智能工厂成为制造业数字化转型主战场

根据中国“十四五”规划纲要，要深入实施智能制造和绿色制造项目，发展服务型制造新模式，促进制造业高端智能绿色化。随着5G等新一代信息技术与制造业的深度融合，制造业的智能化发展已成为我国未来制造业转型升级的重要方向。根据《十四五智能制造发展规划》，到2025年，70%以上的制造企业将基本实现数字化网络化，建设500多家智能制造示范工厂，引领行业发展。在政策指导和行业探索的双重作用下，智能制造不断推进，从最初的探索尝试、单点优化阶段发展到系统变革和全面转型阶段，促进生产模式、运营模式和资源配置模式的全面变革。根据中国信息化研究院发布的《中国智能制造发展研究报告——智能工厂》(以下简称《报告》)，智能工厂已成为制造业数字化转型的源头和主战场，成为制造业建设新核心竞争力、引领高质量经济发展的必由之路和重要引擎。数据成为推动智能工厂应用的关键。智能制造是推进制造强国战略的主要方向，加快制造企业设备、生产线、车间、工厂的数字化、网络化、智能化升级，从根本上改变制造业的生产模式和资源组织模式。随着新一代信息技术与传统产业的深度融合，传统生产要素逐渐向数字化发展，产生了大量的工业数据。利用大数据分析对物理世界进行状态描述、定期洞察和预测优化已成为实现工厂智能化的关键途径，并在工厂的各个领域显示出巨大的授权潜力。宁德时代结合材料机制、大数据分析和人工智能算法，探索各种材料基因的结合点，加快电解质、正极、涂层等电池材料的开发，R&D周期缩短30%，R&D成本降低30%。可以看出，大数据在智能工厂中起着不可忽视的作用。基于大数据分析，可以实现智能优化、精确控制和智能决策，加快模式业务创新和价值链重构。潍柴电力建立智能管理和决策分析平台，收集大量生产数据，开展动态资源调度、设备预测维护、能耗智能优化等数据应用，基于大数据分析和人工智能算法，生产效率提高30%，生产成本降低15%。柔性制造将成为智能工厂的主导模式，消费模式逐渐从标准化、单调统一到定制、个性差异，如服装行业积极实施各种服装在线定制、家具行业大力推广客户定制、汽车行业加快探索乘用车用户直接制造、钢铁行业小批量订单需求增长等。在可控成本范围内，传统的大规模生产模式已不能满足个性化需求的敏捷响应和快速交付。工厂迫切需要通过建立灵活的生产能力，以低成本的大规模生产，实现多品种、批量和短交付期的个性化订单的生产和交付。报告显示，未来智能工厂主要通过四个方面的协调实现灵活生产。一是产品模块化快速开发。二是柔性资源配置和动态调度。三是灵活自适应加工。四是柔性供应链系统。在柔性和自适应加工方面，TCL构建了基于5G的可重建柔性液晶生产线。结合5G边缘计算，生产线布局根据订单快速调整，设备参数自动更新。转移时间缩短93%，产能增加10%。值得注意的是，未来智能工厂的“绿色安全”问题也是智能制造发展的重要关注点。近年来，在“双碳”目标的指导下，在开展智能工厂建设和数字化转型的同时，人工智能、大数据、5G的应用、工业互联网提高了工厂的能耗、排放、污染和安全控制能力，逐步走向绿色制造、绿色工厂和绿色供应链，加快了制造业绿色转型的步伐。智能工厂以典型场景为基本要素，加快数字技术与全产业链、全价值链、全要素的融合渗透，成为智能制造的主要立足点，是深化智能制造发展的新途径。报告显示，目前智能工厂应用数量前十的“十大智能场景”是智能在线检测、工艺数字化设计、智能仓储、人机协同运行、质量精准追溯、在线运行监控与故障诊断、生产线灵活配置、车间智能生产、精益生产管理、生产计划优化，总比例超过50%。为了促进传统制造业向智能制造业的转型升级，中国推进了一批智能制造示范工厂的建设，重点关注原材料、设备制造、消费品、电子信息等重点产业，开展研发、生产、管理和服务领域的转型实践。智能制造示范工厂改造后，传统工厂价值全面提升，创新效率显著提高，运营水平显著提高，节能减排效果显著。“十四五”期间，智能制造技术融合创新、供给生态建设、场景应用落地、新组织形式改革将进一步加快工厂智能化进程，推动数字化、网络化工厂全面向智能化工厂迈进。

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