京沈两地智能制造领域行业报告
发布时间: 2021-10-07
制造业是国民经济的基础工业部门,是决定国家发展水平的最基本因素之一。自20世纪80年代开始,以计算机为基础的信息技术得到迅猛发展,为传统制造业提供了新的发展机遇,计算机技术、通信技术、网络信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合,逐渐形成了先进制造、数字化生产、精益制造等概念。国际金融危机发生后,发达国家纷纷实施“再工业化”战略,重塑制造业竞争新优势,一些发展中国家也加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,承接产业及资本转移,拓展国际市场空间。在此背景下,智能制造概念应运而生。
智能制造的本质,是运用5G通信技术、物联网、大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术及智能装备对传统制造业进行深入广泛地改造提升,实现人、设备、产品和服务等制造要素和资源的相互识别、实时交互和信息集成,推动产品的智能化、装备的智能化、生产方式的智能化、管理的智能化和服务的智能化发展。
2016年12月8日,工业和信息化部、财政部联合制定的《智能制造发展规划(2016-2020年)》对智能制造给出了较为明确的定义:智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,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。
推动智能制造,能够有效缩短产品研制周期、提高生产效率和产品质量、降低运营成本和资源能源消耗,并促进基于互联网的众创、众包、众筹等新业态、新模式的孕育发展。智能制造具有以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础、以网络互联为支撑等特征,这实际上指出了智能制造的核心技术、管理要求、主要功能和经济目标,体现了智能制造对于我国工业转型升级和国民经济持续发展的重要作用。
关于智能制造,其内涵是实现整个制造业价值链的智能化和创新,是信息化与工业化深度融合的进一步提升。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和人工智能技术。目前智能制造的“智能”还处于Smart的层次,智能制造系统具有数据采集、数据处理、数据分析的能力,能够准确执行指令,能够实现闭环反馈;而智能制造的趋势是真正实现“Intelligent”,智能制造系统能够实现自主学习、自主决策,不断优化。
在智能制造的关键技术当中,智能产品与智能服务可以帮助企业带来商业模式的创新;智能装备、智能产线、智能车间到智能工厂,可以帮助企业实现生产模式的创新;智能研发、智能管理、智能物流与供应链则可以帮助企业实现运营模式的创新;而智能决策则可以帮助企业实现科学决策。智能制造的十项技术之间是息息相关的,制造企业应当渐进式、理性地推进这十项智能技术的应用。以下对这些技术一一进行解读。
1.智能产品(Smart Product)
智能产品通常包括机械、电气和嵌入式软件,具有记忆、感知、计算和传输功能。典型的智能产品包括智能手机、智能可穿戴设备、无人机、智能汽车、智能家电、智能售货机等。企业应该思考如何在产品上加入智能化的单元,提升产品的附加值。比如在工程机械上添加传感器,可以对产品进行定位和关键零部件的状态监测,为实现智能服务打下基础。
2.智能服务(Smart Service)
基于传感器和物联网(IoT),可以感知产品的状态,从而进行预防性维修维护,及时帮助客户更换备品备件,甚至可以通过了解产品运行的状态,帮助客户带来商业机会。还可以采集产品运营的大数据,辅助企业进行市场营销的决策。此外,企业通过开发面向客户服务的APP,也是一种智能服务的手段,可以针对企业购买的产品提供有针对性的服务,从而锁定用户,开展服务营销。
3.智能装备(Smart Equipment)
制造装备经历了机械装备到数控装备,目前正在逐步发展为智能装备。智能装备具有检测功能,可以实现在机检测,从而补偿加工误差,提高加工精度,还可以对热变形进行补偿。以往一些精密装备对环境的要求很高,现在由于有了闭环的检测与补偿,可以降低对环境的要求。
对于工业机器人,如果是单纯按照固定指令执行喷涂、搬运、焊接等工艺的机器人,还不能称为智能装备。但是如果具有了机器视觉,能够准确识别工件,或者自主进行装配,自动避让工人等功能,甚至可以实现人机协作,就属于智能装备。随着复合材料的广泛应用,复合材料加工与装配的智能装备具有广阔的市场需求。
4.智能产线(Smart Production line)
目前,很多企业的技术改造重点,就是建立自动化生产线、装配线和检测线。自动化生产线可以分为刚性自动化生产线和柔性自动化生产线,柔性自动化生产线一般建立了缓冲。为了提高生产效率,工业机器人、吊挂系统在自动化生产线上应用越来越广泛。目前,很多汽车整车厂已实现了混流生产,在一条装配线上可以同时装配多种车型。
智能产线是我国制造企业必然的发展方向。智能产线的特点是:在生产和装配的过程中,能够通过传感器或RFID自动进行数据采集,并通过电子看板显示实时的生产状态;能够通过机器视觉和多种传感器进行质量检测,自动剔除不合格品,并对采集的质量数据进行SPC分析,找出质量问题的成因;能够支持多种相似产品的混线生产和装配,灵活调整工艺,适应小批量、多品种的生产模式;具有柔性,如果生产线上有设备出现故障,能够调整到其他设备生产;针对人工操作的工位,能够给予智能的提示。
5.智能车间(Smart workshop)
无论什么制造行业,制造执行系统(MES)成为企业的必然选择。目前,中国的MES市场非常热门,国际大牌的自动化厂商西门子、罗克韦尔、GE、施耐德电气有MES软件平台等,国内的浙大中控、和利时、易往、明基逐鹿、艾普工华、华铁海兴、鑫海智桥等厂商也非常活跃。此外,先进生产排程(APS)系统也已经进入了制造企业选型的视野,开始了初步实践,实现基于实际产能约束的排产。
对于药品、食品等行业,国家有强制性的追溯要求,需要通过GMP等行业认证,因此推进MES更加紧迫。对于机械制造企业,可以通过DNC技术实现设备状态信息和加工代码的上传下达。另外,实现车间的无纸化,也是智能车间的重要标志,企业可以应用三维轻量化技术,将设计和工艺文档传递到工位。
6.智能工厂(Smart Factory)
一个工厂通常由多个车间组成,大型企业有多个工厂。智能工厂与数字化工厂有所区别,一个普遍的共识是,仅仅有自动化生产线和一大堆机器人,并不是智能工厂。作为智能工厂,不仅生产过程应实现自动化、透明化、可视化、精益化,同时,产品检测、质量检验和分析、生产物流也应当与生产过程实现闭环集成。智能工厂还应当重视利用智能的检测仪器,检测结果直接进入信息系统,无需人工干预。而展望未来,AR(Augmented Reality,增强现实)技术也将在智能工厂大显身手。
7.智能研发(Smart R&D)
企业要开发智能产品,需要机电软多学科的协同配合;要缩短产品研发周期,需要深入应用仿真技术,建立虚拟数字化样机,实现多学科仿真,通过仿真减少实物试验;需要贯彻标准化、系列化、模块化的思想,以支持大批量客户定制或产品个性化定制;需要将仿真技术与试验管理结合起来,以提高仿真结果的真实度。流程制造企业已开始应用PLM系统实现工艺管理和配方管理,LIMS(实验室信息管理系统)系统比较广泛。
另外,汽车整车企业和设计公司广泛应用Cave技术,利用虚拟现实技术辅助产品研发,也是一个智能研发技术。全球PLM领导厂商之一,达索系统公司提出了三维体验(3D Experience)的理念,在VR和AR方面提供了解决方案。
8.智能管理(Smart Management)
制造企业核心的运营管理系统还包括人力资产管理系统(HCM)、客户关系管理系统(CRM)、企业资产管理系统(EAM)、能源管理系统(EMS)、供应商关系管理系统(SRM)、企业门户(EP)、业务流程管理系统(BPM)等,国内企业也把办公自动化(OA)作为一个核心信息系统。为了统一管理企业的核心主数据,近年来主数据管理(MDM)也在大型企业开始部署应用。实现智能管理和智能决策,最重要的条件是基础数据准确和主要信息系统无缝集成。
智能管理主要体现在与移动应用、云计算和电子商务的结合。例如,移动版的CRM系统可以自动根据位置服务确定销售人员是否按计划拜访了特定客户;许多消费品制造企业实现了全渠道营销,实现了多个网店系统与ERP系统的无缝集成,从而实现自动派单。
9.智能物流与供应链(Smart logistics and SCM)
实现智能物流与供应链的关键技术包括自动识别技术,例如RFID或条码、GIS/GPS定位、电子商务、EDI(电子数据交换),以及供应链协同计划与优化技术。其中,EDI技术是企业间信息集成(B2B Integration)的必备手段,然而我国企业对EDI的重视程度非常不够。EDI技术最重要的价值,就是可以实现供应链上下游企业之间,通过信息系统之间的通讯,实现整个交易过程无需人工干预、而且不可抵赖。
历经多年发展,主流的EDI技术已经是基于互联网来传输数据,而我国很多大型企业建立的供应商门户,实际上只是一种Web EDI,不能够与供应商的信息系统集成,供应商只能手工查询。而供应链协同计划与优化是智能供应链最核心的技术,可以实现供应链同步化,真正消除供应链的牛鞭效应,帮助企业及时应对市场波动。
10.智能决策(Smart Decision Making)
企业在运营过程中,产生了大量的数据。一方面是来自各个业务部门和业务系统产生的核心业务数据,比如与合同、回款、费用、库存、现金、产品、客户、投资、设备、产量、交货期等数据,这些数据一般是结构化的数据,可以进行多维度的分析和预测,这就是BI(Business Intelligence,业务智能)技术的范畴,也被称为管理驾驶舱或决策支持系统。
同时,企业可以应用这些数据提炼出企业的KPI,并与预设的目标进行对比。从技术角度来看,内存计算是BI的重要支撑。BI软件的另一个趋势是移动BI,支持在智能手机和PAD上进行分析和应用,而要提升移动BI的应用效果,基于云服务无疑是必由之路。
智能制造贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,所以智能制造可以从不同的角度进行分类,从而形成体系、过程和系统架构等不同角度的特色产业链条。
1.智能制造体系产业链
智能制造体系是先进制造过程、系统与模式的总称,一般来说智能制造技术包括自动化、信息化、互联网和智能化四个层次的内容。广义上智能产业链可以分为“基础、核心、应用和服务”四个方面,每个环节都能形成较大的产业集群。

图1. 智能制造体系产业链图
智能基础产业是构成智能化系统的最基本元件或材料,包括电子元器件、光学配件、精密基础件、光电材料、智能材料等,一般不具有独立应用功能。
智能核心产业是构成智能化系统的核心功能组件,包括感知、传输、计算、控制等功能单元,具体涵盖计算机设备、网络传输设备、仪器仪表、集成电路、物联网技术和软件等。智能应用产业是推动智能化产业发展的终端应用领域,可分为智能电网、智能交通、智能汽车、智能金融、智能医疗、智能建筑、智能安防、智能物流、智能家居、智能商业等领域,智能应用领域的产业关联度、技术复杂性较高,是最终引领智能产业发展的驱动力量。
从智能应用的不同领域看,有些是偏重生活方面的,有些是偏重生产方面的,有些影响是全方位的,如智能电网,其辐射范围相当广阔,包括新材料、电力电子元器件制造、电池制造、新能源发电、钢铁制造、通信设备、智能家电、电动汽车、智能家居等上下游产业,而后续还将衍生出诸如智能城市、智能交通等更多新的产业。
智能汽车和智能家居是影响人们生活最重要的两个方面,都具有非常巨大的市场空间。智能化汽车设备主要体现在众多辅助驾驶系统上,如智能雨刷、自动前照灯、智能空调、智能悬架、防打瞌睡系统。电子信息技术的广泛应用,为汽车的智能化提供了广阔的前景。
智能化家居主要体现在智能楼宇管理上,安防监控、中央空调、火灾自动报警、立体车库、远程抄表。智能制造是生产领域的典型代表。自动化改造是我国制造业转型与升级的主要方式。我国制造业升级与转型应从制造环节开始,自动化改造包括两个方面:一是以自动化器械代替人工;二是以智能化器械代替非智能化器械,包括工业机器人、智能化数控机床、智能纺机等,是不断提升生产效率、提高产品质量的重要保障。
2.智能制造过程产业链
从智能制造的过程来分其中智能制造过程是指通过自动化装备及通信技术实现生产自动化,并能够通过各类数据采集技术,以及应用通信互联手段,将数据连接至智能控制系统,并将数据应用于企业统一管理控制平台,从而提供最优化的生产方案、协同制造和设计、个性化定制,最终实现智能化生产。
智能制造发展需经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段。智能制造发展需经历不同的阶段,每一阶段都对应着智能制造体系中某一核心环节的不断成熟,分为四个阶段。
分别为自动化(淘汰、改造低自动化水平的设备,制造高自动化水平的智能装备)、信息化(产品、服务由物理到信息网络,智能化元件参与提高产品信息处理能力)、互联化(建设工厂物联网、服务网、数据网、工厂间互联网,装备实现集成)、智能化(通过传感器和机器视觉等技术实现智能监控、决策)。
3.智能制造系统架构产业链
为落实国务院《中国制造2025》的战略部署,加快推进智能制造发展,发挥标准的规范和引领作用,指导智能制造标准化工作的开展,工业和信息化部、国家标准化管理委员会共同组织制定了《国家智能制造标准体系建设指南(2015年版)》。该标准于2015年12月29日正式发布。该标准对智能制造系统架构给出了一个认知度较高的模型。
智能制造系统架构通过生命周期、系统层级和智能功能三个维度构建完成,主要解决智能制造标准体系结构和框架的建模研究。
进入21世纪以来,在经济全球化和社会信息化的背景下,国际制造业竞争日益激烈,对先进制造技术的需求更加迫切。党中央、国务院审时度势提出了制造强国战略,印发实施《中国制造2025》(国发[2015]28号),明确把智能制造作为主攻方向。地方各省市主动对接,纷纷出台推进智能制造发展的规划或实施方案,并组织实施智能制造示范项目。
2017年6月1日,北京市正式发布《“智造100”工程实施方案》。“智造100”工程是深入贯彻《中国制造2025》,全面落实习近平总书记视察北京工作重要讲话精神的有力举措。发展智能制造读对北京而言具有深远的现实意义。它是构建高精尖经济结构,建设具有全球影响力的科技创新中心的重要抓手;是缓解人口资源环境矛盾,治理大城市病的内在要求;是疏解非首都功能、加快京津冀协同发展的必然选择。
北京在政策、技术和产业方面的优势,为“智造100”工程的顺利实施奠定了基础,提供了保障。
1.政策优势
北京先后制定了《<中国制造2025>北京行动纲要》、《北京加强全国科技创新中心建设重点任务实施方案》,将发展智能制造系统和服务产业集群作为构建高精尖经济结构、建设全国科技创新中心的重要内容。
2.技术优势
在智能制造标准创制方面,北京逐步成为全国智能制造标准的高地;在公共服务平台方面,北京智能制造公共服务建设全国领先;在智能制造装备方面,北京近年来在智能制造关键技术和核心装备领域取得一批重大创新成果;在系统解决方案方面,拥有一大批全国知名的系统解决方案提供商,进一步凸显了北京智能制造的综合创新实力和集成服务能力。
3.产业优势
一批企业承担国家智能制造新模式应用项目和国家智能制造试点示范任务;一批企业通过实施数字化车间、智能工厂技术改造和建设,成为重点产业智能转型发展的标杆;一批企业积极探索京津冀联网智能制造。
1.北京智能制造重点企业
北京的智能制造产业在细分领域拥有鲜明的特色。在智能仪控系统、工业互联网、智能传感器等关键部件领域,北京拥有和利时、东土科技、航天易联等具备国内引领水平的企业。在机器人、高档数控机床、增材制造装备等智能制造装备领域,北京的机床所、北一数控、北二机床、精雕科技等企业,在精密/超精密加工、重型/超重型、电主轴加工设备等方面具备较强竞争优势;太尔时代、中航天地激光、北京隆源等企业具备拥有国内领先的增材制造装备研发创新和综合集成能力;大成高科、艾美特、康力优蓝、智能佳、安川首钢等企业在特种、服务机器人研发和工业机器人系统集成等方面具有突出的影响力。在智能制造成套装备和自动化生产线领域,北京的金自天正、国电智深、诚益通、煤科天玛在冶金、电力、医药、煤炭自动化等领域具备较强竞争实力,经纬纺机、中丽制机是国内最大的棉纺、化纤纺成套设备提供商。
从2017年开始,北京市经信局按照数字化车间、智能工厂等不同智能制造应用模式,分行业制定智能制造标杆企业评价指标体系,对北京市智能制造企业进行了评价。通过企业申报、专家评审、网上公示等环节,评选出北京市优秀智能制造企业,见下表。
表1. 北京市智能制造领域重点企业
序号 年份 企业名称 类型 地点
1 2017年 北京京东方显示技术有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
2 2017年 冠捷显示科技(中国)有限公司 数字化车间(液晶显示屏生产车间) 北京经济技术开发区
3 2017年 北京奔驰汽车有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
4 2017年 施耐德电气(中国)有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
5 2017年 和利时科技集团有限公司 数字化车间(PLC控制器生产车间) 北京经济技术开发区
6 2017年 航卫通用电气医疗系统有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
7 2017年 拜耳医药保健有限公司 数字化车间(拜阿司匹林肠溶片装配线) 北京经济技术开发区
8 2017年 悦康药业集团有限公司 数字化车间(冻干制剂生产车间) 北京经济技术开发区
9 2017年 北汽福田汽车股份有限公司 智能工厂 昌平
10 2017年 北京宝沃汽车有限公司 数字化车间(乘用车汽油发动机生产车间) 昌平
11 2017年 北京福田康明斯发动机有限公司 数字化车间(ISG系列柴油重型发动机生产车间) 昌平
12 2017年 北京卫星制造厂有限公司 智能工厂 海淀
13 2017年 北京恒通创新赛木科技股份有限公司 智能工厂 房山
14 2017年 利亚德电视技术有限公司 数字化车间(LED电视(墙)生产车间) 大兴
15 2018年 中芯北方集成电路制造(北京)有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
16 2018年 博世力士乐(北京)液压有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
17 2018年 北京ABB低压电器有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
18 2018年 北京利德曼生化股份有限公司 数字化车间(诊断试剂生产车间) 北京经济技术开发区
19 2018年 北京首钢冷轧薄板有限公司 智能工厂 顺义区
20 2018年 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 数字化车间(高压大流量液压阀柔性车间) 顺义区
21 2018年 重庆长安汽车股份有限公司北京长安汽车公司 智能工厂 房山区
22 2018年 北京凯达恒业农业技术开发有限公司 智能工厂 房山区
23 2018年 神华国华(北京)燃气热电有限公司 智能工厂 朝阳区
24 2018年 北京发那科机电有限公司 智能工厂 海淀区
25 2018年 美巢集团股份公司 智能工厂 大兴区
26 2018年 北京福田戴姆勒汽车有限公司 数字化车间(重型卡车车身焊接车间) 怀柔区
27 2019年 同方威视技术股份有限公司 智能工厂 密云区
28 2019年 北京三一智造科技有限公司 智能工厂 昌平区
29 2019年 北京宝沃汽车有限公司 智能工厂 密云区
30 2019年 北京纵横机电科技有限公司 智能工厂 海淀区
31 2019年 北京博泽汽车部件有限公司 智能工厂 大兴区
32 2019年 北京京西重工有限公司 智能工厂 房山区
33 2019年 北京华邈药业有限公司 智能工厂 顺义区
34 2019年 北京盛通印刷股份有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
35 2019年 东明兴业科技股份有限公司 数字化车间(3C产品数字化车间) 怀柔区
36 2019年 北方导航控制技术股份有限公司 数字化车间(导航控制系统精益柔性车间) 北京经济技术开发区
37 2019年 北京康斯特仪表科技股份有限公司 数字化车间(数字压力检测仪表数字化车间) 海淀区
38 2019年 北京新立机械有限责任公司 数字化车间(SMT表面贴装技术柔性数字化车间) 丰台区
39 2019年 北京海纳川李尔汽车系统有限公司 数字化车间(汽车线束产品数字化车间) 大兴区
40 2019年 北京世桥生物制药有限公司 数字化车间(大输液数字化车间) 顺义区
41 2019年 北京科仪邦恩医疗器械科技有限公司 数字化车间(新一代微创骨科植入物及器械智能数字化车间) 北京经济技术开发区
42 2019年 曲美家居集团股份有限公司 数字化车间(家居个性化定制车间) 顺义区
43 2019年 北京黎明文仪家具有限公司 数字化车间(定制化办公家具数字化车间) 通州区
44 2019年 北京雅昌艺术印刷有限公司 数字化车间(雅昌POD智能制造数字化车间) 顺义区
45 2020年 小米通讯技术有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
46 2020年 北京亦庄水务有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
47 2020年 北京柏瑞安电子技术有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
48 2020年 利乐包装(北京)有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
49 2020年 北京泰德制药股份有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
50 2020年 信维创科通技术(北京)有限公司 智能工厂 北京经济技术开发区
51 2020年 安泰科技股份有限公司 智能工厂 顺义区
52 2020年 曲美家居集团股份有限公司 智能工厂 顺义区
53 2020年 北京现代汽车有限公司 智能工厂 顺义区
54 2020年 北京汽车集团越野有限公司 智能工厂 顺义区
55 2020年 北京三立车灯有限公司 智能工厂 顺义区
56 2020年 北京大维信生物科技有限公司 智能工厂 海淀区
57 2020年 三一重能有限公司 智能工厂 昌平区
58 2020年 富思特新材料科技发展股份有限公司 智能工厂 大兴区
59 2020年 安泰环境工程技术有限公司 数字化车间(过滤元件数字化车间) 海淀区
60 2020年 北京动力机械研究所 数字化车间(航天弹用发动机关重件数控加工字化) 丰台区
61 2020年 北京精雕科技集团有限公司 数字化车间(高精密机床快速柔性制造数字化车间) 门头沟区
62 2020年 北京万集科技股份有限公司 数字化车间(OBUOBUOBU生产数字化车间) 顺义区
63 2020年 北京爱康宜诚医疗器材有限公司 数字化车间(骨科植入物增材制造数字化车间) 昌平区
64 2020年 北京铁路信号有限公司 数字化车间(轨道交通控制系统装备造数字化车) 大兴区
65 2020年 北京科锐配电自动化股份有限公司 数字化车间(基于工业互联网的配电产品数字化车) 怀柔区
2.北京智能制造科研机构
从智能制造产业创新角度来看,北京在全国范围内可谓综合创新实力突出,在智能制造领域集聚了众多高等院校、科研院所和企业技术中心,拥有清华、北航、机械总院、中国航空制造技术研究院、中自所等一批国内较高技术水平的中央研发单位,也拥有一批与市场紧密结合的企业创新实体。
(1)清华大学先进制造学部
精密与特种加工技术等先进制造技术是衡量一个国家制造业水平的重要依据,对航天、航空、航海和国防等关键领域的技术提升起着关键作用。随着工业界对零部件的加工精度的要求越来越高,精密与特种加工技术成为了提高产品国际竞争力的关键技术。
围绕工业中对精密高端制造装备与工艺迫切需求,先进制造学部积极探索加工精度和表面质量达到微米级甚至纳米级的精密与特种加工技术,重点研究面向航空航天的精密与特种数控机床等装备设计、制造、工艺过程中的关键问题。
主要研究内容包括:高档数控机床数字化设计方法与工具集;数控机床静、动、热态分析与实验方法;大型航空结构件原位检测技术;大功率超声辅助加工工艺系统;光学玻璃、KDP晶体、蓝宝石、SiCp/p等硬脆材料超声振动辅助加工工艺;复杂结构3D增材制造技术;制造过程智能监控技术;制造过程数值仿真技术等。
(2)北京航空航天大学
自上世纪80年代,北京航空航天大学就成为国内开展智能制造研究的主要单位之一,在数字化设计制造集成技术、智能工艺与装备技术、智能生产系统与管理技术、工业云制造模式协同制造技术、工业互联网与工业大数据技术等方面形成了学科比较优势。
智能制造工程专业所依托的学术优势研究方向包括:智能数控及伺服控制、先进制造装备、数字化设计与制造、智能生产工程、产品保障服务、现代质量工程、信息系统与信息化工程、服务型制造等。作为智能制造工程专业的主要依托学院,机械工程及自动化学院拥有机械工程、航空宇航科学与技术和材料科学与工程3个国家重点一级学科,拥有工信部“航空高端装备智能制造技术”重点实验室、数字化设计制造北京市重点实验室、国防科技工业高效数控加工技术创新中心、面向高端装备制造的机器人技术北京市国际科技合作基地(示范类)、北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心、教育部先进制造技术与系统创新基地等。
(3)北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心
北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心(以下简称“中心”)成立于2015年08月,是获得北京市教育委员会首批认定的13个高精尖创新中心之一。中心瞄准国家重大需求和国际科技前沿,围绕智能机器人与系统研究领域,综合运用分子仿生学、仿生机械学、多尺度感知与控制技术、多元人工智能技术等多门学科与前沿科学技术的交叉与融合,突破运动仿生学、多尺度感知与操作、生机电融合与交互、系统控制与集成等理论方法和技术,解决一系列重大、前沿的科学问题,以智能机器人与系统等作为高端科学研究的技术集成平台,开展原创性科学研究,汇聚培养一批智能机器人领域的领军人才,提升智能机器人与系统研究的创新能力和在该领域的学术声誉;有效整合、协同各方资源,探索高校国际、校际科技合作和产业发展新模式,重点培育在家庭服务、助老助残、科普教育、航天服务等方面应用的智能服务机器人产品,引领智能机器人及其系统产业发展,服务首都经济发展,建设成为首都“高、精、尖”科技创新和人才培养的重要基地。
(4)机械科学研究总院集团有限公司
机械科学研究总院集团有限公司,是国务院国资委直接监管的中央大型科技企业集团,始建于1956年;2006年6月,经国资委批准“机械科学研究院”更名为“机械科学研究总院”。是中央企业中唯一从事装备制造业基础共性技术研究为主业的单位。
机械科学研究总院集团有限公司拥有16家全资及控股子企业(公司),实行母子公司式集团管理体制,下设标准化、产品检测、质量认证和管理咨询等若干个专业技术服务机构。机械总院累计取得科研成果及专利7000余项,广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、环保、能源、交通运输、信息产业、冶金、化工、建筑等国民经济重要产业领域。
(5)中国航空制造技术研究院
中国航空制造技术研究院(以下简称“航空工业制造院”)是中国航空工业集团有限公司直属业务单位,下设2家科研院所和1家上市公司。
制造院主要承担航空材料、制造工艺、专用装备等基础、应用和工程转化研究工作,为中国新型飞机、发动机、导弹等航空装备研制和航空工厂的技术改造提供先进制造技术和工艺装备,也为国防工业其它领域,如航天、电子、兵器、船舶等提供先进制造技术。
(6)北京机械工业自动化研究所有限公司
北京机械工业自动化研究所有限公司(以下简称北自所)创建于1954年,是原机械工业部直属的综合性科研机构,1999年转制为中央直属大型科技企业,现隶属于国资委监管的机械科学研究总院集团有限公司。
北自所致力于制造业领域自动化、智能化、信息化、集成化技术的创新、研究、开发和应用。为客户提供由开发、设计、制造、安装到服务的整体解决方案,是制造业企业集成化装备和系统解决方案的提供者。
北自所为国家重大工程和企业的技术进步做出了卓越的贡献,完成了千余项国家攻关项目及企业定制的装备工程。包括承担我国第一颗人造地球卫星的地面模拟震动试验;承接备受瞩目的三峡工程;承担引黄工程项目;开发了我国的第一条机器人喷漆生产线;在加速器领域顶住国外封锁,研发了我国第一台高能电子直线加速器;完成了目前世界上最大的玻纤行业的物流生产线;开发出为具有自主知识产权的RS10信息化软件……广泛应用于汽车、机械、水利、电力、冶金、航天、航空、环保、建材、煤炭、轻工、食品、交通、能源等22个行业。在工业自动化及系统集成、工业机器人及自动装配系统、流体传动设备及系统、无损检测设备及系统、企业物流及仓储自动化系统、金属板材加工自动、化装备、企业信息化及应用等高新技术研发与应用领域,达到或接近国际先进水平,处于国内领先地位。
1.智能制造装备
聚焦重点领域,发展高档数控机床与机器人、增材制造、智能传感与控制、智能检测与装配、智能物流与仓储等智能制造关键技术装备,推动系统集成和行业解决方案的产业化应用。
高档数控机床。发展高速、精密、复合、多轴联动、具备网络通信功能的高档数控机床和五轴加工中心、复杂结构件数控加工中心。面向航空航天、汽车、海洋工程、轨道交通等重点领域,发展数控机床智能化技术,支持具有数据自动采集、监控、分析和自主预测决策、自适应柔性等功能的智能机床研发和产业化应用。加快高精度减速机、伺服电机、数控系统等机床关键零部件研发与产业化。
智能机器人。发展六轴关节型机器人、平面关节型搬运机器人、在线测量及质量监控机器人、真空(洁净)机器人等智能工业机器人;推进人机协作机器人、自主编程智能机器人等新一代工业机器人的研制与产业化。支持医疗手术机器人规模化临床应用,推动具备自主行走、人机交互等功能的服务型机器人产业化应用。发展消防救援、空间作业等特种机器人。发展智能机器人核心部件,推动机器人应用软件、减速器、机器人专用伺服系统规模化应用,加快发展计算机视觉、自然语言处理等前沿核心技术,发展柔性机器人、网络机器人、共融机器人等前沿技术。
增材制造装备。提升现有增材制造装备的工艺技术水平,发展关键核心器件。发展激光(电子)束高效选区熔化、大型整体构件激光及电子束送粉(送丝)熔化沉积等金属增材制造装备,熔融沉积成形、激光选区烧结成形、喷射成形等非金属增材制造装备,增材、减材、等材复合制造技术和装备。
智能传感与控制装备。发展高性能光纤传感器、视觉传感器、微机电系统传感器、多参数复合传感器等工业用高端传感器。发展面向复杂工况的工业过程在线分析检测仪器。支持智能变送器、仪器仪表的研发和产业化。发展高速高可靠性分布式控制系统(DCS)、快速响应多重冗余可编程逻辑控制器(PLC)、跨平台数据采集系统(SCADA)等控制系统,智能伺服系统、高精度液压与气动系统等传动装置。推动预测控制、智能优化决策、自适应控制等技术的创新研发和应用。
智能检测与装配装备。发展面向航空航天、轨道交通、汽车制造等行业的数字化非接触精密测量、在线无损检测、高效率强度及疲劳寿命测试与分析、设备全生命周期健康检测诊断、基于大数据的在线故障诊断与分析等智能检测装备。研发高效、高可靠、可视化柔性、质量可控的装配装备。
智能物流与仓储。发展高速智能输送与分拣成套装备、智能多层穿梭车、自动化立体仓库、高速堆垛机等装备,推进智能物流与仓储装备自动控制技术、总线驱动技术、物流配送仿真技术的工程化应用。
智能制造系统集成。重点发展面向电子信息、汽车制造等行业应用的智能制造成套装备,发展新一代集成电路芯片制造成套工艺与装备、高性能动力电池封装与装配全自动生产装备。鼓励智能制造系统集成商与相关领域领先企业、细分领域“专精特新”企业协同发展。
2.高端能源装备
聚焦高效、节能、绿色等核心需求,重点发展高端新能源装备、能源互联网装备、能源自动化装备,开展技术研发及首台(套)装备研制,支持工程应用和产业化。
高端新能源装备。发展大功率风力发电机组及关键部件。发展发电机高性能控制技术、基于大数据的风电场群智能运维装备。推动光伏领域新型制造工艺及装备提升。推进高强度高效光伏逆变器、光伏直流并网逆变器和逆变系统的产业化应用。促进百万千瓦级核电主泵、蒸汽发生器等核电核心装备制造产业发展。开展大功率生物质燃气发电机组成套装备研发及示范应用。
能源互联网关键部件及成套装备。发展柔性输变电设备、智能变电站成套装备、配电网成套设备。发展特高压交(直)流输变电关键技术装备、大容量电力电子器件和材料、高温超导材料及制备工艺等大容量输电技术装备,推动智能变压器、超导直流限流器和超导电机等的示范应用。发展智能化风电和光伏并网变流器、高压变频器等新能源并网关键技术装备。推动大容量超级电容储能、高温超导储能、10兆瓦级压缩空气储能、全钒(锂离子)液流电池储能等电力储能关键技术及装备的研制和产业化。鼓励能源互联网关键装备技术攻关与应用。针对特殊环境下应急电源系统、应急电源变频调速、逆变发电、多能源混合互补发电、光储一体电源变换技术,开展装备研发和产业化示范应用。
能源智能化集成装备。发展模块化智能变流器、控制模块及电力监测成套装备。发展轻型工业燃气轮机、分布式能源系统燃气内燃机、高效环保节能型换热器等高端分布式能源装备及控制装备,提升智能化能源设备系统集成能力。
3.特色智能专用装备
实现公共安全和应急、科学仪器、文物保护及数字创意等领域技术突破,打造北京特色智能专用装备产业。
公共安全和应急装备。发展货物车辆、行李包裹、人体安全等快速安检装备。发展具备特征识别、智能侦测功能的监控摄像装备,视频直写存储设备,智能监控平台系统。发展实时监测、主动式早期报警、大数据分析等智能化火灾监控报警装备与系统,推动电气监控传感器、空气采样传感器、感烟感温感光传感器等火灾监控关键装置研制。
科学仪器。发展高精度光热点位分析仪、气相分子吸收光谱仪、高灵敏紫外成像仪、高速激光共聚拉曼光谱仪、高速网络协议与安全检测仪、太赫兹三维层析成像仪、扫描(透射)电子显微镜等高端检测分析仪器。发展实时光电微生物快速检测、水体多参数自动在线监测等环境监测仪器,高速运动构件动态特征测试仪、在役钢轨缺陷综合检测等专用仪器。推进高端分析仪器、电子测量仪器与云计算、大数据等新一代信息技术融合发展,加强科学仪器系统的集成创新。
文物保护及数字创意技术装备。发展博物馆智能展藏装备,基于物联网的馆藏文物智能管理装备和智能文物装卸转运装备。发展文物无损便携专用检测分析设备。推动文物防震装置及系统方案的设计与研发。发展博物馆及古建筑专用智能灭火系列装备。发展数字化艺术展演展陈技术装备、文物数字化保护和传承装备、智慧博物馆装备,以及图书馆、美术馆和文化馆数字化装备。发展文化资源数字化采集处理装备,超感影院、混合现实娱乐和广播影视融合制播装备。
我国经济发展进入新常态,主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式已难以为继,发展智能制造,加快产业升级刻不容缓。沈阳是东北老工业基地核心城市,传统制造业对工业仍发挥着基础性作用,但支撑力已有所减弱。随着经济下行压力增大,一些结构调整缓慢的企业面领着被市场淘汰出局的困境。顺应产业发展趋势,加快推进智能制造发展是大势所趋。
智能制造业的良性发展离不开政府调控和引导,需要为其提供有效和积极的扶持政策。建立科学的政策体系,能够为沈阳市的智能制造业发展创造良好的环境,对促进沈阳市智能制造产业发展具有重要的意义。
为推进沈阳加快建设现代化经济体系,积极应对当前科技革命和产业变革带来的机遇期和交汇期,结合沈阳现有产业基础和创新资源、创新能力,提前布局未来产业。沈阳市政府结合实际,于2018年12月以市政府名义发布了《沈阳市未来产业培育和发展规划(2018-2035年)》。《规划》的制定,是以培育壮大新动能为重点,激发创新驱动内生动力的重要体现。《规划》以未来生产为重点任务,并明确了其方向和目标:把握全球制造业数字化、网络化、智能化发展趋势,依托沈阳扎实的装备制造业发展基础,布局智能机器人、增材制造、智能制造系统集成3个产业重点领域,形成一批标志性的拳头产品和服务,将沈阳市打造成全球智能制造关键技术装备和系统解决方案的供给中心。
此外,沈阳市还制定了《沈阳振兴发展规划》《沈阳“中国制造2025”》等多项专业规划,真正形成了政策体系,为沈阳市未来智能制造产业的发展提供指引。
1.沈阳智能制造发展优势
近年来,沈阳机器人、高档数控机床、IC装备、移动终端以及3D打印等产业正在逐步兴起,一批高新技术企业在智能制造领域处于国内领先地位,为智能智造技术和产品的推广奠定了良好的产业基础。在机器人领域,沈阳新松机器人自动化股份有限公司的产品涵盖了工业机器人、特种机器人及服务机器人等5大类。在智能数控机床领域,沈阳机床股份有限公司推出的智能机床上市以来深受客户好评,商业化进程顺利;沈阳高精数控技术有限公司的数控系统、驱动单元及相关机床电子产品,成为国内数控领域有影响力的品牌之一;在IC装备领域,沈阳芯源微电子、富创精密、中科博微等一批企业在集成电路设计和制造能力、封装测试方面开始突破技术瓶颈制约,为国产蚀刻机、离子注入机、匀胶显影等多个IC装备整机和LED等半导体设备提供了数千个零部件产品。
2.沈阳智能制造装备优势
在国家和地方政策的推动下,沈阳中德产业园、机器人与智能制造创新研究院、新松智慧产业园、机器人协同创新等一批重大项目纷纷启动;沈阳宝马、沈阳通用、海尔冰箱沈阳工厂、新松公司、辉山乳业在工业4.0领域已走在全国前列;沈阳鼓风、沈阳机床、沈阳输变电、沈阳远大等一批大中型企业正在实施智能升级计划,努力建设智能化工厂和数字化车间。同时,移动互联网和新一代信息技术应用取得新突破,东北区域超算中心正式揭牌启用,生产性服务业平台辐射作用初步显现,远大科技研发创新平台、东网“超云”平台等服务平台投入运营,为沈阳智能制造产业发展夯实了基础。
1.沈阳智能制造重点企业
经过历年来制造业升级的实施,沈阳市众多企业中逐渐涌现出一批智能制造前沿企业。这些企业主动适应了新业态、新模式的发展要求,率先在智能制造和服务经营模式上做出了有益的尝试,通过实施智能化改造升级,企业的数字化、网络化和智能化水平进一步提升,在产品设计周期、劳动生产率、生产成本和产品质量等方面都有了明显改善,在智能制造新模式上积累了宝贵经验。其中最为典型的有以下几家企业。
(1)沈阳新松机器人自动化股份有限公司
新松机器人自动化股份有限公司(以下简称“新松”)成立于2000年,隶属中国科学院,是一家以机器人技术为核心的高科技上市公司。作为国家机器人产业化基地,新松拥有完整的机器人产品线及工业4.0整体解决方案。新松本部位于沈阳,在上海设有国际总部,在沈阳、上海、杭州、青岛、天津、无锡、潍坊建有产业园区,在济南设有山东新松工业软件研究院股份有限公司。同时,新松积极布局国际市场,在韩国、新加坡、泰国、德国、香港等地设立多家控股子公司及海外区域中心,现拥有4000余人的研发创新团队,形成以自主核心技术、核心零部件、核心产品及行业系统解决方案为一体的全产业价值链。
新松成功研制了具有自主知识产权的工业机器人、协作机器人、移动机器人、特种机器人、医疗服务机器人五大系列百余种产品,面向智能工厂、智能装备、智能物流、半导体装备、智能交通,形成十大产业方向,致力于打造数字化物联新模式。
(2)沈阳东软医疗系统有限公司
东软医疗系统股份有限公司(以下简称“东软医疗”或“公司”)成立于1998年,总部位于辽宁沈阳。公司定位于以影像设备为基础的临床诊断和治疗全面解决方案提供商,拥有数字化医学诊疗设备(CT、MRI、DSA、GXR、PET/CT、RT、US)、体外诊断设备及试剂、MDaaS (医疗设备和医学影像数据服务)解决方案、设备服务与培训四大业务线。
在长达二十余年的发展进程中,东软医疗依靠自主研发,一次次改写中国医学影像设备发展史——包括CT、超导磁共振、DR等里程碑式创新成果,都在东软医疗诞生。近年,东软医疗又相继推出国产首台256层80毫米覆盖宽体能谱CT、512层全景多模态CT,以及无轨悬吊双中心七轴DSA、1.5T超导磁共振等新品,不断引领国产医疗设备迈向卓越与高端。截至目前,公司产品已累计销往全球110余个国家和地区(含90个“一带一路”合作国家),历史发机量达39000余台。
(3)沈阳机床(集团)有限责任公司
沈阳机床(集团)有限责任公司于1995年12月通过对沈阳原三大机床厂:沈阳第一机床厂、沈阳第二机床厂(中捷友谊厂)、辽宁精密仪器厂资产重组而组建。主要生产基地分布在中国的沈阳、昆明以及德国的阿瑟斯雷本,机床产销量多年来始终居国内同行业首位。
公司主导产品为金属切削机床,包括两大类:一类是数控机床,包括数控车床、数控铣镗床、立式加工中心、卧式加工中心、数控钻床、高速仿形铣床、激光切割机、质量定心机及各种数控专用机床和数控刀架等;另一类是普通机床,包括普通车床、摇臂钻床、卧式镗床、多轴自动车床、各种普通专机和附件。共300多个品种,千余种规格。市场覆盖全国,并出口80多个国家和地区。
(4)沈阳鼓风机集团股份有限公司
沈鼓集团是中国重大技术装备行业的支柱型、战略型领军企业,占地70万平方米,现有员工7000人。担负着为石油、化工、空分、电力、冶金、环保、国防等关系国计民生的重大工程项目提供国产装备的任务,其生存与发展关系到国家经济安全,被党和国家领导人誉为“国家砝码”。
多年来,沈鼓集团坚持技术创新、管理创新、人才体制创新和文化创新,不断实现重大装备国产化新突破。目前,沈鼓已具备百万吨乙烯压缩机组、千万吨炼油装置、10万空分、大型PTA、大型LNG、大型MTO、大型长输管线压缩机、150吨大推力往复压缩机,以及AP1000核主泵、核二级泵、核三级泵、国防海军装备用泵等重大技术装备研发制造能力,大型离心压缩机总体设计制造技术已达到国际先进水平。沈鼓集团先后购置大型龙门铣、五坐标加工中心等大型高、精、稀设备200余台套,进口数控机床设备400余台套,高速动平衡机、五坐标测量仪、超声波探伤仪等先进检测设备400余台套。装备和制造能力达到国际先进水平。
(5)中科煜宸
沈阳中科煜宸科技有限公司于2015年11月09日在沈阳市辽中区市场监督管理局登记成立。中科煜宸是一家激光成套装备制造商,主要产品有金属3D打印机、激光再制造装备、激光焊接装备、激光切割装备等,主要应用于科研、汽车、矿山、石化等领域。
2.沈阳智能制造科研机构
(1)中国科学院沈阳自动化研究所
中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)成立于1958年,主要研究方向是机器人、智能制造和光电信息技术。
建所六十多年来,沈阳自动化所在自动化科学与工程领域不断探索,为国民经济、社会发展和国家安全做出了突出贡献,获得国家、中科院、各部委及地方奖励300余项。作为中国机器人事业的摇篮,在中国机器人事业发展历史上创造了二十多个第一,引领中国机器人技术的研究发展,解决了国家制造业发展一系列重大关键技术问题。
沈阳自动化所近年来科研成果令人瞩目。“海翼”水下滑翔机于2017年打破世界水下滑翔机最大下潜深度纪录并入选习近平总书记2018年元旦贺词,“海斗一号”全海深无人潜水器于2020年成功海试最深下潜至10907米,全景相机转台助力嫦娥五号成功完成我国首次地外天体采样返回。上述成果都于当年入选两院院士评选的中国十大科技进展新闻。工业4.0互联制造解决方案获评“世界互联网领先科技成果”。
(2)东北大学
东北大学(Northeastern University),坐落于辽宁省沈阳市,是中华人民共和国教育部直属的全国重点大学,由教育部、辽宁省、沈阳市三方重点共建,是世界一流大学建设高校,国家首批“211工程”和“985工程”重点建设高校。2017年9月,经国务院批准,进入一流大学建设高校行列。在近百年的办学历程中,东北大学始终坚持与国家发展和民族复兴同向同行,形成了“自强不息、知行合一”校训精神。
在近年来考生和家长非常关注的“智能”领域,东北大学继2019年新增人工智能、智能医学工程两个专业之后,2020年又新增了工业智能、智能制造工程两个专业,充分体现了东北大学积极适应社会人才需求变革、努力为国家和社会培养拔尖创新人才的责任与担当。
(3)沈阳飞机设计研究所
沈阳飞机设计研究所(简称六O一所)是中国航空工业集团公司直属科研事业单位,成立于1961年,是新中国组建最早的飞机设计研究所,主要从事战斗机的总体设计与研究工作。六O一所科研实力雄厚,专业设置齐全,涵盖了飞机设计、试验验证和技术支持三大类,共计54个重点专业领域、158个设计专业。设计手段先进,覆盖全所的计算机网络系统,形成了以计算机辅助设计、工程分析、型号管理为主的应用系统,具备了进行飞机全机三维数字化设计制造能力和手段,可同时进行多个型号设计。试验设施完备,拥有国内先进的飞机控制工程综合试验室、全机电磁兼容性实验室等25个配套设施齐全的重点专业试验室,具备大规模数字化仿真设计验证环境。
1.智能机器人
(1)发展基础
智能机器人产业链上游是关键零部件制造,主要包括减速器、控制器、伺服电机、传感器和嵌入式系统等;中游是机器人本体制造;下游是机器人系统集成应用,应用行业有汽车、电子、食品等,用途包括冲压、焊接、搬运、装配、分拣等。
沈阳智能机器人产业基础良好,拥有中科院沈自所、国家机器人创新中心、机器人学国家重点实验室、机器人国家工程研究中心等国家级创新资源,以及新松机器人、通用机器人、众拓机器人等69家骨干企业。
(2)重点方向
围绕汽车及零部件、电子、工程机械、卫浴、集成电路装备、平板显示、生物医药和食品等行业需求,依托国家机器人创新中心、中科院沈自所、新松机器人、通用机器人等单位,以“固强、补短、拓新”为发展路径,加快推动新型传感、先进控制、人工智能等技术与机器人技术的深度融合,推动产业围绕创新链裂变式发展,攻克一批关键核心技术和部件,研发一批标志性产品,搭建沈阳智能机器人大数据平台,加快构建包括创新资源、骨干企业、零部件配套企业、金融机构、第三方机构等在内的智能机器人产业生态体系。
2.增材制造
(1)发展基础
增材制造产业链上游主要有振镜、芯片、电子束枪、激光器等关键零部件,建模软件、控制软件等专用软件,以及增材制造专用材料;中游是三维立体打印(3DP)、熔融沉积成形(FDM)、光固化成形(SLA)、激光选区烧结/熔化(SLS/SLM)、电子束选区熔化(EBSM)、电子束熔丝沉积(EBDM)、材料喷射成形等增材制造装备;下游是汽车、航空航天、电子信息、军工、生物医疗、食品、教育、文创等应用领域。
沈阳在增材制造领域具备一定的发展基础,拥有辽宁增材制造产业技术研究院、东北大学、中科院沈自所、沈阳飞机设计研究所等科研机构以及中科三维、中科煜宸等骨干企业。
(2)重点方向
围绕航空航天、汽车、模具、军工、教育、文创等领域的发展需求,依托东北大学、中科三维、中科煜宸等单位,开发高品质的钛合金、高温合金、铝合金等金属粉末以及高性能稳定性的光敏树脂、粘结剂、催化剂、蜡材等增材制造专用材料,开发三维立体打印(3DP)、熔融沉积成形(FDM)、光固化成形(SLA)、激光选区熔化、电子束选区熔化、增减材复合制造等增材制造技术与装备,前瞻研发用于4D打印的能够自动变形的材料和直接将设计内置到物料当中的技术。
3.智能制造系统集成
(1)发展基础
智能制造系统集成的产业链上游包括工业机器人、数控机床、增材制造装备等智能制造装备和产品设计、工艺仿真、工业控制、业务管理、数据管理等工业软件;中游包括行业系统集成商、自动化系统集成商、工程实施承包商和系统咨询服务商等;下游为汽车、电子信息、生物医药、家电等各个制造业领域。
沈阳在智能制造系统解决方案方面具备较好的发展基础,新松机器人、东软集团、云科智能、中科院沈自所等单位都具备为相关行业提供智能制造系统解决方案的能力,新松机器人、中科院沈自所已入选工信部《第一批智能制造系统解决方案供应商推荐目录》。
(2)重点方向
依托新松机器人、中科院沈自所、云科智能、东软集团、沈阳机床等智能制造系统解决方案供应商,加强技术、工艺、生产、销售、服务的产业集成能力。推动装备、数控机床、自动化、软件和信息技术等领域企业的协同创新,培育形成一批具备整体设计能力、解决方案提供能力和工程总承包能力的智能制造系统解决方案供应商,提升以顶层设计为核心,以制造业大数据为基础,以先进技术到工艺、生产、销售、运营各节点为要素的系统集成能力,为重点行业提供智能制造系统解决方案,并加速向周边地区拓展市场,将沈阳打造成为我国智能制造系统解决方案供给高地。
沈阳近几年的智能制造和应用水平虽然大幅提高,但总体上看,相较于北京、上海、深圳、苏州等老牌工业强市或是近年崛起的合肥、南京、成都等新兴工业城市,无论从本地市场热度、国际巨头参与度还是政府推动力度,均存在一些差距。虽然拥有智能制造领域的国内龙头企业,机器人等智能产品种类也较国内其他城市有显著优势,但沈阳在具有比较优势的IC装备、智能机器人、数字化医疗等行业产值均未达到50亿元,产业规模偏小,本地化应用不多,品牌认知度也不高,对沈阳经济的引领作用还未发挥出来。同时,部分产业如集成电路存在产业链不完整的先天缺陷,制约着整个产业的发展壮大。
1.引进核心智能技术,促进工业机器人产业规模的增长
根据沈阳智能制造发展现状,在工业机器人领域,以沈阳新松机器人公司为核心,沈阳市在高速、高精、重载、轻量化的工业机器人、移动机器人、洁净机器人和特种机器人整机产品和核心关键部件方面具有基础性优势。
而要在目前基础能力上进一步有所提升,则需要加强人工智能等技术与机器人的深度融合,强化理论储备,重点开展包括云识别、人脸识别、图像识别、语音识别等在内的智能感知技术、认知技术以及自平衡技术研究,引入高速高精度机器人本体优化技术、柔性多关节机器人模块化设计等核心技术,积极探索基于跨模态的机器人记忆、推理、表达和自学习等人机交互系统。从而推动沈阳工业机器人产业形成有针对性的行业智能系统解决方案,并将产业战略提升到涵盖产品全生命周期的数字化、智能化制造全过程。
作为全国科技创新中心,北京具备发展机器人智能化技术的先天优势。北京的软件、信息服务业全国领先,人工智能、云计算、虚拟现实等与智能机器人息息相关的领域不断涌现出新业态、新模式、新技术和新成果,对北京培育发展智能机器人核心技术,具有极大促进作用。以清华大学、北京大学、北京航空航天大学、北京理工大学、中科院软件所、中科院自动化所等为首的一大批高校/科研机构均深入开展智能机器人核心技术研发,在智能机器人领域积累了大量先进的研发成果。这些技术成果对于沈阳市工业机器人领域智能化偏弱的现状,可以产生积极有效的弥补作用,为沈阳市工业机器人智能化发展提供了一种选择。
2.培养IC设计产业,打造完整的集成电路产业链
辽宁省集成电路相关企业主要集中在沈阳、大连两市。2004年,沈阳建立了全国第一个IC装备产业制造基地。2005年,沈阳建设全国惟一的IC装备专业孵化器,成立了国内首个IC专业精密零部件加工中心,沈阳拥有中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、沈阳芯源微电子设备有限公司等多家辽沈地区半导体装备企业、大学和研究所,具备良好的半导体基因,为集成电路产业的发展提供了肥沃的土壤。
要打造具有核心竞争力的集成电路产业,补链强链是必由之路。因此,在重点发展集成电路装备和集成电路制造的同时,积极发展集成电路设计产业,补充集成电路全产业链短板,对沈阳集成电路产业的发展具有重要意义。
北京市集成电路设计产业在全国处于领先地位,拥有中科院、北京大学、清华大学等多家集成电路科研机构和龙芯中科、紫光集团、大唐半导体、北京君正、寒武纪、地平线等多家龙头企业。同时,中关村集成电路设计园集中了比特大陆、兆易创新、兆芯等数十家头部企业,年产值数百亿元。历经多年的创新发展,北京市集成电路设计产业集中了一大批行业领军人才,产生了大量科研成果。
充分利用北京市丰富的集成电路设计创新技术成果资源,努力打造和培育沈阳本土的集成电路设计企业,重点发展和积累集成电路设计技术,形成具有一定优势的集成电路设计产业,可以完善并加固沈阳市集成电路产业链,对沈阳集成电路制造产业注入新的活力,进一步提升核心竞争力,最终大幅促进沈阳市集成电路制造产业的规模发展。
科技主管部门对本地产业和优势更加熟悉和了解,建立京沈两地科技主管部门的常态化交流沟通机制,有利于发挥优势,打破信息壁垒,使技术供需领域更为明确、需求更为精准。
在一个典型的技术供需对接体系中,主要的参与主体有以下四种类别。各类别主体参与技术供需对接的目的虽不尽相同,但其宗旨是一致的,即尽最大努力完成技术的对接和转化,其原因显而易见:成功的技术对接对各方都是有益的。
1.高校/科研院所
高校/科研院所承担着人类社会高等级知识和技能的教育传承功能,是人类学习和研究新知识的主要组织机构,也是人类智力资源最为集中的地方。高校/科研院所在技术供需对接体系中的角色是技术输出者。
2.企业
企业深度参与市场竞争,对领先技术有着天然的需要,同时,很多企业会建立研发部门,自身拥有专属而独特的技术和专利。因此,在技术供需对接体系中,企业既是技术需求者,也是技术输出者。
3.地方科技主管部门
地方科技主管部门是当地政策制定者,通过调研并结合当地产业和经济实际发展的需要,确定需要引进外部技术的领域。地方科技主管部门在技术供需对接体系中起全局主导作用。
4.技术对接服务机构
技术对接服务机构是提供专业科技服务的第三方机构,通过接受委托、技术评估、举办对接活动、组织会议研讨、承接路演等不同类型的活动完成技术需求的征集和对接。技术对接服务机构在技术供需对接体系中扮演组织者的角色。
1.第一阶段:需求的征集
需求征集工作可分为线上征集和线下征集两种方式,互联网时代,线上征集手段越来越多,显示出高效、快速、灵敏、广覆盖和低成本优势。
(1)线上需求征集
1)开放式征集
线上需求征集,主要采用开放式需求征集和专业审查、沟通、筛选的需求精准化工作相结合的方式进行各类技术需求集纳。
2)协作共享征集
主要通过科技服务机构之间、政企之间联合开发、利用市场需求资源的协作(如采用线上平台联网的形式),实现科技创新服务供求资源互补,拓展和共享市场需求资源。
3)招标方式征集
在平台开设难题招标窗口,开放式征集技术难题,以招标方式寻求对接技术供给侧的最优解决方案。
(2)线下需求征集
线下需求征集主要有以下两种方式:
1)与政府部门或行业组织合作
通过政府或行业组织合作项目和活动(如培训活动,专家和成果走基层活动)征集企业技术需求。
2)通过各类活动征集
通过调研考察活动、会展活动等进行需求征集(往往也在征集的同时进行供求对接,如各类技术对接会、技术交流会、项目招商会)。
2.第二阶段:对接阶段
此阶段大致可分为技术推广、供需对接和意向洽谈三个分阶段。
(1)技术推广
技术推广分为线上推广和线下推广。
线上通过不同的平台、栏目、窗口进行推广,有滚动推介、专栏推介、智能推送、专业引擎搜索等各种方式和组合,辅之以媒体宣传或科普宣传等方式。线上推广是互联网时代技术推广的主导方式,因为信息化和网络化是技术对接机构发展大趋势,也是衡量机构专业服务能力的重要标尺之一。具有一定水平的技术和专利,会进入成果库,进入常态化推广服务模式,通过多种渠道和方式,进行智能匹配和对接动态化需求。
线下有会展推广(综合展会、专题展会、行业峰会、交易会、对接会、洽谈会、难题招标会、研讨会等)和活动推广(如“走基层”活动、巡展活动、交流活动、典型推广活动)方式。线下相比线上模式,更具有针对性,对接内容更丰富,对接更有深度。技术输出方可借助参加线下推广活动,进行市场调研和专家咨询,收获更丰富的技术创新和市场开发相关信息和成果。
(2)正式对接
1)需求方通过技术对接服务机构设置的平台找到有接洽意向的技术输出方;
2)平台通过需求库和其他需求征集、搜寻方式,为技术输出方匹配成功有意向的需求方。
(3)意向洽谈
技术对接双方就输出技术在具体转移方式(转让、许可、合作等)、可接受价格和交易方式等方面的诉求进行充分沟通,通过复杂的考察、洽谈、沟通,达成初步合作意向。
3.第三阶段:技术评估
技术评估阶段是技术对接中介服务机构接受技术持有方的技术输出需求委托前后,有关诉求沟通、材料审核、资质审核、基础材料准备的阶段,也是在对接双方在正式开始技术转移对接谈判之前,做一系列扎实的基础工作的阶段。包括与委托方充分沟通了解诉求,对委托技术的相关资料和相关资质的审核,相关知识产权确权和确认法律有效性等工作,以及技术评估评价、商业策划等,对于比较成型或已完成样品的技术,必要时还应当编制可行性分析报告。
(1)基本诉求沟通
诉求沟通:这一环节,是服务机构了解委托方技术基本情况,以及转让基本诉求;委托方向服务方了解服务内容、质量标准和费用情况,服务供需双方就初步委托项目达成协议的过程。
(2)材料和资质审核
对技术对接委托方提交的有关信息资料和资质情况进行严格审核,确保真实,完整。
(3)知识产权审核
对委托技术的知识产权审核,是流程准备阶段的重要一环,这一环节要通过严谨审核,切实弄清技术的相关知识产权权属关系和法律状态。如果委托技术尚未申请专利,将依据技术秘密相关法律规定进行审核。
(4)技术评估评价
在技术对接实践和行业管理中,评估与评价基本上作为同义词使用,没有做严格区分。从词义上看,二者有一定微妙差异:评估侧重应用在事前、立项前(事中和事后也涉及),以及给出参考意见和结论,评估多包括定量评估和价值评估内容;评价覆盖事前、事中、事后全程,侧重通过系统化分析、作出比较全面和确定性的结论。
4.第四阶段:谈判阶段
这一阶段是在形成初步合作意向的基础上,供需双方通过技术对接服务机构的中介服务,经过多次洽谈、谈判、沟通,敲定交易、合作的所有细节,在所有重要合作环节达成共识,并最终形成双方最后共同认定的合同(协议)文本的过程。
这一阶段所涉及内容和影响要素非常复杂,专业度要求也非常高,也是决定技术对接能否成功和转移效率高低的关键阶段,与输出技术的先进性、成熟度、潜在市场价值、具体权属情况和相关法律状况,以及输出方技术对接方式的选择意向和估价预期都有密切关系,与技术经纪人(经理人)的综合专业能力和经验也有很大关系。其中价格和交易方式谈判是整个技术交易中最敏感、最艰苦的阶段。
因为技术对接项目内容千差万别(从供给侧和需求侧两个方向分别分析可分为许多类型),大型技术对接项目的实施复杂度高、合作协调难度高、转移周期长,谈判阶段要经历较长周期和复杂轮次,需要高级技术经纪(经理)人材才能驾驭,也需要技术、法律、财务、管理等多领域高层次专家介入。
5.第五阶段:履约阶段
这一阶段,是按照双方认定的合同/协议文本,完成最后正式签约、开启履约、并维护和保障履约有序进行的过程。
签约是依法依规按标准化程序进行的过程。履约涉及到协议条款的监督履行、纠纷协调、争议解决、后续服务等。
履约阶段,可能会出现泄密、诚信等违约问题,以及意外因素问题、不可抗力问题等复杂情况,对接服务机构要在服务周期内对履约出现的任何相关问题协调双方做妥善处理。