近年,“智慧工廠”悄然興起。為適應市場的發展,提高企業管理效率和水平,許多傳統工廠也紛紛走上數字化轉型之路。利用
機器視覺和視頻物聯等技術,通過工業機器人和各類
傳感器的融合應用,為工廠生產和管理帶來全新的變革,從而提高工廠管理效率,實現企業效益優勢化,已經成為現代工廠的發展趨勢。
何謂智慧工廠?
智慧工廠是現代工廠信息化發展的必然階段。智慧工廠是利用機器視覺、視頻物聯等技術,實現工廠辦公、管理自動化,對整個生產過程進行仿真、評估和優化,實現工廠作業規范化、智能化、自動化,提高產品的可靠性,降低不良率,從而達到加強及規范企業管理、減少工作失誤、堵塞各種漏洞、提高工作效率、保障安全生產的目的。
智慧工廠旨在構建一個高效節能、綠色環保、環境舒適的人性化工廠。其應用場景包括智能倉儲、智能車間、追溯管理等。智慧工廠體現在制造生產上,具有如下主要特征:系統具有自主、自控能力;生產過程可視化、智能化;自我學習及維護能力;人機共存的作業系統等。
基于AI和物聯網的智慧工廠,為工廠管理和生產帶來了全新的變革,提高了產品質量,也提高了生產效率和企業的市場競爭力,因此受到許多企業的青睞。
打造智慧工廠,提升制造業水平
2021年4月14日,工信部發布了《“十四五”智能制造發展規劃(征求意見稿)》,提出到2025年,建設2000個以上新技術應用智能場景、1000個以上智能車間、100個以上帶動行業發展的智能工廠,重點行業骨干企業初步實現智能轉型;到2035年,規模以上制造業企業全面普及數字化。
近年,各地政府對加快產業升級也十分重視,工廠數字化轉型正在成為行業發展趨勢。
2020年9月,上海市發布《上海市建設100+智能工廠專項行動方案(2020-2022年)》,要求上海三年內完成100家智能工廠建設,其中汽車行業20家,電子信息行業20家,裝備行業20家,生物醫藥行業10家,航空航天行業10家,綠色化工及新材料行業10家,快銷品、節能環保等行業10家。
2020年12月22日,上海市召開智能制造推進工作大會。會上舉行了授牌儀式,為首批上海市20家智能工廠授牌。20家智能工廠中包括上汽大眾汽車有限公司(MEB智能工廠)、上汽通用汽車有限公司(凱迪拉克數字化工廠)、上海汽車集團股份有限公司乘用車公司(臨港基地數字化工廠)、光明乳業股份有限公司(乳制品全產業鏈智能工廠)等。
為促進工業互聯網發展,深圳市專門出臺了《深圳市關于加快工業互聯網發展的若干措施》和《深圳市工業互聯網發展行動計劃(2018-2020年)》,每年財政拿出1.5億元左右的資金,扶持工業互聯網發展。
根據相關規劃,深圳將大力發展工業互聯網,支持企業搭建工業互聯網平臺,鼓勵中小企業上云上平臺,提升智能制造水平。加快新產品、新技術推廣應用。
近年,安徽省制造業數字化不斷加快。“十三五”期間,全省共建成工業互聯網示范平臺20個、省級制造業與互聯網融合發展試點企業305個,認定了98個省級智能工廠、472個數字化車間,推廣應用工業機器人超過3萬臺。“十四五”期間,安徽省計劃培育數字化車間、智能工廠1000家。
2020年12月23日,浙江省經信廳、杭州市余杭區政府舉行了首屆“未來工廠”發布會,會上發布了首批“未來工廠”名單,海康威視、大華股份等12家企業入選。
首批認定的12家“未來工廠”在創新應用數字孿生、人工智能、大數據等新一代信息技術,積極探索協同制造、共享制造、個性化定制、“產品+服務”等智能制造新模式、新業態方面,均有各自優勢和特點。
2021年4月28日,杭州召開全市制造業高質量發展大會暨“未來工廠”建設推進會,為杭州市部分優秀企業授牌,并發布“未來工廠”政策。海康威視、阿里巴巴、大華、新華三、麥樂克等140家企業分別入選杭州市首批“聚能工廠”、“鏈主工廠”、“智能工廠”和“數字化車間”培育企業名單。
2021年5月25日,杭州市委、杭州市人民政府發布《關于加快建設“未來工廠”的若干意見》,提出到2025年,全市制造業發展質效達到國內先進水平。
到2025年,力爭培育“聚能工廠”“鏈主工廠”和“智能工廠”150家以上,培育“數字化車間”1000個以上。
《意見》還提出,積極推廣“產業大腦”六大“新場景”,“產業大腦”聚焦數字產業化和產業數字化,重點圍繞“互聯網+”“大數據+”“人工智能+”,持續深化制造業全產業鏈供應鏈體系的數字化場景創新和應用推廣,全面提升數字化發展水平;打造示范型“智能工廠”,以打造智能化為目標,圍繞六大“新場景”,深化應用5G、人工智能、大數據等先進適用技術,培育一批技術水平高、應用效果好的“智能工廠”。
到2025年,力爭全市培育示范型“智能工廠”120家以上,其中認定80家左右。同時,力爭全市培育效率型“數字化車間”1000個以上,其中認定200個左右。
為加快推進產業轉型升級,浙江提出全面推進“機器換人”計劃。2013年至2017年,實施“機器換人”的五年間,浙江規模以上工業人均勞動生產率累計提高51.2%。
根據杭州市經信局數據,截至目前杭州市累計實施機器換人項目4084項、工廠物聯網項目1167項,實施智能制造試點示范項目114項,推廣工業機器人6648臺,上云企業超過8.9萬家。這一切,為浙江制造從自動化走向智能化打下了堅實基礎。可以預見,未來將會有越來越多的“智慧工廠”誕生。
AI和視頻物聯,助力工廠提質增效
近年,騰訊、阿里等互聯網巨頭以及海康威視、大華股份等安防巨頭,都在積極布局工業互聯網。AI技術不但能“上天”,還能“進廠”。目前騰訊的AI技術已經成功應用于上海富馳高科技股份有限公司的質檢環節,幫助企業實現降本增效。
富馳高科是一家金屬粉末注射成型(MIM)產品專業制造商。此前,富馳高科的工廠在前端工序的自動化程度已經很高,可達到90%以上,在質檢環節,因為MIM產品形狀結構復雜,有很多異形,導致一般的檢測設備和檢測方法都難以滿足要求。
所以一直以來,富馳高科都依賴于人工質檢。可是,隨著整個行業的發展,人工質檢的局限性也越發凸顯。后來,富馳高科與騰訊云合作。騰訊云針對富馳高科的應用需求推出定制化方案,解決了困擾富馳高科的質檢自動化難題。
現在,一臺AI質檢儀的工作效率是原來人工檢測的20倍。富馳高科已經上線10多臺設備,在機器持續滿載生產的情況下,一年可節省人力成本數千萬元。
海康威視、大華股份都是我們熟悉的安防企業,他們既是智慧工廠的踐行者,也是工廠數字化轉型的推動者。他們在自身率先完成企業數字化改造的同時,利用自己的技術,助力企業數字化轉型,成為許多企業數字化轉型的重要合作伙伴。海康威視融合智能物聯、人工智能和工業物聯網等技術,構建了自己的智能化生產園區,打造了數字產業化智能工廠的樣本。
智慧工廠催生萬億級工業物聯市場
人工智能、5G、機器視覺、大數據、云計算等技術的融合應用,為智慧工廠帶來豐富的場景體驗。尤其是人工智能技術,在智慧工廠建設中起到了至為關鍵的作用,由于AI的加持,極大地豐富了智慧工廠的內涵。
智慧工廠是一個不被人關注的市場,因而也是一個被長期忽略的市場。制造業是中國實體經濟的根基,目前全國共有327萬家制造企業,吸納了1.05億人就業,占總就業人口的27.3%。中國是著名的“世界工廠”,連續十一年名列第一制造業大國。但中國制造業勞動生產率仍然十分低下,僅為美國的19.3%、日本的30.2%和德國的27.8%。在全球制造業四級梯隊格局中處于第三梯隊,距離“制造強國”目標至少還需30年。也就是說,我們的制造業水平迫切需要提升。
構建機器學習所需的工業大數據庫基礎,加快促進人工智能與制造業的深度融合,是提升制造業水平的關鍵。智慧工廠,前景廣闊。未來,中國工廠的實力將不僅體現在產能上,還將體現在智能上。目前,支撐人工智能與制造業深度融合發展的核心技術和關鍵器件、設備仍然被發達國家掌握和控制,國產化迫在眉睫。
國產化不僅可以降成本,也有利于促進國內制造企業與設備廠商的設備上網與數據聯動,通過工業互聯網打通制造產業鏈上下游的聯合創新。因此,無論是AI企業還是視頻物聯企業,都將大有可為。
資料來源:CPS中安網、百科
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