工业行业：中国智能制造产业发展报告（2022年度）

中国智能制造产业发展报告 （2022年度） 编写单位： 中国高科技产业化研究会智能制造产业促进中心中国高科技产业化研究会信息化工作委员会 中国高科技产业化研究会品牌战略专家委员会中国信息产业商会大数据产业分会 东南数字经济发展研究院北京信息产业协会 2023年4月 目录 第一篇智能制造总述1 一、智能制造概念1 二、工业互联网的基本概念2 (一)工业互联网的定义2 (二)工业互联网与工业物联网3 (三)工业互联网与工业4.0/5.03 (四)工业互联网与智能制造3 (五)小结4 三、5G+工业互联网的关系4 (一)工业互联网对网络的需求5 (二)5G+智能制造模式升级6 (三)5G网络技术在工业互联网中的应用7 (四)5G网络中工业互联网安全问题分析8 (五)提升5G网络在工业互联网安全的有效措施9 第二篇工业互联网的体系架构12 一、工业互联网体系架构1.012 二、工业互联网体系架构2.013 第三篇工业互联网的关键技术15 一、5G技术15 二、边缘计算技术16 三、数字孪生17 四、区块链技术18 第四篇工业互联网的全球发展形势19 一、全球智能制造发展现状19 (一)德国19 (二)美国20 (三)日本21 (四)欧盟22 二、全球智能制造业格局22 第五篇智能制造在中国的概况24 一、中国智能制造发展现状和形势24 (一)中国智能制造发展取得积极成效26 (二)中国智能制造发展面临的机遇和挑战28 二、中国智能制造政策措施30 (一)加强统筹协调31 (二)完善创新体系31 (三)强化人才支撑31 (四)提升公共服务32 (五)深化开放合作32 (六)加大财税金融支持32 (七)创新金融扶持方式33 (八)发挥行业组织作用33 (九)深化国际合作交流33 三、中国智能制造战略布局34 (一)研究制定智能制造发展战略34 (二)加快发展智能制造装备和产品34 (三)推进制造过程智能化34 (四)深化互联网在制造领域的应用35 (五)加强互联网基础设施建设。35 第六篇智能制造在中国态势分析36 一、中国智能制造的优势分析36 (一)政策引领：顶层设计彰显制度优势36 (二)试点先行：发挥示范项目龙头作用38 (三)全面覆盖：推动各类主体跨域协同38 二、中国智能制造工程目标39 (一)坚持创新驱动，实现科技自立自强39 (二)强化数实融合，深化智能技术应用40 (三)探索特色路径，促进区域协调发展41 第七篇中国智能制造产业分析43 一、中国智能制造产业链分析43 (一)智能工厂43 (二)机器视觉行业44 (三)数控机床45 二、中国智能制造行业发展特点分析47 (一)制造流程智能化47 (二)3D打印和工业软件市场规模增大48 (三)中国智能硬件市场规模持续增长48 (四)工业机器人应用成全球趋势49 (五)智能制造打造智能制造工厂50 三、工业互联网应用场景50 (一)设备联网监测50 (二)5G+AI智慧工厂51 第八篇中国智能制造的发展规划52 一、中国智能制造的指导思想和目标52 二、中国智能制造的重点任务53 (一)任务一：加快系统创新，增强融合发展新动能53 (二)任务二：深化推广应用，开拓转型升级新路径53 (三)任务三：加强自主供给，壮大产业体系新优势54 (四)任务四：夯实基础支撑，构筑智能制造新保障54 三、《规划》部署的专项行动54 四、《规划》的保障措施55 第九篇全国各省市智能制造最新政策一览56 一、工信部会同有关部门起草了《“十四五”智能制造发展规划》56 二、工业和信息化部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》57 三、工业和信息化部、中央网信办出台《5G应用“杨帆”行动计划(2021-2023年)》 ......................................................................................................................................................58 四、《北京市关于促进高精尖产业投资推进制造业高端智能绿色发展的若干措施》的通知58 五、广东省发布广东省智能制造生态合作伙伴行动计划（2021年）的通知59 六、上海市人民政府印发《关于本市“十四五”加快推进新城规划建设工作的实施意见》的通知60 七、江苏省印发《江苏省”十四五”制造业高质量发展规划》60 八、重庆市人民政府印发《重庆市制造业高质量发展“十四五”规划（2021-2025年）》 ......................................................................................................................................................61 九、浙江省人民政府印发《浙江省全球先进制造业基地建设”十四五“规划》62 十、福建省做大做强做优数字经济行动计划(2022-2025年)63 十一、山东省政府印发《山东省智能制造提质升级行动计划(2022-2025年)》63 十二、广东省人民政府关于印发广东省制造业数字化转型实施方案及若干政策措施 ......................................................................................................................................................64 第十篇中国智能制造优秀案例66 一、东南工业互联网平台66 二、华为云工业互联网平台FusionPlant67 三、海尔卡奥斯工业互联网平台COSMOPlat68 四、双星胎联网“智慧云”平台69 第一篇智能制造总述 一、智能制造概念 智能制造是企业实现生产、管理、服务、产品智能化的全新生产方式。“智能制造”这一概念最早由美国学者P.K.Wright和D.A.Bourne在其著作 《ManufacturingIntelligence》中出现，他们将智能制造定义为机器人应用制造软件系统技术、集成系统工程以及机器人视觉等技术，实行批量生产的系统性过程。工信部出台的《智能制造发展规划（2016-2020年）》中，将智能制造定义为基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。 智能制造是通过新一代信息技术、自动化技术、工业软件及现代管理思想在制造企业全领域、全流程的系统应用而产生的一种全新的生产方式。智能制造的应用能够使制造业企业实现生产智能化、管理智能化、服务智能化与产品智能化。 智能制造是一种可以让企业在研发、生产、管理、服务等方面变得更加“聪明”的生产方法，制造业企业要从自身发展的核心痛点出发，在合理的整体规划和顶层设计基础上，沿着智能制造要素→智能制造能力→智能制造系统的发展方向，分阶段且持续性的获取智能制造要素，建立、完善、扩展企业在研发设计、生产制造、物流仓储、订单获取、产品服务等各个环节的智能制造能力，最终形成完整、高效、科学的智能制造系统。 智能制造是具有自主化决策，灵活生产出多样化产品，并能快速应对更多市场变化能力的生产方式。人工智能和制造系统相互结合，利用机器学习、模式识别、认知分析等模型，提升工厂控制管理系统能力。物联网将控制器、传感器和执行器等所有的机器设备连接在一起，通过算法将传感器上传的数据进行分析整合，提供决策并作出响应。随着工业物联网的应用发展，网络和实体系统将紧密联系在一起，物联网将生产现场的处理器、传感器和显示器连接起 来，使得机器之间可以进行通信，可以互相沟通，而机器和人的工作将不再会严格分工，未来制造系统把人和机器融合在一起。此外，智能制造的整个流程都有一个数字孪生模型，系统里包括了现实世界的任何东西，可以是应用或者操作指南手册等。 如今，智能制造已经不再仅限于生产过程或单体智能，而早已经扩展到了产业价值链的各个环节，包括企业活动的方方面面，也不再单方面强调数字技术本身的应用价值，二十更加重视数字技术与先进制造等跨领域技术的深度融合和时间创新。 二、工业互联网的基本概念 (一)工业互联网的定义 目前，各国政府、企业、科研机构纷纷提出了各种战略理念和发展目标，并从不同的角度对工业互联网进行了阐述。工业互联网是互联网在全球工业系统中与高级计算、分析、传感等技术深度融合的产物，强调机器与人的连接。清华大学刘云浩教授认为工业互联网是通过互联网与新兴技术在工业中的深度融合与创新应用，强调了网络的重要性。《工业互联网体系架构1.0》指出工业互联网不仅是深度融合基础下的产业和应用生态，也是工业智能化发展的关键综合信息基础设施，强调网络、数据和安全。在新一轮的产业变革背景下，工业互联网的内涵和范畴在不断演化，本文在前人的研究基础上给出了自己的理解：工业互联网是互联网与5G、云计算、大数据、物联网（IoT,internetofthings）等新一代信息通信技术在工业经济中深度融合的全新工业生态、关键基础设施以及新型应用模式。工业互联网以“人−机−物”全面互联为基础，以数据为核心，以安全为保障来实现工业数字化、智能化发展。 在第四次工业革命蓬勃发展的大趋势下，除了工业互联网，还出现了工业物联网（IIoT,industrialinternetofthings）、工业4.0/5.0、智能制造等既紧密联系又有所区别的概念，通过对它们之间关系进行梳理与对比可以帮助我们更透彻地理解工业互联网的概念。 (二)工业互联网与工业物联网 工业物联网是指通过将工业资源进行互联互通实现制造流程各阶段的优化，构建服务驱动型的新工业生态体系。工业互联网与工业物联网的联系与区别见表1。 表1 工业互联网与工业物联网的联系与区别 工业互联网 工业物联网 联系 工业互联网涵盖了IIoT 两者都强调工业的数字化、智能化发展 区别 不仅包含工业领域，而且延伸到企业的信息系统、业户流程和人员工业 强调IoT在工业领域的应用 实现“人-机-物”全面互联，追求数字化 强调物与物的连接，追求自动化和智能化 (三)工业互联网与工业4.0/5.0 德国政府于2013年正式提出工业4.0：利用网络物理生产系统（CPPS,cyber-physicalproductionsystem）将制造、物流及销售等信息数字化，并集中使用全球可用的信息网络进行自动化信息交流以实现生产和业务流程的匹配，最终完成高效、个性化的服务。在工业4.0概念的基础上，欧盟委员会于2021 年正式提出了工业5.0的概念，除了数字化与智能化，更加关注以人为本的需 要。工业5.0不仅补充了工业互联网的标志性功能，还强调将工业置于环境或社会等非经济或技术层面。工业互联网与工业4.0/5.0的联系与区别见表2。 表2 工业互联网与工业4.0/5.0的联系与区别 工业互联网工业4.0/5.0 联系 具有相同的内核：网络物理系统CPS 区别 两者都将走向智能制 工业互联网关注的是数字化和AI技术驱动更加突出了研究和创新的重要性提高生产效率和灵活性以期工业为人类提供长期服务 追求生产制造的效率目标注重以人为本、工业生产的可持续和弹性 (四)工业互联网与智能制造 智能制造是制造业一次大的变革，作为一种新兴的生产形式，以IoT、云计算、新型通信、大数据分析等信息技术为一体构建面向智能计算、AI和数据科学为先导的网络物理系统。工业互联网与智能制造的联系与区别见表3。 表3 工业互联网与智能制造的联系与区别 工业互联网 智能制造 联系 具有相同的内核：网络物理系统CPS工业互联网是实现智能制造的关键使能技术 区别 工业互联网通过工业平台为工业企业提供定制服务 智能制造是制造企业打造智能 为智