2023中國(guó)智慧工廠建設(shè)行業(yè)發(fā)展分析

• 黃文玉 2023年10月9日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 471 24
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智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù);清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。

近日，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》。其中提到，針對(duì)“智慧工廠”等場(chǎng)景數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算要求，加快部署工業(yè)邊緣數(shù)據(jù)中心，推動(dòng)算力賦能智能檢測(cè)、故障分析、人機(jī)協(xié)作等技術(shù)迭代，不斷提升不同工業(yè)場(chǎng)景業(yè)務(wù)處理能力。面向原材料、裝備制造、消費(fèi)品、電子信息等領(lǐng)域，圍繞工業(yè)生產(chǎn)種類特性多、生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，以及安全污染隱患大、智能化水平低等難點(diǎn)，瞄準(zhǔn)高端化智能化綠色化方向，逐步構(gòu)建工業(yè)基礎(chǔ)算力資源和應(yīng)用能力融合體系，滿足不同類型工業(yè)企業(yè)在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、倉(cāng)儲(chǔ)物流、營(yíng)銷服務(wù)等方面的算網(wǎng)存用需求，推動(dòng)工業(yè)企業(yè)技術(shù)改造、降本增效和綠色化轉(zhuǎn)型，加快推進(jìn)算力賦能新型工業(yè)化建設(shè)應(yīng)用。

智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù);清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。是IBM“智慧地球”理念在制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果。

“智慧工廠”的發(fā)展，是智能工業(yè)發(fā)展的新方向。特征在制造生產(chǎn)上體現(xiàn)為：一、系統(tǒng)具有自主能力：可采集與理解外界及自身的資訊，并以之分析判斷及規(guī)劃自身行為二、整體可視技術(shù)的實(shí)踐：結(jié)合訊號(hào)處理、推理預(yù)測(cè)、仿真及多媒體技術(shù)，將實(shí)境擴(kuò)增展示現(xiàn)實(shí)生活中的設(shè)計(jì)與制造過程。三、協(xié)調(diào)、重組及擴(kuò)充特性：系統(tǒng)中各組承擔(dān)為可依據(jù)工作任務(wù)，自行組成最佳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。四、自我學(xué)習(xí)及維護(hù)能力：透過系統(tǒng)自我學(xué)習(xí)功能，在制造過程中落實(shí)資料庫(kù)補(bǔ)充、更新，及自動(dòng)執(zhí)行故障診斷，并具備對(duì)故障排除與維護(hù)，或通知對(duì)的系統(tǒng)執(zhí)行的能力。五、人機(jī)共存的系統(tǒng)：人機(jī)之間具備互相協(xié)調(diào)合作關(guān)系，各自在不同層次之間相輔相成。

智慧工廠行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。近年來，全球各主要經(jīng)濟(jì)體都在大力推進(jìn)制造業(yè)的復(fù)興。在工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等熱潮下，眾多優(yōu)秀制造企業(yè)都開展了智能工廠建設(shè)實(shí)踐。

數(shù)字化工廠以產(chǎn)品全生命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，并進(jìn)一步擴(kuò)展到整個(gè)產(chǎn)品生命周期的新型生產(chǎn)組織方式。數(shù)字化工廠主要解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的“鴻溝”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計(jì)，制造、裝配、物流等各個(gè)方面的功能，降低設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造之間的不確定性，在虛擬環(huán)境下將生產(chǎn)制造過程壓縮和提前，并得以評(píng)估與檢驗(yàn)，從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化的時(shí)間，并且提高產(chǎn)品的可靠性與成功率。

據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，目前，我國(guó)5G應(yīng)用已融入97個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類中的60個(gè)，應(yīng)用案例數(shù)超5萬(wàn)個(gè)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在千行百業(yè)落地并向生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)延伸。馮志勇說，5G的高速率、低時(shí)延和大連接有助于充分釋放工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的潛能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的諸多垂直行業(yè)和應(yīng)用場(chǎng)景也為5G開辟了廣闊的市場(chǎng)空間。同時(shí)，馮志勇也指出，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”是一個(gè)系統(tǒng)工程，在應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、終端等方面的需求都非常的個(gè)性化。比如，在應(yīng)用需求方面就包括生產(chǎn)管理、集群調(diào)度、以及涵蓋無(wú)人巡檢、AR 增強(qiáng)、遠(yuǎn)程診斷、數(shù)字孿生、AI檢測(cè)、無(wú)人點(diǎn)檢等。

智慧感測(cè)是基本構(gòu)成要素，但如果要讓制造流程有智慧判斷的能力，儀器、儀表、感測(cè)器等控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素，仍是關(guān)注焦點(diǎn)。儀器儀表的智慧化，主要是以微處理器和人工智慧技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為主，包括運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)路、遺傳演算法、進(jìn)化計(jì)算、溷沌控制等智慧技術(shù)，使儀器儀表實(shí)現(xiàn)高速、高效、多功能、高機(jī)動(dòng)靈活等性能。如專家控制系統(tǒng)就是一種而具有大量的專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程式系統(tǒng)。它運(yùn)用人工智慧技術(shù)和電腦技術(shù)，根據(jù)某領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，解決那些需要人類專家才能解決好的復(fù)雜問題。

模塊控制器，也稱模塊邏輯控制器，也是智慧工廠相關(guān)技術(shù)的關(guān)注焦點(diǎn)。由于模塊控制技術(shù)具有處理不確定性、不精確性和模塊資訊的能力，對(duì)無(wú)法建造數(shù)學(xué)模型的被控過程，能進(jìn)行有效的控制，能解決一些用常規(guī)控制方法不能解決的問題，也讓模塊控制在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國(guó)智慧工廠建設(shè)行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

隨著工廠制造流程連接的嵌入式設(shè)備越來越多，透過云端架構(gòu)部署控制系統(tǒng)，無(wú)疑已是當(dāng)今最重要的趨勢(shì)之一。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，隨著應(yīng)用和服務(wù)向云端運(yùn)算轉(zhuǎn)移，資料和運(yùn)算位置的主要模式都已經(jīng)被改變了，由此也給嵌入式設(shè)備領(lǐng)域帶來顛覆性變革。如隨著嵌入式產(chǎn)品和許多工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的典型IT元件，如制造執(zhí)行系統(tǒng)以及生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)的智慧化，以及連線程度日漸提高，云端運(yùn)算將可提供更完整的系統(tǒng)和服務(wù)，生產(chǎn)設(shè)備將不再是過去單一而獨(dú)立的個(gè)體。但將孤立的嵌入式設(shè)備接入工廠制造流程，甚至是云端，其實(shí)具有高度的顛覆性，必定會(huì)對(duì)工廠制造流程產(chǎn)生重大的影響。一旦完成連線，一切的制造規(guī)則都可能會(huì)改變。

目前，已經(jīng)有數(shù)十家實(shí)體企業(yè)在與孟伯智能物聯(lián)網(wǎng)的合作中完成了數(shù)字化改造，跨進(jìn)了“工業(yè)4.0”時(shí)代。但這僅僅是一個(gè)良好的開端，在為實(shí)體企業(yè)賦能的征程中，數(shù)字化的浪潮剛剛開始，孟伯智能物聯(lián)網(wǎng)今后幾年的“小目標(biāo)”是將越來越多的實(shí)體企業(yè)打造成“4i智慧工廠”。

工業(yè)通信無(wú)線化也是當(dāng)前智慧工廠探討比較熱烈的問題。根據(jù)專家分析，全球工廠自動(dòng)化中的無(wú)線通訊系統(tǒng)應(yīng)用，將每年增加約40%。隨著無(wú)線技術(shù)日益普及，各家供應(yīng)商正在提供一系列軟硬體技術(shù)，協(xié)助在產(chǎn)品中增加通信功能。這些技術(shù)支援的通信標(biāo)準(zhǔn)包括藍(lán)牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax 。

然而，在增加無(wú)線連網(wǎng)功能時(shí)，晶片及相關(guān)軟體的選擇極具挑戰(zhàn)性，包括優(yōu)化性能、功耗、成本和規(guī)模，都必須加以考慮，更重要的是，由于工廠需求不像消費(fèi)市場(chǎng)一樣的標(biāo)準(zhǔn)化，必須適應(yīng)生產(chǎn)需求，有更多彈性的選擇，最熱門的技術(shù)未必是最好的通信標(biāo)準(zhǔn)和客戶需要的技術(shù)。此外，無(wú)線技術(shù)雖然在布建便利性方面，對(duì)比有線顯然有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，但無(wú)線技術(shù)的完善、可靠性、確定性與即時(shí)性、相容性等還有待加強(qiáng)。因此，工業(yè)無(wú)線技術(shù)的定位，仍應(yīng)是傳統(tǒng)有線技術(shù)的延伸，多數(shù)儀表以及自動(dòng)化產(chǎn)品雖會(huì)嵌入無(wú)線傳輸?shù)墓δ埽釛売芯€技術(shù)，還言之過早。

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對(duì)市場(chǎng)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營(yíng)成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。想要了解更多最新的專業(yè)分析請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2023-2028年中國(guó)智慧工廠建設(shè)行業(yè)發(fā)展分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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