数字技术助力制造业加速全流程智能化
厨房里切菜的阿姨可能想不到,给她们生产厨具的工厂中,AGV小车正灵活穿梭,将产品精准送到工作人员面前,经掌上电脑扫描,数据迅速入网——这不再是科幻电影的场景,而是当下制造业数字化的真实缩影。
在浙江宁波的一家厨具制造企业,这样的场景已成为日常。通过“人工智能+”应用,AI视觉检测、AI仓储等技术已逐步拓展到生产多个环节,实现了数智化联动。
这仅仅是当前制造业数字化转型浪潮中的一朵浪花。随着数字技术的迅猛发展,制造业正经历一场以全流程智能化为核心的深刻变革。
01 变革趋势:制造业迎来智能化浪潮
当今制造业正处于一个前所未有的变革时代,智能化技术正逐渐应用至各个生产线。
国家统计局数据显示,今年前三季度,规模以上装备制造业、高技术制造业增加值占规模以上工业增加值的比重分别达到35.9%、16.7%。
这一数据印证了中国制造业向高端化、智能化迈进的坚定步伐。
中央财经大学中国互联网经济研究院副院长史宇鹏指出,利用数字技术改造生产流程,企业能够避免人为因素造成的质量不稳定等问题,提高良品率。
同时,数字化技术还能有效缓解库存积压、人力冗余、协调低效等痛点,提高企业的经济效益和市场竞争能力。
在政策层面,我国高度重视制造业发展,《工业园区高质量发展指引》等一系列政策为制造业指明数字化转型的方向。
政策鼓励园区企业开展老旧设备数字化改造,推动智能制造装备和系统的普及应用,打造智能场景和智能工厂。
02 技术应用:智能技术贯穿制造全流程
数据智能:制造业的新引擎
在制造业转型升级的过程中,数据智能化成为最关键驱动力之一。
它不仅仅是自动采集生产数据,更强调对数据的深度分析、挖掘和实时应用。
过去,生产线上的数据只用于简单的统计和事后追溯。如今,企业通过建设数据中台、部署智能传感器、应用大数据分析平台,让数据成为决策的核心依据。
一家汽车零部件企业引入数据智能平台后,实现了生产过程异常预警,故障率降低了30%,月均节约成本超百万元。
数据智能的核心价值已在多方面显现:
提升生产效率:通过实时数据采集和分析,优化设备运行参数,减少停机时间
保障产品质量:全流程追溯、质量异常自动预警,降低不合格品率
驱动成本优化:智能排产和库存管理,减少原材料浪费和库存积压
智能设备与自动化:全流程渗透
在智慧制造推动产业升级的过程中,智能设备与自动化系统的普及和深度应用是最为直观的表现。
据《中国制造业智能化发展蓝皮书2022》调研,当前中国重点制造企业中,智能化设备普及率已突破70%,但全流程自动化和自主协同仍是大多数企业的短板。
智能设备不仅仅包括自动化机械臂,更涵盖智能传感器、工业机器人、AGV(自动导引车)、MES(制造执行系统)等。
它们的共同特点是能够将物理世界与数字世界无缝连接,实现生产过程的自动感知、实时反馈和自主调整。
以新能源汽车工厂为例,智能机器人承担了90%以上的装配和检测任务,通过MES系统实时调度和监控,每条产线都能根据订单需求动态调整生产节奏。
智能协同:重塑产业链生态
智慧制造不仅仅是企业内部的升级,更是全产业链的智能协同与生态重塑。
在传统模式下,供应商、生产商、渠道商之间的信息沟通通常滞后,响应慢,容易形成“信息孤岛”。
而智慧制造则通过数字化平台、工业互联网,将产业链上下游数据打通,实现资源共享与动态协同。
一家纺织品企业通过物联网平台与供应商实现原材料采购环节的数据对接,订单需求实时共享,原料配送自动优化,大幅缩短了采购周期,库存周转率提升30%以上。
03 未来展望:智能体与AI驱动工业系统自主进化
随着技术不断发展,制造业智能化的未来图景愈发清晰。
中国信通院工业互联网与物联网研究所未来产业部负责人刘腾飞指出,全球正迈入AI主导的新一轮工业革命,智能技术已进入创新应用爆发期,制造业智能化变革迎来关键窗口期。
当前我国以新型工业化为核心路径,推动制造业向“智能网联一代”跨越,而工业智能体与物理AI的深度融合,正是这一跨越的关键驱动力。
刘腾飞描述了AI驱动未来工厂的三大核心模式变革:
在制造模式上,未来工厂将通过数字孪生与工业智能体集群的协同联动,构建集成具身智能的超自动化生产系统,实现生产全流程的自主感知、决策与执行。
在创新模式上,依托生成式AI、代理式AI、物理AI的联动,推动产业创新逻辑从依赖人工经验的传统模式,升级为产品设计、工艺参数自主生成的数据驱动模式。
在组织模式上,工业智能体基于物理AI构建的全局模型,推动产业链从单一线性链条升级为开放协同的智能体网络,实现跨主体、跨环节的资源高效调度。
04 面临挑战:数字化转型路上的障碍与对策
制造业数字化转型虽前景广阔,但道路上仍布满挑战。
武汉大学经济与管理学院副教授杨刚强指出,制造业数字化转型结构性、制度性、风险性挑战仍然突出,制约制造业高质量发展。
这些问题主要体现在四个方面:
新型基础设施尚待完善
数据确权与流通机制仍不健全
网络安全防线亟需加固
复合型人才缺口较大
面对这些挑战,杨刚强提出了四方面解决方案:
一是要加快新型基础设施建设,打造公共服务平台,为制造企业提供模块化解决方案。
二是要完善全要素市场化配置制度,推进确权流通。
三是要全面提升网络、数据安全能力,建立产业级安全监测和应急体系。
四是要完善人才培养体系,加大核心技术攻关力度,推动制造业数字化转型走深走实。
史宇鹏则强调,“要让数据在企业内部流动起来”。制造业数字化转型需要让数字技术与研发、制造、管理、销售等各环节深度融合,解决部门间信息不流通的问题。
05 实施路径:迈向成功智能制造的实践指南
智能化转型的成功不仅依赖于技术选择,更在于实施策略。
分阶段实施是关键。一般而言,智能化生产流程落地可拆解为五个关键环节:数据采集、数据集成、数据分析、自动化执行和持续优化。
在数据采集阶段,主要任务是传感器部署和数据汇聚,关键难点在于设备兼容性与数据质量,解决策略是标准化接口与数据清洗。
在数据集成阶段,需要搭建数据平台并实现系统对接,痛点是信息孤岛和冗余数据,可通过建立数据湖和统一标准来应对。
在数据分析阶段,重点是建模、可视化和AI算法应用,挑战在于模型适配性和算法闭环,解决方式是自助建模与专家辅助相结合。
组织变革与人才培养同样不可或缺。企业需要建立跨部门协同机制,同时加强员工技能培训,培养既懂业务又懂数据的复合型人才。
未来的智能工厂将不再是简单的“机器换人”,而是通过数字孪生与工业智能体集群的协同联动,构建集成具身智能的超自动化生产系统。
那时,制造业的运行逻辑将被全面重构,实现从“制造”到“智造”的彻底蜕变。
数字技术赋能制造业的全新征程已经开启,这条智能化之路虽充满挑战,但也孕育着无限可能。
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