智能制造產業鏈現代化運作邏輯
——基于CPS 視角

張耀一，韓江波，李 超

（1.南陽師范學院經濟與管理學院，河南南陽 473061；2.南陽師范學院南陽發展戰略研究院，河南南陽 473061；3.中國社會科學院財經戰略研究院，北京 100045）

1 研究背景

2020 年，習近平總書記提出“雙循環”的新發展格局，并將國內大循環作為主體。構建完整的產業鏈及其以此為基礎推進產業鏈現代化，是實現國內大循環的重要組成部分，更是構建新發展格局的基礎。盛朝迅［1］認為經過改革開放40 多年的發展，我國已建成門類齊全、體系完整、規模龐大、分工互補較高的制造業產業體系，并擁有全球最完整的產業鏈條，極大提升了制造業產業鏈的現代化水平；苗圩［2］認為“十三五”以來，我國產業鏈的核心競爭力不斷增強，在全球產業鏈中的地位持續提升，增強了我國抵御美國科技霸凌、逆全球化趨勢的信心；張其仔［3］認為我國的制造業產業體系基礎扎實、創新能力持續提升、智能化和數字化加速、融通發展格局建設初見成效、安全可靠性的體制機制初步形成，但同時，付保宗［4］認為我國的制造業產業鏈高質量發展面臨國際環境變化帶來不確定性、核心技術創新能力相對不足、基礎關鍵環節配套支撐不力、供給質量不足、國際國內循環流通渠道不暢、治理體系無法適應新技術革命要求等風險（見表1）。作為產業鏈現代化的引領者，智能制造的產業鏈現代化較之于美、德、日等全球主要智能制造強國而言，存在穩定性、協同性、循環性較弱的困境，且智能制造企業集中于產業鏈的生產制造環節，上下游共生發展生態不完善，仍未形成“設計開發—生產制造—產品銷售”的全閉合生態鏈。智能制造的關鍵核心技術和關鍵核心軟件被美國“卡脖子”的殘酷現實，表明我國智能制造的產業鏈現代化構建仍任重道遠。卓娜等［5］認為我國智能制造及其產業鏈的高質量發展面臨技術基礎、研發能力、技術創新等一系列困境；郭進［6］認為我國發展智能制造面臨制造企業的智能基礎薄弱、核心智能技術受制于人、智能裝備存在明顯的短板、企業的生產積累難以支撐改造投入等問題，極大阻礙了智能制造產業鏈現代化的發展。構建現代化的智能制造產業鏈，推進智能制造產業鏈的良性互動和循環體系，夯實國內大循環的基礎，越來越成為政界、學界及相關政策機構關注的熱點。

表1 我國制造業產業體系發展的基礎和風險

現有關于智能制造產業鏈現代化的研究較少，絕大多數文獻研究了產業鏈及其現代化，但從中能探析出其對智能制造產業鏈現代化認識。這主要體現4 個方面：一是鏈條論。韓江波［7］、劉志彪［8］指出產業鏈是涉及點、線、面、網的鏈條式關系，這些鏈條式關系立足于特定的經濟關聯形態，相應，智能制造的產業鏈現代化體現為對智能制造產業鏈的控制能力［9］；二是過程論。胡奎［10］、吳金明等［11］、魏長升等［12］對產業鏈現代化進行了研究，他們指出產業鏈是為制造產品生產或服務提供從原材料到消費者的一系列的完整的產業過程。相應，智能制造的產業鏈現代化體現為不斷優化產業過程的能力；三是價值論。此觀點指出產業鏈體現為產業價值轉移、創造，逐步開拓新用戶、生產新產品的過程。或認為，產業鏈是由企業生產、銷售、采購、技術開發等差異化的環節組成的創造價值的動態流程［13］。相應，智能制造的產業鏈現代化體現為從上游到下游的研發、設計、生產、銷售、服務等環節的高質量的價值創造活動，且有效貫穿價值創造、分配、傳遞全過程；四是組織論。此觀點認為產業鏈是一種立足于協作經濟、分工經濟的智能產業組織形態，涵蓋由供應商、制造商、分銷商和零售商等一切節點企業的分工合作關系［14］。相應，智能制造的產業鏈現代化體現為優化企業組織的能力。這4 種觀點對智能制造產業鏈及其現代化的內涵分析，見仁見智。

以上關于智能制造產業鏈現代化的研究，還沒有構建一個體系完整、邏輯自洽的分析框架。實際上，提升智能制造的產業鏈現代化，要重視智能制造與傳統制造相異的異質性技術特征，從傳統制造的產業鏈進行延伸，更要基于動態、開放、系統性的視角，才能深化對智能制造產業鏈現代化的理解和建立相應邏輯清晰的分析框架，并通過深入分析，建立對智能制造產業鏈全局化、層次化的認知，從而采取針對性的措施推動我國智能制造產業的高質量發展。基于此，本文對智能制造產業鏈現代化進行深層次詮釋，創造性地融合CPS 的運作理念，將其視為智能制造產業鏈現代化的本源，并以此為基礎動態化、細致性地解構CPS 的四層技術架構，相應總結出智能制造產業鏈現代化的四大維度及其四種階段。這是智能制造產業鏈現代化邏輯自洽性的分析框架。我國智能制造產業鏈現代化的構建和完善是一項集戰略性、長期性的工程，期間會面臨一系列的發展困境，根據智能制造產業鏈現代化的分析框架，認真研判問題，提出建設性的對策，以有助于推動我國智能制造的高質量發展。

2 CPS：智能制造產業鏈現代化解構的新視角

2.1 CPS：智能制造產業鏈及其現代化運作的關鍵切入點

CPS（cyber-physical system，CPS）概念于1991年由美國科學家提出［15］，是指為虛擬網絡世界與現實物質世界的融合體系。基于對CPS 內涵與關鍵特征的探究而言，CPS 是在計算進程與物理進程動態性融合與快速性演化中產生的新一代體系，借助于現代化網絡與嵌入式技術實現對物理進程的適時、精準監控，且根據得到的物理進程反饋結果開展計算進程調整。CPS 并不是單一體系，而是信息通信技術與物理系統的融合系統，其中，物理系統在計算技術與通信技術的監控下實現規范化、協調化、標準化運作。CPS 理念的核心在于推動嵌入式計算的優化和分布式控制系統的高效率配置，不斷優化工業生產系統的感知、互聯以及計算功能，大幅度提升產品與服務的質量，進而孵化出具有多功能、多用途的設備、這亦是智能制造高質量生態體系構建的基石。值得注意的是，CPS 具有控制、協同、虛擬等一系列特征，能充分借助于人機交互實現與物理進程的對接，從而推動網絡空間在遠程的基礎上實現實時、安全、高效的管理和自適應、自組織以及自協調。

CPS 在智能制造領域的獨特性功能陸續獲得發達國家的持續性關注。按照美國總統科技顧問委員會（PCAST）的《數字未來設計：聯邦資助的網絡與信息技術研發》和工業互聯網產業聯盟（AII）發布的《工業互聯網體系架構》，以及國內學者陳麗娜等［16］、李釗等［17］、何明等［18］、Lee 等［19］、魏曉東［20］的研究成果，CPS 在智能制造領域彰顯創新活、透性強、集成度高的特征，其不僅可將感知、計算、通信、控制等新一代智能技術與設計、工藝、生產、裝備等工業技術深度結合，而且能將物理實體、生產環境、制造過程及時投射到虛擬空間，并以此為基礎對生產制造全產業鏈進行高質量的調適和持續性的優化，最終實現對制造業生產模式、生產系統、生產范式的革命性重塑。從此意義上，CPS既可以被看成是智能制造生產系統的核心基礎，又能被視為工業智能技術的強有力支撐。實際上，CPS有力地促進了虛擬世界與現實世界的交互鑲嵌，革命性地重塑了制造業傳統的生產方式、價值鏈體系、產業形態和商業模式（見圖1）。總之，作為信息通信技術與制造業生產系統有機融合的智能系統，CPS 技術架構的設計、開發逐步成為智能制造產業鏈生成和發展的關鍵，進而成為認識、剖析智能制造產業鏈現代化發展的關鍵嵌入點。

圖1 基于CPS 的智能制造系統發展的理論邏輯

2.2 智能制造產業鏈現代化的本質規定性

赫希曼［21］曾在《經濟發展戰略》一書中從產業的前向聯系和后向聯系的角度對產業鏈的內涵進行了研究，認為其是存在著有機關聯的各個經濟部門之間依據特定的邏輯關系和時空布局客觀形成了相互交織的網絡關系。它與價值鏈、供應鏈不同［22］，見表2。產業鏈不僅是一系列產業層級的集合，由諸多生產經營體系（產業或市場）所構成，而且是大量產業（不同供應鏈）緊密協同關系的客觀反映，且這種關系包括上下游的縱向關系和同類分工、相互補充的橫向關系。此外，產業鏈既在很大程度上表現了經濟運作期間立足于時間先后發生的過程和不同環節在差異化區域中的分布狀況，又在一定情況下彰顯跨越單一供應鏈或產業而在社會范圍內集成不同資源的水平，并在此基礎上形成產業競爭力。結合赫希曼對產業鏈內涵的認識，立足于CPS 對智能制造的運作邏輯，可界定智能制造產業鏈的內涵：智能制造的產業鏈是各智能制造產業部門之間基于一定的技術經濟關聯和時空布局客觀形成的鏈條式關系形態。這種鏈條式關系形態從技術研發、產品設計、原料采購、中間品和終端產品制造、銷售、消費、服務等制造業產業鏈各環節的產品形成期間，上下游一系列關聯部門在產品、價值、知識領域結合后所產生的新型智能產業組織結構和形態。基于CPS 的視角，結合智能制造的產業鏈內涵，可引申出智能制造產業鏈現代化的內涵：智能制造產業鏈現代化是“智能制造產業鏈+現代化”的有機統一，其體現的是智能制造產業鏈整體產業基礎能力的提升，是多種能力的集合體。智能制造產業鏈的現代化是基于通信網絡為支撐，以人工智能為核心，以智能工廠為載體，以關鍵制造環節的智能化為核心，以端到端的數據流為基礎，以個性化生產為特征，將智能裝備經由技術進行連接而完成生產過程的自動化。智能制造的產業鏈若要實現現代化的運作，要依靠不同形式的感知技術（傳感器、RFID、機器視覺等），精準、及時匯聚生產期間的不同數據，充分借助于工業以太網等通信手段，將海量的數據上傳到工業服務器等智能控制系統，然后再把這些形形色色的龐大數據應用于企業統一管理控制平臺，進而實現智能制造的高質量提升。顯然，現代化的智能制造產業鏈應集軟件、電子、控制、機械為一體，涉及智能裝備、工業互聯網、工業生產軟件及將云、網、端三大環節有機結合的自動化系統集成及生產線集成等，就“云”（工業大數據及云計算）來講，這主體現為：自動化設備形成的一系列龐大數據充分要依靠傳感系統來完成采集、預測，使大數據實現能動性，有助于產生生產—銷售的全過程閉環；就“網”（工廠內物聯網和工業互聯網）而言，智能制造產業鏈的發展能選擇傳感器、RFID、機器視覺、人臉識別等一系列的方式來有效集聚工業大數據，進而將其匯到中央控制平臺；就“端”（網絡連接）來講，智能生產設備和智能物流設備的高質量實踐應用。基于云、網、端三大環節有機結合的智能制造的產業鏈現代化包括：⑴上游環節的現代化。上游涉及到的智能產業鏈現代化主體是制定標準和解決方案的提供商，此層面除提供設備及集成之外，還應按照工廠的生產特性，有計劃、有針對性地提出一攬子工業互聯網的解決方案；⑵中游環節的現代化。中游涉及到的智能產業鏈現代化主體涵蓋接入服務商、系統集成商等，其功能在于集成下游廠商生產的硬件。較之于下游制造，對供應商的系統集成和解決方案的水平提出了相當高的標準，而系統集成業務的價值不斷增加；⑶下游環節的現代化。下游涉及的智能制造產業鏈現代化主體是RFID 標簽和讀寫器、傳感器、一般元器件、通信設備及器件等設備提供商，而下游的生產商非常多，競爭呈現白熱化的態勢。

表2 產業鏈、價值鏈、供應鏈的概念辨析

2.3 智能制造產業鏈現代化運作的核心要素

CPS 可被看成是智能制造產業鏈現代化發展的基礎，也是智能制造產業鏈現代化發展的根本動力之源。根據CPS 發展的邏輯，智能制造產業鏈現代化的運作要立足于一定的物理基礎（感知層、網絡層、執行層、應用層），并在此基礎上延伸為關鍵產品、技術鏈、運營商，見圖2，這是智能制造產業鏈現代化運作的四大維度。

圖2 智能制造產業鏈現代化的一個分析框架

智能制造產業鏈現代化的基礎維“感知層—關鍵產品—技術鏈—運營商”。就CPS 的感知層而言，充分借助于智能化的數據分析工具和算法，高效率分析連接到網絡層的每個獨立單元的信息，并逐步形成可視化、支持性的知識，最終做出精準的決策。通常而言，感知層彰顯兩方面的功能：第一，各生產部件、產品皆具有信息標簽，具有唯一網絡地址。鑒此，標簽和標簽識別組成了智能工廠的關鍵要素。當前，二維碼、射頻識別RFID、NFC 技術等均為標簽慣常使用的技術，尤其是RFID 凸顯識別距離長、精度高的優點，極有可能成為未來智慧工廠中的核心標簽技術；第二，溫度、顏色、壓力等生產期間的各方面信息，均能被準確地記錄、感知，進而轉為數字信號，直至傳遞到生產決策終端或云端數據庫。感知技術體現為機器視角技術和傳感技術：前者一般用于記錄外觀信息和生產過程，而后者則能收集生產期間的一系列信息。與感知層相對應的關鍵產品表現為傳感器、RFID、機器視角，而技術鏈體現為信息采集技術和傳感感知技術，運營商則體現為傳感器、二維碼、紅外設備、射頻生產商。

智能制造產業鏈現代化的初級維“網絡層—關鍵產品—技術鏈—運營商”。就CPS 的網絡層來講，充分借助于網絡基礎設施、網絡技術、網絡服務，完成數據交換和數據共享。網絡層的基本功能表現為：一方面把感知層匯集的信息，依靠互聯網技術精準反饋到生產人員或生產管理軟件，進而做出相應的生產決策，另一方面把龐大的數據傳遞至數據庫和云端，從而進行全方位的分析，以優化生產、提升效率。網絡層的核心技術是網絡傳輸技術、信息處理技術。龐大的客戶需求、生產、產業數據依靠互聯網平臺被匯集于智能工廠之中，而智能工廠越來越依靠配置數據中心、云計算平臺動態化、精準化進行分析，最終實現生產的網絡化、數字化、智能化。與網絡層相對應的關鍵產品表現為云計算、大數據、SCADA、工業互聯網技術、智能芯片，技術鏈體現為網絡傳輸技術和信息處理技術，運營商表現為數據硬件開發云計算軟件企業、工業以太網、總線技術、無線傳輸技術生產企業。

智能制造產業鏈現代化的中級維“執行層—關鍵產品—技術鏈—運營商”。就CPS 的執行層而言，充分借助于預設規則和語義規范等各種各樣的控制技術，立足于認知層產生的決策，進而產生控制指令，使機器凸顯自適應、自檢測、自配置的能力。執行層的精準執行建立在數據采集、傳輸、存儲、分析、挖掘的基礎之上，進而作用于人、設備、物料、環境上。執行層的能反饋到感知層，借助于智能控制信息系統，立足于感知層的大數據分析結果，產生描述、診斷、預測、決策、控制等一系列的應用和高質量的決策建議或直接控制指令，大幅度推動知識資源動態化調適，高效率地控制工業設備、機器組件等物理資源，最終完成智能的生產模式、服務模式、商業模式。與執行層相對應的關鍵產品體現為機器人、智能機床、自動化裝備、3D 打印，技術鏈體現為機器人方案、智能裝備方案及3D 打印技術等，運營商體現為裝備及零部件生產商。

智能制造產業鏈現代化的高級維“應用層—關鍵產品—技術鏈—運營商”。這主要體現為設備的功能、屬性、狀態、位置、環境數據，依靠彰顯執行功能的終端設備，全方位接收CPS 上層反饋的海量的控制信息，進而操控機器設備執行相應的動作。應用層的企業能制定和執行系統化的全套解決方案，基于客戶需求為中心，重塑傳統生產工廠的發展模式，高質量完成全制造流程的智能管理和自我配置、精準執行的自組織生產。工人完全能從例行任務中釋放出來，進而可專一進行創新和增值的活動，而企業生產效率亦可獲得大幅度的提升。與應用層相對應的關鍵產品體現為自動化生產線和智能工廠，技術鏈表現為系統集成及自動化生產解決方案，運營商表現為智能工廠系統集成商和工業智能化解決方案提供商。

總之，基于CPS 的物理基礎（感知層、網絡層、執行層、應用層）及其在此基礎上延伸的關鍵產品、技術鏈、運營商，可推動智能制造的產業鏈不斷伸展，并形成較現代化的配套體系。

3 基于CPS 視角的智能制造產業鏈現代化動態演進

智能制造的產業鏈現代化不僅涉及底層技術、零部件和材料、新型基礎設施、質量標準、政策環境、人才隊伍等多要素，還涉及集成電路設計軟件、操作系統、數據庫、人工智能算法等基礎軟件。總體而言，智能制造的產業鏈現代化發展需經歷制造業自動化、制造業信息化、制造業互聯化、制造業智能化4 個階段，且各階段均與特定的核心環節的不斷成熟相對應（見圖3）。

圖3 智能制造產業鏈現代化的演化階段

制造業自動化。自動化生產線集成系統通常可被看成是服務業智能制造業的生產管理系統，該系統協同兼容性強、安全性強的企業控制軟件密切配合，可大幅度提升管理運作的水平。通常而言，系統集成商負責開發、集成工業機器人，其主要功能既體現為按照差異化行業的需求來嚴格制定與生產需求相吻合的智能解決方案，又表現為龐大的終端客戶群提供一攬子的應用解決方案。制造業自動化的基本業務形式體現為基于關鍵設備生產線的集成和工廠的產線技術改造為載體，升級、聯網已有的大型制造設備，進一步提供系統設計、系統成套、設備集成等各種各樣的服務。德國作為全球的工業標桿，在推進制造業高質量發展的過程中，非常重視推進生產線的集成系統。這具體表現為在制造業中實施物聯網和服務，充分依靠塑造橫向集成、垂直集成、數字化集成體系化創新，在推動工作流程動態性、靈活性的基礎上滿足消費者的特色化需求，從而不斷優化決策和增加價值，最終促進產業鏈的柔性化、智能化、網絡化水平。作為自動化系統裝備的典型表現，工業機器人是制造業領域自動化較高的裝備，其可依靠控制能力自動執行工作。日本將1980 年作為機器人發展元年，成立世界上第一個工業機器人組織，推動工業自動化生產，使之成為國民經濟智能化發展的重要動力來源。數控機床也是制造業自動化過程中極其重要且裝有程序控制系統的機電一體化產品。德國工業4.0 在數控機床的發展趨勢是推動生產和加工過程中的自動化、高效、節能，并在此基礎上陸續向為用戶提供集成化、自動化的智能解決方案。

制造業信息化。制造業信息化主要是基于工業軟件為主。工業軟件被視為工業信息、技術積累、知識流動和校驗體系的載體和高質量完成制造業數字化、網絡化、智能化的核心。工業軟件在本質上體現為鍛造“狀態感知—實時分析—科學決策—精準執行”的數據閉環，并塑造數據自動流動的各種各樣的規則體系，最終有效完成制造資源的高質量配置。在制造業信息化過程中，工業軟件的不僅要承擔生產制造執行系統和數據采集、監視控制系統的職能，而且要在很大程度上承擔計算機輔助設計、產品數據管理系統、產品生命周期管理系統等研發設計方面的優化和決策職能。基于產業格局而言，當前全球的工業軟件產業一般由歐美企業主導，其重點在云計算等領域進行創新研發。尤其是，歐美的工業軟件從形成到發展壯大期間，絕大多數獲得了官方機構的扶持或政府基金的注入，如NASTRAN、I-DEAS 等著名CAE 軟件剛開始，均由美國國家宇航局開發和資助。當然，歐美軟件企業往往會投入巨資對軟件技術進行研發和更新。例如，世界最大的CAE 廠商ANSYS 每年的研發投入約為3 億美元。值得注意的是，歐美企業亦非常注重依靠市場并購的方式來實現技術互補的目的。例如，2013 年，美國參數技術公司（PTC）收購了物聯網平臺Thing Worx 和2016 年德國西門子股份公司收購了全球三大EDA 軟件之一的明導軟件（Mentor Graphics），莫不如此。

制造業互聯化（工業互聯和工業物聯網）。工業網絡可大幅度促進工廠內不同制造業裝備、控制信息系統的互聯互通和高效推動物料、產品、人的全方位對接，且以此為基礎趨于扁平化、無線化、動態化、組網化的發展趨勢。通常而言，工業網絡的功能既體現為強力支撐工業數據的采集交換和集成處理，又表現為促使工業數據的建模分析和反饋執行，是高質量完成單個機器、產線、車間到工廠的制造業全系統的重要基礎性的工具和大幅度推進大數據流動的高效通道。工業物聯網涵蓋感知、運行、車間、工廠內部決策，而工業互聯網與平臺、架構體系一起，往上覆蓋到工業云，往下深入到控制層和車間。基于企業的視角來講，工業物聯網、工業互聯網的發展重心并不是要明晰各自范圍，而是要以此為基礎，重視基于研發、質量、服務等要素為核心，積極建設工廠自身的信息化、自動化、智能化。無論是互聯互通、數據分析，還是優化、安全，均在工業互聯網和工業物聯網范疇內，但工業互聯網主要是朝工業云上拓展，涵蓋云設計、云制造、云服務等。美國一般是依托工業互聯網聯盟，推進公司與研究機構的密切合作，而美國工業互聯網的目的體現為優化資產，進而為各種行業企業的服務化轉型提供一攬子發展在工業互聯網方面，美國是以資產優化為目的，為不同行業企業向服務型企業轉型提供模式。當前，美國的工業互聯網平臺和工業物聯網平臺數目眾多，表現為美國通用電氣公司（General Electric Company，GE）的Predix、PTC 公司的Thingworx。與其類似，德國工業4.0 也出現了德國博世公司（BOSH）的IOT Suite、SIEMENS AG的Mindsphere、德國企業管理系列軟件（SAP）的Leonardo 等大量工業互聯網平臺，其主要是基于制造流程優化為發展目標，進而完成個性定制的高效化，最終為廣大的中小企業探尋發展的“樣板”。

制造業智能化。智能生產系統涵蓋智能裝備、智能物流、信息物理系統等，且根據工業設計的要求，高質量實現制造一體化和管控一體化，最終有效實現生產制造過程的全智能化生產。3D 打印可被看成是智能生產的有機構成部分，不僅凸顯制造時間短、生產成本低的發展優勢,而且具有制造零件復雜、需求制造特色化的鮮明特色。無論是工業云，還是智能服務平臺在智能生產中均發揮十分重要的作用。這可被視為高度集成、動態開放、群體共享的數據服務平臺。3D 打印能革命性地完善客戶、供應商之間的關系，同時亦可對銷售商之間和企業內部組織之間的關系進行高質量整合，大幅度改進生產系統中信息流、產品流、資金流的運作模式，改善嶄新的產業價值鏈和競爭態勢。在美國，很多跨國型公司正快速完善工業云和智能服務平臺，朝下集成硬件資源和朝上有效承載軟件應用，不斷促進國際戰略資源的組合。在流程創新領域，英國政府通過各種政策支持制造企業與服務企業的高度融合，并不斷推動網絡化、數字化、智能化技術在供應鏈各個環節的踐行，且充分依靠工業互聯網、物聯網等前沿的信息和智能技術，持續推動上下游企業的數據、信息、資源分享。在日本，政府大力支持不同行業的協會，使之能為供應鏈上下游企業的溝通、談判構建高質量的發展平臺，持續促進跨界的供應鏈管理經驗的信息共享。

值得注意的是，制造業自動化、制造業信息化、制造業互聯化、制造業智能化是智能制造產業鏈現代化的4 個階段。這4 個階段只有先后之分，并無優劣之別，并均對智能制造產業鏈現代化的發展起著較為重要的作用，且呈現出典型的空間上的并存性和時間上的繼起性。

4 結論及展望

本文對智能制造產業鏈現代化進行深層次詮釋，創造性地融合CPS 的運作理念，將其視為智能制造產業鏈現代化的本源，且動態化、細致性地解構CPS 的四層技術架構（感知層、網絡層、執行層、應用層），并在此基礎上延伸為關鍵產品、技術鏈、運營商，進而研究智能制造產業鏈現代化所經歷的制造業自動化、制造業信息化、制造業互聯化、制造業智能化4 個階段。這是智能制造產業鏈現代化邏輯自洽性的分析框架。智能制造產業鏈的現代化構建是一個全面化、系統化的過程，并非可自然完成。我國智能制造產業鏈現代化的構建和完善更是一項集戰略性、長期性的工程，期間會面臨一系列的發展困境。通過對智能制造產業鏈現代化分析框架、動態演進邏輯進行分析，有助于探尋我國智能制造產業鏈現代化發展過程中存在的問題，進而可增強政策的針對性和現實操作性，希冀有助于我國智能制造的高質量發展。

第一，補齊關鍵短板環節，夯實基礎能力。智能產業鏈的現代化水平與智能產業的基礎能力有直接關系，若智能制造部分環節的基礎能力弱，則智能制造產業鏈的現代化水平較低，甚至會受制于人。目前，我國在智能制造產業鏈涉及的工業傳感器、芯片、工業操作系統等關鍵領域均存在技術短板，甚至技術空白。較之于歐美發達國家及地區，我國智能制造產業鏈現代化水平的差距主要集中在智能制造的產業基礎能力方面，具體涵蓋底層工業數據、設計軟件、研發設備、測試儀器、關鍵零部件和材料等。鑒此，我國可嘗試成立工業軟件投資基金，大力推動工業軟件服務認定等一系列工作，由此引導不同類型的專項基金流入到工業軟件基礎研發、產業化、推廣的應用，進而塑造工業軟件產業生態圈。進一步增加創新研發投入，有效依托企業構建國家技術創新中心和重大示范性工程的實施，深入推進關鍵核心技術的創新，以期在短期內補齊智能制造產業鏈現代化發展過程中的短板。千方百計地在云計算、大數據、信息安全等領域培養和引進一大批技術專家，進而產生高度整合和協同創新的研發團隊，為獲得原創性成果的突破奠定堅實基礎。在5G、人工智能、量子通信等領域，快速完善信息網絡基礎設施、智能應用場景、工業互聯網平臺、大數據中心等基礎設施，為制造業的數字化、網絡化、智能化提供強有力的支撐。

第二，大力推動企業發展，提升控制能力。當前，我國智能制造產業在發展過程中存在原始創新能力薄弱、核心技術缺失、全球營銷網絡松散、產業標準制定權缺失等一系列的困境，特別是高端產業低端化、產業鏈空心化、產業鏈掌控能力弱化等現象明顯。這是因為：我國絕大多數智能制造企業，無論是創新體系還是創新能力較之于歐美日發達國家及地區均存在較大差距，大量關鍵核心技術、裝備嚴重依靠進口，由此導致我國企業在全球產業體系中的控制力和話語權相對較弱。顯然，我國智能制造的產業鏈并未形成閉環運營。提升智能制造產業鏈控制力的核心是企業和企業家，而全球的很多重要產業均是由微軟、谷歌、蘋果等跨國公司或寡頭壟斷企業所掌控。鑒此，應高效彰顯企業家精神，合理引導企業家預期，有效激發企業家活力，大力保護企業家財富，逐步厚植企業家成長，通過政策支持、稅收減免、簡便手續、優化服務等方式，支持企業家干事創業。充分憑借國際產業體系重塑的契機，持續突破在研發設計、技術創新、生產管理、品牌塑造等領域的發展困境，有效強化國內企業的競爭優勢，進而構建基于國內企業為主導的國家價值鏈，推進國內企業借助于創新、專利等優勢，全方位、多層次、寬領域進行對外直接投資和海外市場并購，在高效集成全球資源的前提下陸續提升世界生產網絡的管理水平，最終提升國內企業的全球競爭優勢。應使“專精特新”科技制造型中小企業能參與關鍵、核心、共性技術的研究開發，增進科技制造型中小企業的創新水平，最終為造就數量多、質量優、潛力大、成長快的創新型制造業集群確立穩固的基礎。

第三，促進上下游協同發展，提升聯動能力。改革開放40 多年來，我國的智能制造產業鏈一般是先從下游的主機集成為切入點，通過引進發達國家的技術，側重于組裝。這種模式對于上游的關鍵零部件、關鍵材料的重視不夠。截至目前，我國的智能制造產業并未產生較為齊全、流暢的現代化產業鏈。此外，我國智能制造配套企業的協同性較差，而智能制造產業鏈上游或下游被外資控制，絕大多數節點企業被限于生產環節，且同行業多條產業鏈之間各自為營、銜接松散。當前，困擾我國智能制造產業鏈現代化的最大障礙是智能制造業產業鏈尚未形成一條完整、循環、互動的現代化產業鏈，面對內外風險時智能制造的產業鏈各環節所表現出的維持自身系統穩定、防止斷裂和缺失的能力有待提升。為此，應有效推動智能產業鏈的上下游分工互補、聯動發展，特別是應重視促進上下游企業的技術合作攻關、產業協同發展，進而塑造凸顯全局性、戰略性、系統性、現代化的智能制造產業鏈。應充分利用龐大的人口優勢和超大規模的市場優勢，通過需求誘導先進制造業和現代服務業的融合發展，進而逐步提升智能制造產業鏈的發展韌性，最終提高智能制造的產業鏈現代化水平。不斷深化智能制造的產業化協同和市場化聯動，合理搭建共性技術平臺，大幅度推動科技成果的轉化應用，積極培育和發展政產學研資聯系緊密的創新生態，尤其是突破跨行業、跨領域的關鍵共性技術困境，持續推動智能制造的產業鏈、價值鏈、創新鏈聯動發展。要在短期內培育基于信息、技術、知識、人才等一系列新要素為強力支撐的新優勢，集中資源投向5G、人工智能、高端裝備等重點領域，發展一大批彰顯全球競爭優勢的世界級制造業產業集群，注重推動智能制造的上下游產業鏈協同和基礎材料、核心零部件、關鍵設備、研發設計、生產制造和市場應用的協同，并在此基礎上增強智能制造產業鏈的整體效率。具備條件的地方可充分依靠智能技術重塑傳統制造業，大范圍推廣應用智慧供應鏈管理和工業互聯網平臺，最終增進上下游產業鏈的動態化的高效配置和低成本化的資源協同。

第四，積極發展工業數據，提升要素配置能力。推進智能制造的產業鏈現代化不僅需要借助于互聯網的智能裝備和應用控制軟件優化創新，更是需充分借助于大數據的有效采集和深度運用來逐步優化智能制造組織流程和智能制造服務模式。實際上，大數據可被視為智能制造異常寶貴的資源，更被看成是高質量推進智能產業鏈現代化的核心要素。從某種程度上，智能制造產業鏈現代化發展的關鍵體現為數據自由流動和高效挖掘使用。當前，受制于工業裝備智能化程度較低、工業智能系統應用封閉的影響，我國無論是工業大數據采集，還是工業大數據挖掘服務，均有待完善。鑒此，應大力推進工業大數據的有關法規、技術標準體系以及數據標準體系構建，注重關鍵行業的工業大數據發展，進而產生自主可控、動態升級的核心工業信息技術體系。特別是，塑造符合國內消費者需求特征的工業大數據服務，推進工業大數據的高端化、規模化市場應用，全方位增加技術研發資金的扶持力度，重點優化智能制造過程中海量數據信息的變化，并在此基礎上立足于智能元件對大數據分析的信息進行指令發送，最終逐步引發工業智能設備的一系列反饋行為。智能制造產業鏈現代化的塑造不僅需要充分借助于高效配置龐大的數據信息，注重發展一大批智能制造系統解決方案供應商，而且應積極發展專業化工業大數據信息服務商，進一步打好工業大數據采集、利用的基礎，大幅度促進工業生產裝備的數字化、網絡化、智能化轉型升級，最終為智能制造的產業鏈現代化發展奠定要素基礎。

第五，完善供應鏈發展機制，提升風險防范能力。供應鏈可被視為產業鏈的重要內容，歐美國家將其提升為戰略層面。美國、德國、英國等發達國家非常重視彈性供應鏈、供應鏈創新機制、供應鏈上下游協作、供應鏈風險預防能力的發展。這些發達國家的供應鏈發展政策不僅體現為強化智能制造的供應鏈系統安全風險評估，而且表現為加強智能制造的供應鏈彈性，還表現為出臺針對智能制造供應鏈安全問題的國內標準、法律規范以及推進供應鏈的全球合作。我國應構建有效應對智能制造產業鏈風險的長效機制，精心鑄造供應鏈體系，增強供應鏈應對各種風險的水平。嘗試塑造常態化的智能制造供應鏈安全評估審查機制，每年有兩次對工業基礎能力和智能制造供應鏈安全的評估，不斷提高智能制造供應鏈調整的彈性和韌性，重點兼顧智能制造供應鏈全球布局和保障智能制造供應鏈安全的關系。大力增強智能制造供應鏈的運作質量，陸續塑造智能制造供應鏈高質量發展的環境，尤其是應基于可持續激發市場主體參與智能制造供應鏈協同的動力為重點，大力突破企業能力和配套支撐弱化的桎梏。為大力突破我國智能制造供應鏈、供應鏈同國際智能制造產業存在的鏈條接軌不足、鏈條匹配不夠、鏈條融通不暢的問題，應積極應對全球貿易保護主義的負面影響，牢牢預測經濟全球化新趨勢新特點，創新智能制造供應鏈全球合作模式，充分借助于全球資源利用、業務流程再造、供應鏈高效整合等一系列方式，塑造堅實穩固、內外循環的智能制造供應鏈體系，通過高質量、高標準的開發預防供應鏈中斷的風險，最終推動智能制造產業鏈的現代化發展。