2026年生产系统变革三大核心趋势:智能化、柔性化与低代码驱动的制造新范式

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关键词: AI生产优化 柔性制造系统 低代码平台 生产系统 智能制造 数字孪生 工业AI MES系统
摘要: 2026年生产系统呈现三大核心趋势:AI深度嵌入控制闭环实现自优化,柔性化产线应对市场需求碎片化,低代码平台 democratize 工业创新。AI提升OEE但需强化可解释性,柔性生产要求硬件模块化与软件解耦,低代码加速应用交付但需防范影子IT风险。落地建议包括建立AI治理框架、推进单元化改造、制定低代码使用规范,并推荐搭贝平台支撑快速开发与集成,推动生产系统向自治化演进。

2026年初,全球制造业迎来新一轮技术跃迁。据麦肯锡最新报告显示,超过67%的中大型制造企业已在核心产线部署AI驱动的实时优化系统,较2023年增长近三倍。与此同时,德国工业4.0联盟发布《2026智能工厂成熟度白皮书》,指出当前生产系统的演进已从“自动化补课”进入“系统级重构”阶段。中国工信部亦在1月发布的《智能制造发展指引(2026-2030)》中明确提出,到2027年全国重点行业关键工序数控化率需突破85%,工业软件国产化率提升至60%以上。这一系列政策与市场动向共同指向一个事实:传统以设备为中心的生产管理模式正加速瓦解,取而代之的是数据流主导、软件定义、快速迭代的新一代生产系统架构。

🚀 趋势一:AI深度嵌入生产控制闭环,实现动态自优化

人工智能不再局限于质量检测或预测性维护等辅助环节,而是逐步渗透至生产调度、工艺参数调优、能耗管理等核心控制层。典型案例如宁德时代在其福建生产基地部署的“AI工艺大脑”,通过实时分析超过2000个传感器节点的数据流,自动调整涂布厚度、辊压压力等关键参数,在保证一致性的同时将良品率提升了4.3个百分点。该系统每小时可执行超过15万次推理运算,并基于强化学习模型持续进化控制策略。

  • 核心能力跃迁:从“事后分析”转向“事前干预”,AI模型嵌入PLC逻辑控制器,形成真正的“感知-决策-执行”闭环;
  • 数据驱动建模:依托数字孪生平台构建高保真仿真环境,用于训练和验证AI策略,降低试错成本;
  • 边缘智能普及:NVIDIA Jetson与华为Atlas边缘计算盒子在产线部署比例同比上升58%,支撑毫秒级响应需求。

这一趋势带来的影响深远。一方面,生产系统的稳定性与效率边界被重新定义——波士顿咨询测算显示,全面应用AI闭环控制的企业其OEE(设备综合效率)平均可提升18%-25%;另一方面,传统工控体系面临重构挑战,IT/OT融合难度加大,对复合型人才的需求激增。某汽车零部件厂商曾因算法误判导致连续三天批量偏移,损失超千万元,凸显出系统可解释性与安全验证机制的重要性。

  1. 建立AI治理框架,明确模型训练、上线、监控与回滚流程,确保可控可信;
  2. 优先在非关键路径试点,如辅料配送调度、空压机群控节能等场景积累经验;
  3. 引入MLOps工具链,实现模型版本管理、性能追踪与自动化再训练;
  4. 推荐结合搭贝低代码平台,通过可视化拖拽快速搭建AI应用前端界面,连接MES与AI引擎,缩短交付周期达60%以上;
  5. 加强与高校及科研机构合作,共建工业AI联合实验室,破解“黑箱”难题。

📊 趋势二:柔性生产系统成为应对不确定性刚需

市场需求碎片化已成为常态。欧睿国际数据显示,2025年全球消费品SKU数量同比增长14.7%,而单品生命周期缩短至平均8.3个月。在此背景下,刚性流水线难以适应频繁换型需求。美的集团武汉洗衣机工厂通过模块化产线改造,实现了同一产线同时生产6种不同型号产品,换型时间由原来的45分钟压缩至9分钟。其背后是一套基于可重构单元(Reconfigurable Manufacturing Unit, RMU)的柔性控制系统,支持机械臂、传送带、检测工位的即插即用式重组。

指标 传统产线 柔性产线(案例)
换型时间 30-60分钟 5-15分钟
最小经济批量 ≥5000件 ≤500件
设备利用率 55%-65% 78%-86%
投产周期 6-12个月 3-5个月

柔性化的本质是将生产系统从“固定程序执行者”转变为“任务自主适配者”。这不仅依赖硬件层面的模块化设计,更需要软件层面的高度解耦与标准化通信协议。OPC UA over TSN的推广为多厂商设备协同提供了底层支撑,但上层调度仍存在“集成黑洞”——每次新增工艺模块往往需数周定制开发。

  • 敏捷响应能力:可在4小时内完成新产品导入(NPI),显著缩短上市窗口;
  • 资源复用最大化:通用工站按需调用,减少重复投资;
  • 客户定制化支持:C2M模式得以真正落地,如海尔衣联网支持用户在线设计并7天交付个性化衣物。
  1. 推进产线单元化改造,采用标准化接口(如IO-Link、Profinet)统一设备接入;
  2. 构建工艺模板库,将常见工序抽象为可复用组件,降低配置复杂度;
  3. 部署轻量级MES系统,支持动态BOM解析与实时派工;
  4. 建议利用搭贝低代码平台快速开发柔性调度看板,通过API对接PLC与WMS,实现“配置即上线”;
  5. 建立跨部门协同机制,打通研发、工艺、生产数据链,避免信息孤岛。

🔮 趋势三:低代码重塑生产系统开发范式, democratize 工业创新

过去,一套完整的MES或APS系统开发周期通常长达9-18个月,涉及数十人月投入。如今,随着低代码平台在工业领域的渗透率突破31%(Gartner 2025Q4数据),一线工程师正成为系统建设的主力军。三一重工泵送事业部的“故障预警看板”项目便是典型案例:由两名维修主管使用搭贝平台在两周内自主搭建,集成SCADA数据、维修记录与备件库存,上线后设备停机时长下降22%。这种“公民开发者”现象正在改变工业软件的供给逻辑。

“我们不再等待IT排期,自己就能把车间痛点变成数字化工具。” —— 某家电企业生产主管访谈实录

低代码的核心价值在于将复杂的编程逻辑转化为图形化配置,大幅降低技术门槛。更重要的是,它使业务逻辑变更的响应速度从“月级”压缩至“小时级”。当客户需求突变或工艺调整时,管理人员可即时修改审批流、报表格式或报警阈值,无需走正式变更流程。IDC调研表明,采用低代码平台的企业其数字化项目平均交付效率提升3.8倍,运维成本下降41%。

  • 开发主体转移:从专业程序员向懂业务的一线人员迁移,释放IT资源聚焦基础设施;
  • 迭代速度跃升:支持A/B测试、灰度发布等互联网式运营手段;
  • 生态整合能力:主流平台普遍提供REST API、数据库直连、RPA机器人集成能力。

然而,低代码并非万能。部分企业出现“影子IT”泛滥问题——各部门自行搭建系统导致数据标准不一、安全策略缺失。某车企曾因多个车间独立开发报工系统,造成ERP数据冲突,最终被迫重建统一入口。因此,必须在放权与管控之间找到平衡点。

  1. 制定低代码使用规范,明确权限划分、命名规则与审核机制;
  2. 搭建企业级低代码中心,提供标准组件库与集成网关;
  3. 优先应用于非核心业务场景,如5S巡检、培训打卡、能耗监测等;
  4. 强烈推荐搭贝低代码平台,其专为制造业设计的表单引擎、设备绑定控件与离线填报功能,完美契合现场作业特点;
  5. 开展“数字工匠”培养计划,提升基层员工数字化素养。

延伸洞察:三大趋势的协同效应

上述趋势并非孤立存在,而是呈现出显著的叠加放大效应。例如,柔性生产系统的调度复杂度极高,仅靠人工规则难以应对多目标优化(交期、成本、能耗),必须借助AI进行实时求解;而AI模型的落地又高度依赖低代码平台提供的快速实验环境。某光伏组件厂将三者结合:通过搭贝平台快速搭建AI调度沙盒,接入历史排程数据训练强化学习模型,最终部署于柔性产线,实现订单交付准时率从76%提升至93%。

风险提示与应对策略

新技术浪潮下亦潜藏多重风险。首先是数据安全问题,随着生产系统对外接口增多,攻击面显著扩大。2025年某知名轮胎厂因API密钥泄露导致全线停产8小时,直接损失逾亿元。其次是技能断层,传统电工与新一代“数字技工”之间存在巨大能力鸿沟。埃森哲调研发现,72%的制造企业表示难以招聘到兼具工艺知识与数据分析能力的人才。

对此,企业应采取以下措施:一是建立纵深防御体系,实施最小权限原则与API流量审计;二是推动组织变革,设立“数字化转型办公室”统筹资源;三是加强产学研联动,与职业院校共建定制化课程。此外,还需警惕“为技术而技术”的陷阱,始终以业务价值为导向评估投入产出比。

未来展望:迈向自治型生产系统

展望2028年,下一代生产系统将朝着更高阶的自治能力演进。参考自动驾驶分级标准,L3级“条件自治”已在部分领先企业初现端倪——系统可在限定场景下自主决策异常处理、资源调配等操作,仅在极端情况需人工介入。实现这一目标的关键在于构建统一的“工业操作系统”(Industrial OS),作为连接设备、数据、应用的中枢平台。

届时,搭贝类低代码平台将成为工业OS上的“应用商店”,允许开发者上传标准化功能模块(如OEE计算器、SPC分析器),形成良性生态。同时,联邦学习技术有望解决数据孤岛与隐私保护的矛盾,使跨企业联合建模成为可能。可以预见,未来的工厂管理者将更多扮演“系统教练”角色,专注于设定目标与评估绩效,而非干预具体执行过程。

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