智能制造：內(nèi)涵、范式與路徑

摘" "要：信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)融合發(fā)展驅(qū)動(dòng)智能制造成為制造業(yè)的重要發(fā)展方向。制造企業(yè)在向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，由于對(duì)智能制造的內(nèi)涵認(rèn)知不準(zhǔn)確、不透徹，路徑選擇不清晰，導(dǎo)致智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)成效不理想。在對(duì)智能制造的內(nèi)涵和演進(jìn)范式進(jìn)行深入解讀的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國制造企業(yè)的實(shí)際，提出以精益管理為基礎(chǔ)、精益數(shù)字化雙輪驅(qū)動(dòng)、智能制造三種范式“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的路徑，以期為企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)提供參考。

關(guān)鍵詞：智能制造；內(nèi)涵；范式演進(jìn)；路徑選擇

中圖分類號(hào)：F062.9" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " 文章編號(hào)：1673-291X（2025）05-0067-07

在科技進(jìn)步驅(qū)動(dòng)下，智能制造成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向、新質(zhì)生產(chǎn)力的重要內(nèi)容、新興產(chǎn)業(yè)培育壯大的重要引擎、適應(yīng)和引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展“新常態(tài)”的重要抓手。發(fā)展智能制造，有必要準(zhǔn)確分析與把握智能制造的內(nèi)涵，理解其范式演進(jìn)規(guī)律，在此基礎(chǔ)上探求切實(shí)可行的發(fā)展路徑。

一、智能制造的內(nèi)涵

準(zhǔn)確界定智能制造，明確其內(nèi)涵與外延，在理論層面可以為相關(guān)理論研究提供清晰的對(duì)象和范疇，避免研究過程中出現(xiàn)范圍模糊、內(nèi)容泛化等問題，提高研究的針對(duì)性、有效性。同時(shí)，促進(jìn)多學(xué)科交叉融合，為解決復(fù)雜制造問題提供新思路、新方法。在實(shí)踐層面有助于企業(yè)界更好地理解智能制造的理念與方法，有針對(duì)性地進(jìn)行技改升級(jí)，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力，有助于上下游企業(yè)間更好地溝通協(xié)作，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈優(yōu)化與協(xié)同創(chuàng)新，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)的效率和競爭力。

（一）智能制造概述

得益于先進(jìn)制造技術(shù)與信息技術(shù)深度融合，智能制造（Intelligent Manufacturing）在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)營服務(wù)等產(chǎn)品全生命周期[1]，將數(shù)字化、智能化設(shè)備經(jīng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)，借助網(wǎng)絡(luò)空間強(qiáng)大算力將物理空間的物理實(shí)體在信息空間全要素重建，生成具備感知、分析、決策和執(zhí)行能力的數(shù)字孿生體，構(gòu)建起物理世界與信息世界相互融合、虛實(shí)合一的制造系統(tǒng)[2]，旨在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造，持續(xù)提高企業(yè)效益與服務(wù)水準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔且柔性化生產(chǎn)，推動(dòng)制造業(yè)朝著創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的方向發(fā)展[3]1。與傳統(tǒng)制造相比，智能制造的本質(zhì)改變?cè)谟谥圃煜到y(tǒng)由物理和信息兩個(gè)系統(tǒng)組成，前者適用于現(xiàn)實(shí)物理世界，后者則是一個(gè)虛擬的物質(zhì)世界，二者一一對(duì)應(yīng)、彼此映射[4]。智能制造的典型特征是自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)。

（二）“工業(yè)4.0”與“中國制造2025”

2013年，德國“工業(yè)4.0”工作組發(fā)表了《德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略計(jì)劃實(shí)施建議》，提出“工業(yè)4.0”的概念。從“工業(yè)1.0”到“工業(yè)4.0”呈現(xiàn)了工業(yè)發(fā)展所歷經(jīng)的四個(gè)階段?！肮I(yè)4.0”以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以高級(jí)智能制造為主導(dǎo)，以智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流、智能服務(wù)為主題[5]，以生產(chǎn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自組織為標(biāo)志，被稱為“第四次工業(yè)革命”[6]?！肮I(yè)4.0”展現(xiàn)的工業(yè)愿景是通過計(jì)算、自主控制和聯(lián)網(wǎng)，人、機(jī)器和信息能夠互聯(lián)且融為一體的新一代生產(chǎn)制造模式?；ヂ?lián)、數(shù)據(jù)、集成、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型是“工業(yè)4.0”的五個(gè)主要特點(diǎn)?！肮I(yè)4.0”的實(shí)施過程必然是、也必須是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的過程。在“工業(yè)4.0”時(shí)代，生產(chǎn)制造方式轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新驅(qū)動(dòng)、個(gè)性化定制、服務(wù)型制造，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng)新和變革將層見疊出。

“工業(yè)4.0”引入中國后轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸袊圃?025”。兩者在發(fā)展基礎(chǔ)、戰(zhàn)略任務(wù)、主要舉措方面均有不同[7]（見下頁表1）?！爸袊圃?025”通過自動(dòng)化裝備（機(jī)器人、3D打印等）及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，通過各類數(shù)據(jù)采集分析（區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算），經(jīng)由通信互聯(lián)手段，將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng)（人工智能），并將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺(tái)（工業(yè)軟件平臺(tái)），從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制，最終實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

“工業(yè)4.0”是智能制造的理念基礎(chǔ)，智能制造是“工業(yè)4.0”理念在制造業(yè)的具體實(shí)踐，是“工業(yè)4.0”的重要組成部分，二者相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)。

（三）智能制造模式及要素條件

從產(chǎn)品類型和生產(chǎn)工藝組織方式角度，智能制造分為離散型智能制造、流程性智能制造、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化定制和遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)五種模式[8]。針對(duì)這五種模式，工信部在智能制造重點(diǎn)示范項(xiàng)目推薦工作中明確了判定智能制造的要素條件，并將“人工智能”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”列入“新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用要素條件”。為清晰、簡明地呈現(xiàn)這些要素條件，便于進(jìn)行分析和比較研究，本文根據(jù)工信部《2018年智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目要素條件》相關(guān)文件和資料進(jìn)行匯總整理和提煉，制作了智能制造要素條件一覽表（見下頁表2）。制造企業(yè)可以對(duì)標(biāo)這些要素條件，尋求具體有效的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)路徑。這些要素條件也可以為政府支持性政策設(shè)計(jì)提供指引。

制造企業(yè)向智能化制造升級(jí)轉(zhuǎn)型過程中，要立足企業(yè)客觀實(shí)際，對(duì)要素條件持續(xù)改進(jìn)。（1）離散型制造產(chǎn)品是由零散的零部件加工裝配而成，零部件以各自的工藝過程通過各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，物料運(yùn)動(dòng)呈離散狀態(tài)。離散制造產(chǎn)業(yè)鏈從上游至下游主要包括數(shù)控系統(tǒng)制造商、裝備制造商和大中小型工廠。由于“多品種、小批量”，離散制造比較“松弛、無序”。通過要素條件持續(xù)改進(jìn)，離散型智能制造追求的目標(biāo)是產(chǎn)品全生命管理周期閉環(huán)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，在松散無序的離散制造業(yè)中引入秩序，各要素緊密配合，實(shí)現(xiàn)精密、快速、準(zhǔn)確、高一致性生產(chǎn)。（2）流程型制造以資源（包括可回收資源）為原料，通過物理變化和化學(xué)反應(yīng)連續(xù)復(fù)雜生產(chǎn)，提供原材料和能源。流程型生產(chǎn)原料變化頻繁，生產(chǎn)過程涉及理化反應(yīng)、機(jī)理復(fù)雜，生產(chǎn)過程連續(xù)、不能停頓，使生產(chǎn)過程測量難、建模難、控制難、優(yōu)化決策難。通過要素條件持續(xù)改進(jìn)，流程型智能制造追求的目標(biāo)是生產(chǎn)和管理信息全程可視化、生產(chǎn)過程在線實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化、生產(chǎn)管理智能化水平顯著提升，即精細(xì)化管理向流程要效益。（3）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)將串行工作變?yōu)椴⑿泄こ蹋敲艚葜圃?、協(xié)同商務(wù)、智能制造和云制造的核心內(nèi)容。通過要素條件持續(xù)改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造追求的目標(biāo)是形成供應(yīng)鏈內(nèi)及跨供應(yīng)鏈間的企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理和商務(wù)的合作生產(chǎn)模式，并通過改變業(yè)務(wù)經(jīng)營模式達(dá)到資源最充分利用的目的。（4）大規(guī)模定制的核心是在不增加相應(yīng)成本的前提下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品種多樣化和定制化生產(chǎn)。通過要素條件持續(xù)改進(jìn)，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營銷、供應(yīng)鏈管理和服務(wù)體系，顯著提升快速、低成本滿足用戶個(gè)性化需求的能力，有效解決需求多樣化與大規(guī)模生產(chǎn)之間的矛盾，為現(xiàn)代企業(yè)提供一種全新的競爭模式。（5）遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)要素條件持續(xù)改進(jìn)的重點(diǎn)在于嵌入式系統(tǒng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、智能決策支持系統(tǒng)的集成應(yīng)用，智能服務(wù)系統(tǒng)高效、安全，能夠與產(chǎn)品形成實(shí)時(shí)、有效互動(dòng)。

這五種智能制造新模式有兩個(gè)明顯的共同點(diǎn)：一是數(shù)字技術(shù)與制造技術(shù)深度融合，二是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造資源的優(yōu)化配置。在這兩方面，離散型智能制造模式的側(cè)重點(diǎn)在于產(chǎn)品組裝過程，流程型智能制造模式的側(cè)重點(diǎn)是產(chǎn)品生產(chǎn)過程。這兩種差異源于兩者的制造工藝、流程不同。前者較少對(duì)原材料進(jìn)行物理或化學(xué)加工，主要是零部件的組裝，后者需要對(duì)原材料進(jìn)行物理或化學(xué)加工，有一個(gè)塑形過程，重點(diǎn)是工藝過程的連續(xù)性。無論是離散型制造企業(yè)還是流程型制造企業(yè)，都可以疊加實(shí)施網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個(gè)性化定制與遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)。

（四）企業(yè)智能制造能力成熟度模型（CMMM）

智能制造能力成熟度模型（CMMM）是評(píng)估企業(yè)智能制造水平的工具、建立智能制造戰(zhàn)略目標(biāo)和實(shí)施規(guī)劃的框架，是一套描述企業(yè)智能制造能力提升梯次及核心要素的方法論。目前，智能制造成熟度模型主要包括兩大類，即由學(xué)術(shù)/工業(yè)組織團(tuán)體研究發(fā)布的模型或由某些公司根據(jù)自身的理解和技術(shù)背景推出的模型，主要來自德國和美國兩個(gè)制造強(qiáng)國。由于不同國家或公司的基本情況不同，對(duì)智能制造能力的理解和側(cè)重點(diǎn)不一樣，成熟度評(píng)估方法不一致，評(píng)估的內(nèi)容也不盡相同，造成各種模型水平參差不齊。為有序推進(jìn)我國智能制造發(fā)展，我國制定出臺(tái)的《智能制造能力成熟度模型》聚焦“企業(yè)如何提升智能制造能力”問題，提出了企業(yè)發(fā)展推進(jìn)智能制造的5個(gè)等級(jí)、4個(gè)要素、20個(gè)能力子域（見表3、下頁表4），指引企業(yè)不同發(fā)展階段的智能制造升級(jí)路徑選擇。企業(yè)可以據(jù)此展開智能制造能力診斷，精準(zhǔn)掌控自身智能化發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)不足、明晰升級(jí)方向。各級(jí)主管部門也可以將之作為掌握智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況的重要抓手。

能力要素是驅(qū)動(dòng)智能制造能力提升的元素集合和關(guān)鍵點(diǎn)。能力管理是企業(yè)持續(xù)提升智能制造能力的方法，包括策劃、實(shí)施、檢查和改進(jìn)。通過能力要素評(píng)價(jià)，CMMM將企業(yè)智能制造成熟度從低到高分為1～5級(jí)，用以反映企業(yè)智能制造發(fā)展水平。其中，一級(jí)為規(guī)劃級(jí)，主要特征在于流程化管理；二級(jí)為規(guī)范級(jí)，主要特征是實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化改造；三級(jí)為集成級(jí)，主要特征是實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化集成；四級(jí)為優(yōu)化級(jí)，主要特征是能夠進(jìn)行智能化生產(chǎn)；五級(jí)是最高級(jí)，為引領(lǐng)級(jí)，主要特征是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。

二、智能制造的演進(jìn)范式

通過考察智能制造的發(fā)展演進(jìn)，可以從中提煉出智能制造的三種基本范式，即數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造（“互聯(lián)網(wǎng)+制造”）和數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造[9]。

（一）智能制造第一代范式

智能制造第一代范式是數(shù)字化制造，是后兩個(gè)智能制造范式的基礎(chǔ)，其重點(diǎn)是數(shù)字化。即通過數(shù)字化技術(shù)和系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行數(shù)字化描述、分析、決策和控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造、營銷、服務(wù)等環(huán)節(jié)信息和業(yè)務(wù)的數(shù)字化，構(gòu)建橫跨產(chǎn)品全生命周期與企業(yè)全價(jià)值鏈的數(shù)字主線，打通企業(yè)整體數(shù)字鏈路，生產(chǎn)過程集成和優(yōu)化運(yùn)行，推動(dòng)企業(yè)制造模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)。技術(shù)體系數(shù)字化是數(shù)字化制造的主要特征，包括產(chǎn)品表達(dá)數(shù)字化、裝備數(shù)字化、工藝數(shù)字化和制造系統(tǒng)數(shù)字化。數(shù)字化制造為企業(yè)構(gòu)建了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，是當(dāng)前制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)。

（二）智能制造第二代范式

智能制造第二代范式是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造，簡稱網(wǎng)絡(luò)化制造，可對(duì)應(yīng)于國際上的Smart Manufacturing，是指在數(shù)字制造的基礎(chǔ)上利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)云技術(shù)，將生態(tài)鏈內(nèi)的企業(yè)連接起來，形成制造生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)業(yè)鏈資源共享、整合、配置優(yōu)化，為用戶提供更加敏捷、高效、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)化制造范式下，企業(yè)形成企業(yè)內(nèi)和企業(yè)間兩條關(guān)鍵數(shù)據(jù)鏈路，并基于這兩條數(shù)據(jù)鏈路開展更廣泛的協(xié)作。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)云平臺(tái)在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)上，為企業(yè)提供基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型、設(shè)計(jì)模型等領(lǐng)域的在線協(xié)同能力。在網(wǎng)絡(luò)化制造模式下，由于異地分布性和應(yīng)用系統(tǒng)異構(gòu)性，組織形式以動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟為主，呈現(xiàn)出數(shù)字化、協(xié)同化、敏捷化的特征，并且加速知識(shí)生成與創(chuàng)新。制造模式從以產(chǎn)品為中心的制造模式走向以用戶為中心的制造模式。

（三）智能制造新一代范式

智能制造新一代范式是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造，可對(duì)應(yīng)于國際上的Intelligent Manufacturing，是指將人工智能技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，賦予整個(gè)制造系統(tǒng)感知學(xué)習(xí)能力、生成知識(shí)能力和更好地運(yùn)用知識(shí)的能力，在制造過程中能進(jìn)行諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思、決策等高智能活動(dòng)，是智能制造的高級(jí)階段，將為制造業(yè)帶來革命性的變化。

企業(yè)在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的基礎(chǔ)上，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或工業(yè)云平臺(tái)不斷疊加網(wǎng)絡(luò)化、智能化能力，逐漸演變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)制造或智能制造。

三、智能制造發(fā)展路徑探析

從智能制造發(fā)展演進(jìn)的三個(gè)范式角度來看，由于制造業(yè)發(fā)展水平參差不齊，中國智能制造發(fā)展呈現(xiàn)出“并行推進(jìn)、融合發(fā)展”的趨勢[10]。數(shù)字化制造范式方面，在技術(shù)進(jìn)步、市場競爭和政策支持驅(qū)動(dòng)下，近年來大批數(shù)字化生產(chǎn)線、數(shù)字化車間、數(shù)字化工廠在各地建設(shè)完成，不少企業(yè)在數(shù)字化制造方面實(shí)現(xiàn)了升級(jí)換代。但同時(shí)，更多中國企業(yè)，特別是中小企業(yè)，還沒有完成數(shù)字化制造轉(zhuǎn)型。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造范式方面，制造業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)在科技進(jìn)步與政策支持雙輪驅(qū)動(dòng)下加速推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+制造”戰(zhàn)略，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等引入制造業(yè)。部分?jǐn)?shù)字化基礎(chǔ)扎實(shí)的企業(yè)已順利完成數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)，成為行業(yè)示范標(biāo)桿。而眾多尚未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的企業(yè)，則采取數(shù)字化與“互聯(lián)網(wǎng)+制造”并行推進(jìn)策略，在補(bǔ)齊數(shù)字化短板的同時(shí)，直接邁向“互聯(lián)網(wǎng)+制造”階段，成功實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)[3]5。未來，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造范式方面，隨著5G技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展完善，智能制造將實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到真正意義上的高端智能化發(fā)展。

智能制造能夠提升生產(chǎn)效能與產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)減少成本及資源消耗，增強(qiáng)創(chuàng)新能力和市場競爭力，滿足消費(fèi)者的個(gè)性化和多樣化需求，促進(jìn)社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。新一代高端智能制造的落地將為制造業(yè)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)等環(huán)節(jié)以及它們的整合帶來徹底的改變。改變制造業(yè)的生產(chǎn)方式、組織方式和發(fā)展模式，成為制造業(yè)未來發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品層出不窮，新產(chǎn)業(yè)形態(tài)和模式不斷涌現(xiàn)，它們將深度改變社會(huì)的產(chǎn)品形態(tài)、生產(chǎn)方式和服務(wù)模式，甚至重塑人們的生活和思維方式。在向新一代智能制造范式演進(jìn)的過程中，以下幾點(diǎn)是符合中國制造企業(yè)實(shí)際情況且比較切實(shí)可行的路徑選擇。

（一）三種范式并行推進(jìn)、融合發(fā)展

三種范式并行推進(jìn)、融合發(fā)展是從“中國制造”走向“中國智造”比較適宜的技術(shù)路線。從理論層面看，階段性和融合性是智能制造發(fā)展演進(jìn)的兩個(gè)鮮明特點(diǎn)，可以有力地說明該技術(shù)路線在理論層面的可行性。仔細(xì)審視智能制造三種基本范式的提煉過程，階段性與融合性特點(diǎn)便得以清晰呈現(xiàn)。一方面，相關(guān)技術(shù)發(fā)展到一定階段和產(chǎn)業(yè)結(jié)合的結(jié)果必然使三種范式沿時(shí)間軸梯次演進(jìn)，并且每一個(gè)范式階段，都有其所在階段獨(dú)有的典型特征、面臨著該階段待解決的特定關(guān)鍵問題，體現(xiàn)了智能制造范式演進(jìn)的階段性特征。另一方面，各種技術(shù)進(jìn)步相互交織融合、迭代升級(jí)，也必然使三種范式無法完全割裂，而是相互交織促進(jìn)、迭代演進(jìn)，體現(xiàn)著智能制造范式演進(jìn)的融合性特征。從實(shí)踐層面看，中國制造企業(yè)在智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)方面的大膽探索實(shí)踐也證明了該技術(shù)路線的可行性。

（二）精益化管理是實(shí)施智能制造的基礎(chǔ)和前提

在智能制造成熟度的第一階段——“規(guī)劃級(jí)”階段，就明確要求企業(yè)要規(guī)劃智能制造實(shí)施的基礎(chǔ)和條件，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售和服務(wù)等核心業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行流程優(yōu)化。流程化、精益化管理是智能制造的“地基”，“地基”牢固與否，直接決定了智能制造的品質(zhì)和高度。

企業(yè)目前的數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨著三大挑戰(zhàn)，一是數(shù)字化戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展相剝離，孤島式盲目部署數(shù)字化，難以從數(shù)字化投入中看到價(jià)值；二是企業(yè)管理制度傳統(tǒng)、流程復(fù)雜、系統(tǒng)老舊，甚至有許多企業(yè)還停留在粗放式管理階段、沒有實(shí)現(xiàn)流程化、規(guī)范化、制度化管理，數(shù)字化轉(zhuǎn)型根基不牢，試點(diǎn)項(xiàng)目所取得的成果與積累的經(jīng)驗(yàn)，難以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行復(fù)制與廣泛推廣，致使無法形成全企業(yè)全場景的數(shù)字化規(guī)模效應(yīng)；三是數(shù)字化投資見效慢、周期長，而企業(yè)又急于見到成效，由于缺乏一套與企業(yè)實(shí)際情況、部署計(jì)劃相適配且具有針對(duì)性的評(píng)估體系，在短期內(nèi)，企業(yè)會(huì)產(chǎn)生數(shù)字化部署未達(dá)預(yù)期、好似“失靈”的感受[11]。這些問題的根源在于，企業(yè)業(yè)務(wù)流程、管理體系、頂層規(guī)劃都還沒有做好準(zhǔn)備，也就是精益化沒有做好的必然結(jié)果。企業(yè)要想邁入智能制造成熟度的更高層級(jí)，就必須從流程、現(xiàn)場、人員、系統(tǒng)等全業(yè)務(wù)場景變革當(dāng)前的管理模式，通過實(shí)施精益化管理實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)資源的優(yōu)化配置與高效利用。

（三）數(shù)字化是智能制造的必經(jīng)之路

筑牢精益化根基之后，企業(yè)要利用數(shù)字化工具來固化流程，打通數(shù)據(jù)壁壘，驅(qū)動(dòng)全業(yè)務(wù)場景、全生命周期的降本增效提質(zhì)，步入智造制造成熟度的“規(guī)范級(jí)”。“規(guī)范級(jí)”要求企業(yè)采用自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)手段改造和規(guī)范核心裝備與核心業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)單一業(yè)務(wù)活動(dòng)的數(shù)據(jù)共享。其本質(zhì)在于賦能工具、設(shè)施設(shè)備、產(chǎn)品和個(gè)人，驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和創(chuàng)新，幫助企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

數(shù)字化既是數(shù)字時(shí)代的大勢所趨，也是制造業(yè)企業(yè)增強(qiáng)核心競爭力的內(nèi)在需求。面向研、產(chǎn)、供、銷、存等眾多的業(yè)務(wù)單元和人、機(jī)、料、法、環(huán)等繁雜的現(xiàn)場要素，制造業(yè)企業(yè)需要利用數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，打破管理黑箱和信息孤島，讓業(yè)務(wù)變得更加規(guī)范化。在這一階段，企業(yè)需要配備自動(dòng)化生產(chǎn)線與裝備，需要設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，需要ERP、MES或全生命周期管理等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)軟件，將流程的各個(gè)環(huán)節(jié)固化下來，消除內(nèi)耗與浪費(fèi)，打通數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的信息傳遞與共享，從而為自身賦予更高的敏捷性和柔韌性，打造可持續(xù)發(fā)展的盈利體系。企業(yè)也只有達(dá)到這樣的條件，才能獲得向智造進(jìn)階的“入場券”。

（四）精益數(shù)字化雙輪驅(qū)動(dòng)向智能制造的更高層級(jí)加速演進(jìn)

縱觀“智改數(shù)轉(zhuǎn)”的成功企業(yè)，都有一個(gè)共性，即先進(jìn)管理理念、先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)信息技術(shù)的深度融合?！爸歉摹笔悄康模皵?shù)轉(zhuǎn)”是手段，而技術(shù)與業(yè)務(wù)的融合創(chuàng)新是關(guān)鍵。這需要企業(yè)樹立精益思想，不斷梳理和分析自身經(jīng)營管理發(fā)展中的“痛點(diǎn)”和“短板”，主動(dòng)做出變革，為自身創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)場景（如新的工作流程、業(yè)務(wù)模式、商業(yè)模式等），為智能技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造合適的需求。這是一個(gè)從1-100的持續(xù)過程，這個(gè)過程必然會(huì)經(jīng)歷從起步到成熟的多個(gè)階段。

作為制造行業(yè)最為有效的管理方式，精益能夠貫穿企業(yè)全價(jià)值鏈以及數(shù)字化全流程的環(huán)節(jié)，讓數(shù)字化技術(shù)發(fā)揮最大的作用；而數(shù)字化手段能夠讓精益方法與工具的效率更上一層樓。二者深度融合，雙輪驅(qū)動(dòng)，必將加快制造業(yè)企業(yè)向智能制造的更高層級(jí)演進(jìn)。

（五）數(shù)據(jù)采集與設(shè)備聯(lián)網(wǎng)是制造企業(yè)從“制造”到“智造”不可或缺的環(huán)節(jié)

如果不具備這個(gè)基礎(chǔ)，智能制造就是無本之木、無源之水。智能制造可實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造業(yè)價(jià)值鏈的智能化，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，制造企業(yè)應(yīng)憑借自身在核心技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)力，加快建設(shè)智慧物聯(lián)平臺(tái)，著力提升產(chǎn)品智能化生產(chǎn)水平、制造質(zhì)量和整體運(yùn)營效率，逐步實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”“軟件換人”“智能運(yùn)營”階段目標(biāo)，推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

（六）借助數(shù)字化技術(shù)提高自身的連接和整合能力

中小制造企業(yè)借助數(shù)字化技術(shù)提高自身的連接和整合能力，則是其智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)比較現(xiàn)實(shí)的路徑選擇。企業(yè)的核心能力主要有三項(xiàng)：連接能力、整合能力和創(chuàng)新能力。中小制造企業(yè)身處各自產(chǎn)業(yè)鏈的上游，創(chuàng)新能力很難在短期內(nèi)有大幅的提高，企業(yè)要想生存，比較現(xiàn)實(shí)的選擇是借助數(shù)字化技術(shù)來提高自身的連接和整合能力。管理執(zhí)行的智能化是整合能力的主要內(nèi)容，即在精益思想的指導(dǎo)下，借助ERP、MES、APS（Advanced Planning Scheduling，高級(jí)計(jì)劃與排程系統(tǒng)）、物聯(lián)網(wǎng)、高級(jí)分析等IT系統(tǒng)或數(shù)字化技術(shù)的支撐，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的資源配置、過程優(yōu)化和運(yùn)籌求解，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)精益、穩(wěn)定、均衡、快速的在制品流為著力點(diǎn)，從而達(dá)成制造系統(tǒng)整體上交期最短、質(zhì)量穩(wěn)定和成本最低的管理目標(biāo)。在實(shí)際落地和推進(jìn)中，以互聯(lián)化、可視化、透明化、精益化、柔性化等為進(jìn)化路徑，是廣大中小制造企業(yè)智能制造建設(shè)的切實(shí)選擇。

歸納來看，智能設(shè)計(jì)、智能產(chǎn)品、智能裝備、智能生產(chǎn)個(gè)性化定制、智能管理、智能服務(wù)將成為推動(dòng)制造企業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要抓手和突破口。在傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)向智能制造的過程中，企業(yè)需要從多方位的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)與自身實(shí)際需求出發(fā)，進(jìn)行必要的分析統(tǒng)籌與整體規(guī)劃，既不能僅關(guān)注引進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行簡單的“機(jī)器換人”，也要避免盲目求全求大，倉促上陣。

四、結(jié)束語

智能制造作為新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵構(gòu)成要素，在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級(jí)進(jìn)程中發(fā)揮著不可或缺的作用。相較于傳統(tǒng)制造，智能制造的根本變革在于制造系統(tǒng)由物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合構(gòu)成。智能制造具備自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的典型特性，其核心要點(diǎn)體現(xiàn)于裝備智能化、生產(chǎn)自動(dòng)化、信息流與物質(zhì)流的高度融合以及價(jià)值鏈的協(xié)同同步。通過對(duì)智能制造五種模式及要素條件的分析，智能制造將沿著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的范式持續(xù)演進(jìn)。考慮到中國制造企業(yè)的實(shí)際情況，從“中國制造”向“中國智造”邁進(jìn)，比較合適的技術(shù)路線是并行推進(jìn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化三種范式，促使它們?nèi)诤习l(fā)展。精益化管理是實(shí)施智能制造的基石與先決條件，數(shù)字化則是邁向智能制造無法繞過的關(guān)鍵階段。因此，以精益化和數(shù)字化為雙輪驅(qū)動(dòng)，能加速企業(yè)向智能制造的更高層級(jí)不斷演進(jìn)。

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