智能制造在广东产业转型升级中的应用——以云浮石材产业为例

2020-02-08 来源：易榕旅网

2021年2月第5卷第1期

StrategyforInnovationandDevelopmentofScienceandTechnology

科技创新发展战略研究

Feb2021Vol.5No.1

智能制造在广东产业转型升级中的应用

———以云浮石材产业为例

王　龙,陈　岚,林兴浩,王　彬

(广东省科学技术情报研究所,广东广州510033)

摘要:基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,智能制造全面赋能传统产业是广东实现质量强省建设目标的重要抓手。首先分析智能制造赋能传统产业的4个特征,即提质增效降本、价值链全面提升、制造业与服务业融合和制造绿色化,再以云浮石材产业智能化转型升级为案例,分析产业转型所面临的困境、需求点及破题的对策经验,最后从顶层设计、技术攻关、平台载体建设和人才引育4个维度给出智能制造助力广东传统产业升级的对策建议。

关键词:智能制造;产业转型;产业赋能;产业升级

中图分类号:F424;G301　　　　文献标志码:A　　　　文章编号:2096-5095(2021)01-0047-05

TheApplicationofIntelligentManufacturinginGuangdong􀆳sIndustrial

TransformationandUpgrading:TakingYunfuStoneIndustryasanExample

WANGLong,CHENLan,LINXing-hao,WANGBin

(GuangdongInstituteofScientificandTechnicalInformation,Guangzhou510033,China)

Absrtact:Intelligentmanufacturingisbasedonthedeepintegrationofthenewgenerationofinformationandcommunication

technologyandadvancedmanufacturingtechnology,whichisanimportantgraspofrealizingtheconstructiongoalofhighquality

provinceforGuangdong.Thispaperfirstofallanalyzesfourcharacteristicsofintelligentmanufacturingempoweringtraditional

industries,whichincludesimprovingquality,efficiencyandreducingcost,upgradingthevaluechaininanall-roundway,

integratingmanufacturingandserviceindustries,andgreenmanufacturing,thentakesYunfustoneindustryintelligenttransformation

andupgradingasanexampletoanalyzethedifficulties,demandandtheexperienceofproblemsolvingcountermeasures,finallygives

somesuggestionsforintelligentmanufacturingtohelpupgradetraditionalindustriesfromfourdimensionsoftop-leveldesign,

technologytackling,platformcarrierconstructionandtalentintroduction.

Keywords:intelligentmanufacturing;industrialtransformation;industryempowerment;industricalupgrading

0　引言

在当前产业结构转型和新旧动能转换的关键

收稿日期:2020-12-02

时期,广东作为改革开放的前沿阵地和制造业大省,拥有制度的先发优势、科技创新资源的集聚优势以及完整的产业链、供应链和庞大的消费市

基金项目:第五届中国科协青年人才托举工程项目“新时期我国重点领域科技创新趋势与发展路径研究”

作者简介:王龙(1988-),男,江西宜春人,硕士,助理研究员,研究方向:产业技术;陈岚(1988-),女,湖北武汉人,硕士,研究方向:科技管理、科技传播;林兴浩(1988-),男,广东梅州人,博士,副研究员,研究方向:产业技术;王彬(1988-),男,江西宜春人,硕士,助理研究员,研究方向:产业技术。

第5卷

科技创新发展战略研究

第1期

场,但同时也面临产业内生发展动力不足、关键要素短板突出等瓶颈,智能制造水平落后于西方发达地区,仍未全面掌握核心制造技术,迈向产业价值链中高端还存在一定难度[1],而提高制造业的先进性和智能化水平,打好产业基础高级化和产业链现代化的攻坚战成为破局关键。智能制造是以智能技术为代表的新一代信息技术在制造全生命周期和供应链全链路的广泛、综合、一体化集成应用[2],是衡量科技创新和高端制造业水平的重要标志,代表未来产业转型升级的发展方向[3-4]。制造业是实体经济的主体和技术创新的主战场,信息技术和制造技术的深度融合正给全球制造业带来一系列颠覆性变化[5]。

域的热点是制造业数字化、网络化、智能化的研究和应用,主要集中在信息感知、智能控制、智能决策、工业大数据分析等核心关键环节[9-10]。智能制造能推动传统产业从人口密集型、环境资源消耗型、规模野蛮扩展型向技术密集型、环境友好型精细化发展转变,渐次形成数据驱动、人机协同、跨界融合和共创共享的发展新形态。智能制造能带动经营主体实时调整经营决策和机制,从单一、固定的有限供给向多元化、精细化、定制化的有效供给加速迈进。1.3　制造业与服务业融合

智能制造推动制造环节向研发设计和营销服务两端延伸。一方面,完善上游产业链条,向创意开发、工业设计、技术研发和成果转化等前端环节延伸,从而提高产品的科技含量;另一方面,完善下游产业链条,向检测、评估、营销、服务等后端环节延伸,推动先进制造业和现代服务业创新生产模式、商业模式和组织模式,推动制造业加快实现产业结构优化、发展方式转变和增长动力转化。1.4　制造绿色化

智能制造实现的基础是数字技术、自动化技术,同时也离不开可靠安全、互联互通的能源供给。智能制造更新生产流程,减少自然资源的使用,回收和再利用材料,并在生产过程中减少排放,达到能效降低和节约成本的效果。绿色智能制造强调与产品质量和经济性总体要求相一致的环境目标性,针对不同流程阶段采用更广泛、可量化的策略,如包括照明、暖通空调(HVAC)或加压空气消耗的工厂内部绿色策略。

1　智能制造赋能产业特征分析

1.1　提质增效降本

基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,智能制造贯穿于设计、生产、管理和服务等制造活动的各个环节,是具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式[5-8]。从质量提升的角度,依靠计算机数控机床、工业机器人等高度柔性的生产线能实现多品种、小批量的生产,缩短产品研发周期,满足客户更加复杂的个性化需求,赢得激烈竞争的市场;从效率提升的角度,通过打造高度自动化、信息化、网络化和智能化的“黑灯工厂”,实现智能决策,使市场各类资源要素得到最优配置,大幅提升生产效率;从成本控制的角度,生产要素的快速流动能有效降低库存,实现精益化生产,从而降低运营成本。1.2　价值链全面提升

智能制造使产品设计、制造设备甚至制造过程互联互通,实现制造过程的可感知、可预测和可控制,最后达到“无忧”生产。当前智能制造领

2　云浮石材产业转型升级典型案例洞察

2.1　云浮石材传统产业的空间布局

云浮是我国最早的石材产业发源地之一。目前,云浮石材产业以国道324沿线为主线,共有

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Feb2021

4000余家石材生产加工企业,形成著名的“百里河口博览中心附近形成金碧、金线一条街,云城

石材行业历史悠久,沿袭着传帮带模式,即通过老一代工匠不断的实践、总结和创新积累传给下一代,其技术迭代进程相对缓慢,一些特色工艺,如开料、补胶、造型、打磨抛光等工序目前仍需人工作业,随着近年就业人口下降、用工成本上升,劳动力供给和产业需求矛盾日益凸显。三是云浮石材产业中的大量企业处于生产加工等产业价值链的中低端,原创性产品较少,产品同

石材走廊”。其中,腰鼓段以国产花岗岩石为主,

区形成工艺品一条街,罗沙段形成罗紫红一条街,石城段以花岗岩为主(见图1)。

图1　云浮石材传统产业的空间布局

质化严重。

2.4　云浮石材传统产业发展转型升级的需求点

2.2　云浮石材传统产业的发展基础与优势

云浮石材产业呈现产业集群式发展态势,产业链完整,具备规模效应,已成为极具特色石材专业200多家石材机械厂、100余家石材护理企业、50多家专业石材运输企业和20多家石材包装企业,还有一大批从事石材相关的信息咨询、研发设计、人力资源、互联网企业,培育形成了石材机械生产、装修设计、产品护理、网上交易等完整的产业链条。云浮石材产业工业总产值占全市生产总值比重大,是产业规模大、产品品种多、产品特色强的国内最大石材产业集群之一,也是全球石材的重要生产加工集散地,被誉为“中国石材基地中心”“中国石材流通示范基地”。云浮的石材切补和水刀拼花、石雕石刻、工艺品加工等技术工艺处于国际领先水平[11]。

2.3　云浮石材产业发展所面临的困境

一是云浮石材产业主要是由数量众多的小型企业组成,各企业以单兵作战为主,未能形成良好的衔接,需求和供给未形成最佳匹配。例如,不同石雕企业擅长的细分领域不同,浅雕、阴雕、镂雕、通雕、立体式石雕及圆刀片雕刻等技法均需一定的工艺积累,目前的市场需求不能精准匹配到相对应的优势生产企业。二是由于传统小镇。云浮石材产业聚集区总面积约500km2,拥有

国内外石材市场有效需求不足,云浮石材产业深化产业结构调整迫在眉睫,从而在竞争日益激烈的石材市场突围。云浮石材产业链结构完整,有核心技术优势,水刀拼花、石刻石雕等核心工艺技术世界领先,但自动化程度不高的弱势也比较明显,需进一步加强信息化、数字化建设等(见图2)。

图2　云浮石材产业短板和长板

2.5　智能化升级改造打造柔性化生产线

通过人工智能和大数据等新一代信息技术引入,全面赋能石材行业。通过企业内部生产线自动化、智能化升级改造,使企业内部各生产要素流动起来,资源要素达到高效配置。以机器人为核心节点的自动化生产线可降低用工成本,改善作业环境,提高生产效率。数字化智能制造使新技术、新方法得以快速导入,缩短产品开发周期,满足市场个性化、多样性要求。企业根据客户需

第5卷

科技创新发展战略研究

第1期

求设计个性化方案,期间与客户双向反馈修改设计方案,将加工数据下载到前端机器人石材雕刻机、复合加工机器人等智能化生产加工设备,生产线自动排产并完成交付,客户可全程参与从需求、设计到加工的过程,实时监测进度,实现“所想、所见、所得”一体化柔性生产,提高客户体验感。

2.6　云平台助力石材产业焕发新活力

针对云浮石材行业生产管理数据和市场信息未能有效互联互通互用等问题,着力打造制造云共享平台,为石材生产企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、工作中心/设备管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理功能,实现线上线下一体化、原材料数字化、库存可视化和产品感知化。通过云平台、互联网等载体,使集聚区企业创新主体互联共通,龙头企业带动中小企业协同创新,产业链、创新链、人才链和资金链深度融合,形成合力。

2.7　智能装备助力构建绿色石材产业

将绿色设计、绿色制造和绿色服务的理念贯穿于石材产业的全过程。针对石材行业空气污染等痛点问题,相关企业已开始使用VOCs吸附浓缩催化智能废气燃烧设备,该设备采用“吸附脱附+低温催化燃烧”工艺,对低浓度、大风量VOCs废气进行有效处理,将高温气流送入已饱和的吸附腔体进行脱附处理,将吸附剂上的有机物脱附并形成高浓度有机废气进入催化燃烧室处理,高浓度有机废气燃烧成无毒无害的CO2和H2O排出,实现石材厂生产车间的粉尘和气体污染源90%处理率,打造石材加工生产绿色新生态。目前,该新型智能燃烧设备已应用于云浮石材行业,将有效解决行业长期以来存在的环境污染问题。

3　智能制造赋能产业发展的对策

3.1　系统谋划,统筹推进

围绕产业链部署创新链,围绕创新链布局产业链。实施产业链协同创新计划,支持产业链条上的大中小企业和各类主体融通创新;出台支持中小企业的专项政策,推动制造业产业转型升级;制定产业发展规划,推动企业入园集聚发展。大力培育行业龙头企业;基于互联网运用打造云仓、交易平台与制造云等。

3.2　强化科技创新,提升核心竞争力

加大基础研究和应用基础研究支持力度,强化原始创新,加强关键核心技术攻关。把提升原始创新能力摆在更为重要的位置,进一步前瞻性部署基础研究,攻克“卡脖子”技术,促进不同交叉领域创新要素的有效衔接,实现核心技术自主可控。加大对基础研究的财政支持力度,完善技术创新基金运行机制,引导地方、企业和社会力量加大基础研究投入,充分发挥政府财政基金的放大撬动效益。引导技术能力突出的创新型龙头企业加强基础研究,支持行业上下游企业联合攻克制约产业发展的关键核心技术,尽快形成一批具有国际领先的重大科技装备和解决方案。3.3　充分发挥技术中心、新型研发机构等创新平台载体作用

　　依托重大科技创新平台,坚持自力更生、自主创新,完善基础研究多元化投入体系,建立长效稳定的支持机制。加强与国内外高校、科研院所合作,建成一批国家级、省级、市级的研发中心或工程技术中心、产学研联合共建研究院。积极建设国家制造业和信息技术创新中心,进一步突出企业作为创新主体的地位,鼓励龙头企业根据自身条件和特色建设一流的研发机构,推动规模以上工业企业建立研发机构,形成错位发展、

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Feb2021

优势互补的发展格局。持续推动优质龙头企业信息化改造,培育更多具有核心技术竞争力和自主知识产权的创新型企业。

创新发展战略研究,2019,3(4):55-58.

[2]胡汝银.从智能制造到经济与社会全方位智能化重塑[J].上

海对外经贸大学学报,2020,29(2):78-90.

[3]毛友芳.因子分析法下全国智能制造竞争力评价体系的构建

3.4　加强智能制造人才队伍建设

优化人才队伍建设,打造创新人才高地,探索产教融合,为产业转型培养人才。推动产学研各单位之间人才顺畅流动,建立健全专业人才发现、培养、激励机制,实施重大人才工程,加大对拔尖创新人才和紧缺人才引育力度,拓宽全球化引才引智渠道,如引进全球顶尖的智能制造队伍入驻。优化高校特色专业设置和人才培养模式,根据人才结构需求,强化机械工程师、电气工程师、通信工程师、大数据分析师、视觉工程师、工业设计师、工业工程师等研发人员研究能力的提升,加大对装配工程师、调试工程师、运维工程师等技术人员实操技能的培训,形成合理的人才队伍结构梯度。参考文献:

[1]李利,王陶冶.广东省智能制造装备产业发展态势[J].科技

与分析[J].技术与创新管理,2020,41(4):83-90.

[4]王怀喜.从传统制造走向智能制造[J].仪器仪表与分析监

测,2019(4):4-7.

[5]关伟.科技创新融合共赢助力制造业智能化升级[J].仪器仪

表与分析监测,2019(11):42-45.

[6]黄俊俊.智能制造中关键技术与实现[J].电子技术与软件工

程,2018(15):65.

[7]杨叔子,吴波.依托基金项目开展创新研究:国家自然科学

基金重点项目“智能制造技术基础”研究综述[J].中国机械工程,1999(9):35-38.

[8]胡建军,汪叔淳.现代智能制造中的关键智能技术研究综述

[9]顾寄南,尚正阳,唐仕喜,等.当前智能制造若干关键技术

[J].中国机械工程,2000(7):116-123.

综述[J].机械设计与制造工程,2017,46(9):11-15.[10]许敏.智能制造若干关键技术研究[J].科技创新与应用,

[11]黎欣.新常态下石材加工业转型升级发展研究:以广东云浮

2018(28):156-157.

为例[J].石材,2018(1):53-56.

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