스마트 자동화 제조 개발

| 부싯돌 산업 두뇌, 저자 | 구이 자시

중국의 14차 5개년 계획은 2021년에 본격적으로 시작되었으며 향후 5년은 디지털 경제에서 새로운 이점을 구축하는 중요한 단계가 될 것입니다. 스마트 자동화 제조를 제조 산업의 고품질 발전을 촉진하는 기회로 삼는 것은 중국 디지털 경제와 실물 경제의 통합 발전의 주요 방향일 뿐만 아니라 새로운 이중화 실현을 위한 핵심 돌파구입니다. 순환 발달 패턴.

COVID-19 전염병 발생 이후 대부분의 제조 회사는 생산 중단, 공급망 중단 및 생산 재개를 경험했습니다. 기성 기업이 수년간 축적한 경쟁 우위가 전복될 수 있으며, 신규 기업도 빠르게 성장할 기회를 잡을 수 있습니다. 업계 경쟁 패턴 재편될 전망이다.

그러나 많은 제조 회사는 이제 단일 지점 기술 최적화에 초점을 맞추고 전반적인 가치 향상을 과소 평가하는 오해에 빠져 심각한 데이터 섬, 열악한 장비 및 시스템 연결 및 기타 문제를 초래합니다. 그리고 스마트 제조 혁신 측면에서 시장의 대부분의 공급업체는 솔루션을 통합할 수 있는 능력이 없습니다. 이 모든 것이 기업에 대한 대규모 투자로 이어졌지만 효과는 거의 없었습니다.

이 기사에서는 산업 발전 개요, 기업 발전 상황 및 산업 변혁의 관점에서 중국 스마트 자동화 제조 산업의 고품질 발전 경로에 대해 포괄적으로 논의할 것입니다.

01, 중국의 스마트 자동화 제조 개발 개요

세계 주요 국가의 스마트 제조 전략

A) 미국 - "국가 선진 제조업 전략 계획"은 산업 건설에 중점을 둔 중소기업 투자 교육 시스템 구축, 다부문 협력, 연방 투자, 국가 R&D 투자 등의 전략적 목표를 제시합니다. 인터넷. 미국의 첨단제조 리더십 전략(American Advanced Manufacturing Leadership Strategy)은 신기술 개발, 인력 양성, 확대를 통한 국내 제조 공급망 개선의 3가지 주요 전략 방향을 강조한다. 관련 기술에는 산업용 로봇, 인공 지능 인프라, 사이버 공간 보안, 고성능 재료, 적층 제조, 연속 제조, 바이오 의약품 제조, 반도체 설계 도구 및 제조, 농업 식품 안전 생산 및 공급망 등이 있습니다.

나) 독일 - 4차 산업혁명, 즉 인더스트리 4.0을 제안하고 정의하는 "인더스트리 4.0 전략 실행을 위한 권고". 지능화되고 네트워크화된 세계의 일부인 인더스트리 4.0은 지능형 제품, 절차 및 프로세스의 생성에 중점을 둡니다. 핵심 테마는 지능형 공장, 지능형 생산 및 지능형 물류입니다. 독일 인더스트리 4.0은 가치 네트워크 아래의 수평적 통합, 전체 가치 사슬의 종단 간 엔지니어링, 수직적 통합 및 네트워크 제조 시스템, 직장의 새로운 사회 기반 시설, 가상 네트워크-물리적 시스템 기술의 5가지 주요 영역에 중점을 둡니다.

C) 프랑스-"신산업 프랑스" 전략은 혁신을 통해 산업력을 재편하고 프랑스를 글로벌 산업 경쟁력의 첫 번째 단계로 만들 것을 제안합니다. 이 전략은 10년 동안 지속되며 주로 에너지, 디지털 혁명 및 경제 생활의 3가지 주요 문제를 해결합니다. 신재생에너지, 무인전기차, 스마트에너지 등 34개 구체적인 계획을 담고 있어 프랑스가 3차 산업혁명을 겪고 있음을 보여주고 있다. 중국에서 산업 변혁을 달성하려는 결단력과 힘.

D) 일본-"일본 제조 백서"(이하 "백서"라고 함). "백서"는 일본 제조업의 현황과 문제점을 분석합니다. 로봇, 신에너지 차량, 3D 프린팅 등을 적극 개발하기 위한 정책을 잇달아 도입함과 동시에 IT 역할을 강조하기도 한다. “백서”에서도 기업의 직업훈련, 청년을 위한 기술 계승, 이공계 인재 양성을 시급히 해결해야 할 문제로 보고 있습니다. '백서'가 2019년 버전으로 업데이트 되었으며, '상호 연결된 산업'에 초점을 맞춰 원래의 개념 조정이 시작되었습니다. 그것은 "산업"의 핵심 위치를 강조하기 위해 미국 산업 인터넷과 다른 위치를 설정했습니다.

E) 중국-"Made in China 2025", 문서의 주요 프로그램은 다음과 같습니다.

"하나의" 목표: 큰 제조업 국가에서 강한 제조업 국가로 변모하십시오.

"둘" 통합: 정보화와 산업화의 깊은 통합.

"3" 단계별 전략 목표: 첫 번째 단계는 10년 안에 강한 제조업 국가가 되기 위해 노력하는 것입니다. 두 번째 단계는 2035년까지 중국의 제조업 전체가 세계 제조업 강국의 중간 수준에 도달하는 것입니다. 세 번째 단계는 중화인민공화국 건국 100주년이 되는 시점에 중국의 제조업 대국으로서의 위상을 공고히 하고 종합적인 힘을 세계 제조업 강국의 최전선에 두는 것이다.

"4가지" 원칙: 시장 주도, 정부 주도; 현재의 장기적 관점에 기초하여; 포괄적인 발전, 핵심 돌파구; 독립적인 개발 및 윈-윈 협력.

"5가지" 정책: 혁신 중심, 품질 우선, 녹색 개발, 구조 최적화 및 인재 중심.

"5대" 주요 프로젝트: 제조 혁신 센터 건설 프로젝트, 산업 기반 기반 프로젝트, 스마트 자동화 제조 프로젝트, 녹색 제조 프로젝트, 고급 장비 혁신 프로젝트.

"10" 핵심 영역의 혁신: 차세대 정보 기술, 고급 CNC 공작 기계 및 로봇, 항공 우주 장비, 해양 엔지니어링 장비 및 첨단 선박, 첨단 철도 운송 장비, 에너지 절약 및 신에너지 차량, 전력 장비, 신소재, 의약 및 고성능 의료 장비, 농업 기계 및 장비.

국가는 "중국제조 2025"를 기반으로 산업용 인터넷, 산업용 로봇, 산업화와 산업화 통합에 관한 정책을 연속적으로 도입했습니다. 스마트 자동화 제조는 14차 5개년 계획의 초점이 되었습니다.

표 1: 중국의 스마트 제조 관련 정책 요약 출처: 공개 정보 기반 Firestone Creation

스마트 자동화 제조 표준 시스템의 핵심 기술 구조

스마트 자동화 제조 기술 개발 수준에서 국가에서 발표한 "스마트 자동화 제조 국가 표준 시스템 구축 지침"에 따르면 스마트 자동화 제조 기술은 지능형 서비스, 지능형 공장의 3가지 주요 부분으로 나눌 수 있습니다. , 지능형 장비.

그림 1: 스마트 자동화 제조 프레임워크 출처: 공개 정보를 기반으로 한 Firestone Creation

국가 특허의 수는 국가 및 조 클럽 도시의 스마트 자동화 제조 기술의 발전을 직관적으로 반영할 수 있습니다. 산업 현장과 산업 빅 데이터, 산업 소프트웨어, 산업 클라우드, 산업 로봇, 산업 인터넷 및 기타 특허의 충분한 샘플 크기는 기술 발전을 반영할 수 있습니다.

중국 스마트 제조 기업의 유통 및 금융
2015년 '중국제조 2025' 전략이 제안된 이후, 1차 시장은 오랫동안 스마트 제조 부문에 주목해 왔다. 2020년 COVID-19 대유행 중에도 스마트 제조 투자는 계속해서 성장했습니다.

스마트 제조 투자 및 금융 이벤트는 주로 베이징, 장강 삼각주 지역 및 광동-홍콩-마카오 대만 지역에 집중되어 있습니다. 융자금액 측면에서 보면 장강삼각주 지역이 융자총액이 가장 높다. 광동-홍콩-마카오 광역만구의 자금조달은 주로 선전에 집중되어 있다.
그림 2: 조 도시의 스마트 제조 자금 조달 상황(1억 위안) 출처: Firestone Creation은 공개 데이터에 따라 집계되었으며 통계 시간은 2020년까지입니다.

02. 중국 스마트 자동화 제조 기업의 발전

현재 중국 스마트 자동화 제조 기업의 발전에서 몇 가지 성과가 있습니다.

2016년부터 2018년까지 중국은 249개의 스마트 제조 시범 시범 프로젝트를 구현했으며 기업용 스마트 제조 배포는 물 테스트에서 점차적으로 시작되었습니다. 관련 부서는 또한 스마트 제조에 대한 4가지 국가 표준의 제정 또는 개정을 완료하여 기업의 지능화 표준을 보다 표준화했습니다.

"2017-2018 중국 스마트 제조 발전 연차 보고서"에 따르면 중국은 초기에 10개 주요 분야와 80개 산업을 포괄하는 208개의 디지털 작업장과 스마트 공장을 건설했으며 초기에 국제와 동기화된 스마트 제조 표준 시스템을 구축했습니다. 전 세계의 등대 공장 44개 중 12개가 중국에 있고 그 중 7개가 종단 간 등대 공장입니다. 2020년까지 중국 주요 분야 제조 기업의 핵심 공정 수치 제어율은 50%를 초과하고 디지털 워크샵 또는 스마트 공장의 보급률은 20%를 초과할 것입니다.

소프트웨어 분야에서 중국의 스마트 자동화 제조 시스템 통합 산업은 2019년에 계속해서 빠르게 발전하여 전년 대비 20.7% 증가했습니다. 2019년 전국 산업 인터넷 시장 규모는 700억 위안을 초과했습니다.

하드웨어 분야에서 다년간의 스마트 자동화 제조 엔지니어링에 의해 주도된 산업용 로봇, 적층 제조 및 산업용 센서와 같은 중국의 신흥 산업은 빠르게 발전했습니다. 다양한 전형적인 새로운 스마트 자동화 제조 모델의 대중화 및 적용은 산업 업그레이드 속도를 크게 가속화했습니다.

그러나 기회와 도전은 공존합니다. 현재 중국 스마트 자동화 제조 기업의 발전은 다음과 같은 병목 현상에 직면해 있습니다.

1. 최상위 디자인의 부재

많은 제조 회사는 전략적 수준에서 스마트 제조 개발을 위한 청사진을 아직 그리지 않았습니다. 결과적으로 디지털 전환에는 사고 리더십과 전략적 계획은 물론 전반적인 비즈니스 가치 목표 계획 및 현황 평가 분석이 부족합니다. 따라서 새로운 기술을 스마트 자동화 제조 응용 시나리오와 깊이 통합하기가 어렵습니다. 대신, 시스템은 생산의 실제 요구에 따라 부분적으로만 구성되거나 수정될 수 있습니다. 그 결과 기업들은 하드웨어와 소프트웨어, 부분과 전체에 집중한다는 오해에 빠져 투자가 적지만 효과가 미미하다.

2. 단일 포인트 기술 최적화에 집중하고 전반적인 가치 향상을 경멸

대부분의 기업은 스마트 제조 건설을 기술 및 하드웨어 투자와 동일시합니다. 예를 들어 많은 회사에서 자동화된 생산 라인을 배치하여 독립적인 프로세스를 연결하거나 수동 노동을 자동화된 장비로 대체합니다. 표면적으로는 자동화 수준이 높아졌지만 더 많은 문제를 야기했습니다. 예를 들어, 생산 라인은 이전보다 덜 유연하고 단일 품종의 생산에만 적응할 수 있습니다. 장비 관리 시스템이 지켜지지 않아 잦은 장비 고장이 발생했지만 장비 유지 보수 작업량이 증가했습니다.

크고 완전한 시스템 기능을 맹목적으로 추구하는 기업도 있고, 자사의 디지털 시스템이 자체 관리 및 업무 프로세스와 맞지 않아 결국 투자 낭비와 유휴 장비 낭비로 이어진다.

3. 통합 기능을 갖춘 소수의 솔루션 제공업체

산업 제조는 많은 분야를 포괄하며 시스템 아키텍처는 매우 복잡합니다. 회사마다 R&D, 제조 및 프로세스 관리 요구 사항이 다릅니다. 표준화된 솔루션은 제조업체에서 직접 사용하기 어려운 경우가 많습니다. 동시에 클라우드 컴퓨팅, 산업용 로봇, 머신 비전, 디지털 트윈 등 스마트 자동화 제조와 관련된 많은 기술이 있으며 이러한 기술은 여전히 ​​빠르게 발전하고 있습니다.

따라서 회사는 파트너에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 그들은 기업이 현재 상태를 평가하고, 스마트 자동화 제조를 위한 최상위 계획을 수립하고, 전체 프레임워크를 설계하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 IT 및 산업 자동화를 달성하기 위한 디지털 및 지능형 기술의 응용 프로그램을 설계하도록 지원합니다. 기술(OT) 시스템의 통합. 그러나 시장에 있는 대부분의 공급업체는 단일 또는 부분 영역의 솔루션에 중점을 두고 있으며 원스톱 통합 솔루션 기능을 갖고 있지 않습니다. 자체 시스템 통합 기능이 부족한 제조 회사의 경우 스마트 자동화 제조 추진에 큰 장애물이 있습니다.

03. 스마트 제조의 전환을 가속화하기 위한 6가지 조치

기업이 위와 같은 문제점을 인지하고 있다 하더라도 전체적인 가치 제고를 위한 변화를 빠르게 돌파하고 추진하지 못하고 있습니다. Flint는 스마트 자동화 제조의 변혁에서 선두 기업의 공통점을 결합하고 실제 프로젝트 경험을 언급하며 다양한 산업의 다양한 발전 단계에 있는 기업에 참조와 영감을 주기 위해 다음 6가지 제안을 제공합니다.

장면의 가치 결정

스마트 자동화 제조는 기술 및 솔루션 중심에서 상업적 가치 중심으로 이동하고 있습니다. 기업은 먼저 스마트 매뉴팩처링을 통해 어떤 목표를 달성해야 하는지, 현재의 비즈니스 모델과 제품이 혁신되어야 하는지를 고려하고, 이를 기반으로 핵심 비즈니스 프로세스를 재설계하고, 마지막으로 스마트 매뉴팩처링이 가져오는 새로운 비즈니스 모델과 새로운 비즈니스 프로세스의 가치를 평가해야 합니다. .

선도 기업은 자신의 특성에 따라 가장 실현해야 하는 가치 영역을 식별하고 기술 및 응용 시나리오를 긴밀하게 통합하여 해당 지능형 시스템을 배포하여 가치 마이닝을 실현합니다.

IT 및 OT 통합의 최상위 아키텍처 설계

스마트 자동화 제조의 발전으로 엔터프라이즈 애플리케이션, 데이터 아키텍처 및 운영 아키텍처는 모두 새로운 도전에 직면해 있습니다. 기업의 기존 IT 기술은 생산 프로세스 관리의 요구 사항을 충족할 수 없었습니다. OT와 IT의 통합은 미래 스마트 자동화 제조의 성공적인 구현을 위한 기반입니다. 또한, 기업의 스마트 자동화 제조 혁신의 성공은 먼저 미래 지향적인 최상위 설계에 달려 있습니다. 이 단계부터 변화의 영향과 대책에 주목하기 시작한다.

실용적인 디지털화의 기반

스마트 자동화 제조는 기업이 전체 생산 프로세스의 디지털화를 기반으로 지능화를 실현해야 합니다. 따라서 기업은 자동화 장비 및 생산 라인, 정보 시스템 아키텍처, 통신 인프라 및 보안 보증에 대한 견고한 기반이 필요합니다. 예를 들어 IOT 및 기타 기본 네트워크가 설치되어 있고 장비가 고도로 자동화되고 개방되어 있으며 다양한 데이터 수집 방법을 지원하며 정보 시스템 보안 및 산업 제어 시스템 네트워크 보안을 위한 보안 시스템을 포함하여 확장 가능하고 안전하며 안정적인 IT 인프라를 갖추고 있습니다.

선도기업은 CNC 공작기계, 산업용 협동로봇, 적층가공장비, 지능형 생산라인 등 지능형 장비를 배치해 무인 작업장을 구현하고 사물인터넷이나 산업용 인터넷 아키텍처, 전광판 등을 통해 핵심 생산 시스템의 디지털 기반을 구축한다. , 등.

다른 기업의 경우 생산 자동화를 시작으로 디지털화 기반을 공고히 하는 돌파구가 될 것입니다. 예를 들어 개별 회사는 스마트 자동화 제조 장치를 구축하여 시작할 수 있습니다. 스마트 자동화 제조 장치는 유사한 기능을 가진 처리 장비 및 보조 장비 그룹의 모듈식, 통합 및 통합 집합체이므로 여러 품종 및 작은 배치의 생산 출력 용량을 가지며 기업이 장비 활용도를 개선하고 생산을 최적화하도록 돕습니다. . 생산 자동화를 기반으로 기업은 IOT 및 5G 통신 네트워크와 같은 인프라를 배포하여 지능형 생산 라인, 작업장 및 정보 시스템의 상호 연결 및 상호 통신 구현을 시작할 수 있습니다.

핵심 애플리케이션 소개

현재 PLM(제품 수명주기 관리), ERP(전사적 자원 관리), APS(Advanced Planning and Scheduling), MES(제조 실행 시스템) 등 스마트 자동화 제조에 필요한 핵심 응용 시스템이 대중화되지 않았습니다. 예를 들어, 제약 산업에서 산업화와 산업화의 통합에 필요한 "보편적인 고급 공정 제어 및 제조 실행 시스템"이 널리 구현 및 배포되지 않았습니다.

스마트 자동화 제조 프로세스를 가속화하려면 개발 계획과 실용적인 디지털 기반을 수립한 후 제조 회사가 핵심 애플리케이션 시스템에 적극적으로 투자해야 합니다. 특히 새로운 왕관 전염병 이후, 제조 회사는 경영 혁신 능력의 향상과 공급망의 유연한 배치에 더 많은 관심을 기울여야 합니다. 따라서 ERP, PLM, MES 및 공급망 관리 시스템(SCM)과 같은 핵심 스마트 자동화 제조 애플리케이션의 배포는 엔터프라이즈 스마트 자동화 제조 구축을 위한 가장 중요한 작업이 되어야 합니다. IDC는 2023년 ERP, PLM 및 CRM(고객 관계 관리)이 각각 33.9%, 13.8% 및 12.8%를 차지하는 중국 제조 산업의 IT 애플리케이션 시장에서 3대 투자 분야가 될 것으로 예측합니다.

시스템 연동 및 데이터 통합 ​​구현

현재 제조 기업의 데이터 섬과 시스템 파편화로 인해 여러 부서 간의 심각한 디지털 대결이 발생하여 기업의 반복적인 투자가 발생했으며 스마트 자동화 제조로 인한 기업 수익 수익은 예상보다 훨씬 낮습니다. 따라서 시스템 상호 연결 및 데이터 통합의 실현은 기업의 사업부 및 기능 부서 간의 협업을 촉진하고 가치 극대화 및 포괄적인 인텔리전스를 실현합니다.

이 단계에서 엔터프라이즈 스마트 자동화 제조 개발의 핵심은 장비 수준에서 공장 수준, 심지어 외부 기업까지 데이터의 수직 통합과 비즈니스 부서 및 조직 전반의 데이터 수평 통합을 실현하는 것입니다. 리소스 요소 전반에 걸쳐 최종적으로 폐쇄 루프 데이터 시스템으로 병합되어 소위 데이터 공급망을 형성합니다.

지속적인 혁신을 위한 디지털 조직 및 역량 구축

지속적으로 혁신하는 시스템 아키텍처와 디지털 조직은 스마트 자동화 제조의 가치 목표를 실현하는 데 중요한 역할을 합니다. 스마트 자동화 제조의 지속적인 진화는 기업이 조직 구조의 유연성과 대응성을 최대한 향상시키고 직원의 잠재력을 최대한 발휘하는, 즉 유연한 조직을 구축하도록 요구합니다. 유연한 조직에서 조직은 비즈니스 요구 사항이 변경됨에 따라 인재 생태계와 동적으로 일치할 수 있도록 더 평평해질 것입니다. 유연한 조직은 스마트 자동화 제조의 지속 가능한 개발 요구를 충족시키기 위해 모든 직원의 참여 ​​열의를 자극하고 비즈니스 요구와 직원의 능력에 따라 유연하게 동원하기 위해 "최고 리더"가 주도해야 합니다.

혁신시스템과 역량강화 측면에서 정부와 기업은 수평적, 수직적으로 단결하여 내부에서 외부로 혁신체계를 구축해야 한다. 한편으로 기업은 직원, 고객, 소비자, 공급업체, 파트너 및 스타트업과의 혁신 협력 및 육성을 강화해야 합니다. 다른 한편, 정부는 인큐베이터, 크리에이티브 센터, 스타트업 공장 등과 같은 혁신을 관리하기 위해 전담 벤처 캐피탈 팀을 구성해야 합니다. 지속적인 혁신 문화와 시스템을 형성합니다.