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)現各類(lèi)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(lái)效率革命，更引發(fā)了生產(chǎn)制造領(lǐng)域內，人工智能對人類(lèi)智能替代所帶來(lái)的深遠的范式變革。當前，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)施制造強國戰略的主攻方向，又是孕育和形成新質(zhì)生產(chǎn)力的重要載體。長(cháng)遠來(lái)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(lái)的生產(chǎn)生活方式。

我國智能制造未來(lái)發(fā)展趨勢與策略

先進(jìn)信息通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、數據分析技術(shù)、人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構成了智能制造的底層技術(shù)。與當前制造業(yè)生產(chǎn)模式相比，智能制造具有技術(shù)上的先進(jìn)性，展現出高度自動(dòng)化、數據驅動(dòng)、靈活柔性、互聯(lián)性、智能決策、預測性維護、高資源產(chǎn)出效率和用戶(hù)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(zhù)力解決制造業(yè)發(fā)展中存在的各種結構性問(wèn)題，實(shí)現人與機器和諧共生、發(fā)展與環(huán)境有機統一以及供需的精準匹配。

（一）具身智能引領(lǐng)“無(wú)人化”新時(shí)代

近年來(lái)，工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應用日益廣泛。在生產(chǎn)方面，大規模應用工業(yè)機器人不僅在總體上降低了生產(chǎn)成本，還顯著(zhù)提高了生產(chǎn)效率；在就業(yè)方面，工業(yè)機器人對就業(yè)產(chǎn)生了一定的影響，減少了對重復勞動(dòng)崗位的需求，同時(shí)提高了對高水平勞動(dòng)力的需求。但工業(yè)機器人無(wú)法完全替代人類(lèi)崗位，原因是工業(yè)機器人在處理模糊任務(wù)和應對生產(chǎn)中的突發(fā)狀況的能力較弱。對于一些概念和邏輯模糊的工種和崗位，機器人的判斷能力不及人類(lèi)精準，只能扮演輔助性角色。然而，隨著(zhù)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(wú)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。根據中國計算機學(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，該系統能夠表現出智能行為和適應性。與非具身智能相比，具身智能以現實(shí)機器設備為載體，能更好地適應制造業(yè)作為物質(zhì)生產(chǎn)部門(mén)的固有屬性。具身智能不僅能通過(guò)主動(dòng)式感知，像人類(lèi)一樣完成物理任務(wù)，還能感受周?chē)氖澜?、對世界進(jìn)行建模，主動(dòng)進(jìn)行學(xué)習和認知。目前，具身智能的研發(fā)已取得一系列進(jìn)展，在制造業(yè)的應用前景逐漸清晰。

（二）人機融合共創(chuàng )制造業(yè)智能新生態(tài)

當數字控制系統應用于機器人后，人與機器在制造業(yè)中逐漸形成了協(xié)作關(guān)系，這是制造業(yè)中人與機器關(guān)系演進(jìn)的重要一步。機器數控化使生產(chǎn)柔性程度大幅提高，通過(guò)使用帶有擴展的命令集，單臺機器以及機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(chǎng)在一條流水線(xiàn)上可以同時(shí)完成多個(gè)型號產(chǎn)品的生產(chǎn)。在安全方面，數控機床一般采用全封閉設計，工業(yè)機器人被放置在由圍擋和警戒線(xiàn)環(huán)繞的封閉空間內，工人則被嚴格控制在機器的工作范圍之外。此外，AGV（自動(dòng)導引運輸車(chē)）機器人等移動(dòng)設備必須具有避讓工人的功能。通過(guò)嚴格的現場(chǎng)管理和安全規范，機器引發(fā)的安全事故頻率極低。盡管機器數控化使制造業(yè)中人與機器的關(guān)系向前邁出了一大步，但人與機器的協(xié)作關(guān)系主要體現在崗位分工以及人機交互和柔性化制造的協(xié)同上，人與機器之間的物理障礙仍然存在。操作人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓，使用特定按鍵和編程語(yǔ)言進(jìn)行人與機器的交互，機器程序的設定仍然以便于機器識別為準則。

制造業(yè)正在經(jīng)歷顛覆性數字化變革，在數控化的基礎上，機器向智能化、更加柔性和更加安全的方向發(fā)展，人與機器由協(xié)作關(guān)系轉變?yōu)槿藱C“融合”關(guān)系。人機融合關(guān)系的根本原則是以人為本，機器需要最大限度地配合人的勞動(dòng)習慣、最大程度地降低人的體力和腦力勞動(dòng)強度、完全服從人的指揮和調度。機器能夠識別并理解人類(lèi)的自然語(yǔ)言，因此機器操作者不再需要進(jìn)行復雜的培訓，機器與機器之間通過(guò)保留數字語(yǔ)言進(jìn)行數據傳輸和相互協(xié)同，但人與機器可以在同一空間和平臺上從事生產(chǎn)活動(dòng)，人機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，機器在具有高度柔性化能力的同時(shí)，還具備自主的學(xué)習能力和糾錯能力，人對機器的直接干預逐漸減少，當面臨新的任務(wù)時(shí)，機器可以和人類(lèi)一起學(xué)習。人機融合能實(shí)現人與機器的優(yōu)勢互補，推動(dòng)超柔性生產(chǎn)的實(shí)現，使人在工業(yè)生產(chǎn)中重新回到主導地位，引領(lǐng)可持續發(fā)展之路。

（三）低碳制造共筑可持續發(fā)展新未來(lái)

綠色低碳已成為全球共識。2015年，我國提出了綠色工廠(chǎng)的五大要求，即生產(chǎn)潔凈化、原料無(wú)害化、用地集約化、廢物資源化和能源低碳化。通過(guò)區域發(fā)展規劃、政策法規和市場(chǎng)化手段的調節，我國已基本實(shí)現五個(gè)要求中的前四個(gè)。當前，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)必須承擔起減排責任。智能制造為實(shí)現低碳化、綠色化的制造業(yè)創(chuàng )造了一條增長(cháng)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。技術(shù)進(jìn)步不斷提高能源轉化率和資源利用率，新的供應鏈、倉儲和物流體系不斷降低制造環(huán)節中的損耗。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(mén)、各產(chǎn)業(yè)鏈和各類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)流程的每個(gè)環(huán)節得到廣泛應用，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(lái)源方面，通過(guò)建設分布式光伏系統和大規模的儲能設備、優(yōu)化用電管理系統和算法等手段，制造業(yè)可以大量使用清潔能源，減少對化石能源發(fā)電的依賴(lài)，并帶動(dòng)電力行業(yè)的能源轉型。在能源利用方面，使用高效能設備代替老舊設備，一方面提高了單位能源效率，降低操作能耗；另一方面，通過(guò)減少不必要的動(dòng)力輸出，從而節約能源。在能源管理方面，智能制造通過(guò)建立起一套數字化智能系統，對工廠(chǎng)碳排放進(jìn)行準確測算，并在此基礎上優(yōu)化企業(yè)的能源管理。通過(guò)傳感器和數字孿生技術(shù)，智能制造可以系統監測關(guān)鍵環(huán)節的能耗參數，及時(shí)發(fā)現能源漏損點(diǎn)位并進(jìn)行修補，最大限度地減少能源浪費。

（四）精準制造構建高質(zhì)量發(fā)展新格局

隨著(zhù)數字化時(shí)代的不斷發(fā)展，制造業(yè)需要向運轉更加高效、成本更加節約、供需更好對接的方向發(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)現高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)方式，即準時(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(zhù)降低了制造業(yè)的生產(chǎn)成本并提高了對市場(chǎng)需求的響應速度。在這一生產(chǎn)方式的基礎上，“精準經(jīng)濟”的概念被提出并得到實(shí)踐。精準經(jīng)濟首先體現在制造業(yè)產(chǎn)品智能化、緊湊化。隨著(zhù)產(chǎn)品體積縮小，生產(chǎn)的能耗、物耗也相應降低，制造業(yè)庫存成本隨之降低。精準經(jīng)濟還體現在供需匹配上。隨著(zhù)信息時(shí)代海量數據資源匯集，供需精準匹配得以實(shí)現，低成本定制和個(gè)性化需求得到了普遍滿(mǎn)足。智能制造通過(guò)“產(chǎn)銷(xiāo)合一”改善了供需關(guān)系，進(jìn)一步促進(jìn)了經(jīng)濟體系的公平和諧。

通過(guò)先進(jìn)的數字技術(shù)和制度設計，智能制造使產(chǎn)品制造中各個(gè)環(huán)節、各個(gè)方面都實(shí)現了高度精準化，不斷滿(mǎn)足產(chǎn)品在“精確性”和“準確度”上的要求。通過(guò)聯(lián)通數字世界和現實(shí)世界的數據獲取，進(jìn)行超大規模數據分析，采取普遍數據驅動(dòng)基礎上的發(fā)展模式，智能制造能夠實(shí)現對經(jīng)濟活動(dòng)的精準監測，并做出相應的精確反應。通過(guò)采用精準制造模式，智能制造能夠在較高生產(chǎn)效率的基礎上提升經(jīng)濟效率，有效降低經(jīng)濟運行的物耗能耗，并調動(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)濟價(jià)值。這種高度精準的制造模式，不僅使制造業(yè)在響應市場(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)濟體系向更加可持續、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）