为现代生产线带来的创新与突破 (为现代生产线提供什么)

现代生产线创新与突破之探索

随着科技的不断进步与创新，生产线作为企业生产制造的关键组成部分，经历了前所未有的变革。
现代生产线不仅实现了自动化、智能化，而且在柔性制造、数字化管理等方面取得了显著突破。
本文将深入探讨现代生产线所带来的创新与突破，以及它们如何推动制造业的持续发展。

一、自动化与智能化技术的普及

随着工业4.0的到来，自动化与智能化技术已成为现代生产线的核心要素。
通过引入先进的机器人技术、人工智能和数据分析技术，生产线能够实现自我学习、自适应和优化生产流程。
这不仅大大提高了生产效率，降低了生产成本，而且减少了人为因素的干扰，提高了产品质量和生产过程的可控性。
例如，智能机器人能够根据实时数据调整生产流程，实现精细化操作，减少物料浪费和能源消耗。
通过物联网技术，现代生产线还能够实现设备之间的无缝连接，提高生产线的整体效率和协同性。

二、柔性制造的实现

柔性制造是现代生产线的重要创新之一。
传统的生产线往往只能生产固定规格的产品，难以适应市场需求的快速变化。
现代生产线通过引入模块化设计、可重构技术和自动化设备，实现了高度的柔性制造。
这使得生产线能够快速调整生产流程，适应不同规格和品种的产品生产。
例如，汽车制造业中的现代生产线可以在短时间内实现车型切换，满足市场多样化需求。
柔性制造还有助于企业实现定制化生产，满足消费者对个性化产品的需求。

三、数字化管理的实践

数字化管理是现代生产线的又一重要突破。
通过引入数字化技术，企业能够实现生产过程的实时监控、数据分析和优化。
这有助于企业更好地了解生产线的运行状态，及时发现并解决问题，提高生产效率。
数字化管理还能够实现生产过程的可视化，使得管理层能够更直观地了解生产情况，做出更科学的决策。
例如，通过数据分析技术，企业可以分析生产线的瓶颈环节，优化生产流程，提高生产效率。
同时，数字化管理还有助于企业实现智能化决策，提高市场竞争力。

四、绿色制造的推广

随着环保意识的日益增强，绿色制造已成为现代生产线的重要发展方向。
现代生产线通过引入环保技术、优化生产流程和采用可再生能源等方式，实现了绿色制造。
这不仅有助于企业降低环境污染，提高企业形象，还有助于企业降低生产成本。
例如，采用节能设备的生产线能够降低能源消耗，减少能源成本。
同时，绿色制造还有助于企业开发环保产品，满足消费者对环保产品的需求，拓展市场份额。

五、智能制造生态系统的构建

智能制造生态系统是现代生产线的最高形态。
通过构建智能制造生态系统，企业能够实现生产线的全面智能化、数字化和绿色化。
在智能制造生态系统中，企业可以实现设备之间的无缝连接、数据的实时共享和协同作业。
这有助于企业提高生产效率、降低成本、拓展市场和提高竞争力。
同时，智能制造生态系统还有助于企业实现与供应链的协同，提高供应链的可靠性和灵活性。

现代生产线在自动化、智能化、柔性制造、数字化管理、绿色制造和智能制造生态系统等方面取得了显著创新与突破。
这些创新不仅提高了生产效率、降低了成本，还使得企业能够更好地适应市场需求、拓展市场和提高竞争力。
随着科技的不断进步与创新现代生产线将继续发挥重要作用推动制造业的持续发展。

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打造企业核心竞争力

打造企业核心竞争力

打造企业核心竞争力1

抓住核心技术，创造“全球第一”

上世纪90年代中期，京东方主要生产与彩色显像管（CRT）配套的精密零件与材料，尽管当时企业蒸蒸日上，但时刻关注全球行业走向的王东升已经意识到潜在的危机：彩色显像管迟早要被新一代半导体显示技术淘汰，必须及早布局新的替代技术。

当时被业内看好的替代技术方向有三种：等离子显示（PDP）、场致发光显示（FED）和液晶显示（TFT―LCD）。 经过反复深入的考察研究，京东方选择了液晶显示。 王东升认识到：技术创新是企业生存发展的根基，有核心技术不一定能赢，但没有核心技术一定会输。 京东方从踏入显示领域的那一天起，就咬定技术不放松，确定了不同发展阶段的创新战略。

跟跑阶段（2003―2007年）实施“扎根”战略，通过海外收购进入液晶显示领域，在北京投资建设了中国大陆第一条5代TFT―LCD生产线，瞄准成为世界标杆的目标奋力追赶。

并跑阶段（2008―2012年）实施“钢剑”战略，立足自主创新，陆续自主设计、建设了成都4.5代线、合肥6代线、北京8.5代线、合肥8.5代线等新生产线，带领中国成为全球显示产业重要一极，实现了与领先企业并跑。

2013年起，在产业规模、技术实力、市场份额、盈利能力等方面均已达到世界领先水平的京东方，开始实施“铁剑”战略，向着行业领导者快速迈进。 同时，京东方提出“颠覆性创新”，在某些关键技术上实现全球领跑。

统计数据显示，2015年至今，京东方连续14个季度新增专利申请量全球业内第一，2017年京东方新增专利申请量8678件；美国商业专利数据库IFI Claims TOP50榜中，京东方连续两年增速第一，2017年排名第二十一位；首发新产品覆盖率达到40%，高居业内榜首。

同时，京东方建设了中国大陆第一条柔性AMOLED 6代线和全球首条最高世代线10.5代线等生产线，独有的ADSDS显示技术已成为全球显示领域三大技术标准之一；同时，首次推出超大尺寸98英寸/110英寸8K超高清显示产品和多款可弯曲、可折叠、可卷曲的柔性AMOLED显示产品，引领创新潮流。

短短十余年，在全球显示领域，京东方实现了从跟跑、并跑到领跑的跨越。

由显示屏制造商向物联网公司转型

2013年，在京东方的显示屏做得顺风顺水时，王东升做出了一个大胆决定：推动公司由显示屏制造商转向“为信息交互和人类健康提供智慧端口产品和专业服务的物联网公司”。

王东升认为，以人工智能与生命科技为主要特征的第四次工业革命正悄然来临，只有瞄准前沿技术的发展方向，把京东方此前积累的显示技术、传感技术等与物联网技术、人工智能技术、生命健康技术等进行跨界融合、集成创新，才能抓住新一轮工业革命的机遇，实现跨越发展。基于此，京东方制定了“DSH”战略――

D是显示和传感器件。 不断提升TFT―LCD、AMOLED和新一代显示技术实力，为智能手机、平板电脑、智能穿戴、增强/虚拟现实等提供技术、产品和服务，同时在基因测序、理化检测、分子天线、光电传感和安防等传感器领域提供整合的信息交互端口解决方案。

S是智慧系统。 以物联网和人工智能为主要方向，发展智造服务、数字艺术、智慧零售、智慧车联、智慧能源等物联网解决方案。 在新零售、交通、金融、教育、艺术、能源等领域搭建物联网平台，提供“硬件产品+软件平台+场景应用”整体解决方案。

H是智慧健康。 将显示、传感两大核心技术与医学、生命科技、人工智能、大数据相结合，跨界创新，发展信息医学、移动医学和再生医学，建立以人为中心的健康服务体系和大数据系统，让老百姓都能享受高品质的智慧健康服务。

经过几年的持续创新，京东方的战略转型初见成效。 在物联网智慧系统的数字艺术领域，京东方与艺术家、美术馆等合作，把显示技术和物联网技术相结合，推出数字艺术物联网产品――BOE画屏，让艺术爱好者在家里就可以欣赏到世界艺术名作；在智慧健康领域，打造移动健康管理平台，通过智能终端检测数据，可将相关数据直接连接到用户的手机上，智能医学助理可以预测健康风险、出具治疗建议方案，为用户提供个性化诊疗和健康管理方案。

“自2003年至今，我们每年的研发投入占营业收入的比例一直保持在7%左右，最多的时候达到10%。 即便是在企业经营亏损的艰难时刻，京东方的研发投入比例都没有低于7%。 ”王东升说，“因为我们知道，只有坚持研发投入、争当世界第一，企业才能活下去，否则就会被淘汰。 ”

商业模式创新和管理创新同时推进

在持续推动技术创新的同时，京东方同步实施商业模式创新和管理创新。 在王东升看来，技术创新是核心、模式创新是关键、管理创新是保障，三者缺一不可，必须同频共振、一体推进。

京东方高级副总裁张宇介绍，随着“DSH”战略的实施，企业提供的不光是硬件产品，而是与物联网技术相结合的解决方案。 “我们改变过去‘一卖了之’的商业模式，与互联网、制造、金融、医疗、艺术、销售等行业客户紧密联合，形成了‘你中有我、我中有你、共荣共生’的伙伴式商业模式，既满足了客户的需求，又提高了创新效率。 ”

“人才是第一资源，管理创新的真谛就是把优秀人才吸引来、利用好、形成源源不断的人才接力，把创业创新的文化基因一代代传承下去。 ”据王东升介绍，在个人职业成长方面，京东方制定了“五阶段接力”计划：明确岗位、获取信任、建立战功、成就他人、受人尊敬；在团队建设方面，部门负责人需“过三关”：冲在一线带领团队创业成功，过创业关；培养各方面人才、授权定责，过授权关；在适当的时候把领导权交给继任者，过交班关。

在京东方，原来是“50后”带着“60后”“70后”干，现在是“60后”“70后”带着“80后”“90后”干。 从开发、销售、生产到战略企划、财务、人事管理，京东方管理层的平均年龄比同行企业年轻10岁左右，形成了自我修复、自我造血、自我纠错、自我发展的人才队伍梯队，为企业永葆青春奠定了基础。

打造企业核心竞争力2

如何打造企业核心竞争力

企业竞争力是“一个组织中的积累性学识 , 特别是关于协调不同的生产技能和有机结合多种技术流的学识” 。 核心竞争力是企业核心能力的综合体现，是内部一系列技能和知识的结合，也是企业本身内在综合实力，更是企业处于竞争优势的可靠保证。 企业核心竞争力是“买不来、偷不来、拆不开、带不走、溜不走”的。 企业核心竞争力不是静态的 , 而是动态生长的。 在培养企业核心竞争力的过程中 , 技术创新是企业核心竞争力的焦点。 企业技术创新的根本动力在于技术创新能够为企业带来竞争力 , 创造竞争优势。 因为在竞争越来越激烈和复杂多变的经营环境中求得生存 , 只有不断创新 , 才能不断超越竞争对手 , 创造出相对于竞争对手的优势

对于企业核心竞争力，虽然人们强调的重点有所不同，但也有一些基本共识，那就是强调资源的整合、独具性和持续发展优势。 企业核心竞争力，是企业通过对资源的充分利用和有效整合而形成的企业独有的、支撑企业保持持续竞争优势的能力。 这里有四个基本点：第一，资源与能力的转换。 核心竞争力不能只是资源，也不能只是能力，而是两者的有效整合。 资源是基础性的，没有资源，企业就失去了竞争的`基本条件；但仅有资源优势而不具备转化资源的能力，也不足以形成核心竞争力。 第二，独具性和持续性的结合。 核心竞争力必须有资源的独具性，没有独具性就没有区别于他人的优势；但独具性还必须与持续性联系在一起，以保证企业具有持续竞争优势。 第三，对资源的有效整合。 核心竞争力是以资源为基础的，但资源不能是零散的而应是有效整合起来的。 没有对资源的合理组织与协调，无论企业的先天条件多么好，其优势都难以真正发挥，更难以持续维持下去。 资源的有效整合是一系列复杂技能的集合，也是建立在企业内外职能互动基础上的集合。 第四，动态实现的过程。 竞争力不是永恒不变的，而是一个动态发展的过程。 企业核心竞争力必须不断创新、发展和培育。

我们可以通过以下几方面来构建企业核心竞争力：

第一，通过技术创新提高附加值来构建企业核心竞争力。 技术创新对提高企业核心竞争力有三大效应：一是自我催化效应。 随着一项技术创新成果成为企业的核心技术，企业也将逐渐形成自己新的核心竞争力和技术模式，能使企业在较长时期获得高额垄断利润和规模经济效益。 二是低成本扩张与收益效应。 新技术在企业中的应用，使企业以同样的成本得到收益倍增效应，可以运用同一技术在不同产品市场上获得巨大的创新收益。 三是增强企业整体实力效应。 技术创新可以提高企业在相关产品市场上的竞争地位，其意义远远超过在单一产品市场上的胜利，对企业的发展具有深远的意义。

第二，通过质量创新，提高产品与服务质量。 优良的品质是一个企业的生命，打造服务品牌，就是要将品牌战略作为优质服务的一种理念和一种追求，按照“始于客户需求，终于客户满意，超越客户期望”的工作标准，不断从观念上和管理上力求突破；打造优秀的服务品牌，就是按照“人无我有，人有我优，人优我新”的工作思路，不断创新服务手段，丰富服务内涵。 以用户为中心，提高用户满意度，使用户信赖于自身企业的产品和服务，培养客户的忠诚度。

第三，通过管理创新构建企业核心竞争力。 管理创新可以从以下几个方面进行：一是管理理念创新。 从争夺最终产品市场占有率转向争夺核心产品市场份额；重视对环境的适应性，更重视提高企业自身的素质；注重做好全面管理，更注重做好关键环节的管理；从垂直多元化发展转向对价值链关键环节的把握；从横向多元化扩张转向业务核心化发展；从争取分散企业风险转向努力增强企业实力；从产品组合管理转向技术组合管理；既追求规模经济效益，又注重培育持续竞争优势。 二是组织创新。 建立现代企业制度，完善公司法人治理结构，并根据企业实际进行组织结构设计。 三是控制工作创新。 确立全新的控制标准，推进企业信息化，研究和使用新型控制原理与技术。 四是战略创新。 由竞争战略向合作竞争战略转化。 五是人力资源管理创新。 如引入柔性管理等。

第四，通过文化创新，建立和完善现代企业制度构建企业核心竞争力。 企业文化在构建核心竞争力上的独特作用，主要是整合企业内外部资源。 企业内部活的因素是人。 企业文化对企业内部资源的整合，最关键的是对人力资源的整合，对企业员工精神的塑造。 同时，通过企业文化创新，可以发现、选择、利用外部资源。 企业文化创新应从建设开放合作的文化、学习型文化、适应性和能动性叠加的文化等入手。

第五，多元化经营是企业维持与发展核心竞争力 ,保持持续竞争优势的一个重要手段。 如果公司始终专注于专业化生产或服务 , 那么核心竞争力的持续发展就面临枯竭的危险。 因此 , 围绕企业核心竞争力进行适当的多元化拓展 , 是维持与发展企业核心竞争力 , 保持企业长期竞争优势的重要渠道 , 另一方面 , 公司的核心竞争力是公司最重要的资产 , 并且具有极强的发散性 , 只有通过适当的多元化经营 , 才能有效发挥公司核心竞争力的最大效益。

企业的核心竞争力是企业发展壮大的基石，是企业可持续发展的动力，是有企业长期培育和积淀而成的。 打造企业核心竞争力是一项长期复杂的系统工程，需要长期不懈努力。 一个企业，想要真正营造自己的核心竞争力，必须做到综合分析，正确判断企业的各方条件，寻找自己的长处，从生产管理、质量、规模、销售模式、渠道、售后服务、品牌认识、价格、人才等各方面入手，做好其中一项或多项工作，锻造出具有强大生命力的核心竞争力，实现跨越式发展。

生物燃料乙醇产业发展新模式

一、前言

按照我国《可再生能源法》的定义，生物质能是指利用自然界的植物、粪便及城乡有机废物转化成的能源。 生物燃料则是生物质能的载体，泛指由生物质组成或经加工得到的固体、液体或气体燃料。

燃料乙醇是目前世界上应用最广泛的可再生能源，也是我国重点培育和发展的战略性新兴产业之一，符合我国能源供给侧结构性改革和能源发展战略的方向。 生物燃料乙醇是联通农业、能源和环保的国家战略性新兴产业，在保障国家粮食安全、解决能源危机和环境治理等方面将发挥更大的作用。 一方面，燃料乙醇作为传统石化能源的替代品之一，有助于进一步优化我国能源结构，降低石油对外依赖度，保证能源安全；另一方面，生物燃料乙醇是粮食生产的“推进器”和粮食安全的“调节阀”，通过生物燃料乙醇的生产和加工，有助于稳定粮食生产，是解决“问题粮食”的唯一现实途径，可以有效促进农业健康发展。 同时，燃料乙醇还是一种清洁能源，是汽油最环保的增氧剂和辛烷值促进剂，能够有效减少温室气体和PM2.5排放，对于改善大气环境质量有着积极作用。

目前美国和巴西燃料乙醇的生产及消费在全球居于领先地位，主要得益于稳定且廉价的原料供应和可再生能源的激励政策。 以美国为例，2019年美国共计生产了4.717×107t乙醇，替代了从5亿桶原油中提炼的汽油，创造了320亿美元的收入，支持了6.8万个直接工作岗位和28万个间接工作岗位。 十多年来，我国生物燃料乙醇产业累计生产量超过1.98×107t，调合汽油近2×108t，改善了现有的能源消费结构，间接减少原油进口量达3.2×108t；消化人畜不能食用的玉米、水稻、小麦等粮食作物1.43×107t，副产1.24×107t高蛋白饲料；累计减排CO2当量2.52×107t，减少汽车尾气有害物质排放，替代甲基叔丁基醚（MTBE）使用，保护了地下水资源。 在拉动农业、保护环境、替代能源三大战略方面初见成效，社会、经济和生态效益显著。

近年来，一系列国家层面的扶持和推广政策陆续出台，推动了我国燃料乙醇产业的发展步伐。 2016年，国家能源局发布《生物质能发展“十三五”规划》，提出加快生物液体燃料的示范和推广，尤其是推进燃料乙醇的应用。 2017年，我国确定加快发展燃料乙醇的策略，15个国家部委联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用生物乙醇汽油的实施方案》，大力推广燃料乙醇的使用；之后，又确定了《全国生物燃料乙醇产业总体布局方案》。 2018年我国燃料乙醇装置产能新增近1×106t，总量达到3.7×106t，2020年在全国范围推广后，燃料乙醇年需求量将超过1×107t，而燃料乙醇市场至少有7×106t的缺口。

我国燃料乙醇产业即将迎来广阔的发展空间和重大的发展机遇。 尽管生物燃料乙醇产业已基本形成了从生产、混配、储运到销售的完整产业体系，但整体发展与美国仍有很大差距。 在国家推进工业化与信息化深度融合的背景下，利用我国工业互联网和第五代移动通信（5G）技术优势，以大数据、数字孪生和区块链等新技术为支撑，结合先进信息管理系统，探讨未来生物燃料乙醇工厂的智能化、安全化发展新模式，对于我国燃料乙醇产业高质量发展具有重要价值。

二、生物燃料乙醇产业发展现状

燃料乙醇产业是国家重点推广的新型产业，是基于石油危机和控制大气污染所产生的新兴绿色产业之一，目前我国生物燃料乙醇主要生产方式分为粮食乙醇和纤维素乙醇。 使用生物发酵法制乙醇在我国主要经历了3个发展阶段：1代燃料乙醇以玉米、小麦等陈粮为原料，通过生物发酵将淀粉转化为乙醇；1.5代燃料乙醇以非粮农作物（木薯）为原料，同样通过发酵将淀粉转化为乙醇，虽然此路线可避免与人争粮的问题，但目前该原料主要依赖于进口；2代燃料乙醇主要是纤维素乙醇，优势在于原料充足，但由于我国的纤维素乙醇关键技术还没有实现突破，所以成本与粮食乙醇相比偏高。 整体来看，我国燃料乙醇生产水平处于从1代向1.5代过渡的阶段，2代纤维素乙醇将是未来生物燃料乙醇的主流路线。

2018年，全球约有2000家燃料乙醇工厂处于运行状态，燃料乙醇年产量达到8.5×107t，同比增长5.28%。 国际能源署（IEA）于2018年10月发布了《2018年可再生能源：2018—2023年市场分析和预测》，认为可再生能源市场将继续扩张，远期可占全球能源消费增长量的40%；生物燃料产量将增长15%，到2023年达到1.65×1011L（约1.3×108t）。 根据美国可再生燃料协会（RFA）公布的数据，美国作为燃料乙醇的主要生产国，2018年燃料乙醇产量达到4.796×107t，占全球总产量的56%；巴西是乙醇全球第二大生产国，2018年乙醇产量达到2.365×107t，约占全球总产量的28%；欧盟1993年生物燃料乙醇产量仅为4.8×104t，经过十余年发展，于2004年达到4.2×105t，随后开始大幅增长并于2006年达到1.2×106t，2018年达到4.27×106t（见表1）。 无论是起步时间还是增长速度，欧盟生物燃料乙醇产业均不能和美国、巴西等生物燃料乙醇大国相比，但具备了较为牢固的生物燃料乙醇产业基础。 世界上多数国家均已发布推广应用的相关法律或政策，燃料乙醇产业前景可期。

表—2018年世界燃料乙醇产量×104t

提升生产效率一直是燃料乙醇关键技术的研发核心。 这将使生产企业在多方面受益：一是提高现有装置产能，提升设备利用率和各操作单元的转化效率；二是优化产品结构，通过分级利用实现产品价值的最大化；三是节约能源及水的消耗；四是降低“三废”排放；五是降低新增产能的投资成本和现有装置的生产成本，提升装置整体效益。 未来的装置工艺过程将会更加简洁、绿色，设备更加稳定可靠，使产品在全生命周期内的碳排放及净能量、污染物排放方面有更大的提升。 合成生物学和分子生物学作为先进生物技术的发展方向，将在未来燃料乙醇产业发展中起到重要作用，包括基因育种、高效酶制剂、酵母等在内的多项生物技术正在全面进入燃料乙醇产业链。

国家非粮生物质能源工程技术研究中心利用合成生物学技术构建得到乙醇耐受性加强的工程菌YM-27，与原始酿酒酵母相比，在12%乙醇胁迫条件下，生长量提升至1.97倍。 该菌株在木薯乙醇生产中运用，可克服浓醪发酵中后期酵母菌受高浓度乙醇抑制而导致发酵活力不足的问题。 将乙醇耐受性、渗透压耐受性提高的酵母应用于浓醪发酵，原料可快速糖化，发酵后无残糖剩余，乙醇终浓度接近20%（v/v）。 采用发酵_渗透汽化耦合技术原位分离乙醇可以减小产物抑制作用、提高单位体积产率。 应用生物技术使我国的燃料乙醇产业逐渐实现产品质量的提高与生产成本的降低，但由于我国现阶段生产燃料乙醇的主要原料仍为玉米等粮食作物，生产成本相对较高，与美国和巴西存在较大差距。 此外，相对煤制乙醇等其他燃料乙醇生产途径，生物燃料乙醇的生产成本处于劣势。

近年来，我国生物燃料乙醇生产线逐步实现了自动化，通过“机器代人”显著提升了生产效率，同时降低了生产过程的人力劳动成本。 然而，生产线的信息化和智能化程度依然偏低，难以通过感知、获取、分析生产线的全要素信息以进一步优化生产线资源配置和生产力；同时企业决策层难以及时了解和掌握生产现场的实际情况，导致管理难度大、成本高。 为保证生物燃料乙醇产业安全高效生产和提升未来核心竞争力，相关企业亟需通过新技术手段进行资源整合、优化生产过程，以提高自身产能、降低生产成本，由此走出一条高质量发展路线。

此外，化工行业生产过程具有危险性大、连续性强、规模大、生产工艺复杂等特点，安全生产始终是化工行业的第一基本准则。 根据2018年全国化工事故分析报告统计，2018年全国范围内共发生化工事故176起、死亡223人；其中中毒和窒息事故32起、化学爆炸26起。 化工企业目前仍缺乏有效的生产过程智能管控平台，企业存在监测盲点多的安全隐患，化工生产安全、环境安全仍是众多化工企业的痛点问题。 生物燃料乙醇产业是集生物、化工、能源产业于一体的复合型产业，安全生产同样是企业长远发展面临的重要挑战。

三、生物燃料乙醇产业未来发展的新模式

2019年7月，《流程型智能制造白皮书》正式发布，在智能制造这一新的背景和机遇下，流程型制造业在设备运维和资产管理模式、生产模式、运营模式、商业模式等方面都将发生显著变化。 为了保证企业安全高效生产、提升未来核心竞争力，寻找生物燃料乙醇产业发展的新模式迫在眉睫。

利用智能控制、工业大数据、5G网络等先进信息化技术保证生物燃料乙醇企业的安全高效生产，这是寻找生物燃料乙醇产业发展新模式的主要方向。 我国先后出台《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《智能制造发展规划（2016—2020年）》《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等政策文件，为智能制造发展提供了有力的政策支持，标志着信息化与工业化深度融合成为我国发展的新战略[10,11]。 5G商用进程快速推进，将提供10倍于4G网络的连接速率，网络延迟降低至1ms。 5G网络的灵活便捷将直接促进各行各业的数字化转型，并为智能化发展提供关键的网络基础设施。 工业大数据是制造强国建设技术路线图中的重要突破点，以数据为核心构建智能化体系有望成为支撑智能制造和工业互联网的核心动力。

（一）基于发酵过程大数据的智能生产新模式

近年来，与工业大数据相关的国家政策加快了信息化与工业的深度融合，创新实现产业新模式。 2018年，中国信息通信研究院发布的《中国大数据发展调查报告（2018年）》显示，2016—2018年中国工业大数据市场规模稳步增长，预计2018—2020年增速将保持在30%以上。 生物发酵过程具有原料来源多样且不确定、发酵过程机理复杂、过程变量维数众多且交互影响复杂、设备单元特征各不相同等特点。 同时，生物发酵过程保存了海量的历史生产数据，这些数据蕴含着生产过程丰富的特征信息。

生物燃料乙醇作为生物发酵的典型过程，未来生产过程的新模式可基于生产线的历史运行数据，构建工艺知识图谱，利用大数据分析和深度学习来实现生产过程的建模与动态调度（见图1）：①针对生物燃料乙醇生产过程原料来源不确定性造成的全局单一模型难以精确描述生产过程的难点，通过基于层次聚类算法的生产条件宏观模态判别技术以及对应的海量历史数据分割技术，结合不同类别样本构建对应类别的仿真模型，为生物燃料乙醇生产过程的智能化控制提供可靠样本数据；②针对目前生物燃料乙醇生产线发酵和分离等关键工艺过程机理认识不清的现状，对模型关键参数、结构等进行优化校正和自适应选择，通过开展大数据的信息挖掘来弥补机理认知的不足，实现发酵和分离等生物燃料乙醇生产线关键工艺过程的精确仿真；同时通过大数据整合的关键工艺过程性能指标在线计算模型，进行关键性能指标精确计算，用于指导生产过程的全局优化，实现生物燃料乙醇生产过程的智能化控制。 基于工业大数据，结合先进控制、工艺优化等技术，使生产过程中的物料趋于平衡，显著提高生产效率、节约能源消耗，构成了生物燃料乙醇生产的新模式。

图1燃料乙醇产业生产过程新模式

注：ERP为企业资源计划；MES为制造执行系统；DCS为集散控制系统。

（二）基于数字孪生技术的安全生产新模式

生物燃料乙醇行业的生产设备需要长时间不停机运行，传统的被动诊断与维护技术因其严重的滞后效应和低自适应性而难以有效预示事故现象。 升级传统的诊断与维护技术，使其具备主动和自适应的状态评估能力，这是保障设备安全运行、提升作业质量、减少经济损失和避免人员伤亡的有效方式。 数字孪生、远程运维、故障诊断等技术构成了燃料乙醇产业设备运维新模式的关键技术（见图2）。

图2燃料乙醇产业设备运维新模式

数字孪生的应用场景涵盖制造、建筑、医疗、城市规划等，相关技术正在深刻地改变制造业：美国国家航空航天局（NASA）在月球车、战斗机、新型发动机等高端产业研发与制造方面成功应用了数字孪生技术；国内科大讯飞股份有限公司发布了建设数字孪生城市计划；在北京新机场建设过程中，通过对建筑物龙骨、管网等进行孪生，提升建造效率的同时降低了5%~10%的建造成本，缩短了10%的建造工期。 构建生物燃料乙醇生产线数字孪生系统，建立涵盖多空间尺度和多时间尺度的数字孪生对象模型，可以实现设备远程在线监测能力；结合增强现实（AR）技术，将设备数据实时传送至故障诊断专家，直接指导现场工作人员开展设备维修操作，显著节约人工成本。 此外，数字孪生系统提供三维沉浸式智能巡检、工艺流程培训、操作培训、安环监控等功能，成为解决大范围厂区、高危区域、恶劣天气下的人工巡检、产线管理等难题的潜在手段。

预测性维护是建立在现代数字信号处理、人工智能等先进技术基础上的一种新型设备维护方式，包括对燃料乙醇生产线装备进行实时监测和故障报警，对设备运行数据实行远程分析和综合管理，赋予燃料乙醇生产线完善的自检和自诊断能力。 整合传感器检测、信号处理和大数据分析技术，对生物燃料乙醇生产线的关键设备特征进行动态观测和数据分析，具备实时监测和诊断能力，提早发现问题并及时部署维护方案，确保设备正常运转，将运行风险系数降到最低。 通过燃料乙醇产业设备运维的模式转变，提高设备运维的效率和准确性，保证相关企业的安全生产。

（三）基于工业互联网和区块链技术的能源产业管理新模式

在国家政策的推动下，生物燃料乙醇产业发展迅速，但也面临着一些挑战，比如如何使国家政策更加高效地落地，如何避免定价机制转换带来的影响等。 无论是在行业层面，还是在企业层面，对生物燃料乙醇市场实施精益管理（及全数字化管理）都是非常必要的：生产总量需要控制，上下游各环节需要协作，避免市场失控，既要消化多余的粮食又要确保粮食储备处于安全线之上。 因此，采用工业互联网和区块链技术打造燃料乙醇产业新管理模式，有助于生物燃料乙醇产业实施精益管理，为国家政策全方位执行、高质量推进提供保障。

2017年以来，我国工业互联网产业蓬勃发展，传统制造企业、工业软件企业、工业设备供应商、信息通信企业均开展了工业互联网平台的建设。 构建产业的互联网平台有助于打通上下游信息、整合数据，进而提升企业的管理效率[18,19]。 工业互联网是第四次工业革命的关键支撑，5G是新一代信息通信技术升级的重要方向，二者的融合发展将推动我国制造业转型升级，支撑制造强国和网络强国建设。 目前“5G+工业互联网”的研究与建设还处于起步阶段，在生物燃料乙醇产业的应用方面亟待突破，发展空间广阔。 基于生物燃料乙醇企业发展需求和行业政策，以“5G+工业互联网”为手段，对企业进行工业互联网内网设计、建设和管理运维，将分布于各地的生产企业连接起来，通过平台进行生产数据、工业模型、业务服务的积累，通过工业应用程序（APP）进行工业知识、经验的传递和复制，从而实现数据共享和产业链信息集成。 由此提升生产企业的管理水平，探索燃料乙醇产业可持续发展的商业管理模式，支持企业转型、跨企业价值链延伸、全行业生态构建与配置优化。

区块链技术作为新一代信息技术，是继蒸汽机、电力、互联网之后的颠覆性创新，将为新一轮技术创新和产业变革带来新机遇。 采用区块链技术有助于解决能源行业“三难”问题：一是优化能源流程降低成本；二是提高供应的安全性；三是提供更多的可再生能源和低碳解决方案。 相关资料显示，目前能源行业采用区块链技术的主要是电力企业和石油石化企业。 区块链模式在供应链金融平台和产品溯源平台等方面的应用探索，可作为生物燃料乙醇行业商业模式创新的重要突破口。 通过商业模式的转变，推动企业转型升级，优化业务实施模式，提高管理效率并降低交易成本，从而促进燃料乙醇产业的转型。

四、对策建议

（一）关键技术攻关

《国家可再生能源中长期发展规划》明确提出，从长远考虑，要积极发展以纤维素类生物质为原料的生物燃料技术。 目前2代纤维素乙醇发展的瓶颈问题在于缺乏先进、高效、廉价的酶和工业菌种，核心技术尚缺乏竞争力和抗风险能力，尤其受制于纤维原料综合利用水平差、技术集成度低等因素。 针对纤维素乙醇技术存在的技术瓶颈和市场需求，亟需有效整合不同学科和特定技术领域，重点攻克秸秆预处理、糖平台、生物转化、生化分离、生物炼制和副产物联产等制约纤维醇类产业化发展的关键技术，将相关技术组合形成一套完整的技术体系。 在整体突破的基础上，将解决方案整合集成为紧密衔接的完整工艺包，进行产业化示范和推广，由此保障我国油品质量升级和替代，以期带来可观的经济、社会和环境效益。

在近期，建议将纤维素乙醇作为发展切入点，推行互利共赢的理念，与现有生产装置（1代或1.5代）进行深度整合，依托其公用工程来实现资源的最大化利用，从而降低纤维素乙醇工厂的整体投资和运行成本。 这是目前行业先行者认可和推崇的新模式，预期具有可观的综合效益。

（二）政策保障

加强顶层设计，从国家战略层面引导产业发展，加快制定培育生物燃料产业智能化发展的专项纲领性文件。 加强组织管理，尽快建立国家生物液体燃料推广和研发工作协调机制，成立国家生物液体燃料工作领导小组，统筹生物燃料乙醇生产和车用乙醇汽油推广使用工作。 健全生物燃料乙醇产业标准体系。

地方政府在国家战略明确的基础上，开展体制机制改革试点，积极促进产业新形态形成。 针对现有产业规模企业、基地和集群，出台相关政策，对产业智能化升级和建设给予必要扶持，加强对相关企业政策优惠支持。 鼓励人才、技术、资金向优势区域集中，引导生物燃料乙醇产业基地特色化、联合化、智能化发展，有步骤、有重点地培育若干世界级生物液体燃料产业集群，在有条件的地区开展生物液体燃料新技术和新模式示范。

企业层面注重创新生产模式和生产技术，加强与科研机构合作，坚持自主研发与引进吸收并举、基础研究与商业化应用结合的原则，建立完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。 加强创新平台建设，增强自主研究能力，集中力量突破关键共性技术，探索适合国情的先进生物燃料技术路线。 积极配合国家政策导向，提升市场竞争力，提高企业内部工作效率，支撑生物燃料乙醇产业的高质量发展。

智能工厂相关技术的发展前景如何

智能工厂相关技术的发展前景如何？智能工厂技术:前景分析与展望智能工厂技术近年来在工业自动化领域快速发展，其基于大数据、物联网和人工智能等先进技术的结合，实现了从生产计划到物料管理、生产流程和质量控制等各个环节的全面自动化，提高了生产效率和产品质量。 那么，智能工厂相关技术的发展前景如何？本文将进行分析和展望。 一、智能工厂技术的应用趋势随着数字化经济的兴起和工业4.0时代的来临，智能工厂技术得到了广泛应用。 其应用趋势主要集中在以下几个方面：1.自动化生产：智能工厂技术将所有生产线、仓库、运输系统等进行全方位的自动化控制，提高了生产效率、降低了人力成本，同时保障了生产过程的质量和稳定性。 2.智慧物流：智能工厂技术可以通过物联网技术和传感器技术实现物料的精细化管理和物流的智慧化，降低了物流成本，提高了协同管理效率。 3.工业安全：智能工厂技术可以帮助企业在生产过程中实时监测工业安全风险，并通过预警系统及时进行处理，降低了事故发生的可能性。 二、智能工厂技术的发展前景智能工厂技术的发展前景非常广阔，主要原因如下：1.出口贸易增长：作为制造业的重要组成部分，智能工厂技术的高效生产方式和产品品质保障能力，将为企业加强出口贸易提供更美好的前景。 2.产业升级推动：发达国家制造业转型升级是智能工厂技术发展的一个促进因素，随着制造业的三高趋势，工业人口的减少、劳动力成本的上升和人口老龄化问题,数字化制造则逐渐应运而生，为未来的制造业提供了广阔的发展空间。 3.人工智能应用于智能工厂：随着人工智能领域的发展，智能工厂技术也将会在更多的环节中使用到人工智能技术，更好地提升生产效率、人机交互体验和质量保障等。 三、智能工厂技术发展面临的挑战智能工厂技术的快速发展虽然提升了企业的效率和效益，但同时也面临着各种挑战。 主要的挑战如下：1.技术瓶颈：目前智能工厂技术存在的技术问题比如网络延迟、数据通信安全等等，在应用过程当中也是需要注意的。 2.高昂的成本：智能工厂技术的实际投入成本是现实面临的一个严峻问题，包括成套的设备及系统以及针对企业的应用与实施费用等方面考虑。 3.人员培训及管理：智能工厂技术的使用需要企业进行基础的人员培训和管理，如何将智能工厂技术应用到实际生产中为企业带来实际的效益是每个企业领导们需要思考的问题。 四、结论总之，智能工厂技术的发展前景和应用潜力都非常广阔。 在未来，随着各种技术的不断发展，智能工厂技术也将进一步发展和完善。 然而，企业需要充分认识到智能化生产的严肃性和后果，不断提升自身的竞争力，才能更好地在市场中占领更大的份额。