一、企业智能制造发展方向与趋势

智能制造的载体是制造系统，制造系统从微观到宏观有不同的层次，主要包括制造装备、制造单元、制造车间（工厂）、制造企业和企业生态等。随着智能制造的深入推进，未来智能制造将向以下五个方向发展。

（一）制造装备由自动化向智能化转变

制造装备是智能制造的基础，新一代信息技术成为智能装备创新升级的重要动力源，制造装备将通过智能感知技术、软件系统、人工智能（AI）等信息获取、处理、传输、融合等各方面的先进技术手段应用，实现“感知－分析－决策－执行与反馈”闭环制造。随着人机协同机器人、虚拟现实技术（VR）、智能可穿戴设备的发展，未来人与制造装备将融合在制造系统中，形成“人机一体”。

（二）制造单元由非标准化向标准化转变

智能制造的核心主体是制造单元。制造单元由制造装备、传感系统、仪器仪表、嵌入式系统、控制系统、人机交互等设备组成，随着智能制造系统的推进应用，各个设备模块间的匹配、制造单元之间的匹配都将涉及相互之间的信息联系。制造单元设备间的接口规范、通信协议、语言规范、性能要求等方面将成为智能制造标准体系的基础内容，国内外智能制造技术标准的对接，将最终实现智能制造体系的标准化。

（三）制造车间由单一化向柔性化转变

智能制造将打破批量化单一产品生产模式，建立由统一的信息控制系统、物料储运系统和智能控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化柔性制造系统。同时，将物联网、大数据、云计算、移动互联网、信息物理系统（CPS）等智能技术和管理手段引入到制造车间，实现生产资源最优化配置、生产任务和物流实时优化调度、生产过程精细化管理和智慧科学管理决策。

（四）制造企业由线下向云端化转变

企业是智能制造的实施主体，智能制造将推动企业生产运营云端化，企业将围绕客户需求，以产品为核心，细分生产环节，建立“工业智慧云”，将产品订单、设计研发、供应链管理、采购服务、生产制造、销售服务、售后跟踪等流程融合在云平台上，通过云平台采集产品运行和用户习惯等数据，建模分析， 优化企业资源配置，随时随地将资 源与能力按需进行分配，同时实现 云服务平台的增值。

（五）制造体系由相对封闭向 生态协同化转变

智能制造将打破现有用户与制 造企业的信息关系不对称、产业链 上下游的协作关系不畅通等瓶颈， 通过信息数据的共享协作，采用并 行工程，实现异地的设计、研发、 测试、人力等资源的有效协调 ；实 现跨地区、跨界企业组织架构的敏 捷响应和动态重组，缩短产品供应周期。通过虚拟化、服务化和协同化，汇聚分布异构的制造资源和制造能力，在制造全生命周期的各个阶段，根据用户的需求，实现及时低成本的服务，实现资源的高质高效的对接。

二、智能制造引领制造业变革方向与趋势

智能制造是一种新的生产方式，在自身不断发展的同时，将为制造业发展带来以下九个方向的变革。

（一）大规模、多层次的需求将不断被创造

首先，各行业巨大市场，将为企业新技术的孕育提供所必需的规模门槛。其次，需求差异化将提供多样化使用场景，可用于不同的技术产品和升级路径。第三，由于市场需求差异大，技术创新和扩散在行业都要经历一个过程，企业将面对接力式的需求浪潮。未来在家电、3C（计算机、通信和消费类电子产品三者结合）、纺织、服装等行业，产品的个性化来源于客户的多样化与动态变化的定制需求，企业提供个性化产品的能力将被激发出来。智能制造帮助企业可以从在线订单、快速设计、柔性制造等多个方面为个性化产品的快速推出提供制造系统支持。因此，越来越多的大规模、多层次的小批量个性化定制需求将被创造出来，同时得到满足。

（二）复杂产品的高品质制造将成为可能

在航空航天、船舶海工、汽车等行业，存在许多结构复杂、加工质量要求非常高的零件。传统的加工方式容易造成加工变形、产品质量一致性、可靠性和稳定性难以掌控的问题。采用智能制造将通过智能装备制造复杂、难加工产品，智能装备将适时反馈产品生产过程中的技术参数和状态，对产品质量的可靠性适时追溯 ；同时消除工人在生产过程中的技术水平和工作态度对产品质量的影响，从而最终实现对产品的高品质制造。

（三）高效、可持续将成制造体系的核心竞争力

化工、钢铁、锻造等流程行业，汽车、电力装备等离散制造行业都对节能降耗有着迫切的需求。高效生产、能源高效利用是未来制造业发展的关键。智能制造将有力地支持高效可持续制造。首先，通过传感器信息采集等手段实时掌握能源利用情况 ；其次，通过能耗和效率的综合智能优化，获得最佳的生产方案并进行能源的综合调度，提高能源的利用效率 ；最后，通过改变生产的地域和组织方式、综合电力系统应用等途径，变化制造生态环境，进一步从大系统层面实现节能降耗。智能制造将整合产品生态系统、制造生态系统、全产业链生产系统，通过对供需环节、研发环节、制造环节、服务环节的优化整合，构建制造体系的智能化生态系统，缩短产品全生命流程、有效提高资源的利用效率，实现制造体系的绿色化发展。

（四）产品价值链的延伸拓展将成为新的动力

产品的价值体现在“研发－制造－服务”的产品生命周期的每一个环节，根据“微笑曲线”理论，制造过程的利润相对较低，而研发和服务阶段的利润相对较高，智能制造将为企业拓展价值空间。一是通过产品智能化升级和产品智能设计，实现产品创新，提升产品价值；二是通过产品个性化定制、产品使用过程的在线实时监测、远程故障诊断等智能服务手段，创造新价值，拓展价值链。

（五）以服务型制造为代表的新兴业态将被大量催生

在智能制造新模式下，智能制造系统将演变为负载的“大系统”，其结构更加动态，企业间的协同关系更为分散，企业间的边界也将变得模糊，而“制造生态系统”则更加清晰和重要。智能制造在发展的同时将催生个性化定制、异地协同开发、云制造等以工业互联网、大数据、3D 打印等新技术的应用为前提的新制造模式。围绕泛在化的智能产品生态系统、智能制造环节生态系统等，服务将以各种形式融入到制造业研发设计、生产制造、经营管理、销售运维等环节，有价值创造的可能就有服务形态的出现。

（六）新型制造业竞争价值网络将被构建

智能制造将助推制造业降低企业各种交易成本、管理成本和资源利用成本。通过整合资源，以开放、共享、互利、对等、协作的方式，与合作伙伴形成利益共享的价值共同体。价值网络提供了获取信息、资源、市场、技术的新机制，这些因素交织在一起，相互作用，不仅增强了商业环境的不确定性、未来的不可预测性、商业系统的复杂性，更导致了破坏性的、大规模的商业力量的转移，将重新构建制造竞争价值网络体系。

（七）创新模式与产融互动将更具开放性

大规模、多样化的个性化需求被创造出来的新经济模式下，供应商、合作伙伴等利益相关者也越来越多地参与企业的价值创造活动。众包或者群体创造将以开放的平台，聚合用户、供应商、合作伙伴以及员工的智慧，发挥企业内部和外部群体创造的力量，不同的思想和智慧相互碰撞，迸发出工业经济时代无法想象的力量。与此同时，创新模式将引来资本的关注，未来制造业将产生大量并购和整合，在这一进程中，产业集中、结构优化、规模经济和范围经济的效率提升等产业效应日益彰显。

（八）共享经济模式将成为制造业转型新方向

互联网价值发现，资源聚合，大众协同的特性使得以层级制、组织线性分工为特征的传统的组织方式向网络化、平台化、扁平化发展。与此同时，传统制造业以产品和生产为核心的商业模式已经在向以消费者为核心，以“生产 + 服务”为本转变，产业竞争也从单一环节向产业的生态竞争转变，以共享经济模式为代表的无工厂的制造商和微型跨国公司也正在逐步崛起。共享经济的出现，打破了个体劳动者对商业组织的依附，可以直接向最终用户提供服务或产品。共享型公共服务平台作用将越来越重要，使脱离商业组织的个体服务者有机会接触更广泛的需求方。

（九）“智能应用工程师”将取代“熟练工种”

智能制造实现制造工艺仿真优化、制造过程数字化控制、状态信息实时监测，智能制造的快速推进带来了对人才的巨大需求。随着数字化研发设计管理工具的普及，员工需要具备应对智能制造的基本素质， 计算机辅助设计/制造/模拟仿真分析/工艺过程设计（CAD/CAM/CAE/CAPP）、生产过程执行管理系统（MES）、企业资源计划（ERP）等工具的运用已经成为员工的基本能力要求，数字化建模、精益专员、逆向造型、3D 打印、精密测量与检验岗位越来越重要。一些传统岗位在生产中的作用将逐渐弱化，甚至消失，企业“熟练工种”将减少，人将更多地从事产品设计、工艺优化、生产系统管理等工作。

三、中小企业实施智能制造面临的问题

（一）成本是中小企业面临的“最头疼的问题”

智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。其涉及信息技术、装备技术、人工智能等多方面的新技术和设备的应用。技术解决方案提供商需要为不同行业、不同类型企业提供个性化、定制化的智能制造解决方案，导致很多智能制造解决方案造价昂贵，维护费用很高，高成本、高投入，使得很多中小企业对智能制造“望而却步”。

（二）陷入新技术新产品如何选用的困境

西门子等一些智能制造领域世界知名企业在国内建立了数字化工厂等智能制造样板车间，为企业实施智能化改革提供参考和经验，正在逐步占领相关领域市场。然而，国内相对缺少智能化、自动化的品牌，即使有也并不尽如人意，企业无法选择国产供应商的产品。国产供应商虽然有丰富的管理经验，但却缺乏可以和德国日本等发达国家相同竞争力的基础自动化和智能技术。国外高成本技术、国内技术上不成熟导致中小企业在技术方案选择上陷入两难境地。

（三）很难找到满足于自身应用的参考案例

成熟的中小企业智能制造解决方案参考案例是企业选择智能制造解决方案的最直接方式。然而，通过百度搜索“智能制造解决方案”，结果显示“百度为您找到相关结果约 1650000 个”，单单一个搜索引擎就提供出 160 多万个关于“智能制造解决方案”的检索结果，需要用户进行全方位的甄选。在信息高度发达的时代，各种以智能制造解决方案为“噱头”的销售行为（其中有很大一部分涉及虚假信息）给中小企业甄选解决方案带来了很大的困扰。

（四）“技术易得、人才难求”的尴尬局面尚未打破

在传统制造业转型升级的关键阶段，越来越多企业面临设备易得、人才难求的尴尬局面，中小企业面临的人才问题更为严峻。不少企业担心现有的基础措施或是人才无法配套、适应新的生产流程；采用“机器换人”后，企业需要更多技术工人，特别是能够独立操作各种智能机器人和维修机器的高级技术人员。解决好成本控制、有效解决方案、应用型人才等问题，从而提升中小企业实施智能化改造的动力，同时为企业持续健康发展保驾护航。

四、中小企业实施低成本智能制造的思考

（一）循序渐进推动企业生产制造向纵向集成

中小企业可以从制造过程中某个特定阶段或制造工艺的智能化，到逐步将各个制造环节的“信息孤岛”互联互通，系统集成，从而使数据在整个企业中得以共享。通过机器大数据的收集和人类智能的结合，推进工厂优化，改进企业管理绩效，大幅增加企业经济效益，提高工人操作安全性，并促进环境可持续发展。

（二）整体考虑智能制造方向和未来需求

智能化改造不是仅仅引进单个机器人或者智能设备，而是一项系统工程，要将研发设计、生产过程、管理运营等有效衔接起来，要将电子商务、物联网、云计算、大数据、互联网金融、智慧物流等移动互联网思维融入传统的管理模式，逐步提高企业整体智能化水平，最终建立完整的智能制造系统。

（三）借助外部力量融入“小企业 + 大平台”体系

中小企业完全依托自身实施智能化改造的能力非常有限，最好的办法是专注自己最核心的业务能力，做好工艺细化分解 ；借助政府、第三方公共服务平台等大网络平台帮助中小企业从资金、技术、市场、人才等方面推动企业智能化改造 ；在大平台体系内与更多外部力量借力，形成高效实用的智能制造体系。

（四）融入企业生态圈协同推进智能制造

一个企业创新能力的强弱，不仅取决于其内生的创新资源，还取决于其整合社会和全球资源的能力，单打独斗式的封闭推进智能制造创新已经不能满足生产模式的变革需求，必须要向联盟式的协同创新转变、向平台式的开放创新转变。以全球化的视野、开放的心态，积极寻找机会参与智能化改造和智能制造协作，逐步在协同创新体系和产业生态链中获得自身发展所需的智能化改造、智能制造解决方案。

五、推动中小企业实施低成本智能制造的政策建议

（一）建立中小企业智能制造服务大平台

搭建智能制造政府公共服务平台，同时支持社会力量建立第三方服务平台，整合和利用现有制造资源，建设云制造平台和服务平台，在线提供关键工业软件及各类模型库和制造能力外包服务，服务中小企业智能化发展。加快建设面向中小企业的云服务中心，统一采购成熟的信息化云服务产品为中小企业提供低成本的信息化、智能化技术支持。

（二）组织开展中小企业智能制造试点应用

通过“政府 + 用户 + 服务商”合作模式，政府予以一定比例的资金扶持、服务商拿出一定比例的利润补贴给用户、用户为服务商提供样板工程，探索建设一批可参观可推广的智能制造样板车间。引导有基础、有条件的中小企业推进生产线自动化改造，开展管理信息化和数字化升级试点应用。同时，建立龙头企业引领带动中小企业推进信息化、智能化的发展机制，提升中小企业智能化水平。支持大中小企业间开放合作。鼓励产业链上大中小企业的协作发展，支持企业间围绕智能制造实施横向集成合作，构建一体化供应链体系。鼓励产业链企业间实施兼并重组，优化产业链上企业间的组织结构。

（三）支持智能制造技术设备和制造模式的引进

引导和鼓励制造企业通过资产联营、兼并、收购、参股、控股等方式，快速吸收和引进国外先进的智能制造技术、智能装备及全新制造模式，为中小企业提供低成本、高效安全的国际先进技术和设备。同时，支持第三方机构提供分析诊断、创新评估等服务，鼓励系统集成商、装备供应商、软件供应商等，针对中小企业实际需求，研究制定简便易行的智能化改造方案，推广一批成熟适用的单元装备和先进技术。

（四）引导各类基金参与中小企业智能化改造

落实中小企业发展相关产业政策，创新中小企业技改资助模式，采用“以投资代资助”方式，引入投资基金对中小企业智能化改造提供资金支持，同时引导社会资本增加投入，有效解决智能化改造投入大、风险大的问题，有效实现制造模式、生产效率、产品质量等转型升级，推动经济结构调整和资源优化配置。

（五）切实做好中小企业智能化改造服务

通过降低中小企业税收幅度，对其购买工业机器人、3D 打印、大数据管理技术、物联网等智能技术提供税收减免及补助 ；加大对智能制造网络基础设施的建设，建成区域性网络空间服务平台，为企业的资源配置提供便利 ；由政府引导，社会共同参与，组建低成本融资体系，解决企业贷款难问题，推动企业智能化改造建设 ；通过信息化手段，畅通沟通渠道，做好技术对接工作，帮助中小企业掌握其所需要的技术，减少企业智能化改造技术方案成本。