“人工智能+制造”的关键时刻：不是降本，而是重构

2025年6月，工信部在审议《工业和信息化部信息化和工业化融合2025年工作要点》时，明确提出要实施“人工智能+制造”行动，加快重点行业智能升级，打造智能制造“升级版”。

这一表态不仅释放出国家层面对“人工智能+制造”深度融合的高度重视，也为制造业在新一轮技术革命中指明了方向。

意味着，AI浪潮下，制造业正面临深层次的结构性挑战与转型压力，站在“再定义”的门槛上。

一方面，全球产业链加速重构、劳动力结构性短缺、质量与效率的双重压力日益显现；另一方面，人工智能正以前所未有的速度，渗透至从研发、生产到供应链的各个环节，成为驱动制造业高质量发展的新变量。

在这样的背景下，制造业不再是AI应用的跟随者，而是其落地的主战场和主引擎。

然而，人工智能赋能制造，并不仅仅是为了提升效率、降低成本，它更深刻地作用于制造系统的逻辑结构、组织方式与治理能力，推动制造业从流程驱动向数据驱动、从自动化向智能化、从人控系统向人机协同演进。

因此，AI技术的嵌入，正开启一场对制造业的“再定义”。

本文将围绕“人工智能+制造”的融合趋势，从落地路径、典型应用、关键挑战、组织能力等多个维度进行拆解，探索AI如何从感知、控制、执行、运营、决策等层层嵌入制造体系，进而推动制造企业迈向更具柔性、更高质量与更强韧的未来。

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“人工智能+制造”的落地路径

从感知到决策的五次迭代

随着“人工智能+制造”深度融合的推进，制造系统的底层架构正在发生一场静悄悄却深刻的重构。

传统制造体系长期沿用“感知-控制-执行-运营-决策”分明的层级型架构：传感器采集数据，上传至控制系统，指令驱动执行单元，自动化系统进行过程管理，决策层基于周期性数据分析进行计划与调整。

这种自上而下、中心控制的线性架构曾支撑了大规模、标准化的工业化生产，但在当下愈加复杂、动态、多变的制造环境中，其局限性日益凸显。

今天，制造业正从层级式架构向平台化、一体化、去中心化的系统重构迈进。感知、控制、执行、运营与决策不再是彼此割裂的系统，而是在统一的技术平台上协同运行、实时互动、智能闭环。

在这个架构中，人工智能的能力不再是简单地插入某一环节，而是深度嵌入整个制造网络的神经中枢，成为系统智能的支撑。

这种范式的转变，也勾勒出AI在制造业落地的五次迭代路径：

1. 感知迭代：从“能看见”到“能理解”

制造的第一步，始于感知。随着AI视频分析、智能传感器、工业物联网的发展，制造现场的“眼睛”变得更加敏锐，也更具洞察力。

AI赋能的视频分析系统，能够自动识别生产异常、故障预警、物品状态变化，补足了传统规则算法的局限性。在数据采集端，传感器不仅采集数据，更通过边缘AI实现初步分析与事件触发，为后续控制与执行提供实时依据。感知层的强化，是AI向制造系统全面介入的起点。

2. 控制迭代：从“规则控制”到“智能生成”

控制系统的智能化，正在重写工业控制的逻辑。以软件定义自动化（SDA）为代表的新一代工业控制系统，打破了传统控制系统中硬件与编程绑定的封闭结构，构建起开放、模块化、可重构的控制平台。

在此基础上，AI助手工具的引入，让PLC编程不再是工程师独自完成的任务。通过自然语言描述控制目标，AI可自动生成控制逻辑、流程图、语义注释，甚至进行调试与验证，实现从人写代码到人机共写的跃迁，提升控制系统的开发效率与迭代能力。

3. 执行迭代：从“自动化”到“智能协同体”

制造执行层也正在发生变化。AI与工业机器人深度融合，推动形成具备感知、判断、执行能力的“工业智能体”。

AI驱动下的机器人不仅能完成重复性操作，还可实现自适应路径规划、实时视觉识别与多机协同调度。通过数字孪生与仿真平台，机器人在部署前可在虚拟环境中完成训练与验证，极大压缩上线周期。从此，制造的“手脚”不再只是执行指令，而是具备判断力的智能执行体。

4. 运营迭代：从“记录管理”到“预测优化”

制造过程管理系统也因AI的引入而全面重构。人工智能正加速集成于MES、设备管理系统等生产过程核心平台，成为制造优化的智能引擎。

AI可对设备运行数据进行建模，提前识别潜在故障，实现预测性维护；通过实时数据流分析，优化OEE表现；在质量管理中，借助AI识别缺陷模式与根因，提升产品的一致性与合规性。制造过程管理正在从反应式控制迈向预测式运营，实现进程级、数据驱动的智能优化。

5. 决策迭代：从“周期滞后分析”到“实时智能决策”

制造企业的决策也正迎来智能化转型。AI将逐渐具备辅助排产、库存模拟、质量预测等高复杂度决策任务的能力。

借助AI模型，企业可以进行情景模拟，快速评估不同排产策略的资源占用与交付可能性；结合历史与实时数据，AI可预测质量波动趋势，提前调整工艺参数；在库存管理中，AI可动态推荐补货策略，提升库存周转效率。制造决策从滞后响应迈向前瞻洞察，成为企业敏捷性与韧性的关键支撑。

在这五次跃迁中，我们看到，人工智能不再是外置的工具，而是制造系统内部的智能因子。它跨越传统边界，融入每一层级、每一节点，推动制造系统从分层控制走向智能协同，从局部优化走向系统智能。

这场系统性重构，正是“人工智能+制造”的内涵所在。

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“人工智能+”时代的制造组织

需要什么样的系统能力？

在人工智能快速发展的当下，一个被反复讨论的问题是：AI是否会取代人？在制造业中，这个问题尤为敏感。

过去，自动化的每一次跃进，似乎都伴随着“机器替代人”的趋势。然而，今天的人工智能，尤其是在制造场景中的落地路径，正在告诉我们一个确定的答案：AI不是为了减少人，而是为了增强人。

根据罗克韦尔自动化公司最新发布的《2025智能制造现状报告》全球调研数据显示，48%的制造企业计划通过智能制造技术转岗或新增员工岗位。

报告明确指出：智能制造需要更多人，而不是更少人。

这意味着，AI的广泛应用，并未带来裁员潮，反而催生了对新型技能与复合型人才的强烈需求。

过去，AI更多被视为一种工具：用于辅助检测、分析数据、生成报表。而如今，随着AI模型在预测性维护、质量控制、排产调度等环节的渗透，它正逐步从辅助判断者演化为参与决策者。

这种演化不仅改变了技术角色，也重塑了组织结构。制造企业正在从“以人决策、AI协助”的单向关系，转向“人机共决策”的双向协同模式。AI不再是后台工具，而是嵌入业务流程、参与流程演化、触发流程再造的智能要素。

这也意味着，企业对人才的要求正在发生质变：不仅需要懂AI的工程师，也需要懂制造的AI人才。具备跨界能力、系统思维与业务理解力的AI通才型人才，将成为组织智能化转型的关键支撑。

如果说AI是智能制造的“大脑”，那么组织能力就是这副“身体”是否灵活、强韧、可持续的决定性因素。进入AI时代，制造企业不仅要引进算法和工具，更要构建起支撑AI落地、成长与扩展的系统能力体系。其关键维度包括：

1. 战略能力：AI不只是“IT项目”，而是“经营常态”

许多企业在推进“人工智能+制造”时，将其视为一次性的信息化升级，交由IT部门主导。这种做法往往导致AI项目高开低走、试点成功、复制失败。

真正的智能制造转型，需要将AI视为驱动企业经营模式变革的核心战略资源。AI不应独立于业务而存在，而应深度嵌入到生产、质量、供应链、能源管理等核心流程中。AI战略要与业务战略深度绑定，形成“业务牵引+技术驱动”的双轮模式。

2. 人才能力：构建“AI工程师+业务专家”的复合型梯队

人才结构的优化是AI落地的前提。一方面，企业需要具备AI算法能力、数据建模能力的工程师，能够理解制造数据的结构、特征与噪声；另一方面，更需要懂业务、懂工艺、懂运营的制造专家参与到AI项目中，将经验显性化、知识结构化，使AI模型更贴近现实问题。

“工程语言+业务语言”的双语人才，将是未来制造企业不可或缺的中坚力量。

3. 组织结构：推动AI中台与业务共建

AI项目往往碎片化，难以规模化复制，根本原因在于缺乏统一的数据与模型底座。为此，企业需要构建具备复用能力的AI与数据中台，将底层算法能力、数据治理能力与业务流程打通，形成“平台+场景”的双层架构。

组织上，也需设立跨部门的AI应用委员会或数字化运营小组，打破IT与OT、研发与制造、总部与现场之间的壁垒，实现从一线提问题、由平台出方案的共创模式。

4. 实施路径：从试点走向全链路部署

根据研究报告中提出的智能制造转型路径，企业在部署AI项目时应遵循敏捷起步、快速迭代、持续扩展的八步法，如上图所示。

这一路径强调：AI落地不能贪大求全，而应小步快跑、边做边学、逐步演进，以实现从“局部智能”到“系统智能”的螺旋式跃升。

AI的真正价值，不在于取代人，而在于塑造一个更聪明、更敏捷、更进化的制造组织。它让组织从经验驱动走向数据驱动、从流程刚性走向智能柔性，最终形成以人机协作为核心的智能共创体系。

未来制造业的竞争，不再是设备与产能的比拼，而是认知力、组织力与智能化能力的比拼。AI，不是终点，而是新的工业文明的起点。

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数据与模型

极难驾驭的“人工智能+制造”双引擎

AI的引擎，只有在“数据”和“模型”同时高效运转时，才可能真正驱动智能制造系统的持续演进。

然而，在“人工智能+制造”的落地实践中，企业往往陷入一个认知误区：认为只要部署了AI算法，接入了工业数据，就能自动获得智能的决策与优化结果。但现实是，许多制造企业在AI项目中“试点成功、复制失败”，其根源恰恰在于数据与模型这两个核心引擎未能真正启转。

1. 数据挑战：制造企业拥有“最多的数据”，却也是“最难用的数据”

同样根据《2025智能制造现状报告》的调研数据显示，制造企业采集的数据量不断增长，但仅有44%的数据被有效利用。这意味着，超过一半的数据“沉睡”在系统里，未能参与价值创造。

为什么数据难以利用？主要有三大原因：

“烟囱式”系统林立，数据孤岛严重：设备、产线、MES、ERP、WMS 等系统各自为政，缺乏标准化接口与统一语义，导致数据难以汇聚、难以打通。

数据先天不足，质量参差不齐：工业数据大量存在噪声、缺失、异构问题，缺乏治理机制，直接“喂”给模型反而适得其反。

数据后天无为，缺乏上下文结构：许多企业采集的是“孤立数据点”，缺乏事件、工艺、批次等上下文信息，导致模型无法理解其业务语义与因果逻辑。

更深层的问题在于：制造企业虽然拥有数据，但却缺乏将数据转化为可用知识的能力体系。这不是软件功能上的问题，而是组织机制、数据思维与治理体系的系统性短板。

因此，制造业的数据不是太少，而是太散；不是没价值，而是上下文信息不足。

2. 模型挑战：工业智能，不能靠“通用大模型”一蹴而就

当ChatGPT等通用大模型迅速走红，许多制造企业也产生了套个大模型就能智能制造的期待。但工业场景的复杂性、专业性、物理性，决定了制造业的AI模型，远远不是套壳即用的逻辑。

工业AI模型面临三大挑战：

工艺理解缺失：制造过程涉及大量隐性知识，如经验规则、物理机理、多变量耦合，如果模型不懂工艺，只能做相关预测，无法做根因分析或工艺优化。

数据稀缺与标签困难：与电商、社交等互联网领域相比，工业场景缺乏大规模开源数据集，且许多异常数据难以标注，监督学习难以为继。

泛化能力不足，场景迁移困难：同一模型在不同产线、不同设备上效果差异巨大，缺乏可迁移、可微调的底层能力，导致AI部署成本高、周期长、ROI低。

因此，制造业真正需要的是场景深耕型AI模型：既能理解物理行为与工艺机制，又能适应动态条件与设备差异，具备少样本、强泛化的工业智力。

可见，制造业的AI模型，不是“会说话的模型”，而是“能理解物理的模型”；不是“生成内容的模型”，而是“重构过程的模型”。

3. 管理挑战：AI不是拿来主义，能力体系建设才是制造AI的真正起点

在数据和模型双重挑战面前，企业不能再停留在部署工具的阶段，而应转向构建一整套可持续的AI能力体系，核心在于做好三件事：一、数据治理：从“采集数据”到“生产知识”；二、场景建模：用业务语言表达问题，用算法语言解决问题；三、模型微调机制：让每一个智能体都贴合自己的现场。

AI不是拿来主义，“人工智能+制造”需要被视作是一套系统工程。人工智能走进制造，不是装上就有用，也不是买了就智能。它是一场从数据到模型、从算法到组织的系统性工程。

企业若希望真正实现AI赋能制造，需要跳出“工具导向”的思维，构建面向未来的“数据能力 + 模型能力”双引擎体系。唯有如此，人工智能才能不只是制造业的看客，而成为看得懂、干得动、不断进化的智能合作者。

根据最新调研，95%的制造企业将在未来五年内投资人工智能。这不仅是一项技术投入，更是一场深层次的系统性重构。可以说，人工智能正成为制造业第二增长曲线的起点，重塑企业的生产逻辑、组织结构与竞争方式。

未来，制造企业的核心能力将不再是制造产品，而是构建一个能自主感知、持续优化、智能协同的系统。这场转型的关键，不在于是否应用AI，而在于能否以AI为引擎，重构一个真正面向未来的制造体系。

本文作者：彭昭

本文来源：物联网智库