1、 1 Unrestricted|Siemens 2025|DI FA VM-F&B Future Food 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.3 1.1 行业概述.3 1.2 政策支持.4 1.3 未来趋势.4 1.4 产业链.4 第二章：工艺及特点分析.5 2.1 生产特点.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.7 3.1 集成的自动化平台.7 3.2 数

2、字孪生.7 3.3 一体化工程.8 3.4 发酵过程的精准控制.8 3.5 柔性化生产.9 3.6 生产计划及执行.9 3.7 首次即正确的生产.9 3.8 质量管理.10 3.9 预测性维护.10 3.10 能碳管理.10 3.11 IT/OT 融合.11 3.12 远程运维.11 3.13 网络和数据安全.11 3.14 员工的技能培训.12 3.15 标准化与数字化咨询.12 3.16 生命周期服务.12 第四章：案例分享.13 3 Unrestricted|Siemens 2025|DI 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

3、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。中国轻工业联合会披露，2024 年，生物发酵主要产品产量 3496 万吨，同比增长约6.1%；出口约 880 万吨，同比增长约19.7%，同比出口额增长约 8.5%。2024年，我国生物发酵行业主要产品总产值约为2900 亿元1。近年来，生物制造产业迎来重大发展机遇。合成生物学、发酵动力学等前沿科技的 1 来源：智研咨询 突破，带动了整个

4、产业链升级。生物发酵领域的投资热度持续攀升，许多上游原料供应商开始布局发酵产业，下游食品饮料、美妆等企业也纷纷通过投资或合作的方式进入这一领域，形成了全产业链协同发展的新格局。然而，当今生物发酵行业仍面临多重挑战：现有菌种转化效率低、发酵过程控制精准度有待提升、原材料和能源成本居高不下、国际市场专利壁垒严峻、环保法规日趋严格。在这样的背景下，数字化转型成为企业突破发展瓶颈、提升竞争力的关键路径。图 2 2021-2024 年我国生物发酵主要产品总产量及总产值2 2 我国生物发酵产业协会 图 1 生物发酵的应用领域 4 Unrestricted|Siemens 2025|DI FA VM-F&B

5、 Future Food 1.2 政策支持 中国生物制造行业正迎来密集的政策红利。2021 年 12 月国家发改委发布的十四五生物经济发展规划明确提出，要构建生物技术战略科技力量，重点突破关键核心技术瓶颈。2024 年发布的政府工作报告更是将生物制造列为重点培育的新质生产力，此举标志着该领域已进入国家战略发展快车道。2025 年 3 月的政府工作报告中提出要建立未来产业投入增长机制，培育生物制造等未来产业。2025 年 6 月，工信部和发改委公布的两部门关于开展生物制造中试能力建设平台培育工作的通知提出，到 2027年，力争培育中试能力建设平台20个以上，服务企业数量超过 200 家，孵化产品

6、 400 个以上，有力支撑创新成果的小试验证中试扩大产业化应用”。生物制造作为提升经济竞争力的着力点，也是我国继绿色制造、智能制造后，推进制造强国建设的又一个重要抓手。1.3 未来趋势 1.4 产业链 图 3 生物发酵产业链 5 Unrestricted|Siemens 2025|DI FA VM-F&B Future Food 第二章：工艺及特点分析 2.1 生产特点 前段工艺（菌种活化、扩大培养）为了让菌种逐步适应发酵环境，采取逐级放大培养的方式，从固体试管、液体试管、到小三角瓶、大三角瓶，再到种子罐，逐步进行过渡。该步骤旨在为后续大规模发酵提供大量新鲜且具有高活力的菌种，并使菌种逐步适应