全球主要国家的制造业智能化进程分析
作者:编辑部
2020-07-12
摘要:近年来,由人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等相结合的智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节,正催生智能制造业,引领新一···

近年来,由人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等相结合的智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节,正催生智能制造业,引领新一轮制造业变革。

智能化工业装备已经成为全球制造业升级转型的基础,发达国家不一而同地将制造业升级作为第三次工业革命的首要任务,智能制造产业已经成为国际竞争的新一轮焦点。美国的再工业化风潮、德国的工业4.0”战略以及日韩等国制造业转型都不是简单的传统制造业回归,而是伴随着生产效率的提升、生产模式的创新以及新兴产业的发展。

 

美国—— “制造业回归”

近年来为提振经济、增加就业,美国政府开始强力推动“制造业回归”。从2009年到2013年,奥巴马政府先后推出了购买美国货五年出口倍增计划内保就业促进等倡议活动同时在宏观层面制定了多项法案、规划,为美国制造业智能化升级提供助力。

美国制造业重振计划,是基于制造技术创新对传统制造的变革,高端制造是其战略核心。美国劳动生产率水平较高,相当于中国的5倍,德国、日本的 1.6 倍。根据美国智库威尔逊中心(Woodrow Wilson International Center for Scholars20123月发布的《全球先进制造业趋势报告》,美国研发投资量仍居世界第一,其中3/4投向制造业,在航天、医药、军工等领域竞争优势突出,在合成生物、先进材料和快速成型制造等高端制造业领域优势明显。

20116月,奥巴马宣布启动《先进制造伙伴计划》,明确提出通过发展工业机器人提振美国制造业。根据该计划,美国将投资28亿美元,重点开发基于移动互联技术的第三代智能机器人。世界技术评估中心的数据显示,目前美国在工业机器人体系结构方面处于全球领先地位;其技术的全面性、精确性、适应性均超过他国,机器人语言研究水平更高居世界之首。这些技术与其固有的信息网络技术优势融合,为机器人智能化奠定了先进、可靠的基础。

 

日本——“人工智能”

作为全球最早进入老龄化的国家,日本潜心研究的科技正是人工智能产业,首先应用的领域就是工业化生产线。日本希望借助在该产业的高投入以解决劳动力断层问题,降低高昂的劳动成本并支持未来的工业智能化。

日本工业机器人产业早从20世纪60年代就开始发展,当时战后日本经济进入高速增长期,劳动力供应不足和以汽车为代表的技术密集型产业的发展刺激了工业机器人需求快速增长,日本从美国引进工业机器人技术后,通过引进、消化、吸收、再创新,于1980年率先实现了机器人的商业化应用,并将产业技术和市场竞争优势维持至今,以发那科、安川为代表的日系工业机器人与欧美系工业机器人分庭抗礼。2012年,受益于下游汽车产业对工业机器人的需求大幅增长,日本再次成为全球最大的工业机器人市场,工业机器人密度高达332/万人,为全球最高。在日本工业机器人工业发展的过程中,政府连续从市场培育、融资环境、技术研发不同方向制定相关支持政策,对行业发展起到巨大的推动作用。

日本工业机器人的产业竞争优势在于完备的配套产业体系,在控制器、传感器、减速机、伺服电机、数控系统等关键零部件方面,均具备较强的技术优势,有力推动工业机器人朝着微型化、轻量化、网络化、仿人化和廉价化的方向发展。近年来,还呈现出以工业机器人产业优势带动服务机器人产业发展的趋势,并重点发展医疗/护理机器人和救灾机器人来应对人口老龄化和自然灾害等问题。

 

德国——“工业4.0

20092012年欧洲深陷债务危机,德国经济却一枝独秀,依然坚挺。德国经济增长的动力来自其基础产业——制造业德国制造业是世界上最具竞争力的制造业之一,在全球制造装备领域拥有领头羊的地位。这在很大程度上源于德国专注于创新工业科技产品的科研和开发,以及对复杂工业过程的管理。德国拥有强大的设备和车间制造工业,在世界信息技术领域拥有很高的能力水平,在嵌入式系统和自动化工程方面也有很专业的技术,这些因素共同奠定了德国在制造工程工业上的领军地位。在这个基础上,2012年德国又提出了“工业4.0” 战略,希望借此加强德国在关键技术方面的全球竞争力。

该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。“工业4.0”项目主要分为两大主题,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。德国制造业中的所有行业正在实施该项目有关的研究,并计划为此投入2 亿欧元。

根据德国“工业4.0”标准化路线图,可将“工业4.0”的参与者分为三类:技术供应方、基础设施供应方和工业用户。技术供应方代表有西门子以及库卡(Kuka),他们提供关键的产品技术,如协作机器人或者远程维护系统;基础设施供应方代表有德国电信(Deutsche Telekom),博世(Bosch) 以及萨普(SAP),它们提供软件支持结构或服务,比如云计算、大数据存储和处理等;工业用户代表有传统的全球制造企业,如大众(VW)和巴斯夫(BASF),他们使用快速成型或者能源智能建筑技术优化生产过程。不仅有传统的大公司积极参与,该计划也特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。

 


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