2025.08 生物发酵行业数字化转型白皮书 Bio-Fermentation Industry 2 Unrestricted | © Siemens 2025 | DI FA VM-F&B Future Food 目录 第一章：生物发酵行业分析 ... ......................................................................................... 5 2.2 生物发酵工厂生命周期内的常见问题 ....................................................... 6 第三章：智能制造解决方案 ........... FA VM-F&B Future Food 第一章：生物发酵行业分析 1.1 行业概述 生物发酵是采用现代工程技术手段，利 用微生物的代谢活动，为人类生产有用的产 品，或直接通过扩大培养将微生物应用于工 业生产过程的一种技术。产物主要包括氨基 酸、有机酸、酵母、多元醇等。 生物发酵是生物制造中的重要环节，对 于推动我国经济社会转型和满足人民美好生 活生需要具有重要意义。

1. 基础理论 2. 优化 3. 统计 4. 科学计算 5. 复杂系统 第四章 物质科学 1. 物理 2. 化学 3. 材料 4. 能源 第五章 生命科学 1. 合成生物学 2. 医学 3. 神经科学 4. 医疗 5. 演化 第六章 地球与环境科学 1. 大气科学 2. 环境科学 3. 生态科学 第七章 工程科学 1. 通信 数，优化实验流程和候选对象。 总之，人工智能可以有效整合不同学科 的数据和知识，打破学科壁垒，促进多学科 深度融合，解决学科的挑战性问题。跨学科 合作不仅拓展了各学科的研究边界，还催生 了计算生物学、量子机器学习、数字人文等 新兴学科。 1. P. Berens. et al. AI for science: an emerging agenda. arXiv Preprint, https://arxiv 2025 14 15 3. 脑机接口 3.1 背景 脑机接口技术为脑科学研究提供了全 新的因果研究范式，并为脑疾病治疗开辟 了靶向干预新路径。此外，该技术的发展 不仅将驱动人工智能技术突破生物智能解 析瓶颈，还将为类脑智能与具身智能的理 论演进提供新路径，同时通过搭建人 - 机 - 环境智能融合接口系统，为构建可持续的 智能社会生态系统奠定技术基础。 通过建立大脑与外部设备的直接通信

张的局面。此 外 ， AI 技术正在推动医疗服务向自动化和智能化转变，优化包括预约挂号、诊 疗服务、费用结算、检验检查等在内的各个环节，将极大提升患者的就医体验。 同时，AI 助力 生物分子结构预测与生成、加快靶点识别和发现， 提升药物分子设 计与 优化， 提升临床试验的效率， 有效地缩短新药研发周期、降低研发成本、 加速新药上市，为医药创新带来新的动力。 AI 已经深入 ........................................................................................ 35 AI 驱动生物医药研发范式变革 ......................................................................................... 长态势，数据显示，2019 年到 2024 年期间，我国 创新药上市数量波动上升，从 2019 年的 51 款增加 至 93 款。国产创新药比例有显著提高，从 2019 年的 21%增加至 2023 年的 46%。虽然生物医药的规模持 续增长，但研发一款新药的时间和成本高昂，急需要 提升投入产出比。 同时，慢性病由于发病率高、病程长、有效控 制率低、经济负担重等特点，患者对医疗服务效率 和质量、个人健康管理有效性等的需求等都变得更为

示了 AI 在策略计算方面的卓越能力；人工智能在图像识别方面的准确性已经超越了人类，让 我们见证了机器感知世界的巨大潜力；人工智能更是在科学研究中取得了显著突破，如蛋白质 结构预测，它极大地推动了生物学和医学领域的研究进程。这些里程碑式的事件共同证明了人 工智能技术的飞速进步，并预示着其将在未来社会扮演更加重要的角色。 而 2022 年 11 月 ChatGPT 的 面 世 标 志 着 人 工 务，自主完成各种任务。例如，用户想计划一次旅行，AI 私人助理根据用户的喜好和预算，做 出深度个性化旅行建议方案，并自动预定用户喜爱的酒店、航班等。 既智慧又懂你的虚拟私人助理： 随着终端设备生物信号感知能力的增强和完善，通过随身的智能可穿戴设备，以及智能家 居设备的协同，未来可实现对每个人的健康状态进行连续的健康检测，例如无创血糖检测、连 续血压检测、连续心电检测等，实时记录和分析身体指标数据和运动、睡眠数据。 将人工智能、大数据分析、通信、云计算、可穿戴设备等前沿技术融入医疗健康全过程， 提升医疗服务的智能化水平。新型虚拟显示技术以及低延迟高带宽的下一代通信技术连接将实 现居家远程医疗联动；依托灵敏的生物传感器、云端存储的海量健康数据，为个人和全人群提 供精准的健康评估、疾病预防、诊断和治疗方案，实现精准医疗。 智慧交通： 人工智能、物联网，等新一代信息技术与交通管理深度融合，基于大数据分析，智能调度

中国：云计算系列 行业研读 | 2025/07 • 云厂商的客户战略，是以技术实力强、直购IaaS算力的核心技术客群 为“压舱石”，以政策驱动、预算充足的政企单位为“稳定器”，并最终 以自动驾驶、生物医药等高价值、高用量场景的垂直行业为“增长引 擎”，构筑其三圈层高价值客户体系 智算产业价值路径——云企业客户价值模型 云厂商的高价值客户三圈模型 来源：头豹研究院 ◼ 云厂商的客户战略，是 取大规模战略性订单；最终，将自动驾驶、生物医药、具身智能等高价值、高用量 的垂直行业客户视为“增长引擎”，通过深度赋能其具体的商业和科研场景，来开拓 未来价值增长的主战场。 公有云GPU主力客群 政企单位 企业出海 特点：技术实力强，需求 明确，IaaS直连，绕过 PaaS中间层 特点：政策驱动、预算 充足、智算中心的建设 先于使用 高价值行业：自动驾驶、具身智能、生物医药、高校科研 垂直行业客户 据库产品//数据库类产品）； AI开发平台（如Plan调度平台）； NLP等； ✓ • 不看利润，看客户数 和场景渗透率（目标： 企业客户数过十万，单 客户多场景使用）； ✓ • 主要面向行业客户 （生物制药、教育、自 动驾驶等）提供API和模 型调用服务。 ✓ 以“计算中心政府补 贴+回租”模式，达成 快速出表； ✓ GPU卡的二次租赁纳 入阿里云池，形成资 源复用； ✓ 小公司、地方代理公

这种个性化的治疗和建议不仅可以提高疗效，还能减少不必要的副作用和治疗成本。 在药物发现方面， 大模型也发挥了关键作 用。传统的药物研发周期长、成本高， 对于药物效果和 安全性的验证过程复杂且耗时。应用大模型技术分析生物数据和化学化合物的相互作用， 快速筛选 出潜在的药物候选物，并预测其疗效和安全性，从而大大缩短药物研发的时间和成本。 此外， 医疗影像分析是医疗健康大模型的另一个重要应用场景。现代医学影像技术生成的数据量 包括学术论文、专业杂志 等发表的文献， 涵盖各类疾病的病因、诊断、 治疗及预后等研究内容。 2. 科研数据库： 如基因组学、蛋白质组 学等数据库， 为模型提供大量的基因、蛋白 质等生物信息。 3. 公共数据集： 如医疗影像数据集、电 子病历数据集等， 这些数据集经过标准化处 理后，可以用于模型的训练和验证。 4. 合作研究数据： 与其他机构或企业合 作收集的数据， 9 《中华人民共和国生物安全法》 2021.4 《中华人民共和国药品管理法》 2019.12 《中华人民共和国人类遗传资源管理条例》 2019.7 《医疗器械监督管理条例》 2021.6 国内伦理规范 《关于加强科技伦理治理的意见》 2022 《科技伦理审查办法（试行） 》 2023.10 《涉及人的生命科学和医学研究伦理审查办法》 2023.2 《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》

合物的快速发 现和优化；inClinico用于临床试验结果预测和方案设 计优化。Pharama.AI从靶点发现到临床前候选化合 物（PCC）提名仅花费18个月，比传统药物发现过程 快很多。目前，多家生物制药公司与英矽智能达成合 作，如赛诺菲、复星医药等，以Pharama.AI进行多个 靶点研发合作。 来源：案头研究、德勤研究 4 《医疗智能行业白皮书》，沙利文，2022年 图表4：数智技术赋能智慧医疗发展 家医院、2,000家药企、4,000多家基层诊疗机构的智慧 医疗服务经验，并在成功推动机构试点应用。 • 推出专门用于mRNA序列设计的算法的LinearDesign平台。在Nature上发布了生物计算领域的突破性成果6，成为 首个在Nature发表论文的中国科技企业。LinearDesign算法设计序列有效帮助医药企业推动更加高效的mRNA疫苗 研发。2021年，赛诺菲引入LinearDes 深度行业认知 等级医院 卫健委 卫健委 医院 医保局 患者 / 居民 中国智慧医疗行业白皮书 15 新一代数智技术持续赋能医药制造业全生命周期。早在 2015年，《中国制造2025》就将生物医药纳入十大重 点发展领域，着重推动制药产业的智能化水平提升。如 今，许多药械企业已经成功将如人工智能、物联网、大 数据、云计算等新一代技术成功应用。 比如在药物研发环节，通过人工智能、大数据技术相结

行业与管理资源 1. 无限制下载各行业研究报告、咨询公司管理方案，企业运营制度、科技方案及大 咖报告等。 2. 每月更新超过 3000 份最新行业资源；涵盖科技、金融、教育、互联网、房地产、 生物制药、医疗健康等行研报告、科技动态、管理方案； 微信扫码 学习工作无忧 微信扫码或添加客服微信（微信号： Teamkon4 ）免费报告等你领。 （添加好友请备注：姓名 + 单位 + 业务领域） 行业与管理资源 1. 无限制下载各行业研究报告、咨询公司管理方案，企业运营制度、科技方案及大 咖报告等。 2. 每月更新超过 3000 份最新行业资源；涵盖科技、金融、教育、互联网、房地产、 生物制药、医疗健康等行研报告、科技动态、管理方案； 微信扫码 学习工作无忧 微信扫码或添加客服微信（微信号： Teamkon4 ）免费报告等你领。 （添加好友请备注：姓名 + 单位 + 业务领域）

六、典型数智企业（TOP10）榜单 2024 年 10 家典型数智企业（TOP10）分别是华为、联 通数据智能、Deepseek、蚂蚁密算、宇树科技、银河通用、 安恒信息、上海数发科、易华录、国家生物信息中心。 XI 前 言 自 2019 年党的十九届四中全会首次将数据作为继土地、 劳动力、资本和技术之后的第五大生产要素后，中共中央、 国务院分别于 2020 一系列战略部署，力争赢得未来发展和国际竞争主动权。目 前，以美国为首的西方国家加大对我国打压力度，限制范围 已从过去的算力芯片、工业软件、人工智能大模型等相关技 术领域，延伸到个人、政府、生物医药、人工智能、教育科 研等广泛领域数据资源的共享和获取，全方位阻遏我国数智 产业发展。我国应放眼全球竞争视野，加大力度培育壮大数 智企业，构建上中下游协同发展的数智产业链，打造产业优 势互 数智产业由数据资源、数智技术、数智产品、数智企业、 数智生态等五大要素构成。 1.数据资源 数据资源是指以电子或者其他方式记录的，可以被识别、 采集、加工、存储、管理和应用的原始数据及其衍生物。按 照不同维度，数据资源可以分为不同类型。依据数据结构化 特征，数据资源可以分为结构化数据、半结构化数据和非结 构化数据。依据数据持有主体，数据资源可以分为公共数据、 企业数据和个人数据等。按照数据可流通性，数据资源可以

园管委会、上海临港管委会、中关村管委会；产业地产商的代表企业有：中南建设、中电光谷、天安数 码城、联东集团、华夏幸福、亿达中国、金地威新；大企业主体代表的有：京东、海尔、三一重工、中 车集团、联想集团、腾讯、亦庄生物等；中小微企业主体代表包括启迪控股、清控科创、力合科创、昱 能科技、正雅齿科等在内的企业集群。 图表3：智慧园区按主体分类及代表主体 资料来源：前瞻产业研究院整理 客观 中性 建设性 着大数据和云计算的发展，平台可以整合多源数据，支撑科学决策，其中，2019 年启动国家绿色数据中 心试点就是这个阶段的体现。这个阶段下，大企业自主引导的产业园开始进行引领智慧化转型，例如阿 里云的梦想小镇、亦庄生物产业园一期等。中小微产业园在获得多方面的资金支持以及数字化渗透下， 也逐步提升了智慧园区的建设运营能力。 4.0 阶段：新质生产力阶段（2021-2024 年）：新质生产力推动智慧园区逐步实现场景智能化，多方 智慧园区白皮书 域的实时监测与智能决策。 在经济贡献方面，东部开发区以占全国 1.2%的土地面积创造了全国 28%的 GDP，单位面积产值超 过 45 亿元/平方公里，培育出电子信息、高端装备、生物医药等千亿级产业集群，华为、阿里巴巴、腾 讯等龙头企业的区域总部与研发中心高度集聚，形成“龙头企业+中小企业+创新平台”的智慧化产业生 态。东部智慧园区单位用地税收强度达到 1200 万元/平方公里，是全国平均水平的