具身人工智能驱动下中国制造业产业链价值重构路径与实践研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

许启迪

中国人民大学

摘要

具身人工智能技术正在快速涌入制造业的物理场域中去,于是整个产业链结构出现了一种很深的变化。与传统信息系统不同的是,具有主体智能体改变了数据流动和物质转化的基本模式。在这种情况下,制造业产业链上的价值创造点和分配方式出现了新的情况。研究集中在具身人工智能驱动下,产业链各个环节功能的变化,价值网络内部连接方式的变化,以及由此产生的价值重构实现途径。通过剖析内在逻辑和实践形态,试图理清中国制造业从低级向高级形态演进过程里,物理智能驱动的价值链升级方向。


关键词

具身人工智能;制造业;产业链;价值重构

正文


中国制造业正处在转型升级的时期,新兴技术是推动其发展的主要动力。具身人工智能属于前沿的技术形态,它具备智能系统同物理实体相融合的特点,使得机器具有了感知,理解并且能够自主行动的能力。这就使它不再只是对数字空间的运算,而是直接作用到物理生产流程上。这种转变给传统制造业的产业链布局,生产模式以及价值达成方式带来了全方位的考验。因此,要充分了解具身人工智能是如何重新塑造制造业的产业链价值,并且找到其具体的实现路径和方式,这对于抓住新一轮产业变革机会有着十分重要的意义。

一、具身人工智能与制造业融合新态势

具身人工智能技术从实验室迈向工业,同制造业结合得更紧密。这种融合超越了传统的自动化范畴,它主要以智能体拥有在复杂的、非结构化的物理环境中自主地做出决策和作业的特征来体现。不同于依靠预设程序的自动化设备,具身智能系统可以经由多模态感知来获取环境信息,并按照实时的数据反馈去动态改变自身的物理行为。生产系统可以拥有对于物理世界主动交互的能力,这样就使生产系统能够更加灵活的应对小批量、定制化的需求。同时,智能体在物理作业过程中不断产生高价值的工艺数据,为整个制造过程的全局优化和迭代提供新的数据来源,使制造业从刚性生产走向柔性、智能化方向发展[1]

二、具身人工智能驱动的产业链环节重塑

(一)研发设计环节的迭代优化

具身人工智能正在改变制造业的产品研发设计流程,传统的研发过程需要大量仿真模拟和后期试制验证,周期长成本高。具身智能体被引入之后,物理样机的创建与测试进程便加快了步伐,那些有着很强感知能力和精确操作技能的智能机器人,可以迅速完成复杂的设计验证工作,并及时收集起物理测试所得到的数据。这些数据回到设计端之后,就形成了快速循环的迭代过程,研发人员能凭借真切的物理回馈,提前察觉设计上的纰漏,改良产品的性能。另外,具身智能系统可以明白并执行繁杂的工艺指令,这使得新材料,新工艺的引入和试验更加高效,缩减了从概念设计到大批量生产转变的时间,改善了研发活动的整体效能和更新速率。依靠物理交互开展的快速试错,明显加大了企业针对市场的需求变动而灵活调整设计的能力。

(二)生产制造流程的柔性变革

在生产制造上,具身人工智能正在把刚性的生产线变成柔性的制造单元。传统的自动化生产线适合大规模、标准化的产品生产,不适合多品种、小批量的定制化产品。具身智能机器人具有环境感知能力和自主决策能力,可以像人一样根据不同的生产任务进行切换,在不需要大规模的重新编程下即可实现生产任务的转换。通过视觉、力觉等传感器,智能体就能自动辨别工件差别,随时改变抓取姿势和装配路线,做到很精确的混线生产。这样的柔性不是单一工位上的,而是在产线这一层面上的自主重构。多个具身智能体可以按照生产指令,自主协同完成复杂的装配或搬运任务,按需组合成不同的生产模式。这样就使制造系统摆脱了对固定工装、程序的依赖,大大提高了生产资源利用率及排产弹性[2]

(三)供应链物流的精准协同

具身人工智能正带动供应链、内部物流走向更精确、更自主的方向。制造业的供应链管理存在物料流转繁杂,信息不透明等难题,具有自主导航及环境交互能力的具身智能体,比如自主移动机器人,智能分拣系统正取代人工或者固定路径AGV。这些智能体可以随时感知仓库的布局以及动态障碍,并且可以自主规划出最优的路线,完成对物料的精准高效的配送。工厂内部,从原料入库到产线喂料再到成品出库,整个过程都可以由具身智能体完成。更重要的是,在执行任务的过程中,智能体不断地刷新了物料的物理位置以及状态信息,实现了信息流跟随物质流。精准协同削减了物料错配及等待时间,缩减库存成本,改善整个供应链对生产计划的反应速度。

(四)终端服务模式的价值拓展

具身人工智能的应用开始向产品生命周期的后端服务延伸,生产环节。制造业的价值已不再仅仅停留在产品售卖上,还延伸到后续的运行、升级改进等方面。安装了具身智能技术的机器设备,比如智能工程机械或者特种机器人,在客户端就可以自动地开展巡检、诊断以及维修任务。这些智能体借助传感器随时监测设备的运行状况,预估可能出现的故障情况,并且可以自行开展一些基础的维护工作。这样一种主动的远程服务,它减少了对专业技术人员到现场的需求,减小了客户的停机损失。此外,智能体在服务过程里搜集到的设备实际运行数据,给厂商给予有益回馈,利于其改良以后的产品设计和服务规划。这样一种向服务端延伸的价值创造,使得制造企业与客户之间的联系更加密切,在数据和服务方面产生了更为紧密的联系,促使制造企业走向“制造+服务

三、产业链价值网络重构的核心机制

(一)数据要素的闭环流转

具身人工智能在产业链中担当着重要数据枢纽的角色,搭建起物理世界与数字空间的数据闭环。传统信息系统采集的主要是预设节点的数据,而具身智能体在与物理环境交互的全过程都会生成大量的、多模态的现场数据,包括力觉、视觉、温度等。这些数据不仅仅体现着作业对象的情况,而且有着执行动作同环境回馈之间的很强联系。这些具有高价值的过程数据被即时采集并传送至云端或者边缘计算平台展开分析,分析得出的结果会以决策指令的形式回传,进而控制具身智能体的物理行为。这样一种感知-决策-执行-反馈的闭环流转,使得数据真正渗透到物质转化的每一个细节当中。数据要素不再只是生产的副产品,而是成为推动流程优化、工艺改进的核心资产,其在价值创造中的占比明显提高[3]

(二)物理实体的智能交互

价值重构的另一大机制来源于物理实体之间的智能交互能力,在具身人工智能的作用下,产业链上的设备、物料甚至是终端产品,都在逐步从被动执行单元转变为积极的智能节点。具有感知与通信能力的智能体可以实现的协商、协同。像在柔性产线上,智能机器人、AMR还有智能货架能彼此自动通信,一起把物料流转和工位作业衔接弄得更好。就供应链而言,智能的交通工具和仓库会即时传递消息并调整物流计划。这种依托物理实体的智能交互,冲破了传统集中式控制系统所限定的局面,变成了一种分布式的、自适应的协同网络。价值创造不再依靠中心化地计划与调度,而是从各个智能节点自发交互、局部优化的过程中涌现出来。

(三)价值创造边界的动态拓展

具身人工智能的应用使制造业的价值创造边界不断被动态扩展,一方面价值链向研发上游方向延伸。物理交互快速试错,研发的效率和精准度提升,技术创新的价值贡献凸显。另一方面是价值链向下游服务端延伸。智能化的产品可以带来预测性维护、远程操控等增值服务,使企业的盈利方式由一次性销售转变为持续性的服务收费。更重要的是,具身智能体是连接物理和数字世界的桥梁,诞生了新的数据服务模式。生产过程中产生的工艺数据,设备运行数据等经过分析提炼之后能形成行业知识库或者优化方案,给其他企业赋能。这样跨越传统制造边界的价值拓展,令产业链价值空间脱离了实体产品生产的范畴,向着研发和服务这两端的高附加值方向发展。

(四)链主地位的决定因素演变

具身人工智能的出现,正在改变制造业产业链链主地位的决定因素。传统产业链上,核心零部件或者规模化的生产能力以及市场渠道等,往往由掌控它们的企业占据着主导地位。具身智能技术普及之后,对于物理世界的数据掌握能力以及算法模型的改善能力,变成了新的竞争核心。能够构建起高效的具身智能-物理产线-数据平台体系的企业,将会掌握着定义行业数据标准与交互协议的权力。利用平台汇集大量物理作业数据,不断迭代核心算法,形成技术壁垒。这类型的企业不仅自己能有效的组织生产,并且可以利用自己的平台来为上下游企业提供智能化的服务,从而拥有整个产业的价值链的话语权。产业链主导权由“制造”转向“智造+平台[4]

四、价值重构的实践路径探索

(一)物理-信息系统的深度耦合

要实现价值重构的第一条实践路径就是推动物理-信息系统的深度耦合,而具身人工智能是这一耦合的关键载体。传统的物理-信息系统更多的只是在信息的单向采集以及远程的监控,而具身智能技术更强调了信息对物理动作的实时反向控制。实践中就是要有统一的数据底层,保证从传感器(物理感知)到执行器(物理动作)是低延迟、高可靠的。需要打破不同品牌设备之间、不同等级系统之间的信息壁垒,实现OTIT的深度融合。通过在物理设备上部署边缘计算节点,对实时感知数据进行处理,并进行本地决策,将重要数据上传至云端平台进行全局优化。这种深度耦合的系统,是实现数据驱动物理流程,重构价值流动的基础设施。

(二)人机协作模式的演进

具身人工智能的应用并不是简单的代替人工,而是一种更高层次的人机合作。价值重构的过程中,人与智能体的关系由-控制走向伙伴式协作。在一些复杂的非结构化任务中,比如精密装配或者异常处理的时候,具身智能体会承担那些高重复性、高精确度的物理操作工作,而人则会把注意力放在策略规划上,流程监管以及各种意外状况的应对当中。这种合作模式充分调动了人的认知灵活性以及智能体的执行稳定性。实践中,这要发展新的交互界面,比如用自然语言或者手势向智能体下达意图性的指令,而不是写复杂的代码。同时,智能体需要具备可解释”,让其行为和决策过程被人类所理解、信任。这种人机合作方式的发展,改善了繁杂制造任务的整体效率和灵活程度。

(三)模块化与集成化应用

在具身人工智能落地实践中,模块化与集成化是并存的两种价值重构方式。对于中小型制造企业来说,由于成本和技术原因,偏向于模块化使用。就是针对生产物流中某一个痛点,比如质检、搬运等,引入标准的具身智能模块,比如协作机器人、AMR。这种方式投资小、见效快,可以很快地解决一个瓶颈问题,实现一个小的环节的价值。而对于大型制造企业或者链主企业来说,更侧重于集成化应用实践。建立统一的工业互联网平台,把分布在各个产线、工厂的不同具身智能体统一接入并加以调度。这种集成化应用着眼全局,打通数据孤岛,实现跨流程、跨基地的资源协同和智能决策,在整个产业链上做系统的价值重构[5]

(四)基于物理反馈的持续学习

具身人工智能价值重构的完成是一个持续迭代的过程,它要依靠建立起来的根据物理回馈开展持续学习的体系。不同于在仿真环境中训练出的算法,需要在真实的物理生产过程中不断的学习适应的具身智能体是运行于制造领域的。在实践当中这就意味着企业要形成一套机制,使得智能体在做事的时候,能成体系地收集自身物理行为(像施加的力,移动距离,消耗能量,还有所得到的作业成果(像良品比率,节拍速率)方面的数据。利用这些数据,借助强化学习、模仿学习等算法,对智能体的感知决策控制模型做在线或者离线的迭代优化。这样一种持续学习的能力,让制造系统可以自行应对工艺上的改变,材料的波动甚至设备的老化,从而不断改进生产过程中的鲁棒性和效率。这是保证价值重构效果得到稳固与加深的重要操作。

五、结语

具身人工智能正在彻底改变中国制造业的产业生态与价值逻辑。核心驱动力就在于让智能决策具备了物理执行能力,打通了数字空间与物理世界的数据与控制的闭环。于是就造成了整个产业链条各环节的功能重组,并催生出新的价值网络,其核心是以数据要素、智能交互为主的新机制。通过实践探索,物理信息系统深入耦合、人机协作演化、依托物理反馈不断学习成为主要价值重塑路径。面对这一趋势,中国制造业应抓住具身智能技术带来的机遇,探索物理智能时代适合的产业链升级和价值实现的新范式。

参考文献

[1]朴英爱,张艺凡.人工智能提升制造业产业链韧性的作用机理与中国路径[J].当代经济管理,2025,47(8):56-64.

[2]周亚虹,任欣怡,王维然.数字经济与制造业深度融合发展:测度评价与微观影响[J].经济评论,2025,(3):3-22.

[3]杨学成,郭景,杨东晓.人工智能技术进步对高技术制造业就业结构的影响路径研究[J].北京工业大学学报(社会科学版),2024,24(2):110-123.

[4]张其仔.加快提升我国人工智能创新链国际竞争力[J].北京工业大学学报(社会科学版),2025,25(3):1-6.

[5]欧进锋,叶祥松.人工智能驱动制造业高质量发展的多维效应及作用机制研究[J].审计与经济研究,2025,40(4):104-115.


...


阅读全文