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中国智能制造发展基础与发展方向研究

摘要

制造业是国民经济命脉所系，也是推动生产力进步和社会发展的关键力量。作为引领制造业实现第四次生产力飞跃的重要组成部分，智能制造在进一步解放生产力的同时，重新定义了人工智能和机器在生产中的地位及其与劳动者的关系。当前，我国制造业基础稳固，技术创新能力不断增强，要素资源供给较为充分，智能制造总体面临较好的发展环境。智能制造在概念和技术上的先进性，使得智能制造在支撑引领制造业发展的同时，需要承担起实现人机关系和谐、发展绿色、生产集约高效的重任。

关键词

智能制造；具身智能；人机融合；低碳制造；精准制造

自工业革命时代起，制造业就成为促进生产力进步的重要的力量，它不仅是实现各类创新的重要载体，也是技术进步、迭代最迅速的产业。智能制造不仅借助技术跃迁带来效率革命，更引发了生产制造领域内，人工智能对人类智能替代所带来的深远的范式变革。当前，我国已进入高质量发展阶段，智能制造既是深入实施制造强国战略的主攻方向，又是孕育和形成新质生产力的重要载体。长远来看，智能制造不仅能够引领新兴产业发展，还将深刻塑造未来的生产生活方式。

一、制造业的四次生产力飞跃

智能制造是一个多维度的概念，可从技术、经济、产业等角度对其进行界定。从制造业生产力发展的历史进程来看，智能制造是在传统制造发展基础上，在技术革命背景下，在制造业第四次生产力飞跃过程中，生产力向更高级表现形式的演进成果之一，其本质仍然是物质生产和转化。

（一）第一次飞跃——机械动力与工厂制度

制造业的第一次生产力飞跃，是以蒸汽机为代表的机械动能替代人力、畜力、自然风力水力等传统动能，成为主要的动力来源，制造业生产不再必然依靠自然力、遵循自然法则来安排生产计划。随着制造工厂大量出现，规模经济、范围经济出现，标准化和分工使生产效率大大提高，工业、农业生产力得到极大提升。然而，最早的制造工厂主要是生产要素的集中，缺少现代化的管理方法和工具，工厂管理能力不足，第一次生产力飞跃所推动的技术进步有限。同时，受制于当时的交通工具和信息传播手段，技术扩散的速度也较为缓慢。

（二）第二次飞跃——电力、流水线与产业链

电力的出现使动力可以分开创造和使用，这是制造业摆脱动力束缚的又一变革。二者分开不仅使两个环节能够进行深入分工，使能源供应和使用效率进一步提升，还赋予制造业可以随时随地根据需要使用动力的自由。相较于蒸汽能，电能在输出功率、使用便捷性和安全性等方面都有巨大的进步，不仅能够支撑巨型工业机械进行制造加工，也让小型工具获得了机械能，后者推动了流水线的出现和普及，这是制造业生产模式的一次重大革新。电子通讯技术的兴起和内燃机的改进使人类信息传递和运送货物的能力大幅提升，使分散在各个地区的制造工厂能够相互关联，进行分工、协同和产能分配，同时也使在更大范围、多个工厂间进行生产组织成为可能，产业链和产业体系逐渐出现。技术进步和生产组织模式创新深化了专业分工，放大了制造业的规模经济效应，制造业的生产力再次得到解放和发展。但由于当时物质产品匮乏，因此制造业生产力的第二次飞跃主要以创造更多的物质产品为目标，技术进步和管理创新均以提高生产能力为导向。然而，这种以产能增长作为主要目标的生产方式一定程度上造成了对自然资源的过度开采和对生态环境的破坏，最终造成了严重的生态危机。

（三）第三次飞跃——自动机械和全球化

1959年，第一台工业机器人在通用汽车公司安装运行，标志着制造业进入“自动化”革命的新纪元。近年来，工业机器人已经广泛应用到制造业的各个细分行业，以工业机器人为代表的可自主运转机器设备提高了制造业生产效率，进一步发展了制造业的生产力。第二次世界大战结束后，出现了以低成本和高效率为重要导向的全球产业转移和分工格局调整，经济全球化不断发展，全球产业链形成，制造业各环节分工进一步深化。自动化和全球化的结合促使制造业生产力发生第三次飞跃，在这一阶段，制造业生产更加注重效率和效益的提高，不计成本的粗放式增长方式被摒弃，集约和节约的生产方式不断普及，制造企业开始重视资源能源的合理使用，并关注生产过程和产品使用中对生态环境产生的影响。然而，由于制造业历次生产力的飞跃主要由发达国家主导，在第三次生产力飞跃和全球化过程中，发达国家再次主导全球分工和贸易规则，利用技术差、信息差，成为全球化进程的最大受益者。

（四）第四次飞跃——智能化、绿色化、融合化与定制化

在数字社会、智能社会到来之际，制造业依然是技术创新、管理创新、制度创新的前沿阵地。进入21世纪，人工智能等新一代数字信息技术取得突破性进展，绿色低碳发展已在全球达成共识，不同产业的深度融合使得传统的产业分类边界逐渐模糊，用户对个性化产品和服务的需求愈发旺盛。在此背景下，制造业迎来了第四次生产力水平的飞跃，呈现出智能化、绿色化、融合化和定制化的特征。与