智能制造是制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)?！笆濉逼陂g，我國(guó)智能制造發(fā)展取得了顯著成果。與此同時(shí)，其他國(guó)家也在智能制造領(lǐng)域加快布局。未來(lái)，智能制造的發(fā)展將面臨哪些新趨勢(shì)？一文詳解。

智能制造的發(fā)展背景

黨的十九大明確提出，加快建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)。中央全面深化改革委員會(huì)第十四次會(huì)議強(qiáng)調(diào)，加快推進(jìn)新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合發(fā)展，要順應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢(shì)，以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產(chǎn)方式和企業(yè)形態(tài)根本性變革，夯實(shí)融合發(fā)展的基礎(chǔ)支撐，健全法律法規(guī)，提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展水平?！吨泄仓醒腙P(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》中指出，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等同各產(chǎn)業(yè)深度融合，推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)集群發(fā)展，構(gòu)建一批各具特色、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、結(jié)構(gòu)合理的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)引擎，培育新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式。

《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》對(duì)“智能制造”作出了定義，“智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式?！?/p>

智能制造理論體系架構(gòu)逐漸完善，新一代智能制造包括數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化特征。智能制造的構(gòu)成包括智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)、智能服務(wù)。智能制造將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)與先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工廠和企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間和產(chǎn)品全生命周期的實(shí)時(shí)管理和優(yōu)化。

需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，對(duì)于智能制造的理解，有一種說(shuō)法我不是特別認(rèn)可，即機(jī)器換人。智能制造未來(lái)發(fā)展并不是要把人全部替換，而是人與機(jī)器高度協(xié)調(diào)。智能制造強(qiáng)調(diào)的是個(gè)體制造單元的自主性和系統(tǒng)整體的自組織能力，發(fā)揮主體作用的是從業(yè)者。

智能制造發(fā)展十大趨勢(shì)

趨勢(shì)一，“十四五”期間，我國(guó)智能制造仍將保持中高速發(fā)展勢(shì)頭。一方面，“十四五”期間我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量將穩(wěn)步增長(zhǎng)。在經(jīng)歷了“十三五”前期的高速增長(zhǎng)后，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量于2018年開(kāi)始回落到中高速增長(zhǎng)，隨著智能制造發(fā)展逐步提速，企業(yè)智能化改造需求進(jìn)一步攀升，預(yù)計(jì)“十四五”期間，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量將穩(wěn)步增長(zhǎng)。另一方面，系統(tǒng)集成將成為我國(guó)智能制造發(fā)展的重要支點(diǎn)。企業(yè)智能化改造的方式正從單一的設(shè)備升級(jí)、軟件應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)施整線、整廠的系統(tǒng)集成解決方案，乃至搭建行業(yè)級(jí)平臺(tái)。預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)智能制造系統(tǒng)集成產(chǎn)業(yè)規(guī)模將突破5500億元大關(guān)。

趨勢(shì)二，工業(yè)數(shù)據(jù)將成為新時(shí)期智能制造發(fā)展的核心要素。眾所周知，數(shù)據(jù)很重要。工業(yè)核心數(shù)據(jù)、關(guān)鍵技術(shù)專利等數(shù)字化資產(chǎn)對(duì)于企業(yè)的價(jià)值正在加速提升。企業(yè)在進(jìn)行智能化改造的過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)安全存在很大的顧慮。因此，降低數(shù)據(jù)安全隱患、提升系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全成為了企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化改造升級(jí)中愈加重要的參考指標(biāo)。增加廠區(qū)生產(chǎn)安全、過(guò)程安全迫在眉睫。

趨勢(shì)三，融合發(fā)展的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將領(lǐng)銜智能工廠發(fā)展的未來(lái)。未來(lái)5G應(yīng)用場(chǎng)景的80%會(huì)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，5G不會(huì)在制造業(yè)中形成技術(shù)“通吃”的局面，在一些關(guān)鍵場(chǎng)景中，需要在5G技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)融合應(yīng)用，這是一個(gè)值得探索的方向。5G+TSN+OPC UA有望領(lǐng)銜智能工廠的未來(lái)。預(yù)計(jì)“十四五”末，5G在制造業(yè)行業(yè)滲透率將達(dá)到65%。

趨勢(shì)四，工藝智能化將成為新時(shí)期智能制造發(fā)展的突破口。過(guò)去一段時(shí)間，我們關(guān)注的重點(diǎn)放在了裝備的智能化，裝備的智能化是實(shí)現(xiàn)智能制造的突破口。相比之下，對(duì)于工藝的關(guān)注度相對(duì)較低。工藝是核心技術(shù)，是制造企業(yè)的看家本領(lǐng)和商業(yè)秘密。從制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)，中間的差距在于基礎(chǔ)，特別是基礎(chǔ)工藝。當(dāng)前，在一些制造環(huán)節(jié)中缺少工藝標(biāo)準(zhǔn)，所以從這個(gè)層面講，我們有很多工作可以做。工藝的智能化是未來(lái)很值得關(guān)注的一個(gè)點(diǎn)。

趨勢(shì)五，邊緣智能將成為新時(shí)期智能制造發(fā)展的重要路徑。簡(jiǎn)單的“上云上平臺(tái)”不是智能制造的本質(zhì)要求，因此我們提出“邊云協(xié)同，以邊為主”。如今，智能工控設(shè)備成為了行業(yè)龍頭的共同選擇。我們認(rèn)為，至少在“十四五”期間，“邊云協(xié)同，以邊為主”是一個(gè)很重要的方向。

趨勢(shì)六，“自下而上”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將構(gòu)建新時(shí)期智能制造發(fā)展的操作系統(tǒng)。平臺(tái)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的核心，在市場(chǎng)上受到廣泛關(guān)注，目前全國(guó)各類型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)量已達(dá)數(shù)百家，其中大部分采用“自上而下”模式為企業(yè)賦能，即先建平臺(tái)，再尋找合適的產(chǎn)業(yè)嵌入平臺(tái)。這種邏輯出現(xiàn)了一定問(wèn)題。我們認(rèn)為，通過(guò)“自下而上”模式成長(zhǎng)起來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)企業(yè)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間在制造業(yè)的探索，對(duì)工業(yè)機(jī)理和底層設(shè)備具有足夠深入的認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上生長(zhǎng)出來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基礎(chǔ)扎實(shí)，更能深入應(yīng)用到制造業(yè)。

趨勢(shì)七，機(jī)理模型驅(qū)動(dòng)的工業(yè)軟件，將成為新時(shí)期智能制造發(fā)展的重要引擎。我國(guó)智能制造與海外相比差距較大，其中很重要的原因是數(shù)據(jù)積累不夠，或?qū)Ψe累的數(shù)據(jù)缺乏總結(jié)。要將數(shù)據(jù)演變成模型，當(dāng)然這中間需要標(biāo)準(zhǔn)，基于模型進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后分裝成工業(yè)軟件，形成閉環(huán)。以機(jī)理模型為基礎(chǔ)的智能工業(yè)軟件將成為換道超車的引擎。AI賦能工業(yè)仍然離不開(kāi)機(jī)理模型對(duì)工藝的核心控制，因此AI更多需要與機(jī)理模型配合共同解決工業(yè)痛點(diǎn)。以工業(yè)軟件為支撐的數(shù)字孿生將實(shí)現(xiàn)數(shù)字與物理世界雙向映射，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，工業(yè)機(jī)理模型的積累非常關(guān)鍵。

趨勢(shì)八，“工業(yè)電商+工業(yè)服務(wù)” 將引領(lǐng)新時(shí)期智能制造發(fā)展的新模式?！肮I(yè)電商+工業(yè)服務(wù)”是我們非?？春玫姆较?，工業(yè)電商1.0階段以即時(shí)性的產(chǎn)品交易為核心。如今，我們處于工業(yè)電商2.0階段，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與工業(yè)電商融合融通，協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)，提升供應(yīng)鏈效率。未來(lái)，在工業(yè)電商3.0階段（工業(yè)電商+工業(yè)服務(wù)），融合售后服務(wù)、金融、人才培訓(xùn)、認(rèn)證等多維度功能的綜合服務(wù)商，連接供應(yīng)鏈到服務(wù)端的各個(gè)環(huán)節(jié)主體，有效提升交易品附加值。

趨勢(shì)九，全價(jià)值鏈精益管理將成為企業(yè)實(shí)施智能制造的關(guān)鍵支撐。精益管理的核心是根據(jù)用戶需求定義企業(yè)價(jià)值，目的是幫助企業(yè)降低成本，提高效率，提高盈利能力。精益管理在智能制造中的應(yīng)用，一方面是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作、研發(fā)、生產(chǎn)、包裝、營(yíng)銷、售后等全價(jià)值鏈中實(shí)現(xiàn)精益管理;另一方面是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，把精益管理嵌入到工業(yè)軟件中，構(gòu)成數(shù)字化的基礎(chǔ)。預(yù)計(jì)“十四五”末，制造業(yè)企業(yè)運(yùn)用精益管理的比例為57%。

趨勢(shì)十，共性技術(shù)平臺(tái)建設(shè)將成為產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造的重要舉措。智能制造是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)高度融合的發(fā)展模式，而共性技術(shù)平臺(tái)將是推動(dòng)融合性技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。智能制造的發(fā)展也將以基礎(chǔ)零部件（元器件）、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)、基礎(chǔ)工業(yè)軟件（工業(yè)五基）為重點(diǎn)方向加強(qiáng)工業(yè)基礎(chǔ)研究及協(xié)同創(chuàng)新能力，整合一批智能制造共性技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)智能化手段完善產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的公共服務(wù)體系，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈韌性。

（本文系董凱在“2020國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)專家論壇”上的演講內(nèi)容。）