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數(shù)字經(jīng)濟時代，“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，對經(jīng)濟社會各個領(lǐng)域都將產(chǎn)生深遠影響。“未來制造”作為中國未來產(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“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“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的發(fā)展趨勢，深入剖析以“數(shù)字+算法”推動“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的驅(qū)動機制及所面臨的挑戰(zhàn)?；谥悄芄S、數(shù)字孿生和智能供應(yīng)鏈等實踐案例分析，從技術(shù)、組織和政策三個維度探討“數(shù)字+算法”驅(qū)動“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的對策和建議，以期為中國未來制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供決策參考。

作者介紹

史占中 上海交通大學安泰經(jīng)濟與管理學院教授、行業(yè)研究院“人工智能+”行業(yè)研究團隊負責人、數(shù)字經(jīng)濟行業(yè)社群班責任教授。研究方向為數(shù)字經(jīng)濟和戰(zhàn)略管理。

劉新文張濤馮春風劉香港博士生，上海交通大學行業(yè)研究院“人工智能+”行業(yè)研究團隊成員。研究方向為人工智能與數(shù)字經(jīng)濟。

當前，中國已構(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 中國制造業(yè)增加值占全球比值

(數(shù)據(jù)來源：證券時報)

但中國制造業(yè)“大而不強”“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、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)品國際競爭力不足等問題突出。同時，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，成為中國學術(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：

勢在必行、時不我待

數(shù)字孿生技術(shù)推動虛實融合

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

人機協(xié)作模式重塑生產(chǎn)方式

在“未來制造”領(lǐng)域，人機協(xié)作模式將重塑制造業(yè)生產(chǎn)方式。一是人機協(xié)作模式可以極大地提高生產(chǎn)與制造的效率和質(zhì)量。在人機協(xié)作中，協(xié)作機器人通常采用輕質(zhì)設(shè)計、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，實現(xiàn)高效、安全和敏捷的生產(chǎn)制造。二是人機協(xié)作模式可以降低生產(chǎn)成本及緩解人力資源短缺問題。通過對協(xié)作機器人的運用，不僅可以減少對勞動力的需求，進而減少勞動成本，緩解人力資源不足問題，同時也可有效降低勞動者的勞動強度。

柔性制造系統(tǒng)實現(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器設(shè)備，通過智能化制造流程與在線監(jiān)測控制系統(tǒng)實時調(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)具有較強的產(chǎn)品定制能力，企業(yè)通過實時采集數(shù)據(jù)和智能化生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，能夠根據(jù)客戶的個性化需求靈活調(diào)整生產(chǎn)線，實現(xiàn)產(chǎn)品小批量、個性化生產(chǎn)。

智能算法促進資源優(yōu)化配置

現(xiàn)階段的智能算法技術(shù)已覆蓋制造業(yè)多個細分行業(yè)，但國務(wù)院發(fā)展研究中心《算法經(jīng)濟指數(shù)與政策研究》報告顯示，我國智能算法主要集中在計算機、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)、電氣機械和器材制造業(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“未來制造”轉(zhuǎn)型：

從“制造大國”到“智造強國”的嬗變

新一代信息技術(shù)

與制造業(yè)融合的戰(zhàn)略推進

2023年，中國關(guān)鍵工序數(shù)控化率和數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率分別達到62.2%和79.6%，較2019年分別提高了12.1和9.4個百分點（見圖2）。累計建成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%。累計培育421家國家級智能制造示范工廠。

圖2 全國工業(yè)企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率、

數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率

（數(shù)據(jù)來源：工業(yè)和信息化部）

圖3 中國“燈塔工廠”地區(qū)分布

（數(shù)據(jù)來源：證券時報）

完備的工業(yè)體系

與日益完善的數(shù)字設(shè)施

一方面，當前中國工業(yè)體系形成了“全、多、大”的獨特優(yōu)勢，為中國“數(shù)字+算法”驅(qū)動“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新提供了施展空間。另一方面，中國構(gòu)建了較為完善的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，為中國以“數(shù)字+算法”驅(qū)動“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新奠定了堅實的基礎(chǔ)。

充滿活力的創(chuàng)業(yè)生態(tài)

促進了技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

在創(chuàng)業(yè)數(shù)量方面，2023年，中國新設(shè)經(jīng)營主體3273萬戶，日均新設(shè)企業(yè)2.7萬戶。在創(chuàng)業(yè)質(zhì)量方面，截至2024年4月，中國擁有獨角獸企業(yè)369家，獨角獸企業(yè)數(shù)量占全球獨角獸企業(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，全國工業(yè)軟件企業(yè)注冊數(shù)量超過30.83萬家，較2022年增長近三分之一。

圖5全國工業(yè)軟件企業(yè)注冊數(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)交易市場不斷升溫（見圖6），2022年以來新掛牌數(shù)據(jù)交易場所達到48個。2023年，上海數(shù)據(jù)交易所、貴陽大數(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。活躍的數(shù)據(jù)交易市場為激活和挖掘數(shù)據(jù)要素價值奠定了堅實的基礎(chǔ)。

圖6 全國數(shù)據(jù)交易機構(gòu)數(shù)量

（數(shù)據(jù)來源：中國信息通信研究院）

“數(shù)字+算法”驅(qū)動“未來制造”

轉(zhuǎn)型創(chuàng)新：問題與挑戰(zhàn)

核心領(lǐng)域進口依賴嚴重

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

一是高端裝備嚴重依賴進口；

二是關(guān)鍵領(lǐng)域存在短板；

三是產(chǎn)業(yè)控制力不強。

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)在以下三個方面。

一是缺乏統(tǒng)一標準，嚴重限制了產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展；

二是數(shù)據(jù)流通與交易機制亟待完善；

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

網(wǎng)絡(luò)安全風險日益嚴峻

網(wǎng)絡(luò)安全風險成為“未來制造”面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

一是網(wǎng)絡(luò)攻擊日趨頻繁；

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

三是核心數(shù)據(jù)保護不足。

“數(shù)字+算法”驅(qū)動“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家電行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一，在洗衣機制造領(lǐng)域占據(jù)重要地位。面對日益激烈的市場競爭和消費者對個性化產(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。

中南智能長泰機器人：

數(shù)字孿生技術(shù)引領(lǐng)“未來制造”新范式

中南智能長泰機器人有限公司是中國智能制造領(lǐng)域的創(chuàng)新先鋒，在汽車制造和工業(yè)機器人應(yīng)用方面具有豐富經(jīng)驗。隨著制造業(yè)從高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，中南智能長泰意識到必須通過數(shù)智化轉(zhuǎn)型來提升核心競爭力，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)動的智能供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型之路

安得智聯(lián)作為美的集團的智慧物流板塊，在城市配送業(yè)務(wù)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。面對訂單碎片化、小批量化的趨勢和服務(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）是一家從傳統(tǒng)服裝制造企業(yè)成功轉(zhuǎn)型為C2M（顧客對工廠，customer to manufacturer）產(chǎn) 業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的典型代表。通過運用“數(shù)字+算法”驅(qū)動的創(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，實現(xiàn)了“用工業(yè)化的效率和成本制造個性化產(chǎn)品”的突破，為服裝行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立了標桿。

“數(shù)字+算法”驅(qū)動“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)平臺是實現(xiàn)智能制造的重要基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)與先進制造技術(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. 推動組織結(jié)構(gòu)變革與人才培養(yǎng)

跨學科團隊建設(shè)是推動技術(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“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的重要軟實力，數(shù)字化思維是企業(yè)領(lǐng)導層和管理層推動“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的核心理念。

政策層面

1. 政策引導與法規(guī)保障

數(shù)據(jù)共享機制是推動“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)標準化和規(guī)范化是推動“未來制造”轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展的重要手段，“鏈長制”的制度安排是提升“未來制造”產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效率的重要機制。

來源：《安泰行業(yè)評論·第三卷》——

“數(shù)字+算法”驅(qū)動“未來制造”

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