2018-中国制造2025与智能制造

1、2018年5月,国家制造强国建设战略咨询委员会委员 李新亚,中国制造2025与智能制造发展战略,前言,中共十九大报告：建设现代化经济体系，必须把发展经济的着力点放在实体经济上，。加快建设制造强国，加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、等领域培育新增长点、形成新动能。促进我国产业迈向全球价值链中高端，培育若干世界级先进制造业集群。,中国制造2025背景 中国制造2025及特点分析 中国智能制造发展战略研究,目 录 CONTENTS,01,02,03,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造20

2、25背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,制造业是实体经济的主体，是富国之基、强国之本，是国家安全和人民幸福安康的物质基础，是我国经济“创新驱动，转型升级”的主战场，是实现“中国梦”的坚实基础。 18世纪中叶开启工业文明以来，世界大国的兴衰史、中华民族屈辱史和奋斗史都一再证明，没有强大的制造业，就不可能成为世界强国。坚持打造强大自主的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。,一、中国制造2025背景,据世界银行的数据：2012年我国 制造业工业增

3、加值达到2.08万亿 美元（现价），美国为1.91万亿 美元（现价），成为全球制造业 大国。,规模：世界第一制造大国。,（一）我国制造业发展的成就,一、中国制造2025背景,2010中国制造业产值占全球比例（数据来源：IHS环球通视）,2013年，中国制成品出口额20771.504 亿美元，占世界制成品出口额的17.53%，居世界第一，是排名第二的德国的1.68倍。,1980年，中国制成品出口额居世界第21位，占世界制成品出口额的0.80%，相当于排名第一的德国的5.38%。,出口：世界第一制成品出口大国。,（一）我国制造业发展的成就,一、中国制造2025背景,创新：创新能力持续增强。,（一）

4、我国制造业发展的成就,一、中国制造2025背景,（二）我国制造业存在的问题及差距,一、中国制造2025背景,（二）我国制造业存在的问题及差距,一、中国制造2025背景,（二）我国制造业存在的问题及差距,一、中国制造2025背景,一、中国制造2025背景,（二）我国制造业存在的问题及差距,一、中国制造2025背景,（二）我国制造业存在的问题及差距,我国已是制造大国，但还不是制造强国。 目前我国制造业的总体规模巨大，部分产业产能过剩和重复建设问题突出，资源、能源、环境和市场的约束成为我国制造业发展的主要制约因素。中国制造业已跨入了由制造大国向制造强国迈进的新的历史发展阶段。,（二）我国制造业存在的

5、问题及差距,一、中国制造2025背景,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，这是极大的挑战。 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。,（三）制造业面临极大挑战和机遇,一、中国制造2025背景,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。 紧紧抓住这一难得的机遇，将大大加快我国工业化和建设制造强国的进程。,（三）制造业面临极大挑战和机遇,一、中国制造2025背景,战略命题:,制造大国,制造强国,一、中国制造2025背景,二、中国制造2025及特点分析,中国制造2025及特点分

6、析,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,中国制造2025指导思想。 坚持走中国特色新型工业化道路，以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。,二、中国制造2025及特点分析,五条方针； 五大工程； 九大任务； 十个领域。,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,五条方针： 创新

7、驱动； 质量为先； 绿色发展； 结构优化； 人才为本。,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,（三）总体框架-九大任务,二、中国制造2025及特点分析,（三）总体框架-九大任务,二、中国制造2025及特点分析,（三）总体框架-九大任务,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,中国制造2025特点分析,二、中国制造2025及特点分析,美国： -先进制造业国家战略计划（2012、2） -旨在推动美国先进制造业的技术创新，加速美国先进制造业的发展，确保美国先进制造业的未来竞争力。 美国制造业的主要优势是建立在持续创新能力基础上的技术优势和处于价值链高

8、端的国际分工优势。,二、中国制造2025及特点分析,德国 -工业4.0 -旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统（Cyber-physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。 德国在拥有强大的机械和装备制造业，占据着全球信息技术能力的显著地位，在借嵌入式系统和自动化工程方面也具有很高的技术水平，为德国奠定了全球领军地位。,二、中国制造2025及特点分析,日本： -日本机器人新战略（2015年） -将机器人与IT技术、大数据、网络、人工智能等深度融合，在日本积极建立世界机器人技术创新高地，营造世界一流的机器人应用社会，继续引领物联网时代机器人的发展。 日本是机器人强国

9、，目前，仍保持工业机器人 产量、安装数量世界第一的地位。,二、中国制造2025及特点分析,韩国： -制造业创新3.0战略 -以智能制造和培育融合型新产业为主，实现全球新一轮工业革命的“领跑”战略。 韩国集成电路行业相对先进，传统制造业有较好基础。2010年以来，制造业开始呈停滞状态，多个领域受到来自新兴国家的挑战。,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,二、中国制造2025及特点分析,。,三、中国制造2025在行动,二、中国制造2025及特点

10、分析,三、机械工业技术创新思考新思考,三、智能制造发展战略研究,（一）智能制造基本概念、范式及框架,三、智能制造发展战略研究,中国制造2025从国家层面确定了我国建设制造强国的总战略，明确提出，要以新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，实现制造业有大变强的历史跨越！,三、智能制造发展战略研究,智能制造基本概念 智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。 推动智能制造，能够有效缩短产品研制周期、提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗

11、，并促进基于互联网的众创、众包、众筹等新业态、新模式的孕育发展。,三、智能制造发展战略研究,智能制造的三种基本范式： 数字化制造 数字化网络化制造 数字化网络化智能化制造,三、智能制造发展战略研究,传统制造系统的技术原理,三、智能制造发展战略研究,第一代和第二代智能制造系统的技术原理,三、智能制造发展战略研究,新一代智能制造系统的技术原理,三、智能制造发展战略研究,智能制造的总体框架： 智能制造涵盖了产品、制造、服务全生命周期中的理论、方法、技术和应用，其总体框架可以从价值、技术和组织三个维度描述：,三、智能制造发展战略研究,智能制造技术创新的内涵： 产品智能化-指将数字化网络化智能化技术有效

12、融合进机械产品，从而使产品功能极大丰富，性能发生质的变化，从根本上提高产品的水平和市场竞争力，并使机械产品向智能化方向发展。 制造技术智能化-将数字化网络化智能化技术有效融合进制造技术，以全面提升产品设计、加工和管理水平。 产业模式智能化-以数字化技术为基础，在互联网、物联网、云计算、大数据等技术的强力支持下，推进产型服务业全面而快速发展，推进企业走向“产品+服务”的模式，从产品制造商向系统集成和服务商转变。,三、智能制造发展战略研究,产品智能化： 数码相机：采用光电转换器取代传统胶片将光信息转换成电信息，再进行数字化处理与存储，是应用数字化技术对传统产品进行创新的一个典范。,三、智能制造发展

13、战略,XK714数控立式铣床,XHK714/3-5五坐标加工中心,三、智能制造发展战略研究,编织机的创新升级： 国内毛衣生产主要依靠手动编织机完成，其效率低下，操作工人的劳动强度很大，大朗镇曾经有多达50万农民工从事编织工作。,三、智能制造发展战略研究,编织速度比手动编织机提高5-8倍; 每个工人可同时操作5台设备，大大提高生产效率； 与毛衣设计CAD/CAM系统集成,有效提高毛衣花色品种、质量与市场竞争力。,三、智能制造发展战略研究,注塑机的数控化和智能化 注塑机要完成模具开合、注射、塑化、脱模、调模、注射台移动等6个动作，分别由6个执行机构来实现。,三、智能制造发展战略研究,智能型数控注塑

14、机,故障自动诊断,过程自动监控,参数自动补偿,工艺自动优化,能量按需供给,自动化程度高,高效,抗干扰能力强,高精,能量利用率高,节能,三、智能制造发展战略研究,动力机车的数控化与智能化,内燃机车,蒸汽机车,电力机车,电动车组,三、智能制造发展战略研究,“海洋石油981”平台 它利用柴油机集中发电，然后对整个平台进行电力驱动和数字化控制。 这么一个庞然大物,在3000米深海钻井，能在大风大浪中巍然不动,靠的是平台底部的8个电推进器。在计算机系统控制下，这8个推进器可以在各个方向上进行角度和推力调整，保证平台的稳定和顺利作业。,。,三、智能制造发展战略研究,三、智能制造发展战略研究,三、智能制造发

15、展战略研究,制造技术智能化： 波音777、787采用了全数字化设计、测试和 装配；并行工程方法协同工作；虚拟现实技术 进行模拟试飞。实现了机身和机翼一次对接成 功和飞机上天一次成功，缩短研发周期40%、 减少返工量50%。 我国的ARJ21飞机研制也同样全面采用了三 维数字化设计技术和并行工程方法，最终实 现了大部段对接一次成功,飞机上天一次成功。,。,三、智能制造发展战略研究,三、智能制造发展战略研究,在虚拟现实、计算机网络、数据库等技术支持下，在虚拟的数字环境里并行地、协同地实现产品的全数字化设计，结构、性能、功能的模拟与仿真优化，极大提高产品设计质量和一次研发成功率。,三、智能制造发展战

16、略研究,加工技术智能化： 航空发动机单晶叶片定向凝固铸造：,三、智能制造发展战略研究,在对单晶叶片定向凝固过程微观组织进行建模仿真优化的基础上，采用数控技术对凝固过程进行精确控制，可大大提高单晶叶片的质量和成品率。（数字化建模与仿真技术）,杂晶 缺陷,原工艺,新工艺,三、智能制造发展战略研究,真空熔炼、 真空浇铸、 定向凝固 设备,三、智能制造发展战略研究,增材制造装备,3D（三维）打印机： 2011年中国十大科技进展之一是研制成功世界上最大的3D打印机。3D打印采用分层打印、叠加成形的方式逐层增加材料来生成三维实体。,。,三、智能制造发展战略研究,三、智能制造发展战略研究,管理-制造装备的数

17、控化智能化、生产过程的计算机辅助规划与优化，可大幅度提升生产系统的功能、性能与自动化程度；并进一步向数字化车间、柔性制造系统、智能制造系统方向发展，使生产系统的柔性自动化与智能化程度不断提高。,一、中国制造2025背景,三、智能制造发展战略研究,三、智能制造发展战略研究,数字化智能化技术的应用，使企业可对产品整个生命周期内的全部数据和企业的所有资源进行统一管理与整合分析决策，使得企业可以在快速优质地制造产品以动态响应市场需求的同时，实现成本、能源及其它资源使用的最小化，环境持续性、健康性与安全性的最大化，服务质量的最优化，从而使企业获得最强的竞争力。,三、智能制造发展战略研究,基于智能化的新产

18、业模式 以数字化技术为基础，在互联网、物联网、云计算、大数据等技术的强力支持下，制造业的产业模式将发生巨大变化。 生产型服务业将得到全面而快速发展，大中型企业正在走向“产品+服务”的模式，正在从产品制造商向系统集成和服务商转变。,（二）中国智能制造的发展战略,三、智能制造发展战略研究,中国智能制造的总体发展思路： 未来20年，是中国制造业实现由大到强的关键时期，也是制造业发展质量变革、效率变革、动力变革的关键时期。我们必须紧紧抓住新一轮科技革命与产业变革带来的千载难逢的战略机遇，以深化供给侧结构性改革为主线，以智能制造为主攻方向，科学研究制定中国智能制造发展战略和技术路线，大力推动新一代人工智

19、能技术与制造技术的深度融合发展，实现中国制造业转型升级、跨越发展。,三、智能制造发展战略研究,战略目标 1、2025年目标（2025年前，实施“两步走”战略）： 第一步，到2020年，智能制造发展基础和支撑能力明显增强，传统制造业重点领域基本实现数字化制造，有条件、有基础的重点产业智能转型取得明显进展； 第二步，到2025年，智能制造支撑体系基本建立，重点产业初步实现智能转型。,三、智能制造发展战略研究,2、2035年目标： 到2035年，新一代智能制造在制造业实现大规模推广、应用，实现中国制造业的转型升级；制造业总体水平达到世界先进水平，部分领域处于世界领先水平，并为2050年我国建成世界一

20、流制造强国大学坚实基础。,三、智能制造发展战略研究,战略方针： 未来20年，我国智能制造发展必须要坚持“创新引领、融合发展、因企制宜、产业升级”，持续有力地推动我国智能制造业实现智能转型，并为我国跨入世界制造强国奠定更加有力的基础。,三、智能制造发展战略研究,创新引领：中国制造业要实现智能转型，必须抓住新一代人工智能技术与制造业融合发展带来的机遇，把发展智能制造作为中国制造业转型升级的主要路径，用创新不断实现新的超越； 融合发展：中国制造业要实现智能转型，必须发挥后发优势，同步推进数字化制造、数字化网络化制造、新一代智能制造，积极采用“以高打低、融合发展”的技术战略，持续推进工业化与信息化、制

21、造技术创新与服务模式创新的深度融合发展。,三、智能制造发展战略研究,因企制宜：中国制造业要实现智能转型，不能搞“一刀切”，不能“贪大求洋”，要结合企业发展实情，探索适合自己转型升级的技术路径。 产业升级：中国制造业要实现智能转型，要着眼于广大企业、各个行业和整个制造业，推动制造业整体发展质量变革、效率变革、动力变革，实现中国制造全方位的现代化转型升级。,三、智能制造发展战略研究,发展路径： 战略层面：总体规划-重点突破-分布实施-全面推进 战术层面：探索-试点-推广-普及 组织层面：营造“用产学研金政一体化”协同长兴的生态系统,96,1、国家制造业创新中心建设工程 2、智能制造工程 3、工业强

22、基工程 4、绿色制造工程 5、高端装备创新工程,中国制造2025五大工程：,96,三、智能制造发展战略研究,97,97,“1”是指中国制造2025，“X”是指11个配套文件：,中国制造2025顶层设计(“1+X ”规划):,1、国家制造业创新中心建设工程实施指南 2、工业强基工程实施指南 3、智能制造工程实施指南 4、绿色制造工程实施指南 5、高端装备创新工程实施指南,三、智能制造发展战略研究,98,（二）、智能制造工程,主攻方向,三、智能制造发展战略研究,99,（二）、智能制造工程,智能制造工程实施方案（2016-2020）,“十三五”期间同步实施数字化制造普及、智能化制造示范，重点聚焦“五三五十”重点任务，即：攻克五类关键技术装备，夯实智能制造三大基础，培育推广五种智能制造新模式，推进十大重点领域智能制造成套装备集成应用，持续推动传统制造业智能转型，为构建我国制造业竞争新优势、建设制造强国奠定扎实的基础。,三、智能制造发展战略研究,100,（二）、智能制造工程,攻克五大核心技术装备,高档数控机床与工业机器人