拥抱智能： 2030中国智能制造 及自动化行业展望 2025年6月 伴随工业4.0的蓬勃发展和生成式AI领 域的技术颠覆，全球智能制造和工业自 动化行业变革提速。麦肯锡从自动化延 展性、自我组织、数据分析、数字化技术 栈、数字化工人、生态融合和商业模式 七个维度分析智能制造行业发展情况。 我们认为，到2030年，中国、日韩和西欧 等先进制造市场有望率先实现自动化革 命。这些市场中的领先企业，将通过多 和软件驱动、AI高度赋能的生产环境。 届时，高价值且可延展的自动化技术将 全面应用于端到端业务流程，智能工厂 具备完全集成的IT/OT技术栈，无处不 在的高阶数据分析成为新常态，基于标 准化解决方案的半开放式平台生态应用 普遍，数字化集成和AI赋能的人机结合 运营模式全面实现，大幅提升制造行业 生产效率。 中国高度重视智能制造和工业自动化 发展。国务院、工信部、发改委、科技 部等有关部门陆续出台了一系列政策鼓 和全球产业结构重塑下加快全球布局 的双重挑战。如何利用工业自动化手段 提升生产效率和智能化程度，更好的应 对这些风险和挑战，也成为很多企业领 导人的当务之急。 在此背景下，本白皮书旨在分析关键趋 势和领先实践，为制造业企业成功实 现自动化转型提供建议和方向。首先我 们相信，受全球劳动力结构变化、颠覆 性技术突破、市场需求变化、中国市场 国产化替代加速等多重因素影响，全球 及中国智能制造和自动化行业有望在 2030年进入高增长时代。其次，“平台

工煤矿、露天煤矿开展智能化建设可参考图 1 所示技术架构。 4 图 1 智能化建设参考技术架构 （一）井工煤矿智能化总体设计 1.总体技术要求 井工煤矿应建设智能化综合管控平台，围绕监测实时化、控 制自动化、安全本质化、管理信息化、业务协同化、知识模型化、 决策智能化的目标进行相应的业务模块应用设计，实现煤矿地质 勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风、排水、供液、供 电、安全防控、经营管理等各业务系统的数据融合与智能联动控 掘系统高可靠—感知系统全覆盖—保障系统高适应”的思路，自下 而上逐步实现智能化改造。 生产煤矿进行智能化升级改造可以分为三步进行：首先，根据 煤矿实际情况与建设需求，对具体业务系统进行技术与装备升级， 提高单个设备、系统的自动化、智能化水平，并逐步实现核心装备 控制系统国产化安全可信、自主可控；其次，开展网络平台、数据 中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大 数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集 22239—2019 、 GB/T 30976.1— 2014、GB/T 30976.2—2014 等标准，能够实现从角色到用户、从 系统到功能模块等访问权限的统一认证，对于监测监控系统、传 感系统、工业自动化系统、软件系统等应用平台，各业务系统之 间既要满足按需访问、又实现安全隔离，满足信息安全要求。 4.系统灵活性和可扩展性 鼓励采用微服务架构，将复杂的应用拆分为多个共享服务和 独立业务服务，

现场总线技术 2022 年中国电机工程学会年会论文集 现场总线是自动化系统中一种把大量现场 级设备和操作级设备相连的工业通讯系统。由 现场总线和现场智能设备组成的控制系统称为 现 场 总 线 控 制 系 统 FCS （ Fieldbus Control System）。现场总线控制技术作为一种新兴技 术，已成功应用在石化、楼宇自动化等领域的 现场智能设备互连通讯网络，近几年在国内一 些大型电厂也开始崭露头角。 建立全厂炉、机、电、辅、燃、网控集中 监控运行模式。并通过网络优化，使各系统操 作界面统一友好，实时有效，数据统一。主辅 系统采用 DCS，可减少备品备件所占用的资金， 以及运行人员培训费用，提高辅助车间自动化 和信息化水平。 机组和辅助系统的控制操作员站集中布 置在智能控制中心，形成实现统一运行管理， 达到减员增效的目的，提高全厂生产管理水 平。智能控制中心集中布置，可使智能控制中 心内运行人员和设备免受粉尘、噪音、震动的 级、功能组级和单元级的协作，实现无断点的 智慧生产，实现全程自动化、少（无）人值守 的智能智慧电厂。APS 系统的实质是电厂运行规 程的程序化，按照优化的程序自动执行机组启 动、停止步序，可以减轻运行人员的工作强度， 规范机组启停控制标准程序，提升机组整体自 动化水平，避免人为操作中的各种不稳定因素， 有效减少误操作事故发生，提高机组运行的安 全可靠性。 基于业主对控制系统高度自动化的要求， 经过调试人员及业主对

新一代网络将底层传感器采集信息做高效传输；最 终的应用层涵盖钢铁工艺知识库等多方面资源，并 以软件或云服务等形式提供给最终用户。 随着自动化程度的提高，钢铁企业已具备建立 CPS 的基础，但由于钢铁生产中存在大量时滞环 节，工艺之间又联系紧密，导致钢铁企业往往存在 管控脱节、信息化和自动化结合相对不够紧密等问 题，信息无法及时反馈到控制系统中。因此，钢铁 企业建立 CPS 系统，不但要满足钢铁生产工序内物 时，也采用数字孪生技术建立了 安贝格数字化工厂，最大限度实现了生产自动化与 设计自动化，在生产与设计的不断反馈中实现自我 提升，大大提高了生产效率，降低了工厂生产及运 智慧钢铁 科技前沿 Advances in Science 33 营成本。美国大和钢铁，通过数字孪生技术对厂内 设备及生产情况进行实时模拟，通过实时的 3D 设备 仿真连接到自动化系统，完成系统的测试及提前优 化。此外，在数字孪生系统下采用 解 决 方 案 助 力 中 国 “ 智 造 ”. 上 海 信 息 化 , 2017(1)：60 [2] 李晓理, 王康, 于秀明, 等. 基于CPS框架的微粉生产过程多模型 自适应控制. 自动化学报, 2019，45(7)：1354 [3] 国家发展改革委, 国家能源局, 工业和信息化部. 关于推进“互 联网+”智慧能源发展的指导意见. 城市燃气, 2016(4)：4 [4]

智能化煤矿应建设统一的智能化运算平台，具备数据汇聚 存储、计算、治理、分析、服务的功能，具备数据共享、多源 数据融合、生产过程控制、生产设备运维、决策分析管理、故 障联动报警、信息引导发布等功能。能够实现各自动化、智能 化子系统集中操作、集中监控和统一调度，为安全生产、动态 监控、经营决策等提供多维数据支持。 按表 3-1 评分，总分为 100 分。按照检查存在不符合要求的 项目进行扣分，各小项分数扣完为止。 查现场和资料。不符合 要求或功能 1 处扣 5 分。 ③ 使用云平台构建算力中心。基于开源云平台框架， 统一运营运维，版本持续迭代演进，可持续同步公有 云创新能力，具备软件定义网络能力，提供软 SDN 网络实现网络自动化及云平台网络大规模扩展能力。 10 查现场和资料。不符合 要求或功能扣 10 分。 ④ 采用符合 ITIL 规范的 IT 管理方案设计数据中心。 5 查现场和资料。不符合 要求或功能扣 5 分。 10 查现场和资料。不 符合要求或 功 能 的 1 处 扣 2 分。 合计：得分+加分= 3.掘进系统 巷道掘进应采用掘进、支护、运输“三位一体”高效快速掘进 技术体系，实现全机械自动化作业，具备快速掘进能力；煤层 条件适宜的掘进工作面，应优先采用掘、支、锚、运、破碎一 体化成套技术与装备，通过掘进工作面远程集控平台，实现基 于感知信息对掘进工作面进行远程集中控制。 按表 3-3

实现全流程管理信息化、数字化，利用大数据技术分 析能效能耗，预测能源产生和消耗，评价能源管理水 平，实现科学化的管理节能； 自动化运行 优化工艺流程，提高自动化运行水平，让生产操作简 单、易用、安全、稳定； 集约化操控 对基础设备进行升级改造，实现站所室全面无人值守 和集中操控； 平台建设目标 智能化管理 自动化运行 集约化操控 平台系统功能总貌 智 能 化 能 源 管 控 平 台 远程紧急停机 消防 /

产工作的意见》，在“严格矿山安全生产准入”“推进矿山转型升 级”“强化组织实施”三部分 6 次提及矿山智能化工作，明确要求 “推动中小型矿山机械化升级改造和大型矿山自动化、智能化升级改 造，加快灾害严重、高海拔等矿山智能化建设，打造一批自动化、智 能化标杆矿山”“推进矿山信息化、智能化装备和机器人研发及应 用”“统筹资金渠道，加强智能化矿山建设等经费保障”。为深入贯 彻落实习近平总书记重要指示批示精神，按照国务院常务会议部署， 煤矿智能化建设作为安全治理体系现代化的核心驱动力，正逐步 11 重塑传统煤矿安全管理模式。通过将智能化建设与安全生产全要素的 深度融合，构建形成“感知-预警-决策-控制”的全链条防控体系。 通过协同智能监测系统、自动化装备、数字化平台，有效推动煤矿安 全管理从被动应对转为主动预防，大幅提升了风险识别能力和本质安 全水平。 1.一体化综合管控平台建设提升了煤矿安全生产管控水平。通过 构建“全域感知-智能决 面单人简约规划截割采煤”模式，生产效率较传统模式提升超过 15%； 陕煤集团小保当公司建成了 450 米超长工作面高效生产新模式，实现 了“全面感知、实时互联、分析决策”的井上智能监控+“跟机普适协 同控制”的井下自动化执行，工作面单班作业人员由 12 人减少至 3 人；陕煤集团曹家滩煤矿 10m 超大采高智能化工作面搭建了“采−支 −运”一体化智能协同作业控制系统及多源系统集成与数据融合分析 平台，形成了“

造商到环境数据服 务提供商再到生态环境综合服务商进行转变，抢抓市场，推动了业绩的大幅提升。 23 力合科技 • 是一家先进的环境监测仪器制造商，以自主研发生产的环境检测仪器为核心，采用自动化控制与系统集 成技术，为客户提供自动化、智能化的环境监测系统及运营服务； • 2017 年营收 3.7 亿元，增长 37% ，净利润 7760 万元，增长 102% ，应收账款 1.6 亿元，经营活动产生 的净现金流 网、大数据平台开发和运营，致力于提高行业自动化、信息化水平，推动行业智能化发展，为用户搭建 大数据平台及数据分析服务 ，实现万物互联、智慧决策， 2016 年主营业务收入 4 亿元； • 公司主要业务范围包括：工业电气自动化控制系统工程、信息化管理系统软件开发与技术服务、智能化 控制系统开发与技术服务、大数据分析服务、工业节能改造服务、智能仪表开发和销售、机电工程安装、 国际贸易等。 • 作为国内水务行业自动化、信息化、智 控制、传输、存储、 门禁、防盗报警等） 38 海康威视核心能力等 核心能力：聚焦在视频技术 • 是一家以视频为核心的物联网解决方案提供商。一开始是从监控角度切入，然后做视频技术的一些拓展应用，比如工业自动化中的机器视觉、自动驾驶。进入移动互联网 时代，我们针对家庭、个人、小微企业客户开发了主打安全智能的民用品牌“萤石”。这些年就做一件事情——深耕视频技术、做好产品和服务。目前其他业务的规模比较 小，但未来发展还是会很不错的。

国外典型电力平衡市场的 运作模式及其对中国的启示[J].电网技术,2018,42(11):3520- 3528 16. 刘秋华,姜亚熙,张正延,等.德国与英国电力市场平衡机制对比 分析及启示[J].电力系统自动化,2024,48(14):8-15. 17. 清华大学低碳能源实验室. [2024.10.14]. 《中国工程科学》｜李 政等：“双碳”目标下我国电力系统灵活性资源发展策略研究. 取读于https://lce 张正延,等.德国与英国电力市场平衡机制对比 分析及启示[J].电力系统自动化,2024,48(14):8-15. 引自王兴， 宋永华，徐贵光 . 英国新电力市场模式中的平衡调度机制［J］. 电力系统自动化,2000,24（12）：4-8. 23. 刘秋华,姜亚熙,张正延,等.德国与英国电力市场平衡机制对比 分析及启示[J].电力系统自动化,2024,48(14):8-15. 24. 刘秋华,姜亚熙,张正延 德国与英国电力市场平衡机制对比 分析及启示[J].电力系统自动化,2024,48(14):8-15. 25. 刘秋华,姜亚熙,张正延,等.德国与英国电力市场平衡机制对比 分析及启示[J].电力系统自动化,2024,48(14):8-15. 26. 刘秋华, 姜亚熙, 张正延,等. 德国与英国电力市场平衡机制对比 分析及启示[J]. 电力系统自动化, 2024, 48(14): 8-15. 27. 刘秋华