彭顺昌
智能制造是大数据、人工智能与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理及服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行及自适应等功能的新型生产方式。
智能化作为人类机械化、电气化和信息化之后的新一轮技术革命浪潮,对整个社会影响的广泛性和深度,都将远远超过前几次。十九大报告提出,加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。发展智能制造是中国制造业转型升级的主要路径,同时也是实现 “中国制造 2025”和 “互联网+”两大国家战略的重要抓手。今后20年,是新一轮工业革命核心技术“智能制造”发展的关键时期。
厦门高度重视发展智能制造,市政府及工业管理部门先后出台了《厦门市智能制造“十三五”发展规划》《厦门市人民政府关于加快发展智能制造十条措施的通知》及《厦门市发展智能制造专项行动计划》等措施,并取得明显成效。
2018年3月,厦门市科学技术信息研究院智库成员随同致公党智能制造重点课题组一行赴青岛、宁波和杭州实地调研,深入学习三地经信委和企业发展智能制造的做法、经验和政策,为厦门提供借鉴参考。
厦门市多年来推动两化融合,智能制造取得一定成效:平板显示、计算机及通信设备、工程机械、客车、船舶等重点领域的龙头企业均具有了较强的数字化设计能力;客车、工程机械和船舶等高端机械装备关键生产工艺全部采用数控设备;龙头企业的网络化和信息化管理能力也已具备较好基础。
厦门市的弘信电子、天马微、金龙汽车、盈趣科技、强力巨彩、路达、厦工及思尔特机器人等重点行业龙头企业发展迅速。弘信电子的“挠性印制电路板智能化生产工厂建设”于2016年列入“国家智能制造试点示范项目”。天马微打造全球智能化最高水平的模组生产线。金龙汽车全面实施智能制造示范工程。盈趣科技利用自主研发的UMS联合管理系统+工业测试机器人+ITTS,打造离散行业智能示范工厂。强力巨彩公司拥有国际最先进的松下NPM自动化生产线130条。厦工成功研制出了一系列智能工程机械,联合研制出独树一帜的“中国芯”技术“XGJE捷驭智能电传控制系统”;思尔特机器人研发出“挖掘机结构件数字化焊接车间”和“加热炉及分离器数字化生产车间”等系统集成。
智能制造包括制造设备的智能化和管理控制系统的智能化。厦门的机器人、数控机床、成套自动化生产线等智能制造装备较为薄弱,存在核心技术缺乏,关键零部件、智能装备和控制系统受制于人,数控装备和工业机器人发展不足、软件服务行业对智能制造支撑力不足、智能制造系统集成和服务能力较弱,产业尚未达成集聚规模、具有国际竞争力的骨干企业较少、复合型高端智能制造人才与本科、职业学院智能制造人才严重不足等问题。但厦门的软件与信息服务业较为发达,2016年软件与信息服务业总收入达1100亿元,从业人员达15.2万,拥有易联众、美亚柏科、三五互联、吉比特及美图等8家上市企业,数十家新三板挂牌企业,25家国家认定动漫企业,148家计算机系统集成资质企业,产业集聚效应凸显。厦门在智能管理系统、物联网、数据安全等智能制造软件方面有较大发展潜力。
中国十大西装品牌青岛“红领”,投入巨资依托大数据和智能化技术,在全球第一个实现西装的大规模个性化定制,并创建一种全新的商业模式:C2M。红领的发展颇具传奇色彩,一家服装制造工厂,拿3000人工厂当实验室,用14年时间,投入3亿元做“大规模个性化定制”,将原本传统的制衣流水线改造成为一座智能化的大规模定制工厂。
用数据驱动生产流程。红领依靠专门数据研究的专家,为智能系统进行数据建模,真正用技术实现数据标准化。智能系统可以根据每一个工人的技能水平、工艺擅长将适合的订单推送给工人。智能系统能给工业工程部门提供整个车间生产线流转信息,除了智能化和自动化,这套系统还有自我更新的学习能力。随着越来越多的订单数据进入系统数据库,系统的学习值和经验累积也越来越多,智能系统就变得越发聪明,会根据上次客户的反馈信息,进化自己的处理过程。
通过数据建模实时实现“一人一版”,且在所有细节上实现个性化定制,让消费者成为服装设计师,同时在流水线上实现大规模工业化生产,无论来自哪个国家的订单,全过程交付时间只需要7个工作日,成本仅为非定制服装的1.1倍。
成功向智能制造系统解决方案供应商转型。更难能可贵的是,“红领”将十余年传统企业智能化改造所积累的经验,进一步提升成标准化的流程,形成面向传统企业的智能系统改造综合服务能力,组建了“酷特智能”企业,跨入智能制造系统解决方案供应服务的蓝海,形成新的高速增长点。
宁波作为首个 “中国制造2025”试点示范城市,高度重视智能制造发展,将推进智能制造工程作为“中国制造2025”试点示范城市建设的主攻方向,强化顶层设计,明确智能制造总体目标任务,确保各项工作细化落到实处。一是编制发布《智能制造三年攻坚行动计划))。明确2017~2019年宁波市推进智能制造工程的总体目标,重点实施智能技术和装备创新、智能制造模式培育、智能制造试点示范、应用服务体系构建及智能制造基础建设五大任务,全面提升制造业研发、生产、管理和服务的智能化水平。二是研究制定配套支持政策。在《关于宁波市推进“中国制造2025”试点示范城市建设的若干政策意见》基础上细化各项扶持政策,制定出台《宁波市工业投资(技术改造)项目管理办法(试行)》,加大对智能制造工程的政策支持力度,运用财政资金重点鼓励企业实施智能化改造、智能装备首台(套)推广应用、智能制造工程服务公司培育和智能制造产业服务平台建设,将数字化车间/智能工厂示范项目、自动化(智能化)成套装备改造试点项目和智能制造装备产业技改项目列为市级项目计划进行管理和扶持。三是制定发布了《宁波市推进规上企业智能化改造诊断服务工作实施方案》,明确对诊断工作的实施步骤、工作机制以及补助内容、对象、标准和补助方式。
海康机器人自主研发海康威视智能仓储机器人系统,构建了一个科学且完善的物流仓储体系,并已经完成了京东亚洲一号等十多个智能化物流仓库。智能仓储包括海康威视智能仓储机器人、机器人调度系统 (RCS)和智能仓储管理系统(i-WMS)三大核心模块,可满足包括采购入库、生产入库、生产领料、成品出库等各项仓储业务需求,大幅提升电商分拣中心、3C制造业、传统制造业、医疗、食品及汽车制造等行业的仓储作业效率及管理水平。依托视觉和机器人技术,海康威视还形成智能搬运机器人、智能分拣机器人、智能泊车机器人等应用。
阿里巴巴集团马云表示,由于物联网、云计算能力和人工智能的发展,新制造将倒逼整个社会改革。 “制造业必须要学会拥抱互联网,未来不存在Made In China、Made In USA,未来的制造业是Made In Internet,未来的制造业全是在互联网上制造。”现在大家感觉到整个零售行业的变革非常之快、非常之迅猛,新零售以后,巨大的变革是新制造,而新制造来的速度会越来越快。未来的制造业一定是个性化、一定是定制化,未来的制造业,一定是C2B,而不是B2C。未来的计算算法专家一定不是在互联网公司内部工作,而是在车间里面写代码。
制造业的种类千差万别,企业规模也大小不同,但贯穿这些企业生产-销售-物流的核心要素都一样:数据。马云曾在多个场合强调,数据会成为21世纪的新能源。这句话不仅适用于以数据起家的互联网企业,也适用于作为传统企业的制造业企业。以产品生产环节为例,倘若能将生产线上的每个产品数字化,从原材料环节到加工生产环节再到质检环节以及流动环节的所有数据放在一个平台,再结合随后的市场销售数据,就能够让企业真正了解一款产品生产、流动、销售的每个环节,从而为提升产品体验提供了足够的参考数据。阿里云ET(阿里云的人工智能平台)下一步将应用到制造业中,用大数据AI技术协助企业分析生产过程中的全链路数据,实现生产效率提高、库存周转率提高、设备使用效率提升等目标。
这也是人工智能带给制造业的巨大想象空间。在市场销售层面,基于对B2C、B2B海量的交易数据的计算和分析,可以帮助企业制定自动化、智能化的生产计划;在生产制造层面,通过对产品数据、生产设备数据的实施收集、分析,自动化诊断产品良品率、远程检测设备寿命;在产品流通层面,大量传感器所采集的流通数据可以让企业的生产决策、市场计划实现自动化、智能化。
不过,绝大多数制造业企业并不具备这样的数据整合能力或者不愿意花费巨大的人力、财力成本去完成整个工厂的数据整合和分析,这也给了包括阿里云在内的云计算厂商切入这个市场的重要契机。
智能制造包括智能制造服务能力培育和传统产业智能化改造,要将两者区分开来,前一方面是厦门自身智能技术和装备创新(硬件技术),大数据、人工智能、智能管理系统(软件技术),以及软硬结合形成的集成服务能力;后一方面则是对制造业的智能化改造升级,包括智能制造模式培育、智能制造试点示范、智能制造园区等。这两方面的重要性和困难程度不同,对这两方面的支持方式方法也应不同。首先发挥厦门信息业优势,在智能制造软件上发力。其次区分“智能制造软硬件能力建设”和“智能化改造”,分别予以扶持。再次优先采用厦门本地智能制造软硬件进行厦门传统企业智能化改造。
一是对接阿里巴巴、京东等新经济新零售的互联网模式,鼓励互联网企业整合市场信息,挖掘细分市场需求与发展趋势,发掘海量个性化需求,并依据需求来组织生产;二是大力发展工业互联网,采集并对接用户个性化需求,推进设计研发、生产制造和供应链管理等关键环节的柔性化改造,提升制造业数字化、网络化、智能化水平,加强产业链协作,发展基于互联网的协同制造新模式,实现智能制造网络化协同制造和服务型制造支持下的的大规模个性化定制能力。
为此建议,加快实施打造辐射华南地区乃至全国范围的“厦门工业云”和“厦门工业大数据中心”,推动厦门制造业业务数据化,推动产业链数据整合,实现全链条客户需求-企业生产-销售-物流的数据化驱动。加强工业互联网平台的资源集聚能力,有效整合产品设计、生产工艺、设备运行及运营管理等数据资源,汇聚共享设计能力、生产能力、软件资源、知识模型等制造资源。支持制造业骨干企业通过互联网与产业链各环节紧密协同,促进生产、质量控制和运营管理系统全面互联。构建网络化协同制造公共服务平台,面向中小企业提供云制造服务,加快厦门市及华南地区多元化工业资源的有效协同。
参照宁波按实际投入20%最高200万元和青岛经信委认定的的互联网工业平台给予300万元奖励的做法,建议支持厦门重点智能制造企业自建智能制造云平台,按实际投入20%予以补助,每个企业最高不超过200万元。
厦门应发挥信息软件产业上的优势,在大数据、人工智能、工业控制、物联网、智能管理系统及网络安全等方面发力,大力提升智能化工厂管理系统和工业服务云平台的开发应用能力,培育一批智能制造系统解决方案供应商。
大力支持盈趣科技、金牌橱柜等已经成功进行智能化改造企业,将智能化改造人才、技术、经验等资源能力进一步标准化,进一步提升其智能装备、智能系统的开发和集成能力,以及工业流程数据化能力,独立成立一批智能制造系统解决方案供应商。
支持美亚柏科、思尔特机器人等有核心技术优势的企业,提升智能系统和智能装备的开发能力,推动厦门智能制造软硬联合,形成无人生产线、智能化车间、智能管理系统开发、云平台建设等系统集成建设服务能力,加紧形成系统解决方案供应能力,成长一批智能制造系统解决方案供应商。
(1)开展厦门市智能制造系统解决方案供应商认定和补助工作
参照工信部智能制造系统解决方案供应商认定的相关标准和补贴标准(工厅装〔2017〕946号),开展厦门市智能制造系统解决方案供应商认定工作。对认定为厦门市智能制造系统解决方案供应商的企业,给予100万元补助。从市级智能制造系统解决方案供应商中遴选优秀企业申报国家工信部智能制造系统解决方案供应商。对入选国家工信部智能制造系统解决方案供应商的企业,再给予200万元补助。
(2)开展厦门市智能制造首台套认定和首购补助工作
鼓励厦门市智能装备制造企业、软件信息技术服务企业和科研院所协同创新,研发智能制造装备和智能管理系统,并进行系统集成。
参照福建省智能制造装备认定条件和补助金额,由市经信局对本市企业研发的首台套数控机床、工业机器人、全自动生产线等智能制造装备,开发的先进工业控制软件,以及开发运用的智能制造管理系统,进行厦门市智能制造装备首台套和智能管理系统认定工作。属于厦门市智能制造装备首台套和智能管理系统首购的,按销售价格30%予以补助,最高不超过500万元。从获得厦门市智能制造装备和智能管理系统认定的产品中,择优申报福建省首台(套)重大技术装备与智能制造装备认定和国家工信部首台(套)重大技术装备认定。
(3)支持厦门企业投入智能制造软硬件生产
支持厦门企业积极投入数控机床、工业机器人、智能物流装备及全自动生产线等智能制造装备生产,支持厦门信息产业物联网、工业互联网、工业云和大数据、人工智能、计算机仿真设计、智能控制系统及工业应用软件等智能制造软件的开发。企业新增投资生产智能制造装备和智能管理系统的,按建设项目固定投资额15%予以补助,最高不超过500万元。
(4)规划建设智能制造产业园区
规划建设数个产业适度集中、分工协作、特色鲜明的机器人园区、数控装备园区、人工智能园区等智能制造园区。在用地上优先保证。采用火炬高新区一区多园的方式建设,充分利用高新区政策。
根据调研,宁波支持特色产业示范园,对完成考核指标园区每年给予最高500万元奖励,连续三年完成考核另给予1000万元奖励;青岛市支持先进制造业集聚区创建,每年最高补助5000万元。厦门可以参照宁波和青岛做法,对智能制造园区建设进行补助奖励,每年给予最高500万元奖励,连续三年完成考核另给予1000万元奖励。
(1)支持厦大等在厦高校院所发挥学科优势,产学研结合组建智能制造研究机构,针对高端传感器、5G通讯、数字控制、深度学习算法、人工智能、工业机器人及关键零部件等共性关键技术开展产学研合作,着力在工控系统、智能感知元器件、工业云平台、操作系统和工业软件等核心环节取得突破,加强工业大数据的开发与利用,有效支撑制造业智能化转型。按照《鼓励在厦设立科技研发机构办法》(厦府办 〔2010)301)予以最高1000万元奖励。市科技计划重大专项优先支持智能制造共性关键技术攻关。
宁波支持骨干企业、高校院所牵头合作共建高水平产业技术研究院,最高可享受3000万元的补助。获评为国家重点实验室、国家工程技术研究中心的,给予最高3000万元的奖励;对获得国家级企业技术中心、省级重点企业研究院(设计院)的,分别给予最高不超过600万元、500万元的补助。建议厦门提高对高水平研发机构的奖励金额,给予最高3000万元的奖励。
(2)支持厦门机电设备展示交易中心、厦门机器人超市等智能制造支撑平台,结合自贸片区保税+、金融+等创新模式,整合全球高端机电设备资源,立足于服务海峡两岸及华东、华南等生产制造腹地,聚合知名厂家、供应商、品牌经销代理商及配套服务商。打造智能制造全产业链一站式综合服务平台。参照宁波对符合条件的制造业重点服务平台给予最高200万元补助的做法,对获得市级及以上认定的本市智能制造支撑平台,一次性给予补助100万元,新增投资500万元以上建设智能制造支撑平台的,按新增投资额10%予以补助,最高300万元。
对厦门制造业的智能化改造升级,优先采用厦门的智能软硬件技术装备以及智能制造工程集成服务。
(1)倾斜支持企业智能化技术改造和新增智能化生产项目
原则上企业智能化技术改造的补助额度,高于一般技术改造补助额度20%~50%。青岛做法是,对“专精特新”小微企业新上设备投资100万元及以上的技改项目,按项目设备投资额的12%补助,最高60万元;支持机器换人,对购买使用本地生产工业机器人产品的企业,按设备购置款的10%给予最高200万元补助;对购买使用非本地生产工业机器人产品的企业,按设备购置款的5%给予最高200万元补助。借鉴青岛做法,对于采用厦门市智能制造系统解决方案进行企业智能化技术改造项目,按设备及软件投资额的15%予以补助,每个项目最高不超过500万;对企业新增投资额5000万元以上的智能化生产项目,按设备及软件投资额的15%予以补助,每个项目最高不超过500万元。对非采用本市智能制造系统解决方案的,按设备及软件投资额的10%予以补助,最高300万元。
对本市省级龙头企业智能化技术改造项目、优势企业建设智能制造样板工厂(车间),采用厦门市智能制造系统解决方案,建议按设备及软件投资额的15%予以补助,每个企业最高不超过1000万元。非采用本市智能制造系统解决方案的,建议按设备及软件投资额的10%予以补助,最高600万元。宁波的相关支持力度更大,按实际投入给予不超过20%最高3000万元补助,竣工投产的下一年度起连续两年,按企业对地方财政实际贡献新增部分60%予以奖励。
(2)推动智能制造试点示范专项行动
重点支持几家智能制造龙头企业,建设智能化工厂,建设工业互联网平台,通过示范带动厦门制造业加快智能化进程。
由市经信局对厦门智能制造试点示范项目和样板工厂进行认定工作,并从中择优向工信部推荐智能制造试点示范项目和样板工厂。对获得工信部、省市认定的智能制造试点示范(项目)企业,分别给予一次性补助200万元和80万元,;对被认定为智能制造样板(车间)工厂的企业,给予一次性补助200万元。
借鉴宁波做法,培育和认定一批厦门的智能制造工程服务公司,为企业智能化改造提供方案诊断设计、工艺流程再造、装备智能化升级、售后监测维护、技术工人培训等一条龙专业服务。鼓励和推进规上企业进行智能化改造诊断,对提供服务工作的智能制造工程服务公司,明确诊断工作的实施步骤、工作机制以及补助内容、对象、标准和补助方式,每完成一家规上企业智能化改造诊断并提供初步解决方案,予以最高10万元补助。