2025年末，全球制造业正经历一场由技术驱动的深层变革。据国际制造战略咨询机构MESA最新发布的《2025全球生产系统成熟度报告》显示，超过67%的中大型制造企业已在过去18个月内启动新一代生产系统升级项目，其中智能调度、边缘协同与可持续集成成为投资最密集的三大方向。以德国西门子安贝格工厂为例，其通过部署AI驱动的实时排程系统，将订单交付周期缩短39%，设备综合效率（OEE）提升至91.4%，创下行业新高。与此同时，中国三一重工、美国通用电气等龙头企业也相继公布其“零碳工厂+数字孪生”融合计划，标志着生产系统已从单一自动化工具演变为支撑企业战略竞争力的核心引擎。
🚀 趋势一：AI原生调度系统取代传统MES
长期以来，制造执行系统（MES）作为连接ERP与车间层的关键枢纽，承担着任务派发、数据采集和质量追溯等职能。然而，传统MES基于规则引擎的静态逻辑在面对多品种小批量、紧急插单频发的现代生产场景时，响应滞后问题日益突出。据波士顿咨询2024年调研，仅在中国长三角地区，因排程不合理导致的日均产能浪费高达12.7万工时。
当前，以深度强化学习（DRL）为核心的AI原生调度系统正加速替代传统MES架构。这类系统能够实时接入设备状态、物料库存、人员技能、能源价格等20余类动态参数，构建多目标优化模型，在毫秒级完成最优资源匹配。例如，韩国三星电子在越南晶圆厂部署的AI调度平台，可在3秒内完成原本需人工4小时的周计划编制，并实现设备负载均衡度提升至96%以上。
该趋势对企业的组织结构与IT架构提出全新挑战。一方面，生产计划岗位需向“AI训练师+策略分析师”转型；另一方面，原有MES供应商封闭式架构难以支持高频算法迭代，推动企业转向开放式低代码平台进行自主开发。
- 显著降低计划调整延迟，应对市场波动能力提升40%以上
- 减少人为干预错误，质量异常溯源时间缩短58%
- 支持复杂约束建模，如环保限产、跨厂区协同等新型政策要求
- 推动IT/OT深度融合，倒逼数据治理体系升级
- 建立跨部门AI试点小组，优先在高混线产线验证调度算法效果
- 引入具备工业知识图谱能力的低代码平台，快速搭建可解释性调度界面
- 制定分阶段迁移路径，避免“推倒重来”式替换带来的运营风险
- 联合高校或研究机构开展定制化算法训练，积累专属工艺知识库
📊 趋势二：边缘-云协同架构成为标准配置
随着工业物联网节点数量突破百亿级，集中式云计算在处理实时控制指令时暴露出明显延迟瓶颈。IDC数据显示，2025年全球约42%的工业数据将在边缘侧完成初步处理，较2020年增长近3倍。这一变化催生了“边缘智能体+云中枢”的新型生产系统架构。
在此模式下，边缘计算网关不仅承担协议转换与本地存储功能，更嵌入轻量化AI模型实现即时决策。例如，在汽车焊装车间，每个焊接机器人配备的边缘控制器可实时分析电流波形，一旦检测到虚焊倾向立即调整参数，响应速度达毫秒级。而云端则聚焦长期趋势预测、全局资源优化与供应链联动等宏观任务。
这种分布式架构极大提升了系统的鲁棒性与灵活性。当网络中断时，边缘节点仍能维持基本运行；新增产线时，只需部署标准化边缘组件即可快速接入。更重要的是，它为中小企业提供了渐进式数字化路径——无需一次性投入巨资建设私有云，可通过模块化方式逐步扩展。
| 架构维度 | 传统云中心架构 | 边缘-云协同架构 |
|---|---|---|
| 响应延迟 | 500ms~2s | <50ms（关键控制） |
| 带宽占用 | 高（全量上传） | 低（仅上传特征值） |
| 故障容忍度 | 单点失效风险高 | 局部自治能力强 |
| 扩展成本 | 线性增长 | 近似常数增量 |
值得关注的是，该趋势正在改变软件交付形态。越来越多的企业选择采用容器化微服务架构，将不同功能模块部署在合适层级。例如，视觉质检模型运行于产线边缘服务器，而缺陷聚类分析则交由云端大数据平台完成。
- 实现真正意义上的实时闭环控制，满足高端制造精度需求
- 降低网络依赖，适应复杂厂区环境（如电磁干扰、信号盲区）
- 支持异构设备即插即用，加快产线重构速度
- 促进SaaS模式在工业软件领域渗透，降低使用门槛
- 评估现有网络基础设施，确定边缘节点布局密度与算力等级
- 选择支持Kubernetes for Edge的管理平台，统一调度跨域资源
- 定义清晰的数据分级策略，明确哪些信息必须上云、哪些可本地留存
- 利用搭贝低代码平台快速开发边缘应用前端，实现与PLC、SCADA系统的可视化对接
🔮 趋势三：ESG指标深度集成至生产控制系统
在全球碳关税机制逐步落地背景下，环境、社会与治理（ESG）已不再是年报中的装饰性章节，而是直接影响企业运营成本的核心变量。欧盟CBAM（碳边境调节机制）已于2023年试运行，预计2026年起全面征收，覆盖钢铁、水泥、铝、化肥及电力五大行业。这意味着出口型企业每吨二氧化碳排放将面临80~100欧元的成本追加。
为应对这一挑战，领先企业开始将碳排放、水资源消耗、噪音污染等可持续性KPI直接嵌入生产控制系统。例如，台积电在其Fab 18晶圆厂中，每道工序的作业指令都附带“碳足迹预算”，调度系统会优先分配给单位产值碳排放更低的设备组合。若某批次产品即将超出配额，系统将自动触发预警并推荐替代工艺路线。
这种集成不仅涉及数据采集层面，更需要重构成本核算模型。传统以“元/件”为单位的计价方式正被“元+kgCO₂e/件”的双维度指标取代。麦肯锡研究指出，实施ESG集成管控的企业，在五年周期内平均获得14%的融资成本优势，并赢得更多政府采购订单。
“未来的生产系统不仅要回答‘能不能做’，更要回答‘值不值得做’。”——西门子数字化工业集团CTO, Dr. Anna Weber, 2025年汉诺威工博会主题演讲
此外，消费者对绿色产品的支付意愿也在上升。尼尔森2025年调查表明，68%的Z世代愿意为“低碳认证”商品支付至少15%溢价。这促使品牌方反向要求代工厂提供全流程碳数据，进一步倒逼生产系统升级。
- 提前规避碳关税等政策风险，保障国际市场准入资格
- 提升企业ESG评级，增强投资者信心与融资能力
- 创造差异化竞争优势，抢占绿色消费市场先机
- 推动工艺创新，发现节能降耗的技术突破口
- 建立产品全生命周期碳核算模型，精确到工序级别
- 在生产系统中增设“绿色度”评分维度，纳入排程优化目标函数
- 对接第三方认证平台，自动生成符合国际标准的碳报告
- 借助搭贝低代码平台灵活配置表单与流程，快速响应不断更新的披露要求
拓展思考：低代码平台如何赋能趋势落地
面对上述三大趋势，企业普遍面临开发资源不足、迭代周期长、系统耦合度过高等难题。传统的定制开发模式往往需要6~18个月才能上线一个新模块，严重滞后于业务变化节奏。在此背景下，以搭贝为代表的工业级低代码平台展现出独特价值。
搭贝平台采用“模型驱动+组件化”的设计理念，允许工程师通过拖拽方式构建复杂的生产监控看板、移动端巡检应用或AI结果可视化界面。其内置的工业通信套件支持Modbus、OPC UA、Profinet等主流协议，可在2小时内完成与老旧设备的数据对接。更重要的是，它提供开放API接口，便于将Python训练好的机器学习模型封装为可调用服务，实现算法与业务逻辑的松耦合。
某家电制造商曾面临紧急客户需求变更，需在一周内实现空调生产线的柔性切换。借助搭贝平台，项目团队仅用3天便完成了新机型BOM导入、工艺路线配置、质量检验标准更新及报工界面重构，确保订单准时交付。该案例表明，低代码并非仅适用于简单场景，也能支撑复杂制造环境下的敏捷响应。
行业影响全景图
这三大趋势共同作用下，生产系统的角色正在发生根本性转变：从“执行者”进化为“决策者”，甚至成为“战略资产”。我们观察到四个深层次影响正在显现：
- 人才结构重构：传统IE工程师占比下降，数据科学家、AI运维、可持续发展专员成为新建制岗位
- 供应链权力转移：掌握先进生产系统的企业获得更强议价能力，可主导上下游协同优化
- 竞争壁垒升级：单纯的成本优势难以维系，系统智能化水平成为决定市场份额的关键因素
- 创新范式迁移：新产品开发周期缩短，得益于数字孪生支持下的虚拟验证与快速迭代
值得注意的是，这些变革并非仅发生在头部企业。随着公有云服务降价、开源框架成熟以及本地服务商崛起，中小型制造企业同样有机会参与这场升级。关键在于找准切入点，避免盲目追求“大而全”的解决方案。
