“十四五”期间我国智能制造发展将呈现七大特征

　　“十四五”期间，我国智能制造发展将呈现七大特征，系统集成将成为支撑智能制造快速发展的重要支点;融合的下一代工业网络有望领衔智能工厂的未来;工艺的智能化将成为新时期智能制造发展的突破口;人工智能技术将从边缘侧提升工业智能化程度;以工业机理为基础“自下而上”生长的工业互联网平台将占据主流;机理模型和人工智能将驱动我国工业软件快速成长;聚合工业服务的工业电商3.0形成全产业链闭环。

　　随着以人工智能、大数据、区块链为代表的新一代信息技术加速与制造业融合，制造业生产方式与企业形态正在发生根本性变革。“十四五”期间，我国智能制造将从制造工艺、硬件设备、软件架构、系统集成、供应链体系等多个维度持续推进，夯实工业基础，保持我国制造业朝着数字化、网络化、智能化方向不变，加快制造业高质量发展进程。

　　特征一，系统集成将成为支撑我国智能制造快速发展的重要支点。当前，企业智能化改造的方式正从单一的设备升级、软件应用、网络铺设转变为实施整线、整厂的系统集成解决方案，搭建行业级平台。“十四五”期间，制造业全生命周期的智能制造系统集成将成为支撑我国智能制造快速发展的重要支点。随着企业对智能制造发展的需求不断细化下沉，一方面，智能制造系统集成商将加速推进服务产品化，将企业智能化改造的定制化需求分解为模块化的标准服务，在提高集成商服务标准化水平、保证服务质量并降低服务成本的同时，通过改造效益量化的方式增强企业改造意愿;另一方面，具备通用工艺核心技术的集成商，将有望以技术应用场景为出发点进行跨行业横向延展，向多行业制造企业提供系统集成服务，拉动传统制造业智能化改造进程。预计到“十四五”末，我国智能制造系统集成产业规模将突破5500亿元大关。

　　特征二，融合的下一代工业网络有望领衔智能工厂的未来。5G+TSN+OPCUA融合的网络，更能满足工业领域智能制造的需求。随着智能制造对柔性生产要求的提高，以及跨平台、跨行业的应用需求增多，急需构建实时的大型工业通信网络。利用5G超低时延与可靠性、大带宽、大规模连接等特性，TSN安全、可靠、稳定的实时连接特性，以及OPCUA运行与平台无关、可在任何操作系统上运行的特性，5G+TSN+OPCUA的结合，可将IT与OT无缝融合到工业通信项目中，达到更加可靠、智能且可以远程、安全地访问智能边缘设备的工业网络技术要求。5G+TSN+OPCUA三者的结合，将传感器、执行器等工业设备以无线的方式连接，实现不受线缆限制的网络，更好地为工业网络提供更加完整的解决方案，在工业领域的应用发展未来可期。

　　特征三，工艺的智能化将成为新时期智能制造发展的突破口。制造工艺智能化是制造业整体智能化提升的关键。在向智能化转型升级过程中，企业逐步认识到，工艺创新是制造业企业发展的看家本领与核心技术，冶金、焊接、铸造、喷涂、激光成形等基础工艺是制造工艺优化创新的重点方向。随着工业互联网的快速发展，大数据、人工智能等新一代信息技术将从参数优化、反馈补偿、智能迭代、工艺仿真、数值模型、方案比较、复合工艺、工艺装备等八个方面赋能工艺装备的智能化，开拓制造业智能化转型升级的新方向。例如，电感器中的铁氧体磁环线圈自动绕制工艺实现了自动化生产，使研发周期从8天缩短到3天，交货期从35天缩短到7天，人员从70人缩短到7人。由此可见，制造工艺智能化，是制造业企业智能化见效最快的方式，是智能化改造升级的重要特征。

　　特征四，人工智能技术将从边缘侧提升工业智能化程度。人工智能技术对工业智能化程度的提升主要体现在使用深度学习等人工智能算法对工业数据进行学习，实现基于历史数据的智能化功能。一般而言，使用人工智能算法对数据的学习可通过上传至云端，或部署在边缘侧(终端设备或接近设备的网关等)两种方式实现。其中，将数据上传至云端是符合信息技术(IT)架构较为直接的解决方案。相比较将工业数据上云，边缘侧的部署方案更加贴近工业自动化实际需求。随着越来越多的机器拥有了丰富的传感器，工业数据的数量正呈指数级增长，将如此大量的数据传输到云端将变得即耗费资源，又难以满足工业现场的实时性需求。因此，在工业设备或网管中增加边缘计算模块并植入相关算法软件成为边缘智能赋能工业的一种特色解决方案。

　　特征五，以工业机理为基础“自下而上”生长的工业互联网平台将占据主流。目前，我国工业互联网平台企业中，“自上而下”模式(先搭建工业互联网平台，再寻找合适的产业嵌入平台)占多数，随着工业互联网模式逐渐成熟，工业互联网平台企业将经历“洗牌期”，预计“十四五”末，我国工业互联网平台企业数量将减少一半以上，以工业机理为基础“自下而上”生长出来的工业互联网平台将成为主流。以制造业企业需求为导向的“自下而上”工业互联网平台企业，经过较长时间在制造业领域深耕，对工业机理和制造设备具有足够深入的认知，在此基础上结合工业自动化知识和新一代信息技术搭建工业互联网平台。相比较于“自上而下”模式的工业互联网平台企业，“自下而上”模式企业对制造业具有更加深入的理解，搭建的工业互联网平台基础更加扎实，能够更加有效地赋能制造业。

　　特征六，机理模型和人工智能将驱动我国工业软件快速成长。我国国产工业软件由于起步晚、产品化进程缓慢，在“十三五”期间仍难以摆脱“底子薄、应用难、创新少”等发展困境。以工业机理模型为基础，辅以人工智能技术的加速赋能，我国工业软件发展有望在“十四五”期间实现换道超车。从其细分领域来看，研发设计软件将以计算机辅助制造(CAM)为重点突破口，在柔性化生产、定制化生产的需求带动下逐渐找到成长壮大的道路;生产控制软件将以生产制造系统(MES)、集散控制系统(DCS)和数据采集与监视控制系统(SCADA)等为重点，借助智能制造发展的东风顺势扩大在国内市场的占有率;信息管理软件将以传统市场格局为基础，以“云化”及“服务化”等新模式逐渐增加用户黏性，在个别垂直行业实现快速发展。

　　特征七，聚合工业服务的工业电商3.0形成全产业链闭环，价值链高端化逐渐显现。工业电商平台作为工业互联网平台衍生的新业态，能够完善工业互联网平台功能，以供应链协同为核心，辅以信息资讯、仓储物流、供应链金融等工业服务，实现供应商、制造商、经销商、用户等产业链各环节主体之间数据连通。2019年，我国工业电商平台交易额已达9.9万亿元，预计到“十四五”末，我国工业电商平台交易额将翻一番，达到20.1万亿元，年均增长率12%以上。随着新一代信息技术的突破和应用，工业电商已从以信息对接和即时交易为核心的工业电商1.0，逐渐与工业互联网平台融合融通发展，进入以供应链协同为着力点、打通生产过程与在线交易数据的工业电商2.0，正开启聚合服务、驱动全产业链数据闭环的工业电商3.0。工业电商3.0利用平台上常年积累的交易数据，分析出相对准确的用户需求，驱动以用户需求为中心的生产制造(C2M)。加之越来越多的工业电商企业为了提升交易品附加值，将在线交易与仓储物流、金融、质量认证等工业服务环节深度绑定，实现研发—设计—采购—生产—销售—服务—研发的交易品全生命周期数据闭环，迈向价值链高端。(赛迪顾问智能制造产业研究中心)