为了适应新军事变革和信息化战争的要求，国外国防工业领域都在不断推进以数字化、网络化和智能化为核心的工业体系建设，并取得了显著成效。

（1）政府出台智能制造发展战略，促进军工智能制造技术发展。

①美国。

美国为实现制造业整体复兴，重塑高端制造业，从2011年起，连续发布《美国先进制造业领先地位战略》《国家先进制造战略规划》《赢得本国先进制造竞争优势》等战略性文件，均将智能制造作为重要内容，作为21世纪占领世界制造技术领先地位的基石。

——2011年，美国确定了智能制造的4个优先行动计划。在搭建工业建模与仿真平台方面，为虚拟工厂和企业创建社区平台（包括网络、软件），开发用于生产决策的下一代软件和计算架构工具箱，将人类因素和决定融入工厂优化软件和用户界面中，为多个行业扩展能源决策工具的可用性。在工业数据采集和管理系统方面，为各个行业建立一致的、有效的数据模型，如数据协议和接口、通信标准等。在业务系统、制造工厂和供应商集成方面，通过仪表板报表、度量、常用的数据架构和语言等优化供应链绩效。在智能制造的教育和培训方面，加强建立智能制造的人才队伍，如培训模块、课程、设计标准、学习者接口。

——2012年，美国政府宣布实施“国家制造创新网络”计划，组建制造创新机构，打造辐射全美的技术研发成果转化协同创新体系，加速整个国家的制造创新。目前，已组建的14家制造创新机构中有13家由国防工业行业主导（8家由国防部主导、5家由能源部主导），其中“增材制造”“数字化制造与设计”“制造环境中的机器人”“智能制造”4家创新机构以智能制造关键技术研发推广为主攻方向，前3家由国防部牵头组建，第4家由能源部牵头组建，既服务武器装备建设需求，又引领全国智能制造发展，国防工业成为美国国家智能制造发展的领跑者。

②德国。

2000年，德国政府发布“微系统技术2000”规划，该规划为期4年，旨在开展微系统技术和成果的转化应用，扩大微系统技术在国防、经济中的普遍影响。2006年，德国首次从政府层面提出了《德国高科技策略》，并多次提到应加强创新，在新一轮工业革命中与美国、日本、中国开展竞争。2010年，发布《数字德国2015》，具体内容包括：发展电子能源和智能电网、智慧国防，研究电动车，建设智能交通体系，将云计算技术应用于工业领域中。2011年，首次提出“工业4.0”概念，旨在利用物联网技术提高德国制造业水平。2014年，发布《数字化议程：2014—2017》。2015年，发布《德国工业4.0实施战略报告》，明确“工业4.0”战略实施的核心模块及相关课题领域，以军工企业西门子等大公司带小公司的途径发展。2016年，德国发布《数字化战略2025》，提出包括“工业4.0”在内的面向未来的10个行动步骤，以应对在数字化转型过程中面临的诸多挑战，缩短整个国家在数字化建设和应用方面与美国的差距。

③英国。

作为曾经的“现代工业革命的摇篮”和“世界制造工厂”，英国的现代化发展绝大多数来源于制造业。然而，在出现第三产业和金融业后，英国制造业开始低迷，制造业从业人员从30年前的500万人下降到300万人；同时，在2008年金融危机中，英国损失惨重，政府当局认识到“要强大和富国，必须靠制造业”，并以此为依托，开展“再工业化”。为促进制造业回流，抢占制造业新的制高点，力保“全球工厂”和“当代工业革命的摇篮”的荣誉，英国试图将已经挪到其他地区的公司、生产线和交易搬回本国，推出了“高价格制造”策略，期望鼓舞英国公司在本国制造出更多全球高附加值产品。2012年，英国启动了对未来制造业开展预知的策略研究项目，即“英国制造2050”。该项目通过分析制造业面临的问题，提出英国制造业发展与重新崛起的政策。2014年，英国贸易、创造和技能部发布了《工业策略：国家与工业之间的合作关系》，旨在加强英国制造业的竞争性，促使其可持续成长，并减少未来的不确定性。

④法国。

2010年，法国政府在“新产业政策”中，明确将工业置于国家发展的核心位置，提出了法国必须进行再工业化。2013年，推出了“新工业法国”战略，旨在通过创新重塑工业实力，使法国处于全球工业竞争力第一梯队。2015年，法国推出“新工业法国Ⅱ”战略，战略布局优化为“一个核心、九大支点”。其中，一个核心为未来工厂，九大支点为新资源开发、可持续发展城市、环保汽车、现代化物流、新型医疗、大数据经济、智能装备、网络与信息安全、新型食品等。2016年，法国公布“未来工厂”标准化战略。

⑤日本。

1990年，日本政府提出了智能制造研究十年计划，并联合欧美国家，协商共同成立MS（智能制造系统）国际委员会。1992年，日、美、欧三方共同提出研发合作系统，该系统中人和智能设备不受生产操作和国界限制。1994年，启动了先进制造国际合作研究项目，包括全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制等。为应对德国“工业4.0”、美国工业互联网对日本制造业的挑战，在分析本国制造硬件及嵌入式软件技术方面优势及产业特点的基础上，日本政府将机器人发展作为向智能制造迈进的主要抓手。2015年，日本政府发布《机器人新战略》，旨在将机器人与IT技术、大数据、网络、人工智能等深度融合，使日本成为世界机器人创新高地、世界一流的机器人应用国家，引领世界机器人产业的发展。

（2）智能工厂成为推进军工智能制造发展的重要抓手。

德国“工业4.0”战略、欧盟委员会“单一数字市场”战略、法国“新工业法国Ⅱ”战略、韩国“制造业创新战略3.0”等均明确提出将智能工厂作为推进智能制造发展的重要抓手和着眼点，一些军工企业和机构也开始积极探索智能工厂建设。

2015年2月，美国通用电气公司按照“工业互联网”理念建立了柔性制造工厂，该工厂将通过数据与硬件设备连接，实时感知、分析、优化制造资源与制造过程，无须人员和设备调整即可按照订单迅速转产，使产品研发周期缩短20%，制造及供应链效率提高20%。英国谢菲尔德大学先进制造研究中心研究建造投资4 300万英镑的世界上首个完全可重构装配和零部件制造的2050未来工厂。日本山崎马扎克机床公司提出SMART工厂概念，目标是将先进制造装备、自动化技术、先进生产实践全部数字化集成，实现过程控制和操作监控数据信息共享，工厂内所有制造系统都被设计成“可快速转换”，适应小批量、多组件的生产需求。

围绕智能工厂建设，虚拟制造、增材制造、智能传感器、机器人、智能机床网络实物系统、大数据、云计算、物联网等智能制造发展重点也在稳步开展。例如，2015年1月，美国数字化制造与设计创新机构开展了智能制造相关技术领域的项目招标，主要包括：“工厂网络安全基础设施评估”“智能机床通信标准”“车间增强现实和可穿戴计算”“面向网络实物制造的操作系统”等。英国谢菲尔德大学先进制造研究中心正在开展“智能加工：机床和刀具的内嵌传感器”研发，旨在使传感器变得更小，将仅有几分之一毫米的温度传感器植入切削刀具刀刃中，以降低传感器的制造成本。与此同时，智能制造的新技术也开始投入使用，如芬兰JOT自动化公司2015年推出一种自适应加工机器人系统，在一个连续工序中完全实现喷气发动机涡轮叶片机加工、检测以及抛光的自动化，解决了加工协调性问题，避免了手工精加工工序，减少了切削时间，显著提高了零件尺寸精度。

（3）数字化能力建设成为牵引军工智能制造实施的关键。

围绕缩短装备研制周期，节约研制成本等发展需求，军工领域的设计/制造/管理集成技术在系统集成解决方案实施应用等方面取得了一定进展。

2018年，美国国防部发布《国防部数字工程战略》，将国防部以往线性、以文档为中心的采办流程，转变为以模型和数据为核心的数字工程生态系统，使国防部逐步形成以模型和数据为核心的工作方式。目前，美国国防部已实施数字系统模型、数字线索、飞行器机体数字孪生、工程弹性以及计算研究和工程采办工具与环境等多个数字工程转型计划和项目。

俄罗斯政府积极推进数字化制造工程。俄罗斯工贸部联合几家军工企业，在莫斯科MAKS-2017航展上，展示了“俄罗斯4.0”（4.0RU）数字化工业制造方案模型。该模型以MS-21客机的一个螺栓为例，模拟了从企业提出需求到设计生产、再到交付运货商的整个数字化制造过程。

为适应飞机研发制造全球协同研发模式这一需求，法国达索航空公司于2015年推出了“面向运营的生产”（Build to Operate）工业解决方案。该方案可以提供所有生产能力的实时可见，包括生产车间、生产线、生产单元及单个生产设备等，是实现制造企业持续改进的一个关键技术；可用于加速新生产线的启动，达到最佳的生产速度。通过实施该方案，可使故障率下降25%，材料利用率提高25%，首次质量改进提升15%以上。

英国罗尔斯·罗伊斯公司通过深度参与美国“数字化制造与设计”创新机构的项目，来提升数字化水平。一个典型项目是关注供应链MBD/MBE改进，目标是利用现有的和新兴的基于模型的定义（MBD）和基于模型的企业（MBE）技术，扩展现有的以零件几何尺寸标注为主的产品定义方法，实现产品全生命周期内的语义模型标注、行为参数标注、环境定义标注等，提升MBD/MBE在整个供应链上的互操作能力。此外，数字孪生、数字线索也是该公司研究发展的重点方向之一。(www.daowen.com)

（4）虚拟/增强现实技术显著提高武器装备研制生产效率。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，用户可以沉浸到该环境中，实现一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真。在虚拟现实技术基础上，还发展出了增强现实和混合现实等技术。

虚拟现实技术在国防领域的应用迅速扩大，可构建出更加真实的装备研发和制造场景，佩戴专用设备的设计人员和用户可异地实时共享设计制造信息，取得显著效果，有助于改进研制方案，缩短研发周期，同时满足武器装备在质量、安全性和精度上的严苛要求。

——提升装备设计合理性和研制效率。美国洛·马公司利用虚拟现实技术构建无缝数字化环境，能够将设计和制造集成在过程中，使工程人员在沉浸式虚拟环境中进行产品研发，对产品设计和制造工艺进行验证、测试和优化，以此减少返工。目前，洛·马公司已将其用于制造卫星零部件，并将会扩展到导弹研制上。雷神公司、英国BAE系统公司等军工集团也已将虚拟现实技术用于导弹等武器装备的设计开发过程，并验证虚拟现实技术在生产过程中的应用效益。美军已将增强现实技术应用于福特级航母和“弗吉尼亚”攻击性核潜艇研制。2015年，美国国防部启动“基于增强现实和可穿戴设备的车间布局”项目，旨在提高武器装备设计制造效率。

——改进产品制造过程和缩短制造时间，并逐渐成为推进智能制造的关键技术之一。2015年，法国发动机制造商、斯奈克玛公司将最先进的激光投影技术和虚拟现实辅助系统，用于新型LEAP发动机脉动装配生产线建设中，显著提升工人在整个装配过程中不同工位的舒适度和效能，以进一步缩短发动机装配时间。空客、洛·马、通用电气等军工集团在应对智能制造这一发展趋势中，均将虚拟现实技术作为构建“未来工厂”的重要技术之一。空客公司在“未来工厂”建设构想实施中，已经将混合现实应用工具作为下一步主推的一种智能化便捷使用工具，致力于将数字化样机集成到生产环境中，向生产工程师提供零部件3D模型；利用该工具，操作人员可以与飞机数字化样机虚拟环境实现良好交互。目前，已经开始用于A380、A350XWB生产线中，检测A380机身上6万～8万个支架所需的时间从3个星期缩短到仅仅3天。

（5）工业机器人技术在军工制造领域应用范围不断扩展。

随着科学技术的不断发展，工业机器人已成为柔性制造系统、自动化工厂、计算机集成制造系统的自动化工具，代表着未来智能制造装备的发展方向。随着机器人灵巧操作、自主导航、环境感知与传感、人机交互等关键技术水平的提升，工业机器人在国防制造领域应用范围从焊接、表面喷涂钻孔等传统领域迅速扩展，在飞机复杂空间装配、导弹精密系统装配、复合材料成型等多个领域取得应用突破，以不断满足高性能武器装备高效研制生产需求。

①降低大型复杂结构制造成本。

朱姆沃尔特级驱逐舰（DDG-1000）是美国海军新一代多用途对地打击宙斯盾舰，该舰体系结构复杂，但体现了美国海军的科技实力、财力的雄厚以及设计思想上的前瞻，是美国海军的新一代主力水面舰艇。研制生产过程中，由于传统人工焊接难以较好满足耗时的大型复杂结构制造要求，DDG-1000的垂直发射系统（VLS）大规模采用了机器人焊接技术，节省了劳动力和材料，缩短了建造时间，相应技术推广到DDG-51级驱逐舰后续舰建造中，预计节省成本近700万美元。

②提高产品检测性能。

美国海军研究实验室（NRL）开发了一套复合材料测试机器人，它是一个多载荷机器人，有六个可用于线性运动和制动的设备。当材料样品一端被抓手控制时，制动器将移动抓手控制材料样品的另一端，使其能进行拉伸、弯曲和旋转等组合动作。与传统上只能检测单一载荷下材料的性能方式相比，该机器人能进行更多测试，利用先进的数学方法能创造一个与实际试验结果完全相符的理论模型，因而能得到复合材料在任何可能负载下的性能。

③提高研制生产效率。

目前机器人在装配加工简单形状和结构中已得到广泛应用。如，连接筒形机身和将机翼蒙皮与翼梁、翼肋进行装配。美国波音公司正在实施一项名为“黑金刚石”的计划，旨在验证将更多的机器人自动化装配融入飞机复杂结构制造中。这项计划将提高基于计算机详细模型的工程技术水平，使机器人应用到更复杂的复合曲线形状和内部结构装配中，实现一个工序完成已钻孔部件的装配和紧固，提高装配精度与效率。

④提高生产安全性和可靠性。

潜艇和航母舱内甲板的表面维护常在危险的环境中进行，这给操作工人带来许多安全问题，此外，其中一些表面船厂工人无法接触到。为了能够到达这些地方，船厂必须移动大量的管道设备，增加了额外的工作和成本。美国海军金属加工中心开发了一个解决方案，旨在降低成本并改善工人安全性，主要措施是改进了现有遥控履带牵引装置，用来在船上危险或难于抵达的区域进行各种检查、涂层清除和维护工作。同时，开发了一个不足254mm高、381mm宽的遥控爬行装置，能够到达狭窄部位，进行清除涂层和检测工作。该项目通过减少舱底甲板所需的人工维护工作，可为海军节约近2.67亿美元。

（6）工业物联网技术开始在军工企业部署实施。

物联网技术与军工行业技术整合之前，要严格考虑军工生产中的相关技术标准，且设置有效的安全保障体系，构建有效的模式。在行业技术与新技术融合的过程中，对于原有军工安全生产技术、生产流程管理精密技术、通信技术以及自动化技术等各方行之有效的融合，实现新老技术的集成。随着传感器技术、网络技术、信息处理技术、无线射频技术等工业物联网关键技术的不断成熟，工业物联网开始在军工企业进行部署实施。

①FANUC Intelligent Edge Link and Drive（FIELD）系统实现工厂机器设备的互联。

由包括发那科、思科、罗克韦尔自动化等多家公司共同研发的FANUC FIELD系统以思科和罗克韦尔自动化共同开发的“全厂融合以太网（CPwE）”架构为基础，利用罗克韦尔的Stratix以太网交换机，在确保工业用途所要求的安全性的同时，将机器人及多种机床接入“思科统一计算系统（Cisco UCS）”，这样能实现自动化系统中的机床、机器人、周边设备及传感器的连接，并提供先进的数据分析，提高生产过程中的生产质量、效率、灵活度，缩短停机时间以及提高设备可靠性，从而提高设备综合效率（OEE），促进生产利润提升。同时，FIELD系统还实现了先进的机器学习和深度学习能力。

②以“智能空间”为代表的工业物联网平台。

Ubisense公司开发了工业物联网平台——“智能空间”（Smart Space）。该平台通过建立一个实时镜像实现生产环境的数字孪生，将现实世界中的活动与制造执行及计划系统联系起来，可实时监测三维空间中的交互，即时掌握移动资产相关的可见性和可衡量性。该平台不仅能告知资产所在位置，还提供高级别的控制，以确保在指定工作区中不会使用不受控制的工具。此外，“智能空间”平台还提供对资产和工具的电子审计，详细描述所有客户所配置设备的行踪，使制造商能快速有效地对现场检查作出回应，避免因装配和错过交货期的延误。目前，洛·马公司在F-35战斗机生产线上部署该平台，构建了F-35战斗机生产线的数字孪生，大幅提升制造效率，为洛·马公司的“工业4.0”战略提供基础平台。

③柔性工厂合作联盟加速物联网技术在工厂的应用。

2015年，日本政府提出《机器人新战略》，明确指出物联网技术是日本智能制造发展的重要战略方向之一，并成立“物联网升级制造模式工作组”，以弥补日本制造业在互联网技术上的短板，带领日本制造业重新做大做强。2017年，欧姆龙公司、电气公司（NEC）、富士通公司、国际先进电信研究所（ATR）等7家单位，联合成立“柔性工厂合作伙伴联盟”。该联盟是日本产业界落实《机器人新战略》的一个重要举措，将成为物联网技术在制造业中发展应用的重要推动力，其目的是促进无线通信协调控制技术标准化，实现各种无线通信系统的协调控制、稳定通信，推进无线通信等物联网技术在制造工厂中的应用，提高生产效率，并推广技术标准的应用。