摘要：現介紹了消費品工業開展智能制造實踐的必要性，闡述了消費品工業開展智能制造的基礎情況，在此基礎上分析與探討了消費品工業智能制造發展面臨的主要問題，最后給出了消費品工業實施智能制造的路徑和方向。

關鍵詞：智能制造；消費品工業；能力成熟度；標準體系；應用場景

消費品工業是我國重要民生產業和傳統優勢產業，涵蓋了輕工、紡織、食品、醫藥等工業門類，工業增加值占我國GDP的比重超過10%，在國民經濟中具有十分重要的地位。研究表明，作為我國重要民生產業和傳統優勢產業，消費品工業已發展成為實踐智能制造的重要領域，但消費品工業企業的智能制造能力成熟度偏低、各行業智能制造發展不均衡、智能制造標準體系不健全等問題制約著消費品工業智能化轉型。因此需要通過能力要素提升、相關標準供給、應用場景培育等多種手段來夯實消費品工業最直接、最有效的智能制造發展路徑。

  1  消費品工業開展智能制造的必要性

推進智能制造是落實消費品“三品”戰略的重要抓手。實施“三品”戰略，是我國消費品工業深化供給側結構性改革，加快轉型升級的重要舉措，集中體現了黨中央、國務院對消費品工業發展的高度重視和巨大支持。“三品”戰略提出了增品種、提品質、創品牌三大任務，實施這三大任務都離不開智能制造。

智能制造引領和推動新一輪工業革命，將進一步促進我國新一代信息技術、先進制造技術的深入融合，助推傳統產業實施技術優化升級，支持新興產業培育和發展，帶動新技術、新產品、新裝備發展，催生新的經濟增長點[1]。智能制造系統縱向集成、橫向集成、端到端集成的特點與現階段及未來一段時間消費品工業發展需求能夠很好地契合，助力企業優化價值鏈、產業鏈，創新個性化定制、服務型制造等新模式，實現綠色低碳、安全可控的高質量發展。

1.1 發展智能制造是消費品工業企業內部全價值鏈數字化、網絡化、智能化轉型的現實需要

當前，制造業企業內部價值鏈在加速重構，勞動力成本的重要性下降，生產效率和基礎設施等因素變得越發重要。制造業數字化、網絡化、智能化是新一輪工業革命的核心技術，應該作為制造強國戰略的制高點、突破口和主攻方向[2]。隨著我國5G、工業互聯網等新基建的快速布局和實踐應用，各行業將更加注重企業內部全價值鏈數字化、網絡化、智能化改造。消費品工業在消費升級驅動和新基建發展紅利的雙重因素作用下將加速企業內部全價值鏈的系統改造。研發、生產、物流等關鍵業務不再是單一個體，各個環節可通過工業互聯網等平臺實現互聯互通，數據可以在同一系統平臺上實現跨業務領域的交互共享。智能機器人將作為重要的智能制造終端加速普及應用，人工智能、機器視覺等新一代信息技術將在研發、質量在線檢測等應用領域快速部署。

1.2 發展智能制造是消費品工業實現產業鏈自主可控、安全可靠發展的堅實保障

進入“十四五”時期，消費品工業高質量發展的內外部環境更加復雜，既有“雙循環”戰略深入推進、消費升級趨勢加速、數字技術加快滲透等有利因素，也面臨產業鏈和供應鏈深度調整、國際貿易環境持續惡化等挑戰[3]。新冠肺炎疫情等突發公共衛生事件、俄烏戰爭等地區沖突、中美大國博弈等不穩定因素，造成全球分布的產業鏈因空間距離長、環節多而造成的脆弱性被暴露并放大，經濟全球化的退潮正在改變全球產業鏈的空間布局，產業鏈多元化、區域化和本地化發展趨勢明顯。消費品工業行業門類多、產業鏈條長、市場化程度高、對外依存度高，在全球產業鏈重構和構建新發展格局中，其產業鏈發展將更注重自主可控，安全可靠，以保障民生產品有效、穩定供給。智能制造廣鏈接、可視化、智能化的特點使其能夠實現現有產業鏈和可替代產業鏈更大范圍的精準閉環管理，產業鏈中所有利益相關方可共建形成智能產業鏈合作平臺，產業鏈穩定性、安全性更加可控。同時智能制造少人化和精準管控的特點將彌補行業人力成本紅利減弱的不足，降低產業外流風險，進一步提升對產業鏈主要環節的控制力。

1.3 發展智能制造是消費品工業實現綠色低碳和降本增效“雙贏”的重要手段

近些年，實現綠色低碳轉型發展已在各行業形成共識，并在加速推進，2021年9月《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》印發實施，明確了綠色低碳發展的總體要求和行動目標，將進一步推進各行業明確綠色低碳發展的路線圖和時間表。這對企業來說是挑戰也是倒逼其轉型升級的重要機遇。在我國致力于碳中和的戰略背景下，智能制造的發展是我國實現碳中和的關鍵，也是我國從制造大國走向制造強國的重要一步[4]。目前在消費品工業領域中，食品、家電、塑料、皮革、造紙、家具、電池、陶瓷、五金、制鞋、日化、油墨、文體、日用玻璃、輕工裝備等領域的環境敏感型企業有降污減排、清潔改造的緊迫感，同時減碳降耗也是現階段各行業綠色低碳發展的現實需求，而智能制造能為消費品行業綠色低碳發展提供可行的解決方案。消費品工業企業通過加速布局實施智能制造，智能管控能源資源利用與污染物排放，可以達成節能和減排各項任務和指標，實現社會效益和經濟效益共贏。

1.4 發展智能制造是消費品工業個性化定制等新模式的催化劑

隨著消費加快升級，多樣化、個性化需求不斷增長，以用戶需求為導向的設計、生產服務方式，即個性化定制模式將愈發得到消費品行業的重視。個性化定制是智能制造的典型應用場景，在消費品行業有成功的應用實例和廣泛的應用意愿。GB/T 40814-2021《智能制造個性化定制能力成熟度模型》標準的發布實施，有力保障了消費工業實踐個性化定制運營模式。

大規模個性化定制模式帶動了工業變革，形成了工業新生態，給企業帶來高份額、高利潤和高效率，解決行業全價值鏈的提升，同時支持國家供給側改革[5]。輕工行業尤為明顯，如家電、家具、皮革等行業企業積極探索實踐從大規模制造向以顧客需求為中心的個性化定制生產運營模式轉型，滿足消費者個性化、定制化需求，以期贏得新競爭優勢。隨著產業數字化發展，消費品工業將更加注重消費、生產、物流、售后等環節海量數據的收集分析，通過大數據分析等智能制造使能技術提升滿足顧客需求的新產品個性化定制的效率和成功率。

  2  消費品工業發展智能制造的基礎條件

2.1 消費品工業智能制造標準化體系建設和應用實踐有序開展

“十三五”期間，我國發布了285項智能制造國家標準，主導制定47項國際標準，進一步夯實了智能制造基礎共性標準和關鍵技術標準體系，我國進入全球智能制造標準體系建設先進行列。輕工消費品行業積極開展智能制造標準體系建設研究，如家電領域布局智能制造標準化建設起步較早，早在2016年就發布中國首個家電行業智能制造標準框架體系，以覆蓋全架構、全周期、全業態的智能制造模式和標準體系。

同時，自2016年以來，工業和信息化部等部門組織開展智能制造綜合標準化項目評選工作，消費品工業領域呈現各具特色的應用實踐方向。如輕工行業主要涉及家電行業互聯互通、信息集成，以及個性化定制等標準化應用研究。這些項目有力推動了相應領域智能制造標準化應用實踐和落地。紡織行業主要涉及裝備互聯互通、數字化車間通用模型、大規模個性化定制等標準化應用研究。

2.2 消費品工業智能制造試點示范帶動重點行業優先發展

截至目前，在工業和信息化部組織實施的智能制造試點示范專項行動中，消費品工業領域智能制造試點示范項目已覆蓋輕工、食品、紡織、醫藥等各個消費品行業，如圖1所示。智能制造試點示范項目在縮短研發周期、提升生產效率、降低運營成本等方面取得良好的效果。如在家電行業，海爾、美的、老板電器等試點示范項目基本上實現了生產的標準化、模塊化和定制化，可實時、同步響應全球用戶需求；小天鵝公司探索大規模定制新模式，實現產品柔性化配置、生產敏捷響應，洗衣機新品研發周期縮短27%，產品不良率下降21%。在家具行業，美克家居、維尚家具、大信廚房等試點示范項目圍繞滿足客戶個性化需求，打造了自動化、批量化和定制化的新型模式。在乳制品行業，伊利集團、蒙牛集團等試點示范項目基本實現了從原料到設備的全過程食品安全追蹤，增強了質量控制和安全保障能力。在白酒行業，勁牌公司、迎駕貢酒、衡水老白干等試點示范項目通過信息技術對傳統工藝的優化，較好地解決了傳統釀酒方法高能耗、高污染問題，使傳統白酒生產步入了綠色發展的軌道。在紡織服裝行業，紅領集團、報喜鳥服飾等試點示范項目比較成功地運用“互聯網+人體數字庫”，實現了終端消費者與制造商平臺互動，促進了大規模個性化定制和協同網絡制造。新鳳鳴公司通過打造化纖生產數字化、智能化平臺，部署互聯網+研發、生產、銷售等10大應用，實現業務鏈、數據鏈、決策鏈一體化運營。在醫藥行業，康緣藥業、天士力集團、麗珠集團等試點示范項目基本實現了中藥復雜體系生產過程的信息化、數字化和智能化，提升了中藥質量穩定性。

圖 1 “十三五”期間消費品工業試點示范項目行業分布圖

通過深入實施智能制造，海爾、美的、青島啤酒等多家企業重點工廠成為智能制造成功實踐者和引領者，得到世界的充分肯定和認可，入選為全球“燈塔工廠”。如青島啤酒通過部署智能化數字技術，滿足消費者個性化、差異化和多樣化需求，將客戶訂單的交付時間和新產品開發時間降低了50%，定制化啤酒的份額和營收分別增加了33%和14%。

2.3 消費品工業智能制造系統解決方案供應商隊伍不斷壯大

智能制造系統解決方案供應商是支撐行業實施智能制造重要技術保障力量。在工業和信息化部智能制造專項工作支持下，積極培育了一批智能制造系統解決方案供應商，“十三五”期間共評選出112家系統解決方案供應商，包括數字化車間、智能工廠、協同制造等多個領域。其中重點服務于消費品工業共23家，占比22%，涉及輕工業的家電、皮革和制鞋、家具制造、乳制品和飲料制造，紡織的服裝服飾，以及醫藥等多個細分行業。

  3  消費品工業智能制造發展面臨的問題

3.1 消費品工業智能制造能力要素跨業務集成共享能力不足

消費品行業量大面廣，多為勞動密集型傳統產業，企業間實施智能制造的基礎存在一定差異。大企業憑借雄厚的技術積累、人才優勢、資金保障等率先在智能制造行業應用中取得突出成效，但大部分企業還處在積極探索階段。按照GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》，智能制造能力成熟度等級分為五個等級，自低到高分別為一級（規劃級）、二級（規范級）、三級（集成級）、四級（優化級）和五級（引領級）[6]，如圖2所示。近年來，中國電子技術標準化研究院組織千余家消費品行業企業依照標準進行了診斷測評。測評結果顯示，大部分企業智能制造能力成熟度水平在一級（規劃級）、二級（規范級），如食品行業，63.8%的企業處于一級及以下水平，20.3%的企業處于二級水平[7]。這些測評數據反應出現階段消費品工業中大部分企業開展智能制造的人員要素、技術要素、資源要素和制造要素等方面基礎能力較薄弱，對裝備和系統等開展集成并實現跨業務領域數據共享能力不足。

3.2 消費品各行業細分領域智能制造發展不均衡

智能制造可總結歸納為三種基本范式，即：數字化制造—第一代智能制造，數字化網絡化制造—“互聯網+”制造或第二代智能制造，數字化網絡化智能化制造—新一代智能制造[8]。當前消費品行業各細分領域智能制造發展水平存在很大差異，大部分處于智能制造第一范式和第二范式的水平。如在輕工行業，家電、家具等行業已走在智能化轉型升級的前列，部分龍頭企業已成為引領行業智能化轉型升級的中堅力量，達到了第二范式。但照明、自行車等行業仍集中在機械化、自動化改造階段，距離智能化還有較長的道路；在紡織行業，化纖、棉紡等行業企業智能制造水平明顯優于毛紡、麻紡與絲綢等行業企業，處于第一范式向第二范式過渡或深化的階段，數字化紡紗自動檢測系統、印染在線檢測自動配送系統等已實現應用，而毛紡、麻紡與絲綢等行業受制于行業發展規模和整體技術水平，才剛剛起步。

3.3 制約消費品工業智能制造發展的共性難題待解決

目前，制約消費品領域智能制造發展存在共性的難題亟待解決，一是智能制造軟硬件存在短板。智能裝備供應商、軟件開發商、系統集成商等創新能力、協作能力不足，關鍵零部件、軟件等依賴進口的局面沒有發生根本轉變。二是智能制造標準化建設滯后。目前除紡織行業外，輕工、食品等行業均沒有制定智能制造標準體系建設指南等規劃指導文件，不利于行業智能制造標準整體性、系統性發展。三是技術成熟、適配性強、多樣化解決方案供給不足。消費品工業細分行業眾多，行業間的差異性造成實施智能制造的技術方案、推進路徑等存在顯著差異。四是人才隊伍力量薄弱。推進智能制造需要一批既懂生產制造、企業管理，還要熟悉信息系統架構和信息資源整合等方面的復合型人才，這對智能制造人才培養提出了很大挑戰。

  4  消費品工業智能制造發展的著力點

新一輪科技革命和產業變革蓬勃發展，智能制造成為現代制造發展的必然趨勢[9]。智能制造發展是一項系統工程，需政產學研用共同努力。除了行業管理部門制定引導行業智能制造發展的頂層設計和省市配套政策的系統規劃外，智能制造有效實施的關鍵在于傳導帶動市場主體發揮實踐創造力，可以單點突破配合系統規劃取得實效。實現真正的智能制造是一個持續優化改造的過程，要避免大而全、盲目的開展實踐。一定要找準發力點、夯實基礎條件、探索試點示范，精準、穩步、有序推進。通過對標診斷提升對癥下藥的判斷力、通過建立健全標準體系夯實智能發展的支撐力、通過典型應用場景的培育推廣提升示范的引領力，“三力”齊發促進消費品工業智能制造快速優質發展，更好服務于新發展格局的構建，如圖3所示。

4.1 提升對癥下藥判斷力

在智能制造研究中，北京航空航天大學劉強教授提出了三不要理論，即“不要在落后的工藝基礎上搞自動化、不要在落后的管理基礎上搞信息化、不要在不具備網絡化數字化基礎上搞智能化”，就是告訴我們組織實施智能制造，首先要做到基礎要素底數清、狀況明，知優勢、曉不足，有的放矢、對癥下藥，切記盲目開展。依托GB/T 39116-2020《智能制造能力成熟度模型》和GB/T 39117-2020《智能制造能力成熟度評估方法》等國家標準，鼓勵行業協會、企業組織開展消費品工業企業智能制造能力現狀診斷，以線上自評和線下診斷結合的方式對企業智能制造能力成熟度進行系統評估。評估工作要確定科學的評估域范圍，評估域應同時包含人員、技術、資源和制造四個要素內容[10]。通過科學診斷，準確把握不同行業企業存在的問題，有針對性的研究制定實施措施。依托中國智能制造系統解決方案供應商聯盟等的企業資源和專家資源，對標國內外智能制造核心環節和關鍵共性技術，找準薄弱點，協同突破創新。

4.2 夯實智能發展支撐力

智能制造，標準先行。標準體系是智能制造的頂層設計和基礎保障。按照“統籌協調、標準引領、示范應用”的原則，依托智能制造試點示范項目，開展消費品工業智能制造標準的研制和應用，加快構建既符合我國國情，又與國際接軌的智能制造標準體系。

智能制造是一個復雜系統，涉及大量不同廠商的裝備、軟件和各種的應用場景，執行標準的不統一是制約系統集成實現智能化的瓶頸問題。應充分發揮國家智能制造標準化總體組的專業優勢、行業協會的行業深耕優勢和行業龍頭企業實踐優勢，以《國家智能制造標準體系建設指南（2021年版）》為參考，結合輕工、食品、醫藥等重點領域行業發展需求，編制行業智能制造標準體系建設指南，系統規劃智能制造標準體系建設。智能制造業最顯著的特征就是運用多元化的方式進行系統集成，而這一過程的前提就是需要在整個制造過程中需要進行標準化工作[11]。基礎共性標準和關鍵技術標準，要重點解決智能裝備通用性差、接口不統一、數據結構多樣、系統兼容性差等問題，同時加強現有基礎共性國家標準的在行業內的宣貫，達成行業應用共識。在智能制造較成熟的細分領域優先研制智能制造行業應用標準，以標準牽引行業智能化發展。

4.3 提升典型示范的引領力

聚焦不同行業、不同應用場景，培育一批消費品工業領域智能制造典型應用場景，重點發揮智能制造在降低運營成本、縮短產品研制周期、提高全要素生產效率、降低產品不良品率、提高能源利用率等五個方面的牽引作用，本著由易到難、由點到面、逐步深入的原則，可先由外圍易實施場景逐步過渡到核心應用場景，并持續改進和提升，有效提升消費品工業發展的質量效益。如先在線質量檢測、智能倉儲、設備預防性維護等探索實踐，再到智能排產、流程管控、數字化研發等核心功能，逐步形成智能化生產運營模式，在智能產線、智能車間、智能企業培育建設中提煉總結成熟模式和經驗在行業內推廣應用，持續推進行業智能化改造。充分利用智能制造典型應用場景培育過程中的實踐教學優勢，培養具有實踐問題解決能力的智能制造人才，逐步壯大智能制造人才隊伍。進一步培育壯大面向消費品工業領域的智能制造系統解決方案供應商，為企業實踐智能制造典型應用場景提供技術支持，能夠研究提出行業適用性強的通用解決方案和企業個性化解決方案，提升解決方案的行業應用覆蓋面。

  5  結束語

消費品工業通過實施智能制造要促進“三個目標”的實現：一是供給水平明顯提升。增加中高端消費品比重，不斷提高品牌附加值、市場影響力和消費者認可度，穩步提升產品質量安全水平。二是創新能力明顯增強。“互聯網+”協同制造取得積極進展，關鍵設備研發和產業化水平進一步提高。三是質量效益明顯改善。行業保持加快增長勢頭，降本增效取得積極進展，綠色發展能力顯著增強。

智能制造關乎我國制造業質量水平及未來制造業全球地位。智能制造發展重在把握時代特征、立足制造本質、緊扣智能趨勢[12]。消費品工業作為我國制造業的重要組成部分，是重要的民生產業和傳統優勢產業。消費品工業企業應當緊跟智能制造發展大勢，逐步發展成為推進、實踐智能制造的重要領域。