范式内核：从僵固执行到动态演进的“系统智能”
传统自动化的核心是可编程逻辑控制器（PLC），其伟大之处在于用确定性的代码取代了人工的重复操作，带来了效率与一致性。然而，其“天花板”也在于此：程序无法处理未曾预见的场景，产线无法轻松适应产品的快速变化，整个系统犹如一条坚固但缺乏弹性的“传送带”。

工业自主性的内核，是构建一个具备感知、分析、决策、执行与学习闭环能力的“系统智能”。它由三大核心技术支柱构成：

1. 工厂级数字孪生：在虚拟世界中预演一切
自主系统的“练兵场”和“决策沙盘”是高保真、动态同步的数字孪生。它已从静态的3D模型，进化为与物理工厂毫秒级同步的“活”的镜像。例如，罗克韦尔将其Emulate3D软件与英伟达Omniverse平台深度集成，能够对机械运动、热力学特性、多系统交互进行物理级的高保真仿真。这意味着，工程师可以在虚拟环境中，安全、低成本地模拟新产品的全流程生产，测试极端工况，甚至训练AI控制算法。在“深海一号”智慧气田项目中，中国海油正是通过构建覆盖管网的五大孪生系统和国内首个全流程工艺模型体系，实现了海底设施的“无人工厂”式自主优化运营。

2. 软件定义自动化：解耦硬件的枷锁
实现快速演化的前提是“软硬解耦”。软件定义自动化（SDA）将控制逻辑从特定的PLC硬件中抽象出来，使其成为可以独立开发、测试并在各类计算资源（如边缘服务器、工业PC）上弹性部署的软件资产。这使得更新一个控制策略或部署一个AI模型，不再需要停产更换硬件，只需一次软件推送。更进一步，AI正在重塑开发方式。例如，集成Nvidia Nemotron Nano这类紧凑型语言模型到工程软件（如罗克韦尔的FactoryTalk Design Studio）后，工程师可以用自然语言描述控制需求，由AI辅助生成代码框架，极大加速复杂系统的开发。

3. 全域智能感知网络：让数据流动并产生意义
自主系统需要超越单点信号的、上下文丰富的环境感知。这依赖于两方面的革新：一是如西门子Simatic ET 200SP分布式I/O系统这类的高密度、模块化智能终端，确保海量现场数据的可靠采集；二是将移动机器人（AMR）等移动平台重塑为“数据采集官”。它们搭载高精度传感器在车间穿梭，绘制无线信号地图、监测热梯度、采集颗粒物数据，填补固定传感器网络的盲区，为全局优化提供前所未有的环境洞察力。

二、 实现路径：从“自动化孤岛”到“自主性生态”的构建
通往工业自主性的道路并非一蹴而就，而是沿着“连接-分析-优化-自主”的路径分层实现。领先的“领航级”智能工厂已展示了清晰的演进图景。

第一层：全要素连接与数据贯通
这是一切智能的基石。无论是格力电器“协同屋”模式下，通过MES条码、RFID和视觉识别实现的从订单到成品入库的全流程数据实时采集与追溯；还是山钢日照公司利用5G网络确保原料场9台巨型堆取料机稳定传输控制信号与视频数据，其目标都是打破“信息孤岛”，让数据在“云-边-端”一体化的架构中自由流动。

第二层：AI嵌入核心生产环节
数据价值通过AI在具体场景的深度嵌入而释放。在山钢日照公司4300mm产线，过去依赖老师傅肉眼判断、手动操作的高温钢坯转钢环节，已被AI机器视觉系统取代。该系统采用YOLOv8目标检测算法，通过1600余张样本数据训练，能实时识别钢坯轮廓与角度，并与轧机控制系统实现毫秒级闭环联动，使工人劳动强度降低80%以上，实现了从“经验判断”到“算法决策”的跨越。在潍柴动力的“AI飞轮智能装配单元”，AI同样引导机械臂完成了飞轮与螺栓的精密识别与全自动装配。

第三层：多智能体协同与全局优化
这是自主性的高级形态，即系统内多个智能体（Agent）为实现共同目标而自主协同。在中联重科的挖掘机共享制造智能工厂，其系统首次实现了70多种型号挖掘机的混流生产，甚至能联动起重机、泵车等跨品类产品进行协同共享制造。这背后，必然是多个排产智能体、物流智能体、加工智能体在统一调度下的高效协作。中国信息通信研究院院长余晓晖指出，超九成的领航级工厂已实现“换产即稳产”的柔性制造，超三成更是通过多智能体辅助决策来调度全局资源，优化整个价值链。

三、 未来图景：人机关系的重塑与产业价值的升维
工业自主性的终极目标，并非建造“无人工厂”，而是构建一个“人机共智”的新生态。在这个生态中，机器的“自主”是为了更好地“增强”人类。

人的角色进化：从重复劳动的操作员，升级为整个自主系统的规划者、协作者与最终决策者。人类专家负责设定生产目标、定义优化边界、处理极其复杂的异常情况，并从事更具创造性的工艺创新与产品设计。正如行业报告所展望的，未来的工厂中，人类将聚焦于战略性思考与价值创造，成为智能体网络的“指挥官”。

产业价值的升维：企业的竞争力将从“设备自动化水平”升维为“系统自主化能力”。这包括构建和迭代高质量数字孪生的能力、开发和部署工业AI模型的能力、以及管理和运维一个复杂自主系统的能力。工厂将从一个成本中心，转变为一个能够持续自我优化、快速响应市场变化的战略性价值创造中心。