以上,关键生产环节实现基于模型的先进控制和在线优化。

4、建立生产执行系统(MES),生产计划、调度均建立模型,实现生产模型化分析决策、过程量化管理、成本和质量动态跟踪以及从原材料到产成品的一体化协同优化。建立企业资源计划系统(ERP),实现企业经营、管理和决策的智能优化。

5、对于存在较高安全与环境风险的项目,实现有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控、安全生产的全方位监控,建立在线应急指挥联动系统。

6、建立工厂通信网络架构,实现工艺、生产、检验、物流等制造过程各环节之间,以及制造过程与数据采集和监控系统、生产执行系统(MES)、企业资源计划系统(ERP)之间的信息互联互通。

7、建有工业信息安全管理制度和技术防护体系,具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。建有功能安全保护系统,采用全生命周期方法有效避免系统失效。

通过持续改进,实现生产过程动态优化,制造和管理信息的全程可视化,企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、节能减排及安全生产等方面的智能化水平显著提升。

    (三)网络协同制造

1、建有网络化制造资源协同云平台,具有完善的体系架构和相应的运行规则。

2、通过协同云平台,展示社会/企业/部门制造资源,实现制造资源和需求的有效对接。

3、通过协同云平台,实现面向需求的企业间/部门间创新资源、设计能力的共享、互补和对接。

4、通过协同云平台,实现面向订单的企业间/部门间生产资源合理调配,以及制造过程各环节和供应链的并行组织生产。

5、建有围绕全生产链协同共享的产品溯源体系,实现企业间涵盖产品生产制造与运维服务等环节的信息溯源服务。

6、建有工业信息安全管理制度和技术防护体系,具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。

通过持续改进,网络化制造资源协同云平台不断优化,企业间、部门间创新资源、生产能力和服务能力高度集成,生产制造与服务运维信息高度共享,资源和服务的动态分析与柔性配置水平显著增强。

    (四)大规模个性化定制

1、产品采用模块化设计,通过差异化的定制参数,组合形成个性化产品。

2、建有基于互联网的个性化定制服务平台,通过定制参数选择、三维数字建模、虚拟现实或增强现实等方式,实现与用户深度交互,快速生成产品定制方案。

3、建有个性化产品数据库,应用大数据技术对用户的个性化需求特征进行挖掘和分析。

4、个性化定制平台与企业研发设计、计划排产、柔性制造、营销管理、供应链管理、物流配送和售后服务等数字化制造系统实现协同与集成。

通过持续改进,实现模块化设计方法、个性化定制平台、个性化产品数据库的不断优化,形成完善的基于数据驱动的企业研发、设计、生产、营销、供应链管理和服务体系,快速、低成本满足用户个性化需求的能力显著提升。

    (五)远程运维服务

1、采用远程运维服务模式的智能装备/产品应配置开放的数据接口,具备数据采集、通信和远程控制等功能,利用支持IPv4、IPv6等技术的工业互联网,采集并上传设备状态、作业操作、环境情况等数据,并根据远程指令灵活调整设备运行参数。

2、建立智能装备/产品远程运维服务平台,能够对装备/产品上传数据进行有效筛选、梳理、存储与管理,并通过数据挖掘、分析,向用户提供日常运行维护、在线检测、预测性维护、故障预警、诊断与修复、运行优化、远程升级等服务。

3、智能装备/产品远程运维服务平台应与设备制造商的产品全生命周期管理系统(PLM)、客户关系管理系统(CRM)、产品研发管理系统实现信息共享。

4、智能装备/产品远程运维服务平台应建立相应的专家库和专家咨询系统,能够为智能装备/产品的远程诊断提供智能决策支持,并向用户提出运行维护解决方案。

5、建立信息安全管理制度,具备信息安全防护能力。通过持续改进,建立高效、安全的智能服务系统,提供的服务能够与产品形成实时、有效互动,大幅度提升嵌入式系统、移动互联网、大数据分析、智能决策支持系统的集成应用水平。

二、新技术创新应用要素条件

    (一)工业互联网

1、建立工业互联网工厂内网,采用工业以太网、工业PON、工业无线、IPv6等技术,实现生产装备、传感器、控制系统与管理系统等的互联,实现数据的采集、流转和处理;利用IPv6、工业物联网等技术,实现与工厂内、外网的互联互通,支持内、外网业务协同。

2、采用各类标识技术自动识别零部件、在制品、工序、产品等对象,在仓储、生产过程中实现自动信息采集与处理,通过与国家工业互联网标识解析系统对接,实现对产品全生命周期管理。

3、实现工厂管理软件之间的横向互联,实现数据流动、转换和互认。

4、在工厂内部建设工业互联网平台,或利用公众网络上的工业互联网平台,实现数据的集成、分析和挖掘,支撑智能化生产、个性化定制、网络化协同、服务化延伸等应用。

5、通过部署和应用工业防火墙、安全监测审计、入侵检测等安全技术措施,实现对工业互联网安全风险的防范、监测和响应,保障工业系统的安全运行。

通过持续改进,促进工厂内部网络互联、数据交互和安全保障能力建设,推动工厂外部网络基础设施建设、工业互联网平台和公共工业互联网标识解析体系建设,加快新业务和新模式创新。

    (二)人工智能

1、关键制造装备采用人工智能技术,通过嵌入计算机视听觉、生物特征识别、复杂环境识别、智能语音处理、自然语言理解、智能决策控制以及新型人机交互等技术,实现制造装备的自感知、自学习、自适应、自控制。

2、构建工业大数据平台,通过数据采集系统和互联互通的网络架构,采集产品设计、工艺、制造、物流、管理、销售、服务、运维等各环节数据,并对采集到的数据进行有效筛选、梳理、存储和管理。

3、应用机器学习、专家系统、深度学习等人工智能新技术对数据进行分析和挖掘,实现对研发设计、生产制造、经营管理、物流销售、运维服务等环节的智能决策支持。

4、目标产品集成应用智能感知、模式识别、智能分析、智能控制等人工智能技术,实现传感、交互、控制、协作、决策等方面性能和智能化水平的显著提高。



人工智能赛博物理操作系统

AI-CPS OS

人工智能赛博物理操作系统新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS:云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能)分支用来的今天,企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中,利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量,实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。


AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能,而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务数据+分析一体化,这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合,没有颠覆现状的意愿,这些将不可能实现。


领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量,领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位:

  1. 重新行业布局:你的世界观要怎样改变才算足够?你必须对行业典范进行怎样的反思?

  2. 重新构建企业:你的企业需要做出什么样的变化?你准备如何重新定义你的公司?

  3. 重新打造自己:你需要成为怎样的人?要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位,你必须如何去做?

AI-CPS OS是数字化智能化创新平台,设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端,可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系,实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉,形成了领导力模式,使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置:

  1. 精细种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切,进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。

  2. 智能:模型随着时间(数据)的变化而变化,整个系统就具备了智能(自学习)的能力。

  3. 高效:企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力,这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。

  4. 不确定性:数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验,其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域:技术、文化、制度。

  5. 边界模糊:数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化,还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长:

  1. 创造虚拟劳动力,承担需要适应性和敏捷性的复杂任务,即“智能自动化”,以区别于传统的自动化解决方案;

  2. 对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升,提高资本效率

  3. 人工智能的普及,将推动多行业的相关创新,开辟崭新的经济增长空间


给决策制定者和商业领袖的建议:

  1. 超越自动化,开启新创新模式:利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能,为企业创造新商机;

  2. 迎接新一代信息技术,迎接人工智能:无缝整合人类智慧与机器智能,重新

    评估未来的知识和技能类型;

  3. 制定道德规范:切实为人工智能生态系统制定道德准则,并在智能机器的开

    发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践;

  4. 重视再分配效应:对人工智能可能带来的冲击做好准备,制定战略帮助面临

    较高失业风险的人群;

  5. 开发数字化+智能化企业所需新能力:员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说,创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。


子曰:“君子和而不同,小人同而不和。”  《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能,像君子一般融合,一起体现科技就是生产力。


如果说上一次哥伦布地理大发现,拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现,拓展的就是人们的数字空间。在数学空间,建立新的商业文明,从而发现新的创富模式,为人类社会带来新的财富空间。云计算,大数据、物联网和区块链,是进入这个数字空间的船,而人工智能就是那船上的帆,哥伦布之帆!


新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力,将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量,并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节,形成从宏观到微观各领域的智能化新需求,催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革,深刻改变人类生产生活方式和思维模式,实现社会生产力的整体跃升。



产业智能官  AI-CPS


用“人工智能赛博物理操作系统新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”:云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能)在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能;实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链


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