Sviluppu di a fabricazione di Smart Automation

| Flint Industry Brain, Autore | Gui Jiaxi

U 14u Pianu Quinquennale di a Cina hà cuminciatu à esse lanciatu cumplettamente in u 2021, è i prossimi cinque anni seranu una tappa impurtante per custruisce novi vantaghji in l'ecunumia digitale. Piglià a fabricazione di l'automatizazione intelligente cum'è una opportunità per prumove u sviluppu di alta qualità di l'industria di fabricazione ùn hè micca solu a direzzione principale di u sviluppu integratu di l'ecunumia digitale di a Cina è l'ecunumia reale, ma ancu una svolta chjave per a realizazione di un novu duale- mudellu di sviluppu di circulazione.

Dapoi u scoppiu di l'epidemie di COVID-19, a maiò parte di e cumpagnie di fabricazione anu sperimentatu interruzioni di produzzione, rotture di a catena di fornitura, è ripresa di a produzzione. I vantaghji cumpetitivi accumulati da e cumpagnie stabilite annantu à l'anni ponu esse subvertiti, è e novi cumpagnie ponu ancu sfruttà l'opportunità per cresce rapidamente. U mudellu di cumpetizione di l'industria Hè previstu per esse riformulatu.

Tuttavia, assai cumpagnii di fabricazione avà cadenu in u malintesi di fucalizza nantu à l'ottimisazione di a tecnulugia di un puntu è sottovalutà a valurizazione generale di u valore, risultatu in isule di dati serii, equipaghji poveri è cunnessione di u sistema è altri prublemi. È in quantu à a trasfurmazioni di fabricazione intelligente, a maiò parte di i fornituri in u mercatu ùn anu micca a capacità di integrà suluzioni. Tutti questi anu purtatu à grandi investimenti in l'imprese, ma cù pocu effettu.

Questu articulu discuterà in modu cumpletu a strada di u sviluppu di alta qualità di l'industria di a fabricazione di l'automatizazione intelligente di a Cina da a perspettiva di a panoramica di u sviluppu industriale, u statutu di u sviluppu di l'impresa è a trasfurmazioni industriale.

01, Panoramica di u Sviluppu di a fabricazione di l'automatizazione intelligente in Cina

Strategie Smart Manufacturing di i principali paesi in u mondu

A) I Stati Uniti - "Planu Strategicu Naziunale Avanzatu di Manufacturing", a strategia mette in avanti l'ugettivi strategichi di a custruzzione di u sistema d'educazione d'investimentu di SME, a cooperazione multi-settoriale, l'investimentu federale, l'investimentu naziunale di R&D, ecc. Internet. A "Strategia di Leadership Manufacturing Avanzata Americana" mette in risaltu i trè direzioni strategiche maiò di migliurà a catena di furnimentu di a fabricazione domestica per mezu di u sviluppu di e tecnulugia novi, di cultivà a forza di travagliu è di espansione. I tecnulugii pertinenti includenu robot industriali, infrastruttura di intelligenza artificiale, sicurezza ciberspaziale, materiali d'alta prestazione, fabricazione additiva, fabricazione cuntinuu, fabricazione biofarmaceutica, strumenti di cuncepimentu di semiconductor è fabricazione, produzzione di sicurezza alimentaria agricula è catena di supply, etc.

B) Germania-"Recommendations for the Implementation of the Industry 4.0 Strategy", chì prupone è definisce a quarta rivoluzione industriale, vale à dì l'Industria 4.0. Cum'è una parte di u mondu intelligente è in rete, l'Industria 4.0 si cuncentra nantu à a creazione di prudutti, prucedure è prucessi intelligenti. I temi chjave sò e fabbriche intelligenti, a produzzione intelligente è a logistica intelligente. L'industria tedesca 4.0 si cuncentra in cinque aree principali - integrazione orizzontale sottu a rete di valori, ingegneria end-to-end di tutta a catena di valore, integrazione verticale è sistemi di fabricazione in rete, nova infrastruttura suciale in u situ di travagliu, tecnulugia di sistema fisicu di rete virtuale.

C) Francia-"Nova Francia Industriale", a strategia prupone di rinfurzà a forza industriale per mezu di l'innuvazione è mette a Francia in u primu livellu di a cumpetitività industriale glubale. A strategia dura 10 anni è risolve principalmente 3 prublemi maiò: energia, rivoluzione digitale è vita ecunomica. Hè include 34 piani specifichi cum'è l'energia rinnuvevuli, a batteria senza driver di vittura elettrica, l'energia intelligente, etc., chì mostra chì a Francia hè in a terza rivoluzione industriale. A determinazione è a forza per ottene a trasfurmazioni industriale in Cina.

D) Giappone - "Japan Manufacturing White Paper" (in seguitu chjamatu "White Paper"). U "White Paper" analizza a situazione attuale è i prublemi di l'industria di fabricazione di u Giappone. In più di l'introduzione successive di pulitiche per sviluppà vigorosamente i robots, i veiculi d'energia nova è a stampa 3D, mette ancu in evidenza Per ghjucà u rolu di l'IT. U "Libre Biancu" cunsidereghja ancu a furmazione prufessiunale in l'impresa, l'eredità di e cumpetenze per i ghjovani, è a furmazione di talenti in scienza è ingegneria cum'è prublemi chì anu da esse risolti urgentemente. U "White Paper" hè statu aghjurnatu à a versione 2019, è l'ajustamentu di u cuncettu originale hà cuminciatu à fucalizza nantu à a "industria interconnessa". Hà stabilitu un posizionamentu sfarente da l'Internet Industriale di i Stati Uniti, sperendu à mette in risaltu a pusizione centrale di "industria".

E) Cina - "Made in China 2025", u prugramma principale di u documentu hè:

"Unu" scopu: trasfurmà da un grande paese di fabricazione à esse un paese di fabricazione forte.

Integrazione "Dui": integrazione prufonda di l'informatizazione è l'industrializazione.

"Trè" scopi strategichi passu à passu: u primu passu hè di strive à diventà un paese di fabricazione forte in deci anni; u sicondu passu, da 2035, l 'industria manifattura di China cum'è un sanu ghjunghjerà à u livellu mediu di u campu di putenza manifattura di u mondu; u terzu passu hè quandu u 100 anniversariu di a RPC, u so statutu di un paese di fabricazione maiò deve esse cunsulidatu, è a so forza cumpleta serà a prima linea di i puteri di fabricazione di u mondu.

I "quattru" principii: guidatu da u mercatu, guidatu da u guvernu; basatu annantu à a perspettiva attuale, à longu andà; avanzamentu cumpletu, scuperte chjave; sviluppu indipendente, è a cooperazione win-win.

A pulitica "cinque": innuvazione guidata, qualità prima, sviluppu verde, ottimisazione di a struttura è orientata à u talentu.

"Cinque" grandi prughjetti: prughjettu di custruzzione di centru di innuvazione di fabricazione, prughjettu di fundazione industriale forte, prughjettu di fabricazione d'automatizazione intelligente, prughjettu di fabricazione verde, prughjettu d'innuvazione d'equipaggiu high-end.

Sviluppi in "dece" settori chjave: tecnulugia di l'informazioni di nova generazione, macchine utensili è roboti CNC high-end, equipaghji aerospaziali, equipaghji di ingegneria marina è navi high-tech, equipaghji avanzati di transitu ferroviariu, veiculi di risparmiu d'energia è di novu energia, equipaghji di putenza, novi materiali, biomedicina È equipaggiu medicale d'altu rendiment, machini agriculi è equipaghji.

In basa di "Made in China 2025", u statu hà introduttu successivamente pulitiche nantu à Internet industriale, robots industriali, è integrazione di industrializazione è industrializazione. a fabricazione d'automatizazione intelligente hè diventata u focu di u 14th Pianu Quinquennale.

Tabella 1: Riassuntu di e pulitiche relative à a fabricazione intelligente di a Cina Fonte: Creazione Firestone basatu annantu à l'infurmazione publica

Struttura Tecnica Chjave di u Sistema Standard di fabricazione di automatizazione intelligente

À u livellu di u sviluppu di a tecnulugia di fabricazione di l'automatizazione intelligente, secondu a "Guidelines for the Construction of National Smart Automation Manufacturing Standard System" emessa da u statu, a tecnulugia di fabricazione di l'automatizazione intelligente pò esse divisa in trè parti maiò, vale à dì, servizii intelligenti, fabbriche intelligenti. , è l'equipaggiu intelligente.

Figura 1: framework di fabricazione d'automatizazione intelligente Fonte: Creazione Firestone basatu annantu à l'infurmazione publica

U numaru di brevetti naziunali pò riflette intuitivamente u sviluppu di a tecnulugia di fabricazione d'automatizazione intelligente in u paese è trilioni di cità club. Scene industriali è dimensioni abbastanza grande di mostra di big data industriale, software industriale, nuvola industriale, robot industriali, Internet industriale è altre patenti ponu riflette u sviluppu di a tecnulugia.

Distribuzione è finanziamentu di e cumpagnie di fabricazione intelligente di a Cina
Siccomu a strategia "Made in China 2025" hè stata pruposta in 2015, u mercatu primariu hà attentu à u settore di a fabricazione intelligente per un bellu pezzu. Ancu durante a pandemia di COVID-19 2020, l'investimentu in fabricazione intelligente hà cuntinuatu à cresce.

L'investimentu di fabricazione intelligente è l'avvenimenti di finanziamentu sò principarmenti cuncentrati in Pechino, a regione Yangtze River Delta è a Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area. Da a perspettiva di a quantità di finanziamentu, a regione Yangtze River Delta hà u più altu ammontu di finanziamentu tutale. U finanziamentu di u Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area hè principalmente cuncentratu in Shenzhen.
Figura 2: A situazione di finanziamentu di a fabricazione intelligente in trilioni di cità (100 milioni di yuan) Fonte: Creazione Firestone hè cumpilata sicondu i dati publichi, è u tempu statisticu hè finu à 2020

02. Sviluppu di l'imprese di fabricazione di l'automatizazione intelligente di China

Attualmente, certi rializazioni sò stati fatti in u sviluppu di l'imprese di fabricazione di l'automatizazione intelligente in Cina:

Da u 2016 à u 2018, a Cina hà implementatu 249 prughjetti di dimostrazione pilotu di fabricazione intelligente, è l'implementazione di a fabricazione intelligente per l'imprese hè stata gradualmente implementata da a prova di l'acqua; i dipartimenti pertinenti anu ancu cumpletu a formulazione o rivisione di 4 standard naziunali per a fabricazione intelligente, rendendu l'impresa intelligente U standard hè più standardizatu.

U "2017-2018 China Smart Manufacturing Development Annual Report" mostra chì a Cina hà inizialmente custruitu 208 attelli digitale è fabbriche intelligenti, chì coprenu 10 campi principali è 80 industrii, è inizialmente hà stabilitu un sistema standard di fabricazione intelligente sincronizatu cù l'internaziunale. Di e 44 fabbriche di faro in u mondu, 12 sò situati in Cina, è 7 sò fabbriche di faro end-to-end. Da u 2020, u tassu di cuntrollu numericu di i prucessi chjave di l'imprese di fabricazione in i campi chjave in Cina superà u 50%, è a rata di penetrazione di l'attellu digitale o di e fabbriche intelligenti superà u 20%.

In u campu di u software, l'industria di l'integrazione di u sistema di fabricazione di l'automatizazione intelligente di a Cina hà cuntinuatu à sviluppà rapidamente in 2019, cun un aumentu annu di 20,7%. A scala di u mercatu naziunale di Internet industriale hà superatu 70 miliardi di yuan in 2019.

In u campu di hardware, guidatu da parechji anni di ingegneria di fabricazione di l'automatizazione intelligente, l'industrii emergenti di a Cina cum'è i robot industriali, a fabricazione additiva è i sensori industriali si sò sviluppati rapidamente. A popularizazione è l'applicazione di una varietà di mudelli tipici di fabricazione di automatizazione intelligente anu acceleratu significativamente u ritmu di l'aghjurnamentu industriale.

Tuttavia, l'opportunità è e sfide coexistanu. Attualmente, u sviluppu di l'imprese di fabricazione di l'automatizazione intelligente in Cina hè di fronte à i seguenti colli di bottiglia:

1. Mancanza di disignu di altu livellu

Parechje cumpagnie di fabricazione ùn anu micca ancu disegnatu un pianu per u sviluppu di a fabricazione intelligente da un livellu strategicu. In u risultatu, a trasfurmazioni digitale ùn manca a dirigenza pensata è a pianificazione strategica, è ancu a pianificazione generale di u scopu di u valore cummerciale è l'analisi di valutazione di u statu attuale. Dunque, hè difficiule di integrà profondamente e tecnulugia novi cù scenarii di applicazioni di fabricazione di automatizazione intelligente. Invece, u sistema pò esse solu parzialmente custruitu o mudificatu secondu i bisogni attuali di a produzzione. In u risultatu, l'imprese sò caduti in l'incomprensione di fucalizza nantu à hardware è software, è in parti è in tuttu, è l'investimentu ùn hè micca chjucu, ma cù pocu effettu.

2. Focus nantu à l'ottimisazione di a tecnulugia di un puntu, è disprezzà a valurizazione generale di u valore

A maiò parte di l'imprese equiparanu a custruzzione di fabricazione intelligente cù l'investimentu in tecnulugia è hardware. Per esempiu, parechje cumpagnie implementanu linee di produzzione automatizate per cunnette i prucessi indipendenti, o rimpiazzà u travagliu manuale cù l'equipaggiu automatizatu. À a superficia, u livellu di l'automatizazione hà aumentatu, ma hà purtatu più prublemi. Per esempiu, a linea di produzzione hè menu flexible chì prima è pò solu adattà à a produzzione di una sola varietà; u sistema di gestione di l'equipaggiu ùn hà micca seguitu è ​​hà causatu frequenti fallimenti di l'equipaggiu, ma hà aumentatu u travagliu di mantenimentu di l'equipaggiu.

Ci sò ancu cumpagnie chì perseguiscenu a cieca funzioni di u sistema chì sò grande è cumpletu, è i so sistemi digitali ùn currispondenu micca cù i so propri processi di gestione è di cummerciale, chì in ultimamente porta à a perdita di l'investimentu è l'equipaggiu inattivu.

3. Pochi fornituri di suluzione cù capacità d'integrazione

A fabricazione industriale copre parechji campi, è l'architettura di u sistema hè assai cumplessa. Diverse cumpagnie affrontanu diverse esigenze di R&D, fabricazione è gestione di processi. Soluzioni standardizati sò spessu difficiuli di utilizà direttamente da e cumpagnie di fabricazione. À u listessu tempu, ci sò parechje tecnulugii implicati in a fabricazione di l'automatizazione intelligente, cum'è l'informatica in nuvola, i robot industriali, a visione di a macchina, i gemelli digitali, ecc.

Dunque, l'imprese anu esigenze assai elevate per i partenarii. Ùn aiutanu micca solu l'imprese à valutà u statu quo, stabiliscenu un pianu di primu livellu per a fabricazione di l'automatizazione intelligente, è cuncepisce u quadru generale, ma ancu cuncepisce l'applicazione di tecnulugia digitale è intelligente per ottene l'automatizazione IT è industriale. Integrazione di sistemi di tecnulugia (OT). Tuttavia, a maiò parte di i fornituri in u mercatu si focalizeghjanu in suluzioni in una zona unica o parziale è ùn anu micca capacità di solu suluzione integrata. Per l'imprese di fabricazione chì mancanu di e so capacità d'integrazione di u sistema, ci sò alti ostaculi à a prumuzione di a fabricazione di automatizazione intelligente.

03. Sei misure per accelerà a trasfurmazioni di a fabricazione intelligente

Ancu s'è a cumpagnia ricunnosce i prublemi di sopra, ùn hè ancu incapace di sfondà rapidamente è prumove a trasfurmazioni per ottene u valore generale. Flint combina i punti cumuni di l'imprese principali in a trasfurmazioni di a fabricazione di l'automatizazione intelligente, è si riferisce à l'esperienza di u prughjettu attuale, è dà i seguenti suggerimenti 6 per dà qualchì riferimentu è ispirazione à l'imprese in diverse tappe di sviluppu di diverse industrie.

Determina u valore di a scena

A fabricazione di l'automatizazione intelligente passa da a tecnulugia è a suluzione guidata à u valore cummerciale. L'imprese duveranu prima cunsiderà ciò chì l'ugettivi per ghjunghje à traversu a fabricazione intelligente, s'ellu ci hè bisognu di l'innuvazione di i mudelli di cummerciale è di i prudutti attuali, poi riingegnerà i prucessi di core business basati nantu à questu, è infine valutà u valore di novi mudelli di cummerciale è di novi prucessi di cummerciale purtati da a fabricazione intelligente. .

L'imprese principali identificanu i spazii di valore chì deve esse realizatu più secondu e so caratteristiche, è poi integraranu strettamente i scenarii di tecnulugia è applicazioni per realizà a minera di valore implementendu sistemi intelligenti currispondenti.

Disegnu di l'architettura di primu livellu di l'integrazione IT è OT

Cù u sviluppu di a fabricazione di l'automatizazione intelligente, l'applicazioni di l'impresa, l'architettura di dati è l'architettura di u funziunamentu sò tutti affruntendu novi sfide. A tecnulugia IT tradiziunale di l'imprese ùn hè stata capace di risponde à i bisogni di a gestione di u prucessu di produzzione. L'integrazione di OT è IT hè a basa per a realizazione riescita di a fabricazione di automatizazione intelligente in u futuru. Inoltre, u successu di a trasfurmazioni di a fabricazione di l'automatizazione intelligente di l'impresa dipende prima di u disignu di u primu livellu in u futuru. Da questa tappa, principia à attentu à l'impattu di u cambiamentu è e contramisuri.

U fundamentu di a digitalizazione pragmatica

A fabricazione di l'automatizazione intelligente richiede l'imprese per realizà intelligenza basatu annantu à a digitalizazione di tuttu u prucessu di produzzione. Dunque, l'imprese anu bisognu à avè una basa solida in l'equipaggiu d'automatizazione è e linee di produzzione, l'architettura di u sistema d'informazione, l'infrastruttura di cumunicazione è l'assicuranza di sicurezza. Per esempiu, IOT è altre rete basi sò in u locu, l'equipaggiu hè assai automatizatu è apertu, sustene parechji metudi di cullizzioni di dati, è una infrastruttura IT scalabile, sicura è stabile, cumpresi i sistemi di sicurezza per a sicurità di u sistema di l'infurmazione è a sicurezza di a rete di u sistema di cuntrollu industriale.

L'imprese di punta realizanu attelli senza equipaggiu implementendu equipaghji intelligenti cum'è macchine utensili CNC, robot industriali di cullaburazione, equipaghji di fabricazione additiva è linee di produzzione intelligenti, è dopu stabiliscenu a basa digitale di i sistemi di produzzione core attraversu l'Internet di e cose o l'architettura di Internet industriale, cartelloni elettronici. , etc.

Per l'altri cumpagnie, cuminciendu cù l'automatizazione di a produzzione serà un avanzu per solidificà a fundazione di a digitalizazione. Per esempiu, e cumpagnie discrete ponu principià custruendu unità di fabricazione d'automatizazione intelligente. L'unità di fabricazione di l'automatizazione intelligente hè una aggregazione modulare, integrata è integrata di un gruppu di equipaghji di trasfurmazioni è equipaghji ausiliari cù capacità simili, in modu chì hà a capacità di produzzione di parechje varietà è picculi lotti, è aiuta l'imprese à migliurà l'utilizazione di l'equipaggiu è ottimisimu a produzzione. . In basa di l'automatizazione di a produzzione, l'imprese ponu cumincià à implementà l'interconnessione è l'intercomunicazione di linee di produzzione intelligenti, attelli è sistemi d'informazione implementendu infrastruttura cum'è rete di cumunicazione IOT è 5G.

Introduce l'applicazioni core

Attualmente, i sistemi di applicazione core necessarii per a fabricazione d'automatizazione intelligente, cum'è a gestione di u ciclu di vita di u produttu (PLM), a pianificazione di risorse di l'impresa (ERP), a pianificazione avanzata è a pianificazione (APS), è u sistema di esecuzione di fabricazione (MES) ùn sò micca stati popularizzati. Per esempiu, in l'industria farmaceutica, u "sistema universale di cuntrollu di prucessu avanzatu è esecutivu di fabricazione" necessariu da l'integrazione di l'industrializazione è l'industrializazione ùn hè micca largamente implementatu è implementatu.

Per accelerà u prucessu di a fabricazione di l'automatizazione intelligente, dopu avè formulatu un pianu di sviluppu è una fundazione digitale pragmatica, e cumpagnie di fabricazione anu da investisce attivamente in sistemi di applicazione core. In particulare dopu à a nova epidemia di a corona, l'imprese di fabricazione duveranu prestu più attenzione à a migliione di e capacità d'innuvazione di gestione è à l'implementazione flessibile di e catene di supply. Per quessa, l'implementazione di l'applicazioni di fabricazione di l'automatizazione intelligente di core cum'è ERP, PLM, MES, è i sistemi di gestione di a catena di supply chain (SCM) deve diventà i travaglii più impurtanti per a custruzzione di a fabricazione di l'automatizazione intelligente di l'impresa. IDC prevede chì in u 2023, ERP, PLM è a gestione di a relazione cù i clienti (CRM) diventeranu i primi trè spazii d'investimentu in u mercatu di l'applicazioni IT di l'industria di fabricazione in Cina, cuntendu rispettivamente 33,9%, 13,8% è 12,8%.

Realizà l'interconnessione di u sistema è l'integrazione di dati

Attualmente, l'isule di dati è a frammentazione di u sistema di l'imprese di fabricazione anu purtatu à una seria confrontazione digitale trà e diverse dipartimenti, risultatu in l'investimentu ripetutu da l'imprese, è u ritornu di u redditu di l'impresa purtatu da a fabricazione d'automatizazione intelligente hè assai più bassu di l'aspittatu. Dunque, a realizazione di l'interconnessione di u sistema è l'integrazione di dati prumove a cullaburazione trà l'unità di cummerciale è i dipartimenti funziunali di l'impresa, è realizà a maximizazione di u valore è l'intelligenza cumpleta.

A chjave per u sviluppu di a fabricazione di l'automatizazione intelligente di l'impresa in questa tappa hè di realizà l'integrazione verticale di dati da u livellu di l'equipaggiu à u livellu di a fabbrica è ancu à l'imprese esterne, è ancu l'integrazione horizontale di dati in i dipartimenti è l'urganisazioni di l'affari, è à traversu elementi di risorsa, è infine fusione in un sistema di dati chjusu-loop, furmendu u cusì-chiamatu data supply chain.

Stabbilisce una urganizazione digitale è capacità per l'innuvazione cuntinua

L'architettura di sistema è l'urganizazione digitale innuvate continuamente ghjucanu un rolu impurtante in a realizazione di u scopu di valore di a fabricazione di automatizazione intelligente. L'evoluzione cuntinuu di a fabricazione di l'automatizazione intelligente richiede l'imprese per migliurà a flessibilità è a rispunsibilità di a struttura urganisazione quant'è pussibule, è per dà u ghjocu pienu à u putenziale di l'impiegati, vale à dì, per stabilisce una urganizazione flexible. In una urganizazione flessibile, l'urganizazione serà più flat in modu chì pò currispondenu dinamicamente à l'ecosistema di talentu cum'è i bisogni di l'affari cambianu. L'urganisazioni flessibili anu da esse guidate da u "capu di punta" per stimulà l'entusiasmu di tutti l'impiegati à participà, è mobilizà in modu flessibile basatu nantu à i bisogni di l'affari è l'abilità di l'impiegati per risponde à i bisogni di u sviluppu sustenibile di a fabricazione di automatizazione intelligente.

In quantu à u sistema d'innuvazione è u sviluppu di capacità, u guvernu è l'imprese duveranu unisce orizzontalmente è verticalmente per custruisce un sistema d'innuvazione da l'internu à l'esternu. Da una banda, l'imprese anu da rinfurzà a cooperazione di l'innuvazione è a cultura cù l'impiegati, i clienti, i cunsumatori, i fornituri, i partenarii è i start-ups; da l'altra banda, u guvernu deve stabilisce una squadra di capitale di venture dedicata per gestisce l'innuvazione, cum'è incubatori, centri creativi, fabbriche di startup, etc., È dà à queste istituzioni più libertà di mecanismu, allocazione dinamica è flessibile di risorse internu è esternu, è formanu una cultura è un sistema di innovazione cuntinua.