智能制造测试与评价概论
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1.3 我国智能制造发展面临的挑战

我国智能制造发展主要面临以下几大挑战。

1.核心技术与装备发展滞后

我国智能制造的发展侧重技术追踪和技术引进,基础研究能力相对不足,同时对引进技术的消化吸收力度不够,原始创新匮乏,产品本土化率和关键技术自给率均较低。控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,几乎所有高端装备的核心控制技术均来自国外,技术体系不够完整;先进技术重点前沿领域发展滞后,先进材料、堆积制造等方面的差距还在不断扩大;智能装备难以满足制造业发展的需求,构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术、关键零部件、重大工程的自动化成套控制系统、先进集约化农业装备等均严重依赖进口,尚未掌握系统设计与核心制造技术,缺乏先进的传感器等基础部件,精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件等先进技术对外依赖度高。

2.网络化基础设施建设不足

德国在“工业4.0”实施建议中提出“‘工业4.0’的核心需求是提升现有的通信网络,以提供保证的延迟时间、可靠性、服务质量和通用带宽”,中国拥有全球最大的信息通信网络,然而面对以信息网络技术创新引领的智能化制造新趋势,我国的网络建设整体水平不高,与发达国家相比仍有较大差距。为满足智能制造对网络的“高精度、低时延、多开发、大容量、低功耗”需求,需要搭建服务于智能制造的宽带化、泛在化的网络,并构建云管协同、云网融合的“网络+云”的基础设施。着力构建宽带、融合、安全、泛在的国家信息基础设施,通过云管理系统与网络间接口互通,对网络服务与云服务统一调度和提供基于云平台和网络设备的云化服务,提高网络的云平台能力。

3.智能制造的标准体系缺失

由于缺乏行业性的智能制造标准规范,企业在跨系统、跨平台集成应用时面临复杂的技术难题,而智能制造的快速发展使工业标准规范不一致的问题更加凸显,现有的制造业标准远远不能满足面向服务的智能制造。要制定智能制造的标准,首先要建立一个智能制造体系架构,并以此为基础提出智能制造的综合标准化体系框架。参照国际标准化组织和国际电工协会联合制定的IEC 62264标准,结合我国制造业发展的实际情况,我国的智能制造标准化体系主要包括5个部分:基础标准、通用标准、运营标准、新一代信息技术标准和应用标准。同时,需要在现有的自动化标准、物联网标准等基础上,做系统梳理和有效整合,瞄准智能制造的四大目标,提高我国制造业的敏捷性(Agility)、质量(Quality)、生产率(Productivity)和可持续性(Sustainability)。另外,国际上的制造业巨头也正各自牵头所属国家的企业制定智能制造的相关标准,这些标准日后有可能上升为国际标准,在这样的形势下,我国更需要加快智能制造相关标准体系的建设。

4.信息安全保障能力有待提升

智能化的中国制造需要信息化企业与制造业企业的深度合作,这使得企业信息安全的范围从传统的IT系统延伸到了工业系统,工业控制系统自身存在的安全漏洞加上物联网化带来的广泛安全威胁,是未来实现“中国制造2025”在管理上的新挑战。而基于强大的习惯的抵触和新技术的广泛采纳的两头化特点,目前的工业信息服务流程管理和信息安全管理已经不完全适用于今天的云化大数据工业时代的需求,建立复杂的网络系统,包括流程规范和标志的建立、数据的管理、IT安全的标准、员工的培训等,具体的工作以制定交流的标准及一些基本概念和解释为基础,明确概念和标准,确认参考模型和框架结构,以此保证智能制造的落实。

5.智能制造业人才短缺

我国智能制造业的人才培养素质与市场对人才的需求之间矛盾突出,人才结构不合理,高技能人才和领军人才紧缺,缺乏针对智能制造业人才发展的统筹规划和分类指导;人才培养投入总体不足,培养培训机构能力建设滞后,工程教育实践环节薄弱,人才发展的体制机制障碍依然存在,企业在智能制造业人才发展中的主体作用尚未充分发挥,积极性不高,技术技能人才社会地位和待遇整体较低。面对智能制造业的发展机遇和挑战,迫切需要高素质的人才队伍提供支撑,依靠人才助推发展,加快形成人才比较优势,努力实现由大规模人力资源向高素质人才资源的转变。

6.健康稳定的产业生态系统尚未形成

智能制造是一项复杂而庞大的系统工程,而中国企业缺乏成熟、系统的发展路径和应对措施,国内尚未形成健康稳定的产业生态系统。西门子、GE、博世等拥有“工业4.0”实践经验的国外企业正在携手建立联盟,通过Predix、Profinet等平台、标准优势,抢占先机和优势地位,围绕全球智能制造生态系统的主导权,构建自己的核心竞争力。而在中国市场更是加速布局,通过向中国政府以及华为、海尔等国内企业提供强大的技术支持和专家资源,积极抢占中国智能制造市场制高点,试图成为智能制造标准的制定者。由于国内仍缺乏成熟、系统的发展路径和应对措施,这将会给中国制造业带来生产制造的安全隐患、挤压中国企业的生存空间、阻碍中国企业的自主发展,使国内企业的生存和发展面临巨大压力。智能制造是一项复杂而庞大的系统工程,中国制造业企业如何将各种设备技术应用到位,与客户的需求、产品的研发、市场的环境、行业内的协同充分结合,从而实现企业核心能力的提升,形成企业真正切实有效的竞争力,构建健康稳定的智能制造生态系统,是目前发展智能制造所面临的最大问题。