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本文選自中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2022年第2期

作者：李伯虎，柴旭東，劉陽，李潭，林廷宇，韋達(dá)茵，李艷東

來源：工業(yè)環(huán)境下信息通信類技術(shù)賦能智能制造研究[J].中國工程科學(xué),2022,24(2):75-85.

以科技革命與產(chǎn)業(yè)革命為主要內(nèi)容的新一輪工業(yè)革命已在全球快速展開。我國正步入“智能+” 時(shí)代，面臨著復(fù)雜的國際 / 國內(nèi)新形勢和新征程，按照“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念，構(gòu)建“以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)”的新發(fā)展格局。制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，其發(fā)展應(yīng)與新時(shí)代、新形勢、新征程相適應(yīng)和相匹配。當(dāng)前，我國制造業(yè)正在轉(zhuǎn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型及智能化升級的攻堅(jiān)期。智能制造作為制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主攻方向，對于加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基、構(gòu)建新發(fā)展格局、建設(shè)數(shù)字中國具有重大意義。

“十三五”時(shí)期以來，國家積極推行智能制造試點(diǎn)示范應(yīng)用、智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，顯著提升了我國制造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，主要表現(xiàn)在：

①制造業(yè)大國地位進(jìn)一步鞏固，制造業(yè)規(guī)模已連續(xù)多年位居世界第一，一批高端品牌走向世界；

②重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新取得重大突破，如重大裝備制造能力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，航空航天領(lǐng)域重大工程順利實(shí)施；

③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)加快升級，高技術(shù)制造業(yè)和裝備制造業(yè)引領(lǐng)帶動作用顯著增強(qiáng)，如制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型全面提速，在諸多領(lǐng)域形成先進(jìn)制造業(yè)集群；

④制造業(yè)企業(yè)實(shí)力顯著增強(qiáng)，專業(yè)化水平持續(xù)提升，企業(yè)創(chuàng)新主體作用顯著增強(qiáng)，培育發(fā)展出一批綜合實(shí)力較強(qiáng)的領(lǐng)軍企業(yè)，具有一定行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺超過 100 家；

⑤信息通信業(yè)實(shí)現(xiàn)新的跨越，第五代移動通信（5G）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)與制造業(yè)加速融合，數(shù)字工廠等新場景、新模式、新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺助力形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化生產(chǎn)、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理等智能制造新模式。

在新的時(shí)期、新的形勢下，新智能制造系統(tǒng)概念應(yīng)運(yùn)而生，即以新一代人工智能（AI）技術(shù)為引領(lǐng)，涵蓋新制造產(chǎn)品 / 能力 / 資源體系、新網(wǎng)絡(luò) / 感知體系、新平臺體系、新標(biāo)準(zhǔn)安全體系、新應(yīng)用體系、新用戶體系等復(fù)雜系統(tǒng)。需要注意到，構(gòu)建新智能制造系統(tǒng)不是簡單的技術(shù)改造問題，而是一項(xiàng)戰(zhàn)略性的系統(tǒng)工程，需要建立和運(yùn)行“技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用、人才、政策、保障體系一體化”創(chuàng)新格局；而賦能技術(shù)正成為新智能制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級的重要支撐。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度看，智能制造賦能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)新智能制造系統(tǒng)技術(shù)群的重要組成部分，主要有新制造科學(xué)技術(shù)、新信息通信技術(shù)、新智能科學(xué)技術(shù)、新制造應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)等。

本文重點(diǎn)探討工業(yè)環(huán)境下信息通信類技術(shù)賦能智能制造課題，因而涉及的智能制造賦能技術(shù)僅限于部分典型的信息通信類技術(shù)，如 5G、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、AI、建模仿真 / 數(shù)字孿生等類別。針對于此，梳理并分析工業(yè)環(huán)境下信息通信類賦能技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展態(tài)勢，總結(jié)并提煉信息通信類技術(shù)賦能智能制造的縱向、橫向、端到端等典型應(yīng)用場景，進(jìn)而提出科技項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、應(yīng)用示范等方面的發(fā)展建議，以期為新智能制造系統(tǒng)深化研究提供基礎(chǔ)參考。

在新智能制造系統(tǒng)中，新制造產(chǎn)品 / 能力 / 資源體系提供制造全系統(tǒng)與全生命周期活動中共享及服務(wù)的產(chǎn)品、能力、資源；新網(wǎng)絡(luò) / 感知體系實(shí)現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈泛在深度互聯(lián)與感知；新平臺體系是提供工業(yè)信息物理融合與智能化服務(wù)的核心載體，實(shí)現(xiàn)制造產(chǎn)品、能力、資源、接入網(wǎng)絡(luò)、感知系統(tǒng)的虛擬化和服務(wù)化；新標(biāo)準(zhǔn)安全體系是工業(yè)資源 / 能力 / 產(chǎn)品集成優(yōu)化與全系統(tǒng)應(yīng)用安全可信的保障；新應(yīng)用體系是面向行業(yè)、領(lǐng)域、場景的各類工業(yè)應(yīng)用；新用戶體系是由服務(wù)提供者、服務(wù)運(yùn)營者、服務(wù)使用者組成的人 / 組織體系。

新智能制造系統(tǒng)具有“六新”特征。

①新技術(shù)，依托數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、云化、智能化技術(shù)新手段，構(gòu)成以用戶為中心，統(tǒng)一經(jīng)營，涵蓋資源、產(chǎn)品、能力的新智能制造的服務(wù)云（網(wǎng)）；用戶通過新智能終端、新智能制造服務(wù)平臺即可按需獲取新智能制造資源、產(chǎn)品、能力服務(wù)，進(jìn)而優(yōu)質(zhì)高效地完成制造全生命周期的各類活動。

②新模式，即以用戶（政府、企業(yè)、個(gè)人）為中心，人、機(jī)、物、環(huán)境、信息優(yōu)化融合，“數(shù)字化、物聯(lián)化、服務(wù)化（云化）、協(xié)同化、定制化、柔性化、綠色化、智能化”的協(xié)同互聯(lián)智能制造新模式。

③新業(yè)態(tài)，體現(xiàn)為萬物智聯(lián)、智能引領(lǐng)、數(shù) / 模驅(qū)動、共享服務(wù)、跨界融合、萬眾創(chuàng)新。④新特征，針對新制造全系統(tǒng)、全生命周期活動（產(chǎn)業(yè)鏈）中的人、機(jī)、物、環(huán)境、信息，自主智能地進(jìn)行感知、互聯(lián)、協(xié)同、學(xué)習(xí)、分析、認(rèn)知、決策、控制、執(zhí)行等活動。

⑤新內(nèi)容，促使制造全系統(tǒng)及全生命周期活動中的人、技術(shù) / 設(shè)備、管理、數(shù)據(jù)、材料、資金等要素，人、技術(shù)、管理、數(shù)據(jù)、物、資金等流動的新集成優(yōu)化。

⑥新目標(biāo)，支持新智能制造系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級，實(shí)現(xiàn)制造產(chǎn)品和服務(wù)用戶的高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)省、綠色、柔性，提高企業(yè)市場競爭能力。

新智能制造系統(tǒng)的架構(gòu)，適用于縱向范圍、橫向范圍（全產(chǎn)業(yè)鏈）、端到端的集成及優(yōu)化；在反映新系統(tǒng)主要特征的同時(shí)，突出了邊 / 云 / 端協(xié)同新架構(gòu)、新信息通信技術(shù)與制造技術(shù)深度融合、感知 / 接入 / 通信網(wǎng)絡(luò)的虛擬化及服務(wù)化、工業(yè)機(jī)理模型驅(qū)動、云原生工業(yè)應(yīng)用程序（APP）開發(fā)環(huán)境等系統(tǒng)性創(chuàng)新。相應(yīng)的技術(shù)體系（見圖 1）以新一代 AI 技術(shù)為引領(lǐng)，細(xì)分為整體架構(gòu)、賦能技術(shù)、安全技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、工業(yè)軟件等子體系。

圖 1? 新智能制造系統(tǒng)技術(shù)體系框圖

信息通信類賦能技術(shù)子體系是新智能制造系統(tǒng)的核心支撐內(nèi)容，將在系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。為此，本文重點(diǎn)梳理了支撐新智能制造系統(tǒng)服務(wù)于制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級的典型信息通信類賦能技術(shù)體系（由 5 大類、13 項(xiàng)子方向技術(shù)構(gòu)成）。其中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)是細(xì)分粒度上的核心構(gòu)成，5G、工業(yè)大數(shù)據(jù)、AI、建模仿真/數(shù)字孿生屬于原生技術(shù)的跨領(lǐng)域融合應(yīng)用。

（一）1 類核心技術(shù)——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)

1. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施，也是新型應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)；全面連接人、機(jī)、物、系統(tǒng)，構(gòu)建覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的制造與服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、硬件、軟件、智能的流通與互動，為工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化提供實(shí)現(xiàn)途徑。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障，具有泛在連接、云化服務(wù)、知識轉(zhuǎn)化、應(yīng)用創(chuàng)新等特征。以微服務(wù) / 容器化、云中間件、低代碼開發(fā)、新型平臺架構(gòu)等為代表的新技術(shù)，融入并驅(qū)動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所需的海量工業(yè)數(shù)據(jù)與各類工業(yè)模型管理、工業(yè)建模分析與智能決策、工業(yè)應(yīng)用敏捷開發(fā)與創(chuàng)新、工業(yè)資源集聚與優(yōu)化配置等系列關(guān)鍵能力提供支撐。

2. 物聯(lián)網(wǎng) / 信息物理系統(tǒng)技術(shù)

通過射頻識別、紅外感應(yīng)、全球定位、激光掃描等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接并進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)即為物聯(lián)網(wǎng)；以大規(guī)模全面感知、可靠傳送、實(shí)時(shí)智能處理為基本特征，以萬物智聯(lián)、安全隱私、綠色低功耗（無源）為未來發(fā)展方向。

信息物理系統(tǒng)（CPS）技術(shù)實(shí)質(zhì)為構(gòu)建信息空間與物理空間之間基于數(shù)據(jù)自動流動，涵蓋狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行的閉環(huán)賦能體系；以數(shù)據(jù)驅(qū)動、軟件定義、泛在連接、虛實(shí)映射、異構(gòu)集成、系統(tǒng)自治為核心內(nèi)涵，將提升系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能力、適應(yīng)性、可伸縮性、彈性、安全性、可用性。未來，CPS 作為技術(shù)支撐，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型融合共促發(fā)展（更為體系化、復(fù)雜化方向），增強(qiáng)自主認(rèn)知與學(xué)習(xí)、控制與決策、對實(shí)體空間的實(shí)時(shí)反饋、精準(zhǔn)執(zhí)行等能力。

3. 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算通過網(wǎng)絡(luò)來統(tǒng)一組織并靈活調(diào)用各種信息資源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模計(jì)算的信息處理；利用分布式計(jì)算、虛擬網(wǎng)絡(luò)資源管理等技術(shù)，將計(jì)算資源集合起來形成共享資源池，以動態(tài)、按需、可度量的方式向用戶提供服務(wù)。按需分配的自助服務(wù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)訪問、資源池化、快速彈性、可評測服務(wù)是云計(jì)算技術(shù)的基本特點(diǎn)，與基礎(chǔ)能力（數(shù)據(jù)庫、算法庫、模型庫、大數(shù)據(jù)平臺、計(jì)算能力等）進(jìn)一步融合，側(cè)重響應(yīng)工業(yè)智能制造需求并在諸多方面（云論證、云設(shè)計(jì)、云仿真、云生產(chǎn)加工、云實(shí)（試）驗(yàn)、云經(jīng)營管理、云維修、云集成等）提供針對性服務(wù)。

4. 邊緣計(jì)算技術(shù)

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能制造領(lǐng)域，邊緣計(jì)算是在靠近物、數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等行業(yè)數(shù)字化的關(guān)鍵需求。低時(shí)延、高帶寬、高安全性、分布性、位置認(rèn)知是邊緣計(jì)算技術(shù)的主要特點(diǎn)，未來發(fā)展在于：資源分配管理技術(shù)演進(jìn)發(fā)展，促進(jìn)各類制造資源、產(chǎn)品、能力在邊緣管理系統(tǒng)的調(diào)配下更好發(fā)揮作用；異構(gòu)集成技術(shù)進(jìn)一步加強(qiáng)，兼顧異構(gòu)制造資源及能力的虛擬化、服務(wù)化、按需組合與集成，異構(gòu)模型、虛擬樣機(jī)的集成。

5. 高性能計(jì)算技術(shù)

高性能計(jì)算技術(shù)指使用眾多處理器或集群上的計(jì)算系統(tǒng)及環(huán)境，處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的密集型計(jì)算任務(wù)，可分為仿真、建模、渲染等；相關(guān)系統(tǒng)包括計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、集群軟件四部分。并行、高帶寬、大容量存儲、可拓展是高性能計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)特征。未來發(fā)展重點(diǎn)有：深化基礎(chǔ)理論、算法、系統(tǒng)研究，如嵌入式高性能計(jì)算硬件、高性能計(jì)算集群管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、高性能存儲系統(tǒng)等；深度融合信息通信、AI、系統(tǒng)工程、制造領(lǐng)域等多類技術(shù)，發(fā)展空間廣闊；基于跨媒體推理等新技術(shù)，加強(qiáng)面向用戶的智能化云服務(wù)技術(shù)研究，與云服務(wù)結(jié)合以拓展應(yīng)用范圍；研究制造業(yè)全生命周期中新的模式、流程、手段，如基于高性能仿真的 CPS 技術(shù)等。

6. 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)自動執(zhí)行智能合約，無需中心化機(jī)構(gòu)審核，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲、難以篡改、防止抵賴等記賬功能；集成點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、密碼學(xué)、共識機(jī)制、智能合約等，提供了在不可信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行信息與價(jià)值傳遞交換的可信通道，具有去中心化、不可篡改、可追溯、對參與方透明等特點(diǎn)。區(qū)塊鏈技術(shù)與其他技術(shù)的不斷融合，催生更為安全高效的技術(shù)應(yīng)用：與 AI 技術(shù)融合，解決 AI 應(yīng)用中的數(shù)據(jù)、模型可信度問題，降低 AI 應(yīng)用遭受攻擊的風(fēng)險(xiǎn)；與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合，使得數(shù)據(jù)存儲的可靠性增強(qiáng)且可追溯，將分散的“數(shù)據(jù)孤島”聯(lián)系起來，使得數(shù)據(jù)分享、更大規(guī)模的數(shù)據(jù)挖掘成為可能；與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合，支持實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)安全與物理安全，構(gòu)建可信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，催生諸如分布式智能等新的應(yīng)用場景，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析的全球互通互認(rèn)，推動數(shù)據(jù)市場化進(jìn)程，形成“萬物互聯(lián)” 產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

7. 系統(tǒng)安全技術(shù)

系統(tǒng)安全指應(yīng)用系統(tǒng)安全工程和系統(tǒng)安全管理方法，辨識隱患并采取防范措施，提升系統(tǒng)生命周期內(nèi)的性能、進(jìn)度、成本安全水平，主要特點(diǎn)是：海量、異構(gòu)工業(yè)設(shè)備接入及設(shè)備資源受限，不同架構(gòu)工業(yè)云的協(xié)調(diào)運(yùn)維與快速部署，工業(yè)微服務(wù)多樣化及多服務(wù)協(xié)同，工業(yè)應(yīng)用的協(xié)同工作與開放定制，工業(yè)數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)、大規(guī)模訪問與共享。未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造加速發(fā)展，海量工業(yè)設(shè)備進(jìn)一步泛在互聯(lián)，系統(tǒng)安全技術(shù)將著重圍繞工控蜜罐、數(shù)據(jù)保護(hù)、供應(yīng)鏈、AI 安全等技術(shù)方向進(jìn)行應(yīng)用突破，更好走向產(chǎn)業(yè)實(shí)踐。

8. 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)驅(qū)動自動控制裝置，使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)機(jī)械（被控對象）自動地按照某種規(guī)律（目標(biāo)）運(yùn)行，進(jìn)而被控對象的物理量、加工工藝等按照預(yù)定要求進(jìn)行變化；可編程邏輯控制器（PLC）、工業(yè)計(jì)算機(jī)（PC）在這一過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。小型化、網(wǎng)絡(luò)化、提高通信性能是 PLC 未來發(fā)展的主要方面，分散控制系統(tǒng)（DCS）朝著集成“測控管”方向發(fā)展，正在穩(wěn)步提高小型化、交流化水平。

9. 傳感器技術(shù)

傳感器感受規(guī)定的被測量，按照一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成為輸出信號，是實(shí)現(xiàn)自動檢測、自動控制、智能控制等的首要環(huán)節(jié)；主要特點(diǎn)有微型化、數(shù)字化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。未來面向智能制造賦能的傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢是：應(yīng)用新材料、新工藝開發(fā)新型傳感器，實(shí)現(xiàn)傳感器的多功能、高精度、集成化、智能化，促進(jìn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化，通過傳感器與其他類別裝置的交叉整合來實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化。

（二）4 類基礎(chǔ)技術(shù)

1. 工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)指在工業(yè)領(lǐng)域中，圍繞典型智能制造模式，在產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、技術(shù)、應(yīng)用。工業(yè)環(huán)境下的大數(shù)據(jù)及其處理，既有大數(shù)據(jù) 4V（規(guī)模性、多樣性、高速性、價(jià)值性）特征，還有多源數(shù)據(jù)綜合集成、復(fù)雜異構(gòu)數(shù)據(jù)類型、時(shí)間序列相關(guān)性、高度實(shí)時(shí)性、不確定性等特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)設(shè)計(jì)與建模仿真將廣泛應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品非機(jī)理建模；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)驅(qū)動的生產(chǎn)過程控制將推動數(shù)據(jù)化模糊控制應(yīng)用，可更好適應(yīng)強(qiáng)噪聲、不確定的復(fù)雜工業(yè)環(huán)境；在運(yùn)維環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)驅(qū)動的設(shè)備健康管理模型將進(jìn)一步完善設(shè)備機(jī)理模型，提升設(shè)備運(yùn)維的時(shí)效和精度。

2. AI 技術(shù)

新一代 AI 指基于新的信息環(huán)境、技術(shù)、發(fā)展目標(biāo)的 AI，發(fā)展趨勢表現(xiàn)為數(shù)據(jù)驅(qū)動下的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)智能、基于網(wǎng)絡(luò)的群體智能、人機(jī) / 腦機(jī)交互的技術(shù)導(dǎo)向混合智能、跨媒體推理智能、自主智能無人系統(tǒng)等。新一代 AI 技術(shù)逐步成為通用技術(shù)，將在智能制造領(lǐng)域滲透應(yīng)用，推動產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管控、制造服務(wù)等向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、云化、智能化轉(zhuǎn)型升級。

3. 5G 技術(shù)

5G 作為高速率、低時(shí)延、大連接的新一代寬帶移動通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施；支撐人、機(jī)、物的海量互聯(lián)，滿足端到端毫秒級時(shí)延、近 100% 可靠性通信要求，為新智能制造系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制、可靠預(yù)警等提供技術(shù)保障，未來可在遠(yuǎn)程控制、設(shè)備預(yù)測性維護(hù)等場景下創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值。工業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）將輔助工業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工廠的三維立體虛擬化展示，而 5G 將在兩方面賦能工業(yè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）與工業(yè) VR：提升工業(yè) AR/VR 的顯示效果，增強(qiáng)工業(yè) AR/VR 的交互體驗(yàn)。

4. 建模仿真 / 數(shù)字孿生技術(shù)

建模仿真 / 數(shù)字孿生技術(shù)深度融合信息通信技術(shù)、AI 技術(shù)、現(xiàn)代建模仿真、制造領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)，旨在提升系統(tǒng)建模、仿真運(yùn)行、結(jié)果分析 / 處理等方面的綜合性能；針對物理對象并接收其數(shù)據(jù)，開展相應(yīng)數(shù)字模型的構(gòu)建、映射、演進(jìn)、評估、管理，基于仿真手段實(shí)時(shí) / 準(zhǔn)實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控、診斷、預(yù)測、決策，通過自動 / 半自動的反饋 / 反控來優(yōu)化物理對象全生命周期。加強(qiáng)新型建模與仿真技術(shù)研究（如模型工程、數(shù)據(jù)驅(qū)動建模與仿真、高性能仿真、VR/AR 工程、云仿真、邊緣仿真、嵌入式 / 普適仿真、智能仿真、復(fù)雜系統(tǒng)仿真、實(shí)裝仿真），構(gòu)建新的建模 / 仿真模式及技術(shù)手段，是未來發(fā)展的主要方面。

本文基于信息通信類賦能技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐，總結(jié)形成了賦能新智能制造系統(tǒng)的 3 類應(yīng)用場景：縱向應(yīng)用、橫向應(yīng)用、端到端應(yīng)用（見圖 2）。

①面向新智能制造系統(tǒng)的縱向應(yīng)用，主要按照設(shè)備級、車間級、企業(yè)級、行業(yè) / 區(qū)域級等進(jìn)行應(yīng)用范圍分類，實(shí)現(xiàn)不同層級、各系統(tǒng)之間的集成應(yīng)用，使企業(yè)內(nèi)外所有環(huán)節(jié)上的人 – 信息 – 物理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫對接。

②面向新智能制造系統(tǒng)的橫向應(yīng)用，主要按照研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、流程 / 供應(yīng)鏈管控、仿真 / 試驗(yàn)、服務(wù)等進(jìn)行制造全產(chǎn)業(yè)鏈分類，在產(chǎn)品全生命周期中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的流通、集成、融合，驅(qū)動不同制造環(huán)節(jié)中的信息共享、資源整合、流程優(yōu)化、社會化協(xié)同。

③面向新智能制造系統(tǒng)的端到端應(yīng)用，圍繞產(chǎn)品 / 服務(wù)（從供給端到用戶端），覆蓋產(chǎn)品全生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)以及各個(gè)終端，體現(xiàn)為多源異構(gòu)信息在信息終端、數(shù)字物理終端上的連通，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現(xiàn)制造資源、產(chǎn)品、能力的集成與互通。

圖2 信息通信類技術(shù)賦能智能制造的應(yīng)用場景

（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)賦能智能制造的縱向應(yīng)用場景

1. 傳感器技術(shù)賦能智能制造

傳感器技術(shù)可賦能工業(yè)設(shè)備控制，如在數(shù)控機(jī)床上，溫度傳感器用來檢測加工過程中因電機(jī)旋轉(zhuǎn)、部件移動、切削等造成的溫差，為數(shù)控系統(tǒng)實(shí)施溫度補(bǔ)償提供輸入條件。傳感器技術(shù)可賦能加工過程優(yōu)化，如光電式帶材跑偏檢測器用來檢測帶型材料在加工過程中偏離正確位置的大小及方向，為印染、送紙、膠片、磁帶等生產(chǎn)過程中的糾偏控制電路提供關(guān)鍵信號。傳感器技術(shù)賦能設(shè)備健康監(jiān)控，如霍爾傳感器對刀具磨損的監(jiān)控可敏感到刀具磨損誘發(fā)的機(jī)床主軸電動機(jī)負(fù)荷、電流、電壓變化以及隨之出現(xiàn)的功率改變，為數(shù)控系統(tǒng)提供及時(shí)的報(bào)警信號。

2. 自動控制技術(shù)賦能智能制造

一是 PLC 控制系統(tǒng)，可為多個(gè)自動化設(shè)備提供安全、可靠的控制方案。二是 DCS 控制系統(tǒng)，是以微處理器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治與綜合協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)原則的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也是控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、圖形顯示相結(jié)合的產(chǎn)物。三是工業(yè) PC 控制系統(tǒng)，作為基礎(chǔ)性、分布式的工業(yè)自動化控制，有替代 PLC、DCS 控制系統(tǒng)的趨勢。在工業(yè)以太網(wǎng)、先進(jìn)控制理論的推動下，自動控制技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用正朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)方向擴(kuò)展和延伸。

3. 物聯(lián)網(wǎng) / CPS 技術(shù)賦能智能制造

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦能主要指：在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的工業(yè)生產(chǎn)，可對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和挖掘，找出短板以針對性地優(yōu)化生產(chǎn)工藝；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)原材料、成品等物件的采購、銷售、庫存等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及分析，為優(yōu)化企業(yè)供應(yīng)鏈管理提供支撐。將工業(yè)生產(chǎn)環(huán)保設(shè)備接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，對污染治理環(huán)節(jié)的關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及分析，為企業(yè)生產(chǎn)能耗及環(huán)保管控提供依據(jù)。基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)收集采購、生產(chǎn)、銷售、售后等環(huán)節(jié)的人員和設(shè)備數(shù)據(jù)，為企業(yè)精準(zhǔn)化決策提供數(shù)據(jù)支撐。

CPS 技術(shù)應(yīng)用涉及設(shè)備管理、柔性生產(chǎn)、質(zhì)量管控、運(yùn)行維護(hù)、供應(yīng)鏈協(xié)同等多類制造場景。制造企業(yè)依托平臺將行業(yè)原理、基礎(chǔ)工藝、業(yè)務(wù)流程、專家經(jīng)驗(yàn)等共性技術(shù)進(jìn)行知識代碼化、組件化、模型化，以數(shù)字化模型的形式積累并按需共享。在高端裝備制造業(yè)，典型場景有基于模型定義的設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)過程復(fù)雜問題 AI 決策、面向工業(yè)設(shè)備的故障預(yù)測與健康管理。

4. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦能智能制造

在協(xié)同制造方面，制造企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)平臺的雙邊連接作用，打破行業(yè)壁壘及行業(yè)信息不對稱，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)閑置設(shè)備、技術(shù)、人才的供求合理化與匹配高效化。在個(gè)性化定制方面，企業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，加速將碎片化、通俗化的需求信息轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化、可執(zhí)行的工藝語言，驅(qū)動研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)維等部門協(xié)調(diào)配置制造資源，從而敏捷響應(yīng)用戶的個(gè)性化需求；開展智慧化營銷、交互式設(shè)計(jì)、可視化生產(chǎn)、精準(zhǔn)化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)制造資源與用戶需求全方位、全生命周期精準(zhǔn)對接。在供應(yīng)鏈優(yōu)化方面，企業(yè)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整合上、下游資源，建立物流、信息流、資金流協(xié)同一體的運(yùn)作體系；提供面向客戶的庫存管理、零部件管理、實(shí)時(shí)補(bǔ)貨、物流配送等服務(wù)，實(shí)時(shí)響應(yīng)客戶交付需求。在遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)方面，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，分析運(yùn)維需求，定制服務(wù)進(jìn)程，動態(tài)調(diào)配人員、設(shè)備，實(shí)現(xiàn)服務(wù)能力跨部門、跨企業(yè)的調(diào)度與協(xié)同。

5. 云計(jì)算技術(shù)賦能智能制造

制造全系統(tǒng)、全生命周期業(yè)務(wù)“云化”，通過云計(jì)算實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、信息共享、流程協(xié)同；運(yùn)用云計(jì)算中心的大規(guī)模處理能力來實(shí)施學(xué)習(xí)、分析、認(rèn)知、決策，進(jìn)而支持業(yè)務(wù)優(yōu)化。借助云計(jì)算實(shí)現(xiàn)廣義的共享與協(xié)同，包括智能“軟”制造資源（制造過程中的各種模型、（大）數(shù)據(jù)、軟件、信息、知識等），智能“硬”制造資源（機(jī)床、機(jī)器人、加工中心、計(jì)算設(shè)備、仿真設(shè)備、實(shí)（試）驗(yàn)設(shè)備、檢測設(shè)備、計(jì)量設(shè)備等大制造全生命周期過程中涉及的智能制造設(shè)施及材料、能源），智能制造能力（制造過程相關(guān)的論證、設(shè)計(jì)、仿真、生產(chǎn)、實(shí)（試）驗(yàn)、管理、銷售、（產(chǎn)品）運(yùn)營、（產(chǎn)品）維修、集成等），智能制造互聯(lián)產(chǎn)品（數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的新型制造互聯(lián)產(chǎn)品，如通過新互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入的智能運(yùn)輸車輛、工程機(jī)械）。

6. 邊緣計(jì)算技術(shù)賦能智能制造

邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同處理工業(yè)云環(huán)境中的計(jì)算任務(wù)，創(chuàng)造云與網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)融合進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和計(jì)算的新模式。當(dāng)前的云計(jì)算模式難以對工業(yè)生產(chǎn)過程中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，而在靠近物、數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)就近提供邊緣智能服務(wù)，可滿足工業(yè)制造對敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等需求。

7. 高性能計(jì)算技術(shù)賦能智能制造

高性能計(jì)算與云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、仿真等新興技術(shù)結(jié)合，構(gòu)建高性能云平臺，將高性能資源虛擬化、服務(wù)化，構(gòu)成高性能服務(wù)云池，進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化的管理和經(jīng)營。通過網(wǎng)絡(luò)、終端及時(shí)獲取高性能計(jì)算資源與服務(wù)，滿足工業(yè)制造中的各類高性能計(jì)算需求（如建模、仿真、海量數(shù)據(jù)處理）。

8. 區(qū)塊鏈技術(shù)賦能智能制造

供應(yīng)鏈可視化、分布式生產(chǎn)、工業(yè)物流運(yùn)輸管理、工業(yè)維修工單管理是典型應(yīng)用場景，還可圍繞工業(yè)企業(yè)的供應(yīng)鏈金融、工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品租賃、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)備二手交易、工業(yè)品回收等領(lǐng)域場景提供安全保障。基于區(qū)塊鏈的智能制造數(shù)據(jù)平臺，通過引入?yún)^(qū)塊鏈分布式系統(tǒng)相關(guān)的可信、安全技術(shù)，構(gòu)建去中心化的數(shù)據(jù)平臺，使制造企業(yè)及其上、下游企業(yè)之間的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流等環(huán)節(jié)信息上鏈，打破企業(yè)之間的“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，支持工廠、企業(yè)各環(huán)節(jié)之間建立良好的數(shù)據(jù)協(xié)作，制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨平臺安全共享數(shù)據(jù)。

9. 系統(tǒng)安全技術(shù)賦能智能制造

相關(guān)應(yīng)用處于工業(yè)企業(yè)、平臺企業(yè)、安全企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、硬件企業(yè)多方共建狀態(tài)。

①龍頭工業(yè)企業(yè)、大型智能制造公司面向工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需求，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺并同步實(shí)施安全加固；從綜合安全防護(hù)的角度出發(fā)，在平臺各層次及數(shù)據(jù)方面部署相應(yīng)安全防護(hù)措施。

②大型制造企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)依托自身特色打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，孵化獨(dú)立運(yùn)營的平臺服務(wù)，向其他企業(yè)輸出具備一定安全能力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

③安全企業(yè)利用自身積累的安全經(jīng)驗(yàn)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供安全解決方案；除了資產(chǎn)測繪、殺毒軟件、防火墻、入侵檢測、流量審計(jì)、安全監(jiān)測等傳統(tǒng)安全功能外，還通過軟件即服務(wù)模式輸出安全能力，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供技術(shù)支撐。

④互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)依托系統(tǒng)、軟件專精優(yōu)勢，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供安全的操作系統(tǒng)、虛擬化軟件、數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)分析模型等。

⑤硬件企業(yè)研發(fā)集成安全能力的硬件設(shè)備，如工業(yè)控制設(shè)備、安全路由、安全網(wǎng)關(guān)、安全邊緣節(jié)點(diǎn)、可信服務(wù)器，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供基于硬件的安全防護(hù)能力。

（二）4 類基礎(chǔ)技術(shù)賦能智能制造的應(yīng)用場景

1. 工業(yè)大數(shù)據(jù)、AI 技術(shù)賦能智能制造的橫向應(yīng)用場景

工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能智能制造的橫向應(yīng)用場景，主要涉及五方面。一是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能化設(shè)計(jì)。整合產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)所需知識資源，運(yùn)用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)將之集成至各種設(shè)計(jì)過程，以高度有序的方式展示產(chǎn)品生命周期大數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識，提高研發(fā)效率和質(zhì)量，支持協(xié)同設(shè)計(jì)。二是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能化生產(chǎn)。采集并匯聚設(shè)備運(yùn)行、工藝參數(shù)、質(zhì)量檢測、物料配送、進(jìn)度管理等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析并應(yīng)用至制造工藝、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)、能耗管理等具體場景應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化。三是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造，體現(xiàn)在協(xié)同研發(fā)與制造、供應(yīng)鏈管理體系優(yōu)化、制造能力資源優(yōu)化等方面。四是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能化服務(wù)。工業(yè)大數(shù)據(jù)與新一代技術(shù)融合應(yīng)用，賦予市場、銷售、運(yùn)營維護(hù)等產(chǎn)品全生命周期服務(wù)全新的內(nèi)容，從大規(guī)模流水線生產(chǎn)轉(zhuǎn)向規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)，從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。五是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的個(gè)性化定制。工業(yè)大數(shù)據(jù)與大規(guī)模個(gè)性化定制模式相結(jié)合，支持工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)個(gè)性化、設(shè)備管理個(gè)性化、企業(yè)管理個(gè)性化、人員管理個(gè)性化、垂直行業(yè)個(gè)性化，形成工業(yè)價(jià)值創(chuàng)造新模式。

AI 技術(shù)賦能智能制造的橫向應(yīng)用場景，主要涉及三方面。一是 AI 賦能產(chǎn)品 / 產(chǎn)線優(yōu)化及智能化設(shè)計(jì)。采用 AI 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品 / 產(chǎn)線建模，利用 AR/VR 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬模型與物理模型的數(shù)據(jù)融合，應(yīng)用仿真優(yōu)化技術(shù)開展產(chǎn)品 / 產(chǎn)線的閉環(huán)迭代優(yōu)化，最終支撐制造系統(tǒng)產(chǎn)品 / 產(chǎn)線的仿真、分析和優(yōu)化。二是 AI 視覺賦能智能監(jiān)控與檢測。面向生產(chǎn)制造過程中的數(shù)據(jù)智能化分析需求，創(chuàng)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)機(jī)理模型，智能化處理工業(yè)大數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控、巡檢、突發(fā)性故障排查、過程質(zhì)量檢測等。三是 AI 賦能智能化管控。通過大數(shù)據(jù)、知識圖譜等支持企業(yè)從銷售、采購等環(huán)節(jié)來優(yōu)化供應(yīng)鏈運(yùn)行效率，最終實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的云端可視化智能管控，構(gòu)建產(chǎn)品全生命周期和供應(yīng)鏈全要素協(xié)同的智慧產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用模式。四是大數(shù)據(jù)智能賦能遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)。利用大數(shù)據(jù)和 AI 技術(shù)構(gòu)建設(shè)備管理、運(yùn)行工況監(jiān)測、故障診斷等算法模型，支持實(shí)現(xiàn)基于云的智能監(jiān)控、故障診斷、遠(yuǎn)程運(yùn)維等智能服務(wù)。

2. 5G、建模仿真 / 數(shù)字孿生技術(shù)賦能智能制造的端到端應(yīng)用場景

5G 技術(shù)賦能智能制造的端到端應(yīng)用場景，主要涉及三方面。一是 5G 賦能云化智能設(shè)備，以云化工業(yè)機(jī)器人為典型，從位于云端的控制平臺出發(fā)，利用 AI、大數(shù)據(jù)等技術(shù)控制本地機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)；實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制并加強(qiáng)機(jī)器人之間的協(xié)作能力，使機(jī)器人更加敏捷、安全地與人協(xié)同。二是 5G 賦能工業(yè) VR，主要應(yīng)用在虛擬裝配、虛擬培訓(xùn)、虛擬展廳等場景；VR 虛擬裝配可在設(shè)計(jì)接口、部件外觀等方面優(yōu)化產(chǎn)品實(shí)際裝配能效，VR 虛擬培訓(xùn)場景表達(dá)更直觀、信息傳遞更豐富，VR 虛擬展廳讓觀展者具有“身臨現(xiàn)場”的遠(yuǎn)程體驗(yàn)。三是 5G 賦能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，促進(jìn)工廠內(nèi)海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，支持超高清視頻監(jiān)控和機(jī)器視覺識別，提升工廠設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維能力。

建模仿真 / 數(shù)字孿生技術(shù)賦能智能制造的端到端應(yīng)用場景。圍繞論證、研究、分析、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、試驗(yàn)、運(yùn)行、訓(xùn)練、評估、銷售、服務(wù)、銷毀等全生命周期活動，基于模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動，將人、物理空間、信息 / 賽博空間連接為一體，使人、機(jī)、物、環(huán)境、信息等要素能自主智能地感知、學(xué)習(xí)、分析、決策和執(zhí)行。基于建模仿真 / 數(shù)字孿生的產(chǎn)品多學(xué)科仿真研發(fā)，基于建模仿真 / 數(shù)字孿生的產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)，基于數(shù)字樣機(jī)的產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維是主要的細(xì)分應(yīng)用場景。

（一）技術(shù)性建議

在技術(shù)研究方面，建議重點(diǎn)發(fā)展以下技術(shù)：5G 先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同計(jì)算、跨鏈知識構(gòu)建等技術(shù)；工業(yè)大數(shù)據(jù)機(jī)理模型建模、知識推理等高端新型工業(yè)大數(shù)據(jù)軟件核心技術(shù)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)核心技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)體系、CPS 核心支撐技術(shù)、云論證 / 云設(shè)計(jì) / 云仿真 / 云生產(chǎn)加工 / 云試驗(yàn) / 云經(jīng)營管理 / 云服務(wù)融合應(yīng)用技術(shù)、高性能仿真計(jì)算機(jī)技術(shù)、工業(yè)區(qū)塊鏈核心架構(gòu)技術(shù)、工業(yè)智能傳感器技術(shù)；AI 與工業(yè)技術(shù)深度融合應(yīng)用的工業(yè)智能技術(shù)；適用于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、云化、智能化的新智能制造系統(tǒng)的建模仿真 / 數(shù)字孿生核心技術(shù)。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，建議重點(diǎn)實(shí)施以下內(nèi)容：5G 應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化；新型工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺、工業(yè)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)協(xié)同共享平臺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化；面向多場景的工業(yè)資源 / 能力 / 產(chǎn)品智能專件及 APP、AI 物聯(lián)網(wǎng)“端管云”一體化平臺、面向工業(yè) CPS 的工業(yè)軟件、邊緣制造 / 高性能仿真計(jì)算機(jī)工具集（硬件 / 軟件）、云數(shù)據(jù)中心運(yùn)營服務(wù)、自主可控的區(qū)塊鏈公共服務(wù)平臺、工業(yè)協(xié)同安全平臺、云化 PLC/DCS、智能微系統(tǒng)平臺的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化；面向新一代 AI 技術(shù)的智能產(chǎn)品及智能互聯(lián)產(chǎn)品的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化；自主可控建模仿真 / 數(shù)字孿生工具集及系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。

在應(yīng)用示范方面，建議重點(diǎn)實(shí)施以下內(nèi)容：基于 5G + 工業(yè) VR 的工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用示范；企業(yè)互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用示范；行業(yè)公共服務(wù)平臺應(yīng)用示范、AI 物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)平臺應(yīng)用示范、面向典型行業(yè)的 CPS 基礎(chǔ)服務(wù)應(yīng)用示范、云邊協(xié)同的工業(yè)邊緣智能控制應(yīng)用示范、面向 CPS 工程的智能高性能仿真云、基于區(qū)塊鏈的工控?cái)?shù)據(jù)安全采集應(yīng)用示范；云原生 AI 平臺的云邊端協(xié)同制造云應(yīng)用示范；基于建模仿真 / 數(shù)字孿生技術(shù)的工業(yè)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)應(yīng)用示范。

（二）策略性建議

完善高效協(xié)同的新智能制造政策推進(jìn)工作機(jī)制，構(gòu)建 5G、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AI、數(shù)字孿生等新信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展模式，為新智能制造提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)支撐。形成技術(shù)創(chuàng)新市場導(dǎo)向機(jī)制，突出企業(yè)的創(chuàng)新主體地位，促進(jìn)各類創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚，形成以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、 “產(chǎn)學(xué)研用”結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，著力突破關(guān)鍵核心技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。

加快新智能制造相關(guān)的基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定 / 修訂，涉及體系建設(shè)、融合應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、行業(yè)監(jiān)管，推動形成國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)、互為補(bǔ)充的標(biāo)準(zhǔn)群。注重標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行效果，支持工業(yè)企業(yè)開展標(biāo)準(zhǔn)化智能車間 / 工廠建設(shè)，增強(qiáng)新智能制造數(shù)據(jù)與安全、技術(shù)評價(jià)、工業(yè)標(biāo)識解析等標(biāo)準(zhǔn)的深度融合。積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，推動技術(shù)就緒度高的國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)同步發(fā)展。

支持行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)合高校，科研院所，上、下游企業(yè)，共建國家產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心；有條件的企業(yè)聯(lián)合轉(zhuǎn)制科研院所，組建行業(yè)研究院并提供公益性共性技術(shù)服務(wù)。打造新型共性技術(shù)平臺，解決工業(yè)環(huán)境下跨行業(yè)、跨領(lǐng)域關(guān)鍵共性技術(shù)問題。發(fā)揮大企業(yè)引領(lǐng)支撐作用，支持創(chuàng)新型“中小微”企業(yè)成長為創(chuàng)新發(fā)源地，推動產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游，大、中、小企業(yè)融通創(chuàng)新。加強(qiáng)工業(yè)數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支撐 AI 新技術(shù)應(yīng)用。推動大型企業(yè)、工業(yè)園區(qū)建立各具特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，覆蓋內(nèi)部資源整合、產(chǎn)品全生命周期管理、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈協(xié)同、中小企業(yè)服務(wù)等方向，支持實(shí)現(xiàn)智能制造全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)的有效集成與管理。

增強(qiáng)智能制造領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)與教育深度融合。吸引信息通信技術(shù)、智能制造領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)深度參與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及人才培養(yǎng)方案制定、教學(xué)資源開發(fā)及課程實(shí)施等，建立順暢的校企合作機(jī)制。優(yōu)化創(chuàng)新數(shù)字人才培養(yǎng)體系，深入實(shí)施專業(yè)技術(shù)人才知識更新工程，圍繞 5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI 等產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)方向組織實(shí)施高級研修項(xiàng)目，規(guī)模化培養(yǎng)緊缺專業(yè)技術(shù)人才。實(shí)施全球化數(shù)字人才項(xiàng)目，契合相關(guān)領(lǐng)域高端人才需求，吸引各類人才從事新智能制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。

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