全球制造業的競爭從20世紀初期的規模化及降低產品成本、20世紀中后期的提高企業整體效率及產品質量,至20世紀后期的交貨期、質量、價格和服務等方面的競爭,進入21世紀以來,已經發展至創新能力的競爭。這種態勢導致制造業競爭焦點集中在產品研發速度和創新能力上,為提高創新能力和效率,數字化戰略已成為跨國制造企業產品創新的首選戰略。
(一)制造業數字化的內涵
數字化是以數字的生成、加工、傳輸、使用、修改和儲存為基礎,以數字樣機為核心,以單一數據源管理為紐帶,在設計、制造和管理過程中用數字量取代模擬量、用數字技術取代傳統技術,并以數字量作為設計、制造和管理的唯一依據。
制造業數字化的核心是數字化制造技術,數字化制造是指在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下,根據用戶需求,迅速收集資源信息,對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組,對產品設計和功能的仿真以及原型制造,快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。
(二)制造業數字化是制造業信息化發展的新階段
數字化生產方式是先進制造業的重要發展方向。制造業數字化是制造技術、計算機技術、網絡技術與管理科學的交叉、融和、發展與應用的結果,也是制造企業、制造系統與生產過程、生產系統不斷實現數字化的必然趨勢。隨著信息技術的發展,制造業的數字化不斷加強,制造技術與信息技術交叉融合,制造業數字化成為信息技術改造傳統產業和實現信息化帶動產業升級的突破口。
(三)我國制造業數字化的發展進程亟待加快
隨著美國“制造業回歸”強力推動以及國內勞動力土地成本上升,我國制造業依賴傳統比較優勢參與國際競爭的局面難以為繼。當前,在全球經濟緩慢復蘇、國際制造業競爭加劇、傳統比較優勢難以持續、新工業革命正在孕育的復雜背景下,中國制造業面臨著嚴峻挑戰和重大機遇,加快我國制造業數字化的發展進程,培育和發展新優勢,在新一輪國際產業競爭中贏取主動,成為促進中國工業轉型升級的重大戰略抉擇。
二、我國制造業數字化的現狀與趨勢
改革開放30多年來,中國制造業生產總值已發展成為世界第一,未來數十年我國將實現從工業大國向工業強國的轉變,提高技術創新能力和產品質量水平成為我國制造業發展的迫切需要。加快制造業數字化的變革,推動從“中國制造”到“中國智造”的轉型升級,我國經濟發展方式將發生根本性變化。
(一)數字化制造技術在我國已經取得大量應用
我國政府組織實施了制造業信息化工程專項,推動設計數字化、制造裝備數字化、生產過程數字化、管理數字化和企業數字化等方面的發展,數字化制造技術在我國已經取得大量應用:一是CAD/CAPP/CAE/CAM的推廣應用,改變了傳統的設計生產、制作模式,已經成為我國現代制造業發展的重要技術特征;二是MRP/ERP的推廣應用;三是CIMS的推廣應用;四是網絡建設方面,近年來互聯網技術的飛速發展,企業網絡迅猛發展。
目前,數字化制造技術正在深入發展,呈現以下趨勢:一是正由2D向3D轉變,形成以基于模型的定義/基于模型的作業指導書為核心的設計與制造;二是并行和協同,通過產品、工藝過程和生產資源的建模仿真及集成優化技術,提高多學科的設計與制造的協同性和并行性,實現產品和工藝設計結果的早期驗證;三是數字化裝配與維修;四是數字化車間與數字化工廠,這是數字化制造技術在車間和和工廠集成應用和高效運營的全新生產模式,為高效物流實施以及精益生產、可重構制造、元化制造等先進制造模式提供輔助工具;五是工業互聯網,由機器、設備組、設施和系統網絡組成,能夠在更深的層面將連接能力、大數據、數字分析、3D打印等結合。
(二)我國制造業數字化初見成效
數字化制造具有柔性化和敏捷化的特征,能快速響應市場需求的變化,隨著制造業從以生產為中心向以市場需求為中心的轉變,我國制造業數字化發展初見成效。首先,我國制造業設計數字化方面的投入不斷加大;其次,我國數字化制造快速發展,儀器儀表、數控機床、機器人等行業自主創新成效初現,3D打印等新興產業發展迅速;再者,我國制造業管理數字化成效顯現,信息化技術在制造企業得到大量應用。
(三)基于云平臺構建的制造企業的大數據的意義-數網星云平臺
產品營銷:大數據分析結果為制造企業提供針對性推銷、定向研發、智能維保等服務。
設備遠程故障診斷分析:大數據預測設備未來可能出現故障的時間,提供避免風險的解決方案,消除設備故障停機給客戶帶來的損失。
客戶體驗:在移動端建立企業宣傳平臺,以場景化方式讓客戶參與產品的認知,增加品牌的傳播效果。
技術創新:借助平臺的專家經驗共享、智能決策庫的建立,提高運維領域的裝備管理水平,降低行業運營成本。
節約效能:通過數據集的切分和規律查找,幫助找到最優化的數據集,實現人員投入及控制過程的節能提效。