智能制造发展战略综合研究专题报告.pdf

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1、目录 IX IX 目 录 第一篇 智能制造发展战略研究报告 1 课题组成 员名 单 3 第一章 国外智能制造 发展 总体现状 与趋 势 41.1 智能制 造的起源 与历 史沿革 4 1.2 智能制 造是制造 业发 展的重要 方向 5 1.3 发达国 家推进智 能制 造的主要 对策 6 1.4 智能制 造的发展 趋势 10 第二章 智能制造的内 涵特 征及影响 122.1 国内外 学者关于 智能 制造认识 的共 同点 12 2.2 智能制 造内涵与 特征 13 2.3 智能制 造将引发 制造 业的革命 14 第三章 我国智能制造 发展 的基础及 需求 分析 173.1 我国智 能制造发 展的 基

2、础 17 3.2 我国发 展智能制 造存 在的问题 20 3.3 典型企 业和典型 地区 对智能制 造的 需求 21 第四章 发展 智能制造 的重 要性和紧 迫性 244.1 智能制 造是应对 国际 巨大挑战 的必 然选择 24 4.2 智能制 造是提升 优势 和破解瓶 颈的 关键举措 25 4.3 智能制 造是经济 发展 新常态下 撬动 经济增长 的新 模式 25 4.4 智能制 造是两化 深度 融合的集 中体 现、主攻 方向 和突破口 26 4.5 智能制 造是提高 产业 和企业竞 争力 建设制造 强国 的关键 26 第五章 我国智能制造 发展 战略和目 标 275.1 指导思 想 27

3、5.2 基本原 则 27 5.3 发展目 标 29 第六章 发展智能制造 的优 先行动 306.1 优先行 动一：建 立智 能制造标 准体 系 30 6.2 优先行 动二：突 破关 键部件和 装置 并实现产 业化 31 6.3 优先行 动三：大 力推 广数字化 制造 34 6.4 优先行 动四：开 发核 心工业软 件 35 6.5 优先行 动五：建 立数 字化/智能工 厂 37 6.6 优先行 动六：发 展服 务型制造 39 X 制造强国 战略研究智能制造专题卷 X 6.7 优先行 动七：攻 克八 大共性关 键技 术 41 6.8 优先行 动八：保 障信 息和网络 安全 45 6.9 优先行

4、动九：强 化人 才队伍建 设 46 第七章 促进智能制造 发展 的措施和 政策 487.1 建立统 筹协调机 制 48 7.2 设立“智能制造重 大工 程”48 7.3 建立国 家智能制 造创 新网络 49 7.4 加大金 融支持力 度 49 7.5 建立智 能制造技 术和 产业发展 联盟 49 参考文献 50第二篇 工业机器人发展战略研究报告 51 课题组成 员名 单 52 第一章 现状与差距 53 1.1 现状 53 1.1.1 市场 需求 分 析 531.1.2 市场 竞争 分 析 561.1.3 技术 水平 分 析 581.2 存在问 题 60 第二章 趋势与借鉴 622.1 发展趋

5、势 62 2.1.1 市 场需 求呈现快 速增 长态势 62 2.1.2 工 业机 器人技术 日益 智能化、模块 化和系统 化 63 2.1.3 工 业发 达国家纷 纷进 行战略部 署 64 2.2 发达国 家经验借 鉴 65 2.2.1 日 本机 器人产业 发展 经验值得 借鉴 66 2.2.2 美 国机 器人产业 的兴 衰带来的 启示 67 第三章 强国标志 693.1 对标企 业情况分 析 69 3.1.1 安 川电 机企业情 况分 析 69 3.1.2 ABB 企业情况 分析 71 3.1.3 FANUC 企业情 况分 析 71 3.2 强国特 征 73 第四章 战略与目标 744.1

6、 发展战 略 74 4.2 战略目 标 75 4.2.1 2020 年目标 75 4.2.2 2030 年目标 75 目录 XI XI 4.3 发展途 径 76 4.3.1 准 确定 位，扬长 避短 谋求发展 76 4.3.2 创 新驱 动，重点 突破 核心技术 76 4.3.3 协 同发 展，完善 产业 链体系 76 4.3.4 推 广应 用，提升 产业 化程度 77 4.3.5 提 高集 中度，打 造知 名品牌 77 4.3.6 培 养人 才，实现 行业 可持续发 展 77 4.4 产业技 术路线图 77 第五章 重点任务 825.1 关键技 术研究 82 5.2 重大产 品开发和 产业

7、化 83 5.2.1 实 现机 器人本体 的批 量生产 83 5.2.2 实 现工 业机器人 集成 应用的批 量化 84 5.2.3 实 现新 一代工业 机器 人小批量 生产 85 5.3 关键部 件开发和 产业 化 86 5.4 应用示 范与技术 创新 平台建设 87 5.4.1 工 业机 器人产业 化与 应用示范 87 5.4.2 核 心部 件及产品 技术 创新平台 建设 88 5.4.3 前 沿共 性技术研 发平 台建设 88 5.4.4 工 业机 器人整机 及关 键功能部 件检 测试验平 台建 设 88 第六章 保障措施 896.1 以创新 能力建设 增强 产业竞争 力 89 6.2

8、以产业 孵化平台 促进 科技成果 转化 90 6.3 以应用 示范工程 提升 市场认知 度 90 6.4 以质量 保障工程 和标 准化建设 提高 产品可靠 性 91 6.5 以财税 政策扶持 企业 发展 91 6.6 充分发 挥行业组 织的 作用 92 参考文献 93第三篇 若干产业数字化、网络化、智能化制造技术路线图 95 第一章 航空装备数字 化、网络化、智能 化制造技 术路 线图 97课题组成 员名 单 98 1.1 概述 99 1.2 现状分 析 101 1.3 需求分 析 102 1.3.1 机 械加 工过程对 数字 化、智能 化技 术的需求 104 1.3.2 钣 金成 形过程对

9、数字 化、智能 化技 术的需求 104 1.3.3 复 合材 料构件制 造对 数字化、智能 化技术的 需求 104 XII 制造强国 战略研究智能制造专题卷 XII 1.3.4 部 件及 主机装配 对数 字化、智 能化 技术的需 求 105 1.3.5 航 空制 造业数字 化、智能化制 造的 共性化需 求 105 1.4 总体目 标 106 1.5 智能制 造关键技 术 107 1.5.1 航 空产 品及生产 线智 能化设计 技术 107 1.5.2 知 识系 统与智能 化控 制技术 108 1.5.3 制 造运 行智能管 控技 术 109 1.5.4 智能 装备 技 术 109 1.5.5

10、智 能制 造服务技 术 1 10 1.5.6 智 能制 造关键技 术路 线 1 10 1.6 重大智 能制造装 备 111 1.6.1 机 械加 工智能化 工艺 装备 111 1.6.2 钣 金成 形智能化 装备 1 1 1 1.6.3 复 合材 料构件数 字化 制造装备 112 1.6.4 柔 性装 配自动制 孔及 柔性对接 单元 112 1.6.5 重 大智 能制造装 备发 展路线 112 1.7 数字化 车间/工厂 113 1.7.1 零 部件 机械加工 智能 化车间 113 1.7.2 复 合材 料成形数 字化 车间 113 1.7.3 钣 金成 形数字化 车间 1 14 1.7.4

11、数 字化 柔性装配 生产 系统 114 1.7.5 数字 化车 间/工厂发 展路线 114 1.8 保障条 件 1 15 1.9 技术路 线图 115 第二章 船舶制造业数 字化、网络化、智 能化制造 技术 发展路线 图 119课题组成 员名 单 120 2.1 我国船 舶工业发 展概 述 121 2.1.1 产 业规 模与实力 121 2.1.2 产 业在 国际国内 所处 的地位 123 2.1.3 数 字化、智能化 制造 的重点领 域 124 2.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 125 2.2.1 发 展中 取得的进 步 125 2.2.2 存 在的 主要问题 127 2.3 数字

12、化、网络化、智 能化制造 需求 129 2.3.1 模块 化造 船 129 2.3.2 数字 化造 船 130 2.3.3 智能 化造 船 130 2.3.4 绿色 化造 船 131 目录 XIII XIII 2.4 发展思 路与目标 132 2.5 重大智 能制造装 备 132 2.5.1 智 能焊 接机器人 132 2.5.2 智 能涂 装机器人 133 2.6 关键系 统 134 2.6.1 分 段建 造数字化 车间 134 2.6.2 绿 色制 造综合评 价系 统 135 2.6.3 基 于厂 域网的智 能管 理系统 136 2.7 关键技 术 136 2.7.1 关键 设计 技 术

13、136 2.7.2 关键 建造 技 术 138 2.7.3 信息 集成 技 术 141 2.7.4 运行 管理 技 术 142 2.7.5 基础 共性 技 术 144 2.8 保障条 件 145 2.8.1 加 大政 策支持力 度 145 2.8.2 深 入开 展国际合 作 146 2.8.3 不 断提 升创新能 力 146 2.8.4 加 强基 础设施建 设 146 2.9 技术路 线图 146 第三章 轨道交通装备 数字 化、网络 化、智能化制 造技 术路线图 151课题组成 员名 单 152 3.1 产业概 况 153 3.1.1 产业 发展 现 状 153 3.1.2 数 字化、智能化

14、 制造 基础 154 3.2 数字化、智能化 制造 需求 155 3.2.1 产 品的 数字化、智能 化 155 3.2.2 制 造过 程的数字 化、智能化 157 3.2.3 服 务的 数字化、智能 化 160 3.3 发展思 路和目标 161 3.3.1 背景 及环 境 161 3.3.2 对 数字 化、智能 化的 理解 161 3.3.3 轨 道交 通制造数 字化、智能化 发展 的总体原 则 162 3.3.4 轨 道交 通制造数 字化、智能化 发展 的总体目 标 163 3.4 数字化、智能化 车间/工厂 16 4 3.4.1 企 业信 息化和三 维工 工程化应 用和 升级 165 3

15、.4.2 关 键部 件数字化、智 能化车间 示范 168 3.4.3 制 造工 序的数字 化 173 XIV 制造强国 战略研究智能制造专题卷 XIV3.4.4 质 量敏 感、高危 工序 的智能化 175 3.5 关键技 术 176 3.5.1 部 件产 品数字化 设计 176 3.5.2 数 字化、智能化 产品 及系统 178 3.5.3 产 品数 字化样机 179 3.5.4 数 字化、智能化 制造 技术 180 3.5.5 数字 化服 务 181 3.6 保障措 施 181 3.6.1 提 高原 始创新能 力 181 3.6.2 持 续强 化工业基 础 183 3.6.3 构 建国 际标

16、准体 系 183 3.6.4 推 进工 业化与信 息化 深度融合 184 3.6.5 健 全行 业管理体 系制 度 185 3.7 技术路 线 185 第四章 汽车制造业数 字化、网络化、智 能化制造 技术 路线图 189课题组成 员名 单 190 4.1 产业概 述 191 4.1.1 产业 规模 191 4.1.2 产业 关联 性 193 4.1.3 数 字化、网络化、智 能化制造 重点 领域 193 4.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 194 4.3 数字化、网络化、智 能化制造 需求 196 4.4 发展目 标 200 4.5 重大智 能制造装 备 201 4.5.1 大 吨位

17、 闭环控制 伺服 压机 201 4.5.2 数 字化 柔性焊装 夹具 系统 202 4.5.3 多 功能 机器人系 统 202 4.5.4 高 精度 复合加工 中心 202 4.5.5 精 密铸 造和轻合 金压 铸设备 203 4.6 数字化 工厂 203 4.6.1 冲压 生产 线/车间 206 4.6.2 涂装 生产 线/车间 206 4.6.3 焊装 生产 线/车间 206 4.6.4 总装 生产 线/车间 206 4.6.5 动 力总 成生产线/车间 207 4.7 关键技 术 207 4.7.1 高 强度 钢成形技 术 207 4.7.2 数 字化 在线检测 与控 制系统 208 目

18、录 XV XV4.7.3 热 处理 变形控制 技术 208 4.7.4 数 模驱 动的虚拟 仿真 技术 208 4.7.5 基 于同 步工程 的 PDM、ERP 系统 208 4.8 汽车后 服务平台 建设 208 4.9 保障条 件 210 4.10 技术路 线图 211 第五章 航天装备数字 化、网络化、智能 化制造技 术路 线图 215课题组成 员名 单 216 5.1 产业发 展概况 217 5.1.1 航 天装 备制造业 的特 征 217 5.1.2 世 界航 天装备制 造业 发展趋势 218 5.1.3 中 国航 天装备制 造业 发展现状 219 5.2 数字化、智能化 制造 基础

19、与需 求 220 5.2.1 数 字化、智能化 制造 基础 220 5.2.2 数 字化、智能化 制造 需求 221 5.3 发展目 标与路径 223 5.3.1 发展 目标 224 5.3.2 发展 路径 225 5.4 数字化 研发设计 225 5.4.1 航 天装 备全三维 创新 研发设计 226 5.4.2 模 型驱 动的航天 装备 并行研发 设计 228 5.5 智能化 制造 230 5.5.1 以 全集 成自动化 为核 心的数字 化工 厂 230 5.5.2 智 能化 柔性制造 233 5.6 企业数 字化管理 234 5.6.1 数 字化 企业管理 235 5.6.2 智 慧化

20、企业管理 237 5.7 保障措 施 239 5.8 技术路 线图 240 第六章 输变电装备数 字化、网络化、智 能化制造 技术 路线图 243课题组成 员名 单 244 6.1 产业概 况 245 6.1.1 产业 规模 245 6.1.2 产业 现状 246 6.1.3 产业 竞争 格 局 247 6.1.4 产业 发展 趋 势 248 6.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 248 6.2.1 产 品及 工程设计 249 XVI 制造强国 战略研究智能制造专题卷 XVI6.2.2 生产 制造 249 6.2.3 企业 管理 249 6.2.4 基础 设施 建 设 250 6.3 数

21、字化、网络化、智 能化制造 需求 250 6.3.1 提 高产 品数字化 水平 250 6.3.2 推 进智 能技术在 制造 过程中的 应用 251 6.3.3 建 立服 务支撑体 系 251 6.3.4 促 进企 业精益管 理 251 6.4 发展目 标 251 6.4.1 第 一阶 段目标（20152020 年）252 6.4.2 第 二阶 段目标（20212025 年）253 6.5 重大智 能制造装 备 254 6.5.1 数 控机 械加工数 字化、智能化 柔性 生产线 254 6.5.2 高 压开 关数字化、智 能化柔性 装配 线 254 6.5.3 涂 装数 字化、智 能化 生产线

22、 255 6.5.4 壳 体加 工数字化、智 能化生产 线 255 6.5.5 变 压器 铁芯叠装 数字 化、智能 化生 产线 255 6.5.6 变 压器 线圈绕制 数字 化生产线 255 6.5.7 绝 缘子 避雷器制 造数 字化、智 能化 生产线 256 6.5.8 电 力电 子数字化、智 能化装配 生产 线 256 6.5.9 配 电设 备数字化、智 能化柜体 生产 线 256 6.5.10 配电 设备数字 化、智能化装 配生 产线 256 6.5.11 绝 缘 材料数字 化、智能化生 产线 25 7 6.5.12 线缆 数字化、智能 化生产线 257 6.5.13 数字 化、智能 化

23、仓 储及物流 系统 257 6.6 数字化、智能化 工厂/车间 25 7 6.6.1 高 压开 关智能制 造工 厂 258 6.6.2 高 压变 压器智能 制造 工厂 258 6.6.3 高 压电 容器智能 制造 工厂 258 6.6.4 电 力电 子智能制 造工 厂 259 6.6.5 配 电设 备智能制 造工 厂 259 6.6.6 绝 缘子 避雷器数 字化 制造工厂 259 6.6.7 线 缆数 字化制造 工厂 259 6.6.8 绝 缘材 料数字化 制造 工厂 260 6.7 关键技 术 260 6.7.1 输 变电 产品智能 化技 术 260 6.7.2 基 于虚 拟样机的 输变 电

24、产品协 同设 计与仿真 261 6.7.3 输 变电 产品研发 设计 知识库智 慧库 261 目录 XVII XVII6.7.4 制 造系 统状态在 线监 测技术 261 6.7.5 数 字化 条件下制 造质 量控制技 术 261 6.7.6 数 控机 床组合工 艺优 化与加工 仿真 技术 261 6.7.7 刀 具在 线管理技 术 262 6.7.8 基 于数 据融合的 新一 代智能化 开关、变压器 的在 线监测和 远程 诊断技术 262 6.7.9 自 动化 立体仓库 智能 配送及调 度控 制技术 262 6.7.10 基于 各种产线 传感 器、RFID 等 技术的生 产制 造过程控 制系

25、 统 262 6.7.11 基 于 精益的企 业资 源计划管 理系 统 263 6.7.12 基于 大数据、云计 算、人工 智能 的智能分 析系 统 263 6.7.13 输变 电产业虚 拟产 线规划及 设计 技术 263 6.7.14 输变 电产业“人机 协同”工 业机 器人应用 技术 263 6.7.15 输变 电产业增 材制 造技术 264 6.8 保障条 件 264 6.8.1 建 立数 字化、智 能化 制造推进 体系 264 6.8.2 实 施关 键环节的 专项 工程和标 杆工 程 264 6.8.3 建 立专 项资金，出台 积极的财 税政 策 264 6.8.4 加 大国 家级输变

26、 电领 域智能制 造研 发中心建 设 265 6.8.5 加 强输 变电行业 数字 化、智能 化标 准体系建 设 265 6.8.6 加强 人才 培 养 265 6.9 技术路 线图 265 第七章 工程机械数字 化、网络化、智能 化制造技 术路 线图 269课题组成 员名 单 270 7.1 产业概 况 271 7.1.1 产业 规模 271 7.1.2 在 国际 国内所处 的地 位 273 7.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 275 7.2.1 数 字化 设计逐步 成熟 275 7.2.2 数 字化 制造成为 技改 升级热点 276 7.2.3 企 业管 理信息化 平台 建设加速

27、276 7.3 数字化、网络化、智 能化制造 需求 277 7.4 发展目 标 278 7.4.1 总目 标 278 7.4.2 具体 目标 278 7.5 重大智 能制造装 备 279 7.5.1 智 能搬 运与输送 系统 279 7.5.2 工 件清 理机器人 279 7.5.3 仿 形喷 涂机器人 280 7.5.4 焊 接机 器人系统 280 XVIII 制造强国 战略研究智能制造专题卷 XVIII 7.5.5 车 铣（镗）复合 加工 装备 280 7.5.6 结 构件 智能成形 装备（含复合 材料、新型材 料）281 7.5.7 大 型结 构件智能 焊接 装备 281 7.5.8 再

28、 制造 件成形与 检测 装备 282 7.5.9 智 能化 产品性能 检测 评估系统 282 7.6 数字化、智能化 工厂/车间 28 3 7.6.1 精 密金 属成形数 字化 车间 283 7.6.2 工 程机 械箱（变 速箱）桥（驱 动桥）数字化 车间 284 7.6.3 齿、链、轴数字 化加 工车间 284 7.6.4 复 杂结 构件制造 数字 化车间 285 7.6.5 柔 性化 智能化装 配车 间 285 7.6.6 柔 性化 智能化涂 装车 间 286 7.7 关键技 术 286 7.7.1 数 字化 设计技术 286 7.7.2 工 程机 械保质设 计技 术 287 7.7.3

29、工 程机 械后市场 服务 平台 287 7.7.4 工 程机 械产品远 程在 线检测技 术 288 7.7.5 工 程机 械核心部 件设 计制造数 字化 289 7.8 保障条 件 290 7.8.1 设 立工 程机械智 能制 造专项 290 7.8.2 鼓 励建 立工程机 械智 能制造国 家重 点实验室 和工 程中心 290 7.8.3 启 动智 能化制造 车间 示范工程 290 7.8.4 建 立智 能制造共 性技 术研发平 台 291 7.8.5 出 台智 能化制造 人才 引进激励 政策 291 7.9 技术路 线图 291 第八章 钢铁工业数字 化、网络化、智能 化制造技 术路 线图

30、299课题组成 员名 单 300 8.1 产业概 述 301 8.1.1 产 业发 展现状与 趋势 301 8.1.2 数 字化、智能化、制 造对产业 升级 的支撑 307 8.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 308 8.2.1 发展 现状 308 8.2.2 存在 问题 310 8.3 数字化、网络化、智 能化制造 需求 310 8.3.1 工程 设计 311 8.3.2 供应 链管 理 311 8.3.3 生产 过程 312 8.4 发展目 标 312 目录 XIX XIX8.4.1 总目 标 312 8.4.2 2020 年目标 313 8.4.3 2025 年目标 313 8.

31、5 重大智 能制造装 备 313 8.5.1 冶 金流 程在线检 测智 能仪表 314 8.5.2 钢 铁复 杂生产过 程智 能控制系 统 314 8.6 数字化 车间/工厂 315 8.6.1 物 质流 能量流协 同优 化 316 8.6.2 钢 铁供 应链全局 优化 316 8.6.3 钢 铁流 程智能设 计 317 8.7 关键技 术 317 8.7.1 工 业互 联网数据 集成 318 8.7.2 多 尺度 建模和仿 真关 键技术 318 8.7.3 多 目标 协同优化 关键 技术 319 8.8 保障措 施 320 8.9 技术路 线图 320 第九章 石化工业数字 化、网络化、智能

32、 化制造技 术路 线图 323课题组成 员名 单 324 9.1 产业发 展现状及 趋势 325 9.1.1 发展 现状 325 9.1.2 发展 趋势 327 9.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 与需求 329 9.2.1 对 石化 工业强国 战略 的支撑“石化智能 工厂”329 9.2.2 我 国石 化工业数 字化、智能化 制造 基础 331 9.2.3 石 化工 业数字化、智 能化制造 需求 334 9.3 发展目 标 336 9.3.1 总体 目标 336 9.3.2 具体 目标 337 9.4 重大智 能制造装 备 338 9.4.1 面 向石 化复杂生 产过 程的智能 控制

33、 系统 338 9.4.2 新 型传 感器、智 能仪 表和精密 仪器 339 9.4.3 面 向石 化物流和 工程 的工业机 器人 340 9.4.4 智 能能 源终端服 务设 备 340 9.4.5 原 油和 成品油的 在线 调和成套 设备 341 9.5 智能化 工厂 342 9.5.1 生 产管 控的数字 化、智能化 342 9.5.2 供 应链 协同的数 字化、智能化 344 9.5.3 设 计运 营的数字 化、智能化 346 XX 制造强国 战略研究智能制造专题卷 XX9.6 关键技 术 347 9.6.1 面 向石 化生产的 新一 代执行器/传 感器网络 347 9.6.2 基 于

34、云 的石化海 量信 息实时处 理和 知识库技 术 348 9.6.3 生 产过 程人机协 同的 决策与可 视化 技术 349 9.6.4 全 供应 链的石化 生产 资源优化 技术 350 9.6.5 面 向绿 色制造的 过程 系统集成 技术 351 9.6.6 面 向本 质安全的 化工 安全运行 管控 技术 352 9.7 保障措 施 353 9.8 技术路 线图 355 第十章 家用电器数字 化、网络化、智能 化制造技 术路 线图 359课题组成 员名 单 360 10.1 产业发 展概况 361 10.1.1 产业 规模 361 10.1.2 产业 地位 362 10.1.3 数字 化、智

35、能 化制 造的特点 363 10.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 363 10.2.1 产品 设计 364 10.2.2 制造 过程 364 10.2.3 产品 营销 365 10.2.4 企业 管理 365 10.2.5 基础 设施建设 366 10.3 数字化、网络化、智 能化制造 需求 和发展目 标 366 10.3.1 智能 制造及模 块化 366 10.3.2 物联 网及云平 台 36 7 10.3.3 工业 自动化及 机器 人 367 10.3.4 标准 化 368 10.4 智能家 电产品 368 10.4.1 智能 家电的内 涵 36 9 10.4.2 智能 家电的发

36、展方 向 369 10.5 重大智 能制造装 备 370 10.5.1 面向 家电生产 过程 的智能控 制系 统 37 0 10.5.2 自动 化装备 371 10.5.3 工业 机器人 371 10.6 数字化 车间/工厂 372 10.6.1 智慧 工厂 372 10.6.2 智慧 园区 373 10.7 关键技 术 375 10.7.1 机器 人及自动 化技 术 375 目录 XXI XXI10.7.2 在线 检测技术 376 10.7.3 信息 集成技术 377 10.7.4 模块 化技术 377 10.8 保障条 件 378 10.8.1 政策 支持 378 10.8.2 发挥 标准

37、化对 行业 的引领和 支撑 作用 379 10.9 技术路 线图 379 第十一章 纺织工业数 字化、网络化、智 能化制造 技术 路线图 381课题组成 员名 单 382 11.1 产业发 展概况 383 11.1.1 产 业 发展规模 38 3 11.1.2 纺 织 工业的国 际地 位 385 11.1.3 纺 织 工业的发 展趋 势 386 11.2 数字化、网络化、智 能化制造 基础 386 11.2.1 数 字 化、智能 化、全流程集 成 387 11.2.2 数 字 化、智能 化、设计和制 造 387 11.3 数字化、网络化、智 能化制造 需求 388 11.3.1 智 能 化纺丝

38、生 产线 389 11.3.2 智 能 化纺纱成 套生 产线 389 11.3.3 智 能 化印染成 套生 产线 390 11.3.4 智 能 化服装生 产线 390 11.4 发展目 标 391 11.4.1 智 能 化纺丝 391 11.4.2 智 能 化纺纱 391 11.4.3 智 能 化印染 391 11.4.4 智 能 化经编服 装 391 11.5 重大智 能制造装 备 392 11.5.1 差 别 化涤纶长 丝成 套生产线 392 11.5.2 智 能 化纺纱成 套生 产线 393 11.5.3 经 编 智能成衣 生产 成套设备 393 11.5.4 智 能 化印染成 套生 产

39、线 394 11.6 关键技 术 395 11.6.1 差 别 化涤纶长 丝成 套生产线 395 11.6.2 智 能 化棉纺成 套生 产线 395 11.6.3 经 编 智能成衣 生产 成套设备 396 11.6.4 智 能 化印染成 套生 产线 396 11.6.5 两 化 融合重点 内容 397 11.7 保障条 件 398 XXII 制造强国 战略研究智能制造专题卷 XXII11.7.1 加 大 科技投入 支持 技术创新 和进 步 398 11.7.2 从 全 产业链角 度研 究数字化、智 能化制造 398 11.7.3 开 展 典型案例 的经 验总结和 推广 工作 399 11.7.

40、4 以 产 业联盟的 方式 开展数字 化、智能化制 造应 用研究 399 11.7.5 完 善 人才政策，促 进人才结 构优 化 399 11.8 技术路 线图 400 第四篇 企业发 展智能 制造的 案例 403 案例一：雷柏 公司发展 数字 化、智能 化制 造实践经 验 404 案例二：小巨 人公司发 展智 能制造实 践经 验 412 案例三：西门 子公司发 展智 能制造实 践经 验 422 案例四：西开 电气发展 智能 制造实践 经验 434 案例五：潍柴 汽车发动 机数 字化生产 车间 建设实践 经验 介绍 448 案例六：天水 长城开关 厂有 限公司发 展智 能制造实 践经 验 45

41、9 案例七：伊利 集团液态 奶数 字化工厂 实践 经验 473 第一篇 智能制造发展战略 研究报告 工业发展经历了以蒸汽机为代表的替代手工生产的机械化时代、以发电机为代表的电气化时代，逐渐演变为以计算机为代表的数字化时代，进而迎来人机高度融合智能化时代。至此工业革命实现了从机械化、电气化、数字化走向智能化，这是世界工业文明发展的轨迹和必然趋势。以智能制造为核心的制造业的变革，引起了许多国家的广泛关注。美国学者瓦德瓦撰文指出:当我们将人工智能、机器人和数字制造技术相结合，将会产生一场制造业革命。2012 年出台的“美国先进制造业国家战略计划”，提出要通过科技创新和智能制造，保持美国在先进制造领域

42、中的国际领先和主导地位。2013年德国提出了“工业 4.0”宏伟计划，其核心是以智能制造为主导的第四次产业变革。2015年日本政府提出“机器人新战略”，决定未来 5年将重点发展机器人产业。2015 年 3月我国国务院发布“中国制造 2025”，将发展智能制造作为建设制造强国的主要战略对策。各国政府之所以积极推进智能制造，是因为智能制造将给世界范围内的制造业带来颠覆性变革，必须高度重视。002 制造强国 战略研究智能制造专题卷 正处在转型升级关键时期的中国制造业，必须紧紧抓住新一轮产业变革与我国加快制造业转型升级形成历史性交汇的难得机遇，以发展智能制造为主攻方向和突破口，促进我国由制造大国向制造

43、强国的转变。本报告分析了我国发展智能制造的基础条件和需求，提出发展智能制造的战略思路、战略目标和优先行动计划，以期为政府决策和企业的行动提供支撑。004 制造强国 战略研究智能制造专题卷 第一章 国外智能制造发展 总体现状与趋势 1.1 智能制造的起源与历史沿革制造业是国民经济的支柱，是国家安全的保障。从制造业发展的历程来看，经历了手工制作、泰勒制造、自动化、柔性自动化和集成化制造等阶段。就柔性自动化而言，经历了单机数控机床、计算机数字控制机床（CNC）及由它们组成的自动化岛、柔性自动化生产线等阶段。20 世纪 80 年代以来，制造技术得到了不同程度的发展，出现了并行工程、敏捷制造、虚拟制造等

44、模式。2000 年后，制造技术与新兴信息技术、智能技术等的融合，产生了网络化制造、云制造、智能制造等新型的制造模式。从制造业信息化发展的历程来看，发达国家走在前列，形成了一批有代表性和影响力的制造模式及相关技术体系，如精益生产、计算机集成制造、并行工程、敏捷制造、网络化制造等，并进行了成功的应用推广。图 1.1.1给出了不同需求、制造模式及相关支撑技术的变化，并反映了信息集成、过程集成、企业集成、知识集成的演变过程。魏源迁，徐金相，章宗城.智能制造技术及系统.中国机械工程，1995，6(6):14-16.张霖，罗永亮，范文慧，陶飞，任磊.云制造及相关先进制造模式分析.计算机集成制造系统，201

45、1，17(3):458-468.第一篇 智 能制造发展战略研究报告 005 图1.1.1 先进制造模式发展过程 1.2 智能制造是制造业发展的重要方向以信息技术为代表的新技术得到迅猛发展，为传统制造业提供了新的发展机遇。信息技术、现代管理技术与传统制造技术相结合，形成了先进制造技术。近年来由发达国家倡导的面向 21 世纪的“智能制造系统”、“信息高速公路”等国际研究计划，是国际间进行高科技研究开发的重点和占领 21 世纪高科技制高点的象征。目前，世界各国竞相大力发展智能制造，其原因如下。1实体经济的战略意义再次凸显是直接原因 国际金融危机以来，世界经济竞争格局发生了深刻变化。一方面，实体经济的

46、战略意义再次凸显，美国、德国、英国、日本等世界主要发达国家纷纷实施以重振制造业为核心的“再工业化”战略。另一方面，发达国家以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点，力图依靠科技创新，抢占国际产业竞争的制高点、谋求未来发展的主动权。006 制造强国 战略研究智能制造专题卷 2企业提高核心竞争能力的要求是内在动力 激烈的全球化竞争和多样化的市场需求，迫切需要企业迅速、高效制造新产品、动态响应市场需求以及实时优化供应链网络。通过信息技术与智能技术的发展从根本上改变了制造企业的生产运营模式，实现从产品设计、生产规划、生产工程、生产执行到服务的全生命周期的高效运行，以最小的资源消耗获取最高的生产效率。3

47、新一代信息技术的高速发展是技术基础 传感技术、智能技术、机器人技术、数字制造技术的发展，特别是新一代信息和网络技术的快速发展，同时加上新能源、新材料、生物技术等方面的突破，为智能制造提供了良好的技术基础和发展环境。4制造智能化是历史发展的必然趋势 工业发达国家已走过了机械化、电气化、数字化三个发展历史阶段，具备了向智能制造阶段转型的条件。未来必然是以高度的集成化和智能化为特征的智能化制造系统，并以部分取代制造中人的脑力劳动为目标，即在整个制造过程中通过计算机将人的智能活动与智能机器有机融合，以便有效地推广专家的经验知识，从而实现制造过程的最优化、自动化、智能化。发展智能制造不仅是为了提高产品质

48、量和生产效率及降低成本，而且也是为了提高快速响应市场变化的能力，以期在未来国际竞争中求得生存和发展。1.3 发达国家推进智能制造的主要对策国际金融危机以来，美、德、日等经济发达国家纷纷推出一系列重振制造业的重大举措，大力发展智能制造就是重大对策之一。1美国推动智能制造发展的情况 美国是智能制造思想的发源地之一，美国政府高度重视发展智能制造，将其视为 21 The Smart Manufacturing Leadership Coalition(SMLC).Implementing 21st Century Smart Manufacturing.Workshop Summary Report，

49、June 24，2011.第一篇 智 能制造发展战略研究报告 007 世纪占领世界制造技术领先地位的制高点。2011 年 6 月 24 日美国智能制造领导联盟（Smart Manufacturing Leadership Coalition，SMLC）发表了实施 21 世纪智能制造报告。该报告是基于 2010 年 9月 14 日至 15 日在美国华盛顿举行的由美国工业界、政界、学术界，以及国家实验室等众多行业中的 75位专家参加的旨在实施 21 世纪智能制造的研讨会。激烈的全球竞争、能源消耗和供应的不确定性，以及指数增长的信息技术，都在将工业推向敏捷、及时处理、高效制造和加快引进新产品的方向。

50、该报告认为智能制造是先进智能系统强化应用、新产品制造快速、产品需求动态响应，以及工业生产和供应链网络实时优化的制造。智能制造的核心技术是网络化传感器、数据互操作性、多尺度动态建模与仿真、智能自动化，以及可扩展的多层次的网络安全，图 1.1.2 所示为智能制造企业框架。该报告制定了智能制造推广至三种制造业（批量、连续与离散）中的 4 大类 10 项优先行动项目，即工业界智慧工厂的建模与仿真平台、经济实惠的工业数据收集与管理系统、制造平台与供应商集成的企业范围内物流系统、智能制造的教育与培训。2012年 2 月美国又出台先进制造业国家战略计划，提出要通过技术创新和智能制造实现高生产率，保持在先进制