机器人是一个复杂的动力学系统，机器人动力学研究包含两类 问题：一类是已知机器人各关节的作用力矩（或力）时，求解机器 人的运动轨迹，即正动力学分析问题；另一类是已知机器人运动轨 迹，求解所需要的关节驱动力矩（或力），即逆动力学分析问题。 本 节 导 入 求解比较困难 较长时间的运算 正动力学问题 我们只对 进行详细分析 逆动力学 了解机器人动力学，也 即机器人的动力学方程。它表示机器人各关节的关节变量对时间的一阶 导数、二阶导数、各执行器驱动力或力矩之间的关系，是机器人机械系 统的运动方程，其实际动力学模型可以根据已知的物理定律求得。 逆动力学问题 即机器人在关节变量空间的轨迹已确 定，或末端执行器在笛卡尔空间的轨 迹已确定 ( 轨迹已被规划 ) ，求解机 器人各执行器的驱动力或力矩。 正动力学问题 即机器人各执行器的驱动力或力矩为 即机器人各执行器的驱动力或力矩为 已知，求解机器人关节变量在关节变 量空间的轨迹或末端执行器在笛卡尔 空间的轨迹。 机器人运动方程的求解可分为两种不同性质的向题 人们研究动力学的重要目的之一是对机器人的运动进行有效控制， 以实现预期的运动轨迹。常用的方法有牛顿 - 欧拉法、拉格朗日法、凯 恩动力学法等，在本节中只介绍拉格朗日法。 凯恩动力学法 运算量最小、效率最高， 在处理闭链机构的机器人动力学方面有一定的优势

而贸易壁垒与技术管控的升级态势则将延续；全球主要经济体制造业呈现“亚太活跃、欧 美企稳、多极共进”的态势。亟需关注安全与发展博弈深化、技术主权竞争加剧、绿色壁 垒不断提升、数字鸿沟持续扩大以及人口结构变化对劳动力供给的影响这五大挑战。我国 应着力统筹产供链安全与效率，强化科技自立自强，系统推进绿色与数字化转型，并优化 人力资源结构，从而在全球制造业格局深度调整中赢得战略主动。 【关键词】 世界制造业 发展形势 化，为制造业复苏蒙上阴影；而新一轮科技革命的加速演进，为全球分 工格局带来了新的机遇与挑战。我们分析2026年世界制造业发展的基本 走势、内在动因与潜在风险，聚焦全球产供链布局、技术竞争范式、绿 色低碳转型、数字化进程及劳动力供给等核心议题，以期为科学研判未 来趋势、有效制定应对策略提供有益参考。 104 中国工业和信息化 发展形势展望系列 一、对2026年形势的基本判断 （一）全球制造业整体形势 2026年 在全球供应链上游的地位较为巩固，但其产业进程深受进程基建与税制 等因素的制约。东盟：经济加速分化。菲律宾依托服务业与侨汇驱动增 长，但外部贸易政策调整将导致出口承压；越南作为全球制造转移的重 要承接地，但基建水平滞后、劳动力等生产要素成本上升将威胁投资信 心；印尼依托关键矿产冶炼加工产业争取全球产业链有利位置，但面临 “碳依赖”难题；而泰国作为东南亚汽车强国，在向电动车产业赛道切 换的同时，需应对市场失衡的考验。拉美：经济韧性显现，但结构性短

尤其是在购买新车时。现在，越来越多的消费者选择购买电动汽车。原因在于，即使考 虑到电池生产和电力消耗，电动汽车的二氧化碳排放仍比内燃机低得多。 因此，今天，整车制造商和零部件供应商不再怀疑新能源动力譬如氢或电是否会取代内 燃机，而是关心何时必须完成这一过渡，及如何尽可能顺利地过渡。 他们知道，经改进的制造工艺、新材料和更有效的生产方法是未来市场取得成功不可或 缺的组成部分。 本白皮书重 4 电动交通：机遇和挑战 最新研究表明，与内燃机相比，电动汽车二氧化碳 1 可减排 达 80%。难怪专家们预测这一细分市场前景光明。 不出几年，在世界各地，电动汽车上路行驶会成为常态。 替代动力系统、联网车辆和无人驾驶对制造商和供应商提出 了重大挑战。 变革即将到来 因此，除了投资未来技术以外，许多地方也正在推动建立合 资企业和开发伙伴关系。 传统公司部门和技术正被新商业模式、新产品所取代。 要求。 对于行业而言，交通运输方面的变化提供了许多机会，但也 带来了重大挑战。毕竟，他们必须适应全新的功能、组件和 系统。 这一点对于电动汽车尤其如此，因为比如，电动汽车不仅需 要不同的动力系统和电池，还需要其它加热或空调系统。 这就为已经非常宽泛的车辆配置提供了额外的选择 - 多样化 可能会变为混乱。 因此，对于汽车行业中超过八成的公司 2 来说，优化流程和 组织结构是议事日程中的第一要务。

统能够提前预警 设备故障，提升设备的利用率和可靠性。同时，人工智能还帮助企业优化生产 排程，实现生产资源的最优配置，降低运营成本。第三，工业互联网与物联网 的深度融合，成为智能制造发展的重要推动力。通过广泛部署传感器和智能终 端，制造设备实现了全面互联互通，生产过程中的各个环节数据得以实时采集 和传输。 图表：全球智能制造市场规模预测 资料来源：公开资料查询 5 / 23 1.2 1 万亿元人民币，2020-2022 年受疫情影响有所波动，但整体保持上升趋势。 2023 年市场规模突破 1.5 万亿元，同比增长约 15%。从细分市场来看，工 业机器人和智能装备制造是主要增长动力，智能工厂解决方案市场也呈现快速 扩张态势。市场规模的扩大得益于企业数字化转型需求提升、政策支持力度加 大以及技术进步带来的成本降低。 图表：2016-2022 年中国智能制造行业市场规模及增速 智能装备制造是智能制造产业的重要组成部分，涉及智能机床、自动化生产线、 工业机器人、智能传感器、数字控制系统等多个领域。它不仅是提升制造业自 动化和智能化水平的关键环节，更是推动传统制造业向高端制造转型升级的重 要驱动力。近年来，中国智能装备制造水平持续提升，依托自主创新能力的增 强和技术研发的不断突破，产品的技术性能、精度和可靠性不断接近甚至部分 领域达到国际先进水平，彰显出强大的竞争力和发展潜力。智能装备广泛应用

深圳恒宝士线路板有限公司董事长 马振山 奇瑞捷豹路虎汽车有限公司常务副总裁 魏志勇 河北恒工精密装备股份有限公司董事长 贾广宏 北京海纳川汽车部件股份有限公司副总裁 张连 德诚控股集团董事长 张力 逐际动力联合创始人兼COO 张雁军 东风公司战略规划部副总经理 杨涛 新意互动CEO 李东平 银信科技 参与编写成员 汽车产业战略家班 中国一汽高端汽车集成与控制全国重点实验室 刘秋铮 李文彬 造差异性的功能，跳出同质化竞争的窘境。 5 AIGC在汽车设计的多个领域展示了极大的潜力，例如AIGC技术可以加速车型外观设计和定义，使得以 低成本创造更加个性化和定制化的车型成为可能。还包括车辆动力学仿真、控制软件生成、软件测试、 结构参数调优、动力电池材料配方筛选等方面应用。 6 AIGC提高了汽车制造业的生产效率，可以实现更高效、更精准的生产作业和供应链管理，减少人力成 本，提高生产效率。具体应用包括智能工艺评 10 核心结论 9 PAGE 汽车产业 AIGC 技术应用白皮书 第一章 汽车行业 技术变革 汽车产业 AIGC 技术应用白皮书 10 PAGE 在汽车行业百年发展史的大部分时间里，是以动力系统为代表的硬件为王的时代，规模、渠道、品牌 影响力等是核心竞争要素，但最近十五年的技术变革从根本上重塑了汽车的竞争法则。硬件逐渐趋同 化，数据、人工智能算法和计算平台成为新的核心竞争要素。

实现产品的设计模式创新.........156 案例三：西安航空发动机（集团）公司采用 MBD 实现发动机制造创新 ............159 案例四：西安航空动力控制有限公司利用 TC/NX 实现工艺设计模式创新 ..........162 案例五：北京动力机械研究所实施 MBD 创新航天行业最佳流程 ......................165 案例六：首都航天机械公司利用 TC 实现三维装配工艺设计和管理的模式创新 6 “工业 4.0”——制造业的未来 1. 第四次工业革命——“工业 4.0” 随着制造业再次成为全球经济稳定发展 的驱动力，世界各主要工业国家都加快了工业 发展的步伐：从美国的“制造业复兴”计划到 德国的“工业 4.0”战略，再到中国的“十二五” 发展规划，制造业正逐步成为各国经济发展的 重中之重，引领未来制造业的方向也成为制造 相关数据能够被有效配置管理，能够 在 MBE 企业内部以及供应链之间流通。 • LMS，仿真和试验解决方案：将三维 功能仿真、试验系统、智能一维仿真 系统、工程咨询服务有机地结合在一 起，专注于系统动力学、声音品质、 舒适性、耐久性、安全性、能量管理、 燃油经济性和排放、流体系统、机电 系统仿真等关键性能的开发和研究。 西门子完整的 MBE 解决方案，以系统工 程思想为指导，贯穿从产品需求开始，经过

气动式和电动式。 电动驱动 利用各种电动机产生的力矩和力， 直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构 气动驱动 以压缩空气为动力源驱动， 气动执行机构包括气缸、气动马达 液压驱动 以有压力的油液作为传递工作介质， 实现机器人的动力传递和控制 电动驱动 由于低惯量，大转矩交、 直流伺服电机及其配套 的伺服驱动器的广泛采 用，电动驱动系统在机 器人中被大量选用。该 根据能量关系建立起碰撞冲击动力学模型并设计出力 调节器，其实质是用比例控制器加上积分控制器和一个平行速度反馈补偿 器，有望获得较好的力跟综特性。 稳定性在力控制中普遍存在响应速度和系统稳定矛盾，因此， Roberts 研 究了腕力传感器刚度对力控制中动力学的影响，提出了在高刚度环境中使 用柔软力传感器，能获得稳定的力控制，并和 Stepien 一起研究了驱动 刚度在动力学模型中的作用。 在 电动机的主要功能是执行机构产生特定的动作，根据用途可以将 电动机分为驱动电动机和控制电动机两类。 控制电动机 不仅提供动力，而且能够 精确控制电动机的驱动参 数等，如位置、速度、动 力等。它一般分为步进电 动机和伺服电动机两类。 驱动电动机 主要是为设备提供动力， 对于位置精度的控制能 力较低，主要用于电动 工具、家电产品以及通 用的小型机械设备等。 控制电动机规格选定

一是积极响应国家野制造强国冶战略的具体体现遥通过数字 化转型袁加快推动新一代信息技术和炼化行业深度融合袁拓展 野智能垣炼化制造冶袁打造新型制造模式袁将成为炼化企业转型升 级袁实现可持续发展的重要推动力遥 二是企业提高节能减排能力袁 实现绿色安全生产的需要遥 通过数字化转型袁加强安全环保的实时管控袁开展用能监管和 优化袁将大大提高企业安全生产和节能减排能力袁引领企业健 康发展袁打造平安工厂袁实现绿色生产遥 持 续发展的新动能遥 通过数字化转型袁建立数字化尧网络化尧智能 化的生产运营新模式袁提升管理与决策能力袁从而稳健应对国 内外市场变化袁提质增效袁实现卓越运营袁为企业可持续健康发 展注入强劲新动力遥 质交付冶的全过程管理工作袁助推产品质量持续提升袁实现企业 的高质量发展遥 主要参考文献 咱员暂温德成袁王高山袁赵林袁等援制造业质量信息管理咱酝暂援北京院中国计量 出版社袁圆园园缘援 实现组织活动尧流程尧业务模式和员工能力等方方面面的重塑 和业态创新袁寻求新的增长点袁实现高质量发展遥 比如消费服 务方面的电商尧数字化媒体等袁制造方面的个性化定制尧网络 化协同尧智能化生产等等袁而这背后的原动力袁一方面是新一代 陨栽 技术的发展袁另一方面则是产业变革驱动遥 不同的行业数字化转型有不同的表现形式与内涵遥 我们 看到袁在互联网尧零售尧传媒尧交通等许多消费服务行业里袁数字 化的商业形态已经逐渐代替传统的商业形态袁

创新奇智科技集团股份有限公司,北京 100080) 摘要:在建设现代化、推进新型工业化的关键时期,人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的兴起为制 造业转型升级提供了强大的动力,AI 技术在制造业全流程的落地已成为推动制造业领域产业升级的重 要引擎。 首先,分析 AI 技术赋能制造业的意义,从研发设计、生产制造、运营管理和产品服务等制造业 核心环节入手,深入阐述 AI 信息通信技术 与政策, 2024,50(12):42-50. DOI:10. 12267/ j. issn. 2096-5931. 2024. 12. 007 0 引言 制造业是经济增长的关键驱动力。 据世界银行数 据,2022 年全球制造业总产值约为 16. 19 万亿美元,制 造业增加值约占全球 GDP 的 16. 05%。 制造业作为现 代经济的基石,反映了一个国家或地区的工业化水平 年我国制造 业 GDP 高达 4. 61 万亿美元,占总 GDP 的 26. 18%,约 占据全球制造业份额的 28. 5%。 当前,我国制造业面临劳动力短缺、生产技术落 后、可持续发展压力等多重挑战。 国家统计局数据显 示,我国制造业劳动力规模显著减少,2015—2020 年, 制造企业的平均用工人数由 8 711 万人下滑至 6 550 万人,制造业面临着技术工人短缺的问题。

定可靠运行的基础设施的集成，是信息化发展中不可 或缺的物理载体。 数据中心基础设施包括：机房建筑、机柜、配 电、制冷、综合布线、消防、动力环境监控等。 数据中心机房 机房基础设 施 支持性基础 设施 机房装饰 供配电系统 空调系统 综合布线系 统 管理性基础 设施 动力和环境 监控系统 安防监控系 统 气体灭火系 统 机房装饰工程 吊顶天花 防静电地板 隔断 防火玻璃门窗工程 其它电力负荷：空调系统、照明系 统、安防消防系统。 静电防护 柴油发电机 动力配电 照明 UPS 不间断电源 防雷接地 机房供配电系统 UPS 配电柜 列头柜 总配电柜 动力配电柜 总配电柜：引入市电输入， 分配给 UPS 配电柜和动力配 电柜。 UPS 配电柜：给 UPS 提供 输入和输出配电 动力配电柜：给精密空调、 照明、安防、消防设备配 电。 列头柜：给综合布线机柜和 国防、军事、或航天等特种行业 / 领域。 机房综合布线系统 机房综合布线系统包括机房内强 / 弱电桥架，综 合布线机柜 / 服务器机柜，模块化机柜等设备。 微模块机柜 机房监控系统 1 ）动力监控： 配电柜：通过智能仪表监测电压、电流参数、电量计 量、开 关状态检测； UPS ：监测 UPS 工作状态和运行参数，远程实现电 池充放电控 制； 空调：监测空调的运行参数及状态。 2