中国信通院李琦琦：AI驱动，制造业迎来“智变”

当前，人工智能正以“大扩散”态势席卷全球产业。从技术演进看，AI已从单一模态的语言交互迈向多维度的世界认知；从产业实践看，制造业正经历从自动化到自主化的质变。通用智能时代的技术扩散将遵循“基建布局–耐心投入–市场培育”的长期逻辑，而制造业作为实体经济的核心载体，正成为AI技术落地的战略高地。

一、AI演进历程：从哲学思辨到世界模型

从最初对“机器能否思考”的哲学思辨，到如今渗透生活的智能应用，AI演进呈现理论突破与技术迭代的交织形态。AI的发展始于人类思维可机械化的假设，公元前千年已有形式演绎方法探索。20世纪中后期，从神经元模型奠基到达特茅斯会议确立“人工智能”术语起步，经技术局限下的反思与转向铺垫，到机器学习推动应用、专用AI能力显现的积累，完成了从理论到技术的沉淀。2011年后，AI迎来高速发展期，在多领域实现突破。如2012年深度学习在图像识别领域展现出显著优势，其识别精度远超传统算法。2016年，AlphaGo战胜世界围棋冠军，这一里程碑事件突破了人们对AI能力的认知边界，成为AI发展的重要突破。

当AI进入蓬勃发展的深水区，其技术模型的演进态势，凝练为三个阶段。第一阶段：海量数据，初始训练。此阶段以大规模数据预训练为核心，模型主要通过互联网数据进行无监督学习，实现知识的压缩，能力集中在模仿学习，以快思考为主，能理解输入意图并生成相应任务结果，能动性限于推理一步或提示词，应用场景多为简单多步任务，如ToC的信息查询、简单角色扮演，ToB的企业知识库查询等。以GPT系列为代表的大语言模型通过互联网海量数据训练，实现了知识的规模化压缩。但该阶段在创新方式上以超高投入、长且不稳定的开发周期、难以迭代升级，如美国以头部大厂+风投实力+特殊组合推进，主要投入基础建设，预训练投入资金量巨大但商业化路径模糊，企业多以“技术故事”融资为主，商业模式难以闭环。第二阶段：强化学习，进阶训练。强化学习成为这一阶段的关键，模型从模仿学习向“做题式”思考学习转变。通过明确的奖励信号和强化学习微调，模型推理能力提升，具备长链路、多轮反思、递进生成的慢思考能力，能动性体现为独立多步推理选择能力。代表性模型有o3、DeepSeek-R1、Gemini2.5 等，在Deepresearch、Deep Code等领域形成半现象级产品，ToB和ToC应用活跃度显著提升。基础设施上，出现ASIC新推理芯片，强化学习框架、训练环境、合成数据等得到发展。资本投入更趋理性，代码开发、2B领域活动活跃，商业模式接近闭环。第三阶段：场景交互，高阶训练。模型进入真实“场景续训”阶段，核心是构建能理解物理世界的“世界模型”。强调从实践中学习专业能力，通过持续学习、自主交互、真值奖励和高阶推理提升性能。此阶段模型具备高能动性，能主动提问、认知反思、交互生成，多智能体协作成为趋势，开始抢占上下文高地。应用上，企业部门、产业应用、智能数字员工广泛参与，异步交互的智能体成为未来核心生产力，新的商业模式闭环逐渐增多。英伟达提出的“AI工厂”概念，正是通过数字孪生与具身智能的融合，实现虚拟仿真与物理生产的实时交互。基础设施方面，新一代云平台、专有领域/企业/组织的上下文、沙盒、智能体等得到发展。创新方式上以开发手段开放、推广小集群/小算力模式、智能体在场景中学习为特点，前沿实验室、公司、大厂为推动力量。投资模式上，市场和民间资本开始活跃，政府和大厂投资风险降低，新的商业模式闭环方式增多。

二、制造业升级路径：从手工生产到智能制造

制造业作为人类文明进步的基石，其发展历程映射了社会生产力与生产关系的变革。制造业早期主要依赖人力与经验的个体化生产，停留在“人工主导”的原始阶段。第一次工业革命后，机械力替代自然力，让生产从“个体经验”转向“机械协同”，为自动化埋下伏笔；第二次工业革命后，随着电力的普及应用，“机器重复执行固定指令”成为主流。20 世纪中叶后，PLC、工业机器人与ERP、MES系统的应用，进一步提升了自动化精度，让生产进入“精准可控”的自动化成熟阶段。21世纪以后，真正的质变开始形成。工业互联网与大数据打破了设备、流程与供应链的信息壁垒。2020年后，AI成为制造业质变的核心驱动力，机器学习替代人工完成质检、维护等工作，生成式AI参与研发设计，这已不是简单的“机器执行指令”，而是系统自主感知、分析、决策。

产业转移与制造业发展升级密切相关。从历史发展来看，全球已经历了四次大规模的制造业产业转移。全球第一次产业转移（18 世纪末至 19 世纪中期）：英国向欧美转移产能。英国率先完成工业革命，成为“世界工厂”，但随着国内劳动力成本上升和市场饱和，开始向其他国家转移产能。此次转移中，英国将纺织、煤炭等轻工业和基础工业技术转向美国、法国、德国等。这些国家凭借丰富的自然资源和劳动力，积极承接产业转移，引进先进技术和生产方式。美国抓住机遇大力发展制造业，建立起初步的工业体系。法德也在承接过程中加速工业化进程。这次转移推动了欧美主要资本主义国家的工业发展，形成了多极工业，为后续全球产业分工奠定了基础。第二次产业转移（20世纪中期）：美国向日德转移产业。二战后美国成为全球经济霸主，工业生产能力大幅提升，但传统产业面临成本上升压力。美国开始将劳动密集型的纺织业、资源消耗型的钢铁业等传统产业向日本和德国转移。此时日德凭借战后重建需求、高素质劳动力和政府产业政策支持，积极承接。日本通过引进美国技术并加以改良，迅速恢复工业生产。德国依托原有工业基础，重点发展钢铁、机械等产业。此次转移助力日德经济快速复苏。第三次产业转移（20 世纪70年代后）：“亚洲四小龙”制造业崛起。经过战后几十年发展，日本和德国经济实力增强，劳动力成本上升，开始将附加值较低的产业向外转移。此次转移以轻纺、机电等劳动密集型产业为主，转移目的地主要是中国香港、中国台湾、韩国和新加坡。“亚洲四小龙”凭借优越的地理位置、廉价劳动力和出口导向政策，积极承接产业转移。它们通过加工出口模式，快速发展外向型经济，建立起具有竞争力的制造业体系，实现了经济的高速增长，成为东亚和东南亚地区的经济重要增长极。第四次产业转移（20世纪80年代后）：中国转型为制造大国。20世纪80年代，中国凭借“人口红利”和劳动力优势，承接全球劳动密集型加工制造业，融入全球分工体系，开启“外向型”经济增长之路。20世纪80年代前后，亚洲“四小龙”地区劳动力成本快速增长，逐渐丧失劳动密集型制造业领域的比较优势，并陆续将低端制造业向周边经济体迁移。这一阶段，中国恰好处于“婴儿潮”人口的“黄金年代”。凭借巨大的“人口红利”和区位优势，中国承接全球劳动密集型制造业，融入全球分工体系，实现贸易和经济的快速增长。第五次产业转移（近年来）：多重冲击下全球产业链重构。近年来，全球化进程放缓，在发达国家制造业回流政策、新冠疫情和地缘政治冲突加剧等多重因素冲击下，全球进入新的产业转移阶段。发达国家为保障产业链安全，推动部分制造业回流，同时，劳动密集型产业向成本更低的东南亚、南亚等发展中国家转移，高端制造业向技术优势明显的地区集聚。中国则在承接高端产业的同时，加速自身产业升级，将部分低附加值产业向外转移。这次转移呈现出多向流动、区域集聚的特点，全球产业链正在经历重构。

当前，全球制造业产业布局大洗牌、产业矩阵大调整的势头日趋明显。站在时代的潮头，亟需推动产业转型升级，开拓人工智能等中高端市场，用蓬勃发展的中高端产业的“大市场”优势吸引更多投资，弱化外迁带来的冲击。

三、发展建议：AI+制造，引领未来产业

如今，AI作为引领未来的战略性技术，正在深刻改变制造业的生产方式、商业模式和产业生态，推进AI与制造业深度融合，是实现制造业高质量发展的重要路径。下文从核心技术、基础设施、生态培育等方面提出建议，有助于我国在新兴制造业领域中形成新动能、塑造新优势。

（一）在AI技术层面：技术创新是驱动AI赋能新型工业化的核心引擎。主动适应和引领新一轮科技革命和产业变革，需要加强AI技术的产业培育，突破基础层、框架层、模型层与应用层的技术瓶颈。就技术细分方向而言，在制造业领域，工业智能体与物理AI的深度融合，将成为驱动制造业高质量发展的中坚力量。工业智能体作为新一代智能单元，具备自主决策架构与多目标资源优化能力，能够通过工业互联网架构实现工业软件与物理设备的协同，提升生产资源配置效率。而物理AI作为遵循物理规律的智能系统，正从数据驱动的统计相关性建模向物理机理约束的因果推理演进，为工业智能体提供高可信度的决策支撑，推动工业生产向自主化、精准化和高效化方向发展。就技术迭代路径而言，构建功能强大且可靠的AI Agent依赖于多种核心技术的协同工作，这些技术共同构成了智能体感知、思考、决策和行动的基础。其中，大型语言模型（LLM）和自然语言处理（NLP）技术是现代AI Agent的核心。机器学习是AI Agent实现学习、适应和优化决策的关键技术，而规划算法、知识图谱等是AI Agent的核心支撑技术。此外，计算机视觉、机器人流程自动化、云计算、边缘计算等技术，也在AI Agent的实现和能力扩展中扮演着重要角色。

（二）在基础设施层面：需形成“算力–数据”协同布局。就算力而言，需紧扣“模型–系统–硬件”三位一体协同优化逻辑，依托国产实训场等基础设施，针对性部署适配制造场景的智算能力，通过硬件原生动态稀疏、并行推理等技术创新，降低设备状态监测、工艺参数优化等AI应用的算力成本。同时借鉴国外规模化部署算力经验，结合制造业场景特点，构建分布式算力网络，实现从生产排程到质量检测全流程的高效算力供给，推动算力与制造场景深度融合，形成“算力支撑–模型迭代–生产提效”的闭环；就数据而言，依托制造业场景生成的观察数据构建基础，通过模型合成数据增强数据集，覆盖生产参数、设备状态等多维度信息，为AI模型训练提供高质量“养料”。同时推动数据服务升级，从传统项目制数据交付，转向数据直接驱动业务动作，通过API开发能力，嵌入工作流深处，推动数据服务价值跃升及数据付费模式变革。

（三）在产业生态培育层面：需“政产学研用”协同发力。在科学研究端，高校与科研机构深耕AI基础技术研究，为产业提供科技创新成果。企业通过产学研合作基地等机制，将科研成果快速转化为产品，加速技术向生产力的转化，形成制造领域的产业优势。在市场需求端，以制造业市场需求为导向，精准把握生产痛点，倒推AI技术创新，由此双向循环推动AI与制造业生态良性发展。在生态平台端，我国正积极推进AI未来制造示范区，旨在将国家战略需求、技术制高点与区域优势进行整合创新，推动区域乃至国家在全球产业竞争中占据主导地位。AI未来制造示范区将有效解决产业转型的关键瓶颈，为政府提供强有力的政策抓手，为产业构建协同发展的平台，为企业（尤其是中小企业）降低转型门槛和风险，驱动区域经济实现质量变革、效率变革、动力变革。

（四）在示范场景落地层面：推动AI赋能制造业聚焦智能工厂、高端制造和供应链等重点领域打造标杆案例。例如，在智能工厂领域，可通过构建数字孪生系统，对生产设备运行、物料流转等全链路实时监测，结合AI算法动态优化生产排程，显著提升设备综合利用率与产品良率。在高端制造领域，针对航空发动机、半导体芯片等研发周期长的产品，借助AI增强仿真技术替代部分物理试验，精准模拟工况参数，大幅压缩设计验证周期，降低研发试错成本。在供应链领域，则利用世界模型技术搭建数字孪生网络，预判物流中断、库存波动等风险，智能优化仓储布局与运输路径，全面增强供应链韧性。

四、未来趋势预测

未来，AI将作为核心驱动力，全方位赋能未来制造业向智能化、低碳化、健康化演进。AI与制造业的融合将呈现以下核心趋势：一是AI深入渗透生产环节，推动全链条协同智能化。AI正从质检、物流等边缘环节向核心制造流程渗透。未来，AI将实现跨设备、跨工厂的自主协同，推动制造业从“局部智能”升级为“全链路智能”。二是AI全域普及，赋能千行百业。受轻量化AI和云原生平台推动，中小企业智能化改造成本大幅降低。随着技术门槛降低，未来，大范围内的企业有望将AI融入核心生产环节，打造新兴增长点。三是AI从被动响应到主动创造，推动制造业模式变革。未来生成式AI将推动“感知–决策–生成”闭环的形成。AI将从被动响应转向主动优化，推动制造业模式从离散、被动向连续、主动、全局优化升级。

五、结语

AI驱动制造业“智变”，本质是生产力的重塑，更是培育新质生产力、推进新型工业化的关键抓手。当AI能够精准理解物理规律，当智能体可以自主完成生产决策，催生出更具韧性与创造力的新质生产力形态，制造业将真正迈入“认知制造”新时代。 

专家介绍

李琦琦

现任中国信通院工业互联网与物联网研究所未来产业部主任、西部运营中心主任、重庆市渝北区人大代表、工业互联网QID标准（重庆）联盟特聘专家、重庆两江工业互联网产业联盟秘书长等职。曾获2023年“十大重庆科技创新年度人物”、2022年“重庆市最美高校毕业生”“智汇两江科技创新领军人物”等荣誉。主要从事未来产业（含AI、量子科技、清洁能源等）、工业互联网标识解析、区块链等技术研究与实践，主持国家顶级节点（重庆）、国家顶级节点（成都托管与灾备节点）建设，推动实现重庆、四川等西部十省市工业互联网体系覆盖，助力区域数字经济发展。牵头完成《标识解析与车联网先导区融合发展研究》《工业元宇宙关键技术研究》等十余项重点课题，参与制定《工业互联网标识行业应用指南（白酒行业）》等行业标准及白皮书，发表《Federated Multi-Agent Actor-Critic Learning Task Offloading》等国内外论文20余篇，牵头和参与申报智慧物流、工业互联网等领域专利10余项，参编《从零开始掌握工业互联网（实操篇）》等4本书籍，在工业互联网生态构建、技术研发及产融结合方面具有重要影响力。