提高企业创新能力以及市场竞争力

以物联网、人工智能和自动化等为代表的新技术正在改变产品的制造方式。这些技术使生产更高效，有助于预测性维护的需求，还可以从数据中获取有用信息，降低运行成本。

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本文由荣格编辑整理自自中华人民共和国中央人民政府官网、MarketsandMarkets、《智能制造纵横》杂志。

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对于将众多技术融入生产制造环节使其更智能的模式，我们称之为智能制造。当前，智能制造正受到更广泛制造企业的青睐，因为它可以在事情发生时对其进行观察，使工作流程更顺畅，并有助于做出明智的决策，提高企业创新能力以及市场竞争力。据市场研究机构MarketsandMarkets发布的报告显示，2023年全球智能制造市场规模预计为1089亿美元，到2028年将增长到2410亿美元，其复合年增长率高达17.2%。

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智能制造市场繁荣的因素

智能制造市场何以有如此高的增长趋势？一方面是制造企业对缩短时间、降低成本的软件系统需求激增。以预测性维护为例。计划外停机和生产浪费会对制造企业造成严重影响，他们亟需找到一种能够提前预测潜在缺陷和故障的系统，以避免未来出现较大的损失。想要达到提前预警故障的目的，工厂资产管理（PAM）、工业3D以及数字孪生等创新技术的运用，能够帮助企业减少制造过程中产生的不必要成本和时间浪费。PAM解决方案通过收集必要的数据并进行分析，能够提前确定生产过程中可能出现的故障，并实时提供所需的纠正措施；数字孪生是基于物理模型收集的数据建立的虚拟世界，它反映了真实世界中系统或流程的运行状态，例如性能、故障和故障模式等。通过实施数字孪生，工程师可以在设计阶段以数字原型代替不断变化的物理原型进行修改优化，进而完善产品性能，从而减少研发时间和成本。

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（图片来源：卡奥斯）

另一方面是行业内IIoT和云技术的应用不断增加。制造企业部署IIoT就如同引入了特殊的生产工具，能让工厂生产流程更优化和高效。IIoT将各种机器连接起来，使其能够更加智能地运作和具备独立思考的能力，从而提高工厂自动化水平，带来更高的收益。此外，从业者还能够获取到工厂内部以前难以接触到的数据，让工作更为便捷的同时也有助于工厂的正常运转，以ABB、微软、亚马逊、博世和日立等为代表的大型公司目前都已利用IIoT来提升业务水平。当IIoT应用于工厂时，必然会产生大量的信息。这些信息需要一个特定的场所来储存和管理，而这就是云计算发挥作用的地方。云计算利用互联网来存储和管理信息，避免了企业自行建立和管理数据中心的不便。对于制造企业来说，采用带有IIoT基础设施的云计算将带来多种优势，例如数据实时监控、提高利润率、减少管理成本以及增强离散制造业的可扩展性等。总体而言，人们对更智能化制造的需求推动了智能制造在全世界的迅速发展，也让各种相关技术的应用在各领域逐渐拓宽和拓深。

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赋予行业积极的影响

据MarketsandMarkets的统计，2022年全年，制造执行系统（MES）和工业传感器在智能制造市场该细分领域占据首位，而航空航天行业受智能制造技术引入的影响尤为显著。通过采用先进技术，飞机生产过程变得更加智能化和高效；机器人、计算机和传感器共同协作组装飞机和制造各种零部件，提高了制造质量，减少了错误发生，节省了大量时间。今年5月28日，由全球首架国产大飞机C919执飞的东航MU9191航班，从上海飞抵北京。本刊在采访中国商飞上海飞机制造有限公司原副总工程师兼ARJ21型号飞机总工艺师王建华的过程中，曾听他分享道：如果说中国的飞机制造在上世纪处于工业1.5-2.0阶段，本世纪可以整体达到工业2.5阶段，局部达到工业3.0阶段。就C919的制造过程而言，除零件制造大量采用数字化设备外，装配生产线上也普遍采用了先进的生产线工艺装备和设备。

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比如，在生产线上大量采用数字化移动测量工具，替代固定在恒温间的三坐标测量机设备。随着C919的批量生产，中国商飞在智能制造方面进行很多实践性尝试和规划。例如，建立了全球第一个5G工业园区，一个全连接工厂，初步掌握部分核心技术，开发了几百项应用场景，建立了具有新型工业互联网特性的商飞大脑等。相信采用这些技术和工艺之后，C919的制造过程会很快进入智能制造阶段，快速提升生产规模就有高科技的保障。

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全球产业态势

根据《全球智能制造发展指数报告》评价结果显示，美国、日本和德国名列第一梯队，是智能制造发展的“引领型”国家；英国、韩国、中国、瑞士、瑞典、法国、芬兰、加拿大和以色列名列第二梯队，是智能制造发展的“先进型”国家。目前全球智能制造发展梯队相对固定，形成了智能制造“引领型”与“先进型”国家稳定发展，“潜力型”与“基础型”国家努力追赶的局面。在我国，根据工业和信息化部数据，截至2023年7月，我国已建成智能制造能力成熟度2级以上水平数字化车间和智能工厂2500余个，这些示范工厂产品研发周期平均缩短了20.7%，生产效率平均提升了34.8%，产品不良品率平均下降了27.4%，碳排放平均减少了21.2%。

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在MarketsandMarkets的调研中，他们认为，2023年至2028年，北美地区智能制造市场规模将会增长最快。该预测的归因为：1）先进的数字技术和云技术越来越受欢迎北美是一个领先的工业自动化中心，拥有先进的技术和创新的制造方法，例如人工智能、机器学习、工业物联网、扩展现实和5G网络等，这一优势推动了该地区智能制造市场的发展。2）加工和制造行业的增长美国政府营造积极的商业氛围、税法改革等政府举措、对制造业和基础设施的大力支持，以及主要科技企业的入驻，进一步加快了智能制造的采用。此外，优先考虑资产的高效利用、更严格的工作场所安全法规，以及石油天然气、化工、食品饮料等行业对确保产品质量认识的提高等因素，推动了整个北美地区对机器状态监控系统和工厂资产管理解决方案的需求。3）北美地区拥有多家行业主要参与者当前，智能制造市场的主要参与者有3D System（美国）、ABB（瑞士）、思科（美国）、艾默生（美国）、通用电气（美国）、霍尼韦尔（美国）、IBM（美国）、三菱电机（日本）、罗克韦尔（美国）、施耐德（法国）、西门子（德国）、甲骨文（美国）、SAP（德国）、Stratasys（美国）以及横河电机（日本）等，其中大部分企业位于北美地区。今年以来，这些企业实施了各种有机和无机增长战略，例如推出新产品、建立合作伙伴关系，以及通过收购和合作来强化其在市场上的地位等。2023年6月，霍尼韦尔推出了一款基于云的数字孪生系统——霍尼韦尔Digital Prime解决方案，旨在简化过程控制变更和系统修改的监控、管理和测试。这一经济高效的工具使频繁测试变得可行，从而提高结果的精确度，并显著减少对被动维护的需求。2023年4月，西门子数字工业推出了工业运营X，这是一个开放且可互操作的产品组合，旨在实现工业生产的自动化和管理。工业运营X是西门子Xcelerator的一部分，Xcelerator是一个开放的数字商业平台，该平台包括软件、连接硬件、合作伙伴生态系统和市场。2023年4月，Stratasys推出了最新产品GrabCAD Print Pro软件，该软件集成了Stratasys最近收购的Riven的集成质量保证功能。这款软件可以管理Stratasys 3D打印机的打印准备流程，满足制造商大规模高效生产终端零件的需求。该软件专注于提高打印部件的精度、最大限度地减少浪费和缩短生产时间。

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来源 | 荣格 《智能制造纵横》11月刊编辑 | Elita 本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。