智能制造是全球制造业发展的大趋势。为巩固在全球制造业中的地位,抢占制造业发展的先机,主要发达国家积极发展智能制造,制定智能制造战略,如德国推出工业 4.0,美国积极布...
智能制造是全球制造业发展的大趋势。为巩固在全球制造业中的地位,抢占制造业发展的先机,主要发达国家积极发展智能制造,制定智能制造战略,如德国推出工业4.0,美国积极布局工业互联网。
德国
2013年4月,在汉诺威工业博览会上,德国最先提出德国工业4.0概念,德国政府正式推出《德国工业4.0战略计划实施建议》,对工业4.0的愿景、战略、需求、有限行动领域等内容进行了分析。
德国工业4.0可以概括为一个核心、两重战略和三大集成。一个核心是“智能+网络化”,通过信息物理系统(CPS),构建智能工厂。两重战略,即打造领先的市场策略和领先的供应商策略。德国不仅要培育CPS的应用市场,也想成为全球智能技术的领导者。三大集成,即横向集成,纵向集成和端对端集成。
此外,工业4.0确定了8个优先行动领域:标准化和参考架构,制定参考架构的标准,促进企业之间网络的形成;复杂系统的管理,开发生产制造系统的模型;一套综合的工业基础宽带设施,大规模扩展网络基础设施;安全和安保,确保生产设施和产品具有安全性,防止数据被滥用等。
工业4.0发布后,德国各大企业如西门子等积极响应,产业链不断完善,已经形成工业4.0生态系统。德国的工业4.0平台还发布了工业4.0参考架构。
2014年8月,出台《数字议程(2014-2017)》,这是德国《高技术战略2020》的十大项目之一,旨在将德国打造成数字强国。议程包括网络普及、网络安全及“数字经济发展”等方面内容。
2016年,发布《数字化战略2025》,目的是将德国建成最现代化的工业化国家。该战略指出,德国数字未来计划由12项内容构成:工业4.0平台、未来产业联盟、数字化议程、重新利用网络、数字化技术、可信赖的云、德国数据服务平台、中小企业数字化、进入数字化等。
2019年11月,发布《德国工业战略2030》,主要内容包括改善工业基地的框架条件、加强新技术研发和调动私人资本、在全球范围内维护德国工业的技术主权。德国认为当前最重要的突破性创新是数字化,尤其是人工智能的应用。要强化对中小企业的支持,尤其是数字化进程。
美国
美国是智能制造的重要发源地之一。早在2005年,美国国家标准与技术研究所提出“聪明加工系统研究计划”,这一系统实质就是智能化,研究的内容包括系统动态优化、设备特征化、下一代数控系统、状态监控和可靠性、在加工过程中直接测量刀具磨损和工件精度的方法。2006年,美国国家科学基金委员会提出了智能制造概念,核心技术是计算、通信、控制。成立智能制造领导联盟SMLC,打造智能制造共享平台,推动美国先进制造业的发展。
2009年,提出《重振美国制造业政策框架》,支持高技术研发。
2011年,实施“先进制造伙伴计划(AMP)”。该计划认为智能自动化技术让很多企业获益,为避免市场失灵,应采用政府联合投资形式发展先进机器人技术,提高产品质量、劳动生产率等,所以要投资先进机器人技术。
2012年,发布《美国先进制造业战略计划》。该计划客观描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,明确提出了实施美国先进制造业战略的五大目标,加快中小企业投资,提高劳动者技能,建立健全伙伴关系,调整优化政府投资,加大研发投资力度。计划为推进智能制造的配套体系建设提供政策与计划保障。
2012年,美国政府宣布启动国家制造业创新网络计划,后更名为“美国制造”。计划在重点技术领域建设45家制造业创新中心。目前已经建成了数字化制造与设计创新中心、智能制造的清洁能源制造创新研究所、先进机器人制造中心等。
2012年,美国通用电气公司(GE)发布《工业互联网:打破智慧与机器的边界》,提出了工业物联网(IIoT)概念,将智能制造设备、数据分析和网络人员作为未来制造业的关键要素,以实现人机结合的智能决策。之后,AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔在美国波士顿成立工业互联网联盟。目前该联盟的成员已经超过200个。
2014年,美国国防部牵头成立“数字制造与设计创新中心”,以期推动美国数字制造的发展。
2017年,美国清洁能源智能制造创新研究院(CESMII)发布的《智能制造2017—2018路线图》指出,智能制造是一种制造方式,在2030年前后就可以实现,是一系列涉及业务、技术、基础设施及劳动力的实践活动,通过整合运营技术和信息技术的工程系统,实现制造的持续优化。该定义认为智能制造有四个维度,“业务”位于第一位,智能制造最终目标是持续优化。该路线图的目标之一就是在工业中推动智能制造技术的应用。
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