2024 智能制造行业展望 | 这一年，世界的“变化”与个体的“改变”

2023年12月，当在键盘上敲下这一行文字，预示着这一年我们很快将只能回望。《旧唐书》言“以人为鉴可以知得失，以史为鉴可以知兴替”，当我们回望2023年的时候，又会看到什么？

 

“行业展望”专栏是本刊于每年最后一期杂志中的保留栏目，广邀业内各路专家和从业者，分享这一年大家各自的行业经历和体验，并就当年相关热点话题进行探讨，共同探索制造业未来发展之路。

他们的这一年

2023年是疫情管控开放后的第一年，全球制造业采购经理指数（PMI）多番起伏，中国制造业采购经理指数也几度回落荣枯线（50%）以下。国际形势动荡，金融市场波动，全球经济面临衰退风险等均给行业发展前路蒙上了一层迷雾。但是可以看见的是，尽管受大环境影响，全球工业发达以及发展中国家也没有停下向智能制造前进的脚步。

 1、“智造”演变的脚印

我们了解到，今年，中国商用飞机有限责任公司（以下简称“中国商飞”）国产大飞机C919开始商业运营。当前C919小批量生产初期已经在进行着一系列的智能制造应用尝试，并且取得了一些阶段性的成果；浙江双环传动机械股份有限公司（以下简称“双环传动”）的智能制造发展模式开始由自动化升级、软件应用转向数据价值挖掘，例如企业开始建立数据管理体系，进行数据治理和数据价值挖掘，辅助企业进行分析决策；北京东土科技股份有限公司（以下简称“东土科技”）在2023年正式发布了主导制定的首批全互联网协议（IP）化工业控制协议自动化总线（AUTBUS）系列国际标准，并在9月中国国际工业博览会中，正式宣布工业和信息化部指导成立智能制造领域工业网络总线专家委员会；伦茨（上海）传动系统有限公司（以下简称“伦茨”）响应环保节能号召，其“设备全生命周期管理”绿色方案，旨在从设计构思—设备制造—设备运行—设备再循环这四大设备生命周期环节中，通过数字化创新优化项目实施、减少资源占用，并利用远程调试减少现场工作，从而有效降低成本和提高能效，提升设备的流程、资源、能源效率。库伯勒（北京）自动化设备贸易有限公司（以下简称“库伯勒”）在智能制造的技术变革大环境下，深化智能化应用，加强产业链协同，强化人才培养和引进，尤其是进一步加强在核心技术和关键零部件方面的自主研发能力。

 

图：中国制造业采购经理指数（经季节调整）
（来源：国家统计局）

此外，广东威浦电器有限公司（以下简称“威浦电器”）顺应时代发展在智能化建设方面提前布局、分步实施，根据企业实际特点，制定了近期的五年规划和远期发展纲要。从2021年起，企业不断加大资金投入，合理配置各种资源，从设备代替人工、自动化改造、智能化引进、规范质量体系等几个方面着手企业的智能化推进，用五年时间建成一个自动化程度较高、智能化基本达标的制造体系，使企业达成生产效率提升20%和产值翻倍的目标；中科时代（北京）科技有限公司（以下简称“中科时代”）致力于成为工业的“智能手机”，使得算法（软件）和控制完美结合从而为制造场景中的机器赋能，助力企业实现智能化；和柔电缆制造（太仓）有限公司（以下简称“和柔电缆”）正在逐步完善其智能化建设，例如各种数字化的管理系统；油力油压工业股份有限公司（以下简称“油力油压”）配合国内于2025年将全面迈入智能制造市场的愿景，产业设备生产将从工厂车间无人化、计算机远程遥控、制造生产符合工业4.0制成的需求等方面着手，持续不断全力以赴于研发和创新。

 

2、实施显现阶段性成效

王建华
中国商飞

中国商用飞机有限责任公司原副总工程师兼ARJ21型号飞机总工艺师王建华：大飞机事业在路上，中国商飞的智能制造也永远在路上。中国商飞高度重视智能制造工作，鼓励创新发展，锲而不舍，久久为功，脚踏实地为智能制造培育出丰沃的土壤、环境及氛围。

 

韩同鹏
双环传动

 

浙江双环传动机械股份有限公司环智云创常务副总韩同鹏：双环传动通过实施智能制造，解决了高精度制造与柔性生产、高效网络与安全、产品质量全周期管理等的共性需求，实现企业数字全方位贯通，打造智能化、绿色化、精益化、人本化、高端化的行业示范性工厂。

通过数字化、智能化的变革，双环传动产品生产效率提高40%，能源利用率提高15%，产品不良品率降低19.6%，运营成本降低17%，产品研制周期缩短26.66%，设备利用率提高20%，人均产值整体提升35%。

郭禅禅
东土科技

北京东土科技股份有限公司集团副总兼智能控制事业部总经理郭禅禅：东土科技通用智能控制器提供边缘侧的数据采集、存储、模型分析等大数据处理，通过微内核虚拟化操作系统架构，实时和非实时业务并发处理，以软件定义控制代替传统控制方式，实现工业视觉、AI图像识别等人工智能技术在工业领域的行业应用，是新一代人工智能技术着力于工业领域的硬件载体，其中的Intewell鸿道工业操作系统，MaVIEW工业软件全部为东土自主可控、全栈式自研，目前已经在智能工厂、工程机械、风能发电、3C制造等多个领域得到广泛应用。

 

李进
伦茨

 

伦茨（上海）传动系统有限公司伦茨全国高级销售总监李进：伦茨在一汽集团某涂装车间提供软硬件服务，建立了一套变频器数据采集与监控系统，实时采集现场所有变频器的数据，并将得到的数据进行存储，展示或者数据分析，有效减少了设备维护时间，帮助企业更好地了解生产线的状态，真正达到预测性维护的目的，识别生产线的健康变化，及时发现异常。

 

许祥锐
油力油压

油力油压工业股份有限公司总经理许祥锐：近几年来油力油压引进多个前沿制造设备并应用智能技术（如数据分析，精益生产），与多年前导入的ERP系统进行配合使生产效率与质量达到优化，减少不必要的浪费并提升产品的稳定性。

 

“智造”的“思”与“量”

去年“行业展望”期间，我们曾经就智能智造的必要性进行了问询，在收到的所有回复中，答案都是肯定的。一项决策在执行过程中，不意外会从各方面受到质询并不断被补充完善，从而逐渐由0至1，直至健其骨架，丰其血肉。
在今年栏目进行期间，我们也从不同行业的回复中，更丰富对智能制造的理解。

1、新制造生态的建立

相较于传统制造业模式，智能制造的产业形态更加多元，是一种新的制造生态。对此，韩同鹏的解读是，智能制造是将先进制造技术与新一代信息技术及其人工智能关键技术，融合应用于产品的设计、制造、管理、服务过程中，是制造模式、生产组织方式的变革与升级。既立足制造的本质，以工艺、装备为核心，又紧扣智能的特性，以数据为基础。其生态要素更加多元，除了传统制造技术之外，使得互联网、5G、工业大数据、人工智能（机器视觉、深度学习）、边缘计算、云计算与云服务、数字孪生等在工业领域得以应用，成为这种新型制造模式的重要技术支撑。

 

“新的制造生态给传统制造业带来了巨大的冲击。”王建华指出，企业除了要补充工业1.0到工业3.0的亏空外，还要从企业文化，管理理念方面有新的改变。比如，对新型智能制造装备的引进应用要从使用观念上接受，应用技术上达标，不能人为地武断决策降低设备功能。

李进表示，“不同于传统制造生态各个环节的独立性，新的制造生态是将信息技术与制造技术互融，即将研发、生产、供应链、订单、管理等各环节联结的高度协同，创造一体化的智能工厂。新的智能制造产业注重现代化的信息技术的发展，更着重于‘数智’的结合，在适应不断变化的市场趋势的同时，优化工厂流程，以实行绿色低碳，提高可持续性。”

冯炜沾
威浦电器

“除了传统的工艺、技术、数据等要素外，新的制造生态还有数字化、信息化、AI大模型、云计算等新要素。”在广东威浦电器有限公司商务总经理冯炜沾看来，数字化可以让企业实现组织高效协同与资源灵活编排，信息化是通过物联网等技术以大数据分析做出提前预判，辅助优化决策，还可以帮助企业找到问题源头，做到“治未病”。例如，AI大模型能将自然语言转化成计算机识别的代码，以低门槛、高效率打通数据断流节点，更加有利于统筹调度和运作，工厂运行更稳定，更多地解放人的生产力和创造力；云计算可以使企业业务在线化、数据变成资产，最终实现应用的智能化。

2、不同区域“智造”差异化

据《全球智能制造发展指数报告》评价结果显示，美国、日本和德国名列第一梯队，是智能制造发展的“引领型”国家；英国、韩国、中国、瑞士、瑞典、法国、芬兰、加拿大和以色列名列第二梯队，是智能制造发展的“先进型”国家。目前全球智能制造发展梯队相对固定，形成了智能制造“引领型”与“先进型”国家稳定发展，“潜力型”与“基础型”国家努力追赶的局面。

2018年，美国发布《先进制造业美国领导力战略》，提出三大目标，开发和转化新的制造技术、培育制造业劳动力、提升制造业供应链水平。具体的目标之一就是大力发展未来智能制造系统，如智能与数字制造、先进工业机器人、人工智能基础设施、制造业的网络安全。美国在技术标准的制定中比较重视相关利益方的参与，其国家标准数据库建设相对完备，在国际标准制定中起到了积极作用。

 

欧盟委员会于2020年3月发布了面向2030年的《欧盟新工业战略》， 与《欧盟数据战略》《人工智能白皮书》共同构成欧盟“数字化转型计划”的重要组成部分。旨在推动欧盟工业在气候中立和数字化的双重转型中保持领先，意图抢占数字化工业主导地位、提升全球数字竞争力、释放数字经济潜力，以应对全球经济前景的不确定性。欧盟注重智能制造的安全标准，在标准协调方面做得较好，但在国际标准合作方面还需加强。

日本在智能制造领域积极部署，积极构建智能制造的顶层设计体系，实施机器人新战略、互联工业战略等措施，巩固日本智能制造在国际上的领先地位，提出以工业互联网和物联网为核心的协同制造发展策略。

在中国，智能制造的发展还有许多困难需要克服，不同地理位置，不同行业之间的智能制造发展水平也呈现出较大的差异性。

冯炜沾指出，我们国家虽然在全面推广智能制造，但在核心技术研发和标准化产业平台方面还有许多短板，特别是高端芯片产业处于“受制于人”的窘况，核心的算法框架依附于国外巨头开源生态体系，技术创新的相关政策法规落后于需求。但中国在智能制造技术国家标准制定中表现比较突出，采取了以应用场景为导向，梳理关键问题和技术路线的方法，聚焦多个行业领域。

 

贾莲玉
库伯勒

库伯勒（北京）自动化设备贸易有限公司常务副总经理贾莲玉从行业角度进行了说明，“在运动控制领域，中国和德国发展就存在一定差异，德国作为工业4.0概念最先发起者，注重设备与系统的高度集成和互联，以实现高精度、高效率的运动控制；而中国则强调设备的柔性和可重构性，以适应多样化、个性化的市场需求。这种差异反映了各国在制造业基础、市场需求、技术创新等方面的不同特点和发展策略。”

刘生富
中科时代

中科时代（北京）科技有限公司资深副总裁刘生富指出，在中国，珠三角和长三角的企业对智能制造的需求更加旺盛，这两个发达地区涌现出大量的新型产业，比如3C、半导体、光伏、新能源产业，这些新产业对智能制造的需求非常高、反观传统石化、钢铁等企业相对保守，对智能制造的需求还局限于数字可视化的层次。

王建华以飞机制造为例进行了说明，智能制造的发展路线存在着欧洲模式和美洲模式。据这些年来搜集到的一些资料来看，欧洲因为国与国之间分工合作制造飞机，所以智能制造更倾向于飞机的零部件智能化制造，而美洲主要是由美国制造，其基本属于集约化管理，更偏重于飞机装配和总装的智能制造技术的发展。中国介于两者之间。

纺织是伦茨服务的主力产业之一，在李进看来，“国内纺生产线同质性更强，倾向于垂直领域发展，在精度与速度上进行较量，而国外的纺织生产线如印花机、毛纺精梳机和纱线处理机等，则更像从不同方向结合数字化发展，以节能减排为大方向。”

3、“智造”落地行业

1）工业零件
汽车零部件行业普遍存在多品种、小批量的订单式生产制造方式，需要工厂能够满足制造的高效与柔性的双重要求。“我国制造业转型升级的阶段，同样也是双环传动探索企业精益化、自动化、数智化转型升级，实现智能制造的阶段，其智能制造整体水平一直处于国内外行业领先地位。”韩同鹏表示。

 

“连接器由于与工业自动化发展十分密切，是工业智能时代机器与设备的血脉。”冯炜沾告诉我们，随着工业4.0的到来及人工智能的兴起，连接器行业也已经开始从自动化转向智能化的发展轨道，但由于连接器的种类繁多及功能差异大，应用环境千差万别，全球各个国家和地区的标准还未完全统一。而标准的制定恰恰是智能化制造生态圈建立的重要环节，也是全面打通从供应、制造到终端客户的需求实现分布式生产的重要保障，这给行业的智能化发展带来一定的阻碍。

 

宋俊杰
和柔电缆

宋俊杰也表示，电缆行业的生产由于生产工序的复杂，以及大电缆制造涉及大量不同种类的原材料和零部件，对供应链管理和库存控制提出了更高的要求。和柔正在建设的常州工厂建有全自动无人立体仓库，通过智能化的仓库管理系统、分拣系统、AGV小车等，实现仓库的标准化管理，提高效率，降低成本，减轻劳动强度。公司的电缆生产线也高度自动化，通过智能化设备设定各项参数后，工人只需简单的操作即可。

2）工业系统
李进指出，伦茨在智能制造升级转型的道路上，相对依赖电子技术、物联网、智能云等信息技术，这些信息技术与制造技术的揉合，除了助力设备达到降本增效的目的外，如何为智能制造创造更高的附加值和保持可持续发展是行业关心的问题。

而在郭禅禅看来，相较于国外，国内工业自动化控制系统尤其是在离散制造还是存在一些差距，起步较晚，产品也不够丰富，但是国内的发展速度很快。尤其近5-10年间取得了巨大的进步，相信在以后的5-10年甚至更长时间里，中国的工业自动化控制系统会取得更快更长足的进步。

3）高精尖制造
“中国商飞高层一直强调大飞机因创新而生，因创新而成长和进步，也必将因创新发展和壮大。”王建华从其行业经历表示，自从智能制造技术在国内推广以来，中国商飞把它作为发展民机事业的重要工作来推动。从2020年至今，中国商飞每年都进行与智能制造相关的5G工业创新成果发布会，目前已经进行了四届。此外，中国商飞还在国内成立了首家5G工业园区，建立专注于开发创新业务的智能制造车间。

“飞机制造方面的智能制造技术相对于其它工业行业，具有专业面更广，工作对象更大，项目结构更严谨，协调关系更复杂，实现智能化制造难度更高的特征。目前中国商飞的智能制造在国内是领先的，也能与国际同行业的先进水平保持同步。”王建华对其进行了肯定。

对于我国制造业向智能制造发展的现状，韩同鹏认为，当下我国的智能制造已经进展到第三个阶段。2015年以前的“跟随探索”为第一阶段，当时国际上工业化国家相继提出并实施了以重振制造业为目标的发展战略，将智能制造作为主攻方向，如大家所熟知的“德国工业4.0”。在此背景下，我国摸石头过河，国家层面在工信部、发改委、财政部、市场监管总局等牵头下推动“智能制造装备发展专项”，部分省市政府如浙江推动“机器换人”。

2015年，国家提出“中国制造2025”并将智能制造作为主攻方向，使中国智能制造在十三五期间到了“试点示范”的第二阶段。智能制造国家标准显著增长，每年发布50项以上，5年间先后遴选各行业中国智能制造试点示范项目305个。

“十四五”开始，智能制造处于“推广应用+创新引领”的第三阶段。经历了此前十多年的探索与试点，形成了智能工厂、数字化车间等智能制造相应的国家标准以及评价标准，并整理出智能制造典型场景参考指引。各领域龙头企业对于如何实施智能制造、打造智能工厂都有相应依据与参照案例、模式、场景。

未来，其发展方向一是在头部企业形成的智能制造经验、成果、系统如何在中等企业、中小企业推广；二是头部企业其自身如何去探索智能制造新方向、新技术、新突破、新应用等，是当下的课题。

 

技术热潮涌动

在今年，“生成式AI”和“工业元宇宙”无疑火了一把，给制造业智能化又带了新一轮的热潮。对于技术进步给智能制造发展带来的影响，此次的采访对象也从不同角度对此进行了解读。

在王建华看来，“生成式AI”是指基于算法、模型、规则生成文本、图片、声音、视频、代码等内容的技术，而“工业元宇宙”则是元宇宙以一种虚拟现实和增强现实相结合的概念在工业中的体现。他认为，这两个概念特别适合在复杂的飞机制造中营造虚拟现实的环境，为有效处理人工或机器人操作的可达性创造条件。

 

韩同鹏则认为，基于物理数据驱动的数字孪生系统，在设备和产线的实时运行数据的驱动下能同步展示整个制造系统的实时状态和动作，并通过数据采集平台实现现场设备数据、生产数据的关联与融合，从而为生产监控、生产优化等应用功能提供完整、真实的实时数据。该技术在制造业的应用落地，可包括：

1.管理可视化与高效巡检，采用3D技术打造，科技感强、还原度高，用于展示接待，提升整体形象及品牌。数据驱动生产动态实时同步，实现虚拟和现实同步，屏幕全局管理，随时在三维空间内查看每台设备的实时状态、生产加工信息等。有效减少人工巡视成本，提高巡查效率。

2、实时预警与高效决策，在系统内对接各系统的报警/预警数据，能快速高效的定位故障报警设备、报警信息，同时对全局报警信息进行综合协调，高效快捷。将重要信息汇总到三维数字孪生平台中，可以实现更高效的定位问题、快速决策。

3、扩展价值，随着数据及底层系统的研发对接，未来还可实现远程管理甚至是管控。随着技术及数据的发展，未来可实现模拟生产、模拟加工，提前通过三维数字孪生平台进行工艺与制造过程模拟，以达到最高的生产效能。

郭禅禅指出，在工业领域，企业主要的痛点来自于如何提高生产效率、优化资源利用水平，以及减少能源消耗。“生成式AI”的自动学习和自动优化能力，可以对生产流程进行自动预测、诊断和干预，如果将“生成式AI”与控制技术相结合，就可以将生产过程数据的分析结果应用于智能化系统的过程优化，形成智能化管控闭环，以优化和自适应系统来提高生产效率和质量。

同理，元宇宙技术是基于虚拟现实、增强现实、人工智能等多种技术的综合应用，它与智能化系统结合，可以精准的模拟生产过程，快速构建的虚拟工业场景能够做到资源利用和能源消耗的虚拟呈现。例如，智能化工业系统往往要求多业务融合深度融合，减少设备数量，降低布线复杂性，提高系统稳定性，而构建这样的实体系统投入将相当巨大。但是利用元宇宙技术，不仅可以构建与实体系统特性参数一致的虚拟系统，还可以将多个虚拟系统参数的相互影响进行模拟，对现实生产过程中的数据、图表、图像等信息进行虚拟化展示，使得生产过程更加清晰、直观、可控，为最终达到快速、高效、精准、低能耗的工业实体系统提供直接的技术支撑。

冯炜沾也认为，“生成式AI”可以对智能制造的发展带来提高生产效率、创造新的商业模式、推动产品研发、改善工厂生产环境等影响。例如在工厂的一条全智能化的生产线上，“生成式AI”可以通过学习之前的大量生产数据生成新的数据；根据订单信息可以自动配料，自动安排生产节拍，自动指挥各个工序按流程完成装配，从而极大地减少人工干预，防止出错及误操作，切实提高生产效率，保证产品质量的一致性和可靠性。

“工业元宇宙”则可以提升生产效率和质量、促进产业协同和创新、实现智慧工厂、推动制造业转型升级。它通过对生产过程的建模和仿真，让制造者更好地了解制造过程的问题和瓶颈，从而及时采取有效措施进行调整和优化；它还可以通过“数字孪生”技术实现制造行业的数据和知识交流与共享，借鉴其它企业的制造经验和技术优势，以提高自身的智能化程度和管理水平。

“AI技术的发展极大地推动了智能制造的落地，使得大量的数学模型在工业落地成为一种可能，比如现在视觉应用已经成为工业领域里非常重要的一环，在效率，成本，精度等各个环节都超过人。”——刘生富

“生成式AI可以帮助企业在新产品设计和开发以及生产过程等流程进行优化，不但可以加快新品的开发速度，还可以结合历史数据进行分析，帮助进行流程改善和故障预测等。例如半导体制造中，AI可以分析历史数据，预测设备故障，并提前进行维护，从而减少停机时间。工业元宇宙可以帮助企业进行虚拟仿真测试，在很大程度上降低了新产品或新生产线的测试成本。例如，航空航天制造商可以在元宇宙中模拟飞行器的各种飞行条件，以验证设计的可行性，而不必进行昂贵的实地测试。”——贾莲玉

“在电缆行业中，生成式AI可以应用于产品设计和优化方面。例如，通过训练模型可以生成符合特定需求的电缆设计方案，并进行性能分析和优化。这种方法能够加速产品开发过程，提高产品质量和满足客户需求。”——宋俊杰

 

中国制造业30年巨变，大家有什么感想？

 

冯炜沾

过去30年，我们国家从一个封闭且与国际社会联系较少的国家，通过改革开放，积极参与国际贸易和经济合作，让我们有了更多机会去适应全球化的发展趋势，在国际上发挥更大的作用。

中国未来将会有几个大的变化，不再是代工厂的“成本+规模”低端时代延续，而是进入世界工厂的“互联网+”新型发展阶段；我们在发展工业和经济的同时，会重建生态、重建道德、重建秩序，迎来一个“大立”时代。

随着政府和社会组织更加重视生态环境，使得我们国家的生态环境得到巨大的改善，人民的生活品质有所提高。

 

刘生富
中国已经成为世界第二大经济体，拥有了更多的影响力和话语权，这不仅仅是经济和政治地位的提高，也体现出中国人民的智慧和追求，会让中国人越来越自信和自豪。

 

来源：荣格-《智能制造纵横》

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