以数字化转型赋能新型工业化的行业路径:电子信息|以数字化转型赋能新型工业化系列谈(十二)

2024/5/10 13:04:34

编者按

习近平总书记指出,“新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务”。为贯彻落实习近平总书记对推进新型工业化作出的重要指示和全国新型工业化推进大会精神,在“赛迪问道数字转型”的研究基础上,赛迪研究院信软所数字化转型课题组聚焦“以数字化转型赋能新型工业化”主题组织开展了系统研究,形成了一系列成果,并联合工业互联网世界编辑部推出“以数字化转型赋能新型工业化系列谈”内容。

课题组梳理了数字化转型与新型工业化的关系,形成了一系列重要成果,分析了数字化转型、新型工业化的演进历程与内涵特征,总结了全球主要国家以数字化推进工业化发展的典型实践及主要特点,审视了我国以数字化转型赋能新型工业化的成效与问题,在此基础上,从技术引擎、要素体系、生产方式、组织形态、产业体系、发展要求、治理模式七个维度提出了以数字化转型赋能新型工业化的总体策略,并围绕重点行业提出具体路径,为进一步制定有针对性的支持政策,最大限度释放数字化转型对新型工业化的放大、叠加和倍增效应提供依据。本期聚焦在电子信息行业以数字化推进工业化发展的具体路径方面。


文|赛迪研究院信软所数字化转型课题组 李昀 张朝

电子信息行业是国民经济的战略性、基础性、先导性产业,是加快工业转型升级及国民经济和社会信息化建设的技术支撑与物质基础,是保障国防建设和国家信息安全的重要基石。近年来,个人电脑、智能手机等产品快速普及,使电子信息产品的需求大幅增加。同时,由于大数据和人工智能技术的广泛应用,电子信息产品在功能方面取得巨大进步,需要更高级别的数据存储、计算和处理能力,拉动电子信息行业向高端化、精密化发展。

课题组认为,电子信息行业的设备管理、生产制造、质量检测、产业链供应链等将加速向精细化管控、人机协同、智能监测、全球化协作等转变,未来,企业应实施以高端精密为主导的发展路径,聚焦数据驱动的智能化设备管控、人机协同提高重复性工作效率等典型场景,从七个维度明确具体发展举措,推动电子信息产业链向高附加值领域延伸。


一、发展趋势

(一)设备管理从粗放管理向精细化管控转变电子信息行业的流水线方式需要依赖于大量生产设备,传统设备管理方式易出现因设备管理不及时、不到位,导致生产停机、贵重设备提前报废、产品质量隐患等问题,对企业造成巨大损失。特别是对产品一致性和可靠性要求高的电子元器件领域、对加工精度高的精密元器件和精密模具领域,生产设备的微小偏差都会造成产品质量的大幅下滑。随着新一代信息技术的应用发展,基于传感器、自适应感知、精确控制与执行等数据采集技术,使覆盖设备全生命周期的实时态势感知、远程故障诊断和预测性维护成为可能,有效降低设备运维成本,提高产品质量和生产可靠性。企业能够利用物联网等技术,实现设备运行状态的远程监控与管理,并结合运行预测模型和故障诊断算法,提前预判设备的故障风险进行主动维护与修复,提高电子行业设备运行效率,提升电子产品质量性能,在激烈的市场竞争中争取领先地位。

(二)制造生产从手工组装向人机协同转变

我国是电子信息产品制造第一大国,但是从国际产业价值链分工来看,我国仍处于全球价值链的中低端,众多电子产品代工制造商在组装等环节仍然存在较多人工作业场景。随着电子信息产品结构和功能的复杂程度不断提高,人工作业易出现人为因素造成的误差,导致产品缺陷或者质量波动,逐渐无法满足电子产品精密组装操作要求。对此,企业结合自动化反馈控制、闭环算法、模式识别等技术,将工人的知识和经验封装为机理模型,借助自动化传感器、高分辨率相机、驱动装置等设备,提高电子信息产业元器件定位、焊接、组装等加工工艺精度,发挥自动化生产线和机器人等工业设备高精准、高效率优势,提升设备精细化和智能化生产能力。同时,实时监测加工过程,将员工解放出来从事更复杂的脑力活动,并生成方案建议辅助员工优化加工参数和运行条件,逐步提高电子产线的加工精度和生产效率,提高产品质量和一致性。

(三)质量检测从人工检测向智能检测转变

随着电子信息技术的飞速发展,电子产品加速向小型化、精密化、集成化演进。但传统人工检测方法主观性强、精确度低,已无法跟上产品大批量生产速度,及市场对产品质量检测精度和准确度的要求。尤其在军工等领域,需要对电子产品进行全检,质量检测压力巨大。随着人工智能、数据分析等技术在工业场景中的应用不断深入,利用自动化检验检测设备能够实现高效准确的自动化缺陷检测和分类,并依据收集的产品质量数据,追溯产品质量问题的根本原因,结合数学模型和算法指导元件选型、工艺优化或参数修正,有效提升质检环节的效率和准确度。企业利用自动光学检测(AOI)、自动电测试(ATE)等技术实现高速、高精度的缺陷检测,排除人为错误和主观因素干扰,还能对指标进行定量描述,提高了电子信息产品的生产率和监测精度。

(四)产业链供应链从自主生产向全球化协作转变

电子信息产品生产涉及多种电子元器件和配件材料,包含电路设计、生产、封装、测试等众多环节,需要产业链供应链上下游高效协作,才能快速响应市场对电子产品的供给需求。当前,电子信息行业企业分工精细化和专业化水平不断提升,打造形成了高度细分的产业链。同时,全球供应链能力提升也让电子行业具备全球范围内供应链体系管理能力。全球化背景下,通过建立全球协作的网络和平台,企业产品设计、生产和供应体系逐渐跨越不同国家和地区,在多个企业间进行协同合作,实现产品采购、生产、库存、物流等方面的信息共享、资源共享和利益共享,塑造电子信息行业持续发展和创新能力。


二、典型场景

(一)数据驱动的智能化设备管控基于物联网平台等技术,企业实时采集生产设备温度、电压、电流等数据,实现生产设备全面、实时、精确的状态感知,并利用大数据分析技术,精准定位设备故障,预测设备关键部件变化趋势、使用寿命和潜在风险,提前预判设备零部件损坏时间,主动进行维护服务。如,宁波舜宇光电信息有限公司打造手机摄像模组产线设备全生命周期管理模式,提高了设备运行效率和摄像模组生产精度和产品良率。

(二)人机协同提高重复性工作效率

电子信息行业企业通过将信息通信技术与产品生产制造单元相融合,实现机器设备人机一体化协同作业,在插件、焊接、检验等重复性和高强度的工作环节,利用人机协同技术,将机器人精度高、速度快的生产能力与工作人员灵活判断能力相结合,发挥各自优势,进一步提高优化生产装备和资源的使用效率。如,京东方科技集团股份有限公司打造人机协同的面板产线,大幅提升生产效率、产品质量,降低工人劳动强度。

(三)高精度自动化产品质量检测

电子信息行业企业利用机器视觉、人工智能等数字技术以及传感器、工业相机等自动化设备,结合产品质量分析模型,及时发现电子产品外观、尺寸、零件等检测项的异常或缺陷,实现快速准确的异常产品响应。同时,通过机器学习算法对采集的电子产品质量数据进行处理和分析,根据产品特征和历史数据来预测和识别质量问题,指导电子产品线工艺参数调优,消除质量管理环节漏洞,提升产品质量控制精度。如,晶澳太阳能有限公司打造太阳能光伏组件生产全环节质量监测管控模式,助力高精度自动化产品质量检测。

(四)产业链资源高效配置和动态协同

通过部署SCADA等生产全环节数据采集系统,利用物联网等技术手段实时采集企业内的设备、工具、物料、人力等数据,跟踪现场物料消耗,结合库存情况安排供应商进行精准配货,实现生产、库存的动态调整优化,有效降低库存成本。面向产业链上下游,以工业互联网平台为连接枢纽,获取供应链上下游企业的排产、生产、库存、质量、物流方面的运行数据,结合供应链协同模型,优化全供应链资源配置,实现供应链动态、精准协同。如,重庆舟海智能科技有限公司建立高效的智能穿戴产业链协同模式,不断提升供应链协同水平,提升客户体验。


三、行业路径

(一)加强数字技术与生产设备融合,提高电子信息产品生产精细化水平以数字化转型为契机,利用“5G+AI+VR+行业应用”的融合型场景,打造重点生产设备的数字孪生体,高速获取生产过程中重点设备启停状态、生产温度、元器件余料等信息,实现更透明的生产状态动态整合。围绕获取的海量生产现场数据,通过边缘计算实现设备技术装置、运行速度等功能模块控制和参数调优,大幅提高电子信息行业生产加工精度和生产效率,保持企业的市场竞争优势。

(二)加速构建行业运行指数,实现行业高效协同

基于电子信息行业企业在制造、供应链、研发设计、产品销售等环节转型基础,针对行业工业互联网平台或行业协同平台等渠道的生产经营活动进行跟踪汇总和动态分析,实时绘制行业运行指数,基于大数据模型分析行业运行健康水平,定位产业链供应链潜在风险点,帮助行业协会等机构及时引导企业调整商业策略,应对国内外市场形势波动,对冲部分行业风险,提高我国电子信息行业市场韧性。

(三)利用工业软件辅助生产,提高智能化管理水平

利用生产管理类工业软件调用数学模型,实现设备的状态监测、故障诊断、预测性维护和自主控制,提高设备智能管控、智能排产、精益管理水平。同时,通过搭建产业协同平台等渠道,打通供应链上下游信息流通堵点,实现企业内和企业间供应链协同,有效提高供应链整体资源配置效率,巩固我国电子信息行业市场优势。

(四)基于数据驱动柔性管理模式,拓宽企业创新合作边界

随着全球一体化进程加快,电子信息行业企业通过远程协作平台创新管理模式,跨越地域限制实现协同工作和信息共享,连接不同资源要素,提高协同效率和灵活性,增加企业对自身的掌控和对合作方的引导,推动组织形态向液态化发展,实现企业内外部创新者的全面合作,来共同应对新市场竞争环境。

(五)推广智能化生产和平台化设计新模式,推动产业高端化发展

借助外传感器等方式,帮助生产设备与信息系统互联互通,实现生产制造过程的智能监控和管理。基于工业互联网平台等数字渠道构建开放合作生态系统,通过共享资源、互利共赢,实现技术的互补和创新的加速,促进企业在电子产品功能创新、性能提升等方面保持竞争力,提升产品附加价值和科技含量。

(六)提升智能监管水平,化解安全风险隐患并提高环保效益

通过传感器、监控设备等智能联网设备,企业可以实现对电子产品生产过程中环境温度、湿度、气体浓度等参数的全面监测,及时发现潜在安全风险,采取相应措施预防事故发生。同时,对SMT自动化生产设备、焊接设备等高能耗设备进行用能实时监测和精细化管理,发现能源使用的潜在问题和优化空间,降低能源消耗和环境排放,减少能源浪费和环境污染,提高绿色生产水平。

(七)创新治理工具,巩固全球竞争优势

引导重点工业园区、产业集群等管理部门发展数字化招商,深化“产业大脑”等工具应用,精准生成潜在招商企业名录,提高招商工作效率。面向电子信息产业集聚区,建立产能共享平台,促进订单需求和生产能力的精准对接,提高关键产品质量保障能力,实现产能充分利用,打造电子信息行业品牌影响力,巩固全球竞争优势。


来源:工业互联网世界