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自工業(yè)革命時(shí)代起，制造業(yè)就成為促進(jìn)生產(chǎn)力進(jìn)步的重要的力量，它不僅是實(shí)現(xiàn)各類創(chuàng)新的重要載體，也是技術(shù)進(jìn)步、迭代最迅速的產(chǎn)業(yè)。智能制造不僅借助技術(shù)躍遷帶來效率革命，更引發(fā)了生產(chǎn)制造領(lǐng)域內(nèi)，人工智能對(duì)人類智能替代所帶來的深遠(yuǎn)的范式變革。當(dāng)前，我國已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，智能制造既是深入實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的主攻方向，又是孕育和形成新質(zhì)生產(chǎn)力的重要載體。長遠(yuǎn)來看，智能制造不僅能夠引領(lǐng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還將深刻塑造未來的生產(chǎn)生活方式。

我國智能制造未來發(fā)展趨勢(shì)與策略

先進(jìn)信息通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成了智能制造的底層技術(shù)。與當(dāng)前制造業(yè)生產(chǎn)模式相比，智能制造具有技術(shù)上的先進(jìn)性，展現(xiàn)出高度自動(dòng)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、靈活柔性、互聯(lián)性、智能決策、預(yù)測(cè)性維護(hù)、高資源產(chǎn)出效率和用戶參與等特征。智能制造在提升制造業(yè)效率和效益的同時(shí)，需要著力解決制造業(yè)發(fā)展中存在的各種結(jié)構(gòu)性問題，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器和諧共生、發(fā)展與環(huán)境有機(jī)統(tǒng)一以及供需的精準(zhǔn)匹配。

（一）具身智能引領(lǐng)“無人化”新時(shí)代

近年來，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。在生產(chǎn)方面，大規(guī)模應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人不僅在總體上降低了生產(chǎn)成本，還顯著提高了生產(chǎn)效率；在就業(yè)方面，工業(yè)機(jī)器人對(duì)就業(yè)產(chǎn)生了一定的影響，減少了對(duì)重復(fù)勞動(dòng)崗位的需求，同時(shí)提高了對(duì)高水平勞動(dòng)力的需求。但工業(yè)機(jī)器人無法完全替代人類崗位，原因是工業(yè)機(jī)器人在處理模糊任務(wù)和應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中的突發(fā)狀況的能力較弱。對(duì)于一些概念和邏輯模糊的工種和崗位，機(jī)器人的判斷能力不及人類精準(zhǔn)，只能扮演輔助性角色。然而，隨著以具身智能為代表的智能技術(shù)逐漸成熟，智能制造的生產(chǎn)模式正在向完全“無人化”的方向演進(jìn)。

具身智能是人工智能的一個(gè)重要分支。根據(jù)中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)的定義，具身智能是一種基于物理身體進(jìn)行感知和與物理世界互動(dòng)的智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠表現(xiàn)出智能行為和適應(yīng)性。與非具身智能相比，具身智能以現(xiàn)實(shí)機(jī)器設(shè)備為載體，能更好地適應(yīng)制造業(yè)作為物質(zhì)生產(chǎn)部門的固有屬性。具身智能不僅能通過主動(dòng)式感知，像人類一樣完成物理任務(wù)，還能感受周圍的世界、對(duì)世界進(jìn)行建模，主動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和認(rèn)知。目前，具身智能的研發(fā)已取得一系列進(jìn)展，在制造業(yè)的應(yīng)用前景逐漸清晰。

（二）人機(jī)融合共創(chuàng)制造業(yè)智能新生態(tài)

當(dāng)數(shù)字控制系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)器人后，人與機(jī)器在制造業(yè)中逐漸形成了協(xié)作關(guān)系，這是制造業(yè)中人與機(jī)器關(guān)系演進(jìn)的重要一步。機(jī)器數(shù)控化使生產(chǎn)柔性程度大幅提高，通過使用帶有擴(kuò)展的命令集，單臺(tái)機(jī)器以及機(jī)器之間的模塊化組合能夠快速切換任務(wù)，使得一些先進(jìn)的工廠在一條流水線上可以同時(shí)完成多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的生產(chǎn)。在安全方面，數(shù)控機(jī)床一般采用全封閉設(shè)計(jì)，工業(yè)機(jī)器人被放置在由圍擋和警戒線環(huán)繞的封閉空間內(nèi)，工人則被嚴(yán)格控制在機(jī)器的工作范圍之外。此外，AGV（自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車）機(jī)器人等移動(dòng)設(shè)備必須具有避讓工人的功能。通過嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)管理和安全規(guī)范，機(jī)器引發(fā)的安全事故頻率極低。盡管機(jī)器數(shù)控化使制造業(yè)中人與機(jī)器的關(guān)系向前邁出了一大步，但人與機(jī)器的協(xié)作關(guān)系主要體現(xiàn)在崗位分工以及人機(jī)交互和柔性化制造的協(xié)同上，人與機(jī)器之間的物理障礙仍然存在。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，使用特定按鍵和編程語言進(jìn)行人與機(jī)器的交互，機(jī)器程序的設(shè)定仍然以便于機(jī)器識(shí)別為準(zhǔn)則。

制造業(yè)正在經(jīng)歷顛覆性數(shù)字化變革，在數(shù)控化的基礎(chǔ)上，機(jī)器向智能化、更加柔性和更加安全的方向發(fā)展，人與機(jī)器由協(xié)作關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)“融合”關(guān)系。人機(jī)融合關(guān)系的根本原則是以人為本，機(jī)器需要最大限度地配合人的勞動(dòng)習(xí)慣、最大程度地降低人的體力和腦力勞動(dòng)強(qiáng)度、完全服從人的指揮和調(diào)度。機(jī)器能夠識(shí)別并理解人類的自然語言，因此機(jī)器操作者不再需要進(jìn)行復(fù)雜的培訓(xùn)，機(jī)器與機(jī)器之間通過保留數(shù)字語言進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和相互協(xié)同，但人與機(jī)器可以在同一空間和平臺(tái)上從事生產(chǎn)活動(dòng)，人機(jī)之間的物理隔離和管理制度上的分離逐漸消失。在這種融合關(guān)系中，機(jī)器在具有高度柔性化能力的同時(shí)，還具備自主的學(xué)習(xí)能力和糾錯(cuò)能力，人對(duì)機(jī)器的直接干預(yù)逐漸減少，當(dāng)面臨新的任務(wù)時(shí)，機(jī)器可以和人類一起學(xué)習(xí)。人機(jī)融合能實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，推動(dòng)超柔性生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，使人在工業(yè)生產(chǎn)中重新回到主導(dǎo)地位，引領(lǐng)可持續(xù)發(fā)展之路。

（三）低碳制造共筑可持續(xù)發(fā)展新未來

綠色低碳已成為全球共識(shí)。2015年，我國提出了綠色工廠的五大要求，即生產(chǎn)潔凈化、原料無害化、用地集約化、廢物資源化和能源低碳化。通過區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、政策法規(guī)和市場(chǎng)化手段的調(diào)節(jié)，我國已基本實(shí)現(xiàn)五個(gè)要求中的前四個(gè)。當(dāng)前，我國制造業(yè)碳排放占到整體碳排放量約30%，僅次于電力產(chǎn)業(yè)，因此制造業(yè)必須承擔(dān)起減排責(zé)任。智能制造為實(shí)現(xiàn)低碳化、綠色化的制造業(yè)創(chuàng)造了一條增長與環(huán)保兼得的可靠路徑。首先，技術(shù)創(chuàng)新和管理制度創(chuàng)新有助于制造綠色化的實(shí)現(xiàn)。技術(shù)進(jìn)步不斷提高能源轉(zhuǎn)化率和資源利用率，新的供應(yīng)鏈、倉儲(chǔ)和物流體系不斷降低制造環(huán)節(jié)中的損耗。其次，更加綠色的生產(chǎn)技術(shù)和組織方式在各制造業(yè)部門、各產(chǎn)業(yè)鏈和各類產(chǎn)品生產(chǎn)流程的每個(gè)環(huán)節(jié)得到廣泛應(yīng)用，使其不再局限于高耗能、高污染行業(yè)，進(jìn)一步創(chuàng)造了碳減排空間。

智能制造同樣有利于能源的清潔獲取與集約利用。在能源來源方面，通過建設(shè)分布式光伏系統(tǒng)和大規(guī)模的儲(chǔ)能設(shè)備、優(yōu)化用電管理系統(tǒng)和算法等手段，制造業(yè)可以大量使用清潔能源，減少對(duì)化石能源發(fā)電的依賴，并帶動(dòng)電力行業(yè)的能源轉(zhuǎn)型。在能源利用方面，使用高效能設(shè)備代替老舊設(shè)備，一方面提高了單位能源效率，降低操作能耗；另一方面，通過減少不必要的動(dòng)力輸出，從而節(jié)約能源。在能源管理方面，智能制造通過建立起一套數(shù)字化智能系統(tǒng)，對(duì)工廠碳排放進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)算，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化企業(yè)的能源管理。通過傳感器和數(shù)字孿生技術(shù)，智能制造可以系統(tǒng)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的能耗參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源漏損點(diǎn)位并進(jìn)行修補(bǔ)，最大限度地減少能源浪費(fèi)。

（四）精準(zhǔn)制造構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展新格局

隨著數(shù)字化時(shí)代的不斷發(fā)展，制造業(yè)需要向運(yùn)轉(zhuǎn)更加高效、成本更加節(jié)約、供需更好對(duì)接的方向發(fā)展。1953年，日本豐田公司副總裁大野耐一創(chuàng)造了在多品種小批量混合生產(chǎn)需求下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)方式，即準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（Just in time）模式。這一生產(chǎn)方式隨后在全球制造業(yè)中得到推廣和普及，顯著降低了制造業(yè)的生產(chǎn)成本并提高了對(duì)市場(chǎng)需求的響應(yīng)速度。在這一生產(chǎn)方式的基礎(chǔ)上，“精準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)”的概念被提出并得到實(shí)踐。精準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)首先體現(xiàn)在制造業(yè)產(chǎn)品智能化、緊湊化。隨著產(chǎn)品體積縮小，生產(chǎn)的能耗、物耗也相應(yīng)降低，制造業(yè)庫存成本隨之降低。精準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)還體現(xiàn)在供需匹配上。隨著信息時(shí)代海量數(shù)據(jù)資源匯集，供需精準(zhǔn)匹配得以實(shí)現(xiàn)，低成本定制和個(gè)性化需求得到了普遍滿足。智能制造通過“產(chǎn)銷合一”改善了供需關(guān)系，進(jìn)一步促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)體系的公平和諧。

通過先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和制度設(shè)計(jì)，智能制造使產(chǎn)品制造中各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)了高度精準(zhǔn)化，不斷滿足產(chǎn)品在“精確性”和“準(zhǔn)確度”上的要求。通過聯(lián)通數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)獲取，進(jìn)行超大規(guī)模數(shù)據(jù)分析，采取普遍數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上的發(fā)展模式，智能制造能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，并做出相應(yīng)的精確反應(yīng)。通過采用精準(zhǔn)制造模式，智能制造能夠在較高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上提升經(jīng)濟(jì)效率，有效降低經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的物耗能耗，并調(diào)動(dòng)閑置的資源和生產(chǎn)要素進(jìn)入市場(chǎng)，從而創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這種高度精準(zhǔn)的制造模式，不僅使制造業(yè)在響應(yīng)市場(chǎng)需求時(shí)更加靈活敏捷，還使得資源配置更加高效，推動(dòng)了整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系向更加可持續(xù)、更加高效的方向發(fā)展。（鄧洲系中國社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所副研究員；李童系中國社會(huì)科學(xué)院大學(xué)博士研究生）