生物制造提供分散式生产,以保障全球供应链免受地缘政治和气候冲击。
人工智能将多变的生物过程转化为可重复、可规模化的运营,助力建设有韧性的区域制造网络。
如何让有前景的理念转化为可规模化的影响力,是世界经济论坛的新领军者年会(又称“夏季达沃斯论坛”)的重点议题之一,该会议将于6月23日至25日在中国举行。
在过去一个世纪的大部分时间里,“产业韧性”意味着确保石油、矿石以及运输这些资源的漫长而集中的供应链。这一定义已不再足够。随着全球经济日益呈现多极化,供应链一次又一次遭受冲击——疫情、战争、干旱、出口管制——各国政府正在重新认识一个令人不安的事实:在需求所在地附近生产产品的能力,是一项战略优先事项,而非事后考虑。
生物学应处于这一重新思考的核心。生物制造——通过改造细胞来生产几乎一切事物,包括化学品、材料、食品、蛋白质、药品和燃料——特别适合需要生产更加灵活、更加分散且更难被扰乱的世界。问题已不再是生物学是否能够做到这一点。问题在于,各国是否愿意投入其所需的核心产业基础设施,还是将其搁置在小众创新领域,并因此落后。
为何生物经济如今如此重要?
生物经济已是全球经济的重要组成部分。据多数估计,其规模已达4至5万亿美元,并有望在2050年前增长至30万亿美元。这并非一个投机性的前沿领域,而是一个正在实时形成的产业基础。至少目前已有50个国家制定了国家生物经济战略或政策,而最大的经济体正从口头表态转向实际投入。
欧盟发布了其《欧盟具有竞争力和可持续性的生物经济战略》,该战略于2025年11月发布,明确将生物学视为战略自主和韧性的问题。中国于2022年通过了国家生物经济战略,美国国防部也已承诺在五年内投入2.7亿美元用于支持生物技术以构建有韧性的供应链。当国防部门为发酵技术提供资金时,范式转变已显而易见。
全球南方国家的利害关系最为重大:从巴西到印度,原料丰富的经济体已转向分布式生产枢纽,而非仅作为原材料出口国。
韧性问题具有结构性。化学品和材料的全球供应链高度集中,往往依赖少数拥有石油储备、大型农业基地或特定加工能力的国家。这种集中恰恰使其变得脆弱。生物制造提供了一种不同的布局方式:生产可在区域内选址,利用本地原料运行,并且无需在附近建设石化综合体即可投入运营。近期一项《Nature Communications》分析明确指出:供应链韧性正日益成为生物制造的设计标准,与成本和环境绩效并列,其价值恰恰在于能够降低对地缘政治冲击的暴露程度。
前进之路:不仅要设计生物学,还要运营生物学
围绕生物学领域人工智能的大部分热议都集中在发现环节——设计新菌株、预测蛋白质结构、加速研发。这些工作意义重大,但它只解决了问题的一半。另一半是运营层面:如何在工业规模下持续稳定、优化、转移并经济地运行生物过程。
这正是人工智能如今所进入的领域,也是其对韧性影响最大的领域。在机器学习、数字孪生和预测性过程控制方面的进展,使运营人员能够实时监控活的生产过程,并在其偏离规格之前进行调整,而不是在一批产品报废之后才做出反应。从每批数据中学习的强化学习模型,可逐步提高产出率并增强一致性。其效果是将生物学固有的复杂、多变特性转化为可重复的操作——而可重复性正是分布式生产得以可行的关键。一个可以可靠转移的工艺,就是一个可以同时在多个地点运行的工艺。
人工智能带来的运营收益不止于单一设施。从历史上看,生物工艺知识高度依赖工匠经验,深植于经验丰富的操作人员之中,并针对特定发酵罐或场地的独特条件进行校准。这种工匠式的基础正是放大生产规模经常失败的原因之一:在一个地点行之有效的做法,未必能够顺利转移到另一个地点。人工智能通过将积累的工艺知识编码进随工艺一同迁移的模型中,改变了这一局面。当某一设施优化了一次发酵运行时,这些经验可以为下一次部署提供基础,而无需从头重建。要使分布式生产网络真正发挥网络的作用,而不是孤立的孤岛,这种可移植、已编码的知识正是其中的纽带。
这里有一个值得借鉴的先例。化学品、半导体和能源行业各自在一代人之前经历了其产业智能化革命,当时软件开启了更为优越的大规模工厂运营方式。生物制造如今正进入同样的时代。那些掌握生物领域运营智能的国家和企业,将是真正能够建成战略文件所描述的有韧性、分布式产能的先行者。
这对政策制定者提出了哪些要求
将生物学视为战略基础设施,意味着三项具体转变。第一,资助制造环节,而不仅仅是发现环节——包括中试和示范设施、共享基础设施,以及使工艺可转移的数据系统。奖励基础设施发展的经济生态系统,其重要性与政府强制性主导和管理的努力同等重要,甚至往往更为有效。第二,为真正基础设施所需的长周期构建公私投资结构。第三,投资于劳动力和关键工具,使分布式网络真正作为一个整体发挥作用。
生物学已不再是产业韧性的可选项。它是少数能够实现以下目标的工具之一:在本土生产关键材料、摆脱对关键瓶颈环节的依赖,并随条件变化而调整适应。科学已经准备就绪,战略逻辑也已清晰。剩下的是更为艰巨、不那么引人注目的工作,即学会在规模上运营生物学——而这正是希望保持韧性和竞争力的国家需要聚焦之处。
论坛正在聚焦创新如何从突破走向规模化并产生影响,相关内容将在2026年6月23日至25日于中国举办的夏季达沃斯论坛前发布。请关注最新动态。



