【中銀國際*中國製造2025首屆高端論壇行業專家演講紀要(全集)】

【中銀國際*中國製造2025首屆高端論壇行業專家演講紀要(全集)】 專家交流1:中國新能源汽車產業鏈分析

電動汽車專家吳輝先生,賽迪顧問新能源汽車行業顧問團隊負責人

1. 全球電動汽車市場主要集中在美日中歐等國家和地區,預計在2015年之後,中國將成為全球最大的電動汽車市場

2014年,全球新能源汽車的銷量達到32.6萬輛,同比增長48.2%,賽迪分析認為主要原因:1.中國政策的推動2.美國等大部分地區以准市場化的方式成為全球電動汽車的主要市場

賽迪預計2015之後,中國將取代美國成為全球市場,到2018年,預計中國最大的電動汽車的電動汽車產銷量將達到61.7萬輛,超過歐洲的49.9萬輛和美國的48.9萬輛。

2. 中國電動汽車在政策扶持下在2014年年度迎來爆發增長,賽迪預計其市場結構仍以EV為主。

以2014年為例,EV產量達到了5.4萬輛,是PHEV的2倍。賽迪預計到2018年,EV仍然將佔據電動汽車的主要市場結構,達到37.5萬輛,佔全部電動汽車市場的60.7%左右。

3. 在小電池領域,中國一國獨大,韓國平穩發展,日本穩中有降。

中國鋰離子電池生產企業眾多,出貨量在幾千萬隻到1億隻之間的企業佔據了較大的市場份額。

未來的幾年內,中國仍將是全球最大的鋰離子生產和消費國。預計到2018年,中國小型鋰離子電池出貨量將達到5.5億隻。另外,韓國市場也將保持10%左右的增幅,日本市場則在基本穩中有降的趨勢。

4. 在中型電池領域,未來幾年將在電動車的帶動下一直保持一倍以上的增速。

未來幾年內,全球尤其是中國的電動汽車市場仍將是政策主導。2020年之後,賽迪預計政策因素在電動汽車產業中將逐步淡化,整個電動汽車及其動力電池市場將回歸到政策的增長幅度。預計將會是年均50%左右的增幅。

5. 中國小型鋰電池出貨量全球最大,未來軟包和圓柱增長潛力較大

中國小型鋰電池出貨量全球第一。2014年達到52.9億隻,超過日韓之和,賽迪預計2018年將達到75.5億隻。

中國鋰離子電池產品以圓柱形電池出貨量仍大於方形和聚合物。但隨著智能3C設備出貨量的放量,預計從2015年開始,軟包電池的出貨量開始超過圓柱形。

6.新能源汽車補貼政策逐步退坡,2020年之後產業逐步尋求市場化發展

與《徵求意見稿》相比,《通知》中的補貼標準與退坡幅度差異較大。補助標準主要依據節能減排效果、規模效應、技術退步等原因逐步退坡。

7.充電基礎設施建設得到政策大力支持,下半年國家層面的建設指南出台值得期待

充電樁的建設問題一直阻礙新能源汽車推廣主要原因。

國家層面已經陸續出台相關相關政策,涵蓋了充電價格等。地方層面,北京、天津、廣州、深圳等地均出台了充電站建設規劃以及充電站建設補貼方案。

2015年下半年,充電站建設規劃和建設指南即將出台,塞迪預計該政策將對充電站建設補貼和充電站建設標準作出詳細規定,進一步促進基礎設施的完善。

8.相對於新能源汽車,儲能暫無明確的政策,下半年的儲能產業十三五規劃值得期待

隨著政策的繼續發力,未來儲能產業將會迎來快速期,引爆全球儲能市場。目前,byd、特斯拉加碼儲能市場,如byd與SMA 建立戰略合作,特斯拉與儲能系統供應商AMS達成電池訂單。

9.中國主要動力電池企業出貨量情況:整個動力電池產業總量出貨的增長非常快,中國出口量第一比亞迪,全球排第三。LG 全球出口量第一。

中國主要小型電池企業出貨量情況:力神排第一

鋰離子電池產業鏈情況:原材料(鎳鈷錳 鋰鹽) 電池材料(正極 負極 電解液 隔膜) 電池/BMS(電池 BMS)

10.電機電控:

電機電控在新能源汽車產業中的地位:電機電動廠未來發展空間小,企業相對少;電機電控與整車廠的供應模式:模式一、,電機 控制器 整車製造;模式二&三、電機 控制器到整車廠再到系統商;模式四&五、控制器到電機到整車廠再到系統商;模式六、電機 系統集成到控制器再到到整車廠;模式七、控制器 系統集成到電機到整車廠。

主要電機企業:乘用車供貨車型數量上海電驅動排第一,商用車供貨車型數量南車時代排第一。

11. 充電站基本盈利模式

(1)快充盈利模式 定義:直流快充,指以大電流迅速給動力鋰電池充電,充電時間一般為20 分鐘-2個小時。 弊端:快速充電,影響使用壽命 解決途徑:鈦酸鋰電池和超級電容器能夠有效的解決快充問題 盈利方式:通過電價和服務費兩種方式結合起來回收投資成本;

(2)慢充盈利模式 定義:交流慢充,指以較小的電流給電池充電,充電時間一般為5-8個小時。弊端:充電時間長,不利於日常經營 解決途徑:與停車場服務來進行打包經營,停車充電一體化服務 盈利方式:通過收取充電服務費、停車費等回收投資成本;

(3)換電盈利模式 定義:在指定的地方給電動車更換電池補充電量,需要配套很多電池組和大型設 弊端:運營成本較高 優點:換電時間較短,多用於純電動公交、計程車等公共交通領域 盈利方式:通過收取服務費回收成本,不過傳統換電站模式,盈利性差;

(4)電池租賃盈利模式 定義:將車電分離,車主可以買車租電池,降低採購成本 優點:車主不需要對電池進行維護,降低車主一次性採購成本 盈利方式:定期收取一定租金,充電服務費用 代表性地區:河南新鄉、江蘇如皋等非新能源汽車示範城市已經成功的推廣了該模式。

12.新能源汽車產業鏈併購基金

2014年以來,新能源汽車產業鏈併購金額已經高達260億元;2015年產業鏈併購金額將突破500億元。

中銀國際電力設備與新能源研究

張麗新

電話:15901837065

lixin.zhang@bocichina.com

王秋明

電話:18519868209

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專家交流2:規劃未來的智能工廠

數字化工廠專家,趙雄飛先生,西門子數字化工廠高級顧問。清華大學工業工程學士和碩士學位,德國亞琛工大製造工程碩士學位。在工廠規劃、設計流程與信息化、工藝自動化等數字化工廠相關技術領域富有專長。

第一部分 製造業的挑戰與變革

一、製造業的趨勢

大趨勢:1.全球化2.老齡化3.城市化4.環境變化

製造業面臨的挑戰:1.全球競爭2.更短的產品生命周期3.多元化的需求4.成本上升5.可持續和綠色製造

二、政府政策:1.中國製造2025 2.工業互聯網戰略3.工業4.0

工業4.0—德國高科技戰略計劃首位

1.項目研究由德國聯邦教研部與聯邦經濟技術部聯手資助,並已形成為國家級戰略,德國聯邦政府投入達2億歐元;

2.變革的驅動力

產業層面:市場(個性化)、技術(互聯網);

企業層面:文化、管理、技術。

第二部分、智能工廠框架

工業4.0的標誌性特徵——三個集成

1.全供應鏈的集成:通過價值鏈和價值網路實現企業間的橫向集成。

2.全數字化的價值鏈:貫穿整個價值鏈端的設計工程數字化集成。

3.全集成自動化:企業內部可靈活重組的網路化製造系統的縱向集成。

一、西門子智能化工廠規劃框架—現代製造企業的發現趨勢

數字化規劃 信息化管理 自動化製造

二、數字化工廠規劃

數字化規劃是採用先進的虛擬技術支持製造過程規劃、工藝過程驗證、製造過程模擬、工廠規劃業務的手段,用來構造靈活和創新的生產製造系統。

1.園區級園區規劃物流分析產能分析;

2.車間級工廠布局節拍分析線平衡;

3.生產線級自動化設計工藝流程設備利用率分析;

4.工位級工位設計時間研究標準作業。

三、數字化工廠規劃--3D工廠,生產線設計和產能分析

1.工廠、生產線3D布局規劃;

2.快速的3D工廠布局瀏覽;

3.生產線和工廠生產能力分析;

4.信息化管理--整合管理流程,包括產品生命周期管理(PLM)、企業資源計劃(ERP)和-製造執行系統(MES),提升管理效率;

5.自動化製造—提高可靠性,生產效率。

如果將自動化製造擬人,它的神經中樞就是西門子控制系統,五官就是西門子感測器,手是合作夥伴的自動化設備,腳是合作夥伴的自動化運輸機。

6.西門子數字化企業平台結構

企業層管理層操作層控制層現場層

7.西門子生產系統(精益生產)的工具和方法

第三部分 智能工廠之路

工業4.0沒有固定的配方,行業特點與企業自身情況決定工業4.0的著眼點。

西門子走向工業4.0的方法:精益化、信息化、自動化。

數字化規劃:

第一階段--夯實基礎 基礎IT與自動化 基礎管理;

第二階段--流程整合 業務流程再造 標準化管理;

第三階段--全過程集成 系統集成 集成化管理。

工業4.0 虛擬物理系統 智能化管理

中銀國際電力設備與新能源研究

張麗新

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專家交流3:汽車輕量化專題

張振威先生,EDAG中國區總裁。EDAG是全球最大的獨立汽車設計公司,是德國大眾最大的研發服務供應商。

汽車製造廠商多年以前就提出輕量化,但是一直難以付諸行動。這一方面來自於油價變化的壓力,另一方面來自於汽車工業本身的發展。汽車真正的大發展始於60年代,開始出現轎跑車等多種車型,70年代新增了兩廂、三廂等車型,80年代逐漸有了更多的替代車型。而2000-2010年新能源在汽車行業的應用,加上越野車的發展SUV的出現,使得汽車平均重量急劇增加,輕量化的研究越來越重要。

近幾年社會對環保和新能源呼籲逐漸強烈,汽車設計和技術不斷發展,新材料的開發也在支持輕量化。汽車互聯等使汽車設備增加,重量增加,也要求進一步推動汽車輕量化的發展。新能源使得車下部重量增加,而車上部重量減重,可以使駕駛更加舒適。

展望2025年汽車製造新方向:

1,傳統的汽車生產用的是普通鋼板,而未來將越來越多地使用高強度鋼、超高強度鋼等新型鋼材料。目前高強度鋼、超高強度鋼占汽車行業材料使用的9-10%,預計2025年會達到39%。

2,在這個基礎上,未來以高強度鋼為主的複合材料等會進一步被推廣。高強度鋼、超高強度鋼等在此類車上的應用會達到65%,傳統鋼僅19%。此類車的細分市場目前只佔市場總量的3%,預計2025年達到24%。

3,鋁和非金屬材料目前在汽車行業使用只佔1%,預計2025年達到10%(基於歐洲研究的結果)。另外未來可能會進入鎂的時代。大部分鎂由中國生產,其次是韓國,因而鎂被認為是一個亞洲元素。鎂的減重效果好,但歐美由於本土產量少,而目前對鎂的關注較少。我認為鎂作為亞洲元素在未來很有可能在中韓出現創新的新技術,使得含鎂輕量化汽車的全球市場份額發生變化。

4,在碳纖維上,寶馬I3和 I8使用了超輕材料,碳纖維佔50%、鎂佔20%左右,但是目前此類車市場份額將在1%以下。

一、汽車輕量化是綜合考慮的過程。

汽車輕量化不僅是材料和技術和的改進,更是生產線的改進,對工藝和效率有更高要求。對輕量化車生產量的要求是次要的,而對新材料和新技術的要求是主要的。比如,鋁和鋼的焊接、鏈接技術難於零件本身。另外,在材料技術不斷進步的今天,高強度鋼未必比鋁重。再者汽車舒適性、智能化也是需要考慮的問題。因而汽車輕量化的設計是一個綜合考慮的過程。

汽車輕量化的影響因素。

一是法規要求,即碰撞安全法規。碰撞安全法規預計明年會有新的變化。通常法規3年一小變,6年一大變。2018年會發生較大變化,對車的要求提高,導致汽車所需設備增加,重量增加。另一方面,對舒適性要求提高也會導致設備和重量增加。汽車尺寸的擴大也是一個重要因素。對此我們既需要材料輕量化,也需要技術創新。

二、什麼方法可以導致重量降低最多?

最容易的辦法是零件取消,其次是對技術指標降低要求,第三有效的是材料厚度變化。研究需要不斷考慮這些問題:原材料厚度超過應有的厚度嗎?新材料可以使厚度降到什麼程度?另一方面新的技術可以使重量顯著降低。結構變化、功能集成是減重效果非常好的辦法。實際上材料的變化減重效果比較低,而成本增加比較高。而結構變化功能集成,效果更好。單純的零件取消則是沒有意義的。

汽車應該在哪些地方減重?

車身對輕量化的影響佔28%,底盤佔28%,座椅佔28%,其他類似玻璃、電子設備等小於20%。我們可以看到幾乎每一車型從1990年到2008年都經歷了重量的大幅增加。

從成本講,車身前部每減重1kg,一輛批量生產的車成本會上升3歐元,一輛豪華車需4.5歐元,而小批量跑車前部減重1kg需7歐元,車身中部減重1kg需10歐元。而車身後部減重1kg,一輛批量生產的車需要2歐元,一輛豪華車需3歐元,而小批量跑車需5歐元。汽車底盤成本增加少但是更改難度大,因為它需要用於多個車型。

總的來說,減重比例15%是可以實現的極限。白車身3-5%,底盤1-3%,動力2-4%,內飾0.5-8%,電子0.5%-1%。一般來說全車減重1% 不僅不會增加成本,而且可以節省成本。但是增加5% 以上需付出較大成本,降重比例越高,成本越高。

另外從客戶的角度看,仍需考慮舒適性、外觀、安全等,而公司內部需要考慮成本、重量、零件通用性和目前世界的新材料和新技術發展。

三、輕量化研究示例

美國世界鋼鐵協會每年在研究鋼的進步。他們正在開展未來鋼鐵車項目,即未來車全部使用鋼板。通過4年我們共同參與的研究獲得的結果是超乎意料的。新型鋼材料使得汽車更安全、強度更好,全車重量從230kg降至188kg,而成本沒有增加。傳統燃料汽車、電動汽車和混合動力汽車等各種車型在研究中都已經包括。

原車230kg,由於使用新能源重量上升20kg,實際250kg。我們通過運用高強度鋼、超高強度鋼是車重降低35kg。優化厚度、運用激光焊接技術也可以降低部分重量,最後結果使得汽車重量降至188kg。

其他新技術與新材料。如09年法蘭克福的一輛新能源骨架汽車,運用了大量的新材料,薄壁鑄鋼技術。保守估計2025年這樣的車會佔到市場的1%。

四、關於未來中國哪些公司可做這些新的開發

激光焊接的零件使用錳鋼,強度1600(通常700-800)MPa,另外我們使用薄壁鑄鋼的技術。例如空心零件降重可超過40%,成本也會降低,在中國較有前景。我們對一些零件使用低壓薄壁處理,實現多個零件合一。

我們也用了高強度的鋁合金成型,碳纖維和複合材料以及使用了高難度的鏈接技術。如使用了上鋁下鋼的特殊鉚接技術,表面沒有露出鉚釘。

在複合材料上,我們和BASF合作。原車頂零件使用鋁合金4.5kg而碳纖維只需2.9kg,但是時間長,高溫加熱2小時才能出零件。我們使用了三明治結構,中間發泡,用1層碳纖維做一個零件。雖然一層碳纖維強度足以製作零件但是太薄,以往的技術需要5層碳纖維做一個零件,這樣成本非常高昂。我們使用三明治結構把一層碳纖維發泡撐起來,這樣僅一層碳纖維即可製作零件。並且我們把生產時間降到了12分鐘,使得此類零件可以批量生產,年產兩萬件。比傳統碳纖維成本降低30%以上,重量降低且生產節拍變快批量生產。

我們也把複合材料用在了汽車B柱上,此B柱強度要求非常高,傳統需要4層鋼板焊在一起。而使用碳纖維結構,不僅不改變生產線而且使效率提高,成本不變,車重變輕。

原來在車的前門與地板鏈接的地方,我們一般使用較厚的鋼板。而現在通過優化設計,利用薄壁塑造,把所有零件做成一個零件,使重量從1400g降至980g,而成本沒有增加。

中國鎂鋁生產量大,但是對磨具沒有進行仔細研究。同樣的材料使用鋼會是4.5kg,使用鋁3.3kg,而鋁鎂合金會是2.7kg,而鎂合金會是2.0kg。以前我國生產的鎂多數都直接出口做成零件再進口回來,現在需要考慮的是自己如何利用新的製造工藝來利用鎂。

對汽車行業汽車減重涉及的不僅是材料,更是工藝和結構設計。例如汽車地板橫樑,我們通過傳力結構變換,不僅可降低重量降低也可增加強度。同樣側圍的鋼板通過使用複合材料不僅減重而且也降低震動和噪音。

在未來汽車的變化方面,目前95%的汽車是白車身,即用鋼板做成的車身。現在有部分車使用少量複合材料,看起來還是白車身但是成本已經降低。未來鋼板數量不斷減少,複合材料越來越多,白車身名詞都會發生變化。

汽車通過高強度鋼也可減重20%。在此過程中生產設備會變化,設備投入也會增加,從而保證批量生產。

我們也見證了很多國內的失敗案例。主要在於傳統鋼和高強度鋼之間的虛焊,以及在材料匹配上的問題,高強度鋼和傳統鋼選擇的不匹配導致汽車在碰撞過程中傳統鋼被撕裂。

非金屬材料的使用,一般來說技術門檻低,其中碳纖維三明治結構比較有難度,市場份額所佔較少,但製造工藝投入精力較多。

五、最近的零部件3D列印技術展望

新能源汽車的水道循環系統需要很多零件組合,但是3D列印可使水道一次列印成型,功能不變且重量降低,效率大幅提高。雖然3D列印不能很快用於汽車,但是對很多零件部位3D列印不僅減重,而且可以提高效率降低成本,很有前景。

目前在日內瓦國際展出的新型車輛,全車使用織物纖維,具有極輕結構。這種織物的重量和A4差不多,因而全車具有極輕的重量。這個設計靈感來源於自然生物、極具環保性,是汽車輕量化的最終目標。

中銀國際汽車研究

彭勇

電話:021-20328596

郵箱:yong.peng@bocichina.com

朱朋

電話:021-20328314

郵箱:peng.zhu@bocichina.com

專家交流4:我國高性能纖維產業及其軍民領域應用與投資前景

徐堅先生,中國科學院化學研究所副所長,國家科技部863高技術計劃新材料領域高性能結構材料主題專家組組長,304專項組組長,中國材料學會常務理事

一、國產高性能纖維發展歷史與挑戰

第一部分、國產高性能纖維的特徵與分類

高性能纖維材料具有質量輕、強力高、模量高、耐衝擊、耐高溫和耐腐蝕等特點,而最重要的纖維有三種,分別是碳纖維、芳綸纖維和超高分子量聚乙烯纖維,三者的基礎來源都是有機纖維。

第二部分、各國碳纖維產業的格局

關於碳纖維,日本是全球主要的碳纖維生產國,主要是日本東麗,且最近收購了美國的卓爾泰克,此外還有日本帝人和三菱麗陽;美國碳纖維消耗量最大,軍用依靠自主保障,民用依靠全球市場;俄羅斯的碳纖維工業主要面向國防,全部依靠自主保障;歐洲各國碳纖維依賴於日美。

高性能纖維是重要的結構材料,可以用于飛機、火箭、衛星等。原來使用鉚釘進行連接,在安全性上無法保證,而使用複合材料整體成型,安全可靠,比如F1賽車使用碳纖維材料,就十分安全。

超高分子聚乙烯和芳綸纖維的軍民融合規模產業主要有防彈板、防彈頭盔、船用繩纜、降落傘繩等。

第三部分、國內碳纖維發展歷史

1975年11月13-24日,在國防科委的主持下,我國第一次全國碳纖維會(稱「7511」會)在北京召開。碳纖維屬於戰略物資,國外對我國實行了「禁運」。為了解決國防軍工的碳纖維問題,在軍委副秘書長、國防科工委主任張愛萍將軍親自主持下,召開了全國碳纖維會議,即「7511」會議。1975年我國實際碳纖維產量僅為50公斤。在各個階段,國家領導人對碳纖維材料都十分重視。

目前國際碳纖維產量5萬噸左右,國內產能1萬噸,國內產量0.2萬噸。國際對位芳綸產量7萬噸,國內產能0.35萬噸,國內產量0.2萬噸。高強PE國際產量1.7萬噸,國內產能0.6萬噸,國內產量0.35萬噸。

在高性能PAN基碳纖維中,碳纖維強度是3800GPa起,在所有材料強度中數一數二。國內碳纖維製造商有很多,但是技術水平參差不齊,產品質量也要打上問號。芳綸材料目前體量則比較少。

總而言之,高性能纖維產業的特性可以概括為:作用很大,規模很小,創新難度大,日美壟斷全球市場。

第四部分、我國與國際先進水平的差距

碳纖維40餘年久攻不克的原因主要有三點:1、管理問題:部門各行其是、利益條塊分割,纖維-應用互為脫節。2、理念問題:責任主體-科研機構為主研發,研發-企業嚴重割裂。3、戰略問題:科學基礎薄弱,原絲技術有「瓶頸」-先天不足,後天難補。

關於我國UHMWPE產業與國際的差距:1、樹脂質量不穩定,缺少纖維級專用樹脂;2、纖維力學性能僅達到發達國家中等水平;3、纖維的纖度和強度的均勻較差;4、缺乏纖維表面改性技術,導致複合材料性能不高。

二、纖維高性能化創新驅動與關鍵應用

高性能纖維材料行業戰略布局和機制創新

在十五863碳纖維專項中,通過機制體制創新,確定以PAN原絲作為突破口;設立PAN碳纖維獨立考評機制;構築共享公用的表徵測試平台;堅持形成以企業工程化研發為核心的體系;建立了戰略調研、專利和技術信息共享機制。

分別在2003年和2011年做了兩次關於碳纖維性能的考評,發現在聚合可控性、噴絲、凝固穩定化技術、高倍拉伸技術以及氧化控制等方面都存在不足。而我國現在的超高性能PAN碳纖維現在拉伸模量達到東麗T1000級別碳纖維的水平。

芳綸纖維方面,國內芳綸1和芳綸2,主要是泰和新材;芳綸3是四川輝騰在做。

三、中國高性能纖維的未來與展望

農耕舊觀念制約行業發展。

未來,形成自主知識產權碳纖維體系和規模產業

芳綸1具有國際定價權;

芳綸2參與國際競爭;

芳綸3滿足國防需求;

高強PE有國際定價權;

PI纖維國際領先;

其他纖維滿足國防需求;

複合材料技術達到國際先進水平。

中銀國際機械軍工研究

張鋮

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楊紹輝

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張君平

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閔琳佳

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專家交流5: 信息通信推動工業互聯網發展報告紀要 徐國鑫先生,北京星河亮點有限公司副總裁

公司簡介:公司致力於研發和生產移動通信相關產品和測試儀錶等,為通信測試行業的領先廠商。

信息通信的發展主要體現在下面三個方向:

1.計算機技術的發展:殺手級平台的性能急劇提升。其中,計算機技術包括了傳統的CPU、內存及存儲技術,都有了飛躍性的發展。例如,現在手機的處理性能已經超越幾年前的伺服器性能,並開始採用伺服器中廣泛發展過的技術。 2.網路技術的演進:首先是骨幹傳輸網的技術發展,光纖的發展、核心網處理技術都在快速發展。另外一個就是移動通信發展技術,移動通信技術進過4代的發展正向第五代技術演進。在技術發展的前提下,雲計算技術在網路上展開成為可能。同時,光和傳輸技術將繼續發展以滿足日益增長的需求。 3.終端技術的演進:主要是指終端性能的提升以及普適化的發展。其中,終端包括移動終端、感測器以及外圍設備的發展。

工業4.0作為工業革命的第四次浪潮將促進已有的第一、第二、第三產業間的互相融合。工業互聯網的發展會給我們整個社會的分工帶來很大的變化,比如網上購物的普及。第一次革命是由蒸汽機的發展推動,第二次工業革命是隨著勞動分工以及電力設備的普及出現的,第三次工業革命由電子和IT技術實現製造流程的自動化。正在發生的第四次工業革命將物理信息融合系統,其複雜度超過以往的三次工業革命。在國際上,工業4.0主要包括以下三大策略:

1.美國工業互聯網:美國提出了再工業化的策略並鼓勵製造業回歸美國本土,美國的互聯網以及信息,通信及技術(ICT)的巨頭以及傳統製造業的領導廠商成立了工業互聯網聯盟,重新定義製造業的未來,並在技術、標準、產業化等方面做出一系列前瞻性布局。工業互聯網也已成為美國先進位造夥伴計劃的重要任務之一。工業互聯網提出,要將帶有內置感應器的機器和複雜的軟體與其他機器、人連接起來,從中提取數據並進行深入分析,挖掘生產或服務系統在性能提高、質量提升等方面的潛力,實現系統資源效率提升與優化。 2.德國工業4.0:這一概念在2011年的漢諾威工業博覽會被提出,其發展從機械化、電氣化、自動化到智能化,實際上是逐步和ICT技術結合的過程。把資源、信息、機器和人連接起來,構成智能工廠和智能生產。工業4.0是通過信息網路與工業生產系統的充分融合,打造數字工廠,實現價值鏈上企業間的橫向集成,網路化製造系統的縱向集成,以及端對端的工程數字化集成,來改變當前的工業生產與服務模式。 3.中國製造2025:「中國製造2025」作為中國未來十年的發展綱要、頂層設計來應對製造業升級改造。政府的諸多行動向市場傳遞出強烈信號,顯示工業轉型將迎來大突破、大提速。「中國製造 2025「分三步: (1)第一步,力爭用十年時間買入製造強國行列; (2)第二步,在2035年我國製造業整體達到世界製造強國陣營中等水平。創新能力大幅提升,重點領域發展取得重大突破,整體競爭力明顯增強,優勢行業形成全球創新引領能力,全面實現工業化。 (3)第三步,新中國成立一百年時,製造業大國地位更加鞏固,綜合實力進入世界製造強國前列。製造業主要領域具有創新引領能力和明顯競爭優勢,建成全球領先的技術體系和產業體系。

工業互聯網的基於物理信息系統(CPS),將計算、通信、存儲能力和監測控制集成到物理世界的實體中,並且能夠獨立、安全、有效實時運行。正如互聯網改變了我們與其他人溝通方式,CPS將改變人與物理世界的溝通方式。這一系統集成了通信(Communication)、計算(Compute)和控制(Control)這3C功能。

CPS將像人一樣思考和執行,包括上層的信息處理中間的信息傳遞以及處於底層的信息感知及動作執行。在CPS中,ICT技術將需要緊密合作,其中:

1.計算機系統功能包括,數據計算、人機交互、信息存儲; 2.通信系統功能包括:信息採集,信息處理以及信息傳輸; 3.控制系統執行監控,控制以及操作

具體到ICT技術解決的CPS中的問題包括:

1.異質異構融合問題:異質性是指不同公司生產的、不同功能的、硬體不兼容的設備協作互聯的問題。異構性指不同類型的傳輸技術(如Inter net,WSN等)可以進行互聯互通,並且保證服務質量。同時,CPS是一個多維度而非單維度的開放式系統,它是由很多具有通信、計算、精確決策控制的設備組成的智能網路,具有高度的複雜性。 2.海量性問題:首先,CPS系統中將數量龐大的感測器、控制器節點、設備等。同時,物理系統和信息系統交互過程中會有海量的信息分析、處理和傳輸。最紅,大數據和雲計算技術: 數據挖掘、雲存儲、雲管理,將是處理這一問題的關鍵。 3.實時性問題:傳統的互聯網為了追求高吞吐率,採用的是「Best Effort」策略,需要通過調度演算法提高可靠性和實時性。CPS是計算與物理過程不斷交互的系統,實時性就是要求物理世界發生的事件能夠幾乎同時(ms級)地反應到信息世界。

CPS也將有效推動ICT技術的發展,具體體現在行業協作、移動設備發展、互聯互通以及智能化上。在ICT-CPS應用下的智能製造通過下一代網路技術以及分散式計算技術進行產品控制與跟蹤,物料採集調度以及訂單管理、需求分析。

具體到手機製造業,我國是全球最大的手機製造及出口國。手機出貨量從2013年的14.7億到2014年的17.3億,預計2015年將增至19.3億。近年來,隨著技術升級以及勞動力減少的問題,迫切需要從傳統的製造方式向新的製造方式轉換。傳統手機製造1.0是基於分離系統並主要依靠手工,手機製造2.0將實現自動化連續生產。

星河亮點公司的智能製造整體解決方案包括:雲計算、控制、感測以及通信。其中,雲計算包括數據分析、存儲,趨勢及效能分析,感測包括信息獲取及測試測量,控制系統有機器人技術,通信包括有線和無線方式。在手機智能製造理念中,公司將其具體分為手機研發、統一製造數據以及企業管理三塊。

特別是在智能製造中的感知模塊中,公司提供測試測量解決方案包括終端研發以及生產製造測試測量解決方案。同時,公司也提供了相應的雲計算以及控制執行解決方案。最後,星河亮點總結了公司在」互聯網 「模式下的知識創新模式,其核心是質量控制和交易,外圍業務包括需求分析、產品設計、產品製造與測試等功能設備業務。

中銀國際-通信和互聯網研究

吳友文

電話:021-20328313Email:youwen.wu@bocichina.com 吳彤電話:021-20328054 Email:tong.wu@bocichina.com
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