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一、智能制造：傳統(tǒng)制造業(yè)的新方向

在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，傳統(tǒng)制造業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)。智能制造作為傳統(tǒng)制造業(yè)的新方向，具有至關(guān)重要的意義。一方面，消費(fèi)者需求日益?zhèn)€性化和多樣化，傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)方式難以滿足市場(chǎng)需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前消費(fèi)者對(duì)于個(gè)性化產(chǎn)品的需求正以每年約 20% 的速度增長(zhǎng)。智能制造通過大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)捕捉和分析消費(fèi)者的需求，實(shí)現(xiàn)快速、靈活、個(gè)性化的生產(chǎn)，從而提升消費(fèi)者的滿意度和忠誠(chéng)度。

另一方面，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，企業(yè)需要不斷提高生產(chǎn)效率和降低成本，才能在競(jìng)爭(zhēng)中立足。智能制造通過引入先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備和智能化技術(shù)，可以大大提高生產(chǎn)效率，減少人力投入，同時(shí)保證產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。例如，某智能制造企業(yè)在生產(chǎn)過程中，采用自動(dòng)化生產(chǎn)線和智能化管理系統(tǒng)，生產(chǎn)效率提高了 30%，人力成本降低了 20%。

此外，智能制造對(duì)于環(huán)境保護(hù)也具有重要意義。傳統(tǒng)制造業(yè)能源消耗大，排放多，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。而智能制造通過優(yōu)化生產(chǎn)過程，減少能源消耗，降低廢棄物排放，可以實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，有助于保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

綜上所述，智能制造作為傳統(tǒng)制造業(yè)的新方向，能夠有效應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、滿足消費(fèi)者需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展，是傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。

二、智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國(guó)內(nèi)外智能制造發(fā)展態(tài)勢(shì)

在政策支持方面，美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)等世界主要工業(yè)大國(guó)紛紛實(shí)施 “再工業(yè)化” 戰(zhàn)略，以智能制造為主要抓手，力圖搶占全球制造業(yè)新一輪競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。例如，美國(guó)政府大力推動(dòng)以發(fā)展智能制造為重點(diǎn)的 “制造業(yè)回流” 戰(zhàn)略，重視創(chuàng)新在其中的引領(lǐng)作用；德國(guó)在 2013 年正式推出德國(guó)工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略，以信息物理系統(tǒng)為中心，促進(jìn)高端制造等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；日本政府針對(duì)先進(jìn)制造部門采用資金推動(dòng)戰(zhàn)略，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步；韓國(guó)在 2014 年提出 “制造業(yè)革新 3.0 戰(zhàn)略”，意圖實(shí)現(xiàn)國(guó)家產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

企業(yè)投入方面，全球?qū)I(yè)機(jī)器人的需求明顯加快。2023 年，全球工業(yè)機(jī)器人安裝量增加至 59.3 萬臺(tái)，漲幅達(dá) 7% 左右，銷售額達(dá)到 210 億美元。數(shù)控機(jī)床作為典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，需求也在不斷擴(kuò)大，2023 年全球數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 1590 億美元。

技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣上，我國(guó)也在積極推進(jìn)智能制造。全國(guó)人大代表鐘錚提出關(guān)于加大智能制造支持力度，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力的建議，加快推動(dòng) “智能制造專項(xiàng)” 立項(xiàng)實(shí)施，加快智能制造應(yīng)用普及，加快形成我國(guó)自己的智能制造標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系。2023 年，我國(guó)智能制造行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達(dá) 3.2 萬億元，全球智能制造產(chǎn)值規(guī)模在 18247 億美元左右。

（二）河北制造業(yè)現(xiàn)狀及轉(zhuǎn)型探索

河北作為制造業(yè)大省，傳統(tǒng)制造業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的壓力。目前，河北制造業(yè)在智能化、綠色化、服務(wù)化方面積極探索轉(zhuǎn)型實(shí)踐。

在智能化方面，我省以深化新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合為主線，制造業(yè) “智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)” 取得顯著成效。實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展、數(shù)字化轉(zhuǎn)型 “扶優(yōu)培強(qiáng)”，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型。例如，河鋼數(shù)字基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的重點(diǎn)行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)項(xiàng)目入選 2023 年國(guó)家產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造和制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項(xiàng)項(xiàng)目計(jì)劃；我省 9 個(gè)項(xiàng)目入選國(guó)家 2023 年新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展示范，數(shù)量居全國(guó)第四位。

在綠色化方面，河北制造業(yè)積極踐行綠色發(fā)展理念。以嶺藥業(yè)被評(píng)選為首批*綠色工廠，建設(shè)覆蓋整個(gè)廠區(qū)的雨水回收和中水回收系統(tǒng)，中藥渣經(jīng)發(fā)酵處理產(chǎn)生沼氣等資源，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、減排、節(jié)水。

在服務(wù)化方面，實(shí)施縣域特色產(chǎn)業(yè)集群 “領(lǐng)跑者” 培育行動(dòng)，建立 “領(lǐng)跑者” 企業(yè)與集群中小企業(yè)精準(zhǔn)配套供需機(jī)制，舉辦資本市場(chǎng)賦能產(chǎn)業(yè)集群百縣行活動(dòng)，實(shí)施特色產(chǎn)業(yè)集群 “共享智造” 行動(dòng)，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)集群梯度培育。

三、智能制造的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

（一）智能機(jī)床在制造業(yè)中的應(yīng)用

智能機(jī)床作為最新一代加工設(shè)備，具有諸多優(yōu)勢(shì)，為智能制造注入了強(qiáng)勁的生產(chǎn)力。其優(yōu)越的減振性能，可最大程度抑制機(jī)床加工軸在加速和減速過程中產(chǎn)生的振動(dòng)，嚴(yán)重影響加工精度和表面粗糙度等參數(shù)的問題得以有效解決。采用熱補(bǔ)償技術(shù)，在加工過程中產(chǎn)生大量熱量使工件和刀具受溫升而變形的情況能夠得到精確補(bǔ)償。智能防撞功能更是在人工誤操作時(shí)，可提前檢測(cè)內(nèi)部干涉和撞擊的可能性，并于撞擊前立即停機(jī)，保護(hù)設(shè)備和工件免于碰撞。

智能機(jī)床對(duì)制造業(yè)的推動(dòng)作用不可小覷。搭載智能數(shù)控系統(tǒng)，在獲取加工對(duì)象以后，自動(dòng)選擇最優(yōu)加速度、轉(zhuǎn)角、平滑度、加工路線等參數(shù)進(jìn)行加工，同時(shí)對(duì)整個(gè)加工過程進(jìn)行自身監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)分析周圍環(huán)境因素自動(dòng)補(bǔ)償，以保證產(chǎn)品精度。智能機(jī)床的出現(xiàn)，為未來裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)全盤生產(chǎn)自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。通過自動(dòng)抑制振動(dòng)、減少熱變形、防止干涉、自動(dòng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油量、減少噪音等，可提高機(jī)床的加工精度、效率。對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展集成制造系統(tǒng)來說，單個(gè)機(jī)床自動(dòng)化水平提高后，可以大大減少人在管理機(jī)床方面的工作量。

（二）智能機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用

智能機(jī)器人集仿生技術(shù)、傳感技術(shù)、控制理論、信號(hào)處理等技術(shù)于一身，已在河北省的機(jī)械、汽車、化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在長(zhǎng)城汽車焊接生產(chǎn)線，采用智能機(jī)械手完成點(diǎn)焊、涂膠、搬運(yùn)等一系列工序。智能機(jī)器人根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的工作環(huán)境和任務(wù)，獲取主動(dòng)感知，執(zhí)行任務(wù)規(guī)劃，自適應(yīng)調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度。

智能機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率方面作用顯著。首先，工業(yè)機(jī)器人具備高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，能夠按照預(yù)設(shè)的程序和指令，自動(dòng)完成各種生產(chǎn)任務(wù)，這種自動(dòng)化生產(chǎn)方式不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。其次，工業(yè)機(jī)器人具有高精度和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，能夠確保生產(chǎn)過程中的精確度和一致性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在汽車制造廠中，機(jī)器人可以自動(dòng)化焊接、組裝和噴漆等工序，能夠 24 小時(shí)不間斷工作，減少因人工疲勞導(dǎo)致的生產(chǎn)效率下降。再者，智能機(jī)器人可以替代部分人工崗位，完成一些繁重、危險(xiǎn)和單調(diào)的工作，這不僅可以降低企業(yè)的勞動(dòng)力成本，還可以提高員工的工作環(huán)境和工作質(zhì)量。同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人具有自診斷和自維護(hù)功能，能夠在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)報(bào)警并進(jìn)行維護(hù)，降低故障率。

四、智能制造實(shí)施的關(guān)鍵要素

（一）數(shù)據(jù)采集與處理

在智能制造中，數(shù)據(jù)采集與處理至關(guān)重要。數(shù)據(jù)采集是智能制造的基礎(chǔ)，通過傳感器、設(shè)備接口采集以及人工錄入等方法，收集生產(chǎn)過程中的大量數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、速度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量等信息。例如在閥門制造工廠中，安裝在生產(chǎn)線上的傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閥門的尺寸、密封性和表面質(zhì)量，確保產(chǎn)品符合嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以幫助工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，提前進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，避免生產(chǎn)中斷。

數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化等步驟。數(shù)據(jù)清洗去除異常值、填補(bǔ)缺失值、糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)分析運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，提取有價(jià)值的信息和知識(shí)，如分析生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵因素、預(yù)測(cè)設(shè)備故障、優(yōu)化生產(chǎn)流程等。數(shù)據(jù)可視化將分析結(jié)果以直觀、易懂的形式展示出來，幫助決策者快速了解生產(chǎn)狀況和問題。

然而，數(shù)據(jù)采集與處理也面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，要確保數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)，企業(yè)需要采取加密技術(shù)、訪問控制、數(shù)據(jù)備份等安全措施，同時(shí)遵守相關(guān)法律法規(guī)，保護(hù)用戶隱私權(quán)益。另一方面，要解決數(shù)據(jù)集成與共享的問題，由于智能制造涉及多個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備，數(shù)據(jù)往往分散在不同的數(shù)據(jù)源中，需要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范，以及有效的數(shù)據(jù)管理機(jī)制。此外，還需提升數(shù)據(jù)分析能力，企業(yè)可以通過培訓(xùn)和引進(jìn)人才、與高校和科研機(jī)構(gòu)合作等方式，提升自身的數(shù)據(jù)分析能力，選擇適合企業(yè)需求的數(shù)據(jù)分析軟件和平臺(tái)，提高數(shù)據(jù)分析的效率和準(zhǔn)確性。

（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在智能制造中發(fā)揮著重要作用。它能夠提供數(shù)據(jù)分析服務(wù)，通過收集和整合來自不同設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入分析，為企業(yè)提供決策支持。例如，通過對(duì)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的分析，企業(yè)可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為企業(yè)提供一站式的數(shù)字化解決方案，包括設(shè)備連接、數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用開發(fā)等。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新。通過平臺(tái)，企業(yè)可以與上下游企業(yè)進(jìn)行信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的效率和競(jìng)爭(zhēng)力。例如，在汽車制造行業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以連接汽車制造商、零部件供應(yīng)商和經(jīng)銷商，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、庫存管理和銷售預(yù)測(cè)的協(xié)同優(yōu)化。

此外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為中小企業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇。中小企業(yè)可以通過接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，獲得先進(jìn)的技術(shù)和服務(wù)，降低數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成本和風(fēng)險(xiǎn)，提升自身的競(jìng)爭(zhēng)力。例如，一些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為中小企業(yè)提供云制造服務(wù)，讓中小企業(yè)可以共享高端制造設(shè)備和技術(shù)資源，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的生產(chǎn)。

（三）人工智能技術(shù)的應(yīng)用

在智能制造中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用涵蓋智能決策、感知、控制和優(yōu)化等方面。智能決策方面，人工智能可以通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析和學(xué)習(xí)，為企業(yè)提供決策支持。例如，在生產(chǎn)排程中，人工智能可以根據(jù)訂單需求、設(shè)備狀態(tài)、原材料供應(yīng)等因素，自動(dòng)生成最優(yōu)的生產(chǎn)計(jì)劃。

感知方面，人工智能技術(shù)可以通過傳感器和圖像識(shí)別等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知。例如，在智能工廠中，通過安裝攝像頭和傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)線上的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。

控制方面，人工智能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的智能控制。例如，在工業(yè)機(jī)器人的控制中，人工智能可以根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和環(huán)境變化，自動(dòng)調(diào)整機(jī)器人的動(dòng)作和路徑，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

優(yōu)化方面，人工智能可以通過對(duì)生產(chǎn)過程的優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在能源管理中，人工智能可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)需求，自動(dòng)調(diào)整能源供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

（四）信息安全與保障

在智能制造中，信息安全至關(guān)重要。隨著智能制造的發(fā)展，企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、管理系統(tǒng)和產(chǎn)品越來越智能化和網(wǎng)絡(luò)化，這也帶來了更多的信息安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，黑客可以通過網(wǎng)絡(luò)攻擊企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷或產(chǎn)品質(zhì)量下降；企業(yè)的敏感信息如生產(chǎn)工藝、客戶數(shù)據(jù)等也可能被泄露，給企業(yè)帶來巨大的損失。

為了保障信息安全，企業(yè)需要采取一系列措施。首先，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，建立健全的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，包括防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和阻止網(wǎng)絡(luò)攻擊。其次，進(jìn)行數(shù)據(jù)加密保護(hù)，對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過程中不被竊取或篡改。再者，定期進(jìn)行安全審計(jì)，建立定期的安全審計(jì)機(jī)制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全漏洞掃描和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)安全隱患。同時(shí)，加強(qiáng)員工安全意識(shí)培訓(xùn)，提高員工對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的重視程度和應(yīng)對(duì)能力。

此外，企業(yè)還需要遵守相關(guān)的信息安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，如《網(wǎng)絡(luò)安全法》、ISO 27001 等，建立完善的信息安全管理體系。在供應(yīng)鏈協(xié)同中，企業(yè)也需要加強(qiáng)信息安全保障，建立嚴(yán)格的供應(yīng)商準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，在采購(gòu)合同中明確信息安全相關(guān)條款，定期對(duì)供應(yīng)商的信息安全狀況進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)估。

五、智能制造實(shí)踐案例分析

（一）國(guó)內(nèi)外典型企業(yè)案例

德國(guó)西門子：

西門子在智能制造領(lǐng)域有著深厚的積累和領(lǐng)先的技術(shù)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，有不同的工業(yè)軟件工具，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和仿真，在軟件環(huán)境中就可進(jìn)行力學(xué)、電磁感應(yīng)、溫度等方面實(shí)驗(yàn)，提早預(yù)知產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷，加快設(shè)計(jì)反復(fù)和速度。在虛擬生產(chǎn)階段，產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和仿真也在軟件環(huán)境中建立數(shù)字化雙胞胎，預(yù)先知道產(chǎn)能規(guī)劃、瓶頸及與人互動(dòng)情況。西門子還在工業(yè)自動(dòng)化方面處于業(yè)界領(lǐng)先地位，通過全集成自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)高效、安全的生產(chǎn)，并建立了縱深防御的信息安全體系。其位于德國(guó)安貝格的電子工廠，生產(chǎn)合格率高達(dá) 99.9988%，整個(gè)生產(chǎn)過程中，機(jī)器和計(jì)算機(jī)自行處理 75% 的工作量，其余由工人完成。每天上千臺(tái)掃描儀將從單件產(chǎn)品上采集約 5000 萬條生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，通過軟件定義所有生產(chǎn)過程和指令，實(shí)現(xiàn)細(xì)致入微地觀察每一件產(chǎn)品的生命周期。

美國(guó)通用電氣：

美國(guó)通用電氣公司的 “智能制造技術(shù)” 項(xiàng)目通過整合各類制造數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)制造過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度。對(duì)制造過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，包括設(shè)備狀態(tài)、原材料消耗、產(chǎn)品質(zhì)量等信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整。通過對(duì)制造數(shù)據(jù)和信息的整合，實(shí)現(xiàn)制造過程的優(yōu)化調(diào)度，提高生產(chǎn)效率。該項(xiàng)目還有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)潛在質(zhì)量問題并改進(jìn)。同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，合理安排生產(chǎn)資源，避免浪費(fèi)，改進(jìn)低效環(huán)節(jié)。通用電氣醫(yī)療的 “高端 CT 探測(cè)器智能柔性制造項(xiàng)目” 榮膺 “年度十大典型案例”，充分運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化技術(shù)，融合先進(jìn)管理理論和技術(shù)，打造了高柔性、高質(zhì)量、高智能的高端 CT 探測(cè)器制造體系，實(shí)現(xiàn)了探測(cè)器核心部件整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)各工序質(zhì)量及整體質(zhì)量的大幅提升，有效保障了探測(cè)器生產(chǎn)全供應(yīng)鏈的質(zhì)量管理與穩(wěn)定交付。

中國(guó)海爾：

海爾已累計(jì)擁有 9 座 “燈塔工廠” 和 1 座 “可持續(xù)燈塔工廠”，是全球擁有燈塔工廠數(shù)量最多的中國(guó)企業(yè)。海爾膠州空調(diào)互聯(lián)工廠以 “In China for Global” 的世界工廠創(chuàng)新模式，成功入選第 12 批燈塔工廠。采用大數(shù)據(jù)、高級(jí)算法和生成式人工智能等技術(shù)，優(yōu)化了整個(gè)價(jià)值鏈，將設(shè)計(jì)周期縮短了 49%，訂單交付時(shí)間縮短了 19%，海外市場(chǎng)故障率降低了 28%。海爾青島洗衣機(jī)互聯(lián)工廠應(yīng)用了 5.5G 高頻定位、數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)，打造了智能化生產(chǎn)線，提高制造效率，檢測(cè)線上只需 2 個(gè)人，智慧檢測(cè)的效率提高了 30%，外觀檢測(cè)效率提高了 56%，且實(shí)現(xiàn)了零漏檢。從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型，形成了以訂單為導(dǎo)向的生產(chǎn)體系，產(chǎn)品不入庫率達(dá)到了 85%。

富士康：

富士康在鄭州的 D06 “燈塔” 工廠車間科技感十足，節(jié)能高效，工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備高效運(yùn)作，讓學(xué)生們感受到了智能制造的魅力。在貴州，富士康實(shí)踐智能制造與大數(shù)據(jù)的結(jié)合，建設(shè) “關(guān)燈工廠”，把工人從單調(diào)的流水線上解放出來，由機(jī)器人處理。富士康在數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面進(jìn)行大量投入，引入先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等，提高生產(chǎn)效率、降低成本并改善質(zhì)量。通過構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控。在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，優(yōu)化生產(chǎn)線調(diào)度、預(yù)測(cè)設(shè)備維護(hù)需求等。積極布局 5G 和云計(jì)算領(lǐng)域，支持更高效的生產(chǎn)和更快速的產(chǎn)品上市。

（二）案例成功因素與啟示

持續(xù)改進(jìn)：這些企業(yè)都在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化，持續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)流程和產(chǎn)品質(zhì)量。例如西門子不斷打造面向智能制造的產(chǎn)品鏈，海爾不斷迭代升級(jí)工廠技術(shù)，通用電氣持續(xù)優(yōu)化智能制造項(xiàng)目，富士康也在不斷投入進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

政策支持：各國(guó)政府紛紛出臺(tái)政策支持智能制造發(fā)展，為企業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。德國(guó)推出工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略，美國(guó)推動(dòng) “制造業(yè)回流” 戰(zhàn)略，中國(guó)也在積極推進(jìn)智能制造，出臺(tái)了一系列政策支持企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

市場(chǎng)導(dǎo)向：這些企業(yè)都以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，不斷滿足消費(fèi)者個(gè)性化、多樣化的需求。海爾通過大規(guī)模定制滿足用戶對(duì)智慧家庭個(gè)性化定制需求，富士康通過智能制造實(shí)現(xiàn)快速、靈活、個(gè)性化的生產(chǎn)，通用電氣醫(yī)療的智能柔性制造項(xiàng)目也是為了滿足快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

合作共贏：企業(yè)之間、企業(yè)與高校和科研機(jī)構(gòu)之間的合作也是成功的重要因素。西門子與九牧共同開拓廚衛(wèi)行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型，通用電氣醫(yī)療與先進(jìn)管理理論和技術(shù)融合，海爾旗下的卡奧斯 COSMOPlat 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為中國(guó)制造企業(yè)賦能。這些合作實(shí)現(xiàn)了資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同推動(dòng)了智能制造的發(fā)展。

六、智能制造的挑戰(zhàn)與對(duì)策

（一）面臨的挑戰(zhàn)

1. 人才挑戰(zhàn)：智能制造需要大量具備跨學(xué)科知識(shí)和技能的人才，如既懂機(jī)械制造又懂計(jì)算機(jī)、人工智能、運(yùn)營(yíng)管理、自動(dòng)化、通訊等多學(xué)科知識(shí)的專業(yè)人才。目前市場(chǎng)上符合要求的智能制造人才相對(duì)短缺，復(fù)合型人才缺口較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 2025 年智能制造需要 380 萬人，屆時(shí)缺口大約 100 萬人。此外，職業(yè)教育在培養(yǎng)智能制造人才方面還存在一些問題，如學(xué)校教育大多只是開設(shè)了相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，嚴(yán)重缺乏系統(tǒng)的、與專業(yè)教學(xué)實(shí)際生產(chǎn)相匹配的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，導(dǎo)致人才培養(yǎng)系統(tǒng)性差。
2. 技術(shù)挑戰(zhàn)：現(xiàn)階段 “人工智能 + 制造” 面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。一是人工智能的價(jià)值難以被準(zhǔn)確衡量，部分細(xì)分行業(yè)人工智能應(yīng)用路徑尚不明晰，應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)、收益和成本難以準(zhǔn)確核算。二是部分領(lǐng)域數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理能力有待提升，制造業(yè)各場(chǎng)景數(shù)據(jù)量巨大，各設(shè)備數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通存在困難。三是工業(yè)深水區(qū)的解決方案仍待探索，目前人工智能應(yīng)用多集中在質(zhì)量檢測(cè)等少數(shù)熱門場(chǎng)景，更多應(yīng)用場(chǎng)景還有待挖掘。四是智能制造關(guān)鍵核心基礎(chǔ)技術(shù)仍然薄弱，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵元器件方面差距較大，如高端數(shù)控機(jī)床 80% 依賴國(guó)外，現(xiàn)在依賴性更強(qiáng)了，有數(shù)據(jù)顯示已經(jīng)到了 90%。
3. 成本挑戰(zhàn)：智能制造轉(zhuǎn)型需要大量的資金投入，包括設(shè)備購(gòu)置、技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)等方面。對(duì)于中小企業(yè)而言，資金短缺是制約其智能制造轉(zhuǎn)型的重要因素。目前絕大多數(shù)制造企業(yè)利潤(rùn)率很低，缺乏自主資金投入智能制造。在 “專項(xiàng)”、“示范” 以及 “機(jī)器換人” 等政策刺激下，一些國(guó)有企業(yè)和大型民營(yíng)企業(yè)爭(zhēng)取到各級(jí)政府給予的資金扶持，而中小企業(yè)只能 “隔岸觀火”，自力更生，有的連機(jī)器換人也十分困難。
4. 政策挑戰(zhàn)：雖然各國(guó)政府紛紛出臺(tái)政策支持智能制造發(fā)展，但政策的落地實(shí)施還存在一些問題。例如，企業(yè)對(duì)智能制造的總體認(rèn)識(shí)不足，對(duì)于各種概念如何理解、如何應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)、如何取得實(shí)效等問題一知半解。企業(yè)內(nèi)部缺少智能制造方面的人才，懂生產(chǎn)自動(dòng)化的不懂信息化，搞信息化的不懂自動(dòng)化，缺乏統(tǒng)一的部門來系統(tǒng)規(guī)劃和推進(jìn)智能制造。在推進(jìn)智能制造過程中，企業(yè)也仍然是頭痛醫(yī)頭，缺乏章法。分不清自動(dòng)化和智能化的區(qū)別，認(rèn)為機(jī)器換人、自動(dòng)化生產(chǎn)線、無人工廠、黑燈工廠就是智能制造，而實(shí)際上，高度自動(dòng)化是工業(yè) 3.0 的理念，真正的智能制造應(yīng)該是精益、柔性、綠色、節(jié)能和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，能夠適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)模式。

（二）應(yīng)對(duì)策略

1. 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新：突破短板、以新帶舊，加強(qiáng)模型積累，通過人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)彌補(bǔ)工業(yè)機(jī)理、自動(dòng)化等短板領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)換道超車。同時(shí)聚焦融合，強(qiáng)化前瞻性技術(shù)研究部署，提前布局工業(yè)智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等新增長(zhǎng)點(diǎn)核心技術(shù)，搶占市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)。財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部等部門要抓緊推動(dòng)智能制造系統(tǒng)和機(jī)器人重大專項(xiàng)（2030）的立項(xiàng)實(shí)施，有效支撐制造業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型。
2. 降低設(shè)備成本：政府可以提供財(cái)政資金支持，例如設(shè)立專項(xiàng)資金、補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)企業(yè)參與智能制造轉(zhuǎn)型，這些資金可用于研發(fā)創(chuàng)新、技術(shù)引進(jìn)、設(shè)備購(gòu)置、人才培養(yǎng)等方面。鼓勵(lì)銀行業(yè)金融機(jī)構(gòu)對(duì)智能制造企業(yè)給予信貸傾斜，采取 “政府政策 + 智能制造供應(yīng)商 + 融資擔(dān)保 + 產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)” 的模式，對(duì)實(shí)施智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的企業(yè)進(jìn)行政策組合支持。通過減稅優(yōu)惠、融資支持等方式，為企業(yè)降低成本，鼓勵(lì)企業(yè)投入智能制造轉(zhuǎn)型。
3. 培養(yǎng)引進(jìn)專業(yè)人才：重視智能制造人才的培養(yǎng)，企業(yè)目前在推進(jìn)智能制造所遇到的各種困難很大程度上是因?yàn)槿鄙賹I(yè)人才，無法組成專業(yè)的實(shí)施部門。智能制造涉及多個(gè)學(xué)科，其人才培養(yǎng)方式應(yīng)該是以制造為基礎(chǔ)，同時(shí)再兼顧學(xué)習(xí)其他專業(yè)和學(xué)科。需要在專業(yè)設(shè)置、課程設(shè)置、師資配置、實(shí)驗(yàn)條件等方面進(jìn)行改革，以適應(yīng)智能制造人才培養(yǎng)的需要。尤其值得重申的是，智能制造人才的培養(yǎng)必須以機(jī)械或制造為主體。加強(qiáng)人才培養(yǎng)和引進(jìn)工作，通過內(nèi)部培訓(xùn)、外部招聘等方式提升員工素質(zhì)和能力。與教育機(jī)構(gòu)合作，共同培養(yǎng)適應(yīng)智能制造需求的高素質(zhì)人才。
4. 爭(zhēng)取政策支持：政府應(yīng)制定智能制造轉(zhuǎn)型的發(fā)展規(guī)劃和指導(dǎo)意見，提供政策咨詢和指導(dǎo)服務(wù)，幫助企業(yè)了解和適應(yīng)智能制造政策環(huán)境。加大力度鼓勵(lì)協(xié)同創(chuàng)新，突破行業(yè)壁壘，匯聚創(chuàng)新資源，促進(jìn)多元投資，打造一個(gè)開放、合作、共贏的制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)圈，引領(lǐng)協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。加快智能制造應(yīng)用普及，加快形成我國(guó)自己的智能制造標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系，打造一批事實(shí)上的智能制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，加快塑造智能制造中國(guó)品牌。

七、智能制造的未來展望

（一）重塑傳統(tǒng)制造業(yè)格局

智能制造將持續(xù)重塑傳統(tǒng)制造業(yè)格局，從生產(chǎn)方式、管理模式到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)都將發(fā)生深刻變革。在生產(chǎn)方式上，智能制造推動(dòng)傳統(tǒng)的大規(guī)模批量生產(chǎn)向個(gè)性化定制和柔性生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。以消費(fèi)者需求為導(dǎo)向，通過大數(shù)據(jù)分析和智能算法，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，滿足不同客戶的個(gè)性化需求。例如，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，未來五年內(nèi)個(gè)性化定制產(chǎn)品的市場(chǎng)份額有望增長(zhǎng) 30% 以上。在管理模式上，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策機(jī)制將更加普及，企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)掌握生產(chǎn)過程中的各種信息，精準(zhǔn)分析并做出科學(xué)決策，提高管理效率和資源利用率。同時(shí)，智能制造將促進(jìn)制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的深度融合，制造業(yè)企業(yè)不再僅僅是產(chǎn)品的生產(chǎn)者，更是綜合服務(wù)的提供商，為客戶提供從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到售后服務(wù)的全流程解決方案。

（二）未來發(fā)展?jié)摿?

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能制造的未來發(fā)展?jié)摿薮?。一方面，人工智能、大?shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將不斷融合創(chuàng)新，為智能制造提供更強(qiáng)大的技術(shù)支撐。預(yù)計(jì)到 2030 年，人工智能在智能制造中的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，智能決策、智能控制和智能優(yōu)化將更加精準(zhǔn)高效。例如，通過深度學(xué)習(xí)算法，智能設(shè)備能夠自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。另一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將進(jìn)一步發(fā)展壯大，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的深度協(xié)同。企業(yè)間可以實(shí)時(shí)共享生產(chǎn)計(jì)劃、庫存信息和市場(chǎng)需求，優(yōu)化資源配置，降低成本，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，未來幾年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的市場(chǎng)規(guī)模將以每年 20% 以上的速度增長(zhǎng)。

（三）未來發(fā)展趨勢(shì)

1. 數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真將成為主流。企業(yè)將更多地采用虛擬設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生等技術(shù)，在產(chǎn)品研發(fā)階段就能夠模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，提前發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行優(yōu)化，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
2. 智能工廠將更加普及。高度自動(dòng)化與智能化的生產(chǎn)模式將廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備和智能系統(tǒng)將成為工廠的主要生產(chǎn)力量，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。
3. 綠色制造將深入人心。智能制造將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，通過優(yōu)化生產(chǎn)過程、降低能源消耗和減少?gòu)U棄物排放，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。例如，采用智能能源管理系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)需求自動(dòng)調(diào)整能源供應(yīng)，降低能耗 20% 以上。
4. 供應(yīng)鏈協(xié)同將更加緊密。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管控，提高供應(yīng)鏈的可靠性和靈活性，降低庫存成本。

智能制造作為傳統(tǒng)制造業(yè)的新方向，未來將持續(xù)發(fā)揮重要作用，重塑傳統(tǒng)制造業(yè)格局，推動(dòng)制造業(yè)向更高質(zhì)量、更高效益、更可持續(xù)的方向發(fā)展。