2030中國智能制造及自動化行業(yè)展望

文章作者丨麥肯錫公司：管鳴宇、方溪源、方寅亮、譚永超、汪成建，趙赫、石俊娜等對本文亦有貢獻

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中國自動化行業(yè)有望在

2030年前實現跨越式增長

伴隨工業(yè)4.0的蓬勃發(fā)展和生成式AI領域的技術顛覆，全球智能制造和工業(yè)自動化行業(yè)變革提速。據麥肯錫估算，2025年工業(yè)自動化產品的全球市場規(guī)模將達到約1083億美元，過去三年年化增長率約3.7%。而中國工業(yè)自動化市場規(guī)模超過人民幣2500億元，在全球市場占比超過三分之一（圖1）；預計未來5年，中國自動化行業(yè)將實現跨越式增長。

首先，工業(yè)自動化市場細分領域蘊藏巨大增長潛力。具體而言，工業(yè)自動化的細分市場包括三大領域：

• （一）適合連續(xù)流制造業(yè)的自動化設備。流程工業(yè)在工業(yè)自動化產品上的支出最高。這些行業(yè)使用混合、煮沸、攪拌等工藝，根據公式和配方將原料混合。該流程分批次進行，最終的產品成份一旦結合就無法再度分離。迄今為止，流程工業(yè)在傳統(tǒng)設備自動化上的投入最多，因為其控制系統(tǒng)通常較為龐大，并且購買周期較長。根據預測，2025年全球市場相關支出將達到約760億美元， 高于2019年的640億美元，復合年增長率約為2.8%。連續(xù)流制造業(yè)的核心產品包括硬件和軟件。硬件產品包括控制類的DCS、傳感類的過程儀表、執(zhí)行類的控制閥門。軟件產品包括MES等工業(yè)軟件產品。在流程工業(yè)中，化工、電力、石油和天然氣行業(yè)是自動化技術的最大買家。

• （二）適合離散制造業(yè)的自動化設備。離散制造行業(yè)根據預訂工單生產，用各類零件制造產品。生產工作通常分散在不同區(qū)域，可獨立進行，也可連續(xù)進行。這一類制造業(yè)的自動化支出水平相對較低，但增長速度更快，各細分行業(yè)差異很大。具體而言，離散制造業(yè)的自動化產品包括控制類（如PLC、IPC）、驅動類（如變頻器、伺服電機）、傳感類（傳感器）、執(zhí)行類（工業(yè)元器件等）和系統(tǒng)軟件等產品。全球范圍內， 半導體和電子電氣行業(yè)的自動化支出增長最快。

• （三） 針對連續(xù)流制造和離散制造的工業(yè)物聯(lián)網軟件和云服務。這一細分包括連接工廠內各類工業(yè)設備，以及支持使用數據分析驅動制造的各種解決方案。這一自動化產品細分市場規(guī)模最小，但增速最快，增長率達到18%。從供應商角度來看，工業(yè)物聯(lián)網和云服務也是集中度最高的產品領域。

第二，未來五年全球和中國工業(yè)自動化市場均有可能加速增長。首先，勞動力結構變化對于工業(yè)自動化提出新的要求。全球勞動年齡人口增速正在放緩。聯(lián)合國《2024年世界人口展望》報告指出，世界總體生育率正在下降，婦女平均生育子女數比1990年前后減少了一個。在超半數國家和地區(qū)，女性平均生育子女數低于2.1個這一維持人口穩(wěn)定的水平。

截至2024年，包括中國、德國、日本和俄羅斯在內的63個國家和地區(qū)的人口數量已達到頂峰，預計未來30年內，這些國家和地區(qū)的總人口將減少14%。人口老齡化不僅僅發(fā)生在日本、歐洲等發(fā)達國家，在發(fā)展中國家也日益顯現。發(fā)展中國家老年人口將增加最多，也最為迅速，亞洲將成為老年人口最多的區(qū)域，而當前正經歷人口紅利的北非、西亞和撒哈拉以南非洲地區(qū)，可能未來30年老年人口數量增長最快。從2017年到2020 年，全球青壯年勞動力增速已下滑到1% 以下，2020年全球青壯年勞動力增速僅0.7%。到2070年代末，全球65歲及以上人口數量預計將超過18歲以下的人口數量。

世界經濟論壇《2025年未來就業(yè)報告》指出，到2030年，農場工人、送貨司機和建筑工人等一線職位的絕對需求增長最快，專業(yè)護理人員等護理職位和中學教師等教育類職位預計也會迎來大幅增長，而人口結構趨勢將推動基礎性行業(yè)的職位需求增加但勞動力供給減少，導致勞動力市場競爭加劇。人口老齡化使得高收入國家約40%的雇主將轉型，很多公司對勞動力短缺感到憂慮。企業(yè)為了吸引和保留員工，需要支付更高的工資和福利，用工成本上漲。在這樣的大背景之下，生產制造自動化替代將進一步加速。

其次，整個行業(yè)正面臨自動化技術的顛覆性突破。人工智能的加速發(fā)展使得“人機結合”的制造環(huán)境變?yōu)楝F實。根據麥肯錫全球研究院的預測，伴隨著自動化技術和人工智能技術的發(fā)展， 到2030年，預計全球將有8億個工作崗位被機器取代。若發(fā)展相對緩和，也將有4億個工作崗位被取代。工業(yè)人工智能、虛擬PLC、數字孿生和無代碼/低代碼開發(fā)等技術是推動變革的關鍵技術。其中，尤其是人工智能技術，顯著提升了工業(yè)自動化和工業(yè)機器人的性能，具體體現在四個方面：

• （一）增強感知能力：人工智能中的計算機視覺、語音識別等技術，極大提升了工業(yè)機器人的感知能力。計算機視覺系統(tǒng)借助深度學習算法，能夠快速準確地識別物體的形狀、顏色、位置和姿態(tài)， 使機器人在復雜環(huán)境中完成物料分揀、零件裝配等任務。語音識別技術則讓機器人能夠理解人類的語音指令，實現人機之間更自然、便捷交互，提高生產效率。

• （二）優(yōu)化決策能力：通過機器學習和強化學習算法，工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠基于大量生產數據進行學習和分析，從而優(yōu)化自身決策過程。例如在生產過程中，機器人可以根據實時生產數據和質量反饋，自動調整工作參數和操作流程，以適應不同的生產任務和環(huán)境變化，提高生產質量和效率， 降低次品率。

• （三）提升運動控制精度：人工智能技術可優(yōu)化工業(yè)自動化系統(tǒng)及工業(yè)機器人的運動控制。例如， 利用神經網絡算法對機器人的運動模型進行建模和預測，能夠實現更精確的運動軌跡控制，提高機器人在高速運動和復雜動作下的控制精度，使其能夠完成更加精細和復雜的任務，如高精度的焊接、打磨等。

• （四）增強人機交互的易用性：自然語言和語音界面的發(fā)展，使沒有受過專業(yè)技術培訓的人員也能輕松與AI互動。例如工業(yè)AI助手，新員工無需大量系統(tǒng)培訓，直接詢問就能獲取答案，推動數據驅動決策的民主化。AI將作為工業(yè)軟件系統(tǒng)的“前端”，通過人性化交互方式，取代繁瑣的操作流程。如生成式人工智能可幫助草擬郵件、制作演示文稿，在工業(yè)領域能提高生產力、簡化工作流程和縮短價值實現時間。

同時，制造業(yè)企業(yè)加速擁抱數字化解決方案，并深度參與行業(yè)生態(tài)合作。麥肯錫對全球188家工業(yè)自動化用戶和供應商展開了問卷調查，同時也訪談了該領域的20多位專家，以獲取業(yè)內人士對于工業(yè)自動化行業(yè)趨勢的最新看法。受調查的企業(yè)覆蓋了北美、歐洲、亞洲三個區(qū)域，其中三分之二的調查對象來自于離散制造行業(yè)或連續(xù)流制造行業(yè)的終端用戶，三分之一的調查對象為工業(yè)自動化技術供應商。大多數受訪者（超過85%）是運營（供應鏈、制造或采購） 部門負責人，較小比例為戰(zhàn)略負責人。通過調查，我們得到了以下三大核心觀點：

——數字化解決方案在企業(yè)工廠自動化中越發(fā)重要。69%的受訪者表示數字化解決方案當前已經成為其自動化工作的重要一環(huán)。此外，有更多人（94%）表示，這類解決方案對其未來的自動化舉措尤為重要。技術進步的步伐正在帶動工業(yè)自動化實現成熟、實用的解決方案，數量不斷增加的合作和共同開發(fā)項目印證了這一點。

——更多企業(yè)選擇合作方式搭建工業(yè)物聯(lián)網平臺，而非自主開發(fā)。工業(yè)物聯(lián)網平臺是制造環(huán)境的基礎設施， 建立在通用架構和標準化通信協(xié)議之上，可幫助工業(yè)用戶監(jiān)控、管理和控制互聯(lián)設備。工業(yè)物聯(lián)網平臺讓制造商能夠分析和優(yōu)化工廠產生的大量數據，從而獲取價值。54%的受訪者表示，他們目前搭建工業(yè)物聯(lián)網平臺的機制是與OEM合作，有30% 的受訪者選擇使用大型供應商的現有產品，10%的受訪者表示正在與合作伙伴共同部署單個燈塔項目作為概念驗證，而7%的受訪者表示他們正在使用自主開發(fā)平臺。這一結果與2019年的自動化問卷調查結果差異顯著，當時超過一半的受訪者表示正在使用自主開發(fā)的工業(yè)物聯(lián)網平臺。

——開放性和系統(tǒng)兼容性是用戶選擇工業(yè)物聯(lián)網平臺的核心購買要素。與現有傳統(tǒng)軟件解決方案平臺（如企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、產品生命周期管理和客戶關系管理系統(tǒng)CRM）的易集成性是用戶選擇工業(yè)物聯(lián)網平臺時的首要因素， 其次是工業(yè)物聯(lián)網供應商的服務水平。“應用程序的現成可用”也常被提及，盡管受訪者中終端用戶對其的重視程度不如供應商。但是，終端用戶比供應商更加看重“工業(yè)物聯(lián)網平臺是否采用開放標準”。

從中國市場的實際情況來看，內外部經濟環(huán)境變化有望促使國產化工業(yè)自動化解決方案從“能用”到“好用”轉型。伴隨著鋰電、新能源、半導體等新興制造業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，基于中國“新型基礎設施”（比如云端數據中心、計算中心等）能力的不斷提升，工業(yè)自動化設備的國產化率有望持續(xù)提高。舉例而言：

——在DCS 領域：電力、石化、油氣等重點行業(yè)過去10年已初步完成國產化，DCS的國產化率已達到60%以上。國內龍頭供應商憑借服務響應快、價格優(yōu)惠等本土化優(yōu)勢獲得市場認可。

——在PLC領域：國產PLC市場份額持續(xù)擴大，小型PLC國產化率超20%，中大型PLC市場CR6（前六大廠商）仍由海外企業(yè)主導，但國產廠商憑借優(yōu)良性能和較高性價比，通過行業(yè)專用類產品及方案，在新能源、紡織、包裝、3C等行業(yè)提升了市場占有率。在伺服系統(tǒng)領域：部分國內企業(yè)在包裝、3C電子等中低端伺服市場取得突破，憑借性價比高和對國產設備兼容性強的優(yōu)勢獲得市場認可。但在半導體制造、精密機床等高端應用場景， 國產伺服系統(tǒng)在響應速度、動態(tài)精度和抗干擾能力等方面還有差距。

——在工業(yè)軟件領域：中國工業(yè)軟件國產化率從2023年的15%提升至2025 年的25%，其中經營管理類軟件國產化率達70%，研發(fā)設計類軟件從5% 提升至10%。國產工業(yè)軟件供應商主要在中小制造企業(yè)中通過價格優(yōu)勢和本地化服務取得認可。

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“平臺化、敏捷化、智能化”

三大技術趨勢有望重構產業(yè)邏輯

當前，傳統(tǒng)工業(yè)自動化系統(tǒng)在技術上仍存在諸多痛點。工業(yè)軟件系統(tǒng)普遍按照ISA95的分類方法進行分層的架構設計，導致業(yè)務碎片化且條塊分割，形成系統(tǒng)孤島，跨層的業(yè)務流程難以實現。各應用子系統(tǒng)分開獨立建設和部署，各個系統(tǒng)技術路線差異較大，軟件復用性差。不同廠家、不同系統(tǒng)之間通過私有接口互聯(lián)，缺少公共的服務接口標準。數據私有化且難以共享，標準和接口不統(tǒng)一，系統(tǒng)之間需要經過層層轉換實現數據互聯(lián)互通，各系統(tǒng)之間無法進行一體化調度，導致建設成本高。應用系統(tǒng)大多采用半定制開發(fā)模式，一次建好之后，后期功能升級或第三方擴展非常困難，運維成本和難度高，且僅能由原始建設廠家進行升級，一旦原始廠家出現變故，系統(tǒng)只能推倒重建，無法適應制造工藝和生產組織方式的快速變化。

在這樣的背景下，工業(yè)自動化系統(tǒng)出現了平臺化、敏捷化、智能化三大技術趨勢， 具體可以總結為十大技術方向（圖2）。這些技術可能會對工業(yè)自動化的未來產生巨大影響。這些技術均已投入使用， 從現在到2030年很可能以兩位數年化增長率快速增長。其中某些技術將成為行業(yè)拐點出現的基礎，激發(fā)更加迅猛的技術應用。

首先，平臺化趨勢大幅提升工業(yè)自動化軟硬件兼容性和靈活度。“平臺+應用” 架構模式作為工業(yè)軟件體系演進的重要方向，逐步成為主流工業(yè)軟件框架。工業(yè)軟件從單體應用轉向平臺化，通過統(tǒng)一數據底座和服務接口，解決傳統(tǒng)分層架構中多源異構數據難以共享、跨系統(tǒng)協(xié)同效率低的問題，減少分層架構中多協(xié)議轉換和私有接口互聯(lián)，降低系統(tǒng)集成成本與復雜度。

——軟件定義的智能制造基礎軟件平臺體系架構。針對現有的工業(yè)應用普遍存在定制化開發(fā)程度高、工程實施工作量大、煙囪式部署、異構系統(tǒng)難以互聯(lián)互通互操作、上層應用與底層資源耦合度高、制造資源難以復用和靈活調配等問題，構建軟件定義的智能制造基礎軟件平臺體系架構是大勢所趨。結合工業(yè)4.0、信息-物理系統(tǒng)（CPS）、軟件定義和數字孿生的思想，利用工業(yè)信息模型、知識圖譜、圖數據庫等技術，將人、機、料、法、環(huán)等工業(yè)生產要素從物理空間映射到信息空間，構建統(tǒng)一的數字化、虛擬化孿生信息模型，并利用信息空間對數據綜合分析處理的能力，對來自物理實體的實時數據進行分析，理解對應工業(yè)生產過程的變化，進行有效決策，并做出響應到物理實體。通過這種軟件定義機制， 各工業(yè)生產要素對象變得高度模塊化，可實現積木式搭建和動態(tài)組合； 上層應用和底層生產要素解耦分離， 可實現制造資源的靈活復用和按需調配；物理實體與孿生信息模型之間交互聯(lián)動、虛實映射，通過數據融合分析、制造過程全流程仿真、決策迭代優(yōu)化等手段共同作用，實現工業(yè)生產制造過程的持續(xù)優(yōu)化。通過對工業(yè)生產制造過程中的經驗、領域知識和模型進行顯性化、模型化、數字化、系統(tǒng)化、智能化的軟件定義，構建標準的工業(yè)知識庫，并以組件的方式開放給各工業(yè)應用，實現工業(yè)知識的沉淀、轉化與復用。

——模型化數據底座：通過采用模型驅動的設計思路，平臺以模型為中心，通過“模型+數據+服務+工具”的方式，統(tǒng)一數據體系，實現工業(yè)應用的模型化、組態(tài)化開發(fā)和部署。通過對象模型對各工業(yè)要素進行刻畫和描述，并高效組織和管理數據，創(chuàng)建的模型實例通過接口形式對外提供服務，各應用通過與模型實例的交互獲取數據，提高對象之間、數據之間的交互效率。平臺提供多維度統(tǒng)一建模集成環(huán)境和數據模型建模工具，以圖形化方式構建和管理數據模型，并通過統(tǒng)一模型調度框架和標準化數據服務接口，提供統(tǒng)一的模型和數據服務，實現異構數據的集成和模型化管理。通過模型化的數據組織和服務，為工業(yè)AI應用和全局智能優(yōu)化提供標準數據支撐。通過提供多模態(tài)異構數據接入能力，統(tǒng)一的模型標識、統(tǒng)一的模型定義、統(tǒng)一的數據存儲、統(tǒng)一的模型服務接口、統(tǒng)一的模型數據可視化支撐，為智能化的AI+ 應用提供垂直行業(yè)數據的底座能力。用戶可結合應用場景，基于統(tǒng)一的數據底座能力，構建屬于用戶自己的模型結構，保證數據的開放性及資產化屬性。

——分布式智能調度：通過分布式服務中間件，并采用服務契約機制，規(guī)范模型服務、邏輯服務、應用功能與數據接口之間的交互，使應用能夠靈活接入、快速集成、按需替換或升級，無需對架構進行大幅調整。作為業(yè)務功能與基礎服務的橋梁，分布式服務中間件實現了服務與服務之間的解耦， 使應用能夠獨立開發(fā)、靈活部署。通過統(tǒng)一的服務訪問入口，屏蔽應用與認證鑒權服務的直接交互，支持GraphQL和RESTfulAPI服務，并兼容發(fā)布訂閱和點對點通信模式。此外， 還內置可復用的消息推送、緩存管理等組件，并支持審計日志采集，確保系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行。分布式服務中間件支持快速構建分布式系統(tǒng)，內置服務發(fā)現、負載均衡、容錯機制，屏蔽底層實現細節(jié)，使應用開發(fā)者專注于業(yè)務邏輯。通過認證鑒權組件，實現服務間和服務-客戶端之間的統(tǒng)一認證，避免重復鑒權開銷，所有用戶請求通過中間件進行統(tǒng)一鑒權管理， 確保安全性和一致性。

——內生型安全管控：新一代平臺在設計、編碼、測試、構建、發(fā)布、部署等每個開發(fā)環(huán)節(jié)，都更加重視系統(tǒng)和數據安全的端到端保證。完善的安全等級設計，防御性強的編碼規(guī)則， 基于數字證書等高級驗證手段的更加安全的身份管理、通信管理和數據管理，都將為新一代自動化平臺提供更加穩(wěn)定可靠的運營環(huán)境。

第二，敏捷化趨勢將突破硬件壁壘，實現軟性控制、擴展性強的自動化部署。通過軟硬件解耦、虛擬化PLC（軟PLC） 等技術，支持控制功能靈活部署（如分布式控制、邊緣計算），適應柔性生產對系統(tǒng)彈性和可擴展性的需求。傳統(tǒng)單體軟件升級困難，新的工業(yè)軟件平臺通過動態(tài)服務編排和低代碼/無代碼開發(fā)工具，支持快速功能迭代和定制化擴展。

——全生命周期應用工具鏈：通過打造一套面向應用開發(fā)、工程配置、集成調試、運行維護的完整工具鏈，全面提升工程應用效率。平臺工具鏈覆蓋從軟件開發(fā)到工程配置、從規(guī)劃到運維的全部工程實施流程，并統(tǒng)一提供部署和管理能力。平臺為行業(yè)應用開發(fā)人員提供應用開發(fā)基礎環(huán)境及開發(fā)工具，采用低代碼開發(fā)設計思想，通過業(yè)務應用開發(fā)和服務編排實現行業(yè)應用功能快速開發(fā)。工程組態(tài)環(huán)境主要是面向工程實施人員和系統(tǒng)配置管理人員，提供多種開箱即用、具備組態(tài)能力的工程配置工具，包括算法邏輯組態(tài)工具、數據模型組態(tài)工具、HMI圖形組態(tài)工具、工業(yè)智能算法編程工具等，加速生產系統(tǒng)行業(yè)應用軟件從現場數據初始化到上線的過程，實現項目快速交付和系統(tǒng)便捷配置。在線運行環(huán)境主要提供實時（RTE）/非實時運行服務，通過分布式服務中間件，實現各服務之間的高效協(xié)作和交互，同時支撐實時控制與非實時應用服務的整體部署和調度。運維環(huán)境提供硬件資源-平臺服務-應用任務多層級監(jiān)控能力，可監(jiān)控所有服務器節(jié)點的系統(tǒng)狀態(tài)及運行日志，并提供可視化界面方便查看及分析。

——虛擬化PLC：可編程邏輯控制器 (PLC)是一類堅固耐用的工業(yè)計算機， 因其可靠性和時間確定性而被廣泛用于控制制造過程，例如控制機器人系統(tǒng)和其他自動化機器的動作。虛擬化PLC讓任何計算機都可以作為PLC運行，同時保持開放架構。這種架構使得控制指令以更靈活的方式運行，并且使設備可以執(zhí)行超出機器控制的計算功能。虛擬化PLC正在推動IT和OT的融合，這意味著程序員不必站在設備旁邊，他們可以遠程工作，讓控制程序變更、修復和生產過程優(yōu)化進一步提速。同時，人工智能可能也會顯著提升虛擬化PLC的效率，生成式AI有可能自動創(chuàng)建虛擬化PLC的應用程序。

——低代碼/無代碼開發(fā)：伴隨對于生產力和響應能力的更高要求，以及軟件開發(fā)勞動力的短缺，企業(yè)對于低代碼/無代碼軟件開發(fā)的興趣與日俱增。低代碼/無代碼軟件讓企業(yè)無需投入大量精力或無需具備IT知識便可編程。生成式AI將進一步降低代碼編寫要求，可能讓完全沒有編程經驗的人也能開發(fā)好用的軟件。這意味著IT工作負載降低，需求響應速度加快。

第三，智能化趨勢促使企業(yè)從傳統(tǒng)經驗決策轉向全面數據驅動，實現以人為主向“ 智能為主，人 機結合” 的終極變革。通過統(tǒng)一數據建模、多模態(tài)數據融合，為AI 算法和工業(yè)智能應用提供標準化數據基礎，順應“ 數據即資產” 的趨勢。AI（尤其是大模型、機器學習）與工業(yè)控制、管理深度結合，支持智能優(yōu)化、預測性維護、質量檢測等場景，推動工業(yè)系統(tǒng)從“自動化”向“智能化”升級。

——多源異構數據融合。隨著現代制造業(yè)沿著自動化、信息化、智能化方向快速發(fā)展，生產過程中會產生大量多源異構數據，其數據量龐大，來源豐富、類型多樣、結構復雜，而且由于制造業(yè)不同的部門和系統(tǒng)的數據來源、存儲形式等各不相同，數據源也存在異構性、分布性和自治性。數據類型既包括數字、關系型數據等結構化數據，也包括文本、圖像、音頻等非結構化數據。對多源異構數據的有效融合至關重要，可實現產品質量、產量、能耗、排放等目標與生產全流程各工序相關機理知識、經驗知識和數據知識的協(xié)同關聯(lián)、深度融合，可為用戶提供更有效的產品設計、生產管理、計劃調度及設備管理等服務，從而提高生產質量和效率。

為此，平臺建立了多源異構數據采集、集成、分析的完整體系，有效融合多源異構數據。數據采集是多源異構數據融合的基礎，只有準確、實時采集生產過程中產生的大量原始多源異構數據，后續(xù)的集成與分析才有的放矢。平臺通過設備接入及協(xié)議轉換等技術，完成從傳感、設備、系統(tǒng)等多種數據源的異構數據采集。數據集成整合來自多個數據源的數據，屏蔽數據間類型和結構上的差異，解決多源異構數據來源復雜、結構異構問題，從而實現對數據的統(tǒng)一存儲、管理和分析，實現用戶無差別訪問，充分發(fā)揮數據價值。平臺通過數據存儲管理、數據清洗與轉換、數據降維等關鍵技術完成多源異構數據集成。數據分析是多源異構數據處理的關鍵，在數據采集與數據集成的基礎上提取工業(yè)生產數據的信息和知識，通過分析和處理集成的多源異構數據，提取有價值的信息和知識，可用于提升產品質量、提高生產效率、降低生產成本。平臺通過數據挖掘、機器學習、統(tǒng)計分析等技術完成多源異構數據分析工作。

平臺通過整合以上技術手段解決了多源異構數據的有效融合問題，建立了多源異構數據采集、集成、分析的完整體系，實現了異構通訊協(xié)議數據源的集成與訪問、實時數據接口的統(tǒng)一、多源異構數據集成、數據質量評價與清洗、實時計算和分析處理等諸多關鍵技術。

——工業(yè)AI智能體（Agent）：利用開源大模型、LangChain、LangGraph等大模型框架，以及MCP、RAG、FunctionCall、Text2SQL、Text2KG等大模型技術，構建工業(yè)Agent基礎框架和能力，為工業(yè)場景提供創(chuàng)新解決方案。工業(yè)智能體是一種特殊的人工智能體，它專門針對工業(yè)生產制造場景設計和優(yōu)化，滿足工業(yè)智能應用在確定性、可信性、適用性、可控性、工程化等方面的嚴格要求。工業(yè)智能體具備對企業(yè)生產過程、人員、設備、環(huán)境等多方面的感知和控制能力。通過傳感器網絡，它能夠實時獲取生產線上設備的運行狀態(tài)、環(huán)境參數等信息，并根據這些信息進行智能決策和控制。在人員交互方面，它能夠實現與生產人員的智能高效交互，提供直觀的操作指導和建議，滿足人機協(xié)同的高精度操作需求。工業(yè)智能體采用確定的行業(yè)知識及生產企業(yè)專有知識，而非簡單的生成內容，確保決策和操作的準確性與可靠性。它能夠集成現有成熟的工業(yè)技術及工業(yè)軟件能力，有機結合傳統(tǒng)自動化控制技術、工業(yè)仿真軟件等，形成強大的工業(yè)智能解決方案。工業(yè)智能體還具備協(xié)同對接生產企業(yè)上下游產業(yè)鏈的能力，通過數據共享和協(xié)同決策，優(yōu)化整個產業(yè)鏈的生產效率和資源配置。

——生產全過程仿真與智能優(yōu)化：隨著智能制造的飛速發(fā)展，生產相關的各類需求愈加復雜多變。例如離散智能工廠面向3C產品小批量、多品種、快速迭代需求；面向航空、航天、船舶零部件超大型、結構復雜、輕量化、高質量的生產需求；面向對大型燃氣輪機、電推進發(fā)動機等高性能發(fā)動機的制造需求；面向汽車產品多系統(tǒng)、多部件及個性化定制需求。及時高效應對這些復雜多變的生產需求對制造業(yè)智能化提出了更高要求，是企業(yè)智能化程度的重要體現。

為解決以上問題，根據平臺發(fā)展目標針對某些特定行業(yè)構建了從設計、工藝與生產，到倉儲、物流全流程的仿真驗證與智能優(yōu)化的閉環(huán)系統(tǒng)，快速響應生產需求及其變化，仿真與優(yōu)化相互結合綜合運用，從眾多可行方案中提供最優(yōu)解決方案。通過設計與仿真軟件對制造過程進行全流程仿真、工藝參數決策，實現制造模式選擇及多類別、多模式混合加工制造，綜合提升產品性能和制造效率。仿真系統(tǒng)將來自多傳感器、多尺度的信息和數據，在一定準則下加以分析和綜合，并融合異構數據與結構性數據，將機理模型和數據模型相結合，實現全流程多層次多尺度多場耦合的一體化建模，將不同領域的仿真模型軟件通過統(tǒng)一接口，軟件總線、數據共享或網絡等技術，集成為具備多種功能的綜合仿真軟件系統(tǒng)。在進行大規(guī)模復雜系統(tǒng)仿真時，平臺通過采用協(xié)調一致的結構、標準和協(xié)議，利用網絡設備將分散在各地的仿真設備進行互聯(lián)，形成綜合性仿真環(huán)境。

智能優(yōu)化決策技術與系統(tǒng)可以從全部可行性方案中快速選出能實現最優(yōu)目標方案的技術和系統(tǒng)。智能優(yōu)化決策技術包括最優(yōu)性條件、凸優(yōu)化、線性優(yōu)化、無約束優(yōu)化的求解方法、約束優(yōu)化的求解方法、動態(tài)規(guī)劃、求解優(yōu)化問題的智能算法、決策論、對策論、圖與網絡分析、排隊論、存儲論等。智能化決策系統(tǒng)采用工況協(xié)議智能解析技術、多源異構數據融合技術、信息深度感知為特征的高維非線性強耦合過程統(tǒng)計學習理論、多質量指標逆映射建模方法、以及基于數據的知識學習與規(guī)則提取方法，實現自愈控制和自優(yōu)化。通過全流程仿真與智能優(yōu)化融合，平臺在應對復雜多變的需求時構建了多方案全流程仿真以及最優(yōu)方案智能決策閉環(huán)系統(tǒng)，為產品設計、工藝與生產、倉儲、物流等提供有力的輔助決策功能，極大提高生產智能化程度。

編輯 | Noah

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