進入二十一世紀(jì)以來，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實、增材制造、工業(yè)機器人、智能傳感器、機器視覺、數(shù)字孿生等新興技術(shù)蓬勃發(fā)展，為全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來了重大機遇。與此同時，工業(yè)4.0、兩化融合、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、新型工業(yè)化、新質(zhì)生產(chǎn)力、綠色制造、ESG等新興理念不斷涌現(xiàn)。對于制造企業(yè)而言，如何正確理解這些新興理念并指導(dǎo)實踐，如何有效應(yīng)用新興技術(shù)并取得實效，從而幫助企業(yè)提升核心競爭力，是一個必須思考和解決的問題。
 

　　本文將從時間軸和所處的不同層級，全景式地梳理這些理念和技術(shù)的內(nèi)涵與相互聯(lián)系，剖析各理念之間承前啟后的關(guān)系，希望能夠幫助制造企業(yè)撥開概念的迷霧，明晰制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心策略和主攻方向。
 

　　一、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的術(shù)語分類
 

　　e-works將推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的技術(shù)與理念分為五個層級：戰(zhàn)略理念、制造范式、推進策略、交叉融合技術(shù)、使能技術(shù)，分別代表了從宏觀戰(zhàn)略到微觀實施的不同層面。

推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的理念類型關(guān)系圖(藍色為我國提出的術(shù)語)
 

　　1.戰(zhàn)略理念層
 

　　戰(zhàn)略理念是一種長期的、宏觀的、方向性的規(guī)劃和決策，是制造業(yè)在長遠發(fā)展過程中，所秉持的核心理念和目標(biāo)，指導(dǎo)制造業(yè)在轉(zhuǎn)型升級過程中的方向和重點。戰(zhàn)略理念需要全球各國和社會各界的共同參與和努力，通過整合資源、優(yōu)化配置、創(chuàng)新技術(shù)和改進管理，來實現(xiàn)生產(chǎn)力的提升和經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型升級。工業(yè)4.0、ESG、兩化融合、新型工業(yè)化、新質(zhì)生產(chǎn)力都屬于戰(zhàn)略理念。
 

　　●2002年，黨的“十六大”首次提出“新型工業(yè)化”，“堅持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，走出一條科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子。”
 

　　●2004年，ESG(環(huán)境、社會和治理)在可持續(xù)發(fā)展的背景下誕生，它強調(diào)企業(yè)在環(huán)境保護、社會責(zé)任和良好治理方面的表現(xiàn)。其目標(biāo)是推動企業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展的同時，積極應(yīng)對環(huán)境問題、履行社會責(zé)任，并建立良好的治理機制。
 

　　●2007年,黨的“十七大”報告正式將信息化列入“五化”，提出“兩化融合”的概念,即信息化與工業(yè)化融合。這一概念的提出是為了通過信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化，走新型工業(yè)化道路。
 

　　●2013年，面對新的工業(yè)革命帶來的機遇和挑戰(zhàn)，為了保持和增強德國制造業(yè)的全球競爭力，德國選擇了主動引領(lǐng)變革，提出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。“工業(yè)4.0”是指通過信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems，CPS)將生產(chǎn)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和個性化。
 

　　●2023年，我國政府工作報告首次提出“新質(zhì)生產(chǎn)力”。新質(zhì)生產(chǎn)力的核心是創(chuàng)新起主導(dǎo)作用，擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑，具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征，符合新發(fā)展理念的先進生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)。
 

　　2.制造范式層
 

　　制造范式是指制造業(yè)在生產(chǎn)組織、技術(shù)應(yīng)用、資源配置、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、市場定位等方面所遵循的基本模式。制造范式的變化通常與工業(yè)革命和技術(shù)革新緊密相關(guān)，比如從手工制造到機械化，再到電氣化、數(shù)字化/自動化和智能化。每一種制造范式的出現(xiàn)都極大地推動了生產(chǎn)力提升和制造業(yè)發(fā)展。它體現(xiàn)了制造業(yè)在特定時期內(nèi)的發(fā)展趨勢和主要特征，主要包括制造方式和管理模式的創(chuàng)新。其中，CIMS、并行工程、敏捷制造、智能制造和綠色制造屬于制造模式變革和制造業(yè)價值鏈創(chuàng)新，六西格瑪和精益生產(chǎn)則是從生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)展起來的管理模式創(chuàng)新。
 

　　●并行工程1988年提出，初衷是縮短國防武器和軍用產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，降低成本。在此之前，產(chǎn)品功能設(shè)計、生產(chǎn)工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備等步驟以串行生產(chǎn)方式進行。并行工程是集成、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程(包括制造過程和支持過程)的系統(tǒng)方法。后來這種方法從軍品生產(chǎn)擴展到了民品生產(chǎn)領(lǐng)域。
 

　　●CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))于1973年提出，集成了計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和制造技術(shù)的系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)制造過程的自動化、信息化和智能化，通過集成管理和控制整個制造過程，實現(xiàn)從訂單處理到產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、物流等各個環(huán)節(jié)的高效協(xié)同。得益于強大算力、寬帶支持和集成技術(shù)，當(dāng)今的智能制造已經(jīng)實現(xiàn)了CIMS的愿景。
 

　　●智能制造的概念可追溯到上世紀(jì)80代，美國出版的《制造智能》(Smart Manufacturing)一書中，首次提出“通過集成知識工程、制造軟件系統(tǒng)、機器人視覺和機器人控制來對制造技工們的技能與專家知識進行建模，以使智能機器能夠在沒有人工干預(yù)的情況下進行小批量生產(chǎn)”。1991年，日、美、歐共同發(fā)起實施的“智能制造國際合作研究計劃”中提出“智能制造系統(tǒng)是一種在整個制造過程中貫穿智能活動，并將這種智能活動與智能機器有機融合，將整個制造過程從訂貨、產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)到市場銷售等各環(huán)節(jié)以柔性方式集成起來的能發(fā)揮最大生產(chǎn)力的先進生產(chǎn)系統(tǒng)”。在維基百科對于智能制造(Smart manufacturing)的定義中，已經(jīng)明確指出智能制造采用了CIMS技術(shù)：Smart manufacturing is a broad category of manufacturing that employs computer-integrated manufacturing, high levels of adaptability and rapid design changes, digital information technology, and more flexible technical workforce training. Other goals sometimes include fast changes in production levels based on demand, optimization of the supply chain, efficient production and recyclability.(智能制造是一個廣泛的制造業(yè)類別，支持計算機集成制造、高杜適應(yīng)性和快速設(shè)計變更，數(shù)字信息技術(shù)和更靈活的技術(shù)人員培訓(xùn)，并可以根據(jù)需求，快速改變生產(chǎn)水平、優(yōu)化供應(yīng)鏈，實現(xiàn)高效生產(chǎn)和可回收。)
 

　　●20世紀(jì)90年代，在全球市場競爭加劇、客戶需求多樣化、信息技術(shù)迅速發(fā)展的大背景下，美國提出“敏捷制造”，借鑒了軟件開發(fā)領(lǐng)域的敏捷開發(fā)方法，通過靈活的組織結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程和供應(yīng)鏈管理，實現(xiàn)對市場需求的快速響應(yīng)和定制化生產(chǎn)。
 

　　●近年來，綠色制造成為生產(chǎn)方式變革的重要內(nèi)容，這是一種以環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展為核心的生產(chǎn)方式，關(guān)鍵在于采用清潔能源、綠色產(chǎn)品、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝和綠色工廠等技術(shù)，減少生產(chǎn)過程中的廢棄物和污染物排放，實現(xiàn)生產(chǎn)與環(huán)境保護的雙贏。
 

　　●六西格瑪和精益生產(chǎn)都是20世紀(jì)80年代從生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)展起來的管理模式。六西格瑪?shù)母拍钭钤缬赡ν辛_拉提出，在GE得到進一步的發(fā)展和完善，其核心是通過對業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，減少過程變異，從而降低缺陷率，提高產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量；精益生產(chǎn)則是源自豐田生產(chǎn)方式的一種管理哲學(xué)，其理念是基于客戶需求拉動生產(chǎn)，而非推動式生產(chǎn)，旨在消除浪費任何不增加客戶價值的活動，強調(diào)準(zhǔn)時化和人機協(xié)作。兩種管理模式都追求提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量，減少浪費，提升客戶滿意度，強調(diào)持續(xù)改進和全員參與。不同的是，六西格瑪更側(cè)重于數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，使用一系列統(tǒng)計工具和技術(shù)來分析問題并設(shè)計解決方案。精益生產(chǎn)則強調(diào)通過5S、看板、價值流程圖、持續(xù)流動和暫停按鈕等更加直觀的方法不斷地識別和消除浪費，更關(guān)注實際操作。
 

　　3.推進策略層
 

　　推進策略在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中至關(guān)重要，它是指為了確保技術(shù)的有效實施和業(yè)務(wù)的順利轉(zhuǎn)型而采取的一系列步驟和方法。不同策略的側(cè)重點和作用域有所不同。例如：
 

　　●集成產(chǎn)品開發(fā)(Integrated Product Development，IPD)方法可以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的高效協(xié)同，提高產(chǎn)品開發(fā)效率和市場響應(yīng)速度。
 

　　●基于模型的系統(tǒng)工程(Model-Based Systems Engineering，MBSE)可以顯著改善產(chǎn)品研發(fā)過程上游的數(shù)字化研發(fā)能力，即利用標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)建模語言，將系統(tǒng)工程中所涉及的分析要素，以對象化、圖形化、數(shù)字化方式抽象化為計算機數(shù)學(xué)模型(如需求模型、功能模型)，使模型具有描述系統(tǒng)運行邏輯和邏輯驗證的能力，并在研發(fā)早期在虛擬環(huán)境中進行系統(tǒng)級仿真，以此規(guī)避大量的研發(fā)返工。
 

　　●通過推進IT與OT融合，實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)互通，高效地完成數(shù)據(jù)采集，將IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和OT系統(tǒng)的實時控制能力相結(jié)合，實現(xiàn)更高效的生產(chǎn)和更智能的決策。目前，OPC UA和MQTT是實現(xiàn)IT/OT融合的主流協(xié)議。
 

　　●在數(shù)字技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，通過推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型(Digital Transformation)，企業(yè)可以實現(xiàn)商業(yè)模式、研發(fā)模式、制造模式、營銷模式、服務(wù)模式、運營模式以及決策模式的轉(zhuǎn)型，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值，創(chuàng)造新的增長機會。數(shù)字化是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)是通過信息技術(shù)在深度、廣度方面的持續(xù)應(yīng)用，來支撐企業(yè)本身的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型與變革，能夠幫助企業(yè)更好地應(yīng)對各種不確定性。只有能夠順應(yīng)數(shù)字化大潮的企業(yè)才能隨需而變，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。從根本上說，數(shù)字化是信息化的高級階段，是全面深入應(yīng)用信息技術(shù)來創(chuàng)造價值的更高境界。數(shù)字化轉(zhuǎn)型已被公認為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心策略。
 

　　4.交叉融合技術(shù)
 

　　隨著科技的不斷進步，各種領(lǐng)域之間的交叉融合已經(jīng)成為了一個不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。交叉融合技術(shù)通過多種技術(shù)的相互作用和協(xié)同效應(yīng)，創(chuàng)造出新的技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案。這些交叉融合技術(shù)能夠帶來跨學(xué)科的創(chuàng)新，創(chuàng)造更大的價值，解決更復(fù)雜的問題。例如：
 

　　●工業(yè)大數(shù)據(jù)需要應(yīng)用數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，才能使工業(yè)大數(shù)據(jù)中所蘊含的價值得以挖掘和展現(xiàn)。
 

　　●數(shù)字孿生是在物聯(lián)網(wǎng)、建模/仿真與優(yōu)化、三維可視化、人工智能等多種使能技術(shù)迅速發(fā)展和交叉融合的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建物理實體所對應(yīng)的數(shù)字孿生模型，并對數(shù)字孿生模型進行可視化、調(diào)試、體驗、分析與優(yōu)化，從而提升物理實體性能和運行績效的綜合性技術(shù)。
 

　　●供應(yīng)鏈管理環(huán)節(jié)眾多，主要包括供應(yīng)鏈計劃、優(yōu)化與執(zhí)行，具體包含采購尋源、供應(yīng)商關(guān)系管理、倉儲管理、運輸管理、配送管理、供應(yīng)鏈協(xié)同計劃、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)和電子商務(wù)等。
 

　　●工業(yè)自動化技術(shù)是基于控制理論，綜合運用儀器儀表、工業(yè)計算機、工業(yè)機器人、傳感器和工業(yè)通信等技術(shù)，對生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策的綜合性技術(shù)，工業(yè)自動化又可以細分為面向離散制造業(yè)的工廠自動化、面向流程行業(yè)的流程自動化和針對企業(yè)內(nèi)外部物流的物流自動化。PLC和DCS技術(shù)的發(fā)展對工業(yè)自動化的廣泛應(yīng)用具有關(guān)鍵性作用。近年來，在流程行業(yè)APC技術(shù)也開始進行實際應(yīng)用；而基于PC的控制系統(tǒng)也得到廣泛應(yīng)用。軟件定義成為工業(yè)自動化系統(tǒng)的前沿方向。
 

　　●人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)科學(xué)，集成了語言識別、圖像識別、自然語言處理、專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)，計算機視覺等技術(shù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及云計算等技術(shù)的普及，人工智能實現(xiàn)了蓬勃發(fā)展。其中，物聯(lián)網(wǎng)使得大量數(shù)據(jù)能夠被實時獲取，大數(shù)據(jù)為深度學(xué)習(xí)提供了數(shù)據(jù)資源及算法支撐，云計算則為人工智能提供了靈活的計算資源。
 

　　●工業(yè)軟件是計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)和管理學(xué)等各領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展與交叉融合的產(chǎn)物。e-works認為，工業(yè)軟件是用于支撐工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、工藝規(guī)劃、制造、營銷、采購、運營和服務(wù)等核心業(yè)務(wù)的一系列工具類和管理類軟件的統(tǒng)稱。e-works將工業(yè)軟件細分為產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化、管理數(shù)字化、工業(yè)自動化和基礎(chǔ)數(shù)字化四大類軟件。進入二十一世紀(jì)以來，隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、邊緣計算等技術(shù)的迅速普及，工業(yè)軟件的技術(shù)架構(gòu)、部署方式、運行方式、付費模式迅速變遷，廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件已成為制造企業(yè)正常運營和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。其中，PLM(產(chǎn)品全生命周期管理)、ERP(企業(yè)資源計劃)、MES/MOM(制造執(zhí)行系統(tǒng)/制造運營管理)、SCM(供應(yīng)鏈管理)、SRM(供應(yīng)商關(guān)系管理)、EAM(企業(yè)資產(chǎn)管理)、MDM(主數(shù)據(jù)管理)、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))、EMS(能源管理)、QMS(質(zhì)量管理)、APS(高級計劃與排程)等工業(yè)軟件得到廣泛應(yīng)用，制造企業(yè)已實現(xiàn)CAD(計算機輔助設(shè)計)、CAM(計算機輔助制造)、CAE(計算機輔助工程仿真)和CAPP(計算機輔助工藝規(guī)劃)系統(tǒng)的集成應(yīng)用，EDA(電子設(shè)計自動化)發(fā)展與應(yīng)用方興未艾，而全三維產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計、MBD(基于模型的產(chǎn)品定義)、創(chuàng)成設(shè)計(Generative Design)、MBSE(基于模型的系統(tǒng)工程)成為制造業(yè)研發(fā)創(chuàng)新的前沿方向。工業(yè)軟件系統(tǒng)之間的集成應(yīng)用是取得實效的關(guān)鍵。
 

　　5.使能技術(shù)
 

　　使能技術(shù)(Enabling technology)是指那些能夠支撐制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的基礎(chǔ)與核心技術(shù)，充分應(yīng)用各類使能技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的必要條件。這些使能技術(shù)包含但不限于仿真技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感器、機器視覺、工業(yè)機器人、增材制造、VR/AR、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、云計算、邊緣計算等。
 

　　●仿真技術(shù)涉及多個方面，不僅包括結(jié)構(gòu)、流體、電磁、振動、噪聲、傳熱、運動學(xué)、動力學(xué)等工程仿真，拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化，還涵蓋鑄造、注塑、焊接、機加工、熱處理等制造工藝仿真，以及碰撞、燃燒、爆炸等物理現(xiàn)象的仿真，還包括設(shè)備布局、物流仿真、人因工程仿真等工廠仿真技術(shù)。仿真技術(shù)可以幫助制造企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計到制造的V型流程各個階段更好地預(yù)知和評估產(chǎn)品全方位的性能，減少實物試驗，提高研發(fā)效率與質(zhì)量，滿足產(chǎn)品的功能、性能、安全性、可靠性等要求。多學(xué)科仿真與優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用對于制造企業(yè)提高正向研發(fā)能力十分重要。
 

　　●數(shù)控技術(shù)(CNC)是一種采用數(shù)字控制技術(shù)對機床進行控制的技術(shù)。通過預(yù)先編程的指令，機床按照特定的順序和方式進行作業(yè)，加工出符合設(shè)計要求的零件或產(chǎn)品。數(shù)控技術(shù)是制造企業(yè)實現(xiàn)自動化和高效化生產(chǎn)的關(guān)鍵使能技術(shù)之一。各種加工工藝和加工裝備都有對應(yīng)的CNC技術(shù)進行數(shù)控加工，尤其是車削、銑削、磨削、切割、焊接、折彎、打磨、沖壓、鍛壓、壓鑄等。通過CAM軟件和數(shù)控仿真軟件進行離線編程和加工仿真，可以大大提高數(shù)控加工的效率和質(zhì)量。
 

　　●傳感器通常是基于物理、化學(xué)或者生物學(xué)的效應(yīng)，將外界的光、熱、壓力、濕度、運動等物理量轉(zhuǎn)換為可用的電信號。這個電信號通常會被進一步被處理和分析，以便實現(xiàn)對被測量對象的精確監(jiān)測和控制。傳感器已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的智能“感官”，幫助企業(yè)檢測關(guān)鍵變量，監(jiān)控生產(chǎn)過程，保障生產(chǎn)安全。
 

　　●機器視覺是一種利用機器模擬人類視覺系統(tǒng)來理解和識別圖像的綜合技術(shù)。機器視覺能夠從圖像或視頻中提取信息，協(xié)助進行物體的檢測、測量、識別和定位，是實現(xiàn)自動檢測、自動化控制和智能決策的關(guān)鍵技術(shù)。
 

　　●工業(yè)機器人是一種能自動控制、可重復(fù)編程，多功能、多自由度的操作機，能搬運材料、工件或操持工具，來完成各種作業(yè)。工業(yè)機器人具有可編程、擬人化、通用性、機電一體化等特征，在制造業(yè)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)為自動化、高效率和安全性。近年來，伴隨著機器人控制、智能傳感、人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)機器人迎來了重大技術(shù)革新，AMR(自主移動機器人)、協(xié)作機器人和并聯(lián)機器人得到廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用場景也逐漸由單機應(yīng)用走向多機協(xié)同，強調(diào)人機共融。人形機器人成為研究與應(yīng)用的前沿方向，但在工業(yè)場景落地還處于初期階段。
 

　　●增材制造是采用材料堆積疊加的方法制造三維實體的技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的材料去除-切削加工技術(shù)，是一種“自下而上”的新型材料成型方法。增材制造有多種類型，可以滿足輕量化、靈活的設(shè)計需求，實現(xiàn)高精度、復(fù)雜形狀、小批量的生產(chǎn)，為制造企業(yè)的設(shè)計與制造提供了全新的方向，在航空航天、生物醫(yī)療、汽車制造等行業(yè)有典型應(yīng)用，尤其是金屬增材制造在結(jié)構(gòu)復(fù)雜和單件小批零件的制造方面有獨特的應(yīng)用價值。
 

　　●虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)是指通過計算機技術(shù)生成的一種模擬環(huán)境，用戶通過特定的交互設(shè)備，與這個虛擬環(huán)境進行交互，從而產(chǎn)生身臨其境的感覺；增強現(xiàn)實(Augmented Reality，AR)是一種將虛擬信息疊加到真實世界中的技術(shù)，它通過計算機系統(tǒng)提供的信息來增強用戶對現(xiàn)實世界的感知。經(jīng)過多年的發(fā)展，VR/AR已經(jīng)從實驗室的研究項目走向?qū)嶋H應(yīng)用，在工業(yè)領(lǐng)域逐漸形成可落地的應(yīng)用，被廣泛應(yīng)用于設(shè)計、營銷、培訓(xùn)、客戶服務(wù)等諸多領(lǐng)域，模擬訓(xùn)練、虛擬樣機技術(shù)等典型應(yīng)用受到許多工業(yè)企業(yè)的重視。
 

　　●物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定協(xié)議將包括人、機、物在內(nèi)所有能夠被獨立標(biāo)識的物端按需求連接起來，進行信息傳輸和協(xié)同交互，以實現(xiàn)對物端的智能化信息感知、識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
 

　　●工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)延伸到工業(yè)領(lǐng)域，通過將物聯(lián)感知和通信技術(shù)融入到工業(yè)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)設(shè)備與軟件、設(shè)備與設(shè)備之前間的互聯(lián)互通和智能控制。
 

　　●工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)的網(wǎng)，其核心是工業(yè)互聯(lián)，需要連接的內(nèi)容包括企業(yè)的各種設(shè)備、產(chǎn)品、客戶、業(yè)務(wù)流程、員工、訂單和信息系統(tǒng)等工業(yè)要素，連接的實質(zhì)是數(shù)據(jù)，而且必須實現(xiàn)安全、可靠地連接。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。實際上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)沒有本質(zhì)區(qū)別。
 

　　●區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將數(shù)據(jù)以加密的方式記錄在多個區(qū)塊中，并通過網(wǎng)絡(luò)中的多個節(jié)點進行驗證和存儲，從而確保數(shù)據(jù)的安全性和不可篡改性。由于其具有去中心化、高度安全性、無需托管機構(gòu)服務(wù)等特性，被廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
 

　　●云計算是一種現(xiàn)代計算模型，它允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)按需訪問共享的計算資源池，這些資源包括硬件(如服務(wù)器和存儲設(shè)備)、軟件(如應(yīng)用程序和服務(wù))、數(shù)據(jù)和平臺。云計算根據(jù)部署方式可以分為私有云、公有云和混合云，云計算還可以分為基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)化(IaaS)、平臺服務(wù)化(PaaS)和軟件服務(wù)化(SaaS)。
 

　　●邊緣計算是一種分布式計算框架，它將數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用程序部署從中心化的云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)的“邊緣”位置(如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、路由器、網(wǎng)關(guān)或其他位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備)，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高響應(yīng)速度，減少帶寬使用，從而在需要實時數(shù)據(jù)處理和響應(yīng)的應(yīng)用場景中提供更加高效的服務(wù)。邊緣計算與云計算相輔相成，云計算提供強大的中央數(shù)據(jù)存儲和處理能力，而邊緣計算則專注于實時數(shù)據(jù)處理和快速響應(yīng)。
 

　　二、新興技術(shù)發(fā)展規(guī)律與術(shù)語的生命周期
 

　　新興技術(shù)誕生之后的發(fā)展與應(yīng)用是一個不斷演進的過程，需要經(jīng)過時間的檢驗，而且其相關(guān)技術(shù)也需要不斷進化。Gartner用技術(shù)成熟度曲線來描述新興技術(shù)從誕生到成熟再到過時的整個生命周期。在曲線的初期，技術(shù)處于“觸發(fā)階段”，此時只有少數(shù)企業(yè)嘗試使用，因為這些技術(shù)還沒有被廣泛接受和驗證。隨著時間的推移，技術(shù)逐漸進入“泡沫階段”，此時會有大量的投資和嘗試，但并不是所有的技術(shù)都能成功。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，它將進入“谷底階段”，此時市場逐漸飽和，技術(shù)開始被廣泛采用。最后，技術(shù)進入“成熟階段”，此時已經(jīng)有一些主導(dǎo)企業(yè)掌握了市場，其他企業(yè)很難進入。
 

　　在技術(shù)術(shù)語的不斷演進過程中，有的已經(jīng)逐漸淡出歷史的舞臺，有的正在蓬勃發(fā)展，有的已經(jīng)有了后繼者，被融合到其他技術(shù)中。例如BPR，即業(yè)務(wù)流程再造，其初衷是對企業(yè)的現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程進行根本性的重新設(shè)計，以期優(yōu)化生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、銷售等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而提升整體的運營效率。盡管這一理念在提出之初備受矚目，但由于過于理想化、實施難度較大，如今已銷聲匿跡。
 

　　對新興技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用趨勢的預(yù)測是一個難題。一個新興技術(shù)應(yīng)運而生之后，研究機構(gòu)和業(yè)界專家往往會對其做出樂觀的預(yù)測，而在后續(xù)的實踐應(yīng)用當(dāng)中，常常會大打折扣。例如，人工智能技術(shù)的先驅(qū)者赫伯特·西蒙教授曾在1965年第一次人工智能熱潮期間，樂觀地預(yù)測：“20年內(nèi)，機器人將完成人能做到一切工作”。
 

　　而今，發(fā)展迅猛的人工智能技術(shù)已經(jīng)成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量。在Gartner公布的2023新興技術(shù)成熟度曲線中，生成式AI處于膨脹期。隨著生成式AI以及大模型的爆發(fā)式發(fā)展，從通用大模型到行業(yè)大模型，制造業(yè)的人工智能應(yīng)用正迎來“AI大模型時刻”。一些大型制造企業(yè)已開始探索將AI大模型技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)過程控制、質(zhì)量控制檢測、供應(yīng)鏈管理、安全生產(chǎn)、工業(yè)知識管理等方方面面。但是，實際上生成式AI，尤其是工業(yè)大模型要真正落地，還有很長的路要走。

 

　　此外，需要強調(diào)的是，在新技術(shù)的發(fā)展中，會不斷涌現(xiàn)出新的“熱詞”(Buzzword)和“術(shù)語”(Term)，這兩者是有明顯差異的，要避免混淆。“熱詞”通常指的是當(dāng)前流行、熱門的詞匯。例如，某個時期的新聞頭條、網(wǎng)絡(luò)流行語或者社會事件的相關(guān)詞匯都可能成為“熱詞”。術(shù)語是用來表示一個概念、分類或者是一個專業(yè)領(lǐng)域的詞匯，通常要有規(guī)范化的、嚴(yán)謹?shù)摹⒈粡V泛接受的定義。
 

　　三、智能制造是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向
 

　　面對全球經(jīng)濟復(fù)雜性、不確定性以及制造業(yè)面臨的眾多挑戰(zhàn)，世界各國普遍將智能制造視為制造業(yè)轉(zhuǎn)型的主要方向。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)在《智能制造系統(tǒng)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系》的報告中提到，智能制造區(qū)別于其他基于技術(shù)的制造范式，是一個有著增強能力，從而面向下一代制造的目標(biāo)愿景，它基于新興的信息和通訊技術(shù)，并結(jié)合了早期制造范式的特征。
 

　　我國最早的智能制造研究始于1986年，楊叔子院士開展了人工智能與制造領(lǐng)域中的應(yīng)用研究工作。楊叔子院士提出，智能制造系統(tǒng)是“通過智能化和集成化的手段來增強制造系統(tǒng)的柔性和自組織能力，提高快速響應(yīng)市場需求變化的能力”。吳澄院士認為，從實用、廣義角度理解智能制造，是以智能技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)，包括了大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動技術(shù)等，以及在制造全生命周期的應(yīng)用中所涉及的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用。周濟院士歸納總結(jié)出了智能制造的三個基本特征，即數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化(又稱為“新一代智能制造”)。
 

　　e-works認為，智能制造涵蓋了整個制造業(yè)價值鏈的智能化，包括研發(fā)、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)制造、采購供應(yīng)、銷售、服務(wù)、決策等各個環(huán)節(jié)，強調(diào)柔性、集成、協(xié)同、高效、精益、綠色，以人為本，是人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、移動通信、數(shù)字孿生、工業(yè)大數(shù)據(jù)、仿真技術(shù)等相關(guān)技術(shù)蓬勃發(fā)展與交叉融合的產(chǎn)物。智能制造融合了先進制造技術(shù)、信息與通信技術(shù)、工業(yè)自動化技術(shù)、現(xiàn)代企業(yè)管理和人工智能技術(shù)。推進智能制造是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不同行業(yè)的企業(yè)推進智能制造差異很大，且推進過程中需要規(guī)劃、IT、自動化、精益等部門通力合作。

　　智能制造金字塔

 

　　從應(yīng)用層面來看，智能制造包括十大應(yīng)用場景：利用相關(guān)支撐技術(shù)開發(fā)智能產(chǎn)品；應(yīng)用智能裝備，自底向上建立智能產(chǎn)線，構(gòu)建智能車間，打造智能工廠；踐行智能研發(fā)，提升研發(fā)質(zhì)量與效率；形成打造智能供應(yīng)鏈與物流體系；開展智能管理，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程集成；推進智能服務(wù)，實現(xiàn)服務(wù)增值；最終實現(xiàn)智能決策，幫助企業(yè)應(yīng)對市場的快速波動。
 

　　十多年來，我國大力推進智能制造已取得顯著成效，制造業(yè)數(shù)字化和自動化水平持續(xù)提升，為制造企業(yè)提升核心競爭力發(fā)揮了重要作用，極大地促進了產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈協(xié)同，支撐了我國制造業(yè)國際化發(fā)展進程。我國已建成一大批數(shù)字化車間、智能工廠，涌現(xiàn)出一批網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務(wù)等新模式新業(yè)態(tài)；智能裝備供給能力不斷提升；標(biāo)準(zhǔn)和支撐體系不斷完善。在世界經(jīng)濟論壇已發(fā)布的153家燈塔工廠中，我國有62家，占比超過40%。e-works已評選出200家中國標(biāo)桿智能工廠，為我國制造企業(yè)推進智能制造樹立了典范。
 

　　作為一種歷久彌新的制造范式，智能制造已經(jīng)被全球各國制造業(yè)的長期實踐證明代表了生產(chǎn)力發(fā)展的最新趨勢，其發(fā)展水平關(guān)乎未來我國制造業(yè)的全球地位。在我國建設(shè)制造強國、質(zhì)量強國的征程中，應(yīng)當(dāng)將智能制造作為推進新型工業(yè)化、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的主攻方向，通過智能化技術(shù)的深度融合應(yīng)用，跨越傳統(tǒng)工業(yè)化的瓶頸，實現(xiàn)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的飛躍，為經(jīng)濟社會發(fā)展注入更為持久的新動能。
 

　　綜上所述，隨著新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展和各種理念的不斷涌現(xiàn)，我國制造業(yè)正面臨前所未有的轉(zhuǎn)型升級機遇。但是，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級是一項長期、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要制造企業(yè)、政府和社會各界的共同努力。e-works認為，對于制造企業(yè)來說，應(yīng)正確理解并把握這些新興理念和技術(shù)之間的相互關(guān)系，緊密圍繞國家戰(zhàn)略，把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，以智能制造為主攻方向，積極推進新型工業(yè)化、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
 

　　附錄：術(shù)語表

　　術(shù)語對照表