中國是制造業(yè)大國，但還遠非制造業(yè)強國，隨著內(nèi)部和外部環(huán)境的不斷變化，中國的制造業(yè)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。從世界品牌實驗室 2015 年發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，在“世界品 牌 500 強”中，中國的企業(yè)也僅占 6%；中國汽車工業(yè)迄今為止所掌握的核心零部件技術(shù)還不到 20%。這就要提到微笑曲線（見圖1），將產(chǎn)業(yè)鏈分為研發(fā)與設計、生產(chǎn)與制造、營銷與服務三個區(qū)間，可以看到，生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)處在產(chǎn)業(yè)鏈低利潤環(huán)節(jié)，而兩端為高端位置，為高利潤環(huán)節(jié)。目前我國大部分制造業(yè)還處在國際產(chǎn)業(yè)價值鏈的低端環(huán)節(jié)，存在創(chuàng)新能力不強、核心競爭力不足、產(chǎn)業(yè)集中度低、低端產(chǎn)品生產(chǎn)擴張過度而高附加值產(chǎn)品依賴進口等問題。

隨著數(shù)字經(jīng)濟時代的到來，全球制造業(yè)正在發(fā)生著深刻的變革。傳統(tǒng)的大批量、少批次的生產(chǎn)方式正逐步向小批量、定制化的柔性生產(chǎn)發(fā)展，不斷滿足消費者對個性化的追求。以云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等為代表的新技術(shù)飛速發(fā)展，使傳統(tǒng)的制造企業(yè)面臨前所未有的變革壓力，同時產(chǎn)生了創(chuàng)新的新機遇。中國制造業(yè)如何能夠面對這次顛覆性的產(chǎn)業(yè)革命，跟上世界變化的步伐并實現(xiàn)彎道超車，成為全球制造業(yè)的領(lǐng)先者呢？

《中國制造 2025》給出了答案，這就是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的國家戰(zhàn)略。在這一戰(zhàn)略框架下，處在不同發(fā)展階段的制造企業(yè)需要重新認識趨勢與環(huán)境，找準自己的方向，循序漸進地進行企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、服務化創(chuàng)新，最終實現(xiàn)智能化產(chǎn)業(yè)升級。

智能制造的發(fā)展趨勢

德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的核心是一個網(wǎng)絡、兩大主題和三項集成。一個網(wǎng)絡是信息物理系統(tǒng)網(wǎng)絡（CPS），使物理系統(tǒng)具有計算、通信、精確控制、遠程協(xié)作和自治功能。兩大主題是“智能工廠”和“智能生產(chǎn)”，重點研究智能化基礎(chǔ)設施和先進技術(shù)應用于整個工業(yè)生產(chǎn)過程，從而形成高度靈活、個性化、網(wǎng)絡化的產(chǎn)業(yè)鏈。三項集成是“橫向集成”、“縱向集成”和“端對端”：橫向集成是企業(yè)之間通過價值鏈以及信息網(wǎng)絡實現(xiàn)無縫合作，縱向集成是基于未來智能工廠中網(wǎng)絡化的制造體系實現(xiàn)柔性個性化定制生產(chǎn)，端對端是在所有終端數(shù)字化的前提下實現(xiàn)的基于價值鏈與不同公司之間的一種整合。

目前經(jīng)測算，德國工業(yè)平均達到工業(yè)3.5水平左右。德國提出的工業(yè)4.0，是在已經(jīng)實現(xiàn)高水平的工業(yè)自動化和高質(zhì)量的工業(yè)基礎(chǔ)上，通過結(jié)合信息化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)應用，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)來滿足未來人們越來越多的個性化需求。其目的就是為了保持德國在全球的領(lǐng)先地位，“確保德國制造的未來”。

目前中國剛剛初步實現(xiàn)工業(yè)化，還遠未達到工業(yè)3.0水平，比較優(yōu)秀的中國制造企業(yè)也只能達到工業(yè)2.7水平。中國初步建立了完整的工業(yè)體系，正在向工業(yè)現(xiàn)代化大步前進，所以德國的工業(yè)4.0只能是我們的一個參考，不能完全照搬。目前我國政府和專家已充分認識到這個問題，提出了“工業(yè)2.0補課、工業(yè)3.0普及、工業(yè)4.0示范”的觀點。同時國家也及時提出了“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃，在十大領(lǐng)域制定了發(fā)展計劃。通過三步走實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標：

到2020年，基本實現(xiàn)工業(yè)化，制造業(yè)大國地位進一步鞏固；

到2035年，我國制造業(yè)整體達到世界制造強國陣營中等水平；

新中國成立一百年時，制造業(yè)大國地位更加鞏固，綜合實力進入世界制造強國前列。

風電制造業(yè)的智能轉(zhuǎn)型

風電制造業(yè)，是一個綠色產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)相結(jié)合的、年輕的新能源行業(yè)。既結(jié)合了先進的產(chǎn)品設計，又依賴于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)。那么在新一代工業(yè)革命浪潮的沖擊下，風電制造業(yè)應該如何應對并實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型呢？

首先，風電制造業(yè)企業(yè)應根據(jù)自身的特點，制定一條符合企業(yè)自身發(fā)展水平的技術(shù)路線。不能求大求全，要循序漸進，從不同環(huán)節(jié)制定不同突破點，以點帶面，逐步實現(xiàn)智能制造。

其次，作為工業(yè)制造業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量是一切發(fā)展的基礎(chǔ)。低質(zhì)量的高數(shù)量是一種浪費，低質(zhì)量的智能制造是無用的。只有高質(zhì)量的產(chǎn)品才是企業(yè)生存的基石，高質(zhì)量的智能制造才是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的目標。因此，需要通過采用先進技術(shù)幫助提升產(chǎn)品質(zhì)量，作為智能制造的切入點。

第三，智能制造前期的設備和研發(fā)資金投入巨大，要量力而為，同時要做好成本測算，做到最佳性價比的智能制造。

以下是從風電制造業(yè)的設計研發(fā)、生產(chǎn)制造、物流運輸、現(xiàn)場運維等四個方面初步設想的一種轉(zhuǎn)型方案：

一、設計研發(fā)

一是建立基于云端的廣域協(xié)同研發(fā)平臺，將客戶、供應商、內(nèi)外部設計團隊納入到一體化開發(fā)平臺當中，實現(xiàn)從需求到產(chǎn)品的同步協(xié)作開發(fā)，提升產(chǎn)品開發(fā)速度，實現(xiàn)產(chǎn)品的精準投放。

二是設計智能風電產(chǎn)品，包括智能的部件和智能的風機。智能部件是智能風機的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，通過現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)與風機的主控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)風機的物聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡。智能部件應帶有二維碼、傳感器和控制器，可實現(xiàn)自診斷和監(jiān)測，并可提供產(chǎn)品參數(shù)信息、生產(chǎn)信息、質(zhì)保信息、運行信息、故障信息等。

三是在設計開發(fā)中采用信息化技術(shù)，形成風機全生命周期中所有專業(yè)研發(fā)要素的統(tǒng)一的多學科信息化管理系統(tǒng)，管理各專業(yè)圖紙、工藝和材料信息、風機特性類數(shù)據(jù)及其生成過程，并能集成程序設計與管理、仿真、優(yōu)化、創(chuàng)新、質(zhì)量等工具，進行風機智能研發(fā)，快速提升研發(fā)效率，統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)源。

二、生產(chǎn)制造

一是提升生產(chǎn)自動化水平。目前風力發(fā)電機組還是以人工裝配為主，效率低、質(zhì)量管控難度大，人員素質(zhì)和責任心對質(zhì)量影響大。通過在關(guān)鍵工藝引入自動化和智能設備，提升產(chǎn)品制造質(zhì)量和效率。如軸承螺栓自動化鎖緊裝置，傳動鏈自動進給裝配、螺栓潤滑劑自動涂抹裝置等。

二是引入制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)生產(chǎn)信息管理及調(diào)度的智能化，包括智能部件入庫信息錄入自動化，生產(chǎn)過程信息的實時記錄和存儲，生產(chǎn)排產(chǎn)的柔性調(diào)度，生產(chǎn)工藝文件的發(fā)布、變更等智能管理，生產(chǎn)數(shù)據(jù)及報表的自動生成，從而大大提高整個制造過程的管理水平和管理效率。

三、物流運輸

物流運輸過程由于時間長、地點分散及外包等原因，一直是管理難點。特別是葉片等大部件運輸，產(chǎn)品超大超長，運輸過程中易出現(xiàn)損傷，同時存在私自維修的現(xiàn)象，難以進行監(jiān)控。維修不合格的葉片運行中易出現(xiàn)損壞，給業(yè)主和整機廠家?guī)碇卮蠼?jīng)濟損失。通過智能技術(shù)可以在運輸時安裝基于云存儲的GPS智能監(jiān)控模塊，可以將運輸車輛的位置、速度、加速度、振動等運輸參數(shù)和影像資料定時上傳到云平臺，自動生成數(shù)據(jù)圖表，實現(xiàn)對運輸過車的監(jiān)控及可追溯性，實現(xiàn)智能化監(jiān)督。

四、現(xiàn)場運維

由于風場現(xiàn)場分散、對現(xiàn)場安裝和運維質(zhì)量的監(jiān)督難度較大。

一是通過引入基于云平臺的智能攝像設備，可實現(xiàn)安裝現(xiàn)場和風機定檢維護過程進行實時記錄和存儲，實現(xiàn)過程的可追溯性，提升管理水平。

二是風機產(chǎn)品智能化，依托智能化部件的自診斷功能和風機智能化故障信息分析，實現(xiàn)風機故障的精準定位。

三是建立依托云平臺的運行維護系統(tǒng)，所有在運風機運行數(shù)據(jù)接入云平臺，進行大數(shù)據(jù)收集和分析，掌握不同地區(qū)風機的運行情況，調(diào)整運行策略，支持現(xiàn)場故障快速處理，提供產(chǎn)品改進方向，提高風場效益，實現(xiàn)風場的智能化管理。