智能制造整体架构及核心驱动力是什么？

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1.智能制造与工业互联网相辅相成，共助制造业转型升级

智能制造是自动化、工业互联网等新技术、信息化等产品的组合拳，通过自动化+信息化+工业互联网等新技术 的结合，实现提质、增效、降本的目的。工业 4.0 时代，智能制造自下而上主要分为五层，分别是执行设备层、 现场控制层、工业中台层、生产管理层和企业资源层：

（1）执行设备层：在智能制造整体框架中，执行设备层主要负责边缘数据采集和边缘执行两个核心功能。其中， 各类传感器、仪表设备负责监测、收集海量的现场数据并向上传递，构成工业数字化的基础；边缘执行功能则根 据现场的具体情况，由大量的工业机器人、执行设备、仪器仪表和电机等现场执行设备组成，伴随着智能制造系 统的高算力与快速决策的特点，传统执行设备的精度需求将会进一步提升；

（2）现场控制层：现场控制层作为基础的控制层，主要通过 PLC、DCS 及伺服系统等工控系统，对下层执行设 备进行控制，智能制造趋势下工业的精度与复杂程度大幅提升，工控层的控制节点数量与控制精度有望随之大幅 提升，提振工控设备价值量与需求量的增长；

（3）工业中台层：工业中台作为工业 4.0 时代的新产物，核心功能是通过构建一个工业互联网数据平台，打通 原本各个孤立的生产环节之间的壁垒，通过人工智能、数据挖掘等新技术手段，充分挖掘数据的价值量，并提升 决策效率与决策的有效性，从而起到大幅提质增效的效果，为企业创造更大的利润；另一方面，更高效的工业通 讯网络也是工业中台层的重要工具之一，企业通过构建工业以太网等通讯网络，增强边缘通信的能力，增强不同 生产环节间的协同性，提升整体生产效率；

（4）生产管理层：生产管理层主要由生产管理类工业软件组成，是工业 4.0 时代生产的“大脑”。现场数据的采 集、数据中台的建立与人工智能的进步，为生产类工业软件创造了应用基础，MES、OTS、仿真模拟类工业软件 依托其自身强大的数据处理能力，有望伴随人工智能技术的进步大放异彩，在工业 4.0 时代持续维持高景气度；

（5）企业管理层：包括 ERP、OA、BI 等工业软件，主要负责企业整体运营及商业活动等。

智能制造和工业互联网相辅相成，工业互联网服务于智能制造，是智能制造发展的基石。工业互联网是新一代信 息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态，其本质是以机器、原材料、控制系统、信息系统、 产品及人的网络互连互通为基础，通过对工业数据的全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理及高级建模分 析，实现智能控制、运营优化和生产组织方式的变革。 工业互联网由网络、平台、安全三大要素构成，其中，“网络”是工业系统互联和工业数据传输交换的基础设施。 根据三旺通信招股说明书，工业互联网网络通过泛在互联的网络基础设施实现信息数据在生产系统各单元之间、 生产系统与商业系统各主体之间的无缝传递，从而构建新型的机器设备有线与无线连接方式，支撑实时感知、协 同交互的生产模式。工业互联网网络包括网络互联和数据互通两个层次。网络互联是实现数据互通的基础，包括 工厂内网络和工厂外网络。目前，工厂内网络存在“两层三级”的网络架构，“两层”是指“IT 网络”和“OT 网络”， IT 网络主要包括 ERP、CRM 等系统，OT 网络主要包括工业现场网络。“三级”是指“现场级”、“车间级”、“工 厂级/企业级”三个层次，每层之间的网络配置和管理策略相互独立。

平台是工业互联网的核心，工业 PAAS 是工业互联网平台的核心。工业互联网平台的本质是将采集的海量工业 数据，基于各种服务架构的数字化模型，通过将数据存储、管理、分析、建模等，开发出创新性应用，提高资源 配置效率。工业互联网平台具体包括边缘层、IaaS 层、PaaS 层及应用层，PaaS 层包括通用 PaaS 层和工业 PaaS 层，工业 PaaS 层集成了数据分析和建模，是工业互联网平台的核心，工业 PAAS 层对传统的 PaaS 平台 进行数字化扩展，把重复的工业技术、流程和命令进行模块化封装，使其满足大容量全方位的现代化工业生产的 需求，并对特定的工业应用提供支撑。

针对不同行业，工业互联网平台的提供的作用和价值各不相同： 1）高端制造行业（工程机械、数控机床）：针对产品生产销售、服务后端等，工业互联网可在全生命周期开展平 台应用； 2）流程行业（化工、钢铁、有色）：针对具有高复杂性和逻辑性特点的行业资产、设备、生产、价值链等，工业 互联网平台可提供系统性优化，提高效率； 3）离散制造业（家电、汽车）：针对制造业的规模化及个性化定制、产品质量管理和后市场服务等，工业互联网 可提供各类配套服务； 4）普通消费行业（制药食品）：工业互联网提供标识解析功能，帮助产品进行销售供应链溯源、真伪识别、经营 管理； 5）电子制造业：工业互联网可针对行业进行质量管理，旨在提升行业效率。

二、核心驱动力：国产替代+双碳管控+政策强推，智能制造逐步崛起

1、新冠疫情反复+国内外形势复杂+政策强推，国产替代迫在眉睫

国际环境复杂，核心产品的国产替代进程加速。中美贸易摩擦叠加新冠疫情与俄乌冲突的影响，国际外部环境复 杂，出于政治、军事、经济和民生等多方面因素，我国各行各业的核心产品国产替代进程逐步加速。近年来我国 大力推进芯片、操作系统等多个领域的国产替代，未来将会在更多领域进行国产替代；在工业方面，工控与工业 软件产品作为工业生产的核心枢纽，在工业中扮演着重要地位，工控与工业软件的国产替代迫在眉睫。 中国制造 2025 的总目标下，全国稳步推进智能制造和工业软件领域的发展。据《“十四五”数字经济发展规划》， 我国工业互联网平台应用普及率计划到 2025 年由 2021 年的 14.7%提升至 45%，《“十四五”智能制造发展规 划》进一步明确到 2025 年，我国要实现 70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化，建成 500 个以上 引领行业发展的智能制造示范工厂；智能制造装备和工业软件市场满足率分别超过 70%和 50%，培育 150 家以 上专业的智能制造系统解决方案供应商；构建适应智能制造发展的标准体系和网络基础设施，完成 200 项以上 国家、行业标准的制修订，建成 120 个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。在政策的不断驱动下，智 能制造的发展目标进一步明确。智能制造是我们坚定看好的大产业方向，未来发展路径清晰，确定性强。

2、双碳时代，智能制造提质降本增效显著，智能制造发展具备必要性+迫切性

“双碳”管控政策下，传统制造业企业大力推进智能制造具备必要性和迫切性。在我国稳步推进“碳达峰”、“碳 中和”的战略背景下，冶金、石化、化工等流程型行业作为典型的碳排放行业，碳排放量在全国总碳排放量中的 比重高，是优先需要进行节能减排改造的领域，同时，冶金、石化、化工等流程型行业作为国家的重点支柱产业， 具备产业规模大、工艺环节多、工艺流程长的特点，总体市场规模可观；另外，冶金、石化、化工等行业当前的 工艺水平与自动化程度不高，能耗方面依旧处于粗放式管理阶段，在基于双碳背景下自动化升级/智能制造改造 的迫切性强，涉及的工艺环节与相关硬件设备数量多，流程型智能制造需求空间广阔。 数字化转型显著提升生产效率，智能制造成为制造业发展的必然选择。根据《灯塔工厂引领制造业数字化转型白 皮书》统计数据，数字化手段在电子、汽车、机械装备和生物医药中的应用效果显著，在部分生产/管理/检测环 节中能够将 KPI 提高 100%以上，显著提升了制造业用户的整体效率。伴随着以智能制造为代表的第四次工业革 命的进一步深化，我国传统制造业或将重新迎来行业洗牌，智能制造转型缓慢的企业或将在市场竞争中处于劣势、 被进一步挤压利润；在市场利润逐步向智能制造转型成功的制造业集中的行业格局下，智能制造将成为制造业发 展的必然选择。