中國制造2025
2015工控行業(yè)最火的熱詞無疑是“中國制造2025”。 今年是《中國制造2025》國家戰(zhàn)略實施的元年。自今年5月份國務院正式公布《中國制造2025》以來,這一中國版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃,已成為我國實施“制造強國”戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。
新一輪工業(yè)革命到來之際,發(fā)展中國家或許不會一步一步沿襲發(fā)達國家工業(yè)轉型升級的進化路線,而是會借助新一輪工業(yè)革命的歷史性機遇,實現(xiàn)跨越式發(fā)展,甚至彎道超車。
《中國制造2025》是我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年期行動綱領。它并不是一個一般性的行業(yè)發(fā)展規(guī)劃,而是著眼于整個國際國內的經濟社會發(fā)展、產業(yè)變革大趨勢所制定的一個長期戰(zhàn)略性規(guī)劃,不僅要推動傳統(tǒng)制造業(yè)的轉型升級和健康穩(wěn)定發(fā)展,還要在應對新技術革命的同時,實現(xiàn)高端制造業(yè)的跨越式發(fā)展。
《中國制造2025》的出臺主要源于三大背景。一是環(huán)境與資源的制約加劇,勞動力與原材料等成本日益上漲,使得我國面臨巨大的壓力。由于勞動力成本上漲以及制造業(yè)領域的技術進步,隨著發(fā)達國家紛紛出臺重振制造業(yè)的強力政策,部分制造業(yè)企業(yè)開始從我國遷出,也有部分跨國企業(yè)為了節(jié)約成本,將目光轉向工資低廉的東南亞地區(qū),我國“世界工廠”的地位受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。同時,傳統(tǒng)制造業(yè)能源消耗大、污染嚴重,也飽受大眾的質疑。二是受德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略和美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的刺激,激發(fā)了我國從“工業(yè)大國”升級到“工業(yè)強國”的堅定決心。三是受到現(xiàn)代制造業(yè)與新一代信息技術深度融合的發(fā)展趨勢,以及各國制造業(yè)科技創(chuàng)新的影響,我國也亟待找到一條新的發(fā)展之路。
《中國制造2025》明確指出:“形成經濟增長新動力,塑造國際競爭新優(yōu)勢,重點在制造業(yè),難點在制造業(yè),出路也在制造業(yè)?!币虼耍瑥娀圃鞓I(yè)應成為中國未來宏觀政策和產業(yè)政策的重點。
工業(yè)4.0
“工業(yè)4.0”最早由德國政府提出,重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程,以及網絡化分布式生產設施的實現(xiàn),涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)生產過程中的應用等。目前多國政府已經意識到互聯(lián)制造的重要性并紛紛出臺政策大力扶持相關產業(yè),中德雙方針對“工業(yè)4.0”簽署了《中德合作行動綱要》,我國將研究出臺互聯(lián)網與工業(yè)融合創(chuàng)新指導意見,將互聯(lián)網技術融入到工業(yè)領域更大的機器設備中,2015年中國制造業(yè)在慢慢融入工業(yè)4.0時代!
工業(yè)4.0時代又可以叫做智能制造時代、工業(yè)互聯(lián)時代、大數(shù)據(jù)時代,它通過通訊技術、虛擬實現(xiàn)技術、和現(xiàn)實工廠、機器設備相結合,實現(xiàn)制造業(yè)的智能化轉變。
工業(yè)4.0具有強烈顛覆性,工業(yè)4.0將發(fā)展出全新的商業(yè)模式和合作模式?!熬W絡化制造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征,也使得它率先滿足動態(tài)的商業(yè)網絡而非單個公司,這將引發(fā)一系列諸如融資、發(fā)展、可靠性、風險、責任和知識產權以及技術安全等問題。它帶來的革命性效應將沖擊現(xiàn)有的市場格局,最終可能影響全球產業(yè)鏈的分工。越早開始意味著市場優(yōu)勢越明顯,正在歡呼和跟風“淘寶”的勝利的業(yè)界是否認識到“淘寶的克星”-- 工業(yè)4.0正在到來?
過去的制造業(yè)逼于成本而不得不大規(guī)模生產產品,稍有不慎就會陷入產能過剩的危機,甚至落下倒閉跑路的結果,而全自動化生產帶來了高效率低成本的制造,未來工廠聯(lián)網后將進入定制化生產時代,這也就是時下唱得正熱的“工業(yè)4.0”--互聯(lián)網制造。
工業(yè)機器人
在中國,工業(yè)機器人產業(yè)已經成為了大數(shù)據(jù)時代下新的朝陽產業(yè)。2013年,我國共銷售3.7萬臺工業(yè)機器人,占全球銷量的20.67%,超越日本成為全球最大的工業(yè)機器人市場,而在國內機器人市場大熱的背后是國產機器人的競爭力明顯不足、整體技術水平處于中低端的尷尬現(xiàn)狀。中國市場是未來全球最大的機器人市場,近年來增長迅猛。國際機器人巨頭紛紛搶灘中國市場,以ABB、庫卡、安川電機、發(fā)那科四大家族為代表的國外機器人企業(yè)占據(jù)了中國機器人市場90%以上的市場份額。
工業(yè)和信息化部的數(shù)據(jù)顯示,今年上半年,智能制造、高端軌道交通、海洋工程等高端裝備制造業(yè)產值占裝備制造業(yè)比重已超過10%。其中,以機器人為主的智能制造業(yè)廣受關注。在新一輪科技革命和產業(yè)復蘇的背景下,各國圍繞科技與產業(yè)發(fā)展制高點的競爭日趨激烈。被譽為制造業(yè)皇冠上的明珠的工業(yè)機器人,將帶來制造業(yè)模式的巨大變革。
隨著工業(yè)機器人市場火熱,地方政府也出臺了一系列的政策。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,已經有浙江、重慶、洛陽、廣州、東莞、佛山、順德等地方政府出臺機器人相關扶持政策。近期,黑龍江起草機器人產業(yè)規(guī)劃,上海再出政策支持機器人產業(yè)發(fā)展,深圳發(fā)布機器人可穿戴設備智能裝備產業(yè)規(guī)劃政策等。市場火熱需求,政策引導發(fā)展,工業(yè)機器人能不火嗎?
盡管工業(yè)機器人市場的火熱異常,機器人產業(yè)發(fā)展迅速,但仍有不少問題值得警惕。目前,在我國市場,外國機器人巨頭處于明顯的壟斷地位。我國機器人產業(yè)面臨自主品牌薄弱、核心零部件研發(fā)滯后、低端產能過剩等一系列問題,技術成果轉化率僅在3%左右。一方面在高端領域,國內市場基本被國外品牌壟斷,另一方面 “低端產能的擴張勢頭令人擔憂。”機器人行業(yè)已出現(xiàn)低端產能無序擴張的苗頭。如何避免機器人產業(yè)重蹈光伏覆轍的問題值得高層費一番腦筋。
“隨著技術提高,機器人成本低、工作質量高、精確度高、節(jié)能減排等優(yōu)勢將越發(fā)明顯,中國機器人市場將在一兩年內超過一萬億元?!敝袊鴻C器人產業(yè)聯(lián)盟理事長曲道奎說。
智能制造
智能制造是企業(yè)新發(fā)展戰(zhàn)略、行業(yè)大型展會、媒體新聞報道中經常出現(xiàn)的一個詞語。2015年,在《中國制造2025》大戰(zhàn)略背景下,國家將實施智能制造等五大工程,以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、制動化成套設備為代表的智能制造產業(yè)也因此得到了高速發(fā)展的機遇。
如今,制造業(yè)向智能制造發(fā)展已經是共識,在現(xiàn)代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執(zhí)行技術,實現(xiàn)設計過程、制造過程和制造裝備智能化,是信息技術、智能技術與裝備制造技術的深度融合與集成。
今年,“中國制造2025”發(fā)展規(guī)劃正式出臺,中國制造強國領導小組也隨后成立,預示著制造業(yè)將在“十三五”期間進入政策黃金期?!爸袊圃?025” 作為對制造業(yè)的中長期規(guī)劃,事實上已經對“十三五”期間的制造業(yè)促進政策作出了布局--以智能制造為主導,通過其他政策進一步優(yōu)化整體環(huán)境,為制造業(yè)全面升級創(chuàng)造有利條件。
根據(jù)工信部、發(fā)改委等部委近期的工作部署,智能制造“十三五”規(guī)劃已經基本完成編制工作,進一步的智能制造工程實施方案也在緊鑼密鼓的制定中。而另據(jù)此前陸續(xù)發(fā)布的“智能制造專項試點”等多項政策,智能制造“十三五”規(guī)劃將有望成為“十三五”期間制造業(yè)升級的核心政策思路。
國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會主任路甬祥院士認為,智能制造是“十三五”期間促進制造業(yè)發(fā)展的各項政策規(guī)劃中的重中之重,通過智能制造將改變我國制造業(yè)粗放的發(fā)展方式,進一步提升技術實力,增強制造業(yè)國際競爭力。
互聯(lián)網+制造
當前,互聯(lián)網與各行各業(yè)融合創(chuàng)新步伐加快,其產生的化學反應和放大效應不斷變革研發(fā)設計、生產制造和營銷服務模式,成為制造業(yè)轉型升級的新引擎。汽車、家電、消費品等行業(yè)加快擁抱互聯(lián)網,眾包眾設研發(fā)模式、大規(guī)模個性化定制等“互聯(lián)網+”與制造業(yè)融合創(chuàng)新應用模式不斷涌現(xiàn)。3月12日,上海汽車集團與阿里巴巴公司簽署互聯(lián)網汽車戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,共建上汽阿里互聯(lián)網汽車產品設計創(chuàng)意眾包平臺,推動互聯(lián)網汽車個性化設計創(chuàng)意的在線集聚。5月16日,青島海爾集團以生產線、機器、產品、工人等高度互聯(lián)的智能工廠為依托,推出可以按需定制顏色、材質、功能等要素,具有面料顏色智能識別、體感感應和自動開蓋等智能洗衣機生產模式。6月10日,國內鞋業(yè)龍頭企業(yè)奧康國際與電子商務公司蘭亭集勢開展合作,依托對方覆蓋200多個國家的在線銷售資源,整合優(yōu)化線上線下資源,擴大鞋制品銷售渠道,加快傳統(tǒng)營銷服務模式轉型。
3月26日,博鰲亞洲論壇2015年年會在海南召開,業(yè)界人士針對“互聯(lián)網+”產業(yè)未來之夢展開了分享與探討,引起“互聯(lián)網+”熱效應,并且持續(xù)發(fā)酵。 360董事長兼CEO周鴻祎針對“互聯(lián)網+”提出,其就是各行業(yè)和互聯(lián)網一起發(fā)生的一場化學反應、為制造業(yè)帶來第四次工業(yè)革命、未來和萬物互聯(lián)流行,大部分企業(yè)被迫轉成或主動轉成互聯(lián)網企業(yè);華為消費者業(yè)務CEO余承東認為“互聯(lián)網+”為各個行業(yè)賦能越大,企業(yè)肩負建立行業(yè)新秩序的責任越大,倡導在“互聯(lián)網+”大機會注意面前,拒絕機會主義,心懷夢想,腳踏實地構建良好的行業(yè)生態(tài)新秩序。
在“互聯(lián)網+”不斷發(fā)酵的趨勢下,德國與中國展開合作,德國借助中國廣大的互聯(lián)網消費市場實現(xiàn)工業(yè)4.0,中國借助德國打開德國和歐洲市場,重點都是要把信息技術與制造技術深度融合,通過互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)等新技術讓制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、網絡化和智能化。
當傳統(tǒng)制造遇上互聯(lián)網,信息與生產互聯(lián)的網絡在這里形成并創(chuàng)造價值。
工業(yè)大數(shù)據(jù)
工業(yè)大數(shù)據(jù)被許多人視作工業(yè)4.0三大基礎技術之一。工業(yè)大數(shù)據(jù)應用將帶來工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革的新時代。通過互聯(lián)網、移動物聯(lián)網等帶來的低成本感知、高速移動連接、分布式計算和高級分析,信息技術和全球工業(yè)系統(tǒng)正在深入融合,給全球工業(yè)帶來深刻的變革,創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產、運營、營銷和管理方式。這些創(chuàng)新不同行業(yè)的工業(yè)企業(yè)帶來了更快的速度、更高的效率和更高的洞察力。工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應用包括產品創(chuàng)新、產品故障診斷與預測、工業(yè)生產線物聯(lián)網分析、工業(yè)企業(yè)供應鏈優(yōu)化和產品精準營銷等諸多方面。
隨著信息化與工業(yè)化的深度融合,信息技術滲透到了工業(yè)企業(yè)產業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié),條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術在工業(yè)企業(yè)中得到廣泛應用,尤其是互聯(lián)網、移動互聯(lián)網、物聯(lián)網等新一代信息技術在工業(yè)領域的應用,工業(yè)企業(yè)也進入了互聯(lián)網工業(yè)的新的發(fā)展階段,工業(yè)企業(yè)所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富。工業(yè)企業(yè)中生產線處于高速運轉,由工業(yè)設備所產生、采集和處理的數(shù)據(jù)量遠大于企業(yè)中計算機和人工產生的數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)類型看也多是非結構化數(shù)據(jù),生產線的高速運轉則對數(shù)據(jù)的實時性要求也更高。因此,工業(yè)大數(shù)據(jù)應用所面臨的問題和挑戰(zhàn)并不比互聯(lián)網行業(yè)的大數(shù)據(jù)應用少,某些情況下甚至更為復雜。
當互聯(lián)網與IT技術對傳統(tǒng)產業(yè)的改造越來越深入,全社會的信息化程度越來越高時,各行各業(yè)會產生大量的用戶大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)已經成國家戰(zhàn)略,事關中國經濟的轉型與升級,以及中國在全球經濟、政治、文化上的競爭力。
同樣,在工業(yè)領域,一整套數(shù)據(jù)的標準、主數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉庫,甚至BI,亦可以優(yōu)化工業(yè)化生產,提升效率。這其中模型數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)產品化,是工業(yè)大數(shù)據(jù),兩個重要的探索方向。
工業(yè)物聯(lián)網
在制造業(yè)中,無論稱為工業(yè)4.0或物聯(lián)網,其本質均是機器的連接,包括將機器與機器互聯(lián),與專家系統(tǒng)互聯(lián)以及與管理執(zhí)行系統(tǒng)互聯(lián)等。從而通過系統(tǒng)架構級別較低的智能設備(按鈕、伺服驅動器自動補償、能量監(jiān)測器、全景攝像機、加速計和急停按鈕等)獲得比以往更可行的信息。
物聯(lián)網不僅是將工業(yè)網絡擴展到設備級架構,還包括將安全、運動、機器對機器智能、自動維護資源和企業(yè)連接性融入到目前難以企及的制造智能。從資源管理到智能機器設備再到預見性維護,物聯(lián)網的快速發(fā)展,為制造自動化也帶來了很多積極的影響。
近兩年物聯(lián)網在世界范圍內逐漸升溫,歐美領先公司都在物聯(lián)網的工業(yè)應用方向上投入了巨額資金,盡管打著各種旗號,但不論是IBM的“智慧地球”、 CISCO的“萬物網”(internetofEverything)、GE的“工業(yè)互聯(lián)網”,還是德國的工業(yè)4.0,無不將重點放在了開發(fā)工業(yè)物聯(lián)網的解決方案及其業(yè)務模式上。2008年,工業(yè)物聯(lián)網在中國政府主導下升溫,但并沒有在應用上取得大的突破。從技術上看,物聯(lián)網炙手可熱,是因為它所需要的技術基本上已經或正在商業(yè)化,并不要求進行實質上的突破,且已經建立了經過深思熟慮的參考架構,頗具吸引力的應用案例正在開發(fā)。例如,用物聯(lián)網把“數(shù)字操作纜”加入到現(xiàn)有的工業(yè)系統(tǒng)中的技術正在走向市場。
物聯(lián)網希望實現(xiàn)萬物互聯(lián),以便進行診斷、配方管理、協(xié)作工程和各種數(shù)據(jù)采集(從OEE到序列化)。物聯(lián)網能夠獲取更多當前尚未獲取的數(shù)據(jù)。
機器換人
在過去勞力密集的年代,制造業(yè)必須仰賴大量的人力以應付產量需求,但重復性且精密度高的工作若大量依靠人力生產,便易產生品質良莠不齊、產能不一等許多難以克服的問題。
此外,近年來,歐、美、亞洲等全球制造業(yè)、臺商皆開始面臨許多勞工問題,像是缺工,以及管理上的問題。在缺工問題方面,因為大陸政策一胎化的影響下,再加上許多家庭薪資水平提升,使得到工廠做作業(yè)員的人數(shù)不斷減少,再加上流動率高與訓練成本大增,許多的工廠正苦惱該如何面對缺工這一大問題。
當勞動成本占營收比率大幅上升后,在中國、東南亞設廠已逐漸不具備跨國企業(yè)生產要素的勞動套利吸引力,成為近年來全球制造業(yè)經營與發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一。除了缺工問題、基本薪資不斷調升,管理上的問題影響也極為嚴重,因此,產線自動化與廠房設施的升級,已是臺商與跨國制造業(yè)在面對勞動成本逐年提升的重要因應方案。
隨著自動化工業(yè)機械手臂的發(fā)展日益成熟,許多企業(yè)將工業(yè)用機械手臂導入現(xiàn)有的生產線,帶來的優(yōu)勢不僅只是更精準地管理勞動力成本,更能有效提升產品良率及產能,并達到降低污染,有效節(jié)能、運用資源,同時還能兼顧產線作業(yè)人員的健康,減低慢性職災發(fā)生的可能性。
自動化產線升級優(yōu)勢多,已成銳不可當?shù)陌l(fā)展趨勢,然而,對于眾多傳統(tǒng)型或正在經歷產線轉型過程的制造業(yè)者來說,自動化生產線并非一蹴可幾。轉型過程中的成本考量、人才培育、系統(tǒng)整合等,儼然成為制造業(yè)者力求升級轉型的第二波挑戰(zhàn)。
3D打印
作為高精尖的輔助設備,在全球范圍內工業(yè)級3D打印機應用于較高端的航天軍工、生物醫(yī)療、汽車、船舶等領域,中國亦有相似之處?!捌鋵崌鴥炔簧俅笮推髽I(yè)比如廣汽集團,早開始用我們的機器,只是沒有宣傳而已?!币晃徊辉妇呙拿绹?D打印巨頭STRATASYS的中國華南區(qū)銷售主管冷靜看待外界對3D打印的“稀奇”。但他已感受到國內尤其是制造業(yè)發(fā)達的珠三角地區(qū),大中型企業(yè)對工業(yè)級3D打印機的需求正逐年提升。
在向智能制造轉型的背景下,除繼續(xù)在原有高端領域深耕外,國內工業(yè)級3D打印設備及服務能否進一步應用于加工制造等工業(yè)領域,取得超過全球平均水平的增速,值得期待。根據(jù)Wohlers report2014統(tǒng)計數(shù)據(jù),從1988年至2013年,售價5000美元以上的工業(yè)級3D打印機年復合增長率達到了30.9%,經濟危機后2010年至2013年的平均增速為22%,但2013年提升至26.4%銷量達到9832件,并預測2015年全球工業(yè)級3D打印機的銷售將超過15000件,其中定價于5000-20000美元的機器將占據(jù)銷售主導。
盡管與個人桌面級3D打印機在近兩年取得的3位數(shù)增長相比遜色,但多位業(yè)內人士認為,從“中國制造2025”提出的元年開始,工業(yè)3D打印將打破多年的“不溫不火”,有望迎來市場放量的一天?!爸袊I(yè)3D打印最好的時代可能才剛剛開始?!比?a target="_blank">知名的3DInside Printing全球巡展策展商珠海再生時代董事總經理李廣連表示。他認為,在國家戰(zhàn)略發(fā)展的支撐之下,講求高質量、高精度的工業(yè)3D打印產業(yè)將伴隨企業(yè)轉型而逐步成長,就此開拓高端與高附加值的全新工業(yè)應用市場。
面對“中國制造”的升級版,3D打印將如何真正成為國內企業(yè)跨越PMI枯榮線、邁向“智造”的強大助推器?現(xiàn)實矛盾難以忽視:一面工業(yè)級3D設備普遍昂貴,材料局限性較大,精度、速度與效率不太盡人意的產業(yè)局限客觀存在,另一面是中國級工業(yè)4.0過程中潛伏的規(guī)模個性化定制巨大市場開始啟動。
無人工廠
無人工廠又叫自動化工廠、全自動化工廠,是指全部生產活動由電子計算機進行控制,生產第一線配有機器人而無需配備工人的工廠。30年前,世界上第一個無人工廠在日本誕生,現(xiàn)在隨著技術的進步以及人力成本的提升,無人工廠在世界范圍內逐漸普及。目前,主要經濟體紛紛將發(fā)展機器人產業(yè)上升為國家戰(zhàn)略,并以此作為保持和重獲制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要手段。“機器人革命”成為“第三次工業(yè)革命”的一個切入點和重要增長點,將影響全球制造業(yè)格局。
今年5月2日,廣東東莞第一家民營“無人工廠”開始投入建設,這標志著當?shù)亍皺C器換人”戰(zhàn)略進入新階段。作為中國家電企業(yè)最先開啟互聯(lián)網轉型的代表,海爾位于沈陽的冰箱無人工廠打造的“智能交互制造平臺”前聯(lián)研發(fā)、后聯(lián)用戶,通過打通整個生態(tài)價值鏈,實現(xiàn)用戶、產品、機器、生產線之間的實時互聯(lián),從而使用戶在家中通過網絡定制自己的冰箱成為可能。當前,工業(yè)4.0浪潮正席卷全球,我國正在編制的《中國制造2025》也將工業(yè)智能化作為未來產業(yè)發(fā)展的重要方向??梢哉f,海爾沈陽冰箱無人工廠以智能互聯(lián)為基礎,以用戶個性化定制為主線,以全流程整合為途徑,已成為中國制造2025率先落地的最佳樣本。
機器人產業(yè),并不能單獨支撐起整個生產,良好的基礎設施,穩(wěn)定的政治局勢,完整而集中的產業(yè)鏈與產業(yè)聚集,熟練的技術工人與工程師,甚至,經過多年擴招的高校提供的較高質量的勞動力,都是不能移動的。所以,即便是無人工廠,即便是資本替代人,經過三十年的積累,中國仍具優(yōu)勢。
實際上,這個過程已經發(fā)生過。隨著汽車制造業(yè)的轉移,許多巨頭公司,早在十幾年前就已經進駐中國?!盁o人工廠”的開建或許不能完全緩解用工荒的現(xiàn)象,但將對我國機器人產業(yè)產生積極影響。
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