2023重型机械行业数字化转型发展的研究报告

重型机械行业 数字化转型发展的研究报告 中国重型机械工业协会编二〇二三年六月 目录 一、国家政策宏观形势分析1 二、重型机械行业概况及发展现状4 （一）重型机械行业概况4 （二）重型机械行业发展现状4 （三）重型机械工业特点5 三、重型机械数字化转型的问题与建设原则6 （一）数字转型的问题6 （二）重型机械数字化转型原则8 四、重型机械数字化转型建设方案9 （一）重型机械数字化工厂9 （二）重型机械装备智能化17 （三）智能化运维服务19 一、国家政策宏观形势分析 新冠疫情全球大爆发给人类实体经济带来了前所未有的巨大冲击，也为加速发展数字经济提出迫切而现实的需求。21世纪以来，美国“先进制造业国家战略”与德国“工业4.0”引起了全球制造业的产品开发、生产模式和制造价值实现方式的转变，“美国先进制造业国家战略”优先发展先进制造感知控制、智能制造技术平台、先进材料制造，“德国工业4.0”优先发展智能工厂、智能生产、智能物流。他们不仅提出了未来信息技术与工业、信息化与工业化融合发展的方向，而且开发了信息技术发展到深层次阶段的一种崭新的工业发展模式，其核心在于不断增强企业、行业甚至国家的整体竞争力。当今世界，数字技术不仅逐渐融入经济社会发展各领域全过程，而且正推动新一轮科技革命和产业变革加速演变。习近平总书记强调：“数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量”。推动数字经济和实体经济融合发展，是完整准确全面贯彻新发展理念，打造数字经济新优势，释放高质量发展新动能的必由之路。 习近平总书记关于“抓住产业数字化、数字产业化赋予的机遇，着力壮大新增长点、形成发展新动能”的战略指引，为我国制造业数字化转型指明了方向。重型装备制造业是国民经济的重要支柱，肩负发展壮大民族装备工业，维护国家国防安全、经济安全和科技安全，代表国家参与全球竞争的责任和使命，是国家经济安全和军事安全的重要保障，是将先进科学技术转化为生产力的主要载体。丁薛祥副总理指出，“中国实施网络强国战略和国家大数据战略，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，建设数字中国、智慧化社会，推进数字产业化和产业数字化，做强做优做大数字经济，增强经济发展新动能，为推动高质量发展提供支撑。”重型装备制造业的高质量发展是我国由“制造大国”迈向“制造强国”的坚实根基，是我国经济高质量发展的重中之重。重型装备制造企业数字化、网络化、智能化是振兴制造业、提升中国制造竞争优势的唯一出路。 产业数字化作为数字经济的主要组成部分，制造业特别是以航空、航天、轨道交通装备等为代表的高端装备业，是高质量发展数字经济的重要组成部分。高 端装备行业产值高、供应链广，对产业经济的发展具有非常重要的引领作用，也代表着我国工业的最高科学技术、工艺水平、质量要求。 数字重塑世界，数字领跑未来，数字经济作为引领未来的新经济形态，既是中央企业提质增效的新变量，也是装备制造业高质量发展的新蓝海。近年来，以物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链、工业互联网为代表的数字技术加速渗透到制造业的各个环节，成为制造业转型升级的主要路径。无论从产业、企业、产品全生命周期哪个层面看，数字化改造过程都是由一系列相互关联的价值创造活动组成的链式集合，即数字技术应用场景始终跳不出研发设计、生产制造、营销服务、运营管理、规划决策等环节，并伴随应用的深化对这些环节产生深远影响，推动产业、企业及产品朝数字化、网络化、智能化方向发展。 随着智能制造、工业互联网等技术的成熟应用，创新驱动新增长与服务价值链延伸的发展模式是高端装备制造业发展的新动能，也是其转型升级的方向。随着国内制造成本的不断上升，中国高端装备制造业过去依赖人力资源和能源的要素驱动式的发展方式已经到达瓶颈，急需向创新驱动的发展方式转变。重视产品、技术和管理等方面的创新，是实现高端装备制造业升级，逐步实现由对标跟随向自主创新转变的关键环节。“数字重机”是打造世界一流重型机械行业企业、提高管企治企能力的关键手段。进一步提升企业核心竞争力、品牌影响力和抗风险能力，以数字化赋能传统劳动密集型产业实现高质量发展。 随着工业互联网技术的发展，高端装备制造业的未来经济增长点将是综合保障增值服务模式，形成服务型制造。通过先进的物联网技术采集智能装备产品的海量运行数据，应用工业大数据技术，提升产品性能，并对产品全生命周期的健康状态进行管控。通过制造、服务一体化，实现由制造型企业向制造+服务型企业的转型发展。 近几年数字经济加快发展，我国移动通信实现了2G跟随、3G突破、4G同步、5G引领的跨越发展，建成了全球规模最大、技术领先的移动通信网络。目前重点工业企业关键工序数控化率达到58.6%，数字化研发设计工具普及率达到77%。2022年软件业收入超过10万亿元，工业互联网全面融入45个国民经济大 类，具有影响力的工业互联网平台达到240个。 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出加快推进制造强国、质量强国建设，推动制造业优化升级，深入实施智能制造和绿色制造工程，发展服务型制造新模式，推动制造业高端化、智能化、绿色化；加快数字化发展，建设数字中国，激活数据要素潜能，推进网络强国建设，加快建设数字经济、数字社会、数字政府，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革；推进产业数字化转型，实施“上云用数赋智”行动，推动数据赋能全产业链协同转型。在重点行业和区域建设若干国际水准的工业互联网平台和数字化转型促进中心，深化研发设计、生产制造、经营管理、市场服务等环节的数字化应用，培育发展个性定制、柔性制造等新模式；加快推动数字产业化，产业数字化转型升级，促进云计算、大数据、物联网、工业互联网、人工智能、区块链、虚拟现实与增强现实等新兴数字技术在产业转型中的应用。 《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》指出：坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，立足新发展阶段，完整、准确、全面贯彻新发展理念，构建新发展格局，紧扣制造业高质量发展要求，以供给侧结构性改革为主线，以智能制造为主攻方向，以数字化转型为主要抓手，推动工业互联网创新发展，培育融合发展新模式新业态，加快重点行业领域数字化转型，激发企业融合发展活力，打造数据驱动、软件定义、平台支撑、服务增值、智能主导的现代化产业体系，全面推进产业基础高级化、产业链现代化，为实现“新四化”的战略目标奠定坚实基础。到2025年企业经营管理数字化普及率达80%；数字化研发设计工具普及率达85%，平台化设计得到规模化推广。关键工序数控化率达68%，网络化、智能化、个性化生产方式在重点领域得到深度应用。制造业数字化、网络化、智能化整体水平持续提高。 《“十四五”智能制造发展规划》提出推进智能制造，要立足制造本质，紧扣智能特征，以工艺、装备为核心，以数据为基础，依托制造单元、车间、工厂、供应链等载体，构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效、绿色低碳的智能制造系统，推动制造业实现数字化转型、网络化协同、智能化变革。到2025年，70%规模以上制造业企业大部分实现数字化网络化，重点行业骨干企业初步 应用智能化；智能制造装备和工业软件技术水平和市场竞争力显著提升，市场满足率分别超过70%和50%；建设一批智能制造创新载体和公共服务平台。构建适应智能制造发展的标准体系和网络基础设施，完成200项以上国家、行业标准的 制修订，建成120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。到2035年，规模以上制造业企业全面普及数字化网络化，重点行业骨干企业基本实现智能化。 《质量强国建设纲要》指出开展质量管理数字化赋能行动，推动质量策划、质量控制、质量保证、质量改进等全流程信息化、网络化、智能化转型。提出培育以技术、标准、品牌、质量、服务等为核心的经济发展新优势，推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变，坚定不移推进质量强国建设。 二、重型机械行业概况及发展现状 （一）重型机械行业概况 重型机械是机械工业的重要组成部分，产品包括冶金机械、重型锻压机械、矿山机械、物料搬运（起重运输）机械、大型铸锻件制造共五大类，32小类，近4200个品种。全行业营业收入近几年占中国GDP的1%左右，属于较大规模的专业领域。主要为原材料加工、能源电力、交通运输、节能环保、资源循环利用等基础工业提供重大装备和关键零部件。 重型机械行业所制造的装备主要用于下游企业进行矿物开采、选矿、焙烧、冶炼、加工与深加工、搬运与输送等，同时也为核电、风电、航天、船舶和国家大科学装置等提供大型制造设备及大型铸锻件。因此，重型机械工业是关系到国民经济命脉和国家安全的重要产业，是国家实力的体现，是重大技术装备的主力军。 （二）重型机械行业发展现状 上世纪八十年代，重型机械工业抓住“引进技术、合作生产”的时机，坚持消化吸收先进制造技术和管理，产品水平和企业管理得到大大提高。通过几十年的“消化吸收”，“自主创新”方面步伐加快，使重型机械工业跻身世界同行前列。 开发了煤炭井下智能化综采成套设备并得到推广；散料料场堆取料机实现了现场无人智能作业，并出口国外大型港口；在钢厂钢坯、成品钢材库采用桥式起重机 +AGV运输车智能进出库成套设备；大型露天矿使用的300吨矿用自卸车，实现了无人操作运行；港口集装箱码头无人装、卸、运、堆成套设备；一键存取车的城市立体停车设备；无人值守的特大型物流仓储系统；矿山或矿井无人自动巡检机器人等。同时，重型机械行业从传统的单机制造已发展为成套装备的提供商和全生命周期系统解决方案供应商，机、电、液、控集成化水平得以快速发展。因此，数字化赋能与智能化升级要求迫切、任务艰巨。 当前重型机械行业智能制造还存在诸多不足，装备智能化与工艺结合还需加深；装备制造企业信息化系统散而乱，各系统各自为政，缺少顶层设计，造成若干信息孤岛，无法实现数据共享和深度挖掘应用，生产协同组织效率不高、生产制造成本难以有效控制、精益生产难以落地，同时存在数据安全风险。 （三）重型机械工业特点 1、重型机械企业是典型的高度离散型制造企业，产品特点是低速重载、超重超限、非标定制、单件小批难以量化生产，尚处于机械化、自动化、数字化并存阶段，产业基础薄弱，系统解决方案供给能力不足，数字化转型难点多。 2、重型机械装备生产流程长、工序多、炼钢、铸造、锻造、热处理、焊接、机加工、装配等生产环节大而全，零件品种多、产品结构复杂，数字化、智能化转型环境更为复杂。 3、城市停车设备、大型仓储物流系统等对运行效率、安全保障等要求越来越高，没有数字化赋能下的智能化升级则无法满足发展要求。 4、重型机械行业整体“大而不强”，有些关键核心技术“受制于人”，同时市场需求多样化，需要制造商更加灵活应变，采用数字化的设计生产组织手段，提升核心技术自主创新能力、有效节省资源、控制制造成本、高效组织生产、缩短制造周期，保持最高的质量和运营效率。 5、装备能效水平较低，需在高效、绿色、节能方面创新发展，推动重型装备及装备制造高质量发展。 6、企业内部各部门信息化、智能化、数字化发展不平衡，信息孤岛多，整体 协同效果有待提高。 重型机械产品的高度复杂性、高度离散性、高度定制化、生产周期长等典型特征，导致装备制造企业的管理远比其他行业的管理复杂的多。设计方案、报价会根据客户的需求不断的调整修改；生产过程追溯管理困难，很难做到透明化生产；物料齐套管理难度大，经常会因为个别物料的短缺导致发货延迟，影响客户交付；设计、生产、质量、交付等多部门协同困难；客户现场交付安装进度不可控，售后维护成本高；与此同时企业还面临着客户高质量、低成本、短周期的要求。这些都成为重型装备企业的更高效发展的障碍。 三、重型机械数字化转型的问题与建设原则 （一）数字转型的问题 从“信息化”、“数字化”到“数字化转型”是一个信息技术赋能不断进化的过程