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中国智能制造业即将迎来快速发展,而智能物流是智能制造的关键一环

发布时间:2022-03-04  来源:立鼎产业研究网  点击量: 2813 

——我国虽然是制造业大国,但远相比于已经在4.0阶段发展的德国,我们制造业目前还处在工业2.03.04.0的并行发展阶段。其中:工业2.0时代,采用电力为能源的主要驱动力,使用流水线大规模生产方式取代“作坊”。工业3.0的关键词是自动化。工业3.0的本质是自动化驱动的工业革命,实现了大规模生产和制造,将人从繁琐、重复和危险的劳动中解放出来。

工业4.0指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(Cyber-PhysicalSystem)相结合的手段,将制造业向智能化转型。其实现方式是采集制造过程中各个数据,并通过工业互联网技术,将数据传输到云端,实现后台存储和计算,自动下达控制指令,使得整个制造过程更自动化,智能化。人工成本大幅度降低的同时效率大幅提高。

从工业1.0到工业4.0


资料来源:公开资料

我国制造业整体虽然相对落后德国、日本等制造业发达国家,但我们认为我国大力发展智能制造的时机逐渐成熟。未来,中国有望通过智能制造快速赶超德、日等制造业强国,并将东南亚和印度等新兴制造业国家差距拉大,巩固并提高我国在制造业的国际地位。

需求方面:劳动力成本上升与智能制造落地门槛降低形成一种“剪刀差”,当劳动力总成本逐渐超过智能化转型成本,制造业转型升级需求将越来越明显。未来工业互联网等技术替代劳动力的经济性优势凸显,技术的投资回报期缩短,将加速驱动企业的数字化、智能化的转型升级。

随着中国进入老龄化社会,人口红利逐渐消失,带来劳动力成本逐年升高,我国传统制造业利润空间不断压缩。另一方面,随着新一代信息技术的不断成熟,企业工业自动化、工业互联网应用的成本不断降低。企业只要付出一些改造成本就能带来效率的显著提升,企业通过智能化改造来减少对人工的依赖的愿望和动力日益强烈。

信息技术使用成本和制造业用工成本变动趋势


资料来源:Wind

供给方面:中国是唯一具备率先实现大规模智能制造条件的国家。

首先,当前中国每年工学类普通本科毕业生超过 140 万人居全球第一,庞大的工学毕业升不仅为我国制造业转型升级提供动力,也为我国实现智能制造的设计、应用和实施提供庞大的“脑力”资源,工程师红利已取代人口红利,成为推动中国经济高质量发展的重要力量。

其次,中国拥有 39 个工业大类,191 个中类,525 个小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家。比如,一家制造业厂商在中国打半小时电话就能完成的配套工作,到其他国家可能要半个月才能搞定,智能制造在中国落地可以大大降低了所需的时间和成本;

最后,我国 5G 网络技术已经走在世界的前列,利用 5G 技术的智能互联网具备低时延、高可靠、广覆盖等优势,可以在工业互联网上率先应用人工智能、VRAR 等新技术,助力我国智能制造实现弯道超车。

——作为实现智能制造的关键,智能物流系统可实现物料在生产工序间流转,支持智能制造系统高效运行,主要体现在以下几个方面:

1)企业外部供应链中的应用

在制造企业的外部供应链中,将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户各个结点串联起来的关键就是物流;智能物流的出现使供应链更加高效、透明。

2)企业内部供应链中的应用

企业内部的生产制造是由生产工艺与生产物流共同组成的,物流系统将整个工厂的各个加工工序有效衔接。智能物流系统以物联网为基础,利用射频识别(RFID)、光电感应、红外感应器、激光扫描器、机器视觉识别等信息传感设备,将被处理对象与互联网连接,实现智能制造与智能物流的有效融合。因此,智能物流不仅是连接物料供应和生产的重要环节,还是构建智能工厂的基石。

3)智能制造与智能物流无缝集成应用

智能物流系统将工厂内的智能识别设备(如 RFID、传感器等)、智能物流装备、信息控制系统(如MES 等)有效串联,应用于从采购、生产、仓储到发货等全部作业环节。因此,智能物流系统是智能制造企业提高生产效率、订单交付能力、库存周转水平三大智能制造关键指标的重要支撑,也是保证产品品质、提升制造企业竞争力的核心。

从智能装备到智能物流再到智能制造


资料来源:公开资料

制造业在转型过程中,物流能力的提升,不仅可以改善企业快速反应能力,增强产品的交付能力,而且可以有效降低物流成本,为制造企业带来效益的提升。制造企业物流能力提升经历了四个阶段:

制造企业物流能力提升的四个阶段


资料来源:公开资料

机械化时期:叉车是这一时期的典型代表,它实现了作业的机械化,大大提高了搬运和装卸效率,减轻了工人的工作强度。

自动化时期:这一时期出行了早起的 AGV 搬运系统,导引技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率,从而指引 AGV 沿着预定路径行驶。路径相对固定,AGV 小车不具备自动避障能力,控制系统单一。

高柔性自动化时期:这一时期的 AGV 在新的导航方式(激光导航、惯性导航、GPS导航等)引领下路径变的多样化,控制系统也可以做到简单路径优化和规避。智能穿梭车的出行,使 AGV 小车开始从二维平面运动拓展到三维空间,使立库存储成为现实,大大提高了仓库的空间利用率,同时车辆控制系统可以与仓储管理系统无缝衔接,实现出入库的自动化,降低了人工成本,提升物流运作效率。

智能化时期:这个时期物流发展不再局限于存储、搬运、分拣等单一作业环节的自动化,而是大量应用 RFID、机器人、AGV 以及 MESWMS 等智能化设备与软件,实现整个物流流程的整体自动化与智能化。这个时期的物流系统融入了大量人工智能技术、自动化技术、信息技术,例如,大数据、数字化等相关技术,不仅将企业物流过程中装卸、存储、包装、运输等诸环节集合成一体化系统,还将生产工艺与智能物流高度衔接,实现了整个智能工厂的物流与生产高度融合。


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