大學(xué)生的機(jī)械史(機(jī)械專業(yè)學(xué)科概論2016)

大學(xué)生的機(jī)械史與機(jī)械專業(yè)學(xué)科概論教材幾章的要點(diǎn)機(jī)械工程學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)論數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)代（先進(jìn)）制造技術(shù)機(jī)器人及其應(yīng)用現(xiàn)代制造系統(tǒng)及其應(yīng)用精密測(cè)量與精微機(jī)械學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)與機(jī)械工程教育知識(shí)體系機(jī)械發(fā)展史工業(yè)1.0是機(jī)械制造時(shí)代，工業(yè)2.0是電氣化與自動(dòng)化時(shí)代，工業(yè)3.0是電子信息化時(shí)代。“工業(yè)4.0”描繪了一個(gè)通過(guò)人、設(shè)備與產(chǎn)品的實(shí)時(shí)聯(lián)通與有效溝通，構(gòu)建一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的智能制造模式。

中國(guó)制造業(yè)“大而不強(qiáng)”，傳統(tǒng)制造業(yè)比重較大，且多處于工業(yè)2.0和工業(yè)3.0階段。過(guò)去，由于中國(guó)具有低成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這些問(wèn)題被部分掩蓋，但隨著中國(guó)“高成本時(shí)代”的悄然到來(lái)，傳統(tǒng)制造業(yè)的低成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)逐漸喪失，出臺(tái)工業(yè)4.0發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃迫在眉睫。（2015.2）從工業(yè)1.0到工業(yè)4.0工業(yè)4.0是德國(guó)政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育局及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。德國(guó)所謂的工業(yè)四代(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—PhysicalSystem簡(jiǎn)稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速，有效，個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。那工業(yè)1.0到工業(yè)4.0用歷史發(fā)展的眼光來(lái)看，是一個(gè)什么樣的路程呢？實(shí)際上我們認(rèn)為的工業(yè)1.0，工業(yè)2.0，工業(yè)3.0，工業(yè)4.0分別指的是第一次工業(yè)革命，第二次工業(yè)革命，第三次工業(yè)革命，第四次工業(yè)革命。（1）工業(yè)1.0時(shí)間：18世紀(jì)60年代至19時(shí)間中期（大概是1760年至1850年）。特點(diǎn)：在工業(yè)1.0中，我們都知道，瓦特改良了蒸汽機(jī)，從而開(kāi)創(chuàng)了以機(jī)器代替人工的工業(yè)浪潮。工業(yè)1.0使用的機(jī)器都是以蒸汽或者水力作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，雖然效率并不高，但是因?yàn)槭状斡脵C(jī)器代替人工，因此具有非常重要的劃時(shí)代的意義。意義：工業(yè)1.0時(shí)開(kāi)始使用機(jī)器代替手工，標(biāo)志著人類不甘于將自身全部精力投入在手工上。這個(gè)階段的機(jī)器制作粗糙，只能用蒸汽或者水力驅(qū)動(dòng)，來(lái)完成一些有限的工作，但是以機(jī)器代替人類工作的工業(yè)思想開(kāi)始成為工業(yè)發(fā)展的主流。關(guān)鍵詞：蒸汽和水力驅(qū)動(dòng)，效率低，功能有限，機(jī)器首次代替手工。（2）工業(yè)2.0時(shí)間：19世紀(jì)70年代至20世紀(jì)初（大概是1870年到1900年）特點(diǎn)：工業(yè)1.0中，使用蒸汽和水力的機(jī)器滿足不了人類社會(huì)告訴發(fā)展的需求，新的能源動(dòng)力和機(jī)器引導(dǎo)了第二次工業(yè)革命的發(fā)生。在工業(yè)2.0中，得益于內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)明，電器得到了廣泛的使用。此時(shí)的機(jī)器有著足夠的動(dòng)力，不再是慢悠悠的大家伙，汽車、輪船、飛機(jī)等交通工具得到了飛速發(fā)展，機(jī)器的功能也變得更加多樣化。意義：工業(yè)1.0的機(jī)械功能單一，驅(qū)動(dòng)效率低，顯然滿足不了剛剛嘗到工業(yè)革命甜頭的人類。工業(yè)2.0的機(jī)器和動(dòng)力相較于工業(yè)1.0，有著非常巨大的進(jìn)步。并且，得益于電話機(jī)的發(fā)展，人類之間的通訊變得簡(jiǎn)單快捷，信息在人類之間的傳播為第三次工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：電力驅(qū)動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)，飛機(jī)，電話信息交流，設(shè)備多樣化。（3）工業(yè)3.0時(shí)間：二十世紀(jì)五十年代至今（大概是1950年到今天）特點(diǎn)：工業(yè)3.0相對(duì)于工業(yè)2.0發(fā)生了更加巨大的變化。第三次工業(yè)革命不再局限于簡(jiǎn)單機(jī)械，原子能、航天技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)、人工材料、遺傳工程等具有高度科技含量的產(chǎn)品和技術(shù)得到了日益精進(jìn)的發(fā)展。意義：在工業(yè)3.0中，以互聯(lián)網(wǎng)為信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用幾乎把地球上的每個(gè)人都聯(lián)系了起來(lái)。工業(yè)中的生產(chǎn)出現(xiàn)了各種各樣的機(jī)器人，以往那些高危、復(fù)雜、枯燥的工序都可以使用機(jī)器人代替，并且得到更大的經(jīng)濟(jì)效益。人類在這個(gè)時(shí)代的“野心”不再局限于放眼所及的地球，而是星辰大海，并且在航天技術(shù)的高速發(fā)展下得到了實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：高新技術(shù)，機(jī)器人，自動(dòng)化控制普及。（4）工業(yè)4.0時(shí)間：工業(yè)4.0的時(shí)間比較模糊，2010年7月，德國(guó)政府通過(guò)了《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》，把工業(yè)確定為十大未來(lái)項(xiàng)目之一，到今日，工業(yè)4.0的成就并沒(méi)有覆蓋工業(yè)3.0的規(guī)模。小編認(rèn)為，我們現(xiàn)如今應(yīng)處于工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的的過(guò)渡期。特點(diǎn)：在《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中，德國(guó)政府希望在未來(lái)10-15年的時(shí)間里，最大程度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)在工業(yè)4.0中承擔(dān)核心技術(shù)支持，越來(lái)越多的機(jī)器人會(huì)代替人工，甚至是完全替代，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人工廠”。意義：工業(yè)4.0旨在將一切的人、事、物都連接起來(lái)，形成“萬(wàn)物互聯(lián)”。在這張“大網(wǎng)”里，人類不喜歡的工作可以由具有具有學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人和人工智能自動(dòng)完成，不需要人類指導(dǎo)。雖然工業(yè)4.0對(duì)人工的解放做到了極致，但是有關(guān)于高度智能的機(jī)器人在具有“思維”后會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生不利企圖的擔(dān)憂也隨之而來(lái)關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，無(wú)人工廠，高度智能。工業(yè)1.0是機(jī)械制造時(shí)代，即18世紀(jì)引入的機(jī)械設(shè)備制造時(shí)代；時(shí)間大概是18世紀(jì)60年代至19世紀(jì)中期。就是通過(guò)水力和蒸汽機(jī)實(shí)現(xiàn)工廠機(jī)械化。這次工業(yè)革命的結(jié)果是機(jī)械生產(chǎn)代替了手工勞動(dòng)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)從以農(nóng)業(yè)、手工業(yè)為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)型到以工業(yè)、機(jī)械制造帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新模式。那時(shí)的機(jī)械設(shè)備還沒(méi)有電氣自動(dòng)化控制的概念。工業(yè)2.0是電氣化與自動(dòng)化時(shí)代，即20世紀(jì)初的電氣化與自動(dòng)化時(shí)代；時(shí)間大概是19世紀(jì)后半期至20世紀(jì)初。也就是在勞動(dòng)分工基礎(chǔ)上采用電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)；因?yàn)橛辛穗娏?，所以才進(jìn)入了由繼電器、電氣自動(dòng)化控制機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的年代。這次的工業(yè)革命，通過(guò)零部件生產(chǎn)與產(chǎn)品裝配的成功分離，開(kāi)創(chuàng)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的高效新模式。單臺(tái)價(jià)格達(dá)四五百萬(wàn)元。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控是歐洲控制的技術(shù)，是核心技術(shù)中的核心技術(shù)，歐洲嚴(yán)禁外泄。五軸必須保證不能用于軍事，才能引進(jìn)。沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床、齊重?cái)?shù)控可以做三軸，五軸也可做，但性能與進(jìn)口產(chǎn)品相比有一定差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)和航空航天等重要科研單位使用的高檔機(jī)床基本全是進(jìn)口。其三，數(shù)控系統(tǒng)的差距。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，德國(guó)西門子、利勃海爾和日本的馬扎克、法拉克掌握著數(shù)控系統(tǒng)的最高水平，利勃海爾數(shù)控系統(tǒng)16個(gè)軟件包的價(jià)格接近母機(jī)價(jià)格，軟件和母機(jī)一起賣，不分開(kāi)出售，軟件利潤(rùn)非常高。目前國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)使用的中高檔機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)基本都是國(guó)外進(jìn)口。其四，其他關(guān)鍵配套件差距。大連機(jī)床副總裁姜懷勝表示，大連機(jī)床可以向國(guó)際先進(jìn)水平追平95%，但剩下的5%不是一個(gè)企業(yè)甚至一個(gè)行業(yè)能夠做到的，包括鋼鐵原料、標(biāo)準(zhǔn)件、螺釘、螺帽等，需要提升國(guó)家工業(yè)整體水平。此外，工藝、檢測(cè)等環(huán)節(jié)目前也達(dá)不到世界先進(jìn)水平。我國(guó)高端的數(shù)控技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平還有著很大的差距（當(dāng)然在國(guó)家的高度重視下，經(jīng)過(guò)行業(yè)中無(wú)數(shù)精英的不懈奮斗，默默付出，取得了很大的進(jìn)步與發(fā)展，如華中數(shù)控的云數(shù)控方面已和國(guó)際處于同一先進(jìn)水平甚至領(lǐng)先水平），我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)方面因國(guó)外技術(shù)的壟斷、封鎖與惡意限制而受很大阻礙，受制于人，這深深刺痛著我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)與機(jī)械制造的發(fā)展，更對(duì)我國(guó)國(guó)防、軍事提出了巨大而又及其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此我們下定決心要發(fā)展本國(guó)獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的數(shù)控技術(shù)?。┲悄苤圃?.智能產(chǎn)品(SmartProduct)智能產(chǎn)品通常包括機(jī)械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計(jì)算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)、智能汽車、智能家電、智能售貨機(jī)等，包括很多智能硬件產(chǎn)品。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應(yīng)該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。比如在工程機(jī)械上添加傳感器，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定位和關(guān)鍵零部件的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，為實(shí)現(xiàn)智能服務(wù)打下基礎(chǔ)。2.智能服務(wù)(SmartService)基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)，及時(shí)幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過(guò)了解產(chǎn)品運(yùn)行的狀態(tài)，幫助客戶帶來(lái)商業(yè)機(jī)會(huì)。還可以采集產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷的決策。此外，企業(yè)通過(guò)開(kāi)發(fā)面向客戶服務(wù)的APP，也是一種智能服務(wù)的手段，可以針對(duì)企業(yè)購(gòu)買的產(chǎn)品提供有針對(duì)性的服務(wù)，從而鎖定用戶，開(kāi)展服務(wù)營(yíng)銷。全球PLM領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，美國(guó)PTC公司斥巨資進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)生命周期管理領(lǐng)域，成為智能服務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)之一。而智能服務(wù)最著名的案例，莫過(guò)于美國(guó)GE公司將賣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為賣飛行小時(shí)的服務(wù)。3.智能裝備(SmartEquipment)制造裝備經(jīng)歷了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備。智能裝備具有檢測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢測(cè)，從而補(bǔ)償加工誤差，提高加工精度，還可以對(duì)熱變形進(jìn)行補(bǔ)償。以往一些精密裝備對(duì)環(huán)境的要求很高，現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測(cè)與補(bǔ)償，可以降低對(duì)環(huán)境的要求。智能裝備一個(gè)最基本的要求，就是要提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口，能夠支持設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，國(guó)外叫做M2M(機(jī)器與機(jī)器互聯(lián))。三維打印機(jī)本質(zhì)上是一種數(shù)控裝備，還不是智能裝備。日本MAZAK的智能機(jī)床配備了針對(duì)加工熱變位、切削震動(dòng)、機(jī)床干涉、主軸監(jiān)測(cè)、維護(hù)保養(yǎng)、工作臺(tái)動(dòng)態(tài)平衡性及語(yǔ)音導(dǎo)航等智能化功能，可以自行監(jiān)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并進(jìn)行自主反饋，從而大幅度提高機(jī)床運(yùn)行效率及安全性。典型的智能制造裝備還融合了自動(dòng)化上下料的裝備，一些裝備制造企業(yè)還提供專用的CAM軟件，例如HOMAG(豪邁)集團(tuán)的木工加工中心。DMGMORI(德瑪吉森精機(jī))推出最新的復(fù)合加工中心LaserTec65已經(jīng)融合了增材制造和切削加工(減材制造)，可以通過(guò)激光堆焊的增材制造工藝快速制造毛坯。Trumpf(通快集團(tuán))的激光切割加工中心可以實(shí)現(xiàn)三維切割，多臺(tái)激光加工中心可以共享激光源。這些都屬于智能裝備。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人，如果是單純按照固定指令執(zhí)行噴涂、搬運(yùn)、焊接等工藝的機(jī)器人，還不能稱為智能裝備。但是如果具有了機(jī)器視覺(jué)，能夠準(zhǔn)確識(shí)別工件，或者自主進(jìn)行裝配，自動(dòng)避讓工人等功能，甚至可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作，就屬于智能裝備。例如，ABB推出的雙臂機(jī)器人YUMI，就是智能型工業(yè)機(jī)器人的典范。隨著復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，復(fù)合材料加工與裝備的智能裝備將具有廣闊的市場(chǎng)需求。華中科技大學(xué)李德群院士在成形模擬的基礎(chǔ)上將工藝參數(shù)自動(dòng)設(shè)置、自適應(yīng)注射等智能技術(shù)應(yīng)用到注射機(jī)上，提出了在線反演的注射速度平滑優(yōu)化、工藝曲線的二級(jí)閉環(huán)控制等方法，成功開(kāi)發(fā)出智能型注射機(jī)。其智能型注射機(jī)能耗低于我國(guó)及歐洲最高能耗標(biāo)準(zhǔn)，響應(yīng)時(shí)間、位置精度等關(guān)鍵指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，顯著提高了注塑產(chǎn)品的重復(fù)精度、良品比例和生產(chǎn)自動(dòng)化程度。李德群院士介紹，這種智能注射機(jī)內(nèi)置了人工智能算法，具備機(jī)器學(xué)習(xí)能力，通過(guò)三次試驗(yàn)就可以準(zhǔn)確找到最合適的注射參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。這種設(shè)備已經(jīng)不僅是Smart，而且具有了Intelligence。4.智能產(chǎn)線(SmartProductionline)很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動(dòng)化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的加工、裝配和檢測(cè)，一些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也應(yīng)用了自動(dòng)化生產(chǎn)線，比如軸承。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點(diǎn)，就是建立自動(dòng)化生產(chǎn)線、裝配線和檢測(cè)線。美國(guó)波音公司的飛機(jī)總裝廠已建立了U型的脈動(dòng)式總裝線。自動(dòng)化生產(chǎn)線可以分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線一般建立了緩沖。為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機(jī)器人、吊掛系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，很多汽車整車廠已實(shí)現(xiàn)了混流生產(chǎn)，在一條裝配線上可以同時(shí)裝配多種車型。食品飲料行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線可以根據(jù)工藝配方調(diào)整DCS或PLC系統(tǒng)來(lái)改變工藝路線，從而生產(chǎn)多種產(chǎn)品。汽車行業(yè)正在推行安燈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的故障報(bào)警。汽車行業(yè)的總裝線往往由多條組裝線匯聚而成，比如車身、底盤的總裝線匯集到一起，裝配成最終的產(chǎn)品。在裝配過(guò)程中，通過(guò)準(zhǔn)時(shí)按序送貨(JustInSequence)的方式實(shí)現(xiàn)混流生產(chǎn)。目前，汽車、家電、軌道交通等行業(yè)的企業(yè)對(duì)生產(chǎn)和裝配線進(jìn)行自動(dòng)化、智能化改造需求十分旺盛，很多企業(yè)在逐漸將關(guān)鍵工位和高污染工位改造為用機(jī)器人進(jìn)行加工、裝配或上下料。目前，智能產(chǎn)線在我國(guó)制造企業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，但必然是發(fā)展的方向。智能產(chǎn)線的特點(diǎn)是：在生產(chǎn)和裝配的過(guò)程中，能夠通過(guò)傳感器或RFID自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)電子看板顯示實(shí)時(shí)的生產(chǎn)狀態(tài);能夠通過(guò)機(jī)器視覺(jué)和多種傳感器進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，自動(dòng)剔除不合格品，并對(duì)采集的質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行SPC分析，找出質(zhì)量問(wèn)題的成因;能夠支持多種相似產(chǎn)品的混線生產(chǎn)和裝配，靈活調(diào)整工藝，適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)模式;具有柔性，如果生產(chǎn)線上有設(shè)備出現(xiàn)故障，能夠調(diào)整到其他設(shè)備生產(chǎn);針對(duì)人工操作的工位，能夠給予智能的提示。實(shí)際上，我認(rèn)為西門子成都電子工廠的總裝線已經(jīng)達(dá)到了智能產(chǎn)線的水平。5.智能車間(Smartworkshop)一個(gè)車間通常有多條生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品，要么有上下游的裝配關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)車間的智能化，需要對(duì)生產(chǎn)狀況、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班。因此，無(wú)論什么制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)成為企業(yè)的必然選擇。目前，中國(guó)的MES市場(chǎng)非常熱門，國(guó)際大牌的自動(dòng)化廠商西門子、羅克韋爾、GE、施耐德電氣有MES軟件平臺(tái)，管理軟件巨頭SAP、ORACLE、EPICOR提供MES軟件，德國(guó)的MPDV、PSI，國(guó)內(nèi)的浙大中控、和利時(shí)、易往、明基逐鹿、艾普工華、元工國(guó)際、蘭光創(chuàng)新、廣州速威等廠商也非?；钴S。此外，先進(jìn)生產(chǎn)排程(APS)系統(tǒng)也已經(jīng)進(jìn)入了制造企業(yè)選型的視野，開(kāi)始了初步實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)際產(chǎn)能約束的排產(chǎn)，主流廠商有日本的ASPROVA、德國(guó)的JobDISPOAPS(蘭光創(chuàng)新經(jīng)銷)，國(guó)內(nèi)的永凱、安達(dá)發(fā)、易普優(yōu)等，元工國(guó)際也提供了APS解決方案。APS軟件對(duì)設(shè)備產(chǎn)能、工時(shí)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求非常高。對(duì)于藥品、食品等行業(yè)，國(guó)家有強(qiáng)制性的追溯要求，需要通過(guò)GMP等行業(yè)認(rèn)證，因此推進(jìn)MES更加緊迫。前文提到的數(shù)字化制造(DM)技術(shù)也是智能車間的支撐工具，可以幫助企業(yè)在建設(shè)新廠房時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)的產(chǎn)能科學(xué)進(jìn)行設(shè)備布局，提升物流效率，提高工人工作的舒適程度。MES是一個(gè)車間級(jí)的綜合管理系統(tǒng)，可以幫助企業(yè)顯著提升設(shè)備利用率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程可追溯和上料防錯(cuò)，提高生產(chǎn)效率。需要強(qiáng)調(diào)指出的是，純離散制造企業(yè)也可以應(yīng)用MES系統(tǒng)，但是，MES系統(tǒng)的應(yīng)用與企業(yè)的生產(chǎn)模式息息相關(guān)。如果純離散的制造企業(yè)實(shí)施了MES之后，又改造為自動(dòng)化或智能產(chǎn)線，那么MES系統(tǒng)可能會(huì)推到重來(lái)。因此，企業(yè)進(jìn)行MES應(yīng)用需要慎之又慎。智能車間必須建立有線或無(wú)線的工廠網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)指令的自動(dòng)下達(dá)和設(shè)備與產(chǎn)線信息的自動(dòng)采集。對(duì)于機(jī)械制造企業(yè)，可以通過(guò)DNC技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信息和加工代碼的上傳下達(dá)，目前已有成熟的產(chǎn)品，例如蘭光創(chuàng)新、蓋勒普和英迪致遠(yuǎn)等。另外，實(shí)現(xiàn)車間的無(wú)紙化，也是智能車間的重要標(biāo)志，企業(yè)可以應(yīng)用三維輕量化技術(shù)，將設(shè)計(jì)和工藝文檔傳遞到工位。上海明匠智能公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)智能網(wǎng)關(guān)，可以將基于不同廠商通訊協(xié)議的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為OPC標(biāo)準(zhǔn)，解決了車間信息通訊的難題。元工國(guó)際聯(lián)合亞控、航星、中科川思特和研華，推出了設(shè)備聯(lián)網(wǎng)解決方案，一個(gè)平臺(tái)可以聯(lián)網(wǎng)PLC、CNC、機(jī)器人、儀表/傳感器和工控/IT系統(tǒng)，統(tǒng)一組態(tài)監(jiān)控和三維實(shí)況，并實(shí)現(xiàn)模擬生產(chǎn)。有一項(xiàng)新興技術(shù)可以將MES系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)在虛擬的三維車間模型中實(shí)時(shí)地展現(xiàn)出來(lái)，不僅提供車間的VR(虛擬現(xiàn)實(shí))環(huán)境，而且還可以顯示設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合。西門子和PTC將這項(xiàng)技術(shù)作為DigitalTwin的一個(gè)典型應(yīng)用。德國(guó)PSI、武漢創(chuàng)景也擁有這類產(chǎn)品，天河軟件幫助海爾膠州工廠實(shí)現(xiàn)了相關(guān)應(yīng)用。此外，智能車間還有一個(gè)典型應(yīng)用，就是視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅記錄視頻，還可以對(duì)車間的環(huán)境，人員行為進(jìn)行監(jiān)控、識(shí)別與報(bào)警。例如，有工人沒(méi)有帶安全帽，進(jìn)入了不允許進(jìn)入的區(qū)域，或者倒地，都可以自動(dòng)報(bào)警。這方面，三星已經(jīng)有了成功實(shí)踐。此外，智能車間應(yīng)當(dāng)在溫度、濕度、潔凈度的控制和工業(yè)安全(包括工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、生產(chǎn)環(huán)境的安全和人員安全)等方面達(dá)到智能化水平。6.智能工廠(SmartFactory)一個(gè)工廠通常由多個(gè)車間組成，大型企業(yè)有多個(gè)工廠。前文已經(jīng)提到了智能工廠與數(shù)字化工廠的區(qū)別，一個(gè)普遍的共識(shí)是，僅僅有自動(dòng)化生產(chǎn)線和一大堆機(jī)器人，并不是智能工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化，同時(shí)，產(chǎn)品檢測(cè)、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成。一個(gè)工廠的多個(gè)車間之間要實(shí)現(xiàn)信息共享、準(zhǔn)時(shí)配送、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心，對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行指揮和調(diào)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問(wèn)題，這也是智能工廠的重要標(biāo)志。智能工廠必須依賴無(wú)縫集成的信息系統(tǒng)支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng)。大型企業(yè)的智能工廠需要應(yīng)用ERP系統(tǒng)制定多個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃(Productionplanning)，并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)(productionscheduling)，MES排產(chǎn)的粒度是天、小時(shí)，甚至分鐘。MES是一個(gè)企業(yè)級(jí)的實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，MES的選型絕不允許各個(gè)車間或分廠各自為政。三星開(kāi)展了移動(dòng)工廠(Mobileplant)的實(shí)踐，工人可以通過(guò)智能手機(jī)查詢工單，可以開(kāi)視頻會(huì)議，維修人員碰到疑難問(wèn)題，可以通過(guò)手機(jī)視頻尋求專家解答，還給智能手機(jī)配備了RFID和條碼掃描的接口，這也是一個(gè)智能工廠的創(chuàng)新實(shí)踐。還有一些企業(yè)實(shí)現(xiàn)了刀具管理的智能化，通過(guò)在刀柄上植入RFID芯片，對(duì)刀具的全生命周期進(jìn)行管理，從而提高刀具的使用壽命。智能工廠還應(yīng)當(dāng)重視利用智能的檢測(cè)儀器，檢測(cè)結(jié)果直接進(jìn)入信息系統(tǒng)，無(wú)需人工干預(yù)。而展望未來(lái)，AR(AugmentedReality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))技術(shù)也將在智能工廠大顯身手。工人帶上AR眼鏡，就可以“看到”需要操作的工作位置，例如，需要擰緊螺栓的地方，擰緊力矩OK，也會(huì)有相應(yīng)提示，從而提高作業(yè)人員的工作效率。最近，美國(guó)GE公司宣布將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Predix開(kāi)放。我理解，Predix實(shí)際上就是智能工廠的一個(gè)集成化的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，GE力圖搶占“工業(yè)操作系統(tǒng)”的陣地，成為智能工廠領(lǐng)域的“微軟”。而思科公司提出萬(wàn)物互聯(lián)(InternetofEverthing,IOE)理念、技術(shù)和解決方案，也可以支撐智能服務(wù)和智能工廠。7.智能研發(fā)(SmartR&D)離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)應(yīng)用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng)，但是e-works在為制造企業(yè)提供咨詢服務(wù)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)應(yīng)用這些軟件的水平并不高。比如，很多企業(yè)還處于二維CAD和三維CAD軟件混用的階段，存檔依然是二維，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全三維設(shè)計(jì)(MBD，基于模型的產(chǎn)品定義);應(yīng)用仿真技術(shù)仍然處于事后驗(yàn)證，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì);雖然應(yīng)用了PDM系統(tǒng)，但還沒(méi)有建立企業(yè)內(nèi)部的通用件庫(kù)，重用率不高;對(duì)工程/制造/服務(wù)BOM的管理還不到位等等。企業(yè)要開(kāi)發(fā)智能產(chǎn)品，需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合;要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應(yīng)用仿真技術(shù)，建立虛擬數(shù)字化樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科仿真，通過(guò)仿真減少實(shí)物試驗(yàn);需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個(gè)性化定制;需要將仿真技術(shù)與試驗(yàn)管理結(jié)合起來(lái)，以提高仿真結(jié)果的置信度。流程制造企業(yè)已開(kāi)始應(yīng)用PLM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝管理和配方管理，LIMS(實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng))系統(tǒng)比較廣泛。目前，在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)出現(xiàn)了一些智能化的軟件系統(tǒng)，成為智能研發(fā)的具體體現(xiàn)。例如Geometric的DFMPRO軟件可以自動(dòng)判斷三維模型的工藝特征是否可制造、可裝配、可拆卸;CADDoctor軟件可以自動(dòng)分析三維模型中存在的問(wèn)題;基于互聯(lián)網(wǎng)與客戶、供應(yīng)商和合作伙伴協(xié)同設(shè)計(jì)，也是智能研發(fā)的創(chuàng)新形式;Altair的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)可以在滿足產(chǎn)品功能的前提下，減輕結(jié)構(gòu)的重量;系統(tǒng)仿真技術(shù)可以在概念設(shè)計(jì)階段，分析與優(yōu)化產(chǎn)品性能，這方面達(dá)索系統(tǒng)、西門子(LMS)已有成熟的技術(shù)，天喻軟件也開(kāi)發(fā)出系統(tǒng)仿真的平臺(tái)，并在中國(guó)商飛得到應(yīng)用;PLM向前延伸到需求管理，向后拓展到工藝管理，例如，西門子的TeamcenterManufacturing系統(tǒng)將工藝結(jié)構(gòu)化，可以更好地實(shí)現(xiàn)典型工藝的重用;開(kāi)目軟件推出的基于三維的裝配CAPP、機(jī)加工CAPP，以及參數(shù)化CAPP也具有了一定智能，華天軟件、湃睿軟件也有類似產(chǎn)品;此外，索為高科和金航數(shù)碼合作，開(kāi)發(fā)了面向飛機(jī)機(jī)翼、起落架等大部件的快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，也是一種智能研發(fā)的軟件，可以大大提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。汽車整車企業(yè)和設(shè)計(jì)公司廣泛應(yīng)用Cave技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助產(chǎn)品研發(fā)，也是一個(gè)智能研發(fā)技術(shù)。全球PLM領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，達(dá)索系統(tǒng)公司提出了三維體驗(yàn)(3DExperience)的理念，在VR和AR方面提供了解決方案。仿真巨頭ANSYS在多學(xué)科仿真技術(shù)方面已有很大突破，而仿真領(lǐng)域的先驅(qū)MSC.Software2014年發(fā)布了APEX，將CAD和CAE實(shí)現(xiàn)了融合，易學(xué)易用性得到極大提升。安世亞太最近提出工業(yè)再設(shè)計(jì)的理念，將仿真技術(shù)與精密制造緊密結(jié)合，可以將以為需要多個(gè)零件分散制造融合為一個(gè)復(fù)雜零件，從而提升了零件的工藝性能，降低了零件的重量。8.智能管理(SmartManagement)一談到管理，大家都會(huì)想到ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)系統(tǒng)。記得在2003年，國(guó)內(nèi)就曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)ERP過(guò)時(shí)的說(shuō)法，事實(shí)上時(shí)至今日，ERP仍然是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理的基石。以銷定產(chǎn)是ERP最基本的思想，MRP(物料需求計(jì)劃)是ERP的核心。制造企業(yè)核心的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)(HCM)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)(SRM)、企業(yè)門戶(EP)、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)(BPM)等，國(guó)內(nèi)企業(yè)也把辦公自動(dòng)化(OA)作為一個(gè)核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù)，近年來(lái)主數(shù)據(jù)管理(MDM)也在大型企業(yè)開(kāi)始部署應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無(wú)縫集成。智能管理主要體現(xiàn)在與移動(dòng)應(yīng)用、云計(jì)算和電子商務(wù)的結(jié)合。例如，移動(dòng)版的CRM系統(tǒng)可以自動(dòng)根據(jù)位置服務(wù)確定銷售人員是否按計(jì)劃拜訪了特定客戶;許多消費(fèi)品制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)了全渠道營(yíng)銷，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)網(wǎng)店系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)的無(wú)縫集成，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)派單。此外，主流電梯制造企業(yè)紛紛研發(fā)了銷售配置器軟件系統(tǒng)，可以讓銷售人員根據(jù)客戶的需求靈活地進(jìn)行產(chǎn)品配置，快速進(jìn)行報(bào)價(jià)，美國(guó)主流管理軟件Epicor也包含了配置器功能。戴爾公司是基于互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)在線選配的先驅(qū)，寶馬汽車也提供了在線選配的功能，海爾也開(kāi)始了這方面的實(shí)踐。業(yè)務(wù)流程管理(BPM)軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的可視化、模擬與優(yōu)化，這也是一個(gè)典型的智能管理應(yīng)用。到目前為止，SAAS(軟件即服務(wù))模式的軟件應(yīng)用最成功的領(lǐng)域是CRM，Salesforce無(wú)疑是領(lǐng)導(dǎo)者，國(guó)內(nèi)的Xtools和八百客也發(fā)展得不錯(cuò)，而最近國(guó)內(nèi)的紛享銷客、銷售易更是風(fēng)生水起，拿到多輪投資。阿里叮叮、微信企業(yè)號(hào)等也迅速發(fā)展了很多用戶。此外，人力資源領(lǐng)域也是社交網(wǎng)絡(luò)和云模式的重要領(lǐng)域，繼美國(guó)的Linkedin(領(lǐng)英)之后，我國(guó)的陌陌、拉勾網(wǎng)等社交平臺(tái)也已開(kāi)始提供人力資源招聘服務(wù)，我國(guó)制造企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用基于公有云的人力資源招聘、績(jī)效和人才管理系統(tǒng)。例如廣東生益科技就應(yīng)用了SAP的Successfactors軟件，完全基于公有云。9.智能物流與供應(yīng)鏈(SmartlogisticsandSCM)制造企業(yè)內(nèi)部的采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動(dòng)，因此，越來(lái)越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動(dòng)化的同時(shí)，也越來(lái)越重視物流自動(dòng)化，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、無(wú)人引導(dǎo)小車(AGV)、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用;而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機(jī)器人、自動(dòng)輥道系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普及。WMS(WarehouseManagementSystem，倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng))和TMS(TransportManagementSystem，運(yùn)輸管理系統(tǒng))也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。其中，TMS系統(tǒng)涉及到GPS定位和GIS的集成，可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商、客戶和物流企業(yè)三方的信息共享。上海科箭2015年推出運(yùn)輸云服務(wù)，迅速得到企業(yè)的接受。實(shí)現(xiàn)智能物流與供應(yīng)鏈的關(guān)鍵技術(shù)包括自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，例如RFID或條碼、GIS/GPS定位、電子商務(wù)、EDI(電子數(shù)據(jù)交換)，以及供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃與優(yōu)化技術(shù)。其中，EDI技術(shù)是企業(yè)間信息集成(B2BIntegration)的必備手段，然而我國(guó)企業(yè)對(duì)EDI的重視程度非常不夠。EDI技術(shù)最重要的價(jià)值，就是可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間，通過(guò)信息系統(tǒng)之間的通訊，實(shí)現(xiàn)整個(gè)交易過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)、而且不可抵賴。歷經(jīng)多年發(fā)展，主流的EDI技術(shù)已經(jīng)是基于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，而我國(guó)很大大型企業(yè)建立的供應(yīng)商門戶，實(shí)際上只是一種WebEDI，不能夠與供應(yīng)商的信息系統(tǒng)集成，供應(yīng)商只能手工查詢。德國(guó)Seeburger公司的B2BIntegration平臺(tái)支持各種EDI標(biāo)準(zhǔn)，為歐洲最大的第三方供應(yīng)鏈平臺(tái)SupplyOn提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，2015年秋季e-works的第三屆德國(guó)工業(yè)4.0考察團(tuán)曾前往Seeburger公司總部考察。供應(yīng)鏈協(xié)同計(jì)劃與優(yōu)化是智能供應(yīng)鏈最核心的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈同步化，真正消除供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)，幫助企業(yè)及時(shí)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)波動(dòng)。JDA公司是該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，IBM也有優(yōu)秀的解決方案。三星已實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈同步化。10.智能決策(SmartDecisionMaking)企業(yè)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。一方面是來(lái)自各個(gè)業(yè)務(wù)部門和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費(fèi)用、庫(kù)存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設(shè)備、產(chǎn)量、交貨期等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測(cè)，這就是BI(BusinessIntelligence，業(yè)務(wù)智能)技術(shù)的范疇，也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng)。同時(shí)，企業(yè)可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI，并與預(yù)設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)，對(duì)KPI進(jìn)行層層分解，來(lái)對(duì)干部和員工進(jìn)行考核，這就是EPM(EnterprisePerformanceManagement,企業(yè)績(jī)效管理)的范疇。從技術(shù)角度來(lái)開(kāi)，內(nèi)存計(jì)算是BI的重要支撐。SAPHANA和QlikView軟件在這方面已經(jīng)先行一步。BI軟件的另一個(gè)趨勢(shì)是移動(dòng)BI，支持在智能手機(jī)和PAD上進(jìn)行分析和應(yīng)用，而要提升移動(dòng)BI的應(yīng)用效果，基于云服務(wù)無(wú)疑是必由之路。而今，企業(yè)在運(yùn)營(yíng)當(dāng)中，已經(jīng)產(chǎn)生了諸多的大數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)備運(yùn)行的大數(shù)據(jù)，質(zhì)量的大數(shù)據(jù)，產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)的大數(shù)據(jù)，電子商務(wù)帶來(lái)的營(yíng)銷大數(shù)據(jù)，來(lái)自社交網(wǎng)絡(luò)的與公司有關(guān)的大數(shù)據(jù)等，這些大數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為工業(yè)大數(shù)據(jù)(IndustrialBigData)，對(duì)這些工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析，需要引入新的分析工具。因?yàn)榇髷?shù)據(jù)具有4V的特點(diǎn)，即體量大(Volume)、價(jià)值密度低(Value)、種類多(Variety)和速度快(Velocity)。目前，IBM、SAP、ORACLE、微軟等國(guó)際大公司在大數(shù)據(jù)分析工具方面激戰(zhàn)正酣，而IBM推出的認(rèn)知計(jì)算(CognitiveComputing)代表了智能決策的前沿方向。對(duì)于制造企業(yè)而言，要實(shí)現(xiàn)智能決策，首先必須將業(yè)務(wù)層的信息系統(tǒng)用好，實(shí)現(xiàn)信息集成，確?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，這樣才能使信息系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)真實(shí)可信。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用BI軟件進(jìn)行分析。近年來(lái)，BI也有一些新的發(fā)展，一個(gè)比較重要的創(chuàng)新是IncontextBI，意思是根據(jù)某個(gè)用戶當(dāng)前工作的場(chǎng)景，自動(dòng)展現(xiàn)與當(dāng)前業(yè)務(wù)相關(guān)的分析圖表。而對(duì)于工業(yè)大數(shù)據(jù)，企業(yè)首先要采集這些大數(shù)據(jù)，才談得上分析。據(jù)了解，長(zhǎng)安汽車曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)有趣的分析，通過(guò)與阿里合作，根據(jù)其客戶在淘寶的購(gòu)買行為特點(diǎn)，來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品定位。三一重工則借助大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將工程機(jī)械通過(guò)機(jī)載控制器、傳感器和無(wú)線通訊模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析和預(yù)測(cè)，使“挖掘機(jī)”指數(shù)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的晴雨表。工業(yè)機(jī)器人（一）看2016年工業(yè)機(jī)器人如何打造“工業(yè)4.0”？機(jī)器人庫(kù)2016-03-01中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求釋放、國(guó)家政策紅利凸顯、資本市場(chǎng)助推的機(jī)遇疊加期，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)孕育重大投資機(jī)遇。在“中國(guó)制造2025”、“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略指導(dǎo)下，工廠“機(jī)器換人”現(xiàn)象將更加頻繁，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)將進(jìn)一步打開(kāi)。產(chǎn)業(yè)研究院《2016-2021年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測(cè)與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告》指出：我國(guó)目前已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)，數(shù)據(jù)顯示2014年我國(guó)共售出5.7萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，數(shù)量約為全球銷售量的四分之一。其中，半數(shù)以上工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)被外資品牌占據(jù)，而本土工業(yè)機(jī)器人品牌銷量?jī)H為1.6萬(wàn)臺(tái)。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的重要組成部門，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不僅能促進(jìn)各工業(yè)行業(yè)的自動(dòng)化水平的提高，同時(shí)也能產(chǎn)生良好的技術(shù)溢出效應(yīng)，帶動(dòng)整個(gè)工業(yè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。一、行業(yè)發(fā)展概況目前，各國(guó)均在將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為占領(lǐng)技術(shù)和市場(chǎng)制高點(diǎn)的重點(diǎn)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域。美國(guó)推行的“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”中要求，通過(guò)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人重整美國(guó)制造業(yè)，開(kāi)發(fā)基于移動(dòng)互聯(lián)新一代智能機(jī)器人。我國(guó)將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)納入戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，提出要大力推進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、關(guān)鍵零部件等裝置的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。國(guó)內(nèi)工業(yè)大省都力求在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)搶占先機(jī)，沿海省市已在機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行了重點(diǎn)投入和產(chǎn)業(yè)布局，初步形成了區(qū)域性的特色產(chǎn)業(yè)。遼寧省正在打造沈撫新城特色機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地；浙江省啟動(dòng)“機(jī)器換人”工程；廣東省重點(diǎn)發(fā)展多用途機(jī)器人；江蘇、上海等地也將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)推進(jìn)。未來(lái)5-10年，將是中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金十年。二、行業(yè)規(guī)模及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際市場(chǎng)：2013年，全球機(jī)器人銷量增加12%，達(dá)1781132臺(tái)，其中約70%銷往日本、中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)和德國(guó)。汽車行業(yè)、化工行業(yè)、塑膠行業(yè)及食品行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人銷量持續(xù)增加，電氣/電子行業(yè)機(jī)器人的安裝量也有所增加。2008-2013年期間，機(jī)器人安裝量年平均增長(zhǎng)率約為9.5%。汽車工業(yè)及電氣電子行業(yè)的發(fā)展是工業(yè)機(jī)器人安裝量強(qiáng)勁增長(zhǎng)的主要因素，此外，金屬加工、化工塑膠等行業(yè)需求量也迅速上升。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)：我國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)需求從2010年開(kāi)始激增，2013年，中國(guó)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，占全球總份額的20%，機(jī)器人銷量為36560臺(tái)，至2014年銷量已達(dá)到56000臺(tái)。2008-2014年期間，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人安裝量年平均增長(zhǎng)率為36%。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)主要集中在汽車、汽車零部件、家電、工程機(jī)械、石油化工等行業(yè)，其中汽車整車及零部件制造一直是工業(yè)機(jī)器人的最重要應(yīng)用領(lǐng)域。三、行業(yè)基本風(fēng)險(xiǎn)特征宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)：工業(yè)機(jī)器人行業(yè)具有一定的周期性特征，與宏觀經(jīng)濟(jì)和固定資產(chǎn)投資關(guān)聯(lián)度較高。汽車整車及零部件、家電、五金、門業(yè)等行業(yè)生產(chǎn)性企業(yè)是行業(yè)下游主要客戶，當(dāng)宏觀經(jīng)濟(jì)不景氣時(shí)，下游需求減緩，將影響到其對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線新建、改建、擴(kuò)建的積極性，進(jìn)而對(duì)本行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生一定程度的負(fù)面影響。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)：目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的多以中小企業(yè)為主，尚未形成優(yōu)勢(shì)品牌。高端市場(chǎng)被具備一定規(guī)模優(yōu)勢(shì)和較高技術(shù)水平的歐美、日本的擴(kuò)過(guò)巨頭企業(yè)占據(jù)，國(guó)內(nèi)有能力承接大型項(xiàng)目和向客戶提供自動(dòng)化整體解決方案的企業(yè)不多。國(guó)內(nèi)行業(yè)整體處于發(fā)展期，面臨一定的惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)。人才流失風(fēng)險(xiǎn)：工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，需要掌握先進(jìn)系統(tǒng)控制軟件、裝備機(jī)械、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)工程集成等領(lǐng)域的高素質(zhì)、高技能及多學(xué)科的綜合性專業(yè)人才。同時(shí)，為行業(yè)客戶提供自動(dòng)化線整體解決方案時(shí)，還需要能夠精準(zhǔn)掌握客戶需求、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品特征性能的，并且具備豐富項(xiàng)目管理和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的市場(chǎng)營(yíng)銷人才。上述類型人才需經(jīng)過(guò)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)多年沉淀、人才數(shù)量有限，未來(lái)隨著行業(yè)發(fā)展，人才競(jìng)爭(zhēng)將越來(lái)越激烈，人才流失風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步加大。四、行業(yè)發(fā)展機(jī)遇2014年我國(guó)制造業(yè)就業(yè)人員的平均工資為51369元，較2005年的15934元，年平均增長(zhǎng)率約14%。廉價(jià)勞動(dòng)力逐漸變得“昂貴”，加之不斷上升的土地成本以及其他制造成本，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行，而引入工業(yè)機(jī)器人代替人工已被各國(guó)實(shí)踐證明為一條可行路徑。我國(guó)目前工業(yè)機(jī)器人使用密度仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全球平均水平，離日本、韓國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距。韓國(guó)是全球工業(yè)機(jī)器人使用密度最高的國(guó)家，每一萬(wàn)名工人中擁有機(jī)器人數(shù)量347臺(tái)；日本次之，339臺(tái)；德國(guó)位居第三，251臺(tái)；中國(guó)僅為21臺(tái)，不及國(guó)際平均水平55臺(tái)的一半。目前工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用在我國(guó)比例為6%，日本33%，美國(guó)16%，德國(guó)14%。中國(guó)是全球的制造大國(guó)，2014年中國(guó)制造業(yè)工人數(shù)量約為5000萬(wàn)，大致估計(jì)可以用大量機(jī)器人代替人的行業(yè)，如汽車、電子電氣、化工和食品等行業(yè)的工人數(shù)高達(dá)3000萬(wàn)。如果在2020年前后這些行業(yè)平均機(jī)器人密度按計(jì)劃達(dá)到每萬(wàn)人100臺(tái)，則大概需要30萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人，加之與機(jī)器人配備的自動(dòng)化裝備，空間在3000億左右。《中國(guó)制造2025》提出要“圍繞汽車、機(jī)械、電子、危險(xiǎn)品制造、國(guó)防軍工、化工、輕工等工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人，以及醫(yī)療健康、家庭服務(wù)、教育娛樂(lè)等服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用需求，積極研發(fā)新產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用?！惫ば挪俊蛾P(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》更是細(xì)化了具體戰(zhàn)略目標(biāo)：“到2020年，形成較為完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，培育3-5家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)和8-10個(gè)配套產(chǎn)業(yè)集群；工業(yè)機(jī)器人行業(yè)和企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng)，高端產(chǎn)品市場(chǎng)占有率提高到45%以上，機(jī)器人密度(每萬(wàn)名員工使用機(jī)器人臺(tái)數(shù))達(dá)到100以上，基本滿足國(guó)防建設(shè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要”。無(wú)論是從頂層設(shè)計(jì)還是具體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)都受到了極大的關(guān)注與支持，發(fā)展目標(biāo)和路徑清晰，發(fā)展前景廣闊。受益于國(guó)內(nèi)機(jī)器人巨大的市場(chǎng)空間和不斷利好的政策的刺激，資本市場(chǎng)工業(yè)機(jī)器人板塊掛牌、上市、并購(gòu)潮流涌動(dòng)，資本、技術(shù)和市場(chǎng)加速整合。上述整合呈現(xiàn)如下幾個(gè)特征：一是上市公司積極參與海外并購(gòu)，吸收國(guó)外優(yōu)質(zhì)核心技術(shù)，加速布局核心零部件及高端機(jī)器人市場(chǎng)。我國(guó)資本市場(chǎng)純機(jī)器人企業(yè)PE水平長(zhǎng)期保持在40-50倍，高于國(guó)外20-30倍行業(yè)平均水平，為收購(gòu)方提供豐富的資金來(lái)源。部分上市公司利用資金優(yōu)勢(shì)加速布局，展開(kāi)對(duì)部分核心零部件和高端機(jī)器人市場(chǎng)的爭(zhēng)奪。二是部分優(yōu)質(zhì)中小企業(yè)利用新三板發(fā)展機(jī)遇，掛牌融資，在部分細(xì)分行業(yè)市場(chǎng)加速布局，差異化發(fā)展。我國(guó)有數(shù)百家針對(duì)不同細(xì)分行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)機(jī)器人公司，這些機(jī)器人公司通常為依賴在某一細(xì)分行業(yè)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)積累成長(zhǎng)起來(lái)的系統(tǒng)集成商，這些公司受制于成本、定價(jià)等方面的劣勢(shì)，往往面對(duì)缺乏資金、產(chǎn)能不足的情形，而隨著我國(guó)多層次資本市場(chǎng)的建設(shè)，新三板市場(chǎng)為此類企業(yè)提供了一條適合的融資及迅速發(fā)展的路徑，預(yù)計(jì)未來(lái)一段時(shí)間，將逐步涌現(xiàn)各細(xì)分行業(yè)優(yōu)質(zhì)中小型工業(yè)機(jī)器人企業(yè)。（二）國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前發(fā)展到了什么水平?一、技術(shù)上：我們國(guó)家所掌握的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，大概比國(guó)外領(lǐng)先企業(yè)四大（ABB，fanuc，庫(kù)卡，安川）落后15年左右，即使和國(guó)外的二流企業(yè)相比也要落后5