智能制造总体规划方案V2.6.pptx

智能制造总体规划方案,引 言,,制造业是国民经济的战略性基础产业。当前，全球经济正处于以信息技术为核心的新一轮科技革命和产业变革前期，制造业正在孕育着制造技术体系、生产模式、产业形态和价值链的巨大变革，智能制造已初现端倪。 智能制造的核心思想是以信息通信技术、自动化技术与制造技术交叉融合作为技术基础，以信息的泛在感知、自动实时处理、智能优化决策为核心，实现跨企业产品价值网络的横向集成，增强生产制造过程的自动化、柔性化、智能化以及快速响应市场能力，促进制造业向产业价值链高端迈进。 大力发展智能制造，是破解我国制造业发展困局，加速产业结构调整，转变发展方式，实现从要素驱动向创新驱动发展转变提供了前所未有的机遇。,,目 录,,战略意义 （一）抢占未来科技革命发展的战略制高点 （二）破解我国制造业发展所面临主要问题的最佳途径 （三）支撑战略性新兴产业发展的关键 （四）落实创新驱动发展战略的具体抓手,1,,云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能等新兴信息技术正在全球范围内引发一场新的科技革命和产业革命。以智能机器人、3D打印制造和数字化制造技术为核心的智能制造技术，以基于信息物理系统（CPS）、工业物联网和工业互联网为主要的“工业4.0”计划已经初现端倪，制造业智能、高效、协同、绿色、安全发展趋势明显，信息技术与制造业的融合正在深刻变革着企业的产品设计、工艺制造、经营管理等制造模式。,智能制造是当前科技革命与产业变革的制高点,智能机器人,3D打印制造技术,数字化制造技术,,（一）抢占未来科技革命发展的战略制高点,,,,（二）破解我国制造业发展所面临主要问题的最佳途径,智能制造提高生产效率、降低能耗和排放，改造提升传统产业 网络协同制造和智能车间/工厂技术可实现科研、设计、工程、生产、经营和决策的一体化，可对物料和能源供应和消耗进行模拟和协同平衡，实现全局优化； 智能工厂技术在石化生产过程中的应用，可基于智能决策系统对工艺参数进行在线优化，显著提高产品质量和生产效率；,智能制造为战略性新兴产业发展提供全面支撑，构建现代产业体系,,,（三）支撑战略性新兴产业发展的关键,引领智能装备产业发展智能机器人、3D打印制造、重大成套装备产品 现代服务业创新创意设计产业、制造服务业、智能制造基础与保障产业,,,（四）落实创新驱动发展战略的具体抓手,智能制造贯穿产品创新、技术创新、模式创新,制造方式的转变首创了用互联网模式开发手机操作系统、发烧友参与开发改进的模式。小米科技2014年销售手机总计6112万台，较2013年增长227；含税销售额2013年增长135，中国市场份额第一。 歼10、ARJ-21 运20等国产飞机研发设计全面采用三维数字设计和并行工程，实现了大部段的对接一次成功，试飞一次成功，推进了航空工业的跨越式发展。,形势需求分析 一 与发达国家抢夺新一轮发展机遇的客观要求 二 应对新兴经济体挑战的必然选择 三 突破国内制造业发展瓶颈的重要出路,2,,作为科技革命和产业变革的制高点，智能制造成为世界各国将制造业竞争的焦点。 德国“工业4.0计划” 美国 重振制造业计划 日本 I-JAPAN战略 中国 两化深度融合、“中国制造2025”,,一 与发达国家抢夺新一轮发展机遇的客观要求,,,二 应对新兴经济体挑战的必然选择,,智能制造通过“机器换人”，能够大幅度提升生产效率、提高产品质量、增强产品创新程度，有效应对由于我国制造业要素成本上升、人口红利消失带来的中低端产业向新兴发展中国家转移的挑战。,,,,,中国,美国,2.1亿,1.9亿,付出了巨大的资源和环境代价,2012年制造业增加值 单位美元,220种工业产品产量居世界第一,,三 突破国内制造业发展瓶颈的重要出路,我国虽然已成为第一制造业大国，但仍面临着 资源环境刚性约束加强 产品质量不高 创新能力和核心竞争力不足 智能制造符合我国制造业的发展趋势，破解我国制造业发展瓶颈的重要出路。,,,智能化是制造业发展的必然要求,第一次工业革命 创造了及其工厂的“蒸汽时代”,第二次工业革命 将人类带入了“电气时代”,第三次工业革命 应用电子信息技术提高生产自动化水平,第四次工业革命 应用信息物理融合系统（CPS）,总体思路与原则 一 指导思想与原则 二 总体目标 三 任务设置思路 四 任务总体框架,3,,,一 指导思想与原则,探索前沿高技术,采用先进适用技术,攻克行业共性技术,先进制造业 占据高端,传统制造业 促进转型,制造业发展基础 强化基础,,研发与示范,推广与应用,突破,,,,,二 总体目标,,以实现制造业的智能、高效、协同、绿色、安全发展为总体目标，力争通过23个五年计划的努力，形成较完整的智能制造协同创新的技术体系和现代产业体系，总体技术水平迈入国际先进行列，部分产品取得原始创新，满足国民经济重点领域和国家重大工程建设的需求，为我国转型升级、创新发展和制造强国梦提供强大支撑。,,三 任务设置思路,,坚持“有所为有所不为”与“需求牵引、技术推动”双轮驱动的原则 积极探索信息技术为核心的科技革命背景下和互联网经济环境下，制造业发展的新体系和新模式 重点打造支撑我国工业核心能力提升的新一代智能装备和智能产品 夯实我国制造业可持续发展的技术与产业基础，构筑制造业自主安全的保障体系,,四 任务总体框架,,,,,智能制造工程,智能制造基础与保障,网络协同制造,智能车间/工厂,“231”创新框架,,,,,,3D打印制造,重大成套装备及系统,智能机器人,重点任务 一 网络协同制造 二 智能车间/工厂 三 智能机器人 四 3D打印 五 重大成套装备及系统 六 智能制造基础与保障,4,,,任务内涵,网络协同制造是在互联网经济环境下，快速响应用户个性化需求，实施跨企业、跨领域、跨地域制造资源组织、配置与优化的现代制造模式和体系。,,（一）网络协同制造,,1.国内现有基础,信息化应用推广工程，CAD工程、CIMS工程和制造业信息化科技工程等已实施，大幅提升了CAD、PDM、ERP等应用水平 两化深度融合推进信息化与工业化深度融合战略，为发展网络制造奠定了坚实基础。 企业自主探索以精益制造、柔性制造、敏捷制造为代表的数字化智能化生产模式,,（一）网络协同制造,,2.存在的问题与差距,,制造业与互联网技术结合不足制造企业对互联网下新型管理模式认识不到位； 产品数字化、智能化、网络化程度低，不能满足个性化消费发展需求； 服务型制造模式创新不足，制造与服务业融合发展薄弱； 支持网络协同制造的核心软件处于价值链中低端，尚未形成完整的技术体系和标准体系。,（一）网络协同制造,,（一）网络协同制造,3.主要任务,网络协同制造模式研究开展个性化定制、创客与众包设计、敏捷生产、精准供应链、工业电子商务等模式研究 网络制造共性与基础技术攻克设计与制造协同、制造资源全域优化、工业大数据集成等技术 平台研发与服务研发产品创意创新设计平台、云制造服务平台、工业大数据决策支持平台 推广及产业化应用制定指导意见，开展大中小企业应用示范，行业试点，平台推广应用等。,,,（一）网络协同制造,4.目标任务和标志性成果,标志性成果 在航空航天、轨道交通、钢铁、石化等行业培育多家规模超过100亿元龙头企业； 面向制造业的第三方服务业态成为我国现代产业体系的重要形态； 逐步形成我国网络制造发展的生态系统和生态链。,,,任务内涵,智能车间/工厂是未来制造的生产组织模式，在深度信息感知和生产装备全网络互联的基础上，通过制造信息系统和制造设备物理系统（CPS）的高度同步融合，优化配置生产要素，并快速建立定制化、自动化的生产模式，实现高效优化的生产制造。,,（二）智能车间/工厂,,（二）智能车间/工厂,我国大多数骨干企业在车间级数字化、网络化方面有较好的基础； 已形成较为成熟的MES解决方案及基础自动化方案。 基本能够实现生产过程控制、工厂级管理及供应链业务管理。,1.国内现有基础,,,（二）智能车间/工厂,2.存在的问题与差距,,核心部件和系统的智能化和网络化水平较低，国产化率较低； 一体化管控软硬件平台产品主要依赖国外； 国际标准和体系构建的主动权掌握在欧美国家手中； 智能车间顶层设计与解决方案缺乏 信息物理融合（CPS）研究滞后，缺乏原创性研究成果,,,3.主要任务,新一代物联网络技术与装备研发信息采集设备、控制器、IP化工业网络设备等 智能制造关键技术研究智能测控装置与系统、质量监控装置、物联化及互操作技术 CPS监控管平台研发智能信息处理、过程优化与控制等技术及平台开发 应用示范及产业化推广在钢铁、石化等流程行业，航空航天、工程机械等离散行业构建一批智能车间/工厂,（二）智能车间/工厂,,4.目标任务和标志性成果,2020年，建成智能示范生产线和示范数字车间，提升效率，降低能耗,2030年，形成完善的智能车间/工厂技术与产品体系，构建自主产业链,标志性成果 离散制造业批量建设智能车间/工厂，实现批量定制的新模式； 流程行业批量建设智能车间/工厂，显著提升产品技术水平和质量，降低能耗； 形成自主的智能车间/工厂技术产品体系，构建智能车间/工厂创新产业链，产业规模达百亿级,,2025年，构建基于工业大数据的监控管平台，显著提升智能化程度,（二）智能车间/工厂,,任务内涵,智能机器人是未来制造业的主体智能装备，是服务于国家重大战略需求及千家万户的高端智能产品，是智能制造技术研发、集成与创新的制高点。,,（三）智能机器人,,（三）智能机器人,1.已有基础,一批产品应用弧焊、水下机器人、地面移动机器人、飞行机器人系统等，在海洋资源勘察、极地科考、核电维护、救灾救援等领域开展实际应用。已有近100万台清洁服务机器人走进家庭。 一批技术成果 已经研制出医疗、助老助残等机器人试验样机；在新材料、新机构、环境感知与认知、生机电融合等方面取得了多项创新成果。 一批基地与人才建立起一批国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家级企业技术中心等研发基地，培养出一大批长期从事机器人技术研发的人才。,,,（三）智能机器人,2.存在的问题与差距,工业机器人规模化应用、工业机器人产业、常规工业机器人技术、核心零部件、专业服务机器人实用化、新一代机器人技术与系统存在差距。,,50,8,2012年我国工业机器人装机量10万台；工业机器人密度仅为德国的十分之一,2013年我国进口机器人用于焊接领域的占其总销量的50，在高精度、高可靠性等方面差距明显,,25,2013年我国共销售近3.7万台，，国产约9500台，仅占25。,美国、德国/欧盟、日本、韩国相继推出国家级规划、专项；我国无系统性专项支撑,,,（三）智能机器人,3.主要任务,核心技术攻关开展智能机器人基础理论、应用技术、产业瓶颈技术及下一代机器人核心技术研究 关键零部件研发伺服电机、精密减速器、伺服驱动器、末端执行器 机器人产品研制研发具有自主知识产权的工业机器人、特种机器人及服务机器人产品及系统 批量化应用与产业化在汽车、民爆、制药、电子等典型行业批量化应用，促进产业化发展,,4.目标任务和标志性成果,标志性成果 典型行业机器人密度和国产工业机器人的比例显著提高； 特种机器人实现实用化和批量化应用，家用服务机器人产业实现规模化增长，成为地方经济的新增长点。,（三）智能机器人,,,,任务内涵,3D打印（增材制造）是在数字和网络环境下的一种新型制造装备和制造模式，是实现创新设计、个性化产品定制、网络协同生产及服务的重要方式，将对传统制造业的产品研发、材料制备、成形装备、制造工艺、相关工业标准、制造模式等带来全面深刻的变革。,（四）3D打印,CAD模型,堆积成形,产品,,,（四）3D打印,金属直接成型领域国际领先水平 体系结构基本完整的技术研发体系 多种类型的3D打印装备初步应用 几十家3D打印设备制造与服务企业 3D打印技术服务中心服务于创新设计,C919飞机钛合金机翼梁,金属精密3D打印设备,光固化3D打印设备,金属大型3D打印设备,1.国内现有基础,,,大量基础理论和关键技术尚待突破 装备可靠性差，核心器件依赖进口 产业化程度低，占全球规模不到1/15 尚未建立起完整的增材制造标准体系,2.存在的问题与差距,（四）3D打印,,3.主要任务,产业化基础技术研究专用材料、工艺规律与控制、分析检测与质量控制、多材料复合制造等技术 3D打印装备研制整机系统、关键元器件、专用软件等 示范应用与产业化推广开展航空航天关键结构件制造、医疗个性化应用服务、改造传统产业应用、3D打印高效信息处理服务、创意设计及软件研发服务等应用与产业化,,（四）3D打印,,4.目标任务和标志性成果,标志性成果 激光器、振镜和送粉器等关键元器件及3D打印专用软件立足国内解决； 形成3D打印专用金属合金系列牌号； 显著提升航空航天高端装备的减重和功能效果； 23种金属高端3D打印装备成为世界先进品牌。,,（四）3D打印,,,（五）重大成套装备及系统,任务内涵,重大成套装备及系统是面向国民经济重大需求及战略性新兴产业发展，通过多功能单元与装备高度集成，形成的高智能、高附加值的制造系统，是国家工业能力的重要体现。,,（五） 重大成套装备及系统,,,掌握部分重大成套装备及系统核心技术； 自主研发一系列智能成套装备及系统。,钛合金飞机结构件激光增材成形工艺与装备,汽车零部件加工成套自动化生产线,大型盾构成套装备,大型自由锻造水压机/油压机,,1.国内现有基础,,关键工艺、核心技术受制于人，装备及系统基础部件依赖进口； 信息技术与装备产品融合水平不高，数字化、网络化、智能化技术集成不够。,高端关键工艺核心技术受制于人,成套装备基础部件仍依赖进口,信息与装备产品融合水平不高,数字化网络化智能化技术集成不够,,（五） 重大成套装备及系统,2.存在的问题与差距,,,3.主要任务,数字化网络化智能化关键技术研发系统单元控制技术、成线技术、物理信息融合技术 关键工艺与正向创新设计技术研究建模和性能仿真、虚拟样机、虚拟加工技术、创新设计工具等 成套设备集成与生产线研制一体化集成制造装备，激光、高能等多功能复合加工装备、成套工艺生产线等 应用及产业化在航空航天、海洋工程、环保、电子信息等领域开展应用，实现产业化,（五） 重大成套装备及系统,,,,,（五） 重大成套装备及系统,4.目标任务和标志性成果,标志性成果 自主核心技术和国产成套能力达到80以上，逐步替代进口； 提高生产效率30，降低能耗30； 23个具有国际竞争力的企业进入行业10强。,,,任务内涵,智能制造基础与保障是制约我国制造业跨越发展的主要瓶颈，是构建智能制造技术体系的核心基础，是确保智能制造系统安全可控的关键支撑，更是发展智能制造的产业根基。,（六）智能制造基础与保障,,（六）智能制造基础与保障,,重要基础件、基础工艺、先进传感器和仪器仪表达到或接近国际先进水平； 2MW及以下风电齿轮箱、煤矿液压支架、汽车轴承、大型铸锻件、搅拌摩擦焊等基本立足国内； 已建立一批高水平、专业化的基础制造工艺中心, 初步形成一批基础件产业化基地。,1.国内现有基础,,2.存在的问题与差距,,高端基础件领域未能掌握核心关键技术，主要依赖进口； 共性技术研究体系缺失； 先进基础制造工艺普及程度不高； 智能化技术带来了更多安全隐患； 标准化成为智能制造技术发展的瓶颈问题。,（六）智能制造基础与保障,,3.主要任务,基础零部件研制与应用轴承、液压与密封件、传动装置等领域攻克一批高端基础部件 基础工艺研发与应用攻克在铸造、热处理与表面处理、清洁切削等方面攻克一批先进的基础制造工艺 智能仪器仪表研发研发与应用研制一批涉及民生的环境、医疗和食品/药品安全用检测仪器仪表的高端传感器、仪器仪表等 智能制造标准体系的构建共性技术、关键产品、软件接口、安全保障与等级评估等标准规范 智能制造安全体系构建研究安全体系、安全保障核心技术、安防设备与产品,,（六）智能制造基础与保障,,4.目标任务和标志性成果,标志性成果 23家轴承制造企业、23家齿轮制造企业和12家仪器仪表企业进入各自领域的世界10强； 我国关键生产环节90以上应用自主安全系统； 形成完善的、与国际接轨的智能制造标准体系。,,（六）智能制造基础与保障,产出效果与 经济社会价值,5,,,产出效果与经济社会价值,对31个制造行业产生深刻影响 一个支撑、两个提升、三个带动,支撑我国制造业转方式、调结构的发展，应对我国经济社会发展新常态 提升我国制造业的创新能力、提升我国制造业的核心竞争力 带动我国战略性新兴产业的发展；带动高新技术产品群和产业的发展；带动智能制造产业向万亿级产业发展。,,投入及组织方式,6,,,,投入及组织方式,（2015-2030年）投入预计需要中央财政资金540亿元。,6项核心任务，在关键核心技术研发与示范方面，将以国拨财政经费为主，按任务的研究内容、实施难度预计，十五年将累计投入国拨经费360亿元，企业配套经费不低于360亿元； 6项核心任务，在应用推广方面，将以市场为主，政府辅以引导和支持，十五年累计投入国拨经费180亿元，企业配套经费不低于360亿元。,,,投入及组织方式,1加强政府科研管理部门与产业部门的衔接 科技部会同发展改革委、工信部共同组织实施“”。三部门共同提出并组建专家组，对该重大工程的实施提供咨询意见。 2发挥市场在资源配置中的决定性作用 坚持企业是智能制造技术创新主体、是智能制造产业发展的主体，发挥市场作为资源配置与产业链协同发展的决定性作用，支持组建产业联盟、产学研联盟等多种形式促进智能制造工程实施和产业发展。,,,结束语,智能制造是当前破解我国制造业发展瓶颈、应对发达国家再工业化和发展中国家承接产业转移的必然要求。通过实施“231”，将引领我国制造业向网络协同制造、智能化无人工厂等先进制造模式转变，打造智能机器人、3D打印、智能成套装备及系统等高端装备，夯实工业基础能力与素质，确保智能生产过程安全可控，促进我国制造业协同创新体系和现代产业体系的建立，对加快推动我国制造业转型升级、落实创新驱动发展战略和实现制造强国梦具有重要意义。,,,需要说明的几个问题,1智能制造工程内容是否合适 智能制造内涵宽广，目前提出的“231”任务框架是否合理，是否涵盖发展重点与主要方向，没能准确把握。 2研究深度不够 虽然形成了由科技部、发改委、工信部推荐的联合专家组，但由于时间短、研究讨论不充分，重点任务内容、范围仍需进一步界定。 3.还存在一定的意见分歧 虽然多次召开部际联系会议，也征求了有关部门的意见，但在推进重点、实施思路等方面还存在一定分歧。,感谢各位领导和专家,,