智能制造，传统制造业转型升级发展必经之路

前言：我国制造业拥有体量大、体系完善健全、品类齐全、光伏等产业核心竞争力强等优势，但同时也存在部分产业仍处于全球价值链的中低端，产品附加值较低，在高端产业缺乏核心技术与国际竞争力等诸多劣势。2021年底，工业和信息化部、国家发展和改革委员会、教育部、科技部、财政部、人力资源和社会保障部、国家市场监督管理总局、国务院国有资产监督管理委员会等八部门联合印发《“十四五”智能制造发展规划》，为我国制造业的智能化转型明确了具体的目标和任务，将进一步推动国家制造业的转型升级。

第一部分：行业现状

制造业是我国实体经济的重要基础，长期处于我国国民经济的支柱地位，为国家的经济高速发展发挥核心的支撑和推动作用。经过四十多年的发展，我国已成长为制造业大国，在全球产业链中占据了重要地位。2021年，我国制造业增加值占GDP比重达到了27.4%，同比提高1.1%。连续12年居世界首位。在政策、研发、技术等因素的驱动下，我国制造业不断降本增效，转型升级，产业结构持续得到优化。

（一）总体发展平稳。2021年，我国制造业增加值为31.4万亿元，同比增长9.8%，占GDP比重为27.4%，自2018年以来首次回升，这一方面受益于我国2021年疫情控制良好，出口持续上升，同时也表明我国制造业的核心竞争力有所提升。

（二）产业结构持续优化。近年来随着我国高技术制造业的快速发展，高技术制造业增加比重占规模以上工业增加值的比重逐年上升，2020-2021年连续两年比重均超过15%，其中2021年高技术制造业增加值比上年增长18.2%，高于规模以上工业平均水平8.6个百分点。同时，2021年我国高技术制造业月度PMI均高于50%，显著高于制造业PMI，表明高技术制造业处于高速扩张阶段，且发展态势良好。

（三）重点细分行业保持增长态势。高科技制造业的细分行业，如计算机及办公设备制造业、电子及通信设备制造业、航空航天器及设备制造业与医药制造业，均在疫情下逆势增长，增长率远高于规模以上工业，有力支撑了高科技制造业的兴起。尤其是新能源汽车在2021年产量同比增长高达145.6%，表明新兴产品在制造业的比重越来越大。

第二部分：智能制造背景

作为制造强国建设的主攻方向，智能制造发展水平关乎我国制造业未来的全球地位。发展智能制造，对于加快发展现代产业体系，巩固壮大实体经济根基，构建新发展格局，建设数字中国等方面具有重要意义。

“十三五”以来，通过试点示范应用、系统解决方案供应商培育、标准体系建设等多措并举，形成了央地紧密配合、多方协同推进的工作格局，我国智能制造发展取得长足进步。

（1）供给能力不断提升，智能制造装备国内市场满足率超过50%，主营业务收入超10亿元的系统解决方案供应商达43家。

（2）支撑体系逐步完善，构建了国际先进的标准体系，发布国家标准300余项，主导制定国际标准42项，培育具有行业和区域影响力的工业互联网平台近100个。

（3）推广应用成效明显，试点示范项目生产效率平均提高45%、产品研制周期平均缩短35%、产品不良品率平均降低35%，涌现出网络协同制造、大规模个性化定制、远程运维服务等新模式新业态。

国际方面，全球新一轮科技革命和产业变革深入发展，新技术不断突破并与先进制造技术加速融合，为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇。国际环境日趋复杂，全球科技和产业竞争白热化，大国战略博弈进一步聚焦制造业。美德日等工业发达国家均将智能制造作为抢占全球制造业新一轮竞争制高点的重要抓手。

国内方面，我国已转向高质量发展阶段，目前正处于转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的关键攻关期。站在新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式的历史性交汇点，要坚定不移地以智能制造为主攻方向，推动产业技术变革和优化升级，推动制造业产业模式和企业形态根本性转变，以“鼎新”带动“革故”，提高质量、效率效益，减少资源能源消耗，畅通产业链供应链，助力碳达峰碳中和，促进我国制造业迈向全球价值链中高端。

第三部分：智能制造系统

从产业生态的角度，智能制造系统分为以下八个层面：

（一）测控感知层：包含传感器、COMS传感器、MEMS传感器、执行器、激光、红外设备智能控制系统、智能仪表、精密仪器、精密传动装置、伺服控制、传输器、RFID/射频等。

（二）传输层：包含物联网技术、边缘计算、通信网络、总线、开关等。

（三）设备层：包含智能机器人、增材制造、数控机床、AGV立体仓储、其他自动化设备、工业服务器、工业存储器、工业电源等。

（四）数据层：包含工业大数据、云计算、人工智能等。

（五）产品及应用层：包含智能元器件、智能终端/零部件智慧交通、智慧政务、智能家居、智慧医疗、智慧教育等。

（六）工业软件层：包含研发设计类软件、经营管理类软件（信息管理类软件）、生产控制类软件、嵌入式软件等。

（七）网络与信息安全：包含网络安全与信息安全。

（八）智能制造生态伙伴：包含研发服务、试验平台、检测认证、科技转化、技术交易、工业设计、管理优化、教育培训、人力资源转化、金融支持等业态。

智能制造产业体系包含：智能基础产业、智能核心产业和智能应用产业及系统集成服务。其中：

（1）智能基础产业包括：电子元器件、光学配件、精密基础件、光电材料、智能材料；

（2）智能核心产业包含：计算机设备、网络传输设备、仪器仪表、集成电路、物联网技术、软件；

（3）智能应用产业包含：智能交通设备、智能通讯设备、智能制造装备、智能家居设备、智能医疗设备、智能楼宇系统。

第四部分：智能制造在企业中的应用

传统制造企业存在一系列的管理黑箱，包括生产过程不透明、现场信息反馈不及时、资源浪费不可控、异常状态响应不及时、资源浪费不可控、生产过程和质量追溯困难、数据采集不及时、绩效考核无参照、产品开发周期长、管理决策无支持等等。通过智能制造基本就能解决上述各类问题，实现以下六大优化：

（1）自动化：信息自感知、深度自学习、智慧自决策、控制自执行、协同自适应

（2）数字化：制造环节的各种要素，如人、机、料、法、环、测等，实现数字化；

（3）集成化：包括横向集成、纵向集成、端到端集成，再进一步深化为信息集成、服务集成、应用集成，实现产品全生命周期管理；

（4）模型化：实时数据检测，大数据建模，强化模型优化，提升产品质量，增强能效、优化工艺，实现人机协同；

（5）虚拟化：虚拟设计、虚拟工艺、虚拟制造，采用三维建模、虚拟仿真技术，缩短产品开发周期；

（6）可视化：二三维融合实现过程可视化、数字可视化、决策可视化。

结论

未来，制造业将进一步呈现出以下发展趋势：

（1）制造业数字化、智能化转型；

（2）生产模块化和敏捷性响应；

（3）由生产型制造向服务型制造转型；

（4）绿色制造，未来制造业将进一步降低环节污染，资源综合重复利用。

在这种大的发展趋势下，我国制造业将不断转型升级，朝着制造强国奋勇迈进。（作者：慈书学）