829 智能工厂数据中国智慧工厂现状解读.docx
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829智能工厂数据中国智慧工厂现状解读
【智能工厂】数据|中国“才智工厂”现状解读
微信号ai-cps
功能引见OT技术(工艺+精益+自动化+机器人)和IT技术(云计算+大数据+物联网+人工智能)深度融合,在场景中构建:
外形感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的机器智能认知系统,实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新制造的产业互联生态链。
2018-02-19原文
收录于话题
作为工业4.0的最大主题,智能工厂可谓贯穿产业升级全过程。
本文对才智工厂进行了具体的解读,并对中国才智工厂进呈现状和空间进行全面的分析。
才智工厂简介
自德国政府于2013年在汉诺威工业博览会上正式公布,“工业4.0”概念就已席卷全球,并被认为是以信息物理系统(CPS)技术为核心的第四次工业革命。
而作为工业4.0的最大主题,智能工厂可谓贯穿产业升级全过程。
智能工厂次要争辩智能化生产系统及过程以及网络化分布生产设备的实现。
才智工厂的次要特征包括:
1、利用物联网技术实现设备间高效的信息互联,数字工厂向“物联工厂”升级,操作人员可实现猎取生产设备、物料、成品灯相互间的动态生产数据,满足工厂24小时监测需求;
2、基于浩大数据库实现数据挖掘与分析,使工厂具备自我学习力气,并在此基础上完成能源消耗的优化、生产决策的自动推断等任务;
3、引入基于计算机数控机床、机器人等高度智能化的自动化生产线,满足共性化定制柔性化生产需求,无效缩短产品生产周期,并同时大幅降低产品成本;
4、配套智能物流仓储系统,通过自动化立体仓库、自动输送分拣系统、智能仓储管理系统等实现仓库管理过程中各环节数据录入的实时性以及对于货物出入库管理的高效性;
5、工厂内配备电子看板显示生产的实时动态,同时,操作人员可近程参与生产过程的修正或指挥。
才智工厂的基本架构:
方案层+执行层+把握层
才智工厂拥有三个层次的基本架构,分别为顶层的方案层、两头层的执行层以及底层的设备把握层,大致可对应为ERP系统(企业资源方案)、MES系统(制造执行系统)以及PCS系统(过程把握系统)。
才智工厂基本架构
才智工厂下游使用
按MES系统的分类,才智工厂的下游行业可粗略地划分为离散型与流程型。
其中,离散型行业次要包括机械、航空航天、汽车等,流程性行业次要包括石油化工、生物医药、食品饮料、纺织等。
才智工厂次要下游使用行业
部分下游使用行业工厂自动化改造项目及降本增效情况
我国才智工厂进展情况
产业升级需求
智能制造配备产业次要包括智能测控仪器仪表、数控机床、工业机器人、自动化成套生产线等。
依据《智能制造配备产业“十二五”进展规划》,2010年我国部分智能制造配备产业销售收入逾3000亿元,至2015年产业收入突破1万亿元,至2020年实现销售收入3万亿元。
2010-2020年我国智能配备制造产业市场规模(亿元)
劳动力成本优势衰退
自2008年以来,我国劳动力成本的增速明显快于工业生产效率增速。
据权威机构的测算数据显示,我国的制造业劳动成本在2019年将为越南的177%、印度的218%。
东南亚国家制造业劳动力成本对比(美元/小时)
我国智能制造示范项目不断加速
在全球制造业加速向数字化、网络化和智能化方向进展的背景下,我国于2015年正式颁布《中国制造2025》,其中明确提出将智能制造工程作为政府引导的五个工程之一。
假如说2015年为我国实施“智能制造试点示范专项举动”元年,2017年项目实施正加速落地。
另外,国家对于智能制造配备行业的补贴额增速也在加快。
2015-2017年我国智能制造试点示范专项举动数量变化
2011-2016年我国智能制造专项政府补助金额(亿元)
我国才智工厂市场空间
自动化生产线通过工件传送系统与把握系统将生产设备相互联合,从而实现全部或部分生产过程的无人化。
假如将才智工厂简约以自动化生产线市场为代表,博思数据的统计显示,2014年我国自动化生产线产量为8780条,同比增长19.29%;需求量为21100条,同比增长10.47%。
从需求分布看,次要来自汽车、工程机械、物流仓储、家电电子行业,占比分别为42.4%、29.8%、9.5%、6.2%。
2009-2015年我国自动化生产线供需情况
我国自动化生产线行业分布
德国工业4.0工作小组的统计认为,2012年我国自动化市场规模已达到约8000亿元,占全球市场的29%。
2016年,我国自动化市场规模达1403亿元,其包括产品市场与服务市场。
在使用市场方面,罗兰贝格的调查认为,中国2016年的自动化使用市场规模可达3876亿元,同比增长16.43%。
2004-2017年我国自动化市场规模(产品+服务)
2012-2016年我国自动化使用市场规模及增速
才智工厂:
方案层与执行层
工业软件指使用于工业领域的软件,按使用分类可将工业软件划分为运营管理类、研发设计类与生产调度与过程把握类。
其中,运营管理类软件次要包括ERP、SCM、CRM等,研发类指CAD、PLM等,调度与把握类的次要代表包括MES、SCADA等。
工业软件使用分类及次要供应商
工业软件的市场规模方面,全球企业级软件市场在2016年规模为3260亿美元,同比增长3.84%。
国内市场在2011年的总体规模约为616.34亿元,至2016年上升至1247.3亿元,其中2016年同比增长15.5%。
据推算,估量至2018年,国内工业软件的市场规模将超过1600亿元,平均增速保持在两位数水平。
2012-2016年全球企业级软件市场规模
2011-2018年中国工业软件市场规模
才智工厂:
把握层
工业通讯
工业通讯包括现场总线、工业以太网以及无线网络。
目前,我国现场总线存量市场占总市场逾95%,但从进展趋势看,工业以太网代表将来方向,2014年,工业以太网新增节点占总新增市场的份额仅为5%左右,估量今后将渐渐扩大。
在我国配备制造业向高端化转型的过程中,工业通讯市场成长快速,依据中国工控网的统计,2014年国内已安装市场规模2891万节点,同比增长10.7%,新增市场规模279万节点,同比增长3.1%,其中,工业以太网占比全体稳步上升。
中国工业通讯行业已安装市场份额占比
中国工业通讯行业新增市场份额占比
中国自动把握系统安装:
PLC
依据统计数据,2016年我国PLC市场构成中,小型PLC占比进一步提升,约为46.8%,较2015年提高6.6个百分点。
另一方面,按下游使用领域划分,PLC市场可分为OEM市场与项目型市场,全体看OEM市场占总规模约67.4%。
2016年我国PLC市场构成(I/O数量)
2016年我国PLC市场构成(下游使用)
据数据统计,2016年我国PLC市场规模约59.6亿元,较上一年有小幅下滑,估量2017年同比增速将超过10%。
ARC调查认为,2016年起亚洲将成为全球最大的PLC市场,占比超过1/3。
2009-2019年我国PLC市场规模
工业自动把握系统安装:
DCS
分布式把握系统(DCS)由过程把握级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。
相较于更偏重局部规律把握的PLC,DCS次要用于仿照量系统的全体把握。
ARC的报告显示,2012年中国DCS市场规模约在12亿美元,较上一年同期微增2%。
2016年以来,国内市场连续下滑,我国当年DCS市场规模下降至60.52亿元,同比下降14.37%,估量2017年增速将由负转正。
2013-2020年我国DCS市场规模
2016年国内DCS产品下游使用领域占比
从我国DCS产品的供应商结构看,进口供应商的占比约为50%。
国内企业则有浙大中控、和利时、国电智深等。
2016年我国DCS市场竞争格局
才智工厂:
设备层
数控机床受益消费电子行业
2016年,我国机床行业产出总额为229亿美元,同比增长3.6%。
具体来看,金属成形机床产出值107亿美元,同比增长8.1%;金属切削机床产出值122亿美元,同比增长8.1%,占比46.72%。
数控化率情况方面,以切削机床为例,2016年我国金属切削机床总产量约为78.32万台,其中数控金属切削机床占总产量比例超过30%。
1990-2016年我国金属切削机床产量
1990-2016年我国金属切削机床数控化率
作为金属切削数控机床的重要构成,高速钻攻中心由传统立式加工中心演化而来,次要使用于消费电子行业小型金属精密结构件的CNC加工,具备高速、高精、高效等优势。
据测算,在不考虑苹果手机产业链对于CNC加工中心需求的假设下,至2020年,全球CNC理论存量需求将达到23.57万台。
在不考虑更新替换需求的假设下,2017-2020年全球年均新增CNC需求约4.25万台,按一台设备20万元计算,年均增量市场空间约85亿元。
2015-2020年全球手机金属精密结构件CNC设备需求测算
人工智能赛博物理操作系统
AI-CPSOS
“人工智能赛博物理操作系统”(新一代技术+商业操作系统“AI-CPSOS”:
云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能)分支用来的今日,企业领导者必需了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中,利用AI-CPSOS构成数字化+智能化力气,实现行业的重新规划、企业的重新构建和自我的焕然重生。
AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能,而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化,这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。
假如不能实现跨功能的更大规模融合,没有颠覆现状的志愿,这些将不行能实现。
领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。
面对新一代技术+商业操作系统AI-CPSOS颠覆性的数字化+智能化力气,领导者必需外行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位:
1.重新行业规划:
你的世界观要怎样转变才算足够?
你必需对行业典范进行怎样的反思?
2.重新构建企业:
你的企业需要做出什么样的变化?
你预备如何重新定义你的公司?
3.重新打造本人:
你需要成为怎样的人?
要重塑本人并在数字化+智能化时代保有领先地位,你必需如何去做?
AI-CPSOS是数字化智能化创新平台,设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端,可以挂念企业将创新成果融入本身业务体系,实现各个前沿技术在云端的优势协同。
AI-CPSOS构成的数字化+智能化力气与行业、企业及个人三个层面的交叉,构成了领导力模式,使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置:
1.精细:
这种力气能够使人在愈加真实、细致的层面观看与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切,进而理解和愈加精细地进行产品共性化把握、微观业务场景大事和结果把握。
2.智能:
模型随着时间(数据)的变化而变化,整个系统就具备了智能(自学习)的力气。
3.高效:
企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型猜想和响应决策力气,这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
4.不确定性:
数字化变更颠覆和转变了领导者已经仰仗的思维方式、结构和实践阅历,其结果就是构成了复合不确定性这种颠覆性力气。
次要的不确定性包含于三个领域:
技术、文化、制度。
5.边界模糊:
数字世界与现实世界的不断融合成CPS不只让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化,还模糊了不同行业间的界限。
这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速集中。
AI-CPSOS构成的数字化+智能化力气通过三个方式激发经济增长:
1.制造虚拟劳动力,担当需要顺应性和灵敏性的简约任务,即“智能自动化”,以区分于传统的自动化处理方案;
2.对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升,提高资本效率;
3.人工智能的普及,将推动多行业的相关创新,开辟簇新的经济增长空间。
给决策制定者和商业领袖的建议:
1.超越自动化,开启新创新模式:
利器具有自主学习和自我把握力气的动态机器智能,为企业制造新商机;
2.迎接新一代信息技术,迎接人工智能:
无缝整合人类才智与机器智能,重新
评估将来的学问和技能类型;
3.制定道德规范:
切实为人工智能生态系统制定道德准绳,并在智能机器的开
发过程中确定愈加明晰的标准和最佳实践;
4.留意再支配效应:
对人工智能可能带来的冲击做好预备,制定战略挂念面临
较高失业风险的人群;
5.开发数字化+智能化企业所需新力气:
员工团队需要乐观把握推断、沟通及想象力和制造力等人类所特有的重要力气。
对于中国企业来说,制造兼具包涵性和多样性的文化也格外重要。
子曰:
“君子和而不同,小人同而不和。
” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和人工智能,像君子一般融合,一起体现科技就是生产力。
假如说上一次哥伦布地理大发觉,拓展的是人类的物理空间。
那么这一次地理大发觉,拓展的就是人们的数字空间。
在数学空间,建立新的商业文明,从而发觉新的创富模式,为人类社会带来新的财宝空间。
云计算,大数据、物联网和区块链,是进入这个数字空间的船,而人工智能就是那船上的帆,哥伦布之帆!
新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPSOS作为新一轮产业变革的核心驱动力,将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量,并制造新的强大引擎。
重构生产、支配、交换、消费等经济活动各环节,构成从宏观到微观各领域的智能化新需求,催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。
引发经济结构严峻变革,深刻转变人类生产生活方式和思维模式,实现社会生产力的全体跃升。
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