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中国电子信息产业研究院孙刚:从五大典型行业看装备制造产业数字化转型
来源:ENI经济和信息化网  作者:孙刚 2021-01-30 17:45:57
接下来我结合5个主要的装备制造业,包括航空航天、船舶、汽车、轨道交通和工程机械,介绍一下这几个行业的行业特点、痛点以及数字化转型趋...

接下来我结合5个主要的装备制造业,包括航空航天、船舶、汽车、轨道交通和工程机械,介绍一下这几个行业的行业特点、痛点以及数字化转型趋势、典型应用场景,来剖析一下装备制造业到底应该如何转型,好的企业是如何做的。

首先是航空航天行业。航空航天是属于复杂的离散行业之一,具有研发周期长、产品种类多、规模小、产业链长、设备可靠性要求高等特征,它的数据源差异大,模型适配性差,管理调整能力差,故障预测能力差等痛点问题,现在是以网络化协同为切入点,从整合研发资源,重构生产方式,变革管理模式,提升维护效率的方向进行数字化转型。

第一个是基于MDB的研发设计,原来飞机研发设计比较离散,主要是各个企业部门自己研发,重复性大。基于MDB的研发设计,以统一数据源、统一模型,建造平台的方式,把研发设计成果放在平台上,每个研发主体都可以调用查看,减少了理解差异及信息不对称造成的资源浪费,达成了一种协同开发。像波音公司,通过构建全球化的研发体系,实现了全球238个DBTT团队,总成员八千余人的协同研发,减少了90%的设计更改,设计周期缩短了一半。而在我国,C919研发过程当中也是构建了异地协同的数字化信息平台,形成一航两飞,一飞院两地,四个主机厂,19家国外供应商之间的协同数字化研制模式。

第二个是基于CPS的智能制造,飞机制造包含太多的零部件,一个零部件制造的过程中,另外一个零部件也是同时进行的。这就需要以一种信息物理系统去协调,形成一种制造的协同。在我国新豹的制造当中,全面采用了数字化样机技术,实现了全机五万多个零件,43万个标准件,487个关键件的三维数模,直接用于数字化生产。西飞则是通过智能经济加工中心,智能部件装配工厂和智能总装配工厂,实现了资源,信息,物料和人的高度互联,将整机制造周期压缩至15个月左右,大大提高了制造的效率。

第三个是基于大数据分析的供应链管理,就是借助于这种平台,工业互联网平台对于这个供应链的信息进行收集,整合,分析。通过数据分析,能够发现企业的仓储、产品质量、制造工艺等各个方面的问题,以此来调整企业的供应链,提高供应链的应急能力。

商飞通过构建基于工业云的飞机研制管理一体化平台,整合了全球近150个一级供应商,实现了基于统一数据源的设计,制造,供应一体化系统。西飞是按照生产计划实时更新装配进度信息和配套缺件动态信息,将计划、库房、缺件结合起来,航材备件月结库存时间,由原来的一天缩短到不到4个小时。

第四个是基于设备预测和健康管理的运营维护。就是拓展了企业的服务水平。原来采用的方式是飞机检测出了问题再返厂维修。现在企业的生产和运维已经结合了起来,提供了运维服务,拓展了企业的盈利空间。GE利用AI技术,通过发动机内窥镜检查故障识别准确率达到了一种95%~97%,该系统具有自我学习能力,随着数据量增多,动态优化模型,进一步提高识别精度。

我国的西飞是运用数字化技术,对飞机和航空产品的使用性能,功耗,能耗等进行过程监控,根据对运行数据的分析,预先制定改进方案,及时更换老化零部件,进行健康管理维修。

船舶行业跟航空航天行业十分相像,它具有产业供应链关联强,零部件数量极大,生命周期长,资本投入大,技术要求高等特征。面临交船难、融资难等痛点。以网络化协同和服务化延伸为切入点,从设计协同化,制造智能化,管理精益化,融资在线化,产品服务化等方向进行数字化转型。转型的方式和路径与之前讲的航空航天行业非常的相像。也是从协同设计、制造,供应链协同管理向服务化延伸。即把船舶卖出去之后,通过企业的后台监测,对于这个已经售卖出去的船舶提供长时间的服务及建议,提供维修服务。

第三个是汽车行业,汽车行业具备生产流水线紧密,制造工艺复杂,供应链分散等特征。面临的是设计周期长,下游需求个性化,售后服务低效等痛点。行业正在以规模化定制生产为切入点,加速向研发设计协同化,生产柔性化,产销协同化,制造服务化等方向转型。能够看出来,行业的协同设计跟航空航天也是一脉相承的。像长安汽车构建了一个研发云平台,与国外设计中心进行24小时全天候的联合研发,实现了跨部门,跨企业,跨区域的产品协同设计,然及规模化定制生产。另外一个是汽车行业独有的,即构建一个数字化平台,为用户提供接口,整合和匹配用户的多样性汽车配置,能够深入的了解用户的需求是什么,然后提供一种更能满足客户需求,更加定制化的服务。助力产品上市。

另外产销协同,这个也是对于产业链和供应链的一种管理。广西汽车集团就是就通过工业互联网平台实现了物流作业效率提升35%,单据错误率降低85%,数据及时性提高了50%。最后是服务化延伸,主要是通过精准的用户画像,依据大数据标签精准推送,进行有针对性的服务。北汽福田汽车通过这种服务使回客率提高了20%以上。

轨道交通行业跟前几个行业其实也很类似。第一个是基于平台的研发,构建了一个虚拟仿真平台,通过这种虚拟仿真平台进行研发设计。中车四方就是通过这种虚拟仿真平台减少了设计返工40%,设计周期也由两年半缩短为一年。中车株机通过协同制造实现的信息整合,打通了信息的壁垒之后,它的11条生产线可以达到最大化的协同平衡。转向架的构架,车轮和车轴之间能够等待的时间基本为零,然后实现了人员精精简是50%,生产效率提升了30%。

另外也是产业链供应链的管理实践。中车通过一个供应链的电子商务平台,统一管理供应商,平台交易规模超过了640亿元,合格供应商用户数超过了两万家。最后一个是设备监督管理,这也是一种远程运维的服务。中车株机、中车四方都是通过平台实现数据采集和分析,提供后期的运维服务。

最后我们介绍一下工程机械行业,工程机械行业具备产品多样,生产及过程离散,供应链复杂的特征。面临资源调配效率低下,机械设备运维困难,金融生态不完善等痛点。现在是以设备健康管理为切入点,加速向设备运维智能化,经营管理精细化,生产制造服务化等方向进行数字化转型。工程机械行业都是聚焦到远程的运维服务这种服务化的延伸上,包括设备预测性维护,智慧施工等等。通过设备售卖数据给用户之后,在用户使用的过程中提供维护。像备品备件的管理,主要是通过采集备品备件的信息,采用大数据分析,提高分拣效率,提升了仓库的利用率。

互联互联网金融是工程机械行业发展比较好的,中联重科,徐工、三一好像基本上都有这种互联网金融。通过发展租赁模式,企业跟金融机构进行合作,将以前卖机械的方式改为租赁的方式。一方面降低了中小企业的压力,另一方面也拓展了企业的利润空间。中联重科融资租赁的营业额占到了总收入的20%以上。三一重工基于根云工业互联网平台,与及隆、三湘银行合作开发了用于精准定价和风险选择的数据产品。

最后我们总结一下,就是结合着航空航天,船舶,汽车,轨道交通,工程机械这五个高端装备制造行业,能够看出来以工业互联网支撑的装备制造数字化转型,就是要抓住智能化生产,网络化协同,个性化定制、服务化延伸等新模式,并以此为牵引,找到典型的应用场景。

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关键字:   工业4.0  装备数字化    孙刚  AI  云平台 
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