现代制造智能制造

1 【主题演讲】 2014年制造业数字化智能化与“中国制造2025” 周济 中国工程院院长、中国机械工程学会理事长 2015年 中国制造2025”的主攻方向 1 2 制造业数字化、网 络化、智能化与 中国制造2025 智能制造“中国 制造2025”的主攻 方向 提纲 一、”中国制造2025“ 二、制造业数字化智能化是新工业革 命的核心技术 三、实施创新驱动发展战略，推行 智能制造工程 3 4 第一阶段为2015年到2020年，全面推广数字化网络技 术的应用，部分行业和企业开展智能化技术试点和示 范。如大力推进“数控一代”机械产品创新工程。 第二阶段为2020到2025年，将大力推进网络化智能化 技术的应用。如着力推动“智能一代”机械产品创新 工程。 2012年，我国制造业增加值为20792.62亿美 元，在全球制造业占比约20%，与美国相当 ，成为世界制造大国。 5 2013年，发电设备产量1.2亿千瓦，约占全球总 量的60%；全球第一 造船完工量4534万载重吨，占全球总量的41%； 全球第一； 全年汽车产销分别为2211.68万辆和 2198.41万辆 ，占全球25%；全球第一； 机床产量95.9万台，占全球比重38% 中国制造的标志 6 中国制造的标志 4我国工程机械产量全球第一； 4高速铁路里程数全球第一 4通信行业、软硬件 4互联网人数 4模具制造大国、注塑机制造大国 4煤炭、钢铁、水泥、平板玻璃、彩色电 视机、家用电冰箱、洗衣机、空调、微 波炉、各类纺织品以及日用轻工业品。 7 4载人航天与探月工程 4“蛟龙”载人深潜器取得重大突破 4大型运输机和大型客机已完成布局，研 制工作取得重要进展。 4百万千瓦级核电机组、百万千瓦级水电 机组等一大批重大技术装备研制成功， 并在市场上得到应用。 8 中国制造的标志 4制造大国，品牌小国 4制造业是锻炼强国的根本，战略产业是 实现大国崛起的支柱； 4大而不强 9 中国制造的标志 10 中国制造的标志 11 中国制造的标志 然而，我国制造业仍“大而不强”，存在的主 要问题是： 一是自主创新能力不强，核心技术和关键 元器件还有很大差距； 二是产品质量问题突出； 三是资源利用效率偏低； 四是产业结构不合理，大多数产业尚处于 价值链的中低端。 12 实现由制造大国向制造强国的转变，是新 时期我国经济发展面临的重大课题。 为此，从2013年1月，中国机械工程院会同工 业和信息化部、国家质检总局，启动并开 展了制造强国战略研究重大咨询项目 ，提出了实现“中国制造2025”的建议。 13 这里“制造强国”有两重含义： 其一，“强”是形容词，中国由制造大国成为 制造强国； 其二， ，“强”是动词，制造业强则国家强 ，通过制造业的发展使中国更加繁荣富强 14 一、”中国制造2025“ （一）加快建设制造强国的重要性和迫 切性 （二）制造强国发展趋势预测 （三）实施“中国制造2025” 15 制造业是实体经济主体，是国民经济的支柱，是人民 幸福安康的物质基础，也是今后一段时间我国经济“ 创新驱动，转型升级”的主战场。 以信息技术与制造技术深入融合为主要特征，以制造 也数字化智能化为核心的新一轮工业革命已经到来 ，必须给世界范围内的制造业带来革命性的大发展 。 16 发达国家以数字化智能化制造技术应用为重点，力图依 靠科技创新，抢占国际产业竞争制高点、谋求未来发 展的主动权。 美国：先进制造伙伴计划（AMP）、先进制造国家战 略计划等 德国：工业4.0 德国近期发布的“工业4.0”战略，被称为是以智能制 造为主导的新的工业革命。 17 当前，新工业革命是最难掌控但必须面对的不确定 性因素之一，给我们带来极大的挑战和极大的机遇 。 一方面，新工业革命正在孕育兴起，将重塑全球经 济结构和竞争格局，发达国家在科技和产业方面占 有领先优势，对于新兴工业国家形成极大的挑战 18 另一方面，新工业革命与我国加快建设制造强国 形成历史性交汇，这是极大的机遇。 我国的现代化同西方发达国家有很大不同。西方 发达国家是一个“串联式”的发展过程，工业化、 城镇化、农业现代化、信息现代化顺序发展，比 如德国已经完成了工业1.0 2.0、3.0，正在向工业4.0迈进。 19 我们要后来居上，必然是一个“并行式”的发展过 程，要求工业化、信息化、城镇化、农业现代化 同步发展，中国工业必须同时完成2.0、3.0、4.0 。 紧紧抓住这一难得的机遇，充分发挥后发优势，将 大大加快我国工业化和建设制造强国的进程。 20 一、 “中国制造2025” （一）加快建设制造强国的重要性和迫 切性 （二）制造强国发展趋势预测 （三）实施“中国制造2025” 21 1.制造强国的主要特征 研究认为，作为制造强国，应具备四个主要 特征： 一是雄厚的产业规模 二是优化的产业结构 三是良好地质量效益 四是持续的发展能力，特别是强大的自主创 新能力 22 2.制造业综合指数 根据制造强国 特征，我们构 建了由4项一级 指标、18项二 级指标构成的 制造业评价体 系。 23 以2012年美国、德国、日本、英国、法国 和韩国等各项指标均值为基准，计算出表 征各主要工业化国家历年来制造业综合指 数。 24 分析综合指数得出以下结论： 1、各国制造业均经历了一个从弱到强的 过程，此过程与其工业化进程相吻合。 2、2012年，主要工业化国家的制造业综 合指数分布中，美国遥遥领先，处于第一 方阵；德国、日本处于第二方阵；中国、 英国、法国、韩国处于第三方阵。 制造强国“三步走”战略 25 3、我国制造业发展预测 构建适合我国国情的综合指数预测模型， 对未来3040年我国制造业综合指数发展趋 势进行预测。 26 结果表明，我国制造业强 国进程可分为三个阶段： 中国制造业可 进入世界第二 方阵，迈入制 造强国行列。 中国制造业将 位居第二方阵 前列，成为名 副其实的制造 强国。 中国制造业可 望进入第一方 阵，成为具有 全球引领影响 力的制造强国 。 （第一阶段） 2025年 （第二阶段） 2035年 （第三阶段） 2050年 入世界第二方阵 ，迈进制造 强国行列 名符其实的 制造强国 27 迈入世界第 二方阵，迈进 制造强国行列 2025年2035年2050年 （第一阶段） （第二阶段 （第三阶段） 中国制造业 将位居第二 方阵前列，成 为名副其实 的制造强国。 中国制造业 可望进入第 一方阵，成 为具有全球 引领影响力 的制造强国。 中国制造业 发展阶段 渤乐咨询公司 “德 国制造、中国 创造” 。奏响“工业 4.0”的协奏曲 。 28 一、”中国制造2025“ （一）加快建设制造强国的重要性和迫 切性 （二）制造强国发展趋势预测 （三）实施“中国制造2025” 29 从现在到2025年，是我国全面建成小康社会、 进入制造强国行列、基本实现工业化的关键时期。 为实现这一目标，要组织制定和实施“中国制造 2025”。 “中国制造2025”是动员全社会力量建设制造强国 的总体战略，是充分发挥市场和政府作用、 统筹利 用各方优良资源、以“创新驱动、质量为先、绿色 发展、结构优化”为发展方针行动计划、包括8项优 先行动 。 30 1、创新驱动 创新是制造业发展的引擎，是结构调整优化和 转变经济发展方式的不竭动力，必须摆在制造业发 展全局的核心位置。 实施以下三项战略对策： （1） 推行智能制造数字化智能化制造 （2）提高创新设计能力 （3）完善制造业技术创新体系 31 2、质量为先 质量是制造业核心竞争力的体现 ，是支 撑经济转型升级的基石，是国家强盛的关键内 核。 实施以下两项战略对策： （4） 强化制造基础 强化“四基”：基础材料、基础零部件、基 础制造工艺、技术标准体系基础。 （5）提升产品质量 32 3、绿色发展 绿色发展是实现制造业可持续发展的必 由之路，要实施以下战略对策： （6） 推行绿色制造 33 4、结构优化 质量结构优化是制造业科学发展的主题 ，是提升国民经济整体素质、打造中国经济升 级版的主要途径。 要实施以下两项战略对策： 34 （7） 培养具有全球竞争力的优势产业和企业群体 大力发展战略性新兴产业和先进制造业，加 快传统产业转型升级，提高高端制造业比重。 一方面，优先发展对国民经济、国防建设和 人民生活休戚相关5大战略必争产业： u 集成电路及其专用生产装 备 u数控机床与基础制造装备 u航空工程装备 u海洋工程装备 u汽车 35 另一方面，选择与国际先进水平已较为接 近的8大战略必争产业： u 航天装备 u通信装备 u发电与输变电装备 u工程机械 u 轨道交通装备 u钢铁 u石油化工 u家用电器 36 （8） 发展现代制造服务业 发展现代制造服务业，促进制造业的由 大规模流水线生产方式，转向定制化的规模 生产，实现产业形态从生产型制造业向全生 命周期的服务型制造业的转变。 37 “中国制造2025”的目标： u打造中国制造升级版 u进入制造强国行列 u实现工业化 38 “中国制造2025”体现为四大转变和一条主线 。四大转变分别对应四个指导方针： 转变一： 由要素驱 动向创新 驱动转变 创新驱动 质量为先 绿色发展 结构优化 转变二： 由低成本 竞争优势 向质量效 益竞争优 势转变 转变三： 由资源消耗 大、污染物 排放多的粗 放制造向绿 色制造转变 转变四： 由生产型 制造向服 务型制造 转变 主线：以体现信息技术与制造技术深度融合的 数字化智能化制造为主线。 39 提纲 一、”中国制造2025“ 二、制造业数字化智能化是新工业革 命的核心技术 三、实施创新驱动发展战略，推行 智能制造工程 40 二、“制造业数字化智能化”是新工业 革命的核心技术 制造创新的内涵包括三个层次，在这三个层 次上，制造业数字化智能化都是制造业创新 的重要途径 （1）产品创新产品的数字化智能化 （2）制造技术创新制造过程的数字化智 能化 （3）产业模式创新基于数字化智能化的 新型产业模式 41 2.1 产品创新产品的数字化智能化 2.1.1 数控化和智能化技术是机械产品创 新的共性使能技术 2.1.2“数控一代”机械产品创新工程和 “智能一代”机械产品创新工程 42 应用数控化和智能化技术进行机械产品创新 其核心技术路线是： 一方面,用伺服驱动系统取代传统机械中的动力装置 与传动装置： 另一方面，也是更为重要的，采用计算机控制系统 对机械运动与工作过程进行控制，即增加一个“大脑 ”，并在此基础上进一步应用 智能化技术对产品功能 与性能进行优化，使产品的智能化程度不断提高。 43 一说起数控，人们就想起了数控机床 ，这是对的，但很不全面： 一方面，数控机床是应用 数控技术创 新机械产品的最初的推动力和最成功的典 范。 44 X52K普通立式铣床XK714数控 铣床