智能制造是制造強國建設的主攻方向,對鞏固實體經濟根基,建成現代產業體系,推動我國經濟實現高質量發展具有重要作用。近日,工業和信息化部等八部門聯合發布《“十四五”智能制造發展規劃》(以下簡稱《規劃》)。該《規劃》對推進我國制造業數字化轉型、網絡化協同、智能化變革,實現高質量發展,具有重要意義。
《規劃》主要特點
進一步明確了智能制造發展路徑和目標。《規劃》明確提出,發展智能制造要立足制造本質,緊扣智能特征,以工藝、裝備為核心,以數據為基礎。智能制造本身是一個系統概念,具有虛實融合、知識驅動、動態優化、安全高效、綠色低碳的特征。《規劃》確定了我國制造業“數字化轉型、網絡化協同、智能化變革”的發展路徑,對2025年和中長期智能制造發展目標進行了整體設計和部署。《規劃》提出,到2025年,規模以上制造業企業大部分實現數字化網絡化,重點行業骨干企業初步應用智能化;到2035年,規模以上制造業企業全面普及數字化網絡化,重點行業骨干企業基本實現智能化。
將創新列為“十四五”智能制造發展的首要任務。《規劃》提出把科技自立自強作為智能制造發展的戰略支撐,加強用產學研協同創新,推動跨學科、跨領域融合創新,著力突破關鍵核心技術和系統集成技術。將基礎技術、先進工藝技術、共性技術和新技術在工業領域的適用技術作為核心技術攻關的重點方向。其中混合建模、協同優化等基礎技術和增材制造、超精密加工等先進工藝技術是第一次在五年規劃中提出,將成為“十四五”智能制造發展的重要方向。此外,《規劃》提出加速集成技術的開發,圍繞關鍵工藝、工業母機、數字孿生等重點領域建設創新載體,形成新型創新網絡。
提出了智能制造應用推廣的主要路徑。《規劃》從企業、行業、區域幾個維度進行了部署。首先明確將智能制造示范工廠建設作為推動智能制造發展的切入點和突破口,不斷豐富建設內涵,從之前的智能車間、智能工廠,向內進一步聚焦到智能場景,推動新技術在制造環節的深度應用,向外延展到智慧供應鏈,依托龍頭企業建設供應鏈協同平臺。提出到2025年,70%的規模以上制造業企業基本實現數字化網絡化,建成500個以上引領行業發展的智能制造示范工廠。此外,《規劃》對推進中小企業數字化轉型進行了專題部署,提出開展裝備制造、電子信息、原材料、消費品等行業智能化改造升級行動,同時鼓勵和支持產業特色鮮明、轉型需求迫切、基礎條件好的地區建設智能制造先行區。
提出加強自主供給體系和支撐體系建設。《規劃》首次單獨成章,部署聚力研發工業軟件產品,實施工業軟件突破提升行動。謀篇裝備制造商、高校、科研院所、用戶企業、軟件企業協同開發,推動工業知識軟件化和架構開源化,推進工業軟件云化部署,開展安全可控工業軟件應用示范。《規劃》首次將融合數字孿生、邊緣計算、VR/AR、5G等新技術的智能工控系統、智能工作母機、協作機器人等新型裝備作為智能制造裝備的發展重點,反映了新一代信息技術和先進制造技術融合發展的主線思維,是我國在智能制造裝備領域實現彎道超車的重要方向。《規劃》明確工業互聯網是智能制造發展的關鍵基礎設施,提出加強新型網絡基礎設施規模化部署,建立各具特色的工業互聯網平臺,實現全要素、全產業鏈數據的有效集成和管理。
“十四五”我國智能制造發展趨勢及建議
智能制造已成為推動制造業轉型升級、加快制造業高質量發展的重要抓手。經過多年培育,我國智能制造發展已從初期的理念普及、集成方案、試點應用進入到多級推進、協同創新、示范引領的新階段。面向新征程,從《規劃》的戰略安排和創新重點來看,我們認為我國智能制造發展將駛入快車道,在多個領域有望完成從跟跑到并跑、領跑的跨越。
數據將成為新時期智能制造發展的核心要素。隨著制造業數字化轉型進程加快,我們判斷,企業研發、生產、運營、服務各環節數字化基礎在不斷強化,數字化資產對于企業的價值正在加速提升。我們建議,以數據的自由流動解決復雜系統的不確定性,要在海量數據實現實時采集的基礎上,深入推進工業數據的分級分類治理;要推動實現從消費到供給“端到端”數據打通,拔掉“數據煙囪”,構建基于數據的全生命周期管理體系;要提升系統安全和數據安全保障能力,建設符合新技術趨勢的工業信息安全防護體系。
工藝智能化將成為新時期智能制造發展的重要突破口。工藝是制造的核心,是企業的看家本領和護城河。我們判斷,制造企業對智能制造的關注點將從裝備智能化、軟件智能化、集成智能化,逐步聚焦到工藝智能化,即推動先進工藝與信息技術和制造裝備的深度融合,將工藝知識數字化、模型化、軟件化。我們建議,要鼓勵智能制造系統解決方案供應商培養和引進一批工藝大師,以工藝智能化解決方案創新研發和應用為核心,構建護城河、提升競爭力;要建設開源的工業算法平臺,將工藝知識與工業數據緊密結合起來,依托人工智能學習框架,推動各行業工藝機理模型的構建和訓練,形成一批面向行業、聚焦場景的工藝機理模型庫;要開展工藝智能化協同創新試點示范,聚合制造企業、新一代信息技術企業、裝備企業、科研院所等多維力量,實現跨學科、跨領域的協同攻關。
新型智能制造裝備將成為新時期智能制造發展的重要驅動力。我們判斷,協作化、復合化、智能化將成為智能制造裝備發展的重要趨勢。以新一代信息技術與先進制造技術融合孕育而生的智能工業母機、智能機器人、智能工控系統等新型裝備將引領未來發展,推動智能制造裝備行業進入景氣上行周期,部分細分行業有望迎來中長期發展拐點。我們建議,要在協作機器人、基于邊緣智能的高性能工控系統、高端復合加工中心等前沿領域把握機遇、前瞻布局,進一步加大政策支持力度和創新研發投入;要積極推廣自主新型智能制造裝備的應用,納入“首臺套”推廣應用指導目錄,鼓勵產業鏈領航企業發揮帶動作用,先用先試,發揮需求對供給的牽引作用。
工業軟件將成為新時期智能制造發展的核心引擎。工業軟件是智能制造的大腦,其核心是工業基因,本質是工業知識和數據的軟件化。我們判斷,工業軟件將逐漸向SaaS化、微服務化、集成化發展,技術融合、知識跨域成為了工業軟件產業發展的重要變量。傳統工業軟件的發展競爭格局出現變數,我國有望發揮制造業豐富應用場景和巨大市場優勢,在部分工業軟件領域實現彎道超車。我們建議,要加強工業軟件基礎研究,突破傳統軟件人開發、工業人使用的思路,著重補齊工業軟件的“工業”課;要順應發展趨勢,積極探索在云化部署、功能集成、訂閱服務、嵌入執行等幾個方向換道超車的可能,貼近需求開發適用軟件產品;要擴大自主工業軟件的應用,發揮“首版次”等政策對工業軟件的支持,形成供需良性互動的發展生態。
融合發展的下一代工業網絡將成為新時期智能制造發展的關鍵基礎。工業網絡是智能制造的重要基礎設施。我們判斷,基于OPC-UA統一協議架構,融合5G、千兆光纖、TSN(時間敏感網絡)等下一代網絡通信技術,將構成面向未來的智能制造底層鏈接基座,實現復雜工業場景的高速度、低延時、高可靠、安全的互聯互通。我們建議,要突破傳統思維局限,高舉融合大旗,創新開發融合多種網絡通信技術的新產品和解決方案;要培養一批既懂通信又懂制造的工業網絡通信系統解決方案供應商,成為制造企業與通信運營商之間的橋梁,能夠為各行業制造企業的復雜、碎片化的網絡需求場景研發供給定制化解決方案;要抓住“雙千兆”網絡協同發展行動的機遇,在制造業開展試點示范,深入推進融合發展的下一代工業網絡的應用落地。
邊云協同將成為新時期我國智能制造發展的主要路徑。企業數字化轉型、智能化改造正在從單一的設備升級、軟件應用、企業上云轉變為面向整線、整廠、整個供應鏈的系統解決方案。我們判斷,單一的強調云或單一的強調設備智能均是片面的,只有邊端數字化智能化進程加快,才有更多的養分向云端輸送,云的價值才能夠最大化。我們建議,要引導企業做好智能制造發展頂層設計,邊端和云端的數字化智能化改造要同部署、同實施;要加大對智能邊緣設備研發創新的支持,依托邊緣計算和智能微系統,實現基礎工業數據的實時邊緣分析和處理;要鼓勵智能制造系統解決方案供應商積極探索技術和服務平臺化、云化的發展新模式。