回首今年工业自动化行业的十大关键词

在“中国制造2025”战略和“工业4.0”趋势的影响下，制造业加速进入了转型升级的浪潮。在过去的一年里，整个工业自动化行业出呈现出新的趋势。以工业4.0、智能制造为中心的话题成为行业谈论的热点，新一代信息技术物联网、大数据、云计算等技术正在和传统设备深度融合，并催生了巨大的市场机遇和全新的商业模式。

业内专家表示，以运营技术（OT）与信息技术（IT）的融合为导向的工业4.0创新模式将带来生产效率的大幅提高，一些制造业企业已经开始采取行动，纷纷加大信息化和智能化方面的投入，通过全新的自动化技术装备提升企业的效益。那么，在新的趋势下哪些概念将会是人们关注的热点呢？

1.工业4.0

工业4.0，指的是利用信息物理系统（CPS）将生产中的设备、产品和人连接起来，从产品的设计、材料供应到生产制造、销售和使用，整个过程都达到透明的信息可视化效果，以实现生产全过程的智能化管理。德国政府提出工业4.0，旨在提升制造业的智能化水平。其核心技术包括了信息物理系统(CPS)、云计算、大数据分析、(IT)系统安全、增材制造/3D打印、增强现实(HMI)、机器人/人形机器人(HMI)等多项技术。



进入2017年，工业4.0在中国越演越烈。深圳德富莱在7月份率先建成国内首条工业4.0智能工厂生产示范线，引起业界关注。到了10月份，中国首个机器人学院在佛山成立，同时启动了首条中德合作工业4.0示范生产线。此外，世界首条工业4.0高效电池生产线（通威太阳能成都生产基地）也已正式建成投产。

中德合作方面，双方政府大力推动下的工业4.0产业建设已经初见成效，今年德国费斯托集团新全球生产中心1a期已经在济南的开建，该厂作为工业4.0典范工厂将采用高精尖技术和现代化自动化设备，进一步加速了中德国制造业的对接。同时，一些实力雄厚的中国企业已经与德国以及欧洲企业进行创新合作，如华为去年在德国慕尼黑成立了欧洲首个开放实验室，中兴、海尔等企业也正进行着技术创新，引导中国企业向智能制造转型。

2.工业物联网

工业物联网指的是利用RFID、定位系统，激光扫描器等传感设备，通过网络通信将生产过程所有设备、产品、工人等物体连接起来，以实现信息交换和定位、追踪、监控管理等功能。目前国家正在大力推动两化融合，《工业物联网白皮书》中认为，对于其概念的理解不能简单等同于“工业+物联网”，工业物联网发展的意义在于助力智能制造。



当前，制造业普遍面临着节能减排、提高生产效率等多重挑战。工业物联网作为一新型技术将给企业的生产模式带来深刻的变革，通过设备连接可以获到海量数据，洞察机器的弱点和不足问题，从而进一步实现预测维护和机器效率优化，最终能帮助企业生产线提升到一个更高的水平。

过去一年工业物联网在中国取得快速的发展，树根互联与中国联通在北京签署战略合作协议，双方基于各自的优势已经共同打造了 “沃·根云”工业物联网平台，共同推动工业制造的创新转型升级；工业和机器人巨头ABB集团全球CEO史毕福（Ulrich Spiesshofer）宣布在中国市场发布其工业物联网平台ABB Ability 。富士康与罗克韦尔自动化共同宣布，将在富士康美国新工厂合作实践互联企业及工业物联网的智能制造理念。

显然，从平台搭建到工厂建设，对于工业物联网的实施工作已经如火如荼的展开，工业物联网必将有一个光明的未来。但是，不可避免，行业依然面临众多挑战，例如比较突出的设备能力、供应链关注、安全性、人与人之间的分离等四大难题，还需要整个行业密切配合，共同解决。

3.智能制造

智能制造是指将人工智能技术与机器自动化结合的一种智能生产系统，它可以在制造过程中进行数据采集，分析、推理和判断，同时可以做出正确的生产决策。通过自动化设备、机器人产品与人的共事，扩大计算机系统在制造过程是的脑力劳动，把制造扩展到更多智能化，柔性化和高度集成化，总的来说，智能制造包括了智能制造系统和智能制造技术。



去年工信部发布的《智能制造发展规划（2016-2020年）》提出，到2020年将研制出60种以上的智能制造关键技术装备，满足国内市场50%的高市场需求。据工信部统计，目前国内已支持了智能制造188项产业急需的技术标准、行业标准研制，44项国家标准完全立项，确定了206个智能制造试点示范项目。

在政策和市场的推动下，中国智能制造产业快步向前发展。戴尔制定了“在中国，为中国”的戴尔中国4．0战略框架，将通过其在科技领域的探索和服务制造业的成功经验，助力中国企业提升工业智能水平和实现数字化转型升级；同时家电巨头也掀起智能制造投资热潮，TCL集团投资96亿元在惠州建设模组和整机一体化的智能制造基地、美的集团则与碧桂园战略合作，计划在佛山建设智能制造的无人工厂、库卡机器人小镇、格力已自主研发生产出一系列多轴机器人，其自动化生产线已应用于银隆新能源公司。

从全球看，中国制造业要保持优势，智能升级也是必然的选择。同时，我们也要清晰的认识到，我国智能制造装备产业技术创新能力薄弱，新型传感、先进控制等核心技术受制于人，在新技术与新产品的研发上，多数仍是跟随国外先进企业的技术发展，技术上仍存一定的差距。

4.工业大数据

工业大数据指的是在整个智能制造生产过程中，从需求分析到产品设计、材料采购、生产、销售、交付以及运维、报废回收等整个生命周期的所有环节产品、设备和相关人员数据的总称。其核心产品是数据，其包括了数据的采集、储存、整理、分析过程的相关技术。数据的来源主要有三大分类，第一是企业生产经营的业务数据，第二是工厂生产设备的数据，第三是外部数据，如产品离开工厂后使用过程的数据。



工业大数据是未来工业在全球市场竞争中发挥优势的关键。无论是德国工业4.0、美国工业互联网还是《中国制造2025》，各国制造业创新战略的实施基础都是工业大数据的搜集和特征分析，及以此为未来制造系统搭建的无忧环境。

当前，工业企业中生产线处于高速运转，由工业设备所产生、采集和处理的数据量远大于企业中计算机和人工产生的数据，从数据类型看也多是非结构化数据，因此工业大数据面临三大挑战：企业要有能力平台化，从而构建工业大数据生态；在不同价值观驱动下形成的各工业大数据流派各自为营；对“工业大数据”概念的理解片面化，从而导致不能正确的应用。

5.中国制造2025

“中国制造2025”作为中国制造业发展的下一个十年行动纲领，该战略强调以智能制造为主攻方向，重点发展包括新一代信息技术、机器人及数控机床等领域，通过“三步走”实现制造强国的战略目标。第一步是力争用十年时间迈入制造强国行列，第二步是到2035年中国整体制造业达到世界制造强国阵营中等水平，第三步是2045年中国综合实力进入世界制造强国前列。



今年12月份，世界智能制造大会在南京召开，同期发布了《中国智能制造绿皮书（2017）》，绿皮书梳理总结了近两年我国智能制造发展的状况。为了细化落实《中国制造2025》，抢占未来制造高地，我国出台了大量的相关政策，并已经形成了“1+X”规划体系成型，1指的是《中国制造2025》，“X”指11个配实施指南。

随着“中国制造2025”战略规划的实施，传统制造业面临转型升级，自动化及智能化成为重要方向。全球光纤光缆产业龙头企业长飞，积极投入智能制造，1月份联合中国机器人及自动化装备领军企业新松机器人，以及信息化系统集成商金智信息，在湖北潜江建设全新智能工厂，打造预制棒和光纤智能制造行业标准。三一重工、福田汽车等传统制造企业也纷纷建立自己的智能工厂，三一重工18号厂房是全亚洲最大最先进的智能工厂。

6.工业机器人

机器换人是制造业转型升级的必然过程，工业机器人在取代人力劳动和提升工作效率方面表现出巨大的潜力。同时作为智能制造系统的关键技术，工业机器人越来越受到生产企业的青睐。随着技术的发展和进步，工业机器人的价格也越来越便宜，同时国内涌现出新松、埃夫特、新时达、埃斯顿、拓斯达、广州数控等一批国产品牌。



在政策方面，除了《中国制造2025》以外，各地方也纷纷出台了相关的推动政策。而在市场上工业机器人产品从直角坐标型、SCARA、六轴机器人到并联机器人以及协作型机器人等不断发展，品种越来越丰富。巨大的市场吸引了国内资本的注意，行业并购似乎是机器人企业成长和快速抢占市场的最好的办法。

在2017年，工业机器人行业也是风云迭起，各大工业机器人厂家动作频频。安川电机发布全新小型6轴工业机器人GP系列，还与长盈精密成立机器人合资公司，准备开发最新一代小型六轴工业机器人；欧姆龙在欧洲建设两条机器人生产线以加快欧洲市场的响应速度，提高向客户交付的机器人的生产率；埃斯顿以900万美元收购美国高科技公司Barrett Technology 30%股权，Barrett是一家微型伺服驱动器和人机协作智能机器人研究与制造的公司；ABB和川崎重工达成了合作关系，计划推出新型协作机器人。

7.机器视觉

机器视觉是通过工业相机等传感器采集外部图像信息，让机器设备拥有了人眼一样的感知能力，在工业生产中可以用来代替人工目视检测，可以更准确判断出产品的位置、形状、大小和缺陷等参数。图像里包括了巨大的信息量，人们感知外部世界信息的80%都是通过眼晴获取，可见机器视觉对于机器生产设备的性能提升有多重要。



随着智能制造需求的日益增长，生产线对设备智能化的要求越来越高。视觉技术极大提高了工业自动化中获取信息的能力，通过图像信息的捕获，机器可以进行定位、测量等更多的操作，甚至在速度和维度上突破人眼的极限。例如视觉精度可以达到微米级，速度可以每秒上亿帧，还可以检测到人眼不能看到的光普，还可以建立三维信息实现更多高能的生产活动。

人工智能技术的发展将进一步开启机器视觉的新能力，通过认知学习等算法能大幅提升机器对图象识别的能力，如微软此前推出通过人脸识别出性别和年龄的技术，机器拥有认识和学习的能力之后，将可以帮助生产线达到高级智能制造水平。另外，工业机器人行业的快速发展进一步推动了机器视觉的需求增长，业内预测，到2020年全球机器视觉市场规模将达到125亿美元，机器视觉市场正在迎来行业发展黄金期。

8.智慧工厂

随着物联网、云计算等技术的发展，传统制造业迎来了一场翻天覆地的变革，工业4.0生产模式正在形成，智慧工厂概念也应势而生。那么，什么是智慧工厂？它指的是利用物联网和计算机信息技术管理整个工厂包括设备、产品、人员等所有物，构建一个高效节能、环保、环境舒适的工厂。

智慧工厂拥有比传统工厂更多的能力，例如工厂可以通过对内部和外部的数据信息的分析判断，实现自主生产决策的功能；通过设备监控，虚拟仿真等多种技术，将物理生产过程和虚拟世界结合，实现制造的可视化；生产系统可以根据任务需求，自行进行生产活动，并能适应环境变化；生产设备具有自我学习和维护的能力，机器可以与人互相协调，从而达到最佳的生产效果。



今年7月份，中国首条工业4.0智慧工厂示范线在深圳亮相，该生产线主要用于电视盒的生产，整个系统融合了协作机器人、自主移动机器人、机器视觉和人工智能技术，从设计到生产整个过程实现了信息化、智能化的管理。不仅可以满足大规模生产，也可以做到柔性制造，在同一条生产线制造多种产品。

9.数字化

在过去的几十年里，人们一直在利用自动化来提升生产效率，但今天这种自动化带来的效率空间越来越少。随着市场变化和生产环境的复杂化，现在工厂不仅需要节能增效，还需要有柔性化生产、个性化定制的功能，能够以最快速度响应市场的变化需求。数字化给制造业提供了新的可能，数字化工厂将生产设备、产品、人员等对像与虚拟世界无缝连接，实现了工厂的可视化管理，通过数据分析洞察出更多的商机。



在数字化世界里，客户的请求能够立刻获得反馈，产品在生产全过程都是透明化的，客户可以了解自己订单的进度和知晓生产过程发生了什么问题，需要多长时间完成交付。从工厂方面来说，客户参与到了生产过程的互动，如下需求、反馈产品使用问题等等，厂商可以根据这些数据调整生产计划和改善产品。

数字化生产带来很多的好处，通过市场信息的处理可以对制造过程进行优化，可以提升机器的效率和预测维护时间节点，减少机器停机的风险，进一步降低生产成本和提升设备的效率。数字化运营可以为企业创造万亿美元的机会，利用大数据等新一代信息技术，提升企业洞察的能力，让工厂发挥最大的效率，从而创造出更多的商业价值。

10.人工智能

人工智能指的是通过机器来模拟人类智能的一门学科，主要包括机器学习、识别、认知、推理、思维决策等等，通过一些算法模型，让机器拥有人类智商的能力。人工智能是智能制造的一项关键技术，未来智能工厂要求拥有数据分析、认知计算、智能决策等多项能力，以满足更多苛刻的生产环境的要求。



说到人工智能，大家可能都会想到IBM和谷歌。IBM推出的超级计算机系统Watson在知识问答中击败了顶尖的人类选手，而谷歌的AlphaGo在围棋大战上完胜韩国棋手李世石，这些现象说明了人工智能正在智力上超越人类，人工智能未来可以代替人类智力型工作。

对于不断追求进步的人类来说，人工智能的先天优势将创造无限可能，巨大的市场机遇吸引各大厂商的纷纷布局。2017年，美国通用电气公司GE在柏林宣布成立人工智能公司，将致力于机器人和人工智能技术、数据分析等，为工业领域先进检测服务；ABB与IBM合作将数字化解决方案ABB Ability将与IBM Watson物联网认知计算技术联合为电力、工业、交通和基础设施领域的客户创造新的价值；谷歌大脑之父，百度人工智能科学家吴恩达已经公开了其landing.ai项目，将人工智能技术带进工厂。随着越来越多的企业加入，相信人工智能技术很快会在工业自动化领域产生巨大的效应。