2021-2022中国智能制造十大热点重磅发布(下)

2022-03-22 17:00:00
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标杆工厂照亮制造业转型升级之路


智能工厂是制造业转型的枢纽与核心。近年来,随着新一轮制造业转型升级浪潮再起,以及物联网、大数据、人工智能、5G、VR/AR等技术的蓬勃发展,众多制造企业加快了智能工厂推进步伐,并涌现了一批真正取得成效的标杆智能工厂。这些标杆工厂,在数字化和智能化方面领跑所属行业,并探索出了推进数字化和智能化转型的成功之道,为广大制造企业推进智能工厂提供了良好示范与借鉴 ,助推企业成功实现转型升级。


2021年3月,e-works重磅发布2020中国标杆智能工厂百强榜。该活动受到业界广泛关注, 吸引了中国一汽、海尔、华星光电、潍柴、宁德新能源等200多家优秀企业的参与。通过遴选出不同地域、不同行业背景的标杆智能工厂,形成了2020“中国标杆智能工厂”画像,并总结了标杆智能工厂的推进之“道、术、法”,为其他制造企业推进智能工厂提供了借鉴与参考,并极大地推动了我国制造企业智能工厂建设的燎原之势。例如,通过分析入选百强榜的标杆工厂,e-works发现真正的智能工厂并不是一味地追求无人工厂,而是实现少人化和人机协作,是精益、柔性、绿色、节能的工厂;标杆智能工厂非常注重工业互联网、5G+MEC、工业机器人、人工智能、工业大数据等智能制造使能技术在重点业务场景中的交叉融合、集成应用等。


作为数字化转型的先驱与领航者,灯塔工厂也备受关注。近年来,中国灯塔工厂数量不断攀升。据世界经济论坛(WEF)在2021年9月发布了新一期全球制造业领域灯塔工厂名单显示,全球灯塔工厂数量已增加至90家,而中国有31家入选,是目前拥有灯塔工厂最多的国家,主要分布在3C电子、家电、汽车、钢铁、新能源等行业。另外,从纵向看,中国“灯塔工厂”在2020年两批次共新增10家,2021年两批次共新增15家,增速明显。




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从数字化交付到数字化运营,掀起流程行业发展新浪潮


以钢铁及石化工业为代表、占全国规模以上工业总产值的47%的流程制造业,正顺应时代技术发展潮流,积极在工程建设、投产运营各阶段开展数字化交付实践,努力实现从数字化交付到数字化运营的全方位数字化转型目标。数字化交付作为流程行业的关键技术,贯穿从工厂建设交付到运营管理的全生命周期,为企业打造智能工厂奠定基础。




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打破虚实界线,XR技术增添制造新势能


2021年,受新冠疫情影响,在急于减少开销和停机时间的情况下,越来越多的制造企业将眼光对准XR技术,使其在工业领域的多元化应用正逐步打开。XR技术正迅速成为制造企业车间工人、技术服务人员和工程师的全新用户界面。例如,XR技术可为企业产品提供三维交互手册,在营销、运维等场景为企业提供增值,实现产品3D化;根据企业数字平台和工艺流程,提供虚拟仿真培训技术开发服务,实现培训场景化;结合AR/VR硬件平台,为企业的运维、巡检等场景开发定制化虚拟仿真应用;结合企业IoT物联网和全流程的数字化需求,为企业提供生产、管理等多维度的仿真应用平台。


作为真实世界的延伸与拓展,XR技术所带来的巨大机遇和作用是值得期待的。然而,XR设备仍然存在缺陷,无法完美贴合用户的需求。体验感上,目前设备的清晰度和刷新率仍有提升空间;性能上,现有设备的算力负荷大,功耗过高,直接影响续航;价格上,设备昂贵,造成消费者经济压力。可以预见的是,虽然面临诸多问题和难题,但在技术演进和消费者需求的共同推动下,XR技术将催生出更多新的应用场景,赋予制造业全新的黑科技发展势能。




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装备制造企业积极探索MBSE应用


当前,随着装备系统的技术复杂性和密集性越来越突出,传统的装备产品研制方法已经无法满足新产品功能、性能的持续提升及研制周期的持续缩短。MBSE方法被视为系统工程的革命,是装备产品研制不可逆转的趋势。装备制造企业应当主动拥抱MBSE,全面梳理企业内外、产品全生命周期业务流程、标准规范,将软件设计、机械工程、电气工程、多领域建模和仿真等技术融合,形成企业完整的产品研制能力体系。


从全球视野看,在产品研制需求和系统工程理论发展的推动下,国内外的科研机构及航天航空企业利用MBSE开展了大量技术研究及工程研制应用。NASA是最早将MBSE应用于复杂系统设计中的科研机构之一,近些年,中国高校和航空航天院所也在使用MBSE方法开展工程设计,构建了基于MBSE的设计工作流程和设计方法。从厂商动态来看,近年来,达索系统、西门子、IBM、同元软控等软件供应商都聚焦于MBSE方法,相继提出并整合支持装备制造企业研制过程的流程方法和平台框架。从应用层面来看,MBSE的应用由航空航天领域扩展至国防工业、汽车、船舶、核工业等装备制造领域,通过系统模型体现系统工程流程,并贯穿于全生命周期,实现设计一致性与关联可追溯性。


需要指出的是,MBSE并不是要颠覆现有的系统工程体系,而是在原有的基于文档的基础上,通过统一建模语言对文件中隐含的设计要素进行显性化的关联建模,通过模型的不断迭代、演化,最终形成一个具有和实物产品完全一致且经过虚拟试验仿真验证的产品数字样机,避免因后期总装和测试试验不满足而导致设计更改的问题,确保复杂产品研制的“一次成功”。

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