一、企業智能制造發展方向與趨勢

智能制造的載體是制造系統，制造系統從微觀到宏觀有不同的層次，主要包括制造裝備、制造單元、制造車間（工廠）、制造企業和企業生態等。隨著智能制造的深入推進，未來智能制造將向以下五個方向發展。

（一）制造裝備由自動化向智能化轉變

制造裝備是智能制造的基礎，新一代信息技術成為智能裝備創新升級的重要動力源，制造裝備將通過智能感知技術、軟件系統、人工智能（AI）等信息獲取、處理、傳輸、融合等各方面的先進技術手段應用，實現“感知－分析－決策－執行與反饋”閉環制造。隨著人機協同機器人、虛擬現實技術（VR）、智能可穿戴設備的發展，未來人與制造裝備將融合在制造系統中，形成“人機一體”。

（二）制造單元由非標準化向標準化轉變

智能制造的核心主體是制造單元。制造單元由制造裝備、傳感系統、儀器儀表、嵌入式系統、控制系統、人機交互等設備組成，隨著智能制造系統的推進應用，各個設備模塊間的匹配、制造單元之間的匹配都將涉及相互之間的信息聯系。制造單元設備間的接口規范、通信協議、語言規范、性能要求等方面將成為智能制造標準體系的基礎內容，國內外智能制造技術標準的對接，將最終實現智能制造體系的標準化。

（三）制造車間由單一化向柔性化轉變

智能制造將打破批量化單一產品生產模式，建立由統一的信息控制系統、物料儲運系統和智能控制加工設備組成，能適應加工對象變換的自動化柔性制造系統。同時，將物聯網、大數據、云計算、移動互聯網、信息物理系統（CPS）等智能技術和管理手段引入到制造車間，實現生產資源最優化配置、生產任務和物流實時優化調度、生產過程精細化管理和智慧科學管理決策。

（四）制造企業由線下向云端化轉變

企業是智能制造的實施主體，智能制造將推動企業生產運營云端化，企業將圍繞客戶需求，以產品為核心，細分生產環節，建立“工業智慧云”，將產品訂單、設計研發、供應鏈管理、采購服務、生產制造、銷售服務、售后跟蹤等流程融合在云平臺上，通過云平臺采集產品運行和用戶習慣等數據，建模分析， 優化企業資源配置，隨時隨地將資 源與能力按需進行分配，同時實現 云服務平臺的增值。

（五）制造體系由相對封閉向 生態協同化轉變

智能制造將打破現有用戶與制 造企業的信息關系不對稱、產業鏈 上下游的協作關系不暢通等瓶頸， 通過信息數據的共享協作，采用并 行工程，實現異地的設計、研發、 測試、人力等資源的有效協調 ；實 現跨地區、跨界企業組織架構的敏 捷響應和動態重組，縮短產品供應周期。通過虛擬化、服務化和協同化，匯聚分布異構的制造資源和制造能力，在制造全生命周期的各個階段，根據用戶的需求，實現及時低成本的服務，實現資源的高質高效的對接。

二、智能制造引領制造業變革方向與趨勢

智能制造是一種新的生產方式，在自身不斷發展的同時，將為制造業發展帶來以下九個方向的變革。

（一）大規模、多層次的需求將不斷被創造

首先，各行業巨大市場，將為企業新技術的孕育提供所必需的規模門檻。其次，需求差異化將提供多樣化使用場景，可用于不同的技術產品和升級路徑。第三，由于市場需求差異大，技術創新和擴散在行業都要經歷一個過程，企業將面對接力式的需求浪潮。未來在家電、3C（計算機、通信和消費類電子產品三者結合）、紡織、服裝等行業，產品的個性化來源于客戶的多樣化與動態變化的定制需求，企業提供個性化產品的能力將被激發出來。智能制造幫助企業可以從在線訂單、快速設計、柔性制造等多個方面為個性化產品的快速推出提供制造系統支持。因此，越來越多的大規模、多層次的小批量個性化定制需求將被創造出來，同時得到滿足。

（二）復雜產品的高品質制造將成為可能

在航空航天、船舶海工、汽車等行業，存在許多結構復雜、加工質量要求非常高的零件。傳統的加工方式容易造成加工變形、產品質量一致性、可靠性和穩定性難以掌控的問題。采用智能制造將通過智能裝備制造復雜、難加工產品，智能裝備將適時反饋產品生產過程中的技術參數和狀態，對產品質量的可靠性適時追溯 ；同時消除工人在生產過程中的技術水平和工作態度對產品質量的影響，從而最終實現對產品的高品質制造。

（三）高效、可持續將成制造體系的核心競爭力

化工、鋼鐵、鍛造等流程行業，汽車、電力裝備等離散制造行業都對節能降耗有著迫切的需求。高效生產、能源高效利用是未來制造業發展的關鍵。智能制造將有力地支持高效可持續制造。首先，通過傳感器信息采集等手段實時掌握能源利用情況 ；其次，通過能耗和效率的綜合智能優化，獲得最佳的生產方案并進行能源的綜合調度，提高能源的利用效率 ；最后，通過改變生產的地域和組織方式、綜合電力系統應用等途徑，變化制造生態環境，進一步從大系統層面實現節能降耗。智能制造將整合產品生態系統、制造生態系統、全產業鏈生產系統，通過對供需環節、研發環節、制造環節、服務環節的優化整合，構建制造體系的智能化生態系統，縮短產品全生命流程、有效提高資源的利用效率，實現制造體系的綠色化發展。

（四）產品價值鏈的延伸拓展將成為新的動力

產品的價值體現在“研發－制造－服務”的產品生命周期的每一個環節，根據“微笑曲線”理論，制造過程的利潤相對較低，而研發和服務階段的利潤相對較高，智能制造將為企業拓展價值空間。一是通過產品智能化升級和產品智能設計，實現產品創新，提升產品價值；二是通過產品個性化定制、產品使用過程的在線實時監測、遠程故障診斷等智能服務手段，創造新價值，拓展價值鏈。

（五）以服務型制造為代表的新興業態將被大量催生

在智能制造新模式下，智能制造系統將演變為負載的“大系統”，其結構更加動態，企業間的協同關系更為分散，企業間的邊界也將變得模糊，而“制造生態系統”則更加清晰和重要。智能制造在發展的同時將催生個性化定制、異地協同開發、云制造等以工業互聯網、大數據、3D 打印等新技術的應用為前提的新制造模式。圍繞泛在化的智能產品生態系統、智能制造環節生態系統等，服務將以各種形式融入到制造業研發設計、生產制造、經營管理、銷售運維等環節，有價值創造的可能就有服務形態的出現。

（六）新型制造業競爭價值網絡將被構建

智能制造將助推制造業降低企業各種交易成本、管理成本和資源利用成本。通過整合資源，以開放、共享、互利、對等、協作的方式，與合作伙伴形成利益共享的價值共同體。價值網絡提供了獲取信息、資源、市場、技術的新機制，這些因素交織在一起，相互作用，不僅增強了商業環境的不確定性、未來的不可預測性、商業系統的復雜性，更導致了破壞性的、大規模的商業力量的轉移，將重新構建制造競爭價值網絡體系。

（七）創新模式與產融互動將更具開放性

大規模、多樣化的個性化需求被創造出來的新經濟模式下，供應商、合作伙伴等利益相關者也越來越多地參與企業的價值創造活動。眾包或者群體創造將以開放的平臺，聚合用戶、供應商、合作伙伴以及員工的智慧，發揮企業內部和外部群體創造的力量，不同的思想和智慧相互碰撞，迸發出工業經濟時代無法想象的力量。與此同時，創新模式將引來資本的關注，未來制造業將產生大量并購和整合，在這一進程中，產業集中、結構優化、規模經濟和范圍經濟的效率提升等產業效應日益彰顯。

（八）共享經濟模式將成為制造業轉型新方向

互聯網價值發現，資源聚合，大眾協同的特性使得以層級制、組織線性分工為特征的傳統的組織方式向網絡化、平臺化、扁平化發展。與此同時，傳統制造業以產品和生產為核心的商業模式已經在向以消費者為核心，以“生產 + 服務”為本轉變，產業競爭也從單一環節向產業的生態競爭轉變，以共享經濟模式為代表的無工廠的制造商和微型跨國公司也正在逐步崛起。共享經濟的出現，打破了個體勞動者對商業組織的依附，可以直接向最終用戶提供服務或產品。共享型公共服務平臺作用將越來越重要，使脫離商業組織的個體服務者有機會接觸更廣泛的需求方。

（九）“智能應用工程師”將取代“熟練工種”

智能制造實現制造工藝仿真優化、制造過程數字化控制、狀態信息實時監測，智能制造的快速推進帶來了對人才的巨大需求。隨著數字化研發設計管理工具的普及，員工需要具備應對智能制造的基本素質， 計算機輔助設計/制造/模擬仿真分析/工藝過程設計（CAD/CAM/CAE/CAPP）、生產過程執行管理系統（MES）、企業資源計劃（ERP）等工具的運用已經成為員工的基本能力要求，數字化建模、精益專員、逆向造型、3D 打印、精密測量與檢驗崗位越來越重要。一些傳統崗位在生產中的作用將逐漸弱化，甚至消失，企業“熟練工種”將減少，人將更多地從事產品設計、工藝優化、生產系統管理等工作。

三、中小企業實施智能制造面臨的問題

（一）成本是中小企業面臨的“最頭疼的問題”

智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。其涉及信息技術、裝備技術、人工智能等多方面的新技術和設備的應用。技術解決方案提供商需要為不同行業、不同類型企業提供個性化、定制化的智能制造解決方案，導致很多智能制造解決方案造價昂貴，維護費用很高，高成本、高投入，使得很多中小企業對智能制造“望而卻步”。

（二）陷入新技術新產品如何選用的困境

西門子等一些智能制造領域世界知名企業在國內建立了數字化工廠等智能制造樣板車間，為企業實施智能化改革提供參考和經驗，正在逐步占領相關領域市場。然而，國內相對缺少智能化、自動化的品牌，即使有也并不盡如人意，企業無法選擇國產供應商的產品。國產供應商雖然有豐富的管理經驗，但卻缺乏可以和德國日本等發達國家相同競爭力的基礎自動化和智能技術。國外高成本技術、國內技術上不成熟導致中小企業在技術方案選擇上陷入兩難境地。

（三）很難找到滿足于自身應用的參考案例

成熟的中小企業智能制造解決方案參考案例是企業選擇智能制造解決方案的最直接方式。然而，通過百度搜索“智能制造解決方案”，結果顯示“百度為您找到相關結果約 1650000 個”，單單一個搜索引擎就提供出 160 多萬個關于“智能制造解決方案”的檢索結果，需要用戶進行全方位的甄選。在信息高度發達的時代，各種以智能制造解決方案為“噱頭”的銷售行為（其中有很大一部分涉及虛假信息）給中小企業甄選解決方案帶來了很大的困擾。

（四）“技術易得、人才難求”的尷尬局面尚未打破

在傳統制造業轉型升級的關鍵階段，越來越多企業面臨設備易得、人才難求的尷尬局面，中小企業面臨的人才問題更為嚴峻。不少企業擔心現有的基礎措施或是人才無法配套、適應新的生產流程；采用“機器換人”后，企業需要更多技術工人，特別是能夠獨立操作各種智能機器人和維修機器的高級技術人員。解決好成本控制、有效解決方案、應用型人才等問題，從而提升中小企業實施智能化改造的動力，同時為企業持續健康發展保駕護航。

四、中小企業實施低成本智能制造的思考

（一）循序漸進推動企業生產制造向縱向集成

中小企業可以從制造過程中某個特定階段或制造工藝的智能化，到逐步將各個制造環節的“信息孤島”互聯互通，系統集成，從而使數據在整個企業中得以共享。通過機器大數據的收集和人類智能的結合，推進工廠優化，改進企業管理績效，大幅增加企業經濟效益，提高工人操作安全性，并促進環境可持續發展。

（二）整體考慮智能制造方向和未來需求

智能化改造不是僅僅引進單個機器人或者智能設備，而是一項系統工程，要將研發設計、生產過程、管理運營等有效銜接起來，要將電子商務、物聯網、云計算、大數據、互聯網金融、智慧物流等移動互聯網思維融入傳統的管理模式，逐步提高企業整體智能化水平，最終建立完整的智能制造系統。

（三）借助外部力量融入“小企業 + 大平臺”體系

中小企業完全依托自身實施智能化改造的能力非常有限，最好的辦法是專注自己最核心的業務能力，做好工藝細化分解 ；借助政府、第三方公共服務平臺等大網絡平臺幫助中小企業從資金、技術、市場、人才等方面推動企業智能化改造 ；在大平臺體系內與更多外部力量借力，形成高效實用的智能制造體系。

（四）融入企業生態圈協同推進智能制造

一個企業創新能力的強弱，不僅取決于其內生的創新資源，還取決于其整合社會和全球資源的能力，單打獨斗式的封閉推進智能制造創新已經不能滿足生產模式的變革需求，必須要向聯盟式的協同創新轉變、向平臺式的開放創新轉變。以全球化的視野、開放的心態，積極尋找機會參與智能化改造和智能制造協作，逐步在協同創新體系和產業生態鏈中獲得自身發展所需的智能化改造、智能制造解決方案。

五、推動中小企業實施低成本智能制造的政策建議

（一）建立中小企業智能制造服務大平臺

搭建智能制造政府公共服務平臺，同時支持社會力量建立第三方服務平臺，整合和利用現有制造資源，建設云制造平臺和服務平臺，在線提供關鍵工業軟件及各類模型庫和制造能力外包服務，服務中小企業智能化發展。加快建設面向中小企業的云服務中心，統一采購成熟的信息化云服務產品為中小企業提供低成本的信息化、智能化技術支持。

（二）組織開展中小企業智能制造試點應用

通過“政府 + 用戶 + 服務商”合作模式，政府予以一定比例的資金扶持、服務商拿出一定比例的利潤補貼給用戶、用戶為服務商提供樣板工程，探索建設一批可參觀可推廣的智能制造樣板車間。引導有基礎、有條件的中小企業推進生產線自動化改造，開展管理信息化和數字化升級試點應用。同時，建立龍頭企業引領帶動中小企業推進信息化、智能化的發展機制，提升中小企業智能化水平。支持大中小企業間開放合作。鼓勵產業鏈上大中小企業的協作發展，支持企業間圍繞智能制造實施橫向集成合作，構建一體化供應鏈體系。鼓勵產業鏈企業間實施兼并重組，優化產業鏈上企業間的組織結構。

（三）支持智能制造技術設備和制造模式的引進

引導和鼓勵制造企業通過資產聯營、兼并、收購、參股、控股等方式，快速吸收和引進國外先進的智能制造技術、智能裝備及全新制造模式，為中小企業提供低成本、高效安全的國際先進技術和設備。同時，支持第三方機構提供分析診斷、創新評估等服務，鼓勵系統集成商、裝備供應商、軟件供應商等，針對中小企業實際需求，研究制定簡便易行的智能化改造方案，推廣一批成熟適用的單元裝備和先進技術。

（四）引導各類基金參與中小企業智能化改造

落實中小企業發展相關產業政策，創新中小企業技改資助模式，采用“以投資代資助”方式，引入投資基金對中小企業智能化改造提供資金支持，同時引導社會資本增加投入，有效解決智能化改造投入大、風險大的問題，有效實現制造模式、生產效率、產品質量等轉型升級，推動經濟結構調整和資源優化配置。

（五）切實做好中小企業智能化改造服務

通過降低中小企業稅收幅度，對其購買工業機器人、3D 打印、大數據管理技術、物聯網等智能技術提供稅收減免及補助 ；加大對智能制造網絡基礎設施的建設，建成區域性網絡空間服務平臺，為企業的資源配置提供便利 ；由政府引導，社會共同參與，組建低成本融資體系，解決企業貸款難問題，推動企業智能化改造建設 ；通過信息化手段，暢通溝通渠道，做好技術對接工作，幫助中小企業掌握其所需要的技術，減少企業智能化改造技術方案成本。