智能制造這一概念，最開(kāi)始是美國提出的。通常被認為是智能制造技術(shù)與智能與智能制造系統的統稱(chēng)，是制造業(yè)與信息化相結合的產(chǎn)物。簡(jiǎn)而言之，智能制造是智能技術(shù)與信息技術(shù)支撐的智能產(chǎn)品、智能生產(chǎn)和智能服務(wù)。當前，世界經(jīng)濟進(jìn)入下行趨勢，各國對于制造業(yè)發(fā)展愈發(fā)重視，紛紛加快推動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新，促進(jìn)制造業(yè)轉型升級，智能制造戰略由此不斷升溫。目前，因此，智能化、綠色化已成為制造業(yè)發(fā)展的主流方向，智能制造也將成為世界各國競爭的焦點(diǎn)。2010年，中國制造業(yè)產(chǎn)值達到1.955萬(wàn)億美元，超過(guò)美國總產(chǎn)值，高居全球第一。隨著(zhù)制造業(yè)智能化的升級改造，我國智能制造產(chǎn)業(yè)呈現較快增長(cháng)。到2017年，中國智能制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值規模將近15000億元，預計到2020年產(chǎn)值規模將達到一個(gè)新高度。自律能力即搜集與理解環(huán)境信息和自身的信息，并進(jìn)行分析判斷和規劃自身行為的能力。具有自律能力的設備稱(chēng)為“智能機器”，“智能機器”在一定程度上表現出獨立性、自主性和個(gè)性，甚至相互間還能協(xié)調運作與競爭。強有力的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎。
智能制造技術(shù)包括自動(dòng)化、信息化、互聯(lián)網(wǎng)和智能化四個(gè)層次，產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋智能裝備（機器人、數控機床、服務(wù)機器人、其他自動(dòng)化裝備），工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（機器視覺(jué)、傳感器、RFID、工業(yè)以太網(wǎng)）、工業(yè)軟件（ERP/MES/DCS等）、3D打印以及將上述環(huán)節有機結合的自動(dòng)化系統集成及生產(chǎn)線(xiàn)集成等。智能產(chǎn)業(yè)鏈，基于一般的產(chǎn)業(yè)鏈分析模式，我們認為智能產(chǎn)業(yè)鏈由“基礎、核心、應用和服務(wù)”四個(gè)方面構成，每個(gè)環(huán)節都能形成較大的產(chǎn)業(yè)集群。智能基礎產(chǎn)業(yè)是構成智能化系統的最基本元件或材料，包括電子元器件、光學(xué)配件、精密基礎件、光電材料、智能材料等，一般不具有獨立應用功能。智能核心產(chǎn)業(yè)是構成智能化系統的核心功能組件，包括感知、傳輸、計算、控制等功能單元，具體涵蓋計算機設備、網(wǎng)絡(luò )傳輸設備、儀器儀表、集成電路、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和軟件等。智能應用產(chǎn)業(yè)是推動(dòng)智能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的終端應用領(lǐng)域，可分為智能電網(wǎng)、智能交通、智能汽車(chē)、智能金融、智能醫療、智能建筑、智能安防、智能物流、智能家居、智能商業(yè)等領(lǐng)域，智能應用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度、技術(shù)復雜性較高，是最終引領(lǐng)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅動(dòng)力量。從智能應用的不同領(lǐng)域看，有些是偏重生活方面的，有些是偏重生產(chǎn)方面的，有些的影響是全方位的，如智能電網(wǎng)，其輻射范圍相當廣闊，包括新材料、電力電子元器件制造、電池制造、新能源發(fā)電、鋼鐵制造、通信設備、智能家電、電動(dòng)汽車(chē)、智能家居等上下游產(chǎn)業(yè)，而后續還將衍生出諸如智能城市、智能交通等更多新的產(chǎn)業(yè)。
智能汽車(chē)和智能家居是影響人們生活最重要的兩個(gè)方面，都具有非常巨大的市場(chǎng)空間。智能化汽車(chē)設備主要體現在眾多輔助駕駛系統上，如智能雨刷、自動(dòng)前照燈、智能空調、智能懸架、防打瞌睡系統等電子信息技術(shù)的廣泛應用，為汽車(chē)的智能化提供了廣闊的前景。智能化家居主要體現在智能樓宇管理上，安防監控、中央空調、火災自動(dòng)報警、立體車(chē)庫、遠程抄表，這些現代化的智能家居系統目前已初步應用于溫州的幾個(gè)新建住宅小區。智能制造是生產(chǎn)領(lǐng)域的典型代表。自動(dòng)化改造是我國制造業(yè)轉型與升級的主要方式。我國制造業(yè)升級與轉型應從制造環(huán)節開(kāi)始，自動(dòng)化改造包括兩個(gè)方面：一是以自動(dòng)化器械代替人工；二是以智能化器械代替非智能化器械，包括工業(yè)機器人、智能化數控機床、智能紡機等，是不斷提升生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障。
中國無(wú)人機市場(chǎng)正在逐漸走向成熟，從技術(shù)、成本、應用成熟度和行業(yè)發(fā)展規律等角度看。首先，隨著(zhù)傳統數據處理芯片廠(chǎng)商如因特爾、高通、英偉達布局無(wú)人機數據處理平臺上，無(wú)人機將成為實(shí)現人工智能的最佳載體，快速突破專(zhuān)業(yè)應用的技術(shù)瓶頸。其次，以歌爾聲學(xué)、比亞迪為代表的ODM廠(chǎng)商逐漸布局無(wú)人機生產(chǎn)制造，加速產(chǎn)品量產(chǎn)及迭代，有效降低專(zhuān)業(yè)應用成本，從根本上推動(dòng)專(zhuān)業(yè)應用市場(chǎng)的發(fā)展。再次，經(jīng)過(guò)幾年的用戶(hù)培養，無(wú)人機在各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域尤其是農業(yè)植保的應用逐步為用戶(hù)所接受，無(wú)人機專(zhuān)業(yè)應用將呈現旺盛的市場(chǎng)需求；最后，由于航拍應用的局限性，消費級無(wú)人機市場(chǎng)短期內將不會(huì )呈現爆發(fā)式增長(cháng)，愈發(fā)激烈的競爭也促使企業(yè)向專(zhuān)業(yè)級應用轉型。為實(shí)現將用戶(hù)置身于一個(gè)包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸感和嗅覺(jué)全體感的”以假亂真”的虛擬環(huán)境中，VR需要更加豐富的人機交互形式。作為人類(lèi)溝通中最自然的語(yǔ)言與視覺(jué)，語(yǔ)音識別技術(shù)和眼球追蹤技術(shù)將成為下一階段人機交互技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，情感合成技術(shù)、跨語(yǔ)言交流技術(shù)等已經(jīng)嶄露頭角。
動(dòng)作捕捉、觸覺(jué)反饋、方向追蹤、手勢跟蹤等一系列更加自然化的人機交互技術(shù)也將呈現革命性的突破，同時(shí)如何組合不同的交互技術(shù)帶來(lái)沉浸式的VR體驗也是各企業(yè)追逐的焦點(diǎn)。隨著(zhù)人機交互技術(shù)的全面爆發(fā)，預計被多數用戶(hù)及業(yè)內人士認可的VR設備交互范式將有望在明年出現。機器人在汽車(chē)、電子制造等產(chǎn)業(yè)中的應用已經(jīng)非常普遍，而隨著(zhù)傳感器、人工智能等技術(shù)的進(jìn)步，機器人正朝向與信息技術(shù)相融合的方向發(fā)展，通過(guò)云計算和人工智能深度學(xué)習，機器人可從執行一項簡(jiǎn)單重復性的工作進(jìn)化為執行各種復雜多樣化的工作，并開(kāi)始應用大數據實(shí)現自律化。
如今，微軟、谷歌、英特爾等科技巨頭已進(jìn)軍機器人產(chǎn)業(yè)，布局“機器人2.0”時(shí)代，引領(lǐng)智能機器人的創(chuàng )新發(fā)展。我國已發(fā)布《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2016-2020年）》，重點(diǎn)開(kāi)展人工智能、機器人深度學(xué)習等新一代機器人技術(shù)研究，注重戰略性、前瞻性、創(chuàng )新性的工作，以期在機器人產(chǎn)業(yè)變革中實(shí)現“彎道超車(chē)”。視覺(jué)系統技術(shù)正加速向機器人、汽車(chē)、無(wú)人機等多領(lǐng)域滲透隨著(zhù)機器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，視覺(jué)感知方式正在從傳統的深度地圖、激光雷達系統向視覺(jué)系統轉變，而該領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)于近兩年有了較大的突破，以韓國、美國、日本為代表的多個(gè)國家的機器人研究院均在2016年的多場(chǎng)世界級機器人大賽中應用視覺(jué)技術(shù)。
而隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的加速普及，無(wú)人駕駛技術(shù)的快速突破，消費級無(wú)人機市場(chǎng)的進(jìn)一步開(kāi)拓，在視覺(jué)系統于機器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應用愈發(fā)成熟的背景下，以無(wú)人駕駛、無(wú)人機、機器人為代表的新興領(lǐng)域將成為視覺(jué)系統應用的新焦點(diǎn)。云制造是一種基于泛在網(wǎng)絡(luò )、以人為中心的智能制造新模式，是兩化深度融合和產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)化配置的重要途徑，未來(lái)云制造將獲得更多的投資關(guān)注。一方面，云制造已經(jīng)滲透到產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節，包括云端3D打印、供應鏈融資、基于工業(yè)云的大數據研發(fā)等，在航空航天、汽車(chē)工業(yè)、工程機械、石油化工、電子電氣等眾多行業(yè)均有廣泛的應用。
另一方面，云制造也在重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)，例如在數控機床領(lǐng)域，已經(jīng)出現了以數控機床生產(chǎn)力和云平臺為主要商業(yè)模式的新型互聯(lián)網(wǎng)制造形態(tài)；在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，也有企業(yè)開(kāi)始嘗試打造汽車(chē)全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，形成資本、資源、研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、充電、售后等全方位的云平臺制造模式。數字孿生是以數字化方式為物理對象創(chuàng )建虛擬模型，模擬其在現實(shí)環(huán)境中的行為特征，實(shí)現產(chǎn)品全生命周期內生產(chǎn)、管理、連接的高度數字化及模塊化。智能工廠(chǎng)是數字孿生的核心載體，其設備和系統的智能化、集成化程度是數字孿生得以發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素。
汽車(chē)工業(yè)在智能工廠(chǎng)、數字化車(chē)間、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)建設方面具備良好的基礎，汽車(chē)是工業(yè)機器人最大的應用領(lǐng)域，并在PLM、MES等應用方面等成熟度高，能較好的進(jìn)行系統集成，預計數字孿生將率先在汽車(chē)領(lǐng)域推廣應用，形成集設計與仿真、制造執行（MES）與質(zhì)量追溯、數據采集與分析為一體的新一代智能工廠(chǎng)。隨著(zhù)《中國智能制造發(fā)展規劃（2016-2020）》的出臺和智能制造試點(diǎn)示范項目的展開(kāi)，智能制造產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)巨大的發(fā)展機遇。
智能制造屬于資金密集型行業(yè)，而廣大中小企業(yè)普遍面臨著(zhù)融資難問(wèn)題，資金已經(jīng)成為制約中小型智能制造企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素，來(lái)自中央和地方政府的大規模產(chǎn)業(yè)和科研基金投入，將為智能制造產(chǎn)業(yè)提供強大的動(dòng)力和資源，解決智能制造企業(yè)孵化、發(fā)展、擴大規模的資金需求及資源引進(jìn)、配置問(wèn)題。目前北京市、廣東省、山東省、湖南省均已經(jīng)出現不同形式的智能制造產(chǎn)業(yè)投資基金，預計智能制造產(chǎn)業(yè)基金產(chǎn)業(yè)總體規模將成為智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。代工模式將在制造業(yè)領(lǐng)域加速鋪開(kāi)隨著(zhù)全球制造業(yè)的發(fā)展模式正在向網(wǎng)絡(luò )化、智能化、綠色化轉變，大量中低端生產(chǎn)力正在加速被淘汰。
由于傳統制造業(yè)擁有重資產(chǎn)、生產(chǎn)周期長(cháng)等特點(diǎn)，擁有新技術(shù)、新模式的企業(yè)難以在短時(shí)間內將技術(shù)及模式轉化為生產(chǎn)力，而在互聯(lián)網(wǎng)共享思維不斷普及，金融資本大量注入到智能制造領(lǐng)域的背景下，“蘋(píng)果+富士康”這一成功的代工模式能夠將新技術(shù)、新模式與現有生產(chǎn)力進(jìn)行有機的融合，極大縮短企業(yè)從初創(chuàng )到投產(chǎn)的生長(cháng)周期，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)更加快速的更新迭代，而在發(fā)展相對成熟的汽車(chē)等傳統制造業(yè)領(lǐng)域，該模式有望加速鋪開(kāi)。發(fā)展醫療機器人產(chǎn)業(yè)是我國實(shí)現工業(yè)4.0的重要環(huán)節，隨著(zhù)《中國制造2025》、《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃（2016-2020年）》等一系列重要文件的發(fā)布，醫療機器人等高智能醫療設備成為了未來(lái)幾年我國發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。各地政府也在積極打造醫療機器人測試及應用平臺，并為建立行業(yè)標準給予政策指導，政策方向明確。
目前，醫療機器人主要集中在北美市場(chǎng)，國內市場(chǎng)剛剛興起，市場(chǎng)滲透率不足5%，存在巨大的市場(chǎng)空間和發(fā)展潛力，國外企業(yè)紛紛將中國市場(chǎng)視為提升業(yè)務(wù)的關(guān)鍵點(diǎn)。新松、博實(shí)、金山科技、妙手集團等國內企業(yè)也為搶占國內市場(chǎng)高地，加速對醫療機器人領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局。那么，面對智能制造十大未來(lái)行業(yè)趨勢，智能制造的發(fā)展如何取得進(jìn)一步突破呢？專(zhuān)家認為，應當站在制造業(yè)視角，充分挖掘、利用人工智能技術(shù)價(jià)值，引導、促進(jìn)傳統產(chǎn)業(yè)的轉型變革，要通過(guò)不斷的創(chuàng )新去加快人工智能技術(shù)的發(fā)展，從而為智能制造發(fā)展賦能。
當然，在智能制造熱潮下，不少企業(yè)迷失了方向、忘記了初心，開(kāi)始舍本逐末。實(shí)際上，智能制造只是創(chuàng )造、提升企業(yè)價(jià)值的手段之一，但并非唯一的選項。包括自動(dòng)化技術(shù)、信息化技術(shù)以及傳統制造技術(shù)等都是可以選擇的方向。智能制造與以往發(fā)生的技術(shù)革命一脈相承，“有人成功也有人失敗”，企業(yè)應當根據自身條件做出最適合的選擇。當前，智能制造發(fā)展進(jìn)入洗牌期，主要表現是工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)和數控機床行業(yè)告別高增長(cháng)階段。盡管產(chǎn)業(yè)增速有所回落，但在國家政策的支持下，智能制造領(lǐng)域的發(fā)展前景依然被業(yè)界看好，呈現十大新趨勢。趨勢一：需求導向、痛點(diǎn)聚焦將指引工業(yè)人工智能從理想走入現實(shí)。要實(shí)現這一目標，一方面，人工智能技術(shù)在制造業(yè)的應用重點(diǎn)在于工業(yè)智能產(chǎn)品或具體工業(yè)痛點(diǎn)的解決方案。另一方面，相較于“錦上添花”的工業(yè)智能產(chǎn)品，“雪中送炭”的技術(shù)更容易被制造業(yè)企業(yè)接受。比如，基于機器視覺(jué)的表面質(zhì)量檢測技術(shù)幫助提升產(chǎn)品質(zhì)量；或用基于知識圖譜的智能CAD來(lái)提高生產(chǎn)效率；又或者用基于人工智能的能源分配來(lái)降低生產(chǎn)成本。在福建泉州、浙江寧波、湖北武漢等城市，無(wú)論是傳統的石化行業(yè)還是紡織服裝行業(yè)，都發(fā)生了可喜的變化。泉州華寶鞋業(yè)公司智能改造后，減少用工70%以上，提高產(chǎn)能1.25倍；江蘇勝利精密公司三年來(lái)完成20多條生產(chǎn)線(xiàn)的智能化改造，一線(xiàn)工人減少70%，效率和產(chǎn)出提升超過(guò)30%，智能化和數字化為傳統產(chǎn)業(yè)快速賦能。趨勢二：工業(yè)大數據將成為智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心。在工業(yè)大數據發(fā)展過(guò)程中，安全性將成為企業(yè)智能化升級決策的重要依據。例如，工業(yè)核心數據、關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利等數字化資產(chǎn)對企業(yè)的價(jià)值正在加速提升；降低數據安全隱患、提升系統安全和數據安全成為企業(yè)數字化改造升級中愈加重要的參考指標；增加廠(chǎng)區生產(chǎn)安全、過(guò)程安全迫在眉睫。趨勢三：基于大數據的工業(yè)智能將帶來(lái)更多服務(wù)型應用場(chǎng)景。正在快速形成的基于工業(yè)數據的故障診斷及預測性維護就是典型的服務(wù)型應用場(chǎng)景。這種服務(wù)場(chǎng)景通過(guò)對生產(chǎn)線(xiàn)的監測和歷史數據進(jìn)行處理并存儲后，進(jìn)行基于人工智能的預測性分析，對企業(yè)給出維護建議并對生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預警。新業(yè)態(tài)、新模式在試點(diǎn)城市快速涌現。以海爾COSMO、樹(shù)根互聯(lián)、航天云網(wǎng)為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺迅速發(fā)展，工業(yè)機器人、無(wú)人機、信息智能硬件、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)等新動(dòng)能快速發(fā)展。在新松“機器人智能工廠(chǎng)”，企業(yè)生產(chǎn)效率提高200%，新的工廠(chǎng)模式僅需三個(gè)月即可完成快速復制，能有效提升國產(chǎn)高端機器人產(chǎn)能。趨勢四：設備狀態(tài)智能管理系統將成為遠程運維的新模式。將形成以數據為核心，從智能采集、智能分析、智能診斷、智能排產(chǎn)、自動(dòng)委托、推送方案、遠程支持到智能檢驗，再進(jìn)入新一輪智能采集的閉環(huán)運行模式。趨勢五：工業(yè)區塊鏈將服務(wù)于數據安全及分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )。去年10月，中央政治局第十八次集體學(xué)習強調要把區塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng )新的重要突破口。這為工業(yè)區塊鏈的發(fā)展營(yíng)造了有利的政策環(huán)境。運用工業(yè)區塊鏈技術(shù)，有望突破工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“工業(yè)數據安全”與“企業(yè)盈利模式”兩大瓶頸。一方面，工業(yè)區塊鏈技術(shù)可以為工廠(chǎng)提供不同安全等級的區塊鏈加密服務(wù)，對工廠(chǎng)間的重要數據進(jìn)行無(wú)中介傳遞，保障各重要生產(chǎn)數據的加密安全；另一方面，隨著(zhù)工業(yè)區塊鏈技術(shù)應用，將形成分布式智能生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )，以終端客戶(hù)需求為主導，促進(jìn)工業(yè)的服務(wù)化轉型。通過(guò)集成化與智能化生產(chǎn)，提高企業(yè)效率。通過(guò)標準化與網(wǎng)絡(luò )化生產(chǎn)，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。趨勢六：協(xié)作機器人將成為工業(yè)機器人的主流發(fā)展方向。分析認為，人機協(xié)作將成為工業(yè)生產(chǎn)的重要模式。2019年的上海工博會(huì )上，丹麥的UR公司、日本發(fā)那科、川崎、德國庫卡等國際領(lǐng)先機器人企業(yè)在現場(chǎng)首發(fā)最新協(xié)作機器人產(chǎn)品；國產(chǎn)企業(yè)如新松、埃夫特、節卡、珞石、邀博等也發(fā)布了自己的協(xié)作機器人。2019年，在世界機器人大會(huì )、上海工博會(huì )及世界智能制造大會(huì )上，協(xié)作機器人受到國內外廠(chǎng)商大力追捧，未來(lái)前景可期。趨勢七：基于算法的工業(yè)智能平臺將成為應用場(chǎng)景的重要基石。分析認為，不同工業(yè)行業(yè)有各自獨特的行業(yè)門(mén)檻，每個(gè)工業(yè)場(chǎng)景在不同行業(yè)、不同企業(yè)中的需求差異較大。人工智能與制造業(yè)深度融合的路徑就是將信息技術(shù)與工業(yè)場(chǎng)景應用端結合。將核心工藝模型化、算法化、代碼化的工業(yè)智能算法平臺面向工業(yè)場(chǎng)景，可以為底層應用提供便捷的開(kāi)發(fā)服務(wù)。趨勢八：云邊協(xié)同將成為工業(yè)智能應用產(chǎn)品重要技術(shù)路線(xiàn)。一方面，未來(lái)將豐富的云端業(yè)務(wù)能力延伸到邊緣節點(diǎn)，實(shí)現傳感器、設備、應用集成、圖像處理的協(xié)同；另一方面，行業(yè)將在云端與邊緣共同發(fā)力，云邊結合打造行業(yè)的工業(yè)大腦。算法升級將由云端完成。趨勢九：TSN和5G技術(shù)將引領(lǐng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展。TSN即時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )，它與5G技術(shù)主要用于解決工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)難題。在技術(shù)應用方面，目前由中國新科集團、烽火科技、大唐移動(dòng)與中國移動(dòng)合作，建成了全國首個(gè)全流程5G智能制造生產(chǎn)線(xiàn)。該生產(chǎn)線(xiàn)基于5G的工業(yè)控制互操作，工廠(chǎng)自動(dòng)化線(xiàn)體效率提升了70%，總體制造運營(yíng)效率較改造前提升30%以上。此外，中國商飛聯(lián)合中國聯(lián)通和華為，建成全球首個(gè)5G工業(yè)園區，并同步建設5G云端，具備了海量數據的人工智能飛機處理能力。趨勢十：工藝裝備的智能化將成為制造業(yè)轉型發(fā)展的突破口。未來(lái)核心工藝裝備與人工智能融合，實(shí)現工藝裝備的智能化，將成為制造業(yè)轉型發(fā)展的突破口。
