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中国信通院:2022智能制造装备行业标识应用诊断报告(12页).pdf

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中国信通院:2022智能制造装备行业标识应用诊断报告(12页).pdf

1、智能制造装备行业标识应用诊断报告2022CHINANANJING中国南京DIAGNOSTIC REPORT前 言2018 年以来,江苏省积极落实国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见、工业和信息化部工业互联网创新发展行动计划(2021-2023 年)等政策,高度重视工业互联网标识解析体系建设工作。在各级政府持续性的政策引导、资金支持、多方联动等举措下,江苏省标识解析体系建设取得阶段性成果。为进一步促进工业互联网标识赋能千行百业,江苏省工业和信息化厅以国家产业政策为导向,以标识生态培育为目标,组织成立江苏工业互联网标识推进方阵,指导工业互联网标识领域各相关单位开展工业互联网

2、产业研究、技术攻关、设备研制以及商业模式创新等活动,以期推动标识与产业的融合发展,切实助力企业智能化改造和数字化转型。为加快推进工业互联网标识解析技术与智能制造装备行业“智改数转”深度融合,苏州协同创新智能制造装备有限公司依托江苏省工业互联网标识推进方阵,组织苏州斯莱克精密设备股份有限公司、蓝卓工业互联网(苏州)有限公司、江苏富仁工业物联网有限公司、同日云联信息技术(苏州)有限公司等牵头成立智能装备行业工作组,以食品加工装备、能源智能装备、模具加工装备等行业为切入点,以工业互联网标识解析融合应用为有力抓手,深度剖析智能制造装备行业基础设施薄弱、产业结构单一、核心技术难攻关等关键痛点并提出相关诊

3、断建议与提升策略,形成此诊断报告。以期为智能装备行业相关企业提供一定发展参考。目录一、智能装备行业概述0101(一)行业定义及特点02(二)行业发展背景03(三)江苏省智能装备行业产业链发展情况三、智能装备行业标识案例诊断剖析1010(一)行业上游零部件采购场景案例-智能装备行业物流采购询价平台11(二)行业中游智能制造装备生产场景案例-生产车间质量溯源系统13(三)行业下游应用场景案例-基于标识解析的加油站巡检保修 13(四)行业下游应用场景案例-基于主动标识载体的设备故障预测四、智能制造装备行业标识应用诊断及提升策略1616(一)夯实标识解析体系建设,提升标识公共服务能力16(二)探索行业

4、典型应用场景,加速主动标识载体部署17(三)宣传推广标识融合成效,助力全省企业智改数转二、智能装备行业标识解析体系建设现况0606(一)建设情况08(二)发展痛点智能装备是一种集机械系统、运动系统、电气控制系统、传感器系统、信息管理系统等多种系统于一体,能够减少生产过程对人力劳动的依赖,从而显著提高生产精度、生产质量和生产效率的设备。当前已经被广泛应用于汽车制造、消费电子产品制造、工程机械制造、医疗器械制造、仓储物流等多个领域。从产业链来看,智能装备制造业主要可分为三个子行业:上游为关键零部件子行业,主要生产精密减速机、伺服系统及机器人控制器等核心部件;中游为工业机器人本体子行业;下游为自动化

5、设备子行业。智能制造装备行业是制造业产业升级、技术进步的重要保障和国家综合实力的集中体现。其行业特点主要包括以下几个方面:智能装备是现代工业生产体系的物质基础,可应用于产品制造、安装、检测、仓储等多个环节,应用领域包括消费电子产品制造、新能源动力电池、医疗设备制造、工程机械制造、食品制造等诸多领域。12DIAGNOSTIC REPORT13DIAGNOSTIC REPORT一、智能装备行业概述随着科技进步与产品更新迭代,智能装备制造商需不断进行技术革新以满足客户需求,同时针对设计、生产、功能等各方面不断革新,从而促进装备制造与各类新一代信息技术深度融合发展。(一)行业定义及特点(二)行业发展背

6、景目前全球智能制造盛行,世界主要智能装备制造企业,如西门子、ABB、发那科等国际巨头均已进入国内市场,其凭借深厚的技术储备、丰富的项目经验和强大的研发团队基本垄断了我国智能装备的高端市场。制造业作为我国的主要产业支柱,随着传统制造业原有优势逐渐消失,以智能制造为主的高端装备制造产业是传统制造业转型升级的关键。但我国智能装备制造业发展历史较短,整体建设滞后。一是产业发展基础薄弱。企业系统集成能力薄弱,质量和水平不高,同时缺乏高端软件产品,难以应对实时变化的市场需求。二是产业结构待改善。体现在中低端产业产能过剩且缺少行业内的专业供需对接平台,致使先进装备及核心部件、高技术制造工艺等方面高端产业的需

7、求不能得到有效满足,同时缺乏相应的设计、研发资源。三是核心技术受制于人。目前我国主要侧重智能装备制造技术追踪和技术引进,而基础研究能力相对不足,科研成果转化率偏低,控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱,对外依存度较高。产品多领域应用智能制造装备业是技术综合性较强的制造产业,融合了先进制造、信息技术、人工智能等多个领域。2021年3月,国家发改委等部门联合发布 关于加快推动制造服务业高质量发展的意见,提出将利用 5G、大数据、云计算、区块链等新一代信息技术大力发展智能制造产业,这预示着智能制造产业的技术综合性在未来将进一步加强。多技术融合综合性强技术更新迭代快当前省内智能制造装备企业的注册资本在

8、 2000 万以上的公司占比 14%,其余中小微企业占比达86%,年收入小于 5 亿元的企业中,50%的企业在智能化升级过程中采用自有资金,25%为政府补贴,银行贷款和资本市场融资各占 11%。而企业收入规模大于 50 亿元的企业,其智能化升级资金来源中自有资金占 67%,银行贷款占比 25%。整体而言,中小微型企业的银行贷款比例低于大中型企业,占企业数量绝大多数的中小企业只能依靠自有资金进行智能化改造。14DIAGNOSTIC REPORT15DIAGNOSTIC REPORT江苏省智能制造装备行业从数量上看,目前江苏智能制造装备行业的主要企业共有 1606 家,其中以 2020 年和 20

9、21 年为主要注册热潮,2020 年智能制造装备企业注册数量为 432 家,2021 年注册企业数量为 562 家,注册资本主要分布在 1000 万-5000 万之间;在智能制造装备行业数字化程度上,依据智能制造能力成熟度模型,江苏省达到二级及以上的企业数量最多,有1233家,是唯一超过1000家的省份。二级以上企业数量上无锡以630家企业排名第一。图 1 我国高端装备领域依赖进口占比情况(单位:%)图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司(三)江苏省智能装备行业产业链发展情况图 2 不同规模智能制造装备行业企业占比图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司图 3 江苏省智能制造装备行业产业

10、链图谱图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司从智能制造装备产业链上下游看,智能制造行业的产业链上游行业主要为基础硬件、感知层次的相关硬件产品、智能制造装备和工业软件;而中游行业则是智能制造装备供应商和智能制造解决方案提供商等系统集成服务提供商;下游领域主要为市场需求方,涵盖汽车制造装备、电子信息、生物医药、物流等多个行业。江苏地区基本覆盖智能制造装备所有上下游行业门类,拥有苏州地区的生物医药产业集群、昆山的电子信息产业集群,无锡物联网产业集群、南京新型电力装备产业集群和徐州工程机械装备产业集群等,整体发展均衡,具有广阔的发展空间;同时江苏地区坐落 140 余所高校及科研院所,江苏籍两院院士

11、数量全国第一,区域科技创新能力连续八年全国第一,丰富的科教优势意味着可观的潜在创新能力和生产力,为江苏地区以及整个长三角的智能装备行业上下游产业链发展提供强大的生态及技术支撑。16DIAGNOSTIC REPORT17DIAGNOSTIC REPORT我国智能装备制造行业发展基础薄弱,而江苏地区具备强大的行业发展生态支撑。标识解析体系技术作为工业互联网的核心基础设施,日渐成为江苏中小型制造型企业数字化转型的关键数字底座。本节就标识解析体系在智能装备的建设情况以及发展痛点作介绍与梳理。二、智能装备行业标识解析体系建设现况江苏属于沿海省份,其产业结构完善,制造型企业数量众多,对于智能制造装备产业链

12、上下游的需求重大,智能制造装备相关企业总数达到 1606 家,其中苏州共有相关智能制造装备企业数732家,南京176家。但相比其他先进省份,江苏的智能制造装备行业升级仍有可待进步空间,传统制造业占比近 70%,迫切需要以智能化改造推动制造业转型升级和新旧动能转换,助推江苏迈向全球产业链、价值链中高端。因此省政府及地方政府制定并发行相关政策文件大力推动相关智能装备企业的发展以及相关产业的孵化,由此围绕智能装备行业诞生出了大量的产业链内企业。CHINANANJING中国南京(一)建设情况图 4 江苏省智能制造装备企业数量分布图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司图片来源:苏州协同创新智能制造装

13、备有限公司CHINANANJING中国南京苏州协同联合标识推进方阵智能装备工作组成员,对接入标识解析体系的二级节点及企业进行调研分析,具体的企业节点地域分布图如下所示:智能制造装备行业企业节点在江苏地区分布较多,且大部分属于中游的生产企业,以智能制造装备生产为主,接入企业节点总数达 568 家,占省内智能装备制造企业的 35%,标识创新应用数 2000 余款,日均活跃用户数量 298 家,标识日均解析总量 4000 万余次,全行业标识注册总量突破400亿,因此在智能制造装备行业标识应用的实际建设推广上具备一定的提升空间。协同作为标识推进方阵智能装备工作组成员,积极参与智能制造装备行业的标识应用

14、建设工作。作为首批拥有对外二级节点建设资质单位,目前已进行三十余家的二级节点建设及相关运营指导工作,接入企业节点两千余家;为加强苏州产业集群优势效应,受苏州市政府委托,作为主体运营单位搭建苏州产业集群公共服务平台,已接入二级节点 13 家,为智能装备制造等各行业提供强大的生态供给能力;同时围绕行业场景打造主动标识载体、工业软件连接器等相关边缘接入工具,完善生态接入能力,助力行业+标识融合。目前,智能装备行业发展痛点集中在以下几方面:上中下游难交互:智能制造装备行业覆盖域广、产业链路长,通常企业在围绕智能制造装备生产使用场景中会面临上游的采购成本难控制、中游的生产过程难溯源、下游的设备状态难预测

15、等核心痛点问题,同时也阻碍了行业上下游生产数据、设备数据、产品数据的协同交互。18DIAGNOSTIC REPORT19DIAGNOSTIC REPORT图 5 装备行业企业节点地域分布图(二)发展痛点底层数据难采集:由于传统制造产业的大多数基层设备较为陈旧或是相关的哑设备只有简单的对外接口,比如纺织企业内的智能化自动选茧设备无法与基层的纺纱设备实现数据共享互联等,无法做到异地、异构、异源的设备数据互联互通,使得中小型的制造型传统企业还是停留于劳动密集型运营方式,依旧需要依靠必要的技术手段解决企业底层基础设备数据接入的痛点,才能真正的实现智能装备制造上下游企业的数字化转型。标识应用难推广:智能

16、制造装备行业内标识应用的使用率低,市场占有率低,企业认可度低,造成难以进行有效的标识应用推广,同时由于行业级的同类技术研发交流平台的空缺,导致当前标识应用缺乏创新力,难以吸引企业用户。产业转型难推进:当前智能制造装备行业企业规模在中小微水平的占比达到 86%,且大部分的中小微企业的数字化转型资金来源于政府补贴及银行贷款比例偏低,主要资金来源为自有资金。在千变万化的市场环境以及疫情的背景下,企业更倾向于维“稳”,造成企业数字化转型难以推行。基于上述痛点,以主动标识载体、智能设备接入网关等为技术代表的底层设备接入工具的普及,成为企业数字化,业务智能化的关键突破口,同时围绕江苏省内的产学研用构建行业

17、型公共服务平台,实现多领域、多技术的融合,聚焦产业痛点,打造智能制造装备上下游及周边行业企业的交流平台,也是加强行业标识应用建设的重要举措。1:DIAGNOSTIC REPORT21DIAGNOSTIC REPORT在智能装备行业,已有企业从上中下游多角色、多场景,实现智能制造装备行业的标识应用案例落地。本节选取部分典型案例作重点介绍并依托现有案例进行智能装备行业标识应用诊断,旨在一方面对智能装备行业企业面临实际问题时提供参考,另一方面诊断并总结仍需进一步解决的实际问题。三、智能装备行业标识案例诊断剖析基于标识解析在信息共享领域的优势,以标识作为技术手段在供应商、采购方、监管单位、物流方之间构

18、建信息交互渠道。CHINANANJING中国南京智能制造装备生产所需的物料采购品种多,批量小,单一品种采购量少,存在库存积压、资金流转等问题,采购成本难以控制;并且由于缺乏完善的管理机制,难以做到对产品质量进行严格的监管和把控,缺乏有效的手段进行数据追踪、责任溯源;同时存在厂家为节省生产成本积攒订单造成交货不及时等诸多问题。应用需求解决方案CHINANANJING中国南京(一)行业上游零部件采购场景案例-智能装备行业物流采购询价平台图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司图 6 标识采购方案图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司图 7 车间质量溯源解决方案22DIAGNOSTIC REP

19、ORT23DIAGNOSTIC REPORT加油机在油站中实现基础的计量、安全和支付功能,但受以前加油站网络通讯条件限制,大多数采用的是分散、离线的方式,因此巡检人员需要对加油设备进行现场巡检,然而传统的纸质巡检在工作过程中,容易出现漏检、数据丢失等问题。因此,设备巡检的标准化管理离不开信息化的设备巡检解决方案。智能装备制造型企业属于离散型行业企业,企业内部涉及到大量的工业软件以及复杂的装配流程,因此产品的质量溯源存在较大的挑战。为解决车间质量溯源问题,基于标识对流程作以下改造:一是对成品进行标识注册,并将标识通过喷码机喷在成品上;二是产线扫码枪扫码进行解析,解析成功即代表二维码已成功喷到产品

20、上;三是质检将不合格品通过 PDA 扫码解析,并更新不合格原因;四是下游客户自主扫码解析,进行质量抽检。通过装配环节的各个要素的标识赋码,打通生产链上下游的信息要素互联互通,基于一物一码,将品质部门由传统的“按批检验”通过标识变为“按个检验”,进一步缩小质检颗粒度;同时基于标识信息共享的特性,在品质层面打通了下游供应链,支持客户自主扫码抽检,降低客退纠纷从而实现多维度的基于标识的车间质量溯源管理。如上图所示,当采购发布询价单时,注册标识并生成二维码,采购可将标识二维码分享给供应商;供应商扫描标识二维码,解析并查询询价单信息;当出现供应商报价、采购下单、采购取消询价等询价单信息更新时,将会解析并

21、同步更新标识信息。通过该方案,基于标识对整个询价环节进行数据采集跟踪,实现了整个周期的信息管理;同时通过标识为询价单提供唯一标识码,且支持实时查询验证,避免信息数据被人为篡改,极大确保了双方在询价中的行为具备可信追溯能力;通过统一标识编码,提升信息系统集成扩展的兼容性,为询价中产生的信息与客户自有采购/销售平台进行数据共享提供支撑。(二)行业中游智能制造装备生产场景案例-生产车间质量溯源系统(三)行业下游应用场景案例-基于标识解析的加油站巡检保修应用需求应用需求解决方案CHINANANJING中国南京24DIAGNOSTIC REPORT25DIAGNOSTIC REPORT建立设备数据上云数

22、采通道,通过物联网关边缘计算上传工业互联网平台,对分布在全国 35家客户工厂的关键设备进行远程维护监控,减少人员出差频率,提高故障反应速度、产品使用寿命。在企业端,企业用户通过扫描采集设备上的标识编码,经标识解析可以获取到设备的状态信息、零部件组成、用能信息、预期维保日期信息,从而提前进行维保工单申报。同时根据高端物流装备自身的种类特点进行数据建模,在装备设计、生产、运输安装的过程中提前植入标识信息,通过标识标签及相关后台系统,进行数据采集、分析和计算预测。在设备健康管理上,通过构建挖掘模型、评估模型结果、查找模型之间的关系对设备健康数据进行挖掘分析、优化并利用模型来提取数据信息实现数据价值,

23、反过来优化设备健康的研发、生产管理、过程健康管理、维保工单管理。传统的工业设备维护、故障预测较为复杂,多数的设备及零部件的身份标识局限于设备生产商生产内部 BOM 编码,难以对通用零部件进行统一管理;同时设备理化参数边缘计算复杂、采集密度低,设备过程数据关联不到客户现场生产环境,也无法做到将设备数据共享给客户或客户的信息系统,造成了设备大数据构建途径少,技术层级分层多的问题。应用需求解决方案基于标识一物一码的特性,对所有设备及物料进行标识注册,打印二维码并贴在物料上,支持通过二维码一键报修;维修检修时,如发现设备物料损坏需要替换物料,维修人员可通过专用设备扫描标识二维码解析损坏物料,并完成物料

24、更换,同时通过统一标识编码,可将巡检记录、物料更换记录与客户平台进行业务数据共享。基于标识的唯一性,对所有设备、物料打上身份标识并记录所有物料流向,优化资产管理方式,实现了设备巡检、报修、维修、验收的数据共享和流程串联。统一标识编码实现了与客户进行数据共享。解决方案CHINANANJING中国南京(四)行业下游应用场景案例-基于主动标识载体的设备故障预测图 8 加油设备标识应用图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司大数据分析建设健康特征管理采集性能优化报警触发器设备寿命预测效能管理分析标识微服务组件架构注册中心微服务安全引擎微服务应用API微服务用户设备套件微服务健康预测算法微服务设备模型

25、微服务运行容器微服务设备状态机微服务设备服务拓展平台系统同日设备健康应用开发工具模型部署二次开发包运行时环境设备代码库设备Studio设备建模异常推送健康特征库包装设备建模仓储堆垛机机器人模型部署提升设备建模上下料专机设备运行时环境目前,在多方信息交互、产品质量追溯、设备管理运维等应用场景均有企业通过标识探索相关应用,实现降本增效;但标识在智能装备行业的普及规模应用,仍需政府及行业内各界对企业数字化转型、应用场景探索、标识宣传推广等方面进一步重点关注。(五)智能装备行业标识案例诊断结果CHINANANJING中国南京26DIAGNOSTIC REPORT27DIAGNOSTIC REPORT四

26、、智能制造装备行业标识应用诊断及提升策略企业数字化转型和实际应用开发,通常会面临市场变化快、信息易泄露、数据难采集等诸多问题,且缺少运用标识解析、区块链等数字化手段转型的相关应用场景参考,致使行业内诸多企业不敢转型、不愿转型。对于标识推进方阵智能制造装备工作组侧,重点推进围绕底层的数据采集、供需对接、数据交互、产业链协同等方面,开发不少于 5 个典型的应用场景,其次围绕苏州产业集群公共服务平台等工业互联网标识产品服务平台,推广部署不少于 6 万枚主动标识载体,通过分布式身份认证、可信解析实现数据的安全解析及传输,打通底层设备数据流,为应用场景的开发提供安全可信的数据底座。智能装备行业内,企业数

27、字化转型存在基础不牢靠、需求不明确等问题。标识虽已于智能装备行业有一定的应用基础且解决部分问题,但仍缺少相关渠道、平台促进标识在整个智能装备行业规模化、系统化应用和激发标识公共服务效能。基于上述问题,苏州协同将会围绕两方面开展工作,一方面进一步推动标识解析体系建设,预计 2023 年将推进 56 家二级节点建设,累计接入企业节点不少于 1000 家,实现节点建设与标识应用推广并行,对于加入标识解析体系企业节点,根据企业需求推荐相关标识应用,以标识解析为抓手加强企业数字化基础能力。另一方面加强公共服务平台建设,深化标识生态改革,平台将全面覆盖智能制造装备零部件行业、设备运输业等 8 大行业,计划

28、服务企业超过 300 家,研发落地智能制造装备行业创新应用 5 款以上。(一)夯实标识解析体系建设,提升标识公共服务能力(二)探索行业典型应用场景,加速主动标识载体部署图 9 基于标识的装备健康预测系统中台图片来源:苏州协同创新智能制造装备有限公司CHINANANJING中国南京28DIAGNOSTIC REPORT29DIAGNOSTIC REPORT当前市场上的工业软件,标识应用占有率低,同类竞品种类多,现有的标识应用难以规模化推广;同时由于智能制造装备行业内技术研发交流平台的空缺,导致当前标识应用缺乏创新力,难以吸引企业用户。因此对外的宣传手段以及对内的多技术融合平台建设也是标识应用建设

29、推进的关键所在。方阵侧以及政府侧需在该过程建设中,借助资源优势予以相应支持,其一联合政府侧、方阵侧举办 10 场以上如行业应用大赛、相关会议沙龙、政策宣贯解读会议等常态化宣传活动,促进行业技术交流与创新,普及标识解析理念,扩大标识在智能制造装备行业内影响力。其二协同政府侧开展中小企业咨询诊断服务,建议重点关注医药生产装备、模具加工装备、汽车零部件加工装备等行业,依托政策浪潮驱动基于标识解析技术的标识创新应用,为企业提供轻量级的标识解析软硬件服务。(三)宣传推广标识融合成效,助力全省企业智改数转指导单位:江苏省工业和信息化厅组织单位:江苏省工业互联网标识推进方阵编写组成员:苏州协同创新智能制造装备有限公司:袁雪腾、狄航、陈国栋中国信息通信研究院:刘阳、姚頔、吴琦莹、贾倩倩、胡亚东蓝卓工业互联网(江苏)有限公司:李巍苏州斯莱克精密设备有限公司:李克坚江苏富仁工业物联网有限公司:曾诚同日云联信息技术(苏州)有限公司:傅明东特别鸣谢:

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