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2024未來工業(yè)技術(shù)融合創(chuàng)新報告-億歐智庫(附下載)

http://casecurityhq.com 2024-02-19 14:43 來源:億歐智庫

2023年,我們見證了中國工業(yè)增加值的持續(xù)增長,特別是在光伏、風電等新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,中國不僅保持了其全球領(lǐng)先地位,而且在關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面取得了重要進展。這些成就標志著中國制造業(yè)從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變正在加速進行。

隨著“中國制造2025”、“十四五智能制造發(fā)展規(guī)劃”及“碳中和”戰(zhàn)略的深入實施,中國工業(yè)在過去幾年中繼續(xù)展現(xiàn)出了顯著的進步和變革。2023年,我們見證了中國工業(yè)增加值的持續(xù)增長,特別是在光伏、風電等新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,中國不僅保持了其全球領(lǐng)先地位,而且在關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面取得了重要進展。這些成就標志著中國制造業(yè)從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變正在加速進行。

2024年1月18日,施耐德電氣與億歐智庫正式對外發(fā)布《未來工業(yè)技術(shù)融合創(chuàng)新報告》,報告重點分析了在新型工業(yè)化、新質(zhì)生產(chǎn)力與碳中和背景下,工業(yè)制造智能技術(shù)融合、應用場景落地和服務商生態(tài)化合作的現(xiàn)狀與未來趨勢。綠色智能制造將由頂層規(guī)劃自上而下驅(qū)動,整合供應鏈資源構(gòu)建生態(tài)合作體系,滿足更多場景需求,從而創(chuàng)建可持續(xù)的未來工業(yè)。

未來工業(yè)帶來的綠色智能制造理念契合國家“新型工業(yè)化”與“新質(zhì)生產(chǎn)力”目標。改變先工業(yè)化再信息化的格局,在新型工業(yè)化過程中,以信息化帶動工業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展,并利用新型工業(yè)化帶來的轉(zhuǎn)型優(yōu)勢,發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,為工業(yè)制造帶來新型生產(chǎn)工具、新型勞動者與新型生產(chǎn)關(guān)系,以提升全要素生產(chǎn)率。

開放化、可持續(xù)發(fā)展、高效韌性、數(shù)字技術(shù)和以人為本既是未來工業(yè)的本質(zhì)特征,也是實現(xiàn)未來工業(yè)的必要條件。考慮到工業(yè)部門是全球碳排放的主要來源,占比高達30%,工業(yè)的能源利用、自動化和軟件解決方案的創(chuàng)新是推動可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。這些技術(shù)不僅能夠降低排放,還已經(jīng)證明能夠推動企業(yè)在商業(yè)上取得成功。此外,隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)?shù)字技術(shù)的采納不斷深化,特別是那些成功實現(xiàn)了規(guī)模性數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè),他們依靠工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、先進的數(shù)據(jù)分析以及自動化技術(shù),實現(xiàn)了智能化運營,取得了顯著的進步。數(shù)字技術(shù)的集成也加強了工業(yè)的高效韌性,尤其是在經(jīng)受網(wǎng)絡犯罪攻擊的挑戰(zhàn)時。通過數(shù)字化管理和電氣化流程,企業(yè)能夠構(gòu)建更為一體化和技術(shù)驅(qū)動的供應鏈,從而提升了智慧工廠的安全性、靈活性和能效。然而,技術(shù)的進步也帶來了對專業(yè)人才的需求增加。據(jù)預測,到2023年,工業(yè)領(lǐng)域的人才缺口將達到800萬。這一挑戰(zhàn)促使企業(yè)需要通過對現(xiàn)有工人進行再培訓和投資新一代人才來適應數(shù)字化時代的發(fā)展需求。培養(yǎng)人才不僅有助于彌合這一缺口,也是構(gòu)建活力、效率和前瞻性運營模式的關(guān)鍵。在自動化方面,為了完全實現(xiàn)第四次工業(yè)革命的愿景,必須克服封閉和專有的工業(yè)自動化技術(shù)所帶來的障礙。開放自動化,特別是那些基于IEC61499標準的即插即用型自動化軟件組件,為不同品牌之間的互操作性和可移植性提供了可能,這是實現(xiàn)開放、互聯(lián)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要一步。通過這樣的整合,我們可以看到從可持終發(fā)展到數(shù)字技術(shù),再到人才培養(yǎng)和開放自動化,每個環(huán)節(jié)都是緊密相連,共同構(gòu)成了實現(xiàn)未來工業(yè)愿景的連貫路徑。

我們認為在未來工業(yè)中,只有5T技術(shù)融合的橫向和縱向集成的各類系統(tǒng)與裝備才能支撐未來工業(yè)場景運行。依照綠色智能工廠管理層級可搭建5T技術(shù)應用的架構(gòu),在技術(shù)應用架構(gòu)中的智能決策層、研發(fā)經(jīng)營層、運營管控層、數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控層、設備控制與運行層、網(wǎng)絡計算基礎(chǔ)設施層等各層級的前沿技術(shù)應用。一些傳統(tǒng)的IT應用系統(tǒng)或OT設備在融合技術(shù)創(chuàng)新后,可以更好地融入和支撐整個綠色智能工廠,例如AI人工智能大數(shù)據(jù)分析等DT技術(shù)賦能的PLM(產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng))、CRM(客戶管理系統(tǒng))等傳統(tǒng)研發(fā)與經(jīng)營管理系統(tǒng)均可擴展原有的功能,有效提高用戶體驗;此外,5T技術(shù)的融合創(chuàng)新也催生出一系列新興的應用系統(tǒng)和智能裝置設備,如數(shù)字孿生工廠、設備預測性維護系統(tǒng)、高級排產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、智能檢測系統(tǒng)、云計算服務平臺等。

另外,生產(chǎn)單位還可以通過賦能技術(shù)與功能技術(shù)的融合創(chuàng)新,得以優(yōu)化與重構(gòu)原本的傳統(tǒng)技術(shù)應用。5T技術(shù)融合創(chuàng)新產(chǎn)生5T應用,不斷在5T應用架構(gòu)中補充完善著支撐綠色智能工廠各層級的場景運營的系統(tǒng)和裝置設備。其中OT運營技術(shù)、IT信息技術(shù)、ET能碳技術(shù)為功能性技術(shù),此類功能性技術(shù)均是傳統(tǒng)應用或設備的主要組成部分,即運用OT技術(shù)、IT技術(shù)或ET技術(shù)可直接開發(fā)傳統(tǒng)應用,使其成功運行某個功能,但卻不具備數(shù)字化和智能化的特性;DT數(shù)字技術(shù)、CT通信技術(shù)為賦能性技術(shù),這是由于DT與CT技術(shù)均無法單獨支撐某個應用系統(tǒng)與裝置,但可為功能性技術(shù)創(chuàng)造的傳統(tǒng)應用賦能,使之更適應數(shù)字化或智能化的要求。

*5T技術(shù)的具體技術(shù)架構(gòu)請詳見《未來工業(yè)技術(shù)融合創(chuàng)新報告》

本次報告聚焦了6大重點行業(yè),采用定量分析與定性分析相結(jié)合的方法篩選重點關(guān)注方向?;谡说陌l(fā)展規(guī)劃,根據(jù)問卷調(diào)研與內(nèi)外部專家訪談收集的數(shù)據(jù)和資料,采用定量分析與定性分析相結(jié)合的方法篩選出各行業(yè)中潛在需求高增長的未來工業(yè)應用場景,以此指導這6大行業(yè)用戶和服務商未來在構(gòu)建綠色智能制造解決方案時需要重點關(guān)注的方向。

根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn),集成電路、氫能儲能、動力電池綠智化進展整體較快,石油化工、有色行業(yè)、食品飲料處于綠智化初期,未來工業(yè)轉(zhuǎn)型需要針對不同的綠色智能化階段進行場景方面的差異化投資。從受訪企業(yè)對于各一級場景投入程度來看,質(zhì)量管理、工廠建造、倉儲配送、設備管理、供應鏈計劃與服務為重點投資的一級場景,這些場景應用效果的期望目標包括,確保產(chǎn)品質(zhì)量,加強倉儲并優(yōu)化生產(chǎn)流程,確保設備運行的高效性,通過供應鏈合作增強市場適應性。這些集中的策略對于提高客戶滿意度、增強市場競爭力和保持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

為了更好的幫助企業(yè)客戶進入綠色智能化的工業(yè)時代,未來工業(yè)生態(tài)圈需要技術(shù)類合作伙伴及非技術(shù)類合作伙伴。由于涉及多行業(yè)、多學科領(lǐng)域的綠色智能制造場景構(gòu)建與部署難度高,單個服務商難以同時滿足整體解決方案中多場景建設的需求,所以需要通過組建生態(tài)圈來共創(chuàng)涉及6大重點行業(yè)的15個重點綠色智能制造場景。由此,依照上述重點二級場景的所屬的一級場景類別,施耐德電氣將生態(tài)圈中的技術(shù)類生態(tài)合作伙伴分為7大類。

除了解決方案生態(tài)合作伙伴外,生態(tài)圈還需要咨詢服務團隊、設備安裝施工運營團隊、技術(shù)標準化委員會、解決方案服務商的市場銷售團隊等角色在解決方案落地方面進行協(xié)同。

經(jīng)過多年的發(fā)展,智能制造和綠色制造的技術(shù)方案融合取得了一定進展,但綠色智能制造下一階段的深入發(fā)展仍面臨著許多技術(shù)融合層面的挑戰(zhàn),生態(tài)合作是應對技術(shù)融合創(chuàng)新挑戰(zhàn)的良策。為了應對重重挑戰(zhàn),進一步推動5T技術(shù)的深度融合創(chuàng)新,需要組織生態(tài)圈內(nèi)各類角色發(fā)揮各自優(yōu)勢,合作共贏。因此,施耐德電氣長期致力于持續(xù)完善生態(tài)合作體系,賦能各類合作伙伴。

各類AI模型與傳統(tǒng)IT系統(tǒng)的融合創(chuàng)新可有效應對數(shù)據(jù)價值挖掘帶來的挑戰(zhàn)。工業(yè)運營過程對AI決策的精確度要求極高,這要求研發(fā)端常常運用判別式AI建立專用場景的模型,而對生成式AI技術(shù)討論并不多。用于判別的參考依據(jù)通常是工業(yè)知識的內(nèi)容梳理與信息提取,這要求我們建立數(shù)字化的工業(yè)知識圖譜。與此同時,基于生成式AI創(chuàng)新的通用大模型恰恰擅長于文本、圖片、視頻等內(nèi)容的梳理與信息提取,所以有機結(jié)合通用大模型、數(shù)字化工業(yè)知識圖譜與工業(yè)專用場景模型成為未來的重要話題。

未來憑借施耐德電氣先進的綠色能源管理理念與工業(yè)解決方案。將持續(xù)攜手生態(tài)圈合作伙伴共同推動工業(yè)綠色智能化轉(zhuǎn)型,助力“碳中和”、“新型工業(yè)化”、“新質(zhì)生產(chǎn)力”目標的逐步實現(xiàn),為工業(yè)乃至全社會的低碳可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻。

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