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1、智能制造裝備行業標識應用診斷報告2022CHINANANJING中國南京DIAGNOSTIC REPORT前 言2018 年以來,江蘇省積極落實國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見、工業和信息化部工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023 年)等政策,高度重視工業互聯網標識解析體系建設工作。在各級政府持續性的政策引導、資金支持、多方聯動等舉措下,江蘇省標識解析體系建設取得階段性成果。為進一步促進工業互聯網標識賦能千行百業,江蘇省工業和信息化廳以國家產業政策為導向,以標識生態培育為目標,組織成立江蘇工業互聯網標識推進方陣,指導工業互聯網標識領域各相關單位開展工業互聯網
2、產業研究、技術攻關、設備研制以及商業模式創新等活動,以期推動標識與產業的融合發展,切實助力企業智能化改造和數字化轉型。為加快推進工業互聯網標識解析技術與智能制造裝備行業“智改數轉”深度融合,蘇州協同創新智能制造裝備有限公司依托江蘇省工業互聯網標識推進方陣,組織蘇州斯萊克精密設備股份有限公司、藍卓工業互聯網(蘇州)有限公司、江蘇富仁工業物聯網有限公司、同日云聯信息技術(蘇州)有限公司等牽頭成立智能裝備行業工作組,以食品加工裝備、能源智能裝備、模具加工裝備等行業為切入點,以工業互聯網標識解析融合應用為有力抓手,深度剖析智能制造裝備行業基礎設施薄弱、產業結構單一、核心技術難攻關等關鍵痛點并提出相關診
3、斷建議與提升策略,形成此診斷報告。以期為智能裝備行業相關企業提供一定發展參考。目錄一、智能裝備行業概述0101(一)行業定義及特點02(二)行業發展背景03(三)江蘇省智能裝備行業產業鏈發展情況三、智能裝備行業標識案例診斷剖析1010(一)行業上游零部件采購場景案例-智能裝備行業物流采購詢價平臺11(二)行業中游智能制造裝備生產場景案例-生產車間質量溯源系統13(三)行業下游應用場景案例-基于標識解析的加油站巡檢保修 13(四)行業下游應用場景案例-基于主動標識載體的設備故障預測四、智能制造裝備行業標識應用診斷及提升策略1616(一)夯實標識解析體系建設,提升標識公共服務能力16(二)探索行業
4、典型應用場景,加速主動標識載體部署17(三)宣傳推廣標識融合成效,助力全省企業智改數轉二、智能裝備行業標識解析體系建設現況0606(一)建設情況08(二)發展痛點智能裝備是一種集機械系統、運動系統、電氣控制系統、傳感器系統、信息管理系統等多種系統于一體,能夠減少生產過程對人力勞動的依賴,從而顯著提高生產精度、生產質量和生產效率的設備。當前已經被廣泛應用于汽車制造、消費電子產品制造、工程機械制造、醫療器械制造、倉儲物流等多個領域。從產業鏈來看,智能裝備制造業主要可分為三個子行業:上游為關鍵零部件子行業,主要生產精密減速機、伺服系統及機器人控制器等核心部件;中游為工業機器人本體子行業;下游為自動化
5、設備子行業。智能制造裝備行業是制造業產業升級、技術進步的重要保障和國家綜合實力的集中體現。其行業特點主要包括以下幾個方面:智能裝備是現代工業生產體系的物質基礎,可應用于產品制造、安裝、檢測、倉儲等多個環節,應用領域包括消費電子產品制造、新能源動力電池、醫療設備制造、工程機械制造、食品制造等諸多領域。12DIAGNOSTIC REPORT13DIAGNOSTIC REPORT一、智能裝備行業概述隨著科技進步與產品更新迭代,智能裝備制造商需不斷進行技術革新以滿足客戶需求,同時針對設計、生產、功能等各方面不斷革新,從而促進裝備制造與各類新一代信息技術深度融合發展。(一)行業定義及特點(二)行業發展背
6、景目前全球智能制造盛行,世界主要智能裝備制造企業,如西門子、ABB、發那科等國際巨頭均已進入國內市場,其憑借深厚的技術儲備、豐富的項目經驗和強大的研發團隊基本壟斷了我國智能裝備的高端市場。制造業作為我國的主要產業支柱,隨著傳統制造業原有優勢逐漸消失,以智能制造為主的高端裝備制造產業是傳統制造業轉型升級的關鍵。但我國智能裝備制造業發展歷史較短,整體建設滯后。一是產業發展基礎薄弱。企業系統集成能力薄弱,質量和水平不高,同時缺乏高端軟件產品,難以應對實時變化的市場需求。二是產業結構待改善。體現在中低端產業產能過剩且缺少行業內的專業供需對接平臺,致使先進裝備及核心部件、高技術制造工藝等方面高端產業的需
7、求不能得到有效滿足,同時缺乏相應的設計、研發資源。三是核心技術受制于人。目前我國主要側重智能裝備制造技術追蹤和技術引進,而基礎研究能力相對不足,科研成果轉化率偏低,控制系統、系統軟件等關鍵技術環節薄弱,對外依存度較高。產品多領域應用智能制造裝備業是技術綜合性較強的制造產業,融合了先進制造、信息技術、人工智能等多個領域。2021年3月,國家發改委等部門聯合發布 關于加快推動制造服務業高質量發展的意見,提出將利用 5G、大數據、云計算、區塊鏈等新一代信息技術大力發展智能制造產業,這預示著智能制造產業的技術綜合性在未來將進一步加強。多技術融合綜合性強技術更新迭代快當前省內智能制造裝備企業的注冊資本在
8、 2000 萬以上的公司占比 14%,其余中小微企業占比達86%,年收入小于 5 億元的企業中,50%的企業在智能化升級過程中采用自有資金,25%為政府補貼,銀行貸款和資本市場融資各占 11%。而企業收入規模大于 50 億元的企業,其智能化升級資金來源中自有資金占 67%,銀行貸款占比 25%。整體而言,中小微型企業的銀行貸款比例低于大中型企業,占企業數量絕大多數的中小企業只能依靠自有資金進行智能化改造。14DIAGNOSTIC REPORT15DIAGNOSTIC REPORT江蘇省智能制造裝備行業從數量上看,目前江蘇智能制造裝備行業的主要企業共有 1606 家,其中以 2020 年和 20
9、21 年為主要注冊熱潮,2020 年智能制造裝備企業注冊數量為 432 家,2021 年注冊企業數量為 562 家,注冊資本主要分布在 1000 萬-5000 萬之間;在智能制造裝備行業數字化程度上,依據智能制造能力成熟度模型,江蘇省達到二級及以上的企業數量最多,有1233家,是唯一超過1000家的省份。二級以上企業數量上無錫以630家企業排名第一。圖 1 我國高端裝備領域依賴進口占比情況(單位:%)圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司(三)江蘇省智能裝備行業產業鏈發展情況圖 2 不同規模智能制造裝備行業企業占比圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司圖 3 江蘇省智能制造裝備行業產業
10、鏈圖譜圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司從智能制造裝備產業鏈上下游看,智能制造行業的產業鏈上游行業主要為基礎硬件、感知層次的相關硬件產品、智能制造裝備和工業軟件;而中游行業則是智能制造裝備供應商和智能制造解決方案提供商等系統集成服務提供商;下游領域主要為市場需求方,涵蓋汽車制造裝備、電子信息、生物醫藥、物流等多個行業。江蘇地區基本覆蓋智能制造裝備所有上下游行業門類,擁有蘇州地區的生物醫藥產業集群、昆山的電子信息產業集群,無錫物聯網產業集群、南京新型電力裝備產業集群和徐州工程機械裝備產業集群等,整體發展均衡,具有廣闊的發展空間;同時江蘇地區坐落 140 余所高校及科研院所,江蘇籍兩院院士
11、數量全國第一,區域科技創新能力連續八年全國第一,豐富的科教優勢意味著可觀的潛在創新能力和生產力,為江蘇地區以及整個長三角的智能裝備行業上下游產業鏈發展提供強大的生態及技術支撐。16DIAGNOSTIC REPORT17DIAGNOSTIC REPORT我國智能裝備制造行業發展基礎薄弱,而江蘇地區具備強大的行業發展生態支撐。標識解析體系技術作為工業互聯網的核心基礎設施,日漸成為江蘇中小型制造型企業數字化轉型的關鍵數字底座。本節就標識解析體系在智能裝備的建設情況以及發展痛點作介紹與梳理。二、智能裝備行業標識解析體系建設現況江蘇屬于沿海省份,其產業結構完善,制造型企業數量眾多,對于智能制造裝備產業鏈
12、上下游的需求重大,智能制造裝備相關企業總數達到 1606 家,其中蘇州共有相關智能制造裝備企業數732家,南京176家。但相比其他先進省份,江蘇的智能制造裝備行業升級仍有可待進步空間,傳統制造業占比近 70%,迫切需要以智能化改造推動制造業轉型升級和新舊動能轉換,助推江蘇邁向全球產業鏈、價值鏈中高端。因此省政府及地方政府制定并發行相關政策文件大力推動相關智能裝備企業的發展以及相關產業的孵化,由此圍繞智能裝備行業誕生出了大量的產業鏈內企業。CHINANANJING中國南京(一)建設情況圖 4 江蘇省智能制造裝備企業數量分布圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝
13、備有限公司CHINANANJING中國南京蘇州協同聯合標識推進方陣智能裝備工作組成員,對接入標識解析體系的二級節點及企業進行調研分析,具體的企業節點地域分布圖如下所示:智能制造裝備行業企業節點在江蘇地區分布較多,且大部分屬于中游的生產企業,以智能制造裝備生產為主,接入企業節點總數達 568 家,占省內智能裝備制造企業的 35%,標識創新應用數 2000 余款,日均活躍用戶數量 298 家,標識日均解析總量 4000 萬余次,全行業標識注冊總量突破400億,因此在智能制造裝備行業標識應用的實際建設推廣上具備一定的提升空間。協同作為標識推進方陣智能裝備工作組成員,積極參與智能制造裝備行業的標識應用
14、建設工作。作為首批擁有對外二級節點建設資質單位,目前已進行三十余家的二級節點建設及相關運營指導工作,接入企業節點兩千余家;為加強蘇州產業集群優勢效應,受蘇州市政府委托,作為主體運營單位搭建蘇州產業集群公共服務平臺,已接入二級節點 13 家,為智能裝備制造等各行業提供強大的生態供給能力;同時圍繞行業場景打造主動標識載體、工業軟件連接器等相關邊緣接入工具,完善生態接入能力,助力行業+標識融合。目前,智能裝備行業發展痛點集中在以下幾方面:上中下游難交互:智能制造裝備行業覆蓋域廣、產業鏈路長,通常企業在圍繞智能制造裝備生產使用場景中會面臨上游的采購成本難控制、中游的生產過程難溯源、下游的設備狀態難預測
15、等核心痛點問題,同時也阻礙了行業上下游生產數據、設備數據、產品數據的協同交互。18DIAGNOSTIC REPORT19DIAGNOSTIC REPORT圖 5 裝備行業企業節點地域分布圖(二)發展痛點底層數據難采集:由于傳統制造產業的大多數基層設備較為陳舊或是相關的啞設備只有簡單的對外接口,比如紡織企業內的智能化自動選繭設備無法與基層的紡紗設備實現數據共享互聯等,無法做到異地、異構、異源的設備數據互聯互通,使得中小型的制造型傳統企業還是停留于勞動密集型運營方式,依舊需要依靠必要的技術手段解決企業底層基礎設備數據接入的痛點,才能真正的實現智能裝備制造上下游企業的數字化轉型。標識應用難推廣:智能
16、制造裝備行業內標識應用的使用率低,市場占有率低,企業認可度低,造成難以進行有效的標識應用推廣,同時由于行業級的同類技術研發交流平臺的空缺,導致當前標識應用缺乏創新力,難以吸引企業用戶。產業轉型難推進:當前智能制造裝備行業企業規模在中小微水平的占比達到 86%,且大部分的中小微企業的數字化轉型資金來源于政府補貼及銀行貸款比例偏低,主要資金來源為自有資金。在千變萬化的市場環境以及疫情的背景下,企業更傾向于維“穩”,造成企業數字化轉型難以推行?;谏鲜鐾袋c,以主動標識載體、智能設備接入網關等為技術代表的底層設備接入工具的普及,成為企業數字化,業務智能化的關鍵突破口,同時圍繞江蘇省內的產學研用構建行業
17、型公共服務平臺,實現多領域、多技術的融合,聚焦產業痛點,打造智能制造裝備上下游及周邊行業企業的交流平臺,也是加強行業標識應用建設的重要舉措。1:DIAGNOSTIC REPORT21DIAGNOSTIC REPORT在智能裝備行業,已有企業從上中下游多角色、多場景,實現智能制造裝備行業的標識應用案例落地。本節選取部分典型案例作重點介紹并依托現有案例進行智能裝備行業標識應用診斷,旨在一方面對智能裝備行業企業面臨實際問題時提供參考,另一方面診斷并總結仍需進一步解決的實際問題。三、智能裝備行業標識案例診斷剖析基于標識解析在信息共享領域的優勢,以標識作為技術手段在供應商、采購方、監管單位、物流方之間構
18、建信息交互渠道。CHINANANJING中國南京智能制造裝備生產所需的物料采購品種多,批量小,單一品種采購量少,存在庫存積壓、資金流轉等問題,采購成本難以控制;并且由于缺乏完善的管理機制,難以做到對產品質量進行嚴格的監管和把控,缺乏有效的手段進行數據追蹤、責任溯源;同時存在廠家為節省生產成本積攢訂單造成交貨不及時等諸多問題。應用需求解決方案CHINANANJING中國南京(一)行業上游零部件采購場景案例-智能裝備行業物流采購詢價平臺圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司圖 6 標識采購方案圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司圖 7 車間質量溯源解決方案22DIAGNOSTIC REP
19、ORT23DIAGNOSTIC REPORT加油機在油站中實現基礎的計量、安全和支付功能,但受以前加油站網絡通訊條件限制,大多數采用的是分散、離線的方式,因此巡檢人員需要對加油設備進行現場巡檢,然而傳統的紙質巡檢在工作過程中,容易出現漏檢、數據丟失等問題。因此,設備巡檢的標準化管理離不開信息化的設備巡檢解決方案。智能裝備制造型企業屬于離散型行業企業,企業內部涉及到大量的工業軟件以及復雜的裝配流程,因此產品的質量溯源存在較大的挑戰。為解決車間質量溯源問題,基于標識對流程作以下改造:一是對成品進行標識注冊,并將標識通過噴碼機噴在成品上;二是產線掃碼槍掃碼進行解析,解析成功即代表二維碼已成功噴到產品
20、上;三是質檢將不合格品通過 PDA 掃碼解析,并更新不合格原因;四是下游客戶自主掃碼解析,進行質量抽檢。通過裝配環節的各個要素的標識賦碼,打通生產鏈上下游的信息要素互聯互通,基于一物一碼,將品質部門由傳統的“按批檢驗”通過標識變為“按個檢驗”,進一步縮小質檢顆粒度;同時基于標識信息共享的特性,在品質層面打通了下游供應鏈,支持客戶自主掃碼抽檢,降低客退糾紛從而實現多維度的基于標識的車間質量溯源管理。如上圖所示,當采購發布詢價單時,注冊標識并生成二維碼,采購可將標識二維碼分享給供應商;供應商掃描標識二維碼,解析并查詢詢價單信息;當出現供應商報價、采購下單、采購取消詢價等詢價單信息更新時,將會解析并
21、同步更新標識信息。通過該方案,基于標識對整個詢價環節進行數據采集跟蹤,實現了整個周期的信息管理;同時通過標識為詢價單提供唯一標識碼,且支持實時查詢驗證,避免信息數據被人為篡改,極大確保了雙方在詢價中的行為具備可信追溯能力;通過統一標識編碼,提升信息系統集成擴展的兼容性,為詢價中產生的信息與客戶自有采購/銷售平臺進行數據共享提供支撐。(二)行業中游智能制造裝備生產場景案例-生產車間質量溯源系統(三)行業下游應用場景案例-基于標識解析的加油站巡檢保修應用需求應用需求解決方案CHINANANJING中國南京24DIAGNOSTIC REPORT25DIAGNOSTIC REPORT建立設備數據上云數
22、采通道,通過物聯網關邊緣計算上傳工業互聯網平臺,對分布在全國 35家客戶工廠的關鍵設備進行遠程維護監控,減少人員出差頻率,提高故障反應速度、產品使用壽命。在企業端,企業用戶通過掃描采集設備上的標識編碼,經標識解析可以獲取到設備的狀態信息、零部件組成、用能信息、預期維保日期信息,從而提前進行維保工單申報。同時根據高端物流裝備自身的種類特點進行數據建模,在裝備設計、生產、運輸安裝的過程中提前植入標識信息,通過標識標簽及相關后臺系統,進行數據采集、分析和計算預測。在設備健康管理上,通過構建挖掘模型、評估模型結果、查找模型之間的關系對設備健康數據進行挖掘分析、優化并利用模型來提取數據信息實現數據價值,
23、反過來優化設備健康的研發、生產管理、過程健康管理、維保工單管理。傳統的工業設備維護、故障預測較為復雜,多數的設備及零部件的身份標識局限于設備生產商生產內部 BOM 編碼,難以對通用零部件進行統一管理;同時設備理化參數邊緣計算復雜、采集密度低,設備過程數據關聯不到客戶現場生產環境,也無法做到將設備數據共享給客戶或客戶的信息系統,造成了設備大數據構建途徑少,技術層級分層多的問題。應用需求解決方案基于標識一物一碼的特性,對所有設備及物料進行標識注冊,打印二維碼并貼在物料上,支持通過二維碼一鍵報修;維修檢修時,如發現設備物料損壞需要替換物料,維修人員可通過專用設備掃描標識二維碼解析損壞物料,并完成物料
24、更換,同時通過統一標識編碼,可將巡檢記錄、物料更換記錄與客戶平臺進行業務數據共享?;跇俗R的唯一性,對所有設備、物料打上身份標識并記錄所有物料流向,優化資產管理方式,實現了設備巡檢、報修、維修、驗收的數據共享和流程串聯。統一標識編碼實現了與客戶進行數據共享。解決方案CHINANANJING中國南京(四)行業下游應用場景案例-基于主動標識載體的設備故障預測圖 8 加油設備標識應用圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司大數據分析建設健康特征管理采集性能優化報警觸發器設備壽命預測效能管理分析標識微服務組件架構注冊中心微服務安全引擎微服務應用API微服務用戶設備套件微服務健康預測算法微服務設備模型
25、微服務運行容器微服務設備狀態機微服務設備服務拓展平臺系統同日設備健康應用開發工具模型部署二次開發包運行時環境設備代碼庫設備Studio設備建模異常推送健康特征庫包裝設備建模倉儲堆垛機機器人模型部署提升設備建模上下料專機設備運行時環境目前,在多方信息交互、產品質量追溯、設備管理運維等應用場景均有企業通過標識探索相關應用,實現降本增效;但標識在智能裝備行業的普及規模應用,仍需政府及行業內各界對企業數字化轉型、應用場景探索、標識宣傳推廣等方面進一步重點關注。(五)智能裝備行業標識案例診斷結果CHINANANJING中國南京26DIAGNOSTIC REPORT27DIAGNOSTIC REPORT四
26、、智能制造裝備行業標識應用診斷及提升策略企業數字化轉型和實際應用開發,通常會面臨市場變化快、信息易泄露、數據難采集等諸多問題,且缺少運用標識解析、區塊鏈等數字化手段轉型的相關應用場景參考,致使行業內諸多企業不敢轉型、不愿轉型。對于標識推進方陣智能制造裝備工作組側,重點推進圍繞底層的數據采集、供需對接、數據交互、產業鏈協同等方面,開發不少于 5 個典型的應用場景,其次圍繞蘇州產業集群公共服務平臺等工業互聯網標識產品服務平臺,推廣部署不少于 6 萬枚主動標識載體,通過分布式身份認證、可信解析實現數據的安全解析及傳輸,打通底層設備數據流,為應用場景的開發提供安全可信的數據底座。智能裝備行業內,企業數
27、字化轉型存在基礎不牢靠、需求不明確等問題。標識雖已于智能裝備行業有一定的應用基礎且解決部分問題,但仍缺少相關渠道、平臺促進標識在整個智能裝備行業規?;?、系統化應用和激發標識公共服務效能?;谏鲜鰡栴},蘇州協同將會圍繞兩方面開展工作,一方面進一步推動標識解析體系建設,預計 2023 年將推進 56 家二級節點建設,累計接入企業節點不少于 1000 家,實現節點建設與標識應用推廣并行,對于加入標識解析體系企業節點,根據企業需求推薦相關標識應用,以標識解析為抓手加強企業數字化基礎能力。另一方面加強公共服務平臺建設,深化標識生態改革,平臺將全面覆蓋智能制造裝備零部件行業、設備運輸業等 8 大行業,計劃
28、服務企業超過 300 家,研發落地智能制造裝備行業創新應用 5 款以上。(一)夯實標識解析體系建設,提升標識公共服務能力(二)探索行業典型應用場景,加速主動標識載體部署圖 9 基于標識的裝備健康預測系統中臺圖片來源:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司CHINANANJING中國南京28DIAGNOSTIC REPORT29DIAGNOSTIC REPORT當前市場上的工業軟件,標識應用占有率低,同類競品種類多,現有的標識應用難以規?;茝V;同時由于智能制造裝備行業內技術研發交流平臺的空缺,導致當前標識應用缺乏創新力,難以吸引企業用戶。因此對外的宣傳手段以及對內的多技術融合平臺建設也是標識應用建設
29、推進的關鍵所在。方陣側以及政府側需在該過程建設中,借助資源優勢予以相應支持,其一聯合政府側、方陣側舉辦 10 場以上如行業應用大賽、相關會議沙龍、政策宣貫解讀會議等常態化宣傳活動,促進行業技術交流與創新,普及標識解析理念,擴大標識在智能制造裝備行業內影響力。其二協同政府側開展中小企業咨詢診斷服務,建議重點關注醫藥生產裝備、模具加工裝備、汽車零部件加工裝備等行業,依托政策浪潮驅動基于標識解析技術的標識創新應用,為企業提供輕量級的標識解析軟硬件服務。(三)宣傳推廣標識融合成效,助力全省企業智改數轉指導單位:江蘇省工業和信息化廳組織單位:江蘇省工業互聯網標識推進方陣編寫組成員:蘇州協同創新智能制造裝備有限公司:袁雪騰、狄航、陳國棟中國信息通信研究院:劉陽、姚頔、吳琦瑩、賈倩倩、胡亞東藍卓工業互聯網(江蘇)有限公司:李巍蘇州斯萊克精密設備有限公司:李克堅江蘇富仁工業物聯網有限公司:曾誠同日云聯信息技術(蘇州)有限公司:傅明東特別鳴謝: