自中國提出“中國制造2025”,各專家對中國制造都有了不同的理解,中國制造2025不僅僅是制造,更多的是中國從制造走向“智”造,完成這一變革中國還有這三大階段需要完成。
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中國制造業(yè)未來第一階段:填補制造業(yè)信息化的空白節(jié)點
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1、人才節(jié)點
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在德國、美國等,工業(yè)信息化的第一要素便是人才,德國西門子與德國工程院、弗勞恩霍夫協(xié)會等都有長期的合作,德國政府甚至整個歐洲政府都有大量的高校、研究機構來為工業(yè)信息化培養(yǎng)和提供人才,而這些人才是在 10年甚至更久的教育體系下才能培養(yǎng)出來的。同樣在美國,GE 自己的克勞頓學院、與卡耐基梅隆大學、MIT 等諸多大學也有深入的人才合作項目。
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而在中國,目前幾乎沒有工業(yè)與信息化結合的人才,不管是高校還是社會,工業(yè)與互聯網,往往是兩個八桿子打不著的領域。在這種情況下,中國如果想走工業(yè)信息化道路,除了政府投入巨大的資源吸引海外人才回國,否則光在人才這一點上,中國可能就要走 10 年才能開始談工業(yè)信息化。
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2、信息化PLC
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即便對于工業(yè)自動化(工業(yè)3.0)來說,PLC 就是一個更為基本的基礎模塊,而在國內,除了一些成熟的工業(yè)設備會用到 PLC 之外,絕大多數的工廠還只是半自動化或人工操作。在工業(yè)信息化之前,PLC 不僅要深入普及,同時所有工廠都要有相應的能力來熟練的使用這個基本的工業(yè)編程控制器。除此之外,中國在 PLC 研發(fā)生產和聯網信息化方面,也有大量的路需要走。
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3、零件信息化(工業(yè)物聯網)
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工業(yè)4.0 或者工業(yè)互聯網,有一個基本條件便是工業(yè)部件物聯網,所有的零件都要有自己的 ID,而這種工業(yè)零部件物聯網的技術,不論是采用更傳統(tǒng)的 RFID,還是升級版的 NFC ,還是未來在 AR 領域可能會更靈活的機器視覺識別,抑或是更近這幾年非?;鸬膮^(qū)塊鏈技術,中國的工業(yè)制造在這些方面基本上沒有什么經驗。
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雖然這種工業(yè)物聯網的技術部署起來并不難,但要想熟練的理解并使用這些技術,并在未來的工業(yè)信息化中進行再次創(chuàng)新,是需要非常多的經驗和非常深的理解的。而單單這一點,可能需要國內的制造業(yè)還要走幾年。
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4、工業(yè)機器人關鍵技術
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一直以來,中國作為一個制造業(yè)大國,享受的都是人口紅利、勞動力成本、低端消費市場等發(fā)達資本主義國家無法擁有的條件持續(xù)下去的。而對應的,中國在制造業(yè)方面并沒有往高精尖、關鍵技術、高端教育、深入研究等方向發(fā)展,比如機器人減速機、嵌入式技術、設備控制技術等導致目前中國很多工業(yè)自動化的關鍵技術仍掌握在其他國家,
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而工業(yè)信息化,要求的便是工業(yè)的全自動、智能化、靈活性等,這對工業(yè)機器人的關鍵部件要求很高。在中國只能勉強做機器人本體的工業(yè)環(huán)境下,要想突破工業(yè)信息化的基本限制條件,可能會需要更多的時間。否則,就只能高價進口,受制于人了,工業(yè)4.0,恐怕也就無從說起了……
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5、工業(yè)級 3D 打印
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3D 打印技術,是目前增材制造中非常創(chuàng)新的一種技術方向,而在工業(yè)制造中,如果擁有 3D 打印能力,無疑會給工業(yè)信息化帶來極大的效率提升、成本降低、靈活性提高、高度定制、復雜工藝處理能力等。
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但從目前來說,除了北航王教授的金屬3D打印技術屬于世界前列外,現在優(yōu)秀的工業(yè)級 3D 打印機,還都是從海外進口,不論是 FDM、SLA,還是金屬、陶瓷或其他新材料,國內都沒有比較優(yōu)秀的設備制造商。而高端工業(yè)級 3D 打印,也是限制工業(yè)4.0 的核心能力之一。
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6、精密制造
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同樣,國內制造業(yè)一直屬于粗放型制造業(yè),對于一些有技術要求的方向,如精密儀器、優(yōu)質合金、新材料等,一直依賴美國、日本、德國的進口。而在工業(yè) 4.0 中,機器的配合是沒辦法像人那么的隨意與活動的,公差或加工余量越大,工業(yè)自動化越難實現。這就要求國內在工業(yè) 4.0 方面要想有自己的產業(yè)優(yōu)勢,精密制造是一個繞不過去的門檻,而這背后,又隱藏著幾十年的人才、資本、經驗的投入戰(zhàn)。
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7、虛擬現實應用系統(tǒng)
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AR 和 VR ,無疑是未來互聯網之后的下一個更火的大眾方向。而在工業(yè)領域,同樣有大量的需求和應用場景,是需要 AR 和 VR 來提升體驗、效率或給出解決方案的。從技術層面講,VR 的應用局限性和技術難度都比 AR 要低,中國在 VR 方面的發(fā)展和實際上差異并不大(因為有 HTC Vive),但在 AR 方面,目前不管是微軟的 Hololens,還是 Magic Leap,他們在技術方向上走的都要比中國要遠。
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不過,在 AR 和 VR 的工業(yè)信息化應用方面,我們不用特別擔心。畢竟這個領域全球都是同時起步,得益于中國的人才、市場和自身的努力,很有可能中國在這方面仍會走在世界前列。
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8、制造信息化系統(tǒng)
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對于傳統(tǒng)的制造業(yè)從業(yè)人員來說,ERP、MES、SCM 等這些,基本上已經耳熟能詳了。這些經過幾十年甚至上百年的制造信息系統(tǒng),已經有很多人使用了很長的時間,中國也有用友、金蝶等比較出名的 ERP 廠商。但對于一個國家想做產業(yè)升級來說,目前這些還并不夠,制造信息系統(tǒng)是未來工業(yè) 4.0 的基礎設施,除了能夠熟練的使用,對這些制造信息系統(tǒng)的管理思想、優(yōu)化改進、二次創(chuàng)新等的掌握,也是工業(yè) 4.0 持續(xù)發(fā)展的關鍵。
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9、工業(yè)寬帶基礎
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工業(yè)信息化,自然,對信息化的要求非常高。美國 20 世紀 90 年代提出了“信息高速公路”,從基礎上為其后面幾十年的互聯網房展奠定了非常堅實的條件。中國在信息化基礎建設上,也大力推進。而現在全球都在爭奪的 5G 標準,也是想進一步提高全球信息的流通速率。
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工業(yè)信息化自然也要有基礎的信息網絡作為保證,但目前全球在工業(yè)寬帶方面都沒有做太大的進展。不過對于任何一個講 工業(yè)4.0 提上國家戰(zhàn)略議程的,在工業(yè)基礎信息化建設方面,相信都不會含糊。
中國制造在未來10年的變革中,不僅僅是制造,更多的是從制造跨為智造。