導讀

智能制造日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容，e-works特別盤點了2021至2022年中國智能制造十大熱點，聚焦智能制造推進政策、工業(yè)軟件、智能物流、綠色制造、工業(yè)機器人、標桿工廠等內(nèi)容，剖析中國智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。

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各地紛紛出臺智能制造推進政策

加快發(fā)展智能制造，是促進我國經(jīng)濟增長的新動能，也是搶占未來經(jīng)濟和科技發(fā)展制高點的戰(zhàn)略選擇，對于推動我國制造業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，打造我國制造業(yè)競爭新優(yōu)勢，實現(xiàn)制造強國具有重要戰(zhàn)略意義。為了加速推動我國制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，我國各地紛紛出臺了推進智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策措施。

2021年，我國已陸續(xù)發(fā)布了《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策，從國家層面部署推動智能制造發(fā)展。

2021年5月，廣東省印發(fā)《關于加快數(shù)字化發(fā)展的意見》，7月,廣東省印發(fā)《廣東省制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案（2021-2025年）》，并制定了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策措施。隨后，佛山、廣州、中山、東莞等城市也積極響應，相繼制定推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的若干扶持政策。在江蘇，智能化、數(shù)字化有一個專有詞：“智改數(shù)轉(zhuǎn)”。2021年12月，江蘇省印發(fā)《江蘇省制造業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年行動計劃（2022-2024年）》。

此外，2021年，全國各省市也相繼出臺了一系列推進智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的行動計劃與措施，包括《天津市加快數(shù)字化發(fā)展三年行動方案（2021-2023年）》、《上海市全面推進城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“十四五”規(guī)劃》、《山東省“十四五”數(shù)字強省建設規(guī)劃》、《廣西加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級行動方案》、《成都市智能制造三年行動計劃（2021-2023年）》等，對各地制造企業(yè)推進數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型給予指引，具有重要的意義。

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國產(chǎn)工業(yè)軟件迎投資熱潮，仍需務實前進

2021年，國產(chǎn)工業(yè)軟件迎來投資風口。中望軟件、概倫電子成功登陸科創(chuàng)板，廣立微、華大九天、華如科技 IPO過會，其他包括CAXA、華天軟件、安世亞太、思普軟件、浩辰軟件、思爾芯等均在積極籌備上市。但長遠來看，工業(yè)軟件是個需要持續(xù)奮斗的行業(yè)，國內(nèi)工業(yè)軟件在投資熱潮之下，仍需保持理性，務實前行。

2021年12月，工信部、發(fā)改委、教育部、科技部等八部委聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》則提出，70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡化，并實現(xiàn)智能制造裝備和工業(yè)軟件市場滿足率分別超過70%和50%。在國家政策大力支持的背景下，工業(yè)軟件在2021年受到資本的高度熱捧，無論是一級市場的融資，還是二級市場的表現(xiàn)，都在釋放一個很明顯的信號：國產(chǎn)工業(yè)軟件迎來了資本風口。一批國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)得以走到聚光燈下，迎來了前所未有的發(fā)展機遇。

工業(yè)軟件是在長期工業(yè)實踐中為支持工業(yè)界的創(chuàng)新實踐而生的，客觀來說，國產(chǎn)工業(yè)軟件存在的不足仍十分明顯：一是自主創(chuàng)新能力薄弱；二是基礎配套能力不足；三是部分領域產(chǎn)品質(zhì)量可靠性有待提升；四是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。智能制造相關政策的大力扶植，以及資本的不斷涌入給國產(chǎn)工業(yè)軟件注入了發(fā)展活力，一定程度上加速了國產(chǎn)工業(yè)軟件奮起直追的步伐。

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工業(yè)軟件平臺化趨勢凸顯

從工業(yè)軟件的發(fā)展趨勢來看，其演進方向不僅體現(xiàn)在軟件功能上，還體現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)、軟件性能、用戶界面等諸多方面，在這個過程中，工業(yè)軟件正逐漸擺脫單純的工具屬性，成為支撐企業(yè)業(yè)務的重要使能平臺。進一步來說，隨著工業(yè)軟件平臺化趨勢愈加凸顯，也帶來了商業(yè)模式的革新和改變，越來越多工業(yè)軟件支持SaaS模式，部署在云端的工業(yè)軟件將普惠更廣泛的中小企業(yè)。

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智能物流產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈全面發(fā)展

智能物流是智能制造的核心與關鍵。面對全球供應鏈一體化、各種新業(yè)態(tài)不斷落地和疫情散發(fā)等影響因素，企業(yè)在推進智能制造過程中，物流環(huán)節(jié)面臨著諸多新需求、新變化與新挑戰(zhàn)，向智能化轉(zhuǎn)型升級已是大勢所趨。乘此時勢，由物流設備制造商、物流軟件供應商、物流系統(tǒng)集成商和物流信息平臺服務商等構(gòu)成的智能物流產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈迎來全面發(fā)展。

從政策層面來看，2021年是智能物流產(chǎn)業(yè)持續(xù)深入發(fā)展的一年。從市場層面來看，2021年是智能物流產(chǎn)業(yè)百花齊放的一年。從應用層面來看，2021年是智能物流技術加速落地的一年。

中物聯(lián)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年工業(yè)品物流總額299.6萬億元，同比增長9.6%，兩年平均增長6.1%，增速接近疫情前水平。其中制造業(yè)中出口相關以及高新制造業(yè)物流需求發(fā)展較好，2021全年裝備制造業(yè)、高技術制造業(yè)物流需求比上年增長12.9%、18.2%，增速高于全部工業(yè)平均水平3.3、8.6個百分點，是工業(yè)物流恢復的主要拉動力。然而此前第三季度，工業(yè)生產(chǎn)與物流需求受主動調(diào)控、原材料價格高位上漲等因素疊加影響，增速明顯放緩。因此，為更好地應對全球供應鏈中斷和原材料價格波動風險，企業(yè)仍然需要借助自動化、數(shù)字化、智能化科技手段建設高智能、全覆蓋、高柔性的智能物流，不斷改善物流運行效率和增強供應鏈韌性，從而支撐制造穩(wěn)定、高效發(fā)展。

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綠色低碳趨勢下，企業(yè)關注能源管理

綠色制造是生態(tài)發(fā)展的需要，也是中國制造向高端發(fā)展的必然選擇，其與智能制造相互補充，相互促進，不可分割。面對未來綠色低碳的大趨勢，國內(nèi)制造企業(yè)勢必進一步加強對生產(chǎn)過程中的能源管控，通過數(shù)字技術優(yōu)化資源利用率，降低能源消耗，減少碳排放，早日實現(xiàn)我國“雙碳”目標。其中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術、軟件與數(shù)據(jù)分析技術，都將在能源管理中起到積極的支撐作用。

回顧2021年，許多企業(yè)借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云平臺搭建能源管理系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)建模和智能分析為基礎，實現(xiàn)綠色低碳的發(fā)展目標。例如在聯(lián)想的聯(lián)寶工廠，通過LAPS生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化了生產(chǎn)線之間的生產(chǎn)資源分配和調(diào)度，每年節(jié)省超過2,696兆瓦時電力，間接減少2,000多噸二氧化碳的排放。在九牧廚衛(wèi)的永春陶瓷工廠，通過構(gòu)建綠色能源管控平臺使單位產(chǎn)值能耗降低7%，運營成本降低8%，實現(xiàn)了向綠色制造的升級。

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工業(yè)機器人市場百舸爭流，新興廠商不斷涌現(xiàn)

2021年我國工業(yè)機器人產(chǎn)量再上新臺階，首次突破30萬套大關。與此同時，工業(yè)機器人領域的投融資熱潮再起，工業(yè)機器人企業(yè)注冊數(shù)量也大增。尤其在并聯(lián)機器人、協(xié)作機器人、自主移動機器人等細分領域，不僅老牌工業(yè)機器人廠商紛紛涉足，新興工業(yè)機器人廠商也不斷涌現(xiàn)。

此外，機器人視覺系統(tǒng)廠商也發(fā)展迅速。近年來，市場上就涌現(xiàn)出了梅卡曼德、圖漾科技、聚時科技、敏越科技、微鏈科技、誠創(chuàng)達、埃爾森、庫伯特、星猿哲、熵智科技、匯萃視覺、靈西機器人等眾多的機器人視覺系統(tǒng)廠商。

整體來看，隨著智能制造浪潮的興起，以及越來越多的創(chuàng)業(yè)團隊、投資機構(gòu)都加入到工業(yè)機器人賽道中，工業(yè)機器人市場正呈現(xiàn)出“百花齊放、百舸爭流”的局面。但這同時也意味著工業(yè)機器人廠商之間的競爭也將更加激烈。所謂“百舸爭流，奮楫者先”。因此，對于工業(yè)機器人廠商而言，更應找準自身定位、緊隨市場變化、迅速抓住機遇、建立核心優(yōu)勢，不斷探索新的增長動力與發(fā)展路徑，以在制造業(yè)數(shù)字化、智能化的浪潮中不斷奮進。

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標桿工廠照亮制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級之路

智能工廠是制造業(yè)轉(zhuǎn)型的樞紐與核心。近年來，隨著新一輪制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級浪潮再起，以及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、VR/AR等技術的蓬勃發(fā)展，眾多制造企業(yè)加快了智能工廠推進步伐，并涌現(xiàn)了一批真正取得成效的標桿智能工廠。這些標桿工廠，在數(shù)字化和智能化方面領跑所屬行業(yè)，并探索出了推進數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型的成功之道，為廣大制造企業(yè)推進智能工廠提供了良好示范與借鑒 ，助推企業(yè)成功實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

2021年3月，e-works重磅發(fā)布2020中國標桿智能工廠百強榜。該活動受到業(yè)界廣泛關注， 吸引了中國一汽、海爾、華星光電、濰柴、寧德新能源等200多家優(yōu)秀企業(yè)的參與。通過遴選出不同地域、不同行業(yè)背景的標桿智能工廠，形成了2020“中國標桿智能工廠”畫像，并總結(jié)了標桿智能工廠的推進之“道、術、法”，為其他制造企業(yè)推進智能工廠提供了借鑒與參考，并極大地推動了我國制造企業(yè)智能工廠建設的燎原之勢。例如，通過分析入選百強榜的標桿工廠，e-works發(fā)現(xiàn)真正的智能工廠并不是一味地追求無人工廠，而是實現(xiàn)少人化和人機協(xié)作，是精益、柔性、綠色、節(jié)能的工廠；標桿智能工廠非常注重工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G+MEC、工業(yè)機器人、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)等智能制造使能技術在重點業(yè)務場景中的交叉融合、集成應用等。

作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的先驅(qū)與領航者，燈塔工廠也備受關注。近年來，中國燈塔工廠數(shù)量不斷攀升。據(jù)世界經(jīng)濟論壇（WEF）在2021年9月發(fā)布了新一期全球制造業(yè)領域燈塔工廠名單顯示，全球燈塔工廠數(shù)量已增加至90家，而中國有31家入選，是目前擁有燈塔工廠最多的國家，主要分布在3C電子、家電、汽車、鋼鐵、新能源等行業(yè)。另外，從縱向看，中國“燈塔工廠”在2020年兩批次共新增10家，2021年兩批次共新增15家，增速明顯。

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從數(shù)字化交付到數(shù)字化運營，掀起流程行業(yè)發(fā)展新浪潮

以鋼鐵及石化工業(yè)為代表、占全國規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值的47%的流程制造業(yè)，正順應時代技術發(fā)展潮流，積極在工程建設、投產(chǎn)運營各階段開展數(shù)字化交付實踐，努力實現(xiàn)從數(shù)字化交付到數(shù)字化運營的全方位數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標。數(shù)字化交付作為流程行業(yè)的關鍵技術，貫穿從工廠建設交付到運營管理的全生命周期，為企業(yè)打造智能工廠奠定基礎。

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打破虛實界線，XR技術增添制造新勢能

2021年，受新冠疫情影響，在急于減少開銷和停機時間的情況下，越來越多的制造企業(yè)將眼光對準XR技術，使其在工業(yè)領域的多元化應用正逐步打開。XR技術正迅速成為制造企業(yè)車間工人、技術服務人員和工程師的全新用戶界面。例如，XR技術可為企業(yè)產(chǎn)品提供三維交互手冊，在營銷、運維等場景為企業(yè)提供增值，實現(xiàn)產(chǎn)品3D化；根據(jù)企業(yè)數(shù)字平臺和工藝流程，提供虛擬仿真培訓技術開發(fā)服務，實現(xiàn)培訓場景化；結(jié)合AR/VR硬件平臺，為企業(yè)的運維、巡檢等場景開發(fā)定制化虛擬仿真應用；結(jié)合企業(yè)IoT物聯(lián)網(wǎng)和全流程的數(shù)字化需求，為企業(yè)提供生產(chǎn)、管理等多維度的仿真應用平臺。

作為真實世界的延伸與拓展，XR技術所帶來的巨大機遇和作用是值得期待的。然而，XR設備仍然存在缺陷，無法完美貼合用戶的需求。體驗感上，目前設備的清晰度和刷新率仍有提升空間；性能上，現(xiàn)有設備的算力負荷大，功耗過高，直接影響續(xù)航；價格上，設備昂貴，造成消費者經(jīng)濟壓力?？梢灶A見的是，雖然面臨諸多問題和難題，但在技術演進和消費者需求的共同推動下，XR技術將催生出更多新的應用場景，賦予制造業(yè)全新的黑科技發(fā)展勢能。

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裝備制造企業(yè)積極探索MBSE應用

當前，隨著裝備系統(tǒng)的技術復雜性和密集性越來越突出，傳統(tǒng)的裝備產(chǎn)品研制方法已經(jīng)無法滿足新產(chǎn)品功能、性能的持續(xù)提升及研制周期的持續(xù)縮短。MBSE方法被視為系統(tǒng)工程的革命，是裝備產(chǎn)品研制不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。裝備制造企業(yè)應當主動擁抱MBSE，全面梳理企業(yè)內(nèi)外、產(chǎn)品全生命周期業(yè)務流程、標準規(guī)范，將軟件設計、機械工程、電氣工程、多領域建模和仿真等技術融合，形成企業(yè)完整的產(chǎn)品研制能力體系。

從全球視野看，在產(chǎn)品研制需求和系統(tǒng)工程理論發(fā)展的推動下，國內(nèi)外的科研機構(gòu)及航天航空企業(yè)利用MBSE開展了大量技術研究及工程研制應用。NASA是最早將MBSE應用于復雜系統(tǒng)設計中的科研機構(gòu)之一，近些年，中國高校和航空航天院所也在使用MBSE方法開展工程設計，構(gòu)建了基于MBSE的設計工作流程和設計方法。從廠商動態(tài)來看，近年來，達索系統(tǒng)、西門子、IBM、同元軟控等軟件供應商都聚焦于MBSE方法，相繼提出并整合支持裝備制造企業(yè)研制過程的流程方法和平臺框架。從應用層面來看，MBSE的應用由航空航天領域擴展至國防工業(yè)、汽車、船舶、核工業(yè)等裝備制造領域，通過系統(tǒng)模型體現(xiàn)系統(tǒng)工程流程，并貫穿于全生命周期，實現(xiàn)設計一致性與關聯(lián)可追溯性。

需要指出的是，MBSE并不是要顛覆現(xiàn)有的系統(tǒng)工程體系，而是在原有的基于文檔的基礎上，通過統(tǒng)一建模語言對文件中隱含的設計要素進行顯性化的關聯(lián)建模，通過模型的不斷迭代、演化，最終形成一個具有和實物產(chǎn)品完全一致且經(jīng)過虛擬試驗仿真驗證的產(chǎn)品數(shù)字樣機，避免因后期總裝和測試試驗不滿足而導致設計更改的問題，確保復雜產(chǎn)品研制的“一次成功”。