中国制造面临的严峻挑战,简要分析国内智能工厂建设现状以及未来发展趋势工业机器人

人口红利消失、企业招工难,人工成本迅速上升;

高房价、高地价迫使国内制造业向内地转移,低成本制造业向东南亚国家转移;

高赋税以及社保费用的压力也给企业带来高昂的运营成本;

钢铁、化纤等原材料价格上涨对下游行业带来巨大的成本压力;

中兴事件则暴露出我国制造业核心技术缺失的尴尬现状;

国际贸易争端更是对出口型企业雪上加霜......

即使面对以内循环为主不受国际政策影响的制造型企业,也因为招工难、成本上涨的现状隐隐作痛,部分企业甚至“一顿操作猛如虎,一年到头还不如卖房利润高”。

据不完全统计,仅2016年就有逾百家出售房产,转让金额超20亿元。而与此同时,去年有105家公司的利润不足千万,不抵北上广深一线城市一套住宅的价格,制造型企业之苦可想而知。

概念应接不暇

以前美国流行挖金,但是最终挖金的人并没有取得多少财富,反而是给提供给挖金者服务的却发了财。与此类似,本着救制造业于水火当中提出各自政策,但是如今却成了概念横飞:工业4.0的热潮未退,智能制造、CPS、工业互联网(平台)、企业上云、工业APP、人工智能、工业大数据、数字工厂、数字经济、数字化转型、C2B(C2M)等概念接踵而至,对于大多数制造企业而言,可以说是眼花缭乱、无所适从,每个企业都希望不被时代的车轮抛弃,但是如果每个概念都去尝试极有可能是一地鸡毛,甚至部分企业最终只是赚取了国家补助,并未对企业有更深层的影响更何谈转型。

企业数字化转型当局者迷

我国制造企业在推进智能工厂建设方面,或者说是数字化转型还存在诸多问题:

盲目购买自动化设备、自动化产线

尚未实现设备数据的自动采集和车间联网

企业在购买设备时尚不清楚设备除了生产还能实现监控,但是由于缺少专业人员咨询、指导并没有要求厂商免费开放数据接口,大部分设备数据还仅存于机床层面,没有实现生产监控。如果之后想实现设备监控的时候又被设备供应商再割一轮韭菜。

如果没有实现设备数据采集,生产设备则很可能没有得到充分利用,设备的健康状态未进行有效管理,没有将设备最大化利用。

如果是离散制造行业,设备没有实现自动化采集尚可理解,毕竟大部分还属于劳动密集型,但是如果类似于钢铁、化纤等流程行业还处于人工巡检、纸质单据记录的话,这样的企业目前也只能道一句“珍重”后挥手告别,因为流程行业对于生产影响最大的当属于工艺、设备保障等业务,而这些业务统统可以通过设备监控来实现。

工厂运营层还是黑箱

在工厂运营方面还缺乏信息系统支撑,车间仍然是一个黑箱,生产过程还难以实现全程追溯。生产过程的可视化其实是分为两个部分的,一个部分面向企业内部实现进度跟踪,杜绝窝工现象;一部分面向企业外部是为了展示给客户,让客户进度可查、质量可追溯,主要是为了向客户秀肌肉用的。

依然存在大量信息化孤岛和自动化孤岛

智能工厂建设涉及到智能装备、自动化控制、传感器、工业软件等领域的供应商,而且由于缺少统一性规划,许多工厂都是头疼医头脚疼医脚,造成以单点业务优化为核心,而没有将整个链条的数据打通。很多企业不仅存在诸多信息孤岛,也存在很多自动化孤岛,看起来自动化程度非常高但是信息化几乎为零。

就整个现状究其原因,是智能制造或者智能工厂涵盖领域很多,系统极其复杂,企业还缺乏深刻理解。在这种状况下,制造企业根据业务需求进行单点优化,造成企业的零散投资。对于缺少信息化部门的企业还是应当依托有实战经验的咨询服务机构,结合企业内部的IT、自动化团队以及企业业务痛点,高层积极参与,根据企业的产品和生产工艺,做好需求分析和整体规划,在此基础上稳妥推进,才能取得实效。

国内外智能工厂建设的现状

但是现在智能工厂没有一个固定模板让其他企业学习,建设内容更是包罗万象,更多的是企业将生产方面任何升级改造都归化到智能制造领域,这就造成了智能制造口号震天响,但是蓦然回首智能工厂并没有在灯火阑珊处。

当前智能工厂会出现多样化喷涌而出,主要因为我国制造企业面临着巨大的转型压力,但是行业不同所面临的痛点是不一致的,比如产能过剩、客户个性化需求日益增长、订单交付压力大等,迫使制造企业根据自己某个痛点出发完成智能制造改造,所以现在智能工厂会出现差异化、多样性,当然也是企业行业所造成的必然结果。

所以我国也出现了例如汽车、家电、轨道交通、食品饮料、制药、装备制造、家居等行业的样板工厂。正因为业务不同,渴望解决的问题或者实现的价值不同,最终造成了智能工厂改造的多样性。

智能工厂主要建设模式

智能工厂的多样性同时也折射出智能工厂不同的建设模式:

生产过程数字化到智能工厂

在石化、钢铁、冶金、建材、纺织、造纸、医药、食品等流程制造领域,企业发展智能制造的内在动力是设备监控与质量追溯,侧重从生产数字化建设起步,基于质量追溯需求从产品末端控制向全流程控制转变。所以流程制造式企业发展模式首先是设备过程参数监控与设备健康OEE分析,通过生产对于温度、压力等过程参数的控制来进行质量管控与追溯。

然后将质量追溯的内容拓展到外协单位与原材料供应商,当然拓展数字化追溯范围的前提是内部已经具备了数字化追溯能力,否则着急拓展到企业外部的数字化意义并不大。所以其智能工厂的建设模式为:第一实现智能单元工艺参数温度、压力等监控与追溯,实现设备OEE管理提升产能;第二由智能生产单元进一步拓展到非关键工序环境的数字化;第三打通上下游企业之间的数据隔阂。

智能制造生产单元(装备和产品)到智能工厂

在机械、汽车、航空、船舶、轻工、家用电器和电子信息等离散制造领域,由于离散制造业人工参与较多,企业发展智能制造的核心目的在于最大限度的实现数据共享,缩减因信息不通畅而造成的窝工现象,所以离散行业虽然现在比较提倡全部自动化的智能单元,但是仅限于瓶颈工序,否则即使全部实现流水线式的智能单元也没有实现透明化管理对于生产效率、质量等方面效益来得多。所以其智能工厂的建设模式为:第一实现生产过程透明化管理;第二通过在线质量检测、智能单元设备监控实现瓶颈工序产量提升;第三实现设计、服务与制造之间多维度数字化协同。

个性化定制到互联工厂

在家电、服装、家居等距离用户最近的消费品制造领域,企业发展智能制造的重点在于充分满足消费者多元化需求的同时实现规模经济生产,侧重通过互联网平台开展大规模个性定制模式创新。因此其智能工厂建设模式为:一是推进个性化定制生产,引入柔性化生产线,搭建互联网平台,促进企业与用户深度交互、广泛征集需求(犀牛智造已经在做了);二是推进设计虚拟化,打通设计、生产、服务数据链,采用虚拟仿真技术优化生产工艺;三是推进制造网络协同化,变革传统垂直组织模式,以扁平化、虚拟化新型制造平台为纽带集聚产业链上下游资源,发展远程定制、异地设计、当地生产的网络协同制造新模式。

上述模式与赛迪智库所归结的行业与数字化转型趋势不谋而合,所以只能智能工厂也是按图索骥,根据自己行业寻找行业难点与其他赛道(利润增长模式),然后针对性改造。

中国制造业的命脉,却被4家海外巨头垄断,国产机器人换道超车

中国人口红利的逐渐丧失,叠加中国制造业自动化、智能化转型大潮,使得我国对工业机器人产业快速发展。

中国机器人发展历程

从2000年起,中国机器人开始起步,彼时中国工业机器人产量仅几千台,而且多为集成与代理,还没能形成自己的技术。

不过在汽车、3C电子等产业的催促下,国产机器人加快脚步前进,并且向着将上下游产业延伸。

在2013年时,我国出台多项工业机器人发展政策,并给予行业补贴。这更是为中国工业机器人产业添了一把火。

短短十余年的发展,已经让我国成为全球第一工业机器人大国。在工业机器人销量上,我国从2013年起已经连续8年取得全球第一。

2020年,全球工业机器人销量为39.7万台;其中中国占据17万台,将近全球的4成。

可以看出,我国在全球工业机器人市场上的重要地位。

不过,中国工业机器人销量虽然可观,但核心技术却受制于人。

国产工业机器人受制于人

相较于欧美等国,中国工业机器人产业起步明显落后,在全球工业机器人市场上早已经形成稳固的行业格局,中国企业只能在夹缝中生存。

当前,国产机器人还有三方面的不足。

一是,中国机器人整机性能落后。

中国工业机器人在精度、覆盖范围、最高轴速等方面,同国外巨头有着明显的差距。譬如,中国工业机器人龙头企业重复定位精度在0.05-0.08mm,而四大家族能到0.02-0.08mm,差距十分明显。

因此,中国工业机器人多集中于中低端市场,在高端领域难以同外资企业相抗衡。

二是,在工业机器人核心零部件、技术等方面,中国企业也都受制于人。

减速器、伺服系统与控制器是工业机器人的三大核心零件,日本在这三大领域牢牢占据主导地位,就连德国库卡也要从日本进口,更何况是起步落后的我国。

值得注意的是,这三大核心零部件是工业机器人产业链中利润最高的一环,占机器人超80%的总成本。

因此,日本零件供应商赚走了机器人产业的大部分利润,中国整机企业利润寥寥,只能艰难生存。

三是,外资掌握核心技术。

在工业机器人知识产权上,日本企业也将其牢牢掌握在自己的手中,我国的核心技术也被垄断,制约了中国机器人产业的发展。

以上这三大境况,对中国工业机器人产业来说十分不利。如今,工业机器人的重要性愈发凸显,已经成智能制造的命脉。

因此,我国在工业机器人行业上的突围刻不容缓。

国产工业机器人换道超车

不过,工业机器人产业技术壁垒高、行业格局稳固,中国企业想要同国外企业正面硬碰,结果可想而知。

在这样的情况下,不少中国工业机器人企业选择弯道超车。

通过另辟蹊径的方式,中国工业机器人企业已经取得了不错的成绩,带领国产机器人实现突围。

THE END
1.自动化技术的未来发展方向自动化未来自动化技术作为科技发展的重要驱动力,近年来取得了显著的进步,深刻地改变了人类生产生活方式。从工业革命的自动化生产线到如今人工智能驱动的智能家居,自动化技术始终扮演着引领未来发展的关键角色。随着科技的不断发展,自动化技术将迎来更加蓬勃的增长,并深刻地影响着各个领域。 https://blog.csdn.net/2401_85133351/article/details/143970955
2.2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究资讯中心未来,全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势: 智能化:电子测试测量仪器将向智能化方向发展,以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能,能够实现更高效、更精准的测试。 集成化:电子测试测量仪器将向集成化方向发展,以满足工业制造小型化、轻量化https://www.instrument.com.cn/news/20240109/700512.shtml
3.未来几年中国汽车零部件行业发展前景及市场化程度在全球经济一体化的背景下,面对日益激烈的竞争,整车厂商或一级零部件供应商为了尽可能降低生产成本、增强国际竞争力,逐步在全球范围内配置资源,全球化采购已成为重要的发展趋势。从全球汽车零部件行业的竞争来看,以美国、欧洲、日本为主导的传统汽车工业强国占据着先发优势,也拥有着技术标准、体系标准、全球供应链等方面https://www.dongchedi.com/article/7257791514942964260
4.中国安全产业协会人工智能应用领域没有专业限制。通过AI产品与生产生活的各个领域相融合,对于改善传统环节流程、提高效率、提升效能、降低成本等方面提供了巨大的推动作用,大幅提升业务体验,有效提升各领域的智能化水平,给传统领域带来变革。 二、 AI产业与应用发展现状及趋势 http://www.chinasia.org.cn/?serviceshow/tp/358/id/25774.html
5.计算机应用专业调研报告计算机应用(一)行业发展现状与趋势 1.行业发展现状 (1)全国发展概况 据中国产业调研网发布的中国信息化行业现状调研及发展前景分析报告(2016-2020年)显示,我国建成了全球最大规模的宽带通信网络,到2016年,长途光缆线路长度接近93万公里,光纤接入到户/办公室(FTTH/O)端口达到1.86亿个,全国93.5%的行政村开通宽带,移动通信基站https://www.ycswgz.com/xxgcx/zy/jsj/20220215/105010.shtml