世界工廠的第二曲線:工業AI步入高速增長與重塑窗口

作者 | 物聯網智庫  2025-09-17

制造業又將迎來一個關鍵轉折點，最近工信部宣布將研究出臺“人工智能+制造”專項行動實施方案。這一消息無疑再次將產業界的目光聚焦于智能化升級的浪潮之上。

根據官方信息，下一步，工信部將推動人工智能產業高質量發展，加快高水平賦能新型工業化，研究出臺“人工智能+制造”專項行動實施方案，部署重點行業、重點環節、重點領域、智能化轉型任務，制定人工智能+制造轉型路線，發布實施制造業企業人工智能應用指南。

在中國的政策風向之外，全球范圍內的產業趨勢也在同步演進。

市場研究機構IoT Analytics最新發布的《2025-2030年工業人工智能市場報告》指出，2024年全球工業AI市場規模已達436億美元，預計到2030年將躍升至1540億美元，年復合增長率為23%。

這不僅僅是數字的放大，更標志著工業AI已經進入高速增長和戰略重塑的窗口期。

我國“人工智能+制造”專項行動的推出，與全球產業鏈的智能化躍遷形成強烈共振，推動著“世界工廠”在全球新一輪競爭格局中加速邁向高質量發展。

回顧過往，產業界對工業AI的普遍認知曾長期停留在“降本增效”的范疇。但在《“人工智能+制造”的關鍵時刻：不是降本，而是重構》一文中，筆者認為工業AI的真正意義并非簡單的成本優化與效率提升，而在于對制造底層邏輯的“系統性重寫”。AI不只是一個工具，而是重塑整個產業結構和價值體系的變革力量。

基于此，本篇文章將進一步深入剖析：工業AI正在如何改變“制造的本質”。

這種改變，不只是管理流程的升級、局部環節的智能化，而是對產業鏈組織方式、價值分配模式、企業間協同機制的根本性重構，甚至延展到供應鏈網絡的全面重組，以及制造企業從“產品導向”到“服務導向”的商業模式創新。

改寫制造底座：從線性分工到智能網絡

過去，工業AI在制造企業中的角色，大多停留在試點項目或IT部門，是技術創新的點綴，卻很少真正進入企業戰略的核心。而今天，這一格局已被徹底顛覆。

最新的全球工業AI市場研究清晰地顯示，AI已不再是邊緣化的IT項目，而是在越來越多的大型制造企業中，成為CEO主導的戰略主線。

根據IoT Analytics調研報告顯示，2021年，絕大多數制造企業還在將工業AI視為“實驗項目”或“輔助工具”。但到了2025年，工業AI已經被寫入企業路線圖，成為董事會和CEO在財報季反復討論的關鍵議題。

以豐田為例，這家全球制造業的標桿企業在2025財年投入106億美元，打造以工業AI和軟件為核心的新型工廠，強調人機融合、技能傳承和智能賦能。豐田的智能工廠愿景，不僅僅是引入AI技術，更是讓一線員工具備機器學習能力，將工程師的經驗和知識沉淀為企業的智能資產，實現實時問題預警和生產力提升。這樣的轉型，不再是“局部試驗”，而是推動整個組織能力和管理哲學的系統性升級。

更深刻的變革，正在產業鏈與供應鏈層面展開。傳統制造業長期依賴“線性分工”“串聯式流轉”的組織方式，導致信息流、物流和決策流層層傳遞，響應遲緩、靈活性低下。工業AI的深度融入，正在打破這一路徑依賴。產業鏈不再是單一企業的“疆域”，而是演化為多主體、多節點實時互動的“智能協同網絡”。

在全球制造業面臨深度轉型的今天，企業管理層對工業AI的高度關注，已將“智能協同網絡”推上了產業變革的主舞臺。事實表明，AI的崛起不僅僅是一次技術升級，更是在深刻重塑制造產業鏈的基本組織方式。

最為根本的變革，來自于軟硬件解耦與開放自動化的廣泛落地，所引發的“由內而外”的變化。

曾經主宰工廠控制權的那套以專屬硬件綁定為基礎的“金字塔式”分層架構，正在被虛擬PLC、工業互聯網平臺等新一代技術體系所取代。西門子、施耐德、博世力士樂、倍福等龍頭企業率先完成軟硬件解耦，將控制邏輯從專用硬件中釋放出來，賦予工廠以更大的架構彈性和接口開放性。

虛擬PLC的逐漸普及，讓工廠能夠用標準IT服務器集中管理原本分散在生產線各處的數百臺控制器，工程師們無需再奔波于產線之間，遠程即可完成批量升級、運維和應急響應。以奧迪為代表的實踐樣本已證明，虛擬PLC不僅顯著提升了工廠的靈活性和彈性，還極大降低了系統復雜度和一線人工成本。

這種軟硬件解耦和虛擬化正本清源地推動著數據流動的徹底重構。虛擬PLC通過云端部署、標準化通信協議和遠程管理能力，將OT（運營技術）與IT（信息技術）之間的壁壘打通，讓供應、制造、物流、銷售等多環節的數據實現無縫流通。這是“全鏈路透明化”的基礎。

工業AI得以實時采集、分析和處理多終端、跨設備數據，形成覆蓋全生產鏈的動態視角。一旦信息孤島被消除，企業就能夠以前所未有的速度感知市場變化、風險信號和資源瓶頸，從而以數據驅動實現全鏈路的動態優化和彈性調度。

正如IoT Analytics的行業調研所指出，工業數據管理和DataOps正成為智能制造轉型的核心支點。基于此，生成式AI在制造業項目中的滲透率2024年已達6%，預計到2030年將升至25%。跨企業的知識共享、智能供應鏈網絡的構建、制造網絡的柔性一體化，正在成為行業新的進化方向。

更為深遠的變革，體現在協作機制的自適應和智能化上。工業AI不只是讓企業內部流程自動化，更在重構企業間協同關系。通過AI賦能的供應鏈協同平臺和工業互聯網，企業間可以實時共享產能、資源與訂單信息，動態調整供需匹配，實現“需求驅動、能力共享、柔性協作”的生產網絡。

這一網絡不再依賴傳統的剛性協議和層層審批，而是由智能體驅動的“自組織生態”——每一個節點都具備自我感知、學習和優化的能力，能夠在面對環境變化時自動協同、快速響應。

更進一步，工業AI智能體有望擔任“軍師”的角色，逐步取代人工調度，自動協調原本需要多方博弈和協商的制造、供應、物流等環節，使整個產業鏈從機械式串聯進化為分布式自治、實時優化的復雜系統。

從“賣產品”到“賣服務”再到“賣智能”

IoT Analytics的調研顯示，自動化視覺檢測已經占據制造AI應用的11%，成為最具規模效益的場景。令人驚訝的是，工業AI投入僅占制造業收入的0.1%，但帶來的回報常常高達數百萬量級，這一結構性“資本杠桿”正在引發整個行業的價值觀重塑。

在制造業漫長的進化史中，價值分配始終圍繞著“制造為王”的鐵律展開。企業的核心競爭力，曾經無一例外地依托于硬件制造能力以及規模化、低成本的單一產品交付。

然而，AI技術的深度賦能讓這一切正在悄然發生結構性轉移。

制造業的價值創造不再只是產線上的“硬件與產品”，而是轉向了對數據、算法與智能服務的系統性運營。數據與算法已成為產業鏈中最具溢價能力的戰略資源，正逐漸取代傳統硬件資產，成為企業新一代的核心生產要素。

這種價值分配模式的重構，首先體現在服務與增值運營的興起。工業AI技術推動下，預測性維護、遠程診斷、數字孿生、智能供應鏈等新型服務正在制造業中快速普及。企業與客戶的關系正從“一次性交付”轉向“全生命周期運營”，服務環節利潤不斷提升，帶來持續且高質量的現金流。

以法國雷諾為例，僅通過工業AI驅動的預測性維護工具，就在一年內為企業節省了2.7億歐元的能源和維護開支。美國Georgia-Pacific公司則依托AI打造的自動化檢測與智能運維系統，每年創造數億美元的新增價值。這些案例背后，正是制造企業通過智能服務抓住了價值分配的主動權。

更為深遠的變化，是平臺型企業的崛起。工業AI平臺和生態連接能力，正在成為制造業新一輪價值分配的主導力量。那些能夠主導產業數據流、算法流、知識流的企業，逐漸掌握著對上下游資源的調度權和創新權。平臺主導、多元共創的新格局正在形成，制造業價值鏈被重塑為一個以智能和數據為核心樞紐的動態生態系統。

自然而然，制造業的商業模式，正在經歷一場前所未有的轉型。

無論是設備即服務、預測性維護，還是產線優化咨詢，制造企業已經能夠像SaaS廠商一樣，將自身能力通過持續訂閱的方式，源源不斷地為客戶創造新價值，“智能產品即服務”“用效果計價”將成為新常態。這種轉型不僅帶來了收入模式的根本性變化，更讓企業和客戶之間建立起了長期、動態、共贏的合作關系。

制造企業與客戶之間的關系，將從單向交付轉變為“產品-服務-數據-再創新”的正反饋閉環——客戶的使用行為、設備的實時狀態、服務的增值空間，都被納入企業的數據運營體系中，成為創新和價值持續生長的土壤。

真正具備行業引領力的企業，已經在“智能生態運營商”的賽道上邁出了關鍵一步，工業垂直領域的基礎模型也有望即將出現。未來的制造企業，必然是智能服務的提供者、數據運營的專家和生態協同的核心樞紐。

理性進化：人工智能在制造業的“能”與“不能”

在AI成為制造業戰略核心、引領產業鏈組織與價值分配重構的同時，也必須承認：人工智能絕非萬能良藥。理性分析AI在制造業中的邊界、風險和約束，是企業實現高質量智能化轉型不可或缺的底線思維。

首先，人工智能并不適用于所有制造場景。

AI擅長處理大規模、結構化的數據分析、模式識別與自動決策，例如視覺檢測、預測性維護、動態排產等環節。但在高度依賴物理極限、復雜工藝經驗或極端小樣本決策的場景下，AI的“短板”愈加明顯。

例如，核心工藝參數極度敏感但數據不足的高端材料制造、需要極高精度和安全冗余的航空航天、核電等特種制造領域，AI模型的泛化能力和可解釋性難以完全滿足要求。再如，柔性裝配、非標定制、極低批量多品種等業務，數據積累難以形成規模經濟，工業AI的ROI長期處于不確定狀態。更不用說，部分涉及隱私、數據主權或知識產權敏感的場景，數據流通和AI訓練本身就面臨天然限制。

其次，工業AI應用中存在不容忽視的數據風險與治理挑戰。

數據孤島、數據質量不佳、采集過程中的安全與隱私合規，都會直接影響工業AI模型的可靠性和可用性。制造企業如果盲目引入AI算法，而沒有建立完善的數據治理、數據安全和合規管理體系，很容易陷入“數據黑洞”——算法決策看似智能，實則建立在污染、失真或不完整的數據基礎之上，最終導致系統性偏差和業務風險。

尤其是在供應鏈多環節、多主體協同的網絡環境下，數據接口標準不統一、數據共享意愿不足、數據權屬和流通機制不清晰，都會成為AI能力擴展的“天花板”。

此外，AI算法本身的黑箱特性，依然是制造業大規模應用的隱憂。

復雜的深度神經網絡在決策邏輯上缺乏透明度和可追溯性，一旦出現異常、誤判或安全事故，責任認定和應急處置的難度急劇上升。對于涉及安全生產、生命財產、合規監管的關鍵制造環節，企業不能盲目依賴工業AI“自動駕駛”，更不能將控制權完全交給算法黑箱。

更要警惕的是，AI技術的快速更新迭代帶來的路徑依賴風險。

企業若過度押注某一代AI平臺、算法模型或生態標準，極易被供應商鎖定，喪失自主可控和靈活升級的能力。尤其是對“平臺型”AI服務的依賴，可能帶來數據資產流失、技術遷移障礙和生態博弈的被動局面。一旦外部平臺出現服務中斷、合規變動乃至地緣沖突，企業核心生產力將遭遇系統性風險。

智能制造的真正價值，不在于無條件擁抱每一項新技術，而在于對工業AI的理性駕馭和創新融合。只有清醒認知工業AI的優勢與局限，才能在產業智能化的道路上走得更遠、更穩、更有價值。

寫在最后

未來的制造世界，將屬于那些既能用好AI、又能深度融合行業經驗、持續探索創新邊界的企業。真正的領先者，從不是盲目追逐技術潮流的跟隨者，而是在理性認知、務實實踐與生態共創中，把握產業變革主動權的開拓者。

智能制造的下半場，考驗的不只是技術，更是組織的戰略遠見、能力積累與協同創新。對于每一個有志于高質量轉型的制造企業來說，這既是挑戰，更是難得的歷史機遇。