随着新一代信息通信技术和先进制造技术深度融合,全球范围内以智能制造为代表的新一轮产业变革蓬勃兴起,这一变革涵盖了生产方式、发展模式、创新方式等多个维度,呈现出多方面的新趋势、新特点以及创新资源与物质基础,正深刻重塑着制造业的面貌。
一、智能制造在制造业变革中的核心地位与目标
(一)变革核心地位
从生产方式角度来看,智能制造作为 “制造业 + 互联网” 的最高表现形式,已然成为制造业变革的核心所在。它引领着制造业朝着更高效、更智能的方向迈进,是顺应时代发展的关键变革力量。
(二)发展目标
从发展的目标层面而言,绿色低碳、精准高效是智能制造所追求的目标。中国机械工程学会荣誉理事长、两院院士路甬祥指出,基于知识网络和大数据,绿色智能设计制造正从注重单个产品全生命周期的物耗能耗最低、排放和有害废弃物最少、对生态环境压力最小,朝着注重实现整体系统的绿色化方向进化,旨在达成全方位的绿色低碳与精准高效生产。
二、制造业变革呈现的具体新趋势
(一)绿色化趋势
在当前的制造业发展中,绿色化日渐凸显为重要趋势。无论是在国外还是国内,都能看到诸多绿色智能设计制造的实践案例。例如在德国汉诺威工业博览会上展示的装有控制室的造纸厂模型,通过监控需水量、原料成分、热能消耗等各项数据并调节生产流程,其生产的新型纤维产品可替代石油、木材等原料消耗,有效减少对传统资源的依赖,降低环境压力。在国内,华中科技大学开发的具有智能学习功能的智能注塑机,能量可按需供应,节能超过 60%,同样展现出绿色智能设计制造在国内企业中的积极应用,彰显了制造业在绿色化道路上的探索与实践成果。
(二)服务化趋势
制造业的服务化转型也正在稳步推进。在国内,越来越多的企业开始以客户为中心,将标准化的批量生产转变为客户定制的个性化生产,实现从生产制造型向整个生命周期的服务型转变。像小米手机更新的 4/5 来源于网民意见,1/3 直接由用户开发,充分利用群体智慧;青岛红领服装公司依据客户提供身体 18 个部位的 22 个数据,就能将电子标签下发到工位上,在 7 天内提供定制产品,而且新的定制生产相较于传统批量生产成本仅增加百分之十,但回报却超过一倍,为中小制造企业提供了很好的借鉴模式,体现出服务化转型带来的效益与价值。
三、智能制造的创新方式与特点
(一)网络协同创新重构创新体系
从创新方式来看,网络协同创新正重构传统制造业创新体系。借助网络平台,不同主体能够跨越时空限制进行协作创新,打破以往创新过程中的信息孤岛与合作壁垒,汇聚各方智慧与资源,为制造业创新注入新活力,推动创新成果的不断涌现。
(二)全球网络智能制造服务的新特点
当前正在形成以数字化、网络化、绿色化、个性化、定制式、注重用户体验和价值创造的网络智能制造文明,其呈现出绿色低碳、网络智能、融合创新、共创分享等新特点。未来,设计制造服务全过程将处于全球 CPS 环境之中,全球网络、知识云、工业大数据、云计算和智慧软件成为最重要的创新资源和网络平台,可实现全球知识信息的智能应用,促进人才智力、资本等全球自由流动,催生出网络智能设计制造、运行监控、数据分析、经营服务等制造服务创新的新方式、新产业,极大拓展了制造业的创新空间与发展维度。
(三)跨学科跨界融合创新
智能制造还具备跨学科交叉、跨界融合创新的特点,资源能源、空天海洋、生物医药、微纳系统等超常环境、超常功能、超常尺度、超常精准智能装备,成为科技与制造融合创新的新高地,展现出智能制造融合多领域知识与技术,创造出全新的创新成果与应用场景的强大能力,进一步推动制造业向更高层次、更广领域拓展。
四、智能制造的技术与物质基础
信息网络、大数据、云计算、智慧物流、人工智能等为重塑制造服务提供了新的技术基础和产业生态;生态环境友好材料、超级结构和功能材料、高端复合材料以及 3D 打印等绿色低碳、精准高效工艺成为智能制造创新的物质和工艺技术基础,这些基础条件相互配合、协同作用,为智能制造的蓬勃发展筑牢根基,保障其在创新发展道路上不断前行,持续引领制造业变革升级。
总之,智能制造所引发的制造业变革是全方位、深层次的,其新趋势、创新特点以及技术与物质基础共同勾勒出制造业未来充满活力与创新的发展图景,促使制造业朝着更加智能、绿色、高效、融合的方向不断迈进,在全球产业竞争中展现出更强的竞争力与适应性。