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AI智慧工厂,催生16万亿大市场

发布日期:2021-10-12 09:16:55 浏览:

近年,“智慧工厂”悄然兴起。为适应市场的发展,提高企业管理效率和水平,许多传统工厂也纷纷走上数字化转型之路。

利用机器视觉和视频物联等技术,通过工业机器人和各类传感器的融合应用,为工厂生产和管理带来全新的变革,从而提高工厂管理效率,实现企业效益最大化,已经成为现代工厂的发展趋势。

智慧工厂有哪些优势和魅力

何谓智慧工厂?智慧工厂是现代工厂信息化发展的必然阶段。智慧工厂是利用机器视觉、视频物联等技术,实现工厂办公、管理自动化,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,实现工厂作业规范化、智能化、自动化,提高产品的可靠性,降低不良率,从而达到加强及规范企业管理、减少工作失误、堵塞各种漏洞、提高工作效率、保障安全生产的目的。

智慧工厂旨在构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。其应用场景包括智能仓储、智能车间、追溯管理等。

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“智慧工厂”叫法不一,有些叫“智慧工厂”,有些叫“智能工厂”,也有些叫“数字化工厂”。

智慧工厂体现在制造生产上,具有如下主要特征:系统具有自主、自控能力;生产过程可视化、智能化;自我学习及维护能力;人机共存的作业系统等。

基于AI和物联网的智慧工厂,为工厂管理和生产带来了全新的变革,提高了产品质量,也提高了生产效率和企业的市场竞争力,因此受到许多企业的青睐。

打造智慧工厂,提升制造业水平

2021年4月14日,工信部发布了《“十四五”智能制造发展规划(征求意见稿)》,提出到2025年,建设2000个以上新技术应用智能场景、1000个以上智能车间、100个以上引领行业发展的标杆智能工厂,重点行业骨干企业初步实现智能转型;到2035年,规模以上制造业企业全面普及数字化。

近年,各地政府对加快产业升级也十分重视,工厂数字化转型正在成为行业发展趋势。

2020年9月,上海市发布《上海市建设100+智能工厂专项行动方案(2020-2022年)》,要求上海三年内完成100家智能工厂建设,其中汽车行业20家,电子信息行业20家,高端装备行业20家,生物医药行业10家,航空航天行业10家,绿色化工及新材料行业10家,快销品、节能环保等行业10家。

2020年12月22日,上海市召开智能制造推进工作大会。会上举行了授牌仪式,为首批上海市20家智能工厂授牌。20家智能工厂中包括上汽大众汽车有限公司(MEB智能工厂)、上汽通用汽车有限公司(凯迪拉克数字化工厂)、上海汽车集团股份有限公司乘用车公司(临港基地数字化工厂)、光明乳业股份有限公司(乳制品全产业链智能工厂)等。

为促进工业互联网发展,深圳市专门出台了《深圳市关于加快工业互联网发展的若干措施》和《深圳市工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》,每年财政拿出1.5亿元左右的资金,扶持工业互联网发展。

根据相关规划,深圳将大力发展工业互联网,支持龙头企业搭建工业互联网平台,鼓励中小企业上云上平台,提升智能制造水平。加快新产品、新技术推广应用。

近年,安徽省制造业数字化不断加快。“十三五”期间,全省共建成国家级工业互联网示范平台20个、省级制造业与互联网融合发展试点企业305个,认定了98个省级智能工厂、472个数字化车间,推广应用工业机器人超过3万台。“十四五”期间,安徽省计划培育数字化车间、智能工厂1000家。

2020年12月23日,浙江省经信厅、杭州市余杭区政府举行了首届“未来工厂”发布会,会上发布了首批“未来工厂”名单,海康威视、大华股份等12家企业入选。

首批认定的12家“未来工厂”在创新应用数字孪生、人工智能、大数据等新一代信息技术,积极探索协同制造、共享制造、个性化定制、“产品+服务”等智能制造新模式、新业态方面,均有各自优势和特点。

2021年4月28日,杭州召开全市制造业高质量发展大会暨“未来工厂”建设推进会,为杭州市部分优秀企业授牌,并发布“未来工厂”政策。海康威视、阿里巴巴、大华、新华三、麦乐克等140家企业分别入选杭州市首批“聚能工厂”、“链主工厂”、“智能工厂”和“数字化车间”培育企业名单。

2021年5月25日,杭州市委、杭州市人民政府发布《关于加快建设“未来工厂”的若干意见》,提出到2025年,全市制造业发展质效达到国内先进水平。

到2025年,力争培育“聚能工厂”“链主工厂”和“智能工厂”150家以上,培育“数字化车间”1000个以上。

《意见》还提出,积极推广“产业大脑”六大“新场景”,“产业大脑”聚焦数字产业化和产业数字化,重点围绕“互联网+”“大数据+”“人工智能+”,持续深化制造业全产业链供应链体系的数字化场景创新和应用推广,全面提升数字化发展水平;打造示范型“智能工厂”,以打造智能化标杆为目标,围绕六大“新场景”,深化应用5G、人工智能、大数据等先进适用技术,培育一批技术水平领先、应用效果显著的“智能工厂”。

到2025年,力争全市培育示范型“智能工厂”120家以上,其中认定80家左右。同时,力争全市培育效率型“数字化车间”1000个以上,其中认定200个左右。

为加快推进产业转型升级,浙江提出全面推进“机器换人”计划。2013年至2017年,实施“机器换人”的五年间,浙江规模以上工业人均劳动生产率累计提高51.2%,浙江在役机器人数量遥遥领先。

根据杭州市经信局数据,截至目前杭州市累计实施机器换人项目4084项、工厂物联网项目1167项,实施智能制造试点示范项目114项,推广工业机器人6648台,上云企业超过8.9万家。这一切,为浙江制造从自动化走向智能化打下了坚实基础。

众泰控股集团就是“机器换人”的受益企业。众泰通过引进12台全自动智能焊接机器人,生产线员工从120人减至30人,产品一次性合格率提高至99%。

从中可以看出,智慧工厂的优势和价值。可以预见,未来将会有越来越多的“智慧工厂”诞生。

富士康转型,从代工车间到智慧工厂

富士康是全球著名的“代工大王”。在3C时代,富士康带动了中国制造产业链的发展,解决了中国数万劳动力就业问题。但随着市场的发展,代工业务利润空间越来越小。

随着经济水平的提升和人工成本的不断攀升,劳动密集型企业面临巨大的降本增效压力。为改善生产环境,提高生产效率,富士康开始转型,并走上以互联网、大数据、人工智能为核心的数字化转型之路。

依托工业互联网,由低附加值代工厂转型为科技驱动的生产型服务企业,成为富士康新时期的重要发展战略。

2013年,富士康初步形成工业互联网构想。此后便在这一领域探索和实践。

2015年,富士康将物联网、机器人、人工智能相关业务单独拆分,组成工业互联网业务公司——富士康工业互联网股份有限公司,简称工业富联。

在智能化生产领域,依托于富士康工业云平台,基于机器人+传感器的生产模式,开发出机器人AI的自感知、自诊断、自修复、自优化、自适应功能,实现了提质、降耗、增效的阶段目标。

2019年1月,工业富联“柔性装配作业智能工厂”成功入选达沃斯世界经济论坛“制造业灯塔工厂”,成为全球16家工业4.0未来智慧工厂的一员,是唯一当选的中国本土企业。

名企是如何打造智慧工厂的

除了富士康,国内许多知名企业,也都在积极打造自己的智慧工厂,如海信、海尔、美的、长虹等。

四川绵阳长虹智能制造产业园是“中国智能制造”首批试点示范项目,总投资逾50亿元,涵盖智慧显示终端、智慧能源及相关配套产业,将工业机器人、机器视觉、边缘计算等技术引入到生产流程中。目前,长虹智能生产线能减少70%的人力、人均产出效率提升65%、物流自动化率达到95%。

美的集团在广州南沙打造了生产空调的智慧工厂,首个引入美的工业互联网。厂房面积超过4万平方米,通过智能网关技术,可以让年代、型号千差万别的41类189台设备实现无缝连接。

经过工业互联网改造后,该厂劳动生产效率提高28%,单位成本降低14%,订单交付期缩短56%。

几年前,笔者有幸赴贵阳参观了海信贵阳电视机生产基地。贵阳海信堪称智能工厂的样板,海信先后投入约6000万元用于贵阳工厂数字化智能制造升级,在自动化设备方面,引入了PCBI自动卡合机器人、双臂自动锁固机器人、自动翻屏机器人、包装自动化线体等。

针对产品质量信息追溯难题,贵阳海信每台电视装配下线后,都会贴上二维码和条形码。这个二维码采用了物联网技术,就像是一台电视的“身份证”,它包含了产品的基本信息和物流大数据,产品销售到什么区域、哪家经销商、哪个客户,都可以实时追溯。

实施数字化智能化改造升级后,贵阳海信员工总数从1000人左右减少到500人左右,但年产能却从改造前的90万台左右增加到目前的190万台;产品生产时间由原来的一周缩短至2小时,产品不良率下降27.56%,实现了生产质量、效率双提升。

通过数字化智能制造升级,贵阳海信成为西南地区唯一的电视机“智能制造”基地。在智慧工厂的助力下,海信在西南地区的市场占有率节节攀升。

AI和视频物联,助力工厂提质增效

近年,腾讯、阿里等互联网巨头以及海康威视、大华股份等安防巨头,都在积极布局工业互联网。

马化腾表示,AI技术不但能“上天”,还能“进厂”。目前腾讯的AI技术已经成功应用于上海富驰高科技股份有限公司的质检环节,帮助企业实现降本增效。

富驰高科是一家金属粉末注射成型(MIM)产品专业制造商。此前,富驰高科的工厂在前端工序的自动化程度已经很高,可达到90%以上,唯独在质检环节,因为MIM产品形状结构复杂,有很多异形,导致一般的检测设备和检测方法都难以满足要求。

所以一直以来,富驰高科都依赖于人工质检。

可是,随着整个行业的发展,人工质检的局限性也越发凸显。后来,富驰高科与腾讯云合作。腾讯云针对富驰高科的应用需求推出定制化方案,解决了困扰富驰高科的质检自动化难题。

现在,一台AI质检仪的工作效率是原来人工检测的20倍。富驰高科已经上线10多台设备,在机器持续满载生产的情况下,一年可节省人力成本数千万元。

海康威视、大华股份都是我们熟悉的安防企业,他们既是智慧工厂的践行者,也是工厂数字化转型的推动者。他们在自身率先完成企业数字化改造的同时,利用自己的技术,助力企业数字化转型,成为许多企业数字化转型的重要合作伙伴。

海康威视融合智能物联、人工智能和工业物联网等技术,构建了自己的智能化生产园区,打造了数字产业化智能工厂的样本。

海康威视智能视频终端未来工厂,构建“海康威视云中心”,实现精准化营销、智能化生产、数字化服务,形成“产品种类千余种、型号万余种”的视频终端大规模个性化定制。

大华股份为广汽新能源量身定制了大华HOC智慧企业解决方案,将技术和产品深度融入到企业生产、运营、管理的各个环节,通过在汽车生产线部署高清智能摄像机,为广汽打造定制化汽车生产可视化系统,客户通过APP就能实时了解爱车的生产过程。大华HOC智慧企业解决方案,助力广汽新能源实现了数字化转型升级。

智慧工厂催生万亿级工业物联市场

人工智能、5G、机器视觉、大数据、云计算等技术的融合应用,为智慧工厂带来丰富的场景体验。尤其是人工智能技术,在智慧工厂建设中起到了至为关键的作用,由于AI的加持,极大地丰富了智慧工厂的内涵。智慧工厂是一个不被人关注的市场,因而也是一个被长期忽略的市场。

制造业是中国实体经济的根基,目前全国共有327万家制造企业,吸纳了1.05亿人就业,占总就业人口的27.3%,居各行业之首。

中国是著名的“世界工厂”,连续十一年名列第一制造业大国。但中国制造业劳动生产率仍然十分低下,仅为美国的19.3%、日本的30.2%和德国的27.8%。

在全球制造业四级梯队格局中处于第三梯队,距离“制造强国”目标至少还需30年。也就是说,我们的制造业水平迫切需要提升。

中国社会科学院工业经济研究所工业发展研究室主任邓洲表示,“相比发达国家,中国实现人工智能与制造业深度融合发展的需求更加迫切。”

构建机器学习所需的工业大数据库基础,加快促进人工智能与制造业的深度融合,是提升制造业水平的关键。

那么,AI智慧工厂为相关行业带来的商机有多大?我们以贵阳海信为例进行分析,贵阳海信数字化智能制造升级共投入6000万元。

如果以此为参照,全国327万家制造企业,假设每家企业平均投入500万元进行数字化改造,就将产生16万亿的市场需求。即使AI安防只占10%,也是1.6万亿的市场规模。因此,智慧工厂将是未来AI应用的最为庞大的市场。

智慧工厂,前景广阔。未来,中国工厂的实力将不仅体现在产能上,还将体现在智能上。

目前,支撑人工智能与制造业深度融合发展的核心技术和关键器件、设备仍然被发达国家掌握和控制,国产化迫在眉睫。

国产化不仅可以降成本,也有利于促进国内制造企业与设备厂商的设备上网与数据联动,通过工业互联网打通制造产业链上下游的联合创新。因此,无论是AI企业还是视频物联企业,都将大有可为。

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