智能制造的比较优势与发展空间

目前,制造业的生产能力已日趋饱和,甚至在部分行业领域和地区出现产能过剩。我国以及欧美日等制造大国在为传统制造业寻求出路过程中,均将智能制造作为传统制造业的升级转型方向。

在传统制造业模式下,工业化生产与个性化产品需求是一对难以调和的矛盾。智能制造将有效解决规模化工业生产与个性化定制产品之间的矛盾,实现由传统制造企业批量化生产向个性化、定制的转型,剔除了传统商业模式下的产成品库存和销售环节,顺应了下游客户需求决定上游生产供给的全新商业运营逻辑。智能制造是制造业的未来发展趋势和升级转型的方向,其在实体经济中的应用可推动制造业生产效率的提升,促使企业孕育全新的商业模式,并使企业在市场竞争中具备持续经营能力和更强的经营活力。

一、智能制造的特征:智能制造是以数字化信息为驱动力,由智能化系统、智能化机器和人共同组成并相互协作,可以根据生产需求自动完成全流程制造任务,并具备实时的自主分析、判断、应变和调整的能力,以匹配不断变化的生产需求,并实现柔性生产的新型制造模式。

(一)以标准化数据信息为基础

智能制造的基础是信息,即数据化的生产信息,包括订单、原材料、流程工序、加工细节、质检标准、包装出库、物流配送等覆盖全部生产流程的数据信息。数据化的生产信息将智能系统、智能设备、人以及物料产品联系在一起,成为生产流程中各个要素之间通用的语言,并能够互联互通、交换信息和指令,从而高效协作完成产品制造。数据信息是智能制造的核心驱动因素,由此将传统制造业的能源驱动型制造升级为信息驱动型的智能制造。

(二)以智能系统为核心

在智能制造中,智能化系统充当“大脑”的作用,智能化机械设备充当“手”、“眼”、“耳”的作用。因此,智能系统是生产线“智能”的来源和核心。智能系统具备自主的统筹、指挥、调整、协调整个生产流程的智能化逻辑能力,将数据信息通过缜密、精确和大量的预设逻辑进行运算处理后形成工作指令,指挥智能设备进行高效、合理、自动化的生产制造,并且可以根据外部订单需求的实时变化自主应变,完成差异化的生产任务。

二、智能制造的比较优势:智能制造与传统制造业相比,具有智能性、自治性、协作性和柔性的特征。由此,智能制造的整个生产流程具有生产可调节、物料可识别、需求可变通、过程可监测的比较优势。而这样的比较优势可为制造业企业的生产和管理带来质的提升。

(一)智能性

智能制造所应用的信息化系统是以缜密、精确、大规模的逻辑和算法为基础的智能系统,具备根据现有数据进行自主分析、推理、判断的能力,面对故障具备自主诊断和修复的能力。智能系统在工业生产中的应用源于数十年来信息工程、软件工程、人工智能领域对算法、计算能力、存储能力等方面的提升和发展。

(二)自治性

智能制造可以对自身的生产行为作出规划和决策,并根据外部条件(如订单需求、生产任务、产品要求、原料零件)的变化作出相应的调整和反应。

(三)协作性

智能制造中各个智能系统、智能设备之间可以相互发送、请求数据或指令,在特定的逻辑安排下最高效、最合理地共同完成一个完整的生产任务,甚至在实现智能制造的企业之间(如上下游企业)也可打破边界实现协作生产。

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(四)柔性

柔性生产是以自主分析判断、自主调整和高度协同为核心的弹性生产能力。由此,智能制造与传统制造相比,对于快速变化的市场需求和生产订单有更强的适应能力和应变能力。

三、智能制造的发展空间:制造业经历了三次工业革命,为现代社会、经济提供了强大的生产力。目前,制造业的生产能力已日趋饱和,甚至在部分行业领域和地区出现产能过剩。欧美等制造大国在为传统制造业寻求出路过程中,均将智能制造作为传统制造业的升级转型方向。尽管各国对此提法不同,但核心内容较为一致,如德国提出的“工业4.0计划”、美国提出的“先进制造业国家战略计划”、日本提出的“科技工业联盟”、英国提出的“工业2050战略”等。

智能制造的商业模式是:客户根据自身需求向企业提出个性化订单并支付全部货款或定金,企业根据客户订单在智能工厂中以工业化机器设备进行生产,最终将产品通过物流配送至客户并完成销售。因此,智能制造的商业模式是以客户为中心、以需求为中心,由消费者驱动并由生产者完成的商业模式,是需求方驱动的商业模式。以智能制造为基础的新型商业模式,可以针对性地直接满足每一个客户的个性化需求,对市场需求的变化具有良好的应变能力和弹性,由此也形成了良好的盈利能力。

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