去年,我們發布《未來產業,正在進入城市發展日程》的文章,探討了各地積極布局未來產業的現象。今年,工信部等七部門聯合發布《關于推動未來產業創新發展的實施意見》,聚焦未來制造、未來信息、未來材料、未來能源、未來空間、未來健康六大方向,引領未來產業全面落地和發展升級。
其中,未來制造關乎我國制造產業體系的升級,涉及面廣、影響力大。《意見》提出,要發展智能制造、生物制造、納米制造、激光制造、循環制造,推廣柔性制造、共享制造等模式,推動工業互聯網、工業元宇宙等發展。這里面涉及新制造技術、模式和平臺生態,關乎新質生產力和新生產關系的構建。
一、5種新制造技術
分別是智能制造、生物制造、納米制造、激光制造、循環制造,應用新制造技術形成新產能,將逐步替代落后的傳統產能。
1、智能制造
智能制造是全球制造業發展的一個總趨勢,而智能制造裝備技術是智能制造發展的基石,涉及數控機床、工業機器人、3D打印、智能檢測、智能物流、智能化成套生產線等。近年來,機器人流程自動化、智能流程自動化和人工智能業務操作三方面都保持了持續增長。智能工廠成為新的制造業標桿,全球主要制造業發達國家都在推動燈塔工廠、智能工廠的建設,不斷拓展新的智能制造應用場景。
2、生物制造
生物制造是指利用生物技術生產商品的過程,涉及食品、飲料、藥品、生物燃料、化學品和工業用酶等領域。據麥肯錫咨詢預計,全球60%的物質產品可由生物技術進行生產,未來生物制造每年將為全球帶來2-4萬億美元的經濟效益。目前,生物制造已為能源、醫藥、營養健康、農業、環保、新材料等多個領域帶來增長機會,近年來在化妝品、營養健康、農業食品等領域的應用更是迅猛增長。
3、納米制造
納米技術是21世紀高技術競爭的制高點,納米制造是支撐它走向應用的基礎。按加工方式,納米制造可分為切削加工、磨料加工(分固結磨料和游離磨料)、特種加工和復合加工四類,也可以分為機械加工、化學腐蝕、能量束加工、復合加工、隧道掃描顯微技術加工等多種方法。納米制造技術由于可加工尺寸小、精度高,在半導體等產業中有著廣泛的應用。
4、激光制造
激光制造作為一種精密加工技術,主要是利用激光對材料進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等,在汽車、電子、電器、航空、機械制造等產業領域得到廣泛應用,形成了相對獨立的產業體系。根據用途的不同,激光加工設備可以分為切割機、焊接機、打孔機、打標機、雕刻機、測距機等。我國激光設備產業規模位居全球首位,中低端產品具有絕對優勢,高端產品快速增長。
5、循環制造
循環制造即再制造技術,可延長設備平均使用壽命2-3倍。隨著我國制造業轉型升級,再制造行業迎來廣闊市場前景。近年來,汽車零部件、冶金動力裝備、工程機械等再制造發展最快,全國逐步形成多個再制造產業集群,如上海臨港、江蘇張家港、河北河間等。易點云推出辦公IT服務模式,其PC再制造工廠的產能超過60萬臺,擁有批量檢測設備、快速再制造工具以及創新的再制造技術。
二、2類新制造模式
分別是柔性制造模式、共享制造模式,新制造模式將促進國內外制造產能整合,并更加適應產業布局調整和市場需求變化。
1、柔性制造
柔性制造是一種靈活高效的生產方式,通過積木式模塊拼接組成生產線,可以快速轉產換型。從全球化制造看,柔性制造可以通過模塊化設備、數字化技術和智能化系統等手段,在不同地點之間實現生產資源的靈活配置和協調。從企業經營看,柔性制造可以適應消費產品升級所需要的多樣化、小批量、快速迭代的生產需求,可以支撐企業發展面向用戶的個性化定制模式。
2、共享制造
共享制造模式是一種更廣泛的代工模式,與智能制造技術的發展緊密相關,制造技術的自動化、數字化、智能化水平越高,越有助于構建共享制造工廠,比如激光制造、3D打印等新技術將更加適合共享制造模式。目前,依托交通運輸快速響應的優勢,或是面向規模巨大的區域制造業集群,搭建共享型的制造工廠、激光加工中心、3D打印服務平臺等,已成為一種重要的制造業布局模式。
三、2種新制造生態
分別是工業互聯網、工業元宇宙,這種平臺生態將有助于形成新的生產關系,促進區域產能重組升級和產業供應鏈優化。
1、工業互聯網
工業互聯網通過對人、機、物的全面互聯,構建起全要素、全產業鏈、全價值鏈連接的新型生產制造和服務體系。工業互聯網主要從三個方面驅動制造業變革:一是面向工業現場生產過程的優化,包括建模仿真、物料調度、作業排產、質量管控等;二是面向企業運營的管理決策優化,包括供應鏈管理、線上采購、協同設計、云端營銷、遠程服務等;三是面向產品全生命周期的管理與服務優化,比如產品溯源、迭代創新等。
工業互聯網可以促進采購、制造、物流、銷售、服務等節點在企業內外部全面協同,催生智能化生產、個性化定制、服務型制造等新模式。舉個例子,云漢芯城構建的產業互聯網平臺,可以服務40多萬家電子制造領域企業用戶,這個平臺通過整合技術團隊、電子元器件采購平臺和小批量打樣研發資源,從產品技術選型開始,利用共享制造平臺優勢,一路打通物料采購、結構組件、軟件設計、生產組裝、調節測試等供應鏈生產流程。
工業互聯網非常適合于賦能區域性的制造產業集群,因為服務半徑和成本都比較低,更容易加速平臺在區域落地。站在區域經濟視角看,地方政府應積極利用工業互聯網,促進區域產能重組升級和產業供應鏈優化,挖掘若干平臺大規模應用場景,建立平臺化服務的商業路徑,促進平臺應用推廣。
2、工業元宇宙
工業元宇宙通過XR、AI、IoT、云計算、區塊鏈、數字孿生等技術,打通人、機、物、系統等的無縫連接,將數字技術與現實工業結合,構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系。工業元宇宙通過構建數字孿生體,對物理世界中的產品、設備等進行全面建模和仿真,為產品設計、研發、生產、運維等環節提供有力支持,從而縮短產品研發周期、降低成本、提高質量。
工業元宇宙作為工業數字化轉型的重要趨勢之一,正逐漸改變著工業領域的運作方式和商業模式。以遠程運維為例,工業元宇宙通過虛擬現實技術,實現設備運行狀態的實時監控、遠程診斷和維修,這有助于提高運維效率、降低成本、減少人力投入,同時為設備的穩定運行提供更加可靠的保障。
四川省發布《四川省元宇宙產業發展行動計劃(2023-2025年)》,計劃以工業元宇宙為主線,構建人才、技術、產業、應用、生態“五位一體”的元宇宙產業創新發展體系。以工業元宇宙,促進AI、云計算、物聯網、數字孿生、XR設備等技術群與實體工業經濟深度融合。利用工業元宇宙技術為工業培訓、工業產線巡檢點檢、工業設備維護等賦能,幫助制造企業降本增效。