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數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，“數(shù)據(jù)”成為生產(chǎn)要素，“算法”成為生產(chǎn)工具，“數(shù)字+算法”也已成為重要的生產(chǎn)力，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響?！拔磥碇圃臁弊鳛橹袊?guó)未來產(chǎn)業(yè)前瞻性部署的六大新賽道之一，如何以“數(shù)字+算法”為核心引擎，形成數(shù)字新質(zhì)生產(chǎn)力，驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新已成為重要議題。本文基于“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的發(fā)展趨勢(shì)，深入剖析以“數(shù)字+算法”推動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)機(jī)制及所面臨的挑戰(zhàn)。基于智能工廠、數(shù)字孿生和智能供應(yīng)鏈等實(shí)踐案例分析，從技術(shù)、組織和政策三個(gè)維度探討“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的對(duì)策和建議，以期為中國(guó)未來制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供決策參考。

作者介紹

史占中 上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授、行業(yè)研究院“人工智能+”行業(yè)研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、數(shù)字經(jīng)濟(jì)行業(yè)社群班責(zé)任教授。研究方向?yàn)閿?shù)字經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略管理。

劉新文張濤馮春風(fēng)劉香港博士生，上海交通大學(xué)行業(yè)研究院“人工智能+”行業(yè)研究團(tuán)隊(duì)成員。研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芘c數(shù)字經(jīng)濟(jì)。

當(dāng)前，中國(guó)已構(gòu)建起全世界規(guī)模最大，門類最齊全、最完整的制造業(yè)體系。2023年，中國(guó)制造業(yè)增加值占全球GDP比重約為30.0%,規(guī)模連續(xù)14年位居全球第一(見圖1)。

圖1 中國(guó)制造業(yè)增加值占全球比值

(數(shù)據(jù)來源：證券時(shí)報(bào))

但中國(guó)制造業(yè)“大而不強(qiáng)”“全而不精”的問題積重難返，如制造業(yè)自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)不牢、資源約束趨緊、要素成本上升、產(chǎn)品附加值低、“低端鎖定”、產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不足等問題突出。同時(shí)，也面臨“高端回流”“低端轉(zhuǎn)移”等外部沖擊和挑戰(zhàn)。因此，如何推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，搶占未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，成為中國(guó)學(xué)術(shù)界與業(yè)界廣泛關(guān)注和亟待解決的問題。

“未來制造”的轉(zhuǎn)型創(chuàng)新：

勢(shì)在必行、時(shí)不我待

數(shù)字孿生技術(shù)推動(dòng)虛實(shí)融合

在制造業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)主要運(yùn)用在制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和安全維護(hù)等環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，通過數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的物理屬性和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量；在生產(chǎn)制造階段，可利用數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、制造過程、生產(chǎn)工序進(jìn)行模擬，進(jìn)而改善工藝流程，提高生產(chǎn)效率和管理效能；在安全維護(hù)階段，利用數(shù)字孿生技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行仿真建模和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備性能的準(zhǔn)確檢測(cè)、智能診斷和故障預(yù)警，進(jìn)而確保生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。數(shù)字孿生技術(shù)推動(dòng)虛實(shí)結(jié)合，成為“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的趨勢(shì)之一。

人機(jī)協(xié)作模式重塑生產(chǎn)方式

在“未來制造”領(lǐng)域，人機(jī)協(xié)作模式將重塑制造業(yè)生產(chǎn)方式。一是人機(jī)協(xié)作模式可以極大地提高生產(chǎn)與制造的效率和質(zhì)量。在人機(jī)協(xié)作中，協(xié)作機(jī)器人通常采用輕質(zhì)設(shè)計(jì)、柔性結(jié)構(gòu)和智能控制算法，能夠自適應(yīng)地與人類協(xié)作，實(shí)現(xiàn)高效、安全和敏捷的生產(chǎn)制造。二是人機(jī)協(xié)作模式可以降低生產(chǎn)成本及緩解人力資源短缺問題。通過對(duì)協(xié)作機(jī)器人的運(yùn)用，不僅可以減少對(duì)勞動(dòng)力的需求，進(jìn)而減少勞動(dòng)成本，緩解人力資源不足問題，同時(shí)也可有效降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

柔性制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)

一方面，柔性制造系統(tǒng)可以配置多種類型的機(jī)器設(shè)備，通過智能化制造流程與在線監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)和工藝流程，以滿足不同零部件工藝需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。另一方面，柔性制造系統(tǒng)具有較強(qiáng)的產(chǎn)品定制能力，企業(yè)通過實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和智能化生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，能夠根據(jù)客戶的個(gè)性化需求靈活調(diào)整生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小批量、個(gè)性化生產(chǎn)。

智能算法促進(jìn)資源優(yōu)化配置

現(xiàn)階段的智能算法技術(shù)已覆蓋制造業(yè)多個(gè)細(xì)分行業(yè)，但國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心《算法經(jīng)濟(jì)指數(shù)與政策研究》報(bào)告顯示，我國(guó)智能算法主要集中在計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械和器材制造業(yè)等行業(yè)，應(yīng)用的廣度和深度還存在較大的差異。

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型：

從“制造大國(guó)”到“智造強(qiáng)國(guó)”的嬗變

新一代信息技術(shù)

與制造業(yè)融合的戰(zhàn)略推進(jìn)

2023年，中國(guó)關(guān)鍵工序數(shù)控化率和數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率分別達(dá)到62.2%和79.6%，較2019年分別提高了12.1和9.4個(gè)百分點(diǎn)（見圖2）。累計(jì)建成62家“燈塔工廠”（見圖3），占全球總數(shù)的40%，全年新增11家，占全球新增總數(shù)的52.4%。累計(jì)培育421家國(guó)家級(jí)智能制造示范工廠。

圖2 全國(guó)工業(yè)企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率、

數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率

（數(shù)據(jù)來源：工業(yè)和信息化部）

圖3 中國(guó)“燈塔工廠”地區(qū)分布

（數(shù)據(jù)來源：證券時(shí)報(bào)）

完備的工業(yè)體系

與日益完善的數(shù)字設(shè)施

一方面，當(dāng)前中國(guó)工業(yè)體系形成了“全、多、大”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新提供了施展空間。另一方面，中國(guó)構(gòu)建了較為完善的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，為中國(guó)以“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

充滿活力的創(chuàng)業(yè)生態(tài)

促進(jìn)了技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

在創(chuàng)業(yè)數(shù)量方面，2023年，中國(guó)新設(shè)經(jīng)營(yíng)主體3273萬(wàn)戶，日均新設(shè)企業(yè)2.7萬(wàn)戶。在創(chuàng)業(yè)質(zhì)量方面，截至2024年4月，中國(guó)擁有獨(dú)角獸企業(yè)369家，獨(dú)角獸企業(yè)數(shù)量占全球獨(dú)角獸企業(yè)數(shù)量的1/4，主要集中在人工智能和集成電路領(lǐng)域，且主要分布在北上深廣杭等城市。在工業(yè)軟件方面（見圖5），2023年，全國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)注冊(cè)數(shù)量超過30.83萬(wàn)家，較2022年增長(zhǎng)近三分之一。

圖5全國(guó)工業(yè)軟件企業(yè)注冊(cè)數(shù)量

（數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院）

海量工作數(shù)據(jù)為算法優(yōu)化

提供了有力支撐

數(shù)據(jù)交易市場(chǎng)不斷升溫（見圖6），2022年以來新掛牌數(shù)據(jù)交易場(chǎng)所達(dá)到48個(gè)。2023年，上海數(shù)據(jù)交易所、貴陽(yáng)大數(shù)據(jù)交易所、深圳數(shù)據(jù)交易所的交易額分別突破11億元、20億元、50億元?；钴S的數(shù)據(jù)交易市場(chǎng)為激活和挖掘數(shù)據(jù)要素價(jià)值奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖6 全國(guó)數(shù)據(jù)交易機(jī)構(gòu)數(shù)量

（數(shù)據(jù)來源：中國(guó)信息通信研究院）

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”

轉(zhuǎn)型創(chuàng)新：?jiǎn)栴}與挑戰(zhàn)

核心領(lǐng)域進(jìn)口依賴嚴(yán)重

核心技術(shù)與高端裝備的進(jìn)口依賴已成為“未來制造”發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。這一挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

一是高端裝備嚴(yán)重依賴進(jìn)口；

二是關(guān)鍵領(lǐng)域存在短板；

三是產(chǎn)業(yè)控制力不強(qiáng)。

工業(yè)軟件生態(tài)發(fā)展滯后

工業(yè)軟件與工業(yè)App這一領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。

一是核心技術(shù)自主可控度低；

二是研發(fā)投入與人才儲(chǔ)備不足；

三是產(chǎn)業(yè)生態(tài)薄弱；

四是基礎(chǔ)支撐不足。

數(shù)據(jù)孤島制約亟待解決

數(shù)據(jù)孤島問題是制約“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的一大阻礙，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

一是缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重限制了產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展；

二是數(shù)據(jù)流通與交易機(jī)制亟待完善；

三是數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)制度建設(shè)嚴(yán)重滯后。

網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)日益嚴(yán)峻

網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)成為“未來制造”面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

一是網(wǎng)絡(luò)攻擊日趨頻繁；

二是數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、業(yè)務(wù)系統(tǒng)交織；

三是核心數(shù)據(jù)保護(hù)不足。

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”

轉(zhuǎn)型創(chuàng)新：模式與路徑

無錫小天鵝：

“數(shù)字+算法”賦能的智能工廠模式

無錫小天鵝電器有限公司是中國(guó)家電行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一，在洗衣機(jī)制造領(lǐng)域占據(jù)重要地位。面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品的需求，無錫小天鵝制定了“智能家居+智能制造”的“雙智”戰(zhàn)略。

中南智能長(zhǎng)泰機(jī)器人：

數(shù)字孿生技術(shù)引領(lǐng)“未來制造”新范式

中南智能長(zhǎng)泰機(jī)器人有限公司是中國(guó)智能制造領(lǐng)域的創(chuàng)新先鋒，在汽車制造和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)。隨著制造業(yè)從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，中南智能長(zhǎng)泰意識(shí)到必須通過數(shù)智化轉(zhuǎn)型來提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此制定了以數(shù)字孿生技術(shù)為核心的“未來制造”戰(zhàn)略。

安得智聯(lián)：

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)的智能供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型之路

安得智聯(lián)作為美的集團(tuán)的智慧物流板塊，在城市配送業(yè)務(wù)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。面對(duì)訂單碎片化、小批量化的趨勢(shì)和服務(wù)要求的不斷提升，安得智聯(lián)制訂了以“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)的智能供應(yīng)鏈為核心的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。

酷特智能：

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)服裝行業(yè)轉(zhuǎn)型的典范

酷特智能股份有限公司（前身為紅領(lǐng)集團(tuán)）是一家從傳統(tǒng)服裝制造企業(yè)成功轉(zhuǎn)型為C2M（顧客對(duì)工廠，customer to manufacturer）產(chǎn) 業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的典型代表。通過運(yùn)用“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新模式，酷特智能徹底顛覆了傳統(tǒng)服裝行業(yè)的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了“用工業(yè)化的效率和成本制造個(gè)性化產(chǎn)品”的突破，為服裝行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立了標(biāo)桿。

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”

轉(zhuǎn)型創(chuàng)新：思路與出路

技術(shù)層面

1. 關(guān)鍵技術(shù)選擇與研發(fā)

數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施是“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的基石。在“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新過程中，工業(yè)軟件的生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。

2. 技術(shù)整合與協(xié)同創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的深度融合，是制造業(yè)未來發(fā)展的重要方向。

組織層面

1. 推動(dòng)組織結(jié)構(gòu)變革與人才培養(yǎng)

跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)是推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新的重要方式，數(shù)字化人才培訓(xùn)是制造企業(yè)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵。

2. 不斷提升企業(yè)數(shù)字化素養(yǎng)

企業(yè)文化是推動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的重要軟實(shí)力，數(shù)字化思維是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層和管理層推動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的核心理念。

政策層面

1. 政策引導(dǎo)與法規(guī)保障

數(shù)據(jù)共享機(jī)制是推動(dòng)“未來制造”產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同和創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)也是“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵問題。

2. 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與相關(guān)制度創(chuàng)新

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化是推動(dòng)“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的重要手段，“鏈長(zhǎng)制”的制度安排是提升“未來制造”產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效率的重要機(jī)制。

來源：《安泰行業(yè)評(píng)論·第三卷》——

“數(shù)字+算法”驅(qū)動(dòng)“未來制造”

轉(zhuǎn)型創(chuàng)新研究（節(jié)選