促进智能制造 提升系统解决方案能力

　　业内人士指出，《中国制造2025》和“十三五”规划将重点实施制造强国战略，智能制造是重中之重。制造业用工成本超过10%的增长是拉动智能制造装备需求的最强基本面，2016年智能制造专项规划或是《中国制造2025》之后率先出台的“X”之一，此外供给侧结构性改革等政策将支持国内智能制造产业的壮大。（资料图片）

　　系统解决方案能力提升行动是工信部关于贯彻落实《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》的行动计划（2015~2018年）中提出的重要任务之一，是支撑智能制造发展的关键基础设施、推动行业提升智能制造水平的核心。 
　　当前，全球新一轮工业革命已经到来，美国、德国等先后发布了新一代工业发展战略。德国在《德国工业4.0实施建议》中提出建设一个平台，即“信息物理系统平台”，并开展了信息物理系统（CPS）试验工作，建成了世界第一个已投产的CPPS实验室。美国自2006年起就开始了CPS的研究，不断加大在CPS研究方面的项目投资，并于2014年建立了CPS公共工作小组（PWGCPS），来推动CPS的参考架构和标准化工作。CPS在各国抢占制造业制高点的过程中发挥着重要的作用。 
　　我国CPS建设的主要目标 
　　实现CPS核心技术和标准及重点行业的普及应用，提升工业基础软实力和智能制造系统解决方案的能力，是推动互联网与制造业深度融合的重点任务和核心内容。我国需及时跟进、系统布局相关技术、标准、专利和应用，抢占发展主动权。 
　　按照“系统推进”的方法构建制造业基础技术体系和标准体系，加快标准化研究，以实现关键技术的突破和产业化为主线，以推进技术和系统的测试验证以及行业的应用示范为支撑，以全面提升工业基础软实力和系统解决方案能力为目标，在保障工业系统安全的前提下，形成一批可应用于重点行业的基于CPS的智能制造系统解决方案，引领制造业的应用、技术、标准的发展方向，推动国家战略的落地实施。 
　　在我国“互联网+”行动中，CPS建设的主要目标是：提升CPS在重点行业的应用水平，形成一批行业CPS应用测试验证平台；提升智能制造系统解决方案能力，培育20余家行业智能制造系统解决方案领军企业；推动工业软件企业发展，到2018年，国内工业软件骨干企业营业收入年均增速超过20%；进一步完善工控安全保障体系。 
　　推进CPS关键技术研发及产业化 
　　以CPS标准体系为引领，优先开展基础关键标准研究。开展CPS标准化研究，围绕基础共性标准、关键技术标准和重点领域标准构建CPS的标准体系，确定推进标准化工作的路线图。要从系统工程方法论的角度对CPS建立全面、统一的认识和理解，优先制定参考模型、功能架构等基础标准；以创新思维开展工业软件、数据和数据链等关键技术标准的研究，确保数据的有效、可追溯、集中管理，软件的总线化互连互通，网络通信的实时、安全、可靠等。 
　　以关键技术研发为突破，加快产业化步伐。重点突破CPS物理仿真、实时以太网、并行计算、人机交互、云计算中间件、系统自治、系统组件、系统安全等关键核心技术，夯实发展CPS的技术基础。发展支撑制造业设计、工艺、仿真、控制、生产制造、管理和服务等业务的全生命周期工业软件研发，实现生产过程的动态感知、虚拟仿真优化、实时控制、状态检测与系统自适应等数字化、智能化技术的应用。推动工业软件、工业云、工业大数据、工业网络、工控安全和智能机器的综合集成应用，重视CPS基础理论、核心芯片、实时以太网、嵌入式操作系统、实时数据库、系统组件、开发语言与工具、知识库等系统和开发平台的研制与推广，构建基于CPS的行业解决方案。 
　　开展行业CPS应用测试和试点示范 
　　开展测试验证是确保CPS实时性、安全性、可靠性、兼容性以及系统间认证的重要手段，是验证关键技术可行性的重要依据，也是全面推动CPS在行业得以应用的重要支撑和保障。通过搭建实验验证平台和测试床，汇聚研发CPS各方力量，提供测试工具，为关键技术在CPS中的应用建立验证环境。 
　　对于面向产业化的CPS，依托第三方服务机构，根据标准、技术、法规等相关规定开展标准符合性测试和安全测评，为CPS在行业应用提供保障。在航空、汽车、电子、石化等重点行业，开展基于CPS的系统解决方案应用的试点示范，对于应用效果突出、评价优秀的系统解决方案在行业内进行重点推广。 
　　提升智能制造系统解决方案能力 
　　CPS的部署与应用是一项系统工程，既有对传统生产制造单元、设备、系统和工厂的升级改造，又需要在系统内新增新的子系统和子设备，因此对集成服务企业的设计、集成和实施能力提出了更高的要求，通过制造企业、信息技术企业、互联网企业之间的通力协作，制定出满足用户和行业需求的系统解决方案。通过CPS的核心技术能力在制造单元、生产线、车间、工厂及外部协同的应用，形成一批行业的系统解决方案，提升工业软件、设计工具、生产装备、工业控制设备及工业互联网等单元、设备和系统在CPS中的综合集成能力。
　　加强工业信息系统安全保障体系建设 
　　工业信息安全保障体系建设是我国关键信息基础设施保护的重要组成部分，是“互联网+”制造业健康有序发展的基石。建立信息安全、功能安全、本质安全和公众安全的工业信息系统安全标准体系，开展标准验证工作，从管理、技术、应用等方面支撑产业发展。开展重点领域工控系统信息安全检查和风险评估，研发信息安全检测工具，实现现场检测、评估能力，支撑我国工业系统安全防护工作。 
　　支持工控系统信息安全核心技术和产品研发和产业化，扶持国产技术和产品发展，从根本上解决工业系统的安全可靠。建设工业信息系统安全实验室，支持建立能源、电力、石化、轨道交通等多个领域信息安全仿真测试平台和检测预警平台，对工业系统的在线风险开展监测工作，感知暴露在互联网上的工控软硬件，建立大数据风险关联分析平台及时发现互联网工控软硬件安全风险，对企业、行业和国家的风险态势进行可视化感知、预警及应急处置，为国家工业系统网络安全审查、网络安全检查等重点工作提供技术保障。 

　　相关报道

　　全球智能制造装备行业发展特征及集中度状况

　　由于国际上没有“智能制造装备产业”这一提法，无法获取该产业的直接数据，所以难以描绘该产业发展的全貌。在此，我们通过对与之概念相关的核心行业如工业机器人、数控机床、智能控制系统、自动化仪器仪表和3D打印设备等行业进行观察分析世界智能制造装备产业的总体发展态势。 
　　目前，美国、德国、日本等工业发达国家虽然没有“智能制造装备产业”这个大产业的提法，但其在我国“智能制造装备产业”所包含的数控机床、工业机器人、智能控制系统、自动化仪器仪表和3D打印设备等子领域具有多年的技术积累，优势明显。 
　　中投顾问在《2016~2020年中国智能制造装备产业深度调研及投资前景预测报告》中指出，智能制造装备的发展，从市场驱动力看，高度依赖于高端、精密、技术密集、集成制造发展需求，这种需求根本上源自有效缩短产品生产周期、大大提高产量的需求，国际规模劳动分工让消费品利润减小而要使用智能自动化技术来弥补的需求，以及消费者在使用材料微型化、触感和多功能性等方面的持续增加的要求，和更加严格的生产安全与可追溯性要求；从内在支撑力看，高度依赖于工程制造科学、技术基础与发展经验的积累，由此导致行业垄断性普通很强，垄断力量主要来自发达国家领先跨国企业。 
　　智能制造装备跨国企业主要集中在美国、德国及日本工业化发达国家中，且产业集中度高企。以智能控制系统为例，全球前50家企业排行榜中74%为美德日企业，入榜企业最多的是美国和德国，各有13家，其次是日本有11家企业，其后相对居多的国家是英国和瑞士，其中，排名前10位企业中有半数是美国企业，其企业竞争力可见一斑；在50家企业收入总额中，44%为前5家企业据有，第1位企业的收入是第10位的4倍、第50位的51倍，50位企业的收入中位是第14位企业，可见行业巨头企业垄断之势。 
　　从企业战略发展来看，基于智能制造装备领域成熟性与垄断性，差异化、系统化、垂直并购是该领域企业追求技术优势增长及市场规模扩张最为常见的模式。领先的制造商着眼于全球市场网络，基本形成了全球化的创新研发、生产制造、销售服务布局。在技术战略方面，企业更加重视依托其核心技术产品的针对于特定应用领域的解决方案，以适应于用户更为个性化、高效能、低耗能等需求。 
　　（李彬）