伴隨工(gong)業(ye)4.0的(de)蓬勃發(fa)展(zhan)和(he)生成式AI領(ling)域的(de)技(ji)術(shu)顛(dian)覆(fu),全球智能(neng)(neng)制(zhi)(zhi)造(zao)和(he)工(gong)業(ye)自動化行業(ye)變革提速(su)。麥肯(ken)錫從自動化延展(zhan)性、自我(wo)組織、數(shu)(shu)據分(fen)析(xi)、數(shu)(shu)字化技(ji)術(shu)棧、數(shu)(shu)字化工(gong)人、生態融合(he)和(he)商(shang)業(ye)模式七(qi)個(ge)維度分(fen)析(xi)智能(neng)(neng)制(zhi)(zhi)造(zao)行業(ye)發(fa)展(zhan)情況。我(wo)們認為(wei),到2030年(nian),中(zhong)國(guo)、日韓和(he)西(xi)歐(ou)等先進制(zhi)(zhi)造(zao)市場(chang)有望率先實(shi)現自動化革命。這(zhe)些市場(chang)中(zhong)的(de)領(ling)先企業(ye),將通(tong)過多種顛(dian)覆(fu)性技(ji)術(shu)、新業(ye)務模式、云(yun)的(de)廣泛使用(yong)以及具備集中(zhong)性和(he)高(gao)(gao)適應性平臺的(de)半(ban)開放生態系(xi)統,打(da)造(zao)由(you)高(gao)(gao)階數(shu)(shu)據分(fen)析(xi)和(he)軟(ruan)件驅(qu)動、AI高(gao)(gao)度賦能(neng)(neng)的(de)生產環境。
屆時,高價值(zhi)且可延展(zhan)的(de)(de)自動化(hua)(hua)技術將全面(mian)應用(yong)于(yu)端到端業(ye)務流程,智能工廠具(ju)備完全集成的(de)(de) IT/OT 技術棧,無處不在的(de)(de)高階(jie)數(shu)據分(fen)析成為(wei)新(xin)常態(tai),基于(yu)標準化(hua)(hua)解決方案的(de)(de)半開(kai)放式平臺生(sheng)態(tai)應用(yong)普遍,數(shu)字化(hua)(hua)集成和(he)AI賦(fu)能的(de)(de)人機結合運營(ying)模(mo)式全面(mian)實現,大幅(fu)提(ti)升制造行業(ye)生(sheng)產效率。
中國(guo)(guo)高(gao)度(du)重(zhong)視智(zhi)能制(zhi)(zhi)造(zao)和(he)工業(ye)(ye)自動(dong)化(hua)(hua)發展。國(guo)(guo)務院、工信(xin)部、發改委、科技部等有關部門陸續出(chu)臺了(le)一系列政策(ce)鼓勵和(he)支持(chi)行業(ye)(ye)發展。《“十四五”智(zhi)能制(zhi)(zhi)造(zao)發展規(gui)(gui)劃》提(ti)出(chu)推(tui)進智(zhi)能制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)總體(ti)路徑是:立(li)足(zu)制(zhi)(zhi)造(zao)本質,緊(jin)扣智(zhi)能特(te)征,以(yi)(yi)工藝、裝(zhuang)備(bei)為核心,以(yi)(yi)數據(ju)為基(ji)礎,依托制(zhi)(zhi)造(zao)單元、車(che)間、工廠(chang)、供(gong)應(ying)(ying)鏈等載體(ti),構建虛實(shi)(shi)融合、知識驅動(dong)、動(dong)態(tai)優化(hua)(hua)、安全(quan)高(gao)效、綠色低碳的(de)智(zhi)能制(zhi)(zhi)造(zao)系統,推(tui)動(dong)制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)(ye)實(shi)(shi)現數字(zi)化(hua)(hua)轉型(xing)(xing)、網(wang)絡化(hua)(hua)協(xie)同(tong)、智(zhi)能化(hua)(hua)變革。到(dao)2025年(nian)(nian),規(gui)(gui)模以(yi)(yi)上制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)(ye)企(qi)業(ye)(ye)大部分實(shi)(shi)現數字(zi)化(hua)(hua)網(wang)絡化(hua)(hua),重(zhong)點行業(ye)(ye)骨(gu)干(gan)企(qi)業(ye)(ye)初(chu)步應(ying)(ying)用(yong)智(zhi)能化(hua)(hua)。到(dao)2035年(nian)(nian),規(gui)(gui)模以(yi)(yi)上制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)(ye)企(qi)業(ye)(ye)全(quan)面(mian)普及數字(zi)化(hua)(hua)網(wang)絡化(hua)(hua),重(zhong)點行業(ye)(ye)骨(gu)干(gan)企(qi)業(ye)(ye)基(ji)本實(shi)(shi)現智(zhi)能化(hua)(hua)。近兩年(nian)(nian),國(guo)(guo)產生成式AI大模型(xing)(xing)的(de)全(quan)面(mian)突破,更是為行業(ye)(ye)加(jia)速發展提(ti)供(gong)了(le)新契機。
同(tong)時,全球制(zhi)造業(ye)(ye)(ye)(ye)及其供(gong)應(ying)鏈(lian)也(ye)面(mian)(mian)臨前所未有的(de)(de)(de)風(feng)險。一方面(mian)(mian),貿易摩擦和(he)(he)(he)關稅政策(ce)急(ji)劇變化,給全球化企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)(ye)依賴已久的(de)(de)(de)跨國貿易和(he)(he)(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)體(ti)系帶來巨大不確定性。很多(duo)高端制(zhi)造企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)(ye)更(geng)(geng)是處于風(feng)口浪尖,急(ji)需重新(xin)審視(shi)自(zi)身生(sheng)產制(zhi)造體(ti)系和(he)(he)(he)供(gong)應(ying)鏈(lian)策(ce)略,加(jia)強應(ying)對外部風(feng)險的(de)(de)(de)韌性。另一方面(mian)(mian),宏觀經濟增(zeng)速放(fang)緩(huan)、通貨膨脹(zhang)高企(qi)(qi),多(duo)個主(zhu)流經濟體(ti)面(mian)(mian)臨潛(qian)在(zai)經濟衰退周(zhou)(zhou)期,許多(duo)制(zhi)造行業(ye)(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)臨產能過剩(sheng)的(de)(de)(de)行業(ye)(ye)(ye)(ye)周(zhou)(zhou)期,為智能制(zhi)造和(he)(he)(he)自(zi)動(dong)(dong)化技(ji)術的(de)(de)(de)全面(mian)(mian)推廣蒙上陰影。中國作為制(zhi)造大國,更(geng)(geng)是面(mian)(mian)臨國內經濟結構轉(zhuan)型和(he)(he)(he)全球產業(ye)(ye)(ye)(ye)結構重塑(su)下加(jia)快全球布(bu)局的(de)(de)(de)雙重挑戰。如何(he)利用工業(ye)(ye)(ye)(ye)自(zi)動(dong)(dong)化手段提升(sheng)生(sheng)產效率和(he)(he)(he)智能化程度,更(geng)(geng)好的(de)(de)(de)應(ying)對這(zhe)些風(feng)險和(he)(he)(he)挑戰,也(ye)成為很多(duo)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)(ye)領(ling)導人的(de)(de)(de)當(dang)務(wu)之急(ji)。
在此背景下,本白皮書旨在分析關鍵趨勢和領先實踐,為制造業企業成功實現自動化轉型提供建議和方向。首先我們相信,受全球勞動力結構變化、顛覆性技術突破、市場需求變化、中國市場國產化替代加速等多重因素影響,全球及中國智能制造和自動化行業有望在2030年進入高增長時代。其次,“平臺化、敏捷化、智能化”三大技術趨勢將驅動行業發展,工業互聯網平臺、虛擬化PLC、人工智能、工業大模型等多項創新技術令更多自動化、智能化場景成為可能。制造業企業應全面擁抱“開放、智能、融合”的智能制造軟硬件平臺,選擇開放融合的合作伙伴,抓住工業自動化(hua)行業技術變革(ge)帶來(lai)的效率提升機會(hui)。
制造企業智能化轉型也需要因時而變,從四個方面內外兼修,實現成功變革。首先戰略先行、整體規劃,重視新技術帶來的新的自動化、智能化機會,制定企業數字化轉型整體戰略。其次分段投資、聚焦價值,遵循 “痛點優先、價值導向” 原則,優先解決高成本、高風險場景,小步快跑、快速迭代。同時要全面擁抱AI、融入開放生態,選擇數據標準統一、開放融合、擴展性強、與AI深度融合的智能制造軟硬件平臺,借助合作伙伴能力,通過AI應用提升運營效率。最后磨練團隊、擁抱變革,打造(zao)兼具工業經驗與數字技能的(de)復合型團隊,營(ying)造(zao)從“要我變(bian)”到“我要變(bian)”的(de)文化氛圍。
一、中國自動化行業有望在2030年前實現跨越式增長
據麥肯錫估(gu)算, 2025 年工(gong)(gong)業自動化(hua)產品的(de)全球市場(chang)(chang)規模(mo)將達到約1083億(yi)美元,過(guo)去(qu)三年年化(hua)增長率約3.7%。而中(zhong)國(guo)工(gong)(gong)業自動化(hua)市場(chang)(chang)規模(mo)超過(guo)人民(min)幣2500億(yi)元,在全球市場(chang)(chang)占比超過(guo)三分之一(圖1);預計未來5年,中(zhong)國(guo)自動化(hua)行業將實(shi)現跨越式增長。
首先,工業(ye)自(zi)動化市場細分(fen)領(ling)域蘊藏巨(ju)大增長潛力。具體而(er)言,工業(ye)自(zi)動化的(de)細分(fen)市場包(bao)括(kuo)三大領(ling)域:
第二,未來五年全球和中國工業自動化市場均有可能加速增長。首先,勞動力結構變化對于工業自動化提出新的要求。全球勞動年齡人(ren)口增速正(zheng)在放緩。聯合國《2024 年世界(jie)人(ren)口展望》報告指(zhi)出,世界(jie)總體生(sheng)育(yu)率(lv)正(zheng)在下降,婦女平均(jun)生(sheng)育(yu)子(zi)女數(shu)比 1990 年前后減少了(le)一個。在超半數(shu)國家(jia)和地區(qu),女性平均(jun)生(sheng)育(yu)子(zi)女數(shu)低(di)于 2.1 個這一維持(chi)人(ren)口穩定的水平。
截至 2024 年(nian),包括中(zhong)(zhong)國、德國、日本和俄羅(luo)斯在內的 63 個國家(jia)(jia)和地(di)區的人口(kou)(kou)數(shu)量已達(da)(da)到(dao)頂峰,預計未(wei)來30年(nian)內,這些國家(jia)(jia)和地(di)區的總人口(kou)(kou)將(jiang)減少(shao) 14%。人口(kou)(kou)老齡(ling)化不(bu)僅(jin)僅(jin)發(fa)生在日本、歐洲等(deng)發(fa)達(da)(da)國家(jia)(jia),在發(fa)展(zhan)中(zhong)(zhong)國家(jia)(jia)也(ye)日益顯(xian)現。發(fa)展(zhan)中(zhong)(zhong)國家(jia)(jia)老年(nian)人口(kou)(kou)將(jiang)增(zeng)加最(zui)多,也(ye)最(zui)為迅速(su)(su)(su),亞洲將(jiang)成為老年(nian)人口(kou)(kou)最(zui)多的區域,而當前正經(jing)歷人口(kou)(kou)紅利(li)的北(bei)非、西亞和撒哈拉以南非洲地(di)區,可能未(wei)來 30 年(nian)老年(nian)人口(kou)(kou)數(shu)量增(zeng)長最(zui)快(kuai)。從(cong) 2017年(nian)到(dao)2020 年(nian),全(quan)球青壯年(nian)勞動力(li)增(zeng)速(su)(su)(su)已下(xia)滑到(dao) 1% 以下(xia),2020 年(nian)全(quan)球青壯年(nian)勞動力(li)增(zeng)速(su)(su)(su)僅(jin) 0.7%。到(dao) 2070 年(nian)代末,全(quan)球 65 歲及以上人口(kou)(kou)數(shu)量預計將(jiang)超過 18 歲以下(xia)的人口(kou)(kou)數(shu)量。
世界(jie)經濟論(lun)壇《2025 年(nian)未(wei)來就業(ye)報告》指出,到 2030 年(nian),農場(chang)工(gong)人、送貨司機(ji)和建筑工(gong)人等(deng)(deng)一線職位的絕對(dui)(dui)需(xu)求(qiu)增(zeng)長最(zui)快,專業(ye)護理人員等(deng)(deng)護理職位和中學教(jiao)師等(deng)(deng)教(jiao)育(yu)類職位預(yu)計也會迎來大幅增(zeng)長,而人口結構(gou)趨(qu)勢將推動(dong)基(ji)礎(chu)性行業(ye)的職位需(xu)求(qiu)增(zeng)加(jia)但(dan)勞(lao)動(dong)力(li)供(gong)給減少(shao),導致(zhi)勞(lao)動(dong)力(li)市(shi)場(chang)競爭加(jia)劇。人口老齡化(hua)使得(de)高收入國(guo)家約(yue) 40% 的雇主將轉型,很(hen)多公(gong)司對(dui)(dui)勞(lao)動(dong)力(li)短缺感到憂慮。企業(ye)為了(le)吸引(yin)和保(bao)留員工(gong),需(xu)要支付更(geng)高的工(gong)資(zi)和福利,用(yong)工(gong)成本上漲(zhang)。在這(zhe)樣的大背景之下,生產制造(zao)自動(dong)化(hua)替代將進(jin)一步加(jia)速。
1 根據(ju) ISA-95 標準(zhun)進行(xing)分類的(de)經(jing)典自動(dong)化設備通常指參與控制和監(jian)控工業流程的(de)硬件(jian)和軟(ruan)件(jian)組(zu)件(jian)
其次,整個行業正面臨自動化技術的顛覆性突破。人工智能的加速發展使得“人機結合”的制造環境變為現實。根據麥肯錫(xi)全(quan)球研究院的(de)預測,伴隨著自動化技(ji)(ji)術(shu)和(he)(he)人工(gong)(gong)智能技(ji)(ji)術(shu)的(de)發展,到2030年,預計全(quan)球將有8億(yi)個工(gong)(gong)作崗(gang)位(wei)被(bei)機(ji)器取代。若(ruo)發展相對緩和(he)(he),也將有4億(yi)個工(gong)(gong)作崗(gang)位(wei)被(bei)取代。工(gong)(gong)業(ye)人工(gong)(gong)智能、虛擬PLC、數字(zi)孿生和(he)(he)無代碼(ma) / 低代碼(ma)開發等技(ji)(ji)術(shu)是(shi)推動變(bian)革的(de)關鍵技(ji)(ji)術(shu)。其中,尤其是(shi)人工(gong)(gong)智能技(ji)(ji)術(shu),顯著提升(sheng)了工(gong)(gong)業(ye)自動化和(he)(he)工(gong)(gong)業(ye)機(ji)器人的(de)性能,具體體現在四(si)個方面:
同時,制造業企業加速擁抱數字化解決方案,并深度參與行業生態合作。麥肯(ken)錫(xi)對(dui)全球(qiu)188 家工業自(zi)(zi)(zi)動化用戶和供應(ying)商(shang)展開了(le)問卷(juan)調查(cha),同(tong)時也訪(fang)談了(le)該領(ling)域的(de)20多(duo)位(wei)專家,以(yi)獲取(qu)業內(nei)人(ren)士(shi)對(dui)于工業自(zi)(zi)(zi)動化行業趨(qu)勢(shi)的(de)最新看(kan)法(fa)。受(shou)調查(cha)的(de)企業覆蓋了(le)北(bei)美(mei)、歐(ou)洲、亞(ya)洲三(san)個區域,其(qi)中三(san)分(fen)之二的(de)調查(cha)對(dui)象來(lai)自(zi)(zi)(zi)于離散制造行業或(huo)連續流制造行業的(de)終(zhong)端(duan)用戶,三(san)分(fen)之一的(de)調查(cha)對(dui)象為工業自(zi)(zi)(zi)動化技術供應(ying)商(shang)。大多(duo)數受(shou)訪(fang)者(超過(guo)85%)是運營(ying)(供應(ying)鏈、制造或(huo)采(cai)購)部門(men)負責(ze)人(ren),較(jiao)小比例(li)為戰略負責(ze)人(ren)。通過(guo)調查(cha),我們得(de)到了(le)以(yi)下三(san)大核心觀(guan)點:
從中國市場的實際情況來看,內外部經濟環境變化有望促使國產化工業自動化解決方案從“能用”到“好用”轉型。伴(ban)隨著鋰電、新能源、半導體等(deng)新興制造業企業的(de)快速發展,基于中國(guo)“新型基礎設施”(比(bi)如云端(duan)數據中心、計(ji)算中心等(deng))能力的(de)不斷提(ti)升,工業自動化設備(bei)的(de)國(guo)產(chan)化率有望持續(xu)提(ti)高。舉例而言:
二、“平臺化、敏捷化、智能化”三大技術趨勢有望重構產業邏輯
當前,傳統(tong)工(gong)業(ye)自動化(hua)系統(tong)在技術上仍存在諸多(duo)痛點(dian)。工(gong)業(ye)軟(ruan)件(jian)(jian)系統(tong)普遍按照ISA95的(de)分(fen)類方法(fa)進行(xing)(xing)分(fen)層(ceng)(ceng)的(de)架構設(she)(she)計,導致(zhi)(zhi)業(ye)務碎(sui)片化(hua)且條塊分(fen)割(ge),形成(cheng)系統(tong)孤(gu)島,跨層(ceng)(ceng)的(de)業(ye)務流程難以實(shi)現(xian)。各(ge)(ge)應用子系統(tong)分(fen)開獨立(li)建設(she)(she)和(he)(he)(he)(he)部(bu)署,各(ge)(ge)個系統(tong)技術路線差異較大,軟(ruan)件(jian)(jian)復用性差。不同廠(chang)家、不同系統(tong)之間通過私有接口互聯,缺少公共的(de)服務接口標準(zhun)(zhun)。數據私有化(hua)且難以共享,標準(zhun)(zhun)和(he)(he)(he)(he)接口不統(tong)一(yi),系統(tong)之間需要經過層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)轉換實(shi)現(xian)數據互聯互通,各(ge)(ge)系統(tong)之間無(wu)法(fa)進行(xing)(xing)一(yi)體化(hua)調度(du),導致(zhi)(zhi)建設(she)(she)成(cheng)本(ben)高。應用系統(tong)大多(duo)采用半定制開發模式(shi),一(yi)次建好之后(hou),后(hou)期(qi)功能升級(ji)或(huo)第三方擴展非(fei)常困難,運維成(cheng)本(ben)和(he)(he)(he)(he)難度(du)高,且僅能由原始(shi)建設(she)(she)廠(chang)家進行(xing)(xing)升級(ji),一(yi)旦原始(shi)廠(chang)家出現(xian)變故,系統(tong)只(zhi)能推倒重建,無(wu)法(fa)適應制造工(gong)藝和(he)(he)(he)(he)生(sheng)產組(zu)織方式(shi)的(de)快速變化(hua)。
在這樣的背景下,工業自動化系統出現了平臺化、敏捷化、智能化三大(da)技術(shu)(shu)趨勢,具體可以(yi)(yi)總結為十大(da)技術(shu)(shu)方(fang)向(圖(tu)2)。這些(xie)技術(shu)(shu)可能會對工業自動化的未來(lai)產生巨大(da)影(ying)響。這些(xie)技術(shu)(shu)均已投入(ru)使用,從現在到2030年很可能以(yi)(yi)兩(liang)位數(shu)年化增長率快(kuai)速增長。其中(zhong)某(mou)些(xie)技術(shu)(shu)將成為行(xing)業拐點出現的基礎,激發更加迅猛的技術(shu)(shu)應用。
首先,平臺化趨大幅提升工業自動化軟硬件兼容性和靈活度。“平臺+應用”架(jia)(jia)構模式作為工業(ye)(ye)軟(ruan)件體(ti)(ti)系演進的(de)重要方向,逐步成(cheng)為主(zhu)流工業(ye)(ye)軟(ruan)件框架(jia)(jia)。工業(ye)(ye)軟(ruan)件從(cong)單體(ti)(ti)應用轉向平臺化,通過統(tong)一數據底座(zuo)和(he)服務接(jie)口,解決傳統(tong)分(fen)(fen)層架(jia)(jia)構中多(duo)源(yuan)異(yi)構數據難以共享、跨系統(tong)協同效率(lv)低(di)(di)的(de)問題(ti),減少分(fen)(fen)層架(jia)(jia)構中多(duo)協議(yi)轉換和(he)私有接(jie)口互(hu)聯,降低(di)(di)系統(tong)集成(cheng)成(cheng)本與復雜度。
第二,敏捷化趨勢將突破硬件壁壘,實現軟性控制、擴展性強的自動化部署。通過軟(ruan)(ruan)(ruan)硬件(jian)解(jie)耦、虛擬化PLC(軟(ruan)(ruan)(ruan)PLC)等技術,支(zhi)持控制功能靈(ling)活部署(shu)(如分布式控制、邊緣計算),適(shi)應柔性(xing)(xing)生產對系統彈性(xing)(xing)和(he)可擴展(zhan)性(xing)(xing)的需求。傳(chuan)統單體軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)升(sheng)級困難,新的工業軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)平(ping)臺通過動態(tai)服務編排和(he)低代碼(ma)(ma)/無代碼(ma)(ma)開發工具(ju),支(zhi)持快(kuai)速功能迭代和(he)定制化擴展(zhan)。
第三,智能化趨勢促使企業從傳統經驗決策轉向全面數據驅動,實現以人為主向“智能為主,人機結合”的終極變革。通過統一數(shu)據(ju)建(jian)模(mo)、多(duo)模(mo)態數(shu)據(ju)融合,為 AI 算法和工(gong)業(ye)智(zhi)能應(ying)用提供標準化數(shu)據(ju)基礎(chu),順應(ying) “數(shu)據(ju)即(ji)資產(chan)” 的趨勢。AI(尤其(qi)是(shi)大模(mo)型(xing)、機(ji)器學習(xi))與工(gong)業(ye)控制、管理深度結合,支持智(zhi)能優化、預(yu)測性維護、質量檢測等場景,推動工(gong)業(ye)系(xi)統從 “自動化” 向 “智(zhi)能化” 升級。
為(wei)此,平(ping)(ping)臺建立了(le)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集、集成(cheng)(cheng)、分(fen)(fen)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)完整體系(xi),有(you)效融(rong)合(he)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集是(shi)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)融(rong)合(he)的(de)(de)(de)基(ji)礎,只有(you)準確、實時(shi)采(cai)(cai)集生產過程中產生的(de)(de)(de)大量原(yuan)始多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju),后續(xu)的(de)(de)(de)集成(cheng)(cheng)與分(fen)(fen)析(xi)(xi)才有(you)的(de)(de)(de)放矢。平(ping)(ping)臺通(tong)(tong)過設備(bei)接入及協議(yi)轉換等技(ji)術,完成(cheng)(cheng)從(cong)傳感、設備(bei)、系(xi)統(tong)等多(duo)(duo)(duo)種數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集。數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)集成(cheng)(cheng)整合(he)來自多(duo)(duo)(duo)個數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju),屏蔽(bi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)間(jian)類型和(he)結(jie)(jie)構(gou)上的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)(yi)(yi),解決多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)來源(yuan)(yuan)復雜、結(jie)(jie)構(gou)異(yi)(yi)(yi)構(gou)問(wen)(wen)題,從(cong)而實現對數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)統(tong)一存儲(chu)(chu)、管理和(he)分(fen)(fen)析(xi)(xi),實現用戶無(wu)差(cha)別訪問(wen)(wen),充分(fen)(fen)發揮數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)價(jia)值。平(ping)(ping)臺通(tong)(tong)過數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)存儲(chu)(chu)管理、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)清(qing)洗與轉換、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)降(jiang)維等關(guan)鍵技(ji)術完成(cheng)(cheng)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)集成(cheng)(cheng)。數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)分(fen)(fen)析(xi)(xi)是(shi)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)處理的(de)(de)(de)關(guan)鍵,在(zai)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集與數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)集成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)基(ji)礎上提(ti)取(qu)工業生產數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)(xi)和(he)知識,通(tong)(tong)過分(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)處理集成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju),提(ti)取(qu)有(you)價(jia)值的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)(xi)和(he)知識,可用于提(ti)升產品質(zhi)量、提(ti)高生產效率、降(jiang)低生產成(cheng)(cheng)本(ben)。平(ping)(ping)臺通(tong)(tong)過數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)挖掘、機(ji)器學習、統(tong)計分(fen)(fen)析(xi)(xi)等技(ji)術完成(cheng)(cheng)多(duo)(duo)(duo)源(yuan)(yuan)異(yi)(yi)(yi)構(gou)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)分(fen)(fen)析(xi)(xi)工作(zuo)。
平臺通過整(zheng)(zheng)合(he)(he)以上技術手段解決了(le)多(duo)源(yuan)異構(gou)數(shu)(shu)據的有效(xiao)融合(he)(he)問題,建(jian)立了(le)多(duo)源(yuan)異構(gou)數(shu)(shu)據采(cai)集、集成(cheng)、分析(xi)的完整(zheng)(zheng)體系,實現了(le)異構(gou)通訊協議數(shu)(shu)據源(yuan)的集成(cheng)與(yu)訪(fang)問、實時數(shu)(shu)據接(jie)口的統一、多(duo)源(yuan)異構(gou)數(shu)(shu)據集成(cheng)、數(shu)(shu)據質(zhi)量評價(jia)與(yu)清洗、實時計算和分析(xi)處(chu)理等諸多(duo)關鍵技術。
為(wei)解(jie)決以(yi)上問題(ti),根(gen)據平臺(tai)發展目標(biao)針對(dui)某些(xie)特(te)定行業構(gou)(gou)建了(le)從設(she)計、工藝(yi)與(yu)生產,到倉儲、物流全(quan)(quan)流程(cheng)的(de)仿(fang)真(zhen)驗證與(yu)智能(neng)優(you)化(hua)的(de)閉環系(xi)(xi)統(tong)(tong),快速響應生產需求及其變化(hua),仿(fang)真(zhen)與(yu)優(you)化(hua)相互(hu)結(jie)合(he)(he)(he)綜(zong)合(he)(he)(he)運用(yong),從眾多(duo)(duo)可(ke)行方案中提供最優(you)解(jie)決方案。通(tong)(tong)過設(she)計與(yu)仿(fang)真(zhen)軟件對(dui)制(zhi)(zhi)造(zao)過程(cheng)進行全(quan)(quan)流程(cheng)仿(fang)真(zhen)、工藝(yi)參數(shu)(shu)決策(ce),實現制(zhi)(zhi)造(zao)模(mo)式(shi)選擇及多(duo)(duo)類別、多(duo)(duo)模(mo)式(shi)混合(he)(he)(he)加(jia)工制(zhi)(zhi)造(zao),綜(zong)合(he)(he)(he)提升產品性能(neng)和制(zhi)(zhi)造(zao)效率。仿(fang)真(zhen)系(xi)(xi)統(tong)(tong)將來自多(duo)(duo)傳感(gan)器、多(duo)(duo)尺度(du)的(de)信(xin)息和數(shu)(shu)據,在(zai)一(yi)定準則(ze)下加(jia)以(yi)分析和綜(zong)合(he)(he)(he),并融合(he)(he)(he)異構(gou)(gou)數(shu)(shu)據與(yu)結(jie)構(gou)(gou)性數(shu)(shu)據,將機理(li)模(mo)型(xing)和數(shu)(shu)據模(mo)型(xing)相結(jie)合(he)(he)(he),實現全(quan)(quan)流程(cheng)多(duo)(duo)層次多(duo)(duo)尺度(du)多(duo)(duo)場耦合(he)(he)(he)的(de)一(yi)體化(hua)建模(mo),將不同領域(yu)的(de)仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)軟件通(tong)(tong)過統(tong)(tong)一(yi)接口,軟件總(zong)線、數(shu)(shu)據共(gong)享或網絡等(deng)技(ji)術(shu),集成(cheng)為(wei)具備多(duo)(duo)種功能(neng)的(de)綜(zong)合(he)(he)(he)仿(fang)真(zhen)軟件系(xi)(xi)統(tong)(tong)。在(zai)進行大規模(mo)復雜系(xi)(xi)統(tong)(tong)仿(fang)真(zhen)時,平臺(tai)通(tong)(tong)過采用(yong)協(xie)調一(yi)致的(de)結(jie)構(gou)(gou)、標(biao)準和協(xie)議,利(li)用(yong)網絡設(she)備將分散在(zai)各地(di)的(de)仿(fang)真(zhen)設(she)備進行互(hu)聯,形成(cheng)綜(zong)合(he)(he)(he)性仿(fang)真(zhen)環境。
智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)化(hua)(hua)決(jue)(jue)策(ce)技(ji)(ji)術(shu)與(yu)系(xi)統可以從全(quan)部可行性方(fang)(fang)(fang)案(an)中快(kuai)速選出(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)實現最(zui)(zui)優(you)(you)(you)目(mu)標(biao)方(fang)(fang)(fang)案(an)的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)和系(xi)統。智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)化(hua)(hua)決(jue)(jue)策(ce)技(ji)(ji)術(shu)包括最(zui)(zui)優(you)(you)(you)性條(tiao)件、凸優(you)(you)(you)化(hua)(hua)、線性優(you)(you)(you)化(hua)(hua)、無約束(shu)優(you)(you)(you)化(hua)(hua)的(de)(de)求解方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)、約束(shu)優(you)(you)(you)化(hua)(hua)的(de)(de)求解方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)、動態規劃、求解優(you)(you)(you)化(hua)(hua)問題的(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)算(suan)法(fa)(fa)、決(jue)(jue)策(ce)論(lun)、對(dui)策(ce)論(lun)、圖(tu)與(yu)網(wang)絡分析、排隊論(lun)、存儲(chu)論(lun)等(deng)。智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)決(jue)(jue)策(ce)系(xi)統采用工況協議智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)解析技(ji)(ji)術(shu)、多源異構數(shu)據融(rong)合(he)技(ji)(ji)術(shu)、信息深度感(gan)知(zhi)為特征的(de)(de)高(gao)維非(fei)線性強耦合(he)過程統計(ji)學習理論(lun)、多質量(liang)指標(biao)逆映射建(jian)模方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)、以及(ji)基于數(shu)據的(de)(de)知(zhi)識學習與(yu)規則(ze)提(ti)取方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa),實現自愈控制(zhi)和自優(you)(you)(you)化(hua)(hua)。通過全(quan)流(liu)程仿(fang)真與(yu)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)(you)(you)化(hua)(hua)融(rong)合(he),平(ping)臺在應對(dui)復雜多變的(de)(de)需(xu)求時構建(jian)了(le)多方(fang)(fang)(fang)案(an)全(quan)流(liu)程仿(fang)真以及(ji)最(zui)(zui)優(you)(you)(you)方(fang)(fang)(fang)案(an)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)決(jue)(jue)策(ce)閉環系(xi)統,為產品設計(ji)、工藝與(yu)生(sheng)產、倉儲(chu)、物流(liu)等(deng)提(ti)供有力(li)的(de)(de)輔助決(jue)(jue)策(ce)功能(neng)(neng)(neng)(neng),極(ji)大提(ti)高(gao)生(sheng)產智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)程度。
工業自動化的演進,本質是生產關系與生產力的持續重構 —— 從 “設備管人” 到 “數據賦能人”,從 “經驗驅動” 到 “智能決策”。當技術突破與產業變革聯合共振,中國制造業正站在 “自動化補課” 與 “智能化超車” 的十字路口:既要補全傳統自動化短板(如 PLC 國產化率急需提升),又要搶占智能時代的先機(如工業大模型領先應用)。在這樣的背景和趨勢下,中國制造業企業應該全面擁抱“開放、智能、融合”的智能制造軟硬件平臺,選擇開放融合的(de)合作(zuo)伙伴,抓(zhua)住(zhu)工(gong)業自動化行業技術變革帶來的(de)效率提(ti)升機會。具體而言,有四(si)點核心(xin)建議(yi):
進(jin)行(xing)敏捷組(zu)織架構變革,建立(li)跨部(bu)門敏捷小組(zu)。例如(ru)(ru),組(zu)建由工藝、設(she)備、IT 人員(yuan)構成的 “快速響(xiang)應(ying)(ying)團(tuan)隊(dui)”,針對生(sheng)(sheng)產瓶頸開(kai)展短(duan)期攻關。建立(li)扁(bian)平(ping)化(hua)決策(ce)(ce)機制(zhi)(zhi),搭建“數(shu)據中臺(tai) + 業(ye)務前臺(tai)” 架構,賦予一(yi)線團(tuan)隊(dui)數(shu)據決策(ce)(ce)權,如(ru)(ru)車間主(zhu)任可自(zi)(zi)主(zhu)調用(yong)設(she)備數(shu)據優化(hua)排程,決策(ce)(ce)鏈(lian)條從三級縮短(duan)至一(yi)級。培育內部(bu)創(chuang)新文(wen)化(hua),激勵(li)(li)(li)員(yuan)工創(chuang)新。鼓勵(li)(li)(li)一(yi)線員(yuan)工基于平(ping)臺(tai)開(kai)發微(wei)應(ying)(ying)用(yong),通過積分獎勵(li)(li)(li)、創(chuang)新大賽(sai)等機制(zhi)(zhi)激發全(quan)員(yuan)參與。例如(ru)(ru),某企業(ye)通過 “創(chuang)客激勵(li)(li)(li)計劃”,讓(rang)一(yi)線員(yuan)工自(zi)(zi)主(zhu)開(kai)發小應(ying)(ying)用(yong)(如(ru)(ru)物料呼叫(jiao)系統、設(she)備點(dian)檢 App),累計產生(sheng)(sheng) 500 多個創(chuang)新方案,這種 “全(quan)員(yuan)數(shu)字化(hua)” 文(wen)化(hua),比技術本身(shen)更能驅動(dong)轉型。同(tong)時,建立(li) “試(shi)錯(cuo)容錯(cuo)” 機制(zhi)(zhi),允(yun)許在(zai)非核心場(chang)景進(jin)行(xing)技術試(shi)驗,通過沙箱(xiang)環境測試(shi)新算法,降低生(sheng)(sheng)產環境風險。
2030年智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)制(zhi)(zhi)造行業(ye)有望翻開波(bo)瀾壯闊的(de)(de)新(xin)篇章,企業(ye)應該全面融合構建 “人機協同、數(shu)據驅動(dong)、持續(xu)進化” 的(de)(de)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)生態(tai),積極擁抱“工(gong)業(ye)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)+人工(gong)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)”的(de)(de)無限潛(qian)力,讓每一臺設備都(dou)成(cheng)為數(shu)據節(jie)點,每一個(ge)流程都(dou)實現智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)決策,每一次創新(xin)都(dou)源于(yu)生態(tai)協同。唯(wei)有如此,中(zhong)(zhong)國制(zhi)(zhi)造業(ye)企業(ye)才(cai)能(neng)在需求波(bo)動(dong)、技術變革、全球競爭的(de)(de)不(bu)確(que)定性中(zhong)(zhong)激流勇進,持續(xu)打造生產力標桿。
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